CN105225806B - 线圈模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够使线圈模块实现小尺寸和低高度、能够以低成本来提高线圈模块的散热性、并能简单地形成线圈模块的外部连接端子的技术。成为线圈电极(12)的一部分的基板侧布线电极图案(16)设置于布线基板(2),因此,与以往将线圈元器件安装到布线基板上而构成的线圈模块相比较,能够使线圈模块(1)实现小尺寸和低高度,能够使线圈(10)所产生的热量高效地从基板侧布线电极图案(16)发散到布线基板(2)。因而,能够低成本地提高线圈模块(1)的散热性。只要将设有外部连接用布线电极的绝缘基板层叠到芯体基板的一个主面上,就能用各第1端子电极来简单地形成线圈模块的外部连接端子。

Description

线圈模块
技术领域
本发明涉及具备线圈的线圈模块,该线圈包括线圈芯体和螺旋状地卷绕于该线圈芯体周围的线圈电极。
背景技术
以往,提出了如图16所示的内部构成有变压器的线圈元器件500。线圈元器件500包括:埋设于树脂绝缘层(图示被省略)的线圈芯体501、形成初级线圈的第1线圈电极502a、以及形成次级线圈的第2线圈电极502b。第1、第2线圈电极502a、502b还分别包括:沿着线圈芯体501的外周面排列的第1、第2外侧柱状导体503a、503b、以及沿着线圈芯体501的内周面排列的第1、第2内侧柱状导体504a、504b。
并利用分别形成于树脂绝缘层的两个主面的多个第1布线电极图案505a,将第1外侧柱状导体503a和第1内侧柱状导体504a的相应的端部彼此连接,从而形成以螺旋状卷绕于线圈芯体501周围的第1线圈电极502a。利用分别形成于树脂绝缘层的两个主面的多个第2布线电极图案505b,将第2外侧柱状导体503b和第2内侧柱状导体504b的相应的端部彼此连接,从而形成以螺旋状卷绕于线圈芯体501周围的第2线圈电极502b。
另外,第1、第2线圈电极502a、502b还分别包括初级、次级线圈电极对506a、506b、以及初级、次级线圈中心抽头507a、507b。图16中,对于形成次级线圈的第2布线电极图案505b、次级线圈电极对506b和次级线圈中心抽头507b标注了阴影。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5270576号公报(参照第0044~0046段、图3等)
发明内容
发明所要解决的技术问题
通过将上述线圈元器件500安装到布线基板(图示被省略)上,可构成具备多种功能的线圈模块,但是近年来,对于这样构成的线圈模块提出了小尺寸和低高度的要求。然而,线圈元器件500的尺寸通常要比片状电容器或片状电感器等无源元器件、开关元件等功能元器件的尺寸大。因此,搭载了线圈元器件500的线圈模块存在尺寸较大和高度较高的问题。因此,希望有能够使搭载了线圈元器件500的线圈模块实现小尺寸和低高度的技术。
另外,图16所示的表面安装型(SMD型)的线圈元器件500具有树脂绝缘层,其结构是利用树脂来对线圈的成品(线圈芯体501、第1、第2线圈电极502a、502b)进行模塑。而且,线圈元器件500中,只有设置于树脂绝缘层表面的外部连接用端子通过焊料等接合材料来与布线基板电连接。因此,从线圈元器件500向布线基板进行热传导的效率较低,从而在现有技术中为了使线圈元器件500的线圈所产生的热量向布线基板侧散发,存在需要提高线圈元器件500的散热性的问题。
例如,为了提高线圈元器件500的散热性,可以考虑用高热传导树脂来形成将线圈内置的树脂绝缘层。然而,在这种情况下,与环氧树脂等一般的模塑树脂相比,高热传导树脂较为昂贵,因此有可能会导致线圈模块的制造成本增加。因而,希望有能够以低成本来提高线圈模块的散热性以使线圈所产生的热量发散的技术。
另外,上述线圈模块与例如按照如下方式得到的母基板等外部基板相连接。即,以往的线圈模块中,在安装有线圈元器件500的布线基板的主面设有为了覆盖线圈元器件500而形成的树脂层。在树脂层的与布线基板相反一侧的主面还设有多个外部连接端子,各外部连接端子与布线基板分别通过多个过孔导体相连接,从而在厚度方向上直线地贯穿树脂层。各外部连接端子分别通过焊料等与设置于母基板等外部基板的安装用电极相连接,从而使外部基板与线圈模块的布线基板(线圈元器件500)电连接。
另外,如上所述,以往的线圈模块中,形成于树脂层表面的各外部连接端子与安装有线圈元器件500的布线基板分别通过在厚度方向上贯穿树脂层的多个过孔导体相连接。因此,为了形成外部连接端子,只要形成了覆盖线圈元器件500的树脂层之后,就必须在树脂层中形成用于得到过孔导体的多个贯通孔,并在各贯通孔中分别填充导体糊料或者实施填孔镀敷来形成过孔导体。因此,用于形成外部连接端子的工序数量较多,从而导致制造成本增加。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种能够实现线圈模块的小尺寸和低高度、能够以低成本来提高线圈模块的散热性、并且能够简单地形成线圈模块的外部连接端子的技术。
解决技术问题所采用的技术方案
为了达到上述目的,本发明的线圈模块具备线圈,该线圈包括线圈芯体和螺旋状地卷绕于该线圈芯体周围的线圈电极,所述线圈模块包括:布线基板,该布线基板设有布线电极,且该布线电极中包含了成为所述线圈电极的一部分的基板侧线圈电极;以及线圈元器件,该线圈元器件具有埋设了所述线圈芯体的树脂绝缘层、以及设置于所述树脂绝缘层且成为所述线圈电极的其余部分的元器件侧线圈电极,所述布线基板包括:芯体基板;层叠于所述芯体基板的一个主面的绝缘基板;在所述绝缘基板的与所述芯体基板相反侧的一面作为所述布线电极而设置的外部连接用的多个第1端子电极;在所述绝缘基板的与所述芯体基板相对的另一面作为所述布线电极而设置并与所述芯体基板的所述布线电极相连接的内部连接用的多个第2端子电极;以及在所述绝缘基板作为所述布线电极而设置的将所述各第1端子电极与所述各第2端子电极相连接的连接导体,所述线圈元器件安装于所述布线基板的所述芯体基板,所述树脂绝缘层的所述元器件侧线圈电极与所述布线基板的所述基板侧线圈电极相连接而形成所述线圈电极。
在采用上述结构的发明中,布线基板上设有包含了基板侧线圈电极的布线电极,该基板侧线圈电极成为螺旋状地卷绕于线圈芯体周围而形成线圈的线圈电极的一部分。另外,成为线圈电极的其余部分的元器件侧线圈电极设置于埋设了线圈元器件的线圈芯体的树脂绝缘层。而且,线圈元器件安装于布线基板的芯体基板,设置于线圈元器件的树脂绝缘层的元器件侧线圈电极和布线基板的基板侧线圈电极相连接来形成线圈电极。
这样,由于成为线圈电极的一部分的基板侧线圈电极设置于布线基板,因此能够实现埋设了线圈芯体的树脂绝缘层的小尺寸和低高度。因此,与内部内置有线圈成品的线圈元器件安装于布线基板的现有线圈模块相比,能够实现线圈模块的小尺寸和低高度。另外,由于成为线圈电极的一部分的基板侧线圈电极设置于布线基板,因此即使是用一般的热固化性模塑用树脂来形成树脂绝缘层,也能够高效地将线圈所产生的热量从基板侧线圈电极传递至布线基板。因而,能够低成本地提高线圈模块的散热性。另外,与只有设置于树脂绝缘层表面的外部连接用端子通过焊料等接合材料而与布线基板电连接的现有结构相比,成为线圈电极的一部分的基板侧线圈电极设置于布线基板,因此,能够提高布线基板的芯体基板与线圈元器件之间的连接强度。
另外,布线基板具备层叠于芯体基板一个主面的绝缘基板,在绝缘基板的与芯体基板相反侧的一面设有外部连接用的多个第1端子电极,并在绝缘基板的与芯体基板相对的另一面设有内部连接用的多个第2端子电极。各第1端子电极和各第2端子电极还通过设置于绝缘基板的连接导体相连接。另外,设置于绝缘基板另一面的各第2端子电极与芯体基板的一个主面相连接。而且,设置于绝缘基板一面的各第1端子电极通过焊料等接合材料而与母基板等外部连接相连接。因此,只要将设有外部连接用布线电极的绝缘基板层叠到芯体基板的一个主面上,就能用各第1端子电极简单地形成线圈模块的外部连接端子。
另外,也可以将所述线圈元器件安装于所述芯体基板的一个主面,使所述树脂绝缘层到所述芯体基板的一个主面的高度低于所述绝缘基板到所述芯体基板的一个主面的高度。
这样一来,由于线圈元器件的树脂绝缘层到芯体基板的一个主面的高度低于绝缘基板到芯体基板的一个主面的高度,因此,在绝缘基板的一面上作为外部连接端子而形成的各第1端子电极与母基板等外部基板相连接,从而将线圈模块安装到外部基板上,此时,能够使线圈元器件的树脂绝缘层以不会阻碍绝缘基板的一面的方式与外部基板紧密贴合。因而,能够提高线圈模块与外部基板之间的连接强度。另外,在将线圈模块安装到外部基板上时,线圈元器件的树脂绝缘层与外部基板不会接触,因此不必在线圈元器件的树脂绝缘层上设置用于绝缘的保护层。因此,能够使搭载于线圈模块的线圈元器件实现低高度。
另外,所述元器件侧线圈电极也可以包括:多个第1柱状导体,该多个第1柱状导体埋设于所述树脂绝缘层,配置成与所述线圈的中心轴的方向相交,并排列在所述线圈芯体的一侧,所述多个多个第1柱状导体由一端露出到所述树脂绝缘层的与所述芯体基板相反侧的一个主面、另一端露出到所述树脂绝缘层的另一个主面的金属插针形成;多个第2柱状导体,该多个第2柱状导体埋设于所述树脂绝缘层,配置成与所述线圈的中心轴的方向相交,并排列在所述线圈芯体的另一侧,所述多个第2柱状导体由一端露出到所述树脂绝缘层的一个主面、另一端露出到所述树脂绝缘层的另一个主面的金属插针形成;以及多个第1连接构件,该多个第1连接构件形成于所述树脂绝缘层的一个主面,将成对的所述第1柱状导体和所述第2柱状导体的成对端分别相互连接,所述基板侧线圈电极具有多个第2连接构件,该多个第2连接构件设置于所述芯体基板,且将所述第1柱状导体的另一端、和同该第1柱状导体成对的所述第2柱状导体的一侧所相邻的所述第2柱状导体的另一端分别连接。
通过采用上述结构,由金属插针形成的多个第1柱状导体配置成与线圈的中心轴(线圈芯体内部所产生的磁通)的方向相交,并排列在线圈芯体的一侧,埋设于树脂绝缘层内。另外,由金属插针形成的多个第2柱状导体配置成与线圈的中心轴的方向相交,并排列在线圈芯体的另一侧,将线圈芯体夹在其与多个第1柱状导体之间,并埋设于树脂绝缘层内。另外,各第1柱状导体和各第2柱状导体各自的一端露出到树脂绝缘层的一个主面,且各第1柱状导体和各第2柱状导体各自的另一端露出道树脂绝缘层的另一个主面。
而且,成对的第1柱状导体和第二柱状导体的成对端分别通过形成于树脂绝缘层的一个主面的多个第1连接构件相互连接,从而形成树脂绝缘层的元器件侧线圈电极。因此,第1柱状导体的另一端、和同该第1柱状导体成对的第2柱状导体的一侧所相邻的第2柱状导体的另一端分别通过形成于芯体基板的基板侧线圈电极所具备的多个第2连接构件而连接,从而形成线圈电极,由此,能够得到结构实用的线圈模块。
另外,所述元器件侧线圈电极也可以包括:多个第1柱状导体,该多个第1柱状导体埋设于所述树脂绝缘层,配置成与所述线圈的中心轴的方向相交,并排列在所述线圈芯体的一侧,所述多个第1柱状导体由金属插针形成;多个第2柱状导体,该多个第2柱状导体埋设于所述树脂绝缘层,配置成与所述线圈的中心轴的方向相交,并排列在所述线圈芯体的另一侧,将所述线圈芯体夹在所述多个第1柱状导体与所述多个第2柱状导体之间,且所述多个第2柱状导体由金属插针形成;以及多个第1连接构件,该多个第1连接构件利用与所述第1柱状导体和所述第2柱状导体的各对分别用相同的金属材料形成为一体,从而使成对的第1柱状导体和所述第2柱状导体的与所述芯体基板相反一侧的成对端在所述树脂绝缘层内连接,所述各第1柱状导体和所述各第2柱状导体各自的另一端露出到所述树脂绝缘层的与所述芯体基板相对的主面,所述基板侧线圈电极具有多个第2连接构件,该多个第2连接构件设置于所述芯体基板,且将所述第1柱状导体的另一端、和同该第1柱状导体成对的所述第2柱状导体的一侧所相邻的所述第2柱状导体的另一端分别连接。
通过采用上述结构,由金属插针形成的多个第1柱状导体配置成与线圈的中心轴的方向相交,并排列在线圈芯体的一侧,埋设于树脂绝缘层内。另外,由金属插针形成的多个第2柱状导体配置成与线圈的中心轴的方向相交,并排列在线圈芯体的另一侧,将线圈芯体夹在其与多个第1柱状导体之间,并埋设于树脂绝缘层内。而且,在与设有基板侧线圈电极的芯体基板相反的一侧,成对的第1柱状导体和第2柱状导体的成对端分别在树脂绝缘层内分别通过多个第1连接构件相互连接。另外,对于成对的第1柱状导体和第2柱状导体的各对分别与将该对的成对端相互连接的第1连接构件,利用同一金属材料形成为一体,由此来形成元器件侧线圈电极。
而且,各第1柱状导体和各第2柱状导体各自的另一端露出到树脂绝缘层的与形成有基板侧线圈电极的的芯体基板相对的主面。而且,第1柱状导体的另一端、和同该第1柱状导体成对的第2柱状导体的一侧所相邻的第2柱状导体的另一端分别通过设置于芯体基板的基板侧线圈电极所具备的多个第2连接构件而连接,从而形成线圈电极。因此,只要将用同一金属材料形成为一体的第1、第2柱状导体和第1连接构件配置成横跨线圈芯体,就能形成元器件侧线圈电极,因此能够简化制造工序,并进一步降低线圈元器件的成本。另外,在制造线圈元器件时,无需考虑第1、第2柱状导体与第1连接构件之间的位置偏差,因此能够进一步实现元器件侧线圈电极的窄间距化。
另外,所述线圈也可以具有环形的所述线圈芯体,所述线圈元器件安装于所述芯体基板的一个主面,所述基板侧线圈电极包括:多个第3柱状导体,该多个第3柱状导体埋设于所述绝缘基板,配置成与所述线圈的中心轴的方向相交,并在所述线圈芯体的一侧即外侧沿着所述线圈芯体的外周面排列,其一端露出到所述绝缘基板的一面,且另一端露出到所述绝缘基板的另一面,所述第3柱状导体由金属插针形成;以及设置于所述芯体基板的多个第3连接构件,所述元器件侧线圈电极包括:多个第4柱状导体,该多个第4柱状导体埋设于所述树脂绝缘层,配置成与所述线圈的中心轴的方向相交,并在所述线圈芯体的一侧即内侧沿着所述线圈芯体的内周面排列,从而将所述线圈芯体夹在所述多个第3柱状导体与所述多个第4柱状导体之间,所述多个第4柱状导体的一端露出到所述树脂绝缘层的与所述芯体基板相反侧的一个主面,且另一端露出到所述树脂绝缘层的另一个主面,所述第4柱状导体由金属插针形成,成对的所述第3柱状导体和所述第4柱状导体的成对端分别在所述树脂绝缘层的一个主面一侧通过所述第4连接构件相互连接,所述第3柱状导体的另一端、和同该第3柱状导体成对的所述第4柱状导体的一侧所相邻的所述第4柱状导体的另一端分别在所述芯体基板中利用所述第2连接构件来连接。
通过采用上述结构,具备埋设有用于形成线圈的环形线圈芯体的树脂绝缘层的线圈元器件安装于芯体基板的一个主面。另外,由金属插针形成的多个第3柱状导体配置成与线圈的中心轴的方向相交,并在线圈芯体的一侧即外侧沿着线圈芯体的外周面排列,并作为基板侧线圈电极被埋设于层叠在芯体基板的一个主面上的绝缘基板中。另外,第3柱状导体的一端露出到绝缘基板的一面,另一端露出到绝缘基板的另一面。
另外,由金属插针形成的多个第4柱状导体配置成与线圈的中心轴的方向相交,并在线圈芯体的另一侧即内侧沿着线圈芯体的内周面排列,从而将线圈芯体夹在其与多个第3柱状导体之间,且该多个第4柱状导体作为元器件侧线圈电极而埋设于线圈元器件的树脂绝缘层内。另外,第4柱状导体的一端露出到树脂绝缘层的一个主面,另一端露出到树脂绝缘层的另一个主面。
另外,成对的第3柱状导体和第4柱状导体的成对端分别在树脂绝缘层的一个主面一侧,经由作为元器件侧线圈电极形成于树脂绝缘层的一个主面的多个第4连接构件而相互连接。而且,第3柱状导体的另一端、和同该第3柱状导体成对的第4柱状导体的一侧所相邻的第4柱状导体的另一端分别在芯体基板中通过第2连接构件相互连接,从而形成线圈电极,由此,能够得到结构实用的线圈模块。
另外,所述线圈也可以具有环形的所述线圈芯体,所述各第1柱状导体在所述芯体的一侧即外侧沿着所述线圈芯体的外周面排列,所述各第2柱状导体在所述芯体的另一侧即内侧沿着所述线圈芯体的内周面排列。
这样一来,线圈具有环形线圈芯体,各第1柱状导体在线圈芯体的一侧即外侧沿着线圈芯体的外周面排列,各第2柱状导体在线圈芯体的另一侧即内侧沿线圈芯体的内周面排列。因此,形成线圈中产生的磁力线主要穿过环状的环形线圈芯体的闭磁路结构,从而能够提供漏磁通较少的线圈模块。
另外,也可以将埋设有环形的所述线圈芯体的所述树脂绝缘层形成为俯视时呈环状,所述绝缘基板配置于环状的所述树脂绝缘层的内侧。
这样一来,在芯体基板的一个主面上,设有外部连接用布线电极的绝缘基板配置于埋设有环形线圈芯体且形成为俯视时呈环状的树脂绝缘层的内侧,线圈模块内的各元器件的配置空间被有效且高效地利用,因此能够抑制线圈模块面积增大。
另外,所述绝缘基板的外形也可以形成为与所述芯体基板相同的框状。
通过采用这样的结构,在外形形成为与芯体基板相同的框状的绝缘基板的内侧空间中,能够在芯体基板的一个主面上安装各种元器件,从而能够提供结构实用的线圈模块。另外,起到外部连接端子功能的绝缘基板一面上的各第1端子电极沿着芯体基板(布线基板)的端缘而配置于其周边部。因此,线圈模块在配置有用于形成外部连接端子的绝缘基板的芯体基板(布线基板)的外周部分,与其它基板等进行外部连接。因此,在线圈模块安装到外部基板上之后,线圈模块(第1端子电极)与外部基板的连接位置能够取得很好的配置平衡,所以能够提高线圈模块与外部基板之间的连接性。
另外,所述线圈元器件也可以配置于框状的所述绝缘基板的内侧并安装于所述芯体基板。
这样一来,通过将线圈元器件配置于框状的绝缘基板的内侧,能够有效地利用绝缘基板内侧的空间。
还可以进一步具备安装于所述布线基板的其它元器件。
这样一来,通过将片状电感器、片状电容器、片状电阻器等片状元器件、高频滤波器、高频开关IC、RF-IC、FET等电源用的开关元件等功能元器件作为其它元器件安装到布线基板上,能够提供具备各种功能且结构实用的线圈模块。
发明效果
根据本发明,将基板侧线圈电极设置于布线基板,该基板侧线圈电极成为用于形成线圈模块所具备的线圈的线圈电极的一部分,因此,与内部内置有线圈成品的现有的线圈元器件相比,能够使埋设有线圈芯体的树脂绝缘层实现小尺寸和低高度。因此,与现有的将线圈元器件安装到布线基板上构成的线圈模块相比,能够实现线圈模块的小尺寸和低高度。另外,由于成为线圈电极的一部分的基板侧线圈电极设置于布线基板,因此即使是用一般的热固化性模塑用树脂来形成树脂绝缘层,也能够高效地将线圈所产生的热量从基板侧线圈电极向布线基板发散。因而,能够低成本地提高线圈模块的散热性。因此,只要将设有外部连接用布线电极的绝缘基板层叠到芯体基板的一个主面上,就能用各第1端子电极来简单地形成线圈模块的外部连接端子。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1所涉及的线圈模块的局部剖视图。
图2是用于说明形成线圈电极的各柱状导体的连接状态的仰视图。
图3是表示图1的线圈模块的制造方法的一个示例的局部剖视图,(a)是表示柱状导体安装在芯体基板上并配置有线圈芯体的状态的图,(b)是表示形成了线圈元器件的树脂绝缘层的状态的图,(c)是表示线圈元器件完成状态的图,(d)是表示在芯体基板的一个主面上层叠了外部连接用绝缘基板的状态的图。
图4是表示图1的线圈模块的绝缘基板的变形例的仰视图。
图5是表示本发明实施方式2所涉及的线圈模块的局部剖视图。
图6是表示图5的线圈模块的制造方法的一个示例的局部剖视图,(a)是表示芯体基板上配置有线圈芯体并安装了各柱状导体的状态的图,(b)是表示在芯体基板的一个主面上层叠了外部连接用绝缘基板的状态的图,(c)是表示形成树脂绝缘层以得到的线圈元器件完成状态的图。
图7是表示本发明实施方式3所涉及的线圈模块的局部剖视图。
图8是用于说明形成线圈电极的各柱状导体的连接状态的仰视图。
图9是表示本发明实施方式4所涉及的线圈模块的局部剖视图。
图10是用于说明形成线圈电极的各柱状导体的连接状态的俯视图。
图11是表示图9的线圈模块所具备的线圈的变形例的俯视图。
图12是表示本发明实施方式5所涉及的线圈模块的局部剖视图。
图13是用于说明形成线圈电极的各柱状导体的连接状态的仰视图。
图14是表示图12的线圈模块所具备的线圈的变形例的仰视图。
图15是表示线圈芯体的变形例的图,(a)是表示直线状线圈芯体的图,(b)是表示大致呈C字形的线圈芯体的图。
图16是表示以往的线圈元器件的一个示例的图。
具体实施方式
<实施方式1>
对于本发明实施方式1所涉及的线圈模块进行说明。
(线圈模块的简要结构)
参照图1和图2,来对线圈模块1的简要结构进行说明。图1是表示本发明实施方式1所涉及的线圈模块的局部剖视图,图2是用于说明形成线圈电极的各柱状导体的连接状态的仰视图。以下的说明中所参照的包括图1和图2在内的各附图中,为了简化说明,对电极等的结构进行了示意性的描绘,或者省略了各柱状导体及各连接导体的部分图示,而在以下的说明中省略其详细说明。
如图1和图2所示,线圈模块1具备线圈10,该线圈10包括线圈芯体11和螺旋状地卷绕于线圈芯体11周围的线圈电极12,该线圈模块1具备布线基板2、在布线基板2的芯体基板20的一个主面20a的规定位置处配置并安装的线圈元器件30、以及安装于芯体基板20的另一个主面20b的电路元器件3。本实施方式中,将安装于芯体基板20的另一个主面20b的电路元器件3加以覆盖的树脂层4由环氧树脂等一般模塑用的树脂形成,且设置于芯体基板2的另一个主面20b。
根据需要,在芯体基板20的另一个主面20b安装片状电感器、片状电容器、片状电阻器,高频滤波器、高频开关IC、RF-IC、FET等电源用的开关元件等功能元器件等电路元器件3,以作为本发明的“其它元器件”,从而形成具备各种功能的线圈模块1。本实施方式中,线圈10具有圆环状的环形线圈芯体11。
布线基板2包括芯体基板20、以及层叠于芯体基板20的一个主面20a的外部连接用绝缘基板120。
芯体基板20具备形成于一个主面20a的外部连接用的多个焊盘电极21、以及形成于另一个主面20b的多个焊盘电极22。在形成于另一个主面20b的各焊盘电极22上,经由焊料等接合材料安装各种电路元器件3。另外,芯体基板20中设有成为线圈电极12的一部分的多个线状的基板侧布线电极图案16和过孔导体16a。一个主面20a的焊盘电极21和另一个主面20b的焊盘电极22通过形成于芯体基板20内部的层间连接导体(过孔导体)或面内导体等内部布线电极23而连接。
另外,本实施方式中,焊盘电极21通过使与内部布线电极23相连接的过孔导体16a的端面露出到芯体基板20的一个主面20a而形成。本实施方式中,芯体基板20由多层树脂基板形成,在芯体基板20的内层形成有各基板侧布线电极图案16。而且,设置于芯体基板20内层的各基板侧布线电极图案16通过使与各基板侧布线电极图案16分别连接的各过孔导体16a的端面露出到芯体基板20的一个主面20a而被引出到外部。
如后文所述,形成线圈电极12的各第1、第2柱状导体13、14分别经由焊料等接合材料而与露出到芯体基板20的一个主面20a的过孔导体16a的端面相连接。也可以使基板侧布线电极图案16形成于芯体基板20的任意一个主面,并将基板侧布线电极图案16与各第1、第2柱状导体13、14直接连接。
本实施方式中,芯体基板20由多层树脂基板构成,但形成有各种电极的芯体基板20可以通过一般的多层树脂基板形成工艺来形成,因此省略其详细说明。即,形成焊盘电极22或内部布线电极23的面内导体、基板侧布线电极图案16可以使用光刻和阻焊膜对金属箔(膜)进行刻蚀加工来形成,也可以通过丝网印刷来印刷包含Cu或Au、Ag等的导电性糊料来形成。还可以对通过丝网印刷形成的图案进行镀敷。
另外,形成焊盘电极21和内部布线电极23的过孔导体、形成线圈电极12的过孔导体16a可以通过在过孔中填充包含Ag或Cu、Au等的导电糊料来形成,也可以对过孔实施填孔镀敷来形成。另外,芯体基板20可以由使用树脂或聚合物材料等的树脂多层基板、印刷基板、LTCC、氧化铝类基板、玻璃基板、复合材料基板、单层基板、多层基板等形成,只要根据线圈模块1的使用目的,适当地选择最佳材料来形成芯体基板20即可。
如上所述,焊盘电极21、22、内部布线电极23、基板侧布线电极图案16和过孔导体16a构成为本发明的“布线电极”。
绝缘基板120如图1和图2所示,由外形与俯视时呈矩形的芯体基板20大致相同的树脂基板来形成,且该绝缘基板120层叠于芯体基板20的一个主面20a。绝缘基板120通过在其中央部分形成开口120c而形成为框状。另外,绝缘基板120的开口120c(内周)俯视时的形状形成为与外形基本相似的矩形。绝缘基板120的与芯体基板20相反侧的一面120a上形成有呈格子状排列的多个外部连接用的第1端子电极121。绝缘基板120的与芯体基板20相对的另一面120b上形成有呈格子状排列的多个内部连接用的第2端子电极122。
因此,在将绝缘基板120层叠到芯体基板20的一个主面20a上之后,间绝缘基板120的开口120c配置于和芯体基板20的一个主面20a的大致中央区域相对的位置上。将绝缘基板120的框状的另一面120b配置成与芯体基板20的一个主面20a的周边部分相对。
绝缘基板120的内部设有将各第1端子电极121和各第2端子电极122连接起来的连接导体123。连接导体123的详细图示被省略,但其由形成于绝缘基板120内部的过孔导体和面内导体组合而成。过孔导体可以通过在过孔中填充包含Ag或Cu、Au等的导电糊料来形成,也可以对过孔实施填孔镀敷来形成,还可以设置Cu等棒(金属插针)状的金属材料来形成。面内导体可以通过使用光刻和阻焊膜对金属箔(膜)进行刻蚀加工来形成,也可以通过丝网印刷来印刷包含Cu或Au、Ag等的导电性糊料来形成。还可以对通过丝网印刷形成的图案进行镀敷。
本实施方式中,连接导体123仅由多个过孔导体来构成。而且,如图1所示,各过孔导体在绝缘基板120的厚度方向上配置成直线状,利用露出到绝缘基板120的一面120a的各过孔导体的端面来形成第1端子电极121,利用露出到绝缘基板120的另一面120b的各过孔导体的端面来形成第2端子电极122。
本实施方式中,绝缘基板120的两面120a、120b分别形成为相同形状且相同面积,但形成各第1端子电极121的一面120a的面积也可以比形成各第2端子电极122的另一面120b的面积要大。这种情况下,可以通过将过孔导体和面内导体组合来形成连接导体123,从而使形成第1端子电极121的各过孔导体彼此间的间隔(间距)大于形成第2端子电极122的各过孔导体彼此间的间隔。这样一来,相邻的第1端子电极121彼此中心之间的间隔要大于相邻第2端子电极122彼此中心之间的间隔。
本实施方式中,绝缘基板120构成为外部连接用元器件。而且,形成于绝缘基板120的另一面120b的各第2端子电极122通过焊料等接合材料与设置于芯体基板20的一个主面20a的周边部分的各焊盘电极21相连接,从而将绝缘基板120安装到芯体基板20的一个主面20a,以使其包围该一个主面20a的中央部。另外,形成于绝缘基板120的一面120a的各第1端子电极121通过焊料等接合材料与母基板等外部基板相连接,从而将线圈模块1安装到外部基板。由此,芯体基板20(线圈元器件3、线圈10)经由各连接导体123和第1端子电极121与外部连接。
绝缘基板120例如通过以下方式形成。
即,在利用一步层叠工艺形成绝缘基板120的情况下,首先准备分别形成有过孔导体和面内导体的多个绝缘层。然后,将各绝缘层层叠并层压后,使树脂热固化,或者对陶瓷材料进行烧结,由此形成绝缘基板120。而在利用积层工艺形成绝缘基板120的情况下,首先准备支承基板,并在支承基板的两面隔着预浸料坯等粘接层来形成导电层。然后,反复地使用光刻和阻焊膜对导电层进行布图形成来形成面内导体、通过过孔形成来形成过孔导体、以及层叠绝缘层,从而形成绝缘基板120。
除了上述制造方法以外,也可以例如在支承基板的规定位置设立了构成连接导体123的多个金属插针等棒状的金属构件,并在形成树脂层以覆盖各金属构件之后,对树脂层的上下面的树脂进行研磨、抛光等将其去除,以使棒状的金属构件的两端面露出,从而形成绝缘基板120。绝缘基板120还可以使用由热固化性树脂和玻璃纤维等构成的印刷基板来形成。
如上所述,第1、第2端子电极121、122、连接导体123构成为为本发明的“布线电极”。
线圈元器件30具备埋设有线圈芯体11的单层的树脂绝缘层31,本实施方式中,线圈元器件30通过将树脂绝缘层31层叠到芯体基板20的一个主面20a上,从而安装到芯体基板20的一个主面20a。另外,树脂绝缘层31中设有分别成为线圈电极12的一部分的由金属插针形成的多个第1柱状导体13、由金属插针形成的多个第2柱状导体14、以及线状的多个元器件侧布线电极图案15。
如图1所示,本实施方式中,线圈元器件30的树脂绝缘层31到芯体基板20的一个主面20a的高度要低于绝缘基板120到芯体基板20的一个主面20a的高度。另外,如图1和图2所示,本实施方式中,线圈元器件30配置于框状绝缘基板120的内侧即开口120c部分,且安装于芯体基板20的一个主面20a。
树脂绝缘层31由热固化性的环氧树脂等一般的树脂密封(模塑)用树脂来形成。线圈芯体11由铁氧体、铁等一般被用作为线圈芯体的磁性材料来形成。树脂绝缘层31也可以由相同树脂或不同树脂来形成为多层的结构。
各第1柱状导体13分别埋设于树脂绝缘层31中,并配置成与线圈10的中心轴的方向大致正交,且在线圈芯体11的一侧即外侧沿着线圈芯体11的外周面排列。本发明中线圈的中心轴的方向是指环状的线圈芯体11内部所产生的磁通(磁场)的方向。本实施方式中使用的是圆环状的线圈芯体11,其产生的磁通绕圆周方向旋转。另外,各第1柱状导体13各自的一端露出到树脂绝缘层31的与芯体基板20相反侧的一个主面31a,另一端露出到树脂绝缘层31的另一个主面31b。
各第2柱状导体14分别埋设于树脂绝缘层31中,并配置成与线圈10的中心轴的方向大致正交,且在线圈芯体11的另一侧即内侧沿着线圈芯体11的内周面排列。各第2柱状导体14各自的一端露出到树脂绝缘层31的一个主面31a,另一端露出到树脂绝缘层31的另一个主面31b。各第1柱状导体13和/或第2柱状导体14分别配置成与线圈10的中心轴的方向相交即可,例如也可以配置成相对于和中心轴的方向正交的方向而倾斜。
各元器件侧布线电极图案15分别形成于树脂绝缘层31的一个主面31a,与露出在树脂绝缘层31的一个主面31a的各第1、第2柱状导体13、14的一端相连接。而且,成对的第1柱状导体13和第2柱状导体14的成对端分别通过各元器件侧布线电极图案15而相互连接。
各第1、第2柱状导体13、14各自的露出到树脂绝缘层31的另一个主面31b的另一端通过焊料等接合材料,经由过孔导体16a并通过如下方式与基板侧布线电极图案16相连接。即,第1柱状导体13的另一端、和同该第1柱状导体13成对的第2柱状导体14的一侧(本实施方式在图2中为逆时针方向)所相邻的第2柱状导体14的另一端分别经由过孔导体16a被基板侧布线电极图案16所连接。由此,设置于线圈元器件30的各第1、第2柱状导体13、14和元器件侧布线电极图案15连接至设置于芯体基板20的基板侧布线电极图案16(过孔导体16a),从而形成螺旋状地卷绕于线圈芯体11周围的线圈电极12。
另外,虽然省略了图示,但各第1、第2柱状导体13、14中未与基板侧布线电极图案16相连接的柱状导体13、14的另一端通过焊料等接合材料与形成于芯体基板20的一个主面20a的焊盘电极21相连接,从而与内部布线电极23连接,以作为引出信号用的端子来使用。即,线圈电极12的一端经由芯体基板20的内部布线电极23(第2端子电极122)与一个连接导体123相连接,从而与第1端子电极121连接,线圈电极12的另一端经由芯体基板20的内部布线电极23(第2端子电极122)与另一个连接导体123相连接,从而与第1端子电极121连接。线圈元器件30可以在与其它电路元器件3相连接从而构成了规定电路的状态下与外部连接,线圈元器件30也可以在不与其它电路元器件3相连接的状态下与外部连接。
各第1、第2柱状导体13、14由Cu、Au、Ag、Al或这些金属的合金等一般被用作为布线电极的金属材料来形成。另外,也可以用镀覆了Cu或镀覆了Ni的插针状构件来形成各第1、第2柱状导体13、14。各第1、第2柱状导体13、14长边方向的截面形状可以是长方形,也可以是梯形。
另外,元器件侧布线电极图案15可以通过使用光刻和阻焊膜对金属箔(膜)进行刻蚀加工来形成,也可以通过丝网印刷来印刷包含Cu或Au、Ag等的导电性糊料来形成。还可以对通过丝网印刷形成的图案进行镀敷。另外,各第1、第2柱状导体13、14的对应的一端相互连接的方法并不限于上述例子,也可以例如将接合线用作为第1连接构件,通过引线接合工艺将各第1、第2柱状导体13、14的对应的一端相互连接。
排列于线圈芯体11外侧的各第1柱状导体13的直径也可以形成得比排列于线圈芯体11内侧的各第2柱状导体14的直径要大。在为了实现高电感而想要增大线圈10的卷绕圈数的情况下,环状线圈芯体11内侧的各第2柱状导体14的配置空间将受限,因此,通过减小各第2柱状导体14的直径来减小其截面积,能够增加线圈10的卷绕圈数。另外,虽然减小直径会增大各第2柱状导体14的电阻值从而有可能导致线圈特性变差,但通过使配置空间有余地的线圈芯体11的外侧所排列的各第1柱状导体13的直径大于各第2柱状导体14的直径,能够抑制线圈电极12整体的电阻值增大。
另外,在第1柱状导体13和第2柱状导体14的直径不同的情况下,也可以形成两布线电极图案15、16以使直径不同的第1柱状导体13和第2柱状导体14之间的阻抗得以匹配。例如,通过使两布线电极图案15、16从大径的第1柱状导体13向着小径的第2柱状导体14逐渐变细而形成为锥形,从而能够在两柱状导体13、14之间进行阻抗匹配。
如上所述,本实施方式中,两个柱状导体13、14和元器件侧布线电极图案15构成为本发明的“元器件侧线圈电极”,元器件侧布线电极图案15构成为本发明的“第1连接构件”。基板侧布线电极图案16构成为本发明的“基板侧线圈电极”、“第2连接构件”。
(线圈模块的制造方法)
参照图3,对线圈模块1的制造方法的一个示例进行说明。图3是表示图1的线圈模块的制造方法的一个示例的局部剖视图,(a)是表示柱状导体安装在芯体基板上并配置有线圈芯体的状态的图,(b)是表示形成了线圈元器件的树脂绝缘层的状态的图,(c)是表示线圈元器件完成状态的图,(d)是表示在芯体基板的一个主面上层叠了外部连接用绝缘基板的状态的图。
首先,如图3(a)所示,准备芯体基板20,该芯体基板20在两个主面20a、20b各自的规定位置形成有各焊盘电极21、22,且设有内部布线电极23、基板侧布线电极16和过孔导体16a。然后,在用于配置绝缘基板120的芯体基板20的一个主面20a的周边部,利用树脂形成框架(堤)构件D。从而,利用框架构件D在芯体基板20的一个主面20a上形成空腔Da以用于形成线圈元器件30的树脂绝缘层31。接着,在由框架构件D形成的空腔Da内,各第1、第2柱状导体13、14各自的另一端经由焊料等接合材料而与露出到芯体基板20的一个主面20a的各过孔导体16a的端面相连接。
两个柱状导体13、14分别经由过孔导体16a与基板侧布线电极图案16相连接,从而使第1柱状导体13的另一端、和同该第1柱状导体13成对的第2柱状导体14的一侧所相邻的第2柱状导体14的另一端分别通过基板侧布线电极图案16来连接。虽然省略了图示,但未与基板侧布线电极图案16相连接的用于引出信号的各第1、第2柱状导体13、14的另一端分别与焊盘电极21相连接。
接着,如图3(a)所示,在被外侧的各第1柱状导体13和内侧的各第2柱状导体15所夹住的芯体基板20的一个主面20a上的圆环状区域中,配置线圈芯体11。因此,各第1柱状导体13分别配置成与线圈10的中心轴的方向基本正交,且在线圈芯体11的外侧沿着外周面排列,各第2柱状导体14分别配置成与线圈10的中心轴的方向基本正交,且在线圈芯体11的内侧沿着内周面排列,由此,各第1柱状导体13和各第2柱状导体14将线圈芯体11夹在其间地相对配置。
接着,如图3(b)所示,用环氧树脂等一般的热固化性模塑用树脂对线圈芯体11和各第1、第2柱状导体13、14进行树脂密封,从而形成树脂绝缘层31。然后,如该图所示,对树脂绝缘层31的一个主面31a的树脂与框架构件D一起进行抛光或研磨来将其去除,从而以使各第1、第2柱状导体13、14各自的一端露出。
然后,如图3(c)所示,形成多个元器件侧布线电极图案15,以使成对的第1、第2柱状导体13、14的露出在树脂绝缘层31的一个主面31a的一端相互连接。另外,如该图所示,去除框架构件D。
接着,如图3(d)所示,利用焊料等接合材料将埋设于绝缘基板120的连接导体123的各第2端子电极122与芯体基板20的焊盘电极21相连接,从而在芯体基板20的一个主面20a上的去除了框架构件D的位置处安装绝缘基板120。然后,如图1所示,在芯体基板20的另一个主面20b上安装规定的电路元器件3,并形成覆盖各电路元器件3的树脂层4来完成线圈模块1。
在去除树脂绝缘层31的一个主面31a的树脂的工序中,也可以去除树脂绝缘层31的一个主面31a的树脂,以使得各第1、第2柱状导体13、14各自的一端稍稍从树脂绝缘层31的一个主面31a突出而露出。另外,例如通过使用比各第1、第2柱状导体13、14要软但比树脂绝缘层31要硬的材质的抛光剂来对树脂绝缘层31的一个主面31a进行抛光,从而能够使各第1、第2柱状导体13、14的一端从树脂绝缘层31突出而露出。
(变形例)
参照图4,对线圈模块的变形例进行说明。图4是表示线圈模块的绝缘基板的变形例的仰视图。
图4所示的变形例与图2所示的线圈模块1的不同之处在于,绝缘基板120的开口120c(内周)在俯视时的形状为圆形,线圈元器件30(树脂绝缘层31)在俯视时为圆形。其他结构与图1的线圈模块1相同,因此使用相同的标号来省略其结构的说明。
如上所述,本实施方式中,在设有布线电极(焊盘电极21、22、内部布线电极23、基板侧布线电极图案16、过孔导体16a)的芯体基板20的一个主面20a上,层叠将线圈芯体11埋设其中的单层的树脂绝缘层31,线圈元器件30安装于芯体基板20的一个主面20a。芯体基板20的布线电极包括了成为螺旋状地卷绕于线圈芯体11周围从而形成线圈10的线圈电极12的一部分的基板侧布线电极图案16和过孔导体16a,树脂绝缘层31中设有成为线圈电极12的另一部分的第1、第2柱状导体12、13和元器件侧布线电极图案15。而且,芯体基板20的基板侧布线电极图案16与树脂绝缘层31的第1、第2柱状导体13、14及元器件侧布线电极图案15相连接,从而形成线圈电极12。
这样,由于成为线圈电极12的一部分的基板侧布线电极图案16设置于芯体基板20,因此能够使埋设有线圈芯体11的树脂绝缘层31实现小尺寸和低高度。因而,与图16所示的内部内置有线圈成品的线圈元器件500安装于布线基板的现有线圈模块相比,能够实现线圈模块1的小尺寸和低高度。另外,由于成为线圈电极12的一部分的基板侧布线电极图案16设置于芯体基板20,因此即使是用一般的热固化性模塑用树脂来形成树脂绝缘层31,也能够高效地将线圈10所产生的热量从基板侧布线电极图案16传递至芯体基板20(布线基板2)。还能够向相邻配置的绝缘基板散热。因而,能够低成本地提高线圈模块1的散热性。另外,与只有设置于线圈元器件的树脂绝缘层表面的外部连接用端子通过焊料等接合材料与布线基板电连接的现有结构相比,成为线圈电极12的一部分的基板侧布线电极图案16(过孔导体16a)设置于芯体基板20(布线基板2),因此,能够提高布线基板2的芯体基板20与线圈元器件30之间的连接强度。
另外,形成线圈电极12的所有第1、第2柱状导体13、14各自的另一端与芯体基板20的布线电极相连接。因此,可以将各第1、第2柱状导体13、14中的任意柱状导体作为线圈电极12的输入输出端子,并经由芯体基板20的布线电极,从而与绝缘基板120的连接导体123相连接。具体而言,线圈电极12的一端经由芯体基板20的布线电极而与一个连接导体123相连接,线圈电极12的另一端经由芯体基板20的布线电极而与另一个连接导体123相连接。因此,与线圈电极12的一端相连接的一个连接导体123的一端、和同线圈电极12的另一端相连接的另一个连接导体123的一端形成第1端子电极121,且利用该第1端子电极121来形成线圈10的输入输出端子,从而能够提供结构实用的线圈模块1。另外,通过将各第1、第2柱状导体13、14中的又一任意柱状导体来作为线圈电极12的引出端子,并经由芯体基板20的布线电极与绝缘基板120的连接导体123相连接,能够从线圈电极12的任意位置引出信号。
另外,布线基板2具备层叠于芯体基板20一个主面20a的绝缘基板120,在绝缘基板120的与芯体基板20相反侧的一面120a设有外部连接用的多个第1端子电极121,并在绝缘基板120的与芯体基板20相对的另一面120b设有内部连接用的多个第2端子电极122。各第1端子电极121和各第2端子电极122还通过设置于绝缘基板120的连接导体123相连接。另外,设置于绝缘基板120另一面120b的各第2端子电极122与芯体基板20的一个主面20a的各焊盘电极21相连接。而且,设置于绝缘基板120一面120a的各第1端子电极121通过焊料等接合材料与母基板等外部连接相连接。因此,只要将设有外部连接用布线电极(第1、第2端子电极121、122、连接导体123)的绝缘基板120层叠(安装)到芯体基板20的一个主面20a,就能够利用各第1端子电极121简单地形成线圈模块1的外部连接端子。
另外,尤其是搭载于能源(电源)系统模块的现有表面安装型的线圈元器件通常多为定制产品(定制品)。因此,需要形成专用的模具等来制造线圈元器件,从而导致了制造成本的增加。然而,在上述线圈模块1中,线圈元器件30中设有成为线圈电极12的一部分的元器件侧线圈电极(第1、第2柱状导体13、14、元器件侧布线电极图案15),并非所有线圈电极12都设于线圈元器件30,因此,与具备线圈成品的图16所示的现有的线圈元器件500相比,能够简化制造工序并降低线圈元器件30的成本。另外,布线基板2的芯体基板20不同于现有的结构,其设有成为线圈电极12的剩余部分的基板侧线圈电极(基板侧布线电极图案16、过孔导体16a)。因此,在使用一般的基板形成技术来形成芯体基板20时,基板侧线圈电极可以与其它布线电极(焊盘电极21、22、内部布线电极23)一起形成。因此,无需特别的工序用以形成基板侧线圈电极,从而能够抑制芯体基板20的制造成本增加。
另外,与以往那样利用一般的布线电极图案形成技术在埋设了线圈芯体11的树脂绝缘层31的两个主面31a、31b上形成布线电极图案的结构相比,使用一般的基板形成技术就能在芯体基板20上非常低价地形成成为线圈电极12的一部分的基板侧布线电极图案16。因此,通过将线圈元器件30配置于芯体基板20,将元器件线圈电极与基板侧线圈电极连接从而形成线圈电极12,由此能够低价地制造具备线圈10的线圈模块1。
通过在芯体基板20的内层形成基板侧布线电极图案16和过孔导体16a,与在埋设线圈芯体11的树脂绝缘层31的主面形成有成为线圈电极的布线电极图案的图16所示的现有的线圈元器件500的结构相比,能够扩大线圈芯体11与基板侧布线电极图案16之间的距离。因而,能够缓和线圈电极12对线圈芯体11产生的应力,所以能够提高线圈特性。另外,通过在芯体基板20的内层形成基板侧布线电极图案16,与以往的结构相比,能够进一步降低高度。
另外,由于线圈元器件30的树脂绝缘层31到芯体基板20的一个主面20a的高度低于绝缘基板120到芯体基板20的一个主面20a的高度,因此,在绝缘基板120的一面120a上作为外部连接端子而形成的各第1端子电极121与母基板等外部基板相连接,从而将线圈模块1安装到外部基板上,此时,能够使线圈元器件30的树脂绝缘层31不阻碍绝缘基板120的一面120a与外部基板紧密贴合。因而,能够提高线圈模块1与外部基板之间的连接强度。另外,在将线圈模块1安装到外部基板上时,线圈元器件30的树脂绝缘层31不会与外部基板接触,因此不必在线圈元器件30的树脂绝缘层31的一个主面31a上设置用于绝缘的保护层。因此,能够使搭载于线圈模块1的线圈元器件30实现低高度。
另外,多个第1柱状导体13配置成与线圈10的中心轴的方向相交,并排列在线圈芯体11的一侧即外侧,且埋设在树脂绝缘层31中。多个第2柱状导体14配置成与线圈10的中心轴的方向相交,并排列在线圈芯体的另一侧即内侧,将线圈芯体11夹在其与多个第1柱状导体13之间,且埋设于树脂绝缘层31内。另外,各第1柱状导体13和各第2柱状导体14各自的一端露出到树脂绝缘层31的与形成有基板侧布线电极图案16的芯体基板20相反侧的一个主面31a,且各第1柱状导体13和各第2柱状导体14各自的另一端露出到树脂绝缘层31的另一个主面31b。
而且,成对的第1柱状导体13和第二柱状导体14的成对端分别通过形成于树脂绝缘层31的一个主面31a的多个元器件侧布线电极图案15相互连接,从而形成元器件侧线圈电极。因此,第1柱状导体13的另一端、和同该第1柱状导体13成对的第2柱状导体14的一侧所相邻的第2柱状导体14的另一端分别通过在芯体基板20被形成为基板侧线圈电极的基板侧布线电极图案16,并经由过孔导体6a而相连接,从而形成线圈电极12,由此能够提供结构实用的线圈模块1。
线圈10具有环形线圈芯体11,各第1柱状导体13在线圈芯体11的一侧即外侧沿着线圈芯体11的外周面排列,各第2柱状导体14在线圈芯体的另一侧即内侧沿着线圈芯体11的内周面排列。因此,形成了线圈10中产生的磁通主要穿过环状的线圈芯体11的闭磁路结构,因此能够提供漏磁通较少的线圈模块1。
另外,连接导体32、在与线圈10的中心轴的方向相交的方向上形成线圈电极12的布线的各第1、第2柱状导体13、14分别由金属插针形成。因此,只要增加各金属插针的长度,就能容易地增加线圈电极12在柱状导体方向上的布线长度。因而,能够容易地增加线圈芯体11在柱状导体方向上的厚度。
另外,各第1、第2柱状导体13、14分别由金属插针形成,因此为了在柱状导体方向上形成线圈电极12的布线,即使在印刷基板或预浸料坯等芯体基板上不形成通孔导体、过孔导体之类的多个贯通孔,只要对各金属插针进行排列,就能够在柱状导体方向上形成线圈电极12的布线。另外,通孔导体、过孔导体有可能导致由各金属插针形成的柱状导体方向上线圈电极12的布线的粗细发生变化。因而,能够提供所具备的线圈10的线圈芯体11的厚度较厚且电感特性优异、并且能够实现线圈电极12之间的窄间距化的线圈模块1。另外,只要在树脂绝缘层31中埋设金属插针,就能简单地形成树脂绝缘层31的各第1、第2柱状导体13、14。
绝缘基板120的外形在俯视时形成为与芯体基板20相同的框状。因此,在外形形成为与芯体基板20相同的框状的绝缘基板120的内侧空间中,能够在芯体基板20的一个主面20a上安装各种元器件,从而能够提供结构实用的线圈模块1。绝缘基板120的外形与芯体基板20的外形在俯视时相同的上述记载并不意味着芯体基板20的外形与绝缘基板120的外形严格意义上相同,两个基板20、120各自的外形稍有不同的情况也包括在“相同形状”的定义内。即,芯体基板20和绝缘基板120各自在俯视时具有实质上基本相同的外形即可。另外,起到外部连接端子功能的绝缘基板120的一面120a上的各第1端子电极121沿着芯体基板20(布线基板2)的端缘而配置于其周边部。因此,线圈模块在配置有用于形成外部连接端子的绝缘基板120的芯体基板20的外周部分,与其它基板等进行外部连接。因此,在线圈模块1安装到外部基板上之后,线圈模块1(第1端子电极121)与外部基板的连接位置能够取得很好的配置平衡,所以能够提高线圈模块1与外部基板之间的连接性。
另外,线圈元器件30配置于框状的绝缘基板120的内侧,且安装在芯体基板20的一个主面20a上。因此,通过将线圈元器件30配置于框状的绝缘基板120的内侧,能够有效地利用绝缘基板120内侧的空间。
另外,如本实施方式所示,通过对设置于布线基板且与线圈电极12相连接的布线电极的结构进行适当的设定变更,能够选择性地决定线圈电极12中成为输入输出端子或输出端子的部分。即,可以通过对布线基板两侧的布线电极进行设计,选择性地将形成线圈电极12的各第1、第2柱状导体13、14和基板侧布线电极图案16中的任一个或任意几个作为输入输出(IN、OUT)端子。因此,与以往将线圈元器件安装于布线基板而得到的线圈模块相比,能够提高线圈电极12的设计自由度。
另外,各种电路元器件3与焊盘电极22(布线电极)相连接而设置于芯体基板20。通过将片状电感器、片状电容器、片状电阻器等片状元器件、高频滤波器、高频开关IC、RF-IC、FET等电源用的开关元件等功能元器件作为电路元器件3安装到芯体基板20的另一个主面20b上,从而能够提供具备各种功能且结构实用的线圈模块1。上述实施方式中,电路元器件3仅安装于芯体基板20的另一个主面20b,但也可以根据所需要的线圈模块1的结构,在芯体基板20的一个主面20a上安装电路元器件3并将其埋设于树脂绝缘层31内,还可以将电路元器件3内置于芯体基板20中。
<实施方式2>
参照图5,对本发明实施方式2所涉及的线圈模块进行说明。图5是表示本发明实施方式2所涉及的线圈模块的局部剖视图。
本实施方式的线圈模块1a与图1的线圈模块1的不同之处在于,如图5所示,将成为元器件侧线圈电极的订书钉状的多个金属插针17配置成横跨线圈芯体11,并沿着线圈芯体11的周向排列,且埋设于树脂绝缘层31中,从而形成线圈元器件130。在以下的说明中,以与上述实施方式1不同之处为中心进行说明,其它结构与上述实施方式1相同,因此,标注相同的标号并省略其结构的说明。
如图5所示,将多个金属插针17配置成横跨线圈芯体11,并沿着芯体的周向排列。而且,利用沿着线圈芯体11的外周面配置的多个金属插针17的其中一个引脚来形成多个第1柱状导体17a,该多个第1柱状导体17a配置成与线圈10的中心轴的方向基本正交,且在线圈芯体11的一侧即外侧沿着线圈芯体11的外周面排列。另外,利用沿着线圈芯体11的内周面配置的多个金属插针17的另一个引脚来形成多个第2柱状导体17b,该多个第2柱状导体17b配置成与线圈10的中心轴的方向基本正交,且在线圈芯体11的另一侧即内侧沿着线圈芯体11的内周面排列,从而将线圈芯体11夹在其与多个第1柱状导体17a之间。
另外,利用将金属插针17的两个引脚的一端相互连接的桥接部来形成多个第1连接构件17c,该多个第1连接构件17c将成对的第1柱状导体17a和第2柱状导体17b的成对端在树脂绝缘层31内相互连接。如上所述,本实施方式中,对于第1连接构件17c、和通过该第1连接构件17c将一端相互连接的成对的第1柱状导体17a和第2柱状导体17b,由同一金属材料一体地形成为金属插针17。
成为两个柱状导体17a、17b各自的另一端的金属插针17的两端露出到树脂绝缘层31的与芯体基板20相对的另一个主面31b。而且,第1柱状导体17a的另一端、和由同该第1柱状导体17a成对的金属插针17的一侧所相邻的金属插针17所形成的第2柱状导体17b的另一端分别通过形成于芯体基板20的多个第2连接构件(基板侧布线电极图案16、过孔导体16a)相连接,从而形成线圈电极12。即,与上述实施方式1相同,第1柱状导体17a的另一端、和同该第1柱状导体17a成对的第2柱状导体17b的一侧所相邻的第2柱状导体17b的另一端分别通过第2连接构件而相连接。
(线圈模块的制造方法)
参照图6,对线圈模块1a的制造方法的一个示例进行说明。图6是表示图5的线圈模块的制造方法的一个示例的局部剖视图,(a)是表示芯体基板上配置有线圈芯体并安装了各柱状导体的状态的图,(b)是表示在芯体基板的一个主面上层叠了外部连接用绝缘基板的状态的图,(c)是表示形成了树脂绝缘层得到的线圈元器件完成状态的图。
首先,如图6(a)所示,准备芯体基板20,该芯体基板20在两个主面20a、20b各自的规定位置处形成各焊盘电极21、22,且设有内部布线电极23、基板侧布线电极16和过孔导体16a。然后,在芯体基板20的一个主面20a上设定为环状的规定区域中,配置环状的线圈芯体11。接着,将多个金属插针17配置成横跨线圈芯体11,并沿着芯体的周向排列。然后,使用焊料等接合材料将各柱状导体17a、17b各自的另一端与露出到布线基板2的一个主面20a的各过孔导体16a的端面相连接,从而形成线圈电极12。
两个柱状导体17a、17b分别经由过孔导体16a与基板侧布线电极图案16相连接,从而使第1柱状导体17a的另一端、和同该第1柱状导体17a成对的第2柱状导体17b的一侧所相邻的第2柱状导体17b的另一端分别通过基板侧布线电极图案16而相连接。虽然省略了图示,但未与基板侧布线电极图案16相连接的用于引出信号的各柱状导体17a、17b的另一端分别与焊盘电极21相连接。
接着,如图6(b)所示,利用焊料等接合材料将埋设于绝缘基板120的连接导体123的各第2端子电极122与芯体基板20的焊盘电极21相连接,从而在芯体基板20的一个主面20a上安装绝缘基板120。然后,如图6(c)所示,在由绝缘基板120的开口120c所形成的空腔中填充环氧树脂等一般的热固化性模塑用树脂,从而形成对线圈芯体11和金属插针17进行密封的树脂绝缘层31。然后,与上述实施方式1相同地,如图1所示,在芯体基板20的另一个主面20b上安装规定的电路元器件3,并形成覆盖各电路元器件3的树脂层4来完成线圈模块1a。
如上所述,本实施方式中,多个第1柱状导体17a配置成与线圈10的中心轴的方向基本正交,并在线圈芯体11的一侧即外侧沿着外周面排列,且埋设在树脂绝缘层31中。多个第2柱状导体17b配置成与线圈10的中心轴的方向基本正交,并在线圈芯体11的另一侧即内侧沿着内周面排列,以将线圈芯体11夹在其与多个第1柱状导体17a之间,且该多个第2柱状导体17b埋设于树脂绝缘层31内。而且,在与形成有基板侧线圈电极的芯体基板20相反的一侧,成对的第1柱状导体17a和第2柱状导体17b的成对端在树脂绝缘层31内分别通过多个第1连接构件17c相连接。另外,本实施方式中,第1柱状导体17a、第2柱状导体17b、以及将成对的第1柱状导体17a和第2柱状导体17b各自的一端相互连接的第1连接构件17c由同一金属材料一体地形成为金属插针,从而形成元器件侧线圈电极。
而且,各第1柱状导体17a和各第2柱状导体17b各自的另一端露出到树脂绝缘层31的与形成有基板侧线圈电极的芯体基板20相对的另一个主面31b。而且,第1柱状导体17a的另一端、和同该第1柱状导体17a成对的第2柱状导体17b的一侧所相邻的第2柱状导体17b的另一端分别通过形成于芯体基板20的基板侧线圈电极所具备的多个第2连接构件(基板侧布线电极图案16、过孔导体16a)而相连接,从而形成线圈电极12。因此,只要将用同一金属材料形成为一体的钉书针状的金属插针17配置成横跨线圈芯体11,就能形成元器件侧线圈电极,因此能够简化制造工序,并进一步降低线圈元器件130的成本。另外,在制造线圈元器件130时,无需考虑第1、第2柱状导体17a、17b与第1连接构件17c之间的位置偏差,因此能够进一步实现元器件侧线圈电极的窄间距化。
<实施方式3>
参照图7,对本发明实施方式3所涉及的线圈模块进行说明。图7是表示本发明实施方式3所涉及的线圈模块的局部剖视图,图8是用于说明形成线圈电极的各柱状导体的连接状态的仰视图。
本实施方式的线圈模块1b与图1的线圈模块1的不同之处在于,如图7和图8所示,线圈元器件230的结构不同。在以下的说明中,以与上述实施方式1不同之处为中心进行说明,其它结构与上述实施方式1相同,因此,标注相同的标号并省略其结构的说明。
如图7和图8所示,配置成与线圈10的中心轴的方向相交且在线圈芯体11的一侧即外侧沿着线圈芯体11的外周面排列的多个第3柱状导体113(相当于本发明的“基板侧线圈电极”“布线电极”)沿着绝缘基板120的开口120c排列并埋设在绝缘基板120内。将配置成与线圈10的中心轴的方向相交且在线圈芯体11的另一侧即内侧沿着线圈芯体11的内周面排列从而将线圈芯体11夹在其与各第3柱状导体113之间的多个第4柱状导体114(相当于本发明的“元器件侧线圈电极”),埋设在线圈元器件230的树脂绝缘层31中。
各第3柱状导体113分别由一端露出到绝缘基板120的一面120a且其另一端露出到绝缘基板120的另一面120b的金属插针来形成。各第4柱状导体114分别由一端露出到树脂绝缘层31的一个主面31a且其另一端露出到树脂绝缘层31的另一个主面31b的金属插针来形成。
树脂绝缘层31的一个主面31a上形成有呈放射状配置的多个线状的元器件侧布线电极图案115(相当于本发明的“第4连接构件”“元器件侧线圈电极”)。各元器件侧布线电极图案115各自外侧的端部延伸到绝缘基板120的一面120a,从而使成对的第3柱状导体113和第4柱状导体114的成对端在线圈元器件230的树脂绝缘层31的一个主面31a一侧(绝缘基板120的一面120a一侧)通过元器件侧布线电极图案115相互连接。
而且,第3柱状导体113的另一端、和同该第3柱状导体113成对的第4柱状导体114的一侧所相邻的第4柱状导体114的另一端分别在芯体基板20中经由过孔导体16a,并通过基板侧布线电极图案16而相连接,从而形成线圈电极12。从而,在本实施方式中,基板侧布线电极图案16构成为本发明的“第3连接构件”。本实施方式中,是经由过孔导体16a进行连接,但也可以不经由过孔导体16a,而是直接将第3柱状导体113的另一端与第4柱状导体114的另一端分别与基板侧布线电极图案16相连接。
在树脂绝缘层31的一个主面31a和绝缘基板120的一面120a上也可以进一步设置覆盖元器件侧布线电极图案115的树脂保护层。
由此,本实施方式中,将具备埋设了用于形成线圈10的环形线圈芯体11的树脂绝缘层31的线圈元器件230安装于芯体基板20的一个主面20a。另外,将由金属插针形成的多个第3柱状导体113配置成与线圈10的中心轴的方向相交,并在线圈芯体11的一侧即外侧沿着线圈芯体11的外周面排列,并作为基板侧线圈电极而埋设于层叠在芯体基板20的一个主面20a上的绝缘基板120中。另外,第3柱状导体113的一端露出到绝缘基板120的一面120a,其另一端露出到绝缘基板120的另一面120b。
另外,由金属插针形成的多个第4柱状导体114配置成与线圈10的中心轴的方向相交,并在线圈芯体11的另一侧即内侧沿着线圈芯体11的内周面排列,从而将线圈芯体11夹在其与多个第3柱状导体113之间,且该多个第4柱状导体114作为元器件侧线圈电极而埋设于线圈元器件230的树脂绝缘层31内。第4柱状导体114的一端露出到树脂绝缘层31的一个主面31a,其另一端露出到树脂绝缘层31的另一个主面31b。
另外,成对的第3柱状导体113和第4柱状导体114的成对端分别在树脂绝缘层31的一个主面31a一侧(绝缘基板120的一面120a一侧),通过作为元器件侧线圈电极而形成于树脂绝缘层31的一个主面31a的多个元器件侧布线电极图案115而相互连接。而且,第3柱状导体113的另一端、和同该第3柱状导体113成对的第4柱状导体114的一侧所相邻的第4柱状导体114的另一端分别在芯体基板20中经由过孔导体16a并通过基板侧布线电极图案16而相互连接,从而形成线圈电极12,由此能够提供结构实用的线圈模块1b。
<实施方式4>
参照图9和图10,对本发明实施方式4所涉及的线圈模块进行说明。图9是表示本发明实施方式4所涉及的线圈模块的局部剖视图,图10是用于说明形成线圈电极的各柱状导体的连接状态的俯视图。
本实施方式的线圈模块1与图1的线圈模块1的不同之处在于,如图9所示,在芯体基板20的一个主面20a上的包围了绝缘基板120的开口102c的区域中,安装电路元器件3,并在芯体基板20的另一个主面20b上安装线圈元器件30。如图10所示,本实施方式的线圈元器件30具备俯视时的形状为矩形框状的线圈芯体111。在以下的说明中,以与上述实施方式1不同之处为中心进行说明,其它结构与上述实施方式1相同,因此,标注相同的标号并省略其结构的说明。
本实施方式中,如图9所示,在芯体基板20的另一个主面20b一侧形成有基板侧线圈电极(基板侧布线电极图案16、过孔导体16a)。并且,在与基板侧布线电极图案16相连接且露出到芯体基板20的另一个主面20b的各过孔导体16a的端面,连接有从线圈元器件30的树脂绝缘层31的与芯体基板20相对的一个主面31a露出的各第1、第2柱状导体13、14的一端。从而,成对的第1柱状导体13和第2柱状导体14的成对端分别经由过孔导体16a并通过基板侧布线电极图案16而相互连接。
另外,在各第1、第2柱状导体13、14的另一端露出的线圈元器件30的树脂绝缘层31的另一个主面31b上,形成有元器件侧线圈电极(元器件侧布线电极图案15)。而且,第1柱状导体13的另一端、和同该第1柱状导体13成对的第2柱状导体14的一侧所相邻的第2柱状导体14的另一端分别通过元器件侧布线电极图案15而相互连接,从而形成线圈电极12。
本实施方式中,使用了矩形框状的线圈芯体111,但与具备圆环状的线圈芯体11的线圈10相同地,所产生的磁通绕其周向旋转。
另外,如上所述,在芯体基板20的一个主面20a的与绝缘基板120的开口102c相对的位置上形成有多个焊盘电极21。而且,各焊盘电极21通过焊料等接合材料与各自电路元器件3相连接。
本实施方式的线圈模块1通过例如以下方式制造。即,在参照图3和图6进行说明的制造方法中,取代线圈元器件30,将电路元器件3和绝缘基板120一起安装到芯体基板20的一个主面20a上,并形成树脂层4。并且,最后再将线圈元器件30安装到芯体基板20的另一个主面20b。由此能够得到以下技术效果。即,在图3和图6所示的工序中,在覆盖线圈芯体11的树脂绝缘层31发生了热固化之后,在使形成于芯体基板20的另一个主面20b的树脂层4发生热固化时,要对树脂绝缘层31再次进行加热。而图9所示的线圈模块1中,通过在芯体基板20的一个主面20a上先形成树脂层4,从而在覆盖线圈芯体111的树脂绝缘层31发生热固化时加热一次即可。因此,能够在树脂绝缘层31进行加热时抑制对线圈10施加应力的情况,从而能够抑制线圈10的特性发生劣化。
(变形例)
参照图11,对线圈模块所具备的线圈的变形例进行说明。图11是表示图9的线圈模块所具备的线圈的变形例的俯视图。
图11所示的线圈模块1所具备的线圈10与图9所示的线圈10的不同之处在于,线圈10具备俯视呈圆环状的线圈芯体11。其他结构与图9和图10的线圈模块1相同,因此使用相同的标号来省略其结构的说明。
与上述各实施方式相同,也可以在芯体基板20的另一个主面20b形成焊盘电极22,并与线圈元器件30一起在各焊盘电极22上进一步安装各种电路元器件3。这种情况下,电路元器件3也可以配置于线圈元器件30的线圈芯体11、111的内侧。
<实施方式5>
参照图12和图13,对本发明实施方式5所涉及的线圈模块进行说明。图12是表示本发明实施方式5所涉及的线圈模块的局部剖视图,图13是用于说明形成线圈电极的各柱状导体的连接状态的仰视图。
本实施方式的线圈模块1c与图1所示的线圈模块1的不同之处在于,如图12和图13所示,外部连接用的绝缘基板220形成为棱柱状,埋设有俯视时呈矩形框状的环形线圈芯体111的树脂绝缘层131在俯视时呈环状,绝缘基板220配置于环状的树脂绝缘层131的内侧。在以下的说明中,以与上述实施方式1不同之处为中心进行说明,其它结构与上述实施方式1相同,因此,标注相同的标号并省略其结构的说明。
线圈元器件30的树脂绝缘层131如图12和图13所示,具有与俯视时呈矩形的芯体基板20基本相同的外形,且在其中央部分形成有开口131c,从而使树脂绝缘层131形成为框状。并且,通过在芯体基板20的一个主面20a上安装线圈元器件30,从而将树脂绝缘层131层叠到芯体基板20的一个主面20a的周边部。另外,树脂绝缘层131的开口131c(内周)俯视时的形状形成为与外形基本相似的矩形。
另外,树脂绝缘层131中埋设有俯视时呈矩形框状的环状的线圈芯体111,且与上述实施方式1相同地,树脂绝缘层131中设有分别成为线圈电极12的一部分的由金属插针形成的多个第1柱状导体13、由金属插针形成的多个第2柱状导体14、以及线状的多个元器件侧布线电极图案15。
各第1柱状导体13分别埋设于树脂绝缘层131中,并配置成与线圈10的中心轴的方向大致正交,且在线圈芯体111的一侧即外侧沿着线圈芯体111的外周面排列。另外,各第1柱状导体13各自的一端露出到树脂绝缘层131的与芯体基板20相反侧的一个主面31a,其另一端露出到树脂绝缘层131的另一个主面131b。
各第2柱状导体14分别埋设于树脂绝缘层131中,并配置成与线圈10的中心轴的方向大致正交,且在线圈芯体111的另一侧即内侧沿着线圈芯体111的内周面排列。各第2柱状导体14各自的一端露出到树脂绝缘层131的一个主面131a,其另一端露出到树脂绝缘层131的另一个主面131b。
各元器件侧布线电极图案15分别形成于树脂绝缘层131的一个主面131a,与露出在树脂绝缘层131的一个主面131a的各第1、第2柱状导体13、14的一端相连接。而且,成对的第1柱状导体13和第2柱状导体14的一端分别通过各元器件侧布线电极图案15相互连接。
各第1、第2柱状导体13、14各自的露出到树脂绝缘层131的另一个主面131b的另一端分别通过焊料等接合材料,经由过孔导体16a并通过如下方式与基板侧布线电极图案16相连接。即,第1柱状导体13的另一端、和同该第1柱状导体13成对的第2柱状导体14的一侧(本实施方式在图2中为逆时针方向)所相邻的第2柱状导体14的另一端分别经由过孔导体16a,并利用基板侧布线电极图案16而相连接。由此,设置于线圈元器件30的各第1、第2柱状导体13、14和元器件侧布线电极图案15连接至设置于芯体基板20的一个主面20a的基板侧布线电极图案16和过孔导体16a,从而形成螺旋状地卷绕于线圈芯体111周围的线圈电极12。
绝缘基板220如图12和图13所示,形成为棱柱状,且配置于环状的树脂绝缘层131的内侧,并且安装在芯体基板20的一个主面20a的包围了树脂绝缘层131开口131c的区域中。绝缘基板220的与芯体基板20相反侧的一面220a上形成有呈格子状排列的多个外部连接用的第1端子电极121。绝缘基板220的与芯体基板20相对的另一面220b上形成有呈格子状排列的多个内部连接用的第2端子电极122。并且,与上述实施方式1相同地,绝缘基板220的内部设有将各第1端子电极121和各第2端子电极122连接起来的连接导体123。
另外,本实施方式中,与上述实施方式1相同地,连接导体123仅由多个过孔导体构成。而且,如图12所示,各过孔导体在绝缘基板220的厚度方向上配置成直线状,利用露出到绝缘基板220的一面220a的各过孔导体的端面来形成第1端子电极121,利用露出到绝缘基板220的另一面220b的各过孔导体的端面来形成第2端子电极122。
另外,本实施方式中,与上述实施方式1相同地,绝缘基板220构成为外部连接用元器件。而且,形成于绝缘基板220的另一面220b的各第2端子电极122通过焊料等接合材料与设置于芯体基板20的一个主面20a的中央部分的各焊盘电极21相连接,从而将其安装到芯体基板20的一个主面20a的中央部。另外,形成于绝缘基板220的一面220a的各第1端子电极121通过焊料等接合材料与母基板等外部基板相连接,从而将线圈模块1c安装到外部基板。由此,芯体基板20(线圈元器件3、线圈10)经由各连接导体123和第1端子电极121与外部连接。
如图12所示,与上述实施方式1相同地,本实施方式中,线圈元器件30的树脂绝缘层131到芯体基板20的一个主面20a的高度要低于绝缘基板220到芯体基板20的一个主面20a的高度。
(变形例)
参照图14,对线圈模块所具备的线圈的变形例进行说明。图14是表示图12的线圈模块所具备的线圈的变形例的仰视图。
图14所示的线圈模块1c所具备的线圈10与图12所示的线圈10的不同之处在于,线圈10具备圆环状的线圈芯体11。另外,绝缘基板220形成为圆柱状,并且树脂绝缘层131的开口131c形成为俯视时呈圆形,圆柱状的绝缘基板220配置于树脂绝缘层131的内侧。其他结构与图12和图13的线圈模块1c相同,因此,使用相同的标号来省略其结构的说明。
如上所述,本实施方式中,埋设有环形的线圈芯体11、111的树脂绝缘层131在俯视时呈环状。而且,在芯体基板20的一个主面20a上,将设置有外部连接用布线电极的绝缘基板220配置在环状的树脂绝缘层131的内侧。因此,能够有效且高效地利用线圈模块1c内各元器件的配置空间,从而能够抑制线圈模块1c的面积变大。
本发明并不限于上述各实施方式,在不脱离其宗旨的范围内,除上述以外,可以进行各种变更,也可以将上述结构进行任意的组合。例如,在上述实施方式中,以环状的环形线圈芯体11、111为例进行了说明,但线圈芯体的形状并不限于环形。例如,可以采用图15(a)所示的直线状的线圈芯体211、图15(b)所示的大致C字形的线圈芯体211等各种形状的线圈芯体。另外,利用线圈模块所具备的线圈可以构成共模噪声滤波器或扼流圈、变压器等具备各种功能的线圈。图15是表示线圈芯体的变形例的图,是表示树脂绝缘层31内的线圈芯体211、311与第1、第2柱状导体13、14之间的配置关系的图,(a)是表示直线状线圈芯体的图,(b)是表示大致C字形的线圈芯体的图。
另外,各第1~第4柱状导体例如也可以由通过在树脂绝缘层31、131中形成的贯通孔内实施镀敷、或者填充导电性糊料而形成的过孔导体或通孔导体来形成。
另外,也可以像上述实施方式5那样,将作为外部连接用元器件而形成为柱状的多个绝缘基板220安装到芯体基板20的一个主面20a。另外,形成外部连接端子的绝缘基板220可以在芯体基板20的一个主面20a的各个角部分别设置一个,并将线圈元器件和电路元器件设置于芯体基板20的一个主面20a的中央部。
从而,本发明能够广泛地适用于具备线圈的线圈模块,该线圈包括线圈芯体和螺旋状地卷绕于该线圈芯体周围的线圈电极。
标号说明
1、1a、1b、1c线圈模块
2布线基板
3电路元器件(其它元器件)
10线圈
11、111、211、311线圈芯体
12线圈电极
1317a第1柱状导体(元器件侧线圈电极)
1417b第2柱状导体(元器件侧线圈电极)
113第3柱状导体(基板侧线圈电极、布线电极)
114第4柱状导体(元器件侧线圈电极)
15元器件侧布线电极图案(第1连接构件、元器件侧线圈电极)
115元器件侧布线电极图案(第4连接构件、元器件侧线圈电极)
16基板侧布线电极图案(第2连接构件、第3连接构件、基板侧线圈电极、布线电极)
16a过孔导体(第2连接构件、第3连接构件、基板侧线圈电极、布线电极)
17c第1连接构件(元器件侧线圈电极)
20芯体基板
20a一个主面
21、22焊盘电极(布线电极)
23内部布线电极(布线电极)
30、130、230线圈元器件
31、131树脂绝缘层
31a、131a一个主面
31b、131b另一个主面
120、220绝缘基板
120a、220a一面
120b、220b另一面
121第1端子电极(布线电极)
122第2端子电极(布线电极)
123连接导体(布线电极)

Claims (11)

1.一种线圈模块,该线圈模块具备线圈,且该线圈包括线圈芯体和螺旋状地卷绕于所述线圈芯体周围的线圈电极,其特征在于,包括:
布线基板,该布线基板上埋设有布线电极层,且该布线电极层包括了成为所述线圈电极的一部分的基板侧线圈电极;以及
线圈元器件,该线圈元器件具有埋设了所述线圈芯体的树脂绝缘层、和设置于所述树脂绝缘层且成为所述线圈电极的其余部分的元器件侧线圈电极,
所述布线基板包括:
芯体基板;
绝缘基板,该绝缘基板层叠于所述芯体基板的一个主面;
外部连接用的多个第1端子电极,该多个第1端子电极设置于所述绝缘基板的与所述芯体基板相反侧的一面;
内部连接用的多个第2端子电极,该多个第2端子电极设置于所述绝缘基板的与所述芯体基板相对的另一面,并且与所述芯体基板的所述布线电极层相连接;以及
连接导体,该连接导体设置于所述绝缘基板,并将各所述第1端子电极与各所述第2端子电极相连接,
所述线圈元器件安装于所述布线基板的所述芯体基板,所述树脂绝缘层的所述元器件侧线圈电极与所述布线基板的所述基板侧线圈电极相连接,从而形成所述线圈电极,
所述树脂绝缘层未埋设于所述布线基板而从该布线基板露出。
2.如权利要求1所述的线圈模块,其特征在于,
所述线圈元器件安装于所述芯体基板的一个主面,
所述树脂绝缘层到所述芯体基板的一个主面的高度要低于所述绝缘基板到所述芯体基板的一个主面的高度。
3.如权利要求1或2所述的线圈模块,其特征在于,
所述元器件侧线圈电极包括:
多个第1柱状导体,该多个第1柱状导体埋设于所述树脂绝缘层,并配置成与所述线圈的中心轴的方向相交,且排列在所述线圈芯体的一侧,由一端露出到所述树脂绝缘层的与所述芯体基板相反侧的一个主面、另一端露出到所述树脂绝缘层的另一个主面的金属插针来形成;
多个第2柱状导体,该多个第2柱状导体埋设于所述树脂绝缘层,并配置成与所述线圈的中心轴的方向相交,且排列在所述线圈芯体的另一侧,从而将所述线圈芯体夹在所述多个第2柱状导体与所述多个第1柱状导体之间,且所述多个第2柱状导体由一端露出到所述树脂绝缘层的一个主面、另一端露出到所述树脂绝缘层的另一个主面的金属插针来形成;以及
多个第1连接构件,该多个第1连接构件形成于所述树脂绝缘层的一个主面,并将成对的所述第1柱状导体和所述第2柱状导体的成对端相互连接,
所述基板侧线圈电极包括:
多个第2连接构件,该多个第2连接构件设置于所述芯体基板,并将所述第1柱状导体的另一端、和同该第1柱状导体成对的所述第2柱状导体的一侧所相邻的所述第2柱状导体的另一端相互连接。
4.如权利要求1或2所述的线圈模块,其特征在于,
所述元器件侧线圈电极包括:
多个第1柱状导体,该多个第1柱状导体埋设于所述树脂绝缘层,并配置成与所述线圈的中心轴的方向相交,且排列在所述线圈芯体的一侧,且该多个第1柱状导体由金属插针形成;
多个第2柱状导体,该多个第2柱状导体埋设于所述树脂绝缘层,配置成与所述线圈的中心轴的方向相交,且排列在所述线圈芯体的另一侧,从而将所述线圈芯体夹在所述多个第2柱状导体与所述多个第1柱状导体之间,且该多个第2柱状导体由金属插针形成;以及
多个第1连接构件,该多个第1连接构件利用与所述第1柱状导体和所述第2柱状导体的各对分别相同的金属材料形成为一体,从而使成对的所述第1柱状导体和所述第2柱状导体的与所述芯体基板相反侧的成对端在所述树脂绝缘层内分别连接,
各所述第1柱状导体和各所述第2柱状导体各自的另一端露出到所述树脂绝缘层的与所述芯体基板相对的主面,
所述基板侧线圈电极包括:
多个第2连接构件,该多个第2连接构件设置于所述芯体基板,并将所述第1柱状导体的另一端、和同该第1柱状导体成对的所述第2柱状导体的一侧所相邻的所述第2柱状导体的另一端相互连接。
5.如权利要求1所述的线圈模块,其特征在于,
所述线圈具有环形的所述线圈芯体,
所述线圈元器件安装于所述芯体基板的一个主面,
所述基板侧线圈电极包括:
多个第3柱状导体,该多个第3柱状导体埋设于所述绝缘基板,并配置成与所述线圈的中心轴的方向相交,且在所述线圈芯体的一侧即外侧沿着所述线圈芯体的外周面排列,并且利用一端露出到所述绝缘基板的一面、另一端露出到所述绝缘基板的另一面的金属插针来形成;以及
多个第3连接构件,该多个第3连接构件设置于所述芯体基板,
所述元器件侧线圈电极包括:
多个第4柱状导体,该多个第4柱状导体埋设于所述树脂绝缘层,并配置成与所述线圈的中心轴的方向相交,且在所述线圈芯体的另一侧即内侧,沿着所述线圈芯体的内周面排列,从而将所述线圈芯体夹在所述多个第4柱状导体与所述多个第3柱状导体之间,所述多个第4柱状导体利用一端露出到所述树脂绝缘层的与所述芯体基板相反侧的一个主面、另一端露出到所述树脂绝缘层的另一个主面的金属插针来形成;以及
多个第4连接构件,该多个第4连接构件形成于所述树脂绝缘层的一个主面,
成对的所述第3柱状导体和所述第4柱状导体的成对端分别在所述树脂绝缘层的一个主面一侧通过所述第4连接构件相连接,
所述第3柱状导体的另一端、和同该第3柱状导体成对的所述第4柱状导体的一侧所相邻的所述第4柱状导体的另一端分别在所述芯体基板中利用所述第3连接构件来连接。
6.如权利要求3所述的线圈模块,其特征在于,
所述线圈具有环形的所述线圈芯体,
各所述第1柱状导体在所述芯体的一侧即外侧沿着所述线圈芯体的外周面排列,各所述第2柱状导体在所述芯体的另一侧即内侧沿着所述线圈芯体的内周面排列。
7.如权利要求4所述的线圈模块,其特征在于,
所述线圈具有环形的所述线圈芯体,
各所述第1柱状导体在所述芯体的一侧即外侧沿着所述线圈芯体的外周面排列,各所述第2柱状导体在所述芯体的另一侧即内侧沿着所述线圈芯体的内周面排列。
8.如权利要求6所述的线圈模块,其特征在于,
埋设有环形的所述线圈芯体的所述树脂绝缘层在俯视时形成为环状,
所述绝缘基板配置于环状的所述树脂绝缘层的内侧。
9.如权利要求1或2所述的线圈模块,其特征在于,
所述绝缘基板的外形形成为与所述芯体基板的相同的框状。
10.如权利要求9所述的线圈模块,其特征在于,
所述线圈元器件配置于框状的所述绝缘基板的内侧,并安装于所述芯体基板。
11.如权利要求4所述的线圈模块,其特征在于,
还具备安装于所述布线基板的其他元器件。
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