专利名称：层叠型复合器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于构成装在携带电话机等电子装置中的各种电子线路的层叠型复合器件及其制造方法。
背景技术：
近年来，在携带电话机等小型电子装置中，对于小型化的要求日益严格，在这样的状况下，把构成装置的多个电路元件集成化到一个芯片的层叠型复合器件中，把该层叠型复合器件安装到主板上。
如
图16和图17所示的那样，层叠型复合器件具有多个陶瓷层(1)(2)的层叠构造，在各个陶瓷层的表面上形成构成电感器和电容器的多个电路元件图形(11)(21)。这些电路元件图形(11)(21)通过形成在陶瓷层(1)(2)上的导体图形(13)(23)和贯通陶瓷层(1)(2)而形成的导通路(通孔)(12)(22)而相互连接起来，由此，构成滤波器等电子电路。
而且，在上述那样的层叠型复合器件中，提出了这样的方案为了使构成电感器的图形(以下称为L图形)的电感增大，L图形形成在磁性体陶瓷层(1)上，为了使构成电容器的图形(以下称为C图形)的电容量增大，C图形形成在介电体陶瓷层(2)上(日本专利公开公报特开昭60-106114号、日本专利公开公报特开平6-333743号等)。
这样的层叠型复合器件一般按以下这样进行制造。即，把在磁性体生片的表面上形成L图形的磁性体基板层叠所需要的张数，来得到电感器层叠体，同时，把在介电体生片的表面上形成C图形的介电体基板层叠所需要的张数，来得到电容器层叠体。接着，在把两个层叠体相互重叠的状态下，对两个层叠体进行烧结，得到把多张基板一体化的烧结层叠体。最后，在烧结层叠体的表面上根据需要搭载多个电子部件，完成单芯片化的层叠型复合器件。
但是，在现有的层叠型复合器件中，在把由磁性体生片构成的多张磁性体基板和由介电体生片构成的多张介电体基板进行层叠和烧结的工序中，由于磁性体生片的收缩率和介电体生片的收缩率大大不同，因此，如图18所示的那样，由于收缩率之差，烧结后的磁性体陶瓷层(1)和介电体陶瓷层(2)弯曲，在各个陶瓷层(1)(2)上产生较大的挠度，由此，存在产生裂纹K的问题。
图19(a)对图18的一部分A放大表示烧结前的状态，图19(b)对图18的一部分A放大表示烧结后的状态。在烧结前的状态下，如图19(a)那样，在通过相互重叠的陶瓷层(1)(2)的接合部来对准对应的电路元件图形(11)(21)和通孔(12)(22)，但是，在烧结后的状态下，如图19(b)那样，在对应的电路元件图形(11)(21)和通孔(12)(22)之间产生偏差和剥离，而存在成品率低下的问题。
因此，提出了这样的层叠型复合器件(日本专利公开公报特开平6-325979号)在磁性体陶瓷层与介电体陶瓷层之间，形成包含混合了实质上与磁性体陶瓷层相同的磁性材料和实质上与介电体陶瓷层相同的介电体材料的混合材料的混合材料层，来防止在陶瓷层的接合界面上产生的剥离。
因此，在该层叠型复合器件中，混合材料层的收缩率成为磁性体陶瓷层的收缩率与介电体陶瓷层的收缩率的中间值，各层间的收缩率之差被减半，但是，在各层间仍然存在大的收缩率之差，因此，仍没有解决裂纹和剥离的问题。
发明概述本发明的目的是提供能够解决在烧结工序中产生的裂纹和剥离的问题而提高成品率的层叠型复合器件的构造及其制造方法。
本发明所涉及的第一层叠型复合器件，具有组成互不相同的第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠构造，在各个陶瓷层的表面上形成一个或者多个电路元件图形，形成在多个陶瓷层上的多个电路元件图形被相互连接起来，构成应当发挥预定功能的电子电路。在该层叠型复合器件中，在第一陶瓷层和第二陶瓷层之间插入中间层，该中间层的组成在厚度方向上变化，在与第一陶瓷层的接合面上，烧结时的收缩率具有与第一陶瓷层实质上相同的值，在与第二陶瓷层的接合面上，烧结时的收缩率具有与第二陶瓷层实质上相同的值。而且，在中间层上，为了谋求配备在其两侧的第一陶瓷层和第二陶瓷层之间的电气导通，根据需要形成导体图形和导通路(通孔)。
在上述本发明的第一层叠型复合器件中，由于中间层的组成在厚度方向变化，因此，烧结时的收缩率在厚度方向上发生变化。该中间层在与第一陶瓷层的接合面上具有与第一陶瓷层同等的收缩率，因此，在中间层与第一陶瓷层的接合部上，收缩率之差几乎不会产生。而且，在与第二陶瓷层的接合面上具有与第二陶瓷层同等的收缩率，因此，在中间层与第二陶瓷层的接合部上，收缩率之差几乎不会产生。这样，在烧结工序中，第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠体没有大的弯曲和挠度，因此，在陶瓷层上不会产生裂纹，并且，在陶瓷层间不会产生剥离。
在具体的构成中，上述中间层包含构成第一陶瓷层的元素内的至少一种元素和构成第二陶瓷层的元素内的至少一种元素，在与第一陶瓷层的接合面附近，第一陶瓷层的上述元素的含量多于第二陶瓷层的上述元素，在与第二陶瓷层的接合面附近，第二陶瓷层的上述元素的含量多于第一陶瓷层的上述元素。在该具体构成中，陶瓷层与中间层的接合部中的结晶晶格的匹配性良好，因此，更确实地防止了接合界面上的剥离。
而且，在具体的构成中，上述中间层在与第一陶瓷层的接合面附近具有与第一陶瓷层相同的组成，在与第二陶瓷层的接合面附近具有与第二陶瓷层相同的组成。根据该具体的构成，陶瓷层与中间层的接合部中的结晶晶格的匹配性更好，同时，陶瓷层与中间层的接合部上的收缩率为相同的值，更确实地防止了接合界面上的剥离。
更具体说，上述中间层由具有104Ωcm以上的电阻率的材料所形成。由此，能够防止层叠型复合器件的高频区域中的损失的增大。
例如，上述第一陶瓷层是磁性体，上述第二陶瓷层是介电体，在此情况下，在第一陶瓷层的表面上形成电感器图形(L图形)，在第二陶瓷层的表面上形成电容器图形(C图形)。在此情况下，对于各个图形应当发挥的特性值，使用适当的材料，来形成各个陶瓷层，因此，即使各个图形的大小与现有技术相同，而各个图形发挥了比现有技术优越的特性。这样，能够缩小各个图形的大小，能够实现层叠型复合器件的小型化。
本发明所涉及的第一层叠型复合器件的制造方法，具有片制造工序，制造中间生片，在表面上形成一个或多个电路元件图形的第一生片和在表面上形成一个或多个电路元件图形的第二生片的组成在厚度方向变化，在一方的表面上，烧结时的收缩率具有与第一生片实质上相同的值，在另一方的表面上，烧结时的收缩率具有与第二生片实质上相同的值；层叠体制造工序，在第一生片与第二生片之间以上述一方的表面向着第一生片侧同时上述另一方的表面向着第二生片侧的姿势夹入中间生片，制造由多层构成的层叠体；烧结工序，烧结上述层叠体。
根据上述本发明的第一层叠型复合器件的制造方法，第一生片为第一陶瓷层，第二生片为第二陶瓷层，中间生片为中间层，而得到上述本发明的第一层叠型复合器件。而且，在烧结工序中，在两个生片与中间生片的接合界面上，收缩率之差不会产生，因此，烧结后的层叠体不会弯曲，由此，防止了陶瓷层的裂纹和陶瓷层间的剥离。
具体地说，在上述片制造工序中，把第一生片和第二生片进行重合，在该状态下，对两片进行低温烧结，由此，来制造上述中间生片。由此，在第一生片和第二生片的接合界面上，两生片的粒子相互扩散，而得到在一方的表面上具有与第一生片实质上相同的收缩率并且在另一方的表面上具有与第二生片实质上相同的收缩率的中间生片。
或者，在上述片制造工序中，把成为第一生片的第一生料成型为带状，同时，把成为第二生片的第二生料成型为带状，并且把两个生料层相互重合，由此，制造上述中间生片。由此，在第一生料和第二生料的接合界面上，两生料的粒子相互扩散，而得到在一方的表面上具有与第一生片实质上相同的收缩率并且在另一方的表面上具有与第二生片实质上相同的收缩率的中间生片。其中，通过对相互重合的两生料层进行加热，能够有助于上述扩散作用。
本发明所涉及的第二层叠型复合器件，具有组成互不相同的第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠构造，在相互接触而配置的第一陶瓷层和第二陶瓷层内，至少一方的陶瓷层的组成在厚度方向上变化，在与另一方的陶瓷层的接合面上，烧结时的收缩率具有实质上与该另一方的陶瓷层相同的值。
在上述本发明的第二层叠型复合器件中，一方的陶瓷层的组成在厚度方向上变化，因此，烧结时的收缩率在厚度方向上也变化。该一方的陶瓷层在与另一方的陶瓷层的接合面上具有与另一方的陶瓷层同等的收缩率，因此，在一方的陶瓷层与另一方的陶瓷层的接合部上，收缩率之差几乎不会产生。这样，在烧结工序中，第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠体没有大的弯曲和挠度，因此，在陶瓷层上不会产生裂纹，并且，在陶瓷层间不会产生剥离。
在具体的构成中，上述一方的陶瓷层包含构成上述另一方的陶瓷层的元素内的至少一种元素，该元素的含有率随着接近与上述另一方的陶瓷层的接合面而增大。在具体的构成中，一方的陶瓷层与另一方的陶瓷层的接合部中的结晶晶格的匹配性良好，因此，更确实地防止了接合界面上的剥离。
而且，在具体的构成中，上述一方的陶瓷层在与上述另一方的陶瓷层的接合面附近具有与上述另一方的陶瓷层相同的组成。根据该具体的构成，一方的陶瓷层与另一方的陶瓷层的接合部中的结晶晶格的匹配性更好，同时，一方的陶瓷层与另一方的陶瓷层的接合部上的收缩率为相同的值，更确实地防止了接合界面上的剥离。
更具体说，第一陶瓷层是介电体，第二陶瓷层是磁性体。根据该具体的构成，在第一陶瓷层的表面上形成C图形，在第二陶瓷层的表面上形成L图形。在此情况下，对于各个图形应当发挥的特性值，使用适当的材料，来形成各个陶瓷层，因此，即使各个图形的大小与现有技术相同，而图形发挥了比现有技术优越的特性。这样，能够缩小图形的大小，由此，能够实现层叠型复合器件的小型化。
而且，在另一个具体构成中，相互接触而配置的第一陶瓷层和第二陶瓷层的组成分别在厚度方向上变化，在两陶瓷层的接合面附近，烧结时的收缩率具有实质上相同的值。在该具体构成中，两陶瓷层在接合面上具有同等的收缩率，因此，在两陶瓷层的接合部上，收缩率之差几乎不会产生。
本发明所涉及的第二层叠型复合器件的制造方法，具有片制造工序，制造成为第一陶瓷层的第一生片和成为第二陶瓷层的第二生片；图形形成工序，在所需要张数的第一生片和第二生片的表面上分别形成一个或者多个电路元件图形；层叠体制造工序，把形成一个或多个电路元件图形的第一生片和第二生片进行重合，来制造由多层构成的层叠体；烧结工序，烧结上述层叠体。
在上述片制造工序中，使在上述层叠体制造工序中相互接触而配置的第一生片和第二生片内的至少一方的生片的组成在厚度方向上变化，以使在一方表面上烧结时的收缩率具有实质上与另一方的生片相同的值，在上述层叠体制造工序中，以上述一方的表面向着上述另一方的生片侧的姿势来层叠上述一方的生片。
根据上述本发明的第二层叠型复合器件的制造方法，上述一方的生片和上述另一方的生片成为相互接触而配置的2层陶瓷层，而得到上述本发明的第二层叠型复合器件。而且，在烧结工序中，在两生片的接合界面上，收缩率之差不会产生，因此，烧结后的层叠体不会弯曲，由此，防止了陶瓷层的裂纹和陶瓷层间的剥离。
具体地说，在上述片制造工序中，把分别在厚度方向上具有均匀组成的第一生片和第二生片进行重合，在该状态下，对两片进行低温烧结，由此，来制造上述一方的生片。由此，在第一生片和第二生片的接合界面上，两生片的粒子相互扩散，而得到在一方的表面上具有与另一方的生片实质上相同的收缩率的生片。
或者，在上述片制造工序中，把成为第一生片的第一生料成型为带状，同时，把成为第二生片的第二生料成型为带状，并且把两个生料层相互重合，由此，制造上述一方的生片。由此，在第一生料和第二生料的接合界面上，两生料的粒子相互扩散，而得到在一方的表面上具有与另一方的生片实质上相同的收缩率。其中，通过对相互重合的两生料层进行加热，能够有助于上述扩散作用。
本发明所涉及的第三层叠型复合器件，具有组成互不相同的第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠构造，第一陶瓷层具有三层构造，该三层构造由具有成为主体的组成的中间层和配置在中间层的两侧并具有与第二陶瓷层相同组成的一对表面层所构成。
在上述本发明的第三层叠型复合器件中，第一陶瓷层由成为主体的组成的中间层和具有与第二陶瓷层相同的组成的表面层所构成，因此，作为第一陶瓷层的烧结时的层整体的收缩率为构成中间层的组成的收缩率和构成表面层的组成(第二陶瓷层的组成)的收缩率的中间值，与由成为主体的组成而构成层整体的现有的第一陶瓷层相比，缩小了与第二陶瓷层的收缩率之差。而且，在本发明的第一陶瓷层和第二陶瓷层的接合部上，相同组成的层被相互进行接合，因此，在该接合部上，收缩率之差不会产生。
这样，在上述本发明的第三层叠型复合器件的制造中，当通过烧结工序来形成第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠构造时，不会在第一陶瓷层与第二陶瓷层之间产生大的收缩率之差，由此，使各陶瓷层的挠度被缓和。其结果，防止了陶瓷层的裂纹和陶瓷层间的剥离。
在具体构成中，上述第一陶瓷层是磁性体，上述第二陶瓷层是介电体。根据该具体构成，在第一陶瓷层的表面上形成L图形，在第二陶瓷层的表面上形成C图形。在此情况下，第一陶瓷层的主体是磁性体，不会丧失作为磁性体的性质。这样，对于各个图形应当发挥的特性值，使用适当的材料，来形成各个陶瓷层，因此，即使图形的大小与现有技术相同，而图形发挥了比现有技术优越的特性。这样，能够缩小图形的大小，由此，能够实现层叠型复合器件的小型化。
或者，上述第一陶瓷层的中间层是介电体，上述第二陶瓷层是磁性体。在此情况下，在第一陶瓷层的表面上形成C图形，在第二陶瓷层的表面上形成L图形。
本发明所涉及的第三层叠型复合器件的制造方法，具有片制造工序，制造成为第一陶瓷层的第一生片和成为第二陶瓷层的第二生片；图形形成工序，在所需要张数的第一生片和第二生片的表面上分别形成一个或者多个电路元件图形；层叠体制造工序，把形成一个或多个电路元件图形的第一生片和第二生片进行重合，来制造由多层构成的层叠体；烧结工序，烧结上述层叠体。
在上述片制造工序中，第一生片形成为三层构造，该三层构造由具有成为主体的组成的中间层和配置在中间层两侧并具有与第二生片相同的组成的一对表面层所构成。
根据上述本发明的第三层叠型复合器件的制造方法，经过烧结工序，具有三层构造的第一生片成为具有三层构造的第一陶瓷层，第二生片成为第二陶瓷层，而得到具有两陶瓷层的层叠构造的本发明的第三层叠型复合器件。
在烧结工序中，第一生片由成为主体的组成的中间层和具有与第二生片相同组成的两个表面层所构成，因此，作为第一生片的全体的收缩率为构成中间层的组成的收缩率和构成表面层的组成(第二生片的组成)的收缩率的中间值，与由成为主体的组成而构成全体的现有的第一生片相比，缩小了与第二生片的收缩率之差。而且，在本发明的第一生片与第二生片的接合部上，相同组成的层被相互进行接合，因此，在该接合部上不会产生收缩率之差。这样，在第一生片与第二生片之间不会产生较大的收缩率之差，由此，使由烧结所产生的各陶瓷层的挠度得到缓和。其结果，防止了陶瓷层的裂纹和陶瓷层间的剥离。
具体地说，在成为中间层的中间生片的两侧重合第二生片，在此状态下，对各生片进行低温烧结，由此，制造上述第一生片。而且，可以取代低温烧结，通过进行干燥来制造上述第一生片。由此，在中间生片与第二生片的接合界面上，两生片的粒子相互扩散，接合界面的紧密粘接变得坚固。
或者，把成为第二生片的材料的生料成型为带状，同时，在该带状的生来的表面上把成为第二生片的材料的生料成型为带状，由此，制造上述第一生片。由此，在成为中间层的材料的生料与成为第二生片的材料的生料的接合界面上，两生料的粒子相互扩散，接合界面的紧密粘接变得坚固。
如上述那样，根据本发明所涉及的层叠型复合器件及其制造方法，使烧结工序中的陶瓷层的挠度得到缓和，由此，解决了裂纹和剥离的问题，提高的制造成品率。
附图的简要说明图1是本发明所涉及的第一层叠型复合器件的透视图；图2是该层叠型复合器件的分解透视图；图3是说明构成该层叠型复合器件的中间层的组成的变化的图；图4是说明该中间层的制造方法的工序图；图5是说明该中间层的另一个制造方法的工序图；图6是本发明所涉及的第二层叠型复合器件的透视图；图7是该层叠型复合器件的分解透视图；图8是说明构成该层叠型复合器件的磁性体陶瓷层的组成的变化的图；图9是说明该磁性体陶瓷层的制造方法的工序图；图10是说明该磁性体陶瓷层的另一个制造方法的工序图；图11是本发明所涉及的第三层叠型复合器件的透视图；图12是该层叠型复合器件的分解透视图；图13是说明构成该层叠型复合器件的复合陶瓷层的断面图；图14是说明该复合陶瓷层的制造方法的工序图；图15是说明该复合陶瓷层的另一个制造方法的工序图；图16是现有的层叠型复合器件的透视图；图17是该层叠型复合器件的分解透视图；图18是说明该层叠型复合器件中的问题的图；图19(a)是烧结前的图18的A部分的放大图；图19(b)是烧结后的图18的A部分的放大图。
用于实施发明的最佳形态下面按照附图来对本发明的实施例进行具体说明。
第一实施例本实施例的层叠型复合器件，如图1所示的那样，具有由多个磁性体陶瓷层(1)构成的上半层叠部L1、由多个介电体陶瓷层(2)构成的下半层叠部L2、插入两层叠部之间的中间层(3)的层叠构造。而且，即使在由三以上的多个层叠部构成的层叠型复合器件中，在磁性体陶瓷层与介电体陶瓷层之间配置中间层。
如图3所示的那样，中间层(3)在与磁性体陶瓷层(1)的接合面附近，具有与磁性体陶瓷层(1)相同的组成，在与介电体陶瓷层(2)的接合面附近，具有与介电体陶瓷层(2)相同的组成，组成在厚度方向上连续变化。
如图2所示的那样，在各磁性体陶瓷层(1)的表面上，把L图形作为主体来形成多个电路元件图形(11)，在各介电体陶瓷层(2)的表面上，把C图形作为主体来形成多个电路元件图形(21)。而且，在预定的陶瓷层(1)(2)上，形成导体图形(13)(23)和通孔(12)(22)，以便于谋求与同层或下层的陶瓷层的电路元件图形的电气导通。而且，在中间层(3)上根据需要形成导体图形和导通路(图示省略)，以便于谋求配备在其两侧的磁性体陶瓷层(1)和介电体陶瓷层(2)之间的电气导通。
而且，作为磁性体陶瓷层(1)的材料，使用例如Ni-Zn-Cu类铁氧体、Ni-Zn类铁氧体、六方晶型铁氧体等的磁性体陶瓷层(1)具有导磁率的材料。而且，为了降低烧结温度，可以添加硼硅酸盐玻璃等各种玻璃。在此，对于Ni-Zn-Cu类铁氧体并没有特别限制，可以根据需要选择各种组成。例如，NiO的含量为15～25摩尔％，CuO的含量为5～15摩尔％，ZnO的含量为20～30摩尔％。而且，对于Ni-Zn类铁氧体并没有特别限制，可以根据目的选择各种组成。例如，NiO的含量为10～25摩尔％，ZnO的含量为15～45摩尔％。
而且，作为介电体陶瓷层(2)的材料，可以使用例如以氧化钡、氧化铝、二氧化硅为主成分的低介电常数材料、氧化钛类介电体材料、玻璃陶瓷等。而且，为了降低烧结温度，可以使用硼硅酸盐玻璃等。
在上述本发明的层叠型复合器件的制造工序中，首先，制造成为磁性体陶瓷层(1)的磁性体生片、成为介电体陶瓷层(2)的介电体生片、成为中间层(3)的中间生片。其中，磁性体生片和介电体生片与现有技术相同使用刮刀法等来制造。
图4表示中间生片(31)的制造工序。首先，使用刮刀法等，制造图4(a)所示的磁性体生片(35)和图4(b)所示的介电体生片(36)，然后，如图4(c)所示的那样，把磁性体生片(35)和介电体生片(36)相互重合起来，在此状态下，对两生片(35)(36)进行200℃左右的低温烧结。其结果，如图4(d)所示的那样，磁性体生片(35)中的磁性体粒子(3a)扩散到介电体生片(36)中，同时，介电体生片(36)中的介电体粒子(3b)扩散到磁性体生片(35)中，而得到组成在厚度方向上连续变化的中间生片(31)。
而且，图5表示中间生片(31)的另一个制造工序。如图5(a)所示的那样，在配备在载体薄膜(4)上的前后位置上的两个铸头(5)(5)的内部分别提供介电体生料(34)和磁性体生料(33)。而且，磁性体生料(33)可以按下列那样进行制造。首先，称量预定量的铁氧体原料粉末，例如NiO、ZnO、CuO、Fe2O3等各种粉末，得到原材料。接着，通过使用氧化铝制的罐和球的球磨机，进行原材料的混合·粉碎。然后，进行假烧结，用球磨机再次粉碎所得到的假烧结粉。在这样得到的混合粉末体中加入粘合剂，用球磨机进行湿式混合，然后，在经过干燥、分级的工序而得到的粉末中混合溶剂(IPA)，得到磁性体生料(33)。
通过以一定速度输送上述载体薄膜(4)，首先，从前方的铸头(5)所吐出的介电体生料(34)以一定厚度涂敷在载体薄膜(4)上，接着，在其表面上，从后方的铸头(5)所吐出的磁性体生料(33)以一定厚度进行涂敷，由此，两生料(34)(33)被重合起来，而得到介电体生片(36)和磁性体生片(35)被接合起来的层叠生片。在这样得到的层叠生片中，介电体生片(36)和磁性体生片(35)在生料状态下被层叠起来，因此，如图5(b)所示的那样，磁性体生片(35)中的磁性体粒子(3a)向介电体生片(36)中扩散，同时，介电体生片(36)中的介电体粒子(3b)向磁性体生片(35)中扩散，在一定时间以后，得到组成在厚度方向上连续变化的中间生片(31)。而且，如果对载体薄膜(4)上的层叠生片进行加热，能够有助于上述扩散作用，其结果，能够在短时间内制造出组成在厚度方向的整个区域上连续变化的中间生片(31)。
接着，分别在所需要张数的磁性体生片和介电体生片的表面上用银来印刷多个电路元件图形，制造多张磁性体基板和介电体基板，层叠该磁性体基板而得到磁性体基板的层叠体，同时，层叠该介电体基板而得到介电体基板的层叠体。接着，在磁性体基板的层叠体与介电体基板的层叠体之间夹入中间生片，而得到复合层叠体。
然后，对于上述复合层叠体进行800℃～1000℃的高温烧结，而得到一体化的烧结层叠体。最后，在该烧结层叠体的表面上根据需要搭载多个电子部件，而完成单片化的层叠型复合器件。
根据上述层叠型复合器件，如图1所示的那样，在磁性体陶瓷层(1)与介电体陶瓷层(2)之间，插入组成在厚度方向上变化的中间层(3)，由此，使烧结时的中间层(3)的收缩率在厚度方向上从与磁性体陶瓷层(1)的接合界面连续变化到与介电体陶瓷层(2)的接合界面，在与磁性体陶瓷层(1)的接合界面上，使收缩率与磁性体陶瓷层(1)相一致，在与介电体陶瓷层(2)的接合界面上，使收缩率与介电体陶瓷层(2)相一致。由此，能够防止烧结工序中的磁性体陶瓷层(1)和介电体陶瓷层(2)的弯曲，而抑制陶瓷层(1)(2)的裂纹和剥离的发生。其结果，与现有技术相比，得到高的成品率。
而且，上述中间层(3)的制造方法并不仅限于上述方法，也可以采用以下方法例如使用溅设法、蒸镀法、电镀法等，来形成组成在厚度方向上变化的薄膜。而且，图4(d)所示的低温烧结工序可以省略，在此情况下，通过高温烧结工序，磁性体粒子和介电体粒子扩散，而形成组成在厚度方向上变化的中间层。
第二实施例本实施例的层叠型复合器件，如图6所示的那样，具有由多个磁性体陶瓷层(1)(6)构成的上半层叠部L1、由多个介电体陶瓷层(2)构成的下半层叠部L2。在磁性体陶瓷层(1)的层叠部L1内，与介电体陶瓷层(2)相接的磁性体陶瓷层(6)的组成按图8所示的那样在厚度方向上变化，在与介电体陶瓷层(2)的接合面上，具有与介电体陶瓷层(2)相同的组成，同时，在该接合面附近的薄的表层部上，具有与介电体陶瓷层(2)大致相同的组成，但是，在其之外的大部分区域中，具有与磁性体陶瓷层(1)几乎相同的组成。
如图7所示的那样，在各磁性体陶瓷层(1)的表面以及与介电体陶瓷层(2)相接的磁性体陶瓷层(6)的表面上，把L图形作为主体而形成多个电路元件图形(11)，在各介电体陶瓷层(2)的表面上，把C图形作为主体而形成多个电路元件图形(21)。而且，在预定的陶瓷层上形成导体图形(13)(23)和通孔(12)(22)，以便于谋求与同层或下层的陶瓷层的电路元件图形的电气导通。
而且，作为磁性体陶瓷层(1)的材料，可以使用在上述第一实施例所示的磁性体陶瓷层的形成中所使用的各种材料。而且，作为介电体陶瓷层(2)的材料，可以使用在上述第一实施例所示的介电体陶瓷层的形成中所使用的各种材料。
在上述本发明的层叠型复合器件的制造工序中，首先，与现有技术相同，使用刮刀法来制造制造成为磁性体陶瓷层(1)的磁性体生片和成为介电体陶瓷层(2)的介电体生片，同时，制造组成在厚度方向上变化的成为磁性体陶瓷层(6)的磁性体生片。
图9表示组成在厚度方向上变化的成为磁性体陶瓷层(6)的磁性体生片(61)的制造工序。首先，使用刮刀法等，制造图9(a)所示的磁性体生片(35)和图9(b)所示的介电体生片(36)。其中，制造两生片(35)(36)，以使磁性体生片(35)的厚度大于介电体生片(36)的厚度。然后，如图9(c)所示的那样，使磁性体生片(35)和介电体生片(36)相互重合，在此状态下，对两生片(35)(36)进行200℃左右的低温烧结。其结果，如图9(d)所示的那样，磁性体生片(35)中的磁性体粒子(3a)扩散到介电体生片(36)中，同时，介电体生片(36)中的介电体粒子(3b)扩散到磁性体生片(35)中，而得到随着接近一方的表面，介电体粒子(3b)的含有率增大的磁性体生片(61)。
而且，图10表示磁性体生片(61)的另一个制造工序。在该工序中，与第一实施例的中间生片的制造工序相同，从前方的铸头(5)所吐出的介电体生料(34)以一定厚度涂敷在载体薄膜(4)上，接着，在其表面上，从后方的铸头(5)所吐出的磁性体生料(33)以一定厚度进行涂敷。其中，调整两铸头(5)(5)的吐出口与载体薄膜(4)之间的间隙，以使磁性体生料(33)的厚度大于介电体生料(34)的厚度。
由此，两生料(34)(33)被重合起来，而得到介电体生片(36)和磁性体生片(35)被接合起来的层叠生片。在这样得到的层叠生片中，介电体生片(36)和磁性体生片(35)在生料状态下被层叠起来，因此，如图10(b)所示的那样，磁性体生片(35)中的磁性体粒子(3a)向介电体生片(36)中扩散，同时，介电体生片(36)中的介电体粒子(3b)向磁性体生片(35)中扩散，在一定时间以后，随着接近一方的表面，介电体粒子(3b)的含有率增大，而得到组成在厚度方向上连续变化的中间生片(61)。而且，如果对载体薄膜(4)上的层叠生片进行加热，能够有助于上述扩散作用，其结果，能够缩短扩散所需要的时间。
接着，分别在所需要张数的磁性体生片和介电体生片的表面上用银来印刷多个电路元件图形，制造多张磁性体基板和介电体基板，层叠该磁性体基板而得到磁性体基板的层叠体，同时，层叠该介电体基板而得到介电体基板的层叠体。其中，在与介电体基板的层叠体相接的磁性体基板上使用组成在厚度方向变化的磁性体生片。接着，层叠磁性体基板的层叠体和介电体基板的层叠体，而得到复合层叠体。
然后，对于上述复合层叠体进行800℃～1000℃的高温烧结，而得到一体化的烧结层叠体。最后，在该烧结层叠体的表面上根据需要搭载多个电子部件，而完成单片化的层叠型复合器件。
根据上述层叠型复合器件，如图8所示的那样，与介电体陶瓷层(2)相接触的磁性体陶瓷层(6)的组成在厚度方向上变化，由此，使烧结时的磁性体陶瓷层(6)的收缩率在厚度方向上变化，在与介电体陶瓷层(2)的接合界面上，可以使收缩率与介电体陶瓷层(2)相一致。由此，能够防止烧结工序中的磁性体陶瓷层(1)和介电体陶瓷层(2)的弯曲，而抑制陶瓷层(1)(2)的裂纹和剥离的发生。其结果，与现有技术相比，得到高的成品率。
而且，与介电体陶瓷层(2)相接触的磁性体陶瓷层(6)，除了与介电体陶瓷层(2)的接合面附近，在大部分的区域中，介电体粒子(3b)的含有率较小，因此，不会丧失作为磁性体的功能，通过在其表面上配置L图形，能够得到大的电感。这样，层叠数增加，而层叠型复合器件不会大型化。
而且，使介电体陶瓷层的组成在厚度防向上连续变化，随着接近一方的表面，使磁性体粒子的含有率变大。而且，可以使相互接触而配置的介电体陶瓷层和磁性体陶瓷层的组成分别在厚度方向上连续地变化，使接触面上的组成成为相同的。
而且，组成在厚度方向上连续变化的磁性体陶瓷层(6)的制造方法并不仅限于上述方法，也可以采用以下方法例如使用溅设法、蒸镀法、电镀法等，来形成组成在厚度方向上变化的薄膜。而且，图9(d)所示的低温烧结工序可以省略，在此情况下，通过高温烧结工序，磁性体粒子和介电体粒子扩散，而形成组成在厚度方向上变化的磁性体陶瓷层。
第三实施例本实施例的层叠型复合器件，如图11所示的那样，具有由多个介电体陶瓷层(2)构成的上半层叠部L1、由多个复合陶瓷层(7)构成的下半层叠部L2。复合陶瓷层(7)具有三层构造，该三层构造是由磁性体陶瓷材料所构成的中间层(70)、配置在中间层(70)两侧并由介电体陶瓷材料所构成的一对表面层(71)(71)。
如图12所示的那样，在各介电体陶瓷层(2)的表面上，把C图形作为主体而形成多个电路元件图形(21)，在各复合陶瓷层(7)的表面上，把L图形作为主体而形成多个电路元件图形(77)。而且，在预定的陶瓷层上形成导体图形(23)(79)和通孔(22)(78)，以便于谋求与同层或下层的陶瓷层的电路元件图形的电气导通。
作为用于形成复合陶瓷层(7)的中间层(70)的磁性体陶瓷材料，可以使用在上述第一实施例所示的磁性体陶瓷层的形成中所使用的各种材料。其中，当使用具有大电阻的Ni-Zn类铁氧体时，在图13所示的通孔(78)和中间层(70)的接触部(9)中，能够防止流过通孔(78)的电流泄漏到中间层(70)中。而且，作为介电体陶瓷层(2)的材料，可以使用在在上述第一实施例所示的介电体陶瓷层的形成中所使用的各种材料。
在上述本发明的层叠型复合器件的制造工序中，首先，与现有技术相同，使用刮刀法等来制造成为介电体陶瓷层的介电体生片，同时，制造成为三层构造的复合陶瓷层的复合生片。
图14表示成为三层构造的复合陶瓷层(7)的复合生片(76)的制造工序。首先，如图14(a)所示的那样，向配置在载体薄膜(4)上的铸头(5)的内部供给介电体生料(34)。接着，以一定速度输送上述载体薄膜(4)，由此，从铸头(5)所吐出的介电体生料(34)以一定厚度涂敷在载体薄膜(4)上，来制造介电体生片(36)。接着，在该介电体生片(36)上，如图14(b)所示的那样，把磁性体生料(33)涂敷一定厚度，来制造磁性体生片(35)。接着，在该磁性体生片(35)上，按图14所示的那样，以一定厚度涂敷介电体生料(34)，来制造介电体生片(36)。接着，取出载体薄膜(4)，在各个生片(36)(35)(36)被重合的状态下，进行200℃左右的低温烧结。而且，可以进行干燥来取代低温烧结。其结果，在三张生片(36)(35)(36)的接合界面上，磁性体生片(35)中的磁性体粒子扩散到介电体生片(36)中，同时，介电体生片(36)中的介电体粒子扩散到磁性体生片(35)中，得到三张生片(36)(35)(36)被一体化的复合生片(76)。而且，磁性体生料(33)与第一实施例所示的磁性体生料一样进行制造。
图15表示复合生片(76)的另一种制造工序。如图15所示的那样，在配置载载体薄膜(4)上的第一～第三的三个铸头(5a)(5b)(5c)中，给位于中间的第二铸头(5b)的内部供给磁性体生料(33)，给位于其前后的第一和第三铸头(5a)(5c)的内部供给介电体生料(34)。
通过以一定速度输送上述载体薄膜(4)，首先，从第一铸头(5a)所吐出的介电体生料(34)以一定厚度涂敷在载体薄膜(4)上，接着，在其表面上，从第二铸头(5b)所吐出的磁性体生料(33)以一定厚度进行涂敷。接着，在其表面上，从第三铸头(5c)所吐出的介电体生料(34)以一定厚度进行涂敷。
由此，各个生料(34)(33)(34)的层被重合，而得到三层构造的复合生片(76)。在这样得到的复合生片(76)中，由于各个生料(34)(33)(34)在生料的状态下被层叠，在接合界面上，磁性体生片(35)中的磁性体粒子向介电体生片(36)中扩散，同时，介电体生片(36)中的介电体粒子向磁性体生片(35)中扩散，而得到组成在厚度方向上连续变化的一体的复合生片(76)。而且，如果对载体薄膜(4)上的复合生片(76)进行加热，能够有助于上述扩散作用，其结果，能够缩短扩散所需要的时问。
接着，分别在所需要张数的磁性体生片和介电体生片的表面上用银来印刷多个电路元件图形，制造多张磁性体基板和介电体基板，得到层叠它们的复合层叠体。
然后，对于上述复合层叠体进行800℃～1000℃的高温烧结，而得到一体化的烧结层叠体。最后，在该烧结层叠体的表面上根据需要搭载多个电子部件，而完成单片化的层叠型复合器件。
根据上述本发明所涉及的层叠型复合器件，如图11所示的那样，复合陶瓷层(7)由用磁性体陶瓷材料构成的中间层(70)和具有与介电体陶瓷层(2)相同组成的两个表面层(71)(71)所构成，因此，作为烧结时的复合陶瓷层(7)的层整体的收缩率成为由磁性体陶瓷材料构成的中间层(70)的收缩率和具有与介电体陶瓷层(2)相同组成的表面层(71)(71)的收缩率的中间值，与用磁性体陶瓷材料来构成层整体的现有的磁性体陶瓷层相比，缩小了与介电体陶瓷层(2)的收缩率之差。而且，在本发明的复合陶瓷层(7)与介电体陶瓷层(2)的接合部中，由介电体陶瓷材料构成的相同组成的层相互接合起来，因此，在该接合部上不会产生收缩率之差。
这样，在上述本发明所涉及的层叠型复合器件的制造中，当通过烧结工序来形成复合陶瓷层(7)和介电体陶瓷层(2)的层叠构造时，在复合陶瓷层(7)与介电体陶瓷层(2)之间不会产生大的收缩率之差，由此，复合陶瓷层(7)和介电体陶瓷层(2)的挠度小于现有技术，能够抑制陶瓷层(7)(3)的裂纹和剥离的发生。其结果，得到比现有技术高的成品率。
而且，复合陶瓷层(7)除了两侧表面层(71)之外大部分区域用磁性体陶瓷材料所形成，因此，不会丧失作为磁性体的功能，通过在其表面上配置L图形，能够得到大的电感。这样，层叠数增加，层叠型复合器件也不会大型化。
而且外，复合陶瓷层(7)可以使用成为中间层(70)的一张磁性体生片和成为表面层(71)(71)的两张介电体生片来形成，作为该介电体生片，可以留用作为介电体陶瓷层(2)的材料而使用的介电体生片，因此，作为本发明所涉及的层叠型复合器件的制造中所使用的生片，可以准备磁性体生片和介电体生片两种。这样，与现有的层叠型复合器件相比，生片的制造工序不会复杂。
而且，复合陶瓷层(7)的制造方法并不仅限于上述方法，也可以采用以下方法例如使用溅设法、蒸镀法、电镀法等，来形成组成在厚度方向上变化的薄膜。而且，复合陶瓷层的制造工序中的低温烧结工序可以省略，在此情况下，通过高温烧结工序，来形成复合陶瓷层。
本发明的各部分构成并不仅限于上述实施例，在不脱离权利要求所记载的本发明的精神的范围内，本领域技术人员可以进行可能的各种变形。例如，磁性体陶瓷层和介电体陶瓷层的制造方法并不仅限于上述实施例，可以使用例如溅设法、蒸镀法、电镀法等进行制造。
权利要求
1.一种层叠型复合器件，具有组成互不相同的第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠构造，在各个陶瓷层的表面上形成一个或者多个电路元件图形，构成应当发挥预定功能的电子电路，其特征在于，在第一陶瓷层和第二陶瓷层之间插入中间层，该中间层的组成在厚度方向上变化，在与第一陶瓷层的接合面上，烧结时的收缩率具有与第一陶瓷层实质上相同的值，在与第二陶瓷层的接合面上，烧结时的收缩率具有与第二陶瓷层实质上相同的值。
2.根据权利要求1所述的层叠型复合器件，上述中间层包含构成第一陶瓷层的元素内的至少一种元素和构成第二陶瓷层的元素内的至少一种元素，在与第一陶瓷层的接合面附近，第一陶瓷层的上述元素的含量多于第二陶瓷层的上述元素，在与第二陶瓷层的接合面附近，第二陶瓷层的上述元素的含量多于第一陶瓷层的上述元素。
3.根据权利要求1所述的层叠型复合器件，上述中间层，在与第一陶瓷层的接合面附近具有与第一陶瓷层相同的组成，在与第二陶瓷层的接合面附近具有与第二陶瓷层相同的组成。
4.根据权利要求1所述的层叠型复合器件，上述中间层由具有104Ωcm以上的电阻率的材料所形成。
5.根据权利要求1所述的层叠型复合器件，上述第一陶瓷层是磁性体，上述第二陶瓷层是介电体。
6.一种层叠型复合器件的制造方法，具有组成互不相同的第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠构造，在各个陶瓷层的表面上形成一个或者多个电路元件图形，把形成在多个陶瓷层上的多个电路元件图形相互连接起来，构成应当发挥预定功能的电子电路，该制造方法具有片制造工序，制造中间生片，在表面上形成一个或多个电路元件图形的第一生片和在表面上形成一个或多个电路元件图形的第二生片的组成在厚度方向变化，在一方的表面上，烧结时的收缩率具有与第一生片实质上相同的值，在另一方的表面上，烧结时的收缩率具有与第二生片实质上相同的值；层叠体制造工序，在第一生片与第二生片之间以上述一方的表面向着第一生片侧同时上述另一方的表面向着第二生片侧的姿势夹入中间生片，制造由多层构成的层叠体；烧结工序，烧结上述层叠体。
7.根据权利要求6所述的层叠型复合器件的制造方法，在上述片制造工序中，把第一生片和第二生片进行重合，在该状态下，对两片进行低温烧结，由此，来制造上述中间生片。
8.根据权利要求6所述的层叠型复合器件的制造方法，在上述片制造工序中，把成为第一生片的第一生料成型为带状，同时，把成为第二生片的第二生料成型为带状，并且把两个生料层相互重合，由此，制造上述中间生片。
9.根据权利要求8所述的层叠型复合器件的制造方法，对相互重合的两生料进行加热。
10.一种层叠型复合器件，具有组成互不相同的第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠构造，在各个陶瓷层的表面上形成一个或者多个电路元件图形，构成应当发挥预定功能的电子电路，其特征在于，在相互接触而配置的第一陶瓷层和第二陶瓷层内，至少一方的陶瓷层的组成在厚度方向上变化，在与另一方的陶瓷层的接合面上，烧结时的收缩率具有实质上与该另一方的陶瓷层相同的值。
11.根据权利要求10所述的层叠型复合器件，上述一方的陶瓷层包含构成上述另一方的陶瓷层的元素内的至少一种元素，该元素的含有率随着接近与上述另一方的陶瓷层的接合面而增大。
12.根据权利要求10所述的层叠型复合器件，上述一方的陶瓷层在与上述另一方的陶瓷层的接合面附近具有与上述另一方的陶瓷层相同的组成。
13.根据权利要求10所述的层叠型复合器件，第一陶瓷层是介电体，第二陶瓷层是磁性体。
14.根据权利要求10所述的层叠型复合器件，相互接触而配置的第一陶瓷层和第二陶瓷层的组成分别在厚度方向上变化，在两陶瓷层的接合面附近，烧结时的收缩率具有实质上相同的值。
15.一种生片，在具有组成互不相同的第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠构造的层叠型复合器件中，成为相互接触而配置的第一陶瓷层和第二陶瓷层内至少一方的陶瓷层的原材料，其特征在于，组成在厚度方向上变化，在与成为另一方的陶瓷层的生片的接合面上，烧结时的收缩率具有与该生片实质上相同的值。
16.一种层叠型复合器件的制造方法，具有组成互不相同的第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠构造，在各个陶瓷层的表面上形成一个或者多个电路元件图形，构成应当发挥预定功能的电子电路，该制造方法具有片制造工序，制造成为第一陶瓷层的第一生片和成为第二陶瓷层的第二生片；图形形成工序，在所需要张数的第一生片和第二生片的表面上分别形成一个或者多个电路元件图形；层叠体制造工序，把形成一个或多个电路元件图形的第一生片和第二生片进行重合，来制造由多层构成的层叠体；烧结工序，烧结上述层叠体，在上述片制造工序中，使在上述层叠体制造工序中相互接触而配置的第一生片和第二生片内的至少一方的生片的组成在厚度方向上变化，以使在一方表面上烧结时的收缩率具有实质上与另一方的生片相同的值，在上述层叠体制造工序中，以上述一方的表面向着上述另一方的生片侧的姿势来层叠上述一方的生片。
17.根据权利要求16所述的层叠型复合器件的制造方法，在上述片制造工序中，把分别在厚度方向上具有均匀组成的第一生片和第二生片进行重合，在该状态下，对两片进行低温烧结，由此，来制造上述一方的生片。
18.根据权利要求16所述的层叠型复合器件的制造方法，在上述片制造工序中，把成为第一生片的第一生料成型为带状，同时，把成为第二生片的第二生料成型为带状，并且把两个生料层相互重合，由此，制造上述一方的生片。
19.根据权利要求18所述的层叠型复合器件的制造方法，对相互重合的两生料进行加热。
20.一种层叠型复合器件，具有组成互不相同的第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠构造，在各个陶瓷层的表面上形成一个或者多个电路元件图形，构成应当发挥预定功能的电子电路，其特征在于，第一陶瓷层具有三层构造，该三层构造由具有成为主体的组成的中间层和配置在中间层的两侧并具有与第二陶瓷层相同组成的一对表面层所构成。
21.根据权利要求20所述的层叠型复合器件，上述第一陶瓷层是磁性体，上述第二陶瓷层是介电体。
22.根据权利要求20所述的层叠型复合器件，上述第一陶瓷层的中间层是介电体，上述第二陶瓷层是磁性体。
23.一种生片，在具有组成互不相同的第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠构造的层叠型复合器件中，成为第一陶瓷层的原材料，其特征在于，具有三层构造，该三层构造由具有成为主体的组成的中间层和配置在中间层的两侧并具有与成为第二陶瓷层的生片相同组成的一对表面层所构成。
24.一种层叠型复合器件的制造方法，具有组成互不相同的第一陶瓷层和第二陶瓷层的层叠构造，在各个陶瓷层的表面上形成一个或者多个电路元件图形，构成应当发挥预定功能的电子电路，该制造方法具有片制造工序，制造成为第一陶瓷层的第一生片和成为第二陶瓷层的第二生片；图形形成工序，在所需要张数的第一生片和第二生片的表面上分别形成一个或者多个电路元件图形；层叠体制造工序，把形成一个或多个电路元件图形的第一生片和第二生片进行重合，来制造由多层构成的层叠体；烧结工序，烧结上述层叠体，在上述片制造工序中，第一生片形成为三层构造，该三层构造由具有成为主体的组成的中间层和配置在中间层两侧并具有与第二生片相同的组成的一对表面层所构成。
25.根据权利要求24所述的层叠型复合器件的制造方法，在成为中间层的中间生片的两侧重合第二生片，在此状态下，对各生片进行干燥或低温烧结，由此，制造上述第一生片。
26.根据权利要求24所述的层叠型复合器件的制造方法，把成为第二生片的材料的生料成型为带状，同时，在该带状的生来的表面上把成为第二生片的材料的生料成型为带状，由此，制造上述第一生片。
全文摘要
在具有磁性体陶瓷层1和介电体陶瓷层2的层叠构造的层叠型复合器件中,在磁性体陶瓷层1和介电体陶瓷层2之间插入中间层3,该中间层3的组成在厚度方向上变化,在与磁性体陶瓷层1的接合面上,烧结时的收缩率具有实质上与磁性体陶瓷层1相同的值,在与介电体陶瓷层2的接合面上,烧结时的收缩率具有实质上与介电体陶瓷层2相同的值。由此,能够防止烧结工序中的陶瓷层的裂纹和剥离。
文档编号H01F41/16GK1371169SQ0210772
公开日2002年9月25日 申请日期2002年2月11日 优先权日2001年2月14日
发明者梅本卓史, 吉川秀树, 平野均 申请人:三洋电机株式会社