JP2019160929A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】配線間の短絡を抑制することができ、インダクタンスが良好である配線基板およびその製造方法を提供すること。【解決手段】インダクタ1の製造方法は、ベース絶縁層2の上側に、配線パターン3を形成する配線形成工程と、電着によって、配線パターン3をベース絶縁層2で被覆する電着工程と、ベース絶縁層2およびカバー絶縁層4の上側に、第1磁性層5を配置する磁性層配置工程とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、配線基板およびその製造方法に関する。
インダクタは、電子機器などに搭載されて、電圧変換部材などの受動素子として用いられることが知られている。
例えば、コイルの上面および/または下面に、扁平状または針状の軟磁性金属粉末を樹脂材料中に分散させてなる異方性複合磁性シートが積層された可撓性のインダクタが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2009−9985号公報
ところで、特許文献1のインダクタでは、コイルに異方性複合磁性シートが直接接触している。そのため、異方性複合磁性シート内の多数の軟磁性金属粉末を介して、コイルを構成する面方向に隣接する配線部同士が短絡する不具合が生じる。
そこで、配線部を絶縁性のカバーレイフィルムで被覆することにより、配線部が異方性複合磁性シートと直接接触しないようにすることが検討される。具体的には、ベース絶縁層51の上面に配線部52を配置し、次いで、カバーレイフィルム53で配線部52を被覆し、最後に、カバーレイフィルム53の上側から磁性シート54を配置する方法が挙げられる(図15参照)。
しかしながら、この方法では、隣接する配線部52の間に、それらの配線部52を連続するように、カバーレイフィルム53が配置される。そのため、隣接する配線部52の間には、厚み方向(上下方向)において、軟磁性金属粉末が配置されていない箇所55が存在する。その結果、インダクタンスが低減する不具合が生じる。
本発明は、配線部間の短絡を抑制することができ、インダクタンスが良好である配線基板およびその製造方法を提供する。
本発明[1]は、第1絶縁層の厚み方向一方側に、配線パターンを形成する配線形成工程と、電着によって、前記配線パターンを第2絶縁層で被覆する電着工程と、前記第1絶縁層および前記第2絶縁層の厚み方向一方側に、磁性層を配置する磁性層配置工程と、
を備える、配線基板の製造方法を含む。
この配線基板の製造方法では、電着によって配線パターンに第2絶縁層を被覆するので、配線パターンが磁性層に直接接触することを抑制することができる。そのため、配線パターンの短絡を抑制することができる。
また、この配線基板の製造方法では、電着によって配線パターンに第2絶縁層を被覆するので、第2絶縁層を、配線パターンを構成する複数の配線部のそれぞれが互いに隣接する配線部間に連続しないように、配線パターンに被覆することができる。そのため、配線パターンの間(すなわち、隣接する配線部の間)において、厚み方向全体にわたって、磁性層を配置することができる。したがって、配線基板のインダクタンスを向上させることができる。
また、この配線基板の製造方法では、電着によって配線パターンに第2絶縁層を被覆するので、配線パターンの表面に対して第2絶縁層を薄く均一に確実に被覆することができる。そのため、磁性層と配線パターンとの距離を近接させることができる。したがって、配線基板のインダクタンスを向上させることができる。
本発明[2]は、前記配線形成工程が、サブトラクティブ法によって、前記配線パターンを形成する工程である、[1]に記載の配線基板の製造方法を含む。
この配線基板の製造方法では、サブトラクティブ法によって配線パターンを形成することができるため、アディティブ法と比較して、短時間で、配線基板を製造することができる。また、配線厚みが厚い配線基板を製造することができ、大電流を流すことができる。
本発明[3]は、前記電着工程が、厚み方向に投影したときに前記配線パターンと重なる前記第1絶縁層の貫通穴を介して、前記配線パターンに給電する工程を含む、[1]または[2]に記載の配線基板の製造方法を含む。
この配線基板の製造方法では、第1絶縁層の貫通穴を介して、配線パターンにその厚み方向他方面から給電するので、配線パターンの厚み方向一方面および側面の全面を第2絶縁層で被覆することができる。そのため、配線パターンが磁性層に接触することをより確実に抑制することができる。
本発明[4]は、前記第1絶縁層が、前記貫通穴の厚み方向一方側に前記配線パターンを形成するための位置決め部を備える、[3]に記載の配線基板の製造方法を含む。
この配線基板の製造方法では、第1絶縁層が位置決め部を備えるので、位置決め部を目印にして、貫通穴の厚み方向一方側に、配線パターンを正確に形成することができる。そのため、貫通穴からの給電によって、より一層確実に、配線パターンを第2絶縁層で被覆することができる。
本発明[5]は、前記配線パターンが、銅配線を備える、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法を含む。
この配線基板の製造方法では、配線パターンが、銅配線であるため、良好な導電性およびパターニング性を備える配線基板を製造することができる。
本発明[6]は、第1絶縁層と、前記第1絶縁層の厚み方向一方側において、所定方向において互いに間隔を隔てて配置される複数の配線部と、前記複数の配線部のそれぞれを、所定方向において互いに隣接する配線部間に連続しないように被覆する第2絶縁層と、前記第1絶縁層および前記第2絶縁層の厚み方向一方側において、前記第1絶縁層の厚み方向一方面を被覆するように配置される磁性層とを備える、配線基板を含む。
この配線基板では、複数の配線部を被覆する第2絶縁層を備えるので、配線部が磁性層と接触することを抑制することができ、配線部同士の短絡を抑制することができる。また、第2絶縁層は、所定方向において配線部間に連続しないように複数の配線部を被覆しており、磁性層が、第1絶縁層の厚み方向一方面に配置されているので、磁性層は、所定方向における配線部間において、厚み方向全体にわたって配置されている。そのため、配線基板のインダクタンスを良好にすることができる。
本発明[7]は、前記複数の配線部は、共通する前記第1絶縁層の厚み方向一方側に配置され、前記第2絶縁層は、前記複数の配線部の厚み方向一方面および側面を被覆する、[6]に記載の配線基板を含む。
この配線基板では、複数の配線部は、共通する一つの第1絶縁層に配置されているので、複数の配線部は、複数の配線部は、互いに、厚み方向の位置精度が良好であり、かつ、第1絶縁層に確実に支持されている。
本発明[8]は、前記第1絶縁層が、厚み方向に投影したときに前記配線部と重なる貫通穴を有する、[6]または[7]に記載の配線基板を含む。
この配線基板では、第1絶縁層の貫通穴を介して、配線部に給電されるので、配線部の厚み方向一方面および側面の全面を第2絶縁層で被覆することができる。そのため、配線部が磁性層に接触することをより確実に抑制することができる。
本発明[9]は、前記第1絶縁層の厚みが、0.5μm以上、10μm以下である、[6]〜[8]のいずれか一項に記載の配線基板を含む。
この配線基板では、第1絶縁層の厚みが、所定の範囲であるので、インダクタンスの機械的強度を保ちつつ、配線基板の薄膜化を図ることができる。
本発明の配線基板の製造方法は、短絡を抑制することができ、インダクタンスが良好である配線基板を製造することができる。
本発明の配線基板は、短絡を抑制することができ、インダクタンスが良好である。
図1は、本発明のインダクタの第1実施形態の平面図を示す。 図2Aおよび2Bは、図1の断面図であり、図2Aは、A−A断面図、図2Bは、B−B断面図を示す。 図3A〜図3Fは、図1に示すインダクタの製造工程の断面図(図1のA−A断面図)であり、図3Aは、金属シートを用意する工程、図3Bは、ベース絶縁層を配置する工程、図3Cは、金属薄膜を配置する工程、図3Dは、支持フィルムを配置する工程、図3Eは、配線パターンを形成する工程、図3Fは、電着を実施する工程を示す。 図4G〜図4Jは、図3に引き続くインダクタの製造工程の断面図(図1のA−A断面図)であり、図4Gは、第1磁性層を配置する工程、図4Hは、支持フィルムを除去する工程、図4Iは、金属薄膜を除去する工程、図4Jが、接着剤層および第2磁性層を配置する工程を示す。 図5A〜図5Fは、図1に示すインダクタの製造工程の断面図(図1のB−B断面図)であり、図5Aは、金属シートを用意する工程、図5Bは、ベース絶縁層を配置する工程、図5Cは、金属薄膜を配置する工程、図5Dは、支持フィルムを配置する工程、図5Eは、配線パターンを形成する工程、図5Fは、電着を実施する工程を示す。 図6G〜図6Jは、図5に引き続くインダクタの製造工程の断面図(図1のB−B断面図)であり、図6Gは、第1磁性層を配置する工程、図6Hは、支持フィルムを除去する工程、図6Iは、金属薄膜を除去する工程、図6Jが、接着剤層および第2磁性層を配置する工程を示す。 図7は、図1に示すインダクタの使用形態の断面図を示す。 図8Aおよび図8Bは、第1実施形態のインダクタの製造方法の第1変形例(第1拡散防止層を配置する方法)であって、 図8Aは、第1拡散防止層を配置する工程図、図8Bは、第1拡散防止層を配置した場合に得られるインダクタの断面図を示す。 図9Aおよび図9Bは、第1実施形態のインダクタの製造方法の第2変形例(第2拡散防止層を配置する方法)であって、図9Aは、第2拡散防止層を配置する工程図、図9Bは、第2拡散防止層を配置した場合に得られるインダクタの断面図を示す。 図10A〜図10Cは、第1実施形態のインダクタの変形例であって、図10Aは、配線パターンが前後方向に向かって進むミアンダ形状、図10Bは、配線パターンが左右方向に向かって進むミアンダ形状、図10Cは、配線パターンが円形状のループ形状を示す。 図11A〜図11Eは、本発明のインダクタの第2実施形態の製造工程の断面図(図13のA−A断面図)であり、図11Aは、金属シート積層体を用意する工程、図11Bは、支持フィルムを配置する工程、図11Cは、配線パターンを形成する工程、図11Dは、電着リードをマスキングする工程、図11Eは、電着を実施する工程を示す。 図12F〜図12Iは、図11に引き続くインダクタの製造工程の断面図であり、図12Fは、マスキングシートを除去する工程、図12Gは、電着リードを除去する工程、図12Hは、第1磁性層を配置する工程、図12Iは、接着剤層および第2磁性層を配置する工程を示す。 図13A〜図13Cは、本発明のインダクタの第2実施形態の製造工程の平面図であり、図13Aは、配線パターンを形成する工程、図13Bは、電着リードをマスキングする工程、図13Cは、電着を実施する工程を示す。 図14D〜図14Fは、図13に引き続くインダクタの製造工程の平面図であり、図14Dは、マスキングシートを除去する工程、図14Eは、電着リードを除去する工程、図14Fは、第1磁性層を配置する工程を示す。 参考例となるインダクタの断面図を示す。
図1において、紙面上下方向は、前後方向(第1方向)であって、紙面下側が前側(第1方向一方側)、紙面上側が後側(第1方向他方側)である。紙面左右方向は、左右方向(第1方向と直交する第2方向)であって、紙面左側が左側(第2方向一方側)、紙面右側が右側(第2方向他方側)である。紙面紙厚方向は、上下方向(厚み方向、第1方向および第2方向と直交する第3方向)であって、紙面手前側が上側(厚み方向一方側、第3方向一方側)、紙面奥側が下側(厚み方向他方側、第3方向他方側)である。具体的には、各図の方向矢印に準拠する。
<第1実施形態>
本発明の配線基板の製造方法の一例としてインダクタ1の製造方法の第1実施形態を、図1〜図7を参照して説明する。
インダクタ1の製造方法の第1実施形態は、図1〜図2Bに示すインダクタ1の製造方法であって、金属シート用意工程と、ベース絶縁層配置工程と、導体層配置工程と、配線形成工程と、電着工程と、第1磁性層配置工程と、導体層除去工程と、第2磁性層配置工程とを順に備える。以下、各工程を詳述する。
(金属シート用意工程)
金属シート用意工程では、図3Aおよび図5Aに示すように、金属シート10を用意する。
金属シート10は、配線形成工程によって、後述する配線パターン3となる部材である。すなわち、金属シート10は、配線パターン3の原料である。金属シート10は、前後方向および左右方向に延びるシート形状を有する。
金属シート10の材料としては、例えば、銅、銀、金、ニッケルまたはそれらを含む合金などが挙げられる。金属シート10の材料としては、好ましくは、銅が挙げられる。これにより、良好な導電性およびパターニング性を備えるインダクタ1を製造することができる。
金属シート10の厚みは、例えば、25μm以上、好ましくは、50μm以上であり、また、例えば、300μm以下、好ましくは、150μm以下である。これにより、大電流を流すインダクタ1を製造することができる。
なお、金属シート10は、次に述べるベース絶縁層2とともに、仮想線で示すように、2層基材(後述する導電シート積層体40など)として用意することもできる。
(ベース絶縁層配置工程)
ベース絶縁層配置工程では、図3Bおよび図5Bに示すように、金属シート10の下側に、第1絶縁層の一例としてのベース絶縁層2を配置する。すなわち、金属シート10の下面(厚み方向他方面)に、複数の貫通穴6と、複数の位置決め部の一例としての複数のアライメントマーク7とを有するベース絶縁層2を形成する。
具体的には、まず、感光性の絶縁性材料のワニスを用意し、このワニスを金属シート10の下面全面に塗布して乾燥させて、ベース皮膜を形成する。ベース皮膜を、貫通穴6およびアライメントマーク7に対応するパターンを有するフォトマスクを介して露光する。その後、ベース皮膜を現像し、必要により加熱硬化する。
また、2層基材として用意した場合には、貫通穴6およびアライメントマーク7に対応するパターンを有するエッチングレジストをベース絶縁層2の下面に配置し、ベース絶縁層2をエッチングした後に、エッチングレジストを除去する。または、レーザーを用いて貫通穴6およびアライメントマーク7をベース絶縁層2に形成する。
ベース絶縁層2の絶縁性材料としては、例えば、ポリイミド、ポリシロキサン、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂などの有機材料が挙げられる。好ましくは、ポリイミドが挙げられる。
貫通穴6は、図1が参照されるように、ベース絶縁層2において、厚み方向に投影したときに配線部21(後述)と重複する位置に、形成する。貫通穴6は、平面視略円形状および断面視略矩形状を有する。貫通穴6の左右方向長さ(幅)および前後方向長さは、それぞれ、配線部21の左右方向長さ(幅)および前後方向長さよりも短い。
アライメントマーク7は、ベース絶縁層2を厚み方向に貫通するマーク用穴11によって形成される絶縁部である。アライメントマーク7は、ベース絶縁層2において、厚み方向に投影したときに配線パターン3と重複しない位置に、形成する。アライメントマーク7は、平面視略円形状および断面視略矩形状を有する。
これにより、貫通穴6およびアライメントマーク7を有するベース絶縁層2が、金属シート10の下面に形成される。
(導体層配置工程)
導体層形成工程では、図3Cおよび図5Cに示すように、ベース絶縁層2の下側に、導体層の一例としての金属薄膜12を配置する。すなわち、ベース絶縁層2の下面全面に、金属薄膜12を形成する。
金属薄膜12の配置では、貫通穴6およびアライメントマーク7において、金属薄膜12の上面(厚み方向一方面)が金属シート10の下面と接触するように、金属薄膜12を形成する。具体的には、貫通穴6から露出する金属シート10などの表面(第1露出面13)、マーク用穴11から露出する金属シート10などの表面(第2露出面14)、および、ベース絶縁層2の下面を被覆するように、金属薄膜12を形成する。
金属薄膜12を配置する方法としては、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの乾式方法、例えば、無電解めっき(無電解銅めっき、無電解ニッケルめっきなど)などの湿式方法が挙げられ、好ましくは、乾式法が挙げられ、より好ましくは、スパッタリング法が挙げられる。これにより、密着性が良好で均一な薄膜(具体的には、スパッタ膜)を第1露出面13および第2露出面14に確実に配置することができる。また、後述する除去工程で選択的に金属薄膜12を確実に除去ですることができる。
金属薄膜12の材料としては、後述する除去工程で選択的に金属薄膜12を除去できる金属材料であり、例えば、銅、クロム、ニクロムなどの金属が挙げられる。
金属薄膜12の厚みは、例えば、10nm以上、好ましくは、30nm以上であり、また、例えば、200nm以下、好ましくは、100nm以下である。
(配線形成工程)
配線形成工程では、ベース絶縁層2の上側に、配線パターン3を形成する。すなわち、金属シート10に対してサブトラクティブ法を実施して、金属シート10から不要な部分を除去して、配線パターン3を形成する。
まず、図3Dおよび図5Dに示すように、金属薄膜12の下面に、支持フィルム15を配置する。
支持フィルム15としては、例えば、後の工程において、金属薄膜12から容易に引き剥がすことができる微粘着性を有するセパレータフィルムが挙げられる。支持フィルム15の配置によって、金属シート10およびベース絶縁層2を確実に支持するとともに、後述する電着工程において、金属薄膜12の下面にカバー絶縁層4が被膜することを防止することができる。
次いで、図3Eおよび図5Eに示すように、サブトラクティブ法を実施する。具体的には、配線パターン3(後述)に対応するパターンを有するドライフィルムレジスト16(仮想線参照)を金属シート10の上に配置し、続いて、配線パターン3以外の不要な金属シート10を、エッチングによって除去し、最後に、ドライフィルムレジスト16を、エッチングまたは剥離などによって除去する。
パターンを有するドライフィルムレジスト16の配置方法では、金属シート10の上面全面にドライフィルムレジスト16を配置し、配線パターン3に対応するパターンを有するフォトマスクを介して露光および現像し、必要により加熱硬化させる。
この際、下側から検知装置でアライメントマーク7を認識することによって、厚み方向に投影したときに貫通穴6と重複する位置に、パターンを有するドライフィルムレジスト16が残存するように、ドライフィルムレジスト16を露光および現像する。
エッチングとしては、例えば、化学エッチングなどのウェットエッチングが挙げられる。なお、ウェットエッチングの場合、金属シート10の上部が下部と比較して、エッチングされ易いため、配線パターン3は、側断面視形状が下側に向かって広がるテーパ形状を有する。
これにより、支持フィルム15、金属薄膜12、ベース絶縁層2および配線パターン3を順に備える第1被電着体17を得る。
(電着工程)
電着工程では、図3Fおよび図5Fに示すように、電着によって、配線パターン3を、第2絶縁層の一例としてのカバー絶縁層4で被覆する。すなわち、電着塗装によって、配線パターン3の上面および側面に、電着塗装膜からなるカバー絶縁層4を形成する。
具体的には、第1被電着体17を電着塗料含有液体に浸漬し、続いて、第1被電着体17に電流を印加することによって、配線パターン3の表面に電着塗料を析出させ、続いて、析出した電着塗料を乾燥させる。これにより、電着塗料から形成される電着塗装膜(すなわち、カバー絶縁層4)が、配線パターン3の表面(上面および側面)に被覆される。
電着塗料(すなわち、カバー絶縁層4の絶縁性材料)としては、例えば、水中でイオン性を有する樹脂であって、公知または市販のものが挙げられ、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、または、それらの混合などが挙げられる。
第1被電着体17に電流を印加するには、外部電源に接続するリード線(図示せず)を金属薄膜12に接続する。これにより、リード線および金属薄膜12を介して、第1露出面13から配線パターン3全体に直流電流が印加される。
電着塗装としては、第1被電着体17(具体的には、配線パターン3)を陰極として採用するアニオン型電着塗装、第1被電着体17を陽極として採用するカチオン型電着塗装のいずれであってもよい。
電着塗料の乾燥温度は、例えば、90℃以上、150℃以下であり、また、乾燥時間は、例えば、1分以上、30分以下である。
これにより、配線パターン3の上面および側面に、カバー絶縁層4(電着塗装膜)が形成される。
なお、必要に応じて、電着前に、脱脂および酸洗により、配線パターン3の表面を洗浄する。また、必要に応じて、電着後に、焼き付けにより、電着塗料を加熱硬化する。焼き付け時の加熱温度としては、例えば、150℃以上、250℃以下であり、また、加熱時間は、例えば、10分以上、5時間以下である。
(第1磁性層配置工程)
第1磁性層配置工程では、図4Gおよび図6Gに示すように、ベース絶縁層2およびカバー絶縁層4の上側に、磁性層の一例としての第1磁性層5を配置する。すなわち、カバー絶縁層4の上面および側面、ならびに、カバー絶縁層4から露出するベース絶縁層2の上面を被覆するように、これらの上側に、第1磁性層5を積層する。
第1磁性層5の材料は、例えば、特開2014−189015号公報などに開示される磁性組成物(好ましくは、軟磁性組成物)などが挙げられる。具体的には、第1磁性層5の材料は、磁性粒子(好ましくは、軟磁性粒子、例えば、Fe−Si−A1合金など)および樹脂(好ましくは、熱硬化性樹脂、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂など)を有する。
第1磁性層5を配置するには、例えば、磁性組成物から形成される半硬化状態の磁性シートをベース絶縁層2およびカバー絶縁層4の上面に対して押圧し、その後または押圧と同時に、半硬化状態の磁性シートを加熱硬化させる。詳しくは、特開2014−189015号公報が参照される。
これにより、第1磁性層5が、ベース絶縁層2およびカバー絶縁層4の上面に、配置される。
(導体層除去工程)
導体層除去工程では、金属薄膜12(導体層)を除去する。
まず、支持フィルム15を、図4Hおよび図6Hに示すように、剥離により、金属薄膜12から除去する。
次いで、金属薄膜12を、図4Iおよび図6Iに示すように、エッチングまたは剥離により、ベース絶縁層2から除去する。好ましくは、エッチングにより金属薄膜12を除去する。エッチングとしては、上記したウェットエッチングなどが挙げられる。
金属薄膜12をエッチングにより除去する場合、必要に応じて、図4Hおよび図6Hの仮想線が参照されるように、エッチング前に、第1磁性層5を保護するために、第1磁性層5の上面全面に保護シート(マスキングシートなど)46を配置し、エッチング後に、保護シート46を除去する。
これにより、ベース絶縁層2の下面、第1露出面13および第2露出面14が露出される。
(第2磁性層配置工程)
第2磁性層配置工程では、図4Jおよび図6Jに示すように、ベース絶縁層2の下側に、第2磁性層18を配置する。すなわち、ベース絶縁層2の下面に、接着剤層19を介して、第2磁性層18を積層する。
まず、接着剤層19を第2磁性層18の上面に配置して、接着剤層19と第2磁性層18との積層体を用意する。
第2磁性層18の材料は、第1磁性層5の材料と同一である。第2磁性層18は、第1磁性層5で例示した方法で作製することができる。
接着剤層19の材料としては、公知または市販の接着剤組成物および粘着剤組成物が挙げられ、例えば、アクリル系組成物、エポキシ系組成物、ゴム系組成物、シリコーン系組成物などが挙げられる。
接着剤層19の配置としては、接着剤組成物を第2磁性層18に塗布する方法、粘着テープを第2磁性層18に押圧する方法などが挙げられる。
次いで、接着剤層19と第2磁性層18との積層体を、接着剤層19およびベース絶縁層2が接触するように、ベース絶縁層2の下面に配置する。この際、接着剤層19は、貫通穴6およびマーク用穴11の内部が接着剤層19で充填されるように、ベース絶縁層2の下面に配置する。
なお、第2磁性層配置工程では、接着剤層19の穴への充填性が良好な観点から、ベース絶縁層2の下面に接着剤層19を塗布などにより配置し、次いで、第2磁性層18を接着剤層19の下面に配置することもできる。一方、生産性の観点からは、上記のように、接着剤層19と第2磁性層18との積層体を用意し、ベース絶縁層2の下面に配置する。
これにより、インダクタ1が得られる。
(インダクタ)
インダクタ1は、図1に示すように、前後方向および左右方向に延びる略矩形シート形状を有する。インダクタ1は、図2A〜Bに示すように、第2磁性層18と、接着剤層19と、ベース絶縁層2と、配線パターン3と、カバー絶縁層4と、第1磁性層5とを厚み方向にこの順で備える。
第2磁性層18は、インダクタ1に高いインダクタンスを付与する層である。第2磁性層18は、インダクタ1における最下層である。第2磁性層18は、平面視においてベース絶縁層2と略同一形状を有し、前後方向および左右方向に延びるシート形状を有する。
第2磁性層18の厚みは、例えば、10μm以上、好ましくは、50μm以上であり、また、例えば、500μm以下、好ましくは、300μm以下である。
接着剤層19は、第2磁性層18とベース絶縁層2とを接着する層である。接着剤層19は、第2磁性層18の上面に配置されている。具体的には、接着剤層19は、第2磁性層18とベース絶縁層2との間に、第2磁性層18の上面およびベース絶縁層2の下面に接触するように、配置されている。
接着剤層19は、ベース絶縁層2における貫通穴6およびマーク用穴11の内部に充填されている。すなわち、接着剤層19の上面は、配線パターン3の第1露出面13および第1磁性層5の第2露出面14に接触している。
接着剤層19の厚み(最大厚み)は、例えば、0.5μm以上、好ましくは、1μm以上であり、また、例えば、10μm以下、好ましくは、5μm以下である。
ベース絶縁層2は、配線パターン3を支持する層である。ベース絶縁層2は、接着剤層19の上面に配置されている。ベース絶縁層2の上面には、配線パターン3、カバー絶縁層4および第1磁性層5が配置されている。ベース絶縁層2は、インダクタ1と同一の外形形状であるシート形状を有する。ベース絶縁層2は、貫通穴6およびアライメントマーク7を備える。
ベース絶縁層2の厚みは、例えば、0.1μm以上、好ましくは、0.5μm以上、より好ましくは、1μm以上であり、また、例えば、15μm以下、好ましくは、10μm以下、より好ましくは、5μm以下である。ベース絶縁層2の厚みが上記範囲であれば、インダクタンスの機械的強度を保ちつつ、インダクタ1の薄膜化を図ることができる。
配線パターン3は、ベース絶縁層2の上面に配置されている。配線パターン3は、平面視略矩形状のループ形状を有する。
配線パターン3は、前後方向に延びる複数(2つ)の配線部21と、複数の配線部21の前端を接続する接続配線部22と、2つの配線部21の後端に配置される複数(2つ)の端子部23とを一体的に備える。
複数の配線部21は、左右方向(所定方向の一例)に互いに間隔を隔てて配置される第1配線部21aおよび第2配線部21bを備える。複数の配線部21は、それぞれ、平面視において、前後方向に延びる略矩形状を有し、側断面視において、下側に向かって広がるテーパ形状を有する略台形形状を有する。
配線パターン3、特に、第1配線部21aおよび第2配線部21bは、共通する1枚のベース絶縁層2の上面に配置されている。すなわち、第1配線部21aを支持するベース絶縁層2と、第2配線部21bを支持するベース絶縁層2とは、互いに連続する。
接続配線部22は、第1配線部21aおよび第2配線部21bの前側に配置され、これらの前端を互いに接続する。すなわち、接続配線部22の左端部の後端縁は、第1配線部21aの前端縁と連続し、接続配線部22の右端部の前端縁は、第2配線部21bの前端縁と連続する。接続配線部22は、平面視において、左右方向に延びる略矩形状を有し、側断面視において、下側に向かって広がるテーパ形状を有する略台形形状を有する。
複数(2つ)の端子部23は、第1配線部21aの後端および第2配線部21bの後端に、これらと連続するように配置されている。複数の端子部23の左右方向長さ(幅)は、配線部21の左右方向長さ(幅)よりも短い。端子部23は、平面視において、略矩形状を有し、側断面視において、下側に向かって広がるテーパ形状を有する略台形形状を有する。
配線部21の幅(左右方向長さ)および接続配線部22の幅(前後方向長さ)は、それぞれ、例えば、25μm以上、好ましくは、100μm以上であり、また、例えば、2000μm以下、好ましくは、750μm以下である。
配線パターン3の厚みは、上記した金属シート10の厚みと同一である。
配線パターン3の材料は、金属シート10の材料と同一であり、好ましくは、銅が挙げられる。配線パターン3が銅から形成される銅配線であれば、銅が良好な導電性およびパターニング性を備えるため、良好な導電性および微細なパターニングを備えるインダクタ1を容易に製造することができる。
カバー絶縁層4は、配線パターン3を保護する絶縁層である。カバー絶縁層4は、配線パターン3の上面全面および側面全面を被覆するように、ベース絶縁層2の上に配置されている。
カバー絶縁層4は、第1配線部21aを被覆する第1カバー絶縁部4aと、第2配線部21bを被覆する第2カバー絶縁部4bと、接続配線部22を被覆する第3カバー絶縁部4cと、複数(2つ)の端子部23を被覆する複数(2つ)の第4カバー絶縁部4dとを一体的に備える。
カバー絶縁層4において、左側の第4カバー絶縁部4d、第1カバー絶縁部4a、第3カバー絶縁部4c、第2カバー絶縁部4bおよび右側の第4カバー絶縁部4dは、この順に、左右方向または前後方向に連続する。
また、図2Aの断面視に示すように、カバー絶縁層4において、第1カバー絶縁部4aおよび第2カバー絶縁部4bは、直接的に互いに連続しない。すなわち、左右方向において互いに隣接する複数の配線部21(第1配線部21aおよび第2配線部21b)の間24を連続するようには、カバー絶縁層4は、形成していない。より具体的には、複数の配線部間24において、実質的に、カバー絶縁層4が存在しない(ただし、配線部21の側面を被覆するカバー絶縁層4(4a、4b)は除く)。
カバー絶縁層4の厚みは、例えば、0.5μm以上、好ましくは、1μm以上であり、また、例えば、10μm以下、好ましくは、7μm以下である。これにより、配線パターン3と第1磁性層5とが接触しながら、配線パターン3と第1磁性層5との距離を近接させることができる。したがって、インダクタ1のインダクタンスをより一層向上させることができる。
第1磁性層5は、インダクタ1に高いインダクタンスを付与する層である。第1磁性層5は、平面視においてベース絶縁層2と略同一形状を有し、前後方向および左右方向に延びるシート形状を有する。
第1磁性層5は、インダクタ1における最上層である。第1磁性層5は、ベース絶縁層2およびカバー絶縁層4の上に配置されている。具体的には、第1磁性層5は、カバー絶縁層4の上面および側面を被覆するように、ベース絶縁層2の上面に配置されている。
第1磁性層5は、配線部間24において、配線部21の上下方向全体にわたって、存在する。すなわち、配線部間24において、第1磁性層5は、ベース絶縁層2の上面から、配線部21よりも高い位置まで、存在する。また、第1磁性層5は、実質的に、配線部間24の全部を充填する。具体的には、配線部21(第1配線部21a、第2配線部21b)とそれを被覆するカバー絶縁層4(第1カバー絶縁部4a、第2カバー絶縁部4b)とから構成される部材をカバー配線部とした際に、互いに隣接するカバー配線部の間には、側断面視において、第1磁性層5のみが存在する。
第1磁性層5の厚みは、例えば、10μm以上、好ましくは、50μm以上であり、また、例えば、500μm以下、好ましくは、300μm以下である。
インダクタ1は、後述する電子機器ではなく、電子機器の一部品、すなわち、電子機器を作製するための部品であり、電子素子(チップ、キャパシタなど)や、電子素子を実装する実装基板を含まず、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
このインダクタ1は、例えば、電子機器などに搭載される(組み込まれる)。図示しないが、電子機器は、実装基板と、実装基板に実装される電子素子(チップ、キャパシタなど)とを備える。そして、電子機器において、インダクタ1は、実装基板に実装される。具体的には、図7に示すように、端子部23が露出するように、第1磁性層5およびカバー絶縁層4を厚み方向に貫通する複数のビア25(貫通穴)を形成し、ビア25の内周面に絶縁処理を実施する。次いで、ビア25内部に、導電性の接続部材26を、接続部材26の一端が端子部23の上面と接触するように、配置する。インダクタ1は、接続部材26を介して実装基板に実装され、他の電子機器と電気的に接続され、受動素子として作用する。
そして、このインダクタ1の製造方法では、ベース絶縁層2の上側に、配線パターン3を形成する配線形成工程と、電着によって、配線パターン3をカバー絶縁層4で被覆する電着工程と、ベース絶縁層2およびカバー絶縁層4の上側に、第1磁性層5を配置する第1磁性層配置工程とを備える。
このため、配線パターン3が第1磁性層5に直接接触することを抑制することができる。したがって、配線パターン3の短絡を抑制することができる。
また、このインダクタ1の製造方法では、カバー絶縁層4を、配線パターン3を構成する複数の配線部21(第1配線部21a、第2配線部21b)のそれぞれが互いに隣接する配線部間24に連続しないように、配線パターン3に被覆することができる。そのため、配線パターン3の間24(すなわち、隣接する配線部21の間)において、厚み方向全体にわたって、第1磁性層5を配置することができる。したがって、インダクタ1のインダクタンスを向上させることができる。
また、このインダクタ1の製造方法では、配線パターン3の表面に対してカバー絶縁層4を薄く均一に確実に被覆することができる。そのため、第1磁性層5と配線パターン3との距離を近接させることができる。したがって、インダクタ1のインダクタンスを向上させることができる。
また、このインダクタ1の製造方法では、配線形成工程において、サブトラクティブ法によって、配線パターン3を形成する。
このため、アディティブ法と比較して、短時間で、配線パターン3を形成でき、ひいては、インダクタ1を製造することができる。また、配線厚みが厚いインダクタ1を容易に製造することができ、大電流を流すことができる。
また、このインダクタ1の製造方法では、電着工程が、厚み方向に投影したときに配線パターン3と重なるベース絶縁層2の貫通穴6を介して、配線パターン3に給電する(図3F参照)。
このため、配線パターン3の上面および側面の全面をカバー絶縁層4で被覆することができる。すなわち、配線パターン3の上面および側面が、完全にカバー絶縁層4で被覆される。
特に、後述する第2実施形態のインダクタ1の製造方法では、インダクタ1は、僅かではあるが磁性層と配線パターン3とが接触する露出側面48(後述)を有してしまい、これらを完全な形で絶縁することは困難である。一方、この第1実施形態のインダクタ1では、磁性層と配線パターン3との接触を完全に抑制することができる。その結果、配線パターン3が第1磁性層5に接触することをより確実に抑制することができる。
また、このインダクタ1の製造方法では、ベース絶縁層2が、アライメントマーク7を備える。
このため、アライメントマーク7を目印にして、貫通穴6の上側に、配線パターン3を正確に形成することができる。したがって、貫通穴6からの給電によって、より一層確実に、配線パターン3にカバー絶縁層4を被覆することができる。
また、この製造方法によって得られるインダクタ1は、ベース絶縁層2と、ベース絶縁層2の上側において、左右方向において互いに間隔を隔てて配置される複数の配線部21と、複数の配線部21のそれぞれを左右方向において互いに隣接する配線部間24に連続しないように被覆するカバー絶縁層4と、ベース絶縁層2およびカバー絶縁層4の上側において、ベース絶縁層2の上面を被覆するように配置される第1磁性層5とを備える。
このため、配線部21が第1磁性層5と接触することを抑制することができ、配線部21同士の短絡を抑制することができる。また、第1磁性層5は、配線部間24において、厚み方向全体にわたって配置されているので、インダクタ1のインダクタンスを良好にすることができる。
また、このインダクタ1では、複数の配線部21は、共通するベース絶縁層2の上側に配置され、カバー絶縁層4は、複数の配線部21の上面および側面を被覆する。
このため、複数の配線部21は、互いに、厚み方向の位置精度が良好であり、かつ、ベース絶縁層2に確実に支持されている。
(変形例)
以下の各変形例において、上記した一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、各変形例を適宜組み合わせることができる。さらに、各変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
第1変形例
図8Aに示すように、ベース絶縁層配置工程の前に、金属シート10の下面に第1拡散防止層30を配置する工程を実施することもできる。すなわち、金属シート10の下面およびベース絶縁層2の上面に、第1拡散防止層30を配置することもできる。
第1拡散防止層30の材料としては、例えば、ニッケル、ニクロム、コバルト、タンタルなどの導体が挙げられる。形成時にめっきの実施および除去時にソフトエッチングの実施を可能として、加工性が良好である観点からは、好ましくは、ニッケルが挙げられる。
図8Aに示すように第1拡散防止層30を配置してインダクタ1を製造すると、図8Bに示すように、インダクタ1における配線パターン3は、第1拡散防止層30から形成される配線下部31と、その上面に配置され、金属シート10から形成される配線主部32とを備える。
なお、この図8Aに示す製造方法では、配線形成工程において、各エッチング速度の違いから、金属シート10をエッチングする工程に加えて、第1拡散防止層30をエッチングする工程を実施する。
この図8Aに示す製造方法では、金属シート10の金属成分(例えば、銅イオン)が、ベース絶縁層2を侵食して、ベース絶縁層2内部に拡散することを抑制することができるため、金属シート10とベース絶縁層2との剥離強度を向上させることができる。
第2変形例
図9Aに示すように、配線形成工程において、サブトラクティブ法の実施後に、金属シート10から形成される配線パターン3に、第2拡散防止層33を配置する工程を実施することもできる。
第2拡散防止層33の材料としては、例えば、ニッケルなどの導体が挙げられる。
第2拡散防止層33を配置するには、例えば、ニッケル浴を用いためっき処理などが挙げられる。
図9Aに示すように第2拡散防止層33を配置してインダクタ1を製造すると、図9Bに示すように、インダクタ1における配線パターン3は、金属シート10から形成される配線主部32と、その上面および側面を被覆する第2拡散防止層33とを備える。
この図9Bに示す製造方法では、配線主部32からの金属成分(例えば、銅イオン)が、カバー絶縁層4および第1磁性層5に侵食することによって生じる短絡を抑制することができる。
また、第1変形例および第2変形例を組み合わせてもよい。
第3変形例
配線パターン3の形状は、上記に限定されない。配線パターン3は、例えば、図10Aおよび図10Bに示すように、前後方向および左右方向に向かって進むミアンダ形状(蛇行形状)を有していてもよい。
例えば、図10Aに示す配線パターン3では、左右方向に延びる複数(5つ)の配線部21と、複数の配線部21の左端部同士または右端部同士を連結する複数(4つ)の接続配線部22と、配線パターン3の両端部に配置される複数の端子部23とを備える。
例えば、図10Bに示す配線パターン3では、前後方向に延びる複数(3つ)の配線部21と、複数の配線部21の前端部同士または後端部同士を連結する複数(2つ)の接続配線部22と、配線パターン3の両端部に配置される複数の端子部23とを備える。
また、配線パターン3は、例えば、図10Cに示すように、平面視略円形状のループ形状を有していてもよい。図10Cに示す配線パターン3では、所定方向に隣り合う配線部21において、所定方向および配線部21の長さは、任意の方向(例えば、左右方向、交差方向)および任意の長さを採用することができる。例えば、図10Cでは、所定方向として交差方向(前後方向および左右方向の両方と交差する方向:斜め方向)を採用した場合において、交差方向において互いに隣り合う複数(2つ)の配線部21をハッチングで示す。
また、図示しないが、配線パターン3は、端子部23を備えず、配線部21および接続配線部22から構成されていてもよい。
第4実施例
図示しないが、インダクタ1は、第2磁性層18および接着剤層19を備えなくてもよい。より高いインダクタンスを備える観点から、好ましくは、インダクタ1は、第2磁性層18および接着剤層19を備える。
第5実施例
図示しないが、インダクタ1は、その後の外形加工などによって、ベース絶縁層2においてアライメントマーク7を備えなくてもよい。
<第2実施形態>
本発明の配線基板の製造方法の一例としてインダクタ1の製造方法の第2実施形態を、図11A〜図14Fを参照して説明する。なお、第2実施形態において、上記した第1実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
インダクタ1の製造方法の第2実施形態は、金属シート積層体用意工程と、配線形成工程と、リードマスキング工程と、電着工程と、マスキング除去工程と、リード除去工程と、第1磁性層配置工程と、第2磁性層配置工程とを備える。以下、各工程を詳述する。
(金属シート積層体用意工程)
金属シート積層体用意工程では、図11Aに示すように、金属シート10と、その下面全面に配置されるベース絶縁層2とを備える金属シート積層体40を用意する。
金属シート10は、第1実施形態と同一である。
ベース絶縁層2の材料は、第1実施形態と同一の有機材料に加えて、例えば、ガラス、セラミックスなどの無機材料、例えば、無機材料と有機材料との複合材料(ガラスエポキシ)などの絶縁材料が挙げられる。
金属シート積層体40は、好ましくは、銅張積層板などが挙げられる。
(配線形成工程)
配線形成工程では、ベース絶縁層2の上側に、配線パターン3および電着リード41を有する導体パターン42を形成する。すなわち、金属シート10に対してサブトラクティブ法を実施して、金属シート10から不要な部分を除去して、導体パターン42を形成する。
まず、ベース絶縁層2の下面に、図11Bに示すように、支持フィルム15を配置する。
次いで、図11Cおよび図13Aに示すように、サブトラクティブ法を実施する。サブトラクティブ法を第1実施形態と同一である。
導体パターン42は、配線パターン3と、電着リード41とを備える。
電着リード41は、配線パターン3の一方(左側)の端子部23の後端縁から後側に延びる第1リード部43と、第1リード部43の後端縁と連続し、左右方向に延びる第2リード部44とを備える。
これにより、支持フィルム15、ベース絶縁層2および導体パターン42を順に備える第2被電着体45を得る。
(リードマスキング工程)
マスキング工程では、図11Dおよび図13Bに示すように、電着リード41をマスキングする。すなわち、電着リード41の上面および側面をマスキングシート46で被覆する。
マスキングシート46としては、例えば、微粘着性を有するセパレータフィルムが挙げられる。
これにより、後述する電着工程で、電着リード41にカバー絶縁層4が被覆されることを防止し、後述するリードエッチング工程で、電着リード41を確実に除去することができる。
(電着工程)
電着工程では、図11Eおよび図13Cに示すように、電着によって、配線パターン3をカバー絶縁層4で被覆する。
具体的には、マスキングされた第2被電着体45を電着塗料含有液体に浸漬し、続いて、第2被電着体45に電流を印加することによって、配線パターン3に電着塗料を析出させ、続いて、析出した電着塗料を乾燥させる。
第2被電着体45に電流を印加するには、外部電源に接続するリード線(図示せず)を第2リード部44の端部に接続する。これにより、リード線および電着リード41を介して、配線パターン3全体に直流電流が印加される。
電着条件は、第1実施形態と同一である。
これにより、配線パターン3の上面および側面に、カバー絶縁層4(電着塗装膜)が形成される。
(マスキング除去工程)
マスキング除去では、図12Fおよび図14Dに示すように、マスキングシート46を除去する。すなわち、電着リード41からマスキングシート46を剥離する。
これにより、電着リード41の表面が露出される。
(リード除去工程)
リード除去工程では、図12Gおよび図14Eに示すように、電着リード41を除去する。すなわち、エッチングにより、導体パターン42から電着リード41を除去する。
エッチングとしては、例えば、上記したウェットエッチングが挙げられる。
この際、配線パターン3は、カバー絶縁層4によって被覆されているため、エッチングにより除去されない。
これにより、支持フィルム15、ベース絶縁層2、配線パターン3およびカバー絶縁層4を順に備える第1中間体47を得る。
第1中間体47では、配線パターン3の後端縁の側面では、カバー絶縁層4が被覆されていない。すなわち、配線パターン3(具体的には、左側の端子部23)は、後端縁側面において、カバー絶縁層4から露出する露出側面48を有する。
(第1磁性層配置工程)
第1磁性層配置工程では、図12Hおよび図14Fに示すように、ベース絶縁層2およびカバー絶縁層4の上側に、第1磁性層5を配置する。
第1磁性層配置工程は、第1実施形態と同様である。
この後、支持フィルム15を、剥離により、ベース絶縁層2から除去する。
これにより、ベース絶縁層2、配線パターン3、カバー絶縁層4および第1磁性層5を順に備える第2中間体49を得る。第2中間体49では、露出側面48は、第1磁性層5と接触する。
(第2磁性層配置工程)
第2磁性層工程では、図12Iに示すように、ベース絶縁層2の下側に、第2磁性層18を配置する。すなわち、ベース絶縁層2の下面に、接着剤層19を介して、カバー絶縁層4を配置する。
第2磁性層配置工程は、第1実施形態と同様である。
これにより、第2実施形態のインダクタ1が得られる。
(インダクタ)
インダクタ1は、第2磁性層18と、接着剤層19と、ベース絶縁層2と、導体パターン42と、カバー絶縁層4と、第1磁性層5とを厚み方向にこの順で備える。これら部材は、第1実施形態の部材と特記する以外は、同一である。
第2実施形態のベース絶縁層2は、貫通穴6およびアライメントマーク7を備えない。すなわち、ベース絶縁層2の下面全面は、接着剤層19の上面全面と接触する。また、接着剤層19は、配線パターン3および第2磁性層18と接触しない。
第2実施形態のインダクタ1では、一方の端子部23の露出側面48は、第1磁性層5と接触する。
第2実施形態のインダクタ1の製造方法およびそれから製造されるインダクタ1についても、第1実施形態の製造方法およびインダクタ1と同様の作用効果を奏する。
また、第2実施形態の変形例についても、第1実施形態の変形例と同様にすることができる。
1 インダクタ
2 ベース絶縁層
3 配線パターン
4 カバー絶縁層
5 第1磁性層
6 貫通穴
7 アライメントマーク
21 配線部
24 配線部間

Claims (9)

  1. 第1絶縁層の厚み方向一方側に、配線パターンを形成する配線形成工程と、
    電着によって、前記配線パターンを第2絶縁層で被覆する電着工程と、
    前記第1絶縁層および前記第2絶縁層の厚み方向一方側に、磁性層を配置する磁性層配置工程と、
    を備えることを特徴とする、配線基板の製造方法。
  2. 前記配線形成工程が、サブトラクティブ法によって、前記配線パターンを形成する工程であることを特徴とする、請求項1に記載の配線基板の製造方法。
  3. 前記電着工程が、厚み方向に投影したときに前記配線パターンと重なる前記第1絶縁層の貫通穴を介して、前記配線パターンに給電する工程を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の配線基板の製造方法。
  4. 前記第1絶縁層が、前記貫通穴の厚み方向一方側に前記配線パターンを形成するための位置決め部を備えることを特徴とする、請求項3に記載の配線基板の製造方法。
  5. 前記配線パターンが、銅配線を備え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配線基板の製造方法。
  6. 第1絶縁層と、
    前記第1絶縁層の厚み方向一方側において、所定方向において互いに間隔を隔てて配置される複数の配線部と、
    前記複数の配線部のそれぞれを、所定方向において互いに隣接する配線部間に連続しないように被覆する第2絶縁層と、
    前記第1絶縁層および前記第2絶縁層の厚み方向一方側において、前記第1絶縁層の厚み方向一方面を被覆するように配置される磁性層と
    を備えることを特徴とする、配線基板。
  7. 前記複数の配線部は、共通する前記第1絶縁層の厚み方向一方側に配置され、
    前記第2絶縁層は、前記複数の配線部の厚み方向一方面および側面を被覆することを特徴とする、請求項6に記載の配線基板。
  8. 前記第1絶縁層は、厚み方向に投影したときに前記配線部と重なる貫通穴を有することを特徴とする、請求項6または7に記載の配線基板。
  9. 前記第1絶縁層の厚みが、0.5μm以上、10μm以下であることを特徴とする、請求項6〜8のいずれか一項に記載の配線基板。
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