(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト粉とエポキシ樹脂とを溶剤に混練してスラリー化したペーストをガラスクロスに含浸し、乾燥して得られたプリプレグを用いた基板、およびこの基板の少なくとも一方の面に銅箔を加熱圧着して形成された銅箔層をパターニングして形成されたコイルを備えたチップ型インピーダンス素子であって、
前記基板上に、少なくとも前記コイル部分を被って、フェライト粉とエポキシ樹脂とを含有する樹脂オーバーコート層が設けられており、
前記プリプレグが、フェライト粉とエポキシ樹脂とガラスクロスとの合計量に対するフェライト粉の量の重量比で示したフェライト粉の含有量が５０〜８０wt％であり、エポキシ樹脂とガラスクロスとの配合比が、エポキシ樹脂／ガラスクロスの重量比で４／１〜１／１であり、厚さ２０〜６０μm のガラスクロスを用いたものであり、
１００MHz以上の高周波領域で使用されるチップ型インピーダンス素子。
【請求項２】
前記プリプレグとしてＢステージのものを用いる請求項１または２のチップ型インピーダンス素子。
【請求項３】
前記基板の両面に形成されたコイルが、前記基板および銅箔層を貫通して形成されたスルーホールを用いて電気的に接続されている請求項１または２のチップ型インピーダンス素子。
【請求項４】
前記コイルがスパイラルパターンまたはミアンダパターンである請求項１〜３のいずれかのチップ型インピーダンス素子。
【請求項５】
前記樹脂オーバーコート層が、フェライト粉とエポキシ樹脂とを溶剤に混練してスラリー化したペーストで形成されたものか、前記プリプレグを加熱圧着して形成されたものである請求項１〜４のいずれかのチップ型インピーダンス素子。
【請求項６】
前記プリプレグ中のフェライト磁性粉の粒径が５０μｍ以下である請求項１〜５のいずれかのチップ型インピーダンス素子。
【請求項７】
温度２５℃でのインピーダンス値を基準にした−２５〜＋８５℃の温度範囲でのインピーダンス値の変化率が±３％以内である請求項１〜６のいずれかのチップ型インピーダンス素子。
【請求項８】
温度２５℃でのインダクタンス値を基準にした−２５〜＋８５℃の温度範囲でのインダクタンス値の変化率が±３％以内である請求項１〜７のいずれかのチップ型インピーダンス素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップ型ノイズフィルタ等のチップ型インピーダンス素子に関し、特に１００ＭＨｚ  以上の高速デジタル機器のノイズ対策部品に用いて好適なチップ型インピーダンス素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、信号線路等に挿入される高周波ノイズ対策チップインダクタンス、インピーダンス部品としては、以下のものが挙げられる。
【０００３】
１）基材に焼結フェライトを用い、基材上に単層、または積層導体パターンを設けたチップインダクタ、
２）特開平８−１６７５２２号公報に記載された、フェライト粉末と液晶ポリマー樹脂との混合物である複合フェライト基板にコイルパターンを形成したＬＣ複合部品、および
３）特開平４−２０９５０７号公報に記載された高周波コイルで、高透磁率の磁性体基板上にコイル導体を形成し、その上を磁性体を混入した樹脂によって覆ったチップインダクタ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記１）の基材に焼結フェライトを用いるものは、
Ａ）フェライト基材の透磁率、誘電率等の周波数特性が悪く、１００ＭＨｚ  以上での高周波でのノイズ除去に対しては、基本信号の波形が崩れてしまう、
Ｂ）高温焼成が必要で、形状融通性に劣る、
Ｃ）基材と導体パターンとを交互に積層して積層チップインダクタとする場合、工程数が多くなってしまう、
という問題がある。
【０００５】
上記２）のフェライト粉末と液晶ポリマーの混合物を射出成形して得られる複合フェライト基板にコイルパターンを形成したものは、
Ａ）作業性を向上するためには、集合基板とすることが有利であるが、大判（１００ｍｍ角以上）で薄肉（０．５ｍｍ以下）の基板に成形することが、樹脂流動性、ソリ等の問題から困難であり、また、このような薄く大判の基板が形成されたとしても、パターニング等のハンドリング時に材料強度が不足し、割れ等の問題を起こす、
Ｂ）コイル全体をメッキ層のパターニングにより形成する必要がある、
このため、▲１▼コストがかかる、▲２▼メッキ層全面にわたっての厚みの不均一さが大きくなるため、ファインパターンが難しい（エッチングは最大厚さの部分を基準にして行なわなければならないため、厚みの不均一さが大きくエッチング度にバラツキがでてしまうからである）、▲３▼メッキ形成前に前処理（強アルカリ溶液にてエッチング）が必要であることや、メッキピール強度を高く取ることが困難である、
Ｃ）液晶ポリマーを用いているので、ハンダ耐熱性にやや劣る、
という問題がある。
【０００６】
上記３）のチップインダクタにあっては、用いる基板についてその公報の全体を通して単に（高透磁率の）磁性体基板と記載しているだけで、具体的な記載がなく、上記１）または２）と同様な問題が生ずるものと推測される。
【０００７】
そこで、本発明は、１００ＭＨｚ  以上の高周波領域で使用可能で、巻線レスで、小型、薄型化を図ることが可能なチップ型インピーダンス素子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の本発明によって達成される。
（１）  フェライト粉とエポキシ樹脂とを溶剤に混練してスラリー化したペーストをガラスクロスに含浸し、乾燥して得られたプリプレグを用いた基板、およびこの基板の少なくとも一方の面に銅箔を加熱圧着して形成された銅箔層をパターニングして形成されたコイルを備えたチップ型インピーダンス素子であって、
前記基板上に、少なくとも前記コイル部分を被って、フェライト粉とエポキシ樹脂とを含有する樹脂オーバーコート層が設けられており、
前記プリプレグが、フェライト粉とエポキシ樹脂とガラスクロスとの合計量に対するフェライト粉の量の重量比で示したフェライト粉の含有量が５０〜８０wt％であり、エポキシ樹脂とガラスクロスとの配合比が、エポキシ樹脂／ガラスクロスの重量比で４／１〜１／１であり、厚さ２０〜６０μm のガラスクロスを用いたものであり、
１００MHz以上の高周波領域で使用されるチップ型インピーダンス素子。
（２）  前記プリプレグとしてＢステージのものを用いる上記（１）または（２）のチップ型インピーダンス素子。
（３）  前記基板の両面に形成されたコイルが、前記基板および銅箔層を貫通して形成されたスルーホールを用いて電気的に接続されている上記（１）または（２）のチップ型インピーダンス素子。
（４）  前記コイルがスパイラルパターンまたはミアンダパターンである上記（１）〜（３）のいずれかのチップ型インピーダンス素子。
（５）  前記樹脂オーバーコート層が、フェライト粉とエポキシ樹脂とを溶剤に混練してスラリー化したペーストで形成されたものか、前記プリプレグを加熱圧着して形成されたものである上記（１）〜（４）のいずれかのチップ型インピーダンス素子。
（６）  前記プリプレグ中のフェライト磁性粉の粒径が５０μｍ以下である上記（１）〜（５）のいずれかのチップ型インピーダンス素子。
（７）  温度２５℃でのインピーダンス値を基準にした−２５〜＋８５℃の温度範囲でのインピーダンス値の変化率が±３％以内である上記（１）〜（６）のいずれかのチップ型インピーダンス素子。
（８）  温度２５℃でのインダクタンス値を基準にした−２５〜＋８５℃の温度範囲でのインダクタンス値の変化率が±３％以内である上記（１）〜（７）のいずれかのチップ型インピーダンス素子。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のチップ型インピーダンス素子は、プリプレグを用いた基板、およびこの基板の少なくとも一方の面に銅箔を加熱圧着して形成された銅箔層をパターニングして形成されたコイルを備えている。
【００１０】
本発明の基板に用いられるプリプレグは、フェライト粉とエポキシ樹脂とを溶剤に混練してスラリー化したペーストをガラスクロスに含浸し、乾燥して得られたものである。このような構成とすることによって、高周波数領域（１００ＭＨｚ  以上、特に１００ＭＨｚ  以上１０ＧＨｚ  以下の領域）での使用に好適であり、フェライト粉の含有量を大きくできることから磁気特性を利用した用途や磁気シールドを目的とした使用に適したプリプレグとなり、しかも高強度である。また、このようなプリプレグを用いて基板を形成する場合、非磁性層や接着剤を用いることなく、銅箔との接着やパターニングが実現でき、かつ多層化を実現することができる。こうしたパターニングや多層化処理は、通常の基板製造工程と同じ工程でできるので、コストダウンおよび作業性の改善を図ることができる。また、このようにして得られる基板は、高強度で、高周波特性の向上したものである。また、耐熱エポキシ樹脂を用いることで、特に基板や電子部品に要求される耐熱性をもたせることが可能になり、耐リフロー性、最高３５０℃で３秒の半田耐熱性も満足させることができる。なお、基板の厚さは、上記プリプレグを重ね合わせることにより任意に調整することができる。
【００１１】
本発明に用いられるフェライト粉の材質はＭｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系、Ｍｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系などである。
【００１２】
フェライト粉の粒径は５０μｍ  以下であることが好ましく、平均粒径は１〜２０μｍ  であることが好ましい。フェライト粉の粒径が５０μｍ  を超えるとパターニング時にファインパターンの形成が困難になる。また、粒径をあまり小さくすることは実際上困難であり、粒径の下限は、０．０１μｍ  程度である。
【００１３】
フェライト粉の粒度は均一であることが好ましく、必要に応じ、ふるい分けなどにより粒度をそろえてもよい。
【００１４】
フェライト粉の透磁率μは１０〜１００００であることが好ましい。また、バルクの絶縁性は高い方が基板化した際の絶縁性が向上して好ましい。
【００１５】
本発明に用いられるエポキシ樹脂は、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＰＮ）、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＣＮ）等のノボラック型エポキシ樹脂、多官能性グリシジルアミン樹脂などであり、なかでもフェノールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＰＮ）、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＣＮ）、多官能性グリシジルアミン樹脂などが好ましく、特にフェノールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＰＮ）、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＣＮ）が好ましい。
【００１６】
このようなエポキシ樹脂は、常温（２５℃程度の温度）で液状（半固形状も含む）または固形状であり、その分子量は、数平均分子量（Ｍｎ）で３００〜１００００程度である。また、液状であるものの粘度は２５℃程度の温度で１０００〜１０００００ｃｐｓ  であり、固形状であるものの軟化点は４０〜１２０℃程度である。
【００１７】
次に本発明に好ましく用いられるフェノールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＰＮ）、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＣＮ）について述べる。
【００１８】
これらのエポキシ樹脂は、特に耐熱性の点が良好である。具体的にいえば、電子部品としては、最大２５０℃の温度のリフローを３回程度（前処理：吸水ありを含む）行ったり、半田ディップを２６０℃で１０秒、あるいは３５０℃で３秒行ったりする必要がある。また基板としては最大２５０℃の温度のリフローを３回程度（前処理：吸水ありを含む）行ったり、半田ディップを２６０℃で１２０秒行ったりする必要がある。さらに、長期信頼性試験での耐熱性も１２５〜１５０℃が要求されている。これらのエポキシ樹脂はこれらの要求特性を充分満足させることができる。実際、フェノールノボラック型エポキシ樹脂の分解開始変曲点は３７０〜４００℃である。
【００１９】
フェノールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＰＮ）、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＣＮ）の化学構造は以下に示すとおりである。
【００２０】
【化１】
0003563260.tif 000002
【００２１】
フェノールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＰＮ）は常温で半固形または固形状の樹脂であり、分子量は数平均分子量（Ｍｎ）で４００〜１２００程度である。半固形状のものの粘度は、２５〜５５℃程度の温度で３０００〜１０００００ｃｐｓ  程度であり、固形状のものの軟化点は５０〜９０℃程度である。
【００２２】
このようなフェノールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＰＮ）は市販されており、例えば商品名ＤＥＮ４３１、ＤＥＮ４３８、ＸＤ−７８１８、ＸＤ−７８５５、ＤＥＲ３３１（以上ダウケミカル社製）、などがある。
【００２３】
一方、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＣＮ）は、固形状の樹脂であり、分子量は数平均分子量（Ｍｎ）で４００〜１２００程度であり、軟化点は６０〜１２０℃程度である。
【００２４】
これらのクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＣＮ）は市販されており、例えばＥＣＮ−２６８、ＥＣＮ−２７３、ＥＣＮ−２８０、ＥＣＮ−２８５、ＥＣＮ−２９９（以上旭化成製）、などがある。
【００２５】
エポキシ樹脂は１種のみを用いても２種以上を併用してもよい。
【００２６】
本発明に用いられるガラスクロスは、目的・用途に応じて種々のものであってよく、市販品をそのまま用いることができる。その厚さは２０〜６０μm である。このガラスクロスに用いられるグラスファイバーの直径は、５０〜１０００μｍ、特に１００〜３００μｍのものが好ましい。また、このようなグラスファイバーを構成するガラスフィラメントの直径は、１〜３０μｍ、特に３〜１０μｍのものが好ましい。
【００２７】
本発明におけるエポキシ樹脂とガラスクロスとフェライト粉との配合比は、エポキシ樹脂とガラスクロスとの合計量とフェライト粉との比率で示した場合、次の関係を満たす。
【００２８】
（エポキシ樹脂＋ガラスクロス）：フェライト粉＝１００：１００〜４００
すなわち、フェライト粉の含有量は５０〜８０wt% である。このようなフェライト粉の含有量とすることで、本発明の効果が向上する。これに対し、フェライト粉の含有量が多くなるとスラリー化して塗工することが困難になり、プリプレグの作製が困難になる。一方、フェライト粉の含有量が少なくなると磁気特性が低下してしまう。
【００２９】
また、エポキシ樹脂とガラスクロスとの配合比は、重量比で、エポキシ樹脂／ガラスクロスが４／１〜１／１である。このような配合比とすることによって本発明の効果が向上する。これに対し、この比が小さくなって、エポキシ樹脂量が少なくなると銅箔との密着力が低下し、基板の平滑性に問題が生じる。逆にこの比が大きくなって、エポキシ樹脂量が多くなると使用できるガラスクロスの選択が困難となり、薄肉での強度の確保が困難となる。
【００３０】
本発明においてプリプレグを得るには、所定の配合比としたフェライト粉とエポキシ樹脂とを含み、溶剤に混練してスラリー化したペーストを含浸して、乾燥する工程に従う。この場合に用いられる溶剤はメチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の揮発性溶剤であり、ペーストの粘度を調整し塗工しやすくする目的で用いられる。混練はボールミル等により公知の方法によって行えばよい。塗膜の厚さは、プリプレグにおいて、例えば２０μｍ  厚のガラスクロスを用いたとき４０μｍ  程度が好ましく、ガラスクロスの厚さの１〜３倍程度の厚さであることが好ましい。このような厚さとすることによってプリプレグの平滑性および接着性が良好になる。
【００３１】
本発明のプリプレグの全体厚は２０μｍ  厚のガラスクロスを用いた場合、６０〜１４０μｍ  程度であることが好ましい。
【００３２】
本発明のプリプレグは、Ｂステージ状態のものを加熱加圧して成形することにより基板を形成する。このとき、上記銅箔の基板への圧着、すなわち銅箔層の形成も同時に行なう。この場合プリプレグは、目的とする厚さなどにより、１個のみ用いても良く、複数個を重ねて用いてもよい。成形は公知の方法によればよく、加熱加圧条件は１００〜２００℃の温度、１０〜８０ｋｇｆ／ｃｍ２  の圧力とすればよく、このような条件下で３０〜１２０分程度成形することが好ましい。成形は条件を変えて複数段階に分けて行うことができる。なお、上記Ｂステージ状態とは、使用エポキシ樹脂の反応を途中で止めた状態のものをいう。
【００３３】
このようにして得られる成形材料としての基板（有機複合材料）は、透磁率および誘電率の高周波数特性に優れる。また絶縁材として耐えうる絶縁特性に優れる。さらには、銅箔との接着強度が大きく、また半田耐熱性等の耐熱性に優れる。
【００３４】
上記銅箔の厚さ、すなわち銅箔層の厚さは、１２〜３５μｍ  程度であることが好ましい。
【００３５】
上記銅箔層は、通常上記基板の両面に形成される。これらの基板両面の銅箔層を常法によりパターニングを施して、図１および図２に示したような、インピーダンス素子のコイル１２ａおよび１２ｂが形成されている。基板は符号１０で示した。このコイルのパターンは、通常のスパイラルパターン（図１の（ａ）および（ｂ）参照）やミアンダパターン（図２の（ａ）および（ｂ）参照）であることが好ましい。上記の基板１０両面に形成されたコイル１０ａおよび１０ｂは、図１に示したスパイラルパターンの場合、銅箔層および基板１０を貫通して延びるスルーホール１４を利用して電気的に接続されている。具体的には、コイル１２ａ、スルーホール１４およびコイル１２ｂに渡って延びるように形成された導体メッキ層により上記の電気的な接続が達成される。この導体メッキ層に用いられる導体としては、銅、ニッケル、金、銀、スズ、半田メッキ等が用いられる。
【００３６】
上記基板上には、少なくとも上記コイル部分を被って、フェライト粉を含有する樹脂オーバーコート層が設けられていることが好ましい。この樹脂オーバーコート層は、成形後の基板において、５０〜２００μｍの厚さのものであることが好ましい。この樹脂オーバーコート層は、前述のフェライト粉とエポキシ樹脂とをブチルカルビトールアセテート等の高沸点溶剤に混練してスラリー化したペーストで形成されたものか、上記プリプレグを加熱圧着して形成されたものであることが好ましい。上記ペーストで樹脂オーバーコート層を形成する場合には、通常のスクリーン印刷法を用いることが好ましく、こうしたフェライトペースト中のフェライト磁性粉の含有率は、５０〜９０ｗｔ％、エポキシ樹脂３〜４５ｗｔ％、溶剤３〜１０ｗｔ％であることが好ましい。
【００３７】
この樹脂オーバーコート層は、耐熱性（最高３５０℃で３秒の半田耐熱性および耐リフロー性）を満足することができる。また、電気磁気的特性は、上記基板とほぼ同等である。
【００３８】
次に、図３以降を参照して、図１に示したインピーダンス素子形成例の工程図を示す。図３、図４に示されるように、所定厚さのプリプレグ１と所定厚さの銅（Ｃｕ）箔２とを重ねて加圧加熱して成形する（工程Ａ）。次にスルーホール１４をドリリングにより形成する（工程Ｂ）。形成したスルーホールに銅（Ｃｕ）メッキを施し、メッキ膜４を形成する（工程Ｃ）。さらに両面の銅箔２にパターニングを施し、コイル１２ａ、１２ｂを形成する（工程Ｄ）。このパターニングは、フォトエッチングで行なわれることが好ましい。その後、図４に示されるように、外部電極のためのメッキを施す（工程Ｅ）。この場合のメッキはＮｉメッキ後にさらにＰｄメッキを施す方法、Ｎｉメッキ後にさらにＡｕメッキを施す方法（メッキは電解または無電解メッキ）、半田レベラーを用いる方法により行われる。なお、外部電極処理方法は下記方法のいずれでもよい。
【００３９】
すなわち、外部電極処理方法としては、
１）スルーホールドリリング＋メッキ処理＋スルーホール中央カットによるカットスルーホール電極、
２）製品分割後、導電性接着剤をターミネート、熱硬化後、バレルメッキ処理、
および
３）電極形成面をスリット加工し、そこにメッキ付けし、パターニングによりメッキ電極形成
等が挙げられる。
【００４０】
上記の加熱加圧の成形条件は、１００〜２００℃の温度、１０〜８０ｋｇｆ／ｃｍ２  の圧力で、３０〜１２０分とすることが好ましい。また、上記したように、成形は条件を変えて複数段階に分けて行うことができる。
【００４１】
上記外部電極処理後、上記の樹脂オーバーコート層が形成され、この後、各部品毎にカットされてチップ型インピーダンス素子が得られる。
【００４２】
以上により得られた本発明のチップ型インピーダンス素子は非常に高周波でのノイズ除去に適した特性が得られ、また、小型、薄型化が図れる。
【００４３】
また、本発明のチップ型インピーダンス素子は、温度２５℃でのインピーダンス値を基準にした−２５〜＋８５℃の温度範囲でのインピーダンス値の変化率が±３％以内、および温度２５℃でのインダクタンス値を基準にした−２５〜＋８５℃の温度範囲でのインダクタンス値の変化率が±３％以内を達成でき、非常に温度特性が優れている。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１
平均粒径３μｍ  （フルイにより、粒径５０μｍ  以上のものを除いた）のＭｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト
粉５５０重量部を、フェノールノボラック型エポキシ樹脂を１００重量部含有するＭＥＫ液（ワニス）に加え、スラリー状のペーストを得た。前記Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト粉自体の透磁率μは３２０であった。
【００４５】
このペーストを２０μｍ  厚のガラスクロスに含浸し、１１０℃で６０分乾燥してプリプレグを得た。これをプリプレグＮｏ．  １１とする。このようなプリプレグＮｏ．  １１におけるペーストの塗膜の厚さは、乾燥厚で４０μｍ  である。また、フェライト粉とガラスクロスとエポキシ樹脂との配合比は６６ｗｔ％  、１２ｗｔ％  、２２ｗｔ％  である。
【００４６】
プリプレグＮｏ．  １１の両面に厚さ１８μｍのＣｕ箔を重ね合わせ、これを温度１１０℃、圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ２  、時間３０分の条件で１次成形を行い、さらに温度１８０℃、圧力４０ｋｇｆ／ｃｍ２  、時間３０分の条件で２次成形を行って、成形材料Ｎｏ．  １１とする。
【００４７】
上記プリプレグＮｏ．  １１において、フェライト粉を平均粒径３μｍ  （フルイにより、５０μｍ  を超える粒径のものを除いた）のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粉に変えた他は同様にしてプリプレグＮｏ．  １２を得、これにより成形材料Ｎｏ．  １２を得た。上記Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粉の透磁率μは１８００であった。
【００４８】
このような成形材料Ｎｏ．  １１、１２について物性ないし特性を調べた。結果を表１および図５に示した。図５の（ａ）に複素透磁率μ’、μ”の周波数特性、図５の（ｂ）に複素誘電率ε’  、ε”の周波数特性を示す。このなかで、半田耐熱性、銅箔ピール強度は以下のようにして評価した。
【００４９】
半田耐熱性
ＪＩＳ    Ｃ    ５０１２［プリント配線板試験方法］１０．４．１はんだフロート法に準拠して評価した。ただしディップ時間は３分とした。２６０℃で評価した（２６０℃×３分）。
【００５０】
銅箔ピール強度
ＪＩＳ    Ｃ    ５０１２［プリント配線板試験方法］８．１導体の引き剥がし強さに準拠して評価した。
【００５１】
【表１】
0003563260.tif 000003
【００５２】
表１および図５のグラフにより、本発明のプリプレグを用いた成形材料は基板材料として適していることがわかる。
すなわち、本発明に用いられる基板材料は、下記のような特徴がある。
【００５３】
１）透磁率がギガヘルツ帯まで伸びていることである。特に本発明のインピーダンス素子にて有用な透磁率虚数成分（μ”）の最大値がギガヘルツ域まで伸びている点である。これは通常のフェライトでは追従できない周波数領域である。すなわち、焼結フェライトでは、最高でも５００ＭＨｚ程度でμ＝１になってしまい、磁性体として機能しなくなってしまう。
２）誘電率周波数特性がギガヘルツ帯までフラットである。
【００５４】
上記１）、２より、ギガヘルツ帯まで透磁率が残存し、誘電特性がフラットであることにより、高周波材として適していることが判る。また、他の物性を見ても、電子部品用絶縁材料として、充分な特性を有していることが判る。
なお、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系の方がＭｎ−Ｚｎ系に比べ絶縁性が高い。
【００５５】
実施例２
実施例１で作製した成形材料Ｎｏ．  １１に、スルーホール用として直径０．２５ｍｍの円形開口と外部電極の形成のための直径０．４５ｍｍの円形開口をドリリングにより形成し、Ｃｕによるスルーホールメッキを施し、さらに両面にパターニングを行って、図１に示されるようなスパイラルコイルのパターンを形成した。図１（ａ）は基板の表側のパターン図であり、図１（ｂ）は裏側のパターン図である。図中の数値は寸法（ｍｍ）を表す。さらに、Ｎｉメッキを２μｍ  厚に施し、さらに無電解Ａｕフラッシュメッキ（０．０６μｍ）を行って外部電極を形成した。この場合のＣｕ厚みは３０μｍ  であり、基板の全体厚は０．５ｍｍであった。
【００５６】
この後、上記の基板の両面にＭｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト粉（μ３２０、平均粒径３μｍ  ）を８０ｗｔ％  含有するフェライトペーストをスクリーン印刷し、１８０℃、３０分で熱硬化して樹脂オーバーコート層を作製した。
【００５７】
フェライトペーストはＭｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト粉（μ３２０、平均粒径３μｍ  ）、エポキシ樹脂１０ｗｔ％  、ブチルカルビトールアセテート１０ｗｔ％  を含有し、これを混練して得られたものである。
【００５８】
この塗膜の厚みは完成後の基板素子において１００μｍ  であり、３．２×１．６×０．７ｍｍで４素子を有するインピーダンス素子を作製した。これをインピーダンス素子Ｎｏ．  １１とする。コイルのパターンをミアンダパターンとした以外は、インピーダンス素子Ｎｏ．  １１と同じであるインピーダンス素子をインピーダンス素子Ｎｏ．  １２とした。インピーダンス素子Ｎｏ．  １１および１２ともに、パターンＬ／Ｓは、６０／６０μｍとした。
【００５９】
さらに、フェライトを含有しない、通常使用されるガラスエポキシ基板（ＦＲ−４，両面銅箔付き）を用い、ドリリングの工程以降はインピーダンス素子Ｎｏ．  １１と同様の工程でインピーダンス素子Ｎｏ．  ２１（比較）を完成させた。素子厚みは０．５ｍｍであった。
【００６０】
さらにまた、焼結フェライト基板を用いた比較用のインピーダンス素子Ｎｏ．３１、３２としては、市販のＴＤＫ社製の１００ＭＨｚのインピーダンスが４０Ωと８０Ωの焼結積層型インピーダー（ともに、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系焼結フェライト材料を用いている）を用いた。
【００６１】
これらのインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および２１について、インダクタンス（Ｌ）、インピーダンス（Ｚ）の周波数特性を調べた。結果を図６（ａ）、（ｂ）に示した。またインピーダンス（Ｚ）の実数部であるレジスタンス（Ｒ）と虚数部であるリアクタンス（Ｘ）の周波数特性を図７（ａ）、（ｂ）に示した。また、インピーダンス素子Ｎｏ．  １２のインダクタンス（Ｌ）、インピーダンス（Ｚ）の周波数特性を図８（ａ）、（ｂ）に、インピーダンス（Ｚ）の実数部であるレジスタンス（Ｒ）と虚数部であるリアクタンス（Ｘ）の周波数特性を図９（ａ）、（ｂ）に示した。
【００６２】
図より、本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および１２は、通常のフェライト無基板を用いた比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ２１に比べ、インダクタンス、インピーダンスが周波数にもよるが、約２．５〜３倍に上昇していることが判る。これは同一特性での小型化に非常に寄与している。さらに特徴なのが、レジスタンス成分の周波数特性である。比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ２１では周波数がＬの共振点近くにならないと増加しないのに対し、実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１、１２では、１００〜３００ＭＨｚ  からＲ成分が立ち上がり、数百ＭＨｚ  にて数十Ωの値を示す。これは、先のフェライト基板の透磁率周波数特性に依存し、ギガヘルツ帯まで磁性材料として機能し、透磁率複素数成分の最大値がギガヘルツ帯であるためである。このレジスタンス成分の周波数特性がギガヘルツ帯のノイズを低減させたい駆動周波数１００ＭＨｚ  以上の高周波インピーダンス素子としては非常に優れていると言える。
【００６３】
上記比較のためのインピーダンス素子Ｎｏ．  ３１、３２についても上記と同様にインダクタンス以下を調べた。その結果を上記の実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１の特性とともに、図１０〜１３に示した。
【００６４】
これらの図から判るように、焼結フェライトを用いた比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ３１、３２は、いずれも使用したフェライトの透磁率周波数特性に各特性が大きく依存し、低い周波数からインピーダンス、レジスタンス成分が立ち上がる。これに対し、実施例の複合フェライト基板を用いたインピーダンス素子Ｎｏ．  １１では高い周波数までインダクタとして作用し、高い周波数にてレジスタンス成分が立ち上がり、この周波数域でノイズサプレッス効果を示し、高周波域でのインピーダンス素子として良好な特性を有していることが判る。
【００６５】
さらに、上記実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１と、焼結フェライト基板を有する比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ３１のインダクタンスおよびインピーダンスの温度特性を測定した。それぞれのインピーダンスの温度特性を図１４に、インダクタンスの温度特性を図１５に示した。これらの図から実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１のインピーダンスおよびインダクタンスの温度特性は、−２５℃から８０℃の温度範囲で、２５℃のときの値と比較して変化率がともに±２％以下であり、非常に優れていることが判る。これは、インピーダンス素子Ｎｏ．  １１では透磁率が約３という低い材料を使用しているため、温度特性に依存するのはパターンに使用している銅損が支配的であるのに対し、比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ３１では焼結フェライトの温度特性が支配的となるためである。使用環境に対して特性変化が少ないことは大きな特徴である。
【００６６】
さらに、上記実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１、１２と、焼結フェライト基板を有する比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ３１、３２のクロストーク特性について調べた。クロストーク測定結果を表２に示した。この表２から分かるように、使用される周波数域における減衰量が、実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１、１２の方が大きく、多ライン、狭ピッチに適しているといえる。
【００６７】
【表２】
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【００６８】
さらに、上記実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１と、焼結フェライト基板を有する比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ３２の高速デジタル波形追従性およびノイズ除去効果について調べた。これは、実際に高速デジタル波形にインピーダンス素子Ｎｏ．  １１とインピーダンス素子Ｎｏ．  ３２を挿入して測定した。入力波形は、周波数２００ＭＨｚ、電圧０．６Ｖとした。測定結果を図１６に示した。図１６の（ａ）は実施例の結果を、図１６の（ｂ）は比較例の結果を示した。この図から分かるように、実施例では、波形のくずれがあまり見られないのに対し、比較例では波形がくずれて入力波形を伝送できなくなっている。  また、上記のデジタル波形に、３倍〜９倍のノイズ波を重畳させた場合のノイズ除去効果（ノイズ減衰量）を表３に示した。この表３から分かるように、実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１では、数百ＭＨｚ以上の高周波ノイズに対して特に効果を発揮していることが分かる。これらの結果は、本発明の他の実施例のインピーダンス素子においても、ほぼ同一であった。
【００６９】
【表３】
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【００７０】
以上の結果により、本発明品は、周波数１００ＭＨｚ以上の高速デジタル波形の波形品位をくずすことなく伝送でき、なおかつその高調波ノイズである数百ＭＨｚから数ＧＨｚの帯域でノイズ減衰効果が期待できる。
【００７１】
さらに、本発明の実施例のインピーダンス素子は、曲げ等の応力に対して耐性が大きく、またチップ部品に要求される最高３５０℃で３秒の半田耐熱性をクリアしている。
【００７２】
実施例３
実施例２において、成形材料Ｎｏ．  １１の代わりに上記成形材料Ｎｏ．  １２を用いた他は同様にしてインピーダンス素子Ｎｏ．  １３を得た。これについても、インダクタンス（Ｌ）、インピーダンス（Ｚ）の周波数特性、インピーダンス（Ｚ）の実数部であるレジスタンス（Ｒ）と虚数部であるリアクタンス（Ｘ）の周波数特性を調べた。結果を、上記のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１の場合と比較して、図１７、１８、１９および２０に示した。
【００７３】
上記の図から分かるように、各特性は、材料の透磁率、誘電率周波数特性によって変化する。
【００７４】
複素透磁率虚数成分μ”がインピーダンス素子Ｎｏ．  １１（Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系）の方がインピーダンス素子Ｎｏ．  １３（Ｍｎ−Ｚｎ系）より低い周波数で立ち上がっているため、レジスタンス成分の立ち上がりが早い。さらにＭｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系の方が周波数特性が伸びている（共振点が高い）が、これは材料の誘電率が低いため、インダクタにぶら下がっている浮遊容量が低く、結果として共振点が伸びたためである。
【００７５】
このように、使用するフェライト材質によって同一形状、パターンで特性を変化、コントロールすることができる。
【００７６】
実施例４
基板にフェライト粉と液晶ポリマーとの混合体を使用した比較例インピーダンス素子Ｎｏ．  ４１を作製した。具体的には、基板は、インジェクション成形により形成した。
【００７７】
また、この基板は、銅箔を加熱、加圧プレスできないので、コイルは全てメッキ層から形成した。このため、メッキ層のバラツキが大きくなり、結果としてファインパターン形成でのピッチ限界値に大きく影響した。インピーダンス素子Ｎｏ．  ４１のコイルパターンＬ／Ｓは１００／１００μｍが限界となるが、フェライト入りプリプレグを使用した本発明の実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１では、６０／６０μｍが可能である。具体的には、同じ３．２×１．６ｍｍで４連のアレイを形成した場合のパターニング図面を図２１（ａ）、（ｂ）および図２２（ａ）、（ｂ）に示す。図２１（ａ）、（ｂ）に比較のインピーダンス素子４１の場合のものを、図２２（ａ）、（ｂ）の本実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１のものを示した。共に、（ａ）側が素子の表側を示し、（ｂ）側が裏側を示す。なを、図２２は図１と同一のものであるが、図２１との比較のため示した。また、各々のパターニング品の特性測定結果を図２３、２４、２５および２６に示した。これらの図から判るように、本実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１は、比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ４１に比べて約２．５倍のインダクタンス、インピーダンス値が取れている。
【００７８】
これは同一形状にて取れる特性範囲が大きくなることを示し、また、同一特性がひとまわり小さな形状にて取れることにもなる。また、適正前処理条件としても比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ４１においては、メッキピール強度が０．５ｋｇ／１０ｍｍ程度しか取れず、それに対し、フェライトプリプレグに銅箔を取り付けた本実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１では０．９ｋｇ／１０ｍｍと約２倍の値が確保できる。
【００７９】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、１００ＭＨｚ  以上の高周波数領域での使用に好適であり、かつ小型、薄型であり、しかも機械的強度や半田耐熱性にもすぐれたチップ型インピーダンス素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の両面パターンのチップ型インピーダンス素子の一例（スパイラルパターン）の表裏面を示す図であり、（ａ）に表面を、（ｂ）に裏面を示した。
【図２】本発明の両面パターンのチップ型インピーダンス素子の他の例（ミアンダパターン）の表裏面を示す図であり、（ａ）に表面を、（ｂ）に裏面を示した。
【図３】図１に示したチップ型インピーダンス素子の形成例を示す工程図である。
【図４】図１に示したチップ型インピーダンス素子の形成例を示す工程図である。
【図５】本発明の実施例に用いられる基板（成形材料）のμ’、μ”、ε’  、ε”の周波数特性を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ２１のインダクタンスおよびインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ２１のレジスタンスおよびリアクタンスの周波数特性を示すグラフである。
【図８】本発明の他の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １２および比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ２１のインダクタンスおよびインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図９】本発明の他の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １２および比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ２１のレジスタンスおよびリアクタンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および他の比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ３１、３２、３３のインダクタンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および他の比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ３１、３２、３３のインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および他の比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ３１、３２、３３のレジスタンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および他の比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ３１、３２、３３のリアクタンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ３１のインピーダンスの温度特性を示すグラフである。
【図１５】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ３１のインダクタンスの温度特性を示すグラフである。
【図１６】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ３２による高速デジタル波形追従性試験の結果を示すグラフ図である。
【図１７】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および他の実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １３のインダクタンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１８】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および他の実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １３のインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１９】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および他の実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １３のレジスタンスの周波数特性を示すグラフである。
【図２０】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および他の実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １３のリアクタンスの周波数特性を示すグラフである。
【図２１】比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ４１の両面パターンのチップ型インピーダンス素子の一例（スパイラルパターン）の表裏面を示す図であり、（ａ）に表面を、（ｂ）に裏面を示した。
【図２２】実施例のインピーダンス素子Ｎｏ．  １１の両面パターンのチップ型インピーダンス素子の一例（スパイラルパターン）の表裏面を示す図であり、（ａ）に表面を、（ｂ）に裏面を示した。
【図２３】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および他の比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ４１のインダクタンスの周波数特性を示すグラフである。
【図２４】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および他の比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ４１のインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図２５】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および他の比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ４１のレジスタンスの周波数特性を示すグラフである。
【図２６】本発明の実施例によるインピーダンス素子Ｎｏ．  １１および他の比較例のインピーダンス素子Ｎｏ．  ４１のリアクタンスの周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１  プリプレグ
２  Ｃｕ箔
４  Ｃｕメッキ膜
１０  基板
１２ａ  コイル
１２ｂ  コイル
１４  スルーホール
【図１】
0003563260.tif 000006
【図２】
0003563260.tif 000007
【図３】
0003563260.tif 000008
【図４】
0003563260.tif 000009
【図５】
0003563260.tif 000010
【図６】
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【図７】
0003563260.tif 000012
【図８】
0003563260.tif 000013
【図９】
0003563260.tif 000014
【図１０】
0003563260.tif 000015
【図１１】
0003563260.tif 000016
【図１２】
0003563260.tif 000017
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
0003563260.tif 000029
【図２５】
0003563260.tif 000030
【図２６】
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