JP2005340585A

JP2005340585A - 複合電子部品及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005340585A
Application number: JP2004158959A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kawabata; 利夫河端
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】所望の特性を容易に実現することが可能で、しかも、焼結成形体同士の接合強度が強い複合電子部品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】複数の焼結成形体が接合面に塗布された接着剤により接合された複合電子部品において、前記接合面に空孔を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に用いる積層ＬＣフィルタなどの複合電子部品に関する。

各種電子機器に用いる複合電子部品の一つとして特許文献１の複合電子部品がある。図７（ａ）は特許文献１におけるπ型積層ＬＣフィルタ６０を示す斜視図であり、図７（ｂ）はその等価回路図である。図７（ａ）に示すように、π型積層ＬＣフィルタ６０は、第１の焼結成形体７０と第２の焼結成形体８０とが接着剤９１により接合されてなる。第１の焼結成形体７０は、内部に配設されたコイル導体と、前記コイル導体と電気的に接続された外部電極７１ａ、７１ｂとを備えるインダクタ部品である。また、第２の焼結成形体８０は、内部に配設されたコンデンサ導体と、前記コンデンサ導体と電気的に接続された外部電極８１ａ、８１ｂおよび接地電極８２とを備えるコンデンサ部品である。

このような複合電子部品においては、複数の焼結成形体を接着剤により接合するので、焼結成形体を得る過程における焼成などの処理を別個に行うことができる。そのため、熱膨張係数を近似させる必要が無く、また、異種材料を重ね合わせ焼成して一体化するときに生じる異種材料の拡散を防止することができる。
特開平８−２４２１３６公報

しかしながら、かかる複合電子部品においては、焼結成形体の平滑な接合面に接着剤が塗布されているため、接着剤の接着性が悪く、接着剤が焼結成形体の接合面から剥離しやすかった。そのため、焼結成形体同士の接合強度が十分でなく、複合電子部品が分離してしまう危険があるという問題点を有していた。

本発明は、上記問題点を解決するものであり、所望の特性を容易に実現することが可能で、しかも、焼結成形体同士の接合強度が強い複合電子部品及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するために、本発明の複合電子部品は、複数の焼結成形体が接合面に塗布された接着剤により接合された複合電子部品において、前記接合面に空孔が形成されていることを特徴としている。

接合面に空孔が設けられることにより、接合時に塗布した接着剤が空孔に染み込み、硬化する。この空孔において硬化した接着剤がくさびとなることによって、接着剤と焼結成形体との接着性を高める。そして、複合電子部品における焼結成形体同士の接合強度を強固にするのである。

また、本発明の複合電子部品の製造方法は、複数の焼結成形体が接合面に塗布された接着剤により接合された複合電子部品の製造方法において、前記接合面に空孔が形成された焼結成形体を準備する焼結成形体準備工程と、前記接合面に接着剤を塗布する工程と、前記接着剤によって前記複数の焼結成形体を接合する工程と、を具備することを特徴としている。

より特定的には、前記焼結成形体準備工程が、セラミック原料と、バインダーと、からなるセラミックグリーンシートを形成すると共に、セラミック原料と、バインダーと、球状又は粉粒体状の焼失材と、からなる焼失材添加シートを形成する工程と、前記セラミックグリーンシートと前記焼失材添加シートとを、前記焼失材添加シートが積層方向における両端の一方または両方に配置されるように積層し、未焼結成形体を形成する工程と、前記未焼結成形体を焼成することによって前記焼失材を焼失させ、焼結成形体を得る工程と、を具備することを特徴としている。

複合電子部品を製造するにおいて、上記の工程を具備することにより、焼失剤が確実に焼失し、接合面に空孔の形成された焼結成形体が接合してなる複合電子部品を容易に製造することが可能になる。そして、空孔に接着剤が染み込みくさびとなることによって、焼結成形体同士の接合強度を強くするので、本発明をより実行あらしめることができるのである。

以上に述べたように、本発明によれば、接合面に空孔を形成した焼結成形体を接着剤により接合するので、接着剤が空孔に染み込みくさびとなることにより接合強度の強い複合電子部品を得ることができる。

以下、本発明による実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１（ａ）は本発明の一実施形態であるπ型積層ＬＣフィルタ１０の外観斜視図あり、図１（ｂ）はその等価回路図である。また、図２は図１（ａ）の＃２線に沿って矢印方向に見た前記π型積層ＬＣフィルタ１０の断面図である。π型積層ＬＣフィルタ１０は、図１に示すように、第１の焼結成形体２０と第２の焼結成形体３０とが接着剤４１より接合されてなる。第１の焼結成形体２０はインダクタ部品であり、第２の焼結成形体３０はコンデンサ部品である。

第１の焼結成形体２０は、例えばＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライトなどの磁性体材料からなるセラミック原料によって形成されている。そして、図２に模式的に示すように、第１の焼結成形体２０の内部にはコイル導体２４が螺旋状に形成されており、前記コイル導体２４と接続するように、第１の焼結成形体２０の互いに向き合う端面に外部電極２１ａ、２１ｂが配設されている。

一方、第２の焼結成形体３０は、例えばチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などの誘電体材料からなるセラミック原料によって形成されている。そして、図２に示すように、第２の焼結成形体３０の内部にはコンデンサ導体３４ａ、３４ｂ、３４ｃが形成されており、コンデンサ導体３４ａ、３４ｂとで第１コンデンサを、コンデンサ導体３４ｂ、３４ｃとで第２コンデンサを形成している。また、第２の焼結成形体３０には、コンデンサ導体３４ａ、３４ｃと接続するように互いに向き合う端面に外部電極３１ａ、３１ｂが配設され、コンデンサ導体３４ｂと接続するように前記端面と別の端面に接地電極３２が配設されている。

そして、図１および図２で示すように、第１の焼結成形体２０と第２の焼結成形体３０の接合部分には、空孔を有する層２３、３３が形成されている。図３は第１の焼結成形体２０の接合部分における空孔を有する層２３の拡大図であるが、セラミック４３中に空孔４２が３５〜８０ｖｏｌ％の割合で形成されている。空孔率は、接着剤を染み込ませるために３５ｖｏｌ％以上とすることが好ましく、また、８０ｖｏｌ％を超えると焼成後の強度が低下するおそれがあるので、３５〜８０ｖｏｌ％の割合が適当である。

このように、第１の焼結成形体２０と第２の焼結成形体３０の接合部分に空孔を有する層２３、３３が形成されているので、図３に示すように、接着剤４１が空孔４２に染み込み硬化している。この空孔４２で硬化した接着剤４１がくさびとなることにより、接着剤４１が第１の焼結成形体２０と第２の焼結成形体３０の各接合面から剥離しにくくなる。そして、第１の焼結成形体２０と第２の焼結成形体３０の接合強度を強くするのである。

次に、本発明の一実施形態であるπ型積層ＬＣフィルタ１０の製造方法について説明する。

はじめに、第１の焼結成形体２０を形成する。まず、図４に示すように、磁性体グリーンシート２５ａ〜２５ｃと、焼失材添加シート２８を製作する。磁性体グリーンシート２５ａ〜２５ｃには、磁性体材料であるＮｉ―Ｃｕ−Ｚｎフェライトからなるセラミック原料を用いる。前記セラミック原料に、適当量のバインダーおよび溶媒を加え、磁性体のセラミックスラリー得る。そして、前記セラミックスラリーをドクターブレード法によりシート状にして、磁性体グリーンシート２５ａ〜２５ｃを製作する。その後、磁性体グリーンシート２５ａ、２５ｂに銀ペーストでコイル導体２４ａ、２４ｂをスクリーン印刷する。グリーンシート２５ｃには導体を形成しない。また、磁性体グリーンシート２５ａにはビアホール２６を設ける。

焼失材添加シート２８は、前記磁性体のセラミック原料に、適当量のバインダー、溶媒、そして焼失剤を添加した配合セラミック原料により作製する。前記磁性体グリーンシートと同様に、配合セラミック原料をドクターブレード法によりシート状にして、焼失材添加シート２８を作製する。

なお、焼失材としては、空孔を変形させることなく形成するために、保形性の大きい球状ポリマーを採用することが望ましい。具体的には、架橋ポリスチレン、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリメタクリル酸ブチル、架橋ポリメタクリル酸エステル、架橋ポリアクリル酸エステルなどからなる群より選ばれる少なくとも一種を主成分とするものを用いることが望ましい。そして、例えば、配合セラミック原料中の焼失材の割合を５０ｖｏｌ％にすれば、焼結成形体における接合面の空孔の割合をほぼ５０ｖｏｌ％とすることができる。

そして、図４に示すように、磁性体グリーンシート２５ａ〜２５ｃおよび焼失材添加シート２８を積層することによって磁性体の未焼結成形体を形成する。その際に、磁性体グリーンシート２５ａ〜２５ｃの積層方向における両端の一方に焼失材添加シート２８が配置されるように積層する。また、ビアホール２６によりコイル導体２４ａとコイル導体２４ｂを接続する。なお、磁性体グリーンシート２５ａ、２５ｂを順次重ね合わせて２４ａ、２４ｂを接続すると、巻数の多い所望のインダクタンスを有するインダクタ部品を形成することができる。

その後、磁性体の未焼結成形体をまず４００℃で３時間熱処理して脱バインダーを行った後、９００℃で２時間焼成することにより、磁性体の焼結成形体を得る。焼成することにより、焼失材が焼失し、焼失材添加シート２８に空孔が形成される。

それから、図６に示すように、接合面に空孔が形成された磁性体の焼結成形体の両端に、コイル導体２４ａ、２４ｂと接続する外部電極２１ａ、２１ｂを銀ペーストで形成する。

次に、第２の焼結成形体３０を形成する。まず、図５に示すように、誘電体グリーンシート３５ａ〜３５ｄと、焼失剤添加シート３８を製作する。誘電体グリーンシート３５ａ〜３５ｄには、誘電体材料であるチタン酸バリウムからなるセラミック原料を用いる。前記セラミック原料に、適当量のバインダーおよび溶媒を加え、誘電体のセラミックスラリー得る。そして、前記セラミックスラリーをドクターブレード法によりシート状にして、誘電体グリーンシート３５ａ〜３５ｄを製作する。その後、誘電体グリーンシート３５ａ、３５ｂ、３５ｃには銅ペーストでコンデンサ導体３４ａ、３４ｂ、３４ｃをスクリーン印刷する。グリーンシート３４ｄには導体を形成しない。

焼失剤添加シート３８は、前記誘電体のセラミック原料に、適当量のバインダー、溶媒、そして焼失材を添加した配合セラミック原料により形成する。そして、前記誘電体グリーンシートと同様に、配合セラミック原料をドクターブレード法によりシート状にして、焼失材添加シート３３を作製する。なお、焼失材は、前記第１の焼結成形体２０と同様に、保形性の大きい球状ポリマーを採用することが望ましい。

そして、図５に示すように、誘電体グリーンシート３５ａ〜３５ｄおよび焼失材添加シート３８を積層することによって誘電体の未焼結成形体を形成する。その際に、誘電体グリーンシート３５の積層方向における両端の一方に焼失材添加シート３８が配置されるように積層する。

その後、誘電体の未焼結成形体をまず４００℃で３時間熱処理して脱バインダーを行った後、１２００℃で２時間焼成することにより、誘電体の焼結成形体を得る。焼成することにより、焼失材が焼失し、焼失材添加シート３８に空孔が形成される。

それから、図６に示すように、接合面に空孔が形成された誘電体の焼結成形体の両端に、コンデンサ導体３４ａ、３４ｃと接続する外部電極３１ａ、３１ｂを銅ペーストで形成する。また、前記端面と異なる端面にコンデンサ導体３４ｂと接続する接地電極３２を銅ペーストで形成する。

上記のように、第１の焼結成形体２０と第２の焼結成形体３０を形成した後、図６に示すように、第１の焼結成形体２０と第２の焼結成形体３０の接合面に接着剤４１を塗布する。

そして、接合面に接着剤を塗布した第１の焼結成形体２０と第２の焼結成形体３０を接合する。なお、接着剤４１は、乾燥炉にて硬化させる熱硬化性樹脂、特に接合強度の強いエポキシ樹脂を用いることが望ましい。また、ガラスペーストを用いることも可能である。

その後、第１の焼結成形体２０の外部電極２１ａと第２の焼結成形体３０の外部電極３１ａとを、かつ、第１の焼結成形体２０の外部電極２１ｂと第２の焼結成形体３０の外部電極３１ｂとを、それぞれ銀または銅ペースト等で接続一体化する。また、第２の焼結成形体３０の接地電極３２を下面まで延長させるように銀または銅ペースト等を端面に塗布する。それから、乾燥炉にて硬化させる。なお、接続後の外部電極２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂは、順にＮｉメッキおよびＳｎメッキを施すことが望ましい。

これにより、図１および図２に示す、接合面に空孔の形成された焼結成形体からなるπ型ＬＣ複合電子部品１０を得ることができる。

なお、本発明に係る複合電子部品は前記実施例に限定されるものでなく、その要旨の範囲内で種々の変更、修正が可能である。例えば、前記実施例では各々の焼結成形体に外部電極を形成した後に、焼結成形体を接合し、外部電極を接続一体化させたが、焼結成形体を接合した後に、共通する外部電極を形成するなど種々の手順を踏むことも可能である。

また、焼結成形体を本発明の複合電子部品及びその製造方法は、上記におけるπ型積層ＬＣフィルタに限られるものではなく、その他のＬＣ複合電子部品、ＬＲ複合電子部品、ＬＣＲ複合電子部品など種々の複合電子部品を製造する場合に適用することが可能である。

（ａ）は本発明の一実施形態にかかるπ型積層ＬＣフィルタの外観斜視図である。（ｂ）はその等価回路図である。本発明の一実施形態にかかるπ型積層ＬＣフィルタの断面図である。本発明の一実施形態の一部である焼結成形体における空孔が形成された層の拡大断面図である。本発明の一実施形態の一部である第１の焼結成形体の構成を示す分解斜視図である。本発明の一実施形態の一部である第２の焼結成形体の構成を示す分解斜視図である。本発明の一実施形態にかかるπ型積層ＬＣフィルタの構成を示す分解断面図である。（ａ）は従来のπ型積層ＬＣフィルタの外観斜視図である。（ｂ）はその等価回路図である。

符号の説明

１０ π型積層ＬＣフィルタ
２０第１の焼結成形体
２１ａ、２１ｂ外部電極
２３空孔の形成された層
２４コイル導体
２５ａ〜２５ｃ磁性体グリーンシート
２８焼失剤添加シート
３０第２の焼結成形体
３１ａ、３１ｂ外部電極
３２接地電極
３３空孔の形成された層
３４コンデンサ導体
３５ａ〜２５ｄ誘電体グリーンシート
３８焼失剤添加シート
４１接着剤
４２空孔
４３セラミック
６０ π型積層ＬＣフィルタ
７０第１の焼結成形体
７１ａ、７１ｂ外部電極
８０第２の焼結成形体
８１ａ、８１ｂ外部電極
８２接地電極
９１接着剤

Claims

複数の焼結成形体が接合面に塗布された接着剤により接合された複合電子部品において、
前記接合面に空孔が形成されていることを特徴とする複合電子部品。
複数の焼結成形体が接合面に塗布された接着剤により接合された複合電子部品の製造方法において、
前記接合面に空孔が形成された焼結成形体を準備する焼結成形体準備工程と、
前記接合面に接着剤を塗布する工程と、
前記接着剤によって前記複数の焼結成形体を接合する工程と、
を具備することを特徴とする複合電子部品の製造方法。
前記焼結成形体準備工程が、
セラミック原料と、バインダーと、からなるセラミックグリーンシートを形成すると共に、セラミック原料と、バインダーと、球状又は粉粒体状の焼失材と、からなる焼失材添加シートを形成する工程と、
前記セラミックグリーンシートと前記焼失材添加シートとを、前記焼失材添加シートが積層方向における両端の一方または両方に配置されるように積層し、未焼結成形体を形成する工程と、
前記未焼結成形体を焼成することによって前記焼失材を焼失させ、焼結成形体を得る工程と、
を具備する請求項２記載の複合電子部品の製造方法。