电感器、线圈基板以及线圈基板的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电感器、线圈基板以及线圈基板的制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，游戏机或移动电话等电子设备的小型化逐渐加速，伴随这样的小型化，在这样的电子设备上搭载的电感器等各种元件小型化的要求也更高。作为在这样的电子设备上搭载的电感器，例如已知有采用了绕线线圈的电感器。采用了绕线线圈的电感器例如被用于电子设备的电源电路(例如参照日本特开2003-168610号公报)。
[0003]采用绕线线圈的电感器的小型化的极限被认为是1.6mmXl.6mm左右的平面形状。这是因为绕线粗度存在极限。如果电感器小于此尺寸，绕线的体积与电感器的总面积之比会降低，从而不能提高电感。因此，期待一种能易于实现小型化的电感器的开发。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种能够实现小型化的电感器、线圈基板以及线圈基板的制造方法
[0005]本发明的一个方式为电感器。该电感器具备:层积体；第I贯穿孔，其沿厚度方向贯穿所述层积体；以及绝缘膜，其覆盖所述层积体的表面，所述层积体包括:第I布线；第I绝缘层，其包括将所述第I布线的上表面的一部分露出的第2贯穿孔，并被层积在所述第I布线的上表面；第I粘合层，其包括与所述第2贯穿孔连通的第3贯穿孔，并被层积在所述第I绝缘层的上表面；第2布线，其包括与所述第3贯穿孔连通的第4贯穿孔，并被层积在所述第I粘合层的上表面；第2绝缘层，其包括与所述第4贯穿孔连通的第5贯穿孔和将所述第2布线的上表面的一部分露出的第6贯穿孔，并被层积在所述第2布线的上表面；以及第I贯穿电极，其填充所述第2贯穿孔、所述第3贯穿孔、所述第4贯穿孔、以及所述第5贯穿孔，所述第I布线与所述第2布线串联连接，从而形成螺旋状线圈，所述第5贯穿孔具有比所述第4贯穿孔大的平面形状。
[0006]本发明的其他方式为线圈基板。该线圈基板具备:区块，该区块包括被形成在多个区域的多个单位线圈基板，所述多个单位线圈基板分别包括:层积体；第I贯穿孔，其沿厚度方向贯穿所述层积体；以及绝缘膜，其覆盖所述层积体的表面，所述层积体包括:第I布线；第I绝缘层，其包括将所述第I布线的上表面的一部分露出的第2贯穿孔，并被层积在所述第I布线的上表面；第I粘合层，其包括与所述第2贯穿孔连通的第3贯穿孔，并被层积在所述第I绝缘层的上表面；第2布线，其包括与所述第3贯穿孔连通的第4贯穿孔，并被层积在所述第I粘合层的上表面；第2绝缘层，其包括与所述第4贯穿孔连通的第5贯穿孔、和将所述第2布线的上表面的一部分露出的第6贯穿孔，并被层积在所述第2布线的上表面；以及第I贯穿电极，其填充所述第2贯穿孔、所述第3贯穿孔、所述第4贯穿孔、以及所述第5贯穿孔，所述第I布线与所述第2布线串联连接，从而形成螺旋状线圈，所述第5贯穿孔具有比所述第4贯穿孔大的平面形状。
[0007]本发明的其他方式为制造线圈基板的方法。该方法包括如下步骤:准备第I结构体，该第I结构体包括第I金属层和被层积在所述第I金属层的上表面的第I绝缘层；准备多个第2结构体，所述多个第2结构体分别包括第2金属层和被层积在所述第2金属层的上表面的第2绝缘层；将在所述线圈基板的厚度方向相邻的所述第I金属层和所述第2金属层串联连接、且将在所述厚度方向相邻的所述第2金属层相互串联连接的同时，通过在所述第I结构体上依次层积所述多个第2结构体，从而形成层积体，所述层积体包括多个第I粘合层，在所述多个第2结构体的第2金属层的下表面各层积一层第I粘合层，该第I粘合层将所述第I结构体以及所述多个第2结构体的中的相邻的两个结构体粘接；以及通过成形所述层积体并将所述第I金属层和所述第2金属层加工成多个布线形状，从而由串联连接的所述多个布线形成螺旋状线圈，准备所述第I结构体的步骤包括:形成第I贯穿孔，该第I贯穿孔沿厚度方向贯穿所述第I绝缘层，而使所述第I金属层的上表面的一部分露出，准备所述多个第2结构体的步骤包括:在各个第2结构体的制造中，在支承部件的下表面层积所述第2绝缘层；形成第2贯穿孔，该第2贯穿孔沿厚度方向贯穿所述支承部件和所述第2绝缘层；在所述第2绝缘层的下表面层积所述第2金属层；在所述第2绝缘层的下表面形成所述第I粘合层，所述第I粘合层覆盖所述第2金属层的下表面以及侧面；以及形成第3贯穿孔和第4贯穿孔，所述第3贯穿孔沿厚度方向贯穿从所述第2贯穿孔露出的所述第2金属层、且具有比所述第2贯穿孔小的平面形状，所述第4贯穿孔沿厚度方向贯穿所述第I粘合层、且与所述第3贯穿孔连通，形成所述层积体的步骤包括:以所述支承部件被配置在外侧、且所述第4贯穿孔与所述第I贯穿孔连通的方式，隔着所述第I粘合层在所述第I结构体上层积所述第2结构体；除去所述支承部件；形成第I贯穿电极，该第I贯穿电极填充所述第1-第4贯穿孔，并与所述第I金属层连接。
[0008]根据本发明，能够实现电感器以及线圈基板的小型化。
【附图说明】
[0009]图1是示出第I实施方式的线圈基板的概要俯视图。
[0010]图2是示出图1的线圈基板的局部的放大俯视图。
[0011]图3是沿图2的3-3线的线圈基板的概要截面图。
[0012]图4是沿图2的4-4线的单位线圈基板的概要截面图。
[0013]图5是单位线圈基板的层积体的分解立体图。
[0014]图6是单位线圈基板的层积体的分解立体图。
[0015]图7是示出单位线圈基板的布线结构的概要立体图。
[0016]图8A是示出单片化后的单位线圈基板的概要截面图。
[0017]图SB是示出使用单位线圈基板的电感器的概要截面图。
[0018]图9是示出图1的线圈基板的制造方法的概要俯视图。
[0019]图1OA是示出线圈基板的制造方法的、沿图1OB的1a-1Oa线的概要截面图。
[0020]图1OB是示出线圈基板的制造方法的概要俯视图。
[0021]图11A、图1lB是示出线圈基板的制造方法的、沿图1lC的Ilb-1lb线的概要截面图。
[0022]图1lC是示出线圈基板的制造方法的概要俯视图。
[0023]图12A是示出线圈基板的制造方法的、沿图12C的12a_12a线的概要截面图。
[0024]图12B是示出线圈基板的制造方法的、沿图12C的12b_12b线的概要截面图。
[0025]图12C是示出线圈基板的制造方法的概要俯视图。
[0026]图13A-图13C是示出线圈基板的制造方法的概要截面图。
[0027]图14A、图14B是示出线圈基板的制造方法的概要截面图。
[0028]图15A是示出线圈基板的制造方法的、沿图15B的15a_15a线的概要截面图。
[0029]图15B是示出线圈基板的制造方法的概要俯视图。
[0030]图16A-图16C是示出线圈基板的制造方法的概要截面图。
[0031]图17A是示出线圈基板的制造方法的、沿图17B的17a_17a线的概要截面图。
[0032]图17B是示出线圈基板的制造方法的概要俯视图。
[0033]图18A、图18B是示出线圈基板的制造方法的概要截面图。
[0034]图19A是示出线圈基板的制造方法的、沿图19B的19a_19a线的概要截面图。
[0035]图19B是示出线圈基板的制造方法的概要俯视图。
[0036]图20A、20B是示出线圈基板的制造方法的概要截面图。
[0037]图21A是示出线圈基板的制造方法的、沿图21B的21a_21a线的概要截面图。
[0038]图21B是示出线圈基板的制造方法的概要俯视图。
[0039]图22A、图22B是示出线圈基板的制造方法的概要截面图。
[0040]图23A是示出线圈基板的制造方法的、沿图23C的23a_23a线的概要截面图。
[0041]图23B是示出线圈基板的制造方法的、沿图23C的23b_23b线的概要截面图。
[0042]图23C是示出线圈基板的制造方法的概要俯视图。
[0043]图24A、图24B是示出线圈基板的制造方法的概要截面图。
[0044]图25A、图25B是示出线圈基板的制造方法的概要截面图。
[0045]图26A、26B是示出线圈基板的制造方法的概要俯视图。
[0046]图27是示出成形前的金属层的概要立体图。
[0047]图28A是示出线圈基板的制造方法的、沿图28B的28a_28a线的概要截面图。
[0048]图28B是示出线圈基板的制造方法的概要俯视图。
[0049]图29是示出线圈基板的制造方法的概要俯视图。
[0050]图30A是示出线圈基板的制造方法的、沿图29的30a_30a线的概要截面图。
[0051]图30B是示出图8B的电感器的制造方法的概要截面图。
[0052]图31A、31B是示出图8B的电感器的制造方法的概要截面图。
[0053]图32是示出各种变形例的电感器的概要截面图。
[0054]图33是示出各种变形例的电感器的概要截面图。
[0055]图34是示出第2实施方式中的电感器的概要截面图。
[0056]图35A-35C是示出图34的电感器的制造方法的概要截面图。
[0057]图36A、图36B是示出图34的电感器的制造方法的概要截面图。
[0058]图37A、图37B是示出图34的电感器的制造方法的概要截面图。
[0059]图38是示出图34的电感器的制造方法的概要截面图。
[0060]附图标记说明
[0061]10...线圈基板、11...区块、12…连结部、13…外框、13X…定位孔、20...线圈基板、20X…贯穿孔、23，23A，23B…层积体、23X…贯穿孔、25…绝缘膜、30…基板、41…结构体、42-47…结构体、51…绝缘层、52-57…绝缘层、52X-57X…贯穿孔、52Y-56Y…贯穿孔、61."布线、61A，67A…连接部、61Y，61Z…槽部、61E-67E…金属层、62-67…布线、62X-67X…贯穿孔、71-76吣粘合层、72乂-76乂吣贯穿孔、90，9(^，9(^"电感器、91"封固树脂、92，93吣电极、102-107…支承膜、V1-V7...通孔布线、Al...单个区域。
【具体实施方式】
[0062]以下，参照附图对一个实施方式进行说明。另外，为了便于弄清楚特征，附图为了方便会有将成为特征的部分扩大示出的情况，各个构成要素的尺寸比等并不限定为与实际相同。并且，在剖视图中，为了便于弄清楚各个部件的截面结构，一部分部件的剖面线用梨皮花纹示出，并省略一部分部件的剖面线。
[0063](第I实施方式)
[0064]首先，对线圈基板10的结构进行说明。
[0065]如图1所示，线圈基板10被形成为例如在俯视时呈大致矩形。线圈基板10包括区块11、以及从区块11向外侧突出的两个外框13。区块11被形成为例如在俯视时呈大致矩形。在区块11上以矩阵状(在此为2行Χ6列)设置有多个单个区域Al。在此，区块11最终沿虚线(各单个区域Al)被切断，而被单片化为各个单位线圈基板20 (以下，简称为线圈基板20)。也就是说，区块11包括作为各个线圈基板20使用的多个单个区域Al。
[0066]多个单个区域Al可以如图1示出的那样隔着预定的间隔排列，或者也可以以相互连接的方式排列。并且，在图1示出的例子中，区块11虽然具有12个单个区域Al，但是单个区域Al的数量并不特别限定。
[0067]区块11包括将多个线圈基板20连结的连结部12。换句话来讲，连结部12以包围多个线圈基板20的方式支承多个线圈基板20。
[0068]外框13例如被形成在线圈基板10的两端区域。外框13例如从区块11的短边向外侧突出。在该外框13上形成有多个定位孔(sprocket hole) 13X。多个定位孔13X例如沿线圈基板10的宽度方向(图1中的上下方向)以大致一定间隔连续地配置。各个定位孔13X例如在俯视时呈大致矩形。定位孔13X是用于搬送线圈基板10的贯穿孔，通过在线圈基板10被安装到制造装置上时与由电动机等驱动的定位销进行啮合，而以定位孔13X之间的间距搬送线圈基板10。因此，相邻的定位孔13X的间隔以与线圈基板10被安装的制造装置相对应地设定。另外，线圈基板10之中的单个区域Al以外的部分(也就是说，连结部12以及外框13)在将线圈基板10单片化为线圈基板20后被废弃。
[0069]接着，按照图2-图7对各个线圈基板20的结构进行说明。
[0070]如图2所示，各单个区域Al的线圈基板20被形成为例如在俯视时呈大致长方形状。例如，线圈基板20的平面形状为角部被进行了倒角加工的长方形。线圈基板20包括突出部21、22，该突出部21、22从长方形的短边向外侧(图2中上侧以及下侧)突出。但是，线圈基板20的平面形状并不仅限于图2示出的形状，也可以形成为任意的形状。并且，线圈基板20的平面形状也可以形成为任意的大小。例如，线圈基板20的平面形状可以形成为在用线圈基板20制造图8B示出的电感器90时，使该电感器90的平面形状为1.6mmX0.8mm左右的大致矩形的大小。线圈基板20的厚度设为例如0.5mm左右。
[0071]在线圈基板20的俯视图中的大致中央部上形成有贯穿孔20X。贯穿孔20X沿厚度方向贯穿线圈基板20。贯穿孔20X的平面形状可以形成为任意的形状以及任意的大小。例如，贯穿孔20X的平面形状可形成为大致椭圆形状或大致长圆形状。
[0072]在线圈基板20和连结部12之间形成有开口部20Y，该开口部20Y划定该线圈基板20。开口部20Y沿厚度方向贯穿线圈基板10。
[0073]如图3以及4所示，线圈基板20大致包括层积体23、以及覆盖该层积体23的表面的绝缘膜25。层积体23包括基板30、被层积在基板30的下表面30A上的结构体41、以及被依次层积在基板30的上表面30B上的结构体42-47。
[0074]层积体23的平面形状实质上与线圈基板20的平面形状相同。例如，层积体23的平面形状比线圈基板20的平面形状小与绝缘膜25相对应的量。在俯视时层积体23的大致中央部上形成有贯穿孔23X，该贯穿孔23X沿厚度方向贯穿层积体23。贯穿孔23X的平面形状例如与贯穿孔20X的平面形状同样地，可以形成为大致椭圆形状或者大致长圆形状。
[0075]在层积体23中，在基板30的上表面30B上隔着粘合层71层积有结构体42。在结构体42上隔着粘合层72层积有结构体43。在结构体43上隔着粘合层73层积有结构体44。在结构体44上隔着粘合层74层积有结构体45。在结构体45上隔着粘合层75层积有结构体46。在结构体46上隔着粘合层76层积有结构体47。
[0076]在此，作为粘合层71-76，例如可以采用绝缘性树脂制的耐热性粘合剂。例如，环氧树脂类粘合剂被用于粘合层71-76。粘合层71-76的厚度例如可以形成为12-35 μm左右。
[0077]如图4所示，结构体41包括绝缘层51、布线61、连接部61A、以及金属层61D。结构体42包括绝缘层52、布线62、以及金属层62D。结构体43包括绝缘层53、布线63、以及金属层63D。结构体44包括绝缘层54、布线64、金属层64D。结构体45包括绝缘层55、布线65、以及金属层65D。结构体46包括绝缘层56、布线66、以及金属层66D。结构体47包括绝缘层57、布线67、连接部67A、以及金属层67D。
[0078]在此，作为绝缘层51-57的材料，例如可以采用以环氧类树脂作为主要成分的绝缘性树脂。或者，作为绝缘层51-57的材料，例如可以采用以热固性树脂作为主要成分的绝缘性树脂。而且，绝缘层51-57也可以含有例如二氧化硅或氧化铝等填充物。另外，绝缘层51-57的热膨胀系数例如可以为50-120ppm/°C左右。绝缘层51-57的厚度例如可以设定为12-20 μ m 左右。
[0079]布线61是最下层的布线。作为最下层的布线61、连接部61A、以及金属层61D的材料，例如优选为与绝缘膜25的密合性比基板30更高的金属材料。例如，作为布线61、连接部61A、以及金属层61D的材料可以采用铜(Cu)或铜合金。同样地，作为布线62-67、连接部67A、以及金属层62D-67D的材料，例如可以采用铜或铜合金。布线61-67、连接部61A，67A、以及金属层61D-67D的厚度例如可以设定为12-35 μm左右。
[0080]作为基板30，例如可以采用薄板状的绝缘基板。作为基板30的材料，例如可以采用绝缘性树脂。该绝缘性树脂优选调整为基板30的热膨胀系数比绝缘层51-57的热膨胀系数低。例如，基板30的热膨胀系数被设定为10-25ppm/°C左右。并且，作为基板30的材料，例如优选为具有优越的耐热性的材料。而且，作为基板30的材料，优选为具有比绝缘层51-57更高的弹性模数的材料。作为这样的基板30，例如可以采用聚酰亚胺(PI)膜或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜等的树脂膜。例如作为基板30，可以适当地采用热膨胀系数低的聚酰亚胺膜。例如，基板30的厚度被设定为厚于绝缘层51-57的厚度。例如，基板30的厚度可以设定为12-50 μm左右。这样的基板30具有比绝缘层51-57更高的刚性。
[0081]如图4以及5所示，在基板30上形成有贯穿孔30X，该贯穿孔30X沿厚度方向贯穿基板30。贯穿孔30X的平面形状可以设定为任意的形状以及任意的大小。例如，贯穿孔30X的平面形状可以设定成直径为200-300 μ m左右的圆形状。
[0082]接着，对结构体41的结构进行说明。
[0083]绝缘层51被层积在基板30的下表面30A上。在绝缘层51上形成有贯穿孔51X，该贯穿孔51X沿厚度方向贯穿绝缘层51。贯穿孔51X与基板30的贯穿孔30X连通。也就是说，贯穿孔51X被形成于在俯视时与贯穿孔30X重叠的位置。贯穿孔51X的平面形状可以设定为任意的形状以及任意的大小。例如，贯穿孔51X的平面形状与贯穿孔30X同样地，可以设定成直径为200-300 μ m左右的圆形状。
[0084]在相互连通的贯穿孔30X，51X内局