CN109671551A - 电感部件 - Google Patents
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Abstract
提供能够减少安装面积并且对电感获取效率的影响小的电感部件。该电感部件具备:螺旋布线,其卷绕在平面上;第一磁性层和第二磁性层,它们位于在相对于卷绕有螺旋布线的平面而言的法线方向上从两侧夹着螺旋布线的位置;垂直布线,其从螺旋布线向法线方向延伸,并贯通第一磁性层的内部;以及外部端子,其设置于第一磁性层的表面,并与垂直布线的端面连接,第一磁性层的透磁率比第二磁性层的透磁率低。
Description
技术领域
本发明涉及电感部件。
背景技术
近年来,笔记本电脑、智能手机、数字TV等近年电子设备的小型、轻薄化得到发展。伴随于此,搭载于这些电子设备的电感部件也谋求是能够缩小安装面积的表面安装型并且小型、薄型的部件。
专利文献1记载有电子部件的制造方法,该方法包括:形成埋入有内部线圈部的磁性体主体的阶段、和在磁性体主体的上部以及下部中的至少一个部分形成包含金属磁性板的罩部的阶段。专利文献1所记载的电子部件在绝缘基板的一个面形成有平面线圈状的第一内部线圈部,在与绝缘基板的一个面对置的另一个面形成有平面线圈状的第二内部线圈部。
专利文献1:日本特开2016-122836号公报
专利文献1所记载的电子部件通过在上下部形成包含金属磁性板在内的罩部从而提高电感获取效率,但具有以下结构,即,为了避开罩部而将内部线圈部向芯片的侧表面引出,在该芯片侧表面形成有外部电极,因此在侧表面方向上需要内部线圈部中的在平面上卷绕的螺旋布线以外的区域,安装面积的减少较为困难。另外,为了减少安装面积,从上述螺旋布线在上下表面方向上将布线引出,并贯通罩部的情况下,金属磁性板的体积中以与布线所贯通的区域对应的量成为牺牲品,从而导致电感获取效率的提高效果减少。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而完成的,目的在于提供能够减少安装面积,并且对电感获取效率的影响小的电感部件。
为了解决上述的课题,作为本公开的一方式的电感部件具备:
螺旋布线,其卷绕在平面上;
第一磁性层和第二磁性层,它们位于在相对于卷绕有螺旋布线的平面而言的法线方向上从两侧夹着螺旋布线的位置;
垂直布线,其从螺旋布线向法线方向延伸,并贯通第一磁性层的内部;以及
外部端子,其设置于第一磁性层的表面,并与垂直布线的端面连接,
第一磁性层的透磁率比第二磁性层的透磁率低。
根据本公开,通过具备:从螺旋布线向法线方向延伸的垂直布线;和设置于第一磁性层的表面并与垂直布线的端面连接的外部端子,从而能够减少安装面积。并且,根据本公开,通过垂直布线贯通的第一磁性层的透磁率比第二磁性层的透磁率低,从而能够相对抑制电感部件的有效透磁率的降低,对电感获取效率的影响小。
另外,在电感部件的一实施方式中,第一磁性层和第二磁性层包含金属磁性体填料和结合树脂。
根据上述实施方式,能够使第一磁性层的加工性高且不会导致电感部件的有效透磁率降低地、容易地使垂直布线贯通。
另外,在电感部件的一实施方式中,金属磁性体填料的切面在第一磁性层的外侧主面上暴露。在上述中“暴露”是指在第一磁性层的外部暴露,在第一磁性层的外部暴露但被其他部件覆盖的情况也包含于“暴露”。
金属磁性体填料的切面在第一磁性层的外侧主面上暴露意味着在第一磁性层的外侧主面实施磨削等加工。根据上述实施方式,对第一磁性层进行磨削等,因此能够使电感部件轻薄化。
另外,在电感部件的一实施方式中,第二磁性层的外侧主面被有机树脂覆盖。
根据上述实施方式,能够抑制磁性体从第二磁性层的脱粒,能够抑制电感部件的有效透磁率的降低。此外,有机树脂可以是第二磁性层的结合树脂,也可以是与第二磁性层的结合树脂不同的有机树脂。
另外,在电感部件的一实施方式中,第二磁性层的外侧主面的整个面被结合树脂覆盖,金属磁性体填料的切面未暴露。
根据上述实施方式,能够抑制磁性体从第二磁性层的脱粒,能够抑制电感部件的有效透磁率的降低。而且,不需要第二磁性层的磨削工序,从而能够减少制造成本。
另外,在电感部件的一实施方式中,第一磁性层的金属磁性体填料为大致球形状,在第二磁性层的金属磁性体填料中存在扁平形状的填料。
根据上述实施方式,与第一磁性层相比,能够提高第二磁性层的透磁率。
另外,在上述实施方式中,优选扁平形状的金属磁性体填料配置为:金属磁性体填料的长径方向与卷绕有螺旋布线的平面大致平行。通过这样的结构,能够进一步提高第二磁性层的透磁率。
另外,在上述实施方式中,优选在俯视时,第二磁性层为长方形,该长方形的长边、与扁平形状的金属磁性体填料的长径方向大致平行。在第二磁性层为长方形的情况下,在第二磁性层中,磁通流动的距离在第二磁性层的长边上最长。因此,在俯视时,第二磁性层所含的扁平形状的金属磁性体填料的长径方向与第二磁性层的长边大致平行,由此能够减少磁阻,能够进一步提高电感的获取效率。
另外,在电感部件的一实施方式中,第二磁性层包含金属磁性体压粉、金属磁性体板以及金属磁性体箔中的至少一者。
根据上述实施方式,能够进一步提高第二磁性层的透磁率。
另外,在上述实施方式中,优选第二磁性层中的金属磁性体压粉、金属磁性体板以及金属磁性体箔的合计含量为90体积%以上。该情况下,能够进一步提高第二磁性层的透磁率。此外,上述的“合计含量”是金属磁性体压粉、金属磁性体板以及金属磁性体箔的体积的合计相对于包含金属磁性体压粉、金属磁性体板、金属磁性体箔等的第二磁性层整体的体积之占比。
另外,在电感部件的一实施方式中,在第一磁性层与第二磁性层之间,存在与第一磁性层和第二磁性层相比,磁性体填料的存在量少的区域。
在上述实施方式中,磁性体填料的存在量少的区域作为伪非磁性部发挥功能。因此,通过具有该区域,从而能够提高磁饱和特性。
在上述实施方式中,隔着该区域的第一磁性层与第二磁性层间的最大间隔优选为0.5μm以上且30μm以下。若最大间隔为0.5μm以上,则磁饱和特性可进一步提高。若最大间隔为30μm以下,则能够进一步抑制电感部件的有效透磁率的降低。
另外,在电感部件的一的实施方式中,电感部件具备有机树脂层,该有机树脂层被第一磁性层与第二磁性层直接夹着,不包含磁性体填料。此外,在上述中“直接夹着”不包括在夹持侧与被夹持侧之间隔着其他物体夹着的状态,而是指在夹持侧与被夹持侧之间相互直接接触的状态下夹着的状态。
根据上述实施方式,能够提高第一磁性层与第二磁性层之间的紧贴性。另外,有机树脂层不存在金属磁性体填料,因此也作为非磁性部发挥功能,因此能够提高磁饱和特性。
在上述实施方式中,有机树脂层的最大厚度优选为0.5μm以上且30μm以下。若有机树脂层的最大厚度为0.5μm以上,则第一磁性层与第二磁性层之间的紧贴性可进一步提高,并且磁饱和特性可进一步提高。若有机树脂层的最大厚度为30μm以下,则能够进一步抑制电感部件的有效透磁率的降低。
另外,在电感部件的一的实施方式中,在第一磁性层的金属磁性体填料、与第二磁性层的和该金属磁性体填料相邻的金属磁性体填料间的距离中,存在比第一磁性层内和第二磁性层内的相邻的金属磁性体填料间的距离大的距离。该情况下,优选在第一磁性层的金属磁性体填料、与和该金属磁性体填料相邻的第二磁性层的金属磁性体填料间的距离中,存在0.5μm以上且3μm以下的距离。若该距离中存在0.5μm以上的距离,则磁饱和特性可进一步提高。若该距离中存在3μm以下的距离,则能够进一步抑制电感部件的有效透磁率的降低。
另外,在电感部件的一的实施方式中,电感部件还具备被第一磁性层与第二磁性层直接夹着的空隙部。
根据上述实施方式,由于具有被第一磁性层和第二磁性层直接夹着的空隙部,在使热冲击等负荷施加于电感部件的情况下,能够缓和因不同材料间的线膨胀系数之差而产生的应力。另外,空隙部也作为非磁性部发挥功能。因此,通过具有空隙部,能够提高磁饱和特性。
在上述实施方式中,优选空隙部的最大厚度为0.5μm以上且30μm以下。若空隙部的最大厚度为0.5μm以上,则应力缓和以及磁饱和特性提高的效果进一步提高。另一方面,若空隙部的最大厚度为30μm以下,则能够进一步抑制电感部件的有效透磁率的降低,同时能够抑制素体强度的降低。
另外,在存在上述的磁性体填料的存在量少的区域的实施方式、具备不包含磁性体填料的有机树脂层的实施方式、或者第一磁性层的金属磁性体填料和与该金属磁性体填料相邻的第二磁性层的金属磁性体填料间的距离中存在0.5μm以上且3μm以下的距离的实施方式中,就电感部件而言,也可以电感部件的有效透磁率为40以上且200以下。该情况下,芯片设计的自由度提高,电感部件的轻薄化的实现更容易。
另外,在电感部件的一的实施方式中,螺旋布线至少在卷绕部被绝缘层覆盖。
根据上述的实施方式,能够提高螺旋布线间的绝缘性,从而能够进一步提高电感部件的可靠性。
另外,在电感部件的一的实施方式中,电感部件具备多个上述螺旋布线,还具备导通孔导体,该导通孔导体在多个螺旋布线间将螺旋布线彼此串联连接,包含导通孔导体的与导通孔导体相同层仅包含导体、无机填料以及有机树脂。
根据上述的实施方式,螺旋布线数量增加,由此匝数增加,作为其结果,能够进一步提高电感的获取效率。另外,电感部件不具有在螺旋布线间需要一定程度的厚度的玻璃布等基材,因此即使在增加螺旋布线数量的情况下,也能够实现电感部件的轻薄化。
另外,在电感部件的一个实施方式中,第一磁性层具有与第二磁性层不同的厚度。
根据上述实施方式,相对于磁性层的厚度的设计自由度增大,因此能够以更低成本提供薄型的电感部件。
根据本公开的电感部件,能够减少电感部件的安装面积,并且能够减少对电感获取效率的影响。
附图说明
图1是表示第一实施方式的电感部件的透视俯视图。
图2是表示第一实施方式的电感部件的剖视图。
图3A是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3B是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3C是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3D是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3E是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3F是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3G是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3H是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3I是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3J是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3K是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3L是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3M是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图3N是对第一实施方式的电感部件的制法进行说明的说明图。
图4是表示第二实施方式的电感部件的剖视图。
图5是表示第二实施方式的电感部件的放大剖视图。
图6A是表示第二实施方式的电感部件的模拟结果的图。
图6B是表示第二实施方式的电感部件的模拟结果的图。
图7A是表示第三实施方式的电感部件的透视俯视图。
图7B是表示第三实施方式的电感部件的剖视图。
附图标记说明
1、1A、1B...电感部件;10...磁性层;11...第一磁性层;12...第二磁性层;13...内磁路部;14...外磁路部;15...绝缘层;16...磁性体填料的存在量少的区域(有机树脂层);21...第一螺旋布线;22...第二螺旋布线;25...导通孔导体;27...导通孔导体(第二导通孔导体);31...第一柱状布线;32...第二柱状布线;41...第一外部端子;42...第二外部端子;50...被覆膜;51...第一垂直布线;52...第二垂直布线;61...虚设芯基板;62...铜箔;63、65...绝缘层;63a、65a、67a...开口部;64a...虚设铜;64b...螺旋布线;66a、66b...孔部;68...柱状布线;69、69A...磁性材料(磁性层);70...绝缘树脂(被覆膜);70a...开口部;71a...外部端子;101...大致球形的金属磁性体填料;102...扁平状的金属磁性体填料。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。其中,本发明的线圈部件和各构成要素的形状和配置等不限定于以下说明的实施方式和图示的结构。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式的电感部件的透视俯视图,图2是图1所示的电感部件的X-X剖视图。图1和图2所示的电感部件1具备:磁性层10、绝缘层15、螺旋布线21、垂直布线51、52、外部端子(第一外部端子41和第二外部端子42)、以及被覆膜50。
电感部件1例如搭载于个人计算机、DVD播放器、数码相机、TV、移动电话、汽车电子设备等广大范围的电子部件,例如作为整体为立方体形状的部件。但是,电感部件1的形状未特别限定,也可以是圆柱状、多棱柱状、圆锥台形状、多边锥台形状。
本实施方式的电感部件1是由螺旋布线21构成的电感器。此外,在本说明书中,“螺旋布线”是指在平面上形成的曲线状的布线。螺旋布线不限定于仅由曲线构成,也可以在局部具有直线部。
螺旋布线21由导电性材料构成,且卷绕于平面上。在图中,将相对于卷绕有螺旋布线21的平面而言的法线方向设为Z方向(上下方向),以下,将Z方向的正方向设为上侧,将Z方向的反方向设为下侧。此外,Z方向在其他实施方式、实施例中也相同。从上侧观察,螺旋布线21从内周端21a朝向外周端21b绕逆时针方向以漩涡状卷绕。
螺旋布线21也可以例如由Cu、Ag以及Au等低电阻的金属构成。在电感部件1中,螺旋布线21被构成磁性层10的磁性材料覆盖,具有闭磁路构造。此外,只要由螺旋布线21产生的磁通绕1周的路径中的至少一路径为闭磁路(仅通过磁性层的路径)即可,不需要螺旋布线21完全由磁性层10围起。
螺旋布线21优选为由SAP(Semi Additive Process;半加成法)形成的镀铜布线。通过使用SAP,能够廉价地形成低电阻且窄间距的螺旋布线。在本实施方式的电感部件1中,后述的柱状布线也可以与螺旋布线21同样为由SAP形成的镀铜布线。第一外部端子41和第二外部端子42、以及后述的连接端子也可以通过化学镀Cu形成。
在螺旋布线21的内周端21a和外周端21b设置有将第一柱状布线31与螺旋布线21连接的、将第二柱状布线32与螺旋布线21连接的导通孔导体25。将第一柱状布线31和将第一柱状布线31与内周端21a连接的导通孔导体25一起称为第一垂直布线51,将第二柱状布线32和将第二柱状布线32与外周端21b连接的导通孔导体25一起称为第二垂直布线52。
螺旋布线21在相对于卷绕螺旋布线21所成的平面而言的法线方向(即Z方向)上,从两侧(即上下)被第一磁性层11与第二磁性层12夹着。
第一垂直布线51和第二垂直布线52从螺旋布线21向法线方向上延伸,并贯通第一磁性层11的内部。具体而言,构成第一垂直布线51的第一柱状布线31、和构成第二垂直布线52的第二柱状布线32在第一磁性层11的内部贯通,且相对于形成有螺旋布线21的平面而在法线方向上形成。此外,在螺旋布线21中,电流在同一平面内(形成有螺旋布线21的平面内)流动。相对于此,在柱状布线31、32中,电流未在形成有螺旋布线21的平面内流动,例如在法线方向上流动。
随着电感部件1的芯片尺寸变小,磁路也相对变小,因此磁通密度变高,容易成为磁饱和。特别是磁性层10中的内磁路部13和外磁路部14相对于磁路的截面积小,容易磁饱和。此处,在柱状布线31、32中,由在法线方向上流动的电流产生的磁通未在内磁路部13和外磁路部14通过,因此能够提高磁饱和特性即直流叠加特性。另外,在柱状布线31、32中,由在法线方向上流动的电流产生的磁通在磁性层10通过,因此能够提高电感获取效率。
此处,柱状布线31、32在磁性材料内部贯通意味着在柱状布线31、32延伸的方向上即相对于形成有螺旋布线21的平面而言的法线方向上,其四周被磁性体覆盖,通过该结构,能够容易地形成闭磁路构造。
在第一磁性层22的表面设置有外部端子41、42,并与垂直布线51、52的上侧的端面连接。在图1和图2所示的结构中,第一外部端子41与第一垂直布线51连接,第二外部端子42与第二垂直布线52连接。外部端子41、42是为了与外部电路连接而设置的。也可以将柱状布线31、32的在第一磁性层11的表面暴露的表面作为外部端子41、42,但如图1和图2所示,优选为,在俯视时,外部端子41、42的面积大于柱状布线31、32的面积。通过这样的结构,能够不减少第一磁性层11的体积就确保安装时的连接强度,能够确保基板内置时用于将电路布线与电感部件经由导通孔连接的对准裕量,因此能够提高安装可靠性。另外,也可以在第一磁性层11的表面具备未与螺旋布线21电连接但与外部电路连接的连接端子(虚设外部端子)。
本实施方式的电感部件1具备:从螺旋布线21向法线方向上延伸的垂直布线51、52;和设置于第一磁性层11的表面,并与垂直布线51、52的端面连接的外部端子41、42,由此在螺旋布线21的侧表面方向上不需要螺旋布线21以外的区域,因此能够减少安装面积。此外,上述的侧表面方向是指与Z方向正交的方向(与卷绕有螺旋布线21的平面平行的方向)。
也可以在第一磁性层11的表面形成有用于提高绝缘性的被覆膜50。被覆膜50例如也可以是由聚酰亚胺、酚醛树脂、环氧树脂等有机绝缘树脂构成的光致抗蚀剂、阻焊剂等。另外,通过设置被覆膜50,从而在第一磁性层11的表面共同存在外部端子41、42的情况下形成连接端子时,能够在将被覆膜50的开口部作为引导图案而共同存在外部端子41、42的情况下容易地形成连接端子。
第一外部端子41、第二外部端子42(共同存在的情况下还有连接端子)的表面也可以施加基于Ni、Au等的防锈处理、基于Ni、Sn等的防止焊接腐蚀的对策。
螺旋布线21也可以至少在卷绕部处,被绝缘层15覆盖。通过设置绝缘层15,能够提高螺旋布线21间的绝缘性,能够进一步提高电感部件的可靠性。绝缘层15可以包含有机树脂和非磁性的无机填料。绝缘层15所含的有机树脂例如也可以是从由聚酰亚胺、环氧以及酚醛构成的组中选择的材料。绝缘层所含的非磁性的无机填料例如也可以是二氧化硅(作为一个例子,是平均粒径0.5μm以下的SiO2填料)。此外,在图1和图2所示的电感部件1中,构成为:绕着螺旋布线21覆盖绝缘层15,螺旋布线21与磁性层(第一磁性层11和第二磁性层12)不接触,但由于磁性层本身具有绝缘性,所以绝缘层15的覆盖不是必要的。在未设置绝缘层15的情况下,能够使磁性层的体积相对较大,因此能够进一步提高电感的获取效率。另一方面,通过设置绝缘层15,在螺旋布线21间的空间非常狭窄的情况下,也能够防止螺旋布线21间的经由金属磁性体形成的短路,因此能够提高可靠性高的电感部件。
螺旋布线21间的空间的宽度优选为3μm以上且20μm以下。通过使空间的宽度成为20μm以下,能够使螺旋布线21的宽度相对较大,因此能够减少直流电阻。通过使空间的宽度成为3μm以上,从而能够充分确保螺旋布线21间的绝缘性。在本实施方式的电感部件1的实施例中,螺旋布线21的宽度为60μm,螺旋布线21间的空间的宽度为10μm。
螺旋布线21的厚度优选为40μm以上且120μm以下。通过使厚度为40μm以上,能够充分降低直流电阻。通过使厚度成为120μm以下,不会使布线宽高极端变大,能够抑制工艺偏差。在本实施方式所涉及的电感部件1的实施例中,螺旋布线21的布线厚度为70μm。此外,螺旋布线21的宽度是在与螺旋布线21的延伸方向正交的横截面中与Z方向正交侧的尺寸,螺旋布线21的厚度是在同横截面中沿着Z方向的尺寸。
磁性层与螺旋布线21之间的绝缘层15的厚度优选为3μm以上且50μm以下。若厚度为3μm以上,则能够可靠地防止螺旋布线21与磁性层中的磁性体间的接触。若厚度为50μm以下,则能够使磁性层相对变大,因此能够提高磁饱和特性、电感的获取效率。而且,在不使磁性层变大的情况下,与之对应地能够实现电感部件1的轻薄化、安装面积的减少。在本实施方式的电感部件1的实施例中,螺旋布线21与磁性层之间的绝缘层15的厚度在相对于卷绕有螺旋布线21的平面而言的法线方向(Z方向)上为10μm,在与卷绕有螺旋布线21的平面平行的方向(即内磁路部13与螺旋布线21之间、外磁路部14与螺旋布线21之间的绝缘层15的厚度)上为25μm。
螺旋布线21的匝数优选为5匝以下。若匝数为5匝以下,则相对于50MHz~150MHz这样高频开关动作能够减少邻近效应的损耗。另一方面,在以1MHz之类的低频开关动作使用的情况下,匝数优选为2.5匝以上。通过使匝数变多,能够提高电感,能够缩小电感波纹电流。在图1和图2所示的电感部件1中,螺旋布线21的匝数为2.5匝。
第一磁性层11可以具有与第二磁性层12不同的厚度,或者也可以具有与第二磁性层12相同的厚度。第一磁性层优选具有与第二磁性层不同的厚度。该情况下,相对于磁性层的厚度的设计自由度增大,因此能够以更低成本提供薄型的电感部件。
另外,通过增大第二磁性层12的厚度,从而电感部件1整体的有效透磁率增大,电感的获取效率变高。
另外,通过增大第一磁性层11的厚度,能够有效地抑制由焊接区图案引起的涡流损耗等由磁通泄漏引起的负面影响。如后述那样,第二磁性层12具有比第一磁性层11高的透磁率,不易产生漏磁通。此外,通过增大第一磁性层11的厚度,也能够减少第一磁性层11的漏磁通的产生。
第一磁性层11和第二磁性层12的厚度分别优选为10μm以上且200μm以下。通过使磁性层的厚度成为10μm以上,从而能够有效地防止由于磨削磁性层时的工艺偏差而导致螺旋布线21暴露这种不良情况。另外,通过使磁性层的厚度成为10μm以上,能够有效地防止由磁性体的脱粒引起的有效透磁率的降低。另外,通过使磁性层的厚度成为200μm以下,能够实现电感部件1的薄膜化。在本实施方式的电感部件1的实施例中,第一磁性层11的厚度为42.5μm,第二磁性层12的厚度为42.5μm。
此外,也可以根据电感部件1整体的厚度、安装可靠性的观点而适当地调节第一外部端子41、第二外部端子42以及被覆膜50的厚度和大小。在本实施方式的电感部件1的实施例中,包含镀Ni和镀Au的防锈处理在内的第一外部端子41和第二外部端子42的厚度是化学镀铜厚5μm、镀Ni厚5μm、镀Au厚0.1μm。另外,被覆膜50的厚度为5μm。
以上,根据本实施方式的电感部件1的实施例,能够提供芯片尺寸1210(1.2mm×1.0mm)、厚度0.200mm的薄型电感器。
在本实施方式的电感部件1中,第一磁性层11的透磁率低于第二磁性层12的透磁率。相对于垂直布线贯通透磁率低的第一磁性层,而未在透磁率高的第二磁性层的内部设置有垂直布线,由此能够相对抑制电感部件的有效透磁率的降低,从而对电感获取效率的影响小。
此处,对透磁率的解析方法进行叙述。透磁率的大小能够通过以下的第一、第二或者第三解析方法来评价。此外,作为原则,使用第一或者第二解析方法来测定,仅在无法使用第一或者第二解析方法时,使用第三解析方法来测定。
作为第一解析方法,在能够以液状、片状等得到磁性材料的情况下将其加工为片、板、块状,能够通过公知的阻抗测定方法获取透磁率。
作为第二解析方法,在例如从芯片状态测定出芯片的电感后,通过磨削、蚀刻等将磁性层的一个面除去,再次测定电感。其后,通过利用电磁场模拟(例如ANSYS公司的HFSS)求出成为与各个状态对应的电感的有效透磁率,从而能够计算芯片状态的第一磁性层的透磁率以及第二磁性层的透磁率。
作为第三解析方法,能够根据一般公知的知识根据SEM图像的截面进行判断。例如,根据EDX分析的结果,若使用相同的材料系的磁性粉,则粒径大的或者磁性粉多的磁性材料比粒径小的或者磁性粉少的磁性材料透磁率高。此处,获取的SEM图像是从切割芯片的长边侧的中心而得到的截面获得的。另外,SEM图像的倍率优选为200~2000倍。
在本实施方式的电感部件1中,第一磁性层11和第二磁性层12也可以包含由金属磁性体填料和其结合剂构成的结合树脂。由此,第一磁性层11的加工性提高,能够容易地使垂直布线贯通,而不会导致金属磁性体填料从结合树脂脱落等由于加工使电感部件的有效透磁率降低。
在第一磁性层11的外侧主面上,金属磁性体填料的切面也可以暴露。这是指对第一磁性层的外侧主面实施磨削等加工。将第一磁性层磨削等,因此能够通过磨削等任意调节第一磁性层11的厚度而容易使电感部件1更轻薄化。
第一磁性层11所含的结合树脂例如也可以是环氧类树脂、双马来酰亚胺、液晶聚合物、聚酰亚胺等有机绝缘材料。第一磁性层11所含的磁性体(优选大致球形的金属磁性体填料)也可以是FeSiCr等FeSi系合金、FeCo系合金、NiFe等Fe系合金、或者它们的非晶体合金。通过使用Fe系的磁性体,从而能够获得比铁氧体等大的磁饱和特性。
第一磁性层11所含的金属磁性体填料的平均粒径优选为5μm以下。此外,在本说明书中,“平均粒径”是指体积基准的中位粒径。若平均粒径为5μm以下,则能够抑制涡流的产生,能够缩小高频的损耗。因此,即使在150MHz之类的高频下也能够获得损耗小的电感部件1。
另一方面,在以低频使用电感部件1的情况下,与以高频使用的情况相比,涡流损耗的影响小。因此,也可以为了提高透磁率而增大金属磁性体填料的平均粒径。作为一个例子,也可以平均粒径为30μm以上且100μm以下的大粒径的金属磁性体填料、和10μm以下的小粒径的金属磁性体填料混合存在。该情况下,通过在大粒的金属磁性体填料间的间隙填充有小粒的金属磁性体填料,从而能够提高磁性体的填充量,在1MHz以上10MHz以下之类的频率下能够实现较高的透磁率。
第一磁性层11中的金属磁性体填料的含有率优选相对于结合树脂为50体积%以上且85体积%以下。通过使金属磁性体填料的含有率成为50体积%以上,从而能够提高有效透磁率,能够减少所希望的电感值的获取所需要的螺旋布线21的匝数。作为其结果,能够减少由直流电阻和邻近效应引起的高频下的损耗。若金属磁性体填料的含有率为85体积%以下,则在制造工序中,能够使含有金属磁性体填料的结合树脂的流动性良好,金属磁性体填料的填充性提高。作为其结果,能够提高有效透磁率,另外能够提高磁性层的强度。
接下来,以下对第二磁性层12进行说明。第二磁性层12也可以具有与第一磁性层11相同的组成,也可以相互具有不同的组成。在第二磁性层12具有与第一磁性层11不同的组成的情况下,也可以在第一磁性层11与第二磁性层12之间的界面,透磁率连续或者非连续变化。例如,也可以从第二磁性层12起使磁性体的填充量逐渐变少,或者使磁性体的平均粒径逐渐变小,使透磁率低的区域作为第一磁性层11,该情况下,在第一磁性层11与第二磁性层12之间的界面,透磁率连续变化。或者,也可以在第一磁性层11中填充了内磁路部13、外磁路部14后,对第二磁性层12进行压接,该情况下,在第一磁性层11与第二磁性层12之间的界面处透磁率非连续变化。
在本实施方式的电感部件1中,优选第二磁性层12的外侧主面被有机树脂覆盖。由此,能够抑制磁性体从第二磁性层12的脱粒,能够进一步提高电感部件的有效透磁率。
或者,优选第二磁性层12的外侧主面的整个面被结合树脂覆盖,金属磁性体填料的切面不暴露。通过该结构,也能够抑制磁性体从第二磁性层12的脱粒,能够抑制电感部件的有效透磁率的降低。而且,该结构是指没有磨削第二磁性层12的表面。由于不需要第二磁性层12的磨削工序,所以能够减少制造成本。
在本实施方式的电感部件1中,优选第一磁性层的金属磁性体填料大致为球形状,且在第二磁性层12的金属磁性体填料中存在扁平状的填料。若在第二磁性层12中存在扁平形状的金属磁性体填料等各向异性材料,则能够降低磁阻,能够进一步提高第二磁性层的透磁率。此外,在本说明书中,金属磁性体填料“大致为球形”意味着由金属磁性体填料的长径a和短径b之比定义的宽高比(a/b)为1.5以下。此处,使与在磁路内通过的磁通的朝向平行的截面(磁性层中与L方向平行的面,内磁路中与T方向平行的面)中金属磁性体填料的最大尺寸为长径,使与长径正交的最大尺寸为短径。另外,在本说明书中,金属磁性体填料为“扁平形状”意味着由金属磁性体填料的长径a与短径b之比定义的宽高比(a/b)为2.0以上且20以下。扁平形状的金属磁性体填料也可以是针状。
另外,也可以在上述那样的具有各向异性的金属磁性体填料混合使用大致球形的(即具有各向同性)金属磁性体填料。通过这样的结构,从而由具有各向同性的金属磁性体填料填埋具有各向异性的金属磁性体填料间的间隙,因此能够进一步提高透磁率。在将具有各向异性的金属磁性体填料和具有各向同性的金属磁性体填料混合的情况下,优选具有各向异性的金属磁性体填料的含量多于具有各向同性的金属磁性体填料的含量。通过像这样调节含有率,从而能够进一步提高透磁率。
第二磁性层12所含的金属磁性体填料例如也可以是NiFe等NiFe系合金、FeCo系合金、FeSiCr等FeSi系合金或者它们的非晶体合金。第二磁性层所含的结合树脂例如也可以是环氧类树脂、液晶聚合物、双马来酰亚胺、聚酰亚胺或者酚醛树脂。
扁平形状的金属磁性体填料优选配置为金属磁性体填料的长径方向与卷绕有螺旋布线21的平面大致平行。通过这样的结构,从而能够进一步提高第二磁性层12的透磁率。在本说明书中,“与卷绕有螺旋布线的平面大致平行”意味着金属磁性体填料的长径方向相对于卷绕有螺旋布线21的平面所成的角度为±15°。此外,在存在于第二磁性层12中的扁平形状的金属磁性体填料中,存在有多个长径方向的情况下,使第二磁性层12所含的金属磁性体填料的过半数的长径所表示的方向为长径方向。
另外,优选在俯视时,第二磁性层12为长方形,该长方形的长边与扁平形状的金属磁性体填料的长径方向大致平行。在第二磁性层12为长方形的情况下,在第二磁性层12中,磁通流动的距离在第二磁性层12的长边上最长。因此,在俯视时,第二磁性层12所含的扁平形状的金属磁性体填料的长径方向与第二磁性层12的长边大致平行,由此能够减少磁阻,能够进一步提高电感的获取效率。此外,在本说明书中,“在俯视时第二磁性层12所含的扁平形状的金属磁性体填料的长径方向与第二磁性层12的长边大致平行”意味着在俯视时金属磁性体填料的长径方向相对于第二磁性层12的长边所成的角度为±35°。
作为其他方法,第二磁性层12也可以包含金属磁性体压粉、金属磁性体板以及金属磁性体箔中的至少一者。第二磁性层12包含金属磁性体压粉、金属磁性体板以及金属磁性体箔中的至少一者,由此能够进一步提高第二磁性层的透磁率。
第二磁性层12的金属磁性体压粉、金属磁性体板以及金属磁性体箔的合计含量优选为90体积%以上。该情况下,能够进一步提高第二磁性层的透磁率。
例如,第二磁性层12也可以包含从由Fe、Si、B、Cr、Al、Nb、Ni、Cu构成的组选择的金属磁性体压粉、金属磁性体板以及金属磁性体箔中的至少一者。在第二磁性层12包含金属磁性体压粉的情况下,第二磁性层12也可以是使粉碎的金属片、和由环氧类树脂、双马来酰亚胺、液晶聚合物、聚酰亚胺、酚醛树脂等构成的有机绝缘材压接而成的。此时,优选金属片的平均粒径为100μm以下。另一方面,优选金属磁性体板和金属磁性体箔厚度为10μm以下。此外,第二磁性层12也可以是层叠多层包含金属磁性体压粉、金属磁性体板以及金属磁性体箔中的任一者的层而成的。通过这样的结构,在第二磁性层12处,能够抑制涡流损耗,并且获得非常高的透磁率。
(制造方法)
接下来,对第一实施方式的电感部件1的制造方法进行说明。
如图3A所示,准备虚设芯基板61。在虚设芯基板61的两个面具有基板铜箔。在本实施方式中,虚设芯基板61为玻璃环氧基板。虚设芯基板61的厚度不对电感部件的厚度造成影响,因此从加工上的翘曲等理由出发,只要使用容易适当操作的厚度的基板即可。
接下来,在基板铜箔的表面上粘合铜箔62。铜箔62粘合于基板铜箔的圆滑面。因此,能够减弱铜箔62与基板铜箔间的粘合力,在后续工序中,能够容易将虚设芯基板61从铜箔62剥离。粘合虚设芯基板61与虚设金属层(铜箔62)的粘合剂优选为弱粘合剂。另外,为了减弱虚设芯基板61与铜箔62间的粘合力,优选使虚设芯基板61与铜箔62的粘合面成为光泽表面。
其后,在铜箔62上层叠绝缘层63。此时绝缘层63通过真空层压机、冲压机等,进行热压接、热固化。
如图3B所示,通过对绝缘层63进行激光加工等而形成开口部63a。而且,如图3C所示,在绝缘层63上形成虚设铜64a和螺旋布线64b。详细而言,利用化学镀、溅射、蒸镀等,在绝缘层63上形成用于SAP的供电膜(未图示)。在形成供电膜后,在供电膜上涂覆、贴附光致抗蚀剂,并利用光刻在成为布线图案的位置形成光致抗蚀剂的开口部。其后,将相当于虚设铜64a、螺旋布线64b的金属布线形成于光致抗蚀剂层的开口部。在形成金属布线后,利用药液将光致抗蚀剂剥离去除,并将供电膜蚀刻去除。其后,进一步以该金属布线为供电部,通过实施追加的铜电镀来获得狭窄空间的布线。在本实施方式的制造方法的实施例中,在通过SAP形成L(布线宽度)/S(布线间空间)/t(布线厚度)为40μm/30μm/45μm的铜布线后,实施追加铜电镀,从而能够获得L/S/t=60μm/10μm/70μm的布线。另外,通过SAP而在形成于图3B的开口部63a填充铜。
而且,如图3D所示,由绝缘层65覆盖虚设铜64a、螺旋布线64b。绝缘层65由真空层压机、冲压机等进行热压接、热固化。
接下来,如图3E所示,通过激光加工等在绝缘层65形成开口部65a。
其后,将虚设芯基板61从铜箔62剥离。而且,利用蚀刻等将铜箔62除去,利用蚀刻等将虚设铜64a除去,如图3F所示,形成与内磁路部13对应的孔部66a和与外磁路部14对应的孔部66b。
其后,如图3G所示,通过对开口部67a进行激光加工等而形成绝缘层65。而且,如图3H所示,通过SAP,利用铜来填充开口部67a,在绝缘层65上形成柱状布线68。
接下来,如图3I所示,通过与第一磁性层11对应的磁性材料(磁性层)69覆盖螺旋布线、绝缘层、柱状布线,形成电感器基板。磁性材料69由真空层压机、冲压机等进行热压接、热固化。此时,磁性材料69也填充于孔部66a、66b。
接下来,如图3J所示,在与同第一磁性层11对应的磁性材料69相反一侧的面,通过真空层压机、冲压机等对与第二磁性层12对应的磁性材料69A进行热压接、热固化。
而且,如图3K所示,通过磨削工法对磁性材料69以及因情况而异为对磁性材料69A进行薄层化。此时,通过柱状布线68的局部暴露,从而在磁性材料69的相同平面上形成有柱状布线68的暴露部。此时,通过磨削磁性材料69直至能够获得电感值所需的充分的厚度,从而能够实现电感部件的轻薄化。
此时,优选不磨削磁性材料69A。在磁性材料69A含有具有各向异性的金属磁性体填料的情况下,能因金属磁性体填料的宽高比的差别,产生预期外的脱粒,从而存在导致磁阻变高之虞。另外,在磁性材料69A包含金属磁性体压粉、金属磁性体板、金属磁性体箔等的情况下,由于磨削磁性材料69A而引起的有效透磁率的降低激烈,而且磨削本身难易度也高。因此,优选仅磨削磁性材料69而进行柱状电极的开头部分和芯片厚度的调整。
其后,如图3L所示,通过印刷加工法,在磁性材料69的表面形成绝缘树脂(被覆膜)70。此处,使绝缘树脂70的开口部70a成为外部端子的形成部分。在本实施例中,使用印刷加工法,但也可以通过光刻法来形成开口部70a。
接下来,如图3M所示,进行化学镀铜、Ni以及Au等镀敷覆膜,形成外部端子71a,如图3N所示,利用切割通过虚线部L而进行单片化,获得图1和图2所示的电感部件1。此外,图3B以后,省略了记载,但也可以在虚设芯基板61的两个面形成电感部件1,也可以在虚设芯基板61上形成以行列状排列的多个电感部件1。由此,能够获得较高的生产率。
另外,通过重复图3B~图3D的工序,能够形成任意的布线层。在本实施方式中,螺旋布线21为一层,但螺旋布线21也可以为双层以上。通过设置多个螺旋布线21,能够增加匝数,能够获取更高的电感。
(第二实施方式)
图4示出本发明的第二实施方式的电感部件1A的剖视图。第二实施方式的电感部件1A与第一实施方式的电感部件1的不同点在于:在第一磁性层与第二磁性层之间具有与第一磁性层和第二磁性层相比而磁性体填料的存在量少的区域或者有机树脂层16。以下对该不同的结构进行说明。此外,在第二实施方式的电感部件1A中,与第一实施方式的电感部件1相同的附图标记是指与第一实施方式的电感部件1相同的结构,省略其说明。此外,从图4可以明显看出,即使为电感部件1A的结构,也能够减少安装面积,并且能够减少对电感获取效率的影响。
图5是电感部件1A的放大图。如图5所示,在第一磁性层11与第二磁性层12之间的至少局部存在与第一磁性层11和第二磁性层12相比而磁性体的存在量少的区域(图5中用附图标记16示出)。该区域可以包含第一磁性层11所含的结合树脂以及/或者第二磁性层12所含的结合树脂,或者第一磁性层11和第二磁性层12也可以包含不同的有机树脂。
第一磁性层11与第二磁性层12之间的与第一磁性层11和第二磁性层12相比而磁性体填料的存在量少的区域作为伪非磁性部发挥功能。因此,通过具有该区域,从而能够提高磁饱和特性。
此时,隔着该区域的第一磁性层11与第二磁性层12的最大间隔优选为0.5μm以上且30μm以下。若最大间隔为0.5μm以上,则磁饱和特性可进一步提高。若最大间隔为30μm以下,则能够进一步抑制电感部件的有效透磁率的降低。最大间隔越大,则磁饱和特性提高的效果越高。另一方面,若最大间隔过大,则存在磁通从该区域泄漏的担忧,存在电感部件的有效透磁率降低的可能性。
作为其他方法,也可以取代上述的磁性体填料的存在量少的区域16,电感部件1A具备:被第一磁性层11和第二磁性层12直接夹着且不包含磁性体填料的有机树脂层(图5中附图标记16示出)。有机树脂层16的材料可以由与第一磁性层11所含的结合树脂、第二磁性层12所含的结合树脂相同的材料构成,也可以由不同的材料构成。有机树脂层16能够提高第一磁性层11与第二磁性层12之间的紧贴性。另外,有机树脂层16不存在金属磁性体填料,因此也作为非磁性部发挥功能,因此能够提高磁饱和特性。
有机树脂层16的最大厚度优选为0.5μm以上且30μm以下。若有机树脂层16的最大厚度为0.5μm以上,则第一磁性层11与第二磁性层12之间的紧贴性可进一步提高,并且磁饱和特性可进一步提高。若有机树脂层16的最大厚度为30μm以下,则能够进一步抑制电感部件的有效透磁率的降低。
有机树脂层16可通过在制造工艺中,在对第一磁性层11和第二磁性层12进行压接时,使构成第一磁性层11的成分和构成第二磁性层12的成分扩散/流入第一磁性层11与第二磁性层12之间的界面而形成。该情况下,能够不追加特别的工序而形成磁性体填料少的区域。或者,有机树脂层16也可以与第一磁性层11和第二磁性层分开另外使用树脂片等来形成。通过设置这样的有机树脂层16,从而能够提高第一磁性层11与第二磁性层12之间的紧贴性。另外,有机树脂层16不包含磁性体填料因此也作为非磁性部发挥功能。因此,具有有机树脂层,从而能够提高磁饱和特性。
在本实施方式的电感部件1A中,在第一磁性层11的金属磁性体填料、与第二磁性层12的和该金属磁性体填料相邻的金属磁性体填料间的距离中,存在比第一磁性层11内和第二磁性层12内的相邻的金属磁性体填料间的距离大的距离。通过存在该区域,从而提高磁饱和特性。该情况下,优选在第一磁性层11的金属磁性体填料与第二磁性层12的和该金属磁性体填料相邻的金属磁性体填料间的距离中,存在成为0.5μm以上且3μm以下的距离。若在该距离中存在0.5μm以上的距离,则磁饱和特性可进一步提高。若在该距离中存在3μm以下的距离,则能够进一步抑制电感部件的有效透磁率的降低。
本实施方式的电感部件1A也可以取代有机树脂层16或者在有机树脂层16之外,还具备被第一磁性层11与第二磁性层12直接夹着的空隙部。通过在第一磁性层11与第二磁性层12之间具有空隙部,从而在热冲击等负荷施加于电感部件1A的情况下,能够缓和因不同材料间的线膨胀系数之差而产生的应力。另外,空隙部也作为非磁性部而发挥功能。因此,通过具有空隙部,从而能够提高磁饱和特性。
空隙部的最大厚度优选为0.5μm以上且30μm以下。若空隙部的最大厚度为0.5μm以上,则应力缓和以及磁饱和特性提高的效果进一步变高。另一方面,若空隙部的最大厚度为30μm以下,则可实现良好的电感的获取效率,同时能够抑制基体强度的降低。存在空隙部的最大厚度越大则应力的缓和以及磁饱和特性的提高的效果越变高的趋势。另一方面,若空隙部的最大厚度过大,则存在电感的获取效率降低之虞,另外存在导致素体强度的降低之虞。
在本实施方式的电感部件中,如上述那样,在存在磁性体填料的存在量少的区域的情况下,在具备不包含磁性体填料的有机树脂层的情况下,或者第一磁性层的金属磁性体填料与第二磁性层的和该金属磁性体填料相邻的金属磁性体填料间的距离中存在0.5μm以上且3μm以下的距离的情况下,电感部件的有效透磁率也可以为40以上且200以下。该情况下,芯片设计的自由度提高,电感部件的轻薄化的实现更容易。
有机树脂层16(第一磁性层11与第二磁性层12之间的与第一磁性层11和第二磁性层12相比而金属磁性体填料的存在量少的区域)16的最大厚度、有机树脂层16的金属磁性体填料间的距离、以及空隙部的最大厚度能够通过以下说明的方法来解析。针对电感部件1A,以使内磁路部13(第一磁性层11)和第二磁性层12包含于相同平面内的方式通过研磨等而形成切面。在该切面中,通过倍率200~2000倍的SEM图像对第二磁性层12与内磁路部13的边界附近进行解析。在SEM图像中,在内磁路部13的金属磁性体填料101、和第二磁性层12的与该金属磁性体填料101相邻的金属磁性体填料102之间的距离中,若存在比内磁路部13内和第二磁性层12内的相邻的金属磁性体填料间的距离大的距离,则能够使相当于该距离的空间成为有机树脂层16(有机树脂存在的情况)或者空隙部(有机树脂不存在的情况),使该距离的最大值成为有机树脂层16的最大厚度或者空隙部的最大厚度。
(模拟)
为了证实电感部件1A的结构的效果,进行基于电感部件1A的结构的模拟。图6A和图6B示出模拟结果。图6A示出有机树脂层16的厚度与电感(L)间的关系,图6B示出有机树脂层16的厚度与电感的变化率(ΔL)间的关系。模拟器使用电磁场模拟器HFSS(Synopsys公司制(シノプシス社製))。将第一磁性层11的透磁率μ设为26.5,将第二磁性层12的透磁率μ设为70。将L获取频率设为1MHz,将芯片尺寸设为长度1.2mm×宽度1.0mm,将有机树脂层16的厚度为零时的芯片厚度设为0.200mm,将螺旋布线21的匝数设为2.5匝,将螺旋布线的尺寸设为L/S/t=60μm/10μm/70μm。第一磁性层11(除去内磁路部13和外磁路部14)和第二磁性层12的厚度均设为42.5μm。如图6B所示,在有机树脂层16的厚度为30μm以下时,能够将电感的降低率抑制为40%以下。
(第三实施方式)
图7A是表示本发明的第三实施方式的电感部件1B的透视俯视图,图7B是图7A所示的电感部件的X-X剖视图。第三实施方式的电感部件1B与第一实施方式的电感部件1的不同在于螺旋布线的结构。此外,在第三实施方式的电感部件1B中,与第一实施方式的电感部件1相同的附图标记是指与第一实施方式的电感部件1相同的结构,省略其说明。
在本实施方式中,电感部件1B具备多个螺旋布线21、22,还具备在多个螺旋布线间将螺旋布线彼此串联连接的导通孔导体27,包含导通孔导体27的与导通孔导体同一层仅包含导体、无机填料以及有机树脂。通过螺旋布线的数量增加,从而匝数增加,作为其结果,能够进一步提高电感的获取效率。另外,对于电感部件1B而言,螺旋布线间不具有需要一定程度的厚度的玻璃布等基材,因此在增加螺旋布线数量的情况下,也能够实现电感部件的轻薄化。
以下,对本实施方式的电感部件1B进行详述。如图7A和7B所示,与电感部件1相同,电感部件1B具备:从螺旋布线21、22沿Z方向延伸而贯通第一磁性层11的内部的垂直布线51、52。另外,电感部件1B具备:未与螺旋布线21、22电连接而与外部电路连接的连接端子43(虚设外部端子)。若将连接端子43与外部电路接地,则连接端子43作为磁屏蔽件发挥功能,若将连接端子43与外部电路的放热路径连接,则电感部件1B的散热性提高。
在电感部件1B,存在第一螺旋布线21和第二螺旋布线22,多个螺旋布线,还具备将第一螺旋布线21与第二螺旋布线22之间串联连接的第二导通孔导体27。具体而言,第一螺旋布线21与第二螺旋布线22在Z方向上层叠。从上侧观察,第一螺旋布线21从外周端21b朝向内周端21a沿逆时针方向以漩涡状卷绕。从上侧观察,第二螺旋布线22从内周端22a朝向外周端22b沿逆时针方向以漩涡状卷绕。
第一螺旋布线21的外周端21b经由其外周端21b的上侧的第一垂直布线51(导通孔导体25和第一柱状布线31),连接于第一外部端子41。第一螺旋布线21的内周端21a经由其内周端21a的下侧的第二导通孔导体27,连接于第二螺旋布线22的内周端22a。
第二螺旋布线22的外周端22b经由其外周端22b的上侧的第二垂直布线52(导通孔导体25以及第二柱状布线32),连接于第二外部端子42。
包含第二导通孔导体27的与第二导通孔导体27同一层仅包含导体、无机填料以及有机树脂。换句话说,同一层仅包含第二导通孔导体27、绝缘层15以及磁性层10。因此,与第二导通孔导体27同一层不包含以往的印刷电路基板,因此即使为薄型,电感的获取效率也较高,并能够抑制漏磁通。此外,“与第二导通孔导体27同一层”,是指关于法线方向(Z方向),处于与从第二导通孔导体27的上端至下端的区域在相同的位置的部分(层)。换言之,是指关于与卷绕有螺旋布线21的平面平行的面,处于与从第二导通孔导体27的上端直至下端的区域在相同面的部分(层)。
与第二导通孔导体27同一层的厚度优选为1μm以上且20μm以下。因此,与第二导通孔导体27同一层的厚度为1μm以上,因此能够可靠地防止螺旋布线间的短路,与第二导通孔导体27同一层的厚度为20μm以下,因此能够提供薄型的电感部件1B。
无机填料例如也可以由FeSi系合金、FeCo系合金、FeAl系合金或它们的非晶体合金或者SiO2构成。无机填料的平均粒径优选为5μm以下。通过这样的结构,能够提供高频损耗少的薄型的电感部件1B。
在电感部件1B中,也与电感部件1、1A同样,垂直布线51、52贯通的第一磁性层11的透磁率比垂直布线51、52未贯通的第二磁性层的透磁率低。因此,即使为电感部件1B的结构,也能够减少安装面积,并且能够减少对电感获取效率的影响。
另外,对于电感部件1B而言,通过第二导通孔导体27,将第一螺旋布线21与第二螺旋布线22串联连接,因此能够通过增加匝数来提高电感值。另外,能够使第一~第三垂直布线51~53从第一螺旋布线21和第二螺旋布线22的外周出来,因此能够使第一螺旋布线21和第二螺旋布线22的内径较大,从而能够提高电感值。
另外,第一螺旋布线21与第二螺旋布线22分别在法线方向上层叠,因此能够相对于匝数而减少从Z方向观察的电感部件1B的面积即安装面积,能够实现电感部件1B的小型化。
此外,对于电感部件1B而言,构成为具备偶数串联连接的螺旋布线,但不局限于此,串联连接的螺旋布线也可以是奇数。就垂直布线而言,由于从螺旋布线沿Z方向引出布线,因此即使串联连接的螺旋布线为奇数个,电感器的一个端部配置于内周侧,也不需要将该端部向外周侧引出。因此,该情况下,能够实现轻薄化。另外,这样,串联连接的螺旋布线的数量的自由度提高,因此电感值的设定范围的自由度也提高。
另外,对于电感部件1B而言,将一个由双层的螺旋布线构成的电感器配置在相同平面上,但也可以将两个以上电感器配置在相同平面上。
Claims (21)
1.一种电感部件,其特征在于,具备:
螺旋布线,其卷绕在平面上;
第一磁性层和第二磁性层,它们位于在相对于卷绕有所述螺旋布线的平面而言的法线方向上从两侧夹着所述螺旋布线的位置;
垂直布线,其从所述螺旋布线向所述法线方向延伸,并贯通所述第一磁性层的内部;以及
外部端子,其设置于所述第一磁性层的表面,并与所述垂直布线的端面连接,
所述第一磁性层的透磁率比所述第二磁性层的透磁率低。
2.根据权利要求1所述的电感部件,其特征在于,
所述第一磁性层和所述第二磁性层包含金属磁性体填料和结合树脂。
3.根据权利要求2所述的电感部件,其特征在于,
所述金属磁性体填料的切面在所述第一磁性层的外侧主面上暴露。
4.根据权利要求2或3所述的电感部件,其特征在于,
所述第二磁性层的外侧主面被有机树脂覆盖。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的电感部件,其特征在于,
所述第二磁性层的外侧主面的整个面被所述结合树脂覆盖,所述金属磁性体填料的切面未暴露。
6.根据权利要求2~5中任一项所述的电感部件,其特征在于,
所述第一磁性层的所述金属磁性体填料大致为球形状,
在所述第二磁性层的所述金属磁性体填料中存在扁平形状的填料。
7.根据权利要求6所述的电感部件,其特征在于,
所述扁平形状的金属磁性体填料配置为:该金属磁性体填料的长径方向与卷绕有所述螺旋布线的平面大致平行。
8.根据权利要求6或7所述的电感部件,其特征在于,
在俯视时,所述第二磁性层为长方形,所述长方形的长边与所述扁平形状的金属磁性体填料的长径方向大致平行。
9.根据权利要求1所述的电感部件,其特征在于,
所述第二磁性层包含金属磁性体压粉、金属磁性体板以及金属磁性体箔中的至少一者。
10.根据权利要求9所述的电感部件,其特征在于,
所述第二磁性层中的所述金属磁性体压粉、所述金属磁性体板以及所述金属磁性体箔的合计含量为90体积%以上。
11.根据权利要求6~8中任一项所述的电感部件,其特征在于,
在所述第一磁性层与所述第二磁性层之间,存在与所述第一磁性层和所述第二磁性层相比,磁性体填料的存在量少的区域。
12.根据权利要求11所述的电感部件,其特征在于,
隔着所述区域的所述第一磁性层与所述第二磁性层间的最大间隔为0.5μm以上且30μm以下。
13.根据权利要求6~8中任一项所述的电感部件,其特征在于,具备:
有机树脂层,其被所述第一磁性层与所述第二磁性层直接夹着,不包含磁性体填料。
14.根据权利要求13所述的电感部件,其特征在于,
所述有机树脂层的最大厚度为0.5μm以上且30μm以下。
15.根据权利要求6~8中任一项所述的电感部件,其特征在于,
在所述第一磁性层的金属磁性体填料、与所述第二磁性层的和该金属磁性体填料相邻的金属磁性体填料间的距离中,存在成为0.5μm以上且3μm以下的距离。
16.根据权利要求11~15中任一项所述的电感部件,其特征在于,还具备:
空隙部,其被所述第一磁性层与所述第二磁性层直接夹着。
17.根据权利要求16所述的电感部件,其特征在于,
所述空隙部的最大厚度为0.5μm以上且30μm以下。
18.根据权利要求11~17中任一项所述的电感部件,其特征在于,
有效透磁率为40以上且200以下。
19.根据权利要求1~18中任一项所述的电感部件,其特征在于,
所述螺旋布线至少在卷绕部被绝缘层覆盖。
20.根据权利要求1~19中任一项所述的电感部件,其特征在于,
具备多个所述螺旋布线,
还具备导通孔导体,该导通孔导体在所述多个螺旋布线间将所述螺旋布线彼此串联连接,
与包含所述导通孔导体在内的所述导通孔导体相同层仅包含导体、无机填料以及有机树脂。
21.根据权利要求1~20中任一项所述的电感部件,其特征在于,
所述第一磁性层具有与所述第二磁性层不同的厚度。
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