(57)【要約】【課題】セラミック焼結体に含浸させた樹脂の硬化処理時にセラミック焼結体どうしのくっつきを解消し、さらに、外部電極上へのめっき処理を確実に行うことのできる積層セラミック電子部品の製造方法を得る。【解決手段】セラミック焼結体１の内部に電極が配設された積層セラミック電子部品の製造方法であって、配合セラミック原料を用いて内部に電極が配設された成形体を形成する工程と、前記成形体を焼成することにより、内部に電極が配設されたセラミック焼結体１を形成する工程と、前記焼結体１の空孔２に樹脂３を含浸させる工程と、樹脂３を含浸させた後の焼結体１を洗浄する工程と、洗浄後の焼結体１を樹脂３の硬化開始温度よりも低い温度で熱処理する工程と、熱処理後の焼結体１どうしのくっつきをほぐす工程と、樹脂３を硬化させる工程とからなる。くっつきをほぐす工程にはバレルを用いることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック焼結体の内部に電極が配設された積層セラミック電子部品の製造方法であって、
セラミック原料とバインダーとを配合した配合セラミック原料を用いて、内部に電極が配設された成形体を形成する工程と、
前記成形体を焼成することにより、内部に電極が配設された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樹脂を含浸させる工程と、
樹脂を含浸させた後のセラミック焼結体を洗浄する工程と、
洗浄後のセラミック焼結体を前記樹脂の硬化開始温度よりも低い温度で熱処理する工程と、
熱処理後のセラミック焼結体どうしのくっつきをほぐす工程と、
前記樹脂を硬化させる工程と、からな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】
セラミック焼結体どうしのくっつきをほぐす工程は、バレルを用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３】
セラミック焼結体どうしのくっつきをほぐす工程は、前記バレルを用いて、前記セラミック焼結体のくっつきをほぐすと共に、該セラミック焼結体を研磨することを特徴とする請求項２に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記熱処理工程は前記樹脂の硬化開始温度よりも１０℃以上低い温度で行うことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記配合セラミック原料には焼失材が含まれていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に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】
本発明は、積層セラミック電子部品の製造方法、詳しくは、高周波帯域で使用されるインダクタ、ＬＣ複合電子部品、ＬＲ複合電子部品、ＬＣＲ複合電子部品などの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開昭５５−５２３００号公報
【特許文献２】
特開平１１−６７５７５号公報
【０００３】
近年、電子機器の高周波化が進み、インダクタやＬＣ複合部品、ＬＲ複合部品、ＬＣＲ複合部品などは、ＧＨｚ帯域の高周波に対応可能なものが求められるようになっている。
【０００４】
そこで、電磁波吸収体などに用いられる誘電率の低いフェライト材料として、空孔率を２０〜７０ｖｏｌ％とした発泡フェライト焼結体が知られている（特許文献１参照）。また、空孔を含有させたセラミックを用いた電子部品として、セラミックと、セラミックの内部に形成された内部電極を備え、セラミックに直径１〜３μｍの空孔を３〜３０ｖｏｌ％の割合で含有させたセラミック電子部品が提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
この種のフェライト焼結体は、空孔を高い割合で含んでいることに起因して誘電率が低く、高周波帯域でのインピーダンス特性を向上させることが可能である。また、磁路が連続していることから電磁気特性が不連続に大きく変動することがないという利点を有している。
【０００６】
ところで、本願発明者らは、フェライト焼結体の強度補強のために、該焼結体に樹脂を含浸させる種々の実験を試みた。樹脂を含浸させると、空孔の有無に拘わらずフェライト焼結体の強度が向上し、かつ、空孔を形成したフェライト焼結体にあっては空孔に樹脂が所定の割合で充填されることによって、インピーダンス特性のより一層の向上が図られることを知見した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、樹脂を含浸したセラミック電子部品においては、研磨した後の所定サイズのチップ（セラミック焼結体）を樹脂中に浸漬して引き上げた後、樹脂を硬化させる際に、チップの表面に付着している樹脂どうしが接着してチップがくっついてしまうという不具合が生じた。また、チップの表面に形成した外部電極に残留している樹脂によってめっき処理が不完全になるという不具合も生じた。
【０００８】
チップ表面の余分な樹脂を硬化の前に洗浄して除去したとしても、洗浄液中に溶け出した樹脂が乾燥時にチップ表面に残るため、完全にチップのくっつきを解消することは困難であった。洗浄条件を厳しくすることも考えられるが、これでは焼結体の内部に含浸した樹脂も洗い流してしまうことになり、必ずしも好ましい対策ではない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、セラミック焼結体に含浸させた樹脂の硬化処理時にセラミック焼結体どうしのくっつきを解消することのできる積層セラミック電子部品の製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、前記目的に加えて、セラミック焼結体の表面に付着した樹脂を除去し、外部電極上にめっき処理を確実に行うことのできる積層セラミック焼結体の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用】
以上の目的を達成するため、本発明は、セラミック焼結体の内部に電極が配設された積層セラミック電子部品の製造方法であって、セラミック原料とバインダーとを配合した配合セラミック原料を用いて、内部に電極が配設された成形体を形成する工程と、前記成形体を焼成することにより、内部に電極が配設された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樹脂を含浸させる工程と、樹脂を含浸させた後のセラミック焼結体を洗浄する工程と、洗浄後のセラミック焼結体を前記樹脂の硬化開始温度よりも低い温度で熱処理する工程と、熱処理後のセラミック焼結体どうしのくっつきをほぐす工程と、前記樹脂を硬化させる工程と、からなることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る製造方法にあっては、樹脂を含浸させたセラミック焼結体を洗浄し、洗浄後のセラミック焼結体を樹脂の硬化開始温度よりも低い温度で熱処理する。ここでは、樹脂は完全に硬化することなく、セラミック焼結体どうしは弱いくっつきが発生する。その後、セラミック焼結体どうしのくっつきをほぐすようにしたため、最終的に樹脂を硬化させたときのセラミック焼結体どうしのくっつきが確実に解消されることになる。また、樹脂の洗浄を完全に行うことは必ずしも必要ではなく、セラミック焼結体の内部に含浸した樹脂までも洗い流されることはない。
【００１３】
本発明に係る製造方法において、セラミック焼結体どうしのくっつきをほぐす工程では、バレルを用いることができる。バレルを用いると、セラミック焼結体のくっつきがほぐされると共に、該焼結体の表面に形成されている外部電極に付着している樹脂も除去されるため、外部電極上へのめっき処理が確実に行われることになる。バレルを用いてセラミック焼結体を研磨すれば、付着樹脂の除去がより効果的である。
【００１４】
さらに、本発明に係る製造方法において、前記配合セラミック原料には焼失材が含まれていてもよい。配合セラミック原料に焼失材を含ませることによって、セラミック焼結体の表面及び内部に空孔を形成することができ、焼結体の誘電率が低くなり、電子部品の高周波帯域でのインピーダンス特性が向上する。さらに、この空孔に樹脂が含浸されることにより、焼結体の強度が向上すると共に、インピーダンス特性がさらに向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１６】
（セラミック焼結体の構造、図１参照）
本発明に係る製造方法において製造される一例としてのセラミック電子部品は、セラミック焼結体に多数の空孔を形成し、該空孔に樹脂を含浸させたチップインダクタである。そこで、まず、樹脂が充填された空孔を有するセラミック焼結体について、図１を参照して説明する。
【００１７】
図１（Ａ）に示すように、セラミック焼結体１の内部には複数の空孔２が形成されており、該空孔２には樹脂３が充填されている。空孔２は、その平均径が５〜２０μｍであり、セラミック焼結体１において例えば３０〜８０ｖｏｌ％の割合で形成されており、開空孔及び閉空孔を含む。この焼結体１では空孔２のうち、例えば４０ｖｏｌ％以上が樹脂３で充填されている。
【００１８】
なお、図１（Ａ）はセラミック焼結体１に樹脂３を含浸させた状態を示し、図１（Ｂ）は焼結体１の表面に付着した樹脂を洗浄した状態を示す。
【００１９】
セラミック焼結体１としては、磁性体セラミック、誘電体セラミック、半導体セラミック、圧電体セラミックなど、各種の機能性セラミックを用いることができる。
【００２０】
（製造方法の実施形態）
ここで、積層セラミック電子部品の製造方法に関してその一実施形態について説明する。
【００２１】
まず、フェライト材料を得るため、所定量の酸化物原料（鉄、ニッケル、亜鉛、銅などの酸化物）を混合して８００℃で１時間仮焼した。その後、ボールミルにより粉砕し、乾燥することにより、平均粒径約２μｍの酸化物混合粉末を得た。
【００２２】
得られた前記酸化物混合粉末に、バインダー、分散剤、溶剤を添加し、さらに、市販の球状ポリマー（焼失材）を所定の空孔率（例えば、３５ｖｏｌ％）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３０μｍのセラミックグリーンシートを作製した。空孔率は任意であるが、３０〜８０ｖｏｌ％が好ましい。
【００２３】
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。
【００２４】
次に、前記セラミックグリーンシート上に所定形状の内部電極やビアホールを導電ペーストにて形成し、これらのシートを積層し、圧着して所定サイズにカットした。
【００２５】
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、９００℃で２時間焼成し、さらに、バレル研磨により積層体の面取りを行い、長さが１．６ｍｍ、幅及び高さが０．８ｍｍの、空孔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。
【００２６】
次に、前記セラミック焼結体の両端部に導電ペーストを塗布して焼成し、内部電極と電気的に接続された外部電極を形成した。
【００２７】
以上の工程によって製作されたチップインダクタの構成を図２に示す。このチップインダクタ１０は、セラミック焼結体１１の内部にコイル１２が配設され、セラミック焼結体１１の両端部に外部電極１３，１４が配設された構造を有する。コイル１２のターン数は３０ターンとされている。
【００２８】
コイル１２は、図３にその一部を示すように、セラミックグリーンシート１５上に形成した所定の形状の導電体パターン１７の端部をビアホール１８にて電気的に接続した周知の構成からなる。コイル１２の端部はセラミックグリーンシート１５’に形成したビアホール１８’を介して外部電極１３又は１４に電気的に接続されている。
【００２９】
次に、所定の粘度になるように有機溶剤で希釈したエポキシ系樹脂に前記焼結体を浸漬し、１０分間真空引きして空孔にエポキシ系樹脂を含浸（充填）させた（図１（Ａ）参照）。樹脂の充填率は任意であるが、空孔の４０ｖｏｌ％以上に充填されていることが好ましい。
【００３０】
エポキシ系樹脂から取り出した前記焼結体を有機溶剤にて洗浄し、その表面に付着した余分な樹脂を取り除き（図１（Ｂ）参照）、エポキシ系樹脂の硬化開始温度よりも低い温度で所定時間熱処理（乾燥処理）を施した。
【００３１】
ここで使用したエポキシ系樹脂は硬化開始温度が１００℃のものであり、前記熱処理においては、９０°、８０℃、７０℃で実験を行った。その結果は後述する。
【００３２】
さらに、洗浄及び熱処理後の焼結体に対してバレル処理を行った。具体的には、ポリポットに前記熱処理後の焼結体と直径３ｍｍのアルミナボールと研磨粉と水を入れてバレル処理を行った。
【００３３】
ここでのバレル処理は、その条件によって、完全には硬化していない樹脂どうしの接着を剥がして焼結体どうしのくっつきをほぐす程度、さらには、研磨に至って焼結体の表面に付着している樹脂を除去する程度までを選択することが可能である。
【００３４】
バレル処理の後、焼結体を洗浄して乾燥機に入れ、１５０℃で２時間乾燥させ、焼結体内に含浸したエポキシ系樹脂を硬化させた。
【００３５】
その後、電解めっきによりＮｉ、Ｓｎを外部電極上に成膜し、チップインダクタとして完成させた。
【００３６】
（実験例）
前述した製造方法の一実施形態において、本発明者らは、硬化開始温度が１００℃のエポキシ系樹脂を用い、空孔率３０ｖｏｌ％の割合で形成した空孔に６７ｖｏｌ％の割合で該樹脂を含浸させた焼結体４００ｇについて、以下の実験例１〜７に示す条件で熱処理工程／ほぐし工程及び硬化工程を実施した。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
実験例１は、熱処理及びバレル処理を行うことなく、１５０℃、１２０分の硬化処理を行った。この実験例１はいわば従来例であり、樹脂の硬化において焼結体のくっつきが発生した。また、実験例２も熱処理及びバレル処理を行わずに、１００℃、１２０分の硬化処理を行った。予備的な熱処理及びバレル処理を行っていないので、樹脂の硬化後において焼結体のくっつきが発生した。
【００３９】
実験例３は、１１０℃、６０分の加熱処理を行うと共に、バレル処理を行った。さらに、１５０℃、１２０分の硬化処理を行った。実験例４は、１００℃、６０分の加熱処理を行うと共に、バレル処理を行った。さらに、１５０℃、１２０分の硬化処理を行った。この実験例３、４においても樹脂の硬化処理の後焼結体のくっつきが見られた。実験例３では加熱温度が樹脂の硬化開始温度１００℃よりも高く、実験例４では加熱温度が樹脂の硬化開始温度１００℃であるので、硬化がある程度進行し、樹脂が多く残っている部分で、バレル処理によってはほぐれない固さのくっつきが発生したためであると考えられる。
【００４０】
実験例５は、９０℃、６０分の加熱処理を行うと共に、バレル処理を行った。
さらに、１５０℃、１２０分の硬化処理を行った。実験例６は、８０℃、１２０分の加熱処理を行うと共に、バレル処理を行った。さらに、１５０℃、１２０分の硬化処理を行った。実験例７は、７０℃、１２０分の加熱処理を行うと共に、バレル処理を行った。さらに、１５０℃、１２０分の硬化処理を行った。この実験例５，６，７において、樹脂の硬化処理の後焼結体のくっつきは生じなかった。
【００４１】
実験例５，６，７の熱処理工程においては、いずれも加熱温度が樹脂の硬化開始温度１００℃よりも低く、樹脂はほとんど硬化することがない。この状態の焼結体では弱いくっつきが発生するが、バレル処理によってこのくっつきはほぐされ、かつ、焼結体表面の樹脂が除去される。その後の硬化工程において、焼結体は既にほぐされていて、表面の樹脂も除去されているので、くっつくことがない。
【００４２】
以上の実験例１〜７から明らかなように、セラミック焼結体を樹脂の硬化開始温度よりも低い温度で熱処理すると共にほぐす工程を行うことにより、樹脂の硬化工程での焼結体のくっつきを解消することができる。また、ほぐす工程はバレル処理が好ましく、単にほぐすだけではなく、研磨に至るまでの条件でバレル処理を行えば、焼結体の表面（外部電極の表面も含む）に付着した樹脂を除去することができ、その後の工程で外部電極に施すめっき処理を確実に行うことができる。
【００４３】
また、焼結体の表面に余分に付着した樹脂の洗浄に関しては、必ずしも完全に行う必要はなく、焼結体の内部に含浸した樹脂までも洗い流されることはない。
【００４４】
（他の実施形態）
なお、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実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００４５】
特に、セラミック焼結体の原料成分やその組成比は任意である。また、本発明は、空孔が形成されないセラミック焼結体に対して適用することができ、かつ、空孔に含浸する樹脂も前記エポキシ系樹脂以外に種々の樹脂を用いることができる。
【００４６】
さらに、本発明に係る製造方法は、前記実施形態に示したチップインダクタのみならず、ＬＣ複合電子部品、ＬＲ複合電子部品、ＬＣＲ複合電子部品などに幅広く適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、セラミック焼結体に樹脂を含浸させた後、該セラミック焼結体を洗浄し、洗浄後のセラミック焼結体を樹脂の硬化開始温度よりも低い温度で熱処理し、さらに、焼結体どうしのくっつきをほぐすようにしたため、その後の樹脂を硬化させる工程において、セラミック焼結体どうしのくっつきを確実に解消することができる。また、樹脂の洗浄を完全に行うことは必ずしも必要ではなく、セラミック焼結体の内部に含浸した樹脂までも洗い流されることはない。
【００４８】
さらに、前記くっつきをほぐす工程にバレルを用いれば、焼結体の表面に付着している樹脂を除去することが可能となり、外部電極上へのめっき処理が確実なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】樹脂が充填された空孔を有するセラミック焼結体の内部構造を模式的に示し、（Ａ）は樹脂含浸時の断面図、（Ｂ）は洗浄時の断面図である。
【図２】前記セラミック焼結体を用いて製作したチップインダクタを示す断面図である。
【図３】前記チップインダクタの一部を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１…セラミック焼結体
２…空孔
３…樹脂
５…離型剤
１０…チップインダクタ
１１…セラミック焼結体
１２…コイル（内部電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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