JP2020021837A - コイル部品、コイル部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上述のコイル部品において、前記コイル導体層及び前記密着層は、同一の前記樹脂絶縁層の主面上に配置されていることが好ましい。
上述のコイル部品において、前記密着層は、螺旋状の前記コイル導体層の中心領域の1つのプレーンを含むことが好ましい。
上述のコイル部品において、前記密着層は、螺旋状の前記コイル導体層の中心領域の互いに離間した複数の小片を含むことが好ましい。
上述のコイル部品において、前記密着層は、前記コイル導体層に沿って連続的に形成されていることが好ましい。
上述のコイル部品において、前記密着層は、前記コイル導体層に沿って複数離間して配列されていることが好ましい。
上述のコイル部品において、前記積層体は、前記螺旋状の前記コイル導体層の中心領域において、前記複数の樹脂絶縁層の積層方向に前記積層体を貫通する貫通孔を有し、前記貫通孔に充填された内磁路を有することが好ましい。
上述のコイル部品において、前記コイル導体層と前記密着層とは、互いの材料が異なることが好ましい。
上述のコイル部品において、前記コイル導体層は、クロム又はチタンを含むシード層と、前記シード層上の銅を含む配線層とからなり、前記密着層は、クロム又はチタンからなることが好ましい。
上述のコイル部品において、前記コイル導体層の厚さは1〜100μmであり、前記密着層の厚さは0.1μm以下であることが好ましい。
上述のコイル部品において、前記積層体を含む第1の磁性体基板及び第2の磁性体基板をさらに備え、前記積層体において、前記第1の磁性体基板から前記第2の磁性体基板に向かう方向に前記樹脂絶縁層が積層されている。
上述のコイル部品の製造方法において、前記シード層を形成する工程は、前記第1の樹脂絶縁層の上面に、前記第1の樹脂絶縁層及び前記第2の樹脂絶縁層と密着性のよい金属からなる第1のシード層を形成する工程と、前記第1のシード層の上面に、前記第1のシード層と異なる材料の第2のシード層を形成する工程と、を含むことが好ましい。
本開示の一態様であるコイル部品の製造方法は、複数の樹脂絶縁層が積層された積層体と、前記樹脂絶縁層の一主面上に配置された螺旋状のコイル導体層とを有するコイル部品の製造方法であって、複数の樹脂絶縁層と、前記樹脂絶縁層の一主面に螺旋状のコイル導体層と密着層とが形成された積層体を有するコイル部品の製造方法であって、第1の樹脂絶縁層の上面にシード層を形成する工程と、前記シード層の上面に、レジスト層を形成する工程と、前記レジスト層に開口部を形成する工程と、前記開口部内の前記シード層の上面に配線層を形成する工程と、前記レジスト層を除去する工程と、前記配線層が積層されたシード層以外の部分の全てのシード層をエッチングにより除去する工程と、前記第1の樹脂絶縁層の上面に、前記第1の樹脂絶縁層と密着性のよい金属からなる密着層を形成する工程と、前記第1の樹脂絶縁層の上面、前記コイル導体層、及び前記密着層を覆う第2の樹脂絶縁層を形成する工程と、を有する。
上述のコイル部品の製造方法において、前記密着層は、前記螺旋状のコイル導体層の中心部分に、1つのプレーン、又は互いに離間した複数の小片を含み、レーザ加工により、前記螺旋状のコイル導体層の中心部分に前記積層体を積層方向に貫通する貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に磁性体を充填する工程と、を有することが好ましい。
なお、添付図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、または別の図面中のものと異なる場合がある。また、断面図や平面図では、理解を容易にするためハッチングを付しているが、一部の構成要素についてはハッチングを省略している場合がある。
以下、第一実施形態を説明する。
図1に示すように、コイル部品10は、概略直方体状をなしている。コイル部品10は、複数の樹脂絶縁層31〜35が積層された積層体12と、樹脂絶縁層31〜34の主面上に配置された螺旋状のコイル導体層41〜44と、複数の樹脂絶縁層31〜35同士の界面に配置され、コイル導体層41〜44と接続されていない密着層51〜54と、積層体12を挟む第1の磁性体基板11及び第2の磁性体基板13と、外部端子21と、を有している。以下の説明において、コイル部品10の積層方向をZ軸方向と定義し、Z軸方向から平面視したときに、長辺が延在している方向をX軸方向、短辺が延在している方向をY軸方向と定義する。また、Z軸方向から視ることを平面視するという。
複数のコイル導体層41〜44は、樹脂絶縁層32〜34を貫通するビア61,62により互いに接続されている。また、複数のコイル導体層41〜44は、図1に示す接続部材71を介して外部端子21に接続されている。本実施形態において、コイル部品10は、例えば2つのコイルを含むコモンモードチョークコイルであり、各コイルの端部が外部端子21に接続されている。
図2に示すように、樹脂絶縁層31は、第1の磁性体基板11の上面を覆うように形成されている。コイル導体層41及び密着層51は、同一の樹脂絶縁層31の一主面(上面)上に配置されている。この構成によれば、コイル導体層41の配置により密着力が低下しやすい樹脂絶縁層31、32の界面において、密着力の低下を抑制でき、界面剥離をより効果的に抑制できる。
コイル導体層41〜44は、導電性を有する金属、例えば銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、及びそれらを含む合金からなり、密着層51〜54は、樹脂絶縁層31〜35と密着性のよい金属、例えばチタン(Ti)、Crを含んでおり、具体的には、Ti,Crの単一金属層やTi,Crを含む合金層(例えば窒化チタン(TiN)層)などである。なお、密着層51〜54は、コイル導体層41〜44と比較して樹脂絶縁層31〜35と密着性のよい金属を含むことが好ましい。本実施形態においては、次の一例に示すように、コイル導体層41〜44と密着層51〜54は、異なる金属により構成される。
図4に示すように、樹脂絶縁層31の上面31aには、コイル導体層41と密着層51とが形成されている。
コイル部品10の形成方法について、積層体12に含まれる2つの樹脂絶縁層31,32と、1つの樹脂絶縁層31の主面のコイル導体層41及び密着層51の形成方法を中心に説明する。なお、説明の便宜上、最終的にコイル部品10の構成要素となる部分には、最終的な構成要素の符号を付して説明する場合がある。
図7(b)に示すように、ウエットエッチングにより、配線層83をマスクとして露出する第2のシード層82と、第1のシード層81の一部を除去する。第1のシード層81に対するエッチングを弱めることにより、配線層83と第2のシード層82により覆われた第1のシード層81以外の部分の第1のシード層81を部分的に残存するようにして、第1のシード層81の一部を除去する。なお、残存する第1のシード層81が、配線層83及び第2のシード層82により覆われた第1のシード層81と電気的に離間することが好ましい。この工程により、第1のシード層81と第2のシード層82と配線層83とからなるコイル導体層41と、残された第1のシード層81により密着層51を形成する。
<製造方法の変形例>
図4に示すコイル導体層41の第1の金属層81と密着層51とを異なる工程において形成することもできる。
図8(a)に示すように、ウエットエッチングにより、配線層83をマスクとして露出する第2のシード層82及び第1のシード層81を除去する。
コイル部品10は、複数の樹脂絶縁層31〜35が積層された積層体12と、樹脂絶縁層31〜34の主面上に配置された平面螺旋状のコイル導体層41〜44と、樹脂絶縁層31〜35同士の界面に配置され、コイル導体層41〜44と接続されていない密着層51〜54とを有し、密着層51〜54は、樹脂絶縁層31〜35と密着性のよい金属を含む。
密着層51〜54は、第1のシード層81に対するエッチングを弱めるだけで形成できるため、凹凸等によるアンカー効果を得るための工程や化学的処理が不要となるため、コイル部品10を容易に形成でき、加工に掛るコストの上昇を抑制できる。
(1−1)コイル部品10は、複数の樹脂絶縁層31〜35が積層された積層体12と、樹脂絶縁層31〜34の主面上に配置された平面螺旋状のコイル導体層41〜44と、樹脂絶縁層31〜35同士の界面に配置され、コイル導体層41〜44と接続されていない密着層51〜54とを有し、密着層51〜54は、樹脂絶縁層31〜35と密着性のよい金属を含む。
(1−3)密着層51〜54は、第1のシード層81に対するエッチングを弱めるだけで形成できるため、凹凸等によるアンカー効果を得るための工程や化学的処理が不要となるため、コイル部品10を容易に形成でき、加工に掛るコストの上昇を抑制できる。
(1−5)積層体12を挟む第1の磁性体基板11及び第2の磁性体基板13をさらに備え、積層体12において、第1の磁性体基板11から第2の磁性体基板13に向かう方向に樹脂絶縁層31〜35が積層されていることが好ましい。第1の磁性体基板11及び第2の磁性体基板13と樹脂絶縁層31〜35とは、熱膨張率との差異により密着力が低下しやすい。これに対し、密着層51〜54を設けることにより密着力の低下を抑制し、界面剥離の抑制効果がより効果的に発揮される。
コイル部品10では、密着層51〜54が、平面螺旋状のコイル導体層41〜44に沿って連続的に形成された平面螺旋状の線状部51aや、コイル導体層41〜44の中心部分に形成された平板状のプレーン51bであったが、密着層51〜54はこの形状に限られない。
以下、第二実施形態のコイル部品を説明する。
なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明の一部又は全てを省略する場合がある。
図13に示すように、積層体12の上面12aに向けて、例えばレーザ光110を照射する。レーザ光110の照射には、例えば、CO2レーザやUV−YAGレーザ等のレーザ加工機を用いることができる。積層体12において、平面螺旋状のコイル導体層41の中心領域に向けて、レーザ光110を照射する。レーザ光110を照射する領域には、密着層51が形成されている。密着層51は、照射されるレーザ光110を散乱させる。積層体12において、散乱したレーザ光111により、貫通孔12Xの内径が大きくなる。このように散乱するレーザ光111による影響は、貫通孔12Xにおいて深い位置、つまり下層の樹脂絶縁層31の側ほど有効に作用する。従って、積層体12の上面12aにおける開口径と、積層体12の下面12bにおける開口径との差が小さな貫通孔12Xを形成できる。
(2−1)コイル部品100では、レーザ光110を照射する位置に、密着層51〜54が形成され、これらの密着層51〜54は、照射されるレーザ光110を散乱させるため、積層体12の下面12b側における径の大きな貫通孔12Xを形成できる。従って、この貫通孔12Xに形成される内磁路14の断面積も大きくなり、コイル部品100におけるインダクタンスを向上できる。
図16及び図17に示すように、複数の小片51dを含む密着層51を形成した場合、複数の小片51dによりレーザ光110がより散乱されるため、より大きな径の貫通孔12Xを容易に形成できる。
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記各実施形態は、2つのコイルを含むコイル部品10,100としたが、1つ、又は3つ以上のコイルを含むコイル部品としてもよい。例えば、コイル部品10のコイル導体層41〜44をすべて直列に接続し、1つのコイルを含むインダクタ部品としてもよい。また、コイル導体層の数には限定はなく、最低限、樹脂絶縁層と密着層の接触面が1つでもあればよい。また、コイル導体層は平面螺旋(スパイラル)状であったが、立体螺旋(ヘリカル)状であってもよい。なお、平面螺旋状とは、同一平面上において1周以上巻回された螺旋を描く渦巻形状を意味し、立体螺旋状とは、中心軸線に沿って一定の径で巻回された螺旋を描く弦巻形状を意味する。また、コイル導体層は平面螺旋と立体螺旋が組み合わされた形状であってもよい。
・コイル部品の製造方法は、あくまで例示であって、実施形態の方法に限定されない。例えば、コイル導体層41〜44はセミアディティブプロセスで形成されたが、サブトラクティブ、アディティブなどのプロセスで形成されてもよい。
Claims (16)
- 複数の樹脂絶縁層が積層された積層体と、
前記樹脂絶縁層の主面上に配置された螺旋状のコイル導体層と、
前記複数の樹脂絶縁層同士の界面に配置され、前記コイル導体層と接続されていない密着層と、
を有し、
前記密着層は、前記樹脂絶縁層と密着性のよい金属を含む、
コイル部品。 - 前記コイル導体層及び前記密着層は、同一の前記樹脂絶縁層の主面上に配置されている、請求項1に記載のコイル部品。
- 前記密着層は、螺旋状の前記コイル導体層の中心領域の1つのプレーンを含む、請求項1又は2に記載のコイル部品。
- 前記密着層は、螺旋状の前記コイル導体層の中心領域の互いに離間した複数の小片を含む、請求項1又は2に記載のコイル部品。
- 前記密着層は、前記コイル導体層に沿って連続的に形成されている、請求項1〜4の何れか1項に記載のコイル部品。
- 前記密着層は、前記コイル導体層に沿って複数離間して配列されている、請求項1〜4の何れか1項に記載のコイル部品。
- 前記積層体は、螺旋状の前記コイル導体層の中心領域において、前記複数の樹脂絶縁層の積層方向に前記積層体を貫通する貫通孔を有し、
前記貫通孔に充填された内磁路を有する、
請求項1〜6の何れか1項に記載のコイル部品。 - 前記コイル導体層と前記密着層とは、互いの材料が異なる、請求項1〜7の何れか1項に記載のコイル部品。
- 前記コイル導体層は、クロム又はチタンを含むシード層と、前記シード層上の銅を含む配線層とからなり、
前記密着層は、クロム又はチタンからなる、
請求項8に記載のコイル部品。 - 前記コイル導体層の厚さは1〜100μmであり、
前記密着層の厚さは0.1μm以下である、
請求項1〜9の何れか1項に記載のコイル部品。 - 前記積層体を含む第1の磁性体基板及び第2の磁性体基板をさらに備え、
前記積層体において、前記第1の磁性体基板から前記第2の磁性体基板に向かう方向に前記樹脂絶縁層が積層されている、
請求項1〜10の何れか1項に記載のコイル部品。 - 複数の樹脂絶縁層が積層された積層体と、前記樹脂絶縁層の一主面上に配置された螺旋状のコイル導体層とを有するコイル部品の製造方法であって、
第1の樹脂絶縁層の上面にシード層を形成する工程と、
前記シード層の上面に、レジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層に開口部を形成する工程と、
前記開口部内の前記シード層の上面に配線層を形成する工程と、
前記レジスト層を除去する工程と、
前記シード層を部分的にエッチングして前記配線層と、前記配線層により覆われた前記シード層と、を含む螺旋状のコイル導体層を形成するとともに、前記コイル導体層を構成する前記シード層と離間した前記シード層を密着層とする工程と、
前記第1の樹脂絶縁層の上面、前記コイル導体層、及び前記密着層を覆う第2の樹脂絶縁層を形成する工程と、
を有する、コイル部品の製造方法。 - 前記シード層を形成する工程は、
前記第1の樹脂絶縁層の上面に、前記第1の樹脂絶縁層及び前記第2の樹脂絶縁層と密着性のよい金属からなる第1のシード層を形成する工程と、
前記第1のシード層の上面に、前記第1のシード層と異なる材料の第2のシード層を形成する工程と、
を含む、請求項12に記載のコイル部品の製造方法。 - 前記配線層に覆われていない前記第2のシード層を除去し、前記配線層及び前記第2のシード層に覆われない前記第1のシード層を部分的に除去して前記配線層及び前記第2のシード層に覆われた第1のシード層と離間した第1のシード層を前記密着層とする、請求項13に記載のコイル部品の製造方法。
- 複数の樹脂絶縁層が積層された積層体と、前記樹脂絶縁層の一主面上に配置された螺旋状のコイル導体層とを有するコイル部品の製造方法であって、
第1の樹脂絶縁層の上面にシード層を形成する工程と、
前記シード層の上面に、レジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層に開口部を形成する工程と、
前記開口部内の前記シード層の上面に配線層を形成する工程と、
前記レジスト層を除去する工程と、
前記配線層が積層されたシード層以外の部分の全てのシード層をエッチングにより除去して前記配線層に覆われたシード層と前記配線層とを含む螺旋状のコイル導体層を形成する工程と、
前記第1の樹脂絶縁層の上面に、前記第1の樹脂絶縁層と密着性のよい金属からなる密着層を形成する工程と、
前記第1の樹脂絶縁層の上面、前記コイル導体層、及び前記密着層を覆う第2の樹脂絶縁層を形成する工程と、
を有する、コイル部品の製造方法。 - 前記密着層は、螺旋状の前記コイル導体層の中心部分に、1つのプレーン、又は互いに離間した複数の小片を含み、
レーザ加工により、螺旋状の前記コイル導体層の中心部分に前記複数の樹脂絶縁層を積層方向に貫通する貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔に磁性体を充填する工程と、
を有する、請求項12〜15の何れか1項に記載のコイル部品の製造方法。
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