CN104756209A - 线圈元件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线圈元件的制造方法,不会妨碍取出后的线圈元件图案的使用。该方法是使用转印模具来制造线圈元件的方法,包括如下步骤:准备转印模具,该转印模具在表面刻印有反转线圈元件图案,且至少表面部包含金属;在转印模具的整个面上,通过第1电镀形成中心导体膜,该中心导体膜的厚度超过刻印有反转线圈元件图案的区域的厚度;对于中心导体膜,从表面通过研磨或磨削去除规定的厚度,以使中心导体膜的表面平坦化;从转印模具剥离经平坦化的中心导体膜;使保护膜粘附于被剥离的中心导体膜的形成有线圈元件图案的一侧的整个表面;从中心导体膜的经平坦化的一侧起蚀刻去除中心导体膜,直至到达保护膜为止;以及去除保护膜并取出中心导体膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种线圈(coil)元件的制造方法,尤其涉及一种能够使利用转印用模具而剥离/转印的线圈元件的镀敷高度一致的线圈元件的制造方法。
背景技术
近年来,伴随智能电话(smartphone)或平板(tablet)终端等移动(mobile)设备的多功能化,小型且能够处理高额定电流的线圈零件(电感器(inductor))的必要性提高。
作为此种线圈零件的制造方法,已知有使用转印用模具的方法。专利文献1中,公开了通过电铸(也称作电镀)进行的电子零件的制造方法。该方法中,首先由主(master)模具制作母(mother)模具,接下来,在母模具的表面通过镍电铸法来制作转印用子(son)模具。然后,从母模具剥离该转印用子模具,使用该子模具来作为工件(work)模具,以进行零件的制造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2008-049614号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
在使用转印用模具来制作线圈元件时,在线圈元件的电极取出部,有时必须使线圈图案(coil pattern)的高度(H)高于其他部分,以连接至上层的线圈元件,从而制作多层连接的线圈零件。此时,在电极取出部,必须将被刻印在转印用模具内的线圈元件图案的深度局部地加深。
但是,若通过电铸来使铜(Cu)等金属电沉积在如此般具备不同深度的线圈元件图案上,则会与该深度对应地在电沉积而成的金属的表面也残留凹凸,从而对线圈元件图案的转印造成障碍。
本发明是为了解决所述问题而完成,其目的在于提供一种线圈元件的制造方法,对于电铸后的导体膜,从表面通过研磨或磨削来去除规定的厚度,由此来消除导体膜表面的凹凸,从而不会妨碍取出后的线圈元件图案的使用。
[解决问题的技术手段]
本发明的方案是一种使用转印模具来制造线圈元件的方法,该方法的特征在于包括如下步骤:准备转印模具,该转印模具在表面刻印有反转线圈元件图案,且至少表面部包含金属;在所述转印模具的整个面上,通过第1电镀形成中心导体膜,该中心导体膜的厚度超过刻印有所述反转线圈元件图案的区域的厚度;对于所述中心导体膜,从表面通过研磨或磨削去除规定的厚度,以使所述中心导体膜的表面平坦化;从所述转印模具剥离经平坦化的所述中心导体膜;使保护膜粘附于被剥离的所述中心导体膜的形成有线圈元件图案的一侧的整个表面;从所述中心导体膜的经平坦化的一侧起蚀刻去除所述中心导体膜,直至到达所述保护膜为止;以及去除所述保护膜并取出所述中心导体膜。
在本发明的方案中,该方法的特征在于还包括如下步骤:将取出的所述中心导体膜作为基底,通过第2电镀形成包覆所述中心导体膜的表面导体膜,从而形成包含所述中心导体膜与所述表面导体膜的线圈元件。而且,其特征在于,所述转印模具的所述表面部为Ni,在Ni的表面形成有NiO。
在本发明的方案中,其特征在于,所述保护膜为SiO2、玻璃上覆硅(Silicon On Glass,SOG)、或抗蚀剂(resist)。
而且,其特征在于,通过化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)或溅镀(sputter)来形成所述保护膜。
进而,其特征在于,所述中心导体膜的所述蚀刻(etching)是使用氯化铁溶液来进行。
(发明的效果)
根据本发明,能够从经平坦化的面形成具备不同厚度的线圈元件图案,因此具有容易制作多层连接的线圈零件的优点。
附图说明
图1是表示本发明的线圈元件的制作工序的图。
图2是使用转印模具基板而制作的线圈元件集合体的平面图。
图3是表示将多片线圈元件集合体层叠的状态的图。
图4是将多片线圈元件集合体层叠,并将各层线圈元件彼此连接而形成线圈的说明图。
图5是表示使用上部芯材(core)与下部芯材来密封线圈的状态的图。
图6是表示线圈内填充有绝缘物质的状态的图。
图7是表示以线圈为单位来切断层叠的线圈元件集合体的切割(dicing)的图。
图8是表示在电极引出部安装外部电极而形成线圈零件的工序的图。
具体实施方式
以下,按照附图来详细说明本发明。
图1是表示本发明的线圈元件的制作工序的图。
首先,如图1a所示,准备由镍(Ni)等制作的金属性转印模具100,该金属性转印模具100在表面刻印有反转线圈元件图案102a、102b。另外,金属性转印模具100只要至少表面部为金属性即可,不需要整体为金属性。另外,在转印模具100的表面部为Ni的情况下,若预先将表面氧化而形成NiO,则容易在后续工序中剥离中心导体膜。而且,反转线圈元件图案102a、102b也可具有不同深度的部分。
接下来,在转印模具100的整个面上,通过铜(Cu)等的电镀,以超过刻印有反转线圈元件图案102a、102b的区域厚度的厚度而形成中心导体膜104。此时,在中心导体膜104的表面,直接反映出与反转线圈元件图案102a、102b的深度相应的凹凸。
随后,如图1b所示,对于中心导体膜104,从表面通过研磨或磨削而去除规定的厚度,以消除存在于表面的凹凸而平坦化。由此,形成表面平坦化的中心导体膜106。接下来,如图1c所示,从转印模具100剥离表面平坦化的中心导体膜106。
然后,在被剥离的中心导体膜106的形成有线圈元件图案102a、102b的一侧的整个表面上,如图1d所示,粘附保护膜108。
作为保护膜108,可使用SiO2、SOG或抗蚀剂,也可通过CVD或溅镀等方法来成膜。
接着,如图1e所示,从经平坦化的一侧蚀刻去除中心导体膜106,直至到达保护膜108为止。该中心导体膜106的蚀刻可使用氯化铁溶液来进行。然后,如图1f所示,去除保护膜108,取出中心导体膜106a、106b。
这样,取出的中心导体膜106a、106b被用作具有不同厚度的线圈元件。另外,在缩窄中心导体膜106a、106b间的间隔而高密度化地使用的情况下,也可如图1g所示,将中心导体膜106a、106b作为基底,通过电镀形成使中心导体膜106a、106b加厚的表面导体膜110a、110b。
在以上的说明中,对着眼于一个转印模具而制作一个线圈元件的情况进行了说明,而在成批制作具有多个线圈元件的线圈元件集合体的情况下,可使用具备分别刻蚀有反转线圈元件图案的多个转印模具的转印模具基板来同样地制作。
接下来,对使用以此方式制作的线圈元件集合体来制作线圈零件的方法进行说明。如后所述,线圈零件是将多片线圈元件集合体予以层叠而制作。
因此,为了将各层线圈元件彼此接合并连接,必须预先在线圈元件的周围形成接合膜。
图2是使用转印模具基板而制作的线圈元件集合体1000的平面图。用于制作该线圈元件集合体1000的转印模具基板也呈与其形状相同的形状。为了加强多个线圈元件500m、n(m、n=1、2...)的导体图案,设置有肋(rib)502、浇口(gate)504、浇道(runner)506。而且,在肋502的四角设置有孔508,使用贯穿该孔508的销(pin)510,进行形成于多片线圈元件集合体1000各层上的线圈元件500m、n的导体图案的对位。
如图3所示,将多片线圈元件集合体1000-1、1000-2、...1000-N经由销510,以各线圈元件集合体中对应的线圈元件彼此匹配的方式予以层叠,并进行加热和/或加热而彼此接合,以将各层线圈元件彼此连接而形成线圈。通过进行加热和/或加热,构成结合膜的镀锡层熔融,作为焊料发挥作用而将各层线圈元件彼此接合。
图4是对将多片线圈元件集合体层叠,并将各层线圈元件彼此连接而形成线圈的情况进行说明的图。图4所示的实施例中,表示了将6层线圈元件集合体层叠,并将各层中的线圈元件彼此连接而制作1个线圈的情况。多片线圈元件集合体中对应的线圈元件彼此能以包含互不相同的线圈图案的方式而构成。
图4所示的例子中,第1层(Layer1)、第3层(Layer3)及第6层(Layer6)分别为互不相同的线圈图案,第2层(Layer2)与第4层(Layer4)为相同的线圈图案,且第3层(Layer3)与第5层(Layer5)分别为相同的线圈图案。(B)、(C)表示下述状态,即:将6层线圈元件集合体层叠,以各层中对应的线圈元件彼此匹配的方式予以接合,并将线圈元件彼此连接而形成1个线圈。
另外,在本发明中的线圈元件的制作时,构成线圈元件的中心导体层的高度(H)如图4(A)所示,在各层的连接部中使用不同的高度。(A)所示的例子中,在通常的线圈元件的图案中,高度(H)为100μm,但在层间的连接部分,高度(H)为150μm。
如上所述,在将各层线圈元件彼此连接而形成线圈后,如图5所示,使用磁性体的上部芯材600与下部芯材602,使电极引出部606露出于外部来密封线圈,在所述磁性体的上部芯材600与下部芯材602中的任一者上具有贯穿线圈中心部的突起部604。此时,上部芯材600与下部芯材602以避开图2所示的用于图案加强的浇口504的方式而安装。另外,上部芯材600与下部芯材602在后续的切割工序中沿着切割线(line)608被切断。然后,如图6所示,从上部芯材600与下部芯材602的间隙(未图示)填充绝缘物质612,并固定线圈。
然后,如图7所示,使用切割器(cutter)700,以线圈为单位来切断经层叠的线圈元件集合体。(A)表示线圈元件集合体,(B)表示1个线圈零件,电极引出部606是作为第1层(Layer1)的一部分而形成。
最后,如图8所示,在电极引出部606上,通过浸焊(solder dip)法等方法来安装外部电极610,作为用于随后的焊接的前处理,进行焊料涂敷,完成线圈零件3000。
[符号的说明]
100:转印模具
102a、102b:反转线圈元件图案
104:中心导体膜
106:被剥离的中心导体膜
108:保护膜
110a、110b:表面导体膜
Claims (6)
1.一种方法,是使用转印模具来制造线圈元件的方法,所述方法的特征在于包括如下步骤:
准备转印模具,所述转印模具在表面刻印有反转线圈元件图案,且至少表面部包含金属;
在所述转印模具的整个面上,通过第1电镀形成中心导体膜,所述中心导体膜的厚度超过刻印有所述反转线圈元件图案的区域的厚度;
对于所述中心导体膜,从表面通过研磨或磨削去除规定的厚度,以使所述中心导体膜的表面平坦化;
从所述转印模具剥离经平坦化的所述中心导体膜;
使保护膜粘附于被剥离的所述中心导体膜的形成有线圈元件图案的一侧的整个表面;
从所述中心导体膜的经平坦化的一侧蚀刻去除所述中心导体膜,直至到达所述保护膜为止;以及
去除所述保护膜并取出所述中心导体膜。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于还包括如下步骤:
将取出的所述中心导体膜作为基底,通过第2电镀形成包覆所述中心导体膜的表面导体膜,从而形成包含所述中心导体膜与所述表面导体膜的线圈元件。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述转印模具的所述表面部为Ni,在Ni的表面形成有NiO。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述保护膜为SiO2、玻璃上覆硅、或抗蚀剂。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
通过化学气相沉积或溅镀来形成所述保护膜。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述中心导体膜的所述蚀刻是使用氯化铁溶液来进行。
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