专利名称：分层lc滤波器的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种制造分层LC滤波器的方法，更具体地说，本发明涉及一种通过首先分别烧结由不同类型材料构成的两层(即，介电层和磁性层)从而将这两层接合在一起、然后再以低温烧结此接合层从而可以解决因为烧结收缩产生的问题的分层LC滤波器的制造方法。
通常，通过在相应介质层和磁性层的相应主平面上形成导电图形、对这两层进行分层、烧结分层结构以及在烧结结构侧面成型外部端子，制造这种分层LC滤波器。
然而，在这样获得的LC滤波器中，介质层与磁性层之间的烧结收缩和热膨胀差别很大，并且这两层之间的亲和力低。因此，此LC滤波器的问题是，在物理性质和电特性方面，它存在不希望的变化，即介电常数和磁导率发生变化，并且在共同烧结过程中，其大小和形状均发生变化。
为了解决这些问题，通常在制造LC滤波器过程中采用缓冲层以缩小介质层与磁性层之间的烧结收缩差别。然而，仅使用一层缓冲层，难以完全解决因为不同材料之间的烧结收缩差别引起的变形问题。此外，由根据所使用的缓冲层材料(特别是在包括Ni等的情况下)，降低电阻会恶化各部分的电特性。
在这方面，作为一种采用缓冲层的改进方法，第Heisei 6-176967号日本专利申请未决公开披露了一种采用两层缓冲层的方法。
图1示出利用上述未决公开所披露方法制造的LC滤波器10的剖视图。
请参考图1，在电容部分1与电感部分2之间还包括与构成电容部分1的介质层邻接的第一缓冲层3和与构成电感部分2的磁性层邻接的第二缓冲层4。这两个缓冲层3和4分别与其邻接层，即介质层和磁性层具有类似成分，但是不包括Ni。因此，可以避免因为分离导致电阻降低，同时可以更有效降低烧结收缩。
然而，在上述方法中，存在的问题是，在烧结期间，难以形成两层用于降低电容部分与电感部分之间的烧结收缩差别的缓冲层。更清楚地说，可以利用从包括诸如TiO2、NiO、CuO、Mn3O4等的氧化物的各种材料中选择的材料来制造介质层，可以利用诸如包括Cu和/或Fe以及基于Ni-Zn的铁氧体等的氧化物的各种材料制造磁性层。此外，选择各缓冲层的相应成分时，必须考虑由不同材料制成的相关电容部分和电感部分的成分。因此，上述方法难以确定各缓冲层的成分。此外，有时(例如，在介质层与磁性层之间的成分差别大，并且在缓冲层内不包括诸如Ni的特定元素情况下)，选择构成介质层或磁性层的材料会受到限制。
此外，由于在LC滤波器的传统制造方法中，利用共同烧结方法，在1300℃甚或更高温度的高温下对介质层和磁性层进行烧结，所以在介质层与一个缓冲层之间，或者在磁性层与另一个缓冲层之间会出现元素扩散。因此，传统方法的问题在于，这种扩散导致介质层的介电常数和磁性层的磁导率发生不希望的变化，从而恶化了各部分的电特性。
因此，在本技术领域内，需要一种新型分层LC滤波器制造方法，这种方法可以避免因为共同烧结过程中产生烧结收缩导致的结构变形和电特性恶化，而无需使用其成分受限的缓冲层。
根据本发明，通过提供包括如下步骤的、制造分层LC滤波器的制造方法，可以实现本发明的上述以及其它目的，该方法包括步骤a)在多个介质层上形成内部电极，以致此内部电极可以延伸到介质层的相应侧面，并且在多个磁性层上形成线圈图形，以致该线圈图形可以延伸到磁性层的相应侧面；b)以任意顺序成型电容部分和电感部分；通过对多个介质层进行分层、压制分层的介质层、然后烧结压制的介质层以形成电容部分；以及通过对多个磁性层进行分层、压制分层的磁性层、然后烧结压制的磁性层以成型电感部分；c)利用玻璃胶将电容部分和电感部分接合在一起；以及d)在从步骤c)获得的最终结构的外表面上形成至少一个与延伸到介质层的侧面的内部电极相连的和/或与延伸到磁性层的侧面的线圈图形相连的外部端子。
将电容部分与电感部分接合在一起的步骤优先包括步骤c-1)将玻璃胶涂在电容部分接合面和电感部分接合面至少之一上；以及c-2)排列电容部分和电感部分，以致它们的接合面互相面对，并将这两个部分压制在一起，同时在期望的温度对这两个部分进行加热。
优先从包括MgO-B2O3-SiO2、CaO-B2O3-SiO2、SnO-ZnO-P2O5、PbO-ZnO-B2O3、Bi2O3-B2O3、PbO-SiO2、PbO-B2O-SiO2以及Al2O3-B2O3-SiO2的组中选择至少一种成分制造玻璃胶。利用上述玻璃胶，通过在400℃至650℃进行加热可以将电容部分和电感部分接合在一起，同时又解决了高温处理过程中存在的收缩问题。
本发明特征在于，通过单独的烧结过程制造电容部分和电感部分，并利用玻璃胶将它们接合在一起，因此这样制造的产品可以避免在共同烧结这两层期间、在构成电容部分的介质层与构成电感部分的磁性层之间出现收缩差别引起的问题。因此，本发明的优势在于，可以解决在由不同材料构成的介质层与磁性层之间存在的脱层和变形问题，同时可以自由设计介质层和磁性层的成分，而无需考虑缓冲层的成分，因为未使用成分受限的缓冲层。
图1示出采用缓冲层制造的传统分层LC滤波器的透视图；以及图2示出根据本发明的分层LC滤波器制造方法的流程图。
图2示出根据本发明的分层LC滤波器制造方法的流程图。首先，制备以未加工板形式分别形成的多个介质层和磁性层。对介质层和磁性层进行印刷处理以分别印刷内部电极和线圈图形(步骤110)。内部电极构成电容单元，线圈图形构成电感单元。此时，以这样的方式形成内部电极和线圈图形，以致它们可以延伸到要与外部端子相连的各层的至少一部分，以备在后续过程形成此外部端子。
接着，通过单独的处理过程，对介质层和磁性层进行分层、压制、分割(debinded)以及烧结，以形成电容部分和电感部分。更具体地说，对介质层进行分层(步骤112a)。压制分层的介质层(步骤114a)。烧结压制层以形成对应于电容部分的烧结体(步骤116a)。同时，对磁性层进行分层(步骤112b)。压制分层的磁性层(步骤114b)。烧结压制层以形成对应于电感部分的烧结体(步骤116b)。此时，先制造哪个部分无关紧要。此外，烧结温度通常约为1350℃，但是可以根据构成介质层和磁性层的材料，在1100℃至1500℃范围内选择温度。
此后，利用玻璃胶将电容部分和电感部分接合在一起。在此过程中，不使用在利用未加工板单独烧结这两个分层部分之后再接合电容部分和电感部分的传统方法。作为传统方法的结果，在对介质层和磁性层进行共同烧结处理期间，会出现由于这两层之间的收缩差别产生的问题。此外，如上所述，采用缓冲层的方法不能从根本上解决问题，连确定介质层和磁性层的成分都存在许多限制，更不必说缓冲层了。因此，为了从根本上解决这些问题，本发明采用单独烧结介质层和磁性层的方法，利用额外接合过程对由相应烧结过程获得的电容部分和电感部分进行接合。
根据本发明的接合过程，首先，将玻璃胶涂在电容部分接合面和电感部分接合面至少之一上(步骤120)。此后，对电容部分和电感部分进行安排，以致它们的接合面互相面对，然后将这两个部分压制在一起，同时在期望的温度进行加热(步骤122)。在这种情况下，利用玻璃胶将电容部分和电感部分接合在一起。此时，由于玻璃胶在约400℃至850℃的低温下固化，所以可以减少由介质层和磁性层的烧结温度引起的收缩产生的问题。玻璃胶可以包括基于PbO-B2O-CaO-SiO2的玻璃胶、基于Al2O3-B2O3-CaO-SiO2的玻璃胶等。为了将因为介质层与磁性层之间的收缩产生的问题减少到最少，更优先采用固化温度为650℃甚或更低的玻璃胶。从包括MgO-B2O3-SiO2、CaO-B2O3-SiO2、SnO-ZnO-P2O5、PbO-ZnO-B2O3、Bi2O3-B2O3、PbO-SiO2、PbO-B2O-SiO2以及Al2O3-B2O3-SiO2的组中选择的至少一种成分制造玻璃胶。
表1示出本发明使用的粘合剂以及固化此粘合剂的加热过程的条件(温度和时间)。
表1成分 加热温度(℃)加热时间(分钟)MgO-B2O3-SiO260010CaO-B2O3-SiO260010SnO-ZnO-P2O5、 49010PbO-ZnO-B2O3、 5505Bi2O3-B2O3、46030PbO-SiO2、 5505PbO-B2O-SiO265015Al2O3-B2O3-SiO25105本发明并不局限于上述成分，本技术领域内的普通技术人员明白，在低温下可以用作胶合剂的粘合剂足可以用作本发明的粘合剂。
此后，在从接合过程获得的最终结构的侧面形成外部端子(步骤124)。适当设计延伸到印刷的银糊的侧面的内部电极和线圈图形的各个部分可以确定外部端子的形成位置。在接合结构的相应表面上利用印刷的银糊形成外部端子，然后烧结此接合结构。此时，在低温(约680℃)下进行烧结，这样就不会对烧结结构的配置和结构有不利影响。
如上所述，根据本发明，利用单独烧结过程对介质层和磁性层进行烧结，然后将它们互相接合在一起，而不采用高温共同烧结过程，因此可以从实质上避免因为收缩差别出现脱层和变形现象。
根据上述说明可以明白，根据本发明的LC滤波器制造方法包括步骤通过单独烧结过程形成电容部分和电感部分，和利用玻璃胶将这两个部分接合在一起。因此，本发明可以解决对构成电容部分的介质层和构成电感部分的磁性层进行共同烧结时出现收缩差别引起的脱层和变形问题。此外，由于本发明未采用额外缓冲层，因此无需考虑收缩减少问题和缓冲层的成分问题，也因此可以自由选择介质层和磁性层的成分。
尽管为了进行说明，对本发明的优选实施例进行了公开，但是本技术领域内的普通技术人员明白，在不脱离所附权利要求公开的本发明实质范围的条件下，可以对其进行各种改进、添加以及替换。
权利要求
1.一种分层LC滤波器的制造方法，该方法包括步骤a)在多个介质层上形成内部电极，以致此内部电极可以延伸到介质层的相应侧面，并且在多个磁性层上形成线圈图形，以致该线圈图形可以延伸到磁性层的相应侧面；b)以任意顺序形成电容部分和电感部分；通过对多个介质层进行分层、压制分层的介质层、然后烧结压制的介质层以形成电容部分；以及通过对多个磁性层进行分层、压制分层的磁性层、然后烧结压制的磁性层以形成电感部分；c)利用玻璃胶将电容部分和电感部分接合在一起；以及d)在步骤c)获得的最终结构的外表面上形成至少一个与延伸到介质层的侧面的内部电极相连的和/或与延伸到磁性层的侧面的线圈图形相连的外部端子。
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤c)包括步骤c-1)将玻璃胶涂在电容部分接合面和电感部分接合面至少之一上；以及c-2)安排电容部分和电感部分，以致它们的接合面互相面对，并将这两个部分压制在一起，同时在期望的温度下对这两个部分进行加热。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中从包括MgO-B2O3-SiO2、CaO-B2O3-SiO2、SnO-ZnO-P2O5、PbO-ZnO-B2O3、Bi2O3-B2O3、PbO-SiO2、PbO-B2O-SiO2以及Al2O3-B2O3-SiO2的组中选择至少一种成分制造玻璃胶。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在约400℃至650℃下加热电容部分和电感部分，使它们互相接合在一起。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在约1100℃至1500℃范围内进行步骤b)的烧结过程。
6.根据权利要求1所述的方法，其中通过在位于步骤c)获得的最终结构的侧面的外部端子成型区域印刷银(Ag)糊在步骤d)形成外部端子。
全文摘要
本发明披露了一种分层LC滤波器的制造方法，该方法包括步骤通过单独的烧结过程形成电容部分和电感部分，然后利用玻璃胶接合这两个部分。利用本发明可以解决在共同烧结构成电容部分的介质层和构成电感部分的磁性层时产生收缩差别引起的脱层和变形问题。此外，由于本发明未采用额外缓冲层，所以无需考虑收缩减少问题和缓冲层的成分问题，也因此可以自由设计介质层和磁性层的成分。
文档编号H01F17/00GK1455423SQ0212260
公开日2003年11月12日 申请日期2002年6月18日 优先权日2002年4月29日
发明者赵成源 申请人:三星电机株式会社