JP6620885B2 - 複合部品内蔵回路基板、及び、複合部品 - Google Patents

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Description

本発明は、複合部品内蔵回路基板及び複合部品に関し、特には、所望の回路特性を得るための技術に関する。
従来、表面実装型の部品として、ハイパスフィルタやローパスフィルタ等のLC回路を構成する部品が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。これらの表面実装型の部品は、インダクタを構成するパターン導体(コイル導体)やコンデンサを構成するパターン導体(コンデンサ導体)によって形成されたLC回路をセラミック素体に内蔵し、セラミック素体の側面に入出力端子やグランド端子を備える。
また、近年、携帯電話端末等の携帯端末機器には、例えば、当該携帯端末機器の小型化、薄型化、さらには多機能化による部品点数の増加に伴い、部品の小型化及び高密度実装化が要求されている。そこで、プリント配線板等の基板に表面実装型の部品を内蔵した部品内蔵回路基板が提案されている。
特開2003−198307号公報 特開2003−100524号公報
しかしながら、表面実装型の部品を基板に内蔵する場合、部品に設けられた回路と基板に設けられた回路との間に生じる寄生インダクタンス成分により、所望の回路特性が得られない場合がある。このような寄生インダクタンス成分は、特に、表面実装型の部品を内蔵した基板が高周波回路部品として使用される場合に、所望の高周波特性を得られない大きな要因となり得る。
また、一般的な基板では、当該基板の主面に沿って設けられたパターン導体と当該主面に垂直な方向に設けられたビア導体(層間接続導体)との接続信頼性が不安定になりやすい。このため、基板に部品を内蔵すると、パターン導体とビア導体との接続部分に加わる応力が増大して接続信頼性が低下することにより、所望の回路特性を得られない場合がある。
そこで、本発明は、所望の回路特性を得ることができる、複合部品内蔵回路基板及び複合部品を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る複合部品内蔵回路基板は、上面側に信号処理回路を含む第1機能ブロックが設けられ、下面側に前記第1機能ブロックとは異なる機能ブロックであり、グランドを含む第2機能ブロックが設けられる回路基板と、前記回路基板に内蔵され、かつ、第1回路素子及び第2回路素子を有する複合回路が1チップ化された複合部品と、を有し、前記複合部品は、さらに、上面に設けられ、前記複合回路に接続されるとともに前記第1機能ブロックに接続される第1端子電極と、下面に設けられ、前記複合回路に接続されるとともに前記第2機能ブロックに接続される第2端子電極とを有し、前記第1端子電極は、前記信号処理回路から信号が入力される入力端子または当該信号処理回路に信号を出力する出力端子であり、前記第2端子電極は、前記グランドに接続されるグランド端子であり、前記複合部品の前記上面には、グランド端子を含まず、記複合部品の前記下面には、前記信号処理回路から信号が入力される入力端子および当該信号処理回路に信号を出力する出力端子を含まず、前記第1回路素子及び前記第2回路素子のそれぞれは、受動素子であり、前記複合部品は、さらに、複数の第1基材層を上下方向に積層してなる積層素体と、前記積層素体に内蔵され、前記第1回路素子及び前記第2回路素子を構成するパターン導体とを有し、前記第1回路素子と前記第2回路素子とは、前記第1端子電極と前記第2端子電極との間にこの順に直列接続されていて、当該第1回路素子を構成する前記パターン導体は前記複合部品の前記上面寄りに偏在し、当該第2回路素子を構成する前記パターン導体は前記複合部品の前記下面寄りに偏在する
このように、複合部品の上面の第1端子電極が回路基板の上面側の第1機能ブロックに接続され、複合部品の下面の第2端子電極が回路基板の下面側の第2機能ブロックに接続されている。これにより、回路基板内部で必要となる配線の配線長を短縮化できる。つまり、回路基板に必要な回路構成を、最短の配線長(いわゆる配線引き回し)で実現することが可能となる。よって、回路基板内での余分な配線引き回しを抑制することにより回路基板における配線の寄生インダクタンス成分を抑制することができるので、所望の回路特性を得ることができる。
また、回路基板の上面側のみに、信号処理回路を含む第1機能ブロックを構成する能動素子を設けることが可能となる。これにより、複合部品内蔵回路基板を作製する際の工程数の増加を抑制することができる。
また、第1端子電極及び第2端子電極を上下別々の面に設けているので、その大型化が可能であり、第1端子電極及び第2端子電極と回路基板との電気的な接続の信頼性の低下を抑制することができるとともに、寄生インダクタンス成分を抑制することができる。
また、前記第1回路素子及び前記第2回路素子のそれぞれは、受動素子であり、前記複合部品は、複数の第1基材層を上下方向に積層してなる積層素体と、前記積層素体に内蔵され、前記第1回路素子及び前記第2回路素子を構成するパターン導体とを有する。
これにより、複合部品の小型化を図ることができるため、この複合部品を内蔵することによって回路基板にかかる応力を抑制できる。よって、回路基板に生じるクラック等を抑制しつつ、所望の回路特性を得ることができる。
また、前記第1回路素子と前記第2回路素子とは、前記第1端子電極と前記第2端子電極との間にこの順に直列接続されていて、当該第1回路素子を構成するパターン導体は前記複合部品の上面寄りに偏在し、当該第2回路素子を構成するパターン導体は前記複合部品の下面寄りに偏在する。
これにより、複合部品内での余分な配線引き回しを抑制することができるので、複合部品における配線の寄生インダクタンス成分を抑制して所望の回路特性を得ることができる。
また、前記第1端子電極と前記第2端子電極とは、前記回路基板の平面視において、少なくとも一部が重なって配置されていることにしてもよい。
これにより、複合部品に生じ得る反りを抑制することができる。一般的に、回路基板に内蔵される部品の反りは、回路基板にかかる応力を増大させる要因となる。このため、複合部品の反りを抑制して回路基板にかかる応力を抑制することにより、回路基板に生じるクラック等を抑制しつつ、所望の回路特性を得ることができる。
また、前記複合部品は、複数の前記第1端子電極を有することにしてもよい。
これにより、複合部品によって構成される複合回路と第1機能ブロックとを、回路基板内の複数の配線経路で接続することができる。このため、複合部品内蔵回路基板に設けられる第1機能ブロックを構成する配線及び回路素子等の自由度を高めることができる。
また、前記第2端子電極は、前記複合部品の下面の略全面に設けられていることにしてもよい。
これにより、第2端子電極と回路基板との電気的な接続を強固にすることが可能となる。つまり、第2端子電極のグランドを強化(安定化)することができるため、所望の回路特性を得ることができる。
また、前記回路基板は、上下方向に積層された複数の第2基材層を有する多層基板であり、前記第2機能ブロックは、前記回路基板の内層に設けられたグランドパターン導体であることにしてもよい。
これにより、第2端子電極とグランドパターン導体との間の配線引き回しを抑制することができるので、配線の寄生インダクタンス成分を抑制して所望の回路特性を得ることができる。
また、前記信号処理回路は、前記回路基板の上面に実装される電子部品により構成されることにしてもよい。
このため、電子部品を有する複合部品内蔵回路基板の省スペース化を図ることができる。
また、前記複合回路は、前記第1回路素子及び前記第2回路素子のうち一方の回路素子がコンデンサかつ他方の回路素子がインダクタのLC複合回路であることにしてもよい。
これにより、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ等のLCフィルタ、あるいは、これらの組み合わせのダイプレクサ等を構成する複合部品を内蔵する複合部品内蔵回路基板を得ることができる。
また、前記コンデンサを形成する一対の対向電極のうち一方の対向電極は、前記第1端子電極または前記第2端子電極によって構成されることにしてもよい。
これにより、複合部品の薄型化(低背化)、さらには複合部品内蔵回路基板の薄型化を図ることができる。
また、前記複合部品は、主にセラミックを基材とすることにしてもよい。
これにより、複合部品を焼成により形成された焼結体として得ることができる。
また、前記回路基板は、主に樹脂を基材とすることにしてもよい。
これにより、例えば樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合、熱硬化前の樹脂材料中に複合部品を配置して熱処理することにより、複合部品を内蔵する回路基板(すなわち複合部品内蔵回路基板)を作製することができる。
また、前記複合部品よりも上面側に前記第1機能ブロックが設けられ、前記複合部品よりも下面側に前記第2機能ブロックが設けられてもよい。
これにより、回路基板内での余分な配線引き回しを抑制することができるので、回路基板における配線の寄生インダクタンス成分を抑制して所望の回路特性を得ることができる。
また、本発明は、複合部品としても実現できる。つまり、本発明の一態様に係る複合部品は、複数の第1基材層を上下方向に積層してなる積層素体と、前記積層素体に1チップ化された回路であって、当該積層素体に内蔵されたパターン導体によって構成された受動素子である第1回路素子及び第2回路素子を有する複合回路と、前記積層素体の上面に設けられ、信号処理回路に接続される第1端子電極と、前記積層素体の下面に設けられ、グランドに接続される第2端子電極とを有し、前記積層素体の前記上面は、グランドに接続される電極を含まず、前記積層素体の前記下面は、前記信号処理回路に接続される電極を含まず、前記第1回路素子と前記第2回路素子とは、前記第1端子電極と前記第2端子電極との間にこの順に直列接続されていて、当該第1回路素子を構成する前記パターン導体は前記積層素体の前記上面寄りに偏在し、当該第2回路素子を構成する前記パターン導体は前記積層素体の前記下面寄りに偏在する
本発明に係る複合部品内蔵回路基板等によれば、所望の回路特性を得ることができる。
図1は、実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板を有するモジュール部品の斜視図である。 図2は、実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板の断面構造を概念的に示す図である。 図3は、実施の形態に係る複合部品によって構成される回路構成を示す回路図である。 図4は、実施の形態に係る複合部品の外観斜視図である。 図5Aは、実施の形態に係る複合部品及びその周囲の導体を上側から見たときの斜視図である。 図5Bは、実施の形態に係る複合部品及びその周囲の導体を下側から見たときの斜視図である。 図6は、実施の形態に係る複合部品の断面構造を概念的に示す図である。 図7は、変形例1に係る複合部品によって構成される回路構成を示す回路図である。 図8は、変形例1に係る複合部品の断面構造を概念的に示す図である。 図9は、変形例2に係る複合部品内蔵回路基板の断面構造を概念的に示す図である。 図10は、変形例2に係る複合部品によって構成される回路構成を示す回路図である。 図11は、変形例2に係る複合部品の断面構造を概念的に示す図である。 図12は、変形例3に係る複合部品内蔵回路基板の断面構造を概念的に示す図である。 図13は、変形例3に係る複合部品によって構成される回路構成を示す回路図である。 図14は、変形例4に係る複合部品内蔵回路基板の断面構造を概念的に示す図である。 図15は、変形例4に係る複合部品によって構成される回路構成を示す回路図である。 図16は、変形例4に係る複合部品の外観斜視図である。 図17は、変形例4に係る複合部品の断面構造を概念的に示す図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造プロセス、及び、製造プロセスの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。
(実施の形態)
図1は、実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2を有するモジュール部品1の斜視図である。
同図では、複合部品内蔵回路基板2の厚さ方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直かつ互いに直交する方向をそれぞれX軸方向及びY軸方向として説明し、Z軸方向プラス側を複合部品内蔵回路基板2の天面(上面)側として説明する。しかし、実際の使用態様においては、複合部品内蔵回路基板2の厚さ方向が上下方向とはならない場合もある。このため、実際の使用態様においては、複合部品内蔵回路基板2の天面側は上面側には限定されない。
モジュール部品1は、携帯端末機器の受信回路等の所定の回路を形成する。図1に示すように、モジュール部品1は、複合部品10及びこれを内蔵する回路基板20を有する複合部品内蔵回路基板2と、複合部品内蔵回路基板2に実装された各種の電子部品3とを備える。
電子部品3は、本実施の形態では、信号処理回路を含む半導体集積回路素子であるRFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)31、及び、整合回路等を構成するチップ部品32、33を含む。本実施の形態では、これらの電子部品3は、複合部品内蔵回路基板2の上面に配置される。なお、電子部品3の搭載面は、これに限らず、例えば回路基板20の下面であってもかまわない。
以下、複合部品内蔵回路基板2の詳細な構成について、さらに図2を用いて説明する。
図2は、実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2の断面構造を概念的に示す図である。具体的には、図2は、図1のII−II線における複合部品内蔵回路基板2の断面図である。
なお、図2では、複合部品内蔵回路基板2とともにモジュール部品1を構成する電子部品3についても併せて示している。また、図2では、簡明のため、厳密には別断面にある構成要素を同一図面内に示して説明している場合がある。また、電子部品3については側面視で示している。これらの事項は以降の断面図においても同様である。
複合部品10は、後述する複合回路が1チップ化された部品であり、第1端子電極121が設けられた一方主面を上面側にし、第2端子電極122が設けられた他方主面を下面側にして、回路基板20に内蔵されている。本実施の形態では、第1端子電極121としては、複合回路の入力端子P1を構成する第1端子電極121と、複合回路の出力端子P2を構成する第1端子電極121とが設けられている。つまり、複合部品10は、複数の第1端子電極121(ここでは2つの第1端子電極121)を有する。また、第2端子電極122としては、複合回路のグランド端子PGNDを構成する第2端子電極122が設けられている。
なお、複合部品10の詳細については、この複合部品10によって構成される複合回路の構成と併せて後述する。
回路基板20は、図1及び図2に示すように、上面側に第1機能ブロック(本実施の形態では電子部品3)が設けられ、下面側に当該第1機能ブロックとは異なる第2機能ブロック(本実施の形態では後述するグランドパターン導体231)が設けられる基板である。ここで、機能ブロックが異なるとは、例えば機能ブロックに含まれる構成が異なることで果される機能が異なることを意味する。本実施の形態では、電子部品3(第1機能ブロック)は信号処理回路及び整合回路を含むかまたはその一部であり、グランドパターン導体231(第2機能ブロック)はグランドを含む。つまり、機能ブロックには、能動素子または受動素子等の回路素子だけでなく、単なる電極または配線も含まれる。信号処理回路、整合回路は第1機能ブロックの一例であり、グランドは第2機能ブロックの一例である。
本実施の形態では、回路基板20は、上下方向(Z軸と平行な方向)に積層された複数の第2基材層を有する多層基板である。本実施の形態では、図2に示すように、回路基板20は、複数の第2基材層として5層の熱可塑性樹脂層211〜215を上下方向(Z軸と平行な方向)に積層してなる積層樹脂素体21と、熱可塑性樹脂層211〜215に配置された各種導体とを有する。各種導体には、熱可塑性樹脂層211〜215の主面に沿って(XY平面に沿って)形成されたパターン導体221と、熱可塑性樹脂層211〜215を厚み方向(Z軸方向)に貫通して形成されたビア導体222とが含まれる。
本実施の形態では、積層樹脂素体21を構成する熱可塑性樹脂層211〜215のうち、熱可塑性樹脂層213内に複合部品10が設けられている。つまり、複合部品10は、厚み方向両側(Z軸方向両側)から熱可塑性樹脂層212と熱可塑性樹脂層214とで挟み込まれ、厚み方向に直交する方向から熱可塑性樹脂層213で挟み込まれるようにして、回路基板20に内蔵されている。すなわち、複合部品10よりも上面側に第1機能ブロックが設けられ、複合部品10よりも下面側に第2機能ブロックが設けられている。
なお、複合部品10は、回路基板20に内蔵されていればよく、例えば、熱可塑性樹脂層211〜215のうち、最上層の熱可塑性樹脂層211及び最下層の熱可塑性樹脂層215を除くいずれの熱可塑性樹脂層212〜214内に設けられていてもかまわない。よって、複合部品10が設けられる層は、複合部品10と第1機能ブロック(本実施の形態では電子部品3)、ならびに、複合部品10と第2機能ブロック(本実施の形態ではグランドパターン導体)を電気的に接続するパターン導体221及びビア導体222のレイアウト等に応じて、適宜決定されるものとする。
また、回路基板20の上面には、電子部品3を実装するための表面電極223が配置されている。なお、回路基板20の下面に、複合部品内蔵回路基板2を例えばマザーボードに実装するための表面電極が配置されていてもよい。
また、回路基板20の下面側には、グランドパターン導体231が設けられる。グランドパターン導体231は、具体的には、回路基板20内部において複合部品10より下面側に設けられ、より具体的には、回路基板20の厚さ方向の中央より下面側に設けられる。なお、グランドパターン導体231は、複合部品10より下面側に設けられていればよく、回路基板20の厚さ方向の中央より上面側であってもかまわない。
本実施の形態では、グランドパターン導体231は、回路基板20の内層に設けられ、具体的には熱可塑性樹脂層214と熱可塑性樹脂層215との界面に設けられている。また、グランドパターン導体231は、厚み方向に見て(Z軸と平行に見て)、回路基板20の略全体に配置されている、いわゆるベタパターン電極である。ここで、略全体とは、完全に全体であることを意味するだけでなく、実質的に全体であることも意味する。すなわち、グランドパターン導体231は、例えば、厚み方向に見て、グランド電位と異なるビア導体222を避けるように局所的に配置されていない部分があってもかまわない。
なお、グランドパターン導体231は、回路基板20の内層に限らず、回路基板20の下面(すなわち熱可塑性樹脂層215の下面)に設けられていてもかまわない。
このような回路基板20の材質は特に限定されないが、本実施の形態では、回路基板20は主に樹脂を基材とする。具体的には、回路基板20の積層樹脂素体21を構成する熱可塑性樹脂層211〜214としては、ポリイミドまたは液晶ポリマ等の熱可塑性樹脂が用いられ得る。また、パターン導体221、表面電極223、及び、グランドパターン導体231としては、例えば、銅を主成分とする金属または合金が用いられ得る。なお、表面電極223には、例えば、ニッケル、パラジウムまたは金によるめっきが施されていてもよい。また、ビア導体222としては、例えば、錫を主成分とする金属または合金が用いられ得る。
次に、複合部品10の詳細な構成について、さらに図3〜図6を用いて説明する。
複合部品10は、第1回路素子及び第2回路素子を有する複合回路を構成し、本実施の形態では、複合回路として図3に示すローパスフィルタを構成する。ここで、複合回路とは、第1回路素子と第2回路素子とが互いに接続されており、所定の機能を果たす回路である。図3は、複合部品10によって構成される回路構成を示す回路図である。
同図に示すように、複合回路(ここではローパスフィルタ)は、入力端子P1と出力端子P2との間に互いに直列接続されたインダクタL1、L2と、インダクタL1とインダクタL2との接続ノードをグランド端子PGNDにシャントするコンデンサC1とを有する。ここで、「シャントする」とは、グランド端子に接続することを指す。このため、任意のノードをグランド端子にシャントする回路素子が設けられている場合、当該任意のノードと当該グランド端子とは当該回路素子を介して接続される。
ここで、インダクタL1、L2のそれぞれは、複合回路(本実施の形態ではローパスフィルタ)の第1回路素子に相当し、コンデンサC1は複合回路の第2回路素子に相当する。つまり、複合回路は、第1回路素子及び第2回路素子のそれぞれが受動素子の回路であり、特定的には、第1回路素子及び第2回路素子のうち一方の回路素子(ここでは第2回路素子)がコンデンサかつ他方の回路素子(ここでは第1回路素子)がインダクタのLC複合回路である。
このような複合回路は、入力端子P1から入力された例えば高周波信号に含まれる周波数成分のうち、インダクタL1、L2及びコンデンサC1の定数によって規定される遮断周波数より高い周波数成分を逓減させて、出力端子P2から信号処理回路に出力する。
また、複合部品10は、図4に示す外部構造を有する。図4は、複合部品10の外観斜視図である。
第1端子電極121は、複合部品10の上面に設けられた平面電極であって、複合回路(本実施の形態ではローパスフィルタ)に接続されるとともに、第1機能ブロック(本実施の形態では電子部品3)に接続される。本実施の形態では、第1端子電極121は、後述する積層セラミック素体11の上面に設けられている。
一方、第2端子電極122は、複合部品10の下面に設けられた平面電極であって、当該複合回路に接続されるとともに第2機能ブロック(本実施の形態ではグランドパターン導体231)に接続される第2端子電極122とを有する。本実施の形態では、第2端子電極122は、積層セラミック素体11の下面に設けられている。また、第2端子電極122は、複合部品10の下面の略全面に設けられている。ここで、略全面とは、完全に全面であることだけでなく、実質的に全面であることも含まれる。すなわち、第2端子電極122は、複合部品10の下面の周縁部を除いた領域のみに設けられてもよい。
これら第1端子電極121及び第2端子電極122のそれぞれは、一般的な複合部品の上面または下面から側面にわたって設けられる折り返し電極(端面電極)とは異なり、複合部品10の上面または下面のみに設けられている。具体的には、第1端子電極121は、複合部品10の上面の面内のみに設けられ、第2端子電極122は、複合部品10の下面の面内のみに設けられており、いわゆるLGA(Land Grid Array)型の端子構造を有する。
このように、第1端子電極121及び第2端子電極122を平面電極とすることにより、寄生インダクタンス成分が増大する要因となる電極サイズの大型化を抑制しつつ、第1端子電極121及び第2端子電極122と回路基板20との電気的な接続を確保するための電極サイズを確保することができる。よって、当該接続の信頼性の低下を抑制することで、所望の回路特性を得ることができる。
なお、第1端子電極121及び第2端子電極122のそれぞれは、平面電極に限らず、折り返し電極であってもかまわない。
図5Aは、複合部品10及びその周囲の導体(パターン導体221及びビア導体222)を上側から見たときの斜視図である。図5Bは、複合部品10及びその周囲の導体(パターン導体221及びビア導体222)を下側から見たときの斜視図である。
これらの図に示すように、第1端子電極121及び第2端子電極122は、回路基板20のビア導体222と直接接続されている。本実施の形態では、複合部品10が回路基板20の熱可塑性樹脂層213内に設けられていることから、第1端子電極121は熱可塑性樹脂層212を貫通する1つのビア導体222と直接接続され、第2端子電極122は熱可塑性樹脂層214を貫通する3つのビア導体222と直接接続されている。具体的には、第1端子電極121は、ビア導体222及びパターン導体221を介して電子部品3に接続され、第2端子電極122は、ビア導体222を介してグランドパターン導体231に接続されている。
このように、複合部品10の上面に設けられた第1端子電極121は、パターン導体221またはビア導体222を介して回路基板20の上側に設けられた電子部品3に接続される。一方、複合部品10の下面に設けられた第2端子電極122は、ビア導体222を介して回路基板20の下側に設けられたグランドパターン導体231に接続される。
このとき、寄生インダクタンス成分を抑制する観点から、第1端子電極121と電子部品3とを接続する配線(すなわちパターン導体221及びビア導体222の長さ)及び第2端子電極122とグランドパターン導体231とを接続する配線は、配線長が短くなるように設けられることが好ましい。例えば、第1端子電極121から電子部品3に至る配線経路は、上層へと延びるビア導体222のみを含むことが好ましい。なお、これらの配線の配置態様については、これに限定されず、回路基板20内の他の配線とのレイアウト等を勘案して適宜決定されるものとする。
第1端子電極121と第2端子電極122とは、平面視において(Z軸方向と平行に見て)、少なくとも一部が重なって配置されており、本実施の形態では、第1端子電極121の全体が第2端子電極122に重なって配置されている。
また、入力端子P1を構成する第1端子電極121と出力端子P2を構成する第1端子電極121とは、平面視において(Z軸方向と平行に見て)、複合部品10の対称な位置に配置されている。なお、これらの第1端子電極121の配置位置はこれに限らず、平面視において、複合部品10の対称と異なる位置に配置されていてもよい。
また、第1端子電極121及び第2端子電極122は、複合部品10によって構成される複合回路(本実施の形態ではローパスフィルタ)の電気的な特性の観点から、小面積化を図ることが好ましい。ただし、過剰な小面積化は、ビア導体222と第1端子電極121及び第2端子電極122との接続信頼性を招くおそれがある。また、グランド端子PGNDを構成する第2端子電極122は、複合部品10のグランドを強化する観点から、大面積化して多くのビア導体222と接続することが好ましい。このため、第1端子電極121及び第2端子電極122の面積は、上記の電気的な特性及び接続信頼性を勘案して、適宜決定されるものとする。
次いで、複合部品10の内部構造について説明する。図6は、複合部品10の断面構造を概念的に示す図である。具体的には、図6は、図4のVI−VI線における複合部品10の断面図である。
複合部品10は、複数の第1基材層を上下方向(Z軸と平行な方向)に積層してなる積層素体である積層セラミック素体11を有する。つまり、複合部品10は、主にセラミックを基材とする。具体的には、同図に示すように、積層セラミック素体11は、複数の第1基材層として6層の磁性体セラミック層111〜116を積層してなる。
この積層セラミック素体11は、複合回路の第1回路素子及び第2回路素子を構成する各種導体を内蔵する。本実施の形態では、この各種導体には、積層セラミック素体11の主面に沿って設けられたパターン導体であるコイル導体131及びコンデンサ導体132と、積層方向に設けられたビア導体(不図示)とが含まれる。
コイル導体131は、複合回路の第1回路素子を構成するパターン導体であり、本実施の形態では、インダクタL1、L2のそれぞれを構成する。コイル導体131は、例えば、積層セラミック素体11の主面に垂直に見て略環状のパターン導体であり、端部がビア導体よって別層のコイル導体に接続されることにより、インダクタL1、L2のそれぞれを構成する。なお、コイル導体131の形状は特に限定されず、積層セラミック素体11の積層方向に見て、例えば複数回巻回されたスパイラル形状であってもかまわない。
ここで、インダクタL1、L2は、コンデンサC1を介さずに第1端子電極121に接続されている。具体的には、インダクタL1とコンデンサC1とは、第1端子電極121と第2端子電極122との間にこの順に直列接続されている。同様に、インダクタL2及びコンデンサC1は、第1端子電極121と第2端子電極122との間にこの順に直列接続されている。そして、インダクタL1、L2を構成するコイル導体131は複合部品10の上面寄りに偏在する。
具体的には、インダクタL1を構成する1以上のコイル導体131(ここでは4層のコイル導体131)は、積層セラミック素体11の上面寄りに偏在し、本実施の形態では、6層の磁性体セラミック層111〜116のうち上面寄りの5層の磁性体セラミック層111〜115の界面に設けられている。また、インダクタL1を構成する最上層のコイル導体131は、ビア導体(不図示)を介して入力端子P1を構成する第1端子電極121に接続されている。一方、インダクタL1を構成する最下層のコイル導体131は、複合回路の配線を構成するパターン導体及びビア導体(いずれも不図示)等を介して、コンデンサC1を構成する上層のコンデンサ導体132、及び、インダクタL2を構成する最下層のコイル導体131に接続されている。
インダクタL2を構成する1以上のコイル導体131は、インダクタL1を構成する1以上のコイル導体131と同層に設けられている。また、インダクタL2を構成する最上層のコイル導体131は、ビア導体(不図示)を介して出力端子P2を構成する第1端子電極121に接続されている。一方、インダクタL2を構成する最下層のコイル導体131は、パターン導体及びビア導体(いずれも不図示)等を介して、コンデンサC1を構成する上層のコンデンサ導体132、及び、インダクタL1を構成する最下層のコイル導体131に接続されている。
ここで、偏在するとは、偏って設けられることを意味する。例えば、インダクタL1を構成する1以上のコイル導体131が上面寄りに偏在するとは、当該1以上のコイル導体131全体(ここでは4層のコイル導体131)の重心が積層セラミック素体11の上下方向の中心よりも上面側に位置することを意味する。このため、インダクタL1を構成する一部のコイル導体131が積層セラミック素体11の上下方向の中心よりも下面側に位置してもかまわない。例えば、インダクタL1を構成するコイル導体131全体の重心は、各コイル導体131の長さ、幅または厚み等から求められ得る。
コンデンサ導体132は、複合回路の第2回路素子を構成するパターン導体であり、本実施の形態では、第2端子電極122とともにコンデンサC1を構成する。すなわち、本実施の形態では、コンデンサC1を形成する一対の対向電極のうち一方の対向電極は第2端子電極122によって構成され、他方の対向電極がコンデンサ導体132によって構成される。このように、コンデンサC1は、インダクタL1、L2を介さずに第2端子電極122に接続され、コンデンサC1を構成するコンデンサ導体132は複合部品10の下面寄りに偏在する。なお、コンデンサC1を構成する一対の対向電極は、第2端子電極122とは別体の一対のコンデンサ導体132であってもよい。
例えば、コンデンサ導体132は、積層セラミック素体11の主面に垂直に見て、第2端子電極122と同等のサイズかつ同等の形状に構成され、全体が第2端子電極122に重なるように配置された略矩形状のパターン導体である。
このような複合部品10において、積層セラミック素体11を構成する磁性体セラミック層111〜116としては、例えば、磁性フェライトセラミックが用いられ、具体的には、酸化鉄を主成分とし、亜鉛、ニッケル及び銅のうち少なくとも1つ以上を含むフェライトが用いられる。
また、インダクタL1、L2及びコンデンサC1を構成するパターン導体、ならびに、第1端子電極121及び第2端子電極122としては、例えば、銅を主成分とする金属または合金が用いられる。なお、第1端子電極121及び第2端子電極122としては、例えば、ニッケル、パラジウムまたは金によるめっきが施されていてもよい。
また、積層セラミック素体11を構成する磁性体セラミック層111〜116としては、焼成温度が銀の融点以下であるLTCCセラミックス(Low Temperature Co-fired Ceramics)を用いてもよい。これにより、複合部品10のパターン導体及びビア導体を、銀を用いて構成することが可能になる。
抵抗率の低い銀を用いてパターン導体及びビア導体を構成することで、損失が少なく電力効率などの回路特性に優れた複合部品10が形成される。また、パターン導体及びビア導体に銀を用いることで、例えば大気などの酸化性雰囲気下で複合部品10を焼成できる。
なお、当該各種導体の材料、厚み、幅、導体間のピッチあるいは導体間に介在する部材(すなわち磁性体セラミック層)等は、複合部品10によって構成される複合回路に要求される遮断周波数やQ値などの各種の電気的特性を勘案して適宜決定されるものとする。
以上のように構成された複合部品内蔵回路基板2は、例えば次のようにして製造することができる。
まず、磁性体セラミック層111〜116となるセラミックグリーンシートを準備する。セラミックグリーンシートは、具体的には、磁性体セラミック粉末を含んだスラリーをシート成形することによって作製される。
次いで、セラミックグリーンシートに、貫通孔(ビアホール)を形成する。そして、当該貫通孔内に導体ペーストを充填してビア導体を形成するとともに、主面上の特定の位置に銀を主成分とする導体ペーストを印刷してコイル導体131及びコンデンサ導体132となる導体ペースト形成する。
次いで、導体ペーストが配置されたセラミックグリーンシートを、位置合わせをして積層、圧着し、未焼成の積層体ブロックに一体化する。さらに、当該未焼成積層体ブロックに対して、第1端子電極121及び第2端子電極122となる導体を転写した後、一括して焼成する。
これにより、焼結体ブロックとしての複合部品10が形成される。
次いで、熱可塑性樹脂層211〜215となる熱可塑性樹脂シートを準備する。熱可塑性樹脂シートは、具体的には、熱硬化前のポリイミド材料または液晶ポリマ材料をシート成形することによって作製される。
次いで、熱可塑性樹脂層213となる熱可塑性樹脂シートに、複合部品10を配置するための貫通孔を形成する。また、他の熱可塑性樹脂シートに、貫通孔(ビアホール)を形成し、当該貫通孔内に導体ペーストを充填して、ビア導体222を形成する。また、熱可塑性樹脂シートの上面の特定の位置に金属箔を配置してパターン導体221、表面電極223、グランドパターン導体231を形成する。ここで、貫通孔は、例えばレーザー加工により形成されてもよく、導体ペーストは錫を含んだ材料であってもよい。また、金属箔は銅または銅合金の箔であってもよい。
次いで、複合部品10と、導体ペースト及び金属箔が配置された熱可塑性樹脂シートとを、位置合わせをして積層、圧着し、さらに熱処理をすることで一体化することにより、複合部品内蔵回路基板2を形成する。つまり、加熱処理及び加圧処理により、熱可塑性樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂が軟化して流動し、熱可塑性樹脂シートと複合部品10とが密に接合される。同時に、熱可塑性樹脂シートのビア導体(未焼結)の焼結によってビア導体が金属化するとともに、ビア導体と金属箔とが接続され、ビア導体と複合部品10の第1端子電極121及び第2端子電極122とが接続される。
具体的には、熱可塑性樹脂層212を構成する樹脂が、磁性体セラミック層111の表面の微細な凹凸(ポーラス構造)にかみ込むことにより、アンカー構造が形成される。これにより、熱可塑性樹脂層212と磁性体セラミック層111との間に、機械的に強固な接合が生じる。このことは、熱可塑性樹脂層214と磁性体セラミック層116との間でも同様である。
また、一体化により、例えば、ビア導体222と第1端子電極121との間で、銀と錫との金属間化合物が形成され、ビア導体222とパターン導体221との間で、銅と錫との金属間化合物が形成される。これにより、パターン導体221、ビア導体222及び第1端子電極121の相互間に、機械的及び電気的に強固な接合が生じる。このことは、パターン導体221、ビア導体222及び第2端子電極122との相互間についても同様である。
このような製造工程により、機械的強度(異種材料間での剥離耐性)を高めつつ、所望の回路特性を有する複合部品内蔵回路基板2が得られる。
その後、回路基板20の表面電極223に、電子部品3をリフローはんだ付けなどにより実装することにより、図1等に示されるモジュール部品1が完成する。
以上説明したように、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、複合部品10の上面の第1端子電極121が回路基板20の上面側の第1機能ブロック(本実施の形態では電子部品3)に接続され、複合部品10の下面の第2端子電極122が回路基板20の下面側の第2機能ブロック(本実施の形態ではグランドパターン導体231)に接続されている。これにより、回路基板20内部で必要となる配線(本実施の形態では、モジュール部品1の機能を果たすために必要となる配線)の配線長を短縮化できる。つまり、回路基板20に必要な回路構成を、最短の配線長で実現することが可能となる。よって、回路基板20内での余分な配線引き回しを抑制することにより回路基板20における配線の寄生インダクタンス成分を抑制することができるので、所望の回路特性を得ることができる。
また、第1端子電極121及び第2端子電極122を上下別々の面に設けているので、その大型化が可能であり、第1端子電極121及び第2端子電極122と回路基板20との電気的な接続の信頼性の低下を抑制することができるとともに、寄生インダクタンス成分を抑制することができる。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、複合部品10は、複数の第1基材層(本実施の形態では、6層の磁性体セラミック層111〜116)を積層してなり、第1回路素子(本実施の形態ではインダクタL1、L2)及び第2回路素子(本実施の形態ではコンデンサC1)はパターン導体(本実施の形態では、コイル導体131及びコンデンサ導体132)によって構成されている。これにより、複合部品10の小型化を図ることができるため、この複合部品10を内蔵することによって回路基板20にかかる応力を抑制できる。よって、回路基板20に生じるクラック等を抑制しつつ、所望の回路特性を得ることができる。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、第1回路素子を構成するパターン導体(本実施の形態ではコイル導体131)は複合部品10の上面寄りに偏在し、第2回路素子を構成するパターン導体(本実施の形態ではコンデンサ導体132)は複合部品10の下面寄りに偏在する。これにより、複合部品10内での余分な配線引き回しを抑制することができるので、複合部品10における配線の寄生インダクタンス成分を抑制して所望の回路特性を得ることができる。
特に、複合部品10内での余分な配線の削減は、第1回路素子または第2回路素子がコンデンサの場合に有用である。具体的には、第1回路素子または第2回路素子がコンデンサの場合、このコンデンサと余分な配線による寄生インダクタンス成分とで不要な共振が生じ得る。この場合、例えば所望の通過帯域内に当該共振による不要なトラップ(減衰極)が生じることにより、所望の回路特性が得られない場合がある。そこで、余分な配線を削減して寄生インダクタンス成分を抑制することにより、不要な共振を抑制して、所望の回路特性を得ることができる。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、複合部品10よりも上面側に第1機能ブロックが設けられ、複合部品10よりも下面側に第2機能ブロックが設けられている。これにより、回路基板20内での余分な配線引き回しを抑制することができるので、回路基板20における配線の寄生インダクタンス成分を抑制して所望の回路特性を得ることができる。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、第1端子電極121と第2端子電極122とは、平面視において、少なくとも一部が重なって配置されていることにより、複合部品10に生じ得る反りを抑制することができる。一般的に、回路基板に内蔵される部品の反りは、回路基板にかかる応力を増大させる要因となる。このため、複合部品10の反りを抑制して回路基板20にかかる応力を抑制することにより、回路基板20に生じるクラック等を抑制しつつ、所望の回路特性を得ることができる。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、複合部品10が複数の第1端子電極121を有することにより、複合部品10によって構成される複合回路と第1機能ブロックとを、回路基板20内の複数の配線経路で接続することができる。このため、複合部品内蔵回路基板2に設けられる第1機能ブロック(本実施の形態では電子部品3)を構成する配線及び回路素子等の自由度を高めることができる。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、第1端子電極121は入力端子P1または出力端子P2であり、第2端子電極122はグランド端子PGNDである。これにより、回路基板20の上面側のみに、信号処理回路を含む第1機能ブロック(本実施の形態では電子部品3)等の能動素子を設けることが可能となる。これにより、複合部品内蔵回路基板2を作製する際の工程数の増加を抑制することができる。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、第2端子電極122が複合部品10の下面の略全面に設けられていることにより、第2端子電極122と回路基板20との電気的な接続を強固にすることが可能となる。つまり、第2端子電極122のグランドを強化(安定化)することができるため、所望の回路特性を得ることができる。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、回路基板20は複数の第2基材層(本実施の形態では、5層の熱可塑性樹脂層211〜215)を有する多層基板であり、第2機能ブロックは内層のグランドパターン導体231である。これにより、第2端子電極122とグランドパターン導体231との間の配線引き回しを抑制することができるので、配線の寄生インダクタンス成分を抑制して所望の回路特性を得ることができる。このことは、複合部品内蔵回路基板2が高周波モジュール部品等に用いられる場合に、高周波特性の改善に寄与するため、特に有用である。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、信号処理回路は回路基板20の上面に実装される電子部品3(特にはRFIC31)により構成される。このため、電子部品3を有する複合部品内蔵回路基板2(すなわち、本実施の形態のモジュール部品1)の省スペース化を図ることができる。このことは、省スペース化及び高密度実装化が要求される携帯端末機器等に搭載されるモジュール部品1として、特に有用である。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、複合回路がLC複合回路であることにより、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ等のLCフィルタ、あるいは、これらの組み合わせのダイプレクサ等を構成する複合部品を内蔵する複合部品内蔵回路基板2を得ることができる。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、コンデンサC1を形成する一対の対向電極のうち一方の対向電極は、第1端子電極121または第2端子電極122(本実施の形態では第2端子電極122)によって構成される。これにより、複合部品10の薄型化(低背化)、さらには複合部品内蔵回路基板2の薄型化を図ることができる。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、複合部品10は、主にセラミックを基材とする。これにより、複合部品10を焼成により形成された焼結体として得ることができる。
また、本実施の形態に係る複合部品内蔵回路基板2によれば、回路基板20は、主に樹脂を基材とする。これにより、例えば樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合、熱硬化前の樹脂材料中に複合部品10を配置して熱処理することにより、複合部品10を内蔵する回路基板20(すなわち複合部品内蔵回路基板2)を作製することができる。
(変形例1)
なお、複合部品及びこれによって構成される複合回路の構成は、上記実施の形態に限定されない。そこで、実施の形態の変形例1に係る複合部品10Aの構成を、図7及び図8を用いて説明する。実施の形態の変形例1に係る複合部品10Aは、複合回路として、図7に示す2段のローパスフィルタを構成する。図7は、実施の形態の変形例1に係る複合部品10Aによって構成される回路構成を示す回路図である。
同図に示すように、複合回路(ここではローパスフィルタ)は、入力端子P1と出力端子P2との間に直列接続されたインダクタL11、L12と、インダクタL11、L12の出力端子P2側のノードをそれぞれグランド端子PGND1、PGND2にシャントするコンデンサC11、C12とを有する。ここで、インダクタL11、L12のそれぞれは、複合回路(本実施の形態ではローパスフィルタ)の第1回路素子に相当し、コンデンサC11、C12のそれぞれは複合回路の第2回路素子に相当する。
このような複合回路は、入力端子P1から入力された例えば高周波信号に含まれる周波数成分のうち、インダクタL11及びコンデンサC11の定数によって規定される第1遮断周波数、ならびに、インダクタL12及びコンデンサC12の定数によって規定される第2遮断周波数より高い周波数成分を逓減させて、出力端子P2から信号処理回路に出力する。
図8は、実施の形態の変形例1に係る複合部品10Aの断面構造を概念的に示す図である。具体的には、図8は、図4のVI−VI線に相当する断面における複合部品10Aの断面図である。
同図に示すように、複合部品10Aは、図6に示す複合部品10に比べて、回路構成の違いに伴い、コンデンサC11を構成するコンデンサ導体132、及び、コンデンサC12を構成するコンデンサ導体132が設けられている。ここで、コンデンサC12を構成するコンデンサ導体132は、ビア導体(不図示)を介してインダクタL12を構成する最上層のコイル導体131、及び、出力端子P2を構成する第1端子電極121に接続されている。
また、本変形例では、第2端子電極122が複数(ここでは2つ)設けられている。具体的には、コンデンサC11を形成する一対の対向電極のうち一方の対向電極を構成する第2端子電極122と、コンデンサC12を形成する一対の対向電極のうち一方の対向電極を構成する第2端子電極122とが、別体に設けられている。また、2つの第2端子電極122は、それぞれグランド端子PGND1、PGND2を構成する。
なお、本変形例では、2つの第2端子電極122は同電位のPGND1、PGND2を構成するため、これらを共通化して1つの電極として設けることもできる。第2端子電極122を共通化して1つの電極として設けた場合、第2端子電極122に接続されるビア導体222の数を増やすことできるため、第2端子電極122のグランドを強化することができる。一方、この場合、第2端子電極122の寄生インダクタンス成分が増大するという別の問題が生じ得る。このため、第2端子電極122を共通化するか否かは、複合部品10Aに要求される高周波特性等の回路特性を勘案して適宜決定されるものとする。
以上のように構成された複合部品10Aを有する複合部品内蔵回路基板であっても、実施の形態と同様の効果が奏される。すなわち、余分な配線引き回しを抑制することにより、配線の寄生インダクタンス成分を抑制することができるので、所望の回路特性を得ることができる。
(変形例2)
また、複合部品内蔵回路基板の複合部品によって構成される複合回路は、ハイパスフィルタであってもよい。そこで、実施の形態の変形例2に係る複合部品内蔵回路基板2B及び複合部品10Bの構成を、図9〜図11を用いて説明する。
図9は、実施の形態の変形例2に係る複合部品内蔵回路基板2Bの断面構造を概念的に示す図である。具体的には、図9は、図1のII−II線に相当する断面における複合部品内蔵回路基板2Bの断面図である。なお、図9では、複合部品内蔵回路基板2Bとともにモジュール部品1Bを構成する半導体集積回路素子であるRFIC31及びスイッチIC34についても併せて示している。
スイッチIC34は、複合部品10Bの入力端子P1を構成する第1端子電極121に接続される、例えば高周波スイッチICである。
本変形例に係る複合部品10Bは、複合回路として図10に示すハイパスフィルタを構成する。図10は、実施の形態の変形例2に係る複合部品10Bによって構成される回路構成を示す回路図である。
同図に示すように、複合回路(ここではハイパスフィルタ)は、入力端子P1と出力端子P2との間に直列接続されたコンデンサC21、C22と、コンデンサC21とコンデンサC22との接続ノードをグランド端子PGNDにシャントするインダクタL21とを有する。ここで、コンデンサC21、C22のそれぞれは、複合回路(本実施の形態ではハイパスフィルタ)の第1回路素子に相当し、インダクタL21は複合回路の第2回路素子に相当する。
このような複合回路は、入力端子P1から入力された例えば高周波信号に含まれる周波数成分のうち、コンデンサC21、C22及びインダクタL21の定数によって規定される遮断周波数より低い周波数成分を逓減させて、出力端子P2から信号処理回路に出力する。
図11は、実施の形態の変形例2に係る複合部品10Bの断面構造を概念的に示す図である。具体的には、図11は、図4のVI−VI線に相当する断面における複合部品10Bの断面図である。
同図に示すように、複合部品10Bは、図6に示す複合部品10に比べて、積層セラミック素体11に代わり積層セラミック素体11Bを有するとともに、回路構成の違いに伴い、コイル導体131及びコンデンサ導体132の積層方向における位置が異なる。
積層セラミック素体11Bは、複数の第1基材層として、3層の誘電体層151〜153及び5層の磁性体セラミック層111〜115を積層してなる。
誘電体層151〜153は、例えば、材料として、非磁性フェライトセラミックやアルミナ及びガラスを主成分とする絶縁性ガラスセラミックが用いられる非磁性体セラミック層である。なお、誘電体層151〜153は、樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂層であってもよい。
コイル導体131は、本変形例では、複合部品10Bの下面寄りに偏在する。これは、コイル導体131によって構成されるインダクタL21が、コンデンサC21、C22を介さずに第2端子電極122によって構成されるグランド端子PGNDに接続されることによる。
コンデンサ導体132は、本変形例では、複合部品10Bの上面寄りに偏在する。これは、コンデンサ導体132によって構成されるコンデンサC21、C22が、インダクタL21を介さずに第1端子電極121によって構成される入力端子P1または出力端子P2に接続されることによる。具体的には、コンデンサC21とインダクタL21とは、第1端子電極121と第2端子電極122との間にこの順に直列接続されている。同様に、コンデンサC22とインダクタL21とは、第1端子電極121と第2端子電極122との間にこの順に直列接続されている。
ここで、本変形例では、コンデンサ導体132は、誘電体層151〜153による積層構造の内層に設けられている。これにより、コンデンサ導体132を磁性体セラミック層による積層構造の内層に設けた場合に比べて、所望のキャパシタンス値を得るためのコンデンサ導体132の面積を小さくすることができる。
以上のように構成された複合部品10Bを有する複合部品内蔵回路基板2Bであっても、実施の形態と同様の効果が奏される。すなわち、余分な配線引き回しを抑制することにより、配線の寄生インダクタンス成分を抑制することができるので、所望の回路特性を得ることができる。
(変形例3)
また、複合部品内蔵回路基板の複合部品によって構成される複合回路は、バンドパスフィルタであってもよい。そこで、実施の形態の変形例3に係る複合部品内蔵回路基板2C及び複合部品10Cの構成を、図12及び図13を用いて説明する。
図12は、実施の形態の変形例3に係る複合部品内蔵回路基板2Cの断面構造を概念的に示す図である。具体的には、図12は、図1のII−II線に相当する断面における複合部品内蔵回路基板2Cの断面図である。なお、図12では、複合部品内蔵回路基板2Cとともにモジュール部品1Cを構成する電子部品であるRFIC31についても併せて示している。
同図に示す複合部品内蔵回路基板2Cでは、回路基板20の上面に、アンテナ(不図示)に接続される配線を構成するアンテナ接続配線225が設けられている。アンテナ接続配線225は、本変形例における第1機能ブロックに相当し、ビア導体222及びパターン導体221を介して複合部品10Cの入力端子P1を構成する第1端子電極121に接続されるパターン導体である。
本変形例に係る複合部品10Cは、複合回路として図13に示すバンドパスフィルタを構成する。図13は、実施の形態の変形例3に係る複合部品10Cによって構成される回路構成を示す回路図である。
同図に示すように、複合回路(ここではバンドパスフィルタ)は、入力端子P1と出力端子P2との間に、並列接続されたコンデンサC31及びインダクタL31、ならびに、並列接続されたコンデンサC32及びインダクタL32を有する。また、並列接続されたコンデンサ及びインダクタからなるLC並列共振フィルタの間のノードがグランド端子PGNDにシャントされている。ここで、並列接続されたコンデンサ及びインダクタは、一方が複合回路(本変形例ではハイパスフィルタ)の第1回路素子に相当し、他方が複合回路の第2回路素子に相当する。
このような複合回路は、入力端子P1から入力された例えば高周波信号に含まれる周波数成分のうち、コンデンサC31及びインダクタL31の定数によって規定される第1減衰極付近の周波数帯域、及び、コンデンサC32及びインダクタL32の定数によって規定される第2減衰極付近の周波数帯域の周波数成分を逓減させて、出力端子P2から信号処理回路に出力する。
なお、バンドパスフィルタを構成するLC並列共振フィルタの段数は、2段に限らず、複合部品10Cに要求される通過帯域等に応じて適宜決定されるものとする。
以上のように構成された複合部品10Cを有する複合部品内蔵回路基板2Cであっても、実施の形態と同様の効果が奏される。すなわち、余分な配線引き回しを抑制することにより、配線の寄生インダクタンス成分を抑制することができるので、所望の回路特性を得ることができる。
(変形例4)
また、複合部品内蔵回路基板の複合部品によって構成される複合回路は、ダイプレクサであってもよい。そこで、実施の形態の変形例4に係る複合部品内蔵回路基板2D及び複合部品10Dの構成を、図14〜図17を用いて説明する。
図14は、実施の形態の変形例4に係る複合部品内蔵回路基板2Dの断面構造を概念的に示す図である。具体的には、図14は、図1のII−II線に相当する断面における複合部品内蔵回路基板2Dの断面図である。なお、図14では、複合部品内蔵回路基板2Dとともにモジュール部品1Dを構成する各種の電子部品についても併せて示している。この各種の電子部品には、LB(Low Band)用の信号処理回路を構成するLB用RFIC31a、HB(High Band)用の信号処理回路を構成するHB用RFIC31b、LB用のバンドパスフィルタを構成するLB用SAW(Surface Acoustic Wave:弾性表面波)フィルタ35a、及び、HB用のバンドパスフィルタを構成するHB用SAWフィルタ35bが含まれる。なお、LB用RFIC31aとHB用RFIC31bとは、Y軸方向に並んで配置されているものとする。
同図に示す複合部品内蔵回路基板2Dは、4層の熱可塑性樹脂層211〜214を上下方向に積層してなる積層樹脂素体21Dを有し、複合部品10Dが熱可塑性樹脂層212内に設けられている。このため、各種の電子部品と複合部品10Dとが、パターン導体221を介さずにビア導体222により接続されている。
また、複合部品内蔵回路基板2Dでは、回路基板20の内層に、アンテナ(図15のアンテナANT)に接続される配線を構成するアンテナ接続配線225が設けられている。アンテナ接続配線225は、本変形例における第2機能ブロックに相当し、ビア導体222を介して複合部品10Dの入力端子P1を構成する第2端子電極122に接続されるパターン導体である。
本変形例に係る複合部品10Dは、複合回路として図15に示すダイプレクサを構成する。図15は、実施の形態の変形例4に係る複合部品10Dによって構成される回路構成を示す回路図である。なお、同図には、複合部品内蔵回路基板2D及びこれに実装された各種の電子部品によって構成されるモジュール部品1Dの回路構成(受信回路)についても併せて示されている。
同図に示すように、複合回路(ここではダイプレクサ)は、アンテナANTに接続される入力端子P1とLB用の出力端子P2との間に設けられるローパスフィルタと、入力端子P1とHB用の出力端子P3との間に設けられるハイパスフィルタとが組み合わせられることにより構成される。ローパスフィルタは、入力端子P1とLB用の出力端子P2との間に直列接続されたインダクタL41と、インダクタL41の出力端子P2側のノードをグランド端子PGNDにシャントするコンデンサC41とを有する。ハイパスフィルタは、入力端子P1とHB用の出力端子P3との間で直列接続されたコンデンサC42と、コンデンサC42の出力端子P3側のノードをグランド端子PGNDにシャントするインダクタL42とを有する。
ここで、コンデンサC41及びインダクタL42は、複合回路(本変形例ではダイプレクサ)の第1回路素子に相当し、インダクタL41及びコンデンサC42は、複合回路の第2回路素子に相当する。
このような複合回路は、入力端子P1から入力された例えば高周波信号に含まれる周波数成分のうち、インダクタL41及びコンデンサC41の定数によって規定される第1遮断周波数より高い周波数成分を逓減させて、出力端子P2からLB用の信号処理回路に出力する。また、コンデンサC42及びインダクタL42の定数によって規定される第2遮断周波数より低い周波数成分を逓減させて、出力端子P3からHB用の信号処理回路に出力する。
図16は、複合部品10Dの外観斜視図である。
同図に示すように、複合部品10Dは、平面視において、第1端子電極121と第2端子電極122が重なるように配置され、具体的には、略一致するように配置されている。これにより、複合部品10Dに生じ得る反りを一層抑制することができる。
図17は、実施の形態の変形例4に係る複合部品10Dの断面構造を概念的に示す図である。具体的には、図17は、図4のVI−VI線に相当する断面における複合部品10Dの断面図である。
同図に示すように、複合部品10Dは、図6に示す複合部品10に比べて、積層セラミック素体11に代わり積層セラミック素体11Dを有するとともに、回路構成の違いに伴い、コイル導体131及びコンデンサ導体132の積層方向における位置が異なる。
積層セラミック素体11Dは、複数の第1基材層として、8層の誘電体層151〜158を積層してなる。
本変形例では、コンデンサC41を構成するコンデンサ導体132及びインダクタL42を構成するコイル導体131が、複合部品10Dの下面寄りに偏在し、インダクタL41を構成するコイル導体131及びコンデンサC42を構成するコンデンサ導体132が、複合部品10Dの上面寄りに偏在する。これは、コンデンサC41及びインダクタL42が、それぞれインダクタL41及びコンデンサC42を介さずに第2端子電極122によって構成されるグランド端子PGNDに接続されることによる。
以上のように構成された複合部品10Dを有する複合部品内蔵回路基板2Dであっても、実施の形態と同様の効果が奏される。すなわち、余分な配線引き回しを抑制することにより、配線の寄生インダクタンス成分を抑制することができるので、所望の回路特性を得ることができる。
(その他の変形例)
以上、本発明の実施の形態及び変形例に係る複合部品内蔵回路基板について説明したが、本発明は、個々の実施の形態及び変形例には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態及びその変形例に施したものや、異なる実施の形態及びその変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
また、本発明は上述した複合部品内蔵回路基板として実現できるだけでなく、例えば、回路基板に内蔵される内蔵用の複合部品としても実現できる。つまり、複合部品は、複数の第1基材層を上下方向に積層してなる積層素体と、前記積層素体に1チップ化された回路であって、当該積層素体に内蔵されたパターン導体によって構成された受動素子である第1回路素子及び第2回路素子を有する複合回路と、前記積層素体の上面に設けられた平面電極であって、前記複合回路の一部に接続された第1端子電極と、前記積層素体の下面に設けられた平面電極であって、前記複合回路の他部に接続された第2端子電極とを有する。
さらに、上記の複合部品は内蔵の用途に限定されない。例えば、複合部品は下面でプリント配線板に実装され、上面でフレキシブル配線板やフレキシブルケーブルに接続されていてもよい。
なお、本発明では、複合部品の各層の厚みや形状、導体の位置や大きさなどの各種の寸法値は、特には限定されない。また、複合部品の各層を構成するセラミック材料の成分及び成分の配合比、透磁率などの物性値、複合部品内の導体等に用いられる材料の成分及び成分の配合比、導電率などの物性値も特には限定されない。これらの数値は、複合部品に要求されるインダクタンス値や直流重畳特性などの各種の電気的特性を勘案して適宜決定されるものとする。
同様に、多層基板の各層の厚みや形状、導体の位置や大きさなどの各種の寸法値は、特には限定されない。また、多層基板の各層を構成する樹脂材料の成分及び成分の配合比、多層基板内の導体等に用いられる材料の成分及び成分の配合比、導電率などの物性値も特には限定されない。これらの数値は、複合部品内蔵回路基板によって形成される回路(例えば、受信回路)に要求される高周波特性等の回路特性を勘案して適宜決定されるものとする。
また、回路基板の積層素体を構成する基材層の層数、及び、複合部品の積層素体を構成する磁性体セラミック層の層数は、上記の説明した層数に限られない。
また、複合部品は、積層素体(上記説明では積層セラミック素体)を有する構成に限らない。つまり、複合部品は多層部品に限らず、例えば、シリコン基板等の半導体基板に形成された複合回路が1チップ化されたIC等であってもかまわない。すなわち、第1回路素子及び第2回路素子は、受動素子に限らず、ダイオードまたはトランジスタ等の能動素子であってもかまわない。
また、第1回路素子を構成するパターン導体、及び、第2回路素子を構成するパターン導体の配置態様は上述の態様に限定されない。例えば、第1回路素子を構成するパターン導体が複合部品の下面寄りに偏在し、第2回路素子を構成するパターン導体が複合部品の上面寄りに偏在してもかまわない。
また、第1端子電極121と第2端子電極122とは、回路基板の平面視において、重ならないように配置されていてもかまわない。
また、複合部品は1つの第1端子電極121のみを有してもよく、例えば、当該第1端子電極121が入力端子であり、第2端子電極122が出力端子であってもかまわない。
また、モジュール部品は送信回路を構成してもよく、RFICに接続される第1端子電極121はRFICによって構成される信号処理回路から信号が入力される入力端子であってもかまわない。
また、回路基板は、複数の第2基材層(上記説明では熱可塑性樹脂層)を有する多層基板に限らず、単層の基板であってもかまわない。
また、第2機能ブロックは、グランドパターン導体またはアンテナパターン導体等の導体に限らず、例えば電子部品であってもかまわない。
また、複合回路は、LC複合回路に限らず、例えば、第1回路素子及び第2回路素子がいずれもインダクタであってもかまわない。このような複合回路としては、例えば、バランまたはカプラ等が挙げられる。
また、複合部品の主な基材はセラミックに限定されず、樹脂であってもかまわない。また、回路基板の主な基材は樹脂に限定されない。また、複合部品と回路基板とが、樹脂等の同種材料を主な基材としてもかまわない。
また、複合部品内蔵回路基板は、回路基板に設けられる第1機能ブロック及び第2機能ブロックを有する構成であってもかまわない。つまり、上記説明したモジュール部品全体が複合内蔵回路基板であってもかまわない。
また、上記実施の形態及び変形例で示した回路基板は、当該回路基板よりもさらに大きい基板の一部であって、当該基板には、上記実施の形態及び変形例で示した構成以外の多数の電子部品及びパターン導体等が搭載または内蔵されていてもかまわない。
本発明は、複合部品内蔵回路基板及び複合部品として、携帯電話端末等の携帯端末機器に広く利用できる。
1、1B〜1D モジュール部品
2、2B〜2D 複合部品内蔵回路基板
3 電子部品
10、10A〜10D 複合部品
11、11B、11D 積層セラミック素体
20 回路基板
21、21D 積層樹脂素体
31 RFIC
31a LB用RFIC
31b HB用RFIC
32 チップ部品
34 スイッチIC
35a LB用SAWフィルタ
35b HB用SAWフィルタ
111〜116 磁性体セラミック層
121 第1端子電極
122 第2端子電極
131 コイル導体
132 コンデンサ導体
151〜158 誘電体層
211〜215 熱可塑性樹脂層
221 パターン導体
222 ビア導体
223 表面電極
225 アンテナ接続配線
231 グランドパターン導体

Claims (12)

  1. 上面側に信号処理回路を含む第1機能ブロックが設けられ、下面側に前記第1機能ブロックとは異なる機能ブロックであり、グランドを含む第2機能ブロックが設けられる回路基板と、
    前記回路基板に内蔵され、かつ、第1回路素子及び第2回路素子を有する複合回路が1チップ化された複合部品と、を有し、
    前記複合部品は、さらに、
    上面に設けられ、前記複合回路に接続されるとともに前記第1機能ブロックに接続される第1端子電極と、
    下面に設けられ、前記複合回路に接続されるとともに前記第2機能ブロックに接続される第2端子電極とを有し、
    前記第1端子電極は、前記信号処理回路から信号が入力される入力端子または当該信号処理回路に信号を出力する出力端子であり、
    前記第2端子電極は、前記グランドに接続されるグランド端子であり、
    前記複合部品の前記上面には、グランド端子を含まず、
    前記複合部品の前記下面には、前記信号処理回路から信号が入力される入力端子および当該信号処理回路に信号を出力する出力端子を含ま
    前記第1回路素子及び前記第2回路素子のそれぞれは、受動素子であり、
    前記複合部品は、さらに、
    複数の第1基材層を上下方向に積層してなる積層素体と、
    前記積層素体に内蔵され、前記第1回路素子及び前記第2回路素子を構成するパターン導体とを有し、
    前記第1回路素子と前記第2回路素子とは、前記第1端子電極と前記第2端子電極との間にこの順に直列接続されていて、当該第1回路素子を構成する前記パターン導体は前記複合部品の前記上面寄りに偏在し、当該第2回路素子を構成する前記パターン導体は前記複合部品の前記下面寄りに偏在する、
    複合部品内蔵回路基板。
  2. 前記第1端子電極と前記第2端子電極とは、前記回路基板の平面視において、少なくとも一部が重なって配置されている、
    請求項に記載の複合部品内蔵回路基板。
  3. 前記複合部品は、複数の前記第1端子電極を有する、
    請求項1または2に記載の複合部品内蔵回路基板。
  4. 前記第2端子電極は、前記複合部品の下面の略全面に設けられている、
    請求項1に記載の複合部品内蔵回路基板。
  5. 前記回路基板は、上下方向に積層された複数の第2基材層を有する多層基板であり、
    前記第2機能ブロックは、前記回路基板の内層に設けられたグランドパターン導体である、
    請求項1またはに記載の複合部品内蔵回路基板。
  6. 前記信号処理回路は、前記回路基板の上面に実装される電子部品により構成される、
    請求項1、またはに記載の複合部品内蔵回路基板。
  7. 前記複合回路は、前記第1回路素子及び前記第2回路素子のうち一方の回路素子がコンデンサかつ他方の回路素子がインダクタのLC複合回路である、
    請求項1〜のいずれか1項に記載の複合部品内蔵回路基板。
  8. 前記コンデンサを形成する一対の対向電極のうち一方の対向電極は、前記第1端子電極または前記第2端子電極によって構成される、
    請求項に記載の複合部品内蔵回路基板。
  9. 前記複合部品は、主にセラミックを基材とする、
    請求項1〜のいずれか1項に記載の複合部品内蔵回路基板。
  10. 前記回路基板は、主に樹脂を基材とする、
    請求項1〜のいずれか1項に記載の複合部品内蔵回路基板。
  11. 前記複合部品よりも上面側に前記第1機能ブロックが設けられ、前記複合部品よりも下面側に前記第2機能ブロックが設けられる、
    請求項1〜10のいずれか1項に記載の複合部品内蔵回路基板。
  12. 複数の第1基材層を上下方向に積層してなる積層素体と、
    前記積層素体に1チップ化された回路であって、当該積層素体に内蔵されたパターン導体によって構成された受動素子である第1回路素子及び第2回路素子を有する複合回路と、
    前記積層素体の上面に設けられ、信号処理回路に接続される第1端子電極と、
    前記積層素体の下面に設けられ、グランドに接続される第2端子電極とを有し、
    前記積層素体の前記上面は、グランドに接続される電極を含まず、
    前記積層素体の前記下面は、前記信号処理回路に接続される電極を含ま
    前記第1回路素子と前記第2回路素子とは、前記第1端子電極と前記第2端子電極との間にこの順に直列接続されていて、当該第1回路素子を構成する前記パターン導体は前記積層素体の前記上面寄りに偏在し、当該第2回路素子を構成する前記パターン導体は前記積層素体の前記下面寄りに偏在する、
    複合部品。
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