JP2002511648A - 電子部品の支持体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、互いに電気的に絶縁された少なくとも２つの接触面（２）を備え、この接触面が支持体の共通平面に配置されている電子部品のセラミックス製支持体に関し、接触面（２）の共通平面に平行でなく延びている少なくとも１つの支持体面に、別の金属被覆された表面（３）が設けられ、それぞれ１つのこの金属被覆された表面が接触面（２）の１つに導電接続されていることを特徴とする。さらに、この発明は、誘導性電子部品に使用されるこの支持体及びこのような電子部品の製造方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 この発明は、電子部品用のセラミックス製支持体に関する。

【０００２】 例えば、インダクタのような電子部品の支持体はしばしばプラスチックから作
られる。支持体材料としてのプラスチックの利点は、コストが低いこと、加工が
容易であること及び重量が軽いことである。例えば、ＩＳＤＮ適用対応の誘導性
電子部品は、ピン構成、ＳＭＤ構成の市場でよく行われている構造で或いはＰＣ
ＭＣＩＡカードに適した構造で作られる。このような構造は、例えば、バクーム
シュメルツ社（ハーナウ）の社内誌「ＩＳＤＮ部品」（１９９６年発行）により
公知である。このような支持体は、例えばロウ付けによって配線板の導電路に接
続される電気的接続導線を備えている。

【０００３】 技術開発が益々発展する途上において、最近主として表面実装可能なＳＭＤ技
術のパッケージ構造が使用されている。部品を配線板表面に実装するには、その
実装の際に配線板と接触する面もしくは部品の電気的接続導線が平面状の配線板
表面にできるだけ平らに載っていることが望ましい。表面実装（ＳＭＤ）技術に
おいては、これらの面の平面性ができるだけ大きいことが有利である。しかしな
がら、平面性に関して上述のプラスチックからなる支持体は欠点がある。金属製
の接続ピンが電子部品の接続導線と例えばロウ付けにより接続される場合、この
ロウ付けの際にこのピンの範囲の加熱によって平面性が減少するおそれがある。
またそれに続いて次々に配線板にロウ付けする間にパッケージ全体の加熱により
パッケージが膨張するおそれがある。その他の欠点として、配線板の実装中に使
用されるロウ剤の必要量が比較的大きいことがある。

【０００４】 セラミックスからなる支持体は、工業セラミックス情報センタ（ゼルプ）の情
報誌「エレクトロニクス用セラミック材料」（１９９６年発行）から公知である
。ここに記載されているセラミック材料は酸化アルミニウム或いは窒化アルミニ
ウムからなり、電子回路の基板として、また半導体回路或いはサイリスタやダイ
オードのパッケージとして使用される。ここに記載されたパッケージはジュアル
・インライン、パッケージ（ＤＩＬ）或いはＳＭＤ技術により表面実装するため
のチップキャリヤである。

【０００５】 セラムテック社（マルクトレートヴィッツ）のパンフレット（１９９６年）に
より電気コイル用のセラミックス製支持体が公知である。これらの支持体は、誘
導性電子部品を包囲しているブリッジ状の支持体である。例えば支持体の内部に
あるコイルの接続導線のような、誘導性電子部品の接続導線はブリッジ状の支持
体の金属被覆された面に、この支持体の配線板材料側の平面においてのみ接続さ
れている。この平面にはこのために領域的に金属被覆された面がある。接続導線
と金属被覆された面との接続は従ってロウ付け位置の範囲で行われる。

【０００６】 表面実装（ＳＭＤ）技術において電子部品の支持体に課せられる要求は、上述
の例では不充分にしか満たすことができない。特に、セラミックス製支持体の配
線板材料側の金属被覆された面の平面性に関して、従来のように構成された支持
体は上記のような要求を必ずしも満足させるものではない。表面実装技術の利点
を活かすためには、それ故、部品の金属面の範囲における平面性ができるだけ変
動しないことが有利である。

【０００７】 この発明の課題は、公知の支持体の上述の欠点を持たない支持体を提供するこ
とにある。

【０００８】 この発明の課題は、互いに電気的に絶縁された少なくとも２つの接触面を備え
、この接触面が支持体の共通平面に配置されている電子部品のセラミックス製支
持体において、共通平面に平行ではなく延びている少なくとも１つの支持体面に
、別の金属被覆された表面が設けられ、それぞれ１つの金属被覆された表面が接
触面の１つに導電接続されていることによって解決される。

【０００９】 なお、「接触面」なる用語は、この発明においては、支持体の表面に存在し支
持体を配線板材料に接続するために設けられている表面金属被膜を意味する。接
触面は従って互いに平面平行に配置されている。この接触面の形状は任意である
。接触面は所望の要求に応じて例えば正方形、長方形、円形或いは多角形とする
ことができる。また、１つの支持体上に幾つかの異なる形状の接触面を設けるこ
ともできる。

【００１０】 接触面２の幅は特に、０．１〜５ｍｍの範囲にあるのがよい。接触面の長さに
ついては０．５〜１０ｍｍの範囲が好ましい。

【００１１】 接触面が存在する共通平面は、通常、支持体の下面、それ故配線板材料側の面
に相当する。

【００１２】 接触面２或いは金属被覆された表面３の範囲において支持体上に設けられる金
属被膜は主として例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｇ等のような導電
性材料からなる。この被膜は、先ず１つ或いは複数の中間層が被着され、最後の
層として導電性の金属被膜が被着されるようにして形成することができる。セラ
ミック材料に導電性被膜を被着するのに適した方法は公知である。金属被膜の厚
さは特に０．１〜４０μｍの範囲にあるのがよい。

【００１３】 特に、支持体は屋根部材１３を備え、この屋根部材の内面に誘導性電子部品１
７を配置するのがよい。しかしながら、部品が支持体の他の面に、例えば１つの
壁に固定されていることも同様に可能である。

【００１４】 この発明による支持体の幾何形状は、金属被覆された表面３が接触面２の範囲
にはないように選ばれねばならない。従って、接触面２の共通平面に対して平行
でなく延び金属被覆された表面３を設けられている面は、接触面２の共通平面に
対して９０°の角度で延びているのが好ましい。

【００１５】 特に、この発明による支持体は、接触面２の共通平面に対して９０°の角度で
延びる２つの側面壁１２と、この側面壁に対して垂直にかつ接触面２の共通平面
に対して平行に配置されている屋根部材１３と、この屋根部材及び側面壁に対し
て垂直に配置されている２つの端面壁５とを備えているのがよい。このような幾
何形状の例は、直角状の面を持ち、ボール紙の靴ケースのような、一方の面が開
放した直方体である。

【００１６】 金属被覆された接触面２と金属被覆された表面３との間には、好ましくは溝４
が例えば研磨、鋸引き或いは研削によりセラミック材料に設けられている。これ
らの溝は金属被覆されていない。成形体が例えば普通のセラミックスの製作方法
による製作の際に焼結後既に相応する溝を持つことも可能である。この溝の間隔
は特に０．２〜５ｍｍの範囲にあるのがよい。

【００１７】 特に、この溝４は接触面２の共通平面に配置され、さらに別の溝４が接触面の
共通平面に対して平行でなく延びている平面に配置されるのがよい。異なる面に
配置されたこれらの溝４はその縁の範囲で溝縁１５を形成している。

【００１８】 この発明による支持体に例えばコイルからの接続導線７を接続しようとすると
きには、この接続導線７は金属被覆された表面３に導電接続されるのがよい。

【００１９】 前記接続導線は好ましくはこの導線が溝縁１５に機械的に位置決めされるよう
に溝縁を通して導かれる。この手段は、場合によっては存在する接触部の負荷を
軽減し、導線の位置がずれるのを保護する。

【００２０】 特に、溝縁１５を通して導かれた接続導線７は対応する溝に直接隣接する金属
被覆された表面３に導電接続されている。

【００２１】 この発明による支持体の接触面は非常に精密に作られ、従って高い平面性を持
っている。上述の方法に従って決定された、平面平行の接触面２の同一平面性は
３０μｍ以下であるのがよい。

【００２２】 支持体が接触面２の共通平面に対して平行に延びている屋根部材１３を備える
ときには、内部室６の方向に向かって屋根部材１３の内面に固定装置を設けるこ
とができる。この固定装置は例えばコイルを固定するために使用される。特に、
この固定装置は円錐体１０であるのがよい。

【００２３】 特に、屋根部材１３の上述の内面には巻線１４を備えた磁心９が配置される。

【００２４】 誘導性電子部品１７は上面側の内面に好ましくは例えば通常の接着剤でさらに
固定される。内部室に接着剤を注入して固定するのが特に好ましい。

【００２５】 支持体の下面側に配置された接触面２には、特に、電気部品の接続導線が設け
られず或いは接触されないようにするのがよい。接続導線が支持体とこの発明の
ように接続される場合、導電面との接続は例えば部品の側面にある金属被覆され
た表面３で行われる。

【００２６】 同一平面性の決定はレーザー距離測定法によって行われる。この方法において
は、先ず接触面の共通平面に対して垂直な方向（Ｚ方向）における、配線板材料
側の金属被覆された面の高さを決定する。その場合、このＺ方向の高さの測定値
を支持体の先端からの特定の間隔で決定する。このＺ方向の測定値からガウスの
平衡面を算出する。同一平面性はこの値と算出された平均平衡面の値との最大及
び最小偏差量の和である。

【００２７】 この発明による支持体は特に１００μｍ以下、特に５０μｍ以下の同一平面性
を持っている。この同一平面性が３０μｍ以下であるときには特によい。

【００２８】 この発明はまたこの発明による支持体を備えた電子部品にも係わる。この部品
は、支持体に例えば巻線を施した磁心のような電子部品が設けられていることを
特徴とする。

【００２９】 さらに、この発明は、この発明による支持体を誘導性電子部品、例えば、イン
ターフェイス中継器、インターフェイスモジュール、電流補償リアクトル、電力
中継器、トランジスタ．メモリリアクトル及びフィルタリアクトルのドライバ変
圧器、トランスジューサリアクトル、変流器、電流センサ、計器用変圧器、ＧＴ
Ｏ／ＩＧＢＴ／ＳＩＰＭＯＳのドライバートランス、サイリスタの点弧トランス
及びモジュール、或いはフィルタコイル及び平滑コイル等に適用する用途に関す
る。

【００３０】 この発明による誘導性電子部品は以下の方法で製造される。この製造方法もこ
の発明の対象である。この発明による製造方法は次の工程を含む。 ・誘導性電子部品１７を請求項１に記載の支持体の内面に固定する工程。 ・誘導性電子部品の導線７を溝縁１５を介して導く工程。 ・この導線７をある角度で接触面８まで導く工程。 ・この導線７を金属被覆された表面３に接触させ、必要に応じて接触面８を越え
ている導線端部を取り除く工程。

【００３１】 例 以下にこの発明による支持体５０個について同一平面性を測定した例を示す。
同一平面性は、それぞれ８個の金属被覆された表面を持つ５０個の支持体につい
て、この発明に従って、詳しく上述された方法で求めた。全ての支持体は、１４
μｍ以下の同一平面性を示した。 さらに付加的に、個々の接触面と求められた平衡面（Ｚ測定値）との距離の個
々の測定値からデータ記録が形成された。測定値の数は８×５０＝４００である
。この測定された各個の距離の頻度分布はガウス分布に一致した。このガウス分
布の標準偏差は４．２８μｍであった。

【００３２】 図面を参照して以下にこの発明を説明する。 図１のセラミックス製支持体１は直方体状に形成され、４つの側面と屋根を形
成する１つの面とを備えている。セラミック材料は例えば酸化アルミニウム或い
は窒化アルミニウムである。配線板材料側の平面に網目状に配置された接触面２
がある。この接触面２は金属で被覆されている。セグメント状に配置された接触
面２の間には窪みである溝４が、例えば研削或いは研磨により側面壁に設けられ
ている。これらの溝４は側面壁にわたって上から下に連続している。側面壁にあ
る溝の間には金属被覆された表面３があり、この表面３は接触面２に導電接続さ
れている。金属被膜は従来の技術として普通の方法でセラミックの支持体の上に
設けられる。図２は溝４と側面の金属被覆された表面３を上から見て示す。溝４
もしくは窪みの中には、図示されていない誘導性電子部品に接続されている銅エ
ナメル導線７が示されている。

【００３３】 図３はこの発明による支持体の側面を示し、銅エナメル導線７が溝縁１５を介
して延びている状態を示している。導線７は溝縁１５を通して引き回され、金属
面の長手軸線に対して０°より大きく、９０°より小さい角度１６で金属被覆さ
れた表面３の上を延びている。このセラミックス製支持体１は導線７が接触面２
に機械的に接触するのを特に簡単な方法で可能にしている。即ち、これを行うた
めに、先ず誘導性電子部品に接続される導線７を溝縁１５を通して導き、セラミ
ックス製支持体１の側面に対して平行に前記角度１６で導く。次いで、金属被覆
された表面３の範囲でこの導線は金属被覆された接触部８に電気的に接続される
。余った導線端は除去されるか、電気的接続時に自動的に切断される。これによ
り、接触部８に加わる機械的応力を軽減することができる。導線を溝４内にもし
くは溝縁１５を通して導くことは導線７を機械的に固定するのに貢献する。電気
的接続は例えば溶接により行うことができる。

【００３４】 図４は側面壁５を備えていないこの発明による支持体の異なる実施例を示す。
支持体の上側面の内面に、支持体と同一材料からなる円錐体１０が形成されてい
る。この円錐体１０にはリング状の磁心９が嵌め込まれ、例えば通常の接着剤で
固定されている。巻線１４と接続された導線７は溝縁１５を通して導かれ、接触
部８で終わっている。

【００３５】 プラスチックからなる支持体に比べて、セラミックス製支持体は耐熱特性が非
常に高くかつ湿度に対する感度が小さいという利点を持っている。

【００３６】 この発明による支持体の小さい同一平面性は、電子部品を配線板に実装する際
に金属被覆された接続面の濡れ性を改善するのに役立っている。これにより使用
されるロウ剤の層厚が削減され、特に約０．２ｍｍ以下、好ましくは０．１３ｍ
ｍ以下のような小さい格子寸法を持つ部品の加工性が著しく容易となる。

【００３７】 この発明による支持体は、公知の支持体に比べて、さらに電子部品の接続導線
を溝縁を通して導くことにより接触部における通常の固定を越えた機械的な固定
を行うことができるという利点を持っている。この手段により、電気的接触部の
殆ど完全な機械的負担の軽減を、それに伴う接触部の範囲における小さい損傷頻
度で達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による支持体を概略的に示す斜視図。

【図２】 配線板材料側の面が下側にある図１の支持体を上から見た図。

【図３】 この発明による図１の支持体を、支持体に接触された及び非接触の導線ととも
に、側面から見た図。

【図４】 この発明による支持体の異なる実施例を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 支持体 ２ 接触面 ３ 表面 ４ 溝 ５ 端面壁 ６ 内部室 ７ 導線 ８ 接触部 ９ 磁心 １０ 円錐体 １１ 内面 １２ 側面壁 １３ 屋根部材 １４ 巻線 １５ 溝縁

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに電気的に絶縁された少なくとも２つの接触面（２）を備
   え、この接触面が支持体の共通平面に配置されている電子部品のセラミックス製
   支持体において、接触面（２）の共通平面に平行でなく延びている少なくとも１
   つの支持体面に、別の金属被覆された表面（３）が設けられ、それぞれ１つの金
   属被覆された表面が接触面（２）の１つに導電接続されていることを特徴とする
   電子部品の支持体。
2. 【請求項２】支持体が屋根部材（１３）を備え、この屋根部材の内面（１１
   ）に誘導性電子部品（１７）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載
   の支持体。
3. 【請求項３】接触面（２）の共通平面に対して平行でなく延び金属被覆され
   た表面（３）を設けられている面が、接触面（２）の共通平面に対して９０°の
   角度で延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載の支持体。
4. 【請求項４】支持体が、接触面（２）の共通平面に対して９０°の角度で延
   びている２つの側面壁（１２）と、この側面壁に対して垂直にかつ接触面（２）
   の共通平面に対して平行に配置されている屋根部材（１３）と、この屋根部材及
   び側面壁に対して垂直に配置されている２つの端面壁（５）とを備えていること
   を特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の支持体。
5. 【請求項５】金属被覆された接触面（２）と金属被覆された表面（３）との
   間に溝（４）が設けられ、この溝は金属被覆されていないことを特徴とする請求
   項１乃至４の１つに記載の支持体。
6. 【請求項６】溝（４）が接触面（２）の共通平面に配置され、別の溝（４）
   が接触面の共通平面に対して平行でなく延びている平面に設けられ、異なる平面
   に配置されたこれらの溝（４）が溝縁（１５）を形成していることを特徴とする
   請求項５に記載の支持体。
7. 【請求項７】接続導線（７）が金属被覆された表面（３）に導電接続されて
   いることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の支持体。
8. 【請求項８】溝縁（１５）を通して接続導線（７）が導かれて、この導線が
   溝縁（１５）に機械的に位置決めされていることを特徴とする請求項１乃至７の
   １つに記載の支持体。
9. 【請求項９】溝縁（１５）を通して導かれた接続導線（７）が対応する溝に
   直接隣接する金属被覆された表面（３）に導電接続されていることを特徴とする
   請求項８に記載の支持体。
10. 【請求項１０】接触面（２）に対して平行である１つの平面からの最大距離
    を同一平面性とし、この同一平面性が接触面（２）の個々の高さの平均値形成に
    より算出されるとき、平面平行の接触面（２）の同一平面性が１００μｍ以下で
    あることを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載の支持体。
11. 【請求項１１】接触面（２）の共通平面に対して平行に延びる屋根部材（１
    ３）が設けられ、内部室（６）の方向に向かってこの屋根部材の内面（１１）に
    円錐体（１０）が配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記
    載の支持体。
12. 【請求項１２】接触面（２）の共通平面に対して平行に延びる屋根部材（１
    ３）が設けられ、内部室（６）の方向に向かってこの屋根部材の内面（１１）に
    巻線（１４）を備えた磁心（９）が配置されていることを特徴とする請求項１乃
    至１１の１つに記載の支持体。
13. 【請求項１３】請求項１に記載の支持体を備えていることを特徴とする電子
    部品。
14. 【請求項１４】誘導性電子部品用として使用される請求項１に記載の支持体
    。
15. 【請求項１５】以下の工程、即ち、 ・誘導性電子部品（１７）を請求項１に記載の支持体の内面に固定し、 ・この誘導性電子部品の導線（７）を溝縁（１５）を介して導き、 ・この導線（７）をある角度で接触面（８）まで導き、 ・この導線（７）を金属被覆された表面（３）に接触させ、必要に応じて接触面
    （８）を越えている導線端部を取り除く 工程を含む誘導性電子部品の製造方法。