JP7326788B2 - Coil component and its manufacturing method - Google Patents
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本発明はコイル部品及びその製造方法に関し、特に、平面スパイラル状のコイルパターンが磁性素体で覆われた構造を有するコイル部品及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a coil component and its manufacturing method, and more particularly to a coil component having a structure in which a planar spiral coil pattern is covered with a magnetic element and its manufacturing method.
スパイラル状のコイルパターンを有するチップ型のコイル部品は、インダクタンスを高めるため、磁性素体で覆われることがある。例えば、特許文献1及び2には、スパイラル状のコイルパターンが磁性素体で覆われた構造を有するコイル部品が開示されている。
A chip-type coil component having a spiral coil pattern is sometimes covered with a magnetic element to increase inductance. For example,
しかしながら、磁性素体を構成する材料は、樹脂材料などと比べると絶縁性が不十分である。このため、コイルパターンを磁性素体によって直接覆うのではなく、コイルパターンを樹脂材料からなる層間絶縁膜などで覆い、さらにその表面を磁性素体で覆う構造が採られる。 However, the material forming the magnetic body has insufficient insulating properties compared to resin materials and the like. For this reason, instead of directly covering the coil pattern with a magnetic element, a structure is adopted in which the coil pattern is covered with an interlayer insulating film made of a resin material, and the surface is further covered with a magnetic element.
しかしながら、一般に、樹脂材料は磁性素体よりも熱膨張係数が大きいため、層間絶縁膜と磁性素体の界面において剥離が生じやすいという問題があった。 However, since the resin material generally has a larger coefficient of thermal expansion than the magnetic element, there is a problem that peeling is likely to occur at the interface between the interlayer insulating film and the magnetic element.
したがって、本発明は、スパイラル状のコイルパターンが磁性素体で覆われた構造を有するコイル部品において、層間絶縁膜と磁性素体の界面における剥離を防止することを目的とする。また、本発明は、このようなコイル部品の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to prevent peeling at the interface between an interlayer insulating film and a magnetic element in a coil component having a structure in which a spiral coil pattern is covered with a magnetic element. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a coil component.
本発明によるコイル部品は、スパイラル状に巻回されたコイルパターンと、コイルパターンの下面を覆う第1の層間絶縁膜と、コイルパターンの上面を覆う第2の層間絶縁膜と、第1の層間絶縁膜を埋め込む第1の磁性素体と、コイルパターン及び第2の層間絶縁膜を埋め込む第2の磁性素体とを備え、第1の磁性素体は、第2の磁性素体との界面よりも第1の層間絶縁膜との界面が窪んだ形状を有することを特徴とする。 A coil component according to the present invention comprises a spirally wound coil pattern, a first interlayer insulating film covering the lower surface of the coil pattern, a second interlayer insulating film covering the upper surface of the coil pattern, and a first interlayer insulating film covering the upper surface of the coil pattern. A first magnetic body embedded with an insulating film and a second magnetic body embedded with a coil pattern and a second interlayer insulating film, wherein the first magnetic body is an interface with the second magnetic body The interface with the first interlayer insulating film has a recessed shape.
本発明によれば、第1の層間絶縁膜が第1の磁性素体に埋め込まれた構造を有していることから、第1の層間絶縁膜と第1の磁性素体の接触面積が増大する。これにより、第1の層間絶縁膜と第1の磁性素体の界面における剥離が生じにくくなる。 According to the present invention, since the first interlayer insulating film has a structure embedded in the first magnetic element, the contact area between the first interlayer insulating film and the first magnetic element increases. do. As a result, peeling is less likely to occur at the interface between the first interlayer insulating film and the first magnetic element.
本発明において、第1の磁性素体と第2の磁性素体は、少なくとも、コイルパターンの外側領域において接していても構わない。これによれば、コイルパターンの外側領域における磁気抵抗を小さくすることができる。さらに、第1の磁性素体と第2の磁性素体は、コイルパターンの内径領域において接していても構わない。これによれば、第1及び第2の磁性素体によって閉磁路を構成することができる。この場合、コイルパターンの内径領域における第1及び第2の磁性素体の界面は、湾曲していても構わない。 In the present invention, the first magnetic element and the second magnetic element may be in contact at least in the outer region of the coil pattern. According to this, the magnetic resistance in the outer region of the coil pattern can be reduced. Furthermore, the first magnetic element and the second magnetic element may be in contact with each other in the inner diameter region of the coil pattern. According to this, a closed magnetic circuit can be formed by the first and second magnetic bodies. In this case, the interface between the first and second magnetic bodies in the inner diameter region of the coil pattern may be curved.
本発明において、第1及び第2の磁性素体は、互いに同じ磁性樹脂材料からなるものであっても構わない。この場合であっても、第1の磁性素体と第2の磁性素体を異なる工程で形成するとともに異なる工程で硬化させれば、両者の界面を確認することができる。 In the present invention, the first and second magnetic bodies may be made of the same magnetic resin material. Even in this case, if the first magnetic body and the second magnetic body are formed in different steps and hardened in different steps, the interface between the two can be confirmed.
本発明によるコイル部品の製造方法は、スパイラル状に巻回されたコイルパターンを形成し、コイルパターンの内径領域に第1の犠牲パターンを形成し、コイルパターンの外側領域に第2の犠牲パターンを形成する第1の工程と、コイルパターン、第1の犠牲パターン及び第2の犠牲パターンを覆う第1の層間絶縁膜を形成する第2の工程と、コイルパターンに沿って第1の層間絶縁膜をパターニングする第3の工程と、第1の層間絶縁膜を介してコイルパターンを覆い、第1の層間絶縁膜を介することなく第1及び第2の犠牲パターンを覆う第1の磁性素体を形成する第4の工程と、第1及び第2の犠牲パターンを除去することによって、コイルパターンの内径領域及び外側領域に空間を形成する第5の工程と、空間に第2の磁性素体を形成する第6の工程とを備えることを特徴とする。 A method of manufacturing a coil component according to the present invention forms a spirally wound coil pattern, forms a first sacrificial pattern in an inner diameter region of the coil pattern, and forms a second sacrificial pattern in an outer region of the coil pattern. a first step of forming, a second step of forming a first interlayer insulating film covering the coil pattern, the first sacrificial pattern and the second sacrificial pattern, and a first interlayer insulating film along the coil pattern. and a first magnetic element covering the coil pattern through the first interlayer insulating film and covering the first and second sacrificial patterns without the first interlayer insulating film. a fourth step of forming; a fifth step of forming a space in the inner diameter region and the outer region of the coil pattern by removing the first and second sacrificial patterns; and forming a second magnetic element in the space. and a sixth step of forming.
本発明によれば、第1の層間絶縁膜をパターニングした後、第1の層間絶縁膜を覆う第1の磁性素体を形成していることから、第1の層間絶縁膜が第1の磁性素体に埋め込まれた構造を得ることが可能となる。これにより、第1の層間絶縁膜と第1の磁性素体の接触面積が増大することから、両者の界面における剥離が生じにくくなる。 According to the present invention, after patterning the first interlayer insulating film, the first magnetic element covering the first interlayer insulating film is formed. It is possible to obtain a structure embedded in the body. As a result, since the contact area between the first interlayer insulating film and the first magnetic element is increased, peeling at the interface between the two is less likely to occur.
このように、本発明によれば、スパイラル状のコイルパターンが磁性素体で覆われた構造を有するコイル部品において、層間絶縁膜と磁性素体の界面における剥離を防止することが可能となる。また、本発明によれば、このようなコイル部品の製造方法を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, in a coil component having a structure in which a spiral coil pattern is covered with a magnetic element, it is possible to prevent peeling at the interface between the interlayer insulating film and the magnetic element. Moreover, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing such a coil component.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態によるコイル部品1の外観を示す略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the appearance of a
本発明の第1の実施形態によるコイル部品1は電源回路用のインダクタとして用いることが好適な表面実装型のチップ部品であり、図1に示すように、第1及び第2の磁性素体M1,M2と、第1及び第2の磁性素体M1,M2に埋め込まれたコイル部Cとを備える。コイル部Cの構成については後述するが、本実施形態においてはスパイラル状のコイルパターンを有する導体層が4層積層され、これによって1つのコイル導体が形成される。そして、コイル導体の一端が第1の外部端子E1に接続され、コイル導体の他端が第2の外部端子E2に接続される。
A
磁性素体M1,M2は、鉄(Fe)やパーマロイ系材料などからなる金属磁性粉を含有する樹脂からなる複合部材であり、コイルに電流を流すことによって生じる磁束の磁路を構成する。樹脂としては、液状又は粉体のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。磁性素体M1を構成する材料と磁性素体M2を構成する材料は、互いに同じであっても構わないし、互いに異なっていても構わない。 The magnetic bodies M1 and M2 are composite members made of resin containing metal magnetic powder made of iron (Fe), permalloy-based material, or the like, and constitute magnetic paths for magnetic flux generated by applying current to the coils. As the resin, it is preferable to use liquid or powder epoxy resin. The material forming the magnetic element M1 and the material forming the magnetic element M2 may be the same or different.
本実施形態によるコイル部品1は、一般的な積層コイル部品とは異なり、積層方向であるz方向が回路基板と平行となるよう立てて実装される。具体的には、xz面を構成する磁性素体M1,M2の表面2が実装面として用いられる。そして、表面2には、第1の外部端子E1及び第2の外部端子E2が設けられる。第1の外部端子E1は、コイル部Cに形成されるコイル導体の一端が接続される端子であり、第2の外部端子E2は、コイル部Cに形成されるコイル導体の他端が接続される端子である。
Unlike a general laminated coil component, the
図1に示すように、第1の外部端子E1は、表面2からyz面を構成する表面3に亘って連続的に形成され、第2の外部端子E2は、表面2からyz面を構成する表面4に亘って連続的に形成される。外部端子E1,E2は、コイル部Cに含まれる電極パターンの露出面に形成されたニッケル(Ni)とスズ(Sn)の積層膜によって構成される。
As shown in FIG. 1, the first external terminal E1 is formed continuously from the
図2は、本実施形態によるコイル部品1を回路基板80に実装した状態を示す側面図であり、積層方向から見た図である。
FIG. 2 is a side view showing a state in which the
図2に示すように、本実施形態によるコイル部品1は、回路基板80に立てて実装される。具体的には、磁性素体M1,M2の表面2が回路基板80の実装面と対向するよう、つまり、コイル部品1の積層方向であるz方向が回路基板80の実装面と平行となるよう、実装される。
As shown in FIG. 2, the
回路基板80にはランドパターン81,82が設けられており、これらランドパターン81,82にコイル部品1の外部端子E1,E2がそれぞれ接続される。ランドパターン81,82と外部端子E1,E2との電気的・機械的接続は、ハンダ83によって行われる。外部端子E1,E2のうち、コイル部品1の表面3,4に形成された部分には、ハンダ83のフィレットが形成される。外部端子E1,E2はニッケル(Ni)とスズ(Sn)の積層膜からなり、これによりハンダの濡れ性が高められている。
図3及び図4は本実施形態によるコイル部品1の断面図であり、図3は外部端子E1,E2が現れる断面を示し、図4は外部端子E1,E2が現れない断面を示している。
3 and 4 are cross-sectional views of the
図3及び図4に示すように、コイル部品1に含まれるコイル部Cは、2つの磁性素体M1,M2に埋め込まれており、層間絶縁膜51~55と導体層10,20,30,40が交互に積層された構成を有している。導体層10,20,30,40はそれぞれスパイラル状のコイルパターンCP1~CP4を有しており、コイルパターンCP1~CP4の上面又は下面が層間絶縁膜51~55で覆われている。コイルパターンCP1~CP4の側面は、それぞれ層間絶縁膜51~54の一部で覆われている。ここで、コイルパターンCP1~CP4の上面及び下面とは、コイル軸に対して垂直な面を指し、コイルパターンCP1~CP4の側面とは、コイル軸に対して水平な面を指す。
As shown in FIGS. 3 and 4, the coil portion C included in the
コイルパターンCP1~CP4は、層間絶縁膜52~54に形成されたスルーホールを介して互いに接続されることにより、コイル導体を構成している。導体層10,20,30,40の材料としては、銅(Cu)を用いることが好ましい。コイルパターンCP1~CP4の内径領域及び外側領域にも、磁性素体M2が埋め込まれている。層間絶縁膜51~55のうち、少なくとも層間絶縁膜52~54については非磁性材料が用いられる。最下層に位置する層間絶縁膜51及び最上層に位置する層間絶縁膜55については、磁性材料を用いても構わない。
The coil patterns CP1-CP4 are connected to each other through through holes formed in the interlayer insulating films 52-54 to form coil conductors. Copper (Cu) is preferably used as the material for the conductor layers 10 , 20 , 30 , 40 . Magnetic bodies M2 are also embedded in the inner and outer regions of the coil patterns CP1 to CP4. A nonmagnetic material is used for at least the interlayer insulating
導体層10は、磁性素体M1の上面に層間絶縁膜51を介して形成された1層目の導体層である。導体層10には、スパイラル状に1ターン巻回されたコイルパターンCP1と、2つの電極パターン11,12が設けられている。コイルパターンCP1の下面及び側面は層間絶縁膜51で覆われ、コイルパターンCP1の上面は層間絶縁膜52で覆われている。図3に示すように、所定の断面においては、コイルパターンCP1と電極パターン11が接続されている。これに対し、電極パターン12はコイルパターンCP1とは独立して設けられている。電極パターン11は、コイル部Cから露出しており、その表面には外部端子E1が形成されている。また、電極パターン12は、コイル部Cから露出しており、その表面には外部端子E2が形成されている。
The
導体層20は、導体層10の上面に層間絶縁膜52を介して形成された2層目の導体層である。導体層20には、スパイラル状に1ターン巻回されたコイルパターンCP2と、2つの電極パターン21,22が設けられている。コイルパターンCP2の下面及び側面は層間絶縁膜52で覆われ、コイルパターンCP2の上面は層間絶縁膜53で覆われている。電極パターン21,22は、いずれもコイルパターンCP2とは独立して設けられている。電極パターン21は、コイル部Cから露出しており、その表面には外部端子E1が形成されている。また、電極パターン22は、コイル部Cから露出しており、その表面には外部端子E2が形成されている。
The
導体層30は、導体層20の上面に層間絶縁膜53を介して形成された3層目の導体層である。導体層30には、スパイラル状に1ターン巻回されたコイルパターンCP3と、2つの電極パターン31,32が設けられている。コイルパターンCP3の下面及び側面は層間絶縁膜53で覆われ、コイルパターンCP3の上面は層間絶縁膜54で覆われている。電極パターン31,32は、いずれもコイルパターンCP3とは独立して設けられている。電極パターン31は、コイル部Cから露出しており、その表面には外部端子E1が形成されている。また、電極パターン32は、コイル部Cから露出しており、その表面には外部端子E2が形成されている。
The
導体層40は、導体層30の上面に層間絶縁膜54を介して形成された4層目の導体層である。導体層40には、スパイラル状に1ターン巻回されたコイルパターンCP4と、2つの電極パターン41,42が設けられている。コイルパターンCP4の下面及び側面は層間絶縁膜54で覆われ、コイルパターンCP4の上面は層間絶縁膜55で覆われている。図3に示すように、所定の断面においては、コイルパターンCP4と電極パターン42が接続されている。これに対し、電極パターン41はコイルパターンCP4とは独立して設けられている。電極パターン41は、コイル部Cから露出しており、その表面には外部端子E1が形成されている。また、電極パターン42は、コイル部Cから露出しており、その表面には外部端子E2が形成されている。
The
そして、コイルパターンCP1~CP4は、層間絶縁膜52~54を貫通して設けられた図示しないビア導体を介して接続される。これにより、コイルパターンCP1~CP4によって4ターンのコイル導体が形成され、その一端が外部端子E1に接続され、他端が外部端子E2に接続された構成となる。 The coil patterns CP1-CP4 are connected through via conductors (not shown) provided through the interlayer insulating films 52-54. As a result, the coil patterns CP1 to CP4 form a four-turn coil conductor, one end of which is connected to the external terminal E1 and the other end of which is connected to the external terminal E2.
本実施形態によるコイル部品1は、層間絶縁膜51が磁性素体M1に埋め込まれた構造を有する。その他の内部要素、つまり、導体層10,20,30,40、並びに、層間絶縁膜52~55については、磁性素体M2に埋め込まれている。つまり、最下層に位置する層間絶縁膜51は、下面51Bと側面51Sが磁性素体M1と接している。層間絶縁膜51の上面51uは、磁性素体M2と接している。また、磁性素体M1の上面のうち、層間絶縁膜51と接しない部分は、磁性素体M2と接している。つまり、平面視で、コイルパターンCP1~CP4の内径領域及び外側領域においては、磁性素体M1と磁性素体M2が接している。これにより、磁性素体M1,M2は、閉磁路を構成している。
A
このように、本実施形態においては、層間絶縁膜51が磁性素体M1に埋め込まれていることから、磁性素体M1は、磁性素体M2との界面よりも層間絶縁膜51との界面が窪んだ形状となる。これにより、磁性素体M1と層間絶縁膜51との接触面積が増大することから、磁性素体M1と層間絶縁膜51の熱膨張係数に差がある場合であっても、両者の界面における剥離が生じにくくなる。一方、磁性素体M2と層間絶縁膜52~55については、接触面積が広く、且つ、複雑に入り組んでいることから、両者の界面における剥離はそもそも生じにくい。これにより、本実施形態によるコイル部品1は、高い信頼性を確保することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, since the
次に、本実施形態によるコイル部品1の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
図5~図23は、本実施形態によるコイル部品1の製造方法を説明するための工程図である。図5~図23に示す工程図は、1個のコイル部品1に対応する断面を示しているが、実際には、集合基板を用いて多数のコイル部品1を同時に作製することによって多数個取りすることができる。
5 to 23 are process diagrams for explaining the method of manufacturing the
まず、基材71の表面に銅(Cu)などの金属箔72が設けられた支持体70を用意し(図5)、金属箔72の表面に層間絶縁膜55及び金属箔43を形成する(図6)。層間絶縁膜55及び金属箔43の形成は、ラミネート法によって行うことができる。次に、金属箔43をパターニングすることによって、金属箔43をスパイラル状に加工する(図7)。次に、金属箔43をマスクとして層間絶縁膜55をパターニングする(図8)。層間絶縁膜55のパターニングは、例えばブラスト加工によって行うことができる。層間絶縁膜55のパターン形状は、図24に示すとおりであり、コイルパターンCP4の内径領域に対応する位置に開口部55aが設けられ、コイルパターンCP4の外側領域に対応する位置に開口部55bが設けられる。
First, a
次に、金属箔43を除去した後、無電解メッキを行うことによって前面にシード層44を形成する(図9)。次に、層間絶縁膜55上にレジストパターンRを形成する(図10)。レジストパターンRは、コイルパターンCP4のネガパターンであり、したがって、レジストパターンRによって区画された領域はスパイラル状である。
Next, after removing the
次に、電解メッキによってシード層44を成長させることにより、導体層40を形成する(図11)。これにより、レジストパターンRによって区画された領域にスパイラル状のコイルパターンCP4が形成される。この時、コイルパターンCP4の内径領域及び外側領域には、犠牲パターンVP4が形成される。導体層40の平面形状は図25に示すとおりであり、スパイラル状に巻回されたコイルパターンCP4と、コイルパターンCP4の外側領域に位置する2つの電極パターン41,42と、コイルパターンCP4の内径領域及び外側領域に位置する犠牲パターンVP4からなる。図25に示すように、コイルパターンCP4の一端は、電極パターン42に接続されている。
Next, a
次に、レジストパターンRを剥離した後(図12)、レジストパターンRの剥離部分に露出するシード層44をエッチングにより除去する(図13)。これにより、コイルパターンCP4と犠牲パターンVP4がスパイラル状のスリットSL4によって電気的に分離される。次に、スリットSL4を埋めるよう、導体層40の表面に層間絶縁膜54を形成し、層間絶縁膜54の表面に金属箔33を形成する(図14)。層間絶縁膜54及び金属箔33の形成は、ラミネート法によって行うことができる。次に、金属箔33をパターニングすることによって、金属箔33をスパイラル状に加工した後、金属箔33をマスクとして層間絶縁膜54をパターニングする(図15)。そして、図9~図13を用いて説明したように、シード層34の形成、レジストパターンの形成、電解メッキ、レジストパターンの剥離、スリットSL3に露出するシード層34の除去を行うことにより、導体層30の形成を行う(図16)。これにより、スパイラル状のスリットSL3によって区画された領域にスパイラル状のコイルパターンCP3が形成され、コイルパターンCP3の内径領域及び外側領域には、犠牲パターンVP3が形成される。層間絶縁膜54のパターン形状は、図26に示すとおりであり、コイルパターンCP4の内径領域に対応する位置に開口部54aが設けられ、コイルパターンCP4の外側領域に対応する位置に開口部54bが設けられる。また、層間絶縁膜54には、コイルパターンCP4の他端と重なる位置に開口部54cが形成され、電極パターン41,42と重なる位置に開口部54dが形成される。導体層30の平面形状は図27に示すとおりであり、スパイラル状に巻回されたコイルパターンCP3と、コイルパターンCP3の外側領域に位置する2つの電極パターン31,32と、コイルパターンCP3の内径領域及び外側領域に位置する犠牲パターンVP3からなる。
Next, after removing the resist pattern R (FIG. 12), the
同様にして、層間絶縁膜53のパターニング、シード層24の形成、レジストパターンの形成、電解メッキ、レジストパターンの剥離、スリットSL2に露出するシード層24の除去を行うことにより、導体層30の上面に導体層20を形成する(図17)。これにより、スパイラル状のスリットSL2によって区画された領域にスパイラル状のコイルパターンCP2が形成され、コイルパターンCP2の内径領域及び外側領域には、犠牲パターンVP2が形成される。層間絶縁膜53のパターン形状は、図28に示すとおりであり、コイルパターンCP3の内径領域に対応する位置に開口部53aが設けられ、コイルパターンCP3の外側領域に対応する位置に開口部53bが設けられる。また、層間絶縁膜53には、コイルパターンCP3の一端と重なる位置に開口部53cが形成され、電極パターン31,32と重なる位置に開口部53dが形成される。導体層20の平面形状は図29に示すとおりであり、スパイラル状に巻回されたコイルパターンCP2と、コイルパターンCP2の外側領域に位置する2つの電極パターン21,22と、コイルパターンCP2の内径領域及び外側領域に位置する犠牲パターンVP2からなる。
Similarly, patterning of the
同様にして、層間絶縁膜52のパターニング、シード層14の形成、レジストパターンの形成、電解メッキ、レジストパターンの剥離、スリットSL1に露出するシード層14の除去を行うことにより、導体層20の上面に導体層10を形成する(図18)。これにより、スパイラル状のスリットSL1によって区画された領域にスパイラル状のコイルパターンCP1が形成され、コイルパターンCP1の内径領域及び外側領域には、犠牲パターンVP1が形成される。層間絶縁膜52のパターン形状は、図30に示すとおりであり、コイルパターンCP2の内径領域に対応する位置に開口部52aが設けられ、コイルパターンCP2の外側領域に対応する位置に開口部52bが設けられる。また、層間絶縁膜52には、コイルパターンCP2の一端と重なる位置に開口部52cが形成され、電極パターン31,32と重なる位置に開口部52dが形成される。導体層10の平面形状は図31に示すとおりであり、スパイラル状に巻回されたコイルパターンCP1と、コイルパターンCP1の外側領域に位置する2つの電極パターン11,12と、コイルパターンCP1の内径領域及び外側領域に位置する犠牲パターンVP1からなる。コイルパターンCP1の一端は、電極パターン11に接続されている。
In the same manner, patterning of the
次に、スリットSL1を埋めるよう、導体層10の表面に層間絶縁膜51を形成した後、層間絶縁膜51をパターニングする(図19)。層間絶縁膜51のパターン形状は、図32に示すとおりであり、コイルパターンCP1の内径領域に対応する位置に開口部51aが設けられ、コイルパターンCP1の外側領域に対応する位置に開口部51bが設けられる。次に、導体層10を覆う磁性素体M1を形成する(図20)。磁性素体M1の形成は、未硬化又は半効果状態の複合部材を形成した後、熱処理を行うことによって、複合材料に含まれる樹脂を硬化させることによって行うことができる。これにより、磁性素体M1は、層間絶縁膜51を介してコイルパターンCP1を覆い、層間絶縁膜51を介することなく犠牲パターンVP1を覆うことになる。
Next, after forming an
次に、基材71を剥離した後(図21)、上限反転させ、磁性素体M1に別の基材74を貼り付ける(図22)。この状態で、ウェットエッチングを行うことにより、犠牲パターンVP1~VP4を除去する(図23)。コイルパターンCP1~CP4については、層間絶縁膜51~55で覆われているため、エッチングされることはない。これにより、コイルパターンCP1~CP4の内径領域及び外側領域には、空間Sが形成される。
Next, after peeling off the base material 71 (FIG. 21), the upper limit is reversed, and another
そして、この空間Sを埋める磁性素体M2を形成した後、基材74を剥離すれば、本実施形態によるコイル部品1が完成する。磁性素体M2の形成は、未硬化又は半効果状態の複合部材を形成した後、熱処理を行うことによって、複合材料に含まれる樹脂を硬化させることによって行うことができる。上述の通り、磁性素体M1,M2は互いに同じ材料を用いても構わないが、硬化させるタイミングが異なるため、両者の界面は明確に確認することができる。
After forming the magnetic element M2 filling the space S, the
このように、本実施形態においては、層間絶縁膜55~51を介して導体層40,30,20,10をこの順に形成した後、層間絶縁膜51を埋めるよう、磁性素体M1を形成していることから、層間絶縁膜51と磁性素体M1が平面的に接触するのではなく、層間絶縁膜51の下面51Bと側面51Sに接するよう、磁性素体M1が立体的に接触する。これにより、磁性素体M1と層間絶縁膜51の熱膨張係数に差がある場合であっても、両者の界面における剥離が生じにくい構造を得ることが可能となる。
As described above, in this embodiment, after the conductor layers 40, 30, 20 and 10 are formed in this order with the interlayer insulating
次に、本実施形態によるコイル部品1の別の製造方法について説明する。
Next, another method for manufacturing the
図33~図40は、本実施形態によるコイル部品1の別の製造方法を説明するための工程図である。図33~図40に示す工程図は、1個のコイル部品1に対応する断面を示しているが、実際には、集合基板を用いて多数のコイル部品1を同時に作製することによって多数個取りすることができる。
33 to 40 are process diagrams for explaining another method of manufacturing the
まず、基材71と金属箔72からなる支持体70の表面に層間絶縁膜51及びシード層14を形成した後、シード層14を部分的に除去し、除去した部分に層内絶縁パターン61を形成する(図33)。層内絶縁パターン61は感光性永久レジストからなるコイルパターンCP1のネガパターンであり、したがって、層内絶縁パターン61によって区画された領域はスパイラル状である。次に、電解メッキによってシード層14を成長させることにより、導体層10を形成する(図34)。これにより、層内絶縁パターン61によって区画された領域にスパイラル状のコイルパターンCP1が形成されるとともに、コイルパターンCP1の内径領域及び外側領域に犠牲パターンVP1が形成される。
First, after forming the
その後、導体層10を覆う層間絶縁膜52を形成し、層間絶縁膜52をパターニングすることによって、犠牲パターンVP1を露出させた後、導体層10の形成方法と同じ方法を繰り返すことにより、導体層20,30,40をこの順に積層する(図35)。次に、ウェットエッチングを行うことにより、犠牲パターンVP1~VP4を除去する(図36)。コイルパターンCP1~CP4については、層間絶縁膜51~55及び層内絶縁パターン61~64で覆われているため、エッチングされることはない。これにより、コイルパターンCP1~CP4の内径領域及び外側領域には、空間Sが形成される。
Thereafter, an
次に、この空間Sを埋める磁性素体M2を形成した後(図37)、支持体70を剥離し、上限反転させる(図38)。そして、層間絶縁膜51をパターニングした後(図39)、パターニングされた層間絶縁膜51を埋め込むよう、磁性素体M1を形成すれば、本実施形態によるコイル部品1が完成する。このように、図33~図40に示す製造方法においては、層間絶縁膜51~55を介して導体層10,20,30,40をこの順に形成した後、層間絶縁膜51をパターニングし、最後に磁性素体M1を形成している。このような方法を用いた場合であっても、層間絶縁膜51と磁性素体M1が平面的に接触するのではなく、層間絶縁膜51の下面51Bと側面51Sに接するよう、磁性素体M1を立体的に接触させることが可能となる。また、図33~図40に示すプロセスでは、感光性永久レジストからなる層内絶縁パターン61~64を用いている。このように、層内を分離する絶縁パターンについては、永久レジストを用いることも可能である。
Next, after forming the magnetic element M2 filling the space S (FIG. 37), the
図41は、本発明の第2の実施形態によるコイル部品1Aの断面図である。
FIG. 41 is a cross-sectional view of a
図41に示すように、本発明の第2の実施形態によるコイル部品1Aは、平面視でコイルパターンCP1~CP4の内径領域に位置する磁性素体M1と磁性素体M2の界面が内側に湾曲している点において、第1の実施形態によるコイル部品1と相違している。その他の基本的な構成は、第1の実施形態によるコイル部品1と同じであることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態が例示するように、磁性素体M1と磁性素体M2の界面が直線的であることは必須でなく、湾曲していても構わない。
As shown in FIG. 41, in the
図42は、本発明の第3の実施形態によるコイル部品1Bの断面図である。
FIG. 42 is a cross-sectional view of a
図42に示すように、本発明の第3の実施形態によるコイル部品1Bは、平面視でコイルパターンCP1~CP4の内径領域に位置する層間絶縁膜51が除去されていない点において、第1の実施形態によるコイル部品1と相違している。その他の基本的な構成は、第1の実施形態によるコイル部品1と同じであることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態においては、磁性素体M1と磁性素体M2は、平面視で、コイルパターンCP1~CP4の内径領域において接することなく、コイルパターンCP1~CP4の外側領域において接している。本実施形態が例示するように、磁性素体M1と磁性素体M2がコイルパターンCP1~CP4の内径領域において接することは必須でない。
As shown in FIG. 42, in the
図43は、本発明の第4の実施形態によるコイル部品1Cの断面図である。
FIG. 43 is a cross-sectional view of a
図43に示すように、本発明の第4の実施形態によるコイル部品1Cは、コイルパターンCP1~CP4がいずれもスパイラル状に3ターン巻回された構成を有している点において、第1の実施形態によるコイル部品1と相違している。その他の基本的な構成は、第1の実施形態によるコイル部品1と同じであることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態が例示するように、各コイルパターンのターン数については特に限定されない。
As shown in FIG. 43, the
図44は、本発明の第5の実施形態によるコイル部品1Dの断面図である。
FIG. 44 is a cross-sectional view of a
図44に示すように、本発明の第5の実施形態によるコイル部品1Dは、外部端子E1,E2が磁性素体M2の上面に配置されている点において、第1の実施形態によるコイル部品1と相違している。その他の基本的な構成は、第1の実施形態によるコイル部品1と同じであることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態においては、磁性素体M2を貫通するバンプ導体91,92が設けられ、バンプ導体91及び電極パターン41,31,21,11を介して外部端子E1とコイルパターンCP1が接続され、バンプ導体92を介して外部端子E2とコイルパターンCP4が接続される。本実施形態が例示するように、本発明において外部端子E1,E2が形成される位置は特に限定されない。
As shown in FIG. 44, the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Needless to say, it is included within the scope.
1,1A~1D コイル部品
2~4 コイル部品の表面
10,20,30,40 導体層
11,12,21,22,31,32,41,42 電極パターン
14,24,34,44 シード層
33,43 金属箔
51~55 層間絶縁膜
51B 下面
51S 側面
51U 上面
51a~55a,51b~55b,52c~54c,52d~54d 開口部
61~64 層内絶縁パターン
70 支持体
71,74 基材
72,73 金属箔
80 回路基板
81,82 ランドパターン
83 ハンダ
91,92 バンプ導体
C コイル部
CP1~CP4 コイルパターン
E1,E2 外部端子
M1,M2 磁性素体
R レジストパターン
S 空間
SL1~SL4 スリット
VP1~VP4 犠牲パターン
1, 1A to
Claims (4)
前記コイルパターンの下面を覆う第1の層間絶縁膜と、
前記コイルパターンの上面を覆う第2の層間絶縁膜と、
前記第1の層間絶縁膜を埋め込む第1の磁性素体と、
前記コイルパターン及び前記第2の層間絶縁膜を埋め込む第2の磁性素体と、を備え、
前記第1の層間絶縁膜は磁性材料からなり、
前記第2の層間絶縁膜は非磁性材料からなり、
前記第1の磁性素体は、前記第2の磁性素体との界面よりも前記第1の層間絶縁膜との界面が窪んだ形状を有することを特徴とするコイル部品。 a spirally wound coil pattern;
a first interlayer insulating film covering the lower surface of the coil pattern;
a second interlayer insulating film covering the upper surface of the coil pattern;
a first magnetic element embedding the first interlayer insulating film;
a second magnetic element embedding the coil pattern and the second interlayer insulating film,
the first interlayer insulating film is made of a magnetic material,
the second interlayer insulating film is made of a non-magnetic material,
A coil component according to claim 1, wherein the first magnetic element has a shape in which the interface with the first interlayer insulating film is recessed from the interface with the second magnetic element.
前記コイルパターン、前記第1の犠牲パターン及び前記第2の犠牲パターンを覆う第1の層間絶縁膜を形成する第2の工程と、
前記コイルパターンに沿って前記第1の層間絶縁膜をパターニングする第3の工程と、
前記第1の層間絶縁膜を介して前記コイルパターンを覆い、前記第1の層間絶縁膜を介することなく前記第1及び第2の犠牲パターンを覆う第1の磁性素体を形成する第4の工程と、
前記第1及び第2の犠牲パターンを除去することによって、前記コイルパターンの前記内径領域及び前記外側領域に空間を形成する第5の工程と、
前記空間に第2の磁性素体を形成する第6の工程と、を備えることを特徴とするコイル部品の製造方法。 a first step of forming a spirally wound coil pattern, forming a first sacrificial pattern in an inner diameter region of the coil pattern, and forming a second sacrificial pattern in an outer region of the coil pattern;
a second step of forming a first interlayer insulating film covering the coil pattern, the first sacrificial pattern and the second sacrificial pattern;
a third step of patterning the first interlayer insulating film along the coil pattern;
A fourth method for forming a first magnetic element covering the coil pattern with the first interlayer insulating film interposed therebetween and covering the first and second sacrificial patterns without the first interlayer insulating film interposed therebetween. process and
a fifth step of forming a space in the inner diameter region and the outer region of the coil pattern by removing the first and second sacrificial patterns;
and a sixth step of forming a second magnetic element in the space.
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