層疊基板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種層疊基板，其防止因起因于電極焊盤與陶瓷的線膨脹系數(shù)之差所產(chǎn)生的應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。配置在最外層的部件搭載用電極焊盤(21A)的下層的電極焊盤(71)的面積比該部件搭載用電極焊盤(21A)的面積大。同樣地，配置在部件搭載用電極焊盤(21B)的下層的電極焊盤(77)的面積比該部件搭載用電極焊盤(21B)的面積大，配置在部件搭載用電極焊盤(21C)的下層的電極焊盤(78)的面積比該部件搭載用電極焊盤(21C)的面積大，配置在部件搭載用電極焊盤(21D)的下層的電極焊盤(74)的面積比該部件搭載用電極焊盤(21D)的面積大。
【專利說(shuō)明】
層疊基板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及層疊多個(gè)陶瓷生片而成的層疊基板。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知通過(guò)在層疊多個(gè)陶瓷生片而成的層疊基板的內(nèi)部形成線圈圖案，并在層疊基板的頂面搭載控制IC等電子部件，從而實(shí)現(xiàn)DC - DC轉(zhuǎn)換器的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)第2008/087781號(hào)
[0004]在層疊基板的頂面形成用于搭載上述電子部件的電極焊盤。在燒制時(shí)，因起因于該電極焊盤與陶瓷的線膨脹系數(shù)之差而產(chǎn)生的應(yīng)力，有可能產(chǎn)生裂紋。由于裂紋產(chǎn)生于電極焊盤的端部，所以若水分從該端部侵入到內(nèi)部，則有可能成為短路故障的原因。因此，以往也有時(shí)進(jìn)行另外利用陶瓷膏覆蓋電極焊盤端部等的處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種防止上述裂紋的產(chǎn)生的層疊基板。
[0006]本發(fā)明的層疊基板，其具有多個(gè)陶瓷生片；在上述陶瓷生片上設(shè)置貫通孔并在該貫通孔中填充導(dǎo)電性膏而成的通孔；和形成在上述多個(gè)陶瓷生片上的電極焊盤；在層疊上述多個(gè)陶瓷生片，上述電極焊盤的一部分彼此經(jīng)由上述通孔的一部分電連接的狀態(tài)下，一體燒制而成，該層疊基板的特征是，經(jīng)由上述通孔的一部分電連接的電極焊盤中、設(shè)置在上述層疊基板的最外層的電極焊盤與設(shè)置在上述層疊基板的內(nèi)層的電極焊盤的面積不同。
[0007]起因于電極焊盤與陶瓷的線膨脹系數(shù)之差而產(chǎn)生的應(yīng)力集中在電極焊盤的端部附近。因此，本發(fā)明的層疊基板提供使最外層的電極焊盤與內(nèi)層側(cè)的電極焊盤的面積不同，使各電極焊盤的端部的位置較遠(yuǎn)，從而能夠使產(chǎn)生應(yīng)力的位置分散，防止應(yīng)力集中在一處。由此，同最外層的電極焊盤與內(nèi)層側(cè)的電極焊盤的面積相同的情況相比，能夠緩和在最外層的陶瓷生片中所產(chǎn)生的應(yīng)力，防止裂紋的產(chǎn)生。
[0008]此外，內(nèi)層側(cè)的電極焊盤的面積可以比最外層的電極焊盤的面積大也可以比最外層的電極焊盤的面積小。
[0009]另外，在內(nèi)層側(cè)存在多個(gè)電極焊盤的情況下，至少設(shè)置在任意一層的電極焊盤是與最外層的電極焊盤的面積不同的形態(tài)即可。
[0010]在將該層疊基板作為電子部件模塊的情況下，最外層的電極焊盤可以是用于供該電子部件模塊安裝的、與安裝基板側(cè)的焊盤電極等連接的安裝用電極，也可以是控制IC等電子部件搭載用的電極。
[0011]此外，陶瓷生片有電介質(zhì)材料、鐵氧體材料等，特別是鐵氧體材料較硬、容易產(chǎn)生裂紋，所以本發(fā)明的層疊基板優(yōu)選最外層的陶瓷生片為鐵氧體材料的情況。
[0012]根據(jù)該發(fā)明，能夠防止因起因于電極焊盤與陶瓷的線膨脹系數(shù)之差所產(chǎn)生的應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是表示DC - DC轉(zhuǎn)換器的俯視圖。
[0014]圖2是DC — DC轉(zhuǎn)換器的縱剖視圖。
[0015]圖3是表示配置在下層側(cè)的電極焊盤的面積較小的例子的圖。
[0016]圖4是表示在更下層側(cè)存在電極焊盤的情況下的DC - DC轉(zhuǎn)換器的俯視圖。
[0017]圖5是在更下層側(cè)存在電極焊盤的情況下的DC - DC轉(zhuǎn)換器的縱剖視圖。
[0018]圖6是表示設(shè)置在內(nèi)層側(cè)的任意一層的電極焊盤與最外層的電極焊盤不同的例子的圖。
[0019]圖7是表示安裝用電極焊盤與其上層的電極焊盤的面積不同的情況的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1 (A)是具備本發(fā)明的層疊基板的DC - DC轉(zhuǎn)換器模塊的俯視圖，圖1⑶是省略搭載部件的最外層(第I層)的俯視圖，圖1 (C)是其下層(第2層)的俯視圖。圖2是示意性地表示DC - DC轉(zhuǎn)換器模塊的縱剖面構(gòu)造的圖。
[0021]層疊基板由層疊多個(gè)陶瓷生片而成的層疊體構(gòu)成。在層疊基板中，從最外層中的上面?zhèn)瘸蛳旅鎮(zhèn)劝错樞蚺渲梅谴判泽w鐵氧體層11、磁性體鐵氧體層12、非磁性體鐵氧體層13、磁性體鐵氧體層14、以及非磁性體鐵氧體層15。
[0022]在層疊基板的基板層疊方向的最上面形成有多個(gè)部件搭載的電極焊盤。在圖1以及圖2中示出與控制IC51的輸入端子連接的部件搭載用電極焊盤21A、與控制IC51的接地端子連接的部件搭載用電極焊盤21B、與控制IC51的輸出端子連接的部件搭載用電極焊盤21C、以及與輸出側(cè)電容器52的端子連接的部件搭載用電極焊盤21D。
[0023]在層疊基板的基板層疊方向的最下面形成有用于供該DC - DC轉(zhuǎn)換器安裝的與安裝基板側(cè)的焊盤電極等連接的各種電極焊盤。圖2中示出輸入電極焊盤25、以及輸出電極焊盤26。
[0024]在層疊基板的端面上，從最上面至最下面形成有端面貫通孔75、端面貫通孔76、端面貫通孔95、以及端面貫通孔96。端面貫通孔75用于使最上面的部件搭載用電極焊盤21A與最下面的輸入電極焊盤25電連接，端面貫通孔76用于使最上面的部件搭載用電極焊盤21D與最下面的輸出電極焊盤26電連接。端面貫通孔95以及端面貫通孔96用于使最上面的各種電極焊盤(例如部件搭載用電極焊盤21B)與最下面的接地用電極焊盤(未圖示)連接。
[0025]另外，在配置在層疊基板的內(nèi)層的一部分的陶瓷生片上形成有各種配線用的電極焊盤。例如，如圖1(C)所示，在第2層形成有用于使端面貫通孔75與輸入側(cè)電容器以及控制IC51的輸入端子電連接的電極焊盤71、用于使端面貫通孔76與輸出側(cè)電容器電連接的電極焊盤74、以及用于使各種電子部件的接地端子與端面貫通孔95連接的電極焊盤77。在最下面?zhèn)刃纬捎杏糜谑苟嗣尕炌?5與輸入電極焊盤25電連接的電極焊盤72、以及用于使端面貫通孔76與輸出電極焊盤26電連接的電極焊盤73。
[0026]各電極焊盤經(jīng)由通孔進(jìn)行層間連接。通孔通過(guò)在各陶瓷生片上開(kāi)設(shè)貫通孔，并在該貫通孔填埋導(dǎo)電性膏而形成。例如，部件搭載用電極焊盤21A和電極焊盤71經(jīng)由通孔41電連接，部件搭載用電極焊盤2IB和電極焊盤77經(jīng)由通孔42電連接，部件搭載用電極焊盤21C和電極焊盤78經(jīng)由通孔43電連接，部件搭載用電極焊盤21D和電極焊盤74經(jīng)由通孔44電連接。
[0027]控制IC51的輸入端子55經(jīng)由部件搭載用電極焊盤21A、通孔41、電極焊盤71、端面貫通孔75、以及電極焊盤72等的各種配線與輸入電極焊盤25連接。
[0028]控制IC51的接地端子56經(jīng)由部件搭載用電極焊盤21B、通孔42、電極焊盤77、以及端面貫通孔95等的各種配線與未圖示的接地電極連接。
[0029]另外，控制IC51的輸出端子57經(jīng)由部件搭載用電極焊盤21C、通孔43、以及電極焊盤78等的各種配線與輸出電極焊盤26連接。
[0030]在配置在層疊基板的更內(nèi)層側(cè)的一部分的陶瓷生片上所形成的導(dǎo)體圖案31通過(guò)通孔進(jìn)行層間連接，從而夾著磁性體鐵氧體層12、非磁性體鐵氧體層13、以及磁性體鐵氧體層14而呈螺旋狀地配線。由此形成線圈導(dǎo)體，層疊基板作為電感器發(fā)揮作用，通過(guò)搭載控制IC51、各種電容器等電子部件，作為DC - DC轉(zhuǎn)換器模塊發(fā)揮作用。
[0031]在降壓型的DC - DC轉(zhuǎn)換器的情況下，在控制IC51的輸出端子57連接作為電感器發(fā)揮作用的導(dǎo)體圖案31。而且，導(dǎo)體圖案31的輸出側(cè)與輸出側(cè)電容器52連接，輸出側(cè)電容器52以及導(dǎo)體圖案31的輸出側(cè)經(jīng)由部件搭載用電極焊盤21D、電極焊盤74、端面貫通孔76、以及電極焊盤73等的各種配線與輸出電極焊盤26連接。
[0032]此外，中間層亦即非磁性體鐵氧體層13發(fā)揮作用，以等價(jià)于磁性上磁性體鐵氧體層12以及磁性體鐵氧體層14間存在空隙的情況，使作為電感器的直流重疊特性提高，但在本發(fā)明中并不是必須的要素。
[0033]另外，最外層的非磁性體鐵氧體層11以及非磁性體鐵氧體層15具有分別覆蓋磁性體鐵氧體層12以及磁性體鐵氧體層14的上面?zhèn)纫约跋旅鎮(zhèn)鹊墓δ堋Ａ硗?，用熱收縮率相對(duì)低的非磁性體鐵氧體層11以及非磁性體鐵氧體層15夾著熱收縮率相對(duì)高的磁性體鐵氧體層12以及磁性體鐵氧體層14，從而通過(guò)燒制來(lái)壓縮元件整體使強(qiáng)度提高而設(shè)置。但是，非磁性體鐵氧體層11以及非磁性體鐵氧體層15在本發(fā)明中并不是必須的要素。
[0034]在層疊基板中陶瓷生片、各種配線等線膨脹系數(shù)不同的材料混在一起。一般，與陶瓷材料料相比金屬材料一方的線膨脹系數(shù)較大，所以在燒制時(shí)電極焊盤一方有更收縮的趨勢(shì)。因此，在燒制時(shí)，在陶瓷生片(特別是最外層的非磁性體鐵氧體層11)產(chǎn)生起因于該線膨脹系數(shù)之差的應(yīng)力。起因于電極焊盤與陶瓷的線膨脹系數(shù)之差而產(chǎn)生的應(yīng)力集中在電極焊盤的端部附近。假設(shè)最外層的電極焊盤和內(nèi)層側(cè)的電極焊盤的面積相同的情況下，這些電極焊盤的端部彼此位于最近的位置，在該端部應(yīng)力進(jìn)一步集中，有可能在最外層的陶瓷生片產(chǎn)生裂紋。
[0035]因此，本發(fā)明的層疊基板通過(guò)使最外層的電極焊盤與內(nèi)層側(cè)的電極焊盤的面積不同，使各電極焊盤的端部的位置較遠(yuǎn)，從而使產(chǎn)生應(yīng)力的位置分散，防止應(yīng)力集中在一處。
[0036]S卩、配置在最外層的部件搭載用電極焊盤21A的下層的電極焊盤71的面積比該部件搭載用電極焊盤21A的面積大。同樣地，配置在部件搭載用電極焊盤21B的下層的電極焊盤77的面積比該部件搭載用電極焊盤21B的面積大，配置在部件搭載用電極焊盤21C的下層的電極焊盤78的面積比該部件搭載用電極焊盤21C的面積大，配置在部件搭載用電極焊盤21D的下層的電極焊盤74的面積比該部件搭載用電極焊盤21D的面積大。
[0037]由此，同最外層的電極焊盤和內(nèi)層側(cè)的電極焊盤的面積相同的情況相比，能夠緩和在最外層的陶瓷生片上所產(chǎn)生的應(yīng)力，并防止裂紋的產(chǎn)生。
[0038]此外，如圖3所示，也可以是配置在下層側(cè)的電極焊盤的面積比最外層的電極焊盤的面積小。
[0039]另外，在下層側(cè)存在多個(gè)電極焊盤的情況下，至少設(shè)置在任意一層的電極焊盤是與最外層的電極焊盤的面積不同的形態(tài)即可。圖4以及圖5是表示在更下層側(cè)存在電極焊盤的情況下的DC - DC轉(zhuǎn)換器的圖。
[0040]圖4(A)、圖4(B)、以及圖4(C)分別是與圖1 (A)、圖1 (B)、以及圖1(C)相同的俯視圖。圖4(D)是第3層的俯視圖。圖5是示意性地表示該圖4(A)至圖4(D)的例子中的DC— DC轉(zhuǎn)換器模塊的縱剖面構(gòu)造的圖。另外，與圖1以及圖2通用的構(gòu)成標(biāo)注同一符號(hào)，省略其說(shuō)明。
[0041]在該例子中，在電極焊盤71的更下層(第3層)配置有經(jīng)由通孔41B電連接的電極焊盤71B。同樣地，在電極焊盤77的更下層配置有經(jīng)由通孔42B電連接的電極焊盤77B，在電極焊盤78的更下層配置有經(jīng)由通孔43B電連接的電極焊盤78B，在電極焊盤74的更下層配置有經(jīng)由通孔44B電連接的電極焊盤74B。
[0042]即、配置在第3層的電極焊盤具有與配置在第2層的電極焊盤相同的面積，且比配置在最外層(第I層)的電極焊盤的面積大。
[0043]該情況下也能夠緩和在最外層的陶瓷生片中所產(chǎn)生的應(yīng)力，并防止裂紋的產(chǎn)生。特別是，在多個(gè)層中形成有電極焊盤的情況下，面積相同的電極焊盤的層疊方向的數(shù)量越多，則越容易由最外層的陶瓷生片產(chǎn)生較強(qiáng)的應(yīng)力，所以配置不同的面積的電極焊盤來(lái)使應(yīng)力分散的效果較大。
[0044]此外，在內(nèi)層側(cè)存在多個(gè)電極焊盤的情況下，至少設(shè)置在任意一層的電極焊盤是與最外層的電極焊盤的面積不同的形態(tài)即可。例如，如圖6(A)所示，配置在第3層的電極焊盤(電極焊盤71B、電極焊盤77B、電極焊盤78B、以及電極焊盤74B)的面積比配置在第I層的電極焊盤(部件搭載用電極焊盤21A、部件搭載用電極焊盤21B、部件搭載用電極焊盤21C、以及部件搭載用電極焊盤21D)的面積大，配置在第I層的電極焊盤與配置在第2層的電極焊盤(電極焊盤71、電極焊盤77、電極焊盤78、以及電極焊盤74)為相同的面積的情況下，也能夠使產(chǎn)生應(yīng)力的位置分散，防止應(yīng)力集中在最外層的陶瓷生片。
[0045]另外，如圖6(B)所示，配置在第2層的電極焊盤的面積比配置在第I層的電極焊盤的面積大，配置在第I層的電極焊盤與配置在第3層的電極焊盤為相同的面積的情況下，也能夠使產(chǎn)生應(yīng)力的位置分散，防止應(yīng)力集中在最外層的陶瓷生片。
[0046]另外，如圖6(C)所示，配置在第3層的電極焊盤的面積比配置在第I層的電極焊盤的面積小，配置在第I層的電極焊盤與配置在第2層的電極焊盤為相同的面積的情況下，也能夠使產(chǎn)生應(yīng)力的位置分散，防止應(yīng)力集中在最外層的陶瓷生片。
[0047]此外，在上述的例子中示出了用于搭載IC等電子部件的電極焊盤與其下層的電極焊盤的面積不同的例子，但在將層疊基板作為電子部件模塊的情況下，也可以是用于供該電子部件模塊安裝的、與安裝基板側(cè)的焊盤電極等連接的安裝用電極焊盤與其上層的電極焊盤的面積不同的情況。
[0048]例如，在圖7所示的層疊基板中，在下面?zhèn)鹊淖钔鈱拥妮斎腚姌O焊盤25的上層所配置的電極焊盤72B的面積比該輸入電極焊盤25的面積大，在下面?zhèn)鹊淖钔鈱拥妮敵鲭姌O焊盤26的上層所配置的電極焊盤73B的面積比該輸出電極焊盤26的面積大。
[0049]該情況下同最外層的電極焊盤與內(nèi)層側(cè)的電極焊盤的面積相同的情況相比，也能夠緩和在最外層(該情況下，最下面)的陶瓷生片中所產(chǎn)生的應(yīng)力，防止裂紋的產(chǎn)生。
[0050]此外，在上述實(shí)施方式中，作為配置于最外層的陶瓷生片，示出了非磁性體鐵氧體材料，配置磁性體鐵氧體材料的情況下也同樣地通過(guò)加熱處理起因于線膨脹系數(shù)之差的應(yīng)力產(chǎn)生，所以通過(guò)使最外層的電極焊盤與內(nèi)層側(cè)的電極焊盤的面積不同，使各電極焊盤的端部的位置較遠(yuǎn)，能夠使產(chǎn)生應(yīng)力的位置分散，防止應(yīng)力集中在一處。
[0051]另外，在最外層配置電介質(zhì)材料的情況也相同，特別是鐵氧體材料較硬、容易產(chǎn)生裂紋，所以本發(fā)明的層疊基板優(yōu)選最外層的陶瓷生片是鐵氧體材料的情況。
[0052]附圖符號(hào)說(shuō)明
[0053]11、13、15…非磁性體鐵氧體層；12、14…磁性體鐵氧體層；21A、21B、21C、21D…部件搭載用電極焊盤；25...輸入電極焊盤；26...輸出電極焊盤；31...導(dǎo)體圖案；51...控制IC ；52…輸出側(cè)電容器；55…輸入端子；56…接地端子；57…輸出端子；71、72、73、74、77、78…電極焊盤；75、76、95、96…端面貫通孔。
【權(quán)利要求】
1.一種層疊基板，其具有多個(gè)陶瓷生片；在所述陶瓷生片中設(shè)置貫通孔并在該貫通孔中填充導(dǎo)電性膏而成的通孔；和形成在所述多個(gè)陶瓷生片上的電極焊盤；所述層疊基板在層疊所述多個(gè)陶瓷生片并且所述電極焊盤的一部分彼此經(jīng)由所述通孔的一部分電連接的狀態(tài)下，一體燒制而成，所述層疊基板的特征在于， 經(jīng)由所述通孔的一部分電連接的電極焊盤中、設(shè)置在所述層疊基板的最外層的電極焊盤與設(shè)置在所述層疊基板的內(nèi)層的電極焊盤的面積不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊基板，其特征在于， 設(shè)置在所述層疊基板的內(nèi)層的電極焊盤的面積比設(shè)置在所述層疊基板的最外層的電極焊盤的面積大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的層疊基板，其特征在于， 在所述層疊基板的內(nèi)層設(shè)置多個(gè)電極焊盤， 設(shè)置在該層疊基板的內(nèi)層的多個(gè)電極焊盤中、至少設(shè)置在任意一層的電極焊盤的面積與設(shè)置在所述層疊基板的最外層的電極焊盤的面積不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的層疊基板，其特征在于， 設(shè)置在所述層疊基板的最外層的電極焊盤是電子部件搭載用的電極。
5.權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的層疊基板,其特征在于， 配置在所述層疊基板的最外層的陶瓷生片由鐵氧體材料構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H01L23/12GK104321862SQ201380026031
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】林繁利, 橫山智哉, 佐藤貴子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所