JP2008103482A - 電極パターンの形成方法、積層電子部品の製造方法及び積層電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】積層電子部品の表面を平坦にでき、かつ、導体層を精度良く形成できる電極パターンの形成方法、積層電子部品の製造方法及び積層電子部品を提供する。
【解決手段】セラミックグリーンシート１にコイル電極パターンを形成する方法。キャリアフィルム４の第１の主面４ａ上にセラミックグリーンシート１を形成する。次に、第２の主面４ｂ側からレーザを照射して、キャリアフィルム４を厚み方向に貫通しかつセラミックグリーンシート１を厚み方向に貫通しない凹部５を形成する。次に、凹部５に対してキャリアフィルム４側から導電ペースト８を充填し、コイル電極パターンを形成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電極パターンの形成方法、積層電子部品の製造方法及び積層電子部品、より特定的には、積層電子部品のセラミックグリーンシートに電極パターンを形成する方法、積層電子部品の製造方法及び積層電子部品に関する。

セラミックグリーンシートの主面に電極パターンを形成する方法として、従来、特許文献１，２に示す積層セラミック電子部品の製造方法が存在する。特許文献１に示す製造方法では、セラミックを主成分としたグリーンシートの所望部分に、レーザ光を照射して凹部を形成して、該凹部に導体層をスクリーン印刷により形成し、複数の該グリーンシートを積層して圧着している。このような積層セラミック電子部品の製造方法によれば、導体が凹部に埋設されるので、グリーンシートを積層して得られる積層セラミック電子部品の表面が平坦に近づく。

しかしながら、前記積層セラミック電子部品の製造方法では、導体層を精度良く形成することは困難であった。これは、スクリーン印刷の際に、スクリーン版の開口パターンと凹部のパターンとが一致するように、該スクリーン版を配置することが必要であったにもかかわらず、これらを正確に一致させることは困難であったためである。更に、導体層の形成時において、スクリーン版の開口パターンと凹部のパターンとがずれてしまい、凹部から導電ペーストがはみ出てしまうおそれがあったためである。
特開平７−１０６１７５号公報 特開２００１−１６０６８１号公報

そこで、本発明の目的は、積層セラミック電子部品の表面を平坦にでき、かつ、導体層を精度良く形成できる電極パターンの形成方法、積層電子部品の製造方法及び積層電子部品を提供することである。

第１の発明は、セラミックグリーンシートに電極パターンを形成する方法において、キャリアフィルムの第１の主面上にセラミックグリーンシートを形成する工程と、前記キャリアフィルムの第２の主面側からレーザを照射して、該キャリアフィルムを厚み方向に貫通しかつ前記セラミックグリーンシートを厚み方向に貫通しない凹部を形成する工程と、前記凹部に対して前記キャリアフィルム側から導電ペーストを充填し、電極パターンを形成する工程と、を備えることを特徴とする。

第２の発明は、積層電子部品の製造方法において、キャリアフィルムの第１の主面上にセラミックグリーンシートを形成する工程と、前記キャリアフィルムの第２の主面側からレーザを照射して、該キャリアフィルムを厚み方向に貫通しかつ前記セラミックグリーンシートを厚み方向に貫通しない凹部を形成する工程と、前記凹部に対して前記キャリアフィルム側から導電ペーストを充填し、電極パターンを形成する工程と、前記電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートと他のセラミックグリーンシートとを積層する工程と、を備えることを特徴とする。

第１及び第２の発明によれば、セラミックグリーンシートに埋設されるように電極パターンが形成される。そのため、このようなセラミックグリーンシートを積層して得られた積層電子部品において、電極パターンの存在による表面の凹凸の発生が抑制される。更に、第１及び第２の発明では、電極パターンがキャリアフィルムの孔を介してセラミックグリーンシートに転写される。このキャリアフィルムの孔のパターンとセラミックグリーンシートの凹部のパターンとは、同時に形成されるために完全に一致している。そのため、電極パターンの形成時に、これらのパターンを精度良く位置合わせする必要がない。更に、キャリアフィルムとセラミックグリーンシートとは密着しているので、スクリーン印刷により電極パターンを形成する際に生じるパターンのずれが発生しない。その結果、第１及び第２の発明によれば、電極パターンを従来よりも精度良くセラミックグリーンシートに形成することが可能となる。

第１及び第２の発明において、前記凹部の形成の際に、レーザを複数回照射することが好ましい。セラミックグリーンシートに凹部を形成する際に一般的に用いられるレーザの強度よりも弱い強度のレーザを用いれば、一回のレーザの照射により誤って凹部が、セラミックグリーンシートを貫通してしまうことが防止される。

第１及び第２の発明において、前記キャリアフィルム及び前記セラミックグリーンシートを厚み方向に貫通する孔を形成する工程と、前記孔に対して前記キャリアフィルム側から前記導電ペーストを充填し、ビア導体を形成する工程と、を更に備えていてもよい。

第３の発明は、第１及び第２の発明により製造された積層電子部品である。具体的には、第３の発明は、複数のセラミック層からなる積層電子部品であって、中間に配置された一つのセラミック層を積層方向に貫通し、積層方向における断面構造がテーパを有するビア導体と、前記中間に配置された一つのセラミック層に積層方向に貫通しないように埋め込まれる電極パターンであって、積層方向における断面構造がテーパを有する電極パターンと、を備え、積層方向において、前記ビア導体の径が大きい方の端部と、前記電極パターンの径が大きい方の端部とが面一になるように、該ビア導体及び該電極パターンが形成されていること、を特徴とする。第３の発明において、前記ビア導体又は前記電極パターンは、レーザによりセラミック層に形成された孔又は凹部に導体が充填されて形成されることが好ましい。

第３の発明によれば、電極パターンとビア導体とを、セラミック層の中に埋設し、その主面側の不要な盛り上がり等を生じさせずに形成することができるので、電極パターンが厚くなったとしても、電極パターンの上端とセラミック層の主面とに段差が生じない。

本発明は、キャリアフィルムの孔を介してセラミックグリーンシートの凹部に電極パターンを形成しているので、積層電子部品の表面を平坦にでき、かつ、導体層を精度良く形成できる。

以下に本発明の実施形態に係る電極パターンの形成方法、積層電子部品の製造方法及び積層電子部品について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電極パターンの形成方法によりコイル電極パターン２が形成されたセラミックグリーンシート１の上視図である。図２は、該セラミックグリーンシート１のＡ−Ａ'における断面構造図である。

セラミックグリーンシート１の主面には、図１に示すように、渦巻き形状のコイル電極パターン２が形成される。このコイル電極パターン２は、図２に示すように、セラミックグリーンシート１に埋設されている。更に、該コイル電極パターン２の内側の一端には、セラミックグリーンシート１を貫通するビア導体３が設けられている。以下に、該コイル電極パターン２を形成する工程について図３ないし６を用いて説明する。図３ないし６は、セラミックグリーンシート１にコイル電極パターン２が形成される際の工程断面図である。

まず、図３に示すように、キャリアフィルム４の第１の主面４ａ上にセラミックグリーンシート１を形成する。

より詳細には、誘電体セラミック粉末に対して結合剤と可塑剤、分散剤を加えてボールミルで混合を行い、その後、減圧により脱泡を行う。得られたセラミックスラリーをドクターブレード法により、キャリアフィルム４の第１の主面４ａ上に形成して乾燥させ、所望の膜厚のセラミックグリーンシート１を作製する。

次に、図４に示すように、キャリアフィルム４の第２の主面４ｂ側からレーザを照射して、キャリアフィルム４を厚み方向に貫通しかつセラミックグリーンシート１を厚み方向に貫通しない凹部５を形成する。更に、第２の主面４ｂ側からレーザを照射して、キャリアフィルム４及びセラミックグリーンシート１を厚み方向に貫通する孔６を形成する。凹部５及び孔６は、レーザの照射方向が上からの場合には、上から下へと行くにしたがって、その径が小さくなる断面形状（テーパ形状）を有する。これは、レーザのエネルギーが上から下に伝わるにつれて減衰するためである。なお、凹部５及び孔６の形成の際には、例えば、図１に示すコイル電極パターン２と同じ形状の開口パターンを有するマスクを介して、レーザを照射する。この際、セラミックグリーンシートを貫通する孔を形成する場合に一般的に用いられるレーザの強度よりも弱い強度のレーザを複数回照射することが好ましい。これにより、一回のレーザの照射により誤って凹部５が、セラミックグリーンシート１を貫通してしまうことが防止される。

次に、図５に示すように、キャリアフィルム４の第２の主面４ｂ上に、Ｃｕを含有する導電ペースト８を盛り、スキージ７を第２の主面４ｂが延びる方向（矢印の方向）に移動させる。これにより、図６に示すように、キャリアフィルム４を厚み方向に貫通する孔を介して凹部５及び孔６に導電ペースト８が充填され、キャリアフィルム４の孔のパターンと同じ形状を有するコイル電極パターン２が転写される。これにより、キャリアフィルム４付きのセラミックグリーンシート１を得る。同様の工程により、他のキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートも作製する。

次に、最も下層に位置するキャリアフィルム付きのセラミックグリーンシートを、キャリアフィルムを上にして積層台の上に載置し、キャリアフィルムを剥す。この際、キャリアフィルム側の導電ペーストは、図６に示すように、孔又は凹部の径が積層方向の下側の方が小さいので、キャリアフィルムに引っかかって該キャリアフィルムと共にセラミックグリーンシートから剥される。一方、セラミックグリーンシート側の導電ペーストは、レーザにより形成された孔又は凹部の内周面に存在する微小な凹凸が生じるアンカー効果により、セラミックグリーンシート側に残留する。

キャリアフィルムが剥されると、更に、キャリアフィルム付きのセラミックグリーンシートを、キャリアフィルムを上にして、既に積層したセラミックグリーンシート上に載置し、圧着する。そして、キャリアフィルムをセラミックグリーンシートから剥す。セラミックグリーンシートを圧着する工程とキャリアフィルムを剥す工程とを繰り返すことにより、図７に示すような積層電子部品１０を作製する。図７は、積層電子部品１０の一例を示した断面構造図である。

積層電子部品１０は、セラミックグリーンシート１，１１〜１４が積層されて作製される。より詳細には、セラミックグリーンシート１の上層には、セラミックグリーンシート１１及び１３が下から順に積層される。更に、セラミックグリーンシート１の下層には、セラミックグリーンシート１２及び１４が上から順に積層される。セラミックグリーンシート１１には、外部端子（図示せず）に接続される引き出し電極１５と、該引き出し電極１５とコイル電極パターン２とを接続するビア導体１６が形成される。また、セラミックグリーンシート１２には、一端が外部端子（図示せず）に接続されると共に他端がビア導体３に接続される引き出し電極１７が形成される。引き出し電極１５及び１７は、コイル電極パターン２と同様の工程により形成されるので、セラミックグリーンシート１１及び１２に埋設される。

以上のように、前記電極パターンの形成方法によれば、セラミックグリーンシートに埋設されるように電極パターンが形成される。そのため、このようなセラミックグリーンシートを積層して得られた積層電子部品において、電極パターンの存在による表面の凹凸の発生が抑制される。

更に、前記電極パターンの形成方法によれば、電極パターンがキャリアフィルムの孔を介してセラミックグリーンシートに転写される。このキャリアフィルムの孔のパターンとセラミックグリーンシートの凹部のパターンとは、同時に形成されるために完全に一致している。そのため、電極パターンの形成時において、スクリーン印刷のようにこれらのパターンを精度良く位置合わせする必要がない。更に、キャリアフィルムとセラミックグリーンシートとは密着しているので、電極パターンを形成する際にこれらのパターンの間にずれが生じない。その結果、前記電極パターンの形成方法によれば、電極パターンを従来よりも精度良くセラミックグリーンシートに形成することが可能となる。

また、本実施形態に係る電極パターンの形成方法により作製された積層電子部品は、以下のような構造を有する。ビア導体は、中間に配置された一つのセラミック層を積層方向に貫通し、積層方向における断面構造がテーパを有する。電極パターンは、中間に配置された一つのセラミック層に積層方向に貫通しないように埋め込まれ、積層方向における断面構造がテーパを有する。そして、積層方向において、ビア導体の径が大きい方の端部と、電極パターンの径が大きい方の端部とが面一になるように、ビア導体及び電極パターンが形成される。これにより、電極パターンとビア導体とをセラミック層の中に埋設し、その主面側の不要な盛り上がり等を生じさせずに形成することができるので、電極パターンが厚くなったとしても、電極パターンの上端とセラミック層の主面とに段差が生じない。

（その他の実施形態）
図８は、前記実施形態に係る電極パターンの形成方法によりコイル電極パターン２が形成されたセラミックグリーンシート１のその他の構成例を示す上視図である。図９は、前記セラミックグリーンシート１のＢ−Ｂ'における断面構造図である。図８及び図９に示すように、セラミックグリーンシート１において、コイル電極パターン２が形成される主面の反対側の主面上に、セラミックグリーンシート１に埋設されていない電極パターン２０がスクリーン印刷により形成されていてもよい。

また、本発明の実施形態に係る電極パターンの形成方法により形成される電極パターンは、コイル電極パターン２であるとしたが、該電極パターンはこれに限らない。例えば、該電極パターンは、コンデンサ電極であってもよい。

また、導電ペースト８は、Ｃｕを含有するとしたが、Ｃｕの代わりにＡｇやＡｇ−Ｐｄ等を含有してもよい。

本発明の一実施形態に係る電極パターンの形成方法によりコイル電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートの上視図である。 前記セラミックグリーンシートのＡ−Ａ'における断面構造図である。 セラミックグリーンシートにコイル電極パターンが形成される際の工程断面図である。 セラミックグリーンシートにコイル電極パターンが形成される際の工程断面図である。 セラミックグリーンシートにコイル電極パターンが形成される際の工程断面図である。 セラミックグリーンシートにコイル電極パターンが形成される際の工程断面図である。 前記セラミックグリーンシートを積層して得られた積層電子部品の一例を示した断面構造図である。 本発明に係る電極パターンの形成方法によりコイル電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートのその他の構成例を示す上視図である。 前記セラミックグリーンシートのＢ−Ｂ'における断面構造図である。

符号の説明

１，１１，１２，１３，１４ セラミックグリーンシート
２ コイル電極パターン
３，１６ ビア導体
４ キャリアフィルム
４ａ 第１の主面
４ｂ 第２の主面
５ 凹部
６ 孔
７ スキージ
８ 導電ペースト
１０ 積層電子部品
１５，１７ 引き出し電極
２０ 電極パターン

Claims (6)

1. キャリアフィルムの第１の主面上にセラミックグリーンシートを形成する工程と、
   前記キャリアフィルムの第２の主面側からレーザを照射して、該キャリアフィルムを厚み方向に貫通しかつ前記セラミックグリーンシートを厚み方向に貫通しない凹部を形成する工程と、
   前記凹部に対して前記キャリアフィルム側から導電ペーストを充填し、電極パターンを形成する工程と、
   を備えることを特徴とする電極パターンの形成方法。
2. 前記凹部の形成の際に、レーザを複数回照射すること、
   を特徴とする請求項１に記載の電極パターンの形成方法。
3. 前記キャリアフィルム及び前記セラミックグリーンシートを厚み方向に貫通する孔を形成する工程と、
   前記孔に対して前記キャリアフィルム側から前記導電ペーストを充填し、ビア導体を形成する工程と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電極パターンの形成方法。
4. キャリアフィルムの第１の主面上にセラミックグリーンシートを形成する工程と、
   前記キャリアフィルムの第２の主面側からレーザを照射して、該キャリアフィルムを厚み方向に貫通しかつ前記セラミックグリーンシートを厚み方向に貫通しない凹部を形成する工程と、
   前記凹部に対して前記キャリアフィルム側から導電ペーストを充填し、電極パターンを形成する工程と、
   前記電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートと他のセラミックグリーンシートとを積層する工程と、
   を備えることを特徴とする積層電子部品の製造方法。
5. 複数のセラミック層からなる積層電子部品であって、
   中間に配置された一つのセラミック層を積層方向に貫通し、積層方向における断面構造がテーパを有するビア導体と、
   前記中間に配置された一つのセラミック層に積層方向に貫通しないように埋め込まれる電極パターンであって、積層方向における断面構造がテーパを有する電極パターンと、
   を備え、
   積層方向において、前記ビア導体の径が大きい方の端部と、前記電極パターンの径が大きい方の端部とが面一になるように、該ビア導体及び該電極パターンが形成されていること、
   を特徴とする積層電子部品。
6. 前記ビア導体又は前記電極パターンは、レーザによりセラミック層に形成された孔又は凹部に導体が充填されて形成されること、
   を特徴とする請求項５に記載の積層電子部品。
   

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