CN112103028B - 电感器部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够实现应力减少以及绝缘性提高的电感器部件。电感器部件具备包括磁性层(20)的层叠体(2)和配置在层叠体(2)内的螺旋布线。磁性层(20)具备具有空隙部(71)的基础树脂(72)和在基础树脂(72)中所含有的金属磁性粉(73)及非磁性粉(74)。在金属磁性粉(73)中存在与空隙部(71)以及非磁性粉(74)双方接触的金属磁性粉。
Description
技术领域
本公开涉及电感器部件。
背景技术
在搭载于电子设备的电感器部件中,存在例如如专利文献1所记载那样,具备具有树脂和在该树脂中所含有的金属磁性粉的一对磁性层、以及夹在一对磁性层之间的螺旋布线的电感器部件。
在专利文献1所记载的电感器部件中,优选磁性层中的金属磁性粉的含有率为90~97wt%,该磁性层中的树脂的含有率为3~10wt%。另外,螺旋布线形成于基板的表面,并且被包含树脂的绝缘性的绝缘体覆盖。绝缘体防止螺旋布线与磁性层的电导通。而且,一对磁性层从厚度方向的两侧覆盖绝缘体。
专利文献1:日本专利第6024243号公报
近年来,笔记本电脑、智能手机等电子设备的小型化、薄型化得到发展。伴随于此,搭载在电子设备中的电感器部件也希望小型化以及薄型化。
磁性层具有的树脂或金属磁性粉、螺旋布线、绝缘体的分别基于温度变化的膨胀收缩率不同,有时由于热而形变等应力积蓄。特别是,若将电感器部件安装于安装基板,则由于安装基板、将该安装基板和电感器部件接合的焊料以及电感器部件的膨胀收缩率的差异,而应力进一步积蓄,有时在电感器部件或焊料产生裂缝。
此处,如果如专利文献1那样将磁性层中的金属磁性粉的含有率设为90~97wt%,则磁性层的膨胀收缩率与安装基板所包含的由玻璃布或金属构成的螺旋布线的膨胀收缩率接近,所以能够实现应力的减少。然而,该情况下,磁性层的绝缘性恶化,所以需要向磁性层、金属磁性粉、螺旋布线涂布绝缘体等。这导致因工时的增加而造成的成本增加、因构造的追加而造成的反小型化、反薄型化等弊病。
发明内容
本公开的目的在于提供能够实现应力减少以及绝缘性提高的电感器部件。
本公开的一个方式所涉及的电感器部件具备包括磁性层的层叠体、和配置在上述层叠体内的电感器布线,上述磁性层具备具有空隙部的基础树脂、和在上述基础树脂中所含有的金属磁性粉及非磁性粉,在上述金属磁性粉中存在与上述空隙部以及上述非磁性粉双方接触的金属磁性粉。
根据上述方式,能够通过与金属磁性粉接触的空隙部以及非磁性粉实现应力缓和以及绝缘性提高。
此外,在本说明书中,“电感器布线”是指在流过电流的情况下通过使磁性层产生磁通,从而对电感器部件赋予电感,不对其构造、形状、材料等进行特别限定。
根据本公开的一个方式的电感器部件,能够实现应力减少以及绝缘性提高。
附图说明
图1是第一实施方式中的电感器部件的透视俯视图。
图2是第一实施方式中的电感器部件的剖视图(图1中的X1-X1剖视图)。
图3是第一实施方式中的电感器部件的放大剖视图。
图4是第一实施方式中的电感器部件的放大剖视图。
图5是第一实施方式中的电感器部件的剖面照片。
图6是第一实施方式中的电感器部件的剖面照片。
图7是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图8是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图9是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图10是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图11是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图12是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图13是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图14是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图15是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图16是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图17是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图18是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图19是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图20是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图21是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图22是用于对第一实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图23是第二实施方式中的电感器部件的剖视图。
图24是用于对第二实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图25是用于对第二实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图26是用于对第二实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图27是用于对第二实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图28是用于对第二实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图29是用于对第二实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图30是用于对第二实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图31是用于对第二实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图32是用于对第二实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图33是用于对第二实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图34是用于对第二实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图35是第三实施方式中的电感器部件的剖视图。
图36是用于对第三实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图37是用于对第三实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图38是用于对第三实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图39是用于对第三实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图40是用于对第三实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图41是用于对第三实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图42是用于对第三实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图43是用于对第三实施方式中的电感器部件的制造工序进行说明的说明图。
图44是变更例的电感器部件的透视俯视图。
图45是变更例的电感器部件的剖视图(图44中的X2-X2剖视图)。
附图标记说明:1、1A、1B、1C…电感器部件,2、2A、2B…层叠体,11、11C…作为电感器布线的螺旋布线,12、13…作为电感器布线层的螺旋布线层,31、31A…绝缘体,20、20A、20B…磁性层,41、42、43…垂直布线,41c、42c、43c…露出面,51、52、53…外部端子,71、71a…空隙部,72…基础树脂,73…金属磁性粉,74…非磁性粉,S1…平面。
具体实施方式
以下,对电感器部件的各实施方式进行说明。此外,存在附图为了使理解变得容易而放大示出构成要素的情况。构成要素的尺寸比率有时与实际的尺寸比率或者其它的图中的尺寸比率不同。另外,在剖视图中附加阴影线,但有时为了使理解变得容易而省略一部分的构成要素的阴影线。
<第一实施方式>
以下,对电感器部件的第一实施方式进行说明。
图1所示的电感器部件1例如是搭载于个人计算机、DVD播放器、数码相机、电视机、移动电话、汽车电子等电子设备的表面安装型的电感器部件。电感器部件1例如是在电子设备的电源电路中使用的功率电感器。但是,电感器部件1的用途并不限于上述。
如图1~图3所示,电感器部件1具备包括磁性层20的层叠体2和被配置在层叠体2内的螺旋布线11,磁性层20具备具有空隙部71的基础树脂72、和在基础树脂72中所含有的金属磁性粉73以及非磁性粉74。而且,在金属磁性粉73中存在与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉。此外,螺旋布线11是电感器布线的一个例子。
如图1以及图2所示,本实施方式的电感器部件1呈长方体状。此外,在本说明书中,“长方体状”包括在各面的一部分或者全部具有凹凸的长方体。另外,在本说明书的“长方体状”中,各面和其相反侧的面不一定必须完全平行,也可以有稍微的倾斜(即,相邻的面可以不一定成直角)。顺便说一下,并没有特别限定电感器部件1的形状,也可以是圆柱状、多边形柱状、圆锥梯形形状、多边形锥梯形形状。
电感器部件1具有螺旋布线11、层叠体2、垂直布线41、42、43、外部端子51、52、53以及覆盖膜61。
螺旋布线11由导电性材料构成,卷绕在平面上。在图中,将相对于卷绕有螺旋布线11的平面S1的垂直方向设为Z方向(在图2中,上下方向),以下,将正Z方向设为上方向,将负Z方向设为下方向。而且,Z方向相当于电感器部件1的厚度方向。此外,Z方向在其它实施方式以及变更例中也是同样的。在从上侧观察时,螺旋布线11从内周端11a朝向外周端11b沿逆时针方向形成为漩涡状。另外,Z方向也与层叠体2的层叠方向一致。
螺旋布线11的匝数在本实施方式中为2.5匝。螺旋布线11的匝数优选为5匝以下。如果匝数为5匝以下,则对于从50MHz到150MHz这样的高频开关动作,能够减小邻近效应的损耗。另一方面,在1MHz这样的低频开关动作下使用电感器部件1的情况下,螺旋布线11的匝数优选为2.5匝以上。通过增多螺旋布线11的匝数,从而能够增高电感器部件1的电感来减小电感器纹波电流。此外,螺旋布线11的匝数也可以多于5匝。
作为螺旋布线11的材料,例如可以使用铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)等低电阻的金属。作为螺旋布线11的材料,优选使用由铜或铜化合物构成的导体。这样,能够减少螺旋布线11所花费的制造成本,并且减少螺旋布线11中的直流电阻。另外,优选螺旋布线11由利用SAP(Semi Additive Process:半加成法)形成的镀铜构成。这样,能够廉价地获得低电阻且窄间距的螺旋布线11。此外,也可以利用SAP以外的镀覆工法、溅射法、蒸镀法、涂布法等来形成螺旋布线11。
此外,上述“螺旋布线”是指形成为平面状的曲线(二维曲线)的布线,也可以是匝数小于一圈的曲线的布线,也可以是具有一部分直线部的布线。
层叠体2包括磁性层20和绝缘体31。磁性层20由磁性材料构成。磁性层20由第一磁性层21、第二磁性层22、内磁路部23以及外磁路部24构成。
第一磁性层21以及第二磁性层22处于从Z方向的两侧夹着螺旋配线11的位置。具体而言,第一磁性层21位于螺旋配线11的下侧,并且第二磁性层22位于螺旋配线11的上侧。即,螺旋布线11夹在第一磁性层21与第二磁性层22之间。内磁路部23配置在螺旋配线11的内侧。即,内磁路部23是在磁性层20中在螺旋布线11的内侧且夹在第一磁性层21与第二磁性层22之间的部分。外磁路部24配置在螺旋布线11的外侧。即,外磁路部24是在磁性层20中在螺旋布线11的外侧且夹在第一磁性层21与第二磁性层22之间的部分。而且,内磁路部23以及外磁路部24与第一磁性层21以及第二磁性层22连接。这样,磁性层20相对于螺旋布线11形成闭合磁路。
如图2以及图3所示,磁性层20、即第一磁性层21、第二磁性层22、内磁路部23以及外磁路部24分别具备具有空隙部71的基础树脂72、和在基础树脂72中所含有的金属磁性粉73以及非磁性粉74。此外,在本实施方式的电感器部件1中,第一磁性层21、第二磁性层22、内磁路部23以及外磁路部24均由相同的材料构成,但也可以由不同的材料构成。
如图1以及图2所示,绝缘体31具有电绝缘性。绝缘体31配置在第一磁性层21与第二磁性层22之间且磁性层20与螺旋布线11之间。在本实施方式中,绝缘体31分别配置在第一磁性层21与螺旋布线11之间、第二磁性层22与螺旋布线11之间、内磁路部23与螺旋布线11之间、外磁路部24与螺旋布线11之间。而且,绝缘体31从上侧、下侧、横侧与螺旋布线11相接触,并且覆盖螺旋布线11的表面。绝缘体31确保螺旋布线11的布线间的绝缘性。另外,第一磁性层21从下侧(正Z方向)与绝缘体31相接触,并且,第二磁性层22从上侧(负Z方向)与绝缘体31相接触。而且,绝缘体31的表面被磁性层20覆盖。
绝缘体31由非磁性的绝缘性材料构成。在本实施方式中,绝缘体31通过由无机填料以及有机树脂材料构成的绝缘性树脂材料形成。此外,在图1中,利用使磁性层20以及绝缘体31透明的图进行示出,但磁性层20以及绝缘体31也可以是透明、半透明、不透明中的任意一种。另外,磁性层20以及绝缘体31也可以是有色的。
作为绝缘体31的材料,例如可以使用含有二氧化硅(SiO2:二氧化硅)粉体的树脂。但是,绝缘体31也可以不一定含有二氧化硅粉体。另外,绝缘体31所包含的树脂是绝缘性的树脂即可,但是优先包含环氧系树脂、丙烯酸系树脂、苯酚系树脂、聚酰亚胺系树脂以及液晶聚合物系树脂中的至少一种树脂。
垂直布线41~43由导电性材料构成。各垂直布线41~43从螺旋布线11到层叠体2的表面在层叠体2的层叠方向上贯通层叠体2。此外,层叠体2的表面是层叠体2中的朝向电感器部件1的外侧的面。在本实施方式中,层叠体2的表面是磁性层20中的朝向电感器部件1的外侧的表面。
各垂直布线41~43从螺旋布线11沿Z方向延伸,并且贯通第一磁性层21或第二磁性层22。第一垂直布线41包括从螺旋布线11的内周端11a的上表面向上侧延伸并在Z方向上贯通绝缘体31的第一导通孔导体41a、和从第一导通孔导体41a向上侧延伸并在Z方向上贯通第二磁性层22的第一柱状布线41b。第二垂直布线42包括从螺旋布线11的外周端11b的上表面向上侧延伸并在Z方向上贯通绝缘体31的第二导通孔导体42a、和从第二导通孔导体42a向上侧延伸并在Z方向上贯通第二磁性层22的第二柱状布线42b。第三垂直布线43包括从螺旋布线11的外周端11b的下表面向下侧延伸并在Z方向上贯通绝缘体31的第三导通孔导体43a、和从第三导通孔导体43a向下侧延伸并在Z方向上贯通第一磁性层21的第三柱状布线43b。第二垂直布线42和第三垂直布线43分别位于夹着螺旋布线11的Z方向的两侧。
作为垂直布线41~43(导通孔导体41a~43a以及柱状布线41b~43b)的材料,例如可以使用铜、银、金等低电阻的金属。作为垂直布线41~43的材料,优选使用由铜或铜化合物构成的导体。这样,能够减少垂直布线41~43所花费的制造成本,并且减少垂直布线41~43中的直流电阻。另外,优选垂直布线41~43由利用SAP形成的镀铜制成。这样,能够廉价地获得低电阻的垂直布线41~43。此外,也可以利用SAP以外的镀覆工法、溅射法、蒸镀法、涂布法等来形成垂直布线41~43。
外部端子51~53由导电性材料构成。外部端子51~53形成在层叠体2的主面。外部端子51~53配置在从层叠体2的主面露出的垂直布线41~43的露出面41c~43c上。
此外,层叠体2的“主面”是朝向电感器部件1的外侧的面,是层叠体2中的层叠方向的两端面。在本实施方式中,层叠体2具有两个主面。即,层叠体2具有的两个主面是第一磁性层21的下表面和第二磁性层22的上表面这两个面。另外,垂直布线41~43从层叠体2的主面露出的情况下的“露出”并不限于向电感器部件1的外部的完全露出,只要从层叠体2露出即可。即,该“露出”也包括垂直布线41~43从层叠体2向其它部件露出的情况。因此,例如,垂直布线41~43的露出面41c~43c也可以被绝缘被膜(例如,后述的覆盖膜61)、电极(例如,外部端子51~53)等其它部件覆盖。
第一外部端子51设置在第二磁性层22的上表面,并且覆盖从该上表面露出的第一垂直布线41的端面(即,是第一柱状布线41b的上端面且是露出面41c)。第二外部端子52设置在第二磁性层22的上表面,并且覆盖从该上表面露出的第二垂直布线42的端面(即,是第二柱状布线42b的上端面且是露出面42c)。第三外部端子53设置在第一磁性层21的下表面,并且覆盖从该下表面露出的第三垂直布线43的端面(即,是第三柱状布线43b的下端面且是露出面43c)。第二外部端子52和第三外部端子53分别位于夹着螺旋布线11的Z方向的两侧。
另外,本实施方式的电感器部件1在从Z方向观察时,覆盖垂直布线41~43的露出面41c~43c(柱状布线41b~43b的端面)的外部端子51~53的面积大于垂直布线41~43的面积。此外,也可以在从Z方向观察电感器部件1时,外部端子51~53的面积在垂直布线41~43的面积以下。
作为外部端子51~53的材料,例如可以使用铜、银、金等低电阻的金属。作为外部端子51~53的材料,优选使用由铜或铜化合物构成的导体。这样,能够减少外部端子51~53所花费的制造成本,并且减少外部端子51~53中的直流电阻。此外,通过将螺旋布线11、垂直布线41~43、外部端子51~53的材料选为以铜为主体的导体,从而能够提高螺旋布线11与垂直布线41~43之间以及垂直布线41~43与外部端子51~53之间的接合力或导电性。另外,优选外部端子51~53由利用SAP形成的镀铜制成。这样,能够廉价地获得低电阻的外部端子51~53。此外,也可以利用SAP以外的镀覆工法、溅射法、蒸镀法、涂布法等来形成外部端子51~53。
优选对各外部端子51~53实施防锈处理。此处,防锈处理是指用镍(Ni)、金、锡(Sn)等形成被膜。由此,由于能够抑制由焊料造成的铜蚀、生锈,所以能够提高电感器部件1的安装可靠性。
此外,垂直布线41~43以及外部端子51~53也可以仅形成在第一磁性层21,或仅形成在第二磁性层22。另外,也可以在第一磁性层21或第二磁性层22的表面设置作为不与螺旋布线11电连接的外部端子的虚拟端子。由于虚拟端子是导电性,所以导热系数较高。因此,由于能够提高电感器部件1中的散热性,所以能够提高电感器部件1的可靠性(获得高环境耐性)。
如图2所示,覆盖膜61由非磁性的绝缘性材料构成。覆盖膜61覆盖第一磁性层21的下表面以及第二磁性层22的上表面。顺便说一下,在图1中,省略覆盖膜61的图示。覆盖第一磁性层21的下表面的覆盖膜61在第一磁性层21的下表面覆盖除了第三外部端子53之外的区域,并且使第三外部端子53的下端面露出。覆盖第二磁性层22的上表面的覆盖膜61在第二磁性层22的上表面覆盖除了第一外部端子51以及第二外部端子52之外的区域,并且使第一外部端子51的上端面以及第二外部端子52的上端面露出。
另外,在本实施方式的电感器部件1中,各外部端子51~53的表面位于比第一磁性层21或第二磁性层22的表面更靠Z方向的外侧。具体而言,外部端子51~53埋设在覆盖膜61中,并且,外部端子51~53的表面与第一磁性层21或第二磁性层22的表面不在同一平面上。顺便说一下,由于能够独立地设定第一磁性层21或第二磁性层22的表面与外部端子51~53的表面的位置关系,所以能够提高外部端子51~53的厚度的自由度。而且,由于可以调整电感器部件1中的外部端子51~53的表面的高度位置,所以例如在电感器部件1被埋入到基板的情况下,能够使外部端子51~53的表面的高度位置与其它埋入部件的外部端子的高度位置一致。因此,通过使用这样的电感器部件1,能够使基板的导通孔形成时的激光的对焦工序合理化,所以能够提高基板的制造效率。
覆盖膜61例如利用由环氧系树脂、苯酚系树脂以及聚酰亚胺系树脂等有机绝缘树脂构成的感光性抗蚀剂或阻焊剂、干膜抗蚀剂等形成。此外,覆盖膜61可以是与绝缘体31相同的材料,也可以是与绝缘体31不同的材料。
本实施方式的电感器部件1优选厚度(Z方向的长度)为0.5mm以下。例如,本实施方式的电感器部件1的厚度为0.200mm。另外,本实施方式的电感器部件1的芯片尺寸例如为2.0mm×2.0mm。另外,在本实施方式的电感器部件1中,关于螺旋布线11,例如布线宽度为210μm,布线间空间为10μm,布线厚度为70μm。此外,电感器部件1的厚度、芯片尺寸、螺旋布线11的布线宽度、布线间空间、布线厚度并不限于此,也可以适当地变更。
另外,本实施方式的电感器部件1是安装在基板的表面上的表面安装型的部件,但除此以外,也可以是埋入至设置于基板的孔中来进行安装的埋入型的部件。另外,电感器部件1也能够用作安装于半导体封装件等IC(集成电路)封装件内的三维连接用的部件。例如,电感器部件1能够安装于IC封装件所包括的衬底的表面上,或埋入至设置于该衬底的孔中来进行安装。
此外,在本实施方式中,在第一磁性层21侧也设置有外部端子53,但在第一磁性层21侧未设置外部端子53的情况下,也可以省略覆盖第一磁性层21的表面的覆盖膜61。
此处,对磁性层20进行详述。
如图2以及图3所示,第一磁性层21、第二磁性层22、内磁路部23以及外磁路部24、即磁性层20所包括的基础树脂72是绝缘性的树脂即可,但优选包含环氧系树脂以及丙烯酸系树脂中的至少一种树脂。此外,与第一磁性层21以及第二磁性层22相接触的绝缘体31是绝缘性的树脂即可,但优选包含该基础树脂72所包含的树脂中的至少一种树脂。
基础树脂72所包含的金属磁性粉73也可以不一定是球形状,但优选是球形状。此外,在本说明书中,“球形状”除了直径恒定的球形状之外,还包括一部分缺损的球形状、变形的球形状。
另外,优选金属磁性粉73的平均粒径为1μm以上且5μm以下。此外,在本说明书中,对于金属磁性粉73的平均粒径而言,在金属磁性粉73的原料状态下,通过激光衍射/散射法进行测定。将与通过该激光衍射/散射法求出的粒度分布中的累计值50%相当的粒径设为金属磁性粉73的平均粒径。另外,在电感器部件1的状态下,对于金属磁性粉73的平均粒径而言,对于第一磁性层21、第二磁性层22、内磁路部23以及外磁路部24中的作为测定对象的部分,使用通过中心的剖面的SEM(Scanning Electron Microscope:扫描电子显微镜)图像来测定。具体而言,在能够确认出15个以上的金属磁性粉73的倍率的SEM图像中,测定各金属磁性粉73的面积,根据{4/π×(面积)}^(1/2)计算出当量圆直径后,将其算术平均值设为金属磁性粉73的平均粒径。此外,在SEM图像中金属磁性粉73的轮廓不清楚的情况下,使用图像处理即可。顺便说一下,金属磁性粉73的平均粒径也可以小于1μm或大于5μm。
金属磁性粉73具有导电性。作为金属磁性粉73的材料,例如可以使用含有铁(Fe)的磁性金属。铁可以以单体包含在金属磁性粉73中,也可以作为包含铁的合金而包含在金属磁性粉73中。作为含有铁的金属磁性粉73的材料,例如可以使用铁-硅(Si)-铬(Cr)合金等铁-硅系合金、铁-钴(Co)系合金、坡莫合金(NiFe)等铁系合金,或者它们的非晶体合金。而且,在金属磁性粉73含有铁的情况下,优选该金属磁性粉73含有1wt%以上且5wt%以下的铬(Cr)。在本实施方式中,金属磁性粉73是铁-硅-铬合金的粉体。
基础树脂72所包含的非磁性粉74也可以不一定是球形状,但优选为球形状。另外,优选非磁性粉74的平均粒径小于金属磁性粉73的平均粒径。此外,在本说明书中,对于非磁性粉74的平均粒径而言,在非磁性粉74的原料状态下,通过激光衍射/散射法进行测定。将与通过该激光衍射/散射法求出的粒度分布中的累计值50%相当的粒径设为非磁性粉74的平均粒径。另外,在电感器部件1的状态下,对于非磁性粉74的平均粒径而言,对于第一磁性层21、第二磁性层22、内磁路部23以及外磁路部24中的作为测定对象的部分,使用通过中心的剖面的SEM图像来进行测定。具体而言,在能够确认出15个以上的非磁性粉74的倍率的SEM图像中,测定各非磁性粉74的面积,根据{4/π×(面积)}^(1/2)计算出当量圆直径后,将其算术平均值设为非磁性粉74的平均粒径。此外,在SEM图像中非磁性粉74的轮廓不清楚的情况下,使用图像处理即可。顺便说一下,非磁性粉74的平均粒径也可以不一定小于金属磁性粉73的平均粒径。
作为非磁性粉74的材料,能够使用二氧化硅。在对非磁性粉74使用了二氧化硅的情况下的该非磁性粉74的平均粒径为0.5μm左右。此外,作为非磁性粉74的材料,并不限于二氧化硅,例如也可以使用硫酸钡(BaSO4)、氮化硼(BN)。该非磁性粉74在基础树脂72内用作绝缘体。
对于基础树脂72具有的空隙部71而言,通过在利用研磨法进行电感器部件1的剖面露出后,利用FIB(Focused Ion Beam:聚焦离子束)等不进行树脂密封地在深度方向上对剖面进行蚀刻,从而能够容易地确认。
在磁性层20所包含的金属磁性粉73中,存在与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉。此外,在金属磁性粉73具有绝缘涂层的情况下,优选非磁性粉74以及空隙部71经由绝缘涂层与金属磁性粉73接触(即,与金属磁性粉73的绝缘涂层接触)。另外,优选与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73在第一磁性层21以及第二磁性层22的各个中存在多个。而且,优选内磁路部23以及外磁路部24也具有与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。另外,优选电感器部件1在层叠体2的层叠方向(图2中,Z方向)上具备多个与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。但是,电感器部件1也可以不一定在层叠体2的层叠方向上具备多个与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。另外,与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73也可以不一定在第一磁性层21以及第二磁性层22的各个中存在多个。
另外,如图4所示,在电感器部件1中,优选与金属磁性粉73接触的空隙部71中的至少一个也与垂直布线41~43中的任意一个接触。其中,与金属磁性粉73接触的空隙部71也可以不一定与垂直布线41~43中的任意一个接触。
与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73能够通过使用SEM所获取到的图像来确认。为了获取SEM图像,首先,通过研磨法进行电感器部件1的中央部的剖面露出。之后,通过SEM获取电感器部件1的剖面部中的磁性层20的部分的图像。然后,在电感器部件1的剖面部中的磁性层20的部分中,以10000倍的倍率在垂直方向(Z方向)上获取3点以上的不同的位置的图像,并确认获取到的SEM图像,从而进行与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73在第一磁性层21以及第二磁性层22内存在多个的确认。此外,SEM的倍率并不限于10000倍,根据金属磁性粉73的大小适当地变更即可,但优选为能够确认出15个以上的金属磁性粉73的倍率。
图5以及图6表示通过上述的方法所获取到的电感器部件1的SEM图像。在图6中,能够确认与垂直布线41和金属磁性粉73接触的空隙部71。
如图3所示,优选与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径为该接触的金属磁性粉73的粒径的三分之一以下的大小。对于与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径以及该非磁性粉74所接触的金属磁性粉73的粒径而言,对于第一磁性层21、第二磁性层22、内磁路部23以及外磁路部24中的作为测定对象的部分,使用通过中心的剖面的SEM图像来进行测定。具体而言,在SEM图像中测定与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的面积,并将使用测定出的面积且通过{4/π×(面积)}^(1/2)计算出的当量圆直径设为该非磁性粉74的粒径。另外,在该SEM图像中测定该非磁性粉74所接触的金属磁性粉73的面积,并将使用测定出的面积且通过{4/π×(面积)}^(1/2)计算出的当量圆直径设为该金属磁性粉73的粒径。此外,在SEM图像中金属磁性粉73以及非磁性粉74的轮廓不清楚的情况下,使用图像处理即可。此外,与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径也可以不一定为该接触的金属磁性粉73的粒径的三分之一以下的大小。
另外,优选与金属磁性粉73接触的至少一个空隙部71的剖面形状的正交的两个方向的长度不同。图3图示出在与金属磁性粉73接触的空隙部71a的剖面形状中,正交的两个方向L1、L2的长度。例如,方向L1是空隙部71a的剖面形状中的长边方向。方向L2是在空隙部71a的剖面形状中与方向L1正交的方向。而且,L1方向的长度D1与L2方向的长度D2不同。此外,方向L1也可以不一定在与金属磁性粉73接触的空隙部71的剖面形状中设为长边方向,也可以是任意的方向。与金属磁性粉73接触的至少一个空隙部71的剖面形状且正交的两个方向的长度不同的形状例如有椭圆形状、葫芦形状、勾玉形状、飞镖形状、跑道(即,赛道)形状等。
另外,优选对于与金属磁性粉73接触的空隙部71且是在剖面中正交的两个方向的长度不同的形状的空隙部71而言,在该剖面中,该空隙部71的长径比该空隙部71的当量圆直径长。此外,与金属磁性粉73接触的空隙部71也可以不一定在剖面形状中正交的两个方向的长度不同。
对于与金属磁性粉73接触的空隙部71的剖面形状而言,对于第一磁性层21、第二磁性层22、内磁路部23以及外磁路部24中的作为测定对象的部分,能够利用通过中心的剖面的SEM图像进行确认。另外,对于该空隙部71的当量圆直径而言,通过在该SEM图像中测定该空隙部71的面积,并使用测定出的面积且通过{4/π×(面积)}^(1/2)来计算。
另外,优选与金属磁性粉73接触的空隙部71的直径小于该接触的金属磁性粉73的粒径。具体而言,优选与金属磁性粉73接触的空隙部71的短径小于该金属磁性粉73的当量圆直径。而且,优选与金属磁性粉73接触的空隙部71的当量圆直径小于该金属磁性粉73的当量圆直径。此外,与金属磁性粉73接触的空隙部71的直径也可以不一定小于该接触的金属磁性粉73的粒径。
对于与金属磁性粉73接触的空隙部71的直径而言,对于第一磁性层21、第二磁性层22、内磁路部23以及外磁路部24中的作为测定对象的部分,使用通过中心的剖面的SEM图像来进行测定。另外,对于该空隙部71所接触的金属磁性粉73的粒径而言,使用该SEM图像来进行测定。具体而言,在该SEM图像中测定该空隙部71所接触的金属磁性粉73的面积,并将使用测定出的面积且通过{4/π×(面积)}^(1/2)所计算出的当量圆直径设为该金属磁性粉73的粒径。另外,对于该空隙部71的当量圆直径而言,通过在与上述同样的SEM图像中测定该空隙部71的面积,并使用测定出的面积且通过{4/π×(面积)}^(1/2)来计算。此外,在SEM图像中金属磁性粉73、空隙部71的轮廓不清楚的情况下,使用图像处理即可。
(作用)
接下来,对本实施方式的作用进行说明。
磁性层20具备具有空隙部71的基础树脂72、和在基础树脂72中所含有的金属磁性粉73以及非磁性粉74。在金属磁性粉73中存在与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉。在本实施方式中,多个金属磁性粉73与空隙部71以及非磁性粉74双方接触。因此,能够通过与金属磁性粉73接触的空隙部71以及非磁性粉74来实现电感器部件1中的应力缓和以及绝缘性提高。
另外,通过对非磁性粉74使用二氧化硅,从而能够在磁性层20中提高金属磁性粉73与金属磁性粉73之间的绝缘性。
另外,通过将金属磁性粉73以及非磁性粉74均设为球形状,即使增多金属磁性粉73以及非磁性粉74在基础树脂72中的填充量,也容易在基础树脂72内使金属磁性粉73以及非磁性粉74均匀地分散。
另外,通过使用含有铁的金属磁性粉73,能够提高磁性层20的磁饱和特性。
另外,若金属磁性粉73含有1wt%以上且5wt%以下的铬,则在金属磁性粉73中铬氧化,形成钝态,从而抑制金属磁性粉73的氧化。在本实施方式中,由于金属磁性粉73是铁-硅-铬合金的粉体,所以含有铁。而且,若铁氧化,则变为红褐色等。然而,本实施方式的金属磁性粉73通过含有铬而抑制铁的氧化,所以能够抑制电感器部件1的变色。顺便说一下,由于铬为白色,并且形成钝态的氧化被膜是无色透明的,所以即使在铬形成钝态的情况下,也抑制电感器部件1的变色。
另外,通过将金属磁性粉73的平均粒径设为1μm以上且5μm以下,能够提高直流叠加特性。另外,能够将涡流损耗(铁损)抑制得较小。由于非磁性粉74的平均粒径小于金属磁性粉73的平均粒径,所以抑制非磁性粉74阻碍增多金属磁性粉73的填充量。而且,容易在金属磁性粉73与金属磁性粉73之间配置非磁性粉74。
一般而言,若金属磁性粉的平均粒径小于1μm,则金属磁性粉的重量轻,较难使金属磁性粉均匀地分散在基础树脂内。而且,若金属磁性粉的平均粒径小于1μm,则基础树脂内的金属磁性粉的表面积变大,所以较难增多金属磁性粉在基础树脂中的填充量,其结果是,难以降低磁阻。与此相对,在本实施方式的电感器部件1中,由于金属磁性粉73的平均粒径为1μm以上,所以容易使金属磁性粉73均匀地分散在基础树脂72内,并且容易增多金属磁性粉73在基础树脂72中的填充量。
另外,与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径为该接触的金属磁性粉73的粒径的三分之一以下的大小。因此,进一步抑制非磁性粉74阻碍增多金属磁性粉73的填充量。而且,更容易在金属磁性粉73与金属磁性粉73之间配置非磁性粉。
另外,若在层叠体2的层叠方向上具备多个与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73,则在磁性层20的内部有多个与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。因此,能够通过与金属磁性粉73接触的多个空隙部71以及非磁性粉74实现电感器部件1中的进一步的应力缓和以及绝缘性提高。
另外,由于基础树脂72包含环氧系树脂以及丙烯酸系树脂中的至少一种树脂,所以能够提高磁性层20的绝缘性。而且,也能够通过基础树脂72来缓和电感器部件1中的应力。
另外,由于空隙部71也可以成为非球形,所以能够沿着金属磁性粉73的表面配置。而且,若沿着金属磁性粉73的表面配置是在剖面中正交的两个方向的长度不同的形状的空隙部71,则能够使空隙部71与该金属磁性粉73的表面的更宽的范围接触。
另外,由于与金属磁性粉73接触的空隙部71的直径小于该接触的金属磁性粉73的粒径,所以抑制该空隙部71阻碍增多金属磁性粉73的填充量。另外,能够抑制由于该空隙部71而使磁性层20的机械强度降低。
另外,对于电感器部件1而言,在层叠体2中包含覆盖螺旋布线11的绝缘体31,所以能够提高螺旋布线11之间、螺旋布线11与该螺旋布线11的周围的导电性的部位之间的绝缘性。例如,在螺旋布线11的布线间空间非常窄的情况下,能够消除在螺旋布线11的布线间能够产生经由金属磁性粉73的电短路的路径的可能性,并且能够提高电感器部件1的可靠性。
另外,通过电感器部件1具备垂直布线41~43,能够容易地进行螺旋布线11和外部电路的连接。另外,在本实施方式中,金属磁性粉73以及非磁性粉74呈球形状。因此,在制造电感器部件1时,能够容易将含有金属磁性粉73以及非磁性粉74的基础树脂72压入至螺旋布线11的内侧(即,形成内磁路部23的部分)、螺旋布线11的外侧(即,形成外磁路部24的部分)、以及垂直布线41~43的周围。
另外,如前述那样,本实施方式的电感器部件1可以用作埋入在设置于基板的孔中来进行安装的埋入型的部件,或用作安装于IC封装件内的三维连接用的部件。而且,在电感器部件1中,从螺旋布线11沿Z方向直接引出垂直布线41~43。这意味着螺旋布线11以最短距离被引出到电感器部件1的上表面侧或者下表面侧,在从电感器部件1的上表面侧或者下表面侧连接基板布线的三维安装时,能够减少不必要的布线引绕。因此,由于电感器部件1具有能够充分应对三维安装的结构,所以能够提高电路设计的自由度。
另外,在电感器部件1中,由于不从螺旋布线11向侧面方向(即,与层叠方向正交的方向)引出布线,所以能够减少从Z方向观察的电感器部件1的面积、即安装面积。因此,电感器部件1在表面安装以及三维安装中都能够减少安装面积,并且能够提高电路设计的自由度。
另外,在电感器部件1中,垂直布线41~43从螺旋布线11到层叠体2的表面在层叠体2的层叠方向上贯通层叠体2,并且沿与卷绕有螺旋布线11的平面S1垂直的方向延伸。该情况下,在垂直布线41~43中,电流并不是在沿着卷绕有螺旋布线11的平面S1的方向上流动,而在Z方向上流动。
此处,若电感器部件1的尺寸变小,则磁性层20也相对地变小。因此,在内磁路部23中,磁通密度变高,容易磁饱和。然而,由在垂直布线41~43中流动的Z方向的电流产生的磁通不通过内磁路部23,所以能够减少对磁饱和特性、即对直流叠加特性的影响。与此相对,在从螺旋布线11由引出部向侧面侧(沿着卷绕有螺旋布线11的平面S1的方向)引出布线的情况下,由在引出部中流动的电流产生的磁通的一部分通过内磁路部23或外磁路部24,所以担心对磁饱和特性、即对直流叠加特性的影响。
另外,由于垂直布线41~43在层叠方向上贯通第一磁性层21或第二磁性层22,所以能够在从螺旋布线11引出垂直布线41~43时减小磁性层20的开口部位,因而能够容易获取闭合磁路构造。由此,能够抑制向基板侧的噪声传播。
另外,由于与金属磁性粉73接触的空隙部71中的至少一个也与垂直布线41~43中的任意一个接触,所以能够通过与垂直布线41~43中的任意一个和金属磁性粉73双方接触的空隙部71来提高垂直布线41~43中的任意一个与金属磁性粉73之间的绝缘性。
另外,电感器部件1具有形成在层叠体2的主面的外部端子51~53。外部端子51~53配置在从层叠体2的主面露出的垂直布线41~43的露出面41c~43c上。因此,在从Z方向观察时,能够使覆盖垂直布线41~43的露出面41c~43c的外部端子51~53的面积大于垂直布线41~43的面积。这样,由于安装时的接合面积变大,所以能够提高电感器部件1的安装可靠性。另外,对于安装至基板时基板布线与电感器部件1的接合位置而言,能够确保对准余量,由此,能够提高安装可靠性。另外,由于不管柱状布线41b~43b的体积如何都能够提高安装可靠性,所以能够通过减小从Z方向观察的柱状布线41b~43b的剖面积,来抑制第一磁性层21或第二磁性层22的体积的减少,从而能够抑制电感器部件1的特性降低。
另外,绝缘体31包含环氧系树脂、丙烯酸系树脂、苯酚系树脂、聚酰亚胺系树脂以及液晶聚合物系树脂中的至少一种树脂,且包含基础树脂72所包含的树脂中的至少一种树脂。因此,能够提高螺旋布线11之间、螺旋布线11与该螺旋布线11的周围的导电性的部位之间的绝缘性。另外,构成磁性层20的基础树脂72所包含的树脂和绝缘体31所包含的树脂包含共同的树脂。因此,能够将磁性层20与绝缘体31之间产生的变形抑制得较小。
另外,在本实施方式的电感器部件1中,金属磁性粉73的平均粒径是1μm以上且5μm以下这样较小的值。即,金属磁性粉73较小。因此,在通过调整磁性层20的厚度(第一磁性层21以及第二磁性层22的厚度)来调整电感器部件1的厚度时,不容易受到来自构成磁性层20的基础树脂72的金属磁性粉73的脱粒的影响。即,不管有无金属磁性粉73的脱粒,都能够调整磁性层20的厚度。
(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7所示,准备虚拟芯基板100。虚拟芯基板100具有绝缘基板101、和设置在绝缘基板101的两面的基础金属层102。在本实施方式中,绝缘基板101是玻璃环氧基板,基础金属层102是铜箔。由于虚拟芯基板100的厚度不影响电感器部件1的厚度,所以虚拟芯基板100从加工上的翘曲等理由出发,使用容易适当操作的厚度的基板即可。
接下来,如图8所示,在基础金属层102的表面上粘合虚拟金属层111。在本实施方式中,虚拟金属层111是铜箔。由于虚拟金属层111被粘合于基础金属层102的圆滑面,所以能够减弱虚拟金属层111与基础金属层102的粘合力。因此,在后面工序中,能够容易从基础金属层102剥离虚拟芯基板100。优选将虚拟芯基板100的基础金属层102和虚拟金属层111粘合的粘合剂是弱粘接剂。另外,为了减弱基础金属层102与虚拟金属层111的粘合力,优选使基础金属层102与虚拟金属层111的粘合面为光泽面。
接下来,如图9所示,在虚拟金属层111上层叠绝缘层112。对于绝缘层112而言,由真空层压机、冲压机等热压接于虚拟金属层111后,热固化。
接下来,如图10所示,通过激光加工等在绝缘层112形成开口部112a。
之后,如图11所示,在绝缘层112上形成虚拟铜113a和螺旋布线113b。详细而言,在绝缘层112上通过非电镀、溅射、蒸镀等形成用于SAP的供电膜(图示略)。在形成供电膜后,在供电膜上通过涂布或粘贴来形成感光性的抗蚀剂。然后,通过光刻在成为布线图案的位置形成感光性抗蚀剂的开口部。之后,将相当于虚拟铜113a以及螺旋布线113b的金属布线形成于感光性抗蚀剂层的开口部。在形成金属布线后,利用药液剥离除去感光性抗蚀剂后,通过蚀刻除去供电膜。之后,将该金属布线作为供电部,实施追加的铜电镀,从而获得窄空间的螺旋布线113b。另外,在开口部112a中,通过SAP填充铜。
接下来,如图12所示,利用绝缘层114覆盖虚拟铜113a以及螺旋布线113b。绝缘层114由真空层压机、冲压机等热压接后,热固化。
接下来,如图13所示,通过激光加工等在绝缘层114形成开口部114a。
之后,如图14所示,从虚拟金属层111剥离虚拟芯基板100。
然后,如图15所示,通过蚀刻等除去虚拟金属层111。另外,通过蚀刻等除去虚拟铜113a。由此,形成与内磁路部23对应的孔部115a以及与外磁路部24对应的孔部115b。
之后,如图16所示,通过激光加工等在绝缘层112、114形成开口部114b。
然后,如图17所示,通过SAP在开口部114b填充铜来形成导通孔导体116a后,在绝缘层112、114上形成柱状布线116b。
接下来,如图18所示,通过利用磁性层117覆盖螺旋布线113b、绝缘层112、114以及柱状布线116b,来形成电感器基板130。磁性层117由磁性材料118构成,该磁性材料118包括具有空隙部71的基础树脂72、金属磁性粉73以及非磁性粉74(图3参照)。磁性材料118(磁性层117)由真空层压机、冲压机等热压接后,热固化。此时,磁性材料118也被填充到孔部115a、115b中。
此外,在由磁性材料118形成磁性层117时,在基础树脂72内形成空隙部71。若在磁性材料118的熔融粘度下降前开始对磁性材料118进行热压接时的加压,则磁性材料118的流动降低,所以磁性材料118在包含空气的状态下被填充至孔部115a、115b。之后,若对磁性材料118进行加温,磁性材料118的熔融粘度进一步下降,则在孔部115a、115b中充分填充有磁性材料118的状态且磁性材料118包含上述空气的状态下,该磁性材料118的固化开始。由此,能够形成具有空隙部71的基础树脂72。
此外,空隙部71的形成方法并不限于此。例如,也能够通过在磁性材料118的内部加入分子量较小的添加剂,并在磁性材料118的固化时使该添加剂分解,来在添加剂存在的部分形成空隙部71。同样地,也可以通过上述的组合或除此以外的方法形成空隙部71。
接下来,如图19所示,通过磨削工法对电感器基板130的上下的磁性材料118进行薄层化。此时,通过对磁性材料118进行磨削来使柱状布线116b的一部分露出,从而在磁性材料118的同一平面上形成柱状布线116b的露出部。此外,通过将磁性材料118磨削至足以获得电感值的厚度,能够实现电感器部件1的薄型化。
接下来,如图20所示,通过印刷工法在磁性层117的表面形成由非磁性的绝缘性材料构成的覆盖膜119。所形成的覆盖膜119具有开口部119a。该开口部119a是形成外部端子121的部分。在本实施方式中,使用印刷工法来形成具有开口部119a的覆盖膜119,但也可以通过光刻法来形成开口部119a。
接下来,如图21所示,形成外部端子121。外部端子121通过非电镀、电镀等形成为铜、镍、金、锡等的金属膜。
之后,如图22所示,通过在破断线L处利用切割进行单片化,获得图2所示的电感器部件1。此外,图22所示的螺旋布线113b相当于图2所示的螺旋布线11。另外,图22所示的绝缘层112、114相当于图2所示的绝缘体31。另外,图22所示的磁性层117相当于图2所示的磁性层20,即第一磁性层21、第二磁性层22、内磁路部23以及外磁路部24。另外,图22所示的三个导通孔导体116a相当于图2所示的导通孔导体41a~43a,并且,图22所示的三个柱状布线116b相当于图2所示的柱状布线41b~43b。而且,图22所示的三个外部端子121相当于图2所示的外部端子51~53。
如上述那样,在本实施方式的电感器部件1中,螺旋布线11并不是如以往那样形成在印刷电路基板上。因此,不具备形成螺旋布线的印刷电路基板,相应地,有利于电感器部件1的薄型化。此外,在如以往那样在印刷电路基板形成螺旋布线的结构的情况下,较难省略基板。
在图11及其之后,省略图示,但也可以在虚拟芯基板100的两面形成电感器基板130。这样,能够提高生产性。
对本实施方式的效果进行说明。
(1-1)电感器部件1具备包括磁性层20的层叠体2、和配置在层叠体2内的作为电感器布线的一个例子的螺旋布线11。磁性层20具备具有空隙部71的基础树脂72、和在基础树脂72中所含有的金属磁性粉73以及非磁性粉74,在金属磁性粉73中存在与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉。
根据上述方式,能够通过与金属磁性粉73接触的空隙部71以及非磁性粉74来实现电感器部件1中的应力缓和以及绝缘性提高。而且,由于能够通过磁性层20本身的构造实现电感器部件1中的应力缓和以及绝缘性提高,所以也可以不设置绝缘体涂层等的追加的结构。因此,能够实现电感器部件1的制造成本的减少、和电感器部件1的小型化以及低高度化。
(1-2)非磁性粉74是二氧化硅。这样,通过对非磁性粉74使用二氧化硅,能够在磁性层20中提高金属磁性粉73与金属磁性粉73之间的绝缘性。另外,通过对非磁性粉74使用廉价的二氧化硅,能够减少电感器部件1的制造成本,并且,能够获得量产性优异的电感器部件1。
(1-3)金属磁性粉73以及非磁性粉74均为球形状。因此,即使增多金属磁性粉73以及非磁性粉74在基础树脂72中的填充量,也能够使金属磁性粉73以及非磁性粉74均匀地分散在基础树脂72内。另外,在螺旋布线11之间的缝隙(例如,螺旋布线11的内侧的形成内磁路部23的部分)等较窄的场所中,也容易压入磁性层20、即包含金属磁性粉73以及非磁性粉74的基础树脂72。
(1-4)金属磁性粉73含有铁。因此,能够提高磁性层20的磁饱和特性。
(1-5)金属磁性粉73含有1wt%以上且5wt%以下的铬。因此,在金属磁性粉73中,铬氧化,形成钝态,从而抑制金属磁性粉73的氧化。因此,能够获得不仅对温度变化还对湿度高的苛刻的环境具有耐性的电感器部件1。
(1-6)金属磁性粉73的平均粒径为1μm以上且5μm以下。另外,非磁性粉74的平均粒径小于金属磁性粉73的平均粒径。
这样,通过将金属磁性粉73的平均粒径设为1μm以上且5μm以下,能够提高直流叠加特性。另外,通过将金属磁性粉73的平均粒径设为5μm以下,能够将涡流损耗(铁损)抑制得较小。
另外,由于非磁性粉74的平均粒径小于金属磁性粉73的平均粒径,所以抑制由非磁性粉74阻碍增多金属磁性粉73的填充量。因此,容易增多金属磁性粉73的填充量来提高电感。而且,由于容易在金属磁性粉73与金属磁性粉73之间配置非磁性粉74,所以即使金属磁性粉73的填充量变多,也容易通过非磁性粉74使金属磁性粉73与金属磁性粉73之间绝缘。
另外,一般而言,若金属磁性粉的平均粒径小于1μm,则金属磁性粉的重量轻,较难使金属磁性粉均匀地分散在基础树脂内。而且,若金属磁性粉的平均粒径小于1μm,则基础树脂内的金属磁性粉的表面积变大,所以较难增多金属磁性粉在基础树脂中的填充量,其结果是,难以降低磁阻。与此相对,在本实施方式的电感器部件1中,由于金属磁性粉73的平均粒径为1μm以上,所以能够容易使金属磁性粉73均匀地分散在基础树脂72内,并且能够增多金属磁性粉73在基础树脂72中的填充量来降低磁阻。
(1-7)与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径为该接触的金属磁性粉73的粒径的三分之一以下的大小。因此,进一步抑制因非磁性粉74阻碍增多金属磁性粉73的填充量。而且,由于更容易在金属磁性粉73与金属磁性粉73之间配置非磁性粉74,所以即使金属磁性粉73的填充量变多,也较容易通过非磁性粉74使金属磁性粉73与金属磁性粉73之间绝缘。
(1-8)在层叠体2的层叠方向上具备多个与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。因此,由于在磁性层20的内部有多个与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73,所以能够通过与金属磁性粉73接触的多个空隙部71以及非磁性粉74进一步缓和电感器部件1中的应力,并且能够进一步提高基于磁性层20的绝缘性。
(1-9)基础树脂72包含环氧系树脂以及丙烯酸系树脂中的至少一种树脂。因此,能够提高磁性层20的绝缘性。另外,也能够通过基础树脂72实现电感器部件1中的应力缓和。因此,由于能够进一步抑制应力的影响,所以能够提高电感器部件1的机械强度。其结果是,即使电感器部件1的小型化或低高度化发展,也能够抑制可靠性的降低。
(1-10)与金属磁性粉73接触的至少一个空隙部71的剖面形状的正交的两个方向的长度不同。由于空隙部71也可以成为非球形,所以能够沿着金属磁性粉73的表面进行配置。而且,若沿着金属磁性粉73的表面配置是在剖面中正交的两个方向的长度不同的形状的空隙部71,则能够使空隙部71与该金属磁性粉73的表面的更宽的范围接触。其结果是,能够经由该空隙部71提高该金属磁性粉73与相邻的金属磁性粉73之间的绝缘性。
而且,在是在剖面中正交的两个方向的长度不同的形状的该空隙部71的该剖面中的长径比该剖面中的该空隙部71的当量圆直径长的情况下,容易使该空隙部71与所接触的金属磁性粉73的表面的更宽的范围接触。其结果是,能够经由该空隙部71进一步提高该金属磁性粉73与相邻的金属磁性粉73之间的绝缘性。
(1-11)与金属磁性粉73接触的空隙部71的直径小于该接触的金属磁性粉73的粒径。因此,抑制因空隙部71阻碍增多金属磁性粉73的填充量。另外,能够抑制由于空隙部71而使磁性层20的机械强度降低。
(1-12)层叠体2包括与螺旋布线11相接触的非磁性的绝缘体31,并且电感器部件1具备从螺旋布线11到层叠体2的表面在层叠体2的层叠方向上贯通层叠体2的垂直布线41~43。这样,通过具备与螺旋布线11相接触的绝缘体31,能够提高螺旋布线11之间、螺旋布线11与该螺旋布线11的周围的导电性的部位之间的绝缘性。另外,通过具备垂直布线41~43,能够容易地进行螺旋布线11与外部电路的连接。
(1-13)与金属磁性粉73接触的空隙部71中的至少一个与垂直布线41~43中的任何一个接触。因此,能够通过与垂直布线41~43中的任意一个和金属磁性粉73双方接触的空隙部71来提高垂直布线41~43中的任意一个与金属磁性粉73之间的绝缘性。其结果是,能够提高垂直布线41~43中的任意一个与该垂直布线的周围的导电性的部位之间的绝缘性。
(1-14)电感器部件1还具备形成在层叠体2的主面的外部端子51~53,外部端子51~53配置在从层叠体2的主面露出的垂直布线41~43的露出面41c~43c上。因此,能够更容易地进行螺旋布线11与外部电路的连接。
(1-15)绝缘体31包含环氧系树脂、丙烯酸系树脂、苯酚系树脂、聚酰亚胺系树脂以及液晶聚合物系树脂中的至少一种树脂,并且包含基础树脂72所包含的树脂中的至少一种树脂。这样,由于绝缘体31包含环氧系树脂、丙烯酸系树脂、苯酚系树脂、聚酰亚胺系树脂以及液晶聚合物系树脂中的至少一种树脂,所以能够提高螺旋布线11之间、螺旋布线11与该螺旋布线11的周围的导电性的部位之间的绝缘性。另外,由于构成磁性层20的基础树脂72所包含的树脂和绝缘体31所包含的树脂包含共同的树脂,所以能够将起因于磁性层20以及绝缘体31所包含的树脂而在电感器部件1中产生的变形抑制得较小。其结果是,能够抑制电感器部件1中的应力的产生。
(1-16)电感器部件1的厚度为0.5mm以下。由于本实施方式的金属磁性粉73的平均粒径为1μm以上且5μm以下这样的较小的值,所以在通过调整磁性层20的厚度来调整电感器部件1的厚度时,不容易受到来自基础树脂72的金属磁性粉73的脱粒的影响。即,不管有无金属磁性粉73的脱粒,都能够调整磁性层20的厚度。因此,能够获得厚度为0.5mm以下的较薄型化的电感器部件1。
<第二实施方式>
以下,对电感器部件的第二实施方式进行说明。
此外,在本实施方式中,对于与上述实施方式相同的构成部件或者与上述实施方式对应的构成部件,有时附加相同的附图标记,省略其说明的一部分或者全部。
图23所示的本实施方式的电感器部件1A的层叠体的结构与上述第一实施方式的电感器部件1不同。电感器部件1A具有层叠体2A,来代替第一实施方式的电感器部件1所具备的层叠体2。层叠体2A具有磁性层20A来代替第一实施方式的磁性层20,并且具有绝缘体31A来代替第一实施方式的绝缘体31。磁性层20A由第一磁性层21、第二磁性层22A、内磁路部23以及外磁路部24构成。在磁性层20A中具备第二磁性层22A来代替第一实施方式的第二磁性层22。
绝缘体31A是具有非磁性的电绝缘性的部件。绝缘体31A配置在第一磁性层21与第二磁性层22A之间、第一磁性层21与螺旋布线11之间。而且,绝缘体31A从下侧(正Z方向)与螺旋布线11相接触,并且,绝缘体31A的下表面被第一磁性层21覆盖。另外,在绝缘体31A的大致中央部形成有配置内磁路部23的一部(下端部)的内磁路孔201。第三垂直布线43的第三导通孔导体43a从螺旋布线11的外周端11b的下表面向下侧延伸,在Z方向上贯通绝缘体31A。此外,在本实施方式中,绝缘体31A的材料与上述第一实施方式的绝缘体31的材料同样。
第二磁性层22A覆盖螺旋布线11的上表面,并且也配置在螺旋布线11的布线间。而且,第二磁性层22A从上侧(负Z方向)以及横侧与螺旋布线11相接触,并且覆盖该螺旋布线11的表面。即,螺旋布线11在第二磁性层22A内露出。
另外,本实施方式的第一垂直布线41不具备第一导通孔导体41a,而仅由第一柱状布线41b构成。第一柱状布线41b从螺旋布线11的内周端11a的上表面到层叠体2A的上表面在层叠体2A的层叠方向(图23中,与Z方向相同)上贯通层叠体2A。即,第一垂直布线41在层叠体2A的层叠方向上贯通第二磁性层22A。同样地,本实施方式的第二垂直布线42不具备第二导通孔导体42a,而仅由第二柱状布线42b构成。第二柱状布线42b从螺旋布线11的外周端11b的上表面到层叠体2A的上表面在层叠体2A的层叠方向上贯通层叠体2A。即,第二垂直布线42在层叠体2A的层叠方向上贯通第二磁性层22A。
如图3以及图23所示,第二磁性层22A与第一实施方式的第二磁性层22同样地具备具有空隙部71的基础树脂72、和在基础树脂72中所含有的金属磁性粉73以及非磁性粉74。而且,在本实施方式中,第二磁性层22A的材料与上述第一实施方式的第二磁性层22的材料同样。
在第二磁性层22A中存在与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。优选与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73在第二磁性层22A中存在多个。而且,优选电感器部件1A在层叠体2A的层叠方向上具备多个与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。但是,电感器部件1A也可以不一定在层叠体2A的层叠方向上具备多个与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。另外,与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73也可以不一定在第二磁性层22A中存在多个。
另外,在电感器部件1A中,优选与金属磁性粉73接触的空隙部71中的至少一个也与垂直布线41~43中的任意一个接触。但是,与金属磁性粉73接触的空隙部71也可以不一定与垂直布线41~43中的任意一个接触。
另外,在第二磁性层22A中,优选与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径为该接触的金属磁性粉73的粒径的三分之一以下的大小。通过上述第一实施方式所记载的方法获得在第二磁性层22A中与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径、以及该非磁性粉74所接触的金属磁性粉73的粒径。此外,在第二磁性层22A中,与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径也可以不一定是该接触的金属磁性粉73的粒径的三分之一以下的大小。
另外,在第二磁性层22A中,优选与金属磁性粉73接触的至少一个空隙部71的剖面形状的正交的两个方向的长度不同。而且,优选对于与金属磁性粉73接触的空隙部71且是在剖面形状中正交的两个方向的长度不同的空隙部71而言,在该剖面形状中,该空隙部71的长径比该空隙部71的当量圆直径长。通过上述第一实施方式所记载的方法获得空隙部71的剖面形状中的长径等长度、该空隙部71的当量圆直径。此外,在第二磁性层22A中,与金属磁性粉73接触的空隙部71也可以不一定在剖面形状中正交的两个方向的长度不同。
(作用)
接下来,对除了与上述第一实施方式同样的作用之外获得的本实施方式的作用进行说明。
在第二磁性层22A中存在与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。第二磁性层22A通过与金属磁性粉73接触的空隙部71以及非磁性粉74缓和应力,并且提高绝缘性。而且,由于可以将第二磁性层22A用作绝缘体,所以能够省略螺旋布线11与第二磁性层22A之间的绝缘体。
(制造方法)
接下来,对电感器部件1A的制造方法进行说明。
首先,进行第一实施方式的电感器部件1的制造方法的图7~图11所示的工序。
之后,如图24所示,通过使用了干膜抗蚀剂的SAP等,在螺旋布线113b上形成柱状布线116b。
接下来,如图25所示,利用磁性层211覆盖虚拟铜113a、螺旋布线113b以及柱状布线116b。磁性层211由磁性材料118构成,该磁性材料118包括具有空隙部71的基础树脂72、金属磁性粉73以及非磁性粉74。磁性材料118(磁性层211)由真空层压机、冲压机等热压接后,热固化。此时,磁性材料118通过压入而被填充至螺旋布线113b之间的缝隙。另外,与上述第一实施方式同样地,在由磁性材料118形成磁性层211时,在基础树脂72内形成空隙部71。
接下来,如图26所示,通过激光加工等在磁性层211形成开口部211a。
之后,如图27所示,从虚拟金属层111剥离虚拟芯基板100。
然后,如图28所示,通过蚀刻等除去虚拟金属层111。另外,通过蚀刻等除去虚拟铜113a。由此,形成与内磁路部23对应的孔部115a以及与外磁路部24对应的孔部115b。
之后,通过激光加工等在绝缘层112形成开口部112b。
然后,如图29所示,通过SAP在开口部112b中填充铜来形成导通孔导体116a后,在绝缘层112的下表面上形成柱状布线116b。
接下来,如图30所示,通过利用磁性层117覆盖绝缘层112以及在绝缘层112的下表面上所形成的柱状布线116b,来形成电感器基板130A。磁性层117与磁性层211同样地由磁性材料118构成,该磁性材料118包括具有空隙部71的基础树脂72、金属磁性粉73以及非磁性粉74。磁性材料118(磁性层117)由真空层压机、冲压机等热压接后,热固化。此时,磁性材料118也被填充至孔部115a、115b。另外,与上述第一实施方式同样地,在由磁性材料118形成磁性层117时,在基础树脂72内形成空隙部71。
接下来,如图31所示,通过磨削工法对电感器基板130A的上下的磁性材料118进行薄层化。此时,通过对磁性材料118进行磨削来使柱状布线116b的一部分露出,从而在磁性材料118的同一平面上形成柱状布线116b的露出部。此外,通过将磁性材料118磨削到足以获得电感值的厚度,能够实现电感器部件1A的薄型化。
接下来,如图32所示,通过印刷工法在磁性层117、211的表面形成由非磁性的绝缘性材料构成的覆盖膜119。所形成的覆盖膜119具有开口部119a。该开口部119a是形成外部端子121的部分。在本实施方式中,使用印刷工法来形成具有开口部119a的覆盖膜119,但也可以通过光刻法来形成开口部119a。
接下来,如图33所示,形成外部端子121。外部端子121通过非电镀、电镀等形成为铜、镍、金、锡等的金属膜。
之后,如图34所示,通过在破断线L处利用切割进行单片化,获得图23所示的电感器部件1A。此外,图34所示的螺旋布线113b相当于图23所示的螺旋布线11。另外,图34所示的绝缘层112相当于图23所示的绝缘体31A。另外,图34所示的磁性层211、117相当于图23所示的磁性层20A。另外,图34所示的一个导通孔导体116a相当于图23所示的导通孔导体43a,并且,图34所示的三个柱状布线116b相当于图23所示的柱状布线41b~43b。而且,图34所示的三个外部端子121相当于图23所示的外部端子51~53。
根据本实施方式,除了与上述的第一实施方式同样的效果之外,还起到以下的效果。
(2-1)能够通过与金属磁性粉73接触的空隙部71以及非磁性粉74来提高第二磁性层22A的绝缘性。因此,由于能够将第二磁性层22A用作绝缘体,所以能够省略螺旋布线11与第二磁性层22A之间的绝缘体。而且,在芯片尺寸没有改变的情况下,省略绝缘体,相应地,能够增多第二磁性层22A的量,所以能够提高电感。另一方面,在维持磁性层20的量的状态下,省略绝缘体,相应地也能够使电感器部件1A小型化或薄型化。
(2-2)金属磁性粉73的平均粒径为1μm以上且5μm以下。另外,非磁性粉74的平均粒径小于金属磁性粉73的平均粒径。因此,由于容易在金属磁性粉73与金属磁性粉73之间配置非磁性粉74,所以即使金属磁性粉73的填充量变多,也容易通过非磁性粉74使金属磁性粉73与金属磁性粉73之间绝缘。因而,即使金属磁性粉73的填充量变多,也容易通过第二磁性层22A确保螺旋布线11的布线间的绝缘性。
(2-3)与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径为该接触的金属磁性粉73的粒径的三分之一以下的大小。因此,由于更容易在金属磁性粉73与金属磁性粉73之间配置非磁性粉74,所以即使金属磁性粉73的填充量变多,也更容易通过非磁性粉74使金属磁性粉73与金属磁性粉73之间绝缘。其结果是,即使金属磁性粉73的填充量变多,也更容易通过第二磁性层22A确保螺旋布线11的布线间的绝缘性。
(2-4)在电感器部件1A中,在层叠体2A的层叠方向上具备多个与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。而且,与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73在第二磁性层22A中存在多个。因此,通过与多个金属磁性粉73接触的空隙部71以及非磁性粉74,进一步提高第二磁性层22A的绝缘性。因此,能够通过第二磁性层22A提高螺旋布线11的布线间的绝缘性。
(2-5)基础树脂72包含环氧系树脂以及丙烯酸系树脂中的至少一种树脂。因此,能够提高第二磁性层22A的绝缘性。因此,更容易通过第二磁性层22A使螺旋布线11的布线间绝缘。
(2-6)在第二磁性层22A中,与金属磁性粉73接触的至少一个空隙部71的剖面形状的正交的两个方向的长度不同。根据该结构,空隙部71也可以成为非球形,所以能够沿着金属磁性粉73的表面配置。而且,若沿着金属磁性粉73的表面配置在剖面形状中正交的两个方向的长度不同的空隙部71,则能够使空隙部71与该金属磁性粉73的表面的更宽的范围接触。其结果是,能够经由该空隙部71来提高该金属磁性粉73与相邻的金属磁性粉73之间的绝缘性。因而,由于能够进一步提高包括该空隙部71的第二磁性层22A的绝缘性,所以更容易通过第二磁性层22A使螺旋布线11的布线间绝缘。
而且,在是在剖面中正交的两个方向的长度不同的形状的该空隙部71的该剖面中的长径比该剖面中的该空隙部71的当量圆直径长的情况下,容易使该空隙部71与接触的金属磁性粉73的表面的更宽的范围接触。其结果是,在第二磁性层22A中,能够经由该空隙部71提高该金属磁性粉73与相邻的金属磁性粉73之间的绝缘性。因而,由于能够进一步提高包括该空隙部71的第二磁性层22A的绝缘性,所以更容易通过第二磁性层22A使螺旋布线11的布线间绝缘。
(2-7)电感器部件1A的厚度为0.5mm以下。由于能够将第二磁性层22A用作绝缘体,所以通过省略螺旋布线11与第二磁性层22A之间的绝缘体,能够有助于电感器部件1A的薄型化。因此,容易获得厚度为0.5mm以下的更薄型化的电感器部件。
<第三实施方式>
以下,对电感器部件的第三实施方式进行说明。
此外,在本实施方式中,对于与上述实施方式相同的构成部件或者与上述实施方式对应的构成部件,有时附加相同的附图标记,省略其说明的一部分或者全部。
图35所示的本实施方式的电感器部件1B与上述第一实施方式的电感器部件1以及上述第二实施方式的电感器部件1A相比较,是不具备绝缘体的结构。电感器部件1B具有层叠体2B,来代替第一实施方式的电感器部件1所具备的层叠体2。层叠体2B不具备绝缘体,并且,包括磁性层20B来代替第一实施方式的磁性层20。磁性层20B由第一磁性层21B、第二磁性层22A、内磁路部23以及外磁路部24构成。在磁性层20B中具备第一磁性层21B,来代替第一实施方式的第一磁性层21。
第一磁性层21B从螺旋布线11的下侧(正Z方向)与该螺旋布线11的下表面相接触,并且,覆盖螺旋布线11的下表面。即,在本实施方式的电感器部件1B中,第一磁性层21B以及第二磁性层22A与螺旋布线11直接接触并覆盖该螺旋布线11的表面。
另外,本实施方式的第一垂直布线41与第二实施方式的第一垂直布线41同样地仅由第一柱状布线41b构成。第一柱状布线41b从螺旋布线11的内周端11a的上表面到层叠体2B的上表面在层叠体2B的层叠方向(与Z方向相同)上贯通层叠体2B。另外,本实施方式的第二垂直布线42与第二实施方式的第二垂直布线42同样地仅由第二柱状布线42b构成。第二柱状布线42b从螺旋布线11的外周端11b的上表面到层叠体2B的上表面在层叠体2B的层叠方向上贯通层叠体2B。另外,本实施方式的第三垂直布线43不具备第三导通孔导体43a而仅由第三柱状布线43b构成。第三柱状布线43b从螺旋布线11的外周端11b的下表面到层叠体2B的下表面在层叠体2B的层叠方向上贯通层叠体2B。即,第三垂直布线43在层叠体2B的层叠方向上贯通第一磁性层21B。
如图3以及图35所示,第一磁性层21B具备与第一实施方式的第一磁性层21同样的具有空隙部71的基础树脂72、和在基础树脂72中所含有的金属磁性粉73以及非磁性粉74。而且,在本实施方式中,第一磁性层21B的材料与上述第一实施方式的第一磁性层21的材料同样。
在第一磁性层21B中存在与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。优选与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73在第一磁性层21B中存在多个。而且,优选电感器部件1B在层叠体2B的层叠方向上具备多个与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。但是,电感器部件1B也可以不一定在层叠体2B的层叠方向上具备多个与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。另外,与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73也可以不一定在第一磁性层21B中存在多个。
另外,在电感器部件1B中,优选与金属磁性粉73接触的空隙部71中的至少一个也与垂直布线41~43中的任意一个接触。但是,与金属磁性粉73接触的空隙部71也可以不一定与垂直布线41~43中的任意一个接触。
另外,在第一磁性层21B中,优选与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径为该接触的金属磁性粉73的粒径的三分之一以下的大小。通过上述第一实施方式所记载的方法获得在第一磁性层21B中与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径、以及该非磁性粉74所接触的金属磁性粉73的粒径。此外,在第一磁性层21B中,与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径也可以不一定为该接触的金属磁性粉73的粒径的三分之一以下的大小。
另外,在第一磁性层21B中,优选与金属磁性粉73接触的至少一个空隙部71的剖面形状的正交的两个方向的长度不同。而且,优选对于与金属磁性粉73接触的空隙部71且在剖面形状中正交的两个方向的长度不同的空隙部71而言,在该剖面形状中,该空隙部71的长径比该空隙部71的当量圆直径长。通过上述第一实施方式所记载的方法获得空隙部71的剖面形状中的长径等长度、该空隙部71的当量圆直径。此外,在第一磁性层21B中,与金属磁性粉73接触的空隙部71也可以不一定在剖面形状中正交的两个方向的长度不同。
此外,在本实施方式中,在螺旋布线11的布线间配置有第二磁性层22A。而且,该第二磁性层22A从上侧(负Z方向)以及横侧与螺旋布线11相接触,并且覆盖该螺旋布线11的表面。然而,也可以在螺旋布线11的布线间配置第一磁性层21B。该情况下,第一磁性层21B从下侧(正Z方向)以及横侧与螺旋布线11相接触,并且覆盖该螺旋布线11的表面。
(作用)
接下来,对除了与上述第一实施方式以及上述第二实施方式同样的作用之外还获得的本实施方式的作用进行说明。
在第一磁性层21B中存在与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。第一磁性层21B通过与金属磁性粉73接触的空隙部71以及非磁性粉74缓和应力,并且提高绝缘性。而且,由于能够将第一磁性层21B用作绝缘体,所以能够省略螺旋布线11与第一磁性层21B之间的绝缘体。顺便说一下,由于绝缘体是阻碍电感器部件的小型化的一个因素,所以期望省略绝缘体。如本实施方式那样成为能够通过第一磁性层21B以及第二磁性层22A使螺旋布线11的布线间绝缘的结构,从而能够提供即使不具备绝缘体也能够确保螺旋布线11的布线间的绝缘性的电感器部件1B。
(制造方法)
接下来,对电感器部件1B的制造方法进行说明。
首先,进行第一实施方式的电感器部件1的制造方法的图7~图11所示的工序。接下来,进行第二实施方式的电感器部件1A的制造方法的图24~图27所示的工序。
之后,如图36所示,通过研磨除去虚拟金属层111以及绝缘层112。
接下来,如图37所示,通过蚀刻等除去虚拟铜113a。由此,形成与内磁路部23对应的孔部115a以及与外磁路部24对应的孔部115b。
之后,如图38所示,通过使用了干膜抗蚀剂的SAP等,在螺旋布线113b的下表面上形成柱状布线116b。
之后,如图39所示,通过利用磁性层117覆盖螺旋布线113b、磁性层211以及在螺旋布线113b的下表面上所形成的柱状布线116b,来形成电感器基板130B。磁性层117由与磁性层211同样的磁性材料118构成。磁性材料118(磁性层117)由真空层压机、冲压机等热压接后,热固化。此时,磁性材料118也被填充至孔部115a、115b。另外,与上述各实施方式同样地在由磁性材料118形成磁性层117时,在基础树脂72内形成空隙部71。
接下来,如图40所示,通过磨削工法对电感器基板130B的上下的磁性材料118进行薄层化。此时,通过对磁性材料118进行磨削来使柱状布线116b的一部分露出,从而在磁性材料118的同一平面上形成柱状布线116b的露出部。此外,通过将磁性材料118磨削到足以获得电感值的厚度,能够实现电感器部件1B的薄型化。
接下来,如图41所示,通过印刷工法在磁性层117、211的表面形成由非磁性的绝缘性材料构成的覆盖膜119。所形成的覆盖膜119具有开口部119a。该开口部119a是形成外部端子121的部分。在本实施方式中,使用印刷工法来形成具有开口部119a的覆盖膜119,但也可以通过光刻法来形成开口部119a。
接下来,如图42所示,形成外部端子121。外部端子121通过非电镀、电镀等形成为铜、镍、金、锡等的金属膜。
之后,如图43所示,通过在破断线L处利用切割进行单片化,获得图35所示的电感器部件1B。此外,图43所示的螺旋布线113b相当于图35所示的螺旋布线11。另外,图43所示的磁性层117、211相当于图35所示的磁性层20B。另外,图43所示的三个柱状布线116b相当于图35所示的柱状布线41b~43b、即垂直布线41~43。而且,图43所示的三个外部端子121相当于图35所示的外部端子51~53。
根据本实施方式,除了与上述的第一实施方式的(1-1)~(1-11)、(1-13)、(1-14)、(1-16)同样的效果之外还起到以下的效果。
(3-1)能够通过与金属磁性粉73接触的空隙部71以及非磁性粉74来提高第一磁性层21B以及第二磁性层22A的绝缘性。因此,由于能够将第一磁性层21B以及第二磁性层22A用作绝缘体,所以能够省略螺旋布线11与第二磁性层22A之间的绝缘体、以及螺旋布线11与第一磁性层21B之间的绝缘体。而且,在芯片尺寸没有改变的情况下,省略绝缘体,相应地能够使第一磁性层21B以及第二磁性层22A的量更多,所以能够提高电感。另一方面,能够在维持第一磁性层21B以及第二磁性层22A的量的状态下,省略绝缘体,相应地使电感器部件1B小型化或薄型化。
(3-2)金属磁性粉73的平均粒径为1μm以上且5μm以下。另外,非磁性粉74的平均粒径小于金属磁性粉73的平均粒径。因此,由于容易在金属磁性粉73与金属磁性粉73之间配置非磁性粉74,所以即使金属磁性粉73的填充量变多,也容易通过非磁性粉74使金属磁性粉73与金属磁性粉73之间绝缘。因而,即使金属磁性粉73的填充量变多,也容易通过第一磁性层21B以及第二磁性层22A确保螺旋布线11的布线间的绝缘性。
(3-3)与金属磁性粉73接触的非磁性粉74的粒径为该接触的金属磁性粉73的粒径的三分之一以下的大小。因此,由于更容易在金属磁性粉73与金属磁性粉73之间配置非磁性粉74,所以即使金属磁性粉73的填充量变多,也更容易通过非磁性粉74使金属磁性粉73与金属磁性粉73之间绝缘。其结果是,即使金属磁性粉73的填充量变多,也更容易通过第一磁性层21B以及第二磁性层22A确保螺旋布线11的布线间的绝缘性。
(3-4)在电感器部件1B中,在层叠体2B的层叠方向上具备多个与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73。而且,与空隙部71以及非磁性粉74双方接触的金属磁性粉73在第一磁性层21B以及第二磁性层22A的各个中存在多个。因此,通过与多个金属磁性粉73接触的空隙部71以及非磁性粉74进一步提高第一磁性层21B以及第二磁性层22A的绝缘性。因此,能够通过第一磁性层21B以及第二磁性层22A提高螺旋布线11的布线间的绝缘性。
(3-5)基础树脂72包含环氧系树脂以及丙烯酸系树脂中的至少一种树脂。因此,能够提高第一磁性层21B以及第二磁性层22A的绝缘性。因此,更容易通过第一磁性层21B以及第二磁性层22A使螺旋布线11的布线间绝缘。
(3-6)在第一磁性层21B以及第二磁性层22A的各个中,与金属磁性粉73接触的至少一个空隙部71的剖面形状的正交的两个方向的长度不同。根据该结构,由于空隙部71也可以成为非球形,所以能够沿着金属磁性粉73的表面进行配置。而且,若沿着金属磁性粉73的表面配置在剖面形状中正交的两个方向的长度不同的空隙部71,则能够使空隙部71与该金属磁性粉73的表面的更宽的范围接触。其结果是,能够经由该空隙部71来提高该金属磁性粉73与相邻的金属磁性粉73之间的绝缘性。因而,由于能够进一步提高包括该空隙部71的第一磁性层21B以及第二磁性层22A的绝缘性,所以更容易通过第一磁性层21B以及第二磁性层22A使螺旋布线11的布线间绝缘。
而且,在是在剖面中正交的两个方向的长度不同的形状的该空隙部71的该剖面中的长径比该剖面中的该空隙部71的当量圆直径长的情况下,容易使该空隙部71与接触的金属磁性粉73的表面的更宽的范围接触。其结果是,在具有该空隙部71的第一磁性层21B以及第二磁性层22A中,能够经由该空隙部71进一步提高该金属磁性粉73与相邻的金属磁性粉73之间的绝缘性。因而,由于能够进一步提高包括该空隙部71的第一磁性层21B以及第二磁性层22A的绝缘性,所以更容易通过第一磁性层21B以及第二磁性层22A使螺旋布线11的布线间绝缘。
(3-7)电感器部件1B的厚度为0.5mm以下。由于能够将第一磁性层21B以及第二磁性层22A用作绝缘体,所以通过省略螺旋布线11与第一磁性层21B之间的绝缘体31A、以及螺旋布线11与第二磁性层22A之间的绝缘体,能够有助于电感器部件1B的薄型化。因此,更容易获得厚度为0.5mm以下的更薄型化的电感器部件。
<变更例>
本实施方式能够如以下那样变更并实施。本实施方式以及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围中相互组合来实施。
·在上述各实施方式中,电感器部件1、1A、1B均为仅具备一个螺旋布线11的结构。然而,电感器部件1、1A、1B也可以具备多个螺旋布线11。
具体而言,电感器部件也可以在同一平面上具有多个螺旋布线。该情况下,电感器部件也可以作为多个螺旋布线在电感器部件内不相互电连接而分别与不同的外部端子连接的电感器阵列。另外,电感器部件也可以为多个螺旋布线在电感器部件内相互电连接的结构。
例如,在第一实施方式的电感器部件1中,也可以在同一平面上设置多个螺旋布线11。这样,能够在具有在同一平面上排列的多个螺旋布线11的电感器部件1中,获得与第一实施方式同样的效果。
另外,在具有在同一平面上排列的多个螺旋布线11的电感器部件1中,磁性层20通过与金属磁性粉73接触的空隙部71以及非磁性粉74来提高绝缘性。因此,能够通过磁性层20实现螺旋布线11与螺旋布线11之间的绝缘、以及各螺旋布线11的布线间的绝缘。因此,可以在该电感器部件1中省略绝缘体31的一部分或者全部。若在该电感器部件1中省略绝缘体31的一部分或者全部,则在芯片尺寸没有改变的情况下,能够省略绝缘体31,相应地能够使第一磁性层21以及第二磁性层22的双方或第一磁性层21以及第二磁性层22中的任意一方的量更多,所以能够提高电感。另一方面,也可以在维持第一磁性层21以及第二磁性层22的量的状态下,省略绝缘体,相应地使电感器部件1小型化或薄型化。
此外,在上述第二实施方式的电感器部件1A以及上述第三实施方式的电感器部件1B中,也可以在同一平面上设置多个螺旋布线11。
另外,电感器部件所具备的螺旋布线也可以具有层叠的多个螺旋布线层。此外,螺旋布线层是电感器布线层的一个例子。
例如,图44以及图45所示的电感器部件1C具备配置在层叠体2内的螺旋布线11C。此外,在图44以及图45中,对与上述第一实施方式相同的构成部件或者与上述实施方式对应的构成部件附加相同的附图标记。在本例中,螺旋布线11C配置在层叠体2所包含的磁性层20内。另外,在螺旋布线11C与磁性层20之间配置绝缘体31。螺旋布线11C具有层叠的两个螺旋布线层12、13。
第一螺旋布线层12和第二螺旋布线层13在层叠体2的层叠方向(在图45中与Z方向相同)上层叠为在第二螺旋布线层13之上重叠第一螺旋布线层12。在从上侧观察时,第一螺旋布线层12由从外周端12b朝向内周端12a沿顺时针方向卷绕成漩涡状的布线构成。在从上侧观察时,第二螺旋布线层13由从内周端13a朝向外周端13b沿顺时针方向卷绕成漩涡状的布线构成。第一螺旋布线层12以及第二螺旋布线层13都卷绕成平面状。
第一螺旋布线层12的外周端12b经由外周端12b的上侧的第一垂直布线41与第一外部端子51连接。第一螺旋布线层12的内周端12a经由内周端12a的下侧的连接导通孔导体44与第二螺旋布线层13的内周端13a连接。即,第一螺旋布线层12和第二螺旋布线层13经由连接导通孔导体44串联连接。
另外,第二螺旋布线层13的外周端13b经由外周端13b的上侧的第二垂直布线42与第二外部端子52连接。第二螺旋布线层13的外周端13b经由外周端12b的下侧的第三垂直布线43(图示略)与第三外部端子53连接。
在电感器部件1C中,通过连接导通孔导体44使第一螺旋布线层12和第二螺旋布线层13串联连接,所以增加螺旋布线11C的匝数。因此,能够提高电感。另外,由于第一螺旋布线层12和第二螺旋布线层13在Z方向上层叠,所以不会使从Z方向观察的电感器部件1C的面积增大,而能够增加螺旋布线11C的匝数。
而且,在具备具有层叠的多个螺旋布线层12、13的螺旋布线11C的电感器部件1C中,能够获得与第一实施方式同样的效果。
另外,在电感器部件1C中,磁性层20通过与金属磁性粉73接触的空隙部71以及非磁性粉74提高绝缘性。因此,能够通过磁性层20实现第一螺旋布线层12与第二螺旋布线层13之间的绝缘、第一螺旋布线层12的布线间的绝缘、以及第二螺旋布线层13的布线间的绝缘。因此,能够在电感器部件1C中省略绝缘体31的一部分或者全部。若在电感器部件1C中省略绝缘体31的一部分或者全部,则能够在芯片尺寸没有改变的情况下,省略绝缘体31,相应地能够使磁性层20的量更多,所以能够提高电感。另一方面,也可以在维持磁性层20的量的状态下,省略绝缘体,相应地使电感器部件1C小型化或薄型化。
此外,在具备具有层叠的多个螺旋布线层的螺旋布线的电感器部件中,还可以设为在同一平面上设置多个螺旋布线层的结构。另外,电感器布线层并不限于螺旋布线层,也可以是呈弯曲形状的布线层等呈公知的各种形状的布线层。
·在上述第一实施方式中,磁性层20也可以还包含铁氧体粉。这样,通过磁性层20还包含铁氧体粉,能够提高电感。另外,铁氧体粉与含有铁的金属磁性粉73相比较,绝缘性较高,所以能够提高磁性层20的绝缘性。此外,上述第二实施方式的电感器部件1A的磁性层20A、上述第三实施方式的电感器部件1B的磁性层20B也同样地也可以还包含铁氧体粉。
·上述第一实施方式的电感器部件1也可以不一定具备外部端子51~53。不具备外部端子51~53的电感器部件1例如用作埋入至在多层基板设置的孔中来进行安装的埋入型的部件。该情况下,电感器部件1在埋入至多层基板后与该多层基板的布线图案电连接。具体而言,在多层基板中,相对于覆盖电感器部件1的绝缘层,在与电感器部件1的露出面41c~43c重叠的位置,通过激光加工、蚀刻等形成贯通孔。通过在该贯通孔中填充导电性材料,来将垂直布线41~43和多层基板的布线图案进行导通孔连接。
·在上述各实施方式中,作为电感器布线而列举呈平面螺旋形状的螺旋布线11的例子来进行了电感器部件的说明。然而,电感器布线并不限于螺旋布线。例如,电感器布线也可以是呈立体螺旋(螺旋状)形状的布线。立体螺旋形状是指通过连接小于一圈的布线而成为螺旋状的线圈的形状。另外,例如,电感器布线也可以是具有沿层叠方向延伸的两个垂直布线、和从一个垂直布线到另一个垂直布线沿与层叠方向正交的方向延伸的水平布线的大致C字形状的布线。此外,电感器布线也可以是呈弯曲形状的布线等呈公知的各种形状的布线。
Claims (19)
1.一种电感器部件,具备:
层叠体,包括磁性层;以及
电感器布线,被配置在上述层叠体内,
上述磁性层具有基础树脂、金属磁性粉及非磁性粉,上述基础树脂具有空隙部,上述金属磁性粉及非磁性粉被包含在上述基础树脂中,
在上述金属磁性粉中存在与上述空隙部及上述非磁性粉双方接触的金属磁性粉。
2.根据权利要求1所述的电感器部件,其中,
上述非磁性粉是二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的电感器部件,其中,
上述金属磁性粉以及上述非磁性粉都是球形状。
4.根据权利要求1所述的电感器部件,其中,
上述金属磁性粉含有铁。
5.根据权利要求4所述的电感器部件,其中,
上述金属磁性粉含有1wt%以上且5wt%以下的铬。
6.根据权利要求1所述的电感器部件,其中,
上述金属磁性粉的平均粒径为1μm以上且5μm以下,
上述非磁性粉的平均粒径小于上述金属磁性粉的平均粒径。
7.根据权利要求1所述的电感器部件,其中,
与上述金属磁性粉接触的上述非磁性粉的粒径为该接触的上述金属磁性粉的粒径的三分之一以下的大小。
8.根据权利要求1所述的电感器部件,其中,
在上述层叠体的层叠方向上具备多个与上述空隙部及上述非磁性粉双方接触的上述金属磁性粉。
9.根据权利要求1所述的电感器部件,其中,
上述磁性层还包含铁氧体粉。
10.根据权利要求1所述的电感器部件,其中,
上述基础树脂包含环氧系树脂以及丙烯酸系树脂中的至少一种树脂。
11.根据权利要求1所述的电感器部件,其中,
与上述金属磁性粉接触的至少一个上述空隙部的剖面形状的正交的两个方向的长度不同。
12.根据权利要求1所述的电感器部件,其中,
与上述金属磁性粉接触的上述空隙部的直径小于该接触的上述金属磁性粉的粒径。
13.根据权利要求1所述的电感器部件,其中,
上述层叠体包括与上述电感器布线接触的非磁性的绝缘体,
上述电感器部件具备垂直布线,上述垂直布线从上述电感器布线至上述层叠体的表面在上述层叠体的层叠方向上贯通上述层叠体。
14.根据权利要求13所述的电感器部件,其中,
与上述金属磁性粉接触的上述空隙部中的至少一个空隙部也与上述垂直布线接触。
15.根据权利要求13所述的电感器部件,其中,
上述电感器部件还具备外部端子,上述外部端子形成在上述层叠体的主面,
上述外部端子被配置在从上述层叠体的主面露出的上述垂直布线的露出面上。
16.根据权利要求13所述的电感器部件,其中,
上述绝缘体包含环氧系树脂、丙烯酸系树脂、苯酚系树脂、聚酰亚胺系树脂以及液晶聚合物系树脂中的至少一种树脂,并且包含上述基础树脂所包含的树脂中的至少一种树脂。
17.根据权利要求6所述的电感器部件,其中,
上述电感器部件的厚度为0.5mm以下。
18.根据权利要求1所述的电感器部件,其中,
上述电感器布线具有层叠的多个电感器布线层。
19.根据权利要求1~权利要求18中的任意一项所述的电感器部件,其中,
在同一平面上具有多个上述电感器布线。
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