CN111755223B - 多层金属膜和电感器部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供多层金属膜和电感器部件,提高了金属膜间的贴紧力。多层金属膜配置在具有绝缘性的基底上,该多层金属膜具备:第1金属膜,与上述基底接触,具有导电性;第2金属膜,相对于上述第1金属膜从与上述基底相反侧覆盖上述第1金属膜,具有耐焊锡熔蚀性;以及催化剂层,配置在上述第1金属膜与上述第2金属膜之间,上述催化剂层具有凸部,该凸部向上述第2金属膜侧凸出,进入上述第2金属膜。

Description

多层金属膜和电感器部件
技术领域
本发明涉及多层金属膜和电感器部件。
背景技术
以往,在电感器部件等电子部件中,使用在构成电气元件的内部电极、作为电气元件的端子的外部端子层叠了金属膜的多层金属膜。例如,日本特开2014-13815号公报(专利文献1)所记载的电感器部件具备:基板;设置在基板的两面的螺旋布线;覆盖螺旋布线的磁性层;设置在磁性层的表面的外部端子;以及将螺旋布线和外部端子电连接的引出布线。螺旋布线是由在基板上通过无电镀工序形成的Cu的基底层和在基底层上通过2次电镀形成的2层的Cu的电镀层构成的多层金属膜。外部端子是在单片化前通过溅射或者丝网印刷形成的、在单片化后进行了电镀处理的多层金属膜。
专利文献1:日本特开2014-13815号公报
在多层金属膜中,层叠的金属膜在其主面之间通过化学性或者物理性的结合力而贴紧。这里,电子部件在制造、安装、使用时等被施加热、电、物理性的力,但有时该力在电子部件内成为内部应力而积蓄,在多层金属膜的金属膜间产生剥离。今后,若接受电子部件的进一步的小型化、多层金属膜也推进微细化、薄膜化,则即使是以往没有问题的制造、安装、使用条件,也有可能产生上述的剥离。
发明内容
因此,本发明目的在于,提供金属膜间的贴紧力得以提高的多层金属膜和具备该多层金属膜的电感器部件。
为了解决上述课题,本发明的一个方式的多层金属膜配置在具有绝缘性的基底上,所述多层金属膜具备:第1金属膜,与所述基底接触,且具有导电性;第2金属膜,相对于所述第1金属膜从所述基底的相反侧覆盖所述第1金属膜,所述第2金属膜具有耐焊锡熔蚀性;以及催化剂层,配置在所述第1金属膜与所述第2金属膜之间,所述催化剂层具有凸部,所述凸部向所述第2金属膜侧凸出,进入所述第2金属膜。
根据上述方式,催化剂层具有凸部,该凸部向第2金属膜侧凸出,进入第2金属膜,因此通过凸部的锚定(anchor)效果而提高第1金属膜与第2金属膜之间的贴紧力。另外,催化剂层是指包括促进作为上层侧的第2金属膜的析出的金属的层。例如,在第2金属膜为包含Ni的膜的情况下,如果在第1金属膜与第2金属膜之间配置包含Pd等的层,该Pd促进Ni电镀时的电镀液中的还原剂的氧化,则将包含该Pd等的层作为催化剂,能够通过无电镀处理促进第2金属膜的析出,因此该层为催化剂层。
另外,在一个实施方式中,所述催化剂层的所述凸部的高度为所述催化剂层的所述凸部以外的部分的膜厚的2倍以上。
根据上述实施方式,第1金属膜与第2金属膜之间的贴紧力进一步提高。另外,在第2金属膜积蓄内部应力时,相比于第2金属膜,容易先在凸部产生裂缝,能够降低第2金属膜的内部应力。
另外,在一个实施方式中,所述催化剂层的所述凸部以外的部分的膜厚为10nm以上30nm以下。
根据上述实施方式,能够良好地形成第2金属膜,并且能够降低多层金属膜的基于电、物理、化学特性的催化剂层的影响。
另外,在一个实施方式中,所述催化剂层的所述凸部的高度为所述第2金属膜的膜厚的1/2以下。
根据上述实施方式,能够充分地确保第2金属膜的耐焊锡熔蚀性。
另外,在一个实施方式中,所述催化剂层包含比所述第1金属膜贵的金属。
根据上述实施方式,能够通过与第1金属膜的置换反应而容易地形成催化剂层。
另外,在一个实施方式中,所述基底具有包含树脂和所述树脂中含有的金属磁性粉的磁性树脂层,所述第1金属膜与所述磁性树脂层接触。
根据上述实施方式,能够利用金属磁性粉的导电性、置换反应而使第1金属膜析出。另外,第1金属膜与金属磁性粉强力地结合,能够提高基底与第1金属膜的贴紧力。
另外,在一个实施方式中,所述多层金属膜在所述第2金属膜上还具备第3金属膜,所述第3金属膜具有焊料润湿性。
根据上述实施方式,能够提高多层金属膜的焊料润湿性。
另外,在一个实施方式中,所述第1金属膜包含Cu。
根据上述实施方式,能够以低成本确保多层金属膜的导电性。另外,能够减小第1金属膜的硬度,因此能够降低多层金属膜的内部应力。
另外,在一个实施方式中,所述第2金属膜包含Ni。
根据上述实施方式,能够容易地提高多层金属膜的耐焊锡熔蚀性。
另外,在一个实施方式中,所述催化剂层包含Pd。
根据上述实施方式,能够容易地构成催化剂层。
另外,在电感器部件的一个实施方式中,具备:基底;所述多层金属膜;以及电感器元件,配置在所述基底内,所述多层金属膜是从所述基底露出且与所述电感器元件电连接的外部端子。
根据上述实施方式,能够提供降低了外部端子内的剥离的电感器部件。
根据本发明的一个方式的多层金属膜和电感器部件,能够提高多层金属膜的金属膜间的贴紧力。
附图说明
图1A是示出电感器部件的第1实施方式的透视俯视图。
图1B是图1A的A-A剖视图。
图2是图1B的局部放大图。
图3A是对电感器部件的制造方法进行说明的说明图。
图3B是对电感器部件的制造方法进行说明的说明图。
图3C是对电感器部件的制造方法进行说明的说明图。
图3D是对电感器部件的制造方法进行说明的说明图。
图4A是电感器部件的第1实施例的扫描型电子显微镜的图像图。
图4B是外部端子的放大图像图。
图5是电感器部件的第2实施例的扫描型电子显微镜的图像图。
附图标记的说明
1...电感器部件;2A...第1电感器元件;2B...第2电感器元件;10...基底;101...第1端缘;102...第2端缘;10a...第1主面;10b...第1侧面;10c...第2侧面;11...第1磁性层;12...第2磁性层;21...第1螺旋布线;22...第2螺旋布线;31...第1柱状布线;32...第2柱状布线;33...第3柱状布线;34...第4柱状布线;41...第1外部端子(多层金属膜);410...多层金属膜;411...第1金属膜;411a...孔部;411b...第1主面;412...第2金属膜;413...第3金属膜;415...催化剂层;415a...基部;415b...凸部;42...第2外部端子(多层金属膜);43...第3外部端子(多层金属膜);44...第4外部端子(多层金属膜);50...绝缘膜;61...绝缘层;100...母基板;135...树脂;136...金属磁性粉;A...(凸部的)高度;B...(孔部的)范围;t...(基部的)膜厚;T1...(第1金属膜的)膜厚;T2...(第2金属膜的)膜厚。
具体实施方式
以下,通过图示的实施方式对本发明的一个方式的电感器部件进行详细的说明。另外,附图包括局部示意性的结构,有时不反映实际的尺寸和比率。
(第1实施方式)
(结构)
图1A是示出电感器部件的第1实施方式的透视俯视图。图1B是图1A的A-A剖视图。图2是图1B的局部放大图。
电感器部件1例如是表面安装型的电子部件,其安装在搭载于个人计算机、DVD播放器、数字照相机、TV、移动电话、汽车电子等电子设备的电路基板。但是,电感器部件1也可以不是表面安装型而是基板内置型的电子部件。另外,电感器部件1例如是整体上为立方体形状的部件。但是,电感器部件1的形状没有特别地限定,也可以是圆柱状、多边形柱状、圆锥台形状、多边形锥台形状。
如图1A和图1B所示,电感器部件1具备:具有绝缘性的基底10;配置在基底10内的第1电感器元件2A和第2电感器元件2B;以及以端面从基底10的长方形的第1主面10a露出的方式埋入到基底10的第1柱状布线31、第2柱状布线32、第3柱状布线33和第4柱状布线34;配置在基底10的第1主面10a上的第1外部端子41、第2外部端子42、第3外部端子43和第4外部端子44;以及设置在基底10的第1主面10a上的绝缘膜50。在图中,将与电感器部件1的厚度平行的方向设为Z方向,将正向Z方向设为上侧,将反向Z方向设为下侧。在与Z方向正交的平面,将与电感器部件1的长边侧的长度平行的方向设为X方向,将与电感器部件1的短边侧的宽度平行的方向设为Y方向。
基底10具有绝缘层61、配置在绝缘层61的下表面61a的第1磁性层11、以及配置在绝缘层61的上表面61b的第2磁性层12。基底10的第1主面10a相当于第2磁性层12的上表面。基底10是绝缘层61、第1磁性层11和第2磁性层12的3层构造,但也可以是仅磁性层的1层构造、仅磁性层和绝缘层的2层构造、由多个磁性层和绝缘层构成的4层以上的构造中的任意构造。
绝缘层61具有绝缘性,是主面为长方形的层状,绝缘层61的厚度例如为10μm以上100μm以下。绝缘层61例如从低高度化的观点出发,优选为不包含玻璃布等基材的环氧类树脂或聚酰亚胺类树脂等绝缘树脂层,但也可以是由NiZn类或MnZn类等铁氧体那样的磁性体、或氧化铝、玻璃那样的非磁性体构成的烧结体层,也可以是包含玻璃环氧等基材的树脂基板层。另外,在绝缘层61为烧结体层的情况下,能够确保绝缘层61的强度和平坦性,提高绝缘层61上的层叠物的加工性。另外,在绝缘层61为烧结体层的情况下,从低高度化的观点出发,优选进行研磨加工,特别是优选从没有层叠物的下侧进行研磨。
第1磁性层11和第2磁性层12具有较高的透磁率,是主面为长方形的层状,包含树脂135和树脂135中含有的金属磁性粉136。树脂135例如为由环氧类树脂、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136例如为FeSiCr等FeSi类合金、FeCo类合金、NiFe等Fe类合金、或者它们的非晶体合金等具有磁性的金属材料。金属磁性粉136的平均粒径例如为0.1μm以上5μm以下。在电感器部件1的制造阶段,能够将金属磁性粉136的平均粒径作为与通过激光衍射、散射法求出的粒度分布中的累计值50%相当的粒径(所谓的D50)而进行计算。金属磁性粉136的含有率优选相对于磁性层整体为20Vol%以上70Vol%以下。在金属磁性粉136的平均粒径为5μm以下的情况下,直流重叠特性进一步提高,能够通过微粉而降低高频下的铁损。另外,也可以不使用金属磁性粉而使用NiZn类或MnZn类等铁氧体的磁性粉。
第1电感器元件2A、第2电感器元件2B包括与基底10的第1主面10a平行地配置的第1螺旋布线21、第2螺旋布线22。由此,能够在与第1主面10a平行的方向上构成第1电感器元件2A和第2电感器元件2B,能够实现电感器部件1的低高度化。第1螺旋布线21和第2螺旋布线22配置在基底10内的同一平面上。具体而言,第1螺旋布线21和第2螺旋布线22仅形成在绝缘层61的上方侧、即绝缘层61的上表面61b,被第2磁性层12覆盖。
第1、第2螺旋布线21、22被卷绕成平面状。具体而言,第1、第2螺旋布线21、22在从Z方向观察时为半椭圆形的弧状。即,第1、第2螺旋布线21、22是卷绕了约半周的曲线状的布线。另外,第1、第2螺旋布线21、22在中间部分包括直线部。另外,在本申请中,螺旋布线的“螺旋”是指卷绕成包括涡旋形状的平面状的曲线形状,还包括第1螺旋布线21、第2螺旋布线22那样的1匝以下的曲线形状,另外,该曲线形状也可以包括局部的直线部。
第1、第2螺旋布线21、22的厚度例如优选为40μm以上120μm以下。作为第1、第2螺旋布线21、22的实施例,厚度为45μm,布线宽度为40μm,布线间空间为10μm。为了确保绝缘性,布线间空间优选为3μm以上20μm以下。
第1、第2螺旋布线21、22由导电性材料构成,例如由Cu、Ag、Au等低电阻的金属材料构成。在本实施方式中,电感器部件1仅具备1层的第1、第2螺旋布线21、22,能够实现电感器部件1的低高度化。另外,第1、第2螺旋布线21、22可以为多层金属膜,例如也可以是在通过无电镀形成的Cu或Ti等基底层上形成Cu或Ag等导电层的构造。
第1螺旋布线21是与第1端、第2端分别位于外侧的第1柱状布线31、第2柱状布线32电连接且从第1柱状布线31和第2柱状布线32朝向电感器部件1的中心侧描绘孤的曲线状。另外,第1螺旋布线21在其两端具有线宽度比螺旋形状部分大的焊盘部,在焊盘部与第1、第2柱状布线31、32直接连接。
同样地,第2螺旋布线22是与第1端、第2端分别位于外侧的第3柱状布线33、第4柱状布线34电连接且从第3柱状布线33和第4柱状布线34朝向电感器部件1的中心侧描绘孤的曲线状。
这里,分别在第1、第2螺旋布线21、22中,将第1、第2螺旋布线21、22所描绘的曲线和连结了第1、第2螺旋布线21、22的两端的直线所围起的范围设为内径部分。此时,从Z方向观察时,第1、第2螺旋布线21、22的内径部分彼此不重叠,而第1、第2螺旋布线21、22相互隔离。
布线从第1、第2螺旋布线21、22的与第1至第4柱状布线31~34的连接位置朝向与X方向平行的方向且作为电感器部件1的外侧的方向进一步延伸,该布线在电感器部件1的外侧露出。即,第1、第2螺旋布线21、22具有从与电感器部件1的层叠方向平行的侧面(与YZ平面平行的面)露出到外部的露出部200。
该布线是在电感器部件1的制造过程中,在形成第1、第2螺旋布线21、22的形状之后,与追加进行电镀时的供电布线连接的布线。在通过该供电布线将电感器部件1单片化之前的电感基板状态下,能够容易地追加进行电镀,能够使布线间距离变窄。另外,通过追加进行电镀,使第1、第2螺旋布线21、22的布线间距离变窄,由此能够提高第1、第2螺旋布线21、22的磁耦合、增大第1、第2螺旋布线21、22的布线宽度而降低电阻、或者将电感器部件1的外形小型化。
另外,由于第1、第2螺旋布线21、22具有露出部200,因此能够确保电感基板的加工时的静电破坏耐性。在各螺旋布线21、22中,露出部200的露出面200a的厚度(沿着Z方向的尺寸)优选为各螺旋布线21、22的厚度(沿着Z方向的尺寸)以下,并且为45μm以上。通过露出面200a的厚度为螺旋布线21、22的厚度以下,能够增加磁性层11、12的比例,能够提高电感。另外,通过露出面200a的厚度为45μm以上,能够降低露出面200a附近的断线的产生。露出面200a优选为氧化膜。由此,能够在电感器部件1与其邻接部件之间抑制短路。
第1至第4柱状布线31~34从各螺旋布线21、22沿Z方向延伸,贯通第2磁性层12的内部。第1柱状布线31从第1螺旋布线21的一端的上表面向上侧延伸,第1柱状布线31的端面从基底10的第1主面10a露出。第2柱状布线32从第1螺旋布线21的另一端的上表面向上侧延伸,第2柱状布线32的端面从基底10的第1主面10a露出。第3柱状布线33从第2螺旋布线22的一端的上表面向上侧延伸,第3柱状布线33的端面从基底10的第1主面10a露出。第4柱状布线34从第2螺旋布线22的另一端的上表面向上侧延伸,第4柱状布线34的端面从基底10的第1主面10a露出。
因此,第1柱状布线31、第2柱状布线32、第3柱状布线33、第4柱状布线34从第1电感器元件2A、第2电感器元件2B到从上述第1主面10a露出的端面为止,沿与该端面正交的方向呈直线状延伸。由此,能够以更短的距离连接第1外部端子41、第2外部端子42、第3外部端子43、第4外部端子44、第1电感器元件2A、第2电感器元件2B,能够实现电感器部件1的低电阻化和高电感化。第1至第4柱状布线31~34由导电性材料构成,例如由与螺旋布线21、22相同的材料构成。
第1至第4外部端子41~44是配置在基底10的第1主面10a(第2磁性层12的上表面)上的多层金属膜。第1外部端子41与第1柱状布线31从基底10的第1主面10a露出的端面接触,与第1柱状布线31电连接。由此,第1外部端子41与第1螺旋布线21的一端电连接。第2外部端子42与第2柱状布线32从基底10的第1主面10a露出的端面接触,与第2柱状布线32电连接。由此,第2外部端子42与第1螺旋布线21的另一端电连接。
同样地,第3外部端子43与第3柱状布线33的端面接触,与第3柱状布线33电连接,而与第2螺旋布线22的一端电连接。第4外部端子44与第4柱状布线34的端面接触,与第4柱状布线34电连接,而与第2螺旋布线22的另一端电连接。
在电感器部件1中,第1主面10a具有相当于长方形的边的呈直线状延伸的第1端缘101、第2端缘102。第1端缘101、第2端缘102分别是与基底10的第1侧面10b、第2侧面10c连续的第1主面10a的端缘。第1外部端子41和第3外部端子43沿着基底10的第1侧面10b侧的第1端缘101排列,第2外部端子42和第4外部端子44沿着基底10的第2侧面10c侧的第2端缘102排列。另外,在从与基底10的第1主面10a正交的方向观察时,基底10的第1侧面10b、第2侧面10c为沿着Y方向的面,与第1端缘101、第2端缘102一致。设第1外部端子41和第3外部端子43的排列方向为将第1外部端子41的中心和第3外部端子43的中心连结的方向,设第2外部端子42和第4外部端子44的排列方向为将第2外部端子42的中心和第4外部端子44的中心连结的方向。
绝缘膜50设置在基底10的第1主面10a的未设置第1至第4外部端子41~44的部分上。但是,绝缘膜50也可以通过供第1至第4外部端子41~44的端部搭载而与第1至第4外部端子41~44沿Z方向重叠。绝缘膜50例如由丙烯酸树脂、环氧类树脂、聚酰亚胺等电气绝缘性较高的树脂材料构成。由此,能够提高第1至第4外部端子41~44之间的绝缘性。另外,绝缘膜50代替第1至第4外部端子41~44的图案形成时的掩模,制造效率得以提高。另外,在金属磁性粉136从树脂135露出的情况下,绝缘膜50通过覆盖该露出的金属磁性粉136,能够防止金属磁性粉136向外部露出。另外,绝缘膜50也可以含有由二氧化硅、硫酸钡等绝缘材料构成的填料。
如图2所示,作为多层金属膜的第1外部端子41具备:与基底10(第2磁性层12)接触的第1金属膜411;相对于第1金属膜411从基底10的相反侧覆盖第1金属膜411的第2金属膜412;以及配置在第1金属膜411与第2金属膜412之间的催化剂层415。第2、第3、第4外部端子42、43、44的结构与第1外部端子41的结构相同,因此以下仅对第1外部端子41进行说明。
第1金属膜411具有导电性,具有降低第1外部端子41的电阻的作用。第1金属膜411例如通过无电镀形成,但也可以通过电镀形成。在第1金属膜411通过无电镀形成的情况下,基底10包含金属磁性粉136,因此能够通过与金属磁性粉136的置换反应而使第1金属膜411在金属磁性粉136上析出,能够提高基底10与第1金属膜411的贴紧性。
第2金属膜412具有耐焊锡熔蚀性,通过覆盖第1金属膜411,能够抑制由第1外部端子41的第1金属膜411的安装焊锡引起的焊锡熔蚀。第2金属膜412例如隔着催化剂层415而通过无电镀形成。
催化剂层415具有薄膜状的基部415a、设置在基部415a上的多个凸部415b。凸部415b向第2金属膜412侧凸出,进入第2金属膜412。由此,通过凸部415b的锚定效果而提高第1金属膜411与第2金属膜412之间的贴紧力。具体而言,在电感器部件1的制造时、安装时、使用时,有时由于第1金属膜411与第2金属膜412的线膨胀率的不同、或外力对第1外部端子41的作用,而在第1金属膜411或者第2金属膜412产生应力,催化剂层415的凸部415b成为相对于第2金属膜412的锚定部,提高第1金属膜411与第2金属膜412之间的贴紧力。催化剂层415例如通过与第1金属膜411的置换反应而形成。
优选催化剂层415的凸部415b的高度A为催化剂层415的凸部415b以外的部分(即,基部415a)的膜厚t的2倍以上。高度A、膜厚t是与Z方向平行地分别测定凸部415b、基部415a而得到的尺寸。
由此,能够增高凸部415b的高度A,通过凸部415b的锚定效果,进一步提高第1金属膜411与第2金属膜412之间的贴紧力。另外,在第2金属膜412积蓄了内部应力时,相比于第2金属膜412,容易先在凸部415b产生裂缝,能够降低第2金属膜412的内部应力。由此,凸部415b也可以具有裂缝,能够通过该裂缝而可靠地降低第2金属膜412的内部应力。
作为高度或膜厚的测量条件(包括以下的高度或膜厚的测量),在与测量对象(在上述的情况下为第1外部端子41)的测量尺寸(高度或膜厚)垂直的面的中心切断测量对象而得到的剖面的扫描透射式电子显微镜(SEM)图像中观察而进行测量。具体而言,对电感器部件1等的试料进行加工而使通过测定对象的多层金属膜的上述中心的剖面露出,在使用SEM以1万倍的倍率取得的图像中测定该剖面。另外,凸部415b的高度A只要测定最大尺寸即可,基部415a的膜厚t只要测定除了端部之外的5个部位的膜厚,并计算该平均值即可。以下的膜厚也同样地计算。
优选催化剂层415的凸部415b以外的部分(即,基部415a)的膜厚t为10nm以上30nm以下。
通过膜厚t为10nm以上,能够良好地形成第2金属层,并且,通过膜厚t为30nm以下,能够降低第1外部端子41的基于电、物理、化学特性的催化剂层的影响。
优选催化剂层415的凸部415b的高度A为第2金属膜412的膜厚T2的1/2以下。由此,能够充分地确保第2金属膜412的耐焊锡熔蚀性。
优选催化剂层415包含比第1金属膜411贵的金属。由此,能够通过与第1金属膜411的置换反应而形成催化剂层415。
第1金属膜411在催化剂层415侧具有多个孔部411a。邻接的孔部411a可以分离、或者相连。通过第1金属膜411的孔部411a,能够缓和在第1金属膜411与第2金属膜412之间等第1外部端子41(多层金属膜)内积蓄的内部应力。具体而言,在电感器部件1的制造时、安装时、使用时等,由于第1金属膜411与第2金属膜412的线膨胀率的差异、或外力对第1外部端子41的作用,而在第1金属膜411与第2金属膜412之间等第1外部端子41内产生内部应力,但在第1金属膜411的孔部411a中,积蓄的内部应力被释放,因此能够缓和在第1外部端子41内积蓄的内部应力。
优选第1金属膜411的孔部411a内是空洞。因此,能够抑制由于杂质混入第1金属膜411的孔部411a内而导致的第1金属膜411的纯度的降低。另外,也可以在第1金属膜411的孔部411a内混入第1金属膜411的材料以外的杂质,例如也可以混入电镀液以外的组成物(硫磺等)。
优选第1金属膜411的孔部411a存在于从第1金属膜411的催化剂层415侧的第1主面411b到第1金属膜411的膜厚T1的1/4以下的范围B。因此,能够减小在第1金属膜411中存在孔部411a的区域,能够确保第1金属膜411的强度。
优选第1金属膜411的孔部411a的大小为在第1金属膜411与第2金属膜412之间不产生层间剥离的程度的大小。这里,在第1金属膜411与第2金属膜412之间不产生剥离的程度是指在存在较大的孔部411a的情况下、或者在存在多个孔部411a且多个孔部411a彼此连通的情况下等,其大小也在恒定值以下的程度、或者第1金属膜411与第2金属膜412电导通的程度。具体而言,优选上述孔部411a的大小为0.5μm以下。另外,优选第1金属膜411与第2金属膜412之间的电阻为1mΩ以下。在该情况下,能够判断为在第1金属膜411与第2金属膜412之间未产生剥离。由此,能够确保作为具备第1金属膜411和第2金属膜412的第1外部端子41(多层金属膜)的功能、可靠性。
优选第1金属膜411的硬度比第2金属膜412的硬度小。这里,硬度例如是指维氏硬度。因此,能够通过比第2金属膜412柔软的第1金属膜411而进一步缓和内部应力的积蓄。
优选第1金属膜411包含Cu。由此,能够以低成本确保第1外部端子41的导电性。另外,由于能够减小第1金属膜411的硬度,因此能够降低包含第1金属膜411的第1外部端子41的内部应力。另外,优选第1金属膜411的膜厚比第1外部端子41的其他的金属膜厚,在该情况下,能够提高第1外部端子41的导电性,并且能够进一步降低内部应力。另外,第1金属膜411不限于Cu,也可以包含Ag、Au、Al、Ni、Fe、Pd中的至少一个。
优选第2金属膜412包含Ni。由此,能够容易地提高第1外部端子41的耐焊锡熔蚀性。另外,由此也能够降低第1金属膜411的迁移。另外,第2金属膜412不限于Ni,也可以包含Pd、Pt、Co、Fe中的至少一个。
优选催化剂层415包含Pd。由此,能够用比第1金属膜411所包含的金属贵的金属容易地构成催化剂层415,并且在通过无电镀形成第2金属膜412时,能够容易地促进次磷酸等还原剂的氧化,能够进一步促进第2金属膜412的析出。另外,催化剂层415不限于Pd,也可以包含Ag、Cu、Pt、Au中的至少一个。
优选如图2的假想线所示,第1外部端子41还在第2金属膜412上具备具有焊料润湿性的第3金属膜413。由此,能够提高第1外部端子41的焊料润湿性。第3金属膜413例如包含Au、Sn、Pd、Ag中的至少一个。
(制造方法)
接下来,对电感器部件1的制造方法进行说明。
如图3A所示,在通过基底10覆盖多个螺旋布线21、22和多个柱状布线31~34的状态下,通过研磨等对基底10的上表面进行磨削加工,使柱状布线31~34的端面从基底10的上表面露出。然后,如图3B所示,通过旋涂法或丝网印刷等涂覆法、干式薄膜粘贴等干式法等而在基底10的上表面整体形成阴影线所示的绝缘膜50。绝缘膜50例如是感光性抗蚀剂。
然后,在形成外部端子的区域中,通过光刻、激光、钻孔、喷砂等而除去绝缘膜50,由此在绝缘膜50形成使柱状布线31~34的端面和供基底10(第2磁性层12)的一部分露出的贯通孔50a。此时,如图3B所示,可以使柱状布线31~34的端面整体从贯通孔50a露出,也可以使柱状布线31~34的端面的一部分露出。另外,也可以使多个柱状布线31~34的端面从一个贯通孔50a露出。
然后,如图3C所示,通过后述的方法而在贯通孔50a内形成阴影线所示的多层金属膜410,而构成母基板100。多层金属膜410构成切断前的外部端子41~44。然后,如图3D所示,使用切割刀片等沿切割线C将母基板100、即密封的多个螺旋布线21、22按照螺旋布线21、22共2个的方式进行单片化,制造多个电感器部件1。多层金属膜410沿切割线C被切断,形成外部端子41~44。另外,外部端子41~44的制造方法可以是如上述那样切断多层金属膜410的方法,也可以是预先将绝缘膜50除去以使贯通孔50a成为外部端子41~44的形状之后形成多层金属膜410的方法。
(多层金属膜410的制造方法)
对上述的多层金属膜410的制造方法进行说明。图4A是示出切断电感器部件1的第1外部端子41(多层金属膜410的一例)的剖面中的SEM的图像的图。图4B是图4A的催化剂层415附近的放大图像图。图4A和图4B是像上述那样在与第1外部端子41的膜厚垂直的面(第1外部端子41露出的主面)的中心切断第1外部端子41而得到的剖面的图像图。在图4A和图4B中,与图1B和图2的上下方向相反,下方向为Z方向。
如上所述,在绝缘膜50形成贯通孔50a的状态下,柱状布线31~34的端面和基底10从贯通孔50a露出。针对从该贯通孔50a露出的柱状布线31~34的端面和基底10的上表面,通过无电镀处理等而形成Cu层来作为与基底10接触且具有导电性的第1金属膜411。
接下来,在第1金属膜411上形成Pd层来作为用于形成第2金属膜412的催化剂层415。具体而言,上述Pd层的形成例如进行置换Pd催化剂处理。这里,在上述置换Pd催化剂处理中,通过使处理条件为特定的条件,而在催化剂层415形成向上层(第2金属膜412)侧凸出的凸部415b。具体而言,例如在上述置换Pd催化剂处理中,通过将Pd浓度设为0.02g/L、将温度设为45℃、将时间设为10min,而形成图4A和图4B所示的凸部415b。此时,作为包含凸部415b的催化剂层415的整体膜厚的范围,最小膜厚为2nm,最大膜厚为205nm。
接下来,在形成凸部415b的催化剂层415上,通过无电镀处理等而形成Ni层来作为具有耐焊锡熔蚀性的第2金属膜412。由此,凸部415b成为进入第2金属膜412的形状。
接下来,在第2金属膜412上,通过无电镀处理等而形成Au层来作为具有焊料润湿性的第3金属膜413。这样,能够形成多层金属膜410。
另外,该制造条件仅仅是一例,只要能够得到凸部415b,就不限定于制造条件。例如,在上述制造方法中,催化剂层415通过包含Pd来作为促进形成第2金属膜412即Ni层的Ni电镀液中的还原剂的氧化的金属,而将Pd层作为催化剂,能够通过无电镀处理来促进Ni层的析出。另一方面,催化剂层415不限于无电镀处理的催化剂,只要是包含在通过其他的公知的方法而形成第2金属膜412时促进第2金属膜的析出的金属的层(催化剂)即可。
另外,催化剂层415通过包含比第1金属膜411即Cu层贵的金属即Pd,能够通过与Cu层的置换反应而容易地形成Pd层。另一方面,催化剂层415只要是能够通过其他的公知的方法而形成在Cu层上即可,也可以是比Cu层贱的金属。
(多层金属膜410的构造)
对上述的多层金属膜410的构造进一步进行说明。图5是示出切断电感器部件1的第1外部端子41(多层金属膜410的一例)的剖面中的SEM的图像的图。图5是像上述那样利用通过与第1外部端子41的膜厚垂直的面(第1外部端子41露出的主面)的中心的剖面进行切断而得到的图像图。在图5中,与图4A和图4B同样,下方向为Z方向。
如图5所示,在多层金属膜410中,第1金属膜411在催化剂层415侧具有孔部411a。第1金属膜411所具有的孔部411a的大小为0.5μm以下。另外,存在多个孔部411a,多个孔部411a连通的最大数为10以下,在图5中大概为5个左右。另外,第1金属膜411与第2金属膜412之间电导通,第1金属膜411与第2金属膜412之间的电阻为1mΩ以下。在该情况下,第1金属膜411与第2金属膜412无问题地电连接,能够判断为第1金属膜411与第2金属膜412之间未产生剥离。如上所述,第1金属膜411通过在催化剂层415侧具有的孔部411a,能够缓和在多层金属膜410内积蓄的内部应力。
另外,关于孔部411a,在例如由Cu构成的第1金属膜411上形成由Pd构成的催化剂层415时,在从Cu向Pd的置换处理中,使处理条件为特定的条件,由此能够在第1金属膜411的催化剂层415侧形成孔部411a。具体而言,例如,通过将上述置换处理所使用的处理液的Pd浓度设为3g/L、将温度设为25℃以上,能够确认形成了图5所示的孔部411a。
另外,该制造条件仅仅是一例,只要能够得到孔部411a就不限定于制造条件。
另外,凸部415b的形成和孔部411a的形成能够分别独立地进行,但通过调整处理液的浓度、处理温度、处理时间,能够同时地形成上述凸部415b和上述孔部411a,也可以仅形成凸部415b、仅形成孔部411a。
另外,本发明不限于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够设计变更。
在上述实施方式中,在基底内配置有第1电感器元件和第2电感器元件共2个,也可以配置3个以上的电感器元件,此时,外部端子和柱状布线分别为6个以上。
在上述实施方式中,电感器元件所具有的螺旋布线的匝数小于1周,但螺旋布线的匝数也可以是超过1周的曲线。另外,电感器元件所具有的螺旋布线的总数不限于1层,也可以是2层以上的多层结构。另外,不限于第1电感器元件的第1螺旋布线和第2电感器元件的第2螺旋布线配置在与第1主面平行的同一平面上的结构,也可以是第1螺旋布线和第2螺旋布线在与第1主面正交的方向上排列的结构。
在上述实施方式中,外部端子设置在素体的表面,但外部端子的至少一部分也可以埋入素体。例如,也可以是外部端子的第1金属膜被埋入素体,外部端子的第2金属膜或者第3金属膜从素体的表面露出。
在上述实施方式中,多层金属膜作为电感器部件的外部端子使用,但不限于此,例如多层金属膜也可以是电感器部件的内部电极。另外,多层金属膜不限于电感器部件,可以应用于电容器部件或电阻部件等其他的电子部件,也可以应用于搭载这些电子部件的电路基板。例如,作为多层金属膜,也可以是电路基板的布线图案。
在上述实施方式中,第1金属膜在催化剂层侧具有孔部,但第1金属膜也可以不设置孔部。

Claims (11)

1.一种多层金属膜,配置在具有绝缘性的基底上,所述多层金属膜具备:
第1金属膜,与所述基底接触,且具有导电性;
第2金属膜,相对于所述第1金属膜从所述基底的相反侧覆盖所述第1金属膜,所述第2金属膜具有耐焊锡熔蚀性;以及
催化剂层,配置在所述第1金属膜与所述第2金属膜之间,
所述催化剂层具有膜状的基部、和在所述基部上分别隔离设置的多个凸部,所述凸部向所述第2金属膜侧凸出,进入所述第2金属膜。
2.根据权利要求1所述的多层金属膜,其中,
所述催化剂层的所述凸部的高度为所述催化剂层的所述凸部以外的部分的膜厚的2倍以上。
3.根据权利要求1或2所述的多层金属膜,其中,
所述催化剂层的所述凸部以外的部分的膜厚为10nm以上30nm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的多层金属膜,其中,
所述催化剂层的所述凸部的高度为所述第2金属膜的膜厚的1/2以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的多层金属膜,其中,
所述催化剂层包含比所述第1金属膜贵的金属。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的多层金属膜,其中,
所述基底具有包含树脂和所述树脂中含有的金属磁性粉的磁性树脂层,
所述第1金属膜与所述磁性树脂层接触。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的多层金属膜,其中,
所述多层金属膜在所述第2金属膜上还具备第3金属膜,所述第3金属膜具有焊料润湿性。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的多层金属膜,其中,
所述第1金属膜包含Cu。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的多层金属膜,其中,
所述第2金属膜包含Ni。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的多层金属膜,其中,
所述催化剂层包含Pd。
11.一种电感器部件,具备:
基底;
权利要求1至10中任一项所述的多层金属膜;以及
电感器元件,配置在所述基底内,
所述多层金属膜是从所述基底露出且与所述电感器元件电连接的外部端子。
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