JP2007027351A

JP2007027351A - 積層型電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP2007027351A
Application number: JP2005206538A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Nishiyama; 茂西山; Hideo Oi; 秀朗大井; Fumio Yokota; 文男横田
Original assignee: Toko Inc
Current assignee: Toko Inc
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】焼成基板上に厚膜フォトリソグラフィー技術で形成した小型の積層型電子部品にマーカーを形成しようとするとマーカーと感光性絶縁体膜間で剥離したり、クラックが発生する。また、マーカーを印刷で形成しようとした場合、マーカーを小さくできず、小型の積層型電子部品に形成できなかった。
【解決手段】絶縁体層と導体パターンを積層し、積層体内に導体パターンによって回路素子が形成される。この時、光重合硬化性を有する感光性絶縁体ペーストを用いた絶縁体層と導体パターンを積層して内部に回路素子が形成された積層体の上下面の少なくとも一方の面に感光性着色絶縁体ペーストを用いてマーカーが形成され、これらが一体に焼成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁体層と導体パターンを積層し、積層体内に導体パターンによって回路素子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。

積層型電子部品では、回路基板等に実装するのに際して、電子部品の表裏や方向を揃えて実装しなければならない部品がある。例えば、積層型インダクタの場合、実装方向によって外部に漏れる磁束や発生する磁界の方向が異なって回路基板実装時にインダクタンス値に差異が生じるので、インダクタンス公差を保障するために、電子部品をテーピングする時に製品の表裏や方向を整列してテーピングが行われている。また、３端子以上の端子を有する電子部品においても、入出力端子等が回路基板の所定の位置に配置される様に実装するために、電子部品をテーピングする時に製品の表裏や方向を整列してテーピングが行われている。この様に表裏識別や方向識別が必要な積層型電子部品では、電子部品の表面にマーカーが形成される（例えば特許文献１を参照。）。
実開平5-87915号公報

一方、この種の積層型電子部品は、０６０３サイズ（０．６×０．３×０．３ｍｍ）、０４０２サイズ（０．４×０．２×０．２ｍｍ）とさらなる小型化・薄型化が求められている。この小型化・薄型化に対応するために、焼成基板上に厚膜フォトリソグラフィー技術を用いて積層体を形成することが行われている（例えば、特許文献２を参照。）。
特開平8-316080号公報

この様に焼成基板上に厚膜フォトグラフィー技術を用いて形成された電子部品においてもマーカーを形成することが検討されている。しかしながら、このマーカーを着色絶縁体ペーストで形成しようとすると、グリーンの状態の感光性絶縁体膜上に着色絶縁体ペーストを印刷することは可能であるが、感光性絶縁体とマーカーの温度収縮カーブが大きく異なるために、積層体を脱脂する際に、感光性絶縁体膜とマーカーの間で剥離やクラックが生じるという問題があった。また、この様に小型化の進んだ電子部品ではマーカーも小さくなる傾向にあり、電子部品上に印刷される着色絶縁体ペーストの滲みにより、微細なマーカーを形成することは困難になってきた。

本発明は、絶縁体層とマーカーの間で剥離やクラックが生じることがなく、電子部品に安定的にマーカーを形成できると共に、微細なマーカーを形成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ものである。

本発明の積層型電子部品の製造方法は、マーカーの材質と形成方法を工夫することにより前述の課題を解決するものである。すなわち、本発明は、絶縁体層と導体パターンを積層し、積層体内に導体パターンによって回路素子が形成された積層型電子部品の製造方法において、光重合硬化性を有する感光性絶縁体ペーストを用いた絶縁体層と導体パターンを積層して内部に回路素子が形成された積層体の上下面の少なくとも一方の面に感光性着色絶縁体ペーストを用いてマーカーが形成され、これらが一体に焼成される。

本発明の積層型電子部品の製造方法は、光重合硬化性を有する感光性絶縁体ペーストを用いた絶縁体層と導体パターンを積層して内部に回路素子が形成された積層体の上下面の少なくとも一方の面に感光性着色絶縁体ペーストを用いてマーカーが形成され、これらが一体に焼成されるので、絶縁体層とマーカーの間で剥離やクラックが生じることがなく、小型の電子部品に安定的にマーカーを形成できると共に、微細なマーカーを形成することができる。

本発明の積層型電子部品の製造方法は、光重合硬化性を有し、ガラスを含有する感光性絶縁体ペーストを用いた絶縁体層と光重合硬化性を有する感光性導電ペーストを用いた導体パターンを積層して積層体内に回路素子が形成される。この積層体の上下面の少なくとも一方の面に、光重合硬化性を有し、ガラスと無機顔料を含有する感光性着色絶縁体ペーストを用いてマーカーが形成される。これらの積層体は一体に焼成される。感光性着色絶縁体ペーストは、焼成後の積層体の色調と異なる様に無機顔料が選択される。

従って、本発明の積層型電子部品の製造方法は、感光性絶縁体ペーストを含有する積層体に感光性着色絶縁体ペーストを用いてマーカーが形成されるので、絶縁体層とマーカーの温度収縮カーブの差が小さくなる。また、マーカーが感光性着色絶縁体ペーストによって形成されるのでマーカーを高精細度に形成できる。

以下、本発明の積層型電子部品の製造方法を図１乃至図５を参照して説明する。
図１は本発明の積層型電子部品の製造方法の実施例の積層型電子部品の分解斜視図、図２は本発明の積層型電子部品の製造方法の実施例の積層型電子部品の斜視図である。
本発明の積層型電子部品の製造方法の実施例の積層型電子部品としては、例えば、図１、図２に示す様に、絶縁体層１１Ａ〜１１Ｆとコイル用導体パターン１２Ａ〜１２Ｅとを積み重ね、これら積層体の上下面の一方の面にマーカー１３Ａを、他方の面にマーカー１３Ｂを形成して、積層体内にコイルを形成したものがある。
絶縁体層１１Ａ〜１１Ｆは、ガラスセラミックス、誘電体セラミックス等の絶縁体セラミックスで形成される。
絶縁体層１１Ａ〜１１Ｅの表面には、それぞれ導体パターン１２Ａ〜１２Ｅが形成される。導体パターン１２Ａ〜１２Ｅは、銀、銀系、金、金系、銅、銅系等の金属材料で構成される。図１では１ターン未満のコイル用導体パターンが示されており、絶縁体層間の導体パターン１２Ａ〜１２Ｅが絶縁体層のスルーホール内の導体を介して螺旋状に接続されて積層体内にコイルが形成される。
これらが積層された積層体は、図２（Ａ）の上面から見た積層型電子部品に示す様に上面の半面にマーカー１３Ａが形成される。また、図２（Ｂ）の底面から見た積層型電子部品に示す様に底面にマーカー１３Ｂが形成される。マーカー１３Ａ、１３は、ガラスと無機顔料が含有するものが用いられ、絶縁体層の材質によって焼成後に積層体の色調と光学的に区別できる様に無機顔料の材質が選択される。
コイルの一端を構成する絶縁体層１１Ａ上の導体パターン１２Ａの一端は、絶縁体層１１Ａの端面に引き出され、積層体の端面に形成された外部端子２４に接続される。また、コイルの他端を構成する絶縁体層１１Ｅ上の導体パターン１２Ｅの他端は、絶縁体層１１Ｅの端面に引き出され、積層体の端面に形成された外部端子２５に接続される。

この様な積層型電子部品は、次のようにして製造される。まず、図３（Ａ）に示す様に、支持体３０の表面に、光重合硬化性を有する感光性着色絶縁体ペーストを所定の厚みに塗布し、乾燥させて感光性着色絶縁体膜３３を形成した後、この感光性着色絶縁体膜３３を光線（例えば、紫外線）を用いて露光し、現像することにより、図３（Ｂ）に示す様に支持体３０上にマーカー３３Ａが形成される。支持体３０は、金属板、セラミック板、可撓性を有するフィルム等を用いることができるが、積層体形成後に製品を支持体から剥離する必要があることから剥離性を考慮して決定するのが望ましく、必要に応じて離型処理を行うと良い。また、マーカー、導体パターン、スルーホール等の形成位置の精度を向上させるために、露光時の光学アライメント用マーカを具備していることが望ましい。本実施例では、露光時の光学アライメント用孔２ヶ所（図示せず）を具備したステンレス板上に、積層体を形成する面と反対の面に接着層を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）３０Ａを光学アライメント孔を避けて貼り付けて支持体３０とした。感光性着色絶縁体ペーストは、ガラスと無機顔料に光重合硬化性を有するバインダー樹脂が混入されてペースト状に形成され、スクリーン印刷法により支持体のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）３０Ａ上に塗布される。また、感光性着色絶縁体ペーストの乾燥は、約８０℃で１０分間行われるが、箱型乾燥機によるバッチ処理に限定されず、インライン方式の赤外乾燥等作業性を考慮して決定すれば良い。さらに、支持体上への塗布方法としては、スクリーン印刷法、ロールコータ法、バーコータ法等の方法を用いることができるが、この後の工程の感光性絶縁体膜に形成されたスルーホール内への導体充填性からスクリーン印刷法に統一して塗布を行った。
次に、図３（Ｃ）に示す様に、支持体３０の表面に、マーカー３３Ａを覆う様に、光重合硬化性を有する感光性絶縁体ペーストを所定の厚みに塗布し、約８０℃で１０分間乾燥させた後、光線（例えば、紫外線）を用いて露光し、現像することにより、支持体３０上に感光性絶縁体膜３１Ａが形成される。感光性絶縁体ペーストは、ガラスセラミックス、誘電体セラミックス、磁性体セラミックス等の絶縁体セラミックスに光重合硬化性を有するバインダー樹脂が混入されてペースト状に形成され、スクリーン印刷法により支持体のポリエチレンテレフタレート３０Ａ上に塗布される。図３では、絶縁体セラミックスとしてガラスセラミックスを用いた。ここでスルーホールを形成する必要がないにも係らず感光性絶縁体膜３１Ａを露光、現像処理を施して形成するのは、支持体上に塗布し乾燥した感光性絶縁体膜は粘着性を有しており、その上部に形成する感光性導電膜や感光性絶縁体膜の塗布膜厚が安定しないためである。この粘着性を低減させる方法としては、光硬化に加え加熱硬化を行う方法もあるが、加熱硬化を併用した場合、加熱収縮のため積層体形成過程で積層体の収縮が進行し支持体から積層体が剥離してしまうという問題を生じる。また、この上部に感光性導電膜を形成した場合、感光性絶縁体膜の光硬化未反応部分が残存してしまい、感光性導電膜を形成するための感光性導電ペーストを印刷する時に、感光性導電ペーストに含まれる溶剤と光未硬化部分が反応することに加え、未反応部分が感光性導電ペーストに含まれる溶剤に溶解してしまい、感光性導電膜の露光、現像時に銀の残渣が発生するという問題がある。これを防止するために、前述の様に感光性絶縁体膜に露光、現像処理が施される。また、感光性絶縁体膜３１Ａは、後の外部端子形成時のメッキ工程における薬液が積層体に侵入するのを防ぐため、２層以上形成するのが望ましい。
この様にしてマーカー３３Ａと感光性絶縁体膜が同一のポリエチレンテレフタレート３０Ａ上に形成されるので、マーカと絶縁体層間に段差が発生することがなく、電子部品を回路基板上に実装する際に実装機の吸着ミスを低減できる。

さらに、図４（Ａ）に示す様に、感光性絶縁体膜３１Ａの表面全体又は、表面の製品となる部分に光重合硬化性を有するバインダー樹脂を含有する感光性導電ペーストを所定の厚みに塗布して感光性導電膜３２を形成し、約８０℃で１０分間乾燥した後、この感光性導電膜３２を露光、現像して、図４（Ｂ）に示す様に、感光性絶縁体膜３１Ａの表面に外部端子引き出し部を有するコイル用導体パターン３２Ａが形成される。感光性導電ペーストは、銀、銀系、金、金系、銅、銅系等の金属粉末に光重合硬化性を有するバインダー樹脂が混入されてペースト状に形成され、感光性絶縁体膜３１Ａ上に塗布される。図４では感光性導電ペーストを構成する金属粉末として、絶縁体セラミックスの焼成温度とコイル用導体パターンの導体抵抗を考慮して銀を含有するものを用いた。
続いて、図４（Ｃ）に示す様にこのコイル用導体パターンが形成された感光性絶縁体膜の表面全体又は、表面の製品となる部分に光重合硬化性を有するバインダー樹脂を含有する感光性絶縁体ペーストを所定の厚みに塗布して感光性絶縁体膜３１Ｂを形成し、乾燥した後、この感光性絶縁体膜３１Ｂを露光、現像して、図４（Ｄ）に示す様に、感光性絶縁体膜３１ＢにスルーホールＨが形成される。このスルーホールＨの底面には、コイル用導体パターン３２Ａの端部が露出する。
さらに、この感光性絶縁体膜３１ＢのスルーホールＨ内に光重合硬化性を有するバインダー樹脂を含有する感光性導電ペーストを充填すると共に、図４（Ｅ）に示す様に、感光性絶縁体膜の表面全体又は、表面の製品となる部分に光重合硬化性を有するバインダー樹脂を含有する感光性導電ペーストを所定の厚みに塗布して感光性導電膜３２を形成し、乾燥した後、この感光性導電膜３２を露光、現像して、図４（Ｆ）に示す様に、感光性絶縁体膜３１Ｂの表面にコイル用導体パターン３２Ｂが形成される。コイル用導体パターン３２Ｂの一端は、感光性絶縁体膜３１Ｂのスルーホール内の導体によってコイル用導体パターン３２Ａに接続される。

この様にして、感光性絶縁体膜３１Ａ上に、所定のインダクタンス値を得るのに必要な層数分のコイル用導体パターンと感光性絶縁体膜を積み重ね、図５（Ａ）に示す様なコイル用導体パターン３２Ｅが形成された感光性絶縁体膜３１Ｅ上に光重合硬化性を有するバインダー樹脂を含有する感光性絶縁体ペーストを塗布して、図５（Ｂ）に示す様に感光性絶縁体膜３１Ｆが形成されることにより積層体内にコイル素子が形成される。感光性絶縁体膜３１Ｆ上には、感光性絶縁体膜の表面全体又は、表面の製品となる部分に光重合硬化性を有するバインダー樹脂を含有する感光性着色絶縁体ペーストを所定の厚みに塗布し、露光、現像することによりマーカー３３Ｂが形成される。なお、感光性絶縁体膜３１Ｆは、厚みが薄かったり、ピンホールがあると、外部端子にメッキを施す際の薬液が素体内に侵入して特性が劣化するので、２層以上形成するのが望ましい。絶縁体膜３１Ｆを２層以上形成する場合には、１層目の感光性絶縁体膜を形成した後、露光、現像することにより感光性絶縁体膜の粘着性を低減できる。
この支持体上に形成された積層体は、図５（Ｃ）に示す様に点線の部分で切断機等で切断することにより、製品個々に分割し、支持体３０から剥離し、６００℃で４時間の脱脂を行った後、これを焼成し、外部端子が形成される。外部端子は、支持体３０から剥離し、焼成した焼成体に銀を含有する導体ペーストを塗布し、乾燥させて焼成し、はんだ実装性を確保するためにニッケルとスズのメッキが施される。

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、本発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば、マーカーは積層型電子部品の上下面の少なくとも一方に形成されていればよく、実施例以外にも積層型電子部品の上面だけにその半面に形成したり、積層型電子部品の上面だけにその全体に形成してもよい。また、マーカーの形状は様々な形状にすることができる。さらに、外部端子は、図５（Ｃ）に示す様に点線の部分で切断することにより、製品個々に分割し、支持体から剥離し、これに銀を含有する導体ペーストを塗布し、脱脂し、焼成して形成されてもよい。

本発明の積層型電子部品の製造方法の実施例の積層型電子部品の分解斜視図である。本発明の積層型電子部品の製造方法の実施例の積層型電子部品の斜視図である。本発明の積層型電子部品の製造方法の実施例を模式的に示す製造工程説明図である。本発明の積層型電子部品の製造方法の実施例を模式的に示す製造工程説明図である。本発明の積層型電子部品の製造方法の実施例を模式的に示す製造工程説明図である。

符号の説明

１１Ａ〜１１Ｆ絶縁体層
１２Ａ〜１２Ｅ導体パターン
１３Ａ、１３Ｂマーカー

Claims

絶縁体層と導体パターンを積層し、積層体内に該導体パターンによって回路素子が形成された積層型電子部品の製造方法において、
光重合硬化性を有する感光性絶縁体ペーストを用いた絶縁体層と導体パターンを積層して内部に回路素子が形成された積層体の上下面の少なくとも一方の面に感光性着色絶縁体ペーストを用いてマーカーが形成され、これらが一体に焼成されたことを特徴とする積層型電子部品の製造方法。
前記導体パターンが光重合硬化性を有する感光性導電ペーストを用いて形成された請求項１に記載の積層型電子部品の製造方法。