JP2014170879A - 電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性領域と非磁性領域との境界において空孔が発生することを抑制できる電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】複数の絶縁体層を備えたマザー積層体であって、該複数の非磁性体層１６ａ〜１６ｄとなるべきセラミックグリーンシート上にＮｉペーストを塗布し、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄが設けられたマザー積層体を作製する。前記マザー積層体を焼成することにより前記Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄから前記非磁性体層１６ａ〜１６ｄへＮｉが拡散する。これによりＮｉ層１７ａ〜１７ｄの周囲に磁性領域を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品の製造方法に関し、より特定的には、複数の絶縁体層が積層されて構成された積層体を有する電子部品の製造方法に関する。

従来の電子部品の製造方法に関する発明としては、例えば、特許文献１に記載の積層型コモンモードチョークコイルアレイの製造方法が知られている。積層型コモンモードチョークコイルアレイでは、複数の非磁性絶縁材シート、コア材料層及び内部導体を備えている。複数の非磁性絶縁材シートは、積層されることにより積層体を構成している。内部導体は、渦巻状のコイル導体であり、非磁性絶縁材シート上に設けられている。コア材料層は、渦巻状の内部導体の中心に設けられている。これにより、積層型コモンモードチョークコイルアレイでは、内部導体の中心に磁性体領域が形成されている。

以上のような積層型コモンモードチョークコイルアレイは、以下の工程により作製される。より詳細には、非磁性絶縁材シート上にスクリーン印刷法等の方法により、内部導体を印刷する。次に、ＮｉＯを含有するセラミックス材料からなる印刷ペーストを用いて、コア材料層を非磁性絶縁材シート上に印刷する。この後、複数の非磁性絶縁材シートを積層して積層体を作製し、該積層体を焼成する。

ところで、非磁性材料シートのセラミックス材料の粒径とＮｉＯを含有するセラミックス材料の粒径とが異なっていると、積層体の焼成時に、非磁性絶縁材シートの焼結状態とコア材料層の焼結状態とが異なってしまう。その結果、非磁性絶縁材シートとコア材料層との境界において空孔が発生するおそれがある。したがって、特許文献１に記載の積層型コモンモードチョークコイルアレイの製造方法では、非磁性材料シートのセラミックス材料の粒径とＮｉＯを含有するセラミックス材料の粒径とをそろえる必要があった。

特開２００６−２１０４０３号公報

そこで、本発明の目的は、磁性領域と非磁性領域との境界において空孔が発生することを抑制できる電子部品の製造方法を提供することである。

本発明の一形態に係る電子部品の製造方法は、複数の絶縁体層を備えた積層体であって、該複数の絶縁体層の少なくとも一部の絶縁体層上にＮｉペーストが塗布されることにより形成されたＮｉ層が設けられた積層体を作製する工程と、前記積層体を焼成する工程と、を備えていること、を特徴とする。

本発明によれば、磁性領域と非磁性領域との境界において空孔が発生することを抑制できる。

一実施形態に係る電子部品の製造方法において製造される電子部品の外観斜視図である。 図１の電子部品の積層体の分解斜視図である。 図１の電子部品のＡ−Ａにおける断面構造図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る電子部品の製造方法について説明する。

（電子部品の構成）
まず、電子部品の構成について説明する。図１は、一実施形態に係る電子部品の製造方法において製造される電子部品１０の外観斜視図である。図２は、図１の電子部品１０の積層体１２の分解斜視図である。図３は、図１の電子部品１０のＡ−Ａにおける断面構造図である。以下では、電子部品１０の積層方向をｚ軸方向と定義し、ｚ軸方向から電子部品１０を平面視したときに２辺が延在している方向をｘ軸方向及びｙ軸方向と定義する。ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向は互いに直交している。

電子部品１０は、図１及び図２に示すように、積層体１２、外部電極１４ａ〜１４ｄ、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄ、コイル導体層１８ａ，１８ｂ、引き出し導体層２０ａ〜２０ｄ及びビアホール導体ｂ１，ｂ２を備えている。電子部品１０は、例えば、コモンモードチョークコイルとして用いられる。なお、コモンモードチョークコイルは、一般的な電子部品であるので、詳細な説明については省略する。

積層体１２は、直方体状をなしており、磁性体層１５ａ〜１５ｃ、非磁性体層１６ａ〜１６ｄ及び磁性体層１５ｄ〜１５ｆがｚ軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に積層されて構成されている。磁性体層１５ａ〜１５ｆは、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトからなる絶縁体層であり、正方形状をなしている。非磁性体層１６ａ〜１６ｄは、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトからなる絶縁体層であり、正方形状をなしている。以下では、磁性体層１５ａ〜１５ｆ及び非磁性体層１６ａ〜１６ｄのｚ軸方向の正方向側の面を表面と呼び、磁性体層１５ａ〜１５ｆ及び非磁性体層１６ａ〜１６ｄのｚ軸方向の負方向側の面を裏面と呼ぶ。

コイル導体層１８ａは、非磁性体層１６ｂの表面上に設けられており、時計回り方向に周回しながら中心に向かう渦巻状をなしている。コイル導体層１８ｂは、非磁性体層１６ｃの表面上に設けられており、反時計回り方向に周回しながら中心に向かう渦巻状をなしている。コイル導体層１８ａ，１８ｂは、ｚ軸方向から平面視したときに、重なり合っている。これにより、コイル導体層１８ａ，１８ｂは互いに磁界結合している。

引き出し導体層２０ａは、非磁性体層１６ａの表面上に設けられており、非磁性体層１６ａの中央付近から非磁性体層１６ａのｙ軸方向の正方向側の辺に引き出されている。引き出し導体層２０ａのｙ軸方向の負方向側の端部は、ｚ軸方向から平面視したときに、コイル導体層１８ａの内側の端部と重なっている。引き出し導体層２０ａのｙ軸方向の正方向側の端部は、非磁性体層１６ａのｙ軸方向の正方向側の辺の中央よりもｘ軸方向の負方向側に位置している。

引き出し導体層２０ｂは、非磁性体層１６ｂの表面上に設けられており、コイル導体層１８ａの外側の端部から非磁性体層１６ｂのｙ軸方向の負方向側の辺に引き出されている。引き出し導体層２０ｂのｙ軸方向の負方向側の端部は、非磁性体層１６ｂのｙ軸方向の負方向側の辺の中央よりもｘ軸方向の負方向側に位置している。

引き出し導体層２０ｃは、非磁性体層１６ｃの表面上に設けられており、コイル導体層１８ｂの外側の端部から非磁性体層１６ｃのｙ軸方向の負方向側の辺に引き出されている。引き出し導体層２０ｃのｙ軸方向の負方向側の端部は、非磁性体層１６ｃのｙ軸方向の負方向側の辺の中央よりもｘ軸方向の正方向側に位置している。

引き出し導体層２０ｄは、非磁性体層１６ｄの表面上に設けられており、絶縁体層１６ｄの中央付近から非磁性体層１６ｄのｙ軸方向の正方向側の辺に引き出されている。引き出し導体層２０ｄのｙ軸方向の負方向側の端部は、ｚ軸方向から平面視したときに、コイル導体層１８ｂの内側の端部と重なっている。引き出し導体層２０ｄのｙ軸方向の正方向側の端部は、非磁性体層１６ｄのｙ軸方向の正方向側の辺の中央よりもｘ軸方向の正方向側に位置している。

ビアホール導体ｂ１は、非磁性体層１６ａをｚ軸方向に貫通しており、引き出し導体層２０ａのｙ軸方向の負方向側の端部とコイル導体層１８ａの内側の端部とを接続している。ビアホール導体ｂ２は、非磁性体層１６ｃをｚ軸方向に貫通しており、引き出し導体層２０ｄのｙ軸方向の負方向側の端部とコイル導体層１８ｂの内側の端部とを接続している。

Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄはそれぞれ、非磁性体層１６ａ〜１６ｄの表面上の中央（対角線交点）に設けられている円形の導体層である。Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄはそれぞれ、ｚ軸方向から平面視したときに、コイル導体層１８ａ，１８ｂの中心に設けられている。Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄは、後述するように、非磁性体層１６ａ〜１６ｄの表面上にＮｉペーストが塗布されることにより形成されている。そして、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄは、Ｚｎを含有していない。

ここで、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄがそれぞれ非磁性体層１６ａ〜１６ｄの表面上に設けられることにより、ＮｉがＮｉ層１７ａ〜１７ｄから周囲の非磁性体層１６ａ〜１６ｄに拡散している。これにより、図３に示すように、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄの周囲には、磁性領域Ｒａ〜Ｒｄが形成されている。磁性領域Ｒａ〜Ｒｄでは、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄから離れるにしたがってＮｉ濃度が低くなっている。図３では、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄから離れるにしたがってＮｉ濃度が低くなっていることを示すために、磁性領域Ｒａ〜Ｒｄのハッチングの幅を変化させている。磁性領域Ｒａ〜Ｒｄにおいて、ハッチングの間隔が狭い領域はＮｉ濃度が高い領域であることを意味し、ハッチングの間隔が広い領域はＮｉ濃度が低い領域であることを意味する。

外部電極１４ａ，１４ｄは、積層体１２のｙ軸方向の正方向側の側面においてｚ軸方向に延在している。また、外部電極１４ａ，１４ｄのｚ軸方向の両端は、積層体１２のｚ軸方向の正方向側の上面及びｚ軸方向の負方向側の底面に折り返されている。外部電極１４ａは、引き出し導体層２０ａに接続されている。外部電極１４ｄは、引き出し導体層２０ｄに接続されている。

外部電極１４ｂ，１４ｃは、積層体１２のｙ軸方向の負方向側の側面においてｚ軸方向に延在している。また、外部電極１４ｂ，１４ｃのｚ軸方向のｚ軸方向の両端は、積層体１２のｚ軸方向の正方向側の上面及びｚ軸方向の負方向側の底面に折り返されている。外部電極１４ｂは、引き出し導体層２０ｂに接続されている。外部電極１４ｃは、引き出し導体層２０ｃに接続されている。

（電子部品の製造方法）
以上のように構成された電子部品１０の製造方法について図面を参照しながら説明する。

まず、図２に示す磁性体層１５ａ〜１５ｆとなるべきセラミックグリーンシートを形成する。具体的には、酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び酸化銅（ＣｕＯ）及び酸化ニッケル（ＮｉＯ）を所定の比率で秤量したそれぞれの材料を原材料としてボールミルに投入し、湿式調合を行う。得られた混合物を乾燥してから粉砕し、得られた粉末を８００℃で１時間仮焼する。得られた仮焼粉末をボールミルにて湿式粉砕した後、乾燥してから解砕して、フェライトセラミック粉末を得る。

このフェライトセラミック粉末に対して結合剤（酢酸ビニル、水溶性アクリル等）と可塑剤、湿潤材、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、キャリアシート上にシート状に形成して乾燥させ、磁性体層１５ａ〜１５ｆとなるべきセラミックグリーンシートを作製する。

次に、図２に示す非磁性体層１６ａ〜１６ｄとなるべきセラミックグリーンシートを形成する。具体的には、酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び酸化銅（ＣｕＯ）を所定の比率で秤量したそれぞれの材料を原材料としてボールミルに投入し、湿式調合を行う。得られた混合物を乾燥してから粉砕し、得られた粉末を８００℃で１時間仮焼する。得られた仮焼粉末をボールミルにて湿式粉砕した後、乾燥してから解砕して、フェライトセラミック粉末を得る。

このフェライトセラミック粉末に対して結合剤（酢酸ビニル、水溶性アクリル等）と可塑剤、湿潤材、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、キャリアシート上にシート状に形成して乾燥させ、非磁性体層１６ａ〜１６ｄとなるべきセラミックグリーンシートを作製する。

次に、非磁性体層１６ａ，１６ｃとなるべきセラミックグリーンシートのそれぞれに、ビアホール導体ｂ１，ｂ２を形成する。具体的には、非磁性体層１６ａ，１６ｃとなるべきセラミックグリーンシートにレーザビームを照射してビアホールを形成する。次に、このビアホールに対して、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などの導電性ペーストを印刷塗布などの方法により充填する。

次に、図２に示すように、非磁性体層１６ａ〜１６ｄとなるべきセラミックグリーンシート上にコイル導体層１８ａ，１８ｂ及び引き出し導体層２０ａ〜２０ｄを形成する。具体的には、非磁性体層１６ａ〜１６ｄとなるべきセラミックグリーンシート上に、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などを主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法などの方法で塗布することにより、コイル導体層１８ａ，１８ｂを形成する。なお、コイル導体層１８ａ，１８ｂを形成する工程とビアホールに対して導電性ペーストを充填する工程とは、同じ工程において行われてもよい。

次に、図２に示すように、非磁性体層１６ａ〜１６ｄとなるべきセラミックグリーンシート上にＮｉ層１７ａ〜１７ｄを形成する。具体的には、非磁性体層１６ａ〜１６ｄとなるべきセラミックグリーンシート上に、Ｎｉを主成分としＺｎを含有しないＮｉペーストをスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法などの方法で塗布することにより、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄを形成する。Ｎｉペーストは、例えば、金属ニッケル粉末、無機酸化物、樹脂、溶剤により構成されている。

次に、図２及び図３に示すように、磁性体層１５ａ〜１５ｃ、非磁性体層１６ａ〜１６ｄ及び磁性体層１５ｄ〜１５ｆとなるべきセラミックグリーンシートをこの順に並べて積層・圧着する。磁性体層１５ａ〜１５ｃ、非磁性体層１６ａ〜１６ｄ及び磁性体層１５ｄ〜１５ｆとなるべきセラミックグリーンシートの積層・圧着は、１枚ずつ積層して仮圧着した後、未焼成のマザー積層体を静水圧プレスなどにより加圧して本圧着を行う。これにより、未焼成のマザー積層体を得る。未焼成のマザー積層体は、Ｚｎを含有する複数の非磁性体層１６ａ〜１６ｄとなるべきセラミックグリーンシートを備えている。また、未焼成のマザー積層体には、複数の非磁性体層１６ａ〜１６ｄとなるべきセラミックグリーンシート上にＮｉペーストが塗布されることにより形成されたＮｉ層１７ａ〜１７ｄが設けられている。

次に、マザー積層体をカット刃により所定寸法（２ｍｍ×２．２５ｍｍ×１．１ｍｍ）の積層体１２にカットする。これにより未焼成の積層体１２が得られる。この未焼成の積層体１２に脱バインダー処理及び焼成を行う。脱バインダー処理は、例えば、低酸素雰囲気中において５００℃で２時間の条件で行われる。焼成は、例えば、８７０℃〜９００℃で２．５時間の条件で行われる。焼成工程では、図３に示すように、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄから非磁性体層１６ａ〜１６ｄへとＮｉが拡散する。これにより、磁性領域Ｒａ〜Ｒｄが積層体１２に形成される。

以上の工程により、焼成された積層体１２が得られる。積層体１２にバレル加工を施して、面取りを行う。その後、積層体１２の表面に、例えば、浸漬法等の方法により主成分が銀である電極ペーストを塗布及び焼き付けすることにより、外部電極１４ａ〜１４ｄとなるべき銀電極を形成する。銀電極の焼き付けは、８００℃で６０分間行われる。

最後に、銀電極の表面に、Ｎｉめっき／Ｓｎめっきを施すことにより、外部電極１４ａ〜１４ｄを形成する。以上の工程を経て、図１に示すような電子部品１０が完成する。

（効果）
本実施形態に係る電子部品１０の製造方法によれば、磁性領域Ｒａ〜Ｒｄと非磁性領域との境界において空孔が発生することを抑制できる。より詳細には、電子部品１０の製造方法では、Ｎｉペーストを非磁性体層１６ａ〜１６ｄに塗布することにより、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄを形成している。そして、積層体１２を焼成することによって、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄからＮｉを拡散させて、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄの周囲に磁性領域Ｒａ〜Ｒｄを形成している。そのため、磁性領域Ｒａ〜Ｒｄにおけるセラミックス材料の粒径と非磁性領域（非磁性体層１６ａ〜１６ｄの内のＮｉが拡散していない領域）におけるセラミックス材料の粒径とに差が生じない。その結果、磁性領域Ｒａ〜Ｒｄの焼結状態と非磁性領域の焼結状態とが異なることが抑制される。以上より、電子部品１０の製造方法によれば、磁性領域Ｒａ〜Ｒｄと非磁性領域との境界において空孔が発生することを抑制できる。

また、Ｎｉペーストは、ＮｉＯを含有するセラミックス材料からなる印刷ペーストよりも安価である。よって、電子部品１０の製造方法によれば、電子部品１０の製造コストの低減を図ることができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明に係る電子部品の製造方法は、前記電子部品１０の製造方法に限らずその要旨の範囲内において変更可能である。

なお、電子部品１０の製造方法では、セラミックグリーンシートを積層する逐次圧着法によって積層体１２を作製しているが、セラミックペーストの塗布と導電性材料の塗布及びＮｉペーストの塗布を繰り返す印刷法によって積層体１２を作製してもよい。

また、電子部品１０は、Ｚｎを含有しないＮｉ層１７ａ〜１７ｄを備えている。しかしながら、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄには、Ｚｎが僅かに含まれていてもよい。これは、積層体１２の焼成時に非磁性体層１６ａ〜１６ｄとなるべきセラミックグリーンシート内のＺｎがＮｉ層１７ａ〜１７ｄ内に拡散するためである。

また、電子部品１０において、Ｎｉ層１７ａ〜１７ｄが非磁性体層１６ａ〜１６ｄと明確な境界を有していなくてもよい。

なお、電子部品１０は、２つのコイル導体層１８ａ，１８ｂを備えたコモンモードチョークコイルであるが、例えば、１つのコイルを備えたインダクタであってもよい。

以上のように、本発明は、電子部品の製造方法に有用であり、磁性領域と非磁性領域との境界において空孔が発生することを抑制できる点において優れている。

１０ 電子部品
１２ 積層体
１５ａ〜１５ｆ 磁性体層
１６ａ〜１６ｄ 非磁性体層
１７ａ〜１７ｄ Ｎｉ層
１８ａ，１８ｂ コイル導体層
２０ａ〜２０ｄ 引き出し導体層

Claims (4)

1. 複数の絶縁体層を備えた積層体であって、該複数の絶縁体層の少なくとも一部の絶縁体層上にＮｉペーストが塗布されることにより形成されたＮｉ層が設けられた積層体を作製する工程と、
   前記積層体を焼成する工程と、
   を備えていること、
   を特徴とする電子部品の製造方法。
2. 前記絶縁体層は、Ｎｉを含有していないこと、
   を特徴とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。
3. 前記積層体を焼成する工程において、前記Ｎｉ層から前記絶縁体層へとＮｉが拡散すること、
   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子部品の製造方法。
4. 前記積層体を作製する工程は、
   前記絶縁体層上にＮｉペーストを塗布して前記Ｎｉ層を形成する工程と、
   前記複数の絶縁体層を積層する工程と、
   を含んでいること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電子部品の製造方法。

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