JP3680758B2

JP3680758B2 - Manufacturing method of multilayer ceramic electronic component

Info

Publication number: JP3680758B2
Application number: JP2001123020A
Authority: JP
Inventors: 寿桂田; 基西井; 一彦竹中; 辰哉水野
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: JP2002319519A; KR20020082751A; CN1383164A; CN1174446C; TW544695B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明はセラミック電子部品の製造方法に関し、詳しくは、セラミック素子中に、セラミック層を介して導体層が積層され、バイアホールを経て導体層が接続された構造を有する積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
代表的な積層型コイル部品の１つに、積層型インダクタがある。そして、積層型インダクタのうちには、例えば、図５(ａ)，(ｂ)に示すように、素子（チップ状素子）５１中に、複数の内部導体（コイルパターン）５２ａを接続することにより形成された積層型のコイル５２が配設されているとともに、コイル５２の両端部と接続するように外部電極５３ａ，５３ｂが配設された構造を有する積層型インダクタがある。
【０００３】
このような積層型インダクタは、例えば、印刷工法により、コイルパターン５２ａが表面に形成された磁性体グリーンシート５４を複数枚積層するとともに、その上下両面側にコイルパターンの形成されていない磁性体グリーンシート（外層用シート）５４ａを積層した後、圧着し、各コイルパターン５２ａをバイアホール５５により接続してコイル５２を形成し、積層体（未焼成の素子）を焼成した後、素子５１の両端部に導電ペーストを塗布、焼付けして、外部電極５３ａ，５３ｂ（図５(ａ)）を形成する工程を経て製造されている。
【０００４】
ところで、上記従来の積層型インダクタにおいては、図６に示すように、製造に用いられる磁性体グリーンシート５４は、表面にコイルパターン５２ａが印刷（付与）されており、その周囲とは段差がある（すなわち、コイルパターン５２ａが印刷されている部分の厚みが大きく、印刷されていない部分の厚みが小さい）ため、この磁性体グリーンシート５４を複数枚積層し、圧着したときに、全体を均一に圧着することができず、電気特性にばらつきが生じたり、層間剥離を生じたりするという問題点がある。
【０００５】
そこで、このような問題点を解決するために、図７，８に示すように、磁性体グリーンシート５４の表面に印刷されたコイルパターン５２ａの周囲に、焼成後において、その厚みが、コイルパターン５２ａの厚みよりも大きくなるように補助磁性体層５６を配設するようにした積層型インダクタの製造方法が提案されている（特公平７−１２３０９１号）。なお、図７，８において、図５，６と同一符号を付した部分は、同一又は相当部分を示している。
【０００６】
この方法により製造された積層型インダクタの場合、コイルパターン５２ａと、厚み方向に隣接する磁性体層（磁性体グリーンシートの焼結体層）５４との間には空隙５７が介在することになり、この空隙５７が磁性体層５４よりも比誘電率が小さいため、分布容量を少なくして高周波における損失を小さくすることが可能になるとされている。
【０００７】
ところで、このように補助磁性体層５６を設けるようにした積層型インダクタを製造する場合、従来は、セラミックグリーンシート５４にバイアホール５５用の貫通孔を形成した後、コイルパターン（導体層）５２ａを形成し、その後補助磁性体層５６を形成するようにしている（特公平７−１２３０９１号公報の実施例１）。
【０００８】
このように、コイルパターン（導体層）５２ａの形成後に補助磁性体層５６を形成するようにした場合、例えば、補助磁性体層５６を印刷により形成する際の滲みや、位置ずれなどにより、補助磁性体層５６がコイルパターン（導体層）５２ａを覆ってしまうことがあり、コイルパターン（導体層）５２ａをグリーンシート５４に形成されたバイアホール（貫通孔）５５を経て導通させることができなくなる場合がある。
【０００９】
また、磁性体グリーンシート５４に、バイアホール５５用の貫通孔を形成した後、補助磁性体層５６を印刷により形成し、それからコイルパターン（導体層）５２ａを形成するようにした場合、補助磁性体層５６を印刷により形成する際の滲みや、位置ずれなどにより、先に形成されているバイアホール５５用の貫通孔が補助磁性体層５６により埋まってしまうおそれがあり、接続不良を招く場合がある。
【００１０】
このような、コイルパターン（導体層）５２ａとバイアホール５５の接続不良を防ぐため、従来は、コイルパターン（導体層）５２ａの、バイアホール５５に接続されるべき端部に、図９に示すように、接続用のランド（大面積部）５８を設けることが行われている。
しかし、面積の大きなランド５８を設けると、バイアホール５５との接続信頼性を向上させることは可能になるが、コイルの周囲の、磁束が発生するスペースが小さくなり、所望のインダクタンスを得ることができず、特性の劣化を招くという問題点がある。
【００１１】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、特性の劣化を招くことなく、導体層とバイアホールとの接続信頼性を向上させることが可能な積層セラミック電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明の請求項１にかか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の、導体層が形成されるべき領域の周囲に、印刷により補助セラミック層を形成する工程と、
前記セラミックグリーンシートの、前記補助セラミック層により囲まれた、導体層が形成されるべき領域の所定の位置に、回折格子で分光されたレーザビームをセラミックグリーンシートに照射することにより、セラミック層を介して配設された導体層を互いに接続するバイアホール用の貫通孔を形成する工程と、
前記セラミックグリーンシートの、前記補助セラミック層により囲まれた領域に導体層を形成する工程と、
前記補助セラミック層及び前記導体層が形成されたセラミックグリーンシートを積層、圧着することにより、前記導体層が前記貫通孔を経て互いに接続された積層体を形成する工程と、
前記積層体を焼成して焼結体を形成する工程と、
前記焼結体の導体層と導通するように、焼結体の表面の所定の部分に電極ペーストを塗布して焼き付けることにより外部電極を形成する工程と
を具備することを特徴としている。
【００１３】
本願発明（請求項１）の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に、印刷により補助セラミック層を形成した後、回折格子で分光されたレーザビームをセラミックグリーンシートに照射することにより、バイアホール用の貫通孔を形成し、その後導体層を形成するようにしているので、導体層の形成後に補助セラミック層を形成する場合のように、補助セラミック層を印刷により形成する際の滲みや、位置ずれなどにより、補助セラミック層が導体層を覆ってしまったり、また、セラミックグリーンシートに、バイアホール用の貫通孔を形成した後、補助セラミック層を印刷により形成し、それから導体層を形成する場合のように、補助セラミック層を印刷により形成する際の滲みや、位置ずれなどにより、バイアホール用の貫通孔が埋まってしまったりすることを防止して、導体層とバイアホールとの接続信頼性を向上させることが可能になる。
【００１４】
また、導体層の、バイアホールに接続されるべき端部にランドを設けることなく、あるいはランドを設ける場合にも、大きなランドを必要とすることなく、導体層とバイアホールとを確実に接続することが可能になることから、所望の特性を確保することが可能になる。
【００１５】
また、回折格子で分光されたレーザビームをセラミックグリーンシートに照射することにより貫通孔を形成するようにしているので、セラミックグリーンシートに対して、微細で、寸法精度や位置精度の高い貫通孔を、極めて効率よく形成することが可能になり、本願発明の積層セラミック電子部品を効率よく製造することが可能になる。
【００１６】
なお、本願発明において、「セラミックグリーンシートの、導体層が形成されるべき領域の周囲に補助セラミック層を形成する」とは、セラミックグリーンシートの導体層が形成されない領域に補助セラミック層を形成することを意味する概念であり、必ずしも、導体層の周囲を完全に取り囲むように補助セラミック層を形成する場合に限られるものではなく、導体層の一部がセラミックグリーンシートの端部まで形成される場合のように、導体層の周囲を完全に取り囲まない場合も含む広い概念である。
【００１７】
また、請求項２の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及び前記補助セラミック層が、磁性体セラミックを主成分とするものであることを特徴としている。
【００１８】
セラミックグリーンシート及び補助セラミック層として、磁性体セラミックを主成分とするものを用いることにより、大きなインダクタンスを取得することが可能になり、特性を向上させることが可能になる。
【００１９】
また、請求項３の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を介して積層された前記導体層を、前記貫通孔を経て導通させ、コイルを形成することにより積層型インダクタとすることを特徴としている。
【００２０】
セラミックグリーンシートを介して積層された導体層を、貫通孔を経て互いに導通させ、コイルを形成するようにした場合、導体層の接続信頼性が高く、大きなインダクタンスを取得することが可能なコイルを備えた積層型インダクタを得ることが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態では、磁性体セラミック中にコイルが配設された構造を有する積層型インダクタの製造方法を例にとって説明する。
【００２２】
(1)まず、酸化第２鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）：４９mol％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）：２９mol％、酸化ニッケル（ＮｉＯ）：１４mol％、酸化銅（ＣｕＯ）：８mol％の比率で秤量した各材料をボールミルにて１５時間湿式調合し、得られた粉末を７５０℃で１時間仮焼する。そして、得られた仮焼粉末をボールミルにて１５時間湿式粉砕した後、乾燥して粉砕することによりフェライト粉末を得る。
【００２３】
(2)それから、このフェライト粉末に対してバインダー樹脂、可塑剤、及び湿潤材を加え、ボールミルにて１５時間混合を行ない、その後、減圧脱泡を行なってフェライトスラリーを得る。
【００２４】
(3)そして、このようにして得られたフェライトスラリーを、リップコータ、又はマルチコータを用いて膜厚２５μmの長尺のフェライトグリーンシートを作成し、これを所定の寸法に切断して、複数枚の磁性体グリーンシートを得る。
【００２５】
(4)次に、図１(ａ)に示すように、得られた磁性体グリーンシート４の、導体層２ａ（図１(ｃ)）が形成されるべき領域の周囲（すなわち、磁性体グリーンシート４の、導体層２ａが形成されない領域）に、上記(3)で得たフェライトスラリーをスクリーン印刷法などの方法により印刷して、膜厚２０μmの補助磁性体層（補助セラミック層）６を形成する。なお、補助磁性体層６はランド１２（図１(ｃ)）を備えた導体層２ａ（図１(ｃ)）に対応する領域に形成されている。
【００２６】
(5)それから、図１(ｂ)に示すように、磁性体グリーンシート４の、補助セラミック層６により囲まれた、導体層２ａ（図１(ｃ)）が形成されるべき領域の所定の位置に、導体層２ａを互いに接続してコイル２（図３，図４）を形成するためのバイアホール用の貫通孔５を形成する。
なお、この実施形態では、以下に説明するようなレーザ加工法により、焼成後の直径が約５０μmの貫通孔５を形成した。
すなわち、貫通孔５は、例えば、磁性体グリーンシート（マザーシート）を移動可能に支持するＸ−Ｙテーブルと、ＣＯ₂ やＹＡＧなどのレーザ光源と、レーザ光源から放射されたレーザビームを通過させて貫通孔と対応した形状、例えば円形の断面形状を有する複数のレーザビームに分光する回折格子と、回折格子を通過して分光されたレーザビームを所定の反射角で反射させるガルバノスキャンミラーと、反射されたレーザビームを集光する集光レンズなどを備えた加工装置を用い、磁性体グリーンシート上に素子のそれぞれと対応する区画を予め設定して、この磁性体グリーンシートを移動させながら一つずつの区画に対して所要個数の貫通孔を同時的に形成する方法により形成した。
そして、このようなレーザビームの照射による方法を用いた場合には、直径が５０μmから２００μm程度までの貫通孔を、±１０μm程度の位置精度で、セラミックグリーンシートに対して効率よく形成することができる。したがって、同じ製品寸法で、巻き数の多いコイルを形成することが可能になる。
【００２７】
(6)そして、図１(ｃ)に示すように、磁性体グリーンシート４の、補助磁性体層６が形成されていない領域に、銀粉末又は銀合金粉末を導電成分とする電極ペーストを塗布して、膜厚が約２５μmの導体層２ａを形成する。なお、この実施形態では、導体層２ａとバイアホール（貫通孔）５との接続信頼性をより向上させるため、導体層２ａの、バイアホール（貫通孔）５との接続部となる端部（貫通孔５が形成された位置の周囲部分）に、ランド１２（焼成後の直径が約１２０μm）を形成するようにしている。
但し、この実施形態の方法によれば、レーザビームを照射する方法により貫通孔５を形成するようにしており、所望の位置に確実に貫通孔５を形成することが可能であることから、図２(ａ)，(ｂ)に示すように、導体層２ａ（図２(ｂ)）の端部にランドが形成されないようなパターンで補助磁性体層６を形成し、所定の位置に貫通孔５を形成した後（図２(ａ)）、端部にランドの設けられていない導体層２ａ（図２(ｂ)）を形成し、この導体層２ａをバイアホール（貫通孔）５により接続してコイルを形成するように構成することも可能である。
【００２８】
(7)それから、図３に示すように、貫通孔５が形成され、かつ、補助磁性体層６及び導体層２ａが配設された磁性体グリーンシート４を所定枚数積み重ねるとともに、その上下両面側に、貫通孔、導体層、補助磁性体層などが形成されていない外層用の磁性体グリーンシート４ａを積層して積層体１を得る。
【００２９】
(8)それから、この積層体１を、１．０ｔ／cm²の圧力で圧着して、積層圧着体を形成する。この積層圧着体（グリーン積層圧着体）の内部においては、導体層２ａがバイアホール（貫通孔）５により接続され、コイル２が形成される。
なお、通常は、マザー磁性体グリーンシートを用いて、多数個の素子を同時に製造する方法が用いられるが、その場合には、このグリーン積層圧着体の段階で、個々の素子に分割されることになる。
【００３０】
(9)それから、この積層体（グリーン積層圧着体）を、４００℃で２時間加熱して脱バインダー処理を施した後、９００℃で９０分間焼成することによりインダクタ素子（焼結体）を得る。
【００３１】
(10)次に、インダクタ素子（焼結体）の両端面に、コイルパターンの引出部（最上層の導体層２ａ及び最下層の導体層２ａ）と導通するように、浸漬法により、電極ペーストを塗布し、１００℃で１０分間乾燥した後、７８０℃にて１５分間塗膜を焼き付けることにより、一対の外部電極３ａ，３ｂを形成する。
これにより、図４に示すように、素子１中にコイル２が配設され、かつ、素子１の両端部に、コイル２と導通するように一対の外部電極３ａ，３ｂが配設された構造を有する積層型インダクタが得られる。
【００３２】
上記実施形態の方法によれば、磁性体グリーンシート４に、印刷により補助磁性体層（補助セラミック層）６を形成した後、貫通孔５を形成し、その後導体層２ａを形成するようにしているので、例えば、導体層の形成後に補助磁性体層を形成する場合のように、補助磁性体層が導体層を覆ってしまったり、また、セラミックグリーンシートに、バイアホールの貫通孔を形成した後、補助磁性体層を印刷により形成し、それから導体層を形成する場合のように、補助磁性体層によりバイアホール用の貫通孔が埋まってしまったりすることを防止して、導体層２ａとバイアホール（貫通孔）５との接続信頼性を向上させることが可能になる。
【００３３】
また、導体層２ａの、バイアホール（貫通孔）５に接続されるべき端部に設けられるランド１２を小さくしても、導体層２ａとバイアホール（貫通孔）５とを確実に接続することが可能になることから、コイル周囲の磁束を発生するスペースを十分に確保して、所望のインダクタンスを備えたインダクタを得ることが可能になる（本願発明によれば、ランド１２をなくすることも可能である）。
【００３４】
なお、上記実施形態の方法で製造した積層型インダクタについて、導体層２ａとバイアホール（貫通孔）５の接続状態を調べた。なお、試験に供した積層型インダクタとしては、導電層２ａの端部のランド１２の直径が１２０μm、貫通孔５の直径が５０μmのものを用いた。
【００３５】
また、比較のため、上記実施形態の積層型インダクタと同様の構成を有する積層型インダクタであって、セラミックグリーンシートに貫通孔を形成した後、導体層を形成し、その後、導体層の周囲に補助磁性体層を形成した積層型インダクタ（従来例）、及びセラミックグリーンシートに補助磁性体層を形成した後、貫通孔を形成し、その後、導体層を形成した積層型インダクタ（比較例）を用意し、上記実施形態の積層型インダクタの場合と同様に、導体層とバイアホール（貫通孔）の接続状態を調べた。
その結果を表１に示す（サンプル数は実施例、従来例、比較例、いずれも２００個）。
【００３６】
【表１】

【００３７】
表１より、従来例及び比較例の積層型インダクタにおいては、接続不良が４％（従来例）、及び８％（比較例）であったのに対して、本願発明の実施形態にかかる積層型インダクタにおいては、接続不良の発生は認められなかった。この結果から、本願発明によれば、導体層２ａとバイアホール（貫通孔）５の接続信頼性の高い積層型インダクタが得られることがわかる。
【００３８】
なお、上記実施形態においては、積層型インダクタを例にとって説明したが、本願発明は、積層型インダクタに限らず、素子中に積層型のコイルやコンデンサ部などを配設してなる積層型ＬＣ複合部品その他の種々の積層セラミック電子部品を製造する場合に広く適用することが可能である。
【００３９】
本願発明はさらにその他の点においても、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００４０】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）の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に、印刷により補助セラミック層を形成した後、回折格子で分光されたレーザビームをセラミックグリーンシートに照射することにより、バイアホール用の貫通孔を形成し、その後導体層を形成するようにしているので、導体層の形成後に補助セラミック層を形成する場合のように、補助セラミック層を印刷により形成する際の滲みや、位置ずれなどにより、補助セラミック層が導体層を覆ってしまったり、また、セラミックグリーンシートに、バイアホール用の貫通孔を形成した後、補助セラミック層を印刷により形成し、それから導体層を形成する場合のように、補助セラミック層を印刷により形成する際の滲みや、位置ずれなどにより、バイアホール用の貫通孔が埋まってしまったりすることを防止して、導体層とバイアホールとの接続信頼性を向上させることができる。
また、導体層の、バイアホールに接続されるべき端部にランドを設けることなく、あるいはランドを設ける場合にも、大きなランドを必要とすることなく、導体層とバイアホールとを確実に接続することが可能になることから、所望の特性を確保することができる。
【００４１】
また、回折格子で分光されたレーザビームをセラミックグリーンシートに照射することにより貫通孔を形成するようにしているので、セラミックグリーンシートに対して、微細で、寸法精度や位置精度の高い貫通孔を、極めて効率よく形成することが可能になり、本願発明の積層セラミック電子部品を効率よく製造することができる。
【００４２】
また、請求項２の積層セラミック電子部品の製造方法のように、セラミックグリーンシート及び補助セラミック層として、磁性体セラミックを主成分とするものを用いた場合、大きなインダクタンスを取得することが可能になり、特性を向上させることができる。
【００４３】
また、請求項３の積層セラミック電子部品の製造方法のように、セラミックグリーンシートを介して積層された導体層を、貫通孔を経て互いに導通させ、コイルを形成するようにした場合、導体層の接続信頼性が高く、大きなインダクタンスを取得することが可能なコイルを備えた積層型インダクタを得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態にかかる積層セラミック電子部品（積層型インダクタ）の製造方法の一工程を示す図であり、(ａ)は磁性体グリーンシートに補助磁性体層を形成した状態を示す斜視図、(ｂ)は補助磁性体層が形成された磁性体グリーンシートの所定の位置にバイアホール用の貫通孔を形成した状態を示す図、(ｃ)は磁性体グリーンシートの、補助磁性体層が形成されていない領域に導体層を形成した状態を示す斜視図である。
【図２】本願発明の実施形態の変形例を示す図であり、(ａ)は磁性体グリーンシートに補助磁性体層及びバイアホール用の貫通孔を形成した状態を示す図、(ｂ)は磁性体グリーンシートの、補助磁性体層が形成されていない領域に導体層を形成した状態を示す斜視図である。
【図３】本願発明の一実施形態にかかる積層セラミック電子部品（積層型インダクタ）の内部構造を示す分解斜視図である。
【図４】本願発明の一実施形態にかかる積層セラミック電子部品（積層型インダクタ）を示す斜視図である。
【図５】従来の積層型インダクタを示す図であり、(ａ)は斜視図、(ｂ)は内部構造を示す分解斜視図である。
【図６】従来の積層型インダクタの要部断面図である。
【図７】従来の他の積層型インダクタを示す分解斜視図である。
【図８】従来の他の積層型インダクタの要部断面図である。
【図９】端部にランドが設けられた導体層を示す図である。
【符号の説明】
１積層体
２コイル
２ａ導体層
３ａ，３ｂ外部電極
４磁性体グリーンシート
４ａ導体層が配設されていない磁性体グリーンシート
５バイアホール（貫通孔）
６補助磁性体層（補助セラミック層）
１２ランド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic electronic component, and more specifically, a method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component having a structure in which a conductor layer is laminated in a ceramic element via a ceramic layer and the conductor layer is connected via a via hole. About.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
One typical multilayer coil component is a multilayer inductor. In the multilayer inductor, for example, as shown in FIGS. 5A and 5B, a plurality of internal conductors (coil patterns) 52a are connected in an element (chip-shaped element) 51. There is a multilayer inductor having a structure in which the formed multilayer coil 52 is disposed and

external electrodes

53 a and 53 b are disposed so as to be connected to both ends of the coil 52.
[0003]
In such a multilayer inductor, for example, a plurality of magnetic green sheets 54 having a coil pattern 52a formed on the surface thereof are stacked by a printing method, and a magnetic green having no coil pattern formed on both upper and lower sides thereof is used. After the sheets (outer layer sheets) 54a are laminated, they are crimped, the coil patterns 52a are connected by the via holes 55 to form the coils 52, and the laminate (unfired element) is fired. It is manufactured through a process of forming and forming

external electrodes

53a and 53b (FIG. 5A) by applying and baking a conductive paste on the part.
[0004]
By the way, in the conventional multilayer inductor, as shown in FIG. 6, the magnetic green sheet 54 used for manufacturing has a coil pattern 52a printed (applied) on the surface, and there is a step difference from the periphery thereof. (That is, the thickness of the portion on which the coil pattern 52a is printed is large and the thickness of the portion on which the coil pattern 52a is not printed is small). There is a problem in that it is impossible to press-bond, electrical characteristics vary, and delamination occurs.
[0005]
Therefore, in order to solve such problems, as shown in FIGS. 7 and 8, the thickness of the coil pattern 52a printed on the surface of the magnetic green sheet 54 around the coil pattern 52a after firing is set to a coil pattern. There has been proposed a manufacturing method of a multilayer inductor in which the auxiliary magnetic layer 56 is disposed so as to be larger than the thickness of 52a (Japanese Patent Publication No. 7-123091). 7 and 8, the same reference numerals as those in FIGS. 5 and 6 indicate the same or corresponding parts.
[0006]
In the case of a multilayer inductor manufactured by this method, a gap 57 is interposed between the coil pattern 52a and the magnetic layer 54 (sintered layer of magnetic green sheet) adjacent in the thickness direction. Since the gap 57 has a relative dielectric constant smaller than that of the magnetic layer 54, it is supposed that the loss at high frequency can be reduced by reducing the distributed capacity.
[0007]
By the way, in the case of manufacturing a multilayer inductor in which the auxiliary magnetic layer 56 is provided as described above, conventionally, after forming a through hole for the via hole 55 in the ceramic green sheet 54, a coil pattern (conductor layer) 52a is formed. After that, the auxiliary magnetic layer 56 is formed (Example 1 of Japanese Patent Publication No. 7-123091).
[0008]
As described above, when the auxiliary magnetic layer 56 is formed after the coil pattern (conductor layer) 52a is formed, for example, the auxiliary magnetic layer 56 is assisted by bleeding or misalignment when the auxiliary magnetic layer 56 is formed by printing. The magnetic layer 56 may cover the coil pattern (conductor layer) 52a, and the coil pattern (conductor layer) 52a cannot be conducted through the via hole (through hole) 55 formed in the green sheet 54. There is a case.
[0009]
In addition, when the through hole for the via hole 55 is formed in the magnetic green sheet 54, the auxiliary magnetic layer 56 is formed by printing, and then the coil pattern (conductor layer) 52a is formed, the auxiliary magnetic layer When the through-hole for the via hole 55 previously formed may be filled with the auxiliary magnetic layer 56 due to bleeding or misalignment when the body layer 56 is formed by printing, which leads to poor connection There is.
[0010]
In order to prevent such poor connection between the coil pattern (conductor layer) 52a and the via hole 55, conventionally, the end of the coil pattern (conductor layer) 52a to be connected to the via hole 55 is shown in FIG. As described above, the connection land (large area portion) 58 is provided.
However, if the land 58 having a large area is provided, the connection reliability with the via hole 55 can be improved, but the space around the coil where the magnetic flux is generated is reduced, and a desired inductance can be obtained. There is a problem that it cannot be performed and the characteristics are deteriorated.
[0011]
The present invention solves the above-described problems, and provides a method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component capable of improving the connection reliability between a conductor layer and a via hole without causing deterioration of characteristics. With the goal.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a multilayer ceramic electronic component according to claim 1 of the present invention includes:
Forming an auxiliary ceramic layer by printing around the area of the ceramic green sheet where the conductor layer is to be formed;
The ceramic green sheet is irradiated with a laser beam dispersed by a diffraction grating at a predetermined position of the ceramic green sheet, which is surrounded by the auxiliary ceramic layer and where a conductor layer is to be formed. Forming via holes for via holes that connect the conductor layers disposed via each other; and
Forming a conductor layer in a region surrounded by the auxiliary ceramic layer of the ceramic green sheet;
Laminating the ceramic green sheets on which the auxiliary ceramic layer and the conductor layer are formed and press-bonding, thereby forming a laminate in which the conductor layers are connected to each other through the through holes;
Firing the laminate to form a sintered body;
Forming an external electrode by applying and baking an electrode paste on a predetermined portion of the surface of the sintered body so as to be electrically connected to the conductor layer of the sintered body.
[0013]
The method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component of the present invention (Claim 1) is to form an auxiliary ceramic layer on a ceramic green sheet by printing, and then irradiate the ceramic green sheet with a laser beam dispersed by a diffraction grating. Since the through hole for the via hole is formed and then the conductor layer is formed, bleeding or the like when the auxiliary ceramic layer is formed by printing as in the case of forming the auxiliary ceramic layer after the conductor layer is formed. The auxiliary ceramic layer covers the conductor layer due to misalignment, etc. Also, after forming the through hole for via hole in the ceramic green sheet, the auxiliary ceramic layer is formed by printing, and then the conductor layer is formed When the auxiliary ceramic layer is formed by printing as in the case of It is possible to prevent or got filled through hole for Lumpur, it is possible to improve the reliability of connection between the conductor layer and via holes.
[0014]
In addition, the conductor layer and the via hole can be securely connected without providing a land at the end of the conductor layer to be connected to the via hole, or when a land is provided, without requiring a large land. Therefore, desired characteristics can be secured.
[0015]
Moreover, since the through hole is formed by irradiating the ceramic green sheet with the laser beam dispersed by the diffraction grating, the fine through hole with high dimensional accuracy and position accuracy is formed on the ceramic green sheet. Thus, it becomes possible to form the multilayer ceramic electronic component of the present invention efficiently.
[0016]
In the present invention, “the auxiliary ceramic layer is formed around the region where the conductive layer of the ceramic green sheet is to be formed” means that the auxiliary ceramic layer is formed in the region where the conductive layer of the ceramic green sheet is not formed. Is not necessarily limited to the case where the auxiliary ceramic layer is formed so as to completely surround the conductor layer, and a part of the conductor layer is formed up to the end of the ceramic green sheet. As in the case, this is a broad concept including the case where the periphery of the conductor layer is not completely surrounded.
[0017]
The method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component according to claim 2 is characterized in that the ceramic green sheet and the auxiliary ceramic layer are mainly composed of a magnetic ceramic.
[0018]
By using the ceramic green sheet and the auxiliary ceramic layer mainly composed of a magnetic ceramic, a large inductance can be obtained and the characteristics can be improved.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing a multilayer ceramic electronic component, wherein the conductor layer laminated via the ceramic green sheet is conducted through the through hole to form a coil by forming a coil. It is characterized by.
[0020]
When the conductor layers laminated via the ceramic green sheets are connected to each other through the through holes to form a coil, a coil with high connection reliability of the conductor layer and capable of obtaining a large inductance is obtained. It becomes possible to obtain the provided multilayer inductor.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a method for manufacturing a multilayer inductor having a structure in which a coil is disposed in a magnetic ceramic will be described as an example.
[0022]
(1) First, ferric oxide (Fe ₂ O ₃ ): 49 mol%, zinc oxide (ZnO): 29 mol%, nickel oxide (NiO): 14 mol%, and copper oxide (CuO): 8 mol% were weighed. Each material is wet-mixed in a ball mill for 15 hours, and the obtained powder is calcined at 750 ° C. for 1 hour. The obtained calcined powder is wet pulverized with a ball mill for 15 hours, and then dried and pulverized to obtain a ferrite powder.
[0023]
(2) Then, a binder resin, a plasticizer, and a wetting material are added to the ferrite powder, and the mixture is mixed with a ball mill for 15 hours, and then defoamed under reduced pressure to obtain a ferrite slurry.
[0024]
(3) The ferrite slurry thus obtained is used to create a long ferrite green sheet with a film thickness of 25 μm using a lip coater or a multi-coater, and this is cut into a predetermined size to obtain a plurality of sheets. A magnetic green sheet is obtained.
[0025]
(4) Next, as shown in FIG. 1 (a), around the region where the conductor layer 2a (FIG. 1 (c)) is to be formed (that is, the magnetic green sheet) of the obtained magnetic green sheet 4 The ferrite slurry obtained in (3) above is printed on the sheet 4 in a region where the conductor layer 2a is not formed by a method such as a screen printing method, so that an auxiliary magnetic layer (auxiliary ceramic layer) 6 having a thickness of 20 μm is formed. Form. The auxiliary magnetic layer 6 is formed in a region corresponding to the conductor layer 2a (FIG. 1C) provided with the lands 12 (FIG. 1C).
[0026]
(5) Then, as shown in FIG. 1 (b), a predetermined region of the magnetic green sheet 4 surrounded by the auxiliary ceramic layer 6 where the conductor layer 2a (FIG. 1 (c)) is to be formed. Via holes 5 for via holes for connecting the conductor layers 2a to each other to form the coil 2 (FIGS. 3 and 4) are formed at the positions.
In this embodiment, the through hole 5 having a diameter after firing of about 50 μm is formed by a laser processing method as described below.
That is, the through hole 5 allows, for example, an XY table that movably supports a magnetic green sheet (mother sheet), a laser light source such as CO ₂ or YAG, and a laser beam emitted from the laser light source to pass therethrough. A diffraction grating that splits into a plurality of laser beams having a shape corresponding to the through hole, for example, a circular cross-sectional shape, and a galvano scan mirror that reflects the laser beam split through the diffraction grating at a predetermined reflection angle; Using a processing apparatus equipped with a condensing lens for condensing the reflected laser beam, a section corresponding to each element is set in advance on the magnetic green sheet, and the magnetic green sheet is moved while moving the magnetic green sheet. A required number of through holes were formed simultaneously for each section.
When such a laser beam irradiation method is used, a through hole with a diameter of about 50 μm to about 200 μm can be efficiently formed on the ceramic green sheet with a positional accuracy of about ± 10 μm. it can. Therefore, the same product dimensions, it is possible to ing to form a lot of winding number of coils.
[0027]
(6) Then, as shown in FIG. 1 (c), an electrode paste containing silver powder or silver alloy powder as a conductive component is applied to a region of the magnetic green sheet 4 where the auxiliary magnetic layer 6 is not formed. Thus, the conductor layer 2a having a film thickness of about 25 μm is formed. In this embodiment, in order to further improve the connection reliability between the conductor layer 2 a and the via hole (through hole) 5, the end of the conductor layer 2 a serving as a connection portion with the via hole (through hole) 5 ( A land 12 (a diameter after firing is approximately 120 μm) is formed in a peripheral portion of the position where the through hole 5 is formed.
However, according to the method of this embodiment, the through hole 5 is formed by a method of irradiating a laser beam, and the through hole 5 can be reliably formed at a desired position. 2 (a) and 2 (b), the auxiliary magnetic layer 6 is formed in a pattern in which no land is formed at the end of the conductor layer 2a (FIG. 2 (b)), and a through hole is formed at a predetermined position. 5 (FIG. 2 (a)), a conductor layer 2a (FIG. 2 (b)) having no land at the end is formed, and this conductor layer 2a is connected by a via hole (through hole) 5. It is also possible to configure so as to form a coil.
[0028]
(7) Then, as shown in FIG. 3, a predetermined number of magnetic green sheets 4 in which through holes 5 are formed and in which the auxiliary magnetic layer 6 and the conductor layer 2a are disposed are stacked, and both upper and lower sides thereof The laminated body 1 is obtained by laminating the magnetic green sheet 4a for the outer layer in which the through hole, the conductor layer, the auxiliary magnetic layer, and the like are not formed.
[0029]
(8) Then, the laminated body 1 is pressure-bonded at a pressure of 1.0 t / cm ² to form a laminated pressure-bonded body. Inside the laminated crimped body (green laminated crimped body), the conductor layer 2 a is connected by a via hole (through hole) 5, and the coil 2 is formed.
Normally, a method of manufacturing a large number of elements at the same time using a mother magnetic green sheet is used, but in that case, it is divided into individual elements at the stage of this green laminated crimped body. become.
[0030]
(9) Then, this laminated body (green laminated pressure-bonded body) is heated at 400 ° C. for 2 hours to remove the binder, and then fired at 900 ° C. for 90 minutes to obtain an inductor element (sintered body). .
[0031]
(10) Next, the electrode paste is formed by dipping so as to be electrically connected to both ends of the inductor element (sintered body) with the coil pattern lead portions (the uppermost conductor layer 2a and the lowermost conductor layer 2a). After drying at 100 ° C. for 10 minutes, the coating film is baked at 780 ° C. for 15 minutes to form a pair of external electrodes 3a and 3b.
As a result, as shown in FIG. 4, the coil 2 is disposed in the element 1, and a pair of external electrodes 3 a and 3 b are disposed at both ends of the element 1 so as to be electrically connected to the coil 2. Is obtained.
[0032]
According to the method of the above embodiment, after the auxiliary magnetic layer (auxiliary ceramic layer) 6 is formed on the magnetic green sheet 4 by printing , the through hole 5 is formed, and then the conductor layer 2a is formed. Therefore, for example, when the auxiliary magnetic layer is formed after the formation of the conductor layer, the auxiliary magnetic layer covers the conductor layer, or a through hole of the via hole is formed in the ceramic green sheet. After that, the auxiliary magnetic layer is formed by printing, and then the via hole is not filled with the auxiliary magnetic layer, as in the case of forming the conductor layer. Connection reliability with the via hole (through hole) 5 can be improved.
[0033]
Further, even if the land 12 provided at the end of the conductor layer 2a to be connected to the via hole (through hole) 5 is made small, the conductor layer 2a and the via hole (through hole) 5 can be reliably connected. Therefore, it is possible to obtain an inductor having a desired inductance while ensuring a sufficient space for generating magnetic flux around the coil (the land 12 can be eliminated according to the present invention). Is possible).
[0034]
In addition, the connection state of the conductor layer 2a and the via hole (through hole) 5 was investigated about the multilayer inductor manufactured by the method of the said embodiment. In addition, as the multilayer inductor used for the test, the one in which the diameter of the land 12 at the end of the conductive layer 2a is 120 μm and the diameter of the through hole 5 is 50 μm was used.
[0035]
Further, for comparison, a multilayer inductor having the same configuration as the multilayer inductor of the above embodiment, in which a conductor layer is formed after forming a through hole in the ceramic green sheet, and then around the conductor layer A multilayer inductor (comparative example) in which an auxiliary magnetic layer is formed (conventional example), and an auxiliary magnetic layer is formed on a ceramic green sheet, then a through hole is formed, and then a conductor layer is formed. As in the case of the multilayer inductor of the above embodiment, the connection state between the conductor layer and the via hole (through hole) was examined.
The results are shown in Table 1 (the number of samples is 200 for each of Examples, Conventional Examples, and Comparative Examples).
[0036]
[Table 1]

[0037]
From Table 1, in the multilayer inductors of the conventional example and the comparative example, the connection failure was 4% (conventional example) and 8% (comparative example), whereas the multilayer inductor according to the embodiment of the present invention was used. In the inductor, no connection failure was observed. From this result, it can be seen that according to the present invention, a multilayer inductor having high connection reliability between the conductor layer 2a and the via hole (through hole) 5 can be obtained.
[0038]
In the above embodiment, a multilayer inductor has been described as an example. However, the present invention is not limited to a multilayer inductor, and a multilayer LC composite in which a multilayer coil, a capacitor unit, and the like are disposed in an element. The present invention can be widely applied to the production of parts and other various multilayer ceramic electronic parts.
[0039]
The invention of the present application is not limited to the above embodiment in other respects, and various applications and modifications can be made within the scope of the gist of the invention.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, in the manufacturing method of the multilayer ceramic electronic component of the present invention (Claim 1), the auxiliary ceramic layer is formed on the ceramic green sheet by printing , and then the laser beam dispersed by the diffraction grating is applied to the ceramic green sheet. By irradiating , through holes for via holes are formed, and then a conductor layer is formed, so the auxiliary ceramic layer is formed by printing, as in the case of forming the auxiliary ceramic layer after the conductor layer is formed. The auxiliary ceramic layer covers the conductor layer due to bleeding, misalignment, etc., and after forming the through hole for the via hole in the ceramic green sheet, the auxiliary ceramic layer is formed by printing, Then, as in the case of forming a conductor layer, bleeding or misalignment when the auxiliary ceramic layer is formed by printing More, it is possible to prevent the or got filled through holes for via holes, thereby improving the reliability of connection between the conductor layer and via holes.
In addition, the conductor layer and the via hole can be securely connected without providing a land at the end of the conductor layer to be connected to the via hole, or when a land is provided, without requiring a large land. Therefore, desired characteristics can be ensured.
[0041]
Also, since so as to form a through hole by irradiating a laser beam split by diffraction grating in the ceramic green sheet for cell La Mick Green sheets, fine, dimensional accuracy and positional accuracy High through holes can be formed very efficiently, and the multilayer ceramic electronic component of the present invention can be manufactured efficiently.
[0042]
In addition, when the ceramic green sheet and the auxiliary ceramic layer are mainly composed of a magnetic ceramic as in the method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component according to claim 2 , it is possible to obtain a large inductance. , The characteristics can be improved.
[0043]
Further, as in the method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component according to claim 3 , when the conductor layers laminated via the ceramic green sheets are connected to each other through the through holes to form a coil, A multilayer inductor having a coil with high connection reliability and capable of obtaining a large inductance can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing one step of a method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component (multilayer inductor) according to an embodiment of the present invention, wherein (a) shows a state in which an auxiliary magnetic layer is formed on a magnetic green sheet. (B) is a diagram showing a state in which a through hole for a via hole is formed at a predetermined position of the magnetic green sheet on which the auxiliary magnetic layer is formed, and (c) is a diagram of the magnetic green sheet. It is a perspective view which shows the state which formed the conductor layer in the area | region in which the auxiliary magnetic body layer is not formed.
FIG. 2 is a view showing a modification of the embodiment of the present invention, wherein (a) is a view showing a state in which an auxiliary magnetic layer and a through hole for a via hole are formed in a magnetic green sheet, and (b) is a view It is a perspective view which shows the state which formed the conductor layer in the area | region in which the auxiliary | assistant magnetic body layer is not formed of a magnetic body green sheet.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing an internal structure of a multilayer ceramic electronic component (multilayer inductor) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a multilayer ceramic electronic component (multilayer inductor) according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B are views showing a conventional multilayer inductor, FIG. 5A is a perspective view, and FIG. 5B is an exploded perspective view showing an internal structure.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of a conventional multilayer inductor.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing another conventional multilayer inductor.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of another conventional multilayer inductor.
FIG. 9 is a diagram showing a conductor layer provided with lands at end portions.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laminated body 2 Coil 2a Conductor layer 3a, 3b External electrode 4 Magnetic body green sheet 4a Magnetic body green sheet in which the conductor layer is not arrange | positioned 5 Via hole (through-hole)
6 Auxiliary magnetic layer (auxiliary ceramic layer)
12 rand

Claims

Forming an auxiliary ceramic layer by printing around the area of the ceramic green sheet where the conductor layer is to be formed;
The ceramic green sheet is irradiated with a laser beam dispersed by a diffraction grating at a predetermined position of the ceramic green sheet, which is surrounded by the auxiliary ceramic layer and where a conductor layer is to be formed. Forming via holes for via holes that connect the conductor layers disposed via each other; and
Forming a conductor layer in a region surrounded by the auxiliary ceramic layer of the ceramic green sheet;
Laminating the ceramic green sheets on which the auxiliary ceramic layer and the conductor layer are formed and press-bonding, thereby forming a laminate in which the conductor layers are connected to each other through the through holes;
Firing the laminate to form a sintered body;
Forming an external electrode by applying and baking an electrode paste on a predetermined portion of the surface of the sintered body so as to be electrically connected to the conductor layer of the sintered body. A manufacturing method for parts.

The ceramic green sheets and the auxiliary ceramic layer, the method of production of a multilayer ceramic electronic component according to claim 1 Symbol mounting, characterized in that as a main component magnetic ceramic.

3. The multilayer ceramic electronic component according to claim 1, wherein the conductor layer laminated via the ceramic green sheet is made conductive through the through-hole to form a coil, thereby forming a multilayer inductor. 4. Manufacturing method.