JP2008066671A - Thin magnetic component, and its manufacturing process - Google Patents

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Shinji Uchida
真治 内田
Mutsuhisa Hiraoka
睦久 平岡
Kazuyoshi Shibata
一喜 柴田
Masaharu Edo
雅晴 江戸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for manufacturing a small and thin magnetic component inexpensively. <P>SOLUTION: Slit-shaped grooves are provided in the front and back of a magnetic substrate and a through hole connecting the grooves in the front and back is provided, a first conductor is provided in the slit-shaped groove of a first major surface, a second conductor is provided in the slit-shaped groove of a second major surface, a connection conductor is provided in the through hole, and a coil conductor is formed of the first conductor, the second conductor and the connection conductor in a thin magnetic component. The manufacturing process of a thin magnetic component comprises a step for making slit-shaped grooves in the front and back of a green sheet containing magnetic powder and resin and boring a through hole connecting the grooves in the front and back, a step for firing the green sheet after boring/slit making step to obtain a magnetic substrate, and a step for providing first conductor in the slit-shaped groove of a first major surface, a second conductor in the slit-shaped groove of a second major surface, a connection conductor in the through hole of the magnetic substrate and forming a coil conductor of the first conductor, the second conductor and the connection conductor. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄型磁気部品及びその製造方法に関する。この磁気部品は、DC−DCコンバータなどの小型電力変換装置などに有用である。   The present invention relates to a thin magnetic component and a method for manufacturing the same. This magnetic component is useful for a small power converter such as a DC-DC converter.

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、こ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、磁気部品、コンデンサ、抵抗などの受動素子の各個別部品とをセラミック基板や樹脂などからなるプリント基板などの基板の上に実装したハイブリッド型電源モジュールが用いられている。   In recent years, electronic information devices, in particular, various portable electronic information devices have been widely used. Many of these electronic information devices use a battery as a power source, and incorporate a power conversion device such as a DC-DC converter. Usually, this power conversion device is a substrate such as a printed circuit board made of ceramic substrate, resin, etc. with active elements such as switching elements, rectifier elements, control ICs, and individual components of passive elements such as magnetic components, capacitors, resistors, etc. A hybrid power supply module mounted on is used.

前記した携帯用を含めた各種電子情報機器は小型・薄型・軽量化が要望され、この要望に伴い、内蔵される電力変換装置の小型・薄型・軽量化への要求も強い。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技術などの技術により進歩してきている。しかし、ハイブリッド型小型電源モジュールは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などの磁気部品は、集積回路と比較すると体積が非常に大きいために電子部品の小型化、薄型化をはかる上で最大の制約となっている。   Various electronic information devices including the above-mentioned portable devices are required to be small, thin, and light. With this demand, there is a strong demand for miniaturization, thinness, and lightness of the built-in power conversion device. Miniaturization of the hybrid power supply module has been advanced by technologies such as MCM (multi-chip module) technology and multilayer ceramic component technology. However, since the hybrid-type small power module is mounted by arranging individual components on the same substrate, reduction of the mounting area of the power module is limited. In particular, magnetic parts such as inductors and transformers have a very large volume compared to an integrated circuit, which is the biggest restriction in reducing the size and thickness of electronic parts.

これら磁気部品の小型化・薄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、薄くし、面実装する方向と、シリコン基板上に薄膜で形成する方向の2つが考えられる。近年、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、トランスなど)を搭載した例も報告されている。   There are two possible future directions for miniaturization and thinning of these magnetic components: a chip component that is as small and thin as possible and a surface-mounting direction, and a thin film formation on a silicon substrate. In recent years, there have been reports of examples in which thin micromagnetic elements (coils, transformers, etc.) are mounted on a semiconductor substrate by applying semiconductor technology.

特に、平面型磁気部品として、スイッチング素子や制御回路などの半導体部品を搭載した半導体基板の表面上に、薄膜コイルを磁性基板とフェライト基板で挟み込んだ形の平面型磁気部品(薄型インダクタ)を薄膜技術により形成したものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。これにより、磁気素子の薄型化と、その実装面積削減が可能になる。しかし、薄膜技術による薄型コンダクタの形成は真空プロセスを用いて行われており、この真空プロセスによる製造でコストが高くなる。また、電流の大きいところでの使用する場合などでは、磁性膜と絶縁膜との多数の積層が必要であり、コストが非常に高くなるという問題があった。   In particular, as a planar magnetic component, a planar magnetic component (thin inductor) in which a thin film coil is sandwiched between a magnetic substrate and a ferrite substrate on the surface of a semiconductor substrate on which semiconductor components such as switching elements and control circuits are mounted is a thin film. What was formed by the technique is proposed (for example, refer patent document 1). This makes it possible to reduce the thickness of the magnetic element and reduce its mounting area. However, the formation of the thin conductor by the thin film technology is performed by using a vacuum process, and the production by this vacuum process increases the cost. Further, when used in a place with a large current, a large number of laminations of a magnetic film and an insulating film are required, and there is a problem that the cost becomes very high.

また、平面型磁気素子として、スパイラル(渦巻状)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たものを2枚のフェライト基板で挟み込んで形成したものが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この方法では、コイル導体のインダクタンスは、スパイラルの回数(ターン数)にほぼ比例するため、大きなインダクタンスを得るためには、ターン数を増やす必要がある。実装面積を増やさずにターン数を増やすためにはコイル導体の断面積を小さくする必要がある。つまり、大きなインダクタンスを得るためには、コイル導体の断面積を小さく、導体線長を長くする必要がある。しかしコイル断面積を小さく、導体線長を長くすると、コイル導体の直流抵抗が増大するため、電力損失が増大してしまうという問題があった。   Further, as a planar magnetic element, there has been proposed one in which a resin in which magnetic particles are mixed in a space between spiral (spiral) coil conductors is sandwiched between two ferrite substrates ( For example, see Patent Document 2.) In this method, since the inductance of the coil conductor is substantially proportional to the number of spirals (turns), it is necessary to increase the number of turns in order to obtain a large inductance. In order to increase the number of turns without increasing the mounting area, it is necessary to reduce the cross-sectional area of the coil conductor. That is, in order to obtain a large inductance, it is necessary to reduce the cross-sectional area of the coil conductor and increase the conductor wire length. However, if the coil cross-sectional area is reduced and the conductor wire length is increased, the DC resistance of the coil conductor is increased, resulting in an increase in power loss.

このような問題を解決し、コイル導体の直流抵抗を低減し、電力損失を抑える方法として、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の提案がある(特許文献3参照。)。この提案の実施例では、フェライト基板に貫通孔を形成し、貫通孔内面及び第1主面、第2主面に導電層を形成し、両主面に電極パターンを形成することにより導体コイルを形成している。この導電コイルの形成は、所定の形状のレジストパターンを形成し、その開口部にめっき層を経生成することで行われている。   As a method of solving such problems, reducing the DC resistance of the coil conductor and suppressing power loss, a magnetic insulating substrate, a first conductor formed on the first main surface of the magnetic insulating substrate, and the magnetic insulating substrate A thin-film magnetic induction element comprising a solenoidal coil conductor that connects a second conductor formed on the second main surface of the first conductor and a connecting conductor formed in a through-hole penetrating the magnetic insulating substrate. Yes (see Patent Document 3). In the proposed embodiment, through holes are formed in the ferrite substrate, conductive layers are formed on the inner surface of the through hole, the first main surface, and the second main surface, and electrode patterns are formed on both main surfaces to form a conductor coil. Forming. The conductive coil is formed by forming a resist pattern having a predetermined shape and generating a plating layer in the opening.

また、積層インダクタ素子の製造方法のように、グリーンシート(未加工のシートを意味し、フェライト基板の場合はフェライトまたは熱処理(焼成)によりフェライトとなる成分の微粉末と樹脂からなるバインダの混合物のシートである)にあらかじめAg粉などの導電体を含む導体ペーストをスクリーン印刷で形成し、グリーンシートの焼成時に同時に接続導体を形成する方法もある。 In addition, as in the method of manufacturing a multilayer inductor element, a green sheet (meaning an unprocessed sheet, in the case of a ferrite substrate, a mixture of a fine powder of a component that becomes ferrite by ferrite or heat treatment (firing) and a binder made of resin is used. There is also a method in which a conductive paste containing a conductor such as Ag powder is formed on a sheet in advance by screen printing, and a connection conductor is formed simultaneously with the firing of the green sheet.

また、Si半導体プロセスなどでは、近年、銅ダマシン・プロセスと呼ばれるプロセスが実用化されつつある(例えば、特許文献4参照。)。このプロセスは、絶縁層にあらかじめ凹部を形成しておき、凹部の内部を含む絶縁層の全面に例えばめっき法により金属薄膜を形成し、次に、例えば化学機械研磨(CMP)などの研磨法で凹部以外の絶縁層表面の金属薄膜を除去することにより、凹部の内部のみに金属薄膜を残すことで、この凹部を金属薄膜で埋め込むプロセスであり、ダマシン・プロセスと呼ばれている。
特に、凹部として配線形成用の溝部のみを形成してその凹部を金属薄膜で埋め込み配線を形成するプロセスをシングルダマシン・プロセスと称する。また、配線形成用の溝部に加え、この溝部の底部に接続のためのプラグ形成用の孔部を凹部として形成し、プラグと配線の双方を形成するプロセスをデュアルダマシン・プロセスと称する。
特開2001−196542号公報 特開2002−233140号公報(図1) 特開2004−274004号公報 特開2000−331991号公報
Further, in the Si semiconductor process and the like, a process called a copper damascene process has been put into practical use in recent years (see, for example, Patent Document 4). In this process, a recess is formed in the insulating layer in advance, a metal thin film is formed on the entire surface of the insulating layer including the inside of the recess, for example, by plating, and then, for example, by a polishing method such as chemical mechanical polishing (CMP). This process is called a damascene process, in which the metal thin film on the surface of the insulating layer other than the recesses is removed to leave the metal thin film only in the recesses, thereby filling the recesses with the metal thin film.
In particular, a process in which only a groove for forming a wiring is formed as a recess and the recess is filled with a metal thin film to form a wiring is called a single damascene process. A process of forming both a plug and a wiring by forming a plug forming hole as a recess in the bottom of the groove in addition to the wiring forming groove is called a dual damascene process.
JP 2001-196542 A JP 2002-233140 A (FIG. 1) JP 2004-274004 A JP 2000-331991 A

しかし、特許文献3記載の方法では、貫通孔の数が多く必要となる。例えば、3ターンでは5個の貫通孔が必要であり、4ターンでは7個と、(ターン数)×2−1個の貫通孔が必要となる。
従来、このような貫通孔は、焼成済みのフェライト基板に対して、レーザ加工、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のうち、いずれかの方法で形成していた。しかし、いずれの方法でも、加工時間、加工寸法などの制約が大きく、微細な貫通孔を多数形成したフェライト基板を安価で歩留まりよく製造することはできなかった。
However, the method described in Patent Document 3 requires a large number of through holes. For example, three through holes are required for three turns, and seven are required for four turns and (number of turns) × 2-1 through holes.
Conventionally, such a through hole has been formed on a sintered ferrite substrate by any one of laser processing, sand blast processing, electric discharge processing, ultrasonic processing, and mechanical processing. However, in any of the methods, the processing time, the processing size, and the like are greatly restricted, and a ferrite substrate having a large number of fine through holes cannot be manufactured at a low cost with a high yield.

焼成されたフェライト基板は硬く、もろいために貫通孔を形成する加工が難しく加工スピードを挙げることができない。そのため、加工時間がかかるので、コストを低減することができなかった。また、100μmφ以下の微小径の孔加工や、アスペクト比(深さ/孔直径)が大きい孔の加工はできなかった。また、加工導入側と出口側の孔径に大きな差が付いてテーパが付いてしまうなどの不具合も見られた。
例えば、500μm程度の厚さのフェライト焼成基板に0.13mmφ程度の微小な貫通孔を多数設けるにはサンドブラスト加工が適している。しかし、サンドブラスト加工においても微小孔形成のためには細かい砂を用いる必要があり、穴あけ速度は非常に遅く、片面(半分までの穴あけ)で30分程度の時間がかかっていた。また、砂が入り込むことによる孔詰まりもあり、歩留まりも悪かった。
The fired ferrite substrate is hard and fragile, making it difficult to form a through hole and making it impossible to increase the processing speed. Therefore, since processing time is required, the cost cannot be reduced. Further, it was not possible to drill holes with a micro diameter of 100 μmφ or less or holes with a large aspect ratio (depth / hole diameter). In addition, defects such as tapering due to a large difference in hole diameter between the processing introduction side and the outlet side were also observed.
For example, sandblasting is suitable for providing a large number of minute through holes of about 0.13 mmφ on a ferrite fired substrate having a thickness of about 500 μm. However, in sandblasting, it is necessary to use fine sand to form micropores, the drilling speed is very slow, and it takes about 30 minutes on one side (drilling up to half). In addition, there was a hole clogging due to sand entering, and the yield was also poor.

また、フォトプロセスでは貫通孔部分のパターンを形成したマスク膜を形成する必要があり、フォトプロセスではテーパが形成されやすく、片面からではテーパ形状のため微細な穴あけができず表裏それぞれから加工する必要があるなど、工数が多くかかっていた。また、治具への脱着時に割れなどが発生し、歩留まりが低いという問題もあった。   Also, in the photo process, it is necessary to form a mask film in which the pattern of the through-hole part is formed. In the photo process, it is easy to form a taper. There were many man-hours. In addition, there is a problem that a yield is low because cracks occur when the jig is attached to and detached from the jig.

また、積層インダクタンス素子の製造方法のように、グリーンシートの焼成時に同時に接続導体を形成する方法では、コイル導体の電気抵抗率が大きく、磁気部品として直流抵抗が増大するため電力損失が増大してしまうという課題があった。電力損失を下げるためにはコイル導体の断面積を大きく取ったり、導体線長を短くしたりする必要があり、大きなインダクタンスのものを小型・薄型で形成することはできないという問題があった。   In addition, in the method of forming the connection conductor at the same time as the green sheet is fired, such as the method of manufacturing the multilayer inductance element, the electric resistance of the coil conductor is large, and the direct current resistance as a magnetic component is increased. There was a problem of ending up. In order to reduce the power loss, it is necessary to increase the cross-sectional area of the coil conductor or shorten the length of the conductor wire, and there is a problem that a large inductance cannot be formed in a small and thin shape.

また、特許文献3に記載のようなパターンめっきでコイル導体を形成する方法では、高い歩留まりと生産性を確保する観点からはレジストパターンのパターン間隔(ライン間隔)とレジスト厚さの比率1:1が限界で、レジスト厚さをライン間隔より大きくすることはできなかった。またパターンめっきではレジスト厚さ以上の厚さにめっきすることができず、このため、めっき厚さもライン間隔以上の厚さにすることができず、したがって、コイル導体が微細なパターンで形成されている場合はそのコイルの断面積は小さく、電力損失を下げることは困難であった。   Further, in the method of forming a coil conductor by pattern plating as described in Patent Document 3, from the viewpoint of ensuring a high yield and productivity, the ratio of the resist pattern pattern interval (line interval) to the resist thickness is 1: 1. However, the resist thickness could not be made larger than the line interval. Also, with pattern plating, it is not possible to plate to a thickness greater than the resist thickness, and therefore, the plating thickness cannot also be greater than the line spacing, so the coil conductor is formed in a fine pattern. When it is, the cross-sectional area of the coil is small, and it is difficult to reduce the power loss.

ダマシン・プロセスは半導体回路の配線形成用、特にSiプロセスで用いられており、数μmオーダーまでの配線パターンを形成するために開発されたプロセスである。
これに対して、コイル導体の作製では、数十〜数百μmの幅の配線を作製する必要があり、セラミック基板に対してダマシン・プロセスを適用しようとすると、セラミック材料の微細加工、めっき、めっき後の研磨など、ダマシン・プロセスに適合した新規プロセスが必要であり、従来技術の転用ではダマシン・プロセスでこのようなコイル導体をセラミック基板上に形成するのは困難であった。
The damascene process is used for forming a wiring of a semiconductor circuit, in particular, a Si process, and is a process developed for forming a wiring pattern up to several μm order.
On the other hand, in the production of the coil conductor, it is necessary to produce a wiring with a width of several tens to several hundreds of μm. When a damascene process is applied to a ceramic substrate, fine processing of the ceramic material, plating, A new process adapted to the damascene process, such as polishing after plating, is necessary, and it has been difficult to form such a coil conductor on a ceramic substrate by the damascene process using the conventional technology.

このような状況に鑑み、本発明の目的は、小型、薄型の磁気部品を安価に製造する方法を提供することにある。
すなわち、本発明の薄型磁気部品は磁性基板の表裏にそれぞれスリット状の溝が設けられ、さらに表裏のスリット状の溝をつなぐ貫通孔が設けられ、磁性基板の一方の面(第1主面)のスリット状溝に第1導体が設けられ、磁性基板の他方の面(第2主面)のスリット状溝に第2導体が設けられ、貫通孔内に接続導体が設けられ、第1導体と第2導体、接続導体でコイル導体が形成されていることを特徴とする。
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a small and thin magnetic component at low cost.
That is, the thin magnetic component of the present invention is provided with slit-like grooves on the front and back sides of the magnetic substrate, and further with a through hole connecting the slit-like grooves on the front and back sides, and one surface (first main surface) of the magnetic substrate. The first conductor is provided in the slit-shaped groove, the second conductor is provided in the slit-shaped groove on the other surface (second main surface) of the magnetic substrate, the connection conductor is provided in the through hole, and the first conductor and A coil conductor is formed by the second conductor and the connection conductor.

また、本発明の薄型磁気部品の製造方法は、磁性粉末と樹脂とを含むグリーンシートの表裏にスリット状の溝と、表裏のスリット状の溝をつなぐ貫通孔を設ける穴明け/スリット加工工程と、穴明け/スリット加工工程後のグリーンシートを焼成して磁性基板を得る焼成工程と、磁性基板の一方の表面(第1主面)に形成されたスリット状溝内に第1導体を設け、磁性基板の他方の面(第2主面)に第2導体を設け、磁性基板の貫通孔内に接続導体を設けて第1導体と第2導体、接続導体でコイル導体を形成する導体形成工程を有することを特徴とする。   The thin magnetic component manufacturing method of the present invention includes a drilling / slit processing step in which a slit-like groove is formed on the front and back of a green sheet containing magnetic powder and resin, and a through-hole that connects the slit-like groove on the front and back is provided. , A firing step of firing the green sheet after the drilling / slit processing step to obtain a magnetic substrate, and providing a first conductor in a slit-like groove formed on one surface (first main surface) of the magnetic substrate, A conductor forming step in which a second conductor is provided on the other surface (second main surface) of the magnetic substrate, a connection conductor is provided in the through hole of the magnetic substrate, and a coil conductor is formed by the first conductor, the second conductor, and the connection conductor. It is characterized by having.

本発明の磁気部品を用いると、寸法精度に優れ、電気抵抗が小さいために電力損失の小さい小型、薄型の磁気素子を提供できる。
また、本発明の製造方法によれば、寸法精度に優れ、電気抵抗が小さいために電力損失の小さい小型、薄型の磁気部品を多大な時間を要することなく、歩留まりよく製造することができ、特に微細なパターンでも必要なコイル断面積を確保して寸法精度、歩留まりよく製造できる。
When the magnetic component of the present invention is used, it is possible to provide a small and thin magnetic element with low power loss due to excellent dimensional accuracy and low electrical resistance.
Further, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a small and thin magnetic component with low dimensional accuracy and low power loss because it has excellent dimensional accuracy without much time, and particularly with high yield. Even a fine pattern can secure a necessary coil cross-sectional area and can be manufactured with good dimensional accuracy and yield.

図1、図2、図3に本発明の薄型磁気部品の1実施態様の要部構成図を示す。
図1は上部から透視した薄型磁気部品の要部平面図であり、図2は図1のX−X′線で切断した要部断面図であり、図3は図1のY−Y′線で切断した要部断面図である。図7は本発明の薄型磁気部品の製造方法の1実施態様である製作工程を示す製作工程断面図である。図7は、1つのチップ部分のみについて拡大して示してあるが、実際は、このようなチップを多数形成した基板として製造する。
1, 2, and 3 are main part configuration diagrams of one embodiment of the thin magnetic component of the present invention.
1 is a plan view of a principal part of a thin magnetic component seen through from above, FIG. 2 is a sectional view of the principal part cut along line XX ′ in FIG. 1, and FIG. 3 is a line YY ′ in FIG. It is principal part sectional drawing cut | disconnected by. FIG. 7 is a production process cross-sectional view showing a production process which is an embodiment of the method for producing a thin magnetic part of the present invention. Although FIG. 7 shows an enlarged view of only one chip portion, actually, it is manufactured as a substrate on which a large number of such chips are formed.

図1に示すように、磁性基板1の一方の面(第1主面)には互いに平行に並んだ複数本のスリット状溝が設けられている。両外側のスリット状溝のそれぞれ一方は磁性基板の端近くまで伸びており、その伸びたスリット状溝の先端はコイル電極が設けられるための電極用凹部が形成されている。
それぞれのスリット状溝のコイル電極が形成される凹部につながる端以外のすべての端には第2主面につながる貫通孔が設けられている。コイル電極が形成される凹部中央部にも貫通孔が設けられている。
第2主面にはそれぞれ2つの貫通孔をつなぐように互いに平行に斜めに走るスリット状溝が設けられている。
As shown in FIG. 1, a plurality of slit-shaped grooves arranged in parallel with each other are provided on one surface (first main surface) of the magnetic substrate 1. Each one of the outer slit-like grooves extends to near the end of the magnetic substrate, and an electrode recess for forming a coil electrode is formed at the tip of the extended slit-like groove.
Through holes connected to the second main surface are provided at all ends other than the ends connected to the recesses where the coil electrodes of the respective slit-like grooves are formed. A through hole is also provided in the central portion of the recess where the coil electrode is formed.
The second main surface is provided with slit-like grooves that run obliquely in parallel with each other so as to connect the two through holes.

第1主面の電極用凹部にはコイル電極5aが設けられ、スリット状溝には第1導体2が充填されている。第2主面のスリット状溝には第2導体3が充填されており、貫通孔には接続導体4が充填されている。
これらの図に示すように、第1導体2、第2導体3及び接続導体4とでコイルが形成されており、その両端にはコイル電極5が設けられている。
A coil electrode 5a is provided in the electrode recess on the first main surface, and the first conductor 2 is filled in the slit-like groove. The slit-shaped groove on the second main surface is filled with the second conductor 3, and the through-hole is filled with the connection conductor 4.
As shown in these drawings, a coil is formed by the first conductor 2, the second conductor 3, and the connection conductor 4, and coil electrodes 5 are provided at both ends thereof.

磁性基板1は磁性粉末の焼結体で構成され、この磁性粉末としては、NiZnフェライト、Coフェライト、CoZnフェライト、Mgフェライトやこれらを主成分とする複合フェライトなどを挙げることができる。
第1導体2、第2導体3、接続導体4、コイル電極5aは導電性金属で構成されるのが好ましく、導電性金属としてCu、Ag、Au、Ptなどを挙げることができる。
The magnetic substrate 1 is composed of a sintered body of magnetic powder, and examples of the magnetic powder include NiZn ferrite, Co ferrite, CoZn ferrite, Mg ferrite, and composite ferrite containing these as main components.
The first conductor 2, the second conductor 3, the connection conductor 4, and the coil electrode 5a are preferably made of a conductive metal, and examples of the conductive metal include Cu, Ag, Au, and Pt.

第1導体2、第2導体3コイル電極5aの上面は磁性基板1の表面と同じ高さにあることが好ましい。
すなわち第1主面と第1導体2、コイル電極5aの上面が同一平面を形成し、第2主面と第2導体3の上面が同一平面を形成していることが好ましい。
第1導体2及びその近傍の第1主面はコイル電極部分を除いて保護膜6で覆われている。第2導体3及びその近傍の第2主面も保護膜6で覆われている。
この保護膜6としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの絶縁材料が用いられる。
The upper surfaces of the first conductor 2 and the second conductor 3 coil electrode 5a are preferably at the same height as the surface of the magnetic substrate 1.
That is, it is preferable that the first main surface, the first conductor 2, and the upper surface of the coil electrode 5a form the same plane, and the second main surface and the upper surface of the second conductor 3 form the same plane.
The first conductor 2 and the first main surface in the vicinity thereof are covered with a protective film 6 except for the coil electrode portion. The second conductor 3 and the second main surface in the vicinity thereof are also covered with the protective film 6.
As the protective film 6, an insulating material such as an epoxy resin, an acrylic resin, or a polyimide resin is used.

第1主面上にはICチップ対応電極5bが設けられていてもよく、このICチップ対応電極5bが設けられる場合は、コイル電極5aと同様、保護膜6で覆われていない第1主面上に設けられる。
この磁気部品はDC−DCコンバータなどの小型電力変換装置用部品として有用である。
An IC chip-corresponding electrode 5b may be provided on the first main surface. When this IC chip-corresponding electrode 5b is provided, the first main surface that is not covered with the protective film 6 as with the coil electrode 5a. Provided on top.
This magnetic component is useful as a component for a small power converter such as a DC-DC converter.

次に、本発明の薄型磁気部品の製造方法につき説明する。
図4は本発明の薄型磁気部品の製造方法の1実施態様を示す製作工程フローである。
図1〜3に示される磁気部品の磁性基板は磁性粉末と樹脂を含むグリーンシートを焼成してなる。
本発明において、樹脂としては、通常磁性粒子のバインダとして用いられる樹脂であればいずれも用いることができ、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂等を例示できる。
磁性粒子と樹脂の混合比率は磁性粒子70〜90体積%であることが好ましい。
Next, the manufacturing method of the thin magnetic component of the present invention will be described.
FIG. 4 is a manufacturing process flow showing one embodiment of the method of manufacturing a thin magnetic component of the present invention.
The magnetic substrate of the magnetic component shown in FIGS. 1 to 3 is obtained by firing a green sheet containing magnetic powder and resin.
In the present invention, any resin that is usually used as a binder for magnetic particles can be used as the resin, and examples thereof include polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, cellulose resin, and acrylic resin.
The mixing ratio of magnetic particles and resin is preferably 70 to 90% by volume of magnetic particles.

グリーンシートは未焼成のシートであり、磁性粒子と樹脂を溶媒または分散媒を用いて混合し、脱泡し、例えばドクターブレード法などのシート成形法により所定の厚みのシートとし、溶媒、分散媒の種類に応じて適切な温度で乾燥させたものである。溶媒、分散媒としては、鉱油系溶剤、アルコール類、アセトン、トルエンのような有機溶剤、水を挙げることができる。
グリーンシートの厚みは乾燥後において、20〜1000μmとなるものであることが好ましい、厚さが上記下限未満ではシートの取り扱いが困難となり、上記上限を超えると、磁気部品自体の厚さが厚くなるため、薄型磁気部品とすることができない。
A green sheet is an unsintered sheet, in which magnetic particles and a resin are mixed using a solvent or a dispersion medium, defoamed, and formed into a sheet having a predetermined thickness by a sheet forming method such as a doctor blade method. It was dried at an appropriate temperature according to the type. Examples of the solvent and dispersion medium include mineral oil solvents, alcohols, organic solvents such as acetone and toluene, and water.
The thickness of the green sheet is preferably 20 to 1000 μm after drying. When the thickness is less than the above lower limit, it becomes difficult to handle the sheet. When the thickness exceeds the upper limit, the thickness of the magnetic component itself is increased. Therefore, it cannot be a thin magnetic component.

グリーンシートに設ける貫通孔は円形、角型その他任意の形状であってもよい。貫通孔の断面積は100〜100,000μmであることが好ましい。断面積が上記下限未満であると穴あけ加工が困難となり、また薄型磁気部品の電力損失も大きくなる。一方、上記上限を超えると、磁気部品が大型化して小型磁気部品とするのが困難となる。
スリット状溝はグリーンシートの表裏両面に設けられる。
貫通孔は金型による打抜きで形成してもよく、サンドブラスト加工で形成してもよく、COレーザなどによるレーザ加工で形成してもよい。
貫通孔及びスリット状溝の形成(以下、あわせて穴あけと称する。)は、従来はフェライト基板のような磁性基板に対して行われていたが、割れなどによる穴あけ歩留まりの低下や穴あけ工程に時間がかかるなどの問題があった。しかし、本発明のようにグリーンシートに穴あけを行う場合は、グリーンシートに可橈性があるため、取り扱いによる割れがなく、未貫通孔の発生もないため高歩留まりで貫通孔を形成できる。
The through hole provided in the green sheet may be circular, square, or any other shape. The cross-sectional area of the through hole is preferably 100 to 100,000 μm 2 . When the cross-sectional area is less than the above lower limit, drilling is difficult, and the power loss of the thin magnetic component is increased. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, the magnetic component becomes large and it is difficult to make it a small magnetic component.
Slit grooves are provided on both the front and back sides of the green sheet.
The through hole may be formed by punching with a mold, may be formed by sandblasting, or may be formed by laser processing using a CO 2 laser or the like.
The formation of through-holes and slit-like grooves (hereinafter collectively referred to as “drilling”) has been conventionally performed on a magnetic substrate such as a ferrite substrate. There was a problem such as taking. However, when drilling a green sheet as in the present invention, since the green sheet is flexible, there are no cracks due to handling, and no through-holes are generated, so that through holes can be formed with a high yield.

磁性基板は、グリーンシートを焼成して磁性粒子を焼結することにより形成されるが、1枚のグリーンシートを焼成したものでもよく、複数枚のグリーンシートを積層圧着してなる積層体を焼成したものでもよい。積層体の積層枚数は2〜20とすることができる。
磁性基板がグリーンシートの積層体を焼成したものである場合、グリーンシートの穴あけは積層前の各グリーンシートに穴あけし、貫通孔の形成されたグリーンシートを貫通孔が同一の位置に来るように必要枚数積層してもよく、グリーンシート積層体に穴あけ加工を施してもよく、2,3枚のグリーンシートを貼り合わせた後穴あけを施し、穴あけ加工したグリーンシート積層体の複数個を貫通孔が同一の位置に来るように積層してもよい。
積層はホットプレスにより仮圧着した後、温間等方圧プレス(WIP)、ホットプレスなどの方法で積層圧着する方法を採用できる。WIPの圧力は10〜1000MPaが好ましく、温度は40〜90℃が好ましい。
The magnetic substrate is formed by firing a green sheet and sintering magnetic particles, but it may be obtained by firing one green sheet, or firing a laminate formed by laminating a plurality of green sheets. You may have done. The number of stacked layers can be 2-20.
When the magnetic substrate is a fired green sheet laminate, the green sheet is drilled in each green sheet before lamination so that the through holes are located at the same position. The required number of sheets may be laminated, or the green sheet laminate may be perforated, or two or three green sheets may be bonded together, then perforated, and a plurality of the perforated green sheet laminates may be passed through. May be laminated so that they are at the same position.
Lamination may be performed by temporarily pressing with a hot press and then laminating and pressing with a method such as warm isostatic pressing (WIP) or hot pressing. The pressure of WIP is preferably 10 to 1000 MPa, and the temperature is preferably 40 to 90 ° C.

磁性基板がグリーンシートの積層体を焼成したものである場合、スリット状溝は積層体の最外層のみに設けられていることが好ましく、積層体が3枚以上のグリーンシートからなる場合は、加工しやすさの点からは図7(b-1)、(b−2)、(c)に示すようにスリット状溝は最外層のグリーンシートを貫通して設けられ、外側から2枚目のグリーンシートの表面がスリット状溝の底部を形成するようにすることが好ましい。積層体の内層のグリーンシートには図7(c)に示すように両最外層に設けられたスリット状溝をつなぐ貫通孔が設けられている。積層体が2枚のグリーンシートからなる場合はスリット状溝が最外層を貫通することなく、その底が最外層の厚さ方向中間の位置に設けられており、両最外層に設けられたスリット状溝は所定の位置に設けられた貫通孔で接続されている。   When the magnetic substrate is obtained by firing a laminate of green sheets, the slit-like grooves are preferably provided only in the outermost layer of the laminate, and when the laminate is composed of three or more green sheets, From the point of easiness, as shown in FIGS. 7 (b-1), (b-2), and (c), the slit-like groove is provided through the outermost green sheet, and the second sheet from the outside is provided. It is preferable that the surface of the green sheet forms the bottom of the slit groove. As shown in FIG. 7C, the green sheet of the inner layer of the laminate is provided with through holes that connect the slit-like grooves provided in both outermost layers. When the laminate consists of two green sheets, the slit-shaped groove does not penetrate the outermost layer, and its bottom is provided at the middle position in the thickness direction of the outermost layer, and the slit provided in both outermost layers The groove-like grooves are connected by through holes provided at predetermined positions.

第1導体、第2導体の形成は、まず、磁性基板の前面に密着層とめっきシード層を例えばスパッタ法で成膜することができる。密着層は磁性基板とめっきシード層を密着させるための層であり、例えば、Ti、Cr、W、Nb、Taなどを用いることができる。めっきシード層としてはCu、Ni、Auなどを用いることができる。めっきシード層の形成はスパッタ法でも真空蒸着法、CVD(ケミカルベイパーデポジション)法でもよく、スパッタ法と無電解めっき法を組み合わせてもよく、無電解めっき法のみで形成してもよい。   For the formation of the first conductor and the second conductor, first, an adhesion layer and a plating seed layer can be formed on the front surface of the magnetic substrate by sputtering, for example. The adhesion layer is a layer for adhering the magnetic substrate and the plating seed layer. For example, Ti, Cr, W, Nb, Ta, or the like can be used. Cu, Ni, Au, or the like can be used as the plating seed layer. The plating seed layer may be formed by a sputtering method, a vacuum deposition method, a CVD (chemical vapor deposition) method, a combination of a sputtering method and an electroless plating method, or may be formed only by an electroless plating method.

次に、例えば電解めっきで導体層を形成する。このとき図7(e)に示すように、基板の表裏面、スリット状溝内及び貫通孔8内部にも導体がめっきされる。
次に磁性基板の表裏面を研磨して表裏面のスリット状溝以外の部分の導体層を除去することで、図7(f)に示すように、第1主面のスリット状溝内に第1導体を、第2主面のスリット状溝内に第2導体を、貫通孔内に接続導体を設け、第1導体、接続導体、第2導体でソレノイド状のコイルパターンを形成することができる。また、同時に電極パターンも形成することができる。
コイル導体と電極表面には必要に応じてNiおよびAuなどのめっきを施して表面処理層を形成するのが好ましい。このめっきを行う場合は研磨後に行う。
Next, a conductor layer is formed by, for example, electrolytic plating. At this time, as shown in FIG. 7E, conductors are also plated on the front and back surfaces of the substrate, in the slit-like grooves, and in the through holes 8.
Next, by polishing the front and back surfaces of the magnetic substrate and removing the conductor layer in portions other than the slit-shaped grooves on the front and back surfaces, as shown in FIG. One conductor, a second conductor in the slit-like groove on the second main surface, and a connection conductor in the through-hole can be formed, and a solenoid-like coil pattern can be formed by the first conductor, the connection conductor, and the second conductor. . At the same time, an electrode pattern can be formed.
The coil conductor and the electrode surface are preferably plated with Ni or Au as necessary to form a surface treatment layer. When this plating is performed, it is performed after polishing.

図7(f)に示すように、コイル導体と電極が形成された磁性基板の表面上に保護膜6を形成することが好ましい。この保護膜により、後工程でのコイルパターンへの傷の生成を防止することができ、導電性のごみ、異物、不要な半田からの保護をすることができる。
この保護膜はフィルム状の絶縁材料を貼り付けることによって形成してもよく、液状の絶縁材料を用い、例えばスクリーン印刷などでパターン形成した後、硬化させてもよい。保護層形成後に、電極5の表面だけにNi、Auの無電解めっきを行ってもよい。上述の表面処理層、電極5表面の無電解めっき層などの金属保護導体は後工程でのIC接続工程で安定した接続状態を得るためである。
このようにして、図1のような薄型磁気部品を多数個形成した基板を作製する。
As shown in FIG. 7F, it is preferable to form a protective film 6 on the surface of the magnetic substrate on which the coil conductor and the electrode are formed. By this protective film, it is possible to prevent generation of scratches on the coil pattern in a later process, and it is possible to protect from conductive dust, foreign matter, and unnecessary solder.
This protective film may be formed by attaching a film-like insulating material, or a liquid insulating material may be used, for example, a pattern formed by screen printing or the like, and then cured. After forming the protective layer, electroless plating of Ni and Au may be performed only on the surface of the electrode 5. This is because metal protective conductors such as the above-described surface treatment layer and electroless plating layer on the surface of the electrode 5 are used to obtain a stable connection state in an IC connection step in a later step.
In this way, a substrate on which many thin magnetic components as shown in FIG. 1 are formed is produced.

次に、薄型磁気部品の電極5に電源ICチップ9を接続する。すなわち、ICチップ9の電極パッドにスタッドバンプ10を形成し、そのスタッドバンプ10を薄型磁気部品の電極5に接合する。接合方法としては超音波接合、半田接合、導電接着剤を用いた接合などを挙げることができる。必要であれば、アンダーフィル11あるいはエポキシ樹脂などの封止材でICチップ9と薄型磁気部品を補強してもよい。これらの補強は、それぞれの素子を固定するとともに、水分などの影響によってもたらされる不具合を防ぎ、長期信頼性を得るために用いられるものであり、電力変換装置の初期特性そのものには影響しないが、長期信頼性を得るためにはこれらの補強を行うことが好ましい。   Next, the power supply IC chip 9 is connected to the electrode 5 of the thin magnetic component. That is, the stud bump 10 is formed on the electrode pad of the IC chip 9 and the stud bump 10 is joined to the electrode 5 of the thin magnetic component. Examples of the bonding method include ultrasonic bonding, solder bonding, and bonding using a conductive adhesive. If necessary, the IC chip 9 and the thin magnetic component may be reinforced with a sealing material such as underfill 11 or epoxy resin. These reinforcements are used to fix each element and prevent malfunctions caused by the effects of moisture, etc., and to obtain long-term reliability, and do not affect the initial characteristics of the power converter, These reinforcements are preferably performed in order to obtain long-term reliability.

最後にダイサーを用いてICと薄型磁気部品からなる個別のチップに切り分ける。
以上述べた工程により、図8に示すような電源ICと薄型磁気部品を実装した小型・薄型の電力変換装置を作製することができる。
さらに、積層セラミックコンデンサアレイなどを、ICチップ実装面とは反対側の面に接合させることにより、超小型で長薄型の電力変換装置を形成することができる。
Finally, a dicer is used to divide the chip into individual chips made of IC and thin magnetic parts.
Through the steps described above, a small and thin power conversion device on which a power supply IC and a thin magnetic component as shown in FIG. 8 are mounted can be manufactured.
Furthermore, by bonding a multilayer ceramic capacitor array or the like to the surface opposite to the IC chip mounting surface, it is possible to form an ultra-small and long-thin power converter.

以上述べた電力変換装置の作成工程において、貫通孔が微細なものである場合、あるいはより高い寸法精度の貫通孔が要求される場合は、グリーンシート貼り合わせ時の圧力による貫通孔つぶれが生じて貫通不良が発生するのを防止するため、図9に示すように、貫通孔形成後のグリーンシートの貫通孔を樹脂ペーストで穴埋めし、貫通孔を穴埋めしたグリーンシートを張り合わせてもよい。この穴埋め用樹脂は焼成時の昇温工程で完全に脱脂できるものであり、例えばグリーンシートに用いられる樹脂と同様の樹脂であり、ただし磁性粒子を含まないものが用いられる。
すなわち、穴明け工程の後、積層工程の前に貫通孔を穴埋めする穴埋め工程を設けた以外は、先に述べたと同様の工程を採用することで貼り合わせ時の孔つぶれによる貫通不良を生じることがない。
When the through hole is fine or when a through hole with higher dimensional accuracy is required in the process of creating the power conversion device described above, the through hole is crushed by the pressure when the green sheet is bonded. In order to prevent the occurrence of poor penetration, as shown in FIG. 9, the through hole of the green sheet after forming the through hole may be filled with a resin paste, and the green sheet filled with the through hole may be pasted together. This resin for filling holes can be completely degreased in a temperature raising process at the time of firing, and is, for example, the same resin as that used for green sheets, but does not contain magnetic particles.
In other words, after the drilling process, a hole filling process for filling the through holes before the laminating process is provided except that a process similar to that described above is adopted, resulting in a penetration failure due to crushing at the time of bonding. There is no.

(実施例1)
図4は実施例1の製造工程を示す図、図7は各工程における図1のY−Y′断面に対応する要部断面図である。
(グリーンシート作製工程)
まず、フェライト原料粉末として、Ni−Zn系フェライトの仮焼粉末を用い、これバインダとしてブチラール系樹脂(ポリビニルブチラール)を混合し溶剤としてトルエンを混合して調整し、脱泡させてスラリを作製した。フェライトに対する樹脂原料比率は30体積%とした。
このスラリを用いてドクターブレード法によりシート成形を行った。ドクターブレードのブレード間隔、シート引きスピードは、乾燥後のグリーンシートの厚さが100μmになるように調整した。このシートをそのまま60℃で乾燥させ、外形打ち抜きを行ってグリーンシート7を作製した。(図7(a))外形打ち抜きは焼成による縮みを考慮した寸法で、金型を用いて行った。
(Example 1)
FIG. 4 is a view showing the manufacturing process of Example 1, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part corresponding to the YY ′ cross section of FIG.
(Green sheet production process)
First, Ni—Zn ferrite calcined powder was used as a ferrite raw material powder, butyral resin (polyvinyl butyral) was mixed as a binder, toluene was mixed as a solvent, and the mixture was defoamed to prepare a slurry. . The resin raw material ratio with respect to ferrite was 30% by volume.
Using this slurry, a sheet was formed by the doctor blade method. The blade interval and sheet drawing speed of the doctor blade were adjusted so that the thickness of the green sheet after drying was 100 μm. This sheet was dried at 60 ° C. as it was and punched out to produce a green sheet 7. (FIG. 7 (a)) External punching was performed using a mold with dimensions taking into account shrinkage due to firing.

(穴明け/スリット加工工程)
スリット状溝及び電極用凹部の形成加工はパンチとダイからなる金型を用いて行った。第1主面のスリット状溝は0.20×2.0mm寸法の溝を0.20mm間隔で10本作成し0.2×0.2mmの電極用凹部を形成した。貫通孔形成は両外側以外のグリーンシート、すなわち内層を形成するグリーンシートに対して、0.15×0.15mmおよび0.10×0.10mmの2種類の角型パンチとダイからなる金型を用いて行った。第2主面には図1に示すようにそれぞれ2つの貫通孔をつなぐように互いに平行に斜めに走る幅0.20mmのスリット状溝を形成した。
グリーンシートに対する穴明け、スリット加工は容易に行うことができ、金型加工でも早いレートで貫通孔、スリットの形成を行うことができた。この加工で未貫通孔の生成はなく、グリーンシートに可橈性があるため割れや欠けの生成もなく、歩留まりも高かった。
(Drilling / slit processing)
The slit grooves and electrode recesses were formed using a die composed of a punch and a die. As the slit-like grooves on the first main surface, ten grooves having a size of 0.20 × 2.0 mm were formed at intervals of 0.20 mm to form electrode recesses of 0.2 × 0.2 mm. Through hole formation is a mold consisting of two types of square punches and dies of 0.15 × 0.15 mm and 0.10 × 0.10 mm for green sheets other than both outer sides, that is, green sheets forming the inner layer It was performed using. As shown in FIG. 1, slit grooves having a width of 0.20 mm that run obliquely in parallel with each other were formed on the second main surface as shown in FIG.
Drilling and slitting of the green sheet could be easily performed, and through holes and slits could be formed at a high rate even in die processing. This process produced no through-holes, and the green sheet was flexible, so there were no cracks or chips, and the yield was high.

(積層工程)
次に第1主面用のグリーンシートと第2主面用のグリーンシートの間に貫通孔を有する4枚のグリーンシートを挟み込み、周囲2つの貫通孔を基準として貫通孔がしっかり重なるように位置を合わせ、ホットプレスを用いて仮圧着した。その後、温間等方圧プレス(WIP)で積層圧着を行った。WIPの温度は80℃、圧力は15MPaとして貼り合わせグリーンシート7bを作製した。貼り合わせグリーンシート7bの断面図を図7(c)に示す。
(Lamination process)
Next, four green sheets having through-holes are sandwiched between the green sheet for the first main surface and the green sheet for the second main surface, and the through-holes are positioned so as to firmly overlap with reference to the two through-holes. And were temporarily bonded using a hot press. Then, lamination pressure bonding was performed with a warm isostatic press (WIP). The WIP temperature was 80 ° C. and the pressure was 15 MPa to produce a bonded green sheet 7b. A cross-sectional view of the bonded green sheet 7b is shown in FIG.

(焼成工程)
この貼り合わせグリーンシート7bを焼成した。焼成は、電気炉を用いて室温から160℃まで約1時間かけて昇温し、160℃から400℃まで4時間、400℃から500℃まで6時間、500℃から900℃まで4時間かけて昇温した。900度で2時間保持し、500℃まで1時間以上かけて炉冷し、その後 時間かけて室温まで炉冷した。この焼成によりグリーンシートの樹脂分は分解揮散し、100×100mmの四角状で、厚さ480μmのフェライトからなる磁性基板1を得た。この磁性基板の断面図を図7(d)に示す。得られた磁性基板の貫通孔を観察したところ、0.15×0.15mm角および0.10×0.10mm角のいずれの金型とパンチを用いた場合も孔つぶれはなかった。焼結により、貫通孔は長さで約90%程度まで縮んでいた。
(Baking process)
The bonded green sheet 7b was fired. Firing is performed using an electric furnace from room temperature to 160 ° C. over about 1 hour, from 160 ° C. to 400 ° C. for 4 hours, from 400 ° C. to 500 ° C. for 6 hours, and from 500 ° C. to 900 ° C. over 4 hours. The temperature rose. The temperature was maintained at 900 ° C. for 2 hours, furnace-cooled to 500 ° C. over 1 hour, and then furnace-cooled to room temperature over time. By this firing, the resin content of the green sheet was decomposed and volatilized to obtain a magnetic substrate 1 made of ferrite having a square shape of 100 × 100 mm and a thickness of 480 μm. A sectional view of this magnetic substrate is shown in FIG. When the through-holes of the obtained magnetic substrate were observed, no crushing occurred when any of the 0.15 × 0.15 mm square and 0.10 × 0.10 mm square molds and punches were used. Due to the sintering, the through-holes shrunk to about 90% in length.

(コイル導体形成工程)
得られた磁性基板を純水で洗浄して表面に付着しているごみなどを洗い落とした後に磁性基板1の全面にTi/Cuをスパッタ法で成膜し、めっきシード層を形成した。このとき、基板表裏面のみならず、スリット状溝表面、貫通孔8壁面にもめっきシード層が形成された。
次に電解めっきでCu層を形成した。このとき図7(e)に示すように、基板の表裏面、スリット状溝内及び貫通孔8内部にもCuがめっきされた。
次に磁性基板の表裏面を研磨して表裏面のスリット状溝以外の部分のCu層を除去することで、図7(f)に示すように、第1主面のスリット状溝内に第1導体を、第2主面のスリット状溝内に第2導体を、貫通孔内に接続導体を設け、第1導体、接続導体、第2導体でソレノイド状のコイルパターンを形成した。また、同時に電極パターンも形成した。
コイル導体と電極表面にはAuを無電解めっきして表面処理層を形成した。
(Coil conductor formation process)
The obtained magnetic substrate was washed with pure water to remove dust adhering to the surface, and then Ti / Cu was formed on the entire surface of the magnetic substrate 1 by a sputtering method to form a plating seed layer. At this time, the plating seed layer was formed not only on the front and back surfaces of the substrate but also on the slit groove surface and the wall surface of the through hole 8.
Next, a Cu layer was formed by electrolytic plating. At this time, as shown in FIG. 7 (e), Cu was plated also on the front and back surfaces of the substrate, in the slit-like grooves, and in the through holes 8.
Next, by polishing the front and back surfaces of the magnetic substrate and removing the Cu layer at portions other than the slit-shaped grooves on the front and back surfaces, as shown in FIG. One conductor, a second conductor in the slit-like groove on the second main surface, and a connection conductor in the through hole were formed, and a solenoid-like coil pattern was formed by the first conductor, the connection conductor, and the second conductor. At the same time, an electrode pattern was formed.
A surface treatment layer was formed by electroless plating of Au on the coil conductor and the electrode surface.

次に、図7(f)に示すように、第1導体、第2導体上にポリイミド樹脂からなる厚さ30μmのフィルムを熱圧着して保護膜6を形成して図1に示すような薄型磁気部品を多数個形成した基板を作製した。   Next, as shown in FIG. 7F, a protective film 6 is formed by thermocompression bonding of a 30 μm-thick film made of polyimide resin on the first conductor and the second conductor to form a thin film as shown in FIG. A substrate on which a large number of magnetic components were formed was produced.

次に、薄型磁気部品の電極5に電源ICチップ9を接続した。すなわち、ICチップ9の電極パッドにスタッドバンプ10を形成し、そのICチップ9を薄型磁気部品の電極5に超音波接合した。次に、アンダーフィル11でICチップ9と薄型磁気部品を補強した。
最後にダイサーを用いてICと薄型磁気部品からなる個別のチップに切り分けた。
Next, the power supply IC chip 9 was connected to the electrode 5 of the thin magnetic component. That is, the stud bump 10 was formed on the electrode pad of the IC chip 9, and the IC chip 9 was ultrasonically bonded to the electrode 5 of the thin magnetic component. Next, the IC chip 9 and the thin magnetic component were reinforced with the underfill 11.
Finally, using a dicer, it was cut into individual chips consisting of IC and thin magnetic parts.

(実施例2)
図5に実施例2の磁気部品の製造工程を示す。また、図9にその製作工程断面図を示す。実施例1と異なる点は貫通孔形成工程と積層工程の間に穴埋め工程を有していることである。本実施例の説明は、実施例1と重複している部分は省略し、実施例1とは異なる部分を中心に説明する。
(貫通孔形成工程)
実施例1と同様の方法で、グリーンシートを作成し、このグリーンシートに焼成後に0.15×0.15mm、0.10×0.01mm、及び0.08×0.08mmの3種の角型パンチとダイを用いて穴明け加工を施し、異なる大きさの貫通孔を有する3種類のグリーンシートを得た。
(Example 2)
FIG. 5 shows a manufacturing process of the magnetic component of the second embodiment. FIG. 9 is a sectional view of the manufacturing process. The difference from Example 1 is that a hole filling step is provided between the through hole forming step and the laminating step. In the description of the present embodiment, portions that are the same as those in the first embodiment are omitted, and portions different from those in the first embodiment are mainly described.
(Through hole forming process)
A green sheet was prepared in the same manner as in Example 1, and after firing the green sheet, three types of corners of 0.15 × 0.15 mm, 0.10 × 0.01 mm, and 0.08 × 0.08 mm were used. Drilling was performed using a die punch and a die to obtain three types of green sheets having through holes of different sizes.

(穴埋め工程)
貫通孔を形成したグリーンシートの貫通孔の部分のみが開口しているメタルマスクを用いて、真空印刷機により穴埋め樹脂ペーストを印刷して、貫通孔を樹脂ペーストで充填した。樹脂ペーストはポリビニルブチラールとトルエンを混合して脱泡したものを用いた。
樹脂ペースト充填後、60℃で乾燥させて、貫通孔に樹脂を充填したグリーンシートを作製した。
(Cavity filling process)
Using a metal mask in which only the through hole portion of the green sheet in which the through hole was formed was opened, the hole filling resin paste was printed by a vacuum printing machine, and the through hole was filled with the resin paste. As the resin paste, polyvinyl butyral and toluene mixed and defoamed were used.
After filling the resin paste, it was dried at 60 ° C. to produce a green sheet in which the through hole was filled with the resin.

貫通孔に樹脂を充填したグリーンシートを用いた以外は実施例1と同様にして焼成した。焼成工程により得られた貫通孔を有する磁性基板の貫通孔を観察したところ、貫通孔の孔つぶれや変形はなく、寸法精度に優れた貫通孔が形成されていた。
この磁気基板を用いた以外は実施例1と同様にしてICと薄型磁気部品からなるチップを作製した。
Firing was carried out in the same manner as in Example 1 except that a green sheet filled with resin in the through holes was used. When the through hole of the magnetic substrate having the through hole obtained by the firing process was observed, the through hole was not crushed or deformed, and a through hole having excellent dimensional accuracy was formed.
A chip composed of an IC and a thin magnetic component was fabricated in the same manner as in Example 1 except that this magnetic substrate was used.

(比較例1)
従来から行われている方法である、図6に記載の製造工程で薄型磁気部品を作製した。
すなわち、外形打ち抜きまでは実施例1と同様にして所定の寸法のグリーンシートを作製した。このグリーンシート6枚を実施例1と同様の条件で仮圧着及び積層圧着を行った。
次いで、この積層グリーンシートを実施例1と同様の条件で焼成して磁性基板とした後、レーザ加工により0.15×0.15mmの貫通孔を形成した。加工導入側の口径と出口側の口径が異なり、テーパが付いていた。また、一部の磁性基板に割れが発生するなどの不具合もあった。
(Comparative Example 1)
A thin magnetic component was manufactured by the manufacturing process shown in FIG. 6, which is a conventional method.
That is, a green sheet having a predetermined size was produced in the same manner as in Example 1 until the outer shape was punched. Six green sheets were subjected to temporary pressure bonding and lamination pressure bonding under the same conditions as in Example 1.
Next, this laminated green sheet was fired under the same conditions as in Example 1 to form a magnetic substrate, and then a through hole of 0.15 × 0.15 mm was formed by laser processing. The diameter on the processing introduction side and the diameter on the outlet side were different and tapered. In addition, there were problems such as cracks in some magnetic substrates.

本発明によれば、微細なパターンを有する薄型磁気部品でも精度よく、かつ歩留まりよく製造することが出来る。   According to the present invention, even a thin magnetic component having a fine pattern can be manufactured with high accuracy and high yield.

本発明の製造方法による薄型磁気部品の1実施形態の平面図The top view of one Embodiment of the thin magnetic component by the manufacturing method of this invention 本発明の製造方法による薄型磁気部品の1実施形態のX−X′断面図XX 'sectional drawing of one Embodiment of the thin magnetic component by the manufacturing method of this invention 本発明の製造方法による薄型磁気部品の1実施形態のY−Y′断面図YY 'sectional view of one embodiment of a thin magnetic component manufactured by the manufacturing method of the present invention 実施例1の薄型磁気部品製作工程フローProduction flow of thin magnetic component of Example 1 実施例2の薄型磁気部品製作工程フローProduction flow of thin magnetic component of Example 2 従来技術(比較例1)の薄型磁気部品製作工程フローProcess flow for manufacturing thin magnetic parts of conventional technology (Comparative Example 1) 実施例1の薄型磁気部品製作工程を示す断面図Sectional drawing which shows the thin magnetic component manufacture process of Example 1 本発明の製造方法による薄型磁気部品とICチップとの断面図Sectional drawing of thin magnetic component and IC chip by manufacturing method of this invention 実施例2の薄型磁気部品製作工程の一部を示す断面図Sectional drawing which shows a part of thin magnetic component manufacturing process of Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

1:磁性基板 2:第1導体 3:第2導体 4:接続導体 5:電極 5a:コイル電極
5b:ICチップ対応電極 6:保護膜 7:グリーンシート
7a:貫通孔付きグリーンシート 7b:貫通孔付き貼り合わせグリーンシート
8:貫通孔 9:ICチップ 10:スタッドバンプ 11:アンダーフィル
12:穴埋め樹脂、13:スリット状溝
1: Magnetic substrate 2: First conductor 3: Second conductor 4: Connection conductor 5: Electrode 5a: Coil electrode 5b: Electrode for IC chip 6: Protective film 7: Green sheet
7a: Green sheet with through hole 7b: Bonded green sheet with through hole 8: Through hole 9: IC chip 10: Stud bump 11: Underfill 12: Filling resin, 13: Slit groove

Claims (5)

磁性基板の表裏にそれぞれスリット状の溝が設けられ、さらに表裏のスリット状の溝をつなぐ貫通孔が設けられ、磁性基板の一方の面(第1主面)のスリット状溝に第1導体が設けられ、磁性基板の他方の面(第2主面)のスリット状溝に第2導体が設けられ、貫通孔内に接続導体が設けられ、第1導体と第2導体、接続導体でコイル導体が形成されていることを特徴とする薄型磁気部品。   A slit-like groove is provided on each of the front and back sides of the magnetic substrate, and a through hole is provided to connect the slit-like grooves on the front and back sides. Provided, a second conductor is provided in a slit-like groove on the other surface (second main surface) of the magnetic substrate, a connection conductor is provided in the through hole, and the first conductor, the second conductor, and the connection conductor are coil conductors. A thin magnetic component characterized in that is formed. 磁性粉末と樹脂とを含むグリーンシートの表裏にスリット状の溝と、表裏のスリット状の溝をつなぐ貫通孔を設ける穴明け/スリット加工工程と、穴明け/スリット加工工程後のグリーンシートを焼成して磁性基板を得る焼成工程と、磁性基板の一方の表面(第1主面)に形成されたスリット状溝内に第1導体を設け、磁性基板の他方の面(第2主面)に第2導体を設け、磁性基板の貫通孔内に接続導体を設けて第1導体と第2導体、接続導体でコイル導体を形成する導体形成工程を有することを特徴とする薄型磁気部品の製造方法。   Slit-like grooves on the front and back of the green sheet containing magnetic powder and resin, and a drilling / slit processing step that provides a through hole that connects the slit-like grooves on the front and back sides, and firing the green sheet after the drilling / slit processing step And a first conductor is provided in a slit-like groove formed on one surface (first main surface) of the magnetic substrate, and the other surface (second main surface) of the magnetic substrate is provided. A method of manufacturing a thin magnetic component, comprising a conductor forming step of providing a second conductor, providing a connection conductor in a through hole of the magnetic substrate, and forming a coil conductor with the first conductor, the second conductor, and the connection conductor . 穴明け/スリット加工後の複数枚のグリーンシートを積層する積層工程を有し、焼成工程が穴明け/スリット加工工程後のグリーンシート積層体を焼成することであり、スリット状の溝を積層体の表裏を形成するグリーンシートのみに設けることを特徴とする請求項2記載の薄型磁気部品の製造方法。   It has a laminating step of laminating a plurality of green sheets after drilling / slit processing, and the firing step is firing the green sheet laminate after the drilling / slit processing step, and the slit-like grooves are laminated. 3. The method of manufacturing a thin magnetic component according to claim 2, wherein the method is provided only on the green sheet forming the front and back surfaces of the thin magnetic component. 穴明け/スリット加工工程と積層工程の間に、穴明け/スリット加工工程で形成されたスリット状の溝と貫通孔を焼成で消失する樹脂で充填する樹脂埋め工程を有することを特徴とする請求項3記載の薄型磁気部品の製造方法。   Between the drilling / slit processing step and the laminating step, there is a resin filling step of filling the slit-like grooves and through holes formed in the drilling / slit processing step with a resin that disappears by firing. Item 4. A method for manufacturing a thin magnetic part according to Item 3. 穴明け/スリット加工工程がサンドブラスト加工またはレーザ加工によるものであることを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の薄型磁気部品の製造方法。   5. The method of manufacturing a thin magnetic component according to claim 2, wherein the drilling / slit processing step is performed by sandblasting or laser processing.
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