JP2016015370A - 積層チップインダクタの製造方法、磁性体ペーストおよび金属ペースト - Google Patents

Abstract

【課題】より大きな電流を扱える積層インダクタの製造方法を提供する【解決手段】磁性体中に導体パターン３２が順次層間接続されて積層方向に螺旋状に周回するコイルに形成されてなる積層チップインダクタ１の製造方法であって、グリーンシート１１上に導体パターンの形状の溝３１を有する磁性体パターン２１を形成するステップ（ｓ２ａ、ｓ２ｂ）と、溝内に金属ペーストが充填されてなる導体パターンを形成するステップ（ｓ３ａ、ｓ３ｂ）とを実行して１層目の導体埋め込み層４０を形成する第１工程と、形成済みの導体埋め込み層の上に絶縁層１２を形成するステップ（ｓ４ａ、ｓ４ｂ）と、絶縁層上に磁性体パターンを形成するステップ（ｓ５ａ、ｓ５ｂ）と、当該磁性体パターンの溝に導体パターンを形成するステップ（ｓ６ａ、ｓ６ｂ）を実行して２層目以降の導体埋め込み層を形成する第２工程とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は積層チップインダクタの製造方法に関する。具体的にはパワーインダクタなどの大電流を扱う積層チップインダクタの製造方法に関する。またその製造方法において使用する磁性体ペーストと金属ペーストにも関する。

周知のごとく、積層チップインダクタは電気絶縁性の磁性体中に形成された層状の導体パターンがビアホールなどを介して順次層間接続された構造を有している。それによって各層の導体パターンが積層方向に重畳しながら螺旋状に周回するコイルを形成している。このような積層チップインダクタの製造手順としては、まず、磁性体ペーストからなるグリーンシート上にビアホール加工を施した後、そのグリーンシート上に金属ペーストからなる導体パターンをスクリーン印刷する。それによって導体パターンが形成された１層分の磁性体層が形成される。層間で導体パターンが異なる磁性体層を複数作製し、導体パターンが上下方向で螺旋を形成するように上記の複数の磁性体層を積層して圧着する。なお１層分の磁性体層には多数のコイルに対応して多数の導体パターンが形成されており、圧着により得た積層体を個々のコイルに裁断し、その裁断したチップ状の積層体を焼結させ、内部のコイルに接続する外部電極を形成して積層チップインダクタを完成させる（以下の非特許文献１，２参照）。

このように積層チップインダクタは、印刷技術を用いて製造されるため、コイルを極めて小型、薄型にすることができる。またコイルの周囲が磁性体で囲まれているため、外部への磁気漏洩が少なく、比較的少ない巻数で必要なインダクタンスが得られるという特徴がある。

積層チップインダクタは上述した特徴からフィルタ回路などに広く用いられ電子機器の小型化に寄与している。ところが電子機器に対するさらなる小型化への要求から、従来では巻線タイプのインダクタが使用されていたパワーインダクタなどにも積層チップインダクタを使用することが検討されるようになった。しかし、上述した手順で製造された積層チップインダクタでは導体パターンを厚くすることができず、パワーインダクタなどの大電流を扱う電子部品には適用できなかった。

そこでより厚い導体パターンの形成が可能な「落とし込み印刷法」と呼ばれる製造方法が開発された。この落とし込み印刷法では、まず、グリーンシート上に導体パターンを印刷により形成し、ついで磁性体ペーストをスクリーン印刷することで、導体パターンの周囲を取り囲む形状の磁性体パターンを形成する。それによって磁性体中に導体パターンが埋め込まれた１層分の磁性体層が完成する。次に、その磁性体層の上に層間の導体パターンを絶縁するための磁性体ペーストからなる絶縁層を形成するとともに、絶縁層上に導体パターンと磁性体パターンを形成して２層目の磁性体層を１層目の磁性体層上に印刷により連続して積層する。この２層目の磁性体層を形成する工程を以後繰り返すことで、磁性体中に螺旋状の導体パターンが形成される。この落とし込み印刷法を用いて製造されたパワーインダクタ用の積層チップインダクタは、携帯型情報機器（例えばスマートフォン）などの電源回路に組み込まれて実用に供されている（以下の非特許文献３参照）。

公益法人日本セラミック協会、"セラミックスアーカイブス「積層チップインダクタ」"、[online]、[平成２６年６月１４日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ceramic.or.jp/museum/contents/pdf/2007_5_03.pdf＞ ＴＤＫ株式会社、"テクノマガジン「積層セラミックチップコンデンサの技術革新」"、[online]、[平成２６年６月１４日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.tdk.co.jp/techmag/condenser/200804/＞ ＦＤＫ株式会社、"技術情報「積層チップパワーインダクタ ＭＩＰシリーズ」"、[online]、[平成２６年６月１４日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://img.jp.fujitsu.com/downloads/jp/jed/brochures/find/23-4j/29-31.pdf＞

現在、動作電力が比較的小さな携帯型情報端末などの電源回路については、従来の巻線タイプのインダクタが上述した落とし込み印刷法により製造された積層チップインダクタが利用されている。しかしながら落とし込み印刷法であっても導体パターンの厚膜化に限界があり、より大電力を必要とする電子機器の電源回路などに採用することが難しい。様々な電子機器に対して小型、薄型化が要求されている現状を鑑みれば、さらに大きな電流を扱える積層チップインダクタが必要となる。そこで本発明はより大きな電流を扱える積層インダクタの製造方法を提供することを主な目的としている。

上記目的を達成するための本発明は、電気絶縁性の磁性体中に１層分の導体パターンが形成されてなる導体埋め込み層が複数層積層されているとともに、各層の導体パターンが順次層間接続されて当該各層の導体パターンが積層方向に螺旋状に周回するコイルに形成されてなる積層チップインダクタの製造方法であって、
磁性体ペーストからなるグリーンシート上に１層目の前記導体埋め込み層を形成する第１工程と、当該第１工程に続いて１回以上実行することで２層目以降の前記導体埋め込み層を形成する第２工程とを含み、
前記第１工程では、前記グリーンシート上に磁性体ペーストをスクリーン印刷することで、前記導体パターンの輪郭形状に開口する溝を備えた磁性体パターンを形成する第１磁性体パターン形成ステップと、金属ペーストをスクリーン印刷することで、前記溝内に金属ペーストが充填されてなる前記導体パターンを形成する第１導体パターン形成ステップとを実行し、
前記第２工程では、磁性体ペーストからなる絶縁層をスクリーン印刷により積層する絶縁層形成ステップと、当該絶縁層上に前記磁性体パターンを形成する第２磁性体パターン形成ステップと、金属ペーストをスクリーン印刷することで、当該第２磁性体パターン形成ステップにより形成された前記溝内に当該金属ペーストが充填されてなる導体パターンを形成する第２導体パターン形成ステップとを実行する、
ことを特徴とする積層チップインダクタの製造方法としている。

あるいは、前記第１工程では、前記グリーンシート上で磁性体ペーストをスクリーン印刷することで、前記導体パターンの輪郭形状に開口する溝を備えた磁性体パターンを形成する第１磁性体パターン形成ステップと、金属ペーストをスクリーン印刷することで、前記溝内に金属ペーストが充填されてなる導体パターンを形成する第１導体パターン形成ステップを交互に複数回繰り返し、
前記第２工程では、形成済みの前記導体埋め込み層の上に磁性体ペーストからなる絶縁層をスクリーン印刷により積層する絶縁層形成ステップを実行するとともに、当該絶縁層上で磁性体ペーストをスクリーン印刷することで、前記導体パターンの輪郭形状に開口する溝を備えた磁性体パターンを形成する第２磁性体パターン形成ステップと、金属ペーストをスクリーン印刷することで、前記溝内に金属ペーストが充填されてなる導体パターンを形成する第２導体パターン形成ステップを交互に複数回繰り返す、
ことを特徴とする積層チップインダクタの製造方法としてもよい。

上記いずれかに記載の積層チップインダクタの製造方法において、前記磁性体ペーストは含有する磁性体材料の固形分が７０％以上であるとともに粘度が６０Ｐａ・ｓ以下であり、前記金属ペーストは含有する金属材料の固形分が９０％以上であるとともに粘度が８０Ｐａ・ｓ以下であればより好ましい。

また本発明は積層チップインダクタの製造方法において使用される磁性体ペーストと金属ペーストにも及んでおり、磁性体ペーストに係る発明は、含有する磁性体材料の固形分が７０％以上であるとともに粘度が６０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とし、金属ペーストに係る発明は、含有する金属材料の固形分が９０％以上であるとともに粘度が８０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴としている。

本発明の積層チップインダクタの製造方法によれば、積層チップインダクタを構成する導体パターンを厚膜化することができ、配線抵抗を低減させてパワーインダクタなどの大電流を扱う電子部品にも採用することができる。それによって電子機器のさらなる小型化を達成することができる。その他の効果については以下の記載で明らかにする。

従来の積層チップインダクタの製造方法により形成された導体パターンの断面を示す図である。 本発明の第１の実施例に係る積層チップインダクタの製造方法の概略を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る積層チップインダクタの製造方法の概略を示す図である。 比較例１に係る積層チップインダクタの製造方法の概略を示す図である。 比較例２に係る積層チップインダクタの製造方法の概略を示す図である。 各種製造方法で作製された積層チップインダクタに形成された導体パターンの断面形状を示す図である。 上記第１の実施例の製造方法で作製した積層チップインタクタと上記比較例２の製造方法で作製した積層チップインダクタの断面を示す顕微鏡写真である。

本発明の実施例について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明に用いた図面において、同一または類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。図面によっては説明に際して不要な符号を省略することもある。

＝＝＝従来技術の問題点＝＝＝
従来の積層チップインダクタの製造方法は、旧来からの磁性体層を積層して圧着する方法であっても、上記の落とし込み印刷法であっても、金属ペーストを印刷したのちに、その金属ペーストのパターンの周囲に磁性体ペーストを充填させるという手順を基本としている。しかしながら金属ペーストをスクリーン印刷して微細なパターンを形成する場合、そのパターンを厚くすることが難しいという原理的な問題がある。図１に金属ペーストＰをスクリーン印刷したときの断面形状を示した。この図１では幅ｗの配線が紙面奥行き方向に延長していることとしている。この図に示したように、スクリーン印刷された金属ペーストＰの断面は矩形状にならず角が鈍る。これは金属ペーストに限るものではなく、スクリーン印刷によるパターンはそのエッジが鈍る。とくに積層チップインダクタではコイルの巻線となる微細な配線を印刷するため、図示したように幅ｗに対して高さｈが低い扁平な液滴状となる。そのため図中斜線のハッチングで示した部分の断面積Ｓを大きくすることができず、配線抵抗が大きくなる。すなわち大電流を扱う用途には不向きとなる。また金属ペーストＰは粘度を高くしても厚膜化することが難しいことが知られている。粘度が高いとスクリーン版のメッシュが詰まり断線する可能性もある。同じ導体パターンを重ねて印刷することも考えられるが、スクリーン印刷後には金属ペーストを乾燥させる工程が介在することから、再度位置合わせをしてスクリーン印刷をすることになる。そして微細でしかも液滴状の導体パターンを上下に積層することになり、高い位置合わせ精度が必要となる。

そこで本発明者が金属ペーストの厚膜化と矩形断面形状の実現化に向けて検討したところ、金属ペーストよりも磁性体ペーストの方が厚膜化し易いという知見を得た。そしてこの知見に基づいて鋭意研究を重ねた結果、本発明に想到した。本発明の実施例に係る積層チップインダクタの製造方法（以下、製造方法とも言う）では、金属ペーストの粘度を上げなくても導体パターンを厚くすることができ、また導体パターンの断面形状を矩形に近い形状にすることができる。すなわち断面積を大きくすることができる。以下に本実施例に係る製造方法について具体的に説明する。

＝＝＝第１の実施例＝＝＝
図２に本発明の第１の実施例に係る積層チップインダクタの製造方法の概略を示した。図中では（ｓ１ａ、ｓ１ｂ）〜（ｓ６ａ、ｓ６ｂ）の順に当該製造方法の流れを示している。なおｓ１ａ〜ｓ６ａは製造途上にある積層チップインダクタの平面図であり、ｓ１ｂ〜ｓ６ｂは、ｓ１ａ〜ｓ６ａにおけるａ−ａ矢視断面図である。

まず磁性体ペーストをシート状に成形したグリーンシート１１を準備する（ｓ１ａ、ｓ１ｂ）。このグリーンシート１１上に導体パターンが形成される部位が溝３１になっている形状の磁性体パターン２１を形成する（ｓ２ａ、ｓ２ｂ）。すなわち溝３１の部分がマスクされたスクリーン版を用いて磁性体ペーストをグリーンシート１１上に印刷する。

磁性体パターン２１の形状を有する磁性体ペーストを乾燥させたのち、磁性体パターン２１の溝３１を除く部分をマスクしたスクリーン版を用いて銀（Ａｇ）ペーストなどの金属ペーストを印刷してコイルの一部分となる導体パターン３２を形成する（ｓ３ａ、ｓ３ｂ）。金属ペーストを乾燥させるとグリーンシート１１上に１層分の導体パターン３２が埋め込まれた磁性体のシート（以下、導体埋め込み層４０とも言う）が完成する。

つぎに２層目以降の導体埋め込み層４０を形成するために、１層目の導体埋め込み層４０を覆うように磁性体ペーストを印刷して絶縁層１２を形成し（ｓ４ａ、ｓ４ｂ）、その絶縁層１２の上に第２層目の導体埋め込み層４０を形成する。すなわち１層目と同様の磁性体パターン２１を形成し（ｓ５ａ、ｓ５ｂ）、その磁性体パターン２１の溝３１に再度金属ペーストを充填するように印刷して導体パターン３２を形成する。それによって２層目の導体埋め込み層４０が形成される（ｓ６ａ、ｓ６ｂ）。

３層目以降は、上記の手順（ｓ４ａ、ｓ４ｂ）〜（ｓ６ａ、ｓ６ｂ）を繰り返して最終的に最上層に絶縁層１２を形成して積層体に形成したならば、その積層体を圧着した上で焼結させる。なお積層体に層間接続に要するビアを設けるためには、グリーンシート１１および絶縁層１２にスルーホールを形成しておけばよい。

このように、実施例１では、金属ペーストと比較して厚膜を形成しやすい磁性体ペーストを用いて溝３１が形成された磁性体パターン２１を形成し、その溝３１に金属ペーストを充填させている点に特徴を有している。すなわち磁性体パターン２１自体が「型」となり、その型に従来の製造方法では厚膜化が難しい金属ペーストを「流し込む」ことで厚い導体パターン３２を形成することを可能にしている。

＝＝＝第２の実施例＝＝＝
本発明の第２の実施例として、上記実施例１を応用してさらに厚い導体パターンを形成することができる製造方法を挙げる。図３に当該第２の実施例に係る製造方法（以下、実施例２とも言う）の手順を示した。図３において（ｓ１１ａ、ｓ１１ｂ）〜（ｓ１６ａ、ｓ１６ｂ）の順にその製造方法の流れを示した。なおｓ１１ａ〜ｓ１５ａは製造途上にある積層チップインダクタの平面図であり、ｓ１１ｂ〜ｓ１６ｂは、ｓ１１ａ〜ｓ１６ａにおけるｂ−ｂ矢視断面図である。

図３に示したように、磁性体ペーストをシート状に成形したグリーンシート１１上に溝３１を有する磁性体パターン２１を形成し、溝３１に金属ペーストを充填するように印刷して導体パターン３２を形成する（ｓ１１ａ、ｓ１１ｂ）〜（ｓ１３ａ、ｓ１３ｂ）。ここまでの手順は実施例１と同様である。実施例２ではここで絶縁層１２を形成せず、再度磁性体パターン２２を形成し（ｓ１４ａ、ｓ１４ｂ）、その磁性体パターン２２によって形成されている溝３１に導体パターン３３を形成する（ｓ１５ａ、ｓ１５ｂ）。それによって２段分の導体パターン（以下、２段導体パターン）３４が形成され、この時点で１層目の導体埋め込み層４０がグリーンシート１１上に形成される。そして１層目の導体埋め込み層４０上に絶縁層１２を形成し（ｓ１６ａ、ｓ１６ｂ）、２層目の導体埋め込み層４０の形成工程に移る。すなわち以後（ｓ１２ａ、ｓ１２ｂ）〜（ｓ１６ａ、ｓ１６ｂ）と同様の工程を繰り返して２層目以降の導体埋め込み層４０を順次積層していく。

このように実施例２に係る製造方法では、１段目の導体パターン３２の周囲に上面が平坦な磁性体パターン２１が形成されているため、２段目の磁性体パターン２２を形成する際には、１段目の導体パターンを溝３１の底に露出させるだけで、必ず１段目と２段目の導体パターン（３２、３３）を接触させることができる。しかも、１段分の導体パターン（３２、３３）が矩形に近い断面形状であるため、広い幅に亘って上下の導体パターン（３２、３２）を接触させることができる。すなわち高い位置合わせ精度を必要とせずに、断面積が極めて大きな導体パターン３４を形成することができる。したがって実施例２の方法で製造した積層チップインダクタではさらに大きな電流を扱う電子回路にも適用することができる。

＝＝＝評価＝＝＝
上記各実施例の製造方法の有効性を評価するために、実施例１および実施例２の方法に基づいて積層チップインダクタを実際に作製した。また落とし込み印刷法による製造方法を比較例として、当該比較例の方法でも積層チップインダクタを作製した。

＜比較例に係る製造方法＞
図４に落とし込み印刷法による積層チップインダクタの製造手順の基本的な例（以下、比較例１とも言う）を示した。図中では比較例１に係る製造方法の流れを（ｓ２１ａ、ｓ２１ｂ）〜（ｓ２６ａ、ｓ２６ｂ）の順に示した。ｓ２１ａ〜ｓ２６ａは製造途上にある積層チップインダクタの平面図であり、ｓ２１ａ〜ｓ２６ｂは、ｓ２１ａ〜ｓ２６ａにおけるｃ−ｃ矢視断面図である。

比較例１では、まずグリーンシート１１準備し（ｓ２１ａ、ｓ２１ｂ）、そのグリーンシート１１上に導体パターン１３２を印刷する（ｓ２２ａ、ｓ２２ｂ）。次いでその導体パターン１３２の周囲が磁性体ペーストで充填されるように磁性体パターン１２１を印刷する（ｓ２３ａ、ｓ２３ｂ）。それによって１層分の導体埋め込み層１４０がグリーンシート１１上に形成される。そして１層目の導体埋め込み層１４０を磁性体ペーストで覆って絶縁層１１２を形成する（ｓ２４ａ、ｓ２４ｂ）。その絶縁層１１２の上に２層目の導体パターン１３２を印刷し（ｓ２５ａ、ｓ２５ｂ）、その導体パターン１３２の周囲に磁性体パターン１２１を形成すれば２層目の導体埋め込み層１４０が絶縁層１１２上に形成される（ｓ２６ａ、ｓ２６ｂ）。以後は（ｓ２４ａ、ｓ２４ｂ）〜（ｓ２６ａ、ｓ２６ｂ）を繰り返して必要な層数分の導体埋め込み層１４０を形成していく。

また落とし込み印刷法においても、実施例２と同様に１層の埋め込み導体層１４０に２段分の導体パターンを形成する製造方法（以下、比較例２とも言う）がある。図５に比較例２に係る製造方法の手順を示した。ここでも製造方法の流れを（ｓ３１ａ、ｓ３１ｂ）〜（ｓ３５ａ、ｓ３６ｂ）の順に示すとともに、ｓ３１ａ〜ｓ３６ａに製造途上にある積層チップインダクタの平面図を示し、ｓ３１ａ〜ｓ３６ｂにｓ３１ａ〜ｓ３６ａにおけるｄ−ｄ矢視断面図を示した。比較例２では、準備したグリーンシート１１に導体パターン１３２と磁性体パターン１２１を形成する（ｓ３１ａ、ｓ３１ｂ）〜（ｓ３３ａ、ｓ３３ｂ）。ここまでの手順は比較例１と同様である。つぎに再度導体パターン１３３を形成し（ｓ３４ａ、ｓ３４ｂ）、次いでその導体パターン１３３の周囲に磁性体パターン１２２を印刷する（ｓ３５ａ、ｓ３５ｂ）。それによって１層に２段分の導体パターン１３４が形成された導体埋め込み層１４０がグリーンシート１１上に形成される。そして１層目の導体埋め込み層１４０を磁性体ペーストで覆って絶縁層１１２を形成し（ｓ３６ａ、ｓ３６ｂ）、以後は（ｓ３２ａ、ｓ３２ｂ）〜（ｓ３６ａ、ｓ３６ｂ）と同様の手順を繰り返して必要な層数分の導体埋め込み層１４０を形成していく。

＜製造条件＞
実施例１や２に係る製造方法の有効性を評価するために、製造方法および磁性体パターン（２１、２２、１２１、１２２）や導体パターン（３２〜３４、１３２〜１３４）の膜厚を左右するペーストの物性を変えて各種積層チップインダクタを作製した。そして製造条件が異なる各種積層チップインダクタをサンプルとして各サンプルにおける導体パターン（３２〜３４、１３２〜１３４）の形成状態を評価した。具体的には、各サンプルでは同じ原料を用いて調製した磁性体ペーストおよび金属ペーストを用いることとし、積層体の層数や圧着圧力、および焼成温度を同一にした。なお磁性体ペーストは粉体状の磁性体（フェライト）、溶剤、およびバインダを混練する周知の方法で作製した。金属ペーストは銀ペーストを用い、粉体状の銀（銀粉）に溶剤とバインダを混練して作製した。そして各サンプルに応じてペースト中の粉体状のフェライトや銀粉の割合を固形分（％）と粘度（Ｐａ・ｓ）を変えた。粘度は固形分である粉体状の原材料と溶剤とバインダの配合比を変えることで調整した。
以下の表１に各サンプルの製造条件を示した

表１に示したように、サンプルに応じて磁性体ペーストや銀ペーストの固形分と粘度が異なっている。銀ペーストの粘度は導体パターン（３２〜３４、１３２〜１３４）の厚さを左右する条件であり、１段分の導体パターン（１３２、１３３）を厚くすることが難しい比較例１、２で作製したサンプル５〜１１の方が実施例１、２で作製したサンプル１〜４よりも粘度を高くしている。言い換えれば、実施例１、２では粘度を低くしても１段分の導体パターン（３２、３３）を厚く形成できることを前提として、低い粘度の銀ペーストを敢えて用いている。

磁性体ペーストについては、実施例１、２が磁性体パターン（２１、２２）に形成されている溝３１に粘度の低い銀ペーストを「流し込む」製造方法であることから、導体パターン（３２、３３）の形成に際してグリーンシート１１や絶縁層１２を硬くする必要がない。すなわち磁性体ペーストも銀ペーストに合わせて粘度を低くすることができる。また周知のごとく低粘度の方が印刷が容易であり、メッシュも詰まり難くなるなどの利点がある。一方比較例１、２では、銀ペーストと同様に磁性体ペーストの粘度が高い。これは磁性体ペーストからなるグリーンシート１１や絶縁層１１２の上に導体パターン（１３２、１３３）を形成するため、ある程度固い「土台」が必要となるためである。

また比較例１、２に対して実施例１、２の方が磁性体ペースト、銀ペーストとも固形分が若干多い。これは実施例１、２が比較例１、２よりも一回のスクリーン印刷でパターン（２１、２２、３２、３３）を厚くできる製造方法であるため、焼結体にしたときに十分な密度が得られるようにするためである。もちろん実施例１、２における固形分を比較例１、２と同様にしても焼成温度を高めるなどすれば十分な焼結密度を確保することができる。

なお表１に示したように、比較例２の製造方法ではサンプル１１のみを作製しているが、このサンプル１１は現在市販しているパワーインダクタ用の積層チップインダクタの製造条件であり実施例１、２を除けば現時点での最適製造条件であると言える。したがって、サンプル１１における導体パターンの形成状態を基準とすれば、実施例１、２および比較例１に係る製造方法の有効性を相対評価することができる。

＜導体パターンの形成状態＞
表１に示した条件で作製した各種サンプルについて、導体パターン（３２、１３４、１３２、１３４）における各部位のサイズや断面積を測定するとともに、導体パターン（３２、３４、１３２、１３４）の形状を顕微鏡下で観察した。図６に導体パターン（３２、３４、１３２、１３４）におけるサイズの測定条件を示した。図６（Ａ）および（Ｂ）は実施例１の方法および実施例２の方法によって作製された積層チップインダクタにおける導体パターン（３２、３４）のサイズ測定箇所を示しており、図６（Ｃ）および（Ｄ）は比較例１および比較例２によって形成された導体パターン（１３２、１３４）のサイズ測定箇所を示している。各サンプルについて線幅ｗと高さｈ、1層分の導体埋め込み層（４０、１４０）における磁性体パターン（２１、２２，１２１、１２２）の厚さ（以下、埋め込み厚ｔとも言う）、さらには図６（Ａ）〜（Ｄ）において斜線で示した各導体パターン（３２、３４、１３２、１３４）部分の断面積Ｓも測定した。また線幅ｗと高さｈとの比（以下、アスペクト比ｗ／ｈとも言う）を求めた。そして各サイズ（ｗ、ｈ、ｔ）、面積Ｓ、アスペクト比ｗ／ｈによって各サンプルを評価した。

以下の表２に各サンプルの評価結果を示した

表２に示したように実施例１、２で作製したサンプル１〜４は、比較例１、２で作製したサンプル５〜１１よりも粘度が低い銀ペーストを用いているのにも拘わらず、サンプル５〜１１に対して導体パターン（３２、３４）の高さｈを高くできることが確認できた。そして導体パターン（３２、３４）の形状が矩形に近いため、線幅ｗが同等であっても高さｈに亘ってその線幅ｗの変化が少なく断面積Ｓを大きくすることができることも確認できた。とくに実施例２で作製したサンプル３、４では導体パターン３３の高さｈを８０μｍ以上にすることができ、断面積Ｓも１２，０００μｍ^２以上とすることができた。

また実施例２の方法で作製したサンプル３、４では他のサンプル１、２、５〜１１と比較してアスペクト比ｗ／ｈ＝２．５と小さい。これは線幅ｗに対して厚さｈが大きな導体パターンを形成することができ、より微細な導体パターン１３３でも十分に大きな断面積Ｓが得られることを意味する。一方比較例１、２の方法で形成した導体パターン（１３２、１３４）の中で最も厚いｈ＝５０μｍを得ているサンプル７では、アスペクト比ｗ／ｈ＝４．６であり、他のサンプルとほぼ同じである。すなわち比較例１、２は、高さｈを得るために線幅ｗも広くする必要があり、実施例１、２に対して微細化し難い製造方法である。そして表２に示した評価結果から、実施例１、２の方法を用いて製造した積層チップインダクタは、すでに実用化されているサンプル１１よりもさらに大電流を扱う用途に供することができることが確認できた。

ところで各サンプルにおける埋め込み厚ｔを見ると、比較例１、２では導体パターン（１３２、１３４）の高さｈが埋め込み厚ｔと同じになっているが、実施例１、２では埋め込み厚ｔより導体パターン（３２、３４）の高さｈの方が大きい。これは先に図１に示したように、金属ペーストをスクリーン印刷して導体パターンＰを形成すると、そのパターンＰの断面が従来では液滴状になるという欠点があるが、実施例１、２ではこの欠点を利点にしているということを意味している。すなわち、溝３１内に金属ペーストを充填するとその金属ペーストの表面が扁平な液滴状に膨らみ、結果として導体パターン（３２、３４）の高さｈを大きくすることができるのである。

つぎに実施例１、２および比較例１、２の各方法で製造した積層チップインダクタにおける導体パターン（３２、３４、１３２、１３４）を実際に観察してみた。図７に、代表例として、実施例１および比較例２の方法で作製した積層チップインダクタ（１、１００）の電子顕微鏡写真を示した。図７（Ａ）は実施例１の方法で作製した積層チップインダクタ１の断面を示しており、図７（Ｂ）は従来の製造方法としては導体パターン１３３の高さｈと断面積Ｓを最も大きくすることができる比較例２の方法で製造した積層チップインダクタ１００の断面を示している。ここに示した写真から実施例１および比較例２のどちらの方法であっても緻密な磁性体２０中に欠陥のない導体パターン（３２、１３４）が埋め込まれており、どちらの積層チップインダクタ（１、１００）も実用上問題ないことが一瞥するだけでわかる。

そして図７（Ａ）に示した実施例１の方法で形成した導体パターン３２は、断面形状が矩形に近く、１段分でも十分な高さｈを有していることがわかる。一方（Ｂ）に示した積層チップインダクタ１００では１段分の導体パターン（１３２、１３３）の断面が扁平な液滴状であり、その扁平な導体パターン（１３２、１３３）を２段重ねると、ある程度の高さｈが得られるものの、上下で積層されている境界領域１５０に多量の磁性体２０が充填され２段分の導体パターン１３４であっても断面積Ｓを大きくすることが難しい構造であることがわかる。このように図７（Ａ）、（Ｂ）に示した導体パターン（３２、１３４）を観察しただけでも、実施例１の方法で製造した積層チップインダクタ１の方がより大きな電流を扱えることがわかる。

＜製造条件の最適化について＞
なお先に表１に示したサンプル１〜４の製造条件は最適条件であり、膨大な条件で試作したサンプルのうち、印刷が容易で一回の印刷工程で目的とする厚さのパターンが形成された条件でもある。すなわち他の条件であっても実施例１、２の方法で積層チップインダクタを製造しても比較例１、２に対してより高くより断面積が大きな導体パターン（３２〜３４）を形成できることは、磁性体ペーストが金属ペーストよりも厚膜化が容易であるという事実、および表１に示した製造条件では実施例１、２で用いた銀ペーストの粘度が比較例１、２のものよりも低かったという事実からも明らかである。そして実施例１、２における最適条件は、表１より、磁性体ペーストについては固形分が７０％以上で、かつ粘度が６０Ｐａ・ｓ以下であり、金属ペーストについては固形分が９０％以上で、かつ粘度が８０Ｐａ・ｓ以下となる。

＝＝＝その他の実施例＝＝＝
実施例２では１層分の導体埋め込み層４０に２段分の導体パターン３４を形成していたが、図３に示した製造手順において（ｓ１４ａ、ｓ１４ｂ）と（ｓ１５ａ、ｓ１５ｂ）を繰り返して３段以上の導体パターンを形成するようにしてもよい。

１，１００ 積層チップインダクタ、１１ グリーンシート、１２ 絶縁層、
２０ 磁性体、２１、２２、１２１、１２２ 磁性体パターン、３１ 溝、
３２、３３，３４，１３２，１３３，１３４ 導体パターン、
４０，１４０ 導体埋め込み層

Claims (5)

1. 電気絶縁性の磁性体中に１層分の導体パターンが形成されてなる導体埋め込み層が複数層積層されているとともに、各層の導体パターンが順次層間接続されて当該各層の導体パターンが積層方向に螺旋状に周回するコイルに形成されてなる積層チップインダクタの製造方法であって、
   磁性体ペーストからなるグリーンシート上に１層目の前記導体埋め込み層を形成する第１工程と、当該第１工程に続いて１回以上実行することで２層目以降の前記導体埋め込み層を形成する第２工程とを含み、
   前記第１工程では、前記グリーンシート上に磁性体ペーストをスクリーン印刷することで、前記導体パターンの輪郭形状に開口する溝を備えた磁性体パターンを形成する第１磁性体パターン形成ステップと、金属ペーストをスクリーン印刷することで、前記溝内に金属ペーストが充填されてなる前記導体パターンを形成する第１導体パターン形成ステップとを実行し、
   前記第２工程では、磁性体ペーストからなる絶縁層をスクリーン印刷により積層する絶縁層形成ステップと、当該絶縁層上に前記磁性体パターンを形成する第２磁性体パターン形成ステップと、金属ペーストをスクリーン印刷することで、当該第２磁性体パターン形成ステップにより形成された前記溝内に当該金属ペーストが充填されてなる導体パターンを形成する第２導体パターン形成ステップとを実行する、
   ことを特徴とする積層チップインダクタの製造方法。
2. 電気絶縁性の磁性体中に１層分の導体パターンが形成されてなる導体埋め込み層が複数層積層されているとともに、各層の導体パターンが順次層間接続されて当該各層の導体パターンが積層方向に螺旋状に周回するコイルに形成されてなる積層チップインダクタの製造方法であって、
   磁性体ペーストからなるグリーンシート上に１層目の前記導体埋め込み層を形成する第１工程と、当該第１工程に続いて１回以上実行することで２層目以降の前記導体埋め込み層を形成する第２工程とを含み、
   前記第１工程では、前記グリーンシート上で磁性体ペーストをスクリーン印刷することで、前記導体パターンの輪郭形状に開口する溝を備えた磁性体パターンを形成する第１磁性体パターン形成ステップと、金属ペーストをスクリーン印刷することで、前記溝内に金属ペーストが充填されてなる導体パターンを形成する第１導体パターン形成ステップを交互に複数回繰り返し、
   前記第２工程では、形成済みの前記導体埋め込み層の上に磁性体ペーストからなる絶縁層をスクリーン印刷により積層する絶縁層形成ステップを実行するとともに、当該絶縁層上で磁性体ペーストをスクリーン印刷することで、前記導体パターンの輪郭形状に開口する溝を備えた磁性体パターンを形成する第２磁性体パターン形成ステップと、金属ペーストをスクリーン印刷することで、前記溝内に金属ペーストが充填されてなる導体パターンを形成する第２導体パターン形成ステップを交互に複数回繰り返す、
   ことを特徴とする積層チップインダクタの製造方法。
3. 請求項１または２において、前記磁性体ペーストは含有する磁性体材料の固形分が７０％以上であるとともに粘度が６０Ｐａ・ｓ以下であり、前記金属ペーストは含有する金属材料の固形分が９０％以上であるとともに粘度が８０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする積層チップインダクタの製造方法。
4. 請求項１または２に記載の前記積層チップインダクタの製造方法において使用される前記磁性体ペーストであって、含有する磁性体材料の固形分が７０％以上であるとともに粘度が６０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする磁性体ペースト。
5. 請求項１または２に記載の前記積層チップインダクタの製造方法において使用される前記金属ペーストであって、含有する金属材料の固形分が９０％以上であるとともに粘度が８０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする金属ペースト。