JPWO2018030134A1 - Lcフィルタおよびlcフィルタの製造方法 - Google Patents

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Abstract

所望の特性を実現しながら、表面および裏面の平坦度が高いLCフィルタを実現する。LCフィルタ(200)は、積層体(210)、コイル導体パターン(222)、223、薄膜コンデンサ(100)、および、入出力端子導体(241、242、243)を備える。積層体(210)は、複数の樹脂シート(211、212、213、214)が積層されてなる。コイル導体パターン(222)は、樹脂シート(212)に少なくとも一部が埋設されている。薄膜コンデンサ(100)は、樹脂シート(212)に少なくとも一部が埋設され、スパイラル形状のコイル導体パターン(222)のコイル開口内に配置され、コイル導体パターン(223)に接続されている。コイル導体パターン(222、223)の厚みは、樹脂シート(212、213)の厚みよりも小さく、薄膜コンデンサ(100)の厚みは、樹脂シート(212、213)の厚みよりも小さい。

Description

本発明は、積層体に形成された導体からなるコイルと、積層体に内蔵されたコンデンサとからなるLCフィルタに関する。
特許文献1には、LCフィルタが開示されている。特許文献1のLCフィルタは、積層体、コイル導体パターン、および、チップ型コンデンサ部品を備える。
積層体は、複数の熱可塑性樹脂シートが積層されて、加熱プレスされてなる。導体パターンは、所定の複数の熱可塑性樹脂シートに形成されている。複数の熱可塑性樹脂シートのコイル導体パターンは、層間接続導体によって接続されている。これにより、積層体内に、ヘリカル形状のコイルが形成されている。チップ型コンデンサは、積層体内であって、ヘリカル形状のコイルの中央の開口部に重なって配置されている。
国際公開第2015/194373号パンフレット
しかしながら、特許文献1に記載の構成のLCフィルタでは、加熱プレスの際に、熱可塑性樹脂シートは流動するため、コイル導体パターンの形状が崩れてしまうことがある。コイル導体パターンの形状が崩れると、コイルとして所望のフィルタ特性を実現できない場合がある。特に、ヘリカル形状のコイルでは、積層方向に並ぶコイル導体パターン間の結合容量のバラツキが大きくなり、安定して所望のフィルタ特性(S11、S21等)を得ることが難しい。
また、特許文献1に記載の構成では、チップ型コンデンサが積層体に内蔵され、且つ、チップ型コンデンサを収容する孔が積層体に設けられていないので、積層体の表面および裏面の平坦度が低下してしまう。積層体の表面および裏面の平坦度が低下すると、実装不良が生じ易くなってしまう。
したがって、本発明の目的は、所望の特性を実現しながら、表面および裏面の平坦度が高いLCフィルタを提供することにある。
この発明のLCフィルタは、積層体、コイル導体パターン、薄膜コンデンサ、および、入出力端子導体を備える。積層体は、複数の樹脂シートが積層されてなる。コイル導体パターンは、複数の樹脂シートのうちの第1の樹脂シートに埋設されている。薄膜コンデンサは、第1の樹脂シートに埋設され、スパイラル形状のコイル導体パターンのコイル開口内に配置され、コイル導体パターンに接続されている。コイル導体パターンの厚みは、第1の樹脂シートの厚みよりも小さく、薄膜コンデンサの厚みは、第1の樹脂シートの厚みよりも小さい。
この構成では、コイル導体パターンおよび薄膜コンデンサが第1の樹脂シートよりも薄く、第1の樹脂シートに少なくとも一部が埋設されているので、積層体の製造過程でのコイル導体パターンの位置ズレ、実装型のコンデンサを積層体に内蔵することにより平坦度の低下が抑制される。
また、この発明のLCフィルタでは、薄膜コンデンサの厚みは、コイル導体パターンの厚みと略同じであることが好ましい。
この構成では、平坦度がさらに向上する。
また、この発明のLCフィルタでは、次の構成であることが好ましい。積層体は、複数の樹脂シートの積層方向に直交する第1面を備える。積層体の前記第1面には、入出力端子導体が形成されている。入出力端子導体は、グランド接続用端子導体を含む。薄膜コンデンサは、外部接続面にグランド接続用ランド導体に接続される少なくとも1つ端子導体を備える。薄膜コンデンサは、外部接続面が第1面側を向くように、積層体の内部に配置されている。
この構成では、グランド接続用端子導体と、薄膜コンデンサの端子導体との接続距離を短くし易い。これにより、薄膜コンデンサのグランド側の寄生インダクタンスを抑制し易い。
また、この発明のLCフィルタでは、薄膜コンデンサの端子導体とグランド接続用端子導体とを接続する配線導体は、積層方向における外部接続面と前記第1面との間に形成されていることが好ましい。
この構成では、グランド接続用端子導体と、薄膜コンデンサの端子導体との接続距離を短くできる。これにより、薄膜コンデンサのグランド側の寄生インダクタンスが抑制される。
また、この発明のLCフィルタでは、次の構成であることが好ましい。薄膜コンデンサの端子導体は、複数備えられている。配線導体は、薄膜コンデンサの複数の端子導体を、これらに共通のグランド接続用端子導体に接続している。
この構成では、薄膜コンデンサのグランド側に複数の寄生インダクタンスが並列接続される。これにより、薄膜コンデンサのグランド側の寄生インダクタンスがさらに抑制される。
また、この発明のLCフィルタの製造方法では、次の各工程を有する。この製造方法は、補助樹脂シートの表面に、スパイラル形状のコイル導体パターンを形成する工程と、補助樹脂シートの表面における、スパイラル形状のコイル導体パターンのコイル開口内に、薄膜コンデンサを配置する工程と、を有する。この製造方法は、補助樹脂シートの表面に、コイル導体パターンおよび薄膜コンデンサを覆うように第1の樹脂シートを形成する工程を有する。
この製造方法では、コイル導体パターンの位置ズレが生じず、積層体の平坦度が高いLCフィルタが容易に製造される。
また、この発明のLCフィルタの製造方法では、次の方法とすることが可能である。補助樹脂シートおよび第1の樹脂シートを含む複数の樹脂シートは、熱可塑性を有する。積層体は、複数の樹脂シートを加熱プレスしてなる。
この製造方法では、積層体の形成時に、樹脂シートの流動が生じるが、上述の構成を備えることによって、コイル導体パターンの位置ズレが殆ど生じず、積層体の平坦度の低下も抑制される。
この発明によれば、所望の特性を実現しながら、表面および裏面の平坦度が高いLCフィルタを実現できる。
本発明の第1の実施形態に係るLCフィルタの分解斜視図である。 本発明の第1の実施形態に係るLCフィルタの構成を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態に係るLCフィルタの等価回路図である。 (A)−(E)は、本実施形態に係るLCフィルタの製造過程での形状を概略的に示した断面図である。 (A)−(E)は、本実施形態に係るLCフィルタの製造過程での形状を概略的に示した断面図である。 本発明の第2の実施形態に係るLCフィルタの分解斜視図である。 本発明の第2の実施形態に係る薄膜コンデンサの裏面側から視た外観斜視図である。 本発明の第2の実施形態に係る薄膜コンデンサの断面図である。 (A)は第3の実施形態に係る薄膜コンデンサの平面図であり、(B)は薄膜コンデンサの正面図である。 薄膜コンデンサの幾つかの層における平面図である。 薄膜コンデンサの各層の各導体、各導体の接続関係を示す分解平面図である。
本発明の第1の実施形態に係るLCフィルタについて、図を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るLCフィルタの分解斜視図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係るLCフィルタの構成を示す断面図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係るLCフィルタの等価回路図である。
(LCフィルタ200の回路)
図3に示すように、LCフィルタ200は、インダクタLとキャパシタCとを備え、端子P1、P2、P3を備える。インダクタLは、端子P1と端子P2との間に接続されている。キャパシタCは、端子P2と端子P3との間に接続されている。端子P1、P2は、伝送信号の入出力端子であり、端子P3は、グランド電位に接続される端子である。
この構成によって、LCフィルタ200は、ローパスフィルタとして機能する。
(LCフィルタ200の構造)
図1、図2に示すように、LCフィルタ200は、積層体210、コイル導体パターン222、223、および、薄膜コンデンサ100を備え、入出力端子導体241、242、243を備える。
積層体210は、複数の樹脂シート211、212、213、214を積層してなる。複数の樹脂シート211、212、213、214は、絶縁性を有するものであればよく、誘電体、または磁性体等を用いることができる。また、複数の樹脂シート211、212、213、214は、熱可塑性および熱硬化性のいずれを用いることができる。複数の樹脂シート211、212、213、214は、この順で積層されている。樹脂シート211の厚みと樹脂シート214の厚みとは、略同じであり、樹脂シート212の厚みと樹脂シート213の厚みとは略同じである。樹脂シート212と樹脂シート213の厚みは、樹脂シート211と樹脂シート214の厚みよりも大きいが、これに限るものではない。
積層体210は、複数の樹脂シート211、212、213、214の積層方向に視て(Z方向に視て)、矩形である。この矩形を形成する直交する二方向がX方向とY方向である。
コイル導体パターン222は、樹脂シート212における樹脂シート211側の面に形成されている。コイル導体パターン222は、Z方向に視て複数巻きの巻回形である。すなわち、コイル導体パターン222は、スパイラル形状である。コイル導体パターン222は、樹脂シート212の四側辺の近傍に形成され、四側辺に沿って巻回されている。
コイル導体パターン222の厚み(Z方向の寸法D2)は、樹脂シート212の厚み(Z方向の寸法D3)より小さい。コイル導体パターン222は、樹脂シート211側の面に露出した状態で樹脂シート212に埋設されている。
コイル導体パターン223は、樹脂シート213における樹脂シート212側の面に形成されている。コイル導体パターン223は、Z方向に視て複数巻きの巻回形である。すなわち、コイル導体パターン223は、スパイラル形状である。コイル導体パターン223は、樹脂シート213の四側辺の近傍に形成され、四側辺に沿って巻回されている。
コイル導体パターン223の厚みは、コイル導体パターン222の厚みと略同じである。コイル導体パターン223の厚みは、樹脂シート213の厚みより小さい。コイル導体パターン223は、樹脂シート212側の面に露出した状態で樹脂シート213に埋設されている。
コイル導体パターン223の外端2232は、コイル導体パターン222の外端2222に、層間接続導体252を介して接続されている。これらコイル導体パターン222、223、層間接続導体252が、図1のインダクタLに対応する。
入出力端子導体241、242、243は、樹脂シート214における樹脂シート213側と反対側の面に形成されている。入出力端子導体241、242、243は、Z方向に視て矩形であり、X方向に間隔を空けて配置されている。入出力端子導体243は、X方向において、入出力端子導体241と入出力端子導体242との間に配置されている。入出力端子導体241は、図1の端子P1に対応し、入出力端子導体242は、図1の端子P2に対応し、入出力端子導体243は、図1の端子P3に対応する。
入出力端子導体241は、層間接続導体251を介して、コイル導体パターン222の内端2221に接続されている。入出力端子導体242は、層間接続導体253を介して、コイル導体パターン223の内端2231の付近に接続されている。
薄膜コンデンサ100は、薄厚の平板形状であり、厚み方向に直交する裏面に端子導体61、62を備える。薄膜コンデンサ100の厚み(Z方向の寸法D3)は、樹脂シート212の厚み(Z方向の寸法D1)よりも小さい。薄膜コンデンサ100は、樹脂シート211側の面に表面が露出した状態で樹脂シート212に埋設されている。この薄膜コンデンサ100が、図1のキャパシタCに対応する。
なお、薄膜コンデンサ100の材料は既知の各種のものを用いることができる。すなわち、薄膜コンデンサ100としては、厚みが他の寸法よりも大幅に小さく、且つ、厚み方向の直交する面に端子導体61、62が形成された形状であればよい。ただし、薄膜コンデンサ100は、低ESL、低ESRであるものが好ましい。
薄膜コンデンサ100は、Z方向に視て、コイル導体パターン222のコイル開口内、および、コイル導体パターン223のコイル開口内に配置されている。
この構成では、薄膜コンデンサ100は、端子導体61、62を備える面が、積層体210における入出力端子導体241、242、243を備える面側を向くように、積層体210内に配置される。
端子導体62と入出力端子導体243とは、積層体210をZ方向に視て重なっている。端子導体62と入出力端子導体243とは、層間接続導体255を介して接続されている。
端子導体61と、コイル導体パターン223の内端2231とは重なっている。端子導体61とコイル導体パターン223の内端2231とは、層間接続導体254を介して接続されている。
以上の構造によって、図1の回路が実現される。
そして、このような構成とすることによって、薄膜コンデンサ100の厚みおよびコイル導体パターン222、223の厚みが、樹脂シート212、213の厚みよりも小さいので、薄膜コンデンサ100およびコイル導体パターン222、223を有する領域と、これらを有さない領域との積層体210の厚みの差を抑制でき、さらに平坦度を高くできる。例えば、各樹脂シート211、212、213、214を予め一定の厚みで用意し、これらを積層して、加熱プレスすることで積層体210を形成する場合に、この厚みに差の影響を受けやすいが、本実施形態の構成を用いることで、厚みの差が小さく、平坦度を高くできる。
また、コイル導体パターン222、223がスパイラル形状であるので、積層体210の形成時に変形し難く、所望のフィルタ特性を実現できる。具体的には、樹脂シート211、212、213、214を予め一定の厚みで用意し、これらを積層して、加熱プレスすることで積層体210を形成する場合に、この厚みに差の影響を受けて、樹脂シート211、212、213、214が変形する。しかしながら、コイル導体パターン222、223が複数巻きの巻回形状(スパイラル形状)であることで、ヘリカル状のコイル導体パターンに比べて、積層体の形成時(例えば加熱プレス時)に導体パターンがずれても、コイル自身のインダクタンスや内部キャパシタンスが変化しにくい。つまり、コイルの自己共振周波数が変化しにくい。
また、本実施形態の構成では、端子導体62が積層体210における入出力端子導体243側を向いている。これにより、端子導体62と入出力端子導体243とを接続する導体を短くし易く、薄膜コンデンサ100とグランド電位との間に接続される寄生インダクタンスを小さくできる。したがって、LCフィルタ200は、所望のフィルタ特性を実現し易い。
さらに、本実施形態の構成では、端子導体62と入出力端子導体243とは、層間接続導体255のみによって接続されている。これにより、薄膜コンデンサ100とグランド電位との間に接続される寄生インダクタンスをさらに小さくでき、LCフィルタ200は、所望のフィルタ特性をより容易に且つ正確に実現できる。
このような構成からなるLCフィルタ200は、次に示す製造方法によって実現できる。図4(A)−(E)、図5(A)−(E)の各図は、本実施形態に係るLCフィルタの製造過程での形状を概略的に示した断面図である。なお、通常、複数のLCフィルタ200を同時に形成し、個片化する製造方法を用いるが、図4(A)−(E)、図5(A)−(E)では、1つのLCフィルタ200について図示する。
(1) 図4(A)に示すように、支持基板SPを用意し、支持基板SPの表面に、樹脂シート211を形成する。樹脂シート211には、ビルドアップ工法用の樹脂を用いる。
(2) 図4(B)に示すように、樹脂シート211の表面に、コイル導体パターン222を形成する。コイル導体パターン222は、銅等の金属からなり、例えばセミアディティブ法等を用いて形成する。
(3) 図4(C)に示すように、樹脂シート211の表面に、薄膜コンデンサ100を接着する。薄膜コンデンサ100は、端子導体61、62が樹脂シート211の表面側と反対側になるように、樹脂シート211に接着される。
(4) 図4(D)に示すように、樹脂シート211の表面に、樹脂シート212を形成する。樹脂シート212には、ビルドアップ工法用の樹脂を用いる。樹脂シート212は、コイル導体パターン222、および、薄膜コンデンサ100を完全に覆う厚みで形成される。これにより、樹脂シート212の厚みは、薄膜コンデンサ100およびコイル導体パターン222の厚みより大きくなる。
(5) 図4(E)に示すように、樹脂シート212の表面側から孔TH254、TH255を形成する。孔TH254は、端子導体61の一部に重なっており、端子導体61の一部を樹脂シート212の表面側に露出する。孔TH255は、端子導体62の一部に重なっており、端子導体62の一部を樹脂シート212の表面側に露出する。孔TH254、TH255は、フォトリソ法等を用いた選択性エッチング、または、レーザを用いた選択性エッチングを用いて、樹脂シート212のみをエッチングすることで実現される。
(6) 図5(A)に示すように、樹脂シート212の表面に、コイル導体パターン223、層間接続用補助導体パターン2550を形成する。この際、孔TH254は、導体によって充填され、層間接続導体254が形成される。また、孔TH255は、導体によって充填され、層間接続導体255が形成される。層間接続導体254は、端子導体61とコイル導体パターン223とに接続されており、層間接続導体255は、端子導体62と層間接続用補助導体パターン2550とに接続されている。
(7) 図5(B)に示すように、樹脂シート212の表面に、樹脂シート213および樹脂シート213を順次形成する。樹脂シート212、213には、ビルドアップ工法用の樹脂を用いる。樹脂シート213は、コイル導体パターン223を完全に覆う厚みで形成される。これにより、樹脂シート213の厚みは、コイル導体パターン223の厚みより大きくなる。
(8) 図5(C)に示すように、樹脂シート214の表面側から孔TH253、TH2550を形成する。孔TH2550は、層間接続用補助導体パターン2550に重なっており、層間接続用補助導体パターン2550の一部を樹脂シート214の表面側に露出する。孔TH253は、コイル導体パターン223に重なっており、コイル導体パターン223の内端付近を樹脂シート214の表面側に露出する。孔TH253、TH2550は、フォトリソ法等を用いた選択性エッチング、または、レーザを用いた選択性エッチングを用いて、樹脂シート214、213のみをエッチングすることで実現される。
(9) 図5(D)に示すように、樹脂シート214の表面に、入出力端子導体241、242、243を形成する。この際、孔TH253は、導体によって充填され、層間接続導体253が形成される。また、孔TH2550は、導体によって充填され、層間接続導体255が形成される。層間接続導体253は、コイル導体パターン223と入出力端子導体242とに接続されており、層間接続導体255は、入出力端子導体243と層間接続用補助導体パターン2550とに接続されている。
(10) 図5(E)に示すように、支持基板SPを剥離する。これにより、LCフィルタ200が形成される。なお、上述のように、この剥離工程後、集合基板状態である複数のLCフィルタ200を、個片に切断する。そして、テスト、テーピングを行って出荷される。
このような製造方法を用いることによって、上述の構成からなるLCフィルタ200を容易に製造できる。
なお、LCフィルタ200は、複数の樹脂シート211、212、213、214を所定の厚さで用意し、これらを積層して加熱プレスする製造方法でも実現できる。この場合、加熱プレスの前に、コイル導体パターン222、223の形成と、薄膜コンデンサ100の配置を行う。
また、本実施形態に係るLCフィルタ200は、電源装置のフィルタ、例えば、電動自動車の電源装置用のローパスフィルタとして利用されることが好適であるが、他の用途に利用することもできる。
次に、本発明の第2の実施形態に係るLCフィルタについて、図を参照して説明する。図6は、本発明の第2の実施形態に係るLCフィルタの分解斜視図である。図7は、本発明の第2の実施形態に係る薄膜コンデンサの裏面側から視た外観斜視図である。図8は、本発明の第2の実施形態に係る薄膜コンデンサの断面図である。
本実施形態に係るLCフィルタ200Aは、第1の実施形態に係るLCフィルタ200に対して、薄膜コンデンサ101の構造において異なり、この薄膜コンデンサ101を接続する配線導体の構成において異なる。なお、以下では異なる箇所のみを具体的に説明し、第1の実施形態に係るLCフィルタ200と同様の箇所の説明は省略する。
LCフィルタ200Aは、積層体210A、および薄膜コンデンサ101を備える。積層体210Aは、第1の実施形態に係る積層体210に対して、樹脂シート215、配線導体261、271を追加した点で異なる。
樹脂シート215は、樹脂シート213と樹脂シート214との間に配置されている。
配線導体261は、樹脂シート213における樹脂シート212側の面に配置されており、樹脂シート213に対して埋設されている。配線導体261は、コイル導体パターン223の内端2231Aに接続されている。
配線導体271は、樹脂シート215における樹脂シート213側の面に配置されており、樹脂シート215に対して埋設されている。
薄膜コンデンサ100Aは、端子導体61A、61B、61C、61D、61Eと、端子導体62A、62B、62C、62Dを、裏面に備える。薄膜コンデンサ100Aの内部構造は後述する。
薄膜コンデンサ100Aの端子導体62A、62B、62C、62Dは、層間接続導体255Aを介して、配線導体271に接続されている。配線導体271は、層間接続導体256Aを介して、入出力端子導体243に接続されている。
薄膜コンデンサ100Aの端子導体61A、61B、61C、61D、61Eは、層間接続導体254Aを介して、配線導体261に接続されている。
このような構成であって、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。また、LCフィルタ200Aでは、複数の端子導体62A、62B、62C、62Dが、共通のグランドとなる入出力端子導体243に接続されている。これにより、複数の端子導体62A、62B、62C、62Dのグランド側にそれぞれ接続される寄生インダクタンスが並列接続される構成となる。これにより、寄生インダクタンスをより小さくできる。
次に、本実施形態に係る薄膜コンデンサ101の具体的な構成について説明する。図7は、本発明の第2の実施形態に係る薄膜コンデンサの裏面側から視た外観斜視図である。図8は、本発明の第2の実施形態に係る薄膜コンデンサの断面図である。
図7に示すように、薄膜コンデンサ101は端子導体61A、61B、61C、61D、61Eと端子導体62A、62B、62C、62Dとの間に所定のキャパシタンスを有する素子である。
図8に表れている部分の符号を付して本実施形態の薄膜コンデンサ101の構成を記述すると、次のとおりである。
(a)基板10、
(b)基板10の第1主面に形成された密着層11、
(c)密着層11の上層に形成された、第1内部導体21A、21B、および第2内部導体22A、22B、
(d)第1内部導体21Aと第2内部導体22Aとの間に設けられた誘電体層20A、第1内部導体21Bと第2内部導体22Aとの間に設けられた誘電体層20B、第1内部導体21Bと第2内部導体22Bとの間に設けられた誘電体層20C、
(e)第1内部導体21A、21Bおよび第2内部導体22A、22Bの上層側に設けられ、第1内部導体21A、21Bに複数箇所で接続された第1中間導体41、
(f)第1内部導体21A、21Bおよび第2内部導体22A、22Bの上層側に設けられ、第2内部導体22A、22Bに複数箇所で接続された複数の第2中間導体(図8における断面では第2中間導体42Cが表れている。)、
(g)第1中間導体41の上層側に設けられ、第1中間導体41に接続された第1表面導体51A、51B、
(h)第2中間導体42C等の上層側に設けられ、第2内部導体22A、22Bに複数箇所で導通する第2表面導体52、
(i)第1表面導体51の上面に形成された複数の端子導体61A、61B、61C、61D、61E(図8では第1端子導体61A、61Bが表れている。)、
(j)第2表面導体の上面に形成された複数の端子導体62A、62B、62C、62D(図8では第2端子導体62Cが表れている。)、
(k)第1内部導体21A、21B、第2内部導体22A、22Bおよび誘電体層20A、20B、20Cの積層体部分を覆う無機絶縁層30、
(l)無機絶縁層30を被覆し、第1中間導体41、第2中間導体42Cが形成される第1有機絶縁層31、
(m)第1有機絶縁層31を被覆し、第1表面導体51A、第2表面導体52が形成される第2有機絶縁層32、
(n)第2有機絶縁層32を被覆し、端子導体61A、61B、端子導体62C等を露出させる第3有機絶縁層33。
図8において、第1内部導体21A、第2内部導体22Aおよび誘電体層20Aによって第1容量部が構成され、第1内部導体21B、第2内部導体22Aおよび誘電体層20Bによって第2容量部が構成され、第1内部導体21B、第2内部導体22Bおよび誘電体層20Cによって第3容量部が構成される。
複数の第1表面導体(51A、51B等)は第1中間導体41で一旦共通接続される。そのため、端子導体(61A、61B等)に対する電流の出入りの方向性に対する影響(方向依存性)が緩和される。すなわち、第1表面導体の電位の偏り(傾き)は第1中間導体41で緩和されるので、第1内部導体21A、21Bの平面内での電流集中が緩和される。このことでESL・ESRが低減される。また、第1内部導体21A、21Bから第1表面導体51A、51B等までの電流経路に、並列関係の電流経路が多くなって、ESL・ESRが更に低減される。
本実施形態のキャパシタは、薄膜プロセスを利用した薄膜キャパシタである。この薄膜キャパシタにおいて、第1内部導体21A、21Bおよび第2内部導体22A、22B等を、Ptを主成分とする高融点金属で構成すれば、誘電体層20A、20B、20Cである高誘電率材料のBSTを酸化性雰囲気中、800℃以上1000℃以下程度の高温で焼成できる。
第1中間導体41および第2中間導体42C等を、Cuを主成分とする金属膜のように比抵抗の小さな材料で構成し、しかも膜厚を厚くすれば、第1内部導体(Pt)よりシート抵抗を低くすることができる。なお、第1中間導体41および第2中間導体42C等はCu以外にAlを主成分とする金属であってもよい。このことにより、誘電体層20A、20Bを挟み込む導体である第1内部導体21A、21Bおよび第2内部導体22A、22Bには、それらに適した導体材料を用いつつキャパシタを低ESR化できる。
また、基板10は半導体基板であり、第1内部導体、第2内部導体、第1中間導体、第1表面導体および第2表面導体はそれぞれ薄膜プロセスによって形成された金属薄膜であるので、小型で大容量のキャパシタが得られる。
また、本実施形態では、第1表面導体51A、51B等および第2表面導体52に、Ni/Auめっき膜による端子導体61A、61Bおよび端子導体62C等が形成されているので、端子導体の耐環境性が高い。
なお、本実施形態によれば、第1内部導体21A、21Bと第2内部導体22A、22Bは外形が実質的に同じであり、第1中間導体41は、第2内部導体22A、22Bに設けられた開口を通って第1内部導体21A、21Bに導通するので、第1内部導体21A、21Bと第1中間導体41とを接続する導体の経路長が短くなり、第1内部導体21A、21Bから第1表面導体51A、51B等までの厚み方向の経路の増大が抑えられる。
また、第1表面導体51A、51Bは、第2表面導体52を間に挟んで配置されている。なお、図8では、図示していない他の第1表面導体および第2表面導体についても、縦横のいずれの方向にも、互いに挟みこむように交互に配置されている。すなわち、複数の第1表面導体と複数の第2表面導体とは、平面格子状に配置されている。これにより、第1中間導体41および第2表面導体52で電流が効果的に分散される。
なお、キャパシタにおける端子導体および回路基板における実装導体の個数として、縦3列×横3列の計9個を例示したが、たとえば縦2列×横2列の計4個であってもよいし、縦5列×横5列の計25個等であってもよい。その個数も自乗数に限定されるものでもない。
次に、本発明の第3の実施形態に係るLCフィルタについて、図を参照して説明する。図9(A)は第3の実施形態に係る薄膜コンデンサの平面図である。図9(B)は薄膜コンデンサの正面図である。図9(A)に表れる面は、実装面(裏面)である。図10は薄膜コンデンサの幾つかの層における平面図である。図11は薄膜コンデンサの各層の各導体、各導体の接続関係を示す分解平面図である。
図9(A)、図9(B)に示すように、この薄膜コンデンサ102は端子導体61A、61B、61C、61Dおよび端子導体62A、62B、62C、62D、62Eを備える。薄膜コンデンサ102の各部の寸法は例えば次のとおりである。
X:0.75mm
Y:0.75mm
P:0.2mm
S:0.1mm
t:0.04mm
h:0.02mm
薄膜コンデンサ102は端子導体61A、61B、61C、61Dと端子導体62A、62B、62C、62D、62Eとの間に所定のキャパシタンスを有する素子であり、例えばデカップリングコンデンサとして用いられる。
図10、図11に表れているように、層L2、L4に第1内部導体21A、21Bが形成されていて、層L1、L3に第2内部導体22A、22Bが形成されている。層L6には第1中間導体41および第2中間導体42A、42B、42C、42D、42Eが形成されている。層L8には第1表面導体51A、51B、51C、51Dおよび第2表面導体52が形成されている。層L9には第1端子導体61A、61B、61C、61Dおよび第2端子導体62A、62B、62C、62D、62Eがそれぞれ形成されている。
層L1から層L6までの間には、第2内部導体22Aと第2中間導体42A、42B、42C、42D、42Eとを接続する層間接続導体81Aが形成されている。層L2から層L6までの間には、第1内部導体21Aと第1中間導体41とを接続する層間接続導体71Aが形成されている。層L3から層L6までの間には、第2内部導体22Bと第2中間導体42A、42B、42C、42D、42Eとを接続する層間接続導体81Bが形成されている。層L5には、第1内部導体21Bと第1中間導体41とを接続する層間接続導体71Bが形成されている。
また、層L7には、第1中間導体41と第1表面導体51A、51B、51C、51Dとを接続する層間接続導体72、および第2中間導体42A、42B、42C、42D、42Eと第2表面導体52とを接続する層間接続導体82が形成されている。
端子導体61A、61B、61C、61Dは第1表面導体51A、51B、51C、51Dの表面に形成されている。端子導体62A、62B、62C、62D、62Eは第2表面導体52の表面にそれぞれ形成されている。
薄膜コンデンサ102の第1容量部および第2容量部の基本構成は、第2の実施形態に係る薄膜コンデンサ101と同様である。
第1中間導体41は複数の第1表面導体51A、51B、51C、51Dを共通接続する。また、第2中間導体42A、42B、42C、42D、42Eは第2内部導体22A、22Bの複数箇所を共通接続する。
このように、複数の第1表面導体51A、51B、51C、51Dが第1中間導体41で一旦共通接続され、また、第2内部導体22A、22Bが第2中間導体42A、42B、42C、42D、42Eを介して、第2表面導体52に共通接続される。そのため、第1端子導体61A、61B、61C、61Dおよび第2端子導体62A、62B、62C、62D、62Eに対する電流の出入りの方向性に対する影響が緩和される。すなわち、第1表面導体51A、51B、51C、51Dの電位の偏り(傾き)は第1中間導体41で緩和されるので、第1内部導体21A、21Bの平面内での電流集中が緩和される。また、第2内部導体22A、22Bの電位の偏り(傾き)は第2中間導体42A、42B、42C、42D、42Eおよび第2表面導体52で緩和されるので、第2内部導体22A、22Bの平面内での電流集中が緩和される。このことでESL・ESRが低減される。また、第1内部導体21A、21Bから第1表面導体51A、51B、51C、51Dまでの電流経路に、並列関係の電流経路が多くなり、第2内部導体22A、22Bから第2表面導体52までの電流経路に、並列関係の電流経路が多くなって、ESL・ESRが更に低減される。
本実施形態の薄膜コンデンサ102によれば、ESLが支配的になる周波数300MHz付近において、より低インピーダンスとなる。この周波数でのインピーダンスがESLに相当し、ESLは約4pHである。したがって、従来の一般的な構成と比較してESLは改善されている。
なお、上述の各実施形態では、スパイラル形状のコイル導体パターンを、積層体内に2層形成する態様を示したが、1層であっても、3層以上であってもよい。また、薄膜コンデンサを、積層体のZ方向において、スパイラル形状のコイル導体パターンと同じ位置に配置する態様を示したが、異なっていてもよい。但し、積層体のZ方向において、薄膜コンデンサの位置とスパイラル形状のコイル導体パターンの位置とが重なっていることが好ましい。これにより、積層体を薄くできるとともに、スパイラル形状のコイル導体の変形をより確実に抑制できる。
10:基板
11:密着層
20A、20B、20C:誘電体層
21A、21B:第1内部導体
22A、22B:第2内部導体
30:無機絶縁層
31:第1有機絶縁層
32:第2有機絶縁層
33:第3有機絶縁層
41:第1中間導体
42A、42B、42C:第2中間導体
51、51A:第1表面導体
52:第2表面導体
61、61A、62、62A、62C:端子導体
71A、71B、72、81A、81B、82:層間接続導体
100、100A、101、102:薄膜コンデンサ
200、200A:LCフィルタ
210、210A:積層体
211、212、213、214、215:樹脂シート
222、223:コイル導体パターン
241、242、243:入出力端子導体
251、252、253、254、254A、255、255A、256A:層間接続導体
261、271:配線導体
2222、2232:外端
2221、2231、2231A:内端
2550:層間接続用補助導体パターン
SP:支持基板
TH253、TH254、TH255、TH2550:孔

Claims (7)

  1. 複数の樹脂シートが積層された積層体と、
    前記複数の樹脂シートのうちの第1の樹脂シートに埋設されたスパイラル形状のコイル導体パターンと、
    前記第1の樹脂シートに埋設され、前記スパイラル形状のコイル導体パターンのコイル開口内に配置され、前記コイル導体パターンに接続された薄膜コンデンサと、
    を備え、
    前記コイル導体パターンの厚みは、前記第1の樹脂シートの厚みよりも小さく、
    前記薄膜コンデンサの厚みは、前記第1の樹脂シートの厚みよりも小さい、
    LCフィルタ。
  2. 前記薄膜コンデンサの厚みは、前記コイル導体パターンの厚みと略同じである、
    請求項1に記載のLCフィルタ。
  3. 前記積層体は、前記複数の樹脂シートの積層方向に直交する第1面を備え、前記積層体の前記第1面には、入出力端子導体が形成されており、
    前記入出力端子導体は、グランド接続用端子導体を含み、
    前記薄膜コンデンサは、外部接続面に前記グランド接続用端子導体に接続される少なくとも1つの端子導体を備え、
    前記薄膜コンデンサは、前記外部接続面が前記第1面側を向くように、前記積層体の内部に配置されている、
    請求項1または請求項2に記載のLCフィルタ。
  4. 前記薄膜コンデンサの前記端子導体と前記グランド接続用端子導体とを接続する配線導体は、前記積層方向における前記外部接続面と前記第1面との間に形成されている、
    請求項3に記載のLCフィルタ。
  5. 前記薄膜コンデンサの前記端子導体は、複数備えられており、
    前記配線導体は、前記薄膜コンデンサの複数の端子導体を、これらに共通の前記グランド接続用端子導体に接続している、
    請求項4に記載のLCフィルタ。
  6. 補助樹脂シートの表面に、スパイラル形状のコイル導体パターンを形成する工程と、
    前記補助樹脂シートの表面における、前記スパイラル形状のコイル導体パターンのコイル開口内に、薄膜コンデンサを配置する工程と、
    前記補助樹脂シートの表面に、前記コイル導体パターンおよび前記薄膜コンデンサを覆うように第1の樹脂シートを形成する工程と、
    を有する、LCフィルタの製造方法。
  7. 前記補助樹脂シートおよび前記第1の樹脂シートを含む複数の樹脂シートは、熱可塑性を有し、
    積層体は、前記複数の樹脂シートを積層し、加熱プレスしてなる、
    請求項6に記載のLCフィルタの製造方法。
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