JP5957895B2

JP5957895B2 - 電子部品の製造方法

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Publication number: JP5957895B2
Application number: JP2012006262A
Authority: JP
Inventors: 利夫河端
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2032-01-16
Also published as: JP2013145836A

Description

本発明は、電子部品の製造方法に関し、より特定的には、導電体層と絶縁体シートとが積層されてなる電子部品の製造方法に関する。

従来の電子部品の製造方法としては、例えば、特許文献１に記載の積層型電子部品の製造方法が知られている。該積層型電子部品の製造方法では、シートの上面に溝を形成し、該溝内にコイル導体層を形成している。これにより、シートの上面からのコイル導体層の突出高さが低くなる。よって、シートの積層時に、コイル導体層が積み重なっても、コイル導体層が設けられている部分の積層体の高さとコイル導体層が設けられていない部分の積層体の高さとの差が大きくなりにくい。したがって、積層体の圧着時に、コイル導体層が設けられている部分とコイル導体層が設けられていない部分とに均等に圧力が加わるようになる。その結果、コイル導体層に圧力が集中して、コイル導体層が変形することが抑制される。

しかしながら、特許文献１に記載の積層型電子部品の製造方法は、溝の形成が困難であるという問題を有している。より詳細には、該積層型電子部品の製造方法では、レーザービームをシートに照射して溝を形成している。そして、溝の深さは、レーザービームの強度が微調整されることによって調整されている。したがって、適切な深さの溝を形成するためには、レーザービームの強度を精度よく微調整する必要がある。その結果、積層型電子部品の製造方法では、溝の形成が困難であった。

特開平７−１９２９５４号公報

そこで、本発明の目的は、コイル導体層の変形を抑制でき、かつ、電子部品を容易に作製できる電子部品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の製造方法は、第１の絶縁体シート上に導体層を形成する第１の工程と、前記導体層と同じ形状を有する開口を第２の絶縁体シートに形成する第２の工程と、前記導体層が前記開口内に収まるように、前記第１の絶縁体シート上に前記第２の絶縁体シートを積層して積層体を形成する第３の工程と、を備えており、前記第３の工程では、前記各第１の絶縁体シート上に前記第２の絶縁体シートを積層した後に、該第１の絶縁体シート及び該第２の絶縁体シートからなる複数の第３の絶縁体シートを積層することによって前記積層体を形成すること、を特徴とする。

本発明によれば、コイル導体層の変形を抑制でき、かつ、電子部品を容易に作製できる。

本発明の一実施形態に係る電子部品の外観斜視図である。一実施形態に係る電子部品の積層体の分解斜視図である。電子部品の製造工程におけるセラミックグリーンシートの斜視図である。図４（ａ）は、本実施形態に係る電子部品の断面構造図である。図４（ｂ）は、比較例に係る電子部品の断面構造図である。

以下に、本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法について説明する。

（電子部品の構成）
本発明の一実施形態に係る電子部品の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子部品１０の外観斜視図である。図２は、一実施形態に係る電子部品１０の積層体１２の分解斜視図である。

以下、電子部品１０の積層方向をｚ軸方向と定義し、ｚ軸方向から平面視したときに電子部品１０の長辺が延在している方向をｘ軸方向と定義し、ｚ軸方向から平面視したときに電子部品１０の短辺が延在している方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸方向とｙ軸方向とｚ軸方向とは直交している。

電子部品１０は、図１及び図２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、図１に示すように、直方体状をなしており、コイルＬを内蔵している。以下では、積層体１２のｚ軸方向の正方向側の面を上面と定義し、積層体１２のｚ軸方向の負方向側の面を下面と定義する。また、積層体１２のその他の面を側面と定義する。

積層体１２は、図２に示すように、長方形状の絶縁体層１６（１６ａ〜１６ｍ），１７（１７ｅ〜１７ｉ）が積層されることにより構成されている。絶縁体層１６ａ〜１６ｄは、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いる。また、絶縁体層１６ｅ〜１６ｉと絶縁体層１７ｅ〜１７ｉとは、絶縁体層１６ｄのｚ軸方向の負方向側において、交互に並ぶと共に、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いる。また、絶縁体層１６ｊ〜１６ｍは、絶縁体層１６ｉのｚ軸方向の負方向側において、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いる。以下では、絶縁体層１６，１７のｚ軸方向の正方向側の面を表面と称し、絶縁体層１６，１７のｚ軸方向の負方向側の面を裏面と称す。

また、絶縁体層１６ｅ，１７ｅからなる絶縁体層を絶縁体層１９ｅと呼ぶ。絶縁体層１６ｆ，１７ｆからなる絶縁体層を絶縁体層１９ｆと呼ぶ。絶縁体層１６ｇ，１７ｇからなる絶縁体層を絶縁体層１９ｇと呼ぶ。絶縁体層１６ｈ，１７ｈからなる絶縁体層を絶縁体層１９ｈと呼ぶ。絶縁体層１６ｉ，１７ｉからなる絶縁体層を絶縁体層１９ｉと呼ぶ。

外部電極１４ａは、図１に示すように、積層体１２のｘ軸方向の正方向側の側面を覆うように設けられている。外部電極１４ｂは、図１に示すように、積層体１２のｘ軸方向の負方向側の側面を覆うように設けられている。更に、外部電極１４ａ，１４ｂは、積層体１２の上面及び下面、並びに、ｙ軸方向の正方向側及び負方向側の積層体１２の側面に対して折り返されている。外部電極１４ａ，１４ｂは、電子部品１０外の回路とコイルＬとを電気的に接続する接続端子として機能する。

コイルＬは、積層体１２に内蔵され、図２に示すように、コイル導体層１８（１８ａ〜１８ｅ）及びビアホール導体ｖ１〜ｖ４により構成されている。コイルＬは、コイル導体層１８及びビアホール導体ｖ１〜ｖ４が接続されることにより、ｚ軸方向に延在する中心軸を有する螺旋状をなしている。

コイル導体層１８ａ〜１８ｅは、図２に示すように、絶縁体層１６ｅ〜１６ｉの表面上に設けられており、ｚ軸方向の正方向側から平面視したときに、時計回りに旋回するコ字型の線状導体層である。コイル導体層１８ａ〜１８ｅは、ｚ軸方向から平面視したときに、重なりあって長方形状の環状の軌道を形成している。より詳細には、コイル導体層１８ａ，１８ｅは、５／８ターンのターン数を有しており、絶縁体層１６ｅ，１６ｉの三辺に沿っている。コイル導体層１８ｂ〜１８ｄは、３／４ターンのターン数を有しており、絶縁体層１６ｆ〜１６ｈの三辺に沿っている。

コイル導体層１８ａは、絶縁体層１６ｅの表面上において、ｙ軸方向の正方向側の長辺以外の三辺に沿って設けられている。また、コイル導体層１８ａは、ｘ軸方向の正方向側の短辺に引き出されており、外部電極１４ａと接続されている。コイル導体層１８ｂは、絶縁体層１６ｆの表面上において、ｘ軸方向の負方向側の短辺以外の三辺に沿って設けられている。コイル導体層１８ｃは、絶縁体層１６ｇの表面上において、ｙ軸方向の負方向側の長辺以外の三辺に沿って設けられている。コイル導体層１８ｄは、絶縁体層１６ｈの表面上において、ｘ軸方向の正方向側の短辺以外の三辺に沿って設けられている。コイル導体層１８ｅは、絶縁体層１６ｉの表面上において、ｙ軸方向の正方向側の長辺以外の三辺に沿って設けられている。また、コイル導体層１８ｅは、ｘ軸方向の負方向側の短辺に引き出されており、外部電極１４ｂと接続されている。

以下では、コイル導体層１８において、ｚ軸方向の正方向側から平面視したときに、時計回りの上流側の端部を上流端とし、時計回りの下流側の端部を下流端とする。なお、コイル導体層１８のターン数は、３／４ターンに限らない。よって、コイル導体層１８のターン数は、例えば、７／８ターンであってもよい。

ビアホール導体ｖ１〜ｖ４は、図２に示すように、絶縁体層１６ｅ〜１６ｈをｚ軸方向に貫通するように設けられている。より詳細には、ビアホール導体ｖ１は、絶縁体層１６ｅをｚ軸方向に貫通し、コイル導体層１８ａの下流端及びコイル導体層１８ｂの上流端に接続されている。ビアホール導体ｖ２は、絶縁体層１６ｆをｚ軸方向に貫通し、コイル導体層１８ｂの下流端及びコイル導体層１８ｃの上流端に接続されている。ビアホール導体ｖ３は、絶縁体層１６ｇをｚ軸方向に貫通し、コイル導体層１８ｃの下流端及びコイル導体層１８ｄの上流端に接続されている。ビアホール導体ｖ４は、絶縁体層１６ｈをｚ軸方向に貫通し、コイル導体層１８ｄの下流端及びコイル導体層１８ｅの上流端に接続されている。

また、絶縁体層１７ｅ〜１７ｉにはそれぞれ、ｚ軸方向から平面視したときに、コイル導体層１８ａ〜１８ｅと同じ形状を有する開口Ｏａ〜Ｏｅが設けられている。絶縁体層１７ｅ〜１７ｉがそれぞれ絶縁体層１６ｅ〜１６ｉ上に積層されることによって、開口Ｏａ〜Ｏｅ内にコイル導体層１８ａ〜１８ｅが収まっている。また、コイル導体層１８ａ〜１８ｅの上面と絶縁体層１７ｅ〜１７ｉの上面とは１つの平面を構成しており、面一の状態である。

（電子部品の製造方法）
次に、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は、電子部品１０の製造工程におけるセラミックグリーンシート１１６，１１７の斜視図である。なお、以下では、一つの電子部品１０の製造方法について説明を行うが、実際には、大判のマザーセラミックグリーンシートが積層されてマザー積層体が作製され、更に、マザー積層体がカットされることにより、複数の積層体が同時に作製される。

まず、絶縁体層１６，１７となるべきセラミックグリーンシート１１６，１１７を準備する。具体的には、酸化第二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）及び酸化銅（ＣｕＯ）を所定の比率で秤量したそれぞれの材料を原材料としてボールミルに投入し、湿式調合を行う。得られた混合物を乾燥してから粉砕し、得られた粉末を８００℃で１時間仮焼する。得られた仮焼粉末をボールミルにて湿式粉砕した後、乾燥してから解砕して、平均粒径が２μｍのフェライトセラミック粉末を得る。

このフェライトセラミック粉末に対して、結合剤（酢酸ビニル、水溶性アクリル等）、可塑剤、湿潤材及び分散剤を加えてボールミルで混合を行い、その後、減圧により脱泡を行う。得られたセラミックスラリーをドクターブレード法により、ＰＥＴのキャリアフィルム１２１，１２２上にシート状に形成して乾燥させ、図３（ａ）に示すセラミックグリーンシート１１６，１１７を作製する。セラミックグリーンシート１１６，１１７の厚みは、例えば、５０μｍである。

次に、図３（ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート１１７ｅ〜１１７ｉにコイル導体層１８ａ〜１８ｅと同じ形状を有する開口Ｏａ〜Ｏｅを形成する。この際、セラミックグリーンシート１１７ｅ〜１１７ｉを開口Ｏａ〜Ｏｅが貫通するように、開口Ｏａ〜Ｏｅを形成する。更に、セラミックグリーンシート１１７ｅ〜１１７ｉに貼り付けられているキャリアフィルム１２２ｅ〜１２２ｉにも貫通孔が形成される。ただし、孔はキャリアフィルム１２２ｅ〜１２２ｉを貫通していなくてもよい。開口Ｏａ〜Ｏｅの形成は、例えば、レーザービームをセラミックグリーンシート１１７ｅ〜１１７ｉに照射することによって行われてもよいし、金型パンチによって打ち抜き加工が施されることによって行われてもよい。

次に、セラミックグリーンシート１１６ｅ〜１１６ｈのそれぞれに、ビアホール導体ｖ１〜ｖ４を形成する。具体的には、セラミックグリーンシート１１６ｅ〜１１６ｈにレーザービームを照射してビアホールを形成する。更に、ビアホールに対して、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などの導電性材料からなるペーストを印刷塗布などの方法により充填して、ビアホール導体ｖ１〜ｖ４を形成する。

次に、図３（ｃ）に示すように、セラミックグリーンシート１１６ｅ〜１１６ｉ上に、導電性材料からなるペーストをスクリーン印刷法により塗布することにより、コイル導体層１８ａ〜１８ｅを形成する。導電性材料からなるペーストは、例えば、Ａｇ粉末に、ワニス及び溶剤が加えられたものである。コイル導体層１８ａ〜１８ｅの厚みは、例えば、５０μｍである。

なお、コイル導体層１８を形成する工程とビアホールに対して導電性材料からなるペーストを充填する工程とは、同じ工程において行われてもよい。

次に、図３（ｄ）に示すように、コイル導体層１８ａ〜１８ｅのそれぞれが開口Ｏａ〜Ｏｅ内に収まるように、セラミックグリーンシート１１７ｅ〜１１７ｉのそれぞれをセラミックグリーンシート１１６ｅ〜１１６ｉ上に積層、仮圧着する。この際、キャリアフィルム１２２ｅ〜１２２ｉがセラミックグリーンシート１１７ｅ〜１１７ｉよりもｚ軸方向の正方向側に位置するように積層する。すなわち、図３（ｂ）に示すセラミックグリーンシート１１７ｅ〜１１７ｉ及びキャリアフィルム１２２ｅ〜１２２ｉの表裏を反転さて、セラミックグリーンシート１１７ｅ〜１１７ｉがセラミックグリーンシート１１６ｅ〜１１６ｉ上に接するように積層する。ここで、セラミックグリーンシート１１６ｅ〜１１６ｉ及びセラミックグリーンシート１１７ｅ〜１１７ｉからなるセラミックグリーンシートをそれぞれ、セラミックグリーンシート１１９ｅ〜１１９ｉと呼ぶ。セラミックグリーンシート１１９ｅ〜１１９ｉは、焼成されることによって絶縁体層１９ｅ〜１９ｉとなる。

次に、図３（ｅ）に示すように、セラミックグリーンシート１１９ｅ〜１１９ｉのそれぞれからキャリアフィルム１２２ｅ〜１２２ｉを剥離する。

次に、セラミックグリーンシート１１６ａ〜１１６ｄ，１１９ｅ〜１１９ｉ，１１６ｊ〜１１６ｍを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１枚ずつ積層及び仮圧着して、未焼成のマザー積層体を形成する。セラミックグリーンシート１１６ａ〜１１６ｄ，１１９ｅ〜１１９ｉ，１１６ｊ〜１１６ｍの積層の際には、積層、仮圧着、及び、キャリアフィルム１２１ａ〜１２１ｍの剥離をこの順に１枚ずつ繰り返す。この後、マザー積層体に対して熱圧着により本圧着を行う。

次に、マザー積層体を個別の未焼成の積層体１２にカットする。

次に、未焼成の積層体１２に、脱バインダー処理及び焼成を施す。脱バインダー処理は、例えば、低酸素雰囲気中において４００℃で３時間の条件で行う。焼成は、例えば、９００℃で２時間の条件で行う。この後、積層体１２の表面に、バレル研磨処理を施して、面取りを行って、２．５ｍｍ×２．０ｍｍ×１．０ｍｍの積層体１２を得た。

次に、Ａｇを主成分とする導電性材料からなる電極ペーストを、積層体１２のｘ軸方向の両端に位置する側面に塗布する。そして、塗布した電極ペーストを約８００℃の温度で１時間の条件で焼き付ける。これにより、外部電極１４となるべき銀電極を形成する。銀電極の上面、底面及び側面への折り返し幅は０．５ｍｍである。更に、外部電極１４となるべき銀電極の表面に、Ｎｉめっき／Ｓｎめっきを施すことにより、外部電極１４を形成する。以上の工程により、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の製造方法によれば、コイル導体層１８の変形を抑制できる。図４（ａ）は、本実施形態に係る電子部品１０の断面構造図である。図４（ｂ）は、比較例に係る電子部品２１０の断面構造図である。

比較例に係る電子部品２１０では、絶縁体層１７が設けられていない。そのため、コイル導体２１８が設けられている部分の積層体２１２のｚ軸方向の高さは、コイル導体２１８が設けられていない部分の積層体２１２のｚ軸方向の高さよりも高くなる。そのため、積層体２１２の圧着時には、コイル導体２１８が設けられている部分に圧力が集中し、図４（ｂ）に示すように、コイル導体２１８が円弧上に変形してしまう。

一方、電子部品１０では、コイル導体層１８の周囲には、絶縁体層１７が設けられている。そして、コイル導体層１８の上面と絶縁体層１７の上面とは１つの平面を構成している。よって、コイル導体層１８が設けられている部分の積層体１２のｚ軸方向の高さとコイル導体層１８が設けられていない部分の積層体１２のｚ軸方向の高さとは略等しくなる。そのため、積層体１２の圧着時には、コイル導体層１８が設けられている部分及びコイル導体層１８が設けられていない部分の両方に均等に圧力が加わる。その結果、図４（ａ）に示すように、電子部品１０では、コイル導体層１８が変形することが抑制される。

また、電子部品１０の製造方法によれば、電子部品１０を簡単に作製できる。より詳細には、特許文献１に記載の積層型電子部品の製造方法では、レーザービームをシートに照射して溝を形成している。そして、溝の深さは、レーザービームの強度が微調整されることによって調整されている。したがって、適切な深さの溝を形成するためには、レーザービームの強度を精度よく微調整する必要がある。その結果、積層型電子部品の製造方法では、溝の形成が困難であった。

一方、電子部品１０の製造方法では、セラミックグリーンシート１１７ｅ〜１１７ｉを貫通する開口Ｏａ〜Ｏｅを形成している。したがって、レーザービームの強度は、セラミックグリーンシート１１７ｅ〜１１７ｉを貫通する強度以上であればよい。そのため、レーザービームの強度を精度よく微調整する必要がない。また、レーザービームの代わりに金型でセラミックグリーンシート１１７ｅ〜１１７ｉを打ち抜いてもよい。以上より、電子部品１０の製造方法では、開口Ｏａ〜Ｏｅを簡単に形成できるので、電子部品１０を簡単に作製できる。

（その他の実施形態）
なお、本発明に係る電子部品の製造方法は前記実施形態に示した電子部品１０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。

なお、電子部品１０は、コイルＬを内蔵しているが、コンデンサやその他の回路素子を内蔵していてもよい。

また、電子部品１０の製造方法では、セラミックグリーンシート１１６とセラミックグリーンシート１１７を積層してセラミックグリーンシート１１９を作製した後に、セラミックグリーンシート１１９を積層している。しかしながら、セラミックグリーンシート１１６，１１７，１１９の積層順はこれに限らない。例えば、セラミックグリーンシート１１６，１１７がｚ軸の正方向側に位置するものから順に１枚ずつ積層されてもよい。

また、絶縁体層１６，１７は、全て磁性体層であるが、一部又は全てが非磁性体層であってもよい。

以上のように、本発明は、電子部品の製造方法に有用であり、特に、コイル導体の変形を抑制でき、かつ、電子部品を容易に作製できる点において優れている。

Ｌコイル
Ｏａ〜Ｏｅ開口
１０電子部品
１２積層体
１４ａ，１４ｂ外部電極
１６ａ〜１６ｍ，１７ｅ〜１７ｉ，１９ｅ〜１９ｉ絶縁体層
１８ａ〜１８ｅコイル導体層
１１６ａ〜１１６ｍ，１１７ｅ〜１１７ｉ，１１９ｅ〜１１９ｉセラミックグリーンシート

Claims

第１の絶縁体シート上に導体層を形成する第１の工程と、
前記導体層と同じ形状を有する開口を第２の絶縁体シートに形成する第２の工程と、
前記導体層が前記開口内に収まるように、前記第１の絶縁体シート上に前記第２の絶縁体シートを積層して積層体を形成する第３の工程と、
を備えており、
前記第３の工程では、前記各第１の絶縁体シート上に前記第２の絶縁体シートを積層した後に、該第１の絶縁体シート及び該第２の絶縁体シートからなる複数の第３の絶縁体シートを積層することによって前記積層体を形成すること、
を特徴とする電子部品の製造方法。
前記第２の工程では、前記第２の絶縁体シートにレーザビームを照射することによって前記開口を形成すること、
を特徴とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。
前記導体層は、積層方向に延在する中心軸を有する螺旋状のコイルを構成するコイル導体層であること、
を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
前記第１の工程では、スクリーン印刷法により前記導体層を形成すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
前記第１の絶縁体シートは、第１のキャリアフィルム上に設けられており、
前記第２の絶縁体シートは、第２のキャリアフィルム上に設けられており、
前記第３の工程では、前記第１のキャリアフィルムが前記第１の絶縁体シートよりも積層方向の一方側に位置し、前記第２のキャリアフィルムが前記第２の絶縁体シートよりも積層方向の他方側に位置させた状態で、該第２の絶縁体シートを該第１の絶縁体シートに対して積層方向の他方側から積層して前記第３の絶縁体シートを形成すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電子部品の製造方法。