JP2018032715A - 電子部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】縮小化や実装スペースの狭小化が可能な電子部品を提供すること。
【解決手段】本発明の電子部品は、複数の絶縁体層が積層され、上面と底面を有する積層体と、前記積層体内に配置された複数の内部導体と、前記複数の内部導体と電気的に接続され、前記積層体から露出する複数の端子電極とを備え、前記積層体の底面には複数の凹部が形成されており、前記複数の端子電極は、前記複数の凹部の壁面に形成された第1の導電部を含む。
【選択図】図2

Description

本開示は、電子部品に関し、さらに詳しくは、積層構造を有する電子部品に関する。
積層構造を有する電子部品として、例えば、特許文献1に記載のコモンモードチョークコイルが知られている。図9は、そのコモンモードチョークコイルの構造を示す模式斜視図である。コモンモードチョークコイルは、複数の絶縁体が積層された直方体形状の積層体100と、その積層体100内に位置するとともに、互いに磁気結合する3つのコイル(不図示)と、積層体100の側面に形成され、各コイルの端部と電気的に接続された6つの端子電極101〜106を備えている。図10は、積層体100の底面図であり、6つの端子電極101〜106はそれぞれ底面に露出している。同一側面に形成された3つの端子電極は、1つのグランド用端子電極(例えば102)を間にして一対の信号用端子電極(例えば101、103)が配置されている。このコモンモードチョークコイルは、はんだフィレットを形成するように回路基板の実装ランドにはんだ接合され、回路基板に実装されている。
一方、近年、電子機器の小型化に伴い、回路基板に実装される、積層構造を有する電子部品(以下、積層型電子部品ともいう)にも小型化が要求されている。特に、小型化する回路基板に多くの電子部品を実装する必要性から、積層型電子部品の縮小化だけでなく、他の電子部品の実装スペースを確保する観点から、実装スペースの狭小化も必要とされている。
特開2006−237080号公報
しかしながら、特許文献1に記載されているような、積層体の側面に端子電極がある電子部品の場合、電子部品の縮小化や実装スペースの狭小化が困難であるという問題がある。
そこで、本発明は、縮小化や実装スペースの狭小化が可能な電子部品を提供することを目的とした。
上記課題を解決するため、本開示の一態様に係る電子部品は、複数の絶縁体層が積層され、上面と底面を有する積層体と、
前記積層体内に配置された複数の内部導体と、
前記複数の内部導体と電気的に接続され、前記積層体から露出する複数の端子電極とを備え、
前記積層体の底面には複数の凹部が形成されており、前記複数の端子電極は、前記複数の凹部の壁面に形成された第1の導電部を含む、ことを特徴とする。
上記の態様によれば、電子部品をより小さくすることが可能となる。
別の態様によれば、前記積層体は直方体形状を有し、前記複数の凹部が、前記積層体の底面の四隅に形成された凹部を含んでいる。
上記の態様によれば、凹部を四隅に設けることで凹部間のピッチを大きくできるので内部回路のスペースを大きくすることができる。
また、別の態様によれば、前記複数の凹部が、前記積層体の底面の中央に形成された凹部を含んでいる。
上記の態様によれば、凹部を中央に設けることで、四隅の凹部とのピッチを最大化することができる。
また、別の態様によれば、前記四隅に形成された凹部が切り欠き凹部である。
上記の態様によれば、切り欠き凹部とすることで外縁を構成する位置に凹部を設けることができるので、内部回路のスペースをさらに大きくすることができる。
また、別の態様によれば、前記端子電極は、前記凹部の開口周囲に延在し、第1の導電部と電気的に接続する第2の導電部をさらに含んでいる。
上記の態様によれば、実装時の接合強度をさらに向上させることができる。
また、別の態様によれば、前記凹部は、開口側に広がる逆テーパー状の断面形状を有している。
上記の態様によれば、実装時にはんだが凹部に入りやすくなり、電子部品の接合強度を増加させることができる。また、実装時の電子部品の位置合わせが容易となり位置ずれや傾きの発生を低減させることもできる。また、はんだフィレットが電子部品本体の外側に形成されることをさらに抑制することができるので、実装スペースをさらに狭小化することが可能となる。
また、別の態様によれば、前記複数の内部導体は、コイル、コンデンサ、および抵抗からなる群から選択される少なくとも1種の素子を構成している。
上記の態様によれば、受動部品の実装スペースの狭小化を図ることができる。
また、別の態様によれば、前記複数の内部導体は、複数の素子を構成している。
上記の態様によれば、ワンチップ化により実装スペースを狭小化することが可能となる。
また、別の態様によれば、前記複数の内部導体の少なくとも一部が、コイルを構成し、積層体の底面側が磁性体基板である。
上記の態様によれば、実装スペースを狭小化できるとともに、インダクタンスを向上させることができる。
また、別の態様によれば、前記複数の凹部が、前記積層体の底面の中央に形成された凹部を含み、前記複数の内部導体の少なくとも一部が、電気的に直列接続されたコイルおよびコンデンサの組を少なくとも2つ以上構成し、前記コンデンサの前記コイルと接続されていない側の電極が前記底面の中央に形成された凹部に対応する端子電極と接続されている。
上記の態様によれば、コンデンサの一端側に接続される端子電極を共通化することで端子数を減らし、実装スペースを狭小化することが可能となる。
本開示によれば、縮小化や実装スペースの狭小化が可能な電子部品を提供することが可能となる。
本開示の1つの実施の形態に係る電子部品を構成する積層体の構造の一例を示す模式斜視図である。 図1に示す積層体の底面斜視図である。 図1の模式縦断面図である。 図1に示す積層体における、第1のコイル素子および第2のコイル素子の第1コイル導体の平面図である。 図1に示す積層体における、第1のコイル素子および第2のコイル素子の第2コイル導体の平面図である。 図1に示す積層体における、第1のコイル素子および第2のコイル素子の第3コイル導体の平面図である。 図1に示す積層体における、第1のコイル素子および第2のコイル素子の第4コイル導体の平面図である。 図1に示す積層体におけるコンデンサ素子の第1電極板の平面図である。 図1に示す積層体におけるコンデンサ素子の第1電極板と第2電極板の間を示す平面図である。 図1に示す積層体におけるコンデンサ素子の第2電極板の平面図である。 図1の積層体からなる電子部品の等価回路図である。 本発明の別の実施の形態に係る積層体の構造を示す底面斜視図である。 本発明の別の実施の形態に係る積層体の構造を示す底面斜視図である。 従来の電子部品を構成する積層体の構造の一例を示す模式斜視図である。 図9の積層体の底面図である。
以下、図面を参照して本開示の一態様である電子部品の実施の形態について説明する。
実施の形態1
本形態の電子部品は、複数の絶縁体層が積層され、上面と底面を有する積層体と、前記積層体内に配置された複数の内部導体と、前記複数の内部導体と電気的に接続され、前記積層体から露出する複数の端子電極とを備え、前記積層体の底面には複数の凹部が形成されており、前記複数の端子電極は、前記複数の凹部の壁面に形成された第1の導電部を含む、ことを特徴とするものである。
図1は、本実施の形態に係る電子部品の構造の一例を示す模式斜視図である。電子部品は、絶縁体層1、絶縁体層3、および絶縁体層2を含む積層体Aから構成されている。積層体Aは上面と底面を有し、この例では直方体形状を有している。
図2は、積層体Aの底面斜視図である。底面には、四隅に形成された4つの凹部61,62,63,64と、底面中央に形成された1つの凹部60とを含む複数の凹部が形成されている。底面中央の凹部60には1個のグランド用端子電極11が形成され、底面の四隅の凹部61,62,63,64にはそれぞれ信号用端子電極5,6,7,8が形成されている。また、底面中央の凹部60の壁面には第1の導電部11aが形成され、四隅の凹部61,62,63,64の壁面には、それぞれ第1の導電部5a,6a,7a,8aが形成されている。信号用端子電極5,7は入出力用の一対の信号用端子電極を構成し、信号用端子電極6,8は入出力用の別の一対の信号用端子電極を構成する。ここで、第1の導電部は、複数の内部導体と電気的に接続されたものであれば、その形状や大きさは特に限定されないが、例えば、凹部の壁面の少なくとも一部、好ましくは壁面の全面に形成された導電層であり、図2では凹部の壁面の全面に形成された導電層を用いた例を示している。なお、積層体Aの底面が実装基板に実装される実装面となる。絶縁体層1、絶縁体層3、および絶縁体層2の積層方向をZ方向とすると、実装面が底面となる。Z方向に直交する平面において、一辺方向をX方向とし、他辺方向をY方向とする。
なお、グランド用端子電極と信号用端子電極の配置は特に限定されないが、上記のように、1個のグランド用端子電極の周囲に、ほぼ等間隔となるように4個の信号用端子電極が配置されていることが好ましい。端子電極の間隔を確保しつつ、より狭い領域に複数の端子電極を配置することができるので、電子部品をより小さくすることが可能となる。
図3は、積層体Aの模式縦断面図である。絶縁体層1と絶縁体層2の間に、絶縁体層3が配置されている。絶縁体層2の下層側には、誘電体層を含む後述するコンデンサ素子4が埋設されている。積層体Aの底面側の絶縁体層1には、グランド用端子電極11と、信号用端子電極5,6が形成されている。また、絶縁体層3は複数の絶縁体層3a,3b,3c,3dを含んでいる。本実施の形態では、絶縁体層3が形成された領域に第1のコイル素子31および第2のコイル素子32が配置されているまた、コンデンサ素子4は、絶縁体層2内に配置された第1電極板4aと第2電極板4cが誘電体層4bを挟んで対向する構造を有しており、誘電体層4bは絶縁体層2の一部である。
図3と図4A〜図4Dに示すように、第1のコイル素子31は、下層から上層へ順に積層された、第1コイル導体31a、第2コイル導体31b、第3コイル導体31c、および第4コイル導体31dを含んでいる。第1〜第4コイル導体31a,31b,31c,31dは、絶縁体層3を構成する各絶縁体層3a,3b,3c,3d上に巻回配置された内部導体である。
第1コイル導体31aの外周端は、信号用電極30aに接続される。第1コイル導体31aは、外周端から内周端に向かって、時計回りに巻回される。第1コイル導体31aの内周端は、ビア導体を介して、第2コイル導体31bの内周端に接続される。第2コイル導体31bは、内周端から外周端に向かって、時計回りに巻回される。第2コイル導体31bの外周端は、ビア導体を介して、第3コイル導体31cの外周端に接続される。第3コイル導体31cは、外周端から内周端に向かって、時計回りに巻回される。第3コイル導体31cの内周端は、ビア導体を介して、第4コイル導体31dの内周端に接続される。第4コイル導体31dは、内周端から外周端に向かって、時計回りに巻回される。第4コイル導体31dの外周端は、信号用電極30dに接続される。
第2のコイル素子32は、下層から上層へ順に積層された、第1コイル導体32a、第2コイル導体32b、第3コイル導体32c、および第4コイル導体32dを含んでいる。第1〜第4コイル導体32a,32b,32c,32dは、絶縁体層3を構成する各絶縁体層3a,3b,3c,3d上に巻回配置された内部導体である。
第1コイル導体32aの外周端は、信号用電極30bに接続される。第1コイル導体32aは、外周端から内周端に向かって、反時計回りに巻回される。第1コイル導体32aの内周端は、ビア導体を介して、第2コイル導体32bの内周端に接続される。第2コイル導体32bは、内周端から外周端に向かって、反時計回りに巻回される。第2コイル導体32bの外周端は、ビア導体を介して、第3コイル導体32cの外周端に接続される。第3コイル導体32cは、外周端から内周端に向かって、反時計回りに巻回される。第3コイル導体32cの内周端は、ビア導体を介して、第4コイル導体32dの内周端に接続される。第4コイル導体32dは、内周端から外周端に向かって、反時計回りに巻回される。第4コイル導体32dの外周端は、信号用電極30eに接続される。
第1のコイル素子31の第1コイル導体31a、第2コイル導体31b、第3コイル導体31c、および第4コイル導体31dは、同心状に配置されている。第2のコイル素子32の第1コイル導体32a、第2コイル導体32b、第3コイル導体32c、および第4コイル導体32dは、同心状に配置されている。第1のコイル素子31の軸と第2のコイル素子32の軸は、積層体Aの底面に直交している。第1のコイル素子31の軸と第2のコイル素子32の軸は、平行に配置されている。
図3と図5A〜図5Cに示すように、コンデンサ素子4は、誘電体層4bを介して下層から上層へ順に積層された、内部導体である第1電極板4aと第2電極板4cとを含む。誘電体層4bは絶縁体層2の一部である。第2電極板4cは、2枚の板状であり、それぞれ、信号用電極30dおよび信号用電極30eに接続される。第1電極板4aは、信号用電極30cに接続される。
信号用電極30a,30b,30c,30d,30eは、それぞれ、積層方向に延在し、絶縁体層2,3内に配置されている。Z方向からみて、信号用電極30aは、信号用端子電極5に重なり、信号用端子電極5に接続される。信号用電極30bは、信号用端子電極6に重なり、信号用端子電極6に接続される。信号用電極30cは、グラウンド用端子電極11に重なり、グラウンド用端子電極11に接続される。信号用電極30dは、信号用端子電極7に重なり、信号用端子電極7に接続される。信号用電極30eは、信号用端子電極8に重なり、信号用端子電極8に接続される。
なお、グランド用端子電極と信号用端子電極は、積層体Aの底面に形成された凹部内に形成されている。その凹部は、その開口側に広がる逆テーパー状の断面形状を有している。
図6は、本実施の形態に係る電子部品(積層体A)の等価回路図である。積層体Aは、第1のコイル素子31、第2のコイル素子32、およびコンデンサ素子4を含むLC複合型の電子部品である。具体的には、例えば、積層体Aには信号用端子電極5,6にそれぞれ信号が入力される。該信号は、それぞれ第1のコイル素子31、第2のコイル素子32を通過し、信号用端子電極7,8から出力される。さらに、積層体4では、該信号が通過する信号ラインに対して、コンデンサ素子4がそれぞれ並列接続されており、コンデンサ素子4の信号ラインと接続されていない側(コイル素子31,32と接続されていない側)は共通のグランド用端子電極11に接続されている。このように、積層体Aは、信号ラインに対して電気的に直列接続されたコイル素子と並列接続されたコンデンサ素子とからなるL型のLCフィルタ回路を2組有する構成となっている。積層体Aは、パソコン、DVDプレーヤー、デジカメ、TV、携帯電話、カーエレクトロニクスなどの電子機器に搭載される。積層体Aは、例えば、低域透過フィルタ、高域透過フィルタ、帯域透過フィルタ、トラップフィルタ等のLCフィルタとして用いられる。
次に、図3を参照して、積層体Aの製造方法について説明する。
絶縁体層1として磁性体基板、例えばフェライト基板を用意する。フォトリソグラフィー法により、フェライト基板上に絶縁性樹脂からなる絶縁体層3aを形成する。次に、絶縁体層3aおよび絶縁体層3aから露出しているフェライト基板上にスパッタリングにより導電性金属膜、例えばAg,Cu,Au、またはこれらの主成分とする合金からなる金属膜を形成する。次に、コイル導体となる内部導体や、信号用電極や層間接続導体(ビア導体)が形成される部分の上にフォトレジストを形成する。そして、エッチングにより、内部導体、信号用電極、層間接続導体が形成される部分(フォトレジストで覆われている部分)以外の導電性金属膜を除去する。次に、フォトレジストを有機溶剤により除去することにより、内部導体、信号用電極、および層間接続導体を絶縁体層3a上に形成する。この工程を繰り返すことで、絶縁体層3b〜3d、内部導体、信号用電極、および層間接続導体を含む絶縁体層3(コイル素子)を形成する。
次に、絶縁体層3の上に絶縁体層2とコンデンサ素子4を形成する。具体的には、例えば、絶縁体層3上に導電性金属膜と絶縁性樹脂を交互に形成し、適宜パターニングすることで、誘電体層4bを含む絶縁体層2、第1、第2電極板4a,4c及び信号用電極30c〜30dを形成する。次に、レーザを用いて、またはブラストにより、絶縁体層1に複数の凹部を形成する。その凹部の壁面に導電性金属膜を形成して、グランド用端子電極および信号用端子電極を形成する。なお導電性金属膜は、スパッタリング法だけでなく、めっき法、または導電性金属粉を含むペーストを用いる印刷法により形成することができる。
絶縁体層1には、磁性体基板を用いることができる。磁性体基板としてはフェライト基板を挙げることができる。また、フェライト仮焼粉末または金属磁性体粉末を含むペーストをアルミナ等のセラミックス基板または樹脂層に塗布して焼成したものを用いることもできる。また、上記ペーストを絶縁体層1としてもよい。また、絶縁体層2,3には、ポリイミド等の絶縁性樹脂や、絶縁性樹脂に磁性粉を含有させた磁性樹脂を用いることができる。
なお、積層体Aの製造方法として、フォトリソグラフィー法を用いた例について説明したが、その方法に限定されず、表面に内部導体が形成された複数の絶縁体グリーンシートを積層し、焼成して一体化する方法を用いることもできる。また、配線パターンの形成は、サブトラクト法を用いた例を説明したが、アディティブ法を用いることもできる。
本実施の形態に係る電子部品は、端子電極が凹部の壁面に形成された第1の導電部を含むことで、実装時にはんだが前記凹部に入り込むため、電子部品の外側に広がるはんだ量を低減でき、実装スペースの狭小化が可能となる。また、端子電極を凹部の内壁に設けることで、実装時にはんだが凹部の壁面に沿ってフィレットを形成するため、十分な接合強度を確保することができるので信頼性を向上させることも可能となる。また、はんだが凹部内に入り込むことで、電子部品の実装高を低くして低背化することが可能となる。また、通常の電子部品では、実装の際、はんだと底面で接触するため、溶融したはんだからの浮力として電子部品に垂直上方に向かう力がかかり、実装時に傾きやズレが発生する場合がある。一方で、本実施の形態に係る電子部品では、実装の際、凹部にはんだが入り込むため、はんだは凹部の内壁と接触し、このような浮力が電子部品に伝わりにくく、実装時に傾きやズレが発生しにくい。
また、複数の内部導体の少なくとも一部が、コイルを構成し、積層体の底面側が磁性体基板であるので、コイルが構成された積層体の底面側が透磁率の高い磁性体基板であることにより、コイルのインダクタンスを向上させることができる。
また、複数の凹部が、積層体の底面の中央に形成された凹部を含み、複数の内部導体の少なくとも一部が、電気的に直列接続されたコイルおよびコンデンサの組を少なくとも2つ以上構成し、コンデンサのコイルと接続されていない側の電極が底面の中央に形成された凹部に対応する端子電極と接続されているので、LCフィルタを構成するコイルとコンデンサの組を2つ以上有する構成において、各コンデンサのグランド用端子電極を、積層体の底面の中央の凹部に共通化することで積層体の端子数を減らし、実装スペースを狭小化することが可能となる。
実施の形態2
本実施の形態では、複数の凹部が、積層体の底面の四隅に形成された切り欠き凹部と前記四隅以外に形成された少なくとも1つの凹部とを含んでいること以外は、実施の形態1と同様の構成を有している。図7はその一例であり、底面には、四隅に形成された4つの切り欠き凹部71,72,73,74と、底面中央に形成された1つの凹部70を含む複数の凹部が形成されている。底面中央の凹部70には1個のグランド用端子電極23が形成され、底面の四隅の切り欠き凹部71,72,73,74には4個の信号用端子電極24,25,26,27が形成されている。また、底面中央の凹部70の壁面には第1の導電部23aが形成され、四隅の切り欠き凹部71,72,73,74の壁面には、それぞれ第1の導電部24a,25a,26a,27aが形成されている。
本実施の形態によれば、実施の形態1の効果に加え、四隅の凹部を切り欠き凹部とすることで、すなわち、外縁を構成する位置にまで凹部を外側に持っていくことで、内部回路のスペースを大きくすることができるという効果を有する。これにより電子部品の電気的特性をさらに向上させることが可能となる。
実施の形態3
本実施の形態によれば、端子電極が、凹部の開口周囲に延在し、第1の導電部と電気的に接続する第2の導電部をさらに含んでいること以外は、実施の形態2と同様の構成を有している。図8はその一例であり、グランド用端子電極23は、凹部70の開口周囲に延在し、第1の導電部23aと電気的に接続する第2の導電部23bを有している。また、信号用端子電極24,25,26,27は、それぞれ第2の導電部24b,25b,26b,27bを有している。
本実施の形態によれば、実施の形態1および2の効果に加え、第2の導電部23b〜27bにより、端子電極とはんだとの接触面積が増えるので、接合強度がさらに向上する。また、電気的特性を測定する際、測定端子を凹部に挿入する必要が無く、測定端子を底面で端子電極と面接触させることができるので、電子部品の製造時に測定装置との接続が容易となる。
なお、上記の実施形態1〜3では、端子電極として、4個の信号用端子電極と1個のグランド用電極を用いた例について説明したが、絶縁体層や内部導体の数をさらに増やすことで、さらに多数の信号用端子電極やグランド用端子電極を用いることもできる。また、凹部は2つ以上であればよい。また、凹部が形成される場所は底面の四隅に限定されない。また、底面の四隅に凹部を形成した場合、中央の凹部は無くてもよいし、中央以外にあってもよいし、1つではなく複数あってもよい。また、実施の形態1〜3では、内部導体が、コイル素子とコンデンサ素子を構成している例について説明したが、内部導体は抵抗素子を構成してもよい。本実施の形態に係る電子部品は、LC複合電子部品、LR複合電子部品、LCR複合電子部品等の複合電子部品に適用することができる。このように内部導体が複数の素子を構成することで、複数の素子を積層体内に統合することができ(ワンチップ化)、各素子が個別の積層体で構成される場合に比べて、実装スペースを狭小化することが可能となる。
1,2,3 絶縁体層
3a,3b,3c,3d 絶縁体層
30a,30b,30d,30e 信号用電極
30c グランド用電極
31 第1のコイル素子
32 第2のコイル素子
31a,32a 第1コイル導体
31b,32b 第2コイル導体
31c,32c 第3コイル導体
31d,32d 第4コイル導体
4 コンデンサ素子
4a 第1電極板
4b 誘電体層
4c 第2電極板
5,6,7,8 信号用端子電極
5a,6a,7a,8a 第1の導電部
11 グランド用端子電極
11a 第1の導電部
12 グランド側引き出し部
23 グランド用端子電極
23a 第1の導電部
23b 第2の導電部
24,25,26,27 信号用端子電極
24a,25a,26a,27a 第1の導電部
24b,25b,26b,27b 第2の導電部
60,61,62,63,64,70 凹部
71,72,73,74 切り欠き凹部

Claims (10)

  1. 複数の絶縁体層が積層され、上面と底面を有する積層体と、
    前記積層体内に配置された複数の内部導体と、
    前記複数の内部導体と電気的に接続され、前記積層体から露出する複数の端子電極とを備え、
    前記積層体の底面には複数の凹部が形成されており、前記複数の端子電極は、前記複数の凹部の壁面に形成された第1の導電部を含む、電子部品。
  2. 前記積層体は直方体形状を有し、前記複数の凹部が、前記積層体の底面の四隅に形成された凹部を含む、請求項1記載の電子部品。
  3. 前記複数の凹部が、前記積層体の底面の中央に形成された凹部を含む、請求項2記載の電子部品。
  4. 前記四隅に形成された凹部が切り欠き凹部である、請求項2記載の電子部品。
  5. 前記複数の端子電極は、前記複数の凹部の開口周囲に延在し、第1の導電部と電気的に接続する第2の導電部をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子部品。
  6. 前記凹部は、開口側に広がる逆テーパー状の断面形状を有している、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子部品。
  7. 前記複数の内部導体は、コイル、コンデンサ、および抵抗からなる群から選択される少なくとも1種の素子を構成している、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子部品。
  8. 前記複数の内部導体は、複数の素子を構成している、請求項7記載の電子部品。
  9. 前記複数の内部導体の少なくとも一部が、コイルを構成し、積層体の底面側が磁性体基板である、請求項7記載の電子部品。
  10. 前記複数の凹部が、前記積層体の底面の中央に形成された凹部を含み、前記複数の内部導体の少なくとも一部が、電気的に直列接続されたコイルおよびコンデンサの組を少なくとも2つ以上構成し、前記コンデンサの前記コイルと接続されていない側の電極が前記底面の中央に形成された凹部に対応する端子電極と接続されている、請求項7記載の電子部品。
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