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Hintergrund
der Erfindung
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine laminierte Keramikelektronikkomponente
und ein Herstellungsverfahren für
dieselbe und auf eine elektronische Vorrichtung, die eine derartige
laminierte Keramikelektronikkomponente aufweist. Insbesondere bezieht
sich die vorliegende Erfindung auf eine Verbesserung der Größe von Durchgangslochleitern,
die in einer laminierten Keramikelektronikkomponente gebildet sind.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Eine
laminierte Keramikelektronikkomponente, die mit der vorliegenden
Erfindung in Beziehung steht, wird auch ein „Mehrschichtkeramiksubstrat" genannt und umfasst
ein laminiertes Bauglied, das eine laminierte Struktur aufweist,
die eine Mehrzahl von Keramikschichten umfasst.
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Verdrahtungsleiter
sind für
spezifische Keramikschichten bereitgestellt, die in dem laminierten Bauglied
angeordnet sind, wodurch eine gewünschte Schaltung gebildet wird.
Verdrahtungsleiter umfassen z. B. einen Durchgangslochleiter, der
sich durch die spezifischen Keramikschichten erstreckt, oder einen
Leiterfilm, der sich entlang der Hauptoberfläche der Keramikschichten erstreckt.
Der Leiterfilm umfasst einen inneren Leiterfilm, der in dem laminierten Bauglied
angeordnet ist, und einen äußeren Leiterfilm,
der an der Außenoberfläche des
laminierten Bauglieds angeordnet ist.
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Passive
Elemente, wie z. B. Kondensatoren, Induktoren, Dreiplattenstrukturen
und/oder Mikrostreifenleitungen, sind bisweilen in das laminierte
Bauglied eingebaut. Ein Teil des Durchgangslochleiters und ein Teil
des inneren Leiterfilms werden verwendet, um derartige passive Elemente
zu bilden. Aktive Elemente, wie z. B. Halbleiter-Integrierte-Schaltung- (IC-)
Chips, und, falls nötig,
einige der passiven Elemente sind bisweilen außerhalb des laminierten Bauglied
befestigt. Ein Teil des im Vorhergehenden beschriebenen äußeren Leiterfilms
fungiert als ein Anschluss zum elektrischen Verbinden derartiger
befestigter Elemente.
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Die
laminierte Keramikelektronikkomponente, die wie im Vorhergehenden
beschrieben kombiniert ist, ist an einer geeigneten Verdrahtungsplatine befestigt,
um eine gewünschte
elektronische Vorrichtung zu bilden. Wenn die laminierte Keramikelektronikkomponente
an der Verdrahtungsplatine befestigt ist, fungiert ein Teil des
im Vorhergehenden beschriebenen äußeren Leiterfilms
als ein Anschluss zum elektrischen Verbinden der laminierten Keramikelektronikkomponente
mit der Verdrahtungsplatine.
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Zum
Beispiel wird eine derartige laminierte Keramikelektronikkomponente
auf dem Gebiet von Mobilkommunikationsendgeräten als eine zusammengesetzte
LCR-Hochfrequenzkomponente verwendet, und wird als eine Hybridkomponente
verwendet, bei der es sich um eine Kombination eines aktiven Elements,
wie z. B, einem Halbleiter-IC-Chip, und eines passiven Elements,
wie z. B. einem Kondensator, einem Induktor und einem Widerstand, handelt,
oder wird einfach auf dem Computergebiet als ein Halbleiter-IC-Baustein
verwendet.
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Im
Einzelnen ist die laminierte Keramikelektronikkomponente weit verbreitet,
um verschiedene Elektronikkomponenten zu bilden, wie z. B. PA-Modulplatinen,
HF-Diodenschalter, Filter, Chipantennen, Bausteinkomponenten und
Hybridvorrichtungen.
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Um
die steigende Nachfrage nach höherer Frequenz
zu befriedigen, sind die Keramikschichten bei einer derartigen laminierten
Keramikelektronikkomponente in den meisten Fällen aus dielektrischen Materialien
hergestellt, die niedrige dielektrische Konstanten aufweisen. Um
ein gemeinsames Brennen zum Erhalten eines laminierten Bauglieds
zu erleichtern, wird es außerdem
bevorzugt, dass die Keramikschichten aus Keramiken hergestellt sind,
die die gleiche dielektrische Konstante aufweisen, d. h. die gleiche
Zusammensetzung aufweisen.
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Vor
diesem Hintergrund wird, wenn ein passives Element in das laminierte
Bauglied eingebaut wird, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist,
die Dicke der Keramikschicht gemäß dem Typ
des passiven Elements verändert.
Dies wird mit Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben.
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4 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Kondensator 1 veranschaulicht,
der ein eingebautes Element definiert. Der Kondensator 1 umfasst
eine Mehrzahl von Kondensatorelektroden 3, die durch innere
Leiterfilme definiert sind und einander mit Keramikschichten 2 dazwischen
gegenüberliegen.
Damit ein derartiger Kondensator 1 kompakt ist und eine große Kapazität aufweist,
werden die Dicken T1 und T2 der Keramikschichten 2 verringert.
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5 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Dreiplattenstruktur 4 veranschaulicht,
die ein eingebautes Element definiert. Die Dreiplattenstruktur 4 umfasst
einen Mittelleiter 5, der durch einen inneren Leiterfilm
definiert ist, und ein Paar von Masseleitern 7 und 8,
die auf ähnliche
Weise durch innere Leiterfilme definiert sind und auf beiden Seiten
des Mittelleiters 5 mit Keramikschichten 6 dazwischen
platziert sind. Bei einer derartigen Dreiplattenstruktur 4 sind die
Dicken der Keramikschichten 6 erhöht, um einen Abstand S zwischen
den Masseleitern 7 und 8 zu erhöhen.
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6 ist
eine Querschnittsansicht, die zwei Kondensatoren 9 und 10 veranschaulicht,
die eingebaute Elemente definieren. Um eine Kopplung zwischen den
elektrostatischen Kapazitäten
der zwei Kondensatoren 9 und 10 zu verhindern,
wird eine Dicke T einer Keramikschicht 11, die zwischen
den Kondensatoren 9 und 10 eingefügt ist,
erhöht.
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Bei
einem derartigen Fall, bei dem ein eingebautes Element in dem laminierten
Bauglied platziert ist, variiert die optimale Dicke der Keramikschicht,
die in Beziehung zu dem eingebauten Element positioniert ist, abhängig von
dem Typ des eingebauten Elements. Aus diesem Grund ist es nötig, eine
Mehrzahl von Typen von Keramikschichten mit unterschiedlichen Dicken
in dem laminierten Bauglied zu mischen.
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Andererseits
weisen eine Mehrzahl von Durchgangslochleitern, die sich durch eine
spezifische Keramikschicht in dem laminierten Bauglied erstrecken,
im Allgemeinen die gleiche Schnittgröße auf. Der Grund hierfür liegt
darin, dass die Herstellungseffizienz abnimmt, wenn eine Mehrzahl
von Durchgangslochleitern mit unterschiedlichen Schnittgrößen gebildet
wird.
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Zum
Beispiel wird ein Verfahren, das in 7 gezeigt
ist, gewählt,
um Durchgangslochleiter zu bilden.
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Unter
Bezugnahme auf 7 werden Durchgangslöcher 13 in
einer Keramikgrünschicht 12,
die zu einer Keramikschicht wird, in einem laminierten Bauglied
einer laminierten Keramikelektronikkomponente gebildet. Die Keramikgrünschicht 12 ist auf
einer Saugvorrichtung 14 platziert.
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Die
Saugvorrichtung 14 weist eine Vakuumkammer 15 auf.
Ein Unterdruck wird in der Vakuumkammer 15 angelegt, wie
es durch Pfeil 16 gezeigt ist. Die Öffnung der Vakuumkammer 15 ist
durch eine Saugplatte 17 verschlossen, die mehrere sehr
kleine Luftwege (nicht gezeigt) aufweist.
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Eine
poröse
Schicht 18, die aus Papier oder einem anderen Filtermaterial
gebildet ist, ist auf der oberen Oberfläche der Saugplatte 17 platziert.
Die Keramikgrünschicht 12 ist
angeordnet, um mit der porösen
Schicht 18 in Kontakt zu sein.
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Wenn
ein Unterdruck in der Vakuumkammer 15 in einem derartigen
Zustand angelegt wird, wie es durch den Pfeil 16 gezeigt
ist, wird derselbe über
die Saugplatte 17 und die poröse Schicht 18 auch
auf die Durchgangslöcher 13 ausgeübt.
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In
diesem Zustand wird eine leitfähige
Paste 19 unter Verwendung von Siebdrucken in die Durchgangslöcher 13 eingefüllt. Das
heißt,
die leitfähige Paste 19 wird
auf ein Sieb 20 aufgebracht, wird mit der Bewegung einer
Rakel 21 entlang des Siebes 20 bewegt und wird
während
der Bewegung durch die Wirkung des im Vorhergehenden beschriebenen
Unterdrucks in die Durchgangslöcher 13 eingefüllt. Die leitfähige Paste 19 in
den Durchgangslöchern 13 bildet
Durchgangslochleiter 22.
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Anschießend wird
die Keramikgrünschicht 12 von
der porösen
Schicht 18 abgelöst.
Vor oder nach dem Ablösen
wird die leitfähige
Paste 19 für
die Durchgangslochleiter 22 getrocknet.
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Bei
dem im Vorhergehenden beschriebenen Ablöseschritt haftet jedoch ein
Teil der leitfähigen Paste 19,
die in die Durchgangslöcher 13 eingefüllt wird,
um die Durchgangslochleiter 22 zu bilden, an der porösen Schicht 18,
wie es in 8 gezeigt ist, und deshalb ist
die Menge der leitfähigen
Paste 19 in den Durchgangslöchern 13 nicht ausreichend.
Eine derartige unzureichende Füllung,
die sich aus dem Verlust der leitfähigen Paste 19 nach
dem Füllen
ergibt, verursacht eine fehlerhafte Kontinuität zwischen dem Durchgangslochleiter 22 und
einem weiteren Durchgangslochleiter oder einem weiteren Verdrahtungsleiter,
wie z. B. einem Leiterfilm.
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Ein
Verfahren, das in 9 gezeigt ist, kann verwendet
werden, um die Durchgangslochleiter 22 zu bilden. In 9 sind
die Komponenten, die den in 7 gezeigten
Komponenten entsprechen, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet,
und auf eine wiederholte Beschreibung derselben wird verzichtet.
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Unter
Bezugnahme auf 9 wird eine Keramikgrünschicht 12 gehandhabt,
während
dieselbe auf der Rückseite
mit einem Trägerfilm 23 versehen ist.
Durchgangslöcher 13 werden
durch die Keramikgrünschicht 12 und
den Trägerfilm 23 gebildet.
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Auf
eine ähnliche
Weise wie die in 7 gezeigte ist eine poröse Schicht 18 auf
der oberen Oberfläche
einer Saugplatte 17 einer Saugvorrichtung 14 platziert.
Die Keramikgrünschicht 12,
die auf der Rückseite
mit dem Trägerfilm 23 versehen
ist, ist in Kontakt mit der porösen
Schicht 18 angeordnet, so dass der Trägerfilm 23 an der
oberen Seite der Keramikgrünschicht 12 positioniert
ist.
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In
einem derartigen Zustand wird ein Unterdruck in einer Vakuumkammer 15 angelegt,
wie es durch Pfeil 16 gezeigt ist. Der Unterdruck wird über die
Saugplatte 17 und die poröse Schicht 18 auch
in die Durchgangslöcher 13 ausgeübt, und
eine leitfähige
Paste 19 wird auf die obere Oberfläche des Trägerfilms 23 aufgebracht.
Die leitfähige
Paste 19 wird mit der Bewegung einer Rakel 24 entlang
der oberen Oberfläche
des Trägerfilms 23 bewegt
und wird während
der Bewegung durch die Wirkung des im Vorhergehenden beschriebenen
Unterdrucks in die Durchgangslöcher 13 eingefüllt.
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Indem
die leitfähige
Paste 19 so von der Seite des Trägerfilms 23, der als
eine Maske fungiert, ohne Verwendung des Siebs 20, das
in 7 gezeigt ist, in die Durchgangslö cher 13 eingefüllt wird,
werden Durchgangslochleiter 22 in den Durchgangslöchern 13 gebildet.
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Bei
einem Fall, bei dem das vorhergehende Verfahren, das in 9 gezeigt
ist, gewählt
ist, wird ein leitfähiger
Pastenfilm, der als ein Leiterfilm fungiert, durch ein Drucken einer
leitfähigen
Paste auf die Hauptoberfläche
der Keramikgrünschicht 12,
die nach außen
gewandt ist, gebildet, während
die Keramikgrünschicht 12 auf
der Rückseite
mit dem Trägerfilm 23 versehen
ist.
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Die
Keramikgrünschicht 12 wird
somit gehandhabt, während
dieselbe auf der Rückseite
mit dem Trägerfilm 23 versehen
ist, da dieselbe schwach ist und es ziemlich schwierig ist, dieselbe
allein zu handhaben. Durch ein Handhaben der Keramikgrünschicht 12,
während
dieselbe auf der Rückseite
mit dem Trägerfilm 23 versehen
ist, ist es möglich,
ein Handhaben und Positionieren der Keramikgrünschicht 12 bei jedem
Schritt zu erleichtern. Außerdem ist
es möglich,
Schwankungen bei den Schrumpfungsgraden der Keramikgrünschicht 12,
wenn die leitfähige
Paste 19 zum Bilden der Durchgangslochleiter 22 und
der leitfähige
Pastenfilm getrocknet werden, zu reduzieren.
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Wenn
ein laminiertes Bauglied für
eine gewünschte
laminierte Keramikelektronikkomponente erhalten wird, wird eine
Mehrzahl von Keramikgrünschichten,
die die Keramikgrünschicht 12 umfasst, gestapelt.
Vor dem Stapeln muss der Trägerfilm 23 von
der Keramikgrünschicht 12 abgelöst werden.
In diesem Fall wird bisweilen ein Teil der leitfähigen Paste 19, die
in das Durchgangsloch 13 eingefüllt ist, zusammen mit dem Trägerfilm 23 entfernt,
und die Menge der leitfähigen
Paste 19 in den Durchgangslöchern 13 wird unzureichend.
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Bei
dem Verfahren, das in 9 gezeigt ist, wird natürlich, wenn
die Keramikgrünschicht 12 von der
porösen
Schicht 18 abgelöst
wird, ein Teil der leitfähigen
Paste 19, die in die Durchgangslöcher 13 eingefüllt ist,
ebenfalls bisweilen entfernt und haftet an der porösen Schicht 18,
wie es in 8 gezeigt ist.
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Eine
unzureichende Füllung
der leitfähigen Paste 19 in
dem Durchgangsloch 13 tritt nicht nur wegen der Gründe auf,
die mit Bezugnahme auf 8 oder 10 beschrieben
sind, sondern auch in den folgenden Fällen.
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Zum
Beispiel ist in einem Fall, bei dem die Keramikgrünschicht 12 relativ
dünn ist,
die Formerhaltungsfestigkeit der leitfähigen Paste 19, die
in die Durchgangslöcher 13 eingefüllt ist,
relativ gering. Aus diesem Grund fällt bisweilen zumindest ein
Teil der leitfähigen
Paste 19 heraus, wenn die Keramikgrünschicht 12 gehandhabt
wird.
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Nachdem
die Durchgangslochleiter 22 gebildet sind, wird bisweilen
ein leitfähiger
Pastenfilm, der als ein Leiterfilm fungiert, durch ein Siebdrucken
auf der Keramikgrünschicht 12 gebildet.
In diesem Fall wird ein Emulsionsfilm auf einer Oberfläche eines Siebs,
das beim Siebdrucken verwendet wird, gebildet, wobei diese Oberfläche der
Keramikgrünschicht 12 gegenüberliegt.
Wenn durch eine Rakel Druck auf das Sieb ausgeübt wird, bewegt sich der Emulsionsfilm
in Kontakt mit der Keramikgrünschicht 12 und
bewegt sich dann entlang der Form des vorderen Endes der Rakel davon
weg. Als Folge einer derartigen Bewegung des Emulsionsfilms haftet
bisweilen ein Teil der leitfähigen
Paste 19, die in die Durchgangslöcher 13 eingefüllt ist,
an dem Emulsionsfilm und wird zu der Seite des Siebs entfernt.
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Um
dichte Durchgangslochleiter 22 mit einer hohen elektrischen
Leitfähigkeit
zu bilden, weist die leitfähige
Paste 19, die verwendet wird, um die Durchgangslochleiter 22 zu
bilden, einen höheren Gehalt
an Metallkomponenten auf als denjenigen der leitfähigen Paste
für einen
Leiterfilm. Aus diesem Grund ist die Menge an Harzkomponenten, die
in der leitfähigen
Paste 19 enthalten sind, relativ klein, und folglich wird
die Formerhaltungsfestigkeit der leitfähigen Paste 19 verringert.
Deshalb ist es wahrscheinlicher, dass die im Vorhergehenden beschriebene
unzureichende Füllung
der leitfähigen
Paste 19 in den Durchgangslöchern 13 aufgrund
des Verlustes nach dem Füllen
auftritt.
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Wie
es im Vorhergehenden beschrieben ist, ist es wahrscheinlicher, dass
eine unzureichende Füllung
aufgrund der Entfernung eines Teils der leitfähigen Paste 19, die
in die Durchgangslöcher 13 eingefüllt ist,
auftritt, wenn die Schnittgröße der Durchgangslöcher 13 zunimmt
und die Höhe
derselbe abnimmt. Deshalb ist es vorstellbar, die Schnittgröße der Durchgangslöcher 13 zu
verringern und die Höhe derselben
zu erhöhen,
um zu verhindern, dass die leitfähige
Paste 19, die in die Durchgangslöcher 13 eingefüllt ist,
entfernt wird. Derartige Maßnahmen, um
die Schnittgröße der Durchgangslöcher 13 zu verringern
und die Höhe
derselben zu steigern, können
jedoch nicht ohne Weiteres ergriffen werden.
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Und
zwar ist z. B. in einem Fall, bei dem die leitfähige Paste 19 durch
ein Siebdrucken aufgebracht wird, wie es in 7 gezeigt
ist, wenn die Schnittgröße der Durchgangslöcher 13 klein
ist, eine hohe Genauigkeit erforderlich, um das Sieb 20 und die
Keramikgrünschicht 12 auszurichten,
und die leitfähige
Paste 19 kann nicht ohne Weiteres in die Durchgangslöcher 13 eintreten.
Aus diesem Grund tritt eine unzureichende Füllung der leitfähigen Paste 19 auf
und es dauert lange, die leitfähige
Paste 19 einzufüllen.
Diese Probleme sind besonders ausgeprägt, wenn die Dicke der Keramikgrünschicht 12 groß ist, d.
h. wenn die Höhe
der Durchgangslöcher 13 groß ist.
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Die
US 5,719,749 offenbart eine
gedruckte Schaltungsanordnung, die eine Feinabstand-Flexible-Gedruckte-Schaltung-Auflage umfasst,
die mit einer Normalabstandschaltungsplatine verbunden ist. Die
Feinabstand-Flexible-Gedruckte-Schaltung-Auflage
kann eine erhöhte
Packdichte, eine direk te Chipanbringung und/oder eine komplexe Leitung
mit minimalen Kostenauswirkungen auf die gesamte gedruckte Schaltungsanordnung
liefern.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine laminierte Keramikelektronikkomponente und
ein Verfahren zum Herstellen einer laminierten Keramikelektronikkomponente
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine laminierte Keramikelektronikkomponente gemäß Anspruch
1 und ein Verfahren zum Herstellen einer laminierten Keramikelektronikkomponente
gemäß Anspruch
7 gelöst.
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Um
die im Vorhergehenden beschriebenen Probleme zu lösen, liefern
bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung eine laminierte Keramikelektronikkomponente,
ein Verfahren zum Bilden derselben und eine elektronische Vorrichtung, die
eine derartige neuartige Komponente umfasst, wobei die Komponente
ein laminiertes Bauglied aufweist, das eine Mehrzahl von gestapelten
Keramikschichten umfasst, wobei eine erste und eine zweite Keramikschicht
unterschiedliche Dicken aufweisen, und aufgebaut ist, um das Problem
einer unzureichenden Füllung
einer leitfähigen
Paste zum Definieren eines Durchgangslochleiters zu beseitigen.
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Gemäß einem
bevorzugen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst eine laminierte Keramikelektronikkomponente
ein laminiertes Bauglied, das eine Mehrzahl von gestapelten Keramikschichten
umfasst, die eine erste Keramikschicht und eine zweite Keramikschicht,
die dünner
als die erste Keramikschicht ist, umfassen, wobei Verdrahtungsleiter
für eine
spezifische Keramikschicht der Keramikschichen bereitgestellt sind
und einen Durchgangslochleiter, der sich durch die spezifische Keramikschicht
erstreckt, und einen Leiterfilm umfassen, der sich entlang der Hauptoberfläche der
spezifischen Keramikschicht erstreckt, und wobei der Durchgangslochleiter
einen ersten und einen zweiten Durchgangslochleiter umfasst, die
unterschiedliche Schnittgrößen aufweisen.
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Da
der erste und der zweite Durchgangslochleiter so bereitgestellt
sind, dass dieselben unterschiedliche Schnittgrößen aufweisen, ist es möglich, die
Schnittgrößen der
Durchgangslochleiter unter Berücksichtigung
einer effizienten Einfüllung
von leitfähiger
Paste in die Durchgangslöcher
zum Bilden der Durchgangslochleiter und zur Verhinderung des Verlusts
der leitfähigen
Paste nach dem Füllen
zu bestimmen. Dies verhindert eine unzureichende Füllung der
leitfähigen
Paste und verbessert die Zuverlässigkeit
der elektrischen Leitfähigkeit.
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In
einem Fall, bei dem die leitfähige
Paste nach dem Füllen
verloren geht, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, kann ein
verlorener Teil der leitfähigen
Paste an einem ungewünschten
Abschnitt haften und kann ein Kurzschließen und eine fehlerhafte Verbindung
mit einer befestigten Komponente bewirken. Da jedoch bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung verhindern können, dass die leitfähige Paste
nach dem Füllen
verloren geht, werden die oben genannten Probleme beseitigt.
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In
einem Fall, bei dem eine Neigung dazu besteht, dass eine unzureichende
Füllung
der leitfähigen
Paste für
die Durchgangslochleiter auftritt, ist es notwendig, das Vorhandensein
oder die Abwesenheit einer unzureichenden Füllung genau zu untersuchen.
Da jedoch eine derartige unzureichende Füllung durch bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung beseitigt wird, ist es möglich, auf die
Untersuchung einer ausreichenden Füllung zu verzichten oder dieselbe
zu vereinfachen.
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Bevorzugt
erstreckt sich der erste Durchgangslochleiter durch die erste Keramikschicht,
der zweite Durchgangslochleiter erstreckt sich durch die zweite
Keramikschicht, und die Schnittgröße des ersten Durchgangslochleiters
ist größer als
diejenige des zweiten Durchgangslochleiters.
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Bevorzugter
ist von allen Durchgangslochleitern die Schnittgröße des Durchgangslochleiters,
der sich durch die dickere Keramikschicht erstreckt, größer als
diejenige des Durchgangslochleiters, der sich durch die dünneren Keramikschichten
erstreckt.
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Bei
bevorzugten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann, indem die Schnittgröße des ersten
Durchgangslochleiters, der sich durch die erste Keramikschicht erstreckt,
eingestellt wird, um größer zu sein
als diejenige des zweiten Durchgangslochleiters, der sich durch
die zweite Keramikschicht erstreckt, die dünner ist als die erste Keramikschicht,
und bevorzugter indem die Schnittgröße des Durchgangslochleiters,
der sich durch die dickere Keramikschicht erstreckt von allen Durchgangslochleitern
eingestellt wird, um größer zu sein
als diejenige des Durchgangslochleiters, der sich durch die dünnere Keramikschicht
erstreckt, die Beziehung zwischen der Höhe und der radialen Länge des Durchgangslochleiters
ohne Weiteres bestimmt werden, um die im Vorhergehenden beschriebene
unzureichende Füllung
der leitfähigen
Paste zu verhindern. Dies ermöglicht
es, eine unzureichende Füllung der
leitfähigen
Paste zuverlässiger
zu verhindern.
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Bevorzugt
weisen eine Mehrzahl von Durchgangslochleitern, die sich durch die
gleiche Keramikschicht erstrecken, im Wesentlichen die gleiche Schnittgröße auf.
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Bevorzugt
wird das Seitenverhältnis,
das durch H/D ausgedrückt
ist, bestimmt, um in dem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 3,0 zu liegen,
wobei H und D die Höhe
bzw. die radiale Länge
des Durchgangslochleiters darstellen.
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In
diesem Fall ist es möglich,
die im Vorhergehenden beschriebene unzureichende Füllung der leitfähigen Paste zuverlässiger zu
verhindern. Wenn der Querschnitt des Durchgangslochleiters im Wesentlichen
kreisförmig
ist, bezieht sich die radiale Länge
des Durchgangslochleiters auf dem Durchmesser des Kreises. Wenn
der Querschnitt im Wesentlichen quadratisch ist, bezieht sich die
radiale Länge
auf die Länge
der Seiten des Quadrats. Wenn der Querschnitt im Wesentlichen rechteckig
ist, bezieht sich die radiale Länge
auf die Länge
der längeren
Seiten.
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Bevorzugt
weisen die Mehrzahl von Keramikschichten im Wesentlichen die gleiche
dielektrische Konstante auf, d. h. weisen die gleiche Zusammensetzung
auf.
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Gemäß bevorzugten
Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung wird verhindert, dass eine unzureichende
Füllung
der leitfähigen
Paste auftritt, indem eine Mehrzahl von Keramikschichten unterschiedliche
Dicken aufweisen und dementsprechend Durchgangslochleiter unterschiedliche Schnittgrößen aufweisen,
wie es im Vorhergehenden beschrieben ist. Deshalb kann, indem eine
Mehrzahl von Keramikschichten aus dielektrischen Materialien, die
im Wesentlichen die gleiche dielektrische Konstante aufweisen, hergestellt
wird und z. B. die Dicke einer Spezifischen der Keramikschichten
verringert wird, z. B. ein Kondensator, der in Beziehung dazu bereitgestellt
wird, ohne Weiteres kompakt hergestellt werden und wird mit einer
hohen elektrostatischen Kapazität
bereitgestellt.
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Da
in diesem Fall keine Notwendigkeit besteht, eine Mehrzahl von Keramikschichten
zu mischen, die unterschiedliche dielektrische Konstanten aufweisen,
können
die Materialien der Keramikschichten ohne Weiteres ausgewählt werden,
und die Bedingungen des Brennschritts zum Erhalten eines laminierten
Bauglieds bei der laminierten Keramikelektronikkomponente können ohne
Weiteres gehandhabt werden.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird ein Herstellungsverfahren für eine laminierte
Keramikelektronikkomponente geliefert, das die Schritte eines Vorbereitens
einer Mehrzahl von Keramikgrünschichten,
die eine erste Keramikgrünschicht
und eine zweite Keramikgrünschicht,
die dünner
als die erste Keramikgrünschicht
ist, umfassen, eines Bildens von Durchgangslöchern, die sich zumindest durch
die erste und die zweite Keramikgrünschicht erstrecken, eines
Einfüllens
einer leitfähigen
Paste in die Durchgangslöcher,
um Durchgangslochleiter darin zu bilden, eines Erhaltens eines laminierten
Grünbauglieds
durch ein Stapeln der Keramikgrünschichten, die
die erste und die zweite Keramikgrünschicht umfassen, und eines
Brennens des laminierten Grünbauglieds
umfasst, wobei die Schnittgröße eines
ersten Durchgangslochs, das durch die erste Keramikgrünschicht
gebildet ist, bevorzugt größer ist
als diejenige eines zweiten Durchgangslochs, das durch die zweite
Keramikgrünschicht
gebildet ist.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird eine elektronische Vorrichtung geliefert,
die eine laminierte Keramikelektronikkomponente und eine Verdrahtungsplatine
zum Befestigen der laminierten Keramikelektronikkomponente auf derselben
umfasst, wobei die laminierte Keramikelektronikkomponente ein laminiertes
Bauglied umfasst, das eine Mehrzahl von gestapelten Keramikschichten
aufweist, die eine erste Keramikschicht und eine zweite Keramikschicht, die
dünner
als die erste Keramikschicht ist, umfassen, wobei Verdrahtungsleiter
für eine
spezifische Keramikschicht bereitgestellt sind und einen Durchgangslochleiter,
der sich durch die spezifische Keramikschicht erstreckt, und einen
Leiterfilm umfassen, der sich entlang der Hauptoberfläche der
spezifischen Keramikschicht erstreckt, und wobei der Durchgangslochleiter
einen ersten und einen zweiten Durchgangslochleiter umfasst, die
unterschiedliche Schnittgrößen aufweisen.
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In
diesem Fall wird eine hohe Zuverlässigkeit der laminierten Keramikelektronikkomponente
auch in der elektronischen Vorrichtung widergespiegelt, und die
Zuverlässigkeit
der elektronischen Vorrichtung wird stark verbessert.
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Zusätzliche
Elemente, Charakteristika, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
mit Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen ersichtlich.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittsansicht, die eine laminierte Keramikelektronikkomponente
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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2 ist
eine erläuternde
Ansicht, die das Seitenverhältnis
H/D eines Durchgangslochleiters zeigt.
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3 ist
eine Querschnittsansicht, die eine laminierte Keramikelektronikkomponente
gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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4 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Kondensator veranschaulicht,
der in der laminierten Keramikelektronikkomponente angeordnet ist,
um den Hintergrund der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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5 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Dreiplattenstruktur veranschaulicht,
die in der laminierten Keramikelektronikkomponente angeordnet ist,
um den Hintergrund der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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6 ist
eine Querschnittsansicht, die zwei Kondensatoren veranschaulicht,
die in der laminierten Ke ramikelektronikkomponente angeordnet sind, um
den Hintergrund der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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7 ist
eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Schritts zum Einfüllen einer
leitfähigen Paste
in ein Durchgangsloch veranschaulicht.
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8 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Teil
der leitfähigen
Paste in dem Durchgangsloch an einer porösen Schicht haftet, um ein
Problem zu erläutern,
das durch bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung gelöst
werden soll.
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9 ist
eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Beispiel eines Schritts
eines Einfüllens
der leitfähigen
Paste in das Durchgangsloch veranschaulicht.
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10 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Teil
der leitfähigen
Paste in dem Durchgangsloch an einem Trägerfilm haftet, um ein Problem
zu erläutern,
das durch bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung gelöst
werden soll.
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Detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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1 ist
eine Querschnittsansicht, die eine laminierte Keramikelektronikkomponente 31 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Die
laminierte Keramikelektronikkomponente 31 umfasst bevorzugt
ein laminiertes Bauglied 37, das eine Mehrzahl von gestapelten
Keramikschichten 32, 33, 34, 35 und 36 aufweist.
Bei dem laminierten Bauglied 37 weisen die Keramikschichten 32 bis 36 nicht
die gleiche Dicke auf. Die Dicke der Keramikschichten 32 und 35 ist
am größten, die
Dicke der Keramikschicht 36 ist mittel, und die Dicke der
Keramikschichten 33 und 34 ist am geringsten.
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Verschiedene
Verdrahtungsleiter sind speziell für die Keramikschichten 32 bis 36 bereitgestellt. Die
Verdrahtungsleiter, die in dem Querschnitt in 1 gezeigt
sind, sind Durchgangslochleiter 38 und 39, die
sich durch die Keramikschicht 32 erstrecken, Durchgangslochleiter 40 und 41,
die sich durch die Keramikschicht 33 erstrecken, Durchgangslochleiter 42 und 43,
die sich durch die Keramikschicht 34 erstrecken, Durchgangslochleiter 44 und 45,
die sich durch die Keramikschicht 35 erstrecken, und Durchgangslochleiter 46 und 47,
die sich durch die Keramikschicht 36 erstrecken.
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Die
Verdrahtungsleiter umfassen auch Leiterfilme, die sich entlang der
Hauptoberflächen
der Keramikschichten 32 bis 36 erstrecken. Bei
den Leiterfilmen handelt es sich um einige innere Leiterfilme 48,
die in dem laminierten Bauglied 37 angeordnet sind, und
um einige äußere Leiterfilme 49,
die an den Außenoberflächen des
laminierten Bauglieds 37 angeordnet sind.
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Eine
Chip-Typ-Elektronikkomponente 50, wie z. B. ein Chipkondensator,
ist an dem laminierten Bauglied 37 befestigt. Die Chip-Typ-Elektronikkomponente 50 weist
Anschlusselektroden 51 auf. Durch ein Verbinden der Anschlusselektroden 51 mit
den äußeren Leiterfilmen 49 z.
B. mit Lötmittel 52,
wird die Chip-Typ-Elektronikkomponente 50 an dem laminierten
Bauglied 37 oberflächenbefestigt.
Eine Elektronikkomponente kann durch eine Verbindung über Bumpelektroden
oder durch eine Verbindung mit Drahtverbinden oder ein anderes geeignetes
Verbindungsverfahren an dem laminierten Bauglied 37 befestigt
werden.
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Die
laminierte Keramikelektronikkomponente 31 ist an einer
Verdrahtungsplatine 53 befestigt, die durch eine gedachte
Linie gezeigt ist, um eine gewünschte
elektronische Vorrichtung zu bilden. Wenn die laminierte Keramikelektronikkomponente 31 an der
Verdrahtungsplatine 53 ist, wird eine elektrische Verbindung über die äußeren Leiterfilme 49 hergestellt.
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Die
laminierte Keramikelektronikkomponente 31 dieses bevorzugten
Ausführungsbeispiels
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslochleiter 38 bis 47 unterschiedliche
Schnittgrößen aufweisen.
Das heißt,
die Schnittgröße der Durchgangslochleiter 38, 39, 44 und 45,
die in den dicksten Keramikschichten 32 und 35 gebildet
sind, ist am größten, die
Schnittgröße der Durchgangslochleiter 46 und 47,
die in der Keramikschicht 36 gebildet sind, die die mittlere
Dicke aufweist, ist mittelgroß,
und die Schnittgröße der Durchgangslochleiter 40, 41, 42 und 43,
die in den dünnsten
Keramikschichten 33 und 34 gebildet sind, ist
am kleinsten.
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Eine
derartige Beziehung der Schnittgrößen untereinander wird basierend
auf der Kenntnis bestimmt, dass eine unzureichende Füllung der
leitfähigen
Paste 19 mit größerer Wahrscheinlichkeit
auftritt, wenn die Schnittgröße der Durchgangslöcher zunimmt
und die Höhe
derselben abnimmt, wie es im Vorhergehenden mit Bezugnahme auf die 8 und 10 beschrieben
ist, und dass es von Vorteil ist, die Schnittgröße der Durchgangslöcher zu
verringern und die Höhe
zu vergrößern, um
eine unzureichende Füllung
zu verhindern.
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2 ist
eine Querschnittsansicht eines Durchgangslochleiters 55,
der sich durch eine Keramikschicht 54 erstreckt.
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Unter
Bezugnahme auf 2 kann, wenn angenommen wird,
dass die Höhe
des Durchgangslochleiters 55 mit H bezeichnet wird und
die radiale Länge
desselben mit D bezeichnet wird, der im Vorhergehenden beschriebene
Verlust der leitfähigen Paste
nach dem Einfüllen
in dem Maß effizienter
verhindert werden, in dem das Seitenverhältnis, das durch H/D ausgedrückt ist,
zunimmt. Wenn das Seitenverhältnis
H/D jedoch erhöht
wird, indem die Höhe H
des Durchgangslochleiters 55 erhöht wird, wird es schwieriger,
die leitfähige
Paste zum Bilden des Durchgangslochleiters 55 in ein Durchgangsloch
einzufüllen.
Aus diesem Grund wird es bevorzugt, das Seitenverhältnis H/D
durch ein Verringern der radialen Länge D des Durchgangslochleiters 55,
der eine kleine Höhe
H aufweist, zu erhöhen.
Die Größen der Durchgangslochleiter 38 bis 47,
die in 1 gezeigt sind, sind gemäß diesem Grundsatz konzipiert.
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Wenn
der Querschnitt des im Vorhergehenden beschriebenen Durchgangslochleiters 55 im
Wesentlichen kreisförmig
ist, bezieht sich die radiale Länge
D des Durchgangslochleiters 55 auf den Durchmesser des
Kreises. Wenn der Querschnitt im Wesentlichen quadratisch ist, bezieht
sich die radiale Länge
D auf die Länge
der Seiten des Quadrats. Wenn der Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ist,
bezieht sich die radiale Länge
D auf die Länge
der langen Seiten des Rechtecks.
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Da
die Schnittgrößen der
Durchgangslochleiter 38 bis 47, die in 1 gezeigt
sind, bestimmt sind, um zu verhindern, dass die leitfähige Paste nach
dem Einfüllen
verloren geht, und um ein einfaches Einfüllen der leitfähigen Paste
zu ermöglichen, weisen
eine Mehrzahl von Durchgangslochleitern, die sich durch die gleiche
Keramikschicht erstrecken, bevorzugt im Wesentlichen die gleiche
Schnittgröße auf.
Zum Beispiel weisen die Durchgangslochleiter 38 und 39,
die in der Keramikschicht 32 gebildet sind, bevorzugt im
Wesentlichen die gleiche Schnittgröße auf. Auf ähnliche
Weise weisen der Durchgangslochleiter 40 und der Durchgangslochleiter 41,
der Durchgangslochleiter 42 und der Durchgangslochleiter 43, der
Durchgangslochleiter 44 und der Durch gangslochleiter 45 bzw.
der Durchgangslochleiter 46 und der Durchgangslochleiter 47 bevorzugt
im Wesentlichen die gleiche Schnittgröße auf.
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Als
Ergebnisse der Untersuchungen bezüglich des richtigen Bereichs
des im Vorhergehenden beschriebenen Seitenverhältnisses H/D unter Berücksichtigung
der Verhinderung eines Verlusts der leitfähigen Paste nach dem Einfüllen und
eines einfachen Einfüllens
der leitfähigen
Paste wird es bevorzugt, dass das Seitenverhältnis H/D in dem Bereich von
etwa 0,1 bis etwa 3,0 liegt.
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Wenn
z. B. angenommen wird, dass die Dicke einer Keramikschicht (oder
einer Keramikgrünschicht)
etwa 15 μm
beträgt,
beträgt
die Höhe
H eines Durchgangslochleiters, der darin gebildet ist, ähnlich etwa
15 μm, wohingegen
eine bevorzugte radiale Länge
D des Durchgangslochleiters etwa 150 μm oder weniger beträgt. Wenn
angenommen wird, dass die Dicke der Keramikschicht (oder Keramikgrünschicht)
etwa 10 μm
beträgt,
beträgt
eine bevorzugte radiale Länge
D des Durchgangslochleiters etwa 100 μm oder weniger.
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Wenn
umgekehrt angenommen wird, dass die radiale Länge D des Durchgangslochleiters
etwa 200 μm
beträgt,
wird es bevorzugt, dass die Höhe
H des Durchgangslochleiters, d. h. die Dicke der Keramikschicht
(oder Keramikgrünschicht)
in dem Bereich von etwa 20 μm
bis etwa 600 μm
liegt.
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Da
das Seitenverhältnis
H/D den richtigen Bereich aufweist, wie es im Vorhergehenden beschrieben
ist, ist es nicht nötig,
die radiale Länge
D des Durchgangslochleiters gemäß der Dicke
jeder der Keramikschichten zu verändern, und es ist praktisch,
die Veränderung
des Durchgangslochleiters zu minimieren.
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Zum
Beispiel kann die laminierte Keramikelektronikkomponente 31,
die in 1 gezeigt ist, auf die folgende Weise hergestellt
werden.
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Zuerst
werden Keramikgrünschichten
auf einem Trägerfilm
gebildet, um die Keramikschichten 32 bis 36 zu
definieren. Die Keramikgrünschichten
weisen die Dicken auf, die den Dicken der Keramikschichten 32 bis 36 entsprechen.
Dann werden Durchgangslöcher
in jeder der Keramikgrünschichten
mit einem Bohrer, einem Stanzer, einem Laser oder einem anderen
geeigneten Werkzeug gebildet. Die Durchgangslöcher werden hergestellt, um
die Durchgangslochleiter 38 bis 47 zu bilden,
und die Schnittgrößen derselben
entsprechen den Schnittgrößen der
Durchgangslochleiter 38 bis 47.
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In
einem Fall, bei dem das Verfahren, das in 7 gezeigt
ist, bei dem nächsten
Schritt des Einfüllens
einer leitfähigen
Paste in die Durchgangslöcher
gewählt
wird, wird der Trägerfilm
von den Keramikgrünschichten
vor oder nach dem obigen Schritt des Bildens der Durchgangslöcher abgelöst. In einem
Fall, bei dem das Verfahren, das in 9 gezeigt
ist, gewählt
wird, werden die Keramikgrünschichten
gehandhabt, während
dieselben auf der Rückseite
mit dem Trägerfilm
versehen sind.
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Dann
wird die leitfähige
Paste durch das Verfahren, das in den 7 oder 9 gezeigt
ist, in die Durchgangslöcher
eingefüllt
und wird getrocknet. Die Durchgangslochleiter 38 bis 47 werden
dadurch in den Durchgangslöchern
gebildet.
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Nachfolgend
wird eine leitfähige
Paste in einem gewünschten
Muster auf die Hauptoberflächen der
Keramikgrünschichten
aufgebracht und wird getrocknet, wodurch leitfähige Pastenfilme gebildet werden.
Die leitfähigen
Pastenfilme definieren die inneren Leiterfilme 48 oder
die äußeren Leiterfilme 49.
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Ein
laminiertes Grünbauglied
wird dann durch ein Stapeln der Keramikgrünschichten, die im Vorhergehenden
beschrieben sind, erzeugt. Das laminierte Grünbauglied definiert das laminierte
Bauglied 37 in der laminierten Keramikelektronikkomponente 31.
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In
einem Fall, bei dem das Verfahren, das in 9 gezeigt
ist, bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Schritt des Einfüllens der
leitfähigen Paste
in die Durchgangslöcher
gewählt
wird, wird der Trägerfilm
von den Keramikgrünschichten
abgelöst, bevor
die Keramikgrünschichten
gestapelt werden.
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Indem
das laminierte Grünbauglied
dann gebrannt wird, wird das laminierte Bauglied 37 für die laminierte
Keramikelektronikkomponente 31 erhalten.
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Einer
der äußeren Leiterfilme 49,
der auf der oberen Oberfläche
des laminierten Bauglieds 37, das in 1 gezeigt
ist, platziert ist, und die äußeren Leiterfilme 49,
die an der unteren Oberfläche
desselben platziert sind, können
gebildet werden, nachdem das laminierte Grünbauglied erzeugt worden ist
oder nachdem das laminierte Bauglied 37 nach einem Sintern
erhalten worden ist.
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Nachdem
das laminierte Bauglied 37 erhalten worden ist, werden
ein gedruckter Widerstand, ein elektrisch isolierender Film, ein
Resistfilm und andere geeignete Elemente an der Außenoberfläche des
laminierten Bauglieds 37 gebildet, und die äußeren Leiterfilme 49 werden
bei Bedarf einem Plattieren unterzogen.
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Dann
wird die Chip-Typ-Elektronikkomponente 50 an der oberen
Oberfläche
des laminierten Bauglieds 37 befestigt, und die laminierte
Keramikelektronikkomponente 31 wird dadurch erhalten. Die so
erhaltene laminierte Keramikelektronikkomponente 31 wird
an der Verdrahtungsplatine 53 befestigt, um eine gewünschte elektronische
Vorrichtung zu bilden.
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3 ist
eine Querschnittsansicht, die eine laminierte Keramikelektronikkomponente 31a gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 3 sind Komponenten,
die den in 1 gezeigten Komponenten entsprechen,
durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine wiederholte
Beschreibung derselben wird verzichtet.
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Die
laminierte Keramikelektronikkomponente 31a, die in 3 gezeigt
ist, umfasst ein laminiertes Bauglied 37a, das eine Struktur
aufweist, die im Wesentlichen derjenigen des laminierten Bauglieds 37,
das in 1 gezeigt ist, ähnlich ist, mit Ausnahme der
folgenden Merkmale. Und zwar sind keine äußeren Leiterfilme an der oberen
Oberfläche
des laminierten Bauglieds 37a gebildet, und freiliegende Endoberflächen von
Durchgangslochleitern 38 und 39 werden als Anschlüsse zur
Verbindung mit einer Chip-Typ-Elektronikkomponente 56 verwendet,
die eine befestigte Komponente definiert.
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Die
Chip-Typ-Elektronikkomponente 56 weist Bumpelektroden 57 auf.
Eine elektrische Verbindung wird in einem Zustand hergestellt, in
dem die Bumpelektroden 57 sich in Kontakt mit den Durchgangslochleitern 38 und 39 befinden.
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Wenn
die freiliegenden Endoberflächen
der Durchgangslochleiter 38 und 39 als Verbindungsanschlüsse verwendet
werden, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, wird es bevorzugt,
dass die Schnittgröße der Durchgangslochleiter 38 und 39 groß ist, um
eine Ausrichtung der Durchgangslochleiter 38 und 39 und
der Bumpelektroden 57 zu erleichtern. Da die Durchgangslochleiter 38 und 39,
die in der dicksten Keramikschicht 32 gebildet sind, bei
diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel
die größte Schnittgröße aufweisen,
sind die Endoberflächen derselben
geeignet, um als die Verbindungsanschlüsse verwendet zu werden.
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Anstelle
von oder zusätzlich
zu der Chip-Typ-Elektronikkomponente 56,
die in 3 gezeigt ist, kann eine Elektronikkomponente
durch Löten
oder einen anderen geeigneten Prozess auf eine ähnliche Weise wie diejenige
der Chip-Typ-Elektronikkomponente 50, die in 1 gezeigt
ist, an dem laminierten Bauglied 37a oberflächenbefestigt
sein, wobei die freiliegenden Endoberflächen der Durchgangslochleiter 38 und 39 als
Verbindungsanschlüsse
verwendet werden. Alternativ dazu kann eine Elektronikkomponente
durch ein Drahtverbinden mit den freiliegenden Endoberflächen der
Durchgangslochleiter 38 und 39, die als Verbindungsanschlüsse verwendet
werden, d. h. Drahtverbindungsanschlussflächen, an dem laminierten Bauglied 37 befestigt
sein.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme darauf beschrieben wurde,
was derzeit als die bevorzugten Ausführungsbeispiele betrachtet wird,
sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten
bevorzugten Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist.