JP5922092B2 - 電子部品の製造方法、電子部品 - Google Patents

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Description

本発明は、電源回路のパワーインダクタ等に用いられる電子部品の製造方法、電子部品に関するものである。
電源回路で使用されるパワーインダクタは、小型化、低損失化、大電流対応化が要求されている。これらの要求に対応すべく、その磁性材料に飽和磁束密度の高い金属磁性粉等の複合磁性材料を使用するインダクタが開発されている(例えば、特許文献1)。複合磁性材料を使用するインダクタは、直流重畳許容電流が大きいというメリットがある。しかし、自己インダクタンスLを維持したまま小型化するためには、複合磁性材料により形成されている部分を薄く形成する必要がある。この場合、巻線を複合磁性材料で埋め込む構造のパワーインダクタは、1つ1つ成形するため、特に素子の側面部の複合磁性材料の厚みが薄い箇所で複合磁性材料の剥離が発生し、歩留まりが悪くなり、小型化しにくいという問題があった。
この複合磁性材料の厚みが薄い箇所で複合磁性材料の剥離が発生するという問題の回避方法として、大きな圧力で成形することが挙げられる。しかし、従来の巻線構造では、高圧成形時に巻線形状が変形するという問題が発生していた。
さらに、コア形状やボビン形状、又は、特許文献1に開示されているタブレットのような仮成形体を事前に作製し、これと導体とを組み合わせて成形する方法があるが、小型インダクタでは、これら複雑な形状のコア形状やボビン形状、又は、仮成形体等を作製することが困難であった。
特許第4714779号公報
本発明の課題は、自己インダクタンスL及び許容電流が大きく、歩留まりがよく小型化が容易な電子部品の製造方法、電子部品を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1の発明は、支持基板(101)上に所定形状の第1のマスク層(103)を形成する第1のマスク層形成工程と、導体によりコイルパターンの少なくとも一部が1平面上に形成される少なくとも1層のコイルパターン層(13)と、絶縁樹脂により形成される少なくとも1層の絶縁樹脂層(12)と、を順次積み重ねて形成することにより、少なくとも1層の前記コイルパターン層によりコイルを形成し、前記絶縁樹脂により前記コイルパターン層を固定するコイル固定体(15)を、前記第1のマスク層を挟んで前記支持基板上に形成するコイル形成工程と、前記支持基板とは反対側の前記コイル固定体上に所定形状の第2のマスク層(104)を形成する第2のマスク層形成工程と、前記第2のマスク層側から前記絶縁樹脂層における不要部を除去する第1の不要部除去工程と、前記支持基板と前記第1のマスク層とを剥離する剥離工程と、前記第1のマスク層側から前記絶縁樹脂層における不要部を除去する第2の不要部除去工程と、前記第1のマスク層及び前記第2のマスク層を除去するマスク層除去工程と、磁性体粒子と樹脂とを混合した複合磁性材料(111)により前記コイル固定体の全体を覆うように磁性体部(11)を形成する磁性体部付着工程と、全体を加圧して成形する加圧工程と、前記磁性体部を硬化させる硬化工程と、を備える電子部品の製造方法である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の電子部品の製造方法において、前記コイル形成工程中に、前記導体により前記コイルパターンの内周側面に沿うように側面犠牲層(105)を形成し、前記マスク層除去工程中に、前記側面犠牲層も除去すること、を特徴とする電子部品の製造方法である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の電子部品の製造方法において、前記磁性体部付着工程は、板状に形成された前記複合磁性材料である板状複合磁性材料(111)を軟化させた状態で前記コイル固定体を前記板状複合磁性材料に埋め込む圧入工程と、前記圧入工程では覆いきれない前記コイル固定体を、軟化させた他の板状複合磁性材料(111)によりさらに覆うカバー工程と、を備えること、を特徴とする電子部品の製造方法である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の電子部品の製造方法において、前記コイル形成工程は、フレームめっき法により行われること、を特徴とする電子部品の製造方法である。
請求項5の発明は、請求項3に記載の電子部品の製造方法において、少なくとも前記圧入工程以降の工程は、複数のコイル固定体を並べて配置可能な大きさの前記板状複合磁性材料を用いて、複数のコイル固定体に対して同時に行われること、を特徴とする電子部品の製造方法である。
請求項6の発明は、請求項1に記載の電子部品の製造方法において、前記加圧工程と前記硬化工程が同時に行われること、を特徴とする電子部品の製造方法である。
請求項7の発明は、請求項1に記載の電子部品の製造方法において、前記第1のマスク層が支持基板上に形成された犠牲層を介して形成され、剥離工程において、該犠牲層をエッチングにより除去することにより支持基板と第1のマスク層とを剥離すること、を特徴とする電子部品の製造方法である。
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本発明の電子部品の製造方法は、支持基板上に所定形状の第1のマスク層を形成する第1のマスク層形成工程と、少なくとも1層のコイルパターン層によりコイルを形成し、絶縁樹脂によりコイルパターン層を固定するコイル固定体を、第1のマスク層を挟んで支持基板上に形成するコイル形成工程と、支持基板とは反対側のコイル固定体上に所定形状の第2のマスク層を形成する第2のマスク層形成工程と、第2のマスク層側から絶縁樹脂層における不要部を除去する第1の不要部除去工程と、支持基板と第1のマスク層とを剥離する剥離工程と、第1のマスク層側から絶縁樹脂層における不要部を除去する第2の不要部除去工程と、第1のマスク層及び第2のマスク層を除去するマスク層除去工程と、磁性体粒子と樹脂とを混合した複合磁性材料によりコイル固定体の全体を覆うように磁性体部を形成する磁性体部付着工程と、全体を加圧して成形する加圧工程と、磁性体部を硬化させる硬化工程とを備える。よって、本発明の電子部品の製造方法によれば、コイル固定体が形状を維持することができるので、加圧工程及び硬化工程によって磁性体部を強固に固めることができる。また、第1のマスク層及び第2のマスク層を設けたので、コイル固定体の両側から絶縁樹脂層の不要部を除去でき、不要部を精度よく除去できる。したがって、本発明の電子部品の製造方法によれば、従来方法に比べ自己インダクタンスL及び許容電流を犠牲にすることなく小型化が可能で歩留まりのよい電子部品を製造できる。
(2)本発明の電子部品の製造方法は、コイル形成工程中に、導体によりコイルパターンの内周側面に沿うように側面犠牲層を形成し、マスク層除去工程中に、側面犠牲層も除去する。よって、絶縁樹脂層の不要部をさらに高い精度で除去でき、コイル固定体の形状をより理想的な形状とすることができる。
(3)本発明の電子部品の製造方法の磁性体部付着工程は、板状に形成された複合磁性材料である板状複合磁性材料を軟化させた状態でコイル固定体を板状複合磁性材料に埋め込む圧入工程と、圧入工程では覆いきれないコイル固定体を、軟化させた他の板状複合磁性材料によりさらに覆うカバー工程とを備える。よって、本発明の電子部品の製造方法によれば、板状の単純な形状の複合磁性材料を用いて簡単に磁性体部付着工程を行うことができる。また、板状の複合磁性材料を利用することから、複数の電子部品の製造を並べて同時に行うことが可能となる。
(4)本発明の電子部品の製造方法のコイル形成工程は、フレームめっき法により行われる。よって、コイル形成工程に従来から公知の手法を用いることができ、簡単かつ確実にコイルの形成を行える。
(5)本発明の電子部品の製造方法では、少なくとも圧入工程以降の工程は、複数のコイル固定体を並べて配置可能な大きさの板状複合磁性材料を用いて、複数のコイル固定体に対して同時に行われる。よって、本発明の電子部品の製造方法によれば、効率よく電子部品の製造を行うことができる。
(6)本発明の電子部品の製造方法では、加圧工程と硬化工程が同時に行われる。よって、本発明の電子部品の製造方法によれば、効率よく電子部品の製造を行うことができるとともに、磁性体部をより強固に形成することができる。
(7)本発明の電子部品は、絶縁樹脂によりコイルパターン層が固定されているコイル固定体と、端子部を除いてコイル固定体を覆うように磁性体粒子と樹脂とを混合して硬化させた複合磁性材料により形成された磁性体部とを備える。よって、本発明の電子部品は、自己インダクタンスL及び許容電流を犠牲にすることなく小型化が容易にでき、歩留まりも改善できる。
(8)本発明の電子部品のコイル固定体は、複数の層が順次積み重ねて形成されている。よって、本発明の電子部品は、コイル固定体を容易に形成することができる。
(9)本発明の電子部品の磁性体部は、板状に形成された複合磁性材料である板状複合磁性材料を軟化させた状態でコイル固定体を板状複合磁性材料に埋め込んだ後に板状複合磁性材料を硬化させることにより形成されている。よって、本発明の電子部品は、板状の単純な形状の複合磁性材料を用いて簡単に磁性体部が形成可能である。
本発明による電子部品10の第1実施形態を示す斜視図である。 電子部品10を図1中のZ−Z線に沿って切断した縦断面図である。 電子部品10を下方の各層において切断した横断面図である。 電子部品10を中央付近の各層において切断した横断面図である。 電子部品10を上方の各層において切断した横断面図である。 電子部品10の製造工程を示す図である。 電子部品10の製造工程を示す図である。 電子部品10の製造工程を示す図である。 電子部品10の製造工程を示す図である。 電子部品10の製造工程を示す図である。 第2の不要部除去工程を行わずに形成したコイル固定体15Bに板状複合磁性材料111をプレスした状態を示す図である。 第2実施形態の電子部品20の製造工程を示す図である。 第2実施形態の電子部品20の製造工程を示す図である。 第2実施形態の電子部品20の製造工程を示す図である。 第2実施形態の電子部品20の製造工程を示す図である。 第2実施形態の電子部品20の製造工程を示す図である。 本発明による電子部品30の第3実施形態を図2と同様な断面で示した縦断面図である。 電子部品30を下方の各層において切断した横断面図である。 電子部品30を中央付近の各層において切断した横断面図である。 電子部品30を上方の各層において切断した横断面図である。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明による電子部品10の第1実施形態を示す斜視図である。
図2は、電子部品10を図1中のZ−Z線に沿って切断した縦断面図である。
なお、以下の説明において、理解を容易にするために上下等の文言を用いるが、この上下とは、図2における上下方向を指すものであり、本発明の構成を限定するものではない。
また、図1から図5を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
さらに、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
電子部品10は、磁性体部11と、絶縁樹脂層12と、コイルパターン層13と、外部端子14とを備えたインダクタである。
磁性体部11は、磁性体粒子と樹脂とを混合した複合磁性材料を硬化して形成されている。複合磁性材料としては、例えば、鉄系金属磁性粉末とエポキシ樹脂とを混合したものを用いることができる。磁性体部11は、コイル固定体15が存在していない部分を隙間なく埋めるように設けられている。
絶縁樹脂層12は、例えば、ポリイミド樹脂等の絶縁樹脂により形成されており、絶縁機能の他、コイルパターン層13を固定してコイル固定体15としての形状を保つ機能を有している。
コイルパターン層13は、導電性材料で形成されており、絶縁樹脂層12によりコイル固定体15として固定されており、製造過程において磁性体部11が設けられていない状態であっても、後述する加圧力に対抗してその形状を維持することができる。コイルパターン層13は、第1のコイルパターン13aと、端子パターン13bと、ビアパターン13c(図4参照)と、第2のコイルパターン13dとを有している。
第1のコイルパターン13aは、電子部品10のコイルの略半分に相当するコイルパターンを形成しており、本実施形態では、螺旋状に略4周のパターンとなっている。
端子パターン13bは、外部端子14にコイルパターンを接続するために、第1のコイルパターン13a及び第2のコイルパターン13dそれぞれの一端部に形成されている。
ビアパターン13cは、第1のコイルパターン13aと第2のコイルパターン13dとを接続するように、第1のコイルパターン13a及び第2のコイルパターン13dそれぞれの他端部に形成されている。
第2のコイルパターン13dは、第1のコイルパターン13aの上方に配置されており、電子部品10のコイルの略半分に相当するコイルパターンを形成しており、本実施形態では、螺旋状に略4周のパターンとなっている。
外部端子14は、電子部品10の両端において、コイルパターン層13と導通するように、銀、銅等の導電材料により形成されている端子部である。
図3は、電子部品10を下方の各層において切断した横断面図である。図3(a)は、図2中のA−A線に沿って切断した横断面図であり、図3(b)は、図2中のB−B線に沿って切断した横断面図であり、図3(c)は、図2中のC−C線に沿って切断した横断面図である。
図4は、電子部品10を中央付近の各層において切断した横断面図である。図4(d)は、図2中のD−D線に沿って切断した横断面図であり、図4(e)は、図2中のE−E線に沿って切断した横断面図である。
図5は、電子部品10を上方の各層において切断した横断面図である。図5(f)は、図2中のF−F線に沿って切断した横断面図であり、図5(g)は、図2中のG−G線に沿って切断した横断面図である。
図3(a)に示す位置には、磁性体部11が一様に形成されている。
図3(b)に示す位置には、磁性体部11の他、絶縁樹脂層12がコイル固定体15に対応した形状に形成されている。
図3(c)に示す位置には、磁性体部11及び絶縁樹脂層12の他、第1のコイルパターン13aと、端子パターン13bとが形成されている。
図4(d)に示す位置には、磁性体部11及び絶縁樹脂層12の他、ビアパターン13cと、端子パターン13bとが形成されている。
図4(e)に示す位置には、磁性体部11及び絶縁樹脂層12の他、第2のコイルパターン13dと、端子パターン13bとが形成されている。
図5(f)に示す位置には、磁性体部11の他、絶縁樹脂層12がコイル固定体15に対応した形状に形成されている。
図5(g)に示す位置には、磁性体部11が一様に形成されている。
なお、上記説明中では記載を省略したが、いずれの断面位置においても、電子部品10の両端には、外部端子14が形成されている。
次に、本実施形態の電子部品10の製造方法について説明する。
図6から図10は、電子部品10の製造工程を示す図である。
(第1工程:剥離犠牲層形成工程)
先ず、図6(a)に示すように、支持基板101上の全面に剥離犠牲層102を形成する。
支持基板101は、コイル固定体15を形成するためのベースとされる部材である。支持基板101には、シリコン基板、又は、ガラス、又は、石英基板等平坦性の高い基板を用いることが望ましい。なお、これらの他、支持基板101には、銅基板を用いてもよい。
剥離犠牲層102は、支持基板101上に100nm以上の膜厚で形成される。剥離犠牲層102の材料は、支持基板101の材料に応じて以下のように選択して用いる。
支持基板101がシリコン基板の場合には、剥離犠牲層102は、SiO,SiN,Ti,SiO+Ti,SiN+Ti,SiO+SiN+Ti等により形成できる。ここで、「+」は、層を重ねることを意味しており、例えば、SiO+Tiとは、SiOの層を形成した上にさらにTiの層を形成することを意味している。
これらの内、SiOは、シリコン基板(支持基板101)自体の熱酸化、CVD法、スパッタリング法により成膜可能である。また、SiNは、CVD法、スパッタリング法により成膜可能である。また、Tiは、真空蒸着法、スパッタリング法により成膜可能である。
支持基板101がガラス又は石英基板の場合には、剥離犠牲層102は、Tiを材料として形成できる。
Tiは、真空蒸着法、スパッタリング法により成膜可能である。
(第2工程:第1のマスク層形成工程−1)
次に、図6(b)に示すように、第1工程により形成された剥離犠牲層102上の全面に、第1のマスク層103を形成する。
第1のマスク層103は、Cuの真空蒸着又はスパッタリング又は無電解めっきにより形成される。また、第1のマスク層103は、Cuの前述の成膜法にさらに電解めっきを重ねることにより形成されるようにしてもよい。また、第1のマスク層103に用いる材料は、Cuに限らず、Alであってもよい。
第1のマスク層103は、強度を確保するために、ある程度の厚みが必要である。例えば、第1のマスク層103の厚さは、1μm以上とすることが望ましい。
(第3工程:第1のマスク層形成工程−2(第1のマスク層エッチング工程))
次に、図6(c)に示すように、第1のマスク層103から不要部を除去する。具体的には、フォトリソグラフィ及びエッチング処理を行うことにより、最終的にコイル固定体15として残す形状に合わせた形状となるように第1のマスク層103から不要部を除去する。
(第4工程:絶縁層形成工程−1)
次に、図6(d)に示すように、剥離犠牲層102及び第1のマスク層103上の全面に絶縁樹脂層12を形成する。この工程で形成する絶縁樹脂層12は、数μmから数10μm程度の厚さに形成される。
(第5工程:コイル形成工程)
次に、図6(e)に示すように、第4工程により形成された絶縁樹脂層12の上に、コイルパターン層13をフレームめっき法により形成するとともに、このコイルパターン層13上に絶縁樹脂層12を形成する。この工程では、コイルパターン層13によりコイルが形成され、かつ、絶縁樹脂層12も形成されることから、絶縁樹脂によりコイルパターン層13が固定されて、コイル固定体15として強固な形態に形成される。
(第6工程:絶縁層形成工程−2)
次に、図7(f)に示すように、第5工程により形成された絶縁樹脂層12及びコイルパターン層13の上に、さらに絶縁樹脂層12を重ねて形成する。
(第7工程:第2のマスク層形成工程−1)
次に、図7(g)に示すように、第6工程により形成された絶縁樹脂層12上の全面に、第2のマスク層104を形成する。
第2のマスク層104は、Cuの真空蒸着又はスパッタリング又は無電解めっきにより形成される。また、第2のマスク層104は、Cuの前述の成膜法にさらに電解めっきを重ねることにより形成されるようにしてもよい。また、第2のマスク層104に用いる材料は、Cuに限らず、Alであってもよい。
第2のマスク層104は、強度を確保するために、ある程度の厚みが必要である。例えば、第2のマスク層104の厚さは、1μm以上とすることが望ましい。
(第8工程:第2のマスク層形成工程−2(第2のマスク層エッチング工程))
次に、図7(h)に示すように、第2のマスク層104から不要部を除去する。具体的には、フォトリソグラフィ及びエッチング処理を行うことにより、最終的にコイル固定体15として残す形状に合わせた形状となるように第2のマスク層104から不要部を除去する。
(第9工程:第1の不要部除去工程)
次に、図7(i)に示すように、第2のマスク層104側からドライエッチングにより絶縁樹脂層12の不要部を除去する。ここで、不要部とは、最終的にコイル固定体15として残す形状以外の部分であり、コイル中央部のコアとなる領域と、コイル周辺の不要な領域である。本実施形態では、O(又は、これにCFを含む)ガスのプラズマエッチングにより、絶縁樹脂層12の不要部を除去する。第2のマスク層104の材料である銅(Cu)は、上記ガスエッチングに対して耐性があるため残存するので、第2のマスク層104によりマスクされている必要な領域の絶縁樹脂層12が残存する。
なお、CFを含むガスエッチングの場合、剥離犠牲層102のTiやSiOや基板材料がエッチングされるが、以降の工程に影響はない。
(第9工程:コイル固定体剥離工程)
次に、図8(i)に示すように、剥離犠牲層102をウェットエッチング処理により除去してコイル固定体15を支持基板101から剥離する。SiO,SiN、及び、Tiは、HF(フッ化水素酸)溶液により除去可能である。これに対して、第1のマスク層103及び第2のマスク層104の材質である銅(Cu)は、HFに対してエッチング耐性があるため、コイル固定体15上に残存する。
(第10工程:第2の不要部除去工程)
次に、図8(k)に示すように、第1のマスク層103側からドライエッチングにより絶縁樹脂層12の不要部の残存部分12rを除去する。この残存部分12rは、第9工程(第1の不要部除去工程)では完全に除去しきれずに残っている絶縁樹脂層12の不要部である。この第2の不要部除去工程は、エッチングの方向が異なる他は、上述した第1の不要部除去工程と同様な処理が行われる。また、第1の不要部除去工程と同様に、第1のマスク層103の材料である銅(Cu)は、ガスエッチングに対して耐性があるため残存するので、第1のマスク層103によりマスクされている必要な領域の絶縁樹脂層12が残存する。
第2の不要部除去工程を行うことにより、残存部分12rが除去される(図8(l)参照)。
(第11工程:マスク層除去工程)
次に、図8(m)に示すように、過硫酸アンモニウム、又は、塩化第二鉄液等を用いて銅により形成されている第1のマスク層103及び第2のマスク層104をエッチングして除去する。この工程において、コイルパターン層13の銅は、絶縁樹脂層12に覆われているため、残存する。
(第12工程:磁性体部付着工程−1)
次に、図9(n)に示すように、磁性体部11の素材である板状複合磁性材料111を70℃から120℃に加温して、板状複合磁性材料111が軟化した状態で、コイル固定体15に板状複合磁性材料111をプレスする。
(第13工程:磁性体部付着工程−2(圧入工程))
上記磁性体部付着工程−1を進めると、図9(o)に示すように、不要部除去工程により絶縁樹脂層12を除去したコア開口部等に板状複合磁性材料111が圧入され、コイル固定体15が板状複合磁性材料111に埋め込まれる(圧入工程)。
(第14工程:磁性体部付着工程−3(カバー工程))
次に、図9(p)に示すように、磁性体部付着工程−1とは反対側から板状複合磁性材料111が軟化した状態で、コイル固定体15に板状複合磁性材料111をプレスする。これにより、上面も板状複合磁性材料111により覆うことができる(カバー工程)。
(第15工程:加圧工程及び硬化工程)
図9(p)に示した状態のまま、150℃から200℃に保ちながら全体を加圧(プレス)して成形し(加圧工程)、磁性体部11(複合磁性材料)を硬化させる(硬化工程)。このとき、コイル固定体15は、絶縁樹脂層12により固定されているので、加圧によって変形することがない。また、この加圧工程及び硬化工程により磁性体部11が強固に形成されることから、コイルパターン層13から外径形状までの距離を、例えば、100μmから200μm程度に薄く形成しても、剥離等が生じず、歩留まりよく製造が可能である。よって、本実施形態の製造方法によれば、電子部品10は、小型化が可能である。
なお、加圧と硬化は、別々に行っても良いし、150℃から200℃に保ちながら全体を加圧する際に同時に磁性体部11を硬化させてもよい。
(第16工程:切断工程)
次に、図9(q)に示すように、所定の外径形状に切断して、必要な大きさに形状を整える。
(第17工程:外部電極形成工程)
最後に、図9(r)に示すように、銀や銅などの導電ペーストをディップしたり、銀や銅などの導電材料をスパッタ、めっきなどで施したりして外部端子14を両端に形成して、電子部品10が完成する。外部端子14は、磁性体部11の底面と端面に渡ってL字状に形成したり、磁性体部11の底面にのみ形成したり様々な形状に形成することができる。
なお、上述した各工程のうち、少なくとも圧入工程以降の工程は、複数のコイル固定体15を並べて配置可能な大きさの板状複合磁性材料111を用いて、複数のコイル固定体15に対して同時に行われる。これにより、効率よく電子部品10の製造が可能である。
ここで、第2の不要部除去工程を行う理由について説明する。
図11は、第2の不要部除去工程を行わずに形成したコイル固定体15Bに板状複合磁性材料111をプレスした状態を示す図である。
第2の不要部除去工程を行わずに形成したコイル固定体15Bには、図11(a)のように残存部分12rが残存している。この状態で板状複合磁性材料111をコイル固定体15Bにプレスすると、残存部分12rの近くに複合磁性材料の密度が低い部分(図11(b)中のL部)が生じてしまう。この複合磁性材料の密度が低い部分は、その後の加圧工程を経ても、消滅することなく、残ってしまう。
本実施形態では、第2の不要部除去工程を行うことにより、残存部分12rを確実に除去して、コイル固定体15の形状を理想的な形状とすることにより、品質を向上している。
以上説明したように、第1実施形態によれば、先ずコイル固定体15を形成し、これを板状複合磁性材料111に圧入して複合磁性材料を硬化させて電子部品10を製造した。コイル固定体15は、絶縁樹脂層12により固定されているので、加圧によって変形することがない。よって、第1実施形態の電子部品10は、高い圧力で加圧した状態で成形されることが可能である。高い圧力で加圧した状態で成形されることにより、磁性体部11を薄く形成しても、歩留まりよく製造が可能である。すなわち、第1実施形態によれば、コイル自体の形状を小型化することなく、磁性体部11を薄くすることによって、全体の小型化が可能である。
また、第1実施形態では、第1のマスク層103と第2のマスク層104とをコイル固定体15を挟むように形成して、両面から不要部の除去を行うので、残存部分12rを残すことなく不要部を精度よく除去できる。よって、電子部品10の特性を劣化させることなく、インダクタとしての諸性能を安定して製造できる。
したがって、第1実施形態によれば、電子部品10の自己インダクタンスL及び許容電流を大きく保ったままであっても、歩留まりがよく製造が可能であり、かつ、小型化を容易に行える。
(第2実施形態)
図12から図16は、第2実施形態の電子部品20の製造工程を示す図である。
第2実施形態の電子部品20は、製造方法が部分的に異なる他は、第1実施形態の電子部品10と同様な形態をしている。よって、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第2実施形態の電子部品20は、第1実施形態の電子部品10と同様なインダクタであり、製造方法を第1実施形態からさらに改良した形態である。以下、第2実施形態の電子部品20の製造方法を説明する。
(第1工程:剥離犠牲層形成工程)
先ず、図12(a)に示すように、第1実施形態と同様にして、支持基板101上の全面に剥離犠牲層102を形成する。
(第2工程:第1のマスク層形成工程−1)
次に、図12(b)に示すように、第1実施形態と同様にして、第1工程により形成された剥離犠牲層102上の全面に、第1のマスク層103を形成する。
(第3工程:第1のマスク層形成工程−2(第1のマスク層エッチング工程))
次に、図12(c)に示すように、第1実施形態と同様にして、第1のマスク層103から不要部を除去する。
(第4工程:絶縁層形成工程−1)
次に、図12(d)に示すように、第1実施形態と同様にして、剥離犠牲層102及び第1のマスク層103上の全面に絶縁樹脂層12を形成する。
(第5工程:コイル形成工程)
次に、図12(e)に示すように、第4工程により形成された絶縁樹脂層12の上に、絶縁樹脂層12及びコイルパターン層13及び側面犠牲層105をフレームめっき法により形成する。この工程では、コイルパターン層13によりコイルが形成され、かつ、絶縁樹脂層12も形成されることから、絶縁樹脂によりコイルパターン層13が固定されて、コイル固定体15として強固な形態に形成される。ここで、第2実施形態のこの工程では、側面犠牲層105が形成されている点が、第1実施形態の場合と異なっている。側面犠牲層105は、コイルのコア部分として後の工程で開口部として形成される予定の部分、すなわち、開口部の内周側壁となるコイルパターンの内周側面に沿って形成される。
(第6工程:絶縁層形成工程−2)
次に、図13(f)に示すように、第1実施形態と同様にして、第5工程により形成された絶縁樹脂層12及びコイルパターン層13の上に、さらに絶縁樹脂層12を重ねて形成する。
(第7工程:第2のマスク層形成工程−1)
次に、図13(g)に示すように、第1実施形態と同様にして、第6工程により形成された絶縁樹脂層12上の全面に、第2のマスク層104を形成する。
(第8工程:第2のマスク層形成工程−2(第2のマスク層エッチング工程))
次に、図13(h)に示すように、第1実施形態と同様にして、第2のマスク層104から不要部を除去する。
(第9工程:第1の不要部除去工程)
次に、図13(i)に示すように、第1実施形態と同様にして、第2のマスク層104側からドライエッチングにより絶縁樹脂層12の不要部を除去する。
(第9工程:コイル固定体剥離工程)
次に、図14(j)に示すように、第1実施形態と同様にして、剥離犠牲層102をウェットエッチング処理により除去してコイル固定体15を支持基板101から剥離する。このとき、第1のマスク層103及び第2のマスク層104及び側面犠牲層105の材質である銅(Cu)は、HFに対してエッチング耐性があるため、コイル固定体15上に残存する。
(第10工程:第2の不要部除去工程)
次に、図14(k)に示すように、第1実施形態と同様にして、第1のマスク層103側からドライエッチングにより絶縁樹脂層12の不要部の残存部分12rを除去する。
第2の不要部除去工程を行うことにより、残存部分12rが除去される(図14(l)参照)。
(第11工程:マスク層除去工程)
次に、図14(m)に示すように、過硫酸アンモニウム、又は、塩化第二鉄液等を用いて銅により形成されている第1のマスク層103及び第2のマスク層104及び側面犠牲層105をエッチングして除去する。この工程において、コイルパターン層13の銅は、絶縁樹脂層12に覆われているため、残存する。側面犠牲層105が除去されたコア部分となる開口部は、不要な絶縁樹脂層12が残ることなく、理想的な開口形状に形成されている。
(第12工程:磁性体部付着工程−1)
次に、図15(n)に示すように、第1実施形態と同様にして、板状複合磁性材料111が軟化した状態で、コイル固定体15に板状複合磁性材料111をプレスする。
(第13工程:磁性体部付着工程−2(圧入工程))
上記磁性体部付着工程−1を進めると、図15(o)に示すように、第1実施形態と同様にして、不要部除去工程により絶縁樹脂層12を除去したコア開口部等に板状複合磁性材料111が圧入され、コイル固定体15が板状複合磁性材料111に埋め込まれる(圧入工程)。
(第14工程:磁性体部付着工程−3(カバー工程))
次に、図15(p)に示すように、第1実施形態と同様にして、磁性体部付着工程−1とは反対側から板状複合磁性材料111が軟化した状態で、コイル固定体15に板状複合磁性材料111をプレスする。これにより、上面も板状複合磁性材料111により覆うことができる(カバー工程)。
(第15工程:加圧工程及び硬化工程)
第1実施形態と同様に、図15(p)に示した状態のまま、150℃から200℃に保ちながら全体を加圧(プレス)して成形し(加圧工程)、磁性体部11(複合磁性材料)を硬化させる(硬化工程)。なお、加圧と硬化は、別々に行ってもよいし、同時に行ってもよい。
(第16工程:切断工程)
次に、図16(q)に示すように、第1実施形態と同様にして、所定の外径形状に切断して、必要な大きさに形状を整える。
(第17工程:外部電極形成工程)
最後に、図16(r)に示すように、第1実施形態と同様にして、銀や銅などの導電ペーストをディップしたり、銀や銅などの導電材料をスパッタ、めっきなどで施したりして外部端子14を両端に形成して、電子部品20が完成する。外部端子14は、磁性体部11の底面と端面に渡ってL字状に形成したり、磁性体部11の底面にのみ形成したり様々な形状に形成することができる。
以上説明したように、第2実施形態によれば、側面犠牲層105を設けたので、コア開口部の形状をより理想的な形状とすることができ、電子部品20の特性をより理想的な状態とすることができる。
(第3実施形態)
図17は、本発明による電子部品30の第3実施形態を図2と同様な断面で示した縦断面図である。
第3実施形態の電子部品30は、コイルパターン層33を1層の構成とした他は、第1実施形態の電子部品10と同様な構成をしている。よって、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
電子部品30は、磁性体部11と、絶縁樹脂層12と、コイルパターン層33と、外部端子14とを備えたインダクタである。
コイルパターン層33は、第1実施形態のコイルパターン層13と同様に、導電性材料で形成されており、絶縁樹脂層12によりコイル固定体35として固定されており、製造過程において磁性体部11が設けられていない状態であっても、所定以内の外力に対抗してその形状を維持することができる。コイルパターン層33は、コイルパターン33aと、端子パターン33bと、ビアパターン33cとを有している。
コイルパターン33aは、電子部品30のコイルパターンを形成しており、本実施形態では、螺旋状に略3周半のパターンとなっている。
端子パターン33bは、外部端子14とコイルパターン33aとを接続するように形成されている。
ビアパターン33cは、コイルパターン33aの内周側の端部と端子パターン33bとを接続するように形成されている。
図18は、電子部品30を下方の各層において切断した横断面図である。図18(a)は、図17中のH−H線に沿って切断した横断面図であり、図18(b)は、図17中のI−I線に沿って切断した横断面図であり、図18(c)は、図17中のJ−J線に沿って切断した横断面図である。
図19は、電子部品30を中央付近の各層において切断した横断面図である。図19(d)は、図17中のK−K線に沿って切断した横断面図であり、図19(e)は、図17中のL−L線に沿って切断した横断面図である。
図20は、電子部品30を上方の各層において切断した横断面図である。図20(f)は、図17中のM−M線に沿って切断した横断面図であり、図20(g)は、図17中のN−N線に沿って切断した横断面図である。
図18(a)に示す位置には、磁性体部11が一様に形成されている。
図18(b)に示す位置には、磁性体部11の他、絶縁樹脂層12がコイル固定体35に対応した形状に形成されている。
図18(c)に示す位置には、磁性体部11及び絶縁樹脂層12の他、コイルパターン33aと、端子パターン33bとが形成されている。
図19(d)に示す位置には、磁性体部11及び絶縁樹脂層12の他、ビアパターン33cと、端子パターン33bとが形成されている。
図19(e)に示す位置には、磁性体部11及び絶縁樹脂層12の他、端子パターン33bが形成されている。
図20(f)に示す位置には、磁性体部11の他、絶縁樹脂層12がコイル固定体35に対応した形状に形成されている。
図20(g)に示す位置には、磁性体部11が一様に形成されている。
なお、上記説明中では記載を省略したが、いずれの断面位置においても、電子部品30の両端には、外部端子14が形成されている。
第3実施形態の電子部品30は、コイル固定体35の構成の他は、第1実施形態の電子部品10と同様であるので、コイル固定体35を作成する工程が異なる他は、第1実施形態の電子部品10と同様の工程によって製造できる。
以上説明したように、第3実施形態によれば、コイルパターン33aが1層のみ設けられている電子部品20であっても、第1実施形態と同様に、歩留まりがよく小型化が可能である。
(変形形態)
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
例えば、各実施形態において、コイルパターンは、2層、又は、1層である例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、コイルパターンは、3層であってもよいし、4層以上の構成であってもよい。
なお、本発明は、以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
10 電子部品
11 磁性体部
12 絶縁樹脂層
12r 残存部分
13 コイルパターン層
13a 第1のコイルパターン
13b 端子パターン
13c ビアパターン
13d 第2のコイルパターン
14 外部端子
15 コイル固定体
15B コイル固定体
20 電子部品
30 電子部品
33 コイルパターン層
33a コイルパターン
33b 端子パターン
33c ビアパターン
35 コイル固定体
101 支持基板
102 剥離犠牲層
103 第1のマスク層
104 第2のマスク層
105 側面犠牲層
111 板状複合磁性材料

Claims (7)

  1. 支持基板上に所定形状の第1のマスク層を形成する第1のマスク層形成工程と、
    導体によりコイルパターンの少なくとも一部が1平面上に形成される少なくとも1層のコイルパターン層と、
    絶縁樹脂により形成される少なくとも1層の絶縁樹脂層と、
    を順次積み重ねて形成することにより、少なくとも1層の前記コイルパターン層によりコイルを形成し、前記絶縁樹脂により前記コイルパターン層を固定するコイル固定体を、前記第1のマスク層を挟んで前記支持基板上に形成するコイル形成工程と、
    前記支持基板とは反対側の前記コイル固定体上に所定形状の第2のマスク層を形成する第2のマスク層形成工程と、
    前記第2のマスク層側から前記絶縁樹脂層における不要部を除去する第1の不要部除去工程と、
    前記支持基板と前記第1のマスク層とを剥離する剥離工程と、
    前記第1のマスク層側から前記絶縁樹脂層における不要部を除去する第2の不要部除去工程と、
    前記第1のマスク層及び前記第2のマスク層を除去するマスク層除去工程と、
    磁性体粒子と樹脂とを混合した複合磁性材料により前記コイル固定体の全体を覆うように磁性体部を形成する磁性体部付着工程と、
    全体を加圧して成形する加圧工程と、
    前記磁性体部を硬化させる硬化工程と、
    を備える電子部品の製造方法。
  2. 請求項1に記載の電子部品の製造方法において、
    前記コイル形成工程中に、前記導体により前記コイルパターンの内周側面に沿うように側面犠牲層を形成し、
    前記マスク層除去工程中に、前記側面犠牲層も除去すること、
    を特徴とする電子部品の製造方法。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の電子部品の製造方法において、
    前記磁性体部付着工程は、
    板状に形成された前記複合磁性材料である板状複合磁性材料を軟化させた状態で前記コイル固定体を前記板状複合磁性材料に埋め込む圧入工程と、
    前記圧入工程では覆いきれない前記コイル固定体を、軟化させた他の板状複合磁性材料によりさらに覆うカバー工程と、
    を備えること、
    を特徴とする電子部品の製造方法。
  4. 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の電子部品の製造方法において、
    前記コイル形成工程は、フレームめっき法により行われること、
    を特徴とする電子部品の製造方法。
  5. 請求項3に記載の電子部品の製造方法において、
    少なくとも前記圧入工程以降の工程は、複数のコイル固定体を並べて配置可能な大きさの前記板状複合磁性材料を用いて、複数のコイル固定体に対して同時に行われること、
    を特徴とする電子部品の製造方法。
  6. 請求項1に記載の電子部品の製造方法において、
    前記加圧工程と前記硬化工程が同時に行われること、
    を特徴とする電子部品の製造方法。
  7. 請求項1に記載の電子部品の製造方法において、
    前記第1のマスク層が支持基板上に形成された犠牲層を介して形成され、剥離工程において、該犠牲層をエッチングにより除去することにより支持基板と第1のマスク層とを剥離すること、
    を特徴とする電子部品の製造方法。
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