(57)【要約】【課題】  内部導体と磁性体間の残留応力の影響を抑制し得る構造であると共に、磁気特性の劣化による特にＱ値の低下防止とその値のばらつきの抑制とを図り得る積層型インダクタの製造方法の提供。【解決手段】  少なくとも、導電材料、絶縁体材料、消失材料を有するセラミックグリーンシートを、導電材料からなる導体パターンの１面以上が絶縁体材料と接するようにパターンニングして積層、プレス、消失処理することを特徴とする、導体パターン間に空洞部を有する積層型インダクタの製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、導電材料、絶縁体材料、消失材料を有するセラミックグリーンシートを、導電材料からなる導体パターンの１面以上が絶縁体材料と接するようにパターンニングして積層、プレス、消失処理することを特徴とする、導体パターン間に空洞部を有する積層型インダクタの製造方法。
【請求項２】
溶媒に対する溶解選択性を利用した溶解処理によって、前記消失材料層の上部に形成された前記導体パターン等をマスクとして、下層のパターン部以外を除去することにより、整合性のある２層以上の構造となったパターン構造を形成することを特徴とする、請求項１に記載の導体パターン間に空洞部を有する積層型インダクタの製造方法。
【請求項３】
前記２層以上の構造となったパターン構造を含む層が略平坦な層であることを特徴とする、請求項１または２項の何れかに記載の導体パターン間に空洞部を有する積層型インダクタの製造方法。
【請求項４】
前記導体パターン間に絶縁体が存在しない部分を有することを特徴とする、請求項１、２或いは３項の何れか１項に記載の導体パターン間に空洞部を有する積層型インダクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等の電子回路に用いられる積層型インダクタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層型インダクタの製造方法には、種々の方法がある。例えば閉磁路のインダクタの場合、焼成前の積層体の製造には、スラリーと導体パターンを交互に印刷して形成するいわゆる印刷積層工法と、予め成形したグリーンシートにスルーホール形成、導体パターン印刷し、これらの層を積層するいわゆるシート積層工法がある。
【０００３】
更に最近では、導体パターン間や層間に異なる材質、或いは空隙を配する製造方法がいくつか提案されており、例えばコイル導体周囲に樹脂層を形成し、焼成工程で分解除去し、導体と層の間に空隙を形成する製造方法等が公開されている。
【０００４】
しかしながら、従来の積層型インダクタの製造方法には、量産品構造でのＱ値（品質係数値）の向上には限界があるなどの種々の問題がある。
【０００５】
この問題点を解決しようとする積層型インダクタの製造方法も開示されている（特許文献１、２、３）。
【０００６】
特許文献１は、積層型インダクタ及びその製造方法を開示し、磁性体インダクタにおいて、磁性体層と導体層の間に樹脂層を形成し、焼結工程で樹脂層を分解除去し磁性体部とコイル導体間に空隙を発生させている。この空隙の存在により、導体と磁性体の熱膨張係数差からくる、導体の温度変化による磁性体への応力が及ばないため、内部応力によるインダクタンス及びインピーダンス特性の劣化を解消出来る。この特許文献１は印刷積層法を採用しており、磁性体層、樹脂層、導体層、樹脂層、磁性体層、樹脂層、等と順次印刷積層している。その断面構造については、焼成により導体部と磁性体が接触しないとしているが、重力下での焼成で、樹脂層に囲まれた導体全てが焼成後に磁性体と全く接していないとは考え難く、実際には部分的に接する場合がある、とする方が自然である。更にその発生は焼成任せであり、明確な規定または予測をすることは困難である。また、上記の構造に係わらず、特許文献１は形成物の段差を解消する等積層時の変形への対策を講じることもなく、樹脂層、導体層、樹脂層の異なる形状である３層（パターン）が磁性体層上に形成されているので、プレス時には当然のことながら押しつぶされ変形する。つまり導体や空間の変形の防止や、それらの位置の明確な規定が出来ない。
【０００７】
特許文献２は、積層型インダクタ及びその製造法に関し、磁性体インダクタにおいて、導体層の材料に３００〜４００℃の温度範囲で熱収縮率が１０％以上となるもの、更には８００〜９００℃の温度範囲で熱収縮率が２０％以上となるものを用いることで焼成後に導体パターンの周囲に０．１〜５μｍの厚さの不連続な隙間を形成している。この空隙の存在により、焼結後の冷却工程で内部導体層から磁性体層への残留応力の影響が回避されるので、磁気特性の劣化によるＬ値（インダクタンス値）、Ｑ値の低下防止、値のばらつきの抑制が可能となる。しかしながら、この特許文献２も印刷積層法を採用していることから、特許文献１と同様に導体と磁性体の接触や、導体部、空間部の変形等は容易に発生し得る。
【０００８】
特許文献３は、積層型インダクタ素子に関し、その積層型インダクタ素子において、コイルの内部に空洞を設け、周波数の増加に伴うインダクタンス値減少領域で、空洞により、周波数の変化に対する導体内での電流分布が変動しにくくなることからインダクタンス値の変動幅を小さく出来、Ｌ値が安定し周波数特性が良好となるというものである。また、高周波数領域では空洞により交流抵抗成分が下がり、Ｑ値が向上する。さらにこの特許文献３は、空洞内部に非導電材料を充填しても良いとしており、空洞を非導電材料で充填すると製造工程が容易であり、非導電材料をインダクタの絶縁材料とすると更に製造工程が容易であることを開示している。しかしながら、特許文献３は、その空洞はあくまでも導体内部への形成であり、導体パターン間に空洞を形成することによる、導体パターン間における誘電率の低下、あるいは浮遊容量の低減を図る発明ではない。また、導体内部への空洞形成となれば、必然的にその形成領域は限られ、導体パターンが微細化した場合等には、導体内部への空洞形成、あるいは導体内部への非導電材料の形成であったとしても、それらの形成が非常に困難となることは明白である。
【特許文献１】特開平  １１−２１９８２１号公報
【特許文献２】特開  ２００３−１００５１６号公報
【特許文献３】特開  ２００２−４３１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
積層型インダクタの製造において、内部導体に対して磁性体が密着している構造で積層体を焼成可能な所定の温度で一体化焼成しているが、磁性体と内部導体との熱膨張係数の差により残留応力が発生することが知られており、ここで発生した残留応力が磁性体の磁気特性を劣化させ、これによってＬ値（インダクタンス値）やＱ値（品質係数値）を劣化させたり、或いはそれらの値にばらつきを発生させてしまうという問題を引き起こしている。また、上述した各特許文献の積層型インダクタの場合においても、改善の余地が残されていると言える。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたものであり、内部導体と磁性体間の残留応力の影響を抑制し得る構造であると共に、磁気特性の劣化による特にＱ値の低下防止とその値のばらつきの抑制とを図り得る積層型インダクタ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
従って、本発明の目的は、空洞層によりＱ値の向上を図り、積層方向の導体パターン間に明確に規定された空洞部分を設け、これにより導体パターン間の浮遊容量を低減し、高周波数領域でＱ値の高いインダクタを得、且つ、主にシート積層工法等による電子部品製造方法で、積層方向の導体パターン間の層間に空洞部分を形成する事が可能で、且つ略平坦な層による積層ズレのない電子部品の簡易的な製造方法を得ることである。
【００１２】
本発明は、導体と絶縁体の間に空洞を形成することにより、パターン間の誘電率を下げることができ、その結果、従来品と同一の構成であっても、高周波数領域でＱ値が向上する。さらに、特許文献１及び２のような、空洞中にある導体ではなく、絶縁体により導体を支持することが可能な構造を取っており、その結果、空洞の形成領域を明確に規定し、且つ従来品と同一の構成であっても、高周波領域でＱ値が向上する。
【００１３】
本発明は、少なくとも、導電材料、絶縁体材料、消失材料を有するセラミックグリーンシートを、導電材料からなる導体パターンの１面以上が絶縁体材料と接するようにパターンニングして積層、プレス、消失処理することを特徴とする導体パターン間に空洞部を有する積層型インダクタの製造方法である。
【００１４】
本発明のもう一つは、溶媒に対する溶解選択性を利用した溶解処理によって、前記消失材料層の上部に形成された前記導体パターン等をマスクとして、下層のパターン部以外を除去することにより、整合性のある２層以上の構造となったパターン構造を形成することを特徴とする、上記に記載の導体パターン間に空洞部を有する積層型インダクタの製造方法である。
【００１５】
本発明のさらにもう一つは、前記２層以上の構造となったパターン構造を含む層が略平坦な層であることを特徴とする、上記に記載の導体パターン間に空洞部を有する積層型インダクタの製造方法である。
【００１６】
本発明のさらにもう一つは、前記導体パターン間に絶縁体が存在しない部分を有することを特徴とする、上記に記載の導体パターン間に空洞部を有する積層型インダクタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
以上に述べた通り、本発明によれば、積層型インダクタの積層体における磁性体と内部導体との間に空洞を形成するのみに留まらず、絶縁体が導体を支持する構造として導体および空洞の形成領域を明確に規定することにより、導体間の浮遊容量を低減させてＱ値を向上させる効果と併せて、内部導体と磁性体間の残留応力の影響によるＱ値の低下、その値のばらつきをも確実に抑制することが可能な積層型インダクタを、安定して製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態の積層型インダクタは、基材上に溶媒に可溶性の消失材料層を方形状等のパターン状に形成し、消失材料層がパターン形成された部材に貫通パターンを形成し、貫通パターンが形成された部材に前記溶媒に不溶である導体ペーストでコイルの巻きパターンを形成し、導体巻きパターンの欠損部に前記溶媒に不溶である絶縁体パターンを形成し、導体パターンおよび絶縁体パターン以外の部分の消失材料を前記溶媒により溶解除去し、２層構造となったパターン構造部以外の部分に絶縁体を導体パターン等と略同一の高さとなるように形成し、この２層構造となったパターン構造部を含む略平坦な絶縁体層（シート）と貫通パターンを導体で充填した絶縁体層（シート）とをコイル巻回部に使用し、これらの層を積層、プレス、焼成することにより、導体が絶縁体の３面で支持された構造の積層型インダクタとして製造される。
【００１９】
さらに本発明の実施形態の積層型インダクタは、基材上に予め溶媒に不溶性の絶縁体層を形成することによっても、上記と同様な方法により、導体が絶縁体の３面で支持された構造の積層型インダクタとして製造される。
【００２０】
また、本発明の実施形態の積層型インダクタは、基材上に予め溶媒に可溶性の絶縁体層を形成することによっても、上記と同様な方法により、導体が絶縁体の３面で支持された構造の積層型インダクタとして製造される。
【００２１】
さらに本発明の実施形態の積層型インダクタは、上記全ての場合の導体巻きパターンを内蔵した各シートを、コイルを形成するように配置する各シート間に、ポスト電極を内蔵し、積層するシートの露出している導体パターンと略同一の消失材料によるパターンが密着する面をもつシートを作製し、これらを積層することにより、導体が絶縁体の２面で支持された構造の積層型インダクタとして製造される。
【００２２】
さらに本発明の実施形態の積層型インダクタは、基材上に予め溶媒不溶性の絶縁体層を形成し、絶縁体層が形成された部材に貫通パターンを形成し、溶媒不溶性の導体ペーストでコイル巻きパターンを印刷し、導体巻きパターンの欠損部に溶媒不溶性絶縁体材料でパターンを形成し、導体パターン周囲部に溶媒可溶性の消失材料を所望の部分に形成し、その上に、溶媒不溶性の消失材料を目的とする構造に応じたパターンで形成し、絶縁体材料をパターン構造部上の消失材料と略同一の高さとなるように形成し、必要な部分に導体パターンが露出するまでバイアホールを形成し、バイアホールに導体ペーストを充填し、この層をコイル巻回部に使用し、これらの層を積層、プレス、焼成することにより、導体が絶縁体の1面または２面で支持された構造の積層型インダクタとして製造される。
【００２３】
以下本発明の実施形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。全図面中、各材料のパターンがより明確となるように各工程において、断面図並びに上面図を用いて各部材の構成を示す。
【実施例１】
【００２４】
図１に示すように、基材１上に、後の溶解処理に用いる溶媒（例アルカリ）に可溶である消失材料層２を必要な部分に導体パターンが形成可能な大きさの方形状等のパターン状に印刷形成する。消失材料層が形成された部材に、任意の方法でスルーホール３の加工を行う。この部材上に、同溶解処理では不溶である導体ペースト４でコイルの巻きパターンを印刷する。導体巻きパターンの欠損部に溶媒に不溶性の絶縁体材料５のパターンを印刷形成する。
【００２５】
この部材を溶媒による溶解処理を行い、導体パターン以外の部分の消失材料層を溶解除去する。導体パターン以外の部分に絶縁体材料６を導体パターン等と略同じ高さになるよう印刷法等により形成する。このようにして作製した層７とスルーホールを導体材料で充填した層８をコイル巻回部に交互に使用し、これらを積層、プレス、焼成して、導体が絶縁体の３面で支持された構造の積層型インダクタ９を得る。
ここで使用する絶縁体材料に関して、パターン用絶縁体５はアルカリ不溶性スラリーを用い、平坦化用絶縁体材料６は、アルカリ溶解性あるいは不溶性のいずれであっても良い。また、目的に応じてそれぞれに非磁性体材料、または磁性体材料を用いたり、或いはそれらを組合わせて用いても良い。
【実施例２】
【００２６】
図２に示すように、基材１上に予めアルカリ不溶性絶縁体１０のシートを形成する。このシートを用いて、平坦化の工程まで実施例１と同様な方法を行って、コイルパターン層１１を作製する。コイル部にこれらの層を積層、プレス、焼成して、導体が絶縁体の３面で支持された構造の積層型インダクタ９を得る。
なお、ここで使用する基材上に予め形成されたシート用絶縁体材料１０は、実施例１と同様、目的に応じて非磁性体材料または磁性体材料のいずれであっても良い。
【実施例３】
【００２７】
図３に示すように、基材上に予めアルカリ可溶性絶縁体材料１２のシートを形成し、このシートを用いて、実施例２と同様な方法を行い、導体が絶縁体の３面で支持された構造の積層型インダクタ９を得る。
【００２８】
本実施例の方法には、絶縁体材料５及び１２を非磁性体材料、平坦化用絶縁体６を磁性体材料とする応用例もある。
【００２９】
更に本実施例の方法は、ＬＣフィルター製造等において部分的にコイル部を形成する場合等にも適用できる。
【実施例４】
【００３０】
図４に示すように、基材１上に、後の溶解処理に用いる溶媒（例アルカリ）に可溶である消失材料層２を印刷形成する。この消失材料層が形成された部材上に、アルカリ不溶性絶縁体材料１０のパターンを印刷形成する。この部材を溶媒による溶解処理を行い、絶縁体パターン以外の部分の消失材料層を溶解除去する。絶縁体パターン以外の部分に絶縁体材料５を絶縁体パターンと略同じ高さになるように印刷形成する。このように作製した略平坦な層に、任意の方法でスルーホール１３の加工を行う。このスルーホールに導体ペースト４で導体パターンを形成する。
【００３１】
このポスト電極パターンを内蔵し、積層するシートの露出している導体パターンと同一の消失材料パターンを密着する面に持つシート１４を作製し、これらを順次積層、プレス、焼成することにより、導体が絶縁体の２面で支持された構造の積層型インダクタ１５を得る。
【実施例５】
【００３２】
図５に示すように、コイル巻回部に実施例１で作製した層７のみを使用し、これらを積層、プレス、焼成して、導体が絶縁体の２面で支持された構造の積層型インダクタ１６を得る。
【実施例６】
【００３３】
図６に示すように、基材１上に予めアルカリ不溶性絶縁体材料１０のシートを形成する。レーザー加工等でスルーホール１７を形成する。アルカリ不溶性の導体ペースト４でコイルの巻きパターンを印刷する。導体巻きパターンの欠損部にアルカリ不溶性絶縁体材料１０でパターンを印刷形成する。
【００３４】
導体パターン周囲部に、アルカリ可溶性消失材料１８を必要な部分に印刷形成する。その上に、アルカリ不溶性消失材料１９を目的とする構造に準じたパターンで印刷形成する。
【００３５】
溶媒による溶解処理を行い、アルカリ不溶性消失材料のパターン以外の部分となる下層の消失材料を溶解除去する。このとき、下層のアルカリ可溶性消失材料１８をポジ型の感光性を有する材料としておき、アルカリ不溶性消失材料１９をパターン形成した後、露光現像処理により下層の消失材料を除去することとしても良い。また、アルカリ不溶性消失材料１９はネガ型感光性の材料であっても良い。
【００３６】
残ったパターン以外の部分に絶縁体材料２０をアルカリ不溶性消失材料のパターンと略同じ高さになるように印刷等により形成する。
【００３７】
必要な部分にレーザー加工などで導体パターンが露出するまでバイアホール２１を形成する。バイアホールに導体ペースト２２を充填する。または、ここでバイアホールの形成並びに導体ペーストの充填をする代わりに、予めポスト電極パターンを形成しておく方法もある（不図示）。例えば、アルカリ不溶性絶縁体材料１０のパターン形成を行った以降のいずれかの工程後、好ましくはアルカリ可溶性消失材料１８のパターン形成後において、アルカリ不溶性消失材料１９と略同じ高さのポスト電極パターンを形成し、最後に絶縁体材料２０を形成することによるものである。
【００３８】
このようにして作製した層をコイル巻回部に使用し、これらの層を積層、プレス、焼成して、導体が絶縁体の１面で支持された構造の積層型インダクタ２３ａを得る。
【００３９】
また、アルカリ可溶性消失材料１８およびアルカリ不溶性消失材料１９のパターン形状、形成位置などを変更（不図示）することにより、導体が絶縁体の２面で支持された構造の積層型インダクタ２３ｂ、あるいは２３ｃを得ることもできる。
【００４０】
図７に示すデータは、本発明の実施形態の積層型インダクタ（１６）、従来の積層型インダクタ、ともに同じ絶縁体材料、同じ導電体材料、同じコイル巻き数のサンプルより得たものである。
【００４１】
本発明の実施形態の積層型インダクタは、従来の積層型インダクタに比べ、全周波数帯域に渡ってＱ値が高く、図７に示すように、特に約１００ＭＨｚ以上の周波数帯域においては、従来の積層型インダクタを大きく上回るＱ値を得ることができた。
【００４２】
すなわち、本発明の実施形態の積層型インダクタでは、導体パターンの１面以上が絶縁体と接し、導体パターン間に空洞部が存在することにより、内部応力によるＱ値の劣化を解消し、高いＱ値を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の積層型インダクタの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の積層型インダクタの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の積層型インダクタの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の積層型インダクタの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の積層型インダクタの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の積層型インダクタの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態の積層型インダクタと従来の積層型インダクタのＱ値の周波数特性の比較を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１：  基材
２：  アルカリ可溶性消失材料
３、１３、１７：  スルーホール
４：  アルカリ不溶性導体ペースト
２２：  導体ペースト
５：  アルカリ不溶性絶縁体材料
６、２０：  絶縁体材料
７：  層（シート）
８：  層（シート）
９：  積層型インダクタ
１０：  アルカリ不溶性絶縁体材料
１１：  コイルパターン層
１２：  アルカリ可溶性絶縁体材料
１４：  層（シート）
１５：  積層型インダクタ
１６：  積層型インダクタ
１８：  アルカリ可溶性消失材料
１９：  アルカリ不溶性消失材料
２１：  バイアホール
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ：  積層型インダクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006066763.tif 000008
【図７】
2006066763.tif 000009