JP5720606B2 - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品及びその製造方法に関し、より特定的には、複数の絶縁体層が積層されてなる積層体を備えた電子部品及びその製造方法に関する。

従来の電子部品としては、例えば、特許文献１に記載の電子部品が知られている。特許文献１に記載の電子部品では、絶縁基板上に複数の絶縁層が積層されている。また、複数の螺旋状のコイル導体パターンが絶縁体層と共に積層されている。そして、絶縁体層を貫通するビアホール導体が、複数の螺旋状のコイル導体パターンを接続している。特許文献１に記載の電子部品は、フォトリソグラフィ工法によって作製されている。

ところで、特許文献１に記載の電子部品では、ビアホール導体とコイル導体パターンとの間において断線が発生するおそれがある。図１１は、ビアホール導体５００、コイル導体パターン５０２ａ，５０２ｂ及び絶縁体層５０４ａ，５０４ｂの断面構造図である。

コイル導体パターン５０２ａは、絶縁体層５０４ａ上に設けられている。絶縁体層５０４ｂは、コイル導体パターン５０２ａ及び絶縁体層５０４ａ上に設けられている。コイル導体パターン５０２ｂは、絶縁体層５０４ｂ上に設けられている。また、ビアホール導体５００は、絶縁体層５０４ｂを積層方向に貫通しており、コイル導体パターン５０２ａとコイル導体パターン５０２ｂとを接続している。

以上のようなビアホール導体５００及びコイル導体パターン５０２ｂは、フォトリソグラフィ工法により形成される。ビアホール導体５００及びコイル導体パターン５０２ｂの乾燥の際に、ビアホール導体５００及びコイル導体パターン５０２ｂに収縮が発生する。特に、ビアホール導体５００とコイル導体パターン５０２ｂとが接続されている部分は、その他の部分に比べて体積が大きいので、大きく収縮する。その結果、ビアホール導体５００は絶縁層５０４ｂの厚み方向に収縮し、絶縁体層５０４ｂよりも薄くなる。その結果、コイル導体パターン５０２ａとビアホール導体５００とコイル導体パターン５０２ｂとの間で断線が発生するおそれがある。

特開２０００−２３６１５７号公報

そこで、本発明の目的は、線状導体層とビアホール導体層との間において断線が発生することを抑制できる電子部品及びその製造方法を提供することである。

本発明の一形態に係る電子部品は、第１の絶縁体層及び第２の絶縁体層を含む複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、前記第１の絶縁体層上に設けられている導体層と、前記第１の絶縁体層よりも積層方向の上側に設けられている前記第２の絶縁体層上に設けられている線状導体層と、前記線状導体層の端部と前記導体層を接続するビアホール導体であって、前記第２の絶縁体層を積層方向に貫通しているビアホール導体と、を備えており、前記第２の絶縁体層において前記ビアホール導体が形成されている貫通孔の上側の端面は、円状部及び突起部により構成されており、前記貫通孔の下側の端面は、円形状を成し、前記突起部は、積層方向から平面視したときに、前記線状導体層が端部から延びている第１の方向へ前記円状部の外縁の一部から突出していること、を特徴とする。

前記電子部品の製造方法は、請求項１ないし請求項３に記載の電子部品の製造方法であって、前記第１の絶縁体層を形成する第１の工程と、前記第１の絶縁体層上に前記導体層を形成する第２の工程と、前記導体層に繋がっているビアホールが形成された前記第２の絶縁体層を前記導体層上に形成する第３の工程と、フォトリソグラフィ工法によって、前記ビアホールに導体を充填して前記ビアホール導体を形成すると共に、前記線状導体層を前記第２の絶縁体層上に形成する第４の工程と、を備えており、前記第３の工程では、円状部と、該円状部から前記第１の方向に向かって突出する突起部とにより構成されている上端面を有する前記ビアホールを形成すること、を特徴とする。

本発明によれば、線状導体層とビアホール導体層との間において断線が発生することを抑制できる。

一実施形態に係る電子部品の透視図である。 コイル導体層及びビアホール導体の斜視図である。 電子部品の製造時における工程断面図である。 電子部品の製造時における工程断面図である。 電子部品の製造時における工程断面図である。 電子部品の製造時における工程断面図である。 フォトマスクを示した図である。 図５（ａ）の工程の詳細を示した工程断面図である。 変形例に係るビアホール導体及びコイル導体層を示した図である。 第２の変形例に係るビアホール導体をｚ軸方向から平面視した図である。 ビアホール導体、コイル導体パターン及び絶縁体層の断面構造図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る電子部品及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。

（電子部品の構成について）
図１は、一実施形態に係る電子部品１０の透視図である。以下、電子部品１０の積層方向をｚ軸方向と定義する。ｚ軸方向から平面視したときに、電子部品１０の長辺に沿った方向をｘ軸方向と定義し、電子部品１０の短辺に沿った方向をｙ軸方向と定義する。以下では、ｚ軸方向の正方向側から平面視することを、単に、ｚ軸方向から平面視すると言う。

電子部品１０は、図１に示すように、積層体１２、外部電極１４（１４ａ，１４ｂ）及びコイルＬを備えている。

積層体１２は、直方体形状をなし、図１に示すように、長方形状の絶縁体層１５，１６ａ〜１６ｈがｚ軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に並ぶように積層されて構成されている。絶縁体層１５は、ｚ軸方向の最も正方向側に積層され、積層体の向いている方向の目安となるマーカが形成された表面マーカー層である。

コイルＬは、コイル導体層１８（１８ａ〜１８ｇ）及びビアホール導体Ｖ（Ｖ１〜Ｖ６）を含んでいる。コイル導体層１８ａ〜１８ｇはそれぞれ、絶縁体層１６ｂ〜１６ｈに設けられており、ｚ軸方向から平面視したときに、絶縁体層１６ｂ〜１６ｈの対角線の交点の周囲を旋回している線状導体層である。

コイル導体層１８ａの一方の端部は、積層体１２のｘ軸方向の負方向側の端面に引き出されている。コイル導体層１８ｇの他方の端部は、積層体１２のｘ軸方向の正方向側の端面に引き出されている。

ビアホール導体Ｖ１〜Ｖ６は、絶縁体層１６ｂ〜１６ｇをｚ軸方向に貫通しており、ｚ軸方向に隣り合うコイル導体層１８ａ〜１８ｇの端部同士を接続している。より詳細には、ビアホール導体Ｖ１は、コイル導体層１８ａの他方の端部とコイル導体層１８ｂの一方の端部とを接続している。ビアホール導体Ｖ２は、コイル導体層１８ｂの他方の端部とコイル導体層１８ｃの一方の端部とを接続している。ビアホール導体Ｖ３は、コイル導体層１８ｃの他方の端部とコイル導体層１８ｄの一方の端部とを接続している。ビアホール導体Ｖ４は、コイル導体層１８ｄの他方の端部とコイル導体層１８ｅの一方の端部とを接続している。ビアホール導体Ｖ５は、コイル導体層１８ｅの他方の端部とコイル導体層１８ｆの一方の端部とを接続している。ビアホール導体Ｖ６は、コイル導体層１８ｆの他方の端部とコイル導体層１８ｇの一方の端部とを接続している。以上のように構成されたコイルＬは、ｚ軸方向に旋回しながら進行する螺旋状をなしている。

外部電極１４ａは、積層体１２のｘ軸方向の負方向側の端面を覆っており、コイル導体層１８ａの一方の端部に接続されている。外部電極１４ｂは、積層体１２のｘ軸方向の正方向側の端面を覆っており、コイル導体層１８ｇの他方の端部に接続されている。これにより、コイルＬは、外部電極１４ａ，１４ｂ間に接続されている。

ところで、電子部品１０は、コイル導体層１８とビアホール導体Ｖとの間で断線が発生することを抑制するために、以下に説明する構成を有している。以下に、ビアホール導体Ｖ６を例に挙げて説明する。図２は、コイル導体層１８ｆ，１８ｇ及びビアホール導体Ｖ６の斜視図である。

絶縁体層１６ｇ（第２の絶縁体層）は、絶縁体層１６ｈ（第１の絶縁体層）のｚ軸方向の正方向側に積層されている。また、コイル導体層１８ｇ（導体層）は、絶縁体層１６ｈ上に設けられている。コイル導体層１８ｇは、ｘ軸方向に延在している。コイル導体層１８ｆ（線状導体層）は、絶縁体層１６ｇ上に設けられている。コイル導体層１８ｆは、ｘ軸方向に延在している。コイル導体層１８ｇの一方の端部とコイル導体層１８ｆの他方の端部とはｚ軸方向から平面視したときに重なっている。

ビアホール導体Ｖ６は、コイル導体層１８ｆの他方の端部とコイル導体層１８ｇの一方の端部とを接続しており、絶縁体層１６ｇをｚ軸方向に貫通している。以下では、ビアホール導体Ｖ６において、コイル導体層１８ｆと接続されている面を接続面Ｓ１と称す。

接続面Ｓ１は、円状部Ｐ１及び突起部Ｐ２により構成されている。円状部Ｐ１は、ｚ軸方向から平面視したときに、円形をなしている。突起部Ｐ２は、ｚ軸方向から平面視したときに、コイル導体層１８ｆが他方の端部から延びている方向（すなわち、ｘ軸方向の負方向側）に向かって円状部Ｐ１から突出している。突起部Ｐ２は、三角形状をなしている。突起部Ｐ２の頂角の角度θは、１５度以上６０度以下であることが好ましい。また、角度θの最適値は、３０度である。

また、ビアホール導体Ｖ６は、接続面Ｓ１が円状部Ｐ１及び突起部Ｐ２により構成されていることによって、円錐台Ｐ３に突起Ｐ４が設けられた形状をなしている。円錐台Ｐ３は、ｚ軸方向の正方向側から負方向側にいくにしたがって、その径が細くなる形状をなしている。また、突起Ｐ４は、ｚ軸方向の正方向側から負方向側にいくにしたがって、円錐台Ｐ３からの突出量が小さくなる三角錐状の形状をなしている。

なお、ビアホール導体Ｖ１〜Ｖ５は、ビアホール導体Ｖ６と同じ形状を有しているので、これ以上の説明を省略する。

（製造方法について）
以下に、電子部品１０の製造方法について図面を参照しながら説明する。図３ないし図６は、電子部品１０の製造時における工程断面図である。図７は、フォトマスクＭ２を示した図である。図８は、図５（ａ）の工程の詳細を示した工程断面図である。

まず、フォトリソグラフィ工法によって、絶縁体層１１６ｈを形成する。具体的には、図３（ａ）に示すように、感光性絶縁材料（感光性樹脂にガラス粉末を含有させたもの）を印刷により塗布して絶縁体層１１６ｈを形成する。この際、焼成後の絶縁体層１６ｈの厚みが１０μｍとなるように、絶縁体層１１６ｈを形成する。この後、絶縁体層１１６ｈを乾燥させる。

次に、図３（ｂ）に示すように、絶縁体層１１６ｈに対して露光を施して、絶縁体層１１６ｈを硬化させる。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す工程により、絶縁体層１１６ｈが形成される。

次に、フォトリソグラフィ工法によって、絶縁体層１１６ｈ上にコイル導体層１８ｇを形成する。具体的には、図３（ｃ）に示すように、感光性導電性材料を絶縁体層１１６ｈの全面に印刷により塗布して導体層１１８ｇを形成する。この際、焼成後のコイル導体層１８ｇの厚みが８μｍとなるように導体層１１８ｇを形成する。この後、導体層１１８ｇを乾燥させる。なお、図示しないが、導体層１１８ｇは乾燥時に収縮する。導体層１１８ｇの収縮率は、０．６以上０．９以下である。導体層１１８ｇの収縮率とは、乾燥後の導体層１１８ｇの体積を乾燥前の導体層１１８ｇの体積で割って得られる値である。

次に、図３（ｄ）に示すように、コイル導体層１８ｇに相当する部分のみ光を透過するフォトマスクＭ１を介して、導体層１１８ｇに対して露光を施す。これにより、導体層１１８ｇの内、コイル導体層１８ｇに相当する部分のみが硬化する。

次に、現像液を用いて導体層１１８ｇの未硬化の部分を除去する。これにより、図４（ａ）に示すように、コイル導体層１８ｇが現像される。図３（ｃ）、図３（ｄ）及び図４（ａ）の工程により、コイル導体層１８ｇが形成される。

次に、フォトリソグラフィ工法によって、コイル導体層１８ｇにつながったビアホールｈ６が形成された絶縁体層１１６ｇをコイル導体層１８ｇ上に形成する。具体的には、図４（ｂ）に示すように、感光性絶縁材料を絶縁体層１１６ｈ及びコイル導体層１８ｇの全面に印刷により塗布して絶縁体層１１６ｇを形成する。この後、絶縁体層１１６ｇを乾燥させる。

次に、図４（ｃ）に示すように、ビアホール導体Ｖ６が形成される部分のみ光を透過しないフォトマスクＭ２を介して、絶縁体層１１６ｇに対して露光を施して、絶縁体層１１６ｇを硬化させる。フォトマスクＭ２は、図７に示すように、ビアホール導体Ｖ６の接続面Ｓ１と同じ形状を有するＣｒめっきがガラスなどの透明板に形成されることによって作製されている。これにより、ビアホール導体Ｖ６が形成される部分以外の絶縁体層１１６ｇが硬化する。

次に、現像液を用いて絶縁体層１１６ｇの未硬化の部分を除去する。これにより、図４（ｄ）に示すように、絶縁体層１１６ｇにビアホールｈ６が形成される。なお、図７に示すフォトマスクＭ２が用いられることにより、ビアホールｈ６の上端は、円状部と、円状部からｘ軸方向の負方向側に向かって突出する突起部とにより構成されている。また、ビアホールｈ６は、ｚ軸方向の負方向側にいくにしたがって細くなっている。これは、図４（ｄ）の工程において、現像液が絶縁体層１１６ｇの奥にいくにしたがって届きにくいためである。図４（ｂ）ないし図４（ｄ）の工程により、絶縁体層１１６が形成される。

次に、フォトリソグラフィ工法によって、ビアホールｈ６に導体を充填して直径５０μｍのビアホール導体Ｖ６を形成すると共に、コイル導体層１８ｆを絶縁体層１１６ｇ上に形成する。具体的には、図５（ａ）に示すように、感光性導電性材料からなる導体層１１８ｆを絶縁体層１１６ｇの全面に印刷により塗布する。この後、導体層１１８ｆを乾燥させる。導体層１１８ｆ及びビアホール導体Ｖ６は、図８に示すように、乾燥時に収縮する。特に、ビアホール導体Ｖ６は、導体層１１８ｆの他の部分に比べて平面視方向単位面積当たりの体積が大きいので、大きく収縮する。ただし、ビアホール導体Ｖ６の接続面Ｓ１は、円状部Ｐ１及び突起部Ｐ２により構成されている。これにより、ビアホール導体Ｖ６は、接続面Ｓ１が円状部Ｐ１及び突起部Ｐ２により構成されていることによって、円錐台Ｐ３に突起Ｐ４が設けられた形状をなしている。したがって、ビアホール導体Ｖ６が収縮しても、突起Ｐ４が三角錐状であるため、突出する方向へ漸次的に体積が減少しており、乾燥による収縮度合いも漸次的に軽減される。つまり、突起Ｐ４は、突出する方向にむかって、暫時的に収縮度合いが小さくなる。したがって、ビアホールＶ６と導体層１１８ｆとの接続が維持され、断線しない。

次に、図５（ｂ）に示すように、コイル導体層１８ｆに相当する部分のみ光を透過するフォトマスクＭ３を介して、導体層１１８ｆに対して露光を施す。これにより、導体層１１８ｆの内、コイル導体層１８ｆに相当する部分のみが硬化する。

次に、現像液を用いて導体層１１８ｆの未硬化の部分を除去する。これにより、図５（ｃ）に示すように、コイル導体層１８ｆが現像される。

この後、図４（ｂ）〜図５（ｃ）に示す工程を繰り返すことによって、図５（ｄ）に示すように、絶縁体層１１６ａ〜１１６ｆ、コイル導体層１８ａ〜１８ｅ及びビアホール導体Ｖ１〜Ｖ５を形成する。

次に、図６（ａ）に示すように、感光性絶縁材料からなる絶縁体層１１５を印刷により塗布する。この後、絶縁体層１１５を乾燥させる。これにより、マザー積層体１１２を得る。

次に、図６（ｂ）に示すように、マザー積層体１１２をダイサー等によりカットして、複数の積層体１２を得る。なお、焼成後に０．３ｍｍ×０．３ｍｍ×０．６ｍｍの大きさに積層体１２がなるように、マザー積層体１１２をカットする。この後、積層体１２を所定の温度により焼成する。

次に、図６（ｃ）に示すように、積層体１２に対してバレルを施す。これにより、積層体１２の角の面取りが行われる。

最後に、図１に示すように、外部電極１４ａ，１４ｂを形成する。具体的には、Ａｇからなる導電性ペーストを塗布し、下地電極を形成する。次に、下地電極にＮｉめっき及びＳｎめっきを施して、外部電極１４ａ，１４ｂを形成する。以上の工程を経て、電子部品１０が完成する。

（効果）
以上のように構成された電子部品１０及びその製造方法によれば、コイル導体層１８とビアホール導体層Ｖとの間において断線が発生することを抑制できる。より詳細には、導体層１１８ｆ及びビアホール導体Ｖ６は、図８に示すように、乾燥時に収縮する。特に、ビアホール導体Ｖ６は、導体層１１８ｆを平面視方向の単位面積あたりの体積が大きいので大きく収縮する。

そこで、ビアホール導体Ｖ６の接続面Ｓ１は、円状部Ｐ１及び突起部Ｐ２により構成されている。突起部Ｐ２は、導体層１１８ｆが現像されることにより得られるコイル導体層１８ｆが延在している方向に向かって突出している。これにより、ビアホール導体Ｖ６は、円錐台Ｐ３に突起Ｐ４が設けられた形状をなしている。したがって、導体層１１８ｆが収縮しても、突起Ｐ４と導体層１１８ｆとの接続が維持される。よって、導体層１１８ｆとビアホール導体Ｖ６との間が断線しない。

電子部品１０では、突起部Ｐ２の頂角の角度θは、１５度以上６０度以下であることが好ましい。角度θが１５度以上であることにより、突起Ｐ４に現像液が侵入しやすくなり、十分な大きさの三角錐状の突起Ｐ４が形成されるようになる。また、角度θが６０度以下であることにより、ビアホール導体Ｖの直径が大きくなりすぎることが抑制される。また、角度θが６０度より大きい場合には、突起Ｐ４に現像液が侵入しすぎて、突起Ｐ４が大きくなりすぎる。この場合には、突起Ｐ４の長さが長くなりすぎて、突起Ｐ４は、コイル導体層１８からはみ出して、他のコイル導体層１８と接触するおそれがある。よって、角度θは、６０度以下であることが好ましい。なお、角度θの最適値は、３０度である。

また、断線を防ぐ構造として、コイル導体層１８を予め厚く形成する方法も考えられるが、絶縁体層１６のｚ軸方向の厚みのコイル導体層１８のｚ軸方向の厚みに対する比の値が１．０以下であると、絶縁体層１６のｚ軸方向の厚みが小さくなってしまう。そのため、コイル導体層１８間の距離が小さくなり、コイル導体層１８間の浮遊容量が大きくなる。その結果、電子部品１０のコイルＬのＱ特性が低下してしまう。したがって、電子部品１０では、絶縁体層１６の厚みのコイル導体層１８のｚ軸方向の厚みに対する比の値は、１．０より大きいことが好ましい。

また、導体層１１８のｚ軸方向の厚みは、未焼成の状態で６μｍ以上であることが好ましい。導体層１１８のｚ軸方向の厚みが未焼成の状態で６μｍより小さい場合には、コイル導体層１８を形成することが困難だからである。

（第１の変形例）
以下に、第１の変形例に係るビアホール導体Ｖ６について図面を参照しながら説明する。図９は、変形例に係るビアホール導体Ｖ６及びコイル導体層１８ｇ，１８ｆを示した図である。

コイル導体層１８ｇがｙ軸方向に延在し、かつ、コイル導体層１８ｆがｘ軸方向に延在している場合には、ビアホール導体Ｖ６は、コイル導体層１８ｆ，１８ｇにより形成される角に設けられる。この場合には、突起部Ｐ２は、ｘ軸方向に対して斜めを向いていてもよい。ただし、突起部Ｐ２は、ｚ軸方向から平面視したときに、コイル導体層１８ｆからはみ出しておらず、かつ、ｘ軸方向の負方向側と鋭角をなしている必要がある。

（第２の変形例及び第３の変形例）
以下に、第２の変形例に係るビアホール導体Ｖａ及び第３の変形例に係るビアホール導体Ｖｂについて図面を参照しながら説明する。図１０は、第２の変形例に係るビアホール導体Ｖａをｚ軸方向から平面視した図である。

図１０に示すように、突起部Ｐ２は、四角形状であってもよい。また、突起部は複数あってもよい。

（その他の実施形態）
以上のように構成された電子部品１０及びその製造方法は、前記実施形態に係る電子部品１０及びその製造方法に限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。

電子部品１０の寸法は、前記実施形態に示した寸法に限らない。以下に、電子部品１０の寸法の例を示す。

電子部品１０のサイズ：０.２ｍｍ×０．２ｍｍ×０．６ｍｍ ０．５ｍｍ×０．５ｍｍ×１．０ｍｍ
コイル導体層１８の厚み：焼成後で６μｍ以上１３μｍ（未焼成で８μｍ以上１７μｍ）絶縁体層１６の厚み：焼成後で７μｍ以上１５μｍ（未焼成で９μｍ以上３０μｍ）
ビアホール導体Ｖの直径：焼成後で２０μｍ以上６５μｍ

以上のように、本発明は、電子部品及びその製造方法に有用であり、特に、線状導体層とビアホール導体層との間において断線が発生することを抑制できる点で優れている。

Ｌ コイル
Ｍ１〜Ｍ３ フォトマスク
Ｐ１ 円状部
Ｐ２ 突起部
Ｐ３ 円錐台
Ｐ４ 突起
Ｓ１ 接続面
Ｖ１〜Ｖ６，Ｖａ，Ｖｂ ビアホール導体
１０ 電子部品
１２ 積層体
１４ａ，１４ｂ 外部電極
１５，１６ａ〜１６ｈ 絶縁体層
１８ａ〜１８ｇ コイル導体層
１１２ マザー積層体
１１５ 絶縁体層
１１６ａ〜１１６ｈ 絶縁体層
１１８ｆ，１１８ｇ 導体層

Claims (4)

1. 第１の絶縁体層及び第２の絶縁体層を含む複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、
   前記第１の絶縁体層上に設けられている導体層と、
   前記第１の絶縁体層よりも積層方向の上側に設けられている前記第２の絶縁体層上に設けられている線状導体層と、
   前記線状導体層の端部と前記導体層を接続するビアホール導体であって、前記第２の絶縁体層を積層方向に貫通しているビアホール導体と、
   を備えており、
   前記第２の絶縁体層において前記ビアホール導体が形成されている貫通孔の上側の端面は、円状部及び突起部により構成されており、
   前記貫通孔の下側の端面は、円形状を成し、
   前記突起部は、積層方向から平面視したときに、前記線状導体層が端部から延びている第１の方向へ前記円状部の外縁の一部から突出していること、
   を特徴とする電子部品。
2. 前記突起部は、三角形状をなしていること、
   を特徴とする請求項１に記載の電子部品。
3. 前記突起部の頂角は、１５度以上６０度以下であること、
   を特徴とする請求項２に記載の電子部品。
4. 請求項１ないし請求項３に記載の電子部品の製造方法であって、
   前記第１の絶縁体層を形成する第１の工程と、
   前記第１の絶縁体層上に前記導体層を形成する第２の工程と、
   前記導体層に繋がっているビアホールが形成された前記第２の絶縁体層を前記導体層上に形成する第３の工程と、
   フォトリソグラフィ工法によって、前記ビアホールに導体を充填して前記ビアホール導体を形成すると共に、前記線状導体層を前記第２の絶縁体層上に形成する第４の工程と、
   を備えており、
   前記第３の工程では、円状部と、該円状部から前記第１の方向に向かって突出する突起部とにより構成されている上端面を有する前記ビアホールを形成すること、
   を特徴とする電子部品の製造方法。

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