JP2006229015A - 積層型電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 誘電体シートに貫通孔を加工する際の加工バラツキや、コイルの巻軸部分に磁性体を配置した誘電体シートの積層ずれ等により磁束密度が高くなるコアの外壁に凹凸が発生しやすい。また、積層体のコイルの巻軸部分を打ち抜いた場合、積層体を打ち抜く際のパンチングピンの貫入圧によって積層体が変形する。
【解決手段】 誘電体層とコイル用導体パターンを積層して積層体内にコイルが形成され、コイルの巻軸部分に磁性体のコアが形成される。この時、誘電体層とコイル用導体パターンを積層して積層体を形成し、積層体のコイルの巻軸部分にレーザ加工により第１の貫通孔を形成した後、積層体の第１の貫通孔が形成された部分を打ち抜いて積層体に第１の貫通孔よりも直径の大きい第２の貫通孔が形成される。この第２の貫通孔内には、磁性体のコアが形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、誘電体層と導体パターンを積層して積層体内にコイルが形成され、コイルの巻軸部分に磁性体のコアが形成された積層型電子部品の製造方法に関するものである。

積層型電子部品としては、積層チップ型のインダクタ、トランス、コモンモードチョークコイル等の単体部品や、ＬＣフィルタ等の複合部品や、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の他の電子部品を搭載するのに用いられる基板等が知られている。
従来の積層型電子部品に、例えば、誘電体層とコイル用導体パターンを積層し、誘電体層間のコイル用導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成されると共に、積層体内のコイルの巻軸部分に磁性体のコアが形成されたものがある（例えば、特許文献１、２を参照）。この積層体の上下には、磁性体層が積層されている。
特開平7-201569号公報 特許3158757号公報

この様な積層型電子部品は、例えば、図４（Ａ）に示す様にベースフィルムＦ上に形成された誘電体シート４１のコイルの巻軸部分に貫通孔Ｓを形成し、図４（Ｂ）に示す様に貫通孔内に磁性体４２を形成し、図４（Ｃ）に示す様にこの誘電体シートの表面にコイル用導体パターン４３を印刷した後、図４（Ｄ）に示す様にこの誘電体シート４１と磁性体シート４５を所定の順序で所定の枚数積層して積層体内にコイルを形成することにより製造されている（特許文献１を参照）。
また、この様な積層型電子部品では、図５（Ａ）に示す様にコイル用導体パターン５３が印刷された誘電体シート５１と磁性体シート５５を積層して積層体を形成すると共に、積層体内にコイルを形成し、この積層体のコイルの巻軸部分を打ち抜いて図５（Ｂ）に示す様に積層体に貫通孔Ｓを形成し、図５（Ｃ）に示す様にこの積層体の貫通孔内に磁性体５２を形成することにより製造することも行われている（特許文献２を参照）。

図４の様に製造した従来の積層型電子部品は、コイルの巻軸部分に磁性体が形成された誘電体シートを積層しているので、誘電体シートに貫通孔を加工する際の加工バラツキや、コイルの巻軸部分に磁性体を配置した誘電体シートの積層ずれ等によりコイルの巻軸部分に位置する磁性体のコアの外壁に凹凸が発生しやすい。コアの外壁に凹凸が発生した場合、磁束密度が高くなるコアの外壁近傍の磁束が通過しにくくなり、十分な磁束通過面積を確保できず、特性が劣化するという問題があった。また、この積層型電子部品は、誘電体シートに形成された磁性体が複数層積み重なってコアが形成されるので、コアを構成する磁性体が層間で剥離しやすく、コアの横断面方向にクラックが入るという問題があった。

図５の様に製造した従来の積層型電子部品では、前述の様な問題を解決することができる。近年、この種の積層型電子部品は、小型化が進んでおり、例えば、１００５サイズの場合、貫通孔間の横方向の間隔が１．１７６ｍｍ、縦方向の間隔が０．５８８ｍｍと貫通孔間の間隔も狭くなる傾向にある。この様な状況の中で、図５の様に積層体のコイルの巻軸部分を打ち抜いた場合、積層体を打ち抜く際のパンチングピンの貫入圧によって寸法が数百μｍ延び、積層体が大きく変形するという問題があった。

本発明は、磁性体のコアの外壁に凹凸が形成されたり、コアを構成する磁性体が層間で剥離してコアの横断面にクラックが入ったりすることがなく、さらに積層体の変形を抑制することができる積層型電子部品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、誘電体層とコイル用導体パターンを積層して積層体内にコイルが形成され、コイルの巻軸部分に磁性体のコアが形成された積層型電子部品の製造方法において、誘電体層とコイル用導体パターンを積層して積層体を形成し、積層体のコイルの巻軸部分にレーザ加工により第１の貫通孔を形成した後、積層体の第１の貫通孔が形成された部分を打ち抜いて積層体に第１の貫通孔よりも直径の大きい第２の貫通孔を形成し、第２の貫通孔内に磁性体のコアが形成される。

本発明の積層型電子部品の製造方法は、誘電体層とコイル用導体パターンを積層して積層体を形成し、積層体のコイルの巻軸部分にレーザ加工により第１の貫通孔を形成した後、積層体の第１の貫通孔が形成された部分を打ち抜いて積層体に第１の貫通孔よりも直径の大きい第２の貫通孔を形成し、第２の貫通孔内に磁性体のコアが形成されるので、コアの外壁に凹凸が形成されたり、コアを構成する磁性体が層間で剥離してコアの横断面にクラックが入ったりすることがなく、さらに積層体の変形を抑制することができる。

本発明の積層型電子部品は、まず、ベースフィルム上にセラミックグリーンシートが形成され、セラミックグリーンシートの表面にコイル用導体パターンが形成される。次に、このセラミックグリーンシートを下層の誘電体層上に積層、圧着後、ベースフィルムを剥離する。そして、コイル用導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートの下層誘電体層上への積層、圧着、ベースフィルムの剥離を繰り返して積層体が形成される。
この様に形成された積層体は、コイルの巻軸部分にレーザ加工によりその上側の直径がコアの直径の７０％以上１００％未満になる様に第１の貫通孔を形成した後、この第１の貫通孔部分を打ち抜いて第１の貫通孔よりも直径の大きい第２の貫通孔を形成する。そして、この第２の貫通孔内に磁性体のコアが形成される。
従って、本発明の積層型電子部品は、積層体のコイルの巻軸部分に予めレーザ加工によってコアの直径よりも直径の小さい貫通孔が形成されているので、積層体のコイルの巻軸部分にコアの直径と同じ直径の貫通孔を形成する際のパンチングピンの貫入抵抗を小さくすることができる。

以下、本発明の積層型電子部品の製造方法を図１乃至図３を参照して説明する。
図１と図２は本発明の積層型電子部品の製造方法の実施例を示す断面図である。
まず、図１（Ａ）に示す様に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のプラスチックで形成されたベースフィルムＦの上に誘電体をペースト状にしたものをドクターブレード法等によって塗布してセラミックグリーンシート１１が形成され、このセラミックグリーンシート１１を所定の大きさに打ち抜いた後、セラミックグリーンシート１１の表面にコイル用導体パターン１３が印刷される。セラミックグリーンシート１１は、厚みが例えば２０μｍになるように形成される。なお、１４は誘電体層間のコイル用導体パターンを接続するための導体を示しており、セラミックグリーンシート１１にＣＯ_２レーザによって貫通孔を形成し、コイル用導体パターン１３を印刷する際に導電材料が充填されて形成される。この導体１４は、必要に応じて形成されればよく、セラミックグリーンシート１１のみを貫通する様に形成したり、ベースフィルムＦも貫通する様に形成してもよい。
次に、図１（Ｂ）に示す様に、このベースフィルムＦとセラミックグリーンシート１１がセラミッグリーンシート１１を下にむけた状態で下層の誘電体層上に積層され、下層の誘電体層とセラミックグリーンシートが圧着される。図１（Ｂ）の場合、積層テーブル１０Ａ上にベースフィルムＢを基準孔とテーブルの基準ピンを嵌め合わせて保持し、このベースフィルムＢ上にセラミックグリーンシート１１Ａ、１１Ｂを積層して下層の誘電体層が形成されている。このセラミックグリーンシート１１Ｂ上には、ベースフィルムＦ付きのセラミックグリーンシート１１がセラミックグリーンシート１１Ｂ側を向いた状態で積層される。このセラミックグリーンシート１１は、加圧プレス１０ＢによってベースフィルムＦ上から加圧してセラミックグリーンシート１１Ｂに圧着される。そして、図１（Ｃ）に示す様に、このセラミックグリーンシート１１に付着したベースフィルムＦが剥離される。
続いて、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）の工程を必要回数繰り返した後、図１（Ｄ）に示す様に、ベースフィルム付きのセラミックグリーンシート１１Ｈが誘電体層１１Ｇ上に積層され、誘電体層１１Ｇとセラミックグリーンシート１１Ｈが圧着される。
さらに続いて、図１（Ｅ）に示す様に、これら積層体は、コイルの巻軸部分にレーザを照射してその部分を加工することにより貫通孔Ｓ１が形成される。この貫通孔Ｓ１は、上側の直径が後述のコアの直径の７０〜１００％になるように形成される。また、この様に積層体をレーザ加工する際には、例えばＣＯ_２レーザ加工機、ＹＡＧレーザ加工機が用いられる。
次に、この貫通孔Ｓ１が形成された積層体は、図２（Ａ）に示す様に、ベースフィルムＢ、Ｆが付着したままの状態でパンチャーの下型１０Ｄ、１０Ｅと上型（すなわち、パンチングピン）１０Ｆ間に配置されて、貫通孔Ｓ１が形成された部分が打ち抜かれ、図２（Ｂ）に示す様に積層体のコイルの巻軸部分に貫通孔Ｓ２が形成される。この貫通孔Ｓ２は、その直径が貫通孔Ｓ１の直径よりも大きくなるように形成される。なお、図２（Ｂ）では、ベースフィルムＢも打ち抜かれている。
さらに、このコイルの巻軸部分に貫通孔が形成された積層体は、図２（Ｃ）に示す様に、ベースフィルムＢ、Ｆが付着したままの状態で、貫通孔のベースフィルムＢ側にペースト充填機の圧入口１０Ｇを密着させて貫通孔内に磁性体ペーストＰが充填される。この充填された磁性体ペーストを充分に乾燥させた後、ベースフィルムＢ、Ｆが積層体から剥離される。この貫通孔内に磁性体ペーストが充填された積層体は、コイル巻軸部分に磁性体のコアが形成される。
続いて、この積層体は、下面にベースフィルムＦ２と磁性体のセラミックグリーンシート１５Ａ、１５Ｂが、上面に磁性体のセラミックグリーンシート１５Ｃ、１５ＤとベースフィルムＦ２が積層され、これら積層体が図２（Ｄ）に示す様に、金型内に配置されて、金型によって加圧してこれら積層体が一体化される。この金型は、金枠１０Ｈ、１０Ｉ、上板１０Ｊ、下板１０Ｋを備え、上板１０Ｊと下板１０Ｋによって積層体に圧力が加えられる。
そして、この様に一体化された積層体は、切断され、脱脂、焼成される。焼成された積層体の側面には、外部電極が形成される。また、この様に形成された積層型電子部品の積層体は、磁性体のセラミックグリーンシート１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄによって積層体の上下面に磁性体層が形成されると共に、コイルの巻軸部分にこの上下の磁性体層に連なる磁性体のコア１２が形成される。

この様に形成された積層型電子部品は、１００５サイズもので直径が２５０μｍの貫通孔を形成する場合、図３に示す様に、第１の貫通孔の上側の直径をコアの直径の７０〜１００％、好ましくは７０〜９０％にすることにより、積層体の延びを従来のもの１０％以下にすることができる。なお、図３において、横軸は第１の貫通孔の上側の直径を、縦軸は延び量を示している。
また、コアを形成するための貫通孔をレーザ加工だけで形成したものでは下側の直径が上側の直径よりも小さくなる（積層体の厚みが６００μｍの場合、上側の直径が２５０μｍで、下側の直径が１７０μｍ）テーパー状になるのに対し、レーザ加工で第１の貫通孔を形成した後、パンチャーで第１の貫通孔の直径よりも大きい直径の第２の貫通孔を形成することにより、上側の直径と下側の直径の差（上側の直径が２６０μｍ、下側の直径が２８０μｍ）を従来のものよりも小さくでき、コアの加工寸法を改善できる。

以上、本発明の積層型電子部品の製造方法の実施例を述べたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。例えば、実施例では単体部品の場合を説明したが、積層体内にコンデンサを内蔵させてＬＣフィルタ等の回路を形成したものや、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の他の電子部品を搭載するのに用いられる基板を構成するものにも適用することができる。また、実施例では積層体の上下に磁性体層を形成したものを説明したが、積層体の上下に磁性体層を形成しないものにも適用することができる。さらに、セラミックグリーンシート１１Ｂ〜１１Ｇは、下層の誘電体層上に予めベースフィルムが剥離されたセラミックグリーンシートを１層ごとに積層、圧着してもよいし、予めベースフィルムが剥離されたセラミックグリーンシート１１Ａ〜１１Ｇを積層し、最上層にベースフィルムＦ付きのセラミックグリーンシート１１Ｈを積層した後、これらを圧着してもよい。またさらに、ベースフィルムＦは、レーザで積層体に貫通孔を形成する前又はパンチャーで積層体に貫通孔を形成する前に、積層体から剥離されてもよい。

本発明の積層型電子部品の製造方法の実施例を示す断面図である。 本発明の積層型電子部品の製造方法の実施例を示す断面図である。 貫通孔を形成する際の積層体の延び量を示すグラフである。 従来の積層型電子部品の製造方法の断面図である。 従来の積層型電子部品の別の製造方法の断面図である。

符号の説明

１１ セラミックグリーンシート
Ｆ ベースフィルム

Claims (1)

1. 誘電体層とコイル用導体パターンを積層して積層体内にコイルが形成され、該コイルの巻軸部分に磁性体のコアが形成された積層型電子部品の製造方法において、
   誘電体層とコイル用導体パターンを積層して積層体を形成し、該積層体の該コイルの巻軸部分にレーザ加工により第１の貫通孔を形成した後、該積層体の第１の貫通孔が形成された部分を打ち抜いて該積層体に第１の貫通孔よりも直径の大きい第２の貫通孔を形成し、該第２の貫通孔内に磁性体のコアが形成されることを特徴とする積層型電子部品の製造方法。

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