JP2005123507A - 積層型電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層型電子部品の製造工程において、セラミック積層体の分離工程における切断工程を無くし、切断工程によって生じる問題を解消する。
【解決手段】各シートに所定の処理によって消失する消失層を予め形成しておき、積層時には各シートの消失層が連続化して積層体の上下面に貫通する状態とする。この状態で、当該積層体に所定の処理を施すことによって、積層体を分離する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品、特にセラミックを積層して形成されるいわゆる積層型セラミックを例とする電子部品の製造方法に関するものである。より詳細には、積層型の電子部品の製造方法であって、当該電子部品を個々に分離する方法に関する。なお、ここで述べる積層型セラミック電子部品としては、積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、これらを内蔵するＬＣ複合部品あるいはＥＭＣ関連部品等が具体例として掲げられる。

近年、携帯電話を例とする電子機器の小型化及び急速な普及に伴って、これに用いられる電子部品に対してもより高密度な実装の実現とその高性能化が求められている。特に、受動素子として用いられる積層型セラミック電子部品は、このような要求に応えるために、薄層化、多層化等による小型、高機能化が求められ、また、当該要求に応え得る製造方法の検討が求められている。

前述のセラミック積層電子部品、例えば内部に電極が形成された積層セラミックコンデンサの製造に用いられる従来からの製造方法であって、これら要求に応え得る技術として、例えば特許文献１あるいは特許文献２に開示されるいわゆる金属−セラミック一体焼成技術がある。ここで、この金属−セラミック一体焼成技術について簡単に述べる。当該技術においては、まず、いわゆるセラミックグリーンシートの表面に、金属粉末と有機結合材からなる導電性のペーストを用いて、複数個の電極を同時形成する。

続いて、単なるセラミックグリーンシート、電極形成後のセラミックグリーンシート等を複数枚積層し、セラミック積層体を得る。これら電極は、完成品であるセラミック積層型電子部品の内部電極となる。さらに、当該セラミック積層体をその厚み方向に加圧して、グリーンシート間の密着性の向上を図る。密着化された積層体は所定の大きさに切断、分離等されて個々のチップとされる。得られたチップあるいは得られたチップを焼結した後のチップの外表面に適宜外部電極を形成することで、セラミック積層型電子部品が得られる。

特開２００１−１１０６６２号公報 特開２００１−８５２６４号公報 特開２００２−１３４３５２号公報 特開２００２−２７０４５９号公報

前述した積層体からチップを切り出す切断工程は、いわゆる回転ブレード、昇降ブレード等の各種ブレードを用いて行われる（特許文献３参照）。セラミックグリーンシートあるいは導電性ペーストは有機結合剤等を含有している。このため、いわゆる粘りを有しており、単なるシート状部材の切断時と比較して切断時にブレードに加わる負荷が大きい。従って、当該切断工程においては切断速度を上げることが通常困難であり、当該工程に要する時間を短縮することも困難であった。

特許文献４には、この切断時間を短縮する方法の一例が開示されている。当該方法においては、積層体の切断部分に対して予め空間を形成し、切断時には間欠的に連続するこの空間を繋ぐようにして積層体を切断することとしている。しかしながら、積層体において重ね合わせられた各シートの位置精度は、通常はそれほど高くなく、従って前述した空間も各シートの延在方向にそれぞれ僅かずつ位置ずれした状態で存在している。

切断時において、ブレードの先端に対して例えば切断方向から僅かにずれた空間多数が存在する場合、被切断物に加わる部分的な歪みの増大、あるいは不連続な当該空間によるブレード先端のぶれ等によるチッピング、破損等が発生する可能性は高くなる。従って、当該文献に開示された方法によって積層体の切断を行った場合、歪みの低減、チッピング等の発生を抑えるためにある程度以上切断速度を早くすることは実際には困難と思われる。また、切断工程が存在することによって、ブレードから受ける動的な負荷によって積層体に破損が生じる可能性は常に存在している。

また、積層時において生じる各シート間の位置ずれによって、実際に切断すべき位置が特定困難となる恐れもある。従って、様々な形での位置ずれの補正（例えば上述した特許文献４に開示された方法）や対策が必要となる。また、各シート間の位置ずれを考慮した場合、切断工程によって除去される部分に電極等が含まれないように、この部分に対して十分なマージンを持たせて積層体を形成する必要もあり、効率的に電子部品を形成する上で当該マージンの低減も求められている。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、ブレード等を用いた切断工程を行うことなく、積層体からのチップの分離を行う方法を提供することを目的としている。すなわち、本発明は、積層体に対して外力を与えることなくチップの分離を行うことを可能とし、チップの変形、破損、脱落等を生じることなく積層体からのチップ分離を可能とするものである。

上記課題を解決するために、本発明にかかる製造方法は、少なくとも電極層を有するセラミックグリーンシートを含む複数のセラミックグリーンシートを積層してなる積層型電子部品の製造方法であって、個々のセラミックグリーンシートにおける積層後に積層型電子部品を構成する領域各々の周囲に電子部品を構成する材料とは異なる材料からなる層をセラミックグリーンシートを貫通した状態で形成する工程と、複数のセラミックグリーンシートを積層した後に、所定の処理によって異なる材料からなる層を消失させて複数のセラミックグリーンシートの積層体を個々の積層型電子部品に分離する工程とを含むことを特徴としている。

なお、上述の製造方法において、所定の処理は、異なる材料を溶解し且つ電子部品を構成する材料を溶解しない溶剤に複数のセラミックグリーンシートの積層体をさらす処理であることが好ましい。また、その際に、異なる材料は、水溶性の材料であることが好ましく、所定の処理は、水に対して前記複数のセラミックグリーンシートの積層体をさらす処理であることが好ましい。

あるいは、上述の製造方法において、所定の処理は、第一の処理によって異なる材料を変質させた後に、変質後の材料のみを溶解し且つ電子部品を構成する材料等を溶解しない溶剤に複数のセラミックグリーンシートの積層体をさらす第二の処理を含むものであっても良い。この場合、異なる材料は、露光部分が現像液によって溶解するポジレジストであり、所定の処理における第一および第二の処理は、露光および現像処理であることが好ましい。また、異なる材料は加熱、例えば200℃といった温度で積層体を保持する条件によって消失可能なパラフィン等の材料であることが好ましい。あるいは異なる材料が現像液によって溶解するレジストであり、セラミックグリーンシートを形成する工程において、セラミックグリーンシートの形成前に異なる材料からなる層を形成する工程が為されることが好ましい。なお、以上に述べたセラミックグリーンシートは、いわゆるセラミックと有機バインダーとから形成されるセラミックシート、および当該セラミックシートに対して電極等の各種層が形成されたセラミックシートを総称するものとする。また、ここで述べるセラミックグリーンシートは、その積層体が焼成工程を経るか否かに拘わらず、積層後、最終的に積層型の電子部品を形成する全てのシート（層）をさす。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る積層型電子部品の製造方法は、所定枚数の層を積層してなる積層型電子部品の製造方法であって、層各々における積層型電子部品の一部を形成する領域の周囲に対して、所定の処理によって消失可能な材料からなる部分を形成する工程を含むことを特徴としている。なお、上記製造方法において、材料は液体に対して溶解可能であり、所定の処理は層を積層したものを液体に対してさらす処理であることが好ましい。あるいは、所定の処理は材料を変質させる第一の処理と変質後材料を消失させる第二の処理とを含むことが好ましい。さらにこの場合、第一の処理は露光処理であり、第二の処理は現像処理であることが好ましい。

本発明によれば、分離に際して、ブレード等を用いた切断工程が当該積層体に対して一切施されない。従って、切断工程を要する従来技術の課題として必然的に存在していた分離時に発生するチップ内部の歪、チッピング、バリ、変形、チップの脱落等は、一切発生しない。また、前述したように、切断工程においてはその切断位置を確定することが困難であったが、本発明においては切断工程が存在しないことから、このような位置決めが不要となる。

また、切断工程を実施する場合、チップに対して影響を及ぼさないだけのマージンを確保して切断領域を確保する必要があった。しかし、本発明においては、従来の切断領域に対応する消失層は各シート間で連続していれば良く、前述したようなマージンを伴った広い切断領域を確保する必要がない。また、分離に際しては消失層を選択的に溶解させてこれを除去することとし、当該溶解に用いる溶剤はチップに対して何ら影響を及ぼさない材料を選択することができる。従って、この消失工程においても、チップに対する当該溶剤の影響を低減することも容易である。

本発明の実施の形態について、以下図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る電子部品の製造工程を模式的に示すものである。ステップ１において、セラミック層のみからなるセラミックグリーンシート１３、セラミック層に対して電極層５が形成されたセラミックグリーンシート１５が積層される。セラミックグリーンシート１３は、個々のチップを形成する部分である領域１３ａを複数有しており、これら領域の周囲には消失層３が形成されている。また、セラミックグリーンシート１５は、個々のチップを形成する部分であり且つ各々が電極層５を有する領域１５ａを複数有しており、これら領域の周囲には消失層７が形成されている。

ステップ２において、セラミックグリーンシート１３、１５を積層することで得られた積層体１に対して、その厚み方向に圧力を加える等の処理を行い、積層体１の一体化を図る。この処理によって各シートにおける各々対応する消失層３および消失層７が連続し、積層体１の厚み方向に貫通する消失領域が形成されることとなる。消失層３、７は、例えば水、現像液等の溶剤によって溶解する材料等から構成されている。ステップ２に示す積層体１に対してこれら溶剤を吹き付け等して、これら消失層を溶剤にさらすことにより、ステップ３に示すように消失領域が消失し、積層体１は個々のチップ１ａに分離される。

以上に示したように、本発明においては、積層体１を貫通し且つ個々のチップ１ａを囲むように形成された消失層を消失させることによって、チップ１ａを容易且つ、チップに対し応力等の負荷を生じさせること無くこれらを分離することが可能となる。また、積層体自体の強度あるいは積層体における各シートの密着性が低い場合であっても当該積層体を分離することが容易に行える。

なお、本実施の形態においては、溶剤によって溶解可能な材料によって消失層を形成し、且つ当該溶剤によってこれを消失させることとしている。消失層が水溶性である場合には、所定の処理は積層体に対して水あるいは各シートに影響を及ぼさない例えば60℃以下の温水（本明細書においては水として総称する。）を供給することを意味する。また、消失層が感光性材料からなる場合には、所定の処理は露光および現像の二つの処理を含む。このように消失層の除去に多段階の処理を要する構成とすることで、消失層が単なる水溶性の材料からなる場合と比較して、例えば吸湿等に対する管理が容易になる。

また、本発明は本実施の形態に限定されず、消失層を熱によって溶解、昇華等して消失する材料から構成し、加熱によってこれを消失させる等、更なる特定の処理によって消失可能な材料から消失層を形成し且つ当該処理によってこれを消失させることとする方法を包含する。具体的には、消失層をパラフィン、グリス等から形成することとし、所定の処理として積層体を数百度での加熱保持を行うこととする方法が含まれる。この場合、当該消失層を、加熱によって変質後に溶解、露光により変質後に溶解等、多段階の処理によってこれを除去する構成としても良い。

次に、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。図２は、実施例１に係る製造方法に関し、各工程における積層体等の構造を模式的に示している。なお、図に示されるシートあるいは積層体等は、その断面を示しており、図１に示す構成と同一の作用効果を呈する構成については同一の参照符号を用いて説明することとする。ステップ１において、例えばPETフィルム等からなる基材２上に、誘電体等の粉体を含有するセラミックスラリーを塗布してグリーンシート４を形成する。

グリーンシート４に対して、消失層３を形成するための溝部４ａを形成する（ステップ２）。溝部４ａの形成方法としては、レーザ加工法、ブレードを用いた方法等、種々の方法が考えられる。また、グリーンシート４に対して感光性を持たせることとし、いわゆる露光、現像の工程によって溝部４ａを形成することとしても良い。また、必要に応じて、この溝部４ａの形成と共に、チップ内の電極等を形成するためのいわゆるライン、ホール等の空間４ｂの形成加工をも同時に行うこととしても良い。

この溝部４ａに対して、ステップ３において消失材料が充填され、消失層３が形成される。グリーンシート４に対して溝部４ａのみを形成し、且つ当該溝部４ａに消失層３が形成されたシートから基材２を剥離除去することによって、前述したセラミックグリーンシート１３が得られる。本実施例においては、消失材料として、水溶性アクリル樹脂、水溶性ワックス等、水溶性の材料が用いられる。続くステップ４において、スクリーン印刷等の手法により、空間４ｂへの電極材料の充填および電極層５の形成が行われる。電極層５、消失層７（３）等を含むシートから基材２を剥離除去することによって、前述したセラミックグリーンシート１５が得られる。

ステップ１〜４の工程を経て得られたセラミックグリーンシート１３、１５をステップ５において積層する。積層終了後、ステップ６においてこの積層体をその厚さ方向に加圧し、個々のグリーンシート４、消失層３、７等を一体化させる。当該操作によって、独立していた個々のシートが一体化し、電極領域５'および絶縁領域４'を有するチップ１ａの周囲を囲むと共に積層体１の厚み方向に貫通した消失領域３'が形成される。

続くステップ７において、積層体１に対して水あるいは60℃程度の温水を吹き付ける、あるいは積層体１を水へ浸漬する等の処理が施される。本実施例における消失領域３'は水溶性の材質から構成されており、当該操作によって、消失領域３'は、消失し、除去される。その結果チップ1は各々分離し、ステップ８に示す状態となる。分離終了後、個々のチップ１ａに対しては、必要に応じて焼成等の処理が施され、さらに外部電極が形成されて電子部品の製造が終了する。

上述した実施例１においては、消失層形成に水溶性の材料を用いる場合を例示した。本実施例２においては露光、現像処理によって除去可能な材料を用いた場合について説明する。なお、本実施例の説明において参照する図３は、前述した図２と同様の書式によって各工程を示したものであり、実施例１における構成と同一の構成に関しては同じ参照符号を用いて説明することとする。また、実際の説明は実施例１と異なる部分についてのみ行うこととする。

実施例に２においては、消失層３の材料としてポジレジストを用いることとしている。従って、ステップ７において消失領域３'の除去に用いるものは現像液であり、この現像液の使用前に消失領域３'の露光処理が行われる。第１の実施例のように単に水溶性の材料によって消失領域３'を形成した場合には、例えば湿度の管理等を十分に行うことが必要と思われる。本実施例によれば、消失領域３'は、露光処理を行った後でしか除去することができないため、実施例１の場合と比較して、その管理が容易となる場合も考えられる。

実施例３は、実施例１あるいは２と異なり、基材２上に消失層３を先に形成する場合を示している。本実施例は、例えばシート上に多数個のチップに対応する部分を設け、微細且つ多くの消失層を効率よく形成することが求められる場合に有効と考えられる。なお、本実施例の説明において参照する図４は、前述した図２等と同様の書式によって各工程を示したものであり、実施例１等における構成と同一の構成に関しては同じ参照符号を用いて説明することとする。また、実際の説明は実施例１等と異なる部分についてのみ行うこととする。

本実施例においては、ステップ１において、基材２上にポジレジストからなる消失層３を全面塗布する。その後、消失層３に対して、チップとなる部分の周囲の露光が防止されるマスクを用いて露光処理を施す。露光後のシートに現像処理を施すことにより、ステップ２に示すように、所定位置のみにポジレジストからなる消失層３が配置されたシートが得られる。消失層３が除去された部分に対しては、ステップ３において絶縁体が充填され、グリーンシート４が形成される。当該シートから基材２を剥離除去することにより、前述したセラミックグリーンシート１３が得られる。当該グリーンシート４には、必要に応じてレーザ等を用いてライン、ホール等の空間４ａが形成される（ステップ４）。なお、グリーンシート４として感光性を有する材料を用い、露光、現像の処理によって空間４ａを形成することとしても良い。

続くステップ５において、スクリーン印刷等の手法により、空間４ｂへの電極材料の充填および電極層５の形成が行われる。電極層５、消失層７（３）等を含むシートから基材２を剥離除去することによって、前述したセラミックグリーンシート１５が得られる。以下、ステップ６〜９において、実施例２におけるステップ５〜８の工程が行われ、積層体１の分離が行われる。その後、個々のチップ１ａに対しては、必要に応じて焼成等の処理が施され、さらに外部電極が形成されて電子部品の製造が終了する。

なお、上述した実施例においては、消失層として水あるいは現像液によって溶解、除去可能な材料を用いる場合を例示した。しかしながら、本発明において使用可能な材料はこれらに限られず、特定のガスにより分解可能な材料、特定の温度で溶解あるいは昇華する材料等、種々の処理を施すことで除去可能な材料を用いることが可能である。また、上述した実施例においては、絶縁層、電極層等の順序で層形成を行う場合を例示しているが、各シート中のチップ形成領域における各層の形成順序、形成方法は、上記例示内容に限定されない。これら形成順序、形成方法、シート構成等は、得ようとするチップの特性に応じて適宜変更されることが好ましい。

本発明を実施のするための最良な形態に係る電子部品の製造工程の概略を示す図である。 本発明の実施例に係る電子部品の製造工程の主要部を示す図である（実施例１）。 本発明の実施例に係る電子部品の製造工程の主要部を示す図である（実施例２）。 本発明の実施例に係る電子部品の製造工程の主要部を示す図である（実施例３）。

符号の説明

１：積層体
２：基材
３、７：消失層
４：グリーンシート
５：電極層
１３、１５：セラミックグリーンシート

Claims (12)

1. 少なくとも電極層を有するセラミックグリーンシートを含む複数のセラミックグリーンシートを積層してなる積層型電子部品の製造方法であって、
   個々の前記セラミックグリーンシートにおける積層後に前記積層型電子部品を構成する領域各々の周囲に、前記電子部品を構成する材料とは異なる材料からなる層を前記セラミックグリーンシートを貫通した状態に形成する工程と、
   前記複数のセラミックグリーンシートを積層した後に、所定の処理によって前記異なる材料からなる層を消失させて、前記複数のセラミックグリーンシートの積層体を個々の前記積層型電子部品に分離する工程とを含むことを特徴とする積層型電子部品の製造方法。
2. 前記所定の処理は、前記異なる材料を溶解し且つ前記電子部品を構成する材料を溶解しない溶剤に前記複数のセラミックグリーンシートの積層体をさらす処理であることを特徴とする請求項１記載の積層型電子部品の製造方法。
3. 前記異なる材料は、水溶性の材料であることを特徴とする請求項１または２記載の積層型電子部品の製造方法。
4. 前記所定の処理は、水に対して前記複数のセラミックグリーンシートの積層体をさらす処理であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の積層型電子部品の製造方法。
5. 前記所定の処理は、第一の処理によって前記異なる材料を変質させた後に、前記変質後の材料のみを溶解する溶剤に前記複数のセラミックグリーンシートの積層体をさらす第二の処理を含むことを特徴とする請求項１記載の積層型電子部品の製造方法。
6. 前記異なる材料は、加熱によって消失可能な材料であることを特徴とする請求項１記載の積層型電子部品の製造方法。
7. 前記異なる材料は、露光部分が現像液によって溶解するポジレジストであり、前記所定の処理は露光および現像処理であることを特徴とする請求項１、２、および５何れかに記載の積層型電子部品の製造方法。
8. 前記異なる材料は、現像液によって溶解するレジストであり、前記セラミックグリーンシートを形成する工程において、前記セラミックグリーンシートを形成する前に、前記異なる材料からなる層を形成する工程が行われることを特徴とする請求項１、２、および５何れかに記載の積層型電子部品の製造方法。
9. 所定枚数の層を積層してなる積層型電子部品の製造方法であって、
   前記層各々における前記積層型電子部品の一部を形成する領域の周囲に対して、所定の処理によって消失可能な材料からなる部分を形成する工程を含むことを特徴とする積層型電子部品の製造方法。
10. 前記材料は液体に対して溶解可能であり、前記所定の処理は前記層を積層したものを前記液体に対してさらす処理であることを特徴とする請求項９記載の積層型電子部品の製造方法。
11. 前記所定の処理は前記材料を変質させる第一の処理と変質後前記材料を消失させる第二の処理とを含むことを特徴とする請求項９記載の積層型電子部品の製造方法。
12. 前記第一の処理は露光処理であり、第二の処理は現像処理であることを特徴とする請求項１１記載の積層型電子部品の製造方法。
    

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