JP2012248557A - Thin multilayer wire bonding capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はワイヤボンディングコンデンサの高容量化に関する。 The present invention relates to increasing the capacity of a wire bonding capacitor.
従来のワイヤボンディングコンデンサには、単板型と積層型とがある。図1に示したように、単板型は、誘電体層の表面及び裏面に表面電極層を設置してワイヤボンド接続を可能とするコンデンサであり、例えば特開2001−332441号公報で報告されている。 Conventional wire bonding capacitors include a single plate type and a multilayer type. As shown in FIG. 1, the single plate type is a capacitor that enables wire bond connection by installing surface electrode layers on the front and back surfaces of a dielectric layer, and is reported in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-332441. ing.
一方、図2に示したように、積層型は、実装面に対して垂直方向に誘電体層と内部電極層とを積層して、高容量を得られるように設計したコンデンサであり、ワイヤボンド接続が可能となるよう表面電極は実装面に対して平行に設置されている。このような積層型のワイヤボンディングコンデンサは、特開平7−16948号公報で報告されており公知である。 On the other hand, as shown in FIG. 2, the multilayer type is a capacitor designed to obtain a high capacity by laminating a dielectric layer and an internal electrode layer in a direction perpendicular to the mounting surface. The surface electrode is installed in parallel to the mounting surface so that connection is possible. Such a multilayer wire bonding capacitor has been reported in Japanese Patent Laid-Open No. 7-16948 and is well known.
しかしながら、単板型ワイヤボンディングコンデンサは、素子自身の機械的強度を維持するために素子の厚みが150μm程度必要となるので、高容量を得るために素子の厚みを150μmよりも薄くすることが困難であるという問題がある。 However, since a single-plate wire bonding capacitor requires an element thickness of about 150 μm in order to maintain the mechanical strength of the element itself, it is difficult to make the element thickness thinner than 150 μm in order to obtain a high capacity. There is a problem that.
また、積層型ワイヤボンディングコンデンサは、素子の厚みを大きくすることなく積層数を増やして高容量を得ることができるものの、静電容量に寄与している内部電極の重なり面積を確保するためには一定以上の素子の厚みが必要であるので、それ以上素子厚みを薄くすることができないという問題がある。 In addition, although the multilayer wire bonding capacitor can increase the number of layers without increasing the thickness of the element and obtain a high capacity, in order to ensure the overlapping area of the internal electrodes that contribute to the capacitance Since a certain thickness of the element is required, there is a problem that the element thickness cannot be further reduced.
したがって本発明は、上記した課題を解決するために、積層型よりも素子の厚みを薄くすることができ、しかも単板型よりも高容量を得ることができる薄型積層ワイヤボンディングコンデンサを提供することを目的とする。 Accordingly, in order to solve the above-described problems, the present invention provides a thin multilayer wire bonding capacitor in which the thickness of the element can be made thinner than that of the multilayer type and in addition, a higher capacity than that of the single plate type can be obtained. With the goal.
誘電体セラミック層と、該誘電体セラミック層の表面及び裏面に印刷されたコンデンサ電極層と、ビアホールを有する導通層と、前記ビアホールに充填された層間導電材料と、前記導通層上に設置された表面電極層とからなり、前記コンデンサ電極層と前記表面電極層とは、前記層間導電材料を介して電気的に接続されている積層ワイヤボンディングコンデンサ。 A dielectric ceramic layer, a capacitor electrode layer printed on the front and back surfaces of the dielectric ceramic layer, a conductive layer having a via hole, an interlayer conductive material filled in the via hole, and a conductive layer disposed on the conductive layer A multilayer wire bonding capacitor comprising a surface electrode layer, wherein the capacitor electrode layer and the surface electrode layer are electrically connected via the interlayer conductive material.
前記導通層は、前記ビアホールを2以上有している積層ワイヤボンディングコンデンサ。 The conductive layer is a multilayer wire bonding capacitor having two or more via holes.
前記導通層は、前記誘電体セラミック層の表面側と裏面側とに設置された積層ワイヤボンディングコンデンサ。 The conductive layer is a multilayer wire bonding capacitor installed on a front surface side and a back surface side of the dielectric ceramic layer.
前記コンデンサ電極層と、前記表面電極層との間に少なくとも1層のダミー内部電極層を設置した積層ワイヤボンディングコンデンサ。 A multilayer wire bonding capacitor in which at least one dummy internal electrode layer is disposed between the capacitor electrode layer and the surface electrode layer.
前記積層ワイヤボンディングコンデンサは、その厚みを100μm〜300μmの範囲とする。 The multilayer wire bonding capacitor has a thickness in the range of 100 μm to 300 μm.
本発明によると、単板型ワイヤボンディングコンデンサと同等の製品厚みで大きな静電容量を得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain a large capacitance with a product thickness equivalent to that of a single-plate wire bonding capacitor.
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図3は、本発明による積層ワイヤボンディングコンデンサの一実施例であり、図4はその断面図で、図5は、その分解斜視図である。まず、製品の静電容量を取得するための層である誘電体セラミック層1を、ドクターブレード法のような従来から周知の方法で準備し、誘電体セラミック層1の表面にコンデンサ電極層2をスクリーン印刷して、図6に示すような電極印刷グリーンシートとする。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 3 is an embodiment of the multilayer wire bonding capacitor according to the present invention, FIG. 4 is a sectional view thereof, and FIG. 5 is an exploded perspective view thereof. First, a dielectric
次に、誘電体セラミック層1と同様の手法で導通層3を準備し、金型パンチやレーザーなどの手法で導通層3にビアホール4を形成する。そして、ビアホール4を有する導通層を、コンデンサ電極層2の上に積層圧着し、図7に示すような積層体とする。そして、図8に示すように、このビアホール4に、スクリーン印刷によって穴埋め印刷を行い層間導電材料5を充填する。その後、表面電極層6をスクリーン印刷して、図9に示す中間積層体7を得る。ビアホール4は、コンデンサ電極層2と表面電極層6とを電気的に接続することが出来る部位に配置させる必要がある。
Next, the
そして、中間積層体7を上下反転させて誘電体セラミック層1の反対側にも同様の手順でコンデンサ電極層と、ビアホールを有する導通層と、層間導電材料と、表面電極層とを設置して、積層ワイヤボンディングコンデンサのグリーン体を得る。
Then, the
その後に、従来から周知の積層コンデンサと同様の手法で、焼成、めっきなどを行い積層ワイヤボンディングコンデンサ8を得るのである。
Thereafter, firing, plating and the like are performed in the same manner as conventionally known multilayer capacitors to obtain the multilayer
コンデンサの静電容量は電極間距離に反比例するので、本発明による薄型積層ワイヤボンディングコンデンサの容量は、誘電体セラミック層1の厚みによって変化する。すなわち、誘電体セラミック層1を薄くしてコンデンサ電極間の距離を小さくするほど高容量の積層ワイヤボンディングコンデンサが得られるので、誘電体セラミック層1の厚みは薄いほど高容量となって望ましい。
Since the capacitance of the capacitor is inversely proportional to the distance between the electrodes, the capacitance of the thin multilayer wire bonding capacitor according to the present invention varies depending on the thickness of the dielectric
また、コンデンサの静電容量は電極有効面積に比例するので、コンデンサ電極層2の面積を大きくするほど高容量の積層ワイヤボンディングコンデンサが得られる。しかし、コンデンサ電極層の面積を大きくすることは、製品サイズが大きくなることを意味するため、静電容量を大きくする目的でコンデンサ電極層の面積を大きくすることはあまり望ましくない。
Further, since the capacitance of the capacitor is proportional to the electrode effective area, the larger the area of the
本発明において、導通層3は、誘電体セラミック層1を薄くしたときに積層ワイヤボンディングコンデンサ8の機械的強度が小さくなることを防止するために、機械的強度を維持する目的で設置されている。したがって、誘電体セラミック層1の厚みを例えば150μm以上にすると誘電体セラミック層1だけである程度の機械的強度を得ることができるので、本発明を採用する効果は小さくなる。
In the present invention, the
図1に示したような、従来から周知の単板型ワイヤボンディングコンデンサは、誘電体セラミック層1の厚みだけで製品の機械的強度を維持させていたのに対して、本発明品は、静電容量を取得する誘電体セラミック層1と、機械的強度を維持する導通層3とを別々にしたことによって、高容量を確保しながら、機械的強度も維持することができる。したがって、導通層3の厚みを調整することによって、高容量を確保したまま所望の製品強度を有する製品厚みに調整することが可能となるのである。すなわち、高容量を得るために誘電体セラミック層1を1μm程度まで薄くしたとしても、導通層3を150μm程度設置することによって、製品の強度を維持することができる。
A conventionally known single-plate wire bonding capacitor as shown in FIG. 1 maintains the mechanical strength of the product only by the thickness of the dielectric
また、本発明による積層ワイヤボンディングコンデンサはの厚みは100μm〜300μmとするのが望ましい。100μm以下にすると製品強度が小さくなって、製造工程や実装工程において破損の原因となる。一方、300μm以上にすると、積層型ワイヤボンディングコンデンサの方が高容量を得ることができるようになるので、本発明の効果を得ることができない。 In addition, the multilayer wire bonding capacitor according to the present invention preferably has a thickness of 100 μm to 300 μm. If the thickness is 100 μm or less, the product strength is reduced, which may cause damage in the manufacturing process and the mounting process. On the other hand, when the thickness is 300 μm or more, the multilayer wire bonding capacitor can obtain a higher capacity, and the effect of the present invention cannot be obtained.
導通層3の材質は絶縁性セラミックであれば良いが、誘電体セラミック層1と同時焼成するので、焼成後のクラック等の不良発生を避けるために誘電体セラミック層1と収縮率の近い材料を使用することが望ましいが、誘電体セラミック層1と同一素材であることが最も望ましい。
The
また、本発明で使用するコンデンサ電極層、表面電極層、層間導電材料層及びダミー内部電極層の材質は、Ni、Cu、Ag、Pd、Ptまたはこれらの合金からなる。 In addition, the capacitor electrode layer, surface electrode layer, interlayer conductive material layer, and dummy internal electrode layer used in the present invention are made of Ni, Cu, Ag, Pd, Pt, or an alloy thereof.
次に、本発明の他の形態の実施例について説明する。高容量を得るために誘電体セラミック層1を例えば10μm以下に薄くすると、製品の機械的強度を確保するために導通層3の厚みを100μm以上にする必要が生じる。導通層3には、ビアホール4を設けて層間導電材料5を充填しなければならないため、導通層3の厚みが大きくなるほどビアホール内に隙間なく確実に層間導電材料を充填することが困難になる。
Next, another embodiment of the present invention will be described. If the dielectric
図10は、誘電体セラミック層1を薄くした場合の実施例であり、誘電体セラミック層1の上下に導通層3をそれぞれ2層ずつ設けており、導通層と導通層の間にはダミー内部電極層9を印刷形成している。このようにすれば、1層当たりの導通層3の厚みを薄くすることができ、したがって、ビアホール内に層間導電材料を隙間なく確実に充填することができるようになる。また、ダミー内部電極層9を設置したことによって、同時焼成する際の熱応力による欠陥の発生を抑制することもできる。すなわち、コンデンサ電極層、表面電極層、ダミー内部電極層のような電極層と、導通層や誘電体セラミック層とでは、収縮率に差があり、導通層の厚みが大きくなるほど収縮率の差がより顕著に現れてクラック等の不具合を発生させる原因となるので、1層当たりの導通層3の厚みを薄くすることによって欠陥の発生を抑制することができるのである。ダミー内部電極層の設置数は、2層以上であってもよい。
FIG. 10 shows an embodiment in which the dielectric
次に、本発明のさらに他の形態の実施例について説明する。図11に示すように、誘電体セラミック層1の一方の面だけに導通層3と表面電極層6を設置することもできる。この形態は、製造工程を最も少なくすることができる実施形態であり、誘電体セラミック層1の厚みをある程度とることができる場合に実施するのが望ましい。誘電体セラミック層1を薄くすると、同時焼成する際の熱応力によって反りやひずみ等の不具合が発生する可能性が高くなる。また、基板に実装するときのはんだ付けの際にも、熱応力によってクラックが発生する可能性がある。したがって、図11のような実施形態は、誘電体セラミック層1が薄い場合には適さない。
Next, another embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 11, the
図12には、さらに他の実施形態を示した。導通層1層当たりに2個ビアホールを設置すると、その等価回路は図13のようになり、直列等価抵抗11(ESR)と直列等価インダクタンス10(ESL)は並列に配置されることになり、ESR及びESLをそれぞれ1/2に低減させることができ、したがって、高周波特性を向上することができる。さらに、ビアホールの設置数を、導通層1層当たり2以上に増加させると、ビアホールの設置数に反比例してESR及びESLを低減させることができる。この実施形態は、ビアホールを2個以上設置する必要があるため、チップサイズが大きい場合に有効な形態である。 FIG. 12 shows still another embodiment. When two via holes are provided per conductive layer, the equivalent circuit is as shown in FIG. 13, and the series equivalent resistance 11 (ESR) and the series equivalent inductance 10 (ESL) are arranged in parallel. And ESL can be reduced to ½, respectively, and thus high frequency characteristics can be improved. Further, when the number of via holes installed is increased to 2 or more per conductive layer, ESR and ESL can be reduced in inverse proportion to the number of via holes installed. This embodiment is effective when the chip size is large because it is necessary to install two or more via holes.
以上、本発明の詳細について、実施例を示しながら説明してきたが、ここで示したのは本発明の具体的な実施形態であり、その技術思想を踏まえた上で、発明の効果を著しく損なわない限度において、前記実施形態の一部を変更して実施することが可能であることが理解されるべきである。 As described above, the details of the present invention have been described with reference to examples. However, the present invention is shown only as specific embodiments of the present invention, and the effects of the invention are remarkably impaired based on the technical idea. It should be understood that a part of the embodiment can be modified and implemented without limit.
本発明は、光トランシーバーなどの分野に幅広く利用することができる。 The present invention can be widely used in fields such as optical transceivers.
1;,誘電体セラミック層
2;,コンデンサ電極層
3;,導通層
4;,ビアホール
5;,層間導電材料
6;,表面電極層
7;,中間積層体
8;,積層ワイヤボンディングコンデンサ
9;,ダミー内部電極層
10;,直列等価インダクタンス(ESL)
11;,直列等価抵抗(ESR)
1; Dielectric
11 ;, Series equivalent resistance (ESR)
Claims (5)
The multilayer wire bonding capacitor according to claim 1, wherein the multilayer wire bonding capacitor has a thickness in a range of 100 μm to 300 μm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011116513A JP2012248557A (en) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | Thin multilayer wire bonding capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2011116513A Withdrawn JP2012248557A (en) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | Thin multilayer wire bonding capacitor |
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2011
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