JP7411590B2 - Inductor parts and their manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、インダクタ部品およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an inductor component and a method for manufacturing the same.
従来、インダクタ部品としては、特開2013-225718号公報(特許文献1)に記載されたものがある。このインダクタ部品は、絶縁基板と、絶縁基板の主面に形成されたスパイラル導体と、スパイラル導体を覆う絶縁樹脂層と、絶縁基板の上面側および裏面側を覆う上部コアおよび下部コアと、一対の端子電極とを備える。絶縁基板は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた一般的なプリント基板材料であり、絶縁基板の大きさは、2.5mm×2.0mm×0.3mmである。上部コアおよび下部コアは、金属磁性粉含有樹脂である。 Conventionally, as an inductor component, there is one described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-225718 (Patent Document 1). This inductor component includes an insulating substrate, a spiral conductor formed on the main surface of the insulating substrate, an insulating resin layer covering the spiral conductor, an upper core and a lower core covering the top and back sides of the insulating substrate, and a pair of and a terminal electrode. The insulating substrate is a general printed circuit board material made of glass cloth impregnated with epoxy resin, and the size of the insulating substrate is 2.5 mm x 2.0 mm x 0.3 mm. The upper core and lower core are resin containing metal magnetic powder.
また、特開2007-305824号公報(特許文献2)には、シート状の素体と、素体内に形成されたコイルを構成する平面コイルと、コイルの最外周部に形成された端子とを備えるインダクタ部品が記載されている。素体は、フォトレジストによる絶縁層の積層体である。端子の一部は、磁性体からなる。素体におけるコイルの内周方向には、磁性体からなる磁性中脚部が形成されている。なお、このインダクタ部品は、シリコン等の基板上に素体等を積層した後、フッ酸処理等により基板を除去して形成している。 Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 2007-305824 (Patent Document 2) describes a sheet-like element body, a planar coil constituting a coil formed inside the element body, and a terminal formed on the outermost periphery of the coil. The inductor components provided are described. The element body is a stack of insulating layers made of photoresist. A portion of the terminal is made of magnetic material. A magnetic middle leg made of a magnetic material is formed in the inner circumferential direction of the coil in the element body. Note that this inductor component is formed by laminating an element body and the like on a substrate made of silicon or the like, and then removing the substrate by treatment with hydrofluoric acid or the like.
ところで、特許文献1では、数百μmオーダのプリント基板材料の絶縁基板上にスパイラル導体を形成しており、インダクタ部品の全体を低背化することに限界が生じる。また、例えば、特許文献1の構造において低背化を達成するために、特許文献2のように、絶縁基板をエッチングや研磨で除去することを考えた場合、特許文献1ではスパイラル導体が絶縁基板の直上に形成されているため、絶縁基板の除去時にスパイラル導体の底面も一部除去されてしまう可能性が高い。このように、スパイラル導体まで除去されてしまうと、直流抵抗(Rdc)が増加(悪化)してしまう上に、このスパイラル導体の除去量は、量産時には、除去工程ごとにばらつくことが避けられず、Rdcのばらつきの原因ともなる。 By the way, in Patent Document 1, a spiral conductor is formed on an insulating substrate made of a printed circuit board material on the order of several hundred μm, and there is a limit to reducing the height of the entire inductor component. Further, for example, when considering removing the insulating substrate by etching or polishing as in Patent Document 2 in order to achieve a lower height in the structure of Patent Document 1, in Patent Document 1 the spiral conductor is removed from the insulating substrate. Since the spiral conductor is formed directly above the spiral conductor, there is a high possibility that a portion of the bottom surface of the spiral conductor will also be removed when the insulating substrate is removed. In this way, if even the spiral conductor is removed, the direct current resistance (Rdc) will increase (deteriorate), and the amount of spiral conductor removed will inevitably vary depending on the removal process during mass production. , and may cause variations in Rdc.
また、特許文献1では、スパイラル導体は、絶縁樹脂層で覆われており、特許文献2では、素体が、フォトレジスト(非磁性体)であることから、絶縁樹脂層やフォトレジストが部品全体に占める割合が大きい。したがって、部品の小型低背化が進み、磁性体(特許文献1のコアや、特許文献2の磁性体端子および磁性中脚部)や配線(特許文献1のスパイラル導体や、特許文献2の平面コイル)の形成領域が十分に確保できず、インダクタンス(L)、Rdcの両方を十分に確保できなくなる可能性がある。すなわち、小型低背化によってLとRdcとのいずれかまたはその両方が犠牲になる可能性がある。 Further, in Patent Document 1, the spiral conductor is covered with an insulating resin layer, and in Patent Document 2, the element body is a photoresist (non-magnetic material), so the insulating resin layer and photoresist cover the entire part. It accounts for a large proportion of the total. Therefore, components have become smaller and lower in profile, including magnetic materials (the core of Patent Document 1, magnetic terminals and magnetic middle legs of Patent Document 2) and wiring (spiral conductors of Patent Document 1, flat surfaces of Patent Document 2). There is a possibility that a sufficient area for forming the coil (coil) cannot be secured, and that both inductance (L) and Rdc cannot be secured sufficiently. That is, there is a possibility that one or both of L and Rdc will be sacrificed due to the reduction in size and height.
以上のように、従来のインダクタ部品は、小型低背化に適した構成とは言えない。 As described above, conventional inductor components cannot be said to have a configuration suitable for miniaturization and low profile.
そこで、本開示の課題は、小型低背化に適したインダクタ部品およびその製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide an inductor component suitable for reduction in size and height, and a method for manufacturing the same.
前記課題を解決するため、本開示の一態様であるインダクタ部品は、
磁性体を含有しない絶縁層と、
前記絶縁層の第1主面上に形成され、前記第1主面上に巻回されるスパイラル配線と、
前記スパイラル配線の少なくとも一部に接触する磁性層と
を備える。
In order to solve the above problems, an inductor component that is one aspect of the present disclosure includes:
an insulating layer that does not contain magnetic material;
a spiral wiring formed on a first main surface of the insulating layer and wound on the first main surface;
and a magnetic layer in contact with at least a portion of the spiral wiring.
ここで、スパイラル配線とは、平面に形成された曲線(2次元曲線)であって、ターン数が1周を超える曲線であってもよく、ターン数が1周未満の曲線であってもよく、一部に直線を有していてもよい。 Here, the spiral wiring is a curve (two-dimensional curve) formed on a plane, and may be a curve with more than one turn, or a curve with less than one turn. , may have a straight line in part.
本開示のインダクタ部品によれば、スパイラル配線が絶縁層の第1主面上に形成されていることで、絶縁層の第2主面側(下方)からの基板の除去(エッチング、研磨など)の加工プロセスに対して、スパイラル配線が保護される。これにより、直流抵抗(Rdc)の増加や量産時のRdcのばらつきを抑制できる。 According to the inductor component of the present disclosure, since the spiral wiring is formed on the first main surface of the insulating layer, the substrate can be removed (etching, polishing, etc.) from the second main surface side (lower side) of the insulating layer. The spiral wiring is protected against the following processing processes. This makes it possible to suppress an increase in direct current resistance (Rdc) and variations in Rdc during mass production.
また、スパイラル配線に磁性層が接触していることで、インダクタ部品全体に占める絶縁層の割合が減少し、スパイラル配線と磁性層の形成領域を確保できる。これにより、インダクタンス(L)とRdcのトレードオフの関係を改善することができる。 Furthermore, since the magnetic layer is in contact with the spiral wiring, the proportion of the insulating layer in the entire inductor component is reduced, and an area for forming the spiral wiring and the magnetic layer can be secured. Thereby, the trade-off relationship between inductance (L) and Rdc can be improved.
したがって、小型低背化に適したインダクタ部品を実現できる。 Therefore, an inductor component suitable for reduction in size and height can be realized.
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記磁性層は、前記スパイラル配線との接触部分において、前記スパイラル配線の側面に接触している。 Further, in one embodiment of the inductor component, the magnetic layer is in contact with a side surface of the spiral wiring at a contact portion with the spiral wiring.
前記実施形態によれば、絶縁層の割合が減少する。 According to the embodiment, the proportion of the insulating layer is reduced.
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記磁性層は、前記スパイラル配線との接触部分において、前記スパイラル配線の上面に接触している。 Further, in one embodiment of the inductor component, the magnetic layer is in contact with the upper surface of the spiral wiring at a contact portion with the spiral wiring.
前記実施形態によれば、絶縁層の割合が減少する。 According to the embodiment, the proportion of the insulating layer is reduced.
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記磁性層は、前記スパイラル配線との接触部分において、前記スパイラル配線の側面から上面にかけて接触している。 Further, in one embodiment of the inductor component, the magnetic layer is in contact with the spiral wiring from a side surface to an upper surface at a contact portion with the spiral wiring.
前記実施形態によれば、絶縁層の割合がより減少する。 According to the embodiment, the proportion of the insulating layer is further reduced.
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記絶縁層の厚みは、前記スパイラル配線の厚みより薄い。 Further, in one embodiment of the inductor component, the thickness of the insulating layer is thinner than the thickness of the spiral wiring.
前記実施形態によれば、絶縁層の割合がより減少する。 According to the embodiment, the proportion of the insulating layer is further reduced.
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記絶縁層の厚みは、10μm以下である。 Further, in one embodiment of the inductor component, the thickness of the insulating layer is 10 μm or less.
前記実施形態によれば、絶縁層の割合がより減少する。 According to the embodiment, the proportion of the insulating layer is further reduced.
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記絶縁層は、前記スパイラル配線に沿った形状である。 Moreover, in one embodiment of the inductor component, the insulating layer has a shape along the spiral wiring.
前記実施形態によれば、スパイラル配線が形成されない領域において絶縁層を設けないため、絶縁層の割合がより減少する。 According to the embodiment, since no insulating layer is provided in the region where the spiral wiring is not formed, the ratio of the insulating layer is further reduced.
また、インダクタ部品の一実施形態では、
前記磁性層の内部を前記第1主面の法線方向に貫通する柱状配線と、前記磁性層の外側に形成された外部端子とをさらに備え、
前記スパイラル配線と前記柱状配線が直接に接触し、前記柱状配線と前記外部端子が直接に接触している。
Additionally, in one embodiment of the inductor component,
further comprising: a columnar wiring penetrating the inside of the magnetic layer in a direction normal to the first main surface; and an external terminal formed outside the magnetic layer;
The spiral wiring and the columnar wiring are in direct contact with each other, and the columnar wiring and the external terminal are in direct contact with each other.
前記実施形態によれば、ビア導体が無いため、インダクタ部品の低背化と、Rdcの低下と、接続信頼性の向上を実現できる。 According to the embodiment, since there is no via conductor, it is possible to reduce the height of the inductor component, reduce Rdc, and improve connection reliability.
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記スパイラル配線は、1層のみである。 Further, in one embodiment of the inductor component, the spiral wiring has only one layer.
前記実施形態によれば、インダクタ部品の低背化を実現できる。 According to the embodiment, the height of the inductor component can be reduced.
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記スパイラル配線の側面は、全て、前記磁性層に接触している。 Further, in one embodiment of the inductor component, all side surfaces of the spiral wiring are in contact with the magnetic layer.
前記実施形態によれば、絶縁層の割合がより減少する。 According to the embodiment, the proportion of the insulating layer is further reduced.
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記スパイラル配線の上面は、前記柱状配線と接触する部分以外の全て、前記磁性層に接触している。 Further, in one embodiment of the inductor component, the entire upper surface of the spiral wiring is in contact with the magnetic layer except for a portion that contacts the columnar wiring.
前記実施形態によれば、絶縁層の割合がより減少する。 According to the embodiment, the proportion of the insulating layer is further reduced.
また、インダクタ部品の一実施形態では、
前記スパイラル配線は、1周を超えるスパイラル形状であり、
前記スパイラル配線の1周を超えて並走する領域において、前記スパイラル配線の側面は、前記絶縁層に覆われている。
Additionally, in one embodiment of the inductor component,
The spiral wiring has a spiral shape having more than one turn,
In a region running parallel to the spiral wiring over one circumference, side surfaces of the spiral wiring are covered with the insulating layer.
前記実施形態によれば、スパイラル配線の絶縁性および耐電圧性を向上できる。 According to the embodiment, the insulation and voltage resistance of the spiral wiring can be improved.
また、インダクタ部品の製造方法の一実施形態では、
基板を準備する工程と、
前記基板上に磁性体を含有しない絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の第1主面上に巻回されるように、前記第1主面上にスパイラル配線を形成する工程と、
前記スパイラル配線の少なくとも一部に接触するように、前記絶縁層上に磁性層を形成する工程と、
前記基板を除去する工程と
を備える。
Further, in one embodiment of the method for manufacturing an inductor component,
a step of preparing a substrate;
forming an insulating layer containing no magnetic material on the substrate;
forming a spiral wiring on the first main surface so as to be wound on the first main surface of the insulating layer;
forming a magnetic layer on the insulating layer so as to contact at least a portion of the spiral wiring;
and removing the substrate.
前記実施形態によれば、基板を除去する際に、スパイラル配線が絶縁層によって保護され、Rdcの増加や量産時のRdcのばらつきを抑制できる。また、スパイラル配線に磁性層が接触していることで、インダクタ部品全体に占める絶縁層の割合が減少し、LとRdcのトレードオフの関係を改善することができる。したがって、小型低背化に適したインダクタ部品を製造できる。 According to the embodiment, the spiral wiring is protected by the insulating layer when the substrate is removed, and an increase in Rdc and variation in Rdc during mass production can be suppressed. Further, since the magnetic layer is in contact with the spiral wiring, the ratio of the insulating layer to the entire inductor component is reduced, and the trade-off relationship between L and Rdc can be improved. Therefore, it is possible to manufacture an inductor component suitable for reduction in size and height.
また、インダクタ部品の製造方法の一実施形態では、前記絶縁層は、前記スパイラル配線に沿った部分を残して除去される。 Further, in one embodiment of the method for manufacturing an inductor component, the insulating layer is removed leaving a portion along the spiral wiring.
前記実施形態によれば、絶縁層の割合がより減少する。 According to the embodiment, the proportion of the insulating layer is further reduced.
また、インダクタ部品の製造方法の一実施形態では、
前記スパイラル配線の形成後、前記磁性層の形成前に、前記スパイラル配線から前記第1主面の法線方向に延びる柱状配線を形成し、前記柱状配線の上端が露出するように前記磁性層を形成する。
Further, in one embodiment of the method for manufacturing an inductor component,
After the spiral wiring is formed and before the magnetic layer is formed, a columnar wiring is formed extending from the spiral wiring in the normal direction of the first main surface, and the magnetic layer is formed so that the upper end of the columnar wiring is exposed. Form.
前記実施形態によれば、ビア導体が無いため、インダクタ部品の低背化と、Rdcの低下と、接続信頼性の向上を実現できる。 According to the embodiment, since there is no via conductor, it is possible to reduce the height of the inductor component, reduce Rdc, and improve connection reliability.
本開示の一態様であるインダクタ部品およびその製造方法によれば、小型低背化に適したインダクタ部品を実現できる。 According to an inductor component and a method for manufacturing the same that are one aspect of the present disclosure, an inductor component suitable for reduction in size and height can be realized.
以下、本開示の一態様を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, one aspect of the present disclosure will be described in detail with reference to illustrated embodiments.
(第1実施形態)
(構成)
図1は、インダクタ部品の第1実施形態を示す透視平面図である。図2は、図1のX-X断面図である。
(First embodiment)
(composition)
FIG. 1 is a perspective plan view showing a first embodiment of an inductor component. FIG. 2 is a sectional view taken along line XX in FIG.
インダクタ部品1は、例えば、パソコン、DVDプレーヤー、デジカメ、TV、携帯電話、カーエレクトロニクスなどの電子機器に搭載され、例えば全体として直方体形状の部品である。ただし、インダクタ部品1の形状は、特に限定されず、円柱状や多角形柱状、円錐台形状、多角形錐台形状であってもよい。 The inductor component 1 is mounted in electronic equipment such as a personal computer, a DVD player, a digital camera, a TV, a mobile phone, and a car electronics, and is, for example, a rectangular parallelepiped-shaped component as a whole. However, the shape of the inductor component 1 is not particularly limited, and may be a cylinder, a polygonal column, a truncated cone, or a truncated polygon.
図1と図2に示すように、インダクタ部品1は、磁性層10と、絶縁層15と、スパイラル配線21と、柱状配線31,32と、外部端子41,42と、被覆膜50とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the inductor component 1 includes a
絶縁層15は、上面である第1主面15aと下面である第2主面15bとを有する。絶縁層15の第1主面15aに対する法線方向を、図中、Z方向とし、順Z方向を上側、逆Z方向を下側とする。
The insulating
絶縁層15は、上方からみてスパイラル配線21に沿った形状の層である。このように、スパイラル配線21が形成されない領域において絶縁層15を設けないため、インダクタ部品1の全体における絶縁層15の割合がより減少する。なお、図面では、スパイラル配線21の配線間の領域では絶縁層15が結合されているが、スパイラル配線21の配線間の領域で分割されていてもよい。また、絶縁層15はスパイラル配線21に沿った形状ではなく、平板状の層であってもよい。
The insulating
絶縁層15の厚みは、スパイラル配線21よりも薄いことが好ましく、絶縁層15の割合がより減少する。また、絶縁層15の厚みは、10μm以下であることが好ましく、絶縁層15の割合がより減少する。
The thickness of the insulating
絶縁層15は、磁性体を含有しない絶縁性材料からなり、例えばエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂などの樹脂材料や、ケイ素やアルミニウムの酸化膜、窒化膜などの無機材料からなる。絶縁層15は、磁性体を含有しないため、絶縁層15の第1主面15aの平坦性を確保して第1主面15a上にスパイラル配線21を良好に形成でき、また、スパイラル配線21の配線間の導通を防止できる。なお、絶縁層15は、フィラーを含まない構成が好ましく、この場合、絶縁層15の薄膜化や平坦性向上が可能である。一方、絶縁層15がシリカなどの非磁性体のフィラーを含む場合は、絶縁層15の強度や加工性、電気的特性の向上が可能である。
The insulating
スパイラル配線21は、絶縁層15の第1主面15a上に形成され、第1主面15a上に巻回される。スパイラル配線21は、ターン数が1周を超えるスパイラル形状である。スパイラル配線21は、上側からみて、外周端21bから内周端21aに向かって時計回り方向に渦巻状に巻回されている。
The
スパイラル配線21の厚みは、絶縁層15の厚みよりも大きいことが好ましく、例えば、40μm以上120μm以下であることが好ましい。スパイラル配線21の実施例として、厚みが45μm、配線幅が40μm、配線間スペースが10μmである。配線間スペースは3μm以上20μm以下が好ましい。
The thickness of the
スパイラル配線21は、導電性材料からなり、例えばCu、Ag,Auなどの低電気抵抗な金属材料からなる。本実施形態では、インダクタ部品1は、スパイラル配線21を1層のみ備えており、インダクタ部品1の低背化を実現できる。つまり、スパイラル配線21は、その両端(内周端21aおよび外周端21b)にスパイラル形状部分よりもやや線幅の大きいパッド部を有し、パッド部において、柱状配線31,32と直接接続されている。
The
磁性層10は、スパイラル配線21が形成された絶縁層15の第1主面15aおよび第2主面15bを覆うように形成されている。磁性層10は、スパイラル配線21の少なくとも一部に接触しており、具体的には、スパイラル配線21との接触部分において、スパイラル配線21の側面から上面にかけて接触している。特に、本実施形態では、スパイラル配線21が絶縁層15と接するのはその底面のみであり、スパイラル配線21の側面は全て磁性層10に接触しており、スパイラル配線21の上面は、柱状配線31,32と接触する部分以外の全て、磁性層10に接触している。このため、絶縁層15の割合をより減少できる。
The
磁性層10は、第1磁性層11と、第2磁性層12と、内磁路部13と、外磁路部14とによって構成される。なお、図1では、磁性層10の一部を透明にした図で示している。第1磁性層11および第2磁性層12は、Z方向の両側からスパイラル配線21を挟む位置にある。具体的には、第1磁性層11は、スパイラル配線21の上側、第2磁性層12は、スパイラル配線21の下側に位置している。内磁路部13、外磁路部14は、図1に示すように、それぞれスパイラル配線21の内側、外側に配置され、かつ、図2に示すように第1磁性層11および第2磁性層12に接続されている。このように、磁性層10は、スパイラル配線21に対して閉磁路を構成している。
The
磁性層10は、磁性体材料からなり、例えば、磁性材料の粉末を含有する樹脂からなる。磁性層10を構成する樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂などであり、磁性材料の粉末としては、例えば、FeSiCrなどのFeSi系合金、FeCo系合金、NiFeなどのFe系合金、または、それらのアモルファス合金などの金属磁性体材料の粉末あるいはフェライトなどの粉末である。磁性材料の含有率は、好ましくは、磁性層10全体に対して50vol%以上85vol%以下である。なお、磁性材料の粉末は、粒子が略球形状であることが好ましく、平均粒径が5μm以下であることが好ましい。また、磁性層10は、フェライト基板などであってもよい。なお、磁性材料を樹脂で構成する場合は、絶縁層15と同種材料を用いることが好ましく、この場合、絶縁層15と磁性層10との密着性を向上できる。
The
柱状配線31,32は、磁性層10の内部を絶縁層15の第1主面15aの法線方向に貫通する配線である。本実施形態では、第1柱状配線31は、スパイラル配線21の内周端21aの上面から上側に延在し、第1磁性層11の内部を貫通する。第2柱状配線32は、スパイラル配線21の外周端21bの上面から上側に延在し、第1磁性層11の内部を貫通する。柱状配線31,32は、スパイラル配線21と同様の材料からなる。
The
外部端子41,42は、磁性層10の外側に形成された端子である。本実施形態では、スパイラル配線21と第1、第2柱状配線31,32が直接に接触し、第1柱状配線31と第1外部端子41が直接に接触し、第2柱状配線32と第2外部端子42が直接に接触している。したがって、第1、第2柱状配線31,32よりも断面積の小さいビア導体が無いため、インダクタ部品1の低背化と、Rdcの低下と、接続信頼性の向上を実現できる。ただし、スパイラル配線21は、第1、第2柱状配線31,32に対して、第1、第2柱状配線31,32よりも断面積の小さいビア導体を介して接続されていてもよい。
The
外部端子41,42は、導電性材料からなり、例えば、低電気抵抗かつ耐応力性に優れたCu、耐食性に優れたNi、はんだ濡れ性と信頼性に優れたAuが内側から外側に向かってこの順に並ぶ3層構成である。
The
第1外部端子41は、第1磁性層11の上面に設けられ、該上面から露出する第1柱状配線31の端面を覆っている。第2外部端子42は、第1磁性層11の上面に設けられ、該上面から露出する第2柱状配線32の端面を覆っている。
The first
外部端子41,42には、好ましくは、防錆処理が施されている。ここで、防錆処理とは、NiおよびAu、または、NiおよびSnなどで被膜することである。これにより、はんだによる銅喰われや、錆びを抑制することができ、実装信頼性の高いインダクタ部品1を提供できる。
Preferably, the
被覆膜50は、絶縁性材料からなり、第1磁性層11の上面および第2磁性層12の下面を覆い、柱状配線31,32および外部端子41,42の端面を露出させている。被覆膜50によって、インダクタ部品1の表面の絶縁性を確保することができる。なお、被覆膜50が第2磁性層12の下面側に形成されていなくてもよい。
The
前記インダクタ部品1によれば、スパイラル配線21が絶縁層15の第1主面15a上に形成されていることで、絶縁層15の第2主面15b側(下方)からの基板の除去(エッチング、研磨など)の加工プロセスに対して、スパイラル配線21が保護される。これにより、直流抵抗(Rdc)の増加や量産時のRdcのばらつきを抑制できる。
According to the inductor component 1, the
また、スパイラル配線21に磁性層10が接触していることで、インダクタ部品1の全体に占める絶縁層15の割合が減少し、スパイラル配線21と磁性層10の形成領域を確保できる。これにより、インダクタンス(L)とRdcのトレードオフの関係を改善することができる。
Further, since the
したがって、小型低背化に適したインダクタ部品1を実現できる。 Therefore, it is possible to realize an inductor component 1 suitable for reduction in size and height.
また、絶縁層15は、磁性体、特に磁性体の粉末を含有しないことで、絶縁層15の主面15a,15bの平坦性および絶縁性を向上できる。したがって、スパイラル配線21の形成精度や絶縁性、耐電圧の低下を抑制できる。
Further, since the insulating
また、磁性層10の内部を貫通する柱状配線31,32を含むので、スパイラル配線21から直接Z方向に配線が引き出される。これは、スパイラル配線21が、インダクタ部品の上面側に最短距離で引き出されていることを意味し、基板配線がインダクタ部品1の上面側から接続される3次元実装において、不要な配線引き回しを低減できることを意味する。したがって、インダクタ部品1は、3次元実装に十分に対応できる構成を有しており、回路設計の自由度を向上できる。
Furthermore, since the
また、インダクタ部品1では、スパイラル配線21から側面方向に配線が引き出されないため、Z方向から見たインダクタ部品1の面積、すなわち実装面積の低減を実現することができる。したがって、インダクタ部品1は、表面実装および3次元実装のいずれにおいても求められる実装面積の低減も実現でき、回路設計の自由度を向上できる。
Further, in the inductor component 1, since no wiring is drawn out from the
また、インダクタ部品1では、柱状配線31,32は、磁性層10の内部を貫通し、スパイラル配線21が巻回された平面に対して法線方向に延在する。この場合、柱状配線31,32においては、電流はスパイラル配線21が巻回された平面に沿った方向に流れず、Z方向に流れる。
Furthermore, in the inductor component 1, the
ここで、インダクタ部品1のサイズが小さくなると、相対的に磁性層10も小さくなるが、特に内磁路部13では磁束密度が高くなり、磁気飽和しやすくなる。しかし、柱状配線31,32に流れるZ方向の電流による磁束は、内磁路部13を通らないので、磁気飽和特性、すなわち直流重畳特性への影響を低減できる。一方で、従来技術のように、スパイラル配線から引出部によって側面側(スパイラル配線が巻回された平面に沿った方向側)に配線を引き出した場合は、引出部に流れる電流により発生する磁束の一部は内磁路部や外磁路部を通過してしまうため、磁気飽和特性、直流重畳特性への影響を避けることができない。
Here, as the size of the inductor component 1 becomes smaller, the
なお、柱状配線31,32が第1磁性層11の内部を貫通するため、スパイラル配線21から配線を引き出す際に磁性層10の開口箇所を小さくすることができ、容易に閉磁路構造を取ることができる。これにより、基板側へのノイズ伝播を抑制することができる。
Note that since the
さらに、スパイラル配線21は絶縁層15に沿った平面上に巻回されているため、薄型化に対しても内磁路部13を大きく取ることができ、磁気飽和特性の高い薄型のインダクタ部品1を提供できる。これに対して、例えば、スパイラル配線が絶縁層15に沿った平面に対して垂直に巻回されたインダクタ部品を用いると、インダクタ部品の更なる薄型化、すなわち基板の厚み方向の薄型化に対し、コイル径(磁性層)の面積が縮小する。これにより、磁気飽和特性が悪化して、インダクタへの十分な通電ができない。
Furthermore, since the
さらに、インダクタ部品1は、図2に示すように、第1磁性層11または第2磁性層12の表面を覆い、柱状配線31,32の端面を露出させる被覆膜50を備えている。ここで、上記「露出」には、インダクタ部品1の外方への露出だけでなく、他の部材への露出も含めている。
Furthermore, as shown in FIG. 2, the inductor component 1 includes a
具体的に述べると、第1磁性層11の上面において、被覆膜50は、外部端子41,42を除く領域を覆っている。このように、外部端子41,42と接続する柱状配線31,32の端面は、被覆膜50から露出している。したがって、隣り合う外部端子41,42(柱状配線31,32)の間の絶縁を確実にとることができる。これにより、インダクタ部品1の耐電圧性や耐環境性を確保することができる。また、被覆膜50の形状によって、磁性層10の表面に形成される外部端子41,42の形成領域を任意に設定できるようになることから、実装時の自由度を上げることができるとともに、外部端子41,42を容易に形成できる。
Specifically, the
なお、インダクタ部品1では、図2に示すように、外部端子41,42の表面は、第1磁性層11の表面よりも、Z方向の外側に位置する。具体的には、外部端子41,42は、被覆膜50に埋め込まれており、外部端子41,42の表面は、第1磁性層11の表面と同一平面となっていない。このとき、磁性層10の表面と外部端子41,42の表面との位置関係を独立に設定することができ、外部端子41,42の厚みの自由度を上げることができる。この構成によれば、インダクタ部品1における外部端子41,42の表面の高さ位置を調整することができ、例えば、インダクタ部品1が基板に埋め込まれた際に、他の埋め込み部品の外部端子の高さ位置と合わせ込むことが可能となる。よって、インダクタ部品1を用いることにより、基板のビア形成時のレーザーの焦点合わせ工程を合理化することができ、基板の製造効率を向上できる。
Note that in the inductor component 1, as shown in FIG. 2, the surfaces of the
さらに、インダクタ部品1では、図1に示すように、Z方向からみて、柱状配線31,32の端面を覆う外部端子41,42の面積は、柱状配線31,32の面積よりも大きい。したがって、実装時の接合面積が大きくなり、インダクタ部品1の実装信頼性が向上する。また、基板に実装する時に基板配線とインダクタ部品1との接合位置について、アライメントマージンを確保することができ、実装信頼性を高めることができる。なお、このとき、柱状配線31,32の体積に関わらず、実装信頼性を向上できるため、柱状配線31,32のZ方向から見た断面積を小さくすることにより、第1磁性層11の体積の減少を抑制し、インダクタ部品1の特性低下を抑制することができる。
Furthermore, in the inductor component 1, as shown in FIG. 1, the area of the
スパイラル配線21、柱状配線31,32、外部端子41,42は、好ましくは、銅または銅化合物からなる導体である。これにより、安価で直流抵抗を低減できるインダクタ部品1を提供できる。また、銅を主体とすることで、スパイラル配線21、柱状配線31,32、外部端子41,42間の接合力や導電性の向上を図ることもできる。
The
なお、スパイラル配線からインダクタ部品の下面に引き出すように柱状配線を設けてもよい。このとき、インダクタ部品の下面に柱状配線に接続される外部端子を設けてもよい。 Note that columnar wiring may be provided so as to extend from the spiral wiring to the lower surface of the inductor component. At this time, an external terminal connected to the columnar wiring may be provided on the lower surface of the inductor component.
インダクタ部品1は、1つのスパイラル配線を有するが、この構成に限られず、同一平面上に巻回された2つ以上のスパイラル配線を備えていてもよい。インダクタ部品1では外部端子41,42の形成自由度が高いため、外部端子の数が多いインダクタ部品において、その効果はより一層顕著となる。
Although the inductor component 1 has one spiral wire, it is not limited to this configuration, and may include two or more spiral wires wound on the same plane. Since the inductor component 1 has a high degree of freedom in forming the
スパイラル配線は、平面に形成された曲線(2次元曲線)であって、ターン数が1周を超える曲線であるが、ターン数が1周未満の曲線であってもよく、または、一部に直線を有していてもよい。 Spiral wiring is a curve (two-dimensional curve) formed on a plane and has more than one turn, but it may also have less than one turn, or a part of the spiral wiring may have less than one turn. It may have a straight line.
(製造方法)
次に、インダクタ部品1の製造方法について説明する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the inductor component 1 will be explained.
図3Aに示すように、基板61を準備する。基板61は、例えば、ガラスやフェライトなどのセラミック材料や、ガラスクロスを含む樹脂などのプリント配線基板材料などからなる平板状の基板である。基板61の厚みは、インダクタ部品の厚みに影響を与えないため、加工上のそりなどの理由から適宜取り扱いやすい厚さのものを用いればよい。
As shown in FIG. 3A, a
図3Bに示すように、基板61上に磁性体を含有しない絶縁層62を形成する。絶縁層62は、例えば、磁性体を含有しないポリイミド系樹脂などからなり、基板61の上面(第1主面)上に上記ポリイミド系樹脂を印刷、塗布などによってコーティングして形成される。なお、絶縁層62は、例えば、基板61の上面上に、蒸着、スパッタリング、CVDなどのドライプロセスによってシリコン酸化膜などの無機材料の薄膜として形成してもよい。
As shown in FIG. 3B, an insulating
図3Cに示すように、絶縁層62をフォトリソグラフィによってパターニングして、スパイラル配線を形成する領域を残す。つまり、絶縁層62をスパイラル配線に沿った部分を残して除去する。絶縁層62には、基板61が露出する開口部62aが設けられる。図3Dに示すように、絶縁層62上を含め、基板61上にCuのシード層63をスパッタリングや無電解めっきなどで形成する。
As shown in FIG. 3C, the insulating
図3Eに示すように、シード層63上にドライフィルムレジスト(DFR)64を貼り付ける。図3Fに示すように、DFR64をフォトリソグラフィによりパターニングして、スパイラル配線を形成する領域に貫通孔64aを形成し、貫通孔64aからシード層63を露出させる。
As shown in FIG. 3E, a dry film resist (DFR) 64 is pasted on the
図3Gに示すように、電解めっきにより、貫通孔64a内のシード層63上に金属膜65を形成する。図3Hに示すように、金属膜65の形成後、さらにDFR64を貼り付ける。
As shown in FIG. 3G, a
図3Iに示すように、DFR64をフォトリソグラフィによりパターニングし、柱状配線を形成する領域に貫通孔64aを形成し、貫通孔64aから金属膜65を露出させる。図3Jに示すように、電解めっきにより、貫通孔64a内の金属膜65上にさらに金属膜66を形成する。
As shown in FIG. 3I, the
図3Kに示すように、DFR64を除去し、図3Lに示すように、シード層63のうち、金属膜65が形成されていない露出部分をエッチングにより除去する。これにより、絶縁層62の上面(第1主面)上に巻回されるように第1主面上にスパイラル配線21を形成し、また、スパイラル配線21から第1主面の法線方向に延びる柱状配線31,32を形成する。つまり、柱状配線31,32は、スパイラル配線21の形成後、磁性層の形成前に、形成される。
As shown in FIG. 3K, the
図3Mに示すように、磁性体材料からなる磁性シート67を基板61の上面側(スパイラル配線形成側)に圧着する。これにより、スパイラル配線21の少なくとも一部(スパイラル配線21の側面、および、スパイラル配線21の上面の柱状配線31,32と接触する部分以外)に接触するように絶縁層15上に磁性層10を形成する。
As shown in FIG. 3M, a
図3Nに示すように、磁性シート67を研磨し、柱状配線31,32(金属膜66)の上端を露出させる。図3Oに示すように、磁性シート67の上面(第1主面)上に、被覆膜50としてのソルダーレジスト(SR)68を形成する。
As shown in FIG. 3N, the
図3Pに示すように、SR68をフォトリソグラフィによりパターニングし、外部端子を形成する領域に、柱状配線31,32(金属膜66)および磁性層10(磁性シート67)が露出する貫通孔68aを形成する。
As shown in FIG. 3P, the
図3Qに示すように、基板61を研磨により除去する。図3Rに示すように、磁性体材料からなる磁性シート67を基板61の除去側に圧着し適切な厚みに研磨する。
As shown in FIG. 3Q, the
図3Sに示すように、無電解めっきにより、柱状配線31,32(金属膜66)からSR68の貫通孔68a内に成長するCu/Ni/Auの金属膜69を形成する。金属膜69により、第1柱状配線31に接続される第1外部端子41と、第2柱状配線32に接続される第2外部端子42を形成する。また、外部端子41,42と反対側の下面に、被覆膜50としてのSR68を形成する。図3Tに示すように、個片化し、必要に応じてバレル研磨を行い、バリを除去して、インダクタ部品1を製造する。
As shown in FIG. 3S, a Cu/Ni/
前記インダクタ部品1の製造方法によれば、基板61を除去する際に、スパイラル配線21が絶縁層15によって保護され、Rdcの増加や量産時のRdcのばらつきを抑制できる。また、スパイラル配線21に磁性層10が接触していることで、インダクタ部品1の全体に占める絶縁層15の割合が減少し、LとRdcのトレードオフの関係を改善することができる。したがって、小型低背化に適したインダクタ部品1を製造できる。
According to the method for manufacturing the inductor component 1, the
また、絶縁層15は、スパイラル配線21に沿った部分を残して除去されるので、絶縁層の割合がより減少する。
Furthermore, since the insulating
また、スパイラル配線21から延びる柱状配線31,32を形成し、柱状配線31,32の上端が露出するように磁性層10を形成するので、ビア導体が無いため、インダクタ部品1の低背化と、Rdcの低下と、接続信頼性の向上を実現できる。
なお、上記のインダクタ部品1の製造方法はあくまで一例であって、各工程において用いる工法や材料は、適宜他の公知のものと置き換えても良い。例えば、上記では、絶縁層62やDFR64、SR68はコーティング後にパターニングしたが、塗布、印刷、マスク蒸着、リフトオフなどによって、直接必要な部分に絶縁層62を形成してもよい。また、基板61の除去や磁性シート67の薄層化には研磨を用いたが、ブラスト、レーザーなどの他の物理プロセスや、フッ酸処理などの化学プロセスを用いてもよい。
Further, since the
Note that the method for manufacturing the inductor component 1 described above is just an example, and the construction methods and materials used in each step may be replaced with other known methods as appropriate. For example, in the above description, the insulating
(実施例)
次に、インダクタ部品1の実施例について説明する。
(Example)
Next, an example of the inductor component 1 will be described.
スパイラル配線21、柱状配線31,32、外部端子41,42は、例えばCu、Ag、Auなどの低抵抗な金属によって構成される。好ましくは、SAP(Semi Additive Process;セミアディティブ工法)によって形成される銅めっきを用いることで、低抵抗でかつ狭ピッチなスパイラル配線21を安価に形成できる。なお、スパイラル配線21、柱状配線31,32、外部端子41,42は、SAP以外のめっき工法、スパッタリング法や蒸着法、塗布法などで形成してもよい。
The
本実施例においては、スパイラル配線21、柱状配線31,32は、SAPによる銅めっきで形成され、外部端子41,42は、無電解Cuめっきで形成される。なお、スパイラル配線21、柱状配線31,32、外部端子41,42を全て同じ工法で形成してもよい。
In this embodiment, the
磁性層10(第1磁性層11、第2磁性層12、内磁路部13および外磁路部14)は、例えば、磁性材料の粉末を含有する樹脂からなり、好ましくは、略球形の金属磁性材料を含む。したがって、磁性材料の磁路の充填性を良くできる。これにより、磁路を小さくでき、小型なインダクタ部品1を提供することができる。ただし、磁性層は、フェライトなどの磁性材料の粉末を含有する樹脂であってもよいし、フェライト基板や磁性材料のグリーンシートを焼結したものであってもよい。
The magnetic layer 10 (the first
本実施例においては、磁性層10を構成する樹脂は、例えば、エポキシ系樹脂、ビスマレイミド、液晶ポリマ、ポリイミドからなる有機絶縁材料である。また、磁性層10の磁性材料の粉末は、平均粒径5μm以下の金属磁性体である。金属磁性体は、例えば、FeSiCrなどのFeSi系合金、FeCo系合金、NiFeなどのFe系合金、または、それらのアモルファス合金である。磁性材料の含有率は、好ましくは、磁性層10全体に対して50vol%以上85vol%以下である。
In this embodiment, the resin constituting the
上記のように、平均粒径が5μm以下と粒径の小さい磁性材料を使うことで、金属磁性体に発生する渦電流を抑制することができ、数十MHzといった高周波でも損失の小さいインダクタ部品1を得ることができる。 As mentioned above, by using a magnetic material with a small average particle size of 5 μm or less, it is possible to suppress the eddy current generated in the metal magnetic material, and the inductor component 1 has low loss even at high frequencies of several tens of MHz. can be obtained.
また、Fe系の磁性材料を使うことで、フェライトなどよりも大きな磁気飽和特性を得ることができる。 Furthermore, by using an Fe-based magnetic material, it is possible to obtain greater magnetic saturation characteristics than ferrite or the like.
また、磁性材料の充填量を50vol%以上にすることで透磁率を高くすることができ、所望のインダクタンス値の取得に必要なスパイラル配線のターン数を低減できるため、直流抵抗と近接効果による高周波での損失を低減できる。さらに、充填量が85vol%以下の場合、磁性材料に対して有機絶縁樹脂のボリュームが十分大きく、磁性材料の流動性を確保できるため、充填性が向上し、実効透磁率や、磁性材料自体の強度を向上できる。 In addition, by increasing the filling amount of magnetic material to 50 vol% or more, magnetic permeability can be increased, and the number of turns of spiral wiring required to obtain the desired inductance value can be reduced. loss can be reduced. Furthermore, when the filling amount is 85 vol% or less, the volume of the organic insulating resin is sufficiently large compared to the magnetic material, and the fluidity of the magnetic material can be ensured, so the filling property is improved and the effective magnetic permeability and the magnetic material itself are improved. Strength can be improved.
一方、低周波で使う場合、渦電流損を高周波程気にする必要がなくなるため、金属磁性体の平均粒径を大きくし、より高透磁率にしてもよい。例えば、平均粒径が100~30μmの大粒と、大粒間の隙間を充填するようにいくつかの小粒(10μm以下)とが混在するような磁性材料が好ましい。こうすることで充填量を高くし、1~10MHzといった周波数で高透磁率の磁性材料を実現できる。ただし、1MHz以上の周波数では、渦電流損の影響を抑制するため、比透磁率は70以下であることが好ましい。 On the other hand, when used at low frequencies, there is no need to be concerned about eddy current loss as it is at high frequencies, so the average particle size of the metal magnetic material may be increased to provide higher magnetic permeability. For example, it is preferable to use a magnetic material in which large particles with an average particle size of 100 to 30 μm and some small particles (10 μm or less) coexist so as to fill the gaps between the large particles. By doing so, the filling amount can be increased and a magnetic material with high magnetic permeability at frequencies such as 1 to 10 MHz can be realized. However, at frequencies of 1 MHz or higher, the relative magnetic permeability is preferably 70 or lower in order to suppress the influence of eddy current loss.
本実施例においては、被覆膜50は、ポリイミド、フェノール、エポキシ樹脂などの有機絶縁樹脂からなる感光性レジストやソルダーレジストで形成されている。
In this embodiment, the
また、外部端子41,42の表面に施される防錆処理は、Ni、Au、Snなどのめっきである。
Furthermore, the antirust treatment applied to the surfaces of the
絶縁層15は、磁性体、特に磁性体の粉末を含有しない絶縁性樹脂からなる。したがって、例えば5μmの粒径を有する磁性体を含有しないので、絶縁層15の主面15a,15bの平坦性および絶縁性を向上できる。したがって、スパイラル配線21の形成精度や絶縁性、耐電圧の低下を抑制できる。また、絶縁層15でスパイラル配線21を覆っていないので、同じチップサイズで考えると磁性材料のボリュームが増えることでインダクタンス値を高くすることができる。絶縁層15の厚みは、スパイラル配線21よりも薄いことが好ましく、絶縁層15の厚みは、10μm以下であることが好ましい。
The insulating
本実施例において、スパイラル配線21の厚みは45μm、配線幅が40μm、配線間スペースが10μmである。
In this example, the thickness of the
なお、配線間スペースは3μm以上20μm以下が好ましい。配線間スペースを20μm以下にすることで配線幅を大きくとることができるので、直流抵抗を下げることができる。配線間スペースを3μm以上にすることで配線間の絶縁性が十分に保てる。 Note that the space between wirings is preferably 3 μm or more and 20 μm or less. By setting the inter-wiring space to 20 μm or less, the wiring width can be increased, and the direct current resistance can be lowered. By setting the space between the wires to 3 μm or more, sufficient insulation between the wires can be maintained.
また、配線厚みは40μm以上120μm以下が好ましい。配線厚みを40μm以上にすることで直流抵抗を十分に下げることができる。配線厚みを120μm以下にすることで配線アスペクトを極端に大きくすることがなくなり、プロセスばらつきを抑制することができる。 Moreover, the wiring thickness is preferably 40 μm or more and 120 μm or less. By setting the wiring thickness to 40 μm or more, the direct current resistance can be sufficiently lowered. By setting the wiring thickness to 120 μm or less, the wiring aspect does not become extremely large, and process variations can be suppressed.
スパイラル配線21のターン数は本実施形態では、2.5ターンである。ターン数は5ターン以下が好ましい。ターン数が5ターン以下であれば50MHzから150MHzといった高周波スイッチング動作に対して近接効果の損失を小さくすることできる。一方、1MHzといった低周波スイッチング動作で使用する場合は2.5ターン以上が好ましい。ターン数を多くすることで、インダクタンスを高くし、インダクタリップル電流を小さくできる。
In this embodiment, the number of turns of the
本実施形態では、第1磁性層11の厚みを117.5μmとし、第2磁性層12の厚みを67.5μmとしている。第1磁性層11、第2磁性層12の厚みは、それぞれ、10μm以上200μm以下が好ましい。第1、第2磁性層11,12の厚みが薄すぎると第1、第2磁性層11,12の研削時にプロセスばらつきによりスパイラル配線21が露出してしまう恐れがある。また、第1、第2磁性層11,12に含まれる磁性材料の平均粒径に対して、第1、第2磁性層11,12の厚みが薄いと脱粒による実効透磁率の低下が大きい。第1、第2磁性層11,12の厚みを200μm以下にするとインダクタ部品の薄膜化が実現できる。
In this embodiment, the thickness of the first
また、第1磁性層11の厚みが、第2磁性層12の厚みより厚いことが好ましい。インダクタ部品1では、法線方向(Z方向)からみた外部端子41,42の面積に関して、第1磁性層11は、第2磁性層12よりも大きい。すなわち、インダクタ部品1では、第1磁性層11中の磁束の方が、第2磁性層12中の磁束よりも、外部端子41,42によって遮られやすい。そこで、第1磁性層11側の厚みを厚くして外部端子41,42との距離を空け、外部端子41,42の影響を低減することで、インダクタンスの磁性層厚(チップ厚)のばらつきに対する感度を落とすことができ、狭偏差なインダクタンスを有するインダクタ部品を提供することができる。また、一般に外部端子41,42の面積が大きい第1磁性層11側の方が、インダクタ部品1を実装・内蔵する基板側のランドパターンの面積も大きく、また周囲の電子部品の数も多くなりやすい。したがって、第1磁性層11の厚みを厚くして、磁束漏れを低減することで、ランドパターンによる渦電流損や周囲の電子部品へのノイズ入射など、磁束漏れによる悪影響を効果的に低減することができる。
Further, the thickness of the first
防錆処理を含めた外部端子41,42の厚みは、無電解銅めっき厚5μm、Niめっき厚5μm、Auめっき厚0.1μmである。また、被覆膜50の厚みは5μmである。これらの厚みも適便チップ厚みと実装信頼性の観点から厚み、大きさが選択されてよい。
The thickness of the
以上より、本実施例によると、チップサイズ1210(1.2mm x 1.0mm)、厚み0.300mmである薄型インダクタを提供することができる。 As described above, according to this embodiment, a thin inductor having a chip size of 1210 (1.2 mm x 1.0 mm) and a thickness of 0.300 mm can be provided.
(第2実施形態)
図4は、インダクタ部品の第2実施形態を示す断面図である。第2実施形態は、第1実施形態とは、絶縁層の配置が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第1実施形態と同じ構成であり、第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(Second embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the inductor component. The second embodiment differs from the first embodiment in the arrangement of insulating layers. This different configuration will be explained below. The other configurations are the same as those in the first embodiment, are given the same reference numerals as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図4に示すように、第2実施形態のインダクタ部品1Aでは、スパイラル配線21は、1周を超えるスパイラル形状である。スパイラル配線21の1周を超えて配線同士が並走する領域において、スパイラル配線21の側面は、絶縁層15に覆われている。つまり、絶縁層15は、第1実施形態と同様にスパイラル配線21の下面を覆い、さらに、1周を超える領域においてスパイラル配線21の配線間に存在する。なお、スパイラル配線21の配線間に存在する絶縁層15の厚みは、スパイラル配線21の配線厚みと同じであってもよいし、スパイラル配線21の配線厚みよりも大きくても、小さくてもよい。
As shown in FIG. 4, in the
これにより、スパイラル配線21の配線間のスペースが狭い場合、スパイラル配線21の配線間において金属磁性体などの磁性材料を介した電気的な短絡経路ができる可能性を除くことができる。したがって、スパイラル配線21の絶縁性および耐電圧性を向上でき、信頼性の高いインダクタ部品1Aを提供することができる。
Thereby, when the space between the
なお、スパイラル配線21の配線同士が並走しない領域において、例えば、スパイラル配線21の両端部、スパイラル配線21の最外周の外側側面、および、スパイラル配線21の最内周の内側側面において、スパイラル配線21の側面が絶縁層15に覆われていてもよいし、磁性層10に直接接触していてもよい。
Note that in areas where the wires of the
前記インダクタ部品1Aを製造する方法について説明すると、例えば、第1実施形態の図3Lの工程の後に、スパイラル配線21の配線間に絶縁層15を設けるようにしてもよい。
To explain the method for manufacturing the
(第3実施形態)
図5は、インダクタ部品の第3実施形態を示す断面図である。第3実施形態は、第1実施形態とは、スパイラル配線の層数が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第1実施形態と同じ構成であり、第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the inductor component. The third embodiment differs from the first embodiment in the number of layers of spiral wiring. This different configuration will be explained below. The other configurations are the same as those in the first embodiment, are given the same reference numerals as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図5に示すように、第2実施形態のインダクタ部品1Bは、第1実施形態のインダクタ部品1と同様に、絶縁層15A,15Bと、絶縁層15A,15Bの第1主面15a上に形成されるスパイラル配線21,22と、スパイラル配線21,22の少なくとも一部に接触する磁性層10とを備える。
As shown in FIG. 5, the
一方、インダクタ部品1Bでは、スパイラル配線は、第1スパイラル配線21と第2スパイラル配線22の複数あり、第1スパイラル配線21と第2スパイラル配線22との間を直列に接続するビア導体をさらに備える。2層のスパイラル配線21,22が、第1、第2外部端子41,42間で電気的に直列に接続されている。
On the other hand, in the
具体的に述べると、第2スパイラル配線22は、第1スパイラル配線21のZ方向(上方)に積層されている。第1スパイラル配線21は、上側からみて、外周端21bから内周端21aに向かって反時計回り方向に渦巻状に巻回されている。第2スパイラル配線22は、上側からみて、内周端22aから外周端22bに向かって反時計回り方向に渦巻状に巻回されている。
Specifically, the
第1スパイラル配線21は、第1絶縁層15Aの第1主面15a上に形成される。第2スパイラル配線22は、第2絶縁層15Bの第1主面15a上に形成される。第2絶縁層15Bは、第1絶縁層15AのZ方向(上方)に積層される。
The
第2スパイラル配線22の外周端22bは、その外周端22bの上側の第2柱状配線32を介して、第2外部端子42に接続される。第2スパイラル配線22の内周端は、その内周端の下側のビア導体を介して、第1スパイラル配線21の内周端に接続される。ビア導体は、第2絶縁層15Bの内部を第1主面15aの法線方向に貫通する。
The outer
第1スパイラル配線21の外周端21bは、その外周端21bの上側のビア導体25、端部配線26および第1柱状配線31を介して、第1外部端子41に接続される。ビア導体25は、第2絶縁層15Bの内部を第1主面15aの法線方向に貫通する。端部配線26は、第2スパイラル配線22と同一平面である第2絶縁層15B上に形成される。
The outer
前記インダクタ部品1Bでは、第1スパイラル配線21と第2スパイラル配線22とが直列に接続されているので、ターン数を増やすことでインダクタンス値を向上できる。また、第1、第2柱状配線31,32を第1、第2スパイラル配線21,22の外周端から引き出すことができるので、第1、第2スパイラル配線21,22の内径を大きくとることができ、インダクタンス値を向上できる。
In the
また、第1スパイラル配線21と第2スパイラル配線22は、それぞれ法線方向に積層されているので、ターン数に対してZ方向からみたインダクタ部品1Bの面積、すなわち実装面積を低減でき、インダクタ部品1Bの小型化が実現できる。
Furthermore, since the
なお、スパイラル配線は2層に限られず、複数層あってもよい。また、上層側のスパイラル配線については、下方からの基板除去(エッチング、研磨)などの加工プロセスの影響を受けないため、絶縁層上ではなく、磁性層上に形成されていてもよい。具体的には、図5の構成において、絶縁層15Bが存在せず、磁性層10が代わりに配置されていてもよい。また、第2実施形態のように第1スパイラル配線21の配線同士が並走する領域において、第1スパイラル配線21の側面が、絶縁層15(絶縁層15B)に覆われている構成であってもよい。この場合、第1スパイラル配線21は、内周側の側面で磁性層10に接触する。
Note that the spiral wiring is not limited to two layers, and may have multiple layers. Further, the spiral wiring on the upper layer side may be formed on the magnetic layer instead of on the insulating layer because it is not affected by processing processes such as substrate removal from below (etching, polishing). Specifically, in the configuration of FIG. 5, the insulating
前記インダクタ部品1Bを製造する方法について説明すると、基板を準備し、基板上に第1絶縁層15Aを形成し、第1絶縁層15Aの第1主面15a上に第1スパイラル配線21を形成し、第1スパイラル配線21の少なくとも一部、具体的には第1スパイラル配線21の側面に接触するように磁性層10を形成する。さらに、磁性層10を研磨するなどして、第1スパイラル配線21の上面を露出させた上で、第1スパイラル配線21上及び磁性層10上に第2絶縁層15Bを形成し、第2絶縁層15Bの第1主面15a上に第2スパイラル配線22を形成し、第2スパイラル配線22の少なくとも一部に接触するように磁性層10を形成する。その後、基板を除去する。
To explain the method for manufacturing the
(第4実施形態)
図6は、インダクタ部品の第4実施形態を示す透視斜視図である。図7は、図6のX-X断面図である。第4実施形態は、第1実施形態とは、スパイラル配線の構成が相違する。この相違する構成を以下に説明する。なお、第4実施形態において、第1実施形態と同一の符号は、第1実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a transparent perspective view showing a fourth embodiment of the inductor component. FIG. 7 is a sectional view taken along line XX in FIG. The fourth embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the spiral wiring. This different configuration will be explained below. Note that in the fourth embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment have the same configurations as in the first embodiment, so the explanation thereof will be omitted.
図6と図7に示すように、インダクタ部品1Cは、第1実施形態のインダクタ部品1と同様に、絶縁層15と、絶縁層15の第1主面15a上に形成されるスパイラル配線21B~24Bと、スパイラル配線21B~24Bのそれぞれの少なくとも一部に接触する磁性層10とを備える。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
一方、インダクタ部品1Cにおいて、第1スパイラル配線21B、第2スパイラル配線22B、第3スパイラル配線23Bおよび第4スパイラル配線24Bは、Z方向から見たときに、半楕円形の弧状である。すなわち、第1~第4スパイラル配線21B~24Bは、約半周分巻回された曲線状の配線である。また、スパイラル配線21B~24Bは、中間部分で直線部を含んでいる。このように、本開示において、「平面状に巻回されたスパイラル配線」とは、平面状に形成された曲線(2次元曲線)であって、ターン数が1周未満の曲線であってもよく、一部直線部を有していてもよい。
On the other hand, in the
第1、第4スパイラル配線21B,24Bは、その両端が外側に位置する第1柱状配線31および第2柱状配線32に接続され、第1柱状配線31および第2柱状配線32からインダクタ部品1Cの中心側に向かって孤を描く曲線状である。
The first and fourth
第2、第3スパイラル配線22B,23Bは、その両端が内側に位置する第1柱状配線31および第2柱状配線32に接続され、第1柱状配線31および第2柱状配線32からインダクタ部品1Cの縁側に向かって孤を描く曲線状である。
The second and third
ここで、第1~第4スパイラル配線21B~24Bのそれぞれにおいて、スパイラル配線21B~24Bが描く曲線と、スパイラル配線21B~24Bの両端を結んだ直線とに囲まれる範囲を内径部分とする。このとき、Z方向からみて、いずれのスパイラル配線21B~24Bについても、その内径部分同士は重ならない。
Here, in each of the first to fourth spiral wirings 21B to 24B, the range surrounded by the curve drawn by the spiral wirings 21B to 24B and the straight line connecting both ends of the spiral wirings 21B to 24B is defined as an inner diameter portion. At this time, when viewed from the Z direction, the inner diameter portions of any of the
一方、第1、第2スパイラル配線21B,22Bはお互いに近接している。すなわち、第1スパイラル配線21Bで発生した磁束は、近接する第2スパイラル配線22Bの周囲を回り込み、第2スパイラル配線22Bで発生した磁束は、近接する第1スパイラル配線21Bの周囲を回り込む。これは、互いに近接している第3、第4スパイラル配線23B,24Bでも同様である。したがって、第1スパイラル配線21Bと第2スパイラル配線22Bとの磁気結合、第3スパイラル配線23Bと第4スパイラル配線24Bとの磁気結合は強くなる。
On the other hand, the first and second
なお、第1、第2スパイラル配線21B,22Bにおいて、同じ側にある一端からその反対側にある他端に向かって同時に電流が流れた場合、互いの磁束は強めあう。これは、第1スパイラル配線21Bと第2スパイラル配線22Bの同じ側にある各一端を共にパルス信号の入力側、その反対側にある各他端を共にパルス信号の出力側とした場合に、第1スパイラル配線21Bと第2スパイラル配線22Bとは正結合されていることを意味する。一方、例えば、第1スパイラル配線21Bと第2スパイラル配線22Bの一方のスパイラル配線では一端側を入力、他端側を出力とし、他方のスパイラル配線では一端側を出力、他端側を入力とすれば、第1スパイラル配線21Bと第2スパイラル配線22Bとは負結合されている状態とできる。これは第3、第4スパイラル配線23B,24Bについても同様である。
Note that in the first and second
第1、第3スパイラル配線21B,23Bの一端側に接続された第1柱状配線31、および、第2、第4スパイラル配線22B,24Bの他端側に接続された第2柱状配線32は、それぞれ、第1磁性層11の内部を貫通し、上面において露出する。第1、第3スパイラル配線21B,23Bの他端側にビア導体25を介して接続された第2柱状配線32、および、第2、第4スパイラル配線22B,24Bの一端側にビア導体25を介して接続された第1柱状配線31は、それぞれ、第2磁性層12の内部を貫通し、下面において露出する。ビア導体25は、絶縁層15の内部を貫通する。第1柱状配線31は、第1外部端子41に接続される。第2柱状配線32は、第2外部端子42に接続される。
The first
この構成によれば、例えば、インダクタ部品1Cを基板に埋め込むとともに、第1磁性層11の上面側にパルス信号の入力ラインを配置し、第2磁性層12の下面側にパルス信号の出力ラインを配置することにより、第1、第2スパイラル配線21B,22Bの組、第3、第4スパイラル配線23B,24Bの組のそれぞれをより容易に負結合させることができる。
According to this configuration, for example, the
なお、インダクタ部品1Cでは、スパイラル配線21B~24Bの柱状配線31,32との接続位置からチップの外側に向かってさらに配線が伸びているが、これはSAPにて銅配線を形成後、追加銅電解めっきを行う際の給電配線と接続される配線である。この給電配線によりSAPの給電膜を除去した後で合っても、追加銅電解めっきを容易に行うことができ、配線間距離を狭くすることができる。また、SAP形成後に追加銅電極めっきを行うことで、第1、第2スパイラル配線21B,22Bの配線間距離および第3、第4スパイラル配線23B,24Bの配線間距離を狭くでき、高い磁気結合を得ることができる。
In addition, in the
なお、スパイラル配線は4つに限られず、1~3つであってもよいし、5つ以上であってもよい。また、スパイラル配線の両端部は、磁性層の同じ側に磁性層を貫通する柱状配線に接続されてもよいし、一つの端部において、第1主面側に磁性層を貫通する柱状配線、第2主面側に磁性層を貫通する柱状配線の両方に接続されていてもよい。 Note that the number of spiral wires is not limited to four, and may be one to three, or five or more. Further, both ends of the spiral wiring may be connected to columnar wiring that penetrates the magnetic layer on the same side of the magnetic layer, or at one end, a columnar wiring that penetrates the magnetic layer on the first main surface side, It may be connected to both columnar wirings penetrating the magnetic layer on the second main surface side.
前記インダクタ部品1Cを製造する方法について説明すると、基板を準備し、基板上に絶縁層15を形成し、第1絶縁層15の第1主面15a上にスパイラル配線21B~24B及びスパイラル配線21B~24Bの一端上に第1柱状配線31を形成し、スパイラル配線21B~24Bのそれぞれの少なくとも一部に接触するように磁性層10を形成する。その後、基板を除去する。さらに、スパイラル配線21B~24Bの他端の下方となる第1絶縁層15を第2主面15b側からレーザードリルなどで開口し、ビア導体25、第2柱状配線32を形成する。そして、第1絶縁層15の第2主面15b側に磁性層10を形成し、磁性層10を上側、下側から研磨することで第1柱状配線31、第2柱状配線32を露出させ、被覆膜50を形成、開口後、第1外部端子41、第2外部端子42を形成すればよい。
To explain the method for manufacturing the
なお、本開示は上述の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、第1から第4実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。 Note that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and design changes can be made without departing from the gist of the present disclosure. For example, the features of the first to fourth embodiments may be combined in various ways.
磁性層は、スパイラル配線との接触部分において、スパイラル配線の側面にのみ接触していてもよく、または、磁性層は、スパイラル配線との接触部分において、スパイラル配線の上面にのみ接触していてもよい。これらの場合であっても、スパイラル配線の側面及び上面が絶縁層で覆われている構成に対して、絶縁層の割合を減少できる。 The magnetic layer may contact only the side surface of the spiral wiring at the contact portion with the spiral wiring, or the magnetic layer may contact only the top surface of the spiral wiring at the contact portion with the spiral wiring. good. Even in these cases, the proportion of the insulating layer can be reduced compared to a structure in which the side and top surfaces of the spiral wiring are covered with an insulating layer.
1,1A,1B,1C インダクタ部品
10 磁性層
11 第1磁性層
12 第2磁性層
13 内磁路部
14 外磁路部
15 絶縁層
15A 第1絶縁層
15B 第2絶縁層
15a 第1主面
15b 第2主面
21 第1スパイラル配線
22 第2スパイラル配線
21B 第1スパイラル配線
22B 第2スパイラル配線
23B 第3スパイラル配線
24B 第4スパイラル配線
25 ビア導体
26 端部配線
31 第1柱状配線
32 第2柱状配線
41 第1外部端子
42 第2外部端子
50 被覆膜
61 基板
1, 1A, 1B,
Claims (9)
前記絶縁層の第1主面上に形成され、前記第1主面上に巻回されるスパイラル配線と、
前記スパイラル配線の一部に接触する磁性層と
を備え、
前記スパイラル配線は、1層のみであり、
前記スパイラル配線のターン数は、1周未満であり、前記スパイラル配線は、中間部分で直線部を含み、
前記絶縁層は、前記スパイラル配線に沿った形状であり、かつ、前記スパイラル配線の下面に対応した形状であり、
前記磁性層は、前記スパイラル配線との接触部分において、前記スパイラル配線の側面から上面にかけて接触している、インダクタ部品。 an insulating layer that does not contain magnetic material;
a spiral wiring formed on a first main surface of the insulating layer and wound on the first main surface;
a magnetic layer in contact with a part of the spiral wiring,
The spiral wiring has only one layer,
The number of turns of the spiral wiring is less than one turn, and the spiral wiring includes a straight portion in the middle portion,
The insulating layer has a shape that follows the spiral wiring and a shape that corresponds to the lower surface of the spiral wiring ,
The magnetic layer is in contact with the spiral wiring from a side surface to an upper surface at a contact portion with the spiral wiring .
前記スパイラル配線と前記柱状配線が直接に接触し、前記柱状配線と前記外部端子が直接に接触している、請求項1に記載のインダクタ部品。 further comprising: a columnar wiring penetrating the inside of the magnetic layer in a direction normal to the first main surface; and an external terminal formed outside the magnetic layer;
The inductor component according to claim 1, wherein the spiral wiring and the columnar wiring are in direct contact with each other, and the columnar wiring and the external terminal are in direct contact with each other.
前記基板上に磁性体を含有しない絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の第1主面上に巻回されるように、前記第1主面上に、1層のみのスパイラル配線であり、かつ、ターン数が1周未満であって直線部を含むスパイラル配線を形成する工程と、
前記スパイラル配線の一部に接触するように、前記絶縁層上に磁性層を形成する工程と、
前記基板を除去する工程と
を備え、
前記絶縁層は、前記スパイラル配線に沿った形状であり、かつ、前記スパイラル配線の下面に対応した形状であり、
前記磁性層は、前記スパイラル配線との接触部分において、前記スパイラル配線の側面から上面にかけて接触している、インダクタ部品の製造方法。 a step of preparing a substrate;
forming an insulating layer containing no magnetic material on the substrate;
A spiral wiring having only one layer on the first main surface and having a number of turns less than one turn and including a straight portion on the first main surface so as to be wound on the first main surface of the insulating layer. A process of forming wiring,
forming a magnetic layer on the insulating layer so as to contact a part of the spiral wiring;
and a step of removing the substrate,
The insulating layer has a shape that follows the spiral wiring and a shape that corresponds to the lower surface of the spiral wiring ,
The method for manufacturing an inductor component, wherein the magnetic layer is in contact with the spiral wiring from a side surface to an upper surface at a contact portion with the spiral wiring.
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