JP6295411B2

JP6295411B2 - ノイズ対策部品内蔵装置

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Publication number: JP6295411B2
Application number: JP2013257829A
Authority: JP
Inventors: 兼司植野; 田口　豊; 豊田口; 新海　淳; 淳新海
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2033-12-13
Also published as: JP2015115519A

Description

本発明は、静電気対策部品とリードフレームとノイズ対策部品を一体的に樹脂封止してなるノイズ対策部品内蔵型の装置に関するものである。

従来のノイズ対策部品は、図６に示すように、２つの磁性基体１の間にインダクタ素子部２と静電気対策部３とを積層して形成される複合電子部品とし、インダクタ素子部２は、樹脂からなる絶縁層４と、絶縁層４上に形成された導体パターン５とを備え、静電気対策部３は、ギャップ６を介して相互に対向配置された平行電極７と、平行電極７間に配置された静電気吸収層８とを有していた。そして、平行電極７の一方と導体パターン５とは外部電極（図示せず）を介して接続していた。

また、導体パターン５は互いに磁気結合する２つのコイル５ａ、５ｂを構成し、さらに、磁性基体１とインダクタ素子部２とは、エポキシ樹脂からなる接着層９により接着されていた（特許文献１）。

なお、このノイズ対策部品は、図７に示すように、２つのコイル５ａ、５ｂに信号ラインが直列接続され、さらに、静電気対策部３は信号ラインに接続され、かつグランドに接続される。

特開２０１１−１７６３３８号公報

上記した従来のノイズ対策部品においては、静電気対策部３の静電容量の値が高く、また、静電気対策部３の平行電極７とコイル５ａ、５ｂとの間で不要な容量が発生するため、所定の減衰特性が得られないという課題を有していた。

そこで、静電気対策部３としてノイズ対策部品に内蔵されないツェナーダイオードとすることが考えられる。このとき、ノイズ対策部品のコイル５ａ、５ｂに直列接続する信号ラインに、グランドと接続されるツェナーダイオードを、リードフレームや配線部材を介して接続し、さらに、これらを樹脂封止してノイズ対策部品とツェナーダイオードを１パッケージ化したものとする。

しかしながら、上記ノイズ対策部品において、磁性基体１とインダクタ素子２とはエポキシ樹脂からなる接着層９により接着されているため、樹脂封止してノイズ対策部品とツェナーダイオードを１パッケージ化すると、封止樹脂を硬化させる際に加わる熱によって接着層９が劣化し、これにより、磁性基体１とインダクタ素子２との間でクラックが生じる可能性があるため、所定の特性が得られず、歩留まりが悪化するという課題が発生する。

本発明は上記の課題を解決するもので、歩留まりを向上させることができるノイズ対策部品内蔵装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、第１、第２のコイルを有するノイズ対策部品と、前記第１のコイルの一端部、他端部にそれぞれ接続された第１、第３の外部電極、および前記第２のコイルの一端部、他端部にそれぞれ接続された第２、第４の外部電極と、静電気対策部品と、複数のリードからなるリードフレームと、全体をパッケージ化する封止樹脂とを備え、前記リードフレームは、前記第１〜第４の外部電極それぞれが接続する複数の第１のリードと、前記静電気対策部品を接着搭載する複数の第２のリードとで少なくとも構成され、前記第３の外部電極と接続する前記第１のリードと前記第２のリードとを接続するとともに、前記第４の外部電極と接続する前記第１のリードと他の前記第２のリードを接続し、さらに、前記ノイズ対策部品を、セラミックのみからなる絶縁体層と、前記絶縁体層上に形成され前記第１、第２のコイルを構成する導体パターンとで構成したもので、この構成にすることによって、静電気対策部がノイズ対策部品に内蔵されていないため、静電気対策部の静電容量や、静電気対策部と第１、第２のコイルとの間の不要な容量は発生せず、これにより、所定の減衰特性が得られないのを防ぐことができ、さらに、ノイズ対策部品を構成する絶縁体層をセラミックのみで形成しているため、封止樹脂を硬化させる際に加わる熱によって溶融する接着層は必要なく、これにより、ノイズ対策部品内部での接着性が悪化することはないため、歩留まりを向上させることができるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明のノイズ対策部品内蔵装置は、静電気対策部をノイズ対策部品に内蔵していないため、静電気対策部の静電容量や、静電気対策部と第１、第２のコイルとの間の不要な容量は発生せず、これにより、所定の減衰特性が得られないのを防ぐことができ、さらに、ノイズ対策部品を構成する絶縁体層をセラミックのみで形成しているため、封止樹脂を硬化させる際に加熱されても、ノイズ対策部品内部での接着性が悪化することはなく、これにより、歩留まりを向上させることができるという優れた効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態におけるノイズ対策部品内蔵装置の上面図同ノイズ対策部品内蔵装置に内蔵されるノイズ対策部品の分解斜視図同ノイズ対策部品の斜視図同ノイズ対策部品内蔵装置の回路図同ノイズ対策部品内蔵装置の用途の例を示す回路図従来のノイズ対策部品内蔵装置に内蔵されるノイズ対策部品の分解斜視図同ノイズ対策部品内蔵装置の回路図

図１は本発明の一実施の形態におけるノイズ対策部品内蔵装置の上面図である。

本発明の一実施の形態におけるノイズ対策部品内蔵装置は、図１に示すように、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄが形成されたノイズ対策部品１２と、静電気対策部品としてのツェナーダイオード１３と、複数のリードからなるリードフレーム１４と、全体をパッケージ化する封止樹脂１５とを備えている。

また、前記リードフレーム１４は、ノイズ対策部品１２の第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄそれぞれが接続する４つの第１のリード１６ａ〜１６ｄと、ツェナーダイオード１３をそれぞれ接着搭載する２つの第２のリード１７ａ、１７ｂと、他のツェナーダイオード１３をそれぞれ接着搭載する２つの第３のリード１８ａ、１８ｂで構成されている。なお、２つの第２のリード１７ａ、１７ｂは、第１のリード１６ａ、１６ｂを介して両サイドに位置し、２つの第３のリード１８ａ、１８ｂは第１のリード１６ｃ、１６ｄを介して両サイドに位置する。

そして、第３の外部電極１１ｃに接続する第１のリード１６ｃと１つの第２のリード１７ａとを、ワイヤからなる配線部材１９を介して接続するとともに、第４の外部電極１１ｄに接続する第１のリード１６ｄと他の第２のリード１７ｂとを、ワイヤからなる配線部材１９を介して接続している。さらに、２つの第３のリード１８ａ、１８ｂはそれぞれ第２のリード１７ａ、１７ｂと、ワイヤからなる配線部材１９を介して接続している。

さらにまた、第１のリード１６ａ〜１６ｄ、第２のリード１７ａ、１７ｂ、第３のリード１８ａ、１８ｂは、銅で構成され、また、その先端部は接続端子となっており、この接続端子は封止樹脂１５から露出している。このとき、第１、第２の外部電極１１ａ、１１ｂと接続する第１のリード１６ａ、１６ｂの先端部と、第２のリード１７ａ、１７ｂの先端部は同じ方向に露出し、第３、第４の外部電極１１ｃ、１１ｄと接続する第１のリード１６ｃ、１６ｄの先端部と、第３のリード１８ａ、１８ｂの先端部は前記方向と対向する方向に露出している。

そして、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄと第１のリード１６ａ〜１６ｄは、第１のリード１６ａ〜１６ｄに形成した、銀からなる導電性ペースト２０を塗布し、約２００℃で焼成させることによって接着する。また、この導電性ペースト２０がフィレットを構成する。

なお、前記封止樹脂１５の材料はエポキシ樹脂を使用し、約１７０℃で加熱して硬化させ、ノイズ対策部品１２、ツェナーダイオード１３、リードを封止する。ここで、図１では、説明を簡単にするため封止樹脂１５はその外周のみを表している。

図２は、本発明の一実施の形態におけるノイズ対策部品内蔵装置に内蔵されるノイズ対策部品１２の分解斜視図、図３は同斜視図である。

このノイズ対策部品１２は、積層された矩形状の第１〜第９の絶縁体層２１ａ〜２１ｉに形成された第１のコイル２２と第２のコイル２３を有し、第１のコイル２２は渦巻状の第１、第２の内部導体パターン２４ａ、２４ｂを接続して構成され、第２のコイル２３は渦巻状の第３、第４の内部導体パターン２５ａ、２５ｂを接続して構成され、さらに、第１のコイル２２を構成する第１、第２の内部導体パターン２４ａ、２４ｂと、第２のコイル２３を構成する第３、第４の内部導体パターン２５ａ、２５ｂとが交互に配置されている。

そして、第１の内部導体パターン２４ａと第３の内部導体パターン２５ａとが磁気結合し、第２の内部導体パターン２４ｂと第４の内部導体パターン２５ｂとが磁気結合して、ノイズ対策部品１２はコモンモードノイズフィルタとして機能する。

ここで、第３〜第７の絶縁体層２１ｃ〜２１ｇは、ガラスセラミックまたはＣｕ−Ｚｎフェライト等の非磁性のフェライト系のセラミックで構成されている。また、第１、第２、第８、第９の絶縁体層２１ａ、２１ｂ、２１ｈ、２１ｉは、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の強磁性のフェライト系のセラミックで構成されている。すなわち、第１〜第９の絶縁体層２１ａ〜２１ｉはすべてセラミックで形成されている。

なお、第１、第２の内部導体パターン２４ａ、２４ｂと、第３、第４の内部導体パターン２５ａ、２５ｂとを交互に配置しなくてもよく、また、第１〜第４の内部導体パターン２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂのすべてを渦巻状にする必要もない。

さらに、第１〜第９の絶縁体層２１ａ〜２１ｉのそれぞれの枚数は、図１に示した枚数でなくてもよく、内部導体パターン２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂの形状や積層構造、絶縁体層２１ａ〜２１ｉの材料、組合せについては、上記説明した内容に限定されるものではない。また、第１〜第９の絶縁体層２１ａ〜２１ｉの材料は、要望される特性に応じて、上述した材料を適宜選択あるいは組み合わせてもよい。そしてさらに、コモンモードノイズフィルタではなくノーマルモードノイズフィルタとして機能させてもよい。

そして、上記構成されたものを焼成し一体化してノイズ対策部品１２が形成される。また、このノイズ対策部品１２の表面には、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｂが設けられている。さらに、この第１、第３の外部電極１１ａ、１１ｃはそれぞれ第１のコイル２２の両端部と接続され、第２、第４の外部電極１１ｂ、１１ｄはそれぞれ第２のコイル２３の両端部と接続されている。

したがって、第２のリード１７ａ、１７ｂと接続する２つの第１のリード１６ａ、１６ｂには、第１のコイル２２の他端部と接続する第３の外部電極１１ｃ、および第２のコイル２３の他端部と接続する第４の外部電極１１ｄがそれぞれ接続する。

そしてまた、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｂは、上面視でノイズ対策部品１２の４隅に形成されている。なお、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄは、ノイズ対策部品１２の表面に銀ペーストを印刷することにより形成されるが、これらの表面には錫めっき層は形成されない。これは、錫めっき層を形成すると、ユーザでの半田付け工程での加熱時などに錫めっき層が溶融して接続不良を発生される恐れがあるからである。

図４は、本発明の一実施の形態におけるノイズ対策部品内蔵装置の回路図、図５は、同ノイズ対策部品内蔵装置の用途の例を示す回路図である。

図４、図５から明らかなように、ノイズ対策部品１２に信号ラインが直列接続され、かつこれらの信号ラインとグランドの間にツェナーダイオード１３が設けられている。また、この信号ラインと平行にノイズ対策部品１２を通らない別個のラインとグランドの間にも別個のツェナーダイオード１３が設けられている。

なお、この別個のツェナーダイオード１３は特に形成しなくてもよく、また、形成する場合は第２のリード１７ａ、１７ｂに接着搭載してもよい。さらに、各ツェナーダイオード１３の特性はユーザの要望に応じて適宜変更すればよい。

上記したように本発明の一実施の形態におけるノイズ対策部品内蔵装置においては、静電気対策部としてのツェナーダイオード１３をノイズ対策部品１２に内蔵していないため、静電気対策部の静電容量や、静電気対策部と第１、第２のコイル２２、２３との間の不要な容量は発生せず、所定の減衰特性が得られないのを防ぐことができ、さらに、ノイズ対策部品１２を構成する絶縁体層２１ａ〜２１ｉをセラミックのみで形成しているため、封止樹脂１５を硬化させる際に加熱されても、ノイズ対策部品１２内部での接着性が劣化することはなく、これにより、ノイズ対策部品１２内部でクラックが発生して、接着不具合が生じたり所定の特性が得らなかったりすることはないため、歩留まりを向上させることができるという効果が得られる。

また、ノイズ対策部品１２の第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄの表面には錫めっき層は形成されないため、ノイズ対策部品１２のリード実装時の接合性が悪化したり、封止樹脂成形時の応力や製品のたわみ、機械的衝撃に耐えられなかったりするなど、ノイズ対策部品１２と第１のリード１６ａ〜１６ｄとの接着強度が低下する可能性があるが、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄを、上面視でノイズ対策部品１２の４隅に形成し、さらに、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄを構成する金属成分の主成分と、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄと第１のリード１６ａ〜１６ｄとを接着させる導電性ペースト２０の主成分を同一材料である銀としているため、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄと第１のリード１６ａ〜１６ｄとの接着強度を向上させることができる。

すなわち、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄを、上面視でノイズ対策部品１２の４隅に形成することによって、フィレットの体積が増え、また、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄを構成する金属成分の主成分と、導電性ペースト２０の主成分を同一材料とすることによって、導電性ペースト２０を焼成する過程で、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄと導電性ペースト２０が結合するためである。

ここで、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄの主成分と導電性ペースト２０の主成分を同一材料とすることによって密着強度が向上する理由は、導電性ペースト２０の金属粒子と、第１〜第４の外部電極１１ａ〜１１ｄ内の導電性ペースト２０と同じ材質の金属粒子とが、導電性ペースト２０の焼成過程で結びつき、この金属同士での焼結体を形成するためであると考えられる。

なお、本実施例では導電性ペースト２０の金属粒子として銀を使用したが、金属粒子として銅を使用しても良い。

さらに、内蔵される静電気対策部品として、ツェナーダイオード（半導体）を使用したものについて説明したが、静電気を抑制できる他の部品、例えば、抵抗器、コンデンサを使用してもよい。

本発明に係るノイズ対策部品内蔵装置は、内蔵されたノイズ対策部品の特性変化が生じる可能性を低減できるという効果を有するものであり、特に半導体チップとリードフレームとノイズ対策部品を一体的に樹脂封止してなるノイズ対策部品内蔵型の装置等において有用となるものである。

１１ａ〜１１ｄ第１〜第４の外部電極
１２ノイズ対策部品
１３ツェナーダイオード（静電気対策部品）
１４リードフレーム
１５封止樹脂
２１ａ〜２１ｉ第１〜第９の絶縁体層

Claims

第１、第２のコイルを有するノイズ対策部品と、
前記第１のコイルの一端部、他端部にそれぞれ接続された第１、第３の外部電極、および前記第２のコイルの一端部、他端部にそれぞれ接続された第２、第４の外部電極と、
静電気対策部品と、
複数のリードからなるリードフレームと、
全体をパッケージ化する封止樹脂とを備え、
前記リードフレームは、前記第１〜第４の外部電極それぞれが接続する複数の第１のリードと、前記静電気対策部品を接着搭載する複数の第２のリードとで少なくとも構成され、前記第３の外部電極と接続する前記第１のリードと前記第２のリードとを接続するとともに、前記第４の外部電極と接続する前記第１のリードと他の前記第２のリードを接続し、
さらに、前記ノイズ対策部品は、セラミックのみからなる絶縁体層と、前記絶縁体層上に形成され前記第１、第２のコイルを構成する導体パターンとで構成されたノイズ対策部品内蔵装置。
前記第１〜第４の外部電極は、上面視で前記ノイズ対策部品の４隅に形成された請求項１記載のノイズ対策部品内蔵装置。
前記第１〜第４の外部電極を構成する金属成分の主成分と、前記第１〜第４の外部電極と前記第１のリードとを接着させる導電性ペーストの主成分を同一材料とした請求項１記載のノイズ対策部品内蔵装置。