JP3971607B2

JP3971607B2 - 電子部品およびその製造方法

Info

Publication number: JP3971607B2
Application number: JP2001387166A
Authority: JP
Inventors: 道広小松; 智敏大塚
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP2003188042A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、超小型多層構造モジュールを実現する電子部品およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、携帯端末等の電子機器は、高い性能を維持しながら、さらなる小型軽量化の要求に応えるべく開発が行われている。それに伴って、これらの機器に使用する電子部品も、その容積を小さくしたり、実装に要する面積を最小に抑える等、小型化のための設計が行われている。
【０００３】
多層構造のモジュール、特に面実装型の超小型多層モジュールとしての電子部品も、上述した機器の小型化の要請を受けて開発されたものである。図６は、従来の多層モジュールの構造を図示したものであり、（ａ）は、その外観斜視図、（ｂ）は側面を、（ｃ）は底面を、そして、（ｄ）は平面をそれぞれ示している。同図に示すモジュールは、サイドスルーホールによる８個の外部端子１０１を有する構造になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示す従来の多層モジュールは、そのサイドスルーホールが多層基板１０５の内層部に食い込む（内層領域を侵食する）構造になっている。つまり、従来の多層モジュールは、サイドスルーホールによる外部端子の高さが一律で、積層基板１０５の厚さと等しくなる構造を有するため、電子部品としての構造設計領域を確保できず、それが部品の小型化への障害となるという問題がある。
【０００５】
そこで、サイドスルーホールが内層部に食い込まない構造を有するものとして、例えば、図７に示す多層モジュールが考案されている。同図に示すモジュールは、互いに外形寸法の違う層、すなわち、外部端子１１５のある層１２０と外部端子のない層１１０とが積層する構成になっている。具体的には、上部基板１１０よりも一回り程度、寸法の小さいサイドスルーホール基板１２０を貼り合わせた構造を有する。
【０００６】
しかし、図７に示す多層モジュールも、下側に位置する基板１２０が、スルーホールによって必要以上に内層部の領域が削られてしまい、内部電極構造に利用できる体積が小さくなる。しかも、外部端子のたて寸法が一律に決まってしまうため、小型化のための最適設計ができず、部品の高周波化の傾向にも対応できないという問題がある。
【０００７】
さらに、図７に示す多層モジュールは、外部端子を下側の基板１２０だけに配しているため、上部基板内部の領域を最大限確保できても、高周波信号回路の接地（グランド）等については、ビアホールを下面部まで延ばして端子に接続する必要がある。そのため、不要なインダクタンス成分が生じ、部品の高周波特性を劣化させてしまうという問題がある。
【０００８】
一方、サイドスルーホールを用いずに、外部電極を塗布して形成する方法では、部品の外観からは内層パターンの積層ずれを確認できず、最終の特性検査工程まで不良品と良品の区別ができないことから、品質と製造の両方においてコストが上がるという問題がある。また、積層後にスルーホールをあけてダイシングし、サイドスルーホールを形成しても、上記と同様、内層パターンの積層ずれを外観からは確認できない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、多層構造の基板内部の体積を最大限に利用できる電子部品およびその製造方法を提供することである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、多層基板に形成された外部端子の長さを調整できる電子部品およびその製造方法を提供することである。
【００１１】
かかる目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として、例えば、以下の構成を備える。すなわち、シート層を積層してなる電子部品であって、上記シート層を積層したときに連続する所定の層においてビアホールが相互に重なるように上記シート層の所定位置に前記ビアホールを配することで、当該電子部品の１つの側面において積層する方向に長さの異なる複数の外部端子を形成し、かつ上記いずれの外部端子も上記シート層を積層してなる当該電子部品の積層基板の厚さよりも短いことを特徴とする。
【００１５】
また、上述した課題を解決する他の手段として、例えば、以下の構成を備える。すなわち、シート層を積層したときに連続する所定の層においてビアホールが相互に重なるように前記シート層の所定位置に前記ビアホールを配する工程と、上記ビアホールを配した複数のシート層とビアホールを配しないシート層を積層して、積層の方向に所定長の複数の外部端子を有する積層基板を形成する工程とを備え、上記積層基板の１つの側面において上記複数の外部端子の積層方向の長さはそれぞれ異なるとともに、上記いずれの外部端子も上記シート層を積層してなる上記積層基板の厚さよりも短いことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施の形態例を詳細に説明する。図１は、本実施の形態例に係る、面実装型の小型電子部品としての多層モジュールの構造を示す分解図である。同図に示す多層モジュール１は、端部にビアホールが配された層とビアホールのない層（これらの層をシート層とも呼ぶ）とが積層され、それらの層が一体となって１つのモジュールを構成している。
【００２０】
なお、本実施の形態例に係る多層モジュールは、例えば、アンテナスイッチモジュール等の高周波モジュール、バンドパス（帯域通過）フィルタ等の高周波デバイス、その他、多層小型モジュールに使用することができる。
【００２１】
多層モジュール１の複数の層のうち、ａ₁〜ａ₃層は、寸法が縦Ｌ₁×横Ｗ₁であり、ビアホールを持たないシート層１１〜１３で構成され、ｂ₁層は、縦Ｌ₂×横Ｗ₂の寸法で、２個のビアホール２１ａ，２１ｂを有するシート層１４からなり、また、ｃ₁，ｃ₂層は、縦Ｌ₃×横Ｗ₃の寸法を有するシート層１５，１６によって構成され、それらのシート層は、互いの同一位置に５個のビアホール２２ａ，２２ｂ，２３ａ等を持っている。
【００２２】
ｄ₁〜ｄ_n層は、その寸法が縦Ｌ₄×横Ｗ₄で、互いの同一位置に８個のビアホール２４ａ，２４ｂ等を持つ、ｎ枚のシート層１７，１８により構成されている。そして、これらのシート層１１〜１８を、それらの端部を揃えて積層することによって、積層型の多層モジュールを形成する。なお、ここでは、簡単のため、各層における内部電極パターンの図示は省略してある。
【００２３】
上述したシート層１１〜１８は、例えば、低温焼成のセラミックスからなる絶縁性のシートであり、その外形寸法は全て同じである。すなわち、図１において、Ｌ₁＝Ｌ₂＝Ｌ₃＝Ｌ₄、かつ、Ｗ₁＝Ｗ₂＝Ｗ₃＝Ｗ₄である。そして、各々のシートは、以下に説明するように、同一形状ブロックの多数個取りによって得られる。
【００２４】
図２は、積層基板用シートの面取りの一例を示している。同図は、各々が同じ位置に８個のビアホールを持つシートを、多数個取りする方法に対応する。ここでは、縦横に走る実線で示す切断線３５，３７（隣接ブロックとの境界を示す）上の所定位置に所望の数のビアホール３０を形成した後、これらのビアホールを２分割するように、切断線３５，３７に従ってダイシングすることで、所定寸法で分断された、ビアホールを有するシートが得られる。
【００２５】
上記以外のビアホール数（例えば、図１に示すように２個、あるいは５個等）を持つシート層についても、上記と同様な方法によるシートの分断によって得ることができる。なお、図２等に示す例では、ビアホール３０の形状が円形で、外部端子は半円形になっているが、形状はこれらに限定されず、例えば、ビアホールの形状が楕円形や四角形でもよい。
【００２６】
図３は、本実施の形態例に係る多層モジュールの外観構造を示している。同図の（ａ）は、多層モジュール１の外観斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は平面図である。この多層モジュール１は、各シート層に設けたサイドスルーホール（ビアホール）により形成された８個の外部端子３１を有するが、その構造は、以下に説明する技術的な特徴を持っている。
【００２７】
図１に示すシート層１１〜１８は、各層（ａ層，ｂ層，ｃ層，ｄ層）によって、ビアホールが設けられていなかったり、あるいは、ビアホールがあっても、その個数が異なっている。また、図１に示すｂ₁層のビアホール２１ａと、ｃ₁層のビアホール２２ａと、ｃ₂層のビアホール２３ａと、ｄ₁層のビアホール２４ａと、ｄ_n層のビアホール２５ａとが、各シートにおいて同一位置にある。このため、これらのシート層を積層すると、ビアホール相互の重なり合いが生じる。その結果、図３の（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、積層基板１に高さｈ₁の外部端子３１ａが形成される。
【００２８】
他の外部端子についても同様であり、ｄ₁〜ｄ_n層の積層によって、ビアホール２４ｂ，２５ｂが高さｈ₃の外部端子３１ｂを形成し、また、ｃ₁層のビアホール２２ｂと、ｃ₂層のビアホール２３ｂと、ｄ₁層のビアホール２４ｃと、ｄ_n層のビアホール２５ｃの重なり合いによって、高さｈ₂の外部端子３１ｃが形成される。
【００２９】
また、ａ層〜ｄ層の各シート層は、その厚さが同じであるため、積層基板に形成された上記の外部端子３１ａ〜３１ｃの高さｈ₁〜ｈ₃は、ビアホールを有するシート層の積層数で決まることになる。すなわち、図３に示す例では、外部端子３１ａ〜３１ｃの高さについて、ｈ₁＞ｈ₂＞ｈ₃の関係が成立する。
【００３０】
また、本実施の形態例に係る多層モジュールは、ビアホールを持たないシート層と、ビアホールを有するシート層とを積層しているため、図３に示すように、それにより形成された外部端子３１ａ〜３１ｃの高さ寸法（ｈ₁〜ｈ₃）は、いずれも積層基板の厚さｔよりも短い。このように、本実施の形態例に係る多層モジュールは、全ての層に渡って一律に外部端子を設ける構造としないことにより、図６に示す従来の多層モジュールよりも、内部電極構造に有効な体積（容積）を大きくとれる。
【００３１】
次に、モジュールの内部電極構造の容積について簡単に説明する。図４は、従来例との比較における内部電極構造の容積の大小を示している。同図の（ａ）は、本実施の形態例に係る多層モジュールの断面図であり、（ｂ）は、従来の多層モジュールの断面図である。
【００３２】
図４に示すモジュールにおいて、それぞれの外部端子３１，１０１以外の白抜き部分（有効体積）４１，４３を比較した場合、本実施の形態例に係る多層モジュールでは、外部端子３１が全多層基板の内層部に食い込んでいない。そのため、本実施の形態例に係る多層モジュールの方が、従来のモジュールよりも内部電極構造に有効な体積が大きいことが分かる。
【００３３】
図５は、積層構造をとる多層モジュールにおける積層ずれの様子を示している。図５に示す多層モジュール５１は、複数枚のシート層を積層してなるが、その一部が積層ずれを起こした場合、同図に示すように、他のシート層より突出した部分５３と窪んだ部分５５を有した形で積層される。本実施の形態例に係る多層モジュールは、上述したように、外部電極を塗布する方法をとらないため、目視によって、図５に示すような内層パターンの積層ずれを確認できる。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態例によれば、外形寸法が同じ複数枚のシート層のうち、ビアホールが形成されたシート層とビアホールを持たないシート層を積層して多層モジュールとし、それによって形成される外部端子のたて寸法をモジュールの積層基板の厚さよりも短くすることで、外部端子によって必要以上に内部電極構造部が削減されることがなくなり、モジュールの内部回路と外部端子の最適設計が可能となる。よって、回路を内蔵する多層構造部の有効体積を最大限に利用できることになり、多層モジュールの超小型化も可能になる。
【００３５】
さらには、各シート層のビアホールの位置と積層するシート層の枚数とを適宜、変えることによって、多層モジュールの外部端子のモジュール底面からのたて寸法を、各端子ごとに自由度を持たせて設定できる。また、各シート層の内部電極作成工程におけるビアホール作成によって外部端子を形成できるので、従来の工程と製造コストは変わることがない。
【００３６】
また、本実施の形態例に係る多層モジュールは、高周波信号回路において重要なグランド端子部等、すぐ下層に外部端子を設けることができるため、利得の悪化や寄生発振等の影響を回避でき、高周波特性に優れたモジュールの実現が可能となる。
【００３７】
さらには、多層モジュールの外部端子部分の外観を目視できる構造とすることで、モジュールの最終の特性検査工程に至る前段階で、内層パターン（内部電極）の積層ずれを容易に確認でき、品質管理も容易になるため、品質コストと製造コストの両方を抑えることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部端子による内部電極構造部の侵食がなく、多層構造の基板内部の体積を最大限に利用できる。さらに、多層基板に形成された外部端子の長さを調整できる。
【００３９】
また、絶縁性シートに配したビアホールとともに複数のブロックに区切ったそのシートを分断することで、モジュールの積層基板に使用するシート状部材を容易に生成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例に係る、面実装型の多層モジュールの分解構造を示す図である。
【図２】実施の形態例に係る積層基板用シートの面取りの一例を示す図である。
【図３】実施の形態例に係る多層モジュールの外観構造を示す図である。
【図４】従来例との比較における内部電極構造の容積の大小を示す図である。
【図５】多層モジュールにおける積層ずれの様子を示す図である。
【図６】従来の多層モジュールの構造を示す図である。
【図７】多層モジュールの他の従来例を示す図である。
【符号の説明】
１，５１多層モジュール
１１〜１８シート層
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，３０ビアホール
３１，３１ａ〜３１ｃ外部端子
３５，３７切断線
４１有効体積

Claims

シート層を積層してなる電子部品であって、
前記シート層を積層したときに連続する所定の層においてビアホールが相互に重なるように前記シート層の所定位置に前記ビアホールを配することで、当該電子部品の１つの側面において積層する方向に長さの異なる複数の外部端子を形成し、かつ前記いずれの外部端子も前記シート層を積層してなる当該電子部品の積層基板の厚さよりも短いことを特徴とする電子部品。
シート層を積層したときに連続する所定の層においてビアホールが相互に重なるように前記シート層の所定位置に前記ビアホールを配する工程と、
前記ビアホールを配した複数のシート層とビアホールを配しないシート層を積層して、積層の方向に所定長の複数の外部端子を有する積層基板を形成する工程とを備え、
前記積層基板の１つの側面において前記複数の外部端子の積層方向の長さはそれぞれ異なるとともに、前記いずれの外部端子も前記シート層を積層してなる前記積層基板の厚さよりも短いことを特徴とする電子部品の製造方法。