JP2019121780A - Inductor and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インダクタ、及びインダクタの製造方法に関する。 The present invention relates to an inductor and a method of manufacturing the inductor.
スマートフォンやタブレット端末等の小型の電子機器には様々な電子部品が使用される。その電子部品の一つにインダクタがある。インダクタは、例えばCPU(Central Processing Unit)に電源を供給するためのマルチフェーズDC−DCコンバータ等に使用される。 Various electronic components are used for small electronic devices such as smartphones and tablet terminals. One of the electronic components is an inductor. The inductor is used, for example, in a multiphase DC-DC converter for supplying power to a CPU (Central Processing Unit).
インダクタの構造には様々なタイプがあるが、磁性体のコアにコイルを巻き付けた巻き線タイプのものが広く普及している。 There are various types of inductor structures, but a winding type in which a coil is wound around a magnetic core is widely used.
しかしながら、巻き線タイプのインダクタは、磁性体のコアによって占有される体積が大きいため薄型化が困難であり、電子機器の小型化に不利である。 However, since a winding type inductor has a large volume occupied by the core of the magnetic body, it is difficult to reduce its thickness, which is disadvantageous for the miniaturization of electronic devices.
一側面によれば、本発明は、インダクタの薄型化を図ることを目的とする。 According to one aspect, the present invention is directed to reducing the thickness of an inductor.
一側面によれば、磁性体粉末と絶縁性樹脂とを含有する磁性体と、前記磁性体に埋め込まれた線状の導体と、前記導体の一方の端部に設けられ、一部が前記磁性体から露出した第1の電極と、前記導体の他方の端部に設けられ、一部が前記磁性体から露出した第2の電極とを有するインダクタが提供される。 According to one aspect, a magnetic body containing a magnetic body powder and an insulating resin, a linear conductor embedded in the magnetic body, and one end of the conductor are provided, a part of which is the magnetic body. An inductor is provided having a first electrode exposed from a body and a second electrode provided at the other end of the conductor and partially exposed from the magnetic material.
一側面によれば、インダクタの薄型化を実現することができる。 According to one aspect, thinning of the inductor can be realized.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components may be denoted by the same reference symbols and redundant description may be omitted.
〈第1の実施形態〉
本実施形態に係るインダクタについて、その製造方法を追いながら説明する。
First Embodiment
The inductor according to the present embodiment will be described following the manufacturing method thereof.
図1は、第1の実施形態で使用する金属板の平面図である。 FIG. 1 is a plan view of a metal plate used in the first embodiment.
この金属板1は、例えばリードフレーム用の厚さが0.2mm程度の銅板であり、複数の製品領域Rを備える。各々の製品領域Rは、後で個々のインダクタが切り出される複数の矩形状の素子領域Cを備える。この例では、一つの製品領域Rにおいて複数の素子領域Cが格子状に配置される。
The
なお、金属板1の材料は銅に限定されず、銅合金を金属板1の材料として使用してもよい。更に、42アロイ等のFe−Ni合金を金属板1の材料として使用してもよい。
The material of the
本実施形態では、この金属板1の素子領域Cに以下のようにインダクタを形成する。
In the present embodiment, an inductor is formed in the element region C of the
図2〜図7は、第1の実施形態に係るインダクタの製造途中の断面図であり、図8〜図14はその平面図である。 2 to 7 are cross-sectional views of the inductor according to the first embodiment in the process of manufacturing, and FIGS. 8 to 14 are plan views thereof.
なお、図2〜図7においては、図8〜図14におけるA−A線に沿った第1断面と、B−B線に沿った第2断面とを併記する。 2-7, the 1st cross section along the AA line in FIGS. 8-14 and the 2nd cross section along the B-B line are written together.
まず、図2(a)及び図8に示すように、金属板1の表面1aに島状の第1のレジスト層2を形成すると共に、金属板1の裏面1bを第2のレジスト層3で覆う。
First, as shown in FIGS. 2A and 8, the island-shaped
次いで、図2(b)に示すように、各レジスト層2、3をマスクに使用しながら、第1のレジスト層2で覆われていない部分の金属板1をその厚さの途中の深さまでウエットエッチングする。これにより、第1のレジスト層2の下の金属板1に島状の第1の端子1xと第2の端子1yとが間隔をおいて形成され、かつ端子1x、1y以外の金属板1の厚さtが0.1mm程度にまで薄くなる。
Then, as shown in FIG. 2B, while using each of the
その後に、各レジスト層2、3は除去される。
Thereafter, the
図9は、各レジスト層2、3を除去した後の金属板1の平面図である。
FIG. 9 is a plan view of the
図9に示すように、第1の端子1xと第2の端子1yの各々は、矩形状の素子領域Cの縁に沿って間隔をおいて配される。また、各端子1x、1yは、一辺の長さW1が0.2mm程度の正方形状である。
As shown in FIG. 9, each of the
次に、図3(a)及び図10に示すように、金属板1の表面1aの上に第3のレジスト層6を形成すると共に、裏面1bにおいて第3のレジスト層6に相対する部位に第4のレジスト層7を形成する。
Next, as shown in FIGS. 3A and 10, the third resist
図10に示すように、第3のレジスト層6は、第1の端子1xから第2の端子1yに蛇行するように延びる。
As shown in FIG. 10, the third resist
次いで、図3(b)に示すように、各レジスト層6、7をマスクにして金属板1をその両面からウエットエッチングすることで金属板1をパターニングし、金属板1に複数の導体1wを形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, the
そのウエットエッチングは等方的に進行するため、点線円内に示すように、導体1wは、側面の中央部が側方に突出し、かつ上面と下面とが平坦な概略矩形状となる。
Since the wet etching proceeds isotropically, as shown in a dotted circle, the central portion of the side surface of the
なお、ウエットエッチングに代えて、金型打ち抜きやレーザ加工によって金属板1をパターニングしてもよい。
Note that, instead of wet etching, the
更に、第1の端子1xと第2の端子1yの各々の上面は導体1wの表面から突出して設けられる。
Furthermore, the upper surface of each of the first terminal 1x and the
その後に、各レジスト層6、7は除去される。
Thereafter, each resist
図11は、このように各レジスト層6、7を除去した後の金属板1の平面図である。
FIG. 11 is a plan view of the
図11に示すように、素子領域Cには枠体1dが設けられており、その枠体1dによって複数の導体1wが支持される。各々の導体1wは同一の延出方向Dに沿って蛇行した線状の金属板からなると共に、一方の端部に第1の端子1xを有し、かつ他方の端部に第2の端子1yを有する。
As shown in FIG. 11, a
更に、各導体1wには蛇行部1eと直線部1fとが設けられる。このうち、直線部1fは延出方向Dに沿って延びる。また、蛇行部1eは、平面視において直線部1fから左右に屈曲するように設けられる。なお、直線部1fを省き、蛇行部1eのみで各導体1wを形成してもよい。
Furthermore, each
各導体1wの幅W2は特に限定されないが、この例では幅W2を0.1mm程度とする。
The width W2 of each
次いで、図4(a)に示すように、導体1wと各端子1x、1yの各々の表面に誘電率が1.8程度のエポキシ樹脂の絶縁層9を電着塗装法で10μm程度の厚さに形成し、その絶縁層9で導体1wと各端子1x、1yの各々の表面を被覆する。
Next, as shown in FIG. 4A, an insulating
なお、絶縁層9の材料はエポキシ樹脂に限定されず、ポリイミド樹脂等の他の絶縁性樹脂をその材料として採用してもよい。
In addition, the material of the insulating
次に、図4(b)に示すように、ホットプレス機の下部金型15と上部金型16との間に金属板1を配し、更に磁性体粉末18aと絶縁性樹脂18bとを混練してなる粉体18で金属板1の周囲を充填する。なお、金属板1の下の粉体18については、本工程の前に予め板状に仮成型しておき、その上に金属板1を載せてもよい。
Next, as shown in FIG. 4 (b), the
また、絶縁性樹脂18bはバインダ(接合材)であって、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を絶縁性樹脂18bとして使用し得る。更に、磁性体粉末18aの材料も特に限定されず、軟磁性体の粉末を磁性体粉末18aとして使用し得る。そのような磁性体粉末18aとしては、例えば、カルボニル鉄粉や、フェライトやパーマロイ等の粉末がある。
The insulating resin 18b is a binder (bonding material), and a thermosetting resin such as an epoxy resin, a polyimide resin, a phenol resin, an acrylic resin, or a thermoplastic resin may be used as the insulating resin 18b. Furthermore, the material of the
そして、この状態で粉体18を160℃程度に加熱しながら、下部金型15と上部金型16の各々から粉体18に200MPa程度の圧力を加えることにより、粉体18を高圧成型して平板状の磁性体19とする。
Then, while heating the powder 18 to about 160 ° C. in this state, the powder 18 is high-pressure molded by applying a pressure of about 200 MPa to the powder 18 from each of the
このようにして形成された磁性体19は、磁性体粉末18aと絶縁性樹脂18bの各々を含有することになる。
The
また、図3(b)の点線円内に示したように、この例では導体1wの側面が側方に突出した形状となるため、導体1wと磁性体19との接触面積が増大し、導体1wと磁性体19との間の密着力が向上する。
Further, as shown in the dotted circle in FIG. 3 (b), in this example, the side surface of the
なお、この例では粉体18を高圧成型することにより磁性体19を形成したが、磁性体19の形成方法はこれに限定されない。例えば、二枚の磁性フィルムの間に金属板1を挟んでなる積層体を作製し、真空中でその積層体を100℃程度に加熱しながら0.8MPa程度の圧力で加圧することにより磁性フィルムを磁性体19にしてもよい。そのような磁性フィルムとしては、例えば、カルボニル鉄粉にバインダとして絶縁性樹脂を混練してなる磁性材料をシート状に成型してなるフィルムがある。この場合、上記のように磁性体19を形成した後、加熱温度を180℃程度とする熱処理を1時間程度行うことによりバインダを熱硬化させてもよい。
Although the
なお、バインダとなる絶縁性樹脂は特に限定されない。例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を絶縁性樹脂として使用し得る。 In addition, the insulating resin used as a binder is not specifically limited. For example, thermosetting resin or thermoplastic resin such as epoxy resin, polyimide resin, phenol resin, acrylic resin can be used as the insulating resin.
更に、磁性フィルムに混練する粉末も上記のカルボニル鉄粉に限定されず、フェライトやパーマロイ等の軟磁性体の粉末を磁性フィルムに混練し得る。 Furthermore, the powder to be kneaded into the magnetic film is not limited to the above-mentioned carbonyl iron powder, and a powder of a soft magnetic material such as ferrite or permalloy can be kneaded into the magnetic film.
その後に、図5(a)及び図12に示すように、下部金型15と上部金型16との間から金属板1を取り出す。なお、図12においては、図が煩雑になるのを防ぐために絶縁層9を省いてある。これについては後述の図13及び図14でも同様である。
Thereafter, as shown in FIG. 5A and FIG. 12, the
次に、図5(b)及び図13に示すように、ブラシ研磨やブラスト処理によって磁性体19の表面19aを研磨することにより、各端子1x、1yの上から絶縁層9と磁性体19とを除去し、磁性体19の表面19aに各端子1x、1yの一部を露出させる。
Next, as shown in FIG. 5 (b) and FIG. 13, the
このとき、本実施形態では図2(b)のように金属板1を途中の深さまでエッチングして各端子1x、1yを形成したため、導体1wの上に各端子1x、1yが突出した構造となり、各端子1x、1yを磁性体19の上面から露出させ易くすることができる。
At this time, in the present embodiment, as shown in FIG. 2B, since the
続いて、図6(a)に示すように、各端子1x、1yに重なる開口21a、21bを備えた第5のレジスト層21を磁性体19の表面19aに形成する。これと共に、磁性体19の裏面19bに第6のレジスト層22を形成し、第6のレジスト層22で裏面19bを覆う。
Subsequently, as shown in FIG. 6A, a fifth resist
そして、図6(b)に示すように、金属板1に給電を行うことにより、各開口21a、21bから露出している部分の各端子1x、1yの表面に金属めっき層23としてニッケル層とスズ層とをこの順に電解めっき法で形成する。
Then, as shown in FIG. 6B, by supplying power to the
これにより、第1の端子1xと金属めっき層23により第1の電極24が形成され、かつ第2の端子1yと金属めっき層23により第2の電極25が形成されることになる。
Thereby, the
金属めっき層23の厚さは特に限定されず、例えばニッケル層を2μm程度の厚さに形成し、スズ層を5μm程度の厚さに形成し得る。
The thickness of the
金属めっき層23は、各端子1x、1yの酸化防止層としての機能の他に、各電極24、25におけるはんだの濡れ性を向上させる機能も有する。このような機能を有する金属めっき層23としては、ニッケル層と金層とをこの順に積層した積層膜や、銀層とスズ層とをこの順に積層した積層膜もある。
The
その後に、図7(a)に示すように、第5のレジスト層21と第6のレジスト層22とを除去する。
Thereafter, as shown in FIG. 7A, the fifth resist
そして、図7(b)及び図14に示すように、切断線Sに沿って金属板1と磁性体19とを切断し、本実施形態に係るインダクタ30の基本構造を完成させる。
And as shown in FIG.7 (b) and FIG. 14, the
図14に示すように、磁性体19は平面視で一辺の長さが2.5mm程度の正方形状(矩形状)であって、その表面19aは相対する第1の縁部19xと第2の縁部19yとを備える。そして、第1の縁部19xに複数の第1の電極24が露出すると共に、第2の縁部19yに複数の第2の電極25が露出する。
As shown in FIG. 14, the
また、各導体1wは、金属板1よりなる導体であって、第1の縁部19xから第2の縁部19yに向けて一方向に延出するように形成される。更に、各導体1wは平面視で蛇行するように設けられており、これにより各導体1wを直線状とする場合と比較して各導体1wのインダクタンスを高めることができる。
Each
なお、磁性体19はある程度の電気伝導性を有するが、本実施形態では導体1wの表面を絶縁層9(図7(b)参照)で被覆したため、磁性体19によって各導体1wが電気的にショートするのを防止することができる。
Although the
また、この例では、導体1wの直線部1fと第1の電極24との接続部1pが、第1の電極24に向けてテーパ状に広くなる。同様に、直線部1fと第2の電極25との接続部1qも、第2の電極25に向けてテーパ状に広くなる。そのため、不図示の回路基板にインダクタ30を実装した後にこれらの接続部1p、1qにかかる機械的な応力が緩和され、各接続部1p、1qにクラックが生じるのを防止でき、ひいてはインダクタ30の信頼性が向上する。
Further, in this example, the
図15(a)は、第1の電極24側から見たインダクタ30の側面図であり、図15(b)は、第2の電極25側から見たインダクタ30の側面図である。
FIG. 15A is a side view of the
図15(a)、(b)に示すように、インダクタ30の側面には、各電極24、25を形成する端子1x、1yの側面が露出する。
As shown in FIGS. 15A and 15B, the side surfaces of the
図16は、インダクタ30の斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view of the
図16に示すように、インダクタ30は表面実装に適した平板状または直方体状の外観を有しており、磁性体19に埋め込まれた複数の導体1wを有する。各々の導体1wのインダクタンスは、磁性体19の透磁率や導体1wの形状等によって調節することができる。
As shown in FIG. 16, the
本実施形態では、上記のように金属板1から各導体1wを形成し、かつ磁性体19を平板状に成型することにより、インダクタ30の厚さTを0.3mm程度にまで薄くすることができ、インダクタ30を備えた電子機器の小型化に寄与することができる。
In the present embodiment, as described above, the thickness T of the
また、図14や図16の例のように、複数の導体1wの蛇行形状を一致させると、隣接する導体1wの間隔を狭めても、隣接する導体1w同士の接触を防止することができる。よって、隣接する導体1wの間隔を狭めることが可能となるため、インダクタ30の更なる小型化を図ることができる。
Further, as in the example of FIG. 14 and FIG. 16, when the meandering shapes of the plurality of
図17(a)、(b)は、インダクタ30の使用方法について模式的に示す平面図である。
FIGS. 17A and 17B are plan views schematically showing how to use the
図17(a)の例では、インダクタ30が備える複数の導体1wを配線29で並列に接続する。これにより、インダクタ30の全体の抵抗を低減することができ、CPUに電源を供給する電源回路等のような大電流用途にインダクタ30を使用することができる。
In the example of FIG. 17A, a plurality of
なお、図17(b)の例のように、複数の導体1wの各々に個別に配線29を接続し、各導体1wを独立に使用してもよい。
Note that, as in the example of FIG. 17B, the
図18は、このインダクタ30を備えた電子装置の断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view of an electronic device provided with this
この電子装置40は、例えばCPUに電源を供給するためのマルチフェーズDC−DCコンバータであって、インダクタ30と回路基板33とを備える。
The electronic device 40 is, for example, a multiphase DC-DC converter for supplying power to the CPU, and includes an
このうち、回路基板33は、絶縁層31とその上に形成された電極パッド32とを有する。その絶縁層31の上には、電極パッド32に重なる開口部34aを備えたソルダレジスト層34が形成されており、その開口部34aにおいてインダクタ30の各電極24、25がはんだ36を介して電極パッド32と接続される。
Among these, the circuit board 33 has an insulating layer 31 and an electrode pad 32 formed thereon. A solder resist layer 34 having an opening 34a overlapping the electrode pad 32 is formed on the insulating layer 31, and each
このとき、本実施形態では第1の電極24の表面と側面とが磁性体19の表面に露出し、かつ第2の電極25の表面と側面も磁性体19の表面に露出している。そのため、各電極24、25の表面から各電極24、25の側面にはんだ36が這い上がり、はんだメニスカスが形成される。これにより、各電極24、25とはんだ36との接合面積が増加し、各電極24、25と電極パッド32との接合強度が増加し、ひいては電子装置40の信頼性を向上することができる。
At this time, in the present embodiment, the surface and the side surface of the
更に、本実施形態では前述のようにインダクタ30の薄型化が図られているため、電子装置40の全体も小型化することができる。
Furthermore, in the present embodiment, since the thickness reduction of the
しかも、この例のように複数の導体1wを一つの磁性体19に埋め込むことで、各導体1wを個別に回路基板33に実装する場合と比較して実装面積を低減し易くなり、電子装置40の更なる小型化も実現できる。
Moreover, by embedding the plurality of
〈第1の実施形態の変形例〉
第1の実施形態の変形例では、インダクタを構成する導体の変形例を示す。なお、第1の実施形態の変形例において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
Modification of First Embodiment
The modification of the first embodiment shows a modification of the conductor constituting the inductor. In the modification of the first embodiment, the description of the same components as those of the embodiment already described may be omitted.
図19(a)は、導体の本数を1本とした場合のインダクタの平面図である。また、図19(b)は、導体の本数を2本とした場合のインダクタの平面図である。また、図19(c)は、導体の本数を3本とした場合のインダクタの平面図である。 FIG. 19 (a) is a plan view of an inductor when the number of conductors is one. FIG. 19B is a plan view of the inductor in the case where the number of conductors is two. FIG. 19C is a plan view of the inductor in the case where the number of conductors is three.
例えば、第1の実施形態ではインダクタ30に設ける導体1wの本数を4本としたが、図19(a)〜(c)の各平面図のように導体1wの本数を1本、2本、及び3本としてもよいし、5本以上の導体1wをインダクタ30に設けてもよい。
For example, although the number of the
更に、第1の実施形態では各電極24、25の間で導体1wを蛇行させたが、図20(a)の平面図のように各電極24、25の間で導体1wを直線状に形成することにより、各導体1wのインダクタンスを低減してもよい。
Furthermore, in the first embodiment, the
また、図20(b)の平面図に示すように、蛇行している導体1wと直線状の導体1wとを一つのインダクタ30に混在させてもよい。これにより、インダクタンスが異なる複数の導体1wを備えたインダクタ30を得ることができ、インダクタ30の用途を広げることができる。
Alternatively, as shown in the plan view of FIG. 20 (b), the meandering
更に、図21の平面図に示すように、相互に蛇行形状が異なる複数の導体1wを設けてもよい。
Furthermore, as shown in the plan view of FIG. 21, a plurality of
なお、図19〜図21を参照して説明した変形例は、インダクタ30のみならず、後述のインダクタ30A、30B、30C、30D、及び30Eにも適用可能である。
The modified example described with reference to FIGS. 19 to 21 is applicable not only to the
〈第2の実施形態〉
第2の実施形態では、第1の電極及び第2の電極の高さを第1の実施形態よりも高くする例を示す。なお、第2の実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
Second Embodiment
In the second embodiment, an example is shown in which the heights of the first electrode and the second electrode are made higher than those of the first embodiment. In the second embodiment, the description of the same components as those of the embodiments already described may be omitted.
第1の電極及び第2の電極は、第1断面にのみ現れ、第2断面には現れないため、第2の実施形態では、適宜、平面図と、A−A線に沿った第1断面を示す断面図とを参照しながら、以降の説明を行う。 The first electrode and the second electrode appear only in the first cross section and do not appear in the second cross section. Therefore, in the second embodiment, a plan view and a first cross section along the line A-A as appropriate. The following description will be made with reference to the cross sectional view showing FIG.
まず、図1に示す金属板1と平面形状が同じ金属板20を準備し、金属板20に対して、第1の実施形態において図2の断面図及び図8の平面図を参照して説明した工程と同様の工程を実施後、各レジスト層2、3を除去する。これにより、図22(a)の断面図に示すように、金属板20に、表面20aから突出する複数の第3の端子20x及び第4の端子20yが形成される。なお、図22(a)に対応する平面図は、図9と同様である。金属板20の材料や厚さは、例えば、金属板1と同様とすることができる。
First, a
次に、図22(b)の断面図及び図23の平面図に示すように、第7のレジスト層300を金属板20の表面20aの上に形成する。具体的には、第7のレジスト層300を、第3の端子20x及び第4の端子20y、並びに金属板20の表面20aの第3の端子20x及び第4の端子20yよりも外周側の部分を被覆するように、金属板20の表面20aの上に形成する。また、第8のレジスト層310を、金属板20の裏面20bの平面視で第7のレジスト層300と重複する位置に形成する。
Next, as shown in the cross sectional view of FIG. 22B and the plan view of FIG. 23, the seventh resist
次に、図22(c)の断面図に示すように、各レジスト層300、310をマスクにして金属板20を両面からウエットエッチングすることで金属板20をパターニングする。なお、ウエットエッチングに代えて、金型打ち抜きやレーザ加工によって金属板20をパターニングしてもよい。
Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 22C, the
次に、各レジスト層300、310を除去することで、図24の平面図に示すように、素子領域Cに、枠体20dに支持された複数の第3の端子20x及び第4の端子20yが形成される。第3の端子20x及び第4の端子20yの各々は、第1の実施形態と同様に、矩形状の素子領域Cの縁に沿って間隔をおいて配される。また、第3の端子20x及び第4の端子20yは、例えば、一辺の長さW3が0.2mm程度の正方形状となる。また、例えば、枠体20dの厚さが0.1mm程度、第3の端子20x及び第4の端子20yの厚さが0.2mm程度(エッチング前の金属板20の厚さと同じ)となる。
Next, by removing each resist
次に、図1に示す金属板1と平面形状が同じ金属板10を準備し、第1の実施形態において図2の断面図を参照して説明した工程を実行せず、図3の断面図及び図8〜図11の平面図を参照して説明した工程と同様の工程を実施する。これにより、図25の平面図に示すように、素子領域Cに設けられた枠体10dによって複数の導体10wが支持された構造体が作製される。
Next, a
各々の導体10wは同一の延出方向Dに沿って蛇行した線状の金属板からなると共に、一方の端部に第1の端子10xを有し、かつ他方の端部に第2の端子10yを有する。更に、各導体10wには蛇行部10eと直線部10fとが設けられる。このうち、直線部10fは延出方向Dに沿って延びる。また、蛇行部10eは、平面視において直線部10fから左右に屈曲するように設けられる。なお、直線部10fを省き、蛇行部10eのみで各導体10wを形成してもよい。
Each
導体10wと第1の端子10xとの境界部は、例えば、導体10w側から第1の端子10x側に向けてテーパ状に広くなるように形成することができる。同様に、導体10wと第2の端子10yとの境界部は、例えば、導体10w側から第2の端子10y側に向けてテーパ状に広くなるように形成することができる。
The boundary between the
各第1の端子10x及び各第2の端子10yの幅W4は特に限定されないが、例えば、幅W4を0.2mm程度とすることができる。また、各導体10wの幅W5は特に限定されないが、例えば、幅W5を0.1mm程度とすることができる。なお、第1の実施形態とは異なり、枠体10d及び複数の導体10wは薄化されていなく、第1の端子10x及び第2の端子10yと枠体10d及び複数の導体10wとは同じ厚さ(例えば、0.2mm程度)である。
Although the width W4 of each first terminal 10x and each
次に、図26(a)の断面図に示すように、図25に示す構造体上に図24に示す構造体を積層し、両者を接合する。第3の端子20x及び第4の端子20yは、平面である導体10wの一方の面に接合された突出部となる。両者の接合には、例えば、拡散接合やはんだ付け等の方法を用いることができる。はんだに代えて導電性ペースト(例えば、銀ペースト)を用いてもよい。なお、拡散接合とは、両者を密着させ、両者の融点以下の温度条件で、塑性変形をできるだけ生じない程度に加圧して、両者の接合面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法である。拡散接合は、例えば、真空雰囲気で加熱及び加圧して行うことができる。
Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 26A, the structure shown in FIG. 24 is stacked on the structure shown in FIG. The third terminal 20 x and the
次に、図26(b)の断面図に示すように、第1の実施形態の図4(a)と同様に、図25に示す構造体と図24に示す構造体の接合面を除く部分を絶縁層9で被覆する。具体的には、枠体10d、第1の端子10x及び第2の端子10y、導体10w、枠体20d、第3の端子20x及び第4の端子20yの露出面に、誘電率が1.8程度のエポキシ樹脂の絶縁層9を電着塗装法で10μm程度の厚さに形成する。なお、絶縁層9の材料はエポキシ樹脂に限定されず、ポリイミド樹脂等の他の絶縁性樹脂をその材料として採用してもよい。
Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 26 (b), in the same manner as FIG. 4 (a) of the first embodiment, a part excluding the joint surface of the structure shown in FIG. 25 and the structure shown in FIG. Is covered with an insulating
次に、図26(c)の断面図に示すように、第1の実施形態の図4(b)及び図5(a)と同様に、図26(b)に示す構造体の表面側の絶縁層9及び裏面側の絶縁層9を被覆する磁性体19を形成する。磁性体19は、第1の実施形態と同様に、磁性体粉末と絶縁性樹脂の各々を含有するものである。
Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 26 (c), the surface side of the structure shown in FIG. 26 (b) is similar to FIGS. 4 (b) and 5 (a) of the first embodiment. A
次に、図27(a)の断面図に示すように、第1の実施形態の図5(b)及び図13と同様に、ブラシ研磨やブラスト処理によって磁性体19の表面19aを研磨することにより、第3の端子20x及び第4の端子20yの上から絶縁層9と磁性体19とを除去する。これにより、磁性体19の表面19aに第3の端子20x及び第4の端子20yの一部(上面)が露出する。
Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 27A, the
このとき、本実施形態では図22(a)のように金属板20を途中の深さまでエッチングして第3の端子20x及び第4の端子20yを形成している。そのため、枠体20dよりも第3の端子20x及び第4の端子20yが突出した構造となり、第3の端子20x及び第4の端子20yを磁性体19の表面19aから露出させ易くすることができる。
At this time, in the present embodiment, as shown in FIG. 22A, the
次に、図27(b)の断面図に示すように、第1の実施形態の図6(a)〜図7(a)と同様に、第3の端子20x及び第4の端子20yの上面に金属めっき層23としてニッケル層とスズ層とをこの順に電解めっき法で形成する。これにより、第1の端子10xと第3の端子20xと金属めっき層23により第1の電極24Aが形成され、かつ第2の端子10yと第4の端子20yと金属めっき層23により第2の電極25Aが形成される。
Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 27 (b), the top surfaces of the third terminal 20x and the
金属めっき層23の厚さは特に限定されず、例えばニッケル層を2μm程度の厚さに形成し、スズ層を5μm程度の厚さに形成し得る。
The thickness of the
金属めっき層23は、第3の端子20x及び第4の端子20yの酸化防止層としての機能の他に、各電極24A、25Aにおけるはんだの濡れ性を向上させる機能も有する。このような機能を有する金属めっき層23としては、ニッケル層と金層とをこの順に積層した積層膜や、銀層とスズ層とをこの順に積層した積層膜もある。
The
次に、切断線Sに沿って図27(b)に示す構造体を切断し、図27(c)の断面図に示す本実施形態に係るインダクタ30Aの基本構造を完成させる。図14や図16と同様に、インダクタ30Aは、例えば、平面視で一辺の長さが2.5mm程度の正方形状(矩形状)であって、インダクタ30Aの対向する側面の一方には第1の電極24Aの側面が露出し、他方には第2の電極25Aの側面が露出する。
Next, the structure shown in FIG. 27B is cut along the cutting line S, and the basic structure of the
インダクタ30Aでは、インダクタ30の奏する効果に加え、以下の効果を奏する。すなわち、インダクタ30では、第1の電極24及び第2の電極25の導体10wから突出する部分の高さ(金属めっき層23を除く部分の高さ)は金属板1の厚さの半分程度(例えば、0.1mm)である。これに対して、インダクタ30Aでは、第1の電極24A及び第2の電極25Aの導体10wから突出する部分の高さH1(金属めっき層23を除く部分の高さ)は金属板20の厚さ(例えば、0.2mm)と同じとすることができる。
In the
このように、インダクタ30Aでは、インダクタ30よりも各電極の突出部の高さが高いため、その分導体10w上に位置する磁性体19を厚くすることができる。その結果、インダクタ30Aのインダクタンスをインダクタ30よりも大きくすることができる。例えば、各電極の突出部の高さが0.1mm高くなると、約20%インダクタンスを大きくすることができる。
As described above, in the
なお、導体10w自体の構造や寸法は導体1wと変える必要がないため、各電極の突出部の高さが高くなることによる直流抵抗の上昇はわずかである。
In addition, since it is not necessary to change the structure or dimension of
また、インダクタ30Aでは、各電極の突出部の高さを調整することで、導体1wの上側に設けられる磁性体19の厚さと、導体1wの下側に設けられる磁性体19の厚さの、双方の厚さを均等に厚くすることができるため、よリインダクタンスを大きくすることができる。また、インダクタ30Aのインダクタンスを調整し易くなる。また、導体1wの上下に均等に磁性体19を設けることができるため、インダクタ30Aの反りを防止できる。
Further, in the
〈第2の実施形態の変形例1〉
第2の実施形態の変形例1では、第1の端子及び第2の端子の高さを第2の実施形態よりも更に高くする例を示す。なお、第2の実施形態の変形例1において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
Modified Example 1 of Second Embodiment
まず、第1の実施形態と同様にして、図11に示す構造体を作製する。また、第2の実施形態と同様にして、図24に示す構造体を作製する。そして、図28(a)の断面図に示すように、図11に示す構造体上に図24に示す構造体を積層し、両者を接合する。両者の接合には、例えば、拡散接合やはんだ付け等の方法を用いることができる。 First, in the same manner as in the first embodiment, a structure shown in FIG. 11 is manufactured. Also, in the same manner as in the second embodiment, a structure shown in FIG. 24 is produced. Then, as shown in the cross-sectional view of FIG. 28A, the structure shown in FIG. 24 is stacked on the structure shown in FIG. For example, methods such as diffusion bonding and soldering can be used for bonding the two.
なお、各第1の端子1x及び第2の端子1yは導体1wと連続的に一体形成されている第1突出部の一例であり、各第3の端子20x及び第4の端子20yは第1突出部上に接合された導電性の第2突出部の一例である。ここで、連続的に一体形成されているとは、ウエットエッチング、金型打ち抜き、レーザ加工等によって金属材料をパターニングしたものであり、2つ以上の導体を接合した構造ではないことを意味する。
Each of the
次に、第2の実施形態の図26(b)〜図27(c)の断面図を参照して説明した工程と同様の工程を実施し、図28(b)の断面図に示す本実施形態に係るインダクタ30Bの基本構造を完成させる。第1の端子1xと第3の端子20xと金属めっき層23により第1の電極24Bが形成され、かつ第2の端子1yと第4の端子20yと金属めっき層23により第2の電極25Bが形成される。
Next, the same steps as the steps described with reference to the cross-sectional views of FIG. 26 (b) to FIG. 27 (c) of the second embodiment are performed, and the present implementation shown in the cross-sectional view of FIG. The basic structure of the
図14や図16と同様に、インダクタ30Bは、例えば、平面視で一辺の長さが2.5mm程度の正方形状(矩形状)であって、インダクタ30Bの対向する側面の一方には第1の電極24Bの側面が露出し、他方には第2の電極25Bの側面が露出する。
Similar to FIGS. 14 and 16, the
インダクタ30Bでは、インダクタ30Aの奏する効果に加え、以下の効果を奏する。すなわち、インダクタ30A(図27(c)参照)では、第1の電極24A及び第2の電極25Aの導体10wから突出する部分の高さH1(金属めっき層23を除く部分の高さ)は金属板20の厚さ(例えば、0.2mm)と同程度である。これに対して、インダクタ30Bでは、第1の電極24B及び第2の電極25Bの導体1wから突出する部分の高さH2(金属めっき層23を除く部分の高さ)は金属板1の厚さの半分程度+金属板20の厚さ(例えば、H2=0.3mm程度)とすることができる。
In the
このように、インダクタ30Bでは、インダクタ30Aよりも各電極の突出部の高さが更に高いため、その分導体1w上に位置する磁性体19を厚くすることができる。その結果、インダクタ30Bのインダクタンスをインダクタ30Aよりも更に大きくすることができる。
As described above, in the
〈第2の実施形態の変形例2〉
第2の実施形態の変形例2では、第1の電極及び第2の電極が磁性体の表面から突出する突出部を有する例を示す。なお、第2の実施形態の変形例2において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
Modified Example 2 of Second Embodiment
The second modification of the second embodiment shows an example in which the first electrode and the second electrode have a protrusion that protrudes from the surface of the magnetic body. In the second modification of the second embodiment, the description of the same components as those of the embodiment already described may be omitted.
まず、第2の実施形態と同様にして、図26(b)に示す構造体を作製する。この際、第2の実施形態よりも金属板20の厚さを厚くしてもよい。これにより、複数の第3の端子20x及び第4の端子20yにおいて、導体10wの表面からの突出量を増やすことができる。
First, in the same manner as in the second embodiment, a structure shown in FIG. At this time, the thickness of the
次に、図29(a)の断面図に示すように、ホットプレス機の下部金型15と上部金型16との間に図26(b)に示す構造体を配置する。そして、第1の実施形態の図4(b)と同様にして、図26(b)に示す構造体の表面側及び裏面側に磁性体19を形成し、下部金型15と上部金型16との間から取り出す。
Next, as shown in the sectional view of FIG. 29A, the structure shown in FIG. 26B is disposed between the
本実施形態では、上部金型16に第3の端子20x及び第4の端子20yの先端側が挿入される凹部16xが形成されている。そのため、下部金型15と上部金型16との間から取り出した構造体において、第3の端子20x及び第4の端子20yの先端側が磁性体19の表面19aから突出する。この時点では、第3の端子20x及び第4の端子20yの先端側の磁性体19の表面19aから突出する部分は、絶縁層9に被覆されている。
In the present embodiment, the
次に、図29(b)の断面図に示すように、ブラシ研磨やブラスト処理によって、第3の端子20x及び第4の端子20yの先端側の磁性体19の表面19aから突出する部分を被覆する絶縁層9の表面を研磨して除去する。これにより、磁性体19の表面19aから突出する第3の端子20x及び第4の端子20yの先端側が、絶縁層9から露出する。
Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 29 (b), the portion protruding from the
次に、磁性体19の表面19aから突出する第3の端子20x及び第4の端子20yの表面(側面の一部及び上面)に、第1の実施形態の図6(a)〜図7(a)と同様に、金属めっき層23を形成し、その後個片化する。これにより、図29(c)の断面図に示す本実施形態に係るインダクタ30Cの基本構造を完成させる。第1の端子10xと第3の端子20xと金属めっき層23により第1の電極24Cが形成され、かつ第2の端子10yと第4の端子20yと金属めっき層23により第2の電極25Cが形成される。
Next, on the surfaces (a part of the side surfaces and the upper surface) of the third terminal 20x and the
図14や図16と同様に、インダクタ30Cは、例えば、平面視で一辺の長さが2.5mm程度の正方形状(矩形状)であって、インダクタ30Cの対向する側面の一方には第1の電極24Cの側面が露出し、他方には第2の電極25Cの側面が露出する。また、第1の電極24Cの金属めっき層23及び第2の電極25Cの金属めっき層23が、インダクタ30Cの外部に露出する。金属めっき層23は、インダクタ30Cの側面に露出する部分を除いて、第3の端子20x及び第4の端子20yの磁性体19から露出する上面及び側面に形成される。
Similar to FIGS. 14 and 16, the inductor 30C has, for example, a square shape (rectangular shape) having a side length of about 2.5 mm in a plan view, and the first side of the inductor 30C faces one side. The side surface of the
なお、以上の工程において、図26(b)に示す構造体に代えて図28(a)に示す構造体を用いることで、図30に示すインダクタ30Dを形成することも可能である。第1の端子1xと第3の端子20xと金属めっき層23により第1の電極24Dが形成され、かつ第2の端子1yと第4の端子20yと金属めっき層23により第2の電極25Dが形成される。
By using the structure shown in FIG. 28 (a) instead of the structure shown in FIG. 26 (b) in the above steps, it is possible to form an
図14や図16と同様に、インダクタ30Dは、例えば、平面視で一辺の長さが2.5mm程度の正方形状(矩形状)であって、インダクタ30Dの対向する側面の一方には第1の電極24Dの側面が露出し、他方には第2の電極25Dの側面が露出する。また、第1の電極24Dの金属めっき層23及び第2の電極25Dの金属めっき層23が、インダクタ30Dの外部に露出する。金属めっき層23は、インダクタ30Dの側面に露出する部分を除いて、第3の端子20x及び第4の端子20yの磁性体19から露出する上面及び側面に形成される。
Similar to FIGS. 14 and 16, the
インダクタ30Dでは、インダクタ30Cよりも各電極の突出部の高さが高いため、その分導体10w上に位置する磁性体19を厚くすることができる。その結果、インダクタ30Dのインダクタンスをインダクタ30Cよりも大きくすることができる。
In the
また、図31に示すように、別部品を接合することで、第1の電極及び第2の電極を磁性体の表面から突出させてもよい。 Further, as shown in FIG. 31, the first electrode and the second electrode may be made to project from the surface of the magnetic body by joining separate components.
図31は、第2の実施形態の変形例2に係るインダクタを例示する図であり、図31(a)は第1断面を示す断面図、図31(b)は斜視図である。 FIG. 31 is a view illustrating an inductor according to the second modification of the second embodiment, FIG. 31 (a) is a cross-sectional view showing a first cross section, and FIG. 31 (b) is a perspective view.
図31に示すインダクタ30Eは、例えば、図11示す構造体の導体1wから突出する突出部である第1の端子1x上及び第2の端子1y上に、金属ポスト28を接合し、金属ポスト28の端面に金属めっき層23を形成したものである。金属ポスト28は、導体1wの表面からの突出量を増加させる導電性の嵩上げ部であり、例えば、銅や銅合金を用いて形成することができる。第1の端子1x及び第2の端子1yと金属ポスト28との接合には、例えば、拡散接合やはんだ付け等の方法を用いることができる。はんだに代えて導電性ペースト(例えば、銀ペースト)を用いてもよい。金属ポスト28は、例えば円柱であるが角柱等であってもよい。金属ポスト28の高さは、必要に応じて任意の値に設定することができる。なお、金属ポスト28は、図27(c)や図28(b)に示す第3の端子20x及び第4の端子20y上に接合してもよい。
In the
インダクタ30C、30D、及び30Eのように、第1の電極及び第2の電極を磁性体の表面から突出させることで、インダクタ30C、30D、または30Eを配線基板に実装した際にできる空間に、半導体チップや受動部品を配置することができる。受動部品としては、例えば、抵抗やコンデンサ等が挙げられる。
As in the
例えば、図32に示す電子装置50では、回路基板51上にインダクタ30Eが実装されている。インダクタ30Eの第1の電極24E及び第2の電極25Eの金属めっき層23は、はんだ等により回路基板51に形成された電極パッド52と電気的に接続されている。回路基板51上にインダクタ30Eを実装することで生じた回路基板51上の空間には、半導体チップ53がフリップチップ実装等により実装され、モールド樹脂54により封止されている。回路基板51上の空間に、半導体チップ53に代えて、或いは半導体チップ53に加えて、コンデンサ等の能動部品が実装されてもよい。
For example, in the
このように、第1の電極及び第2の電極を磁性体の表面から突出させたインダクタンスを配線基板に実装した際にできる空間に、半導体チップや受動部品を配置することで、配線基板を小面積化することができる。また、第1の電極及び第2の電極が長いため、インダクタンスで発生した熱を第1の電極及び第2の電極を介して効率的に放熱することができる。 As described above, the wiring board can be made smaller by arranging the semiconductor chip and the passive component in the space that can be produced when the inductance in which the first electrode and the second electrode are projected from the surface of the magnetic body is mounted on the wiring board. It can be made into an area. Further, since the first electrode and the second electrode are long, heat generated by the inductance can be efficiently dissipated through the first electrode and the second electrode.
以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments and the like have been described above in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and various modifications and substitutions may be made to the above-described embodiments and the like without departing from the scope described in the claims. Can be added.
1、10、20…金属板、1a、20a…表面、1b、20b…裏面、1d、10d、20d…枠体、1e、10e…蛇行部、1f、10f…直線部、1x、10x…第1の端子、1y、10y…第2の端子、1w、10w…導体、1p、1q…接続部、2…第1のレジスト層、3…第2のレジスト層、6…第3のレジスト層、7…第4のレジスト層、9…絶縁層、15…下部金型、16…上部金型、18…粉体、18a…磁性体粉末、18b…絶縁性樹脂、19…磁性体、19a…表面、19x…第1の縁部、19y…第2の縁部、20x…第3の端子、20y…第4の端子、21…第5のレジスト層、22…第6のレジスト層、23…金属めっき層、24、24A、24B、24C、24D、24E…第1の電極、25、25A、25B、25C、25D、25E…第2の電極、28…金属ポスト、29…配線、30、30A、30B、30C、30D、30E…インダクタ、31…絶縁層、32、52…電極パッド、33、51…回路基板、34…ソルダレジスト層、34a…開口部、40、50…電子装置、53…半導体チップ、54…モールド樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記磁性体に埋め込まれた線状の導体と、
前記導体の一方の端部に設けられ、一部が前記磁性体から露出した第1の電極と、
前記導体の他方の端部に設けられ、一部が前記磁性体から露出した第2の電極と、
を有するインダクタ。 A magnetic body containing a magnetic body powder and an insulating resin,
A linear conductor embedded in the magnetic body;
A first electrode provided at one end of the conductor and partially exposed from the magnetic body;
A second electrode provided at the other end of the conductor and partially exposed from the magnetic body;
Inductor with.
前記突出部は、前記導体の一方の面に接合された他の導体であることを特徴とする請求項7に記載のインダクタ。 One side of the conductor is a plane,
The inductor according to claim 7, wherein the protrusion is another conductor joined to one surface of the conductor.
磁性体粉末と絶縁性樹脂とを含有する磁性体に前記導体を埋め込む工程と、
前記第1の電極と前記第2の電極の各々の一部を前記磁性体から露出させる工程と、
を有するインダクタの製造方法。 Forming a linear conductor with a first electrode at one end and a second electrode at the other end;
Embedding the conductor in a magnetic body containing a magnetic body powder and an insulating resin;
Exposing a portion of each of the first electrode and the second electrode from the magnetic body;
Method of manufacturing an inductor having:
前記金属板をパターニングする工程の前に、前記第1の電極と前記第2の電極の各々に相当する部分の前記金属板を除いて、前記金属板を薄くする工程を更に有することを特徴とする請求項14に記載のインダクタの製造方法。 In the process of forming the conductor,
Before the step of patterning the metal plate, the method further includes the step of thinning the metal plate except the portions corresponding to the first electrode and the portion corresponding to the second electrode. A method of manufacturing an inductor according to claim 14.
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