(57)【要約】【課題】  セラミック焼結体１０の空孔に、樹脂が所望の充填率で均一に充填された積層セラミック電子部品の製造方法を提供する。【解決手段】  樹脂の粘度が低い状態でセラミック焼結体１０に樹脂を真空含浸させ、樹脂の粘度が高い状態でセラミック焼結体表面に付着した樹脂を溶剤で洗浄する。【選択図】        図１
2005093707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックグリーンシートを所定枚数積層して積層体を形成する工程と、
前記積層体を焼成してセラミック焼結体を形成する工程と、
前記セラミック焼結体に存在する空孔に樹脂を含浸する工程と、
前記セラミック焼結体の表面に付着した前記樹脂を洗浄する工程と、を含み、
前記樹脂を含浸する工程における前記樹脂の粘度は、前記樹脂を洗浄する工程における前記樹脂の粘度よりも低くされてい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】
請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法であって、前記樹脂を含浸する工程においては、前記樹脂を加熱することによって、前記樹脂を洗浄する工程よりも前記樹脂の粘度が低くされてい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３】
請求項１あるいは２に記載のセラミック電子部品の製造方法であって、前記セラミックグリーンシートの少なくとも一部には焼失材が混練されてい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４】
少なくとも一部に焼失材が混練されたセラミックグリーンシートを所定枚数積層して積層体を形成する工程と、
前記積層体を焼成してセラミック焼結体を形成する工程と、
前記セラミック焼結体に存在する空孔に樹脂を含浸する工程と、
前記セラミック焼結体の表面に付着した前記樹脂を洗浄する工程と、を含み、
前記樹脂を含浸する工程における前記樹脂の粘度は、１００〜３５０ｍＰａ・ｓであり、前記樹脂を洗浄する工程における前記樹脂の粘度は１２００〜１５００ｍＰａ・ｓであ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層インダクタや積層コンデンサなどの積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック焼結体の内部に所定形状の内部電極を備えた、積層インダクタや積層コンデンサなどの積層セラミック電子部品において、セラミック焼結体に樹脂を含浸させるものがある。
【０００３】
例えば特許文献１に記載された発明では、焼結体の表面に存在する細孔に樹脂を含浸させることによって電気的特性の劣化を防止している。この発明では、溶剤（ガソリン）とシリコーン樹脂の混合液にチップを浸漬して真空含浸した後、ガソリンで表面を洗浄している。
【０００４】
また、未だ公開されていないが、本出願人は特願２００３−９１０６３において、セラミック焼結体に３５〜８０ｖｏｌ％の割合で空孔を形成し、空孔に樹脂を充填した積層セラミック電子部品を提案している。
【特許文献１】特開平５−３２６３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された技術では、樹脂の含浸はセラミック焼結体の表面に形成された細孔をふさぐために行われている。これに対して特願２００３−９１０６３では、グリーンシートに焼失材を混練して焼成することによってセラミック焼結体の内部にも積極的に空孔を形成し、さらに空孔に樹脂やガラスを含浸させることによって、電気的特性を向上させることができることを見出した。
【０００６】
特願２００３−９１０６３に記載された発明では、空孔率が３５〜８０ｖｏｌ％と比較的空孔率が高いため、空孔に対して所望の割合で樹脂を充填することがこれまで以上に、電気的特性および抗折強度確保の点から重要であり、チップ表面の空孔のみならず、チップ中心部の空孔にも十分な樹脂充填を行うことが特に重要である。
【０００７】
ここで特願２００３−９１０６３の積層セラミック電子部品において、特許文献１と同様の方法、すなわち溶剤で希釈した樹脂を真空含浸させ、表面に付着した樹脂を溶剤で洗浄するという方法を適用した場合、以下の問題が発生した。
【０００８】
すなわち、一般に樹脂の粘度が低いほど焼結体内部の空孔にまで十分に含浸されやすく、樹脂の粘度が高いほど洗浄工程での溶出が少ない。よって、粘度が低い樹脂を用いた場合、真空含浸工程では焼結体の中心付近にまで樹脂が所望の割合で比較的均一に含浸されやすいが、溶剤による洗浄によって溶出しやすく、特に焼結体に表面付近で樹脂含浸率が低下したり不均一になったりするという問題が発生する。一方、溶剤による不所望な溶出が起こりにくい高粘度の樹脂を用いた場合には、真空含浸工程において焼結体の中心付近にまで十分かつ均一に樹脂が含浸されないという問題が発生する。
【０００９】
このように、セラミック焼結体に比較的高い割合で空孔を形成した場合には、所望の割合で均一に樹脂を含浸させることが困難で、樹脂の粘度の選択や洗浄に用いる溶剤の選択が難しく、所望の特性を得にくいという問題があった。
【００１０】
よって本発明の目的は、樹脂が焼結体の中心付近まで十分かつ均一に充填されつつ、溶剤による洗浄工程で焼結体の表面付近の樹脂が不所望な溶出を起こしにくい積層セラミック電子部品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】
上記問題点を解決するために本発明に係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を所定枚数積層して積層体を形成する工程と、前記積層体を焼成してセラミック焼結体を形成する工程と、前記セラミック焼結体に存在する空孔に樹脂を含浸する工程と、前記セラミック焼結体の表面に付着した前記樹脂を洗浄する工程と、を含み、前記樹脂を含浸する工程における前記樹脂の粘度は、前記樹脂を洗浄する工程における前記樹脂の粘度よりも低くされていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、空孔に樹脂を含浸する工程においては樹脂が十分に含浸され、かつ、樹脂を洗浄する工程においては含浸された樹脂の不所望な溶出を招くことがなく、所望の割合で樹脂が含浸された積層セラミック電子部品を得ることができる。
【００１３】
また本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法は、前記樹脂を含浸する工程においては、前記樹脂を加熱することによって、前記樹脂を洗浄する工程よりも前記樹脂の粘度が低くされていることを特徴とする。
【００１４】
すなわち、温度によって樹脂の粘度を変化させることによって、樹脂の粘度を容易に変化させることができる。
【００１５】
さらにまた、本発明に係る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の少なくとも一部には焼失材が混練されていることを特徴とする。
【００１６】
グリーンシートに焼失材を混練して意図的に空孔を形成した積層セラミック電子部品では、焼結体の中心付近にまで十分に樹脂を含浸させつつ、洗浄工程における不所望な樹脂の溶出を防ぐことが難しかった。よって本発明をこのような積層セラミック電子部品に適用することにより、本発明はより実効あるものとなる。
【００１７】
また、本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法は、少なくとも一部に焼失材が混練されたセラミックグリーンシートを所定枚数積層して積層体を形成する工程と、前記積層体を焼成してセラミック焼結体を形成する工程と、前記セラミック焼結体に存在する空孔に樹脂を含浸する工程と、前記セラミック焼結体の表面に付着した前記樹脂を洗浄する工程と、を含み、前記樹脂を含浸する工程における前記樹脂の粘度は、１００〜３５０ｍＰａ・ｓであり、前記樹脂を洗浄する工程における前記樹脂の粘度は１２００〜１５００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする。
【００１８】
これにより、グリーンシートに焼失材を混練して意図的に空孔を形成した積層セラミック電子部品において、焼結体の中心付近にまで十分に樹脂を含浸させつつ、洗浄工程における不所望な樹脂の溶出を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明によれば、空孔に十分に樹脂を含浸させつつ、洗浄工程において空孔に含浸された樹脂が不所望に溶出することを防ぐことができ、セラミックグリーンシートに焼失材を混練して意図的に空孔を形成した積層セラミック電子部品に適用すれば、本発明は特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
【実施例】
【００２１】
以下において本発明の実施例について説明する。図１は本発明に係る積層セラミック電子部品の一例としての積層コイルを模式的に示す断面図である。
【００２２】
積層コイルは、内部にコイル導体２０を備えたセラミック焼結体１０と、セラミック焼結体１０の両端面に形成され、コイル導体２０と導通している外部電極３０とからなる。図２はセラミック焼結体の断面を示す図である。セラミック焼結体１０には３５〜８０ｖｏｌ％の空孔４０が形成されており、空孔４０には樹脂５０が充填されている。本発明において空孔率は以下の式（１）によって与えられるものとする。
【００２３】
空孔率＝１−｛（Ｘ／Ｙ）／Ｚ｝  ・・・（１）
ここで、Ｘはセラミック焼結体１０の重量、Ｙはセラミック焼結体１０の体積、Ｚはセラミック焼結体１０の理論密度である。なお、この式によって求めた空孔率は、後述するように焼失材を添加することによって意図的に形成された空孔４０に加えて、意図せざる空孔４０（焼結によって不可避的に発生する気泡など）をも含む。
【００２４】
空孔４０は、その平均径が５〜２０μｍとされている。なお、空孔４０は、開空孔（オープンポア）及び閉空孔（クローズドポア）を含む。そしてこの空孔４０のうち、３０〜７０ｖｏｌ％は、樹脂５０で充填されている。空孔４０に対する樹脂５０の充填率（ｖｏｌ％）は、まず、樹脂５０含浸前のセラミック焼結体１０の空孔率を前記の式から求め、樹脂５０含浸後のセラミック焼結体１０の重量増加分とセラミック焼結体１０の体積、樹脂５０の比重から、セラミック焼結体１０の体積に対する樹脂５０含浸の体積を求め、これを空孔率で割って求める。
【００２５】
ここでこの積層コイルの製造方法について説明する。まず、所定の比率でＦｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎなどの酸化物を混合して８００℃で１時間仮焼し、ボールミルによって粉砕して乾燥させることにより、フェライト粉末原料を得る。得られたフェライト粉末原料に、バインダー、分散剤、溶媒を添加し、さらに市販の球状ポリマー（焼失材）を所定の空孔率（ここでは３５ｖｏｌ％とした）となるように添加して混合し、ドクターブレード法により厚さ４０μｍのセラミックグリーンシートを作製した。焼失材は平均粒径が７〜８μｍのものを用いた。
【００２６】
空孔を形成するための焼失材として、表面積や保形性が大きく、バインダーに
対する接着性に優れた球状ポリマーを採用することにより、歩留まりを低下させ
ることなく、バインダーの割合を減らして焼失材の割合を増やすことが可能にな
り、空孔率を高めることができる。
【００２７】
次に、図３に示すように、前記セラミックグリーンシート１１上に所定形状の導体パターン２１やビアホール２２を導電ペーストにて形成する。導体パターン２１と、導体パターン２１の所定の端部同士を接続するビアホール２２とによってコイル導体２０が形成されている。また、コイル導体２０の両端はビアホール２３によってセラミック焼結体１０の端面まで引き出される。これらのセラミックグリーンシート１１を積層し、圧着して所定サイズにカットする。
【００２８】
ここでは、すべてのセラミックグリーンシート１１に焼失材を混練しているが、焼失材を混練しないセラミックグリーンシート１１を併用してもよい。
【００２９】
得られた積層体を４００℃で３時間熱処理して脱バインダーを行った後、９２
５℃で２時間焼成することにより、３５ｖｏｌ％の空孔率を有するセラミック焼
結体を得た。空孔の割合は、混合する有機材料（特に、焼失材）の量を変化させ
ることにより、調整することができる。
【００３０】
次にセラミック焼結体１０の両端面にＡｇを主成分とする導電ペーストを８５０℃で焼きつけて外部電極３０の下地とする。
【００３１】
次に、エポキシ樹脂５０を、所定の粘度になるように有機溶剤で希釈した溶剤中に、前記積層体１０を浸漬し、真空ポンプを用いて脱泡する。この状態でおよそ１０分間にわたって真空含浸を行い、空孔４０にエポキシ樹脂を充填した。このとき、エポキシ樹脂は５０℃に加熱して粘度を下げて含浸させた。
【００３２】
常温（２５℃）に放冷したのち、アルコールを用いてセラミック焼結体の表面に付着した樹脂を洗浄した。このとき、エポキシ樹脂は常温であるので前述の真空含浸時よりも粘度が高くされている。
【００３３】
洗浄後、１２０℃で数時間かけてエポキシ樹脂を硬化させ、外部電極の下地にＮｉめっき、Ｓｎめっきを施して図１に示した積層コイルが完成する。
【００３４】
ここで本発明の効果を確認するため次のような実験を行った。まず５０℃加熱時における粘度、すなわち樹脂含浸時の粘度が３２０ｍＰａ・ｓ、常温（２５℃）における粘度、すなわち洗浄時における粘度が１０００ｍＰａ・ｓであるエポキシ樹脂を用いて上記の工程で積層コイルを作成した（実施例１）。また、５０℃加熱時における粘度が２５０ｍＰａ・ｓ、常温における粘度が１２００ｍＰａ・ｓであるエポキシ樹脂を用いて上記の工程で積層コイルを作成した（実施例２）。さらに比較例として、常温における粘度が１２００ｍＰａ・ｓである樹脂を用いて、真空含浸と洗浄をともに常温で行って積層コイルを作成した（比較例）。
【００３５】
これらのそれぞれについて、樹脂含浸率、抗折強度、特性変化率を測定した。特性変化率は、１２０℃、湿度１００％、２ａｔｍの条件で１００時間の耐湿試験を行い、耐湿試験前と試験後に１００ＭＨｚにおけるインピーダンスを測定して、以下の式（２）によって求めた。
【００３６】
特性変化率＝（Ｂ−Ａ）／Ａ  ・・・（２）
ここでＡは耐湿試験前のインピーダンスであり、Ｂは耐湿試験後のインピーダンスである。
【００３７】
実施例１、２および比較例の樹脂含浸率、抗折強度、特性変化率を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2005093707.tif 000003
【００３９】
実施例１、２ともに、比較例よりも樹脂含浸率が高かったが、これは真空含浸時の粘度が比較例よりも低いため、セラミック焼結体の中心付近にある空孔にまで均一に樹脂が含浸されたことによる。中心付近の空孔にまで均一に樹脂が含浸されたため、抗折強度、耐湿性ともに高まったことがわかる。
【００４０】
なお実施例２のほうが実施例１よりも樹脂含浸率が高かったのは、洗浄時のエポキシ樹脂の粘度が実施例２のほうが高いため、セラミック焼結体表面付近の空孔から不所望な樹脂の溶出が起こり難くなったためである。
【００４１】
本発明においては、セラミックグリーンシートに焼失材を混連して空孔を形成した場合、樹脂含浸時の樹脂の粘度が１００〜３５０ｍＰａ・ｓとされることが好ましい。これよりも粘度の低い樹脂を用いた場合には含浸された樹脂が流れ落ちてしまう虞があり、これよりも粘度の高い樹脂を用いた場合には焼結体の中心まで樹脂が含浸されない虞がある。
【００４２】
また、セラミックグリーンシートに焼失材を混連して空孔を形成した場合、洗浄時の樹脂の粘度が５００〜１５００ｍＰａ・ｓとされることが好ましく、洗浄時の樹脂の粘度は１２００〜１５００ｍＰａ・ｓとされることがより好ましい。樹脂の粘度がこれよりも低い場合には溶剤によって樹脂が不所望に溶出してしまう虞があり、樹脂の粘度がこれよりも高い場合には焼結体の表面に付着した樹脂が十分に除去されない虞がある。
【００４３】
上記の実施例ではセラミック焼結体はフェライト焼結体であるが、誘電体であってもよい。また、樹脂としてはエポキシ樹脂を用いたが、フェノール樹脂やシリコーン樹脂を用いてもよい。さらにまた、焼結体の表面に付着した樹脂を洗浄するためにアルコールを用いたが、樹脂を溶解させる作用があるものであれば、その他いかなる液体を用いてもよく、例えば公知の種々の有機溶剤を用いることができる。その他、本発明の趣旨の範囲内において上記の実施例に種々の変更を加えてもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の積層コイルを模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の積層コイルのセラミック焼結体を示す断面図である。
【図３】本発明の積層コイルの積層構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０    セラミック焼結体
１１    セラミックグリーンシート
２０    コイル導体
２１    導体パターン
２２，２３    ビアホール
３０    外部電極
４０    空孔
５０    樹脂（エポキシ樹脂）
【図１】
2005093707.tif 000004
【図２】
2005093707.tif 000005
【図３】
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