CN107039144A - 电感器部件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及能够不使特性降低，而提高安装稳定性的电感器部件。电感器部件具有多层的螺旋布线、直接或者间接地覆盖多层的螺旋布线，并且由树脂以及平均粒径在5μm以下的金属磁性粉的复合材料构成的磁性复合体、以端面从磁性复合体的外表面露出的方式埋入磁性复合体，并与螺旋布线电连接的内部电极、以及设在磁性复合体的外表面，并与内部电极电连接的外部端子。外部端子包含与磁性复合体的树脂以及金属磁性粉和内部电极的端面接触的金属膜。金属膜的端面侧的面积比端面的面积大。
Description
技术领域
本发明涉及电感器部件。
背景技术
以往，作为电感器部件，有日本特开2013－225718号公报(专利文献1)所记载的部件。该电感器部件具有玻璃环氧树脂基板、设在玻璃环氧树脂基板的两面的螺旋布线、覆盖螺旋布线的绝缘树脂、以及覆盖绝缘树脂的上下的芯线。芯线是含有金属磁性粉的树脂，芯线包含平均粒径为20～50μm的金属磁性粉。
专利文献1：日本特开2013－225718号公报
然而，随着PC、服务器的高性能化、移动设备的普及对省电力化技术的要求提高，IVR(Integrated Voltage Regulator：集成电压调整器)技术作为CPU(CentralProcessing Unit：中央处理装置)的低消耗电力化技术被注目。
这里，在以往的系统中，如图5所示，从电源105经由一个VR(Voltage Regulator：电压调整器)103对处在IC(integrated circuit：集成电路)芯片100内的N个CPU101供给电压。
另一方面，在IVR技术的系统中，如图6所示，按每个CPU101具备调整来自电源105的电压的独立的VR113，根据各CPU101的时钟动作频率，分别独立地控制供给该CPU101的电压。
为了以与CPU101的动作频率的变化对应的方式控制供给电压，需要高速地使供给电压变化，在VR113中，需要进行10～100MHz这样的高速开关动作的斩波电路。
随之，需要斩波电路的输出侧波纹滤波器所使用的电感器也能够适应10～100MHz这样的高速开关动作，并且，能够在CPU101的动作上对数A电平进行通电作为向芯线的足够的电流的高频功率电感器。
除此之外，在IVR中，也将通过在IC芯片110综合上述的系统，与省电力化同时实现小型化作为目的，期望能够内置于IC封装内的小型的高频功率电感器。特别是，需要在SiP(System in Package：系统级封装)、PoP(Package on Package：封装体叠层)这样的三维安装所带来的系统的小型化发展中，能够进行向IC封装基板的内置、向该基板的BGA(BallGrid Array：球栅阵列)侧的安装的例如0.33mm厚度以下的薄型的高频功率电感器。
然而，在以往的电感器部件中，在玻璃环氧树脂基板的两面设置螺旋布线，所以玻璃环氧树脂基板的厚度成为阻碍重要因素，轻薄化较困难。玻璃环氧树脂基板由于玻璃纤维布的厚度的极限，即使较薄也具有80μm左右的厚度，所以不能够进一步减小双层的螺旋布线的层间间距。另外，在勉强使该基板变薄的情况下，不能够保持基板的强度，布线加工等变得困难。
另外，由于芯线包含平均粒径为20～50μm的金属磁性粉，所以金属磁性粉的尺寸较大。由此，绝缘树脂的上下的芯线的厚度较厚，轻薄化较困难。另外，例如，为了使覆盖螺旋布线的绝缘树脂含有金属磁性粉，以使L值提高，需要确保布线间距比金属磁性粉的平均粒径足够大，小型化也变得困难。
因此，本申请发明者当前考虑能够实现低背小型化的电感器部件。该电感器部件具有螺旋布线、覆盖螺旋布线的绝缘体、覆盖绝缘体，并且由树脂以及金属磁性粉的复合材料构成的磁性复合体、以及以端面从磁性复合体的外表面露出的方式埋入磁性复合体，并与螺旋布线电连接的内部电极。
然后，可知若安装该电感器部件，则存在电感器部件的安装稳定性降低的情况。具体而言，在该电感器部件中，内部电极的露出的端面成为外部端子，但内部电极的端面的面积相对于电感器部件的宽度较小的情况下，在通过焊料接合内部电极的端面时，有电感器部件的姿势变得不稳定的情况。另一方面，若增大内部电极的端面的面积，则相应地磁性复合体的体积较少，所以存在特性降低的问题。
发明内容
因此，本发明的课题在于提供能够不使特性降低，而提高安装稳定性的电感器部件。
为了解决上述课题，本发明的电感器部件具备：
多层的螺旋布线；
磁性复合体，其直接或者间接地覆盖上述多层的螺旋布线，并且由树脂以及平均粒径在5μm以下的金属磁性粉的复合材料构成；
内部电极，其以端面从上述磁性复合体的外表面露出的方式埋入上述磁性复合体，并与上述螺旋布线电连接；以及
外部端子，其设在上述磁性复合体的外表面，并与上述内部电极电连接，
上述外部端子包含与上述磁性复合体的上述树脂以及上述金属磁性粉和上述内部电极的上述端面接触的金属膜，
上述金属膜的上述端面侧的面积比上述端面的面积大。
根据本发明的电感器部件，外部端子包含与磁性复合体的树脂以及金属磁性粉和内部电极的端面接触的金属膜，且金属膜的端面侧的面积比端面的面积大。由此，能够相对于电感器部件的宽度增大与焊料接合的外部端子的面积，在通过焊料接合外部端子时，电感器部件的姿势稳定，能够提高电感器部件的安装稳定性。另外，在使安装稳定性提高时不需要增大内部电极的端面的面积，能够抑制磁性复合体的体积的减少，防止特性的降低。
另外，在电感器部件的一实施方式中，上述外部端子具有上述金属膜、和覆盖上述金属膜的覆盖膜。
根据上述实施方式，外部端子具有金属膜、和覆盖金属膜的覆盖膜，所以例如，通过在金属膜使用电阻较低的(低电阻的)材料，并在覆盖膜使用耐浸焊性、焊接粘附性较高的材料，能够构成导电性、可靠性以及焊料接合性优异的外部端子等，而外部端子的设计自由度提高。
另外，在电感器部件的一实施方式中，
上述外部端子有多个，上述多个外部端子的各个的上述金属膜设在上述磁性复合体的第一面，
在上述磁性复合体的上述第一面上的未设置上述金属膜的部分设置树脂膜。
根据上述实施方式，在磁性复合体的第一面上的未设置金属膜的部分设置树脂膜，所以能够提高多个金属膜(外部端子)之间的绝缘性。另外，树脂膜成为金属膜的图案形成时的掩模的替代，从而制造效率提高。树脂膜覆盖从树脂露出的金属磁性粉，所以能够防止金属磁性粉向外部露出。
另外，在电感器部件的一实施方式中，上述外部端子与上述树脂膜相比向与上述第一面相反的一侧突出。
根据上述实施方式，外部端子与树脂膜相比突出，所以在安装外部端子时，能够提高安装稳定性。
另外，在电感器部件的一实施方式中，上述树脂膜含有由绝缘材料构成的填料。
根据上述实施方式，树脂膜含有由绝缘材料构成的填料，所以能够提高外部端子间的绝缘性。
另外，在电感器部件的一实施方式中，上述金属膜的厚度在上述螺旋布线的厚度的1/5以下。
根据上述实施方式，金属膜的厚度在螺旋布线的厚度的1/5以下，与螺旋布线相比足够地薄，所以能够使电感器部件低背化。
另外，在电感器部件的一实施方式中，上述金属膜的厚度在1μm以上并且在10μm以下。
根据上述实施方式，金属膜的厚度在1μm以上并且在10μm以下，所以能够使电感器部件低背化。
另外，在电感器部件的一实施方式中，上述金属膜的材料与上述内部电极的材料为同种金属。
根据上述实施方式，金属膜的材料与内部电极的材料为同种金属，所以能够提高连接可靠性。
另外，在电感器部件的一实施方式中，上述磁性复合体在上述外表面的一部分具有凹部，上述金属膜填充在上述凹部。
根据上述实施方式，金属膜填充在磁性复合体的凹部，所以能够提高金属膜与磁性复合体的紧贴性。
另外，在电感器部件的一实施方式中，上述金属膜沿上述金属磁性粉的外表面绕到上述磁性复合体的内部侧。
根据上述实施方式，金属膜沿金属磁性粉的外表面绕到磁性复合体的内部侧，所以与金属磁性粉接触的面积增加从而能够使其与金属磁性粉稳固地接合，并且能够得到沿凹部的形状与磁性复合体接触所带来的锚定效应，能够提高金属膜与磁性复合体的紧贴性。
根据本发明的电感器部件，外部端子包含与磁性复合体的树脂以及金属磁性粉和内部电极的端面接触的金属膜，金属膜的端面侧的面积比端面的面积大，所以能够不使特性降低，而提高安装稳定性。
附图说明
图1是表示本发明的电感器部件的第一实施方式的剖视图。
图2是图1的A部的放大图。
图3A是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图3B是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图3C是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图3D是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图3E是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图3F是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图3G是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图3H是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图3I是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图3J是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图3K是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图3L是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图3M是说明电感器部件的制造方法的说明图。
图4是表示电感器部件的第一实施例的断面图像。
图5是表示以往的系统的简略构成图。
图6是表示IVR的系统的简略构成图。
具体实施方式
以下，通过图示的实施方式对本发明进行详细说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的电感器部件的第一实施方式的剖视图。此外，附图是示意图，有时部件的比例尺、尺寸的关系与实际不同。电感器部件1例如，是安装于个人计算机、DVD播放器、数码相机、TV、移动电话、汽车电子产品等电子设备，例如作为整体为长方体形状的部件。但是，电感器部件1的形状并不特别限定，也可以是圆柱状、多角形柱状、圆锥梯形形状、多角形锥梯形形状。
如图1所示，电感器部件1具有多层的螺旋布线21、22、包含与多层的螺旋布线11、12交替地层叠的多层的绝缘层41～43的绝缘体40、覆盖绝缘体40的磁性复合体30、埋入磁性复合体30，并与第一、第二螺旋布线21、22电连接的第一、第二内部电极11、12、以及设在磁性复合体30的外表面，并与第一、第二内部电极11、12电连接的第一、第二外部端子61、62。这里，覆盖对象物是指覆盖对象物的至少一部分。
第一、第二螺旋布线21、22从下层向上层依次配置。此外，在本说明书中，电感器部件1的上下与图1的纸面上下一致地进行记载。第一、第二螺旋布线21、22在层叠方向电连接。这里，层叠方向是指层堆积的方向，具体而言是指沿图1的纸面上下的方向。
第一、第二螺旋布线21、22分别在平面上形成为螺旋状。第一螺旋布线21例如，从上方观察时，形成为顺时针旋转并且远离中心的螺旋状。第二螺旋布线22例如，从上方观察时，形成为逆顺时针旋转并且远离中心的螺旋状。
第一、第二螺旋布线21、22例如，由Cu、Ag、Au等低电阻的金属构成。优选使用通过半加法形成的镀Cu，从而能够形成低电阻并且窄螺距的螺旋布线。
第一、第二内部电极11、12设在第一、第二螺旋布线21、22的层叠方向的上方。第一、第二内部电极11、12以第一、第二内部电极11、12的上端面11a、12a从磁性复合体30的外表面的上端面(第一面)30a露出的方式埋入磁性复合体30。这里，露出不仅包含向电感器部件1的外部的露出，也包含向其它的部件的露出，也就是在与其它的部件的边界面的露出。
第一内部电极11与第一螺旋布线21电连接，第二内部电极12与第二螺旋布线22电连接。内部电极11、12例如由与螺旋布线21、22相同的材料构成。
绝缘体40由无机填料以及树脂的复合材料构成。树脂例如，是由环氧类树脂、双马来酰亚胺、液晶聚合物、聚酰亚胺等构成的有机绝缘材料。无机填料的平均粒径在5μm以下。无机填料是SiO2等绝缘体。优选无机填料是平均粒径在0.5μm以下的SiO2。优选无机填料的含有率相对于绝缘体40，在20Vol％以上70Vol％以下。此外，绝缘体40并不限定于复合材料，也可以仅由树脂构成。
绝缘体40由第一～第三绝缘层41～43构成。第一～第三绝缘层41～43从下层向上层依次配置。第一螺旋布线21层叠在第一绝缘层41上。第二绝缘层42与第一螺旋布线21层叠，并覆盖第一螺旋布线21。第二螺旋布线22层叠在第二绝缘层42上。第三绝缘层43与第二螺旋布线22层叠，并覆盖第二螺旋布线22。这样，第一、第二螺旋布线21、22与多个绝缘层交替地层叠。换句话说，第一、第二螺旋布线21、22的各个层叠在绝缘层上，并且被与该绝缘层相比靠上层的绝缘层覆盖。
第二螺旋布线22经由在层叠方向延伸的导通孔布线27，与第一螺旋布线21电连接。导通孔布线27设在第二绝缘层42内。第一螺旋布线21的内周部21a与第二螺旋布线22的内周部22a经由导通孔布线27电连接。由此，第一螺旋布线21以及第二螺旋布线22构成一个电感器。
第一螺旋布线21的外周部21b与第二螺旋布线22的外周部22b从层叠方向观察时，位于绝缘体40的两端侧。第一内部电极11位于第一螺旋布线21的外周部21b侧，第二内部电极12位于第二螺旋布线22的外周部22b侧。
第一螺旋布线21的外周部21b经由设在第二绝缘层42内的导通孔布线27、设在第二绝缘层42上的第一连接布线25、以及设在第三绝缘层43内的导通孔布线27，与第一内部电极11电连接。第二螺旋布线22的外周部22b经由设在第三绝缘层43内的导通孔布线27与第二内部电极12电连接。第二螺旋布线22的外周部22b经由设在第二绝缘层42内的导通孔布线27，与设在第一绝缘层41上的第二连接布线26电连接。此外，第一连接布线25与第二螺旋布线22不连接，第二连接布线26与第一螺旋布线21不连接。
第一、第二螺旋布线21、22各自的高度方向的厚度在40μm以上，优选在120μm以下。此外，高度方向是沿电感器部件1的上下方向的方向。第一、第二螺旋布线21、22各自的布线间距在10μm以下，优选在3μm以上。螺旋布线的层间间距在10μm以下，优选在3μm以上。此外，布线间距以及层间间距为设计值，作为制造偏差大约±20％。
通过使布线厚度在40μm以上能够充分地降低直流电阻。并且，通过使布线厚度在120μm以下，能够防止使布线的高度方向与宽度方向的厚度之比亦即布线纵横比极端增大，抑制了工序偏差。另外，通过使布线间距在10μm以下能够增大布线宽度，能够可靠地降低直流电阻。并且，通过使布线间距在3μm以上能够充分地确保布线间的绝缘性。另外，通过使层间间距在10μm以下能够实现低背化。并且，通过使层间间距在3μm以上能够抑制层间短路。
由第一、第二螺旋布线21、22构成的电感器的匝数为1匝以上10匝以下，优选为1.5～5匝以下。
磁性复合体30由树脂35以及金属磁性粉36的复合材料构成。树脂35例如，是由环氧类树脂、双马来酰亚胺、液晶聚合物、聚酰亚胺等构成的有机绝缘材料。金属磁性粉36的平均粒径例如在0.1μm以上5μm以下。此外，这里所说的平均粒径与后述的金属膜的结晶的平均粒径相同地计算。另外，在电感器部件1的制造阶段，金属磁性粉36的平均粒径能够作为相当于通过激光衍射、散射法求出的粒度分布的积算值50％的粒径计算。金属磁性粉36例如，是FeSiCr等FeSi系合金、FeCo系合金、NiFe等Fe系合金、或者它们的非晶体合金。优选金属磁性粉36的含有率相对于磁性复合体30，在20Vol％以上70Vol％以下。
磁性复合体30具有内磁路37a和外磁路37b。内磁路37a位于第一、第二线圈导体21、22的内径以及绝缘体40的内径孔部40a。外磁路37b位于第一、第二线圈导体21、22以及绝缘体40的上下。
第一、第二外部端子61、62设在磁性复合体30的上端面30a侧。第一、第二外部端子61、62分别具有金属膜63、和覆盖金属膜63的覆盖膜64。金属膜63与磁性复合体30的上端面30a接触。覆盖膜64从金属膜63的上表面向磁性复合体30的侧面侧延伸。第一外部端子61的覆盖膜64与第一内部电极11的侧面、导通孔布线27的侧面、第一连接布线25的侧面、以及第一螺旋布线21的外周部21b接触。第二外部端子62的覆盖膜64与第二内部电极12的侧面、导通孔布线27的侧面、第二连接布线26的侧面、以及第二螺旋布线22的外周部22b接触。
金属膜63例如，由Cu、Ag、Au等低电阻的金属构成。金属膜63的材料优选为与内部电极11、12的材料同种的金属，该情况下，能够提高金属膜63与内部电极11、12的连接可靠性。如后述那样，优选金属膜63通过无电解电镀形成。此外，金属膜63也可以通过电解电镀、溅射、蒸镀等形成。覆盖膜64例如，由SnNi等耐浸焊性、焊接粘附性较高的材料构成，从金属膜63的上表面通过电镀向磁性复合体30的侧面侧形成。这样，第一、第二外部端子61、62通过具有金属膜63、和覆盖金属膜63的覆盖膜64，例如如上述那样，能够对金属膜63使用低电阻的材料，对覆盖膜64使用耐浸焊性、焊接粘附性较高的材料。即，能够构成导电性、可靠性以及焊接接合性优异的外部端子61、62等，而外部端子61、62的设计自由度提高。
另一方面，覆盖膜64也可以由与金属膜63相同的材料构成，例如，也可以使金属膜63为利用无电解电镀形成的Cu的层，并使覆盖膜64为利用电解电镀形成的Cu的层。该情况下，通过利用低电阻的覆盖膜64覆盖电感器部件1的侧面，能够在侧面进行焊接接合。另外，覆盖膜64也可以具有层叠结构，例如也可以是利用SnNi等的层覆盖Cu的层的表面的构成。并且，覆盖膜64并不是必需的构成，也可以是不具备覆盖膜64的构成。
图2是图1的A部的放大图。如图1和图2所示，第二外部端子62的金属膜63与磁性复合体30的树脂35以及金属磁性粉36和第二内部电极12的端面12a接触。第二外部端子62的金属膜63的端面12a侧的面积比端面12a的面积大。第一外部端子61的金属膜63也与第二外部端子62的金属膜63相同。
磁性复合体30的上端面30a是通过磨削形成的磨削面。因此，在上端面30a，金属磁性粉36从树脂35露出。另外，磁性复合体30在上端面30a的一部分，在树脂35部分具有由于磨削时的金属磁性粉36的脱粒而设置的凹部35a。
特别是，金属膜63填充于树脂35的凹部35a。由此，得到锚定效应，能够提高金属膜63与磁性复合体30的紧贴性。另外，如后述那样，金属膜63沿金属磁性粉36的外表面绕到磁性复合体30的内部侧。换句话说，金属膜63沿金属磁性粉36的外表面，进入树脂35与金属磁性粉36之间的缝隙。由此，金属膜63增加与金属磁性粉36接触的面积从而稳固地与金属磁性粉36接合，并且能够得到沿树脂35的凹部35a的形状与磁性复合体30接触所带来的锚定效应，能够提高金属膜63与磁性复合体30的紧贴性。此外，为了将金属膜63填充到凹部35a，例如，如后述那样通过无电解电镀形成金属膜63即可。另外，金属膜63并不限定于填充到凹部35a的整体的情况，也可以填充到凹部35a的一部分。
金属膜63的厚度在第一、第二螺旋布线21、22各自的厚度的1/5以下。具体而言，金属膜63的厚度在1μm以上并且在10μm以下。由此，能够使电感器部件1低背化。此外，由于金属膜63的厚度在1μm以上，能够良好地制造金属膜63，由于金属膜63的厚度在10μm以下，能够使电感器部件1低背化。
在磁性复合体30的上端面30a上的未设置金属膜63的部分设置树脂膜65。树脂膜65例如，由丙烯酸树脂、环氧类树脂、聚酰亚胺等电绝缘性较高的树脂材料构成。由此，能够提高第一、第二外部端子61、62(金属膜63)之间的绝缘性。另外，树脂膜65成为金属膜63的图案形成时的掩模替代品，从而制造效率提高。树脂膜65覆盖从树脂35露出的金属磁性粉36，所以能够防止金属磁性粉36向外部的露出。
第一、第二外部端子61、62与树脂膜65相比向与上端面30a相反的一侧突出。即，第一、第二外部端子61、62的厚度比树脂膜64的膜厚大，由此，在安装第一、第二外部端子61、62时，能够提高安装稳定性。
树脂膜65也可以含有由绝缘材料构成的填料。由此，能够提高第一、第二外部端子61、62间的绝缘性。
接下来，对电感器部件1的制造方法进行说明。
如图3A所示，准备基台50。基台50具有绝缘基板51、和设在绝缘基板51的两面的基底金属层52。在该实施方式中，绝缘基板51是玻璃环氧树脂基板，基底金属层52是Cu箔。如后述那样通过剥离基台50，基台50的厚度为了不给予电感器部件1的厚度影响，根据加工上的翘曲等理由使用容易适当地操作的厚度即可。
然后，如图3B所示，在基台50的一面上粘合虚设金属层60。在该实施方式中，虚设金属层60为Cu箔。虚设金属层60与基台50的基底金属层52粘合，所以虚设金属层60粘合在基底金属层52的圆滑面。因此，能够减弱虚设金属层60与基底金属层52的粘合力，在后工序中，能够容易地将基台50从虚设金属层60剥离。优选粘合基台50与虚设金属层60的粘合剂是低粘着粘合剂。另外，为了减弱基台50与虚设金属层60的粘合力，优选使基台50与虚设金属层60的粘合面为光泽面。
其后，在暂时固定在基台50的虚设金属层60上层叠第一绝缘层41。此时，通过真空层压机、冲压机等，对第一绝缘层41进行热粘合并进行热固化。其后，通过激光等除去相当于内磁路(磁芯)的第一绝缘层41的部分，形成开口部41a。
然后，如图3C所示，使用半加法在第一绝缘层41上层叠第一螺旋布线21以及第二连接布线26。第一螺旋布线21以及第二连接布线26相互不接触。第二连接布线26设在与外周部21b相反的一侧。详细而言，首先，通过无电解电镀、溅射、蒸镀等在第一绝缘层41上形成供电膜。在供电膜的形成后，在供电膜上涂覆、粘贴感光性的抗蚀剂，并通过光刻形成布线图案。其后，通过电解电镀，形成相当于布线21、26的金属布线。在金属布线的形成后，通过药液剥离除去感光性抗蚀剂，并蚀刻除去供电膜。此外，其后，能够进一步通过将该金属布线作为供电部，实施追加的Cu电解电镀得到更窄空间的布线21、26。在本实施方式中，例如，通过在利用半加法形成L(布线宽度)/S(布线空间(布线间距))/t(布线厚度)为50/30/60μm的Cu布线之后，实施10μm厚度的追加Cu电解电镀，能够得到L/S/t＝70/10/70μm的布线。另外，使用半加法在第一绝缘层41的开口部41a内的虚设金属层60上设置与内磁路对应的第一牺牲导体71。
然后，如图3D所示，在第一螺旋布线21、第二连接布线26以及第一牺牲导体71层叠第二绝缘层42，利用第二绝缘层42覆盖第一螺旋布线21、第二连接布线26以及第一牺牲导体71。并且，通过真空层压机、冲压机等对第二绝缘层42进行热粘合并进行热固化。此时，使第一螺旋布线21的上方的第二绝缘层42的厚度在10μm以下。由此，能够使第一、第二螺旋布线21、22的层间间距在10μm以下。
这里，为了确保向第一螺旋布线21的布线间距(例如10μm)的填充性，需要第二绝缘层42所包含的无机填料(绝缘体)与第一螺旋布线21的布线间距相比粒径充分地小。另外，为了实现部件的轻薄化，需要使与接着上部的布线的层间间距例如薄至10μm以下，所以同样地需要绝缘体的粒径充分地小。
然后，如图3E所示，通过激光加工等在第二绝缘层42形成用于填充导通孔布线27的导通孔42b。另外，通过激光等除去相当于内磁路(磁芯)的第二绝缘层42的部分，形成开口部42a。
然后，如图3F所示，在导通孔填充导通孔布线27，并在第二绝缘层42上层叠第二螺旋布线22以及第一连接布线25。第二螺旋布线22以及第一连接布线25相互不接触。第一连接布线25设在与外周部22b相反的一侧。另外，在第二绝缘层42的开口部42a内的第一牺牲导体71上设置与内磁路对应的第二牺牲导体72。此时，导通孔布线27、第二螺旋布线22、第一连接布线25以及第二牺牲导体72能够利用与第一螺旋布线21、第二连接布线26以及第一牺牲导体71相同的处理进行设置。
然后，如图3G所示，在第二螺旋布线22、第一连接布线25以及第二牺牲导体72层叠第三绝缘层43，利用第三绝缘层43覆盖第二螺旋布线22、第一连接布线25以及第二牺牲导体72。并且，通过真空层压机、冲压机等对第三绝缘层43进行热粘合并进行热固化。
然后，如图3H所示，通过激光等除去相当于内磁路(磁芯)的第三绝缘层43的部分，形成开口部43a。
其后，在基台50(基底金属层52)的一面与虚设金属层60的粘合面从虚设金属层60剥去基台50。然后，通过蚀刻等除去虚设金属层60，并通过蚀刻等除去第一、第二牺牲导体71、72，如图3I所示，在绝缘体40设置与内磁路对应的孔部40a。其后，通过激光加工等在第三绝缘层43形成用于填充导通孔布线27的导通孔43b。并且，在导通孔43b填充导通孔布线27，并在第三绝缘层43上层叠柱状的第一、第二内部电极11、12。此时，导通孔布线27以及第一、第二内部电极11、12能够利用与第一螺旋布线21相同的处理进行设置。
然后，如图3J所示，利用磁性复合体30覆盖第一、第二内部电极11、12以及绝缘体40的上下面侧，并通过真空层压机、冲压机等对磁性复合体30进行热粘合并进行热固化，从而形成电感器基板5。此时，磁性复合体30也填充在绝缘体40的孔部40a。
然后，如图3K所示，通过磨削法使电感器基板5的上下的磁性复合体30薄层化。此时，通过使第一、第二内部电极11、12的一部分露出，而第一、第二内部电极11、12的上端面11a、12a与磁性复合体30的上端面30a位于同一平面上。此时，通过磨削磁性复合体30至得到电感值所需充分的厚度，能够实现部件的轻薄化。例如，在本实施方式中，能够使绝缘体40上的磁性复合体30的厚度为20μm。另外，通过对磁性复合体30进行磨削，而金属磁性粉36从磁性复合体30的磨削面(上端面30a)露出。此时，有时由于金属磁性粉36的脱粒，而在磁性复合体30的磨削面的一部分(树脂35部分)，形成凹部35a。
然后，如图3L所示，利用丝网印刷在磁性复合体30的上端面30a上形成树脂膜65。此时，树脂膜65在与外部端子61、62对应的位置设置开口部。此外，也可以利用光刻等形成开口部。另外，以内部电极11、12的上端面11a、12a露出的方式，配置开口部。然后，通过无电解电镀在树脂膜65的开口部形成金属膜63。此外，也可以利用溅射、蒸镀、电解电镀等形成金属膜63。
其后，如图3M所示，通过切割、划线将电感器基板5单片化，并以覆盖金属膜63、布线21b、22b、25～27、内部电极11、12的方式，形成覆盖膜64，形成外部端子61、62。覆盖膜64例如，是利用滚镀等方法形成的NiSn等镀层。由此，形成电感器部件1。此外，在图3M中，与图1比较，进行单片化时的切断位置不同。这样，在电感器部件1中，例如既可以如图1那样，使第一、第二内部电极11、12的侧面、导通孔布线27的侧面、第一、第二连接布线25、26的侧面、以及第一、第二螺旋布线21、22的各外周部21b、22b露出，例如也可以如图3M所示那样不使它们露出。
此外，在基台50的两面中的一面形成电感器基板5，但也可以在基板50的两面分别形成电感器基板5。另外，也可以为了能够同时形成许多的电感器基板5，而在基台50的一面并列形成多个第一、第二螺旋布线21、22、绝缘体40等，并在切割时将它们单片化。由此，能够得到较高的生产性。
根据上述电感器部件11，外部端子61、62包含与磁性复合体30的树脂35以及金属磁性粉36和内部电极11、12的上端面11a、12a接触的金属膜63，金属膜63的上端面11a、12a侧的面积比上端面11a、12a的面积大。由此，能够使电感器部件1中的外部端子61、62的露出面积比上端面11a、12a的面积大。其结果，能够相对于电感器部件1的宽度增大与焊料接合的外部端子61、62的面积，在通过焊料接合外部端子61、62时，电感器部件1的姿势稳定，能够提高电感器部件1的安装稳定性。另外，在像这样使安装稳定性提高时不需要增大内部电极11、12的上端面11a、12a的面积，能够抑制内部电极11、12的剖面积的增加所引起的磁性复合体30的体积的减少，防止特性的降低。此外，这里电感器部件1的宽度是指电感器部件1的安装面的宽度，例如，配置金属膜63的一侧的主面(上端面30a侧的电感器部件1的面)上的边的长度。具体而言，例如在图1中，是指位于电感器部件1的纸面上侧的主面上的沿与纸面垂直的方向的侧的边的长度。
并且，在安装时第一、第二内部电极11、12不与焊料接触，所以能够抑制第一、第二内部电极11、12的浸焊。
此外，电感器部件1的外部端子61、62等一般来说使用利用丝网印刷等涂覆了含有Cu等导电体的金属粉的树脂膏体的树脂电极膜的情况较多。即，外部端子61、62一般来说包含与磁性复合体30接触的树脂电极膜。该情况下，为了确保树脂电极膜与复合体的紧贴性、树脂电极膜自身的膜强度、导电性，需要一定程度增大树脂电极膜的膜厚。但是，在强烈地要求低背化的电感器部件1中，外部端子61、62的厚度存在限制的情况较多。由于这样的膜厚的限制，在电感器部件1的构成中，在外部端子61、62包含树脂电极膜的情况下，有不能够确保足够的紧贴性、膜强度以及导电性的可能性。另一方面，根据电感器部件1，外部端子61、62包含与磁性复合体30的树脂35以及金属磁性粉36接触的金属膜63。金属膜63与树脂电极膜相比较，即使减小膜厚与磁性复合体30的紧贴性、金属膜63自身的膜强度、导电性的降低率也较低。因此，在电感器部件1中，能够实现低背化，并且实现确保了紧贴性、膜强度、导电性的外部端子61、62。
另外，金属磁性粉36的平均粒径在5μm以下，所以即使在对电感器部件1施加了高频信号的情况下，在金属磁性粉36内部的涡流损耗也较小，能够进行高频应对。此外，在金属磁性粉36的平均粒径小到5μm以下的情况下，磁性复合体30的上端面30a的表面粗糙度较小，成为不容易得到外部端子61、62与磁性复合体30的锚定效应的结构。但是，在电感器部件1中，如上述那样具备具有与树脂电极膜相比较确保了紧贴性的金属膜63的外部端子61、62，所以能够减少外部端子61、62的剥离。
另外，多层的螺旋布线11、12与绝缘体40的多层的绝缘层41～43交替地层叠，所以不设置玻璃环氧树脂基板，省去了玻璃环氧树脂基板的厚度，从而能够实现低背化。另外，绝缘体40的绝缘层41～43由无机填料以及树脂的复合材料构成，所以即使使绝缘层41～43薄膜化也不产生裂缝等物理的缺损。
另外，金属磁性粉36的平均粒径在5μm以下，所以能够减小螺旋布线11、12的布线间距以及层间间距，并且，由于螺旋布线11、12的布线间距以及层间间距在10μm以下，所以能够实现能够进行向IC封装基板的内置、向IC封装基板的BGA的再次安装的、例如厚度在0.33mm以下等的低背小型化。
(第一实施例)
对第一实施方式的实施例进行说明。电感器部件作为用途，使用于开关频率100MHz的降压开关稳压器，是尺寸为1mm×0.5mm，厚度0.23mm的功率电感器。螺旋布线的匝数以双层结构缠绕2.5圈，电感值在100MHz大致为5nH。
螺旋布线的圈数与开关频率配合，以能够得到需要的电感值的方式进行设定。相对于开关频率为40MHz～100MHz，设定在10匝以下。
虽然螺旋布线图示了L/S/t＝70/10/70μm的实施例，但根据芯片尺寸和在电感器通电的允许电流设定L、t。各螺旋布线的层间间距与布线间距相同为10μm，通过使螺旋布线的布线间距和层间间距非常窄至10μm以下，能够使螺旋布线紧密地缠绕，实现电感器的小型化、低背化。
(更优选的方式)
接下来，对更优选的方式进行说明。
在电感器部件1中，优选利用电镀形成金属膜63。特别是，优选利用无电解电镀形成金属膜63，该情况下，与树脂35接触的金属膜63的结晶的平均粒径相对于与金属磁性粉36接触的金属膜63的结晶的平均粒径，在60％以上120％以下。这样，金属膜63的结晶的平均粒径的差在金属磁性粉36上与树脂35上之间较小的状态相当于能够在树脂35上形成结晶粒径比较小的金属膜63的状态。
如具体地进行说明，则一般而言在磁性复合体上利用电镀形成的金属膜首先从金属磁性粉上析出，并逐渐向包含树脂上的金属磁性粉的周围析出。这里，如后述那样，对于利用电镀形成的金属膜的结晶的平均粒径来说，越是与初始析出的区域相比后析出的区域越大。因此，如上述优选的方式中的金属膜63那样，在作为初始析出的金属膜63的与金属磁性粉36接触的金属膜63、和与树脂35接触的金属膜63之间，结晶的平均粒径的差较小这样的状态相当于能够在比较早的阶段在树脂35上形成金属膜63，能够在树脂35上形成结晶粒径比较小的金属膜63的状态。
另外，对于材料不同的金属膜63与树脂35紧贴性，金属膜63与树脂35沿界面的凹凸接触所带来的锚定效应的影响较大。在上述优选的方式中的金属膜63中，由于结晶的粒径较小，即使是树脂35的微量的凹凸，也能够沿该凹凸形成界面。即，在该金属膜63中，容易得到金属膜63与树脂35之间的锚定效应，能够使树脂35与金属膜63的紧贴性提高。因此，也确保树脂35上的紧贴性，从而能够提高金属膜63整体的与磁性复合体30的紧贴性。特别是，在电感器部件1中，金属磁性粉36的平均粒径小至5μm以下，如上述那样是不容易得到锚定效应的结构，所以上述效果的影响较大。另外，在金属磁性粉36的平均粒径小至5μm以下的情况下，在磁性复合体30的上端面30a的磨削时，金属磁性粉36容易脱粒，在上端面30a，金属膜63与树脂35接触的比例增加，所以上述效果的影响进一步增大。
此外，在使用无电解电镀形成金属膜63的情况下，如上述那样作为能够在金属磁性粉36上与树脂35上之间减小金属膜63的平均粒径之差的理由，考虑以下。在电感器部件1等中，在进行电解电镀时，从制造效率的观点来看一般来说采用滚镀，但在该情况下，由于对金属磁性粉36通电的时刻散乱，在包含树脂35上形成的金属膜63的各部分，析出时刻的偏差较大。另一方面，在无电解电镀中，金属膜63从与电镀液接触的金属磁性粉36上析出，但电镀液接触各金属磁性粉36的时刻比较均匀，而能够遍及形成的金属膜63的各部分，使析出时刻比较均匀。这样在无电解电镀中，金属膜63的各部分的析出时刻接近，所以如上述那样能够在金属磁性粉36上与树脂35上之间减小金属膜63的结晶的平均粒径之差。特别是，在电感器部件1中，金属磁性粉36的平均粒径小至5μm以下，上端面30a上的树脂35所占的比例较大，所以在使用了电解电镀的情况下金属膜63的各部分的析出时刻的偏差更大，显著地表现出与无电解电镀的差异。
此外，在通过溅射、蒸镀形成的膜中，考虑不产生电镀那样的形成时刻所引起的结晶的平均粒径之差，不容易得到相同的效果。另外，与溅射、蒸镀相比较，在使用电镀形成的金属膜63中，为了提高与金属磁性粉36的紧贴性，从金属膜63整体的与磁性复合体30的紧贴性的观点来看，优选使用电镀。另外，从设备、工序、形成时间、处理数等制造效率的高度、金属膜63的电阻率的低度的观点来看，与溅射、蒸镀相比较也优选使用电镀。
这里，本申请中的平均粒径之比通过根据金属膜63的剖面的FIB－SIM像计算构成金属膜63的结晶(粒块)的平均粒径来求出。FIB－SIM像是使用FIB(Focused Ion Beam：聚焦离子束)观测到的SIM(Scanning Ion Microscope：扫描离子显微镜)的断面图像。此外，作为平均粒径的计算方法，能够使用对FIB－SIM像进行图像解析求出粒度分布，并将其累积值为50％的粒径(D50，中值直径)作为平均粒径的方法。但是，重要的不是平均粒径的绝对值而是比(相对值)，所以在上述图像解析困难的情况下等，也可以使用在FIB－SIM像中，测定多个金属膜63的各结晶的最大径作为粒径，并求出其算术平均值作为平均粒径的方法。
另外，在计算时，测定粒径的结晶的个数为20～50个左右即可。并且，在计算时作为对象的“与树脂35接触的金属膜63的结晶”以及“与金属磁性粉36接触的金属膜63的结晶”严格来说并不仅限于与树脂35或者金属磁性粉36直接接触的结晶，而将存在于从金属膜63与树脂材料35的界面或者金属膜63与金属磁性粉36的界面分别朝向金属膜63的膜厚方向1μm左右的范围内的结晶作为对象。此外，上述平均粒径之比的关系优选在金属膜63整体成立，但即使在金属膜63的一部分成立也发挥效果。因此，在平均粒径的计算中，也可以根据金属膜63的一部分的FIB－SIM像进行计算，例如也可以根据沿上端面30a的方向上，5μm左右的范围的FIB－SIM像进行计算。
另外，在无电解电镀中，从上述的析出时刻的点来看，也能够减少金属膜63的膜厚的凹凸。与此相对，在电解电镀中，树脂35上的金属膜63的膜厚比金属磁性粉36上的金属膜63的膜厚小。在使膜的最薄部的厚度一致的情况下，在减少了凹凸的金属膜63中，与凹凸较激烈的膜相比，能够使膜的最厚部变薄，作为结果能够减小膜厚。
优选金属磁性粉36上的金属膜63的膜厚的一部分在树脂35上的金属膜63的膜厚以下。由此，能够使电感器部件1上的凹凸减少。特别是，由于金属膜63构成外部端子61、62，所以安装稳定性和可靠性提高。
优选金属磁性粉36由包含Fe的金属或者合金构成，金属膜63由包含Cu的金属或者合金构成。该情况下，通过磨削磁性复合体30的上端面30a，能够使包含与Cu相比是贱金属的Fe的金属磁性粉36在上端面30a露出。若该上端面30a浸渍到包含Cu的无电解电镀液，则与Fe置换而Cu析出，其后利用无电解电镀液所包含的还原剂的效果而镀层生长，能够形成包含Cu的金属膜63。由此，能够不使用催化剂，而通过无电解电镀形成金属膜63。另外，由于金属膜63由包含Cu的金属或者合金构成，所以能够提高导电性。
优选金属磁性粉36上的金属膜63的膜厚在树脂35上的金属膜63的膜厚的60％以上160％以下。由此，金属膜63的膜厚均匀。因此，能够减少电感器部件上的凹凸。特别是，在金属膜63构成外部端子61、62时，安装稳定性和可靠性提高。此外，膜厚既可以例如在金属膜63的FIB－SIM像中，通过图像解析来计算，也可以直接测定。另外，优选上述膜厚之比的关系在金属膜63整体成立，但即使在金属膜63的一部分成立也发挥效果。因此，在膜厚的计算中，也可以根据金属膜63的一部分的FIB－SIM像进行计算，例如也可以根据沿上端面30a的方向上，5μm左右的范围的FIB－SIM像进行计算，也可以比较从树脂35上、金属磁性粉36上的各个测定数个位置(例如五个位置等)的膜厚。在膜厚的比较中，优选比较树脂35上、金属磁性粉36上的各个的膜厚的平均值彼此。
此外，在金属磁性粉36与金属膜63的界面，也可以存在Pd，即也可以使用Pd作为催化剂，通过无电解电镀形成金属膜63。根据该方法，即使在与金属磁性粉36相比金属膜63贱的情况下，例如，金属磁性粉36由包含Cu的金属或者合金构成，金属膜63由包含Ni的金属或者合金构成的情况下等，也能够通过进行置换Pd催化剂的处理，通过无电解电镀形成金属膜63。因此，该情况下，金属磁性粉36与金属膜63的材料选择的自由度提高。
图4表示电感器部件的一实施例的剖面图像。图4是使用无电解电镀在磁性复合体30上形成金属膜63的情况下的FIB－SIM像。如图4所示，可知在使用无电解电镀形成的情况下，金属膜63的一部分沿金属磁性粉36的外表面绕到磁性复合体30的内部侧。具体而言，金属膜63如图4的沿金属磁性粉36的外表面的颜色较淡的部分所示，沿金属磁性粉36的外表面，进入树脂35与金属磁性粉36之间的缝隙。换句话说，金属膜63除了从金属磁性粉36的树脂35露出的露出面36a之外，还在金属磁性粉36的树脂35所内包的内包面36b析出。这样，通过使用无电解电镀形成金属膜63，金属膜63的一部分沿金属磁性粉36的外表面绕到磁性复合体30的内部侧，而如上述那样锚定效应提高。
另外，如图4所示，可知使用电镀形成的金属膜63的结晶粒径从与磁性复合体30接触的一侧朝向与其相反的一侧(箭头D方向)增大。换句话说，远离磁性复合体30的金属膜63的结晶粒径(图4的F部分)比与磁性复合体30接触的金属膜63的结晶粒径(图4的E部分)大。这样，对于使用电镀形成的金属膜63来说，越是与初始析出的区域相比后析出的区域越大。
此外，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够变更设计。
在上述实施方式中，磁性复合体经由绝缘体，间接地覆盖螺旋布线，但磁性复合体也可以直接地覆盖螺旋布线。此时，磁性复合体包含多层的复合层，且多层的螺旋布线与多层的复合层交替地层叠。由此，即使进行薄膜化复合层也不产生裂缝等物理的缺损，即使不设置玻璃环氧树脂基板等也能够保持足够的强度，由于省去玻璃环氧树脂基板的厚度，所以能够实现低背化。
在上述实施方式中，电感器部件包含双层的螺旋布线，但也可以包含三层以上的螺旋布线。
在上述实施方式中，由多层的螺旋布线构成的电感器的数目为一个，但电感器部件具有的电感器的数目并不限定于一个。例如也可以通过在同一平面具有多个螺旋的螺旋布线，构成多个电感器。
符号说明
1…电感器部件，5…电感器基板，11、12…第一、第二内部电极，11a、12a…上端面，21、22…第一、第二螺旋布线，21a、22a…内周部，21b、22b…外周部，25、26…第一、第二连接布线，27…导通孔布线，30…磁性复合体，30a…上端面(第一面)，35…树脂，35a…凹部，36…金属磁性粉，40…绝缘体，41～43…第一～第三绝缘层，61、62…第一、第二外部端子，63…金属膜，64…覆盖膜，65…树脂膜。
Claims (10)
1.一种电感器部件，其特征在于，具备：
多层的螺旋布线；
磁性复合体，其直接或者间接地覆盖上述多层的螺旋布线，并且由树脂以及平均粒径在5μm以下的金属磁性粉的复合材料构成；
内部电极，其以端面从上述磁性复合体的外表面露出的方式埋入上述磁性复合体，并与上述螺旋布线电连接；以及
外部端子，其设在上述磁性复合体的外表面，并与上述内部电极电连接，
上述外部端子包含与上述磁性复合体的上述树脂以及上述金属磁性粉和上述内部电极的上述端面接触的金属膜，
上述金属膜的上述端面侧的面积比上述端面的面积大。
2.根据权利要求1所述的电感器部件，其特征在于，
上述外部端子具有上述金属膜、和覆盖上述金属膜的覆盖膜。
3.根据权利要求2所述的电感器部件，其特征在于，
上述外部端子有多个，上述多个外部端子的各个的上述金属膜设在上述磁性复合体的第一面，
在上述磁性复合体的上述第一面上的未设置上述金属膜的部分设置树脂膜。
4.根据权利要求3所述的电感器部件，其特征在于，
上述外部端子与上述树脂膜相比向与上述第一面相反的一侧突出。
5.根据权利要求3或者4所述的电感器部件，其特征在于，
上述树脂膜含有由绝缘材料构成的填料。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的电感器部件，其特征在于，
上述金属膜的厚度在上述螺旋布线的厚度的1/5以下。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的电感器部件，其特征在于，
上述金属膜的厚度在1μm以上并且在10μm以下。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的电感器部件，其特征在于，
上述金属膜的材料与上述内部电极的材料为同种金属。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的电感器部件，其特征在于，
上述磁性复合体在上述外表面的一部分具有凹部，上述金属膜填充在上述凹部。
10.根据权利要求1～9中任意一项所述的电感器部件，其特征在于，
上述金属膜沿上述金属磁性粉的外表面绕到上述磁性复合体的内部侧。
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