(57)【要約】積層セラミック部品は第１積層用シートと第２積層用シートと第１電極パターンと第２電極パターンとを有する。第１、第２電極パターンはいずれも第１積層用シートと第２積層用シートとの間に介在する。第２電極パターンは第１電極パターンよりも幅が大きく、かつ厚みが小さい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１積層用シートと、
前記第１積層用シートに重ね合わされた第２積層用シートと、
前記第１積層用シートと前記第２積層用シートとの間に介在する第１電極パターンと、
前記第１積層用シートと前記第２積層用シートとの間に介在し、前記第１電極パターンよりも幅が大きく、かつ厚みが小さい第２電極パターンと、を備えた、
積層セラミック部品。
【請求項２】
前記第１電極パターンは導電パターンとインダクタパターンのいずれかであり、前記第２電極パターンはコンデンサパターンである、
請求項１記載の積層セラミック部品。
【請求項３】
前記第１電極パターンの幅が８０μｍ以下である、
請求項１記載の積層セラミック部品。
【請求項４】
前記第１電極パターンの幅が６０μｍ以下である、
請求項１記載の積層セラミック部品。
【請求項５】
Ａ）第１セラミックグリーンシート上に第１電極ペーストを印刷して第１電極パターンを形成するステップと、
Ｂ）前記第１セラミックグリーンシート上に第２電極ペーストを印刷して前記第１電極パターンよりも幅の大きく、かつ厚みが小さい第２電極パターンを形成するステップと、
Ｃ）前記第１、第２電極パターンを形成した面上に第２セラミックグリーンシートを重ねて積層体を作製するステップと、
Ｄ）前記積層体を焼成するステップと、を備えた、
積層セラミック部品の製造方法。
【請求項６】
前記第１電極ペースト中の導電粒子の含有率が前記第２電極ペースト中の導電粒子の含有率よりも高い、
請求項５記載の積層セラミック部品の製造方法。
【請求項７】
前記第１電極ペースト中の前記導電粒子の平均粒径が前記第２電極ペースト中の導電粒子の平均粒径よりも小さい、
請求項５記載の積層セラミック部品の製造方法。
【請求項８】
前記Ａステップにおいて前記第１電極パターンをスクリーン印刷で形成し、前記Ｂステップにおいて前記第２電極パターンをスクリーン印刷で形成するとともに、前記Ｂステップを前記Ａステップの前に行う、
請求項５記載の積層セラミック部品の製造方法。
【請求項９】
前記Ａステップにおいて前記第１電極パターンを凹版印刷で形成し、前記Ｂステップにおいて前記第２電極パターンをスクリーン印刷で形成するとともに、前記Ｂステップを前記Ａステップの前に行う、
請求項５記載の積層セラミック部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は内面に多層構造の配線パターンを有する積層セラミック部品とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  携帯電話をはじめとする小型電子機器には、軽薄短小の電子部品が求められている。そのためにインダクタ素子、コンデンサ素子や抵抗体素子などを内蔵することで構成されるＬＣＲ複合回路基板が開発されている。そのようなＬＣＲ複合回路基板の一つに積層セラミック部品がある。従来の積層セラミック部品は以下のようにして製造される。【０００３】  第１積層用シートと第２積層用シートとの間に、電極幅が異なる第１電極パターンと第２電極パターンを介在させる。ここで、第１、第２電極パターンは同一の電極ペーストを用いたスクリーン印刷により同時に形成される。このような積層セラミック部品は例えば特開２００１−３５２２７１号公報に開示されている。【０００４】  上述のようにスクリーン印刷による従来の積層セラミック部品の製造方法においては、第１積層用シートと第２積層用シートに、電極幅の異なる第１電極パターンと第２電極パターンとが同時にかつ同じ電極ペーストによって印刷される。そのため、第１、第２電極パターンの電極厚みはほぼ等しく、薄く形成されている。しかしながら、第１電極パターンと第２電極パターンとが異なるタイプの素子を形成する場合、両者の厚みは同じであることが好ましくない場合がある。【０００５】  例えば第１電極パターンがインダクタンス素子、第２電極パターンがコンデンサ素子である場合を想定する。良好な高周波特性を得るためには第１電極パターンの電極厚みを厚く形成することが好ましい。第２電極パターンはクラックやデラミネーションを防止するために電極厚みを薄く形成することが好ましい。ところが、従来の積層セラミック部品の製造方法では、幅広の第２電極パターンによるクラック等の弊害を避けるため、第１、第２電極パターンは同一の薄い層に形成される。この結果、高周波特性を得るために電極厚みを必要とする第１電極パターンの厚みを充分に得ることができず、積層体としての電力損失が大きくなる。
【発明の開示】
【０００６】  本発明の積層セラミック部品は第１積層用シートと第２積層用シートと第１電極パターンと第２電極パターンとを有する。第１、第２電極パターンはいずれも第１積層用シートと第２積層用シートとの間に介在する。第２電極パターンは第１電極パターンよりも幅が大きく、かつ厚みが小さい。このような第１、第２電極パターンは、製造時の電極ペーストにおける導電粒子の含有量を制御することで形成される。第１電極パターンは充分な電極厚みを有しているので、積層体としての電力損失を防ぐことができ、高周波特性に優れた積層セラミック部品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は本発明の実施の形態における積層セラミック部品の構成を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは本発明の実施の形態における製造工程を説明するための断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは図２Ａに続く製造工程を説明するための断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは図２Ｂに続く製造工程を説明するための断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは図２Ｃに続く製造工程を説明するための断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは図２Ｄに続く製造工程を説明するための断面図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは図２Ｅに続く製造工程を説明するための断面図である。
【図２Ｇ】図２Ｇは図２Ｆに続く製造工程を説明するための断面図である。
【図２Ｈ】図２Ｈは図２Ｇに示す製造工程を詳細に説明するための断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは図２Ｆに続く他の製造工程を説明するための断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａに続く製造工程を説明するための断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは図３Ｂに続く製造工程を説明するための断面図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは図３Ｃに続く製造工程を説明するための断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは本発明の実施の形態における他の製造工程を説明するための断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは図４Ａに続く製造工程を説明するための断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは図４Ｂに続く製造工程を説明するための断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは図４Ｃに続く製造工程を説明するための断面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは図４Ｄに続く製造工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【０００８】１  積層セラミック部品
１０，１０Ａ  セラミックグリーンシート
１１  ベースフィルム
１２  ビアホール
１３  ビア電極
１４  第１電極パターン
１４Ａ  凹部パターン
１５  第２電極パターン
１６  位置合わせピン
１７  パイロット穴
１８  積層パレット
１９  セラミック積層体
１９Ａ  積層体
２０  積層セラミック基板
２０Ａ  第１積層用シート
２０Ｂ  第２積層用シート
２１  表層電極
２２  拘束層
２３  凹版
２４  第１電極ペースト
２５  スキージ
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  図１は本発明の実施の形態における積層セラミック部品の構造を説明するための断面図である。積層セラミック部品１では、第１積層用シート２０Ａと第２積層用シート２０Ｂとの間に、電極幅の異なる第１電極パターン（以下、パターン）１４と第２電極パターン（以下、パターン）１５とが介在している。具体的には、パターン１４はパターン１５よりも幅が小さく、かつ厚みが大きい。言い換えればパターン１５はパターン１４よりも幅が大きく、かつ厚みが小さい。すなわち、パターン１４は導電パターンとインダクタパターンのいずれかであり、パターン１５はコンデンサパターンである。第２積層用シート２０Ｂは第１積層用シート２０Ａに重ね合わせて設けられている。第１積層用シート２０Ａと第２積層用シート２０Ｂとは積層セラミック基板２０の一部を構成している。ビア電極１３はこれら内層の電極同士、あるいは内層の電極と表層電極２１とを接続している。【００１０】  以上のような積層セラミック部品の製造方法を以下に説明する。図２Ａ〜図３Ｄは本実施の形態における積層セラミック部品の製造方法を説明するための断面図である。【００１１】  まず図２Ａに示すように、ベースフィルム１１上に積層用シートとしてセラミックグリーンシート（以下、グリーンシート）１０を形成する。グリーンシート１０には低温焼結型のガラスセラミック材料を用いることができる。このようにグリーンシート１０にガラスセラミック材料を用いることにより銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの高導電率を有する電極材料を用いることができる。そのため、小型で高性能な高周波デバイスに適した積層セラミック部品が得られる。【００１２】  グリーンシート１０は次のように作製することができる。まずセラミック粉末とガラス粉末とを混合したガラスセラミック材料に適量のポリビニルブチラール系樹脂バインダ、可塑剤、有機溶剤を加える。この混合体中の各成分をよく混合・分散させることによりセラミックスラリーを作製する。セラミック粉末として例えばＡｌ２Ｏ３を用いることができ、ガラス粉末としてアルカリ土類ケイ酸塩系ガラスを用いることができる。なお、これらの組成物は一例であり、上記組成に限定されるものではない。【００１３】  こうして調製されたスラリーを用いて、ドクターブレード法等により、所定の厚みのグリーンシート１０をベースフィルム１１上に形成する。なお、ここではベースフィルム１１としてＰＥＴフィルムを使用しているが、離型性を有する材料であれば材質は限定されない。【００１４】  次に図２Ｂに示すように、所定のサイズに切断したグリーンシート１０に対して、ビアホール１２をパンチングやレーザ加工等の方法で形成する。なお、必要に応じて図２Ｆに示す積層用のパイロット穴１７をベースフィルム１１に同時に形成する。なお、ベースフィルム１１にパイロット穴１７を形成する以外に、グリーンシート１０上に形成してもよい。【００１５】  次に図２Ｃに示すように、ビアホール１２へビア電極ペーストを充填することにより、ビア電極１３を形成する。その後、図２Ｄ、図２Ｅに示すように、スクリーン印刷によって内部電極パターンを印刷する。図２Ｄではパターン１５を、図２Ｅではそれに続いてパターン���４を形成している。【００１６】  パターン１４、１５をスクリーン印刷で形成する際には、使用する電極ペーストをそれぞれ使い分けることが好ましい。具体的にはパターン１４には、Ａｇ粉末の含有量が９０ｗｔ％の第１電極ペースト中を使用し、パターン１５には、Ａｇ粉末の含有量が８０ｗｔ％の第２電極ペーストを使用している。【００１７】  第１電極ペーストのＡｇ含有量は８５ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下であることが好ましく、第２電極ペーストのＡｇ含有量は７０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であることが好ましい。これ以外に、第１電極ペーストを第２電極ペーストより厚く塗布してもよいが、Ａｇ含有量を変えるほうが内部電極パターンの厚み制御が容易である。なお、Ａｇを主成分とする電極ペースト以外に、使用するグリーンシート１０との同時焼成が可能であるならばＡｇとパラジウム（Ｐｄ）との混合粉を含む電極ペーストでもよい。Ａｇ以外の金属の例としてはＰｄの他に一般的に白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、Ｃｕ等の比較的導体抵抗が低い金属粉末、またこれらの金属との合金粉末であってもよい。【００１８】  このように、第１電極ペースト中の導電粒子であるＡｇ粉の含有率を第２電極ペーストのＡｇ粉含有率よりも高くすることによりパターン１４がパターン１５より厚く形成される。【００１９】  また、第１電極ペーストに使用する導電粒子であるＡｇ粉の平均粒径を第２電極ペーストに使用するＡｇ粉の平均粒径よりも小さくすることが好ましい。これにより、パターン１４はパターン１５よりファインなパターンとして簡便な方法で、しかも確実に形成される。具体的には、第１電極ペースト中のＡｇの平均粒径は１μｍであり、第２電極ペースト中のＡｇの平均粒径は５μｍである。【００２０】  なお、パターン１４をスクリーン印刷で形成する場合には、ライン幅は４０μｍ程度までファイン化が可能である。すなわち、スクリーン印刷によってパターン１４を形成する場合、４０μｍ以上８０μｍ以下の幅にできる。【００２１】  なお、図２Ｄ、図２Ｅに示すように、まずパターン１５を形成し、次にパターン１４を形成することが望ましい。パターン１４は、先に形成されたパターン１５よりも厚く形成される。このような順序で各電極パターンを形成することにより、できるかぎりパターン１４にダメージを与えないようにすることができる。【００２２】  以上のようにビアホール１２と内部電極パターンを形成した後、複数のグリーンシートを重ね合わせる。この際、図２Ｆに示すように、積層パレット１８上にベースフィルム１１側を上にして、積層機の位置合わせピン１６とベースフィルム１１上のパイロット穴１７で位置合わせする。そして積層パレット１８に第１セラミックグリーンシートであるグリーンシート１０を重ねる。さらにベースフィルム１１を剥離してグリーンシート１０のパターン１４、１５を形成した面上に、第２セラミックグリーンシートであるグリーンシート１０Ａを重ね合わせる。そして、重ね合わされた２枚のグリーンシート１０、１０Ａを熱圧着した後、ベースフィルム１１を剥離する。すなわち、焼成後にはグリーンシート１０は第１積層用シート２０Ａに、グリーンシート１０Ａは第２積層用シート２０Ｂになる。この作業を���要な積層数分だけ繰り返すことで図２Ｇに示すようにセラミック積層体（以下、積層体）１９を形成する。【００２３】  次に図２Ｇに示すように、密度の均一化、層間でのデラミネーションの抑制のため、積層体１９をさらに圧着する。最後に、図２Ｈに示すように、圧着後の積層体を約３５０〜６００℃で脱脂後、約８５０〜９５０℃で焼成する。このようにしてＡｇを内部電極とする積層セラミック基板２０が得られる。なお、焼成後のパターン１４の幅は８０μｍであり、電極厚みは２０μｍである。パターン１５は２ｍｍ角で、厚みは８μｍである。またパターン１４の幅を６０μｍとすると、電極厚みは１５μｍになる。【００２４】  さらに必要に応じて、積層セラミック基板２０に表層電極２１を形成する。このようにして所定の積層セラミック部品１が得られる。複数の積層セラミック部品１を一体で製造する場合には、さらに所定のサイズにダイシングして個片分割する。そしてＩＣ、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ、チップ部品等を、表層電極２１を介して実装する。あるいはこれらの部品を実装した後、所定のサイズにダイシングして個片分割してもよい。【００２５】  なお、表層電極２１は、積層体１９と同時焼成により形成しても、その焼成後に焼き付けてもよい。また、焼成前に切断機等により個片分割した後、焼成してもよい。【００２６】  以上の方法により、パターン１４は十分な電極厚みを有し、パターン１５は比較的薄い電極厚みを有する積層セラミック部品が得られる。このような構成により積層体としての電力損失が抑制され、高周波特性に優れた積層セラミック部品１が得られる。【００２７】  なお、図２Ｇに示す熱圧着過程として図３Ａ〜図３Ｄに示すように拘束用セラミックグリーンシート（拘束層２２）を用いることができる。これによりさらに高寸法精度で平坦性にすぐれた積層セラミック部品を製造することができる。以下にその方法を説明する。【００２８】  まず図２Ｆに示した熱圧着工程において、積層体１９の上下面に図３Ａに示すように、グリーンシート１０の焼成温度では焼結しないＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯ等の材料からなるセラミックグリーンシートである拘束層２２を積層する。そして熱圧着して上下面に拘束層２２が配置された積層体１９Ａを得る。【００２９】  次に図３Ｂに示すように、積層体１９Ａをさらに圧着する。その後、図３Ｃに示すように、積層体１９Ａを脱脂、焼成し、図３Ｄに示すように焼成後に拘束層２２を研磨、超音波洗浄、ブラスト等の方法により除去する。このようにして、図１に示すような電極パターンを有し低温焼成された積層セラミック基板２０が得られる。【００３０】  この場合も表層電極２１は、予め積層体１９に設けておいて積層体１９Ａと同時焼成しても、拘束層２２の除去後に印刷等により形成し、焼き付けてもよい。【００３１】  以上のように熱圧着工程において拘束層２２を用いることにより、より高度な寸法精度と優れた平坦性を有する積層セラミック部品が効率よく得られる。【００３２】  上記の説明では、パターン１４、１５ともスクリーン印刷で形成される。これ以外に、まずパターン１５をスクリーン印刷方法で印刷形成し、次に、パターン１４を凹版印刷で形成してもよい。すな���ち、パターン１４は樹脂フィルムを用いた凹版に第１電極ペーストを充填し、この電極ペーストを熱圧着によりグリーンシート１０上に転写して形成してもよい。この方法を以下、凹版転写工法とよぶ。このようにすれば、スクリーン印刷に比べて、パターン１４はさらにファインに形成される。すなわち、現状の技術レベルでスクリーン印刷では量産レベルで安定して形成することが極めて困難な６０μｍ以下の線幅のパターン１４を安定して形成することができる。なお、凹版転写工法よると１０μｍ程度までのファインラインを形成することも可能となる。すなわち、凹版転写工法によってパターン１４を形成する場合、１０μｍ以上６０μｍ以下の幅にできる。次に、凹版印刷を適用したパターン１４の形成方法を説明する。【００３３】  まず、図４Ａに示すようにグリーンシート１０にビア電極１３を形成した後、図４Ｂに示すようにスクリーン印刷によってパターン１５を印刷形成する。これらの工程は図２Ａ、図２Ｂと同様である。【００３４】  次に、図４Ｃ、図４Ｄに示すように、パターン１４を形成する。まず図４Ｃに示すように、レーザ加工等の方法により所定の凹部パターン１４Ａが形成されたポリイミド等の樹脂フィルムからなる凹版２３に、第１電極ペースト２４をスキージ２５等により充填する。次に図４Ｄに示すように充填された第１電極ペースト２４を熱圧着によりグリーンシート１０上に転写する。このようにしてパターン１４を形成する。【００３５】  なお、凹版２３に用いる樹脂フィルムの材質はポリイミドに限定されないが、形状安定性、耐久性の面でポリイミドが好ましい。なお、ポリイミドフィルムに離型処理を施すことで熱圧着時の転写性が大幅に向上する。【００３６】  また図４Ｂ〜図４Ｅに示すように、まずパターン１５を形成し、次にパターン１４を形成することが望ましい。この理由は図２Ｄ，図２Ｅを用いて説明した理由と同様である。なお、この場合もパターン１４を形成する際に用いる第１電極ペースト２４中の導電粒子の含有率は、パターン１５を形成する際に用いる第２電極ペースト中の導電粒子の含有率よりも高いことが好ましい。さらに、第１電極ペーストに使用するＡｇ粉の平均粒径は第２電極ペーストに使用するＡｇ粉の平均粒径よりも小さいほうが好ましい。【００３７】  以上の方法によっても、第１積層用シート２０Ａと第２積層用シート２０Ｂとの間に、幅と厚みの異なる第１電極パターンと第２電極パターンを介在させた積層セラミック部品が得られる。この積層セラミック部品では、焼成後においても、パターン１４は充分な電極厚みを有し、パターン１５の電極厚みは比較的薄く構成される。なお、このときの、焼成後のパターン１４の幅は６０μｍ、厚みは２０μｍであり、パターン１５は２ｍｍ角で、厚みは８μｍである。さらにパターン１４の幅を２０μｍとする場合には、電極厚みは１３μｍになる。【００３８】  このように、パターン１４の形成に凹版転写技術を用いることで、スクリーン印刷によって形成する場合に比較して、よりファインパターンまで、厚みを極端に薄くすることなくパターン１４が形成できる。【００３９】  以上のように本実施の形態によれば、導電パターンやインダクタパターンであるパターン１��における電力損失が抑制される。そのため積層体としての電力損失が抑制されるため、高周波特性に優れた積層セラミック部品が得られる。またパターン１５は薄く形成されるため、クラックやデラミネーションが起こりにくく、歩留まりが向上する。【００４０】  なお本実施の形態において、パターン１４は導電パターンとインダクタパターンのいずれかであり、パターン１５はコンデンサパターンであるとして説明しているがこれに限定されない。本発明による方法を用いて、各パターン１４、１５によって形成される部品部に求められる特性に応じてこれらの厚みや幅を制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】  本発明にかかる積層セラミック部品およびその製造方法によって、第１積層用シートと第２積層用シート間に、幅と厚みの異なる第１電極パターンと第２電極パターンが介在した積層セラミック部品が得られる。焼成後においても、第１電極パターンは充分な電極厚みを有し、積層体としての電力損失が抑制される。このように高周波特性に優れた積層セラミック部品が得られる。この積層セラミック部品を利用すれば、電力損失の小さい携帯電話等の電子機器が得られる。
【図１】
2006040941.tif 000002
【図２Ａ】
2006040941.tif 000003
【図２Ｂ】
2006040941.tif 000004
【図２Ｃ】
2006040941.tif 000005
【図２Ｄ】
2006040941.tif 000006
【図２Ｅ】
2006040941.tif 000007
【図２Ｆ】
2006040941.tif 000008
【図２Ｇ】
2006040941.tif 000009
【図２Ｈ】
2006040941.tif 000010
【図３Ａ】
2006040941.tif 000011
【図３Ｂ】
2006040941.tif 000012
【図３Ｃ】
2006040941.tif 000013
【図３Ｄ】
2006040941.tif 000014
【図４Ａ】
2006040941.tif 000015
【図４Ｂ】
2006040941.tif 000016
【図４Ｃ】
2006040941.tif 000017
【図４Ｄ】
2006040941.tif 000018
【図４Ｅ】
2006040941.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月24日(2007.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１積層用シートと、
前記第１積層用シートに重ね合わされた第２積層用シートと、
前記第１積層用シートと前記第２積層用シートとの間に介在する第１電極パターンと、
前記第１積層用シートと前記第２積層用シートとの間に介在し、前記第１電極パターンよりも幅が大きく、かつ厚みが小さい第２電極パターンと、を備えた、
積層セラミック部品。
【請求項２】
前記第１電極パターンは導電パターンとインダクタパターンのいずれかであり、前記第２電極パターンはコンデンサパターンである、
請求項１記載の積層セラミック部品。
【請求項３】
前記第１電極パターンの幅が８０μｍ以下である、
請求項１記載の積層セラミック部品。
【請求項４】
前記第１電極パターンの幅が６０μｍ以下である、
請求項１記載の積層セラミック部品。
【請求項５】
Ａ）第１セラミックグリーンシート上に第１電極ペーストを印刷して第１電極パターンを形成するステップと、
Ｂ）前記第１セラミックグリーンシート上に第２電極ペーストを印刷して前記第１電極パターンよりも幅の大きく、かつ厚みが小さい第２電極パターンを形成するステップと、
Ｃ）前記第１、第２電極パターンを形成した面上に第２セラミックグリーンシートを重ねて積層体を作製するステップと、
Ｄ）前記積層体を焼成するステップと、を備えた、
積層セラミック部品の製造方法。
【請求項６】
前記第１電極ペースト中の導電粒子の含有率が前記第２電極ペースト中の導電粒子の含有率よりも高い、
請求項５記載の積層セラミック部品の製造方法。
【請求項７】
前記第１電極ペースト中の前記導電粒子の平均粒径が前記第２電極ペースト中の導電粒子の平均粒径よりも小さい、
請求項５記載の積層セラミック部品の製造方法。
【請求項８】
前記Ａステップにおいて前記第１電極パターンをスクリーン印刷で形成し、前記Ｂステップにおいて前記第２電極パターンをスクリーン印刷で形成するとともに、前記Ｂステップを前記Ａステップの前に行う、
請求項５記載の積層セラミック部品の製造方法。
【請求項９】
前記Ａステップにおいて前記第１電極パターンを凹版印刷で形成し、前記Ｂステップにおいて前記第２電極パターンをスクリーン印刷で形成するとともに、前記Ｂステップを前記Ａステップの前に行う、
請求項５記載の積層セラミック部品の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内面に多層構造の配線パターンを有する積層セラミック部品とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話をはじめとする小型電子機器には、軽薄短小の電子部品が求められている。そのためにインダクタ素子、コンデンサ素子や抵抗体素子などを内蔵することで構成されるＬＣＲ複合回路基板が開発されている。そのようなＬＣＲ複合回路基板の一つに積層セラミック部品がある。従来の積層セラミック部品は以下のようにして製造される。
【０００３】
第１積層用シートと第２積層用シートとの間に、電極幅が異なる第１電極パターンと第２電極パターンを介在させる。ここで、第１、第２電極パターンは同一の電極ペーストを用いたスクリーン印刷により同時に形成される。このような積層セラミック部品は例えば特開２００１−３５２２７１号公報に開示されている。
【０００４】
上述のようにスクリーン印刷による従来の積層セラミック部品の製造方法においては、第１積層用シートと第２積層用シートに、電極幅の異なる第１電極パターンと第２電極パターンとが同時にかつ同じ電極ペーストによって印刷される。そのため、第１、第２電極パターンの電極厚みはほぼ等しく、薄く形成されている。しかしながら、第１電極パターンと第２電極パターンとが異なるタイプの素子を形成する場合、両者の厚みは同じであることが好ましくない場合がある。
【０００５】
例えば第１電極パターンがインダクタンス素子、第２電極パターンがコンデンサ素子である場合を想定する。良好な高周波特性を得るためには第１電極パターンの電極厚みを厚く形成することが好ましい。第２電極パターンはクラックやデラミネーションを防止するために電極厚みを薄く形成することが好ましい。ところが、従来の積層セラミック部品の製造方法では、幅広の第２電極パターンによるクラック等の弊害を避けるため、第１、第２電極パターンは同一の薄い層に形成される。この結果、高周波特性を得るために電極厚みを必要とする第１電極パターンの厚みを充分に得ることができず、積層体としての電力損失が大きくなる。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の積層セラミック部品は第１積層用シートと第２積層用シートと第１電極パターンと第２電極パターンとを有する。第１、第２電極パターンはいずれも第１積層用シートと第２積層用シートとの間に介在する。第２電極パターンは第１電極パターンよりも幅が大きく、かつ厚みが小さい。このような第１、第２電極パターンは、製造時の電極ペーストにおける導電粒子の含有量を制御することで形成される。第１電極パターンは充分な電極厚みを有しているので、積層体としての電力損失を防ぐことができ、高周波特性に優れた積層セラミック部品が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明の実施の形態における積層セラミック部品の構造を説明するための断面図である。積層セラミック部品１では、第１積層用シート２０Ａと第２積層用シート２０Ｂとの間に、電極幅の異なる第１電極パターン（以下、パターン）１４と第２電極パターン（以下、パターン）１５とが介在している。具体的には、パターン１４はパターン１５よりも幅が小さく、かつ厚みが大きい。言い換えればパターン１５はパターン１４よりも幅が大きく、かつ厚みが小さい。すなわち、パターン１４は導電パターンとインダクタパターンのいずれかであり、パターン１５はコンデンサパターンである。第２積層用シート２０Ｂは第１積層用シート２０Ａに重ね合わせて設けられている。第１積層用シート２０Ａと第２積層用シート２０Ｂとは積層セラミック基板２０の一部を構成している。ビア電極１３はこれら内層の電極同士、あるいは内層の電極と表層電極２１とを接続している。
【０００８】
以上のような積層セラミック部品の製造方法を以下に説明する。図２Ａ〜図３Ｄは本実施の形態における積層セラミック部品の製造方法を説明するための断面図である。
【０００９】
まず図２Ａに示すように、ベースフィルム１１上に積層用シートとしてセラミックグリーンシート（以下、グリーンシート）１０を形成する。グリーンシート１０には低温焼結型のガラスセラミック材料を用いることができる。このようにグリーンシート１０にガラスセラミック材料を用いることにより銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの高導電率を有する電極材料を用いることができる。そのため、小型で高性能な高周波デバイスに適した積層セラミック部品が得られる。
【００１０】
グリーンシート１０は次のように作製することができる。まずセラミック粉末とガラス粉末とを混合したガラスセラミック材料に適量のポリビニルブチラール系樹脂バインダ、可塑剤、有機溶剤を加える。この混合体中の各成分をよく混合・分散させることによりセラミックスラリーを作製する。セラミック粉末として例えばＡｌ２Ｏ３を用いることができ、ガラス粉末としてアルカリ土類ケイ酸塩系ガラスを用いることができる。なお、これらの組成物は一例であり、上記組成に限定されるものではない。
【００１１】
こうして調製されたスラリーを用いて、ドクターブレード法等により、所定の厚みのグリーンシート１０をベースフィルム１１上に形成する。なお、ここではベースフィルム１１としてＰＥＴフィルムを使用しているが、離型性を有する材料であれば材質は限定されない。
【００１２】
次に図２Ｂに示すように、所定のサイズに切断したグリーンシート１０に対して、ビアホール１２をパンチングやレーザ加工等の方法で形成する。なお、必要に応じて図２Ｆに示す積層用のパイロット穴１７をベースフィルム１１に同時に形成する。なお、ベースフィルム１１にパイロット穴１７を形成する以外に、グリーンシート１０上に形成してもよい。
【００１３】
次に図２Ｃに示すように、ビアホール１２へビア電極ペーストを充填することにより、ビア電極１３を形成する。その後、図２Ｄ、図２Ｅに示すように、スクリーン印刷によって内部電極パターンを印刷する。図２Ｄではパターン１５を、図２Ｅではそれに続いてパターン１４を形成している。
【００１４】
パターン１４、１５をスクリーン印刷で形成する際には、使用する電極ペーストをそれぞれ使い分けることが好ましい。具体的にはパターン１４には、Ａｇ粉末の含有量が９０ｗｔ％の第１電極ペースト中を使用し、パターン１５には、Ａｇ粉末の含有量が８０ｗｔ％の第２電極ペーストを使用している。
【００１５】
第１電極ペーストのＡｇ含有量は８５ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下であることが好ましく、第２電極ペーストのＡｇ含有量は７０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であることが好ましい。これ以外に、第１電極ペーストを第２電極ペーストより厚く塗布してもよいが、Ａｇ含有量を変えるほうが内部電極パターンの厚み制御が容易である。なお、Ａｇを主成分とする電極ペースト以外に、使用するグリーンシート１０との同時焼成が可能であるならばＡｇとパラジウム（Ｐｄ）との混合粉を含む電極ペーストでもよい。Ａｇ以外の金属の例としてはＰｄの他に一般的に白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、Ｃｕ等の比較的導体抵抗が低い金属粉末、またこれらの金属との合金粉末であってもよい。
【００１６】
このように、第１電極ペースト中の導電粒子であるＡｇ粉の含有率を第２電極ペーストのＡｇ粉含有率よりも高くすることによりパターン１４がパターン１５より厚く形成される。
【００１７】
また、第１電極ペーストに使用する導電粒子であるＡｇ粉の平均粒径を第２電極ペーストに使用するＡｇ粉の平均粒径よりも小さくすることが好ましい。これにより、パターン１４はパターン１５よりファインなパターンとして簡便な方法で、しかも確実に形成される。具体的には、第１電極ペースト中のＡｇの平均粒径は１μｍであり、第２電極ペースト中のＡｇの平均粒径は５μｍである。
【００１８】
なお、パターン１４をスクリーン印刷で形成する場合には、ライン幅は４０μm程度までファイン化が可能である。すなわち、スクリーン印刷によってパターン１４を形成する場合、４０μm以上８０μm以下の幅にできる。
【００１９】
なお、図２Ｄ、図２Ｅに示すように、まずパターン１５を形成し、次にパターン１４を形成することが望ましい。パターン１４は、先に形成されたパターン１５よりも厚く形成される。このような順序で各電極パターンを形成することにより、できるかぎりパターン１４にダメージを与えないようにすることができる。
【００２０】
以上のようにビアホール１２と内部電極パターンを形成した後、複数のグリーンシートを重ね合わせる。この際、図２Ｆに示すように、積層パレット１８上にベースフィルム１１側を上にして、積層機の位置合わせピン１６とベースフィルム１１上のパイロット穴１７で位置合わせする。そして積層パレット１８に第１セラミックグリーンシートであるグリーンシート１０を重ねる。さらにベースフィルム１１を剥離してグリーンシート１０のパターン１４、１５を形成した面上に、第２セラミックグリーンシートであるグリーンシート１０Ａを重ね合わせる。そして、重ね合わされた２枚のグリーンシート１０、１０Ａを熱圧着した後、ベースフィルム１１を剥離する。すなわち、焼成後にはグリーンシート１０は第１積層用シート２０Ａに、グリーンシート１０Ａは第２積層用シート２０Ｂになる。この作業を必要な積層数分だけ繰り返すことで図２Ｇに示すようにセラミック積層体（以下、積層体）１９を形成する。
【００２１】
次に図２Ｇに示すように、密度の均一化、層間でのデラミネーションの抑制のため、積層体１９をさらに圧着する。最後に、図２Ｈに示すように、圧着後の積層体を約３５０〜６００℃で脱脂後、約８５０〜９５０℃で焼成する。このようにしてＡｇを内部電極とする積層セラミック基板２０が得られる。なお、焼成後のパターン１４の幅は８０μｍであり、電極厚みは２０μｍである。パターン１５は２ｍｍ角で、厚みは８μｍである。またパターン１４の幅を６０μｍとすると、電極厚みは１５μｍになる。
【００２２】
さらに必要に応じて、積層セラミック基板２０に表層電極２１を形成する。このようにして所定の積層セラミック部品１が得られる。複数の積層セラミック部品１を一体で製造する場合には、さらに所定のサイズにダイシングして個片分割する。そしてＩＣ、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ、チップ部品等を、表層電極２１を介して実装する。あるいはこれらの部品を実装した後、所定のサイズにダイシングして個片分割してもよい。
【００２３】
なお、表層電極２１は、積層体１９と同時焼成により形成しても、その焼成後に焼き付けてもよい。また、焼成前に切断機等により個片分割した後、焼成してもよい。
【００２４】
以上の方法により、パターン１４は十分な電極厚みを有し、パターン１５は比較的薄い電極厚みを有する積層セラミック部品が得られる。このような構成により積層体としての電力損失が抑制され、高周波特性に優れた積層セラミック部品１が得られる。
【００２５】
なお、図２Ｇに示す熱圧着過程として図３Ａ〜図３Ｄに示すように拘束用セラミックグリーンシート（拘束層２２）を用いることができる。これによりさらに高寸法精度で平坦性にすぐれた積層セラミック部品を製造することができる。以下にその方法を説明する。
【００２６】
まず図２Ｆに示した熱圧着工程において、積層体１９の上下面に図３Ａに示すように、グリーンシート１０の焼成温度では焼結しないＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯ等の材料からなるセラミックグリーンシートである拘束層２２を積層する。そして熱圧着して上下面に拘束層２２が配置された積層体１９Ａを得る。
【００２７】
次に図３Ｂに示すように、積層体１９Ａをさらに圧着する。その後、図３Ｃに示すように、積層体１９Ａを脱脂、焼成し、図３Ｄに示すように焼成後に拘束層２２を研磨、超音波洗浄、ブラスト等の方法により除去する。このようにして、図１に示すような電極パターンを有し低温焼成された積層セラミック基板２０が得られる。
【００２８】
この場合も表層電極２１は、予め積層体１９に設けておいて積層体１９Ａと同時焼成しても、拘束層２２の除去後に印刷等により形成し、焼き付けてもよい。
【００２９】
以上のように熱圧着工程において拘束層２２を用いることにより、より高度な寸法精度と優れた平坦性を有する積層セラミック部品が効率よく得られる。
【００３０】
上記の説明では、パターン１４、１５ともスクリーン印刷で形成される。これ以外に、まずパターン１５をスクリーン印刷方法で印刷形成し、次に、パターン１４を凹版印刷で形成してもよい。すなわち、パターン１４は樹脂フィルムを用いた凹版に第１電極ペーストを充填し、この電極ペーストを熱圧着によりグリーンシート１０上に転写して形成してもよい。この方法を以下、凹版転写工法とよぶ。このようにすれば、スクリーン印刷に比べて、パターン１４はさらにファインに形成される。すなわち、現状の技術レベルでスクリーン印刷では量産レベルで安定して形成することが極めて困難な６０μｍ以下の線幅のパターン１４を安定して形成することができる。なお、凹版転写工法よると１０μm程度までのファインラインを形成することも可能となる。すなわち、凹版転写工法によってパターン１４を形成する場合、１０μm以上６０μm以下の幅にできる。次に、凹版印刷を適用したパターン１４の形成方法を説明する。
【００３１】
まず、図４Ａに示すようにグリーンシート１０にビア電極１３を形成した後、図４Ｂに示すようにスクリーン印刷によってパターン１５を印刷形成する。これらの工程は図２Ａ、図２Ｂと同様である。
【００３２】
次に、図４Ｃ、図４Ｄに示すように、パターン１４を形成する。まず図４Ｃに示すように、レーザ加工等の方法により所定の凹部パターン１４Ａが形成されたポリイミド等の樹脂フィルムからなる凹版２３に、第１電極ペースト２４をスキージ２５等により充填する。次に図４Ｄに示すように充填された第１電極ペースト２４を熱圧着によりグリーンシート１０上に転写する。このようにしてパターン１４を形成する。
【００３３】
なお、凹版２３に用いる樹脂フィルムの材質はポリイミドに限定されないが、形状安定性、耐久性の面でポリイミドが好ましい。なお、ポリイミドフィルムに離型処理を施すことで熱圧着時の転写性が大幅に向上する。
【００３４】
また図４Ｂ〜図４Ｅに示すように、まずパターン１５を形成し、次にパターン１４を形成することが望ましい。この理由は図２Ｄ，図２Ｅを用いて説明した理由と同様である。なお、この場合もパターン１４を形成する際に用いる第１電極ペースト２４中の導電粒子の含有率は、パターン１５を形成する際に用いる第２電極ペースト中の導電粒子の含有率よりも高いことが好ましい。さらに、第１電極ペーストに使用するＡｇ粉の平均粒径は第２電極ペーストに使用するＡｇ粉の平均粒径よりも小さいほうが好ましい。
【００３５】
以上の方法によっても、第１積層用シート２０Ａと第２積層用シート２０Ｂとの間に、幅と厚みの異なる第１電極パターンと第２電極パターンを介在させた積層セラミック部品が得られる。この積層セラミック部品では、焼成後においても、パターン１４は充分な電極厚みを有し、パターン１５の電極厚みは比較的薄く構成される。なお、このときの、焼成後のパターン１４の幅は６０μｍ、厚みは２０μｍであり、パターン１５は２ｍｍ角で、厚みは８μｍである。さらにパターン１４の幅を２０μｍとする場合には、電極厚みは１３μｍになる。
【００３６】
このように、パターン１４の形成に凹版転写技術を用いることで、スクリーン印刷によって形成する場合に比較して、よりファインパターンまで、厚みを極端に薄くすることなくパターン１４が形成できる。
【００３７】
以上のように本実施の形態によれば、導電パターンやインダクタパターンであるパターン１４における電力損失が抑制される。そのため積層体としての電力損失が抑制されるため、高周波特性に優れた積層セラミック部品が得られる。またパターン１５は薄く形成されるため、クラックやデラミネーションが起こりにくく、歩留まりが向上する。
【００３８】
なお本実施の形態において、パターン１４は導電パターンとインダクタパターンのいずれかであり、パターン１５はコンデンサパターンであるとして説明しているがこれに限定されない。本発明による方法を用いて、各パターン１４、１５によって形成される部品部に求められる特性に応じてこれらの厚みや幅を制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明にかかる積層セラミック部品およびその製造方法によって、第１積層用シートと第２積層用シート間に、幅と厚みの異なる第１電極パターンと第２電極パターンが介在した積層セラミック部品が得られる。焼成後においても、第１電極パターンは充分な電極厚みを有し、積層体としての電力損失が抑制される。このように高周波特性に優れた積層セラミック部品が得られる。この積層セラミック部品を利用すれば、電力損失の小さい携帯電話等の電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態における積層セラミック部品の構成を示す断面図
【図２Ａ】本発明の実施の形態における製造工程を説明するための断面図
【図２Ｂ】図２Ａに続く製造工程を説明するための断面図
【図２Ｃ】図２Ｂに続く製造工程を説明するための断面図
【図２Ｄ】図２Ｃに続く製造工程を説明するための断面図
【図２Ｅ】図２Ｄに続く製造工程を説明するための断面図
【図２Ｆ】図２Ｅに続く製造工程を説明するための断面図
【図２Ｇ】図２Ｆに続く製造工程を説明するための断面図
【図２Ｈ】図２Ｇに示す製造工程を詳細に説明するための断面図
【図３Ａ】図２Ｆに続く他の製造工程を説明するための断面図
【図３Ｂ】図３Ａに続く製造工程を説明するための断面図
【図３Ｃ】図３Ｂに続く製造工程を説明するための断面図
【図３Ｄ】図３Ｃに続く製造工程を説明するための断面図
【図４Ａ】本発明の実施の形態における他の製造工程を説明するための断面図
【図４Ｂ】図４Ａに続く製造工程を説明するための断面図
【図４Ｃ】図４Ｂに続く製造工程を説明するための断面図
【図４Ｄ】図４Ｃに続く製造工程を説明するための断面図
【図４Ｅ】図４Ｄに続く製造工程を説明するための断面図
【符号の説明】
【００４１】
１    積層セラミック部品
１０，１０Ａ    セラミックグリーンシート
１１    ベースフィルム
１２    ビアホール
１３    ビア電極
１４    第１電極パターン
１４Ａ    凹部パターン
１５    第２電極パターン
１６    位置合わせピン
１７    パイロット穴
１８    積層パレット
１９    セラミック積層体
１９Ａ    積層体
２０    積層セラミック基板
２０Ａ    第1積層用シート
２０Ｂ    第２積層用シート
２１    表層電極
２２    拘束層
２３    凹版
２４    第１電極ペースト
２５    スキージ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006040941.tif 000020
【図２Ａ】
2006040941.tif 000021
【図２Ｂ】
2006040941.tif 000022
【図２Ｃ】
2006040941.tif 000023
【図２Ｄ】
2006040941.tif 000024
【図２Ｅ】
2006040941.tif 000025
【図２Ｆ】
2006040941.tif 000026
【図２Ｇ】
2006040941.tif 000027
【図２Ｈ】
2006040941.tif 000028
【図３Ａ】
2006040941.tif 000029
【図３Ｂ】
2006040941.tif 000030
【図３Ｃ】
2006040941.tif 000031
【図３Ｄ】
2006040941.tif 000032
【図４Ａ】
2006040941.tif 000033
【図４Ｂ】
2006040941.tif 000034
【図４Ｃ】
2006040941.tif 000035
【図４Ｄ】
2006040941.tif 000036
【図４Ｅ】
2006040941.tif 000037
【国際調査報告】
2006040941.tif 000038
2006040941.tif 000039