[发明专利]多层陶瓷部件及其制造方法无效
申请号: | 97190981.4 | 申请日: | 1997-06-23 |
公开(公告)号: | CN1099121C | 公开(公告)日: | 2003-01-15 |
发明(设计)人: | 五十岚克彦;大波多秀典;仓桥孝秀;铃木和明 | 申请(专利权)人: | TDK株式会社 |
主分类号: | H01B1/16 | 分类号: | H01B1/16 |
代理公司: | 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 | 代理人: | 杜日新 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 多层 陶瓷 部件 及其 制造 方法 | ||
本发明涉及一种多层陶瓷部件及其制造方法,并且特别涉及一种安装于无线电通讯设备上的不可逆集成电路元件,该无线电通讯设备适于运用在微波段或毫米波段。
随着近年无线电通讯技术的迅猛发展,对工作在几百兆至几千兆或更高赫兹频带的电子部件的需求日益增长。而且,与由移动电话(Cellularphones)为代表的无线电通讯装置的尺寸减小相关,装于这样的装置上的高频电子部件也需要减小尺寸及降低价格。各种集成技术已应用于制造多层陶瓷部件。
在多层陶瓷部件中,共同烧制一种陶瓷材料及一种导电材料,以便在一个部件内结合有一种或多种功能。制造这样的多层陶瓷部件是通过印刷或压片技术将一陶瓷材料和一导体材料叠积在一起形成一叠片,切割叠片使其成为所希望的形状及尺寸,然后烧制已成形叠片或者烧制叠片然后将已烧制叠片切割成所希望的外形和尺寸,在这之后如需要可形成外部导体。结果,多层陶瓷部件的结构为在每一个陶瓷层之间具有一内部导体层。银、铜等一般用作适于高频,特别是微波的内部导体。在上述制造过程中,已确保应避免内部导体的熔化,以达到良好的特性。因而已确信烧制应在不高于内部导体熔点的温度下进行。为此原因,已确信不能使用银,铜及类似具有低电阻率但具有低熔点的导体作为内部导体与陶瓷材料一起在高温下烧制。
同时,本申请者在JP-A 252618/1994披露了一种在不适于低温烧制的陶瓷中形成上述低熔内部导体的方法。这个方法被称做导体熔化法,它是通过在用作内部导体的一个导电材料的熔点及小于沸点之间的一个温度上烧制多层陶瓷,随后在冷却步骤中所烧制的导体材料凝固来形成一内部导体。这个方法具有的倾向是随着已熔化导体材料凝固而形成的金属颗粒之间的颗粒边界变得足够的薄在实际意义上被认为已消失而陶瓷材料与内部导体的界面具有较少不规则性。因而内部导体的高频电阻减小而高频区中的Q值增加。而且,具有相对低的熔点的便宜导体材料如银和铜可用作内部导体。此外,由于陶瓷材料与内部导体,可同时烧制,这个方法在生产率及成本上具有完全的优势。
然而,前述导体熔融法具有的问题是当一度熔化的内部导体在接下来的冷却步骤中凝固在四个导体内形成空隙(Void),导致内部导体具有增加的电阻而多层陶瓷具有减少的Q值。虽然很罕见但内部导体其本身就可因空隙而断开,而且,一旦空隙形成,空隙中的气体在冷却步骤中的凝固潜热的影响下膨胀,引起已烧制陶瓷体断裂。这导致生产率的降低。因而在用导体熔化法制造多层陶瓷部件之前必须制止内部导体中产生空隙。
本发明已在上述环境下进行并且其目标是提供使用了优质导体糊的多层陶瓷部件及制造方法。该导体糊使用银基内部导体,甚至当用导体熔化法与陶瓷共同烧制时抑制空隙的生成及伴随的断裂发生,它具有改善的生产率,降低的成本,和改进的电性能。
通过由如下(1)至(7)确定的结构取得这个和其它目标。
(1).一种多层陶瓷部件,包括内部导体层和陶瓷层,其中内部导体层是通过烧制导体糊制成的,所述导体糊是用于导体熔化法并且包括分散在载体中的导电材料和金属氧化物,导电材料中的银成分在70摩尔%或更高,其中所说金属氧化物是从由氧化镓,氧化镧,氧化镨,氧化钐,氧化铕,氧化钆,氧化镝,氧化铒,氧化铥,及氧化镱构成的组中所选取的至少一种,其中,内部导体层所具有的固化金属结构不存在金属颗粒边界,该结构是通过在所说导电材料的熔点与低于沸点之间的温度上烧制导体糊而制成的。
(2).(1)中的导体糊,其中所说金属氧化物的含量是每100份所说导电材料中含0.1至20份。
(3).(1)或(2)中的导体糊无玻璃成分。
(4).所述多层陶瓷部件,其中所说陶瓷层是由含铁材料形成的。
(5).所述多层陶瓷部件是一不可逆电路元件。
(7).一种制造前述任意一项权利要求所述多层陶瓷部件的方法,包括步骤:制备导体糊层,形成具有陶瓷层的叠层结构,及在导体材料的熔点与低于沸点之间的温度上烧制叠层结构。
图1是一局部剖视透视图,示意性示出了一个三端环行器(three-port circulator)的磁转子元件的结构。
图2是一分解透视图,示出了三端环行器的总体结构。
图3是图2的三端环行器的等效电路图。
图4A,4B及4C示出了制造图1的磁性环行器元件的过程步骤。
下面对本发明进行更详细描述。
本发明的导体糊由分散在载体中的一种银基导电材料和所选择金属氧化物构成。
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