專利名稱：高頻電路元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于微波波段的高頻電路元件，具體而言涉及用作環(huán)行器、隔離器和電感器的高頻元件。
減小作為環(huán)行器、隔離器和電感器的高頻電路元件尺寸和厚度的需求日益迫切。為了滿足這種需求，本申請(qǐng)的發(fā)明人在公布的日本專利申請(qǐng)No.6-61708中揭示了制造高頻電路元件的一種新方法。該方法包括以下步驟在微波磁性襯底表面印制傳輸線、通過加壓使多塊襯底層疊以及煅燒襯底。該方法可以制造出小而薄的高頻電路元件并且可以使襯底精確地對(duì)齊。用該方法制造的高頻電路元件具有如同3所示的結(jié)構(gòu)。
圖3所示的高頻電路元件20由微波磁性襯底1a、三片在其主表面上形成有傳輸線2的微波磁性襯底1b以及兩片硬磁襯底3，所有的襯底都互相層疊在一起。高頻電路元件20被用作微波波段內(nèi)的隔離器或者環(huán)行器。
高頻電路元件20利用以下借助圖4描述的工藝制造。首先制備釔鐵粉末作為微波磁性體的原料。該粉末與有機(jī)溶劑、粘合劑、分散劑和塑化劑混合以得到生料。利用刮刀法將該生料做成生片帶(100-200微米厚)。用作襯底1a和1b的生片是分開的。用作生片1a的生片被切割成幾片，每片用作微波磁性體的生片1a’(經(jīng)過煅燒生片1a’變?yōu)橐r底)。用作襯底1b的生片在其主表面上印制有導(dǎo)電膏以形成傳輸線2。襯底被切割為幾片，每片用作微波磁性體的生片1b’(經(jīng)過煅燒生片1b’變?yōu)橐r底)。所需的生片1a’和1b’在壓力下被層疊在一起，并且煅燒層疊片以獲得由幾片襯底1a和襯底1b組成的燒結(jié)體(未畫出)。
第二，制備鍶鐵粉末作為硬磁體平板的原料。該粉末與有機(jī)溶劑、粘合劑、分散劑和塑化劑混合以得到模塑材料。通過擠壓將模塑材料做成生片帶3’(100-200微米厚)。生片被切割成規(guī)定的形狀，隨后進(jìn)行煅燒以得到硬磁體平板3。
第三，在兩片硬磁體平板3之間插入由幾片襯底1a和1b構(gòu)成的層疊燒結(jié)體。整個(gè)組件都封裝在盒罩內(nèi)(未畫出)。最后，使硬磁體平板磁化。高頻電路元件20由此方式獲得。
制造高頻電路元件20的普通方法的缺點(diǎn)是難以使微波磁性體的生片1a’和1b’以及硬磁體平板3的生片同時(shí)煅燒。這是由于含釔鐵襯底1a和1b的煅燒溫度為1500℃左右，而含鍶鐵硬磁體平板3的煅燒溫度為1250℃。這使得需要分別煅燒生片1a’和1b’的層疊片和硬磁體平板3的生片并在此后利用合適的方法將燒結(jié)體結(jié)合在一起。這種結(jié)合較易引起各高頻電路元件內(nèi)燒結(jié)體的錯(cuò)位。另一個(gè)缺點(diǎn)是當(dāng)在1500℃下煅燒通過加壓形成的生片1a’、1b’和3’的層疊片時(shí)，煅燒會(huì)引起硬磁體平板3中所含的鍶鐵擴(kuò)散入襯底1a而1b，從而嚴(yán)重影響高頻電路元件的電學(xué)性能。
本發(fā)明對(duì)上述問題提出了解決辦法。本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種高頻電路元件，其特征在于用作襯底1a和1b的微波磁性體由鈣釩鐵制成而硬磁體3由鍶鐵制成，襯底1a和1b以及硬磁體3用鉑系金屬(例如鉑和鈀)的屏蔽薄膜4隔開。本發(fā)明提供的優(yōu)點(diǎn)是由于鈣釩鐵微波磁性體和鍶鐵硬磁體之間的煅燒溫度差別不大，所以可以煅燒通過對(duì)微波磁性體生片和硬磁體生片加壓而形成的層疊片從而獲得高頻電路元件。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是屏蔽薄膜4避免了鍶鐵的擴(kuò)散。
本發(fā)明的高頻電路元件由互相層疊在一起并且每個(gè)在其主表面上包含傳輸線的微波磁性體以及包含至少附著在一個(gè)表面上的硬磁體平板的層疊片構(gòu)成，其特征在于微波磁性體和硬磁性體平板由鉑系金屬的屏蔽薄膜分開。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種制造高頻電路元件的工藝。該工藝包括以下步驟將微波磁性體制成生片，每片在其主表面上形成傳輸線，將生片層疊在一起，將硬磁性體的生片附著在層疊片的至少一個(gè)表面，在它們之間插入鉑系金屬的屏蔽薄膜，最后立即將它們煅燒使之成一整體。


圖1為與本發(fā)明有關(guān)的高頻電路元件的分解透視圖。
圖2為表示與本發(fā)明有關(guān)的高頻電路元件制造工藝的流程圖。
圖3為普通高頻電路元件的分解透視圖。
圖4為表示普通高頻電路元件制造工藝的流程圖。
以下借助圖1和2描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中對(duì)于與普通產(chǎn)品中對(duì)應(yīng)的部件采用相同的標(biāo)號(hào)，并且省略對(duì)它們的描述。
在圖1中示出了本發(fā)明高頻電路元件10。它由傳輸層疊的微波磁性襯底1a和1b組成。每塊微波磁性襯底1b在其表面形成有傳輸線2。微波磁性襯底的層疊片夾在硬磁體平板3之間。在微波磁性襯底與硬磁體平板3之間插入鈀屏蔽薄膜4。該高頻電路元件10用作微波波段內(nèi)的環(huán)行器和隔離器。
利用以下借助圖2描述的工藝制造了高頻電路元件10。制備了作為微波磁性體原料的鈣釩鐵粉末。該粉末與有機(jī)溶劑、粘合劑、分散劑和塑化劑混合以獲得模塑材料。采用刮刀法將模塑材料制成襯底1a和1b的生片帶(100-200微米厚)。襯底1b的生片具有傳輸線2，它通過在主表面上印制主要由鈀組成的導(dǎo)電膏而形成。
同樣，制備了作為硬磁性體平板原料的鍶鐵粉末。該粉末與有機(jī)溶劑、粘合劑、分散劑和塑化劑混合以獲得模塑材料。采用擠壓模塑方法將模塑材料制成硬磁體平板3的生片帶(100-200微米厚)。把硬磁體平板3的一個(gè)主表面，通過印制而涂覆主要由鈀組成的導(dǎo)電膏。經(jīng)過煅燒該涂層變?yōu)槠帘伪∧?。
用作襯底1a和1b以及硬磁體平板3的帶狀生片被切割規(guī)定的尺寸和形狀。把所需數(shù)目的用作襯底1a和1b的已切割的生片在壓力下層疊在一起。得到的層疊片在壓力下被夾在用作硬磁體平板3的兩片生片之間，層疊片的上下表面印劇有導(dǎo)電膏涂層。生片的層疊片被除去油脂并在1300℃下煅燒。
煅燒后，磁化已燒結(jié)的硬磁性體平板3。由此獲得了在微波波段使用的高頻電路元件10。
在上述把鈀導(dǎo)電膏(將變成屏蔽薄膜4)涂覆在硬磁體平板3生片上的實(shí)施例中，可以改為將其涂覆在襯底1a或1b的生片上。
雖然在上述實(shí)施例中的高頻電路元件具有三片襯底1b，但是一片襯底1b也可能足夠。(換句話說，元件可以由層疊在一起的一片襯底1a和一片襯底1b和放置在層疊片兩側(cè)的兩片硬磁體平板組成，屏蔽薄膜4插在它們之間。)由于硬磁性體平板3的直流磁場(chǎng)施加在傳輸線2上，所以這種結(jié)構(gòu)的高頻電路元件可以用作高頻帶內(nèi)的電感器。
按照本發(fā)明，高頻電路元件的特征在于，微波磁性體的襯底包含鈣釩鐵而硬磁體平板包含鍶鐵。由于鈣釩鐵和鍶鐵的燒結(jié)溫度相同(1250-1350℃)，所以可以同時(shí)煅燒微波磁性體和硬磁體平板。此外，插在微波磁性體和硬磁體平板之間的鉑系金屬屏蔽薄膜防止了在燒結(jié)期間離子從硬磁體平板向微波磁性體襯底的擴(kuò)散。
如果微波磁性體和硬磁性體平板的襯底簡單地層疊和煅燒而不插入屏蔽薄膜，則由于硬磁體平板內(nèi)所含離子的擴(kuò)散，微波磁性體和硬磁體平板襯底的磁學(xué)性質(zhì)會(huì)變壞。已知這種變壞情形是，在微波磁性體襯底為鈣釩鐵的情況下鐵磁共振的半帶寬(ΔH)從19.0下降至45.0而介電損耗從1.5×10-4上升至25.5×10-4，在硬磁性體平板為鍶鐵的情形下矯頑力(iHc)從3.0×10-3下降至1.0×10-3并且剩磁通密度(Br)從3.5×103下降至1.5×103。但是，由于利用屏蔽薄膜阻止了離子的擴(kuò)散，所以本發(fā)明中不會(huì)出現(xiàn)這種情況。換句話說，按照本發(fā)明，可以同時(shí)煅燒層疊在一起的微波磁性體和硬磁體平板的襯底而不影響它們的電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)。
上述實(shí)施例中的高頻電路元件的特征在于微波磁性體和硬磁體平板層疊在一起，鈀屏蔽薄膜插在它們之間從而防止鍶離子從后者擴(kuò)散入前者。但是，實(shí)施例也可以修改為屏蔽薄膜由鉑系金屬中的一種或者合金構(gòu)成(例如鉑、銠、鈀鉑合金和鉑銠合金)，只要屏蔽薄膜能夠防止硬磁體平板中的組成原子在固相反應(yīng)的高溫下擴(kuò)散入微波磁性體中。
此外，前述實(shí)施例中的高頻電路元件由鈣釩鐵的微波磁性體和鍶鐵的硬磁體平板組成。但是，實(shí)施例也可以修改為用由鋇鍶鈣和鉛的磁鉛石型鐵氧體構(gòu)成的平板代替硬磁體平板，只要它們具有與微波磁性體大致相同的煅燒溫度。已知這些材料的煅燒溫度在1200至1300℃。
權(quán)利要求
1.一種電路元件，其特征在于包含第一磁性體；附屬于所屬第一磁性體的硬磁體；插在所述第一磁性體與所述硬磁體之間的鉑系金屬的薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的電路元件，其特征在于所述第一磁性體包含鈣釩鐵而所述硬磁體包含鍶鐵。
3.如權(quán)利要求1所述的高頻電路，其特征在于進(jìn)一步包含與所述第一磁性體相關(guān)的導(dǎo)電路徑。
4.如權(quán)利要求3所述的電路元件，其特征在于所述第一磁性體為多片疊層而所述導(dǎo)體形成于所述多片上。
5.如權(quán)利要求1所述的電路元件，其特征在于所述第一磁性體和所述硬磁體基本上由在普通煅燒溫度下形成的陶瓷材料組成。
6.如權(quán)利要求5所述的電路元件，其特征在于所述第一磁性體包含鈣釩鐵而所述硬磁體包含鍶鐵并且所述普通煅燒溫度介于1250-1350℃之間。
7.如權(quán)利要求5所述的電路元件，其特征在于所述鉑系金屬的薄膜包含防止離子在煅燒所述磁性體期間遷移于所述第一磁性體和所述硬磁體之間的金屬。
8.如權(quán)利要求1所述的電路元件，其特征在于所述鉑系金屬的薄膜包含防止離子在煅燒所述磁性體期間遷移于所述第一磁性體和所述硬磁體之間金屬。
9.一種制造電路元件的工藝，其特征在于包含以下步驟形成第一磁性體的生片；形成硬磁體的生片；將所述兩種生片層疊在一起，而把鉑系金屬的薄膜插在它們之間；煅燒得到的疊層。
10.如權(quán)利要求9所述的電路元件，其特征在于所述磁性體包含鈣釩鐵而所述硬磁體包含鍶鐵。
11.如權(quán)利要求9所述的制造電路元件的工藝，其特征在于進(jìn)一步包含的步驟有形成與磁性體生片相關(guān)的導(dǎo)電路徑。
12.如權(quán)利要求11所述的制造電路元件的工藝，其特征在于所述第一磁性體以多片疊層方式形成而所述導(dǎo)體形成于所述多片上。
13.如權(quán)利要求9所述的制造電路元件的工藝，其特征在于所述第一磁性體和所述硬磁體基本上由在普通煅燒溫度下形成的陶瓷材料組成。
14.如權(quán)利要求13所述的制造電路元件的工藝，其特征在于所述第一磁性體包含鈣釩鐵而所述硬磁體包含鍶鐵并且所述普通煅燒溫度介于1250-1350℃之間。
15.如權(quán)利要求13所述的制造電路元件的工藝，其特征在于所述鉑系金屬的薄膜包含防止離子在煅燒所述磁性體期間遷移于所述第一磁性體和所述硬磁體之間的金屬。
16.如權(quán)利要求9所述的制造電路元件的工藝，其特征在于所述鉑系金屬的薄膜包含防止離子在煅燒所述磁性體期間遷移于所述第一磁性體和所述硬磁體之間的金屬。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高頻電路元件，它包含微波磁性體；硬磁體；插在所述微波磁性體與所述硬磁體之間的鉑系金屬薄膜。所述微波磁性體包含鈣釩鐵而所述硬磁體包含鍶鐵。另外還包含與所述微波磁性體相關(guān)的導(dǎo)電路徑。層疊的微波磁性體與硬磁體同時(shí)煅燒而成一整體。
文檔編號(hào)H01L29/00GK1163486SQ9710243
公開日1997年10月29日 申請(qǐng)日期1997年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月6日
發(fā)明者伴野國三郎, 丸澤博 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所