层叠基板的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种层叠基板，其防止因起因于电极焊盘与陶瓷的线膨胀系数之差所产生的应力而产生裂纹。配置在最外层的部件搭载用电极焊盘(21A)的下层的电极焊盘(71)的面积比该部件搭载用电极焊盘(21A)的面积大。同样地，配置在部件搭载用电极焊盘(21B)的下层的电极焊盘(77)的面积比该部件搭载用电极焊盘(21B)的面积大，配置在部件搭载用电极焊盘(21C)的下层的电极焊盘(78)的面积比该部件搭载用电极焊盘(21C)的面积大，配置在部件搭载用电极焊盘(21D)的下层的电极焊盘(74)的面积比该部件搭载用电极焊盘(21D)的面积大。
【专利说明】
层叠基板
【技术领域】
[0001]本发明涉及层叠多个陶瓷生片而成的层叠基板。
【背景技术】
[0002]以往，已知通过在层叠多个陶瓷生片而成的层叠基板的内部形成线圈图案，并在层叠基板的顶面搭载控制IC等电子部件，从而实现DC - DC转换器的技术(例如参照专利文献I)。
[0003]专利文献1:国际公开第2008/087781号
[0004]在层叠基板的顶面形成用于搭载上述电子部件的电极焊盘。在烧制时，因起因于该电极焊盘与陶瓷的线膨胀系数之差而产生的应力，有可能产生裂纹。由于裂纹产生于电极焊盘的端部，所以若水分从该端部侵入到内部，则有可能成为短路故障的原因。因此，以往也有时进行另外利用陶瓷膏覆盖电极焊盘端部等的处理。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种防止上述裂纹的产生的层叠基板。
[0006]本发明的层叠基板，其具有多个陶瓷生片；在上述陶瓷生片上设置贯通孔并在该贯通孔中填充导电性膏而成的通孔；和形成在上述多个陶瓷生片上的电极焊盘；在层叠上述多个陶瓷生片，上述电极焊盘的一部分彼此经由上述通孔的一部分电连接的状态下，一体烧制而成，该层叠基板的特征是，经由上述通孔的一部分电连接的电极焊盘中、设置在上述层叠基板的最外层的电极焊盘与设置在上述层叠基板的内层的电极焊盘的面积不同。
[0007]起因于电极焊盘与陶瓷的线膨胀系数之差而产生的应力集中在电极焊盘的端部附近。因此，本发明的层叠基板提供使最外层的电极焊盘与内层侧的电极焊盘的面积不同，使各电极焊盘的端部的位置较远，从而能够使产生应力的位置分散，防止应力集中在一处。由此，同最外层的电极焊盘与内层侧的电极焊盘的面积相同的情况相比，能够缓和在最外层的陶瓷生片中所产生的应力，防止裂纹的产生。
[0008]此外，内层侧的电极焊盘的面积可以比最外层的电极焊盘的面积大也可以比最外层的电极焊盘的面积小。
[0009]另外，在内层侧存在多个电极焊盘的情况下，至少设置在任意一层的电极焊盘是与最外层的电极焊盘的面积不同的形态即可。
[0010]在将该层叠基板作为电子部件模块的情况下，最外层的电极焊盘可以是用于供该电子部件模块安装的、与安装基板侧的焊盘电极等连接的安装用电极，也可以是控制IC等电子部件搭载用的电极。
[0011]此外，陶瓷生片有电介质材料、铁氧体材料等，特别是铁氧体材料较硬、容易产生裂纹，所以本发明的层叠基板优选最外层的陶瓷生片为铁氧体材料的情况。
[0012]根据该发明，能够防止因起因于电极焊盘与陶瓷的线膨胀系数之差所产生的应力而产生裂纹。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是表示DC - DC转换器的俯视图。
[0014]图2是DC — DC转换器的纵剖视图。
[0015]图3是表示配置在下层侧的电极焊盘的面积较小的例子的图。
[0016]图4是表示在更下层侧存在电极焊盘的情况下的DC - DC转换器的俯视图。
[0017]图5是在更下层侧存在电极焊盘的情况下的DC - DC转换器的纵剖视图。
[0018]图6是表示设置在内层侧的任意一层的电极焊盘与最外层的电极焊盘不同的例子的图。
[0019]图7是表示安装用电极焊盘与其上层的电极焊盘的面积不同的情况的图。
【具体实施方式】
[0020]图1 (A)是具备本发明的层叠基板的DC - DC转换器模块的俯视图，图1⑶是省略搭载部件的最外层(第I层)的俯视图，图1 (C)是其下层(第2层)的俯视图。图2是示意性地表示DC - DC转换器模块的纵剖面构造的图。
[0021]层叠基板由层叠多个陶瓷生片而成的层叠体构成。在层叠基板中，从最外层中的上面侧朝向下面侧按顺序配置非磁性体铁氧体层11、磁性体铁氧体层12、非磁性体铁氧体层13、磁性体铁氧体层14、以及非磁性体铁氧体层15。
[0022]在层叠基板的基板层叠方向的最上面形成有多个部件搭载的电极焊盘。在图1以及图2中示出与控制IC51的输入端子连接的部件搭载用电极焊盘21A、与控制IC51的接地端子连接的部件搭载用电极焊盘21B、与控制IC51的输出端子连接的部件搭载用电极焊盘21C、以及与输出侧电容器52的端子连接的部件搭载用电极焊盘21D。
[0023]在层叠基板的基板层叠方向的最下面形成有用于供该DC - DC转换器安装的与安装基板侧的焊盘电极等连接的各种电极焊盘。图2中示出输入电极焊盘25、以及输出电极焊盘26。
[0024]在层叠基板的端面上，从最上面至最下面形成有端面贯通孔75、端面贯通孔76、端面贯通孔95、以及端面贯通孔96。端面贯通孔75用于使最上面的部件搭载用电极焊盘21A与最下面的输入电极焊盘25电连接，端面贯通孔76用于使最上面的部件搭载用电极焊盘21D与最下面的输出电极焊盘26电连接。端面贯通孔95以及端面贯通孔96用于使最上面的各种电极焊盘(例如部件搭载用电极焊盘21B)与最下面的接地用电极焊盘(未图示)连接。
[0025]另外，在配置在层叠基板的内层的一部分的陶瓷生片上形成有各种配线用的电极焊盘。例如，如图1(C)所示，在第2层形成有用于使端面贯通孔75与输入侧电容器以及控制IC51的输入端子电连接的电极焊盘71、用于使端面贯通孔76与输出侧电容器电连接的电极焊盘74、以及用于使各种电子部件的接地端子与端面贯通孔95连接的电极焊盘77。在最下面侧形成有用于使端面贯通孔75与输入电极焊盘25电连接的电极焊盘72、以及用于使端面贯通孔76与输出电极焊盘26电连接的电极焊盘73。
[0026]各电极焊盘经由通孔进行层间连接。通孔通过在各陶瓷生片上开设贯通孔，并在该贯通孔填埋导电性膏而形成。例如，部件搭载用电极焊盘21A和电极焊盘71经由通孔41电连接，部件搭载用电极焊盘2IB和电极焊盘77经由通孔42电连接，部件搭载用电极焊盘21C和电极焊盘78经由通孔43电连接，部件搭载用电极焊盘21D和电极焊盘74经由通孔44电连接。
[0027]控制IC51的输入端子55经由部件搭载用电极焊盘21A、通孔41、电极焊盘71、端面贯通孔75、以及电极焊盘72等的各种配线与输入电极焊盘25连接。
[0028]控制IC51的接地端子56经由部件搭载用电极焊盘21B、通孔42、电极焊盘77、以及端面贯通孔95等的各种配线与未图示的接地电极连接。
[0029]另外，控制IC51的输出端子57经由部件搭载用电极焊盘21C、通孔43、以及电极焊盘78等的各种配线与输出电极焊盘26连接。
[0030]在配置在层叠基板的更内层侧的一部分的陶瓷生片上所形成的导体图案31通过通孔进行层间连接，从而夹着磁性体铁氧体层12、非磁性体铁氧体层13、以及磁性体铁氧体层14而呈螺旋状地配线。由此形成线圈导体，层叠基板作为电感器发挥作用，通过搭载控制IC51、各种电容器等电子部件，作为DC - DC转换器模块发挥作用。
[0031]在降压型的DC - DC转换器的情况下，在控制IC51的输出端子57连接作为电感器发挥作用的导体图案31。而且，导体图案31的输出侧与输出侧电容器52连接，输出侧电容器52以及导体图案31的输出侧经由部件搭载用电极焊盘21D、电极焊盘74、端面贯通孔76、以及电极焊盘73等的各种配线与输出电极焊盘26连接。
[0032]此外，中间层亦即非磁性体铁氧体层13发挥作用，以等价于磁性上磁性体铁氧体层12以及磁性体铁氧体层14间存在空隙的情况，使作为电感器的直流重叠特性提高，但在本发明中并不是必须的要素。
[0033]另外，最外层的非磁性体铁氧体层11以及非磁性体铁氧体层15具有分别覆盖磁性体铁氧体层12以及磁性体铁氧体层14的上面侧以及下面侧的功能。另外，用热收缩率相对低的非磁性体铁氧体层11以及非磁性体铁氧体层15夹着热收缩率相对高的磁性体铁氧体层12以及磁性体铁氧体层14，从而通过烧制来压缩元件整体使强度提高而设置。但是，非磁性体铁氧体层11以及非磁性体铁氧体层15在本发明中并不是必须的要素。
[0034]在层叠基板中陶瓷生片、各种配线等线膨胀系数不同的材料混在一起。一般，与陶瓷材料料相比金属材料一方的线膨胀系数较大，所以在烧制时电极焊盘一方有更收缩的趋势。因此，在烧制时，在陶瓷生片(特别是最外层的非磁性体铁氧体层11)产生起因于该线膨胀系数之差的应力。起因于电极焊盘与陶瓷的线膨胀系数之差而产生的应力集中在电极焊盘的端部附近。假设最外层的电极焊盘和内层侧的电极焊盘的面积相同的情况下，这些电极焊盘的端部彼此位于最近的位置，在该端部应力进一步集中，有可能在最外层的陶瓷生片产生裂纹。
[0035]因此，本发明的层叠基板通过使最外层的电极焊盘与内层侧的电极焊盘的面积不同，使各电极焊盘的端部的位置较远，从而使产生应力的位置分散，防止应力集中在一处。
[0036]S卩、配置在最外层的部件搭载用电极焊盘21A的下层的电极焊盘71的面积比该部件搭载用电极焊盘21A的面积大。同样地，配置在部件搭载用电极焊盘21B的下层的电极焊盘77的面积比该部件搭载用电极焊盘21B的面积大，配置在部件搭载用电极焊盘21C的下层的电极焊盘78的面积比该部件搭载用电极焊盘21C的面积大，配置在部件搭载用电极焊盘21D的下层的电极焊盘74的面积比该部件搭载用电极焊盘21D的面积大。
[0037]由此，同最外层的电极焊盘和内层侧的电极焊盘的面积相同的情况相比，能够缓和在最外层的陶瓷生片上所产生的应力，并防止裂纹的产生。
[0038]此外，如图3所示，也可以是配置在下层侧的电极焊盘的面积比最外层的电极焊盘的面积小。
[0039]另外，在下层侧存在多个电极焊盘的情况下，至少设置在任意一层的电极焊盘是与最外层的电极焊盘的面积不同的形态即可。图4以及图5是表示在更下层侧存在电极焊盘的情况下的DC - DC转换器的图。
[0040]图4(A)、图4(B)、以及图4(C)分别是与图1 (A)、图1 (B)、以及图1(C)相同的俯视图。图4(D)是第3层的俯视图。图5是示意性地表示该图4(A)至图4(D)的例子中的DC— DC转换器模块的纵剖面构造的图。另外，与图1以及图2通用的构成标注同一符号，省略其说明。
[0041]在该例子中，在电极焊盘71的更下层(第3层)配置有经由通孔41B电连接的电极焊盘71B。同样地，在电极焊盘77的更下层配置有经由通孔42B电连接的电极焊盘77B，在电极焊盘78的更下层配置有经由通孔43B电连接的电极焊盘78B，在电极焊盘74的更下层配置有经由通孔44B电连接的电极焊盘74B。
[0042]即、配置在第3层的电极焊盘具有与配置在第2层的电极焊盘相同的面积，且比配置在最外层(第I层)的电极焊盘的面积大。
[0043]该情况下也能够缓和在最外层的陶瓷生片中所产生的应力，并防止裂纹的产生。特别是，在多个层中形成有电极焊盘的情况下，面积相同的电极焊盘的层叠方向的数量越多，则越容易由最外层的陶瓷生片产生较强的应力，所以配置不同的面积的电极焊盘来使应力分散的效果较大。
[0044]此外，在内层侧存在多个电极焊盘的情况下，至少设置在任意一层的电极焊盘是与最外层的电极焊盘的面积不同的形态即可。例如，如图6(A)所示，配置在第3层的电极焊盘(电极焊盘71B、电极焊盘77B、电极焊盘78B、以及电极焊盘74B)的面积比配置在第I层的电极焊盘(部件搭载用电极焊盘21A、部件搭载用电极焊盘21B、部件搭载用电极焊盘21C、以及部件搭载用电极焊盘21D)的面积大，配置在第I层的电极焊盘与配置在第2层的电极焊盘(电极焊盘71、电极焊盘77、电极焊盘78、以及电极焊盘74)为相同的面积的情况下，也能够使产生应力的位置分散，防止应力集中在最外层的陶瓷生片。
[0045]另外，如图6(B)所示，配置在第2层的电极焊盘的面积比配置在第I层的电极焊盘的面积大，配置在第I层的电极焊盘与配置在第3层的电极焊盘为相同的面积的情况下，也能够使产生应力的位置分散，防止应力集中在最外层的陶瓷生片。
[0046]另外，如图6(C)所示，配置在第3层的电极焊盘的面积比配置在第I层的电极焊盘的面积小，配置在第I层的电极焊盘与配置在第2层的电极焊盘为相同的面积的情况下，也能够使产生应力的位置分散，防止应力集中在最外层的陶瓷生片。
[0047]此外，在上述的例子中示出了用于搭载IC等电子部件的电极焊盘与其下层的电极焊盘的面积不同的例子，但在将层叠基板作为电子部件模块的情况下，也可以是用于供该电子部件模块安装的、与安装基板侧的焊盘电极等连接的安装用电极焊盘与其上层的电极焊盘的面积不同的情况。
[0048]例如，在图7所示的层叠基板中，在下面侧的最外层的输入电极焊盘25的上层所配置的电极焊盘72B的面积比该输入电极焊盘25的面积大，在下面侧的最外层的输出电极焊盘26的上层所配置的电极焊盘73B的面积比该输出电极焊盘26的面积大。
[0049]该情况下同最外层的电极焊盘与内层侧的电极焊盘的面积相同的情况相比，也能够缓和在最外层(该情况下，最下面)的陶瓷生片中所产生的应力，防止裂纹的产生。
[0050]此外，在上述实施方式中，作为配置于最外层的陶瓷生片，示出了非磁性体铁氧体材料，配置磁性体铁氧体材料的情况下也同样地通过加热处理起因于线膨胀系数之差的应力产生，所以通过使最外层的电极焊盘与内层侧的电极焊盘的面积不同，使各电极焊盘的端部的位置较远，能够使产生应力的位置分散，防止应力集中在一处。
[0051]另外，在最外层配置电介质材料的情况也相同，特别是铁氧体材料较硬、容易产生裂纹，所以本发明的层叠基板优选最外层的陶瓷生片是铁氧体材料的情况。
[0052]附图符号说明
[0053]11、13、15…非磁性体铁氧体层；12、14…磁性体铁氧体层；21A、21B、21C、21D…部件搭载用电极焊盘；25...输入电极焊盘；26...输出电极焊盘；31...导体图案；51...控制IC ；52…输出侧电容器；55…输入端子；56…接地端子；57…输出端子；71、72、73、74、77、78…电极焊盘；75、76、95、96…端面贯通孔。
【权利要求】
1.一种层叠基板，其具有多个陶瓷生片；在所述陶瓷生片中设置贯通孔并在该贯通孔中填充导电性膏而成的通孔；和形成在所述多个陶瓷生片上的电极焊盘；所述层叠基板在层叠所述多个陶瓷生片并且所述电极焊盘的一部分彼此经由所述通孔的一部分电连接的状态下，一体烧制而成，所述层叠基板的特征在于， 经由所述通孔的一部分电连接的电极焊盘中、设置在所述层叠基板的最外层的电极焊盘与设置在所述层叠基板的内层的电极焊盘的面积不同。
2.根据权利要求1所述的层叠基板，其特征在于， 设置在所述层叠基板的内层的电极焊盘的面积比设置在所述层叠基板的最外层的电极焊盘的面积大。
3.根据权利要求1或者2所述的层叠基板，其特征在于， 在所述层叠基板的内层设置多个电极焊盘， 设置在该层叠基板的内层的多个电极焊盘中、至少设置在任意一层的电极焊盘的面积与设置在所述层叠基板的最外层的电极焊盘的面积不同。
4.根据权利要求1?3中任意一项所述的层叠基板，其特征在于， 设置在所述层叠基板的最外层的电极焊盘是电子部件搭载用的电极。
5.权利要求1?4中任意一项所述的层叠基板,其特征在于， 配置在所述层叠基板的最外层的陶瓷生片由铁氧体材料构成。
【文档编号】H01L23/12GK104321862SQ201380026031
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年5月27日 优先权日:2012年7月31日
【发明者】林繁利, 横山智哉, 佐藤贵子 申请人:株式会社村田制作所