(57)【要約】      （修正有）【課題】側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するの抑制し、配線基板の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５を、フェライト層５より低磁性の一対の絶縁層６で挟持させて成る基体と、基体の側面に形成された側面導体３と、フェライト層５と側面導体３との間に形成された、フェライト層５より低磁性の介在層４とを有している。また、前記絶縁層６と前記介在層４との透磁率が同じである。【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、該フェライト層より低磁性の一対の絶縁層で挟持させて成る基体と、該基体の側面に形成された側面導体と、
前記フェライト層と前記側面導体との間に形成された、前記フェライト層より低磁性の介在層とを有していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記絶縁層と前記介在層との透磁率が同じである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に記載の配線基板と、
該配線基板に搭載された電子部品とを有す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側面導体を設けると、側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、該フェライト層より低磁性の一対の絶縁層で挟持させて成る基体と、該基体の側面に形成された側面導体と、前記フェライト層と前記側面導体との間に形成された、前記フェライト層より低磁性の介在層とを有している。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の配線基板は、フェライト層を、フェライト層より低磁性の一対の絶縁層で挟持させて成る基体と、基体の側面に形成された側面導体と、フェライト層と側面導体との間に形成された、フェライト層より低磁性の介在層とを有していることから、側面導体における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は抑制され、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配線基板を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の配線基板の一部を示す要部拡大斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態における配線基板の他の例を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の配線基板の一部を示す要部拡大斜視図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態における配線基板の他の例を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）の配線基板の一部を示す要部拡大斜視図である。
【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配線基板１について説明する。本実施形態における配線基板１は、基体２と、側面導体３と、介在層４とを有している。
【００１１】
基体２は、フェライト層５を、フェライト層５より低磁性の一対の絶縁層６で挟持させて成る。
【００１２】
フェライト層５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。
【００１３】
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７やコイル導体８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５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５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。
【００１４】
フェライト層５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５用グリーンシートを製作し、このフェライト層５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。
【００１５】
絶縁層６は、その表面や内部に形成される配線層７や絶縁層６に挟持されて形成されるフェライト層５およびコイル導体８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７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６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６用グリーンシートを製作し、この絶縁層６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。
【００１６】
絶縁層６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。
【００１７】
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７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。
【００１８】
また、絶縁層６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。
【００１９】
絶縁層６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。
【００２０】
配線層７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６用グリーンシートに配線層７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６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。
【００２１】
フェライト層５の内部には、例えばインダクタ等のコイル導体８が形成されている。
【００２２】
コイル導体８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５用グリーンシートの表面にコイル導体８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５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５に埋設されて形成される。コイル導体８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５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５用グリーンシートを積層すればよい。コイル導体８の作製に用いられる金属粉末は、配線層７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８の電気抵抗が小さくなり、コイル導体８の発熱そのものを抑えることができる。
【００２３】
側面導体３は、図１〜図３に示す例のように、基体２の側面に形成されており、基体２の側面から下面まで延出して形成されている。
【００２４】
側面導体３は、基体２の側面に形成されており、上下の一対の絶縁層６に形成された配線層７間を接続したり、配線基板１の配線層７を外部電気回路に電気的に接続するためのものである。側面導体３は、配線層７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。側面導体３は、後述するようにして絶縁層６用グリーンシートとフェライト層５用グリーンシートとの積層体を作製し、介在層４を積層体側面に形成した後に、搭載用電極や電極パッドのような絶縁層６の外表面に形成される配線層７用導体ペーストと同様の導体ペーストを、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塗布し、これらとともに同時焼成して形成される（図１）。あるいは、例えば多数個取りの形態で作製する場合は、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塗布する（図２、図３）。あるいは、充填して同時焼成した後に分割して、いわゆるキャスタレーション導体としてもよい（図２、図３）。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塗布して焼き付けてもよい（図１〜図３）。
【００２５】
積層体を作製する方法は、積み重ねた絶縁層６用グリーンシートとフェライト層５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。
【００２６】
介在層４は、フェライト層５と側面導体３との間に形成され、絶縁層６やフェライト層５およびコイル導体８や配線層７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、フェライト層５より低磁性となっている。このような構成とすることによって、側面導体３におけるフェライト層５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。
【００２７】
介在層４は、側面導体３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。
【００２８】
なお、絶縁層６と介在層４との透磁率が同じであると、絶縁層６に設けられた配線層７のインダクタンスと介在層４上に設けられた側面導体３のインダクタンスが同等で抑制されたものとなり、配線基板１全体としての電気特性がより良好なものとなり好ましい。この場合、介在層４は絶縁層６と同じものを用いてもよい。
【００２９】
また、高磁性のフェライト層５と側面導体３との間に、側面導体３の熱膨張係数と熱膨張係数の差が小さい低磁性の介在層４を有している場合に、側面導体３が低磁性の介在層４に良好に接合されるものとなる。このような例としては、場合、高磁性のフェライト層５としてはＮｉ−Ｚｎ系フェライト等、側面導体３としてはＣｕ，Ａｇ等、低磁性の介在層４としてはＣｕ−Ｚｎ系フェライト等が好ましい。
【００３０】
介在層４は、介在層４用の絶縁体粉末，有機バインダーおよび溶剤を主成分とする介在層４用ペーストを製作し、絶縁層６用グリーンシートとフェライト層５用グリーンシートとの積層体を作製した後に、介在層４用ペーストを、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塗布し、これらとともに同時焼成して形成される。多数個取りの形態で作製する場合は、各基板の境界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、基板の側面となる孔部内面に介在層４用ペーストを塗布して
もよいし、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介在層４用ペーストを塗布して焼き付けてもよい。
【００３１】
介在層４用の絶縁体粉末は、絶縁層６に用いるガラスの粉末およびフィラー粉末と同様のものを用いる場合には、フィラー粉末として、例えばＡｌＮ，Ｓｉ３Ｎ４，ＳｉＣ，ＢＮ等のセラミック粉末を用いると熱伝導率のより高いものが得られるので好ましい。また、ガラス粉末としては結晶化ガラスがより高熱伝導率となるので好ましい。
【００３２】
絶縁層６用グリーンシート、フェライト層５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６用グリーンシートに用いられる絶縁体粉末は、絶縁層６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５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５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５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５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】
介在層４用ペーストは、主成分の絶縁体粉末に有機バインダー，有機溶剤，必要に応じて分散剤等を加えてボールミル，三本ロールミル，プラネタリーミキサー等の混練手段により混合および混練することで作製される。
【００３９】
介在層４用ペーストの有機バインダーは、従来よりセラミックグリーンシートやセラミ
ックペース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、揮発性を考慮すると、アクリル系，アルキド系の有機バインダーがより好ましい。
【００４０】
介在層４用ペーストの有機溶剤は、上記した絶縁体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、テルピネオールやブチルカルビトールアセテートおよびフタル酸等が使用可能である。
【００４１】
介在層４用ペーストは、絶縁体粉末100質量部に対して有機バインダーを３〜15質量部
、有機溶剤を10〜30質量部加えて混練することにより、印刷により介在層４用ペーストの滲みやかすれ等の不具合が発生せず良好に所定形状のパターン形成ができる程度の粘度となるようにすることが望ましい。
【００４２】
フェライト層５を、フェライト層５より低磁性の一対の絶縁層で挟持させて成る基体と、基体の側面に形成された側面導体３と、フェライト層５と側面導体３との間に形成された、フェライト層５より低磁性の介在層４とを有していることから、側面導体３におけるフェライト層５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。また、高磁性のフェライト層５と側面導体３との間に、側面導体３の熱膨張係数と熱膨張係数の差が小さい低磁性の介在層４を有しているため、側面導体３が低磁性の介在層に良好に接合されるものとなる。
【００４３】
半導体素子および受動部品等から成る電子部品は、配線基板１に搭載され、配線層７に接続されることにより電子装置となる。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とを備えていることによって、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・・・・基体
３・・・・側面導体
４・・・・介在層
５・・・・フェライト層
６・・・・絶縁層
【図１】
2015070164.tif 000003
【図２】
2015070164.tif 000004
【図３】
2015070164.tif 000005