JP2700833B2 - セラミック複合電子部品およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はセラミック複合電子部品およびその製造方
法に関し、特に、たとえば誘電体と磁性体とのように材
料が互いに異なり一体的に焼結された２種類の領域を有
する、セラミック複合電子部品およびその製造方法に関
する。

（従来技術） 従来のセラミック複合電子部品が、たとえば特願平１
−093827号に開示されている。

第５図はこのような従来のセラミック複合電子部品の
一例の要部を透視した斜視図であり、第６図は第５図に
示すセラミック複合電子部品の等価回路図である。

このセラミック複合電子部品１は、セラミックグリー
ンシートを積層し脱バインダ工程を経て一体的に焼結さ
れた部品本体２を含む。この部品本体２は、磁性体から
なる第１の部分３と、この第１の部分３の厚み方向に挟
む誘電体からなる第２および第３の部分４および５とを
備える。

磁性体からなる第１の部分３には、インダクタ６（第
６図）を形成するために、コイルとなる多数の内部電極
6aが形成される。これらの内部電極6aは、第１の部分３
となるべき複数のセラミックグリーンシートの特定のも
のの上に、それぞれ焼成することによって内部電極とな
る電導パターンを形成し、隣接するセラミックグリーン
シート上の導電パターンの端部がたとえばセラミックグ
リーンシートに形成したスルーホールを介して接続され
るように、それらの積重ねて一体的に焼結することによ
って形成される。

また、誘電体からなる第２および第３の部分４および
５には、第１および第２のコンデンサ７および８（第６
図）を形成するために、それぞれ対をなす内部電極7aお
よび7bならびに内部電極8aおよび8bが形成される。これ
らの内部電極7a,7b,8aおよび8bは、第２および第３の部
分４および５となるべき複数のセラミックグリーンシー
トの特定のものの上に、焼成することによって内部電極
となる電導パターンを形成し、それらを積重ねて一体的
に焼結することによって形成される。

なお、第１の部分３と第２および第３の部分４および
５とは、それらのセラミックグリーンシートを積重ねて
一体的に焼結することによって同時に形成される。した
がって、内部電極6a,7a,7b,8aおよび8bも、第1,第２お
よび第３の部分3,4および５と同時に形成される。

そして、第２の部分４に形成された一方の内部電極7a
は、部品本体２の一方側面に形成される外部電極（図示
せず）で、内部電極6aからなるコイルの一端に電気的に
接続される。また、第３の誘電体部分５に形成された一
方の内部電極8aは、部品本体２の他方側面に形成される
外部電極（図示せず）で、コイルの他端に電気的に接続
される。さらに、他方の内部電極7bおよび8bは、部品本
体２の別の側面に形成される外部電極（図示せず）で電
気的に接続される。したがって、このセラミック複合電
子部品１は、その等価回路を第６図に示すように、１つ
のインダクタ６の両端に２つのコンデンサ７および８の
一端がそれぞれ電気的に接続され、それらのコンデンサ
７および８の他端が電気的に接続された、いわゆるπ型
のLCフィルタ回路を有する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第５図に示すセラミック複合電子部品
１では、厚み方向に沿ってコイルとなる内部電極6aが形
成されているので、インダクタ６のインダクタンス値が
部品の厚みに大きく制限されてしまうという問題点があ
った。すなわち、部品の厚みを薄くすれば、内部電極6a
からなるコイルによって与えられるインダクタ６のイン
ダクタンス値が小さくなってしまう。

また、このセラミック複合電子部品１では、磁性体か
らなる第１の部分３と誘電体からなる第２および第３の
部分４および５とがそれらのセラミックグリーンシート
を積重ねて一体的に焼結することによって形成されるた
め、第１の部分３と第２および第３の部分４および５と
の間に、電気的特性に悪影響を与える拡散層が生じてし
まう。たとえば、磁性体がFeを含み誘電体がPbを含む場
合には、磁性体中のFeが誘電体中に拡散して、その部分
の絶縁抵抗値が下がってしまい、また逆に、誘電体中の
Pbが磁性体中に拡散して、その部分のインダクタンス値
が下がってしまう如くである。したがって、このように
材料が異なる領域間に生じる拡散層は、セラミック複合
電子部品を設計する際、大きな障害となっていた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、薄型化が可能
で、材料が異なる領域間に生じる拡散層による電気的特
性への悪影響がほとんどない、セラミック複合電子部品
を提供することである。

この発明の他の目的は、薄型化が可能で材料が異なる
領域間に生じる拡散層による電気的特性への悪影響がほ
とんどないセラミック複合電子部品を製造するためのセ
ラミック複合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） この発明にかかるセラミック複合電子部品は、磁性
体、誘電体、半導体および圧電体から選ばれた２種類の
スラリーが互いに平行に接合されている異種材料複合セ
ラミックグリーンシート上に、電導パターンが形成さ
れ、複数の異種材料複合セラミックグリーンシートが、
導電パターンを形成した状態で同じ材料の部分が重なる
ように積重ねられて焼成された、セラミック複合電子部
品である。

また、この発明にかかるセラミック複合電子部品の製
造方法は、磁性体、誘電体、半導体および圧電体から選
ばれた２種類のスラリーをキャリアフィルタ上に平行に
塗布して、異種材料が互いに平行に接合されている異種
材料複合セラミックグリーンシートを形成し、異種材料
複合セラミックグリーンシート上に導電パターンを形成
し、キャリアフィルムが剥離された複数の異種材料複合
セラミックグリーンシートを、導電パターンを形成した
状態で同じ材料の部分が重なるように積重ねて焼成する
ことを特徴とする、セラミック複合電子部品の製造方法
である。

（作用） 磁性体、誘電体、半導体および圧電体から選ばれた２
種類のスラリーが互いに平行に接合されている異種材料
複合セラミックグリーンシートが、同じ材料の部分が重
なるように積重ねられて焼成されるので、材料の異なる
それぞれの領域が、それらの端面で接合される。

これらの領域には、それぞれ、導電膜が形成される。
したがって、その領域の材料によって、その領域に様々
な電気的要素を形成することができる。その領域の材料
として磁性体，誘電体，半導体あるいは圧電体を用いれ
ば、その領域にインダクタ，コンデンサや引出し線，抵
抗あるいは圧電素子を形成することができる。この場
合、電気的要素は、必要であれば部品のほぼ全体の厚み
に形成することができる。

さらに、それぞれの領域がそれらの端面で接合される
ので、それらの領域間に生じる拡散層は、それぞれの領
域に形成される電気的要素から離れる。

（発明の効果） この発明によれば、部品のほぼ全体の厚みに電気的要
素を形成することができるため、部品の厚みを薄くして
も、所望の電気的特性を得ることができる。そのため、
従来例と比べて、部品の厚みを薄くすることができる。
たとえば、部品の厚み方向に沿ってコイルを形成する場
合、部品のほぼ全体の厚みにインダクタンスを形成する
ことができるため、従来例より部品を薄くすることがで
きる。

さらに、この発明によれば、それぞれの領域間に生じ
る拡散層がそれぞれの領域に形成される電気的要素から
離れるため、拡散層による電気的要素の電気的特性への
悪影響がほとんどなくなり、部品が設計しやすくなる。
たとえば、磁性体からなる領域と誘電体からなる領域と
にインダクタおよびコンデンサとをそれぞれ形成した場
合、それらの領域間の拡散層とインダクタとコンデンサ
を形成する部分とに距離をおくことができるので、その
拡散層によるインダクタおよびコンデンサの電気的特性
への悪影響がほとんどなくなり、部品が設計しやすくな
る。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利
点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

（実施例） 第1A図はこの発明の一実施例を示す斜視図であり、第
1B図は第1A図の線IB−IBにおける断面図であり、第1C図
は第1A図の線IC−ICにおける断面図である。第２図は第
1A図ないし第1C図に示す実施例に用いられる部品本体を
示す分解斜視図である。第３図は第1A図ないし第1C図に
示す実施例の等価回路図である。

このセラミック複合電子部品10は、薄型の部品本体12
を含む。この部品本体12は、界面14において互いに接合
された状態にある第１の部分16と第２部分18とからな
る。

部品本体12は、第１の部分16から第２の部分18へと一
連に延びる表面に導電パターンを形成した異種材料複合
セラミックグリーンシートを積層し、次いで、脱バイン
ダ工程を経て、焼結されて得られたセラミックからな
る。

部品本体12に含まれるセラミック層20（第２図）は、
異種材料複合セラミックグリーンシートの焼結により得
られるものである。この異種材料複合セラミックグリー
ンシートは、これから得られたセラミック層20からわか
るように、第１および第２の材料からそれぞれなる第１
および第２のシート部分22および24を備える。これら第
１および第２のシート部分22および24は、それぞれの面
を同一平面上に位置させた状態で互いに接合されてい
る。このセラミック層20は、第１のシート部分22が磁性
体で形成され、第２のシート部分24が誘電体で形成され
る。そして、第１のシート部分22の積重ねによって第１
の部分16が構成され、第２のシート部分24の積重ねによ
って第２の部分18が構成される。この実施例では、たと
えば６つのセラミック層20,20,・・・によって、第１の
部分16および第２の部分18が構成される。

下から２番目のセラミック層20には、第１のシート部
分22上にたとえばＪ型の内部導体26aが形成され、第２
のシート部分24上の中央にたとえば矩形の内部導体28a
が形成される。この場合、内部導体26aの一端は内部導
体28aに延びて形成され、内部導体28aの一部分はセラミ
ック層20の幅方向の一端に延びて形成される。

下から３番目のセラミック層20には、第１のシート部
分22上にたとえばＣ型の内部導体26bが形成され、第２
のシート部分24上にたとえば矩形の内部導体28bが形成
される。内部導体26bは、その一端が上述の内部導体26a
の他端に対向し、かつ内部導体26aと逆向きに形成され
る。また、内部導体28bは、上述の内部導体28aと対向
し、かつその一部分がセラミック層20の長手方向の一端
に延びて形成される。

下から４番目のセラミック層20の第１のシート部分22
には、たとえばＣ型の内部導体26cが形成される。この
内部導体26cは、その一端が上述の内部導体26bの他端に
対向し、かつ内部導体26bと逆向きに形成される。

さらに、下から５番目のセラミック層20には、第１の
シート部分22上にたとえばＩ型の内部導体26dが形成さ
れ、第２のシート部分24上の中央にたとえば矩形の内部
導体28cが形成される。この場合、内部導体26dは、その
一端が上述の内部導体26cの他端に対向し、かつその他
端が内部導体28cに延びて形成される。また、内部導体2
8cは、上述の内部導体28bに対向し、かつその一部分が
セラミック層20の幅方向の他端に延びて形成される。

また、これらの内部導体26b,26cおよび26dの一端は、
内部導体26a,26bおよび26cの他端に、下から3,4および
５番目のセラミック層20,20および20に形成されたスル
ーホール21,21および21を介して、それぞれ電気的に接
続され、これらの内部導体26a,26b,26cおよび26dでコイ
ルが構成される。そして、このコイルによって、インダ
クタ30が与えられる。また、内部導体28aおよび28bによ
って第１のコンデンサ32aが与えられ、内部導体28bおよ
び28cによって第２のコンデンサ32bが与えられる。

さらに、部品本体12の幅方向の両端面および長手方向
の一方端面には、それぞれ、第1,第２および第３の外部
電極34a,34bおよび34cが形成される。第１の外部電極34
aは内部導体28aに、第２の外部電極34bは内部導電体28c
に、第３の外部電極34cは内部導体28bに、それぞれ、電
気的に接続される。したがって、このセラミック複合電
子部品10は、その等価回路を第３図に示すように、イン
ダクタ30の両端に第１および第２のコンデンサ32aおよ
び32bの一端がそれぞれ電気的に接続され、それらのコ
ンデンサ32aおよび32bの他端が電気的に接続された、い
わゆるπ型のLCフィルタ回路を有する。

次に、上述のセラミック複合電子部品10の製造方法の
一例について説明する。

まず、セラミック複合電子部品10の部品本体12を得る
ために、セラミック層20となるべき異種材料複合セラミ
ックグリーンシートが準備される。

第４図はその異種材料複合セラミックグリーンシート
の製造方法の一例を説明するための斜視図である。この
例では、基本的に、ドクターブレード法が用いられる。

この異種材料複合セラミックグリーンシートを製造す
るためには、磁性体としてたとえば0.17NiO−0.30ZnO−
0.05CuO−0.48Fe₂O₃からなるセラミック材料と、誘電体
としてたとえば0.5Pb（Mg_1/3Nb_2/3）−0.5Pb（Mg_1/2Ｗ
_1/2）からなるセラミック材料とが準備され、これらの
セラミック材料にそれぞれ有機樹脂と有機溶剤とを加え
て、磁性体スラリーおよび誘電体スラリーが調整され
る。

そして、第４図に示すように、矢印で示す方向に移動
されるキャリアフィルム40上に、ドクターブレード装置
50によって、これらのスラリーから異種材料複合セラミ
ックグリーンシート20aが形成される。

すなわち、ドクターブレード装置50は、キャリアフィ
ルム40の上面との間に所定間隔を形成して配置されるブ
レード52を含み、このブレード52の背方には、３つの仕
切り板54,56および58によって分割された４つのスラリ
ー貯蔵部60,62,64および66が設けられる。

貯蔵部60および64には、それぞれ、磁性体スラリー68
および70が貯蔵され、貯蔵部62および66には、それぞ
れ、誘電体スラリー72および74が貯蔵される。これらの
スラリーは、それぞれ関連の貯蔵部から排出されたと
き、互いに隣接した状態となり、この状態でブレード52
に供給される。これらのスラリーは、ブレード52とキャ
リアフィルム40との隙間を通って、キャリアフィルム40
上に供給されたとき、互いに接した状態となるととも
に、並行して塗布される。これによって、キャリアフィ
ルム40上には、、各磁性体からなるシート部分76および
78ならびに誘電体からなるシート部80および82を含む、
異種材料複合セラミックグリーンシート20aが形成され
る。なお、この異種材料複合セラミックグリーンシート
20aは、乾燥器（図示せず）で乾燥される。

次に、上述のようにして得られた異種材料複合セラミ
ックグリーンシート20aを磁性体と誘電体との界面が中
央部になるようにそれぞれ矩形にカットし、矩形にカッ
トされたそれらの異種材料複合セラミックグリーンシー
トの特定のものにパンチングによりスルーホールを形成
し、それらの特定のものの表面に内部導体となるべきた
とえば銀・パラジウムを主体とする導電ペーストをパタ
ーン印刷して導電パターンを形成し、さらにそれらを同
じ材料が重なるように積重ねることによって、積層物が
形成される。なお、異種材料複合セラミックグリーンシ
ート20aの積重ね前に、キャリアフィルム40が異種材料
複合セラミックグリーンシート20から剥離される。

その積層物を60℃,2ton/cm²の条件で熱圧着を行い、
不要な部分を切り落としたのち、大気中1000℃で２時間
焼成することによって、部品本体12が形成される。

この部品本体12の３つの側面には、たとえば銀を主体
とする導電ペーストを塗布し850℃で２時間焼き付け
て、第1,第２および第３の外部電極34a,34bおよび34cが
形成され、それによって、チップ状のセラミック複合電
子部品10が得られる。

このようにして得られたセラミック複合電子部品10
は、従来例に比べて、そのほぼ全体の厚みにインダクタ
30が形成されるので、大きなインダクタス値を有する。
そのため、このセラミック複合電子部品10は、従来例に
比べて、カットオフ周波数が低くなる。同様にコンデン
サ用内部導体などを必要により厚み全体に形成すること
もでき、シートの材質により種々の電気的要素を任意に
設計して得ることが可能となる。

さらに、このセラミック複合電子部品10では、異なっ
た材料からなる第１および第２の部分16および18がそれ
らの端面で接合されるので、それらの部分16および18間
の界面14に生じる拡散層が、インダクタ30とコンデンサ
32aおよび32bとを形成する部分から離れる。そのため、
このセラミック複合電子部品10は、その拡散層によるイ
ンダクタ30とコンデンサ32aおよび32bとの電気的特性へ
の悪影響がほとんどなく、設計しやすい。

また、このセラミック複合電子部品10では、そのほぼ
全体の厚みに内部導体26a〜26dからなるコイルが形成さ
れているので、たとえば別のコイルに電気的に結合する
ことなく近づけるだけで、その別のコイルに結合するこ
とができ、その別のコイルと信号のやりとりを行うこと
ができる。そのため、このセラミック複合電子部品10
は、たとえば、２つのコイル間に隙間が形成された読取
装置でその隙間を通過することによって読み取られるIC
カードなどに有効的に利用される。

なお、上述の実施例では、磁性体からなる第１のシー
ト部分と誘電体からなる第２のシート部分とからなる異
種材料複合セラミックグリーンシートを用いたが、この
発明では、磁性体，誘電体，半導体および圧電体から選
ばれた２種類のシート部分をそれらの端面で接合した異
種材料複合セラミックグリーンシートを用いてもよい。
この場合、特に半導体，誘電体あるは圧電体からなる部
分には、たとえば、抵抗，引出部あるいは圧電素子を形
成することができる。

また、上述の実施例では、６つの異種材料複合セラミ
ックグリーンシートが用いられているが、この発明で
は、セラミックグリーンシートの厚みや部品の厚みなど
によって、異種材料複合セラミックグリーンシートの積
重ね数を任意に変更してもよい。

さらに、上述の実施例では、異種材料複合セラミック
グリーンシートを1050℃以下の焼成温度、たとえば1000
℃の焼成温度で焼結できるそれぞれのセラミック材料で
形成したが、この発明では、異種材料複合セラミックグ
リーンシートのそれぞれのセラミック材料を焼結できる
焼成温度は限定されない。ただし、上述の実施例よう
に、1050℃以下の焼成温度で焼結できるセラミック材料
を用いれば、比較的低い焼成温度で焼結することができ
る。このように低い焼成温度で焼結できるセラミック材
料には、誘電体としてたとえばPb（Ni−Nb）O₃−PbTiO₃
−Pb（Cu−Nb）O₃のようなPb系複合ペロブスカイト材料
が挙げられ、この材料は1000℃の焼成温度で焼結するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第1A図はこの発明の一実施例を示す斜視図であり、第1B
図は第1A図の線IB−IBにおける断面図であり、第1C図は
第1A図の線IC−ICにおける断面図である。 第２図は第1A図ないし第1C図に示す実施例に用いられる
部品本体を示す分解斜視図である。 第３図は第1A図ないし第1C図示す実施例の等価回路図で
ある。 第４図は第1A図ないし第1C図に示す実施例に用いられる
異種材料複合セラミックグリーンシートの製造方法の一
例を説明するための斜視図である。 第５図は従来のセラミック複合電子部品の一例の要部を
透視した斜視図である。 第６図は第５図に示す従来例の等価回路図である。 図において、10はセラミック複合電子部品、12は部品本
体、16は第１の部分、18は第２の部分、20はセラミック
層、20aは異種材料複合セラミックグリーンシート、22
は第１のシート部分、24は第２のシート部分、26a,26b,
26c,26d,28a,28bおよび28cは内部導体、30はインダク
タ、32aおよび32bはコンデンサを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森井 博史 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−68916（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性体、誘電体、半導体および圧電体から
   選ばれた２種類のスラリーが互いに平行に接合されてい
   る異種材料複合セラミックグリーンシート上に、導電パ
   ターンが形成され、複数の前記異種材料複合セラミック
   グリーンシートが、前記導電パターンを形成した状態で
   同じ材料の部分が重なるように積重ねられて焼成され
   た、セラミック複合電子部品。
2. 【請求項２】磁性体、誘電体、半導体および圧電体から
   選ばれた２種類のスラリーをキャリアフィルム上に平行
   に塗布して、異種材料が互いに平行に接合されている異
   種材料複合セラミックグリーンシートを形成し、前記異
   種材料複合セラミックグリーンシート上に導電パターン
   を形成し、前記キャリアフィルムが剥離された複数の前
   記異種材料複合セラミックグリーンシートを、前記導電
   パターンを形成した状態で同じ材料の部分が重なるよう
   に積重ねて焼成することを特徴とする、セラミック複合
   電子部品の製造方法。