特許 7627628 複合電子部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-29

(45)【発行日】2025-02-06

(54)【発明の名称】複合電子部品

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20250130BHJP

   H01F 17/00 20060101ALI20250130BHJP

   H01F 27/00 20060101ALI20250130BHJP

   H05K 1/16 20060101ALI20250130BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 Q

H01F17/00 B

H01F27/00 R

H05K1/16 B

H05K3/46 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021109156

(22)【出願日】2021-06-30

(65)【公開番号】P2023006519

(43)【公開日】2023-01-18

【審査請求日】2024-02-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(72)【発明者】

【氏名】阿部 敏之

(72)【発明者】

【氏名】露谷 和俊

(72)【発明者】

【氏名】奥村 武史

(72)【発明者】

【氏名】古橋 啓太

(72)【発明者】

【氏名】三浦 満

(72)【発明者】

【氏名】橋本 祐樹

【審査官】沼生 泰伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１７０３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０６６８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４９８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１２７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４３４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１１５４３４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ３／４６

Ｈ０１Ｆ １７／００

Ｈ０１Ｆ ２７／００

Ｈ０５Ｋ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁層と、
前記絶縁層の一方の表面側に設けられ、互いに磁気結合する第１及び第２のコイルパターンと、
前記絶縁層の他方の表面側に設けられ、互いに磁気結合する第３及び第４のコイルパターンと、
前記絶縁層の前記一方の表面側に設けられ、互いに磁気結合する第５及び第６のコイルパターンと、
前記絶縁層の前記他方の表面側に設けられ、互いに磁気結合する第７及び第８のコイルパターンと、
前記絶縁層に埋め込まれ、少なくとも前記第１及び第２のコイルパターンに接続された電子部品と、
第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７及び第８の信号端子とグランド端子と、を備え、
前記電子部品は、前記第１及び第２の信号端子と前記グランド端子の間に接続されたＥＳＤ保護部品であり、
前記第１及び第２のコイルパターンの一端は、それぞれ前記第１及び第２の信号端子に接続され、
前記第３及び第４のコイルパターンの一端は、それぞれ前記第３及び第４の信号端子に接続され、
前記第５及び第６のコイルパターンの一端は、それぞれ前記第５及び第６の信号端子に接続され、
前記第７及び第８のコイルパターンの一端は、それぞれ前記第７及び第８の信号端子に接続され、
前記第１及び第２のコイルパターンの他端は、それぞれ前記第３及び第４のコイルパターンの他端に接続され、
前記第５及び第６のコイルパターンの他端は、それぞれ前記第７及び第８のコイルパターンの他端に接続され、
前記ＥＳＤ保護部品は、前記第５及び第６の信号端子と前記グランド端子の間にさらに接続されることを特徴とする複合電子部品。

【請求項2】

前記第１のコイルパターンと前記第２のコイルパターンは互いに重なり、
前記第３のコイルパターンと前記第４のコイルパターンは互いに重なり、且つ、前記第１及び第２のコイルパターンとは径又はターン数が異なることを特徴とする請求項１に記載の複合電子部品。

【請求項3】

前記第１のコイルパターンと前記第５のコイルパターンは同じ配線層に形成され、且つ、平面視で対称形であり、
前記第２のコイルパターンと前記第６のコイルパターンは同じ配線層に形成され、且つ、平面視で対称形であり、
前記第３のコイルパターンと前記第７のコイルパターンは同じ配線層に形成され、且つ、平面視で対称形であり、
前記第４のコイルパターンと前記第８のコイルパターンは同じ配線層に形成され、且つ、平面視で対称形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合電子部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は複合電子部品に関し、特に、電子部品が埋め込まれた絶縁層とコイルパターンを備える複合電子部品に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電子部品が埋め込まれた絶縁層とコイルパターンを備える複合電子部品が開示されている。例えば、特許文献１の図３には、電子部品が埋め込まれた絶縁層上に２つのコイルパターンを積層した構成が開示されている。また、特許文献１の図７には、電子部品が埋め込まれた絶縁層上に２つのコイルパターンを並置した構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１３／１０５３９７号

【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、特許文献１に記載された複合電子部品は、電子部品が埋め込まれた絶縁層の片側にのみコイルパターンを配置していることから、十分なインダクタンスを確保することが困難であるとともに、絶縁層と電子部品の熱膨張係数の差によって複合電子部品全体に反りが生じやすいという問題があった。

【0005】

したがって、本発明は、電子部品が埋め込まれた絶縁層を備える複合電子部品において、十分なインダクタンスを確保するとともに、反りの発生を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による複合電子部品は、絶縁層と、絶縁層の一方の表面側に設けられ互いに磁気結合する第１及び第２のコイルパターンと、絶縁層の他方の表面側に設けられ互いに磁気結合する第３及び第４のコイルパターンと、絶縁層に埋め込まれ少なくとも第１及び第２のコイルパターンに接続された電子部品とを備えることを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、電子部品が埋め込まれた絶縁層の両側にコイルパターンが配置されていることから、十分なインダクタンスを確保することができる。しかも、積層方向における対称性が高められることから、反りの発生も抑制される。

【0008】

本発明による複合電子部品は、第１、第２、第３及び第４の信号端子とグランド端子をさらに備え、電子部品は、第１及び第２の信号端子とグランド端子の間に接続されたＥＳＤ保護部品であり、第１及び第２のコイルパターンの一端は、それぞれ第１及び第２の信号端子に接続され、第３及び第４のコイルパターンの一端は、それぞれ第３及び第４の信号端子に接続され、第１及び第２のコイルパターンの他端は、それぞれ第３及び第４のコイルパターンの他端に接続されていても構わない。これによれば、ＥＳＤ保護機能付きのコモンモードフィルタを提供することが可能となる。この場合、第１のコイルパターンと第２のコイルパターンは互いに重なり、第３のコイルパターンと第４のコイルパターンは互いに重なり、且つ、第１及び第２のコイルパターンとは径又はターン数が異なっていても構わない。これによれば、特性調整のための設計変更が容易となる。

【0009】

本発明による複合電子部品は、絶縁層の一方の表面側に設けられ互いに磁気結合する第５及び第６のコイルパターンと、絶縁層の他方の表面側に設けられ互いに磁気結合する第７及び第８のコイルパターンと、第５、第６、第７及び第８の信号端子とをさらに備え、ＥＳＤ保護部品は、第５及び第６の信号端子とグランド端子の間にさらに接続され、第５及び第６のコイルパターンの一端は、それぞれ第５及び第６の信号端子に接続され、第７及び第８のコイルパターンの一端は、それぞれ第７及び第８の信号端子に接続され、第５及び第６のコイルパターンの他端は、それぞれ第７及び第８のコイルパターンの他端に接続されていても構わない。これによれば、２つのコモンモードフィルタを内蔵したアレイ品を提供することが可能となる。

【0010】

この場合、第１のコイルパターンと第５のコイルパターンは同じ配線層に形成され、且つ、平面視で対称形であり、第２のコイルパターンと第６のコイルパターンは同じ配線層に形成され、且つ、平面視で対称形であり、第３のコイルパターンと第７のコイルパターンは同じ配線層に形成され、且つ、平面視で対称形であり、第４のコイルパターンと第８のコイルパターンは同じ配線層に形成され、且つ、平面視で対称形であっても構わない。これによれば、２つのコモンモードフィルタの特性を一致させることができるとともに、パターン設計が容易となる。

【発明の効果】

【0011】

このように、本発明によれば、電子部品が埋め込まれた絶縁層を備える複合電子部品において、十分なインダクタンスを確保するとともに、反りの発生を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の一実施形態による複合電子部品１の外観を示す略斜視図である。

【図2】図２（ａ）は図１に示すＡ－Ａ線に沿った略断面図であり、図２（ｂ）は図１に示すＢ－Ｂ線に沿った略断面図である。

【図3】図３は、導体層Ｌ１に設けられた導体パターンの形状を示す略平面図である。

【図4】図４は、導体層Ｌ２に設けられた導体パターンの形状を示す略平面図である。

【図5】図５は、導体層Ｌ３に設けられた導体パターンの形状を示す略平面図である。

【図6】図６は、導体層ＬＥＳＤに設けられた導体パターンの形状を示す略平面図である。

【図7】図７は、導体層Ｌ４に設けられた導体パターンの形状を示す略平面図である。

【図8】図８は、導体層Ｌ５に設けられた導体パターンの形状を示す略平面図である。

【図9】図９は、複合電子部品１の等価回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

【0014】

図１は、本発明の一実施形態による複合電子部品１の外観を示す略斜視図である。

【0015】

本実施形態による複合電子部品１は表面実装型のチップ部品であり、図１に示すように、素体１０と、素体１０の表面に形成された信号端子２１～２８及び４つのグランド端子２９とを備えている。

【0016】

図２（ａ）は図１に示すＡ－Ａ線に沿った略断面図であり、図２（ｂ）は図１に示すＢ－Ｂ線に沿った略断面図である。

【0017】

図２に示すように、素体１０は、樹脂などからなる絶縁層１１～１４が積層された構造を有している。このうち、絶縁層１４は絶縁層１１の一方の表面１１ａ側に設けられ、絶縁層１２，１３は絶縁層１１の他方の表面１１ｂ側に設けられている。絶縁層１１の一方の表面１１ａには導体層Ｌ４が形成される。導体層Ｌ４は絶縁層１４によって覆われる。絶縁層１４の表面には、導体層Ｌ５が形成される。導体層Ｌ５はソルダーレジスト３２によって覆われる。絶縁層１１の他方の表面１１ｂには導体層Ｌ３が形成される。導体層Ｌ３は絶縁層１２によって覆われる。絶縁層１２の表面には、導体層Ｌ２が形成される。導体層Ｌ２は絶縁層１３によって覆われる。絶縁層１３の表面には、導体層Ｌ１が形成される。導体層Ｌ１はソルダーレジスト３１によって覆われる。

【0018】

絶縁層１１にはＥＳＤ保護部品２が埋め込まれている。ＥＳＤ保護部品２は半導体基板によって構成されるため、絶縁層１１～１４とは熱膨張係数が大きく異なっている。しかしながら、本実施形態においては、ＥＳＤ保護部品２が積層方向における略中央部に埋め込まれ、その両側に絶縁層１２～１４が設けられていることから、積層方向における対称性が高く、温度変化に起因する複合電子部品１全体の反りが発生しにくい。ＥＳＤ保護部品２はフェイスダウン方式で絶縁層１１に埋め込まれており、ＥＳＤ保護部品２の端子電極は、導体層ＬＥＳＤに設けられた導体パターンに接続される。

【0019】

図３～図８は、それぞれ導体層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、ＬＥＳＤ、Ｌ４及びＬ５に設けられた導体パターンの形状を示す略平面図である。

【0020】

図３に示すように、導体層Ｌ１には、導体パターン４１～４９が設けられている。導体パターン４１～４９は、それぞれ信号端子２１～２８及びグランド端子２９に接続されている。

【0021】

図４に示すように、導体層Ｌ２には、コイルパターンＣ３，Ｃ７と導体パターン５１～５９，５３ａ，５７ａが設けられている。導体パターン５１～５９は、絶縁層１３に設けられたビアを介して、それぞれ導体パターン４１～４９に接続されている。また、コイルパターンＣ３の外周端及び内周端は、それぞれ導体パターン５３，５３ａに接続されている。コイルパターンＣ７の外周端及び内周端は、それぞれ導体パターン５７，５７ａに接続されている。

【0022】

図５に示すように、導体層Ｌ３には、コイルパターンＣ４，Ｃ８と導体パターン６１～６９，６４ａ，６８ａが設けられている。導体パターン６１～６９は、絶縁層１２に設けられたビアを介して、それぞれ導体パターン５１，５２，５３ａ，５４～５６，５７ａ，５８，５９に接続されている。また、コイルパターンＣ４の外周端及び内周端は、それぞれ導体パターン６４，６４ａに接続されている。コイルパターンＣ８の外周端及び内周端は、それぞれ導体パターン６８，６８ａに接続されている。

【0023】

コイルパターンＣ３，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８は、いずれも導体パターンが約３ターン巻回された構成を有している。そして、コイルパターンＣ３とコイルパターンＣ４は積層方向に重なり、そのパターン形状は外周端及び内周端の位置を除いてほぼ一致している。同様に、コイルパターンＣ７とコイルパターンＣ８は積層方向に重なり、そのパターン形状は外周端及び内周端の位置を除いてほぼ一致している。さらに、コイルパターンＣ３とコイルパターンＣ７のパターン形状は平面視で対称形であり、コイルパターンＣ４とコイルパターンＣ８のパターン形状は平面視で対称形である。

【0024】

図６に示すように、導体層ＬＥＳＤには、導体パターン７１～７８と、ＥＳＤ保護部品２の端子電極８１，８２，８５，８６，８９が設けられている。導体パターン７１～７８及び端子電極８９は、絶縁層１１に設けられたビアを介して、それぞれ導体パターン６１～６３，６４ａ，６５～６７，６８ａ，６９に接続されている。また、端子電極８１，８２，８５，８６は、絶縁層１１に設けられたビアを介して、それぞれ導体パターン６１，６２，６５，６６に接続されている。

【0025】

図７に示すように、導体層Ｌ４には、コイルパターンＣ１，Ｃ５と導体パターン９１～９８が設けられている。導体パターン９１～９８は、絶縁層１１に設けられたビアを介して、それぞれ導体パターン７１～７８に接続されている。また、コイルパターンＣ１の外周端及び内周端は、それぞれ導体パターン９１，９３に接続されている。コイルパターンＣ５の外周端及び内周端は、それぞれ導体パターン９５，９７に接続されている。

【0026】

図８に示すように、導体層Ｌ５には、コイルパターンＣ２，Ｃ６と導体パターン１０２，１０４，１０６，１０８が設けられている。導体パターン１０２，１０４，１０６，１０８は、絶縁層１４に設けられたビアを介して、それぞれ導体パターン９２，９４，９６，９８に接続されている。また、コイルパターンＣ２の外周端及び内周端は、それぞれ導体パターン１０２，１０４に接続されている。コイルパターンＣ６の外周端及び内周端は、それぞれ導体パターン１０６，１０８に接続されている。

【0027】

コイルパターンＣ１，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ６は、いずれも導体パターンが約４ターン巻回された構成を有している。そして、コイルパターンＣ１とコイルパターンＣ２は積層方向に重なり、そのパターン形状は外周端及び内周端の位置を除いてほぼ一致している。同様に、コイルパターンＣ５とコイルパターンＣ６は積層方向に重なり、そのパターン形状は外周端及び内周端の位置を除いてほぼ一致している。さらに、コイルパターンＣ１とコイルパターンＣ５のパターン形状は平面視で対称形であり、コイルパターンＣ２とコイルパターンＣ６のパターン形状は平面視で対称形である。

【0028】

図９は、本実施形態による複合電子部品１の等価回路図である。

【0029】

図９に示すように、本実施形態による複合電子部品１においては、信号端子２１，２３間にコイルパターンＣ１，Ｃ３が直列に接続され、信号端子２２，２４間にコイルパターンＣ２，Ｃ４が直列に接続され、信号端子２５，２７間にコイルパターンＣ５，Ｃ７が直列に接続され、信号端子２６，２８間にコイルパターンＣ６，Ｃ８が直列に接続される。そして、コイルパターンＣ１，Ｃ２が磁気結合し、コイルパターンＣ３，Ｃ４が磁気結合し、コイルパターンＣ５，Ｃ６が磁気結合し、コイルパターンＣ７，Ｃ８が磁気結合する。さらに、信号端子２１，２２，２５，２６とグランド端子２９の間には、ＥＳＤ保護部品２に集積された保護素子が挿入される。

【0030】

これにより、本実施形態による複合電子部品１は、ＥＳＤ保護機能付きのコモンモードフィルタのアレイを構成する。そして、ＥＳＤ保護部品２が埋め込まれた絶縁層１１の一方の表面１１ａ側にコイルパターンＣ１，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ６が配置され、他方の表面１１ｂ側にコイルパターンＣ３，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８が配置されることから、各コモンモードフィルタのインダクタンスを十分に高めることができるとともに、絶縁層１１～１４とＥＳＤ保護部品２の熱膨張係数の差に起因する複合電子部品１の反りを低減することが可能となる。

【0031】

また、コイルパターンＣ１，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ６とコイルパターンＣ３，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８が積層方向に十分に離れており、両者のパターン形状、具体的には径及びターン数が互いに異なっていることから、両者間に生じる磁気結合が抑えられる。このため、特性調整のために、例えばコイルパターンＣ１，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ６のパターン形状を変更しても、コイルパターンＣ３，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８の特性がほとんど変化しないことから、設計変更が容易となる。しかも、同じ導体層に位置する２つのコイルパターンが平面視で対称形であることから、２つのコモンモードフィルタに特性差がほとんど生じないとともに、パターン設計も容易となる。

【0032】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【0033】

例えば、上記実施形態では、絶縁層１１にＥＳＤ保護部品２を埋め込んでいるが、絶縁層１１に埋め込む電子部品がこれに限定されるものではない。また、上記実施形態による複合電子部品１は、２つのコモンモードフィルタを内蔵するアレイ品であるが、本発明がこれに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0034】

１ 複合電子部品
２ ＥＳＤ保護部品
１０ 素体
１１～１４ 絶縁層
１１ａ 絶縁層の一方の表面
１１ｂ 絶縁層の他方の表面
２１～２８ 信号端子
２９ グランド端子
３１，３２ ソルダーレジスト
４１～４９，５１～５７，５３ａ，５７ａ，６１～６９，６４ａ，６８ａ，７１～７８，９１～９８，１０２，１０４，１０６，１０８ 導体パターン
８１，８２，８５，８６，８９ 端子電極
Ｃ１～Ｃ８ コイルパターン
Ｌ１～Ｌ５，ＬＥＳＤ 導体層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】