专利名称：电感部件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及在移动电话等电子设备中使用的贴片型电感部件及其制造方法。
背景技术：
以往，关于这种贴片型的电感部件，公知有在利用印刷技术在陶瓷坯体内部形成银或铜等导电性优异的电极材料之后、进行烧结而成的陶瓷电子部件。图12是现有的电感 部件的截面图。在图12中，以小型化和高精度化为目的，利用由绝缘材料构成的坯体25、使 用镀覆技术和光刻技术形成在坯体内部的线圈部21、以及与线圈部21的端部连接的外部 电极端子23、24，来构成现有的电感部件。对于这些贴片型的电感部件，强烈要求实现小型化和高Q特性。而且，为了实现小 型化和高Q特性，重点在于增多线圈部21的层叠数、或提高导体部的占积率。另外，在专利 文献1中公开了这些技术内容。在上述现有结构中，对于小型的电感部件，为了增大电感值，需要增多线圈部21 的层叠数，为了实现高Q特性，需要提高导体部的占积率。但是，在将具有这种结构的贴片 型电感部件安装于电路基板等上时，电路基板的因温度变化引起的弯曲应力集中于外部电 极端子23、24附近。因此，对构成坯体25的绝缘材料施加应力，可能导致焊接部出现裂缝。专利文献1 日本特开2005-317604号公报
发明内容
本发明提供电感部件及其制造方法，其能够在不影响层叠数或占空系数的情况 下，提高贴片型电感部件针对受热冲击等温度变化影响的焊接部的的可靠性。本发明是一种电感部件，该电感部件具有由绝缘材料构成的坯体；线圈部，其埋 设在坯体的内部；以及外部电极端子，其与线圈部的端部电连接，其中，在坯体和外部电极 端子的露出的界面中设置有应力缓冲部。对于本发明的电感部件及其制造方法，通过设置在外部电极端子附近的应力缓冲 部，能够缓解由基于在焊锡安装的加热和冷却时的电感部件自身的内部应力的翘曲或基于 向电路基板进行安装时的热膨胀系数之差的电路基板的翘曲引起的外部应力，能够分散应 力向形成在坯体内部的线圈部的集中，其中，上述内部应力受线圈图案的层叠数或导体部 的占积率影响的影响。由此，能够抑制由应力引起的线圈部的断线、或线圈部的一部分与坯 体之间的界面处发生剥离等，实现提高了线圈部的层叠数和/或占积率的小型的贴片形状 的电感部件，能够提高其实用可靠性。
图1是本发明的实施方式1的电感部件的立体图。图2是图1的2-2部分的截面图。图3是本发明的实施方式1的电感部件的另一截面图。
图4是示出本发明的实施方式1的电感部件的制造方法的截面图。图5是示出本发明的实施方式1的电感部件的制造方法的截面图。图6是示出本发明的实施方式1的电感部件的制造方法的截面图。图7是示出本发明的实施方式1的电感部件的制造方法的截面图。图8是示出本发明的实施方式1的电感部件的制造方法的截面图。图9是示出本发明的实施方式1的电感部件的制造方法的截面图。
图10是示出本发明的实施方式1的电感部件的制造方法的截面图。图11是示出本发明的实施方式1的电感部件的制造方法的截面图。图12是现有的电感部件的截面图。标号说明1 坯体；20 线圈部；20a 线圈图案；3、30 贯通电极-AaAOa 第1外部电极；4b、 40b 第2外部电极；5,15 外部电极端子；6 应力缓冲部；10 基板；11 环氧树脂；12 牺牲 层；13 铜电极图案；14:间隙。
具体实施例方式(实施方式1)下面，参照附图对本发明的实施方式1的电感部件及其制造方法进行说明。图1是本发明的实施方式1的电感部件的立体图。图2是图1的2-2部分的截面 图。在图1、图2中，在由对感光性树脂进行硬化而成的绝缘性树脂构成的坯体1的内部，以 使线圈图案20a经由贯通电极3形成为螺旋形状的方式，使用镀覆技术和光刻技术进行层 叠而形成线圈部20。贯通电极3相当于多个线圈图案20a的层间连接部分。由多层形成的线圈图案 20a经由形成于规定位置的贯通电极3呈螺旋状或线圈状而连接。此时，在要增大电感值的 情况下，通过增多线圈图案20a的层叠数来实现。另外，为了提高Q值，必须增大线圈图案 20a的截面形状，而为了实现电感部件的小型化，需要提高导体部所占的比例，即占积率。作为线圈图案20a，除了螺旋形状以外，还可以采用涡旋形状、扭曲形状等，线圈图 案20a的形状可以采用任意图案。并且，呈螺旋状形成的线圈图案20a的两端分别与位于 两侧的第1外部电极4a连接。为了提高相对于电路基板上的连接端子等的安装性，第1外 部电极4a被焊锡或锡等的焊料湿润性优异的第2外部电极4b包覆。而且，由第1外部电 极4a和第2外部电极4b构成外部电极端子5。这里，在该外部电极端子5和坯体1露出的界面中，设有间隙，该间隙具有规定的 空间，发挥作为应力缓冲部6的功能。通过设置该应力缓冲部6，能够利用弹性变形来吸收 因热膨胀率之差引起的电感部件自身的翘曲或因通过焊锡向电路基板上进行安装时引起 的电路基板等的翘曲。其结果，防止了应力对线圈部20的不良影响，作为贴片部件的综合 安装可靠性提高。特别是由于电感部件的坯体1使用了由感光性树脂构成的绝缘性树脂材 料，因此，坯体1的弹性变形更加容易，不会增大内部应力，使应力得到缓解。例如，作为电路基板，如果采用一般的玻璃环氧材料，其热膨胀系数为15ppm/°C 左右，而本实施方式1中的电感部件的热膨胀系数为50ppm/°C左右。因此，如果产生了 100°C 200°C的温度差，则在通过焊锡来安装具有未形成应力缓冲部6的现有结构的电感部件的情况下，将产生超过IGPa的内部应力。因此，通过沿着外部电极端子5和坯体1露出的界面设置应力缓冲部6，能够大幅 缓解其内部应力，特别是针对决定电感部件性能的线圈部的内部应力。通过将应力缓冲部6设在电感部件的下层部(通过焊锡向电路基板上进行安装时 与电路基板相对的面侧)，能够使其发挥缓解应力的作用。这是因为，在通过焊锡向电路基 板上进行安装时，对该下层部施加的应力最大。通过至少在与电路基板相对的电感部件的 下层部设置应力缓冲部6，能够发挥上述效果。这里，下层部是指在通过焊锡向电路基板进 行安装时与电路基板相对的面侧。另外，在针对电感部件的上面侧和下面侧这两面均设有 应力缓冲部6的情况下，能够最大限度地发挥其应力缓解作用。通过以上这种结构，能够大幅提高本发明的电感部件针对热冲击等的可靠性。并 且，即使在该电感部件的制造工序中的热处理时、或在安装后装置内产生的热传递到该电 感部件的情况下，由于应力缓冲部6也将发挥吸收应力的作用，因此，能够实现高可靠性。 另外，如图2所示，通过使应力缓冲部形成为与界面大致平行的形状，从而不是在局部，而 是在界面中的很大范围内均能够得到应力缓冲效果，非常理想。通过将应力缓冲部6的截面形状形成为大致V字状，由此，在利用间隙形成应力缓 冲部6时，能够形成这样的电感部件该电感部件能够抑制湿度、腐蚀性气体等向坯体1内 部的侵入，并且，通过较宽地设置间隙口，能够吸收应力。并且，通过将应力缓冲部6的截 面形状形成为大致U字状，由此，在利用间隙形成应力缓冲部6时，能够形成这样的电感部 件该电感部件由于没有角部，所以能够抑制应力向一处集中、从而使该处成为机械损坏起 点的状况。而且，该应力缓冲部6还可以通过填充具有弹性的材料来实现。该情况下，由于没 有间隙，所以湿度、腐蚀性气体等不会侵入到内部，能够进一步提高电感部件的可靠性。作 为填充到该应力缓冲部6中的材料，优选采用硅树脂、丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂以 及橡胶等弹性合成树脂。并且，根据本结构，能够抑制以往由于电路基板与电感部件之间的热膨胀率差而 在安装用的焊缝部产生的裂缝。因此，不仅能够实现电感部件自身的长寿命化，还能够实现 安装了本电感部件的电子电路的长寿命化和高可靠性化。特别是在选择高分子材料作为坯体1的情况下，其效果显著。一般情况下，线圈部 20和外部电极端子5采用导电性优异的铜、铜合金或银等的电极材料等。例如，在线圈部20采用了铜作为电极材料的情况下，其弹性模量大约为130GPa， 与此相对，在使用作为高分子材料的环氧树脂来构成坯体1的情况下，其弹性模量一般为 几GPa左右。因此，通过在外部电极端子5与坯体1之间的界面处设置应力缓冲部6，能够 使电感部件容易地发生变形，从而可作为内部应力缓冲部，有效地发挥作用。另外，对于要求小型化的电感部件，为了在有限的容积中实现较大的电感值，仅通 过增大线圈部20的层叠数，就能够增大电感值。并且，为了增大Q值并降低直流阻抗，必须 要增大构成电感的电极图案的截面面积。为此，重点在于增大电感部件内的导电体的占积 率。图3是本发明的实施方式1的电感部件的另一截面图。在图3中，由外部电极端 子5的面对应力缓冲部6的边与应力缓冲部6的表面形状形成的角度θ，优选为钝角。通过这种结构，在利用焊锡等在电路基板上安装本发明的电感部件时，能够缓解由于电路基 板与电感部件之间的热膨胀差而在焊锡部产生的应力。由此，能够提高电感部件的安装可 靠性。另外，在图3中，省略了线圈部20的图示。而且，通过将外部电极端子5与应力缓冲 部6相对的外部电极端子5的截面形状构成为形成圆弧的斜边，由此，在利用焊锡等在电路 基板上安装本电感部件时，能够缓解由于电路基板与电感部件之间的热膨胀差而在焊锡部 与第2外部电极4b之间的界面处产生的应力。因此，能够提高电感部件在利用焊锡的安装 中的可靠性，作为结果，能够制造出具有高可靠性的电子电路。另外，通过将角度θ形成为 钝角、同时将外部电极端子5的截面形状构成为形成圆弧的斜边，能够进一步发挥其效果。接着，使用附图来详细说明本实施方式1的电感部件的制造方法。图4 图11是 示出本发明的实施方式1的电感部件的制造方法的截面图。首先，在图4中，在用于制造电感部件的作为基础载体的基板10上，涂布形成作为 坯体1的构成材料的环氧树脂11。这里，作为基板10，从形状、生产性、采购性的观点出发， 优选使用硅晶片。通过预先对环氧树脂11赋予感光性，能够应用一般的光刻技术按规定的形状进 行显影和加工。这里，形成电感部件的最下层部，即，与电路基板相对的安装面。然后，使用 溅射法或蒸镀法等，形成可在后工序中去除的牺牲层12。作为该牺牲层12，优选采用具有 导电性的金属材料。可与构成外部电极端子5和线圈部20的电极材料有选择地去除的材 料是十分理想的。作为该牺牲层12所采用的金属材料，优选使用钛。作为该牺牲层12所 采用的其他金属材料，可以使用镍或铝。另外，如在后面工序中详细叙述的，作为形成线圈部20的材料，使用了铜。这是因 为，铜的导电性优异，并且容易使用镀覆技术形成电极图案，生产性也十分优异。然后，如图5所示，使用研削法或CMP研磨法等按规定的厚度对牺牲层12的不需 要的部位进行去除加工，使环氧树脂11的表面露出。此时，成为这样的状态在基板10上 的至少未被坯体1使用的基板10的表面、以及环氧树脂11的侧面上，形成作为牺牲层12 的金属膜。接着，如图6所示，为了形成第1外部电极40a，使用导电性优异的铜，通过镀覆技 术按规定的图案来形成铜电极图案13。然后，如图7所示，以层叠的方式再次涂布形成感光性的环氧树脂11，并利用光刻 技术而形成为规定的图案。接着，如图8所示，使用镀覆技术和光刻技术，层叠形成作为第1外部电极40a的 铜电极图案13。接着，如图9所示，重复上述的加工方法，层叠形成线圈图案20a、贯通电极30和第 1外部电极40a。线圈图案20a、贯通电极3和第1外部电极40a优选利用无电镀法或电镀 法而形成在环氧树脂11上。并且，作为代替该铜电极的电极材料，也可以使用银。另外，在形成的层叠体的最上层，形成钛作为牺牲层12，然后，通过镀覆技术形成 铜的第1外部电极40a。不过，最上层的牺牲层12不是一定要形成的。可根据贴片形状、层 叠数、针对可靠性的要求度等，判断是否适合于形成最上层的牺牲层12。然后，如图10所示，在层叠形成了电感部件的图案构造后，例如使用氟酸等的蚀刻液，溶解去除由硅晶片构成的基板10的表面的氧化硅，由此，从作为载体的基板10上将层叠体剥离。此时，氟酸不会侵蚀铜，但是能将钛溶解，所以，在对基板10与作为电感部件 的层叠体进行分离时，能够同时形成具有应力缓冲部6的作用的间隙14。这里，应力缓冲部 6形成在与安装面相对的界面上。
另外，在图10中，在电感部件的上层部/下层部均形成了间隙14。而在仅在上层 部或下层部形成间隙14的情况下，也可以通过相同的方法进行制造。由此，能够制造出可 靠性优异的电感部件。并且，层叠由金属膜构成的牺牲层12、或层叠热可塑性的聚酰亚胺树脂、或将蚀刻 性优异的铝等的材料形成为分割单片化的图案，由此，能够使层叠体单片化。进而，可以使 用切断机进行机械分割。然后，如图11所示，在单片化后的电感部件的第1外部电极40a的表面，利用焊锡 或锡等的焊料润湿性优异的电极材料，通过滚镀法等形成第2外部电极40b，由此，能够制 造出具有安装性优异的外部电极端子15的电感部件。如以上说明的那样，根据本实施方式1的电感部件的制造方法，通过在外部电极 端子15与坯体1之间的界面设置规定的作为应力缓冲部6的间隙14，由此，能够制造出针 对翘曲等应力变化的可靠性优异的电感部件。产业上的可利用性本发明的电感部件及其制造方法针对由热冲击等引起的应力变化具有高可靠性， 所以，作为在各种电子设备中使用的电感部件十分有用。
权利要求
一种电感部件，该电感部件具有由绝缘材料构成的坯体；埋设在所述坯体的内部的线圈部；以及与所述线圈部的端部电连接的外部电极端子，其中，在所述坯体和所述外部电极端子的露出的界面中设置有应力缓冲部。
2.根据权利要求1所述的电感部件，其中， 所述应力缓冲部为与所述界面平行的形状。
3.根据权利要求1所述的电感部件，其中，至少在与安装面相对的界面中设置有应力缓冲部。
4.根据权利要求1所述的电感部件，其中， 所述应力缓冲部为间隙。
5.根据权利要求1所述的电感部件，其中， 所述应力缓冲部的截面形状为V字形状。
6.根据权利要求1所述的电感部件，其中， 所述应力缓冲部的截面形状为U字形状。
7.根据权利要求1所述的电感部件，其中，由所述外部电极端子的面对所述应力缓冲部的边与所述应力缓冲部的表面形状形成 的角度为钝角。
8.根据权利要求1所述的电感部件，其中，所述外部电极端子的与所述应力缓冲部相对的边的截面形状为圆弧状。
9.根据权利要求1所述的电感部件，其中，所述应力缓冲部由具有比所述坯体和所述外部电极端子小的弹性模量的缓冲材料构成。
10.根据权利要求9所述的电感部件，其中，所述缓冲材料包括硅树脂、丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂或弹性合成树脂中的任一种。
11.一种电感部件的制造方法，该电感部件的制造方法具有以下步骤 第1步骤，在基板上形成坯体；第2步骤，在所述基板的表面和所述坯体的侧面形成作为牺牲层的金属膜； 第3步骤，形成与所述外部电极端子电连接的所述线圈部；以及 第4步骤，在所述牺牲层的上表面形成所述外部电极端子，其中， 所述电感部件的制造方法还具有以下步骤在从所述基板上剥离所述电感部件的同时 去除所述牺牲层，由此，在所述外部电极端子与所述坯体之间形成应力缓冲部。
12.根据权利要求11所述的电感部件的制造方法，其中，所述电感部件的制造方法还具有在所述应力缓冲部中埋设弹性体的步骤。
全文摘要
电感部件具有由绝缘材料构成的坯体(1)；线圈部(20)，其埋设在坯体(1)的内部；以及外部电极端子(5)，其与线圈部(20)的端部电连接，其中，在坯体(1)和外部电极端子(5)的露出的界面中设置有应力缓冲部(6)，由此，能够缓解因基于温度变化的热膨胀系数差产生的应力，能够提高针对热冲击的可靠性。
文档编号H01F41/04GK101842861SQ20088011444
公开日2010年9月22日 申请日期2008年10月28日 优先权日2007年10月31日
发明者大庭美智央, 山本宪一, 松谷伸哉 申请人:松下电器产业株式会社