JP2001307923A - Lcフィルタ - Google Patents

Lcフィルタ

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JP2001307923A
JP2001307923A JP2000127624A JP2000127624A JP2001307923A JP 2001307923 A JP2001307923 A JP 2001307923A JP 2000127624 A JP2000127624 A JP 2000127624A JP 2000127624 A JP2000127624 A JP 2000127624A JP 2001307923 A JP2001307923 A JP 2001307923A
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inductor
filter
polyimide resin
capacitor
substrate
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JP2000127624A
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English (en)
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Seiji Watabiki
誠次 綿引
Hitoshi Akamine
均 赤嶺
Narihisa Motowaki
成久 元脇
Toshihide Namatame
俊秀 生田目
Akira Nagai
永井  晃
Haruo Akaboshi
晴夫 赤星
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】コンデンサ,インダクタ及びインダクタ形成用
コイル導体間の界面の密着性が向上し、良品歩留まりの
優れたLCフィルタを提供する。 【解決手段】ポリイミド樹脂有機基板1上に下部電極
2,誘電体3および上部電極4を有するコンデンサと、
インダクタ6とが設けられ、コンデンサおよびインダク
タ6はポリイミド樹脂7で囲まれている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はLCフィルタに関
し、特にたとえば、高周波ノイズを除去するLCフィル
タに関する。
【0002】
【従来の技術】特開平5−347527号公報は、グリ
ーンシートにコンデンサ電極およびインダクタンス電極
を印刷し、グリーンシートを積層,圧着した後、100
0℃〜1100℃で焼成して積層型LCフィルタを作製
することを記載する。このような積層型LCフィルタ
は、コンデンサおよびインダクタはセラミックスに囲ま
れている。また、インダクタを構成するコイル導体の材
料にはAg,Au,Ptが使用されている例が高周波セ
ラミック材料とその応用((株)テイー・アイ・シー、
平成10年・10月)で報告されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のLCフィルタは
製造工程で1000℃程度の熱処理を受けるために、金
属であるコンデンサ用電極やインダクタ用導体とセラミ
ックスとの間で、剥離等が発生し易い。また、一般に金
属とセラミックスは熱膨張係数の相違や濡れ性の相違が
あるので、密着性が低下することがあった。
【0004】本発明の目的は、コンデンサ用電極,イン
ダクタ及びインダクタ用導体コイルと、これらを絶縁す
る絶縁部との密着性がよく、信頼性の高いLCフィルタ
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴は、上部電極/誘電体/下部電極から構成され
るコンデンサと、複数のコイル導体から構成されるイン
ダクタを内蔵したLCフィルタにおいて、コンデンサお
よびインダクタが有機絶縁膜で覆われていることにあ
る。コンデンサ用電極やインダクタ用導体と、有機樹脂
とが密着性に優れるので、熱処理の際にコンデンサ用電
極やインダクタ用導体の剥離を防ぐことができ、信頼性
の高いLCフィルタを得られる。また、良品歩留まりが
向上する。
【0006】インダクタ材料はCu,Al,Niのうち
少なくとも1種以上からなることが望ましい。Cuは卑
金属の安価な材料であることから、製品コストを低減で
きる。
【0007】有機絶縁膜はポリイミド樹脂であることが
望ましい。これはコンデンサ形成用電極,インダクタ及
びインダクタ形成用電極等のLCフィルタを構成する電
気的に接続する導体との密着性に優れていることから、
熱処理時に電気導体部と有機絶縁膜との界面剥離が生じ
ないので、LCフィルタの良品歩留まりが向上する。ま
た、ポリイミド樹脂を用いると、350℃という低温熱
処理でLCフィルタを作製できる点である。製造消費エ
ネルギーが少ないので、製造コストを低減できる。ポリ
イミド樹脂以外のBCB(Benzo Cyclo Butane)樹脂,
ポリイミド樹脂とBCB樹脂を混合した多孔質樹脂を用
いても、前述した内容と同じ効果が出る。
【0008】ポリイミド樹脂とインダクタ材料の線膨張
係数は近いほどよく、ポリイミド樹脂の線膨張係数が1
7×10-6/℃であることが望ましい。インダクタ材料
のCu,Al及びNiの線膨張係数は17×10-6
℃,22×10-6/℃及び15×10-6/℃とほぼ同じ
であり、ポリイミド樹脂とインダクタとの密着性が特に
優れる。したがって、製品の良品歩留まりが向上する。
【0009】また、基板はポリイミド樹脂であることが
望ましい。これは絶縁膜と同材質とすることで、基板と
絶縁膜の密着性が優れ、熱処理時に剥離が生じないの
で、LCフィルタの良品歩留まりが向上するためであ
る。
【0010】また、ポリイミド樹脂材料を用いた基板は
アルミノ硼珪酸塩ガラスの無機基板上に形成することが
望ましい。アルミノ硼珪酸塩ガラスの無機基板の線膨張
係数は370×10-6/℃で、ポリイミド樹脂と1桁以
上の差があるために、LCフィルタを形成した後にポリ
イミド基板を無機基板より容易に分離することが可能で
あり、その結果、無機基板を再利用できるためである。
これにより、LCフィルタを安価に製造することが出来
る。無機基板はこれ以外のSi,W,Si34,TiN
を用いてもよい。Si,W,Si34,TiNの線膨張
係数はそれぞれ4.2×10-6/℃,4.5×10-6
℃,2.5×10-6/℃及び0.25×10-6/℃であ
る。
【0011】また、本発明の有機絶縁膜および基板に用
いるポリイミド樹脂を硬化させる熱処理温度は300℃
〜400℃であることが望ましい。300℃未満では硬
化が不十分であるために、絶縁膜あるいは基板として有
効に利用できないためである。また、400℃以上では
熱分解反応が激しくなり、絶縁膜あるいは基板として有
効に活用できないためである。また、熱歪みが大きくな
るためである。このように、低い熱処理温度でLCフィ
ルタを製造できるために、熱歪みが小さく信頼性の高い
LCフィルタを製造することができる。
【0012】また、本発明の熱処理温度は350℃が望
ましい。これは低温度で酸化物の形成が容易なCu,A
l,Niを主成分とする卑金属をインダクタやコンデン
サ形成用導体部に利用することができ、安価なLCフィ
ルタを製造することができるためである。
【0013】また、本発明の外部端子形状は直径が0.
1mm〜0.5mmのボール状であることが望ましい。0.1
mm未満では端子の形成が困難であり、0.5mm上ではL
Cフィルタの実装面積が大きくなってしまうためであ
る。
【0014】また、本発明のRFモジュールのLCフィ
ルタは複数のコンデンサとインダクタを内蔵しているこ
とが望ましい。内蔵していないと実装面積を小さくでき
ないためである。
【0015】
【発明の実施の形態】(実施例1)図1に、本発明の実
施例であるLCフィルタを示す。ポリイミド樹脂有機基
板1上に下部電極2,誘電体3および上部電極4を有す
るコンデンサと、インダクタ6とが設けられ、コンデン
サおよびインダクタ6はポリイミド樹脂7で囲まれてい
る。以下に本実施例のLCフィルタの製造方法を説明す
る。
【0016】まず、ポリイミド樹脂の有機基板1を作製
した。アルミノ硼珪酸塩ガラスの無機基板上に、ポリア
ミド前駆体をスピンコート法により塗布し、プリベーク
する。露光,現像,パターンニングを行った後、350
℃で熱処理して、熱膨張係数が17×10-6/℃のポリ
イミド樹脂の有機基板1を形成した。熱処理の際に、熱
歪によって、アルミノ硼珪酸塩ガラスの無機基板を分離
した。有機基板1の貫通孔内壁部にTiNの金属薄膜8
をスパッタ法により形成した後、貫通孔部にメッキ法に
よりCuの配線5を配設した。
【0017】次に、有機基板1上に、スパッタ法によ
り、コンデンサ形成用Cu下部電極2,SrTiO3
電体3,Cu上部電極4を形成し、コンデンサを作製し
た。
【0018】次に、ポリイミド樹脂有機基板形成と同じ
手法で、ポリイミド樹脂7でコンデンサを埋設し、35
0℃で熱処理した。この上部にCuを主成分とするイン
ダクタ6をスパッタ法で形成した。その後、再びポリイ
ミド樹脂有機基板形成と同じ手法で、ポリイミド樹脂7
でインダクタを埋設し、350℃で熱処理した。
【0019】最後に、Sn−Ag−Cuはんだボール振
込み法により、直径0.2mm の4個のボール外部端子9
を形成して、LCフィルタの外部端子を作製した。ボー
ル状外部端子は0.1〜0.5mmと小さく、消費材料を低
減できるので、安価な製品を製造できる。
【0020】本実施例のLCフィルタによれば、電極の
金属とポリイミド樹脂との熱膨張差が小さいので、コン
デンサ用電極やインダクタ用導体と、ポリイミド樹脂と
が密着性に優れている。また、熱処理の温度は350℃
なので、熱によって電極の金属がポリイミド樹脂から剥
離することが無い。したがって、コンデンサ用電極やイ
ンダクタ用導体の剥離を防ぐことができ、信頼性の高い
LCフィルタを得られた。
【0021】ポリイミド有機基板はSi,アルミノ硼珪
酸塩ガラスの無機質でもよい。アルミノ硼珪酸塩ガラス
の無機基板上にポリイミド樹脂有機基板との間に、低温
で溶融し熱分解するパラフィン等の低級脂肪酸を分離膜
として用いてもよい。
【0022】誘電体はTa25,Pb(Zr,Ti)
3,Pb(Mg1/3Nb2/3) でもよい。Ta25誘電体
層はスパッタで形成したTaの一部を例えば、0.1%
クエン酸溶液を用いて陽極酸化法で形成してもよい。
【0023】電気的接続用配線材料はAl,Ni,Cr
でもよい。また、インダクタ形成用コイル導体材料はA
g,Au,Ptでもよい。電極材料はTi,W,Pd,
Ag−Pd、Ni,Crでもよい。また、ボール外部端
子はSn−Ag−Cuはんだペーストを用いてスクリー
ン印刷法で形成してもよい。
【0024】図2に本実施例で作製したチップ型素子1
0と、チップ型素子10が搭載された高周波対応モジュ
ール11を示す。チップ型素子10は、2×2×1mm厚
(バンプ厚み除く)で、従来に比べ面積で約1/4の小
型化できた。
【0025】複数のLCフィルタを1つのチップ型素子
として実装できるので、コンデンサやインダクタを大量
に実装していた従来の場合より、高周波対応モジュール
11における実装面積を小さくできた。同時に実装にか
かる手間も1回で済むため、スループットが上がって、
低コスト化が実現できた。
【0026】
【発明の効果】コンデンサ形成用上下電極およびインダ
クタ及び電気的接続用配線と、有機樹脂との界面は密着
性に優れ、熱処理による剥離などが生じないので、信頼
性の高いLCフィルタを得られる。また、LCフィルタ
を用いて、小型・低ノイズのチップ型素子、さらに、チ
ップ型素子を搭載した小型・低コストの高周波対応モジ
ュールを得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1のLCフィルタの断面図である。
【図2】チップ型素子10を搭載した高周波対応モジュ
ールを示す図である。
【符号の説明】
1…有機基板、2…下部電極、3…誘電体、4…上部電
極、5…配線、6…インダクタ、7…ポリイミド樹脂、
8…金属薄膜、9…ボール外部端子、10…チップ型素
子、11…高周波対応モジュール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01G 4/40 H01G 4/06 102 H03H 7/01 4/40 321A (72)発明者 元脇 成久 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 生田目 俊秀 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 永井 晃 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 赤星 晴夫 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 5E001 AB06 AC09 AE01 AE03 AF02 AG01 AH01 AH03 AH07 AH08 AJ01 AJ02 AJ03 AJ04 AZ01 5E070 AA05 AB01 AB02 BA01 CB03 CB11 CB17 CB18 DA15 5E082 AA01 AB01 BB01 DD08 EE05 EE11 EE23 EE37 FF05 FG03 FG27 FG42 GG10 GG11 GG28 HH25 HH47 HH51 JJ07 JJ15 KK08 LL15 5J024 AA01 DA04 DA29 DA32 EA08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上部電極/誘電体/下部電極から構成され
    るコンデンサと複数のコイル導体から構成されるインダ
    クタを内蔵したLCフィルタにおいて、前記LCが有機
    絶縁膜で覆われていることを特徴とするLCフィルタ。
  2. 【請求項2】前記有機絶縁膜がポリイミド樹脂であるこ
    とを特徴とする請求項1のLCフィルタ。
  3. 【請求項3】前記コイル導体がCu,Al,Niのう
    ち、少なくとも1種以上であることを特徴とする請求項
    1のLCフィルタ。
  4. 【請求項4】請求項1のLCフィルタに外部端子を備え
    たチップ型素子。
  5. 【請求項5】請求項1のLCフィルタに外部端子を備え
    たチップ型素子を搭載した高周波対応モジュール。
  6. 【請求項6】有機基板上に設けられたコンデンサをポリ
    イミド樹脂で覆い、前記ポリイミド樹脂の上にインダク
    タを形成し、前記インダクタをポリイミド樹脂で覆うこ
    とを特徴とするLCフィルタの製造方法。
  7. 【請求項7】Siあるいはガラス等のセラミックス基板
    に、前記有機基板の前駆体を塗布し、前記前駆体に熱処
    理を施して有機基板とする際に、前記セラミックス基板
    を分離することを特徴とする請求項5のLCフィルタの
    製造方法。
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