JP4784107B2 - Manufacturing method of laminated part and laminated part - Google Patents
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Description
本発明は、配線パターンが形成されたグリーンシートと無地のグリーンシートとを複数枚ずつ積層した積層体を焼成して得られるインダクタ内蔵型セラミックス配線基板、インダクタ素子などの積層部品を製造する方法、この方法に使用される積層部品用グリーンシート、及び、この方法によって製造される積層部品に関する。 The present invention is a method of manufacturing a laminated component such as an inductor element built-in ceramic wiring board obtained by firing a laminate in which a plurality of green sheets each having a wiring pattern and a plain green sheet are laminated, and an inductor element, The present invention relates to a green sheet for laminated parts used in this method and a laminated part produced by this method.
近年通信機器の高性能化に伴って、白色ダイオード、フラッシュメモリ、画像処理用のIC等、さまざまな機能を有する多種の電子部品が携帯電話機に搭載されている。これらの電子部品は夫々が異なった電圧で駆動されるため、その電源回路にはインダクタを用いたインダクティブ方式の昇圧回路または降圧回路が採用されている。これらの電子部品はIC、ダイオード、インダクタで個別の回路が構成されているが、回路スペースの狭小化が要求されており、特に比較的サイズが大きいインダクタの小型化が望まれている。また、インダクタに流れる電流を多くするためには、導体損失を低減するための配線抵抗の低抵抗化が必須となっている。 2. Description of the Related Art In recent years, with the improvement in performance of communication devices, various types of electronic components having various functions such as white diodes, flash memories, and image processing ICs are mounted on mobile phones. Since each of these electronic components is driven with a different voltage, an inductive step-up or step-down circuit using an inductor is employed for the power supply circuit. Each of these electronic components is composed of an IC, a diode, and an inductor. However, the circuit space is required to be narrowed, and in particular, a relatively large inductor is desired to be downsized. In order to increase the current flowing through the inductor, it is essential to reduce the wiring resistance in order to reduce the conductor loss.
このような要求に対して、インダクタを内蔵した多層セラミック基板の表面にIC、ダイオード等の電子部品を実装してなる複合電子部品が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、低抵抗化を実現するために、シートの配線パターンを形成する領域にプレス成型などで凹部を形成し、この凹部内に導体線路を設けて厚膜化を図る方法(例えば、特許文献2参照)、同じ導体パターンを形成した複数枚のシートを接続させることにより、等価的に配線の断面積を増加させる方法(例えば、特許文献3,4,5参照)などが提案されている。
特許文献2に提案されている方法では、プレス成型などによってシートに凹部を形成するので、厚さ40μm程度の薄いシートを使用した場合、ダメージが加えられて素子内部の密度分布の不均一が生じるという問題がある。一方、特許文献3,4,5に提案されているように同一導体パタ−ンを形成した複数のシートを接続する方法では、配線パターンが印刷されたシートの枚数が増加するため、シートの積層枚数が限られている厚さ1mm以下のセラミックス配線基板では、コイル上下の無地のシートの枚数が減少して磁路断面積が小さくなり、所望のインダクタンスが得られず、直流重畳時のインダクタンスが磁気飽和によって低下するという問題がある。
In the method proposed in
グリーンシートに厚い配線パターンを印刷することにより、導体の断面積を増加させて低抵抗化を図ることが考えられるが、この方法では配線パターンとグリーンシートとの段差によってプレス成型時の接着性が低下して、十分な密着力が得られず、剥離が生じるという問題がある。プレス圧力を大きくした場合には、配線パターン直下のグリーンシートの変形によって接着性は向上するが、コイル直下部分が押し込まれることになり、コイル以外の領域とに密度差が生じ、焼成時の収縮特性の差から、反りなどの変形、コイル周辺でのクラックが生じるという問題がある。また、磁性材料の特性は応力に対して敏感であるので、歪みによる内部応力によってコア損失が増加し、このコア損失が電圧変換時の損失となって、変換効率が低下するという問題がある。 It is conceivable to reduce the resistance by increasing the cross-sectional area of the conductor by printing a thick wiring pattern on the green sheet. However, in this method, the adhesion between the wiring pattern and the green sheet can be reduced during press molding. There is a problem that it is lowered and sufficient adhesion cannot be obtained and peeling occurs. When the pressing pressure is increased, the adhesion is improved by deformation of the green sheet directly under the wiring pattern, but the portion directly under the coil is pushed in, resulting in a density difference from the area other than the coil, and shrinkage during firing. Due to the difference in characteristics, there are problems such as deformation such as warpage and cracks around the coil. Further, since the characteristics of the magnetic material are sensitive to stress, there is a problem that core loss increases due to internal stress due to strain, and this core loss becomes a loss at the time of voltage conversion, resulting in a decrease in conversion efficiency.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、焼成時の変形またはクラックの発生を抑制できるとともに、内部歪みを低減してコア損失の増加を抑制できる積層部品を製造する方法及び、この方法によって製造される積層部品を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the deformation or generation of cracks during firing can be suppressed, it Ho及 beauty of production of a multilayer component can be suppressed the increase of the core loss by reducing the internal strain An object of the present invention is to provide a laminated part manufactured by this method.
本発明に係る積層部品の製造方法は、配線パターンを形成したグリーンシートと無地のグリーンシートとを積層した積層体を焼成して、前記配線パターンによりコイルを形成した積層部品を製造する方法において、前記配線パターンを形成したグリーンシートを作製する工程は、グリーンシートに配線パターンを印刷するステップと、前記グリーンシートの印刷された前記配線パターンの少なくとも周辺領域に、ペースト状のセラミックス材を印刷するステップとを有し、前記ペースト状のセラミックス材を印刷するステップにあって、1または複数のリブ状のマスキングパターンを設けたスクリーンマスクを使用し、前記リブ状のマスキングパターンは、スクリーン印刷のスキージ方向に長尺であることを特徴とする。 A method for manufacturing a laminated component according to the present invention is a method of firing a laminated body in which a green sheet on which a wiring pattern is formed and a plain green sheet are laminated, and manufacturing a laminated component in which a coil is formed by the wiring pattern . The step of producing the green sheet on which the wiring pattern is formed includes a step of printing the wiring pattern on the green sheet, and a step of printing a paste-like ceramic material on at least a peripheral region of the wiring pattern on which the green sheet is printed. possess the door, in the step of printing the paste-like ceramic member, using a screen mask provided one or more rib-like masking pattern, the rib-like masking pattern, a squeegee direction of the screen printing It is characterized by being long .
本発明に係る積層部品の製造方法は、配線パターンを形成したグリーンシートと無地のグリーンシートとを積層した積層体を焼成して、前記配線パターンによりコイルを形成した積層部品を製造する方法において、前記配線パターンを形成したグリーンシートを作製する工程は、グリーンシートの配線パターン形成領域以外の領域に、ペースト状のセラミックス材を印刷するステップと、前記グリーンシートの前記配線パターン形成領域に、配線パターンを印刷するステップとを有し、前記ペースト状のセラミックス材を印刷するステップにあって、1または複数のリブ状のマスキングパターンを設けたスクリーンマスクを使用し、前記リブ状のマスキングパターンは、スクリーン印刷のスキージ方向に長尺であることを特徴とする。 A method for manufacturing a laminated component according to the present invention is a method of firing a laminated body in which a green sheet on which a wiring pattern is formed and a plain green sheet are laminated, and manufacturing a laminated component in which a coil is formed by the wiring pattern . The step of producing the green sheet on which the wiring pattern is formed includes a step of printing a paste-like ceramic material in a region other than the wiring pattern forming region of the green sheet, and a wiring pattern in the wiring pattern forming region of the green sheet. possess and printing the, in the step of printing the paste-like ceramic member, using a screen mask provided one or more rib-like masking pattern, the rib-like masking pattern, the screen It is long in the printing squeegee direction .
本発明の積層部品の製造方法にあっては、無地のグリーンシートに配線パターンを印刷した後、配線パターンとグリーンシートとの段差をなくすように、少なくとも配線パターンの周辺領域にペースト状のセラミックス材を印刷する。または、配線パターンとグリーンシートとの段差がなくなるように、予めグリーンシートの配線パターン形成領域以外の領域にペースト状のセラミックス材を印刷しておき、その後に配線パターンを印刷する。よって、配線パターンとグリーンシートとの段差がなくなり、積層プレス時に配線パターン直下のグリーンシートの変形は抑制され、積層体内部の密度は均一化する。したがって、厚膜の配線パターンを形成した場合であっても、プレス成型時にグリーンシートの変形はなく、積層体内部の不均一な密度分布に起因する焼成時の反り及びクラックは発生しない。また、ペースト状のセラミックス材を印刷する際に、スクリーン印刷のスキージ方向に長尺である1または複数のリブ状のマスキングパターンを設けたスクリーンマスクを使用する。よって、広い領域を印刷する際に特有のペースト掻き取り現象を抑制して、配線パターンの厚さと同等の厚さにてペースト状のセラミックス材が印刷される。 In the method for manufacturing a laminated part according to the present invention, after printing a wiring pattern on a plain green sheet, a paste-like ceramic material is provided at least in the peripheral region of the wiring pattern so as to eliminate the step between the wiring pattern and the green sheet. To print. Alternatively, a paste-like ceramic material is printed in advance in a region other than the wiring pattern formation region of the green sheet so that there is no step between the wiring pattern and the green sheet, and then the wiring pattern is printed. Therefore, there is no step between the wiring pattern and the green sheet, the deformation of the green sheet immediately below the wiring pattern is suppressed at the time of lamination pressing, and the density inside the laminated body becomes uniform. Accordingly, even when a thick wiring pattern is formed, the green sheet is not deformed at the time of press molding, and warping and cracks at the time of firing due to the non-uniform density distribution inside the laminate do not occur. Further, when printing a paste-like ceramic material, a screen mask provided with one or more rib-like masking patterns that are long in the screen printing squeegee direction is used. Therefore, the paste scraping phenomenon peculiar when printing a wide area is suppressed, and the paste-like ceramic material is printed with a thickness equivalent to the thickness of the wiring pattern.
本発明に係る積層部品の製造方法は、前記リブ状のマスキングパターンは、コの字状に形成された配線パターンの内側領域に形成されたことを特徴とする。 The method for manufacturing a laminated part according to the present invention is characterized in that the rib-shaped masking pattern is formed in an inner region of a wiring pattern formed in a U-shape .
本発明の積層部品の製造方法にあっては、使用するスクリーンマスクのマスキングパターンが、コの字状に形成された配線パターンの内側領域に形成されている。 In the method for manufacturing a laminated part according to the present invention, the masking pattern of the screen mask to be used is formed in the inner region of the wiring pattern formed in a U-shape.
本発明に係る積層部品は、上述したいずれかの方法によって製造されたことを特徴とする。 The laminated component according to the present invention is manufactured by any one of the methods described above.
本発明の積層部品にあっては、内部歪みが低減するため、内部応力に伴う磁気損失(インダクタンスの低下、コア損失の増加)が抑えられ、電力損失は低下する。 In the multilayer component of the present invention, since internal strain is reduced, magnetic loss (decrease in inductance and increase in core loss) associated with internal stress is suppressed, and power loss is reduced.
本発明に係る積層部品は、焼成後の厚さが1mm以下であり、焼成後の前記配線パターンの厚さが20μm以上であるコイルを備えていることを特徴とする。 Multilayer component according to the present invention, the thickness of the post-baked formation is at 1mm or less, the thickness of the wiring pattern after firing, characterized in that it comprises a coil is 20μm or more.
本発明の積層部品にあっては、焼成後の厚さが1mm以下であり、焼成後の配線パターンの厚さが20μm以上であるコイルを有しているため、全体の厚さが薄くても厚い配線パターンが得られて低抵抗化を図れ、大電流が流れる電源用の積層セラミックス配線基板として利用可能である。 The laminated component of the present invention has a coil having a thickness of 1 mm or less after firing and a thickness of the wiring pattern after firing of 20 μm or more. A thick wiring pattern can be obtained, the resistance can be reduced, and it can be used as a multilayer ceramic wiring substrate for a power supply through which a large current flows.
本発明の積層部品の製造方法では、配線パターンの印刷領域の周辺領域に、配線パターンとグリーンシートとの段差をなくすように、ペースト状のセラミックス材を印刷するようにしたので、配線パターンを厚くしても、積層プレス時に配線パターン周辺のグリーンシートの変形を抑制でき、積層体内部の密度を均一化できる。この結果、積層体内部の密度分布の不均一に伴う焼成時の反り及びクラックの発生を抑制することができる。 In the method for manufacturing a laminated part according to the present invention, since the paste-like ceramic material is printed so as to eliminate the step between the wiring pattern and the green sheet in the peripheral region of the wiring pattern printing region, the wiring pattern is thickened. Even when the lamination press is performed, deformation of the green sheet around the wiring pattern can be suppressed, and the density inside the laminate can be made uniform. As a result, it is possible to suppress the occurrence of warpage and cracks during firing due to non-uniform density distribution inside the laminate.
本発明の積層部品の製造方法では、スクリーン印刷のスキージ方向に長尺である1または複数のリブ状のマスキングパターンを有するスクリーンマスクを使用して、ペースト状のセラミックス材を印刷するようにしたので、ペースト掻き取り現象を抑制できて、広い領域にわたってペースト状のセラミックス材を厚く印刷でき、配線パターンの厚さと同等の厚さを容易に確保することができる。 In the method for manufacturing a laminated part according to the present invention, a paste-like ceramic material is printed using a screen mask having one or more rib-like masking patterns that are long in the screen printing squeegee direction . The paste scraping phenomenon can be suppressed, the paste-like ceramic material can be printed thickly over a wide area, and a thickness equivalent to the thickness of the wiring pattern can be easily ensured.
本発明の積層部品では、内部歪みが低減するので、内部応力に伴う磁気損失(インダクタンスの低下、コア損失の増加)を抑制でき、電力損失を低減できて電力変換効率を向上することができる。また、複合電子部品用の積層セラミックス配線基板として使用した場合、変形がなくて表面が平坦化するので、電子部品実装用の電極、外部電極端子を寸法精度良く作製することができる。その結果、複合電子部品を歩留り良く低コストで作製することが可能である。 In the multilayer component of the present invention, since internal strain is reduced, magnetic loss (decrease in inductance, increase in core loss) associated with internal stress can be suppressed, power loss can be reduced, and power conversion efficiency can be improved. In addition, when used as a multilayer ceramic wiring board for composite electronic components, the surface is flattened without deformation, so that an electrode for mounting electronic components and external electrode terminals can be manufactured with high dimensional accuracy. As a result, it is possible to manufacture composite electronic components with high yield and low cost.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。まず、本発明の積層部品の製造方法の特徴部分である積層部品用グリーンシートを作製する工程について、即ち、無地のグリーンシートの所定領域に配線パターンを印刷するステップと、少なくとも配線パターンの周辺領域にペースト状のセラミックス材を印刷するステップとについて、いくつかの実施の形態を挙げて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing embodiments thereof. First, a process for producing a green sheet for laminated parts, which is a characteristic part of the method for producing a laminated part of the present invention, that is, a step of printing a wiring pattern on a predetermined area of a plain green sheet, and at least a peripheral area of the wiring pattern The step of printing the paste-like ceramic material will be described with reference to some embodiments.
(第1実施の形態)
図1は、第1実施の形態の製造工程を示す断面図である。フェライト粉末をスラリー化してシート状に成型した無地のグリーンシート1を金型10に載置し、グリーンシート1上に、銀ペーストを用いて配線パターン2を所定領域に印刷する(図1(a))。次に、配線パターン2が印刷されている領域に対応してマスキングパターン3aを設けたスクリーンマスク3を被せて(図1(b))、配線パターン2の印刷領域の周辺領域にペースト状のセラミックス材をスクリーン印刷してセラミックス層4を形成する(図1(c))。このようにして、配線パターン2とセラミックス層4が印刷されたグリーンシート1との間に段差がない積層部品用グリーンシート20が得られる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment. A plain
(第2実施の形態)
図2は、第2実施の形態の製造工程を示す断面図である。フェライト粉末をスラリー化してシート状に成型した無地のグリーンシート1を金型10に載置し、グリーンシート1上に、銀ペーストを用いて配線パターン2を所定領域に印刷する(図2(a))。次に、スクリーン印刷用のスクリーンマスク3を被せて(図2(b))、配線パターン2の印刷領域も含むグリーンシート1の全域にペースト状のセラミックス材をスクリーン印刷してセラミックス層4を形成する(図2(c))。このようにして、配線パターン2とセラミックス層4が印刷されたグリーンシート1との間に段差がない積層部品用グリーンシート20が得られる。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment. A plain
(第3実施の形態)
図3は、第3実施の形態の製造工程を示す断面図である。フェライト粉末をスラリー化してシート状に成型した無地のグリーンシート1を金型10に載置し、配線パターンの形成領域に対応してマスキングパターン3aを設けたスクリーンマスク3を被せて(図3(a))、グリーンシート1上の配線パターンの形成領域の周辺領域にペースト状のセラミックス材をスクリーン印刷してセラミックス層4を形成する(図3(b))。次いで、配線パターンの形成領域以外の領域に対応してマスキングパターン5aを設けたスクリーンマスク5を被せ(図3(c))、銀ペーストを用いて配線パターン2を印刷する(図3(d))。このようにして、配線パターン2とセラミックス層4が印刷されたグリーンシート1との間に段差がない積層部品用グリーンシート20が得られる。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the third embodiment. A plain
(第4実施の形態)
図4は、第4実施の形態の製造工程を示す断面図である。フェライト粉末をスラリー化してシート状に成型した無地のグリーンシート1を金型10に載置し、グリーンシート1上に、銀ペーストを用いて配線パターン2を所定領域に印刷する(図4(a))。次に、配線パターン2が印刷されている領域に対応してマスキングパターン3aを設けるとともに、配線パターン2の印刷領域外のベタ領域の中心にリブ状のマスキングパターン3bを設けたスクリーンマスク3を被せる(図4(b))。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the fourth embodiment. A plain
図5は、スクリーンマスク3の平面図であり、配線パターン2の形状(コの字状)に合わせたマスキングパターン3aが設けられているとともに、スクリーン印刷のスキージ方向に長尺であるリブ状のマスキングパターン3bがマスキングパターン3aから略等距離の位置に設けられている。
FIG. 5 is a plan view of the
そして、このようなスクリーンマスク3を用いて、配線パターン2の印刷領域の周辺領域にペースト状のセラミックス材をスクリーン印刷してセラミックス層4を形成する(図4(c))。このようにして、配線パターン2とセラミックス層4が印刷されたグリーンシート1との間に段差がない積層部品用グリーンシート20が得られる。
Then, using such a
(第5実施の形態)
図6は、第5実施の形態の製造工程を示す断面図である。フェライト粉末をスラリー化してシート状に成型した無地のグリーンシート1を金型10に載置し、グリーンシート1上に、銀ペーストを用いて配線パターン2を所定領域に印刷する(図6(a))。次に、配線パターン2の印刷領域外のベタ領域の中心にリブ状のマスキングパターン3bを設けたスクリーンマスク3を被せ(図6(b))、配線パターン2の印刷領域も含むグリーンシート1の全域にペースト状のセラミックス材をスクリーン印刷してセラミックス層4を形成する(図6(c))。このようにして、配線パターン2とセラミックス層4が印刷されたグリーンシート1との間に段差がない積層部品用グリーンシート20が得られる。
(Fifth embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the fifth embodiment. A plain
(第6実施の形態)
図7は、第6実施の形態の製造工程を示す断面図である。フェライト粉末をスラリー化してシート状に成型した無地のグリーンシート1を金型10に載置し、配線パターンの形状に合わせた上述したようなマスキングパターン3a、及び上述したようなリブ状のマスキングパターン3bを設けたスクリーンマスク3を、グリーンシート1に被せて(図7(a))、配線パターンの形成領域の周辺領域にペースト状のセラミックス材をスクリーン印刷してセラミックス層4を形成する(図7(b))。次いで、配線パターンの形成領域以外の領域に対応してマスキングパターン5aを設けたスクリーンマスク5を被せ(図7(c))、銀ペーストを用いて配線パターン2を印刷する(図7(d))。このようにして、配線パターン2とセラミックス層4が印刷されたグリーンシート1との間に段差がない積層部品用グリーンシート20が得られる。
(Sixth embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the sixth embodiment. A plain
なお、上記第4〜第6実施の形態におけるリブ状のマスキングパターン3bは、1本に限るものではなく、図8(第4実施の形態に対応)、図9(第5実施の形態に対応)に示すように、複数本のマスキングパターン3bを設けても良い。マスキングパターン3bの本数は、配線パターン2の印刷領域外のベタ領域の面積、配線パターン2の厚さなどに応じて、適宜設定すれば良い。
The rib-shaped
第4〜第6実施の形態では、リブ状のマスキングパターン3bを設けたスクリーンマスク3を用いているので、広い領域にペースト材をスクリーン印刷する際に特有であるペースト掻き取り現象を抑制できる。この結果、配線パターン2の印刷領域の周辺領域において、セラミックス層4を、第1〜第3実施の形態に比べて、より均等に厚く印刷することができ、配線パターン2の厚さと同等の厚さを容易に確保することができる。
In the fourth to sixth embodiments, since the
以下、具体的な実施例について説明する。図10は、積層部品の製造方法の工程を示すフローチャートである。 Specific examples will be described below. FIG. 10 is a flowchart showing the steps of the method for manufacturing a laminated part.
まず、フェライト材料のスラリー化を行う(図10のS1)。例えば、フェライト粉末とPVBと溶剤とを混練させたものをフェライト材料として使用する。このフェライト材料を、ドクターブレード法で例えば厚さ40μmのシート状に成型した後、例えば150mm×150mmの寸法に裁断する(図10のS2)。得られたグリーンシートに、積層プレス工程で使用するアライメント用の貫通孔と、コイル接続用のスルーホールと、側面電極用のスルーホールとを、NCパンチ機で形成する(図10のS3)。 First, the ferrite material is slurried (S1 in FIG. 10). For example, what knead | mixed ferrite powder, PVB, and a solvent is used as a ferrite material. This ferrite material is molded into a sheet having a thickness of, for example, 40 μm by the doctor blade method, and then cut into a size of, for example, 150 mm × 150 mm (S2 in FIG. 10). An through hole for alignment, a through hole for connecting a coil, and a through hole for a side electrode used in the laminating press process are formed on the obtained green sheet with an NC punch machine (S3 in FIG. 10).
作製したグリーンシートに、銀ペーストを用いて、所定の直流抵抗が得られるように例えば印刷厚さ20〜40μm、印刷幅408μmの配線パターンと、側面電極パターンとを印刷する(図10のS4)。焼結後の配線パターンの厚さ、幅は夫々、16〜33μm、340μm程度となる。 For example, a wiring pattern having a printing thickness of 20 to 40 μm and a printing width of 408 μm and a side electrode pattern are printed on the produced green sheet using a silver paste so as to obtain a predetermined DC resistance (S4 in FIG. 10). . The thickness and width of the wiring pattern after sintering are about 16 to 33 μm and 340 μm, respectively.
配線パターンを乾燥させた後、配線パターンとグリーンシートとの段差をなくすように、配線パターンの内外周部に、例えば厚さ20〜40μmのフェライトペーストをスクリーン印刷によって印刷する(図10のS5)。なお、フェライトシートに代えて、磁気的ギャップとなる非磁性のセラミックス粉末(例えば安定化ジルコニア等の熱膨張係数を母材のフェライトに合わせたもの)をペースト化した材料を印刷しても良い。スクリーンマスクを用いた印刷処理にあっては、印刷位置のバラツキが±30μm程度の精度であるので、フェライトペースト印刷パターンと配線パターンとが精度良く一致するように、パターン寸法を決定する。例えば、これらの両パターンが50μm程度重なるように、印刷処理を行えば良い。第2,第5実施の形態の如く、配線パターンを覆うようにフェライトペーストを印刷する場合には、上下層のコイルパターンとの接続部分と側面電極部分とを除くようにマスキングが設けられたスクリーンマスクを使用する。 After the wiring pattern is dried, a ferrite paste having a thickness of 20 to 40 μm, for example, is printed on the inner and outer peripheral portions of the wiring pattern by screen printing so as to eliminate the step between the wiring pattern and the green sheet (S5 in FIG. 10). . In place of the ferrite sheet, a non-magnetic ceramic powder (for example, a material having a thermal expansion coefficient of stabilized zirconia or the like matched with the base material ferrite) serving as a magnetic gap may be printed. In the printing process using the screen mask, since the variation in the printing position has an accuracy of about ± 30 μm, the pattern dimensions are determined so that the ferrite paste printing pattern and the wiring pattern coincide with each other with high accuracy. For example, the printing process may be performed so that these two patterns overlap each other by about 50 μm. When the ferrite paste is printed so as to cover the wiring pattern as in the second and fifth embodiments, the screen is provided with masking so as to exclude the connection portion with the upper and lower coil patterns and the side electrode portion. Use a mask.
なお、上記実施例では、グリーンシート上に配線パターンを印刷した後に、フェライトシートを印刷するようにしたが、第3,第6実施の形態のように、フェライトペーストを先にグリーンシート上に印刷し、その後配線パターンを印刷するようにしても良い。 In the above example, the ferrite sheet is printed after the wiring pattern is printed on the green sheet. However, as in the third and sixth embodiments, the ferrite paste is printed on the green sheet first. Thereafter, the wiring pattern may be printed.
また、面積が広い領域にスクリーン印刷を施す際には、スキージがメッシュを押し込んでペースト材を掻き取る現象が生じるので、本発明が目的とする配線パターンと同等の印刷厚さが得られない場合が起こり得る。このような場合には、第4〜第6実施の形態のように、スキージの押し込みを抑制するためのリブ状のマスキングパターンを設けたスクリーンマスクを用いるようにすれば、所望の厚さのフェライトペーストを印刷することができる。例えば、実施例としては、幅45μm、長さ100μmの短冊状の2本のマスキングパターンを平行にコイルパターンの中心部に設けたスクリーンマスクを用いた。 In addition, when screen printing is performed on a large area, a phenomenon occurs in which the squeegee pushes the mesh and scrapes off the paste material, so that the printed thickness equivalent to the wiring pattern intended by the present invention cannot be obtained. Can happen. In such a case, a ferrite having a desired thickness can be obtained by using a screen mask provided with a rib-like masking pattern for suppressing the push of the squeegee as in the fourth to sixth embodiments. The paste can be printed. For example, as an example, a screen mask in which two strip-shaped masking patterns having a width of 45 μm and a length of 100 μm were provided in parallel at the center of the coil pattern was used.
このようにして作製された、配線パターン及びフェライトペーストが印刷されたグリーンシートと、配線パターンが印刷されていない無地のグリーンシートとを、夫々所定枚数積層プレス加工して積層体を得る(図10のS6)。焼成後の積層部品の厚さが1mm以下となるように、また、グリーンシート,配線パターン及びフェライトペーストの厚さを考慮して、これらのグリーンシートの積層枚数を設定すれば良い。 The green sheet on which the wiring pattern and the ferrite paste are printed and the plain green sheet on which the wiring pattern is not printed are laminated and pressed by a predetermined number of times to obtain a laminate (FIG. 10). S6). The number of laminated green sheets may be set so that the thickness of the laminated parts after firing is 1 mm or less and considering the thickness of the green sheets, wiring patterns, and ferrite paste.
得られた積層体を、焼成後の寸法が3.2×2.5mm(面積8mm2 )になるように分割した後(図10のS7)、900〜950℃の温度で焼成する(図10のS8)。最後に、電極端子にNiを下地にしたAuでメッキ処理を施す(図10のS9)。 The obtained laminate was divided so that the size after firing was 3.2 × 2.5 mm (area 8 mm 2 ) (S7 in FIG. 10), and then fired at a temperature of 900 to 950 ° C. (FIG. 10). S8). Finally, the electrode terminal is plated with Au with Ni as a base (S9 in FIG. 10).
次に、従来例の積層部品と本発明の積層部品との特性の比較について説明する。厚さ40μmのグリーンシートに厚さ30μmの配線パターン及びフェライトペーストを印刷したシートに、これらを印刷していない無地のグリーンシートを25層積層して、本発明の積層部品を製造した。また、この積層部品用グリーンシートを作製する際に、リブ状のマスキングパターンを設けないスクリーンマスクを用いた場合(実施例1)と、リブ状のマスキングパターンを設けたスクリーンマスクを用いた場合(実施例2)とに分けた。従来例は、厚さ40μmのグリーンシートに厚さ30μmの配線パターンのみを印刷たものを積層した。 Next, a comparison of characteristics between the multilayer component of the conventional example and the multilayer component of the present invention will be described. A laminated part of the present invention was manufactured by laminating 25 layers of plain green sheets on which a wiring pattern and a ferrite paste having a thickness of 30 μm were printed on a green sheet having a thickness of 40 μm and not printing them. In addition, when producing this green sheet for laminated parts, a case where a screen mask not provided with a rib-like masking pattern is used (Example 1), and a case where a screen mask provided with a rib-like masking pattern is used ( This was divided into Example 2). In the conventional example, a green sheet having a thickness of 40 μm printed with only a wiring pattern having a thickness of 30 μm is laminated.
これらの従来例、実施例1及び実施例2の積層部品における特性の測定結果を下記表1に示す。なお、表1の反り量は、図11に示すように、積層部品30の高さAと厚さBとの差(A−B)(μm)を測定したものである。
Table 1 below shows the measurement results of the characteristics of the laminated parts of these conventional examples, Example 1 and Example 2. In addition, the curvature amount of Table 1 measured the difference (AB) (micrometer) of the height A and the thickness B of the
配線パターンのみを印刷した従来例と比べた場合、実施例1,2では配線パターンとグリーンシートとの間に段差がないので、積層プレス時にプレス金型下面側のグリーンシートの変形を起こすことなく、低圧でプレス成型することができて接着性が向上した。その結果、コイル直下部分とコイル周辺部分との密度が均一となり、焼成時の表面の変形、反り及びクラックなどを抑制でき、また歪みによる内部応力を低減できた。更に、応力に特性が敏感であるフェライトを使用した場合、磁気的損失(コア損失)を低減できるので、電圧変換効率を向上できた。 Compared with the conventional example in which only the wiring pattern is printed, in Examples 1 and 2, there is no step between the wiring pattern and the green sheet, so that there is no deformation of the green sheet on the lower side of the press die during the lamination press. It was possible to press-mold at low pressure, and the adhesion was improved. As a result, the density of the portion directly under the coil and the peripheral portion of the coil became uniform, and surface deformation, warpage, cracking, and the like during firing could be suppressed, and internal stress due to strain could be reduced. Furthermore, when ferrite having a characteristic sensitive to stress is used, magnetic loss (core loss) can be reduced, and voltage conversion efficiency can be improved.
図12は、本発明の積層部品を示す断面図である。積層部品30は、配線パターン2及びセラミックス層4が印刷された積層部品用グリーンシート20と、これらが印刷されていない無地のグリーンシート21とを、所定枚数ずつ積層した構成をなしている。この積層部品30の断面積は8mm2 以上であって、その厚さは1mm以下であり、また、コイルパターン(配線パターン)の厚さ、幅は夫々20μm以上、330μm以上である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the laminated component of the present invention. The
図13は、このような積層部品30を積層セラミックス配線基板に利用した複合電子部品を示す斜視図である。本発明の積層部品(積層セラミックス配線基板)30の表面には表面電極31が形成され、その底面には底面電極32が形成され、その側面には側面電極33が形成されている。表面電極31は、制御IC、ダイオード、コンデンサ及び抵抗などの電子部品35を実装するための電極であり、これらの電子部品35が、配線34を介してまたは直接接合によって表面電極31と接続して実装され、樹脂36でモールドされている。
FIG. 13 is a perspective view showing a composite electronic component using such a
なお、上述した例では、積層部品を積層セラミックス配線基板として用いる場合について説明したが、本発明の積層部品をインダクタンス素子として使用することも可能である。 In the above-described example, the case where the multilayer component is used as the multilayer ceramic wiring board has been described. However, the multilayer component of the present invention can also be used as an inductance element.
以上のように本発明では、配線パターンとグリーンシートとの段差をなくすように、ペースト化したセラミックス材を印刷するようにしたので、以下のような効果を奏する。段差がないため、積層プレス時に圧力が均等に加わり、低圧でプレス成型を行える。コイル直下のグリーンシートの変形を抑制できるので、積層体内での密度分布を均一にできる。この結果、焼成時の収縮特性が均一になって、反りを抑制できる。コイル周辺の収縮特性が均一になるため、クラックの発生を抑制できて品質が安定する。シート法による配線パターンの厚膜印刷を実現できて、巻線インダクタと同等の低抵抗化を図れるので、積層部品を大電流が流れる電源用の配線基板として適用できる。また、低背を目的としたインダクタ内蔵セラミックス配線基板を提供できる。内部の歪みが低減するため、内部応力が減少する。この結果、磁気的損失(コア損失)が低減して電圧変換効率を改善できる。内部応力の磁気特性への影響を低減できるので、インダクタンス設計が容易となる。内部応力の低減により、直流重畳時のインダクタンスの低下を抑制できる。反りを低減できるので、外観検査の簡略化が可能となる。大量生産に向いているシート法での厚膜印刷が可能になるので、低コスト化を図れる。変形がないので、電子部品実装用の電極パターン、外部電極端子を、良好な寸法精度で作製できる。各種の電子部品と一体化した複合電子部品を歩留り良く低コストで作製できる。 As described above, in the present invention, since the paste-like ceramic material is printed so as to eliminate the step between the wiring pattern and the green sheet, the following effects can be obtained. Since there is no level difference, pressure is applied evenly during laminating press, and press molding can be performed at low pressure. Since the deformation of the green sheet directly under the coil can be suppressed, the density distribution in the laminate can be made uniform. As a result, the shrinkage characteristics at the time of firing become uniform, and warpage can be suppressed. Since the shrinkage characteristics around the coil are uniform, the generation of cracks can be suppressed and the quality is stabilized. Since the thick film printing of the wiring pattern by the sheet method can be realized and the resistance can be reduced to the same level as that of the winding inductor, the multilayer component can be applied as a wiring board for a power source through which a large current flows. In addition, a ceramic wiring board with a built-in inductor for low profile can be provided. Internal stress is reduced because internal strain is reduced. As a result, magnetic loss (core loss) can be reduced and voltage conversion efficiency can be improved. Since the influence of the internal stress on the magnetic characteristics can be reduced, the inductance design is facilitated. By reducing the internal stress, it is possible to suppress a decrease in inductance when DC is superimposed. Since the warpage can be reduced, the appearance inspection can be simplified. Thick film printing by the sheet method suitable for mass production becomes possible, so the cost can be reduced. Since there is no deformation, an electrode pattern for mounting an electronic component and an external electrode terminal can be produced with good dimensional accuracy. Composite electronic parts integrated with various electronic parts can be manufactured at a low cost with good yield.
また、ペースト化したセラミックス材を印刷する際に、リブ状のマスキングパターンを設けたスクリーンマスクを用いるようにしたので、以下のような効果を奏する。ペースト掻き取り現象を抑制できて、配線パターンと同等の厚さを確保することができ、コイル内外周部の厚さを均一化できる。厚さを均一化できるため、積層プレス時にシート面内の圧力分布を均等化でき、反りをさらに低減できる。このようなリブ状のマスキングパターンは、印刷領域の面積が大きい場合に、特に大きな効果を発揮する。 Further, since the screen mask provided with the rib-like masking pattern is used when printing the pasted ceramic material, the following effects can be obtained. The paste scraping phenomenon can be suppressed, the same thickness as the wiring pattern can be secured, and the thickness of the inner and outer peripheral portions of the coil can be made uniform. Since the thickness can be made uniform, the pressure distribution in the sheet surface can be equalized during the laminating press, and the warpage can be further reduced. Such a rib-shaped masking pattern is particularly effective when the area of the printing region is large.
1 グリーンシート
2 配線パターン
3,5 スクリーンマスク
3a,3b,5a マスキングパターン
4 セラミックス層
20 積層部品用グリーンシート
30 積層部品
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記配線パターンを形成したグリーンシートを作製する工程は、グリーンシートに配線パターンを印刷するステップと、前記グリーンシートの印刷された前記配線パターンの少なくとも周辺領域に、ペースト状のセラミックス材を印刷するステップとを有し、
前記ペースト状のセラミックス材を印刷するステップにあって、1または複数のリブ状のマスキングパターンを設けたスクリーンマスクを使用し、前記リブ状のマスキングパターンは、スクリーン印刷のスキージ方向に長尺であることを特徴とする積層部品の製造方法。 In a method for producing a laminated component in which a coil is formed by the wiring pattern by firing a laminate in which a green sheet formed with a wiring pattern and a plain green sheet are laminated,
The step of producing the green sheet on which the wiring pattern is formed includes a step of printing the wiring pattern on the green sheet, and a step of printing a paste-like ceramic material on at least a peripheral region of the wiring pattern on which the green sheet is printed. It has a door,
In the step of printing the paste-like ceramic material, a screen mask provided with one or more rib-like masking patterns is used, and the rib-like masking patterns are long in the squeegee direction of screen printing. A method for manufacturing a laminated part, comprising:
前記配線パターンを形成したグリーンシートを作製する工程は、グリーンシートの配線パターン形成領域以外の領域に、ペースト状のセラミックス材を印刷するステップと、前記グリーンシートの前記配線パターン形成領域に、配線パターンを印刷するステップとを有し、
前記ペースト状のセラミックス材を印刷するステップにあって、1または複数のリブ状のマスキングパターンを設けたスクリーンマスクを使用し、前記リブ状のマスキングパターンは、スクリーン印刷のスキージ方向に長尺であることを特徴とする積層部品の製造方法。 In a method for producing a laminated component in which a coil is formed by the wiring pattern by firing a laminate in which a green sheet formed with a wiring pattern and a plain green sheet are laminated,
The step of producing the green sheet on which the wiring pattern is formed includes a step of printing a paste-like ceramic material in a region other than the wiring pattern forming region of the green sheet, and a wiring pattern in the wiring pattern forming region of the green sheet. It possesses a step of printing a,
In the step of printing the paste-like ceramic material, a screen mask provided with one or more rib-like masking patterns is used, and the rib-like masking patterns are long in the squeegee direction of screen printing. A method for manufacturing a laminated part, comprising:
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