JP2011151281A - 電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 マザー基板から各電子部品への切断工程を不要とし、生産性の向上をはかった電子部品の製造方法に関する。
【解決手段】 本発明の電子部品の製造方法は、焼成により消失する消失層２を準備する消失層準備工程と、消失層上に、電子部品を形成するための、未焼成チップ７を、間隔をあけて複数個形成する未焼成チップ形成工程と、消失層上に形成された複数個の未焼成チップ７を、消失層２とともに所定のプロファイルで焼成し、消失層２を消失させるとともに、複数個の分離した焼成済チップ８を得る焼成工程とを有するようにした。
【選択図】 図５

Description

本発明は電子部品の製造方法に関し、さらに詳しくは、各電子部品への切断工程を不要とし、生産性の向上をはかった電子部品の製造方法に関する。

従来から、大量生産に適した電子部品の製造方法として、たとえば、次の方法が知られている。

まず、多数個の電子部品を一括して製造するための、大きなセラミックのマザーグリーンシートを準備する。マザーグリーンシートには、表面に各電子部品の内部電極となる導電パターンが形成されたもの、厚み方向に貫通して表裏間の導通をとるための導電スルーホールが形成されたもの、導電パターンと導電スルーホールの両方が形成されたもの、導電パターンと導電スルーホールのいずれも形成されていないものなどを、必要に応じて、複数の種類、準備する。

次に、マザーグリーンシートを、所定の順番に、所定の枚数積層し、加圧して密着させ、マザー未焼成基板を形成する。

次に、マザー未焼成基板を、各電子部品用の未焼成チップに切断する。この切断工程には、回転ブレードや昇降ブレードなどの各種ブレードを用いる。なお、多い場合には、１枚のマザー未焼成基板から、数千個の未焼成チップをカットする場合もある。

次に、切断された多数個の未焼成チップを一括して焼成し、焼成済チップを形成する。

次に、複数の焼成済チップを一括してバレル装置に投入し、焼成済チップの表面をバレル研磨する。これは、切断工程の際に、チップに発生した角やバリを取るとともに、内部電極の所定の個所をチップの端面に露出させるためにおこなうものである。

最後に、各焼成済チップに、導電ペーストを塗布し、焼付けるなどの方法により外部電極を形成し、積層セラミック型の電子部品を完成させる。

この従来の電子部品の製造方法は、一度に多数個の電子部品を製造することができるため、大量生産に適したものである。しかしながら、マザー未焼成基板を各電子部品用の未焼成チップに切断する工程を必要とするため、次のような問題を有していた。すなわち、マザー未焼成基板を構成する各マザーグリーンシート、およびその表面に塗布される内部電極用の導電パターンを形成するための導電ペーストは、有機結合材などを含有しており粘りを有しているため、上記未焼成チップへの切断工程を高速でおこなうことができず、製造時間を短縮する妨げとなっていた。また、未焼成チップへの切断工程に起因して、焼成済チップをバレル研磨しなければならないことも、製造時間を短縮する妨げとなっていた。

この問題の解決に取組んだものとして、特許文献１（特開２００５‐１２３５０８号公報）に開示された電子部品の製造方法がある。以下、特許文献１に開示された電子部品の製造方法について、図１２〜１４を参照しながら、簡単に説明する。なお、図１２〜１４は、この電子部品の製造方法において適用される、各工程を示す斜視図である。

まず、図１２に示すように、複数種類のマザーグリーンシート１０１ａ、１０１ｂを準備し、所定の順番に、所定の枚数を積層する。

準備される各マザーグリーンシート１０１ａ、１０１ｂは、各電子部品の領域を区画するように、焼成した際に消失する材料から構成された消失部１０２が、碁盤の目状に形成されている。なお、マザーグリーンシート１０１ａの表面には、内部電極用の導電パターン１０３が形成されている。一方、マザーグリーンシート１０１ｂの表面には、導電パターンは形成されていない。なお、マザーグリーンシートの種類はこれらには限定されず、必要に応じて、種々のものが準備される。たとえば、表裏間の導通をとるための導電スルーホールが厚み方向に貫通して形成されたものや、表面に外部への引出し用の導電パターンが形成されたものなどである。

次に、図１３に示すように、積層されたマザーグリーンシート１０１ａ、１０１ｂを加圧して密着させ、マザー未焼成基板１０４を形成する。

次に、マザー未焼成基板１０４を、所定のプロファイルで焼成する。この結果、各マザーグリーンシート１０１ａ、１０１ｂの碁盤の目状の消失部１０２が消失し、図１４に示すように、各焼成済チップ１０５を分離した状態で得ることができる。

最後に、各焼成済チップ１０５に外部電極を、導電ペーストの塗布、焼付けなどの方法により形成し、積層セラミック型の電子部品を完成させる。

以上のように、特許文献１に記載された電子部品の製造方法では、各未焼成チップへの切断工程が不要になっている。

特開２００５−１２３５０８号公報

上述した、特許文献１に開示された電子部品の製造方法は、各電子部品への切断工程を不要にしたものであるが、各マザーグリーンシート１０１ａ、１０１ｂに、各電子部品の領域を区画するように、碁盤の目状に消失部１０２を形成しなければならず、かえって製造工程が複雑で、生産性の低いものになっていた。

特許文献１には、たとえば、次の方法でマザーグリーンシートを形成する旨が記載されている。（特許文献１の［0020］〜［0021］欄を参照。）
まず、ＰＥＴフィルムなどの基材層上に、誘電体などの粉体を含有するセラミックスラリーを塗布し（マザー）グリーンシートを形成する。次に、（マザー）グリーンシートに、レーザー加工法やブレードを用いて、（碁盤の目状の）溝部を設ける。次に、溝部に消失材料を充填して、消失部（消失層）を形成する。最後に、消失部の形成された（マザー）グリーンシートから、基材層を剥離除去する。

このように、特許文献１に開示された電子部品の製造方法は、マザーグリーンシートの製造工程が極めて煩雑であり、かえって生産性の低いものになっていた。

本発明は、上述した特許文献１に開示された従来技術の有する問題点を解決するためになされたものである。

そして、本発明の電子部品の製造方法は、その手段として、焼成により消失する消失層を準備する消失層準備工程と、消失層上に、電子部品を形成するための、未焼成チップを、間隔をあけて複数個形成する未焼成チップ形成工程と、消失層上に形成された複数個の未焼成チップを、消失層とともに所定のプロファイルで焼成し、消失層を消失させるとともに、複数個の分離した焼成済チップを得る焼成工程とを有するようにしたことを特徴とする。

本発明の電子部品の製造方法によれば、消失層上に形成された複数個の未焼成チップを、消失層とともに焼成し、消失層を消失させることにより、分離した複数個の焼成済チップを得ることができる。したがって、各電子部品への切断工程が不要であり、極めて高い生産性で、電子部品を製造することができる。

本発明の第１実施形態にかかる電子部品の製造方法において適用される一つの工程を示し、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の鎖線Ａ−Ａ部分の断面図である。 上記の第１実施形態にかかる電子部品の製造方法において適用される他の一つの工程を示し、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の鎖線Ａ−Ａ部分の断面図である。 上記の第１実施形態にかかる電子部品の製造方法において適用されるさらに他の一つの工程を示し、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の鎖線Ａ−Ａ部分の断面図である。 上記の第１実施形態にかかる電子部品の製造方法において適用されるさらに他の一つの工程を示し、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の鎖線Ａ−Ａ部分の断面図である。 上記の第１実施形態にかかる電子部品の製造方法において適用されるさらに他の一つの工程を示し、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の鎖線Ａ−Ａ部分の断面図である。 上記の第１実施形態にかかる電子部品の製造方法において適用されるさらに他の一つの工程を示し、図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は図４（Ａ）の鎖線Ａ−Ａ部分の断面図である。 上記の第１実施形態にかかる電子部品の製造方法において製造された電子部品（負特性サーミスタ）の等価回路図である。 本発明の第２実施形態にかかる電子部品の製造方法において適用される一つの工程を示す平面図である。 本発明の第３実施形態にかかる電子部品の製造方法において適用される一つの工程を示す平面図である。 本発明の第４実施形態にかかる電子部品の製造方法において適用される一つの工程を示す断面図である。 上記の第４実施形態にかかる電子部品の製造方法において適用される他の一つの工程を示す断面図である。 従来の電子部品の製造方法において適用される一つの工程を示す斜視図である。 図１２に示した従来の電子部品の製造方法において適用される他の一つの工程を示す斜視図である。 図１２、１３に示した従来の電子部品の製造方法において適用されるさらに他の一つの工程を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態にかかる電子部品の製造方法を図１〜６に示す。なお、図１〜６はこの電子部品の製造方法において適用される各工程を示し、各図はそれぞれ図（Ａ）と図（Ｂ）の２つの図面からなり、図（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は図（Ａ）の鎖線Ａ−Ａ部分の断面図である。

第１実施形態においては、電子部品として、負特性サーミスタを製造する場合を説明する。

まず、図１（Ａ）、（Ｂ）示すように、ＰＥＴフィルムなどからなる基材層１上の全面に、消失層２を形成する。本実施形態においては、基材層１の厚みを２０μｍ、消失層２の厚みを２０μｍとした。消失層２の材料には、たとえば、ポリアクリル樹脂やポリ酢酸ビニル樹脂などのバインダー樹脂を用いることができる。なお、消失層２は、焼成により消失する材質であれば良く、バインダー樹脂に替えて、紙を用いることもできる。一方、基材層１は、消失層２を搬送したり、消失層２上に後で説明する未焼成チップを形成する際に、消失層２に形状強度を付与するためのものである。しかしながら、基材層１は、本発明の必須の構成要素ではなく、消失層２自体が適切な形状強度を有していれば省略することもできる。

次に、同じく図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、消失層２上に、各負特性サーミスタの下部電極となる下部電極パターン３を、導電ペーストを印刷することにより形成する。第１実施形態においては、縦０．６ｍｍ、横１．２ｍｍ、厚み３０μｍの下部電極パターン３を、１６個形成した。導電ペーストとしては、たとえば、Ni、Cu、Ag、Pdなどの金属を主成分として含むものを用いることができる。導電ペーストの印刷方法としては、たとえば、スクリーン印刷やグラビア印刷を用いることができる。

次に、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各下部電極パターン３上に、セラミックパターン４を、セラミックペーストを印刷することによって形成する。第１実施形態においては、セラミックパターン４の厚みを１０μｍとした。セラミックペーストには、たとえば、Ni、Mn、Feなどを主成分として含み、焼成後に負の係数からなる半導体特性を示現し、負特性サーミスタとして使用できるものを用いる。セラミックペーストの印刷方法としては、たとえば、スクリーン印刷を用いることができる。

次に、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各セラミックパターン４上に、各負特性サーミスタの外部引出用の上部電極となる、１対の上部電極パターン５ａ、５ｂを、導電ペーストを印刷することにより形成する。第１実施形態においては、上部電極パターン５ａ、５ｂの厚みを１０μｍとした。導電ペーストとしては、たとえば、下部電極パターン３と同様に、Ni、Cu、Ag、Pdなどを主成分として含むものを用いることができる。また、印刷方法としては、スクリーン印刷を用いることができる。

次に、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上部電極パターン５ａ、５ｂの形成された各セラミックパターン４上に、保護層用のセラミックパターン６を、セラミックペーストを印刷することにより形成する。セラミックパターン６には、上部電極パターン５ａ、５ｂを露出するための開口６ａ、６ｂを設ける。ここでのセラミックペーストには、焼成後に、絶縁性を示現するものを用いる。セラミックペーストの印刷方法としては、たとえば、スクリーン印刷を用いることができる。以上により、消失層２上に、１６個の未焼成チップ７が形成される。

次に、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、消失層２の裏面から、基材層１を剥離除去する。

次に、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、消失層２上に形成された１６個の未焼成チップ７を、消失層２とともに所定のプロファイルで、脱脂し、焼成し、消失層２を消失させるとともに、１６個の分離した焼成済チップ８を得る。焼成済チップ８は、縦０．５ｍｍ、横１．０ｍｍ、厚み５０μｍの寸法を有する。なお、焼成済チップ８は、サーミスタ層４’の下側に下部電極３’、上側に１対の上部電極５ａ’、５ｂ’がそれぞれ形成され、さらにその上に、保護層６’が、開口６ａ’、６ｂ’から上部電極５ａ’、５ｂ’を露出させて形成された構造からなる。そして、必要に応じて、開口６ａ’、６ｂ’から露出した上部電極５ａ’、５ｂ’の表面にめっきを施すことにより、負特性サーミスタは完成する。図７に、完成した負特性サーミスタの等価回路を示す。完成した負特性サーミスタは、２つの負特性サーミスタ素子（ＮＴＨ）が、直列に接続された等価回路を有する。

以上のように、第１実施形態にかかる電子部品の製造方法によれば、各電子部品への切断工程が不要であるため、生産性が格段に向上している。また、従来必要であった、焼成後のバレル研磨工程も不要であるため、この点からも生産性の向上に寄与している。

以上、本発明の第１実施形態にかかる電子部品の製造方法について説明したが、本発明が上記の内容に限定されることはなく、発明の主旨に沿って、種々の変形をなすことができる。たとえば、製造される電子部品は、負特性サーミスタには限定されず、コンデンサ、コイル、抵抗など、種々の電子部品を製造することができる。また、消失層２上に形成される未焼成チップ７の個数も任意であり、もっと多数個を一括して製造することができる。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態にかかる電子部品の製造方法を図８に示す。なお、図８は、この電子部品の製造方法において適用される一つの工程を示す平面図である。

上記の第１実施形態においては、消失層２上に１６個の未焼成チップ７を規則的に、すなわち未焼成チップ７どうしの間隔が碁盤の目状になるように配置したが、第２実施形態においては、消失層１２上に１６個の未焼成チップ１７を不規則に配置した。

本発明において、未焼成チップの配置は、１つの消失層上に形成する未焼成チップの個数、焼成工程における焼成度への影響などを考慮しながら、自由に設計することができる。

第２実施形態においては、他の点は、基本的に第１実施形態と同様の製造方法によった。
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態にかかる電子部品の製造方法を図９に示す。なお、図９は、この電子部品の製造方法において適用される一つの工程を示す平面図である。

第３実施形態にかかる電子部品の製造方法においては、消失層２２上に、不規則な形状の未焼成チップ２７を形成した。すなわち、消失層２２上に、Ｌ形状の未焼成チップ２７を８個形成した。

従来、平面視が四角形以外の電子部品は、マザー基板から各電子部品への切断が困難であり、実用に困難をともなっていたが、本発明の電子部品の製造方法によれば、切断工程が不要であるため、あらゆる形状の電子部品に対応することができる。

第３実施形態においては、他の点は、基本的に第１実施形態と同様の製造方法によった。
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態にかかる電子部品の製造方法を図１０、１１に示す。なお、図１０、１１はこの電子部品の製造方法において適用される各工程を示し、各図はそれぞれ断面図である。

上記の第１〜３実施形態においては、未焼成チップを、セラミックペーストと、導電ペーストとを、所定の順番に、所定のパターン形状に印刷して形成したが、第４実施形態においては、複数のセラミックグリーンシートを、所定の順番に積層して形成する。なお、第４実施形態においては、電子部品として、積層コンデンサを製造する場合について説明する。

図１０に示すように、ＰＥＴフィルムなどからなる基材層３１上の全面に、消失層３２を形成し、さらに消失層３２上に、各積層コンデンサの一部となるセラミックパターン３４を、セラミックペーストを印刷することによって形成する。セラミックペーストは、たとえば、チタン酸バリウムなどを主成分に含み、焼成後に誘電体として機能するものを用いることができる。なお、セラミックパターン３４は必須ではなく、省略し、消失層３２上に直接、次に説明するセラミックグリーンシートを積層するようにしても良い。

次に、同じく図１０に示すように、セラミックパターン３４上に、セラミックグリーンシート３５ａ、３５ｂ、３５ｃを、所定の順番に積層する。なお、セラミックグリーンシート３５ａの下面には一端（図において左側）に引き出される内部電極パターン３６ａが形成され、セラミックグリーンシート３５ｂの下面には他端（図において右側）に引き出される内部電極パターン３６ｂが形成されている。セラミックグリーンシート３５ｃの下面には、内部電極パターンは形成されていない。セラミックグリーンシート３５ａ、３５ｂ、３５ｃにも、たとえば、チタン酸バリウムなどを主成分に含み、焼成後に誘電体として機能するものを用いることができる。なお、セラミックグリーンシート３５ａ、３５ｂ、３５ｃの積層は、いわゆる圧着後剥離による転写積層の方法により積層することができる。
すなわち、ＰＥＴフィルムなどの基材層（図示せず）上に形成され、所定の寸法にカットされたセラミックグリーンシート３５ａ、３５ｂ、３５ｃを、一枚ずつ、順番に、セラミックグリーンシート側を下にして積層し、基材層側から押圧したうえで、基材層を剥離除去し、その上に、次のセラミックグリーンシートを積層する工程を繰り返すことにより積層することができる。

次に、図１１に示すように、圧着されて一体となった複数の未焼成チップ３７が形成された消失層３２の裏面から、基材層３１を剥離除去したうえで、消失層３２上に形成された未焼成チップ３７を、消失層３２とともに所定のプロファイルで、脱脂し、焼成し、消失層３２を消失させ、焼成済チップを得る。焼成済チップは、それぞれ分離した状態で得ることができる。

そして、焼成済チップの両端に、慣用されている方法により外部電極を形成して、積層コンデンサが完成する。

このように、本発明の電子部品の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートを積層して、未焼成チップを形成することによっても実施することができる。

１、３１：基材層
２、１２、２２、３２：消失層
３：下部電極パターン
４：セラミックパターン
５ａ、５ｂ：上部電極パターン
６：保護層
６ａ、６ｂ：開口
７、１７、２７、３７：未焼成チップ
８：焼成済チップ
３４：セラミックパターン
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ：セラミックグリーンシート
３６ａ、３６ｂ：内部電極パターン

Claims (6)

1. 焼成により消失する消失層を準備する消失層準備工程と、
   前記消失層上に、電子部品を形成するための、未焼成チップを、間隔をあけて複数個形成する未焼成チップ形成工程と、
   前記消失層上に形成された複数個の未焼成チップを、前記消失層とともに所定のプロファイルで焼成し、前記消失層を消失させるとともに、複数個の分離した焼成済チップを得る焼成工程と、を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
2. 前記消失層準備工程において、前記消失層は基材層上に形成され、当該基材層は、前記焼成工程の前に前記消失層から剥離除去されることを特徴とする、請求項１に記載された電子部品の製造方法。
3. 前記未焼成チップ形成工程が、セラミックペーストと、導電ペーストとを、所定の順番に、所定のパターン形状に印刷する工程を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載された電子部品の製造方法。
4. 前記未焼成チップ形成工程が、複数のセラミックグリーンシートを、所定の順番に積層する工程を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載された電子部品の製造方法。
5. 前記複数のセラミックグリーンシートが、表面に導電パターンが形成されたものと、表面に導電パターンが形成されていないものとからなることを特徴とする、請求項４に記載された電子部品の製造方法。
6. 前記焼成済チップに外部電極を形成する外部電極形成工程をさらに有することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載された電子部品の製造方法。