JP2019091810A - 電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを抑制しつつ、電子部品の素体表面に精度良く電極パターンを形成する。【解決手段】ペースト状の導電性部材Ｐを吐出するノズル４１を備えたディスペンサを用いて、第１の表面２１及び第１の表面２１とは同一平面にない第２の表面２２を有する電子部品の素体に電極パターンを形成する工程を備え、ノズル４１を第１及び第２の表面２１，２２に追従させながら導電性部材Ｐを吐出することによって電極パターンを形成する。本発明によれば、位置ずれなどを生じることなく、電子部品の素体の異なる２面に精度良く電極パターンを形成することができる。しかも、導電性部材に気体を混入させて噴霧するのではなく、ノズルから導電性部材のみを吐出すれば、マスキング部材を用いる必要もない。これにより、電子部品の製造コストを抑制することも可能となる。【選択図】図４

Description

本発明は電子部品の製造方法に関し、特に、電子部品の素体に電極パターンを形成する方法に関する。

パルストランスやコモンモードフィルタなどのチップ型電子部品に電極パターンを形成する方法としては、従来、スクリーン印刷法を用いることが一般的であった。例えば、特許文献１には、ドラム型コアの底面及び側面に電極パターンが形成された電子部品が開示されており、一般的には、ドラム型コアの底面及び側面に対してペースト状の導電性部材をそれぞれスクリーン印刷することによって電極パターンが形成される。

しかしながら、ドラム型コアの異なる表面に対してそれぞれ別個にスクリーン印刷を行うと、アライメントのずれにより、エッジ部において電極パターンに位置ずれが生じるという問題があった。このような問題を解決するためには、例えば特許文献２に記載されているように、スプレーノズルを用いて導電性部材を噴霧することにより電極パターンを形成する方法が考えられるが、この方法では導電性部材が広範囲に飛散することから、立体的なマスキング部材が必須であり、製造コストが増大してしまう。或いは、特許文献３に記載されているように、ディスペンサを用いて導電性部材を溝に流し込む方法も存在するが、この方法では電子部品の素体表面に精度良く電極パターンを形成することはできない。また、電子部品を個片化した後は、特許文献３に記載された方法を使用することはできない。

特開２０１５−５０３７３号公報 特開平１０−１４９９４２号公報 特開平６−３３３７６６号公報

このように、従来の方法では、製造コストを抑制しつつ、電子部品の素体表面に精度良く電極パターンを形成することは困難であった。

したがって、本発明は、製造コストを抑制しつつ、電子部品の素体表面に精度良く電極パターンを形成することが可能な電子部品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明による電子部品の製造方法は、ペースト状の導電性部材を吐出するノズルを備えたディスペンサを用いて、第１の表面及び第１の表面とは同一平面にない第２の表面を有する電子部品の素体に電極パターンを形成する工程を備え、ノズルを第１及び第２の表面に追従させながら導電性部材を吐出することによって、電極パターンを形成することを特徴とする。

本発明によれば、ディスペンサのノズルを第１及び第２の表面に追従させながら導電性部材を吐出していることから、位置ずれなどを生じることなく、電子部品の素体の異なる２面に精度良く電極パターンを形成することができる。しかも、導電性部材に気体を混入させて噴霧するのではなく、ノズルから導電性部材のみを吐出すれば、マスキング部材を用いる必要もない。これにより、電子部品の製造コストを抑制することも可能となる。

本発明において、第１の表面と第２の表面は、互いに直交するものであっても構わないし、互いに平行であっても構わない。いずれに場合も、ディスペンサのノズルを第１及び第２の表面に追従させながら導電性部材を吐出することにより、精度良く電極パターンを形成することができる。

本発明において、導電性部材の吐出方向を第１及び第２の表面に対して傾けても構わない。これによれば、第１の表面と第２の表面が互いに直交する場合において、ノズルの追従動作が容易となる。また、第１の表面と第２の表面が互いに平行である場合には、段差部分にも容易に電極パターンを形成することが可能となる。

本発明において、電極パターンは、第１の電源パターンと、第１の電極パターンよりも幅の広い第２の電極パターンを含み、第２の電源パターンを形成する際には、第１の電源パターンを形成する場合と比べて、素体とノズルとの距離を大きくしても構わない。これによれば、任意の幅の電極パターンを形成することが可能となる。

このように、本発明によれば、製造コストを抑制しつつ、電子部品の素体表面に精度良く電極パターンを形成することが可能となる。

図１は、本発明の実施形態による製造方法によって製造された電子部品の一例を示す略斜視図である。 図２は、ディスペンサ４０の構成を説明するための模式図である。 図３は、端子電極Ｅ１の形成過程を示す模式的な平面図である。 図４は、端子電極Ｅ１の形成過程を示す模式的な側面図である。 図５は、端子電極Ｅ１が形成された状態を示す模式的な部分斜視図である。 図６は、第１の変形例を説明するための模式図である。 図７は、第２の変形例を説明するための模式図である。 図８は、第３の変形例を説明するための模式図である。 図９は、第４の変形例を説明するための模式図である。 図１０は、第５の変形例を説明するための模式図である。 図１１は、コア４の構成を示す平面図である。 図１２は、第６の変形例を説明するための模式図である。 図１３は、第７の変形例を説明するための模式図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態による製造方法によって製造された電子部品の一例を示す略斜視図である。

図１に示す電子部品は表面実装型のコモンモードフィルタであり、ドラム型のコア２と、コア２の巻芯部１０に巻回されたワイヤ１１，１２を備えている。但し、本発明の対象となる電子部品がコモンモードフィルタに限定されるものではなく、パルストランスやバルントランスなど他のコイル部品であっても構わないし、コンデンサやフェライトビーズなどのコイル部品以外の電子部品であっても構わない。しかしながら、コンデンサやフェライトビーズなどに比べて、コイル部品は一般に端子電極数が多く、電極パターンの作製により高い精度が求められることから、本発明の対象としてはコイル部品が最も好ましい。

コア２は、ｘ方向を軸方向とする巻芯部１０と、巻芯部１０のｘ方向における両端に設けられた鍔部２０，３０を備えている。コア２の素体は、フェライトなどの高透磁率材料からなり、巻芯部１０と鍔部２０，３０が一体的に構成されている。そして、鍔部２０には、表面２１，２２に亘って端子電極Ｅ１，Ｅ２が形成され、鍔部３０には、表面３１，３２に亘って端子電極Ｅ３，Ｅ４が形成されている。端子電極Ｅ１〜Ｅ４は、いずれもコア２の素体表面に塗布された導電性部材からなる。端子電極Ｅ１〜Ｅ４を構成する導電性部材は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）などからなる金属微粒子と樹脂材料を混合したペースト状の導電性部材によって構成され、後述するディスペンサを用いてコア２の素体表面に塗布される。また、端子電極Ｅ１〜Ｅ４の表面は、スズ（Ｚｎ）などのメッキ膜で覆われていることが好ましい。

図１に示すように、鍔部２０の表面２１はｘｙ平面を構成し、鍔部２０の表面２２はｙｚ平面を構成する。同様に、鍔部３０の表面３１はｘｙ平面を構成し、鍔部３０の表面３２はｙｚ平面を構成する。したがって、表面２１と表面２２は互いに直交し、表面３１と表面３２は互いに直交する。そして、ワイヤ１１，１２の一端は、端子電極Ｅ１，Ｅ２のうち表面２１に形成された部分にそれぞれ継線される。同様に、ワイヤ１１，１２の他端は、端子電極Ｅ３，Ｅ４のうち表面３１に形成された部分にそれぞれ継線される。端子電極Ｅ１，Ｅ２のうち鍔部２０の表面２２に形成された部分は、ｙ方向における位置が表面２１に形成された部分と一致しており、両者間にｙ方向の目ずれは実質的に存在しない。同様に、端子電極Ｅ３，Ｅ４のうち鍔部３０の表面３２に形成された部分は、ｙ方向における位置が表面３１に形成された部分と一致しており、両者間にｙ方向の目ずれは実質的に存在しない。

次に、端子電極Ｅ１〜Ｅ４の形成方法について説明する。ここで、端子電極Ｅ１〜Ｅ４の形成方法はいずれも同じであることから、以下、代表して端子電極Ｅ１の形成方法を説明する。

図２は、端子電極Ｅ１を形成するディスペンサ４０の構成を説明するための模式図である。

図２に示すディスペンサ４０は、ペースト状の導電性部材Ｐを吐出するノズル４１を備えており、ノズル４１から吐出される導電性部材Ｐがコア２の素体表面に塗布されることによって端子電極Ｅ１が形成される。導電性部材Ｐは原料タンク４２に収容されている。原料タンク４２に収容された導電性部材Ｐは、供給機構４３によってノズル４１に供給され、ノズル４１から吐出される。供給機構４３としては圧電素子を用いることが好ましく、空気などの気体を混入させることなく、ペースト状の導電性部材Ｐのみをノズル４１から吐出することが好ましい。これは、空気などの気体を混入させて噴霧する方法では導電性部材Ｐが広範囲に飛散するため、マスキング部材が必要となるからである。

また、ノズル４１は、駆動機構４４によってｘ方向及びｚ方向にスキャンされるとともに、ｙ軸を中心とした回転動作を行う。図２には、ノズル４１をｘ方向にスキャンしながら、導電性部材Ｐを吐出する様子が示されている。ノズル４１の吐出方向は、素体表面に対して垂直である。これにより、図２及び図３に示すように、ノズル４１の軌跡に沿って、鍔部２０の表面２１に端子電極Ｅ１が直接形成される。図３に示す例では、端子電極Ｅ１と端子電極Ｅ２を順次形成する例が示されているが、２つのノズル４１を用いて端子電極Ｅ１，Ｅ２を同時に形成しても構わない。

また、駆動機構４４は、ノズル４１を駆動する代わりに、コア２を駆動しても構わない。つまり、駆動機構４４はコア２とノズル４１の相対的な位置関係を変化させるものであれば足りる。駆動機構４４や供給機構４３は、制御部４５によって制御される。

そして、ノズル４１をｘ方向にスキャンすることによって鍔部２０の表面２１に端子電極Ｅ１が形成されると、次に、図４に示すようにｙ方向を軸としてノズル４１を９０°回転させた後、スキャン方向をｚ方向に切り替える。このように、ノズル４１を鍔部２０の表面２１，２２に追従させながら、導電性部材Ｐを吐出する。この間、ノズル４１からは導電性部材Ｐを連続的に吐出し続けても構わないし、ノズル４１を９０°回転させる際に吐出動作を一時的に停止しても構わないが、少なくとも一連の動作を連続的に行うことにより、鍔部２０の表面２１から表面２２に亘る連続的な端子電極Ｅ１が形成される。ここで、ノズル４１と表面２２の距離Ｈ２は、ノズル４１と表面２１の距離Ｈ１と一致させることが好ましい。そして、ノズル４１のｚ方向へのスキャンが完了すると、図５に示すように、鍔部２０の表面２２にも端子電極Ｅ１が形成される。

このように、本実施形態においては、ノズル４１を鍔部２０の表面２１，２２に追従させながら導電性部材Ｐを吐出していることから、鍔部２０の表面２１に形成された端子電極Ｅ１のｙ方向位置と、鍔部２０の表面２２に形成された端子電極Ｅ１のｙ方向位置が一致し、両者間にずれが生じることはない。しかも、マスキング部材などが不要であり、且つ、１工程で鍔部２０の２表面に端子電極Ｅ１を連続的に形成できることから、製造コストを低減することも可能となる。また、スクリーン印刷法を用いた場合には、表面２１と表面２２の境界となる角部において端子電極Ｅ１の厚みが不足しやすいが、本実施形態においては、角部にも導電性部材Ｐが吐出されることから、角部において端子電極Ｅ１の厚みが不足することもない。

以下、変形例によるいくつかの製造方法について説明する。

図６は、第１の変形例を説明するための模式図である。図６に示す例では、鍔部２０の表面２１に端子電極Ｅ１を形成する際にはノズル４１の吐出方向をｚ軸に対してθ１だけ傾け、鍔部２０の表面２２に端子電極Ｅ１を形成する際にはノズル４１の吐出方向をｚ軸に対してθ２だけ傾ける。したがって、鍔部２０の表面２１，２２とノズル４１の吐出方向が成す角は、いずれもθ２である。一例として、θ１を３０°とし、θ２を６０°とすることができる。これによれば、端子電極Ｅ１の形成面が表面２１から表面２２に切り替わる際に必要なノズル４１の回転角度が小さくなることから、ノズル４１の回転動作をより高速に行うことが可能となる。上記の例では、ノズル４１の回転動作を３０°に低減することが可能となる。

図７は、第２の変形例を説明するための模式図である。図７に示す例では、ノズル４１の吐出方向をｚ軸に対して４５°傾けている。したがって、鍔部２０の表面２１，２２とノズル４１の吐出方向が成す角は、いずれも４５°である。これにより、端子電極Ｅ１の形成面が表面２１から表面２２に切り替わる際にノズル４１を回転させる必要がなくなり、単にスキャン方向をｘ方向からｚ方向に切り替えれば足りることから、制御がより容易となる。この場合、ノズル４１の回転に要する時間が不要となるため、導電性部材Ｐの吐出を一時的に停止させることなく連続的な吐出を行っても、鍔部２０の角部において導電性部材Ｐの吐出量が過剰となることがない。

図８は、第３の変形例を説明するための模式図である。図８に示す例では、鍔部２０の表面２１が段差を有しており、表面２１ａよりも表面２１ｂの高さが低くなっている。鍔部２０の表面２１がこのような段差形状を有している場合、ノズル４１のスキャン位置が段差部分を通過する際、つまり表面２１ａから表面２１ｂに切り替わる際に、段差形状に追従するよう、ノズル４１のｚ方向における位置を段差分だけ低下させることによって、ノズル４１と表面２１の距離Ｈ１を一定に保つ。その後は、上述した実施形態と同様、ノズル４１を９０°回転させ、距離Ｈ１と距離Ｈ２を一致させながら、ノズル４１をｚ方向にスキャンする。このように、鍔部２０の表面２１が段差を有している場合、ノズル４１を段差形状に追従させれば、端子電極Ｅ１のｙ方向における幅やｚ方向における厚みを一定に保つことが可能となる。スクリーン印刷法を用いた場合、素体表面に段差が存在すると、段差の前後において端子電極の厚みが変化してしまうが、図８に示した方法によれば、端子電極の厚みを一定に保つことができる。

図９は、第４の変形例を説明するための模式図である。図９に示す例では、図８に示した例と同様、鍔部２０の表面２１が段差を有しており、段差面２１ｃに対する導電性部材Ｐの吐出角度がゼロにならないよう、ノズル４１を傾けている。これによれば、段差面２１ｃに形成される端子電極Ｅ１の厚み（ｘ方向の厚み）を十分に確保することが可能となる。

図１０は、第５の変形例を説明するための模式図である。図１０に示す例では、段差面２１ｃに導電性部材Ｐを吐出するタイミングでノズル４１を傾けている。その他の平坦な表面２１ａ，２１ｂに導電性部材Ｐの吐出する際には、ノズル４１を傾けることなく、表面２１ａ，２１ｂに対して垂直な方向に導電性部材Ｐを吐出する。このような方法によっても、段差面２１ｃに形成される端子電極Ｅ１の厚み（ｘ方向の厚み）を十分に確保することが可能となる。

図１１は、変形例によるコア４の構成を示す平面図である。図１１に示すコア４においては、鍔部２０に３つの端子電極Ｅ１１〜Ｅ１３が設けられ、鍔部３０に３つの端子電極Ｅ２１〜Ｅ２３が設けられている。このような構成を有するコア４は、例えばパルストランスに用いることができ、この場合、端子電極Ｅ１１，Ｅ１２を一対の１次側端子、端子電極Ｅ２１，Ｅ２２を一対の２次側端子、端子電極Ｅ１３を２次側センタータップ、端子電極Ｅ２３を１次側センタータップとして用いることができる。図１１に示す例では、端子電極Ｅ１１，Ｅ１２，Ｅ２１，Ｅ２２のｙ方向における幅がＷ１であり、端子電極Ｅ１３，Ｅ２３のｙ方向における幅がＷ２（＞Ｗ１）である。

このように幅の異なる複数の端子電極を形成する場合、第６の変形例を説明するための模式図である図１２に示すように、幅の細い端子電極Ｅ１１，Ｅ１２，Ｅ２１，Ｅ２２を形成する際のノズル４１の高さＨ１１よりも、幅の太い端子電極Ｅ１３，Ｅ２３を形成する際のノズル４１の高さＨ１２を高く設定する（Ｈ１１＜Ｈ１２）。これにより、同一のノズル４１を使用しつつ、幅の異なる複数の端子電極を作り分けることが可能となる。また、幅の太い端子電極Ｅ１３，Ｅ２３を形成する際には、ノズル４１の高さが高くなる分、幅の細い端子電極Ｅ１１，Ｅ１２，Ｅ２１，Ｅ２２を形成する時よりもスキャン速度を低下させても構わない。これによれば、各端子電極の厚み（ｘ方向の厚み）をほぼ一定とすることが可能となる。

図１３は、第７の変形例を説明するための模式図である。図１３に示す例では、支持体５０に複数のコア２を固定した状態で、複数のノズル４１を用いて端子電極を同時に形成する。このように、複数のノズル４１を同時に使用すれば、製造コストをより低減させることが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記の実施形態及びその変形例では、互いに直交する２面に対して電極パターンを形成する場合（例えば図４）や、互いに平行な２面に対して電極パターンを形成する場合（例えば図９）について説明したが、電極パターンを形成すべき２面がこれらに限定されるものではなく、互いに同一平面にない２面であれば足りる。

２，４ コア
１０ 巻芯部
１１，１２ ワイヤ
２０，３０ 鍔部
２１，２１ａ，２１ｂ，２２，３１，３２ 表面
２１ｃ 段差面
４０ ディスペンサ
４１ ノズル
４２ 原料タンク
４３ 供給機構
４４ 駆動機構
４５ 制御部
５０ 支持体
Ｅ１〜Ｅ４，Ｅ１１〜Ｅ１３，Ｅ２１〜Ｅ２３ 端子電極
Ｐ 導電性部材

Claims (6)

1. ペースト状の導電性部材を吐出するノズルを備えたディスペンサを用いて、第１の表面及び前記第１の表面とは同一平面にない第２の表面を有する電子部品の素体に電極パターンを形成する工程を備え、
   前記ノズルを前記第１及び第２の表面に追従させながら前記導電性部材を吐出することによって、前記電極パターンを形成することを特徴とする電子部品の製造方法。
2. 前記第１の表面と前記第２の表面は、互いに直交する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. 前記第１の表面と前記第２の表面は、互いに平行である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。
4. 前記導電性部材の吐出方向を前記第１及び第２の表面に対して傾けることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法。
5. 前記電極パターンは、第１の電源パターンと、前記第１の電極パターンよりも幅の広い第２の電極パターンを含み、
   前記第２の電源パターンを形成する際には、前記第１の電源パターンを形成する場合と比べて、前記素体と前記ノズルとの距離を大きくすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法。
6. 前記ディスペンサは、前記導電性部材に気体を混入させることなく、前記ノズルから前記導電性部材を吐出させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法。

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