JP2021136309A - インダクタ部品及びインダクタ部品の製造方法 - Google Patents

インダクタ部品及びインダクタ部品の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】インダクタ配線が磁性層に直接的に接触していても、インダクタ配線と磁性層との間で必要な密着性を確保できるインダクタ部品を提供する。【解決手段】第1磁性層21においては、絶縁材料からなる基材20Aの中に、金属磁性粉20Bが分散して存在している。第1磁性層21の積層方向における上側には、インダクタ配線30が積層されている。インダクタ配線30の第1磁性層21と接する主面MFからは、アンカー部34が延びている。アンカー部34は、第1磁性層21中の多数の金属磁性粉20Bのうち、主面MFと接する金属磁性粉20Bにおいて、基材20Aの内部側の金属磁性粉20Bの表面を覆っている。そのため、アンカー部34は、主面MFから、第1磁性層21中の基材20Aと金属磁性粉20Bとの間に入り込むようにして延びている。【選択図】図4

Description

本開示は、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に記載のインダクタ部品においては、絶縁基板の表面上に、インダクタ配線が積層されている。インダクタ配線における絶縁基板とは反対側の面は、絶縁層によって覆われている。そして、インダクタ配線、絶縁基板及び絶縁層は、磁性層によって覆われている。
特開2013−225718号公報
特許文献1に記載のようなインダクタ部品では、絶縁基板の分だけ、インダクタ部品の厚さが大きくなる。そこで、絶縁基板を省いて磁性層上にインダクタ配線を直接積層することが考えられる。しかしながら、磁性層及びインダクタ配線の材質などによっては、両者の密着性が充分に確保できないおそれがある。したがって、インダクタ部品の厚さを小さくするために、単に絶縁基板を省いて磁性層上にインダクタ配線を直接積層させることは、現実的ではない。
上記課題を解決するため、本開示の一態様は、絶縁材料からなる基材中に金属磁性粉が分散して存在している磁性層と、前記磁性層の表面に積層されたインダクタ配線と、を備え、前記インダクタ配線は、前記インダクタ配線における前記磁性層側の主面から延びて前記磁性層中の前記金属磁性粉の表面を覆うアンカー部を有するインダクタ部品である。
上記構成によれば、インダクタ配線がアンカー部を有することで、インダクタ配線と磁性層との間でアンカー効果が得られる。そのため、インダクタ配線と磁性層との間に他の層が介在してなく、両者が直接的に接触していても必要な密着性を確保できる。
上記課題を解決するため、本開示の一態様は、絶縁材料からなる基材内に金属磁性粉が分散しているとともに当該金属磁性粉の一部が表面に露出している第1磁性層の表面の一部を、レジスト層で被覆する被覆工程と、前記被覆工程後の前記第1磁性層をめっき液に浸すことで、前記第1磁性層の前記表面のうちの前記レジスト層に被覆されていない部分にインダクタ配線を積層するインダクタ配線加工工程と、前記インダクタ配線加工工程の後、前記レジスト層を取り除くレジスト層除去工程と、を備え、前記インダクタ配線加工工程では、前記インダクタ配線を、前記第1磁性層の表面に露出する金属磁性粉の表面にも形成するインダクタ部品の製造方法である。
上記構成によれば、インダクタ配線を第1磁性層中の金属磁性粉の表面にも形成することで、インダクタ配線と磁性層との間でアンカー効果が得られる。そのため、インダクタ配線と磁性層との間に他の層が介在してなく、両者が直接的に接触していても必要な密着性を確保できる。
インダクタ配線が磁性層に直接的に接触していても、インダクタ配線と磁性層との間で必要な密着性を確保できる。
第1実施形態のインダクタ部品の分解斜視図。 第1実施形態の第2層の上面図。 第1実施形態のインダクタ部品の図2におけるA−A線に沿う断面図。 第1実施形態のインダクタ配線と磁性層との接触箇所の拡大断面図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第1実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の分解斜視図。 第2実施形態の第2層の上面図。 第2実施形態のインダクタ部品の図19におけるB−B線に沿う断面図。 第2実施形態のインダクタ配線と磁性層との接触箇所の拡大断面図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。 第2実施形態のインダクタ部品の製造方法の説明図。
以下、インダクタ部品及びインダクタ部品の実施形態について説明する。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。
<第1実施形態>
以下、インダクタ部品の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、インダクタ部品10は、全体として、厚み方向に3つの薄板状の層が積層されたような構造を有する。以下の説明では、3つの各層の積層方向を上下方向として説明する。
第1層L1は、上下方向から視たときに略正方形状となっている。第1層L1は、第1磁性層21のみで構成されている。図4に示すように、第1磁性層21においては、絶縁材料からなる基材20Aの中に、金属磁性粉20Bが分散して存在している。そのため、第1磁性層21は、全体として磁性材料となっている。そして、基材20Aは、エポキシ系樹脂と平均粒子径が1.0μm以下の無機フィラーとで構成されている。また、金属磁性粉20Bは、鉄とケイ素とクロムとからなる合金であり、金属磁性粉20Bの平均粒子径は5.0μm以下である。本実施形態においては、第1層L1が上下方向において最も下側の層となっている。すなわち、上下方向のうち、後述する外部電極70が設けられている側を上側、反対側を下側とする。
図1に示すように、第1層L1の積層方向における上側の面には、第1層L1と同じ上下方向から視たときに正方形状の第2層L2が積層されている。本実施形態において、第2層L2のうち、第1層L1と接している面が当該第2層L2の主面MFとなっている。第2層L2は、インダクタ配線30と、第1ダミー配線41と、第2ダミー配線42と、内磁路部22と、外磁路部23と、によって構成されている。
図2に示すように、第2層L2において、インダクタ配線30は、配線本体31と、第1パッド32と、第2パッド33と、によって構成されている。インダクタ配線30は、上下方向のうち上側から視たときに、第2層L2における正方形状の中心を中心とした渦巻状に延びている。具体的には、インダクタ配線30の配線本体31は、上下方向のうち上側から視たときに、径方向外側の外周端部31Aから径方向内側の内周端部31Bに向かって、反時計回りに渦巻き状に巻回されている。
インダクタ配線30のターン数は、仮想ベクトルに基づいて定められている。仮想ベクトルの始点は、インダクタ配線30の配線幅中央を通ってインダクタ配線30の延び方向に延びる仮想中心線上に配置されている。そして、仮想ベクトルは、法線方向から視たときに、インダクタ配線30の始点を、一方の端に配置した状態から仮想中心線の他方の端まで移動させたときに、仮想ベクトルの向きが回転した角度が360度のときに、ターン数は1.0ターンとして定められる。したがって、例えば180度巻回されると、ターン数は0.5ターンとなる。本実施形態では、インダクタ配線上に仮想的に配置された仮想ベクトルの向きは540度回転される。そのため、インダクタ配線30が巻回されているターン数は、本実施形態では1.5ターンとなっている。
配線本体31の外周端部31Aには、第1パッド32が接続されている。第1パッド32は、上下方向から視たときに略円形状となっている。第1パッド32の円の直径は、配線本体31の配線幅よりも大きくなっている。
第1パッド32からは、第2層L2の外縁側に向かって第1ダミー配線41が延びている。第1ダミー配線41は、第2層L2の側面まで延びていて、インダクタ部品10の外面に露出している。
配線本体31の内周端部31Bには、第2パッド33が接続されている。第2パッド33は、上下方向から視たときに略円形状となっている。第2パッド33の円の直径は、配線本体31の配線幅よりも大きくなっている。
配線本体31の外周端部31Aと内周端部31Bとの間の部分において、外周端部31Aから0.5ターン巻回されている箇所からは、第2ダミー配線42が延びている。第2ダミー配線42は、第2層L2の側面まで延びていて、インダクタ部品10の外面に露出している。
図4に示すように、インダクタ配線30は、第1層L1を構成する第1磁性層21側から順に、触媒層30A、第1配線層30B、及び第2配線層30Cが積層された構造となっている。インダクタ配線30の触媒層30Aは、第1磁性層21の上面に接しており、第2層L2の主面MFを構成している。触媒層30Aの材質は、パラジウムとなっている。なお、図4においては、インダクタ配線30と上述した第1磁性層21のみを図示し、他の構成の図示は省略している。
触媒層30Aの上面には、第1配線層30Bが直接積層されている。第1配線層30Bの材質は、銅の比率が99wt%以下であり、ニッケルの比率が0.1wt%以上となっている。第1配線層30Bの厚さTBは、インダクタ配線30の配線幅の10分の1以下である。この実施形態では、第1配線層30Bの厚さTBは、2.0μmとなっている。ここで、第1配線層30Bの厚さTBは、第1磁性層21の上端から、第1配線層30Bの上端までの寸法を、積層方向に沿う断面を1500倍で顕微鏡観察した1つの観察視野内で3点測定し、これら3点の測定値の平均値として定められている。本実施形態においては、第1配線層30Bの厚さTBは、略一定となっている。なお、上述した触媒層30Aの厚さは、図4では誇張して図示しているが、実際には第1配線層30Bの厚さと比べてはるかに小さいため、上記第1配線層30Bの厚さTBの測定においては、第1磁性層21の上端から、すなわち触媒層30Aの厚さを含めて測定しても影響はない。ただし、触媒層30Aの界面がはっきり確認できるのであれば、厚さTBは触媒層30Aの上面から測定してもよい。また、インダクタ配線30の配線幅は、インダクタ配線30の幅寸法のうち、延び方向の中央近傍の3点平均値として定められている。
第1配線層30Bの上面には、第2配線層30Cが直接積層されている。第2配線層30Cの厚さTCは、第1配線層30Bの厚さTBの5倍以上となっている。この実施形態では、第2配線層30Cの厚さTCは45μmとなっている。したがって、図3に示すように、インダクタ配線30全体の厚さTAは、約47μmとなっている。第2配線層30Cの材質は、銅の比率が99wt%以上となっており、ニッケルの比率は検出限界以下である。
インダクタ配線30の主面MFからは、アンカー部34が延びている。アンカー部34は、第1磁性層21中の多数の金属磁性粉20Bのうち、主面MFと接する金属磁性粉20Bの表面を覆っている。そのため、アンカー部34は、主面MFから、第1磁性層21中の基材20Aと金属磁性粉20Bとの間に入り込むようにして延びている。また、アンカー部34によって覆われる金属磁性粉20Bは、当該金属磁性粉20Bを断面で視たときに表面の3分の1以上が、アンカー部34に被覆されている断面を含んでいる。この断面は、本実施形態においては、主面MFに直交する断面である。
図1に示すように、第2層L2において、インダクタ配線30よりも内側の領域は、内磁路部22となっている。内磁路部22の材質は、第1磁性層21と同じ材質となっている。第2層L2において、インダクタ配線30よりも外側の領域は外磁路部23となっている。外磁路部23の材質は、第1磁性層21と同じ材質となっている。すなわち、本実施形態において、インダクタ部品10は、インダクタ配線30が単層の構造となっている。
第2層L2の上面には、第2層L2と同じ上下方向から視たときに正方形状の第3層L3が積層されている。第3層L3は、第1垂直配線51と、第2垂直配線52と、第2磁性層24と、によって構成されている。
第1垂直配線51は、第1パッド32の上側の面に、他の層を介することなく直接的に接続されている。第1垂直配線51は、円柱状となっており、円柱の軸線方向が上下方向と一致している。上下方向のうち上側から視たときに、円形の第1垂直配線51の直径は、第1パッド32の直径よりも僅かに小さくなっている。第1垂直配線51の材質は、インダクタ配線30の第2配線層30Cと同じ材質となっている。
第2垂直配線52は、第2パッド33の上側の面に、他の層を介することなく直接的に接続されている。第2垂直配線52は、円柱状となっており、円柱の軸線方向が上下方向と一致している。上下方向のうち上側から視たときに、円形の第2垂直配線52の直径は、第2パッド33の直径よりも僅かに小さくなっている。第2垂直配線52の材質は、インダクタ配線30の第2配線層30Cと同じ材質となっている。なお、インダクタ配線30の第2配線層30Cと、第1ダミー配線41と、第2ダミー配線42と、第1垂直配線51と、第2垂直配線52とは、一体化している。なお、図2では、第1垂直配線51及び第2垂直配線52を、二点鎖線で仮想的に図示している。
第3層L3において、第1垂直配線51及び第2垂直配線52以外の領域は、第2磁性層24となっている。第2磁性層24の外形は、上下方向から視たときに、第1磁性層21と同じ略正方形状となっている。第2磁性層24の材質は、第1磁性層21と同じ材質となっている。
図3に示すように、第3層L3の上側の面は、絶縁性の被覆層60によって覆われている。被覆層60は、第3層L3の上側の面の略全域を覆っている一方で、第3層L3における第1垂直配線51及び第2垂直配線52に対応する箇所に孔が開けられている。
第1垂直配線51の上側の面には、外部電極70が接続されている。外部電極70は、被覆層60を貫通したようになっていて、外部電極70の上面が被覆層60から露出している。外部電極70は3層構造となっており、積層方向下側から順に、銅層70Aと、ニッケル層70Bと、金層70Cとから構成されている。また、第2垂直配線52の上側の面にも、同様に外部電極70が接続されている。なお、図1では、被覆層60及び外部電極70の図示を省略している。
次に、第1実施形態のインダクタ部品10の製造方法について説明する。
図5に示すように、インダクタ部品10の製造方法は、第1磁性層加工工程と、第1被覆工程と、インダクタ配線加工工程と、第1レジスト層除去工程と、第2被覆工程と、垂直配線加工工程と、第2レジスト層除去工程と、第2磁性層加工工程と、被覆層加工工程と、ベース基板除去工程と、外部電極加工工程と、を有する。
インダクタ部品10を製造するにあたっては、先ず、第1磁性層加工工程を行う。図6に示すように、銅箔付きベース基板80を準備する。銅箔付きベース基板80のベース基板81は、板状となっている。ベース基板81の積層方向上側の面には、銅箔82が積層されている。そして、図7に示すように、銅箔付きベース基板80の銅箔の上側の面に、基材20A及び金属磁性粉20Bからなる第1磁性層21を形成する。第1磁性層21を形成するにあたっては、金属磁性粉20Bを含む絶縁樹脂を塗布し、プレス加工で絶縁樹脂を固めることで基材20Aとする。その後、第1磁性層21の上下方向の寸法が所望の寸法となるように、基材20A及び金属磁性粉20Bの上側部分を研削する。なお、研削時のプロセスパラメータを調整することで、基材20Aと金属磁性粉20Bとの界面にわずかな隙間を形成しておくことが好ましい。例えば、研削具によって基材20Aから露出する金属磁性粉20Bを振動させて基材20Aとの間にわずかな隙間を形成できる。より具体的には、基材20A及び金属磁性粉20Bの上側部分を研削する際に、研削具が基材20A及び金属磁性粉20Bに接するときに、絶縁樹脂からなる基材20Aよりも金属磁性粉20Bが硬いため、研削具が相応に振動すると、金属磁性粉20Bの振動の方が大きくなる。このように基材20Aと金属磁性粉20Bとの振動の差によって、わずかな隙間を形成する。
第1磁性層加工工程の次に、第1被覆工程を行う。図8に示すように、第1被覆工程では、第1磁性層21の上側の面のうち、インダクタ配線30と、第1ダミー配線41と、第2ダミー配線42と、を形成しない部分を被覆する第1レジスト層91をパターニングする。具体的には、先ず、第1磁性層21の上側の面全体に感光性のドライフィルムレジストを塗布する。次に、第1磁性層21の上側の面のうち、インダクタ配線30と、第1ダミー配線41と、第2ダミー配線42と、を形成しない部分に対して、露光する。その結果、塗布されたドライフィルムレジストのうち、露光された部分が硬化される。その後、塗布したドライフィルムレジストのうち、硬化していない部分を、薬液により剥離除去する。これにより、塗布したドライフィルムレジストのうち、硬化されている部分が、第1レジスト層91として形成される。一方で、塗布したドライフィルムレジストのうち、薬液に除去されて第1レジスト層91によって被覆されていない部分には、第1磁性層21が露出している。
第1被覆工程の次に、インダクタ配線加工工程を行う。図9に示すように、インダクタ配線加工工程では、第1磁性層21の上側の面に、触媒層30Aと、第1配線層30Bと、第2配線層30Cと、からなるインダクタ配線30を形成する。具体的には、先ず、パラジウムを、第1磁性層21の上側の面において、第1レジスト層91によって被覆されていない部分に吸着させる。これにより、第1磁性層21の上側の面に吸着されたパラジウムが、触媒層30Aとして形成される。次に、無電解銅めっき液に浸すことで無電解銅めっきを行い、触媒層30Aの上側の面に、銅の比率が99wt%以下であるとともにニッケルの比率が0.1wt%以上である第1配線層30Bが形成される。無電解銅めっき液は、アルカリ性の溶液であり、塩化銅や硫酸銅などの銅塩が含まれている。一方、金属磁性粉20Bの材質は鉄であり、第1配線層30Bの材質である銅よりもイオン化傾向が大きい。そのため、インダクタ配線加工工程においては、金属磁性粉20Bの表面の鉄が溶け、その代わりに当該金属磁性粉20Bの表面に銅が成膜される。
ここで、無電解銅めっき液は、上述した基材20Aと金属磁性粉20Bとの間のわずかな隙間にも入り込むため、銅による鉄の置換は、金属磁性粉20Bの露出面側だけで起こるのではなく、基材20Aの内部側における金属磁性粉20Bの表面においても起こる。そして、この基材20Aの内部側における金属磁性粉20Bの表面に成膜された銅がアンカー部34として機能する。
このように基材20Aの内部側における金属磁性粉20Bの表面に成膜される銅が、当該金属磁性粉20Bの表面積の3分の1以上を覆うように、被膜量の調整を行う。具体的には、無電解銅めっきの電圧の印加時間、電流量やめっき液の銅や触媒含有量などによって調整すればよい。
無電解銅めっきの次に、図10に示すように、電解銅めっきを行う。これにより、第1配線層30Bの表面上に、銅の比率が99wt%以上である第2配線層30Cが形成される。このように、パラジウムの吸着、無電解銅めっき、電解銅めっきにより、インダクタ配線30が形成される。
インダクタ配線加工工程の次に、第1レジスト層91を除去する第1レジスト層除去工程を行う。図11に示すように、第1レジスト層除去工程では、第1レジスト層91を、第1磁性層21から引き離すようにして剥離する。
第1レジスト層除去工程の次に、第2被覆工程を行う。図12に示すように、第2被覆工程では、第1磁性層21の上側の面及び第2配線層30Cの上側の面のうち、第1垂直配線51及び第2垂直配線52を形成しない部分を被覆する第2レジスト層92をパターニングする。なお、第2被覆工程におけるフォトリソグラフィの態様は第1被覆工程と同様であるので、詳しい説明は省略する。
第2被覆工程の次に、第1垂直配線51及び第2垂直配線52を形成する垂直配線加工工程を行う。垂直配線加工工程では、電解銅めっきを行い、第2配線層30Cの上側の面のうち、第2レジスト層92に覆われていない部分に、銅の比率が99wt%以上である第1垂直配線51及び第2垂直配線52が形成される。
垂直配線加工工程の次に、第2レジスト層92を除去する第2レジスト層除去工程を行う。第2レジスト層除去工程では、第1レジスト層除去工程と同様に、第2レジスト層92を、第1磁性層21から引き離すように剥離する。
第2レジスト層除去工程の次に、第2磁性層加工工程を行う。図13に示すように、第2磁性層加工工程では、先ず、基材20A及び金属磁性粉20Bからなる磁性材料を、第1磁性層21の上側の面から第1垂直配線51及び第2垂直配線52の上端よりも積層方向上側まで充填させる。次に、積層方向上側から、第1垂直配線51及び第2垂直配線52の上端が露出するまで、研削することで、内磁路部22と、第2磁性層24と、図示を省略する外磁路部23と、が形成される。
第2磁性層加工工程の次に、被覆層加工工程を行う。図14に示すように、被覆層加工工程では、第2磁性層24の上側の面と、第1垂直配線51の上側の面と、第2垂直配線52の上側の面と、のうち、外部電極70を形成しない部分に、フォトリソグラフィによって被覆層60として機能するソルダーレジストをパターニングする。
被覆層加工工程の次に、ベース基板除去工程を行う。図15に示すように、ベース基板除去工程では、銅箔付きベース基板80を除去する。具体的には、ベース基板81を、第1磁性層21から引き離すように剥離する。次に、銅箔をエッチングによって除去する。そして、第1磁性層21の下端から被覆層60の上端までの寸法が所望の値となるまで第1磁性層21を積層方向下側から研削する。
ベース基板除去工程の次に、外部電極加工工程を行う。図16に示すように、第1垂直配線51の上側の面に外部電極70を形成する。また、第2垂直配線52の上側の面に外部電極70を形成する。外部電極70は、銅、ニッケル、金のそれぞれについて無電解めっきによって、銅層70A、ニッケル層70B、金層70Cのそれぞれが形成される。これにより3層構造の外部電極70が形成される。
外部電極工工程の次に、個片化加工工程を行う。具体的には、図17に示すように、破断線DLにてダイシングにより個片化する。これにより、インダクタ部品10を得ることができる。また、このとき、破断線DL上に含まれる第1ダミー配線41及び第2ダミー配線42がインダクタ部品10の側面に露出する。
次に、上記第1実施形態の効果を説明する。
(1)上記第1実施形態のインダクタ部品10によれば、インダクタ配線30の主面MFを構成する触媒層30Aの下側の面からは、アンカー部34が延びている。そして、アンカー部34は、第1磁性層21の基材20A中に分散して存在している金属磁性粉20Bの表面を覆っている。そのため、アンカー部34によって、インダクタ配線30と第1磁性層21との間にアンカー効果が得られている。その結果、インダクタ配線30と第1磁性層21との密着性が向上している。このように、インダクタ部品10では、インダクタ配線30と第1磁性層21との間に必要な密着性を確保しつつも、インダクタ配線30を第1磁性層21に対して直接積層させることを実現している。
(2)上記第1実施形態のインダクタ部品10によれば、アンカー部34によって覆われている金属磁性粉20Bは、当該金属磁性粉20Bを断面で視たときに表面の3分の1以上が、アンカー部34に被覆されている断面を含んでいる。そのため、アンカー部34が比較的に大きいため、インダクタ配線30と第1磁性層21とを確実に密着できる。
(3)上記第1実施形態のインダクタ部品10の製造方法によれば、インダクタ配線加工工程において、第1磁性層21の表面の一部には、金属磁性粉20Bが露出しており、第1磁性層21をめっき液に浸すことで、第1磁性層21の表面の一部に、インダクタ配線30を形成している。そのため、めっき液が第1磁性層21中の基材20Aと金属磁性粉20Bとの間に入り込むことで、基材20Aの内部側の金属磁性粉20Bの表面にアンカー部34を形成できる。
(4)上記第1実施形態のインダクタ部品10の製造方法によれば、無電解銅めっき液に浸すことで無電解銅めっきを行い、触媒層30Aの上側の面に、銅の比率が99wt%以下であるとともにニッケルの比率が0.1wt%以上である第1配線層30Bが形成される。そのため、例えばスパッタリングなどによって第1配線層30Bの形成した場合の第1磁性層21の表面への損傷を比較的小さくするとともに、第1磁性層21中の金属磁性粉20Bの量を過度に減らすことなく、第1配線層30Bを形成できる。
(5)上記第1実施形態のインダクタ部品10によれば、金属磁性粉20Bの材質である鉄は、第1配線層30Bの材質である銅よりもイオン化傾向が大きい。そのため、無電解銅めっき中の銅塩と、金属磁性粉20Bの表面との間で、イオン化傾向の大きい鉄がイオンとなり、イオン化傾向の小さい銅が析出する。これにより、基材20Aと金属磁性粉20Bとが比較的に密であっても、銅を金属磁性粉20Bの表面を覆うように析出させることができる。
(6)上記第1実施形態のインダクタ部品10によれば、第2配線層30Cの厚さTCは、第1配線層30Bの厚さTBの5倍以上となっている。そのため、インダクタ配線30の厚さTAを相応に大きくできるため、直流抵抗を小さくできる。
(7)上記第1実施形態のインダクタ部品10の製造方法によれば、電解銅めっきを行い、第1配線層30Bの表面上に、銅の比率が99wt%以上且つニッケルの比率が検出限界以下である第2配線層30Cが形成される。そのため、無電解銅めっきに比べて、厚さの大きい第2配線層30Cを効率よく形成できる。
(8)上記第1実施形態のインダクタ部品10によれば、触媒層30Aが第1配線層30Bの第1磁性層21側に配置されている。触媒層30Aは、無電解銅めっきにおける銅の析出を活性化させる。そのため、触媒としてのパラジウムが層状となって第1磁性層21の表面全体に吸着されていることで、無電解銅めっきをした際に第1磁性層21の表面全体で銅の析出が発生し、厚さの均一な第1配線層30Bを形成しやすい。
(9)上記第1実施形態のインダクタ部品10によれば、基材20Aは、エポキシ系樹脂と無機フィラーとを含んでいる。そのため、第1磁性層21の厚さが相応に小さくなっても、クラックなどの物理的欠損が発生しにくく、別途絶縁基板などを設けなくても、充分な強度を保持できる。
(10)上記第1実施形態のインダクタ部品10によれば、被覆層60が第3層L13の上面を覆っている。そのため、外部との絶縁性を確保しやすい。
(11)上記第1実施形態のインダクタ部品10によれば、金属磁性粉20Bの平均粒子径は、5.0μm以下である。また、金属磁性粉20Bの平均粒子径は、インダクタ配線30の配線本体31の配線幅の10分の1以下である。そのため、金属磁性粉20Bの平均粒子径は相応に小さい。そのため、インダクタ配線30と接する金属磁性粉20Bの表面積が増え、アンカー部34の数を多く設けやすい。その結果、安定したアンカー効果を得やすい。
<第2実施形態>
以下、インダクタ部品の第2実施形態について説明する。
図18に示すように、インダクタ部品110は、全体として、厚み方向に6つの板状の層が積層されたような構造を有する。以下の説明では、6つの各層が積層されている積層方向を上下方向として説明する。
第1層L11は、上下方向から視たときに長方形状となっている。第1層L11は、第1磁性層121のみで構成されている。図21に示すように、第1磁性層121においては、絶縁材料からなる基材120Aの中に、金属磁性粉120Bが分散して存在している。そのため、第1磁性層121は、全体として磁性材料となっている。具体的には、基材120Aは、エポキシ系樹脂と平均粒子径が1.0μm以下の無機フィラーとで構成されており、金属磁性粉120Bは、鉄とケイ素とクロムとからなる合金であり、金属磁性粉120Bの平均粒子径は、5.0μm以下である。本実施形態においては、第1層L11が上下方向において最も下側の層となっている。すなわち、上下方向のうち、後述する外部電極230が設けられている側を上側、反対側を下側とする。
図18に示すように、第1層L11の積層方向における上側の面には、第1層L11と同じ上下方向から視たときに長方形状の第2層L12が積層されている。本実施形態において、第2層L12のうち、第1層L11と接している面が当該第2層L12の主面MF2となっている。第2層L12は、第2磁性層122と、第1インダクタ配線130と、第1ダミー配線141と、第1接続配線146と、第1絶縁部181と、によって構成されている。第1インダクタ配線130は、配線幅が略一定の第1配線本体131と、第1配線本体131の第1端に接続されている第1パッド132と、第1配線本体131の第2端に接続されている第2パッド133と、によって構成されている。
図19に示すように、第2層L12において、第1インダクタ配線130の第1配線本体131は、上下方向の上側から視たときに、長方形状の第2層L12の主面MF2とは反対側の面の中心近傍を中心とした渦巻状に延びている。具体的には、第1インダクタ配線130の第1配線本体131は、径方向外側の第1端から径方向内側の第2端に向かって、時計回りに渦巻き状に巻回されている。
本実施形態では、第1インダクタ配線130が巻回されている角度は、540度である。そのため、第1インダクタ配線130が巻回されているターン数は、本実施形態では、1.5ターンとなっている。また、本実施形態において、第2層L12を上下方向の上側から視たときに、長方形状の第2層L12の長手方向において、第1配線本体131の第1端が配置されている側を第1端側、第1配線本体131の第2端が配置されている側を第2端側とする。
第1配線本体131の延び方向における一方側の第1端には、第1パッド132が接続されている。第1パッド132は、上下方向から視たときに略四角形状となっている。第1パッド132は、第1インダクタ配線130の第1端部を構成している。第1パッド132は、上下方向から視たときに長方形の第2層L12の角近傍に配置されている。第1パッド132の配線幅は、第1パッド132に接続されている第1配線本体131の配線幅よりも大きくなっている。
第1配線本体131の延び方向における他方側の第2端には、第2パッド133が接続されている。第2パッド133は、上下方向から視たときに円形状となっている。第2パッド133は、第1インダクタ配線130の第2端部を構成している。第2パッド133の円の直径は、第2パッド133に接続されている第1配線本体131よりも大きくなっている。
第1パッド132には、第1ダミー配線141が接続されている。第1ダミー配線141は、第1パッド132のうち第1配線本体131と反対側の部分から第2層L12の側面まで延びていて、インダクタ部品110の外面に露出している。
第2層L12において、上下方向から視たときに、長方形の第2層L12の短手方向における第1パッド132とは反対側で、且つ長手方向における第1端側の角近傍には、第1接続配線146が配置されている。第1接続配線146は、第2層L12の短手方向中央を通る第2層L12の長手方向に延びる直線を対称軸として、線対称となっている。
図21に示すように、第1インダクタ配線130は、第1層L11を構成する第1磁性層121側から順に、第1配線層130B、第2配線層130C、が積層された構造となっている。第1インダクタ配線130の第1配線層130Bは、第1磁性層121の上面に接しており、第2層L12の主面MF2の大部分を構成している。なお、図21においては、第1インダクタ配線130と上述した第1磁性層121のみを図示し、他の構成の図示は省略している。
第1配線層130Bの材質は、銅の比率が99wt%以下であり、ニッケルの比率が0.1%wtとなっている。第1配線層130Bの厚さTB2は、インダクタ配線30の配線幅の10分の1以下である。この実施形態では、第1配線層130Bの厚さTB2は、2.0μmとなっている。ここで、第1配線層130Bの厚さTB2は、第1磁性層121の上端から、第1配線層130Bの上端までの積層方向における寸法を、積層方向に沿う断面を1500倍で顕微鏡観察した1つの観察視野内で3点測定し、これら3点の測定値の平均値として定められている。本実施形態においては、第1配線層130Bの厚さTB2は、略一定となっている。なお、第1インダクタ配線130の配線幅は、第1インダクタ配線130の幅寸法のうち、延び方向の中央近傍の3点平均値として定められている。
第1配線層130Bの上面には、第2配線層130Cが直接積層されている。また、第2配線層130Cは、第1配線層130Bより僅かに広い範囲を積層方向上側から覆っている。すなわち、第1配線層130Bの表面のうち、積層方向に直交する方向に面する側面は、第2配線層130Cによって覆われている。そして、第2配線層130Cの外面の一部は、第1インダクタ配線130の主面MF2の一部を構成している。
第2配線層130Cの厚さTC2は、第1配線層130Bの厚さTB2の5倍以上となっている。この実施形態では、第2配線層130Cの厚さTC2は、45μmとなっている。したがって、図20に示すように、第1配線層130Bと第2配線層130Cとからなる第1インダクタ配線130の厚さは、47μmとなっている。第2配線層130Cの厚さTCは、第1配線層130Bの上端から第2配線層130Cの上端までの積層方向における寸法を、積層方向を含む断面を1500倍で顕微鏡観察した1つの観察視野内で3点測定し、これら3点の測定値の平均値として定められている。第2配線層130Cの材質は、銅の比率が99wt%以上となっており、ニッケルの比率は検出限界以下である。
第1インダクタ配線130の主面MF2からは、アンカー部134が延びている。本実施形態では、第1インダクタ配線130の主面MF2を構成する第1配線層130B及び第2配線層130Cのいずれもからアンカー部134が延びている。アンカー部134は、第1磁性層121中の多数の金属磁性粉120Bのうち、主面MF2と接する金属磁性粉120Bの表面を覆っている。そのため、アンカー部134は、主面MF2から、第1磁性層121中の基材120Aと金属磁性粉120Bとの間に入り込むようにして延びている。また、アンカー部134によって覆われている金属磁性粉120Bは、当該金属磁性粉120Bを断面で視たときに表面の3分の1以上が、アンカー部134に被覆されている断面を含んでいる。
図18に示すように、第2層L12において、第1インダクタ配線130の側面、第1ダミー配線141の側面及び第1接続配線146の側面は、第1絶縁部181で覆われている。すなわち、第1インダクタ配線130、第1ダミー配線141、及び第1接続配線146は、第1絶縁部181によって囲まれている。第1絶縁部181は、絶縁性の絶縁樹脂であり、第1インダクタ配線130よりも絶縁性が高くなっている。そして、第1インダクタ配線130と、第1ダミー配線141と、第1接続配線146と、第1絶縁部181と、以外の部分は、第2磁性層122となっている。そのため、第2層L12の中央部分や、第2層L12の短手方向における両端部分、第2層L12の長手方向における第1端側部分には、第2磁性層122が配置されている。第2磁性層122の材質は、第1磁性層121と同じ材質となっている。
第2層L12の上面には、第2層L12と同じ上下方向から視たときに長方形状の第3層L13が積層されている。第3層L13は、第2絶縁部182と、第1ビア191と、第2ビア192と、第3ビア193と、第3磁性層123と、によって構成されている。
第1ビア191は、第2層L12の第1パッド132の上側に配置されていて、第1パッド132に接続されている。第2ビア192は、第2層L12の第1接続配線146の上側に配置されていて、第1接続配線146に接続されている。第3ビア193は、第2層L12の第2パッド133の上側に配置されていて、第2パッド133に接続されている。これらの第1ビア191、第2ビア192及び第3ビア193は、柱状となっており、軸線方向が積層方向と一致している。第1ビア191、第2ビア192及び第3ビア193の積層方向の寸法は、第3層L13の積層方向の寸法と同一である。そのため、第1ビア191、第2ビア192及び第3ビア193は、第3磁性層123を積層方向に貫通している。
第2絶縁部182は、第1インダクタ配線130と、第1ダミー配線141と、第1接続配線146と、第1絶縁部181と、を上側から被覆している。すなわち、第2絶縁部182は、上記の第2層L12に配置されている各配線の上面のうちの第1ビア191、第2ビア192及び第3ビア193が配置されている箇所以外の面を全て被覆している。第2絶縁部182は、上下方向から視たときに、第1インダクタ配線130と、第1ダミー配線141と、第1接続配線146と、の外縁よりも僅かに広い範囲を覆うような形状となっている。第2絶縁部182は、第1絶縁部181と同様の絶縁性の絶縁樹脂である。なお、本実施形態においては、第1絶縁部181と、第2絶縁部182と、によって、第1絶縁層が構成されている。
第3層L13において、第1ビア191、第2ビア192、第3ビア193及び第2絶縁部182を除く部分は、第3磁性層123となっている。そのため、第3層L13の中央部分や、第3層L13の短手方向における両端部分、第3層L13の長手方向における第1端側部分には、第3磁性層123が配置されている。第3磁性層123は、上述した第1磁性層121と同様の磁性材料となっている。
第3層L13の上面には、第3層L13と同じ上下方向から視たときに長方形状の第4層L14が積層されている。第4層L14は、第2インダクタ配線135と、第2ダミー配線142と、第2接続配線147と、第3絶縁部183と、第4磁性層124と、によって構成されている。第2インダクタ配線135は、配線幅が略一定の第2配線本体136と、第2配線本体136の第1端に接続されている第3パッド137と、第2配線本体136の第2端に接続されている第4パッド138と、によって構成されている。すなわち、第2インダクタ配線135は、積層方向に第1インダクタ配線130と第3層L13だけ間隔を空けて積層されている。また、本実施形態において、第3パッド137が第2インダクタ配線135の第1端部と、第4パッド138が第2インダクタ配線135の第2端部と、それぞれなっている。
第4層L14において、第2インダクタ配線135の第2配線本体136は、上下方向から視たときに、長方形状の第4層L14の主面MF3とは反対側の面の中心近傍を中心とした渦巻状に延びている。具体的には、第2インダクタ配線135の第2配線本体136は、径方向外側の第1端から径方向内側の第2端に向かって、反時計回りに渦巻き状に巻回されている。すなわち、第2インダクタ配線135の巻回される方向は、第2インダクタ配線135の巻回される方向とは反対向きである。
本実施形態では、第2インダクタ配線135が巻回されている角度は540度である。そのため、第2インダクタ配線135が巻回されているターン数は、本実施形態では、1.5ターンとなっている。
第2配線本体136の延び方向における一方側の第1端には、第3パッド137が接続されている。第3パッド137は、上下方向から視たときに略四角形状となっている。第3パッド137は、第2インダクタ配線135の第1端部を構成している。第3パッド137は、上下方向から視たときに長方形の第4層L14の角近傍に配置されている。第3パッド137は、第3パッド137に接続されている第2配線本体136よりも配線幅が広くなっている。
第2配線本体136の延び方向における他方側の第2端には、第4パッド138が接続されている。第4パッド138は、上下方向から視たときに円形状となっている。第4パッド138は、第2層L12における第2パッド133の上側に位置していて、第3ビア193を介して第2パッド133に接続されている。第4パッド138は、第4パッド138に接続されている第2配線本体136よりも配線幅が広くなっている。第4パッド138は、第2インダクタ配線135の第2端部を構成している。
第3パッド137には、第2ダミー配線142が接続されている。第2ダミー配線142は、第3パッド137のうち第2配線本体136と反対側の部分から第4層L14の側面まで延びていて、第2インダクタ配線135の外面に露出している。
第4層L14において、上下方向から視たときに、長方形の第4層L14の短手方向における第3パッド137とは反対側で、且つ長手方向における第1端側の角近傍には、第2接続配線147が配置されている。第2接続配線147は、第4層L14の短手方向中央を通る第4層L14の長手方向に延びる直線を対称軸として、線対称となっている。なお、図19では、第2インダクタ配線135と、第2接続配線147と、を破線で示している。
ここで、図20に示すように、第3ビア193は、第2インダクタ配線135と一体化されている。また図示は省略するが、第2ビア192と、第2ダミー配線142とも、第2インダクタ配線135と、一体化されている。さらに、第2接続配線147と、第1ビア191と、は一体化されている。これらの一体物を以下の記載では、第2導電層200と呼称する。第2導電層200は、第3配線層200Aと、第4配線層200Bと、が積層されて構成されている。第3配線層200Aは、第2導電層200の下端側の一部を構成している。そのため、第3配線層200Aのうち、第1ビア191と、第3ビア193と、の下側に位置する箇所は、第1インダクタ配線130と接触している。また、第3配線層200Aのうち、第2ビア192の下側に位置する箇所は、第1接続配線146と接触している。さらに、第3配線層200Aのうち、第1ビア191と、第2ビア192と、第3ビア193と、以外の下側に位置する箇所は、第2絶縁部182の上面に接触している。第3配線層200Aの材質は、チタン及びクロムを含んでいる。
第3配線層200Aの上面には、第4配線層200Bが積層されている。第4配線層200Bの材質は、銅の比率が99wt%以上となっている。第4配線層200Bの上端は、第4層L14の上端と面一となっている。
図18に示すように、第4層L14において、第2インダクタ配線135の側面間は、第3絶縁部183で覆われている。そのため、第2インダクタ配線135同士の距離が最も短くなっている箇所には、第3絶縁部183が介在している。第3絶縁部183は、絶縁性の絶縁樹脂であり、第2インダクタ配線135よりも絶縁性が高くなっている。第3絶縁部183の形状は、全体として湾曲した形状となっている。
そして、第2インダクタ配線135と、第2ダミー配線142と、第2接続配線147と、第3絶縁部183と、以外の部分は、第4磁性層124となっている。そのため、第4層L14の中央部分や、第4層L14の短手方向における両端部分、第4層L14の長手方向における第1端側部分には、第4磁性層124が配置されている。第4磁性層124の材質は、第1磁性層121と同じ材質となっている。
第4層L14の上面には、第4層L14と同じ上下方向から視たときに長方形状の第5層L15が積層されている。第5層L15は、第5磁性層125と、第4絶縁部184と、第1柱状配線194と、第2柱状配線195と、第3柱状配線196と、によって構成されている。第1柱状配線194、第2柱状配線195及び第3柱状配線196は、第4層L14を積層方向に貫通している。
第4絶縁部184は、第3絶縁部183の上面の全てと、第2インダクタ配線135の上面の一部と、を被覆している。そのため、第4絶縁部184は、第3絶縁部183を上側から被覆している。第4絶縁部184は、第3絶縁部183と同様の絶縁性の絶縁樹脂であり、第2インダクタ配線135より絶縁性が高くなっている。なお、本実施形態においては、第3絶縁部183と、第4絶縁部184と、によって、第2絶縁層が構成されている。
第5層L15において、第1柱状配線194、第2柱状配線195、第3柱状配線196及び第4絶縁部184を除く部分は、第5磁性層125となっている。第5磁性層125は、上述した第1磁性層121と同じ材質で、磁性材料となっている。
第5層L15の上面には、第5層L15と同じ上下方向から視たときに長方形状の第6層L16が積層されている。第6層L16は、第6磁性層126と、第4柱状配線197と、第5柱状配線198と、第6柱状配線199と、によって構成されている。
第4柱状配線197は、第4層L14における第2接続配線147の上側に配置されていて、第2柱状配線195を介して第2接続配線147に接続されている。第6柱状配線199は、第4層L14における第3パッド137の上側に配置されていて、第1柱状配線194を介して第3パッド137に接続されている。第4柱状配線197及び第6柱状配線199は、角柱状となっており、軸線方向が積層方向と一致している。第4柱状配線197及び第6柱状配線199の積層方向の寸法は、第6層L16の積層方向の寸法と同一である。そのため、第4柱状配線197及び第6柱状配線199は、第6層L16を積層方向に貫通している。すなわち、本実施形態では、第1柱状配線194及び第6柱状配線199によって、第1垂直配線が構成されている。また、第2柱状配線195及び第4柱状配線197によって、第3垂直配線が構成されている。
また、第5柱状配線198は、第4層L14における第2インダクタ配線135の第4パッド138の上側に配置されていて、第3柱状配線196を介して第4パッド138に接続されている。すなわち、本実施形態では、第3柱状配線196及び第5柱状配線198によって、第2垂直配線が構成されている。なお、図19では、第4柱状配線197と、第5柱状配線198と、第6柱状配線199と、を二点鎖線で示している。
図18に示すように、第6層L16において、第4柱状配線197、第5柱状配線198及び第6柱状配線199を除く部分は、第6磁性層126となっている。そのため、第6磁性層126は、第2インダクタ配線135の上側に積層されている。第6磁性層126は、上述した第1磁性層121と同じ材質で、磁性材料となっている。
図20に示すように、第5柱状配線198の上側の面には、外部電極230が積層されている。また、第4柱状配線197及び第6柱状配線199の上側の面には、外部電極230が接続されている。なお、図18では、外部電極230の図示を省略している。
次に、第2実施形態のインダクタ部品110の製造方法について説明する。
図22に示すように、インダクタ部品110の製造方法は、第1磁性層加工工程と、第1被覆工程と、第1配線層加工工程と、第1レジスト層除去工程と、第2被覆工程と、第2配線層加工工程と、第2レジスト層除去工程と、第1絶縁層加工工程と、を有し、第1インダクタ配線130が形成される。また、インダクタ部品110の製造方法は、第3配線層加工工程と、第3被覆工程と、第4配線層加工工程と、第4被覆工程と、垂直配線加工工程と、第4レジスト層除去工程と、第3レジスト層除去工程と、第2絶縁層加工工程と、第2磁性層加工工程と、ベース基板除去工程と、外部電極加工工程と、を有し、第2インダクタ配線135などが形成される。
インダクタ部品110を製造するにあたっては、先ず、第1磁性層加工工程を行う。図23に示すように、銅箔付きベース基板210を準備する。銅箔付きベース基板210のベース基板211は、板状となっている。ベース基板211の積層方向上側の面には、銅箔212が積層されている。そして、図24に示すように、銅箔付きベース基板210における銅箔212の上側の面に、基材120A及び金属磁性粉120Bからなる第1磁性層121を形成する。第1磁性層121を形成するにあたっては、金属磁性粉120Bを含む絶縁樹脂を塗布し、プレス加工で絶縁樹脂を固めることで基材120Aとする。その後、第1磁性層121の上下方向の寸法が所望の寸法となるように、基材120A及び金属磁性粉120Bの上側部分を研削する。研削の際に、研削時のプロセスパラメータを調整することで、基材120Aと金属磁性粉120Bとの界面にわずかな隙間を形成しておくことが好ましい。
第2磁性層加工工程の次に、第1被覆工程を行う。図25に示すように、第1被覆工程では、第1磁性層121の上側の面のうち、第1配線層130Bを形成しない部分を被覆する第1レジスト層221をパターニングする。具体的には、先ず、第1磁性層121の上側の面全体に感光性のドライフィルムレジストを塗布する。次に、第1磁性層121の上側の面のうち、第1配線層130Bを形成しない部分に対して、露光する。その結果、塗布されたドライフィルムレジストのうち、露光された部分が硬化される。その後、塗布されたドライフィルムレジストのうち、硬化していない部分を、薬液により剥離除去する。これにより、塗布したドライフィルムレジストのうち、硬化されている部分が、第1レジスト層221として形成される。一方で、塗布したドライフィルムレジストのうち、薬液に除去されて第1レジスト層221によって被覆されていない部分には、第1磁性層121が露出している。
第1被覆工程の次に、第1配線層加工工程を行う。図26に示すように、第1配線層加工工程では、第1磁性層121の上側の面に、第1配線層130Bを形成する。具体的には、無電解銅めっき液に浸すことで無電解銅めっきを行い、第1レジスト層221から露出している第1磁性層121の上側の面に、銅の比率が99wt%以下であるとともにニッケルの比率が0.1wt%以上である第1配線層130Bが形成される。無電解銅めっき液は、アルカリ性の溶液であり、塩化銅や硫酸銅などの銅塩が含まれている。一方、金属磁性粉120Bの材質は鉄であり、第1配線層130Bの材質である銅よりもイオン化傾向が大きい。そのため、第1配線層加工工程においては、金属磁性粉120Bの表面の鉄が溶け、その代わりに当該金属磁性粉120Bの表面に銅が成膜される。
ここで、無電解銅めっき液は、上述した基材120Aと金属磁性粉120Bとの間のわずかな隙間にも入り込むため、銅による鉄の置換は、金属磁性粉120Bの露出面側で起こるのではなく、基材120Aの内部側における金属磁性粉120Bの表面においても起こる。そして、この基材120Aの内部側における金属磁性粉120Bの表面に成膜された銅がアンカー部134として機能する。このように、無電解銅めっきにより、第1配線層130Bの下側の面から延びるアンカー部134が形成される。
第1配線加工工程の次に、第1レジスト層221を除去する第1レジスト層除去工程を行う。図27に示すように、第1レジスト層除去工程では、第1レジスト層221を、第1磁性層121から引き離すようにして剥離する。
第1レジスト層除去工程の次に、第2被覆工程を行う。図28に示すように、第2被覆工程では、第1磁性層121の上側の面のうち、第2配線層130Cを形成しない部分を被覆する第2レジスト層222をパターニングする。この実施形態では、第1配線層130Bより僅かに広い範囲が露出するように、第2レジスト層222がパターニングされる。なお、第2被覆工程におけるフォトリソグラフィの態様は第1被覆工程と同様であるので、詳しい説明は省略する。
第2被覆工程の次に、第2配線層加工工程を行う。第2配線層加工工程では、第2レジスト層222に覆われていない部分に、第2配線層130Cを形成する。具体的には、電解銅めっきを行い、第2レジスト層222に覆われていない表面上に、銅の比率が99wt%以上である第2配線層130Cが形成される。この際に、図21に示すように、第1配線層130Bに覆われていない第1磁性層121には、第2配線層130Cの端の部分が直接密着する。そのため、第2配線層130Cの下側の面と接触する第1磁性層121に対して、電解銅めっきの際のめっき液が基材120Aと金属磁性粉120Bとの隙間に入り込んでいる。当該隙間に張り込んだめっき液から析出された銅が、アンカー部134として機能する。本実施形態においては、上述した第1配線加工工程と第2配線加工工程とが、インダクタ配線加工工程となっている。
第2配線層加工工程の次に、第2レジスト層除去工程を行う。図29に示すように、第2レジスト層除去工程では、第2レジスト層222を、第1磁性層121から引き離すようにして剥離する。
第2レジスト層除去工程の次に、第1絶縁層加工工程を行う。図30に示すように、絶縁材料によって、積層方向上側から第1インダクタ配線130を覆う。これにより第1絶縁部181及び第2絶縁部182を含む第1絶縁層が第1磁性層121及び第1インダクタ配線130の上側の面の全体に亘って形成される。
第1絶縁層加工工程の次に、第3配線加工工程を行う。図31に示すように、先ず、第1インダクタ配線130の上側の面のうち、第3ビア193を形成する箇所に、レーザーによって第2絶縁部182を貫通する穴を形成する。これにより、第3ビア193を形成する箇所には、第1インダクタ配線130の上側の面が露出する。次に、積層方向上側から、スパッタリングによって、シード層として機能する第3配線層200Aを形成する。第3配線層200Aの材質は、チタン及びクロムを含んでいる。
第3配線加工工程の次に、第3被覆工程を行う。第3被覆工程では、第3配線層200Aの表面のうち、第4配線層200Bを形成しない部分を被覆する第3レジスト層223をパターニングする。なお、第3被覆工程におけるフォトリソグラフィの態様は第1被覆工程と同様であるので、詳しい説明は省略する。
第3被覆工程の次に、第4配線層加工工程を行う。第4配線層加工工程では、電解銅めっきを行い、第3配線層200Aの表面のうち、第3レジスト層223に覆われていない部分に、銅の比率が99wt%以上である第4配線層200Bが形成される。
第4配線加工工程の次に、第4被覆工程を行う。第4被覆工程では、図32に示すように、垂直配線を形成しない部分を被覆する第4レジスト層224をパターニングする。すなわち、図示は省略するが、第1柱状配線194と、第2柱状配線195と、第3柱状配線196と、第4柱状配線197と、第5柱状配線198と、第6柱状配線199と、を形成する部分のみが第4レジスト層224から露出している。
第4被覆工程の次に、垂直配線加工工程を行う。垂直配線加工工程では、電解銅めっきを行い、第2配線層130Cの表面のうち、第4レジスト層224に覆われていない部分に、銅の比率が99wt%以上である各垂直配線が形成される。すなわち、第3柱状配線196と第5柱状配線198とが形成される。なお、図示は省略するが、第1柱状配線194と、第2柱状配線195と、第4柱状配線197と、第6柱状配線199と、も形成される。
垂直配線加工工程の次に、第4レジスト層除去工程と、第3レジスト層除去工程を同時に行う。具体的には、図33に示すように、第3レジスト層223及び第4レジスト層224を、第1磁性層121から引き離すようにして剥離する。その後、表面に露出しているシード層として機能する第3配線層200Aを、エッチングにより除去する。
第3レジスト層除去工程の次に、第2絶縁層加工工程を行う。図34に示すように、第2絶縁層加工工程では、絶縁樹脂を上側の面に塗布する。具体的には、先ず、積層方向上側から、第4配線層200Bが全て覆われる程度に絶縁樹脂を塗布する。次に、第4絶縁部184を形成する箇所に対して、露光する。その後、塗布された絶縁樹脂のうち、硬化していない部分を、薬液により剥離除去する。その結果、図35に示すように、塗布された絶縁樹脂のうち、露光された部分が硬化されて、第3絶縁部183及び第4絶縁部184が形成される。その後、図36に示すように、第1絶縁部181及び第2絶縁部182を含む第1磁性層のうち、第1絶縁部181及び第2絶縁部182を形成しない部分を、レーザーにより除去する。
第2絶縁層加工工程の次に、第2磁性層加工工程を行う。図37に示すように、第2磁性層加工工程では、磁性材料を、第5柱状配線198の上端よりも積層方向上側まで充填させる。次に、積層方向上側から、各垂直配線の上端が露出するまで研削する。これにより、第2磁性層122と、第3磁性層123と、第4磁性層124と、第5磁性層125と、第6磁性層126と、が形成される。
第2磁性層加工工程の次に、ベース基板除去工程を行う。図38に示すように、ベース基板除去工程では、銅箔付きベース基板210を除去する。具体的には、ベース基板211を、第1磁性層121から引き離すようにして剥離する。次に、銅箔をエッチングによって除去する。そして、第1磁性層121の下端から第6磁性層126の上端までの寸法が所望の値となるまで第1磁性層121を積層方向下側から研削する。
ベース基板除去工程の次に、外部電極加工工程を行う。具体的には、各垂直配線の上側の面、すなわち第4柱状配線197と、第5柱状配線198と、第6柱状配線199と、の上側の面に、無電解めっき、電解めっき、印刷、スパッタリングなどによって、銅、ニッケル、金および錫のいずれかを含む単層または積層構造からなる外部電極230を形成する。
外部電極加工工程の次に、個片化工程を行う。具体的には、図39に示すように、破断線DLにてダイシングにより個片化する。これにより、インダクタ部品110を得ることができる。また、このとき、破断線DL上に含まれる第1ダミー配線141及び第2ダミー配線142がインダクタ部品110の側面に露出する。
次に、上記第2実施形態の効果を説明する。上記第2実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)〜(7)、(9)、(11)の効果に加えて、以下の効果を奏する。
(12)上記第2実施形態のインダクタ部品110によれば、第1配線層130Bのみならず、第2配線層130Cの下面も、第1インダクタ配線130の主面MF2の一部を構成している。そのため、第2配線層130Cの下側の面からもアンカー部134が延びており、第1インダクタ配線130と第1磁性層121との間に生じるアンカー効果をより大きく得やすい。
(13)上記第2実施形態のインダクタ部品110によれば、第1インダクタ配線130の主面MF2からはアンカー部134が延びている一方で、第2インダクタ配線135の主面MF3からはアンカー部は延びていない。また、第2インダクタ配線135は、積層方向に第1インダクタ配線130と間隔を空けて積層されている。そのため、複数のインダクタ配線を積層する際に設計自由度が向上する。
上記各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。各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組み合わせて実施することができる。
・上記各実施形態において、インダクタ配線とは、電流が流れた場合に磁性層に磁束を発生させることによって、インダクタ部品にインダクタンスを付与できるものであればよい。
・上記各実施形態において、インダクタ配線の形状は、各実施形態の例に限られない。例えば、インダクタ配線が1.0ターン未満の曲線状や0ターンの直線状となっていてもよい。さらに、複数のインダクタ配線のうちの一部が、他のインダクタ配線と異なる形状であってもよい。また、各実施形態において、インダクタ配線がミアンダ形状であってもよい。
・上記第1実施形態において、インダクタ配線30が、主面MFと平行な方向に複数並んでいてもよく、同一層内において複数設けられていてもよい。これらの場合、複数のインダクタ配線30を備えているため、全体としてのインダクタンスを向上させつつも、同一層内に配置されているため、全体の積層方向の大きさが過度に大きくなることを抑制できる。また、インダクタ配線30が、同一層内において複数設けられたインダクタ部品10を、複数のインダクタ部品に分割して使用してもよい。
・上記各実施形態において、インダクタ配線の配線構造は、各実施形態の例に限られない。例えば、インダクタ配線において、第1パッド及び第2パッドの形状を変更してもよいし、第1パッド及び第2パッドそのものを省略してもよい。
・上記第1実施形態において、インダクタ配線30において触媒層30A及び第2配線層30Cを省略して、インダクタ配線30が第1配線層30Bのみで構成されていてもよい。この場合であっても、第1配線層30Bの下側の面がインダクタ配線30の主面MFを構成しており、第1配線層30Bの下側の面からアンカー部34が延びていればよい。
・上記各実施形態において、アンカー部が被覆する量は、上記各実施形態の例に限られない。例えば、アンカー部は、接触している金属磁性粉の表面のうち、全てを覆っていなくてもよく、3分の1未満の面積を覆っていてもよい。この場合、アンカー部によって覆われる金属磁性粉は、当該金属磁性粉を断面で視たときに表面の3分の1以上が、アンカー部に被覆されている断面を含んでいなくてもよい。また、アンカー部は、インダクタ配線の主面と接する金属磁性粉の全ての金属磁性粉の表面を覆っていなくてもよい。
・上記各実施形態において、アンカー部の形成やアンカー部が覆う量の調整は、上記実施形態の例に限られない。例えば、第1実施形態において、第1磁性層21の樹脂残渣を除去するなどの表面処理時に、第1磁性層21の基材20Aを溶解させつつ、金属磁性粉20Bを溶解しないアルカリ系薬液を用い、その処理時間によって、基材20Aと金属磁性粉20Bの界面状態を調整してもよい。
・上記第1実施形態において、研削の際に、基材20Aと金属磁性粉20Bとの間のわずかな隙間を形成し、インダクタ配線加工工程では、当該隙間に無電解銅めっき液を流し込んだが、アンカー部34が形成できれば、その他の公知の方法を用いてもよい。特に、基材20Aと金属磁性粉20Bとの界面に明確な隙間がない場合であっても、無電解銅めっきは、基材20Aと金属磁性粉20Bとの界面に沿って侵入し、上述した銅による鉄の置換を発生させる。そのため、研削の際に基材20Aと金属磁性粉20Bとの間に隙間を形成しなくてもよい。
・上記第2実施形態において、アンカー部134は、第1配線層130Bの下面から延びてなく、第1インダクタ配線130の主面MF2の一部を構成する第2配線層130Cの下側の面からのみ延びていてもよい。
・上記各実施形態において、第1配線層の材質は、上記各実施形態の例に限られない。例えば、第1配線層の材質は、ニッケルの比率が99wt%であり、リンの比率が0.5wt%以上10%以下であってもよい。この場合、リンが含まれることでニッケルに内蔵する応力を調整することができ、インダクタ部品の残留応力を緩和できる。また、第1配線層にニッケルが含まれることで、エレクトロマイクグレーションを抑制できる。
・上記各実施形態において、金属磁性粉の材質は、上記実施形態の例に限られない。例えば、金属磁性粉の材質は、鉄以外の金属粉が含まれていてもよく、第1配線層の材質よりもイオン化傾向の大きい金属でなくてもよい。この場合、例えば、金属磁性粉と基材との粒界が比較的に大きく、めっき液を流し込むことができれば、アンカー部を形成できる。
・上記各実施形態において、第2配線層の材質は、銅以外の金属であってもよい。なお、第2配線層と第1配線層との境界面は、必ずしも明瞭ではなく、場合によっては両者の間に明確な界面が認められないこともある。
・上記各実施形態において、第2配線層の厚みは、第1配線層厚さの5倍未満であってもよい。
・上記第1実施形態において、触媒層30Aの材質は、上記実施形態の例に限られない。触媒層30Aの材質は、パラジウム、白金、銀及び金のうち、少なくとも1つ以上の金属を含んでいればよい。
・上記第1実施形態において、インダクタ配線30の厚さTAは、上記実施形態の例に限られない。インダクタ配線30の厚さTAが40μm以上であると、比較的に直流抵抗を小さくすることができる。また、インダクタ配線30の厚さTAが120μm以下であると、厚さTAに対する配線幅を過度に大きくせずに済む。
・上記第1実施形態において、第1配線層30Bの厚さTBは、上記実施形態の例に限られない。第1配線層30Bの厚さTBが0.3μm以上10μm以下であると、無電解銅めっきによって形成しやすい。
・上記各実施形態において、基材の材質は、上記実施形態の例に限られない。例えば、基材の材質は、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂及びアクリル系樹脂のうち、少なくとも1つの樹脂と、平均粒子径が1μm以下の無機フィラーを含んでいると、磁性層の強度を確保する上で好適である。また、基材の材質は、これらに限られず、絶縁性のある樹脂のみであってもよい。
・上記各実施形態において、金属磁性粉の平均粒子径は、上記実施形態の例に限られない。金属磁性粉の平均粒子径が5.0μm以下であれば、アンカー部の数を増やしやすい。また、金属磁性粉の平均粒子径は、インダクタ配線30の配線幅に対して、10分の1より大きくてもよい。
・上記実施形態において、各層における磁性層の境界は、界面が確認できないほど一体化していてもよいし、界面が確認できるような別体であってもよい。
10…インダクタ部品
20A…基材
20B…金属磁性粉
21…第1磁性層
30…インダクタ配線
30A…触媒層
30B…第1配線層
30C…第2配線層
34…アンカー部
51…第1垂直配線
60…被覆層
70…外部電極

Claims (18)

  1. 絶縁材料からなる基材中に金属磁性粉が分散して存在している磁性層と、
    前記磁性層の表面に積層されたインダクタ配線と、を備え、
    前記インダクタ配線は、前記インダクタ配線における前記磁性層側の主面から延びて前記磁性層中の前記金属磁性粉の表面を覆うアンカー部を有する
    インダクタ部品。
  2. 前記アンカー部に覆われている金属磁性粉は、当該金属磁性粉を断面で視たときに表面の3分の1以上が前記アンカー部に被覆されている断面を含む
    請求項1に記載のインダクタ部品。
  3. 前記インダクタ配線は、第1配線層と、前記第1配線層における前記磁性層とは反対側に積層された第2配線層と、を備え、
    前記第1配線層の前記磁性層側の面が、前記主面を構成している
    請求項1又は請求項2に記載のインダクタ部品。
  4. 前記金属磁性粉の材質は、前記第1配線層の材質よりもイオン化傾向の大きい金属を含む
    請求項3に記載のインダクタ部品。
  5. 前記第1配線層の材質は、銅の比率が99wt%以下であり、ニッケルの比率が0.1wt%以上である
    請求項3又は請求項4に記載のインダクタ部品。
  6. 前記第1配線層の材質は、ニッケルの比率が99wt%以下であり、リンの比率が0.5wt%以上10%以下である
    請求項3又は請求項4に記載のインダクタ部品。
  7. 前記第2配線層の材質は、銅の比率が99wt%以下である
    請求項3〜請求項6のいずれか1項に記載のインダクタ部品。
  8. 前記第2配線層の外面の一部が、前記インダクタ配線の前記主面を構成している
    請求項3〜請求項7のいずれか1項に記載のインダクタ部品。
  9. 前記第2配線層の積層方向における厚さは、前記第1配線層の積層方向における厚さの5倍以上である
    請求項3〜請求項8のいずれか1項に記載のインダクタ部品。
  10. 前記インダクタ配線は、パラジウム、白金、銀及び金のうち、少なくとも1つ以上の金属を含む触媒層を備え、
    前記触媒層は、前記第1配線層の前記磁性層側に配置されており、
    前記触媒層の前記磁性層側の面が、前記インダクタ配線の前記主面を構成している
    請求項3〜請求項9のいずれか1項に記載のインダクタ部品。
  11. 前記インダクタ配線の厚さは、40μm以上120μm以下であり、
    前記第1配線層の厚さは、0.3μm以上10μm以下である
    請求項3〜請求項10のいずれか1項に記載のインダクタ部品。
  12. 前記基材は、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂及びアクリル系樹脂のうち、少なくとも1つの樹脂と、平均粒子径が1μm以下の無機フィラーを含む
    請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載のインダクタ部品。
  13. 前記金属磁性粉の平均粒子径は、5.0μm以下である
    請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載のインダクタ部品。
  14. 前記金属磁性粉の平均粒子径は、前記インダクタ配線の配線幅の10分の1以下である
    請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載のインダクタ部品。
  15. 前記インダクタ配線における前記磁性層とは反対側の面には、磁性材料からなる第2磁性層が積層されており、
    前記第2磁性層における前記インダクタ配線とは反対側の面には、絶縁材料からなる被覆層が積層されており、
    前記インダクタ配線には、前記第2磁性層を前記主面に直交する方向に貫通する垂直配線が接続されており、
    前記垂直配線は、前記被覆層から露出しており、
    前記垂直配線において前記被覆層から露出している部分には、外部電極が接続されている
    請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載のインダクタ部品。
  16. 前記インダクタ配線が、前記主面と平行な方向に複数並んでいる
    請求項1〜請求項15のいずれか1項に記載のインダクタ部品。
  17. 前記インダクタ配線を第1インダクタ配線としたとき、
    前記第1インダクタ配線とは別の第2インダクタ配線が、前記主面に垂直な方向に前記第1インダクタ配線と間隔を空けて積層されており、
    前記第2インダクタ配線は、前記アンカー部を備えていない
    請求項1〜請求項16のいずれか1項に記載のインダクタ部品。
  18. 絶縁材料からなる基材内に金属磁性粉が分散しているとともに当該金属磁性粉の一部が表面に露出している第1磁性層の表面の一部を、レジスト層で被覆する被覆工程と、
    前記被覆工程後の前記第1磁性層をめっき液に浸すことで、前記第1磁性層の前記表面のうちの前記レジスト層に被覆されていない部分にインダクタ配線を積層するインダクタ配線加工工程と、
    前記インダクタ配線加工工程の後、前記レジスト層を取り除くレジスト層除去工程と、
    を備え、
    前記インダクタ配線加工工程では、前記インダクタ配線を、前記第1磁性層の表面に露出する金属磁性粉の表面にも形成する
    インダクタ部品の製造方法。
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