专利名称：叠层陶瓷电子元件的制造方法以及叠层电感器的制造方法
技术领域：
本发明涉及叠层陶瓷电子元件的制造方法，例如用作电感器、LC元件、叠层电容器、叠层电路组件和其它合适的电子元件的制造方法。更具体地说，本发明涉及叠层陶瓷电子元件的制造方法，此叠层电子元件具有内导体和内电极(下文统称为内导体)，并且涉及这种具有显著增加了厚度的内电极的叠层电感器的制造方法。
在使用叠层电感器时，可以通过增加层叠的陶瓷生片的数量来增加线圈导体的绕组数。据此，得到大的电感。
为了减小叠层电感器的串联电阻，需要增加线圈导体的厚度或宽度。然而，当采用上述用于形成内电极，例如线圈导体的方法、即在陶瓷生片上丝网印刷内电极膏时，难以通过一个印刷工序形成具有大的厚度的内电极。
此外，当增加线圈导体的宽度以减小串联电阻时，电感变劣。
除了叠层电感器，上述问题对于诸如叠层陶瓷电容器之类的已知叠层陶瓷电子元件都是很普遍的。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的优选实施例提供了一种叠层陶瓷电子元件的制造方法，此叠层陶瓷电子元件具有显著增加了厚度的内导体。
本发明的优选实施例提供了一种叠层电感器的制造方法，此叠层电感器具有作为内电极且容易增加其厚度的线圈导体，其中获得了大电感和低串联电阻。
根据本发明的优选实施例，叠层陶瓷电子元件的制造方法包含步骤准备第一陶瓷生片、至少一个第二陶瓷生片以及转移材料，每个转移材料都具有在载体膜的一个表面上的导体层，将多个导体层转移到第一陶瓷生片的上表面和下表面中的至少一个上，使得导体层相互覆盖以形成具有多个导体层的导体，将至少一个第二陶瓷生片层叠到导体上，以形成生叠层体，烧结生叠层体以形成烧结体。
通常，当通过诸如丝网印刷之类已知的方法在载体膜上形成导体时，所得到的导体的厚度大约为200μm。另一方面，根据上述本发明的优选实施例得到的导体包含多个导体层。因此，提供了叠层陶瓷电子元件，该叠层陶瓷电子元件包含具有低串联电阻的导体，且得到了大电感和大载流量。
最好，在叠层陶瓷电子元件的制造方法中，将第一陶瓷生片和第二陶瓷生片之一形成为复合片。此复合片可以具有穿透其两面的连接导体，另一个可以是平的陶瓷生片。利用第一陶瓷生片和第二陶瓷生片，形成了包含多个导体层的导体，此导体与复合片的连接导体电连接。结果，提供了一种叠层陶瓷电子元件，它具有用第二陶瓷生片形成的陶瓷烧结体中的导体。
根据本发明的另一个优选实施例，叠层陶瓷电子元件的制造方法包含步骤准备至少一个陶瓷生片、具有穿透陶瓷生片两面的连接导体的复合片和转移材料，每个转移材料都具有在载体膜的一个表面上的、将与连接导体连接的导体层，将多个导体层转移到复合片上，使得导体层相互覆盖以形成与连接导体连接且具有多个导体层的导体，将至少一个陶瓷生片层叠到导体上，以形成生叠层体，烧结此生叠层体以形成烧结体。结果，形成了具有大的厚度且与连接导体电连接的导体，如在前面的本发明优选实施例中所描述的。据此，正如前面的优选实施例，提供了一种叠层陶瓷电子元件，它包含具有低串联电阻的导体且得到了大电感和大载流量。
最好，叠层陶瓷电子元件的制造方法还包含步骤层叠复合片的上表面和下表面上的导体，使得这些导体之一与连接导体的上部电连接，而另一个导体与连接导体的下部电连接。结果，复合片的上和下表面上的导体通过连接导体电连接。
根据本发明的另一个优选实施例，叠层陶瓷电子元件的制造方法包含步骤准备多个第一陶瓷生片、具有穿透其两面的连接导体的第二陶瓷生片、多个转移材料，每个转移材料都具有在载体膜的一个表面上的导体层，通过施加压力将导体层之一转移到第一陶瓷生片之一的一个表面上，通过施加压力转移其上的另一个导体层，使得导体层相互覆盖，将第二陶瓷生片层叠到转移到第一陶瓷生片上的导体层上，使得连接导体与导体层连接，通过施加压力将另一个导体层转移到第二陶瓷生片上，使得连接导体与导体层连接，并且通过施加压力转移其上的另一个导体层，使得导体层彼此覆盖，将另一个第一陶瓷生片层叠到第二陶瓷生片上，以形成生叠层体，烧结此生叠层体以形成烧结体。
根据本发明的另一个优选实施例，叠层电感器的制造方法包含步骤准备具有穿透陶瓷生片的两个表面的连接导体的复合片、转移材料和至少一个平陶瓷生片，每个转移材料具有在载体膜的一个表面上的、将与连接导体连接的线圈导体层，将多个线圈导体层转移到复合片上，使得线圈导体层彼此覆盖，以形成线圈导体，此线圈导体与连接导体电连接并且具有多个线圈导体层，将至少一个平陶瓷生片层叠到线圈导体上，以形成生叠层体，烧结此生叠层体，以形成烧结体。据此，提供了一种叠层电感器，它包含具有大厚度的线圈导体，实现了低串联电阻和大电感。
最好，叠层电感器的制造方法包含步骤将转移材料的多个线圈导体层转移到复合片的上表面上，将转移材料的另外的多个线圈导体层转移到复合片的下表面上。结果，在连接导体上形成了第一线圈导体，在连接导体的下面形成了第二线圈导体。由于第一导体和第二导体通过连接导体电连接，所得到的叠层电感器实现了增大的电感。
最好，通过叠层电感器的制造方法，形成了在相同方向卷绕的第一线圈导体和第二线圈导体。据此，所获得的叠层电感器得到了显著增加的电感。
通过下面参考附图对本发明的优选实施例的详细描述，本发明的其它特征、部件、特性和优点将变得更加显而易见。
图2A是根据本发明第一优选实施例的层叠电感器的透视图，用于说明其中的线圈导体。
图2B是根据本发明第一优选实施例的层叠电感器的透视图。
图3是根据本发明第一优选实施例，包含其上形成了线圈导体层的载体膜的转移材料的平面图。
图4A是根据本发明的第二优选实施例的母载体膜的平面图。
图4B是根据本发明第二优选实施例的形成在母载体膜上的母复合片的平面图。
图5A是根据本发明的第一优选实施例，说明层叠陶瓷生片、线圈导体层和复合片的层叠的工艺步骤的截面图，其中每个陶瓷生片都保持在载体膜上。
图5B是根据本发明的第一优选实施例，说明层叠陶瓷生片、线圈导体层和复合片的工艺步骤的另一个截面图，其中每个导体生片都保持在载体膜上。
图5C是根据本发明的第一优选实施例，说明层叠陶瓷生片、线圈导体层和复合片的工艺步骤的再一个截面图，其中每个陶瓷生片都保持在载体膜上。
图5D是根据本发明的第一优选实施例，说明层叠陶瓷生片、线圈导体层和复合片的工艺步骤的另一个截面图，其中每个陶瓷生片都保持在载体膜上。
图5E是根据本发明的第一优选实施例，说明层叠陶瓷生片、线圈导体层和复合片的工艺步骤的再一个截面图，其中每个陶瓷生片都保持在载体膜上。
图5F是根据本发明的第一优选实施例，说明层叠陶瓷生片、线圈导体层和复合片的工艺步骤的另一个截面图，其中每个陶瓷生片都保持在载体膜上。
图6是根据本发明的第一优选实施例，说明通过层叠工艺而得到的生叠层体的截面图。
图7是根据本发明的第三优选实施例，包含载体膜的转移材料的平面图，在载体膜上层叠了线圈导体层和复合片。
图8是根据本发明的第一、第二和第三优选实施例，说明层叠的电感器的线圈导体形状的平面示意图。
图9是根据本发明的第四优选实施例，说明层叠的电感器的透视示意图。
图2A是表示叠层电感器1的内部结构的透视示意图，图2B是叠层电感器1的外部透视图。
图2A和2B还表示了陶瓷烧结体2、烧结体2的第一端面2a(下文称为第一端面2a)、烧结体2的第二端面2b(下文称为第二端面2b)、烧结体2的上表面2c(下文称为上表面2c)、烧结体2的下表面2d(下文称为下表面2d)、第一外电极3、第二外电极4以及包含第一线圈导体5A和第二线圈导体5B的线圈导体5。
叠层电感器1包含陶瓷烧结体2，陶瓷烧结体2最好基本上是矩形。陶瓷烧结体2包含如铁氧体之类的磁性陶瓷或如玻璃陶瓷之类的绝缘陶瓷。然而，对于本发明的优选实施例来说，最好是磁性陶瓷。
形成第一外电极3和第二外电极4使其覆盖第一端面2a和第二端面2b。在陶瓷烧结体2中形成线圈导体5。如图2A所示，在第一端面2a处露出了与外电极3电连接的线圈导体5的一端。在第二端面2b处露出了与外电极4电连接的线圈导体5的另一端。
在
图1中，示出了多个陶瓷生片11、多个第一线圈导体层12、包含连接导体13a和陶瓷生片13b的复合片13、多个第二线圈导体层14和多个陶瓷生片15，它们形成了用于制造叠层电感器1的生叠层体。陶瓷生片11和15是用于形成陶瓷烧结体2的最上层和最下层的平(虚设)陶瓷生片。层叠第一线圈导体层12以便形成作为线圈导体5的上部分的第一线圈导体5A，层叠第二线圈导体14以便形成作为线圈导体5的下部分的第二线圈导体5B。连接导体13a穿透陶瓷生片13b的两面。
确定连接导体13a的位置，使得当层叠复合片13时，连接导体13a的上表面与第一线圈导体层12的一端电连接，连接导体13a的底表面与第二线圈导体层14的一端电连接。
连接导体13a的宽度比第一线圈导体层12和第二线圈导体层14的宽度宽。
接下来，设置在连接导体13a上的第一线圈导体5A和设置在连接导体13a下的第二线圈导体5B通过连接导体13a电连接，这样就形成了图2所示的线圈导体5。
延长第一线圈导体层12以使其一端暴露于生叠层体的一个端面，延长第二线圈导体层14以使其另一端暴露于生叠层体的另一个端面。
然后，烧结生叠层体以便提供图2A和2B所示的陶瓷烧结体2。由第一线圈导体层12所限定的第一线圈导体5A暴露于陶瓷烧结体2的第一端面2a，而由第二线圈导体层14所限定的第二线圈导体5B暴露于第二端面2b。
下面将参考图3和图5A、5B、5C、5D、5E和5F描述陶瓷生片11、第一线圈导体层12、复合片13、第二线圈导体层14和陶瓷生片15的层叠方法。
在这些附图中，为了层叠陶瓷生片15、包含第二线圈导体层14的线圈导体5B以及复合片13，采用载体膜21、23和24以及层叠平台22。
首先，准备多个载体膜21，在每个载体膜上都承载陶瓷生片15，如图5A所示。
然后，将承载在载体膜21上的陶瓷生片15压合在层叠平台22上，如图5B所示。此后，剥离载体膜21。也就是说，通过转移法在层叠平台22上层叠保持在载体膜21上的陶瓷生片15。
将上述陶瓷生片15的层叠步骤重复多次，从而层叠多个陶瓷生片15，如图5C所示。
然后，如图3所示，准备保持在载体膜23上的、包含第二线圈导体层14的转移材料。通过与图5D所示的一样的转移法在层叠的陶瓷生片15上压合保持在载体膜23上的第二线圈导体层14，从而将第二线圈导体层14压入陶瓷生片15中。此后，剥离载体膜23。也就是说，通过转移法层叠第二线圈导体层14，使得其图形在相同的方向上对准。
将第二线圈导体层14的层叠步骤重复多次，从而层叠多个线圈导体层14。结果，形成了如图5E所示的第二线圈导体5B。如在相同的附图中所示的，将线圈导体5B的上部分压入层叠的陶瓷生片15中，并且从其上表面突出。
在图5E中，线圈5B的截面最好基本上是矩形。作为替换，此截面也可以是椭圆形、或者其角可以是圆的、或者可以是其它合适的结构。
在图5F中，通过转移法在包含第二线圈导体层14的线圈导体5B上层叠保持在载体膜24上的复合片13。更具体地说，在线圈导体5B上层叠且压合复合片13，使得连接导体13a覆盖线圈导体5B的一端。此后，剥离载体膜24。
然后，利用与层叠第二线圈导体层14的方法一样的转移法层叠形成线圈导体5A的第一线圈导体层12。此外，利用与上述陶瓷生片15的层叠方法一样的转移法层叠陶瓷生片11。
据此，得到了图6所示的生叠层体31。在生叠层体31中，在连接导体13a上面设置了第一线圈导体5A，在下面设置了第二线圈导体5B。线圈导体5A和5B通过连接导体13a彼此电连接。
通过烧结生叠层体31，得到了如图2A和2B所示的陶瓷烧结体2。
然后，通过适当的工艺，例如涂覆和焙烧导电膏，在陶瓷烧结体2的第一端面2a上形成外电极3，在陶瓷烧结体2的第二端面2b上形成外电极4。这样，形成了叠层电感器1。
根据第一优选实施例，通过层叠多个第一线圈导体层12形成具有大厚度的线圈导体5A，通过层叠多个第二线圈导体层14形成具有大厚度的线圈导体5B。据此，设置了线圈导体5，它具有较厚的厚度、低串联电阻和大电感。
现在将参考图4A和4B描述根据本发明第二优选实施例的叠层电感器的制造方法。在第一优选实施例中，已经描述了得到一个生叠层体31的步骤。然而，实际上，可以通过将形成为许多生叠层体的组合体的母生叠层体分为单个的生叠层体而得到生叠层体31。为了得到母生叠层体，制备图4A所示的多个母载体膜41。然后，制备设置在母载体膜41上的母陶瓷生片、设置在母载体膜41上的母复合片13以及在母载体膜41上的基体中对准的多个第一线圈导体12或多个第二线圈导体14，所述母陶瓷生片作为陶瓷生片11或陶瓷生片15。例如，如图4B所示，在基体中设置并对准多个连接导体13a，以便限定母复合片42。
为了得到母复合片42，通过丝网印刷或其它适当的方法在母载体膜41上印刷多个连接导体13a。然后，在母载体膜41上除了印刷了连接导体13a的位置之外的位置印刷一个陶瓷生片，从而得到母陶瓷生片42b。据此，提供了母复合片42。
另外，可以在母陶瓷生片中将提供连接导体13a的位置提供穿透孔。接着，可以用导电膏填充穿透孔，以形成连接导体13a。
为了将它们层叠，可以按上述方式，通过丝网印刷或其它适当的方法，在母载体膜41上印刷多个第一导体层12和多个第二导体层14。在基体中，对准这些印刷在母载体膜41上的导体层。
现在将参考图7描述根据本发明第三优选实施例的叠层电感器的制造方法。在第一和第二优选实施例中，层叠复合片13之后，层叠第一线圈导体层12。然而，在此优选实施例中，复合片13包含第一线圈导体层12的最下层和其上的连接导体13a。例如，在载体膜51上提供复合片13，复合片13包含彼此连接的第一线圈导体层12的最下层和连接导体13a，如图7所示。这样，在载体膜51上提供了包含最下面的第一线圈导体层12和连接导体13a的复合片13，从而得到转移材料52。利用转移材料52，同时转移了复合片13和一个线圈导体层12。
在这些优选实施例中，一种线圈导体层12和14层叠在连接导体13a的上面和下面。然而，还可以层叠多种线圈导体层以形成具有增加的绕组数的线圈导体。
此外，在这些优选实施例中，提供线圈导体5A和线圈导体5B，使得其线圈部分相对于包含点A的平面对称，其中点A对应于线圈的中心，如图8所示。
而且，在这些优选实施例中，由第一线圈导体层12限定的线圈导体5A的卷绕方向与由第二线圈导体层14限定的线圈导体5B的方向相同，从而得到大的电感。
在这些优选实施例中，层叠到复合片13上面的线圈导体5A和层叠到复合片13下面的线圈导体5B通过连接导体13a连接，所述连接导体13a设置在复合片13上。然而，当以下列方式提供线圈导体5时，复合片不是必须的。首先，层叠多个第二线圈导体层14。然后，通过转移法层叠多个第一线圈导体层12，它以适于电连接到第二线圈导体层14所需要的图形构成。
现在将参考图9描述根据本发明第四优选实施例的层叠电感器的制造方法。在上述优选实施例中，外电极3形成在第一端面2a上，外电极4形成在第二端面2b上。此外，线圈导体5在从上表面2c到下表面2d的向下方向卷绕。然而，在此优选实施例中，提供的层叠电感器71包含具有端面72a和72b的陶瓷烧结体72、外电极73和74以及线圈导体75，如图9所示。外电极73和74分别提供在端面72a和72b上。线圈导体75从端面72a向端面72b卷绕。即，层叠的电感器71包含在水平方向卷绕的线圈导体75。
在上述优选实施例中，已经描述了层叠的电感器的制造方法。然而，可以将本发明应用到其它的层叠陶瓷电子元件的制造上，例如层叠的压敏电阻器、层叠的热敏电阻器、层叠的电容器、层叠的LC滤波器、多层衬底和层叠的电路组件。由于本发明允许内电极的厚度增加，因此任何根据本发明的方法制造的陶瓷电子元件都得到了大电感和增加了载流量。
前面已经描述了本发明的优选实施例，应理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对于本领域技术人员来说，修改和变化是显而易见的。因此，将仅通过下面的权利要求来确定本发明的范围。
权利要求
1.一种叠层陶瓷电子元件的制造方法，包含步骤准备具有上表面和下表面的第一陶瓷生片、至少一个第二陶瓷生片以及转移材料，每个转移材料都具有在载体膜的一个表面上的导体层；将多个导体层转移到第一陶瓷生片的上表面和下表面中的至少一个上，使得导体层相互覆盖以形成具有多个导体层的导体；将所述至少一个第二陶瓷生片层叠到导体上，以形成生叠层体；和烧结生叠层体以形成烧结体。
2.根据权利要求1所述的叠层陶瓷电子元件的制造方法，其特征在于第一陶瓷生片和所述至少一个第二陶瓷生片之一是复合片，此复合片具有穿透其两面的连接导体，另一个是平的陶瓷生片。
3.根据权利要求1所述的叠层陶瓷电子元件的制造方法，其特征在于所述至少一个第二陶瓷生片是平的陶瓷生片。
4.根据权利要求1所述的叠层陶瓷电子元件的制造方法，其特征在于所述叠层陶瓷电子元件是叠层陶瓷电感器。
5.根据权利要求1所述的叠层陶瓷电子元件的制造方法，其特征在于所述将至少一个第二陶瓷生片层叠到导体上以形成生叠层体的步骤包含步骤将第一个第二陶瓷生片层叠到第一陶瓷生片的上表面上的导体层上，和将第二陶瓷生片层叠到第一陶瓷生片的下表面上的导体层上。
6.一种叠层陶瓷电子元件的制造方法，包含步骤准备至少一个陶瓷生片、具有穿透其两面的连接导体的复合片和转移材料，每个转移材料都具有在载体膜的一个表面上的、将与连接导体连接的导体层；将多个导体层转移到复合片上，使得导体层相互覆盖以形成与连接导体连接且具有多个导体层的导体；将所述至少一个陶瓷生片层叠到导体上，以形成生叠层体；和烧结此生叠层体以形成烧结体。
7.根据权利要求6所述的叠层陶瓷电子元件的制造方法，其特征在于还包括步骤将导体层叠到复合片的上表面和下表面上，使得所述导体之一与连接导体的上部分电连接，另一个导体与连接导体的下部分电连接，其中与连接导体的上部分连接的导体和与连接导体的下部分连接的另一个导体通过连接导体电连接。
8.根据权利要求6所述的叠层陶瓷电子元件的制造方法，其特征在于所述至少一个陶瓷生片是平的陶瓷生片。
9.根据权利要求6所述的叠层陶瓷电子元件的制造方法，其特征在于所述层叠陶瓷电子元件是层叠陶瓷电感器。
10.一种叠层陶瓷电子元件的制造方法，包含步骤准备多个第一陶瓷生片、具有穿透其两面的连接导体的第二陶瓷生片和多个转移材料，每个转移材料都具有在载体膜的一个表面上的导体层；通过施加压力将这些所述导体层中的第一个转移到所述第一陶瓷生片之一的一个表面上，通过施加压力转移其上的所述导体层中的第二个，使得导体层相互覆盖；将第二陶瓷生片层叠到转移到第一陶瓷生片上的第一和第二个导体层上，使得连接导体与第一和第二导体层连接；通过施加压力将所述导体层中的第三个转移到第二陶瓷生片上，使得连接导体与第三导体层连接，通过施加压力转移其上的所述导体层中的第四个，使得第三和第四个导体层彼此覆盖；将所述多个第一陶瓷生片中的另一个层叠到第二陶瓷生片上，以形成生叠层；烧结此生叠层体以形成烧结体。
11.根据权利要求10所述的叠层陶瓷电子元件的制造方法，其特征在于所述多个第一陶瓷生片中的所述另一个是平的陶瓷生片。
12.根据权利要求10所述的叠层陶瓷电子元件的制造方法，其特征在于所述叠层陶瓷电子元件是叠层陶瓷电感器。
13.一种叠层电感器的制造方法，包含步骤准备具有穿透陶瓷生片的两个表面的连接导体的复合片、转移材料和至少一个平的陶瓷生片，每个转移材料具有在载体膜的一个表面上的、将与连接导体连接的线圈导体层；将多个所述线圈导体层转移到复合片上，使得多个线圈导体层彼此覆盖，以形成线圈导体，此线圈导体与连接导体电连接并且包括多个线圈导体层；将所述至少一个平陶瓷生片层叠到线圈导体上，以形成生叠层体；烧结此生叠层体，以形成烧结体。
14.根据权利要求13所述的叠层电感器的制造方法，其特征在于还包括步骤将转移材料的多个线圈导体层转移到复合片的上表面上；和将转移材料的另外的多个所述线圈导体层转移到复合片的下表面上，其中由多个线圈导体层限定的第一线圈导体形成在连接导体的上面，由所述另外的多个线圈导体层限定的第二线圈导体形成在连接导体的下面。
15.根据权利要求14所述的叠层电感器的制造方法，其中第一线圈导体和第二线圈导体按相同的方向卷绕。
16.根据权利要求13所述的叠层陶瓷电子元件的制造方法，其中所述叠层陶瓷电子元件是叠层陶瓷电感器。
全文摘要
一种叠层陶瓷电子元件的制造方法,包含步骤:形成具有大的厚度的导体,此导体包含多个第一线圈导体层和多个第二线圈导体层,将多个第一线圈导体层转移到陶瓷生片的上表面上,其中每个线圈导体层都设置在载体膜上,将每个都保持在载体膜上的多个第二线圈导体层转移到相同的陶瓷生片的下表面上。
文档编号H01F41/04GK1380664SQ02105489
公开日2002年11月20日 申请日期2002年4月5日 优先权日2001年4月6日
发明者达川刚, 德田博道 申请人:株式会社村田制作所