JP2005101265A - 積層チップ形成部材及び積層チップ電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 大電流に使用可能な積層チップ形成部材及び当該積層チップ形成部材を積層した積層チップ電子部品の製造方法を提供すること。
【解決手段】 第１の電気特性を有する第１の部材の表面に第２の電気特性を有する第２の部材を形成する工程と、第３の電気特性を有し前記第２の部材に導通する第３の部材を前記第２の部材の上面に形成する工程と、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材を覆うようにスラリー状材料を塗布して第４の電気特性を有する第４の部材を形成する重層工程と、前記第４の部材を乾燥させる乾燥工程と、前記第３の部材の上面及び前記第４の部材の上面が同一の平面上に延在するように前記第４の部材を研磨する研磨工程とを有する積層チップ形成部材及び当該積層チップ形成部材を積層した積層チップ電子部品の製造方法
【選択図】 図１

Description

本発明は、積層チップ電子部品の製造方法に関し、特に大電流に対応可能な積層チップ形成部材の製造方法及び積層チップ形成部材を積層して作製する積層チップ電子部品の製造方法に関する。

従来より積層チップ電子部品を製造するために用いられる積層チップ形成部材を製造するために種々の方法が用いられている。ここで、積層チップ形成部材とは、主としてグリーンシート、内部電極、凹部解消層等により構成され、当該積層チップ形成部材を複数積層することで積層チップ電子部品を構成するような部材を言う。

図２は、印刷法を用いた積層チップ電子部品用の積層チップ形成部材の製造工程を示す。まず、キャリアフィルム１０３上に、所望の電気特性を有する粉体を含有するスラリー状材料を塗布し、乾燥させることで得られたグリーンシート１０５を用意し、そのグリーンシート１０５の上面に内部電極１０７を印刷により所定パターンに形成する。その状態が図２（ａ）に示される。

次に、内部電極１０７の間に凹部解消層１０８を印刷し、内部電極１０７の厚みによる凹部１１１を解消する。その状態が図２（ｂ）に示されている。

その後、内部電極１０７の上面及び凹部解消層１０９の上面を研磨することで平坦化し、キャリアフィルム１０３を剥離することで積層チップ形成部材１１０が得られる。図２（ｃ）に示されるように得られた積層チップ形成部材１１０を所定枚数積層して積層チップ電子部品を作製する（例えば、特許文献１参照。）。

図３は従来例による製造方法を示し、この従来例では積層チップ電子部品に用いられる積層チップ形成部材を塗布により作製する。まず、キャリアフィルム２０３上に、所望の電気特性を有する粉体を含有したスラリー状材料を塗布、乾燥させてグリーンシート２０５を形成し、そのグリーンシート２０５上にスクリーン印刷等により所定の内部電極２０７を形成する。

次に、内部電極２０７が形成された積層チップ形成部材形成工程は、重層工程に移行する（図３（ａ）参照。）。この重層工程では、グリーンシート２０５と同じペースト材料２１３を塗布装置２２３からグリーンシート２０５上及び内部電極２０７上に塗布し、塗布されたペースト材料２１３が乾燥する前にフェザーブレード２２１により前記ペースト材料２１３の上面をならし、凹部解消層２０９の厚みを内部電極２０７の厚みとほぼ同じにする（図２（ｂ）参照）。

その後、凹部解消層２０９を乾燥させて、キャリアフィルム２０３を剥離し積層チップ形成部材２１０を作製する（図３（ｃ）参照。）。

さらに、上記工程において作製された積層チップ形成部材２１０を所定枚数積層して積層チップ電子部品を作製する（例えば、特許文献２若しくは３参照。）。

特開２００３−１０１２２８号公報（段落番号〔００２８〕、図１（ｄ）） 特許第３１３８７８９号公報（段落番号〔０００７〕〜〔００１２〕、図１） 特開２００２−２８９４６６号公報（段落番号〔００２５〕〜〔００３０〕、図３〜図４）

電子機器に用いられる積層チップ電子部品の小型化の市場要求に伴い、積層チップ形成部材の内部電極の幅寸法の狭小化が必然となっている一方、所望の特性（例えば、大電流化）を得るため内部電極の厚みを大きくし断面積を確保することが必要である。

例えば、内部電極１０７の高さが高い場合には図２（ｂ）に示されたように内部電極１０７間に凹部解消層１０８を印刷する場合がある。その際、凹部解消層１０８の部分１０８ａが内部電極１０７の上部に乗り上げる場合がある。この場合、凹部解消層１０８の部分１０８ａにより生じる表面の凹凸を平坦化する必要があり、通常これら表面に研磨処理を施すことで対応している。この研磨処理においては凹部解消層１０８の厚みが内部電極１０７の厚みと同じになるように研磨終点を設定することが望ましい。しかし、この研磨終点の検出が困難であるため凹凸を構成する部分１０８ａの研磨量を設定することが難しく、いきおい内部電極１０７を研磨してその断面積を減少させてしまう場合がある。他方、適切な研磨終点を検出し得ないことにより研磨量が足りず、その部分１０８ａが残存して凹凸が解消できない場合がある。

内部電極１０７の高さがさらに高い場合には図２（ｂ’）に示されたように内部電極１０７間に凹部解消層１１８、１１９を重ねて印刷する場合がある。この方法では、内部電極１０７と凹部解消層１１８、１１９との位置合わせが困難であることから凹部解消層１１８、１１９と内部電極１０７との間に隙間１２１が発生したり、凹部解消層１１８、１１９の部分１１８ａ、１１９ａが内部電極１０７の上部に乗り上げたり、凹部解消層１１８、１１９の２つの層でずれが発生したりすることがある。この場合、凹部解消層１１８、１１９の部分１１８ａ、１１９ａにより生じる表面の凹凸を平坦化する必要があり、通常これら表面に研磨処理を施すことで対応している。この研磨処理においては凹部解消層１１８、１１９の厚みが内部電極１０７の厚みと同じになるように研磨終点を設定することが望ましい。しかし、この研磨終点の検出が困難であるため凹凸を構成する部分１１８ａ、１１９ａの研磨量を設定することが難しく、いきおい内部電極１０７を研磨してその断面積を減少させてしまう場合がある。他方、適切な研磨終点を検出し得ないことにより研磨量が足りず、その部分１１８ａ、１１９ａが残存して凹凸が解消できない場合がある。

さらに、図２（ｂ’）のように二度、凹部解消層を印刷をしても所望の厚みが得られない場合は、凹部解消層１１８、１１９等を数度に分けて重ねて印刷することになり、凹部解消層を形成する製造工程が複雑になってしまう。

また、図３に示されるように、塗布されたペースト材料２１３が乾燥する前にブレードでその表面をならす方法では、ブレードによりスラリー状材料をならすのみであるから内部電極２０７を研磨する恐れはなくその断面積が減少することはない。しかし、内部電極２０７の上面にスラリー状材料の一部２２４が残存する場合がある。また、スラリー状材料が乾燥し収縮すると、凹部解消層２０９の上面２２５が下がり、凹部解消層２０９の表面に凹凸が生じる恐れがある。よって、積層に不可欠な積層チップ形成部材の平坦性を確保することができない。

また、積層チップ形成部材の表面を研磨することで内部電極を露出させ電子部品を作成する場合には、内部電極が視認しにくいため研磨終点の検出が困難である。そうすると、研磨量を正確に設定することができず内部電極を研磨しすぎてその断面積が減少してしまう恐れがある。

そこで本発明は、積層チップ形成部材の研磨終点を容易に設定でき高い精度で研磨量を制御できる積層チップ形成部材の製造方法及び当該積層チップ形成部材を用いて作製される積層チップ電子部品の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の積層チップ形成部材の製造方法の第１の態様は、第１の電気特性を有する第１の部材の表面に第２の電気特性を有する第２の部材を形成する工程と、第３の電気特性を有し前記第２の部材に導通する第３の部材を前記第２の部材の上面に形成する工程と、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材を覆うようにスラリー状材料を塗布して第４の電気特性を有する第４の部材を形成する重層工程と、前記第４の部材を乾燥させる乾燥工程と、前記第３の部材の上面及び前記第４の部材の上面が同一の平面上に延在するように前記第４の部材を研磨する研磨工程と、を有する。

また、本発明の積層チップ形成部材の製造方法の第２の態様は、第１の電気特性を有する第１の部材の表面に第２の電気特性を有する第２の部材を形成する工程と、前記第１の部材の上面に第３の電気特性を有し前記第２の部材に導通する第３の部材を前記第２の部材の厚みより厚くなるように形成する工程と、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材を覆うようにスラリー状材料を塗布して第４の電気特性を有する第４の部材を形成する重層工程と、前記第４の部材を乾燥させる乾燥工程と、前記第３の部材の上面及び前記第４の部材の上面が同一平面上に延在するように前記第４の部材を研磨する研磨工程と、を有する。

上記第１及び第２の態様では、第３の部材表面が露出するまで第４の部材を研磨する方法を採用しているので誤って第２の部材を研磨することを防止できる。よって、第２の部材の所望の大きさの断面積を確実に維持できる。

本発明による積層チップ形成部材の製造方法の第３の態様は、前記研磨工程において前記第４の部材を研磨した後、前記第３及び第４の部材の上面をさらに研磨する工程を付加するものである。

第３の部材の厚みを適宜設定することにより研磨量の設定に関して自由度を高めることができる。

本発明による積層チップ形成部材の製造方法の第４の態様は、前記第４の部材と前記第１の部材の材料は同一である。

本発明による積層チップ形成部材の製造方法の第５の態様は、前記第１及び第４の部材は誘電体、磁性体、または非磁性体からなる、グリーンシート又は重層塗布層であり、前記第２及び第３の部材はインダクタコイルを形成する内部電極である。

本発明による積層チップ電子部品の製造方法の第１の態様は、基体表面上に形成された第１の電気特性を有する第１の部材の表面に第２の電気特性を有する第２の部材を形成する工程と、第３の電気特性を有し前記第２の部材に導通する第３の部材を前記第２の部材の上面に形成する工程と、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材を覆うようにスラリー状材料を塗布して第４の電気特性を有する第４の部材を形成する重層工程と、前記第４の部材を乾燥させる乾燥工程と、前記第３の部材の上面及び前記第４の部材の上面が同一の平面上に延在するように前記第４の部材を研磨する研磨工程と、前記第１の部材から前記基材を剥離する剥離工程と、前記第１の部材、前記第２の部材、前記第３の部材及び前記第４の部材を含む積層チップ形成部材を複数積層する積層工程と、を有する。

本発明による積層チップ電子部品の製造方法の第２の態様は、基体表面上に形成された第１の電気特性を有する第１の部材の表面に第２の電気特性を有する第２の部材を形成する工程と、前記第１の部材の上面に第３の電気特性を有し前記第２の部材に導通する第３の部材を前記第１の部材の上面からの厚みが前記第１の部材の上面からの前記第２の部材の厚みより厚くなるように形成する工程と、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材を覆うようにスラリー状材料を塗布して第４の電気特性を有する第４の部材を形成する重層工程と、前記第４の部材を乾燥させる乾燥工程と、前記第３の部材の上面及び前記第４の部材の上面が同一平面上に延在するように前記第４の部材を研磨する研磨工程と、前記第１の部材から前記基材を剥離する剥離工程と、前記第１の部材、前記第２の部材、前記第３の部材及び前記第４の部材を含む積層チップ形成部材を複数積層する積層工程と、を有する。

本発明による積層チップ電子部品の製造方法の第１及び第２の態様では、第３の部材表面が露出するまで第４の部材を研磨する方法を採用しているので第２の部材を研磨することがない。よって、第２の部材の所望断面積の大きさを確実に維持できる。

なお、本発明において、前記第１及び第４の部材は誘電体、磁性体、もしくは非磁性体層からなる、グリーンシート又は重層塗布層、前記第２及び第３の部材はインダクタコイルを形成する内部電極である。

また、前記積層チップ形成部材の製造方法の第２の態様及び前記積層チップ電子部品の製造方法の第２の態様において、第２の部材の厚みとは、第２の部材の直下で接触する第１の部材の上面を基準とした厚みである。すなわち、第２の部材の一部が第１の部材の貫通孔等に延在する場合であっても、厚みにはその延在する部分の長さを含まないものとする。

本発明の積層チップ形成部材及び積層チップ電子部品の製造方法によれば、第３の部材上面及び第４の部材上面が同一平面上に延在するように第４の部材を研磨する。研磨工程では、第３の部材に研磨終点を設定した上で研磨作業を行うため、第２の部材を視認できない場合であっても当該第２の部材を誤って研磨してしまうことを防止できる。よって、第２の部材の所定断面積を確保することができ、積層チップ形成部材の所望特性を達成できる。併せて、研磨工程を第４の部材の乾燥後に行っているため積層チップ形成部材の表面の平坦性を達成できる。

さらに、第３の部材の厚みを適宜設定することにより研磨量を変更でき、研磨量の設定の自由度を高めることができる。

以下、本発明による積層チップ電子部品の製造方法の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、積層チップ電子部品用の積層チップ形成部材の各工程における断面を示す。

まず、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のフィルムからなるキャリアフィルム３の表面にセラミックやフェライト等の、所定の電気特性を有する粉体、樹脂等を含有するスラリー状の材料を塗布し、所定厚みのグリーンシート５を形成する。その後、グリーンシート５を乾燥させ固化させ積層チップ形成部材１を作製する。さらに、本実施形態ではグリーンシート５を貫通するスルーホール１５を適宜設ける。

なお、キャリアフィルム３は、積層チップ形成部材を作製するための基材として用いられ、積層チップ形成部材が完成した後は当該部材から剥離されるものである。

次の電極形成工程は、内部電極７を形成する工程である（図１（ａ）参照。）。積層チップ形成部材１のグリーンシート５の表面及びスルーホール１５に所定のパターンで導電材料をパターン印刷し内部電極７を形成する。なお、この電極形成工程を終えた段階では、積層チップ形成部材１は、グリーンシート５及び内部電極７から構成されている。

次の追加電極形成工程は、内部電極７から突出するような追加電極１１を形成する工程である（図１（ｂ）参照。）。内部電極７の上面から突出するように追加電極１１をパターン印刷して形成する。グリーンシート５と内部電極７及び追加電極１１との間には、このグリーンシート５に対する内部電極７及び追加電極１１の厚みの差による凹部１７が生じる。この追加電極形成工程を終えた段階では、積層チップ形成部材１は、グリーンシート５、内部電極７及び追加電極１１から構成される。

なお、本実施形態の追加電極形成工程では、内部電極７の上面から突出するように追加電極１１をパターン印刷して形成しているが、変形例としてグリーンシート５の上面に、内部電極７と導通する状態の追加電極２１を形成する構成も可能である（図１（ｂ’）参照。）。この場合には、追加電極２１の上面が内部電極７の上面より厚み方向関し上方にあることが必要である。研磨は追加電極２１の上面側から行われ、追加電極２１の上面が内部電極７の上面より下方にある場合には、追加電極２１より内部電極７が先に削られてしまい、内部電極７の断面積の減少防止という本発明の目的を達成できないからである。なお、追加電極形成工程の後工程は、後述する本実施形態と同様の工程である。変形例における追加電極形成工程を終えた段階では、積層チップ形成部材１は、グリーンシート５、内部電極７及び追加電極２１から構成される。

次の重層工程は、内部電極７及び追加電極１１を作製する工程において生じた凹部１７を平坦化するための工程である（図１（ｃ）参照。）。積層チップ形成部材１のグリーンシート５、内部電極７及び追加電極１１の上にスラリー状材料１３をドクターブレード法を用いたコーター等により塗布する。重層工程において塗布されるスラリー状材料１３は、グリーンシート５を構成する材料と同一の材料を使用する。この重層工程を終えた段階では、積層チップ形成部材１は、グリーンシート５、内部電極７、追加電極１１及び重層塗布層１３から構成される。

また、スラリー状材料１３の塗布量は、内部電極７、追加電極１１により生じた凹部１７を解消し、かつ追加電極１１の上面と略同一高さ程度が最適である。さらに、後述の乾燥工程において重層塗布層１３が収縮した場合でも重層塗布層１３の上面が内部電極７の上面より高くなる程度の量を塗布することが必要である。凹部１７を解消するための重層塗布層１３の厚みが内部電極７の上面より低い場合には、重層塗布層１３及び追加電極１１を研磨し内部電極７が露出した段階でも積層チップ形成部材１に凹部１７が残存する。凹部を完全に解消するためには内部電極７を研磨することとなり、所望の断面積を確保することができず大電流化への対応が困難となる。他方、塗布量が多すぎる場合には、重層塗布層１３の上部を平坦化するにあたり研磨量が多くなってしまい生産効率が悪くなる。

次の乾燥工程は、重層塗布層１３を固化させるための工程である。乾燥工程で使用される加熱手段の具体的構成については詳述しないが、周知の方法でスラリー状材料における溶剤等の蒸発温度以上で適宜加熱する。

次の研磨工程は、重層塗布層１３を研磨し平坦化すると共に追加電極１１の上面を露出させる工程である（図１（ｄ）参照。）。重層塗布層１３の上部９を研磨して追加電極１１の上面を露出させる。この研磨工程を終えた段階では、積層チップ形成部材１は、グリーンシート５、内部電極７、追加電極１１及び重層塗布層１３から構成される。

なお、本実施形態の研磨工程では追加電極１１を露出する工程としたが、重層塗布層１３を研磨した後、さらに追加電極１１の所定の量を研磨する工程とすることも可能である（図１（ｄ’）参照。）。すなわち、研磨工程において、追加電極１１の上面と重層塗布層１３の上面とが同一平面上に延在するような構成となればよい。このように、研磨における研磨代を適宜設定することが可能となり研磨の自由度を高めることができる。

研磨の方法としては、従来から知られるラップ仕上げ、精密研磨シート等を適宜使用できる。

次に、上記研磨工程を経て作製された積層チップ形成部材１各々からキャリアフィルム３を剥離し、位置決めを行い、所定枚数積層し、従来から知られる方法で加圧接着する（図１（ｅ）参照。）。

その後は、作製された積層チップを所定の大きさに裁断、焼成等して積層チップ電子部品を得る。

以上説明した実施形態ではグリーンシートと重層塗布層とを同一材料から作製しているが、材料を適宜変更できることは言うまでもない。すなわち、本発明による積層チップ電子部品をインダクタに使用する場合には所定の透磁率等の特性を得るためグリーンシート及び重層塗布層の材料を適宜設定する。

さらに、内部電極と追加電極を別体として形成したが、内部電極の一部分が肉厚となった内部電極を単体として形成し、当該肉厚部を研磨終点として研磨工程を行う構成としてもよい。

また、上記実施形態のグリーンシートは、フェライトを含有する材料としたが、所定の透磁率等の特性を得るために適宜磁性材料を変更することが可能である。

また、重層塗布層をグリーンシートに形成するためにドクターブレード法を用いたコーターによる塗布を行ったが、重層塗布層を構成するスラリー状材料中に浸漬して被付着体に付着する浸漬法を使用してもよい。つまり、グリーンシートに対して所定の厚さでスラリー状材料を塗布することができる技術であれば、本発明は上記例示した塗布の方法に限定されない。

この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。

本発明による積層チップ形成部材及び積層チップ電子部品は、インダクタ、抵抗等の積層チップ電子部品に利用できる。

本発明の積層チップ電子部品の製造方法の工程図である。 従来の積層チップ電子部品の製造方法の工程図である。 別の従来の積層チップ電子部品の製造方法の工程図である。

符号の説明

１ 積層チップ形成部材
３ キャリアフィルム
５ グリーンシート
７ 内部電極
１１、２１ 追加電極
１３ 重層塗布層

Claims (7)

1. 第１の電気特性を有する第１の部材の表面に第２の電気特性を有する第２の部材を形成する工程と、第３の電気特性を有し前記第２の部材に導通する第３の部材を前記第２の部材の上面に形成する工程と、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材を覆うようにスラリー状材料を塗布して第４の電気特性を有する第４の部材を形成する重層工程と、前記第４の部材を乾燥させる乾燥工程と、前記第３の部材の上面及び前記第４の部材の上面が同一の平面上に延在するように前記第４の部材を研磨する研磨工程と、を有することを特徴とする積層チップ形成部材の製造方法。
2. 第１の電気特性を有する第１の部材の表面に第２の電気特性を有する第２の部材を形成する工程と、前記第１の部材の上面に第３の電気特性を有し前記第２の部材に導通する第３の部材を前記第２の部材の厚みより厚くなるように形成する工程と、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材を覆うようにスラリー状材料を塗布して第４の電気特性を有する第４の部材を形成する重層工程と、前記第４の部材を乾燥させる乾燥工程と、前記第３の部材の上面及び前記第４の部材の上面が同一平面上に延在するように前記第４の部材を研磨する研磨工程と、を有することを特徴とする積層チップ形成部材の製造方法。
3. 前記研磨工程において前記第４の部材を研磨した後、前記第３及び第４の部材の上面をさらに研磨する工程を付加することを特徴とする請求項１又は２に記載の積層チップ形成部材の製造方法。
4. 前記第４の部材と前記第１の部材の材料は同一であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の積層チップ形成部材の製造方法。
5. 前記第１及び第４の部材は誘電体、磁性体、若しくは非磁性体からなる、グリーンシート又は重層塗布層であり、前記第２及び第３の部材はインダクタコイルを形成する内部電極であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の積層チップ形成部材の製造方法。
6. 基体表面上に形成された第１の電気特性を有する第１の部材の表面に第２の電気特性を有する第２の部材を形成する工程と、第３の電気特性を有し前記第２の部材に導通する第３の部材を前記第２の部材の上面に形成する工程と、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材を覆うようにスラリー状材料を塗布して第４の電気特性を有する第４の部材を形成する重層工程と、前記第４の部材を乾燥させる乾燥工程と、前記第３の部材の上面及び前記第４の部材の上面が同一の平面上に延在するように前記第４の部材を研磨する研磨工程と、前記第１の部材から前記基材を剥離する剥離工程と、前記第１の部材、前記第２の部材、前記第３の部材及び前記第４の部材を含む積層チップ形成部材を複数積層する積層工程と、を有することを特徴とする積層チップ電子部品の製造方法。
7. 基体表面上に形成された第１の電気特性を有する第１の部材の表面に第２の電気特性を有する第２の部材を形成する工程と、前記第１の部材の上面に第３の電気特性を有し前記第２の部材に導通する第３の部材を前記第２の部材の厚みより厚くなるように形成する工程と、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材を覆うようにスラリー状材料を塗布して第４の電気特性を有する第４の部材を形成する重層工程と、前記第４の部材を乾燥させる乾燥工程と、前記第３の部材の上面及び前記第４の部材の上面が同一平面上に延在するように前記第４の部材を研磨する研磨工程と、前記第１の部材から前記基材を剥離する剥離工程と、前記第１の部材、前記第２の部材、前記第３の部材及び前記第４の部材を含む積層チップ形成部材を複数積層する積層工程と、を有することを特徴とする積層チップ電子部品の製造方法。
   

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