(57)【要約】【課題】品質を向上することができる配線基板、およびこれを備えた電子装置を提供する。【解決手段】配線基板１は、第１絶縁体層４１ａと、第２絶縁体層４１ｂと、第１絶縁体層４１ａと第２絶縁体層４１ｂとの間に設けられたフェライト磁性体層４２と、フェライト磁性体層４２に埋設されたコイル導体４ｃと、第１絶縁体層４１ａおよび第２絶縁体層４１ｂの少なくとも１つに埋設されており、かつコイル導体４ｃと電気的に接続される配線導体４ｂとを備え、配線導体４ｂと、第１絶縁体層４１ａおよび第２絶縁体層４１ｂの少なくとも１つとは、非結晶相のガラス成分Ｇを介して接合されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁体層と、
第２絶縁体層と、
前記第１絶縁体層と前記第２絶縁体層との間に設けられたフェライト磁性体層と、
前記フェライト磁性体層に埋設された電子素子と、
前記第１絶縁体層および前記第２絶縁体層の少なくとも１つに埋設されており、かつ前記電子素子と電気的に接続される配線導体とを備え、
前記配線導体と、前記第１絶縁体層および前記第２絶縁体層の少なくとも１つとは、非結晶相のガラス成分を介して接合されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記第１絶縁体層、前記第２絶縁体層、および前記フェライト磁性体層は、所定の温度帯域で同時に焼成されることによって形成され、
前記配線導体には、前記焼成された温度帯域では結晶化しないガラス成分が含まれている、請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記第１絶縁体層および前記第２絶縁体層は、ガラスセラミックからなり、
前記配線導体に含まれているガラス成分の軟化点は、前記第１絶縁体層および前記第２絶縁体層に含まれているガラス成分の軟化点よりも大きい、請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記配線導体に含まれているガラス成分は、前記第１絶縁体層および前記第２絶縁体層に含まれているガラス成分と同じ網目形成酸化物を有している、請求項３に記載の配線基板。
【請求項５】
前記第１絶縁体層および前記第２絶縁体層の少なくとも１つに埋設された配線導体を第１配線導体とするとき、前記フェライト磁性体層には、前記第１配線導体および前記コイル導体と電気的に接続される第２配線導体が埋設されており、
前記第２配線導体と、前記フェライト磁性体層とは、非結晶相のガラス成分を介して接合されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の配線基板と、
前記配線基板に設けられた電子部品とを備えた、電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の絶縁体層と、複数の絶縁体層の間に設けられたフェライト磁性体層とを備えた配線基板、およびこれを備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話を始めとする移動体通信機器等の電子機器には、多数の電子装置が組み込まれている。このような携帯電話等の移動体通信機器は、近年小型化が急速に進んでおり、これに搭載される各種電子装置も、小型化、薄型化が要求されている。
【０００３】
この要求に対し、従来から、例えば、セラミック基板にインダクタ素子およびコンデンサ素子を内蔵することにより、電子装置の小型化を図ることが提案されている。
【０００４】
例えば、セラミックからなる配線基板の内部にフェライト磁性体層を形成し、このフェライト磁性体層にコイル導体を内蔵することにより、表面実装工程の簡略化および配線基板の小型化を図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この配線基板は、セラミックグリーンシートにフェライトペーストを塗布し、セラミックグリーンシートとフェライトペーストとを同時焼成することにより得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２１２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、配線基板には、フェライト磁性体層に内蔵されたコイル導体と電気的に接続される配線導体（ビア導体）が埋設されている。すなわち、配線基板と当該配線基板に埋設されたビア導体との間にはわずかではあるが隙間が存在することになる。そのため、電子装置の使用状況等によっては、配線基板と当該配線基板に埋設されたビア導体との隙間から水分等が浸入する可能性があった。この隙間から水分等が浸入すると、フェライト磁性体層にまで当該水分等が到達する恐れがある。この結果、配線基板にマイグレーション等が起こる可能性があった。配線基板にマイグレーション等が起こると、配線基板の品質が低下する。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、品質を向上することができる配線基板、およびこれを備えた電子装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明における配線基板は、第１絶縁体層と、第２絶縁体層と、前記第１絶縁体層と前記第２絶縁体層との間に設けられたフェライト磁性体層と、前記フェライト磁性体層に埋設された電子素子と、前記第１絶縁体層および前記第２絶縁体層の少なくとも１つに埋設されており、かつ前記電子素子と電気的に接続される配線導体とを備え、前記配線導体と、前記第１絶縁体層および前記第２絶縁体層の少なくとも１つとは、非結晶相のガラス成分を介して接合されている。
【０００９】
上記目的を達成するために本発明における電子装置は、本発明に係る配線基板と、前記配線基板に設けられた電子部品とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の配線基板、およびこれを備えた電子装置は、品質を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電子装置の一例を示す平面図である。
【図２】図２は、図１中に示した切断線Ａ−Ａ´に沿って切断した断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る電子装置の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る配線基板および電子装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子装置１の一例を示す平面図である。図２は、図１中に示した切断線Ａ−Ａ´に沿って切断した断面図である。図１および図２に示すように、本実施形態に係る電子装置１は、電子部品２，３、および配線基板４を備えている。電子部品２，３は、例えば、半導体素子、圧電素子、抵抗体、コンデンサ、水晶振動子等である。配線基板４は、電子部品２，３が装着される基板であって、第１絶縁体層４１ａ、第２絶縁体層４２ｂ、およびフェライト磁性体層４２を備えている。このような電子装置１は、例えば、携帯電話やＤＣ-ＤＣコンバータ等に用いられる。
【００１５】
なお、以下では、第１絶縁体層４１ａおよび第２絶縁体層４１ｂを説明する際、特に区別する必要がない場合、あるいは、総称する場合には、単に、絶縁体層４１として説明する。
【００１６】
絶縁体層４１は、絶縁性の良好な部材を用いればよく、ここでは特に限定されない。例えば、絶縁体層４１は、セラミック材料、ガラス材料等からなる。ここで、セラミック材料は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体、ガラスセラミック等である。また、ガラス材料は、例えば、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等である。なお、絶縁体層４１は、ガラスセラミックからなるのが好ましい。このため、以下では、絶縁体層４１は、ガラスセラミックからなる場合について説明する。
【００１７】
すなわち、本実施形態に係る絶縁体層４１は、ガラスセラミックからなるため、ガラスとフィラーとを含んでいる。具体的には、絶縁体層４１は、６０〜９０質量％のガラスと、１０〜４０質量％のフィラーとを含んでいる。また、このガラスは、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＣａＯ，ＭｇＯ，およびＢ２Ｏ３を含んでいる。具体的には、このガラスは、２２〜５２質量％のＳｉＯ２と、２〜１２質量％のＡｌ２Ｏ３と、９〜２９質量％のＺｎＯと、１〜９質量％のＣａＯと、７〜２１質量％のＭｇＯとを含んでいる。また、フィラーは、実質的にフォルステライトからなる。
【００１８】
ガラスにおけるＡｌ２Ｏ３に対するＺｎＯのモル比は、絶縁体層４１とフェライト磁性体層４２との接合強度を向上させることを目的に、０．８〜１．２までの範囲に含まれることが好ましい。
【００１９】
フェライト磁性体層４２は、第１絶縁体層４１ａと第２絶縁体層４１ｂとの間に設けられている。ここで、フェライト磁性体層４２は、フェライト材料を含んでいる。本実施形態においては、フェライト磁性体層４２は、強磁性フェライトからなる。例えば、フェライト磁性体層４２は、Ｎｉ-Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ-Ｚｎ系フェライト、Ｍｇ-Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ-Ｃｏ系フェライトからなる。
【００２０】
フェライト磁性体層４２は、高周波帯域における透磁率を向上させることを目的として、Ｎｉ-Ｚｎ系フェライトからなることが好ましい。Ｎｉ-Ｚｎ系フェライトは、Ｘ-Ｆｅ２Ｏ４として示される逆スピネル構造の固溶体である。なお、Ｘは、Ｃｕ，Ｎｉ，またはＺｎである。
【００２１】
例えば、Ｎｉ-Ｚｎ系フェライトの組成比は、焼結体において、Ｆｅ２Ｏ４を６３〜７３質量％、ＣｕＯを５〜１０質量％、ＮｉＯを５〜１２質量％、ＺｎＯを１０〜２３質量％である。このようなＮｉ-Ｚｎ系フェライトは、１０００℃以下の低温で焼結密度５．０ｇ／ｃｍ３以上の高密度焼成が可能であり、かつ高周波帯域で十分に高い透磁率を得ることができる。
【００２２】
なお、絶縁体層４１とフェライト磁性体層４２との間に、中間層（図示せず）を設けておいてもよい。この場合、中間層の結晶の格子定数とフェライト磁性体層４２の結晶（フェライト結晶）の格子定数との差、および、中間層の結晶の格子定数と絶縁体層４１の結晶の格子定数との差は、中間層の結晶の格子定数の１０％以内にすることが好ましい。このようにすると、絶縁体層４１とフェライト磁性体層４２とを、中間層を介して、強固に接合することができる。
【００２３】
また、図２に示すように、本実施形態に係る配線基板４には、配線層４ａが形成されている。本実施形態に係る配線層４ａは、第１絶縁体層４１ａの表面と、フェライト磁性体層４２の表面と、第２絶縁体層４１ｂの表面とに形成されている。ここで、配線層４ａは、例えば、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ-Ｐｄ合金、Ａｇ-Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末の焼結体であるメタライズ金属からなる。また、配線層４ａは、絶縁層４１用のグリーンシートに配線層４ａ用の導体ペーストを印刷することにより配線パターンを形成し、絶縁層４１用のグリーンシートと同時焼成することによって形成される。
【００２４】
また、本実施形態に係る配線基板４における絶縁体層４１には、第１配線導体（配線導体）４ｂが埋設されている。すなわち、本実施形態に係る第１配線導体４ｂは、配線層４ａと接続されている。ここで、第１配線導体４ｂは、Ａｕ，Ｐｔに次いで抵抗値が低く、しかも、価格も安価なＡｇ，Ｃｕからなることが好ましい。また、フェライト磁性を発生させるためには、酸化雰囲気にて焼成する必要があるため、第１配線導体４ｂは、特に、酸化雰囲気で使用可能なＡｇからなるのが好ましい。すなわち、第１配線導体４ｂは、例えば、８０〜９５重量％のＡｇもしくはＡｇ系合金等の粉末の焼結体である低抵抗メタライズ金属からなる。
【００２５】
また、第１配線導体４ｂには、絶縁体層４１およびフェライト磁性体層４２（すなわち、配線基板４）が焼成された温度帯域（例えば、８００〜１０００℃）では結晶化しないガラス成分が含まれている。すなわち、絶縁体層４１およびフェライト磁性体層４２は、所定の温度帯域（例えば、８００〜１０００℃）で同時に焼成されることによって形成される。第１配線導体４ｂにこのようなガラス成分が含まれているので、配線基板４を焼成する際に、第１配線導体４ｂのガラス成分が軟化・流動することになる。このため、第１配線導体４ｂと絶縁体層４１とは、図２に示すように、非結晶相のガラス成分Ｇを介して接合されることになる。第１配線導体４ｂと絶縁体層４１とが非結晶相のガラス成分Ｇを介して接合されるので、第１配線導体４ｂと絶縁体層４１との間に隙間は存在することはない。そのため、第１配線導体４ｂと絶縁体層４１との間から水分等が浸入することがない。この結果、配線基板４にマイグレーション等が起こる可能性を低減することができる。
【００２６】
また、本実施形態に係る第１配線導体４ｂには、絶縁体層４１およびフェライト磁性体層４２が焼成された温度帯域では結晶化しないガラス成分が含まれているので、さらに次のような効果も有する。すなわち、これとは逆に、第１配線導体に絶縁体層およびフェライト磁性体層が焼成された温度帯域で結晶化するガラス成分が含まれている場合、結晶化に伴う第１配線導体の体積収縮によって、第１配線導体４ｂと絶縁体層４１との間に隙間が生じる可能性がある。しかしながら、本実施形態に係る第１配線導体４ｂには、絶縁体層４１およびフェライト磁性体層４２が焼成された温度帯域では結晶化しないガラス成分が含まれているので、このような問題は生じない。
【００２７】
また、第１配線導体４ｂに含まれているガラス成分の軟化点は、絶縁体層４１に含まれているガラス成分の軟化点よりも大きいことが好ましい。すなわち、これとは逆に、第１配線導体４ｂに含まれているガラス成分の軟化点が、絶縁体層４１に含まれているガラス成分の軟化点よりも小さい場合、第１配線導体４ｂに含まれているガラス成分が絶縁体層４１内部へ溶出することになる。そのため、焼成後において、第１配線導体４ｂの内部に空隙（ポーラス）が生じる可能性がある。しかしながら、本実施形態においては、第１配線導体４ｂに含まれているガラス成分の軟化点は、絶縁体層４１に含まれているガラス成分の軟化点よりも大きいので、このような問題は生じない。
【００２８】
さらに、第１配線導体４ｂに含まれているガラス成分は、絶縁体層４１に含まれているガラス成分と同じ網目形成酸化物を有していることが好ましい。これにより、第１配線導体４ｂと絶縁体層４１とは、非結晶相のガラス成分Ｇを介して、より強固に接合することができる。
【００２９】
なお、本実施形態に係る第１配線導体４ｂに含まれているガラス成分は、例えば、５〜２０重量％のＳｉＯ２，Ｂ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＢａＯ，ＣａＯ，ＭｇＯからなる。
【００３０】
また、本実施形態に係る配線基板４におけるフェライト磁性体層４２には、コイル導体４ｃが埋設されている。ここで、コイル導体４ｃは、配線層４ａと同様、例えば、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ-Ｐｄ合金、Ａｇ-Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末の焼結体であるメタライズ金属からなる。コイル導体４ｃが低抵抗金属の粉末の焼結体であるメタライズ金属からなるので、コイル導体４ｃの抵抗値を小さくすることができる。また、コイル導体４ｃは、フェライト磁性体層４２用のグリーンシートの表面にコイル導体４ｃ用の導体ペーストを印刷することによりコイルパターンを形成し、その上にフェライト磁性体層４２用のグリーンシートを積層して同時焼成することによって形成される。なお、コイル導体４ｃが上下に複数重ねて形成される場合には、コイルパターンが形成されたフェライト磁性体層４２用のグリーンシートを複数積層した上にさらにフェライト磁性体層４２用のグリーンシートを積層すればよい。
【００３１】
また、本実施形態に係るフェライト磁性体層４２には、第２配線導体４ｄが埋設されている。すなわち、本実施形態に係る第２配線導体４ｄは、コイル導体４ｃおよび配線層４ａと接続されている。つまり、本実施形態に係るコイル導体４ｃは、第１配線導体４ｂと電気的に接続されることになる。ここで、第２配線導体４ｄは、第１配線導体４ｂと同様、Ａｕ，Ｐｔに次いで抵抗値が低く、しかも、価格も安価なＡｇ，Ｃｕからなることが好ましい。また、フェライト磁性を発生させるためには、酸化雰囲気にて焼成する必要があるため、第２配線導体４ｄは、特に、酸化雰囲気で使用可能なＡｇからなるのが好ましい。すなわち、第２配線導体４ｄは、例えば、８０〜９５重量％のＡｇもしくはＡｇ系合金等の粉末の焼結体である低抵抗メタライズ金属からなる。
【００３２】
ここで、図３に示すように、第２配線導体４ｄとフェライト磁性体層４２とは、非結晶相のガラス成分Ｇを介して接合されていることが好ましい。すなわち、本実施形態に係る第２配線導体４ｄには、第１配線導体４ｂと同様、絶縁体層４１およびフェライト磁性体層４２が焼成された温度帯域では結晶化しないガラス成分が含まれている。第１配線導体４ｂと絶縁体層４１とが非結晶相のガラス成分Ｇを介して接合されているだけでなく、第２配線導体４ｄとフェライト磁性体層４２とも非結晶相のガラス成分Ｇを介して接合されているので、図２に示す態様と比較して、配線基板４にマイグレーション等が起こる可能性をより低減することができる。
【００３３】
なお、本実施形態に係る第２配線導体４ｄに含まれているガラス成分は、第１配線導体４ｂと同様、例えば、５〜２０重量％のＳｉＯ２，Ｂ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＢａＯ，ＣａＯ，ＭｇＯからなる。
【００３４】
以上のように、本実施形態に係る配線基板４によれば、品質を向上する配線基板を実現できる。
【００３５】
なお、上記では、フェライト磁性体層４２にコイル導体４ｃが埋設されている例について説明したが、これに限定されない。すなわち、フェライト磁性体層４２には、コイル導体４ｃ以外の、低周波フィルタやノイズ吸収体の役割を担う電子素子が埋設されていてもよい。
【００３６】
すなわち、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。つまり、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明は、品質を向上することができる配線基板、またはこれを備えた電子装置として有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１  電子装置
２、３  電子部品
４  配線基板
４１ａ  第１絶縁体層
４１ｂ  第２絶縁体層
４２  フェライト磁性体層
４ｂ  第１配線導体
４ｃ  コイル導体（電子素子）
４ｄ  第２配線導体
【図１】
2010232440.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010232440.tif 000005