JP2010010536A - Thin film inductor and method of manufacturing the same - Google Patents
Thin film inductor and method of manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010010536A JP2010010536A JP2008170104A JP2008170104A JP2010010536A JP 2010010536 A JP2010010536 A JP 2010010536A JP 2008170104 A JP2008170104 A JP 2008170104A JP 2008170104 A JP2008170104 A JP 2008170104A JP 2010010536 A JP2010010536 A JP 2010010536A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- thin film
- protrusion
- insulating layer
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Abstract
Description
本発明は、薄膜インダクタ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a thin film inductor and a method for manufacturing the same.
携帯電話機や携帯端末等の携帯機器には、例えば、パワーアンプモジュール、集積回路（ＩＣ）用電源、各種ドライバ等を駆動するための多くの電源回路が内蔵されており、また、電源回路の動作電圧は、機器の多機能化や電子部品の高集積化に伴い多様化しており、かつ、半導体装置の微細化に伴って低電圧化が進んでいる。また、微小な電圧変動に起因する機器部品の誤動作を防止すべく、電源の分散化も急速に進行しており、そのため、個々の半導体装置を個別制御するための電源が必要となり、携帯機器には更に多くの電源回路が内蔵されるようになってきた。 Mobile devices such as mobile phones and mobile terminals incorporate many power supply circuits for driving, for example, power amplifier modules, integrated circuit (IC) power supplies, various drivers, and the like. The voltage has been diversified along with the multifunction of devices and the high integration of electronic components, and the voltage has been lowered along with the miniaturization of semiconductor devices. In addition, in order to prevent malfunctions of equipment components due to minute voltage fluctuations, power supply decentralization is also progressing rapidly. Therefore, a power supply for individual control of individual semiconductor devices is required, and portable equipment is required. More and more power supply circuits have been built in.
その一方で、近時、携帯機器には、更なる低消費電力化と小型化が切望されている。消費電力を抑えて搭載バッテリーの寿命を延ばすには、電源回路で電圧変換を行うときの電力損失を抑制する必要があり、それに対応すべく、携帯機器には、ＤＣ−ＤＣコンバータと呼ばれるレギュレータが広く採用されている。しかし、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いると、その回路にはトランス、キャパシタ、インダクタ等の電子部品が必要となるため、電源回路の占有面積が増大してしまい、小型化を阻害する要因となってしまう。そこで、携帯機器の更なる小型化を達成するには、それらの電子部品の小型化が急務となっている。 On the other hand, recently, further reduction in power consumption and miniaturization is desired for portable devices. In order to reduce the power consumption and extend the life of the on-board battery, it is necessary to suppress the power loss when performing voltage conversion in the power supply circuit. To cope with this, a regulator called a DC-DC converter is provided in the portable device. Widely adopted. However, when a DC-DC converter is used, electronic components such as a transformer, a capacitor, and an inductor are required for the circuit, so that the area occupied by the power supply circuit is increased, which is a factor that hinders downsizing. . Therefore, in order to achieve further miniaturization of portable devices, miniaturization of those electronic components is urgently needed.
電源回路に使用されるこれらの電子部品のうちインダクタとしては、従来、フェライトコアにコイルを巻回した巻線タイプのものが広く使用されていたが、その構造上、薄型化（低背化）及び小型化が困難であり、近年では、平面に形成されたコイルをフェライト等の磁性性層で挟持し、かつ、コイル導体間を磁性樹脂等の磁性材料で埋め込んだ薄膜インダクタが開発されてきた（例えば、特許文献１参照）。
しかし、かかる薄膜インダクタは、その構造上、巻線インダクタに比して薄型化し易いものの、同種の磁性材料を用いて小型化を推し進めた場合、コイル面積が低減されるといった理由によりインダクタンスが低下してしまい、電圧変換効率が低下する傾向にある。近時、電源回路のスイッチング周波数はますます高周波化しており、そのような高いスイッチング周波数では、電圧変換効率の低下は更に顕著となる。そこで、より高い透磁率を有する磁性材料を使用したり、磁路における磁性体間（磁性コアと磁性層等）のギャップ（間隔）を狭小化することにより、インダクタンスを増大する試みがなされている。 However, although such a thin film inductor is easier to reduce in thickness than a wire wound inductor due to its structure, when the miniaturization is promoted by using the same kind of magnetic material, the inductance is reduced because the coil area is reduced. As a result, the voltage conversion efficiency tends to decrease. Recently, the switching frequency of the power supply circuit has been increased, and at such a high switching frequency, the decrease in voltage conversion efficiency becomes more remarkable. Therefore, attempts have been made to increase the inductance by using a magnetic material having a higher magnetic permeability or by narrowing the gap (interval) between magnetic bodies (magnetic core and magnetic layer, etc.) in the magnetic path. .
また、電源の大電流化やＤＣ−ＤＣコンバータ等の電源回路の動作の安定制御を実現するには、直流重畳特性（インダクタンス−電流特性）を改善する必要がある。直流重畳特性が不十分な薄膜インダクタに直流電流が送通されると、磁気飽和によってインダクタンスが急激に低下する。こうなると、電源回路に流れる電流が急激に変化して動作が不安定になるとともに電圧変換効率が低下するといった不都合がある。しかし、上述の如く初期のインダクタンスを増大させるためにギャップを狭小化すると、動作後の磁気飽和が早くなって直流重畳特性が悪化してしまうといった不都合が生じ得る。逆に言えば、ギャップの大きさによってインダクタの磁気抵抗が調整されるので、ギャップによって、そのインダクタの直流重畳特性が決定されると言える。 Further, in order to realize a large current of the power source and stable control of the operation of a power circuit such as a DC-DC converter, it is necessary to improve the direct current superposition characteristics (inductance-current characteristics). When a direct current is passed through a thin film inductor having insufficient direct current superimposition characteristics, the inductance rapidly decreases due to magnetic saturation. In this case, the current flowing through the power supply circuit changes abruptly, resulting in instability of operation and a decrease in voltage conversion efficiency. However, if the gap is narrowed to increase the initial inductance as described above, there is a problem that the magnetic saturation after the operation is accelerated and the direct current superimposition characteristic is deteriorated. In other words, since the magnetic resistance of the inductor is adjusted by the size of the gap, it can be said that the DC superposition characteristics of the inductor are determined by the gap.
したがって、インダクタンス特性と直流重畳特性の双方のバランスをとりながら両者を改善するには、磁性コアと磁性層等の間のギャップを適正に微調整する制御が必要である。 Therefore, in order to improve both the inductance characteristic and the direct current superimposition characteristic while balancing, it is necessary to control the gap between the magnetic core and the magnetic layer to be finely adjusted appropriately.
ところで、薄膜インダクタとしては、特許文献１に記載されたタイプの他に、フェライト等の磁性基板を切削加工することにより、磁性コアの磁芯として機能する突起部を作製し、その後、その突起部を巻回するようなスパイラル状の導体コイルをフォトリソグラフィとめっきによってパターニングし、導体コイルと突起部の上に磁性層を形成した薄膜インダクタが知られている。このような突起部を有する薄膜インダクタでは、突起部と磁性層とのギャップ距離が、インダクタンス特性と直流重畳特性に重大な影響を及ぼし得る。 By the way, as a thin film inductor, the projection part which functions as a magnetic core of a magnetic core is produced by cutting a magnetic substrate, such as a ferrite, besides the type described in Patent Document 1, and then the projection part. A thin-film inductor is known in which a spiral conductor coil is wound by photolithography and plating, and a magnetic layer is formed on the conductor coil and the protrusion. In a thin film inductor having such a protrusion, the gap distance between the protrusion and the magnetic layer can have a significant effect on the inductance characteristics and the DC superposition characteristics.
この薄膜インダクタを携帯機器の電源回路に用いる場合、突起部と磁性層とのギャップを数μｍ以下の寸法精度で制御することが今後期待されている。また、かかる突起部を有する薄膜インダクタは、磁性基板の複数の領域に、同一形態を有する複数の薄膜インダクタ構造（個片、個品）を形成した後、その基板を切削（ダイシングプロセス）して個片化し、それらに配線処理やパッケージ処理を施すいわゆるウェハプロセスによって広く製造されている。よって、個片間の性能のばらつきを十分に低く抑えて歩留まりを向上させるには、基板内に同時に形成される複数の薄膜インダクタに対して、上述した突起部と磁性層間の微細なギャップ制御を正確に行う（基板面内のギャップ寸法のばらつきを十分に抑える）必要がある。しかし、突起部と磁性層間のギャップを、例えば、機械的な加工を用いた寸法制御によって数μｍオーダーで制御することは極めて困難である。 When this thin film inductor is used in a power supply circuit of a portable device, it is expected in the future to control the gap between the protrusion and the magnetic layer with a dimensional accuracy of several μm or less. A thin film inductor having such protrusions is formed by forming a plurality of thin film inductor structures (pieces, individual items) having the same form in a plurality of regions of a magnetic substrate, and then cutting the substrate (dicing process). It is widely manufactured by a so-called wafer process in which individual pieces are separated and subjected to wiring processing or package processing. Therefore, in order to improve the yield by sufficiently suppressing the performance variation between the individual pieces, the above-described fine gap control between the protrusion and the magnetic layer is performed on a plurality of thin film inductors formed simultaneously in the substrate. It is necessary to perform it accurately (suppressing variation in gap dimensions in the substrate surface sufficiently). However, it is extremely difficult to control the gap between the protrusion and the magnetic layer on the order of several μm by, for example, dimensional control using mechanical processing.
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、突起部を有する薄膜インダクタに対して要求される精度の高いギャップ制御を実現できる薄膜インダクタの製造方法、及び、そのように高い精度で形成されたギャップ構造を有する薄膜インダクタを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and a method for manufacturing a thin film inductor capable of realizing the highly accurate gap control required for a thin film inductor having a protrusion, and such high accuracy. An object of the present invention is to provide a thin film inductor having a gap structure.
上記課題を解決するために、本発明による薄膜インダクタの製造方法は、磁性基板上に第１の絶縁層を形成する工程と、その第１の絶縁層が形成された磁性基板の一部を研削することにより、磁性基板上にギャップ層が積層された突起部を形成する工程と、突起部を巻回するように導体コイルを形成する工程と、その導体コイルの周回間に第２の絶縁層を充填する工程と、導体コイル、第２の絶縁層、及び、ギャップ層が積層された突起部上に磁性層を形成する工程とを含む。 In order to solve the above problems, a method of manufacturing a thin film inductor according to the present invention includes a step of forming a first insulating layer on a magnetic substrate, and grinding a part of the magnetic substrate on which the first insulating layer is formed. A step of forming a protrusion having a gap layer laminated on the magnetic substrate, a step of forming a conductor coil so as to wind the protrusion, and a second insulating layer between the turns of the conductor coil. And a step of forming a magnetic layer on the protrusion on which the conductor coil, the second insulating layer, and the gap layer are stacked.
このような薄膜インダクタの製造方法においては、まず、磁性基板上に、例えば、液状の樹脂又は樹脂組成物を塗布し、それを硬化させることにより第１の絶縁層を形成する。次に、第１の絶縁層が形成された磁性基板の一部を研削することにより、研削されなかった部分を突起部として突設させる。このとき、磁性基板の切削された部位上に形成されていた第１の絶縁層も同時に研削されるので、第１の絶縁層は突起部上にのみ残り、その残存する第１の絶縁層がギャップ層として突起上に積層された構造が形成される。このように、ギャップ層の前駆体（前駆層）に相当する第１の絶縁層が、薄膜インダクタにおける素子構造が全く形成されていない状態の磁性基板上に、上述の如く塗布等によって均一な厚さで形成され得るので、ギャップ層を均一に平坦化され易く、所望の厚さに制御し易い。 In such a thin film inductor manufacturing method, first, for example, a liquid resin or a resin composition is applied onto a magnetic substrate, and the first insulating layer is formed by curing it. Next, a portion of the magnetic substrate on which the first insulating layer is formed is ground to project the unground portion as a protrusion. At this time, since the first insulating layer formed on the cut portion of the magnetic substrate is also ground at the same time, the first insulating layer remains only on the protruding portion, and the remaining first insulating layer is A structure laminated on the protrusion is formed as a gap layer. As described above, the first insulating layer corresponding to the gap layer precursor (precursor layer) has a uniform thickness by coating or the like as described above on the magnetic substrate in which the element structure of the thin film inductor is not formed at all. Therefore, the gap layer can be easily flattened uniformly and controlled to a desired thickness.
それから、突起部の周囲に突起部を巻回するように導体コイルを形成し、さらに、その周回間（導体間）に樹脂又は樹脂組成物等を充填して第２の絶縁層を形成する。このとき、導体コイルの高さがギャップ層の高さと同一又は略同一となるように導体コイルを形成すると好ましい。次いで、必要に応じて第２の絶縁層面とギャップ層の上面とが同じ高さになるように平坦化、すなわち、平坦化面を形成した後、その上、つまり、導体コイル、第２の絶縁層、及び、ギャップ層が積層された突起部上に磁性層を形成することにより、厚さが精度良く制御されたギャップ層を有する薄膜インダクタの素子構造が形成される。 Then, a conductor coil is formed so that the protrusion is wound around the protrusion, and a second insulating layer is formed by filling a resin or a resin composition between the turns (between the conductors). At this time, the conductor coil is preferably formed so that the height of the conductor coil is the same as or substantially the same as the height of the gap layer. Then, as necessary, the second insulating layer surface and the upper surface of the gap layer are flattened so that the upper surface is the same height, that is, after the flattened surface is formed, on that, that is, the conductor coil, the second insulating layer By forming a magnetic layer on the protrusions on which the layer and the gap layer are laminated, an element structure of a thin film inductor having a gap layer whose thickness is accurately controlled is formed.
或いは、本発明による薄膜インダクタの製造方法は、磁性基板の一部を研削することにより、その磁性基板上に突起部を形成する工程と、突起部が形成された磁性基板上に第１の絶縁層を形成することにより、突起部上にギャップ層を積層する工程と、突起部を巻回するように導体コイルを形成する工程と、その導体コイルの周回間に第２の絶縁層を形成する工程と、導体コイル、第２の絶縁層、及び、ギャップ層が積層された突起部上に磁性層を形成する工程とを含む。 Alternatively, the method of manufacturing a thin film inductor according to the present invention includes a step of forming a protrusion on the magnetic substrate by grinding a part of the magnetic substrate, and a first insulation on the magnetic substrate on which the protrusion is formed. Forming a gap layer on the protrusion, forming a conductor coil so as to wind the protrusion, and forming a second insulating layer between the circumferences of the conductor coil by forming the layer And a step of forming a magnetic layer on the protrusion on which the conductor coil, the second insulating layer, and the gap layer are stacked.
このような薄膜インダクタの製造方法では、磁性基板上に第１の絶縁層を形成する前に磁性基板の一部を切削して先に突起部を形成する。それから、その基板上に、上述したのと同様に樹脂等からなる第１の絶縁層を形成する。このとき、磁性基板の全面上に第１の絶縁層を形成した場合、第１の絶縁層のうち突起部上に積層された部分がギャップ層となる。或いは、磁性基板の全面ではなく突起部上にのみ第１の絶縁層を形成してもよく、この場合、第１の絶縁層がギャップ層となる。そして、第１の絶縁層は、周囲に素子構造が形成されていない突起部上、及び切削された部位（溝部）上に形成されるので、厚さが均一化され、これにより、ギャップ層も均一な厚さで平坦に形成され易く、その厚さも制御し易い。その後は、先述したのと同様にして、導体コイルを形成し、その周回間に樹脂等を充填して第２の絶縁層を形成し、必要に応じてそれらの上面を平坦化した後、その上に磁性層を形成することにより、薄膜インダクタの構造を得る。 In such a thin film inductor manufacturing method, before forming the first insulating layer on the magnetic substrate, a part of the magnetic substrate is cut to form the protrusions first. Then, a first insulating layer made of resin or the like is formed on the substrate in the same manner as described above. At this time, when the first insulating layer is formed on the entire surface of the magnetic substrate, a portion of the first insulating layer stacked on the protruding portion becomes the gap layer. Alternatively, the first insulating layer may be formed not only on the entire surface of the magnetic substrate but only on the protrusion, and in this case, the first insulating layer becomes a gap layer. And since the 1st insulating layer is formed on the projection part in which the element structure is not formed in the circumference, and on the cut part (groove part), thickness is equalized and, thereby, a gap layer is also formed. It is easy to form flat with a uniform thickness, and the thickness is easy to control. Thereafter, in the same manner as described above, a conductor coil is formed, and a resin or the like is filled between the circumferences to form a second insulating layer. A thin film inductor structure is obtained by forming a magnetic layer thereon.
ここで、磁性基板の全面上に第１の絶縁層を形成する場合、導体コイルを形成する前に、突起部上に積層されたギャップ層以外の第１の絶縁層を除去してもよい。こうすれば、そのように第１の絶縁層の一部を除去しない場合に比して、導体コイルを厚くしてコイル抵抗の低下を抑止できるので、薄膜インダクタの特性上好ましい。 Here, when the first insulating layer is formed on the entire surface of the magnetic substrate, the first insulating layer other than the gap layer stacked on the protrusion may be removed before forming the conductor coil. This is preferable in terms of the characteristics of the thin-film inductor, because the conductor coil can be made thicker and the coil resistance can be prevented from lowering than in the case where a part of the first insulating layer is not removed.
また、本発明による薄膜インダクタは、本発明の薄膜インダクタの製造方法によって有効に製造されるものであって、磁性基板上に形成された突起部と、その突起部上にのみ積層されており、かつ、第１の絶縁層からなるギャップ層と、突起部を巻回するように形成された導体コイルと、導体コイルの周回間（導体間）に形成された第２の絶縁層と、導体コイル、第２の絶縁層、及び、ギャップ層が積層された突起部上に形成された磁性層とを備える。 Further, the thin film inductor according to the present invention is effectively manufactured by the method for manufacturing a thin film inductor of the present invention, and the protrusion formed on the magnetic substrate is laminated only on the protrusion. And the gap layer which consists of a 1st insulating layer, the conductor coil formed so that a projection part may be wound, the 2nd insulating layer formed between the circumference | surroundings (between conductors) of a conductor coil, and a conductor coil , A second insulating layer, and a magnetic layer formed on the protruding portion on which the gap layer is stacked.
本発明によれば、薄膜インダクタの素子構造の一部である導体コイルやその周回間に設けられる第２の絶縁層を形成する前に、磁性基板の突起部上に予めギャップ層を積層させるので、所望の均一な厚さのギャップ層を形成し易く、これにより、突起部を有する薄膜インダクタに対して要求される精度の高いギャップ距離の制御を実現でき、その結果、そのように高い精度で形成されたギャップ構造を有する薄膜インダクタを簡易にかつ確実に得ることができるので、インダクタンス特性と直流重畳特性に優れた薄膜インダクタを、高い歩留まりで製造することが可能となる。 According to the present invention, the gap layer is previously laminated on the protruding portion of the magnetic substrate before the conductor coil which is a part of the element structure of the thin film inductor and the second insulating layer provided between the conductor coils are formed. It is easy to form a gap layer with a desired uniform thickness, and this makes it possible to realize the gap distance control with high accuracy required for a thin film inductor having a protrusion, and as a result, with such high accuracy Since the thin film inductor having the formed gap structure can be obtained easily and reliably, a thin film inductor having excellent inductance characteristics and direct current superimposition characteristics can be manufactured with a high yield.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。さらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Furthermore, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios. Further, the following embodiments are exemplifications for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention only to the embodiments. Furthermore, the present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.
図１（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明による薄膜インダクタの製造方法によって薄膜インダクタを形成している状態を模式的に示す工程図である。ここでは、本発明の理解を容易にするべく、手順の概略を簡明に説明し、より詳細かつ具体的な内容については後述する。 1A to 1E are process diagrams schematically showing a state in which a thin film inductor is formed by the method of manufacturing a thin film inductor according to the present invention. Here, in order to facilitate understanding of the present invention, the outline of the procedure will be briefly described, and more detailed and specific contents will be described later.
まず、磁性基板Ｗ上の全面に、例えば、液状の樹脂又は樹脂組成物をスピンコート等で塗布し、それを硬化させることにより、絶縁層４（第１の絶縁層）を形成する（図１（Ａ））。次に，その磁性基板Ｗの一部（図示周縁部）を絶縁層４とともに研削することにより、突起部１１を形成する。突起部１１上の絶縁層４はそのまま残留し、突起部１１上にギャップ層４０が積層された構造を得る（図１（Ｂ））。次いで、磁性基板Ｗにおいて切削されて形成された溝部１２上に、導体リード配線３０を形成した後、突起部１１の周囲に突起部１１を巻回するように一本のコイル２２（導体コイル）を形成する（図１（Ｃ））。このとき、コイル２２の高さがギャップ層４０の高さと同一又は略同一となるようにコイル２２を形成する。さらに、コイル２２の周回間（導体間）に樹脂又は樹脂組成物を充填して絶縁層２０（第２の絶縁層）を形成する（図１（Ｄ））。こうして、平坦化された磁性基板Ｗのコイル２２、絶縁層２０、及び、ギャップ層４０が積層された突起部１１上に上部磁性層５０を形成することにより、薄膜インダクタ１００の素子構造を得る。 First, an insulating layer 4 (first insulating layer) is formed on the entire surface of the magnetic substrate W by applying, for example, a liquid resin or resin composition by spin coating or the like and curing it (FIG. 1). (A)). Next, a part of the magnetic substrate W (peripheral edge in the drawing) is ground together with the insulating layer 4 to form the protrusion 11. The insulating layer 4 on the protrusion 11 remains as it is, and a structure in which the gap layer 40 is laminated on the protrusion 11 is obtained (FIG. 1B). Next, after forming the conductor lead wiring 30 on the groove 12 formed by cutting in the magnetic substrate W, one coil 22 (conductor coil) is formed so that the protrusion 11 is wound around the protrusion 11. (FIG. 1C). At this time, the coil 22 is formed so that the height of the coil 22 is the same as or substantially the same as the height of the gap layer 40. Further, the insulating layer 20 (second insulating layer) is formed by filling a resin or a resin composition between the turns of the coil 22 (between the conductors) (FIG. 1D). Thus, the element structure of the thin film inductor 100 is obtained by forming the upper magnetic layer 50 on the protrusion 11 on which the coil 22, the insulating layer 20, and the gap layer 40 of the flattened magnetic substrate W are laminated.
次に、図２は、本発明による薄膜インダクタを複数形成するための磁性基板Ｗの一例を示す平面図である。磁性基板Ｗは、薄膜インダクタの磁性コアの一部を構成するフェライト基板であり、図示一点鎖線で示す仮想切断線Ｃで囲まれた複数の領域Ｒのそれぞれに薄膜インダクタの素子構造が形成された後、ダイシングブレードを用いたダイシングプロセスによって、仮想切断線Ｃに沿って機械的に切断され、薄膜インダクタの個片が得られる。なお、図示においては、領域Ｒの大きさを誇張して示している。 Next, FIG. 2 is a plan view showing an example of a magnetic substrate W for forming a plurality of thin film inductors according to the present invention. The magnetic substrate W is a ferrite substrate that constitutes a part of the magnetic core of the thin film inductor, and the element structure of the thin film inductor is formed in each of a plurality of regions R surrounded by a virtual cutting line C indicated by a dashed line in the figure. Thereafter, a thin film inductor piece is obtained by mechanical cutting along a virtual cutting line C by a dicing process using a dicing blade. In the drawing, the size of the region R is exaggerated.
図３は、本発明による薄膜インダクタの好適な一実施形態の構成を示す概略断面図（鉛直断面図）である。また、図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図（水平断面図）である。なお、図４においては、便宜上、後記の外部端子Ｇの図示を省略した。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view (vertical cross-sectional view) showing a configuration of a preferred embodiment of the thin-film inductor according to the present invention. 4 is a sectional view (horizontal sectional view) taken along the line IV-IV in FIG. In FIG. 4, the external terminals G described later are omitted for convenience.
薄膜インダクタ１は、上述のとおり、図２に示す磁性基板Ｗ上に複数形成された単位構造がダイシングによって個片化されたものであり、図３は、薄膜インダクタ１の側面Ｓと上下両面の周縁部を覆うように外部端子Ｇが形成された状態を示している。この薄膜インダクタ１は、面内中央部に磁心として機能する突起部１１が突設された磁性基板Ｗの環状の溝部１２上に、絶縁層２０内に埋め込まれるように、かつ、突起部１１の周囲を巻回するように設けられた１本のスパイラル状をなすコイル２２が形成されたものである。 As described above, the thin film inductor 1 is obtained by dicing a plurality of unit structures formed on the magnetic substrate W shown in FIG. 2, and FIG. The state where the external terminal G is formed so as to cover the peripheral edge portion is shown. The thin film inductor 1 is embedded in the insulating layer 20 on the annular groove 12 of the magnetic substrate W in which the protrusion 11 functioning as a magnetic core protrudes from the center of the surface, and the protrusion 11 One spiral coil 22 provided so as to be wound around is formed.
絶縁層２０は、コイル２２の周回間を絶縁する層として機能する。また、コイル２２における図示向かって左側の部位の絶縁層２０上には、導体リード配線３０が形成されている。導体リード配線３０は、一方端がコイル２２の内側端部２４に接続されており、他方端が薄膜インダクタ１の側面Ｓに露出して外部端子Ｇに接続されるように面方向に延在している。この導体リード配線３０は、平面視において櫛状をなしており（図４参照）、コイル２２の内側端部２４に接続された矩形状の基部３１から、側面Ｓに沿って幅広に延在する櫛部３２が延出している。櫛部３２は、櫛歯状に分割された複数のサブ電極３５を有しており、それらのサブ電極３５が、平面方向に所定間隔で並置されるように側面Ｓにおいて外部へ露出している。 The insulating layer 20 functions as a layer that insulates between the turns of the coil 22. In addition, a conductor lead wiring 30 is formed on the insulating layer 20 on the left side of the coil 22 in the drawing. The conductor lead wire 30 has one end connected to the inner end 24 of the coil 22 and the other end exposed in the side surface S of the thin film inductor 1 and extends in the surface direction so as to be connected to the external terminal G. ing. The conductor lead wiring 30 has a comb shape in plan view (see FIG. 4), and extends widely from the rectangular base portion 31 connected to the inner end portion 24 of the coil 22 along the side surface S. The comb portion 32 extends. The comb portion 32 has a plurality of sub-electrodes 35 divided in a comb-teeth shape, and these sub-electrodes 35 are exposed to the outside on the side surface S so as to be juxtaposed at a predetermined interval in the plane direction.
さらに、絶縁層２０及び導体リード配線３０上には、上述した絶縁層４（図１（Ａ））からなるギャップ層４０、上部磁性層５０（磁性層）、及び保護層６０がこの順に積層形成されている。ギャップ層４０は、突起部１１と上部磁性層５０とのギャップ距離（間隔）を制御（調節）するためのものである。また、櫛歯状のサブ電極３５間の間隙には、絶縁層２０が充填されている。さらに、上部磁性層５０は、例えば、フェライト又はフェライト粉末を含む樹脂組成物等の絶縁性磁性材料で形成されており、その上面が保護層６０で覆われている。保護層６０はなくともよいが、上部磁性層５０の表層として金属磁性薄膜が形成されている場合には有用である。 Further, on the insulating layer 20 and the conductor lead wiring 30, the gap layer 40, the upper magnetic layer 50 (magnetic layer), and the protective layer 60 made of the insulating layer 4 (FIG. 1A) are stacked in this order. Has been. The gap layer 40 is for controlling (adjusting) the gap distance (interval) between the protrusion 11 and the upper magnetic layer 50. In addition, the insulating layer 20 is filled in the gap between the comb-shaped sub-electrodes 35. Further, the upper magnetic layer 50 is formed of an insulating magnetic material such as a resin composition containing ferrite or ferrite powder, and the upper surface thereof is covered with the protective layer 60. Although the protective layer 60 is not necessary, it is useful when a metal magnetic thin film is formed as a surface layer of the upper magnetic layer 50.
このように構成された薄膜インダクタ１を製造する手順としては、例えば、以下に示す方法が挙げられる。まず、図２に示す磁性基板Ｗ（フェライト基板）上の全面に、未硬化の樹脂又は樹脂組成物を供給し、スピンコート等によって薄膜状に塗布した後、その樹脂又は樹脂組成物を硬化させてギャップ層４０の前駆層（第１の絶縁層）を形成する。 As a procedure for manufacturing the thin film inductor 1 configured as described above, for example, the following method may be mentioned. First, an uncured resin or resin composition is supplied to the entire surface of the magnetic substrate W (ferrite substrate) shown in FIG. 2 and applied in a thin film by spin coating or the like, and then the resin or resin composition is cured. Thus, a precursor layer (first insulating layer) of the gap layer 40 is formed.
ここで、フェライト基板である磁性基板Ｗは、下部磁性層１０として用いることができるものであれば成分は特に制限されず、例えば、少なくとも酸化鉄を含有し、酸化ニッケル、酸化マンガン又は酸化亜鉛を更に含む主成分と、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化リン及び酸化ホウ素の１種又は２種以上からなる添加物と、酸化シリコンからなる副成分と、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム及び酸化ストロンチウムの１種又は２種以上からなる副成分とを含有するものが挙げられる（例えば、本出願人による特開２００４−３４９４６８号等参照）。 Here, the magnetic substrate W that is a ferrite substrate is not particularly limited as long as it can be used as the lower magnetic layer 10. For example, the magnetic substrate W contains at least iron oxide and contains nickel oxide, manganese oxide, or zinc oxide. Further, a main component, an additive composed of one or more of bismuth oxide, vanadium oxide, phosphorus oxide and boron oxide, a subcomponent composed of silicon oxide, magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide and strontium oxide Examples include those containing one or more subcomponents (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-349468, etc. by the present applicant).
また、樹脂としては、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれを用いてもよく、より具体的には、ビニルベンジル樹脂、ポリビニルベンジルエーテル化合物樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジン）、ポリフェニレエーテル（ポリフェニレンエーテルオキサイド）樹脂（ＰＰＥ，ＰＰＯ）、シアネートエステル樹脂、エポキシ＋活性エステル硬化樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂（ポリフェニレンオキサオド樹脂）、硬化性ポリオレフィン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂又はベンゾオキサジン樹脂等を単独で或いは２種以上混合して用いる例が挙げられる。 Further, as the resin, any of a thermosetting resin and a thermoplastic resin may be used. More specifically, a vinyl benzyl resin, a polyvinyl benzyl ether compound resin, a bismaleimide triazine resin (BT resin), a polyphenyl ether. (Polyphenylene ether oxide) resin (PPE, PPO), cyanate ester resin, epoxy + active ester cured resin, polyphenylene ether resin (polyphenylene oxide resin), curable polyolefin resin, benzocyclobutene resin, polyimide resin, aromatic polyester resin , Aromatic liquid crystal polyester resin, polyphenylene sulfide resin, polyetherimide resin, polyacrylate resin, polyether ether ketone resin, fluorine resin, epoxy resin, phenol resin or benzoo Examples of using the spoon resin singly, or two or more thereof.
さらに、樹脂組成物としては、フェライト粉体と樹脂とが混合された磁性樹脂組成物が挙げられ、フェライト粉体としては、例えば、Ｎｉ／Ｚｎ系、Ｍｎ／Ｚｎ系、プラナー系またはＮｉ／Ｃｕ／Ｚｎ系のフェライト等が挙げられる（例えば、本出願人による特開２００３−２２６５２５号、特開２００１−２１０９４２号公報等参照）。 Further, examples of the resin composition include a magnetic resin composition in which ferrite powder and a resin are mixed. Examples of the ferrite powder include Ni / Zn-based, Mn / Zn-based, planar-based, or Ni / Cu. / Zn-based ferrite and the like (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-226525, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-210942, etc. by the present applicant).
またさらに、樹脂組成物は、上記の樹脂又は磁性樹脂組成物に、シリカ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸アルミウイスカ、チタン酸カリウム繊維、アルミナ、ガラスフレーク、ガラス繊維、窒化タンタル、窒化アルミニウム等、さらに、マグネシウム、ケイ素、チタン、亜鉛、カルシウム、ストロンチウム、ジルコニウム、錫、ネオジウム、サマリウム、アルミニウム、ビスマス、鉛、ランタン、リチウム及びタンタルのうち少なくとも１種の金属を含む金属酸化物粉末、またさらには、ガラス繊維、アラミド繊維等の樹脂繊維等といった無機フィラーを添加したものであってもよい。 Still further, the resin composition includes the above resin or magnetic resin composition, silica, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum borate whisker, potassium titanate fiber, alumina, glass flakes. , Glass fiber, tantalum nitride, aluminum nitride, etc., and at least one of magnesium, silicon, titanium, zinc, calcium, strontium, zirconium, tin, neodymium, samarium, aluminum, bismuth, lead, lanthanum, lithium and tantalum A metal oxide powder containing a metal, or further, an inorganic filler such as a glass fiber or a resin fiber such as an aramid fiber may be added.
次に、ギャップ層４０の前駆層である絶縁層が全面に形成された磁性基板Ｗに対し、例えば、ダイヤモンドホイール砥石等の砥石を用いた高精度スライサーにより、突起部１１を残して溝部１２の肉厚を薄くするような研削加工を施し、各領域Ｒの中央部に突起部１１を形成し、その周囲に溝部１２を形成する。これにより、突起部１１の上面以外の部位の絶縁層も除去され、突起部１１の上面にのみギャップ層４０が積層された構造が形成される。 Next, with respect to the magnetic substrate W on which the insulating layer which is a precursor layer of the gap layer 40 is formed on the entire surface, for example, by using a high-precision slicer using a grindstone such as a diamond wheel grindstone, A grinding process is performed to reduce the wall thickness, the protrusion 11 is formed at the center of each region R, and the groove 12 is formed around the protrusion 11. As a result, the insulating layer other than the upper surface of the protrusion 11 is also removed, and a structure in which the gap layer 40 is laminated only on the upper surface of the protrusion 11 is formed.
次に、下部磁性層１０の溝部１２上に、フォトリソグラフィとめっきにより、コイル２２を形成する。より具体的には、例えば、溝部１２面上に、シード層としての下地導体層を無電解めっきにて形成し、その上に、フォトレジストを成膜し、それをフォトリソグラフィによって、コイル２２のパターンに対応した選択めっき用のマスクレジストにパターニングする。それから、そのマスクレジストをめっきマスクとして下地導体層が露呈している部分に、選択的に電気（電解）めっきを施し、コイル２２用の電気めっき導体層を電着形成する。次いで、マスクレジストを除去した後、電気めっき導体層が形成されていない部分の下地導体層をエッチングにより除去する。その後、マスクレジストを用いることなく、電気めっきを更に施すことにより、電気めっき導体層を電着成長させて所望の十分な厚さを有するコイル２２を得る。 Next, the coil 22 is formed on the groove 12 of the lower magnetic layer 10 by photolithography and plating. More specifically, for example, a base conductor layer as a seed layer is formed on the surface of the groove portion 12 by electroless plating, a photoresist is formed thereon, and this is applied to the coil 22 by photolithography. Patterning is performed on a mask resist for selective plating corresponding to the pattern. Then, using the mask resist as a plating mask, the portion where the underlying conductor layer is exposed is selectively subjected to electroplating to form an electroplating conductor layer for the coil 22 by electrodeposition. Next, after removing the mask resist, the underlying conductor layer where the electroplated conductor layer is not formed is removed by etching. Thereafter, electroplating is further performed without using a mask resist, whereby an electroplated conductor layer is electrodeposited to obtain a coil 22 having a desired and sufficient thickness.
それから、コイル２２上に未硬化の樹脂組成物を供給し、コイル２２を埋め込むように層形成した後、その樹脂組成物を硬化させて絶縁層２０（第２の絶縁層）を形成する。ここで、絶縁層２０に用いる樹脂組成物は、上述したギャップ層４０の前駆層である絶縁層（図１に示す絶縁層４に相当）に用いられるフェライト粉体と絶縁樹脂とが混合された磁性樹脂組成物が好ましいものとして例示できる。 Then, an uncured resin composition is supplied onto the coil 22 to form a layer so as to embed the coil 22, and then the resin composition is cured to form the insulating layer 20 (second insulating layer). Here, the resin composition used for the insulating layer 20 is a mixture of ferrite powder and insulating resin used for the insulating layer (corresponding to the insulating layer 4 shown in FIG. 1) which is a precursor layer of the gap layer 40 described above. A magnetic resin composition can be exemplified as a preferable one.
次に、絶縁層２０上に、フォトリソグラフィとめっきにより、導体リード配線３０を形成する。より具体的には、例えば、図４に示す導体リード配線３０を形成する絶縁層２０上に、フォトレジストを成膜し、それをフォトリソグラフィによって、導体リード配線３０のパターンに対応した選択めっき用のマスクレジストにパターニングする。それから、そのマスクレジストをエッチマスクとして使用し、そのエッチマスクがない部分の絶縁層２０をエッチングして除去する。次いで、マスクレジストを除去した後、その面上に、シード層としての下地導体層を無電解めっきにて形成した後、さらにその上に、電気（電解）めっきを施し、導体リード配線３０用の電気めっき導体層を電着し、それを成長させて所望の厚さを有する導体リード配線３０を得る。 Next, the conductor lead wiring 30 is formed on the insulating layer 20 by photolithography and plating. More specifically, for example, a photoresist is formed on the insulating layer 20 on which the conductor lead wiring 30 shown in FIG. 4 is formed, and this is used for selective plating corresponding to the pattern of the conductor lead wiring 30 by photolithography. The mask resist is patterned. Then, the mask resist is used as an etch mask, and the portion of the insulating layer 20 without the etch mask is etched away. Next, after removing the mask resist, an underlying conductor layer as a seed layer is formed on the surface by electroless plating, and further, electric (electrolytic) plating is performed thereon to form the conductor lead wiring 30. An electroplated conductor layer is electrodeposited and grown to obtain a conductor lead wire 30 having a desired thickness.
次に、コイル２２、ギャップ層４０、及び導体リード配線３０上に、上部磁性層５０を形成する。上部磁性層５０の材料としては、例えば、フェライト、又は、上述したようなフェライト粉末を含む樹脂組成物等の絶縁性磁性材料が挙げられ、その上に、金属磁性薄膜を更に成膜してもよい。金属磁性薄膜としては、Ｃｏ系非晶質合金層と酸化膜とが交互に積層された多層膜、絶縁材料とその絶縁材料の混入によって軟磁性化する磁性材料を含む組成物等が挙げられる（材料及び成膜方法については、本出願人による特開２００６−１５６８５５号、特開２００５−１０９２４６号、特開２００４−２３５３５５号公報等参照）。 Next, the upper magnetic layer 50 is formed on the coil 22, the gap layer 40, and the conductor lead wiring 30. Examples of the material of the upper magnetic layer 50 include an insulating magnetic material such as ferrite or a resin composition containing the ferrite powder as described above, and a metal magnetic thin film may be further formed thereon. Good. Examples of the metal magnetic thin film include a multilayer film in which Co-based amorphous alloy layers and oxide films are alternately stacked, a composition containing an insulating material and a magnetic material that becomes soft magnetic by mixing the insulating material, and the like ( (For materials and film formation methods, see Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2006-156855, 2005-109246, and 2004-235355 by the present applicant).
その後、上部磁性層５０上に、未硬化の樹脂又は樹脂組成物を供給し、それを硬化させて保護層６０を成膜し、ダイシングプロセスを施して個片化した後、さらに、通常は、めっき等により外部端子Ｇを形成して薄膜インダクタ１を得る。保護層６０を形成するための樹脂又は樹脂組成物としては、上述したギャップ層４０の前駆層としての絶縁層と同様の樹脂又は樹脂組成物を用いることができる。 Thereafter, an uncured resin or a resin composition is supplied onto the upper magnetic layer 50, and the protective layer 60 is formed by curing the resin or resin composition. The external terminal G is formed by plating or the like to obtain the thin film inductor 1. As the resin or resin composition for forming the protective layer 60, the same resin or resin composition as the insulating layer as the precursor layer of the gap layer 40 described above can be used.
図５は、本発明による薄膜インダクタの好適な他の一実施形態の構成を示す概略断面図（鉛直断面図）である。薄膜インダクタ２は、導体リード配線３０が設けられた部位が、図２に示す薄膜インダクタ１と異なること以外は、薄膜コンダクタ１と同様に構成されたものである。すなわち、薄膜インダクタ２では、磁性基板Ｗに形成された溝部１２上の図示向かって左側面上に、導体リード配線３０が設けられている。つまり、薄膜インダクタ１では、導体リード配線３０がコイル２２の図示上側から側面Ｓに引き出されているのに対し、薄膜インダクタ２では、導体リード配線３０がコイル２２の図示下側から側面Ｓに引き出されている点で、両者は相違する。なお、導体リード配線３０の平面形状は、図４に示すものと同様、櫛形状をなしている（図４は、図５におけるＩＶ−ＩＶ線断面図でもある。）。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view (vertical cross-sectional view) showing the configuration of another preferred embodiment of the thin-film inductor according to the present invention. The thin film inductor 2 is configured in the same manner as the thin film conductor 1 except that the portion where the conductor lead wiring 30 is provided is different from the thin film inductor 1 shown in FIG. That is, in the thin film inductor 2, the conductor lead wiring 30 is provided on the left side as viewed in the figure on the groove 12 formed in the magnetic substrate W. That is, in the thin film inductor 1, the conductor lead wire 30 is drawn from the upper side of the coil 22 to the side surface S, whereas in the thin film inductor 2, the conductor lead wire 30 is drawn from the lower side of the coil 22 to the side surface S. In that respect, they are different. The planar shape of the conductor lead wiring 30 is a comb shape similar to that shown in FIG. 4 (FIG. 4 is also a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 5).
このように構成された薄膜インダクタ１，２及びその製造方法によれば、ギャップ層４０の前駆層である絶縁層が、磁性基板Ｗ上の全面に、未硬化の樹脂又は樹脂組成物をスピンコート等によって薄膜状に塗布・硬化して形成されるので、その厚さを均一にすることができ、厚さの調節も簡易に行うことができる。これにより、所望の均一な厚さのギャップ層４０を確実に形成することができるので、突起部１１を有する薄膜インダクタ１，２に対して要求される数μｍ以下の寸法精度でギャップ距離の制御を実現できる。その結果、そのように高い寸法精度で形成されたギャップ構造を有する薄膜インダクタ１，２を簡易にかつ確実に製造することができるので、インダクタンス特性と直流重畳特性に優れた薄膜インダクタ１，２の生産性を向上させることが可能となる。 According to the thin film inductors 1 and 2 and the manufacturing method thereof configured as described above, the insulating layer which is the precursor layer of the gap layer 40 is spin-coated with an uncured resin or resin composition on the entire surface of the magnetic substrate W. Since it is formed by applying and curing in the form of a thin film, etc., the thickness can be made uniform and the thickness can be easily adjusted. As a result, the gap layer 40 having a desired uniform thickness can be reliably formed, so that the gap distance can be controlled with a dimensional accuracy of several μm or less required for the thin-film inductors 1 and 2 having the protrusions 11. Can be realized. As a result, the thin film inductors 1 and 2 having such a gap structure formed with high dimensional accuracy can be easily and reliably manufactured. Productivity can be improved.
ここで、図６は、図３に示す薄膜コンダクタ１と同様に製造された製品サンプルの一例の断面を示す写真であり、図７は、図６において白枠線（一点鎖線付き）で囲まれた部分を示す拡大写真である。この例では、突起部１１上に積層されたギャップ層４０は、約４μｍの極めて均一な厚さで形成されていることが確認された。 Here, FIG. 6 is a photograph showing a cross section of an example of a product sample manufactured in the same manner as the thin film conductor 1 shown in FIG. 3, and FIG. 7 is surrounded by a white frame line (with a dashed line) in FIG. It is an enlarged photograph which shows the part. In this example, it was confirmed that the gap layer 40 laminated on the protruding portion 11 was formed with a very uniform thickness of about 4 μm.
また、本発明によれば、磁性基板Ｗの全面に、均一な厚さの絶縁層（ギャップ層４０の前駆層）を形成できるので、磁性基板Ｗ上に形成される薄膜インダクタ１，２の個片間の特性のばらつきがを格段に低減でき、歩留まりを増大させて生産性を更に向上させることができる。 In addition, according to the present invention, since an insulating layer (a precursor layer of the gap layer 40) having a uniform thickness can be formed on the entire surface of the magnetic substrate W, the thin film inductors 1 and 2 formed on the magnetic substrate W can be individually formed. The variation in characteristics between the pieces can be greatly reduced, the yield can be increased, and the productivity can be further improved.
さらに、磁性基板Ｗにギャップ層４０の前駆層である絶縁層を塗布形成することなく突起部１１を形成し、溝部１２にコイル２２及び絶縁層２０を形成した後、その上にさらに絶縁層を形成して、言わば、それらの構造の全面にギャップ層４０を形成する場合（従来の方法）、絶縁層２０の一部が突起部１１上に残渣として残ってしまう傾向にあり、その影響によりギャップ制御が困難となり、インダクタ特性が劣化してしまうおそれがある。また、この場合、コイル２２を所望の高さに形成するとギャップ層４０に段差が生じてしまうことがあり、こうなると、その上に積層する磁性層の特性劣化が発生することがある。また、コイル２２の高さを調節しようとして、コイル２２の高さが、突起部１１の高さ＋ギャップ層４０の厚さより低くなると、コイル２２の抵抗が増大してしまうといった不都合が想起される。これに対し、本発明の如く、磁性基板Ｗに予めギャップ層４０の前駆層である絶縁層を塗布形成し、突起部１１上にギャップ層４０を予め先に設けておくことにより、上述した、ギャップ層４０の段差による磁性層の特性劣化やコイル２２の抵抗増大といった不都合を解消できる。 Further, the protrusion 11 is formed on the magnetic substrate W without applying the insulating layer which is the precursor layer of the gap layer 40, the coil 22 and the insulating layer 20 are formed in the groove 12, and an insulating layer is further formed thereon. In other words, when the gap layer 40 is formed over the entire surface of the structure (conventional method), a part of the insulating layer 20 tends to remain on the protrusion 11 as a residue. Control becomes difficult and the inductor characteristics may be deteriorated. In this case, when the coil 22 is formed at a desired height, a step may be generated in the gap layer 40. In this case, the characteristics of the magnetic layer laminated thereon may be deteriorated. In addition, if the height of the coil 22 is lower than the height of the protrusion 11 + the thickness of the gap layer 40 in an attempt to adjust the height of the coil 22, a disadvantage that the resistance of the coil 22 increases is recalled. . On the other hand, as described in the present invention, an insulating layer that is a precursor layer of the gap layer 40 is applied and formed in advance on the magnetic substrate W, and the gap layer 40 is provided in advance on the protruding portion 11 as described above. Inconveniences such as deterioration of the characteristics of the magnetic layer due to the step of the gap layer 40 and increase in resistance of the coil 22 can be solved.
ここで、図１に示す手順で磁性基板Ｗ上に薄膜インダクタを形成したとき（実施例）と、磁性基板Ｗにギャップ層４０の前駆層である絶縁層を塗布形成することなく突起部１１を形成し、溝部１２にコイル２２及び絶縁層２０を形成した後、その上に絶縁層を形成してそれらの構造の全面にギャップ層４０を形成することにより薄膜インダクタを形成したとき（比較例）の基板面内における個片間の特性のばらつきを評価した。評価した特性はインダクタンスであり、以下の式に基づいてばらつきσを算定した。
σ＝（Ｌmax−Ｌmin）／（Ｌmax＋Ｌmin）×１００（％）
ここで、Ｌmaxは、個片サンプル中の最大インダクタンスを示し、Ｌminは、個片サンプル中の最小インダクタンスを示す。その結果、本発明の実施例による薄膜インダクタの製造方法では、σが４．３８％であり、従来の比較例による薄膜インダクタの製造方法では、σが１０．４６％であった。このことから、本発明の薄膜インダクタの製造方法によれば、基板面内における薄膜インダクタの個片間の特性のばらつきを格段に（半分以下に）改善できることが確認された。
Here, when the thin film inductor is formed on the magnetic substrate W by the procedure shown in FIG. 1 (Example), the protrusion 11 is formed on the magnetic substrate W without applying the insulating layer which is the precursor layer of the gap layer 40. When the thin film inductor is formed by forming the coil 22 and the insulating layer 20 in the groove 12 and then forming the insulating layer thereon and forming the gap layer 40 on the entire surface of the structure (comparative example) The variation in characteristics between the individual pieces in the substrate surface was evaluated. The evaluated characteristic was inductance, and the variation σ was calculated based on the following equation.
σ = (Lmax−Lmin) / (Lmax + Lmin) × 100 (%)
Here, Lmax indicates the maximum inductance in the individual sample, and Lmin indicates the minimum inductance in the individual sample. As a result, in the thin film inductor manufacturing method according to the example of the present invention, σ was 4.38%, and in the conventional thin film inductor manufacturing method according to the comparative example, σ was 10.46%. From this, it was confirmed that, according to the method for manufacturing a thin film inductor of the present invention, variation in characteristics between individual pieces of the thin film inductor in the substrate surface can be remarkably improved (less than half).
なお、上述したとおり、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限度において様々な変形が可能である。例えば、磁性基板Ｗにギャップ層４０の前駆層である絶縁層を塗布形成する前に、磁性基板Wに先に突起部１１を形成し、その後、磁性基板Ｗの全面上（突起部１１上及び溝部１２上）にギャップ層４０の前駆層（第１の絶縁層）を形成してもよい。この場合、第１の絶縁層のうち突起部１１上に積層された部分がギャップ層４０として機能する。或いは、磁性基板Ｗの全面ではなく突起部１１上にのみ第１の絶縁層を形成してもよく、この場合、第１の絶縁層がギャップ層として機能する。 In addition, as above-mentioned, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the limit which does not change the summary. For example, before the insulating layer which is the precursor layer of the gap layer 40 is applied and formed on the magnetic substrate W, the protrusions 11 are formed on the magnetic substrate W first, and then on the entire surface of the magnetic substrate W (on the protrusions 11 and A precursor layer (first insulating layer) of the gap layer 40 may be formed on the groove portion 12). In this case, a portion of the first insulating layer stacked on the protruding portion 11 functions as the gap layer 40. Alternatively, the first insulating layer may be formed not only on the entire surface of the magnetic substrate W but only on the protruding portion 11, and in this case, the first insulating layer functions as a gap layer.
前者の如く、突起部１１及び溝部１２の全面上に第１の絶縁層を形成する場合、コイル２２の高さが突起部１１の高さ＋ギャップ層４０の厚さより低くなり、コイル抵抗が増大してしまったり、絶縁層２０の厚さの制御が困難なことがあるので、コイル２２を形成する前に、突起部１１上に積層された部分以外の第１の絶縁層を除去すると好適である。一方、後者の如く、突起部１１上にのみ第１の絶縁層を形成する場合、スピンコート等による樹脂又は樹脂組成物の塗布が難しく、また、アライメント誤差が不可避的に存在するため、突起部１１と同等サイズのギャップ層４０を形成し難いことがあるので、この観点から、突起部１１形成前に第１の絶縁層を塗布する図１に示す方法がより有利である。 As in the former case, when the first insulating layer is formed on the entire surface of the protrusion 11 and the groove 12, the height of the coil 22 is lower than the height of the protrusion 11 + the thickness of the gap layer 40, and the coil resistance increases. Since it may be difficult to control the thickness of the insulating layer 20, it is preferable to remove the first insulating layer other than the portion laminated on the protruding portion 11 before forming the coil 22. is there. On the other hand, when the first insulating layer is formed only on the protrusion 11 as in the latter, it is difficult to apply a resin or a resin composition by spin coating or the like, and an alignment error is unavoidably present. From this point of view, the method shown in FIG. 1 in which the first insulating layer is applied is more advantageous because it is difficult to form the gap layer 40 having the same size as that of the protrusion 11.
また、絶縁層２０及びギャップ層４０は、磁性粉末や無機フィラーを含有していなくてもよい。さらに、導体リード配線３０のサブ電極３５は、複数の部位に分割されていなくてもよく、導体リード配線３０をコイル２２と一体に形成してもよい。またさらに、磁性基板Ｗは板状でなくてもよく、例えばシート状の部材であってもよい。 Moreover, the insulating layer 20 and the gap layer 40 do not need to contain magnetic powder or an inorganic filler. Further, the sub-electrode 35 of the conductor lead wiring 30 may not be divided into a plurality of portions, and the conductor lead wiring 30 may be formed integrally with the coil 22. Furthermore, the magnetic substrate W may not be plate-shaped, and may be, for example, a sheet-shaped member.
以上説明した通り、本発明の薄膜インダクタ及びその製造方法は、突起部を有する薄膜インダクタに対して要求される精度の高いギャップ距離の制御を実現できるので、種々の電子部品を搭載する機器、装置、モジュール、システム、デバイス等、特に小型化及び高性能化が要求されるもの、特にそれらに備わる電源回路に広く且つ有効に利用することができる。 As described above, the thin film inductor and the method for manufacturing the same according to the present invention can realize the control of the gap distance with high accuracy required for the thin film inductor having the protrusions. It can be used widely and effectively for modules, systems, devices, etc., especially those that require miniaturization and high performance, especially power supply circuits provided in them.
１，２，１００…薄膜インダクタ、４…絶縁層（第１の絶縁層）、１０…下部磁性層、１１…突起部、１２…溝部、２０…絶縁層（第２の絶縁層）、２２…コイル（導体コイル）、２４…内側端部、３０…導体リード配線、３１…基部、３２…櫛部、３５…サブ電極、４０…ギャップ層、５０…上部磁性層、６０…保護層、Ｃ…仮想切断線、Ｇ…外部端子、Ｒ…領域、Ｓ…側面、Ｗ…磁性基板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2, 100 ... Thin film inductor, 4 ... Insulating layer (1st insulating layer), 10 ... Lower magnetic layer, 11 ... Projection part, 12 ... Groove part, 20 ... Insulating layer (2nd insulating layer), 22 ... Coil (conductor coil), 24 ... inner end, 30 ... conductor lead wiring, 31 ... base, 32 ... comb, 35 ... sub-electrode, 40 ... gap layer, 50 ... upper magnetic layer, 60 ... protective layer, C ... virtual Cutting line, G ... external terminal, R ... region, S ... side surface, W ... magnetic substrate.
Claims (4)
前記第１の絶縁層が形成された磁性基板の一部を研削することにより、該磁性基板上に、ギャップ層が積層された突起部を形成する工程と、
前記突起部を巻回するように導体コイルを形成する工程と、
前記導体コイルの周回間に第２の絶縁層を形成する工程と、
前記導体コイル、前記第２の絶縁層、及び、前記ギャップ層が積層された突起部上に磁性層を形成する工程と、
を含む薄膜インダクタの製造方法。 Forming a first insulating layer on the magnetic substrate;
Grinding a part of the magnetic substrate on which the first insulating layer is formed to form a protrusion on which the gap layer is laminated on the magnetic substrate;
Forming a conductor coil so as to wind the protrusion,
Forming a second insulating layer between the turns of the conductor coil;
Forming a magnetic layer on the protrusion on which the conductor coil, the second insulating layer, and the gap layer are laminated;
A method for manufacturing a thin film inductor including:
前記突起部が形成された磁性基板上に第１の絶縁層を形成することにより、前記突起部上にギャップ層を積層する工程と、
前記突起部を巻回するように導体コイルを形成する工程と、
前記導体コイルの周回間に第２の絶縁層を形成する工程と、
前記導体コイル、前記第２の絶縁層、及び、前記ギャップ層が積層された突起部上に磁性層を形成する工程と、
を含む薄膜インダクタの製造方法。 Forming a protrusion on the magnetic substrate by grinding a part of the magnetic substrate;
Forming a gap layer on the protrusion by forming a first insulating layer on the magnetic substrate on which the protrusion is formed;
Forming a conductor coil so as to wind the protrusion,
Forming a second insulating layer between the turns of the conductor coil;
Forming a magnetic layer on the protrusion on which the conductor coil, the second insulating layer, and the gap layer are laminated;
A method for manufacturing a thin film inductor including:
請求項２記載の薄膜インダクタの製造方法。 Before forming the conductor coil, removing the first insulating layer other than the gap layer laminated on the protrusion,
A method of manufacturing a thin film inductor according to claim 2.
前記突起部上にのみ積層されており、かつ、第１の絶縁層からなるギャップ層と、
前記突起部を巻回するように形成された導体コイルと、
前記導体コイルの周回間に充填された第２の絶縁層樹脂と、
前記導体コイル、前記第２の絶縁層、及び、前記ギャップ層が積層された突起部上に形成された磁性層と、
を備える薄膜インダクタ。 A protrusion formed on the magnetic substrate;
A gap layer that is laminated only on the protrusion and is made of a first insulating layer;
A conductor coil formed to wind the protrusion, and
A second insulating layer resin filled between turns of the conductor coil;
A magnetic layer formed on a protrusion on which the conductor coil, the second insulating layer, and the gap layer are laminated;
A thin film inductor comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008170104A JP5168560B2 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Thin film inductor and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008170104A JP5168560B2 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Thin film inductor and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010010536A true JP2010010536A (en) | 2010-01-14 |
| JP5168560B2 JP5168560B2 (en) | 2013-03-21 |
Family
ID=41590642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008170104A Active JP5168560B2 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Thin film inductor and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5168560B2 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014027261A (en) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Laminate type inductor, and composition of protection layer of laminate type inductor |
| JPWO2013042691A1 (en) * | 2011-09-20 | 2015-03-26 | 大同特殊鋼株式会社 | Reactor and compound used therefor |
| US9641824B2 (en) | 2010-06-01 | 2017-05-02 | Intel Corporation | Method and apparatus for making intelligent use of active space in frame packing format |
| JP2017524255A (en) * | 2014-08-07 | 2017-08-24 | モダ−イノチップス シーオー エルティディー | Power inductor |
| KR20170140720A (en) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 에이치엔에스파워텍 주식회사 | Inductor |
| CN108022715A (en) * | 2016-11-01 | 2018-05-11 | 三星电机株式会社 | Thin film inductor and the method for manufacturing the thin film inductor |
| US10308786B2 (en) | 2014-09-11 | 2019-06-04 | Moda-Innochips Co., Ltd. | Power inductor and method for manufacturing the same |
| US10573451B2 (en) | 2014-08-07 | 2020-02-25 | Moda-Innochips Co., Ltd. | Power inductor |
| CN117423542A (en) * | 2023-12-14 | 2024-01-19 | 深圳市艺感科技有限公司 | Hot press molding method of inductor |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4838746Y1 (en) * | 1969-12-06 | 1973-11-15 | ||
| JPH03235307A (en) * | 1990-02-13 | 1991-10-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Transformer |
| JP2002203732A (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Tdk Corp | Method of manufacturing coil and core assembly |
| JP2006278473A (en) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Tdk Corp | Coil component, substrate parent material, and process for manufacturing coil component |
-
2008
- 2008-06-30 JP JP2008170104A patent/JP5168560B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4838746Y1 (en) * | 1969-12-06 | 1973-11-15 | ||
| JPH03235307A (en) * | 1990-02-13 | 1991-10-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Transformer |
| JP2002203732A (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Tdk Corp | Method of manufacturing coil and core assembly |
| JP2006278473A (en) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Tdk Corp | Coil component, substrate parent material, and process for manufacturing coil component |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9641824B2 (en) | 2010-06-01 | 2017-05-02 | Intel Corporation | Method and apparatus for making intelligent use of active space in frame packing format |
| JPWO2013042691A1 (en) * | 2011-09-20 | 2015-03-26 | 大同特殊鋼株式会社 | Reactor and compound used therefor |
| JP2014027261A (en) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Laminate type inductor, and composition of protection layer of laminate type inductor |
| JP2018019109A (en) * | 2012-07-25 | 2018-02-01 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． | Laminate type inductor |
| US10541075B2 (en) | 2014-08-07 | 2020-01-21 | Moda-Innochips Co., Ltd. | Power inductor |
| JP2017524255A (en) * | 2014-08-07 | 2017-08-24 | モダ−イノチップス シーオー エルティディー | Power inductor |
| US10573451B2 (en) | 2014-08-07 | 2020-02-25 | Moda-Innochips Co., Ltd. | Power inductor |
| US10541076B2 (en) | 2014-08-07 | 2020-01-21 | Moda-Innochips Co., Ltd. | Power inductor |
| US10308786B2 (en) | 2014-09-11 | 2019-06-04 | Moda-Innochips Co., Ltd. | Power inductor and method for manufacturing the same |
| US10508189B2 (en) | 2014-09-11 | 2019-12-17 | Moda-Innochips Co., Ltd. | Power inductor |
| KR20170140720A (en) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 에이치엔에스파워텍 주식회사 | Inductor |
| KR102357988B1 (en) * | 2016-06-13 | 2022-02-03 | 에이치엔에스파워텍 주식회사 | Inductor |
| CN108022715A (en) * | 2016-11-01 | 2018-05-11 | 三星电机株式会社 | Thin film inductor and the method for manufacturing the thin film inductor |
| CN108022715B (en) * | 2016-11-01 | 2021-03-09 | 三星电机株式会社 | Thin film inductor and method of manufacturing the same |
| CN117423542A (en) * | 2023-12-14 | 2024-01-19 | 深圳市艺感科技有限公司 | Hot press molding method of inductor |
| CN117423542B (en) * | 2023-12-14 | 2024-03-29 | 深圳市艺感科技有限公司 | Hot press molding method of inductor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5168560B2 (en) | 2013-03-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5168560B2 (en) | Thin film inductor and manufacturing method thereof | |
| CN106409484B (en) | Coil block and the method for manufacturing the coil block | |
| US10902995B2 (en) | Coil component and method of manufacturing the same | |
| JP4191506B2 (en) | High density inductor and manufacturing method thereof | |
| US20220285084A1 (en) | Coil component and method for manufacturing the same | |
| US10629362B2 (en) | Coil component and method for manufacturing the same | |
| US9183979B2 (en) | Chip inductor and method for manufacturing the same | |
| US9799721B2 (en) | Integrated magnetic core inductor and methods of fabrications thereof | |
| US10074473B2 (en) | Coil component | |
| JP2017098544A (en) | Coil component | |
| US10290697B2 (en) | Magnetic core inductor semiconductor structure and method | |
| US20130038417A1 (en) | Coil component and manufacturing method thereof | |
| JP2009295927A (en) | Thin-film electronic component | |
| JP2008171965A (en) | Microminiature power converter | |
| US20150143690A1 (en) | Forming integrated inductors and transformers with embedded magnetic cores | |
| JP2007173713A (en) | Component with built-in inductor, and dc-dc converter using same | |
| JP2009246159A (en) | Multiple output magnetic induction unit, and multiple output micro power converter having the same | |
| US11107621B2 (en) | Coil component and method for manufacturing the same | |
| CN109427468B (en) | Coil component | |
| JP6962640B2 (en) | Coil parts and their manufacturing methods | |
| JP2009049335A (en) | Inductor, and manufacturing method of inductor | |
| JP5429649B2 (en) | Inductor built-in component and DC-DC converter using the same | |
| CN117614238A (en) | DC/DC converter component | |
| JP2021022611A (en) | Inductor component | |
| US20220140730A1 (en) | Inductor component, dc-dc converter, and method for manufacturing inductor component |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110309 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120209 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120214 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120409 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121129 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121212 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5168560 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |