JP2002324729A - 電子部品とその製造方法 - Google Patents

電子部品とその製造方法

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JP2002324729A
JP2002324729A JP2002033075A JP2002033075A JP2002324729A JP 2002324729 A JP2002324729 A JP 2002324729A JP 2002033075 A JP2002033075 A JP 2002033075A JP 2002033075 A JP2002033075 A JP 2002033075A JP 2002324729 A JP2002324729 A JP 2002324729A
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JP
Japan
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tio
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thin film
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Minoru Takatani
稔 高谷
Toshiichi Endo
敏一 遠藤
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TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】製造時間が短縮され、かつクラックやそりが発
生しにくく、コスト低減が図れる電子部品とその製造方
法を提供する。 【解決手段】樹脂、または樹脂に粉末状の機能材料を混
合してなる複合材料を薄い板状に形成して硬化し、コア
基板9aを作製する。コア基板9aの表裏面の少なくと
もいずれかに蒸着法、イオンプレーティング法、イオン
ビーム法、気相成長法、スパッタリング法のいずれかに
よって薄膜導体を形成した後にパターニングして導体パ
ターン19〜22を形成する。樹脂、または樹脂に粉末
状の機能材料を混合してなる複合材料を薄い板状に形成
して半硬化したプリプレグ9bを作製する。該プリプレ
グ9bとコア基板9aとを交互に積層し、熱プレスによ
って一体化して積層部品を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂または粉末状
の機能材料を樹脂に混合してなる複合材料を用いて積層
構造に構成される電子部品とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜導体を用いて積層電子部品を製造す
る方法として、特開平5-267063号公報には、図
5に示す方法が開示されている。図5に示すように、ま
ず例えばインダクタを製造する場合、フェライトとして
所定の機能を得るための原料粉末を配合し(ステップS
1)、整粒、粉砕する(ステップS2)。その後、この
配合し所定の粒度に整えられたものをバインダーおよび
溶剤と用いてエナメル化する(S3)。
【0003】積層、焼成工程においては、フェライトペ
ーストのスクリーン印刷(ステップS4)、乾燥炉の昇
温による仮焼成(ステップS5)、蒸着、スパッタリン
グ、イオンプレーティングのいずれかによる薄膜形成に
よるインダクタ電極付与(ステップS6)、フェライト
ペーストのスクリーン印刷(ステップS7)を行い、こ
の工程を所望の数のパターンが得られる回数繰り返す。
前記電極パターン形成は、多数個分のインダクタについ
て同時に行われる。
【0004】その後、各チップごとに切断し(ステップ
S8)、チップの側面に外部電極を塗布または蒸着、ス
パッタリングなどにより形成する(ステップS9)。そ
の後、外部電極以外の部分にシリコンによる被服処理
(ステップS10)を行い、必要な場合には外部電極に
電気めっきを施す(ステップS11)。
【0005】本出願人は、既に、樹脂または樹脂に機能
材料(誘電体粉末または磁性体粉末)を混合してなる複
合材料を用い、かつ蒸着などによる薄膜導体を用いた電
子部品を得る場合には、機能材料ペーストの印刷、熱硬
化、薄膜形成を繰り返すことによって積層電子部品を
得、特許出願を行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例のように、
印刷と硬化を繰り返す工程により製造する場合、製造工
程に要するコストと時間が非常にかかるため、製品コス
トが高くなり、製品化するための期間が非常にかかると
いう問題点があった。
【0007】また、セラミックの場合、焼成してから印
刷や薄膜導体を構成するには、素体のもろさの影響がで
やすく、また、応力がかかってしまうため、クラックや
そりなどの問題がでやすい。さらに、本来、積層体は何
時間もかけて焼成するものなので、層数が増えると、長
い製造時間とコストがかかってしまう。
【0008】また、樹脂または複合材料の場合も、熱硬
化と印刷を繰り返すため、大きな応力がかかり、印刷面
が荒れる等、層数が多くなると製造が難しくなってしま
う。
【0009】本発明は、上記問題点に鑑み、製造時間が
短縮され、かつクラックやそりが発生しにくく、コスト
低減が図れ、層数が多い場合でも製造が行える電子部品
とその製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による電子部品の
製造方法は、樹脂、または樹脂に粉末状の機能材料を混
合してなる複合材料を薄い板状に形成し硬化してコア基
板とし、該コア基板の表裏面の少なくともいずれかに蒸
着法、イオンプレーティング法、イオンビーム法、気相
成長法、スパッタリング法のいずれかによって薄膜導体
を形成した後にパターニングし、樹脂、または樹脂に粉
末状の機能材料を混合してなる複合材料を薄い板状に形
成して半硬化したプリプレグと前記コア基板とを交互に
積層し、その後熱プレスによって一体化して積層部品を
得ることを特徴とする。
【0011】このように、コア基板とプリプレグとをそ
れぞれ別々に作成して積層し同時に硬化させることによ
り、製造時間が短縮され、コスト低減が図れる。また、
熱プレスにより一度に全体が硬化されるので、クラック
やそりが発生しにくくなり、層数が多い場合でも製造が
可能となる。
【0012】また、薄膜導体が薄く形成できるために、
第一に部品の薄型化が可能となり(特にコンデンサにお
いてこの効果が顕著となる。)、第二にパターニング精
度や層間精度も上げることができ、第三に薄膜導体が薄
いために導体の周辺まで樹脂が埋まり、めっき処理等の
後工程に起因するマイグレーションを防止することがで
きる。なお、ここで、粉末状とは、顆粒状、フレーク
状、針状、スパイク状を含む意味で用いる。
【0013】本発明による電子部品は、樹脂、または樹
脂に粉末状の機能材料を混合してなる複合材料を薄い板
状に形成して硬化してなるコア基板と、該コア基板の表
裏面の少なくともいずれかに薄膜形成技術によって形成
され、かつパターニングされた薄膜導体と、樹脂、また
は樹脂に粉末状の機能材料を混合してなる複合材料から
なり、前記薄膜導体を形成したコア基板間に介在させた
接着層とにより構成され、前記コア基板と、該コア基板
間に前記接着層として設けるプリプレグとからな積層体
を熱プレスによって一体化してなることを特徴とする。
【0014】このような積層構造で電子部品を構成する
ことにより、製造時間の短縮、コスト低減、クラックや
そりの発生の防止が達成できる。
【0015】また、本発明の電子部品において、好まし
くは前記薄膜導体を5μm以下の厚みとする。
【0016】薄膜導体の厚みが5μmを超えると、薄膜
形成に時間がかかりすぎ、製造時間の短縮が困難となる
が、この厚みを5μm以下とすることにより、製造時間
が長くなることを回避することができる。なお、薄膜導
体の厚みが1μm未満では導体抵抗が大きくなってしま
うため、Qをある程度維持したい場合には、薄膜導体の
厚みを1μm以上とすることが好ましい。しかし、コン
デンサやロスを大きくしたい例えばノイズ除去回路等の
回路部分においては、薄膜導体の厚みは1μm以下でも
充分であり、例えば0.3μm以上あればよい。
【0017】また本発明の電子部品において、前記樹脂
として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビ
スマレイミドトリアジン(シアネートエステル)樹脂、
ポリフェニレンエーテル(オキサイド)樹脂、フマレー
ト樹脂、ポリブタジエン樹脂あるいはビニルベンジル樹
脂のうちいずれか1種以上の熱硬化性樹脂か、または芳
香族ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹
脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテ
レフタレート樹脂、ポリエチレンサルファイド樹脂、ポ
リエチルエーテルケトン樹脂、ポリテトラフルオロエチ
レン樹脂、ポリアリレート樹脂あるいはグラフト樹脂の
うちの少なくとも1種以上の熱可塑性樹脂か、または前
記熱硬化性樹脂のうちの少なくとも1種以上と前記熱可
塑性樹脂の少なくとも1種以上とを複合させた樹脂を用
いることができる。
【0018】また、本発明の電子部品において、前記粉
末状の機能材料として、Mn−Mg−Zn系、Ni−Z
n系あるいはMn−Zn系のうちのいずれか1種以上か
らなるフェライト磁性体材料か、またはカーボニル鉄、
鉄−シリコン系合金、鉄−アルミニウム−珪素系合金、
鉄−ニッケル系合金あるいはアモルファス系(鉄系、コ
バルト系)合金のうちのいずれか1種以上からなる強磁
性金属磁性材料か、またはBaO−TiO−Nd
系、BaO−TiO−SnO系、PbO−CaO
系、TiO系、BaTiO系、PbTiO系、S
rTiO系、CaTiO系、Al系、BiT
iO系、MgTiO系、(Ba,Sr)TiO
系、Ba(Ti,Zr)O系、BaTiO−Si
系、BaO−SiO系、CaWO系、Ba(M
g,Nb)O系、Ba(Mg,Ta)O系、Ba
(Co,Mg,Nb)O系、Ba(Co,Mg,T
a)O系、MgSiO系、ZnTiO系、Sr
ZrO系、ZrTiO系、(Zr,Sn)TiO
系、BaO−TiO−Sm系、PbO−BaO
−Nd−TiO系、(Bi,PbO)−
BaO−TiO系、LaTi系、NdTi
系、(Li,Sm)TiO系、Ba(Zn,T
a)O系、Ba(Zn,Nb)O系あるいはSr
(Zn,Nb)O系のうちのいずれか1種以上からな
る誘電体材料か、または前記フェライト磁性体材料、前
記強磁性金属磁性材料あるいは前記誘電体材料のうちの
少なくとも2種以上を複合させた機能材料を用いること
ができる。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は本発明による電子部品の製
造方法の一実施の形態を示す工程図、図2、図3は各工
程を図示した説明図である。
【0020】図1のステップS1においては、複合材料
を得るため、樹脂に機能粉末(磁性体粉末または誘電体
粉末)とトルエン等の溶剤を加えて混練してペースト化
する。ここで、樹脂としては、前記した各種のもののう
ちの1種以上を用いることができる。
【0021】また、これらの樹脂に混合する粉末状の機
能材料としては、前記した各種のもののうちの1種以上
を用いることができる。
【0022】次に図1のステップS2において、プリプ
レグの作成を、図2(A)に示すように行う。すなわ
ち、前記複合材料のペースト2を入れた容器1に、リー
ル3に巻いたガラスクロス4を繰り出して、ペースト2
に浸漬させる。その後、ガラスクロス4に塗布したペー
ストを、ガラスクロス4を乾燥機5に通すことにより乾
燥し、巻き取りリール6に素材7を巻き取る。その後、
この素材7を図2(B)に示すように、カッタ8により
所定の寸法ごとに切断してガラスクロス入りのプリプレ
グ9を作成する。
【0023】このようにして作製されたプリプレグは、
図1の左側の工程S3〜S6と、右側の工程S7とに分
かれてコア基板9a(図2(C)参照)あるいは半硬化
した接着層としてのプリプレグ9b(図2(F)参照)
として利用する。コア基板の形成(ステップS3)は、
例えば前記ビニルベンジル樹脂を複合材料ペースト2に
用いた場合には200℃にて2時間行う。
【0024】なお、ステップS7のプリプレグ9bの半
硬化は、例えばビニルベンジル樹脂を複合材料ペースト
2に用いた場合の半硬化は110℃で1時間行う。
【0025】ステップS4の薄膜導体形成工程において
は、図2(D)に示すように、蒸着法、イオンプレーテ
ィング法、イオンビーム法、スパッタリング法、気層成
長法等の薄膜形成技術を用いてコア基板9aの表裏面に
薄膜導体10を形成する。なお、この場合、薄膜導体1
0としては、銅、銀、ニッケル、錫、亜鉛、アルミニウ
ムなどを用いることができる。
【0026】ステップS5のパターニング工程において
は、コア基板9a上にレジストを形成し、その後の導体
層のパターンを形成するための露光と、レジストの部分
除去と、その除去部分の薄膜エッチングと、レジストの
除去の工程によって図2(E)のパターニングされた薄
膜導体11を形成する。該薄膜導体11は、1枚のコア
基板9aに対して、多数個取りのため、複数の同じパタ
ーンが縦横に配設されたものである。なお、パターン化
のための上記以外の方法として、マスクを通して導体薄
膜パターンを形成する方法もある。
【0027】ステップS6のインナービア形成工程にお
いては、図3(A)に示すように、ドリル、パンチある
いはレーザによりビアホール12を開け、その内壁に導
体13をめっきしてコア基板9aの表裏面の薄膜導体1
1、11どうしを接続する。なお、このようにビアホー
ル12の内壁に導体13をめっきする場合、薄膜導体1
1の膜厚を厚くしないための方策として、薄膜導体11
にレジスト塗布等適宜なマスキングを行う。そしてこの
レジスト塗布を行った場合は、ビアホール12へのめっ
き後、レジストを剥離する。
【0028】ステップS8の一体プレスの工程において
は、図3(B)に示すように、コア基板9aと接着層と
してのプリプレグ9bとを交互に重ね、前記本硬化の温
度、時間で熱プレスすることにより、プリプレグ9bの
層も本硬化させる。これにより、図3(C)に示すよう
に、一体化した積層体14を得る。
【0029】次にステップS9の貫通スルーホールの形
成においては、図3(D)に示すように、ドリル、パン
チあるいはレーザによりスルーホール15を開け、その
内壁に導体16をめっきしてコア基板9aの表裏面の薄
膜導体11、11あるいはこれらと内部の薄膜導体1
1、もしくは内部薄膜導体11、11どうしを接続す
る。
【0030】次にステップS10のめっき・切断の工程
においては、はんだめっきなどの必要なめっきを施した
後、個々のチップに切断する。図3(E)に示すよう
に、搭載部品17を搭載する場合には、個々のチップに
切断前または切断後に該部品17を半田付けする。
【0031】このように、コア基板9aとプリプレグ9
bとをそれぞれ別々に作成して積層し同時に硬化させる
ことにより、製造時間が短縮され、コスト低減が図れ
る。また、熱プレスにより一度に全体が硬化されるの
で、クラックやそりが発生しにくくなる。また、従来の
ように銅箔を用いてパターンを形成するとすれば、最低
9μm程度の厚みのものは開発されているものの、一般
的には18μm程度の厚みのものが使用されている。一
方、本発明のように薄膜を用いることにより、9μm以
下の薄膜が容易に形成できる。このため、パターンの厚
みによって積層体の凹凸が少なくなり、コンデンサやイ
ンダクタを形成した場合の特性のばらつきが小さくな
る。
【0032】薄膜導体10の厚みは5μm以下であるこ
とが好ましい。薄膜導体10の厚みが5μmを超える
と、薄膜形成に時間がかかりすぎ、製造時間の短縮が困
難となるが、5μm以下とすることにより、製造時間が
長くなることを回避することができる。一方、薄膜導体
10の厚みが1μm未満では導体抵抗が大きくなってし
まうため、Qをある程度維持したい場合には、薄膜導体
10の厚みは1μm以上とすることが好ましい。しかし
コンデンサや例えばノイズ除去回路のようなロスを大き
くしたい回路等においては、薄膜導体10の厚みは1μ
m未満でもよく、0.3μm以上あればよい。
【0033】図4(A)は本発明の電子部品の一例を示
す断面図、図4(B)はその層構成図である。この例は
電圧制御発振器(VCO)であり、9aはコア基板、9
bはプリプレグまたはこれを硬化させコア基板9aに接
着したものである。また、19は表面のランドパター
ン、20はコンデンサ電極、21は共振器を構成するス
トリップライン22を挟むグランド電極である。17は
トランジスタ、バリキャップダイオードといった半導体
部品や、大容量コンデンサやインダクタチップ、チップ
抵抗などからなる搭載部品である。
【0034】本発明は、上記例以外にコンデンサ、イン
ダクタあるいはLCフィルタ、LCRフィルタもしくは
半導体部品と受動部品(回路)とを組み合わせた(すな
わち混成集積させた)各種モジュールとして実現するこ
とができる。また、本発明を実施する場合、電子部品を
構成する一部または全部のコア基板9aの表裏面のうち
の一方の面のみに薄膜導体11を形成する構成も実現で
きる。
【0035】本発明のように薄膜導体を用いれば、従来
のように銅箔を使用した場合に比較して、電子部品の薄
型化が可能となる。具体的には、従来一般に導体パター
ン形成に用いられている18μmの銅箔を8層有し、絶
縁層として60μmの厚みの樹脂層を7層有する電子部
品の場合、電子部品の厚みは、60μm×7+18μm
×8=564μmとなる。
【0036】一方、本発明において、薄膜導体11とし
て3μmの厚みのものを用い、樹脂層の厚み、樹脂層お
よび導体層の層数を前記従来のものと同一とした場合、
電子部品の厚みは、60μm×7+3μm×8=444
μmとなり、従来例よりも120μm薄い電子部品を得
ることができる。
【0037】また、前記従来例の場合、導体パターンの
形成可能幅は最小50μmであり、導体パターン間の形
成可能な幅も最小50μmである。一方、本発明によれ
ば、導体パターンの形成可能幅は最小10μm、導体パ
ターン間の形成可能な幅も最小10μmとなり、ファイ
ンパターン化、すなわちパターン精度の向上が可能とな
る。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、コア基板とプリプレグ
とをそれぞれ別々に作成して積層し同時に硬化させて電
子部品を製造するため、製造時間が短縮され、コスト低
減が図れる。また、熱プレスにより一度に全体が硬化さ
れるので、クラックやそりが発生しにくくなる。また、
導体の薄型化により、部品の薄型化、パターニング精度
や層間精度の向上、マイグレーション防止効果が得られ
る。
【0039】また、本発明において、前記薄膜導体の厚
みを5μm以下の厚みとすることにより、厚みが厚くな
らず、製造時間が長くなることを回避することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電子部品の製造方法の一実施の形
態を示す工程図である。
【図2】本発明による電子部品の製造方法の一実施の形
態の一部の工程の説明図である。
【図3】本発明による電子部品の製造方法の一実施の形
態の残部の工程の説明図である。
【図4】(A)は本発明による電子部品の一実施の形態
を示す断面図、(B)はその層構成図である。
【図5】従来の電子部品の製造方法を示す工程図であ
る。
【符号の説明】
1:容器、2:複合材料、3、6:リール、4:ガラス
クロス、5:乾燥機、7:素材、8:カッタ、9:プリ
プレグ、9a:コア基板、9b:プリプレグ、10、1
1:薄膜導体、12:ビアホール、13:導体、14:
積層体、15:スルーホール、16:導体、17:搭載
部品、19:ランドパターン、20:コンデンサ電極、
21:グランド電極、22;ストリップライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E082 AB03 BB01 BB07 DD07 EE05 EE23 EE37 5E346 AA06 AA11 AA12 AA13 AA15 AA22 AA23 AA33 AA36 BB01 BB20 CC02 CC08 CC16 CC21 CC31 DD02 DD07 DD15 DD32 EE02 EE06 EE09 FF04 FF45 GG17 GG22 GG28 HH24 HH33

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】樹脂、または樹脂に粉末状の機能材料を混
    合してなる複合材料を薄い板状に形成して硬化してなる
    コア基板と、 該コア基板の表裏面の少なくともいずれかに薄膜形成技
    術によって形成され、かつパターニングされた薄膜導体
    と、 樹脂、または樹脂に粉末状の機能材料を混合してなる複
    合材料からなり、前記薄膜導体を形成したコア基板間に
    介在させた接着層とにより構成され、 前記コア基板と、該コア基板間に前記接着層として設け
    るプリプレグとからな積層体を熱プレスによって一体化
    してなることを特徴とする電子部品。
  2. 【請求項2】請求項1の電子部品において、 前記薄膜導体は5μm以下の厚みを有することを特徴と
    する電子部品。
  3. 【請求項3】請求項1の電子部品において、 前記樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポ
    リエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹
    脂、ビスマレイミドトリアジン(シアネートエステル)
    樹脂、ポリフェニレンエーテル(オキサイド)樹脂、フ
    マレート樹脂、ポリブタジエン樹脂あるいはビニルベン
    ジル樹脂のうちいずれか1種以上の熱硬化性樹脂か、 または芳香族ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルフ
    ァイド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブ
    チレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンサルファイド
    樹脂、ポリエチルエーテルケトン樹脂、ポリテトラフル
    オロエチレン樹脂、ポリアリレート樹脂あるいはグラフ
    ト樹脂のうちの少なくとも1種以上の熱可塑性樹脂か、
    または前記熱硬化性樹脂のうちの少なくとも1種以上と
    前記熱可塑性樹脂の少なくとも1種以上とを複合させた
    樹脂からなることを特徴とする電子部品。
  4. 【請求項4】請求項1の電子部品において、前記粉末状
    の機能材料は、 Mn−Mg−Zn系、Ni−Zn系あるいはMn−Zn
    系のうちのいずれか1種以上からなるフェライト磁性体
    材料か、またはカーボニル鉄、鉄−シリコン系合金、鉄
    −アルミニウム−珪素系合金、鉄−ニッケル系合金ある
    いはアモルファス系(鉄系、コバルト系)合金のうちの
    いずれか1種以上からなる強磁性金属磁性材料か、 またはBaO−TiO−Nd系、BaO−Ti
    −SnO系、PbO−CaO系、TiO系、B
    aTiO系、PbTiO系、SrTiO系、Ca
    TiO系、Al系、BiTiO系、MgTi
    系、(Ba,Sr)TiO系、Ba(Ti,Z
    r)O系、BaTiO−SiO系、BaO−Si
    系、CaWO系、Ba(Mg,Nb)O系、B
    a(Mg,Ta)O系、Ba(Co,Mg,Nb)O
    系、Ba(Co,Mg,Ta)O系、MgSiO
    系、ZnTiO系、SrZrO系、ZrTiO
    系、(Zr,Sn)TiO系、BaO−TiO−S
    系、PbO−BaO−Nd−TiO
    系、(Bi,PbO)−BaO−TiO系、
    LaTi系、NdTi系、(Li,S
    m)TiO系、Ba(Zn,Ta)O系、Ba(Z
    n,Nb)O系あるいはSr(Zn,Nb)O系の
    うちのいずれか1種以上からなる誘電体材料か、 または前記フェライト磁性体材料、前記強磁性金属磁性
    材料あるいは前記誘電体材料のうちの少なくとも2種以
    上を複合させた機能材料からなることを特徴とする電子
    部品。
  5. 【請求項5】樹脂、または樹脂に粉末状の機能材料を混
    合してなる複合材料を薄い板状に形成し硬化してコア基
    板とし、 該コア基板の表裏面の少なくともいずれかに蒸着法、イ
    オンプレーティング法、イオンビーム法、気相成長法、
    スパッタリング法のいずれかによって薄膜導体を形成し
    た後にパターニングし、 樹脂、または樹脂に粉末状の機能材料を混合してなる複
    合材料を薄い板状に形成して半硬化したプリプレグと前
    記コア基板とを交互に積層し、 その後熱プレスによって一体化して積層部品を得ること
    を特徴とする電子部品の製造方法。
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