JP2907354B2 - 積層セラミックインダクタの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積層セラミックインダ
クタの製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より積層セラミックインダクタは一
般に次のような方法で製造されてきた。まず、Ｎｉ・Ｚ
ｎ系のフェライト磁性原料粉末と有機バインダとを混合
して得たスラリーを、ドクターブレード法等によって均
一な厚みの長尺なシートに成形する。次いで、このシー
トを例えば 110mm角の正方形に裁断し、 100mm角の窓を
15mm幅の枠で囲んだ額縁状のステンレス製フレームに張
り付ける。なお、該フレームの角部には、フレーム上の
シートにスルーホールやコイル導体パターンを形成する
際に用いられる印刷機等に装備された位置決め用ピンが
挿入される位置決め用の小孔が設けられている。次い
で、所定の位置に複数のピンが立植された２〜４種類程
度の異なるスルーホールパターンを持つスルーホール用
金型を用意し、これらの金型に設けられた位置決め用ピ
ンを上記フレームの位置決め用小孔に挿入して固定し、
フレームに張り付けられたシートに２〜４種類程度の異
なるスルーホールパターンを打ち抜く。

【０００３】次に、積層してスルーホールで接続したと
きに、らせん状のコイルとなるコイル各部形成用導体パ
ターンを、４〜６種類程度の異なるパターンのスクリー
ン印刷用ステンシルを用いて上記スルーホールを打ち抜
いたシート上に、スルーホールが適切な位置にくるよう
に位置合わせしてスクリーン印刷する。印刷に際して
は、シートに打ち抜かれた上記２〜４種類程度のスルー
ホールパターンに該当するパターンのステンシルを選択
し、印刷機に設けられた位置決め用ピンをフレームの位
置決め用小孔に挿入して位置合わせが行われる。コイル
各部形成用導体パターンの印刷後、該フレームの位置決
め用の小孔に打ち抜き機の位置決め用ピンを挿入して所
定の位置に固定し、フレームに張り付けられたシートを
所定の寸法に打ち抜く。打ち抜いたシートは所定の順序
で積層して圧着し、チップサイズに裁断する。このよう
にして得られたチップ素体を 800〜1100℃程度で焼成
し、内設されたコイルの末端が導出された１対の対向す
る端面に外部電極用導電ペーストをそれぞれ塗布し、こ
れを 700〜900 ℃程度で焼き付けることによって外部電
極を形成することにより、積層セラミックインダクタが
製造される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造法によると、スルーホール用金型およびスクリ
ーン印刷用ステンシルをそれぞれ複数種類用いているた
め、製造される積層セラミックインダクタの精度のバラ
ツキが大きいという問題点があった。すなわち、スルー
ホール用金型を用いたスルーホール打ち抜き工程、およ
びスクリーン印刷用ステンシルを用いたコイル導体パタ
ーン印刷工程においては、フレームと金型、フレームと
印刷機との位置合わせが行われるため、位置合わせ誤差
の発生が避けられなかった。したがって、用いられるス
ルーホール用金型やスクリーン印刷用ステンシルの数が
多いほど位置合わせ誤差は累積され、製造される積層セ
ラミックインダクタの精度のバラツキが大きくなってし
まうのである。

【０００５】そこで本発明は、上述従来の技術の問題点
を解決し、スルーホール打ち抜き工程およびコイル導体
パターン印刷工程において使用するスルーホール用金型
およびスクリーン印刷用ステンシルの数を減少させ、精
度のバラツキの少ない積層セラミックインダクタの製造
法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するために鋭意研究の結果、１種類のスルーホー
ル金型のみでスルーホールの打ち抜きを行い、所定のコ
イル導体パターンをスルーホールに合わせて印刷した
後、該パターンが打ち抜き後のシートの中央部所定位置
に配置されるようにシートを所定寸法で打ち抜くことに
より、上記課題が解決されることを見い出し、本発明に
到達した。

【０００７】すなわち、本発明は、複数のフェライトグ
リーンシートに１種類のスルーホール用金型によって同
様のスルーホールを打ち抜いた後、これらのシートに、
積層してスルーホールで接続することによってらせん状
のコイルが構成されるコイル導体パターンをスルーホー
ルに合わせて印刷し、それぞれのシートに印刷されたコ
イル導体パターンが、所定寸法に打ち抜かれた後のシー
トの中央部所定位置に配置されるように該シートを前後
左右に移動させて打ち抜き、得られたシートを所定の順
序で積層した後圧着し、内設されたコイルの末端が導出
された１対の端面に外部電極を形成することを特徴とす
る積層セラミックインダクタの製造法を提供するもので
ある。

【０００８】さらに本発明においては、コイル導体パタ
ーンを印刷する際に用いられるステンシルの数を減らす
こともできる。すなわち、シート上に印刷するコイル導
体パターンを、２つ一組で線対称に配置された対のパタ
ーンとし（図５（ａ））、このようなコイル導体パター
ンが印刷されたシートを、１つは上記と同様に打ち抜き
（図７（ａ））、もう１つは対称パターンの配列方向に
１パターンずらしてから上記と同様に打ち抜くことによ
り（図７（ａ′））、パターンの異なる２種類のシート
を得ることができるのである。したがって、図７に示す
ような６種類のシートを得るためには、図７（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）のパターンを印刷する４種
類のステンシルがあれば良いのである。

【０００９】

【作用】本発明によると、フェライトグリーンシート上
に印刷したコイル導体パターンが打ち抜き後のシートの
中央部所定位置にくるように、該シートを前後左右に移
動させて打ち抜きが行われるため、使用されるスルーホ
ール用金型が１種類で済むようになる。そのため、スル
ーホール打ち抜きの際における位置合わせ工程数が減少
し、製造される積層セラミックインダクタの精度のバラ
ツキが減少するようになる。

【００１０】また、本発明によると、印刷するコイル導
体パターンを対称に配置して対のパターンとすることに
より、コイル導電パターンを印刷する際に使用されるス
テンシルの数を減らすことができる。このようにコイル
導体パターン印刷用ステンシルの数を減少させ、印刷工
程数を減らすことにより生産コストの低減化が可能にな
る。

【００１１】以下、実施例により本発明をさらに詳細に
説明する。しかし本発明の範囲は以下の実施例により制
限されるものではない。

【００１２】

【実施例１】まず、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、ＺｎＯおよび
ＣｕＯを秤量し、水と共にボールミルに投入して混合・
分散を行い、ボールミルから取り出して乾燥した後、大
気中において 800℃で２時間加熱し仮焼した。仮焼後、
仮焼物を再び水と共にボールミルに投入して15時間解砕
し、ボールミルから取り出して乾燥することによってフ
ェライト粉末を得た。さらにこのフェライト粉末に、ポ
リブチラールを主成分とする有機バインダーと有機溶剤
を加えて混練し、粘度4200cpのフェライトスラリーを得
た。次いで、得られたスラリーをドクターブレード法に
よって、水平に搬送されるポリエチレンテレフタレート
のベースフィルム上に塗布し、乾燥した後ベースフィル
ムから剥して 110mm角の正方形に切断し、厚さ40μｍの
フェライトグリーンシート１を得た。

【００１３】次に、 100mm角の窓を15mmの枠で囲んだ額
縁状のステンレス製フレーム４を用意し、このフレーム
に上記フェライトグリーンシート１を張り付けた。一
方、金属製の平板に直径0.25mm、長さ20mmのステンレス
製ピン６が2.11mm間隔、および3.85mm間隔で立植された
スルーホール用金型５を用意し（図３）、上記シートを
張り付けたフレームの端面を用意したスルーホール用金
型５の位置決め用ピンに突きあてて所定位置に固定し、
スルーホール２を打ち抜いた。次いで、該フレーム４の
端面をスクリーン印刷機の位置決め用ピンに突きあてて
所定位置に固定した。続いてこのシートに、６種類のス
クリーン印刷用ステンシルと、Ａｇ粉末、エチルセルロ
ース、α−ターピネオールおよびブチルカルビトールア
セテートを混練して得たＡｇペーストとを用い、スルー
ホール打ち抜き時と同様の位置関係で各種のコイル導体
パターン３をそれぞれ異なるシートに印刷し、図１に示
す６種類のシートを得た。

【００１４】次いで、フレームからシートを打ち抜く打
ち抜き機７を用意し（図４）、コイル導体パターン３を
印刷したシート１をフレーム４から85mm角の寸法に打ち
抜いた。この打ち抜き機７は、図４中８、９および１０
でそれぞれ表わす付き当て群Ａ、付き当て群Ｂ、および
付き当て群Ｃなる位置に、フレーム４を配置する場所を
決定する固定ピン立植孔１１が設けられており、上記の
それぞれの付き当て群Ａ、Ｂ、Ｃ内における左上、左
下、右上または右下の４か所のうち互いに対応するいず
れか１か所ずつに固定ピンを立植し、立植したピンに該
フレーム４を付き当てて固定し、フレーム４に張り付け
たシート１をそれぞれ異なる位置で所定の寸法に打ち抜
くというものである。

【００１５】上記打ち抜きに際しては、まず、Ａ、Ｂ、
Ｃそれぞれの付き当て群における左上の孔に固定ピンを
立植し、立植したピンに図１（ａ）に示すパターンを得
るためのシートを付き当てて打ち抜き、シート中央部の
所定位置に、印刷したコイル導体パターンが位置した図
２（ａ）に示すシートを得た。同様に、それぞれの付き
当て群内における左下の孔に固定ピンを立植し、図１
（ｂ）に示すパターンを得るためのシートを付き当てて
打ち抜いて図２（ｂ）に示すシートを得、各群内の右下
の孔に固定ピンを立植し、図１（ｃ）、（ｄ）および
（ｅ）に示すパターンを得るためのシートをそれぞれ付
き当てて打ち抜いて、図２（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）
に示すシートを得、各群内の右上の孔に固定ピンを立植
し、図１（ｆ）に示すパターンを得るためのシートを付
き当てて打ち抜いて図２（ｆ）に示すシートを得た。

【００１６】上記得られたシートは所定の順序で積層
し、さらにコイル導体パターンおよびスルーホールが形
成されていないシートを、最上層に３層および最下層に
２層積層して圧着した後、 3.4mm×1.7mm のチップサイ
ズに裁断し、 870℃で焼成した。焼成後、コイル末端が
導出している１対の端面に外部電極を形成し、３ターン
周回したコイルが内設された積層セラミックインダクタ
を得た。

【００１７】上記のようにして製造された積層セラミッ
クインダクタのインンダクタンス値の平均値は 0.152μ
Ｈであり（測定周波数10ＭＨｚｋ）、50個製造した際の
インダクタンス値のバラツキは 9.0％と小さいものであ
った。

【００１８】

【実施例２】図６に示すような配置でピン６が立植され
ているスルーホール用金型５を用いたこと以外は実施例
１と同様にしてフレーム４に張り付けられたシート１に
スルーホール２を打ち抜いた。次いで、４種類のスクリ
ーン印刷用ステンシルを用いてコイル導体パターン３を
印刷した（図５）。印刷されたパターン３のうち図５
（ａ）および（ｂ）に示すパターンは、２つ一組で線対
称に配置された対のパターンに形成されている。印刷
後、実施例１と同様にしてシート１の打ち抜きを行い、
図５（ａ）に示すシートから図７（ａ）に示すシートを
得、図５（ｂ）に示すシートから図７（ｂ）に示すシー
トを得、図５（ｃ）に示すシートから図７（ｃ）に示す
シートを得、図５（ｄ）に示すシートから図７（ｄ）に
示すシートを得た。また、図５（ａ）に示すシートを１
パターンずらして上記同様に打ち抜いて図７（ａ′）に
示すシートを得、同様にして図５（ｂ）に示すシートか
ら図７（ｂ′）に示すシートを得た。

【００１９】上記のようにして得られたシートは所定の
順序で積層し、さらにコイル導電パターンおよびスルー
ホールが形成されていないシートを、最上層に３層およ
び最下層に２層積層して積層体１２を得（図８
（ａ））、この積層体１２を圧着した後 3.4mm×1.7mm
のチップサイズに裁断してチップ素体１３を得（図８
（ｂ））、この素体１３を 870℃で焼成した。焼成後、
コイル末端１４が導出している１対の端面に外部電極を
形成し、３ターン周回したコイルが内設された積層セラ
ミックインダクタ１６を得た（図８（ｃ））。

【００２０】上記のようにして製造された積層セラミッ
クインダクタのインンダクタンス値の平均値は 0.153μ
Ｈであり（測定周波数10MHzk）、50個製造した際のイン
ダクタンス値のバラツキは 8.6％と小さいものであっ
た。

【００２１】

【比較例】図９に示す４種類のスルーホール用金型５を
用いたこと以外は実施例１と同様にしてフレーム４に張
り付けられたシート１にスルーホール２を打ち抜いた。
次いで、６種類のスクリーン印刷用ステンシルを用いて
コイル導体パターン３を印刷し、所定の位置に固定して
該シート１の打ち抜きを行い、図１０に示すような６種
類のシートを得た。

【００２２】上記のようにして得られたシートは所定の
順序で積層し、さらにコイル導体パターンおよびスルー
ホールが形成されていないシートを、最上層に３層およ
び最下層に２層積層し、圧着した後、 3.4mm×1.7mm の
チップサイズに裁断し、 870℃で焼成した。焼成後、コ
イル末端が導出された１対の端面に外部電極を形成し、
３ターン周回したコイルが内設された積層セラミックイ
ンダクタを得た。

【００２３】上記のようにして製造された積層セラミッ
クインダクタのインンダクタンス値の平均値は 0.150μ
Ｈであり（測定周波数10MHzk）、50個製造した際のイン
ダクタンス値のバラツキは12.2％と大きかった。

【００２４】

【発明の効果】本発明の開発により、シートにスルーホ
ールを形成する際に用いられるスルーホール用金型が１
種類になったため、スルーホール打ち抜き工程が簡略化
され、位置合わせ精度および生産性が向上した。また、
本発明によるとコイル導体パターンの印刷時に用いられ
るステンシルの数を減らすことができるため、生産コス
トを低減させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】フレームに張り付けられ、スルーホールおよび
コイル電極パターンが形成されたシートの一例を示した
上面図である。

【図２】図１のフレームから打ち抜かれたシートの態様
を示した上面図である。

【図３】図１のシートにスルーホールを形成する際に用
いられるスルーホール用金型を示した上面図である。

【図４】図１のシートをフレームから打ち抜く際に用い
られる打ち抜き機を示した上面図である。

【図５】フレームに張り付けられ、スルーホールおよび
コイル電極パターンが形成されたシートの別の一例を示
した上面図である。

【図６】図５のシートにスルーホールを形成する際に用
いられるスルーホール用金型を示した上面図である。

【図７】図５のフレームから打ち抜かれたシートの態様
を示した上面図である。

【図８】図７のシートから積層セラミックインダクタを
形成するまでの工程を段階的に示した斜視図であって、
（ａ）は積層体、（ｂ）はチップ素体、（ｃ）は積層セ
ラミックインダクタを示した図である。

【図９】シートにスルーホールを形成する際に用いられ
る従来のスルーホール用金型の一例を示した上面図であ
る。

【図１０】図９のスルーホール用金型を用いてスルーホ
ールを形成し、コイル電極パターンが印刷された後打ち
抜いて得た従来のシートを示す上面図である。

【符号の説明】

１‥‥‥フェライトグリーンシート ２‥‥‥スルーホール ３‥‥‥コイル導体パターン ４‥‥‥フレーム ５‥‥‥スルーホール用金型 ６‥‥‥ピン ７‥‥‥打ち抜き機 ８‥‥‥付き当て群Ａ ９‥‥‥付き当て群Ｂ １０‥‥‥付き当て群Ｃ １１‥‥‥固定ピン立植孔 １２‥‥‥積層体 １３‥‥‥チップ素体 １４‥‥‥内部電極 １５‥‥‥外部電極 １６‥‥‥積層セラミックインダクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星 健一 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽 誘電株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−791（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01F 41/04,17/00 H05K 3/46

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のフェライトグリーンシートの各々
   に１種類のスルーホール用金型によって同一パターンの
   スルーホールを打ち抜き、これらのシートに、積層して
   スルーホールで接続することによってらせん状のコイル
   を構成させるために必要なコイル各部の導体パターンを
   スルーホールが各印刷パターンの所定位置にくるように
   パターンごとに印刷位置を変えて印刷し、さらに、印刷
   されたコイル導体パターンが打ち抜き後にシート中央部
   の所定位置に配置されるようにパターンごとに該シート
   の打ち抜き位置を変えて打ち抜き、これらのシートを所
   定に態様に積層した後圧着し、内設されたコイルの末端
   が導出された１対の端面に外部電極を形成することから
   なる積層セラミックインダクタの製造法。