JP2021061339A - インダクタ部品、及びインダクタ部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】素体の内部において、インダクタ配線の位置と設計位置との乖離を抑制できるインダクタ部品、及びインダクタ部品の製造方法を提供すること。【解決手段】インダクタ部品１０は、磁性を有する素体２０と、素体２０の内部に設けられている樹脂層５０と、素体２０の内部に設けられ、樹脂層５０に接触する接触面３３Ａを有するインダクタ配線３１，３２とを備える。インダクタ配線３１，３２の構成比は「０．９」以下である。インダクタ配線３１，３２の延びる方向に直交するインダクタ配線３１，３２の横断面において、接触面３３Ａと垂直な高さ方向の寸法のうち、最大となる寸法を最大寸法とした場合、構成比とは、当該横断面における接触面３３Ａの寸法に対する最大寸法の比である。【選択図】図３
Description
本発明は、インダクタ部品、及びインダクタ部品の製造方法に関する。
特許文献１には、磁性を有する素体の内部に配線が設けられているインダクタ部品の一例が記載されている。
上記のように素体の内部に配線が設けられているインダクタ部品にあっては、配線の位置が設計位置から乖離してしまうことがある。設計位置とは、設計によって定められている配線の位置である。このように素体の内部において、配線の位置が設定位置から乖離していると、インダクタ部品の性能が変わるおそれがある。そのため、配線の位置と設計位置との乖離を抑えることが求められている。
上記課題を解決するためのインダクタ部品は、磁性を有する素体と、前記素体の内部に設けられている樹脂層と、前記素体の内部に設けられ、前記樹脂層に接触する接触面を有するインダクタ配線と、を備える。前記インダクタ配線の延びる方向に直交する前記インダクタ配線の横断面において、前記接触面と垂直な高さ方向の寸法のうち、最大となる寸法を最大寸法とする。この場合、前記横断面における前記接触面の寸法に対する前記最大寸法の比である構成比は「０．９」以下である。
インダクタ配線と隣接する部分が膨張したり収縮したりする場合、インダクタ配線を変位させようとする力である変位力がインダクタ配線に作用することがある。このような変位力は、インダクタ配線の高さ寸法が大きいほど大きくなる。そして、インダクタ配線が樹脂層に密着する力である密着力が小さいと、変位力によってインダクタ配線の位置が変わるおそれがある。
本件の発明者は、インダクタ配線の実際の位置と設計位置との乖離率と、上記構成比との関係について調べた結果、以下のような知見を得た。すなわち、上記構成比が「０．９」よりも大きいときには、実際の位置と設計位置との乖離が生じやすい。一方、上記構成比が「０．９」以下であるときには、実際の位置と設計位置との乖離が生じにくい。構成比を「０．９」以下とすることにより、インダクタ配線の高さ方向の寸法が大きくなることが抑制できるため、上記変位力が大きくなりにくい。また、インダクタ配線の高さ方向の寸法に対し、上記横断面における接触面の寸法を大きくすることができるため、上記密着力が小さくなることが抑制される。その結果、構成比を「０．９」以下とすることにより、インダクタ配線の実際の位置と設計位置との乖離が生じにくくなると推測できる。ここでは、上記横断面における接触面の寸法のことを「所定方向」という。
上記構成では、上記構成比が「０．９」以下となるように、インダクタ配線が構成されている。これにより、インダクタ配線の上記最大寸法に対し、インダクタ配線の上記所定方向の寸法を大きくできる。その結果、上記のような変位力がインダクタ配線に作用しても、密着力が大きい分、変位力によってインダクタ配線が上記所定方向に変位することを抑制できる。
上記課題を解決するためのインダクタ部品の製造方法は、磁性を有する素体の内部にインダクタ配線が設けられるインダクタ部品の製造方法であって、基板上に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、前記樹脂層上にシード膜を形成するシード膜形成工程と、保護膜を前記シード膜上にパターニングすることにより、前記インダクタ部品における前記インダクタ配線の形状が開口された配線パターンによって形成するパターン形成工程と、前記シード膜のうち、前記保護膜に覆われていない部分をシード層とした場合、前記配線パターンに導電性材料を供給することによって導電層を形成することにより、当該導電層と前記シード層とによって前記インダクタ配線を形成する導電層形成工程と、前記保護膜を除去する保護膜除去工程と、前記基板及び前記樹脂層のうちの少なくとも前記基板を除去し、内部に前記インダクタ配線が設けられた前記素体を形成する素体形成工程と、を備える。前記インダクタ配線の延びる方向に直交する前記インダクタ配線の横断面において、当該インダクタ配線の前記樹脂層との接触面と垂直な高さ方向の寸法のうち、最大となる寸法を最大寸法とする。この場合、前記導電層形成工程では、前記横断面における前記接触面の寸法に対する前記最大寸法の比である構成比を「０．９」以下とする。
上記構成によれば、導電層形成工程が実行されることにより、インダクタ配線が形成される。保護膜除去工程によって保護膜を除去する際、保護膜からインダクタ配線が上記変位力を受けることがある。上記構成では、インダクタ配線は、構成比が「０．９」以下となるように形成される。そのため、保護膜からインダクタ配線が受ける変位力に対し、インダクタ配線と樹脂層との間で発生する密着力が小さくなることがない。その結果、保護膜除去工程中に保護膜から変位力がインダクタ配線に作用しても、密着力が大きい分、変位力によってインダクタ配線が上記所定方向に変位することを抑制できる。
上記インダクタ部品、及びインダクタ部品の製造方法によれば、素体の内部において、インダクタ配線の位置と設計位置との乖離を抑制できる。
以下、インダクタ部品、及びインダクタ部品の製造方法の一実施形態を図１〜図１４に従って説明する。なお、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、又は別の図中のものと異なる場合がある。また、断面図ではハッチングを付しているが、理解を容易にするために一部の構成要素のハッチングを省略している場合がある。
＜インダクタ部品＞
図１に示すように、インダクタ部品１０は、磁性材料で構成されている素体２０を備えている。すなわち、素体２０は、磁性を有している。例えば、素体２０は、金属磁性粉を含む樹脂で構成される。金属磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、クロム、銅及びアルミニウム並びにこれらの合金を挙げることができる。また、金属磁性粉を含む樹脂としては、エポキシ樹脂などの樹脂材料を挙げることができる。絶縁性や成形性を考慮すると、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂を、金属磁性粉を含む樹脂として採用することが好ましい。なお、素体２０にあっては、その全重量に対して金属磁性粉が６０ｗｔ％以上含まれることが好ましい。また、金属磁性粉を含む樹脂の充填性を高くするために、重度分布の異なる２種類又は３種類の金属磁性粉を樹脂に含ませることがさらに好ましい。
図１に示すように、インダクタ部品１０は、磁性材料で構成されている素体２０を備えている。すなわち、素体２０は、磁性を有している。例えば、素体２０は、金属磁性粉を含む樹脂で構成される。金属磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、クロム、銅及びアルミニウム並びにこれらの合金を挙げることができる。また、金属磁性粉を含む樹脂としては、エポキシ樹脂などの樹脂材料を挙げることができる。絶縁性や成形性を考慮すると、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂を、金属磁性粉を含む樹脂として採用することが好ましい。なお、素体２０にあっては、その全重量に対して金属磁性粉が６０ｗｔ％以上含まれることが好ましい。また、金属磁性粉を含む樹脂の充填性を高くするために、重度分布の異なる２種類又は３種類の金属磁性粉を樹脂に含ませることがさらに好ましい。
図１に示す例では、素体２０は直方体状をなしている。素体２０の形状は、直方体に限定されず、例えば、円柱状及び多角形状であってもよい。
図１において、素体２０の上面を「第１主面２１」といい、素体２０の下面を「第２主面２２」という。図１に示す例では、第１主面２１が長方形状をなしている。本実施形態では、第１主面２１の長手方向を「第１方向Ｄ１」といい、第１主面２１の短手方向を「第２方向Ｄ２」という。また、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の双方と直交する方向を「第３方向Ｄ３」という。第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は第２主面２２に沿う方向であるため、第３方向Ｄ３は第１主面２１に直交する方向でもある。
図１において、素体２０の上面を「第１主面２１」といい、素体２０の下面を「第２主面２２」という。図１に示す例では、第１主面２１が長方形状をなしている。本実施形態では、第１主面２１の長手方向を「第１方向Ｄ１」といい、第１主面２１の短手方向を「第２方向Ｄ２」という。また、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の双方と直交する方向を「第３方向Ｄ３」という。第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は第２主面２２に沿う方向であるため、第３方向Ｄ３は第１主面２１に直交する方向でもある。
インダクタ部品１０は、第１主面２１に設けられている複数の外部端子と、外部端子に接続されている複数の柱状配線とを備えている。図１及び図２に示す例では、４つの外部端子１１，１２，１３，１４が第１主面２１に設けられているとともに、４つの柱状配線１５，１６，１７，１８が素体２０内に設けられている。各柱状配線１５〜１８は、第３方向Ｄ３に延びている。そして、柱状配線１５〜１８の各一端が外部端子１１〜１４にそれぞれ接続されている。一方、柱状配線１５〜１８の各他端は、第３方向Ｄ３における第１主面２１と第２主面２２との間にそれぞれ位置している。
なお、素体２０において、第１方向Ｄ１の第１側に外部端子１１，１３及び柱状配線１５，１７がそれぞれ位置している。素体２０において、第１方向Ｄ１の第２側に外部端子１２，１４及び柱状配線１６，１８がそれぞれ位置している。また、素体２０において、第２方向Ｄ２の第１側に外部端子１１，１２及び柱状配線１５，１６がそれぞれ位置している。素体２０において、第２方向Ｄ２の第２側に外部端子１３，１４及び柱状配線１７，１８がそれぞれ位置している。図１では、外部端子１１〜１４、柱状配線１５〜１８は対称的な配置となっているが、この配置に限られず、互いに位置がずれていてもよい。
インダクタ部品１０は、素体２０内に設けられているインダクタ配線を備えている。図１及び図２に示す例では、２つのインダクタ配線３１，３２が素体２０内に設けられている。インダクタ配線３１，３２は、第２方向Ｄ２において互いに異なる位置に配置されている。すなわち、第２方向Ｄ２は、複数のインダクタ配線３１，３２の並ぶ方向ともいえる。インダクタ配線３１の第３方向Ｄ３における位置は、インダクタ配線３２の第３方向Ｄ３における位置と同じである。もちろん、インダクタ配線３１の第３方向Ｄ３における位置は、インダクタ配線３２の第３方向Ｄ３における位置と異なっていてもよい。
インダクタ配線３１，３２は、第１方向Ｄ１において互いに異なる位置に配置されている２つの柱状配線を繋ぐものである。図１及び図２に示す例では、インダクタ配線３１は、柱状配線１５及び柱状配線１６に接続されている。また、インダクタ配線３２は、柱状配線１７及び柱状配線１８に接続されている。すなわち、インダクタ配線３１は第２方向Ｄ２の第１側に位置し、インダクタ配線３２は第２方向Ｄ２の第２側に位置している。
インダクタ配線３１，３２は、銅と硫黄とを含んでいる。詳しくは、インダクタ配線３１，３２は、銅を主成分とし、「０．０１ａｔｏｍｉｃ％」以上であって且つ「１ａｔｏｍｉｃ％」以下の硫黄を含んでいる。
図２及び図３に示すように、インダクタ部品１０は、素体２０内に設けられている樹脂層５０を備えている。樹脂層５０は、第３方向Ｄ３においてインダクタ配線３１，３２よりも第２主面２２側に配置されている。そして、インダクタ配線３１，３２の第３方向Ｄ３における第２主面２２側の面が、樹脂層５０に面接触している。すなわち、樹脂層５０上に、インダクタ配線３１，３２が積層されるかたちで、樹脂層５０及びインダクタ配線３１，３２が素体２０内に設けられている。
樹脂層５０は、非磁性の樹脂層である。樹脂層５０は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などである。すなわち、樹脂層５０は、原子レベルにおいて、フッ素やシリコンを含んでいることが好ましい。このように樹脂層５０に原子レベルにおいてフッ素やシリコンを含ませることにより、高周波での信号の損失の抑制効果を高くできる。
特に、樹脂層５０にあっては、第３方向Ｄ３においてインダクタ配線３１，３２に近いほど原子レベルにおいてフッ素やシリコンの含有率が高いことが好ましい。すなわち、樹脂層５０において、インダクタ配線３１，３２に近い部分におけるフッ素やシリコンの含有率を、インダクタ配線３１，３２から離れている部分におけるフッ素やシリコンの含有率よりも高くすることが好ましい。このようにインダクタ配線３１，３２に近い部分におけるフッ素やシリコンの含有率を高くすることにより、フッ素やシリコンによる高周波での信号の損失の抑制効果を効果的に発揮できる。また、インダクタ配線３１，３２に近い部分におけるシリコンの含有率を高くすることにより、樹脂層５０とインダクタ配線３１，３２との密着性を高くできる。
樹脂層５０に含まれるフッ素の含有形態としては、例えば、トリフルオロメチル基を挙げることができる。なお、トリフルオロメチル基は、樹脂内の官能基として存在してもよいし、添加剤として存在してもよい。また、トリフルオロメチル基以外の他の形態のフッ素の含有形態としては、例えば、ジフルオロメチレン基、モノフルオロメチレン基、ジフルオロメチル基、モノフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、トリフルオロブチル基、ペンタフルオロブチル基、ヘプタフルオロブチル基、モノフルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基、テトラフルオロフェニル基、ヘキサフルオロフェニル基を挙げることができる。
樹脂層５０に含まれるシリコンの含有形態としては、例えば、シルセスキオキサン体を挙げることができる。また、シルセスキオキサン体以外のシリコンの含有形態としては、例えば、シラノール基、シリカ、シリコーンを挙げることができる。
次に、インダクタ配線３１，３２の形状について説明する。
インダクタ配線３１は、柱状配線１５に接続される第１端部分４１Ａと、柱状配線１６に接続される第２端部分４１Ｃと、第１方向Ｄ１において第１端部分４１Ａと第２端部分４１Ｃとの間に配置されている中間部分４１Ｂとを有している。中間部分４１Ｂは、第１端部分４１Ａと第２端部分４１Ｃとの双方に接続されている。また、中間部分４１Ｂは、第１方向Ｄ１に延びている。図２に示す例では、中間部分４１Ｂは、第２方向Ｄ２において第１端部分４１Ａ及び第２端部分４１Ｃよりも外側に配置されている。すなわち、中間部分４１Ｂは、第２方向Ｄ２において第１端部分４１Ａ及び第２端部分４１Ｃよりも第１側に配置されている。
インダクタ配線３１は、柱状配線１５に接続される第１端部分４１Ａと、柱状配線１６に接続される第２端部分４１Ｃと、第１方向Ｄ１において第１端部分４１Ａと第２端部分４１Ｃとの間に配置されている中間部分４１Ｂとを有している。中間部分４１Ｂは、第１端部分４１Ａと第２端部分４１Ｃとの双方に接続されている。また、中間部分４１Ｂは、第１方向Ｄ１に延びている。図２に示す例では、中間部分４１Ｂは、第２方向Ｄ２において第１端部分４１Ａ及び第２端部分４１Ｃよりも外側に配置されている。すなわち、中間部分４１Ｂは、第２方向Ｄ２において第１端部分４１Ａ及び第２端部分４１Ｃよりも第１側に配置されている。
なお、インダクタ配線３１は、第１端部分４１Ａ、中間部分４１Ｂ及び第２端部分４１Ｃのそれぞれにおいて第１方向Ｄ１と平行に延びる３つの直線形状と、当該直線形状同士を接続する、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に対して斜行する２つの直線形状を有する屈曲形状である。ただし、インダクタ配線３１は、このような屈曲形状に限らず、湾曲形状であってもよく、第１端部分４１Ａ、中間部分４１Ｂ及び第２端部分４１Ｃの一部又は全部が曲線であってもよい。また、インダクタ配線３１は、屈曲形状と湾曲形状とを組み合わせた形状であってもよい。
インダクタ配線３２は、柱状配線１７に接続される第１端部分４２Ａと、柱状配線１８に接続される第２端部分４２Ｃと、第１方向Ｄ１において第１端部分４２Ａと第２端部分４２Ｃとの間に配置されている中間部分４２Ｂとを有している。中間部分４２Ｂは、第１端部分４２Ａと第２端部分４２Ｃとの双方に接続されている。また、中間部分４２Ｂは、第１方向Ｄ１に延びている。図２に示す例では、中間部分４２Ｂは、第２方向Ｄ２において第１端部分４２Ａ及び第２端部分４２Ｃよりも外側に配置されている。すなわち、中間部分４２Ｂは、第２方向Ｄ２において第１端部分４２Ａ及び第２端部分４２Ｃよりも第２側に配置されている。
なお、インダクタ配線３２は、第１端部分４２Ａ、中間部分４２Ｂ及び第２端部分４２Ｃのそれぞれにおいて第１方向Ｄ１と平行に延びる３つの直線形状と、当該直線形状同士を接続する、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に対して斜行する２つの直線形状を有する屈曲形状である。ただし、インダクタ配線３２は、このような屈曲形状に限らず、湾曲形状であってもよく、第１端部分４２Ａ、中間部分４２Ｂ及び第２端部分４２Ｃの一部又は全部が曲線であってもよい。また、インダクタ配線３２は、屈曲形状と湾曲形状とを組み合わせた形状であってもよい。
ちなみに、図２における破線は、第３方向Ｄ３においてインダクタ配線３１，３２よりも第２主面２２側に位置する樹脂層５０を示している。
図３は、インダクタ配線３１，３２の中間部分４１Ｂ，４２Ｂ、及び、中間部分４１Ｂ，４２Ｂを包囲する素体２０を切断した場合におけるインダクタ部品１０の断面図である。より詳しくは、図３に示す断面は、素体２０の中心を通り、中間部分４１Ｂ，４２Ｂの延びる方向に直交する断面、すなわち中間部分４１Ｂ，４２Ｂの横断面である。また、図４には、図３の断面におけるインダクタ配線３１の中間部分４１Ｂと、中間部分４１Ｂが接触する樹脂層５０との切断面が拡大して図示されている。
図３は、インダクタ配線３１，３２の中間部分４１Ｂ，４２Ｂ、及び、中間部分４１Ｂ，４２Ｂを包囲する素体２０を切断した場合におけるインダクタ部品１０の断面図である。より詳しくは、図３に示す断面は、素体２０の中心を通り、中間部分４１Ｂ，４２Ｂの延びる方向に直交する断面、すなわち中間部分４１Ｂ，４２Ｂの横断面である。また、図４には、図３の断面におけるインダクタ配線３１の中間部分４１Ｂと、中間部分４１Ｂが接触する樹脂層５０との切断面が拡大して図示されている。
図３及び図４に示すように、インダクタ配線３１，３２は、樹脂層５０に接触する接触面３３Ａを有している。また、インダクタ配線３１，３２は、第２方向Ｄ２における接触面３３Ａよりも第１側に位置する側壁面３３Ｂと、第２方向Ｄ２における接触面３３Ａよりも第２側に位置する側壁面３３Ｃとを有している。側壁面３３Ｂは、接続部３３Ｄを介して接触面３３Ａに接続されている。同様に、側壁面３３Ｃは、接続部３３Ｅを介して接触面３３Ａに接続されている。接続部３３Ｄ及び接続部３３Ｅは、樹脂層５０とはそれぞれ接触していない。さらに、インダクタ配線３１，３２は、第３方向Ｄ３において接触面３３Ａよりも樹脂層５０から離れているとともに、一対の側壁面３３Ｂ，３３Ｃに接続される上壁面３３Ｆを有している。
図４に示す切断面にあっては、上壁面３３Ｆは、樹脂層５０から離れる方向に凸をなしている。こうした切断面において、第３方向Ｄ３における接触面３３Ａから上壁面３３Ｆまでの寸法が最大となる部分を最大部位３３ＭＡＸという。
ちなみに、図４に示すように、インダクタ配線３１，３２は、シード層３５と、導電層３６とを含んでいる。シード層３５及び導電層３６は、導電性材料によってそれぞれ構成されている。シード層３５は、樹脂層５０に接触している。導電層３６は、シード層３５を挟んで樹脂層５０の反対側に位置している。
次に、インダクタ部品１０、及び、インダクタ部品１０の構成要素の大きさについて説明する。
図３に示すように素体２０の第３方向Ｄ３の寸法を素体２０の厚みＤＢとした場合、素体２０は、その厚みＤＢが「５００μｍ」以下となるように構成されている。つまり、本実施形態のインダクタ部品１０は、非常に薄いものである。
図３に示すように素体２０の第３方向Ｄ３の寸法を素体２０の厚みＤＢとした場合、素体２０は、その厚みＤＢが「５００μｍ」以下となるように構成されている。つまり、本実施形態のインダクタ部品１０は、非常に薄いものである。
図４に示すように素体２０の内部に設けられている樹脂層５０の第３方向Ｄ３における最大寸法を樹脂層５０の厚みＤＲとする。この場合、樹脂層５０は、その厚みＤＲが「５μｍ」以上であって且つ「３０μｍ」以下となるように構成されている。
インダクタ配線３１，３２は、以下の条件を満たすように構成されている。すなわち、インダクタ配線３１，３２は、構成比Ｚが「０．９」以下であって且つ「０．２５」以上となるように構成されている。より好ましくは、構成比Ｚを「０．７５」以下とすることである。なお、構成比Ｚとは、図３や図４に示した横断面における接触面３３Ａの第２方向Ｄ２の寸法Ｘに対する最大部位３３ＭＡＸの第３方向Ｄ３の寸法Ｙの比である。すなわち、図３及び図４においては、第３方向Ｄ３が、接触面３３Ａと垂直な「高さ方向」に相当し、最大部位３３ＭＡＸの第３方向Ｄ３の寸法Ｙが、インダクタ配線３１，３２の横断面において、上記高さ方向の寸法のうち、最大となる寸法である「最大寸法」に相当する。さらに、図３及び図４においては、第２方向Ｄ２が、図３及び図４に示す横断面における接触面３３Ａの寸法に相当する。
＜インダクタ部品の製造方法＞
次に、図５〜図１３を参照し、上記のインダクタ部品１０の製造方法について説明する。本実施形態における製造方法は、セミアディティブ法を利用した方法である。
次に、図５〜図１３を参照し、上記のインダクタ部品１０の製造方法について説明する。本実施形態における製造方法は、セミアディティブ法を利用した方法である。
図５に示すように、はじめのステップＳ１１では、基板上にベース樹脂層を形成する。
すなわち、図６に示すように、基板１００は、板状をなしている。基板１００の材質としては、例えば、セラミックスを挙げることができる。図６において、基板１００の上面を表面１０１とし、基板１００の下面を裏面１０２とする。そして、図７に示すように、基板１００の表面１０１全体を覆うように、基板１００上にベース樹脂層１５０Ａが形成される。ベース樹脂層１５０Ａは、上記インダクタ部品１０を構成する樹脂層５０と同じ非磁性の材料によって構成される。例えば、トリフルオロメチル基とシルセスキオキサンとを含むポリイミドワニスをスピンコートによって基板１００の表面１０１に塗布することにより、ベース樹脂層１５０Ａを形成することができる。
すなわち、図６に示すように、基板１００は、板状をなしている。基板１００の材質としては、例えば、セラミックスを挙げることができる。図６において、基板１００の上面を表面１０１とし、基板１００の下面を裏面１０２とする。そして、図７に示すように、基板１００の表面１０１全体を覆うように、基板１００上にベース樹脂層１５０Ａが形成される。ベース樹脂層１５０Ａは、上記インダクタ部品１０を構成する樹脂層５０と同じ非磁性の材料によって構成される。例えば、トリフルオロメチル基とシルセスキオキサンとを含むポリイミドワニスをスピンコートによって基板１００の表面１０１に塗布することにより、ベース樹脂層１５０Ａを形成することができる。
ベース樹脂層１５０Ａの形成が完了すると、処理が次のステップＳ１２に移行される。ステップＳ１２では、ベース樹脂層１５０Ａ上にパターン用樹脂層１５０Ｂを形成する。パターン用樹脂層１５０Ｂのうち、少なくとも図７における上側の部分は、インダクタ部品１０の樹脂層５０を構成することになる。例えば、公知のフォトリソグラフィによってベース樹脂層１５０Ａ上に非磁性の絶縁樹脂をパターニングすることにより、パターン用樹脂層１５０Ｂを形成することができる。この場合、ベース樹脂層１５０Ａの形成に用いたものと同種のポリイミドワニスを用い、パターン用樹脂層１５０Ｂが形成される。すなわち、本実施形態では、ステップＳ１１，Ｓ１２により、ベース樹脂層１５０Ａ及びパターン用樹脂層１５０Ｂからなる樹脂層１５０を基板１００上に形成する「樹脂層形成工程」が構成される。
パターン用樹脂層１５０Ｂの形成が完了すると、処理が次のステップＳ１３に移行される。ステップＳ１３では、シード膜１３５を形成する。すなわち、図７に示すように、樹脂層１５０の図中上面全体を覆うようにシード膜１３５が形成される。例えば、スパッタリングによって、銅を含むシード膜１３５が形成される。このようなシード膜１３５のうち、パターン用樹脂層１５０Ｂ上に位置する部分が、インダクタ部品１０のインダクタ配線３１，３２を構成するシード層３５として機能することになる。例えば、ステップＳ１３では、「２００ｎｍ」程度の厚みのシード膜１３５が形成される。したがって、本実施形態では、ステップＳ１３が、樹脂層１５０上にシード膜１３５を形成する「シード膜形成工程」に相当する。
シード膜１３５の形成が完了すると、処理が次のステップＳ１４に移行される。ステップＳ１４では、シード膜１３５全体にフォトレジストがシード膜１３５上に塗布される。例えば、スピンコートによってフォトレジストが塗布される。そして、次のステップＳ１５では、露光装置を用いた露光が実行される。これにより、フォトレジストのうち、パターン用樹脂層１５０Ｂ上に付着している部分は除去可能となり、それ以外の部分は硬化する。
続いて、ステップＳ１６では、現像処理が実行される。すなわち、現像液を用いた処理によって、図８に示すように、フォトレジストのうち、パターン用樹脂層１５０Ｂ上に付着している部分が除去される。また、フォトレジストのうち、硬化した部分は、保護膜１６０としてシード膜１３５上に残る。このように保護膜１６０をシード膜１３５上にパターニングすることにより、インダクタ部品１０におけるインダクタ配線３１，３２の形状が開口された配線パターンＰＴが形成される。したがって、本実施形態では、ステップＳ１４〜Ｓ１６により、「パターン形成工程」が構成される。
配線パターンＰＴの形成が完了すると、処理が次のステップＳ１７に移行される。ステップＳ１７では、配線パターンＰＴ内に導電性材料を供給することによって、導電層３６を形成する。すなわち、シード膜１３５のうち、保護膜１６０に覆われていない部分の上に導電層３６が形成される。例えば、硫酸銅水溶液を用いた電解銅めっきを行うことにより、シード膜１３５のうち露出している部分に主に銅及び微量の硫黄が析出する。これにより、導電層３６が形成される。硫酸銅水溶液を用いるため、導電層３６には硫黄が含まれることになる。シード膜１３５のうちの導電層３６が接触する部分であるシード層３５と、導電層３６とにより、インダクタ配線３１，３２が形成されることになる。したがって、本実施形態では、ステップＳ１７が、「導電層形成工程」に相当する。
図９に示すように、パターン用樹脂層１５０Ｂ上に位置するシード膜１３５の図中下面は、インダクタ配線３１，３２の接触面３３Ａに相当する。そして、ステップＳ１７では、上記の構成比Ｚが「０．９」以下であって且つ「０．２５」以上となるように、導電層３６が形成される。より好ましくは、構成比Ｚが「０．７５」以下となるように、導電層３６が形成される。例えば、上記電解銅めっきの通電時間によって所定の構成比Ｚが得られる。
導電層３６の形成が完了すると、処理が次のステップＳ１８に移行される。ステップＳ１８では、剥離液を用いた処理によって、図１０に示すように保護膜１６０が除去される。したがって、本実施形態では、ステップＳ１８が、「保護膜除去工程」に相当する。
保護膜１６０の剥離が完了すると、処理が次のステップＳ１９に移行される。ステップＳ１９では、シード膜１３５を除去する。例えば、硝酸などの強酸を用いた処理によって、シード膜１３５が除去される。これにより、シード膜１３５のうち、導電層３６とともにインダクタ配線３１，３２を構成する部分であるシード層３５以外の部分が除去される。
シード膜１３５の除去が完了すると、処理が次のステップＳ２０に移行される。ステップＳ２０では、図１１に示すように、図中上面側から導電層３６を覆う第１磁性層１２０Ａが形成される。すなわち、第１磁性層１２０Ａの材質である金属磁性粉を含む樹脂が塗布される。金属磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、クロム、銅及びアルミニウムを挙げることができる。また、金属磁性粉を含む樹脂としては、エポキシ樹脂などの樹脂材料を挙げることができる。絶縁性や成形性を考慮すると、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂を、金属磁性粉を含む樹脂として採用することが好ましい。続いて、プレス加工によって、金属磁性粉を含む樹脂が固められる。これにより、第１磁性層１２０Ａが形成される。
なお、上記のインダクタ部品１０のように柱状配線１５〜１８を設ける場合、第１磁性層１２０Ａを形成する前に、柱状配線１５〜１８が形成される。そして、第１磁性層１２０Ａを形成する処理では、柱状配線１５〜１８の両端のうち、インダクタ配線３１，３２に接触しない側の端が露出するように、形成された第１磁性層１２０Ａが研削される。第１磁性層１２０Ａは、単層であってもよいし、所定の厚みを実現するために複数の磁性層が積層されたものであってもよい。
第１磁性層１２０Ａの形成が完了すると、処理が次のステップＳ２１に移行される。ステップＳ２１では、研削によって、図１２に示すように基板１００及びベース樹脂層１５０Ａを除去する。この際、パターン用樹脂層１５０Ｂの一部、若しくはパターン用樹脂層１５０Ｂ全体を除去してもよい。
こうした除去の処理が完了すると、処理が次のステップＳ２２に移行される。ステップＳ２２では、図１３に示すように、第３方向Ｄ３における第１磁性層１２０Ａの反対側に、第２磁性層１２０Ｂを形成する。すなわち、第２磁性層１２０Ｂの材質である金属磁性粉を含む樹脂が塗布される。続いて、プレス加工によって、金属磁性粉を含む樹脂が固められる。必要に応じて樹脂が研削される。これにより、第２磁性層１２０Ｂが形成される。第２磁性層１２０Ｂは、単層であってもよいし、所定の厚みを実現するために複数の磁性層が積層されたものであってもよい。このように第２磁性層１２０Ｂが形成されると、インダクタ配線３１，３２が第１磁性層１２０Ａと第２磁性層１２０Ｂとによって挟み込まれたかたちとなる。こうした第１磁性層１２０Ａ及び第２磁性層１２０Ｂによって、素体２０が構成される。したがって、本実施形態では、ステップＳ２０〜Ｓ２２により、内部にインダクタ配線３１，３２が設けられた素体２０を形成する「素体形成工程」が構成される。
第２磁性層１２０Ｂの形成が完了すると、処理が次のステップＳ２３に移行される。ステップＳ２３では、外部端子１１〜１４を形成する。この際、素体２０の第１主面２１上に、外部端子１１〜１４を露出させるソルダーレジストなどの絶縁膜を形成してもよい。これにより、インダクタ部品１０の製造方法を構成する一連の処理が終了される。
＜実施例＞
次に、図１４を参照し、比較例のインダクタ部品と、実施例のインダクタ部品１０との比較について説明する。比較例のインダクタ部品と、実施例のインダクタ部品１０は、図１４に示す第２方向Ｄ２の寸法Ｘや第３方向Ｄ３の寸法Ｙを変更することにより、構成比Ｚを変更したものであって、それ以外の構成は同じである。
次に、図１４を参照し、比較例のインダクタ部品と、実施例のインダクタ部品１０との比較について説明する。比較例のインダクタ部品と、実施例のインダクタ部品１０は、図１４に示す第２方向Ｄ２の寸法Ｘや第３方向Ｄ３の寸法Ｙを変更することにより、構成比Ｚを変更したものであって、それ以外の構成は同じである。
図１４において、比較例１のインダクタ部品の構成比Ｚは「０．９５」である。比較例２のインダクタ部品の構成比Ｚは「０．９２」である。一方、実施例１のインダクタ部品１０の構成比Ｚは「０．９０」である。実施例２のインダクタ部品１０の構成比Ｚは「０．８４」である。実施例３のインダクタ部品１０の構成比Ｚは「０．７９」である。実施例４のインダクタ部品１０の構成比Ｚは「０．７５」である。実施例５のインダクタ部品１０の構成比Ｚは「０．４９」である。実施例６のインダクタ部品１０の構成比Ｚは「０．２５」である。
図１４に示す乖離発生率Ｒとは、インダクタ部品１０の完成後におけるインダクタ配線３１，３２の第２方向Ｄ２の実際の位置と設計位置との間に乖離が発生する確率のことである。設計位置とは、設計によって定められているインダクタ配線３１，３２の位置である。上記の製造方法でインダクタ部品１０を大量に製造する場合、乖離発生率Ｒが高いほど、インダクタ部品１０の良品率が低いこととなる。
図１４に示すように、比較例１，２にあっては、構成比Ｚが「０．９」よりも大きいため、乖離発生率Ｒが高い。一方、実施例１〜６にあっては、構成比Ｚが「０．９」以下であるため、乖離発生率Ｒが低い。特に、実施例４〜６にあっては、構成比Ｚが「０．７５」以下であるため、乖離発生率Ｒが「０．０％」となる。
構成比Ｚを「０．９」以下とすることにより、乖離発生率Ｒを小さくできる理由について説明する。インダクタ配線３１，３２は概ね第１方向Ｄ１に延びている。インダクタ部品１０を製造する過程では、図９に示したように、インダクタ配線３１，３２を構成する導電層３６の第２方向Ｄ２における両側に、フォトレジストによって構成される保護膜１６０が配置されている。そして、この保護膜１６０を剥離液を用いて除去する場合、保護膜１６０が剥離液によって膨潤する。すなわち、保護膜１６０が第２方向Ｄ２に広がろうとする。すると、保護膜１６０に隣接する導電層３６は、保護膜１６０によって押される。すなわち、保護膜１６０の膨潤に起因し、導電層３６を含むインダクタ配線３１，３２には、インダクタ配線３１，３２を第２方向Ｄ２に変位させようとする力である変位力が作用する。
一方、インダクタ配線３１，３２は、パターン用樹脂層１５０Ｂ、すなわち樹脂層５０に密着している。そのため、インダクタ配線３１，３２とパターン用樹脂層１５０Ｂとの間には、パターン用樹脂層１５０Ｂとインダクタ配線３１，３２との位置関係を保持する力である密着力が発生する。
そして、変位力に対して密着力が小さいと、変位力によってインダクタ配線３１，３２の位置が第２方向Ｄ２に変位してしまう。一方、変位力に対して密着力が十分に大きいと、変位力が作用してもインダクタ配線３１，３２の位置が第２方向Ｄ２に変位しない。
インダクタ配線３１，３２の第３方向Ｄ３の寸法Ｙが大きいほど、保護膜１６０からインダクタ配線３１，３２が受ける変位力が大きくなる。一方、インダクタ配線３１，３２の接触面３３Ａの第２方向Ｄ２の寸法Ｘが大きいほど、インダクタ配線３１，３２とパターン用樹脂層１５０Ｂとの間で発生する密着力が大きくなる。
ちなみに、インダクタ配線３１，３２の構成比Ｚが小さいほど、インダクタ配線３１，３２の第３方向Ｄ３の寸法を小さくできるため、保護膜１６０からインダクタ配線３１，３２が受ける変位力を小さくできる。また、インダクタ配線３１，３２の構成比Ｚが小さいほど、接触面３３Ａの第２方向Ｄ２の寸法Ｘが大きくなるため、インダクタ配線３１，３２とパターン用樹脂層１５０Ｂとの間で発生する密着力を大きくできる。
図１４に示すように、比較例１，２にあっては、構成比Ｚが大きいため、インダクタ配線３１，３２の第３方向Ｄ３の寸法が大きくなる、又は、接触面３３Ａの第２方向Ｄ２の寸法Ｘが小さくなる。そのため、乖離発生率Ｒが大きくなってしまう。
これに対し、実施例１〜６にあっては、構成比Ｚが小さいため、インダクタ配線３１，３２の第３方向Ｄ３の寸法が大きくなることを抑制でき、且つ、接触面３３Ａの第２方向Ｄ２の寸法Ｘを大きくできる。すなわち、インダクタ配線３１，３２に作用する変位力を小さくしつつ、インダクタ配線３１，３２とパターン用樹脂層１５０Ｂとの間に発生する密着力を大きくできる。その結果、比較例１，２の場合よりも乖離発生率Ｒを小さくできる。したがって、インダクタ部品１０の性能の変化を抑制できる。
さらに、実施例４〜６のように構成比Ｚを「０．７５」以下とすることにより、インダクタ配線３１，３２に作用する変位力をより小さくできるとともに、インダクタ配線３１，３２とパターン用樹脂層１５０Ｂとの間に発生する密着力をより大きくできる。その結果、乖離発生率Ｒを「０．０％」にでき、ひいてはインダクタ部品１０の性能の変化の抑制効果を高くできる。
本実施形態では、以下に示す効果をさらに得ることができる。
構成比Ｚが小さいほど、インダクタ配線３１，３２の厚みが薄くなる。そして、インダクタ配線３１，３２が薄いほど、インダクタ配線３１，３２の配線抵抗が高くなる。インダクタ配線３１，３２の配線抵抗が高いことは、インダクタ部品１０として好ましくない。この点、本実施形態では、構成比Ｚが「０．２５」以上となるようにインダクタ配線３１，３２が構成される。これにより、インダクタ配線３１，３２の配線抵抗が大きくなり過ぎることを抑制できる。
構成比Ｚが小さいほど、インダクタ配線３１，３２の厚みが薄くなる。そして、インダクタ配線３１，３２が薄いほど、インダクタ配線３１，３２の配線抵抗が高くなる。インダクタ配線３１，３２の配線抵抗が高いことは、インダクタ部品１０として好ましくない。この点、本実施形態では、構成比Ｚが「０．２５」以上となるようにインダクタ配線３１，３２が構成される。これにより、インダクタ配線３１，３２の配線抵抗が大きくなり過ぎることを抑制できる。
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・シード層３５は、銅以外の他の金属を材料として構成された層であってもよい。他の金属としては、チタン、銀、クロム及びニッケルなどを挙げることができる。
・シード層３５は、銅以外の他の金属を材料として構成された層であってもよい。他の金属としては、チタン、銀、クロム及びニッケルなどを挙げることができる。
・インダクタ部品１０を、上記実施形態で説明した製造方法とは異なる方法で製造する場合、シード層３５は必須ではない。
・インダクタ部品１０を、上記実施形態で説明した製造方法のように、１個単位で製造する必要はなく、基板１００上に複数のインダクタ部品１０となるべき部分を行列状に配置し、ステップＳ２３以降にダイシングなどで個片化してもよい。
・インダクタ部品１０を、上記実施形態で説明した製造方法のように、１個単位で製造する必要はなく、基板１００上に複数のインダクタ部品１０となるべき部分を行列状に配置し、ステップＳ２３以降にダイシングなどで個片化してもよい。
・素体２０の内部に設けられるインダクタ配線は、上記実施形態で説明した形状とは異なる形状であってもよい。インダクタ配線は、電流が流れた場合に周囲に磁束を発生させることによって、インダクタ部品１０にインダクタンスを付与できるものであれば、その構造、形状、材料などに特に限定はない。インダクタ配線は、１ターン以上のスパイラル状、１．０ターン未満の曲線状、蛇行するミアンダ状などの公知の様々な配線形状の配線であってもよい。
・上記実施形態では、素体２０の内部に２つのインダクタ配線３１，３２が設けられている。しかし、素体２０の内部に設けるインダクタ配線の数は、「２」以外の数であってもよい。例えば、インダクタ部品１０は、３つ以上のインダクタ配線が素体２０内に設けられたものであってもよいし、１つのインダクタ配線が素体２０内に設けられたものであってもよい。
・第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、第１主面２１に沿う方向であれば、図１に示した方向とは異なる方向であってもよい。
・樹脂層５０は、シリカ、硫酸バリウムなどのフィラーを含んでいてもよいし、磁性を有する樹脂層であってもよい。
・樹脂層５０は、シリカ、硫酸バリウムなどのフィラーを含んでいてもよいし、磁性を有する樹脂層であってもよい。
・素体２０は、金属磁性粉に代えて又は加えて、フェライトなどの磁性粉を含んでいてもよい。
・セミアディティブ法を利用しない他の製造方法でインダクタ部品１０を製造してもよい。例えば、インダクタ部品１０は、シート積層工法、印刷積層工法などを用いて形成してもよいし、インダクタ配線３１，３２は、スパッタリング、蒸着などの薄膜法、印刷・塗布などの厚膜法、フルアディティブ、サブトラクティブなどのめっき工法で形成してもよい。この場合であっても、製造の過程、又は製造後において、インダクタ配線３１，３２の第２方向Ｄ２の両側に位置する部材から変位力を、インダクタ配線３１，３２が受けることがある。このとき、上記構成比Ｚを「０．９」以下とすることにより、密着力を大きくしつつ、変位力が大きくなることを抑制できる。そのため、インダクタ部品１０では、製造方法によらず、素体２０の内部においてインダクタ配線３１，３２の位置と設計位置との間に乖離が発生することを抑制できる。
・セミアディティブ法を利用しない他の製造方法でインダクタ部品１０を製造してもよい。例えば、インダクタ部品１０は、シート積層工法、印刷積層工法などを用いて形成してもよいし、インダクタ配線３１，３２は、スパッタリング、蒸着などの薄膜法、印刷・塗布などの厚膜法、フルアディティブ、サブトラクティブなどのめっき工法で形成してもよい。この場合であっても、製造の過程、又は製造後において、インダクタ配線３１，３２の第２方向Ｄ２の両側に位置する部材から変位力を、インダクタ配線３１，３２が受けることがある。このとき、上記構成比Ｚを「０．９」以下とすることにより、密着力を大きくしつつ、変位力が大きくなることを抑制できる。そのため、インダクタ部品１０では、製造方法によらず、素体２０の内部においてインダクタ配線３１，３２の位置と設計位置との間に乖離が発生することを抑制できる。
１０…インダクタ部品、２０…素体、３１，３２…インダクタ配線、３３Ａ…接触面、３３ＭＡＸ…最大部位、３５…シード層、３６…導電層、５０…樹脂層、１００…基板、１３５…シード膜、１５０…樹脂層、１５０Ａ…ベース樹脂層、１５０Ｂ…パターン用樹脂層、１６０…保護膜、ＰＴ…配線パターン。
Claims (14)
- 磁性を有する素体と、
前記素体の内部に設けられている樹脂層と、
前記素体の内部に設けられ、前記樹脂層に接触する接触面を有するインダクタ配線と、を備え、
前記インダクタ配線の延びる方向に直交する前記インダクタ配線の横断面において、前記接触面と垂直な高さ方向の寸法のうち、最大となる寸法を最大寸法とした場合、
前記横断面における前記接触面の寸法に対する前記最大寸法の比である構成比は「０．９」以下である
インダクタ部品。 - 前記構成比は「０．７５」以下である
請求項１に記載のインダクタ部品。 - 前記構成比は「０．２５」以上である
請求項１又は請求項２に記載のインダクタ部品。 - 前記樹脂層は、非磁性である
請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載のインダクタ部品。 - 前記樹脂層は、フッ素を含む
請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載のインダクタ部品。 - 前記樹脂層は、トリフルオロメチル基を含む
請求項５に記載のインダクタ部品。 - 前記樹脂層において、前記インダクタ配線に近い部分のフッ素の含有率は、前記インダクタ配線から離れている部分のフッ素の含有率よりも高い
請求項５又は請求項６に記載のインダクタ部品。 - 前記樹脂層は、シリコンを含む
請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載のインダクタ部品。 - 前記樹脂層は、シルセスキオキサンを含む
請求項８に記載のインダクタ部品。 - 前記樹脂層の前記高さ方向の寸法は、「５μｍ」以上であって且つ「３０μｍ」以下である
請求項１〜請求項９のうち何れか一項に記載のインダクタ部品。 - 前記素体の前記高さ方向の寸法は、「５００μｍ」以下である
請求項１〜請求項１０のうち何れか一項に記載のインダクタ部品。 - 前記インダクタ配線は、
前記樹脂層に接触するシード層と、
前記シード層を挟んで前記樹脂層の反対に配置され、導電性を有する導電層と、を有する
請求項１〜請求項１１のうち何れか一項に記載のインダクタ部品。 - 前記インダクタ配線は、「０．０１ａｔｏｍｉｃ％」以上「１ａｔｏｍｉｃ％」以下の硫黄を含む
請求項１〜請求項１２のうち何れか一項に記載のインダクタ部品。 - 磁性を有する素体の内部にインダクタ配線が設けられるインダクタ部品の製造方法であって、
基板上に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記樹脂層上にシード膜を形成するシード膜形成工程と、
保護膜を前記シード膜上にパターニングすることにより、前記インダクタ部品における前記インダクタ配線の形状が開口された配線パターンを形成するパターン形成工程と、
前記シード膜のうち、前記保護膜に覆われていない部分をシード層とした場合、前記配線パターンに導電性材料を供給することによって導電層を形成することにより、当該導電層と前記シード層とによって前記インダクタ配線を形成する導電層形成工程と、
前記保護膜を除去する保護膜除去工程と、
前記基板及び前記樹脂層のうちの少なくとも前記基板を除去し、内部に前記インダクタ配線が設けられた前記素体を形成する素体形成工程と、を備え、
前記インダクタ配線の延びる方向に直交する前記インダクタ配線の横断面において、当該インダクタ配線の前記樹脂層との接触面と垂直な高さ方向の寸法のうち、最大となる寸法を最大寸法とした場合、
前記導電層形成工程では、前記横断面における前記接触面の寸法に対する前記最大寸法の比である構成比を「０．９」以下とする
インダクタ部品の製造方法。
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