JP2004128153A - Laminated electronic part, laminated electronic part module and manufacturing method therefor - Google Patents
Laminated electronic part, laminated electronic part module and manufacturing method therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004128153A JP2004128153A JP2002288955A JP2002288955A JP2004128153A JP 2004128153 A JP2004128153 A JP 2004128153A JP 2002288955 A JP2002288955 A JP 2002288955A JP 2002288955 A JP2002288955 A JP 2002288955A JP 2004128153 A JP2004128153 A JP 2004128153A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electronic component
- conductor
- laminated
- coil
- inductance element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、インダクタンス素子と容量素子とを内蔵した積層電子部品と、インダクタンス素子と容量素子のうち少なくともインダクタンス素子を内蔵した積層電子部品モジュールとこれらの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
インダクタンス素子と容量素子とを内蔵した積層電子部品として、例えば特許文献1には印刷工法による積層インダクタおよび積層コンデンサを重ねて一体化したセラミック電子部品が開示されている。
【0003】
また、例えば特許文献2には、シート積層工法により積層インダクタおよび積層コンデンサを重ねて一体化したセラミック電子部品が開示されている。
【0004】
また、例えば特許文献3には、半導体チップ上に多層スパイラルコイルを構成した電子部品が開示されている。
【0005】
また、例えば特許文献4には、巻線型のコイル素子を2個並べて、樹脂により封止したトランスが開示されている。
【0006】
【特許文献1】
実用新案登録第2607433号公報(第2頁、図1)
【特許文献2】
特開平11−103229号公報(第4−5頁、図2)
【特許文献3】
特開2002−92566公報(第6頁、図1)
【特許文献4】
特開平11−204352号公報(第3頁、図2)
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1や2に開示されたセラミック積層電子部品は、内部導体が印刷法やシート積層工法により多層積層されるため、印刷ばらつきと積層ばらつきが発生する上、素子を焼成するので、焼成時の収縮や収縮ばらつき等によりインダクタンス値がばらつき、狭公差の積層電子部品を得ることが難しい。
【0007】
また、従来のセラミック積層電子部品の構造をそのまま採用して、例えば樹脂材料あるいは樹脂に機能材料粉末を混合した複合材料でなる基板を積層した積層電子部品モジュールにそのセラミック積層電子部品を内蔵あるいは搭載する場合、セラミック積層電子部品の厚みはモジュールの厚みにより制限され、ターン数や電極層数は制限を受けるために、十分大きなインダクタンスや容量を得ることが困難であるという問題点がある。
【0008】
また、モジュールに内蔵されるインダクタは、いずれも積層方向に巻き上げられたインダクタであり、これらのタイプのインダクタは、積層体内に設けられたグランド層やコンデンサ電極による影響を大きく受けるため、高いインダクタンス値や高いQ値を得ることが比較的難しい。
【0009】
また、前記特許文献3に記載のように、スパイラルコイルを用いた従来の積層電子部品は、その構造上、高いQ特性を得ることが難しい。また、コイル形状が大きくなってしまうため、複数の素子を内蔵した場合、素子どうしが近づくため、結合によって所望の特性を得ることができなくなる。また、ヘリカルコイルと同様のQ値、インダクタンス値を得ようとすると、形状が大きくなってしまうという問題点がある。
【0010】
また、前記特許文献4に記載のように、巻線型のものは、ボビン1個ずつワイヤーを巻線するで、小型化や生産性に難があり、低コストで積層電子部品を得ることが難しい。
【0011】
本発明は、前記従来の積層電子部品の問題点に鑑み、量産が容易で、導体パターンのずれが小さく、狭公差のインダクタンス値や容量値が得られる積層電子部品と積層電子部品モジュールとこれらの製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
また、本発明は、従来より製造工程が簡略化でき、低コスト化が可能な積層電子部品とその製造方法を提供することを目的とする。
【0013】
また、本発明は、モジュールに積層電子部品を埋設する場合、上下のグランド層や配線層あるいはコンデンサ電極の影響を受け難く、高いインダクタンス、高いQ特性が得られる積層電子部品モジュールとその製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】(1)本発明の積層電子部品は、絶縁体と導体とが交互に積層された積層体を素材として作製され、少なくともインダクタンス素子と容量素子とをそれぞれ単独素子としてあるいは互いに接続された複合素子としてそれぞれ1個以上内蔵する積層電子部品であって、
前記積層体の積層方向に対して垂直方向に隣接する素子間は、その間に加工された溝に充填された絶縁材料により隔離され、
前記インダクタンス素子はヘリカルコイルからなり、コイルの1ターン分は4辺のうちの3辺が前記積層体に溝加工を行うことにより形成され、
前記加工により積層方向に形成された溝は絶縁材料により充填され、
前記コイルの1ターン分の他の1辺は、前記加工により形成されたコ字形導体の隣接するものの開口端どうしを接続するように、前記溝に充填された絶縁材料上に形成された橋架導体からなり、
前記容量素子は、前記積層体にスリットを加工することにより、前記コイルを構成するコ字形導体と同層をなすように形成された電極と、前記コ字形導体の開口側の面に形成されて電極間を接続する導体とからなり、
電子部品の上面、底面はそれぞれ絶縁層により覆われ、外面に外部接続用の端子電極を有することを特徴とする。
【0015】
本発明の積層電子部品は、コイルのコ字形導体やコンデンサ電極が積層体の切削により形成されるため、コイル形状や電極形状が揃い、コ字形導体やコンデンサ電極間の位置のばらつきや積層ばらつきがなく、インダクタンス値や容量値が揃った狭公差の積層電子部品を得ることができる。また、切削によって一度にヘリカルコイルやコンデンサ電極となる導体加工を行うため、製造が容易となり、低コストで積層電子部品を製造することができる。
【0016】
本発明における素材としては、例えば金属箔に絶縁材料を膜状に塗布したものや、絶縁材料でなるシート(セラミック基板や樹脂基板あるいは機能材料粉末を樹脂に混合した複合材料でなる基板)と金属膜とを一体にしたものや、厚膜技術に用いるグリーンシートに導体ペーストを塗布し乾燥したものを積層して焼成した材料を用いることも可能である。
【0017】
(2)本発明の積層電子部品において、前記絶縁層が樹脂材料または樹脂に機能材料粉末(磁性体粉末または誘電体粉末)を混合した複合材料からなることが好ましい。このように樹脂やその複合材料により絶縁層を構成すれば、加工が容易となる。また、混合材料の種類を変えることにより、任意の特性の積層電子部品が得られる。
【0018】
(3)本発明の積層電子部品において、コ字形導体が金属板または金属箔からなり、前記橋架導体がフォトリソ工法により形成されていることが好ましい。このように、コ字形導体として金属板または金属箔を用い、橋架導体としてフォトリソ工法により形成した導体を用いれば、コイルの比抵抗を低く抑えることができるため、直流抵抗を低くでき、より高いQ特性を得ることができる。
【0019】
(4)本発明の積層電子部品モジュールは、樹脂材料または樹脂に機能材料粉末を混合した複合材料でなる層上に導体層を形成してなる基板を積層し、素子を内蔵形成した積層電子部品モジュールであって、
前記積層電子部品モジュールは、インダクタンス素子を含む基板を少なくとも1層有し、
前記インダクタンス素子を含む基板は、絶縁体と導体とが交互に積層された積層体を素材として作製され、
前記インダクタンス素子はヘリカルコイルからなり、コイルの1ターン分は4辺のうちの3辺が前記積層体に溝加工を行うことによりコ字形に形成され、
前記加工により積層方向に形成された溝は絶縁材料により充填され、
前記コイルの1ターン分の他の1辺は、前記加工により形成されたコ字形導体の隣接するものの開口端どうしを接続するように、前記溝に充填された絶縁材料上に形成された橋架導体からなることを特徴とする。
【0020】
このように、前記積層体に溝を加工することによりコ字形導体を形成しかつ橋架導体を形成したインダクタンス素子をモジュールに内蔵することにより、精度の高い狭交差のインダクタンス素子を有する積層電子部品モジュールを得ることができる。また、インダクタンス素子を含む基板が、樹脂基板または複合材料基板中に1つの基板として含まれるので、チップ部品を埋め込む場合に比較して、製造工程が格段に簡単になり、低コスト化を達成できる。また、精度の高いインダクタンス素子を内蔵できるので、トリミングレスにすることが可能となり、低コスト化が図れる。
【0021】
(5)また、本発明の積層電子部品モジュールは、樹脂材料または樹脂に機能材料粉末を混合した複合材料でなる層上に導体層を形成してなる基板を積層することにより、素子を内蔵形成した積層電子部品モジュールであって、
前記積層電子部品モジュールは、少なくともインダクタンス素子および容量素子を含む基板を少なくとも1層有し、
前記インダクタンス素子および容量素子を含む基板は、絶縁体と導体とが交互に積層された積層体を素材として作製され、前記積層体の積層方向に対して垂直方向に隣接する素子間は、その間に加工された溝に充填された絶縁材料により隔離され、
前記インダクタンス素子はヘリカルコイルからなり、コイルの1ターン分は4辺のうちの3辺が前記積層体に溝加工を行うことによりコ字形に形成され、
前記加工により積層方向に形成された溝は絶縁材料により充填され、
前記コイルの1ターン分の他の1辺は、前記加工により形成されたコ字形導体の隣接するものの開口端どうしを接続するように、前記溝に充填された絶縁材料上に形成された橋架導体からなり、
前記容量素子は、前記積層体にスリットを加工することにより、前記コイルを構成するコ字形導体と同層をなすように形成された電極と、電極間を接続する導体とからなることを特徴とする。
【0022】
このように、前記積層体に溝を加工することによりコ字形導体を形成すると共に、コンデンサ電極を形成し、かつ橋架導体やコンデンサ電極間を接続する導体を形成したインダクタンス素子および容量素子をモジュールに内蔵することにより、精度の高い狭交差のインダクタンス素子および容量素子を有する積層電子部品モジュールを得ることができる。また、インダクタンス素子および容量素子を含む基板が、樹脂基板または複合材料基板中に1つの基板として含まれるので、チップ部品を埋め込む場合に比較して、製造工程が格段に簡単になり、低コスト化を達成できる。また、精度の高いインダクタンス素子および容量素子を内蔵できるので、トリミングレスにすることが可能となり、低コスト化が図れる。
【0023】
(6)本発明の積層電子部品モジュールにおいて、前記インダクタンス素子は、その巻芯の方向が、前記積層電子部品モジュールの積層方向に対して直角をなす方向に形成されていることが好ましい。
【0024】
このように、インダクタンス素子の巻芯の方向をモジュールの積層方向に対して垂直をなす方向とすることにより、そのインダクタンス素子は発生磁束が上下のグランド電極やコンデンサ電極や配線層と交差する度合いが減少し、これらの影響を受けにくくなり、高インダクタンス、高Q特性のインダクタンス素子を内蔵したモジュールを得ることができる。
【0025】
また、インダクタンス素子の巻芯方向がモジュールの基板の積層方向に一致すると、コイルのターン数やコンデンサ電極の層数に制限を受けやすくなるが、基板の面方向に巻芯方向に設定することにより、ターン数や層数の多いインダクタンス素子やコンデンサ電極を基板内に内蔵することができ、高いインダクタンス値や容量値を確保することができる。
【0026】
また、前記した理由により、高いインダクタンス値や容量値を確保することができる上、自己共振周波数も非常に高く、他のインダクタンス素子との結合も小さくすることができるので、モジュールの特性を良くすることができる。また、容量素子についても小さな電極を多層積層する構造が採用できるので、低ESL(インダクタンス)、低ESR(抵抗)の容量素子を構成することができる。これによってもモジュールの特性を大幅に改善することが可能となる。
【0027】
(7)本発明による積層電子部品の製造方法は、導体層と絶縁層とを交互に積層してなる積層体よりインダクタンス素子および容量素子を内蔵した積層電子部品を製造する方法であって、
前記積層体の積層方向に複数個のインダクタンス素子のターン数に相当する導体層数を有し、かつ複数個の容量素子分の電極数に相当する導体層数を有すると共に、インダクタンス素子および容量素子の1個分に相当する厚みを有する四角形をなす板状の素材を準備し、
該素材の表面に、積層方向に、互いに平行をなすように、コイル内周部を形成するための所定幅の複数本のインダクタンス素子用コ字形導体の内周部形成用溝を加工すると共に、前記溝と平行に、コ字形導体の側面部形成および他の素子との隔離用スリットを設け、
前記溝およびスリットに絶縁材料を充填し、
該絶縁材料を充填した素材の表面を研磨により整面し、
該整面化された面において、前記コ字形導体となる導体層間を接続して矩形ヘリカルコイルを構成するための橋架導体と、容量素子の電極間を接続する素子間接続導体および電極下地導体をフォトリソ工法により形成し、
該橋架導体を施した素材の表裏面を絶縁材料により覆うと共に、外部接続用端子電極を形成し、
前記素材を縦横に切断することにより、インダクタンス素子と容量素子とを内蔵する積層電子部品を得ることを特徴とする。
【0028】
このように、コイルのコ字形導体やコンデンサ電極を積層体の加工によって形成することにより、コイル形状や電極形状が揃い、コ字形導体やコンデンサ電極間の位置のばらつきや積層ばらつきがなく、インダクタンス値や容量値が揃った狭公差の積層電子部品を得ることができる。また、積層体を加工することによって一度にヘリカルコイルやコンデンサ電極となる導体加工を行うため、製造が容易となり、低コストで積層電子部品を製造することができる。
【0029】
(8)本発明による積層電子部品モジュールの製造方法は、前記(4)から(6)までのいずれかに記載の積層電子部品モジュールの製造方法であって、インダクタンス素子と容量素子のうち、少なくともインダクタンス素子を有しかつ表裏面に外部接続用導体を形成した積層電子部品をコア基板として、その表裏面の少なくとも一方にプリプレグおよび導体箔を重ね、本硬化後、エッチングにより導体パターン形成、層間接続を行う工程を繰り返すことにより、積層電子部品モジュールを得ることを特徴とする。
【0030】
このような工程により、インダクタンス素子あるいはさらに容量素子をモジュールに内蔵することにより、精度の高い狭交差のインダクタンス素子や容量素子を有する積層電子部品モジュールを得ることができる。また、インダクタンス素子や容量素子を含む基板が、樹脂基板または複合材料基板中に1つの基板として含まれるので、チップ部品を埋め込む場合に比較して、製造工程が格段に簡単になり、低コスト化を達成できる。また、精度の高いインダクタンス素子を内蔵できるので、トリミングレスにすることが可能となり、低コスト化が図れる。
【0031】
【発明の実施の形態】
図1(A)は本発明による積層電子部品の一実施の形態をLCフィルタについて上下逆にして示す斜視図、図1(B)はその透視斜視図、図1(C)はその等価回路図である。また、図2(A)、(B)はそれぞれこのLCフィルタの縦断面図、横断面図である。
【0032】
このLCフィルタは、樹脂材料または樹脂にセラミック等の機能材料粉末(磁性体粉末または誘電体粉末)を混合した複合材料でなる基材1中に少なくとも1個(本例は2個)のインダクタンス素子2と、少なくとも1個(本例は1個)の容量素子3とを内蔵し、底面にプリント基板への半田付け用の端子電極4とグランド電極5を設けてなる。
【0033】
前記インダクタンス素子2は図1(B)に示すように矩形ヘリカル状に構成されたコイルでなり、該コイルは4辺のうちの3辺を構成する複数個のコ字形導体6と、他の1辺を構成し、かつ隣接するコ字形導体6どうしを接続して全体として矩形ヘリカルコイルを構成する橋架導体7とからなる。
【0034】
また、前記容量素子3は、後述の工程により前記コ字形導体6と同じ積層素材の加工により形成されるコンデンサ電極8と、これらのコンデンサ電極8をそれぞれ1つおきに接続する接続導体9、10とからなる。11はインダクタンス素子2と容量素子3との間を接続する素子間接続導体、12は端子電極4やグランド電極5に素子2、3を接続する電極下地導体である。
【0035】
前記コ字形導体6、6間およびコンデンサ電極8、8間には図2(B)の断面図に示すように絶縁層13が介在する。コ字形導体6の内周面、外周面は後述の切削によって積層方向について互いに同面に形成される。すなわちコ字形導体6の内周面は後述の切削工程により溝14の側面、底面として構成されるもので、溝14内に絶縁材料15が充填される。
【0036】
図2(A)に示すように、インダクタンス素子2と容量素子3との間は後述の工程によりスリット16が形成され、そのスリット16に絶縁材料17が充填され一体化される。また、このフィルタの両側面も後述の工程、すなわちに積層素材へのスリット18の形成、絶縁材料19の充填、切断によって絶縁材料19が側面絶縁部材として構成される。
【0037】
前記コ字形導体6内の絶縁材料15および素子間絶縁材料17のコ字形導体6の開口側の面S(図2(A)参照)は研磨により整面され、前記橋架導体7および接続導体9、10および電極下地導体12はその整面化された面上に形成される。20、21はそれぞれ積層電子部品の上面、底面を覆うように印刷やスピンコートあるいはシートの溶着や接着により設けられた絶縁層であり、前記端子電極4およびグランド電極5は底面の絶縁層21上に設けられる。
【0038】
前記絶縁層13、絶縁材料15、17および外面を覆う絶縁層20、21は樹脂または樹脂に機能材料粉末を混合した複合材料が用いられる。前記コ字形導体が金属板または金属箔からなる。また、絶縁層13にセラミック板を用いた素材や、絶縁層13となるセラミックグリーンシートにコ字形導体6となる導体ペーストを塗布し、焼成したものを素材として用いることもできる。前記橋架導体7はフォトリソ工法を用いてパターニングされた導体からなる。この橋架導体7の形成はメッキのみならず、蒸着やスパッタリングにより成膜してもよい。
【0039】
図3ないし図7は前記積層電子部品の製造方法の一実施の形態を示す図である。まず、樹脂あるいは樹脂に機能材料粉末を混合したものを溶剤およびバインダに分散させてペースト状とし、図3(A)の斜視図に示すように、導体層であるコ字形導体6やコンデンサ電極8を得るための金属箔22上に前記ペーストをドクターブレード法等により塗布し、乾燥して絶縁層13Aを形成する。
【0040】
この場合、金属箔22としては銅箔が好適であるが、ニッケル、銀、金、アルミニウムもしくはこれらの合金等を用いることができる。また、金属箔22の好ましい厚みは、5〜75μmであり、また絶縁層13Aの好ましい厚みは5〜100μmである。
【0041】
前記絶縁層13Aに使用する樹脂材料として、熱硬化性樹脂の場合には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレレンエーテル(オキサイド)樹脂、ビスマレイミドトリアジン(シアネートエステル)樹脂、フマレート樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリビニルベンジルエーテル化合物樹脂等があげられる。
【0042】
熱可塑性樹脂としては、ポリブタジエン樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレレンエーテル(オキサイド)樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンサルファイド樹脂、ポリエーテルテーテルケトン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、グラフト樹脂等があげられる。これらの中でも、特に、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、低誘電率エポキシ樹脂、ポリブタジエン樹脂、ビスマレイミドトリアジン(シアネートエステル)樹脂、ビニルベンジル樹脂等がベースレジンとして好ましい。これらの樹脂は単独で使用しても良いし、2種類以上混合して使用してもよい。2種類以上混合して用いる場合の混合比は任意である。
【0043】
また、複合材料を構成する場合の無機材料としては、以下のものがあげられる。比較的高い誘電率を得るためには、チタン−バリウム−ネオジウム系セラミックス、チタン−バリウム−錫系セラミックス、鉛−カルシウム系セラミックス、二酸化チタン系セラミックス、チタン酸バリウム系セラミックス、チタン酸鉛系セラミックス、チタン酸ストロンチウム系セラミックス、チタン酸カルシウム系セラミックス、チタン酸ビスマス系セラミックス、チタン酸マグネシウム系セラミックス、CaWO4系セラミックス、Ba(Mg,Nb)O3系セラミックス、Ba(Mg,Ta)O3系セラミックス、Ba(Co,Mg,Nb)O3系セラミックス、Ba(Co,Mg,Ta)O3系セラミックスを用いることが好ましい。
【0044】
なお、二酸化チタン系セラミックスとは、二酸化チタンのみを含有するものの外、他の少量の添加物を含有するものも含み、二酸化チタンの結晶構造が保持されているものをいう。また、他のセラミックスも同様である。特に二酸化チタン系セラミックスはルチル構造を有するものが好ましい。
【0045】
また、誘電率をあまり高くせず、高いQを持たせるためには、樹脂材料に混合する誘電体粉末としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタン酸カリウムウイスカ、チタン酸カルシウムウイスカ、チタン酸バリウムウイスカ、酸化亜鉛ウイスカ、ガラスチョップ、ガラスビーズ、カーボン繊維、酸化マグネシウム(タルク)等を用いることが好ましい。これらの樹脂は単独で使用しても良いし、2種類以上混合して使用してもよい。2種類以上混合して用いる場合の混合比は任意である。
【0046】
また、樹脂材料に混合する無機材料に磁性体を用いる場合は、フェライトとしては、Mn−Mg−Zn系、Ni−Zn系、Mn−Zn系等を用いることができ、なかでもMn−Mg−Zn系、Ni−Zn系等が好ましい。また、前記無機材料として磁性体として強磁性金属を用いることができる。この場合、カーボニル鉄、鉄−シリコン系合金、鉄−アルミニウム−珪素系合金(商標名:センダスト)、鉄−ニッケル系合金(商標名:パーマロイ)、アモルファス系(鉄系、コバルト系)等を用いることが好ましい。
【0047】
前述のように絶縁層13Aを形成した金属箔22を、図3(B)に示すように所定の寸法に切断する。
【0048】
次に図3(C)の部分斜視図に示すように、前記のようにして作製した金属箔22と絶縁層13Aからなるシートを熱圧着または必要な場合には接着層を介して積層し一体化して積層母材23を得る。この実施の形態においては、積層電子部品の略1個分の厚みとなるセット24間に、絶縁層13Aの厚みより大きな厚みの絶縁層25を介在させて積層し一体化している。
【0049】
次に図3(C)に2点鎖線26で示すように、積層方向に等間隔に切断し、図3(D)の全体斜視図に示すように、厚みtが1個の積層電子部品のコ字形導体6のサイズに相当する大きさ(後で研磨する場合には製品のコ字形導体6の厚みは図示のtより小さくなる)のシート状の素材27を得た。また、該素材27の積層方向を縦方向としたときの縦幅L内に複数個(所定サイズの積層電子部品の場合例えば数十個)の積層電子部品のターン数に相当する導体層数を有し、かつ横幅Wも複数個(所定サイズの積層電子部品の場合例えば数十個)の積層電子部品に相当するサイズとする。図3(E)は図3(D)の部分拡大斜視図である。
【0050】
次に図4(A)の全体斜視図および図4(B)の部分拡大図に示すように、前記インダクタンス素子2のコイルのコ字形導体6の内周面となる溝14と、素子2、3間のスリット16と、積層電子部品(フィルタ)間のスリット18とを、積層方向に対して直角をなす方向に等間隔に研削する。
【0051】
なお、29はスリット16、18の形成にあたり素材27が分離されることを防ぐためのシートである。なお、この素材27の積層方向の全幅についてスリット16、18を形成する場合には前記シート29は必要であるが、両端を残してスリット16、18を設ける場合にはこのシート29は必ずしも必要でない。
【0052】
次に図5の部分拡大斜視図に示すように、前記溝14やスリット16、18に前記絶縁材料15、17、19を充填する。この絶縁材料15、17、19には前記樹脂材料または樹脂に機能材料粉末を混合した複合材料を溶剤やバインダに分散させたものを用い、これらの絶縁材料15、17、19の充填は、溝14やスリット16、18の形成面に印刷等により塗布し、乾燥することにより行う。そしてこのようにして溝14やスリット16、18に絶縁材料15、17、19を充填したものの表面(製品では底面となる面側)と金属箔22を研磨すると共に、金属箔22上の絶縁材料15、17、19により覆われた部分を除去して整面(平滑化)する。
【0053】
次に前記のように整面化した面上において、隣接するコ字形導体6間を接続するための橋架導体7、コンデンサ電極8間を接続する接続導体9、10、素子間接続導体11および電極下地導体12をフォトリソ工法を用いて形成する。
【0054】
このパターニングは、例えば図6(A)、(B)に示すように、素材27の表面全面に下地層30として銅膜を無電解メッキにより形成し、次に表面全面にレジスト31を施し、フォトリソ工法を用いて、図6(C)、(D)に示すように、前記導体7、9〜12となるべき部分7A、9A〜12Aのレジストを除去し、これらのレジスト除去部分に電解メッキにより銅の本メッキ層を形成し、その後レジスト31とその下の下地層30を除去することにより、図6(E)に示すように、前記導体7、9〜12の形成を行う。
【0055】
次に素材27の表裏面に樹脂材料または前記複合材料でなる絶縁材料を印刷、スピンコートあるいはシートの溶着や接着により設けて前記絶縁層20、21を形成する。
【0056】
次に図7(A)、(B)に示すように、前記電極下地導体12の部分の上の絶縁層21をレーザ等により穴32を明ける。そして図7(C)に示すようにその穴32の中に電解メッキにより下地層としての銅等の導体34を形成するか、あるいは樹脂中に銀を混合した導電剤を印刷等により充填する。次にアディティブ法、セミアディティブ法もしくはサブトラクト法により例えばニッケル、錫をこの順にメッキする等により、半田付けのための端子電極4やグランド電極5を形成する。
【0057】
次にこのようにして端子電極4やグランド電極5を形成した素材27を、ダイシングにより、前記スリット18の幅方向の略中央部分でスリット18の長手方向に切断すると共に、スリット18の長手方向に対して直角をなす方向に切断加工する(この切断位置を図4(A)で表現すると、切断線33の位置である)。
【0058】
本発明による積層電子部品は、コイルのコ字形導体6やコンデンサ電極8が積層体の切削により形成されるため、コイル形状や電極形状が揃い、コ字形導体6やコンデンサ電極8、8間の位置のばらつきや積層ばらつきがなく、インダクタンス値や容量値が揃った狭公差の積層電子部品を得ることができる。また、切削によって一度にヘリカルコイルのコ字形導体6やコンデンサ電極8となる導体加工を行うため、製造が容易となり、低コストで積層電子部品を製造することができる。
【0059】
また、樹脂材料やその複合材料により絶縁層13を構成すれば、加工が容易となる。また、混合材料の種類を変えることにより、任意の特性の積層電子部品が得られる。
【0060】
また、コ字形導体6やコンデンサ電極8として金属板または金属箔を用い、橋架導体としてフォトリソ工法により形成した導体を用いれば、コイルの比抵抗を低く抑えることができるため、直流抵抗を低くでき、より高いQ特性を得ることができる。
【0061】
本発明により積層電子部品の具体的な製品の例としては、アンテナ、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、EMCフィルタ、コモンモードフィルタ、ディレイライン、トラップ、バルントランス、カプラ(方向性結合器)、ダイプレクサ、デュプレクサ、ダブルバランスドミキサー、電力合成器、電力分配器等が挙げられる。
【0062】
図8は本発明による積層電子部品モジュールの一実施の形態を示す斜視図である。図8(A)に示すように、この実施の形態のモジュールは、コア基板35およびその上下のビルドアップ層36からなる積層基板(モジュール)37にベアチップ39、半導体素子40、大容量コンデンサ41を搭載したものである。
【0063】
図9(A)は前記コア基板35の一例を示す透視斜視図、図9(B)、(C)はそれぞれその正面図および側面図、図9(D)はその部分拡大透視斜視図である。この例に示すコア基板35は、樹脂材料または前記複合材料中に前記製造方法により形成されたコ字形導体6および橋架導体7からなるインダクタンス素子2をその巻芯方向に複数個(図示例は3個)内蔵し、かつ2列設け、また、前記製造方法により形成されたコンデンサ電極8からなる容量素子3も同数(3個)に1列設けてなる。各インダクタンス素子2および容量素子3には他の層の素子や配線等に接続するための引き出し電極42を有する。前記橋架導体6や電極接続導体9、10および引き出し電極42はコア基板35の表面に露出している。ただし、上面、底面の絶縁層20、21は設けられない。なお、前述の実施の形態で示したように、素子2、3間を素子間接続導体11によって接続する構成としてもよい。
【0064】
図8(B)にこのモジュールの内部構造を示す。コア基板35の内部には、前記製法により作製されたインダクタンス素子2と容量素子3とを含む積層電子部品が内蔵されている。これらのインダクタンス素子2および容量素子3は、モジュール37の積層方向に対して垂直方向に積層された構造を有する。これらの素子2、3は、コア基板35の表面導体で構成される引き出し電極42やビアホール45およびビルドアップ層36のビアホール46および配線パターン47によってモジュール37内のその他の素子あるいはコア基板35内の他の素子、さらにはベアチップ39等と接続されている。そして、そのコア基板35をコアとして、上下にビルドアップ層36の各層36aと36b、次に36cと36d、次に36eと36fの順に積層していく。
【0065】
このビルドアップ層の形成の際には、各層36a〜36fに配線パターン47を形成する。また各層36a〜36fの配線パターン47は各層に貫通して形成したビアホール46により接続される。この実施の形態では記載を省略しているが、ビルドアップ層36内にインダクタンス素子や容量素子あるいは抵抗素子等のパッシブ素子を構成してもよい。
【0066】
また、このビルドアップ層36の形成は、一般的プリント基板のビルドアップ工法を用いることができる。また、ビルドアップに限らず、前記インダクタンス素子2および容量素子3を内蔵するコア基板35と、その他のコア基板およびプリプレグとを積層してモジュールを構成してもよい。また、コア基板35と他のビルドアップ層36との導体の接続または他のビルドアップ層36間の接続はスルーホールやインナービアホール接続により行ってもよい。また、モジュール37内に複数枚のコア基板35は設けてもよい。
【0067】
このように、前記積層体の溝加工によりコ字形導体を形成しかつ橋架導体を形成したインダクタンス素子2あるいはさらに容量素子3をモジュール37に内蔵することにより、精度の高い狭交差のインダクタンス素子2や容量素子3を有する積層電子部品モジュール37を得ることができる。また、インダクタンス素子2や容量素子3を含む基板コア基板35が、樹脂基板または複合材料基板中に1つの基板として含まれるので、チップ部品を埋め込む場合に比較して、製造工程が格段に簡単になり、低コスト化を達成できる。また、精度の高いインダクタンス素子2や容量素子3を内蔵できるので、トリミングレスにすることが可能となり、低コスト化が図れる。
【0068】
また、インダクタンス素子2の巻芯の方向をモジュールの積層方向に対して直角をなす方向とすることにより、そのインダクタンス素子2は発生磁束が上下のグランド電極やコンデンサ電極(いずれも図示せず)や配線層と交差する度合いが減少し、これらの影響を受けにくくなり、高インダクタンス、高Q特性のインダクタンス素子を内蔵したモジュールを得ることができる。
【0069】
また、インダクタンス素子2の巻芯方向がモジュールの基板の積層方向に一致すると、コイルのターン数やコンデンサ電極8の層数に制限を受けやすくなるが、基板の面方向に巻芯方向に設定することにより、ターン数や層数の多いインダクタンス素子2や容量素子3を基板内に内蔵することができ、高いインダクタンス値や容量値を確保することができる。
【0070】
また、前記した理由により、高いインダクタンス値や容量値を確保することができる上、自己共振周波数も非常に高く、他のインダクタンス素子との結合も小さくすることができるので、モジュールの特性を良くすることができる。また、容量素子3についても小さな電極を多層積層する構造が採用できるので、低インダクタンスでかつ低抵抗の容量素子3を構成することができる。これによってもモジュールの特性を大幅に改善することが可能となる。
【0071】
なお、本発明が適用される具体的なモジュールとしては、移動体通信機器等におけるアンテナスイッチモジュール、フロントエンドモジュール、パワーアンプモジュール、VCO、PLLモジュール、TCXOモジュール、IFモジュール、RFモジュール、パワーアンプアイソレータモジュール、アンテナフロントエンドモジュール等が挙げられ、さらに、光ピックアップ、DC−DCコンバータ
、チューナーユニット等に用いることができる。
【発明の効果】
【0072】
本発明によれば、溝の形成やスリットの形成切断によりインダクタンス素子となるヘリカルコイルや容量素子のコンデンサ電極が形成されるため、量産が容易で、導体パターンのずれが小さく、狭公差のインダクタンス値や容量値の積層電子部品や積層電子部品モジュールが得られる。
【0073】
また、本発明によれば、印刷などによらず、積層体の溝加工やスリット加工によってインダクタンス素子のコ字形導体や容量素子のコンデンサ電極が形成されるため、製造工程が簡略化でき、低コスト化が可能となる。
【0074】
また、本発明による積層電子部品モジュールは、積層電子部品をモジュールに埋設する場合、インダクタンス素子の巻芯の方向をモジュールの積層方向に対して垂直をなす方向とすることにより、そのインダクタンス素子は発生磁束が上下のグランド電極やコンデンサ電極や配線層と交差する度合いが減少し、上下のグランド層や配線層あるいはコンデンサ電極の影響を受け難く、高いインダクタンス、高いQ特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明による積層電子部品の一実施の形態を示す斜視図、(B)はその内部構成を示す透視斜視図、(C)はその等価回路図である。
【図2】(A)、(B)はそれぞれ本実施の形態の積層電子部品の縦断面図、横断面図である。
【図3】(A)は本実施の形態の原材料となるシートを示す斜視図、(B)はそのシートを所定の長さごとに切断したものを示す斜視図、(C)は(B)のシートを積層し一体化した積層母材を示す部分斜視図、(D)は(C)の積層母材を切断加工した後の素材を示す全体斜視図、(E)は(D)の部分拡大斜視図である。
【図4】(A)は本実施の形態の素材に溝およびスリットを形成した状態を示す全体斜視図、(B)はその部分拡大図である。
【図5】本実施の形態において溝およびスリットに絶縁材料を充填した状態を示す素材の部分拡大斜視図である。
【図6】(A)〜(E)は本実施の形態における素材の表面に形成する導体の形成工程を示す図である。
【図7】(A)〜(C)は前記素材における端子電極の形成工程を示す図である。
【図8】(A)は本発明による積層電子部品モジュールの一実施の形態を示す斜視図、(B)はその層構造図である。
【図9】(A)は本実施の形態のモジュールに組み込むコア基板を示す透視斜視図、(B)、(C)はそれぞれその正面図および側面図、(D)はその部分拡大透視斜視図である。
【符号の説明】
1:絶縁体、2:インダクタンス素子、3:容量素子、4:端子電極、5:グランド電極、6:コ字形導体、7:橋架導体、8:コンデンサ電極、9、10:電極接続導体、11:素子間接続導体、12:電極下地導体、13:絶縁層、13A:絶縁層、14:溝、15:絶縁材料、16、18:スリット、17、19:絶縁材料、20、21:絶縁層、22:金属箔、23:積層母材、24:セット、25:絶縁層、26:切断線、27:素材、29:シート、30:下地層、31:レジスト、32:穴、33:切断線、34:導体、35:コア基板、36:ビルドアップ層、37:モジュール、39:ベアチップ、40:半導体素子、41:大容量コンデンサ、42:引き出し電極、45、46:ビアホール、47:配線パターン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer electronic component including an inductance element and a capacitance element, a multilayer electronic component module including at least an inductance element among the inductance element and the capacitance element, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
As a multilayer electronic component having a built-in inductance element and a capacitance element, for example, Patent Document 1 discloses a ceramic electronic component in which a multilayer inductor and a multilayer capacitor formed by a printing method are stacked and integrated.
[0003]
Further, for example,
[0004]
Further, for example,
[0005]
Further, for example,
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Registration No. 2607433 (
[Patent Document 2]
JP-A-11-103229 (page 4-5, FIG. 2)
[Patent Document 3]
JP-A-2002-92566 (
[Patent Document 4]
JP-A-11-204352 (
[Problems to be solved by the invention]
In the ceramic laminated electronic components disclosed in
[0007]
In addition, the structure of the conventional ceramic multilayer electronic component is adopted as it is, for example, the ceramic multilayer electronic component is built in or mounted in a multilayer electronic component module in which a substrate made of a resin material or a composite material obtained by mixing a functional material powder with a resin is laminated. In such a case, the thickness of the ceramic laminated electronic component is limited by the thickness of the module, and the number of turns and the number of electrode layers are limited. Therefore, it is difficult to obtain a sufficiently large inductance and capacitance.
[0008]
In addition, the inductors built into the module are all inductors wound in the stacking direction, and these types of inductors are greatly affected by the ground layer and capacitor electrodes provided in the stack, and therefore have a high inductance value. It is relatively difficult to obtain a high Q value.
[0009]
Further, as described in
[0010]
Further, as described in
[0011]
The present invention has been made in view of the problems of the above-described conventional multilayer electronic components, and has a multilayer electronic component and a multilayer electronic component module which are easy to mass-produce, have small displacement of a conductor pattern, and have an inductance value and a capacitance value with a narrow tolerance. It is intended to provide a manufacturing method.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a laminated electronic component and a method for producing the same, which can simplify the production process and reduce the cost.
[0013]
Further, the present invention provides a multilayer electronic component module which is hardly affected by upper and lower ground layers, wiring layers, or capacitor electrodes when a multilayer electronic component is embedded in a module, and which can obtain high inductance and high Q characteristics, and a method of manufacturing the same. The purpose is to provide.
[0014]
(1) A laminated electronic component according to the present invention is manufactured using a laminate in which insulators and conductors are alternately laminated, and at least an inductance element and a capacitance element are each a single element. Or a laminated electronic component containing at least one each as a composite element connected to each other,
The elements adjacent to each other in the direction perpendicular to the stacking direction of the stacked body are separated by an insulating material filled in a groove processed therebetween,
The inductance element is formed of a helical coil, and one turn of the coil is formed by performing groove processing on the laminated body on three sides of four sides,
The grooves formed in the stacking direction by the processing are filled with an insulating material,
Another side of one turn of the coil is a bridge conductor formed on an insulating material filled in the groove so as to connect adjacent open ends of the U-shaped conductor formed by the processing. Consisting of
The capacitor element is formed on the opening side surface of the U-shaped conductor by machining a slit in the laminate, and an electrode formed to form the same layer as the U-shaped conductor constituting the coil. Consisting of conductors connecting the electrodes,
The top and bottom surfaces of the electronic component are each covered with an insulating layer, and have an external connection terminal electrode on the outer surface.
[0015]
In the laminated electronic component of the present invention, since the U-shaped conductor and the capacitor electrode of the coil are formed by cutting the laminate, the coil shape and the electrode shape are uniform, and the variation in the position and the lamination variation between the U-shaped conductor and the capacitor electrode are reduced. In addition, it is possible to obtain a multilayer electronic component having a narrow tolerance with a uniform inductance value and capacitance value. In addition, since the conductor processing for forming the helical coil and the capacitor electrode is performed at a time by cutting, the production becomes easy, and the laminated electronic component can be produced at low cost.
[0016]
Examples of the material in the present invention include a material obtained by coating an insulating material on a metal foil in a film shape, a sheet made of an insulating material (a ceramic substrate, a resin substrate, or a substrate made of a composite material obtained by mixing a functional material powder with a resin) and a metal. It is also possible to use a material obtained by integrating a film and a green sheet used for a thick film technique, and applying and drying a conductive paste on a green sheet and firing the green sheet.
[0017]
(2) In the laminated electronic component of the present invention, it is preferable that the insulating layer is made of a resin material or a composite material obtained by mixing a functional material powder (magnetic powder or dielectric powder) with a resin. If the insulating layer is made of a resin or a composite material thereof, processing becomes easy. Further, by changing the type of the mixed material, a laminated electronic component having arbitrary characteristics can be obtained.
[0018]
(3) In the laminated electronic component of the present invention, it is preferable that the U-shaped conductor is made of a metal plate or a metal foil, and the bridge conductor is formed by a photolithography method. As described above, if a metal plate or a metal foil is used as the U-shaped conductor and a conductor formed by the photolithography method is used as the bridge conductor, the specific resistance of the coil can be kept low. Properties can be obtained.
[0019]
(4) The multilayer electronic component module of the present invention is a multilayer electronic component in which a substrate formed by forming a conductor layer on a layer made of a resin material or a composite material obtained by mixing a functional material powder with a resin is formed, and an element is formed inside. Module
The multilayer electronic component module has at least one layer of a substrate including an inductance element,
The substrate including the inductance element is manufactured using a laminate in which insulators and conductors are alternately laminated, as a material,
The inductance element is formed by a helical coil, and one turn of the coil is formed into a U-shape by forming grooves on the laminated body on three sides out of four sides,
The grooves formed in the stacking direction by the processing are filled with an insulating material,
Another side of one turn of the coil is a bridge conductor formed on an insulating material filled in the groove so as to connect adjacent open ends of the U-shaped conductor formed by the processing. It is characterized by comprising.
[0020]
As described above, by forming a groove in the laminate to form a U-shaped conductor and incorporating an inductance element forming a bridge conductor in the module, a multilayer electronic component module having a highly accurate narrow-crossing inductance element is provided. Can be obtained. Further, since the substrate including the inductance element is included as one substrate in the resin substrate or the composite material substrate, the manufacturing process is significantly simplified and cost reduction can be achieved as compared with the case where chip components are embedded. . In addition, since a highly accurate inductance element can be built in, trimming-less operation can be performed, and cost can be reduced.
[0021]
(5) The multilayer electronic component module of the present invention has a built-in element by laminating a substrate having a conductor layer formed on a layer made of a resin material or a composite material obtained by mixing a functional material powder with a resin. A laminated electronic component module,
The laminated electronic component module has at least one layer of a substrate including at least an inductance element and a capacitance element,
The substrate including the inductance element and the capacitance element is manufactured using a laminate in which insulators and conductors are alternately laminated, and between elements adjacent to each other in a direction perpendicular to the lamination direction of the laminate, between them. Isolated by the insulating material filled in the machined grooves,
The inductance element is formed by a helical coil, and one turn of the coil is formed into a U-shape by forming grooves on the laminated body on three sides out of four sides,
The grooves formed in the stacking direction by the processing are filled with an insulating material,
Another side of one turn of the coil is a bridge conductor formed on an insulating material filled in the groove so as to connect adjacent open ends of the U-shaped conductor formed by the processing. Consisting of
The capacitor element is formed by processing a slit in the laminate, an electrode formed to form the same layer as the U-shaped conductor constituting the coil, and a conductor connecting the electrodes. I do.
[0022]
As described above, the U-shaped conductor is formed by processing the groove in the laminate, the capacitor element is formed, and the inductance element and the capacitor element that form the bridge conductor and the conductor that connects the capacitor electrodes are formed in the module. By incorporating the module, a multilayer electronic component module having a highly accurate inductance element and a capacitance element having a narrow intersection can be obtained. In addition, since the substrate including the inductance element and the capacitance element is included as one substrate in the resin substrate or the composite material substrate, the manufacturing process is significantly simplified and cost reduction as compared with a case where chip components are embedded. Can be achieved. In addition, since a highly accurate inductance element and a capacitance element can be built in, trimming-less operation can be performed and cost can be reduced.
[0023]
(6) In the multilayer electronic component module of the present invention, it is preferable that the direction of the core of the inductance element is formed in a direction perpendicular to the stacking direction of the multilayer electronic component module.
[0024]
By setting the direction of the winding core of the inductance element to be perpendicular to the stacking direction of the module, the inductance element has such a degree that the generated magnetic flux intersects the upper and lower ground electrodes, capacitor electrodes, and wiring layers. Therefore, a module having a built-in inductance element having high inductance and high Q characteristics can be obtained.
[0025]
In addition, if the winding direction of the inductance element matches the stacking direction of the module substrate, the number of turns of the coil and the number of layers of the capacitor electrode are likely to be limited, but by setting the winding direction in the plane direction of the substrate, In addition, an inductance element and a capacitor electrode having a large number of turns and layers can be built in the substrate, and a high inductance value and a high capacitance value can be secured.
[0026]
Further, for the above-described reason, a high inductance value and a high capacitance value can be ensured, the self-resonance frequency is very high, and the coupling with other inductance elements can be reduced, so that the characteristics of the module are improved. be able to. In addition, since a structure in which small electrodes are stacked in multiple layers can be employed for a capacitor, a capacitor with low ESL (inductance) and low ESR (resistance) can be formed. This also makes it possible to greatly improve the characteristics of the module.
[0027]
(7) The method for manufacturing a multilayer electronic component according to the present invention is a method for manufacturing a multilayer electronic component having a built-in inductance element and a capacitance element from a laminate obtained by alternately stacking conductor layers and insulating layers,
In addition to having a number of conductor layers corresponding to the number of turns of the plurality of inductance elements in the stacking direction of the laminate and a number of conductor layers corresponding to the number of electrodes of the plurality of capacitance elements, the inductance element and the capacitance element Prepare a square plate-shaped material having a thickness equivalent to one piece of
On the surface of the material, in the laminating direction, so as to be parallel to each other, processing the inner peripheral portion forming grooves of a plurality of U-shaped conductors for a plurality of inductance elements of a predetermined width for forming the coil inner peripheral portion, In parallel with the groove, a side slit of a U-shaped conductor and a slit for isolation from other elements are provided,
Filling the groove and slit with an insulating material,
Leveling the surface of the material filled with the insulating material by polishing,
A bridge conductor for connecting the conductor layers serving as the U-shaped conductors to form a rectangular helical coil on the surface having the flattened surface, an element connection conductor for connecting the electrodes of the capacitor element, and an electrode base conductor. Formed by photolithography
While covering the front and back surfaces of the material provided with the bridge conductor with an insulating material, forming an external connection terminal electrode,
By cutting the material vertically and horizontally, a multilayer electronic component having an inductance element and a capacitance element built therein is obtained.
[0028]
In this way, by forming the U-shaped conductor and the capacitor electrode of the coil by processing the laminated body, the coil shape and the electrode shape are uniform, and there is no variation in the position between the U-shaped conductor and the capacitor electrode and the lamination variation, and the inductance value is reduced. And a laminated electronic component having a narrow tolerance with uniform capacitance values. In addition, since the conductor serving as the helical coil and the capacitor electrode is processed at a time by processing the laminated body, the production becomes easy, and the laminated electronic component can be produced at low cost.
[0029]
(8) The method for manufacturing a multilayer electronic component module according to the present invention is the method for manufacturing a multilayer electronic component module according to any one of (4) to (6), wherein at least one of an inductance element and a capacitance element is provided. A laminated electronic component having an inductance element and having a conductor for external connection formed on the front and back surfaces is used as a core substrate, a prepreg and a conductor foil are laminated on at least one of the front and back surfaces, and after full curing, a conductor pattern is formed by etching and interlayer connection. Is repeated to obtain a laminated electronic component module.
[0030]
By incorporating an inductance element or a capacitance element in the module by such a process, a multilayer electronic component module having a highly accurate narrow-crossing inductance element or capacitance element can be obtained. In addition, since the substrate including the inductance element and the capacitance element is included as one substrate in the resin substrate or the composite material substrate, the manufacturing process is much simpler and the cost is reduced as compared with the case where the chip component is embedded. Can be achieved. In addition, since a highly accurate inductance element can be built in, trimming-less operation can be performed, and cost can be reduced.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1A is a perspective view showing an embodiment of a laminated electronic component according to the present invention with an LC filter turned upside down, FIG. 1B is a transparent perspective view thereof, and FIG. 1C is an equivalent circuit diagram thereof. It is. FIGS. 2A and 2B are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view of the LC filter, respectively.
[0032]
This LC filter has at least one (two in this example) inductance element in a base material 1 made of a resin material or a composite material obtained by mixing functional material powder (magnetic powder or dielectric powder) such as ceramic with resin. 2 and at least one (in this example, one)
[0033]
As shown in FIG. 1B, the
[0034]
Further, the
[0035]
An insulating
[0036]
As shown in FIG. 2A, a
[0037]
A surface S (see FIG. 2A) of the
[0038]
The insulating
[0039]
3 to 7 are views showing one embodiment of a method for manufacturing the multilayer electronic component. First, a resin or a mixture of a resin and a functional material powder is dispersed in a solvent and a binder to form a paste. As shown in a perspective view of FIG. The paste is applied by a doctor blade method or the like on a
[0040]
In this case, a copper foil is suitable as the
[0041]
In the case of a thermosetting resin as the resin material used for the insulating
[0042]
Examples of the thermoplastic resin include polybutadiene resin, aromatic polyester resin, polyphenylene sulfide resin, polyphenylene ether (oxide) resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene sulfide resin, polyether tether ketone resin, and polytetrafluoroethylene. Resins, graft resins and the like. Among these, a phenol resin, an epoxy resin, a low dielectric constant epoxy resin, a polybutadiene resin, a bismaleimide triazine (cyanate ester) resin, a vinylbenzyl resin, and the like are particularly preferable as the base resin. These resins may be used alone or as a mixture of two or more. When two or more kinds are mixed and used, the mixing ratio is arbitrary.
[0043]
In addition, as the inorganic material when constituting the composite material, the following can be mentioned. In order to obtain a relatively high dielectric constant, titanium-barium-neodymium-based ceramics, titanium-barium-tin-based ceramics, lead-calcium-based ceramics, titanium dioxide-based ceramics, barium titanate-based ceramics, lead titanate-based ceramics, Strontium titanate ceramics, calcium titanate ceramics, bismuth titanate ceramics, magnesium titanate ceramics, CaWO 4 Ceramics, Ba (Mg, Nb) O 3 Based ceramics, Ba (Mg, Ta) O 3 Based ceramics, Ba (Co, Mg, Nb) O 3 Based ceramics, Ba (Co, Mg, Ta) O 3 It is preferable to use a system ceramic.
[0044]
The titanium dioxide-based ceramics include those containing only a small amount of additives, in addition to those containing only titanium dioxide, and are those which retain the crystal structure of titanium dioxide. The same applies to other ceramics. In particular, the titanium dioxide ceramic preferably has a rutile structure.
[0045]
In order to increase the Q without increasing the dielectric constant, silica, alumina, zirconia, potassium titanate whiskers, calcium titanate whiskers, and barium titanate whiskers are used as the dielectric powder mixed with the resin material. It is preferable to use zinc oxide whiskers, glass chops, glass beads, carbon fibers, magnesium oxide (talc), or the like. These resins may be used alone or as a mixture of two or more. When two or more kinds are mixed and used, the mixing ratio is arbitrary.
[0046]
When a magnetic material is used as an inorganic material to be mixed with the resin material, Mn-Mg-Zn-based, Ni-Zn-based, Mn-Zn-based, and the like can be used as ferrite. Zn-based, Ni-Zn-based and the like are preferable. Further, a ferromagnetic metal can be used as the magnetic material as the inorganic material. In this case, carbonyl iron, iron-silicon-based alloy, iron-aluminum-silicon-based alloy (trade name: Sendust), iron-nickel-based alloy (trade name: Permalloy), amorphous (iron-based, cobalt-based) and the like are used. Is preferred.
[0047]
The
[0048]
Next, as shown in the partial perspective view of FIG. 3 (C), the sheet made of the
[0049]
Next, as shown by a two-
[0050]
Next, as shown in an overall perspective view of FIG. 4A and a partially enlarged view of FIG. 4B, a
[0051]
[0052]
Next, as shown in a partially enlarged perspective view of FIG. 5, the
[0053]
Next, the
[0054]
In this patterning, as shown in FIGS. 6A and 6B, for example, a copper film is formed as an
[0055]
Next, the insulating
[0056]
Next, as shown in FIGS. 7A and 7B, a
[0057]
Next, the
[0058]
In the laminated electronic component according to the present invention, since the
[0059]
Further, if the insulating
[0060]
Further, if a metal plate or a metal foil is used as the
[0061]
Examples of specific products of the laminated electronic component according to the present invention include an antenna, a band-pass filter, a low-pass filter, a high-pass filter, an EMC filter, a common mode filter, a delay line, a trap, a balun transformer, and a coupler (directional coupler). , A diplexer, a duplexer, a double balanced mixer, a power combiner, a power distributor, and the like.
[0062]
FIG. 8 is a perspective view showing an embodiment of the multilayer electronic component module according to the present invention. As shown in FIG. 8A, in the module of this embodiment, a
[0063]
9A is a perspective view showing an example of the
[0064]
FIG. 8B shows the internal structure of this module. Inside the
[0065]
In forming this build-up layer, a
[0066]
The build-
[0067]
As described above, by forming the U-shaped conductor by forming a groove in the laminated body and forming the
[0068]
Further, by setting the direction of the core of the
[0069]
If the core direction of the
[0070]
Further, for the above-described reason, a high inductance value and a high capacitance value can be ensured, the self-resonance frequency is very high, and the coupling with other inductance elements can be reduced, so that the characteristics of the module are improved. be able to. In addition, since a structure in which small electrodes are stacked in multiple layers can be adopted for the
[0071]
Specific modules to which the present invention is applied include an antenna switch module, a front end module, a power amplifier module, a VCO, a PLL module, a TCXO module, an IF module, an RF module, a power amplifier isolator in a mobile communication device or the like. Module, antenna front-end module, etc., as well as an optical pickup, a DC-DC converter
, A tuner unit or the like.
【The invention's effect】
[0072]
According to the present invention, since a helical coil or a capacitor electrode of a capacitive element serving as an inductance element is formed by forming a groove or forming and cutting a slit, mass production is easy, displacement of a conductor pattern is small, and inductance value of a narrow tolerance is obtained. Electronic components and multilayer electronic component modules having different capacitance values are obtained.
[0073]
Further, according to the present invention, the U-shaped conductor of the inductance element and the capacitor electrode of the capacitance element are formed by groove processing or slit processing of the laminated body regardless of printing or the like, so that the manufacturing process can be simplified, and the cost can be reduced. Is possible.
[0074]
Further, in the multilayer electronic component module according to the present invention, when the multilayer electronic component is embedded in the module, the inductance element is generated by setting the direction of the core of the inductance element to be perpendicular to the stacking direction of the module. The degree to which the magnetic flux intersects the upper and lower ground electrodes, capacitor electrodes and wiring layers is reduced, and the magnetic flux is less affected by the upper and lower ground layers, wiring layers and capacitor electrodes, and high inductance and high Q characteristics are obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view showing an embodiment of a multilayer electronic component according to the present invention, FIG. 1B is a perspective view showing the internal configuration thereof, and FIG. 1C is an equivalent circuit diagram thereof.
FIGS. 2A and 2B are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view, respectively, of the laminated electronic component of the present embodiment.
3A is a perspective view showing a sheet serving as a raw material of the present embodiment, FIG. 3B is a perspective view showing the sheet cut at a predetermined length, and FIG. (D) is a whole perspective view showing the material after cutting the laminated base material of (C), and (E) is a part of (D). It is an expansion perspective view.
FIG. 4A is an overall perspective view showing a state in which grooves and slits are formed in the material of the present embodiment, and FIG. 4B is a partially enlarged view thereof.
FIG. 5 is a partially enlarged perspective view of a material showing a state in which grooves and slits are filled with an insulating material in the present embodiment.
FIGS. 6A to 6E are diagrams showing a process of forming a conductor formed on a surface of a material according to the present embodiment.
FIGS. 7A to 7C are diagrams showing a process of forming a terminal electrode on the material.
FIG. 8A is a perspective view showing an embodiment of the multilayer electronic component module according to the present invention, and FIG. 8B is a diagram showing the layer structure thereof.
9A is a perspective view showing a core substrate incorporated in the module of the present embodiment, FIGS. 9B and 9C are front and side views, respectively, and FIG. 9D is a partially enlarged perspective view thereof. It is.
[Explanation of symbols]
1: Insulator, 2: Inductance element, 3: Capacitance element, 4: Terminal electrode, 5: Ground electrode, 6: U-shaped conductor, 7: Bridge conductor, 8: Capacitor electrode, 9, 10: Electrode connection conductor, 11 : Connection conductor between elements, 12: Under electrode conductor, 13: Insulating layer, 13A: Insulating layer, 14: Groove, 15: Insulating material, 16, 18: Slit, 17, 19: Insulating material, 20, 21: Insulating layer , 22: metal foil, 23: laminated base material, 24: set, 25: insulating layer, 26: cutting line, 27: material, 29: sheet, 30: base layer, 31: resist, 32: hole, 33: cutting Line, 34: conductor, 35: core substrate, 36: build-up layer, 37: module, 39: bare chip, 40: semiconductor element, 41: large capacity capacitor, 42: lead electrode, 45, 46: via hole, 47: wiring pattern
Claims (8)
前記積層体の積層方向に対して垂直方向に隣接する素子間は、その間に加工された溝に充填された絶縁材料により隔離され、
前記インダクタンス素子はヘリカルコイルからなり、コイルの1ターン分は4辺のうちの3辺が前記積層体に溝加工を行うことによりコ字形に形成され、
前記加工により積層方向に形成された溝は絶縁材料により充填され、
前記コイルの1ターン分の他の1辺は、前記加工により形成されたコ字形導体の隣接するものの開口端どうしを接続するように、前記溝に充填された絶縁材料上に形成された橋架導体からなり、
前記容量素子は、前記積層体にスリットを加工することにより、前記コイルを構成するコ字形導体と同層をなすように形成された電極と、前記コ字形導体の開口側の面に形成されて電極間を接続する導体とからなり、
電子部品の上面、底面はそれぞれ絶縁層により覆われ、外面に外部接続用の端子電極を有することを特徴とする積層電子部品。A laminated electronic component manufactured using a laminated body in which insulators and conductors are alternately laminated, and including at least one or more of an inductance element and a capacitance element each as a single element or as a composite element connected to each other. hand,
The elements adjacent to each other in the direction perpendicular to the stacking direction of the stacked body are separated by an insulating material filled in a groove processed therebetween,
The inductance element is formed by a helical coil, and one turn of the coil is formed into a U-shape by forming grooves on the laminated body on three sides out of four sides,
The grooves formed in the stacking direction by the processing are filled with an insulating material,
Another side of one turn of the coil is a bridge conductor formed on an insulating material filled in the groove so as to connect adjacent open ends of the U-shaped conductor formed by the processing. Consisting of
The capacitor element is formed on the opening side surface of the U-shaped conductor by machining a slit in the laminate, and an electrode formed to form the same layer as the U-shaped conductor constituting the coil. Consisting of conductors connecting the electrodes,
A multilayer electronic component, wherein an upper surface and a bottom surface of the electronic component are respectively covered with an insulating layer, and a terminal electrode for external connection is provided on an outer surface.
前記絶縁層が、樹脂材料または樹脂に機能材料粉末を混合した複合材料からなることを特徴とする積層電子部品。The multilayer electronic component according to claim 1,
The laminated electronic component, wherein the insulating layer is made of a resin material or a composite material obtained by mixing a functional material powder with a resin.
前記コ字形導体が金属板または金属箔からなり、前記橋架導体がフォトリソ工法により形成されていることを特徴とする積層電子部品。The multilayer electronic component according to claim 1, wherein
The laminated electronic component, wherein the U-shaped conductor is made of a metal plate or a metal foil, and the bridge conductor is formed by a photolithography method.
前記積層電子部品モジュールは、インダクタンス素子を含む基板を少なくとも1層有し、
前記インダクタンス素子を含む基板は、絶縁体と導体とが交互に積層された積層体を素材として作製され、
前記インダクタンス素子はヘリカルコイルからなり、コイルの1ターン分は4辺のうちの3辺が前記積層体に溝加工を行うことによりコ字形に形成され、
前記加工により積層方向に形成された溝は絶縁材料により充填され、
前記コイルの1ターン分の他の1辺は、前記加工により形成されたコ字形導体の隣接するものの開口端どうしを接続するように、前記溝に充填された絶縁材料上に形成された橋架導体からなることを特徴とする積層電子部品モジュール。A laminated electronic component module in which a substrate formed by forming a conductor layer on a layer made of a resin material or a composite material obtained by mixing a functional material powder with a resin is laminated, and an element is formed therein,
The multilayer electronic component module has at least one layer of a substrate including an inductance element,
The substrate including the inductance element is manufactured using a laminate in which insulators and conductors are alternately laminated, as a material,
The inductance element is formed by a helical coil, and one turn of the coil is formed into a U-shape by forming grooves on the laminated body on three sides out of four sides,
The grooves formed in the stacking direction by the processing are filled with an insulating material,
Another side of one turn of the coil is a bridge conductor formed on an insulating material filled in the groove so as to connect adjacent open ends of the U-shaped conductor formed by the processing. A laminated electronic component module, comprising:
前記積層電子部品モジュールは、少なくともインダクタンス素子および容量素子を含む基板を少なくとも1層有し、
前記インダクタンス素子および容量素子を含む基板は、絶縁体と導体とが交互に積層された積層体を素材として作製され、前記積層体の積層方向に対して垂直方向に隣接する素子間は、その間に加工された溝に充填された絶縁材料により隔離され、
前記インダクタンス素子はヘリカルコイルからなり、コイルの1ターン分は4辺のうちの3辺が前記積層体に溝加工を行うことによりコ字形に形成され、
前記加工により積層方向に形成された溝は絶縁材料により充填され、
前記コイルの1ターン分の他の1辺は、前記加工により形成されたコ字形導体の隣接するものの開口端どうしを接続するように、前記溝に充填された絶縁材料上に形成された橋架導体からなり、
前記容量素子は、前記積層体にスリットを加工することにより、前記コイルを構成するコ字形導体と同層をなすように形成された電極と、電極間を接続する導体とからなることを特徴とする積層電子部品モジュール。A laminated electronic component module in which elements are formed by laminating a substrate formed by forming a conductor layer on a layer made of a resin material or a composite material obtained by mixing a functional material powder with a resin,
The laminated electronic component module has at least one layer of a substrate including at least an inductance element and a capacitance element,
The substrate including the inductance element and the capacitance element is manufactured using a laminate in which insulators and conductors are alternately laminated, and between elements adjacent to each other in a direction perpendicular to the lamination direction of the laminate, between them. Isolated by the insulating material filled in the machined grooves,
The inductance element is formed by a helical coil, and one turn of the coil is formed into a U-shape by forming grooves on the laminated body on three sides out of four sides,
The grooves formed in the stacking direction by the processing are filled with an insulating material,
Another side of one turn of the coil is a bridge conductor formed on an insulating material filled in the groove so as to connect adjacent open ends of the U-shaped conductor formed by the processing. Consisting of
The capacitor element is formed by processing a slit in the laminate, an electrode formed to form the same layer as the U-shaped conductor constituting the coil, and a conductor connecting the electrodes. Laminated electronic component module.
前記インダクタンス素子は、その巻芯の方向が、前記積層電子部品モジュールの積層方向に対して直角をなす方向に形成されていることを特徴とする積層電子部品モジュール。The multilayer electronic component module according to claim 4 or 5,
The multilayer electronic component module according to claim 1, wherein the core of the inductance element is formed in a direction perpendicular to a stacking direction of the multilayer electronic component module.
前記積層体の積層方向に複数個のインダクタンス素子のターン数に相当する導体層数を有し、かつ複数個の容量素子分の電極数に相当する導体層数を有すると共に、インダクタンス素子および容量素子の1個分に相当する厚みを有する四角形をなす板状の素材を準備し、
該素材の表面に、積層方向に、互いに平行をなすように、コイル内周部を形成するための所定幅の複数本のインダクタンス素子用コ字形導体の内周部形成用溝を加工すると共に、前記溝と平行に、コ字形導体の側面部形成および他の素子との隔離用スリットを設け、
前記溝およびスリットに絶縁材料を充填し、
該絶縁材料を充填した素材の表面を研磨により整面し、
該整面化された面において、前記コ字形導体となる導体層間を接続して矩形ヘリカルコイルを構成するための橋架導体と、容量素子の電極間を接続する素子間接続導体および電極下地導体をフォトリソ工法により形成し、
該橋架導体を施した素材の表裏面を絶縁材料により覆うと共に、外部接続用端子電極を形成し、
前記素材を縦横に切断することにより、インダクタンス素子と容量素子とを内蔵する積層電子部品を得ることを特徴とする積層電子部品の製造方法。A method for manufacturing a laminated electronic component according to any one of claims 1 to 3,
In addition to having a number of conductor layers corresponding to the number of turns of the plurality of inductance elements in the stacking direction of the laminate and a number of conductor layers corresponding to the number of electrodes of the plurality of capacitance elements, the inductance element and the capacitance element Prepare a square plate-shaped material having a thickness equivalent to one piece of
On the surface of the material, in the laminating direction, so as to be parallel to each other, processing the inner peripheral portion forming grooves of a plurality of U-shaped conductors for a plurality of inductance elements of a predetermined width for forming the coil inner peripheral portion, In parallel with the groove, a side slit of a U-shaped conductor and a slit for isolation from other elements are provided,
Filling the groove and slit with an insulating material,
Leveling the surface of the material filled with the insulating material by polishing,
A bridge conductor for connecting the conductor layers serving as the U-shaped conductors to form a rectangular helical coil on the surface having the flattened surface, an element connection conductor for connecting the electrodes of the capacitor element, and an electrode base conductor. Formed by photolithography
While covering the front and back surfaces of the material provided with the bridge conductor with an insulating material, forming an external connection terminal electrode,
A method for manufacturing a multilayer electronic component, comprising: obtaining a multilayer electronic component including an inductance element and a capacitor element by cutting the material vertically and horizontally.
インダクタンス素子と容量素子のうち、少なくともインダクタンス素子を有しかつ表裏面に外部接続用導体を形成した積層電子部品をコア基板として、その表裏面の少なくとも一方にプリプレグおよび導体箔を重ね、本硬化後、エッチングにより導体パターン形成、および層間接続を行う工程を繰り返すことにより、積層電子部品モジュールを得ることを特徴とする積層電子部品モジュールの製造方法。It is a manufacturing method of the multilayer electronic component module in any one of Claims 4 to 6, Comprising:
Of the inductance element and the capacitance element, a laminated electronic component having at least an inductance element and having an external connection conductor formed on the front and back surfaces is used as a core substrate, and a prepreg and a conductor foil are overlaid on at least one of the front and back surfaces, and after full curing. A method for producing a laminated electronic component module by repeating a process of forming a conductor pattern and performing interlayer connection by etching.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002288955A JP4130347B2 (en) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | Multilayer electronic component module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002288955A JP4130347B2 (en) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | Multilayer electronic component module |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004128153A true JP2004128153A (en) | 2004-04-22 |
JP4130347B2 JP4130347B2 (en) | 2008-08-06 |
Family
ID=32281306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002288955A Expired - Fee Related JP4130347B2 (en) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | Multilayer electronic component module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4130347B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7671706B2 (en) | 2006-04-14 | 2010-03-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd | High frequency multilayer bandpass filter |
CN108695058A (en) * | 2017-07-24 | 2018-10-23 | 扬州新弘源电气有限公司 | A kind of cast solidification equipment of for transformer winding |
US10971296B2 (en) * | 2011-04-21 | 2021-04-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Compact vertical inductors extending in vertical planes |
-
2002
- 2002-10-01 JP JP2002288955A patent/JP4130347B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7671706B2 (en) | 2006-04-14 | 2010-03-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd | High frequency multilayer bandpass filter |
US10971296B2 (en) * | 2011-04-21 | 2021-04-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Compact vertical inductors extending in vertical planes |
CN108695058A (en) * | 2017-07-24 | 2018-10-23 | 扬州新弘源电气有限公司 | A kind of cast solidification equipment of for transformer winding |
CN108695058B (en) * | 2017-07-24 | 2020-09-22 | 江苏锦秀高压电器有限公司 | Pouring and curing device for transformer winding |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4130347B2 (en) | 2008-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3800540B2 (en) | Inductance element manufacturing method, multilayer electronic component, multilayer electronic component module, and manufacturing method thereof | |
US7212095B2 (en) | Inductive element and manufacturing method of the same | |
US20050122699A1 (en) | Method of manufacturing multilayered electronic component and multilayered electronic component | |
JP2006054207A (en) | Inductance element, multilayer substrate incorporating inductance element, semiconductor chip and chip type inductance element | |
US20040265551A1 (en) | Electronic component and process for manufacturing the same | |
JP6380717B2 (en) | LC filter and method of manufacturing LC filter | |
KR102194725B1 (en) | Coil electronic component | |
JP3436525B2 (en) | Multilayer substrate, electronic component, and method of manufacturing multilayer substrate | |
JP2004363553A (en) | Substrate, laminated electronic component and manufacturing method of substrate | |
US6551426B2 (en) | Manufacturing method for a laminated ceramic electronic component | |
JP2004127966A (en) | Inductive element and its manufacturing method | |
JP4130347B2 (en) | Multilayer electronic component module | |
JP2004128130A (en) | Coil component and its manufacturing method | |
JP2003197426A (en) | Composite electronic component containing inductance element | |
WO2003100970A1 (en) | Lc series resonance circuit, board incorporating lc series resonance circuit, and production methods therefor | |
WO2004021374A1 (en) | Variable inductive element, multilayer substrate with built-in variable inductive element, semiconductor chip, and chip variable inductive element | |
JP2600127Y2 (en) | Multilayer chip EMI removal filter | |
JP2005276878A (en) | Inductive device and its manufacturing method | |
JP3168691B2 (en) | LC composite electronic components | |
JPH03263311A (en) | Laminated compound parts and manufacture thereof | |
JPH11354330A (en) | Laminated chip parts and its usage | |
JP2005079570A (en) | Laminated coil component and its manufacturing method | |
JPH08236409A (en) | Laminated composite component and manufacture thereof | |
JP2005026304A (en) | Substrate with built-in inductor and its manufacturing method | |
JPH1051257A (en) | Lc low-pass filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20080227 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080418 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080520 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080521 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110530 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |