DE69719680T2

DE69719680T2 - Mehrschichtiges elektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69719680T2
Application number: DE69719680T
Authority: DE
Inventors: Hisayuki Abe; Makoto Kobayashi; Shuumi Kumagai; Noriyuki Saito; Kouzou Sasaki; Kenji Shibata; Toru Takahashi
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 2003-08-14
Anticipated expiration: 2017-11-22
Also published as: DE69719680D1; JP3438859B2; CN1100329C; NO975338D0; JPH1126241A; US6568054B1; US6147573A; EP0844625B1; EP0844625A3; EP0844625A2; MY119340A; NO975338L; CN1191376A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrschichtiges elektronisches Bauelement, das einen durch Überlagern von Spulenleitern und magnetischem oder nichtmagnetischem Material gebildeten Induktor und einen durch Zwischenschalten eines Kondensators auf dem Induktor gebildeten Filter, Resonator, etc., bildet, und ein Herstellverfahren desselben.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Herkömmliche mehrschichtige elektronische Bauelemente werden in der folgenden Art und Weise hergestellt. Wie in Fig. 10A, die eine Schichtstruktur darstellt, gezeigt, werden Folien 1, die aus einem magnetischen oder nichtmagnetischen Material hergestellt Sind, und die jeweils einen darauf ausgebildeten Spulenleiter 2, und weiterhin ein darin angeordnetes Durchgangsloch 3 aufweisen, einander überlagert. Der resultierende Aufbau wird gebrannt und dann in Chips geschnitten. Wie in Fig. 11A gezeigt, werden diese Chips 4 in in einer Stützplatte 5, beispielsweise einer Siliziumplatte, ausgebildete Löcher 5a pressgepasst und dann auf beiden Seiten in eine Silberpaste 6 getaucht. Nachdem diese Chips 4 getrocknet sind, werden sie zum Beispiel mit Nickel oder Zinn galvanisiert, um Anschlusselektroden 7 zu bilden. In den auf diese Weise hergestellten herkömmlichen elektronischen Bauelementen sind die beiden Anschlusselektroden 7 jeweils an beiden Enden entlang einer Richtung senkrecht zu der Richtung X des magnetischen Flusses angeordnet, der entsteht, wenn, wie in Fig. 10B gezeigt, ein Strom dazu veranlasst wird, durch die Spule 40 zu fließen. Zusätzlich weist jede Anschlusselektrode 7 notwendigerweise einen Abschnitt 7a auf, der sich bis hinter die Kanten erstreckt und diejenigen Abschnitte der Seiten abdeckt, die nahe dem Ende angeordnet sind.
Die elektronischen Bauteile mit der oben beschriebenen Anordnung weisen jedoch das folgende Problem auf. Wenn dieses elektronische Bauteil 10 auf einer Leiterplatte 9 montiert wird, ändern sich der magnetische Widerstand und andere Eigenschaften der resultierenden magnetischen Schaltung, die die Leiterplatte 9 umfasst, abhängig davon, ob das elektronische Bauteil 10 so montiert wird, dass die Richtung des magnetischen Flusses X, wie in Fig. 10C gezeigt, senkrecht zu der Ebene der Leiterplatte 9 liegt, oder so montiert wird, dass die Richtung des magnetischen Flusses X, wie in Fig. 10D gezeigt, parallel zu der Ebene der Leiterplatte 9 liegt. Diese Eigenschaftsänderung, die der Art und Weise zuzuschreiben ist, in der das elektronische Bauteil 10 auf der Leiterplatte 9 montiert wird, ist insbesondere dann beachtenswert, wenn das elektronische Bauelement 10 beispielsweise als ein kleiner Induktor für hohe Frequenzen verwendet wird, der ein Material mit niedriger Dielektrizitätskonstante verwendet.
Um das oben beschriebene Problem auszuschalten, offenbart die JP-A-8-5726 ein elektronisches Bauteil mit Anschlußelektroden 7, die in einem späteren Schritt durch Tauchen ausgebildet wurden und jeweils an beiden Enden entlang der Richtung des magnetischen Flusses angeordnet sind, der entsteht, wenn ein Strom dazu veranlasst wird, durch die Spulenleiter in der mehrschichtigen Struktur zu fließen, wie in der Querschnittansicht der Fig. 11B und der Schrägansicht der Fig. 11C gezeigt (Die Bezeichnung "JP-A", wie sie hierin verwendet wird, meint eine "ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung").
Die mehrschichtigen elektronischen Bauelemente mit in einem Nachfolgeschritt gebildeten Anschlusselektroden 7 weisen jedoch die folgenden Probleme auf. Da der Abstand L1 zwischen den Anschlusselektroden 7, wie in Fig. 1D gezeigt, beträchtlich schwankt, resultieren nicht nur beträchtliche Eigenschaftsschwankungen und eine geringe Ausbeute, sondern die Anschlusselektroden 7 neigen auch dazu, Defekte wie die Auskragung 7b, Horn genannt, zu zeigen. Aufgrund solcher Defekte schwankt die Abmessung L2. Infolgedessen gibt es, wenn elektronische Bautelemente 10, die in grossen Gebinden bevorratet wurden, wie in Fig. 11 gezeigt, durch eine Nut 11 transportiert werden, die eine für die Abmessung des elektronischen Bauelements ausreichende Weite aufweist, und in einer Reihe montiert werden, Fälle, in denen sich einige elektronische Bauelemente 10 aufgrund des Vorhandenseins der Auskragung 7b neigen und in geneigtem Zustand auf die Leiterplatte 9 montiert werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches Bauelement zur Verfügung zu stellen, das reduzierte Eigenschaftsschwankungen aufweist, wenn es auf eine Leiterplatte montiert wird, eine verbesserte Genauigkeit in Bezug auf den Abstand zwischen dessen Anschlusselektroden und deren Abmessungen besitzt, um auf diese Weise eine verbesserte Ausbeute zu erhalten, und nach einer Bevorratung in großen Gebinden zufriedenstellend montiert werden zu können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung eines mehrschichtigen elektronischen Bauelements gemäß Anspruch 1.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des elektronischen Bauelemets zur Verfügung zu stellen.
Diese weitere Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines mehrschichtigen elektronischen Bauelements gemäß Anspruch 10.
In dem mehrschichtigen elektronischen Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Anschlusselektrode nur auf den beiden Endflächen der Mehrschichtstruktur ausgebildet und kragt in Richtung auf die Seitenflächen aus. Dementsprechend werden Schwankungen im Abstand der Anschlusselektroden aufgrund der von den Endflächen zu den Seitenflächen vorspringenden Abschnitte ausgeschaltet. Als Ergebnis können Schwankungen seiner Eigenschaften reduziert werden. Zusätzlich ist das mehrschichtige elektronische Bauelement, da die Anschlusselektrode integral mit dem mehrschichtigen Körper ausgebildet ist, frei von der im Tauchverfahren erzeugten Auskragung und bezüglich der Abmessungsgenauigkeit verbessert. Des weiteren können in einer automatischen Maschine zum Montieren der elektronischen Bauelemente auf Leiterplatten oder dergleichen diese in einer Reihe in einer Nut der Maschine angeordnet und ohne Neigung auf dem Substrat montiert werden.
In dem Herstellungsverfahren der mehrschichtigen elektronischen Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Anschlusselektrode gleichzeitig mit dem Schneiden der Laminierungskörper gebildet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den begleitenden Zeichnungen:
ist Fig. 1A eine perspektivische Ansicht, die eine genau einem Chip entsprechende Schichtstruktur als eine Ausführungsform des elektronischen Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
sind Fig. 1B bzw. C eine Querschnittsansicht und eine perspektivische Ansicht, die beide das fertige elektronische Bauelement zeigen;
ist Fig. 1D eine Draufsicht, die das auf eine Leiterplatte montierte elektronische Bauelement zeigt,
ist Fig. 1E eine Draufsicht, die das auf eine Leiterplatte montierte elektronische Bauelement zeigt, wobei eine andere Seite als Montageseite verwendet wird;
zeigt Fig. 1F Ergebnisse von Reaktanzschwankungen in entsprechenden Mustern;
ist Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die eine Schichtstruktur zeigt, die für die Herstellung vieler Chips der obigen Ausführungsform verwendet wird;
ist Fig. 3A eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau bestehend aus überlagerten Folien für die obige Ausführungsform zeigt;
ist Fig. 3B eine perspektivische Ansicht, die eine andere Ausführungsform des elektronischen Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
ist Fig. 3C eine Querschnittsansicht, die noch eine andere Ausführungsform des elektronischen Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
zeigt Fig. 4A die Frequenzcharakteristika eines herkömmlichen Induktors und von Induktoren als Ausführungsformen des elektronischen Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung;
ist Fig. 4B eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform des elektronischen Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
ist Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die die genau einem Chip entsprechende Schichtstruktur als noch eine andere Ausführungsform des elektronischen Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
ist Fig. 6 eine perspektivische Ansicht, die eine Schichtstruktur zeigt, die für die Herstellung vieler Chips der Ausführungsform in Fig. 5 verwendet wird;
ist Fig. 7 ein Diagramm, das Testergebnisse des Vergleichs der Biegefestigkeiten des elektronischen Bauelements gemäß der Erfindung und der elektronischen Bauelemente zeigt, die nach dem herkömmlichen Tauchverfahren hergestellt wurden;
ist Fig. 8A eine Querschnittsansicht, die noch eine andere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
zeigt Fig. 8B ein Ersatzschaltbild der Ausführungsform von Fig. 8A;
ist Fig. 8C eine Querschnittsansicht, die noch eine andere Ausführungsform zeigt;
zeigt Fig. 8D ein Ersatzschaltbild der Ausführungsform von Fig. 8C;
ist Fig. 9A eine Querschnittsansicht, die noch eine andere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
zeigt Fig. 9B ein Ersatzschaltbild der Ausführungsform von Fig. 9A;
ist Fig. 9C eine Querschnittsansicht, die noch eine andere Ausführungsform zeigt; zeigt Fig. 9D ein Ersatzschaltbild der Ausführungsform von Fig. 9C;
ist Fig. 10A eine perspektivische Ansicht, die den mehrschichtigen Körper eines herkömmlichen elektronischen Bauelements zeigt;
ist Fig. 10B eine Querschnittsansicht von Fig. 10A;
sind Fig. 10C und 10D perspektivische Ansichten, die jeweils eine Gestaltung zeigen, bei der die Montagefläche auf einer Leiterplatte des herkömmlichen elektronischen Bauelements geändert ist;
ist Fig. 11A eine Querschnittsansicht, die ein herkömmliches Anschlussherstellverfahren zeigt;
ist Fig. 11B eine Querschnittsansicht eines anderen Beispiels des herkömmlichen elektronischen Bauelements;
ist Fig. 11C eine perspektivische Ansicht von Fig. 11B;
ist Fig. 11D eine Seitenansicht zur Erklärung der Größenschwankungen von herkömmlichen elektronischen Bauelementen;
ist Fig. 11E eine Draufsicht, die eine Anordnung der elektronischen Bauelemente in einer Nut zeigt; und
ist Fig. 11F eine Draufsicht die eine Anordnung der elektronischen Bauelemente gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Nut zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Eine detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird wie folgt mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen gegeben.
Fig. 1A ist eine perspektivische Ansicht, die eine genau einem Chip entsprechende Schichtstruktur als eine Ausführungsform des elektronischen Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 1B beziehungsweise 1C sind eine Querschnittsansicht und eine perspektivische Ansicht, die beide das fertige elektronische Bauelement zeigen, und
Fig. 1D ist eine Draufsicht, die das auf eine Leiterplatte montierte elektronische Bauelement zeigt. Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Schichtstruktur zeigt, die filz die Herstellung vieler Chips dieser Ausführungsform verwendet wird. Fig. 3A ist eine perspektivische Ansicht, die einen aus überlagerten Folien bestehenden Aufbau zeigt. Diese auf der in Fig. 1A gezeigten Schichtstruktur basierende Ausführungsform des elektronischen Bauelements wird wie folgt hergestellt:
Ein aus Metall, z. B., Silber oder einer Legierung davon, bestehender Spulenleiter 2 mit einer U (3/4-Umdrehung)- oder L (1/2-Umdrehung)-Form, wie in der Zeichnung gezeigt, wird durch Drucken auf jede der aus nichtmagnetischem Material mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante hergestellten Grünfolien 1 gebildet. Weiterhin wird, wie in Fig. 1A gezeigt, ein Durchgangsloch 3 in jeder dieser Grünfolien 1 gebildet, um ein Ende des Spulenleiters 2 einer jeden Grünfolie mit einem Ende des Spulenleiters 2 einer beanchbarten Grünfolie 1 zu verbinden. Diese Durchgangslöcher 3 werden mit einer leitenden Paste gefüllt.
Die Grünfolien 1 sind bevorzugt aus einem Material hergestellt, das eine relative Dielektrizitätskonstante von 30 oder niedriger aus Sicht der Erlangung eines für eine Hochfrequenznutzung geeigneten verringerten Wertes von verteilter Kapazität aufweist. Beispiele des Materials umfassen Aluminium, Cordierit, Umlit und Gläser mit niedriger Dielektrizitätskonstante. Für diese Ausführungsform werden jedoch keramische Folien verwendet, die aus einer keramischen Zusammensetzung hergestellt sind, die aus 70 Gew.-% eines aus Strontium, Calcium, Aluminum und Siliziumoxid, sowie 30 Gew.-% Aluminium gebildeten Glases bestehen. Die Spulenleiter 2 sind jeweils durch Drucken eines Musters einer Weite von 60 um und einer Dicke von 10 um gebildet.
Eine Metallfolie für eine Anschlusselektrode 20 ist auf einer der äußersten Grünfolien 1 vorgesehen, in der ein Durchgangsloch 3 gebildet ist. Eine Metallfolie filz eine Anschlusselektrode 20 und ein abziehbarer Film 21 werden einander auf der anderen äußersten Grünfolie 1 überlagert. Die Metallfolie 20 besteht aus Silber, Silberlegierung, Nickel oder dergleichen. Es kann einen Fall geben, in dem eine oder mehrere Grünfolien 1, die jeweils nur ein Durchgangsloch 3 aufweisen, zwischen der aus Metallfolie hergestellten Anschlusselektrode 20 und der Grünfolie 1 mit dem Spulenleiter 2 oder zwischen der Grünfolie 1 mit der aus der Metallfolie hergestellten Anschlusselektrode 20 und der Grünfolie mit dem Spulenleiter 2 zwischengeschaltet sind.
Auf diese Weise hergestellte Grünfolien 1 und der Film 21 werden, wie in Fig. 3A gezeigt, gestapelt und pressgepasst. Danach wird der Film 21 abgezogen. Die resultierende Anordnung wird entlang der in den Fig. 2 und 3A gezeigten durchbrochenen Linien 22 geschnitten und dann gebrannt, um dadurch entsprechende mehrschichtige Körper 24 zu erhalten. Die Spulenleiter auf den entsprechenden Schichten werden miteinander durch den in die Durchgangslöcher 3 gefüllten Leiter verbunden, während, wie in den Fig. 1B und 1C gezeigt, jedes Ende der Spule 40 mit der Anschlusselektrode 20 durch einen Führungsleiter 29 in dem Durchgangsloch 3 verbunden wird.
Falls notwendig wird die Anschlusselektrode 20 eines jeden Chips nach dem Schneiden in entsprechende Chips galvanisiert, z. B. mit Kupfer, Nickel und Zinn, mit Nickel und Zinn, oder mit Nickel und Zinn-Blei, um so eine aus diesen Komponenten bestehende Plattierungs- Schicht 23 auf jeder Elektrode 20, wie in Fig. 1B gezeigt, zu bilden.
Gemäß den oben beschriebenen Schritten der Bildung der Anschlusselektroden 20 kann ein elektronisches Bauelement realisiert werden, in dem die Anschlusselektroden 20 jeweils auf beiden Enden entlang der Richtung des magnetischen Flusses angeordnet sind, der entsteht, wenn ein Strom dazu veranlasst wird, durch die Mehrzahl von Spulenleitern 2 in dem mehrschichtigen Körper 24 zu fließen. In dieser Anordnung wird die Anschlusselektrode 20 innerhalb des Bereiches der Endfläche des mehrschichtigen Körpers 24 gebildet. Demzufolge wird der Abstand zwischen den Anschlusselektroden 20 durch die Weite des mehrschichtigen Körpers 24 bestimmt. Als Ergebnis werden die z. B. durch das Zurückweichen einer leitenden Paste wie bei dem herkömmlichen Tauchverfahren verursachten Schwankungen in dem Bereich, der mit den Anschlusselektroden abgedeckt ist, ausgeschaltet, wodurch verminderte Eigenschaftsschwankungen und eine verbesserte Ausbeute erhalten werden.
Die Anschlusselektroden 20 werden in dem obigen Stapelschritt oder durch Stapeln auf dem Laminierungskörper durch Drucken oder Anheften nach dem Stapelschritt gebildet. Daher können die Anschlusselektroden 20 mit guter Genauigkeit gebildet werden, und die Plattierungs-Schichten 23 sind jeweils nur ungefähr 5 um dünn und frei von Auskragungs- Abschnitten 7b, die in dem herkömmlichen Tauchverfahren gebildet werden. Da elektronische Bauelemente der obigen Anordnung eine verbesserte Dimensionsgenauigkeit aufweisen, können sie in vernünftigt Anordnung ohne Neigung oder Positionierungsfehlern montiert werden, nachdem sie in großen Gebinden gelagert wurden, und dann in einer Reihe in einer Nut 11 einer automatischen Montagemaschine, wie in Fig. 11F gezeigt, angeordnet werden.
In dieser Ausführungsform weist der mehrschichtige Körper 24, wie in Fig. 1D gezeigt, einen Rechteckquerschnitt senkrecht zur Richtung des durch die Spulenleiter 2 erzeugten magnetischen Flusses auf. Demzufolge ist der Abstand zwischen der Achse des magnetischen Flusses und der Leiterplatte nahezu konstant, sogar dann, wenn irgendeine Seite des mehrschichtigen Körpers in Richtung einer Leiterplatte 9 bei der Montage des elektronischen Bauelements darauf liegt, wodurch die durch Unterschiede in der Montageseite verursachten Eigenschaftsschwankungen verringert werden.
Des weiteren sind der Spiralenausgangspunkt "a" und der Spiralenendpunkt "b" der Spule 40 in dem mehrschichtigen Körper 24, wie in den Fig. 1C und 1D gezeigt, auf einer diagonalen Linie in einem Rechtecksquerschnitt senkrecht zu der Richtung des magnetischen Flusses angeordnet, und die Positionen der beiden Punkte liegen symmetrisch um das Zentrum O dieser Rechtecksquerschnitte des mehrschichtigen Körpers 24. Demzufolge ändern sich die Eigenschaften des elektronischen Bauelements nur wenig, sogar dann, wenn eine andere Seite des mehrschichtigen Körpers 24 als Montageseite verwendet wird, wie in Fig. 1E gezeigt. Es gibt daher keine Notwendigkeit, auf die Auswahl einer Montageseite Rücksicht zu nehmen, und es ist eine einfache Montage möglich.
Eine Erklärung bezüglich Eigenschaftsschwankungen wird unten gegeben. Im Falle eines Induktors, der die in den Fig. 10B bis 10D gezeigte herkömmliche Struktur aufweist, und der Abmessungen von 1,01 mm · 1,0 mm · 0,5 mm und eine Nominal- Induktivität von 3,3 nH besitzt, führte die Verwendung unterschiedlicher Montageseiten bei der Montage auf eine Leiterplatte 9 zu einer Reaktanzänderung von im Mittel 11,21%. Auf der anderen Seite, im Falle eines elektronischen Bauelements mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung, in der der Spiralenausgangspunkt "a" und der Spiralenendpunkt "b" der Spulenleiter 2 jeweils auf einer diagonalen Linie unter Ausnahme deren Zentrum in einem Rechtecksquerschnitt senkrecht zur Richtung des magnetischen Flusses angeordnet waren, und die Punkte "a" und "b", aus einer Richtung parallel zu dem magnetischen Fluss betrachtet, in der gleichen Position angeordnet waren, führte die Verwendung unterschiedlicher Montageseiten zu einer Reaktanzänderung von im Mittel 3,92%. Es wurde nämlich eine beträchtliche Verringerung der Eigenschaftsschwankungen erhalten, und es wurde möglich, die Montage ohne Rücksichtnahme auf die Auswahl einer Montageseite durchzuführen. Im Falle eines elektronischen Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung, in der die Positionen der Punkte "a" und "b", wie in den Fig. 1D und 1E gezeigt, symmetrisch um das Zentrum O der Rechteckquerschnitte lagen, führte die Verwendung von unterschiedlichen Montageseiten zu einer Reaktanzänderung von 2,2%. Auf diese Weise wurde eine noch größere Verringerung in den durch den Wechsel der Montageseiten verursachten Eigenschaftsschwankungen erzielt.
Der Spiralenausgangspunkt "a" und der Spiralenendpunkt "b" der Spule 40, d. h., die Positionen der Führungsleiter 29 wurden auf verschiedene Positionen geändert, um so die Reaktanzschwankungen aufgrund der Änderungen ihrer Montagepositionen zu untersuchen. In dieser Untersuchung wurden fünfzig Proben für entsprechende Positionen verwendet. Die Ergebnisse sind in Fig. 1F gezeigt, in der "X" die Herausführungszustand bezeichnet, "Y" das Reaktanzschwankungsverhältnis (Nominalwert: 3,3 nH), "L" den Herausführungsanfangsabschnitt (Spiralenausgangspunkt "a"), "M" den Herausführungsendabschnitt (Spiralenendpunkt "b") und "N" den Spulenleiterspiralabscbnitt.
Des weiteren ist "A" ein Fall, indem die Spiralenausgangsposition "a" und die Spiralenendposition "b" auf der diagonalen Linie, nahe den Ecken, symmetrisch um das Zentrum des Querschnitts des mehrschichtigen Körpers 24 angeordnet sind.
"B" ist der Fall, in dem die Positionen "a" und "b" im Zentrum des Querschnitts des mehrschichtigen Körpers 24 angeordnet sind.
"C" ist der Fall, in dem die Positionen "a" und "b" auf der diagonalen Linie auf der Innenseite des Spiralabschnitts der Spule und symmetrisch um das Zentrum des Querschnitts des mehrschichtigen Körpers 24 angeordnet sind.
"D" ist der Fall, in dem die Positionen "a" und "b" symmetrisch um das Zentrum des Querschnitts des mehrschichtigen Körpers 24 und auf der vertikalen oder horizontalen Zentrumslinie des Schnitts angeordnet sind.
"E" ist der Fall, in dem die Positionen "a" und "b" an einer Ecke des Querschnitts angeordnet sind und miteinander korrespondieren.
Wie aus der Fig. 1F klar wird, ist im Fall "B", in dem die Positionen "a" und "b" im Zentrum angeordnet sind, das Schwankungsverhältnis p aufgrund des Wechsels der Montagefläche am kleinsten. Als nächstes ist, in den Fällen "C" und "D", in denen die Positionen "a" und "b" symmetrisch um das Zentrum angeordnet sind und sich an der Innenseite des Spiralabschnitts der Spule befinden, das Variationsverhältnis klein. Im Fall "E", in dem die Positionen "a" und "b" an demselben Platz angeordnet sind, ist jedoch das Schwankungsverhältnis zweimal so groß als das im Fall "A", in dem die Positionen "a" und "b" symmetrisch angeordnet sind und sich nahe den Ecken befinden. Auf diese Weise wird, entsprechend den Positionen oder den relativen Positionen der Positionen "a" und "b", das Schwankungsverhältnis der Reaktanz aufgrund des Wechsels der Montagefläche größer gemacht, wenn der Grad der Änderung der Gesamtheit des Abstands zwischen der Montagefläche und der Position "a", und der Abstand zwischen der Montagefläche und der Position º'b" aufgrund des Wechsels der Montagefläche größer werden.
Fig. 3B zeigt eine andere Ausführungsform des elektronischen Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform weist jedes Ende, das eine Anschlusselektrode 20 besitzt, einen Bereich 26 auf, in dem die Anschlusselektrode 20 nicht in dessen Zentrum ausgebildet ist. Gemäß dieser Ausführungsform wird ein Induktor oder Resonator erhalten, der Eigenschaften besitzt, die aufgrund der Bereiche 26, in denen die Anschlusselektroden 20 nicht ausgebildet wurden, denen von Luftspulen ähnlicher sind.
Fig. 4A zeigt die Beziehung zwischen verteilter Kapazität und Selbstresonanzfrequenz in einem herkömmlichen Induktor, der, wie in Fig. 10 gezeigt, Anschlusselektroden 7 an jeweils beiden Enden entlang einer Richtung senkrecht zur Richtung des magnetischen Flusses aufweist, einem Induktor als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der, wie in den Fig. 1B und 1C gezeigt, Anschlusselektroden 25 über die gesamten Flächen beider Enden entlang der Richtung des magnetischen Flusses aufweist, und einem Induktor als eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der, wie in Fig. 3B gezeigt, an jedem Ende den Bereich 26 aufweist, in dem die Anschlusselektrode 20 nicht ausgebildet wurde; die drei Induktoren haben jeweils eine Nominalinduktivität von 33,0 nH. Der herkömmliche Induktor, die in den Fig. 1B und 1C gezeigte Ausführungsform, und die in Fig. 3B gezeigte Ausführungsform zeigten Selbstresonsnzfrequenzen von ungefähr 2,0 GHz, ungefähr 6,4 GHz beziehungsweise ungefähr 7,8 GHz. Diese Ergebnisse demonstrierten, dass ein für höhere Frequenzen geeigneter Induktor oder Resonator entsprechend der vorliegenden Erfindung realisiert werden kann. Die in Fig. 3B gezeigte Ausführungsform wurde als für hohe Frequenzen besonders geeignet befunden.
Fig. 5 zeigt noch eine andere Ausführungsform des mehrschichtigen Ein-Chip-Körpers gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform wird, wie in Fig. 6 gezeigt, eine leitende Grünfolie 20A verwendet, so dass die Anschlusselektrode 20 integral als ein Bestandteil eines gesinterten mehrschichtigen Körpers ausgebildet ist. Die leitende Grünfolie 20A wurde als Film in einer solchen Weise gebildet, dass 16,7 Vol.-% Silberpulver als Leiterpulver, 18,8 Vol.-% Glaspulver als Isolatorpulver, und 64,5 Vol.-% als Rest mit einem synthetischen Harzbindemittel gemischt wurden, so dass die Dicke nach dem Sintern 120 um betrug.
Vorzugsweise liegt der Gehalt an Silberpulver als leitendes Pulver im Bereich von 7,20 Vol.-% bis 24,47 Vol.-%, der des Glaspulvers als Isolatorpulver liegt im Bereich von 0,49 Vol.-% bis 43,97 Vol.-%, und der des Rests liegt im Bereich von 48,83 Vol. % bis 75,94 Vol.-%.
Noch bevorzugter liegt der Gehalt an Silberpulver als leitendes Pulver im Bereich von 10,61 Vol.-% bis 20,20 Vol.-%, der des Glaspulvers als Isolatorpulver liegt im Bereich von 11,22 Vol.-% bis 35,37 Vol.-%, und der des Rests liegt im Bereich von 54,02 Vol.-% bis 68,58 Vol.-%.
Im Übrigen betrug die Zusammensetzung nach dem Sintern der leitenden Folie 47,0 Vol.-% Silber und 53,0 Vol.-% Glas als Isolator. Eine oder mehrere Folien 1A, die lediglich das Durchgangsloch 3 aufwiesen, in das ein Spulen-Führungsleiter eingefüllt wird, werden zwischen der leitenden Grünfolie 20A und dem Spulenleiter 2 gestapelt.
Die auf diese Weise hergestellte Grünfolie 20A und die Folien 1, 1A werden gestapelt und pressgepasst, und nach dem Schneiden in entsprechende Chips gesintert.
Anschließend wird die Anschlusselektrode 20 eines jeden Chips galvanisiert, z. B. mit Kupfer, Nickel und Zinn, mit Nickel und Zinn oder mit Nickel und Zinn-Blei, um dadurch, wie in Fig. 1B gezeigt, auf jeder Elektrode 20 eine Plattierungs-Schicht 23 zu bilden, die aus diesen Komponenten aufgebaut ist.
In Bezug auf die äußeren Abmessungen der elektronischen Bauelemente in den Fig. 5 und 6 der Ausführungsformen der Erfindung und die der durch das herkömmliche Tauchverfahren hergestellten elektronischen Bauelemente wurde die Länge entsprechender Bauelemente in der entgegengesetzten Richtung der Anschlusselektroden 20 miteinander verglichen. Als Ergebnis betrug die mittlere Länge der herkömmlichen Bauelemente 0,5286 mm und p (Dispersion) betrug 0,0072 mm, und, auf der anderen Seite betrug die mittlere Länge in der vorliegenden Ausführungsform 0,5721 und p (Dispersion) betrug 0,0041 mm.
Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung die Abmessungsschwankung in bemerkenswerter Weise reduzieren.
Was ein herkömmliches elektronisches Bauelement mit einem Auskragungsabschnitt 7a, bei dem die Anschlusselektrode durch das Tauchverfahren nach dem Sintern eines geschnittenen Chips hergestellt wird, ein anderes herkömmliche elektronisches Bauelement, das keinen Auskragungsabschnitt 7a aufweist, bei dem die Anschlusselektrode mit exakten Abmessungen durch das Tauchverfahren nach dem Sintern eines geschnittenen Chips und das elektronische Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft, so wurden die Biegefestigkeiten gemessen und miteinander verglichen. In Bezug auf die Biegefestigkeiten wurde nach dem Anlöten einer Probe auf der Testplatte mechanisch eine Last von der Rückseite der Testplatte her aufgebracht, und die Biegefestigkeit wurde als der Betrag des gebogenen Anteils der Testplatte definiert, als die Probe brach.
Die Messergebnisse der Biegefestigkeiten sind in Fig. 7 gezeigt. Wie der Fig. 7 entnommen werden kann, dient die Dicke der leitenden Folien im Fall der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, d. h., Erzeugen der Anschlusselektrode 20 als den gesinterten Laminationskörper durch Stapeln und Sintern der leitenden Folien, als Auskragungsabschnitt 7a. Daher erhöht sich ihre Biegefestigkeit offensichtlich im Vergleich zu den herkömmlichen Folien, die keinen Auskragungsaschnitt 7a aufweisen, und ist ähnlich der der herkömmlichen Folien, die den Auskragungsabschnitt 7a aufweisen.
Im Übrigen werden Ag, Ag-Legierung, Au, Pt, V, etc. in den in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr als Leiterpulver zur Herstellung der Folie 20A verwendet. Als Isolatorpulver in der Folie 20A werden, zusätzlich zu den obigen Beispielen, Oxide von Zn, Pb, Si, B, Bi, Mn, Y, etc. allein oder in einer Kombination von zwei und mehr als Isolatorpulver verwendet.
Wie in Fig. 3C gezeigt kann die vorliegende Erfindung auf einen Fall angewandt werden, in dem gegenüberliegende Elektroden 33 durch einen dielektrischen Körper 27 in dem mehrschichtigen Körper zur Verfügung gestellt werden, um einen Kondensator 28 zu bilden, und der Kondensator 28 wird in Reihe mit der Spule 40 geschaltet, um einen Resonator etc. zu bilden. Im Übrigen ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine Struktur zu realisieren, in der eine Mehrzahl von Spulen mit dem eingebauten Kondensator verbunden sind.
Eine weitere Ausführungsform des elektronischen Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 4B gezeigt. In dieser Ausführungsform trägt ein mehrschichtiger Körper 24 zwei oder mehr in einer Reihe angeordnete Sätze von Spulen. Beide Enden jedes Satzes von Spulen 40 sind mit entsprechenden, an beiden Enden des mehrschichtigen Körpers ausgebildeten Anschlusselektroden 20 verbunden. In diesem Fall können die Effekte der Verbesserung der Abmessungsgenauigkeit und der Reduzierung der Eigenschaftsschwankungen ebenfalls erreicht werden. Des weiteren benötigen Induktoren mit dieser Anordnung einen kleineren Montageraum als die gleiche Anzahl von separat hergestellten Induktoren. Die in Fig. 4B gezeigte Struktur kann so modifiziert werden, dass sie, wie in der in Fig. 3C gezeigten Struktur, einen oder mehrere eingebaute Kondensatoren enthält.
Fig. 8(A) zeigt noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der dielektrische Körper 27 und die Zwischen-Anschlusselektrode 20A2, deren Peripherie sich in Richtung der äußeren Peripherie des mehrschichtigen Körpers 24 öffnet, sind zwischen einen der Führungsleiter 29 und die Anschlusselektrode 20A3 geschaltet. Auf diese Weise kann der Kondensator 28 aus der Zwischen-Anschlusselektrode 20A2, der Anschlusselektrode 20A3 und dem dielektrischen Körper 27 gebildet sein. Die Zwischen-Anschlusselektrode 20A2 weist eine Fläche senkrecht zu der in der Spule 40 erzeugten Flussrichtung auf.
Wie in Fig. 8B gezeigt, ist es möglich, dass die Anschlusselektrode 20A1 und die Zwischen-Anschlusselektrode 20A2 als Input- und Output-Terminal und die Anschlusselektrode 20A3 als Bezugspotential-Terminal dienen, so dass das in Fig. 8A gezeigte Bauelement als Filter vom L-Typ verwendet werden kann.
In der Struktur von Fig. 8A beispielsweise sind, zusätzlich zu den Grünfolien, auf denen der Spulenleiter 2 gedruckt wird, der Grünfolie 1A mit dem Durchgangsloch 3 und der wie in Fig. 6 gezeigten leitenden Anschlusselektroden-Grünfolie 20A, ein Laminationsfolienabschnitt zur Bildung eines aus einer Leitergrünfolie zur Bildung der Kondensator-Elektrode (Zwischen-Anschlusselektrode 20A2) bestehenden Kondensators und eine Grünfolie zur Bildung des dielektrischen Körpers 27 zwischen der Grünfolie 1A mit dem Durchgangsloch 3 und einer der oberen und unteren leitenden Anschlusselektroden- Grünfolien 20A vorgesehen. Danach wird die Gesamtheit der Grünfolien pressgepasst. Die Schneide- und Sinterschritte sind die selben wie oben beschrieben. In diesem Fall wird die sich zu der Seitenfläche öffnende Anschlusselektrode 20A2, falls nötig, ebenfalls geplated, ebenso wie die Anschlusselektroden 20A1 und 20A3 der beiden Enden.
Weiterhin ist Fig. 8C eine Querschnittsansicht und Fig. 8D zeigt ein Ersatzschaltbild dieser Ausführungsform. In dieser Ausführungsform sind Zwischen-Anschlusselektroden 20A5 und 20A6 an beiden Enden der Spule 40, jeweils zwischen den Anschlusselektroden 20A4 und 20A7 vorgesehen, die an beiden Enden des mehrschichtigen Körpers 24 platziert werden. Die dielektrischen Körper 27 sind zwischen den Zwischen-Anschlusselektroden 20A5 und 20A6 beziehungsweise den Anschlusselektroden 20A4 und 20A6 vorgesehen. Auf diese Weise wird der Kondensator 28 so gebildet, dass er einen Filter vom r-Typ bildet.
Des weiteren zeigt Fig. 9A eine Querschnittsansicht noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Fig. 9B zeigt ein Ersatzschaltbild davon. Zwei Paare von Elektroden 33 sind zwischen der Anschlusselektrode 20A4 und der Zwischen-Anschlusselektrode 20A5 und zwischen der Anschlusselektrode 20A7 und der Zwischen-Anschlusselektrode 20A6 vorgesehen. Die Elektroden 33 sind jeweils mit Anschlusselektroden 20A4 bis 20A7 durch die Führungsleiter 30 verbunden.
In diesem Fall werden die Abstände zwischen den Kondensatorelektroden 33, 33 und der Bereich der Elektroden 33, 33 so konstruiert, dass sie einen wünschenswerten Wert der Kapazität des Kondensators 28 bestimmen. Dementsprechend können Filter und Resonatoren mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden, ohne die Chipgröße zu ändern. Im Übrigen kann diese Struktur, in der die internen Elektroden 33 des Kondensators zwischen den Anschlusselektroden vorgesehen sind, auf den Fall angewendet werden, in dem der Kondensator 28, wie in Fig. 8A gezeigt, nur an einem Endabschnitt vorgesehen ist.
Fig. 9C ist eine Querschnittsansicht, die noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und Fig. 9D zeigt ein Ersatzschaltbild davon. In dieser Ausführungsform ist eine Zwischen-Anschlusselektrode 20A9 zwischen den Anschlusselektroden 20A8 und 20A10 vorgesehen, und Spulen 40, 40 sind an beiden Seiten der Zwischen-Anschlusselektrode 20A9 vorgesehen. An einem Ende einer der Spulen 40 ist eine den Kondensator 28 bildende interne Elektrode 34 vorgesehen, so dass sie der Zwischen- Anschlusselektrode 20A9 gegenüber liegt. Die interne Elektrode 34 und eine der Spulen 40 sind durch den Führungsleiter 29 verbunden. Die interne Elektrode 34 ist mit der anderen Elektrode 40 durch einen in einem Nichtleiter-Abschnitt 31 vorgesehenen Durchdringungsleiterabschnitt 32 verbunden, der durch eine Durchdringung der Zwischen- Anschlusselektrode 20A9 als Loch gebildet wird. In dieser Ausführungsform wird, wie in Fig. 9D gezeigt, ein Filter vom T-Typ strukturiert.
In der vorliegenden Erfindung wird, um eine Verbesserung der Induktion elektronischer Bauteile zu erhalten, ein magnetisches Element wie beispielsweise Ferrit für die Folie 1 verwendet. Des weiteren kann die vorliegende Erfindung den mehrschichtigen Körper nicht nur durch ein Folienverfahren, sondern auch durch ein Druckverfahren realisieren.
In der vorliegenden Erfindung können die Ausleitungspositionen 29, d. h., die relative Position des Spiralenausgangsabschnitts "a" und des Spiralenendabschnitts "b", wie in Fig. 1F gezeigt, auf den Fall angewendet werden, in dem die Spule 40 mit dem Kondensator 28 und der anderen Spule 40 in dem mehrschichtigen Körper verbunden ist.

Claims

1. Mehrschichtiges elektronisches Bauelement in Form eines im Wesentlichen rechteckigen Parallelepipeds, umfassend:

Spulenleiter (2);

Folien (1), die jeweils ein magnetisches oder ein nichtmagnetisches Material umfassen, wobei die Spulenleiter und die Folien so gestapelt sind, dass sie in dem mehrschichtigen elektronischen Bauelement eine Spule bilden;

Anschlusselektroden (20), die an beiden Enden eines mehrschichtigen Körpers (24) angeordnet sind, in dem die Spulenleiter und die Folien entlang einer Richtung eines magnetischen Flusses gestapelt sind, der erzeugt wird, wenn ein Strom angelegt wird, um durch die Spulenleiter in dem mehrschichtigen Körper zu fliessen,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Anschlusselektroden leitende Folien sind, die lediglich auf beiden Endflächen des mehrschichtigen Körpers ausgebildet und in diesen integriert sind.

2. Mehrschichtiges elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, weiterhin umfassend mindestens einen Kondensatorabschnitt (28), der eine Kondensatorelektrode (33) und einen dielektrischen Körper (27) umfasst;

wobei der mehrschichtige Körper und der Kondensatorabschnitt in Längsrichtung fortlaufend gestapelt sind.

3. Mehrschichtiges elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, weiterhin umfassend mindestens eine Zwischen-Anschlusselektrode (20A2), die eine Ebene senkrecht zu der Richtung des magnetischen Flusses bildet, wobei eine Außenfläche der Zwischen- Anschlusselektrode zu einem äußeren Umfang des mehrschichtigen Körpers hin freiliegt.

4. Mehrschichtiges elektronisches Bauelement nach Anspruch 3, wobei die Zwischen- Anschlusselektrode ebenfalls als Kondensatorelektrode dient.

5. Mehrschichtiges elektronisches Bauelement nach Anspruch 3, weiterhin umfassend:

einen in der Zwischen-Anschlusselektrode (20A9) angeordneten nicht leitenden Teil (31); und

einen in dem nicht leitenden Teil angeordneten leitenden Durchdringungsabschnitt (32) zum Verbinden von leitenden Teilen auf entgegengesetzten Seiten der Zwischen- Anschlusselektrode.

6. Mehrschichtiges elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei der mehrschichtige Körper einen quadratischen Querschnitt aufweist, der senkrecht zur Richtung des magnetischen Flusses ist.

7. Mehrschichtiges elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei ein spiralförmiger Anfangspunkt (a) und ein spiralförmiger Endpunkt (b) der Spulenleiter in dem mehrschichtigen Körper in einem Zentrum eines rechteckigen Abschnitts senkrecht zur Richtung des magnetischen Flusses oder auf zueinander symmetrischen Positionen um das Zentrum herum angeordnet sind.

8. Mehrschichtiges elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Mehrzahl von in dem mehrschichtigen Körper in Längsrichtung angeordneten Spulen, wobei die Anschlußelektroden direkt oder durch einen Kondensator mit jeder der Spulen verbunden sind.

9. Mehrschichtiges elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei die Anschlusselektroden plattiert sind.

10. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen elektronischen Bauelements, umfassend die Schritte:

Überlagern einer Mehrzahl von Folien (1), auf denen jeweils ein L- oder ein U- förmiger Spulenleiter (2) als ein Element einer Mehrzahl von Spulen in vertikaler und horizontaler Richtung davon angeordnet ist, so dass benachbarte Spulenleiter in Auf- und Abwärtsrichtung miteinander über in jeder Folie angeordnete und mit einem leitendem Material gefüllte Durchgangslöcher (3) verbunden sind;

gleichzeitiges Überlagern von leitenden Folien als Abschlusselektroden (20) auf einem oberen und einem unteren Abschnitt der Mehrzahl von Folien über eine Folie, die ein mit dem leitenden Material des Hauptabschnitts eines individuellen Spulenleiters gefülltes Durchgangsloch (3) aufweist;

Presspassen der Gesamtheit der Folien;

darauffolgend Schneiden der derart pressgepassten Folien in entsprechende Chipähnliche Spulen; und

Brennen der geschnittenen Spulen, um das mehrschichtige elektronische Bauteil mit als Endflächen des mehrschichtigen elektronischen Bauteils versehenen Anschlusselektroden zu erhalten.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Gesamtheit der Folien pressgepasst werden, während ein eine Kondensatorelektrode (20A2) bildende leitende Folie und eine einen Kondensator bildende Laminierungsfolie (27) zwischen mindestens eine der oberen und unteren leitenden Folie für die Anschlusselektroden angeordnet werden, und wobei die Folien mit dem leitenden Material gefüllte Durchgangslöcher aufweisen.