CN109474251A - 多层谐振电路部件及其制造方法、封装多层谐振电路部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以减少谐振频率的变化的多层谐振电路部件。层叠体(14)经由第一绝缘体层层叠同时具备构成LC谐振电路的线圈图案和电容器图案的第一电极层(12a)～(12e)而成，在具备该层叠体(14)的多层谐振电路部件中，经由第二绝缘体层层叠仅具备电容器图案(19g)、(19h)的第二电极层(12g)、(12h)和仅具备线圈图案(18f)的第三电极层(12f)的至少任意一个。

Description

多层谐振电路部件及其制造方法、封装多层谐振电路部件
技术领域
本发明涉及层叠用于生成线圈以及电容器的电极层和绝缘体层而形成的多层谐振电路部件、封装的多层谐振电路部件以及多层谐振电路部件的制造方法。
背景技术
近年来，随着移动电话等通信设备的载波频率的高频化，这些设备的信号发送部和信号接收部多数使用与GHz频带的高频对应的LC谐振电路。
在LC谐振电路中，例如具有如图5所示的并联连接L和C而成的并联谐振电路。为了形成这样的LC谐振电路，有在基板上并联连接线圈部件和电容器部件的情况。另外，在专利文献1中，提出了层叠多个绝缘体层和电极层，并在各电极层同时具备线圈图案和电容器图案的多层谐振电路部件。
一般而言，LC谐振电路的谐振频率f0用(1)式来表示，在线圈1中得到的电感L用(2)式来表示，在电容器2中得到的电容值C用(3)式来表示。
[式1]
k：长冈系数 μ：磁芯的相对磁导率
SL：线圈截面积 NL：线圈匝数
l：线圈长度
ε：介电层的介电常数 SC：对置电极面积
NC：电容器电极的层叠数 d：电极间距离
专利文献1：日本特开2001－134732号公报
在专利文献1的多层谐振电路部件中，由于线圈图案和电容器图案形成在同一电极层，所以在图5中，线圈1和电容器2共同接受工序的变动。例如，若某个电极层间的绝缘体层的厚度增加或减小，则在电容器2中电极间距离d增加或减小，在线圈1中线圈长度l增加或减小。另外，例如若某个电极层的电极面积(布线宽度)增加或减小，则在电容器2中对置电极面积SC增加或减小，在线圈1中线圈剖面积SL增加或减小。在这里，根据(1)式、(2)式以及(3)式可知，电极间距离d和线圈长度l、对置电极面积SC和线圈剖面积SL给谐振频率f0带来相同方向的影响。
因此，例如若绝缘体层的厚度增厚，则电感L以及电容值C均变小，谐振频率f0增大，若电极层的电极面积增大，则电感L以及电容值C均增大，谐振频率f0变小。像这样，若在同一电极层形成线圈图案和电容器图案，则由于工序的变动使谐振频率向相同方向变动，所以谐振频率f0的变动幅度增大。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种谐振频率的变化减少的多层谐振电路部件、封装的多层谐振电路部件以及多层谐振电路部件的制造方法。
解决上述课题的多层谐振电路部件的特征在于，具备经由第一绝缘体层层叠第一电极层而成的层叠体，该第一电极层同时具备构成LC谐振电路的线圈图案和电容器图案，在上述多层谐振电路部件中，经由第二绝缘体层层叠第二电极层和第三电极层的至少任意一个，其中，上述第二电极层仅具备处于与上述第一电极层的电容器图案对置的位置的电容器图案，上述第三电极层仅具备与上述第一电极层的线圈图案电连接的线圈图案。
根据该结构，能够减少LC谐振电路的谐振频率的变化。
另外，优选在上述的多层谐振电路部件中，使上述第二绝缘体层的厚度成为与上述第一电极层间的上述第一绝缘体层不同的厚度。
根据该结构，由第一以及第二电极层的电容器图案生成的电容值、由第一以及第三电极层的线圈图案生成的电感可根据第二绝缘体层的厚度来调整。
另外，优选在上述的多层谐振电路部件中，上述第二电极层的电容器图案成为与上述第一电极层的电容器图案不同的形状。
根据该结构，由第一以及第二电极层的电容器图案生成的电容值可通过第二电极层更高地调整自由度。
另外，优选在上述的多层谐振电路部件中，具备多层上述第二电极层，使该第二电极层的电容器图案成为分别不同的形状。
根据该结构，进一步提高由第一以及第二电极层的电容器图案生成的电容值的自由度。
另外，优选在上述的多层谐振电路部件中，将上述第二绝缘体层的厚度设为5～15μm。
根据该结构，能够防止由绝缘体层的厚度不足引起的电极层间的短路、由绝缘体层的厚度过大引起的电极层间的连接可靠性的降低。
另外，优选在上述的多层谐振电路部件中，将上述第二电极层的厚度相对于上述第二绝缘体层的厚度之比或者上述第三电极层的厚度相对于上述第二绝缘体层的厚度之比设为0.3～4.0的范围内。
根据该结构，通过将厚度之比设为4.0以下，能够防止由温度变化时的绝缘体层与导体层的收缩率的差异引起的电极层与绝缘体层的剥离。另外，通过将厚度之比设为0.3以上，能够防止由绝缘体层的厚度过大引起的电极层间的连接可靠性的降低。
另外，优选在上述的多层谐振电路部件中，上述第一～第三电极层还具备在上述层叠体的至少一面共同露出的一对外部导体图案，上述外部导体图案从上述层叠体的层叠方向观察呈L字状，并且相互电连接构成外部导体，上述线圈图案相互电连接构成具有与上述一面平行的线圈轴的线圈导体，上述外部导体与上述线圈导体的端部以及上述电容器图案电连接。
根据该结构，在层叠体中，由于线圈轴平行于安装基板以及安装面，所以电感的获取效率提高。另外，由于被外部导体屏蔽的磁通量减少，所以涡流损耗的产生减少，线圈导体与外部导体之间的寄生电容也减少。
解决上述课题的封装的多层谐振电路部件具备权利要求1～7中的任一项所述的多层谐振电路部件、以及收纳上述多层谐振电路部件的封装构件，对于上述多个多层谐振电路部件的谐振频率而言，若将平均值设为f0、将标注偏差设为σ，则5σ为f0的5％以下。
根据该结构，能够得到谐振频率的变化减少到一定以下的多层谐振电路部件。
解决上述课题的多层谐振电路部件的制造方法的特征在于，经由第一绝缘体层层叠同时具备构成LC谐振电路的线圈图案和电容器图案的第一电极层，经由第二绝缘体层层叠仅具备电容器图案的第二电极层和仅具备与上述线圈图案连接的线圈图案的第三电极层的至少任意一个，调整由上述第二电极层的电容器图案生成的电容器的电容值、由上述第三电极层形成的线圈的电感以及上述第二绝缘体层的厚度中的至少任意一个，使得基于上述第一电极层和第一绝缘体层的工序变化的上述第一电极层的线圈图案的电感的变动量以及由上述第一电极层的电容器图案生成的电容值的变动量消除。
通过该方法，能够减少构成LC谐振电路的电感和电容值的变化。
根据本发明的多层谐振电路部件、封装的多层谐振电路部件以及多层谐振电路部件的制造方法，能够减少谐振频率的变化。
附图说明
图1是表示一个实施方式的多层谐振电路部件的立体图。
图2是表示多层谐振电路部件的电极层以及绝缘体层的俯视图。
图3是表示多层谐振电路部件的电极层的主视图。
图4是表示多层谐振电路部件的电极层的分解立体图。
图5是由多层谐振电路部件生成的LC谐振电路的等效电路图。
具体实施方式
以下，根据附图对将本发明具体化的一个实施方式进行说明。
图1～图4所示的多层谐振电路部件在一对外部装饰用绝缘体层11a、11b(参照图2、图4)之间交替地层叠多个电极层12a～12h和绝缘体层13来层叠层叠体14。在外部装饰用绝缘体层11a、11b的表面形成有侧面识别标记15。
如图4所示，在电极层12a～12f分别形成用于形成线圈导体16的线圈图案18a～18f，在该线圈图案18a～18f的径向两侧，即在图1中从层叠体14的长边方向两个侧面到下表面(安装面22，参照图3)形成有剖面L字型的外部导体17a、17b。
另外，在电极层12a～12e以及电极层12g、12h形成电容器图案19a～19e、19g、19h。
而且，层叠体14从一个外部装饰用绝缘体层11a朝向另一个外部装饰用绝缘体层11b，层叠电极层12a～12h和绝缘体层13，最后层叠外部装饰用绝缘体层11b。外部导体17a、17b层叠于各电极层12a～12h的同层。
如上述那样的线圈图案18a～18f、电容器图案19a～19e、19g、19h、外部导体17a、17b通过对以Ag或者Cu等为主要成分的良导体的导电浆料进行图案刻画以及烧制而形成。各电极层12a～12h间的绝缘体层13以及各导电浆料间的绝缘体层通过烧制以硼硅酸盐玻璃为主要成分的绝缘浆料而形成。
在实际的工序中，通过在基体材料上排列地层叠多个层叠体14，来生成母层叠体，接下来通过切割将其切割为一个个的层叠体14。此时，如图1所示，使外部导体17a、17b在层叠体14的侧面以及安装面的两侧部露出。
接下来，在以规定的条件对层叠体14进行烧制之后，实施滚筒抛光，并对外部导体17a、17b的表面实施具有2μm～10μm的厚度的镀锡或镀镍，来形成外部电极23a、23b。
如图4所示，在电极层12a～12h中的电极层12a～12e分别形成有线圈图案18a～18e和电容器图案19a～19e。在电极层12f形成有线圈图案18f，未形成电容器图案。
线圈图案18a经由引出电极20a与外部导体17a连接，线圈图案18f经由引出电极20b与外部导体17b连接。另外，线圈图案18a～18f经由导通孔21连接。因此，通过线圈图案18a～18f，形成用于生成规定的电感的线圈。
电容器图案19a～19e交替地与外部导体17a、17b连接。
在电极层12g、12h形成有电容器图案19g、19h。电容器图案19g与外部导体17a连接，电容器图案19h与外部导体17b连接。另外，电容器图案19g、19h的外径形状不同，在本实施方式中，电容器图案19h的面积形成为比电容器图案19g的面积宽。通过这样的电容器图案19a～19e、19g、19h形成用于生成所希望的电容值的电容器。
如图3所示，如上述那样构成的线圈图案18a～18f以及电容器图案19a～19e、19g、19h相对于与安装面22正交的中心线CL形成对称状，即使使外部电极23a、23b与安装面22上的基板布线的连接关系反转，也能够得到相同的特性。
在电极层12a～12e之间层叠的绝缘体层13的厚度被设定为相同的厚度t1来层叠。另外，在电极层12e～12h之间层叠的绝缘体层13的厚度t2～t4以与厚度t1不同的设定值来层叠。该设定值被设定为减小由工序的变化引起的谐振频率f0的变化。此外，厚度t2～t4和厚度t1没必要一定是不同的值。
接下来，对如上述那样构成的多层谐振电路部件的作用进行说明。
上述多层谐振电路部件将安装面22设置在安装基板(未图示)上并使外部电极23a、23b与安装基板电连接。于是，由于线圈轴与安装基板平行，所以安装基板对于通过线圈导体的磁通量的干扰变小。因此，基于线圈导体16的电感的获取效率提高。
若考虑绝缘体层13以及电极层12a～12h的层叠工序以及烧制工序，则作为变化的范围，在一定数量以上的多层谐振电路部件中，若将谐振频率的平均值设为f0、标注偏差设为σ，则绝大多数情况下5σ超过f0的±5％。
另一方面，在本实施方式中，调整电极层12f～12h的层叠条件，以消除由电极层12a～12e中的层叠工序的变化引起的谐振频率f0的变动。因此，能够调整为5σ成为f0的±5％以内，并能够提供减少了谐振频率的变化的多层谐振电路部件。例如，在将多个多层谐振电路部件封装成编带卷轴方式的情况下，对于该1个卷轴的量的封装的多层谐振电路部件，若将谐振频率的平均值设为f0、标注偏差设为σ，则能够使5σ成为f0的5％以下。
具体而言，通过模拟求出层叠有电极层12a～12e以及各电极层12a～12e间的绝缘体层13的状态下的谐振频率f0与所希望的谐振频率的变动量。而且，为了消除该变动量，设定电极层12f～12h以及它们之间的绝缘体层13的层叠工序的条件即可。
例如，多层谐振电路部件也可以层叠体14的外径尺寸为0.4mm×0.2mm×0.3mm，将线圈的电感L设为2.0nH、将电容器的电容值C设为2.0pF而得到2.4GHz的谐振频率f0。
层叠为电极层12f～12h间的绝缘体层13的厚度t2～t4为5～15μm。而且，电极层12f～12h的厚度t5与电极层12f～12h间的绝缘体层13的厚度t2～t4之比t5/t2～t4为0.3～4.0。
通过将电极层12f～12h间的绝缘体层13的厚度t2～t4设为5～15μm，能够防止由绝缘体层13的厚度不足引起的电极层12f～12h间的短路、由绝缘体层13的厚度过大引起的朝向导通孔21的导体的填充不足。
另外，通过将厚度t5与厚度t2～t4之比设为4.0以下，能够防止在烧制后的温度降低时，由绝缘体层和导体层的收缩率的差异引起的电极层与绝缘体层的剥离。另外，通过将厚度t5与厚度t2～t4之比设为0.3以上，能够防止由绝缘体层13的厚度过大引起的朝向导通孔21的导体的填充不足。此外，上述厚度t1～t5是烧制后的厚度。
在如上述那样构成的多层谐振电路部件中，能够得到如下所示的效果。
(1)由于形成了仅形成有线圈图案18f的电极层12f和仅形成有电容器图案19g、19h的电极层12g、12h，所以即使各电极层12f～12h间的绝缘体层13的厚度变动，也能够抑制如使谐振频率f0向相同方向变动这样的电感L以及电容值C的变动的产生。因此，能够抑制从所希望的谐振频率的变动量。
(2)通过仅形成有线圈图案18f的电极层12f、仅形成有电容器图案19g、19h的电极层12g、12h，能够分别独立地调整电感L和电容值C。
(3)能够通过调整电极层12g、12h所对置的电容器图案19g、19h的面积，来调整电容值C。
(4)由于将电极层12f～12h之间的绝缘体层13的厚度设为与其他的电极层间的绝缘体层的厚度不同的厚度，所以能够通过电极层12f微调电感L，并且通过电极层12g、12h微调电容值C。
(5)能够在确认由电极层12a～12e生成的电感L和电容值C的变化之后，生成电极层12f～12h，以消除该变化。因此，能够提高所希望的谐振频率f0的获取精度。
(6)通过将电极层12f～12h间的绝缘体层13的厚度t2～t4设为5～15μm，能够防止由绝缘体层13的厚度不足引起的电极层12f～12h间的短路、由绝缘体层13的厚度过大引起的朝向导通孔21的导体的填充不足。
(7)通过将电极层12f～12h的厚度t5与电极层12f～12h间的绝缘体层13的厚度t2～t4的厚度之比设为4.0以下，能够防止在烧制后的温度降低时，由绝缘体层和导体层的收缩率的差异引起的电极层与绝缘体层的剥离。另外，通过将厚度t5与厚度t2～t4之比设为0.3以上，能够防止由绝缘体层13的厚度过大引起的朝向导通孔21的导体的填充不足。
(8)能够生成由层叠工序的变化引起的谐振频率f0的变动为5σ≤5％的多层谐振电路部件。
(9)在通过外部电极23a、23b设置于安装基板的层叠体14中，由于线圈轴与安装基板以及安装面22平行，所以电感的获取效率提高。因此，能够提高谐振频率的Q值。
(10)若将收纳于封装构件的多个多层谐振电路部件的f0的标注偏差设为σ，则能够使5σ成为f0的5％以下。
此外，上述实施方式也可以如以下那样进行变更。
·也可以为在同时具备线圈图案和电容器图案的电极层添加有仅具备电容器图案的电极层的层叠体。
·也可以为在同时具备线圈图案和电容器图案的电极层添加有仅具备线圈图案的电极层的层叠体。
·也可以在形成同时具备线圈图案和电容器图案的电极层，并确认由该电极层得到的电感和电容值的变化之后，决定追加仅具备电容器图案的电极层或仅具备线圈图案的电极层的哪一个。
附图标记说明
12a～12h…电极层(第一～第三电极层)，13…绝缘体层(第一绝缘体层、第二绝缘体层)，14…层叠体，16…线圈导体，17a、17b…外部导体，18a～18f…线圈图案，19a～19e、19g，19h…电容器图案，22…安装面，23a、23b…外部电极，L…电感，C…电容值，t1～t5…厚度，f0…谐振频率。

Claims (9)

1.一种多层谐振电路部件，其特征在于，
具备经由第一绝缘体层层叠第一电极层而成的层叠体，该第一电极层同时具备构成LC谐振电路的线圈图案和电容器图案，在上述多层谐振电路部件中，
经由第二绝缘体层层叠第二电极层和第三电极层的至少任意一个，其中，上述第二电极层仅具备处于与上述第一电极层的电容器图案对置的位置的电容器图案，上述第三电极层仅具备与上述第一电极层的线圈图案电连接的线圈图案。
2.根据权利要求1所述的多层谐振电路部件，其特征在于，
使上述第二绝缘体层的厚度成为与上述第一电极层之间的上述第一绝缘体层不同的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的多层谐振电路部件，其特征在于，
上述第二电极层的电容器图案为与上述第一电极层的电容器图案不同的形状。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的多层谐振电路部件，其特征在于，
具备多层上述第二电极层，使该第二电极层的电容器图案成为分别不同的形状。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的多层谐振电路部件，其特征在于，
将上述第二绝缘体层的厚度设为5～15μm。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的多层谐振电路部件，其特征在于，
将上述第二电极层的厚度相对于上述第二绝缘体层的厚度之比或者上述第三电极层的厚度相对于上述第二绝缘体层的厚度之比设为0.3～4.0的范围内。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的多层谐振电路部件，其特征在于，
上述第一～第三电极层还具备在上述层叠体的至少一面共同露出的一对外部导体图案，
上述外部导体图案从上述层叠体的层叠方向观察呈L字状，并且相互电连接构成外部导体，
上述线圈图案相互电连接构成具有与上述一面平行的线圈轴的线圈导体，
上述外部导体与上述线圈导体的端部以及上述电容器图案电连接。
8.一种封装多层谐振电路部件，其特征在于，具备：
权利要求1～7中的任一项所述的多层谐振电路部件；以及
封装构件，收纳上述多层谐振电路部件，
对于上述多个多层谐振电路部件的谐振频率而言，若将平均值设为f0、将标注偏差设为σ，则5σ为f0的5％以下。
9.一种多层谐振电路部件的制造方法，其特征在于，
经由第一绝缘体层层叠同时具备构成LC谐振电路的线圈图案和电容器图案的第一电极层，经由第二绝缘体层层叠仅具备电容器图案的第二电极层和仅具备与上述线圈图案连接的线圈图案的第三电极层的至少任意一个，
调整由上述第二电极层的电容器图案生成的电容器的电容值、由上述第三电极层形成的线圈的电感以及上述第二绝缘体层的厚度的至少任意一个，使得基于上述第一电极层与第一绝缘体层的工序变化的上述第一电极层的线圈图案的电感的变动量与由上述第一电极层的电容器图案生成的电容值的变动量消除。
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