JP7546397B2 - インダクタ - Google Patents

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Description

本発明は、インダクタに関する。
従来、配線と、配線を被覆する磁性層とを備えるインダクタが知られている（例えば、下記特許文献１参照。）。特許文献１の磁性層は、磁性粒子を含有する。特許文献１のインダクタは、スリットをさらに備える。スリットは、２つの配線の間の磁性層に形成されている。スリットは、レーザーで形成される。
特開２０１９－１８６３６５号公報
しかるに、配線を外部機器と電気的に接続するために、インダクタにビアを形成し、ビアの内部にめっき層を形成する場合がある。ビアは、インダクタの表面から配線に向かって貫通する。
しかし、特許文献１の方法でビアを形成すれば、レーザーの磁性層への照射に起因して、多量の、磁性粒子の溶融固化物が、ビアの内周面に残る。そうすると、多量の溶融固化物に起因して、めっき層をビアの内部に安定して形成できないという不具合がある。
本発明は、溶融固化物が少ないインダクタを提供する。
本発明（１）は、配線と、前記配線を埋設し、磁性粒子を含有する磁性層とを備えるインダクタであって、前記磁性層は、前記配線に対して厚み方向一方側に間隔を隔てて配置される第１主面と、前記第１主面と厚み方向に間隔を隔てられ、前記配線に対して前記第１主面の反対側に配置される第２主面と、前記第１主面から前記配線に向かって貫通するビアとを有し、前記ビアは、厚み方向から見たときに無端形状である内周面を有し、下記の方法によって求められる溶融固化物の百分率が、１０％以下である、インダクタを含む。前記ビアを横断する断面において、前記内周面の厚み方向一方側の端縁を基準として前記第１主面が延びる方向の一方側と他方側とにそれぞれ５０μｍ離れて位置する第１点と第２点と、前記内周面の厚み方向他方側の端縁を基準として前記延びる方向の一方側と他方側とにそれぞれ５０μｍ離れて位置する第３点と第４点とを頂点とする四角形の面積Ｓ０を取得する。前記四角形の内部に位置する前記溶融固化物の面積Ｓ１を取得する。前記四角形の前記面積Ｓ０に対する前記溶融固化物の前記面積Ｓ１の百分率（Ｓ１／Ｓ０×１００）を求める。
このインダクタは、溶融固化物が少ない。そのため、ビアに導電部材を安定して形成できる。
本発明（２）は、１つ前記ビアにおいて、前記内周面にある段差の数が、１以下である、（１）に記載のインダクタを含む。
このインダクタでは、段差の数が、１以下と少ないので、ビアに導電部材をより一層安定して形成できる。
本発明（３）は、前記内周面は、前記第１主面に近づくにつれて、前記ビアの開口断面積が大きくなるテーパ面を有する、（１）または（２）に記載のインダクタを含む。
このインダクタでは、ビアの開口断面積が大きくなるテーパ面を有するので、ビアに導電部材を充填すれば、導電部材の厚み方向一方面の面積を大きくできる。そのため、外部機器との接続信頼性に優れる。
本発明（４）は、前記配線が延びる方向の断面で、前記ビアから露出する前記配線の厚み方向一方面は、平坦形状である、（１）～（３）のいずれか一項に記載のインダクタを含む。
このインダクタでは、第１方向に沿う断面で、ビアから露出する配線の厚み方向一方面は、平坦形状であるので、導電部材を安定して形成できる。
本発明（５）は、前記配線は、導線と、前記導線の周面に配置される絶縁膜とを備え、前記絶縁膜は、前記ビアから露出している、（１）～（４）のいずれか一項に記載のインダクタを含む。
このインダクタでは、絶縁膜は、ビアから露出する一方、導線を被覆するので、導線の劣化および損傷を抑制できる。
本発明（６）は、前記ビアに充填される加工安定層をさらに備える、（１）～（５）のいずれか一項に記載のインダクタを含む。
このインダクタでは、加工安定層が、ビアに充填されるので、ビアに対する加工時の安定性を向上できる。
本発明（７）は、前記内周面は、前記第１主面に近づくにつれて、前記ビアの開口断面積が小さくなる第２テーパ面を有する、（６）に記載のインダクタを含む。
このインダクタでは、ビアに導電部材を設けるときには、アンカー効果に基づき、導電部材がビアから脱落することを抑制できる。
本発明（８）は、前記配線は、導線と、前記導線の周面に配置される絶縁膜とを備え、前記絶縁膜は、前記ビアにおいて、前記内周面の前記他端縁から内側に突出する突出端部を有し、前記突出端部の厚み方向一方面と前記内周面とに配置される加工安定層をさらに備え、前記突出端部と前記加工安定層とは、前記導線の厚み方向一方面を露出している、（１）～（４）のいずれか一項に記載のインダクタを含む。
このインダクタでは、加工安定層は、突出端部の厚み方向一方面と内周面とに配置されているので、それらに対する加工時の安定性を向上できる。一方、突出端部と加工安定層とは、導線の厚み方向一方面を露出しているので、導線を外部機器と確実に接続できる。
本発明（９）は、前記加工安定層は、さらに、第１主面に配置されている、（６）～（８）のいずれか一項に記載のインダクタを含む。
このインダクタでは、加工安定層が第１主面に配置されているので、第１主面の加工安定性を向上できる。
本発明（１０）は、前記磁性粒子が、軟磁性粒子である、（１）～（９）のいずれか一項に記載のインダクタを含む。
磁性粒子が軟磁性粒子であれば、インダクタは、インダクタンスに優れる。
本発明（１１）は、前記ビアは、厚み方向に直交する面方向における最長長さＤ１と最短長さＤ２とを有し、前記最短長さＤ２に対する前記最長長さＤ１の比（Ｄ１／Ｄ２）が、１０以下である、（１）～（１０）のいずれか一項に記載のインダクタを含む。
このインダクタでは、最短長さＤ２に対する最長長さＤ１の比（Ｄ１／Ｄ２）が１０以下と小さいため、ビアに導電部材を安定して形成できる。
本発明のインダクタは、溶融固化物が少ない。そのため、ビアに導電部材を安定して形成できる。
図１は、本発明のインダクタの第１実施形態の平面図である。 図２は、図１に示すインダクタの第２方向に沿う断面図である。 図３は、図２に対応する実施例１のインダクタの第２方向に沿うＳＥＭ写真の画像処理図である。 図４は、図１に示すインダクタの第１方向に沿う断面図である。 図５は、比較例１のインダクタの第１方向に沿うＳＥＭ写真の画像処理図である。 図６Ａ～図６Ｅは、図２に示すインダクタの製造工程図および使用図である。図６Ａが、磁性積層体を準備する工程である。図６Ｂが、レジストを形成する工程である。図６Ｃが、ビアを形成する工程である。図６Ｄが、レジストを除去する工程である。図６Ｅが、導電部材をビアに形成する使用図である。 図７は、図２に示すインダクタの変形例である。 図８は、図１に示すインダクタの変形例である。 図９は、図２に示すインダクタの変形例である。 図１０は、図２に示すインダクタの変形例である。 図１１Ａ～図１１Ｂは、第１実施形態の変形例である。図１１Ａは、第２テーパ面を有するビアを備えるインダクタを示す。図１１Ｂは、さらに、加工安定層と第２加工安定層とを備えるインダクタを示す。 図１２は、本発明のインダクタの第１実施形態の断面図である。 図１３は、本発明のインダクタの第２実施形態の断面図である。 図１４は、本発明のインダクタの第３実施形態の断面図である。
本発明のインダクタの第１実施形態を、図１～図４を参照して説明する。
インダクタ１は、所定厚みを有し、略平板形状を有する。インダクタ１は、厚み方向に直交する第１方向に長い。インダクタ１は、平面視矩形状を有する。図２～図４に示すように、インダクタ１は、一方面１１と、他方面１２とを備える。一方面１１は、他方面１２に対して、厚み方向一方側に間隔を隔てて対向配置される。インダクタ１は、配線２と、磁性層３とを備える。
図１に示すように、配線２は、第１方向に沿って延びる。配線２の形状、寸法、構成、材料、処方（充填率、含有割合など）などは、例えば、特開２０１９－２２０６１８号公報などに記載される。図２～図３に示すように、配線２は、厚み方向および第２方向に沿う断面において、略円形状を有する。第２方向は、厚み方向および第１方向に直交する。配線２は、上記した断面において、外周面１４を含む。配線２は、好ましくは、導体からなる導線４と、導線４の周面を被覆する絶縁膜５とを含む。
磁性層３は、平面視において、インダクタ１と同一の外形形状を有する。磁性層３は、第１方向に延びるシート形状を有する。また、磁性層３は、断面視において、配線２を埋設する。磁性層３の材料は、バインダと、磁性粒子とを含む磁性組成物である。磁性粒子は、インダクタ１のインダクタンスを高める観点から、好ましくは、軟磁性粒子である。磁性組成物および磁性層３の形成方法は、例えば、特開２０１９－１６５２２１号公報、２０１９－１６５２２２号公報などに詳説される。磁性層３は、第１主面の一例としての第１主面６と、第２主面の一例としての第２主面７と、外側面８とを有する。
図２～図４に示すように、第１主面６は、磁性層３における厚み方向一方面を形成する。第１主面６は、インダクタ１の一方面１１でもある。第１主面６は、配線２に対して厚み方向一方側に間隔を隔てて配置される。図２～図３に示すように、第１主面６は、配線２に対応する湾曲面を含む。
第２主面７は、磁性層３における厚み方向他方面を形成する。第２主面７は、インダクタ１の他方面１２でもある。第２主面７は、第１主面６の厚み方向他方側に間隔が隔てられる。第２主面７は、配線２に対して第１主面６の反対側に配置される。第２主面７は、配線２に対応する湾曲面を含む。
図１～図２に示すように、外側面８は、磁性層３において、第２方向に間隔を隔てて対向する２つの側面である。外側面８は、第１主面６の第２方向両端縁のそれぞれと、第２主面７の両端縁のそれぞれとを連結する。
そして、図１～図３に示すように、磁性層３は、ビア１０を有する。ビア１０は、磁性層３において、配線２の第１方向両端部に対応して、設けられる。２つのビア１０のそれぞれは、平面視略円形状を有する。ビア１０は、インダクタ１の一方面１１から配線２に向かって貫通する。ビア１０は、絶縁膜５の厚み方向一方面３４を露出する。厚み方向一方面３４は、配線２の外周面１４のうち、中心より厚み方向一方側に位置する部分である。ビア１０は、内周面９と、底面１７とを有する。
内周面９は、磁性層３において、ビア１０の内部に臨む。内周面９は、図１に示すように、平面視（厚み方向から見たときと同義、以下同様。）において、無端形状である。具体的には、内周面９は、平面視略円環形状を有する。図２～図３に示すように、内周面９は、一方面１１に近づくにつれて、ビア１０の開口断面積が大きくなるテーパ面２７を有する。具体的には、内周面９は、テーパ面２７からなる。内周面９は、段差１３を有する。段差１３の数は、１つのビア１０につき、例えば、１である。
底面１７は、ビア１０に臨む。底面１７は、配線２の外周面１４の一部である。また、底面１７は、配線２の厚み方向一方面３４でもある。底面１７は、内周面９の厚み方向他方側の端縁（後述する第２端縁Ｅ２）に連続する。図１に示すように、底面１７は、平面視略円形状を有する。また、底面１７は、図２～図３に示すように、第２方向に沿う断面で、略円弧形状を有する。また、底面１７は、図４に示すように、第１方向に沿う断面で、平坦形状である。底面１７の最大高さ粗さＲｚは、例えば、１０μｍ以下、好ましくは、１μｍ以下、より好ましくは、０．１μｍ以下であり、また、例えば、０．０００００１μｍ以上である。一方、被覆部１８の最大高さ粗さＲｚは、例えば、１０μｍ以下、好ましくは、１μｍ以下、より好ましくは、０．１μｍ以下であり、また、例えば、０．０００００１μｍ以上である。最大高さ粗さRzは、例えば、レーザー顕微鏡などで測定される。被覆部１８は、厚み方向一方面３４のうち、磁性層３に被覆される部分である。被覆部１８の最大高さ粗さＲｚに対する、底面１７の十点表面粗さＲｚの比は、例えば、２未満、好ましくは、１．５以下、より好ましくは、１．１以下であり、また、例えば、１以上である。比が上記した上限を下回れば、ビア１０の底面１７が被覆部１８に対して過度に粗くなることが抑制される。そのため、導電部材１９をビア１０により一層確実に形成できる。
磁性層３は、単層または複層であってもよい。磁性層３が複層である場合には、例えば、配線２を埋設する第１層１５と、２つの第２層１６とを備える。２つの第２層１６のそれぞれは、第１層１５の厚み方向一方面および他方面のそれぞれに配置される。第２層１６における磁性粒子の種類および／または割合は、第１層１５のそれらと異なる。
そして、このインダクタ１では、溶融固化物Ｍの百分率は、１０％以下である。
溶融固化物Ｍの百分率は、以下の方法によって求められる。
まず、図２～図４に示すように、ビア１０を横断する断面において、内周面９の厚み方向一方側の第１端縁Ｅ１を基準として第１主面６が延びる方向の一方側と他方側とにそれぞれ５０μｍ離れて位置する第１点Ｐ１と第２点Ｐ２と、内周面９の厚み方向他方側の第２端縁Ｅ２を基準として延びる方向の一方側と他方側とにそれぞれ５０μｍ離れて位置する第３点Ｐ３と第４点Ｐ４とを定める。
ビア１０を横断する断面は、図２および図３に示すように、第２方向に沿う断面であっても、図４に示すように、第１方向に沿う断面であってもよい。
第１端縁Ｅ１は、内周面９と第１主面６とによって形成される角である。第２方向に沿う断面において、第１主面６が延びる方向は、図２および図３に示すように、第１主面６が湾曲面であれば、第１端縁Ｅ１における接線方向である。一方、第１方向に沿う断面において、第１主面６が延びる方向は、図４に示すように、第１主面６が平坦面であれば、第１主面６に沿う方向であり、つまり、第１方向である。
第２端縁Ｅ２は、内周面９と、配線２の外周面１４とによって形成される角である。第２端縁Ｅ２を基準として第３点Ｐ３と第４点Ｐ４とを定めるときの基準となる方向は、第１点Ｐ１と第２点Ｐ２とを定めるときの基準となる方向と同一である。そのため、第１点Ｐ１および第２点Ｐ２を結ぶ第１線分Ｌ１と、第３点Ｐ３および第４点Ｐ４を結ぶ第２線分Ｌ２とは、平行する。これにより、第１点Ｐ１と、第２点Ｐ２と、第３点Ｐ３と、第４点Ｐ４とを頂点となる四角形を形成する。四角形は、２辺（第１線分Ｌ１と第２線分Ｌ２と）が平行する四辺形であって、平行四辺形である。
続いて、四辺形の面積Ｓ０を取得する。
続いて、四角形の内部に位置する溶融固化物Ｍの面積Ｓ１を取得する。溶融固化物Ｍは、後述する製造方法でビア１０を形成するときに、図５に示すように、磁性粒子が溶融して凝集し、固化した固形物である。例えば、溶融固化物Ｍは、以下の通り定義することもできる。断面SEM画像観察によって、溶融していない磁性粒子10個について、外周を求め、平均値を算出する。また、断面SEM画像観察によって、溶融していない磁性粒子10個について、面積を求め、平均値を算出する。上記した磁性粒子の外周の平均値および面積の平均値よりそれぞれ大きい外周および面積を有する物が、溶融固化物である。
その後、四角形の面積Ｓ０に対する溶融固化物の面積Ｓ１の百分率（Ｓ１／Ｓ０×１００）を求める。
図５に示すように、溶融固化物Ｍの百分率が１０％超過であれば、溶融固化物Ｍによって、後述する導電部材１９をビア１０の内部に安定して形成できない。
溶融固化物Ｍの百分率の上限は、好ましくは、７．５％、より好ましくは、５％、さらに好ましくは、２．５％、とりわけ好ましくは、１％、さらには、０．１％、さらには、０．０１％が好適であり、最も好ましくは、溶融固化物Ｍの百分率が、０％である。
インダクタ１の製造方法を、図６Ａ～図６Ｄを参照して説明する。
インダクタ１の製造方法は、第１工程と、第２工程とを備える。
図６Ａに示すように、第１工程では、磁性積層体２０を作製する。磁性積層体２０は、まだビア１０が形成されていないインダクタ１である。磁性積層体２０は、配線２と、磁性層３とを備える。磁性積層体２０の作製方法は、例えば、特開２０１９－１６５２２１号公報、２０１９－１６５２２２号公報などに詳説される。
図６Ｂ～図６Ｃに示すように、第２工程では、ビア１０を磁性層３に形成する。ビア１０の形成方法としては、例えば、ブラスト法が挙げられる。ブラスト法は、第３工程と、第４工程と、第５工程とを備える。
図６Ｂに示すように、第３工程では、レジスト２１を第１主面６に配置する。レジスト２１は、ビア１０に対応する開口部２２を有する。開口部２２は、レジスト２１を厚み方向に貫通する。レジスト２１は、次に説明する砥粒子との衝突によって損傷しにくい材料からなる。レジスト２１の材料は、特に限定されない。レジスト２１は、市販品を用いることができ、例えば、市販の「サンドブラスト用ドライフィルムレジスト」を用いることもできる。
図６Ｃに示すように、第４工程では、砥粒子を開口部２２から露出する第１主面６に向けて噴射する。砥粒子の噴射では、砥粒子噴射装置（図示せず）が用いられる。
砥粒子噴射装置は、図示しないが、例えば、導入部と、拡張部と、整流部と、集合部と、噴射ノズルとを、砥粒子の流れ方向に向かって順に備える。導入部は、砥粒子タンクおよびガスタンクに接続されている。拡張部は、砥粒子を内部で拡散させる。整流部は、砥粒子の流れを整える。集合部は、砥粒子をまとめながら、流動圧を上昇させる。噴射ノズルは、複数のノズルを備える。複数のノズルのそれぞれは、略円形状の孔である。噴射ノズルは、砥粒子を均等な状態で、複数のノズルから砥粒子を噴射する。砥粒子噴射装置の構成および使用条件等は、例えば、特開２０１５－１９９１３１号公報に記載される。砥粒子噴射装置は、市販品を用いることができる。
具体的には、砥粒子の材料としては、例えば、アルミナ、ガラスビーズ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、ステンレスなどが挙げられる。ノズル径は、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、０．５μｍ以上であり、また、例えば、１００００μｍ以下、好ましくは、５０００μｍ以下である。砥粒子のメジアン径は、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、０．５μｍ以上であり、また、例えば、１０００μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以下である。砥粒子の噴射圧力は、例えば、０．０１ＭＰａ以上、好ましくは、０．０５ＭＰａ以上であり、また、例えば、１０ＭＰａ以下、好ましくは、５ＭＰａ以下である。
第４工程では、開口部２２から露出する第１主面６が研削され、そして、ビア１０が磁性層３に形成される。
図６Ｄに示すように、第５工程では、レジスト２１を除去する。具体的には、レジスト２１を第１主面６から剥離する。
これによって、図２～図４に示すように、配線２と、磁性層３と、ビア１０とを備えるインダクタ１が得られる。
その後、図６Ｅに示すように、導電部材１９を、例えば、めっき、具体的には、電解めっきなどによって、ビア１０内に形成する。なお、導電部材１９を形成する前に、ビア１０における絶縁膜５を公知方法によって剥離する。絶縁膜５は、種々の方法で剥離でき、例えば、レーザー加工またはブラスト法で剥離できる。さらに、電解めっきの前に、シード層（図示せず）を形成する。また、導電部材１９は、ビア１０の底面１７から析出する。また、導電部材１９は、内周面９に沿って厚み方向に一方側に析出する。さらに、導電部材１９は、ビア１０の周囲の一方面１１にも形成される。導電部材１９の材料としては、例えば、銅などの導体が挙げられる。
［第１実施形態の作用効果］
このインダクタ１では、溶融固化物の百分率が、１０％以下と低いので、溶融固化物が少ない。そのため、図６Ｅに示すように、導電部材１９を安定して形成できる。
また、このインダクタ１では、内周面９は、第１主面６に近づくにつれて、ビア１０の開口断面積が大きくなるテーパ面２７を有するので、ビア１０に導電部材１９を充填すれば、導電部材１９の厚み方向一方面の面積を大きくできる。そのため、外部機器との接続信頼性に優れる。
図４に示すように、第１方向に沿う断面で、ビア１０から露出する配線２の厚み方向一方面３４は、平坦形状であるので、導電部材１９を安定して形成できる。
図２～図４に示し、導電部材１９を形成していないインダクタ１では、加工安定層２４は、突出端部３５の厚み方向一方面と内周面９とに配置されているので、それらに対する加工時の安定性を向上できる。一方、突出端部３５は、導線４を被覆するので、導線４の劣化および損傷を抑制できる。
また、磁性粒子が軟磁性粒子であれば、インダクタ１は、インダクタンスに優れる。
［第１実施形態の変形例］
内周面９における段差１３の数は、０または複数であってもよい。段差１３の数は、好ましくは、１以下であり、より好ましくは、０である。段差１３の数が１以下であれば、導電部材１９をより確実に安定して形成できる。図７には、段差１３がない内周面９を描画する。
ビア１０の形状は、平面視略円形状に限定されない。図８に示すように、例えば、ビア１０は、平面視略矩形状を有する。この変形例では、ビア１０は、平面視において、第１方向に長い。ビア１０は、平面視において、最長長さＤ１と、最短長さＤ２とを有する。この変形例では、最長長さＤ１は、ビア１０の矩形状において、対向する２つの頂点間の距離である。最短長さＤ２は、ビア１０の第２方向長さである。最短長さＤ２に対する最長長さＤ１の比（Ｄ１／Ｄ２）の上限は、例えば、１０、好ましくは、５、より好ましくは、３、さらに好ましくは、２である。比の下限は、例えば、１．１、好ましくは、１．２である。なお、図１に示すビア１０の円形状では、最長長さＤ１と最短長さＤ２とが、同一である。比（Ｄ１／Ｄ２）が１０以下と小さければ、ビア１０に導電部材１９を安定して形成できる。
配線２の数は、複数でもよい。図９に示すように、配線２は、第２方向に間隔を隔てて対向配置される。複数（例えば、２つ）の配線２は、平面視で、平行する。ビア１０は、配線２の数に対応して設けられる。
配線２の形状は、限定されない。図１０に示すように、配線２の形状は、断面略矩形状であってもよい。
配線２の厚み方向他方面は、絶縁層２３に接触する。絶縁層２３は、第２方向に延びる。絶縁層２３の材料としては、例えば、ポリイミドなどの、絶縁性の樹脂が挙げられる。
第１実施形態では、インダクタ１の製造方法では、ブラスト法を用いたが、これに限定されない。好ましくは、ブラスト法が用いられる。ブラスト法であれば、溶融固化物Ｍの生成を可及的に低減できる。
別の変形例では、図１１Ａに示すように、内周面９は、テーパ面２７と、第２テーパ面２８とを有する。
テーパ面２７は、一方面１１に近づくにつれて、ビア１０の開口断面積が大きくなる。テーパ面２７は、第２端縁Ｅ２から厚み方向一方側に向かう。
一方、第２テーパ面２８は、一方面１１に近づくにつれて、ビア１０の開口断面積が小さくなる。第２テーパ面２８は、第１端縁Ｅ１からテーパ面２７の厚み方向一端縁に至る。この内周面９では、テーパ面２７と、第２テーパ面２８とが、厚み方一方側に向かって順に配置される。
第２方向において、２つの第２テーパ面２８における厚み方向一端縁間の距離は、２つの第１端縁Ｅ１間の距離である。第２方向において、２つの第１端縁Ｅ１間の距離に対する、２つの第２テーパ面２８における厚み方向他端縁Ｅ３間の距離の比は、例えば、１．１以上、好ましくは、１．２以上、より好ましくは、１．５以下であり、また、例えば、３以下である。
第２方向において、２つの第２テーパ面２８における厚み方向他端縁間の距離は、２つのＥ２間の距離である。第２方向において、２つの第２端縁Ｅ２間の距離に対する、２つの第２テーパ面２８における厚み方向他端縁Ｅ３間の距離の比は、例えば、１．１以上、好ましくは、１．２以上、より好ましくは、１．５以下であり、また、例えば、３以下である。
このビア１０を作製するには、例えば、図６Ｂに示すレジスト２１の開口部２２を狭くする。具体的には、開口部２２の直径が、例えば、３００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下である。
すると、第４工程において、砥粒子は、狭い開口部２２を通過して、磁性層３の第１主面６に衝突して、磁性層３を研削するが、砥粒子は、磁性層３において開口部２２の周縁の厚み方向他方側において滞留し易い。この砥粒子は、噴射方向上流側に逆流する。このとき、砥粒子は、略円弧形状の軌道で、内周面９を形成する。そのため、砥粒子は、第２テーパ面２８とテーパ面２７とを有する内周面９を形成する。
図１１Ｂに示すように、導電部材１９をビア１０に設ければ、導電部材１９は、テーパ面２７と第２テーパ面２８とに接触する。
図１１Ｂに示すように、このインダクタ１では、導電部材１９をビア１０に設けるときには、アンカー効果に基づき、導電部材１９がビア１０から脱落することを抑制できる。
図１２に示すように、内周面９は、テーパ面２７を備えず、第２テーパ面２８のみを備えることもできる。
図示しないが、ビア１０を、一方面１１と他方面１２との両方に設けることもできる。
図示しないが、ビア１０を、磁性層３において、配線２の第１方向一端部のみに設けることもできる。
［第２実施形態］
第２実施形態において、上記した第１実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第２実施形態は、特記する以外、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、第１実施形態および第２実施形態を適宜組み合わせることができる。
図１３に示すように、このインダクタ１は、さらに、加工安定層２４と第２加工安定層２５とを備える。
加工安定層２４は、ビア１０に充填されている。また、加工安定層２４は、第１主面６にも配置されている。加工安定層２４は、磁性層３の第１主面６に対する表面加工性と、ビア１０の内周面９およびビア１０に対する表面加工性とを向上させる。さらに、加工安定層２４は、後述する貫通孔３０に導電部材１９を配置したとき（図１４および第３実施形態参照）に、導電部材１９と磁性層３との絶縁性を確保できる絶縁層でもある。
加工安定層２４は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物を含む。つまり、加工安定層２４の材料は、熱硬化性樹脂組成物を含む。熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を必須成分として含む。
熱硬化性樹脂は、主剤、硬化剤および硬化促進剤を含む。
主剤としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられ、好ましくは、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などの２官能エポキシ樹脂、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂などの３官能以上の多官能エポキシ樹脂などが挙げられる。これらエポキシ樹脂は、単独で使用または２種以上を併用することができる。好ましくは、２官能エポキシ樹脂が挙げられ、より好ましくは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が挙げられる。
エポキシ樹脂のエポキシ当量の下限は、例えば、１０ｇ／ｅｑ．であり、また、上限は、例えば、１，０００ｇ／ｅｑ．である。
硬化剤としては、主剤がエポキシ樹脂であれば、フェノール樹脂、イソシアネート樹脂などが挙げられる。フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、フェノールビフェニレン樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、レゾール樹脂などの多官能フェノール樹脂が挙げられる。これらは、単独で使用または２種以上を併用することができる。フェノール樹脂として、好ましくは、フェノールノボラック樹脂、フェノールビフェニレン樹脂が挙げられる。主剤がエポキシ樹脂であり、硬化剤がフェノール樹脂であれば、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量に対して、フェノール樹脂中の水酸基の合計の下限が、例えば、０．７当量、好ましくは、０．９当量、また、上限が、例えば、１．５当量、好ましくは、１．２当量である。具体的には、硬化剤の質量部数の下限は、主剤１００質量部に対して、例えば、１質量部であり、また、例えば、５０質量部である。
硬化促進剤としては、主剤の硬化を促進する触媒（熱硬化触媒）（好ましくは、エポキシ樹脂硬化促進剤）であって、例えば、有機リン系化合物、例えば、２－フェニル－４－メチル－５－ヒドロキシメチルイミダゾール（２Ｐ４ＭＨＺ）などのイミダゾール化合物などが挙げられる。硬化促進剤の質量部数の下限は、主剤１００質量部に対して、例えば、０．０５質量部であり、また、上限が、例えば、５質量部である。
さらに、熱硬化性樹脂組成物は、例えば、粒子を任意成分として含むことができる。粒子は、熱硬化性樹脂に分散されている。粒子は、例えば、第１粒子、および、第２粒子からなる群から選択される少なくとも１種類である。
第１粒子は、例えば、略球形状を有する。第１粒子のメジアン径の下限は、例えば、１μｍ、好ましくは、５μｍであり、また、第１粒子のメジアン径の上限は、例えば、２５０μｍ、好ましくは、２００μｍである。第１粒子のメジアン径は、レーザー回折式粒度分布測定装置で求められる。また、第１粒子のメジアン径は、例えば、断面観察による二値化処理によって、求めることもできる。
第１粒子の材料は、特に限定されない。第１粒子の材料としては、例えば、金属類、無機化合物、有機化合物などが挙げられ、熱膨張係数を上げるために、好ましくは、金属類、無機化合物が挙げられる。
金属類は、加工安定層２４をインダンクタンス向上層として機能させる場合に熱硬化性樹脂組成物に含まれる。金属類としては、磁性層３で例示した磁性体が挙げられ、好ましくは、第１金属元素として鉄を含む有機鉄化合物、より好ましくは、カルボニル鉄が挙げられる。
無機化合物は、加工安定層２４を熱膨張係数抑制層として機能させる場合に熱硬化性樹脂組成物に含まれる。無機化合物としては、例えば、無機フィラーが挙げられ、具体的には、シリカ、アルミナなどが挙げられ、好ましくは、シリカが挙げられる。
具体的には、第１粒子として、好ましくは、球形状シリカが挙げられ、また、好ましくは、球形状カルボニル鉄が挙げられる。
第２粒子は、例えば、略扁平形状を有する。略扁平形状は、略板形状を含む。
第２粒子の扁平率（扁平度）の下限は、例えば、８、好ましくは、１５であり、また、上限は、例えば、５００、好ましくは、４５０である。第２粒子の扁平率は、上記した磁性層３における磁性粒子の扁平率と同じ算出方法で求められる。
第２粒子のメジアン径の下限は、例えば、１μｍ、好ましくは、５μｍであり、また、第２粒子のメジアン径の上限は、例えば、２５０μｍ、好ましくは、２００μｍである。第２粒子のメジアン径は、第１粒子のそれと同様の方法で求められる。
第２粒子の平均厚みの下限は、例えば、０．１μｍ、好ましくは、０．２μｍであり、また、上限は、例えば、３．０μｍ、好ましくは、２．５μｍである。
第２粒子の材料は、例えば、無機化合物である。無機化合物としては、例えば、窒化ホウ素などの熱伝導性化合物などが挙げられる。従って、好ましくは、無機化合物は、加工安定層２４を熱伝導性向上層として機能させる場合に熱硬化性樹脂組成物に含まれる。
具体的には、第２粒子として、好ましくは、扁平形状の窒化ホウ素が挙げられる。
第１粒子および第２粒子は、熱硬化性樹脂組成物に、単独種類が含まれ、または、両方が含まれる。
熱硬化性樹脂１００質量部に対する粒子（第１粒子および／または第２粒子）の質量部数の下限は、例えば、１０質量部、好ましくは、５０質量部であり、また、上限は、例えば、２，０００質量部、好ましくは、１，５００質量部である。また、硬化物における粒子の含有割合の下限は、例えば、１０質量％、また、上限は、例えば、９０質量％である。第１粒子および第２粒子の両方が熱硬化性樹脂組成物に含まれる場合には、第１粒子１００質量部に対する第２粒子の質量部数の下限は、例えば、３０質量部、また、上限は、例えば、３００質量部である。
なお、粒子は、熱硬化性樹脂組成物における任意成分であることから、熱硬化性樹脂組成物が、粒子を含有しなくてもよい。
一方、加工安定層２４の材料は、熱可塑性樹脂をさらに含有してもよい。熱硬化性樹脂１００質量部に対する熱可塑性樹脂の質量部数の下限は、例えば、１質量部、上限が、例えば、１００質量部である。
加工安定層２４の厚みの下限は、例えば、１μｍ、好ましくは、１０μｍであり、また、上限は、例えば、１，０００μｍ、好ましくは、１００μｍである。インダクタ１の厚みに対する加工安定層２４の厚みの比の下限は、例えば、０．００１、好ましくは、０．００５、より好ましくは、０．０１であり、また、上限は、例えば、０．５、好ましくは、０．３、より好ましくは、０．１である。なお、加工安定層２４の厚みは、第１主面６と、加工安定層２４の厚み方向一方面との間の最短長さである。
第２加工安定層２５は、インダクタ１の他方面１２に配置されている。第２加工安定層２５は、インダクタ１の他方面１２に対する表面加工性を向上させる。第２加工安定層２５は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物を含んでおり、第２加工安定層２５の材料は、加工安定層２４で挙げられた熱硬化性樹脂組成物を含む。第２加工安定層２５の厚みの下限は、例えば、１μｍ、好ましくは、１０μｍであり、また、上限は、例えば、１，０００μｍ、好ましくは、１００μｍである。インダクタ１の厚みに対する第２加工安定層２５の厚みの比の下限は、例えば、０．００１、好ましくは、０．００５、より好ましくは、０．０１であり、また、上限は、例えば、０．５、好ましくは、０．３、より好ましくは、０．１である。なお、第２加工安定層２５の厚みは、第２主面７と、第２加工安定層２５の厚み方向他方面との間の最短長さである。
第２実施形態のインダクタ１を得るには、図１３の仮想線で示すように、２つの加工安定シート２６を準備する。２つの加工安定シート２６のそれぞれは、加工安定層２４および第２加工安定層２５の材料からシート形状に形成されている。加工安定シート２６は、好ましくは、Ｂステージの熱硬化性樹脂組成物を含む。なお、上記した材料を、上記した熱硬化性樹脂組成物に、溶媒をさらに配合して、ワニスとして調製することもできる。さらに、材料には、熱可塑性樹脂をさらに配合することもできる。この方法では、ワニスを図示しない剥離シートの表面に塗布および乾燥させて、加工安定シート２６を形成する。
続いて、２つの加工安定シート２６およびインダクタ１を、厚み方向両側からプレスする。その後、それらを加熱して、２つの加工安定シート２６をＣステージ化する。これによって、磁性層３の第１主面６とビア１０の内周面９と絶縁膜５の厚み方向一方面３４とに配置される加工安定層２４と、磁性層３の第２主面７に配置される第２加工安定層２５とが、インダクタ１に備えられる。
［第２実施形態の作用効果］
第２実施形態のインダクタ１では、加工安定層２４が、ビア１０に充填されるので、ビア１０に対する次の加工（後述の第３実施形態）時の安定性を向上できる。
［第３実施形態］
第３実施形態において、上記した第１～第２実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第３実施形態は、特記する以外、第１～第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、第１実施形態～第３実施形態を適宜組み合わせることができる。
図１４に示すように、導線４の厚み方向一方面３４は、厚み方向一方側に露出する。例えば、導線４の厚み方向一方面３４は、加工安定層２４と、絶縁膜５の一部とから露出する。
加工安定層２４は、第１被覆部３１と、第２被覆部３２とを備える。第１被覆部３１は、第１主面６に追従してそれを被覆する。第１被覆部３１は、第１主面６の厚み方向一方面に位置する。第２被覆部３２は、ビア１０の内周面９に追従してそれを被覆する。第２被覆部３２は、第２方向（または第１方向）に投影したときに、内周面９と重複する。また、第２被覆部３２は、厚み方向に沿う。第２被覆部３２の厚み方向他端面は、絶縁膜５の突出端部３５に、厚み方向一方側から接触する。第２被覆部３２の厚み方向他端面は、第２被覆部３２において第１被覆部３１に対する反対側に位置する面である。突出端部３５は、絶縁膜５の一部である。突出端部３５は、平面視略円環形状を有する。なお、突出端部３５の円環形状は、図１４において描画されていない。突出端部３５は、その内側において、導線４の厚み方向一方面３４の一部を露出する。突出端部３５の内側面と、第２被覆部３２の内側面とは、面一である。
これによって、絶縁膜５の突出端部３５と、加工安定層２４の第２被覆部３２とは、導線４の厚み方向一方面３４を厚み方向一方側に向かって露出する。
ビア１０は、加工安定層２４の第２被覆部３２と、絶縁膜５の突出端部３５と、導線４の厚み方向一方面３４とによって区画される。
ビア１０を形成するには、第２実施形態の加工安定層２４を、例えば、穿孔加工する。穿孔加工としては、例えば、レーザー加工などが挙げられる。
［第３実施形態の作用効果］
このインダクタ１では、導線４の厚み方向一方面３４が、第２被覆部３２と突出端部３５とから露出しているので、導電部材１９を一方面３４に設ければ、導線４を外部機器と電気的に接続できる。
一方、加工安定層２４が絶縁層であれば、加工安定層２４が、導電部材１９と磁性層３との間に介在できるので、それらの絶縁性を向上できる。
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限（「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限（「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。
実施例１
［第１実施形態に対応する実施例］
図６Ａに示すように、まず、磁性積層体２０を作製した。具体的には、半径１１５μｍの複数の配線２を、厚み１００μｍの第１磁性シートと、厚み１２５μｍの第２磁性シートとからなる磁性層３で被覆した。なお、第１磁性シートは、球状磁性粉６１．５体積％、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（主剤）９．６体積％、フェノール樹脂（硬化剤）９．６体積％、ポリエーテルリン酸エステル(分散剤)０．５体積％、イミダゾール化合物（硬化促進剤）０．３体積％、および、熱可塑性樹脂（カルボキシル基含有アクリル酸エステルコポリマー）１８．５体積％を含む。また、第２磁性シートは、扁平形状のＦｅ－Ｓｉ合金からなる磁性粒子を５５体積％、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（主剤）１１．０体積％、フェノール樹脂（硬化剤）１１．０体積％、ポリエーテルリン酸エステル(分散剤)０．４体積％、イミダゾール化合物（硬化促進剤）０．４体積％、および、熱可塑性樹脂（カルボキシル基含有アクリル酸エステルコポリマー）２１．２体積％を含む。
図６Ｂに示すように、レジスト２１を、絶縁膜５の第１主面６に形成した。レジスト２１に、フォトリソ工程を経て、開口部２２を形成する。開口部２２は、平面視円形状であった。開口部２２の直径は、２５０μｍであった。
図６Ｃに示すように、ブラスト法で、ビア１０を形成した。ビア１０の内周面９は、テーパ面２７を有する。
ブラスト法の条件を以下に記載する。
ノズル径：２ｍｍ
砥粒子の材料：アルミナ
砥粒子のメジアン径：１４μｍ
噴射速度：０．４ＭＰａ
続いて、図６Ｄに示すように、レジスト２１を第１主面６から剥離した。
これによって、インダクタ１を製造した。
実施例２
［第２実施形態に対応する実施例］
図１３に示すように、実施例１のインダクタ１に、加工安定層２４と第２加工安定層２５とを備えた。
具体的には、まず、図１３の仮想線で示すように、２つの加工安定シート２６を準備した。加工安定シート２６は、球形状のシリカ粒子（第１粒子）９３５質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（熱硬化性樹脂の主剤）１００質量部、フェノール樹脂（硬化剤）１０６質量部、イミダゾール化合物（硬化促進剤）４質量部、および、および、シクロへキノン（溶媒）１０質量部を含むワニスの塗布および乾燥によって形成される。加工安定シート２６におけるシリカ粒子の含有割合は、５５体積％である。加工安定シート２６の厚みは、４０μｍである。加工安定シート２６は、Ｂステージである。
２つの加工安定シート２６およびインダクタ１を厚み方向両側からプレスした。その後、加工安定シート２６をＣステージ化した。
実施例３
［第３実施形態に対応する実施例］
図１４に示すように、実施例２の加工安定層２４にビア１０を形成した。
具体的には、レーザー装置を用いて、加工安定層２４にビア１０を形成した。
その後、図６Ｅに示すように、ビア１０に無電解銅めっきによりシード層（図示せず）を形成した後、導電部材１９を電解銅めっきにより形成した。導電部材１９は、円滑に形成できた。
実施例４
開口部２２の直径を１００μｍに変更した以外は、実施例１と同様に処理した。図１１Ａに示すように、内周面９は、テーパ面２７と、第２テーパ面２８とを有していた。
なお、第２方向において、２つの第１端縁Ｅ１間の距離が１０５μｍ、２つの第２端縁Ｅ２間の距離が８５μｍ、２つの第２テーパ面２８における厚み方向他端縁Ｅ３間の距離が１２２μｍであった。
比較例１
ブラスト法に代え、レーザー加工に変更した以外は、実施例１と同様に処理した。導線４は、レーザー加工によって、露出した。さらに、導電部材１９を電解銅めっきにより形成しようと試みた。しかし、導電部材１９の形成に不良が生じた。
評価
ＳＥＭ観察、溶融固化物Ｍの割合および導電部材の形成
各実施例～比較例の断面ＳＥＭ観察を実施した。実施例１の第２方向に沿うＳＥＭの画像処理図を図３に示す。比較例１の第１方向に沿うＳＥＭの画像処理図を図５に示す。
併せて、溶融固化物Ｍの百分率を求めた。その結果を表１に示す。
また、断面SEM画像から、ビア１０の底面１７と内周面１７における導電部材１９を観察し、以下の基準で、導電部材１９の形成を評価した。
［良好］ 導電部材１９が溶融固化物Ｍを介して形成されていなかった。
［不良］ 導電部材１９が溶融固化物Ｍを介して形成されていた。
Figure 0007546397000001
１ インダクタ
２ 配線
３ 磁性層
４ 導線
４ 配線
５ 絶縁膜
６ 第１主面
７ 第２主面
９ 内周面
１０ ビア
１１ 一方面
１３ 段差
２４ 加工安定層
２７ テーパ面
２８ 第２テーパ面
３４ 方向一方面
３４ 一方面
３５ 突出端部
Ｍ 溶融固化物
Ｐ１ 第１点
Ｐ２ 第２点
Ｐ３ 第３点
Ｐ４ 第４点
Ｅ１ 第１端縁
Ｅ２ 第２端縁

Claims (10)

  1. 配線と、
    前記配線を埋設し、磁性粒子を含有する磁性層とを備えるインダクタであって、
    前記磁性層は、
    前記配線に対して厚み方向一方側に間隔を隔てて配置される第１主面と、
    前記第１主面と厚み方向に間隔を隔てられ、前記配線に対して前記第１主面の反対側に配置される第２主面と、
    前記第１主面から前記配線に向かって貫通するビアとを有し、
    前記ビアは、厚み方向から見たときに無端形状である内周面を有し、
    １つの前記ビアにおいて、前記内周面は、段差を有し、
    下記の方法によって求められる溶融固化物の百分率が、１０％以下であることを特徴とする、インダクタ。
    前記ビアを横断する断面において、前記内周面の厚み方向一方側の端縁を基準として前記第１主面が延びる方向の一方側と他方側とにそれぞれ５０μｍ離れて位置する第１点と第２点と、前記内周面の厚み方向他方側の端縁を基準として前記延びる方向の一方側と他方側とにそれぞれ５０μｍ離れて位置する第３点と第４点とを頂点とする四角形の面積Ｓ０を取得する。前記四角形の内部に位置する前記溶融固化物の面積Ｓ１を取得する。前記四角形の前記面積Ｓ０に対する前記溶融固化物の前記面積Ｓ１の百分率（Ｓ１／Ｓ０×１００）を求める。
  2. １つ前記ビアにおいて、前記内周面にある段差の数が、１であることを特徴とする、請求項１に記載のインダクタ。
  3. 前記内周面は、前記第１主面に近づくにつれて、前記ビアの開口断面積が大きくなるテーパ面を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のインダクタ。
  4. 前記配線が延びる方向の断面で、前記ビアから露出する前記配線の厚み方向一方面は、平坦形状であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のインダクタ。
  5. 前記配線は、導線と、前記導線の周面に配置される絶縁膜とを備え、
    前記絶縁膜は、前記ビアから露出していることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のインダクタ。
  6. 前記ビアに充填される加工安定層をさらに備えることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載のインダクタ。
  7. 前記配線は、導線と、前記導線の周面に配置される絶縁膜とを備え、
    前記絶縁膜は、前記ビアにおいて、前記内周面の他端縁から内側に突出する突出端部を有し、
    前記突出端部の厚み方向一方面と前記内周面とに配置される加工安定層をさらに備え、
    前記突出端部と前記加工安定層とは、前記導線の厚み方向一方面を露出していることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のインダクタ。
  8. 前記加工安定層は、さらに、第１主面に配置されていることを特徴とする、請求項６または７に記載のインダクタ。
  9. 前記磁性粒子が、軟磁性粒子であることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載のインダクタ。
  10. 前記ビアは、厚み方向に直交する面方向における最長長さＤ１と最短長さＤ２とを有し、
    前記最短長さＤ２に対する前記最長長さＤ１の比（Ｄ１／Ｄ２）が、１０以下であることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載のインダクタ。
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