JP2005183500A - 超小型電力変換装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保護膜とコイル導体のエッジ部との界面に発生する熱応力を緩和して、長期信頼性を確保できる薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】薄膜インダクタを構成する磁性絶縁基板１の第１主面に形成されるコイル導体４、電極６ａと第２主面に形成されるコイル導体５、電極６ｂは、この磁性絶縁基板１の第１主面（表面側）と第２主面（裏面側）に凹部を形成し、その凹部に導電性材料を充填して形成し、磁性絶縁基板１の第１主面、第２主面と電極６ａ、６ｂの表面（露出面）は同一高さで平坦化されている。平坦化されることで、コイル導体４、５および電極６ａ、６ｂのエッジ部は無くなり、温度変化に対して薄膜インダクタのコイル導体５、６、電極６ａ、６ｂと接触している保護膜１６との界面で応力は発生しなくなり、クラックの発生が防止されて、長期信頼性を確保することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、半導体基板に形成した半導体集積回路（以下、ＩＣと記す）と、コイルやコンデンサ、抵抗などの受動部品で構成されるＤＣ−ＤＣコンバータなどで、コイルに薄膜磁気誘導素子を用い、この薄膜磁気誘導素子上にＩＣを配置した超小型電力変換装置およびその製造方法に関する。

近年、電子情報機器、特に携帯型の各種電子情報機器の普及が著しい。それらの電子情報機器は、電池を電源とするものが多く、ＤＣ−ＤＣコンバータなどの電力変換装置を内蔵している。通常その電力変換装置は、スイッチング素子、整流素子、制御用ＩＣなどの能動素子とコイル、トランス、コンデンサ、抵抗などの受動素子の各個別部品をセラミック基板やプラスチック等のプリント基板などの上にハイブリッド型のモジュールとして構成されている。
図１４は、ＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成図である。図中の外枠の点線部分５０がＤＣ−ＤＣコンバータの回路である。
ＤＣ−ＤＣコンバータは、入力コンデンサＣｉ、出力コンデンサＣｏ、調整用の抵抗ＲT 、コンデンサＣT 、薄膜インダクタＬｏおよび電源用ＩＣで構成される。直流の入力電圧Ｖｉを入力し、電源用ＩＣ（図では単に電源ＩＣとした）のＭＯＳＦＥＴをスイッチングさせて、直流の所定の出力電圧Ｖｏを出力する。薄膜インダクタＬｏと出力コンデンサＣｏは直流電圧を出力するためのフィルタ回路である。この回路においては、薄型化されたインダクタＬｏの直流抵抗が大きくなると、この部分での電圧降下が大きくなり、出力電圧Ｖｏが低くなる。つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率は小さくなる。

前記した携帯用を含めた各種電子情報機器の小型軽量化の要望に伴い、内蔵される電力変換装置の小型化の要求も強い。ハイブリッド型電源モジュールの小型化は、ＭＣＭ（マルチチップモジュール）技術や，積層セラミック部品等の技術により進歩してきている。しかしながら、個別の部品を同一基板上に並べて実装するため、電源モジュールの実装面積の縮小化が制限されている。特にインダクタやトランス等の磁気誘導部品は、集積回路と比べると体積が非常に大きいために、電子機器の小型化を図る上で最大の制約となっている。
これら磁気誘導部品の小型化に対する今後の方向としては、チップ部品として限りなく小さくし、面実装により電源全体を小さくする方向と、シリコン基板上に薄膜で形成する方向の二つが考えられる。近年、磁気誘導部品の小型化の要求に応えて、半導体技術の適用により、半導体基板上に薄型のマイクロ磁気素子（コイル、トランス）を搭載した例も報告されている。また、発明者もそのような平面型の薄膜磁気誘導部品を考案した（特許文献１参照）。これは、スイッチング素子や制御回路等の半導体装置を作り込んだ半導体基板の表面上に、薄膜コイルを磁性薄膜とフェライト薄板とで挟んだ形の平面型の薄膜磁気誘導素子（薄膜インダクタ）を薄膜技術により形成したものである。これにより、磁気誘導素子の薄型化とその実装面積の削減が可能となった。

しかしなお、個別チップ部品数が多いことや、また実装面積が大きいという問題があった。
これを解決するために、超小型電力変換装置が提案されている（特許文献２参照）。この超小型電力変換装置に用いられている平面型の薄膜インダクタは、渦巻き状（蚊取り線香状）のコイル導体の隙間に磁性を帯びた微粒子を混入した樹脂を充填し、上面、下面を磁性絶縁基板であるフェライト薄板で挟んで形成される。
また、さらに小型化を図るために渦巻き状のコイルをソレノイド状のコイルにした薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置について、特願２００２−２２４５７８号、特願２００３−０８６９４２号で提案している。これらは、半導体集積回路を形成した半導体基板と、薄膜インダクタと、コンデンサとをそれぞれ積層して接続して超小型の電力変換装置を形成している。この薄膜インダクタは、磁性絶縁基板の表裏に形成された導体パターンを、磁性絶縁基板を貫通する貫通孔に形成された接続導体で接続し、ソレノイド状コイルを形成して製作される。この構造とすることで、渦巻き状コイルより高いインダクタンスを持たせたまま小型化できる。
特開２００１−１９６５４２号公報 特開２００２−２３３１４０号公報 図１

この薄膜インダクタは、長期信頼性を確保するために、レジストなどの保護膜がその表面を被覆している。また、薄膜インダクタと半導体基板との固着を補強するために、薄膜インダクタと半導体基板の隙間にアンダーフィル樹脂を充填している。
図１５は、特願２００３−０８６９４２号で報告された薄膜インダクタの要部構成図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ’線で切断した断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＹ−Ｙ’線で切断した断面図である。
図１５に示すように、コイル導体４、５の平面形状は直線状であり、それらがフェライト基板のような磁性絶縁基板１の第１主面にコイル導体４、第２主面にコイル導体５が形成されており、それぞれのコイル導体４、５が貫通孔に形成された接続導体３によって電気的に接続され、ソレノイド状に形成される。尚、図中の２は接続導体、６ａは第１主面の電極、６ｂは第２主面の電極、１６は保護膜、１６ａは開口部である
図１６は、図１５の薄膜インダクタ上に半導体基板を固着した超小型電力変換装置の要部断面図である。

磁性絶縁基板１の片面側（上側）に電源用ＩＣなどのＩＣチップ１１（電源用集積回路が形成されている）を配置することで、インダクタと電源用ＩＣの電力変換装置の２つの主要素を超小型で形成する。尚、図中では超小型電力変換装置を構成するコンデンサは省略されている。このコンデンサは外付けでもよいが、積層セラミックコンデンサアレイなどのコンデンサ素子をもう片方（下側）の面に配置することで、さらに小型化された超小型電力変換装置とすることができる。
これらのＩＣチップ１１やコンデンサ素子は、磁性絶縁基板１の周辺に形成された電極６ａ、６ｂを介して電気的に接続される。
尚、図中の２は貫通孔に形成された接続導体、１６は保護膜、１６ａはスタッドバンプを固着するための保護膜の開口部（パッドとなる）、１７はＩＣチップに形成されたスタッドバンプ、１８はアンダーフィルである。接続導体２は表面側の電極６ａと裏面側の６ｂを電気的に接続するものである。また、スタッドバンプ１７はＩＣチップ１１と電極６ａを固着するのに用いられ、アンダーフィル１８はＩＣチップ１１とインダクタとの隙間に充填されてこれらの固着をさらに強化するために用いられる。

図１５、図１６に示すように、コイル導体は磁性絶縁基板の面上に形成されるため、磁性絶縁基板面より凸状に突出している。この突出したコイル導体をレジストのような保護膜１６で被覆している。
このように、コイル導体４、５が矩形の凸状に突出していると、通電などでコイル導体４、５と保護膜１６に温度変化が生じると、コイル導体４、５と保護膜１６の界面に熱応力が発生する。特にこの熱応力はコイル導体４、５のエッジ部が大きい。この熱応力で熱膨張係数の大きな保護膜１６にクラックが入り、そのクラックから水分などが入り込み、コイル導体４、５を腐食して、抵抗増大などコイル特性を変化させる。また、この保護膜１６上にアンダーフィル樹脂１８がある場合でも、このクラックがアンダーンフィル樹脂１８にも進展して、同様のことが起こり、薄膜インダクタの長期信頼性を確保することが困難となる。また、アンダーフィル樹脂１８が直接コイル導体４、５と接する場合でも同様のことが起こる。

この発明の目的は、前記の課題を解決して、保護膜とコイル導体のエッジ部との界面に発生する熱応力を緩和し、保護膜にクラックが導入されるのを防止して、長期信頼性を確保できる薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置およびその製造方法を提供することである。

前記の目的を達成するために、半導体集積回路の形成された半導体基板と、薄膜磁気誘導素子とを有する超小型電力変換装置において、磁性絶縁基板と、該磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体と前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２導体と前記磁性絶縁基板を貫通する貫通孔に形成された接続導体とをそれぞれ接続してなるソレノイド状コイル導体と、からなる薄膜磁気誘導素子であって、前記第１導体および第２導体が形成される箇所の前記磁性絶縁基板に凹部を形成し、該凹部に前記第１導体および第２導体を埋め込んだ構成とする。
また前記凹部に埋め込まれた前記第１導体および第２導体の露出面（磁性絶縁基板と接触していない表面のこと）と前記磁性絶縁基板の表面とが同一高さで平坦化されているとよい。

また、前記薄膜磁気誘導素子の前記磁性絶縁基板の第１主面および第２主面に貫通孔を介して電気的に接続された第１電極および第２電極を有し、前記第１電極が形成される箇所の前記磁性絶縁基板の第１主面に凹部を形成し、該凹部に前記第１電極を埋め込んだ構成とする。
また、前記凹部に埋め込まれた前記第１電極の露出面と前記磁性絶縁基板の表面とが同一高さであるとよい。
また、前記磁性絶縁基板がフェライト基板であるとよい。
また、前記半導体基板が前記薄膜磁気誘導素子の前記磁性薄膜基板上に形成した前記電極と電気的に接続されているとよい。
また、半導体集積回路の形成された半導体基板と、薄膜磁気誘導素子とを有する超小型電力変換装置の製造方法において、
磁性絶縁基板の表面と裏面に複数の凹部を形成し、該磁性絶縁基板に複数の貫通孔を形成する工程と、
前記凹部を導電性材料で充填して、前記磁性絶縁基板の表面と裏面に表面側コイル導体となる複数の第１導体と裏面側コイル導体となる複数の第２導体と電極をそれぞれ形成し、前記貫通孔を充填して複数の接続導体を形成する工程と、
一つの第１導体の一端と一つの第２導体の一端の位置を合わせて一つの接続導体と接続し、他端をずらし、該他端がソレノイドの終端となるものを除き、前記一つの第１導体の他端を前記一つの第２導体とは別の第２導体の一端と位置を合わせて前記一つの接続導体とは別の接続導体で接続し、前記一つの第２接続導体の他端を前記一つの第１導体とは別の第１導体の一端と位置を合わせて前記接続導体とは別の接続導体により接続して、ソレノイドを形成し、前記磁性絶縁基板の表面と裏面に形成された電極を前記接続導体とは別の接続導体で接続し、前記ソレノイドの両終端を別々の前記電極にそれぞれ接続する工程と、
前記第１、第２導体表面を絶縁膜もしくは磁性を有する微粒子を分散させた樹脂もしくはアンダーフィルの少なくとも一つで被覆する工程と、
を含むことを特徴とする超小型電力変換装置の製造方法。

また、前記凹部を充填した導電性材料の表面の高さと前記磁性絶縁基板の表面の高さを同一にして平坦化する工程を含む製造方法とするとよい。
また、前記平坦化する工程でＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いるとよい。

この発明によれば、薄膜磁気誘導素子の磁性絶縁基板に凹状の溝を形成し、この中にコイル導体や電極を形成し、コイル導体や電極の露出面と磁性絶縁基板面とを平坦化し、コイル導体のエッジ部をなくすることで、その上に被覆されるレジスト保護膜やアンダーフィル樹脂とコイル導体の界面での温度変化により発生する熱応力が緩和され、保護膜やアンダーフィル樹脂にクラックが導入されることが防止されることによって、、コイル導体の長期信頼性（長期にコイル特性が安定すること）を確保することができる。

以下に示す図面を用いて、発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１および図２は、この発明の第１実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、図１（ａ）は薄膜磁気誘導素子である薄膜インダクタの要部平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ’線で切断した要部断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＹ−Ｙ’線で切断した要部断面図、図２は図１の薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置の要部断面図である。尚、図１6 と同一部位には同一の符号を付した。
薄膜インダクタを構成する磁性絶縁基板１の第１主面に形成されるコイル導体４、電極６ａと第２主面に形成されるコイル導体５、電極６ｂは、この磁性絶縁基板１の第１主面（表面側）と第２主面（裏面側）に凹部を形成し、その凹部に導電性材料を充填して形成し、磁性絶縁基板１の第１主面、第２主面の表面高さとコイル導体４、５の表面高さおよび電極６ａ、６ｂの表面（露出面）は同一高さで平坦化されている。

このように平坦とすることで、コイル導体４、５および電極６ａ、６ｂのエッジ部は無くなり、前記したような温度変化に対して薄膜インダクタのコイル導体５、６、電極６ａ、６ｂと接触しているレジスト膜である保護膜１６との界面で応力は発生しなくなり、クラックの発生が防止されて、長期信頼性を確保することができる。
また、コイル導体４、５のエッジ部を無くする方法として、前記のように平坦化する他に、例えば、図３に示すように、凹部の深さより、コイル導体４、５の高さを低くしてもよい。また図４に示すように、コイル導体４、５の端部の高さを凹部の深さと同じにして、コイル導体４、５の中央部を円弧を描くように凸状としてもよい。
尚、図中の２は電極６ａ、６ｂを接続する接続導体、３はコイル導体４、５を接続する接続導体、１１はＩＣチップ、１６ａは保護膜の開口部、１７はＩＣチップ１１と薄膜インダクタを接続するスタッドバンプ、１８はＩＣチップ１１と薄膜インダクタの固着を補強するアンダーフィル樹脂である。

図５−１および図５−２は、図１の薄膜インダクタとこれを有する図２の超小型電力変換装置の製造方法であり、図５−１（ａ）〜図５−２（ｋ）は工程順に示した要部製造工程断面図である。これらの要部製造工程断面図は図１（ｃ）に相当する断面図である。
磁性絶縁基板１として、厚さ５２５μｍのＮｉ−Ｚｎ系のフェライト基板を用いた。磁性絶縁基板１の厚さは、必要とされるインダクタンス、コイル電流値、磁性絶縁基板１の特性（例えば、透磁率やＢ−Ｈ特性）などから決定されるものであり、この厚さに限ったものではない。但し、磁性絶縁基板１が１００μｍ程度以下と薄い場合は磁性飽和が起こりやすくなり、また、１ｍｍ以上と厚い場合には超小型電力変換装置の厚さ自体厚くなってしまうため使用目的に合わせて選定するとよい。今回は容易に基板状に形成しうる材料としてフェライト基板を用いた。

まず、磁性絶縁基板１の第１主面および第２主面にレジスト膜を形成し、図１（ｃ）のコイル導体４、コイル導体５を形成する箇所Ａと電極６ａ、６ｂを形成する箇所Ｂを開口してレジストパターン１９ａを形成する（図５−１（ａ））。
つぎに、このレジストパターン１９ａをマスクとして磁性絶縁基板１の第１主面および第２主面に図１（ｃ）のコイル導体４、５および電極６ａ、６ｂを形成する箇所の磁性絶縁基板１の第１主面および第２主面に凹部を形成する。この凹部の形成方法にはレーザー加工、サンドブラスト加工、放電加工、超音波加工および機械加工などがあり、コスト、適用性で加工方法を選定する。今回は、加工寸法幅が狭く、多数の加工箇所ある場合に適するサンドブラスト加工を用いる。
凹部の深さは、インダクタの要求特性（流す電流の大きさなど）に応じたコイル導体４、５の厚さ（例えば、４０μｍ程度）があるため、その厚さのコイル導体４、５を収容できる深さ（例えば、４０μｍ程度）とする。こうすることで、磁性絶縁基板１の表面高さと後工程で形成するコイル導体４、５の表面高さを等しくすることができる。サンドブラスト加工後、レジストパターン１９ａを除去する（図５−１（ｂ））。

つぎに、磁性絶縁基板１の第１主面および第２主面にレジスト膜を形成し、貫通孔２ａ、３ａを形成する箇所Ｃを開口してレジストパターン１９ｂを形成する（図５−１（ｃ））。
つぎに、レジストパターン１９ｂをマスクとして磁性絶縁基板１の両面からサンドブラスト加工して貫通孔２ａ、３ａを形成する。具体的には、一方の面から磁性絶縁基板１の厚さの半分以上の深さまで溝を堀り、他方の面からこの溝に到達する溝を掘ることで、一方の面から貫通孔を形成した場合より、貫通孔２ａ、３ａの開口部の大きさを小さくできて、貫通孔２ａ、３ａのピッチを狭めることができる。この貫通孔の形成方法には、前記と同様にサンドブラスト加工以外にレーザー加工、放電加工、超音波加工および機械加工などがあるが、コスト、適用性で選定する。その後、レジストパターン１９ｂを除去すると凹部と貫通孔が形成された磁性絶縁基板１となる（図５−１（ｄ））。

つぎに、導電性を与えるために、凹部の表面および貫通孔２ａ、３ａの壁面を含め磁性絶縁基板１の全面に薄いＴｉ／Ｃｕ膜をスパッタで形成し、メッキシード層１２とする。このとき貫通孔２ａ、３ａにも導電性が与えられるが、必要であれば無電解メッキなどを行ってもよい。また、真空蒸着法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などでもよい。また、メッキシード層１２を構成する密着層としてはＴｉに限らずＣｒ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａなどを用いてもよい（図５−１（ｅ））。
つぎに、全面にレジスト膜を全面に形成し、図１（ｃ）のコイル導体４、５、電極６ａ、６ｂを形成する箇所で凹部が形成されている箇所を開口してレジストパターン１３を形成する。レジストとしてはネガ型のフィルムタイプを用いる（図５−１（ｆ））。
つぎに、レジストパターン１３の開口部に電解メッキで凹部の深さが埋まる厚さのＣｕ層でコイルパターン１４と電極パターン１５を形成し、このコイルパターン１４、電極パターン１５の電解メッキで貫通孔２ａ、３ａもメッキされ図１（ｃ）のコイル導体４、５、電極６ａ、６ｂおよび接続導体２、３がメッキシード層１２上に形成される（図５−１（ｇ））。

つぎに、レジストパターン１３、不要なメッキシード層１２を除去することで、図１（ｃ）のコイル導体４、５と接続導体３で構成されるソレノイド状のコイル（図中のコイルパターン１４がこれに相当する）と接続導体３で接続している電極６ａ、６ｂ（図中の電極パターン１５がこれに相当する）が形成される。磁性絶縁基板１の第１、第２主面の凹部にコイル導体４、５となるコイルパターン１４および電極６ａ、６ｂとなる電極パターン１５が形成され、これらパターン１４、１５の表面高さと磁性絶縁基板１の表面高さを同一になるように平坦化する。
この平坦化は、メッキ条件を選定することで行うことができる。また、一旦、コイルパターン１４と電極パターン１５の表面高さを磁性絶縁基板１の高さより高くして、その後でＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いて磁性絶縁基板１の表面高さと同一なるように前記パターン１４、１５を研磨にしてもよい（図５−２（ｈ））。

つぎに、コイル導体４、５と電極６ａ、６ｂの表面にレジスト膜などの絶縁性のある保護膜１６を形成する（図５−２（ｉ））。
この段階で薄膜インダクタの形成は終了する。
つぎに、ＩＣチップ１１の図示しない電極にスタッドバンプ１７を形成し、このスタッドバンプ１７を電極６ａに超音波ボンディング法で接続することで、ＩＣチップと薄膜磁気誘導素子を固着する（図５−２（ｊ））。
最後に、アンダーフィル樹脂１８でＩＣチップ１１と薄膜インダクタの固定を補強し、点線箇所で切断して超小型電力変換装置は完成する。ＩＣチップと薄膜インダクタの固着は半田接合、導電性接着剤接合など行ってもよい。また、アンダーフィル樹脂１８の代わりにエポキシ樹脂などの封止材を用いてもよく、これらの固定補強材の使用は長期信頼性の上から好ましい。

また、保護膜１６として、レジスト膜の代わりに磁性を有する微粒子を分散させた樹脂を用いると、前記の効果に加えて、薄膜インダクタの特性を向上させることができる。

図６および図７は、この発明の第２実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、図６（ａ）は、図１（ａ）に相当する要部平面図のＸ−Ｘ’線で切断した要部断面図、図６（ｂ）は図１（ａ）に相当する要部平面図のＹ−Ｙ’線で切断した要部断面図、図７は図６の薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置の要部断面図である。
図１との違いは、薄膜インダクタの電極６ｂを凹部を形成しないで磁性絶縁基板１の表面に形成していることである。電極６ｂが第２主面で凸状となるなるため、凹部に電極６ｂを形成して電極６ｂと磁性絶縁基板１の表面が平坦な状態と比べて、電極６ｂを用いて図示しないＤＣ−ＤＣコンバータを構成するセラミックコンデンサアレーチップやプリント基板などの実装基板に半田付けなどで固着するような場合、半田による接合強度を補強することができる。

また、この場合もコイル導体４、５と電極６ａは磁性絶縁基板１の凹部に形成されているため、保護膜１６にクラックが発生せず、第１実施例と同様の効果が得られる。
また、図６の薄膜インダクタを形成する場合には図５−１（ｅ）のレジスト膜工程において、電極６ｂを形成する形成する箇所Ｂに凹部を作らないようなレジストパターンを形成すればよい。

図８および図１１は、この発明の第３実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、図８（ａ）は、図１（ａ）に相当する要部平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）の要部平面図のＸ−Ｘ’線で切断した要部断面図、図１１は図８の薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置の要部断面図である。
図１との違いは、電極６ａを磁性絶縁基板１の端より後退させ、電極６ａの側面が露出しないようにした点である。
また、保護膜１６にレジスト膜を適用した場合、保護膜１６と電極６ａとの密着力が低いため、保護膜１６と電極６ａの界面から水分が侵入し、その後の工程、長期使用により不良を発生することがある。図８の構造とすることにより、外周部で保護膜１６が磁性絶縁基板１に直接接触するようになるため、金属（電極６ａ）との密着性より強固にすることが可能となり、信頼性を向上させることができる。

また、この場合もコイル導体４、５は磁性絶縁基板１の凹部に形成されているため、保護膜１６にグラックなどは発生せず、第１実施例と同様の効果が得られる。

図９および図１２は、この発明の第４実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、図８（ａ）に相当する要部平面図のＸ−Ｘ’線で切断した要部断面図、図１２は図９の薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置の要部断面図である。
図８との違いは、電極６ａの周辺部に保護膜１６を形成しない点である。この構造では電極６ａの周辺部が保護膜１６の代わりに密着性が高いアンダーフィル樹脂１８で覆われるため、実施例１、２、３より一層信頼性を向上させることができる。

図１０および図１３は、この発明の第５実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、図８（ａ）に相当する要部平面図のＸ−Ｘ’線で切断した要部断面図、図１３は図１０の薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置の要部断面図である。
図９との違いは、コイル導体４と電極６ａが形成される側に形成される保護膜１６を除去した点である。この構造では、コイル導体４と電極６ａが保護膜１６の代わりに密着性が高いアンダーフィル樹脂１８で全て覆われるため、第４実施例より一層信頼性を向上させることができる。
第３から第５実施例においては、保護膜１６を形成するレジストマスクパターンを変更することで対応できる。
また、第３から第５実施例において、第２実施例のように電極６ｂを凸状に形成することで、実装基板との接合強度を同様に向上させることができる。

この発明の第１実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、（ａ）は薄膜磁気誘導素子である薄膜インダクタの要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線で切断した要部断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ’線で切断した要部断面図 この発明の第１実施例の超小型電力変換装置のの要部構成図であり、図１の薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置の要部断面図 図１のコイル導体の高さが凹部の深さより低い場合の断面図 図１のコイル導体の露出面が中央部で高くなっている場合の断面図 図１の薄膜インダクタとこれを有する図２の超小型電力変換装置の製造方法であり、（ａ）〜（ｇ）は工程順に示した要部製造工程断面図 図５−１に続く、図２の超小型電力変換装置の製造方法であり、（ｈ）〜（ｋ）は工程順に示した要部製造工程断面図 この発明の第２実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、（ａ）は、図１（ａ）に相当する要部平面図のＸ−Ｘ’線で切断した要部断面図、（ｂ）は図１（ａ）に相当する要部平面図のＹ−Ｙ’線で切断した要部断面図 この発明の第２実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、図６の薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置の要部断面図 この発明の第３実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、（ａ）は、図１（ａ）に相当する要部平面図、（ｂ）は図８（ａ）の要部平面図のＸ−Ｘ’線で切断した要部断面図 この発明の第４実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、図８（ａ）に相当する要部平面図のＸ−Ｘ’線で切断した要部断面図 この発明の第５実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、図８（ａ）に相当する要部平面図のＸ−Ｘ’線で切断した要部断面図 この発明の第３実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、図８の薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置の要部断面図 この発明の第４実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、図９の薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置の要部断面図 この発明の第５実施例の超小型電力変換装置の要部構成図であり、図１０の薄膜インダクタを有する超小型電力変換装置の要部断面図 ＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成図 従来の薄膜インダクタの要部構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線で切断した断面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ’線で切断した断面図 図１５の薄膜インダクタ上に半導体基板を固着した超小型電力変換装置の要部断面図

符号の説明

１ 磁性絶縁基板
２ 接続導体（電極を接続する）
３ 接続導体（コイル導体を接続する）
４ コイル導体（第１主面）
５ コイル導体（第２主面）
６ａ 電極（第１主面）
６ｂ 電極（第２主面）
１１ ＩＣチップ
１２ メッキシート層
１３ レジストパターン（導体パターン）
１４ コイルパターン（コイル導体４、５と接続導体３を含む総称）
１５ 電極パターン（電極６ａ、６ｂと接続導体を含む総称）
１６ 保護膜
１６ａ 開口部
１７ スタッドバンプ
１８ アンダーフィル樹脂
１９ａ レジストパターン（凹部パターン）
１９ｂ レジストパターン（貫通孔パターン）

Claims (9)

1. 半導体集積回路の形成された半導体基板と、薄膜磁気誘導素子とを有する超小型電力変換装置において、
   磁性絶縁基板と、該磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体と前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２導体と前記磁性絶縁基板を貫通する貫通孔に形成された接続導体とをそれぞれ接続してなるソレノイド状コイル導体と、からなる薄膜磁気誘導素子であって、前記第１導体および第２導体が形成される箇所の前記磁性絶縁基板に凹部を形成し、該凹部に前記第１導体および第２導体を埋め込むことを特徴とする超小型電力変換装置。
2. 前記凹部に埋め込まれた前記第１導体および第２導体の露出面と前記磁性絶縁基板の表面とが同一高さであることを特徴とする請求項１に記載の超小型電力変換装置。
3. 前記薄膜磁気誘導素子の前記磁性絶縁基板の第１主面および第２主面に貫通孔を介して電気的に接続された第１電極および第２電極を有し、前記第１電極が形成される箇所の前記磁性絶縁基板の第１主面に凹部を形成し、該凹部に前記第１電極を埋め込むことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の超小型電力変換装置。
4. 前記凹部に埋め込まれた前記第１電極の露出面と前記磁性絶縁基板の表面とが同一高さであることを特徴とする請求項３に記載の超小型電力変換装置。
5. 前記磁性絶縁基板がフェライト基板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の超小型電力変換装置。
6. 前記半導体基板が前記薄膜磁気誘導素子の前記磁性薄膜基板上に形成した前記電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の超小型電力変換装置。
7. 半導体集積回路の形成された半導体基板と、薄膜磁気誘導素子とを有する超小型電力変換装置の製造方法において、
   磁性絶縁基板の表面と裏面に複数の凹部を形成し、該磁性絶縁基板に複数の貫通孔を形成する工程と、
   前記凹部を導電性材料で充填し、前記磁性絶縁基板の表面と裏面に表面側コイル導体となる複数の第１導体と裏面側コイル導体となる複数の第２導体と電極をそれぞれ形成し、前記貫通孔を充填して複数の接続導体を形成する工程と、
   一つの第１導体の一端と一つの第２導体の一端の位置を合わせて一つの接続導体と接続し、他端をずらし、該他端がソレノイドの終端となるものを除き、前記一つの第１導体の他端を前記一つの第２導体とは別の第２導体の一端と位置を合わせて前記一つの接続導体とは別の接続導体で接続し、前記一つの第２接続導体の他端を前記一つの第１導体とは別の第１導体の一端と位置を合わせて前記接続導体とは別の接続導体により接続して、ソレノイドを形成し、前記磁性絶縁基板の表面と裏面に形成された電極を前記接続導体とは別の接続導体で接続し、前記ソレノイドの両終端を別々の前記電極にそれぞれ接続する工程と、
   前記第１、第２導体表面を絶縁膜もしくは磁性を有する微粒子を分散させた樹脂もしくはアンダーフィルの少なくとも一つで被覆する工程と、
   を含むことを特徴とする超小型電力変換装置の製造方法。
8. 前記凹部を充填した導電性材料の表面の高さと前記磁性絶縁基板の表面の高さを同一にして平坦化する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の超小型電力変換装置の製造方法。
9. 前記平坦化する工程でＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いることを特徴とする請求項８に記載の超小型電力変換装置の製造方法。

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