专利名称：高频电路元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于微波波段的高频电路元件，具体而言涉及用作环行器、隔离器和电感器的高频元件。
减小作为环行器、隔离器和电感器的高频电路元件尺寸和厚度的需求日益迫切。为了满足这种需求，本申请的发明人在公布的日本专利申请No.6-61708中揭示了制造高频电路元件的一种新方法。该方法包括以下步骤在微波磁性衬底表面印制传输线、通过加压使多块衬底层叠以及煅烧衬底。该方法可以制造出小而薄的高频电路元件并且可以使衬底精确地对齐。用该方法制造的高频电路元件具有如同3所示的结构。
图3所示的高频电路元件20由微波磁性衬底1a、三片在其主表面上形成有传输线2的微波磁性衬底1b以及两片硬磁衬底3，所有的衬底都互相层叠在一起。高频电路元件20被用作微波波段内的隔离器或者环行器。
高频电路元件20利用以下借助图4描述的工艺制造。首先制备钇铁粉末作为微波磁性体的原料。该粉末与有机溶剂、粘合剂、分散剂和塑化剂混合以得到生料。利用刮刀法将该生料做成生片带(100-200微米厚)。用作衬底1a和1b的生片是分开的。用作生片1a的生片被切割成几片，每片用作微波磁性体的生片1a’(经过煅烧生片1a’变为衬底)。用作衬底1b的生片在其主表面上印制有导电膏以形成传输线2。衬底被切割为几片，每片用作微波磁性体的生片1b’(经过煅烧生片1b’变为衬底)。所需的生片1a’和1b’在压力下被层叠在一起，并且煅烧层叠片以获得由几片衬底1a和衬底1b组成的烧结体(未画出)。
第二，制备锶铁粉末作为硬磁体平板的原料。该粉末与有机溶剂、粘合剂、分散剂和塑化剂混合以得到模塑材料。通过挤压将模塑材料做成生片带3’(100-200微米厚)。生片被切割成规定的形状，随后进行煅烧以得到硬磁体平板3。
第三，在两片硬磁体平板3之间插入由几片衬底1a和1b构成的层叠烧结体。整个组件都封装在盒罩内(未画出)。最后，使硬磁体平板磁化。高频电路元件20由此方式获得。
制造高频电路元件20的普通方法的缺点是难以使微波磁性体的生片1a’和1b’以及硬磁体平板3的生片同时煅烧。这是由于含钇铁衬底1a和1b的煅烧温度为1500℃左右，而含锶铁硬磁体平板3的煅烧温度为1250℃。这使得需要分别煅烧生片1a’和1b’的层叠片和硬磁体平板3的生片并在此后利用合适的方法将烧结体结合在一起。这种结合较易引起各高频电路元件内烧结体的错位。另一个缺点是当在1500℃下煅烧通过加压形成的生片1a’、1b’和3’的层叠片时，煅烧会引起硬磁体平板3中所含的锶铁扩散入衬底1a而1b，从而严重影响高频电路元件的电学性能。
本发明对上述问题提出了解决办法。本发明的一个目标是提供一种高频电路元件，其特征在于用作衬底1a和1b的微波磁性体由钙钒铁制成而硬磁体3由锶铁制成，衬底1a和1b以及硬磁体3用铂系金属(例如铂和钯)的屏蔽薄膜4隔开。本发明提供的优点是由于钙钒铁微波磁性体和锶铁硬磁体之间的煅烧温度差别不大，所以可以煅烧通过对微波磁性体生片和硬磁体生片加压而形成的层叠片从而获得高频电路元件。另外一个优点是屏蔽薄膜4避免了锶铁的扩散。
本发明的高频电路元件由互相层叠在一起并且每个在其主表面上包含传输线的微波磁性体以及包含至少附着在一个表面上的硬磁体平板的层叠片构成，其特征在于微波磁性体和硬磁性体平板由铂系金属的屏蔽薄膜分开。
本发明的另一个目标是提供一种制造高频电路元件的工艺。该工艺包括以下步骤将微波磁性体制成生片，每片在其主表面上形成传输线，将生片层叠在一起，将硬磁性体的生片附着在层叠片的至少一个表面，在它们之间插入铂系金属的屏蔽薄膜，最后立即将它们煅烧使之成一整体。
图1为与本发明有关的高频电路元件的分解透视图。
图2为表示与本发明有关的高频电路元件制造工艺的流程图。
图3为普通高频电路元件的分解透视图。
图4为表示普通高频电路元件制造工艺的流程图。
以下借助图1和2描述本发明的一个实施例，其中对于与普通产品中对应的部件采用相同的标号，并且省略对它们的描述。
在图1中示出了本发明高频电路元件10。它由传输层叠的微波磁性衬底1a和1b组成。每块微波磁性衬底1b在其表面形成有传输线2。微波磁性衬底的层叠片夹在硬磁体平板3之间。在微波磁性衬底与硬磁体平板3之间插入钯屏蔽薄膜4。该高频电路元件10用作微波波段内的环行器和隔离器。
利用以下借助图2描述的工艺制造了高频电路元件10。制备了作为微波磁性体原料的钙钒铁粉末。该粉末与有机溶剂、粘合剂、分散剂和塑化剂混合以获得模塑材料。采用刮刀法将模塑材料制成衬底1a和1b的生片带(100-200微米厚)。衬底1b的生片具有传输线2，它通过在主表面上印制主要由钯组成的导电膏而形成。
同样，制备了作为硬磁性体平板原料的锶铁粉末。该粉末与有机溶剂、粘合剂、分散剂和塑化剂混合以获得模塑材料。采用挤压模塑方法将模塑材料制成硬磁体平板3的生片带(100-200微米厚)。把硬磁体平板3的一个主表面，通过印制而涂覆主要由钯组成的导电膏。经过煅烧该涂层变为屏蔽薄膜4。
用作衬底1a和1b以及硬磁体平板3的带状生片被切割规定的尺寸和形状。把所需数目的用作衬底1a和1b的已切割的生片在压力下层叠在一起。得到的层叠片在压力下被夹在用作硬磁体平板3的两片生片之间，层叠片的上下表面印剧有导电膏涂层。生片的层叠片被除去油脂并在1300℃下煅烧。
煅烧后，磁化已烧结的硬磁性体平板3。由此获得了在微波波段使用的高频电路元件10。
在上述把钯导电膏(将变成屏蔽薄膜4)涂覆在硬磁体平板3生片上的实施例中，可以改为将其涂覆在衬底1a或1b的生片上。
虽然在上述实施例中的高频电路元件具有三片衬底1b，但是一片衬底1b也可能足够。(换句话说，元件可以由层叠在一起的一片衬底1a和一片衬底1b和放置在层叠片两侧的两片硬磁体平板组成，屏蔽薄膜4插在它们之间。)由于硬磁性体平板3的直流磁场施加在传输线2上，所以这种结构的高频电路元件可以用作高频带内的电感器。
按照本发明，高频电路元件的特征在于，微波磁性体的衬底包含钙钒铁而硬磁体平板包含锶铁。由于钙钒铁和锶铁的烧结温度相同(1250-1350℃)，所以可以同时煅烧微波磁性体和硬磁体平板。此外，插在微波磁性体和硬磁体平板之间的铂系金属屏蔽薄膜防止了在烧结期间离子从硬磁体平板向微波磁性体衬底的扩散。
如果微波磁性体和硬磁性体平板的衬底简单地层叠和煅烧而不插入屏蔽薄膜，则由于硬磁体平板内所含离子的扩散，微波磁性体和硬磁体平板衬底的磁学性质会变坏。已知这种变坏情形是，在微波磁性体衬底为钙钒铁的情况下铁磁共振的半带宽(ΔH)从19.0下降至45.0而介电损耗从1.5×10-4上升至25.5×10-4，在硬磁性体平板为锶铁的情形下矫顽力(iHc)从3.0×10-3下降至1.0×10-3并且剩磁通密度(Br)从3.5×103下降至1.5×103。但是，由于利用屏蔽薄膜阻止了离子的扩散，所以本发明中不会出现这种情况。换句话说，按照本发明，可以同时煅烧层叠在一起的微波磁性体和硬磁体平板的衬底而不影响它们的电学和磁学性质。
上述实施例中的高频电路元件的特征在于微波磁性体和硬磁体平板层叠在一起，钯屏蔽薄膜插在它们之间从而防止锶离子从后者扩散入前者。但是，实施例也可以修改为屏蔽薄膜由铂系金属中的一种或者合金构成(例如铂、铑、钯铂合金和铂铑合金)，只要屏蔽薄膜能够防止硬磁体平板中的组成原子在固相反应的高温下扩散入微波磁性体中。
此外，前述实施例中的高频电路元件由钙钒铁的微波磁性体和锶铁的硬磁体平板组成。但是，实施例也可以修改为用由钡锶钙和铅的磁铅石型铁氧体构成的平板代替硬磁体平板，只要它们具有与微波磁性体大致相同的煅烧温度。已知这些材料的煅烧温度在1200至1300℃。
权利要求
1.一种电路元件，其特征在于包含第一磁性体；附属于所属第一磁性体的硬磁体；插在所述第一磁性体与所述硬磁体之间的铂系金属的薄膜。
2.如权利要求1所述的电路元件，其特征在于所述第一磁性体包含钙钒铁而所述硬磁体包含锶铁。
3.如权利要求1所述的高频电路，其特征在于进一步包含与所述第一磁性体相关的导电路径。
4.如权利要求3所述的电路元件，其特征在于所述第一磁性体为多片叠层而所述导体形成于所述多片上。
5.如权利要求1所述的电路元件，其特征在于所述第一磁性体和所述硬磁体基本上由在普通煅烧温度下形成的陶瓷材料组成。
6.如权利要求5所述的电路元件，其特征在于所述第一磁性体包含钙钒铁而所述硬磁体包含锶铁并且所述普通煅烧温度介于1250-1350℃之间。
7.如权利要求5所述的电路元件，其特征在于所述铂系金属的薄膜包含防止离子在煅烧所述磁性体期间迁移于所述第一磁性体和所述硬磁体之间的金属。
8.如权利要求1所述的电路元件，其特征在于所述铂系金属的薄膜包含防止离子在煅烧所述磁性体期间迁移于所述第一磁性体和所述硬磁体之间金属。
9.一种制造电路元件的工艺，其特征在于包含以下步骤形成第一磁性体的生片；形成硬磁体的生片；将所述两种生片层叠在一起，而把铂系金属的薄膜插在它们之间；煅烧得到的叠层。
10.如权利要求9所述的电路元件，其特征在于所述磁性体包含钙钒铁而所述硬磁体包含锶铁。
11.如权利要求9所述的制造电路元件的工艺，其特征在于进一步包含的步骤有形成与磁性体生片相关的导电路径。
12.如权利要求11所述的制造电路元件的工艺，其特征在于所述第一磁性体以多片叠层方式形成而所述导体形成于所述多片上。
13.如权利要求9所述的制造电路元件的工艺，其特征在于所述第一磁性体和所述硬磁体基本上由在普通煅烧温度下形成的陶瓷材料组成。
14.如权利要求13所述的制造电路元件的工艺，其特征在于所述第一磁性体包含钙钒铁而所述硬磁体包含锶铁并且所述普通煅烧温度介于1250-1350℃之间。
15.如权利要求13所述的制造电路元件的工艺，其特征在于所述铂系金属的薄膜包含防止离子在煅烧所述磁性体期间迁移于所述第一磁性体和所述硬磁体之间的金属。
16.如权利要求9所述的制造电路元件的工艺，其特征在于所述铂系金属的薄膜包含防止离子在煅烧所述磁性体期间迁移于所述第一磁性体和所述硬磁体之间的金属。
全文摘要
本发明提供一种高频电路元件，它包含微波磁性体；硬磁体；插在所述微波磁性体与所述硬磁体之间的铂系金属薄膜。所述微波磁性体包含钙钒铁而所述硬磁体包含锶铁。另外还包含与所述微波磁性体相关的导电路径。层叠的微波磁性体与硬磁体同时煅烧而成一整体。
文档编号H01L29/00GK1163486SQ9710243
公开日1997年10月29日 申请日期1997年2月6日 优先权日1997年2月6日
发明者伴野国三郎, 丸泽博 申请人:株式会社村田制作所