JP5966146B2

JP5966146B2 - 積層電子部品およびその製造方法

Info

Publication number: JP5966146B2
Application number: JP2012108260A
Authority: JP
Inventors: 田中　秀樹; 秀樹田中; 吉晴大森
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2032-05-10
Also published as: JP2013235997A

Description

本発明は、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用されるコモンモードノイズフィルタ等の積層電子部品およびその製造方法に関するものである。

従来のこの種の積層電子部品は、図１２に示すように、セラミック材料で形成された複数の絶縁層と内部導体とを備えた積層体１と、積層体１の表面に形成されかつ内部導体と接続される外部電極２とを備え、外部電極２は積層体１の露出面の一部に貫通孔３を設け、この貫通孔３にＡｇ等の導電材料を充填して形成していた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開平１１−３２９８９５号公報

上記した従来の積層電子部品においては、積層体１を構成するセラミック材料と、外部電極２を構成する導電材料は熱収縮率が異なるため、焼成時に積層体１と外部電極２との界面で応力が生じ、これにより、積層体１と外部電極２との接合強度が劣化するという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、外部電極との接合強度を向上させることができる積層電子部品を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、セラミック材料で形成された複数の絶縁層および内部導体を備えた積層体と、この積層体の下面から側面にかけて形成されかつ前記内部導体と接続され、さらに少なくともその一部が前記積層体から露出する外部電極とを備え、前記絶縁層に貫通孔を形成し、この貫通孔を導電材料で充填することによって前記外部電極を設け、さらに、前記外部電極の一部を、上面視にて他の外部電極から突出する突出部を有する突出外部電極とし、この突出外部電極を少なくとも前記積層体の下面以外の箇所に形成したもので、この構成によれば、突出部によって外部電極の一部を積層体に食い込ませることができるため、アンカー効果が生じ、これにより、積層体と外部電極との接合強度を向上させることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、突出外部電極の上面、下面の両方に他の外部電極を形成したもので、この構成によれば、応力が上方向、下方向のいずれに生じても突出部によって積層体と外部電極との接合強度が低下することはないという作用効果を有するものである。

本発明の請求項３に記載の発明は、特に、突出外部電極の一部分のみを積層体から露出させたもので、この構成によれば、突出外部電極の個片分割の際の切断刃と接触する面積を減らすことができるため、突出外部電極が個片分割の際に切断刃で引っ張られて抜けてしまう可能性を低減でき、これにより、突出部を存在させることができるため、積層体と外部電極との接合強度を向上させることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項４に記載の発明は、特に、突出外部電極を積層体から露出させないようにしたもので、この構成によれば、突出外部電極が個片分割の際の切断刃と接触することはないため、突出外部電極が個片分割の際に切断刃で引っ張られて抜けてしまうことを防止でき、これにより、突出部を確実に存在させることができるため、積層体と外部電極との接合強度を向上させることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項５に記載の発明は、特に、突出外部電極と前記突出外部電極に隣接する他の外部電極とを、これらの間の絶縁層に設けられたスルーホールを介して接続したもので、この構成によれば、突出外部電極が個片分割の際の切断刃と接触しても、スルーホールによって突出外部電極が引っ張られて抜けてしまう可能性を低減でき、これにより、突出部を存在させることができるため、積層体と外部電極との接合強度を向上させることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項６に記載の発明は、特に、基材フィルムに絶縁層となるグリーンシートを形成した後、前記基材フィルム、グリーンシートの所定箇所に貫通孔を形成し、この貫通孔に導電材料を充填し外部電極を設ける工程を備え、前記外部電極を形成する際、前記導電材料の一部が前記貫通孔の内部からはみ出してグリーンシートの表面にも広がるようにして、上面視にて他の外部電極から突出する突出部を形成し、これにより、請求項１記載の突出外部電極を設けるようにしたもので、この製造方法によれば、容易に突出外部電極を形成することができるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明の積層電子部品は、絶縁層に貫通孔を形成し、この貫通孔を導電材料で充填することによって外部電極を設け、さらに、前記外部電極の一部を、上面視にて他の外部電極から突出する突出部を有する突出外部電極とし、この突出外部電極を少なくとも積層体の下面以外の箇所に形成しているため、突出部によって外部電極の一部を積層体に食い込ませることができ、これにより、アンカー効果が生じるため、積層体と外部電極との接合強度を向上させることができるという優れた効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態における積層電子部品の斜視図同積層電子部品の側面図同積層電子部品の下面図同積層電子部品の生産工程を示す上面透過図同積層電子部品の生産工程を示す断面図同積層電子部品の生産工程を示す断面図同積層電子部品の生産工程を示す断面図同積層電子部品の他の例の側面図同積層電子部品の他の例の主要部の上面透過図同積層電子部品の他の例の主要部の上面透過図同積層電子部品の他の例の主要部の上面透過図従来の積層電子部品の斜視図

以下、本発明の一実施の形態における積層電子部品について説明する。

図１は本発明の一実施の形態における積層電子部品の斜視図、図２は同積層電子部品の側面図、図３は同積層電子部品の下面図である。

本発明の一実施の形態における積層電子部品は、図１〜図３に示すように、セラミック材料で形成された複数の絶縁層および内部導体を備えた積層体１１と、この積層体１１の下面から側面にかけて形成されかつ前記内部導体と接続される外部電極１２とを備えている。

そして、少なくとも上下方向に連続するように前記複数の絶縁層に貫通孔を形成し、この貫通孔を導電材料で充填することによって前記外部電極１２を設け、さらに、前記外部電極１２の一部を、上面視にて他の外部電極から突出する突出部１３ａを有する突出外部電極１３とし、この突出外部電極１３を前記積層体１１の最下面に位置させないようにしている。

上記構成において、前記積層体１１は、複数の絶縁層と内部導体を積層することによって構成されている。

ここで、前記複数の絶縁層は、誘電材料、磁性材料、非磁性材料等のセラミック材料で形成され、上下方向に積層されている。また、前記内部導体は、絶縁層にＡｇ等の導電材料をめっき、印刷、蒸着等することにより形成され、積層電子部品としての特性を発揮させるための素子となる。例えば、積層電子部品がインダクタの場合、内部導体は１つまたは複数の渦巻状、螺旋状に形成されたものとなり、コンデンサの場合、内部導体は複数の板状電極となる。

また、前記外部電極１２は、内部導体と接続され、積層体１１の側面の下方から下面にかけて形成され、積層体１１の側面および下面に露出する。ここで、積層体１１の下面とは実装面を言い、この部分に位置する外部電極１２と実装用はんだが接続される。また、積層体１１の側面とは、上面視にて積層体１１の長辺側および短辺側の面であり、いずれか一方または両方に外部電極１２が形成される。なお、外部電極１２の数は４つに限られるものではない。

さらに、積層体１１の最下面を含む下方に位置する１つまたは複数の絶縁層に貫通孔を設け、貫通孔にＡｇ等の導電材料で充填することによって外部電極１２を形成する。なお、複数の絶縁層に貫通孔を設ける場合は、上下方向に隣接する絶縁層に貫通孔を形成して、外部電極１２が連続して構成されるようにする。

そしてさらに、外部電極１２の一部に、上面視にて他の外部電極１２から突出する突出部１３ａを有する突出外部電極１３を、積層体１１の下面以外の箇所に形成する。なお、突出外部電極１３を積層体１１の下面以外の箇所に形成さえすれば、図１、図２に示すように、上面視にて他の外部電極１２から突出する部分を、積層体１１の下面にも形成しても構わない。

次に、図４〜図７において、本発明の一実施の形態における積層電子部品の製造方法について説明する。

なお、製造上の効率を向上させるために一般に、複数の積層電子部品を構成する積層物を形成した後、各個片に切断して、同時に複数の積層電子部品を得るようにする。ここで、図４では、説明を簡単にするために、上面から見て縦３列横２列の積層物１１ａを示し、かつ外部電極１２の位置を明示している。また、図５〜図７では、図４におけるＡ−Ａ線断面において、１つの積層電子部品とその近傍のみを示し、さらに、内部導体は図示していない。そして、製造過程では、実装面（積層体１１の最下面に相当）が上方になるように積層するため、以下、実装面を上方として説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、ＰＥＴ等で構成された基材フィルム１５に、誘電材料等のセラミック材料からなるグリーンシート１６を形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、基材フィルム１５、グリーンシート１６の所定箇所に貫通孔１７を形成した後、図５（ｃ）に示すように、この貫通孔１７をＡｇ等の導電材料で充填して外部電極１２を形成する。このとき、導電材料の一部が貫通孔１７の内部からはみ出してグリーンシート１６の下面にも広がるようにする。これにより、上面視にて他の外部電極１２から突出する突出部１３ａを設けて、突出外部電極１３を形成する。

そして、次に、図６（ａ）に示すように、内部導体１８と複数の絶縁層１９を積層したものを準備する。ここで、複数の絶縁層１９は焼成前でありグリーンシートの状態になっており、グリーンシート１６は結果的に絶縁層１９となる。

次に、図６（ｂ）に示ように、上述した内部導体１８と複数の絶縁層１９を積層したものの上面に、図５（ｃ）で得られたものを積層する。このとき、内部導体１８と外部電極１２を接続する。

次に、図６（ｃ）に示すように、基材フィルム１５を除去した後、図７（ａ）に示すように、上方からプレスし、これにより、外部電極１２の最上層はグリーンシート１６の上面において広がる。この結果、積層体１１の最下面に上面視にて他の外部電極１２から突出した部分が形成される。なお、この突出した部分が切断時に引っ掛かって外部電極１２が抜けにくくなる。

次に、図７（ｂ）に示すように、外部電極１２の略中央部に切断刃２０を入れて切断し、個片に分割する。この結果、図７（ｃ）に示すように、１つの積層電子部品が得られる。その後、所定の温度、時間で焼成する。

なお、必要に応じて、この後に、外部電極１２の表面にＣｕ、Ｓｎからなるめっき層を形成する。また、外部電極１２は一つの絶縁層１９ではなく、複数の絶縁層１９に形成してもよい。

上記したように本発明の一実施の形態における積層電子部品においては、絶縁層１９に貫通孔１７を形成し、この貫通孔１７を導電材料で充填することによって外部電極１２を設け、さらに、前記外部電極１２の一部を、上面視にて他の外部電極１２から突出する突出部１３ａを有する突出外部電極１３とし、この突出外部電極１３を積層体１１の下面以外の箇所に形成しているため、突出部１３ａによって外部電極１２の一部を積層体１１に食い込ませることができ、これにより、積層体１１と外部電極１２との接合強度を向上させることができるという効果が得られるものである。

すなわち、製品が小型化された場合に、積層体の露出面の一部に貫通孔を設け、この貫通孔にＡｇ等の導電材料を充填して外部電極を形成することが考えられるが、積層体と外部電極を同時焼成すると、収縮率の違いから積層体と外部電極との接合強度が劣化する可能性があったが、本発明のように、外部電極１２の一部を積層体１１に食い込ませるようにすることによって、アンカー効果が生じ、積層体１１と外部電極１２との接合強度が劣化するのを抑えているものである。

なお、上記した本発明の一実施の形態における積層電子部品では、突出外部電極１３を１つ形成するようにしたが、図８に示すように、突出外部電極１３を複数形成してもよい。

また、図８のように、突出外部電極１３の上面、下面の両方に他の外部電極１２を形成すれば、応力が上方向、下方向のいずれに生じても突出部１３ａによって積層体１１と外部電極１２との接合強度が低下することはない。

さらに、このとき、図９に示すように、突出外部電極１３の一部分のみを積層体１１から露出させるようにすれば、突出外部電極１３の個片分割の際の切断刃と接触する面積を減らすことができるため、突出外部電極１３が個片分割の際に切断刃で引っ張られて抜けてしまう可能性を低減でき、これにより、突出部１３ａを存在させることができるため、積層体１１と外部電極１２との接合強度を向上させることができる。なお、図９では、突出外部電極１３の形状を櫛歯状にしているが、他の形状にしてもよい。ここで、右上の突出外部電極１３は、参考までにその全面が積層体１１から露出している状態を表している。

そして、図１０に示すように、突出外部電極１３を積層体１１から全く露出させないようにしてもよく、この構成により、突出外部電極１３が個片分割の際の切断刃と接触することはないため、突出外部電極１３が個片分割の際に切断刃で引っ張られて抜けてしまうことを防止でき、これにより、突出部１３ａを確実に存在させることができるため、積層体１１と外部電極１２との接合強度を向上させることができる。

また、図１１に示すように、突出外部電極１３と突出外部電極１３に隣接する他の外部電極１２とを、これらの間の絶縁層に設けられたスルーホール２１を介して接続してもよい。この構成によれば、突出外部電極１３が個片分割の際の切断刃と接触しても、スルーホール２１によって突出外部電極１３が引っ張られて抜けてしまう可能性を低減でき、これにより、突出部１３ａを存在させることができるため、積層体１１と外部電極１２との接合強度を向上させることができる。

なお、上記図９〜図１１は、説明を簡単にするために、積層体１１、他の外部電極１２、突出外部電極１３のみを示す。また、図９〜図１１では、突出外部電極１３の形状は上面視にて略方形状なっているが、渦巻状等の他の形状でもよく、そして、その形状を網目状とすれば、網目を介して上下の絶縁層同士をより密着させることができる。

さらに、図９〜図１１では、突出外部電極１３は上記の方法で形成するのではなく、絶縁層１９に設けられた貫通孔１７に導電材料を充填して外部電極１２を形成した後、この絶縁層１９の上面にスクリーン印刷して突出外部電極１３を形成する。

本発明に係る積層電子部品およびその製造方法は、外部電極との接合強度を向上させることができるという効果を有するものであり、特にデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等に使用されるコモンモードノイズフィルタ等の積層電子部品およびその製造方法において有用となるものである。

１１積層体
１２外部電極
１３突出外部電極
１３ａ突出部
１５基材フィルム
１６グリーンシート
１７貫通孔
１８内部導体
１９絶縁層

Claims

セラミック材料で形成された複数の絶縁層および内部導体を備えた積層体と、この積層体の下面から側面にかけて形成されかつ前記内部導体と接続され、さらに少なくともその一部が前記積層体から露出する外部電極とを備え、前記絶縁層に貫通孔を形成し、この貫通孔を導電材料で充填することによって前記外部電極を設け、さらに、前記外部電極の一部を、上面視にて他の外部電極から突出する突出部を有する突出外部電極とし、この突出外部電極を少なくとも前記積層体の下面以外の箇所に形成した積層電子部品。
突出外部電極の上面、下面の両方に他の外部電極を形成した請求項１記載の積層電子部品。
突出外部電極の一部分のみを積層体から露出させた請求項２記載の積層電子部品。
突出外部電極を積層体から露出させないようした請求項２記載の積層電子部品。
突出外部電極と前記突出外部電極に隣接する他の外部電極とを、これらの間の絶縁層に設けられたスルーホールを介して接続した請求項２記載の積層電子部品。
基材フィルムに絶縁層となるグリーンシートを形成した後、前記基材フィルム、グリーンシートの所定箇所に貫通孔を形成し、この貫通孔に導電材料を充填し外部電極を設ける工程を備え、前記外部電極を形成する際、前記導電材料の一部が前記貫通孔の内部からはみ出してグリーンシートの表面にも広がるようにして、上面視にて他の外部電極から突出する突出部を形成し、これにより、請求項１記載の突出外部電極を設けるようにした積層電子部品の製造方法。