高頻介質器件的製作方法
2023-12-05 08:34:36
專利名稱：高頻介質器件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種介質器件，特別是涉及像濾波器那樣的高頻應用的介質器件。本發明還涉及製造這種介質器件的方法。
通常按照下述的方法來形成像濾波器那樣的高頻應用的介質器件。
首先，準備一片由介質材料如陶瓷材料製成的毛坯片，用例如絲網印刷技術把主要包括銀和適量的有機粘接劑的電極膏塗敷到該片的要求的部位，乾燥後得到一個內電極。下面將給出詳細描述。如圖3所示，帶有需要形狀的開孔即本例中的形成在其上的漏印網2的漏印模板掩模3對準陶瓷毛坯片1上的要求的位置。然後，把電極膏4塗敷到掩模3上，並用橡膠壓板5沿圖3中的箭頭所示的方向搞平。結果，電極膏4就經漏印網2被塗敷到毛坯片1上，乾燥後形成一個內電極。
接著如圖4所示，把另一片陶瓷毛坯片7層疊在具有印刷在其上表面的內電極6的毛坯片1上，然後加壓使兩毛坯片相互貼緊。此後，進行加熱燒結。毛坯片7可以按與毛坯片1同樣的方法在其上表面設置一個電極，或者可以是一片其上無電極的空白片。把要求數量的多對其上表面形成有電極的毛坯片和其上表面沒有電極的毛坯片結合起來就得到一個多層介質器件。最後，把給定的外電極設置在預定的側表面，這樣就形成了一個介質器件。
圖5是表示像上面那樣形成的普通的高頻介質器件的沿厚度方向局部剖開的示意生斷面圖。從圖5可知，在這種普通的高頻介質器件中，內電極6是平坦的，電極6的側邊緣8尖銳地漸變。這是因為內電極6沿該介質器件的厚度方向被壓是緣故，特別是在燒結該器件之前。
眾所周知，電流在導體內流動的情況下，電流趨向於集中在導體的表面，由於這種趨膚效應而使導體內部電流變小，在高頻下這種趨勢就更加顯著。就是說，高頻電流在導體內流動的情況下，趨膚效應使電流集中在導體表面，從而使導體的有效橫截面積減小，這就使電阻增大，引起電流分量的歐姆損耗。
這裡，如果高頻電流在圖5所示的高頻介質器件內流動，由於這種趨膚效應，就會使電流集中於內電極6的表面上。特別是在圖5所示的普通高頻介質器件中，因為內電極6是平坦的，並且電極6的側邊緣8尖銳地漸變，所以這種趨膚效應在橫向(圖5的長度方向)上作用更強。因此，電流被集中在橫截面積較小的沿8上，從而增大了電流密度，引起高頻分量的極大的歐姆損耗。
考慮到高頻應用的介質器件的特性，最好不要出現高電流密度引起的這種高頻分量的歐姆損耗。特別是在多層介質器件的情況下，這種損耗的影響就更加嚴重。
為了解決上述的問題，本發明已被實現。本發明的目的是提供一種具有減小了歐姆損耗的介質器件，特別是提供一種高頻應用的介質器件，在該介質器件中，能夠減小高頻分量的損耗，更具體地說是還提供一種這樣的多層介質器件。
本發明的另一個目的是提供一種形成上述介質器件的方法。
為了實現上述的目的，按照本發明，介質器件包括至少一片其上設置有導體的介質和層疊在該介質上的另一片介質，其特徵在於，在所述導體的側沿附近設有介電常數低於所述兩片介質的介電常數的介質。
如上所述，具有不同介電常數的介質形成在導體附近，特別是形成在導體的尖端附近，以使導體內流動的電流能夠被吸引到高介電常數的介質處。就是說，能夠減輕電流在導體側沿上的集中，從而能夠降低電流集中引起的電流分量的歐姆損耗。
按照本發明的優選實施例的特徵在於，按照這種方式即面對導體的側沿形成有一個空腔。
按照上述的構成，在該空腔中基本上僅存在空氣。因為空氣的介電常數顯著地低於介質的介電常數，所以這在降低面對空腔的導體側沿上的電流的集中方面有顯著的優點。
另外，按照本發明，形成介質器件的方法至少包括在一片介質上設置導體的步驟和在該介質上層疊另一片介質的步驟，其特徵在於還包括燒結處理步驟和冷卻介質器件的步驟；在燒結處理中，把加熱溫度控制在使導體變形，並在把另一片介質層疊在所述其上設有導體的介質上之後形成一個面對導體側沿的空腔；在保持住空腔的同時對介質器件進行冷卻。
如已經描述的那樣，在形成介質器件的過程中，通常沿其厚度方向對介質器件加壓。這種壓力把該導體壓在介質之間，這樣，就呈現出具有尖銳漸變側沿的平坦形狀。然而，用本發明的方法把燒結處理期間的加熱溫度精確控制在使導體變形的溫度，特別是高於導體的熔點的溫度，以使導體熔化並使側沿因表面張力變成為圓滑的形狀。結果，就形成面對側沿的空腔。此後，為了保持這種狀態，進行冷卻處理。在這樣形成的介質器件中，能夠減輕由介質之間介電常數的差別引起的導體側沿上電流的集中，能夠進一步防止因邊沿的圓滑了的形狀引起的導體表面上的電流密度的集中。即按照本發明的介質器件對降低歐姆損耗顯著有效。
本發明的目標在於提供高頻應用的介質器件。
圖1是本發明第一優選實施例中的高頻應用的介質器件沿厚度方向剖開的示意性的局部剖面圖。
圖2是本發明第二優選實施例中的高頻應用的介質器件沿厚度方向剖開的示意性的局部剖面圖。
圖3示意性地說明設置普通的高頻應用的介質器件內電極的一個步驟。
圖4示意性地說明設置普通的高頻應用的介質器件內電極之後的層疊步驟和加壓步驟。
圖5是普通的高頻應用的介質器件沿厚度方向剖開的示意性的局部剖面圖。
圖1是本發明第一優選實施例中的高頻應用的介質器件沿厚度方向剖開的示意性的局部剖面圖。圖1中，同樣的標號標註圖5的同樣或對應的部件，與普通介質器件的差別在於形成有面對側沿8的空腔9。
如下面所述，除燒結處理之外，按類似於現有技術的方式形成了本實施例中的高頻介質器件。首先，準備一片由介質材料如陶瓷材料製成的毛坯片，用例如絲網印刷技術把主要包括銀和適量的有機粘接劑的電極膏塗敷到該片需要的部位，乾燥後得到一個內電極。下面將給出詳細描述。如圖3所示，帶有需要形狀的開孔即本例中的形成在其上的漏印網2的漏印模板掩模3對準陶瓷毛坯片1上的需要位置。然後，把電極膏4塗敷到掩模3上，並用橡膠壓板5沿圖3中箭頭所示的方向搞平。結果，電極膏4就經漏印網2塗敷到毛坯片1上，乾燥後形成一個內電極。
接著如圖4所示把另一片陶瓷毛坯片7層疊在具有印刷在其上表面上的內電極6的毛坯片1上，然後加壓使兩毛坯片相互貼緊。此後，進行加熱燒結處理。毛坯片7可以按與毛坯片1同樣的方法在其上表面設置一個電極，或者可以是一片其上無電極的空白片。把所需數量的多對其上表面形成有電極的毛坯片和其上表面沒有電極的毛坯片結合起來就得到一個多層介質器件。最後，把給定的外電極設置在預定的側表面，這樣就形成了一個介質器件。
在本實施例中，燒結期間的加熱溫度控制在高於內電極6的熔點，這樣，內電極6就被熔化，由此形成一個面對電極側沿8的空腔9，同時由於表面張力使熔化的電極變形為圓滑的形狀。進行冷卻處理，以便保持住這種狀態，從而形成圖1所示的介質器件。
因為空腔9具有顯著低於該介質即本實施例中陶瓷的介電常數，所以，在內電極6中流動的高頻電流不會集中在接近該介質的表面，而是在接近電極中心的寬的區域流動。這就能夠顯著降低由歐姆損耗引起的高頻分量的損耗。如上所述，因為內電極6的側沿8形成為圓滑的形狀，所以，在避免電極表面上的電流密度的局部集中方面有優點。
雖然把主要包含銀和適量的有機粘接劑的材料用作內電極的材料，但是在燒結處理的熔化過程中加入能夠增大表面張力的金屬，則更為有效。
圖2示出本發明的第一優選實施例。圖2中，同樣的標號標註圖1的同樣或對應的部件，第二實施例與本發明第一實施例的差別在於，在內電極6的側沿8附近設有介電常數低於介質1和7即本實施例中的陶瓷的介電常數的介質10。介質10的材料的例子包括玻璃、雲母、包含玻璃或雲母的陶瓷等。
在形成圖2所示的介質時，例如首先把介電常數低於介質1的介電常數的介質10的下部11設置在介質1上的預定位置。接下來，按照把側沿8定位於介質10上的同樣的方式把內電極6設置在介質1的上表面。此後，介質10的上表面12被安置在側沿8的上方，然後疊置另一片介質7。在第二實施例中，必須把燒結期間的加熱溫度設置得高於內電極6的熔點。
從上面的描述可知，按照本發明的介質器件優先用作不希望有高頻分量損耗的任何高頻應用的介質器件。
權利要求
1．一種介質器件，包括至少一片其上設置有導體的介質和層疊在該介質上的另一片介質，其特徵在於，在所述導體的側沿附近設有介電常數低於所述兩片介質的介電常數的介質。
2．根據權利要求1所述的介質器件，其特徵在於，面對該導體的側沿形成有一個空腔。
3．根據權利要求1或2所述的介質器件，其特徵在於，該介質器件用作高頻應用的介質器件。
4．一種形成介質器件的方法，至少包括在一片介質上設置導體的步驟和在該片介質上層疊另一片介質的步驟，其特徵在於還包括如下步驟燒結處理，把加熱溫度控制在使導體變形，並在把另一片介質層疊在所述其上設有導體的介質上之後形成一個面對導體側沿的空腔；和在保持住空腔的同時冷卻介質。
5．一種形成介質器件的方法，至少包括在一片介質上設置導體的步驟和在該片介質上層疊另一片介質的步驟，其特徵在於還包括如下步驟燒結處理，把加熱溫度控制在使導體變形，並在把另一片介質層疊在所述其上設有導體的介質上之後形成一個面對導體側沿的空腔；和在層疊另一片介質之前，在所述導體的側沿附近形成具有低於所述兩片介質的介電常數的介質。
全文摘要
本發明的目的是提供一種具有減小了歐姆損耗的介質器件,特別是提供一種高頻應用的介質器件,在該介質器件中,能夠減小高頻分量的損耗,更具體說,是這樣一種多層介質器件。按照本發明,該介質器件包括至少一片其上設有導體(6)的介質(1)和層疊在該介質(1)上的另一片介質(7),其特徵在於,在導體(6)的側沿(8)附近設有介電常數低於所述兩片介質(1,7)介電常數的介質(9)。
文檔編號H01P11/00GK1288598SQ99802224
公開日2001年3月21日 申請日期1999年11月3日 優先權日1998年11月19日
發明者K·霍裡 申請人:皇家菲利浦電子有限公司