叠层电子元件的制造方法 【发明领域】
本发明涉及叠层电子元件的制造方法，其中，顺序设置有磁性材料层和线圈用导电图形，一个线圈图形封闭在叠层体内的磁性材料层之间，并且相邻的线圈用导电图形之间设有无磁性(非磁性)段。
现有技术说明
常规的叠层电子元件包括例如一个电感元件，电感元件包括封闭在叠层体内的磁性材料层之间的线圈图形，如图5所示。该叠层电子元件的构成方法是，交替印刷磁性材料层51和线圈用导电图形52，并连接磁性材料层之间的线圈用导电图形52，使它们的末端相互重叠，形成一个线圈图形。这种叠层电子元件中，线圈用导电图形完全埋入磁性材料中，因此，磁通量流达不到理想分布Φ1和Φ2，而是存在由ΦA和ΦB表示的漏磁通量。而且，该叠层电子元件中，在顶部和底部的其间有磁性材料层的相邻线圈用导电图形中流动的电流的方向相反，由该电流产生的磁通量方向也相反。因此，这种常规叠层电子元件的磁耦合差，不能得到大的电感量。
为了克服这些缺点，提供了一种叠层电子元件，它的制造方法是，交替印刷磁性材料层61和线圈用导电图形62，连接磁性材料层之间的线圈用导电图形62，使它们地末端相互重叠，由此形成一个线圈图形，并且在相邻的顶部和底部线圈用导电图形之间设无磁性材料段63。这种叠层电子元件中，由于相邻的顶部和底部线圈用导电图形之间设有无磁性材料段63，因此，任何试图在相邻的顶部和底部线圈用导电图形之间流过的磁通量均被无磁性材料段隔断，由此能得到理想的磁通量分布。
这种叠层电子元件的制造方法如图7A至7C所示。首先，磁性材料层71上印刷线圈用导电图形72。之后，按使线圈用导电图形72露出的方式在磁性材料层71的一半表面上印刷磁性材料浆料，并在磁性材料层73中设置槽74。之后，在槽74中印刷无磁性材料，形成无磁性材料段75，并且印刷线圈用导电图形，使它的末端段覆盖下层中的线圈用导电图形的末端段。
近年来，为了适应安装在其中的电子器件的小型化要求这类叠层电子元件也要小型化。为此，当元件小型化时，这种常规叠层电子元件中的槽的宽度也要变窄，这就导致在形成无磁性材料层时使槽中的无磁性材料被抹掉和断开，因而不可能形成无磁性材料段。而且，由于常规叠层电子元件中的一半表面上设磁性材料层，使每加一层时印刷面的不平坦程度都会增大，因而有害地影响了线圈用导电图形、磁性材料层和无磁性材料段的印刷精度。
发明概述
本发明的目的是提供叠层电子元件的制造方法，其中，在线圈用导电图形之间设有无磁性材料段，因此，甚至在叠层电子元件小型化时也能提高线圈用导电图形和磁性材料层的印刷精度。
通过改善在磁性材料中槽的形成方法、槽的形成时间和槽的形状，按本发明的叠层电子元件的制造方法能达到本发明的上述目的。
按本发明的一个方案，提供了一种叠层电子元件的制造方法，其中，顺序设置磁性材料层和线圈用导电图形，一个线圈图形封闭在叠层体内的磁性材料层之间，并且在相邻的线圈用导电图形之间设置一个无磁性材料段，线圈图形通过重复进行以下步骤制成：第一步骤，在其上设有线圈用第一导电图形的第一磁性材料层的整个顶表面上形成第二磁性材料层；第二步骤，用激光处理法在第二磁性材料层中形成环形槽；第三步骤，在环形槽的一部分中形成无磁性材料段；和第四步骤，印刷线圈用第二导电图形，使它的一个末端段覆盖线圈用第一导电图形的末端段，它的另一末端段延伸到无磁性材料段的表面。
按本发明的另一方案，提供了一种叠层电子元件的制造方法，其中，顺序设置磁性材料层和线圈用导电图形，一个线圈图形封闭在叠层体内的磁性材料层之间，并且在相邻的线圈用导电图形之间设置一个无磁性材料段，线圈图形通过重复进行以下步骤制成：第一步骤，在其上设有线圈用第一导电图形的第一磁性材料层的整个顶表面上形成第二磁性材料层；第二步骤，用激光处理法在第二磁性材料层中形成环形槽；第三步骤，在环形槽中形成无磁性材料段；和第四步骤，在无磁性材料段中对应线圈用导电图形的末端段的位置，用激光处理法形成通孔，并且在无磁性材料段的表面上印刷线圈用导电图形。
按本发明的再一方案，提供了一种叠层电子元件的制造方法，其中，顺序设置磁性材料层和线圈用导电图形，一个线圈图形封闭在叠层体内的磁性材料层之间，并且在相邻的线圈用导电图形之间设置一个无磁性材料段，线圈图形通过重复进行以下步骤制成：第一步骤，在其上设有线圈用第一导电图形的第一磁性材料层的整个顶表面上印刷第二磁性材料层；第二步骤，用激光处理法在第二磁性材料层中形成环形槽；第三步骤，在环形槽的一部分中形成无磁性材料段；和第四步骤，印刷线圈用第二导电图形，使它的一个末端段覆盖线圈用第一导电图形的末端段，它的另一末端段延伸到无磁性材料段的表面。
按本发明的又一方案，提供了一种叠层电子元件的制造方法，其中，顺序设置磁性材料层和线圈用导电图形，一个线圈图形封闭在叠层体内的磁性材料层之间，并且在相邻的线圈用导电图形之间设置一个无磁性材料段，线圈图形通过重复进行以下步骤形成：第一步骤，其上形成有线圈用第一导电图形的第一磁性材料层的整个顶表面上，通过层叠磁性材料薄片形成第二磁性材料层；第二步骤，用激光处理法在第二磁性材料层中形成环形槽；第三步骤，在环形槽的一部分中形成无磁性材料段；和第四步骤，印刷线圈用第二导电图形，使它的一个末端段覆盖线圈用第一导电图形的末端段，它的另一末端段延伸到无磁性材料段的表面。
按本发明的叠层电子元件的制造方法，在其上设有线圈用第一导电图形的第一磁性材料层的整个顶表面上设置第二磁性材料层后，用激光处理法在第二磁性材料层中对应线圈用导电图形和无磁性材料段层叠的位置处形成环形槽。在全部或部分环形槽中印刷无磁性材料浆料，在全部或部分环形槽中形成无磁性材料段。当部分环形槽中形成无磁性材料段时，印刷线圈用另一导电图形，使它的一个末端段覆盖在槽的底面露出的上述线圈用导电图形的末端段，它的另一末端段延伸到无磁性材料段的表面。当整个环形槽中形成无磁性材料段时，用激光处理法在无磁性材料段中对应线圈用导电图形末端段的位置形成通孔，并且在无磁性材料段上印刷线圈用导电图形。重复这些步骤直到制成预定的匝数为止，由此在叠层体内制成有预定匝数的线圈图形。在按该方法制成的叠层电子元件中，在第二磁性材料层中形成用于形成无磁性材料段的环形槽之前，在其上印刷线圈用第一导电图形的第一磁性材料层的整个顶表面上设置第二磁性材料层。因此，要安装用于印刷无磁性材料浆料和导电浆料的掩模的表面形成平坦的。第二磁性材料层中形成的槽是环形槽，因而，当部分环形槽中形成无磁性材料段时，可把无磁性材料浆料和导电浆料的流溢限制在槽的延伸方向内。
附图简要说明
图1A至1I是按本发明的叠层电子元件制造方法的第一实施例的顶视图；
图2是按本发明的叠层电子元件的剖视图；
图3A至3K是按本发明的叠层电子元件制造方法的第二实施例的顶视图；
图4是按本发明的另一叠层电子元件的剖视图；
图5是常规叠层电子元件的剖视图；
图6是另一常规叠层电子元件的剖视图；
图7A至7C是叠层电子元件的常规制造方法的顶视图。
优选实施例的说明
现在参见图1至4说明按本发明的叠层电子元件制造方法的多个实施例。
图1是按本发明的叠层电子元件制造方法的第一实施例的顶视图；图2是按本发明的叠层电子元件的剖视图；图3是按本发明的叠层电子元件制造方法的第二实施例的顶视图；图4是按本发明的另一叠层电子元件的剖视图。
例如，如图2所示，按本发明的叠层电子元件包括顺序设置的磁性材料层21和线圈用导电图形22；一个线圈图形封闭在叠层体内的磁性材料层之间，线圈图形的轴垂直于安装面，相邻的线圈用导电图形22之间设有无磁性材料段23。线圈图形的两端连接至设置到叠层体的外电极24。
叠层电子元件的线圈图形的形成方法如下。首先，如图1A所示，磁性材料层11的表面上形成线圈用导电图形12A。磁性材料层11含铁氧体。线圈用导电图形包括设成浆料形的银、镍、银钯、铜等导体，并且如图1A所示印刷在半匝部分上。
之后，如图1B所示，其上已印刷线圈用导电图形的磁性材料11的整个表面上形成磁性材料层13。在磁性材料层11的整个表面上印刷铁氧体浆料层制成磁性材料层13，或者，在磁性材料层11的表面上叠置磁性材料薄片制成磁性材料层13。
之后，如图1C所示，用激光处理法在磁性材料层13中形成环形槽14。沿线圈用导电图形和无磁性材料段的层叠位置，激光束按环形照射磁性材料层13，使被激光束照射的磁性材料层13的环形部分形成环形槽14。在槽14的底面露出线圈用导电图形12A。图1C中，由于线圈用导电图形12A包括线圈图形的一个末端段的不足一匝的部分，所以在槽的一部分中露出磁性材料层11。
之后，如图1D所示，无磁性材料段15包括设成浆料形的无磁性材料，并印刷在环形槽14的一部分中(图1D中环的半匝部分)，使线圈用导电图形12A的末端段露出。无磁性材料段15的表面高度与磁性材料层13的表面高度基本相同。
之后，如图1E所示，无磁性材料段表面上印刷线圈用导电图形12B，它的一个末端段覆盖线圈用导电图形12A的末端段，它的另一末端段伸到无磁性材料15的表面。这种情况下，无磁性材料段的一部分15A不被线圈用导电图形覆盖而仍然露出。
如图1F所示，其上已有线圈用导电图形的磁性材料层的整个表面上设置磁性材料层16。用印刷铁氧体浆料层或层叠磁性材料薄片的方法制成磁性材料层16。
之后，如图1G所示，用激光处理法在磁性材料层16中形成环形槽17。槽17的形成方法是用激光束按环形沿线圈用导电图形和无磁性材料段层叠的位置照射磁性材料层16，除去线圈用导电图形和无磁性材料段层叠的位置上的磁性材料层，构成槽形。在槽17的底面露出线圈用导电图形12A、12B和无磁性材料段的一部分15A。
之后，如图1H所示，在环形槽17中设置无磁性材料段18。槽17的一部分(图1H中环的剩余半匝部分)中印刷无磁性材料浆料，构成无磁性材料段18，使线圈用导电图形12B的另一端的末端段露出。无磁性材料段18的表面与磁性材料层16的表面高度大致相同。
这些工艺之后，重复预定次数的印刷线圈用导电图形、设置磁性材料层、用激光处理在磁性材料层中形成环形槽和在槽中形成无磁性材料段等步骤，最后，印刷线圈用导电层12n，制成有预定匝数的线圈图形，如图1I所示。按该方法制成的线圈图形中，在相邻线圈用导电图形之间设置无磁性材料段。
顺便指出，在磁性材料层中形成环形槽的激光处理方法中用的激光类型，选择适合于处理磁性材料层和不太适合于处理无磁性材料段和线圈用导电图形的激光，例如YAG(钇铝石榴石)激光，因此，能改善环形槽的处理。
图4展示出按本发明的另一叠层电子元件，它包括顺序设置的磁性材料层41和线圈用导电图形42；一个线圈图形封闭在叠层体内的磁性材料层中，线圈图形的轴平行于安装面，相邻线图用导电图形42之间设置无磁性材料段43。叠层体的两个末端段设有引线电极45，将线圈图形的两端连接到叠层体两端上设置的外电极44。
叠层电子元件的线圈图形的形成方法如下。首先，如图3A所示，磁性材料层31的表面上印刷线圈用导电图形32。磁性材料层31含铁氧体。如图3A所示，线圈用导电图形32包括设成浆料形的银、镍、银钯，铜等导体，并印刷在3/4匝部分上。图4所示的叠层电子元件中，磁性材料层31设置在设有引线电极的磁性陶瓷层上，并且是在设置引线电极的叠层体的整个表面上设置磁性材料层31，在磁性材料层31的预定位置设置连接到引线电极用的通孔；磁性材料层上印刷线圈用导电图形，制成线圈图形的一端。
之后，如图3B所示，在其上印刷线圈用导电图形的磁性材料层的整个表面上形成磁性材料层33。在磁性材料层31的整个表面上印刷铁氧体浆料层或在磁性材料层31的表面上层叠磁性材料薄片来制成磁性材料层33。
之后，如图3C所示，用激光处理法在磁材料层33中形成环形槽34。环形槽34的形成方法是，用激光束按环形沿线圈用导电图形和无磁性材料段层叠的位置照射磁性材料层33，在被激光照射的磁性材料层33的部分构成条形。在槽34的底面露出线圈用导电图形32。图3C中，由于线圈用导电图形32包括线圈图形一端的不足一匝的部分，所以，在一部分槽中露出磁性材料层31。
之后，如图3D所示，无磁性材料段35包括设成浆料的无磁性材料，并印刷在槽34的一部分中，无磁性材料段35的表面和磁性材料层33的表面高度相同。
之后，如图3E所示，在无磁性材料段35中对应下层线圈用导电图形的末端段的位置形成通孔S。用激光处理法形成通孔S。
如图3F所示，无磁性材料段35的表面上印刷线圈用导电图形32。线圈用导电图形32的一端与下层的线圈用导电图形的另一端相对。这时，无磁性材料段的一部分35A不被线圈用导电图形覆盖而仍然露出。
线圈用导电图形32的一端和下层的线圈用导电图形的另一端用通孔中的导体连接在一起。
如图3G所示，在其上已形成有线圈用导电图形的磁性材料层的整个表面上形成磁性材料层36。用印刷铁氧体浆料层或层叠磁性材料薄片的方法制成磁性材料层36。
之后，如图3H所示，用激光处理法在磁性材料层36中形成环形槽37。槽37的形成方法是，用激光束按环形沿线圈用导电图形和无磁性材料段层叠的位置照射磁性材料层36，按槽形处理磁性材料层36。在槽37的底面露出线圈用导电图形32。在槽37的一部分中还露出无磁性材料段的一部分35A。
之后，如图3I所示，在整个槽37中印刷无磁性材料浆料，形成无磁性材料段38，无磁性材料段38的表面与磁性材料层36的表面高度相同。之后，如图3J所示，在无磁性材料段38中对应下层线圈用导电图形末端段的位置形成通孔S。用激光处理法形成通孔S。
这些步骤之后，重复预定次数的印刷线圈用导电图形、设置磁性材料层、用激光处理法在磁性材料层中形成环形槽、在槽中形成无磁性材料段和用激光处理法在无磁性材料段中形成通孔等步骤，最后，印刷线圈用导电图形32，制成有预定匝数的线圈图形，如图3K所示。图4所示的叠层电子元件中，设有引线电极的叠层体或磁性陶瓷层叠在磁性材料层的设有线圈图形另一端的表面上，并且在两端(垂直于叠层体中的磁性材料层的层叠方向的端面)设置外电极。
按本发明的叠层电子元件制造方法不限于上述的实施例。例如，可形成其表面低于磁性材料层表面的无磁性材料段，并且可用合成浸渍方式(resultantdip)印刷线圈用导电图形。该情况下，可使线圈用导电图形的印刷精度提高到高于上述任何实施例的精度的程度。而且，第一实施例中，在环形槽的半匝部分中形成无磁性材料段，但是，无磁性材料段只需要形成能使线圈用导电图形末端部分露出，而且，槽中无磁性材料段的形成范围可按线圈用导电图形的匝数调节。而且，尽管第一实施例描述了图2中所示叠层电子元件的制造方法，但该方法也能用于制造图4所示叠层电子元件。该情况下，代之以将线圈图形的两端引出到磁性材料层的侧面，可以层叠在线圈图形的两端设置引线电极的多层磁性陶瓷材料或叠层体，并在这些叠层体的两端设外电极。另外，尽管第二实施例描述了图4所示叠层电子元件的制造，但它也可用于图2所示叠层电子元件的制造。该情况下，线圈图形两端应引到磁性材料层的侧面并连接到设在平行于叠层体内的磁性材料层的叠置方向的端面上的外电极。
按本发明的叠层电子元件的制造方法也能用于制造在叠层体内包括两个以上的线圈图形的变压器以及在叠层体内包括线圈图形和电容器元件的功能电路。
上述的按本发明的叠层电子元件的制造方法包括通过重复以下的步骤制备封闭在叠层体内的磁性材料层之间的一个线圈图形：第一步骤，在形成有线圈用第一导电图形的第一磁性材料层的整个顶表面上形成第二磁性材料层；第二步骤，用激光处理法在第二磁性材料层中形成环形槽；第三步骤，环形槽的一部分中形成无磁性材料段；第四步骤，印刷线圈用第二导电图形，使它的一个末端段覆盖线圈用第一导电图形的末端段，它的另一末端段延伸到无磁性材料段的表面，无磁性材料段设在相邻的线圈用导电图形之间。因此，可使印刷面平坦，能使无磁性材料段和线圈用导电图形的(浆料)流溢(blotting)方向达到最少程度，并且能使线圈用导电图形之间精确连接。
另外，按本发明的叠层电子元件的制造方法包括通过重复以下的步骤制备封闭在叠层体内的磁性材料层之间的一个线圈图形：第一步骤，在形成有线圈用第一导电图形的第一磁性材料层的整个顶表面上形成第二磁性材料层；第二步骤，用激光处理法在第二磁性材料层中形成环形槽；第三步骤，环形槽中形成无磁性材料段；第四步骤，用激光处理法在无磁性材料段中对应线圈用第一导电图形的末端段的位置形成通孔，并且在无磁性材料段的表面上印刷线圈用第二导电图形，把无磁性材料段设在相邻的线圈用导电图形之间。因此，可使印刷面平坦，能使线圈用导电图形之间精确连接。
因此，按本发明的叠层电子元件的制造方法，甚至在叠层电子元件的形状小型化时，也能把无磁性材料段设在相邻的线圈用导电图形之间，并且能提高线圈用导电图形和磁性材料层的印刷精度。