JP5113025B2 - Coil structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、コイル構造体及びその製造方法に関し、特に電子回路基板の配線層で形成されたコイルを有するコイル構造体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a coil structure and a manufacturing method thereof, and more particularly to a coil structure having a coil formed of a wiring layer of an electronic circuit board and a manufacturing method thereof.

近年、電子機器の小型化、高機能化に伴って、電子回路基板(複数の配線層及び絶縁層が交互に積層された多層配線基板を含む)に搭載される外付け電子部品の部品点数の削減が求められている。このため、電子回路基板内にインダクタンス素子やキャパシタンス素子等の電子部品を内蔵させる技術の開発が進められている。   In recent years, with the downsizing and higher functionality of electronic equipment, the number of external electronic components mounted on electronic circuit boards (including multilayer wiring boards in which a plurality of wiring layers and insulating layers are alternately stacked) Reduction is required. For this reason, development of a technique for incorporating electronic components such as an inductance element and a capacitance element in an electronic circuit board is underway.

電子回路基板内に内蔵されるインダクタンス素子(コイル構造体)としては、以下のものが知られている。   The following are known as inductance elements (coil structures) built in the electronic circuit board.

その一つとして、磁性体コアを形成せずに、渦巻状の配線パターンのみで形成するコイル素子がある。   One of them is a coil element that is formed only by a spiral wiring pattern without forming a magnetic core.

また、電子回路基板(多層配線基板)の複数の配線層を所定の形状にパターニングするとともにビア(垂直配線)で接続して、らせん状のコイルを形成したコイル内蔵多層基板がある。このコイルの中心には磁性材料のコア(磁性体コア)が配置される(特許文献1)。   There is also a coil-embedded multilayer board in which a plurality of wiring layers of an electronic circuit board (multilayer wiring board) are patterned into a predetermined shape and connected by vias (vertical wiring) to form a spiral coil. In the center of the coil, a core of magnetic material (magnetic core) is arranged (Patent Document 1).

さらに、電子回路基板を貫通するスルーホールの内壁に沿って形成されたらせん状の導体の中心に、磁性体コアを嵌めこんだ構造のインダクタ構造体がある(特許文献2)。
特開2005−347286号公報 特開2006−13117号公報
Furthermore, there is an inductor structure having a structure in which a magnetic core is fitted in the center of a spiral conductor formed along the inner wall of a through hole that penetrates an electronic circuit board (Patent Document 2).
JP-A-2005-347286 JP 2006-13117 A

近年、電子回路基板に搭載される半導体装置の端子数の増加や電子回路基板の小型化等により、電子回路基板の内部に引き回される配線の高密度化が進み、電子回路基板に内蔵されるコイル構造体についてもさらなる小型化が求められている。   In recent years, due to the increase in the number of terminals of semiconductor devices mounted on an electronic circuit board and the miniaturization of the electronic circuit board, the density of wiring routed inside the electronic circuit board has increased, and the wiring has been built into the electronic circuit board. There is also a demand for further downsizing of the coil structure.

しかし、磁性体コアを形成せずに、渦巻状の配線のみで形成されたコイル素子では、大きなインダクタンスが得にくく、一定のインダクタンスを得るための導体巻数を増加させる必要がある。このため、コイル素子の占有する面積(体積)が大きくなってしまう。   However, it is difficult to obtain a large inductance in a coil element formed only by spiral wiring without forming a magnetic core, and it is necessary to increase the number of conductor turns to obtain a certain inductance. For this reason, the area (volume) which a coil element occupies will become large.

一方、磁性体コアをコイルの中心に配置したインダクタでは、少ない導体巻数で大きなインダクタンスが得られるものの、交流電流を印加した時に磁性体コアによる渦電流損失が大きくなるという問題がある。   On the other hand, an inductor having a magnetic core disposed at the center of a coil can obtain a large inductance with a small number of conductor turns, but has a problem that eddy current loss due to the magnetic core increases when an alternating current is applied.

本発明は上述の問題に鑑みて創作されたものであり、電子回路基板内に内蔵されるコイル構造体であって、低損失で小型化できるコイル構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention was created in view of the above-described problems, and provides a coil structure built in an electronic circuit board, which can be reduced in size with low loss, and a method for manufacturing the same. And

本発明の一観点によれば、基材上に配線層及び絶縁層が交互に複数積層されてなる電子回路基板に形成されたコイル構造体であって、前記絶縁層は、前記配線層を被覆しており、前記配線層は、配線パターンよりなるコイルと、前記コイルの中心に配置されるとともに、前記配線層に垂直な方向に延びる複数の柱状部によって分割された磁性体コアと、を含み、前記磁性体コアと他層の磁性体コアとは、各層の面内方向で同様の位置に形成され、下層側の前記磁性体コアと上層側の前記磁性体コアとの間には絶縁層が形成されたコイル構造体が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a coil structure formed on an electronic circuit board in which a plurality of wiring layers and insulating layers are alternately laminated on a base material, wherein the insulating layer covers the wiring layer. The wiring layer includes a coil made of a wiring pattern, and a magnetic core disposed at the center of the coil and divided by a plurality of columnar portions extending in a direction perpendicular to the wiring layer. The magnetic core and the magnetic core of the other layer are formed at the same position in the in-plane direction of each layer, and an insulating layer is provided between the magnetic core on the lower layer side and the magnetic core on the upper layer side. A coil structure is formed .

また、別の一観点によれば、基材上に配線層及び絶縁層が交互に積層されてなる電子回路基板の内部に形成されるコイル構造体の製造方法であって、前記基材上方の一面にシード層を形成する工程と、前記シード層の上にコイル状の開口部を有する第1のめっきレジスト層を形成する工程と、前記第1のめっきレジスト層の開口部内に導電材料を堆積させてコイルを形成する工程と、前記第1のめっきレジスト層を除去した後、前記シード層及び前記コイルを覆うとともに、前記コイルの中心側に複数の開口部を有する第2のめっきレジスト層を形成する工程と、前記第2のめっきレジスト層の複数の開口部内に磁性材料を堆積させて、複数の柱状部によって分割された磁性体コアを形成する工程と、前記第2のめっきレジスト層を除去した後、露出した前記シード層を除去する工程と、前記シード層を除去した後、前記コイル及び前記磁性体コアを覆う絶縁を形成する工程と、を有し、前記シード層の形成から前記磁性体コアを覆う絶縁層の形成までの工程を繰り返すことで、配線パターンに対して垂直な方向に複数に分割されている磁性体コアを形成するコイル構造体の製造方法が提供される。 According to another aspect, there is provided a manufacturing method of a coil structure formed inside an electronic circuit board in which wiring layers and insulating layers are alternately laminated on a base material, Forming a seed layer on one surface; forming a first plating resist layer having a coil-shaped opening on the seed layer; and depositing a conductive material in the opening of the first plating resist layer A step of forming a coil, and after removing the first plating resist layer, a second plating resist layer that covers the seed layer and the coil and has a plurality of openings on the center side of the coil. A step of forming, a step of depositing a magnetic material in a plurality of openings of the second plating resist layer to form a magnetic core divided by a plurality of columnar portions, and a step of forming the second plating resist layer. Removed And removing the seed layer exposed, said after removing the seed layer, and a step of forming an insulating layer covering the coil and the magnetic core, the magnetic body from the formation of the seed layer By repeating the steps up to the formation of the insulating layer covering the core, there is provided a method of manufacturing a coil structure that forms a magnetic core that is divided into a plurality of pieces in a direction perpendicular to the wiring pattern .

上記観点によれば、コイル構造体は、コイルの中心付近に磁性体コアを備えている。このため、空芯コイルよりも少ない導体巻数で、大きなインダクタンスが得られる。このため、コイル構造体を小型化できる。   According to the above aspect, the coil structure includes the magnetic core near the center of the coil. For this reason, a large inductance can be obtained with a smaller number of conductor turns than an air-core coil. For this reason, a coil structure can be reduced in size.

さらに、磁性体コアは配線層に垂直な方向に延びる複数の柱状部によって分割されているので、磁性体コア内で配線層に平行な方向に発生する渦電流の流路が細かく分断される。これにより、磁性体コア内の渦電流の増大を抑制でき、損失の少ないコイル構造体が得られる。   Furthermore, since the magnetic core is divided by a plurality of columnar portions extending in a direction perpendicular to the wiring layer, the flow path of eddy current generated in the direction parallel to the wiring layer in the magnetic core is finely divided. Thereby, the increase in the eddy current in a magnetic body core can be suppressed, and a coil structure with few losses is obtained.

また、上記観点によればビルドアップ法を用いるので、コイル構造物を精密且つ効率良く製造することができる。   Moreover, according to the said viewpoint, since a buildup method is used, a coil structure can be manufactured accurately and efficiently.

以下、本発明の好適な実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係るコイル構造体10を斜視図の形態で示したものであり、図2は図1に示すコイル構造体10を、磁性体コア11とコイル12A,12Bとに分解した形態で示したものである。なお、図1及び図2の例示では、本発明に関連する部分の構成部材のみを示している。   FIG. 1 is a perspective view showing a coil structure 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the coil structure 10 shown in FIG. 1 as a magnetic core 11 and coils 12A and 12B. It is shown in a disassembled form. In the illustrations of FIGS. 1 and 2, only the constituent members related to the present invention are shown.

本実施形態に係るコイル構造体10は、図1に示すように積層されたコイル12A及びコイル12Bの中心に磁性体コア11が配置された構造を有している。   The coil structure 10 according to the present embodiment has a structure in which a magnetic core 11 is disposed at the center of a laminated coil 12A and coil 12B as shown in FIG.

磁性体コア11は、磁性体からなる複数の柱状部11aに分割されている。各柱状部11aは、基材(後述する)の上面に平行な断面が六角形状であり、基材の上面に垂直な方向(配線層を貫く方向)に一様な断面で延びて形成されている。この六角形状の柱状部11aは、相互に所定の間隔(例えば10〜500μm程度)を開けて蜂の巣状に配置されている。柱状部11aの間には絶縁層(後述する)を構成する樹脂が充填されている。このため、各柱状部11a間は電気的に絶縁されている。柱状部11aの大きさ(断面を構成する6角形の辺の長さ)は、例えば、50〜100μm程度とすることができる。   The magnetic core 11 is divided into a plurality of columnar portions 11a made of a magnetic material. Each columnar portion 11a has a hexagonal cross section parallel to the upper surface of the base material (described later), and is formed to extend in a uniform cross section in a direction perpendicular to the upper surface of the base material (a direction penetrating the wiring layer). Yes. The hexagonal columnar portions 11a are arranged in a honeycomb shape with a predetermined interval (for example, about 10 to 500 μm) therebetween. A resin constituting an insulating layer (described later) is filled between the columnar portions 11a. For this reason, each columnar part 11a is electrically insulated. The size of the columnar part 11a (the length of the hexagonal side constituting the cross section) can be set to, for example, about 50 to 100 μm.

このように、柱状部11aは、断面が六角形状に形成されるとともに、蜂の巣状に配置されるので、磁性体コア11内の磁性体の体積分率を高めることができる。これにより高いインダクタンスが得られる。   Thus, the columnar portion 11a is formed in a hexagonal cross section and is arranged in a honeycomb shape, so that the volume fraction of the magnetic body in the magnetic core 11 can be increased. Thereby, a high inductance is obtained.

柱状部11aを構成する磁性体としては、例えば、Ni又はNiを含む合金を用いることができる。その他、Mn、Fe、Co及びNiの少なくとも1種類の元素を含む磁性材料を用いてもよい。   For example, Ni or an alloy containing Ni can be used as the magnetic body constituting the columnar portion 11a. In addition, a magnetic material containing at least one element of Mn, Fe, Co, and Ni may be used.

コイル構造体10において、コイル12A及びコイル12Bは高さ方向に所定の間隔を開けて交互に複数積層されている。コイル12A及びコイル12Bは、図2に示すように、基材(後述する)の表面に平行な平面に沿って形成された渦巻状の配線パターンである。コイル12Aは右回りの渦巻(右回転により外周に向かう渦巻)に形成され、コイル12Bは左回りの渦巻(左回転により外周に向かう渦巻き)に形成されている。   In the coil structure 10, a plurality of coils 12 </ b> A and coils 12 </ b> B are alternately stacked with a predetermined interval in the height direction. As shown in FIG. 2, the coil 12 </ b> A and the coil 12 </ b> B are spiral wiring patterns formed along a plane parallel to the surface of a base material (described later). The coil 12A is formed in a clockwise spiral (a spiral toward the outer periphery by clockwise rotation), and the coil 12B is formed in a counterclockwise spiral (a spiral toward the outer periphery by counterclockwise rotation).

コイル12A及びコイル12Bの内周側の端部には、それぞれ他の部分よりも幅広に形成されたパッド12aが設けられている。また、コイル12A及びコイル12Bの外周側の端部には、それぞれ他の部分よりも幅広に形成されたパッド12bが設けられている。各パッド12aは、基材表面に平行な面内方向で同一の位置に形成されている。また、各パッド12bも基材表面に平行な面内方向で同一の位置に形成されている。パッド12a、12b部分にはビア13が形成されている。高さ方向に隣接するコイル12A及びコイル12B間は、このビア13を介して接続されている。 Pads 12a that are formed wider than the other portions are provided at the inner peripheral ends of the coils 12A and 12B. In addition, pads 12b that are formed wider than the other portions are provided at the outer peripheral ends of the coils 12A and 12B. Each pad 12a is formed at the same position in the in-plane direction parallel to the substrate surface. Each pad 12b is also formed at the same position in the in-plane direction parallel to the substrate surface. Vias 13 are formed in the pads 12a and 12b. The coils 12 </ b> A and 12 </ b> B adjacent in the height direction are connected via this via 13.

コイル12A及び12Bの配線幅及び厚さは、コイル構造体10に必要とされる定格電流等の設計値に応じて適宜選択されるが、ここでは、一例として、幅20〜200μm程度、厚さは15μm程度とすることができる。また、図示の例ではコイル12A、12Bのターン数は3回転となっているが特にこれに限定されるものではなく、必要なインダクタンスに応じて適宜設定される。また、コイル12A及び12Bの内周側の直径は例えば500〜5000μm程度、外周側の直径は例えば1000〜10000μm程度とすることができる。   The wiring width and thickness of the coils 12A and 12B are appropriately selected according to the design values such as the rated current required for the coil structure 10, but here, as an example, the width is about 20 to 200 μm and the thickness. Can be about 15 μm. In the illustrated example, the number of turns of the coils 12A and 12B is three, but is not particularly limited to this, and is appropriately set according to the required inductance. Further, the inner diameters of the coils 12A and 12B can be about 500 to 5000 μm, for example, and the outer diameter can be about 1000 to 10,000 μm, for example.

各コイル12A、コイル12Bは、各コイルを流れる電流の向きが同じとなるように、直列に接続されている。すなわち、図1及び図2に示す例では、1層目(コイル12A)のパッド12aと2層目(コイル12B)のパッド12aとがビア13を介して接続されている。また、2層目(コイル12B)のパッド12bと3層目(コイル12A)のパッド12bとがビア13を介して接続されている。さらに、3層目(コイル12A)のバッド12aと4層目(コイル12B)のパッド12aとがビア13を介して接続されている。このような接続により、各コイルが直列に接続され、例えば1層目(コイル12A)のパッド12bから4層目(コイル12B)のパッド12bに向かう向きの電流を流すと、図1の矢印A1〜A4に示すように、各コイルを流れる電流の向きが同じとなる。これにより、各コイル12A、12Bの巻数が少なくても十分に高いインダクタンスを有するコイル構造体10が得られる。   The coils 12A and 12B are connected in series so that the directions of currents flowing through the coils are the same. That is, in the example shown in FIGS. 1 and 2, the pad 12 a of the first layer (coil 12 </ b> A) and the pad 12 a of the second layer (coil 12 </ b> B) are connected via the via 13. Further, the pad 12b of the second layer (coil 12B) and the pad 12b of the third layer (coil 12A) are connected via the via 13. Furthermore, the pad 12a of the third layer (coil 12A) and the pad 12a of the fourth layer (coil 12B) are connected via the via 13. With such a connection, the coils are connected in series. For example, when a current flowing in the direction from the pad 12b of the first layer (coil 12A) to the pad 12b of the fourth layer (coil 12B) is passed, the arrow A1 in FIG. As shown in -A4, the direction of the current flowing through each coil is the same. Thereby, even if there are few turns of each coil 12A, 12B, the coil structure 10 which has a sufficiently high inductance is obtained.

1層目のコイル12Aのパッド12b及び4層目のコイル12Bのパッド12bには、それぞれ配線14が接続される。配線14は、電子回路基板の他の部分に形成された配線から延びている。なお、図2に示す例では、1層目のパッド12bと配線14とをビア13を介して接続し、4層目のパッド12bと配線14とは直接(一体的に)接続されているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、その他適当な接続構造を選択できる。   A wiring 14 is connected to the pad 12b of the first layer coil 12A and the pad 12b of the fourth layer coil 12B. The wiring 14 extends from the wiring formed in the other part of the electronic circuit board. In the example shown in FIG. 2, the first layer pad 12b and the wiring 14 are connected via the via 13, and the fourth layer pad 12b and the wiring 14 are connected directly (integrally). The present embodiment is not limited to this, and other appropriate connection structures can be selected.

以下、本実施形態に係るコイル構造体10の製造方法について、その製造工程を順に示す図3〜図10を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、多層配線基板において、本発明に関連するコイル構造体10及びその周辺部分の構成のみを示して説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the coil structure 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description, only the configuration of the coil structure 10 and its peripheral portion related to the present invention will be described in the multilayer wiring board.

コイル構造体10の作製に先立って、図3(a)に示すように、電子回路基板(多層配線基板)のベースとなる基材9の上に配線14及び樹脂層(絶縁層)15が形成された構造体を用意する。この構造体は、基材9(例えば、ガラスエポキシ樹脂基板)の上面に銅(Cu)層(配線層)を形成し、これをパターニングして配線14とし、さらに配線14及び基材9の上に、例えばエポキシ系樹脂等からなる樹脂層(絶縁層)15を形成することで得られる。   Prior to the production of the coil structure 10, as shown in FIG. 3A, the wiring 14 and the resin layer (insulating layer) 15 are formed on the base material 9 which becomes the base of the electronic circuit board (multilayer wiring board). Prepared structure. In this structure, a copper (Cu) layer (wiring layer) is formed on the upper surface of a base material 9 (for example, a glass epoxy resin substrate), and this is patterned to form wirings 14. In addition, for example, it is obtained by forming a resin layer (insulating layer) 15 made of an epoxy resin or the like.

最初の工程では(図3(a)〜(c)参照)、1層目のコイル12Aを形成する。   In the first step (see FIGS. 3A to 3C), the first layer coil 12A is formed.

まず、図3(b)に示すように、配線14の上方の所定位置の絶縁層15Aに孔開け加工を行ってビアホール15aを形成する。この孔開け加工はレーザー加工装置等で行うことができる。その後、デスミア処理を行って絶縁層15の孔開け加工の際に発生したスミアを除去する。   First, as shown in FIG. 3B, a hole is formed in the insulating layer 15A at a predetermined position above the wiring 14 to form a via hole 15a. This drilling process can be performed with a laser processing apparatus or the like. Thereafter, a desmear process is performed to remove smears generated during the drilling of the insulating layer 15.

次に、無電解めっき又はスパッタ法等により絶縁層15の上面及びビアホール15aの内壁に銅(Cu)又は銅を含む金属膜等からなる薄いシード層(給電層)16を形成する(図3(c)参照)。シード層16の厚さは、例えば0.1〜5μm程度とする。   Next, a thin seed layer (feeding layer) 16 made of copper (Cu) or a metal film containing copper is formed on the upper surface of the insulating layer 15 and the inner wall of the via hole 15a by electroless plating or sputtering (FIG. 3 ( c)). The thickness of the seed layer 16 is, for example, about 0.1 to 5 μm.

次に、図4(a)に示すように、シード層16の上にパターニング材料を使用してめっきレジスト層17(第1のめっきレジスト層)を形成し、所要の箇所に開口部17aを形成する。このレジスト層17の開口部17aは、形成すべきコイル12Aの形状に従って右回りの渦巻状にパターニングされる。パターニング材料としては、感光性ドライフィルム又は液状のフォトレジスト(例えば、アクリル系樹脂、ノボラック系樹脂、及びエポキシ系樹脂等の液状レジスト)を用いることができる。   Next, as shown in FIG. 4A, a plating resist layer 17 (first plating resist layer) is formed on the seed layer 16 using a patterning material, and an opening 17a is formed at a required location. To do. The opening 17a of the resist layer 17 is patterned in a clockwise spiral shape according to the shape of the coil 12A to be formed. As the patterning material, a photosensitive dry film or a liquid photoresist (for example, a liquid resist such as an acrylic resin, a novolac resin, and an epoxy resin) can be used.

次に、レジスト層17の開口部17aから露出しているシード層16上に、このシード層16を給電層として使用した電解銅(Cu)めっきによりコイル12Aを形成する(図4(b)参照)。このとき、パッド12b部分のビアホール15a内に銅(Cu)が充填されてビア13が形成され、1層目のコイル12Aと配線14とが接続される。   Next, a coil 12A is formed on the seed layer 16 exposed from the opening 17a of the resist layer 17 by electrolytic copper (Cu) plating using the seed layer 16 as a power feeding layer (see FIG. 4B). ). At this time, copper (Cu) is filled in the via hole 15a in the pad 12b portion to form the via 13, and the first layer coil 12A and the wiring 14 are connected.

その後、めっきレジストとして用いたレジスト層17を除去する。以上の工程により図4(c)に示す断面を有する構造体が完成する。   Thereafter, the resist layer 17 used as the plating resist is removed. The structure having the cross section shown in FIG. 4C is completed through the above steps.

ここで、図5は、図4(c)に示すコイル12Aの平面構造を示すものである。なお、図4(c)に示す断面は、図5のI−I線に対応している。図5に示すように、一層目のコイル12Aは、右回りの渦巻状に形成される。   Here, FIG. 5 shows a planar structure of the coil 12A shown in FIG. In addition, the cross section shown in FIG.4 (c) respond | corresponds to the II line | wire of FIG. As shown in FIG. 5, the first coil 12A is formed in a clockwise spiral shape.

次の工程(図6(a)〜(c)参照)では、コイル12Aの中心に磁性体コアを形成する。   In the next step (see FIGS. 6A to 6C), a magnetic core is formed at the center of the coil 12A.

まず、図6(a)に示すように、コイル12A及び露出しているシード層16の上にパターニング材料を使用してめっきレジスト層18を形成し、所要の箇所に開口部18aを形成する。このレジスト層18の開口部18aは、形成すべき磁性体コア11の形状に従って、六角形の開口部が蜂の巣状に並んだ形状にパターニングされる。なお、パターニング材料は前述のレジスト層17と同様の材料を用いることができる。   First, as shown in FIG. 6A, a plating resist layer 18 is formed on the coil 12A and the exposed seed layer 16 using a patterning material, and an opening 18a is formed at a required location. The opening 18a of the resist layer 18 is patterned into a shape in which hexagonal openings are arranged in a honeycomb shape according to the shape of the magnetic core 11 to be formed. The patterning material can be the same material as that of the resist layer 17 described above.

次に、図6(b)に示すように、レジスト層18の開口部18aから露出しているシード層16の上に、このシード層16を給電層として使用した電解めっきにより磁性体を堆積させて、複数の柱状部11aに分割された磁性体コア11を形成する。堆積する磁性体を厚くすると、磁性体コア11の磁性体の体積分率が上がり、よりインダクタンスを高めることができるので好適である。ここでは、一例として磁性体を40μm程度堆積させるものとする。なお、堆積させる磁性体をNi又はNi合金とすると、銅(Cu)からなるシード層16と磁性体コア11との密着性が良いため好適である。   Next, as shown in FIG. 6B, a magnetic material is deposited on the seed layer 16 exposed from the opening 18a of the resist layer 18 by electrolytic plating using the seed layer 16 as a power feeding layer. Thus, the magnetic core 11 divided into a plurality of columnar portions 11a is formed. Thickening the magnetic material to be deposited is preferable because the volume fraction of the magnetic material of the magnetic material core 11 is increased and the inductance can be further increased. Here, as an example, it is assumed that about 40 μm of magnetic material is deposited. It is preferable that the magnetic material to be deposited is Ni or Ni alloy because the adhesion between the seed layer 16 made of copper (Cu) and the magnetic core 11 is good.

さらに、レジスト層18の開口部18aから露出している柱状部11aの上に電解めっきにより銅(Cu)層(密着層)19を形成する。この銅層19は、後述する樹脂層(絶縁層20)と柱状部11aの上面との密着性を向上させるために形成する。ここでは、銅層19を例えば厚さ3μm程度する。   Further, a copper (Cu) layer (adhesion layer) 19 is formed on the columnar portion 11 a exposed from the opening 18 a of the resist layer 18 by electrolytic plating. The copper layer 19 is formed in order to improve adhesion between a resin layer (insulating layer 20) described later and the upper surface of the columnar portion 11a. Here, the copper layer 19 has a thickness of about 3 μm, for example.

その後、めっきレジストとして用いたレジスト層18を除去する。そして、露出しているシード層16をエッチングにより除去して、図4(c)に示す断面を有する構造体が完成する。   Thereafter, the resist layer 18 used as the plating resist is removed. Then, the exposed seed layer 16 is removed by etching to complete a structure having a cross section shown in FIG.

図7は、図6(c)に示す構造体の平面構造を示すものである。なお、図6(c)に示す断面は、図7のI−I線に対応している。図7に示すように、渦巻状のコイル12Aの中心付近に、六角形の柱状部11aが蜂の巣状に配置された磁性体コア11が形成される。   FIG. 7 shows a planar structure of the structure shown in FIG. The cross section shown in FIG. 6C corresponds to the line II in FIG. As shown in FIG. 7, the magnetic core 11 in which hexagonal columnar portions 11a are arranged in a honeycomb shape is formed near the center of the spiral coil 12A.

次に、コイル12A及び銅層19と後述する樹脂層(絶縁層20)との密着性を向上させるために、コイル12A及び銅層19の粗化処理を行なう。その後、絶縁層15、コイル12A及び磁性体コア11を覆う絶縁層20を形成する。絶縁層20は、絶縁層15の表面から45μm程度の厚さに形成される。なお、絶縁層20としては、例えばエポキシ系樹脂等を用いることができる。   Next, in order to improve the adhesion between the coil 12A and the copper layer 19 and a resin layer (insulating layer 20) described later, the coil 12A and the copper layer 19 are roughened. Thereafter, an insulating layer 20 that covers the insulating layer 15, the coil 12 </ b> A, and the magnetic core 11 is formed. The insulating layer 20 is formed to a thickness of about 45 μm from the surface of the insulating layer 15. As the insulating layer 20, for example, an epoxy resin can be used.

以上の工程により、図8(a)に示す構造体が形成され、本実施形態に係るコイル構造体10の一層目の構造体が完成する。   Through the above steps, the structure shown in FIG. 8A is formed, and the first structure of the coil structure 10 according to the present embodiment is completed.

その後の工程では、2層目のコイル12B及び磁性体コア11を順に形成する。   In the subsequent steps, the second layer coil 12B and the magnetic core 11 are sequentially formed.

なお、2層目のコイル12Bは、1層目のコイル12Aの形成と同様の工程(図3(a)〜(c)参照)で形成される。ただし、2層目のコイル12Bの形成の際には、1層目のコイル12Aの内周側のパッド12aの上にビア13を形成する。   The second layer coil 12B is formed by the same process (see FIGS. 3A to 3C) as the formation of the first layer coil 12A. However, when the second layer coil 12B is formed, the via 13 is formed on the pad 12a on the inner peripheral side of the first layer coil 12A.

一方、2層目の磁性体コア11は、1層目の磁性体コア11の形成工程と同様の工程(図6(a)〜(c)参照)で、1層目と同様の平面構造のまま1層目の磁性体コア11の上に積層する。これにより、磁性体コア11(柱状部11a)は、基材9の上面に垂直な方向に延在する。   On the other hand, the second-layer magnetic core 11 has the same planar structure as that of the first layer in the same process as the formation process of the first-layer magnetic core 11 (see FIGS. 6A to 6C). It is laminated on the first magnetic core 11 as it is. As a result, the magnetic core 11 (columnar portion 11 a) extends in a direction perpendicular to the upper surface of the substrate 9.

以上の工程により、図8(b)に示す2層目のコイル12B及び磁性体コア11(柱状部11a)が完成する。ここで、図9は、図8(b)の2層目のコイル12B及び磁性体コア11の平面構造を示すものである。   Through the above steps, the second layer coil 12B and the magnetic core 11 (columnar portion 11a) shown in FIG. 8B are completed. Here, FIG. 9 shows a planar structure of the second layer coil 12B and the magnetic core 11 of FIG. 8B.

図9に示すように、2層目のコイル12Bは左巻きの渦巻状に形成される。2層目のコイル12Bのパッド12aは、1層目のコイル12Aのパッド12aの真上の位置に形成されており、これらのパッド間はビア13(図8(b)参照)を介して接続される。一方、磁性体コア11(柱状部11a)は、1層目の磁性体コア11の上に同じ平面構造のまま積層され、図9の紙面に垂直な方向に延びている。   As shown in FIG. 9, the second layer coil 12B is formed in a left-handed spiral shape. The pad 12a of the second layer coil 12B is formed at a position immediately above the pad 12a of the first layer coil 12A, and these pads are connected via vias 13 (see FIG. 8B). Is done. On the other hand, the magnetic core 11 (columnar portion 11a) is laminated on the first magnetic core 11 with the same planar structure, and extends in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.

その後、コイル構造体の2層目のコイル12B及び磁性体コア11を覆う絶縁層21を形成してコイル構造体10の2層目の構造体が完成する(図10参照)。   Thereafter, the second layer of the coil structure 10 is formed by forming the insulating layer 21 that covers the second coil 12B and the magnetic core 11 of the coil structure (see FIG. 10).

以降、同様の工程を繰り返して3層目のコイル12A及び磁性体コア11を形成し、3層目のコイル12A及び磁性体コア11を覆う絶縁層22を形成する。なお、3層目のコイル12Aは、1層目のコイル12Aと同様の右巻きの渦巻状に形成し、2層目のコイル12Bのパッド12bの上にビア13を形成して2層目のコイル12Bと接続する。また、3層目の磁性体コア11は、1層目及び2層目と同様の平面構造で2層目の磁性体コア11の上に積層する。   Thereafter, the same process is repeated to form the third layer coil 12A and the magnetic core 11, and the insulating layer 22 covering the third layer coil 12A and the magnetic core 11 is formed. The third layer coil 12A is formed in a right-handed spiral shape similar to the first layer coil 12A, and the via 13 is formed on the pad 12b of the second layer coil 12B. Connect to coil 12B. The third-layer magnetic core 11 is laminated on the second-layer magnetic core 11 with the same planar structure as the first and second layers.

次に、図3及び図4で説明したのと同様の工程で、絶縁層22の上に4層目のコイル12Bを形成する。4層目のコイル12Bは2層目のコイル12Bと同様の左巻きの渦巻状のパターンであり、3層目のコイル12Aのパッド12aの上にビア13を形成して3層目のコイル12Aと接続する。なお、4層目のコイル12Bに接続される配線14は、コイル12Bの形成と同時に電解銅(Cu)めっきにより形成される。4層目のコイル12Aを形成した後、めっきレジスト層(図示せず)及び露出しているシード層16を除去する。 Next, the fourth layer coil 12B is formed on the insulating layer 22 in the same process as described in FIGS. The fourth layer coil 12B has a left-handed spiral pattern similar to the second layer coil 12B, and a via 13 is formed on the pad 12a of the third layer coil 12A to form the third layer coil 12A. Connecting. The wiring 14 connected to the fourth layer coil 12B is formed by electrolytic copper (Cu) plating simultaneously with the formation of the coil 12B. After forming the fourth coil 12A, the plating resist layer (not shown) and the exposed seed layer 16 are removed.

最後に、4層目のコイル12B及び絶縁層22の上に、例えばエポキシ系樹脂等の樹脂材料からなる保護層23を形成して本実施形態のコイル構造体10が完成する。   Finally, a protective layer 23 made of a resin material such as an epoxy resin is formed on the fourth layer coil 12B and the insulating layer 22 to complete the coil structure 10 of the present embodiment.

以上に説明したように、本実施形態のコイル構造体10は、コイルの中心付近に磁性体コア11を備えている。このため、空芯コイルよりも少ない導体巻数で、大きなインダクタンスが得られる。さらに、磁性体コア11は配線層を貫く方向に延在する複数の柱状部11aによって分割されているので、磁性体コア11内の配線層に平行な方向に発生する渦電流の流路が細かく分断される。これにより、磁性体コア11内の渦電流の増大を抑制でき、磁性体コアによる渦電流損失を抑制できる。   As described above, the coil structure 10 of the present embodiment includes the magnetic core 11 near the center of the coil. For this reason, a large inductance can be obtained with a smaller number of conductor turns than an air-core coil. Further, since the magnetic core 11 is divided by a plurality of columnar portions 11a extending in the direction penetrating the wiring layer, the flow path of the eddy current generated in the direction parallel to the wiring layer in the magnetic core 11 is fine. Divided. Thereby, increase of the eddy current in the magnetic body core 11 can be suppressed, and the eddy current loss by the magnetic body core can be suppressed.

また、本実施形態のコイル構造体10は、ビルドアップ法を用いて形成するので、精密且つ効率よく製造することができる。   Moreover, since the coil structure 10 of this embodiment is formed using a build-up method, it can be manufactured accurately and efficiently.

(実施形態の変形例1)
上述の実施形態で説明した製造方法では、コイル構造体10の磁性体コア11は、一定の高さ(厚さ)毎に絶縁層20、21で分断された構造に形成していたが、この形態に限定されないことはもちろんである。以下に説明する実施形態では、絶縁層20、21によって高さ(厚さ)方向に分断されない構造の磁性体コア11が得られる製造工程について説明する。
(Modification 1 of embodiment)
In the manufacturing method described in the above-described embodiment, the magnetic core 11 of the coil structure 10 is formed in a structure divided by the insulating layers 20 and 21 at a certain height (thickness). Of course, the form is not limited. In the embodiment described below, a manufacturing process in which the magnetic core 11 having a structure that is not divided in the height (thickness) direction by the insulating layers 20 and 21 will be described.

以下に、図11(a)〜(c)を参照しつつ本実施形態の変形例1に係るコイル構造体24の製造方法について説明する。   Below, the manufacturing method of the coil structure 24 which concerns on the modification 1 of this embodiment is demonstrated, referring Fig.11 (a)-(c).

変形例1は、図3〜図8(a)を参照しつつ説明した工程と同様の工程により、1層目のコイル12A及び磁性体コア11を形成し、これらの構造体を覆うように絶縁層20を形成する。   In the first modification, the first coil 12A and the magnetic core 11 are formed by a process similar to the process described with reference to FIGS. 3 to 8A and insulated so as to cover these structures. Layer 20 is formed.

次に、図11(a)に示すように絶縁層20を研磨して磁性体コア11を構成する柱状部11aの上面を露出させる。   Next, as shown in FIG. 11A, the insulating layer 20 is polished to expose the upper surface of the columnar portion 11 a constituting the magnetic core 11.

その後、2層目のコイル12B及び磁性体コア11を形成する。なお、2層目のコイル12B及び磁性体コア11の形成工程は、図8(b)を参照しつつ説明したのと同様の工程で行うことができる。これにより、1層目の磁性体コア11(柱状部11a)の上に薄いシード層16のみを介して2層目の磁性体コア11(柱状部11a)が積層される。すなわち、絶縁層20を介在させずに1層目の磁性体コア11と2層目の磁性体コア11とが積層される。   Thereafter, the second layer coil 12B and the magnetic core 11 are formed. In addition, the formation process of the coil 12B of the 2nd layer and the magnetic body core 11 can be performed by the process similar to having demonstrated referring FIG.8 (b). As a result, the second-layer magnetic core 11 (columnar portion 11a) is laminated on the first-layer magnetic core 11 (columnar portion 11a) via only the thin seed layer 16. That is, the first magnetic core 11 and the second magnetic core 11 are stacked without the insulating layer 20 interposed.

次に、2層目のコイル12B及び磁性体コア11を覆う絶縁層21を形成し、この絶縁層21に対して、図11(a)で説明した工程と同様の研磨工程を施すことにより、2層目の柱状部11aの上面を露出させる。以後、図10を参照しつつ説明した工程と同様の工程により、3層目のコイル12A、磁性体コア11及びこれらを覆う絶縁層22を形成する。   Next, an insulating layer 21 that covers the second coil 12B and the magnetic core 11 is formed, and the insulating layer 21 is subjected to a polishing process similar to the process described in FIG. The upper surface of the second columnar portion 11a is exposed. Thereafter, the third layer coil 12A, the magnetic core 11 and the insulating layer 22 covering these are formed by the same process as described with reference to FIG.

その後、図10を参照しつつ説明したのと同様の工程で4層目のコイル12Bを形成し、最後に保護層23を形成することで、図11(c)に示す断面を有するコイル構造体24が完成する。   Thereafter, the coil layer 12B of the fourth layer is formed by the same process as described with reference to FIG. 10, and the protective layer 23 is finally formed, whereby the coil structure having the cross section shown in FIG. 24 is completed.

このように、変形例1の製造工程によれば、絶縁層20、21の上面を研磨して1層目及び2層目の柱状部11a(磁性体コア11)の上面を露出させるので、柱状部11aが薄い密着層16のみを介して積層された構造の磁性体コア11が得られる。これにより、磁性体コア11を構成する磁性体の体積分率を高くすることができる。すなわち、変形例1の製造方法では、研磨工程が必要となるため製造工程数が増加するものの、製造されるコイル構造体24のインダクタンスは更に高くなる。   As described above, according to the manufacturing process of the first modification, the upper surfaces of the insulating layers 20 and 21 are polished to expose the upper surfaces of the first and second columnar portions 11a (magnetic cores 11). The magnetic core 11 having a structure in which the portion 11a is laminated through only the thin adhesion layer 16 is obtained. Thereby, the volume fraction of the magnetic body which comprises the magnetic body core 11 can be made high. That is, in the manufacturing method of Modification 1, the number of manufacturing steps increases because a polishing step is required, but the inductance of the manufactured coil structure 24 is further increased.

(本実施形態の変形例2)
前述の実施形態では、磁性体コア11は断面が6角形の柱状部11aによって分割されていたが本実施形態はこれに限定されるものではない。
(Modification 2 of this embodiment)
In the above-described embodiment, the magnetic core 11 is divided by the columnar portion 11a having a hexagonal section, but the present embodiment is not limited to this.

例えば、図12(a)に示すように、磁性体コア11を、断面が4角形(例えば、正方形)の柱状部11bによって分割された構造としてもよい。または、図12(b)に示すように、磁性体コア11を、断面が3角形(例えば、正三角形)の柱状部11cによって分割された構造としてもよい。この場合には、図示の例のように三角形又は四角形の柱状部11b、11cを、一定の間隔をあけて磁性体コア11の断面を敷き詰めるように配置すると、磁性体コア11の磁性体の体積分率が向上して好適である。   For example, as shown in FIG. 12A, the magnetic core 11 may have a structure in which a cross section is divided by a columnar part 11b having a quadrangular shape (for example, a square shape). Or as shown in FIG.12 (b), it is good also as a structure where the magnetic body core 11 was divided | segmented by the columnar part 11c whose cross section is a triangle (for example, equilateral triangle). In this case, when the triangular or quadrangular columnar portions 11b and 11c are arranged so as to cover the cross section of the magnetic core 11 with a certain interval as in the illustrated example, the volume of the magnetic body of the magnetic core 11 is set. It is preferable because the fraction is improved.

また、コイル12A,12Bの形状は略円形状の渦巻に限定されるものではなく、直線と屈曲部とにより形成される多角形状の渦巻としてもよい。例えば、図12(a)で符号12Cを付したパターンのような矩形状の渦巻や、図12(b)で符号12Dを付したパターンのような六角形状の渦巻とすることができる。さらに、コイル12A、12Bの巻数を1巻以下とする場合には、一部できり欠いた環状のパターンとしてもよい。   The shapes of the coils 12A and 12B are not limited to a substantially circular spiral, and may be a polygonal spiral formed by a straight line and a bent portion. For example, a rectangular spiral such as a pattern indicated by 12C in FIG. 12A or a hexagonal spiral such as a pattern indicated by 12D in FIG. Further, when the number of turns of the coils 12A and 12B is set to 1 or less, a partially cut-out annular pattern may be used.

さらに、磁性体コア11及びコイル12A、12Bの積層数は、図1〜図10に示した例に限定されるものではなく、コイル構造体として必要なインダクタンス等の設計値に応じて適宜選択することができる。   Furthermore, the number of layers of the magnetic core 11 and the coils 12A and 12B is not limited to the example shown in FIGS. 1 to 10 and is appropriately selected according to a design value such as inductance necessary for the coil structure. be able to.

上述の変形例2で例示したコイル構造体によっても実施形態と同様の効果が得られる。   The effect similar to that of the embodiment can be obtained also by the coil structure exemplified in Modification 2 described above.

(磁性体コアの分割による効果の検証)
本願発明者らは、コイル構造体の磁性体コアを柱状に分割した場合と、磁性体コアを分割しない場合とで、磁性体コア内に流れる渦電流についてシミュレーション計算を行った。ここに、図13及び図14は、シミュレーションに用いたモデルを模式的に示すものである。図13は、磁性体コアを柱状に分割したコイル構造体30を示し、図14は、磁性体コアを分割しないコイル構造体40を示す。
(Verification of the effect of dividing the magnetic core)
The inventors of the present application performed simulation calculations on eddy currents flowing in the magnetic core when the magnetic core of the coil structure is divided into columns and when the magnetic core is not divided. Here, FIG. 13 and FIG. 14 schematically show the models used in the simulation. FIG. 13 shows a coil structure 30 in which a magnetic core is divided into columns, and FIG. 14 shows a coil structure 40 in which the magnetic core is not divided.

図13に示すコイル構造体30の磁性体コア31は、断面が正方形でありその一辺の長さは約0.1mm程度である。磁性体コア31は、さらに小さな正方形状の断面を有する柱状部31bによって、64(=8×8)個に分割されている。コイル32は、巻数が10回転であり、コイル32の高さ方向の長さHは約0.02mm、コイルを構成する配線の直径は約0.015mmである。   The magnetic core 31 of the coil structure 30 shown in FIG. 13 has a square cross section, and the length of one side is about 0.1 mm. The magnetic core 31 is divided into 64 (= 8 × 8) pieces by columnar portions 31b having a smaller square cross section. The coil 32 has 10 turns, the length H of the coil 32 in the height direction is about 0.02 mm, and the diameter of the wiring constituting the coil is about 0.015 mm.

一方、図14に示すコイル構造体40の磁性体コア41は、図13に示す磁性体コア31と同じ形状及び大きさで、一体的に形成されている。なお、コイル構造体40のコイル32は、コイル構造体30のコイル32と同様である。   On the other hand, the magnetic core 41 of the coil structure 40 shown in FIG. 14 is integrally formed with the same shape and size as the magnetic core 31 shown in FIG. The coil 32 of the coil structure 40 is the same as the coil 32 of the coil structure 30.

以上のようなモデルにおいて、コイル32に周波数1kHz、平均電流1mAの交流電流を印加した時に発生する渦電流を計算によって求めた結果を図15及び図16に示す。ここに、図15は、柱状に分割した磁性体コア内に発生する渦電流の分布を示し、図16は分割しない磁性体コア内に発生する渦電流の分布を示す。なお、図15及び図16に示す数値は、渦電流の大きさの相対値を示している。   FIG. 15 and FIG. 16 show the results obtained by calculating the eddy current generated when an alternating current having a frequency of 1 kHz and an average current of 1 mA is applied to the coil 32 in the above model. FIG. 15 shows the distribution of eddy currents generated in the magnetic core divided into columnar shapes, and FIG. 16 shows the distribution of eddy currents generated in the magnetic cores not divided. The numerical values shown in FIGS. 15 and 16 indicate relative values of the magnitude of the eddy current.

図15に示すように、柱状に分割した磁性体コア31では、磁性体コア31の周辺側の柱状部31b内に渦電流が発生するものの、発生する渦電流の大きさは相対的に小さいことが分かる。   As shown in FIG. 15, in the magnetic core 31 divided into columnar shapes, although eddy current is generated in the columnar portion 31b on the peripheral side of the magnetic core 31, the magnitude of the generated eddy current is relatively small. I understand.

これに対し、図16に示すように、分割せずに一体的に形成した磁性体コア41では、磁性体コア41の全体にわたって渦電流が発生し、流れる渦電流は磁性体コア31よりもきいことが分かる。   On the other hand, as shown in FIG. 16, in the magnetic core 41 formed integrally without being divided, an eddy current is generated over the entire magnetic core 41, and the flowing eddy current is larger than that of the magnetic core 31. I understand that.

以上より、コイル構造体の中央に配置される磁性体コアを、複数の柱状部に分割することにより渦電流の発生を抑制でき、損失の少ないコイル構造体が得られることが確認できた。   From the above, it has been confirmed that by dividing the magnetic core disposed in the center of the coil structure into a plurality of columnar portions, generation of eddy current can be suppressed and a coil structure with less loss can be obtained.

本発明の一実施形態に係るコイル構造体を示す模式的に示す斜視図である。It is a perspective view showing typically the coil structure concerning one embodiment of the present invention. 図1に示す実施形態のコイル構造体を磁性体コアとコイルとに分解して模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which decomposes | disassembles into a magnetic body core and a coil typically, and the coil structure of embodiment shown in FIG. 図1に示す実施形態のコイル構造体の製造方法を工程順に示す断面図(その1)である。It is sectional drawing (the 1) which shows the manufacturing method of the coil structure of embodiment shown in FIG. 1 in order of a process. 図1に示す実施形態のコイル構造体の製造方法を工程順に示す断面図(その2)である。It is sectional drawing (the 2) which shows the manufacturing method of the coil structure of embodiment shown in FIG. 1 in order of a process. 図4(c)に示す断面構造に対応する構造の上面を示す図である。It is a figure which shows the upper surface of the structure corresponding to the cross-sectional structure shown in FIG.4 (c). 図1に示す実施形態のコイル構造体の製造方法を工程順に示す断面図(その3)である。It is sectional drawing (the 3) which shows the manufacturing method of the coil structure of embodiment shown in FIG. 1 in order of a process. 図6(c)に示す断面構造に対応する構造の上面を示す図である。It is a figure which shows the upper surface of the structure corresponding to the cross-sectional structure shown in FIG.6 (c). 図1に示す実施形態のコイル構造体の製造方法を工程順に示す断面図(その4)である。FIG. 8 is a cross-sectional view (part 4) illustrating the manufacturing method of the coil structure according to the embodiment illustrated in FIG. 図8(b)に示す断面に対応する構造の上面を示す図である。It is a figure which shows the upper surface of the structure corresponding to the cross section shown in FIG.8 (b). 図1に示す実施形態のコイル構造体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the coil structure of embodiment shown in FIG. 図1に示す実施形態のコイル構造体の製造工程の変形例(変形例1)を工程順に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification (modification 1) of the manufacturing process of the coil structure of embodiment shown in FIG. 1 in order of a process. 図1に示す実施形態のコイル構造体の構造の変形例(変形例2)を示す上面図である。It is a top view which shows the modification (modification 2) of the structure of the coil structure of embodiment shown in FIG. 柱状に分割された磁性体コアを備えたコイル構造体のシミュレーションモデルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the simulation model of the coil structure provided with the magnetic body core divided | segmented into columnar shape. 一体的に形成された磁性体コアを備えたコイル構造体のシミュレーションモデルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the simulation model of the coil structure provided with the magnetic body core formed integrally. 柱状に分割された磁性体コア内における渦電流密度の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the eddy current density in the magnetic body core divided | segmented into columnar shape. 一体的に形成された磁性体コア内における渦電流密度の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the eddy current density in the magnetic body core formed integrally.

符号の説明Explanation of symbols

10…コイル構造体、11…磁性体コア、11a、11b、11c…柱状部、12A、12B、12C、12D…コイル、12a…パッド(内周側)、12b…パッド(外周側)、13…ビア、14…配線、15,20、21、22…絶縁層(樹脂層)、16…シード層、17、18…レジスト層、19…銅(Cu)層、23…保護層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Coil structure, 11 ... Magnetic body core, 11a, 11b, 11c ... Columnar part, 12A, 12B, 12C, 12D ... Coil, 12a ... Pad (inner peripheral side), 12b ... Pad (outer peripheral side), 13 ... Vias, 14 ... wiring, 15, 20, 21, 22 ... insulating layer (resin layer), 16 ... seed layer, 17, 18 ... resist layer, 19 ... copper (Cu) layer, 23 ... protective layer.

Claims (7)

基材上に配線層及び絶縁層が交互に複数積層されてなる電子回路基板に形成されたコイル構造体であって、
前記絶縁層は、前記配線層を被覆しており、
前記配線層は、
配線パターンよりなるコイルと、
前記コイルの中心に配置されるとともに、前記配線層に垂直な方向に延びる複数の柱状部によって分割された磁性体コアと、
を含み、
前記磁性体コアと他層の磁性体コアとは、各層の面内方向で同様の位置に形成され
下層側の前記磁性体コアと上層側の前記磁性体コアとの間には絶縁層が形成されていることを特徴とするコイル構造体。
A coil structure formed on an electronic circuit board in which a plurality of wiring layers and insulating layers are alternately laminated on a base material,
The insulating layer covers the wiring layer;
The wiring layer is
A coil comprising a wiring pattern;
A magnetic core disposed at the center of the coil and divided by a plurality of columnar portions extending in a direction perpendicular to the wiring layer;
Including
The magnetic core and the magnetic core of the other layer are formed at the same position in the in-plane direction of each layer ,
A coil structure , wherein an insulating layer is formed between the magnetic core on the lower layer side and the magnetic core on the upper layer side .
前記磁性体コアと前記絶縁層との間に、前記磁性体コアと前記絶縁層との密着性を向上させる材料よりなる密着層が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のコイル構造体。 The coil according to claim 1, wherein an adhesion layer made of a material that improves adhesion between the magnetic core and the insulating layer is formed between the magnetic core and the insulating layer. Structure. 前記柱状部の前記配線層と平行な断面は多角形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載のコイル構造体。   The coil structure according to claim 1 or 2, wherein a cross section of the columnar portion parallel to the wiring layer is a polygonal shape. 前記磁性体コアはNi又はNiを含む合金からなることを特徴とする請求項1又は2に記載のコイル構造体。   The coil structure according to claim 1 or 2, wherein the magnetic core is made of Ni or an alloy containing Ni. 前記積層された各コイルは直列に接続されるとともに、各コイルを流れる電流の向きが同じであることを特徴とする請求項2に記載のコイル構造体。   3. The coil structure according to claim 2, wherein the stacked coils are connected in series and the directions of currents flowing through the coils are the same. 基材上に配線層及び絶縁層が交互に積層されてなる電子回路基板の内部に形成されるコイル構造体の製造方法であって、
前記基材上方の一面にシード層を形成する工程と、
前記シード層の上にコイル状の開口部を有する第1のめっきレジスト層を形成する工程と、
前記第1のめっきレジスト層の開口部内に導電材料を堆積させてコイルを形成する工程と、
前記第1のめっきレジスト層を除去した後、前記シード層及び前記コイルを覆うとともに、前記コイルの中心側に複数の開口部を有する第2のめっきレジスト層を形成する工程と、
前記第2のめっきレジスト層の複数の開口部内に磁性材料を堆積させて、複数の柱状部によって分割された磁性体コアを形成する工程と、
前記第2のめっきレジスト層を除去した後、露出した前記シード層を除去する工程と、
前記シード層を除去した後、前記コイル及び前記磁性体コアを覆う絶縁を形成する工程と、を有し、
前記シード層の形成から前記磁性体コアを覆う絶縁層の形成までの工程を繰り返すことで、配線パターンに対して垂直な方向に複数に分割されている磁性体コアを形成することを特徴とするコイル構造体の製造方法。
A method of manufacturing a coil structure formed inside an electronic circuit board in which wiring layers and insulating layers are alternately laminated on a substrate,
Forming a seed layer on one surface above the substrate;
Forming a first plating resist layer having a coil-shaped opening on the seed layer;
Depositing a conductive material in the opening of the first plating resist layer to form a coil;
After removing the first plating resist layer, covering the seed layer and the coil, and forming a second plating resist layer having a plurality of openings on the center side of the coil;
Depositing a magnetic material in a plurality of openings of the second plating resist layer to form a magnetic core divided by a plurality of columnar parts;
Removing the exposed seed layer after removing the second plating resist layer;
Forming an insulating layer that covers the coil and the magnetic core after removing the seed layer , and
By repeating the steps from the formation of the seed layer to the formation of the insulating layer covering the magnetic core, the magnetic core divided into a plurality of parts in the direction perpendicular to the wiring pattern is formed. A manufacturing method of a coil structure.
さらに、前記磁性体コアの上に前記磁性体コアと前記絶縁層との密着性を向上させる材料よりなる密着層を形成することを特徴とする請求項6に記載のコイル構造体の製造方法。 The method for manufacturing a coil structure according to claim 6, further comprising: forming an adhesion layer made of a material that improves adhesion between the magnetic core and the insulating layer on the magnetic core .
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