| 【発明の名称】 |
ＬＲ複合部品 |
| 【発明者】 |
【氏名】飯田 直樹
【住所又は居所】京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号 株式会社村田製作所内
【氏名】川口 正彦
【住所又は居所】京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号 株式会社村田製作所内
【氏名】伊藤 健一
【住所又は居所】京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号 株式会社村田製作所内
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| 【要約】 |
【課題】インダクタンス値が大きくかつ小型化が可能なＬＲ複合部品を提供する。
【解決手段】スパッタリングや蒸着などの薄膜形成法、あるいは、スクリーン印刷などの厚膜形成法を用いて、絶縁性基板１１の上面全面に抵抗体材料膜を形成する、次に、フォトリソグラフィ法を用いて、コイルパターン１２を絶縁性基板１１の上面に形成する。コイルパターン１２の材料としては、例えばＮｉＣｒ，ＮｉＣｕ，Ｃなどの抵抗体材料ペーストや感光性抵抗体材料ペーストなどが使用される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に設けられたコイルパターンとを備え、前記コイルパターンが抵抗体材料を用いてフォトリソグラフィ法にて形成されていること、を特徴とするＬＲ複合部品。
【請求項２】 絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に設けられたコイルパターンとを備え、前記コイルパターンが導電体材料を用いてフォトリソグラフィ法にて形成され、かつ、前記コイルパターンのパターン厚みが１μｍ以下であること、を特徴とするＬＲ複合部品。
【請求項３】 絶縁性基板と、前記絶縁性基板上にフォトリソグラフィ法にて設けられたコイルパターンとを備え、前記コイルパターンが、導電体材料からなる第１コイル部と、該第１コイル部に電気的に直列に接続されかつ抵抗体材料からなる第２コイル部とで構成されていること、を特徴とするＬＲ複合部品。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＬＲ複合部品、特に、移動体通信機器等に使用されるＬＲ複合部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話端末機などの移動体通信機器の小型化に伴って、これら移動体通信機器内で使用される電子部品に対する小型化の要求が強い。このため、例えば抵抗素子とインダクタ素子を一つのチップに内蔵したＬＲ複合部品などが提案されている。
【０００３】図１７は、従来のＬＲ複合部品の一例を示す斜視図である。このＬＲ複合部品１は、絶縁性基板２の上面を二つの領域に区切り、それぞれの領域にインダクタ３と抵抗４を配置したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のＬＲ複合部品１は、絶縁性基板２の上面をインダクタ３を形成する領域と抵抗４を形成する領域に区切るため、インダクタ３を形成することができる面積が小さくなる。この結果、絶縁性基板２のサイズが大きいにもかかわらず、インダクタンス値の小さいインダクタ３しか得られないという問題があった。また、絶縁性基板２の上面に、インダクタ３及び抵抗４のそれぞれの占有領域を確保する必要があり、ＬＲ複合部品１の小型化を妨げる一要因であった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、インダクタンス値が大きくかつ小型化が可能なＬＲ複合部品を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】以上の目的を達成するため、本発明に係るＬＲ複合部品は、絶縁性基板と、該絶縁性基板上に設けられたコイルパターンとを備え、コイルパターンが抵抗体材料を用いてフォトリソグラフィ法にて形成されていることを特徴とする。
【０００７】あるいは、コイルパターンが導電体材料を用いてフォトリソグラフィ法にて形成され、かつ、コイルパターンのパターン厚みが１μｍ以下であることを特徴とする。
【０００８】以上の構成により、分布定数型のＬＲ複合部品が得られる。そして、コイルパターンがインダクタンス成分とともに、抵抗成分をも有するため、抵抗素子を形成する必要がなくなる。さらに、コイルパターンをフォトリソグラフィ法によって形成することにより、コイルパターンは精度の高いインダクタンス値および抵抗値を有することになる。
【０００９】また、本発明に係るＬＲ複合部品は、絶縁性基板と、該絶縁性基板上にフォトリソグラフィ法にて設けられたコイルパターンとを備え、コイルパターンが、導電体材料からなる第１コイル部と、該第１コイル部に電気的に直列に接続されかつ抵抗体材料からなる第２コイル部とで構成されていることを特徴とする。
【００１０】以上の構成により、集中定数型のＬＲ複合部品が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＬＲ複合部品の実施の形態について、その製造方法と共に、添付の図面を参照して説明する。
【００１２】［第１実施形態、図１〜図５］図１に示すように、絶縁性基板１１の上面を平滑な面になるように研磨した後、スパッタリングや蒸着などの薄膜形成法、あるいは、スクリーン印刷などの厚膜形成法を用いて、絶縁性基板１１の上面全面に抵抗体材料膜を形成する。次に、フォトリソグラフィ法を用いて、コイルパターン１２を絶縁性基板１１の上面に形成する。
【００１３】フォトリソグラフィ法は、例えば以下に説明する方法である。絶縁性基板１１の上面に形成された抵抗体材料膜の上面全体に、フォトレジスト膜（例えば感光性樹脂膜等）をスピンコート又は印刷により形成する。次に、フォトレジスト膜の上面に、所定の画像パターンが形成されたマスクフィルムを被せ、紫外線等を照射する等の方法により、フォトレジスト膜の所望の部分を硬化させる。次に、硬化した部分を残してフォトレジスト膜を剥がした後、露出した部分の抵抗体材料膜をエッチングで除去し、所望のコイルパターン１２を形成する。この後、硬化したフォトレジスト膜を除去する。そして、このような、いわゆるフォトリソグラフィ技術を用いた方法において、ウエットエッチング法、ドライエッチング法、リフトオフ法、アディティブ法、セミアディティブ法等の周知の工法が適宜採用される。
【００１４】さらに、別のフォトリソグラフィ法として、絶縁性基板１１の上面に感光性抵抗体材料ペーストを塗布して抵抗体材料膜を形成し、その後、所定の画像パターンが形成されたマスクフィルムを被せて露光し、現像する方法でもよい。特に、感光性抵抗体材料ペーストを用いると、抵抗体材料膜の膜厚が厚い状態で微細加工が可能となり、本発明の実施においては低損失が確保できる。また、路線間の間隔を狭くすることができる。
【００１５】渦巻状コイルパターン１２は、その一方の端部１２ａが渦巻パターンの内側に位置し、他方の端部１２ｂが渦巻パターンの外側に位置して絶縁性基板１１の左辺に露出している。絶縁性基板１１の材料としては、ガラス、ガラスセラミックス、アルミナ、フェライト、Ｓｉ、ＳｉＯ2等が用いられる。コイルパターン１２の材料としては、例えばＮｉＣｒ，ＮｉＣｕ，Ｔａ2Ｎ，Ｃなどの抵抗体材料ペーストや感光性抵抗体材料ペ−ストなどが使用される。また、抵抗体のペーストとしては、酸化物抵抗体でもよい。例えば、ルチニウムオキサイド（ＲｕＯ2）イリジウムオキサイド（ＩｒＯ2）などが用いられる。これらはフォトリソグラフィ法を適用可能である。抵抗体のペーストとしてＣを用いたときも、フォトリソグラフィ法を適用可能である。
【００１６】次に、図２に示すように、開口部１５ａを有した絶縁体層１５が形成される。すなわち、液状の絶縁性材料を絶縁性基板１１の上面の全面にスピンコート又は印刷等により塗布、乾燥及び焼成して絶縁体層１５を形成する。絶縁性材料には、例えば感光性ポリイミド樹脂や感光性ガラスペースト等が使用される。通常のポリイミド樹脂やガラスペーストを使用すると、所望のパターンに加工するためには、レジスト層を形成し、該レジスト層を加工する必要がある。しかし、感光性ポリイミド樹脂や感光性ガラスペーストを使用すると、直接、全面塗布された感光性材料を加工できるため、レジスト塗布およびレジスト剥離の工程を省くことができ、効率良い加工工程となる。
【００１７】次に、絶縁体層１５の上面に所定の画像パターンが形成されたマスクフィルムを被せ、紫外線等を照射する等の方法により、絶縁体層１５の所望の部分を硬化させる。次に、絶縁体層１５の未硬化部分を除去し、開口部１５ａを形成する。開口部１５ａには、渦巻形状のコイルパターン１２の一端部１２ａが露出している。
【００１８】次に、図３に示すように、抵抗体材料からなる直線状のコイルパターン１６が、コイルパターン１２等を形成した場合と同様の方法、すなわちフォトリソグラフィ法により形成される。絶縁体層１５の開口部１５ａには抵抗体材料が充填され、ビアホール１８とされる。
【００１９】コイルパターン１６の一方の端部１６ａは、ビアホール１８を介してコイルパターン１２の端部１２ａに電気的に接続している。コイルパターン１６の他方の端部１６ｂは、絶縁性基板１１の右辺に露出している。
【００２０】次に、図４に示すように、液状の絶縁性材料を絶縁性基板１１の上面側全面にスピンコート又は印刷等により塗布、乾燥および焼成して、コイルパターン１６を被覆した絶縁体層１５とする。
【００２１】次に、絶縁性基板１１の左右の側面部に、それぞれ入出力外部電極１９，２０を設ける。入力外部電極１９はコイルパターン１２の端部１２ｂに電気的に接続し、出力外部電極２０はコイルパターン１６の端部１６ｂに電気的に接続している。外部電極１９，２０は、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ，ＮｉＣｒ，ＮｉＣｕ，Ｎｉ等の導電性ペーストを塗布、焼き付けた上に湿式電解めっきによりＮｉ，Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｂなどの金属膜が形成されたり、また、スパッタリング、蒸着、印刷、フォトリソグラフィ法などによって形成される。図５は、こうして得られたＬＲ複合部品２１の電気等価回路図である。
【００２２】このＬＲ複合部品２１は、コイルパターン１２を抵抗体材料を使用して形成しているため、コイルパターン１２が分布定数インダクタンス成分とともに分布定数抵抗成分を有している。従って、抵抗素子を形成する必要がなくなる。この結果、絶縁性基板１１の上面に、コイルパターン１２を広面積に形成することができ、大きなインダクタンス値を得ることができる。さらに、ＬＲ複合部品２１の小型化も図ることができる。
【００２３】また、コイルパターン１２をフォトリソグラフィ法によって形成しているので、パターン厚みやパターン幅をばらつきが少なくかつ正確に再現することができ、精度の高いインダクタンス値および抵抗値を得ることができる。
【００２４】なお、コイルパターン１２，１６の材料として、抵抗体材料の代わりに、Ａｕ，Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｌ等の導電性材料を使用し、そのコイルパターン１２，１６のパターン厚みを１μｍ以下に設定することによっても、同様の作用効果を奏することができる。すなわち、パターン厚みを極めて薄くすることにより、コイルパターン１２，１６の横断面の面積が小さくなり、コイルパターン１２，１６の抵抗成分が大きくなる。従って、コイルパターン１２は、分布定数インダクタンス成分および分布定数抵抗成分を有することになる。コイルパターン１２，１６のパターン幅は５〜１２０μｍ（代表値：８μｍ）である。
【００２５】［第２実施形態、図６〜図１０］前記第１実施形態のＬＲ複合部品２１が分布定数型であるのに対して、本第２実施形態は集中定数型のＬＲ複合部品について説明する。
【００２６】図６に示すように、絶縁性基板３１の上面を平滑な面になるように研磨した後、スパッタリングや蒸着などの薄膜形成法、あるいは、スクリーン印刷などの厚膜形成法を用いて、絶縁性基板３１の上面全面に導電体材料膜を形成する。次に、フォトリソグラフィ法を用いて、第１コイルパターン３２を絶縁性基板３１の上面に形成する。第１コイルパターン３２の材料としては、Ａｕ，Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌなどの導電性ペーストや感光性導電ペーストなどが使用される。
【００２７】次に、図７に示すように、開口部３５ａを有した絶縁体層３５が、フォトリソグラフィ法などで形成される。次に、図８に示すように、直線状の第２コイルパターン３６がフォトリソグラフィ法により形成される。第２コイルパターン３６の材料としては、ＮｉＣｒ，ＮｉＣｕ，Ｃなどの抵抗体材料ペーストや感光性抵抗体材料ペーストなどが使用される。絶縁体層３５の開口部３５ａには抵抗体材料が充填され、ビアホール３８とされる。第２コイルパターン３６は、ビアホール３８を介して第１コイルパターン３２の端部３２ａに電気的に直列に接続している。第２コイルパターン３６は第１コイルパターン３２とオーバラップし、かつ、第１コイルパターン３２を跨いで配置されている。
【００２８】次に、図９に示すように、絶縁性基板３１の上面側全面に、第２コイルパターン３６を被覆した絶縁体層３５を形成する。次に、絶縁性基板３１の左右の側面部に、それぞれ入出力外部電極３９，４０を設ける。図１０は、こうして得られたＬＲ複合部品４１の電気等価回路図である。
【００２９】このＬＲ複合部品４１は、第１コイルパターン３２を導電体材料を使用して形成し、第２コイルパターン３６を抵抗体材料を使用して形成しているので、第１コイルパターン３２が集中定数インダクタンス成分を有し、第２コイルパターン３６が集中定数抵抗成分を有している。従って、抵抗素子を別途形成する必要がなくなる。この結果、絶縁性基板３１の上面に、コイルパターン３２を広面積に形成することができ、大きなインダクタンス値を得ることができる。さらに、ＬＲ複合部品４１の小型化も図ることができる。
【００３０】なお、第２コイルパターン３６もインダクタンス成分を有している。しかし、コイルのインダクタンスとしては、第１コイルパターン３２によるコイル（コイル軸の方向が基板３１に対して垂直なコイル）のインダクタンス成分が主である。従って、第２コイルパターン３６においては、実質的に抵抗成分のみを利用していると見なせる。一方、第１コイルパターン３２も抵抗成分を有している。しかし、第１コイルパターン３２の体積抵抗率は１０μΩ・ｃｍ以下（コイルにしたときの値）であり、第２コイルパターン３６の体積抵抗率４０μΩ・ｃｍ以上（コイルにしたときの値）と比較してかなり小さい。従って、第１コイルパターン３２においては、実質的にインダクタンス成分のみを利用していると見なせる。
【００３１】また、コイルパターン３２等をフォトリソグラフィ法によって形成しているので、パターン厚みやパターン幅をばらつきが少なくかつ正確に再現することができ、精度の高いインダクタンス値および抵抗値を得ることができる。
【００３２】［第３実施形態、図１１〜図１６］第３実施形態は、分布定数型と集中定数型を混合したＬＲ複合部品について説明する。
【００３３】図１１に示すように、絶縁性基板５１の上面全面に、薄膜形成法や厚膜形成法を用いて、Ａｕ，Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌなどからなる導電体材料膜を形成する。この後、フォトリソグラフィ法を用いて、第１コイルパターン５２を絶縁性基板５１の上面に形成する。
【００３４】次に、図１２に示すように、絶縁性基板５１の上面全面に、薄膜形成法や厚膜形成法を用いて、ＮｉＣｒ，ＮｉＣｕ，Ｃなどからなる抵抗体材料膜５３Ａを形成する。この後、フォトリソグラフィ法を用いて、図１３に示すような第２コイルパターン５３を絶縁性基板５１の上面に形成する。第２コイルパターン５３の端部５３ｂは、第１コイルパターン５２の端部５２ａに電気的に直列に接続されている。
【００３５】次に、図１４に示すように、開口部５５ａを有した絶縁体層５５が、フォトリソグラフィ法などで形成される。次に、図１５に示すように、ＮｉＣｒ，ＮｉＣｕ，Ｃなどの抵抗体材料（前記第２コイルパターン５３とは異なる抵抗体材料でもよい）からなる第３コイルパターン５６がフォトリソグラフィ法により形成される。絶縁体層５５の開口部５５ａには抵抗体材料が充填され、ビアホール５８とされる。第３コイルパターン５６は、ビアホール５８を介して第２コイルパターン５３の端部５３ａに電気的に直列に接続している。
【００３６】次に、図１６に示すように、絶縁性基板５１の上面側全面に、第３コイルパターン５６を被覆した絶縁体層５５を形成する。次に、絶縁性基板５１の左右の側面部に、それぞれ入出力外部電極５９，６０を設ける。
【００３７】このＬＲ複合部品６１は、第１コイルパターン５２を導電体材料を使用して形成し、第２コイルパターン５３及び第３コイルパターン５６を抵抗体材料を使用して形成しているので、第１コイルパターン５２が集中定数インダクタンス成分を有し、第２コイルパターン５３が分布定数インダクタンス成分と分布定数抵抗成分を有し、第３コイルパターン５６が集中定数抵抗成分を有しており、インダクタンス値と抵抗値の設計の自由度が大きくなる。従って、抵抗素子を別途形成する必要がなくなる。この結果、絶縁性基板５１の上面に、コイルパターン５２，５３を広面積に形成することができ、大きなインダクタンス値を得ることができる。さらに、ＬＲ複合部品６１の小型化も図ることができる。
【００３８】また、コイルパターン５２，５３等をフォトリソグラフィ法によって形成しているので、パターン厚みやパターン幅をばらつきが少なくかつ正確に再現することができ、精度の高いインダクタンス値および抵抗値を得ることができる。
【００３９】［他の実施形態］なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００４０】前記実施形態は個産の場合を例にして説明しているが、量産する場合には、複数のＬＲ複合部品を備えたマザー基板（ウエハ）の状態で製造し、最終工程でダイシング、スクライブブレイク、レーザ等の工法により製品サイズ毎に切り出す方法が効果的である。
【００４１】また、前記実施形態では、第１コイルパターンが絶縁性基板の上面に形成されている。しかし、絶縁性基板の上面に誘電体層、樹脂層、ガラス層などの絶縁層を設け、それを介して第１コイルパターンが絶縁性基板上に形成されていてもよい。さらに、ＬＲ複合部品は、回路パターンが形成されているプリント基板上に直接にコイルパターンを形成することによって構成されたものであってもよい。また、コイルパターンの形状は任意であって、前記実施形態の渦巻形状や直線形状の他に、蛇行形状等であってもよい。
【００４２】また、前記実施形態のＬＲ複合部品は、コイルパターンが２層のものであるが、必要に応じて１層にしたり、３層以上にしたりしてもよいことは言うまでもない。２層以上の多層構造にすると、コイルパターンの線路長を長くすることができ、より一層の高インダクタンスを得ることができる。さらに、前記実施形態のＬＲ複合部品は一つのチップ部品として構成されているが、必ずしもこれに限るものではなく、例えば多層基板において、その一部に本発明に係るＬＲ複合部品の構造を適用したものであってもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、コイルパターンが抵抗成分をも有しているので、抵抗素子を形成する必要がなくなり、絶縁性基板の上面にコイルパターンを広面積に形成することができ、大きなインダクタンス値を得ることができる。さらに、ＬＲ複合部品の小型化も図ることができる。
【００４４】また、コイルパターンをフォトリソグラフィ法によって形成しているので、パターン厚みやパターン幅をばらつきが少なくかつ正確に再現することができ、精度の高いインダクタンス値および抵抗値を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２３１
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
【住所又は居所】京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号
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| 【出願日】 |
平成１３年８月１０日（２００１．８．１０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１４３２
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 武一
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| 【公開番号】 |
特開２００３−５９７２５（Ｐ２００３−５９７２５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年２月２８日（２００３．２．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２４４８７８（Ｐ２００１−２４４８７８） |
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