JP6767274B2 - インダクタ装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、インダクタ装置及びその製造方法に関する。
従来、電子機器の高周波回路などに使用されるインダクタ装置がある。インダクタ装置の構造としては、電線を巻いた巻線型や平面上に渦巻状のコイル導体を形成した平面型などがある。
特開2005−210010号公報 特開2015−32625号公報 特開2015−37179号公報 特開2016−9862号公報
後述する予備的事項で説明するように、インダクタ装置の導体パターン層の形成方法では、基板の上に薄膜の下地銅層パターンを形成し、隣り合う下地銅層パターンの間にレジスト層のパターンを配置する。
さらに、各下地銅層パターンの上に第1銅めっき層を形成し、レジスト層を除去した後に、第1銅めっき層の上に第2めっき層を追加で形成する。これにより、下地銅層パターンの上に第1銅めっき層及び第2銅めっき層が形成されて、所望の断面積を有する導体パターン層が得られる。
このような導体パターン層の形成方法では、下地銅層パターンが狭ピッチ化されると、隣り合う第2銅めっき層が接触しやすく、導体パターン層の電気ショートが発生しやすい課題がある。
所望の断面積を有する導体パターン層を信頼性よく形成できる新規な構造のインダクタ装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
以下の開示の一観点によれば、樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの一方の面に形成され、第1パッドを備えた第1ベース導体層と、前記樹脂フィルムの他方の面に形成され、前記第1パッドに対応する位置に第2パッドを備えた第2ベース導体層と、前記第1パッドから前記第2パッドまで貫通するスルーホールと、前記スルーホール内に充填され、前記第1パッドと前記第2パッドとを接続する貫通導体と、前記樹脂フィルムの一方の面に形成され、前記第1ベース導体層の上に開口部が配置された第1絶縁層と、前記第1絶縁層の開口部内の前記第1ベース導体層の上に形成された第1かさ上げ導体部とを有し、前記第1ベース導体層と前記第1かさ上げ導体部とより第1導体パターン層が形成され、第1導体パターン層は、断面形状が凸状に形成されており、前記第1ベース導体層は、前記第1パッドに繋がる配線部を有し、前記第1パッド上に配置された前記第1かさ上げ導体部は、断面形状が四角形状であり、前記配線部上に配置された前記第1かさ上げ導体部は、断面形状がきのこ形状であるインダクタ装置が提供される。
また、その開示の他の観点によれば、樹脂フィルムと、前記樹脂フィルム一方の面に接着された第1金属箔と、前記樹脂フィルム他方の面に接着された第2金属箔とを備えた積層基材を用意する工程と、前記積層基材の第1金属箔をパターニングして、第1パッドを備えた第1ベース導体層を形成する工程と、前記第1パッドから前記第2金属箔まで貫通するスルーホールを形成する工程と、前記スルーホール内に貫通導体を形成して、前記第1パッドと前記第2金属箔とを前記貫通導体を介して接続する工程と、前記第2金属箔をパターニングして、前記貫通導体に接続される第2パッドを備えた第2ベース導体層を形成する工程と、前記樹脂フィルムの一方の面に、前記第1ベース導体層の上に開口部が配置された第1絶縁層を形成する工程と、電解めっきにより、前記第1絶縁層の開口部内の前記第1ベース導体層の上に第1かさ上げ導体部を形成して、前記第1ベース導体層と前記第1かさ上げ導体部とから第1導体パターン層を得る工程とを有し、前記第1導体パターン層は、断面形状が凸状に形成され、前記第1ベース導体層は、前記第1パッドに繋がる配線部を有し、前記第1パッド上に配置された前記第1かさ上げ導体部は、断面形状が四角形状であり、前記配線部上に配置された前記第1かさ上げ導体部は、断面形状がきのこ形状であるインダクタ装置の製造方法が提供される。
以下の開示によれば、インダクタ装置は、樹脂フィルムの一方の面に第1パッドを備えた第1ベース導体層が形成され、他方の面に、第1パッドに対応する位置に第2パッドを備えた第2ベース導体層が形成されている。
第1パッドから第2パッドまで貫通するスルーホールが形成され、スルーホール内に第1パッドと第2パッドとを接続する貫通導体が充填されている。
また、樹脂フィルムの一方の面に第1ベース導体層の上に開口部が配置された第1絶縁層が形成されている。さらに、第1絶縁層の開口部内の第1ベース導体層の上に第1かさ上げ導体部が形成されている。
第1ベース導体層と第1かさ上げ導体部とより第1導体パターン層が形成され、第1導体パターン層は、断面形状が凸状に形成されている。
一つの好適な態様では、第1ベース導体層は厚膜の金属箔から形成される。このため、第1絶縁層の開口部内の第1ベース導体層の上に第1かさ上げ導体部を形成することで、所望の厚みの第1導体パターン層を得ることができる。
また、隣り合う第1ベース導体層の間に第1絶縁層が壁として配置されるため、第1ベース導体層の断面積を増大させる際に、第1導体パターン層が接触するおそれがなく、電気ショートの発生が防止される。
また、第1絶縁層の開口部の幅が第1ベース導体層の幅よりも小さく設定されるため、第1ベース導体層及び第1かさ上げ導体部から形成される第1導体パターン層は、断面形状が凸状に形成されている。
このため、第1ベース導体層の配置ピッチを広げることなく、第1ベース導体層の断面積を増大させることができる。
図1(a)〜(c)は予備的事項のインダクタ装置の導体パターン層の形成方法を示す断面図(その1)である。 図2(a)及び(b)は予備的事項のインダクタ装置の導体パターン層の形成方法を示す断面図(その2)である。 図3(a)及び(b)は実施形態のインダクタ装置の製造方法を示す断面図及び平面図(その1)である。 図4(a)〜(c)は実施形態のインダクタ装置の製造方法を示す断面図(その2)である。 図5(a)及び(b)は実施形態のインダクタ装置の製造方法を示す断面図及び平面図(その3)である。 図6(a)及び(b)は実施形態のインダクタ装置の製造方法を示す断面図(その4)である。 図7(a)及び(b)は実施形態のインダクタ装置の製造方法を示す断面図(その5)である。 図8(a)及び(b)は実施形態のインダクタ装置の製造方法を示す断面図(その6)である。 図9(a)及び(b)は実施形態のインダクタ装置の製造方法を示す断面図及び平面図(その7)である。 図10(a)及び(b)は実施形態のインダクタ装置の製造方法を示す断面図(その8)である。 図11(a)及び(b)は実施形態のインダクタ装置の製造方法を示す断面図(その9)である。 図12は実施形態のインダクタ装置の製造方法を示す断面図(その10)である。 図13は実施形態のインダクタ装置を示す断面図である。 図14は図13のインダクタ装置の下面側の第1ベース導体層を示す平面図である。 図15は図13のインダクタ装置の上面側の第2ベース導体層を示す平面図である。
以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
実施形態を説明する前に、基礎となる予備的事項について説明する。
図1及び図2は、予備的事項に係るインダクタ装置の導体パターン層の形成方法を説明するための図である。予備的事項の記載は、発明者の個人的な検討内容であり、公知技術ではない技術内容を含む。
予備的事項に係るインダクタ装置の導体パターン層の形成方法では、図1(a)に示すように、まず、基板100の上に銅層をめっきで形成し、銅層をパターニングして下地銅層パターン220を形成する。下地銅層パターン220は,厚みが2μm〜5μm程度の薄膜で形成される。
次いで、図1(b)に示すように、下地銅層パターン220の上に開口部300aが配置されたレジスト層300のパターンを隣り合う下地銅層パターン220の間に配置する。レジスト層300は、各下地銅層パターン220の上に電解めっき層を形成する際に、各電解めっき層を分離するための壁として形成される。
次いで、図1(c)に示すように、下地銅層パターン220をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、下地銅層パターン220の上に第1銅めっき層240を形成する。その後に、図2(a)に示すように、レジスト層300が除去される。
さらに、図2(b)に示すように、下地銅層パターン220及び第1銅めっき層240の上に電解めっきにより第2銅めっき層260を形成する。
このようにして、薄膜の下地銅層パターン220の上に第1銅めっき層240及び第2銅めっき層260が形成されて、所望の断面積を有する導体パターン層200が得られる。
導体パターン層200の断面積を大きく設定することにより、導体パターン層200の直流抵抗が小さくなり、インダクタ装置の消費電力を低減させることができる。
前述した導体パターン層200の形成方法では、図2(b)での第2銅めっき層260の形成はレジスト層300を除去した後に行われる。このため、特に下地銅層パターン220が狭ピッチされると、隣り合う導体パターン層200が接触しやすく、電気ショートが発生しやすくなる課題がある。
近年では、導体パターン層200の厚みは、例えば100μm程度で要求されている。しかし、前述した図1(b)のレジスト層300のパターンをフォトリグラフィで形成する工程では、レジスト層300の厚みは50μm程度が限界である。
このため、前述した図2(b)の工程で、第2銅めっき層を追加で形成する必要がある。このとき、隣り合う導体パターン層200の電気ショートを防止するためには、異方性銅めっきなどの特殊なプロセスを導入する必要があり、コスト上昇を招く。
また、この対策として、第2銅めっき層260を形成する前に、前述した図1(c)の工程で、レジスト層300の上にさらに別のレジスト層をパターニングして壁を積層して形成する手法が考えられる。
しかし、下地銅層パターン220が狭ピッチ化されると、凹凸面の上に精度よく位置合わせしてレジスト層を積層してパターンニングすることは困難である。
以下に説明する実施形態のインダクタ装置及びその製造方法では、前述した課題を解消することができる。
(実施形態)
図3〜図12は実施形態のインダクタ装置の製造方法を説明するための図、図13〜図15は実施形態のインダクタ装置を説明するための図である。
以下、インダクタ装置の製造方法を説明しながら、インダクタ装置の構造について説明する。
実施形態のインダクタ装置の製造方法では、まず、図3(a)に示すように、積層基材5を用意する。積層基材5は、樹脂フィルム10と、樹脂フィルム10の上面に接着された第1銅箔20xと、樹脂フィルム10の下面に接着された第2銅箔30xとを備えている。樹脂フィルム10として、好適には、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、又はエポキシフィルムが使用される。
本実施形態では、樹脂フィルム10の一方の面を上面とし、樹脂フィルム10の他方の面を下面として説明する。あるいは、逆に、樹脂フィルム10の一方の面を下面とし、樹脂フィルム10の他方の面を上面としてもよい。
第1銅箔20xは第1金属箔の一例であり、第2銅箔30xは第2金属箔の一例であり、インダクタ装置のコイル層として機能する各種の金属箔を使用してもよい。
例えば、樹脂フィルム10の厚みは、15μm〜50μmであり、第1銅箔20x及び第2銅箔30xの各厚みは、35μm〜70μmである。このような積層基材5は、フレキシブル銅張積層板(FCCL(Flexible Cupper Clad Laminate))とも呼ばれる。
図3(b)は、図3(a)の積層基材5の全体の様子を示す縮小平面図である。図3(b)の平面図に示すように、積層基材5は、可撓性を有する長手状のフレキシブル基材であり、例えば、ロールに巻き付けられた巻体が長尺状に引き出されて搬送される。
積層基材5には、長手方向に複数の製品領域Rが区画されており、後に製品領域Rごとに切断される。図3(a)の断面図では、図3(b)の平面図の一つの製品領域Rが部分的に示されている。図3(a)の断面図は、図3(b)のI−Iに沿った断面に相当する。
そして、プレス加工などにより、積層基材5の短手方向の両端部にスプロケットホールSHを形成する。スプロケットホールSHは、積層基材5の長手方向に一定間隔を空けて並んで配置される。インダクタ装置の製造工程で積層基材5を各種の製造装置に搬送する際に、スプロケットホールSHにピンが挿入されて位置決めされる。
次いで、図4(a)に示すように、積層基材5の上面に、開口部12aが設けられたレジスト層12をフォトリソグラフィに基づいてパターニングする。
さらに、図4(b)に示すように、レジスト層12をマスクにして開口部12aを通して第1銅箔20xをウェットエッチングすることにより、第1ベース導体層20aを得る。その後に、レジスト層12が除去される。
第1ベース導体層20aは、製品領域Rの中央側に配置される第1パッドP1と、製品領域Rの一端側に配置される第2パッドP2と、製品領域Rの他端側に配置される第5パッドP5と、第1パッドP1と第5パッドP5とを繋ぐ配線部Wとから形成される。
第1ベース導体層20aは、第1パッドP1を始点として渦巻状に配置された配線部Wを介して第5パッドP5まで繋がって延在している。第2パッドP2は、ベース導体層20aの他の部分と分離されて配置される。
なお、第1ベース導体層20aを形成した後に、前述した図3(b)のスプロケットホールSHを形成してもよい。
このようにして、まず、厚膜の第1銅箔20xをサブトラクティブ法によってパターニングして第1ベース導体層20aを形成する。
続いて、図4(c)に示すように、積層基材5の上面側にめっきレジスト層13を形成する。さらに、図5(a)に示すように、フォトリソグラフィに基づいてめっきレジスト層13をパターニングする。これにより、第1ベース導体層20aの第1パッドP1の上に、めっきレジスト層13のホール状の第1開口部13aが配置される。
また同時に、第1ベース導体層20aの第2パッドP2の上に、めっきレジスト層13のホール状の第2開口部13bが配置される。
次いで、図5(b)に示すように、パンチングなどにより、めっきレジスト層13の第1開口部13a内の第1パッドP1、樹脂フィルム10及び第2銅箔30xを貫通加工して第1スルーホールTH1を形成する。
図5(b)の部分平面図を加えて参照すると、第1パッドP1の中央部に第1スルーホールTH1が配置され、第1パッドP1は平面視でリング状に加工される。そして、第1スルーホールTH1及びその周囲の第1パッドP1の領域の上にめっきレジスト層13の第1開口部13aが配置された状態となる。
さらに同様に、めっきレジスト層13の第2開口部13b内の第2パッドP2の上面から第2銅箔30xの下面まで貫通する第2スルーホールTH2を形成する。第1パッドP1と同様に、第2パッドP2の内部に第2スルーホールTH2が配置される。そして、第2スルーホールTH2及びその周囲の第2パッドP2の領域の上にめっきレジスト層13の第2開口部13bが配置された状態となる。
次いで、図6(a)に示すように、図5(b)の構造体の下にマスキングテープ16を貼り付ける。
さらに、図6(b)に示すように、第2銅箔30xをめっき給電経路に利用する電解めっきにより、第1スルーホールTH1内に銅めっき層を充填して貫通導体TCを形成する。図6(b)の例では、貫通導体TCが第1パッドP1の上面を覆って形成されているが、貫通導体TCの上面と第1パッドP1の上面とが面一になるように形成してもよい。
図6(b)の構造を採用することにより、貫通導体TCと第1パッドP1との接続面積が増加するため、相互の接続の信頼性を向上させることができる。
本実施形態では、第1スルーホールTH1内に電解めっきで貫通導体TCを形成する際に、第1スルーホールTH1の側壁に、シード層として機能する銅からなる無電解めっき層を形成しない手法を採用する。
このため、第1スルーホールTH1内の樹脂フィルム10の側面に電解めっき層が直接形成されて貫通導体TCが得られる、よって、貫通導体TCと第1スルーホールTH1内の側壁に露出する樹脂フィルム10とは単に接触した状態となる(図6(b)のSで示される界面)。
これにより、後の工程で加熱処理されて樹脂フィルム10が収縮する際に、第1スルーホールTH1内の貫通導体TCから樹脂フィルム10が横方向に分離するため、貫通導体TCにクラックが発生することが防止される。
本実施形態と違って、第1スルーホールTH1の側壁にシード層として無電解めっき層を形成すると、第1スルーホールTH1の側壁の全体から銅めっきが成長するため、貫通導体TCを第1スルーホールTH1内に良好に充填できるメリットがある。
しかし、この手法では、第1スルーホールTH1内の側壁に露出する樹脂フィルム10と貫通導体TCとが化学的に結合して密着した状態となる。このため、後の工程で加熱処理されて樹脂フィルム10が収縮する際に、第1スルーホールTH1内の貫通導体TCが樹脂フィルム10によって横方向に引っ張られて応力がかかるため、貫通導体TCにクラックが発生しやすくなる。
このように、貫通導体TCを第1スルーホールTH1内の側壁の樹脂フィルム10と単に接触するように形成することにより、貫通導体TCによる接続の信頼性を向上させることができる。
また同様に、第2スルーホールTH2内に貫通導体TCが充填される。また同様に、貫通導体TCは第2スルーホールTH2の側壁の樹脂フィルム10と単に接触した状態で形成される。
次いで、図7(a)に示すように、図6(b)の構造体からマスキングテープ16及びめっきレジスト層13を除去する。
さらに、図7(b)に示すように、図7(a)の構造体を上下反転させて、第2銅箔30xを上側に配置する。
続いて、図8(a)に示すように、図7(b)の構造体の第2銅箔30xの上に、開口部14aが設けられたレジスト層14をフォトリソグラフィに基づいて形成する。レジスト層14は、第2銅箔30xから第2ベース導体層が得られるようにパターニングされる。
続いて、図8(b)に示すように、レジスト層14をマスクにし、その開口部14aを通して、第2銅箔30xをウェットエッチングすることにより、第2ベース導体層30aを得る。その後に、レジスト層14が除去される。
第2ベース導体層30aは、第1ベース導体層20aの第1パッドP1に対応する位置に配置された第3パッドP3と、第2パッドP2に対応する位置に配置された第4パッドP4と、第3パッドP3と第4パッドP4を繋ぐ配線部Wとを含んで形成される。
また、第1ベース導体層20aと同様に、第2ベース導体層30aは、中央側に配置された第3パッドP3を始点として渦巻き状に配置された配線部Wを介して一端側の第4パッドP4まで繋がって延在している。
第2ベース導体層30aの第3パッドP3は、第1パッドP1と同様に、中央部に第1スルーホールTH1が配置されて平面視でリング状に形成される。そして、第3パッドP3が第1スルーホールTH1内に充填された貫通導体TCに接続された状態となる。
このようにして、樹脂フィルム10の下面側の第1パッドP1と樹脂フィルム10の上面側の第3パッドP3とが貫通導体TCを介して相互接続される。
また、第2ベース導体層30aの第4パッドP4は、第3パッドP3と同様に、内部に第2スルーホールTH2が配置され、第1スルーホールTH1に充填された貫通導体TCに接続された状態となる。
このようにして、樹脂フィルム10の下面側の第2パッドP2と樹脂フィルム10の上面側の第4パッドP4とが貫通導体TCを介して相互接続される。
以上のように、厚膜の第2銅箔30xをサブトラクティブ法によってパターニングして第2ベース導体層30aを形成する。
次いで、図9(a)に示すように、図8(b)の構造体の両面側に感光性樹脂層(不図示)をそれぞれ形成する。さらに、両面側の感光性樹脂層をフォトリソグラフィに基づいて露光/現像することによりパターニングする。
これにより、樹脂フィルム10の下面側に、第1ベース導体層20aの上に開口部40aが配置された第1絶縁層40が形成される。第1絶縁層40の開口部40aは、第1ベース導体層20aの第1パッドP1、配線部W及び第5パッドPに沿って渦巻き状に繋がって形成される。また、第1ベース導体層20aの他の部分と分離されて配置された第2パッドP2の上に第1絶縁層40の開口部40aが配置される。
第1絶縁層40の開口部40aの幅は第1ベース導体層20aの幅よりも小さく設定される。第1絶縁層40の開口部40aの両側の側壁が第1ベース導体層20aの両端部上に配置される。
また同様に、樹脂フィルム10の上面側に、第2ベース導体層30aの上に開口部42aが配置された第2絶縁層42が形成される。第2絶縁層42の開口部42aは、第2ベース導体層30aの第3パッドP3、配線部W及び第4パッドP4に沿って渦巻き状に繋がって形成される。第1絶縁層40と同様に、第2絶縁層42の開口部42aの幅は第2ベース導体層30aの幅よりも小さく設定される。
図9(b)は図9(a)の構造体のAで示される領域を上側からみた部分拡大平面図である。図9(b)の平面図に示すように、第2ベース導体層30aは第3パッドP3に渦巻き状に配置された配線部Wが繋がっており、配線部Wは図9(a)の断面図の第4パッドP4まで延在している。
そして、第2絶縁層42の開口部42aが第3パッドP3上から配線部W上を介して図9(a)の断面図の第4パッドP4上まで繋がって配置される。
また、樹脂フィルム10の下面側の第1絶縁層40の開口部40aにおいても同様に、第1パッドP1上から配線部W上を介して図9(a)の断面図の第5パッドP5上まで繋がって配置される。
第1絶縁層40及び第2絶縁層42の好適な例としては、感光性の永久レジスト層、感光性のポリイミド樹脂又はエポキシ樹脂などが使用される。
第2ベース導体層30aの第3パッドP3及び配線部W上での第2絶縁層42の第1開口部42aの高さは、例えば、40μm〜50μm程度である。第1ベース導体層20a上での第1絶縁層40の開口部40aの高さについても同様に設定される。
次いで、図10(a)に示すように、樹脂フィルム10の下面側の第1ベース導体層20aをめっき給電経路に利用する電解めっきにより、第1絶縁層40の開口部40a内の第1ベース導体層20aの上(図10(a)では下)に第1かさ上げ導体部L1を形成する。第1かさ上げ導体部L1は、例えば、銅めっき層から形成される。
上記した図9(b)の平面図で示したように、第2ベース導体層30aの第3パッドP3の面積は配線部Wの面積よりも大きい。これと同様に、樹脂フィルム10の下面側の第1ベース導体層20aの第1パッドP1及び第2パッドP2の各面積は配線部Wの面積よりも大きい。
このため、第1パッドP1及び第2パッドP2では、単位面積あたりの電解めっきの電流密度が配線部Wよりも低くなる。
その結果、第1パッドP1及び第2パッドP2の上に形成される第1かさ上げ導体部L1の厚みは、配線部Wの上に形成される第1かさ上げ導体部L1の厚みよりも薄く形成される。
例えば、第1パッドP1及び第2パッドP2の各第1かさ上げ導体部L1の厚みは40μm〜50μmであり、配線部Wの第1かさ上げ導体部L1の厚みは50μm〜100μmである。
このようにして、第1ベース導体層20aの上に第1かさ上げ導体部L1を形成することにより、第1導体パターン層20が得られる。第1導体パターン層20は、第1ベース導体層20aの上に第1かさ上げ導体部L1が積層されて形成されるため、第1ベース導体層20aだけで形成される場合よりも断面積を増加させることができる。
第1ベース導体層20aと第1かさ上げ導体部L1とから形成される第1導体パターン層20は、断面形状が凸状に形成される。
第1導体パターン層20の第1パッドP1及び第2パッドP2では、めっき速度が低いため、第1絶縁層40の開口部40a内の位置に第1かさ上げ導体部L1の先端面が配置される。
このため、第1パッドP1上に配置された第1かさ上げ導体部L1は、断面形状が四角形状で形成される。また、第1かさ上げ導体部L1の幅は第1パッドP1の幅よりも小さく設定される。
一方、第1導体パターン層20の配線部Wでは、めっき速度が速いため、第1かさ上げ導体部L1は第1絶縁層40の開口部40a内からその周囲の上面(図10(b)では下面)を覆って形成される。
このため、配線部W上に配置される第1かさ上げ導体部L1は、断面形状がきのこ形状で形成される。配線部W上の第1かさ上げ導体部L1は、第1絶縁層40の上面から10μm〜30μm程度で突出して形成される。
このように、第1ベース導体層20aの配線部W上に配置される第1かさ上げ導体部L1は、第1絶縁層40の開口部40a内を充填すると共に、第1絶縁層40の上面に断面が半円状になって突出して形成される。
以上のように、第1ベース導体層20aの上に第1絶縁層40の開口部40aを配置し、隣り合う第1ベース導体層20aの間に第1絶縁層40を壁として配置する。この状態で、第1絶縁層40の開口部40aに第1かさ上げ導体部L1を電解めっきで形成して、第1ベース導体層20aの断面積を増加させている。
このため、第1ベース導体層20aの断面積を増大させて第1導体パターン層20を得る際に、第1導体パターン層20が接触するおそれがなく、電気ショートの発生が防止される。
また、第1絶縁層40の開口部40aの幅は第1ベース導体層20aの幅よりも小さく設定されるため、第1ベース導体層20aの配置ピッチを広げることなく、第1ベース導体層20aの断面積を増大させることができる。
さらに、厚膜の第1銅箔20xから第1ベース導体層20aを形成している。このため、第1ベース導体層20aの上に第1絶縁層40を一回パターニングしてその開口部40a内に第1かさ上げ導体部L1を形成することにより、所望の厚みの第1導体パターン層20を得ることができる。
例えば、第1ベース導体層20a(第1銅箔20x)の厚みが35μm〜70μmで、第1絶縁層40の開口部40aの高さが40μm〜50μmの場合は、厚みが75μm〜120μm以上の第1導体パターン層20を容易に形成するとこができる。
第1絶縁層40の開口部40aの高さは、開口部40aに形成する第1かさ上げ導体部L1の厚みに応じて調整される。
前述した予備的事項で説明した導体パターン層の形成方法でこのような厚膜の導体パターン層を形成すると、隣り合う導体パターン層が接触して、電気ショートが発生する。
また同時に、樹脂フィルム10の上面側の第2ベース導体層30aをめっき給電経路に利用する電解めっきにより、第2絶縁層42の開口部42a内の第2ベース導体層30aの上に第2かさ上げ導体部L2を形成する。
このようにして、第2ベース導体層30aの上に第2かさ上げ導体部L2を形成することにより、第2導体パターン層30が得られる。第2導体パターン層30は、第2ベース導体層30aの上に第2かさ上げ導体部L2が積層されて形成されるため、第2ベース導体層30aだけで形成される場合よりも断面積を増加させることができる。
第2絶縁層42の開口部42aの高さは、開口部42aに形成する第2かさ上げ導体部L2の厚みに応じて調整される。
第2ベース導体層30aと第2かさ上げ導体部L2とから形成される第2導体パターン層30は、第1導体パターン層20と同様に、断面形状が凸状に形成される。
また、前述した第1かさ上げ導体部L1と同様に、第2ベース導体層30aの第3パッドP3及び第4パッドP4の上に形成される第2かさ上げ導体部L2の厚みは、配線部Wの上に形成される第2かさ上げ導体部L2の厚みよりも薄く形成される。
このようにして、第1導体パターン層20の第1かさ上げ導体部L1と同様に、第2ベース導体層30aの第3パッドP3及び第4パッドP4の上に、断面形状が四角形状の第2かさ上げ導体部L2が形成される。また同様に、第2ベース導体層30aの配線部Wの上に、断面形状がきのこ形状の第2かさ上げ導体部L2が形成される。
このように、第2ベース導体層30aの配線部W上に配置される第2かさ上げ導体部L2は、第2絶縁層42の開口部42a内を充填すると共に、第2絶縁層42の上面に断面が半円状になって突出して形成される。
以上により、第1導体パターン層20は、第1ベース導体層20aだけで形成される場合よりも断面積を大きくすることができる。また同様に、第2導体パターン層30は、第2ベース導体層30aだけで形成される場合よりも断面積を大きくすることができる。
これにより、第1導体パターン層20及び第2導体パターン層30の直流抵抗が小さくなり、インダクタ装置の消費電力を低減させることができる。
電解めっきによる導体層の形成は、樹脂フィルム10の面内での厚みの均一性が悪いため、厚膜で形成するほど、面内での厚みのばらつきの絶対値が大きくなる。
これに対して、第1ベース導体層20a及び第2ベース導体層30aを形成するための第1銅箔20x及び第2銅箔30xの厚みの均一性は良好である。このため、第1導体パターン層20では、第1かさ上げ導体部L1の厚みは第1ベース導体層20a(第1銅箔20x)の厚みよりも薄く設定される。
また同様に、第2導体パターン層30においても、第2かさ上げ導体部L2の厚みは第2ベース導体層30a(第2銅箔30x)の厚みよりも薄く設定される。
このようにすることにより、第1ベース導体層20aの上に第1かさ上げ導体部L1を形成して断面積を増加させる際に、かさ上げされて得られる第1導体パターン層20の厚みの均一性の悪化が防止され、設計スペック内の厚みの均一性を確保することができる。
例えば、第1ベース導体層20a及び第2ベース導体層30a(第1銅箔20x及び第2銅箔30x)の厚みが35μm〜70μmの場合は、配線部W上の第1かさ上げ導体部L1及び第2かさ上げ導体部L2の厚みは20μm〜60μmに設定される。
この例の場合は、第1、第2絶縁層40,42の各開口部40a,42aの高さは、10μm〜50μmに設定される。
あるいは、かさ上げされて得られる第1導体パターン層20及び第2導体パターン層30の厚みの均一性が問題にならない場合は、第1、第2かさ上げ導体部L1,L2を50〜100μm程度の厚みで厚く形成してもよい。
次いで、図10(b)に示すように、電着コートにより、樹脂フィルム10の下面側の第1かさ上げ導体部L1と、樹脂フィルム10の上面側の第2かさ上げ導体部L2との各露出面にエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを選択的に付着させて保護絶縁層44を形成する。
あるいは、スクリーン印刷によってソルダレジスト層を樹脂フィルム10の両面側の第1かさ上げ導体部L1及び第2かさ上げ導体部L2の各露出面にパターニングすることにより、保護絶縁層44を形成してもよい。
続いて、図11(a)に示すように、前述した図3(b)で説明した各製品領域Rに配置された図10(b)の構造体の中心部をプレス加工などにより抜き落として貫通孔10aを形成する。さらに、各製品領域Rに配置された図10(b)の構造体の外周部分を抜き落として所定の外形に成形する。この時点では、各製品領域Rに配置された図11(a)の各構造体は相互に繋がった状態となっている。
次いで、図11(b)に示すように、粉末状のメタル系磁性材料を高圧成型することにより、図11(a)の構造体の両面を磁性体50で被覆すると共に、貫通孔10aに磁性体50を充填する。
磁性体50としては、例えば、粉末状のフェライトなどの磁性体材料が使用される。そして、磁性体材料を、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの絶縁樹脂をバインダーとして高圧成型することにより磁性体50を形成する。
次いで、図12に示すように、図11(b)の構造体を切断することにより、前述した図3(b)の各製品領域Rから個々のインダクタ部材1aを得る。
このとき、各インダクタ部材1aの対向する一対の外壁に樹脂フィルム10の下面側の第1導体パターン層20の側面が露出した状態となる。インダクタ部材1aの一端側の外壁に、第1導体パターン層20の第2パッドP2の側面が露出し、他端側の外壁に第1導体パターン層20の第5パッドP5の側面が露出する。
その後に、図13に示すように、インダクタ部材1aの対向する一対の外壁に、外部接続電極60をそれぞれ形成する。これにより、外部接続電極60は、磁性体50から露出する第1導体パターン層20の第2パッドP2及び第5パッドP5の側面にそれぞれ接続される。
外部接続電極60は、インダクタ部材1aの上面端部から外壁を経由して下面端部まで延在して形成される。外部接続電極60は、磁性体50、樹脂フィルム10、第2パッドP2及び第5パッドP5にスパッタ法又はめっき法によって銅層などを成膜することにより形成される。
以上により、実施形態のインダクタ装置1が得られる。
図13に示すように、実施形態のインダクタ装置1は、厚み方向の中央部に樹脂フィルム10を備えている。樹脂フィルム10の下面には渦巻状に配置された第1ベース導体層20aが形成されている。
本実施形態では、樹脂フィルム10の一方の面を上面とし、樹脂フィルム10の他方の面を下面として説明する。あるいは、逆に、樹脂フィルム10の一方の面を下面とし、樹脂フィルム10の他方の面を上面としてもよい。
第1ベース導体層20aは、中央側に配置された第1パッドP1と、一端側に配置された第2パッドP2と、他端側に配置された第5パッドP5と、第1パッドP1と第5パッドP5とを繋ぐ配線部Wとから形成される。
図14は図13のインダクタ装置1の下面側の第1ベース導体層20aを下側からみた平面図である。図14では、渦巻き状に配置された第1ベース導体層20aのみが描かれている。
図14に示すように、第1ベース導体層20aは、中央側に配置された第1パッドP1を始点として渦巻状に配置された配線部Wを介して他端側に配置された第5パッドP5まで繋がって延在している。図13の第1ベース導体層20aは図14のII−IIに沿った断面に相当する。
平面視した際の第1ベース導体層20aの巻き回し形状は、円形、楕円形、矩形などの各種の形状を採用することができる。
また、図13に示すように、図14の第1ベース導体層20aと同様に、樹脂フィルム10の上面に、渦巻状に配置された第2ベース導体層30aが形成されている。図15は図13のインダクタ装置1の上面側の第2ベース導体層30aを上側からみた平面図である。図15では、渦巻き状に配置された第2ベース導体層30aのみが描かれている。
図13に図15を加えて参照すると、第2ベース導体層30aは、第1パッドP1に対応する位置に配置された第3パッドP3と、第2パッドP2に対応する位置に配置された第4パッドP4と、第3パッドP3と第4パッドP4とを繋ぐ配線部Wとから形成される。
図15に示すように、第2ベース導体層30aは、中央側に配置された第3パッドP3を始点として渦巻状に配置された配線部Wを介して一端側の第4パッドP4まで繋がって延在している。図13の第2ベース導体層30aは図15のIII−IIIに沿った断面に相当する。
平面視した際の第2ベース導体層0aの巻き回し形状は、円形、楕円形、矩形などの各種の形状を採用することができる。
図13に示すように、第3パッドP3、樹脂フィルム10及び第1パッドP1には厚み方向に貫通する第1スルーホールTH1が形成されている。第1スルーホールTH1は、第3パッドP3の上面中央部から第1パッドP1の下面中央部まで貫通して形成される。これにより、図14を加えて参照すると、第1パッドP1及び第3パッドP3は平面視でリング状に形成されている。
第1スルーホールTH1内には貫通導体TCが充填され、第1パッドP1と第3パッドPとが貫通導体TCを介して相互接続されている。第1パッドP1及び第3パッドP3は、リング状のパッド本体の中央部に配置された貫通導体TCの端部を含んで形成される。
前述した製造方法で説明したように、貫通導体TCと第1スルーホールTH1内の側壁に露出する樹脂フィルム10とは単に接触した状態となっている。
また同様に、第4パッドP4、樹脂フィルム10及び第2パッドP2には厚み方向に貫通する第2スルーホールTH2が形成されている。図14を加えて参照すると、第2パッドP2は平面視で細長い長方形状で形成され、その中央部に第2スルーホールTH2が配置されている。
また、第2スルーホールTH2内には貫通導体TCが充填され、第2パッドP2と第4パッドP4とが貫通導体TCを介して相互接続されている。第2パッドP2及び第4パッドP4は、パッド本体の中央部に配置された貫通導体TCの端部を含んで形成される。
また同様に、貫通導体TCと第2スルーホールTH2内の側壁に露出する樹脂フィルム10とは単に接触した状態となっている。
このように、樹脂フィルム10の下面側の第5パッドP5が配線部Wを介して第1パッドP1に接続されている。また、第1パッドP1は貫通導体TCを介して樹脂フィルム10の上面側の第3パッドP3に接続されている。
さらに、第3パッドP3は配線部Wを介して第4パッドP4に接続されている。また、第4パッドP4が貫通導体TCを介して樹脂フィルム10の下面側の第2パッドP2に接続されている。このような接続構造により、第5パッドP5と第2パッドP2とが電気的に接続されている。
さらに、図13に示すように、樹脂フィルム10の下面側に、第1ベース導体層20aの上に開口部40aが配置された第1絶縁層40が形成されている。第1絶縁層40の開口部40aの幅は、第1ベース導体層20aの幅より小さく設定される。
第1絶縁層40の開口部40aは、第1ベース導体層20aの第1パッドP1、配線部W及び第5パッドP5に沿って渦巻き状に繋がって配置されている。また、第1ベース導体層20aの他の部分と分離されて配置された第2パッドP2の上に第1絶縁層40の開口部40aが配置されている。
第1絶縁層40の開口部40a内の第1ベース導体層20aの上(図13では下)に第1かさ上げ導体部L1が形成されている。第1ベース導体層20aと第1かさ上げ導体部L1とにより第1導体パターン層20が形成されている。
第1かさ上げ導体部L1の幅は、第1ベース導体20aの幅より小さく設定されている。これにより、第1導体パターン層20は、断面形状が凸状に形成されている。
第1、第2パッドP1,P2の上に配置された第1かさ上げ導体部L1は、断面形状が四角形状で形成されている。
また、配線部Wの上に配置された第1かさ上げ導体部L1は、第1絶縁層40の開口部40a内からその周囲の第1絶縁層40の上面(図13では下面)を覆うように形成されている。これにより、配線部W上に配置された第1かさ上げ導体部L1は、断面形状がきのこ形状で形成されている。
第1、第2パッドP1,P2上の第1かさ上げ導体部L1と、配線部W上の第1かさ上げ導体部L1との間で断面形状が異なるのは、前述した製造方法で説明したように、第1、第2パッドP1,P2でのめっき速度が配線部Wでのめっき速度よりも低いからである。
このようにして、第1ベース導体層20aと、その上に積層された第1かさ上げ導体部L1とにより、第1導体パターン層20が形成されている。
ここで、第1ベース導体層20aの上に配置された第1かさ上げ導体部L1の厚みT1は、第1ベース導体層20a(第1銅箔20x)の厚みT2よりも薄く設定されている。これにより、前述した製造方法で説明したように、第1ベース導体層20aの上に第1かさ上げ導体部L1が形成されて得られる第1導体パターン層20の厚みの均一性の悪化が防止され、設計スペック内の厚みの均一性を確保することができる。
また、樹脂フィルム10の上面側に、第2ベース導体層30aの上に開口部42aが配置された第2絶縁層42が形成されている。第2絶縁層42の開口部42aの幅は、第2ベース導体層30aの幅より小さく設定される。
また、第2絶縁層42の開口部42aは、第1絶縁層40の開口部40aと同様に、第2ベース導体層30aの第3パッドP3、配線部W及び第4パッドP4に沿って渦巻き状に繋がって配置されている。
第2絶縁層42の開口部42a内の第2ベース導体層30aの上に第2かさ上げ導体部L2が形成されている。第2ベース導体層30aと第2かさ上げ導体部L2とにより第2導体パターン層30が形成されている。第2かさ上げ導体部L2の幅は、第2ベース導体30aの幅より小さく設定されている。これにより、第2導体パターン層30は、断面形状が凸状に形成されている。
第3、第4パッドP3,P4の上に配置された第2かさ上げ導体部L2は、断面形状が四角形状で形成されている。
また、第2ベース導体層30aの配線部W上の第2かさ上げ導体部L2は、第2絶縁層42の開口部42a内からその周囲の第2絶縁層42の上面を覆うように形成されている。これにより、第2ベース導体層30aの配線部W上の第2かさ上げ導体部L2は、断面形状がきのこ形状で形成されている。
第2ベース導体層30aの上に配置された第2かさ上げ導体部L2の厚みは、第1かさ上げ導体部L1と同様に、第2ベース導体層30a(第2銅箔30x)の厚みよりも薄く設定されている。
このように、第1ベース導体層20aの上に第1かさ上げ導体部L1を積層して第1導体パターン層20を形成している。このため、第1導体パターン層20を第1ベース導体層20aだけで形成する場合よりも、第1導体パターン層20の断面積を大きくすることができる。また同様に、第2導体パターン層30においても断面積を大きくすることができる。
このため、第1導体パターン層20及び第2導体パターン層30の直流抵抗が小さくなり、インダクタ装置の消費電力を低減させることができる。
また、インダクタ装置1の中央部に、第2絶縁層42、樹脂フィルム10及び第1絶縁層40を貫通する貫通孔10aが形成されている。
さらに、第1導体パターン層20の第1かさ上げ導体部L1及び第2導体パターン層30の第2かさ上げ導体部L2を被覆する保護絶縁層44がパターン化されて形成されている。
また、第1導体パターン層20及び第2導体パターン層30が形成されたインダクタ部材1aの両面が磁性体50で被覆されていると共に、インダクタ部材1aの貫通孔10aに磁性体50が充填されている。
また、インダクタ部材1aの対向する一対の外壁に、外部接続電極60がそれぞれ形成されている。一方の外部接続電極60は第1導体パターン層20の一端側の第2パッドP2の側面に接続され、他方の外部接続電極60は第1導体パターン層20の他端側の第5パドP5の側面に接続される。
これにより、外部接続電極60は、第1導体パターン層20に接続され、第1スルーホールTH1及び第2スルーホールTH2内の各貫通導体TCを介して第2導体パターン層30に電気的に接続されている。
以上のように、本実施形態のインダクタ装置1では、厚膜の第1銅箔20xから第1ベース導体層20aを形成し、その上に第1絶縁層40の開口部40aを配置する。さらに、電解めっきにより第1絶縁層40の開口部40aに第1かさ上げ導体部L1を形成して、断面積が大きな第1導体パターン層20を得ている。
これにより、第1ベース導体層20aの上に第1絶縁層40を一回パターニングしてその開口部40aにかさ上げ導体部L1を形成することにより、所望の断面積を有する第1導体パターン層20を得ることできる。
また、第1ベース導体層20aの上に第1かさ上げ導体部L1を形成する際に、隣り合う第1ベース導体層20aの間に第1絶縁層40が壁として配置される。このため、隣り合う第1ベース導体層20aが接触して電気ショートが発生することが防止され、歩留りよく製造することができる。
また、第2ベース導体層30aにおいても、同様な手法により第2かさ上げ導体部L2を積層して,断面積が大きな第2導体パターン層30が得られる。
このように、本実施形態のインダクタ装置1では、第1、第2導体パターン層20,30が所望の断面積を有するため、直流抵抗が小さくなり、消費電力を低減させることができる。
また、本実施形態のインダクタ装置1は、樹脂フィルム10の一方に面に第1銅箔20xが接着され、他方に面に第2銅箔30xが接着された3層構造の積層基材5(フレキシブル銅張積層板(FCCL))を使用して製造される。
このような積層基材5は、フレキシブル配線基板の製造で一般的に使用されており、フレキシブル配線基板の製造ラインの既存の製造装置で製造できるため、新たな設備投資が抑制され、製品の低コスト化を図ることができる。
1…インダクタ装置、1a…インダクタ部材、5…積層基材、10…樹脂フィルム、10a…貫通孔、12,14…レジスト層、12a,13a,14a,40a,42a…開口部、13…めっきレジスト層、16…マスキングテープ、20…第1導体パターン層、20a…第1ベース導体層、20x…第1銅箔、30…第2導体パターン層、30a…第2ベース導体層、30x…第2銅箔、40…第1絶縁層、42…第2絶縁層、44…保護絶縁層、50…磁性体、60…外部接続電極、L1…第1かさ上げ導体部、L2…第2かさ上げ導体部、P1…第1パッド、P2…第2パッド、P3…第3パッド、P4…第4パッド、P5…第5パッド、R…製品領域、SH…スプロケットホール、TC…貫通導体、TH1…第1スルーホール、TH2…第2スルーホール、W…配線部。

Claims (8)

  1. 樹脂フィルムと、
    前記樹脂フィルムの一方の面に形成され、第1パッドを備えた第1ベース導体層と、
    前記樹脂フィルムの他方の面に形成され、前記第1パッドに対応する位置に第2パッドを備えた第2ベース導体層と、
    前記第1パッドから前記第2パッドまで貫通するスルーホールと、
    前記スルーホール内に充填され、前記第1パッドと前記第2パッドとを接続する貫通導体と、
    前記樹脂フィルムの一方の面に形成され、前記第1ベース導体層の上に開口部が配置された第1絶縁層と、
    前記第1絶縁層の開口部内の前記第1ベース導体層の上に形成された第1かさ上げ導体部と
    を有し、
    前記第1ベース導体層と前記第1かさ上げ導体部とより第1導体パターン層が形成され、第1導体パターン層は、断面形状が凸状に形成されており、
    前記第1ベース導体層は、前記第1パッドに繋がる配線部を有し、
    前記第1パッド上に配置された前記第1かさ上げ導体部は、断面形状が四角形状であり、
    前記配線部上に配置された前記第1かさ上げ導体部は、断面形状がきのこ形状であることを特徴とするインダクタ装置。
  2. 前記貫通導体は電解めっき層から形成され、
    前記貫通導体と前記スルーホールの側壁の前記樹脂フィルムとは接触した状態となっていることを特徴とする請求項1に記載のインダクタ装置。
  3. 前記第1ベース導体層は金属箔から形成され、前記第1かさ上げ導体部は電解めっき層から形成され、
    前記第1かさ上げ導体部の厚みは、前記第1ベース導体層の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項1又は2に記載のインダクタ装置。
  4. 前記樹脂フィルムの他方の面に形成され、前記第2ベース導体層の上に開口部が配置された第2絶縁層と、
    前記第2絶縁層の開口部内の前記第2ベース導体層の上に形成された第2かさ上げ導体部とを有し、
    前記第2ベース導体層と前記第2かさ上げ導体部とより第2導体パターン層が形成され、
    第2導体パターン層は、断面形状が凸状に形成されていることを特徴する請求項1乃至のいずれか一項に記載のインダクタ装置。
  5. 樹脂フィルムと、前記樹脂フィルム一方の面に接着された第1金属箔と、前記樹脂フィルム他方の面に接着された第2金属箔とを備えた積層基材を用意する工程と、
    前記積層基材の第1金属箔をパターニングして、第1パッドを備えた第1ベース導体層を形成する工程と、
    前記第1パッドから前記第2金属箔まで貫通するスルーホールを形成する工程と、
    前記スルーホール内に貫通導体を形成して、前記第1パッドと前記第2金属箔とを前記貫通導体を介して接続する工程と、
    前記第2金属箔をパターニングして、前記貫通導体に接続される第2パッドを備えた第2ベース導体層を形成する工程と、
    前記樹脂フィルムの一方の面に、前記第1ベース導体層の上に開口部が配置された第1絶縁層を形成する工程と、
    電解めっきにより、前記第1絶縁層の開口部内の前記第1ベース導体層の上に第1かさ上げ導体部を形成して、前記第1ベース導体層と前記第1かさ上げ導体部とから第1導体パターン層を得る工程と
    を有し、
    前記第1導体パターン層は、断面形状が凸状に形成され
    前記第1ベース導体層は、前記第1パッドに繋がる配線部を有し、
    前記第1パッド上に配置された前記第1かさ上げ導体部は、断面形状が四角形状であり、
    前記配線部上に配置された前記第1かさ上げ導体部は、断面形状がきのこ形状であることを特徴とするインダクタ装置の製造方法。
  6. 前記第1絶縁層を形成する工程は、
    前記樹脂フィルムの他方の面に、前記第2ベース導体層の上に開口部が配置された第2絶縁層を形成することを含み、
    前記第1かさ上げ導体部を形成する工程は、
    前記第2絶縁層の開口部内の前記第2ベース導体層の上に第2かさ上げ導体部を形成して、前記第2ベース導体層と前記第2かさ上げ導体部とから形成される第2導体パターン層を得ることを含み、
    前記第2導体パターン層は、断面形状が凸状に形成されることを特徴とする請求項に記載のインダクタ装置の製造方法。
  7. 前記貫通導体を形成する工程において、
    前記貫通導体は電解めっきにより形成され、
    前記貫通導体は、前記スルーホールの側壁の前記樹脂フィルムと接触した状態で形成されることを特徴とする請求項5又は6に記載のインダクタ装置の製造方法。
  8. 前記第1かさ上げ導体部の厚みは、前記第1金属箔の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項乃至のいずれか一項に記載のインダクタ装置の製造方法。
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