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1. Gebiet
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine keramische Chip-Induktivität und ein Verfahren zur Herstellung
derselben, und insbesondere auf eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität, welche
in einer Schaltung mit hoher Dichte verwendet wird und ein Verfahren
zur Herstellung davon.
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2. Beschreibung des technologischen
Hintergrundes
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Neuerdings sind Laminat-Keramik-Chip-Induktivitäten weit
verbreitet in Schaltungen mit einer sehr dichten Bestückung, welche
verlangt wurden durch die Größenverringerung
von digitalen Bauelementen, wie z.B. Bauelementen zur Verringerung
von Rauschen.
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Als ein Beispiel aus dem Stand der
Technik wird ein Verfahren zur Herstellung einer herkömmlichen Laminat-Keramik-Chip-Induktivität beschrieben
werden, welches beschrieben ist in der japanischen offen gelegten
Gebrauchsmuster-Veröffentlichung
mit der Nummer 59-145009.
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Auf jedem einer Mehrzahl von magnetischen
Grünlingen
bzw. Grünling-Lagen
(greensheets) wird ein leitfähiges
Muster, welche gebildet ist aus einer leitfähigen Paste, mit weniger als
einer Windung gedruckt. Die Mehrzahl der magnetischen Grünlinge bzw.
Grünling-Lagen
sind laminiert und befestigt durch Druck, um einen Laminat-Körper zu
bilden. Die leitfähigen
Leitungen auf den magnetischen Grünlingen bzw. Grünling-Lagen sind
elektrisch miteinander verbunden, im Wesentlichen über ein
Durchgangsloch, welches in den magnetischen Lagen bzw. Bahnen ausgebildet
ist, um eine leitfähige
Spule zu bilden. Der Laminat-Körper
wird vollständig
gesintert, um eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität herzustellen.
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Eine solche Laminat-Keramik-Chip-Induktivität erfordert
eine große
Anzahl von Wendungen der leitfähigen
Spule und demzufolge eine große
Anzahl von Grünlingen
bzw. Grünling-Lagen,
um eine höhere
Impedanz oder Induktivität
zu haben.
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Eine Erhöhung der Anzahl der Grünling-Lagen
erfordert eine größere Anzahl
von Laminations-Schritten und erhöht somit die Herstellungskosten.
Zusätzlich
erhöht
eine solche Erhöhung
die Anzahl der Verbindungspunkte zwischen den leitfähigen Mustern
auf den Grünling-Lagen,
wodurch die Zuverlässigkeit
der Verbindung verringert wird.
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Eine Lösung dieser Probleme ist vorgeschlagen
in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4-93006. Eine
Laminat-Keramik-Chip-Induktivität,
welche in dieser Veröffentlichung
offenbart ist, wird auf die folgende Art hergestellt.
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Auf jeder einer Mehrzahl von magnetischen
Lagen bzw. Bahnen wird ein leitfähiges
Muster aus mehr als einer Windung ausgebildet unter Verwendung einer
Dickfilm-Druck-Technik,
und die Mehrzahl der magnetischen Lagen wird laminiert. Die leitfähigen Muster
auf den magnetischen Lagen sind elektrisch miteinander sequentiell
verbunden über
ein Durchgangsloch, welches vorher in den magnetischen Lagen ausgebildet
wurde. Eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität, welche auf diese Art hergestellt
wurde, hat eine relativ große
Impedanz, selbst wenn die Anzahl der magnetischen Lagen relativ
klein ist.
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Eine solche Laminat-Keramik-Chip-Induktivität, welche
hergestellt wurde unter Verwendung einer Dickfilm-Technologie, hat
die folgenden zwei Nachteile.
- (1) Bei der Herstellung
einer Laminat-Keramik-Chip-Induktivität mit einem Außenprofil,
welches so klein ist, wie z.B. 2,0 mm × 1,25 mm oder 1,6 mm × 0,8 mm
unter Verwendung einer Dickfilm-Druck-Technologie, ist die Anzahl
der Wendungen bzw. Kurven von jedem leitfähigen Muster ungefähr 1,5 im
Maximum für
die prakti sche Verwendung, wenn die Produktionsausbeute und dgl.
berücksichtigt
werden. Um eine Induktivität
mit einer größeren Impedanz
herzustellen, muss die Anzahl der magnetischen Lagen erhöht werden.
- (2) Um die Anzahl der Windungen in einer magnetischen Lage zu
erhöhen,
muss die Breite eines jeden leitfähigen Musters verringert werden.
Weil die verringerte Breite des leitfähigen Musters den Widerstand davon
erhöht,
muss die Dicke des leitfähigen
Musters erhöht
werden. Jedoch muss die Dicke des leitfähigen Musters verringert werden,
wenn die Breite davon verringert wird, um die Druck-Auflösung zu
erhalten. Zum Beispiel ist eine ungefähre Dicke des leitfähigen Musters,
wenn dieses trocken ist, im Maximum ungefähr 15 μm, wenn die Breite 75 μm beträgt.
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Aus der obigen Beschreibung wird
erkannt, dass das Erhöhen
der Anzahl der Windungen eines jeden leitfähigen Musters nicht praktisch
ist, obwohl es in einem gewissen Ausmaß wirksam ist zum Verringern
der Anzahl der magnetischen Lagen.
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Um den Widerstand des leitfähigen Musters
zu verringern offenbart die japanische offengelegte Patentveröffentlichung
mit der Nummer 3-219605 ein Verfahren, durch welches ein Grünling bzw.
eine Grünling-Lage
gerillt wird, und die Rille wird mit einer leitfähigen Paste gefüllt, um
die Dicke des leitfähigen
Musters zu erhöhen.
Jedoch ist es schwierig, einen gerillten Grünling bzw. Grünling-Lage
in einem komplizierten Muster massenhaft herzustellen.
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Das japanische offengelegte Patent
mit der Veröffentlichungsnummer
60-176208 offenbart auch ein Verfahren zum Verringern des Widerstandes
des leitfähigen
Musters eines Laminat-Körpers
mit magnetischen Schichten und leitfähigen Mustern, welche jeweils
ungefähr
eine halbe Windung bzw. Drehung aufweisen und abwechselnd bzw. alternierend
laminiert sind. Bei diesem Verfahren werden die leitfähigen Muster,
welche zu einer leitfähigen
Spule ausgebildet werden sollen, ausgebildet durch das Stanzen einer
Metall-Folie. Jedoch ist es schwierig, ein Muster mit einer ausreichenden
Präzision
auszustanzen, um in einen mikroskopischen Planaren Bereich zu passen,
wie gefordert durch die neuerliche Größenreduktion von verschiedenen
Bauelementen. In der Tat ist es unmöglich, ein kompliziertes Spulen-Muster
durch Stanzen zu erhalten, welches eine oder mehr Windungen hat.
Des Weiteren ist es schwierig eine Mehrzahl von Metall-Folien anzuordnen,
welche erhalten wurden durch das Stanzen auf einer magnetischen
Lage bei einem konstanten Abstand mit einer hohen Präzision.
Des Weiteren können
defekte Verbindungen unerwünschterweise
auftreten, wenn die Metall-Folien, welche zueinander benachbart
sind, verbunden sind bzw. werden mit einer magnetischen Lage, welche
dazwischen angeordnet ist, wenn die Verbindungs-Technologie nicht
ausreichend hoch ist.
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Eine Lösung der oben beschriebenen
Probleme aus einem anderen Blickwinkel ist offenbart in der japanischen
Patentveröffentlichung
Nummer 64-42809 und dem japanischen offengelegten Patent mit der
Veröffentlichung
4-314876. In diesen Veröffentlichungen
wird eine dünne
Metallschicht, welche auf einem Film ausgebildet ist, übertragen
auf einen keramischen Grünling
bzw. Grünling-Lage,
um einen Laminat-Keramik-Kondensator
herzustellen.
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Im Detail wird eine gewünschte Metallschicht
ausgebildet durch eine Feucht-Metallisierung
auf einer ablösbaren
Metall-Dünnschicht,
welche auf einem Film durch Verdampfung ausgebildet ist. Wenn es
erforderlich ist, wird ein Zusatzteil der Metallschicht durch Ätzen entfernt.
Das erhaltene Muster wird auf einen Keramik-Grünling bzw. Grünling-Lage übertragen.
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Ein solches Übertragungsverfahren kann angewendet
werden auf das Übertragen
einer leitfähigen Spule
auf einen magnetischen Grünling
auf die folgende Art, um eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität herzustellen.
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Eine relativ dünne Metallschicht (mit einer
Dicke von z.B. 10 μm
oder weniger), welche auf einem Film ausgebildet ist, wird geätzt unter
Verwendung eines Fotoresists bzw. Fotolacks, um ein feines leitfähiges Spulen-Muster
auszubilden (mit einer Breite von z.B. 40 μm und einem Raum zwischen den
Leitungen von z.B. 40 μm).
Die erhaltene Spule wird dann übertragen
auf einen magnetischen Grünling
bzw. Grünling-Lage. Auf diese Art
kann eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität hergestellt werden, welche
eine große
Impedanz hat.
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Durch das oben beschriebene Übertragungsverfahren
ist es schwierig eine relativ dicke leitfähige Spule herzustellen mit
einem Muster, welches übertragen
werden muss (mit einer Dicke von z.B. 10 μm oder mehr) aus den folgenden
Gründen.
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Durch das Übertragungsverfahren, welches
eine Feucht-Metallisierung verwendet, wird die Metallschicht, welche
einmal ausgebildet wurde auf der gesamten Oberfläche eines Film, strukturiert
bzw. gemustert durch das Entfernen eines überflüssigen Teiles. Entsprechend
wird die Herstellung eines komplizierten Spulen-Musters schwieriger,
wenn sich die Dicke des Metallfilms erhöht.
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Des Weiteren muss der Fotoresist
bzw. Fotolack vor der Übertragung
entfernt werden, weil das gewünschte
Muster unter dem Fotoresist erhalten wird. Wenn der Fotoresist entfernt
ist, kann das leitfähige
Spulen-Muster auch unerwünschterweise
entfernt werden. Ein solches Phänomen
tritt leichter auf wenn sich die Dicke der Metallschicht erhöht. Der
Grund dafür
liegt darin, dass: wenn sich die Dicke der Metallschicht erhöht, benötigt das Ätzen eine
längere
Zeitdauer und demzufolge wird der dünne Metallfilm dem Ätzmittel
in einem höheren
Grad ausgesetzt.
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Aus den oben beschriebenen Gründen kann
das Übertragungsverfahren
nicht eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität mit einem niedrigen Widerstand
zur Verfügung
stellen.
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Die EP-A-0 152 634 offenbart das
Ausbilden eines ersten leitfähigen
Musters auf einer ersten leitfähigen
Basisplatte durch Galvanoplastik und das Übertragen davon auf eine erste
isolierende Schicht. Die Offenbarung dieses Dokuments bezieht sich
jedoch auf die Herstellung einer gedruckten Leiterplatte und nicht
auf eine Laminat- Keramik-Chip-Induktivität. Die isolierenden
Schichten sind aus einem organischen Material und nicht aus einem
keramischen Material.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Aspekte der Erfindung sind in den
Ansprüchen
definiert.
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Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung veranschaulichen eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität umfassend
mindestens ein Paar von isolierenden Schichten; und mindestens ein
leitfähiges
Muster, welches zwischen dem mindestens einem Paar der isolierenden
Schichten angeordnet ist und eine leitfähige Spule ausgebildet. Mindestens
ein leitfähiges
Muster enthält
ein leitfähiges
Muster, welches als ein Ergebnis einer Galvanoplastik bzw. eines
galvanoformens (electroforming) ausgebildet wird.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind
eine Mehrzahl von leitfähigen
Mustern enthalten, und mindestens zwei der leitfähigen Muster sind elektrisch
miteinander verbunden durch einen Dickfilmleiter, welcher durch
Drucken ausgebildet ist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist
das mindestens eine galvanoplastisch ausgebildete leitfähige Muster
wellenförmig.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfassen
die Mehrzahl der leitfähigen
Muster ein galvanoplastisch ausgebildetes leitfähiges Muster mit einer Form
einer geraden Linie.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind
mindestens ein Paar der isolierenden Schichten magnetisch.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind
die isolierenden Schichten ausgebildet aus einem Material, welches
eines enthält
aus: Einem nicht-schrumpfenden Pulver, welches nicht durch Sintern
schrumpft bzw. schwindet und einem Pulver mit einem niedrigen Schrumpf-
bzw. Schwundverhältnis,
welches wenig durch Sintern schrumpft bzw. schwindet.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind
die isolierenden Schichten ausgebildet aus einem magnetischen Material,
welches eine Organoblei-Verbindung enthält als ein Addititiv bzw. einen
Zusatz zum Begrenzen der Verschlechterung einer magnetischen Eigenschaft
der isolierenden Schichten.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist
das leitfähige
Muster, welches ausgebildet ist als ein Ergebnis der Galvanoplastik
bzw. des Galvanoformens, ausgebildet aus einer Silber-Plattierungs-Flüssigkeit, welche
kein Zyanid enthält.
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Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung veranschaulichen auch ein Verfahren zur Herstellung einer
Laminat-Keramik-Chip-Induktivität
mit den Schritten: Ausbilden eines leitfähigen Musters auf einer leitfähigen Basisplatte
durch Galvanoplastik bzw. Galvanoformen; Übertragen des galvanoplastisch
ausgebildeten leitfähigen
Musters auf eine erste isolierende Schicht; und Ausbilden einer
zweiten isolierenden Schicht auf einer Oberfläche der ersten isolierenden
Schicht, wobei die Oberfläche
das galvanoplastisch ausgebildete leitfähige Muster aufweist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst
das Verfahren weiter den Schritt: Ausbilden einer Mehrzahl von ersten
isolierenden Schichten, welche jeweils ein darauf übertragendes
galvanoplastisch ausgebildetes leitfähiges Muster haben; und Laminieren
bzw. Beschichten der Mehrzahl der ersten isolierenden Schichten,
wobei elektrisch die galvanoplastisch ausgebildeten leitfähigen Muster
miteinander sequenziell verbunden werden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst
das Verfahren weiter den Schritt: Anordnen einer dritten isolierenden
Schicht mit einem Durchgangsloch, darin zwischen den ersten und
zweiten isolierenden Schichten.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst
das Verfahren weiter den Schritt des Anordnens einer dritten isolierenden
Schicht mit einem Durchgangsloch, gefüllt mit einem Dickfilmleiter,
welcher darin gedruckt ist, zwischen die Mehrzahl der ersten isolierenden
Schichten.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst,
das Verfahren weiter den Schritt des Anordnens einer dritten isolierenden
Schicht, welche ein Durchgangsloch hat mit einem leitfähigen Kontakthöcker (bump), ausgebildet
als ein Ergebnis der Galvanoplastik darin, zwischen der Mehrzahl
der ersten isolierenden Schichten.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst
der Schritt des Übertragens
die Schritte des Ausbildens der ersten isolierenden Schicht auf
einer Oberfläche
der leitfähigen
Basisplatte, wobei die Oberfläche
das galvanoplastisch ausgebildete leitfähige Muster hat; das Anheften
bzw. Ankleben einer thermisch ablösbaren Schicht bzw. Blatt auf
der ersten isolierenden Schicht; das Abziehen bzw. Ablösen der
ersten isolierenden Schicht, mit dem galvanoplastisch ausgebildeten
leitfähigen
Muster und der thermisch ablösbaren
Schicht von der leitfähigen
Basisplatte; und das Abziehen bzw. Ablösen der thermisch ablösbaren Schicht
bzw. Lage durch Erwärmen.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst
der Schritt des Übertragens
die Schritte: Anheften bzw. Ankleben eines thermisch ablösbaren Schaumblattes
auf einer Oberfläche
der leitfähigen
Basisplatte durch Erwärmen
und Schäumen,
wobei die Oberfläche
das galvanoplastisch ausgebildete leitfähige Muster hat; Ablösen des
thermisch ablösbaren
Schaumblattes bzw. der Schaumschicht und des galvanoplastisch ausgebildeten
leitfähigen
Musters von der leitfähigen
Basisplatte; Ausbilden einer ersten isolierenden Schicht auf einer
Oberfläche
der thermisch ablösbaren
Schaumschicht bzw. Schaumlage, wobei die Oberfläche das galvanoplastisch ausgebildete
leitfähige
Muster hat; und Ablösen
des thermisch ablösbaren
Schaumblattes bzw. der Schaumlage durch Erwärmen.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst
der Schritt des Ausbildens des galvanoplastisch ausgebildeten leitfähigen Musters
die Schritte: Überziehen
bzw. Beschichten der leitfähigen
Basisplatte mit einem Fotoresist- bzw. Fotolackfilm, um so die leitfähige Basisplatte
in einem gewünschten
Muster freizulegen; Ausbilden eines leitfähigen Films auf der leitfähigen Basisplatte,
welche den Fotoresist- bzw. Fotolackfilm bedeck; und Entfernen des
Fotoresist-Filmes von der leitfähigen
Basisplatte.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird
die leitfähige
Basisplatte so behandelt, um eine Leitfähigkeit und Ablösbarkeit
zu haben.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist
die leitfähige
Basisplatte aus einem rostfreien Stahl gebildet.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist
das galvanoplastisch ausgebildete leitfähige Muster ausgebildet unter
Verwendung eines Ag Elektroplattierungs-Bades mit einem pH-Wert
von 8,5 oder weniger.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung hat
die leitfähige
Basisplatte eine Oberflächen-Rauigkeit
von 0,05 bis 1 μm.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind
die ersten, zweiten und dritten isolierenden Schichten magnetisch.
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Eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält
ein leitfähiges
Muster, welches durch Galvanoplastik bzw. Galvanoformen (electroforming)
ausgebildet ist. Entsprechend kann die Dicke des leitfähigen Musters
ausreichend sein, um einen ausreichend niedrigen Widerstand zu erreichen, und
die Breite des leitfähigen
Musters kann mit einer hohen Präzision
eingestellt werden.
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Im Gegensatz zu einem leitfähigen Dickfilm-Muster,
welches ausgebildet wird durch Drucken oder dgl., wird das leitfähige Muster,
welches ausgebildet wurde gemäß der vorliegenden
Erfindung, nur ein wenig durch das Sintern in der Richtung der Dicke
geschrumpft. Demzufolge werden die magnetische Lage bzw. Schicht und
die leitfähigen
Muster kaum voneinander delaminiert bzw. abgeblättert.
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Demzufolge ermöglicht die hierin beschriebene
Erfindung die Vorteile des Schaffens einer Laminat-Keramik-Chip-Induktivität, welche
eine relativ kleine Anzahl von Lagen, eine ausreichend hohe Impedanz und
einen niedrigen Widerstand der leitfähigen Spule aufweist; und ein
Verfahren zur Herstellung davon.
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Diese und andere Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden den Fachleuten offensichtlich werden beim Lesen
und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Figuren.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine isometrische Explosionsansicht einer Laminat-Keramik-Chip-Induktivität in einem
ersten Beispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 bis 5 sind Querschnittsansichten
und veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung der in 1 gezeigten Laminat-Keramik-Chip-Induktivität;
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6 ist
eine isometrische Ansicht der Laminat-Keramik-Chip-Induktivität, welche
in einem Verfahren hergestellt wurde, welches in den 2 bis 5 gezeigt ist;
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7 ist
eine isometrische Explosionsansicht einer Laminat-Keramik-Chip-Induktivität in zweiten, fünften und
sechsten Beispielen gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 ist
eine isometrische Explosionsansicht einer Laminat-Keramik- Chip-Induktivität in einem
dritten Beispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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9 ist
eine isometrische Explosionsansicht einer Laminat-Keramik-Chip-Induktivität in einem
vierten Beispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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10 ist
eine Querschnittsansicht und veranschaulicht einen Schritt zur Herstellung
der Laminat-Keramik-Chip-Induktivität in dem fünften Beispiel;
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11A bis 11E sind Querschnittsansichten
und veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung der Laminat-Keramik-Chip-Induktivität in dem
sechsten Beispiel;
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12 ist
eine isometrische Explosionsansicht einer Laminat-Keramik-Chip-Induktivität in einem
siebten Beispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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13 ist
eine isometrisch Ansicht und veranschaulicht eine Modifikation der
Laminat-Keramik-Chip-Induktivität
in dem ersten Beispiel;
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14 ist
eine schematische Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung
einer Laminat-Keramik-Chip-Induktivität in einem Vergleichsbeispiel;
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15 ist
eine isometrische Explosionsansicht einer Laminat-Keramik-Chip-Induktivität in einem
achten Beispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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16A, 16B, 17A und 17B sind
Querschnittsansichten und veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung
der Laminat-Keramik-Chip-Induktivität in dem achten Beispiel.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Hiernach wird die vorliegende Erfindung
beschrieben werden anhand von veranschaulichenden Beispielen und
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
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Beispiel 1
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Eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität 100 in
einem ersten Beispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben
werden. 1 ist eine isometrische
Explosionsansicht der Laminat-Keramik-Chip-Induktivität (hiernach
einfach als eine „Induktivität" bezeichnet) 100.
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In allen beiliegenden Figuren ist
zur Vereinfachung nur ein Laminat-Körper, welcher ausgebildet werden
soll in eine Induktivität,
veranschaulicht. Bei einer tatsächlichen
Produktion werden eine Mehrzahl von Laminat-Körpern ausgebildet auf einer
Platte und getrennt, nachdem die Laminat-Körper vervollständigt sind.
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Die in 1 gezeigte
Induktivität 100 umfasst
eine Mehrzahl von magnetischen bzw. Magnet-Lagen 1, 3 und 6 und
eine Mehrzahl von spulenförmigen
plattierten bzw. metallisierten leitfähigen Mustern (hiernach einfach
als „leitfähige Muster" bezeichnet) 2 und 5.
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Die leitfähigen Muster 2 und 5 sind
jeweils ausgebildet durch Galvanoplastik (electroforming); insbesondere
wird ein Resist- bzw. Fotolack-Film ausgebildet auf einer Basis-Platte
um ein gewünschtes
Muster freizulegen und die Basis-Platte wird in ein Plattierungs-Bad
getaucht. Die magnetischen Schichten bzw. Lagen 1 bzw. 6 haben
die darauf übertragenen
leitfähigen
Muster 2 und 5. Die leitfähigen Muster 2 und 5 sind
miteinander verbunden über
ein Durchgangsloch 4, welches in der magnetischen Lage
bzw. Schicht 3 ausgebildet ist.
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Ein Verfahren zur Herstellung der
Induktivität 100 wird
beschrieben werden.
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[Ausbildung der
leitfähigen
Muster]
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Als erstes wird unter Bezugnahme
auf 2 beschrieben werden,
wie die leitfähigen
Muster 2 und 5 ausgebildet werden.
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Eine Basisplatte
8 aus rostfreiem
bzw. Edelstahl wird vollständig
behandelt durch eine Schlag-Plattierung (strike plating) (Plattierung
bei einer hohen Geschwindigkeit) mit Ag, um eine leitfähige Ablöseschicht
9 auszubilden
mit einer Dicke von ungefähr
0,1 μm oder
weniger. Die Schlag-Plattierung wird durchgeführt durch das Eintauchen der
Basisplatte
8 in ein alkalisches AgCN Bad, welches allgemein
verwendet wird. Eine beispielhafte Zusammensetzung eines alkalischen
AgCN Bades ist in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle
1
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Wenn das in Tabelle 1 gezeigte Bad
verwendet wird, wird eine Ablöseschicht
mit einer Dicke von ungefähr
0,1 μm ausgebildet
nach etwa 5 bis 20 Sekunden.
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Ein wahrscheinlicher Grund dafür, dass
die Ablöseschicht 9 eine
Ablösbarkeit
aufweist ist: Weil eine Ag Schicht ausgebildet ist durch eine Hochgeschwindigkeitsplattierung
(Schlag-Plattierung) auf der Edelstahl-Basisplatte 8 mit
einem niedrigen Grad eines Haftvermögens mit bzw. an Ag, wird die
resultierende Ag Schicht (die Ablöseschicht 9) stark
belastet bzw. gespannt und kann demzufolge nicht ausreichend mit
der Basisplatte 8 verbunden bzw. daran angeheftet werden.
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Um einen optimalen Grad einer Ablösbarkeit
zwischen der Ablöseschicht 9 und
der Basisplatte 8 zu erhalten, ist bzw. wird die Oberfläche der
Basisplatte 8 vorzugsweise aufgeraut, um eine Oberflächenrauheit (Ra)
von ungefähr
0,05 μm
bis zu ungefähr
1 μm zu
haben. Die Oberfächenrauheit
(Ra) wird gemessen durch ein Oberflächen-Struktur-Analyse-System,
welches z.B. Dektak 3030 ST (hergestellt von Sloan Technology Corp.)
verwendet. Die Oberfläche
wird aufgeraut durch eine Säurebehandlung,
Strahlen oder ähnliches.
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In dem Fall, wenn die Oberflächenrauheit
(Ra) kleiner ist als ungefähr
0,05 μm,
ist die Haftkraft zwischen der Ablöseschicht 9 und der
Basisplatte 8 unzureichend, und demzufolge wird die Ablöseschicht 9 möglicherweise
während
eines späteren
Verfahrens delaminiert bzw. blättert
auf. In dem Fall, wenn die Oberflächenrauheit größer ist
als ungefähr
1 μm, ist
die Haftkraft zwischen der Ablöseschicht 9 und
der Basisplatte 8 übermäßig bzw.
zu groß.
Demzufolge kann die Ablöseschicht 9 nicht
zufriedenstellend übertragen
werden auf die magnetische Lage, oder die Auflösung eines Plattierungs-Resist-Musters 11,
welches in dem nachfolgenden Schritt (unten beschrieben) ausgebildet
wird, ist verringert.
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Eine geeignete Aufrauung der Oberfläche der
Basisplatte 8 hat solche Seiteneffekte, dass die Haftkraft des
Plattierungs-Resist-Musters 11 auf der Ablöseschicht 9 verbessert
ist bzw. wird und dass verhindert wird, dass die Ablöseschicht 9 abgelöst wird
von der Basisplatte 8 während
dem Entfernen des Plattierungs-Resist-Musters 11.
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Die Ablöseschicht 9 kann auch
durch eine Silberspiegelreaktion ausgebildet werden.
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Die Basisplatte 8 kann ausgebildet
werden aus einem elektrisch leitfähigem Material, welches ein
anderes ist als Edelstahl und kann bearbeitet werden, um eine Ablösbarkeit
aufzuweisen. Beispielhafte Materialien welche für die Basisplatte 8 verwendet werden
können,
und die jeweiligen Verfahren zum Versehen der Basisplatte 8 mit
einer Ablösbarkeit
sind in Tabelle 2 gezeigt.
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Anstelle von Metall kann die Basisplatte 8 aus
einer gedruckten Leiterplatte ausgebildet sein, welche eine Kupferfolie
hat, welche darauf laminiert ist, oder einem Polyäthylenterephtalat
(hiernach als ein „PET" bezeichnet) Film
oder dgl., welcher mit Leitfähigkeit
ausgestattet bzw. versehen ist. Die gleichen Effekte werden erhalten
wie durch Metall, aber eine Metall-Platte ist effizienter, weil
es nicht erforderlich ist, eine Metallplatte mit Leitfähigkeit
auszustatten.
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Insbesondere ist Edelstahl chemisch
stabil und hat eine ausreichende Ablösbarkeit aufgrund eines Chrom-Oxid-Filmes,
welcher auf einer Oberfläche
davon existiert. Demzufolge ist Edelstahl am leichtesten unter den
verwendbaren Materialien zu verwenden.
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Nachdem die Ablöseschicht 9 ausgebildet
ist, wird ein Fotoresist-Film ausgebildet auf der Ablöseschicht 9 und
vorgetrocknet. Dann wird eine Fotomaske mit einer Breite von ungefähr 70 μm und ungefähr 2,5 Windungen
ausgebildet auf jeder von Einheitsflächen bzw. Einheitsbereichen
des Fotoresist-Filmes. Jede Einheitsfläche hat eine Größe von 2,0
mm × 1,25
mm. Die Fotomaske hat ein solches Muster, um ein gewünschtes leitfähiges Muster
auszubilden in Abhängigkeit
von dem Typ des Fotoresists bzw. Foto-Abdecklacks (d.h., ein positiver
Typ oder ein negativer Typ). Der Fotoresist-Film mit einer Fotomaske
darauf wird Licht ausgesetzt und entwickelt, um das Plattierungs-Resist-Muster 11 mit
einer Dicke von T = 55 μm
auszubilden.
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Als Fotoresist bzw. Foto-Abdecklack
können
verschiedene Arten (Flüssigkeit,
Paste, trockener Film) oder ähnliches
verwendet werden. Ein trockener bzw. Trockenfilm hat eine gleichförmige Dicke
und steuert bzw. stellt demzufolge die Dicke der leitfähigen Muster
mit einer relativ hohen Präzision
ein, wird jedoch vorzugsweise verwendet zum Ausbilden eines leitfähigen Musters
mit einer Breite von ungefähr
50 μm oder
mehr, wobei die Empfindlichkeit davon berücksichtigt wird. Mit einem
flüssigen
Fotoresist kann ein Plattierungs-Resist-Muster mit einer Breite
erhalten werden, welche so klein ist wie einige Mikrometer. Mit
einem Pasten- bzw. Leim-Fotoresist, welcher der am allgemeinsten
verwendete Fotoresist ist, kann ein Plattierungs-Resist-Muster mit einer
Breite von ungefähr
40 μm und
einer Dicke von ungefähr
30 bis 40 μm
erhalten werden. Im Detail kann z.B. ein Plattierungs-Resist-Muster
mit ungefähr
fünf Windungen
leicht ausgebildet werden auf einer Einheitsfläche von ungefähr 2,0 mm × 1,25 mm,
und ein Plattierungs-Resist-Muster mit ungefähr drei Windungen kann leicht
ausgebildet werden auf einer Einheitsfläche von ungefähr 1,6 mm × 0,8 mm.
Der Fotoresist kann ausgebildet werden durch Drucken, Schleuderbeschichtung,
Walzenauftrag bzw. Walzenbeschichtung (roll-coating), Eintauchen,
Laminieren oder ähnliches
in Abhängigkeit
von der Art des Fotoresists.
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Die Belichtung wird durchgeführt durch
ein Belichtungsgerät,
welches kollimierte bzw. gerichtete ultraviolette Lichtstrahlen
emittiert, und die Bedingungen, wie z.B. die Belichtungszeit und
die Licht-Intensität
werden bestimmt in Abhängigkeit
von dem verwendeten Fotoresist.
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Die Entwicklung wird durchgeführt unter
Verwendung eines Entwicklers, welcher für den verwendeten Fotoresist
bzw. Foto-Lack geeignet ist. Wenn es erforderlich ist, wird eine
Belichtung mit Ultraviolett oder ein Nach-Aushärten (post-curing) durchgeführt nach
der Entwicklung, um die Beständigkeit
gegen Chemikalien zu verbessern.
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Nachdem das Plattierungs-Resist-Muster 11 ausgebildet
ist, wird der Laminat-Körper
eingetaucht in das Ag Galvanoplastik (electroplating) -Bad, um ein
Ag leitfähiges
Muster 10 mit einer erforderlichen Dicke t auszubilden,
welches auf die magnetische Lage übertragen werden wird. In diesem
Beispiel hat das Ag leitfähige
Muster 10 eine Dicke t von ungefähr 50 μm. Ein alkalisches Ag Bad, welches
von dem Typ ist, welcher allgemein verwendet wird als das Ag Galvanoplastikbad,
kann nicht verwendet werden, weil das Ag Bad das Plattierungs-Resist-Muster 11 entfernt.
Entsprechend wird ein schwach alkalisches, neutrales oder saures
Ag Plattierungs-Bad als das Ag Galvanoplastik-Bad benötigt. Eine
beispielhafte Zusammensetzung eines schwach alkalischen oder neutralen
Ag Plattierungsbades ist in Tabelle 3 gezeigt.
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Der pH Wert des Ag Plattierungs-Bades
wird eingestellt durch Ammonium und ein Zitrat. Als Ergebnis von
verschiedenen Experimenten wurde herausgefunden, dass das Plattierungs-Resist-Muster 11,
welches ausgebildet wurde durch die meisten Arten eines Fotoresists,
entfernt wird durch ein Plattierungs-Bad mit einem pH Wert von mehr
als 8,5. Entsprechend wird der pH Wert des Plattierungs-Bades vorzugsweise
auf 8,5 oder weniger eingestellt bzw. festgelegt.
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Eine beispielhafte Zusammensetzung
eines sauren pH Plattierungs-Bades ist in Tabelle 4 gezeigt.
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Das in Tabelle 4 gezeigte Plattierungs-Bad
entfernt nicht das Plattierungs-Resist-Muster 11, weil es sauer ist.
Wenn ein saures Ag Plattierungs-Bad, welches ein Tensid bzw. einen
oberflächenaktiven
Stoff enthält
(Metylimidazolethiol, Furfural, Türkischrotöl, oder dgl.) verwendet wird,
werden der Glanz und die Glätte der
Oberfläche
des Ag leitfähigen
Musters 10 verbessert.
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In diesem Beispiel wird das in Tabelle
3 gezeigte schwach alkalische oder neutrale Ag Plattierungs-Bad
verwendet. Der pH Wert beträgt
7,3, und die Stromdichte zur Plattierung beträgt ungefähr 1 A/dm2. Die
Stromdichte wird auf einen solchen Wert eingestellt, weil eine zu
hohe Stromdichte, welche benötigte
wird zum Beschleunigen der Plattierungs-Geschwindigkeit, eine Belastung
des Ag leitfähigen
Musters 10 verursacht, wodurch möglicherweise das Ag leitfähige Muster 10 entfernt
wird bevor es übertragen
wird.
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Das Ag leitfähige Muster 10 mit
einer Dicke von ungefähr
50 μm wird
erhalten nach dem Eintauchen der Basisplatte 8 in das Plattierungs-Bad
für ungefähr 260 Minuten.
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In diesem Beispiel ist bzw. wird
die Ablösungsschicht 9 ausgebildet
durch eine Schlag-Plattierung (strike-plating) der Basisplatte 8 in
einem alkalischen Ag Bad. Alternativ kann die Basisplatte 8 eingetaucht
werden in ein schwach alkalisches, neutrales oder saures Bad. In
diesem Fall wird eine ausreichend hohe Stromdichte verwendet für die ersten
einigen Minuten, um das Ag leitfähige
Muster 10 ausreichend zu belasten bzw. zu spannen, um bei
einem Bereich bzw. einer Fläche
des Ag leitfähigen
Musters 10 in der Nähe
der Oberfläche der
Edelstahl-Basisplatte 8 eine Ablösbarkeit vorzusehen. Entsprechend
ist es nicht erforderlich, die Ablöseschicht 9 auszubilden. 3 zeigt einen Querschnitt
des Laminat-Körpers,
welcher auf diese Art ausgebildet wurde.
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Nachdem das Ag leitfähige Muster 10 ausgebildet
ist, wird das Plattierungs-Resist-Muster 11 entfernt, wie es
in 4 gezeigt ist, unter
Verwendung einer Entfernungs-Flüssigkeit,
welche geeignet ist für
den verwendeten Fotoresist. Gewöhnlich
wird das Entfernen durchgeführt
durch das Eintauchen des Laminat-Körpers in eine ungefähr 5 % Lösung von
NaOH mit einer Temperatur von ungefähr 40° C für ungefähr 1 Minute.
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Nachdem das Plattierungs-Resist-Muster 11 entfernt
ist, wird die Ablöseschicht 9 behandelt
durch ein weiches bzw. sanftes Ätzen
während
eines kurzen Zeitraumes (einige Sekunden) mit einer 5 % Lösung einer Salpetersäure, um
das Ag leitfähige
Muster 10 auf der Basisplatte 8 zu lassen, wie
in 5 gezeigt. Das Laminieren
der Ablöseschicht 9 und
des Ag leitfähigen
Musters 10 entspricht den leitfähigen Mustern 2 und 5. Als
das sanfte Ätzmittel
kann ein Schwefelsäurebad
von Chrom-Anhydrid, ein Salzsäurebad
von einem Eisenchlorid (FeCl2) oder ähnliches
auch verwendet werden. Weil das sanfte Ätzen nur für einige Sekunden durchgeführt wird,
wird die Ablöseschicht
unter dem Ag leitfähigen
Muster 10 nicht entfernt. Demzufolge wird das Ag leitfähige Muster 10 nicht
entfernt.
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[Ausbildung der magnetischen
Lagen]
-
Hiernach wird ein Verfahren zur Ausbildung
der magnetischen Lagen 1, 3 und 6 beschrieben
werden.
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Ein Harz, wie z.B. ein Butyral-Harz,
ein Acrylharz oder Ethylzellulose, und ein Plastifizierungsmittel bzw.
Weichmacher, wie z.B. Dibutylphthalat werden in einem Alkohol mit
einem niedrigen Siedepunkt, wie z.B. Isopropylalkohol oder Butanol
gelöst,
oder in einem Lösungsmittel,
wie z.B. Toluen oder Xylen, um ein Vehikel bzw. Bindemittel zu erhalten.
Das Vehikel und ein Ni·Zn·Cu Typ
Ferrit-Pulver mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 0,5 bis
2,0 μm werden
zusammen geknetet, um eine Ferrit-Paste (Schlamm) zu bilden. Ein
PET Film wird mit der Ferrit-Paste unter Verwendung einer Rakel
bzw. eines Streichmessers beschichtet und dann getrocknet bei 80
bis 100°C
bis ein wenig Klebkraft übrig
bleibt.
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Die magnetischen Lagen 1 und 6 werden
jeweils so ausgebildet, um eine Dicke von 0,3 bis 0,5 mm zu haben,
und die magnetische Lage 3 wird ausgebildet, um eine Dicke
von 20 bis 100 μm
zu haben. Dann wird die magnetische Lage 3 gestanzt bzw.
gelocht, um das Durchgangsloch 4 mit einer Seite, welche
ungefähr 0,15
bis 0,3 mm lang ist, auszubilden.
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[Übertragung der leitfähigen Muster]
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Als nächstes wird ein Verfahren zum Übertragen
der leitfähigen
Muster 2 und 5 auf die magnetischen Lagen 1 und 6 und
das Laminieren der magnetischen Lagen 1, 3 und 6 beschrieben
werden.
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Die Basisplatte 8 mit dem
leitfähigen
Muster 2 wird auf die magnetische Lage 1 gedrückt, welche
auf dem PET Film ausgebildet ist. Wenn es erforderlich ist, werden
Druck und Wärme
bzw. Hitze zur Verfügung gestellt.
Auf eine alternative Art wird die magnetische Lage 1 von
dem PET Film losgelöst
und die Basisplatte 8, welche das leitfähige Muster 2 hat,
wird auf eine Oberfläche
der magnetischen Lage 1, welche eine Klebkraft hat, gedrückt (die
Oberfläche,
welche im Kontakt mit dem PET Film war).
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Das leitfähige Muster 2 hat
eine geeignete Ablösbarkeit
von der Basisplatte 8 und hat auch eine geeignete Haftkraft
(Klebkraft) mit der magnetischen Lage 1. Demzufolge kann
das leitfähige
Muster 2 leicht übertragen
werden auf die magnetische Lage 1 durch das Ablösen bzw.
Abschälen
der magnetischen Lage 1 von der Basisplatte B.
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In dem Fall wenn die mechanische
Festigkeit bzw. Stärke
der magnetischen Lage 1 nicht ausreichend ist, kann eine
zusätzliche
Festigkeit vorgesehen werden, indem auf der magnetischen Lage 1 eine
viskose Lage ausgebildet wird.
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Auf die gleiche Art wird das leitfähige Muster 5 auf
die magnetische Lage 6 übertragen.
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Die magnetische Lage 3 ist
zwischen der magnetischen Lage 1, welche das leitfähige Muster 2 hat, und
der magnetischen Lage 6, welche das leitfähige Muster 5 hat,
ausgebildet. Die magnetischen Lagen 1, 3 und 6 sind
so laminiert, dass die leitfähigen
Muster 2 und 5 miteinander über das Durchgangsloch 4 verbunden sind,
um eine leitende Spule auszubilden. Die Haftkraft zwischen den magnetischen
Lagen 1, 3 und 6 des erhaltenen Laminat-Körpers werden
gefestigt bzw. verstärkt
durch Hitze (60 bis 120° C)
und Druck (20 bis 500 kg/cm2), und demzufolge
wird der Laminat-Körper zu
einem integralen Körper
ausgebildet.
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Das Verbinden der zwei leitfähigen Muster 2 und 5 über einen
Dickfilm-Leiter liefert eine bessere ohmsche elektrische Verbindung.
Entsprechend ist ein gedruckter Dickfilm-Leiter 7 vorzugsweise
in dem Durchgangsloch 4 der magnetischen Lage 3 vorgesehen,
wie in 13 gezeigt.
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Gewöhnlich werden in dem oben beschriebenen
Verfahren eine Mehrzahl von leitfähigen Mustern ausgebildet auf
einer magnetischen Lage, und die magnetischen Lagen werden laminiert
in dem Zustand, in dem sie die Mehrzahl der leitfähigen Muster
haben, um Induktivitäten
mit einem höheren
Wirkungsgrad in Massenproduktion herzustellen. Nachdem die integralen
bzw. einstückigen
Körper
ausgebildet sind, wird der erhalten Grünling bzw. die Grünling-Lage
in eine Mehrzahl von integralen bzw. einstückigen Körpern geschnitten, und jeder
integrale Körper
wird gesintert bei einer Temperatur von 850 bis 950° C für ungefähr 1 bis
2 Stunden. Das Schneiden kann nach dem Sintern durchgeführt werden.
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Eine Elektrode aus einer Silber-Legierung
(z.B. AgPd) ist bzw. wird auf jeder der zwei gegenüber liegenden
Seitenoberflächen
eines jeden integralen Körpers
ausgebildet und verbunden mit der leitenden bzw. Leiter-Spule. Dann
wird der integrale Körper
bei ungefähr
600 bis 850° C
gesintert, um die in 6 gezeigten äußeren Elektroden 12 auszubilden.
Wenn es erforderlich ist, werden die äußeren Elektroden 12 mit
Nickel, Lötmittel
oder ähnlichem
plattiert.
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Auf diese Art wird die Induktivität 100,
welche eine Außengröße von 2,0
mm × 1,25
mm und eine Dicke von ungefähr
0,8 mm hat, erhalten. Die Leiter-Spule, welche die zwei leitfähigen Muster 2 und 5 umfasst,
welche jeweils 2,5 Windungen haben, hat insgesamt 5 Windungen. Entsprechend
wird eine Impedanz von ungefähr
700 Ω bei
einer Frequenz von 100 MHz erhalten. Der Gleichstrom (DC) Widerstand
kann so niedrig sein wie ungefähr
0,12 Ω,
weil die Dicke der Leiter-Spule so groß ist wie ungefähr 50 μm.
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Die Induktivität 100 wurde für eine Untersuchung
geschnitten. Keine spezifische Lücke
wurde bei den Grenzflächen
zwischen der Leiter-Spule und den magnetischen Lagen gefunden. Der
wahrscheinliche Grund dafür
liegt darin dass: Im Gegensatz zu einer Leiter-Spule, welche aus
leitfähigen
Dickfilm-Mustern gebildet ist, schrumpft die Leiter-Spule, welche
durch Galvanoplastik gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurde, kaum durch Sintern und wird demzufolge
umgeben von dem gesinterten magnetischen Körper mit einer hohen Dichte.
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Das Material für die magnetischen Lagen, welche
in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ist nicht auf das
eine, welche in diesem Beispiel verwendet wurde, begrenzt. Obwohl
eine magnetische Lage vorzugsweise verwendet wird, um eine hohe
Impedanz zu erhalten, kann eine Isolations-Lage mit einer Dielektrizität auch verwendet
werden.
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Beispiel 2
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Eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität 200 in
einem zweiten Beispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben
werden. 7 ist eine isometrische
Explosionsansicht der Induktivität 200.
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Die Induktivität 200 umfasst eine
Mehrzahl von magnetischen Lagen 13, 15 und 18,
ein spulenförmiges
plattiertes leitfähiges
Muster 14, welches ausgebildet wurde durch Galvanoplastik
und übertragen
wurde auf die magnetische Lage 13, und ein leitfähiges Dickfilm-Muster 17,
welches auf die magnetische Lage 15 mit einem Durchgangsloch 16 gedruckt
wurde.
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Die leitfähigen Muster 14 und 17 werden
miteinander über
das Durchgangsloch 16 verbunden.
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Ein Verfahren zur Herstellung der
Induktivität 200 wird
beschrieben werden.
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Zuerst wird das plattierte leitfähige Muster 14 durch
Galvanoplastik auf die gleiche Art wie bei dem ersten Beispiel hergestellt.
In diesem Beispiel wird das plattierte leitfähige Muster 14 mit
einer Breite von ungefähr 40 μm, einer
Dicke von ungefähr
35 μm, und
ungefähr
3,5 Windungen ausgebildet auf einem Bereich bzw. einer Fläche von
ungefähr
1,6 mm × 0,8
mm. Der Fotoresist bzw. Fotolack, welcher verwendet wurde zum Ausbilden
des plattierten leitfähigen
Musters 14, ist von einem Pasten-Typ, ist druckbar und
hat eine hohe Empfindlichkeit.
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Hiernach wird ein Verfahren zur Ausbildung
der magnetischen Lagen 13, 15 und 18 beschrieben
werden.
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Ein Harz, wie z.B. ein Butyral-Harz,
ein Acryl-Harz oder Ethylzellulose, und ein Plastifizierungsmittel bzw.
ein Weichmacher, wie z.B. Dibutylphthalat, werden gelöst in einem
Lösungsmittel
mit einem hohen Siedepunkt, wie z.B. Terpineol um ein Vehikel bzw.
ein Bindemittel zu erhalten. Das Vehikel bzw. Bindemittel und ein
Ferrit-Pulver eines
Ni·Zn·Cu Typs
mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 0,5 bis
2,0 μm, werden
zusammengeknetet, um eine Ferrit-Paste zu bilden. Die Ferrit-Paste
wird auf einen PET Film gedruckt unter Verwendung einer Metall-Maske
und dann getrocknet bei ungefähr
80 bis 100° C
bis die Dicke der Ferrit-Paste ungefähr 0,3 bis 0,5 mm wird. So
werden die magnetischen Lagen 13 und 18 erhalten.
Wenn es erforderlich ist, werden das Drucken und das Trocknen mehrere
Male wiederholt.
-
Alternativ können die magnetischen Lagen 13 und 18 erhalten
werden durch Laminieren einer Mehrzahl von magnetischen Lagen, wobei
jede davon eine Ferrit-Paste hat mit einer Dicke von ungefähr 50 bis
100 μm,
welche darauf gedruckt ist und getrocknet wird.
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Die magnetische Lage 15 wird
hergestellt durch das Ausbilden eines Musters mit dem Durchgangsloch 16 auf
einem PET Film durch Siebdruck. Die Dicke der magnetischen Lage 15 wird
eingestellt, so dass sie ungefähr
40 bis 100 μm
ist.
-
Als nächstes wird ein Verfahren zum Übertragen
des plattierten leitfähigen
Musters 14 auf die magnetische Lage 13 beschrieben
werden.
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Die Basisplatte 8 mit dem
plattierten leitfähigen
Muster 14 wird auf die magnetische Lage 13 gedruckt bzw.
gedrückt,
welche auf dem PET Film ausgebildet ist. Der Druck ist vorzugsweise
in dem Bereich von 20 bis 500 kg/cm2 und
die Erwärmungstemperatur
ist vorzugsweise in dem Bereich von 60 bis 120° C.
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Das plattierte leitfähige Muster 14 hat
eine geeignete Ablösbarkeit
von der Basisplatte 8 und hat auch eine geeignete Haftkraft
mit der magnetischen Lage 13. Des weiteren hat das plattierte
leitfähige
Muster 14 eine relativ kleine Breite von 40 μm und ist
demzufolge etwas in der magnetischen Lage 13 vergraben
bzw. versenkt. Aus diesen Gründen
kann das plattierte leitfähige
Muster 14 auf die magnetische Lage 13 leicht übertragen
werden, indem die magnetische Lage 13 von der Basisplatte 8 abgelöst bzw.
abgeschält
wird.
-
Alternativ kann das plattierte leitfähige Muster 14 übertragen
werden durch das Ablösen
der magnetischen Lage 13 von dem PET Film und das Drücken der
Basisplatte 8, welche das plattierte leitfähige Muster 14 hat,
auf eine Oberfläche
des Films der magnetischen Lage 13, welche im Kontakt mit
dem PET Film war, wie in dem ersten Beispiel.
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Dann wird das leitfähige Dickfilm-Muster 17 auf
die magnetische Lage 15 mit dem Durchgangsloch 16 gedruckt.
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Die magnetische Lage 13 mit
dem plattierten leitfähigen
Muster 14 und die magnetische Lage 15 mit dem
leitfähigen
Dickfilm-Muster 17 werden so laminiert, dass die leitfähigen Muster 14 und 17 miteinander
verbunden sind über
das Durchgangsloch 16, um eine Leiter-Spule auszubilden. Die magnetische
Lage 18 ist auf der magnetischen Lage 15 mit dem
leitfähigen
Dickfilm-Muster 17 laminiert, und der erhaltene Laminat-Körper wird
erhitzt (60 bis 120° C)
und unter Druck gesetzt (20 bis 500 kg/cm2),
um zu einem integralen bzw. ganzstückigen Körper ausgebildet zu werden.
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Gewöhnlich werden bei dem oben
beschriebenen Verfahren eine Mehrzahl von leitfähigen Mustern ausgebildet auf
einer magnetischen Lage, und die magnetischen Lagen werden laminiert
in dem Zustand, in dem sie die Mehrzahl von leitfähigen Mustern
haben, um Induktivitäten
mit einem höheren
Wirkungsgrad in der Massenproduktion herzustellen. Nachdem die integralen
Körper
ausgebildet sind, wird der erhaltene Grünling in eine Mehrzahl von
integralen Körpern
geschnitten, und jeder integrale bzw. einstückige Körper wird gesintert bei einer
Temperatur von 850 bis 950° C
für ungefähr 1 bis
2 Stunden.
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Eine Elektrode aus einer Silber-Legierung
(z.B. AgPd) ist auf jeder der zwei gegenüber liegenden Seitenoberflächen von
jedem integralen Körper
ausgebildet und mit der Leiter-Spule verbunden. Dann wird der integrale
Körper
gesintert bei ungefähr
600 bis 850° C,
um die äußeren Elektroden 12,
wie in 6 gezeigt, auszubilden.
Wenn es erforderlich ist, werden die äußeren Elektroden 12 mit
Nickel, Lötmaterial
oder ähnlichem
plattiert.
-
Auf diese Art wird die Induktivität 200 mit
einer Außengröße von ungefähr 1,6 mm × 0,8 mm
und einer Dicke von ungefähr
0,8 mm erhalten. Die Leiter-Spule, welche eine Gesamtanzahl der
Windungen von 3,5 hat, umfasst das plattierte leitfähige Muster
14 mit
ungefähr
3,5 Windungen und das leitfähige
Dickfilm-Muster 17. Entsprechend wird eine Impedanz von
ungefähr
300 Ω bei
einer Frequenz von 100 MHz erhalten. Der Gleichstrom (DC)-Widerstand
kann so klein sein wie ungefähr
0,19 Ω,
weil die Dicke der Leiter-Spule so groß ist wie ungefähr 35 μm.
-
In dem zweiten Beispiel umfasst die
leitfähige
Spule nur zwei leitfähige
Muster 14 und 17. Wenn es erforderlich ist, können eine
Mehrzahl von spulenförmigen
leitfähigen
Mustern 14 und eine Mehrzahl von leitfähigen Dickfilm-Mustern 17 alternieren
bzw. abwechselnd verbunden werden.
-
Eine Verbindung zwischen dem leitfähigen spulenförmigen Muster 14 und
dem leitfähigen
Dickfilm-Muster 17 ist zuverlässiger als die direkte Verbindung
zwischen den leitfähigen
spulenförmigen
Mustern. Der wahrscheinliche Grund liegt darin dass: Weil das leitfähige Dickfilm-Muster
leicht während
des Laminierens belastet bzw. gespannt wird, wird der Laminat-Körper in
dem Zustand gesintert, wenn die Haftkraft zwischen dem spulenförmigen leitfähigen Muster
und dem leitfähigen
Dickfilm-Muster
verstärkt
ist.
-
Beispiel 3
-
Eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität 300 in
einem dritten Beispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben
werden. 8 ist eine isometrische
Explosionsansicht der Induktivität 300.
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Die Induktivität 300 umfasst eine
Mehrzahl von magnetischen Lagen 19, 21 und 24 und
spulenförmigen
plattierten leitfähigen
Mustern 20 und 23, welche ausgebildet sind durch
Galvanoplastik und jeweils auf die magnetischen Lagen 19 und 24 übertragen
sind.
-
Die leitfähigen Muster 20 und 23 sind
miteinander über
ein Durchgangsloch 22 verbunden, welches in der magnetischen
Lage 21 ausgebildet ist. Das Durchgangsloch 22 ist
mit einem Dickfilm-Leiter 25 gefüllt.
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Ein Verfahren zur Herstellung der
Induktivität 300 wird
beschrieben werden.
-
Zuerst werden die leitfähigen Muster 20 und 23 durch
Galvanoplastik auf die gleiche Art wie bei dem ersten Beispiel hergestellt.
In diesem Beispiel werden die leitfähigen Muster 20 und 23,
welche jeweils eine Breite von ungefähr 40 μm und eine Dicke von 35 μm haben,
ausgebildet auf einer Fläche
von ungefähr
1,6 mm × 0,8
mm. Das leitfähige
Muster 20 hat ungefähr
3,5 Windungen, und das leitfähige
Muster 23 hat ungefähr 2,5
Windungen. Der zur Ausbildung der leitfähigen Muster 20 und 23 verwendete
Fotoresist bzw. Fotolack ist von einem Pasten-Typ, ist druckbar
und hat eine hohe Empfindlichkeit.
-
Hiernach wird ein Verfahren zur Ausbildung
der magnetischen Lagen 19, 21 und 24 beschrieben
werden.
-
Ein Harz, wie z.B. ein Butyral, ein
Acryl-Harz oder Ethylzellulose, und ein Plastifizierungsmittel bzw. Weichmacher,
wie z.B. Dibutylphthalat werden in einem Lösungsmittel, welches einen
hohen Siedepunkt hat, wie z.B. Terpineol gelöst, um ein Vehikel bzw. Bindemittel
zu erhalten. Das Vehikel bzw. Bindemittel und ein Ni·Zn·Cu-Typ
Ferrit-Pulver mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 0,5 bis
2,0 μm werden
zusammengeknetet, um eine Ferrit-Paste zu bilden. Die Ferrit-Paste
wird auf einen PET Film gedruckt unter Verwendung einer Metall-Maske
und dann getrocknet bei ungefähr
80 bis 100° C,
bis eine geringe Klebkraft übrig bleibt.
So werden die magnetischen Lagen 19 und 24 erhalten,
welche jeweils eine Dicke von ungefähr 0,3 bis 0,5 mm haben. Die
magnetische Lage 21 wird hergestellt durch das Ausbilden
eines Musters mit dem Durchgangsloch 22 auf dem PET Film
durch Siebdruck, und die Dicke davon wird so eingestellt, dass sie
ungefähr 40
bis 100 μm
ist.
-
Dann wird der Dickfilm-Leiter 25 in
dem Durchgangsloch 22 durch Drucken ausgebildet.
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Als nächstes wird ein Verfahren zum Übertragen
der leitfähigen
Muster 20 und 23 auf die magnetischen Lagen 19 und 24 und
das Laminieren der magnetischen Lagen 19, 21 und 24 beschrieben
werden.
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Die Basisplatte 8, welche
das leitfähige
Muster 20 hat, wird gedrückt, um das leitfähige Muster 20 auf die
magnetische Lage 19, welche auf dem PET Film ausgebildet
ist, zu übertragen.
Wenn es erforderlich ist, werden Druck und Hitze zur Verfügung gestellt.
Das leitfähige
Muster 23 wird übertragen
auf die magnetische Lage 24 auf die gleiche Art. Das leitfähige Muster 23 kann
auf die magnetische Lage 21 übertragen werden.
-
Die magnetische Lage 21 ist
zwischen der magnetischen Lage 19, welche das leitfähige Muster 20 hat,
und der magnetischen Lage 24, welche das leitfähige Muster 23 hat,
angeordnet. Die magnetischen Lagen 19, 21 und 24 werden
laminiert, so dass die leitfähigen
Muster 20 und 23 miteinander über das Durchgangsloch 22 verbunden
sind, um eine Leiter-Spule auszubilden. Dann wird der erhalten Laminat-Körper erhitzt
(60 bis 120° C)
und unter Druck gesetzt (20 bis 500 kg/cm2)
um zu einem integralen Körper
geformt zu werden.
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Gewöhnlich werden bei dem oben
beschriebenen Verfahren eine Mehrzahl von leitfähigen Mustern ausgebildet auf
einer magnetischen Lage, und die magnetischen Lagen werden laminiert
in dem Zustand, in dem sie die Mehrzahl der leitfähigen Muster
haben, um Induktivitäten
mit einem höheren
Wirkungsgrad in der Massenproduktion herzustellen. Nachdem die integralen
Körper
ausgebildet sind, wird der erhaltene Grünling in eine Mehrzahl von
integralen Körpern
geschnitten, und jeder integrale Körper wird gesintert bei einer
Temperatur von 850 bis 1000° C
für ungefähr 1 bis
2 Stunden.
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Eine Elektrode, welche aus einer
Silber-Legierung (z.B. AgPd) ausgebildet ist, wird ausgebildet auf
jeder von zwei gegenüber
liegenden Seitenoberflächen
eines jeden integralen Körpers
und wird mit der Leiter-Spule verbunden. Dann wird der integrale
Körper
gesintert bei ungefähr
600 bis 850° C,
um die äußeren Elektroden 12 auszubilden,
wie in 6 gezeigt. Wenn
es erforderlich ist, werden die äußeren Elektroden 12 plattiert
mit Nickel, Lötmaterial
oder ähnlichem.
-
Auf diese Weise wird die Induktivität 300,
welche eine äußere Größe von ungefähr 1,6 mm × 0,8 mm und
eine Dicke von ungefähr
0,8 mm hat, erhalten. Die Leiter-Spule
umfasst die leitfähigen
Muster 20 und 23, welche jeweils eine Breite von
ungefähr
40 μm haben.
Das leitfähige
Muster 20 hat ungefähr
3,5 Windungen, und das leitfähige
Muster 23 hat ungefähr
2,5 Windungen. Die Gesamtanzahl der Windung ist 6. Entsprechend wird
eine Impedanz von ungefähr
1000 Ω erhalten
bei einer Frequenz von 100 MHz. Der Gleichstrom (DC)-Widerstand
kann so klein sein wie ungefähr
0,32 Ω,
weil die Dicke der Leiter-Spule so groß ist wie ungefähr 35 μm.
-
Beispiel 4
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Eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität 400 in
einem vierten Beispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben
werden. 9 ist eine isometrische
Explosionsansicht der Induktivität 400.
-
Die Induktivität 400 umfasst eine
Mehrzahl von magnetischen Lagen 26, 28 und 31 und
spulenförmige plattierte
leitfähige
Muster 27 und 30, welche ausgebildet wurden durch
Galvanoplastik und jeweils übertragen wurden
auf die magnetischen Lagen 26 und 31.
-
Die leitfähigen Muster 27 und 30 sind
miteinander verbunden über
ein Durchgangsloch 29, welches in der magnetischen Lage 28 ausgebildet
ist.
-
Die Induktivität 400 hat die gleiche
Struktur wie die Induktivität 100 in
dem ersten Beispiel, außer
dass die Breite des leitfähigen
Musters 27 40 μm
beträgt.
-
In diesem Beispiel wird die Induktivität 400 mit
einer äußeren Größe von ungefähr 2,0 mm × 1,25 mm und
einer Dicke von ungefähr
0,8 mm erhalten. Die Leiter-Spule umfasst das leitfähige Muster 27 mit
einer Breite von ungefähr
40 μm und
ungefähr
5,5 Windungen und das leitfähige
Muster 30 mit einer Breite von ungefähr 70 μm und ungefähr 2,5 Windungen. Die Gesamtanzahl
der Windungen beträgt
B. Entsprechend wird eine Impedanz von ungefähr 1400 Ω bei einer Frequenz von ungefähr 100 MHz
erhalten. Der Gleichstrom (DC)-Widerstand kann so gering sein wie
ungefähr
0,47 Ω,
weil die Dicke der Leiter-Spule ungefähr 35 μm ist.
-
Beispiel 5
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Eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität in einem
fünften
Beispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung, welche die gleiche Struktur wie diejenige der Induktivität 200 in
dem zweiten Beispiel hat, wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben werden. Die Induktivität 200 umfasst
eine Mehrzahl von magnetischen Lagen 13, 15 und 18,
ein spulenförmiges
leitfähiges
Muster 14, ausgebildet durch Galvanoplastik und übertragen
auf die magnetische Lage 13, und ein leitfähiges Dickfilm-Muster 17,
gedruckt auf die magnetische Lage 15, mit einem Durchgangsloch 16.
Die leitfähigen
Muster 14 und 17 sind miteinander über das
Durchgangsloch 16 verbunden.
-
Ein Verfahren zur Herstellung der
Induktivität
in dem fünften
Beispiel wird beschrieben werden.
-
Zuerst wird das plattierte leitfähige Muster 14 hergestellt
durch Galvanoplastik auf die gleiche Art wie bei dem zweiten Beispiel.
Das leitfähige
Muster 14, welches eine Breite von ungefähr 40 μm hat, eine
Dicke von ungefähr
35 μm hat
und ungefähr
3,5 Windungen aufweist, ist auf einer Fläche von ungefähr 1,6 mm × 0,8 mm
ausgebildet. Der Fotoresist bzw. Fotolack, welcher verwendet wird
zur Ausbildung des plat tierten leitfähigen Musters 14,
ist von einem Pasten-Typ, ist druckbar und hat eine hohe Empfindlichkeit.
-
Hiernach wird ein Verfahren zur Ausbildung
der magnetischen Lage 13 unter Bezugnahme auf 10 beschrieben werden.
-
Ein Harz, wie z.B. ein Butyral-Harz,
ein Acryl-Harz oder Ethylzellulose, und ein Plastifizierungsmittel bzw.
Weichmacher, wie z.B. Dibutylphthalat, werden gelöst in einem
Lösungsmittel
mit einem hohen Siedepunkt, wie z.B. Terpineol, um ein Vehikel bzw.
ein Bindemittel zu erhalten. Das Vehikel bzw. Bindemittel und ein
Ni·Zn·Cu-Typ
Ferrit-Pulver mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 0,5 bis
2,0 μm werden zusammengeknetet,
um eine Ferrit-Paste auszubilden. Die Ferrit-Paste wird gedruckt
auf eine Edelstahl-Basisplatte 32 mit einem Ag leitfähigen Muster 34 (entsprechend
dem plattierten leitfähigen
Muster 14) darauf unter Verwendung einer Metall-Maske und
wird dann getrocknet bei 80 bis 100° C, bis die Dicke der Ferrit-Paste ungefähr 0,3 bis
0,5 mm wird. So wird eine magnetische Lage 33 ausgebildet.
Wenn es erforderlich ist, werden das Drucken und das Trocknen mehrfach
wiederholt.
-
Als nächstes wird eine thermisch
ablösbare
Lage 35 auf die magnetische Lage 33 geklebt, mit
Druck und Hitze; falls es erforderlich ist. Das Laminat des Ag leitfähigen Musters 34,
der magnetischen Lage 33, und der thermisch ablösbaren Lage 35 wird
von der Basisplatte 32 abgelöst. Auf diese Art wird ein
Grünling
mit einem Ag leitfähigen
Muster 34, versenkt bzw. vergraben in der magnetischen
Lage 33, erhalten. Die thermisch ablösbare Lage 35 wird
durch Erhitzen abgelöst
(z.B. 120° C).
-
Wenn es erforderlich ist, kann vor
der Ausbildung des Ag leitfähigen
Musters eine Ablöse-Schicht
ausgebildet werden auf der Basisplatte 32, wie bei dem
ersten Beispiel. Durch das Vorsehen der Ablöse-Schicht wird die Ablösbarkeit
zwischen der magnetischen Lage 33 und der Basisplatte 32 verbessert.
Die Ablöseschicht
wird ausgebildet durch eine Tauchbeschichtung der Basisplatte 32 mit
einem flüssigen
Fluor-Kopplungsmittel (z.B. Perfluorodecyltrethoxysilan) und Trocknen
des erhalte nen Laminat-Körpers
bei einer Temperatur von 200° C.
Die Dicke der Ablöseschicht
ist vorzugsweise ungefähr
0,1 μm.
-
Die magnetische Lage 15 wird
auf dem PET Film ausgebildet durch Siebdruck, um das Durchgangsloch 16 zu
haben. Die Dicke der magnetischen Lage 15 wird so eingestellt,
dass sie ungefähr
40 bis 100 m ist, und die magnetische Lage 15 wird auf
der magnetischen Lage 13 ausgebildet, welche das plattierte
leitfähige Muster 14 hat.
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Für
das Laminieren ist der Druck vorzugsweise in dem Bereich von 20
bis 500 kg/cm2; und die Erwärmungstemperatur
ist vorzugsweise in dem Bereich von 80 bis 120° C.
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In diesem Beispiel ist das plattierte
leitfähige
Muster 14 in der magnetischen Lage 13 versenkt
bzw. vergraben und hat eine sehr geringe Rauheit. Entsprechend kann
die magnetische Lage 15 leicht auf der magnetischen Lage 13 ausgebildet
werden.
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Nachdem das plattierte leitfähige Muster 14 auf
die magnetische Lage 13 übertragen wurde, wird das leitfähige Dickfilm-Muster 17 auf
die magnetische Lage 15 gedruckt, um so mit dem leitfähigen Muster 14 über das
Durchgangsloch 16 verbunden zu sein. Dann wird die magnetische
Lage 18 laminiert auf der magnetischen Lage 15 mit
dem leitfähigen
Dickfilm-Muster 17. Der erhaltene Laminat-Körper wird
erhitzt (80 bis 120° C)
und unter Druck gesetzt (20 bis 500 kg/cm2),
um zu einem integralen Körper
ausgebildet zu werden. Die magnetische Lage 18 kann direkt
auf die magnetische Lage 15 mit dem leitfähigen Dickfilm-Muster 17 gedruckt werden.
-
Der erhaltene Grünling wird in eine Mehrzahl
von integralen bzw. einstückigen
Körpern
geschnitten, gesintert und mit zwei Elektroden für jeden integralen Körper versehen,
auf die gleiche Art wie bei dem zweiten Beispiel.
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Die elektrischen Eigenschaften der
Induktivität,
welche in dem fünften
Beispiel hergestellt wurde; sind die gleichen wie diejenigen der
Induktivität 200 in
dem zweiten Beispiel.
-
Beispiel 6
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Eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität in einem
sechsten Beispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung, welche die gleiche Struktur hat wie diejenigen der Induktivitäten 200 in
den zweiten und fünften
Beispielen, wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben
werden. Die Induktivität 200 umfasst
eine Mehrzahl von magnetischen Lagen 13, 15 und 18,
ein spulenförmiges
plattiertes leitfähiges
Muster 14, welches ausgebildet wurde durch Galvanoplastik
und übertragen
wurde auf die magnetische Lage 13, und ein leitfähiges Dickfilm-Muster 17,
welches auf die magnetische Lage 15 mit einem Durchgangsloch 16 gedruckt
wurde. Die leitfähigen
Muster 14 und 17 sind miteinander über das
Durchgangsloch 16 verbunden.
-
Hiernach wird ein Verfahren zum Übertragen
des plattierten leitfähigen
Musters 14 auf die magnetische Lage 13 in dem
sechsten Beispiel unter Bezugnahme auf die 11A bis 11E beschrieben
werden.
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Zuerst wird, wie in 11A gezeigt, ein Ag leitfähiges Muster 38 auf
einer Edelstahl-Basisplatte 36 ausgebildet.
In diesem Beispiel wird das Ag leitfähige Muster 38 mit
einer Breite von ungefähr
40 μm, einer Dicke
von ungefähr
35 μm und
ungefähr
3,5 Windungen ausgebildet auf einer Fläche von ungefähr 1,6 mm × 0,8 mm
der Basisplatte 36 in dem Zustand der Anordnung einer Ablöseschicht 37 dazwischen.
Die Ablöseschicht 37 wird
ausgebildet durch eine Schlag-Plattierung der Basisplatte 36 mit
Ag. Das Laminieren der Ablöseschicht 37 und
des Ag leitfähigen
Musters 38 entspricht dem plattierten leitfähigen Muster 14.
-
Dann wird, wie in 11B gezeigt, eine Schaum-Lage 39 an
dem Ag leitfähigen
Muster 38 angebracht durch das Durchführen eines Erhitzens und Schäumens von
oben. Die Schaum-Lage 39 ist thermisch von der Basisplatte 36 ablösbar. Wenn
es erforderlich ist, werden zusätzliche
Hitze und Druck zur Verfügung
gestellt.
-
Weil die Schaum-Lage 39 eine
hohe Haftkraft hat, werden demzufolge, wenn die Schaum-Lage 39 abgelöst wird
von der Basisplatte 36, das Ag leitfähige Muster 38 und
die Ablöse-Schicht 37 auch
abgelöst
und demzufolge übertragen
auf die Schaum-Lage 39, wie in 11C gezeigt.
-
Dann wird, wie in 11D gezeigt, eine magnetische Lage 40 (entsprechend
der magnetischen Lage 13), ausgebildet auf einem PET Film
oder ähnlichem
durch Drucken oder ähnlichem
mit einer Dicke von ungefähr
50 bis 500 μm,
laminiert auf der Ablöseschicht 37,
so dass eine Oberfläche
der magnetischen Lage 40 mit einer Formbarkeit bzw. Plastizität in Kontakt
mit der Ablöseschicht 37 ist.
Dann werden mehr magnetische Schichten 40 darauf laminiert,
bis die Gesamtdicke der magnetischen Schichten 40 ungefähr 0,3 bis
0,5 mm wird. Wenn es erforderlich ist, werden eine geeignete Wärme bzw.
Hitze und Druck zum Laminieren zur Verfügung gestellt.
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Der erhaltene Laminat-Körper wird
erhitzt bei einer Temperatur von ungefähr 120° C für ungefähr 10 Minuten, und die Schaum-Lage 39 wird
geschäumt,
um abgelöst
zu werden. Auf diese Art wird das Ag leitfähige Muster 38 (entsprechend
dem plattierten leitfähigen
Muster 14) übertragen
auf die magnetische Lage 40 (entsprechend der magnetischen
Lage 13) wie in 11E gezeigt.
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Zurückkehrend zu 7 wird die magnetische Lage 15 mit
dem Durchgangsloch 16 laminiert oder gedruckt auf die magnetische
Lage 13 mit dem plattierten leitfähigen Muster 14. Dann
wird das leitfähige
Dickfilm-Muster 17 laminiert oder gedruckt auf die magnetische
Lage 15, um mit dem plattierten leitfähigen Muster 14 über das
Durchgangsloch 16 verbunden zu sein.
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Die magnetische Lage 18 wird
laminiert auf der magnetischen Lage 15 mit dem leitfähigen Dickfilm-Muster 17 darauf,
und der erhalten Laminat-Körper
wird mit Wärme
beaufschlagt (z.B. 60 bis 120° C)
und Druck (z.B. 20 bis 500 kg/cm2), um in
einem integralen Körper
ausgebildet zu sein. Die magnetische Lage 18 kann direkt
auf die magnetische Lage 15 gedruckt werden bzw. sein.
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Der Grünling, welcher auf diese Art
hergestellt wurde, wird geschnitten in eine Mehrzahl von integralen Körpern, gesintert
und mit zwei Elektroden für
jeden integralen Körper
versehen, auf die gleiche Art wie bei dem zweiten Beispiel.
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Die elektrischen Eigenschaften der
Induktivität,
welche in dem sechsten Beispiel hergestellt wurde, sind gleich zu
denjenigen der Induktivität 200 in
dem zweiten Beispiel.
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In den ersten bis sechsten Beispielen
werden spulenförmige
leitfähige
Muster durch Galvanoplastik ausgebildet. Alternativ können eine
Mehrzahl von geraden leitfähigen
Mustern verbunden werden, um eine leitfähige Spule auszubilden.
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Beispiel 7
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Eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität 700 in
einem siebten Beispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme
auf 12 beschrieben werden.
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12 ist
eine isometrische Explosionsansicht der Induktivität 700.
Die Induktivität 700 umfasst
eine Mehrzahl von magnetischen Lagen 41 und 43 und
ein wellenförmiges
plattiertes leitfähiges
Muster 42, ausgebildet durch Galvanoplastik. Das wellenförmige leitfähige Muster 42 ist
zu den Kantenoberflächen
des Chips gezogen.
-
Die Induktivität 700 mit der oben
beschriebenen Struktur ist auf die gleiche Art wie bei dem ersten
Beispiel ausgebildet.
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Die Induktivität 700 hat eine Außengröße von ungefähr 2,0 mm × 1,25 mm
und eine Dicke von ungefähr
0,8 mm. Das wellenförmige
leitfähige
Muster 42 hat eine Breite von ungefähr 50 μm und verläuft entlang einer Longitudinal-Richtung
der magnetischen Lagen 41 und 43. Die Impedanz
von ungefähr
120 Ω wird
erhalten bei einer Frequenz von 100 MHz.
-
Der Gleichstrom-Widerstand kann so
klein sein wie ungefähr
0,08 Ω,
weil die Dicke des leitfähigen Musters 42 so
groß ist
wie ungefähr
35 μm.
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In den obigen sieben Beispielen sind
die leitfähigen
Muster aus Ag ausgebildet. Wenn Preis, der spezifische Widerstand
oder die Beständigkeit
bezüglich
Säure nicht
berücksichtigt
werden müssen,
können
Au, Pt, Pd, Cu, Ni oder ähnliches
und Legierungen davon verwendet werden.
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In den obigen sieben Beispielen sind
die Lagen, welche laminiert werden sollen, aus einem magnetischen
Material ausgebildet, welches Ni·Zn·Cu enthält. Es ist überflüssig zu erwähnen, dass eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität mit einer
Luftkern-Spulen-Eigenschaft
hergestellt werden kann unter Verwendung eines Ni·Zn oder
Mn·Zn
Materials, eines isolierenden Materials mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante,
oder ähnlichem.
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Beispiel 8
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Eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität 800 in
einem achten Beispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung wird beschrieben werden unter Bezugnahme auf die 15, 16A , 16B, 17A und 17B. 15 ist
eine isometrische Explosionsansicht der Laminat-Keramik-Chip-Induktivität 800.
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Die in 15 gezeigte
Induktivität 800 umfasst
eine Mehrzahl von magnetischen Lagen 201, 203 und 206,
und eine Mehrzahl von spulenförmigen
plattierten leitfähigen Mustern 202 und 205,
ausgebildet durch Galvanoplastik. Die magnetische Lage 203 hat
einen leitfähigen
Kontakthöcker
(bump) 204, ausgebildet durch Galvanoplastik, in einem
Durchgangsloch 207 davon.
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Die magnetischen Lagen 201 und 210 haben
jeweils die leitfähigen
Muster 202 und 205 darauf übertragen. Die leitfähigen Muster 202 und 205 sind
miteinander über
den leitfähigen
Kontakthöcker 204 verbunden.
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Ein Verfahren zur Herstellung der
Induktivität 800 wird
beschrieben werden.
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[Ausbildung der leitfähigen Muster]
-
Als erstes wird unter Bezugnahme
auf die 16A und 16B beschrieben werden, wie
die leitfähigen Muster 202 und 205 ausgebildet
werden.
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Auf einer Edelstahl-Basisplatte 210 wird
ein flüssiger
Fotoresist bzw. Fotolack durch Siebdruck aufgetragen und getrocknet
bei einer Temperatur von ungefähr
100° C,
um einen Fotoresist-Film 211 mit einer Dicke von ungefähr 25 μm auszubilden.
Das erhaltene Laminat wird belichtet mit kollimiertem bzw. gerichtetem
Licht unter Verwendung des Fotoresist-Films 211 als eine
Maske und wird unmittelbar entwickelt. In diesem Beispiel wird die
Entwicklung durchgeführt
unter Verwendung einer wässrigen
Lösung
von Natriumkarbonat. Nach der Entwicklung wird das erhaltene Laminat
ausreichend gespült
und mit einer Säure
aktiviert durch z.B. Eintauchen des Laminats in eine 5 % Lösung von
H2SO4 für 0,5 bis
1 Minute. Dann wird das erhaltene Laminat mit einer Schlag-Plattierung
behandelt unter Verwendung eines neutralen Ag Plattierungs-Materials,
welches kein Zyanid enthält
(z.B. Dain Silver Bright AG-PL 30, hergestellt von Daiwa
Kasei Kabushiki Kaisha) für
ungefähr 1
Minute bei einer Stromdicht von 0,3 A/dm2,
um eine Ablöseschicht 212 auszubilden
mit einer Dicke von ungefähr
0,1 μm.
Unmittelbar danach wird das erhaltene Laminat weiter eingetaucht
in ein Ag Plattierungs-Bad, welches kein Zyanid enthält (unter
Verwendung von z.B. Dain Silver Bright AG-PL 30, hergestellt
von Daiwa Kasai Kabushiki Kaisha) bei einem pH Wert von 1,0 (sauer)
für ungefähr 20 Minuten
bei einer Stromdichte von ungefähr
1 A/dm2. Der pH Wert des Ag Bades ist einstellbar
in dem Bereich von ungefähr
1,0 bis 8,0. Auf diese Art wird eine Ag Schicht 213 mit
einer Dicke von 20 μm
erhalten, wie es in 16A gezeigt
ist. Das Laminat der Ablöseschicht 212 und
der Ag Schicht 213 entspricht den leitfähigen Mustern 202 und 205 und
dem leitfähigen
Kontakthöcker 204.
Das Ag Plattierungs-Bad, welches kein Zyanid enthält, welches
in diesem Beispiel verwendet wird, hat keine Toxizität und liefert
demzufolge Sicherheit und vereinfacht das Entsorgungsverfahren des
Abwassers. Als Ergebnis werden Verbesserungen beim Betriebs-Wirkungsgrad
und die Verringerung der Herstellungskosten erreicht.
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Nach der Ausbildung der Ag Schicht 213 wird
der Fotoresist-Film 211 entfernt durch Eintauchen in eine 5
% Lösung
von NaOH. Die leitfähigen
Muster 202 und 205, welche so erhalten wurden,
haben jeweils eine Dicke von ungefähr 20 μm, eine Breite von ungefähr 35 μm, einen
Raum zwischen den Leitungen von ungefähr 25 μm, und ungefähr 2,5 Windungen. Solche leitfähigen Muster 202 und 205 sind
geeignet für
eine magnetische Lage mit einer Größe von 16 mm × 0,8 mm.
Der leitfähige
Kontakthöcker 204,
welcher so erhalten wurde, hat eine Dicke von ungefähr 20 μm und eine
planare Größe, welche
geeignet ist für
ein Durchgangsloch mit einem Durchmesser von 0,1 mm.
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[Ausbildung der magnetischen
Lagen]
-
Hiernach wird ein Verfahren zur Ausbildung
der magnetischen Lagen 201, 203 und 206 unter
Bezugnahme auf die 17A und 17B beschrieben werden.
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Ein Harz, wie z.B. ein Butyral-Harz,
ein Acryl-Harz oder Ethylzellulose, und ein Plastifizierungsmittel bzw.
ein Weichmacher, wie z.B. Dibutylphthalat, werden gelöst in einem
Lösungsmittel
mit einem niedrigen Siedepunkt, wie z.B. Toluen oder Xylen, zusammen
mit einer geringen Menge eines Additivs, um ein Vehikel bzw. ein
Bindemittel zu erhalten. Das Vehikel bzw. Bindemittel und ein Ni·Zn·Cu-Typ
Ferrit-Pulver mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 1,2 bis
2,7 μm werden
zu sammengemischt in einem Topf bzw. Tiegel, um eine Ferrit-Paste
(Schlamm) auszubilden. Das Ferrit-Pulver wird erhalten als ein Ergebnis
des Vor-Sinterns bei einer hohen Temperatur (800 bis 1100° C). Ein
PET Film wird überzogen
bzw. beschichtet mit der Ferrit-Paste unter Verwendung einer Rakel
bzw. eines Streichmessers, um Grünlinge
bzw. Grünling-Lagen mit
Dicken von ungefähr
100 μm und
ungefähr
40 μm zu
erhalten.
-
Vier solcher Grünlinge, welche eine Dicke von
100 μm haben,
werden laminiert, um einen Grünling
zu erhalten mit einer Dicke von ungefähr 400 μm (entsprechend den magnetischen
Lagen 201 und 206). Der Grünling mit einer Dicke von 40 μm wird durch
einen Locher gelocht (eine Vorrichtung zum mechanischen Ausbilden
eines Lochs unter Verwendung einer Form eines Bolzen- bzw. Stab-Typs),
um das Durchgangsloch 207 mit einem Durchmesser von ungefähr 0,1 mm
auszubilden. So wird die magnetische Lage 203 erhalten.
-
[Übertragung der leitfähigen Muster]
-
Die magnetischen Lagen 201 und 206 werden
auf die Basisplatte 210 gedrückt mit den leitfähigen Mustern 202 und 205 bei
einer Temperatur von ungefähr
100° C und
einem Druck von 70 kg/cm2 für 5 Sekunden,
und dann werden die magnetischen Lagen 201 und 206 mit
den leitfähigen
Mustern 202 und 205, welche darin versenkt bzw.
vergraben sind, abgelöst
von der Basisplatte 210. Auf diese Art werden die leitfähigen Muster 202 und 205 übertragen
auf die magnetischen Lagen 201 und 206, wie in 17A gezeigt. Die magnetische
Lage 203 wird auf die Basisplatte 210 mit dem
leitfähigen
Kontakthöcker 204 nach
dem Positionieren gedrückt,
und die magnetische Lage 203 mit dem leitfähigen Kontakthöcker 204 wird
von der Basisplatte 210 abgelöst. Auf diese Art wird der
leitfähige
Kontakthöcker 204 übertragen
auf das Durchgangsloch 207 in der magnetischen Lage 203,
wie in 17B gezeigt.
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Die magnetischen Lagen 201, 203 und 206 werden
so laminiert, dass die leitfähigen
Muster 202 und 205 elektrisch miteinander verbunden
sind über
den leitfähigen
Kontakthöcker 204.
-
Gewöhnlich sind bei dem oben beschriebenen
Verfahren eine Mehrzahl von leitfähigen Mustern ausgebildet auf
einer magnetischen Lage, und die magnetischen Lagen sind laminiert
in dem Zustand, in dem sie die Mehrzahl der leitfähigen Muster
haben, um Induktivitäten
mit einem höheren
Wirkungsgrad in der Massenproduktion herzustellen. Nachdem die integralen
Körper
auf die gleiche Art wie bei dem ersten Beispiel ausgebildet wurden,
wird der erhaltene Grünling
in eine Mehrzahl von integralen Körpern geschnitten, und jeder integrale
Körper
wird gesintert bei einer Temperatur von 900 bis 920° C für ungefähr 1 bis
2 Stunden.
-
Dann werden die äußeren Elektroden 12,
wie in 6 gezeigt, ausgebildet
auf die gleiche Art wie bei dem ersten Beispiel. Wenn es erforderlich
ist, werden Grate entfernt und die äußeren Elektroden 12 werden mit
Nickel, Lötmaterial
oder ähnlichem
plattiert.
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Auf diese Art wird die Induktivität 800 mit
einer äußeren Größe von 1,6
mm × 0,8
mm und einer Dicke von ungefähr
0,8 mm erhalten.
-
Im Allgemeinen wird ein feines Ferrit-Pulver
mit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,0 μm und vorgesintert bei 700 bis
800° C verwendet,
um die Dichte des gesinterten magnetischen Körpers zu erhöhen. Ein
solches Pulver schrumpft durch Sintern um 15 bis 20 %. Das Pulver
mit einem niedrigen Schrumpf-Verhältnis, welches in diesem Beispiel
verwendet wurde, hat Körner,
welche einen Durchmesser von 1 bis 3 μm haben und ist vorgesintert
bei einer hohen Temperatur (800 bis 1100° C). Demzufolge wird das Schrumpf-Verhältnis durch
Sintern auf 2 bis 10 % begrenzt bzw. eingeschränkt. Beispielhafte Zusammensetzungen
eines solchen Ferrit-Pulvers sind in Tabelle 6 zusammen mit den
Eigenschaften davon gezeigt. Das Schrumpf-Verhältnis wird begrenzt, um zu
einem maximal möglichen
Ausmaß das
Schrumpf-Verhältnis der
magnetischen Grünlinge
und das der Ag leitfähigen
Muster und Kontakthöcker,
welche durch Sintern nur wenig schrumpfen, abzugleichen bzw. aneinander
anzupassen. Durch das Abgleichen der Schrumpf-Verhältnisse
wird die interne Belastung bzw. Spannung in dem gesinterten magnetischen
Körper
verringert.
-
Wenn sich die Vor-Sinter Temperatur
des Pulvers erhöht,
wird das Schrumpf-Verhältnis verringert,
jedoch wird die magnetische Eigenschaft des Pulvers verschlechtert.
Es ist wichtig, dass ein Additiv bzw. Zusatz zum Beschränken einer
solchen Verschlechterung verwendet werden sollte. Die Erfinder der
vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass es effektiv bzw.
wirksam ist eine Organoblei-Verbindung
hinzu zu fügen, wie
z.B. ein Bleioktylat mit einer kleinen Menge (0,1 bis 1,0 % in Bezug
auf Ferrit, um die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften
zu begrenzen, während
das Schrumpf-Verhältnis
niedrig gehalten wird. Ein wahrscheinlicher Grund, dass eine solche
Verbindung wirksam ist, liegt darin: weil eine Organoblei-Verbindung gut
verteilt ist in dem Ferrit-Schlamm, wird ein Pb Metall oder PbO
auf einem atomaren Niveau, erhalten durch thermische Zersetzung
der Organoblei-Verbindung, aufgelöst in der Korngrenze in dem
gesinterten magnetischen Körper,
um so den Sinter-Wirkungsgrad bzw. -Effizienz zu verbessern. Im
Gegensatz dazu hat ein PbO-Pulver eine hohe spezifische Dichte und
trennt sich demzufolge leicht von dem Ferrit in dem Schlamm; es
ist nämlich
schlecht verteilt. Des Weiteren hat das PbO-Pulver eine schlechtere
Reaktivität
mit dem Ferrit-Pulver bezüglich
Pb Metall oder PbO, was aus der thermischen Zersetzung der Organoblei-Verbindung resultiert.
Entsprechend ist ein Oxid-Pulver, wie z.B. PbO, nicht als Additiv
effektiv.
-
Anstelle des Pulvers, welches bei
einer hohen Temperatur vorgesintert ist, ist ein Nicht-Schrumpf-Ferrit
auch wirksam, um das Schrumpf-Verhältnis zu verringern. In diesem
Fall wird ein Ni·Zn·Cu-Typ
Ferrit-Pulver, wobei die Menge von Fe2O3 davon verringert ist, vorgesintert, und
dann gemischt mit einer Mischung, welche ein Fe Pulver und nicht
umgesetztes bzw. unreagiertes NiO, ZnO und CuO enthält. Die
Zusammensetzungen des Ferrit-Pulvers und der Mischung, und auch
das Misch- Verhältnis werden
so eingestellt, dass das Ausdehnungs-Verhältnis des Fe Pulvers, verursacht
durch die Oxidation zu Fe2O3 und
das Schrumpf-Verhältnis
des Ferrit-Pulvers
als ein Ergebnis des Sinterns zueinander gleich sein werden, wie
in Tabelle 5 gezeigt. Demzufolge wird das Schrumpf-Verhältnis verringert.
-
-
-
Die Eigenschaften des nicht schrumpfenden
Ferrits sind auch in Tabelle 6 gezeigt. Die Daten in Tabelle 6 wurden
erhalten unter den Bedingungen der Temperatur von 910° C und der
Sinter-Zeit von 1 Stunde.
-
Vergleichsbeispiel
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Eine Laminat-Keramik-Chip-Induktivität 900 in
einem Vergleichsbeispiel wird beschrieben werden. 14 ist eine schematische Veranschaulichung
eines Verfahrens zur Herstellung der Induktivität 900.
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Wie in (a) gezeigt, wird eine Ferrit-Paste
gedruckt in einem Rechteck, um eine isolierende Lage 101 auszubilden.
Als nächstes,
wie in (b) gezeigt, wird eine Ag leitfähige Paste von ungefähr einer
halben Windung auf die Lage 101 gedruckt, um ein leitfähiges Dickfilm-Muster 102 auszubilden.
Wie in (c) gezeigt, wird eine Ferrit-Paste gedruckt auf die isolierende
Lage 101, um so einen Endteil des leitfähigen Musters 102 frei
zu legen, wodurch eine isolierende Lage 103 gebildet wird.
Wie in (d) gezeigt, wird eine Ag leitfähige Paste von ungefähr einer
halben Windung gedruckt auf die Lage 103, um mit dem leitfähigen Muster 102 verbunden
zu sein, wodurch ein leitfähiges
Dickfilm-Muster 104 ausgebildet ist.
-
Wie in (e) bis (k) gezeigt, werden
isolierende Lagen 105, 107, 109 und 111 und
leitfähige
Dickfilm-Muster 106, 108 und 110 alternativ
auf die gleiche Art gedruckt. Der resultierende Laminat-Körper wird
bei einer hohen Temperatur gesintert, um die Induktivität 900 herzustellen,
welche eine leitfähige
Spule mit ungefähr
2,5 Windungen umfasst.
-
Durch dieses Verfahren hat jedes
leitfähige
Muster eine Breite von ungefähr
150 μm und
eine Dicke, nachdem es getrocknet wurde, von ungefähr 12 μm und wird
ausgebildet auf einer Fläche
von ungefähr
1,6 mm × 0,8
mm.
-
Weil die leitfähige Spule ungefähr 2,5 Windungen
hat, ist die Impedanz der Induktivität 900 ungefähr 150 Ω bei einer
Frequenz von 100 MHz. Der Gleich strom-Widerstand beträgt ungefähr 0,16 Ω, weil die
Dicke der leitfähigen
Spule, nachdem diese gesintert wurde, ungefähr 8 μm ist.
-
Die leitfähige Spule in der herkömmlichen
Induktivität 900 hat
nur 2,5 Windungen, obwohl die Induktivität 900 elf Schichten
umfasst. Die Impedanz ist übermäßig gering
im Hinblick auf die Anzahl der Schichten, und der Gleichstrom-Widerstand ist groß für diese
Impedanz.
-
Des Weiteren ist das Herstellungsverfahren
kompliziert und die Verbindung zwischen den leitfähigen Mustern
ist nicht ausreichend zuverlässig.
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Obwohl der Gleichstrom-Widerstand
verringert werden kann durch das Ausbilden der leitfähigen Dickfilm-Muster
unter Verwendung einer Schlag-Plattierung, wie in der vorliegenden
Erfindung, werden Effekte, wie z.B. eine Verringerung der Anzahl
der Schichten und eine Erhöhung
der Impedanz nicht erreicht.
-
Wie bislang beschrieben wurde, wird
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Leiter-Spule der Induktivität durch Galvanoplastik ausgebildet.
Weil der Fotoresist bzw. Fotolack, welcher bei der Galvanoplastik
verwendet wird, eine relativ hohe Auflösung hat, kann die Breite der
leitfähigen
Muster mit einer hohen Präzision eingestellt
werden, z.B. im Bereich von einigen Mikrometern. Die Breite der
leitfähigen
Muster kann eingestellt werden in Abhängigkeit von der Auflösung des
Fotoresists bzw. Fotolacks. Entsprechend kann eine leitfähige Spule
mit einer größeren Anzahl
von Windungen ausgebildet werden in einem kleineren Bereich, als
einem Leiter, ausgebildet durch Drucken.
-
Aufgrund einer solchen größeren Anzahl
von Windungen wird eine höhere
Impedanz erreicht trotz der kleineren Anzahl der Schichten.
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Die Dicke der leitfähigen Muster
kann eingestellt werden, so dass sie in dem Bereich von dem Submikrobereich
bis zu einigen zehn Mikrometern liegt durch die Verwendung eines
geeigneten Fotoresists bzw. Fotolacks oder geeigneter Plat tierungs-Bedingungen.
Die Dicke der leitfähigen
Muster kann selbst mehrere Millimeter betragen durch die Verwendung
von geeigneten Bedingungen. Entsprechend kann der Gleichstrom-Widerstand
leicht eingestellt werden und kann demzufolge verringert werden
durch das Erhöhen
der Dicke der leitfähigen
Mustern trotz der feinen Muster davon.
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Des Weiteren können magnetische oder isolierende
Filme mit einer hohen Dichte erhalten werden, selbst vor dem Sintern,
durch Galvanoplastik im Gegensatz zur Ausbildung eines Spulen-Musters
nur durch leitfähige
Dickfilm-Muster. Demzufolge ist die Verringerung der Dicke der leitfähigen Muster
nach dem Sintern nicht signifikant, und die magnetischen Lagen und
die leitfähigen
Muster sind kaum voneinander losgelöst bzw. delaminiert.
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Das genaue Muster und die hohe Dichte
des Leiters verbessern die Zuverlässigkeit der erhaltenen Induktivität.
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In dem Fall, wenn ein Pulver mit
einem niedrigen Schrumpf-Verhältnis
oder ein nicht schrumpfendes Pulver für die magnetischen Lagen verwendet
wird, wird das Schrumpf-Verhältnis
durch Sintern verringert. Demzufolge wird der gesinterte magnetische
Körper
mit einer höheren
und gleichförmigeren
Dichte erhalten .
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden eine Induktivität
und ein Verfahren zur Herstellung davon zum Schaffen einer höheren Impedanz
bei einem niedrigeren Widerstand mit einer kleineren Anzahl von Schichten
erhalten.
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Verschiedene andere Abwandlungen
werden den Fachleuten offensichtlich sein und können von diesen leicht ausgeführt werden
ohne von dem Schutzbereich dieser Erfindung abzuweichen.