(57)【要約】      （修正有）【課題】配線基板インダクタンスの増加を抑え、電気特性が劣化するのを抑制する。【解決手段】フェライト層２ａを含む絶縁基板２と、絶縁基板２の側面に設けた壁面導体３を備えており、壁面導体３を挟むようにして絶縁基板２の側面のフェライト層２ａに凹部４を形成しているので、壁面導体におけるフェライト層２ａの絶縁基板２の側面に形成された箇所のインダクタンスが抑制され、配線基板の電気特性が良好になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト層を含む絶縁基板と、
該絶縁基板の側面に設けた壁面導体を備えており、
該壁面導体を挟むようにして前記絶縁基板の前記側面のフェライト層に凹部を有していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
側面における前記壁面導体と前記凹部との間の幅は前記壁面導体の幅より小さいことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
請求項１に記載された配線基板と、
該配線基板に搭載された電子部品とを備えていることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインダクタ等が形成される配線基板および電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からインダクタ等を形成するための配線基板およびそれを用いた電子装置が知られている。このような電子部品として、近年では、低磁性を有する基板の内部に高磁性を有する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インダクタ等を埋設することにより、コイルの巻き数を多くすることなくインダクタンスが100ｎＨを超えるコイル
を内蔵させ、高インダクタンスの電子装置とすることが行なわれている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平6−20839号公報
【特許文献２】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】
【０００４】
しかしながら、配線基板の側面に外部回路基板等に接続するための壁面導体を設けると、壁面導体における高磁性のフェライト層の側面に形成された箇所のインダクタンスが増大し、配線基板の電気特性が劣化する可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の配線基板は、フェライト層を含む絶縁基板と、該絶縁基板の側面に設けた壁面導体を備えており、該壁面導体を挟むようにして前記絶縁基板の前記側面のフェライト層に凹部を有している。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の配線基板は、フェライト層を含む絶縁基板と、絶縁基板の側面に設けた壁面導体を備えており、壁面導体を挟むようにして絶縁基板の側面のフェライト層に凹部を有していることから、透磁率の高いフェライト層が壁面導体を挟むようにして凹部を形成することによって除かれ、壁面導体におけるフェライト層等の絶縁基板の側面に形成された箇所のインダクタンスは抑制されて、配線基板の電気特性が良好なものとなる。
【０００７】
本発明の電子装置は、上記構成の配線基板と、配線基板に搭載された電子部品とを備えていることによって、電子装置の電気特性が良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態における電子装置を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）に示された電子装置の側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ部における要部拡大上面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態における電子装置の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）に示された電子装置の側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ部における要部拡大上面図である。
【図３】図１（ａ）、図２（ａ）に示された電子装置のＡ−Ａ線における縦断面図である（電子部品は除いている）。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１〜図３を参照して本発明の実施形態における電子装置について説明する。本実施形態における電子装置は、配線基板１と、配線基板１に搭載された電子部品11とを含んでいる。
【００１１】
配線基板１は、絶縁基板２と、壁面導体３とを有している。
【００１２】
絶縁基板２は、フェライト層２ａおよび絶縁層２ｂを有している。
【００１３】
フェライト層２ａは、強磁性フェライトである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系フェライト等の磁性フェライト粉末の焼結体であるが、Ｘ−Ｆｅ２Ｏ４（ＸはＣｕ，Ｎｉ，Ｚｎ）として示される逆スピネル構造の固溶体であるＮｉ−Ｚｎ系フェライトが高周波帯域で十分に高い透磁率を得るのに好ましい。
【００１４】
Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの場合であれば、その組成比は焼結体としてＦｅ２Ｏ３を63〜73質量％，ＣｕＯを５〜10質量％，ＮｉＯを５〜12質量％，ＺｎＯを10〜23質量％とすると、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ので好ましい。Ｆｅ２Ｏ３はフェライトの主成分であり、その割合が63質量％未満であると十分な透磁率が得られない傾向があり、73質量％より多いと焼結密度の低下により機械的強度が低下する傾向がある。ＣｕＯは焼結温度の低温化のために重要な要素であり、ＣｕＯが低温で液相を形成することにより焼結を促進させる効果を用いて、磁気特性を損なわずに800〜1000℃の低温で焼成するこ
とができる。このことから、その割合が５質量％未満であると、配線層５やコイル導体６と同時に800〜1000℃で焼成を行なうと焼結密度が不十分になり、機械強度が不足する傾
向があり、10質量％より多いと、磁気特性の低いＣｕＦｅ２Ｏ４の割合が多くなるため磁気特性を損ないやすくなる傾向がある。ＮｉＯはフェライト層２ａの高周波域における透磁率を確保するために含有させる。ＮｉＦｅ２Ｏ４は高周波域まで共振による透磁率の減衰を起こさず、高周波域での透磁率を比較的高い値に維持することができるが、初期透磁率は低いという特性をもつため、５質量％未満であると10ＭＨｚ乃至それ以上の高周波域での透磁率が低下する傾向があり、12質量％より多いと初期透磁率が低下する傾向にある。ＺｎＯはフェライト層２ａの透磁率向上のために重要な要素であり、フェライト組成のうち10質量％未満であると透磁率が低くなり、逆に23質量％より多くても磁気特性が悪くなる傾向がある。
【００１５】
フェライト層２ａは、磁性フェライト粉末および有機バインダーを主成分とするフェライト層２ａ用グリーンシートを製作し、このフェライト層２ａ用グリーンシートを必要な枚数積層した後、800〜1000℃の温度で焼成することにより作製される。
【００１６】
絶縁層２ｂは、その表面や内部に形成される配線層５や絶縁層２ｂに挟持されて形成されるフェライト層２ａおよびコイル導体６とともに800〜1000℃の温度で同時焼成された
絶縁体粉末の焼結体から成るものであり、配線層５のインダクタンスが高くなることを抑制するという観点からは、非磁性フェライトやガラスセラミックス等の非磁性絶縁体から成るものが好ましい。絶縁層２ｂは、絶縁体粉末および有機バインダーを主成分とする絶縁層２ｂ用グリーンシートを製作し、この絶縁層２ｂ用グリーンシートを必要な配線展開ができるだけの枚数積層した後、800〜1000℃の温度で焼成することにより作製される。
【００１７】
絶縁層２ｂが非磁性フェライトから成る場合は、Ｚｎ系フェライトやＣｕ系フェライトを用いればよい。中でも、Ｘ−Ｆｅ２Ｏ４（ＸはＣｕ，Ｚｎ）として示される正スピネル構造の固溶体であるＣｕ−Ｚｎ系フェライトが好適である。
【００１８】
Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトの場合であれば、その組成比は焼結体としてＦｅ２Ｏ３を50〜70質量％，ＣｕＯを５〜20質量％，ＺｎＯを20〜35質量％とすると、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、焼成後の非磁性フェライ
ト層は低温度域でも非磁性であるので好ましい。Ｆｅ２Ｏ３はフェライトの主成分であり、その割合が50質量％未満であると磁性が発生する傾向があり、70質量％より多いと焼結密度の低下により機械的強度が低下する傾向がある。ＣｕＯは焼結温度の低温化のために重要な要素であり、ＣｕＯが低温で液相を形成することにより焼結を促進させる効果を用いて、磁気特性を損なわずに800〜1000℃の低温で焼成することができる。このことから
、その割合が５質量％未満であると、配線層５と同時に800〜1000℃で焼成を行なうと焼
結密度が不十分になり、機械強度が不足する傾向があり、20質量％より多いとキュリー温度が上がり、低温領域で磁性が発生する傾向がある。ＺｎＯは非磁性フェライトを非磁性にするために重要な要素であり、その割合が20質量％未満であると焼結密度の低下により機械的強度が低下する傾向があり、35質量％より多いと磁性が発生する傾向がある。
【００１９】
また、絶縁層２ｂが非磁性フェライトから成る場合は、非磁性フェライトの粉末に軟化点の低いガラスを加えて低温焼成したものであってもよい。このときのガラスとしては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１及びＭ２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１及びＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができ、ガラスの軟化点が600℃以下であることがフェライトの焼結を阻害しないうえで望ましい
。
【００２０】
絶縁層２ｂがガラスセラミックスから成る場合は、絶縁体粉末は上記のようなガラスの粉末とフィラー粉末との混合物の焼結体から成り、フィラー粉末としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等のセラミック粉末が挙げられる。
【００２１】
配線層５は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金および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ものであり、絶縁層２ｂ用グリーンシートに配線層５用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ておき、絶縁層２ｂ用グリーンシートと同時焼成することにより形成される。
【００２２】
フェライト層２ａの内部には、例えばインダクタ等のコイル導体６が形成されている。
【００２３】
コイル導体６は、配線層と同様に金属粉末の焼結体であるメタライズ金属層からなるものであり、フェライト層２ａ用グリーンシートの表面にコイル導体６用導体ペーストを印刷することにより平面コイル導体パターンを形成し、さらにその上にフェライト層２ａ用グリーンシートを積層して同時焼成することにより、フェライト層２ａに埋設されて形成される。コイル導体６がスパイラル状に形成される場合は、導体パターンおよび貫通導体が形成されたフェライト層２ａ用グリーンシートを複数積層した上にさらにフェライト層
２ａ用グリーンシートを積層すればよい。コイル導体６の作製に用いられる金属粉末は、配線層５と同様のＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末を用いる。これにより、コイル導体６の電気抵抗が小さくなり、コイル導体６の発熱そのものを抑えることができる。
【００２４】
壁面導体３は、絶縁基板２の側面に形成されており、上下の一対の絶縁層２ｂに形成された配線層５間を接続したり、配線基板１の配線層５を外部電気回路に電気的に接続するためのものである。壁面導体３は、配線層５と同様にＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金および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ものである。壁面導体３は、後述するようにして絶縁層２ｂ用グリーンシートとフェライト層２ａ用グリーンシートとの積層体を作製し、搭載用電極や電極パッドのような絶縁層２ｂの外表面に形成される配線層５用導体ペーストと同様の導体ペーストを、各基板２の境界となる部分に貫通もしくは貫通しない孔部を形成した積層体を作製し、基板２の側面となる孔部内面に導体ペーストをスクリーン印刷法やグラビア印刷法等により積層体の側面に所定パターン形状に充填または塗布し、これらとともに同時焼成して形成される。あるいは、多数個取りの積層体を焼成して分割した後に露出した側面に導体ペーストを充填または塗布して焼き付けてもよい。
【００２５】
本実施形態の配線基板１においては、壁面導体３を挟むようにして絶縁基板２の側面のフェライト層２ａに凹部４を有している。
【００２６】
このように、壁面導体３を挟むようにして絶縁基板２の側面のフェライト層２ａに凹部４を有していることから、透磁率の高いフェライト層２ａが壁面導体３を挟むようにして凹部４（空隙）を形成されることによって除かれ、壁面導体３におけるフェライト層２ａの絶縁基板２の側面に形成された箇所のインダクタンスは抑制され、配線基板１の電気特性が良好なものとなる。なお、図１に示された電子装置では、側面におけるフェライト層２ａのみに厚み方向に沿って凹部４が設けられている。また、図２に示された電子装置では、側面におけるフェライト層２ａから上下の絶縁層２ｂにかけて厚み方向に貫通するように凹部４が設けられている。
【００２７】
また、図１、図２に示されるように、凹部４の深さＤ１が壁面導体３の深さＤ２より浅いものとすると、壁面導体３におけるフェライト層２ａの絶縁基板２の側面に形成された箇所のインダクタンスは抑制されつつ、積層体における壁面導体３のおよびその周辺部となる部分の変形は抑制され、壁面導体３となる導体ペーストが絶縁基板２となるグリーンシートから剥離することが抑制され、好ましい。凹部４の深さＤ１が壁面導体３の深さＤ２より深いものとすると、積層体における壁面導体３のおよびその周辺部となる部分が垂れ下がるように変形することにより、壁面導体３となる導体ペーストが絶縁基板となるグリーンシートから剥離する可能性がある。なお、壁面導体３の深さＤ２は80〜100μｍに
設定される。
【００２８】
また、側面における壁面導体３と凹部４との間の幅Ｗ１は壁面導体３の幅Ｗ２より小さいと、透磁率の高いフェライト層の、壁面導体３と凹部４にとの間の幅Ｗ１がより小さいものとなるため、壁面導体３におけるフェライト層２ａの絶縁基板２の側面に形成された箇所のインダクタンスは効果的に抑制され、配線基板１の電気特性が良好なものとなる。なお、側面における壁面導体３と凹部４との間の幅Ｗ１は30〜100μｍの範囲であること
が好ましい。壁面導体３と凹部４との間の幅Ｗ１が30μｍより小さいと、積層体において壁面導体３を保持できないものとなり、壁面導体３が剥離する可能性がある。壁面導体３と凹部４との間の幅Ｗ１が100μｍより大きいと、壁面導体３の周囲に透磁率の高いフェ
ライト層２ａが多く存在することとなり、インダクタンスを効果的に抑制できない可能性がある。
【００２９】
なお、図２に示された電子装置では、平面視で隣接する壁面導体３間に大きい凹部４が設けられている。このような構成とすることによって、透磁率の高いフェライト層２ａが壁面導体３間のほとんどの領域で除かれ、壁面導体３におけるフェライト層２ａの絶縁基板２の側面に形成された箇所のインダクタンスはより抑制され、配線基板１の電気特性がより良好なものとなり、好ましい。
【００３０】
凹部４は、セラミックグリーンシートの絶縁基板２の周縁で、壁面導体３を挟む箇所となる部分に貫通孔を形成し、焼成することによって形成される。
【００３１】
積層体を作製する方法は、積み重ねた絶縁層２ｂ用グリーンシートとフェライト層２ａ用グリーンシートとに熱と圧力とを加えて熱圧着する方法や、有機バインダー，可塑剤，溶剤等からなる密着剤をシート間に塗布して熱圧着する方法等が採用可能である。積層の際の加熱加圧の条件は、用いる有機バインダー等の種類や量により異なるが、概ね30〜100℃および２〜20ＭＰａである。
【００３２】
絶縁層２ｂ用グリーンシート、フェライト層２ａ用グリーンシートは、絶縁体粉末または磁性フェライト粉末に有機バインダー，有機溶剤，必要に応じて分散剤や可塑剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法，押し出し成形法等によってシート状に塗布し、乾燥して成形することにより作製される。
【００３３】
絶縁層２ｂ用グリーンシートに用いられる絶縁体粉末は、絶縁層２ｂが非磁性フェライトから成る場合は、Ｆｅ２Ｏ３とＣｕＯやＺｎＯの粉体を所定の割合で混合して仮焼したものを粉砕し、原料粉末とすることができる。
【００３４】
フェライト層２ａ用グリーンシートに用いられる強磁性フェライト粉末は、Ｆｅ２Ｏ３とＣｕＯ，ＺｎＯ，またはＮｉＯとを予め仮焼することにより作製されたフェライト粉末であり、平均粒径が0.1μｍ〜0.9μｍの範囲で均一であり、粒形状は球形状に近いものが望ましい。これは、平均粒径が0.1μｍより小さいと、フェライト層２ａ用グリーンシー
トの製作においてフェライト粉末の均一な分散が困難であり、平均粒径が0.9μｍより大
きいとフェライト層２ａ用グリーンシートの焼結温度が高くなりやすくなるからである。また、粒径が均一で球状に近いことにより均一な焼結状態を得ることができる。例えばフェライト粉末で部分的に小さい粒径が存在した場合は、その部分のみ結晶粒の成長が低下し、焼結後に得られるフェライト層２ａの透磁率が安定しにくい傾向がある。
【００３５】
有機バインダーは、従来よりセラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラ−ル系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での分解性や揮発性を考慮すると、アクリル系バインダーがより好ましい。
【００３６】
グリーンシートの有機溶剤は、絶縁体粉末やフェライト粉末と有機バインダーとを良好に分散させて混合できるようなものであればよく、トルエン，ケトン類，アルコール類の有機溶媒や水等が挙げられる。これらの中で、トルエン，メチルエチルケトン，イソプロピルアルコール等の蒸発係数の高い溶剤はスラリー塗布後の乾燥工程が短時間で実施できるので好ましい。
【００３７】
グリーンシートを作製するためのスラリーは絶縁体粉末やフェライト粉末100質量部に
対して有機バインダーを５〜20質量部、有機溶剤を15〜50質量部加え、ボールミル等の混合手段により混合することにより３〜100ｃｐｓの粘度となるように調製される。
【００３８】
なお、図１に示されるように、絶縁基板２の上面を同じサイズの方形状とすると、電子部品11を搭載する搭載部をより大きいものとすることが可能となり、また取り扱い時に外力が加わっても、外力による応力が絶縁基板２の上面側で分散し、壁面導体３に欠け等のないものとなり、好ましい。
【００３９】
また、図１に示される例においても、絶縁基板２のフェライト層２ａにおいて、図２で示されるように平面透視で隣接する壁面導体３間に大きい１つの凹部４が設けられていてもよい。この構成においても、透磁率の高いフェライト層２ａが壁面導体３間のほとんどの領域で除かれ、壁面導体３におけるフェライト層２ａの絶縁基板２の側面に形成された箇所のインダクタンスはより抑制され、配線基板１の電気特性がより良好なものとなる。
【００４０】
また、図２に示される例においても、フェライト層２ａから上下の絶縁層２ｂにかけて、図１に示されるように壁面導体３を挟むようにして壁面導体３の両側に凹部４を有していてもよい。この構成においても、透磁率の高いフェライト層２ａが壁面導体３を挟むようにして凹部４（空隙）を形成されることによって除かれ、壁面導体３におけるフェライト層２ａの絶縁基板２の側面に形成された箇所のインダクタンスは抑制され、配線基板１の電気特性が良好なものとなる。
【００４１】
このようにして形成された配線基板１に、電子部品11が搭載部上に搭載された電子装置を外部回路基板（図示せず）に搭載することで、電子部品11が配線層５、壁面導体３を介して外部回路基板に電気的に接続される。電子部品11は例えば、半導体素子，センサ素子，容量素子または圧電振動子等である。なお、電子部品11の各電極は、ボンディングワイヤ12、はんだバンプ等の接続端子等により配線基板１の配線導体に電気的に接続されている。図１では、接続端子がボンディングワイヤ12の例を示している。
【００４２】
本実施形態の配線基板１は、フェライト層２ａを含む絶縁基板２と、絶縁基板２の側面に設けた壁面導体３を備えており、壁面導体３を挟むようにして絶縁基板２の側面のフェライト層２ａに凹部４を有していることから、透磁率の高いフェライト層２ａが壁面導体３を挟むようにして凹部４（空隙）を形成されることによって除かれ、壁面導体３におけるフェライト層２ａの絶縁基板２の側面に形成された箇所のインダクタンスは抑制され、配線基板１の電気特性が良好なものとなる。
【００４３】
本発明の電子装置は、上記構成の配線基板１と、配線基板１に搭載された電子部品とを備えていることによって、電子装置の電気特性が良好なものとなる。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・・配線基板
２・・・・絶縁基板
２ａ・・・フェライト層
３・・・・壁面導体
４・・・・凹部
11・・・・電子部品
12・・・・ボンディングワイヤ
【図１】
2015106635.tif 000003
【図２】
2015106635.tif 000004
【図３】
2015106635.tif 000005