JP3521699B2 - 積層セラミック複合部品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層セラミック複
合部品の製造方法に関し、特に、異なるセラミックスを
積層し、一体化してなる積層セラミック複合部品の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化の要請などによ
り、電子部品の複合化が進みつつある。これら複合部品
として、例えば、インダクタとコンデンサを組み合わせ
た積層型のＬＣフィルタがある。このＬＣフィルタは、
一般に以下のようにして作製されている。すなわち、コ
イル電極パターンを形成した磁性体セラミックスシート
を積層して得た成形体と、容量電極パターンを形成した
低誘電率誘電体セラミックスシートを積層して得た成形
体とを重ね合わせた後、焼成して、磁性体と低誘電率誘
電体とが一体化した焼結体を得る。その後、この焼結体
のコイル電極及び容量電極が露出した部分に、外部電極
を焼き付けしてＬＣフィルタを得る。そして、磁性体セ
ラミックスシート、低誘電率誘電体セラミックスシート
を得るためのセラミック材料としては、９５０℃以下で
焼結可能なものが使用される。これは、磁性体中に形成
されるコイルの直流抵抗を下げる目的で、低比抵抗の銀
系の電極を使用するためであり、具体的には、磁性体材
料としては湿式合成法による共沈原料が、また低誘電率
誘電体材料としては出発原料粉末を仮焼して粉砕した原
料にガラス成分を添加したものが用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た積層セラミック複合部品においては、湿式合成法によ
る共沈原料は粒子が細かく活性に富むため、出発原料粉
末を仮焼して粉砕した原料にガラス成分を添加したもの
と比較して焼成収縮率が著しく大きい。このため、イン
ダクタンスとなる成形体とコンデンサとなる成形体を互
いに重ね合わせて焼成した場合、この焼成収縮率の違い
により、焼結体に反りや割れが生じるという問題があっ
た。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、反りや割れがない積層セラミ
ック複合部品の製造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ため本発明の積層セラミック複合部品の製造方法は、磁
性体セラミックスからなるセラミックスシート、高誘電
率誘電体セラミックスからなるセラミックスシート及び
低誘電率誘電体セラミックスからなるセラミックスシー
トの中から選ばれた複数のセラミックスシートを形成す
る工程と、該セラミックスシート上に導電体を印刷する
工程と、前記セラミックスシートを積層して積層体を形
成する工程と、該積層体を前記複数のセラミックスより
小さい収縮率を有する絶縁体セラミックスからなるシー
ト状の成形体で挟み込む工程と、前記積層体と前記成形
体とを一体焼成する工程と、を備えたことを特徴とす
る。

【０００６】また、本発明の積層セラミック複合部品の
製造方法は、磁性体セラミックスからなるセラミックス
シート、高誘電率誘電体セラミックスからなるセラミッ
クスシート及び低誘電率誘電体セラミックスからなるセ
ラミックスシートの中から選ばれた複数のセラミックス
シートを形成する工程と、該セラミックスシート上に導
電体を印刷する工程と、前記セラミックスシートを前記
複数のセラミックスより小さい収縮率を有する絶縁体セ
ラミックスからなる絶縁体セラミックスシートを介して
積層して積層体を形成する工程と、該積層体を前記複数
のセラミックスより小さい収縮率を有する絶縁体セラミ
ックスからなるシート状の成形体で挟み込む工程と、前
記積層体と前記成形体とを一体焼成する工程と、を備え
たことを特徴とする。

【０００７】本発明の積層セラミック複合部品の製造方
法によれば、積層体を、複数のセラミックスより小さい
収縮率を有する絶縁体セラミックスからなるシート状の
成形体で挟み込んで、積層体と成形体とを一体焼成する
ため、積層体を構成する複数のセラミックスの収縮率
を、積層体を挟み込んだシート状の成形体を構成する絶
縁体セラミックスの収縮率と同等にすることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１及び図２に、本発明に係る積層セ
ラミック複合部品であるＬＣフィルタの製造方法の第１
の実施例の分解斜視図を示す。

【０００９】まず、図１に示すように、酸化バリウム、
酸化アルミニウム、シリカを主成分とする低誘電率誘電
体セラミックスからなる低誘電率誘電体セラミックスシ
ート１１ａ〜１１ｄ、及び酸化鉄、酸化ニオジウム、酸
化亜鉛を主成分とする磁性体セラミックスからなる磁性
体セラミックスシート１２ａ〜１２ｄを形成する。

【００１０】次いで、低誘電率誘電体セラミックスシー
ト１１ｂ〜１１ｄ及び磁性体セラミックスシート１２
ａ，１２ｂに、パンチング加工によりビアホールを形成
した後、そのビアホール内に銅、銀、銀／パラジウム、
タングステン、白金などからなるペースト状の導電材を
充填し、ビアホール電極１３を形成する。

【００１１】次いで、低誘電率誘電体セラミックスシー
ト１１ｂ，１１ｃ及び磁性体セラミックスシート１２
ｂ，１２ｃに、銅、銀、銀／パラジウム、タングステ
ン、白金などからなるペースト状の導電体を、スクリー
ン印刷により印刷して、コンデンサ電極１４、グランド
電極１５、コイル電極１６，１６及び引出電極１７，１
７を形成する。

【００１２】次いで、低誘電率誘電体セラミックスシー
ト１１ａ〜１１ｄ及び磁性体セラミックスシート１２ａ
〜１２ｄを積層して、コンデンサ電極１４とグランド電
極１５とで構成されるコンデンサを内蔵した低誘電率誘
電体セラミックス部１１と、コイル電極１６，１６で構
成されるコイルを内蔵した磁性体セラミックス部１２と
からなる積層体１８を形成する。

【００１３】その後、図２に示すように、積層体１８
を、低誘電率誘電体セラミックスシート１１ａ〜１１ｄ
を構成する低誘電率誘電体セラミックス、及び磁性体セ
ラミックスシート１２ａ〜１２ｄを構成する磁性体セラ
ミックスよりも収縮率が小さいアルミナを主成分とする
絶縁体セラミックスからなるシート状の成形体１９，１
９を介して、セラミック焼結体などからなるブロック２
０で挟み込む。すなわち、低誘電率誘電体セラミックス
部１１及び磁性体セラミックス部１２からなる積層体１
８を成形体１９，１９で挟み込んだ形態となる。

【００１４】次いで、成形体１９，１９を介して、ブロ
ック２０により、積層体１８を両主面方向から加圧し、
９００℃程度の温度で積層体１８と成形体１９，１９と
を一体焼成する。

【００１５】次いで、図３に示すように、積層体１８と
成形体１９，１９とが一体化した基体２１の側面に、引
出電極１７，１７に接続される外部端子２２，２２及び
グランド電極１５に接続されるグランド端子２３を形成
することにより、図４に示す等価回路を構成するＬＣフ
ィルタ（帯域通過フィルタ）である積層セラミック複合
部品１０が完成する。なお、コンデンサ電極１４，１４
とグランド電極１５とでコンデンサＣ１，Ｃ２を、コイ
ル電極１６，１６間でコンデンサＣ３を、コイル電極１
６，１６でインダクタＬ１，Ｌ２を、それぞれ形成して
いる。

【００１６】上述の製造方法で形成された１ｃｍ角の積
層セラミック複合部品１０において、ｘ，ｙ，ｚ方向
（図３）の収縮率を測定した結果、ｘ方向：２％、ｙ方
向：２％、ｚ方向：４０％で、反りは約１０μｍ程度で
あった。また、−５５℃、＋８５℃、１０００サイクル
の熱衝撃試験では、１００個中すべてに割れは見られな
かった。

【００１７】一方、従来の製造方法で形成された１ｃｍ
角の積層セラミック複合部品では、ｘ，ｙ，ｚ方向の収
縮率はそれぞれ、ｘ方向：１６％、ｙ方向：１６％、ｚ
方向：１６％で、反りは約１００μｍであった。また、
−５５℃、＋８５℃、１０００サイクルの熱衝撃試験で
は、１００個中３７個に低誘電率誘電体セラミックス部
と磁性体セラミックス部との界面から割れが生じた。

【００１８】上述の第１の実施例によれば、低誘電率誘
電体セラミックス及び磁性体セラミックスを積層して積
層体を形成する工程と、積層体を低誘電率誘電体セラミ
ックス及び磁性体セラミックスよりも小さい収縮率を有
する絶縁体セラミックスからなる成形体で挟み込む工程
と、積層体と成形体とを一体焼成する工程を備えるた
め、積層体を構成する低誘電率誘電体セラミックス及び
磁性体セラミックスの収縮率を、積層体を挟み込んだ成
形体を構成する絶縁体セラミックスの収縮率と同等にす
ることができる。

【００１９】したがって、積層体が、積層体を構成する
低誘電率誘電体セラミックス及び磁性体セラミックスの
収縮率の違いによって反ることを抑えることができ、そ
の結果、低誘電率誘電体セラミックスと磁性体セラミッ
クスとの界面での割れを防止することができる。

【００２０】図５及び図６に、本発明に係る積層セラミ
ック複合部品、例えばＬＣフィルタの製造方法の第２の
実施例の分解斜視図を示す。

【００２１】第２の実施例の製造方法は、第１の実施例
の製造方法（図１及び図２）と比較して、積層体３１
が、低誘電率誘電体セラミックスからなる低誘電率誘電
体セラミックスシート１１ｄと磁性体セラミックスから
なる磁性体セラミックスシート１２ａとの間に、低誘電
率誘電体セラミックス及び磁性体セラミックスよりも小
さい収縮率を有する絶縁体セラミックスからなる絶縁体
セラミックスシート３２ａ，３２ｂを介して、低誘電率
誘電体セラミックスシート１１ａ〜１１ｄ、絶縁体セラ
ミックスシート３２ａ，３２ｂ及び磁性体セラミックス
シート１２ａ〜１２ｄを積層することにより形成される
点で異なる。

【００２２】なお、図５では、絶縁体セラミックスシー
トが２枚介在している場合を示しているが、絶縁体セラ
ミックスシートについては何枚介在されていてもよい。

【００２３】図７に、第２の実施例の製造方法で形成さ
れた積層セラミック複合部品３０の斜視図を示す。積層
セラミック複合部品３０は、コンデンサ（図示せず）を
内蔵した低誘電率誘電体セラミックス部１１、絶縁体セ
ラミックス部３２、及びコイル（図示せず）を内蔵した
磁性体セラミックス部１２からなる積層体３１を、低誘
電率誘電体セラミックス部１１を構成する低誘電率誘電
体セラミックス、及び磁性体セラミックス１２部を構成
する磁性体セラミックスよりも小さい収縮率を有する絶
縁体セラミックスからなる成形体２０，２０で挟み込ん
だ基体３３を備える。そして、その基体３３の側面に
は、外部端子２２，２２とグランド端子２３とが設けら
れる。

【００２４】上述の製造方法で形成された１ｃｍ角の積
層セラミック複合部品３０において、ｘ，ｙ，ｚ方向
（図７）の収縮率を測定した結果、ｘ方向：１％、ｙ方
向：１％、ｚ方向：４０％で、反りは約１０μｍ程度で
あり、第１の実施例の製造方法で形成した積層セラミッ
ク複合部品１０（図３）と比較して、ｘ−ｙ方向、すな
わち面方向の収縮率が約１％減少している。

【００２５】上述の第２の実施例によれば、低誘電率誘
電体セラミックスと、磁性体セラミックスと、低誘電率
誘電体セラミックス及び磁性体セラミックスよりも小さ
い収縮率を有する絶縁体セラミックスとを、低誘電率誘
電体セラミックスと磁性体セラミックスとの間に絶縁体
セラミックスを介して積層して積層体を形成する工程
と、積層体を低誘電率誘電体セラミックス及び磁性体セ
ラミックスよりも小さい収縮率を有する絶縁体セラミッ
クスからなる成形体で挟み込む工程と、積層体と成形体
とを一体焼成する工程を備えるため、積層体を構成する
低誘電率誘電体セラミックスと磁性体セラミックスとの
面方向の収縮率の差を、絶縁体セラミックスに吸収させ
ることができる。

【００２６】したがって、積層体が、積層体を構成する
低誘電率誘電体セラミックス及び磁性体セラミックスの
収縮率の違いによって反ることをより抑えることがで
き、その結果、低誘電率誘電体セラミックスと磁性体セ
ラミックスとの界面での割れをさらに防止することがで
きる。

【００２７】なお、上述の第１及び第２の実施例では、
積層体を挟み込んで、積層体と一体焼成する絶縁体セラ
ミックスからなる成形体を、積層体の両主面上に設けた
ままの場合について説明したが、図８及び図９に示すよ
うに、一体焼成した後、研磨等で絶縁体セラミックスか
らなる成形体を取り除いた基体の側面に、外部端子２
２，２２とグランド端子２３とを設けて積層セラミック
複合部品１０，３０を形成しても同様の効果が得られ
る。

【００２８】また、積層セラミック複合部品が、磁性体
セラミックスと低誘電率誘電体セラミックスとからなる
場合について説明したが、本発明はこれらのみに限定さ
れるものではない。すなわち、磁性体セラミックスと高
誘電率誘電体セラミックス、高誘電率誘電体セラミック
スと低誘電率誘電体セラミックス、磁性体セラミックス
と高誘電率誘電体セラミックスと低誘電率誘電体セラミ
ックスとからなる場合についても同様の効果が得られ
る。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の積層セラミック複合部品の製
造方法によれば、複数のセラミックスシートを積層して
積層体を形成する工程と、積層体を複数のセラミックス
より小さい収縮率を有する絶縁体セラミックスからなる
シート状の成形体で挟み込む工程と、積層体と成形体と
を一体焼成する工程を備えているため、積層体を構成す
る複数のセラミックスの収縮率を、積層体を挟み込んだ
成形体を構成する絶縁体セラミックスの収縮率と同等に
することができる。

【００３０】したがって、積層体が、積層体を構成する
複数のセラミックスの収縮率の違いによって反ることを
抑えることができ、その結果、複数のセラミックスの界
面での割れを防止することができる。

【００３１】請求項２の積層セラミック複合部品の製造
方法によれば、複数のセラミックスシートを、複数のセ
ラミックスより小さい収縮率を有する絶縁体セラミック
スからなる絶縁体セラミックスシートを介して積層して
積層体を形成する工程と、積層体を複数のセラミックよ
り小さい収縮率を有する絶縁体セラミックスからなるシ
ート状の成形体で挟み込む工程と、積層体と成形体とを
一体焼成する工程を備えているため、複数のセラミック
スの面方向の収縮率の差を、複数のセラミックスの間に
介在させた絶縁体セラミックスに吸収させることができ
る。

【００３２】したがって、積層体が、積層体を構成する
複数のセラミックスの収縮率の違いによって反ることを
より抑えることができ、その結果、複数のセラミックス
の界面での割れをさらに防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層セラミック複合部品の製造方法に
係る第１の実施例の第１の工程を示す分解斜視図であ
る。

【図２】本発明の積層セラミック複合部品の製造方法に
係る第１の実施例の第２の工程を示す分解斜視図であ
る。

【図３】第１の実施例の製造方法によって得られる積層
セラミック複合部品の斜視図である。

【図４】図３の積層セラミック複合部品の一例であるＬ
Ｃフィルタの等価回路である。

【図５】本発明の積層セラミック複合部品の製造方法に
係る第２の実施例の第１の工程を示す分解斜視図であ
る。

【図６】本発明の積層セラミック複合部品の製造方法に
係る第２の実施例の第２の工程を示す分解斜視図であ
る。

【図７】第２の実施例の製造方法によって得られる積層
セラミック複合部品の斜視図である。

【図８】図３の積層セラミック複合部品の変形例の斜視
図である。

【図９】図７の積層セラミック複合部品の変形例の斜視
図である。

【符号の説明】

１０、１０ａ、３０、３０ａ 積層セラミック複合
部品 １１、１２ セラミックス（低誘電率誘電体セラミ
ックス、磁性体セラミックス） １８、３１ 積層体 １９、３２ 絶縁体セラミックス

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体セラミックスからなるセラミック
   スシート、高誘電率誘電体セラミックスからなるセラミ
   ックスシート及び低誘電率誘電体セラミックスからなる
   セラミックスシートの中から選ばれた複数のセラミック
   スシートを形成する工程と、 該セラミックスシート上に導電体を印刷する工程と、 前記セラミックスシートを積層して積層体を形成する工
   程と、 該積層体を前記複数のセラミックスより小さい収縮率を
   有する絶縁体セラミックスからなるシート状の成形体で
   挟み込む工程と、 前記積層体と前記成形体とを一体焼成する工程と、 を備えたことを特徴とする積層セラミック複合部品の製
   造方法。
2. 【請求項２】 磁性体セラミックスからなるセラミック
   スシート、高誘電率誘電体セラミックスからなるセラミ
   ックスシート及び低誘電率誘電体セラミックスからなる
   セラミックスシートの中から選ばれた複数のセラミック
   スシートを形成する工程と、 該セラミックスシート上に導電体を印刷する工程と、 前記セラミックスシートを前記複数のセラミックスより
   小さい収縮率を有する絶縁体セラミックスからなる絶縁
   体セラミックスシートを介して積層して積層体を形成す
   る工程と、 該積層体を前記複数のセラミックスより小さい収縮率を
   有する絶縁体セラミックスからなるシート状の成形体で
   挟み込む工程と、 前記積層体と前記成形体とを一体焼成する工程と、 を備えたことを特徴とする 積層セラミック複合部品の製
   造方法。