线圈布线元件以及线圈布线元件的制造方法

线圈布线元件以及线圈布线元件的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种线圈布线元件以及线圈布线元件的制造方法，线圈布线元件具备：形成在基板（1）上，具有中央部（3a）以及两端部（3b）的多个第一布线（3）；形成在所述基板（1）上，对所述多个第一布线（3）各自的所述两端部（3b）进行支承的第二树脂部（2）；覆盖所述多个第一布线（3）各自的所述中央部（3a）的第一树脂部（4）；形成在所述第一树脂部（4）上，具有两端部（6b）的多个第二布线（6）；将所述多个第一布线（3）与所述多个第二布线（6）接合，被所述第二树脂部（2）支承的接合部（W）；以及所述多个第一布线（3）的所述两端部（3a）与所述多个第二布线（6）的所述两端部（6a）依次接合，被以螺旋状卷绕于所述第一树脂部（4）的线圈布线。
【专利说明】线圈布线元件以及线圈布线元件的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及线圈布线元件以及线圈布线元件的制造方法。更详细而言，本发明涉及在基板上层叠导体层以及绝缘层而构成的线圈布线元件、以及采用了薄膜工艺的线圈布线元件的制造方法。
[0002]本申请基于2011年9月28日申请的日本特愿2011-211749号来主张优先权，将其内容援引到本说明书中。
【背景技术】
[0003]近年来，除了便携式导航设备之外，对移动电话或者游戏控制器等也开始搭载组合了三轴磁传感器的三轴电子方位计。尤其在作为导航系统的应用程序中，由于不仅需要位置信息还需要方位的信息，所以采用了用于检测地磁的磁传感器元件。
[0004]作为能够检测地磁的磁传感器元件，公知有磁阻抗元件或者磁通门元件等。这些元件具有在磁芯的周围缠绕有根据外部磁场的变化来产生电动势的线圈的螺线管线圈结构。为了适应于便携设备等的小型化、薄型化而使磁传感器元件小型化、薄型化，采用了薄膜工艺(半导体工艺)。
[0005]作为以往的磁通门型磁传感器元件的专利文献I的磁元件具有在基板上按顺序层叠了具有多个线状导体图案的第一布线层、保留该线状的导体图案中的两端部而覆盖其他部位的绝缘层、具有与绝缘层的两端部连接的多个线状导体图案的第二布线层的结构。该磁传感器元件所具备的线圈通过第一布线层的线状图案中的两端部与第二布线层的线状图案中的两端部连接而构成。此时，第一布线层形成在基板上，不存在夹设于基板与第一布线层之间的树脂层。
[0006]专利文献1:日本特开平7-191118号公报
[0007]以往的磁传感器元件所使用的线圈布线元件存在以下那样的问题。
[0008]在以往的线圈布线元件的形成过程中，首先在基板上形成第一布线层。然后，隔着绝缘层形成第二布线层，并且将第一布线层与第二布线层在各自的两端部接合。此时，如果第一布线层的表面不清洁或者形成了金属氧化物层，则无法将第一布线层与第二布线层牢靠地接合。因此，如果线圈布线元件热变形，或者对线圈布线元件施加下落冲击，则存在第一布线层与第二布线层剥离而有损电连接的可能性。在以往的磁传感器元件中，第一布线层与第二布线层接合的接合部是特别容易发生应力集中的位置，是结构上的弱点。
[0009]另外，以往的磁传感器元件所使用的线圈布线元件的制造方法存在以下那样的问题。以下，参照图1lD?图1lE来进行说明。
[0010]对于以往的线圈布线元件的制造方法而言，首先在基板101上形成第一布线层103，然后形成对第一布线层103的中央区域进行覆盖的绝缘层104 (图11D)。接下来，在绝缘层104上形成第二布线层106，并且使第一布线层103的端部与第二布线层106的端部连接(图HF)。作为形成第二布线层106的手法，可使用通常的光刻技术。具体而言，首先形成覆盖第一布线层103以及绝缘层104的抗蚀剂112。接下来，使用光掩模对抗蚀层112进行曝光，对抗蚀层112转印第二布线层106的图案P’(图HE)。接下来，对抗蚀层112进行显影处理，在第一布线层103以及绝缘层104上形成被加工有图案P’的抗蚀层112。接下来，利用通过图案化加工后的抗蚀层112，形成具有抗蚀层112的图案被反转后的反转图案的金属层。于是，具有该反转图案的金属层成为第二布线层106 (图11F)。
[0011]在对上述的抗蚀层112进行曝光时，需要将设置在绝缘层104上的抗蚀层112与设置在第一布线层103上的抗蚀层112 —并曝光，来将设置在绝缘层104上以及第一布线层103上的抗蚀层112图案化。然而，由于在绝缘层104与第一布线层103之间存在高低差(由于存在由图1lE的箭头D2所示的阶梯差)，所以进行曝光时从曝光用光源到绝缘层104的距离与从曝光用光源到第一布线层103的距离不同，即曝光用光源与被曝光的部位之间的距离根据被曝光的位置而不同。尤其若是使用了焦点深度(曝光深度)浅的曝光装置的情况，则难以在绝缘层104上的位置与第一布线层103上的位置这双方聚焦。因此，在形成于绝缘层104上的抗蚀剂图案与形成于第一布线层103上的抗蚀剂图案中，加工精度不同。因此，难以高精度地形成微细的第二布线层106，其结果是，难以形成高密度卷绕的线圈布线。

【发明内容】

[0012]本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种提高了结构强度的线圈布线元件、以及提供一种能够实现布线间隔微细化的线圈布线元件的制造方法。
[0013]本发明的第一方式的线圈布线元件具备:形成在基板上且具有中央部以及两端部的多个第一布线；形成在上述基板上且对上述多个第一布线各自的上述两端部进行支承的第二树脂部；覆盖上述多个第一布线各自的上述中央部的第一树脂部；形成在上述第一树脂部上且具有两端部的多个第二布线；将上述多个第一布线与上述多个第二布线接合且被上述第二树脂部支承的接合部；以及通过依次接合上述多个第一布线的上述两端部与上述多个第二布线的上述两端部而被以螺旋状卷绕于上述第一树脂部的线圈布线。
[0014]对于该线圈布线元件而言，在第一布线的两端部和第二布线的两端部接合的接合部与基板之间设有第二树脂部。因此，即使对接合部施加了应力，第二树脂部也起到缓冲器的作用，对施加给接合部的应力进行抑制。其结果是，构成接合部的第一布线与第二布线剥离的可能性降低，成为可靠性高的线圈布线元件。
[0015]优选在本发明的第一方式的线圈布线元件中，上述第二树脂部具有侧面，上述侧面以及设置在上述侧面上的上述第一布线朝向上述线圈布线的中心而相对于上述基板的一个面倾斜。
[0016]根据该构成，可使第一布线的两端部的形状为锥形形状。在锥形形状的两端部，当从基板经由第二树脂部传递应力时，第一布线的两端部能够变形而易于吸收该应力。其结果是，第一布线与第二布线在接合部断裂的可能性降低，成为可靠性高的线圈布线元件。
[0017]优选在本发明的第一方式的线圈布线元件中，在上述第一树脂部内置有磁性体。
[0018]根据该构成，可以实现具备线圈布线内的磁性体作为磁芯的磁传感器元件。
[0019]本发明的第二方式的线圈布线元件的制造方法在基板的一个面上形成第二树脂部(工序A)，形成被形成在上述基板上且其两端部被上述第二树脂部支承的第一布线(工序B)，形成覆盖上述第一布线的中央部的第一树脂部(工序C)，使用将抗蚀剂图案化的光刻技术在上述第一树脂部上形成与上述第一布线的两端部连接的第二布线(工序D)。[0020]通过采用本发明的第二方式的线圈布线元件的制造方法，能够制造上述本发明的第一方式的线圈布线元件。
[0021]根据该线圈布线元件的制造方法，由于第一布线的两端部被第二树脂部支承，所以与以往的线圈布线元件相比，第一布线的两端部与第一树脂部的上表面的阶梯差(第一布线的两端部与第二布线的中央部的阶梯差)降低。因此，在通过光刻形成第二布线时，能够按照跨过该阶梯差的方式容易地形成抗蚀剂图案，所以能够容易地使遍布第一布线的两端部与第一树脂部之间形成的第二布线微细化。
[0022]根据本发明的第一方式的线圈布线元件，在第一布线的两端部和第二布线的两端部接合的接合部与基板之间设有第二树脂部。因此，即使对接合部施加了应力，第二树脂部也起到缓冲器的作用，来抑制对接合部施加的应力。其结果是，构成接合部的第一布线与第二布线剥离的可能性降低，成为可靠性高的线圈布线元件。
[0023]根据本发明的第二方式的线圈布线元件的制造方法，由于第一布线的两端部被第二树脂部支承，所以与以往的线圈布线元件相比，第一布线的两端部与第一树脂部的上表面之间的高低差降低。因此，由于能够按照跨过该高低差的方式容易地形成抗蚀剂图案，所以可容易地使遍布第一布线的两端部与第一树脂部的上表面之间形成的第二布线微细化。
【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1是表示本发明的第一实施方式的线圈布线元件10的分解立体图。
[0025]图2是本发明的第一实施方式的线圈布线元件10的第一树脂部4宛如透明那样地从上方透视图示的透视图。
[0026]图3是由图2的X-X表示的剖面的示意图。
[0027]图4是以往的线圈布线元件100中的与图2的X-X的剖面对应的示意图。
[0028]图5是由图2的V-V表示的示意性的剖视图。
[0029]图6是由图2的V1-VI表示的示意性的剖视图。
[0030]图7是本发明的第一实施方式的线圈布线元件10中的包含接合部W的剖面的放大图。
[0031]图8是以往的线圈布线元件100的包含接合部的剖面的放大图。
[0032]图9是由图2的VI1-VII表示的示意性的剖视图。
[0033]图1OA是表示本发明的实施方式的线圈布线元件10的制造方法的剖视图。
[0034]图1OB是表示本发明的实施方式的线圈布线元件10的制造方法的剖视图。
[0035]图1OC是表示本发明的实施方式的线圈布线元件10的制造方法的剖视图。
[0036]图1OD是表示本发明的实施方式的线圈布线元件10的制造方法的剖视图。
[0037]图1OE是表示本发明的实施方式的线圈布线元件10的制造方法的剖视图。
[0038]图1OF是表示本发明的实施方式的线圈布线元件10的制造方法的剖视图。
[0039]图1OG是表示本发明的实施方式的线圈布线元件10的制造方法的剖视图。
[0040]图1OH是表示本发明的实施方式的线圈布线元件10的制造方法的剖视图。
[0041]图101是表示本发明的实施方式的线圈布线元件10的制造方法的剖视图。
[0042]图1lA是表示以往的线圈布线元件100的制造方法的剖视图。
[0043]图1lB是表示以往的线圈布线元件100的制造方法的剖视图。[0044]图1lC是表示以往的线圈布线元件100的制造方法的剖视图。
[0045]图1lD是表示以往的线圈布线元件100的制造方法的剖视图。
[0046]图1lE是表示以往的线圈布线元件100的制造方法的剖视图。
[0047]图1lF是表示以往的线圈布线元件100的制造方法的剖视图。
[0048]图1lG是表示以往的线圈布线元件100的制造方法的剖视图。
【具体实施方式】
[0049]以下，参照附图并基于优选的实施方式来对本发明进行说明。
[0050]〈线圈布线元件〉
[0051]图1是表示本发明的第一实施方式的线圈布线元件10的分解立体图。在该分解立体图中，分成由基板1、第二树脂部2以及第一布线3构成的构件组、由第一树脂部4的第一部4a (第一树脂部4的一部分)以及磁性体(磁芯)5构成的构件组、和由第一树脂部4的第二部4b (第一树脂部4的其他部分)以及第二布线6构成的构件组，这些组被表示成宛如相互分离。图2是第一树脂部4宛如透明那样地从上方透视图示的透视图。
[0052]线圈布线元件10具有:形成在基板I上的多个第一布线3 (下侧布线)、形成在基板I上并支承多个第一布线3各自的两端3b的第二树脂部2、覆盖多个第一布线3的各条布线的中央部3a的第一树脂部4、和形成在第一树脂部4上的多个第二布线6(上侧布线)。多个第一布线3的两端部3b与多个第二布线6的两端部6b按照第一布线3的各个两端部3b与第二布线6的各个两端部6b相对应的方式依次接合，由此，线圈布线元件10具备以螺旋状卷绕于第一树脂部4的线圈布线。多个第一布线3与多个第二布线6接合的接合部W被第二树脂部2支承。
[0053]具体而言，如图1所示，按照位于基板I的两侧的方式在基板I上设有两个第二树脂部2。在一个第二树脂部2中，第一布线3的第一端3b (两端部3b、下侧端部)与第二布线6的第一端6b (两端部6b、上侧端部)接合。在另一个第二树脂部2中，第一布线3的第二端3b (两端部3b、下侧端部)与第二布线6的第二端6b (两端部6b、上侧端部)接合。
[0054]在以下的说明中，针对第一布线3的两端部3b与第二布线6的两端部6b接合的接合结构进行叙述。针对第一布线3的第一端3b与第二布线6的第一端6b接合，第一布线3的第二端3b与第二布线6的第二端6b接合的接合结构,称为两端部3b与两端部6b接合。另外，在以下的说明中，有时也将构成两端部的第一端或者第二端称为端部。
[0055]如图1所示，第一布线3的两端部3b延伸配置在第二树脂部2上，并被第二树脂部2支承。第二树脂部2夹设在基板I与第一布线3的两端部3b之间，从基板I侧支承两端部3b。第二布线6的两端部6b延伸配置在第一布线3的两端部3b上。另外，在第二树脂部2上，第一布线3的两端部3b与第二布线6的两端部6b接合。由此，第一布线3的两端部3b与第二布线6的两端部接合的接合部W被第二树脂部2支承。通过多个第一布线3的两端部3b与多个第二布线6的两端部6b依次接合，使得第一布线3以及第二布线6依次连结，形成了以螺旋状卷绕于第一树脂部4的线圈布线C1、C2。
[0056]在本实施方式中，线圈布线元件10具有两个线圈布线C1、C2。若参照图2则易于理解该构成。第一线圈布线Cl被卷绕在磁芯5的中央区域。第一线圈布线Cl的两端分别与第一树脂部4的上表面所具备的两个电极焊盘11连接。第二线圈布线C2按照夹持第一线圈布线Cl的两侧的方式被卷绕于磁芯5。而且，位于第一线圈布线Cl的两侧的第二线圈布线C2彼此串联连接。第二布线C2的两端与第一树脂部4的上表面所具备的两个电极焊盘7连接。
[0057]根据该构成，通过第一线圈布线Cl作为拾波线圈发挥功能，第二线圈布线C2作为励磁线圈发挥功能，能够使线圈布线元件10作为磁通门磁传感器元件发挥功能。其中，第一线圈布线Cl以及第二线圈布线C2的匝数或者布线图案能够在制造线圈布线元件10时通过光刻等公知的方法来适当调整。
[0058]第一线圈布线Cl以及第二线圈布线C2都通过第一布线3的两端部3b与第二布线6的两端部6b在第二树脂部2上依次接合，从而以螺旋状卷绕于第一树脂部4。由于各线圈布线的基本结构相同，所以在本说明书中只要没有特别言及，且将各线圈布线不做区别地简称为“线圈布线C”。
[0059]以下，对本实施方式的线圈布线C的构成更详细地进行说明。如图1以及图2所示，在基板I的一个面(第一面，形成有第二树脂部2的面)上，多个第一布线3分别以相同长度近似平行地等间隔地配置。多个第一布线3的两端部3b通过按照朝向第二树脂部2的上表面2d延伸的方式形成于设置在基板I上的第二树脂部2的侧面2c上，并进一步载置于第二树脂部2的上表面2d而被设置。在第二树脂部2的上表面2d中，第一布线3的两端部3b与被设成从上方下降的第二布线6的两端部6b接合。由此，第一布线3的两端部3b与第二布线6的两端部6b被第二树脂部2支承。
[0060]由于在多个第一布线3的中央部3a下未配置第二树脂部2，所以多个第一布线3的中央部3a与基板I的一个面相接。其中，由于本实施方式的基板I是娃基板，所以在其表面形成有SiO2或者SiN等绝缘膜。在本说明书中，该绝缘膜是基板I的一部分。
[0061]在第一树脂部4的第二部4b上，多个第二布线6的中央部6a分别以相同长度近似平行地等间隔地配置。多个第二布线6的两端部6b被配置在第一布线3的两端部3b上而与之接合，其中，第一布线3的两端部3b被配置于第二树脂部2的上表面2d。
[0062]图3是由图2的X-X表示的剖面的示意图。在基板I的一个面Ia上配置有第二树脂部2。在第二树脂部2上，按顺序层叠第一布线3的两端部3b、第二布线6的两端部6b，两端部3b与两端部6b接合。将线圈布线C中两端部3b与两端部6b接合的部分称为接合部W。在第一布线3的两端部3b与基板I之间配置有第二树脂部2。第二树脂部2对第一布线3的两端部与第二布线6的两端部6b层叠且接合后的接合部W进行支承。
[0063]图4是以往的线圈布线元件100中的与图2的X-X的剖面对应的示意图。在基板101的一个面IOla上按照第一布线103的两端部103b、第二布线106的两端部106b的顺序进行层叠，两端部103b与两端部106b接合。第一布线103的两端部103b与基板101的一个面IOla相接。
[0064]图5是由图2的V-V表示的示意性的剖视图。在基板I的一个面Ia上，按顺序配置有第一布线3的中央部3a、第一树脂部4、第二布线6的中央部6a。另外,在第一布线3与第二布线6之间具备磁芯5,磁芯5被配置在线圈布线C的中心部。S卩,磁性体(磁芯5)被内置于第一树脂部4。因此，本实施方式的线圈布线元件10作为对集磁于磁芯5的磁通量的变化进行检测的磁传感器元件发挥功能。
[0065]图6是由图2的V1-VI表示的示意性的剖视图。第二树脂部2的相互对置的两个侧面2c按照夹持多个第一布线3的中央部3a的方式，相对基板I的一个面Ia倾斜。SP，两个侧面2c具有相对一个面Ia的锥形形状。侧面2c与基板I的一个面Ia所成的角Θ约为60度。设置在侧面2c上的第一布线3 (第一倾斜布线)的折角(第一倾斜布线相对于基板I的一个面Ia的角度)与侧面2c和面Ia所成的角Θ相同。
[0066]在本发明的第一实施方式中，第二树脂部2的高度(厚度、从面Ia到上表面2d的距离)没有特别限制，优选是基板I的一个面Ia与第二布线6的中央部6a之间的距离H的1/10?9/10，更优选是1/4?3/4，最优选是1/3?2/3。
[0067]如果第二树脂部2的高度为上述范围，则能够使第一布线3的两端部3b借助第二树脂部2充分远离基板I，可进一步降低对接合部W施加的应力。
[0068]在本发明的第一实施方式中，侧面2c与面Ia所成的角Θ以及设置在侧面2c上的第一布线3的折角没有特别限制，例如优选为10?80度，更优选为20?70度，最优选为30?60度。在本实施方式中，侧面2c与面Ia所成的角Θ为60度。
[0069]如果侧面2c与面Ia所成的角Θ为上述范围，则与为90度的情况相比，在第一布线3的弯曲部α中第一布线3缓缓弯曲。因此，可提高第一布线3的弯曲部α以及接合部W的结构强度。即，由于即使在基板I变形而对第一布线3的弯曲部α施加了应力的情况下，弯曲部α也易于追随基板的变形而变形，所以可防止第一布线3在弯曲部α断裂，或者接合部W发生层间剥离而断线。
[0070]图7中对包括接合部W的剖面进行了放大表示。在本发明的第一实施方式涉及的线圈布线元件10中，第二树脂部2的侧面2c以及设置在侧面2c上的第一布线3 (第一倾斜布线)按照朝向线圈布线C的中心延伸的方式相对于基板I的一个面Ia倾斜。换言之，第二树脂部2的侧面2c以及设置在侧面2c上的第一布线3的第一倾斜布线沿着向与线圈布线C的中心轴正交的直线L (该直线L是基板I的一个面Ia的垂线)倾斜的方向倾斜。这里，第二树脂部2的侧面2c以及设置在该侧面2c上的第一布线3的第一倾斜布线与基板I的一个面Ia所成的角为Θ。其结果是，在线圈布线元件10中，线圈布线C的一圈的布线长比以往的线圈布线短。以下，更详细地进行说明。
[0071]在本发明的第一实施方式涉及的线圈布线C中，从第二布线6的中央部6a沿着第一树脂部4的倾斜面向接合部W下降的布线(第二倾斜布线、端部6b)在到达基板I之前，在第二树脂部2的上表面2d与第一布线3的端部3b接合。其结果是，在由第一布线3以及第二布线6构成的线圈布线C的路线中，在接合部W线圈布线C朝向其中心弯曲，线圈布线C向第一布线3的中央部3a下降。根据该路线(图7的用箭头表示的路线)，由于在接合部W布线倾斜的方向被变更，所以与倾斜方向不被变更的布线结构相比，由于布线路线成为近道，所以布线长(路线长)整体变短。并且，线圈布线的匝数越多，则与以往的线圈布线相比整体的布线长显著地变得越短。通过布线长变短，可降低因流过线圈布线的电流而引起的焦耳热的产生量。
[0072]在图8中将以往的线圈布线元件100的包括接合部的剖面放大来进行表示。从第二布线106的中央部106a向接合部下降的布线(两端部106b)形成为到达基板I而与第一布线103的两端部103b接合，沿着基板I的表面朝向线圈布线元件100的中心折回。根据该路线(图8的用箭头表示的路线)，由于因第二布线106的倾斜的布线部分(端部106b)沿着远离线圈布线的中心的方向延伸而成为绕远的布线路线，所以布线长(路线长)整体变长。
[0073]图9是由图2的VI1-VII表示的示意性的剖视图。磁芯5内置于第一树脂部4。第一树脂部4的第一部4a被对置的两个第二树脂部2夹持。
[0074]在本实施方式中，由于与线圈布线C (螺线管线圈)连接的电极11以及电极7被设置在第一树脂部4上，所以需要形成确保向这些电极7、11导通的开口部。此外，也可以在第一树脂部4以及第二布线6上的所需的位置任意形成保护树脂部(未图示)。通过对成为线圈布线C的上侧布线的第二布线6进行保护，可防止从外部对线圈布线C造成不良影响。保护树脂层例如可由聚酰亚胺、聚苯并恶唑、硅酮等树脂形成。此外，虽然如图1所示，针对第一树脂部4在接合部W的周围形成了开口部A，但不必一定形成开口部A。第一树脂部4的接合部W周边的形状只要不是第一树脂部4阻碍第一布线3的两端部3b与第二布线6的两端部6b的接合的形状即可，没有特别限制。
[0075]在本发明中，基板I的材料没有特别限制，例如可使用硅等半导体、石英玻璃等玻璃、陶瓷、塑料(树脂)等。另外，也可以是硬质的印刷电路基板、或者柔性印刷电路基板。该基板I的厚度没有特别限制。在将线圈布线元件10作为磁传感器元件使用的情况下，优选基板I是非磁性体。
[0076]构成线圈布线C、导电层8、导体9的材料没有特别限制，可使用铜(Cu)、金(Au)等一般布线所使用的金属。另外，构成线圈布线C用的电极焊盘7、11的材料没有特别限制，可采用铝、锗等一般的材料。
[0077]作为 线圈布线C的布线宽度，例如可设为1.Ομ--~5.Ομ--。
[0078]线圈布线C的匝数可根据线圈布线元件的用途而适当设定。在线圈布线C的用途是磁传感器元件的情况下，由于匝数越多则传感器灵敏度越提高，所以优选匝数多，例如可通过调整线圈布线元件的尺寸、线圈布线的线宽度或者布线间的距离来形成30~200圈。另外，作为线圈布线C的布线长，例如可设为400μπι~1600 μ m。
[0079]基板I的一个面Ia与第二布线6的中央部6a之间的距离H没有特别限制，例如可为5 μ m~25 μ m。另外，对置的第二树脂部2间的距离(相对的第二树脂部2的侧面2c间的距离)没有特别限制，例如可为100 μ m~300 μ m。
[0080]在本实施方式中，采用了在线圈布线元件10的第一树脂部4中内置了磁芯5的构成。在将本发明的实施方式涉及的线圈布线元件作为磁传感器元件使用的情况下，配置于线圈布线C内的磁性体的形状没有特别限制，可使用公知形状的磁芯。
[0081]作为磁芯5，优选使用对由软磁性体构成的薄膜赋予了单轴各向异性的结构。作为软磁性体，例如优选以CoNbZr、CoTaZr等为代表的零磁致伸缩的Co类非晶膜、NiFe合金或者CoFe合金等。
[0082]作为磁芯5的厚度,例如可为0.5 μ m~2.0 μ m。
[0083]〈线圈布线元件的制造方法〉
[0084]以上述的线圈布线元件10为例来对本发明的线圈布线元件的制造方法进行说明。
[0085][工序A]
[0086]工序A是在基板I的一个面Ia上设置第二树脂部2的工序。基板I可应用玻璃基板、陶瓷基板、树脂制的刚性基板、柔性印刷电路基板等。[0087]首先，通过CVD法等在硅基板I的一个面Ia形成SiO2的绝缘膜。或者，也可以使用已经形成了 SiO2的绝缘膜的硅基板。在其上通过旋涂法等涂敷聚酰亚胺等感光性树脂，然后通过光刻形成图案化的第二树脂部2(图10A)。接下来，对第二树脂部2进行烘焙而使其热固化。可以使侧面2c倾斜以便调整第二树脂部2的侧面2c与一个面Ia所成的角Θ。作为调整该角Θ的方法，可采用对上述烘焙的时间进行调整的方法、对光刻中的曝光量或者显影时间进行调整的方法、对第二树脂部2的厚度进行调整的方法等公知的方法。具体的条件根据第二树脂部的材料来适当调整。
[0088][工序B]
[0089]工序B是在基板I的一个面Ia上配置第一布线3的中央部3a，按照在第二树脂部2上配置该第一布线3的两端部3b的方式，具体按照在第二树脂部2的上表面2d上形成端部3b并在侧面2c上形成第一倾斜布线的方式，设置多个第一布线3的工序。
[0090]在通过工序A而获得的基板I的一个面Ia上、第二树脂部2的侧面2c上、以及第二树脂部2的上表面2d上，通过溅射法形成T1、Cr、Tiff等势垒金属层，进而通过溅射形成Cu膜。接着，通过光刻形成与第一布线3的图案对应的抗蚀剂图案(未图示)，通过湿式蚀刻形成布线图案(图10B)。作为形成布线图案的其他方法，也可以使用溅射膜作为种晶层，通过电镀法形成第一布线3。
[0091]第一布线3的厚度没有特别限制，但如果在之后形成的磁芯5的设置位置出现第一布线3的凹凸，则有可能对磁芯5的功能造成不良影响。为了避免该情况，只要将第一布线3的厚度例如设为0.2μπι?2μπι即可。
[0092][工序C]
[0093]工序C是在第一布线3上设置第一树脂部4的工序。这里，例示将第一树脂部4分成第一部4a和第二部4b来形成的方法。
[0094]通过按照对多个第一布线3的中央部3a上以及多个第一布线3之间进行填充的方式利用旋涂法等涂敷感光性树脂，并使其热固化，由此形成第一树脂部4的第一部4a(图10C)。
[0095]在本实施方式中，为了使第一树脂部4的第一部4a的厚度与第二树脂部2的厚度相同，按照第一布线3的两端部3b不被第一树脂部4的第一部4a覆盖的方式形成了第一部4a。但是，并不一定需要按照具有这样的厚度的方式来形成第一部4a。第一部4a的厚度只要设为第一布线3的中央部3a的凹凸不在第一树脂部4的第一部4a的表面出现的程度的厚度即可，例如只要设为第一布线3的厚度的2倍以上的厚度即可。
[0096]接着，通过溅射法在第一部4a上形成成为磁芯5的软磁性体膜，并通过光刻以及蚀刻对磁芯5进行图案化，以使其具有所需的形状(图10D)。
[0097]在构成软磁性膜的材料是Co类非晶膜、NiFe合金、CoFe合金等比较难以蚀刻的金属的情况下，可采用在形成了抗蚀剂之后利用溅射形成软磁性膜，通过将上述抗蚀剂除去来形成所需的图案的剥离法。另外，通过使用了抗蚀剂框架的电镀法，能够将NiFe合金或者CoFe合金形成为具有所需的形状的磁芯5。
[0098]优选在形成了成为磁芯5的软磁性膜之后，进行用于将在成膜时被赋予的不均匀的单轴各向异性除去而赋予均匀的感应磁各向异性的旋转磁场热中处理或者静磁场中热处理。[0099]接着，通过旋涂法等在磁芯5、第一树脂部4的第一部4a、第一布线3的两端部3b以及第二树脂部2的上表面2d上涂敷感光性树脂(图10E)。然后，通过利用光刻技术进行图案化并使其热固化，来形成第一树脂部4的第二部4b (图10F)。图1OE中的箭头表示由用于使感光性树脂感光的紫外线等进行的曝光。在该曝光中，通过使用光掩模，可以仅使所需的区域感光。
[0100]第一树脂部4的第二部4b的厚度没有特别限制。通过调整该厚度，能够调整在第一树脂部4上之后形成的第二布线6的中央部6a与基板I的一个面Ia之间的距离H。
[0101]在本实施方式中，为了使线圈布线元件10作为磁传感器元件发挥功能而形成了磁芯5，但在将线圈布线元件10用于其他用途的情况下，不需要形成磁芯5。该情况下，由于不需要将第一树脂部4分成第一部4a和第二部4b来形成，所以只要在形成第一布线3之后，以所需的厚度形成第一树脂部4即可。
[0102][工序D]
[0103]工序D是在第一树脂部4上形成与第一布线3的两端部3b连接的第二布线6的工序。在工序D中，形成覆盖第一布线3与第一树脂部4的抗蚀层12，通过光刻技术对该抗蚀层12进行图案化。然后，利用图案化后的抗蚀层12，可形成具有抗蚀层12的图案被反转后的反转图案的第二布线6。
[0104]参照图10G，对用于形成第二布线6的光刻技术进一步详述。首先，在形成第二布线6的区域形成抗蚀层12，在使用光掩模对该抗蚀层12进行了曝光后，对曝光后的抗蚀层12进行显影来形成与第二布线6对应的图案P。在图案P的底部暴露出第一树脂部4的上表面，并且暴露出第一布线3的两端部3b。如果在抗蚀层12内形成与第二布线6对应的图案P，则抗蚀层12的图案成为第二布线6的反转图案。
[0105]用于形成该图案P的曝光需要在第一树脂部4的上表面与第一布线3的两端部3b双方的深度中使抗蚀剂感光。第一树脂部4的上表面与第一布线3的两端部3b的阶梯差的距离为D1。这里，将上述曝光中的阶梯差Dl称为曝光深度。在本发明的制造方法中，由于形成了第二树脂部2，所以与以往的线圈布线相比阶梯差Dl变小，所要求的曝光深度比较浅。因此，与以往的线圈布线相比能够使图案P微细化。
[0106]接下来，使用图案P形成第二布线6。例如，通过溅射法等在于图案P的底面暴露出的第一布线3的两端部3b以及第一树脂4的上表面形成T1、Cr、TiW等势垒金属层。接着，通过在通过Cu的电镀法等形成了 Cu膜之后，除去抗蚀层12，可形成具有图案P的第二布线6。此时，第二布线6的两端部6b与第一布线3的两端部3b依次接合，形成被卷绕于第一树脂部4的线圈布线C (图10H)。此外，这里对使用了溅射法以及Cu的电镀法的情况进行了说明，但也同样能够应用公知的其他金属制膜法。
[0107]这样，可使用抗蚀层12形成与第二布线6对应的图案P，并通过利用了该图案P的光刻技术形成第二布线6。
[0108]在本发明的实施方式涉及的线圈布线元件的制造方法中，由于在第二树脂部2上形成了第一布线3的两端部3b，所以第一布线3与第一树脂部4之间的高低差变得比较小。因此，能够使用光刻技术在第一布线3上与第一树脂部4上容易地形成微细的抗蚀剂图案。因此，能够遍布第一布线3与第一树脂部4之间容易地形成微细的第二布线6。
[0109]最后，在形成了第二布线6之后，根据需要形成覆盖第二布线6的保护树脂部13(图 101)。
[0110]〈以往的线圈布线的制造方法〉
[0111]作为以往的线圈布线的制造方法，以下对以往的线圈布线元件100的制造方法进行说明。
[0112]首先，通过CVD法等在硅基板100的一个面IOla形成SiO2的绝缘膜(未图示)。通过溅射法在其上形成T1、Cr、Tiff等势垒金属层，进而通过溅射形成Cu膜。接着，通过光刻形成与第一布线层103的图案对应的抗蚀剂图案，通过湿式蚀刻形成布线图案(图11A)。
[0113]接下来，通过按照对第一布线层103以及第一布线层103之间进行填充的方式利用旋涂法等涂敷感光性树脂并使其热固化，来形成绝缘层104的第一部104a。并且，通过溅射法形成成为磁芯105的软磁性体膜，并通过光刻以及蚀刻或者使用了抗蚀剂的剥离法图案化成所需的形状(图11B)。
[0114]接着，通过利用旋涂法等在磁芯105以及绝缘层104的第一部104a上涂敷感光性树脂并使其热固化，来形成绝缘层104的第二部104b (图11C)。
[0115]接下来，使用光掩模并利用紫外线等从基板101的一个面IOla侧进行曝光，使在一个面IOla上配置的多个第一布线层103的两端部103b的至少一部分暴露出(图11D)。其中，图1lC中描绘的箭头表示照射光。
[0116]接着，在形成第二布线层106的区域形成抗蚀层112，在使用光掩模对该抗蚀层112进行了曝光后，对其进行显影来形成与第二布线层106对应的图案P’。在图案P’的底部暴露出绝缘层104的上表面，并且暴露出第一布线层103的两端部103b。如果在抗蚀层112内形成第二布线层106的图案P’，则抗蚀层112的图案成为第二布线层106的反转图案。
[0117]用于形成该图案P’的曝光需要在绝缘层104的上表面与第一布线层103的两端部103b双方的深度中使抗蚀剂感光。绝缘层104的上表面与第一布线层103的两端部103b的阶梯差的距离为D2。这里，将上述曝光中的阶梯差D2称为曝光深度。在以往的制造方法中，阶梯差D2变大，所要求的曝光深度比较深。因此，难以使图案P’微细化。
[0118]接下来，使用图案P’来形成第二布线层106。例如，通过在利用溅射法以及Cu的电镀法等形成了 Cu膜后，将抗蚀层112除去，来形成具有图案P ’的第二布线层106，形成以螺旋状被卷绕于绝缘层104的线圈布线(螺线管线圈)(图HF)。最后，根据需要设置保护树脂层113 (图11G)。
[0119]在这里所示的以往的制造方法中，由于第一布线层103的两端部103b形成在基板101的一个面IOla上，所以曝光深度D2变得比较深。因此，在使用抗蚀层112的情况下，难以高精度地对第二布线层106进行微细加工。如果为了使曝光深度D2变浅而减薄绝缘层104的第一部104a，则虽然可提高加工精度，但导致第一布线层103的凹凸出现在绝缘层104的第一部104a的上表面,有可能对磁芯105的功能造成不良影响。另外，如果减薄绝缘层104的第二部104b，则由于磁芯105偏离线圈布线的中心而过于接近第二布线层106(上侧布线)，所以磁传感器元件的功能有可能产生问题。因此，在线圈布线元件100是具备磁芯105的磁传感器元件的情况下，事实上不可能通过减薄绝缘层104的厚度来使曝光深度D2与上述的曝光深度Dl相等。
[0120]产业上的可利用性[0121]本发明能够广泛应用于磁传感器元件。
[0122]附图标记说明:1…基板，la...基板的一个面，2…第二树脂部，2c...第二树脂部的侧面，2d...第二树脂部的上表面，3…第一布线，3a...第一布线的中央部，3b...第一布线的端部，4…第一树脂部，4a...第一树脂部的一部分(第一部)，4b…第一树脂部的其他部分(第二部)，5…磁芯，6...第二布线，6a...第二布线的中央部，6b…第二布线的端部，A...开口部，C-线圈布线，Cl…第一线圈布线，C2…第二线圈布线，H…基板与第二布线的中央部之间的距离，W…接合部，α…弯曲部,7…磁芯用的电极,10…线圈布线兀件,11…线圈布线用的电极，12...抗蚀层，13...保护树脂部，101...基板，103...第一布线层，103a...第一布线层的中央部，103b…第一布线层的端部，104…绝缘层，106…第二布线层，106a…第二布线层的中央部，106b…第二布线层的端部，112…抗蚀层，`113…保护树脂层。
【权利要求】
1.一种线圈布线元件，其特征在于，该线圈布线元件具备: 形成在基板上且具有中央部以及两端部的多个第一布线； 形成在所述基板上且对所述多个第一布线各自的所述两端部进行支承的第二树脂部; 覆盖所述多个第一布线各自的所述中央部的第一树脂部； 形成在所述第一树脂部上且具有两端部的多个第二布线； 将所述多个第一布线与所述多个第二布线接合且被所述第二树脂部支承的接合部；以及 通过依次接合所述多个第一布线的所述两端部与所述多个第二布线的所述两端部而被以螺旋状卷绕于所述第一树脂部的线圈布线。
2.根据权利要求1所述的线圈布线元件，其特征在于， 所述第二树脂部具有侧面， 所述侧面以及设置在所述侧面上的所述第一布线朝向所述线圈布线的中心而相对于所述基板的一个面倾斜。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的线圈布线元件，其特征在于， 在所述第一树脂部内置有磁性体。
4.一种线圈布线元件的制造方法，其特征在于， 在基板的一个面上形成第二树脂部， 形成第一布线，该第一布线被形成在所述基板上且其两端部被所述第二树脂部支承， 形成覆盖所述第一布线的中央部的第一树脂部， 使用将抗蚀剂图案化的光刻技术，在所述第一树脂部上形成与所述第一布线的两端部连接的第二布线。
【文档编号】G01R33/04GK103827686SQ201280046477
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2011年9月28日
【发明者】千叶康人 申请人:株式会社藤仓