JP6340576B2

JP6340576B2 - 積層部品の製造方法

Info

Publication number: JP6340576B2
Application number: JP2013231875A
Authority: JP
Inventors: 陽佐々木; 健志市原
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2018-06-13
Anticipated expiration: 2033-11-08
Also published as: JP2015095465A

Description

本発明は、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用される積層コモンモードノイズフィルタ、積層コンデンサ等の積層部品の製造方法に関するものである。

従来のこの種の積層部品の製造方法は、グリーンシートと内部導体を積層し、これを加圧して積層体を形成した後、この積層体を焼成し、個片に分割するようにしていた。また、グリーンシートは、セラミック粉末やガラス粉末に有機バインダー、有機溶剤、可塑剤を添加し、混練して得られたスラリーを乾燥することによって形成していた。そして、内部導体が形成されるグリーンシートの可塑剤の量を、内部導体が形成されないグリーンシートの可塑剤の量より多くしていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開平４−２９８９１５号公報

上記した従来の積層部品の製造方法においては、内部導体が形成されないグリーンシートの可塑剤の量と内部導体が形成されるグリーンシートの可塑剤の量の差が小さい（内部導体が形成されるグリーンシートの可塑剤の量が少ない）と、内部導体が形成されるグリーンシート同士の接着力は強くならないため、グリーンシートへの内部導体の食い込みが小さくなり、これにより、グリーンシート間で層間剥離が発生する可能性があった。また、内部導体が形成されないグリーンシートの可塑剤の量と内部導体が形成されるグリーンシートの可塑剤の量の差が大きすぎる（内部導体が形成されるグリーンシートの可塑剤の量が多すぎる）と、内部導体が形成されないグリーンシートと内部導体が形成されるグリーンシートとの間に空気が残ってしまうため、この空気が焼成時に膨張し、これにより、内部導体が形成されないグリーンシートと内部導体が形成されるグリーンシートとの間で層間剥離が発生する可能性があった。

なお、内部導体が形成されないグリーンシートの可塑剤の量と内部導体が形成されるグリーンシートの可塑剤の量の差が大きすぎると、これらのグリーンシート間に空気が残こるのは、可塑剤の量が多いグリーンシートは圧縮率が大きく、可塑剤の量が少ないグリーンシートは圧縮率が小さいため、加圧する際、圧縮率が大きいグリーンシートは圧縮率が小さいグリーンシートによって圧縮しきれないためと推測される。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、層間剥離の発生を抑制できる積層部品の製造方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、セラミック粉末やガラス粉末に有機バインダー、有機溶剤、可塑剤を添加し、混練して得られたスラリーを乾燥することによってグリーンシートを形成する工程と、前記グリーンシートと内部導体を積層し、加圧して積層体を形成する工程と、前記積層体を焼成する工程とを備え、前記内部導体が形成されているグリーンシートの可塑剤比を、前記内部導体が形成されていないグリーンシートの可塑剤比の１．０１〜１．２倍としたもので、この製造方法によれば、内部導体が形成されないグリーンシートの可塑剤の量と内部導体が形成されるグリーンシートの可塑剤の量の差が小さくないため、内部導体が形成されるグリーンシート同士の接着力は弱くならず、これにより、グリーンシートへの内部導体の食い込みが大きくなるため、グリーンシート間で層間剥離が発生する可能性を抑制でき、さらに、内部導体が形成されないグリーンシートの可塑剤の量と内部導体が形成されるグリーンシートの可塑剤の量の差が大きすぎないため、内部導体が形成されないグリーンシートと内部導体が形成されるグリーンシートとの間に空気が残りにくくなり、これにより、この空気が焼成時に膨張して、内部導体が形成されないグリーンシートと内部導体が形成されるグリーンシートとの間で層間剥離が発生する可能性を抑制できるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明の積層部品の製造方法は、内部導体が形成されているグリーンシートの可塑剤比を、内部導体が形成されていないグリーンシートの可塑剤比の１．０１〜１．２倍としているため、内部導体が形成されないグリーンシートの可塑剤の量と内部導体が形成されるグリーンシートの可塑剤の量の差が小さくないようにすることができ、これにより、内部導体が形成されるグリーンシート同士の接着力は弱くならないため、グリーンシートへの内部導体の食い込みが大きくなり、この結果、グリーンシート間で層間剥離が発生する可能性を抑制でき、さらに、内部導体が形成されないグリーンシートの可塑剤の量と内部導体が形成されるグリーンシートの可塑剤の量の差が大きすぎないため、内部導体が形成されないグリーンシートと内部導体が形成されるグリーンシートとの間に空気が残りにくくなり、これにより、この空気が焼成時に膨張して、内部導体が形成されないグリーンシートと内部導体が形成されるグリーンシートとの間で層間剥離が発生する可能性を抑制できるという優れた効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態における積層コモンモードノイズフィルタの分解斜視図同コモンモードノイズフィルタにおいて、内部導体が形成されていないグリーンシートの可塑剤比に対する内部導体が形成されているグリーンシートの可塑剤比と、内部導体が形成されたグリーンシート間の層間剥離の発生率、内部導体が形成されていないグリーンシートと内部導体が形成されているグリーンシートの界面で発生する層間剥離の発生率との関係を示す図

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態における積層部品の一例である積層コモンモードノイズフィルタの分解斜視図である。

この積層コモンモードノイズフィルタは、図１に示すように、積層された第１〜第９の絶縁体層１ａ〜１ｉに形成された第１のコイル２と第２のコイル３とを有し、第１のコイル２は渦巻状の第１、第２の内部導体４ａ、４ｂを接続して構成され、第２のコイル３は渦巻状の第３、第４の内部導体５ａ、５ｂを接続して構成され、さらに、第１のコイル２を構成する第１、第２の内部導体４ａ、４ｂと、第２のコイル３を構成する第３、第４の内部導体５ａ、５ｂとが交互に配置されていた。

ここで、第３〜第７の絶縁体層１ｃ〜１ｇは、第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂのいずれかが、その両面または片面に形成されている。また、第１、第２、第８、第９の絶縁体層１ａ、１ｂ、１ｈ、１ｉは、第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂのいずれもが、その両面または片面に形成されていない。そして、第１〜第９の絶縁体層１ａ〜１ｉは、焼成前はグリーンシートの状態となっている。

そして、第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂのいずれかが、その両面または片面に形成されることになるグリーンシート（以下、「第１のグリーンシート」とする。）の上下に、第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂのいずれもが、その両面または片面に形成されないグリーンシート（以下、「第２のグリーンシート」とする。）が積層されている。

なお、第１のコイル２を構成する第１、第２の内部導体４ａ、４ｂと、第２のコイル３を構成する第３、第４の内部導体５ａ、５ｂとを交互に配置しなくてもよく、また、第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂのすべてを渦巻状にする必要もない。さらに、第１〜第９の絶縁体層１ａ〜１ｉのそれぞれの枚数は、図１に示した枚数でなくてもよい。そして、第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂを板状にし、第１〜第９の絶縁体層１ａ〜１ｉを誘電体で構成すれば、積層コンデンサを形成することができる。

次に、本発明の一実施の形態における積層部品の一例である積層コモンモードノイズフィルタの製造方法について、図１を用いて説明する。

まず、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト、Ｃｕ−Ｚｎフェライト等のセラミック、またはガラスを粉砕してセラミック粉末やガラス粉末を形成する。その後、このセラミック粉末、ガラス粉末に有機バインダー、有機溶剤、可塑剤を添加し、混練してスラリーを得る。なお、要望される特性に応じて、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、ガラスを適宜選択あるいは組み合わせる。

次に、このスラリーをドクターブレード法により、帯状のＰＥＴフィルムからなる支持基体（積層時には剥がされる）の上面に均一な厚さになるように塗布し、その後、乾燥して方形のグリーンシートを所定枚数作製する。

このとき、グリーンシートは、可塑剤の量が多い第１のグリーンシートと可塑剤の量が少ない第２のグリーンシートの２種類作製する。そして、第１のグリーンシートの可塑剤比を第２のグリーンシートの可塑剤比の１．０１〜１．２倍となるようにする。例えば、第２のグリーンシートの可塑剤比が５０％、第１のグリーンシートの可塑剤比が５５％とする。ここで、可塑剤比は（数１）で表される。

次に、第１、第２の絶縁体層１ａ、１ｂとなる第２のグリーンシートを積層し、さらにその上に第３の絶縁体層１ｃとなる第１のグリーンシートを積層する。

次に、図１に示すように、第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂと第４〜第７の絶縁体層１ｄ〜１ｇとなる第１のグリーンシートを交互に積層する。このとき、第１のコイル２を構成する第１、第２の内部導体４ａ、４ｂと、第２のコイル３を構成する第３、第４の内部導体５ａ、５ｂとが交互に配置されるようにする。また、第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂは、渦巻状に構成し、めっき、または印刷、あるいは蒸着によって形成する。

次に、第７の絶縁体層１ｇとなる第１のグリーンシートの上に、第８、第９の絶縁体層１ｈ、１ｉとなる第２のグリーンシートを積層し、積層体を形成する。

なお、上記製造工程においては、第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂをそれぞれ複数設けておく。

次に、積層体を加圧しながら所定の温度、時間で焼成する。その後、積層体を個片状に切断し、この個片状の積層体の両側面に、第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの端部とそれぞれ接続されるように銀を印刷することにより、外部電極を形成する。

最後に、外部電極の表面にめっきによってニッケルめっき層を形成するとともに、さらにこのニッケルめっき層の表面にめっきによってすずめっき層を形成する。

上記したように本発明の一実施の形態における積層部品の製造方法においては、第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂが形成されている第１のグリーンシートの可塑剤比を、第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂが形成されていない第２のグリーンシートの可塑剤比の１．０１〜１．２倍としているため、第１のグリーンシートに含まれる可塑剤の量と第２のグリーンシートに含まれる可塑剤の量の差が小さくないようにすることができ、これにより、第１のグリーンシートに含まれる可塑剤の量を一定量以上にすることができるため、第１のグリーンシート同士の接着力は弱くならず、この結果、第１のグリーンシートへの第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの食い込みが大きくなり、第１のグリーンシート間で層間剥離が発生する可能性を抑制でき、さらに、第１のグリーンシートの可塑剤の量と第２のグリーンシートの可塑剤の量の差が大きすぎないため、第２のグリーンシートと第１のグリーンシートとの間の界面に空気が残りにくくなり、これにより、この空気が焼成時に膨張して、第１のグリーンシートと第２のグリーンシートとの間で層間剥離が発生する可能性を抑制できるという効果が得られるものである。

すなわち、第１のグリーンシートの可塑剤比と第２のグリーンシートの可塑剤比とを規定することによって、第１のグリーンシート同士の接着力を強くして、第１のグリーンシートへの第１〜第４の内部導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの食い込みを大きくするのと同時に、第２のグリーンシートと第１のグリーンシートとの間の界面に空気が残りにくくし、これにより、層間剥離が発生するのを防止している。

さらに、第１のグリーンシートの可塑剤比を、第２のグリーンシートの可塑剤比の１．２倍以上とすると、第１のグリーンシートの可塑剤の量が多くなりすぎ、個片状に分割する際、個片状の積層体の第１のグリーンシートの部分同士が接着し易くなるため、個片状の積層体の再付着が発生したり、第１のグリーンシート間の接着性が強くなりすぎて、成形後に巻取りすると剥がれなくなり、第１のグリーンシートが形成できなくなる場合があったりするという不具合も生じる。

図２は、第２のグリーンシートの可塑剤比に対する第１のグリーンシートの可塑剤比を横軸に、第１のグリーンシート間の層間剥離の発生率、および第１のグリーンシートと第２のグリーンシートの界面で発生する層間剥離の発生率を縦軸にした図である。

図２から明らかなように、第２のグリーンシートの可塑剤比に対する第１のグリーンシートの可塑剤比（可塑剤比率）が１．０１倍以上の場合は、第１のグリーンシート間の層間剥離の発生率（第１の層間剥離発生率）が１０％以下になり、第２のグリーンシートの可塑剤比に対する第１のグリーンシートの可塑剤比（可塑剤比率）が１．２倍以下の場合も、第１のグリーンシートと第２のグリーンシートの界面で発生する層間剥離の発生率（第２の層間剥離発生率）が１０％以下になっている。

さらに、内部導体が形成されない第２のグリーンシートの厚みを、内部導体が形成される第１のグリーンシートの厚みより厚くしてもよい。これにより、第２のグリーンシートの積層数を減らすことができるため、第２のグリーンシート間で層間剥離が発生するのを抑制できる。

これは、第２のグリーンシートは第１のグリーンシートと比べて可塑剤の量が少なく互いの接着力が弱いため、第２のグリーンシート間で層間剥離が発生する可能性があるが、第２のグリーンシートの厚みを厚くすれば、第２のグリーンシートの積層数を減らすことができ、これにより、第２のグリーンシート同士を積層する箇所が減るからである。上記本発明の一実施の形態では、下方に第１、第２の絶縁体層１ａ、１ｂ、上方に第８、第９の絶縁体層１ｈ、１ｉという具合に第２のグリーンシートを２枚積層していたが、第２のグリーンシートの厚みを２倍にすれば、積層する第２のグリーンシートは１枚ですむため、第２のグリーンシート同士を積層する必要はなく、これにより、第２のグリーンシートで層間剥離が発生するのを抑制できる。

本発明に係る積層部品の製造方法は、層間剥離の発生を抑制できるという効果を有するものであり、特にデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用される積層コモンモードノイズフィルタ、積層コンデンサ等の積層部品等において有用となるものである。

４ａ第１の内部導体
４ｂ第２の内部導体
５ａ第３の内部導体
５ｂ第４の内部導体

Claims

セラミック粉末やガラス粉末に有機バインダー、有機溶剤、可塑剤を添加し、混練して得られたスラリーを乾燥することによってグリーンシートを形成する工程と、前記グリーンシートと内部導体を積層し、加圧して積層体を形成する工程と、前記積層体を焼成する工程とを備え、前記内部導体が形成されているグリーンシートの可塑剤比を、前記内部導体が形成されていないグリーンシートの可塑剤比の１．０１〜１．２倍とした積層部品の製造方法。
内部導体が形成されないグリーンシートの厚みを、内部導体が形成されるグリーンシートの厚みより厚くした請求項１記載の積層部品の製造方法。