(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックグリーンシートの、導体層が形成されるべき領域の周囲に、印刷により補助セラミック層を形成する工程と、
前記セラミックグリーンシートの、前記補助セラミック層により囲まれた、導体層が形成されるべき領域の所定の位置に、回折格子で分光されたレーザビームをセラミックグリーンシートに照射することにより、セラミック層を介して配設された導体層を互いに接続するバイアホール用の貫通孔を形成する工程と、
前記セラミックグリーンシートの、前記補助セラミック層により囲まれた領域に導体層を形成する工程と、
前記補助セラミック層及び前記導体層が形成されたセラミックグリーンシートを積層、圧着することにより、前記導体層が前記貫通孔を経て互いに接続された積層体を形成する工程と、
前記積層体を焼成して焼結体を形成する工程と、
前記焼結体の導体層と導通するように、焼結体の表面の所定の部分に電極ペーストを塗布して焼き付けることにより外部電極を形成する工程と
を具備することを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記セラミックグリーンシート及び前記補助セラミック層が、磁性体セラミックを主成分とするものであることを特徴とする請求項１記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記セラミックグリーンシートを介して積層された前記導体層を、前記貫通孔を経て導通させ、コイルを形成することにより積層型インダクタとすることを特徴とする請求項１または２記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明はセラミック電子部品の製造方法に関し、詳しくは、セラミック素子中に、セラミック層を介して導体層が積層され、バイアホールを経て導体層が接続された構造を有する積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
代表的な積層型コイル部品の１つに、積層型インダクタがある。そして、積層型インダクタのうちには、例えば、図５(ａ)，(ｂ)に示すように、素子（チップ状素子）５１中に、複数の内部導体（コイルパターン）５２ａを接続することにより形成された積層型のコイル５２が配設されているとともに、コイル５２の両端部と接続するように外部電極５３ａ，５３ｂが配設された構造を有する積層型インダクタがある。
【０００３】
このような積層型インダクタは、例えば、印刷工法により、コイルパターン５２ａが表面に形成された磁性体グリーンシート５４を複数枚積層するとともに、その上下両面側にコイルパターンの形成されていない磁性体グリーンシート（外層用シート）５４ａを積層した後、圧着し、各コイルパターン５２ａをバイアホール５５により接続してコイル５２を形成し、積層体（未焼成の素子）を焼成した後、素子５１の両端部に導電ペーストを塗布、焼付けして、外部電極５３ａ，５３ｂ（図５(ａ)）を形成する工程を経て製造されている。
【０００４】
ところで、上記従来の積層型インダクタにおいては、図６に示すように、製造に用いられる磁性体グリーンシート５４は、表面にコイルパターン５２ａが印刷（付与）されており、その周囲とは段差がある（すなわち、コイルパターン５２ａが印刷されている部分の厚みが大きく、印刷されていない部分の厚みが小さい）ため、この磁性体グリーンシート５４を複数枚積層し、圧着したときに、全体を均一に圧着することができず、電気特性にばらつきが生じたり、層間剥離を生じたりするという問題点がある。
【０００５】
そこで、このような問題点を解決するために、図７，８に示すように、磁性体グリーンシート５４の表面に印刷されたコイルパターン５２ａの周囲に、焼成後において、その厚みが、コイルパターン５２ａの厚みよりも大きくなるように補助磁性体層５６を配設するようにした積層型インダクタの製造方法が提案されている（特公平７−１２３０９１号）。なお、図７，８において、図５，６と同一符号を付した部分は、同一又は相当部分を示している。
【０００６】
この方法により製造された積層型インダクタの場合、コイルパターン５２ａと、厚み方向に隣接する磁性体層（磁性体グリーンシートの焼結体層）５４との間には空隙５７が介在することになり、この空隙５７が磁性体層５４よりも比誘電率が小さいため、分布容量を少なくして高周波における損失を小さくすることが可能になるとされている。
【０００７】
ところで、このように補助磁性体層５６を設けるようにした積層型インダクタを製造する場合、従来は、セラミックグリーンシート５４にバイアホール５５用の貫通孔を形成した後、コイルパターン（導体層）５２ａを形成し、その後補助磁性体層５６を形成するようにしている（特公平７−１２３０９１号公報の実施例１）。
【０００８】
このように、コイルパターン（導体層）５２ａの形成後に補助磁性体層５６を形成するようにした場合、例えば、補助磁性体層５６を印刷により形成する際の滲みや、位置ずれなどにより、補助磁性体層５６がコイルパターン（導体層）５２ａを覆ってしまうことがあり、コイルパターン（導体層）５２ａをグリーンシート５４に形成されたバイアホール（貫通孔）５５を経て導通させることができなくなる場合がある。
【０００９】
また、磁性体グリーンシート５４に、バイアホール５５用の貫通孔を形成した後、補助磁性体層５６を印刷により形成し、それからコイルパターン（導体層）５２ａを形成するようにした場合、補助磁性体層５６を印刷により形成する際の滲みや、位置ずれなどにより、先に形成されているバイアホール５５用の貫通孔が補助磁性体層５６により埋まってしまうおそれがあり、接続不良を招く場合がある。
【００１０】
このような、コイルパターン（導体層）５２ａとバイアホール５５の接続不良を防ぐため、従来は、コイルパターン（導体層）５２ａの、バイアホール５５に接続されるべき端部に、図９に示すように、接続用のランド（大面積部）５８を設けることが行われている。
しかし、面積の大きなランド５８を設けると、バイアホール５５との接続信頼性を向上させることは可能になるが、コイルの周囲の、磁束が発生するスペースが小さくなり、所望のインダクタンスを得ることができず、特性の劣化を招くという問題点がある。
【００１１】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、特性の劣化を招くことなく、導体層とバイアホールとの接続信頼性を向上させることが可能な積層セラミック電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明の請求項１にかかる積層セラミック電子部品の製造方法は、
セラミックグリーンシートの、導体層が形成されるべき領域の周囲に、印刷により補助セラミック層を形成する工程と、
前記セラミックグリーンシートの、前記補助セラミック層により囲まれた、導体層が形成されるべき領域の所定の位置に、回折格子で分光されたレーザビームをセラミックグリーンシートに照射することにより、セラミック層を介して配設された導体層を互いに接続するバイアホール用の貫通孔を形成する工程と、
前記セラミックグリーンシートの、前記補助セラミック層により囲まれた領域に導体層を形成する工程と、
前記補助セラミック層及び前記導体層が形成されたセラミックグリーンシートを積層、圧着することにより、前記導体層が前記貫通孔を経て互いに接続された積層体を形成する工程と、
前記積層体を焼成して焼結体を形成する工程と、
前記焼結体の導体層と導通するように、焼結体の表面の所定の部分に電極ペーストを塗布して焼き付けることにより外部電極を形成する工程と
を具備することを特徴としている。
【００１３】
本願発明（請求項１）の積層セラミック電子部品の製造方法は、セラミックグリーンシートに、印刷により補助セラミック層を形成した後、回折格子で分光されたレーザビームをセラミックグリーンシートに照射することにより、バイアホール用の貫通孔を形成し、その後導体層を形成するようにしているので、導体層の形成後に補助セラミック層を形成する場合のように、補助セラミック層を印刷により形成する際の滲みや、位置ずれなどにより、補助セラミック層が導体層を覆ってしまったり、また、セラミックグリーンシートに、バイアホール用の貫通孔を形成した後、補助セラミック層を印刷により形成し、それから導体層を形成する場合のように、補助セラミック層を印刷により形成する際の滲みや、位置ずれなどにより、バイアホール用の貫通孔が埋まってしまったりすることを防止して、導体層とバイアホールとの接続信頼性を向上させることが可能になる。
【００１４】
また、導体層の、バイアホールに接続されるべき端部にランドを設けることなく、あるいはランドを設ける場合にも、大きなランドを必要とすることなく、導体層とバイアホールとを確実に接続することが可能になることから、所望の特性を確保することが可能になる。
【００１５】
また、回折格子で分光されたレーザビームをセラミックグリーンシートに照射することにより貫通孔を形成するようにしているので、セラミックグリーンシートに対して、微細で、寸法精度や位置精度の高い貫通孔を、極めて効率よく形成することが可能になり、本願発明の積層セラミック電子部品を効率よく製造することが可能になる。
【００１６】
なお、本願発明において、「セラミックグリーンシートの、導体層が形成されるべき領域の周囲に補助セラミック層を形成する」とは、セラミックグリーンシートの導体層が形成されない領域に補助セラミック層を形成することを意味する概念であり、必ずしも、導体層の周囲を完全に取り囲むように補助セラミック層を形成する場合に限られるものではなく、導体層の一部がセラミックグリーンシートの端部まで形成される場合のように、導体層の周囲を完全に取り囲まない場合も含む広い概念である。
【００１７】
また、請求項２の積層セラミック電子部品の製造方法は、前記セラミックグリーンシート及び前記補助セラミック層が、磁性体セラミックを主成分とするものであることを特徴としている。
【００１８】
セラミックグリーンシート及び補助セラミック層として、磁性体セラミックを主成分とするものを用いることにより、大きなインダクタンスを取得することが可能になり、特性を向上させることが可能になる。
【００１９】
また、請求項３の積層セラミック電子部品の製造方法は、前記セラミックグリーンシートを介して積層された前記導体層を、前記貫通孔を経て導通させ、コイルを形成することにより積層型インダクタとすることを特徴としている。
【００２０】
セラミックグリーンシートを介して積層された導体層を、貫通孔を経て互いに導通させ、コイルを形成するようにした場合、導体層の接続信頼性が高く、大きなインダクタンスを取得することが可能なコイルを備えた積層型インダクタを得ることが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態では、磁性体セラミック中にコイルが配設された構造を有する積層型インダクタの製造方法を例にとって説明する。
【００２２】
(1)まず、酸化第２鉄（Ｆｅ2Ｏ3）：４９mol％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）：２９mol％、酸化ニッケル（ＮｉＯ）：１４mol％、酸化銅（ＣｕＯ）：８mol％の比率で秤量した各材料をボールミルにて１５時間湿式調合し、得られた粉末を７５０℃で１時間仮焼する。そして、得られた仮焼粉末をボールミルにて１５時間湿式粉砕した後、乾燥して粉砕することによりフェライト粉末を得る。
【００２３】
(2)それから、このフェライト粉末に対してバインダー樹脂、可塑剤、及び湿潤材を加え、ボールミルにて１５時間混合を行ない、その後、減圧脱泡を行なってフェライトスラリーを得る。
【００２４】
(3)そして、このようにして得られたフェライトスラリーを、リップコータ、又はマルチコータを用いて膜厚２５μmの長尺のフェライトグリーンシートを作成し、これを所定の寸法に切断して、複数枚の磁性体グリーンシートを得る。
【００２５】
(4)次に、図１(ａ)に示すように、得られた磁性体グリーンシート４の、導体層２ａ（図１(ｃ)）が形成されるべき領域の周囲（すなわち、磁性体グリーンシート４の、導体層２ａが形成されない領域）に、上記(3)で得たフェライトスラリーをスクリーン印刷法などの方法により印刷して、膜厚２０μmの補助磁性体層（補助セラミック層）６を形成する。なお、補助磁性体層６はランド１２（図１(ｃ)）を備えた導体層２ａ（図１(ｃ)）に対応する領域に形成されている。
【００２６】
(5)それから、図１(ｂ)に示すように、磁性体グリーンシート４の、補助セラミック層６により囲まれた、導体層２ａ（図１(ｃ)）が形成されるべき領域の所定の位置に、導体層２ａを互いに接続してコイル２（図３，図４）を形成するためのバイアホール用の貫通孔５を形成する。
なお、この実施形態では、以下に説明するようなレーザ加工法により、焼成後の直径が約５０μmの貫通孔５を形成した。
すなわち、貫通孔５は、例えば、磁性体グリーンシート（マザーシート）を移動可能に支持するＸ−Ｙテーブルと、ＣＯ2 やＹＡＧなどのレーザ光源と、レーザ光源から放射されたレーザビームを通過させて貫通孔と対応した形状、例えば円形の断面形状を有する複数のレーザビームに分光する回折格子と、回折格子を通過して分光されたレーザビームを所定の反射角で反射させるガルバノスキャンミラーと、反射されたレーザビームを集光する集光レンズなどを備えた加工装置を用い、磁性体グリーンシート上に素子のそれぞれと対応する区画を予め設定して、この磁性体グリーンシートを移動させながら一つずつの区画に対して所要個数の貫通孔を同時的に形成する方法により形成した。
そして、このようなレーザビームの照射による方法を用いた場合には、直径が５０μmから２００μm程度までの貫通孔を、±１０μm程度の位置精度で、セラミックグリーンシートに対して効率よく形成することができる。したがって、同じ製品寸法で、巻き数の多いコイルを形成することが可能になる。
【００２７】
(6)そして、図１(ｃ)に示すように、磁性体グリーンシート４の、補助磁性体層６が形成されていない領域に、銀粉末又は銀合金粉末を導電成分とする電極ペーストを塗布して、膜厚が約２５μmの導体層２ａを形成する。なお、この実施形態では、導体層２ａとバイアホール（貫通孔）５との接続信頼性をより向上させるため、導体層２ａの、バイアホール（貫通孔）５との接続部となる端部（貫通孔５が形成された位置の周囲部分）に、ランド１２（焼成後の直径が約１２０μm）を形成するようにしている。
但し、この実施形態の方法によれば、レーザビームを照射する方法により貫通孔５を形成するようにしており、所望の位置に確実に貫通孔５を形成することが可能であることから、図２(ａ)，(ｂ)に示すように、導体層２ａ（図２(ｂ)）の端部にランドが形成されないようなパターンで補助磁性体層６を形成し、所定の位置に貫通孔５を形成した後（図２(ａ)）、端部にランドの設けられていない導体層２ａ（図２(ｂ)）を形成し、この導体層２ａをバイアホール（貫通孔）５により接続してコイルを形成するように構成することも可能である。
【００２８】
(7)それから、図３に示すように、貫通孔５が形成され、かつ、補助磁性体層６及び導体層２ａが配設された磁性体グリーンシート４を所定枚数積み重ねるとともに、その上下両面側に、貫通孔、導体層、補助磁性体層などが形成されていない外層用の磁性体グリーンシート４ａを積層して積層体１を得る。
【００２９】
(8)それから、この積層体１を、１．０ｔ／cm2の圧力で圧着して、積層圧着体を形成する。この積層圧着体（グリーン積層圧着体）の内部においては、導体層２ａがバイアホール（貫通孔）５により接続され、コイル２が形成される。
なお、通常は、マザー磁性体グリーンシートを用いて、多数個の素子を同時に製造する方法が用いられるが、その場合には、このグリーン積層圧着体の段階で、個々の素子に分割されることになる。
【００３０】
(9)それから、この積層体（グリーン積層圧着体）を、４００℃で２時間加熱して脱バインダー処理を施した後、９００℃で９０分間焼成することによりインダクタ素子（焼結体）を得る。
【００３１】
(10)次に、インダクタ素子（焼結体）の両端面に、コイルパターンの引出部（最上層の導体層２ａ及び最下層の導体層２ａ）と導通するように、浸漬法により、電極ペーストを塗布し、１００℃で１０分間乾燥した後、７８０℃にて１５分間塗膜を焼き付けることにより、一対の外部電極３ａ，３ｂを形成する。
これにより、図４に示すように、素子１中にコイル２が配設され、かつ、素子１の両端部に、コイル２と導通するように一対の外部電極３ａ，３ｂが配設された構造を有する積層型インダクタが得られる。
【００３２】
上記実施形態の方法によれば、磁性体グリーンシート４に、印刷により補助磁性体層（補助セラミック層）６を形成した後、貫通孔５を形成し、その後導体層２ａを形成するようにしているので、例えば、導体層の形成後に補助磁性体層を形成する場合のように、補助磁性体層が導体層を覆ってしまったり、また、セラミックグリーンシートに、バイアホールの貫通孔を形成した後、補助磁性体層を印刷により形成し、それから導体層を形成する場合のように、補助磁性体層によりバイアホール用の貫通孔が埋まってしまったりすることを防止して、導体層２ａとバイアホール（貫通孔）５との接続信頼性を向上させることが可能になる。
【００３３】
また、導体層２ａの、バイアホール（貫通孔）５に接続されるべき端部に設けられるランド１２を小さくしても、導体層２ａとバイアホール（貫通孔）５とを確実に接続することが可能になることから、コイル周囲の磁束を発生するスペースを十分に確保して、所望のインダクタンスを備えたインダクタを得ることが可能になる（本願発明によれば、ランド１２をなくすることも可能である）。
【００３４】
なお、上記実施形態の方法で製造した積層型インダクタについて、導体層２ａとバイアホール（貫通孔）５の接続状態を調べた。なお、試験に供した積層型インダクタとしては、導電層２ａの端部のランド１２の直径が１２０μm、貫通孔５の直径が５０μmのものを用いた。
【００３５】
また、比較のため、上記実施形態の積層型インダクタと同様の構成を有する積層型インダクタであって、セラミックグリーンシートに貫通孔を形成した後、導体層を形成し、その後、導体層の周囲に補助磁性体層を形成した積層型インダクタ（従来例）、及びセラミックグリーンシートに補助磁性体層を形成した後、貫通孔を形成し、その後、導体層を形成した積層型インダクタ（比較例）を用意し、上記実施形態の積層型インダクタの場合と同様に、導体層とバイアホール（貫通孔）の接続状態を調べた。
その結果を表１に示す（サンプル数は実施例、従来例、比較例、いずれも２００個）。
【００３６】
【表１】
0003680758.tif 000002
【００３７】
表１より、従来例及び比較例の積層型インダクタにおいては、接続不良が４％（従来例）、及び８％（比較例）であったのに対して、本願発明の実施形態にかかる積層型インダクタにおいては、接続不良の発生は認められなかった。この結果から、本願発明によれば、導体層２ａとバイアホール（貫通孔）５の接続信頼性の高い積層型インダクタが得られることがわかる。
【００３８】
なお、上記実施形態においては、積層型インダクタを例にとって説明したが、本願発明は、積層型インダクタに限らず、素子中に積層型のコイルやコンデンサ部などを配設してなる積層型ＬＣ複合部品その他の種々の積層セラミック電子部品を製造する場合に広く適用することが可能である。
【００３９】
本願発明はさらにその他の点においても、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００４０】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）の積層セラミック電子部品の製造方法は、セラミックグリーンシートに、印刷により補助セラミック層を形成した後、回折格子で分光されたレーザビームをセラミックグリーンシートに照射することにより、バイアホール用の貫通孔を形成し、その後導体層を形成するようにしているので、導体層の形成後に補助セラミック層を形成する場合のように、補助セラミック層を印刷により形成する際の滲みや、位置ずれなどにより、補助セラミック層が導体層を覆ってしまったり、また、セラミックグリーンシートに、バイアホール用の貫通孔を形成した後、補助セラミック層を印刷により形成し、それから導体層を形成する場合のように、補助セラミック層を印刷により形成する際の滲みや、位置ずれなどにより、バイアホール用の貫通孔が埋まってしまったりすることを防止して、導体層とバイアホールとの接続信頼性を向上させることができる。
また、導体層の、バイアホールに接続されるべき端部にランドを設けることなく、あるいはランドを設ける場合にも、大きなランドを必要とすることなく、導体層とバイアホールとを確実に接続することが可能になることから、所望の特性を確保することができる。
【００４１】
また、回折格子で分光されたレーザビームをセラミックグリーンシートに照射することにより貫通孔を形成するようにしているので、セラミックグリーンシートに対して、微細で、寸法精度や位置精度の高い貫通孔を、極めて効率よく形成することが可能になり、本願発明の積層セラミック電子部品を効率よく製造することができる。
【００４２】
また、請求項２の積層セラミック電子部品の製造方法のように、セラミックグリーンシート及び補助セラミック層として、磁性体セラミックを主成分とするものを用いた場合、大きなインダクタンスを取得することが可能になり、特性を向上させることができる。
【００４３】
また、請求項３の積層セラミック電子部品の製造方法のように、セラミックグリーンシートを介して積層された導体層を、貫通孔を経て互いに導通させ、コイルを形成するようにした場合、導体層の接続信頼性が高く、大きなインダクタンスを取得することが可能なコイルを備えた積層型インダクタを得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明の一実施形態にかかる積層セラミック電子部品（積層型インダクタ）の製造方法の一工程を示す図であり、(ａ)は磁性体グリーンシートに補助磁性体層を形成した状態を示す斜視図、(ｂ)は補助磁性体層が形成された磁性体グリーンシートの所定の位置にバイアホール用の貫通孔を形成した状態を示す図、(ｃ)は磁性体グリーンシートの、補助磁性体層が形成されていない領域に導体層を形成した状態を示す斜視図である。
【図２】  本願発明の実施形態の変形例を示す図であり、(ａ)は磁性体グリーンシートに補助磁性体層及びバイアホール用の貫通孔を形成した状態を示す図、(ｂ)は磁性体グリーンシートの、補助磁性体層が形成されていない領域に導体層を形成した状態を示す斜視図である。
【図３】  本願発明の一実施形態にかかる積層セラミック電子部品（積層型インダクタ）の内部構造を示す分解斜視図である。
【図４】  本願発明の一実施形態にかかる積層セラミック電子部品（積層型インダクタ）を示す斜視図である。
【図５】  従来の積層型インダクタを示す図であり、(ａ)は斜視図、(ｂ)は内部構造を示す分解斜視図である。
【図６】  従来の積層型インダクタの要部断面図である。
【図７】  従来の他の積層型インダクタを示す分解斜視図である。
【図８】  従来の他の積層型インダクタの要部断面図である。
【図９】  端部にランドが設けられた導体層を示す図である。
【符号の説明】
１            積層体
２            コイル
２ａ          導体層
３ａ，３ｂ    外部電極
４            磁性体グリーンシート
４ａ          導体層が配設されていない磁性体グリーンシート
５            バイアホール（貫通孔）
６            補助磁性体層（補助セラミック層）
１２          ランド
【図１】
0003680758.tif 000003
【図２】
0003680758.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003680758.tif 000008
【図７】
0003680758.tif 000009
【図８】
0003680758.tif 000010
【図９】
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