JP2022018911A - 電子部品およびその製造方法 - Google Patents

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Shinji Otani
大樹 今枝
Hiroki Imaeda
菜美子 笹島
Namiko Sasajima
友博 須永
Tomohiro Sunaga
正美 大門
Masami Daimon
由雅 吉岡
Yoshimasa Yoshioka
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Abstract

【課題】金属磁性粉の溶解を抑制した電子部品を提供する。【解決手段】樹脂と金属磁性粉とを含むコンポジット体と、前記コンポジット体の外面上に配置された第1金属膜と、前記第1金属膜上に配置された第2金属膜とを備え、前記コンポジット体の前記第1金属膜と接触する接触面には、少なくとも1つの前記金属磁性粉が露出し、前記第1金属膜が前記金属磁性粉の前記接触面から露出した露出面に接触し、該金属磁性粉上の第1金属膜の膜厚が2.9μm以上である、電子部品。【選択図】図2

Description

本発明は、電子部品およびその製造方法に関する。
従来、電子部品としては、特開2017-103423号公報(特許文献1)に記載されたものがある。特許文献1の電子部品は、樹脂および金属磁性粉のコンポジット材料からなるコンポジット体と、コンポジット体の外面上に配置された金属膜とを備える。
特開2017-103423号公報
しかしながら、上記のような電子部品を別の金属膜で覆う場合、金属膜の一部にひび割れが生じるおそれがあることが分かった。さらに、鋭意検討すると、金属磁性粉が溶解していることが分かった。
そこで、本開示は、金属磁性粉の溶解を抑制した電子部品を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本開示の一態様である電子部品は、
樹脂と金属磁性粉とを含むコンポジット体と、
前記コンポジット体の外面上に配置された第1金属膜と、
前記第1金属膜上に配置された第2金属膜と
を備え、
前記コンポジット体の前記第1金属膜と接触する接触面には、少なくとも1つの前記金属磁性粉が露出し、
前記第1金属膜が前記金属磁性粉の前記接触面から露出した露出面に接触し、
該金属磁性粉上の第1金属膜の膜厚が2.9μm以上である。
前記態様によれば、コンポジット体の接触面において、露出した金属磁性粉上の第1金属膜にピンホールが生じにくい。その結果、金属磁性粉の溶解を抑制することが可能となる。
ここで、「第1金属膜の膜厚」とは、コンポジット体の外面のうち、第1金属膜の設けられる面に対して垂直方向の、第1金属膜の厚さをいう。
本開示の別の態様である電子部品の製造方法は、
樹脂と金属磁性粉とを含むコンポジット体であって、前記コンポジット体の外面上に少なくとも1つの金属磁性粉の露出した露出面を形成する工程と、
無電解めっき処理により、前記露出面上に、膜厚が2.9μm以上になるように前記第1金属膜を形成する工程と、
前記第1金属膜上に第2金属膜を形成する工程とを含む。
前記態様によれば、コンポジット体の第1金属膜と接触する接触面に露出した金属磁性粉上にて、該金属磁性粉上の第1金属膜にピンホールが生じにくくなり、その結果、良好な性能を有する電子部品を製造できる。
本開示の一態様である電子部品およびその製造方法によれば、良好な性能を有する電子部品を提供できる。
電子部品としてのインダクタ部品の第1実施形態を示す透視平面図である。 図1AのA-A断面図である。 図1Bの一部拡大図である。 インダクタ部品の製造方法について説明する説明図である。 インダクタ部品の製造方法について説明する説明図である。 インダクタ部品の製造方法について説明する説明図である。 インダクタ部品の製造方法について説明する説明図である。 第1金属膜の膜厚に対する、炭素原子と第1金属膜を構成するCuとの合計値に対する炭素原子の割合との関係を示す図である。 第2実施形態における一部拡大図である。
以下、本開示の一態様である電子部品を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、図面は一部模式的なものを含み、実際の寸法や比率を反映していない場合がある。
(第1実施形態)
(構成)
図1Aは、電子部品の第1実施形態を示す透視平面図である。図1Bは、図1AのA-A断面図である。図2は、図1Bの一部拡大図である。
電子部品は、一例として、インダクタ部品1である。インダクタ部品1は、例えば、パソコン、DVDプレーヤー、デジタルカメラ、TV、携帯電話、カーエレクトロニクスなどの電子機器に搭載される回路基板に実装される表面実装型の電子部品である。ただし、インダクタ部品1は、表面実装型でなく、基板内蔵型の電子部品であってもよい。また、インダクタ部品1は、例えば全体として直方体形状の部品である。ただし、インダクタ部品1の形状は、特に限定されず、円柱状や多角形柱状、円錐台形状、多角形錐台形状であってもよい。
図1Aと図1Bに示すように、インダクタ部品1は、絶縁性を有する素体10と、素体10内に配置された第1インダクタ素子2Aおよび第2インダクタ素子2Bと、素体10の長方形状の第1主面10aから端面が露出するように素体10に埋め込まれた第1柱状配線31、第2柱状配線32、第3柱状配線33および第4柱状配線34と、素体10の第1主面10a上に配置された第1外部端子41、第2外部端子42、第3外部端子43および第4外部端子44と、素体10の第1主面10a上に設けられた絶縁膜50とを備える。図中、インダクタ部品1の厚みに平行な方向をZ方向とし、順Z方向を上側、逆Z方向を下側とする。Z方向に直交する平面において、インダクタ部品1の長手側となる長さに平行な方向をX方向とし、インダクタ部品1の短手側となる幅に平行な方向をY方向とする。
素体10は、絶縁層61と、絶縁層61の下面61aに配置された第1磁性層11と、絶縁層61の上面61bに配置された第2磁性層12とを有する。素体10の第1主面10aは、第2磁性層12の上面に相当する。素体10は、絶縁層61、第1磁性層11および第2磁性層12の3層構造であるが、磁性層のみの1層構造、磁性層と絶縁層のみの2層構造、複数の磁性層および絶縁層からなる4層以上の構造のいずれであってもよい。
絶縁層61は、絶縁性を有し、主面が長方形の層状であり、絶縁層61の厚みは、例えば、10μm以上100μm以下である。絶縁層61は、例えば、低背化の観点からガラスクロスなどの基材を含まないエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などの絶縁樹脂層であることが好ましいが、NiZn系やMnZn系などのフェライトのような磁性体や、アルミナ、ガラスのような非磁性体からなる焼結体層であってもよく、ガラスエポキシなどの基材を含む樹脂基板層であってもよい。なお、絶縁層61が焼結体層である場合は、絶縁層61の強度や平坦性を確保でき、絶縁層61上の積層物の加工性が向上する。また、絶縁層61が焼結体層である場合は、低背化の観点から研磨加工されていることが好ましく、特に積層物のない下側から研磨されていることが好ましい。
第1磁性層11および第2磁性層12は、高い透磁率を有し、主面が長方形の層状であり、樹脂135と、樹脂135に含有された金属磁性粉136とを含む。つまり、第1磁性層11および第2磁性層12は、樹脂135と金属磁性粉136とを含むコンポジット体である。樹脂135は、例えば、エポキシ系樹脂やビスマレイミド、液晶ポリマ、ポリイミドなどからなる有機絶縁材料である。金属磁性粉136は、Feを含むことが好ましく、例えば、Fe単体、FeSiCrなどのFeSi系合金、FeCo系合金、NiFeなどのFe系合金、または、それらのアモルファス合金などの磁性を有する金属材料を挙げることができる。金属磁性粉136の平均粒径は、例えば0.1μm以上5μm以下である。インダクタ部品1の製造段階においては、金属磁性粉136の平均粒径を、レーザ回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%に相当する粒径(いわゆるD50)として算出することができる。金属磁性粉136の含有率は、好ましくは、磁性層全体に対して、20Vol%以上70Vol%以下である。金属磁性粉136の平均粒径が5μm以下である場合、直流重畳特性がより向上し、微粉によって高周波での鉄損を低減できる。
第1インダクタ素子2A、第2インダクタ素子2Bは、素体10の第1主面10aと平行に配置された第1インダクタ配線21、第2インダクタ配線22を含む。これにより、第1インダクタ素子2Aおよび第2インダクタ素子2Bを第1主面10aと平行な方向で構成でき、インダクタ部品1の低背化を実現できる。第1インダクタ配線21と第2インダクタ配線22は、素体10内の同一平面上に配置されている。具体的に述べると、第1インダクタ配線21と第2インダクタ配線22は、絶縁層61の上方側、つまり、絶縁層61の上面61bにのみ形成され、第2磁性層12に覆われている。
第1、第2インダクタ配線21,22は、平面状に巻回されている。具体的に述べると、第1、第2インダクタ配線21,22は、Z方向から見たときに、半楕円形の弧状である。すなわち、第1、第2インダクタ配線21,22は、約半周分巻回された曲線状の配線である。また、第1、第2インダクタ配線21,22は、中間部分で直線部を含んでいる。なお、本願において、インダクタ配線の「スパイラル」とは、渦巻形状を含む平面状に巻回された曲線形状を意味し、第1インダクタ配線21、第2インダクタ配線22のような1ターン以下の曲線形状も含み、また当該曲線形状は、部分的な直線部を含んでいてもよい。
第1、第2インダクタ配線21,22の厚みは、例えば、40μm以上120μm以下であることが好ましい。第1、第2インダクタ配線21,22の実施例として、厚みが45μm、配線幅が40μm、配線間スペースが10μmである。配線間スペースは絶縁性の確保から、3μm以上20μm以下が好ましい。
第1、第2インダクタ配線21,22は、導電性材料からなり、例えばCu、Ag,Auなどの低電気抵抗な金属材料からなる。本実施形態では、インダクタ部品1は、第1、第2インダクタ配線21,22を1層のみ備えており、インダクタ部品1の低背化を実現できる。なお、第1、第2インダクタ配線21,22は金属膜であってもよく、例えば、無電解めっき処理により形成されたCuやTiなどの下地層上に、CuやAgなどの導電層が形成された構造であってもよい。
第1インダクタ配線21は、第1端、第2端がそれぞれ外側に位置する第1柱状配線31、第2柱状配線32に電気的に接続され、第1柱状配線31および第2柱状配線32からインダクタ部品1の中心側に向かって孤を描く曲線状である。また、第1インダクタ配線21は、その両端にスパイラル形状部分よりも線幅の大きいパッド部を有し、パッド部において、第1、第2柱状配線31,32と直接接続されている。
同様に、第2インダクタ配線22は、第1端、第2端がそれぞれ外側に位置する第3柱状配線33、第4柱状配線34に電気的に接続され、第3柱状配線33および第4柱状配線34からインダクタ部品1の中心側に向かって孤を描く曲線状である。
ここで、第1、第2インダクタ配線21,22のそれぞれにおいて、第1、第2インダクタ配線21,22が描く曲線と、第1、第2インダクタ配線21,22の両端を結んだ直線とに囲まれる範囲を内径部分とする。このとき、Z方向からみて、第1、第2インダクタ配線21,22について、その内径部分同士は重ならず、第1、第2インダクタ配線21,22は、互いに離隔している。
第1、第2インダクタ配線21,22の第1から第4柱状配線31~34との接続位置からX方向に平行な方向であってインダクタ部品1の外側となる方向に向かってさらに配線が伸びており、この配線はインダクタ部品1の外側に露出している。つまり、第1、第2インダクタ配線21,22は、インダクタ部品1の積層方向に平行な側面(YZ平面に平行な面)から外部に露出している露出部200を有する。
この配線は、インダクタ部品1の製造過程において、第1、第2インダクタ配線21,22の形状を形成後、追加で電解めっきを行う際の給電配線と接続される配線である。この給電配線によりインダクタ部品1を個片化する前のインダクタ基板状態において、追加で電解めっきを容易に行うことができ、配線間距離を狭くすることができる。また、追加で電解めっきを行うことで、第1、第2インダクタ配線21,22の配線間距離を狭くすることにより、第1、第2インダクタ配線21,22の磁気結合を高めたり、第1、第2インダクタ配線21,22の配線幅を大きくして電気抵抗を低減したり、インダクタ部品1の外形を小型化したりすることができる。
第1から第4柱状配線31~34は、各インダクタ配線21,22からZ方向に延在し、第2磁性層12の内部を貫通している。第1柱状配線31は、第1インダクタ配線21の一端の上面から上側に延在し、第1柱状配線31の端面が、素体10の第1主面10aから露出する。第2柱状配線32は、第1インダクタ配線21の他端の上面から上側に延在し、第2柱状配線32の端面が、素体10の第1主面10aから露出する。第3柱状配線33は、第2インダクタ配線22の一端の上面から上側に延在し、第3柱状配線33の端面が、素体10の第1主面10aから露出する。第4柱状配線34は、第2インダクタ配線22の他端の上面から上側に延在し、第4柱状配線34の端面が、素体10の第1主面10aから露出する。
したがって、第1柱状配線31、第2柱状配線32、第3柱状配線33、第4柱状配線34は、第1インダクタ素子2A、第2インダクタ素子2Bから上記第1主面10aから露出する端面まで、当該端面に直交する方向に直線状に伸びる。これにより、第1外部端子41、第2外部端子42、第3外部端子43、第4外部端子44と、第1インダクタ素子2A、第2インダクタ素子2Bとをより短い距離で接続することができ、インダクタ部品1の低抵抗化や高インダクタンス化を実現できる。第1から第4柱状配線31~34は、導電性材料からなり、例えば、インダクタ配線21,22と同様の材料からなる。
第1から第4外部端子41~44は、素体10の第1主面10a上に配置されている。第1から第4外部端子41~44は、第2磁性層12の外面上に配置された金属膜である。第1外部端子41は、第1柱状配線31の素体10の第1主面10aから露出する端面に接触し、第1柱状配線31と電気的に接続されている。これにより、第1外部端子41は、第1インダクタ配線21の一端に電気的に接続される。第2外部端子42は、第2柱状配線32の素体10の第1主面10aから露出する端面に接触し、第2柱状配線32と電気的に接続されている。これにより、第2外部端子42は、第1インダクタ配線21の他端に電気的に接続される。
同様に、第3外部端子43は、第3柱状配線33の端面に接触し、第3柱状配線33と電気的に接続されて、第2インダクタ配線22の一端に電気的に接続される。第4外部端子44は、第4柱状配線34の端面に接触し、第4柱状配線34と電気的に接続されて、第2インダクタ配線22の他端に電気的に接続される。
インダクタ部品1では、第1主面10aは、長方形状の辺に相当する直線状に伸びる第1端縁101、第2端縁102を有する。第1端縁101、第2端縁102は、それぞれ素体10の第1側面10b、第2側面10cに続く第1主面10aの端縁である。第1外部端子41と第3外部端子43は、素体10の第1側面10b側の第1端縁101に沿って配列され、第2外部端子42と第4外部端子44は、素体10の第2側面10c側の第2端縁102に沿って配列されている。なお、素体10の第1主面10aに直交する方向からみて、素体10の第1側面10b,第2側面10cは、Y方向に沿った面であり、第1端縁101、第2端縁102と一致する。第1外部端子41と第3外部端子43の配列方向は、第1外部端子41の中心と第3外部端子43の中心を結ぶ方向とし、第2外部端子42と第4外部端子44の配列方向は、第2外部端子42の中心と第4外部端子44の中心を結ぶ方向とする。
絶縁膜50は、素体10の第1主面10aにおける第1から第4外部端子41~44が設けられていない部分上に設けられている。ただし、絶縁膜50は第1から第4外部端子41~44の端部が乗り上げることで、第1から第4外部端子41~44とZ方向に重なっていてもよい。絶縁膜50は、例えば、アクリル樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド等の電気絶縁性が高い樹脂材料から構成される。これにより、第1から第4外部端子41~44の間の絶縁性を向上できる。また、絶縁膜50が第1から第4外部端子41~44のパターン形成時のマスク代わりとなり、製造効率が向上する。また、絶縁膜50は、樹脂135から金属磁性粉136が露出していた場合に、当該露出する金属磁性粉136を覆うことで、金属磁性粉136の外部への露出を防止することができる。なお、絶縁膜50は、シリカや硫酸バリウムなどの絶縁材料からなるフィラーを含有してもよい。
図2に示すように、第1外部端子41は、第2磁性層12の外面上に配置された第1金属膜410と、第1金属膜上に配置された第2金属膜とを備える。第2、第3、第4外部端子42,43,44の構成は、第1外部端子41の構成と同じであるため、以下、第1外部端子41のみについて説明する。
第1外部端子41は、第2磁性層12の外面上に配置された第1金属膜410と、第1金属膜410上に配置された第2金属膜411とを備える。
第1金属膜410は、主としてCuを含む。第1金属膜410は、Cuを含む金属または合金からなることが好ましい。これによれば、導電性の高い第1金属膜410が得られる。特に、金属磁性粉136がFeを含む場合であって、めっき処理により第1金属膜410を形成する場合には、第1金属膜410の形成がより容易になり得る。これは、金属磁性粉136に含まれるFeとめっき液に含まれるCuとが置換反応し、第1金属膜410を形成するためである。
第2金属膜411は、第1金属膜410を直接覆う金属膜であって、例えばNiなどを含む。第2金属膜411は、第1金属膜410のマイグレーションやはんだ食われを抑制する役割を有する。
なお、第1外部端子41には、第2金属膜411上に第3金属膜412がさらに設けられていてもよい。第3金属膜412は、第2金属膜411を直接覆い、第1外部端子41の最外層を構成する金属膜であって、例えばAuやSnなどの金属膜であり得る。第3金属膜412は、はんだの濡れ性を確保する役割を有する。
第2磁性層12は、第1金属膜410と接触する接触面12aを有し、該接触面12aには少なくとも1つの金属磁性粉136が露出する。したがって、第1金属膜410は、第2磁性層12の接触面12a上に配置され、該接触面12aに露出した露出面に接触する。
金属磁性粉136上の露出面に接触した第1金属膜410、すなわち、金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚tは、2.9μm以上である。
このような膜厚tを有することによって、第2磁性層12の接触面において、露出した金属磁性粉136上の第1金属膜410におけるピンホールの発生を抑制できる。
ここで、「ピンホール」とは、第1金属膜410に設けられた貫通孔であり、該貫通孔は金属磁性粉136の露出面と連通する孔である。
なお、「膜厚tが2.9μm以上である」とは、測定したときに少なくとも1つのtの値が2.9μm以上であればよい。
第1金属膜410にピンホールが存在すると、第2金属膜411の形成時に露出した金属磁性粉136が溶融することがある。このような場合、溶融した金属磁性粉136が第2金属膜411に影響を及ぼすことがある。例えば、第2金属膜411に溶融した金属磁性粉136が混合することによって、第2金属膜411が硬くなり、割れやすくなることがある。しかしながら、第1金属膜410が上記のように膜厚tを有することによって、第1金属膜410へのピンホールの発生を抑制して、露出した金属磁性粉136の溶融を抑制することができる。ひいては第2金属膜のひび割れを抑制できる。また、金属磁性粉136が溶融することを防止できるため、第2磁性層12に含まれる金属磁性粉136の含有量の低下を抑制でき、電子部品のインダクタ値の低下を抑制できる。したがって、上記のような膜厚tを有することによって、ピンホールに起因して生じ得る電子部品の性能への影響を抑制できる。
このように、本開示は、新たに見出された課題を解決するために見出されたものである。詳細に説明すると、上述したように、従来技術では、金属膜の一部にひび割れが生じるおそれがあった。本発明者らは、鋭意検討した結果、上記ひび割れは第2金属膜411が硬くなることによって生じていること、第2金属膜411が硬くなるのは、溶融した金属磁性粉136が、第1金属膜410に生じるピンホールを介して第2金属膜411に混合するためであることを見出した。上記課題を解決するために、本発明者らは、第1金属膜410のピンホールの発生を抑制するために本開示の構成に至ったものである。
上記「金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚t」とは、第2磁性層12の外面のうち、第1金属膜410の設けられる面に対して垂直方向の、第1金属膜410の厚さをいう。金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚tは、インダクタ部品1の断面のFIB-SIM像から求められる値である。FIB-SIM像とは、FIB(Focused Ion Beam:集束イオンビーム)を用いて観測したSIM(Scanning Ion Microscope:走査イオン顕微鏡)による断面画像である。画像の解析は、画像処理ソフト(例えば、旭化成エンジニアリング株式会社製、A像くん(登録商標))用いて行い得る。
上記断面は、図1Bのように、インダクタ部品1の柱状配線31および32の中心線をとおるように設けたものである。この場合、金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚tは、第2磁性層12上に第1金属膜410が設けられた箇所において、所定の範囲で測定して得ることができる。上記所定の範囲は、例えば、上記断面において、第1柱状配線31と絶縁膜50との間に設けられた中央領域であり、具体的には、第1柱状配線31の絶縁膜50側の端部から40μm以上、かつ、絶縁膜50の第1柱状配線31側の端部から70μm以上離れた領域である。
上記において、金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚tの下限値を2.9μmとしているが、この点について図4を用いて詳細に説明する。なお、本開示は、以下の理論に拘束されるものではない。
図4は、横軸を第1金属膜410の膜厚t(図4ではCuの膜厚)、縦軸を炭素原子と第1金属膜を構成する金属原子(図4ではCu)との合計値に対する炭素原子の割合としたグラフであり、以下のようにして求めたものである。
金属磁性粉136としては、Feを含むものを用いた。Feと反応すると炭素を含有する膜を形成する薬液(樹脂成分としてのアクリル系樹脂(商品名:Nipol LX814A(日本ゼオン製))に、エッチング促進成分としての硫酸を添加してpHを調整し、さらに界面活性剤としてニューレックス(登録商標、日油製)を添加した、樹脂含有溶液)に、第2磁性層12に第1金属膜410を形成した測定用試料を浸漬した。上記薬液から測定用試料を取り出した後、210℃で0.5時間熱処理し、エネルギー分散型X線分光法(SEM-EDX)を用いて第1金属膜410上に存在する炭素原子の割合を測定した。
すなわち、金属磁性粉136上の第1金属膜410にピンホールが存在する場合、第2磁性層12の表面に露出した金属磁性粉136に含まれたFeが、該ピンホールを介し、上記薬液と反応し、金属磁性粉136の露出面に炭素膜が形成される。したがって、ピンホールが多い場合には、ピンホールを介したFeの露出が多くなる。そして、Feが多く存在すると、Feと反応した炭素原子と第1金属膜410を構成する金属原子との合計値に対する上記炭素原子の割合が高くなる。
図4に示すように、第1金属膜410の膜厚が小さい場合には、上記の炭素原子の割合が高いが、第1金属膜410の膜厚が大きくなると上記の炭素原子の割合が低くなる。このことから、第1金属膜410の膜厚が大きくなると、金属磁性粉136上の第1金属膜410におけるピンホールが減っていると考えられる。さらに、図4に示すように、第1金属膜410の膜厚が2.9μm以上の場合、炭素原子の割合はほぼ一定の値となった。この結果から、膜厚2.9μm以上では、金属磁性粉136上の第1金属膜410にピンホールが生じていないと考える。なお、図4においては、膜厚2.9μm以上の場合にも、Feと反応した炭素原子と第1金属膜410を構成する金属原子との合計値に対する上記炭素原子の割合が一定の数値を示している。これは、第1金属膜410中のFeに上記薬液が反応し、炭素膜が形成されたためと考えられる。
なお、図4は、金属磁性粉136がFeを含む場合について検討した結果であるが、他の材料、例えば、他の金属材料を用いた場合であっても、第1金属膜410の膜厚tが2.9μm未満であればピンホールが生じると考えらえる。
好ましくは、上記金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚tは、15μm以下である。このような膜厚tとすることにより、第1金属膜における抵抗値が高くなりすぎることを防ぐことができる。
好ましくは、接触面12aにおいて、2以上の金属磁性粉136が露出する。この場合、接触面12aに露出した金属磁性粉136間の距離は、一方の金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚および他方の金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚の少なくとも一方の2倍以下であることが好ましい。
金属磁性粉136間の距離が上記のような値であると、第2磁性層12の接触面に露出した金属磁性粉136上にて、該金属磁性粉136上の第1金属膜410にピンホールがより生じにくい。さらに、前記態様によれば、該金属磁性粉間(およびその周囲)のほとんどを第1金属膜410で覆うことができる。その結果、第2磁性層12上に、より平滑な第1金属膜410を形成できる。さらに、第1金属膜410上に形成する第2金属膜411をも平滑に形成できる。
ここで、「露出した金属磁性粉136間の距離」は、上述した金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚tの測定と同様に、断面のFIB-SIM像から求めることができる。
より好ましくは、接触面12aから露出している隣り合う金属磁性粉136間の距離が、一方の金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚および他方の金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚のうち、薄いほうの膜厚の2倍以下である。
隣り合う金属磁性粉136間の距離が上記範囲にあることにより、さらに平滑な第1金属膜410を形成できる。
好ましくは、第1金属膜410の平均膜厚は、2.9μm以上であり、例えば5μm以上である。このような平均膜厚とすることにより、第2磁性層12の接触面に露出した金属磁性粉136上にて、該金属磁性粉136上の第1金属膜410にピンホールがさらに生じにくくなる。
ここで「第1金属膜410の平均膜厚」は、第2磁性層12上の第1金属膜410の平均膜厚、要するに、樹脂135および金属磁性粉136上の第1金属膜410の平均膜厚をいう。第1金属膜410の平均膜厚は、金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚tと同様の断面で測定することができる。
第1金属膜410の平均膜厚は、例えば、インダクタ部品1の断面のFIB-SIM像から求められる値の算術平均値であり、具体的には10点で測定した値の平均値とすることができる。
好ましくは、露出している金属磁性粉136の95%以上において、隣り合う金属磁性粉136間の距離は、第1金属膜の平均膜厚の2倍以下である。また、露出している金属磁性粉136の100%において、隣り合う金属磁性粉136間の距離が、第1金属膜の平均膜厚の2倍以下であってもよく、この場合、第1金属膜の平均膜厚が5μm以上であってもよい。
ここで、「隣り合う金属磁性粉136間の距離」は、平均膜厚を測定した領域において測定した値であり、平均膜厚の測定に用いた10点の金属磁性粉136において測定した値である。
上記のような構成とすることにより、金属磁性粉136上の第1金属膜410におけるピンホールの発生をさらに抑制できる。その結果、第1金属膜410における抵抗値のむらがより生じにくくなる。
(製造方法)
次に、インダクタ部品1の製造方法について説明する。
図3Aに示すように、複数のインダクタ配線21,22と複数の柱状配線31~34を素体10により覆った状態において、素体10の上面を研磨などによって研削加工し、柱状配線31~34の端面を素体10の上面から露出させる。その後、図3Bに示すように、素体10の上面全体に、スピンコートやスクリーン印刷などの塗布法、ドライフィルムレジスト貼付などの乾式法などにより、ハッチングにて示す絶縁膜50を形成する。絶縁膜50は例えば感光性レジストである。
その後、外部端子を形成する領域において、フォトリソグラフィやレーザ、ドリル、ブラストなどにより、絶縁膜50を除去することにより、柱状配線31~34の端面および素体10(第2磁性層12)の一部が露出する貫通孔50aを絶縁膜50に形成する。この際、図3Bに示すように、貫通孔50aからは柱状配線31~34の端面全体を露出させてもよいし、柱状配線31~34の端面の一部を露出させてもよい。また、1つの貫通孔50aから、複数の柱状配線31~34の端面を露出させてもよい。
その後、図3Cに示すように、貫通孔50a内に、第1金属膜410を後述の方法により形成し、さらに、第1金属膜410上に第2金属膜411を形成し、マザー基板100を構成する。第1金属膜410および第2金属膜411は、切断前の外部端子41~44を構成する。その後、図3Dに示すように、マザー基板100、すなわち封止された複数のインダクタ配線21,22を、ダイシングブレードなどを用いてカット線Cにて2つのインダクタ配線21,22ごとに個片化して、複数のインダクタ部品1を製造する。第1金属膜410、および第2金属膜411は、カット線Cにて切断されて、外部端子41~44を形成する。なお、外部端子41~44の製造方法は上記のように第1金属膜410および第2金属膜411を切断する方法であってもよいし、あらかじめ貫通孔50aを外部端子41~44の形状となるように絶縁膜50を除去した上で第1金属膜410および第2金属膜411を形成する方法であってもよい。
なお、第2金属膜411上に、さらに第3金属膜412を設けてもよい。この場合、第1金属膜410、第2金属膜411および第3金属膜412が、切断前の外部端子41~44を構成する。また、上記の図3Cの説明における「第1金属膜410および第2金属膜411」を、「第1金属膜410、第2金属膜411および第3金属膜412」と読み替えるものとする。
(第1金属膜410の製造方法)
前述の第1金属膜410の製造方法について説明する。
前述のとおり、絶縁膜50に貫通孔50aを形成した状態では、貫通孔50aからは、柱状配線31~34の端面および素体10が露出している。この貫通孔50aから露出する柱状配線31~34の端面および素体10の上面に対して、無電解めっき処理により、素体10に接触し導電性を有する第1金属膜410を形成する。第1金属膜410は、例えばCuを含む層である。
具体的に述べると、Cuを含む第1金属膜410を、無電解めっき処理により、Feを含む金属磁性粉136に析出させる。
詳細に述べると、第2磁性層12の第1金属膜410と接触する接触面12aにおいて露出した金属磁性粉136が触媒として機能する。この金属磁性粉136に含まれる金属(例えばFe)と、第1金属膜410の形成に用いる金属(例えばCu)とが置換反応する。その結果、第1金属膜410が金属磁性粉136上に形成される。
その後、金属磁性粉136に析出した第1金属膜410が成長させられて、第2磁性層12の樹脂135上にも第1金属膜410が形成される。さらにその後、めっき液に含まれる還元剤が分解して電子を出し、この電子がめっき液中のCuイオンに供給され、還元反応が進行する。このようにして、第1金属膜410の膜厚tが2.9μm以上になるように形成される。
好ましくは、無電解めっき処理においては、例えば還元剤として、ホルムアルデヒドを用いることができる。また、上記めっき液には、ロッシェル塩系またはエチレンジアミン四酢酸(EDTA)系などの錯化剤が含まれていてもよい。なお、本開示の方法では、めっき液を用いめっきをする前に、めっき前処理液を用いてめっき前処理を施してもよい。上記めっき前処理液に触媒(例えば、Sn-Pd触媒など)が含まれない。
柱状配線(Cu)31~34上に第1金属膜410を形成するには、例えば、金属磁性粉136に析出した第1金属膜410を成長させて柱状配線31~34上に伸びるようにしてもよい。または、柱状配線31~34上に触媒層としてPd層を形成し、触媒層上に無電解めっき処理により第1金属膜410を形成するようにしてもよい。
(第2金属膜411の製造方法)
第2金属膜411は、特に限定されず、例えば、めっき処理で形成できる。本開示では、上述したように第1金属膜410によって金属磁性粉136を保護できており、その結果第2金属膜411を形成するためのめっき処理をおこなう際に、金属磁性粉136が溶出することを防ぐことができる。例えば、第2金属膜411に、溶融した金属磁性粉136が混合すると、第2金属411に影響を及ぼすことがあり、例えば、第2金属膜411が溶融した金属磁性粉136の混合により割れやすくなることがある。しかしながら、本開示では、金属磁性粉136の溶融を抑制できることから上記のような問題が生じにくい。さらに、めっき液へのコンタミを防止でき、めっき液が固着することを予防し得る。
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態の電子部品1Aにおける第2磁性層12および第1金属膜410を記載した一部拡大図である。第2実施形態は、第1実施形態とは、第1金属膜410の膜厚が相違する。この相違する点について以下に説明する。その他の構成は、第1実施形態と同じ構成であり、第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
図5に示すように、第2実施形態においては、第1実施形態の第1金属膜410の全体が平滑な構造を有する構成とは異なり、第1金属膜410は表面に凹凸構造を有している。なお、図5では、第2金属膜411を省略する。
具体的に述べると、接触面12aに露出した金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚tは、2.9μm以上であり、接触面12aにおける樹脂135上の第1金属膜410の膜厚t’は、第1金属膜410の膜厚tよりも小さい。このように、金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚tが2.9μm以上を満たすことにより、樹脂135上の膜厚t’が小さくてもピンホールの発生を抑制できる。
複数の金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚tは、それぞれ異なっていてもよく、少なくともそのうちの1つが2.9μm以上であればよい。好ましくは、複数の金属磁性粉136上の第1金属膜410の膜厚tは全てが2.9μm以上を満たす。
なお、本開示は上述の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
前記実施形態では、素体内には第1インダクタ素子および第2インダクタ素子の2つが配置されたが、3つ以上のインダクタ素子が配置されてもよく、このとき、外部端子および柱状配線は、それぞれ、6つ以上となる。
前記実施形態では、インダクタ素子が有するインダクタ配線のターン数は、1周未満であるが、インダクタ配線のターン数が、1周を超える曲線であってもよい。また、インダクタ素子が有するインダクタ配線の総数は、1層に限られず、2層以上の多層構成であってもよい。また、第1インダクタ素子の第1インダクタ配線と第2インダクタ素子の第2インダクタ配線は第1主面と平行な同一平面に配置される構成に限られず、第1インダクタ配線と第2インダクタ配線が第1主面と直交する方向に配列された構成であってもよい。
また、「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させるものであって、その構造、形状、材料などに特に限定はない。例えば、ミアンダ配線などの公知の様々な配線形状を用いることができる。
前記実施形態では、第1金属膜410および第2金属膜411は、インダクタ部品の外部端子として適用しているが、これに限られず、例えばこれらの金属膜がインダクタ部品の内部電極であってもよい。また、これらの金属膜は、インダクタ部品に限られず、コンデンサ部品や抵抗部品などの他の電子部品に適用してもよく、これらの電子部品を搭載する回路基板に適用してもよい。例えば、これらの金属膜として、回路基板の配線パターンであってもよい。
前記実施形態では、第1金属膜410および第2金属膜411を、外部端子に用いているが、インダクタ配線に用いてもよい。すなわち、コンポジット体を基板代わりとして、コンポジット体上に金属膜として、無電解めっき処理を用いてインダクタ配線を形成してもよい。これにより、インダクタ配線として前述の効果を有する金属膜を得ることができ、前述の効果のとおりに金属膜を形成することができる。
1 インダクタ部品(電子部品)
2A 第1インダクタ素子
2B 第2インダクタ素子
10 素体
101 第1端縁
102 第2端縁
10a 第1主面
10b 第1側面
10c 第2側面
11 第1磁性層
12 第2磁性層
21 第1インダクタ配線
22 第2インダクタ配線
31 第1柱状配線
32 第2柱状配線
33 第3柱状配線
34 第4柱状配線
41 第1外部端子
410 第1金属膜
411 第2金属膜
42 第2外部端子
43 第3外部端子
44 第4外部端子
50 絶縁膜
61 絶縁層
100 マザー基板
135 樹脂
136 金属磁性粉
t 金属磁性粉上に設けられた第1金属膜の膜厚

Claims (13)

  1. 樹脂と金属磁性粉とを含むコンポジット体と、
    前記コンポジット体の外面上に配置された第1金属膜と、
    前記第1金属膜上に配置された第2金属膜と
    を備え、
    前記コンポジット体の前記第1金属膜と接触する接触面には、少なくとも1つの前記金属磁性粉が露出し、
    前記第1金属膜が前記金属磁性粉の前記接触面から露出した露出面に接触し、
    該金属磁性粉上の第1金属膜の膜厚が2.9μm以上である、
    電子部品。
  2. 前記金属磁性粉上の第1金属膜の膜厚が、15μm以下である、請求項1に記載の電子部品。
  3. 前記コンポジット体の前記接触面には、2以上の金属磁性粉が露出し、
    前記接触面から露出している隣り合う金属磁性粉間の距離が、一方の金属磁性粉上の第1金属膜の膜厚および他方の金属磁性粉上の第1金属膜の膜厚の少なくとも一方の2倍以下である、請求項1または2に記載の電子部品。
  4. 前記接触面から露出している隣り合う金属磁性粉間の距離が、一方の金属磁性粉上の第1金属膜の膜厚および他方の金属磁性粉上の第1金属膜の膜厚のうち、薄いほうの膜厚の2倍以下である、請求項3に記載の電子部品。
  5. 前記第1金属膜の平均膜厚が2.9μm以上である、請求項1~4の何れか1項に記載の電子部品。
  6. 前記第1金属膜の平均膜厚が5μm以上である、請求項1~5の何れか1項に記載の電子部品。
  7. 前記コンポジット体の前記接触面には、2以上の金属磁性粉が露出し、
    該露出している金属磁性粉の95%以上において、隣り合う金属磁性粉間の距離が前記第1金属膜の平均膜厚の2倍以下である、請求項4または5に記載の電子部品。
  8. 前記金属磁性粉がFeを含む、請求項1~7の何れか1項に記載の電子部品。
  9. 前記第1金属膜がCuを含む、請求項1~8の何れか1項に記載の電子部品。
  10. 前記第2金属膜がNiを含む、請求項1~9の何れか1項に記載の電子部品。
  11. さらに第2金属膜上にはんだ濡れ性を有する第3金属膜を有する、請求項1~10の何れか1項に記載に電子部品。
  12. 前記コンポジット体内に設けられるインダクタ配線を有し、
    前記第1金属膜および前記第2金属膜は、インダクタ配線に電気的に接続される外部端子を構成する、
    請求項1~11の何れか1項に記載の電子部品。
  13. 樹脂と金属磁性粉とを含むコンポジット体であって、前記コンポジット体の外面上に少なくとも1つの金属磁性粉の露出した露出面を形成する工程と、
    無電解めっき処理により、前記露出面上に、膜厚が2.9μm以上になるように前記第1金属膜を形成する工程と、
    前記第1金属膜上に第2金属膜を形成する工程とを含む、
    電子部品の製造方法。
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