JP2004014885A

JP2004014885A - 積層型電子部品

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Publication number: JP2004014885A
Application number: JP2002167840A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Saito; 斉藤　朋子
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: JP4483157B2

Abstract

【課題】積層体の局部的な厚み増加によるうねりを抑えるとともに、層間密着強度が高い積層型電子部品を提供する。
【解決手段】グランド内部導体７２〜７４は、積層体内に設けられたグランド用ビアホール９１，９６ａ〜９６ｄや中継用グランド導体９５ａ〜９５ｄを介してグランド内部導体７１と導通している。グランド用ビアホール９１，９６ａ〜９６ｄおよび中継用グランド内部導体９５ａ〜９５ｄが、隣接する二つのグランド内部導体７２と７３を電気的に接続する。グランド用ビアホール９６ａ〜９６ｄにおいて、積層体の積層方向に隣接する二つのグランド用ビアホール（例えば９６ａと９６ｂ、あるいは、９６ｂと９６ｃなど）の位置は、平面透視でずれている。同一形状の中継用グランド内部導体９５ａ〜９５ｄは、平面視で重なり合っている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層型電子部品、特にビアホールを内部に設けたディレイラインなどの積層型電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の積層型電子部品として、例えば特開平３−１２５５０４号公報記載のディレイラインが知られている。このディレイラインは、図９に示すように、グランド内部導体１５２ａ，１５４ａ，１５６ａ，１５８ａをそれぞれ表面に設けたグリーンシート１５２，１５４，１５６，１５８と、ストリップ導体１５３ａ，１５５ａ，１５７ａをそれぞれ表面に設けたグリーンシート１５３，１５５，１５７と、保護用グリーンシート１５１，１５９とを積み重ねて構成した積層体の側面と上下面部分に、入力用外部電極、出力用外部電極および二つのグランド用外部電極を設けたものである。
【０００３】
各グランド内部導体１５２ａ，１５４ａ，１５６ａ，１５８ａは、引出し部１５２ｂ，１５４ｂ，１５６ｂ，１５８ｂにより積層体の側面に引き出され、グランド用外部電極に電気的に接続されている。また、各ストリップ導体１５３ａ，１５５ａ，１５７ａは、グリーンシート１５３〜１５６に設けられたビアホール１５３ｃ，１５４ｃ，１５５ｃ，１５６ｃを介して電気的に直列に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のディレイライン１５０は、グランド内部導体１５２ａ，１５４ａ，１５６ａ，１５８ａのそれぞれの引出し部１５２ｂ，１５４ｂ，１５６ｂ，１５８ｂが、外部電極の配置の関係から平面透視で同じ位置に積み重ねられるように設けられている。このため、引出し部１５２ｂ，１５４ｂ，１５６ｂ，１５８ｂの積層方向は局部的に厚みが増加し、積層体にうねりが生じることがあった。また、一般に、グリーンシート同士よりも、グリーンシートと内部導体との間の方が層間密着強度が低いために、引出し部１５２ｂ，１５４ｂ，１５６ｂ，１５８ｂのところで積層体にデラミネーションが生じるといった不具合があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、積層体の局部的な厚み増加によるうねりを抑えるとともに、層間密着強度が高い積層型電子部品を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る積層型電子部品は、信号内部導体を表面に設けた複数の絶縁層と、第１のグランド内部導体を表面に設けた絶縁層と、第２のグランド内部導体を表面に設けた絶縁層と、絶縁層のいずれかに設けられ、第１および第２のグランド内部導体を電気的に接続する複数のグランド用ビアホールと、第１および第２のグランド内部導体が設けられた絶縁層の間に、グランド用ビアホールと電気的に接続され、該グランド用ビアホールの位置が平面透視でずれるように第３のグランド内部導体を表面に設けた絶縁層とを含む積層体を備えたことを特徴とする。第３のグランド内部導体は、例えば帯状を有し、第１および第２のグランド内部導体よりも面積が小さい。
【０００７】
以上の構成によりグランド用ビアホールは、従来のグランド内部導体の引出し部と比較して、層間接続位置を容易に変更でき、かつ、従来の引出し部より面積が小さいため、積層体の局部的な厚み増加が少なく、積層体のうねりも小さい。また、層間密着強度も低下しにくい。
【０００８】
また、第３のグランド内部導体は複数個からなり、同一形状で積層体の積層方向に重なり合うように設けられている。これにより、グランド用ビアホールの位置をずらしても内部パターンの設計変更をする必要がない。さらに、複数個の第３のグランド内部導体の間を電気的に接続するグランド用ビアホールの位置を平面透視でずらした場合には、グランド用ビアホールを積層方向に連接したときに積層体に生じるグランド用ビアホールの隆起現象が発生しない。従って、積層体の局部的な厚み増加がより一層少なくなる。
【０００９】
そして、第１のグランド内部導体と第３のグランド内部導体との間、および第３のグランド内部導体と第２のグランド内部導体との間をそれぞれ電気的に接続する複数のグランド用ビアホールは積層体の積層方向に連接されており、第１および第３のグランド内部導体の間に連接されているグランド用ビアホールの本数と、第３および第２のグランド内部導体の間に連接されているグランド用ビアホールの本数とが異なっていることを特徴とする。以上の構成により、グランド用ビアホールのうちのいくつかを減らすことができ、積層体の局部的な厚み増加が、より一層抑えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層型電子部品の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。各実施形態は、コンピュータや計測器等において信号伝達を遅延させるためのディレイラインを例にして説明するが、本発明は必ずしもこれに限るものではない。一般に、積層方向に隣接する三つのグランド内部導体間を層間接続するビアホールを有する積層型電子部品にも本発明を適用することができる。
【００１１】
［第１実施形態、図１〜図５］
図１に示すように、集中定数型ディレイライン５１は、コ字形状のコイル用導体（信号内部導体）８０ａ〜８０ｄ及び中継用グランド内部導体（第３のグランド内部導体）９５ａ〜９５ｄをそれぞれ表面に設けた絶縁性シート５８〜６１と、コンデンサ用導体７５，７６をそれぞれ表面に設けた絶縁性シート５４，５６，６３，６５と、グランド内部導体７１，７２，７３，７４をそれぞれ表面に設けた絶縁性シート５３，５５，６４，６６と、中継用信号導体８１，８２をそれぞれ表面に設けた絶縁性シート５７，６２と、予め表面に導体を設けない保護用絶縁性シート５２などにて構成されている。
【００１２】
コイル用導体８０ａ〜８０ｄは、絶縁性シート５８〜６１にそれぞれ設けた信号用ビアホール９０を介して電気的に直列に接続され、１０個の螺旋状コイルＬを形成している。コンデンサ用導体７５はグランド内部導体７１，７２との間に静電容量を発生し、６個のコンデンサＣを形成している。コンデンサ用導体７６は、グランド内部導体７３，７４との間に静電容量を発生し、６個のコンデンサＣを形成している。これらのコンデンサＣは、中継用信号導体８１，８２や信号用ビアホール９０を介して螺旋状コイルＬに電気的に接続している。
【００１３】
以上の各絶縁性シート５２〜６６を、適宜複数回繰り返して積み重ねた後、圧着し、一体的に焼成することにより、図２に示す略直方体形状の積層体１００を形成する。積層体１００の手前側と奥側の側面にはそれぞれ入力用外部電極１０１、出力用外部電極１０２およびグランド用外部電極Ｇが形成されている。入力用外部電極１０１および出力用外部電極１０２はそれぞれ、絶縁性シート５３に設けた引出し導体８３，８４に電気的に接続されている。グランド用外部電極Ｇは、グランド内部導体７１の引出し部に電気的に接続されている。図３はディレイライン５１の電気等価回路図である。
【００１４】
以上の構成からディレイライン５１は、グランド用外部電極Ｇとグランド内部導体７１〜７４の導通を、グランド内部導体７１の引出し部のみで行っている。つまり、グランド内部導体７２〜７４は、積層体１００内に設けられたグランド用ビアホール９１，９６ａ〜９６ｄや中継用グランド内部導体９５ａ〜９５ｄを介してグランド内部導体７１と導通している。
【００１５】
このように、グランド用ビアホール９１や中継用グランド内部導体９５ａ〜９５ｄを介してグランド内部導体７１〜７４を導通する構造は、グランド内部導体の全てを引出し部を介してグランド用外部電極に電気的に接続する従来の接続構造と比較して、層間接続位置を容易に変更できる。しかも、グランド用ビアホール９１の横断面は、従来の引出し部より面積が小さいので、積層体１００の局部的な厚み増加が少なく、層間密着強度も低下しにくい。
【００１６】
さらに、図４に示すように、グランド用ビアホール９１，９６ａ〜９６ｄおよび中継用グランド内部導体９５ａ〜９５ｄが、絶縁性シート５５〜６３を挟んで隣接する二つのグランド内部導体（第１および第２のグランド内部導体）７２と７３を電気的に接続する。そして、グランド用ビアホール９６ａ〜９６ｄにおいて、積層体１００の積層方向に隣接する二つのグランド用ビアホール（例えば９６ａと９６ｂ、あるいは、９６ｂと９６ｃなど）の位置を平面透視で（積層体の上面から積層方向に見た状態で）ずらしている（図４の断面図では略蛇行形状になっている）ので、ビアホールを積層方向に連接したときに積層体に生じるビアホールの隆起現象を防止することができる。従って、積層体１００の局部的な厚み増加がより一層少なくなる。なお、信号内部導体間の接続と異なり、グランド内部導体間の接続なので、電気的特性に大きな影響はない。
【００１７】
また、グランド用ビアホール９６ａ〜９６ｄにそれぞれ電気的に接続された同一形状の帯状の中継用グランド内部導体９５ａ〜９５ｄが平面視で重なり合い、隣接するグランド用ビアホールの一方のグランド用ビアホールの一端が他方のグランド用ビアホールに接続されている中継用グランド内部導体に接触している。このように、同一形状の中継用グランド内部導体９５ａ〜９５ｄを用いることにより、例えば図５に示すように、グランド用ビアホール９６ａ〜９６ｄの位置を少しづつ階段状にずらすようにしても内部パターンの再設計が不要になる。
【００１８】
［第２実施形態、図６〜図８］
図６に示すように、分布定数型ディレイライン１は、蛇行形状のコイル用導体（信号内部導体）１１〜２０をそれぞれ表面に設けた絶縁性シート９，８，６，５，３と、第１のグランド内部導体２１を表面に設けた絶縁性シート１０と、第３のグランド内部導体２２を表面に設けた絶縁性シート７と、第２のグランド内部導体２３を表面に設けた絶縁性シート４と、予め表面に導体を設けない保護用絶縁性シート２などを積み重ねて構成した積層体を備えている。
【００１９】
コイル用導体１１〜１５は絶縁性シート９，８，６，５，３の略左半分の領域に配設され、絶縁性シート８〜３にそれぞれ設けた信号用ビアホール３１ａ〜３１ｆを介して電気的に直列に接続されている。コイル用導体１６〜２０は絶縁性シート３，５，６，８，９の略右半分の領域に配設され、絶縁性シート３〜８にそれぞれ設けた信号用ビアホール３１ｇ〜３１ｌを介して電気的に直列に接続されている。さらに、コイル用導体１５の一端とコイル用導体１６の一端とが電気的に接続されることにより、コイル用導体１１〜１５と１６〜２０は電気的に直列に接続されている。
【００２０】
広面積の第１のグランド内部導体２１と第３のグランド内部導体２２の間には、これらに対向するようにコイル用導体１１，１２，１９，２０が配設されている。広面積の第３および第２のグランド内部導体２２，２３の間には、これらに対向するようにコイル用導体１３，１４，１７，１８が配設されている。これにより、それぞれマイクロストリップラインを構成している。
【００２１】
コイル用導体１５と１６の間には、グランド用ビアホール３２ｇ，３３ｇが配設されている。このグランド用ビアホール３２ｇ，３３ｇは、第２のグランド内部導体２３に電気的に接続されており、コイル用導体１５で発生する磁界とコイル用導体１６で発生する磁界が電磁結合するのを防いでいる。
【００２２】
また、コイル用導体１３，１４と１８，１７の間には、グランド用ビアホール３２ｄ，３３ｄ，３２ｅ，３３ｅ，３２ｆ，３３ｆが配設されている。このグランド用ビアホール３２ｄ，３３ｄ，３２ｅ，３３ｅ，３２ｆ，３３ｆは、第３および第２のグランド内部導体２２，２３に電気的に接続されており、コイル用導体１３，１４で発生する磁界とコイル用導体１８，１７で発生する磁界が電磁結合するのを防いでいる。なお、コイル用導体１３と１４のコイル軸は直交しているので、コイル用導体１３で発生する磁界とコイル用導体１４で発生する磁界は殆ど電磁結合しない。同様の理由で、コイル用導体１７で発生する磁界とコイル用導体１８で発生する磁界も殆ど電磁結合しない。
【００２３】
さらに、コイル用導体１１，１２と２０，１９の間には、グランド用ビアホール３４ｃ，３４ｂ，３４ａが配設されている。このグランド用ビアホール３４ｃ，３４ｂ，３４ａは、第１および第３のグランド内部導体２１，２２に電気的に接続されており、コイル用導体１１，１２で発生する磁界とコイル用導体２０，１９で発生する磁界が電磁結合するのを防いでいる。なお、コイル用導体１１と１２のコイル軸は直交しているので、コイル用導体１１で発生する磁界とコイル用導体１２で発生する磁界は殆ど電磁結合しない。同様の理由で、コイル用導体１９で発生する磁界とコイル用導体２０で発生する磁界も殆ど電磁結合しない。
【００２４】
絶縁性シート２〜１０には、誘電体材料、例えばガラスとフィラー（アルミナ、シリカなど）を組み合わせた複合材料やガラスセラミックなどを用いる。導体１１〜２０、２１〜２３やビアホール３１ａ〜３１ｌ，３２ｄ〜３２ｇ，３３ｄ〜３３ｇ，３４ａ〜３４ｃはＰｔ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ等からなり、印刷、スパッタリング、蒸着、フォトリソグラフィ等の方法により形成される。
【００２５】
以上の各絶縁性シート２〜１０を積み重ねた後、圧着し、一体的に焼成することにより、図７に示す略直方体形状の積層体４０を形成する。ここで、絶縁性シート４〜６は３回繰り返して積層される。積層体４０の手前側と奥側の側面にはそれぞれ入力用外部電極４１、出力用外部電極４２およびグランド用外部電極Ｇが形成されている。
【００２６】
入力用外部電極４１はコイル用導体１１の引出し部に電気的に接続されている。出力用外部電極４２はコイル用導体２０の引出し部に電気的に接続されている。そして、グランド用外部電極Ｇは、第１のグランド内部導体２１の引出し部に電気的に接続されている。図８は、ディレイライン１の電気等価回路図である。このディレイライン１はコンデンサ成分をコイル用導体１１〜２０と第１ないし第３のグランド内部導体２１〜２３との間に発生する浮遊容量で確保している。
【００２７】
以上の構成からなるディレイライン１は、グランド用外部電極Ｇと第１ないし第３のグランド内部導体２１〜２３の導通を、第１のグランド内部導体２１の引出し部のみで行っている。つまり、第３および第２のグランド内部導体２２，２３は、積層体４０内に設けられたグランド用ビアホール３２ｄ〜３２ｆ，３３ｄ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｃを介してグランド内部導体２１と導通している。グランド用ビアホール３２ｄ〜３２ｇ，３３ｄ〜３３ｇ，３４ａ〜３４ｃはそれぞれ、積層体４０の積層方向の異なる軸上にずらして配設されている。
【００２８】
なお、第１のグランド内部導体２１の引出し部は、積層体４０の側面に引き出されてグランド用外部電極Ｇと接続している。しかし、第１のグランド内部導体２１にさらに引出し用ビアホールを設けて、積層体４０の裏面に引き出し、裏面に設けたグランド用ランド電極に接続してもよい。
【００２９】
このように、グランド用ビアホール３２ｄ〜３２ｆ，３３ｄ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｃを介してグランド内部導体２１〜２３を導通する構造は、グランド内部導体の全てを引出し部を介してグランド用外部電極に電気的に接続する従来の接続構造と比較して、層間接続位置を容易に変更できる。しかも、グランド用ビアホール３２ｄ〜３２ｇ，３３ｄ〜３３ｇ，３４ａ〜３４ｃの横断面は、従来の引出し部より面積が小さいので、積層体４０の局部的な厚み増加が少なく、積層体４０のうねりも小さい。また、層間密着強度も低下しにくい。
【００３０】
［他の実施形態］
なお、本発明に係る積層型電子部品は、前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００３１】
前記実施形態は個産品の場合を例にして説明したが、量産時の場合には複数個分の電子部品を備えたマザー基板を製作し、所望のサイズに切り出して製品とすることができる。さらに、前記実施形態は、導体が形成された絶縁性シートを積み重ねた後、一体的に焼成するものであるが、必ずしもこれに限定されない。シートは予め焼成されたものを用いてもよい。また、以下に説明する製法によって電子部品を製作してもよい。印刷等の手段によりペースト状の絶縁性材料を塗布して絶縁層を形成した後、その絶縁層の表面にペースト状の導電体材料を塗布して任意の導体を形成する。次に、ペースト状の絶縁性材料を前記導体の上から塗布する。こうして順に重ね塗りすることによって積層構造を有する電子部品が得られる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、グランド用ビアホールは、従来のグランド内部導体の引出し部と比較して、層間接続位置を容易に変更でき、かつ、従来の引出し部より面積が小さいため、積層体の局部的な厚み増加が少なく、積層体のうねりも小さい。また、層間密着強度も低下しにくい。
【００３３】
また、第３のグランド内部導体は複数個からなり、同一形状で積層体の積層方向に重なり合うように設けられている。これにより、グランド用ビアホールの位置をずらしても内部パターンの設計変更をする必要がなくなる。さらに、複数個の第３のグランド内部導体の間を電気的に接続するグランド用ビアホールの位置を平面透視でずらした場合には、グランド用ビアホールを積層方向に連接したときに積層体に生じるグランド用ビアホールの隆起現象が発生しない。従って、積層体の局部的な厚み増加をより一層少なくできる。
【００３４】
また、第１および第３のグランド内部導体の間に連接されているグランド用ビアホールの本数と、第３および第２のグランド内部導体の間に連接されているグランド用ビアホールの本数とを異ならせることにより、グランド用ビアホールのうちのいくつかを減らすことができ、積層体の局部的な厚み増加を、より一層抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る積層型電子部品の第１実施形態を示す分解斜視図。
【図２】図１に示した積層型電子部品の外観を示す斜視図。
【図３】図２に示した積層型電子部品の電気等価回路図。
【図４】図１に示した積層型電子部品のグランド内部導体間を層間接続するビアホールの模式断面図。
【図５】グランド内部導体間を層間接続するビアホールの変形例を示す模式断面図。
【図６】本発明に係る積層型電子部品の第２実施形態を示す分解斜視図。
【図７】図６に示した積層型電子部品の外観を示す斜視図。
【図８】図７に示した積層型電子部品の電気等価回路図。
【図９】従来の積層型電子部品を示す分解斜視図。
【符号の説明】
１，５１…ディレイライン
２〜１０，５２〜６６…絶縁性シート
１１〜２０，８０ａ〜８０ｄ…コイル用導体
２１〜２３，７１〜７４…グランド内部導体
３２ｄ〜３２ｇ，３３ｄ〜３３ｇ，３４ａ〜３４ｃ，９１，９６ａ〜９６ｄ…グランド用ビアホール
４０，１００…積層体
９５ａ〜９５ｄ…中継用グランド内部導体

Claims

信号内部導体を表面に設けた複数の絶縁層と、
第１のグランド内部導体を表面に設けた絶縁層と、
第２のグランド内部導体を表面に設けた絶縁層と、
前記絶縁層のいずれかに設けられ、前記第１および第２のグランド内部導体を電気的に接続する複数のグランド用ビアホールと、
前記第１および第２のグランド内部導体が設けられた絶縁層の間に、前記グランド用ビアホールと電気的に接続され、該グランド用ビアホールの位置が平面透視でずれるように第３のグランド内部導体を表面に設けた絶縁層と、
を含む積層体を備えたことを特徴とする積層型電子部品。
前記第３のグランド内部導体は帯状を有し、前記第１および第２のグランド内部導体よりも面積が小さいことを特徴とする請求項１に記載の積層型電子部品。
前記第３のグランド内部導体は複数個からなり、同一形状で前記積層体の積層方向に重なり合うように設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層型電子部品。
前記複数個の第３のグランド内部導体の間を電気的に接続する前記グランド用ビアホールの位置が平面透視でずれるように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の積層型電子部品。
前記第１のグランド内部導体と前記第３のグランド内部導体との間、および前記第３のグランド内部導体と前記第２のグランド内部導体との間をそれぞれ電気的に接続する前記複数のグランド用ビアホールは前記積層体の積層方向に連接されており、前記第１および第３のグランド内部導体の間に連接されているグランド用ビアホールの本数と、前記第３および第２のグランド内部導体の間に連接されているグランド用ビアホールの本数とが異なっていることを特徴とする請求項１に記載の積層型電子部品。