JPH11274878A - チップフィルタとその製造方法 - Google Patents

チップフィルタとその製造方法

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JPH11274878A
JPH11274878A JP8934098A JP8934098A JPH11274878A JP H11274878 A JPH11274878 A JP H11274878A JP 8934098 A JP8934098 A JP 8934098A JP 8934098 A JP8934098 A JP 8934098A JP H11274878 A JPH11274878 A JP H11274878A
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JP
Japan
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substrate
film
coil
holes
ferroelectric film
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Pending
Application number
JP8934098A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Azuma
紘二 東
Nobuyuki Miyama
信幸 深山
Hajime Yamamoto
肇 山本
Tetsuya Tanpo
哲也 丹保
Shigeru Fukumoto
滋 福本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Hokuriku Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルとコンデンサが同一の基板上に形成さ
れ、薄いものであり、多層基板に内蔵することもでき
る。 【解決手段】 複数のスルーホール18が所定の間隔で
複数設けられた強磁性体の金属箔の基板16の外表面全
面にチタン膜20が形成され、このチタン膜20の全面
に電気化学的に形成された絶縁性の強誘電体膜22を備
える。強誘電体膜22上で導電性材料により各スルーホ
ール18間を接続するとともに、このスルーホール18
を介して基板16の表裏面を接続し、導電性材料による
コイル12を形成する。コイル12の側方に強誘電体膜
22を介して基板16と対面した上部電極14を設け、
この上部電極14と基板16との間でコンデンサを形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、コンデンサとコ
イルを基板上に一体に形成し周波数フィルタ機能を有す
るチップフィルタとその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、コイルとコンデンサは別々の部品
として基板上に設けられ、コイルは、例えば、ワイヤを
巻いて形成されたものを回路基板上に設置したり、ある
いは絶縁性のセラミックス等の基板表面に導電性材料を
渦巻き状に直接形成し、このコイルを形成した基板を他
の回路基板に設置していた。
【0003】またコンデンサは、強誘電体膜を介して上
部電極と下部電極が形成されたチップコンデンサや、そ
の他様々な形状をしたコンデンサを回路基板上に設けて
いた。そして、周波数フィルタを形成する場合、このコ
イルとコンデンサを回路基板上に適宜配置して、フィル
タ回路を構成していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の場
合、コイルは大きくて厚みがあり、薄型のチップ状のも
のがなく、また小型化すればする程コイルを設ける機器
に対応した適当なインダクタンスが得られにくくなって
いた。またコンデンサは、チップ状の形態のものがある
が、それらの外形も大きく厚みがあり、また、これらの
コイルやコンデンサを多層基板に内蔵することができな
かった。
【0005】またコイルとコンデンサは、各々が別々に
製造された後、回路基板の所定の部位に設けられること
から、製造工程が複雑になり、生産効率が悪く、多くの
時間と労力が必要となり、製造コストが高くなった。
【0006】この発明は上記従来の技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、コイルとコンデンサが同一の基
板上に形成され、薄いものであり、多層基板に内蔵する
こともでき、良好な品質を有するチップフィルタとその
製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明のチップフィル
タは、複数のスルーホールが所定の間隔で複数設けられ
た強磁性体の金属箔の基板の外表面全面にチタン膜が形
成され、このチタン膜の全面に電気化学的に形成された
絶縁性の強誘電体膜を備え、この強誘電体膜上で導電性
材料により上記各スルーホール間を接続するとともにこ
のスルーホールを介して上記基板の表裏面を接続し、上
記導電性材料によるコイルを形成し、このコイルの側方
に上記強誘電体膜を介して上記基板と対面した上部電極
を設け、この上部電極と上記基板との間でコンデンサを
形成したものである。この強誘電体膜は、電気化学的に
水熱合成方により形成された絶縁性で、PZT又はST
Oの結晶の強誘電体膜である。
【0008】またこのチップフィルタの製造方法は、強
磁性体の金属箔の基板に所定の間隔で複数のスルーホー
ルを形成し、上記基板の外表面全面とスルーホールの内
側面に真空薄膜形成技術によりチタン膜を形成し、この
チタン膜が形成された基板を、所望の強誘電体膜を形成
する元素を含有したアルカリ溶液中に浸漬し、100℃
〜200℃の温度で1気圧以上飽和蒸気圧以下の圧力下
でチタン膜の表面に強誘電体膜を形成し、その後100
℃〜500℃で熱処理を行う。この後、その外表面と上
記スルーホールの内側面に導電性材料を無電解メッキに
より形成し、その導電性材料をエッチングし、上記スル
ーホール間を接続するとともに上記スルーホールを介し
て上記基板の表裏面が接続され螺旋状となるようにコイ
ルを形成するとともに、このコイルの側方に、上記強誘
電体膜を介して上記基板と対面し、上記コイルの端部と
接続した所定の大きさを有する上部電極を形成し、この
上部電極と上記基板との間でコンデンサを形成するもの
である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面に基づいて説明する。図1はこの発明の実施形態
のチップフィルタ10を示し、螺旋状に形成されたコイ
ル12と、その側方に一定の面積を有する上部電極14
を設けている。
【0010】このチップフィルタ10は、図1、図2に
示すように、強磁性体の矩形状の基板16に2列に配置
された複数のスルーホール18を有し、基板16の全面
と、スルーホール18の内側面にチタン膜20が形成さ
れている。基板16は、NiやFe23その他の強磁性
体金属により形成されている。チタン膜20は、純チタ
ン膜の他、酸化チタン等のチタン化合物やチタン合金を
含むものである。
【0011】チタン膜20の表面全体には、絶縁体とし
ての結晶性の強誘電体膜22が形成されている。強誘電
体膜22は、チタン酸ジルコン酸鉛(以下PZTと称
す)、またはチタン酸ストロンチウム(以下STOと称
す)の結晶等である。また、このスルーホール18間を
接続する配線24が、スルーホール18を介して基板1
6の表裏面に交互に設けられ、ジグザグ状の螺旋のコイ
ル12が形成されている。コイル12を形成する配線2
4は、銅等の導電性材料からなる。
【0012】またこのコイル12の側方には、強誘電体
膜22上にコイル12の一方の端部と接続する矩形の上
部電極14が形成されている。上部電極14はコイル1
2と同様の銅等の材料からなり、基板16と対面してコ
ンデンサの機能を持つ。
【0013】さらに端部電極28,29を除く表裏面に
は絶縁性のオーバーコート26が施されている。オーバ
ーコート26は必要に応じて適宜設ける。端部電極28
は配線24の位置端部であり、端部電極29は強誘電体
膜22を除去してチタンの基板16を露出させたもので
ある。
【0014】このチップフィルタ10の端部電極28,
29は図示しない回路基板の所定の電極と接続する。端
部電極28はスルーホールでもよく、この場合、回路基
板と接する側の強誘電体膜22を剥離して端部電極29
を形成する。従って、チップフィルタ10の形成面は、
基板16のどちら側でも良い。
【0015】この実施形態のチップフィルタ10の厚さ
は、例えばNi基板では25μm、各部の厚みは、チタ
ン膜20が0.3μm、PZT結晶の強誘電体膜22が
6μmとなり、全体としての厚みは30〜40μm程度
ときわめて薄く形成することができなり、使用方法とし
ては、多層基板に内蔵することも可能となる。
【0016】次にこの実施形態のチップフィルタ10の
製造方法について以下に説明する。この実施形態のチッ
プフィルタ10の製造方法は、Ni等の金属箔からなる
大型のまたはテープ状の基板を所定の大きさを有するよ
うに矩形の基板16に分割する。また分割前または後に
2列に配置され、所定の間隔を有する複数のスルーホー
ル18を形成し、このスルーホール18の内側面を含む
基板16の全面に純チタンや酸化チタン、チタン合金を
真空中でスパッタリングや蒸着等によりチタン膜20を
形成する。
【0017】この後、チタン膜20上に、電気化学的金
属膜形成方法であるいわゆる水熱合成法によりPZT結
晶の強誘電体膜22を形成する。この水熱合成方では、
先ず、種結晶膜を形成するため、最初にPb(O
R)2、Zr(OR)4、Ti(OR)4を含む強アルカ
リ溶液に、チタン膜20が形成された基板16を浸し、
200℃以下、好ましくは100〜140℃、2〜3気
圧程度に設定されたオートクレーブに、溶液とともに入
れる。これにより基板16のチタン膜20と密着性の強
いPZT種結晶膜を形成する。
【0018】ここで強アルカリ溶液のRは、Pb(O2
11192=(Pb(DPM)2)、Pb(C
254、(C253PbOCH2C(CH33、Zr
(DPM)2、Zr(t−OC494、Ti(i−OC
374、Ti(DPM)2、Sr(OC240CH32
等の有機金属の有機部組成を示し、適宜選択して用い
る。
【0019】次に、PZT結晶膜が所定の厚みを有する
ように、Pb(OR)2、Zr(OR)4、Ti(OR)
等を含む強アルカリ溶液に基板16を浸し、200℃以
下好ましくは100〜140℃、2〜3気圧程度に設定
されたオートクレーブに入れ、水熱合成反応を起こし、
PZT結晶の強誘電体膜22を形成する。
【0020】そして、アルカリ溶液から基板16を取り
出し、中和処理を施した後、基板16の表面に付着した
中和処理液等を洗浄除去し、乾燥させる。次に、必要に
応じて100〜500℃、好ましくは100〜300℃
で0.5〜30時間熱処理し、強誘電体膜22を高抵抗
化する。
【0021】次に強誘電体膜22の全面に無電解メッキ
により銅薄膜を形成する。この後、基板16の外表面全
面にレジストを塗布し、さらに、図1に示すように、ス
ルーホール18間を接続する配線24が形成されるよう
にマスクを当ててレジストを感光し、配線24部分を残
してレジストを除去する。このときスルーホール18内
のレジストも残す。この後エッチングにより銅を除去
し、配線24が、スルーホール18を介して基板16の
表裏面に交互に形成される。またこのとき、同様に、コ
イル12の側方に所定の大きさを有する矩形状の上部電
極14を形成する。
【0022】上部電極14はコイル12の一方の端部と
接続しており、また必要に応じて上部電極14の大きさ
をレーザ等でトリミングし容量を調整する。さらに強誘
電体膜22を剥離して端部電極29を設け、端部電極2
8,29を除くコイル12と強誘電体膜22、上部電極
14の全面に絶縁性樹脂のオーバーコート26を塗布し
乾燥硬化させ、チップフィルタ10を形成する。
【0023】なお、この水熱合成法では、PZT結晶膜
以外にも、チタン酸ストロンチウム(STO)結晶膜を
強誘電体膜22として形成することができる。この場合
も上記と同様に、チタン箔等の基板16に、STOの強
誘電体膜22を、PZT結晶膜と同様に水熱合成法で結
晶膜を形成する。
【0024】この場合、先ずSr(OR)2等を含む強
アルカリ溶液に、基板16を浸し、200℃以下、2〜
3気圧程度に設定されたオートクレーブに溶液とともに
入れる。ここで強アルカリ溶液のRは、PZT結晶膜形
成のときに使用した強アルカリ溶液に含まれる化合物の
Rと同じものである。これにより、チタン膜20のチタ
ンと密着性の強いSTO種結晶膜を形成する。
【0025】次に、STO結晶膜が所定の厚みを有する
ように、Sr(OR)2、Ti(OR)4等を含む強アル
カリ溶液に基板16を浸し、200℃以下、2〜3気圧
程度に設定されたオートクレーブに入れ、水熱合成反応
を起こし、STO結晶膜を形成する。そして上記と同様
に、100〜500℃、好ましくは100〜300℃で
0.5〜30時間熱処理を行う。
【0026】この実施形態のチップフィルタ10によれ
ば、コイル12が基板16を挟んで立体的な形状をして
いるため、所望のインダクタンスを得ることができ、基
板16に金属箔を用いることで極めて薄く、高い強度を
持たせることができる。さらに、1チップ上にコイル1
2とコンデンサを形成しているので、小型化が容易であ
り、強誘電体膜22により絶縁性を確実に担保し、非常
に薄く、取扱が容易であるとともに、表面実装や多層基
板に内蔵することも可能にしている。
【0027】なお、この発明は上述した実施形態に限定
されるものではなく、コイルとコンデンサは並列に接続
しても良く、コイルの形状を円形や楕円形の渦巻き状に
してもよく、上部電極の形状も基板と対向し、コンデン
サを形成していればよい。また使用する各部材の材料、
スルーホールの数や位置、および製造方法は適宜変更す
ることができる。また、強誘電体膜として、チタン酸バ
リウム等もこの水熱合成方によりチタン膜の表面に形成
することができる。
【0028】
【発明の効果】この発明のチップフィルタは、金属を基
板としているため、きわめて薄くしても強度があり、強
誘電体膜を絶縁体として全体の厚さを薄くすることがで
き、多層基板に内蔵することも可能にしている。さら
に、コイルの長さや太さを、基板に設けたスルーホール
の位置や数等を変化させて所定のインダクタンスを設定
することができる。また上部電極の面積をトリミングに
より調整することで、容易にコンデンサの容量を設定で
き、製造工程の単純化により製造コストが低く、高品質
で高性能であってきわめて薄いチップフィルタを提供す
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態のチップフィルタの平面
図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【符号の説明】
10 チップフィルタ 12 コイル 14 上部電極 16 基板 18 スルーホール 20 チタン膜 22 強誘電体膜 24 配線 26 オーバーコート 28,29 端部電極
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01G 4/40 H01F 15/00 D H03H 3/007 H01G 4/40 321A (72)発明者 丹保 哲也 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 (72)発明者 福本 滋 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のスルーホールが所定の間隔で複数
    設けられた金属箔の基板の外表面全面にチタン膜が形成
    され、このチタン膜の全面に電気化学的に形成された絶
    縁性の強誘電体膜を備え、この強誘電体膜上で導電性材
    料により上記各スルーホール間を接続するとともにこの
    スルーホールを介して上記基板の表裏面を接続し、上記
    導電性材料によるコイルを形成し、このコイルの側方に
    上記強誘電体膜を介して上記基板と対面した上部電極を
    設け、この上部電極と上記基板との間でコンデンサを形
    成したことを特徴とするチップフィルタ。
  2. 【請求項2】 上記強誘電体膜は、PZT又はSTOの
    結晶である請求項1記載のチップフィルタ。
  3. 【請求項3】 金属箔の基板に所定の間隔で複数のスル
    ーホールを形成し、上記基板の外表面全面とスルーホー
    ルの内側面に真空薄膜形成技術によりチタン膜を形成
    し、このチタン膜が形成された基板を、所望の強誘電体
    膜を形成する元素を含有したアルカリ溶液中に浸漬し、
    100℃〜200℃の温度で1気圧以上飽和蒸気圧以下
    の圧力下でチタン膜の表面に強誘電体膜を形成し、その
    後100℃〜500℃で熱処理を行い、その外表面と上
    記スルーホールの内側面に導電性材料を無電解メッキに
    より形成し、その導電性材料をエッチングし、上記スル
    ーホール間を接続するとともに上記スルーホールを介し
    て上記基板の表裏面が接続され螺旋状となるようにコイ
    ルを形成するとともに、このコイルの側方に、上記強誘
    電体膜を介して上記基板と対面し、上記コイルの端部と
    接続した所定の大きさを有する上部電極を形成し、この
    上部電極と上記基板との間でコンデンサを形成すること
    を特徴とするチップフィルタの製造方法。
JP8934098A 1998-03-18 1998-03-18 チップフィルタとその製造方法 Pending JPH11274878A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006088146A1 (ja) * 2005-02-21 2006-08-24 Tokyo Electron Limited インダクタンス素子

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006088146A1 (ja) * 2005-02-21 2006-08-24 Tokyo Electron Limited インダクタンス素子

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