JP3546001B2 - Electronic components - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリプレグおよび基板を用いた電子部品や積層回路に関し、特に高周波数領域(100MHz以上)での使用に好適であり、波長短縮効果の優れたプリプレグおよび基板を用いた電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、通信用、民生用、産業用等の電子機器の分野における実装方法の小型化・高密度化への指向は著しいものがあり、それに伴って材料の面でもより優れた耐熱性、寸法安定性、電気特性、成形性が要求されつつある。
【0003】
高周波用電子部品もしくは高周波用多層基板としては、焼結フェライトや焼結セラミックを基板状に多層化、成形したものが一般に知られている。これらの材料を多層基板にすることは、小型化が図れるというメリットがあることから従来より用いられてきた。
【0004】
しかしながら、これら焼結フェライトや焼結セラミックを用いた場合、焼成工程や厚膜印刷工程数が多く、また、焼成時のクラックや反り等、焼結材料特有の問題が多いことと、プリント基板との熱膨張係数の違い等によるクラックの発生等といった問題が多いことから、樹脂系材料への要求が年々高まっている。
【0005】
しかしながら、樹脂系の材料ではそれ自体で十分な誘電率を得ることが極めて困難であり、透磁率の向上を図ることも困難である。このため、単に樹脂材料を利用した電子部品では、十分な特性を得ることができず、形状的にも大きなものとなり、小型、薄型化を図ることが困難である。
【0006】
また、樹脂材料にセラミック粉末をコンポジットする手法も、例えば特開平8−69712号公報、同11−192620号公報に開示されているが、いずれも十分な高周波特性や磁気特性を得られてはいない。また、波長短縮に関する材料の具体的な検討もなされていない。
【0007】
また、特公平6−14600号公報には、シート法による複数材料を多層化する例が示されているが、工程数が多いなどの問題を有し、1つの層に複数材料を含有するハイブリット化への具体的な検討はなされていない。しかも個々で検討されている周波数は高々数MHz程度であり、100MHz以上の高周波領域における性能については何ら検討されていない。また、波長短縮に関する材料の具体的な検討もなされていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、複数のコンポジット材料を組み合わせることで、波長短縮効果が高く、高周波特性にも優れ、小型で高性能の、ひいては総合的な電気的特性に優れた電子部品を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の本発明によって達成される。
(1) 少なくともハイブリッド材により形成されている構成層と、前記構成層の少なくとも1層に形成されている導電体層とを有し、前記導電体層により所定の電気回路が構成されている多層基板による電子部品であって、
前記ハイブリッド材によって形成されている構成層は、誘電体材料粉を少なくとも1種以上含有し、さらに磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉のいずれかの1種以上から選択される2種以上の材料粉と樹脂材料とを含有する電子部品。
(2) 少なくともハイブリッド材により形成されている構成層と、前記構成層の少なくとも1層に形成されている導電体層とを有し、前記導電体層により所定の電気回路が構成されている多層基板による電子部品であって、
前記ハイブリッド材によって形成されている構成層は、少なくとも1種または2種以上の磁性材料粉、1種または2種以上の誘電体被覆金属粉または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と樹脂材料とを含有する電子部品。
(3) 前記誘電体被覆金属粉は金属粒子の表面が誘電体で覆われており、前記絶縁体被覆磁性金属粉は、磁性金属粒子の表面が絶縁体で覆われている上記(1)または(2)の電子部品。
(4) 前記誘電体材料粉は多結晶誘電体粉または単結晶誘電体粉であり、前記磁性材料粉は、強磁性金属粉、磁性フェライト破砕粉、または単結晶フェライト破砕粉である上記(1)または(2)の電子部品。
(5) 少なくともいずれかの層に1種または2種以上の難燃剤を含有する上記(1)〜(4)のいずれかの電子部品。
(6) 50MHz以上の周波数帯で使用される上記(1)〜(5)のいずれかの電子部品。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の電子部品は、少なくともハイブリッド材により形成されている構成層と、この構成層の少なくとも1層に形成されている導電体層とを有し、この導電体層により所定の電気回路が構成され、前記ハイブリッド材は、少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有するものである。
【0011】
このように2種以上の種類の異なる粉体、また同種であっても組成、電気、磁気特性の異なる粉体と樹脂とを混合することによって、誘電率や透磁率の調整が容易となり、各種電子部品に合わせた特性に調整することができる。特に、波長短縮効果のある誘電率や透磁率を最適な値にすることにより、装置の小型化、薄型化が実現できる。また、比較的周波数の低い領域で良好な電気特性が得られる材料と、比較的周波数の高い領域で良好な電気特性が得られる材料とを組み合わせることにより、広い周波数帯域で良好な電気特性を得ることができる。
【0012】
また、このようなハイブリッド層を用いて基板、電子部品を形成する場合、接着剤等を用いることなく、銅箔との接着やパターニングが実現でき、かつ多層化を実現することができる。こうしたパターニングや多層化処理は、通常の基板製造工程と同じ工程でできるので、コストダウンおよび作業性の改善を図ることができる。また、このようにして得られる基板による電子部品は、高強度で、高周波特性の向上したものである。
【0013】
さらに、本発明を詳細に説明する。
電子部品、基板上での実行波長λは、λ=λ0 /(ε・μ)1/2
で与えられる。ここで、λ0 は実際の波長、ε、μは電子部品や基板の誘電率、透磁率である。従って、例えばλ/4の電子部品、回路を設計する場合、その回路を構成する部材のε、μを高めることで、長さλ/4が必要な部分を、ε、μの積の平方根で除した値だけ小さくすることができる。従って、電子部品、基板材料の少なくともε、μのいずれか一方、好ましくは双方を高めることにより電子部品、基板の大きさを小さくすることができる。
【0014】
また、比較的周波数の低い領域で良好な電気特性が得られる材料と、比較的周波数の高い領域で良好な電気特性が得られる材料とを組み合わせることにより、広い周波数帯域、具体的には1〜2000MHz、特に50〜1000MHzの広い周波数帯域で良好なHPF等の電気特性を得ることができる。
【0015】
具体的には、波長短縮効果だけを考えた場合、高誘電率材を樹脂材料に混合することにより目的を達成することが可能である。しかし、このような高誘電率材は高周波特性がさほど優れていないため、これを補う必要がある。そこで、高誘電率材、例えばBaTiO 、BaZrO 等と共に、高周波特性に優れた磁性材料、例えばカーボニール鉄等を併用することにより、高周波領域においても所望の特性を得ることができる。
【0016】
このような、波長短縮と高周波特性の必要な電子部品としては、積層フィルタ、バルントランス、誘電体フィルタ、カプラ、アンテナ、VCO(電圧制御発振器)、RF(高周波)ユニット、共振器等を挙げることができる。
【0017】
さらに、ある材料を用いて一つの電気的特性を高めるたとき、他の材料により不足した電気特性を補うことができる。
【0018】
具体的には、単結晶フェライトを用いると高いQが得られるが、それだけでは十分な波長短縮効果を得ることが困難である。そこで、誘電率材を併用することにより、高いQと十分な波長短縮効果とを得ることができる。
【0019】
次に、目的別による各材料の好ましい組み合わせについて説明する。
【0020】
(1)高周波化、および小型化が主な目的の場合
この場合用いる誘電体材料粉は、誘電率7000以上、好ましくは8000以上の誘電材、例えばBaTiO −BaZrO 系が好ましい。また、これと組み合わせる磁性材料粉としては、カーボニール鉄が好ましい。また、これとは別に、あるいはこれと共に絶縁体被覆磁性金属粉を用いてもよい。この場合、内部金属が鉄、被覆誘電体層がBaTiO 系の絶縁体被覆磁性金属粉が特に好ましい。
【0021】
(2)高いQ、および小型化が主な目的の場合
この場合用いる誘電体材料粉は、誘電率7000以上、好ましくは8000以上の誘電材、例えばBaTiO −BaZrO 系が好ましい。また、これと組み合わせる磁性材料粉としては、単結晶Mn−Znフェライト、単結晶Ni−Znフェライトが好ましい。
【0022】
(3)広帯域化が目的の場合
この場合用いる誘電体材料粉は、誘電率7000以上、好ましくは8000以上の誘電材、例えばBaTiO −BaZrO 系が好ましい。また、これと組み合わせる磁性材料粉としては、単結晶Ni−Znフェライト、および絶縁体被覆磁性金属粉、特に内部金属が鉄、被覆誘電体層がBaTiO 系の絶縁体被覆磁性金属粉が好ましい。あるいは磁性粉同士の組み合わせであってもよく、例えばカーボニール鉄と、単結晶Mn−Znフェライト等の組み合わせも好ましい。
【0023】
これらは、総計60質量%となるように含有させることが好ましく、特に各材料を5〜50質量%含有させることが好ましい。
【0024】
本発明の電子部品に用いられる樹脂は特に限定されるものではなく、成形性、加工性、積層時の接着性、電気的特性に優れた樹脂材料の中から適宜選択して用いることができる。具体的には、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が好ましい。
【0025】
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル(オキサイド)樹脂、ビスマレイミドトリアジン(シアネートエステル)樹脂、フマレート樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリビニルベンジルエーテル樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、芳香族ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、グラフト樹脂等が挙げられる。これらのなかでも、特にフェノール樹脂、エポキシ樹脂、低誘電率エポキシ樹脂、ポリブタジエン樹脂、BTレジン、ポリビニルベンジルエーテル樹脂等が、ベースレジンとして好ましい。
【0026】
これらの樹脂は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を混合して用いる場合の混合比は任意である。
【0027】
本発明に用いる誘電体材料粉はセラミクス粉末が好ましく、高周波数帯域において、分散媒となる樹脂よりも大きい比誘電率とQを持つセラミクス粉末であればよく、2種類以上用いてもよい。
【0028】
特に本発明に用いるセラミクス粉末は、比誘電率が10〜20000、誘電正接が0.05以下のものを使用することが好ましい。
【0029】
比較的高い誘電率を得るためには、特に以下の材料を用いることが好ましい。チタン−バリウム−ネオジウム系セラミックス、チタン−バリウム−スズ系セラミックス、鉛−カルシウム系セラミックス、二酸化チタン系セラミックス、チタン酸バリウム系セラミックス、チタン酸鉛系セラミックス、チタン酸ストロンチウム系セラミックス、チタン酸カルシウム系セラミックス、チタン酸ビスマス系セラミックス、チタン酸マグネシウム系セラミックス、CaWO 系セラミックス、Ba(Mg,Nb)O 系セラミックス、Ba(Mg,Ta)O 系セラミックス、Ba(Co,Mg,Nb)O 系セラミックス、Ba(Co,Mg,Ta)O 系セラミックス。なお、二酸化チタン系セラミックスとは、二酸化チタンのみを含有するもののほか、他の少量の添加物を含有するものも含み、二酸化チタンの結晶構造が保持されているものをいう。また、他のセラミックスも同様である。特に、二酸化チタン系セラミックスは、ルチル構造を有するものが好ましい。
【0030】
誘電率をあまり高くせずに、高いQを得るためには以下の材料を用いることが好ましい。
【0031】
シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタン酸カリウムウイスカ、チタン酸カルシウムウイスカ、チタン酸バリウムウイスカ、酸化亜鉛ウイスカ、ガラスチョップ、ガラスビーズ、カーボン繊維、酸化マグネシウム(タルク)。
【0032】
これらは単独で用いてもよいし2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を混合して用いる場合、その混合比は任意である。
【0033】
セラミクス粉末の粒径は、樹脂との混練性等を考えると、平均粒径0.1〜100μm 、特に0.2〜100μm 程度が好ましい。粒径が小さくなると、粉末の表面積が増大し、分散、混合時の粘度、チクソ性が上昇し、高充填率化が困難となり、樹脂との混練がし難くなる。また、粒径が大きくなると、均一な分散・混合を行うことが困難となり、沈降が激しくなって不均一となり、粉末の含有量が多い組成の成形の際に、緻密な成型体を得られない。
【0034】
一般に、上記セラミックの含有量は、樹脂とセラミクス粉末との合計量を100体積%としたとき、セラミクス粉末10体積%以上65体積%未満であり、好ましくは20体積%以上60体積%以下の範囲である。
【0035】
ハイブリッド材により形成されている構成層に含有されるセラミック粉末は高いQとある程度の比誘電率を持つことを必要とする。特に2GHzでの比誘電率が5〜10000、誘電正接が0.01〜0.00002であることが好ましく、さらにQが250〜50000であることが好ましい。このような構成により高いQと比誘電率の複合誘電体を得ることが可能である。
【0036】
ハイブリッド材により形成されている構成層に用いるセラミック粉末は、構成層全体の比誘電率が5〜20、誘電正接が0.0025〜0.0075となるように含有されていればよい。
【0037】
セラミクス粉末はサファイヤなどの単結晶粉末や多結晶のアルミナ粉末でもよく、これらも含めて、セラミクス粉末の種類は例えば以下の組成を主成分とする誘電体の粉末であることが好ましい。併せて2GHzにおける比誘電率εおよびQ値を示す。
【0038】
MgSiO[ε=7、Q=20000]、Al[ε=9.8、Q=40000]、MgTiO[ε=17、Q=22000]、ZnTiO[ε=26、Q=800]、ZnTiO[ε=15、Q=700]、TiO[ε=104、Q=15000]、CaTiO[ε=170、Q=1800]、SrTiO[ε=255、Q=700]、SrZrO[ε=30、Q=1200]、BaTi[ε=42、Q=5700]、BaTi[ε=38、Q=9000]、BaTi20[ε=39、Q=9000]、Ba(Ti,Sn)20[ε=37、Q=5000]、ZrTiO[ε=39、Q=7000]、(Zr,Sn)TiO[ε=38、Q=7000]、BaNdTi14[ε=83、Q=2100]、BaSmTiO14[ε=74、Q=2400]、Bi−BaO−Nd−TiO系[ε=88、Q=2000]、PbO−BaO−Nd−TiO系[ε=90、Q=5200]、(Bi、PbO)−BaO−Nd−TiO系[ε=105、Q=2500]、LaTi[ε=44、Q=4000]、NdTi[ε=37、Q=1100]、(Li,Sm)TiO[ε=81、Q=2050]、Ba(Mg1/3Ta2/3)O[ε=25、Q=35000]、Ba(Zn1/3Ta2/3)O[ε=30、Q=14000]、Ba(Zn1/3Nb2/3)O[ε=41、Q=9200]、Sr(Zn1/3Nb2/3)O[ε=40、Q=4000]等。
【0039】
より好ましくは、以下の組成を主成分とするものである。
TiO、CaTiO、SrTiO、BaO−Nd−TiO系、Bi−BaO−Nd−TiO系、BaTi、BaTi20、Ba(Ti,Sn)20系、MgO−TiO系、ZnO−TiO系、MgO−SiO系、Al 等。
【0040】
セラミクスの含有量は、樹脂とセラミクス粉末との合計量を100体積%としたとき、セラミクス粉末の含有量は10体積%以上65体積%未満であり、好ましくは20体積%以上60体積%以下の範囲である。
【0041】
セラミクス粉末が65体積%以上であると緻密な組成物が得られなくなる。また、セラミクス粉末を添加しない場合に比べて、Qが大きく低下することもある。一方、セラミクス粉末が10体積%未満であると、セラミクス粉末を含有する効果があまりみられない。
【0042】
本発明の電子部品は、各成分を上記の範囲内で適宜設定することにより、樹脂単体から得られる誘電率よりも大きくすることができ、必要に応じた比誘電率と高いQを得ることが可能となる。
【0043】
BaTiO[ε=1500]、(Ba,Pb)TiO系[ε=6000]、Ba(Ti,Zr)O系[ε=9000](Ba,Sr)TiO系[ε=7000]。
【0044】
より好ましくは、以下の組成を主成分とする誘電体の粉末から選択される。
BaTiO、Ba(Ti,Zr)O系。
【0045】
セラミクス粉末は単結晶や多結晶の粉末でもよい。
【0046】
セラミクス粉末の粒径は、樹脂との混練性等を考えると、平均粒径0.2〜100μm 程度が好ましく、粒径が小さくなると、樹脂との混練がしにくくなる。また、粒径が大きくなると、不均一となり、均一な分散を行うことができず、粉末の含有量が多い組成の成形の際に、緻密な成形体を得られない。
【0047】
本発明の電子部品は、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉を有していてもよい。
【0048】
磁性材料であるフェライトとしては、Mn−Mg−Zn系、Ni−Zn系、Mn−Zn系などであり、特にこれらの単結晶、あるいはMn−Mg−Zn系、Ni−Zn系などが好ましい。
【0049】
磁性材料である強磁性金属としては、カーボニール鉄、鉄−シリコン系合金、鉄−アルミ−珪素系合金(商標名:センダスト)、鉄−ニッケル系合金(商標名:パーマロイ)、アモルファス系(鉄系、コバルト系)などが好ましい。
【0050】
これらを粉末にするための手段は、粉砕、造粒など公知の方法に従えばよい。
【0051】
磁性材料粉の粒径は0.01〜100μm 、特に0.01〜50μm であることが好ましく、平均粒径は1〜50μm であることが好ましい。このような粒径とすることによって、磁性材料粉の分散性が良好となり、本発明の効果が向上する。これに対し、磁性材料粉の粒径がこれより小さいと、比表面積が大きくなり、高充填率化が困難になってくる。一方、これより大きくなるとペースト化した際に沈降し易くなり、均一に分散しにくくなってくる。また、肉薄の基板、プリプレグを形成しようとした場合に、表面の平滑性を得ることが困難になってくる。粒径をあまり小さくすることは実際上困難であり、0.01μm 程度が限度である。
【0052】
磁性材料粉の粒度は均一であることが好ましく、必要に応じ、ふるい分けなどにより粒度をそろえてもよい。磁性材料粉の形状は、球形、扁平、楕円形のいずれのものでも良く、その用途により使い分ければよい。また、必要に応じて表面に酸化、カップリング、有機絶縁材のコーティングなどの処理を施してもよい。
【0053】
さらに、種類、粒度分布の異なる磁性材料粉を2種以上用いてもよい。その際の混合比は任意であり、用途により用いる材料、粒度分布、混合比を調整すればよい。
【0054】
磁性材料粉の透磁率μは10〜1000000であることが好ましい。また、バルクの絶縁性は高い方が基板化した際の絶縁性が向上して好ましい。
【0055】
誘電体被覆金属粉は、望ましくは噴霧熱分解法で製造される。噴霧熱分解法は、特公昭63−31522号公報や特開平6−172802号公報、特開平6−279816号公報等に記載されているように、1種又は2種以上の熱分解性金属化合物を含む溶液を噴霧して微細な液滴にし、その液滴を該金属化合物の分解温度より高い温度、望ましくは該金属の融点近傍又はそれ以上の高温で加熱し、金属化合物を熱分解して金属又は合金の粉末を析出させる方法である。
【0056】
この方法によれば、結晶性が良く、高密度かつ高分散性の金属粉末又は合金粉末が得られ、粒径のコントロールも容易である他、原料の金属化合物溶液中に酸化物前駆体を添加しておくことにより、粉末の生成と同時にガラス被覆を行うことができ、新たに被覆工程を必要としないという優れた利点がある。即ち、噴霧熱分解法によって得られる金属粉末は結晶性が良好で、粒子内部に欠陥が少なく粒界をほとんど含まないので、熱分解により析出した酸化物は粒子内部には析出しにくく、金属粒子の表面に弾き出され、表面近傍に高濃度に偏析してセラミックス化する。しかも析出したセラミックス質は表面を比較的均一に覆うので、少量でも酸化や焼結に対する保護層として作用する。又噴霧熱分解法では、生成粒子の組成は基本的に溶液中の金属組成と一致するので、組成の抑制が容易であり、本発明の粉末の製造に適している。
【0057】
誘電体被覆金属粉において、金属粉末としては、例えば銀、金、白金、パラジウム等の貴金属や銅、ニッケル、コバルト、鉄、アルミニウム、モリブデン、タングステン等の卑金属などいかなるものでも良く、また単一の金属のほか合金粉末や混合粉末も含む。特に銀粉末および銀−パラジウム等の銀合金粉末の場合に有効である。金属粉末の出発塩としては硝酸塩、硫酸塩、塩化物、アンモニウム塩、リン酸塩、カルボン酸塩、金属アルコラート、樹脂酸塩などの熱分解性塩の1種または2種以上や複塩や錯塩が使用される。2種以上の金属の塩を混合使用すれば合金粉末や混合粉末を得ることができる。
【0058】
酸化物前駆体は、熱分解後生じる酸化物が、本法による金属粉末生成条件では金属粉末中にほとんど固溶せず、セラミックス化するようなものであれば制限はない。酸化物前駆体としては、例えば、硼酸、珪酸、燐酸や、各種硼酸塩、珪酸塩、燐酸塩、また種々の金属の硝酸塩、硫酸塩、塩化物、アンモニウム塩、燐酸塩、カルボン酸塩、アルコラート、樹脂酸塩などの熱分解性塩や、複塩、錯塩などから適宜選択されて使用される。
【0059】
主成分金属化合物と酸化物前駆体の混合溶液は超音波式、二流体ノズル式等の噴霧器により微細な液滴とし、次いで金属化合物及び酸化物前駆体の分解温度より高い温度で加熱することにより熱分解を行う。加熱処理は主成分金属の融点又はそれ以上の高温で行うことが望ましいが、融点より200℃程度低い温度でも十分弾き出しの効果が得られる。特に高密度、形状の均一性等が要求されない場合は融点より相当低い温度でも差支えない。加熱時の雰囲気は、金属や酸化物前駆体の種類、加熱温度などに応じて酸化性、還元性、不活性雰囲気が適宜選択される。
【0060】
酸化物前駆体の添加量は、金属粉末に対して酸化物換算で0.01重量%より少ないと効果がない。一方あまり多くなると表面に偏析しにくくなるので、析出するセラミックス質の密度にもよるが50重量%程度までが実用的である。特に0.05〜20重量%の範囲で添加するのが望ましい。なお、必要であれば粉末生成後、表面に析出したセラミックス薄膜の少なくとも一部を洗浄又はエッチング等の方法で除去することにより、被覆量を調節することもできる。本発明の金属粉末を導電成分とする導体ペースト、抵抗ペースト等の厚膜ペーストは、常法に従って製造される。必要に応じて他の導電性粉末やセラミックス粉末等の無機結合剤、その他の添加剤を含有させてもよい。
【0061】
本発明で用いる絶縁体被覆磁性金属粉は、上記誘電体被覆金属粉と同様に噴霧熱分解法で製造される。この場合、誘電体材料の代わりに絶縁材料で被覆し、中心の金属材料は磁性金属である。
【0062】
中心の磁性金属としては、例えば、Fe、Ni、およびそれらを含む合金、特に少なくともFeを含む2種以上の成分からなる合金が好ましい。
【0063】
磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉の粒径は0.01〜100μm 、特に0.01〜50μm であることが好ましく、平均粒径は1〜50μm であることが好ましい。このような粒径とすることによって、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉の分散性が良好となり、本発明の効果が向上する。これに対し、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉の粒径がこれより小さいと、比表面積が大きくなり、高充填率化が困難になってくる。一方、これより大きくなるとペースト化した際に沈降し易くなり、均一に分散しにくくなってくる。また、肉薄の基板、プリプレグを形成しようとした場合に、表面の平滑性を得ることが困難になってくる。粒径をあまり小さくすることは実際上困難であり、0.01μm 程度が限度である。
【0064】
樹脂と磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉との混合比としては、形成される構成層全体の透磁率が3〜20となるように添加されていればよい。特にガラスクロスなどに塗布するペースト段階で、樹脂と磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉との比率で示した場合、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉の含有量は10〜65 体積%、特に20〜60 体積%であることが好ましい。このような磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉の含有量とすることで、構成層全体の透磁率が3〜20となり、本発明の効果が向上する。これに対し、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉の含有量が多くなるとスラリー化して塗工することが困難になり、電子部品、基板、プリプレグの作製が困難になる。一方、磁性材料粉の含有量が少なくなると透磁率を確保できなくなる場合があり、磁気特性が低下してしまう。
【0065】
本発明に用いられる難燃剤としては、通常基板の難燃化のために用いられている種々の難燃剤を用いることができる。具体的には、ハロゲン化リン酸エステル、ブロム化エポキシ樹脂等のハロゲン化物、また、リン酸エステルアミド系等の有機化合物や、三酸化アンチモン、水素化アルミニウム等の無機材料を用いることができる。
【0066】
本発明に用いられるガラスクロス等の強化繊維は、目的・用途に応じて種々のものであってよく、市販品をそのまま用いることができる。このときの強化繊維は、電気的な特性に応じてEガラスクロス(ε=7、tanδ=0.003、 1GHz)、Dガラスクロス(ε=4、tanδ=0.0013、 1GHz)、Hガラスクロス(ε=11、tanδ=0.003、 1GHz)等を使い分けてもよい。また、層間密着力向上のため、カップリング処理などを行ってもよい。その厚さは100μm 以下、特に20〜60μm であることが好ましい。布重量としては、120g/m 以下、特に20〜70g/m が好ましい。
【0067】
また、樹脂とガラスクロスとの配合比は、重量比で、樹脂/ガラスクロスが4/1〜1/1であることが好ましい。このような配合比とすることによって本発明の効果が向上する。これに対し、この比が小さくなって、エポキシ樹脂量が少なくなると銅箔との密着力が低下し、基板の平滑性に問題が生じる。逆にこの比が大きくなって、エポキシ樹脂量が多くなると使用できるガラスクロスの選択が困難となり、薄肉での強度の確保が困難となる。
【0068】
使用する金属箔としては、金、銀、銅、アルミニウムなど導電率の良好な金属のなかから好適なものを用いればよい。これらのなかでも特に銅が好ましい。
【0069】
金属箔を作製する方法としては、電解、圧延法等種々の公知の方法を用いることができるが、箔ピール強度をとりたい場合には電解箔を、高周波特性を重視したい場合には、表面凹凸による表皮効果の影響の少ない圧延箔を使用するとよい。
【0070】
金属箔の厚みとしては、8〜70μm が好ましく、特に12〜35μm が好ましい。
【0071】
本発明において、電子部品の基礎となるプリプレグを得るには、所定の配合比とした誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉、必要により難燃剤と樹脂とを含み、溶剤に混練してスラリー化したペーストを塗布して、乾燥(Bステージ化)する工程に従う。この場合に用いられる溶剤は揮発性溶剤が好ましく、上記極性中性溶媒が特に好ましく、ペーストの粘度を調整し塗工しやすくする目的で用いられる。混練はボールミル、撹拌等により公知の方法によって行えばよい。ペーストを金属箔上に塗工、またはガラスクロス上に含浸することにより、形成することができる。
【0072】
プリプレグの乾燥(Bステージ化)は、含有する誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉、必要により難燃剤の含有量などにより適宜調整すればよい。乾燥、Bステージ化した後の厚みは50〜300μm 程度が好ましく、その用途や要求される特性(パターン幅および精度、直流抵抗)等により最適な膜厚に調整すればよい。
【0073】
プリプレグは、図52または図53に示すような方法により製造することができる。この場合、図52の方法は比較的量産に適しており、図53の方法は、膜厚制御を行い易く、特性の調整が比較的容易に行えるという特徴を有している。図52において、(a)に示すように、ロール状に巻回されたガラスクロス101aは、このロール101aから繰り出され、ガイドローラ111を介して塗工槽110に搬送される。この塗工槽110には、溶剤中に分散されている誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉、必要により難燃剤と樹脂がスラリー状調整されており、この塗工槽110をガラスクロスが通過すると、上記スラリー中に浸漬され、ガラスクロスに塗工されるとともに、その中のすきまが埋められることになる。
【0074】
塗工槽110を通過したガラスクロスは、ガイドローラー112a,112bを介して乾燥炉120に導入される。乾燥炉に導入された樹脂含浸ガラスクロスは、所定の温度と時間乾燥され、Bステージ化されるとともに、ガイドローラー121により方向転換して巻取ローラ130に巻回される。
【0075】
そして、所定の大きさに切断されると、(b)に示すように、ガラスクロス101の両面に誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉、必要により難燃剤を含有した樹脂102が配置されたプリプレグが得られる。
【0076】
さらに、(c)に示すように、得られたプリプレグの上下両面上に銅箔などの金属箔103を配置し、これを加熱・加圧プレスすると、(d)に示すような両面金属箔付き基板が得られる。成形は条件をかえて複数段階に分けて行うことができる。なお、金属箔を設けない場合には、金属箔を配置することなく加熱・加圧プレスすればよい。
【0077】
次に、図53の製造方法について説明する。図53において、(a)に示すように、誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉、必要により難燃剤と樹脂を溶剤中に分散したスラリー102aをドクターブレード150等によってクリアランスを一定に保ちながら銅箔などの金属箔上に塗工する。
【0078】
そして、所定の大きさに切断されると、(b)に示すように、金属箔103の上面に誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉、必要により難燃剤を含有した樹脂102が配置されたプリプレグが得られる。
【0079】
さらに、(c)に示すように、ガラスクロス101の上下両面に得られたプリプレグ102,103をそれぞれ樹脂102側を内面にして配置し、これを加熱・加圧プレスすると、(d)に示すような両面金属箔付き基板が得られる。加熱加圧条件は上記と同様でよい。
【0080】
電子部品を構成する基板、およびプリプレグは、上記塗工法以外に材料を混練し、固体状とした混練物を成型することによっても得ることができる。この場合、原料が固体状であるため、厚みをとりやすく、比較的厚みのある基板、プリプレグを形成する方法として適している。
【0081】
混練は、ボールミル、撹拌、混練機などの公知の方法で行えばよい。その際、必要により溶媒を用いてもよい。また、必要に応じてペレット化、粉末化してもよい。
【0082】
この場合に得られるプリプレグの厚みとしては、0.05〜5mm程度である。プリプレグの厚みは、所望する板厚、誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉の含有率に応じて適宜調整すればよい。
【0083】
さらに、上記同様に得られたプリプレグの上下両面上に銅箔などの金属箔を配置し、これを加熱・加圧プレスすると両面金属箔付き基板が得られる。成形は条件をかえて複数段階に分けて行うことができる。なお、金属箔を設けない場合には、金属箔を配置することなく加熱・加圧プレスすればよい。
【0084】
このようにして得られる成形材料としての基板(有機複合材料)は、透磁率および誘電率の高周波数特性に優れる。また絶縁材として耐えうる絶縁特性に優れる。さらには、後述のように銅箔付基板とした場合、銅箔との接着強度が大きい。また半田耐熱性等の耐熱性に優れる。
【0085】
本発明のプリプレグは銅箔と重ねて加熱加圧して成形することにより銅箔付基板を形成することができる。この場合の銅箔の厚さは12〜35μm 程度である。
【0086】
このような銅箔付基板には、両面パターンニング基板や多層基板などがある。
【0087】
図54、図55には両面パターンニング基板形成例の工程図を示す。図54、図55に示されるように、所定厚さのプリプレグ1と所定厚さの銅(Cu)箔2とを重ねて加圧加熱して成形する(工程A)。次にスルーホールをドリリングにより形成する(工程B)。形成したスルーホールに銅(Cu)メッキを施し、メッキ膜4を形成する(工程C)。さらに両面の銅箔2にパターニングを施し、導体パターン21を形成する(工程D)。その後、図54に示されるように、外部端子等の接続のためのメッキを施す(工程E)。この場合のメッキはNiメッキ後にさらにPdメッキを施す方法、Niメッキ後にさらにAuメッキを施す方法(メッキは電解または無電解メッキ)、半田レベラーを用いる方法により行われる。
【0088】
図56、図57には多層基板形成例の工程図であり、4層積層する例が示されている。図56、図57に示されるように、所定厚さのプリプレグ1と所定厚さの銅(Cu)箔2とを重ねて加圧加熱して成形する(工程a)。次に両面の銅箔2にパターニングを施し、導体パターン21を形成する(工程b)。このようにして得られた両面パターンニング基板の両面に、さらに所定厚さのプリプレグ1と銅箔2とを重ねて、同時に加圧加熱して成形する(工程c)。次にスルーホールをドリリングにより形成する(工程d)。形成したスルーホールに銅(Cu)メッキを施し、メッキ膜4を形成する(工程e)。さらに両面の銅箔2にパターニングを施し、導体パターン21を形成する(工程f)。その後図56に示されるように、外部端子との接続のためのメッキを施す(工程g)。この場合のメッキはNiメッキ後にさらにPdメッキを施す方法、Niメッキ後にさらにAuメッキを施す方法(メッキは電解または無電解メッキ)、半田レベラーを用いる方法により行われる。
【0089】
本発明では、前記例に限らず、種々の基板を形成することができる。例えば、成形材料としての基板や、銅箔付基板とプリプレグとを用い、プリプレグを接着層として多層化することも可能である。
【0090】
また、プリプレグや成形材料としての基板と銅箔とを接着する態様において、前述の誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉、必要により難燃剤と樹脂とブチルカルビトールアセテート等の高沸点溶剤とを混練して得られたハイブリッド材ペーストをパターニングした基板の上にスクリーン印刷等にて形成してもよく、これにより特性の向上を図ることができる。
【0091】
このようなプリプレグ、銅箔付き基板、積層基板等と素子構成パターン、構成材料を組み合わせることにより、電子部品を得ることができる。
【0092】
本発明の電子部品は、上記のようなコンデンサ(キャパシタ)、コイル(インダクタ)、フィルター等の他、これらと、あるいはそれ以外に配線パターン、増幅素子、機能素子を組み合わせ、アンテナや、RFモジュール(RF増幅段)、VCO(電圧制御発振回路)、パワーアンプ(電力増幅段)等の高周波電子回路、光ピックアップなどに用いられる重畳モジュール等の高周波用電子部品を得ることができる。
【0093】
【実施例】
以下、本発明の具体的実験例、実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
<実験例1>
樹脂材料としてエポキシ樹脂(誘電率:4)を用意し、これに表1−1.1−2に示す誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉を所定の割合で混合して得られたハイブリッド材の誘電率ε、Qをそれぞれ測定した。結果を表2に示す。
【0094】
【表1】

Figure 0003546001
【0095】
【表2】
Figure 0003546001
【0096】
【表3】
Figure 0003546001
【0097】
表2から明らかなように、用いる樹脂と、これに含有される誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉の種類、含有量により、誘電率、Qを所定の値に調整できることがわかる。
【0098】
<実験例2>
樹脂材料としてエポキシ樹脂(誘電率:4)を用意し、これに表3、4に示す添加量で単結晶フェライト(Ni−Zn、Mn−Zn)を混合して得られたハイブリッド材の誘電率εを測定した。単結晶Ni−Znフェライトの結果を表3に、単結晶Mn−Znフェライトの結果を表4に示す。
【0099】
【表4】
Figure 0003546001
【0100】
【表5】
Figure 0003546001
【0101】
表3,4から明らかなように、樹脂に含有される磁性材料粉の含有量により、100MHzの高周波領域でも誘電率を所定の値に調整できることがわかる。
【0102】
さらに単結晶Ni−Znフェライト粉を45体積%混合したハイブリッド材と、従来のNi−Znフェライト破砕粉を45体積%混合したハイブリッド材のQの周波数特性を測定した。結果を図51に示す。図51から明らかなように、単結晶フェライトを用いたハイブリッド材は、高周波領域においてQ特性が改善されていることがわかる。
【0103】
<実施例1>
図1〜図4は、本発明の第1の実施態様を示したバルントランスを示している。ここで図1は透過斜視図、図2は断面図、図3は各構成層の分解平面図、図4は等価回路図である。
【0104】
図1〜4において、バルントランス40は、ハイブリッド材により形成されている構成層40a〜40oが積層された積層体の上下および中間に配置された内部GND導体45と、この内部GND導体45間に形成されている内部導体43を有する。この内部導体43は、λg /4長のスパイラル状導体43を、図4の等価回路に示される結合ライン53a〜53dを構成するようにビアホール44等で連結している。
【0105】
このバルントランス40の構成層40a〜40oは、少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有する。
【0106】
全ての層は、同じ構成材料により形成されている必要はなく、それぞれ異なっていてもよい。
【0107】
また、素体強度を保つために、前記樹脂中にガラスクロス材を埋設してもよい。
【0108】
バルントランスを設計するに当たって、小型化を考えると前記λg /4長の導体43の長さを短くする必要がある。この長さは、ベース材料の誘電率ε、透磁率μにより、以下の式から導き出される。
λg =λ0 /(ε×μ)1/2
この式から明らかなように、長さを短くするためには、比誘電率ε、比透磁率μはできるだけ高い方がよい。従って、誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることにより高比誘電率ε、高比透磁率μとすることができる。
【0109】
(1)使用周波数が高い場合、高周波特性のよい磁性材料粉を使用する必要がある。例えば、誘電体材料粉として、BaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)のものを、磁性材料粉として、カーボニール鉄を用いることにより、波長短縮効果が非常に高く、小型で高周波まで使用可能なバルントランスとすることができる。
(2)数十MHz〜100MHzの周波数帯域で用いる場合、単結晶フェライトとBaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ上記周波数範囲で非常に特性の優れたバルントランスを得ることができる。
(3)広帯域で用いる場合、カーボニール鉄と、単結晶フェライトと、BaTiO −BaZrO 系誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ広帯域で特性の優れたバルントランスを得ることができる。
(4)要求特性が厳しく、高いQを必要とされる場合、誘電体材料粉としてBaO−TiO −Nd 系、またはBaO−4TiO 系の材料を用いてQ特性を向上させると共に、他の要求される特性に応じて、他の材料粉を混合することで、高いQで良好な特性のバルントランスを得ることができる。
【0110】
<実施例2>
図5〜図8は、本発明の第2の実施態様を示した積層フィルターを示している。ここで図5は斜視図、図6は分解斜視図、図7は等価回路図、図8は伝達特性図である。なお、この積層フィルターは2ポールとして構成されている。
【0111】
図5〜8において、積層フィルター60は、構成層60a〜60eが積層された積層体のほぼ中央に一対のストリップ線路68と、一対のコンデンサ導体67とを有する。コンデンサ導体67は下部構成層群60d上に形成され、ストリップ線路68はその上の構成層60c上に形成されている。構成層60bおよび60eの上部にはGND導体65が形成されていて、前記ストリップ線路68とコンデンサ導体67とを挟み込むようになっている。コンデンサ導体67はそれぞれ端面に形成された端部電極(外部端子)62とそれから僅かに上下面方向に形成されたランドパターン61と接続されている。また、その両側面およびそこから僅かに上下面方向に形成されたGNDパターン66はGND導体65と接続されている。
【0112】
ストリップ線路68は、図7の等価回路図に示されるλg /4長またはそれ以下の長さを有するストリップ線路74a、74bであり、コンデンサ導体67は入出力結合容量Ciを構成する。また、それぞれのストリップ線路74a、74b間は、結合容量Cmおよび結合係数Mにより結合されている。このような等価回路により、図8に示すような2ポール型の伝達特性を有する積層フィルタを得ることができる。
【0113】
この積層フィルターの構成層60a〜60eは、少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有する。
【0114】
全ての層は、同じ構成材料により形成されている必要はなく、それぞれ異なっていてもよい。
【0115】
また、素体強度を保つために、前記樹脂中にガラスクロス材を埋設してもよい。
【0116】
積層フィルターを設計するに当たって、小型化を考えると前記λg /4長の導体の長さを短くする必要がある。この長さは、ベース材料の誘電率ε、透磁率μにより、以下の式から導き出される。
λg =λ0 /(ε×μ)1/2
この式から明らかなように、長さを短くするためには、比誘電率ε、比透磁率μはできるだけ高い方がよい。従って、誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることにより高比誘電率ε、高比透磁率μとすることができる。
【0117】
(1)使用周波数が高い場合、高周波特性のよい磁性材料粉を使用する必要がある。例えば、誘電体材料粉として、BaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)のものを、磁性材料粉として、カーボニール鉄を用いることにより、波長短縮効果が非常に高く、小型で高周波まで使用可能な積層フィルターとすることができる。
(2)数十MHz〜100MHzの周波数帯域で用いる場合、単結晶フェライトとBaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ上記周波数範囲で非常に特性の優れた積層フィルターを得ることができる。
(3)広帯域で用いる場合、カーボニール鉄と、単結晶フェライトと、BaTiO −BaZrO 系誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ広帯域で特性の優れた積層フィルターを得ることができる。
(4)要求特性が厳しく、高いQを必要とされる場合、誘電体材料粉としてBaO−TiO −Nd 系、またはBaO−4TiO 系の材料を用いてQ特性を向上させると共に、他の要求される特性に応じて、他の材料粉を混合することで、高いQで良好な特性の積層フィルターを得ることができる。
【0118】
<実施例3>
図9〜図12は、本発明の第3の実施態様を示した積層フィルターを示している。ここで図9は斜視図、図10は分解斜視図、図11は等価回路図、図12は伝達特性図である。なお、この積層フィルターは4ポールとして構成されている。
【0119】
図9〜12において、積層フィルター60は、構成層60a〜60eが積層された積層体のほぼ中央に4つのストリップ線路68と、一対のコンデンサ導体67とを有する。このような4ポールの構成とすることにより、図12に示されるような、より急峻な伝達特性を得ることができる。その他の構成要素は実施例2と同様であり、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0120】
<実施例4>
図13〜図18は、本発明の第4の実施態様を示したブロックフィルターを示している。ここで図13は透過斜視図、図14は正面図、図15は側面断面図、図16は平面断面図、図17は等価回路図、図18は金型の構造を示した透過側面図である。なお、このブロックフィルターは2ポールとして構成されている。
【0121】
図13〜図18において、ブロックフィルター80は、構成ブロック80aに形成された一対の同軸導体81とコンデンサ同軸導体82とを有する。この同軸導体81とコンデンサ同軸導体82とは、構成ブロック80aをくりぬくように中空状に形成された導電体で構成されている。また、構成ブロック80aの周囲には、これを覆うように表面GND導体87が形成されている。そしてコンデンサ同軸導体82に対応する部分にコンデンサ導体83が形成されている。また、コンデンサ導体83と表面GND導体87は、入出力端子、および部品固着用端子としても使用される。なお、同軸導体81とコンデンサ同軸導体82とは、構成ブロック80aをくりぬくように形成された中空状の孔の内部に、導電材料を無電解メッキ、蒸着などで付着させ伝送路を形成する。
【0122】
同軸導体81は、図17の等価回路図に示されるλg /4長またはそれ以下の長さを有する同軸線路94a、94bであり、それらを囲むようにGND導体87が形成されている。また、コンデンサ同軸導体82とコンデンサ導体83は入出力結合容量Ciを構成する。また、それぞれの同軸導体81間は、結合容量Cmおよび結合係数Mにより結合されている。このような構成により、図17に示すような等価回路となり、2ポール型の伝達特性を有するブロックフィルターを得ることができる。
【0123】
図18はブロックフィルター80の構成ブロック80aを形成するための金型の一例を示した概略断面図である。図において、金型は鉄などの金属ベース103に、樹脂注入口104および注入孔106が形成され、これと連結して部品形成部105a,105bが形成されている。構成ブロック80aを形成するためのハイブリッド材は、液体の状態で樹脂注入口104から注入され、注入孔106を通って部品形成部105a,105bに達する。そして、この金型の内部にハイブリッド材が満たされた状態で、冷却または加熱処理を行いハイブリッド材を固化して金型から取り出し、注入口などで硬化した不要な部分を切断する。こうして、図13〜図16に示される構成ブロック80aが形成される。
【0124】
このようにして形成された構成ブロック80aに、メッキ、エッチング、印刷、スパッタ、蒸着等の処理を行い、銅、金、パラジウム、白金、アルミニウム等により形成された表面GND導体87、同軸導体81とコンデンサ同軸導体82等を形成する。
【0125】
このブロックフィルターの構成ブロック80aは、少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有する。
【0126】
ブロックフィルターを設計するに当たって、以下のような用途別に、誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることが好ましい。
【0127】
(1)使用周波数が高い場合、高周波特性のよい磁性材料粉を使用する必要がある。例えば、誘電体材料粉として、BaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)のものを、磁性材料粉として、カーボニール鉄を用いることにより、波長短縮効果が非常に高く、小型で高周波まで使用可能なブロックフィルターとすることができる。
(2)数十MHz〜100MHzの周波数帯域で用いる場合、単結晶フェライトとBaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ上記周波数範囲で非常に特性の優れたブロックフィルターを得ることができる。
(3)広帯域で用いる場合、カーボニール鉄と、単結晶フェライトと、BaTiO −BaZrO 系誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ広帯域で特性の優れたブロックフィルターを得ることができる。
(4)要求特性が厳しく、高いQを必要とされる場合、誘電体材料粉としてBaO−TiO −Nd 系、またはBaO−4TiO 系の材料を用いてQ特性を向上させると共に、他の要求される特性に応じて、他の材料粉を混合することで、高いQで良好な特性のブロックフィルターを得ることができる。
【0128】
<実施例5>
図19〜図23は、本発明の第5の実施態様を示したカプラを示している。ここで図19は透過斜視図、図20は断面図、図21は各構成層の分解平面図、図22は内部結線図、図23は等価回路図である。
【0129】
図19〜23において、カプラ110は、ハイブリッド材により形成されている構成層110a〜110cが積層された積層体の上下に形成、配置された内部GND導体115と、この内部GND導体115間に形成されている内部導体113を有する。この内部導体113は、2つのコイルによりトランスが構成されるようにスパイラル状にビアホール114等で連結している。また。形成されたコイルの終端と、内部GND導体115とは、図22に示すように、それぞれ端面に形成された貫通ビア112とそれから僅かに上下面方向に形成されたランドパターン111と接続されている。このように構成することにより、図23の等価回路図で示すように、2つのコイル125a,125bが結合したカプラ110が得られる。
【0130】
このカプラ110の構成層110a〜110cは、少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有する。
【0131】
カプラを設計するに当たって、用途別に以下のような誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることが好ましい。
【0132】
(1)使用周波数が高い場合、高周波特性のよい磁性材料粉を使用する必要がある。例えば、誘電体材料粉として、BaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)のものを、磁性材料粉として、カーボニール鉄を用いることにより、波長短縮効果が非常に高く、小型で高周波まで使用可能なカプラとすることができる。
(2)数十MHz〜100MHzの周波数帯域で用いる場合、単結晶フェライトとBaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ上記周波数範囲で非常に特性の優れたブロックフィルターを得ることができる。
(3)広帯域で用いる場合、カーボニール鉄と、単結晶フェライトと、BaTiO −BaZrO 系誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ広帯域で特性の優れたブロックフィルターを得ることができる。
(4)要求特性が厳しく、高いQを必要とされる場合、誘電体材料粉としてBaO−TiO −Nd 系、またはBaO−4TiO 系の材料を用いてQ特性を向上させると共に、他の要求される特性に応じて、他の材料粉を混合することで、高いQで良好な特性のブロックフィルターを得ることができる。
【0133】
<実施例6>
図24〜図26は、本発明の第6の実施態様であるアンテナを示した図であり、図24は透視斜視図、図25(a)は平面図、(b)は側面断面図、(c)は正面断面図、図26は各構成層の分解斜視図を表している。
【0134】
図において、アンテナ130は本発明のハイブリッド材により形成されている構成層(プリプレグないし基板)130a〜130cと、この構成層130bと130c上にそれぞれ形成されている内部導体(アンテナパターン)133を有する。また、この内部導体133の終端部は、アンテナの端面に形成された貫通ビア132およびそれから僅かに上下面方向に形成されたランドパターン131と接続されている。この例では内部導体133は、使用周波数に対し、約λg /4長となるようなリアクタンス素子として構成され、ミアンダ状に形成されている。
【0135】
このアンテナ130の構成層130a〜130cには、少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有する。
【0136】
また、素体強度を保つために、前記樹脂中にガラスクロス材を埋設してもよい。
【0137】
アンテナを設計するに当たって、比誘電率ε、比透磁率μはできるだけ高い方がよい。従って、誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることにより高比誘電率ε、高比透磁率μとすることができる。また、用途別に以下のような誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることが好ましい。
【0138】
(1)使用周波数が高い場合、高周波特性のよい磁性材料粉を使用する必要がある。例えば、誘電体材料粉として、BaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)のものを、磁性材料粉として、カーボニール鉄を用いることにより、波長短縮効果が非常に高く、小型で高周波まで使用可能なアンテナとすることができる。
(2)数十MHz〜100MHzの周波数帯域で用いる場合、単結晶フェライトとBaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ上記周波数範囲で非常に特性の優れたアンテナを得ることができる。
(3)広帯域で用いる場合、カーボニール鉄と、単結晶フェライトと、BaTiO −BaZrO 系誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ広帯域で特性の優れたアンテナを得ることができる。
(4)要求特性が厳しく、高いQを必要とされる場合、誘電体材料粉としてBaO−TiO −Nd 系、またはBaO−4TiO 系の材料を用いてQ特性を向上させると共に、他の要求される特性に応じて、他の材料粉を混合することで、高いQで良好な特性のアンテナを得ることができる。
【0139】
<実施例7>
図27、図28は、本発明の第7の実施態様を示したアンテナを示している。ここで図27は透過斜視図、図28は分解斜視図である。なお、この例のアンテナはヘリカル状の内部電極を有するアンテナとして構成されている。
【0140】
図27、28において、アンテナ140は、本発明のハイブリッド材により形成されている構成層(プリプレグないし基板)140a〜140cと、この構成層140bと140c上にそれぞれ形成されている内部導体(アンテナパターン)143a,143bを有する。そして、上下の内部導体143a,143bはビアホール144にて接続され、ヘリカル状のインダクタンス素子を形成するようになっている。その他の構成要素は実施例6と同様であり、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0141】
<実施例8>
図29、図30は、本発明の第8の実施態様であるパッチアンテナを示した図であり、図29は透視斜視図、図30は断面図を表している。
【0142】
図において、パッチアンテナ150はハイブリッド材により形成されている構成層(プリプレグないし基板)150aと、この構成層150a上に形成されているパッチ導体159(アンテナパターン)と、このパッチ導体159に対向するように構成層150aの底面に形成されたGND導体155とを有する。また、パッチ導体159には給電用のスルー導体154が給電部153で接続され、このスルー導体154はGND導体155とは接続されないようにGND導体155との間にギャップ156が設けられている。このため、GND導体155の下部からスルー導体154を通って給電が行われるようになっている。
【0143】
このパッチアンテナ150の構成層150aには、少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有する。
【0144】
また、素体強度を保つために、前記樹脂中にガラスクロス材を埋設してもよい。
【0145】
アンテナを設計するに当たって、比誘電率ε、比透磁率μはできるだけ高い方がよい。従って、誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることにより高比誘電率ε、高比透磁率μとすることができる。また、用途別に以下のような誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることが好ましい。
【0146】
(1)使用周波数が高い場合、高周波特性のよい磁性材料粉を使用する必要がある。例えば、誘電体材料粉として、BaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)のものを、磁性材料粉として、カーボニール鉄を用いることにより、波長短縮効果が非常に高く、小型で高周波まで使用可能なアンテナとすることができる。
(2)数十MHz〜100MHzの周波数帯域で用いる場合、単結晶フェライトとBaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ上記周波数範囲で非常に特性の優れたアンテナを得ることができる。
(3)広帯域で用いる場合、カーボニール鉄と、単結晶フェライトと、BaTiO −BaZrO 系誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ広帯域で特性の優れたアンテナを得ることができる。
(4)要求特性が厳しく、高いQを必要とされる場合、誘電体材料粉としてBaO−TiO −Nd 系、またはBaO−4TiO 系の材料を用いてQ特性を向上させると共に、他の要求される特性に応じて、他の材料粉を混合することで、高いQで良好な特性のアンテナを得ることができる。
【0147】
<実施例9>
図31、図32は、本発明の第9の実施態様であるパッチアンテナを示した図であり、図31は透視斜視図、図32は断面図を表している。
【0148】
図において、パッチアンテナ160は本発明のハイブリッド材により形成されている構成層(プリプレグないし基板)160aと、この構成層160a上に形成されているパッチ導体169(アンテナパターン)と、このパッチ導体169に対向するように構成層160aの底面に形成されたGND導体165とを有する。また、パッチ導体169の近傍にこれと接触しないように給電用の給電導体161が配置され、給電端子162を介してこれから給電が行われるようになっている。給電端子162は、メッキ、ターミネート、印刷、スパッタ、蒸着等の処理を行い、銅、金、パラジウム、白金、アルミニウム等により形成することができる。その他の構成要素は実施例8と同様であり、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0149】
<実施例10>
図33、図34は、本発明の第10の実施態様である多層型のパッチアンテナを示した図であり、図33は透視斜視図、図34は断面図を表している。
【0150】
図において、パッチアンテナ170は、ハイブリッド材により形成されている構成層(プリプレグないし基板)150a、150bと、この構成層150a、150b上に形成されているパッチ導体159a,159eと、このパッチ導体159a,159eに対向するように構成層150bの底面に形成されたGND導体155とを有する。また、パッチ導体159aには給電用のスルー導体154が給電部153aで接続され、このスルー導体154はGND導体155およびパッチ導体159eとは接続されないようにGND導体155およびパッチ導体159eとの間にギャップ156が設けられている。このため、GND導体155の下部からスルー導体154を通ってパッチ導体159aに給電が行われるようになっている。このときパッチ導体159eにはパッチ導体159aとの容量結合およびスルー導体154とのギャップによって形成される容量により給電される。その他の構成要素は実施例9と同様であり、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0151】
<実施例11>
図35、図36は本発明の第11の実施態様である多連型のパッチアンテナを示したであり、図35は透視斜視図、図36は断面図を表している。
【0152】
この例では、実施例10において単独で構成されていたパッチアンテナを、複数アレイ状に並べて4連とした態様を表している。図において、ハイブリッド材により形成されている構成層150a、150bと、この構成層150a上に形成されているパッチ導体159a、159b、159c、159dと、構成層150b上に形成されているパッチ導体159e、159f、159g、159hと、このパッチ導体159a〜159hに対向するように構成層150bの底面に形成されたGND導体155とを有する。その他の構成要素は実施例10と同様であり、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0153】
このようにアレイ状に形成することにより、セットの小型化と部品点数の削減が可能となる。
【0154】
<実施例12>
図37〜図39は、本発明の第12の実施態様を示したVCO(電圧制御発振器)を示している。ここで図37は透過斜視図、図38は断面図、図39は等価回路図である。
【0155】
図37〜39において、VCOは、構成層210a〜210gが積層された積層体の上に形成、配置されたコンデンサ、インダクタ、半導体、レジスタ等の電子部品261と、この構成層210a〜210g中およびその上下面に形成されている導体パターン262,263,264を有する。このVCOは図39に示すような等価回路により構成されているため、ストリップライン263、コンデンサ、信号線、半導体、電源ラインなどを有する。このため、それぞれの機能に適した材料で構成層を形成するのが効果的である。
【0156】
構成層210a〜210gには、少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有する層を有する。
【0157】
全ての層は、同じ構成材料により形成されている必要はなく、それぞれ異なっていてもよい。
【0158】
また、素体強度を保つために、前記樹脂中にガラスクロス材を埋設してもよい。
【0159】
特に、VCOの場合、図39の等価回路に示すような共振器、コンデンサ、インダクタ、信号線、半導体への電源ライン等から構成されている。このため、それぞれの機能に適した材料を構成層毎に使用するのが効果的である。
【0160】
ここでは、共振器の層210f、210gには、本発明の少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有する層が効果的である。
【0161】
コンデンサ構成層210c〜210eには、誘電正接が0.0075〜0.025、比誘電率が5〜40となるようなセラミック破砕粉をコンポジットしたハイブリッド材を用いることが好ましい。配線、およびインダクタ構成層210a,210bには、誘電正接が0.0025〜0.0075、比誘電率が2.6〜3.5の樹脂材料(材料粉を含まない)を用いることが好ましい。
【0162】
各構成層210a〜210gの表面には、内部導体であるストリップライン263、GND導体262、コンデンサ導体264,配線インダクタ導体265、および端子導体266が形成されている。また、それぞれの内部導体はビアホール214により上下に接続され、表面にはマウントされた電子部品261が搭載されて図39の等価回路に示すようなVCOが形成される。
【0163】
VCOの形状を決定する要因として、共振器の影響が極めて大きい。従って、共振器をできるだけ小さくするためには、比誘電率ε、比透磁率μはできるだけ高い方がよい。従って、誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることにより高比誘電率ε、高比透磁率μとすることができる。また、用途別に以下のような誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることが好ましい。
【0164】
(1)使用周波数が高い場合、高周波特性のよい磁性材料粉を使用する必要がある。例えば、誘電体材料粉として、BaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)のものを、磁性材料粉として、カーボニール鉄を用いることにより、波長短縮効果が非常に高く、小型で高周波まで使用可能な共振器とすることができる。
(2)数十MHz〜100MHzの周波数帯域で用いる場合、単結晶フェライトとBaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ上記周波数範囲で非常に特性の優れた共振器を得ることができる。
(3)広帯域で用いる場合、カーボニール鉄と、単結晶フェライトと、BaTiO −BaZrO 系誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ広帯域で特性の優れた共振器を得ることができる。
(4)要求特性が厳しく、高いQを必要とされる場合、誘電体材料粉としてBaO−TiO −Nd 系、またはBaO−4TiO 系の材料を用いてQ特性を向上させると共に、他の要求される特性に応じて、他の材料粉を混合することで、高いQで良好な特性の共振器を得ることができる。
【0165】
このように構成することにより、それぞれの機能に適した誘電率、Q、誘電正接とすることができ、高性能化、小型、薄型化が可能となる。
【0166】
<実施例13>
図40〜図43は、本発明の第13の実施態様を示したRFモジュールを示している。ここで図40は斜視図、図41は外装部材を外した状態での斜視図、図42は各構成層の分解斜視図、図43は断面図である。
【0167】
図40〜43において、RFモジュールは、構成層500a〜500iが積層された積層体の上に形成、配置されたコンデンサ、インダクタ、半導体、レジスタ等の電子部品561と、この構成層500a〜500i中およびその上下面に形成されている導体パターン513,515、572と、アンテナパターン573を有する。このRFモジュールは、上記のようにインダクタ、コンデンサ、信号線、半導体への電源ラインなどを有する。このため、それぞれの機能に適した材料で構成層を形成するのが効果的である。
【0168】
この例では、アンテナ構成、ストリップライン構成および配線構成層500a〜500d、500gには、使用する周波数に合わせて調整された本発明の少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有する層が効果的である。
【0169】
コンデンサ構成層500e〜500fには、誘電正接が0.0075〜0.025、比誘電率が10〜40となるような誘電体セラミック破砕粉を含有するハイブリット材を用いることが好ましい。電源ライン層500h〜500iには、透磁率が3〜20となるように調整されたフェライト磁性材料粉を含有するハイブリッド材を用いることが好ましい。
【0170】
そして、これらの構成層500a〜500iの表面には、内部導体513、GND導体515、アンテナ導体573等が形成されている。また、それぞれの内部導体はビアホール514により上下に接続され、表面にはマウントされた電子部品561が搭載されてRFモジュールが形成される。
【0171】
このように構成することにより、それぞれの機能に適した誘電率、Q、誘電正接とすることができ、高性能化、小型、薄型化が可能となる。
【0172】
<実施例14>
図44、図45は、本発明の第14の実施態様を示した共振器を示している。ここで図44は透過斜視図、図45は断面図である。
【0173】
図44、45において、共振器は、ベース材610に貫通孔状の同軸型導電体641が形成されている。その形成方法は、実施例4のブロックフィルタと同様である。すなわち、金型成形されたベース材610に、メッキ、エッチング、印刷、スパッタ、蒸着等の処理を行い、銅、金、パラジウム、白金、アルミニウム等により形成された表面GND導体647、およびこの表面GND導体647と端部電極682で接続された同軸導体641と、同軸導体641と接続されている共振器用HOT端子681等を形成する。そして、同軸導体641は、ある特性インピーダンスを有する同軸型線路であり、これらを囲むように表面GND導体647が形成されている。
【0174】
この共振器のベース材610は、少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有する。
【0175】
共振器を設計するに当たって、比誘電率、比透磁率はできるだけ大きい方がよい。また、用途別に以下のような誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることが好ましい。
【0176】
(1)使用周波数が高い場合、高周波特性のよい磁性材料粉を使用する必要がある。例えば、誘電体材料粉として、BaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)のものを、磁性材料粉として、カーボニール鉄を用いることにより、波長短縮効果が非常に高く、小型で高周波まで使用可能な共振器とすることができる。
(2)数十MHz〜100MHzの周波数帯域で用いる場合、単結晶フェライトとBaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ上記周波数範囲で非常に特性の優れた共振器を得ることができる。
(3)広帯域で用いる場合、カーボニール鉄と、単結晶フェライトと、BaTiO −BaZrO 系誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ広帯域で特性の優れた共振器を得ることができる。
(4)要求特性が厳しく、高いQを必要とされる場合、誘電体材料粉としてBaO−TiO −Nd 系、またはBaO−4TiO 系の材料を用いてQ特性を向上させると共に、他の要求される特性に応じて、他の材料粉を混合することで、高いQで良好な特性の共振器を得ることができる。
【0177】
<実施例15>
図46、図47は、本発明の第15の実施態様を示したストリップ共振器を示している。ここで図46は透過斜視図、図47は断面図である。
【0178】
図46、47において、ストリップ共振器は、長方形のストリップ導体784と、これを構成層710を介して上下面より挟み込むようにして配置された矩形状のGND導体783とを有する。また、ストリップ導体784両端には共振器用共振器用HOT端子781、およびGND端子782が形成され接続されている。
【0179】
この共振器の構成層710の材料は、少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有する。
【0180】
また、素体強度を保つために、前記樹脂中にガラスクロス材を埋設してもよい。
【0181】
共振器を設計するに当たって、比誘電率、比透磁率はできるだけ大きい方がよい。また、用途別に以下のような誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることが好ましい。
【0182】
(1)使用周波数が高い場合、高周波特性のよい磁性材料粉を使用する必要がある。例えば、誘電体材料粉として、BaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)のものを、磁性材料粉として、カーボニール鉄を用いることにより、波長短縮効果が非常に高く、小型で高周波まで使用可能な共振器とすることができる。
(2)数十MHz〜100MHzの周波数帯域で用いる場合、単結晶フェライトとBaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ上記周波数範囲で非常に特性の優れた共振器を得ることができる。
(3)広帯域で用いる場合、カーボニール鉄と、単結晶フェライトと、BaTiO −BaZrO 系誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ広帯域で特性の優れた共振器を得ることができる。
(4)要求特性が厳しく、高いQを必要とされる場合、誘電体材料粉としてBaO−TiO −Nd 系、またはBaO−4TiO 系の材料を用いてQ特性を向上させると共に、他の要求される特性に応じて、他の材料粉を混合することで、高いQで良好な特性の共振器を得ることができる。
【0183】
<実施例16>
図48は、本発明の第16の実施態様を示した共振器を示す透過斜視図である。
【0184】
図48において、共振器は実施例14同様に、ベース材810に2つの貫通孔状の同軸型導電体841,842が形成されている。そして、表面GND導体847、およびこの表面GND導体847と端部電極882で接続された同軸導体842と、同軸導体842と接続用電極885を介して接続されている同軸導体841と、この同軸導体841と接続されている共振器用HOT端子881等を形成する。そして、同軸導体841、842は、ある特性インピーダンスを有する同軸型線路であり、これらを囲むように表面GND導体847が形成されている。
【0185】
この共振器のベース材810も、実施例14と同様のものを用いることが好ましい。
【0186】
<実施例17>
図49は、本発明の第17の実施態様を示したストリップ共振器を示す透過斜視図である。
【0187】
図49において、ストリップ共振器はコ字状のストリップ導体884と、これを構成層810を介して上下面より挟み込むようにして配置された矩形状のGND導体883とを有する。また、ストリップ導体884の両端には共振器用HOT端子881、およびGND端子882が形成され接続されている。その他の構成は実施例15と同様である。
【0188】
この共振器の構成層810の材料は、少なくとも1種または2種以上の誘電体材料粉、1種または2種以上の磁性材料粉、および1種または2種以上の誘電体被覆金属粉、または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と、樹脂材料とを含有する。
【0189】
また、素体強度を保つために、前記樹脂中にガラスクロス材を埋設してもよい。
【0190】
共振器を設計するに当たって、比誘電率、比透磁率はできるだけ大きい方がよい。また、用途別に以下のような誘電体材料粉、磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、および絶縁体被覆磁性金属粉を組み合わせることが好ましい。
【0191】
(1)使用周波数が高い場合、高周波特性のよい磁性材料粉を使用する必要がある。例えば、誘電体材料粉として、BaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)のものを、磁性材料粉として、カーボニール鉄を用いることにより、波長短縮効果が非常に高く、小型で高周波まで使用可能な共振器とすることができる。
(2)数十MHz〜100MHzの周波数帯域で用いる場合、単結晶フェライトとBaTiO −BaZrO 系(誘電率:9000)誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ上記周波数範囲で非常に特性の優れた共振器を得ることができる。
(3)広帯域で用いる場合、カーボニール鉄と、単結晶フェライトと、BaTiO −BaZrO 系誘電体材料粉とを用いることにより、小型、かつ広帯域で特性の優れた共振器を得ることができる。
(4)要求特性が厳しく、高いQを必要とされる場合、誘電体材料粉としてBaO−TiO −Nd 系、またはBaO−4TiO 系の材料を用いてQ特性を向上させると共に、他の要求される特性に応じて、他の材料粉を混合することで、高いQで良好な特性の共振器を得ることができる。
【0192】
図50は、上記実施例14〜17の共振器の等価回路図を示している。図において、共振器用HOT端子981は同軸路、またはストリップラインから構成される共振器984,941の一端に接続され、その他端にはGND端子982が接続されている。
【0193】
本発明は、上記に例示した電子部品以外に、上記同様の手法で、ディレイライン、ダイプレクサ、デュプレクサ、アンテナスイッチモジュール、PLLモジュール、フロントエンドモジュール、チューナーユニット、方向性結合器、ダブルバランスドミキサー(DBM)、電力合成器、電力分配器、磁気シールド板等に応用することができる。
【0194】
以上の各実施例において、必要によりハロゲン化リン酸エステル、ブロム化エポキシ樹脂等のハロゲン化物、また、リン酸エステルアミド系等の有機化合物や、三酸化アンチモン、水素化アルミニウム等の無機材料等の難燃剤を各構成層中に添加してもよい。
【0195】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数のハイブリッド材を組み合わせることで、波長短縮効果が高く、高周波特性にも優れ、小型で高性能の、ひいては総合的な電気的特性に優れた電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品の構成例であるバルントランスを示す図である。
【図2】本発明の電子部品の構成例であるバルントランスを示す図である。
【図3】本発明の電子部品の構成例であるバルントランスを示す図である。
【図4】本発明の電子部品の構成例であるバルントランスを示す等価回路図である。
【図5】本発明の電子部品の構成例である積層フィルタを示す図である。
【図6】本発明の電子部品の構成例である積層フィルタを示す図である。
【図7】本発明の電子部品の構成例である積層フィルタを示す等価回路図である。
【図8】本発明の電子部品の構成例である積層フィルタの伝達特性を示す図である。
【図9】本発明の電子部品の構成例である積層フィルタを示す図である。
【図10】本発明の電子部品の構成例である積層フィルタを示す図である。
【図11】本発明の電子部品の構成例である積層フィルタを示す等価回路図である。
【図12】本発明の電子部品の構成例である積層フィルタの伝達特性を示す図である。
【図13】本発明の電子部品の構成例であるブロックフィルタを示す図である。
【図14】本発明の電子部品の構成例であるブロックフィルタを示す図である。
【図15】本発明の電子部品の構成例であるブロックフィルタを示す図である。
【図16】本発明の電子部品の構成例であるブロックフィルタを示す図である。
【図17】本発明の電子部品の構成例であるブロックフィルタの等価回路を示す図である。
【図18】本発明の電子部品の構成例であるブロックフィルタの金型を示す図である。
【図19】本発明の電子部品の構成例であるカプラを示す図である。
【図20】本発明の電子部品の構成例であるカプラを示す図である。
【図21】本発明の電子部品の構成例であるカプラを示す図である。
【図22】本発明の電子部品の構成例であるカプラの内部結線を示す図である。
【図23】本発明の電子部品の構成例であるカプラの等価回路を示す図である。
【図24】本発明の電子部品の構成例であるアンテナを示す図である。
【図25】本発明の電子部品の構成例であるアンテナを示す図である。
【図26】本発明の電子部品の構成例であるアンテナを示す図である。
【図27】本発明の電子部品の構成例であるアンテナを示す図である。
【図28】本発明の電子部品の構成例であるアンテナを示す図である。
【図29】本発明の電子部品の構成例であるパッチアンテナを示す図である。
【図30】本発明の電子部品の構成例であるパッチアンテナを示す図である。
【図31】本発明の電子部品の構成例であるパッチアンテナを示す図である。
【図32】本発明の電子部品の構成例であるパッチアンテナを示す図である。
【図33】本発明の電子部品の構成例であるパッチアンテナを示す図である。
【図34】本発明の電子部品の構成例であるパッチアンテナを示す図である。
【図35】本発明の電子部品の構成例であるパッチアンテナを示す図である。
【図36】本発明の電子部品の構成例であるパッチアンテナを示す図である。
【図37】本発明の電子部品の構成例であるVCOを示す図である。
【図38】本発明の電子部品の構成例であるVCOを示す図である。
【図39】本発明の電子部品の構成例であるVCOを示す等価回路図である。
【図40】本発明の電子部品の構成例であるRFモジュールを示す図である。
【図41】本発明の電子部品の構成例であるRFモジュールを示す図である。
【図42】本発明の電子部品の構成例であるRFモジュールを示す図である。
【図43】本発明の電子部品の構成例であるRFモジュールを示す図である。
【図44】本発明の電子部品の構成例である共振器を示す図である。
【図45】本発明の電子部品の構成例である共振器を示す図である。
【図46】本発明の電子部品の構成例である共振器を示す図である。
【図47】本発明の電子部品の構成例である共振器を示す図である。
【図48】本発明の電子部品の構成例である共振器を示す図である。
【図49】本発明の電子部品の構成例である共振器を示す図である。
【図50】本発明の電子部品の構成例である共振器の等価回路を示す図である。
【図51】ハイブリッド材のQ−周波数特性を示すグラフである。
【図52】本発明に用いる銅箔付基板の形成例を示す工程図である。
【図53】本発明に用いる銅箔付基板の形成例を示す他の工程図である。
【図54】銅箔付基板の形成例を示す工程図である。
【図55】銅箔付基板の形成例を示す他の工程図である。
【図56】多層基板の形成例を示す工程図である。
【図57】多層基板の形成例を示す工程図である。
【符号の説明】
40 バルントランス40
40a〜40o構成層
45 GND導体
43 内部導体43
60 積層フィルター
80 ブロックフィルター
110 カプラ
130、140 アンテナ
150、160、170 パッチアンテナ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component and a laminated circuit using a prepreg and a substrate, and more particularly to an electronic component using a prepreg and a substrate which is suitable for use in a high frequency region (100 MHz or more) and has an excellent wavelength shortening effect.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a remarkable trend toward miniaturization and high-density mounting methods in the field of electronic devices for communication, consumer use, industrial use, and so on. Properties, electrical properties, and moldability are being demanded.
[0003]
As a high-frequency electronic component or a high-frequency multilayer substrate, a substrate obtained by forming a sintered ferrite or a sintered ceramic into a multi-layer and forming a substrate is generally known. Making these materials into a multi-layer substrate has been conventionally used because of its merit of miniaturization.
[0004]
However, when these sintered ferrites and sintered ceramics are used, there are many firing steps and thick film printing steps, and there are many problems specific to sintered materials, such as cracks and warpage during firing, and there are many problems with printed circuit boards. There are many problems such as generation of cracks due to the difference in thermal expansion coefficient of the resin, and the demand for resin-based materials is increasing year by year.
[0005]
However, it is extremely difficult to obtain a sufficient dielectric constant by itself with a resin-based material, and it is also difficult to improve the magnetic permeability. For this reason, an electronic component that simply uses a resin material cannot obtain sufficient characteristics and has a large shape, making it difficult to reduce the size and thickness.
[0006]
In addition, a method of compositing a ceramic powder with a resin material is also disclosed in, for example, JP-A-8-69712 and JP-A-11-192620, but none of them has obtained sufficient high-frequency characteristics and magnetic characteristics. . In addition, no specific study has been made on materials for shortening the wavelength.
[0007]
Japanese Patent Publication No. 6-14600 discloses an example in which a plurality of materials are multi-layered by a sheet method. However, there is a problem such as a large number of steps, and a hybrid in which one layer contains a plurality of materials. No specific study has been done on this. Moreover, the frequency studied individually is at most about several MHz, and the performance in a high frequency region of 100 MHz or more has not been studied at all. In addition, no specific study has been made on materials for shortening the wavelength.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an electronic component having a high wavelength shortening effect, excellent high frequency characteristics, small size and high performance, and further excellent overall electrical characteristics by combining a plurality of composite materials. is there.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below.
(1) A multilayer having at least a constituent layer formed of a hybrid material and a conductor layer formed on at least one of the constituent layers, wherein a predetermined electric circuit is formed by the conductor layer An electronic component using a substrate,
The constituent layer formed of the hybrid material contains at least one kind of dielectric material powder, and is further selected from at least one kind of magnetic material powder, dielectric-coated metal powder, and insulator-coated magnetic metal powder. Electronic component containing two or more kinds of material powders and a resin material.
(2) A multilayer having at least a constituent layer formed of a hybrid material and a conductor layer formed on at least one of the constituent layers, wherein a predetermined electric circuit is formed by the conductor layer An electronic component using a substrate,
The constituent layer formed of the hybrid material includes at least one or two or more magnetic material powders, one or two or more dielectric-coated metal powders, or one or two or more insulator-coated magnetic metal powders An electronic component containing two or more kinds of material powders selected from the group consisting of a resin powder and a resin material.
(3) The dielectric-coated metal powder described above, wherein the surface of the metal particles is covered with a dielectric, and the insulator-coated magnetic metal powder is such that the surface of the magnetic metal particles is covered with an insulator. The electronic component of (2).
(4) The dielectric material powder is a polycrystalline dielectric powder or a single crystal dielectric powder, and the magnetic material powder is a ferromagnetic metal powder, a magnetic ferrite crushed powder, or a single crystal ferrite crushed powder. ) Or (2).
(5) The electronic component according to any one of (1) to (4), wherein at least one of the layers contains one or more flame retardants.
(6) The electronic component according to any one of (1) to (5), used in a frequency band of 50 MHz or more.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The electronic component of the present invention has at least a constituent layer formed of a hybrid material and a conductor layer formed on at least one of the constituent layers, and a predetermined electric circuit is formed by the conductor layer. The hybrid material comprises at least one or two or more dielectric material powders, one or two or more magnetic material powders, and one or two or more dielectric-coated metal powders, or one or two or more dielectric material-coated metal powders. It contains two or more material powders selected from at least one kind of insulator-coated magnetic metal powder and a resin material.
[0011]
Thus, by mixing two or more kinds of different powders, or powders having the same composition, electric and magnetic properties, and resin even if they are the same kind, it becomes easy to adjust the dielectric constant and magnetic permeability, The characteristics can be adjusted according to the electronic components. In particular, by setting the dielectric constant and the magnetic permeability that have the wavelength shortening effect to optimal values, the device can be reduced in size and thickness. In addition, by combining a material having good electric characteristics in a relatively low frequency region and a material having good electric characteristics in a relatively high frequency region, good electric characteristics can be obtained in a wide frequency band. be able to.
[0012]
Further, when a substrate or an electronic component is formed using such a hybrid layer, adhesion and patterning with a copper foil can be realized without using an adhesive or the like, and multilayering can be realized. Such patterning and multi-layering can be performed in the same process as a normal substrate manufacturing process, so that cost reduction and workability can be improved. Further, the electronic component using the substrate thus obtained has high strength and improved high-frequency characteristics.
[0013]
Further, the present invention will be described in detail.
The effective wavelength λ on electronic components and substrates is λ = λ0 / (ε · μ)1/2
Given by Here, λ0 is an actual wavelength, and ε and μ are a dielectric constant and a magnetic permeability of an electronic component or a substrate. Therefore, for example, when designing an electronic component and a circuit of λ / 4, by increasing ε and μ of the members constituting the circuit, a portion requiring the length λ / 4 can be calculated by the square root of the product of ε and μ. It can be reduced by the divided value. Therefore, the size of the electronic component and the substrate can be reduced by increasing at least one of, and preferably both of the electronic component and the substrate material.
[0014]
Further, by combining a material having good electric characteristics in a relatively low frequency region and a material having good electric characteristics in a relatively high frequency region, a wide frequency band, specifically 1 to Good electrical characteristics such as HPF can be obtained in a wide frequency band of 2000 MHz, particularly 50 to 1000 MHz.
[0015]
Specifically, when only the wavelength shortening effect is considered, the purpose can be achieved by mixing a high dielectric constant material with a resin material. However, such high-permittivity materials are not so excellent in high-frequency characteristics, and therefore need to be compensated for. Therefore, a high dielectric constant material such as BaTiO3  , BaZrO3  By using a magnetic material excellent in high-frequency characteristics, for example, carbonyl iron, together with the above, desired characteristics can be obtained even in a high-frequency region.
[0016]
Such electronic components requiring wavelength reduction and high frequency characteristics include a multilayer filter, a balun transformer, a dielectric filter, a coupler, an antenna, a VCO (voltage controlled oscillator), an RF (high frequency) unit, and a resonator. Can be.
[0017]
In addition, when one material is used to enhance one electrical characteristic, the other material can compensate for the insufficient electrical characteristic.
[0018]
Specifically, when a single crystal ferrite is used, a high Q can be obtained, but it is difficult to obtain a sufficient wavelength shortening effect by itself. Therefore, by using a dielectric material together, a high Q and a sufficient wavelength shortening effect can be obtained.
[0019]
Next, a preferred combination of each material for each purpose will be described.
[0020]
(1) High frequency and miniaturization are the main purposes
The dielectric material powder used in this case is a dielectric material having a dielectric constant of 7000 or more, preferably 8000 or more, for example, BaTiO.3  -BaZrO3  Systems are preferred. Carbonyl iron is preferable as the magnetic material powder to be combined with this. Alternatively, or together with this, an insulator-coated magnetic metal powder may be used. In this case, the internal metal is iron and the coating dielectric layer is BaTiO.3  Insulating coated magnetic metal powders are particularly preferred.
[0021]
(2) High Q and miniaturization are the main purposes
The dielectric material powder used in this case is a dielectric material having a dielectric constant of 7000 or more, preferably 8000 or more, for example, BaTiO.3  -BaZrO3  Systems are preferred. Further, as the magnetic material powder to be combined therewith, single crystal Mn—Zn ferrite and single crystal Ni—Zn ferrite are preferable.
[0022]
(3) When the purpose is broadband
The dielectric material powder used in this case is a dielectric material having a dielectric constant of 7000 or more, preferably 8000 or more, for example, BaTiO.3  -BaZrO3  Systems are preferred. The magnetic material powder to be combined therewith is a single-crystal Ni-Zn ferrite and a magnetic metal powder coated with an insulator, particularly iron as an internal metal and BaTiO as a coated dielectric layer.3  Insulator coated magnetic metal powder is preferred. Alternatively, a combination of magnetic powders may be used. For example, a combination of carbonyl iron and single crystal Mn—Zn ferrite is also preferable.
[0023]
These are preferably contained in a total amount of 60% by mass, and in particular, each material is preferably contained in an amount of 5 to 50% by mass.
[0024]
The resin used for the electronic component of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected from resin materials having excellent moldability, workability, adhesiveness at the time of lamination, and electrical characteristics. Specifically, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or the like is preferable.
[0025]
Examples of the thermosetting resin include epoxy resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, polyimide resin, polyphenylene ether (oxide) resin, bismaleimide triazine (cyanate ester) resin, fumarate resin, polybutadiene resin, and polyvinyl benzyl ether. Resins. Examples of the thermoplastic resin include an aromatic polyester resin, a polyphenylene sulfide resin, a polyethylene terephthalate resin, a polybutylene terephthalate resin, a polyethylene sulfide resin, a polyether ether ketone resin, a polytetrafluoroethylene resin, and a graft resin. Among these, phenol resin, epoxy resin, low dielectric constant epoxy resin, polybutadiene resin, BT resin, polyvinyl benzyl ether resin and the like are particularly preferable as the base resin.
[0026]
These resins may be used alone or as a mixture of two or more. The mixing ratio when using two or more kinds in combination is arbitrary.
[0027]
The dielectric material powder used in the present invention is preferably a ceramic powder, and may be a ceramic powder having a higher relative dielectric constant and Q than a resin serving as a dispersion medium in a high frequency band, and may be used in two or more types.
[0028]
In particular, the ceramic powder used in the present invention preferably has a relative dielectric constant of 10 to 20,000 and a dielectric loss tangent of 0.05 or less.
[0029]
In order to obtain a relatively high dielectric constant, it is particularly preferable to use the following materials. Titanium-barium-neodymium ceramics, titanium-barium-tin ceramics, lead-calcium ceramics, titanium dioxide ceramics, barium titanate ceramics, lead titanate ceramics, strontium titanate ceramics, calcium titanate ceramics , Bismuth titanate ceramics, magnesium titanate ceramics, CaWO4  Ceramics, Ba (Mg, Nb) O3  Based ceramics, Ba (Mg, Ta) O3  Based ceramics, Ba (Co, Mg, Nb) O3  Based ceramics, Ba (Co, Mg, Ta) O3  Series ceramics. The titanium dioxide-based ceramics include those containing only a small amount of additives, in addition to those containing only titanium dioxide, and are those that retain the crystal structure of titanium dioxide. The same applies to other ceramics. In particular, the titanium dioxide ceramic preferably has a rutile structure.
[0030]
In order to obtain high Q without increasing the dielectric constant too much, it is preferable to use the following materials.
[0031]
Silica, alumina, zirconia, potassium titanate whiskers, calcium titanate whiskers, barium titanate whiskers, zinc oxide whiskers, glass chops, glass beads, carbon fibers, magnesium oxide (talc).
[0032]
These may be used alone or as a mixture of two or more. When two or more kinds are used as a mixture, the mixing ratio is arbitrary.
[0033]
The average particle size of the ceramic powder is preferably from 0.1 to 100 μm, particularly preferably from 0.2 to 100 μm, in consideration of the kneadability with the resin. When the particle diameter is small, the surface area of the powder increases, the viscosity during dispersion and mixing and the thixotropy increase, and it becomes difficult to increase the filling rate, and it becomes difficult to knead with the resin. In addition, when the particle size is large, it is difficult to perform uniform dispersion and mixing, sedimentation is severe, and nonuniform, and when molding a composition having a large powder content, a dense molded body cannot be obtained. .
[0034]
Generally, the content of the ceramic is, when the total amount of the resin and the ceramic powder is 100 vol%, from 10 vol% to less than 65 vol%, preferably from 20 vol% to 60 vol%. It is.
[0035]
The ceramic powder contained in the constituent layer formed of the hybrid material needs to have a high Q and a certain dielectric constant. In particular, the relative dielectric constant at 2 GHz is preferably 5 to 10000, the dielectric loss tangent is preferably 0.01 to 0.00002, and the Q is more preferably 250 to 50,000. With such a configuration, it is possible to obtain a composite dielectric having a high Q and a relative dielectric constant.
[0036]
The ceramic powder used for the constituent layer made of the hybrid material may be contained so that the relative dielectric constant of the entire constituent layer is 5 to 20 and the dielectric loss tangent is 0.0025 to 0.0075.
[0037]
The ceramics powder may be a single crystal powder such as sapphire or a polycrystalline alumina powder, and the type of the ceramic powder including these is preferably, for example, a dielectric powder having the following composition as a main component. The relative dielectric constant ε and Q value at 2 GHz are also shown.
[0038]
Mg2SiO4[Ε = 7, Q = 20,000], Al2O3[Ε = 9.8, Q = 40000], MgTiO3[Ε = 17, Q = 22000], ZnTiO3[Ε = 26, Q = 800], Zn2TiO4[Ε = 15, Q = 700], TiO2[Ε = 104, Q = 15000], CaTiO3[Ε = 170, Q = 1800], SrTiO3[Ε = 255, Q = 700], SrZrO3[Ε = 30, Q = 1200], BaTi2O5[Ε = 42, Q = 5700], BaTi4O9[Ε = 38, Q = 9000], Ba2Ti9O20[Ε = 39, Q = 9000], Ba2(Ti, Sn)9O20[Ε = 37, Q = 5000], ZrTiO4[Ε = 39, Q = 7000], (Zr, Sn) TiO4[Ε = 38, Q = 7000], BaNd2Ti5O14[Ε = 83, Q = 2100], BaSm2TiO14[Ε = 74, Q = 2400], Bi2O3-BaO-Nd2O3-TiO2System [ε = 88, Q = 2000], PbO-BaO-Nd2O3-TiO2The system [ε = 90, Q = 5200], (Bi2O3, PbO) -BaO-Nd2O3-TiO2The system [ε = 105, Q = 2500], La2Ti2O7[Ε = 44, Q = 4000], Nd2Ti2O7[Ε = 37, Q = 1100], (Li, Sm) TiO3[Ε = 81, Q = 2050], Ba (Mg1/3Ta2/3) O3[Ε = 25, Q = 35000], Ba (Zn1/3Ta2/3) O3[Ε = 30, Q = 14000], Ba (Zn1/3Nb2/3) O3[Ε = 41, Q = 9200], Sr (Zn1/3Nb2/3) O3[Ε = 40, Q = 4000] and the like.
[0039]
More preferably, the composition has the following composition as a main component.
TiO2, CaTiO3, SrTiO3, BaO-Nd2O3-TiO2System, Bi2O3-BaO-Nd2O3-TiO2System, BaTi4O9, Ba2Ti9O20, Ba2(Ti, Sn)9O20System, MgO-TiO2System, ZnO-TiO2System, MgO-SiO2System, Al2O3  etc.
[0040]
The content of the ceramics is, when the total amount of the resin and the ceramics powder is 100% by volume, the content of the ceramics powder is 10% by volume or more and less than 65% by volume, preferably 20% by volume or more and 60% by volume or less. Range.
[0041]
If the amount of the ceramic powder is 65% by volume or more, a dense composition cannot be obtained. In addition, Q may be greatly reduced as compared with the case where no ceramics powder is added. On the other hand, when the content of the ceramic powder is less than 10% by volume, the effect of containing the ceramic powder is not so much seen.
[0042]
In the electronic component of the present invention, by appropriately setting each component within the above range, the dielectric constant obtained from the resin alone can be increased, and a relative dielectric constant and a high Q can be obtained as required. It becomes possible.
[0043]
BaTiO3[Ε = 1500], (Ba, Pb) TiO3System [ε = 6000], Ba (Ti, Zr) O3System [ε = 9000] (Ba, Sr) TiO3System [ε = 7000].
[0044]
More preferably, it is selected from a dielectric powder having the following composition as a main component.
BaTiO3, Ba (Ti, Zr) O3system.
[0045]
The ceramics powder may be a single crystal or polycrystalline powder.
[0046]
The average particle size of the ceramic powder is preferably about 0.2 to 100 μm in consideration of the kneadability with the resin and the like. When the particle size is small, kneading with the resin is difficult. In addition, when the particle size is large, the powder becomes non-uniform, cannot be uniformly dispersed, and cannot obtain a dense compact when molding a composition having a large powder content.
[0047]
The electronic component of the present invention has one or two or more magnetic material powders, one or two or more dielectric coated metal powders, or one or two or more insulator coated magnetic metal powders. You may.
[0048]
Ferrite as a magnetic material includes Mn-Mg-Zn-based, Ni-Zn-based, Mn-Zn-based and the like, and particularly, a single crystal thereof, Mn-Mg-Zn-based, and Ni-Zn-based are preferable.
[0049]
Examples of the ferromagnetic metal that is a magnetic material include carbonyl iron, an iron-silicon alloy, an iron-aluminum-silicon alloy (trade name: Sendust), an iron-nickel alloy (trade name: Permalloy), and an amorphous (iron-based) And cobalt-based).
[0050]
Means for turning these into powder may be in accordance with known methods such as pulverization and granulation.
[0051]
The particle diameter of the magnetic material powder is preferably 0.01 to 100 μm, particularly preferably 0.01 to 50 μm, and the average particle diameter is preferably 1 to 50 μm. With such a particle size, the dispersibility of the magnetic material powder is improved, and the effect of the present invention is improved. On the other hand, if the particle diameter of the magnetic material powder is smaller than this, the specific surface area becomes large, and it becomes difficult to increase the filling rate. On the other hand, if it is larger than this, it tends to settle when it is made into a paste, making it difficult to uniformly disperse it. Also, when it is attempted to form a thin substrate or prepreg, it becomes difficult to obtain a smooth surface. It is practically difficult to make the particle size too small, and the limit is about 0.01 μm.
[0052]
The particle size of the magnetic material powder is preferably uniform, and if necessary, the particle size may be uniformed by sieving or the like. The shape of the magnetic material powder may be any one of a spherical shape, a flat shape, and an elliptical shape, and may be properly used depending on the application. If necessary, the surface may be subjected to a treatment such as oxidation, coupling, or coating of an organic insulating material.
[0053]
Further, two or more magnetic material powders having different types and particle size distributions may be used. The mixing ratio at that time is arbitrary, and the material used, the particle size distribution, and the mixing ratio may be adjusted depending on the application.
[0054]
The magnetic material powder preferably has a magnetic permeability μ of 10 to 1,000,000. Further, it is preferable that the bulk insulating property is higher because the insulating property when the substrate is formed is improved.
[0055]
The dielectric-coated metal powder is desirably produced by a spray pyrolysis method. As described in JP-B-63-31522, JP-A-6-172802, JP-A-6-279816, etc., one or two or more kinds of thermally decomposable metal compounds are used. Is sprayed into fine droplets, and the droplets are heated at a temperature higher than the decomposition temperature of the metal compound, preferably near or above the melting point of the metal, thereby thermally decomposing the metal compound. This is a method of precipitating metal or alloy powder.
[0056]
According to this method, a metal powder or alloy powder having good crystallinity, high density and high dispersibility can be obtained, the particle size can be easily controlled, and an oxide precursor is added to the metal compound solution of the raw material. By doing so, glass coating can be performed simultaneously with generation of the powder, and there is an excellent advantage that a new coating step is not required. That is, the metal powder obtained by the spray pyrolysis method has good crystallinity, few defects inside the particles and almost no grain boundaries, so that the oxides precipitated by the thermal decomposition hardly precipitate inside the particles and the metal particles Is ejected on the surface of the steel and segregates at a high concentration in the vicinity of the surface to form a ceramic. In addition, since the deposited ceramics cover the surface relatively uniformly, even a small amount acts as a protective layer against oxidation and sintering. Further, in the spray pyrolysis method, the composition of the formed particles basically matches the metal composition in the solution, so that the composition can be easily suppressed and is suitable for the production of the powder of the present invention.
[0057]
In the dielectric coated metal powder, as the metal powder, for example, noble metals such as silver, gold, platinum, palladium and the like, and any base metals such as copper, nickel, cobalt, iron, aluminum, molybdenum, tungsten, etc. In addition to metals, alloy powders and mixed powders are included. It is particularly effective for silver powder and silver alloy powder such as silver-palladium. As the starting salt of the metal powder, one or more of thermally decomposable salts such as nitrates, sulfates, chlorides, ammonium salts, phosphates, carboxylates, metal alcoholates, resinates, double salts and complex salts Is used. If a mixture of two or more metal salts is used, an alloy powder or a mixed powder can be obtained.
[0058]
The oxide precursor is not limited as long as the oxide produced after thermal decomposition hardly forms a solid solution in the metal powder under the conditions for forming the metal powder according to the present method and turns into a ceramic. Examples of the oxide precursor include boric acid, silicic acid, phosphoric acid, various borates, silicates, phosphates, and nitrates, sulfates, chlorides, ammonium salts, phosphates, carboxylate salts, and alcoholates of various metals. And a heat-decomposable salt such as a resinate, a double salt, a complex salt, or the like.
[0059]
The mixed solution of the main component metal compound and the oxide precursor is made into fine droplets by an atomizer such as an ultrasonic type or a two-fluid nozzle type, and then heated at a temperature higher than the decomposition temperature of the metal compound and the oxide precursor. Perform pyrolysis. The heat treatment is desirably performed at a high temperature equal to or higher than the melting point of the main component metal. However, even at a temperature lower by about 200 ° C. than the melting point, a sufficient pop-out effect can be obtained. In particular, when high density and uniformity of shape are not required, a temperature considerably lower than the melting point may be used. As the atmosphere during the heating, an oxidizing, reducing, or inert atmosphere is appropriately selected depending on the type of the metal or the oxide precursor, the heating temperature, and the like.
[0060]
If the amount of the oxide precursor added is less than 0.01% by weight in terms of oxide relative to the metal powder, there is no effect. On the other hand, if the content is too large, segregation on the surface becomes difficult, so that depending on the density of the deposited ceramic material, up to about 50% by weight is practical. In particular, it is desirable to add 0.05 to 20% by weight. If necessary, after the powder is formed, at least a part of the ceramic thin film deposited on the surface may be removed by a method such as washing or etching to adjust the coating amount. A thick film paste such as a conductor paste or a resistance paste containing the metal powder of the present invention as a conductive component is produced according to a conventional method. If necessary, an inorganic binder such as another conductive powder or ceramic powder and other additives may be contained.
[0061]
The insulator-coated magnetic metal powder used in the present invention is produced by the spray pyrolysis method in the same manner as the above-mentioned dielectric-coated metal powder. In this case, it is coated with an insulating material instead of a dielectric material, and the central metal material is a magnetic metal.
[0062]
As the central magnetic metal, for example, Fe, Ni, and alloys containing them, particularly alloys composed of two or more components containing at least Fe are preferable.
[0063]
The particle diameter of the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, and the insulator-coated magnetic metal powder is preferably 0.01 to 100 μm, particularly preferably 0.01 to 50 μm, and the average particle diameter is preferably 1 to 50 μm. . With such a particle size, the dispersibility of the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, and the insulator-coated magnetic metal powder is improved, and the effect of the present invention is improved. On the other hand, when the particle diameter of the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, and the insulator-coated magnetic metal powder is smaller than this, the specific surface area becomes large, and it becomes difficult to increase the filling rate. On the other hand, if it is larger than this, it tends to settle when it is made into a paste, making it difficult to uniformly disperse it. Also, when it is attempted to form a thin substrate or prepreg, it becomes difficult to obtain a smooth surface. It is practically difficult to make the particle size too small, and the limit is about 0.01 μm.
[0064]
The mixing ratio of the resin, the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, and the insulator-coated magnetic metal powder may be such that the magnetic permeability of the entire constituent layer to be formed is 3 to 20. Especially when the ratio of resin to magnetic material powder, dielectric coated metal powder, and insulator coated magnetic metal powder is indicated in the paste stage applied to glass cloth, etc., magnetic material powder, dielectric coated metal powder, insulator coated The content of the magnetic metal powder is preferably 10 to 65% by volume, particularly preferably 20 to 60% by volume. By setting the content of the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, and the insulator-coated magnetic metal powder as described above, the magnetic permeability of the entire constituent layer becomes 3 to 20, and the effect of the present invention is improved. On the other hand, when the content of the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, and the insulator-coated magnetic metal powder is increased, it becomes difficult to apply the slurry and apply it, and it becomes difficult to manufacture electronic components, substrates, and prepregs. . On the other hand, when the content of the magnetic material powder is reduced, the magnetic permeability may not be able to be secured, and the magnetic properties may be reduced.
[0065]
As the flame retardant used in the present invention, various flame retardants usually used for making a substrate flame-retardant can be used. Specifically, halides such as halogenated phosphoric acid esters and brominated epoxy resins, organic compounds such as phosphoric acid ester amides, and inorganic materials such as antimony trioxide and aluminum hydride can be used.
[0066]
The reinforcing fibers such as glass cloth used in the present invention may be of various types depending on purposes and applications, and commercially available products can be used as they are. The reinforcing fibers at this time are E glass cloth (ε = 7, tan δ = 0.003, 1 GHz), D glass cloth (ε = 4, tan δ = 0.0013, 1 GHz), and H glass according to the electrical characteristics. A cross (ε = 11, tan δ = 0.003, 1 GHz) or the like may be selectively used. Further, a coupling treatment or the like may be performed to improve interlayer adhesion. The thickness is preferably 100 μm or less, particularly preferably 20 to 60 μm. The cloth weight is 120 g / m2  Below, especially 20-70 g / m2  Is preferred.
[0067]
Further, the mixing ratio of the resin and the glass cloth is preferably from 4/1 to 1/1 in weight ratio of the resin / glass cloth. With such a mixing ratio, the effect of the present invention is improved. On the other hand, when this ratio is reduced and the amount of epoxy resin is reduced, the adhesion to the copper foil is reduced, and a problem occurs in the smoothness of the substrate. Conversely, when this ratio increases and the amount of epoxy resin increases, it becomes difficult to select a glass cloth that can be used, and it is difficult to secure strength with a thin wall.
[0068]
As the metal foil to be used, any suitable metal having good conductivity such as gold, silver, copper, and aluminum may be used. Of these, copper is particularly preferred.
[0069]
As a method for producing a metal foil, various known methods such as electrolysis and rolling can be used.However, if it is desired to obtain a foil peel strength, the electrolytic foil is used. It is good to use the rolled foil which is less affected by the skin effect.
[0070]
The thickness of the metal foil is preferably from 8 to 70 μm, particularly preferably from 12 to 35 μm.
[0071]
In the present invention, in order to obtain a prepreg which is the basis of an electronic component, a dielectric material powder, a magnetic material powder, a dielectric coated metal powder, an insulator coated magnetic metal powder, a flame retardant and a resin as required And applying a paste slurried by kneading in a solvent, followed by drying (B-stage). The solvent used in this case is preferably a volatile solvent, particularly preferably the above-mentioned polar neutral solvent, and is used for the purpose of adjusting the viscosity of the paste to facilitate coating. The kneading may be performed by a known method using a ball mill, stirring, or the like. It can be formed by coating a paste on a metal foil or impregnating on a glass cloth.
[0072]
The drying (B stage) of the prepreg may be appropriately adjusted depending on the dielectric material powder, the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, the insulator-coated magnetic metal powder, and the content of the flame retardant as required. The thickness after drying and B-stage formation is preferably about 50 to 300 μm, and may be adjusted to an optimum film thickness according to the use and required characteristics (pattern width and precision, DC resistance) and the like.
[0073]
The prepreg can be manufactured by a method as shown in FIG. 52 or FIG. In this case, the method of FIG. 52 is relatively suitable for mass production, and the method of FIG. 53 is characterized in that the film thickness can be easily controlled and the characteristics can be adjusted relatively easily. In FIG. 52, as shown in FIG. 52 (a), a glass cloth 101a wound in a roll shape is unreeled from the roll 101a and conveyed to a coating tank 110 via a guide roller 111. In this coating tank 110, a slurry of a dielectric material powder, a magnetic material powder, a dielectric coated metal powder, an insulator coated magnetic metal powder, and a flame retardant and a resin as necessary are dispersed in a solvent. When the glass cloth passes through the coating tank 110, the glass cloth is immersed in the slurry, coated on the glass cloth, and the gap in the glass cloth is filled.
[0074]
The glass cloth that has passed through the coating tank 110 is introduced into the drying furnace 120 via the guide rollers 112a and 112b. The resin-impregnated glass cloth introduced into the drying oven is dried at a predetermined temperature and for a predetermined time, is B-staged, and is turned around by a guide roller 121 and wound around a winding roller 130.
[0075]
Then, when the glass cloth 101 is cut into a predetermined size, a dielectric material powder, a magnetic material powder, a dielectric coated metal powder, an insulator coated magnetic metal powder, A prepreg on which the resin 102 containing the flame retardant is disposed is obtained.
[0076]
Further, as shown in (c), a metal foil 103 such as a copper foil is arranged on the upper and lower surfaces of the obtained prepreg, and is pressed by heating and pressing to obtain a double-sided metal foil as shown in (d). A substrate is obtained. The molding can be performed in a plurality of stages under different conditions. When no metal foil is provided, heating and pressing may be performed without disposing the metal foil.
[0077]
Next, the manufacturing method of FIG. 53 will be described. In FIG. 53, as shown in FIG. 53 (a), a slurry 102a in which a dielectric material powder, a magnetic material powder, a dielectric-coated metal powder, an insulator-coated magnetic metal powder, and, if necessary, a flame retardant and a resin are dispersed in a solvent is used as a doctor. The coating is performed on a metal foil such as a copper foil while keeping the clearance constant by a blade 150 or the like.
[0078]
Then, when cut into a predetermined size, as shown in (b), a dielectric material powder, a magnetic material powder, a dielectric coated metal powder, an insulator coated magnetic metal powder, and A prepreg on which the resin 102 containing the flame retardant is disposed is obtained.
[0079]
Further, as shown in (c), the prepregs 102 and 103 obtained on both the upper and lower surfaces of the glass cloth 101 are arranged with the resin 102 side as the inner surface, and are pressed by heating and pressing, as shown in (d). A substrate with such a double-sided metal foil is obtained. The heating and pressing conditions may be the same as described above.
[0080]
The substrate and the prepreg constituting the electronic component can also be obtained by kneading a material and molding a kneaded material in a solid state in addition to the above-mentioned coating method. In this case, since the raw material is solid, it is easy to take a thickness, and is suitable as a method for forming a relatively thick substrate or prepreg.
[0081]
The kneading may be performed by a known method such as a ball mill, stirring, and a kneader. At that time, a solvent may be used if necessary. Further, it may be pelletized or powdered as required.
[0082]
The thickness of the prepreg obtained in this case is about 0.05 to 5 mm. The thickness of the prepreg may be appropriately adjusted according to the desired plate thickness, the content of the dielectric material powder, the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, and the insulator-coated magnetic metal powder.
[0083]
Further, a metal foil such as a copper foil is placed on the upper and lower surfaces of the prepreg obtained in the same manner as described above, and then heated and pressed to obtain a substrate with a double-sided metal foil. The molding can be performed in a plurality of stages under different conditions. When no metal foil is provided, heating and pressing may be performed without disposing the metal foil.
[0084]
The substrate (organic composite material) as a molding material thus obtained is excellent in high-frequency characteristics of magnetic permeability and dielectric constant. In addition, it has excellent insulation properties that can withstand an insulating material. Furthermore, when a substrate with a copper foil is used as described later, the adhesive strength with the copper foil is large. Also, it has excellent heat resistance such as solder heat resistance.
[0085]
The prepreg of the present invention can form a substrate with a copper foil by laminating on a copper foil and molding by heating and pressing. In this case, the thickness of the copper foil is about 12 to 35 μm.
[0086]
Examples of such a substrate with a copper foil include a double-sided patterned substrate and a multilayer substrate.
[0087]
54 and 55 show process diagrams of an example of forming a double-sided patterned substrate. As shown in FIG. 54 and FIG. 55, a prepreg 1 having a predetermined thickness and a copper (Cu) foil 2 having a predetermined thickness are stacked and molded by applying pressure and heating (step A). Next, through holes are formed by drilling (step B). Copper (Cu) plating is applied to the formed through holes to form a plating film 4 (step C). Further, the copper foil 2 on both sides is patterned to form a conductor pattern 21 (step D). Thereafter, as shown in FIG. 54, plating for connecting external terminals and the like is performed (step E). In this case, plating is performed by a method of further plating Pd after Ni plating, a method of further plating Au after Ni plating (plating is electrolytic or electroless plating), or a method using a solder leveler.
[0088]
56 and 57 are process diagrams of an example of forming a multilayer substrate, and show an example in which four layers are stacked. As shown in FIGS. 56 and 57, a prepreg 1 having a predetermined thickness and a copper (Cu) foil 2 having a predetermined thickness are overlapped and formed by heating under pressure (step a). Next, the copper foils 2 on both sides are patterned to form conductor patterns 21 (step b). A prepreg 1 and a copper foil 2 each having a predetermined thickness are further laminated on both sides of the double-sided patterned substrate thus obtained, and are simultaneously molded by applying pressure and heat (step c). Next, through holes are formed by drilling (step d). Copper (Cu) plating is performed on the formed through holes to form a plating film 4 (step e). Further, the copper foils 2 on both sides are patterned to form conductor patterns 21 (step f). Thereafter, as shown in FIG. 56, plating for connection to external terminals is performed (step g). In this case, plating is performed by a method of further plating Pd after Ni plating, a method of further plating Au after Ni plating (plating is electrolytic or electroless plating), or a method using a solder leveler.
[0089]
In the present invention, not limited to the above example, various substrates can be formed. For example, it is also possible to use a substrate as a molding material or a substrate with a copper foil and a prepreg, and use the prepreg as an adhesive layer to form a multilayer.
[0090]
Further, in an embodiment in which a substrate as a prepreg or a molding material is bonded to a copper foil, the above-described dielectric material powder, magnetic material powder, dielectric-coated metal powder, insulator-coated magnetic metal powder, and, if necessary, a flame retardant and a resin. A hybrid material paste obtained by kneading a high-boiling point solvent such as butyl carbitol acetate may be formed on a patterned substrate by screen printing or the like, whereby the characteristics can be improved.
[0091]
An electronic component can be obtained by combining such a prepreg, a substrate with a copper foil, a laminated substrate, and the like with an element configuration pattern and a configuration material.
[0092]
The electronic component of the present invention may be a combination of a capacitor (capacitor), a coil (inductor), a filter, and the like, or a wiring pattern, an amplifying element, and a functional element in addition to the above, or an antenna, an RF module ( High-frequency electronic circuits such as an RF amplification stage, a VCO (voltage controlled oscillation circuit), and a power amplifier (power amplification stage), and high-frequency electronic components such as a superposition module used for an optical pickup can be obtained.
[0093]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing specific experimental examples and examples of the present invention.
<Experimental example 1>
An epoxy resin (dielectric constant: 4) is prepared as a resin material, and a dielectric material powder, a magnetic material powder, a dielectric coated metal powder, and an insulator coated magnetic metal powder shown in Table 1-1.1-2 are prescribed. Was measured for the dielectric constants ε and Q of the hybrid material obtained by mixing at a ratio of. Table 2 shows the results.
[0094]
[Table 1]
Figure 0003546001
[0095]
[Table 2]
Figure 0003546001
[0096]
[Table 3]
Figure 0003546001
[0097]
As is clear from Table 2, the dielectric constant and Q are determined by the type of resin used and the dielectric material powder, magnetic material powder, dielectric-coated metal powder, and insulator-coated magnetic metal powder contained therein, and the content. It can be seen that it can be adjusted to a predetermined value.
[0098]
<Experimental example 2>
Dielectric constant of a hybrid material obtained by preparing an epoxy resin (dielectric constant: 4) as a resin material and mixing it with a single crystal ferrite (Ni-Zn, Mn-Zn) in an amount shown in Tables 3 and 4. ε was measured. Table 3 shows the results of the single crystal Ni-Zn ferrite, and Table 4 shows the results of the single crystal Mn-Zn ferrite.
[0099]
[Table 4]
Figure 0003546001
[0100]
[Table 5]
Figure 0003546001
[0101]
As is clear from Tables 3 and 4, it can be seen that the dielectric constant can be adjusted to a predetermined value even in a high frequency region of 100 MHz by the content of the magnetic material powder contained in the resin.
[0102]
Furthermore, the frequency characteristics of Q of a hybrid material mixed with 45% by volume of single crystal Ni-Zn ferrite powder and a hybrid material mixed with 45% by volume of conventional Ni-Zn ferrite crushed powder were measured. The results are shown in FIG. As is clear from FIG. 51, the hybrid material using single crystal ferrite has improved Q characteristics in a high frequency region.
[0103]
<Example 1>
FIGS. 1 to 4 show a balun transformer according to a first embodiment of the present invention. 1 is a transparent perspective view, FIG. 2 is a sectional view, FIG. 3 is an exploded plan view of each constituent layer, and FIG. 4 is an equivalent circuit diagram.
[0104]
1 to 4, a balun transformer 40 is provided between an internal GND conductor 45 disposed above, below, and in the middle of a laminated body in which constituent layers 40a to 40o formed of a hybrid material are laminated, and between the internal GND conductor 45. It has an inner conductor 43 formed. The internal conductor 43 connects the spiral conductor 43 having a length of λg / 4 with a via hole 44 or the like so as to form the coupling lines 53a to 53d shown in the equivalent circuit of FIG.
[0105]
The constituent layers 40a to 40o of the balun transformer 40 include at least one or two or more dielectric material powders, one or two or more magnetic material powders, and one or two or more dielectric coated metal powders, Alternatively, it contains two or more material powders selected from one or two or more insulator-coated magnetic metal powders, and a resin material.
[0106]
Not all layers need to be formed of the same constituent material, and may be different from each other.
[0107]
Further, a glass cloth material may be embedded in the resin in order to maintain the strength of the element body.
[0108]
In designing the balun transformer, it is necessary to shorten the length of the λg / 4 conductor 43 in consideration of miniaturization. This length is derived from the following equation based on the dielectric constant ε and the magnetic permeability μ of the base material.
λg = λ0 / (ε × μ)1/2
As is apparent from this equation, in order to shorten the length, the relative permittivity ε and the relative magnetic permeability μ are preferably as high as possible. Therefore, a high relative dielectric constant ε and a high relative magnetic permeability μ can be obtained by combining the dielectric material powder, the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, and the insulator-coated magnetic metal powder.
[0109]
(1) When the operating frequency is high, it is necessary to use a magnetic material powder having good high frequency characteristics. For example, as a dielectric material powder, BaTiO3  -BaZrO3  By using a carbon-based material (dielectric constant: 9000) as a magnetic material powder, a balun transformer that has a very high wavelength shortening effect, is small, and can be used up to high frequencies.
(2) When used in a frequency band of several tens MHz to 100 MHz, single crystal ferrite and BaTiO3  -BaZrO3  By using a system (dielectric constant: 9000) dielectric material powder, it is possible to obtain a balun transformer having a small size and excellent characteristics in the above frequency range.
(3) When used in a wide band, carbonyl iron, single crystal ferrite, and BaTiO3  -BaZrO3  By using the system dielectric material powder, it is possible to obtain a balun transformer excellent in characteristics over a small size and a wide band.
(4) When the required characteristics are severe and a high Q is required, BaO-TiO is used as the dielectric material powder.2  -Nd2O3  System, or BaO-4TiO2  A balun transformer having high Q and good characteristics can be obtained by improving the Q characteristics by using a system material and mixing other material powders according to other required characteristics.
[0110]
<Example 2>
5 to 8 show a laminated filter according to a second embodiment of the present invention. 5 is a perspective view, FIG. 6 is an exploded perspective view, FIG. 7 is an equivalent circuit diagram, and FIG. 8 is a transfer characteristic diagram. Note that this laminated filter is configured as a two-pole filter.
[0111]
5 to 8, the laminated filter 60 has a pair of strip lines 68 and a pair of capacitor conductors 67 at substantially the center of the laminated body in which the constituent layers 60a to 60e are laminated. The capacitor conductor 67 is formed on the lower constituent layer group 60d, and the strip line 68 is formed on the constituent layer 60c thereabove. A GND conductor 65 is formed above the constituent layers 60b and 60e so as to sandwich the strip line 68 and the capacitor conductor 67 therebetween. Each of the capacitor conductors 67 is connected to an end electrode (external terminal) 62 formed on the end face and a land pattern 61 formed slightly in the vertical direction from the end electrode (external terminal). In addition, GND patterns 66 formed on both side surfaces thereof and slightly upward and downward are connected to the GND conductor 65.
[0112]
The strip line 68 is a strip line 74a, 74b having a length of λg / 4 or less shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 7, and the capacitor conductor 67 forms an input / output coupling capacitance Ci. The strip lines 74a and 74b are coupled by a coupling capacitance Cm and a coupling coefficient M. With such an equivalent circuit, a multilayer filter having a two-pole type transfer characteristic as shown in FIG. 8 can be obtained.
[0113]
The constituent layers 60a to 60e of the laminated filter include at least one or two or more dielectric material powders, one or two or more magnetic material powders, and one or two or more dielectric coated metal powders, or It contains two or more material powders selected from one or two or more insulator-coated magnetic metal powders, and a resin material.
[0114]
Not all layers need to be formed of the same constituent material, and may be different from each other.
[0115]
Further, a glass cloth material may be embedded in the resin in order to maintain the strength of the element body.
[0116]
In designing the multilayer filter, it is necessary to reduce the length of the λg / 4 conductor in consideration of miniaturization. This length is derived from the following equation based on the dielectric constant ε and the magnetic permeability μ of the base material.
λg = λ0 / (ε × μ)1/2
As is apparent from this equation, in order to shorten the length, the relative permittivity ε and the relative magnetic permeability μ are preferably as high as possible. Therefore, a high relative dielectric constant ε and a high relative magnetic permeability μ can be obtained by combining the dielectric material powder, the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, and the insulator-coated magnetic metal powder.
[0117]
(1) When the operating frequency is high, it is necessary to use a magnetic material powder having good high frequency characteristics. For example, as a dielectric material powder, BaTiO3  -BaZrO3  By using a carbon-based material (dielectric constant: 9000) as the magnetic material powder, a wavelength-reducing effect is extremely high, and a small-sized laminated filter usable at high frequencies can be obtained.
(2) When used in a frequency band of several tens MHz to 100 MHz, single crystal ferrite and BaTiO3  -BaZrO3  By using a system (dielectric constant: 9000) dielectric material powder, it is possible to obtain a small-sized laminated filter having extremely excellent characteristics in the above frequency range.
(3) When used in a wide band, carbonyl iron, single crystal ferrite, and BaTiO3  -BaZrO3  By using the system dielectric material powder, it is possible to obtain a small-sized multilayer filter having excellent characteristics over a wide band.
(4) When the required characteristics are severe and a high Q is required, BaO-TiO is used as the dielectric material powder.2  -Nd2O3  System, or BaO-4TiO2  By improving the Q characteristics using a system material and mixing other material powders according to other required characteristics, a laminated filter having high Q and good characteristics can be obtained.
[0118]
<Example 3>
9 to 12 show a laminated filter according to a third embodiment of the present invention. 9 is a perspective view, FIG. 10 is an exploded perspective view, FIG. 11 is an equivalent circuit diagram, and FIG. 12 is a transfer characteristic diagram. In addition, this laminated filter is comprised as a 4-pole.
[0119]
9 to 12, the multilayer filter 60 has four strip lines 68 and a pair of capacitor conductors 67 substantially at the center of the stacked body in which the constituent layers 60a to 60e are stacked. With such a four-pole configuration, a steeper transmission characteristic as shown in FIG. 12 can be obtained. Other components are the same as those of the second embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0120]
<Example 4>
FIGS. 13 to 18 show a block filter according to a fourth embodiment of the present invention. 13 is a transparent perspective view, FIG. 14 is a front view, FIG. 15 is a side sectional view, FIG. 16 is a plan sectional view, FIG. 17 is an equivalent circuit diagram, and FIG. 18 is a transparent side view showing the structure of a mold. is there. This block filter is configured as a two-pole filter.
[0121]
13 to 18, the block filter 80 has a pair of coaxial conductors 81 and a capacitor coaxial conductor 82 formed in a constituent block 80a. The coaxial conductor 81 and the capacitor coaxial conductor 82 are formed of a conductor formed in a hollow shape so as to cut out the constituent block 80a. Further, a surface GND conductor 87 is formed around the constituent block 80a so as to cover the constituent block 80a. A capacitor conductor 83 is formed at a portion corresponding to the capacitor coaxial conductor 82. Further, the capacitor conductor 83 and the surface GND conductor 87 are also used as input / output terminals and component fixing terminals. In addition, the coaxial conductor 81 and the capacitor coaxial conductor 82 form a transmission path by attaching a conductive material to the inside of a hollow hole formed so as to cut out the constituent block 80a by electroless plating, vapor deposition, or the like.
[0122]
The coaxial conductor 81 is the coaxial lines 94a and 94b having a length of λg / 4 or less shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 17, and the GND conductor 87 is formed so as to surround them. The capacitor coaxial conductor 82 and the capacitor conductor 83 form an input / output coupling capacitance Ci. The coaxial conductors 81 are coupled by a coupling capacitance Cm and a coupling coefficient M. With such a configuration, an equivalent circuit as shown in FIG. 17 is obtained, and a block filter having a two-pole type transfer characteristic can be obtained.
[0123]
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing an example of a mold for forming the constituent blocks 80a of the block filter 80. In the figure, the mold has a resin base 104 and a resin base 106 formed in a metal base 103 such as iron, and is connected to these to form part forming parts 105a and 105b. The hybrid material for forming the constituent block 80a is injected in a liquid state from the resin injection port 104, and reaches the component forming portions 105a and 105b through the injection hole 106. Then, in a state where the hybrid material is filled in the mold, cooling or heating treatment is performed to solidify the hybrid material, take out the hybrid material from the mold, and cut unnecessary portions hardened at an injection port or the like. Thus, the configuration block 80a shown in FIGS. 13 to 16 is formed.
[0124]
The component block 80a thus formed is subjected to plating, etching, printing, sputtering, vapor deposition, and other processes to form a surface GND conductor 87 and a coaxial conductor 81 formed of copper, gold, palladium, platinum, aluminum, or the like. The capacitor coaxial conductor 82 and the like are formed.
[0125]
The constituent block 80a of the block filter includes at least one or two or more dielectric material powders, one or two or more magnetic material powders, and one or two or more dielectric-coated metal powders, or one or more dielectric material-coated metal powders. Alternatively, it contains two or more kinds of material powders selected from two or more kinds of insulator-coated magnetic metal powders and a resin material.
[0126]
In designing a block filter, it is preferable to combine a dielectric material powder, a magnetic material powder, a dielectric-coated metal powder, and an insulator-coated magnetic metal powder for each of the following uses.
[0127]
(1) When the operating frequency is high, it is necessary to use a magnetic material powder having good high frequency characteristics. For example, as a dielectric material powder, BaTiO3  -BaZrO3  By using a carbon-based material (dielectric constant: 9000) as a magnetic material powder, a wavelength-reducing effect is very high, and a small-sized block filter usable at high frequencies can be obtained.
(2) When used in a frequency band of several tens MHz to 100 MHz, single crystal ferrite and BaTiO3  -BaZrO3  By using a system (dielectric constant: 9000) dielectric material powder, it is possible to obtain a small-sized block filter having extremely excellent characteristics in the above frequency range.
(3) When used in a wide band, carbonyl iron, single crystal ferrite, and BaTiO3  -BaZrO3  By using the system dielectric material powder, it is possible to obtain a block filter having a small size and excellent characteristics over a wide band.
(4) When the required characteristics are severe and a high Q is required, BaO-TiO is used as the dielectric material powder.2  -Nd2O3  System, or BaO-4TiO2  By improving the Q characteristics using a system material and mixing other material powders according to other required characteristics, a block filter having high Q and good characteristics can be obtained.
[0128]
<Example 5>
19 to 23 show a coupler according to a fifth embodiment of the present invention. 19 is a transparent perspective view, FIG. 20 is a sectional view, FIG. 21 is an exploded plan view of each constituent layer, FIG. 22 is an internal connection diagram, and FIG. 23 is an equivalent circuit diagram.
[0129]
19 to 23, a coupler 110 is formed between an internal GND conductor 115 formed and arranged above and below a laminated body in which constituent layers 110 a to 110 c formed of a hybrid material are laminated, and formed between the internal GND conductor 115. The inner conductor 113 is provided. The internal conductor 113 is spirally connected by a via hole 114 or the like so that a transformer is constituted by two coils. Also. As shown in FIG. 22, the end of the formed coil and the internal GND conductor 115 are connected to the through via 112 formed on the end face and the land pattern 111 formed slightly upward and downward from the through via 112, respectively. . With this configuration, the coupler 110 in which the two coils 125a and 125b are coupled can be obtained as shown in the equivalent circuit diagram of FIG.
[0130]
The constituent layers 110a to 110c of the coupler 110 include at least one or two or more dielectric material powders, one or two or more magnetic material powders, and one or two or more dielectric coated metal powders, or It contains two or more material powders selected from one or two or more insulator-coated magnetic metal powders, and a resin material.
[0131]
In designing a coupler, it is preferable to combine the following dielectric material powder, magnetic material powder, dielectric-coated metal powder, and insulator-coated magnetic metal powder for each application.
[0132]
(1) When the operating frequency is high, it is necessary to use a magnetic material powder having good high frequency characteristics. For example, as a dielectric material powder, BaTiO3  -BaZrO3  By using a carbon-based material (dielectric constant: 9000) as a magnetic material powder, a wavelength-reducing effect is extremely high, and a coupler that is small and can be used up to high frequencies can be obtained.
(2) When used in a frequency band of several tens MHz to 100 MHz, single crystal ferrite and BaTiO3  -BaZrO3  By using a system (dielectric constant: 9000) dielectric material powder, it is possible to obtain a small-sized block filter having extremely excellent characteristics in the above frequency range.
(3) When used in a wide band, carbonyl iron, single crystal ferrite, and BaTiO3  -BaZrO3  By using the system dielectric material powder, it is possible to obtain a block filter having a small size and excellent characteristics over a wide band.
(4) When the required characteristics are severe and a high Q is required, BaO-TiO is used as the dielectric material powder.2  -Nd2O3  System, or BaO-4TiO2  By improving the Q characteristics using a system material and mixing other material powders according to other required characteristics, a block filter having high Q and good characteristics can be obtained.
[0133]
<Example 6>
FIGS. 24 to 26 are views showing an antenna according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 24 is a transparent perspective view, FIG. 25 (a) is a plan view, FIG. c) is a front sectional view, and FIG. 26 is an exploded perspective view of each constituent layer.
[0134]
In the figure, an antenna 130 has constituent layers (prepregs or substrates) 130a to 130c formed of the hybrid material of the present invention, and internal conductors (antenna patterns) 133 formed on the constituent layers 130b and 130c, respectively. . The end of the internal conductor 133 is connected to a through via 132 formed on the end face of the antenna and a land pattern 131 formed slightly in the vertical direction from the through via 132. In this example, the internal conductor 133 is configured as a reactance element having a length of about λg / 4 with respect to a used frequency, and is formed in a meander shape.
[0135]
The constituent layers 130a to 130c of the antenna 130 include at least one or two or more dielectric material powders, one or two or more magnetic material powders, and one or two or more dielectric coated metal powders, Alternatively, it contains two or more material powders selected from one or two or more insulator-coated magnetic metal powders, and a resin material.
[0136]
Further, a glass cloth material may be embedded in the resin in order to maintain the strength of the element body.
[0137]
In designing the antenna, the relative permittivity ε and the relative magnetic permeability μ are preferably as high as possible. Therefore, a high relative dielectric constant ε and a high relative magnetic permeability μ can be obtained by combining the dielectric material powder, the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, and the insulator-coated magnetic metal powder. Further, it is preferable to combine the following dielectric material powder, magnetic material powder, dielectric-coated metal powder, and insulator-coated magnetic metal powder for each application.
[0138]
(1) When the operating frequency is high, it is necessary to use a magnetic material powder having good high frequency characteristics. For example, as a dielectric material powder, BaTiO3  -BaZrO3  By using a carbon-based material (dielectric constant: 9000) as a magnetic material powder, an antenna having an extremely high wavelength shortening effect, a small size and usable at high frequencies can be obtained.
(2) When used in a frequency band of several tens MHz to 100 MHz, single crystal ferrite and BaTiO3  -BaZrO3  By using a system (dielectric constant: 9000) dielectric material powder, it is possible to obtain an antenna having a small size and extremely excellent characteristics in the above frequency range.
(3) When used in a wide band, carbonyl iron, single crystal ferrite, and BaTiO3  -BaZrO3  By using the system dielectric material powder, it is possible to obtain a compact antenna having excellent characteristics over a wide band.
(4) When the required characteristics are severe and a high Q is required, BaO-TiO is used as the dielectric material powder.2  -Nd2O3  System, or BaO-4TiO2  By improving the Q characteristics using a system material and mixing other material powders according to other required characteristics, an antenna having high Q and good characteristics can be obtained.
[0139]
<Example 7>
FIGS. 27 and 28 show an antenna according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 27 is a transparent perspective view, and FIG. 28 is an exploded perspective view. The antenna in this example is configured as an antenna having a helical internal electrode.
[0140]
27 and 28, an antenna 140 includes constituent layers (prepregs or substrates) 140a to 140c formed of the hybrid material of the present invention and internal conductors (antenna patterns) formed on the constituent layers 140b and 140c, respectively. ) 143a and 143b. The upper and lower internal conductors 143a and 143b are connected via a via hole 144 to form a helical inductance element. Other components are the same as those in the sixth embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0141]
Example 8
29 and 30 are views showing a patch antenna according to an eighth embodiment of the present invention. FIG. 29 is a transparent perspective view, and FIG. 30 is a sectional view.
[0142]
In the figure, a patch antenna 150 faces a constituent layer (prepreg or substrate) 150a formed of a hybrid material, a patch conductor 159 (antenna pattern) formed on the constituent layer 150a, and the patch conductor 159. Conductor 155 formed on the bottom surface of component layer 150a as described above. A power supply through conductor 154 is connected to the patch conductor 159 at a power supply portion 153, and a gap 156 is provided between the through conductor 154 and the GND conductor 155 so that the through conductor 154 is not connected to the GND conductor 155. For this reason, power is supplied from below the GND conductor 155 through the through conductor 154.
[0143]
The constituent layer 150a of the patch antenna 150 includes at least one or two or more dielectric material powders, one or two or more magnetic material powders, and one or two or more dielectric coated metal powders, or It contains two or more material powders selected from one or two or more insulator-coated magnetic metal powders, and a resin material.
[0144]
Further, a glass cloth material may be embedded in the resin in order to maintain the strength of the element body.
[0145]
In designing the antenna, the relative permittivity ε and the relative magnetic permeability μ are preferably as high as possible. Therefore, a high relative dielectric constant ε and a high relative magnetic permeability μ can be obtained by combining the dielectric material powder, the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, and the insulator-coated magnetic metal powder. Further, it is preferable to combine the following dielectric material powder, magnetic material powder, dielectric-coated metal powder, and insulator-coated magnetic metal powder for each application.
[0146]
(1) When the operating frequency is high, it is necessary to use a magnetic material powder having good high frequency characteristics. For example, as a dielectric material powder, BaTiO3  -BaZrO3  By using a carbon-based material (dielectric constant: 9000) as a magnetic material powder, an antenna having an extremely high wavelength shortening effect, a small size and usable at high frequencies can be obtained.
(2) When used in a frequency band of several tens MHz to 100 MHz, single crystal ferrite and BaTiO3  -BaZrO3  By using a system (dielectric constant: 9000) dielectric material powder, it is possible to obtain an antenna having a small size and extremely excellent characteristics in the above frequency range.
(3) When used in a wide band, carbonyl iron, single crystal ferrite, and BaTiO3  -BaZrO3  By using the system dielectric material powder, it is possible to obtain a compact antenna having excellent characteristics over a wide band.
(4) When the required characteristics are severe and a high Q is required, BaO-TiO is used as the dielectric material powder.2  -Nd2O3  System, or BaO-4TiO2  By improving the Q characteristics using a system material and mixing other material powders according to other required characteristics, an antenna having high Q and good characteristics can be obtained.
[0147]
<Example 9>
FIGS. 31 and 32 are views showing a patch antenna according to a ninth embodiment of the present invention. FIG. 31 is a transparent perspective view, and FIG. 32 is a sectional view.
[0148]
In the figure, a patch antenna 160 includes a constituent layer (prepreg or substrate) 160a formed of the hybrid material of the present invention, a patch conductor 169 (antenna pattern) formed on the constituent layer 160a, and a patch conductor 169. And a GND conductor 165 formed on the bottom surface of the constituent layer 160a so as to be opposed to. Further, a power supply conductor 161 for power supply is arranged near the patch conductor 169 so as not to come into contact with the patch conductor 169, and power is supplied from the power supply terminal 162 via the power supply terminal 162. The power supply terminal 162 can be formed of copper, gold, palladium, platinum, aluminum, or the like by performing a process such as plating, termination, printing, sputtering, or vapor deposition. Other components are the same as those of the eighth embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0149]
<Example 10>
FIGS. 33 and 34 are views showing a multilayer patch antenna according to a tenth embodiment of the present invention. FIG. 33 is a transparent perspective view, and FIG. 34 is a sectional view.
[0150]
In the figure, a patch antenna 170 includes constituent layers (prepregs or substrates) 150a and 150b formed of a hybrid material, patch conductors 159a and 159e formed on the constituent layers 150a and 150b, and a patch conductor 159a. , 159e, and a GND conductor 155 formed on the bottom surface of the constituent layer 150b. A power supply through conductor 154 is connected to the patch conductor 159a at a power supply portion 153a. A gap 156 is provided. For this reason, power is supplied to the patch conductor 159a from the lower portion of the GND conductor 155 through the through conductor 154. At this time, power is supplied to the patch conductor 159e by capacitive coupling with the patch conductor 159a and capacitance formed by a gap with the through conductor 154. Other components are the same as those of the ninth embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0151]
<Example 11>
35 and 36 show a multiple patch antenna according to an eleventh embodiment of the present invention. FIG. 35 is a transparent perspective view, and FIG. 36 is a sectional view.
[0152]
In this example, a mode is shown in which the patch antennas configured independently in the tenth embodiment are arranged in a plurality of arrays to form four stations. In the figure, constituent layers 150a and 150b formed of a hybrid material, patch conductors 159a, 159b, 159c and 159d formed on the constituent layer 150a, and a patch conductor 159e formed on the constituent layer 150b 159f, 159g, and 159h, and a GND conductor 155 formed on the bottom surface of the component layer 150b so as to face the patch conductors 159a to 159h. Other components are the same as those in the tenth embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0153]
By forming the array in this manner, the size of the set can be reduced and the number of components can be reduced.
[0154]
<Example 12>
FIGS. 37 to 39 show a VCO (voltage controlled oscillator) according to a twelfth embodiment of the present invention. Here, FIG. 37 is a transparent perspective view, FIG. 38 is a sectional view, and FIG. 39 is an equivalent circuit diagram.
[0155]
37 to 39, a VCO includes electronic components 261 such as a capacitor, an inductor, a semiconductor, and a resistor formed and arranged on a laminate in which constituent layers 210a to 210g are stacked, and a VCO in the constituent layers 210a to 210g and It has conductor patterns 262, 263, 264 formed on its upper and lower surfaces. Since this VCO is configured by an equivalent circuit as shown in FIG. 39, it has a strip line 263, a capacitor, a signal line, a semiconductor, a power supply line, and the like. For this reason, it is effective to form the constituent layers with materials suitable for each function.
[0156]
The constituent layers 210a to 210g each include at least one or two or more dielectric material powders, one or two or more magnetic material powders, and one or two or more dielectric coated metal powders, or one or more dielectric material-coated metal powders. It has a layer containing two or more material powders selected from two or more insulator-coated magnetic metal powders and a resin material.
[0157]
Not all layers need to be formed of the same constituent material, and may be different from each other.
[0158]
Further, a glass cloth material may be embedded in the resin in order to maintain the strength of the element body.
[0159]
In particular, the VCO includes a resonator, a capacitor, an inductor, a signal line, a power supply line to a semiconductor, and the like as shown in the equivalent circuit of FIG. Therefore, it is effective to use a material suitable for each function for each constituent layer.
[0160]
Here, the resonator layers 210f and 210g include at least one or two or more dielectric material powders, one or two or more magnetic material powders, and one or two or more dielectric materials of the present invention. A layer containing a resin material and two or more material powders selected from coated metal powder, or one or two or more insulator-coated magnetic metal powders is effective.
[0161]
For the capacitor constituent layers 210c to 210e, it is preferable to use a hybrid material in which crushed ceramic powder having a dielectric loss tangent of 0.0075 to 0.025 and a relative dielectric constant of 5 to 40 is composited. It is preferable to use a resin material (not including material powder) having a dielectric loss tangent of 0.0025 to 0.0075 and a relative dielectric constant of 2.6 to 3.5 for the wiring and the inductor constituent layers 210a and 210b.
[0162]
On the surface of each of the constituent layers 210a to 210g, a strip line 263, a GND conductor 262, a capacitor conductor 264, a wiring inductor conductor 265, and a terminal conductor 266, which are internal conductors, are formed. The respective internal conductors are vertically connected by via holes 214, and mounted electronic components 261 are mounted on the surface to form a VCO as shown in the equivalent circuit of FIG.
[0163]
The influence of the resonator is extremely large as a factor for determining the shape of the VCO. Therefore, in order to make the resonator as small as possible, the relative permittivity ε and the relative magnetic permeability μ should be as high as possible. Therefore, a high relative dielectric constant ε and a high relative magnetic permeability μ can be obtained by combining the dielectric material powder, the magnetic material powder, the dielectric-coated metal powder, and the insulator-coated magnetic metal powder. Further, it is preferable to combine the following dielectric material powder, magnetic material powder, dielectric-coated metal powder, and insulator-coated magnetic metal powder for each application.
[0164]
(1) When the operating frequency is high, it is necessary to use a magnetic material powder having good high frequency characteristics. For example, as a dielectric material powder, BaTiO3  -BaZrO3  By using a carbon-based material (dielectric constant: 9000) as the magnetic material powder, a resonator that has a very high wavelength shortening effect, is small, and can be used up to high frequencies can be obtained.
(2) When used in a frequency band of several tens MHz to 100 MHz, single crystal ferrite and BaTiO3  -BaZrO3  By using a system (dielectric constant: 9000) dielectric material powder, it is possible to obtain a small-sized resonator having extremely excellent characteristics in the above frequency range.
(3) When used in a wide band, carbonyl iron, single crystal ferrite, and BaTiO3  -BaZrO3  By using the system dielectric material powder, a small-sized resonator having excellent characteristics over a wide band can be obtained.
(4) When the required characteristics are severe and a high Q is required, BaO-TiO is used as the dielectric material powder.2  -Nd2O3  System, or BaO-4TiO2  By improving the Q characteristics using a system material and mixing other material powders according to other required characteristics, a resonator having high Q and good characteristics can be obtained.
[0165]
With this configuration, the dielectric constant, Q, and dielectric loss tangent suitable for each function can be obtained, and high performance, small size, and thinness can be achieved.
[0166]
<Example 13>
40 to 43 show an RF module according to a thirteenth embodiment of the present invention. 40 is a perspective view, FIG. 41 is a perspective view with the exterior member removed, FIG. 42 is an exploded perspective view of each constituent layer, and FIG. 43 is a sectional view.
[0167]
40 to 43, the RF module includes an electronic component 561 such as a capacitor, an inductor, a semiconductor, and a resistor formed and arranged on a stacked body in which the constituent layers 500a to 500i are stacked, and the RF module in the constituent layers 500a to 500i. And conductor patterns 513, 515, 572 formed on the upper and lower surfaces thereof and an antenna pattern 573. This RF module has an inductor, a capacitor, a signal line, a power supply line to a semiconductor, and the like as described above. For this reason, it is effective to form the constituent layers with materials suitable for each function.
[0168]
In this example, the antenna configuration, the strip line configuration, and the wiring configuration layers 500a to 500d and 500g each include at least one or two or more dielectric material powders of the present invention adjusted to the frequency to be used, one or more types. Two or more kinds of magnetic material powders, two or more kinds of material powders selected from one or more kinds of dielectric-coated metal powders, or one or more kinds of insulator-coated magnetic metal powders, and a resin material Is effective.
[0169]
For the capacitor constituent layers 500e to 500f, it is preferable to use a hybrid material containing a dielectric ceramic crushed powder having a dielectric loss tangent of 0.0075 to 0.025 and a relative dielectric constant of 10 to 40. For the power supply line layers 500h to 500i, it is preferable to use a hybrid material containing a ferrite magnetic material powder adjusted to have a magnetic permeability of 3 to 20.
[0170]
On the surfaces of these constituent layers 500a to 500i, an internal conductor 513, a GND conductor 515, an antenna conductor 573, and the like are formed. The respective internal conductors are vertically connected by via holes 514, and mounted electronic components 561 are mounted on the surface to form an RF module.
[0171]
With this configuration, the dielectric constant, Q, and dielectric loss tangent suitable for each function can be obtained, and high performance, small size, and thinness can be achieved.
[0172]
<Example 14>
FIGS. 44 and 45 show a resonator according to a fourteenth embodiment of the present invention. Here, FIG. 44 is a transparent perspective view, and FIG. 45 is a cross-sectional view.
[0173]
44 and 45, the resonator has a through-hole-shaped coaxial conductor 641 formed in a base material 610. The formation method is the same as that of the block filter of the fourth embodiment. That is, a process such as plating, etching, printing, sputtering, or vapor deposition is performed on the base material 610 that has been molded, and the surface GND conductor 647 formed of copper, gold, palladium, platinum, aluminum, or the like, and the surface GND A coaxial conductor 641 connected to the conductor 647 by the end electrode 682 and a resonator HOT terminal 681 connected to the coaxial conductor 641 are formed. The coaxial conductor 641 is a coaxial line having a certain characteristic impedance, and a surface GND conductor 647 is formed so as to surround these.
[0174]
The resonator base material 610 includes at least one or two or more dielectric material powders, one or two or more magnetic material powders, and one or two or more dielectric-coated metal powders, or one or more dielectric material-coated metal powders. Alternatively, it contains two or more kinds of material powders selected from two or more kinds of insulator-coated magnetic metal powders and a resin material.
[0175]
In designing the resonator, the relative permittivity and the relative magnetic permeability should be as large as possible. Further, it is preferable to combine the following dielectric material powder, magnetic material powder, dielectric-coated metal powder, and insulator-coated magnetic metal powder for each application.
[0176]
(1) When the operating frequency is high, it is necessary to use a magnetic material powder having good high frequency characteristics. For example, as a dielectric material powder, BaTiO3  -BaZrO3  By using a carbon-based material (dielectric constant: 9000) as the magnetic material powder, a resonator that has a very high wavelength shortening effect, is small, and can be used up to high frequencies can be obtained.
(2) When used in a frequency band of several tens MHz to 100 MHz, single crystal ferrite and BaTiO3  -BaZrO3  By using a system (dielectric constant: 9000) dielectric material powder, it is possible to obtain a small-sized resonator having extremely excellent characteristics in the above frequency range.
(3) When used in a wide band, carbonyl iron, single crystal ferrite, and BaTiO3  -BaZrO3  By using the system dielectric material powder, a small-sized resonator having excellent characteristics over a wide band can be obtained.
(4) When the required characteristics are severe and a high Q is required, BaO-TiO is used as the dielectric material powder.2  -Nd2O3  System, or BaO-4TiO2  By improving the Q characteristics using a system material and mixing other material powders according to other required characteristics, a resonator having high Q and good characteristics can be obtained.
[0177]
<Example 15>
FIGS. 46 and 47 show a strip resonator according to a fifteenth embodiment of the present invention. Here, FIG. 46 is a transparent perspective view, and FIG. 47 is a cross-sectional view.
[0178]
46 and 47, the strip resonator has a rectangular strip conductor 784 and a rectangular GND conductor 783 arranged so as to sandwich it from above and below via a constituent layer 710. Further, a HOT terminal 781 for a resonator and a GND terminal 782 are formed and connected to both ends of the strip conductor 784.
[0179]
The material of the constituent layer 710 of the resonator is at least one or two or more dielectric material powders, one or two or more magnetic material powders, and one or two or more dielectric coated metal powders, or It contains two or more material powders selected from one or two or more insulator-coated magnetic metal powders, and a resin material.
[0180]
Further, a glass cloth material may be embedded in the resin in order to maintain the strength of the element body.
[0181]
In designing the resonator, the relative permittivity and the relative magnetic permeability should be as large as possible. Further, it is preferable to combine the following dielectric material powder, magnetic material powder, dielectric-coated metal powder, and insulator-coated magnetic metal powder for each application.
[0182]
(1) When the operating frequency is high, it is necessary to use a magnetic material powder having good high frequency characteristics. For example, as a dielectric material powder, BaTiO3  -BaZrO3  By using a carbon-based material (dielectric constant: 9000) as a magnetic material powder, a resonator having a very high wavelength shortening effect, being small, and usable up to high frequencies can be obtained.
(2) When used in a frequency band of several tens MHz to 100 MHz, single crystal ferrite and BaTiO3  -BaZrO3  By using a system (dielectric constant: 9000) dielectric material powder, it is possible to obtain a small-sized resonator having extremely excellent characteristics in the above frequency range.
(3) When used in a wide band, carbonyl iron, single crystal ferrite, and BaTiO3  -BaZrO3  By using the system dielectric material powder, a small-sized resonator having excellent characteristics over a wide band can be obtained.
(4) When the required characteristics are severe and a high Q is required, BaO-TiO is used as the dielectric material powder.2  -Nd2O3  System, or BaO-4TiO2  By improving the Q characteristics using a system material and mixing other material powders according to other required characteristics, a resonator having high Q and good characteristics can be obtained.
[0183]
<Example 16>
FIG. 48 is a transparent perspective view showing a resonator according to the sixteenth embodiment of the present invention.
[0184]
In FIG. 48, as in the fourteenth embodiment, two through-hole-shaped coaxial conductors 841 and 842 are formed in a base member 810 as in the fourteenth embodiment. The surface GND conductor 847, the coaxial conductor 842 connected to the surface GND conductor 847 by the end electrode 882, the coaxial conductor 841 connected to the coaxial conductor 842 via the connection electrode 885, and the coaxial conductor A resonator HOT terminal 881 and the like connected to 841 are formed. The coaxial conductors 841 and 842 are coaxial lines having a certain characteristic impedance, and a surface GND conductor 847 is formed so as to surround them.
[0185]
It is preferable to use the same base material 810 of this resonator as that of the fourteenth embodiment.
[0186]
<Example 17>
FIG. 49 is a transparent perspective view showing a strip resonator according to a seventeenth embodiment of the present invention.
[0187]
In FIG. 49, the strip resonator has a U-shaped strip conductor 884 and a rectangular GND conductor 883 arranged so as to sandwich the strip conductor 884 from above and below via a constituent layer 810. A resonator HOT terminal 881 and a GND terminal 882 are formed and connected to both ends of the strip conductor 884. Other configurations are the same as those of the fifteenth embodiment.
[0188]
The material of the constituent layer 810 of this resonator is at least one or two or more dielectric material powders, one or two or more magnetic material powders, and one or two or more dielectric coated metal powders, or It contains two or more material powders selected from one or two or more insulator-coated magnetic metal powders, and a resin material.
[0189]
Further, a glass cloth material may be embedded in the resin in order to maintain the strength of the element body.
[0190]
In designing the resonator, the relative permittivity and the relative magnetic permeability should be as large as possible. Further, it is preferable to combine the following dielectric material powder, magnetic material powder, dielectric-coated metal powder, and insulator-coated magnetic metal powder for each application.
[0191]
(1) When the operating frequency is high, it is necessary to use a magnetic material powder having good high frequency characteristics. For example, as a dielectric material powder, BaTiO3  -BaZrO3  By using a carbon-based material (dielectric constant: 9000) as the magnetic material powder, a resonator that has a very high wavelength shortening effect, is small, and can be used up to high frequencies can be obtained.
(2) When used in a frequency band of several tens MHz to 100 MHz, single crystal ferrite and BaTiO3  -BaZrO3  By using a system (dielectric constant: 9000) dielectric material powder, it is possible to obtain a small-sized resonator having extremely excellent characteristics in the above frequency range.
(3) When used in a wide band, carbonyl iron, single crystal ferrite, and BaTiO3  -BaZrO3  By using the system dielectric material powder, a small-sized resonator having excellent characteristics over a wide band can be obtained.
(4) When the required characteristics are severe and a high Q is required, BaO-TiO is used as the dielectric material powder.2  -Nd2O3  System, or BaO-4TiO2  By improving the Q characteristics using a system material and mixing other material powders according to other required characteristics, a resonator having high Q and good characteristics can be obtained.
[0192]
FIG. 50 shows an equivalent circuit diagram of the resonators of Examples 14 to 17 described above. In the figure, a resonator HOT terminal 981 is connected to one end of a resonator 984, 941 composed of a coaxial path or a strip line, and a GND terminal 982 is connected to the other end.
[0193]
The present invention provides a delay line, a diplexer, a duplexer, an antenna switch module, a PLL module, a front-end module, a tuner unit, a directional coupler, and a double balanced mixer in the same manner as described above, in addition to the electronic components exemplified above. DBM), a power combiner, a power distributor, a magnetic shield plate, and the like.
[0194]
In each of the above examples, if necessary, halides such as halogenated phosphoric acid esters and brominated epoxy resins, organic compounds such as phosphoric acid ester amides, and antimony trioxide, inorganic materials such as aluminum hydride, etc. A flame retardant may be added to each constituent layer.
[0195]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by combining a plurality of hybrid materials, an electronic component having a high wavelength shortening effect, an excellent high-frequency characteristic, a small size and a high performance, and an excellent overall electrical characteristic can be obtained. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a balun transformer which is a configuration example of an electronic component of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a balun transformer which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a balun transformer as a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram showing a balun transformer which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a laminated filter that is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a multilayer filter that is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing a multilayer filter as a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a transfer characteristic of a multilayer filter which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a laminated filter which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 10 is a view showing a laminated filter which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 11 is an equivalent circuit diagram showing a multilayer filter as a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating transfer characteristics of a multilayer filter that is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a block filter which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a block filter which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing a block filter which is a configuration example of an electronic component of the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing a block filter which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing an equivalent circuit of a block filter which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 18 is a view showing a mold of a block filter which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 19 is a diagram showing a coupler as a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 20 is a diagram showing a coupler as a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 21 is a diagram illustrating a coupler that is a configuration example of an electronic component according to the present invention.
FIG. 22 is a diagram showing an internal connection of a coupler which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 23 is a diagram showing an equivalent circuit of a coupler which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 24 is a diagram showing an antenna as a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 25 is a diagram showing an antenna as a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 26 is a diagram showing an antenna as a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 27 is a diagram illustrating an antenna that is a configuration example of an electronic component according to the present invention.
FIG. 28 is a diagram showing an antenna as a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 29 is a diagram showing a patch antenna which is a configuration example of an electronic component of the present invention.
FIG. 30 is a view showing a patch antenna which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 31 is a view showing a patch antenna which is a configuration example of an electronic component of the present invention.
FIG. 32 is a view showing a patch antenna which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 33 is a view showing a patch antenna which is a configuration example of an electronic component of the present invention.
FIG. 34 is a diagram showing a patch antenna which is a configuration example of an electronic component of the present invention.
FIG. 35 is a view showing a patch antenna which is a configuration example of an electronic component of the present invention.
FIG. 36 is a view showing a patch antenna which is a configuration example of an electronic component of the present invention.
FIG. 37 is a diagram illustrating a VCO that is a configuration example of an electronic component according to the present invention.
FIG. 38 is a diagram illustrating a VCO that is a configuration example of an electronic component according to the invention.
FIG. 39 is an equivalent circuit diagram showing a VCO that is a configuration example of an electronic component according to the present invention.
FIG. 40 is a diagram showing an RF module which is a configuration example of an electronic component of the present invention.
FIG. 41 is a diagram showing an RF module which is a configuration example of an electronic component of the present invention.
FIG. 42 is a diagram showing an RF module which is a configuration example of an electronic component of the present invention.
FIG. 43 is a diagram showing an RF module which is a configuration example of an electronic component of the present invention.
FIG. 44 is a diagram illustrating a resonator that is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 45 is a diagram illustrating a resonator that is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 46 is a diagram illustrating a resonator that is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 47 is a view illustrating a resonator that is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 48 is a diagram illustrating a resonator that is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 49 is a diagram illustrating a resonator that is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 50 is a diagram showing an equivalent circuit of a resonator which is a configuration example of the electronic component of the present invention.
FIG. 51 is a graph showing Q-frequency characteristics of a hybrid material.
FIG. 52 is a process drawing showing an example of forming a substrate with a copper foil used in the present invention.
FIG. 53 is another process drawing showing the example of forming the substrate with copper foil used in the present invention.
FIG. 54 is a process drawing showing an example of forming a substrate with a copper foil;
FIG. 55 is another process drawing showing the example of forming the substrate with copper foil;
FIG. 56 is a process chart showing an example of forming a multilayer substrate.
FIG. 57 is a process drawing illustrating an example of forming a multilayer substrate.
[Explanation of symbols]
40 Balun transformer 40
40a-40o constituent layer
45 GND conductor
43 inner conductor 43
60 Multilayer filter
80 block filter
110 coupler
130, 140 antenna
150, 160, 170 patch antenna

Claims (6)

少なくともハイブリッド材により形成されている構成層と、前記構成層の少なくとも1層に形成されている導電体層とを有し、前記導電体層により所定の電気回路が構成されている多層基板による電子部品であって、
前記ハイブリッド材によって形成されている構成層は、誘電体材料粉を少なくとも1種以上含有し、さらに磁性材料粉、誘電体被覆金属粉、絶縁体被覆磁性金属粉のいずれかの1種以上から選択される2種以上の材料粉と樹脂材料とを含有する電子部品。
Electrons by a multilayer substrate having at least a constituent layer formed of a hybrid material, and a conductor layer formed on at least one of the constituent layers, wherein a predetermined electric circuit is formed by the conductor layer Parts
The constituent layer formed of the hybrid material contains at least one kind of dielectric material powder, and is further selected from at least one kind of magnetic material powder, dielectric-coated metal powder, and insulator-coated magnetic metal powder. Electronic component containing two or more kinds of material powders and a resin material.
少なくともハイブリッド材により形成されている構成層と、前記構成層の少なくとも1層に形成されている導電体層とを有し、前記導電体層により所定の電気回路が構成されている多層基板による電子部品であって、
前記ハイブリッド材によって形成されている構成層は、少なくとも1種または2種以上の磁性材料粉、1種または2種以上の誘電体被覆金属粉または1種または2種以上の絶縁体被覆磁性金属粉から選択される2種以上の材料粉と樹脂材料とを含有する電子部品。
Electrons by a multilayer substrate having at least a constituent layer formed of a hybrid material, and a conductor layer formed on at least one of the constituent layers, wherein a predetermined electric circuit is formed by the conductor layer Parts
The constituent layer formed of the hybrid material includes at least one or two or more magnetic material powders, one or two or more dielectric-coated metal powders, or one or two or more insulator-coated magnetic metal powders An electronic component containing two or more kinds of material powders selected from the group consisting of a resin powder and a resin material.
前記誘電体被覆金属粉は金属粒子の表面が誘電体で覆われており、前記絶縁体被覆磁性金属粉は、磁性金属粒子の表面が絶縁体で覆われている請求項1または2の電子部品。3. The electronic component according to claim 1, wherein the dielectric-coated metal powder has a surface of metal particles covered with a dielectric, and the insulator-coated magnetic metal powder has a surface of magnetic metal particles covered with an insulator. . 前記誘電体材料粉は多結晶誘電体粉または単結晶誘電体粉であり、前記磁性材料粉は、強磁性金属粉、磁性フェライト破砕粉、または単結晶フェライト破砕粉である請求項1または2の電子部品。3. The powder according to claim 1, wherein the dielectric material powder is a polycrystalline dielectric powder or a single crystal dielectric powder, and the magnetic material powder is a ferromagnetic metal powder, a magnetic ferrite crushed powder, or a single crystal ferrite crushed powder. Electronic components. 少なくともいずれかの層に1種または2種以上の難燃剤を含有する請求項1〜4のいずれかの電子部品。The electronic component according to claim 1, wherein at least one layer contains one or more flame retardants. 50MHz以上の周波数帯で使用される請求項1〜5のいずれかの電子部品。6. The electronic component according to claim 1, which is used in a frequency band of 50 MHz or more.
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