(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック電子部品の製造方法であって、
Ａ：金属酸化物を含有した焼結済みセラミック素体を準備する工程と、
Ｂ：前記セラミック素体の表面の電極形成領域を局所的に加熱することにより、前記セラミック素体の一部を金属化させた低抵抗部を形成する工程と、
Ｃ：前記低抵抗部を形成した前記セラミック素体を触媒金属置換処理液に浸漬し、前記低抵抗部の金属部分と触媒金属とを置換させる工程と、
Ｄ：前記触媒金属で置換された前記セラミック素体に無電解めっき処理を行うことにより、前記低抵抗部上に電極となるめっき層を形成する工程と、を備え、
前記セラミック素体はフェライトであり、前記低抵抗部は前記フェライトに含まれる金属酸化物の一部が還元した還元層を含み、
前記還元層では、前記フェライトに含まれるＦｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎの少なくとも１種の金属が還元しており、
前記触媒金属置換処理液は、前記還元層における金属の一部を触媒金属で置換するものであり、
前記触媒金属置換処理液は、Ｐｄ置換処理液、Ａｇ置換処理液、Ｃｕ置換処理液のいずれかである、
製造方法。
【請求項２】
前記局所的に加熱する方法は、レーザ照射、電子ビーム照射、又はイメージ炉による局所加熱のいずれかである、請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記セラミック電子部品はチップ部品であり、前記チップ部品の外表面には前記めっき層により外部電極が形成される、請求項１又は２に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記セラミック素体は、両端部に鍔部を有し、その間に巻芯部を有するフェライトコアであり、前記フェライトコアの鍔部には、コイルの両端部が接続される外部電極が前記めっき層により形成される、請求項１又は２に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記セラミック電子部品はセラミック配線基板であり、前記セラミック配線基板の表面には前記めっき層により配線電極が形成される、請求項１又は２に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック電子部品の製造方法、特にセラミック電子部品の電極の形成に関する。本発明におけるセラミック電子部品とは、チップ部品や配線基板などを含む。
【背景技術】
【０００２】
従来より、セラミック電子部品の外部電極の形成方法は、焼結済みのセラミック素体の両端面に電極ペーストを塗布し、焼付けして下地電極を形成した後、その下地電極の上にめっき処理によって上層電極を形成するのが一般的である。しかしながら、この方法では、下地電極の形成にペーストの塗布工程と焼付けに伴う加熱工程とを必要とするため、製造工程の複雑化及びコスト上昇を招くという問題がある。【０００３】
さらに、下地電極の形成において導電ペーストを塗布する際、その塗布形状に制約があるという問題がある。例えば直方体形状のセラミック素体の両端部に導電ペーストをディップ法により形成する場合、導電ペーストはセラミック素体の両端面だけでなく、両端面に隣接する４つの側面にも回り込んで塗布される。そのため、最終的に形成される外部電極は、両端面とそれに隣接する４つの側面にまで広がった形状となる。【０００４】
このような従来の電極形成方法に代えて、めっき処理だけで外部電極を形成する方法が提案されている（特許文献１）。この方法は、内部電極の複数の端部をセラミック素体の端面に互いに近接して露出させると共に、アンカータブと呼ばれるダミー端子を内部電極の端部と同じ端面に近接して露出させ、セラミック素体に対して無電解めっきを行うことにより、これら内部電極の端部とアンカータブとを核としてめっき金属を成長させ、外部電極を形成するものである。【０００５】
しかしながら、この方法では、セラミック素体の外部電極形成部分に複数の内部電極の端部とアンカータブとを近接して露出させなければならず、製造工程が複雑になり、コスト上昇を招く欠点がある。しかも、めっき金属を形成する面が内部電極の端部とアンカータブとが露出する面に制約されるため、任意の部分に外部電極を形成できない。【０００６】
特許文献２には、セラミック素体の表面にめっき電極を形成する方法が開示されている。この方法は、セラミック素体の表面をフッ化アンモニウム溶液でエッチングした後、センシタイザー・アクチベータ法による触媒付与を行い、その後で無電解めっき処理により電極を形成する方法である。しかしながら、この方法でセラミック素体の特定部位にのみ電極を形成しようとすれば、マスクやフォトレジスト等を用いたパターニングが必要であり、処理工程が増えるという欠点がある。特に、セラミック素体が複雑な形状である場合には、パターニング処理が難しく、コスト上昇を招く欠点がある。【０００７】
一方、特許文献３〜５には、インダクタを構成するフェライトの全面に電極を形成した後、レーザを照射して電極を焼き切ることによってコイルパターンを形成する方法が開示されている。その際、レーザの熱が電極だけでなくその下側にあるフェライトにまで波及し、フェライトの一部の性質が変化し、導体化又は低抵抗化することが開示されている（特許文献３の段落０００５、特許文献４の段落０００４、特許文献５の段落０００５参照）。しかし、これら文献ではレーザを照射して電極を焼き切ることしか開示しておらず、しかもレーザの熱がインダクタとしての特性に悪影響を及ぼすと記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−４００８４号公報
【特許文献２】特開平６−２４８７８号公報
【特許文献３】特開２０００−２２３３４２号公報
【特許文献４】特開２０００−２４３６２９号公報
【特許文献５】特開平１１−１７６６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の目的は、セラミック素体の表面の任意の部分に電極を簡単な手法で形成できる製造方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明は、以下の工程を備えるセラミック電子部品の製造方法を提供する。
Ａ：金属酸化物を含有した焼結済みセラミック素体を準備する工程；
Ｂ：前記セラミック素体の表面の電極形成領域を局所的に加熱することにより、前記セラミック素体の一部を低抵抗化させた低抵抗部を形成する工程；
Ｃ：前記低抵抗部を形成した前記セラミック素体を触媒金属置換処理液に浸漬し、前記低抵抗部上に触媒金属を付着させる工程；
Ｄ：前記触媒金属を付着させた前記セラミック素体に無電解めっき処理を行うことにより、前記低抵抗部上に電極となるめっき層を形成する工程。【００１１】
本発明では、焼結済みセラミック素体の表面の電極形成領域を局所的に加熱することによって、その加熱部分を低抵抗化又は導体化させる。局部加熱によってセラミック素体に含まれる金属酸化物の一部が還元され、低抵抗部が形成されると考えられる。次に、低抵抗部を形成したセラミック素体を触媒金属置換処理液に浸漬すると、低抵抗部の金属成分と触媒金属置換処理液に含まれる触媒金属とが置換され、低抵抗部上に触媒金属が選択的に付着する。触媒金属は低抵抗部以外の部位には付着しない。次に、触媒金属を付着させたセラミック素体を、電極となる金属イオンを含むめっき液に浸漬すると、低抵抗部上にめっき層が選択的に形成される。すなわち、セラミック素体の低抵抗部上にはめっき金属の析出核となる触媒金属がすでに付着しているので、その触媒作用によりめっき金属が低抵抗部上に還元析出する。低抵抗部上に析出しためっき金属を核としてめっき層が成長することにより、電極形成領域全体を覆う電極を効率よく形成できる。【００１２】
無電解めっき法を用いた電極形成方法として、例えば低抵抗部を形成したセラミック素体をそのまま無電解めっき処理する方法も考えられるが、この方法では、低抵抗部上にめっき層は形成されない。なぜなら、低抵抗部の活性が低く、めっき金属が還元析出しないからである。一方、低抵抗部を形成していないセラミック素体を触媒金属置換処理液に浸漬し、その後で無電解めっき処理する方法もあるが、この方法では、セラミック素体の特定部位にめっき層を選択的に形成できない。本発明では、低抵抗部を形成したセラミック素体に対して触媒付与を行った上で無電解めっきを行うので、低抵抗部を形成した箇所（電極形成領域）だけにめっき層を形成できる。【００１３】
局所的な加熱方法としては、例えばレーザ照射、電子ビーム照射、又はイメージ炉を使用した局所加熱など、種々の方法がある。いずれの方法も、特定の領域にレーザ／電子ビーム／熱線を正確に照射できるので、マスクを使用せずにパターニングを行うことができるという利点を有する。特に、レーザ照射は、レーザのセラミック素体に対する照射位置を素早く変えられる点で有利である。【００１４】
局所加熱の方法としてレーザを使用した場合、レーザは狭い領域にエネルギーが集中するので、セラミック素体の一部が溶融・凝固する。セラミック素体の表面には、例えば線状又は点状のレーザ照射痕が形成され、その周囲近傍に低抵抗部が形成される。レーザ照射痕及び低抵抗部の深さや広さは、レーザの照射エネルギー（波長、出力等）によって調整し得る。低抵抗部上に析出しためっき金属は、凹状のレーザ照射痕の内壁にそって固着するので、そのアンカー効果によりめっき金属（電極）のセラミック素体に対する固着強度を高めることができる。【００１５】
低抵抗部がほぼ隙間なく存在するように、レーザを電極形成領域に密に照射してもよい。この場合には、低抵抗部も連続的に形成されるため、めっき金属が速やかに析出・成長し、めっき処理時間を短縮できる。なお、「密に照射する」とは、レーザ照射のスポット中心の間隔が低抵抗部の広がり幅と同等またはそれより狭いことを指す。すなわち、レーザ照射のスポット中心の間隔をＤとし、スポットの直径（低抵抗部の広がり幅）をＷとした場合、Ｄ≦Ｗのことである。【００１６】
また、レーザを電極形成領域に所定距離をあけて分散して照射することにより、複数の低抵抗部を電極形成領域に分散形成してもよい。この場合には、低抵抗部上に個別に析出しためっき金属を核としてめっき金属が成長し、めっき金属同士が相互に接続されるまでめっき処理を継続することで、連続した電極を形成できる。ここで、「分散して照射する」とは、レーザ照射のスポット中心の間隔が低抵抗部の広がり幅より広いことを指す。すなわち、レーザ照射のスポット中心の間隔をＤとし、スポットの直径（低抵抗部の広がり幅）をＷとした場合、Ｄ＞Ｗのことである。めっき処理の利点は、一部分にめっき金属が析出すれば、その部分を核としてめっき金属が周囲に急速に成長する点である。この利点を活用して、複数の分散した低抵抗部にめっき金属が析出した後、それを核としてめっき金属が低抵抗部の間の領域にも成長するので、電極形成領域の全域にわたって連続した電極を形成できる。よって、レーザを密に照射しなくても良質の電極を形成でき、レーザ加工時間を短縮できる。【００１７】
レーザを照射して低抵抗化又は導体化できる代表的なセラミック材料としては、フェライトがある。フェライトは酸化鉄を主成分とするセラミックスであり、例えばスピネルフェライト、六方晶フェライト、ガーネットフェライトなどがある。フェライトにレーザを照射すると、照射部分が高温になり、絶縁性を持つフェライトの表層部分が変質して導電性を持つ。つまり、低抵抗部が形成される。なお、レーザ照射以外に、電子ビーム又はイメージ炉による熱線を照射しても、同様な低抵抗部を形成できると考えられる。【００１８】
低抵抗部は、セラミック素体に含まれる金属酸化物の一部が還元した還元層を含むものでもよい。金属酸化物の一部が還元することで、金属酸化物が導体化又は半導体化する。そのため、還元された金属と触媒金属とが置換しやすくなり、触媒金属の付着性がよくなる。なお、還元層の表層の一部又は全部が再酸化層で覆われていてもよい。再酸化層が形成された場合には、下層にある還元層の酸化を抑制すると共に、再酸化層自体の経時変化を抑制できる効果がある。なお、再酸化層は例えばｎｍオーダーの薄膜状に形成される。【００１９】
本発明で使用される触媒金属置換処理液としては、例えばＰｄ置換処理液、Ａｇ置換処理液、Ｃｕ置換処理液などが使用可能である。例えば、無電解Ｎｉめっきを行う場合には、Ｐｄ置換処理液又はＡｇ置換処理液を使用でき、無電解Ｃｕめっきを行う場合には、Ｐｄ置換処理液、Ａｇ置換処理液、Ｃｕ置換処理液のいずれかを使用できる。特に、ＰｄはＡｇ，Ｃｕに比べて酸化されにくく、触媒作用が強いので、Ｐｄ置換処理液が最も望ましい。【００２０】
触媒付与及び無電解めっきは、多数のセラミック素体を同時に処理できるので、量産性に優れた電極形成方法を達成できる。従来のような導電ペーストの塗布、焼付けといった複雑な工程を必要とせず、電極の形成工程が簡易になる。また、特許文献１のように、複数の内部電極やアンカータブをセラミック素体の端面に近接して露出させる必要がないので、電極の形状に制約がなく、しかも製造工程が簡略化され、コストを低減できる。さらに、無電解めっきでは、電解めっきにおけるようなメディアを使用しない。電解めっきを用いた場合、電極を形成すべき部位が微小であったり、奥まった位置にある場合、メディアと接触しにくいため、めっき層が形成できなかったり、めっき層の厚みにバラツキが生じたりする可能性がある。無電解めっきではメディアを使用しないので、形状の制約がなく、均一な厚みのめっき層を形成できる。【００２１】
本発明の電極は、セラミック素体の表面に形成される電極であれば、外部電極に限らず、任意の電極であってもよい。例えば、フェライトコアの巻芯部に形成されたコイル状電極であってもよいし、セラミック基板上に形成された配線電極であってもよい。セラミック基板は単一のセラミック素材で形成されたものに限らず、配線電極を形成すべき表層部だけ金属酸化物を含有したセラミック素体で形成されていてもよい。【００２２】
本発明では、セラミック素体の任意の部分に電極を形成できる。例えば、異形電極、すなわち直方体セラミック素体の両端面とそれに隣接する１つの側面とに（側面視Ｌ字形の）外部電極を形成したり、あるいは１つの側面に複数の外部電極を間隔をあけて形成したりすることも容易である。局所加熱はセラミック素体の表層部だけでよいので、セラミック電子部品（例えばインダクタ）としての特性に実質的に影響を及ぼすことはない。【００２３】
本発明は、例えば巻線型コイル部品にも適用できる。すなわち、セラミック素体は両端部に鍔部を有し、その間に巻芯部を有するフェライトコアである。フェライトコアの巻芯部にはレーザ加工等によりコイル形状の低抵抗部が形成され、コアの鍔部にはレーザ加工等により端子電極形状の低抵抗部が形成され、コイル形状の低抵抗部は端子電極形状の低抵抗部と接続されている。このフェライトコアを触媒金属置換液に浸漬した後、無電解めっき処理すると、コイル形状の低抵抗部上と端子電極形状の低抵抗部上とに連続的にめっき電極が形成される。この場合には、コイル部と端子電極部とが共にレーザ加工等により形成可能であるから、製造が一層簡単になる。なお、レーザ強度を調整するなどの方法により、コイル部の電極を外部電極より厚くすることもできる。【００２４】
さらに、セラミック素体は両端部に鍔部を有し、その間に巻芯部を有するフェライトコアであり、鍔部の表面にのみ複数の低抵抗部を形成してもよい。鍔部の低抵抗部上にはめっき金属からなる端子電極がそれぞれ形成される。巻芯部の周面にはワイヤが巻回され、ワイヤの両端部が鍔部の端子電極と接続される。この場合には、巻線部が金属ワイヤで形成されているので、磁気効率が高くなる。端子電極は本発明による薄肉なめっき電極にできるので、渦電流損失が少ない。よって、高いＱ値のインタクダを実現できる。【００２５】
本発明をセラミック配線基板の配線電極の形成に適用することもできる。すなわち、セラミック配線基板の表面に、局所加熱により低抵抗部を形成し、触媒付与を行った後、無電解めっきを行うことにより、低抵抗部上にめっき層からなる配線電極を形成できる。この方法では、パターニングを行わずに配線電極を形成できるので、少量多品種の配線基板に対応できる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、焼結済みセラミック素体の電極形成領域を局所的に加熱して低抵抗部を形成し、そのセラミック素体を触媒金属置換液に浸漬した後、無電解めっき処理することにより、低抵抗部上にめっき金属を選択的に析出させるようにしたので、複雑なパターニング処理を行うことなく、簡易な方法で電極を形成できる。また、局所加熱できる領域であれば任意の部分に電極を形成できるので、複雑な形状の電子部品であっても、電極を簡単に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るセラミック電子部品の第１実施例の斜視図である。
【図２】図１に示すセラミック電子部品の分解斜視図である。
【図３】外部電極形成領域にレーザを照射する様子を示す斜視図である。
【図４】電極の形成工程を示す一例の断面図である。
【図５】低抵抗部の一例の拡大断面図である。
【図６】電極の形成工程の他の例を示す断面図である。
【図７】本発明に係るセラミック電子部品の幾つかの実施例を示す斜視図である。
【図８】本発明に係るセラミック電子部品の一例である巻線型インダクタを示す斜視図である。
【図９】本発明に係る巻線型インダクタの他の例を示す側面図である。
【図１０】本発明に係るセラミック電子部品の一例である縦巻き型コイル部品を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係るセラミック電子部品の一例であるセラミック配線基板を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は本発明に係るセラミック電子部品の一例であるチップ型インダクタ１を示す。インダクタ１は、焼結済みセラミック素体１０を備えており、セラミック素体１０の長さ方向両端部には外部電極３０，３１が形成されている。この実施例のインダクタ１の形状は、図１に示すようにＹ軸及びＺ軸方向の寸法に比べてＸ軸方向の寸法が長い直方体である。
【００２９】
セラミック素体１０は、図２に示すように、例えばＮｉ−Ｚｎ系フェライト又はＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを主体とする絶縁体層１２ａ〜１２ｅを、積層し焼結することによって得られる。絶縁体層１２ａ〜１２ｅは、上下方向（Ｚ軸方向）に順に積層されている。上下両端の絶縁体層１２ａ、１２ｅを除く中間の絶縁体層１２ｂ〜１２ｄ上には、内部電極２０を構成するコイル導体２１〜２３がそれぞれ形成されている。これら３つのコイル導体２１〜２３はビア導体２４、２５によって相互に接続され、全体としてらせん状に形成されている。コイル導体２１〜２３及びビア導体２４、２５は、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ等の導電性材料で形成されている。コイル導体２１の一端部（引出部）２１ａがセラミック素体１０のＸ軸方向の一端面に露出しており、コイル導体２３の一端部（引出部）２３ａがセラミック素体１０のＸ軸方向の他端面に露出している。なお、この実施例ではコイル導体２１〜２３が２ターン分のコイルを形成している例を示したが、ターン数は任意であり、コイル導体の形状及び絶縁体層の層数も任意に選択できる。また、コイル導体を有しない絶縁体層１２ａ、１２ｅの層数も任意である。
【００３０】
外部電極３０、３１は、図１に示すように、セラミック素体１０のＸ軸方向の両端面と上面（実装時には底面）の一部とを覆うように側面視Ｌ字形に形成されている。すなわち、セラミック素体１０をＹ方向から見たとき、外部電極３０、３１はそれぞれＬ字形に形成されている。外部電極３０はコイル導体２３の引出部２３ａと接続されており、外部電極３１はコイル導体２１の引出部２１ａと接続されている。なお、外部電極３０，３１は、後述するように無電解めっき処理により形成されており、その材料は例えばＣｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｓｎ等が使用される。なお、外部電極３０，３１自体が多層のめっき金属で構成されていてもよい。
【００３１】
図３はセラミック素体１０上への外部電極３０、３１の形成の前に、外部電極形成領域Ｓ１、Ｓ２にレーザＬを照射する様子を示す。図３の（ａ）は、レーザＬを連続照射しながらＹ軸方向に沿って走査した例（又はセラミック素体１０をＹ軸方向に移動させた例）を示している。なお、走査方向は任意であり、Ｘ軸方向（又はＺ軸方向）であってもよいし、ジグザグ状や周回状であってもよい。レーザＬの照射によって、セラミック素体１０の表面には多数の線状のレーザ照射痕４０が形成される。なお、図３の（ａ）では、線状のレーザ照射痕４０をＸ軸方向に間隔を開けて形成した例を示したが、レーザ照射痕４０同士が互いに重なるように密に形成してもよい。図３の（ｂ）は、レーザＬを点状に照射した例を示す。この場合には、セラミック素体１０の表面に多数の点状のレーザ照射痕４１が分散して形成される。図３の（ｃ）は、レーザＬを破線状に照射した例を示す。この場合には、セラミック素体１０の表面に多数の破線状のレーザ照射痕４２が分散して形成される。いずれの場合でも、外部電極形成領域Ｓ１，Ｓ２の全域にわたって均等にレーザＬを照射するのが望ましい。
【００３２】
図４は電極の形成過程の一例の概略を示す。特に、レーザＬを電極形成領域Ｓに所定の間隔Ｄをあけて照射した場合を示す。
【００３３】
図４の（Ａ）は、まずセラミック素体１０の表面の電極形成領域Ｓにレーザを照射し、それによりセラミック素体１０の表面に断面Ｖ字状又はＵ字状のレーザ照射痕４０を形成した状態を示す。なお、図４の（Ａ）ではレーザＬが１点に集光した例を示したが、実際にはレーザＬを照射するスポットがある程度の面積を持っていてもよい。このレーザ照射痕４０は、レーザ照射によってセラミック素体１０の表層部が溶融・凝固した痕である。スポットの中心部が最もエネルギーが高いので、その部分のセラミック素材が変質しやすく、レーザ照射痕４０の断面は略Ｖ字状又は略Ｕ字状となる。レーザ照射痕４０の内壁面を含む周囲には、セラミック素体を構成する絶縁材料（フェライト）が変質し、その絶縁材料よりも抵抗値の低い導体部または低抵抗部４３が形成される。低抵抗部４３は、フェライトに含まれる金属酸化物の一部が還元することで形成され、金属又はその半導体が低抵抗部４３に存在していると考えられる。具体的には、セラミック素体１０がＮｉ−Ｚｎ系フェライトの場合には、レーザ照射によりフェライトに含まれるＦｅ、Ｎｉ及びＺｎの少なくとも１種の金属が還元している可能性がある。Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトの場合には、フェライトに含まれるＦｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎの少なくとも１種の金属が還元している可能性がある。低抵抗部４３の深さや広さは、レーザの照射エネルギーや照射範囲などによって可変できる。
【００３４】
図４の（Ｂ）は、レーザ照射を繰り返すことで、電極形成領域Ｓに複数のレーザ照射痕４０を間隔Ｄをあけて形成した状態を示す。この例ではレーザ照射のスポット中心の間隔Ｄが低抵抗部４３の広がり幅（例えば直径の平均値）Ｗよりも広いため、各レーザ照射痕４０の間には低抵抗部以外の絶縁領域４４が存在している。この領域４４は、セラミック素体を構成する元の絶縁材料が変質せずに露出している領域である。なお、セラミック素体の表面にレーザ照射に伴って発生したセラミック粉が付着している場合には、セラミック素体を例えば超音波洗浄することによりセラミック粉を除去してもよい。
【００３５】
図４の（Ｃ）は、上記のようにレーザ照射によって低抵抗部４３を形成したセラミック素体１０を触媒金属置換処理液に浸漬し、低抵抗部４３上に触媒金属４６を付着させた状態を示す。低抵抗部４３を構成する金属が触媒金属４６によって置換され、触媒金属４６が低抵抗部４３に付着されている。なお、低抵抗部４３以外の箇所には触媒金属４６は付着しない。図４の（Ｃ）では、原理を説明するため、粒子状の触媒金属４６が低抵抗部４３の表面に付着した様子を示しているが、実際には触媒金属４６が低抵抗部４３の金属又はその半導体の一部と置換していると考えられる。なお、セラミック素体１０を触媒金属置換処理液に浸漬した後、水洗するのがよい。
【００３６】
図４の（Ｄ）は、触媒金属４６を付着させたセラミック素体１０を電極となる金属イオンを含むめっき液に浸漬し、無電解めっきを行った初期の状態を示す。セラミック素体１０の低抵抗部４３上にはめっき金属の析出核となる触媒金属４６が付着しているので、その触媒作用によりめっき金属４５ａが低抵抗部４３上に還元析出し、低抵抗部４３上にめっき層４５ａが選択的に形成される。この段階では、低抵抗部４３の間の絶縁領域４４の上には未だ析出していない。つまり、連続した電極は未だ形成されていない
【００３７】
図４の（Ｅ）は、無電解めっきを行った終期の状態を示す。めっき処理を継続することにより、低抵抗部４３上に析出しためっき金属４５ａが核となって周囲へと成長し、低抵抗部４３の間の絶縁領域４４上まで広がる。隣接するめっき金属４５ａ同士が接続するまでめっき処理を継続することにより、連続した電極４５を形成できる。レーザを照射した低抵抗部４３の外側領域では、触媒金属が付着していないので、低抵抗部４３に比べてめっき金属の成長速度が遅く、めっき処理時間を厳密にコントロールしなくても、電極形成領域にめっき金属を選択的に成長させることができる。めっき処理時間、温度などを制御することによって、電極の形成時間や厚さをコントロールすることが可能である。
【００３８】
なお、１回目のめっき処理により形成した電極４５の上に追加のめっき処理を行うことにより、多層構造の電極を形成することもできる。この場合には、すでに下地となる電極４５が形成されているので、追加のめっき処理時間は短くて済む。上層電極は下地電極４５と異なる金属であってもよい。また、上層電極の形成方法として、無電解めっきに限らず、電解めっきを用いてもよい。
【００３９】
−実験例−
以下に、実際に電極の形成を行った実験例について説明する。
（１）Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトからなる焼結済みセラミック素体に、レーザを往復走査しながら照射した。加工条件は以下の通りであるが、波長は例えば532nm〜10620nmのいずれの範囲でもよい。照射間隔とは、レーザを往復走査する場合の往路と復路のスポット中心の距離を意味する。
【００４０】
【表１】
0006702411.tif 000002
【００４１】
（２）レーザ照射後のセラミック素体を、Ｐｄ置換処理液（ＰＤＣ１０Ｗ，石原薬品（株）製）に浸漬し、触媒金属であるＰｄをセラミック素体のレーザ照射部に付着させた。液温は３０℃とし、浸漬時間は３分間とした。
【００４２】
（３）Ｐｄを付着させたセラミック素体を水洗した後、無電解Ｎｉめっきを以下の条件で行った。具体的には、めっき液（ニムデンＫＰＲ−１１、上村薬品（株）製）の液温を７７℃とし、浸漬時間を６０分間とした。このような条件で無電解めっきを行った結果、セラミック素体の表面（レーザ照射部）に平均厚さ１０μｍの良好なＮｉ電極を形成することができた。なお、同様の結果は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトを用いた場合でも得られた。
【００４３】
なお、比較のために、上述と同様の条件でレーザ照射したセラミック素体に対して、そのまま（Ｐｄ置換処理液に浸漬せずに）無電解Ｎｉめっきを行ったが、レーザ照射部上にめっき層は形成されなかった。これは、レーザ照射部の活性が低く、めっき金属が還元析出しないためであると考えられる。一方、レーザ照射を行わないセラミック素体をＰｄ置換処理液に浸漬し、その後で無電解Ｎｉめっきを実施したが、この方法でもめっき層は形成されなかった。その理由は、Ｐｄがセラミック素体上に付着しなかったためであると考えられる。以上のことから、本発明方法の有効性が確かめられた。
【００４４】
−評価−
Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトにレーザを照射した試料と、レーザ未照射の試料とに対して、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）および転換電子収量法を用いたＦｅ，Ｃｕ，Ｚｎの、Ｋ端ＸＡＦＳ（Ｘ線吸収微細構造）により、試料表面におけるＦｅ，Ｃｕ，Ｚｎの価数を評価した。ＸＰＳの結果、レーザを照射した試料の表層では金属成分が検出できず、下層になると金属成分が検出できた。また、ＸＡＦＳの結果、レーザを照射した試料の表層部分について、Ｃｕの金属成分を検出できた。一方、ＸＡＦＳの結果、レーザを照射した試料の表層部分について、Ｆｅの金属成分を検出することはできなかったが、Ｆｅの半導体の成分及び絶縁体の成分を検出することができた。下層は、Ｆｅ3+に対するＦｅ2+の割合がセラミックス素体全体での割合に対して大きいこともわかった。以上より、レーザ加工による熱でフェライトに含まれる金属酸化物が分解され、セラミックス素体の下層はフェライトの金属元素が還元し、セラミックス素体の表層部分は残熱により再酸化に至ったと推測される。
【００４５】
図５は、このように形成される低抵抗部４３の断面構造の一例を示し、下層には還元層４３ａが形成され、その表層が半導体及び／又は絶縁体の成分からなる再酸化層４３ｂで覆われている。これら還元層４３ａと再酸化層４３ｂとによって低抵抗部４３が構成されている。なお、レーザ照射は大気雰囲気に限らず、真空中やＮ2雰囲気でレーザ照射を行ってもよいが、真空中やＮ2雰囲気でレーザ照射を行った場合には、再酸化層が形成されない可能性がある。
【００４６】
上述の再酸化層が形成された場合には、以下のような効果が考えられる。すなわち、再酸化層として形成されているＦｅ3Ｏ4は常温での再酸化が進みにくい性質があり、下層にある還元層の酸化を抑制すると共に、再酸化層自体の経時変化を抑制できる効果もある。また、再酸化層は一種の半導体であり、絶縁体であるフェライトよりも抵抗値は低い。そのため、再酸化層上にめっき金属が析出しやすい。
【００４７】
図６は、電極の形成方法の他の例を示す。特に、レーザＬを電極形成領域に密に照射した場合を示す。「密に照射する」とは、レーザ照射のスポット中心の間隔Ｄが低抵抗部４３の広がり幅（例えば直径の平均値）Ｗと同等またはそれより狭いことを指し、隣接するレーザ照射痕４０の下側に形成される低抵抗部４３同士が相互につながっている状態を指す（図６の（Ｂ）参照）。ただし、全ての低抵抗部４３がつながっている必要はない。そのため、セラミック素体１０の電極形成領域のほぼ全域が低抵抗部４３で覆われている。
【００４８】
この場合には、図６の（Ｃ）に示すように、レーザ照射によって低抵抗部４３を形成したセラミック素体１０を触媒金属置換処理液に浸漬すると、低抵抗部４３を構成する金属が触媒金属４６によって置換され、触媒金属４６が低抵抗部４３に付着される。低抵抗部４３が密に形成されているので、触媒金属４６も低抵抗部４３にほぼ連続的に付着している。なお、図６（Ｃ）でも、原理を理解しやすくするため、粒子状の触媒金属４６が低抵抗部４３の表面に付着した様子を示している。
【００４９】
図６の（Ｄ）は、触媒金属４６を付着させたセラミック素体１０を電極となる金属イオンを含むめっき液に浸漬し、無電解めっきを行う初期の状態を示す。セラミック素体１０の低抵抗部４３上にはめっき金属の析出核となる触媒金属４６が付着しているので、その触媒作用によりめっき金属４５ａが低抵抗部４３上に還元析出し、低抵抗部４３上にめっき層４５ａが選択的に形成される。触媒金属４６がめっき金属の析出核となり、低抵抗部４３の表面にめっき金属４５ａが還元析出する。それらめっき電極４５ａがほぼ近接しているため、隣り合うめっき電極４５ａ同士が速やかに接続される。
【００５０】
図６の（Ｅ）は、無電解めっきを行った終期の状態を示す。連続した電極４５が、図４のように間隔をあけてレーザを照射した場合よりも、短時間で形成される。
【００５１】
図６のようにレーザＬを電極形成領域に密に照射した場合には、レーザ照射痕４０も密に形成されるため、セラミック素体１０の表面が削られた状態となる。その表面にめっき金属４５が形成されるため、電極の表面をセラミック素体１０の表面とほぼ同一高さ又はそれより低くすることが可能である。そのため、電極自体の厚みが薄いことと相俟って、電極の突出量を抑制でき、より小型のチップ部品を実現できる。
【００５２】
図７は、本発明を用いて形成されるチップ部品の電極の種々の形態を示す。図７の（ａ）は、セラミック素体１０の両端部にコ字型の外部電極３０、３１を形成したものである。図１の実施例と同様に、内部電極の引出部２１ａ，２３ａ（２１ａは図示せず）がセラミック素体１０のＸ方向両端面に露出し、外部電極３０、３１と接続されている。この例は、セラミック素体１０のＸ方向の両端面と上下面（Ｚ方向両側面）の一部とに外部電極３０、３１を形成したものであり、Ｙ方向の両側面には外部電極が形成されていない。そのため、この電子部品１をＹ方向に隣接して高密度に実装可能である。
【００５３】
図７の（ｂ）は、セラミック素体１０の上面（実装時には底面）の両端部にのみ外部電極３０、３１を形成したものである。他の面には外部電極が形成されていない。この場合は、内部電極の端部２１ａ，２３ａがセラミック素体１０のＸ方向両端面には露出しておらず、上面にのみＸ方向と平行に露出している。外部電極３０、３１は内部電極の端部２３ａ，２１ａとそれぞれ接続されている。この場合には、セラミック素体１０を構成する絶縁体層がＺ方向ではなくＹ方向に積層されている。セラミック素体１０の底面にのみ外部電極が形成されているので、高密度実装に適した電子部品を実現できる。
【００５４】
図７の（ｃ）は、セラミック素体１０の上面（実装時には底面）のＸ方向両端部に、例えば４個の外部電極３０〜３３を形成したものである。この場合も、内部電極の端部（図示せず）はセラミック素体１０のＸ方向両端面には露出しておらず、外部電極３０〜３３が形成された上面にのみ露出している。以上のように、本発明方法を用いた外部電極は、レーザ加工が可能な面であれば制約がなく、任意の部分に形成できる。
【００５５】
図８は、巻線型インダクタの電極形成に本発明を適用した例である。セラミック素体５０は両端部に鍔部５１、５２を有し、その間に巻芯部５３を有するコアである。コア材料としては、例えばＮｉ−Ｚｎ系フェライトやＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトなどを使用できる。コア５０の鍔部５１、５２の上面および端面の外部電極形成領域にはレーザ加工により低抵抗部が形成され、その上に外部電極５４、５５がめっき処理により形成されている。また、巻芯部５３の周面にはレーザ加工によりコイル状の低抵抗部が形成され、その上にコイル電極５６がめっき処理により形成されている。コイル状の低抵抗部の両端が外部電極形成領域の低抵抗部と連続するようにレーザ加工されているので、めっき処理によりコイル電極５６の両端５６ａ，５６ｂがそれぞれ外部電極５４、５５に接続される。
【００５６】
この実施例では、コイル状の低抵抗部と外部電極用の低抵抗部とをレーザ加工で連続的に形成することが可能である。レーザ加工としては、例えばレーザ位置を固定し、コア５０を回転及び軸方向移動させるなどの方法を用いることができる。コイル電極５６と外部電極５４、５５はめっき処理により同時に形成できるため、インダクタの製造工程を効率化でき、製造コストを低減できる。なお、コイル電極５６及び外部電極５４、５５に対し複数回のめっき処理を行うことにより、多層構造とすることもできる。
【００５７】
上述のように、コイル電極５６と外部電極５４、５５とを同じレーザ加工及びめっき処理により形成した場合には、電極５６、５４、５５がほぼ一定の厚みになる可能性がある。特に、コイル電極５６の発生磁束を大きくしたい場合には、コイル電極５６の厚みを外部電極５４、５５の厚みより厚くすることが望ましい。その場合には、例えば巻芯部５３へ照射されるレーザのレーザ強度を外部電極領域に照射されるレーザのレーザ強度より高くしてもよいし、巻芯部５３へ照射されるレーザと外部電極領域に照射されるレーザとの照射方式（例えば間欠照射と連続照射、照射範囲の拡縮など）を変更してもよい。レーザ強度を高くすることで、コイル状の低抵抗部の抵抗値が外部電極形成領域の低抵抗部の抵抗値より低くなるか、又はコイル状の低抵抗部の深さが外部電極形成領域の低抵抗部の深さより大きくなる可能性がある。それにより、めっき処理によりコイル状の低抵抗部に形成される電極５６の厚みを外部電極形成領域の低抵抗部に形成される電極５４、５５の厚みより厚くすることが可能になる。
【００５８】
図９は、巻線型インダクタの他の適用例を示す。図８と同一部分又は対応部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この実施例は、図８とは異なり、巻芯部５３にワイヤ５７が巻回され、ワイヤ５７に接続される外部電極５４、５５のみがめっき処理により形成されている。すなわち、フェライトコア５０の鍔部５１、５２の上面、外側面および下面の外部電極形成領域にはレーザ加工により低抵抗部が形成され、その上に外部電極５４、５５がめっき処理により形成されている。そのため、この実施例では全体としてコ字形の外部電極５４、５５が形成されている。巻芯部５３の周面にはワイヤ５７が巻回され、その両端５７ａ，５７ｂがそれぞれ鍔部５１、５２の上面に形成された外部電極５４、５５の部分に接続されている。鍔部５１、５２の下面に形成された外部電極５４、５５の部分は、実装用電極としても使用される。なお、外部電極５４、５５の形状はコ字形に限るものではなく、例えば鍔部５１、５２の上面（ワイヤ５７の接続面）にのみ形成されていてもよい。図９では、１本のワイヤを用いたコイル部品の例を示したが、２本のワイヤを用いてもよい。その場合には、鍔部５１、５２上にそれぞれ２個の外部電極を形成してもよい。
【００５９】
この実施例では、ワイヤ５７に比べて外部電極５４、５５を薄肉に形成できるので、渦電流損失を抑制する効果がある。すなわち、ワイヤ５７によって発生する磁束（図９に破線矢印で示す）が外部電極５４、５５と鎖交することで渦電流による損失が発生し、その渦電流損失は鎖交する外部電極５４、５５の厚みの二乗に比例する。本発明方法により形成された外部電極５４、５５は、一般的な外部電極に比べて薄肉に形成できるので、渦電流損失を抑制できる。さらに、コイル部としてワイヤ５７を使用すれば、発生する磁束密度が増加するので、高いＱ値のインダクタを得ることができる。
【００６０】
図１０は、縦巻き型のコイル部品（インダクタ）に本発明を適用したさらに他の例を示す。この場合のセラミック素体６０は、両端部に鍔部６１、６２を有し、その間に巻芯部６３を有するフェライトコアである。コア６０の一方の鍔部６１の上面には、レーザ加工等により例えば２個の低抵抗部が形成され、その上に外部電極６４、６５がめっき処理により形成されている。外部電極６４、６５は、鍔部６１の上面と側面とに連続的に形成されていてもよい。他方の鍔部６２には外部電極が形成されていない。巻芯部６３の周面には被覆付きワイヤ（図示せず）が巻回され、その両端部がそれぞれ外部電極６４、６５に接続される。なお、図１０では、１本のワイヤを用いたコイル部品の例を示したが、２本のワイヤを用いてもよい。その場合には、鍔部６１上に４個の外部電極を形成してもよい。
【００６１】
図１〜図３、図７〜図１０は、本発明を積層型インダクタの外部電極や巻線型インダクタ（フェライトコア）の電極形成に適用した例を示したが、これに限るものではない。本発明が対象とするセラミック電子部品としては、インダクタに限らず、レーザ照射、電子ビーム照射、イメージ炉を用いた局部加熱によって変質した低抵抗部を形成できるセラミック素体を使用した電子部品であれば、適用可能である。すなわち、セラミック素体の材質はフェライトに限定されない。
【００６２】
図１１は、本発明を配線基板７０に適用した一例を示す。この配線基板７０はフェライト等のセラミック素体で構成され、その上面には配線電極７１〜７６が形成されている。配線電極７１〜７６の外側端部７１ａ〜７６ａは配線基板７０の対向する２つの辺の側面にも延びている。配線電極７１〜７６の内側端部７１ｂ〜７６ｂは互いに近接配置されており、それら他端部の間に電子部品７７、７８を実装可能となっている。なお、図１１は配線電極７１〜７６のパターンの簡単な一例を示したに過ぎず、任意に変更可能である。さらに、配線電極７１ａ〜７６ａの他端部又はその途中にスルーホール電極を形成してもよい。
【００６３】
上述のような配線基板７０の配線電極７１〜７６を形成する場合も、本発明による局部加熱−触媒付与−無電解めっきという手法を用いることができる。特に、局部加熱の方法としてレーザを用いれば、格別なパターニング処理を行わずに高精度な回路パターンを形成できる。
【００６４】
なお、配線基板７０の全体がフェライトなどの金属酸化物を含むセラミック材料で形成されている必要はなく、少なくとも電極が形成される表層部が金属酸化物を含むセラミック材料で形成されておればよい。したがって、配線基板７０は複数の材料からなる複合基板又は多層基板であってもよい。
【００６５】
前記実施例では、局所的な加熱方法としてレーザ照射を使用したが、電子ビームの照射、イメージ炉を使用した加熱なども適用可能である。いずれの場合も、熱源のエネルギーを集光して、セラミック素体の外部電極形成領域を局所加熱することができるため、格別なパターニングを必要としない。
【００６６】
本発明において、１本のレーザを分光して、複数箇所に同時にレーザを照射してもよい。さらに本発明において、レーザの焦点をずらして、レーザの焦点が合っている場合に比べて、レーザの照射範囲を広げてもよい。
【００６７】
本発明は、めっき金属が複数層で形成される場合に、めっき金属の最下層を電極形成領域全体に広がるように成長させる場合に限らない。めっき金属の最下層を電極形成領域の一部に広がるように成長させ、めっき金属の上層を電極形成領域全体に広がるように成長させてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１        セラミック電子部品
１０      セラミック素体
２０      内部電極
２１〜２３    コイル導体
２１ａ、２３ａ  一端部（引出部）
３０、３１      外部電極
４０      レーザ照射痕
４３      低抵抗部
４４      絶縁領域
４５      電極
４５ａ    めっき金属
４６      触媒金属
Ｌ        レーザ
【図１】
0006702411.tif 000003
【図２】
0006702411.tif 000004
【図３】
0006702411.tif 000005
【図４】
0006702411.tif 000006
【図５】
0006702411.tif 000007
【図６】
0006702411.tif 000008
【図７】
0006702411.tif 000009
【図８】
0006702411.tif 000010
【図９】
0006702411.tif 000011
【図１０】
0006702411.tif 000012
【図１１】
0006702411.tif 000013