特表-19130912IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2019年7月4日
【発行日】2019年12月26日
(54)【発明の名称】セラミック積層体
(51)【国際特許分類】
   H05K 3/46 20060101AFI20191129BHJP
   H01F 17/00 20060101ALI20191129BHJP
   H01F 17/04 20060101ALI20191129BHJP
【FI】
   H05K3/46 N
   H05K3/46 H
   H05K3/46 Q
   H05K3/46 T
   H01F17/00 D
   H01F17/04
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】21
【出願番号】特願2019-554427(P2019-554427)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2018年11月20日
(31)【優先権主張番号】特願2017-249177(P2017-249177)
(32)【優先日】2017年12月26日
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100158207
【弁理士】
【氏名又は名称】河本 尚志
(72)【発明者】
【氏名】岡田 貴行
(72)【発明者】
【氏名】松原 大悟
【テーマコード(参考)】
5E070
5E316
【Fターム(参考)】
5E070AA05
5E070AB01
5E070BA12
5E070CB13
5E070DB08
5E070EA01
5E316AA32
5E316AA42
5E316AA43
5E316BB01
5E316BB13
5E316CC16
5E316CC17
5E316CC31
5E316EE21
5E316FF01
5E316GG03
5E316HH11
5E316JJ14
(57)【要約】
焼成の際や、焼成後の冷却の際に、外部層1と中間層3との間で、クラックや剥離が発生しにくいセラミック積層体100を提供する。
第1のセラミック基材からなる外部層1と、外部層1よりも内側に形成された中空部2と、第2のセラミック基材からなり、中空部2よりも内側に形成された中間層3と、中間層3の両主面を、それぞれ、外部層1に繋ぐ1対の接続部4a、4bと、を備え、外部層1と中間層2との間には、接続部4a、4bを除き、中空部2による空隙5が形成され、積層方向に透視したとき、1対の接続部4a、4bは、相互に少なくとも一部分が重なっており、1対の接続部4a、4bの面積は、それぞれ、中間層3の面積よりも小さい。第1のセラミック基材と第2のセラミック基材とは、相互に材料組成が異なる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
相互に材料組成が異なる、第1のセラミック基材の層と、第2のセラミック基材の層とを有する、一定の積層方向に積層されたセラミック積層体であって、
前記第1のセラミック基材からなる外部層と、
前記外部層よりも内側に形成された中空である中空部と、
前記第2のセラミック基材からなり、前記中空部よりも内側に形成された中間層と、
前記中間層の両主面を、それぞれ、前記外部層に繋ぐ1対の接続部と、を備え、
前記外部層と前記中間層との間には、前記接続部を除き、前記中空部による空隙が形成され、
前記積層方向に透視したとき、
1対の前記接続部は、相互に少なくとも一部分が重なっており、
1対の前記接続部の面積は、それぞれ、前記中間層の面積よりも小さい、セラミック積層体。
【請求項2】
前記接続部は、前記第2のセラミック基材を含む、請求項1に記載されたセラミック積層体。
【請求項3】
前記接続部は、前記第1のセラミック基材を含む、請求項1に記載されたセラミック積層体。
【請求項4】
前記接続部の少なくとも一部分に、金属を含む、請求項1ないし3のいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【請求項5】
内部にコイル導体パターンを備え、
前記コイル導体パターンが、前記積層方向を巻回軸として巻回され、
前記コイル導体パターンがコイルを構成した、請求項1ないし4のいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【請求項6】
内部に配線導体パターンを備え、
前記配線導体パターンが、前記中間層を挟んだ両側の前記外部層にそれぞれ形成され、
当該配線導体パターンが、前記中間層に形成された接続導体によって相互に電気的に接続された、請求項1ないし5のいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【請求項7】
前記第2のセラミック基材が磁性体である、請求項1ないし6のいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【請求項8】
前記第2のセラミック基材が圧電体である、請求項1ないし6のいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【請求項9】
前記積層方向に透視したとき、
前記接続部が円形または楕円形である、請求項1ないし8のいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【請求項10】
前記積層方向に透視したとき、
前記接続部が前記中間層の重心と重なる位置に形成された、請求項1ないし9のいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はセラミック積層体に関し、さらに詳しくは、相互に材料組成が異なる、第1のセラミック基材の層と、第2のセラミック基材の層とを有するセラミック積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
セラミック積層基板などのセラミック積層体において、高機能化をはかる等の目的で、相互に材料組成が異なる複数のセラミック基材の層を積層させる場合がある。特許文献1(特開2012-138496号公報)に、複数のセラミック基材の層が積層されたセラミック積層体が開示されている。図16に、特許文献1に開示されたセラミック積層体(コイル内蔵基板)1500を示す。
【0003】
セラミック積層体1500は、相互に材料組成が異なる、非磁性体層101と、磁性体層102と、強磁性体層(透磁率の高い磁性体層)103とが積層されている。セラミック積層体1500の内部には、配線導体パターン(面内配線導体)104、接続導体(層間接続導体)105、コイル導体パターン(コイル導体)106が形成されている。セラミック積層体1500の上側主面には、電子部品107が実装されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2012-138496号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
セラミック積層体1500は、相互に材料組成が異なり、通常、熱収縮率が異なっている、非磁性体層101と、磁性体層102と、強磁性体層103とが積層されているため、焼成の際や、焼成後の冷却の際に、層間にクラックや剥離が発生する虞があった。
【0006】
また、非磁性体層101、磁性体層102、強磁性体層103は、通常、焼結温度が異なっている。そのため、いずれかの層の過焼結を避けようとすると、他の層の焼結が不完全になってしまう場合があった。そして、セラミック積層体1500は、端面108に、非磁性体層101、磁性体層102、強磁性体層103がそれぞれ露出しているため、いずれかの層の焼結が不完全であると、端面108に露出した、焼結した層と焼結が不完全な層との界面を起点として、クラックや剥離が発生する虞があった。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その手段として本発明のセラミック積層体は、相互に材料組成が異なる、第1のセラミック基材の層と、第2のセラミック基材の層とを有する、一定の積層方向に積層されたセラミック積層体であって、第1のセラミック基材からなる外部層と、外部層よりも内側に形成された中空である中空部と、第2のセラミック基材からなり、中空部よりも内側に形成された中間層と、中間層の両主面を、それぞれ、外部層に繋ぐ1対の接続部と、を備え、外部層と中間層との間には、接続部を除き、中空部による空隙が形成され、積層方向に透視したとき、1対の接続部は、相互に少なくとも一部分が重なっており、1対の接続部の面積は、それぞれ、中間層の面積よりも小さいものとする。
【0008】
なお、材料組成が異なるとは、含まれている元素が異なっている場合だけではなく、含まれている元素は同じであるが、配合比率が異なっている場合を含む。
【0009】
接続部は、たとえば、第2のセラミック基材を含むものとすることができる。あるいは、接続部は、第1のセラミック基材を含むものとすることができる。
【0010】
接続部の少なくとも一部分が、金属を含むことも好ましい。金属はセラミックに比べて軟らかい場合が多いため、この場合には、外部層と中間層との間の熱収縮率の差を金属によって緩和し、外部層と中間層とを良好に繋ぐことができる。また、金属を、接続導体として利用することもできる。
【0011】
また、内部にコイル導体パターンを備え、コイル導体パターンが、積層方向を巻回軸として巻回され、コイル導体パターンがコイルを構成することも好ましい。この場合には、コイルを備えたセラミック積層体を得ることができる。
【0012】
また、内部に配線導体パターンを備え、配線導体パターンが、中間層を挟んだ両側の外部層にそれぞれ形成され、それらの配線導体パターンが、中間層に形成された接続導体によって相互に接続されることも好ましい。この場合には、高機能化されたセラミック積層体を得ることができる。
【0013】
また、第2のセラミック基材が磁性体であることも好ましい。なお、磁性体である第2のセラミック基材の中間層に接続導体を通せば、磁性ビーズインダクタ(磁性体がフェライトである場合はフェライトビーズインダクタ)を構成することができ、接続導体を流れる信号に含まれるノイズ成分の通過を抑制することができる。
【0014】
また、第2のセラミック基材が圧電体であることも好ましい。この場合には、セラミック積層体の内部に圧電振動部品を構成することができる。
【0015】
積層方向に透視したとき、接続部が円形または楕円形であることも好ましい。積層方向に透視した形状が円形や楕円形の接続部は、角部を有する矩形等の接続部に比べて、外部層と中間層との間の熱収縮率の差を良好に緩和し、外部層と中間層とを良好に繋ぐことができる。
【0016】
積層方向に透視したとき、接続部が中間層の重心と重なる位置に形成されることも好ましい。この場合には、中間層が、外部層の内部に形成された中空部の内部において、安定して支持される。
【発明の効果】
【0017】
本発明のセラミック積層体は、外部層と中間層との間に、接続部を除き、空隙が形成されているため、外部層を構成する第1のセラミック基材の材料組成と、中間層を構成する第2のセラミック基材の材料組成とが異なっていても、焼成の際や、焼成後の冷却の際に、外部層と中間層との間で、クラックや剥離が発生しにくい。
【0018】
また、本発明のセラミック積層体は、外部層と中間層とのいずれか一方の焼結が不完全であっても、端面に、外部層のみが露出しており、外部層と中間層との界面が存在しないため、当該界面を起点としてクラックや剥離が発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1図1(A)、(B)は、それぞれ、第1実施形態にかかるセラミック積層体100の断面図であり、図1(B)は、図1(A)の一点鎖線で示すX-X部分を示している。
図2図2(A)〜(C)は、それぞれ、セラミック積層体100の製造方法の一例において実施する工程を示す断面図である。
図3図3(D)〜(F)は、図2(C)の続きであり、それぞれ、セラミック積層体100の製造方法の一例において実施する工程を示す断面図である。
図4図4(G)〜(I)は、図3(F)の続きであり、それぞれ、セラミック積層体100の製造方法の一例において実施する工程を示す断面図である。
図5】第2実施形態にかかるセラミック積層体200の断面図である。
図6】第3実施形態にかかるセラミック積層体300の断面図である。
図7】第4実施形態にかかるセラミック積層体400の断面図である。
図8】第5実施形態にかかるセラミック積層体500の断面図である。
図9】第6実施形態にかかるセラミック積層体600の断面図である。
図10】第7実施形態にかかるセラミック積層体700の断面図である。
図11】第8実施形態にかかるセラミック積層体800の断面図である。
図12】第9実施形態にかかるセラミック積層体900の断面図である。
図13】第10実施形態にかかるセラミック積層体1000の断面図である。
図14】第11実施形態にかかるセラミック積層体1100の断面図である。
図15】第12実施形態にかかるセラミック積層体1200の断面図である。
図16】特許文献1に開示されたセラミック積層体1500の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。
【0021】
なお、各実施形態は、本発明の実施の形態を例示的に示したものであり、本発明が実施形態の内容に限定されることはない。また、異なる実施形態に記載された内容を組合せて実施することも可能であり、その場合の実施内容も本発明に含まれる。また、図面は、明細書の理解を助けるためのものであって、模式的に描画されている場合があり、描画された構成要素または構成要素間の寸法の比率が、明細書に記載されたそれらの寸法の比率と一致していない場合がある。また、明細書に記載されている構成要素が、図面において省略されている場合や、個数を省略して描画されている場合などがある。
【0022】
[第1実施形態]
図1(A)、(B)に、第1実施形態にかかるセラミック積層体100を示す。ただし、図1(A)、(B)は、それぞれ、セラミック積層体100の断面図であり、図1(B)は、図1(A)の一点鎖線で示すX-X部分を示している。
【0023】
セラミック積層体100は、第1のセラミック基材である非磁性体で作製された外部層1を備えている。非磁性体の材料組成は任意であるが、たとえば、アルミナ、または非磁性フェライト等の非磁性セラミックなどを使用することができる。なお、当該非磁性体は、絶縁性であるため、絶縁体ということもできる。外部層1は、第1のセラミック基材である非磁性体のセラミック粉末を含むグリーンシートを複数枚積層し、圧着させたうえで焼成して一体化させたものである。なお、焼成後に、層と層の界面が残る場合もあれば、残らない場合もある。
【0024】
本実施形態においては、外部層1の形状を直方体形状とした。ただし、外部層1の形状は任意である。
【0025】
外部層1の内側に、中空部2が形成されている。本実施形態においては、中空部2は直方体形状の空洞である。ただし、中空部2の形状は任意である。
【0026】
中空部2の内側に、第2のセラミック基材である磁性体で作製された中間層3が形成されている。磁性体の材料組成は任意であるが、たとえば、磁性セラミックを使用することができる。具体的には、たとえば、酸化鉄を主成分とし、亜鉛、ニッケルおよび銅のうち少なくとも1つ以上を含むフェライトを使用することができる。なお、当該磁性体は、絶縁性であるため、絶縁体ということもできる。
【0027】
本実施形態においては、中間層3の形状を直方体形状とした。ただし、中間層3の形状は任意である。
【0028】
中間層3の上下両主面が、接続部4a、4bによって、外部層1に繋がれている。本実施形態においては、接続部4a、4bは、中間層3と同じく、第2のセラミック基材である磁性体で作製されている。ただし、接続部4a、4bの材料組成は任意である。
【0029】
本実施形態においては、接続部4a、4bの形状を、それぞれ、円柱形状とした。ただし、接続部4a、4bの形状は任意であり、たとえば、楕円柱形状であっても良い。あるいは、接続部4a、4bの形状は、直方体形状などであっても良い。
【0030】
外部層1と中間層3との間には、接続部4a、4bを除き、空隙5が形成されている。
【0031】
セラミック積層体100を、外部層1、中間層3の積層方向に透視したとき、接続部4aと接続部4bとが重なっている。また、接続部4a、4bの面積は、それぞれ、中間層3の面積よりも小さい。また、接続部4a、4bは、それぞれ、中間層3の重心に形成されている。
【0032】
セラミック積層体100の底面に、複数の外部電極6が形成されている。
【0033】
中空部2の外側の外部層1の層間に、コイル導体パターン7が、環状に形成されている。すなわち、積層方向に透視したとき、コイル導体パターン7は、中間層3と中空部2の外側に形成されている。そして、コイル導体パターン7は積層方向において、中間層3および中空部2が設けられている高さ位置に形成されている。コイル導体パターン7は、外部層1、中間層3の積層方向に巻回軸を有し、本実施形態においては1ターン巻回されてコイル8が構成されている。ただし、コイル8のターン数は任意であり、異なる層間に形成されたコイル導体パターン7を、接続導体(ビア導体)で接続することによって、複数ターン数巻回するようにしても良い。
【0034】
コイル8の一端が、接続導体9によって、外部電極6に接続されている。また、図示されていないが、コイル8の他端が、接続導体9によって、別の外部電極6に接続されている。
【0035】
外部電極6、コイル導体パターン7、接続導体9の材質は任意であるが、たとえば、銀を主成分として形成することができる。
【0036】
第1実施形態にかかるセラミック積層体100は、次のような特長を備えている。
【0037】
セラミック積層体100は、内部に構成されたコイル8の巻回軸の部分に、第2のセラミック基材である磁性体によって中間層3が形成されており、中間層3が磁性体コアとして機能する。そのため、セラミック積層体100は、コイル8のインダクタンス値が大きい。
【0038】
セラミック積層体100は、外部層1と中間層3との間に、接続部4a、4bを除き、空隙5が形成されているため、外部層1を構成する第1のセラミック基材の材料組成と、中間層3を構成する第2のセラミック基材の材料組成とが異なっており、両者の熱収縮率が異なっているにもかかわらず、製造工程における、焼成工程や、焼成後の冷却工程において、外部層1と中間層3との間にクラックや剥離が発生しにくい。
【0039】
すなわち、外部層1と中間層3とが、大きな面積で接触していると、焼成工程や、焼成後の冷却工程において、外部層1と中間層3との間にクラックや剥離が発生しやすいが、セラミック積層体100は、外部層1と中間層3とが、接続部4a、4bのみで繋がっているため、外部層1と中間層3との間にクラックや剥離が発生しにくい。
【0040】
セラミック積層体100は、外部層1と中間層3とのいずれか一方の焼結が不完全であっても、端面に、外部層1のみが露出しており、外部層1と中間層3との界面が存在しないため、当該界面を起点とするクラックや剥離が発生しない。
【0041】
セラミック積層体100は、積層方向に透視したとき、接続部4aと接続部4bとが重なっているため、中間層3が、中空部2の内部に、良好に支持されている。なお、接続部4aと接続部4bは、完全に重なっている必要はないが、少なくとも一部分が重なっている必要がある。
【0042】
また、セラミック積層体100は、積層方向に透視したとき、接続部4a、4bの面積が、それぞれ、中間層3の面積よりも小さいため、外部層1と中間層3とが小さな面積で繋がれており、製造工程における、焼成工程や、焼成後の冷却工程において、外部層1と中間層3との間にクラックや剥離が発生しにくい。
【0043】
また、セラミック積層体100は、積層方向に透視したとき、接続部4a、4bが、それぞれ、中間層3の重心に形成されているため、中間層3が、外部層1に形成された中空部2の内部に、安定して支持されている。
【0044】
セラミック積層体100は、たとえば、次の方法で製造することができる。
【0045】
まず、図2(A)に示すように、外部層1を形成するためのセラミックのグリーンシート11a〜11hを作製する。
【0046】
グリーンシート11a〜11hは、第1のセラミック基材である非磁性体のセラミック粉末に、バインダー、溶剤を添加してスラリーを作製し、作製されたスラリーを、たとえばドクターブレード法によって膜状にすることによって作製する。
【0047】
次に、図2(B)に示すように、グリーンシート11a〜11dに、接続導体9を形成するための貫通孔を、たとえばレーザー光の照射によって形成する。続いて、形成された貫通孔に、接続導体9を形成するための導電性ペースト19を充填する。また、グリーンシート11aの下側主面に、外部電極6を形成するために導電性ペースト16を所定の形状に塗布するとともに、グリーンシート11dの上側主面に、コイル導体パターン7を形成するために導電性ペースト17を所定の形状に塗布する。
【0048】
次に、図2(C)に示すように、グリーンシート11a〜11dを積層する。
【0049】
次に、図3(D)に示すように、グリーンシート11dの上側主面に、焼成により消失する焼成消失シート12aを積層する。焼成消失シート12aの材質は任意であるが、たとえば、樹脂に、所定量のカーボンの粉末が添加されたものからなる。焼成消失シート12aは、中央部分に、接続部4bを形成するための円形の開口Yが形成されている。
【0050】
次に、図3(E)に示すように、開口Yを含む、焼成消失シート12aの上側主面に、第2のセラミック基材である磁性体のセラミック粉末に、バインダー、溶剤を添加して作製したセラミックペースト13を塗布する。
【0051】
次に、図3(F)に示すように、塗布されたセラミックペースト13上に、焼成消失シート12bを積層する。焼成消失シート12bは、中央部分に、接続部4aを形成するための円形の開口Zが形成されている。なお、このとき、焼成消失シート12bの縁の部分を焼成消失シート12aに接触させることによって、塗布されたセラミックペースト13を、焼成消失シート12a、12bで囲む。
【0052】
次に、図4(G)に示すように、焼成消失シート12a、セラミックペースト13、焼成消失シート12bが形成されたグリーンシート11dの上側主面に、グリーンシート11e〜11hを積層する。
【0053】
次に、図4(H)に示すように、上下方向から圧力を加え、全体を一体化させる。この結果、グリーンシート11a〜11dが、焼成消失シート12a、セラミックペースト13、焼成消失シート12bに押されて、下方向に圧縮される。また、グリーンシート11e〜11hが、焼成消失シート12a、セラミックペースト13、焼成消失シート12bに押されて、上方向に圧縮される。また、焼成消失シート12bの開口Zにおいて、セラミックペースト13がグリーンシート11eの下側主面に接触する。
【0054】
次に、全体を所定のプロファイルで焼成する。この結果、図4(I)に示すように、グリーンシート11a〜11hが焼結して外部層1が形成される。また、セラミックペースト13が焼結して中間層3および接続部4a、4bが形成される。一方、焼成消失シート12a、12bは消失して、中空部2が形成される。
【0055】
上述したように、セラミック積層体100は、焼成消失シート12a、12bが消失して中空部2が形成され、空隙5が形成されるため、焼成や、焼成後の冷却において、外部層1と中間層3との間にクラックや剥離が発生しない。
【0056】
以上により、第1実施形態にかかるセラミック積層体100が完成する。
【0057】
[第2実施形態]
図5に、第2実施形態にかかるセラミック積層体200を示す。ただし、図5は、セラミック積層体200の断面図である。
【0058】
セラミック積層体200は、第1実施形態にかかるセラミック積層体100の構成の一部に変更を加えた。具体的には、セラミック積層体100では、接続部4a、4bを、中間層3と同じく、第2のセラミック基材である磁性体で作製していた。これに対し、セラミック積層体200では、接続部24a、24bを、外部層1と同じ、第1のセラミック基材である非磁性体で作製した。セラミック積層体200の他の構成は、セラミック積層体100と同じにした。
【0059】
このように、接続部24a、24bを、外部層1と同じ、第1のセラミック基材である非磁性体で作製しても良い。
【0060】
[第3実施形態]
図6に、第3実施形態にかかるセラミック積層体300を示す。ただし、図6は、セラミック積層体300の断面図である。
【0061】
セラミック積層体300も、第1実施形態にかかるセラミック積層体100の構成の一部に変更を加えた。具体的には、セラミック積層体100では、外部層1、中間層3の積層方向に透視したとき、接続部4aの大きさと接続部4bの大きさとが同じであった。これに対し、セラミック積層体300では、接続部34aの大きさと接続部34bの大きさとを異ならせ、接続部34bを接続部34aよりも大きくした。セラミック積層体300の他の構成は、セラミック積層体100と同じにした。
【0062】
このように、接続部34aの大きさと、接続部34bの大きさとは、異なっていても良い。
【0063】
[第4実施形態]
図7に、第4実施形態にかかるセラミック積層体400を示す。ただし、図7は、セラミック積層体400の断面図である。
【0064】
セラミック積層体400も、第1実施形態にかかるセラミック積層体100の構成の一部に変更を加えた。具体的には、セラミック積層体100では、積層方向に透視したとき、接続部4aと接続部4bとが同じ位置に形成されていた。これに対し、セラミック積層体400では、接続部44aの形成位置と接続部44bの形成位置とを異ならせた。ただし、積層方向に透視したとき、接続部44aと接続部44bは、少なくとも一部分が重なっている必要がある。接続部44aと接続部44bが全く重なっていないと、中空部2の内部における中間層3の支持が極めて不安定になってしまうからである。セラミック積層体400の他の構成は、セラミック積層体100と同じにした。
【0065】
このように、積層方向に透視したとき、接続部44aの形成位置と接続部44bの形成位置とは、異なっていても良い。
【0066】
[第5実施形態]
図8に、第5実施形態にかかるセラミック積層体500を示す。ただし、図8は、セラミック積層体500の断面図である。
【0067】
セラミック積層体500も、第1実施形態にかかるセラミック積層体100の構成の一部に変更を加えた。具体的には、セラミック積層体100では、積層方向に透視したとき、接続部4a、4bが、中空部2の重心と重なる位置に形成されていた。これに対し、セラミック積層体500では、接続部54a、54bを中空部2の一方側に偏在させて形成した。セラミック積層体500の他の構成は、セラミック積層体100と同じにした。
【0068】
このように、積層方向に透視してみた接続部54a、54bの形成位置は、中空部2の一方側に偏在されていても良い。
【0069】
[第6実施形態]
図9に、第6実施形態にかかるセラミック積層体600を示す。ただし、図9は、セラミック積層体600の断面図である。
【0070】
セラミック積層体600も、第1実施形態にかかるセラミック積層体100の構成の一部に変更を加えた。具体的には、セラミック積層体100では、中間層3の厚みが均一であった。これに対し、セラミック積層体600では、中間層63の厚みを、外縁に近づくにつれて小さくなるようにした。セラミック積層体600の他の構成は、セラミック積層体100と同じにした。
【0071】
このように、中間層63の厚みは、均一でなくても良い。
【0072】
[第7実施形態]
図10に、第7実施形態にかかるセラミック積層体700を示す。ただし、図10は、セラミック積層体700の断面図である。
【0073】
セラミック積層体700も、第1実施形態にかかるセラミック積層体100の構成の一部に変更を加えた。具体的には、セラミック積層体100では、積層方向に透視したとき、中間層3の形状は矩形であった。これに対し、セラミック積層体700では、中間層73の形状を円形にした。セラミック積層体700の他の構成は、セラミック積層体100と同じにした。
【0074】
このように、積層方向に透視してみた中間層の形状は任意であり、中間層73のように円形であっても良い。
【0075】
[第8実施形態]
図11に、第8実施形態にかかるセラミック積層体800を示す。ただし、図11は、セラミック積層体800の断面図である。
【0076】
第1実施形態にかかるセラミック積層体100は、1つの中間層3を備えていた。これに対し、セラミック積層体800では、外部層1の内部に3つの中間層3を形成した。
【0077】
このように、外部層1の内部に複数の中間層3を形成しても良い。
【0078】
[第9実施形態]
図12に、第9実施形態にかかるセラミック積層体900を示す。ただし、図12は、セラミック積層体900の断面図である。
【0079】
第1実施形態にかかるセラミック積層体100は、積層方向に透視したとき、コイル8が、中空部2の外側の外部層1に設けられていた。これに対し、セラミック積層体900では、積層方向に透視したとき、コイル8と中空部2とが重なっている。そしてコイル8は、積層方向において、中空部2とは異なる高さの位置に形成されている。ここでは、中空部2の下側の外部層1にコイル8を形成した。
【0080】
このように、コイル8の形成位置など、外部層1や中間層3の内部の構成は任意であり、自由に設計することができる。
【0081】
[第10実施形態]
図13に、第10実施形態にかかるセラミック積層体1000を示す。ただし、図13は、セラミック積層体1000の断面図である。
【0082】
セラミック積層体1000は、第9実施形態にかかるセラミック積層体900に、さらに構成を追加した。具体的には、セラミック積層体1000では、中空部2の上下に、それぞれ、配線導体パターン51を形成した。そして、上下の配線導体パターン51を、中間層3を上下方向に貫通して形成した接続導体(ビア導体)59によって接続した。
【0083】
セラミック積層体1000は、接続導体59が、磁性体である第2のセラミック基材の中間層3を貫通して形成されているため、磁性ビーズインダクタ(フェライトビーズインダクタ)としての機能を備えている。すなわち、接続導体59を流れる信号に含まれるノイズ成分は、磁性ビーズインダクタの機能により通過が抑制されている。また、接続導体59は、一般に外部層1および中間層3よりも軟らかいため、外部層1と中間層3との間の熱収縮率の差を緩和する役割も果たしている。
【0084】
[第11実施形態]
図14に、第11実施形態にかかるセラミック積層体1100を示す。ただし、図14は、セラミック積層体1100の断面図である。
【0085】
セラミック積層体1100は、第10実施形態にかかるセラミック積層体1000に、さらに変更を加えた。具体的には、セラミック積層体1100では、中間層3を上下方向に貫通して、セラミック積層体1000の接続導体59よりも断面積の大きい接続導体69を形成した。そして、接続導体69によって、上下の配線導体パターン51を接続した。また、セラミック積層体1100は、断面積の大きい接続導体69に接続部としての機能をもたせ、接続導体69によって外部層1と中間層3とを接続した。
【0086】
このように、接続導体69に接続部としての機能をもたせても良い。
【0087】
[第12実施形態]
図15に、第12実施形態にかかるセラミック積層体1200を示す。ただし、図15は、セラミック積層体1200の断面図である。
【0088】
上述した第1実施形態〜第11実施形態では、第2のセラミック基材である磁性体によって、中間層3(63、73)を作製した。第12実施形態にかかるセラミック積層体1200では、これに代えて、中間層83を圧電体によって作製した。すなわち、第2のセラミック基材として、圧電体を使用した。
【0089】
圧電体からなる中間層83の両主面には、電極83a、83bが形成されている。そして、電極83a、83bは、それぞれ、配線導体パターン81および接続導体89によって、外部電極6に接続されている。
【0090】
この結果、セラミック積層体1200は、中空部2の内部に、圧電振動部品88が構成されている。圧電振動部品88は、接続部84a、84bを除き、周囲が空隙5によって囲まれているため、自由な振動が妨げられない。
【0091】
なお、セラミック積層体1200では、接続部84a、84bが、外部層1と同じく、第1のセラミック基材である非磁性体で作製されている。
【0092】
このように、中間層83を圧電体によって作製しても良い。
【0093】
以上、第1実施形態〜第12実施形態について説明した。しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更をなすことができる。
【0094】
たとえば、第1実施形態〜第11実施形態では、外部層1を第1のセラミック基材である非磁性体で作製し、中間層3(63、73)を第2のセラミック基材である磁性体で作製した。また、第12実施形態では、外部層1を第1のセラミック基材である非磁性体で作製し、中間層83を第2のセラミック基材である圧電体で作製した。しかしながら、第1のセラミック基材の材質および第2のセラミック基材の材質は、それぞれ任意であり、種々の材質を組み合わせて使用することができる。
【0095】
また、第1実施形態〜第11実施形態では、コイル8を外部層1の内部に形成したが、これに代えて、コイル8を中間層3(63、73)の内部に形成しても良い。また、コイル8のターン数も任意であり、上述したターン数には限られない。
【符号の説明】
【0096】
1・・・外部層
2・・・中空部
3、63、73、83・・・中間層
4a、4b、24a、24b、34a、34b、54a、54b、84a、84b・・・接続部
5・・・空隙
6・・・外部電極
7・・・コイル導体パターン
8・・・コイル
9、59、69、89・・・接続導体
11a〜11h・・・セラミックのグリーンシート(非磁性体)
12a、12b・・・焼成消失シート
Y、Z・・・開口
13・・・セラミックペースト(磁性体)
16、17、19・・・導電性ペースト
51、81・・・配線導体パターン
83a、83b・・・電極
88・・・圧電振動部品
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16

【手続補正書】
【提出日】2019年10月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
相互に材料組成が異なる、第1のセラミック基材の層と、第2のセラミック基材の層とを有する、一定の積層方向に積層されたセラミック積層体であって、
前記第1のセラミック基材からなる外部層と、
前記外部層よりも内側に形成された中空である中空部と、
前記第2のセラミック基材からなり、前記中空部よりも内側に形成された中間層と、
前記中間層の両主面を、それぞれ、前記外部層に繋ぐ1対の接続部と、を備え、
前記外部層と前記中間層との間には、前記接続部を除き、前記中空部による空隙が形成され、
前記接続部は、前記第2のセラミック基材を含み、
前記積層方向に透視したとき、
1対の前記接続部は、相互に少なくとも一部分が重なっており、
1対の前記接続部の面積は、それぞれ、前記中間層の面積よりも小さい、セラミック積層体。
【請求項2】
相互に材料組成が異なる、第1のセラミック基材の層と、第2のセラミック基材の層と を有する、一定の積層方向に積層されたセラミック積層体であって、
前記第1のセラミック基材からなる外部層と、
前記外部層よりも内側に形成された中空である中空部と、
前記第2のセラミック基材からなり、前記中空部よりも内側に形成された中間層と、
前記中間層の両主面を、それぞれ、前記外部層に繋ぐ1対の接続部と、を備え、
前記外部層と前記中間層との間には、前記接続部を除き、前記中空部による空隙が形成され、
前記接続部は、前記第1のセラミック基材を含み、
前記積層方向に透視したとき、
1対の前記接続部は、相互に少なくとも一部分が重なっており、
1対の前記接続部の面積は、それぞれ、前記中間層の面積よりも小さい、セラミック積層体。
【請求項3】
前記接続部の少なくとも一部分に、金属を含む、請求項1または2に記載されたセラミック積層体。
【請求項4】
内部にコイル導体パターンを備え、
前記コイル導体パターンが、前記積層方向を巻回軸として巻回され、
前記コイル導体パターンがコイルを構成した、請求項1ないしのいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【請求項5】
内部に配線導体パターンを備え、
前記配線導体パターンが、前記中間層を挟んだ両側の前記外部層にそれぞれ形成され、
当該配線導体パターンが、前記中間層に形成された接続導体によって相互に電気的に接続された、請求項1ないしのいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【請求項6】
前記第2のセラミック基材が磁性体である、請求項1ないしのいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【請求項7】
前記第2のセラミック基材が圧電体である、請求項1ないしのいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【請求項8】
前記積層方向に透視したとき、
前記接続部が円形または楕円形である、請求項1ないしのいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【請求項9】
前記積層方向に透視したとき、
前記接続部が前記中間層の重心と重なる位置に形成された、請求項1ないしのいずれか1項に記載されたセラミック積層体。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その手段として本発明のセラミック積層体は、相互に材料組成が異なる、第1のセラミック基材の層と、第2のセラミック基材の層とを有する、一定の積層方向に積層されたセラミック積層体であって、第1のセラミック基材からなる外部層と、外部層よりも内側に形成された中空である中空部と、第2のセラミック基材からなり、中空部よりも内側に形成された中間層と、中間層の両主面を、それぞれ、外部層に繋ぐ1対の接続部と、を備え、外部層と中間層との間には、接続部を除き、中空部による空隙が形成され、積層方向に透視したとき、1対の接続部は、相互に少なくとも一部分が重なっており、1対の接続部の面積は、それぞれ、中間層の面積よりも小さいものとする。接続部は、第2のセラミック基材を含むものとする。あるいは、接続部は、第1のセラミック基材を含むものとする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0067
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0067】
セラミック積層体500も、第1実施形態にかかるセラミック積層体100の構成の一部に変更を加えた。具体的には、セラミック積層体100では、積層方向に透視したとき、接続部4a、4bが、中間層3の重心と重なる位置に形成されていた。これに対し、セラミック積層体500では、接続部54a、54bを中間層3の一方側に偏在させて形成した。セラミック積層体500の他の構成は、セラミック積層体100と同じにした。
【国際調査報告】