光通信模块和层叠型线圈部件的制作方法

文档序号:30990534发布日期:2022-08-03 02:14阅读:72来源:国知局
光通信模块和层叠型线圈部件的制作方法

1.本实用新型涉及光通信模块和层叠型线圈部件。


背景技术:

2.专利文献1公开一种层叠型线圈部件,具备:层叠体,其由多个绝缘层层叠而成,并在内部内置线圈;和外部电极。
3.记载有:该层叠型线圈部件高频特性优异,40ghz、50ghz时的透过系数s21为特定值以上。
4.专利文献1:日本特开2019-186255号公报
5.在光通信模块中,使用在内部具有激光二极管、eml(电场吸收型调制器集成型激光器)等发光元件并将电信号转换为光信号而发送的光发送模块(tosa:transmitter optical subassembly)、在内部具有以光电二极管为代表的受光元件并将接收到的光信号转换为电信号的光接收模块(rosa:receiver optical subassembly)、包括有上述双方的功能的双向模块(bosa:bidirectional optical subassembly)等。
6.以tosa的情况为例子对光通信模块的构造的例子进行说明。
7.在tosa中插入有传送(传递)电信号的引线端子,在tosa导入有电信号。在tosa内设置有基板,在基板安装有作为电-光转换器的电子部件亦即ic、发光元件。
8.将导入至tosa的电信号经由基板内的布线、ic和发光元件而转换为光信号。
9.专利文献1所记载那样的层叠型线圈部件使用于,在光通信模块中,在对激光二极管等施加dc电压时,防止高频信号流入电源线。该层叠型线圈部件在外部电极具有镍被膜和锡被膜,并安装于还安装有tosa等光通信模块的母基板,与tosa内的布线电连接而使用。
10.近年来,光通信中使用的数据转送率高速化,要求减少频率60ghz以上的区域中的损失。在这样的区域中,产生如下这样的问题:因无法忽略由于将层叠型线圈部件与光通信模块连接起来的布线的布线长度而产生的电感成分的影响所引起的损失。


技术实现要素:

11.本实用新型为了解决上述课题而完成的,目的在于提供具备层叠型线圈部件并减少了高频区域中的损失的光通信模块。
12.本实用新型的光通信模块具备:基板,其具备表面为金层的焊盘;和层叠型线圈部件,其安装于上述基板,上述光通信模块的特征在于,上述层叠型线圈部件具有:层叠体,其由多个绝缘层在层叠方向上层叠而成并在内部设置有线圈;和外部电极,其设置于上述层叠体的表面并与上述线圈电连接,上述外部电极具备:位于上述外部电极的最外层的金被膜,上述外部电极的上述金被膜经由金锡焊料而与上述基板的上述焊盘的上述金层接合。
13.也可以是,在所述基板上安装有除所述层叠型线圈部件以外的电子部件,所述电子部件与所述层叠型线圈部件邻接安装。
14.也可以是,与所述层叠型线圈部件邻接安装的所述电子部件为ic。
15.也可以是,在所述层叠型线圈部件中,所述层叠体具有:在长度方向上相对的第1端面和第2端面、在与所述长度方向正交的高度方向上相对的第1主面和第2主面、在与所述长度方向和所述高度方向正交的宽度方向上相对的第1侧面和第2侧面,所述外部电极具有:第1外部电极,其从所述层叠体的所述第1端面的至少局部起所述第1主面的局部地延伸;和第2外部电极,其从所述层叠体的所述第2端面的至少局部到所述第1主面的局部地延伸,所述第1主面是安装面,所述层叠体的层叠方向和所述线圈的线圈轴线平行于所述安装面。
16.也可以是,所述金被膜的厚度为0.4μm以上且1.2μm以下。
17.也可以是,所述外部电极具备:位于比所述金被膜靠所述层叠体侧处的镍被膜。
18.也可以是,所述镍被膜的厚度为1.5μm以上且4.5μm以下。
19.也可以是,所述外部电极具备:包含银并与所述层叠体接触的基底电极层。
20.也可以是,所述绝缘层具有:铁氧体相和由介电常数比构成铁氧体相的铁氧体材料的介电常数低的材料构成的非磁性体相。
21.也可以是,所述非磁性体相相对于所述铁氧体相和所述非磁性体相的合计体积之体积占比为55体积%以上且80体积%以下。
22.也可以是,镁橄榄石相对于所述非磁性体相的合计体积之体积占比为2体积%以上且8体积%以下。
23.也可以是,所述绝缘层含有:b换算成b2o3为4.3重量%以上且8.0重量%以下、si换算成sio2为27.6重量%以上且51.4重量%以下、mg换算成mgo为1.1重量%以上且2.1重量%以下、fe换算成fe2o3为24.7重量%以上且43.5重量%以下、ni换算成nio为3.3重量%以上且5.9重量%以下、zn换算成zno为7.7重量%以上且13.5重量%以下、cu换算成cuo为2.0重量%以上且3.6重量%以下。
24.本实用新型的层叠型线圈部件是安装于本实用新型的光通信模块的层叠型线圈部件,其特征在于,具有:层叠体,其由多个绝缘层在层叠方向上层叠而成,并在内部设置有线圈;和外部电极,其设置于上述层叠体的表面并与上述线圈电连接,上述外部电极具备:位于上述外部电极的最外层的金被膜。
25.根据本实用新型,能够提供具备层叠型线圈部件并减少高频区域中的损失的光通信模块。
附图说明
26.图1是表示本实用新型的光通信模块的内部及其周边构造的示意图。
27.图2是表示以往的光通信模块的内部及其周边构造的示意图。
28.图3是示意性地表示层叠型线圈部件的一个例子的立体图。
29.图4是示意性地表示层叠型线圈部件的一个例子的剖视图。
30.图5是示意性地表示构成图4所示的层叠型线圈部件的绝缘层的状况的分解立体示意图。
31.图6是示意性地表示构成图4所示的层叠型线圈部件的绝缘层的状况的分解平面示意图。
32.附图标记说明
33.1、1

...层叠型线圈部件;10...层叠体;11...第1端面;12...第2端面;13...第1主面;14...第2主面;15...第1侧面;16...第2侧面;20...外部电极;20

...表面为锡被膜的第1外部电极;21...第1外部电极;22...第2外部电极;23...基底电极层;24...镍被膜;25...金被膜;30...线圈;31、31a、31b、31c、31d、35a、35a1、35a2、35a3、35a4、35b、35b1、35b2、35b3、35b4...绝缘层;32、32a、32b、32c、32d...线圈导体;33a、33b、33c、33d、33p、33q...导通孔导体;36a、36b、36c、36d...线部;37a、37b、37c、37d...焊盘部;41...第1连结导体;42...第2连结导体;50...金锡焊料;60...基板;70...表面为金层的焊盘;80...布线;90...外装体;100、100

...光通信模块(tosa);110...ic;111...金导线;120...激光二极管;200...母基板;250...焊料;270...焊盘;280...ic与层叠型线圈部件之间的布线。
具体实施方式
34.以下,对本实用新型的光通信模块和层叠型线圈部件进行说明。
35.然而,本实用新型不限定于以下的结构和方式,能够在不变更本实用新型的主旨的范围内适当地变更而应用。此外,将以下记载的本实用新型的各个优选的结构和方式两个以上组合的方式也是本实用新型。
36.设置于tosa等光通信模块的基板具备表面为金层的焊盘,且向该焊盘安装有电子部件。通常对于该焊盘,通过金锡焊料安装电子部件。
37.专利文献1记载的层叠型线圈部件在外部电极具有镍被膜和锡被膜,但无法将具有这样的外部电极的电子部件经由金锡焊料而安装于表面为金层的焊盘。
38.即,无法向设置于光通信模块的具备表面为金层的焊盘的基板,直接安装专利文献1记载的层叠型线圈部件。因此,需要将层叠型线圈部件安装于该基板的外部,这成为将层叠型线圈部件与光通信模块连接起来的布线的布线长度变长的原因。
39.因此,在本实用新型的光通信模块中,作为外部电极,使用具备位于外部电极的最外层的金被膜的层叠型线圈部件。
40.若外部电极的最外层成为金被膜,则能够通过金锡焊料,进行向表面为金层的焊盘的安装,因此,能够在光通信模块具备的基板上直接安装层叠型线圈部件。因此,能够使将层叠型线圈部件与构成光通信模块的其他结构要素连接起来的布线的布线长度变短,能够减少由布线的电感成分引起的损失。即,能够提供具备层叠型线圈部件并减少了高频区域中的损失的光通信模块。
41.以下对这样的光通信模块的实施方式的例子进行说明。
42.图1是表示本实用新型的光通信模块的内部及其周边构造的示意图。
43.图1所示的光通信模块100安装于母基板200。光通信模块100具有底面成为基板60的外装体90,在基板60上安装有层叠型线圈部件1、ic110和激光二极管120。光通信模块100具备作为发光元件的激光二极管120,因此,作为光发送模块(tosa)发挥功能。
44.ic110和激光二极管120是光通信模块100具备的除层叠型线圈部件1以外的电子部件。
45.此外,图1中示意性地示出外装体90的内部,示出从激光二极管120处发光的箭头。
46.基板60具备表面为金层的焊盘70。在基板60具备的焊盘70上分别安装有ic110、激光二极管120。焊盘70与ic110之间的连接通过金导线111来进行,焊盘70与激光二极管120
之间的连接通过金锡焊料50来进行。上述电子部件与焊盘之间的连接形式不限定于上述形式。
47.对于基板60所具备的表面为金层的焊盘70的结构而言,若其表面成为金层则其构成没有特别限定。优选在金层的下方存在镍层。若在金层的下方存在镍层,则能够防止焊料腐蚀。
48.另外,焊盘70也可以是整体由金层构成的焊盘。另外,也可以是在由铜构成的焊盘上设置有镍层和金层的结构。
49.作为安装于基板60的除层叠型线圈部件1以外的电子部件,除了可列举出ic、激光二极管之外,还可列举出led元件、光电二极管、电阻、电容器等。
50.光通信模块在具备光电二极管等受光元件作为电子部件的情况下,作为光接收模块(rosa)发挥功能。
51.另外,光通信模块在具备发光元件和受光元件作为电子部件的情况下,作为双向模块(bosa)发挥功能。
52.在基板60上安装有层叠型线圈部件1。
53.针对层叠型线圈部件1的构造的详情将后述,但层叠型线圈部件1具有:层叠体10,其由多个绝缘层在层叠方向上层叠而成,并在内部设置有线圈;和外部电极20,其设置于层叠体10的表面并与线圈电连接。
54.外部电极20具备位于外部电极20的最外层的金被膜。对由外部电极的层构成的详情将后述。
55.另外,层叠型线圈部件1具有第1外部电极21和第2外部电极22作为外部电极20。
56.层叠型线圈部件1的外部电极20所具备的金被膜经由金锡焊料50而与基板60的焊盘70的表面的金层接合。
57.层叠型线圈部件1由于其外部电极20的最外层为金被膜,所以能够使用金锡焊料50进行与焊盘70的表面的金层之间的接合。
58.金锡焊料的组成,只要含有金和锡则没有特别限定,但能够使用au82sn18、au80sn20、au79sn21、ausn21.5、au78sn22等组成。
59.若能够将层叠型线圈部件1与表面为金层的焊盘70接合,则能够将层叠型线圈部件1配置于光通信模块100中。
60.因此,能够使将层叠型线圈部件1与配置于光通信模块100中的其他电子部件连接起来的布线的布线长度变短。
61.在本实用新型的光通信模块中,优选在基板安装有除层叠型线圈部件以外的电子部件,电子部件与层叠型线圈部件邻接而安装。
62.在本说明书中,当在将电连接的层叠型线圈部件的焊盘与电子部件的焊盘之间以最短距离连结起来的直线之间不存在其他电子部件的情况下,电子部件与层叠型线圈部件邻接。
63.若电子部件与层叠型线圈部件邻接安装,则将电子部件与层叠型线圈部件连接起来的布线的布线长度较短,因此,能够更加减少由布线的电感成分引起的损失。
64.另外,在本实用新型的光通信模块中,优选与层叠型线圈部件邻接安装的电子部件为ic。
65.图1示出层叠型线圈部件1与作为电子部件的ic110邻接安装的状态。将层叠型线圈部件1与ic110连接起来的布线的布线长度是将安装有层叠型线圈部件1的焊盘70与安装有ic110的焊盘70连接起来的布线80的长度。
66.为了与图1所示的布线80的长度进行对比,针对以往的光通信模块的层叠型线圈部件与电子部件之间的布线的长度,参照图2进行说明。
67.图2是表示以往的光通信模块的内部及其周边构造的示意图。
68.图2所示的光通信模块100

安装于母基板200。层叠型线圈部件1

在光通信模块100

之外安装于母基板200。
69.层叠型线圈部件1

与图1所示的层叠型线圈部件1之间在外部电极的结构上不同,外部电极20

的最表面成为锡被膜。
70.层叠型线圈部件1

的外部电极20

所具备的锡被膜经由焊料250而向母基板200的焊盘270接合。
71.母基板200的焊盘270不是表面为金层的焊盘,因此,通过不是金锡焊料的焊料250而与层叠型线圈部件1

的外部电极20

接合。
72.在图2所示的方式中,将配置于光通信模块100

中的电子部件亦即ic110与层叠型线圈部件1

连接的布线的布线长度变长。将层叠型线圈部件1

与ic110连接的布线的布线长度是将安装有层叠型线圈部件1

的焊盘270与安装有ic110的焊盘70连接的布线280的长度。
73.若将图1所示的布线80的长度与图2所示的布线280的长度进行比较,则图1所示的布线80更短。即,能够减少由该长度减少的量的布线的电感成分引起的损失。
74.本实用新型的光通信模块通过具有这样的结构,从而成为减少了高频区域中的损失的光通信模块。该光通信模块特别适于频率60ghz以上的区域中的使用。
75.接着,对能够使用在本实用新型的光通信模块中的层叠型线圈部件进行说明。
76.以下所示的层叠型线圈部件也是本实用新型的层叠型线圈部件。
77.本实用新型的层叠型线圈部件是安装于本实用新型的光通信模块的层叠型线圈部件,其特征在于,具有:层叠体,其由多个绝缘层在层叠方向上层叠而成,并在内部设置有线圈;和外部电极,其设置于上述层叠体的表面并与上述线圈电连接,上述外部电极具备:位于上述外部电极的最外层的金被膜。
78.图3是示意性地表示层叠型线圈部件的一个例子的立体图。
79.图3所示的层叠型线圈部件1具备层叠体10、第1外部电极21、第2外部电极22。层叠体10是具有6个面的大致长方体形状。针对层叠体10的结构将后述,但由多个绝缘层在层叠方向上层叠而成,并在内部设置有线圈。第1外部电极21和第2外部电极22分别与线圈电连接。
80.在本说明书的层叠型线圈部件和层叠体中,将长度方向、高度方向、宽度方向作为图3的x方向、y方向、z方向。此处,长度方向(x方向)、高度方向(y方向)、宽度方向(z方向)彼此正交。
81.长度方向(x方向)是与层叠方向平行的方向。
82.如图3所示,层叠体10具有:在长度方向(x方向)上相对的第1端面11和第2端面12、在与长度方向正交的高度方向(y方向)上相对的第1主面13和第2主面14、在与长度方向和
高度方向正交的宽度方向(z方向)上相对的第1侧面15和第2侧面16。
83.图3中虽没有示出,但优选层叠体10在角部和棱线部具有圆角。角部是层叠体的3个面相交的部分,棱线部是层叠体的两个面相交的部分。
84.第1外部电极和第2外部电极是从层叠体的端面的至少局部到层叠体的主面地延伸的外部电极。
85.在图3所示的层叠型线圈部件1中,第1外部电极21覆盖层叠体10的第1端面11的局部,并且从第1端面11起延伸而覆盖第1主面13的局部地配置。
86.此外,图3中,第1外部电极21的覆盖层叠体10的第1端面11这部分的高度恒定,但只要覆盖层叠体10的第1端面11的局部,则第1外部电极21的形状没有特别限定。例如,也可以是,在层叠体10的第1端面11中,第1外部电极21为从端部朝向中央部变高的鼓出形状。另外,第1外部电极21的覆盖层叠体10的第1主面13这部分的长度恒定,但主要覆盖层叠体10的第1主面13的局部,则第1外部电极21的形状没有特别限定。例如,也可以是,在层叠体10的第1主面13中,第1外部电极21为从端部朝向中央部而变长的鼓出形状。
87.如图3所示,也可以是,第1外部电极21还从第1端面11和第1主面13起延伸而覆盖第1侧面15的局部和第2侧面16的局部地配置。
88.在这种情况下,优选第1外部电极21的覆盖第1侧面15和第2侧面16这部分均相对于与第1端面11相交的棱线部和与第1主面13相交的棱线部倾斜地形成。此外,第1外部电极21也可以不覆盖第1侧面15的局部和第2侧面16的局部地配置。
89.在图3所示的层叠型线圈部件1中,第2外部电极22覆盖层叠体10的第2端面12的局部,并且从第2端面12起延伸而覆盖第1主面13的局部地配置。
90.与第1外部电极21相同,第2外部电极22对第2端面12中的包括与第1主面13相交的棱线部的区域进行覆盖。
91.与第1外部电极21相同,只要覆盖层叠体10的第2端面12的局部,则第2外部电极22的形状没有特别限定。例如,也可以是,在层叠体10的第2端面12中,第2外部电极22为从端部朝向中央部变高的鼓出形状。另外,只要覆盖层叠体10的第1主面13的局部,则第2外部电极22的形状没有特别限定。例如,也可以是,在层叠体10的第1主面13中,第2外部电极22为从端部朝向中央部而变长的鼓出形状。
92.也可以是,与第1外部电极21相同,第2外部电极22还从第2端面12和第1主面13起延伸而覆盖第1侧面15的局部和第2侧面16的局部地配置。在这种情况下,优选第2外部电极22的覆盖第1侧面15和第2侧面16这部分均相对于与第2端面12相交的棱线部和与第1主面13相交的棱线部倾斜地形成。此外,第2外部电极22也可以不覆盖第1侧面15的局部和第2侧面16的局部地配置。
93.如以上那样配置有第1外部电极21和第2外部电极22,因此,在将层叠型线圈部件1安装在基板上的情况下,层叠体10的第1主面13成为安装面。
94.另外,也可以是,与图3所示的形态不同,第1外部电极覆盖层叠体的第1端面的整体,并且从第1端面起延伸而覆盖第1主面的局部、第2主面的局部、第1侧面的局部和第2侧面的局部。
95.另外,也可以是,第2外部电极覆盖层叠体的第2端面的整体,并且从第2端面起延伸而覆盖第1主面的局部、第2主面的局部、第1侧面的局部和第2侧面的局部。
96.在这种情况下,层叠体的第1主面、第2主面、第1侧面和第2侧面的某一者成为安装面。
97.外部电极具有位于外部电极最外层的金被膜。
98.如上述那样,若外部电极的最外层为金被膜,则能够使用金锡焊料进行它与焊盘的表面的金层之间的接合。
99.另外,优选外部电极的金被膜的厚度为0.4μm以上且1.2μm以下。另外,更优选金被膜的厚度为0.7μm以上。
100.外部电极优选具备位于比金被膜靠层叠体侧的镍被膜。
101.通过在金被膜的内侧(层叠体侧)具有镍被膜,镍被膜能够作为阻挡层发挥功能而防止焊料腐蚀。此处所说的焊料腐蚀是指在焊接时导致外部电极中比镍被膜的进一步靠内侧的层(包括银的基底电极层等)熔化的现象。
102.优选在外部电极具备镍被膜的情况下,镍被膜的厚度为1.5μm以上且4.5μm以下。
103.优选外部电极具备包括银的基底电极层。优选该基底电极层是与层叠体接触的层。
104.而且,作为外部电极的结构,优选在基底电极层上依次形成有镍被膜和金被膜。
105.通过外部电极具有基底电极层,从而层叠体与基底电极层间的接合强度高,故而能够提高层叠体与外部电极间的接合强度。
106.层叠型线圈部件的尺寸没有特别限定,但优选为0603尺寸、0402尺寸或者1005尺寸。
107.绝缘层优选具有铁氧体相和由介电常数比构成铁氧体相的铁氧体材料的介电常数低的材料构成的非磁性体相。
108.另外,绝缘层也可以仅为铁氧体相,也可以仅为非磁性体相。
109.也可以是,铁氧体相是具有铁氧体材料的相,是仅由铁氧体材料构成的相。
110.优选铁氧体相由ni-cu-zn系铁氧体材料构成。由于铁氧体相由ni-cu-zn系铁氧体材料构成,所以层叠型线圈部件的电感提高。
111.优选ni-cu-zn系铁氧体材料包括:40mol%以上且49.5mol%以下的fe2o3、5mol%以上且35mol%以下的zno、4mol%以上且12mol%以下的cuo、作为剩余部分的nio。这些氧化物也可以包括不可避免的杂质。
112.ni-cu-zn系铁氧体材料也可以还包括mn3o4、bi2o3、co3o4、sno2等添加剂。
113.另外,优选铁氧体相是在进行了元素分析的情况下包含fe的相,包括fe、zn、cu和ni。另外,铁氧体相也可以还包括mn、bi、co、sn等。
114.优选铁氧体相包括:以换算成fe2o3为40mol%以上且49.5mol%以下的fe、以换算成zno为2mol%以上且35mol%以下的zn、以换算成cuo为6mol%以上且13mol%以下的cu、以换算成nio为10mol%以上且45mol%以下的ni。
115.非磁性体相是由介电常数比铁氧体材料低的材料构成的相。
116.作为构成非磁性体相的材料,可举出玻璃材料、镁橄榄石(2mgo/sio2)、硅锌矿[azno/sio2(a为1.8以上且2.2以下)]等。作为玻璃材料,优选硼硅玻璃。
[0117]
硼硅玻璃优选以如下比例包含如下元素:将si换算成sio2为80重量%以上且85重量%以下、将b换算成b2o3为10重量%以上且25重量%以下、将碱金属a换算成a2o为0.5重
量%以上且5重量%以下、将al换算成al2o3为0重量%以上且5重量%以下。作为碱金属a,可举出k、na等。
[0118]
针对铁氧体相和非磁性体相,如以下那样区别。首先,对于层叠型线圈部件的层叠体,通过研磨使沿着层叠方向的截面暴露之后,利用扫描式透过电子显微镜-能量分散型x射线分析(stem-edx)进行元素映射。而且,将fe元素所存在的区域作为铁氧体相,将除铁氧体相以外的区域作为非磁性体相,来区别两相。
[0119]
此外,沿着层叠方向的截面是后述的图4所示那样的截面。
[0120]
针对这样区别的铁氧体相和非磁性体相,构成铁氧体相的铁氧体材料介电常数高,构成非磁性体相的材料,介电常数比铁氧体材料的介电常数低。
[0121]
铁氧体材料的相对介电常数例如为14.5以上且15.5以下。
[0122]
另外,构成非磁性体相的材料的相对介电常数若比铁氧体材料的相对介电常数低则不受限定,但例如优选为7.0以下,更优选为5.0以下。
[0123]
通过在构成层叠型线圈部件的绝缘层中包括由介电常数比铁氧体材料低的材料构成的非磁性体相,从而绝缘层的介电常数降低。由于绝缘层的介电常数降低,所以能够使层叠型线圈部件本身的损失变小。
[0124]
为了确定出铁氧体材料的相对介电常数和构成非磁性体相的材料的相对介电常数,通过上述的元素映射确定出构成铁氧体相的铁氧体材料的结构式,确定出构成非磁性体相的材料的结构式。而且,从公知的数据库,求出成为该结构式的化合物的相对介电常数。通过该顺序能够分别确定出铁氧体材料的相对介电常数和构成非磁性体相的材料的相对介电常数。
[0125]
另外,也可以是,制作使铁氧体材料成型为规定形状而形成的介电常数测定用试料,并在其上形成电极之后在规定条件下测定静电电容,基于静电电容的测定值和介电常数测定用试料的尺寸,求出铁氧体材料的相对介电常数。同样,也可以是,制作使构成非磁性体相的材料成型为规定形状而形成的介电常数测定用试料,求出构成非磁性体相的材料的相对介电常数。
[0126]
优选非磁性体相相对于铁氧体相和非磁性体相的合计体积之体积占比为55体积%以上且80体积%以下。
[0127]
在非磁性体相相对于铁氧体相和非磁性体相的合计体积之体积占比小于55体积%的情况下,相对介电常数低的材料的量少,因此,使高频区域中的区域的损失减少的效果也与其对应地变小。
[0128]
另一方面,在非磁性体相相对于铁氧体相和非磁性体相的合计体积之体积占比大于80体积%的情况下,非磁性体相的占比过多,因此,存在层叠体的强度不足的情况。
[0129]
从提高层叠型线圈部件的高频特性的观点出发,非磁性体相相对于铁氧体相和非磁性体相的合计体积之体积占比优选为60体积%以上且80体积%以下。
[0130]
非磁性体相相对于铁氧体相和非磁性体相的合计体积之体积占比如以下那样决定。首先,对于构成层叠型线圈部件的层叠体,实施研磨至与层叠方向正交的方向上的中央部为止,由此使沿着层叠方向的截面暴露。
[0131]
接下来,在暴露的截面的中央附近处提取出三处50μm见方的区域之后,利用扫描式透过电子显微镜-能量分散型x射线分析进行元素映射,由此,如上述那样区别铁氧体相
与非磁性体相。而且,针对上述的三处区域的各区域,根据所得到的元素映射图像,通过图像解析软件测定非磁性体相相对于铁氧体相和非磁性体相的合计面积之面积占比。其后,根据这些面积占比的测定值,计算平均值,使该平均值成为非磁性体相相对于铁氧体相和非磁性体相的合计体积之体积占比。
[0132]
另外,优选镁橄榄石相对于非磁性体相的合计体积之体积占比为2体积%以上且8体积%以下。
[0133]
通过将镁橄榄石所含的元素亦即mg元素所存在的区域作为镁橄榄石所存在的区域区别出来,对镁橄榄石所存在的区域相对于非磁性体相的面积之面积占比进行测定,由此,能够求出非磁性体相所含的镁橄榄石的体积占比。
[0134]
若非磁性体相的2体积%以上且8体积%以下为镁橄榄石,则层叠体的强度提高。
[0135]
绝缘层优选含有:将b换算成b2o3为4.3重量%以上且8.0重量%以下、将si换算成sio2为27.6重量%以上且51.4重量%以下、将mg换算成mgo为1.1重量%以上且2.1重量%以下,将fe换算成fe2o3为24.7重量%以上且43.5重量%以下、将ni换算成nio为3.3重量%以上且5.9重量%以下、将zn换算成zno为7.7重量%以上且13.5重量%以下、将cu换算成cuo为2.0重量%以上且3.6重量%以下。
[0136]
绝缘层的组成通过进行基于电感耦合等离子体发光分光法(icp-aes)的分析来确认。
[0137]
接着,针对构成层叠型线圈部件的层叠体所内置的线圈的例子进行说明。
[0138]
线圈是通过将与绝缘层一起在层叠方向上层叠的多个线圈导体电连接而形成的。
[0139]
图4是示意性地表示层叠型线圈部件的一个例子的剖视图,图5是示意性地表示构成图4所示的层叠型线圈部件的绝缘层的状况的分解立体示意图,图6是示意性地表示构成图4所示的层叠型线圈部件的绝缘层的状况的分解平面示意图。
[0140]
图4示意性地表示绝缘层、线圈导体和连结导体以及层叠体的层叠方向,不是严格地示出实际的形状和连接方式等。例如,线圈导体经由导通孔导体而连接。
[0141]
如图4所示,层叠型线圈部件1具备:层叠体10,其内置线圈,上述线圈是通过将与绝缘层一起层叠的多个线圈导体32电连接而形成的;和第1外部电极21和第2外部电极22,其与线圈电连接。
[0142]
图4中示出:第1外部电极21和第2外部电极22具备包含银的基底电极层23,在基底电极层23上依次形成有镍被膜24和金被膜25。
[0143]
层叠体10存在配置有线圈导体的区域和配置有第1连结导体41或者第2连结导体42的区域。层叠体10的层叠方向和线圈的轴向(图4中表示线圈轴线a)平行于第1主面13。
[0144]
如图5和图6所示,层叠体10具备绝缘层31a、绝缘层31b、绝缘层31c、绝缘层31d,作为图4中的绝缘层31。层叠体10具有绝缘层35a1、绝缘层35a2、绝缘层35a3、绝缘层35a4,作为图4中的绝缘层35a。层叠体10具有绝缘层35b1、绝缘层35b2、绝缘层35b3、绝缘层35b4,作为图4中的绝缘层35b。
[0145]
线圈30具有线圈导体32a、线圈导体32b、线圈导体32c、线圈导体32d,作为图4中的线圈导体32。
[0146]
线圈导体32a、线圈导体32b、线圈导体32c和线圈导体32d分别配置在绝缘层31a、绝缘层31b、绝缘层31c和绝缘层31d的主面上。
[0147]
线圈导体32a、线圈导体32b、线圈导体32c和线圈导体32d的长度分别为线圈30的3/4匝的长度。换句话说,用于构成线圈30中3匝的线圈导体的层叠数为4。在层叠体10中,线圈导体32a、线圈导体32b、线圈导体32c和线圈导体32d作为一个单位(3匝的量)而反复层叠。
[0148]
线圈导体32a具有:线部36a和在线部36a的端部配置的焊盘部37a。线圈导体32b具有:线部36b和在线部36b的端部配置的焊盘部37b。线圈导体32c具有:线部36c和在线部36c的端部配置的焊盘部37c。线圈导体32d具有:线部36d和在线部36d的端部配置的焊盘部37d。
[0149]
在绝缘层31a、绝缘层31b、绝缘层31c和绝缘层31d上分别以在层叠方向上贯通的方式配置有导通孔导体33a、导通孔导体33b、导通孔导体33c和导通孔导体33d。
[0150]
带线圈导体32a和导通孔导体33a的绝缘层31a、带线圈导体32b和导通孔导体33b的绝缘层31b、带线圈导体32c和导通孔导体33c的绝缘层31c、带线圈导体32d和导通孔导体33d的绝缘层31d作为一个单位(由图5和图6中的虚线围起的部分)而反复层叠。由此,线圈导体32a的焊盘部37a、线圈导体32b的焊盘部37b、线圈导体32c的焊盘部37c、线圈导体32d的焊盘部37d经由导通孔导体33a、导通孔导体33b、导通孔导体33c和导通孔导体33d连接。换句话说,在层叠方向上相邻的线圈导体的焊盘部经由导通孔导体相互连接。
[0151]
根据以上内容,构成内置于层叠体10的螺线管状的线圈30。
[0152]
在从层叠方向俯视时,由线圈导体32a、线圈导体32b、线圈导体32c和线圈导体32d构成的线圈30也可以是圆形状,也可以是多边形形状。在从层叠方向俯视时,线圈30为多边形形状的情况下,将多边形的面积等效圆的直径作为线圈30的线圈径,将穿过多边形的重心并在层叠方向上延伸的轴线作为线圈30的线圈轴线。
[0153]
在绝缘层35a1、绝缘层35a2、绝缘层35a3和绝缘层35a4上分别以在层叠方向上贯通的方式配置有导通孔导体33p。也可以是,在绝缘层35a1、绝缘层35a2、绝缘层35a3和绝缘层35a4的主面上配置有与导通孔导体33p连接的焊盘部。
[0154]
带导通孔导体33p的绝缘层35a1、带导通孔导体33p的绝缘层35a2、带导通孔导体33p的绝缘层35a3、带导通孔导体33p的绝缘层35a4层叠为与带线圈导体32a和导通孔导体33a的绝缘层31a重叠。由此,导通孔导体33p彼此相连而构成第1连结导体41,第1连结导体41在第1端面11暴露。作为其结果,第1外部电极21与线圈30经由第1连结导体41而相互连接。
[0155]
第1连结导体41如上述那样优选将第1外部电极21与线圈30之间以直线状连接。第1连结导体41将第1外部电极21与线圈30之间以直线状连接,是指在从层叠方向俯视时,构成第1连结导体41的导通孔导体33p彼此重叠,导通孔导体33p彼此也可以不是严格地以直线状排列。
[0156]
在绝缘层35b1、绝缘层35b2、绝缘层35b3和绝缘层35b4上分别以在层叠方向上贯通的方式配置有导通孔导体33q。也可以是,在绝缘层35b1、绝缘层35b2、绝缘层35b3和绝缘层35b4的主面上配置有与导通孔导体33q连接的焊盘部。
[0157]
带导通孔导体33q的绝缘层35b1、带导通孔导体33q的绝缘层35b2、带导通孔导体33q的绝缘层35b3、带导通孔导体33q的绝缘层35b4与带线圈导体32d和导通孔导体33d的绝缘层31d重叠地层叠。由此,导通孔导体33q彼此相连而构成第2连结导体42,第2连结导体42
在第2端面12暴露。作为其结果,第2外部电极22与线圈30(线圈导体32d)经由第2连结导体42而相互连接。
[0158]
如上述那样,优选第2连结导体42将第2外部电极22与线圈30之间以直线状连接。第2连结导体42将第2外部电极22与线圈30之间以直线状连接,是指在从层叠方向俯视时,构成第2连结导体42的导通孔导体33q彼此重叠,导通孔导体33q彼此也可以不是严格地以直线状排列。
[0159]
此外,在构成第1连结导体41的导通孔导体33p和构成第2连结导体42的导通孔导体33q上分别连接有焊盘部的情况下,第1连结导体41和第2连结导体42的形状是指除焊盘部之外的形状。
[0160]
图5和图6中,例示出用于构成线圈30的3匝的线圈导体的层叠数为4的情况即反复形状为3/4匝形状的情况,但用于构成线圈的1匝的线圈导体的层叠数没有特别限定。
[0161]
例如,也可以是,用于构成线圈的1匝的线圈导体的层叠数为2即反复形状为1/2匝形状。
[0162]
优选在从层叠方向俯视时,构成线圈的线圈导体彼此重叠。另外,优选在从层叠方向俯视时,线圈的形状为圆形。此外,在线圈包括焊盘部的情况下,使除焊盘部之外的形状(即线部的形状)成为线圈的形状。
[0163]
另外,当在构成连结导体的导通孔导体上连接有焊盘部的情况下,使除焊盘部之外的形状(即导通孔导体的形状)成为连结导体的形状。
[0164]
此外,图5所示的线圈导体为反复图案成为圆形那样的形状,但也可以是反复图案成为四边形等多边形那样的线圈导体。
[0165]
另外,线圈导体的反复形状也可以不是3/4匝形状,而是1/2匝形状。
[0166]
优选在图4、图5和图6所示那样的结构的层叠型线圈部件中,在层叠型线圈部件的尺寸为0603尺寸的情况下,为了进一步提高高频特性而如以下那样设计。
[0167]
优选线圈的匝数为36匝以上且42匝以下。若匝数为该程度,则能够减少线圈导体间的总计的静电电容,因此,能够提高高频特性。
[0168]
另外,优选线圈长为0.41mm以上且0.48mm以下。
[0169]
优选线圈导体的宽度为45μm以上且75μm以下。线圈导体的宽度为图4中双箭头w所示的尺寸。
[0170]
优选线圈导体的厚度为3.5μm以上且6.0μm以下。线圈导体的厚度是图4中双箭头t所示的尺寸。
[0171]
优选线圈导体间的距离为3.0μm以上且5.0μm以下。线圈导体间的距离是图4中双箭头d所示的尺寸。
[0172]
优选线圈导体的焊盘部的直径为30μm以上且50μm以下。线圈导体的焊盘部的直径是图6中双箭头r所示的尺寸。
[0173]
优选在层叠体的第1主面为安装面的情况下,覆盖层叠体的第1主面的部分的第1外部电极的长度、第2外部电极的长度分别为0.20mm以下。另外,优选为0.10mm以上。
[0174]
覆盖层叠体的第1主面的部分的第1外部电极的长度、第2外部电极的长度是图4中各个双箭头e1、双箭头e2所示的尺寸。
[0175]
另外,优选构成层叠型线圈部件的绝缘层的相对介电常数为8.5以下。另外,优选
为8.0以下,也可以为6.5以上。
[0176]
构成层叠型线圈部件的绝缘层的相对介电常数能够如以下那样测定。
[0177]
制作使绝缘层成型为规定形状(例如圆板状)的介电常数测定用试料。在其形成电极之后,在频率1mhz、电压1vrms的条件下测定静电电容。而且,以静电电容的测定值为基础,根据圆板状的素体的直径和厚度计算相对介电常数。
[0178]
安装于本实用新型的光通信模块的层叠型线圈部件例如通过以下的方法制造。
[0179]
以下记载混合使用铁氧体材料和非磁性材料,来作为绝缘层的材料的例子,但也可以仅使用铁氧体材料和非磁性材料中的任一者,来作为绝缘层的材料。
[0180]
<铁氧体材料制作工序>
[0181]
秤量fe2o3、zno、cuo和nio,使它们成为规定比率。各氧化物也可以包含不可避免的杂质。接下来,在将这些秤量物湿式混合之后进行粉碎,由此制作浆料。此时,也可以添加mn3o4、bi2o3、co3o4、sio2、sno2等添加剂。而且,在使所得到的浆料干燥之后,进行临时烧制。针对临时烧制温度,例如成为700℃以上且800℃以下。这样,制作粉末状的铁氧体材料。
[0182]
优选铁氧体材料包含:40mol%以上且49.5mol%以下的fe2o3、2mol%以上且35mol%以下的zno、6mol%以上且13mol%以下的cuo、10mol%以上且45mol%以下的nio。
[0183]
<非磁性材料制作工序>
[0184]
秤量非磁性材料的粉末。在使用硼硅玻璃粉末和镁橄榄石粉末的混合粉末来作为非磁性材料的情况下,准备以规定比例含有钾、硼、硅、铝的玻璃粉末,来作为硼硅玻璃。另外,准备镁橄榄石粉末。
[0185]
优选硼硅玻璃以如下比例包含如下元素:将si换算成sio2为80重量%以上且85重量%以下、将b换算成b2o3为10重量%以上且25重量%以下、将碱金属a换算成a2o为0.5重量%以上且5重量%以下、将al换算成al2o3为0重量%以上且5重量%以下。
[0186]
<生片制作工序>
[0187]
秤量使铁氧体材料和非磁性材料成为规定比率。接下来,通过将这些秤量物、聚乙烯醇缩丁醛系树脂等有机粘合剂、乙醇、甲苯等有机溶剂、增塑剂等混合之后进行粉碎,来制作浆料。然后,通过刮刀法等使所得到的浆料成型为规定厚度的片状之后,并冲裁为规定形状,由此制作生片。
[0188]
优选生片的厚度为20μm以上且30μm以下。
[0189]
优选调整铁氧体材料与非磁性材料的体积占比并进行混合,以使得非磁性材料相对于铁氧体材料和非磁性材料的合计体积之体积占比为50体积%以上且80体积%以下。
[0190]
<导体图案形成工序>
[0191]
首先,通过在生片的规定部位进行激光照射,从而形成导通孔。
[0192]
接下来,通过丝网印刷法等,将银糊料等导电性糊料填充于导通孔并且涂布于生片的表面。由此,对于生片,将导通孔导体用导体图案形成于导通孔,并且将与导通孔导体用导体图案连接的线圈导体用导体图案形成在表面上。这样,制作在生片形成有线圈导体用导体图案和导通孔导体用导体图案的线圈片材。针对线圈片材,制作多个,对于各线圈片材,形成相当于图5和图6所示的线圈导体的线圈导体用导体图案和相当于图5和图6所示的导通孔导体的导通孔导体用导体图案。
[0193]
另外,通过利用丝网印刷法等将银糊料等导电性糊料填充于导通孔,从而与线圈
片材分开制作在生片形成有导通孔导体用导体图案的导通孔片材。针对导通孔片材,也制作多个,对于各导通孔片材,形成相当于图5和图6所示的导通孔导体的导通孔导体用导体图案。
[0194]
<层叠体块制作工序>
[0195]
通过将线圈片材和导通孔片材按相当于图5和图6的顺序在层叠方向上层叠之后,对它们进行热压接,从而制作层叠体块。
[0196]
<层叠体/线圈制作工序>
[0197]
首先,通过利用切割机等将层叠体块切割为规定大小,从而制作单片化的贴片。
[0198]
接下来,烧制单片化的贴片。针对烧制温度,例如为900℃以上且920℃以下。另外,针对烧制时间,例如为2小时以上且8小时以下。
[0199]
通过对单片化的贴片进行烧制,从而线圈片材和导通孔片材的生片成为绝缘层。作为其结果,制作由多个绝缘层在层叠方向此处长度方向上层叠而成的层叠体。在层叠体上形成有铁氧体相和非磁性体相。
[0200]
通过对单片化的贴片进行烧制,从而线圈片材的线圈导体用导体图案和导通孔导体用导体图案分别成为线圈导体和导通孔导体。作为其结果,制作多个线圈导体在层叠方向上层叠并且经由导通孔导体电连接而成的线圈。
[0201]
根据以上内容,制作层叠体和设置于层叠体的内部的线圈。绝缘层的层叠方向和线圈的线圈轴线的方向平行于层叠体的安装面亦即第1主面,此处,沿着长度方向平行。
[0202]
通过对单片化的贴片进行烧制,从而导通孔片材的导通孔导体用导体图案成为导通孔导体。作为其结果,制作由多个导通孔导体在长度方向上层叠并且电连接而成的第1连结导体和第2连结导体。第1连结导体从层叠体的第1端面暴露。第2连结导体从层叠体的第2端面暴露。
[0203]
也可以是,通过对层叠体例如实施滚筒研磨,从而对角部和棱线部赋予圆角。
[0204]
<外部电极形成工序>
[0205]
首先,将包含银和玻璃料的导电性糊料涂布于层叠体的第1端面和第2端面。接下来,通过对所得到的各涂膜进行烧制,从而在层叠体的表面上形成基底电极层。更具体而言,形成从层叠体的第1端面到第1主面、第2主面、第1侧面和第2侧面各面局部地延伸的基底电极层。另外,形成从层叠体的第2端面到第1主面、第2主面、第1侧面和第2侧面各面局部地延伸的基底电极层。针对各涂膜的烧制温度,例如为800℃以上且820℃以下。
[0206]
其后,通过电镀等,在各基底电极层的表面上依次形成镍被膜和金被膜。
[0207]
这样,形成经由第1连结导体而与线圈电连接的第1外部电极和经由第2连结导体而与线圈电连接的第2外部电极。
[0208]
根据以上内容,制造层叠型线圈部件。金被膜位于层叠型线圈部件的第1外部电极和第2外部电极的最外层。
[0209]
能够通过将根据上述顺序制造出的层叠型线圈部件安装于具备表面为金层的焊盘的基板而得到本实用新型的光通信模块。
[0210]
通过在表面为金层的焊盘涂覆包含金锡焊料的膏状焊料,使最外层具备金被膜的外部电极与膏状焊料接触而载置,并进行回流焊,从而能够将层叠型线圈部件安装于基板。
[0211]
回流焊的条件能够为使用了金锡焊料的接合中通常使用的条件。
[0212]
此外,针对光通信模块具备的其他电子部件,也能够通过相同的顺序进行回流焊而与层叠型线圈部件同时安装。
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