专利名称：多层层叠电路基板的制作方法
技术领域：
本发明是关于半导体技术领域的多层层叠电路基板，具体地是关于内置有层叠具有电磁特性的片而形成了线圈以及铁心的层叠变压器的电路基板。
背景技术：
近年来，随着电子设备的小型化的急速发展，轻、小、薄的层叠变压器受到瞩目。图13是表示过去的层叠变压器的分解立体图。图14是层叠后的图13中的XIV-XIV线纵剖面图。下面，根据这些图进行说明。
过去的层叠变压器80，具有形成有初级绕组81a、81c的初级绕组用磁性片82b、82d，形成有次级绕组81b、81d的次级绕组用磁性片82c、82e，以及夹持磁性片82b～82e的磁性片82a、82g。
另外，在磁性片82e和磁性片82g之间，插有用于改善磁饱和特性的磁性片82f。磁性片82a～82e上设置有连接初级绕组81a、81c的通孔90、91、92以及连接次级绕组81b、81d的通孔93、94、95。磁性片82a的下面，设置有初级绕组用外部电极96、97以及次级绕组用外部电极98、99。通孔90～96内填充有导电体。磁性片82a～82g成为层叠变压器80的铁心。
另外，由于图13和图14为概略图，所以严密地说，初级绕组81a、81c以及次级绕组81b、81d的匝数、和通孔90～96的位置，在图13和图14中不是对应的。
在层叠变压器80的初级侧，以外部电极96→通孔92→初级绕组81c→通孔91→初级绕组81a→通孔90→外部电极97的顺序、或者与此相反的顺序流动电流。另一方面，在层叠变压器80的次级侧，以外部电极99→通孔95→次级绕组81d→通孔94次级绕组81b→通孔93→外部电极98的顺序、或者与此相反的顺序流动电流。流过初级绕组81a、81c的电流，在磁性片82a～82g产生磁通85(图14)。该磁通85使得在次级绕组81b、81d产生与匝数比相对应的电动势。如此，层叠变压器80进行动作。
在此，设初级绕组81a、81c的自感系数为L1，次级绕组81b、81d的自感系数为L2，初级绕组81a、81c和次级绕组81b、81d的互感系数为M，则电磁耦合系数k可以用下式来定义。
k＝|M|/√(L1·L2)(k≤1)电磁耦合系数k，是变换性能的指标之一，其越大漏磁通(漏电感)越少，所以电变换效率高。
层叠变压器80，例如作为个别部件安装于打印机布线板上。但是，以过去的技术，越来越难以满足电子设备的进一步小型化的要求。
另外，在层叠变压器80种，通过初级绕组81a、81c和次级绕组81b、81d之间为磁性体层(磁性片82c～82e)，而产生漏磁通86(图14)，所以无法获得足够的电磁耦合系数k。为了解决该问题，考虑有通过网板印刷或者涂膏印刷在初级绕组81a、81c上以及次级绕组81b、81d上设置电介质层(图中未示)，利用从该电介质层扩散的物质使磁性体层的透磁率变小的技术(下面称为“过去的层叠变压器”)。
但是，利用这种过去的层叠变压器，由于在初级绕组81a、81c上以及次级绕组81b、81d上所涂布的电介质膏中、扩散来自初级绕组81a、81c以及次级绕组81b、81d的导电物质(例如Ag粒子)，恐怕会使得初级绕组81a之间、初级绕组81c之间、次级绕组81b之间以及次级绕组81d之间的绝缘性降低。这是由于膏通过例如有机溶媒等变为液体状，故物质较易扩散的原因。
另外，即便设置电介质层减少了漏磁通，而初级绕组81a、81c和次级绕组81b、81d的间隔变为“磁性体层+电介质层”而变宽。由此，其间隔中变得容易进入漏磁通，反而把电磁耦合系数k向小的方向作用。因此，利用过去的层叠变压器，使电磁耦合系数k变大是极其困难的。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于通过充分发挥层叠变压器的轻、小、薄的优点，提供实现电子设备进一步小型化的技术。另外，本发明的其他目的在于，提供在维持绕组相互的绝缘性的状态下能够增大电磁耦合系数的层叠变压器。
关于本发明的一种多层层叠电路基板，其特征在于，内置有层叠磁性片、初级绕组和次级绕组、以及由非磁性体构成的电介质片而成的层叠变压器，同时具备形成有电路图案的布线片。而且，在优选的实施方式中，也可以布线片层叠于层叠变压器的上或下，或者在所述布线片的一部分上设置所述层叠变压器。进一步，也可以还具有形成有层叠部件的层叠部件片。此时，也可以表面安装有厚膜或者芯片无源元件或芯片有源元件。另外，在此所谓“非磁性体”，意指具有至少比磁性片小的透磁率的物质。所谓“电介质片”是指至少具有比磁性片大的电阻率的片，也可以称为电介体片或者绝缘片。
在过去的技术中，把层叠变压器作为单独部件安装在打印布线板上，但层叠变压器的封装做得小型化、缩小层叠变压器和其他部件的布线已经达到了极限。因此，在本发明中，使层叠变压器内置于多层层叠电路基板中。结果，由于封装了多层层叠电路基板，层叠变压器的封装就省略了。而且，由于可以在层叠方向上布线，布线的占有面积减少，所以层叠变压器和其他部件的布线也变为最小限度。
本发明的优选实施方式中的多层层叠电路基板中所内置的层叠变压器，具有以下层叠体。该层叠体包含，第一磁性片，由层叠于该第一磁性片上、同时中央形成有通孔的非磁性体构成的第一电介质片，位于该第一电介质片上的通孔的周围、同时由初级绕组及次级绕组的任一者或者两者构成的第一绕组，层叠于该第一绕组上、同时在第一电介质片的周边以及通孔接触第一磁性片的第二磁性片，由层叠于该第二磁性片上、同时中央形成有通孔的非磁性体构成的第二电介质片，位于该第二电介质片上的通孔的周围、同时由初级绕组及次级绕组的任一者或者两者构成的第二绕组，以及，层叠于该第二绕组上、同时在第二电介质片的周边以及通孔接触第二磁性片的第三磁性片而构成。另外，优选，也可以所述层叠体进一步被层叠多个，除去上端的所述第三磁性片在其上的层叠体中兼用作所述第一磁性片，分别连接多个初级绕组和多个次级绕组的通孔设置在磁性片以及电介质片上。
电介质片，与在绕组上涂布电介体膏所形成的电介体层相比，具有以下的优点。①为固体的片状，即不是膏状，所以与有无绕组无关、膜厚均匀。因此，即便在有绕组的部分，也能确保充分的膜厚。②由于不是膏状，从绕组的扩散物质极少。因此，不会使初级绕组之间和次级绕组之间的绝缘性劣化。
另外，优选，在电介质片的中央设置通孔，电介质片的大小比磁性片小。由此，以一对磁性片夹持电介质片时，在电介质片的中央以及周边处磁性片相接触，因此形成了磁性片的铁心。在初级绕组和次级绕组之间介在有电介质片，所以绝缘性方面也很出色。
本发明的优选实施方式的多层层叠电路基板中所内置的层叠变压器，具备由中央形成有通孔的非磁性体构成的电介质片，位于该电介质片的一方的面上且位于通孔的周围、同时由初级绕组及次级绕组的任一者或者两者构成的第一绕组，位于电介质片的另一方的面上且位于通孔的周围、同时由初级绕组及次级绕组的任一者或者两者构成的第二绕组，以及，夹持电介质片、第一绕组以及第二绕组、同时在该电介质片的周边以及通孔相互接触的一对磁性片。
优选，电介质片可以是一片也可以是多片。初级绕组和次级绕组为夹着电介质片而相对置，则也可以在电介质片的一个面上交互配置初级绕组和次级绕组，在另一面上交互配置初级绕组和次级绕组。电介质片为多片时，可以夹着这些电介质片设置多根初级绕组和次级绕组。此时，分别连接这些初级绕组之间和次级绕组之间的通孔，也可以设置在电介质片上。
在过去的层叠变压器中，由于初级绕组和次级绕组之间为磁性体层，通过在该磁性体层产生漏磁通，而电磁耦合系数变小。因此，本发明的层叠变压器中，首先把初级绕组和次级绕组之间设为非磁性体层(电介质片)。由于仅仅如此不能够形成铁心，所以在电介质片的中央设置通孔，通过在该通孔和电介质片的周边使得一对磁性片相接触，形成铁心。而且，与过去的层叠变压器不同，由于没有必要在初级绕组和次级绕组上涂布电介质膏形成电介体层，所以初级绕组之间以及次级绕组之间的绝缘性也不会劣化，初级绕组和次级绕组的间隔不会扩大。
另外，优选的实施方式中，也可以进一步具备收纳于电介质片的周边的磁性框、和收纳于通孔中的磁心，一对磁性片夹持电介质片的同时、经由磁性框以及磁心而相互接触。在此情况下，电介质片可以是一片也可以是多片(层叠)。电介质片为多片时，可以夹着这些电介质片设置多根初级绕组和次级绕组。此时，也可以把分别连接这些初级绕组之间和次级绕组之间的通孔，设置在电介质片上。
优选，第一磁性片和第二磁性片之间夹持有电介质片，另外，初级绕组和次级绕组分别位于电介质片的两面上。而且，电介质片的周边收纳有磁性框，磁性片的中央的通孔中收纳有磁心。因此，一对磁性片，在磁性片的周边以及中央处的凹陷较少。所以。由于可以不必使得一对磁性片弯曲，制造变的容易。而且，由于可以获得充分的磁路的截面积，所以磁饱和特性也提高了。这种作用在电介质片的层叠片数越多时越表现明显。
特别地，使磁性框的厚度(如果是多个则为其总和)、磁心的厚度(如果是多个则为其总和)和电介质片的厚度(如果是多个则为其总和)统一，则可以获得极其平坦的层叠变压器。因此，即便在层叠变压器上层叠布线片，由于可以抑制布线片的歪斜，所以布线片的可靠性也提高了。
另外，优选的实施方式中，也可以是由磁性框以及磁心经由支持部相互连接的磁性片构成。此时，可以同时形成磁性框以及磁心，而且层叠时的对位也可以同时进行。
本发明的优选实施方式的多层层叠电路基板中所内置的层叠变压器，具备由中央及周边为磁性图案、中央以及周边以外的部分为非磁性体构成的电介质图案的混合片，位于电介质图案的一方的面上且位于中央的周围、同时由初级绕组及次级绕组的任一者或者两者构成的第一绕组，位于电介质图案的另一方的面上且位于中央的周围、同时由初级绕组及次级绕组的任一者或者两者构成的第二绕组，以及，夹持混合片、第一绕组以及第二绕组、同时经由磁性图案相互接触的一对磁性片。
优选，混合片可以是一片也可以是层叠的多片。初级绕组和次级绕组为夹着混合片的电介质图案而相对置，则也可以在混合片的一个面上交互配置初级绕组和次级绕组，在另一面上交互配置初级绕组和次级绕组。混合片为多片时，可以夹着这些混合片设置多根初级绕组和次级绕组。此时，分别连接这些初级绕组之间和次级绕组之间的通孔，也可以设置在混合片上。
在过去的层叠变压器中，由于初级绕组和次级绕组之间为磁性体层，通过在该磁性体层产生漏磁通，电磁耦合系数变小。因此，本发明的层叠变压器中，首先把初级绕组和次级绕组之间设为非磁性体层(电介质图案)。由于仅仅如此不能够形成铁心，所以在混合片的中央以及周边设为电介质图案，通过利用该电介质图案使得一对磁性片相接触，形成铁心。而且，与过去的层叠变压器不同，由于没有必要在初级绕组和次级绕组上涂布电介质膏形成电介体层，所以初级绕组之间以及次级绕组之间的绝缘性也不会劣化，初级绕组和次级绕组的间隔不会扩大。
另外，在优选实施方式中，也可以在所述第一绕组或者所述第二绕组和所述磁性片之间介插混合片。该混合片发挥提高初级绕组或者次级绕组的绝缘性的作用。
在优选实施方式中，也可以混合片的磁性图案的膜厚和电介质图案的膜厚相等。此时，由于混合片的膜厚在每一处都一定，所以夹持混合片的一对磁性片也变得平坦。因此。即便在层叠变压器上层叠布线片，由于能够抑制布线片的歪斜，所以布线片的可靠性提高。
根据本发明的多层层叠电路基板，通过内置层叠变压器，可以省略层叠变压器的封装，同时可以使得层叠变压器和其他的部件之间的布线变为最小限度。因此，由于能够充分利用层叠变压器的轻、小、薄的优点，所以能够实现电子设备的进一步小型化。
根据本发明的优选实施方式的多层层叠电路基板中的层叠变压器，通过在电介质片上配置绕组，即便在有绕组的部分，也可以充分确保电介质层的膜厚。而且，由于电介质片为固体而不是膏状，从绕组向电介质片的扩散物质极少，所以也不会使得初级绕组之间和次级绕组之间的绝缘性劣化。因此，能够大幅度地提高绕组相互的绝缘性。而且，通过以一对磁性片夹持中央设有通孔的电介质片，在电介质片的中央以及周边处磁性片之间相接，所以能够以单纯的结构且简单的方法形成由磁性片构成的铁心。
根据本发明优选的实施方式的多层层叠电路基板的层叠变压器，通过在初级绕组和次级绕组之间设为电介质片、在电介质片的中央设置通孔、在该通孔和电介质片的周边处使一对磁性片接触形成铁心，能够实现初级绕组和次级绕组之间为非磁性体层的层叠变压器，所以能够抑制漏磁通。而且，与过去的层叠变压器不同，由于没有必要在初级绕组和次级绕组上涂布电介质膏形成电介体层，所以初级绕组之间以及次级绕组之间的绝缘性也不会劣化，初级绕组和次级绕组的间隔不会扩大。因此，能够在维持绕组相互的绝缘性的状态下增大电磁耦合系数。进一步，通过代替过去的磁性片而介在电介质片，也能够提高初级绕组和次级绕组的绝缘性。
根据本发明的优选实施方式的多层层叠电路基板中的层叠变压器，此外，通过在电介质片的周边和通孔、夹持电介质片的一对磁性片相接触，磁性片自身作为磁心以及磁性框发挥作用，能够减少部件数量。
根据本发明的优选实施方式的多层层叠电路基板中的层叠变压器，通过磁性框收纳于电介质片的周边、磁心收纳于电介质片的中央的通孔、一对磁性片夹持上述三者，能够降低电介质片的周边以及中央处的磁性片的弯曲。因此，由于磁性片可以不太弯曲或者完全不弯曲，所以制造也能够容易化。而且，由于获得充足的磁路的截面积，所以磁饱和特性也提高了。
根据本发明的优选实施方式的多层层叠电路基板中的层叠变压器，由于由磁性框以及磁心经由支持部相互连接的磁性片构成，所以可以同时形成磁性框以及磁心，而且层叠时的对位也可以同时进行，因而能够实现制造的容易化。
根据本发明的优选实施方式的多层层叠电路基板中的层叠变压器，通过初级绕组和次级绕组为混合片的电介质图案、混合片的中央以及周边围磁性图案、利用磁性图案使得一对磁性片相互接触形成铁心，能够实现初级绕组和次级绕组之间为非磁性体层的层叠变压器，所以能够抑制漏磁通。而且，与过去的层叠变压器不同，由于没有必要在初级绕组和次级绕组上涂布电介质膏形成电介体层，所以初级绕组之间以及次级绕组之间的绝缘性也不会劣化，初级绕组和次级绕组的间隔不会扩大。因此，能够在维持绕组相互的绝缘性的状态下增大电磁耦合系数。进一步，通过代替过去的磁性片而介在电介质图案，也能够提高初级绕组和次级绕组的绝缘性。
另外，通过把电介质图案和磁性图案两者形成于一片混合片上，与层叠仅由电介体构成的电介质片和仅由磁性体构成的磁性片形成同样的结构的情况相比，能够减少片的片数，同时也能够使层叠方法简略化。
根据本发明的优选实施方式的多层层叠电路基板中的层叠变压器，此外，通过在初级绕组或次级绕组和磁性片之间介插与所述混合片相同的片，能够电保护初级绕组或者次级绕组，所以能够提高绝缘性。
根据本发明的优选实施方式的多层层叠电路基板中的层叠变压器，通过磁性图案的膜厚和电介质图案的膜厚相等，由于混合片的膜厚在每一处都一定，所以夹持混合片的一对磁性片也变得平坦。因此。能够在磁性片上精度良好地形成电路图案等。
图1是表示关于本发明的多层层叠电路基板的第1实施方式的分解立体图，图2是层叠后的图1中的II-II线纵剖面图。
图3是表示关于本发明的多层层叠电路基板的第2实施方式的部分立体图，图4是表示图1的多层层叠电路基板的制造方法的工序图。
图5是表示关于本发明的多层层叠电路基板的第3实施方式的分解立体图，图6是层叠后的图5中的VII-VII纵剖面图。
图7是表示关于本发明的多层层叠电路基板的第4实施方式的分解立体图，图8是层叠后的图7中的VIII-VIII线纵剖面图。
图9是表示关于本发明的多层层叠电路基板的第5实施方式的分解立体图，图10是层叠后的图9中的X-X线纵剖面图。
图11是表示关于本发明的多层层叠电路基板的第6实施方式的分解立体图，图12是层叠后的图11中的XII-XII线纵剖面图。
图13是表示过去的层叠变压器的分解立体图，图14是层叠后的图13中的XIV-XIV线纵剖面图。
具体实施例方式
图1是关于本发明的多层层叠电路基板的第1实施方式的分解立体图。图2是层叠后的图1中的II-II线纵剖面图。下面根据这些图进行说明。
本实施方式的多层层叠电路基板10A，是层叠变压器10、形成有层叠部件的层叠部件片30和形成有电路图案的布线片50按照该顺序层叠而成的。在多层层叠电路基板10A中，通过内置层叠变压器10，省略层叠变压器10的封装的同时，层叠变压器10和其他部件之间的布线也达到最小限度。其理由是由于封装了多层层叠电路基板10A，而不需要层叠变压器10的封装。以及，由于可以在层叠方向进行布线，布线的占用面积减少，所以层叠变压器10和其他部件之间的布线也变为最小限度。另外，层叠变压器10，也可以如后所述第3实施方式那样设在布线片的一部分上。
层叠变压器10具有层叠体15a。层叠体15a包括由磁性片11a，层叠于磁性片11a上、同时中央形成有通孔12a的非磁性体构成的初级绕组用电介质片13a，位于电介质片13a上的通孔12a的周围的初级绕组14a，层叠于初级绕组14a上、同时在电介质片13a的周边以及通孔12a处接触磁性片11a的磁性片11b，由层叠于磁性片11b上、同时中央形成有通孔12b的非磁性体构成的次级绕组形成用电介质片13b，位于电介质片13b上的通孔12b的周围的次级绕组14b，以及，层叠于次级绕组14b上、同时在电介质片13b的周边以及通孔12b处接触磁性片11b的磁性片11c。
另外，磁性片11a、11b以及电介质片13a、13b上，设有用于连接初级绕组14a的通孔15、16以及连接次级绕组14b的通孔17、18。布线片50的上面，设有初级绕组用外部电极19、20以及次级绕组用外部电极21、22。在通孔15～18内填充有导电体。磁性片11a～11c成为层叠变压器10的铁心。
层叠部件片30是举了用于以次级绕组14b屏蔽高频噪声的低通滤波器的例子。即，层叠部件片30，具有用于提高与层叠变压器10的电及磁的绝缘性的电介质片13c，由磁性片11d、11e以及线圈绕组31构成的层叠电感器32，以及，由高电介质常数的电介质片13d和平行平板电极33a、33b构成的层叠电容器34。流动于线圈绕组31中的电流，使磁性片11d、11e产生磁通35(图2)。施加于平行平板电极33a、33b之间的电压，使平行平板33a、33b蓄积电荷。
布线片50是在作为绝缘基板的电介质片13e的上面形成了层叠变压器10的外部电极19～22、布线线51、部件区52、层叠电阻器53等的片。在部件区52上安装有芯片部件54(图2)等。
另外，由于图1以及图2为概略图，所以严密地说，初级绕组14a、次级绕组14b以及线圈绕组31的匝数和位置、以及布线线51、部件区52、层叠电阻器53等的位置，在图1和图2中不是对应的。另外，在图2中膜厚方向(上下方向)也比宽方向(左右方向)进行了放大表示。
在层叠变压器10的初级侧，以外部电极19→通孔15→初级绕组14a通孔16→外部电极20的顺序、或者与此相反的顺序流动电流。另一方面，在层叠变压器10的次级侧，以外部电极21→通孔17次级绕组14b通孔18→线圈绕组31→通孔23→外部电极22的顺序、或者与此相反的顺序流动电流。流过初级绕组14a的电流，在磁性片11a～11c产生磁通24(图2)。该磁通24使得在次级绕组14b产生与匝数比相对应的电动势。如此，层叠变压器10进行动作。另外，磁通24由于隔着电介质片13c，所以与磁通35互不干涉。
另外，电介质片13a～13b提高了初级绕组14a以及次级绕组14b的绝缘性。主要地，电介质片13a和13b分别提高了外部和初级绕组14a之间、初级绕组14a和次级绕组14b之间的绝缘性。
层叠变压器10中，在电介质片13a上配置有初级绕组14a，在电介质片13b上配置有次级绕组14b。电介质片13a、13b，与在绕组上涂布电介质膏而直接形成的电介质层相比，具有以下优点。①由于是固体的片状、即不是膏状，所以与绕组的有无无关、膜厚均匀。因此，即便在有绕组的部分也能确保充分的膜厚。为简便，图2中，使初级绕组14a以及次级绕组14b下的电介质片13a、13b凹陷来表示。但是，实际上，如图3所示，电介质片13a、13b的膜厚与绕组的有无无关，是均匀的。②由于不是膏状的，所以从初级绕组14a以及次级绕组14b的扩散物质极少。因此，不会使初级绕组14a之间和次级绕组14b之间的绝缘性劣化。
另外，通过在电介质片13a上形成初级绕组14a以及次级绕组14b两者，也可以省略磁性片11c以及电介质片13b。另外，为了提高次级绕组14b和外部之间的绝缘性，也可以在电介质片13b和磁性片11之间插入电介质片。
图3是表示关于本发明的多层层叠电路基板的第2实施方式的部分立体图。下面，根据该图面进行说明。只是，与图1以及图2相同的部分通过附加相同符号而省略其说明。
本实施方式的多层层叠电路基板的层叠变压器60，在层叠体15a上进一步层叠有层叠体15b、...。磁性片11c，兼用于层叠体15a、15b两者。层叠体15b，与层叠体15a同样地，具有磁性片11c、11f、11g，电介质层13f、13g，初级绕组14c以及次级绕组14d。另外，图中未示，但是在磁性片11a、...以及电介质片13a、...上设置有连接初级绕组14a、14c、...之间以及次级绕组14b、14d、...之间的通孔。
电介质片13a、...提高了初级绕组14a、14c以及次级绕组14b、14d的绝缘性。主要地，电介质层13a提高外部和初级绕组14a之间的绝缘性，电介质层13b提高初级绕组14a和次级绕组14b之间的绝缘性，电介质层13f提高次级绕组14b和初级绕组14c之间的绝缘性，电介质层13g提高初级绕组14c和次级绕组14d之间的绝缘性。在本实施方式中的层叠变压器60，也起到与第一实施方式中的层叠变压器10相同的作用及效果。
在此，举例表示各构成要素的实际尺寸。磁性片11a、...为膜厚80μm、宽8mm、进深6mm。电介质片13a、...为膜厚40μm、宽7mm、进深5mm。初级绕组14a、...以及次级绕组14b、...为膜厚12μm、线宽200μm、线间距150μm。构成层叠变压器10、60的片的层叠片数，10～50片左右比较实用。
图4是表示图1的多层层叠电路基板的制造方法的工序图。下面，根据图1以及图4进行说明。
首先，制作磁性体浆料(工序61)。磁性材料为例如Ni-Cu-Zn类。接着，通过利用刮浆法在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜上载置磁性体浆料，成形磁性体片(工序62)。接着，通过切断该磁性体片，得到磁性体片11a～11e(工序63)。同样地，分别制作低电介质常数以及高电介质常数的非磁性体浆料(工序64)。接着，通过利用刮浆法在PET膜上载置非磁性体浆料，成形非磁性体片(工序65)。接着，通过切断该非磁性体片，获得电介质片13c～13e(工序66)。电介质片13c、13e为低电介质常数，电介质片13d为高电介质常数。
另外，制作低电介质常数的非磁性体膏(玻璃膏)(工序67)。接着，通过利用网板印刷法在PET膜上载置非磁性体膏，制作电介质片13a、13b(工序68)。接着，对于电介质片13a～13e以及磁性片11a～11e，利用冲压等形成通孔15、...(工序69)。接着，通过仅在电介质片13e上网板印刷电阻体膏，形成层叠电阻器53(工序70)。接着，通过网板印刷Ag类导电膏，形成初级绕组14a以及次级绕组14b、线圈绕组31、布线线51、部件区52等，同时向通孔15、...填充导电体(工序71)。
接着，把在工序71得到的磁性片11a～11e以及电介质片13a～13e从PET膜剥离并进行层叠，利用静液压加压机使其密封成多层层叠电路基板10A(工序72)。接着，把该多层层叠电路基板10A切断成规定的大小(工序73)。最后，以900℃左右进行同时烧制(工序74)。
另外，后述的各实施方式中的多层层叠电路基板的制造方法，也是以本实施方式为基准。因此，在后述的实施方式中，省略制造方法的说明。
图5是表示关于本发明的多层层叠电路基板的第3实施方式的分解立体图。图6是层叠后的图5中的VII-VII纵剖面图。下面，根据这些图进行说明。
本实施方式的多层层叠电路基板100，是在形成有电路图案的布线片101上层叠了层叠变压器110的基板。在多层层叠电路基板100中，通过内置层叠变压器110，省略层叠变压器110的封装的同时，层叠变压器110和其他部件之间的布线也达到最小限度。另外，布线片101，也可以如上所述第1实施方式那样设在层叠变压器110上。
布线片101层叠有多个电介质片102a、102b、102c、...。在最上层的电介质片102a的上面，形成有层叠变压器110的外部电极122～125、布线线103、部件区104、层叠电阻器105等。在部件区104上安装有芯片部件106(图6)等。内部的电介质片102b、102c、...(图6)上形成有布线线107、通孔108、层叠电阻器109等。另外，布线片101上形成有未图示的层叠电容器及层叠电感器。
层叠变压器110，具有由中央形成有通孔111a、在通孔111a的周围形成了初级绕组112的非磁性体构成的初级绕组用电介质片113，层叠于电介质片113上、同时在中央形成有通孔111b、在通孔111b的周围形成有次级绕组114的非磁性体构成的次级绕组用电介质片115，以及，夹持电介质片113、115、同时在电介质片113、115的周边以及通孔111a、111b处相互接触的磁性片116、117。
另外，电介质片113、114以及磁性片116上，设有用于连接初级绕组112的通孔118、119以及连接次级绕组114的通孔120、121。磁性片116的下面，设有初级绕组用外部电极122、123以及次级绕组用外部电极124、125。在通孔118～121内填充有导电体。磁性片116、117成为层叠变压器110的铁心。
另外，由于图5以及图6为概略图，所以严密地说，初级绕组112、次级绕组114的匝数和位置、以及通孔118～121、布线线103、部件区104、层叠电阻器105等的位置，在图5和图6中不是对应的。另外，在图6中膜厚方向(上下方向)也比宽方向(左右方向)进行了放大表示。
在层叠变压器110的初级侧，以外部电极122→通孔118→初级绕组112→通孔119→外部电极123的顺序、或者与此相反的顺序流动电流。另一方面，在层叠变压器110的次级侧，以外部电极124通孔120→次级绕组114→通孔121→外部电极125的顺序、或者与此相反的顺序流动电流。流过初级绕组112的电流，在磁性片116、117产生磁通126(图6)。该磁通126使得在次级绕组114产生与匝数比相对应的电动势。如此，层叠变压器110进行动作。
在层叠变压器110中，通过初级绕组112和次级绕组114之间为非磁性体层(电介质片115)，可以抑制漏磁通。而且，与过去的层叠变压器不同，由于没有必要在初级绕组112以及次级绕组114上涂布电介质膏形成电介质层，所以初级绕组112之间以及次级绕组114之间的绝缘性不会劣化，初级绕组112和次级绕组114的间隔也不会扩大。因此，可以在维持绕组相互的绝缘性的状态下增大电磁耦合系数k。此外，通过间隔有电介质片115，初级绕组112和次级绕组114的绝缘性也提高了。
本实施方式的层叠变压器110，优选适用于电介质片113、114的层叠片数少的情况。这是由于电介质片113、114的层叠片数少，则磁性片116、117的弯曲部处的曲率变小，所以制造容易、同时也能够获得充足的中央以及周边处的磁性体层的厚度。
另外，通过在电介质片115的两面上分别形成初级绕组112以及次级绕组114，也可以省略电介质片113。次级绕组114也可以不形成在电介质片115上，而形成在磁性片117上。也可以在次级绕组114和磁性片117之间插入提高次级绕组112的绝缘性的电介质片。在层叠多个电介质片的情况下，也可以在有些地方插入磁性片。另外，各构成要素的尺寸以后述的第四实施方式为基准。
图7是表示关于本发明的多层层叠电路基板的第4实施方式的分解立体图。图8是层叠后的图7中的VIII-VIII线纵剖面图。下面，根据这些图进行说明。
本实施方式的多层层叠电路基板，除了层叠变压器130，与第一和第三实施方式相同。因此，仅对层叠变压器130进行说明。
层叠变压器130，具备由中央形成有通孔131a、在通孔131a的周围形成了初级绕组132的非磁性体构成的初级绕组用电介质片133，由中央形成有通孔131b、在通孔131b的周围形成有初级绕组132b的非磁性体构成的初级绕组用电介质片134，由层叠于电介质片133上、同时在中央形成有通孔135a、在通135a的周围形成有次级绕组136a的非磁性体构成的次级绕组用电介质片137，由层叠于电介质片134上、同时在中央形成有通孔135b、在通孔135b的周围形成有次级绕组136b的非磁性体构成的次级绕组用电介质片138，收纳于电介质片133、134、137、138的周边的磁性框139a、139b，收纳于通孔131a、131b、135a、135b中的磁心140a、140b，以及，夹持电介质片133、134、137、138、同时经由磁性框139a、139b以及磁心140a、140b相互接触的磁性片141、142。
另外，磁性框139a和磁心140a，经由四个支持部143a相连接，构成磁性片144。磁性框139b和磁心140b，经由四个支持部143b相连接，构成磁性片145。在电介质片137和磁性片144之间，插有与电介质片137同样大小的、中央形成有通孔146a的次级绕组保护用电介质片147。在电介质片138和磁性片145之间，插有与电介质片138同样大小的、中央形成有通孔146b的次级绕组保护用电介质片148。在此所谓的“绕组保护”意为提高绕组的绝缘性。
在电介质片133、134、137、147以及磁性片141上，设有连接初级绕组132a、132b的通孔149、150、151。在电介质片133、134、137、147以及磁性片141上，设有连接次级绕组136a、136b的通孔152、153、154。在磁性片141的下面，设有初级绕组用外部电极155、156以及次级绕组用外部电极157、158。在通孔149～154内填充有导电体。磁性片141、142、144、145成为层叠变压器130的铁心。
另外，由于图7以及图8为概略图，所以严密地说，初级绕组132a、132b以及次级绕组136a、136b的匝数和通孔149～154的位置，在图7和图8中不是对应的。另外，在图7中膜厚方向(上下方向)也比宽方向(左右方向)进行了放大表示。
举例表示各构成要素的实际尺寸。磁性片141、142、144、145为膜厚100μm、宽8mm、进深6mm。电介质片133、134、137、138、147、148为膜厚33μm、宽7mm、进深5mm。初级绕组132a、132b以及次级绕组136a、136b为膜厚15μm、线宽200μm。构成层叠变压器110、130的片的层叠片数，10～50片左右比较实用。
在层叠变压器130的初级侧，以外部电极156通孔151→初级绕组132a→通孔150→初级绕组132b→通孔149→外部电极155的顺序、或者与此相反的顺序流动电流。另一方面，在层叠变压器130的次级侧，以外部电极157→通孔154→次级绕组136a通孔153→次级绕组136b→通孔152→外部电极158的顺序、或者与此相反的顺序流动电流。流过初级绕组132a、132b的电流，在磁性片141、142、144、145产生磁通159(图8)。该磁通159使得在次级绕组136a、136b产生与匝数比相对应的电动势。如此，层叠变压器130进行动作。
在层叠变压器130中，由于初级绕组132a、132b和次级绕组136a、136b之间为非磁性体层(电介质片134、137、138、147)，故可以抑制漏磁通。而且，与过去的层叠变压器不同，由于没有必要在初级绕组132a、132b以及次级绕组136a、136b上涂布电介质膏形成电介质层，所以初级绕组132a之间、初级绕组132b之间、次级绕组136a之间以及次级绕组136b之间的绝缘性不会劣化，初级绕组132a、132b和次级绕组136a、136b的间隔也不会扩大。因此，可以在维持绕组相互的绝缘性的状态下增大电磁耦合系数k。此外，通过间隔有电介质片137、138，初级绕组132a、132b和次级绕组136a、136b的绝缘性也提高了。
本实施方式的层叠变压器130，优选适用于电介质片133、...的层叠片数多的情况。这是由于即便电介质片133、...的层叠片数多，通过把磁性框139a、139b收纳于电介质片133、...的边缘、同时通孔131a、...内收纳磁心140a、140b，磁性片141、142几乎不弯曲，所以制造容易、同时也能够获得充足的中央以及周边处的磁性体层的厚度。
另外，磁性框139a和磁心140a，也可以在支持部143a处不连接，而是分离的。对于磁性框139b和磁心140b也是同样。也可以省略电介质片147、148。也可以只设置磁性片144、145中的任一方。
图9是表示关于本发明的多层层叠电路基板的第5实施方式的分解立体图。图10是层叠后的图9中的X-X线纵剖面图。下面，根据这些图进行说明。
本实施方式的多层层叠电路基板，除了层叠变压器210，与第一以及第三实施方式相同。因此，仅对于层叠变压器210进行说明。
层叠变压器210，具备由分别形成在中央及周边的中央磁性图案211a及周边磁性图案212a和在中央及周边之外的部分形成的非磁性体的电介质图案213a构成的混合片214a，由分别形成在中央及周边的中央磁性图案211b及周边磁性图案212b和在中央及周边之外的部分形成的非磁性体的电介质图案213b构成的混合片214b，位于电介质图案213a的一个面上且位于中央的周围的初级绕组215a，位于电介质图案213b的一个面上且位于中央的周围的初级绕组215b，以及，夹持混合片214a、214b、初级绕组215a及次级绕组215b、同时经由中央磁性图案211a、211b以及周边磁性图案212a、212b相互接触的一对磁性片216a、216b。即，也可以说，初级绕组215a位于电介质图案213b的另外一面上，次级绕组215b位于电介质图案213b的一个面上。
另外，混合片214a、214b和磁性片216a上，设有连接初级绕组215a的通孔218、219、以及连接次级绕组215b的通孔220、221。在磁性片216a的下面，设有初级绕组用外部电极222、223以及次级绕组用外部电极224、225。在通孔218～221内填充有导电体。中央磁性图案211a、211b、周边磁性图案212a、212b以及磁性片216、217成为层叠变压器210的铁心。
另外，由于图9以及图10为概略图，所以严密地说，初级绕组215a以及次级绕组215b的匝数和通孔218～221的位置，在图9和图10中不是对应的。另外，在图10中膜厚方向(上下方向)也比宽方向(左右方向)进行了放大表示。
在层叠变压器210的初级侧，以外部电极222→通孔218→初级绕组215a→通孔219→外部电极223的顺序、或者与此相反的顺序流动电流。另一方面，在层叠变压器210的次级侧，以外部电极224→通孔220→次级绕组215b→通孔221→外部电极225的顺序、或者与此相反的顺序流动电流。流过初级绕组215a的电流，在磁性片216a、216b产生磁通226(图10)。该磁通226使得在次级绕组215b产生与匝数比相对应的电动势。如此，层叠变压器210进行动作。
在层叠变压器210中，由于初级绕组215a和次级绕组215b之间为非磁性体层(电介质图案213b)，故可以抑制漏磁通。而且，与过去的层叠变压器不同，由于没有必要在初级绕组215a以及次级绕组215b上涂布电介质膏形成电介质层，所以初级绕组215a之间以及次级绕组215b之间的绝缘性不会劣化，初级绕组215a和次级绕组215b的间隔也不会扩大。因此，可以在维持绕组相互的绝缘性的状态下增大电磁耦合系数k。此外，通过间隔有电介质图案213b，初级绕组215a和次级绕组215b的绝缘性也提高了。
另外，混合片214a，其中央磁性图案211a以及周边磁性图案212a的膜厚、与电介质图案213b的膜厚相等。混合片214b也相同。因此，由于混合片214a、214b的膜厚每一处都是一定的，所以夹持混合片214a、214b的一对磁性片216a、216b也是平坦的。混合片214a，是在一片PET膜上利用网板印刷来形成中央磁性图案211a和周边磁性图案212a，并从PET膜剥离而形成的。
另外，通过在混合片214b的两面上分别形成初级绕组215a以及次级绕组215b，也可以省略混合片214a。次级绕组215b也可以不是形成在混合片214b上，而形成在磁性片216b上。次级绕组215b和磁性片216b之间，也可以插入提高次级绕组215b的绝缘性的混合片。另外，各构成要素的尺寸，以后述的实施方式6为准。
图11是表示关于本发明的多层层叠电路基板的第6实施方式的分解立体图。图12是层叠后的图11中的XII-XII线纵剖面图。下面，根据这些图进行说明。
本实施方式的多层层叠电路基板，除了层叠变压器230，与第一以及第三实施方式相同。因此，仅对于层叠变压器230进行说明。
层叠变压器230，具备由分别形成在中央及周边的中央磁性图案231a及周边磁性232a和在中央及周边之外的部分形成的非磁性体的电介质图案233a构成的初级绕组形成用混合片234a，由分别形成在中央及周边的中央磁性图案231a及周边磁性232b和在中央及周边之外的部分形成的非磁性体的电介质图案233b构成的次级绕组形成用混合片234b，由分别形成在中央及周边的央磁性图案231c及周边磁性232c和在中央及周边之外的部分形成的非磁性体的电介质图案233c构成的初级绕组形成用混合片234c，由分别形成在中央及周边的中央磁性图案231d及周边磁性232d和在中央及周边之外的部分形成的非磁性体的电介质图案233d构成的次级绕组形成用混合片234d，由分别形成在中央及周边的中央磁性图案231e及周边磁性232e和在中央及周边之外的部分形成的非磁性体的电介质图案233e构成的次级绕组保护用混合片234e，位于电介质图案233a的一个面上且位于中央的周围的初级绕组235a，位于电介质图案233b的一个面上且位于中央的周围的次级绕组235b，位于电介质图案233c的一个面上且位于中央的周围的初级绕组235c，位于电介质图案233d的一个面上且位于中央的周围的次级绕组235d，以及，夹持混合片234a～234e、初级绕组235a、235c及次级绕组235b、235d、同时经由中央磁性图案231a～231e以及周边磁性图案232a～232e相互接触的一对磁性片236a、236b。
即，也可以说，初级绕组235a位于电介质图案233b的另外一面上，次级绕组235b位于电介质图案233b的一个面上，次级绕组235b位于电介质图案233c的另外一面上，初级绕组235c位于电介质图案233c的一个面上，初级绕组235c位于电介质图案233d的另外一面上，次级绕组235d位于电介质图案233d的一个面上。
混合片234a～234c和磁性片236a上，设有连接初级绕组235a、235c的通孔240、241、242。混合片234a～234d和磁性片236a上，设有连接次级绕组235b、235d的通孔243、244、245。在磁性片236a的下面，设有初级绕组用外部电极246、247以及次级绕组用外部电极248、249。在通孔240～245内填充有导电体。中央磁性图案231a～231e、周边磁性图案232a～232e以及磁性片236a、236b成为层叠变压器230的铁心。
另外，由于图11以及图12为概略图，所以严密地说，初级绕组235a、235c以及次级绕组235b、235d的匝数和通孔240～245的位置，在图11和图12中不是对应的。另外，在图12中膜厚方向(上下方向)也比宽方向(左右方向)进行了放大表示。
举例表示各构成要素的实际尺寸。磁性片236a、236b为膜厚100μm、宽8mm、进深6mm。混合片234a～234e为膜厚50μm、宽8mm、进深6mm。初级绕组235a、235c以及次级绕组235b、235d为膜厚15μm、线宽200μm。构成层叠变压器210、230的片的层叠片数，10～50片左右比较实用。
在层叠变压器230的初级侧，以外部电极246通孔242→初级绕组235c→通孔241→初级绕组235a通孔240→外部电极247的顺序、或者与此相反的顺序流动电流。另一方面，在层叠变压器230的次级侧，以外部电极249→通孔245→次级绕组235d→通孔244→次级绕组235b→通孔243→外部电极248的顺序、或者与此相反的顺序流动电流。流过初级绕组235a、235c的电流，在中央磁性图案231a～231e、周边磁性图案232a～232e以及磁性片236a、236b产生磁通250(图12)。该磁通250使得在次级绕组235b、235d产生与匝数比相对应的电动势。如此，层叠变压器230进行动作。
在层叠变压器230中，由于初级绕组235a、235c和次级绕组235b、235d之间为非磁性体层(电介质图案233b～233d)，故可以抑制漏磁通。而且，与过去的层叠变压器不同，由于没有必要在初级绕组235a、235c以及次级绕组235b、235d上涂布电介质膏形成电介质层，所以初级绕组235a之间、初级绕组235c之间、次级绕组235b之间以及次级绕组235d之间的绝缘性不会劣化，初级绕组235a、235c和次级绕组235b、235d的间隔也不会扩大。因此，可以在维持绕组相互的绝缘性的状态下增大电磁耦合系数k。此外，通过间隔有电介质图案234b～234d，初级绕组235a、235c和次级绕组235b、235d的绝缘性也提高了。
另外，混合片234a，其中央磁性图案231a以及周边磁性图案232a的膜厚、与电介质图案233a的膜厚相等。混合片234b～234e也是相同。因此，由于混合片234a～234e的膜厚每一处都是一定的，所以夹持混合片234a～234e的一对磁性片236a、236b也是平坦的。
另外，本发明并不限于上述第一至第六实施方式。例如，各片的片数、初级绕组以及次级绕组的根数可以是任意数。初级绕组以及次级绕组的形状，不限于螺旋状，也可以是多个重叠L字状的形状。
工业上的可利用性根据本发明的多层层叠电路基板，通过充分发挥层叠变压器的轻、小、薄的优点，能够实现电子设备的进一步小型化。
权利要求
1.一种多层层叠电路基板，其特征在于，内置有将磁性片、初级绕组和次级绕组、以及由非磁性体构成的电介质片层叠而成的层叠变压器，并且具备形成有电路图案的布线片。
2.根据权利要求1所述的多层层叠电路基板，其中，所述布线片层叠于所述层叠变压器的上方或下方。
3.根据权利要求1或2所述的多层层叠电路基板，其中，在所述布线片的一部分上设置所述层叠变压器。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的多层层叠电路基板，其中，进一步具有形成有层叠部件的层叠部件片。
5.根据权利要求1至4的任一项所述的多层层叠电路基板，其中，厚膜以及芯片无源元件和芯片有源元件被安装于表面。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的多层层叠电路基板，其中，所述层叠变压器具备层叠体，所述层叠体包括第一磁性片，由层叠于该第一磁性片上、并且中央形成有通孔的非磁性体构成的第一电介质片，位于该第一电介质片上的所述通孔的周围、并且由初级绕组及次级绕组的任一者或者两者构成的第一绕组，层叠于该第一绕组上、并且在所述第一电介质片的周边以及所述通孔与所述第一磁性片接触的第二磁性片，由层叠于该第二磁性片上、并且中央形成有通孔的非磁性体构成的第二电介质片，位于该第二电介质片上的所述通孔的周围、并且由初级绕组及次级绕组的任一者或者两者构成的第二绕组，以及，层叠于该第二绕组上、并且在所述第二电介质片的周边以及所述通孔与所述第二磁性片接触的第三磁性片。
7.根据权利要求6所述的多层层叠电路基板，其中，在所述层叠变压器中，所述层叠体进一步被层叠多个，除去上端的所述第三磁性片在其上的层叠体中兼用作所述第一磁性片。
8.根据权利要求1至5的任一项所述的多层层叠电路基板，其中，所述层叠变压器具备由中央形成有通孔的非磁性体构成的电介质片，位于该电介质片的一方的面上且位于所述通孔的周围、并且由初级绕组及次级绕组的任一者或者两者构成的第一绕组，位于所述电介质片的另一方的面上且位于所述通孔的周围、并且由初级绕组及次级绕组的任一者或者两者构成的第二绕组，以及，夹持所述电介质片、所述第一绕组以及所述第二绕组、并且在该电介质片的周边以及所述通孔相互接触的一对磁性片。
9.根据权利要求8所述的多层层叠电路基板，其中，所述层叠变压器，进一步具备收纳于所述电介质片的周边的磁性框、和收纳于所述通孔中的磁心，所述一对磁性片夹持所述电介质片，并且经由所述磁性框以及所述磁心而相互接触。
10.根据权利要求9所述的多层层叠电路基板，其由所述磁性框以及所述磁心经由支持部相互连接的磁性片构成。
11.根据权利要求1至5的任一项所述的多层层叠电路基板，其中，所述层叠变压器具备中央及周边为磁性图案、所述中央以及周边以外的部分为由非磁性体构成的电介质图案的混合片，位于所述电介质图案的一方的面上且位于所述中央的周围、并且由初级绕组及次级绕组的任一者或者两者构成的第一绕组，位于所述电介质图案的另一方的面上且位于所述中央的周围、并且由初级绕组及次级绕组的任一者或者两者构成的第二绕组，以及，夹持所述混合片、所述第一绕组以及所述第二绕组、并且经由所述磁性图案相互接触的一对磁性片。
12.根据权利要求11所述的多层层叠电路基板，其中，所述层叠变压器，在所述第一绕组或所述第二绕组与所述磁性片之间设有中央及周边为磁性图案、所述中央及周边以外的部分为由非磁性体构成的电介质图案的混合片。
13.根据权利要求11或12所述的多层层叠电路基板，其中，所述混合片，其所述磁性图案的膜厚与所述电介质图案的膜厚相等。
全文摘要
本发明的多层层叠电路基板(10A)，是层叠层叠变压器(10)、形成有层叠部件的层叠部件片(30)、以及形成有电路图案的布线片(50)而成的。在多层层叠电路基板(10A)中，通过内置层叠变压器(10)，省略层叠变压器(10)的封装，同时层叠变压器(10)和其他部件的布线也达到最小限度。
文档编号H05K1/16GK1860833SQ0382718
公开日2006年11月8日 申请日期2003年9月29日 优先权日2003年9月29日
发明者铃木幸春, 小林利彦, 沟口俊巳 申请人:株式会社 田村制作所