JPH05114531A - 異質材部を有するセラミツクグリーンシート並びにセラミツク積層体部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 主としてシート法を適用し、積層体の内部に
形成される電極部の接続用として導電性材料を充填形成
するのに適用可能とし、セラミック積層体部品のファイ
ン化，機能向上を目的として形成される異質材部を能率
よく充填形成する。 【構成】 感光性樹脂とセラミック粉末とを含有する基
材ペーストで部品基体となるグリーンシート１を形成
し、そのシート面に所定の透光パターンを有するフォト
マスキング１１による光線照射で露光部２ａを形成後、
現像除去して所定パターンの抜き穴２をグリーンシート
１のシート面に形成し、その抜き穴２にグリーンシート
１と同時焼成可能で異質材料を含有する異質材ペースト
を充填して異質材部３を有するグリーンシートとして形
成し、このグリーンシートの異質材部３を含む所定個所
に導電性材料を含有する導電ペーストを付着して少なく
とも電極部となる導電パターン４をグリーンシート１の
シート面に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてシート法を適
用することによりセラミックグリーンシート並びに当該
セラミックシートから形成されるセラミック多層基板，
積層チップ部品を含むセラミック積層体部品を製造する
方法に係り、詳しくはその製造過程でグリーンシートの
シート内に導電性材料や他の材質の異なる異質材料を充
填形成するのに適用される異質材部を有するセラミック
グリーンシート並びにセラミック積層体部品の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、セラミック多層基板，積層チッ
プ部品等のセラミック積層部品を製造するには磁性材ま
たは誘電材のセラミック粉末を含有する絶縁塗料による
印刷で積層体の各層を塗層膜で積層形成する印刷法が主
に適用され、この他、セラミック粉末を同様に含有する
セラミックペーストからグリーンシートを形成した当該
後グリーンシートを積層させて部品基体を形成するシー
ト法も適用されている。

【０００３】また、上述した必要層に異質材料を充填す
ることとしては部品基体の積層成形過程で所定層に形成
される電極相互を接続するべく、導電性材料を所定層に
設けられる開孔の内部に充填することが行われている。

【０００４】従来、この導電性塗料を開孔に充填するに
は印刷法による場合、絶縁塗料を用いて第１の塗膜層を
形成し、その塗膜層の層面にコイル形成用の導電パター
ンを導電性塗料で約半パターン分形成し、次いで該導電
パターンの一端部を露出する開孔を第２の塗膜層の印刷
成形時に設けることにより第２の塗膜層を絶縁塗料で形
成し、更に、この第２の塗膜層の層面にコイル形成用の
約半パターン分の導電パターンを導電性塗料で形成し、
その導電パターンの一端部を第２の塗膜層に設けた開孔
から露出する下層の導電パターンの一端部と接続させ、
以下同じ工程で第３，４の塗膜層を反復させて積層印刷
し、必要な各層毎に約半パターン分形成する導電パター
ンの端部を互い違いの位置で開孔を介して接続し、この
後に積層体を焼成することにより各導電パターンを開孔
に充填された導電性材料で接続した連続コイルを内部に
有するインダクタンス素子を形成すること（特公昭６０
−５０３３１号）が知られている。

【０００５】然し、その印刷法によるときには上下層の
導電パターン相互を接続するのに、上層の塗膜層の印刷
時に開孔を設けて下層の導電パターンの端末を露出さ
せ、その端部に塗膜層の厚みを介し、次に形成する導電
パターンの端末を接触させる如く印刷するところから開
孔にダレが生じやすい。また、導電パターンの端末を下
層側に垂れ込ませることにより順次に接続する導電パタ
ーンを印刷しなければならないため、導電パターン相互
の接続は専ら印刷精度如何によって保たれるものであ
り、更に、塗膜層の層面に形成する導電パターンの一般
部分と塗膜層の開孔位置に形成する端末部分との印刷厚
み差を正確に管理しなければ確実で望ましい電気的接続
が図れない。

【０００６】これに対し、シート法はリードタイムの短
縮化を図れて生産性を向上でき、画像処理技術，機械的
制御技術の進歩に伴ってシートの薄層化，積層精度の向
上を図れ、更には導電パターンをグリーンシートに形成
すると滲みやかすれ或いはピンホール等の発生を防げる
ことから、印刷法に比べ、セラミック積層体部品を製造
するのに極めて有効である。然し、導電パターンを電気
的に接続する導電性材料の如き異質材料をグリーンシー
トのシート内に充填形成することがシート法の生産性を
向上する大きな妨げとなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、主としてシ
ート法を適用し、積層体の内部に形成される電極部の接
続用として導電性材料を充填形成するのに適用できるこ
とは勿論、セラミック積層体部品のファイン化，機能向
上を目的として形成される異質材部を部品基体となるグ
リーンシートの含有材料と材質の異なる異質材料で、グ
リーンシートに能率よく充填形成できるよう工夫した異
質材部を有するセラミックグリーンシート並びにセラミ
ック積層体部品の製造方法を提供することを課題とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
異質材部を有するセラミックグリーンシートの製造方法
においては、感光性樹脂とセラミック粉末とを含有する
基材ペーストで部品基体となるグリーンシートを形成
し、そのグリーンシートのシート面に所定の透光パター
ンを有するフォトマスキングによる光線照射で露光部を
形成し、この露光部を現像除去して所定パターンの抜き
穴をシート面に形成し、その抜き穴にグリーンシートの
セラミック粉末と同時焼成可能で材質の異なる異質材料
を含有する異質材ペーストを充填して異質材部を有する
グリーンシートとして形成し、このグリーンシートの異
質材部を含む所定個所に導電性材料を含有する導電ペー
ストを付着して少なくとも電極部となる導電パターンを
シート面に形成するようにされている。

【０００９】上述したセラミックグリーンシートの製造
方法による異質材部の充填形成にあたり、同請求項２に
係るセラミックグリーンシートの製造方法においては、
セラミックシートのセラミック粉末と材質の異なる異質
材料と感光性樹脂を含有する異質材ペーストで抜き穴の
形成されたグリーンシートのシート面に異質材シートを
形成し、この異質材シートにグリーンシートのフォトマ
スキングと逆の透光パターンを有するフォトマスキング
による光線照射でグリーンシートの露光部と逆パターン
の露光部を形成し、その露光部を現像除去して異質材部
をグリーンシートの抜き穴に充填形成するようにされて
いる。

【００１０】更に、このセラミックグリーンシートの製
造方法による導電パターンの形成にあたり、同請求項３
に係るセラミックグリーンシートの製造方法においては
感光性樹脂を含有する導電材ペーストで異質材部の形成
されたグリーンシートのシート面に導電材シートを形成
し、この導電材シートに異質材シートのフォトマスキン
グとほぼ同じ透光パターンを有するフォトマスキングに
よる光線照射で異質材シートの露光部とほぼ同じパター
ンの露光部を形成し、その露光部を現像除去して異質材
部に重なる導電パターンを形成するようにされている。
このシート法で導電パターンまでも形成するときには、
同請求項４に係るセラミックグリーンシートの製造方法
においては同系のバインダーを含有する基材ペースト，
異質材ペースト，導電材ペーストを用いて夫々形成し、
異質材部に重なる導電パターンをグリーンシートのシー
ト面に夫々形成するようにされている。

【００１１】本発明の請求項５に係るセラミック積層体
部品の製造方法においては、感光性樹脂とセラミック粉
末とを含有する基材ペーストで部品基体となるグリーン
シートを形成し、そのグリーンシートのシート面に所定
の透光パターンを有するフォトマスキングによる光線照
射で露光部を形成し、この露光部を現像除去して所定パ
ターンの抜き穴をグリーンシートのシート面に形成し、
その抜き穴にグリーンシートと同時焼成可能で材質の異
なる異質材料を含有する異質材ペーストを充填して異質
材部を有するグリーンシートとして形成し、このグリー
ンシートの異質材部を含む所定個所に導電性材料を含有
する導電ペーストを付着して少なくとも電極部となる導
電パターンをグリーンシートのシート面に形成し、その
導電パターンが形成された複数枚のグリーンシートを積
層焼成させて部品基体を形成すると共に、当該部品基体
の内部に異質材部を導電パターン間に介在位置させて一
体に形成するようにされている。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１に係る異色材部を有するセラ
ミックグリーンシートの製造方法では、異質材料の異質
材ペーストを充填する抜き穴をフォトリソ（resolutio
n) グラフィ法で各グリーンシートに形成するため、比
較的大きな抜き穴を形成するときでも、レーザ加工やパ
ンチング加工に比べて高スピードで高精度に形成でき
る。

【００１３】本発明の請求項２に係るセラミックグリー
ンシートの製造方法では各グリーンシートに形成する抜
き穴を含めて、異質材部もフォットリソグラフィ法で形
成することから、セラミックグリーンシートの生産性は
勿論、異質材部の形成精度を互いに向上することができ
る。

【００１４】本発明の請求項３に係るセラミックグリー
ンシートの製造方法では、グリーンシートに形成する抜
き穴，その抜き穴に充填形成する異質材部を含めて電極
部となる導電パターンもフォトリソグラフィ法で形成す
るところから、グリーンシートに必要な各加工工程を一
環した光学的処理で行えることにより総じてセラミック
グリーンシートを極めて能率よく製造することができ
る。

【００１５】また、本発明の請求項４に係るセラミック
グリーンシートの製造方法では電極部となる導電パター
ンをスクリーン印刷等によらず、抜き穴，異質材部の形
成と共にフォトリソグラフィ法で形成するのに、同系の
バインダーを各ペーストに含有させることにより各部の
脱バインダー温度を共通にできて焼成時における各部の
臨界乃至は層間剥離の発生を防止することができる。

【００１６】本発明の請求項５に係るセラミック積層体
部品の製造方法ではグリーンシートの多層化によるセラ
ミック積層体部品の生産性を向上できるばかりでなく、
この高精度な抜き穴に異質材料の異質材ペーストを充填
することにより部品基体の内部に形成する異質体層でも
所定のパターン通りに形成することができる。

【００１７】

【実施例】このセラミックグリーンシート並びにセラミ
ック積層体部品の製造方法は主としてシート法を適用
し、後述する各工程から各グリーンシートを形成すると
共に、当該グリーンシートの多層化でセラミック積層体
部品を形成するのに適用されている。その各グリーンシ
ートの形成材料には磁性材または誘電材含有材料を用い
るかで磁性体積層部品，誘電体積層部品或いは磁性体，
誘電体複合化部品のいずれが定まり、本発明に係るセラ
ミックグリーンシート並びにセラミック積層体部品の製
造方法はいずれのものを形成するのにも適用することが
できる。また、このグリーンシートによる積層体自体か
ら積層チップ部品を完成体として得る場合の他、その積
層体を基板として他の電子部品を搭載するのに用いられ
るセラミック多層基板を形成するにも適用される。な
お、積層チップ部品としては、磁性材単独による場合に
はチップインダクタ、誘電材単独による場合にはコンデ
ンサネットワーク、複合化部品にはＬＣ複合フィルター
等を挙げることができる。

【００１８】図１は本発明の基本的な技術的思想を示
し、電極部となる導電パターンの成形工程までを含む一
層分のグリーンシートを形成する各工程を順に示す。図
中、１は部品基体を形成するグリーンシート、２はグリ
ーンシートに形成された抜き穴、３ａは異質材部を形成
する異質材シート、３は異質材部、４は導電パターン、
Ｐはグリーンシート１を形成するベースとなるポリエチ
レンテレフタレートフィルム等の担持シート、１１はグ
リーンシートに抜き穴２を形成するのに用いられるフォ
トマスキング、１２は異質材部３を形成するのに用いら
れるフォトマスキングを示す。

【００１９】グリーンシート１は磁性材または誘電材の
セラミック粉末と感光性樹脂とを含有する基材ペースト
を用いて担持シートＰのシート面に形成され、その基材
ペーストには可撓性，強靭性を付与するべくアクリル系
またはブチラール系のバインダーが混入されている。

【００２０】このグリーンシート１を担持シートＰのシ
ート面に形成後、所定の透光パターンを有するフォトマ
スキング１１をグリーンシート１のシート面に被せて光
線の照射処理を行う。そのフォトマスキング１１の透光
パターンは後工程で形成される導電パターンの形状にほ
ぼ対応するものであり、また、ここで照射する光線とし
ては紫外線，深紫外線，ｇ線，ｉ線，ＥＢ，エキシマレ
ーザ等を用いることができる。その光線照射でグリーン
シート１のシート面に露光部２ａを形成し、この露光部
２ａを１−１−１トリクロロエタンまたはアルカリ等で
現像処理して除去乾燥することにより抜き穴２として形
成する。その抜き穴２はフォトマスキング１１による光
線照射でフォトリソグラフィ法を適用することから、レ
ーザ加工，パンチング加工に比べて高スピードで高精度
に形成するようにできる。

【００２１】また、グリーンシート１のシート面に形成
された抜き穴２にはグリーンシート１と同時焼成可能で
グリーンシート１と材質の異なる異質材料を含有する異
質材ペーストを充填することにより異質材部３を形成す
る。この異質材部３を形成するのにあたっては、抜き穴
２を形成するのと同様に、ホトリソグラフィ法を適用で
きる。その場合には異質材ペーストに感光性樹脂を混入
し、また、アクリル系乃至はブチラール系のバインダー
を混入したものを用いる。この異質材ペーストを用いて
は抜き穴２の形成されたグリーンシート１のシート面に
塗布することにより異質材シート３ａを形成し、そのシ
ート面にフォトマスキング１２を被せ、上述したと同様
に光線照射することにより抜き穴２に充填された異質材
部３を形成する。このフォトマスキング１２としては抜
き穴形成用のフォトマスキング１１と逆の透光パターン
を有するものが用いられ、そのフォトマスキング１２に
よる光線照射でグリーンシート１の露光部２ａと逆の露
光部３ｂを形成する。この露光部３ｂは１−１−１トリ
クロロエタンまたはアルカリ等で現像処理して除去乾燥
し、抜き穴２の内部に残存するシート部分で異質材部３
を形成するようにできる。

【００２２】その異質材部３の形成後、グリーンシート
１の異質材部３を含む所定個所に電極部となる導電パタ
ーン４を形成する。この導電パターン４は導電性材料を
含有する導電ペーストを用い、スクリーン印刷で形成す
るようにできる。その導電性ペーストには印刷性を付与
するべく、エチルセルロース系のバインダーが添加され
ている。

【００２３】この導電パターン４はスクリーン印刷に代
えて、抜き穴２，異質材部３の形成工程と同様にフォト
リソグラフィ法で形成するのが好ましい。図２は導電パ
ターン４のフォトリソグラフィ法による成形工程を示す
ものであり、ここでは感光性樹脂を含有する同電材ペー
ストを用いて異質材部３の形成されたグリーンシートの
シート面に導電材シート４ａを形成する。その導電材シ
ート４ａに対してはフォトマスキング１３を被せ、光線
照射による露光部４ｂを形成する。このフォトマスキン
グ１３としては異質材部形成用のフォトマスキング１２
とほぼ同じ透光パターンを有するものを持ち、異質材シ
ート３ａの露光部３ｂとほぼ同じパターンの露光４ｂを
形成すればよい。また、その露光部ｂは同様に現像処理
して除去し、残余のシート部分で異質材部３に重なる導
電パターン４を形成できる。

【００２４】この工程によると、導電パターンも含めて
全工程をシート法で処理できるから一環した共通の処理
システムで生産性を向上できるところから望ましい。特
に、その導電パターン４をシート法で形成すると数１０
μｍ以上の厚塗りが可能であり、パターン精度２０〜３
０μｍ，シート厚み３０μ程度とファインパターン化が
図れる。また、導電材ペーストに添加するバインダーと
してはグリーンシート１，異質材部２を形成する各ペー
ストのバインダーと同様にアクリル系，ブチラール系の
同系のものを用い得るところから、セラミック積層体部
品として形成後の脱バインダー温度を共通にでき、焼成
時におけるグリーンシート１，異質材部２並びに導電パ
ターン４相互またはシート間の剥離や内部破壊の発生を
防止するようにできる。

【００２５】このようにして導電パターン４を形成後、
当該グリーンシート１を担持シート１０から剥離してセ
ラミック積層体部品を形成する一層分として得る。その
グリーンシート１は複数枚積層させて圧縮成形後、所定
の温度で焼成処理することによりセラミック多層基板乃
至は積層チップ部品を形成するよう用いられる。

【００２６】この製造工程中、異質材部３はセラミック
積層体部品のファイン化，機能向上に寄与する重要な構
成要素として形成することができる。その具体例とし
て、図３は磁性体積層部品であるチップインダクタを示
すものであり、このチップインダクタはグリーンシート
１で積層形成される部品基体１０を磁性材で形成すると
共に、異質材部３で導電パターン４の間に介在位置する
非磁性体層３０を異質体層として積層形成することによ
り構成されている。その磁性材としてはフェライト粉末
を用い、非磁性材としては非磁性のフェライト，酸化チ
タン，アルミナ等を用いればよい。この磁性体積層部品
によれば、導電パターン４で形成されれるコイル間に誘
磁率の低い非磁性層３０が介在するため、漏れ磁束を抑
えて磁路を制御できることによりＬ，Ｑ，温度特性，Ｉ
DC，結合係数を向上することができる。

【００２７】図４は誘電体積層部品であるＣネットワー
クを例示するものであり、そのＣネットワークはグリー
ンシート１で積層形成される部品基体１０’を低誘電率
材料で形成すると共に、異質材部３では導電パターン４
による対向電極の間に介在位置する高誘電率材料の高誘
電率体層３０’を異質体層として積層形成することによ
り構成されている。この高誘電率材料としてはチタン酸
バリウム，酸化チタン，アルミナ等を用い、低誘電率材
料としては組成の異なるチタン酸バリウム，酸化チタ
ン，アルミナ，ガラス（ＳｉＯ₂ ）を用いるようにでき
る。また、その誘電率の差は高誘電率材料がε１００に
対して低誘電率材料がε１〜１０程度に設定すればよ
い。この誘電体積層部品によれば、高誘電率体層３０’
が電極間に存在することにより浮遊容量を排除できると
共に、高誘電率体層３０’が構成材料として脆いもので
あっても低誘電率体材料による部品基体１０’で十分な
機械的強度を保って形成できるようになる。

【００２８】なお、上述した実施例ではセラミック積層
体部品のファイン化，機能向上等を目的として異質材部
３並びに異質体層３０，３０’を形成する場合に基づい
て説明したが、上述した工程を適用することにより抜き
穴として相対的に小径のスルーホールを設け、そのスル
ーホールに充填される導電性材料でインダクタ部品のコ
イルパターン相互を接続し、或いはＬＣ複合部品を形成
するときに各電極相互を接続する導電性材料を異質材部
として形成するのにも適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の如く、本発明に係る異質材部を有
するセラミックグリーンシート並びにセラミック積層体
部品の製造方法に依れば、異質材部をグリーンシートに
一体的に設け、また、該異質材料をセラミック積層体部
品の内部に一体的に設けるのにあたり、高スピードで能
率よくしかも高精度に形成することができ、セラミック
グリーンシート並びにセラミック積層体部品の生産性を
高めることを可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る異質材部を有するセラミックグリ
ーンシートの各製造工程を順に示す説明図である。

【図２】本発明に係る異質材部を有するセラミックグリ
ーンシートの製造方法で適用可能な導電パターンの成形
工程を示す説明図である。

【図３】本発明に係る異質材部を有するセラミック積層
体部品の製造方法で得られる磁性体積層部品の内部構造
を示す説明図である。

【図４】本発明に係る異質材部を有するセラミック積層
体部品の製造方法で得られる誘性体積層部品の内部構造
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ グリーンシート ２ 抜き穴 ２ａ 抜き穴を形成する露光部 ３ 異質材部 ３ａ 異質材シート ３ｂ 異質材部を形成する露光部 ４ 電極部となる導電パターン ４ａ 導電材シート ４ｂ 導電パターンを形成する露光部 １０，１０’ 部品基体 ３０，３０’ 異質体層 １１，１２，１３ フォトマスキング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 俊幸 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 テイ ーデイーケイ株式会社内 (72)発明者 渡辺 源一 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 テイ ーデイーケイ株式会社内 (72)発明者 須藤 純一 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 テイ ーデイーケイ株式会社内 (72)発明者 佐々木 智之 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 テイ ーデイーケイ株式会社内 (72)発明者 大家 龍一 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 テイ ーデイーケイ株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光性樹脂とセラミック粉末とを含有す
   る基材ペーストで部品基体となるグリーンシートを形成
   し、そのグリーンシートのシート面に所定の透光パター
   ンを有するフォトマスキングによる光線照射で露光部を
   形成し、この露光部を現像除去して所定パターンの抜き
   穴をグリーンシートのシート面に形成し、その抜き穴に
   グリーンシートと同時焼成可能で材質の異なる異質材料
   を含有する異質材ペーストを充填して異質材部を有する
   グリーンシートとして形成し、このグリーンシートの異
   質材部を含む所定個所に導電性材料を含有する導電ペー
   ストを付着して少なくとも電極部となる導電パターンを
   グリーンシートのシート面に形成するようにしたことを
   特徴とする異質材部を有するセラミックグリーンの製造
   方法。
2. 【請求項２】 セラミックシートと材質の異なる異質材
   料と感光性樹脂を含有する異質材ペーストで抜き穴の形
   成されたグリーンシートのシート面に異質材シートを形
   成し、この異質材シートにグリーンシートのフォトマス
   キングと逆の透光パターンを有するフォトマスキングに
   よる光線照射でグリーンシートの露光部と逆パターンの
   露光部を形成し、その露光部を現像除去して異質材部を
   グリーンシートの抜き穴に充填形成するようにしたこと
   を特徴とする請求項１のセラミックグリーンシートの製
   造方法。
3. 【請求項３】 感光性樹脂を含有する導電材ペーストで
   異質材部の形成されたグリーンシートのシート面に導電
   材シートを形成し、この導電材シートに異質材シートの
   フォトマスキングとほぼ同じ透光パターンを有するフォ
   トマスキングによる光線照射で異質材シートの露光部と
   ほぼ同じパターンの露光部を形成し、その露光部を現像
   除去して異質材部に重なる導電パターンを形成するよう
   にしたことを特徴とする請求項１または２のセラミック
   グリーンシートの製造方法。
4. 【請求項４】 同系のバインダーを含有する基材ペース
   ト，異質材ペースト，導電材ペーストを夫々用い、異質
   材部に重なる導電パターンをグリーンシートのシート面
   に形成するようにしたことを特徴とする請求項３のセラ
   ミックグリーンシートの製造方法。
5. 【請求項５】 感光性樹脂とセラミック粉末とを含有す
   る基材ペーストで部品基体となるグリーンシートを形成
   し、そのグリーンシートのシート面に所定の透光パター
   ンを有するフォトマスキングによる光線照射で露光部を
   形成し、この露光部を現像除去して所定パターンの抜き
   穴をグリーンシートのシート面に形成し、その抜き穴に
   グリーンシートと同時焼成可能で材質の異なる異質材料
   を含有する異質材ペーストを充填して異質材部を有する
   グリーンシートとして形成し、このグリーンシートの異
   質材部を含む所定個所に導電性材料を含有する導電ペー
   ストを付着して少なくとも電極部となる導電パターンを
   グリーンシートのシート面に形成し、 その導電パターンが形成された複数枚のグリーンシート
   を積層焼成させて部品基体を形成すると共に、当該部品
   基体の内部に異質体層を導電パターン間に介在位置させ
   て一体に形成するようにしたことを特徴とする異質材部
   を有するセラミック積層体部品の製造方法。