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JP2008103394A - Electronic substrate manufacturing method, electronic substrate, and electronic device - Google Patents

Electronic substrate manufacturing method, electronic substrate, and electronic device Download PDF

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JP2008103394A
JP2008103394A JP2006282600A JP2006282600A JP2008103394A JP 2008103394 A JP2008103394 A JP 2008103394A JP 2006282600 A JP2006282600 A JP 2006282600A JP 2006282600 A JP2006282600 A JP 2006282600A JP 2008103394 A JP2008103394 A JP 2008103394A
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JP
Japan
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wiring
layer
magnetic
inductor element
electronic substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2006282600A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Hashimoto
伸晃 橋元
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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    • H10W72/20

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  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

【課題】閉磁路が形成されたインダクタ素子を簡単に製造することが可能な半導体チップの製造方法を提供する。
【解決手段】電子回路の接続端子の再配置配線と、リング状のコア42及びらせん状の巻き線41を備えたインダクタ素子40とを備え、コア42が第2磁性層31からなり、巻き線41の隙間に樹脂層37,38が形成され、インダクタ素子40の周囲が磁性層35,31,36で覆われてなる半導体チップ1の製造方法であって、再配置配線の形成工程において、巻き線41の少なくとも一部を形成することが望ましい。
【選択図】図2
A semiconductor chip manufacturing method capable of easily manufacturing an inductor element in which a closed magnetic circuit is formed is provided.
A redistribution wiring of a connection terminal of an electronic circuit and an inductor element having a ring-shaped core and a spiral winding are formed. The core comprises a second magnetic layer, and the winding is wound. 41. A method of manufacturing a semiconductor chip 1 in which resin layers 37 and 38 are formed in a gap 41, and the periphery of the inductor element 40 is covered with magnetic layers 35, 31, and 36. Desirably, at least a portion of the line 41 is formed.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、電子基板の製造方法、電子基板および電子機器に関するものである。   The present invention relates to an electronic substrate manufacturing method, an electronic substrate, and an electronic device.

携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器には、電子回路が形成された半導体チップ(電子基板)が搭載されている。この半導体チップは、抵抗やインダクタ、キャパシタ等の受動素子とともに利用される場合がある。そこで、半導体チップ上にスパイラルインダクタを形成する技術が提案されている(例えば、特許文献1または特許文献2参照)。スパイラルインダクタは、能動面上に渦巻き状の巻き線が形成されたものである。
特開2002−164468号公報 特開2003−347410号公報 Ermolov et al,「Microreplicated RF Toroidal Inductor」,IEEETransactions on Microwave Theory and Techniques,Vol.52,No.1,January 2004,p29−36
Electronic devices such as mobile phones and personal computers are equipped with semiconductor chips (electronic substrates) on which electronic circuits are formed. This semiconductor chip may be used together with passive elements such as resistors, inductors and capacitors. Thus, a technique for forming a spiral inductor on a semiconductor chip has been proposed (see, for example, Patent Document 1 or Patent Document 2). A spiral inductor has a spiral winding formed on an active surface.
JP 2002-164468 A JP 2003-347410 A Ermolov et al, “Microreplicated RF Toroidal Inductor”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 52, no. 1, January 2004, p29-36

しかしながら、スパイラルインダクタでは、半導体チップを構成するシリコンとの磁束の干渉により漏れ電流が発生するため、Q値(インダクタンスと抵抗値との比)の向上に限界がある。   However, in a spiral inductor, leakage current is generated due to magnetic flux interference with silicon constituting a semiconductor chip, and thus there is a limit to improvement in Q value (ratio of inductance and resistance value).

この問題を解決するため、半導体チップ上にトロイダルインダクタ素子を形成する技術が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。トロイダルインダクタ素子は、能動面と平行に配置されたリング状のコアの周りに、らせん状の巻き線が形成されたものである。しかしながら、この技術では、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術や転写技術を用いてトロイダルインダクタ素子を形成するので、金型等を使用した特別な工程が必要になるという問題がある。   In order to solve this problem, a technique for forming a toroidal inductor element on a semiconductor chip has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1). In the toroidal inductor element, a spiral winding is formed around a ring-shaped core disposed in parallel with an active surface. However, in this technique, since the toroidal inductor element is formed using a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technique or a transfer technique, there is a problem that a special process using a mold or the like is required.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、インダクタ素子を簡単に製造することが可能であり、またインダクタのQ値を確保することが可能な、電子基板の形成方法および電子基板の提供を目的とする。また、低コストで電気特性に優れた電子機器の提供を目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is possible to easily manufacture an inductor element and to secure a Q value of the inductor, and to form an electronic substrate. The purpose is to provide an electronic substrate. It is another object of the present invention to provide an electronic device having excellent electrical characteristics at low cost.

上記目的を達成するため、本発明に係る電子基板の製造方法は、電子回路の接続端子の再配置配線と、リング状のコア及びらせん状の巻き線を備えたトロイダルインダクタ素子とを備え、前記コアが磁性材料からなり、前記巻き線の隙間に非磁性材料が充填され、前記トロイダルインダクタ素子の周囲が磁性材料で覆われてなる電子基板の製造方法であって、前記再配置配線の形成工程において、前記巻き線の少なくとも一部を形成することを特徴とする。
また電子回路の接続端子の再配置配線と、リング状のコア及びらせん状の巻き線を備えたトロイダルインダクタ素子とが、表面に形成されてなる電子基板の製造方法であって、前記電子基板上に磁性材料からなる第1磁性層を形成する工程と、前記第1磁性層上に複数の第1配線を形成する工程と、隣接する前記第1配線の隙間に非磁性材料からなる第1非磁性層を形成する工程と、前記複数の第1配線の中央部を覆うように磁性材料からなる第2磁性層を形成する工程と、前記第2磁性層の表面を横断するように複数の第2配線を形成する工程と、隣接する前記第2配線の隙間に非磁性材料からなる第2非磁性層を形成する工程と、前記複数の第2配線を覆うように磁性材料からなる第3磁性層を形成する工程と、を備え、前記第2配線を形成する工程では、前記第2配線と同時に前記再配置配線を形成するとともに、一の前記第1配線の端部と他の前記第1配線の端部とを順に連結するように前記第2配線を配置することにより、前記第1配線および前記第2配線からなるらせん状の前記巻き線を備えた前記トロイダルインダクタ素子を形成することが望ましい。
この構成によれば、工程数を極端に増加させることなく、また金型など特別の設備を必要とすることなく、閉時路を有するトロイダルインダクタ素子を簡単かつ低コストで形成することができる。
In order to achieve the above object, an electronic substrate manufacturing method according to the present invention includes a rearrangement wiring of a connection terminal of an electronic circuit, a toroidal inductor element including a ring-shaped core and a spiral winding, A method for manufacturing an electronic substrate, wherein a core is made of a magnetic material, a gap between the windings is filled with a non-magnetic material, and a periphery of the toroidal inductor element is covered with a magnetic material, wherein the relocation wiring is formed And forming at least a part of the winding.
A method of manufacturing an electronic substrate, wherein a rearrangement wiring of a connection terminal of an electronic circuit and a toroidal inductor element having a ring-shaped core and a spiral winding are formed on a surface, Forming a first magnetic layer made of a magnetic material, a step of forming a plurality of first wirings on the first magnetic layer, and a first non-magnetic material made of a nonmagnetic material in a gap between the adjacent first wirings. A step of forming a magnetic layer, a step of forming a second magnetic layer made of a magnetic material so as to cover the central portions of the plurality of first wirings, and a plurality of first layers crossing the surface of the second magnetic layer. A step of forming two wirings, a step of forming a second nonmagnetic layer made of a nonmagnetic material in a gap between the adjacent second wirings, and a third magnetic material made of a magnetic material so as to cover the plurality of second wirings Forming a layer, and including the second wiring In the forming step, the rearrangement wiring is formed at the same time as the second wiring, and the second wiring is connected in order to sequentially connect the end of one first wiring and the end of the other first wiring. It is desirable to form the toroidal inductor element provided with the spiral winding composed of the first wiring and the second wiring.
According to this configuration, a toroidal inductor element having a closed time path can be formed easily and at a low cost without extremely increasing the number of processes and without requiring special equipment such as a mold.

前記リング状のコアの中心軸の周囲に、非磁性材料からなる非磁性層を形成する工程を有することが望ましい。
この構成によれば、非磁性層の外側においてトロイダルインダクタ素子を覆う前記各磁性層に磁力線を集中させることができるので、インダクタンス値およびQ値の高いトロイダルインダクタ素子を形成することができる。
It is desirable to have a step of forming a nonmagnetic layer made of a nonmagnetic material around the central axis of the ring-shaped core.
According to this configuration, the magnetic lines of force can be concentrated on each of the magnetic layers covering the toroidal inductor element outside the nonmagnetic layer, so that a toroidal inductor element having a high inductance value and Q value can be formed.

前記電子基板は、相手側部材との接続に使用される接続端子と前記電子基板との間に、前記電子基板と前記相手側部材との応力差を緩和する応力緩和層を備え、前記応力緩和層を形成する工程において、前記非磁性層を形成することが望ましい。
この構成によれば、応力緩和層と非磁性層を同時に形成することで、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
The electronic substrate includes a stress relaxation layer for relaxing a stress difference between the electronic substrate and the counterpart member between the connection terminal used for connection with the counterpart member and the electronic substrate, and the stress relaxation. In the step of forming the layer, it is desirable to form the nonmagnetic layer.
According to this configuration, by simultaneously forming the stress relaxation layer and the nonmagnetic layer, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

前記巻き線の一部をトリミングして、前記トロイダルインダクタ素子の特性調整を行う工程を有することが望ましい。
この構成によれば、所望の特性を備えたトロイダルインダクタ素子を形成することができる。
It is desirable to have a step of trimming a part of the winding to adjust the characteristics of the toroidal inductor element.
According to this configuration, a toroidal inductor element having desired characteristics can be formed.

一方、本発明に係る電子基板は、上述した電子基板の製造方法を使用して製造したことを特徴とする。
この構成によれば、低コストで高Q値のトロイダルインダクタ素子が形成された電子基板を提供することができる。
On the other hand, an electronic substrate according to the present invention is manufactured using the above-described electronic substrate manufacturing method.
According to this configuration, it is possible to provide an electronic substrate on which a low-cost, high-Q-value toroidal inductor element is formed.

一方、電子回路の接続端子の再配置配線と、リング状のコア及びらせん状の巻き線を備えたトロイダルインダクタ素子とを備え、前記コアが磁性材料からなり、前記巻き線の隙間に非磁性材料が充填され、前記トロイダルインダクタ素子の周囲が磁性材料で覆われてなる電子基板であって、さらに、前記巻き線の少なくとも一部は、前記再配置配線と同じ材料で構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、トロイダルインダクタ素子のコア及び周囲を磁性材料が充填され閉磁路が形成されているため、磁束密度を増加させることが可能になり、トロイダルインダクタ素子のインダクタンス値およびQ値を向上させることができる。したがって、電子基板の電気的特性を向上させることができる。
また、トロイダルインダクタ素子の隣接する巻き線の隙間に非磁性材料が充填されたため、巻き線の隙間で磁力線が相殺されることを抑制し、磁性体材料の内部に磁力線を集中させることができる。
さらに、巻き線の少なくとも一部は、再配置配線と同じ材料で構成されているため、巻き線と再配置配線を同時に形成することができ、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
On the other hand, a relocation wiring of a connection terminal of an electronic circuit, a toroidal inductor element having a ring-shaped core and a spiral winding, the core is made of a magnetic material, and a non-magnetic material is formed in a gap between the windings In which the periphery of the toroidal inductor element is covered with a magnetic material, and at least part of the winding is made of the same material as the relocation wiring. And
According to this configuration, the magnetic core is filled with the magnetic material around the core and the periphery of the toroidal inductor element, so that the magnetic flux density can be increased, and the inductance value and Q value of the toroidal inductor element are improved. Can be made. Therefore, the electrical characteristics of the electronic substrate can be improved.
Further, since the non-magnetic material is filled in the gap between the adjacent windings of the toroidal inductor element, it is possible to suppress the lines of magnetic force from being canceled by the gap between the windings, and to concentrate the lines of magnetic force inside the magnetic material.
Furthermore, since at least a part of the winding is made of the same material as the rearrangement wiring, the winding and the rearrangement wiring can be formed at the same time, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing cost. it can.

また相手側部材との接続に使用される接続端子と前記電子基板との間に、前記電子基板と前記相手側部材との応力差を緩和する応力緩和層を備え、前記トロイダルインダクタ素子における前記リング状のコアの中心軸の周囲に、非磁性材料からなる非磁性層が形成され、前記非磁性層は、前記応力緩和層と同じ材料で構成されていることが望ましい。
この構成によれば、非磁性層の外側においてトロイダルインダクタ素子を覆う各磁性層に、より磁力線を集中させることができる。また、非磁性層が応力緩和層と同じ材料で構成されているため、非磁性層と応力緩和層とを同時に形成することができ、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
The ring in the toroidal inductor element includes a stress relaxation layer that relaxes a stress difference between the electronic substrate and the counterpart member between a connection terminal used for connection with the counterpart member and the electronic substrate. Preferably, a nonmagnetic layer made of a nonmagnetic material is formed around the central axis of the core, and the nonmagnetic layer is made of the same material as the stress relaxation layer.
According to this configuration, the magnetic lines of force can be more concentrated on each magnetic layer covering the toroidal inductor element outside the nonmagnetic layer. Further, since the nonmagnetic layer is made of the same material as the stress relaxation layer, the nonmagnetic layer and the stress relaxation layer can be formed at the same time, and the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

また前記巻き線の間のスペースは、略一定幅に形成されていることが望ましい。
この構成によれば、巻き線のL/S(Line and Space)の比率が大きくなり、配線抵抗を低減することができる。
The space between the windings is preferably formed to have a substantially constant width.
According to this configuration, the ratio of L / S (Line and Space) of the winding increases, and the wiring resistance can be reduced.

また前記電子回路と前記トロイダルインダクタ素子との間に、導電層が形成されていることが望ましい。
この構成によれば、電磁シールド効果により、インダクタの磁界が電子回路に及ぼす影響(カップリング)を低減することができる。
Further, it is desirable that a conductive layer is formed between the electronic circuit and the toroidal inductor element.
According to this configuration, the influence (coupling) of the magnetic field of the inductor on the electronic circuit can be reduced due to the electromagnetic shielding effect.

一方、本発明に係る電子機器は、上述した電子基板を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、低コストで高Q値のトロイダルインダクタ素子が形成された電子基板を備えているので、低コストで電気特性に優れた電子機器を提供することができる。
On the other hand, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electronic substrate.
According to this configuration, since the electronic substrate on which the low-cost and high-Q-value toroidal inductor elements are formed is provided, it is possible to provide an electronic device having excellent electrical characteristics at low cost.

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
(第1実施形態)
第1実施形態に係る半導体チップ(電子基板)は、再配置配線および応力緩和層の形成工程を利用してインダクタ素子(トロイダルインダクタ素子)を形成したものである。そこで最初に、接続端子の再配置配線および応力緩和層について説明する。以下、電子基板としては、半導体チップ(特に能動素子形成面側)に形成されたインダクタ素子を例にして説明するが、電子基板としては、半導体チップの能動素子形成面とは逆側、あるいは半導体素子の形成されていないシリコン基板、ガラス基板、石英基板、水晶基板など少なくとも表面絶縁性の基板であれば、何を使用しても構わない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
(First embodiment)
In the semiconductor chip (electronic substrate) according to the first embodiment, an inductor element (toroidal inductor element) is formed by using a rearrangement wiring and a process of forming a stress relaxation layer. First, the rearrangement wiring of the connection terminals and the stress relaxation layer will be described. Hereinafter, the electronic substrate will be described by taking an example of an inductor element formed on a semiconductor chip (particularly on the active element forming surface side), but the electronic substrate may be the side opposite to the active element forming surface of the semiconductor chip, or the semiconductor Any substrate may be used as long as it is at least a surface insulating substrate such as a silicon substrate, a glass substrate, a quartz substrate, or a quartz substrate on which no element is formed.

(再配置配線)
図1は再配置配線の説明図であり、図1(a)は半導体チップの平面図であり、図1(b)は図1(a)のB−B線における側面断面図である。なお図1では、後述するソルダーレジストおよび放熱部材,各樹脂層,中央樹脂層,第1磁性層,第3磁性層の記載を省略している。図1(b)に示すように、電子回路が形成された半導体チップ1の表面には、電子回路を保護するためのパッシベーション膜8が形成されている。また半導体チップ1の表面には、電子回路を外部に電気的接続するための電極62が形成されている。その電極62の表面には、パッシベーション膜8の開口部が形成されている。
(Relocation wiring)
FIG. 1 is an explanatory diagram of rearrangement wiring, FIG. 1 (a) is a plan view of a semiconductor chip, and FIG. 1 (b) is a side sectional view taken along line BB in FIG. 1 (a). In FIG. 1, descriptions of a solder resist and a heat radiating member, each resin layer, a central resin layer, a first magnetic layer, and a third magnetic layer which will be described later are omitted. As shown in FIG. 1B, a passivation film 8 for protecting the electronic circuit is formed on the surface of the semiconductor chip 1 on which the electronic circuit is formed. An electrode 62 for electrically connecting the electronic circuit to the outside is formed on the surface of the semiconductor chip 1. An opening of the passivation film 8 is formed on the surface of the electrode 62.

図1(a)に示すように、半導体チップ1の周縁部に沿って、複数の電極62が整列配置されている。近年の半導体チップ1の小型化により、隣接する電極62間のピッチは非常に狭くなっている。この半導体チップ1を相手側基板に実装すると、隣接する電極62間に短絡が発生するおそれがある。そこで電極62間のピッチを広げるため、電極62の再配置配線64が形成されている。   As shown in FIG. 1A, a plurality of electrodes 62 are aligned along the peripheral edge of the semiconductor chip 1. Due to the recent miniaturization of the semiconductor chip 1, the pitch between the adjacent electrodes 62 has become very narrow. When this semiconductor chip 1 is mounted on the counterpart substrate, a short circuit may occur between the adjacent electrodes 62. Therefore, in order to widen the pitch between the electrodes 62, a rearrangement wiring 64 for the electrodes 62 is formed.

具体的には、半導体チップ1の表面中央部に、複数の接続端子63がマトリクス状に配列形成されている。その接続端子63に対して、電極62から引き出された再配置配線64が接続されている。これにより、狭ピッチの電極62が中央部に引き出されて広ピッチ化されている。このような半導体チップ1の形成には、ウェハの状態において一括して再配置配線および樹脂封止を行なってから個々の半導体チップ1に分離する、W−CSP(Wafer level Chip Scale Package)技術が利用されている。   Specifically, a plurality of connection terminals 63 are arranged in a matrix at the center of the surface of the semiconductor chip 1. A rearrangement wiring 64 drawn from the electrode 62 is connected to the connection terminal 63. As a result, the narrow-pitch electrodes 62 are drawn out to the central portion to widen the pitch. For the formation of such a semiconductor chip 1, W-CSP (Wafer Level Chip Scale Package) technology in which rearrangement wiring and resin sealing are collectively performed in a wafer state and then separated into individual semiconductor chips 1 is performed. It's being used.

このW−CSP技術を用いて半導体チップ1を形成する場合には、半導体チップ1を実装する相手側基板と半導体チップ1との熱膨張係数の差によって生ずる応力を緩和する必要がある。そこで図1(b)に示すように、感光性ポリイミドやBCB(ベンゾシクロブテン)、フェノールノボラック樹脂等の感光性樹脂からなる応力緩和層30が、半導体チップ1の後述するインダクタ素子40の形成領域以外の表面に形成されている。そして、その応力緩和層30の表面に、上述した接続端子63が形成されている。   When forming the semiconductor chip 1 using this W-CSP technology, it is necessary to relieve the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the counterpart substrate on which the semiconductor chip 1 is mounted and the semiconductor chip 1. Therefore, as shown in FIG. 1B, a stress relaxation layer 30 made of a photosensitive resin such as photosensitive polyimide, BCB (benzocyclobutene), or phenol novolac resin is formed in a region where an inductor element 40 described later of the semiconductor chip 1 is formed. It is formed on the surface other than. The connection terminal 63 described above is formed on the surface of the stress relaxation layer 30.

接続端子63の表面にはバンプ78が形成されている。このバンプ78は、例えばハンダバンプであり、印刷法等によって形成されている。そしてこのバンプ78が、相手側基板の接続端子に対して、リフローやFCB(Flip Chip Bonding)等により実装される。なお異方導電性フィルム等を介して、半導体チップ1の接続端子63を相手側基板の接続端子に実装することも可能である。   Bumps 78 are formed on the surface of the connection terminal 63. The bumps 78 are, for example, solder bumps, and are formed by a printing method or the like. The bumps 78 are mounted on the connection terminals of the counterpart substrate by reflow, FCB (Flip Chip Bonding), or the like. It is also possible to mount the connection terminal 63 of the semiconductor chip 1 on the connection terminal of the counterpart substrate via an anisotropic conductive film or the like.

(トロイダルインダクタ素子)
図1(a)に示す半導体チップ1は、表面にインダクタ素子40(トロイダルインダクタ素子)を備えている。
図2はインダクタ素子の説明図であり、図2(a)は平面図であり、図2(b)は図2(a)のC−C線における側面断面図である。なお図2(a)では、後述するソルダーレジストおよび放熱部材の記載を省略している。図2(a)に示すように、このインダクタ素子40は、第2磁性層31により形成されたリング状のコア42と、そのコア42の周りに形成されたらせん状の巻き線41とを備えている。その巻き線41は、第2磁性層31の裏面に配置された第1配線12および第2磁性層31の表面に配置された第2配線22によって構成されている。
(Toroidal inductor element)
A semiconductor chip 1 shown in FIG. 1A includes an inductor element 40 (toroidal inductor element) on the surface.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the inductor element, FIG. 2 (a) is a plan view, and FIG. 2 (b) is a side cross-sectional view taken along line CC in FIG. 2 (a). In FIG. 2A, descriptions of a solder resist and a heat radiating member, which will be described later, are omitted. As shown in FIG. 2A, the inductor element 40 includes a ring-shaped core 42 formed by the second magnetic layer 31, and a spiral winding 41 formed around the core 42. ing. The winding 41 is constituted by the first wiring 12 disposed on the back surface of the second magnetic layer 31 and the second wiring 22 disposed on the surface of the second magnetic layer 31.

図2(b)に示すように、インダクタ素子40の形成領域の近傍に磁性材料からなる第1磁性層35が形成されている。
その磁性材料としてフェライトを採用することにより、磁性材料を低コストで導入することができる。フェライトは、Fe2O3を主成分とし、2価の金属酸化物との複合酸化物の総称である。後述するようにフェライトは、第1金属であるFeと、第2金属であるMnやCo、Ni等とを、酸化することによって得ることができる。なおスピネル型フェライト(MFe2O4)は軟質磁性材料として、マグネトプランバイト型フェライト(MFe12O19)は永久磁石として、ガーネット型フェライト(MFe5O12;M=Y,Sm、Gd,Dy,Ho,Er,Yb)はマイクロ波用材料としてサーキュレータ、アイソレータ等に用いられる。フェライトは、酸化物であるため表面が絶縁状態であるから、後述するコイルパターンをその直上に形成することができる。鉄などの磁性金属層で第1磁性層35を形成する場合は、その表面を酸化したり、絶縁性の樹脂を被着させる等の絶縁処理を施すことが好ましい。また、磁性層はFe系などに代表される透磁率の高いアモルファス金属層でも良い。
As shown in FIG. 2B, a first magnetic layer 35 made of a magnetic material is formed in the vicinity of the region where the inductor element 40 is formed.
By adopting ferrite as the magnetic material, the magnetic material can be introduced at a low cost. Ferrite is a general term for complex oxides composed mainly of Fe2O3 and divalent metal oxides. As will be described later, ferrite can be obtained by oxidizing Fe, which is a first metal, and Mn, Co, Ni, etc., which are second metals. Spinel type ferrite (MFe2O4) is a soft magnetic material, magnetoplumbite type ferrite (MFe12O19) is a permanent magnet, and garnet type ferrite (MFe5O12; M = Y, Sm, Gd, Dy, Ho, Er, Yb) is a micro material. Used as a wave material for circulators, isolators and the like. Since ferrite is an oxide and has an insulating surface, a coil pattern to be described later can be formed immediately above. When the first magnetic layer 35 is formed of a magnetic metal layer such as iron, it is preferable to perform an insulating process such as oxidizing the surface or depositing an insulating resin. Further, the magnetic layer may be an amorphous metal layer having a high magnetic permeability represented by an Fe-based material.

第1磁性層35上には第1配線12が形成されている。
この第1配線12は、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、タングステン(W)、チタンタングステン(TiW)、窒化チタン(TiN)、ニッケル(Ni)、ニッケルバナジウム(NiV)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、パラジウム(Pd)等の導電性材料で形成されている。なおインダクタ素子の巻き線として必要な抵抗レンジや耐許容電流値等の特性に応じて、第1配線12の構成材料を適宜選択することができる。なお電解メッキ法により第1配線12を形成する場合には、第1配線12は下地層の表面に形成されるが、図2(b)では下地層の記載を省略している。
A first wiring 12 is formed on the first magnetic layer 35.
The first wiring 12 includes copper (Cu), gold (Au), silver (Ag), titanium (Ti), tungsten (W), titanium tungsten (TiW), titanium nitride (TiN), nickel (Ni), nickel It is made of a conductive material such as vanadium (NiV), chromium (Cr), aluminum (Al), or palladium (Pd). It should be noted that the constituent material of the first wiring 12 can be appropriately selected according to characteristics such as a resistance range necessary for the winding of the inductor element and an allowable current value. In the case where the first wiring 12 is formed by electrolytic plating, the first wiring 12 is formed on the surface of the underlayer, but the description of the underlayer is omitted in FIG.

図2(a)に示すように、第1配線12は略台形状にパターニングされ、複数の第1配線12が同一円周上に放射状に配置されている。なお隣接する第1配線12間のスペースは、フォトリソグラフィの解像限界付近の一定幅に形成することが望ましい。これにより、第1配線12のL/S(Line and Space)の比率が大きくなり、配線抵抗を低減することができる。そして複数の第1配線12のうちの一つが、連結配線12aを介して、電極11に連結されている。   As shown in FIG. 2A, the first wiring 12 is patterned in a substantially trapezoidal shape, and a plurality of first wirings 12 are arranged radially on the same circumference. The space between the adjacent first wirings 12 is desirably formed with a constant width near the resolution limit of photolithography. Thereby, the ratio of L / S (Line and Space) of the first wiring 12 is increased, and the wiring resistance can be reduced. One of the plurality of first wirings 12 is connected to the electrode 11 via the connection wiring 12a.

ここで、隣接する各第1配線12間のスペースには、非磁性材料層が形成されている。非磁性材料層として、アクリル樹脂や感光性ポリイミド、BCB(ベンゾシクロブテン)、フェノールノボラック樹脂等の感光性樹脂からなる第1樹脂層37が形成されている。この第1樹脂層37は、フォトリソグラフィによりパターニングされ、第1磁性層35の表面の隣接する第1配線12間のスペースに第1配線12と同層厚で形成されている。   Here, a nonmagnetic material layer is formed in the space between the adjacent first wirings 12. As the nonmagnetic material layer, a first resin layer 37 made of a photosensitive resin such as acrylic resin, photosensitive polyimide, BCB (benzocyclobutene), or phenol novolac resin is formed. The first resin layer 37 is patterned by photolithography, and is formed in the same thickness as the first wiring 12 in the space between the adjacent first wirings 12 on the surface of the first magnetic layer 35.

第1配線12を覆うように、第1磁性層35と同様の磁性材料からなる第2磁性層31が、前述した第1磁性層35と平面視略同形状で形成されている。第2磁性層31には、内側貫通孔(ビア)33および外側貫通孔34が形成されている。内側貫通孔33は第1配線12の内側端部が露出するように穿設され、複数の内側貫通孔33が同一円周上に配置されている。また外側貫通孔34は第1配線12の外側端部が露出するように穿設され、複数の外側貫通孔34が同一円周上に配置されている。これにより、複数の第1配線12の中央部を覆うように第2磁性層31が連続形成された状態となっている。
なお内側貫通孔33および外側貫通孔34の開口形状は、扇型や長方形、長円形、楕円形等に形成すればよい。また複数の内側貫通孔33および/または複数の外側貫通孔34をそれぞれ連結して、リング状の貫通孔を形成してもよい。
A second magnetic layer 31 made of the same magnetic material as that of the first magnetic layer 35 is formed in substantially the same shape as the first magnetic layer 35 in plan view so as to cover the first wiring 12. An inner through hole (via) 33 and an outer through hole 34 are formed in the second magnetic layer 31. The inner through hole 33 is formed so that the inner end portion of the first wiring 12 is exposed, and a plurality of inner through holes 33 are arranged on the same circumference. The outer through hole 34 is formed so that the outer end of the first wiring 12 is exposed, and a plurality of outer through holes 34 are arranged on the same circumference. Thus, the second magnetic layer 31 is continuously formed so as to cover the central portion of the plurality of first wirings 12.
In addition, what is necessary is just to form the opening shape of the inner side through-hole 33 and the outer side through-hole 34 in a fan shape, a rectangle, an ellipse, an ellipse etc. Alternatively, a plurality of inner through holes 33 and / or a plurality of outer through holes 34 may be connected to form a ring-shaped through hole.

図2(b)に示すように、第2磁性層31の表面に第2配線22が形成されている。この第2配線22も、第1配線12と同様の導電性材料で形成されている。なお第2配線22は、内側貫通孔33および外側貫通孔34の内部にも充填され、第1配線12に連結されている。   As shown in FIG. 2B, the second wiring 22 is formed on the surface of the second magnetic layer 31. The second wiring 22 is also formed of the same conductive material as the first wiring 12. The second wiring 22 is also filled inside the inner through hole 33 and the outer through hole 34 and is connected to the first wiring 12.

図2(a)に示すように、第2配線22は、隣接する第1配線12のうち、一方の第1配線上に形成された内側貫通孔33と、他方の第1配線上に形成された外側貫通孔34とを結ぶようにパターニングされている。すなわち、第2磁性層31を横断するように第2配線22が形成されている。なお第1配線12と同様に、隣接する第2配線22間のスペースも、フォトリソグラフィの解像限界付近の一定幅に形成することが望ましい。そして複数の第2配線22のうちの一つが、連結配線22aを介して、他の電極21に連結されている。本実施例では、電極11,21間にインダクタ素子40が挿入されている例について述べたが、挿入される場所は、電極と外部端子間や、外部端子と外部端子間、その他電子基板上に内蔵されたパッシブコンポーネント同士間等、接続先に関しては様々な変形が可能である。このことは、後述されるすべての実施形態で同様である。   As shown in FIG. 2A, the second wiring 22 is formed on the inner through hole 33 formed on one of the adjacent first wirings 12 and on the other first wiring. The outer through-hole 34 is patterned. That is, the second wiring 22 is formed so as to cross the second magnetic layer 31. As in the case of the first wiring 12, it is desirable that the space between the adjacent second wirings 22 is formed to have a constant width near the resolution limit of photolithography. One of the plurality of second wirings 22 is connected to another electrode 21 through a connection wiring 22a. In the present embodiment, the example in which the inductor element 40 is inserted between the electrodes 11 and 21 has been described. However, the insertion place is between the electrode and the external terminal, between the external terminal and the external terminal, or on other electronic substrates. Various modifications can be made to the connection destination such as between built-in passive components. This is the same in all embodiments described later.

このように、第1配線12および第2配線22が順次連結されて、らせん状の巻き線41が形成されている。なおフェライトは高抵抗率の電気絶縁性材料であるため、フェライトに隣接して第1配線12および第2配線22を形成することができる。また巻き線41の内側の第2磁性層31により、リング状のコア42が構成されている。そして、巻き線41およびコア42により、インダクタ素子40が構成されている。このようにリング状のコアを備えたインダクタ素子40は、磁束が閉ループを構成するため、直線状のコアを備えたインダクタ素子に比べて効率がよい。   In this way, the first wiring 12 and the second wiring 22 are sequentially connected to form a spiral winding 41. Since ferrite is an electrically insulating material having a high resistivity, the first wiring 12 and the second wiring 22 can be formed adjacent to the ferrite. A ring-shaped core 42 is constituted by the second magnetic layer 31 inside the winding 41. The inductor 41 is configured by the winding wire 41 and the core 42. As described above, the inductor element 40 having the ring-shaped core is more efficient than the inductor element having the linear core because the magnetic flux forms a closed loop.

そしてインダクタ素子40のコア42を磁性材料で構成することにより、磁束密度を増加させることが可能になり、インダクタ素子40のL値(インダクタンス)およびQ値を著しく向上させることができる。その結果、本実施形態のインダクタ素子40を電源回路のチョークコイル等として機能させることが可能になる。   By configuring the core 42 of the inductor element 40 with a magnetic material, the magnetic flux density can be increased, and the L value (inductance) and Q value of the inductor element 40 can be remarkably improved. As a result, the inductor element 40 of the present embodiment can function as a choke coil or the like of the power supply circuit.

ここで、隣接する各第2配線22間のスペースにも、非磁性材料層が形成されている。非磁性材料層として、アクリル樹脂や感光性ポリイミド、BCB(ベンゾシクロブテン)、フェノールノボラック樹脂等の感光性樹脂からなる第2樹脂層38が形成されている。 図2(b)に示すように、この第2樹脂層38は、フォトリソグラフィ法等によりパターニングされ、第2磁性層31の表面の隣接する第2配線22間のスペースに第2配線22と同膜厚で形成されている。   Here, a nonmagnetic material layer is also formed in a space between the adjacent second wirings 22. As the nonmagnetic material layer, a second resin layer 38 made of a photosensitive resin such as acrylic resin, photosensitive polyimide, BCB (benzocyclobutene), or phenol novolac resin is formed. As shown in FIG. 2B, the second resin layer 38 is patterned by a photolithography method or the like, and the same as the second wiring 22 in the space between the adjacent second wirings 22 on the surface of the second magnetic layer 31. It is formed with a film thickness.

また、第2配線22及び第2樹脂層38を覆うように、第1磁性層35と同様の磁性材料からなる第3磁性層36が形成されている。この第3磁性層36は、前述した第2磁性層31と平面視略同形状で形成されている。   A third magnetic layer 36 made of the same magnetic material as the first magnetic layer 35 is formed so as to cover the second wiring 22 and the second resin layer 38. The third magnetic layer 36 is formed in substantially the same shape as the second magnetic layer 31 described above in plan view.

図3は、図2(a)のF−F線に相当する部分における側面断面図である。
図3に示すように、半導体チップ1上のインダクタ素子40は、各磁性層35,31,36によって取り囲まれ、外部から遮蔽された閉磁路が形成されている。そのため、インダクタ素子40に流れる電流(図3中二点鎖線の矢印)により、図3の紙面に対して垂直方向に生じる磁界100が、透磁率の高い磁性層35,31,36の内部を主に通る。
FIG. 3 is a side sectional view of a portion corresponding to the line FF in FIG.
As shown in FIG. 3, the inductor element 40 on the semiconductor chip 1 is surrounded by the magnetic layers 35, 31, and 36 to form a closed magnetic path shielded from the outside. For this reason, a magnetic field 100 generated in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 3 due to a current flowing through the inductor element 40 (a two-dot chain line arrow in FIG. 3) mainly passes through the magnetic layers 35, 31, and 36 having a high magnetic permeability. Pass through.

このような、閉磁路タイプにおいては、インダクタ素子40で発生する磁束が透磁率の高い磁性層35,31,36の中を主に通るため、インダクタ素子40の周囲を遮蔽していない開磁路タイプと比して、外部への磁束の漏れが少ない。そのため、インダクタ素子40と接触する周辺部材との干渉により発生する漏れ電流を防ぐことができる。また、磁束密度をさらに増加させ、より高いL値(インダクタンス)およびQ値を得ることができる。   In such a closed magnetic circuit type, since the magnetic flux generated by the inductor element 40 mainly passes through the magnetic layers 35, 31, and 36 having high magnetic permeability, the open magnetic circuit that does not shield the periphery of the inductor element 40. Less magnetic flux leakage to the outside than type. Therefore, it is possible to prevent a leakage current generated due to interference with a peripheral member in contact with the inductor element 40. Further, the magnetic flux density can be further increased, and higher L value (inductance) and Q value can be obtained.

また、各第1配線11及び第2配線22の隣接する配線間のスペースに樹脂層37,38が形成されたため、第1配線11及び第2配線22の配線間のスペースで磁力線が相殺されることを抑制し、磁性層35,31,36の内部に磁力線を集中させることができる。   In addition, since the resin layers 37 and 38 are formed in the space between the adjacent wirings of the first wiring 11 and the second wiring 22, the lines of magnetic force are offset by the space between the wirings of the first wiring 11 and the second wiring 22. This can be suppressed and the lines of magnetic force can be concentrated inside the magnetic layers 35, 31 and 36.

さらに、図3に示すように、リング状のコア42の中心軸Cの周囲であって、前述した巻き線41の形成領域より内側に、パッシベーション膜8を露出する孔51が形成されている。この孔51には、非磁性材料層が形成されている。非磁性材料層として、アクリル樹脂や感光性ポリイミド、BCB(ベンゾシクロブテン)、フェノールノボラック樹脂等の感光性樹脂等からなる中央樹脂層50が形成されている。この中央樹脂層50は、前述した磁性層35,31,36と同層厚で形成されている。   Further, as shown in FIG. 3, a hole 51 for exposing the passivation film 8 is formed around the central axis C of the ring-shaped core 42 and inside the region where the winding 41 is formed. A nonmagnetic material layer is formed in the hole 51. As the nonmagnetic material layer, a central resin layer 50 made of a photosensitive resin such as acrylic resin, photosensitive polyimide, BCB (benzocyclobutene), or phenol novolac resin is formed. The central resin layer 50 is formed with the same thickness as the magnetic layers 35, 31, and 36 described above.

このように、インダクタ素子40の巻き線41の内側には中央樹脂層50が形成されているため、インダクタ素子40で発生する磁束を拡散させずに、巻き線41を覆う各磁性層35,31,36の内部に集中させることができる。したがって、磁束密度を増加させ、より高いL値(インダクタンス)およびQ値を得ることができる。   Thus, since the central resin layer 50 is formed inside the winding 41 of the inductor element 40, the magnetic layers 35 and 31 covering the winding 41 without diffusing the magnetic flux generated in the inductor element 40. , 36 can be concentrated inside. Therefore, the magnetic flux density can be increased, and higher L value (inductance) and Q value can be obtained.

(第1変形例)
図4は、第1実施形態の第1変形例の平面図である。この第1変形例では、一つの第2配線22が連結配線22aを介して応力緩和層30上に形成された接続端子26に連結されている。その接続端子26の表面にはバンプ28が形成され、相手側基板に実装しうるようになっている。したがって、この第1変形例によれば、半導体チップ1の電子回路と相手側基板との間にインダクタ素子40を配置することができる。なお、接続端子26は磁性層上に形成してもよい。
(First modification)
FIG. 4 is a plan view of a first modification of the first embodiment. In the first modification, one second wiring 22 is connected to a connection terminal 26 formed on the stress relaxation layer 30 through a connection wiring 22a. A bump 28 is formed on the surface of the connection terminal 26 so that it can be mounted on the counterpart substrate. Therefore, according to the first modification, the inductor element 40 can be disposed between the electronic circuit of the semiconductor chip 1 and the counterpart substrate. The connection terminal 26 may be formed on the magnetic layer.

(第2変形例)
図5は、第1実施形態の第2変形例の側面断面図である。この第2変形例では、パッシベーション膜8の裏側の略全面に導電層(シールド層)7が形成されている。この導電層7は、電子回路の形成プロセスを利用してAl等により形成することが可能である。この導電層7を接地または一定電位に保持すれば、電磁シールド効果により、インダクタ素子40(トロイダルインダクタ素子)の磁界が半導体チップ1の能動素子を含む電子回路に及ぼす影響(カップリング)を低減することができる。なお導電層7は、インダクタ素子40と電子回路との間であれば、いかなる位置に形成してもよい。また導電層7は、半導体チップ1の略全面に形成されていなくても、少なくともインダクタ素子40の形成領域に形成されていればよい。さらにまた、インダクタ素子40形成層と同一平面上、もしくは更に絶縁層や誘電層と導電層をインダクタ素子40形成層の上層もしくは下層に設け、他の受動部品(インダクタ、キャパシタ、レジスタ)を集積するようにしても良い。こうすることで、さらに部品の集積度を向上することができる。
(Second modification)
FIG. 5 is a side sectional view of a second modification of the first embodiment. In the second modification, a conductive layer (shield layer) 7 is formed on substantially the entire back surface of the passivation film 8. The conductive layer 7 can be formed of Al or the like using an electronic circuit formation process. If the conductive layer 7 is held at ground or at a constant potential, the influence (coupling) of the magnetic field of the inductor element 40 (toroidal inductor element) on the electronic circuit including the active element of the semiconductor chip 1 is reduced by the electromagnetic shielding effect. be able to. The conductive layer 7 may be formed at any position between the inductor element 40 and the electronic circuit. Further, the conductive layer 7 may be formed at least in the region where the inductor element 40 is formed, even though it is not formed on the substantially entire surface of the semiconductor chip 1. Furthermore, other passive components (inductors, capacitors, resistors) are integrated on the same plane as the inductor element 40 forming layer, or further provided with an insulating layer, a dielectric layer and a conductive layer above or below the inductor element 40 forming layer. You may do it. By doing so, the degree of integration of components can be further improved.

(電子基板の製造方法)
次に、上述した半導体チップの製造方法につき、図6〜図8を用いて説明する。
図6〜図8は、本実施形態に係る半導体チップの製造方法の工程図である。ここでは、図6(a)に示すように、電子回路が形成された半導体チップ1の表面に、電子回路を保護するためのパッシベーション膜8と、電子回路を外部に電気的接続するための接続端子11とが形成され、接続端子11の表面にパッシベーション膜8の開口部が形成された状態から説明する。
(Electronic substrate manufacturing method)
Next, the semiconductor chip manufacturing method described above will be described with reference to FIGS.
6 to 8 are process diagrams of the semiconductor chip manufacturing method according to the present embodiment. Here, as shown in FIG. 6A, a passivation film 8 for protecting the electronic circuit and a connection for electrically connecting the electronic circuit to the outside are provided on the surface of the semiconductor chip 1 on which the electronic circuit is formed. Description will be made from a state in which the terminal 11 is formed and the opening of the passivation film 8 is formed on the surface of the connection terminal 11.

まず図6(a)に示すように、半導体チップ1に第1磁性層35を形成する。
ここでは、フェライトからなる第1磁性層35の形成方法を例にして説明する。
まず、半導体チップ1の表面全体に金属膜を形成する。この金属膜は、第1金属であるFeと、第2金属であるMnやCo、Ni等で構成する。金属膜の形成は、電解めっき法または無電解めっき法等を用いて行うことが可能である。第1金属および第2金属を同時に析出させれば、両者が混合された金属膜を形成することが可能であり、第1金属および第2金属を交互に析出させれば、第1金属および第2金属が交互に積層された金属膜を形成することが可能である。第1金属と第2金属との割合は、例えば1:1とすればよい。なお第2金属として、MnやCo、Ni等のうち1種類の金属のみを採用するのではなく、2種類以上の金属を採用してもよい。
First, as shown in FIG. 6A, the first magnetic layer 35 is formed on the semiconductor chip 1.
Here, a method for forming the first magnetic layer 35 made of ferrite will be described as an example.
First, a metal film is formed on the entire surface of the semiconductor chip 1. This metal film is composed of Fe as the first metal and Mn, Co, Ni, or the like as the second metal. The metal film can be formed using an electrolytic plating method or an electroless plating method. If the first metal and the second metal are deposited at the same time, it is possible to form a mixed metal film. If the first metal and the second metal are alternately deposited, the first metal and the second metal are deposited. It is possible to form a metal film in which two metals are alternately stacked. The ratio between the first metal and the second metal may be 1: 1, for example. In addition, as a 2nd metal, you may employ | adopt not only one type of metals among Mn, Co, Ni etc. but 2 or more types of metals.

次に、金属膜を酸化する。金属膜の酸化は、酸素ガス等の雰囲気に半導体チップ1を保持しつつ加熱することによって行うことが可能であり、また重クロム酸カリ等の酸化剤の液体に半導体チップ1を浸漬することによって行うことも可能である。これらの処理により、金属膜を構成する第1金属および第2金属がともに酸化されて、フェライトが形成される。これらのプロセスを繰り返せば、任意の厚さのフェライトが形成される。   Next, the metal film is oxidized. The oxidation of the metal film can be performed by holding the semiconductor chip 1 in an atmosphere of oxygen gas or the like, and by heating the semiconductor chip 1 in an oxidizer liquid such as potassium dichromate. It is also possible to do this. By these treatments, the first metal and the second metal constituting the metal film are both oxidized to form ferrite. If these processes are repeated, an arbitrary thickness of ferrite is formed.

なお、フェライトの形成方法として、近時開発されたフェライトめっき法を採用することも可能である。フェライトめっき法は、室温〜90℃程度の水溶液中で、強磁性フェライト膜を直接形成する方法である。具体的には、まず半導体チップ1の表面に、金属イオンの吸着席となるOH基を形成する。次にその半導体チップ1を、Fe2+やその他の金属イオン(Co2+やNi2+、Mn2+、Zn2+等)を含む溶液(FeCl2水溶液等)に浸漬する。すると、半導体チップ1表面のOH基に金属イオンが吸着する。次に、亜硝酸イオン(NO2−)や空気などの酸化剤を導入することにより、2価のFe2+の一部を3価のFe3+に酸化する。さらに、そのFe3+に金属イオンを吸着させることにより、スピネル型フェライトを生成することができる。なお、第1磁性層35は前述したフェライト以外の物質で形成しても良い。   It is also possible to adopt a recently developed ferrite plating method as a method for forming ferrite. The ferrite plating method is a method of directly forming a ferromagnetic ferrite film in an aqueous solution at room temperature to about 90 ° C. Specifically, first, OH groups that serve as adsorption sites for metal ions are formed on the surface of the semiconductor chip 1. Next, the semiconductor chip 1 is immersed in a solution (FeCl2 aqueous solution or the like) containing Fe2 + or other metal ions (Co2 +, Ni2 +, Mn2 +, Zn2 +, etc.). Then, metal ions are adsorbed on the OH groups on the surface of the semiconductor chip 1. Next, a part of divalent Fe2 + is oxidized to trivalent Fe3 + by introducing an oxidant such as nitrite ion (NO2-) or air. Further, spinel ferrite can be generated by adsorbing metal ions to the Fe3 +. The first magnetic layer 35 may be formed of a material other than the ferrite described above.

次に、第1磁性層35の平面形状をパターニングする。
図6(b)に示すように、まず第1磁性層35の表面全体にレジスト膜90Aを形成し、フォトリソグラフィを行うことにより、第1磁性層35を形成すべき領域、つまりインダクタ素子の形成領域の近傍にマスクを形成する。
Next, the planar shape of the first magnetic layer 35 is patterned.
As shown in FIG. 6B, a resist film 90A is first formed on the entire surface of the first magnetic layer 35, and photolithography is performed to form a region where the first magnetic layer 35 is to be formed, that is, formation of an inductor element. A mask is formed in the vicinity of the region.

第1磁性層35のパターニングは、ウエットエッチングを用いて行うことが可能である。具体的には、塩化第二鉄やチオ硫酸ナトリウムなどのエッチャント水溶液に、半導体チップ1を浸漬する。なおエッチャント水溶液の濃度は、Fe層をエッチングする場合の濃度と同程度であればよく、磁性層の厚さに鑑みて適宜調整する。また半導体チップ1の浸漬時間も、エッチャント水溶液の濃度および磁性層の厚さに鑑みて適宜調整する。なお第1磁性層35のパターニングは、ドライエッチングを用いて行うことも可能である。   The patterning of the first magnetic layer 35 can be performed using wet etching. Specifically, the semiconductor chip 1 is immersed in an etchant aqueous solution such as ferric chloride or sodium thiosulfate. Note that the concentration of the etchant aqueous solution may be approximately the same as that in the case of etching the Fe layer, and is appropriately adjusted in view of the thickness of the magnetic layer. The immersion time of the semiconductor chip 1 is also adjusted as appropriate in consideration of the concentration of the etchant aqueous solution and the thickness of the magnetic layer. The patterning of the first magnetic layer 35 can also be performed using dry etching.

次に図6(c)に示すように、レジスト膜を剥離する。
以上により、インダクタ素子の形成領域の近傍以外の領域の第1磁性層35が除去され、所定パターンの第1磁性層35が形成される。ここで、巻き線の形成領域の内側の第1磁性層35も除去され、円形の孔51(図2(a)参照)が形成される。なお、第1磁性層35は前述したフェライト以外の物質で形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 6C, the resist film is peeled off.
Thus, the first magnetic layer 35 in the region other than the vicinity of the region where the inductor element is formed is removed, and the first magnetic layer 35 having a predetermined pattern is formed. Here, the first magnetic layer 35 inside the winding formation region is also removed, and a circular hole 51 (see FIG. 2A) is formed. The first magnetic layer 35 may be formed of a material other than the ferrite described above.

次に図7(a)に示すように、半導体チップ1の表面全体に下地膜14を形成する。この下地膜14は、下層のバリア層と上層のシード層とで構成される。シード層は、第1配線を電解メッキ法で形成する際の電極として機能するものであり、Cu等により厚さ数100nm程度に形成する。バリア層は、Al等からなる接続端子へのCuの拡散を防止するものであり、TiWやTiN等により厚さ100nm程度に形成する。これらの各層は、真空蒸着やスパッタリング、イオンプレーティング等のPVD(Physical Vapor Deposition)法、またはIMP(イオンメタルプラズマ)法を用いて形成することが可能である。   Next, as shown in FIG. 7A, a base film 14 is formed on the entire surface of the semiconductor chip 1. The base film 14 is composed of a lower barrier layer and an upper seed layer. The seed layer functions as an electrode when the first wiring is formed by an electrolytic plating method, and is formed with a thickness of about several hundreds of nanometers using Cu or the like. The barrier layer prevents Cu from diffusing into the connection terminal made of Al or the like, and is formed with a thickness of about 100 nm using TiW or TiN. Each of these layers can be formed by using a PVD (Physical Vapor Deposition) method such as vacuum deposition, sputtering, or ion plating, or an IMP (Ion Metal Plasma) method.

次に図7(b)に示すように、下地膜14の表面にレジスト膜90Bを形成し、フォトリソグラフィを行って、第1配線および連結配線(以下「第1配線等」という。)の形成領域にレジスト膜90Bの開口部を形成する。
次に図7(c)に示すように、下地膜14のシード層を電極として電解Cuメッキを行い、レジスト膜90Bの開口部にCuを埋め込んで、第1配線12等を形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, a resist film 90B is formed on the surface of the base film 14, and photolithography is performed to form first wirings and connection wirings (hereinafter referred to as "first wirings"). An opening of the resist film 90B is formed in the region.
Next, as shown in FIG. 7C, electrolytic Cu plating is performed using the seed layer of the base film 14 as an electrode, and Cu is buried in the opening of the resist film 90B to form the first wiring 12 and the like.

次に図7(d)に示すように、レジストを剥離する。
次に図7(e)に示すように、第1配線12等をマスクとして、下地膜14をエッチングする。このエッチングには、反応性イオンエッチング(RIE;Reactive Ion Etching)等を利用することが可能である。なお第1配線12等および下地膜14のシード層は共にCuで構成されているが、第1配線12等は下地膜14のシード層より十分に厚いので、エッチングによりシード層を完全に除去することができる。
Next, as shown in FIG. 7D, the resist is peeled off.
Next, as shown in FIG. 7E, the base film 14 is etched using the first wiring 12 and the like as a mask. For this etching, reactive ion etching (RIE) or the like can be used. Although the first wiring 12 and the like and the seed layer of the base film 14 are both made of Cu, the first wiring 12 and the like are sufficiently thicker than the seed layer of the base film 14, and thus the seed layer is completely removed by etching. be able to.

次に、隣接する第1配線12間のスペースに第1樹脂層37(図2(a)参照)を形成する。
具体的には、まず第1磁性層35および第1配線12の表面全体に第1樹脂層37となる感光性樹脂を液滴吐出法やスピンコート法等により塗布する。次に、露光および現像することにより、第1樹脂層37を形成すべき領域、つまり隣接する第1配線12間のスペースに感光性樹脂を残して、他の領域の感光性樹脂を除去する。さらにエッチングを行い、パターニングされた第1樹脂層37を第1配線12と同膜厚に平坦化してもよい。
なお、この第1樹脂層37の形成工程と同時に、半導体チップ1の表面に後述する応力緩和層30(図1参照)を形成してもよい。
Next, the first resin layer 37 (see FIG. 2A) is formed in the space between the adjacent first wirings 12.
Specifically, first, a photosensitive resin that becomes the first resin layer 37 is applied to the entire surfaces of the first magnetic layer 35 and the first wiring 12 by a droplet discharge method, a spin coating method, or the like. Next, by exposing and developing, the photosensitive resin is left in the region where the first resin layer 37 is to be formed, that is, the space between the adjacent first wirings 12, and the photosensitive resin in other regions is removed. Further, etching may be performed to planarize the patterned first resin layer 37 to the same thickness as the first wiring 12.
Simultaneously with the step of forming the first resin layer 37, a stress relaxation layer 30 (see FIG. 1) described later may be formed on the surface of the semiconductor chip 1.

次に図8(a)に示すように、第1配線12等を覆うように第2磁性層31を形成する。
具体的には、第1配線12および第1磁性層35の表面に、上述した第1磁性層35の形成方法と同様に第2磁性層31を形成する。次に、上述した内側貫通孔33および外側貫通孔34を形成することにより、第1配線12の端部を露出させつつ第1配線12の中央部を覆うように第2磁性層31を形成する。次に、第2磁性層31の平面形状をパターニングする。その際、インダクタ素子の形成領域の近傍のみに第2磁性層31を残して、それ以外の領域の第2磁性層31を除去する。ここで、巻き線の形成領域の内側の第2磁性層31も除去し、円形の孔51(図2(a)参照)を形成する。もちろん、第2磁性層31は前述したフェライト以外の物質で形成しても良い。
Next, as shown in FIG. 8A, the second magnetic layer 31 is formed so as to cover the first wiring 12 and the like.
Specifically, the second magnetic layer 31 is formed on the surfaces of the first wiring 12 and the first magnetic layer 35 in the same manner as the method for forming the first magnetic layer 35 described above. Next, by forming the inner through hole 33 and the outer through hole 34 described above, the second magnetic layer 31 is formed so as to cover the central portion of the first wiring 12 while exposing the end of the first wiring 12. . Next, the planar shape of the second magnetic layer 31 is patterned. At this time, the second magnetic layer 31 is left only in the vicinity of the inductor element formation region, and the second magnetic layer 31 in other regions is removed. Here, the second magnetic layer 31 inside the winding formation region is also removed to form a circular hole 51 (see FIG. 2A). Of course, the second magnetic layer 31 may be formed of a material other than the ferrite described above.

次に、第1磁性層35および第2磁性層31の内側の孔51に中央樹脂層50を形成する。この中央樹脂層50の形成工程において、中央樹脂層50と同時に半導体チップ1の表面に所定形状の応力緩和層30(図1参照)を形成する。具体的な方法は、印刷法やフォトリソグラフィを用いて行うことが可能である。特に、中央樹脂層50及び応力緩和層30の構成材料として感光性を有する樹脂材料を採用すれば、フォトリソグラフィを用いて簡単かつ正確に中央樹脂層50及び応力緩和層30をパターニングすることができる。このように、中央樹脂層50と同時に応力緩和層30を形成することにより、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。   Next, the central resin layer 50 is formed in the holes 51 inside the first magnetic layer 35 and the second magnetic layer 31. In the step of forming the central resin layer 50, a stress relaxation layer 30 (see FIG. 1) having a predetermined shape is formed on the surface of the semiconductor chip 1 simultaneously with the central resin layer 50. A specific method can be performed using a printing method or photolithography. In particular, if a resin material having photosensitivity is employed as the constituent material of the central resin layer 50 and the stress relaxation layer 30, the central resin layer 50 and the stress relaxation layer 30 can be patterned easily and accurately using photolithography. . Thus, by forming the stress relaxation layer 30 simultaneously with the central resin layer 50, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

次に図8(b)に示すように、第2配線22およびその下地層24を形成する。その具体的な方法は、上述した第1配線12およびその下地膜14の形成方法と同様である。また第2磁性層31の表面に形成された第2配線22をレーザ等でトリミングすることにより、インダクタ特性のチューニングを行うことも可能である。さらに、第2配線22は、図1に示す再配置配線64の形成工程において、再配置配線64と同時に形成することができる。すなわち、インダクタ素子の巻き線となる第2配線22を、メッキやフォトリソグラフィ等を利用して正確に形成することが可能になり、所望の特性を備えたインダクタ素子を形成することができる。このように、再配置配線64等と同時に第2配線22等を形成することにより、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。   Next, as shown in FIG. 8B, the second wiring 22 and the underlying layer 24 are formed. The specific method is the same as the method of forming the first wiring 12 and the base film 14 described above. In addition, the inductor characteristics can be tuned by trimming the second wiring 22 formed on the surface of the second magnetic layer 31 with a laser or the like. Further, the second wiring 22 can be formed simultaneously with the rearrangement wiring 64 in the step of forming the rearrangement wiring 64 shown in FIG. That is, the second wiring 22 that becomes the winding of the inductor element can be accurately formed by using plating, photolithography, or the like, and an inductor element having desired characteristics can be formed. In this way, by forming the second wiring 22 and the like simultaneously with the rearrangement wiring 64 and the like, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

次に図8(c)に示すように、隣接する第2配線22間のスペースに第2樹脂層38を形成する。
具体的には、まず第1磁性層35および第2配線22の表面全体に第2樹脂層38となる感光性樹脂を液滴吐出法やスピンコート法等により塗布する。次に、露光および現像することにより、第2樹脂層38を形成すべき領域、つまり隣接する第2配線22間のスペースに感光性樹脂を残して、他の領域の感光性樹脂を除去する。さらにエッチングを行い、パターニングされた第2樹脂層38を第2配線22と同膜厚に平坦化してもよい。
なお、この第2樹脂層38の形成工程と同時に、前述した中央樹脂層50を形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 8C, the second resin layer 38 is formed in the space between the adjacent second wirings 22.
Specifically, first, a photosensitive resin to be the second resin layer 38 is applied to the entire surfaces of the first magnetic layer 35 and the second wiring 22 by a droplet discharge method, a spin coating method, or the like. Next, by exposing and developing, the photosensitive resin is left in the region where the second resin layer 38 is to be formed, that is, in the space between the adjacent second wirings 22, and the photosensitive resin in other regions is removed. Further, etching may be performed to planarize the patterned second resin layer 38 to the same thickness as the second wiring 22.
The central resin layer 50 described above may be formed simultaneously with the step of forming the second resin layer 38.

次に、インダクタ素子上に第3磁性層36を形成する。
具体的には、第2磁性層31の表面に、上述した第1磁性層35および第2磁性層31の形成方法と同様に第3磁性層36を形成する。その際、インダクタ素子の形成領域の近傍のみに第3磁性層36を残して、それ以外の領域の第3磁性層36は除去するようにパターニングする。ここで、中央樹脂層50上に形成された第3磁性層36は除去し、中央樹脂層50の表面を露出させる。第3磁性層36のパターニングは、上述した第2磁性層35および第2磁性層31の形成方法と同様に、ウエットエッチング、またはドライエッチングを用いて行うことが可能である。
以上により、所定パターンの第3磁性層36が形成される。これにより、インダクタ素子40の巻き線41の周囲を磁性層35,31,36で取り囲んで閉磁路が形成される(図3参照)。もちろん、第3磁性層36は前述したフェライト以外の物質で形成してもよい。
Next, the third magnetic layer 36 is formed on the inductor element.
Specifically, the third magnetic layer 36 is formed on the surface of the second magnetic layer 31 in the same manner as the method for forming the first magnetic layer 35 and the second magnetic layer 31 described above. At this time, patterning is performed so that the third magnetic layer 36 is left only in the vicinity of the inductor element formation region, and the third magnetic layer 36 in other regions is removed. Here, the third magnetic layer 36 formed on the central resin layer 50 is removed, and the surface of the central resin layer 50 is exposed. The patterning of the third magnetic layer 36 can be performed using wet etching or dry etching, similarly to the method of forming the second magnetic layer 35 and the second magnetic layer 31 described above.
Thus, the third magnetic layer 36 having a predetermined pattern is formed. As a result, the winding 41 of the inductor element 40 is surrounded by the magnetic layers 35, 31, and 36 to form a closed magnetic circuit (see FIG. 3). Of course, the third magnetic layer 36 may be formed of a material other than the ferrite described above.

以上に詳述したように、本実施形態に係る半導体チップ1は、インダクタ素子40のコア42が第2磁性層31で形成されると共に、各磁性層35,31,36がインダクタ素子40の周囲を取り囲んで閉磁路が形成される。閉磁路タイプにおいては、インダクタ素子40で発生する磁束が透磁率の高い各磁性層35,31,36の中を主に通るため、インダクタ素子40の周囲を遮蔽していない開磁路タイプと比して、外部への磁束の漏れが少ない。そのため、インダクタ素子40と接触する周辺部材との干渉により発生する漏れ電流を防ぐことができる。また、磁束密度をさらに増加させ、インダクタ素子のインダクタンス値およびQ値を向上させることができる。したがって、インダクタ素子40の電気的特性を向上させることができる。その結果、本実施形態のインダクタ素子40を電源回路のチョークコイル等として機能させることが可能になる。   As described in detail above, in the semiconductor chip 1 according to this embodiment, the core 42 of the inductor element 40 is formed of the second magnetic layer 31 and each of the magnetic layers 35, 31, 36 is around the inductor element 40. And a closed magnetic circuit is formed. In the closed magnetic circuit type, since the magnetic flux generated in the inductor element 40 mainly passes through the magnetic layers 35, 31, and 36 having high magnetic permeability, the closed magnetic circuit type is different from the open magnetic circuit type in which the periphery of the inductor element 40 is not shielded. Thus, there is little leakage of magnetic flux to the outside. Therefore, it is possible to prevent a leakage current generated due to interference with a peripheral member in contact with the inductor element 40. Further, the magnetic flux density can be further increased, and the inductance value and Q value of the inductor element can be improved. Therefore, the electrical characteristics of the inductor element 40 can be improved. As a result, the inductor element 40 of the present embodiment can function as a choke coil or the like of the power supply circuit.

さらに、インダクタ素子40の巻き線41の内側には中央樹脂層50が形成されているため、中央樹脂層50の外側においてインダクタ素子40を覆う磁性層35,31,36に、より磁力線を集中させることができる。
なお、中央樹脂層50を形成しない構成としてもよい。この場合には、巻き線の中心軸の周囲に孔51を形成することなく、磁性層35,31,36を残留させることになる。
Further, since the central resin layer 50 is formed inside the winding 41 of the inductor element 40, the magnetic lines of force are more concentrated on the magnetic layers 35, 31, 36 covering the inductor element 40 outside the central resin layer 50. be able to.
Note that the central resin layer 50 may not be formed. In this case, the magnetic layers 35, 31, and 36 are left without forming the hole 51 around the central axis of the winding.

また、各第1配線11及び第2配線22の隣接する配線間のスペースに第1樹脂層37及び第2樹脂層38が形成されたため、第1配線11及び第2配線22の配線間のスペースで磁力線が相殺されることを抑制し、磁性層35,31,36の内部に磁力線を集中させることができる。   In addition, since the first resin layer 37 and the second resin layer 38 are formed in the space between the adjacent wires of the first wire 11 and the second wire 22, the space between the wires of the first wire 11 and the second wire 22. It is possible to suppress the canceling of the magnetic force lines, and to concentrate the magnetic force lines inside the magnetic layers 35, 31 and 36.

さらに本実施形態に係る電子基板の製造方法では、中央樹脂層50と同時に応力緩和層を形成し、第2配線22と同時に再配置配線を形成した。この構成によれば、工程数を極端に増加させることなく、また金型など特別の設備を必要とすることなく、インダクタ素子40を簡単かつ低コストで形成することができる。
なお平面型インダクタ素子(スパイラルインダクタ素子)と比べて、トロイダルインダクタでは、半導体チップ1との磁束の干渉による漏れ電流が発生しにくく、高Q値を確保することができる。
Furthermore, in the method for manufacturing the electronic substrate according to the present embodiment, the stress relaxation layer is formed simultaneously with the central resin layer 50, and the rearrangement wiring is formed simultaneously with the second wiring 22. According to this configuration, the inductor element 40 can be formed easily and at low cost without extremely increasing the number of processes and without requiring special equipment such as a mold.
Compared with a planar inductor element (spiral inductor element), a toroidal inductor is less likely to generate a leakage current due to magnetic flux interference with the semiconductor chip 1 and can ensure a high Q value.

(第2実施形態)
図9(a)は、第2実施形態に係る半導体チップであり、図9(a)は平面図であり、図9(b)は図9(a)のD−D線における側面断面図である。第2実施形態では、コアの断面が半円形状に形成している点、また、巻き線の隙間の全てに樹脂層が形成されている点で、第1実施形態とは異なっている。なお第1実施形態と同様となる部分については、その詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
9A is a semiconductor chip according to the second embodiment, FIG. 9A is a plan view, and FIG. 9B is a side cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 9A. is there. The second embodiment differs from the first embodiment in that the cross section of the core is formed in a semicircular shape and that a resin layer is formed in all the gaps of the winding. Detailed description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted.

図9(a)に示すように、第2実施形態でも、第1磁性層35の表面に第1配線12が略台形状にパターニングされ、複数の第1配線12が同一円周上に放射状に配置されている。
さらに、隣接する各第1配線12間のスペースには、非磁性材料層が形成されている。非磁性材料層として、感光性樹脂からなる第1樹脂層37が形成されている。
As shown in FIG. 9A, also in the second embodiment, the first wiring 12 is patterned in a substantially trapezoidal shape on the surface of the first magnetic layer 35, and the plurality of first wirings 12 are radially arranged on the same circumference. Has been placed.
Further, a nonmagnetic material layer is formed in the space between the adjacent first wirings 12. As the nonmagnetic material layer, a first resin layer 37 made of a photosensitive resin is formed.

その第1配線12の中央部を覆うように、第1磁性層35と同様の磁性材料からなる第2磁性層31が形成されている。この第2磁性層31は、ドーナツをその中心軸と垂直に半割りした形状とされ、図9(b)に示すように、第2磁性層31の断面は略半円形状とされている。この第2磁性層31は、第1実施形態における第2磁性層と同様の方法で形成することも可能であるが、液滴吐出法や印刷法等により直接描画形成することも可能である。   A second magnetic layer 31 made of the same magnetic material as that of the first magnetic layer 35 is formed so as to cover the central portion of the first wiring 12. The second magnetic layer 31 has a donut shape divided in half perpendicular to the central axis thereof, and as shown in FIG. 9B, the second magnetic layer 31 has a substantially semicircular cross section. The second magnetic layer 31 can be formed by the same method as the second magnetic layer in the first embodiment, but can also be directly drawn and formed by a droplet discharge method, a printing method, or the like.

図9(b)に示すように、コア42の表面に第2配線22が形成されている。図9(a)に示すように、第2配線22は、隣接する第1配線12のうち、一方の第1配線12の内側端部と、他方の第1配線12の外側端部とを連結するようにパターニングされている。このように、第1配線12および第2配線22が順に連結されて、らせん状の巻き線41が形成されている。また巻き線41の内側の第2磁性層31により、リング状のコア42が構成されている。そして巻き線41およびコア42により、インダクタ素子140が構成されている。   As shown in FIG. 9B, the second wiring 22 is formed on the surface of the core 42. As shown in FIG. 9A, the second wiring 22 connects the inner end of one first wiring 12 and the outer end of the other first wiring 12 among the adjacent first wirings 12. It is patterned to do. Thus, the 1st wiring 12 and the 2nd wiring 22 are connected in order, and the helical winding 41 is formed. A ring-shaped core 42 is constituted by the second magnetic layer 31 inside the winding 41. The winding element 41 and the core 42 constitute an inductor element 140.

さらに、隣接する各第2配線22間のスペースには、非磁性材料層が形成されている。非磁性材料層として、感光性樹脂からなる第2樹脂層38が形成されている。この第2樹脂層38は、隣接する第1樹脂層37のうち、一方の第1樹脂層37の内側端部と、他方の第1樹脂層37の外側端部とを連結するように形成されている。これにより、隣接する巻き線41の隙間の全てに第1樹脂層37及び第2樹脂層38が形成されることになる。   Further, a nonmagnetic material layer is formed in the space between the adjacent second wirings 22. As the nonmagnetic material layer, a second resin layer 38 made of a photosensitive resin is formed. The second resin layer 38 is formed so as to connect the inner end of one first resin layer 37 and the outer end of the other first resin layer 37 among the adjacent first resin layers 37. ing. As a result, the first resin layer 37 and the second resin layer 38 are formed in all the gaps between the adjacent windings 41.

さらに、インダクタ素子140の表面には、インダクタ素子140を覆うとともに、第1磁性層35の端部に重なるように、第1磁性層35と同様の磁性材料からなる第3磁性層36が形成されている。この第3磁性層36は、第1実施形態と同様の方法で形成することも可能であるが、液滴吐出法や印刷法等により直接描画形成することも可能である。
また、巻き線41の中心軸の周囲であって、磁性層35,31,36の中央部に形成された孔51には、中央樹脂層50が形成されている。
Furthermore, a third magnetic layer 36 made of the same magnetic material as the first magnetic layer 35 is formed on the surface of the inductor element 140 so as to cover the inductor element 140 and overlap the end portion of the first magnetic layer 35. ing. The third magnetic layer 36 can be formed by the same method as in the first embodiment, but can also be directly drawn and formed by a droplet discharge method, a printing method, or the like.
A central resin layer 50 is formed in a hole 51 formed around the central axis of the winding 41 and in the central part of the magnetic layers 35, 31, 36.

このように、コア42の断面が半円形状に形成された場合においても、磁性層35,53及び第2磁性層31からなるコア42により、閉磁路が形成される。また、巻き線41の隙間の全てに樹脂層37,38が形成されている構成となる。したがって、このようなインダクタ素子140を備えた半導体チップにおいても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。   Thus, even when the core 42 has a semicircular cross section, a closed magnetic path is formed by the core 42 including the magnetic layers 35 and 53 and the second magnetic layer 31. Further, the resin layers 37 and 38 are formed in all the gaps of the winding 41. Therefore, even in a semiconductor chip including such an inductor element 140, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

(電子機器)
次に、上述した半導体チップ(電子基板)を備えた電子機器の例につき、図10を用いて説明する。
図10は、携帯電話の斜視図である。上述した半導体チップは、携帯電話300の筐体内部に配置されている。
(Electronics)
Next, an example of an electronic device including the above-described semiconductor chip (electronic substrate) will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a perspective view of a mobile phone. The semiconductor chip described above is disposed inside the housing of the mobile phone 300.

なお、上述した半導体装置は、携帯電話以外にも種々の電子機器に適用することができる。例えば、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ(PC)およびエンジニアリング・ワークステーション(EWS)、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、POS端末、タッチパネルを備えた装置などの電子機器に適用することが可能である。   Note that the semiconductor device described above can be applied to various electronic devices other than mobile phones. For example, LCD projectors, multimedia personal computers (PCs) and engineering workstations (EWS), pagers, word processors, TVs, viewfinder type or monitor direct view type video tape recorders, electronic notebooks, electronic desk calculators, car navigation systems The present invention can be applied to electronic devices such as a device, a POS terminal, and a device provided with a touch panel.

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。   It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. In other words, the specific materials and layer configurations described in the embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate.

例えば、上記各実施形態では半導体チップの表面にインダクタ素子(トロイダルインダクタ素子)を形成したが、半導体チップの裏面にインダクタ素子を形成して、貫通電極により表面との導通を確保してもよい。また上記各実施形態では、電子回路が形成された半導体チップにインダクタ素子を形成したが、絶縁材料からなる電子基板にインダクタ素子を形成してもよい。また上記各実施形態では、リング状のコアの周囲にらせん状の巻き線が配置されたインダクタ素子を形成したが、棒状のコアの周囲にらせん状の巻き線が配置されたインダクタを形成してもよい。ただし、リング状のコアを備えたインダクタ素子は、磁束が閉ループを構成するため、棒状のコアを備えたインダクタに比べて効率がよい。また上記各実施形態では、電解メッキ法により第1配線および第2配線を形成したが、スパッタ法や蒸着法等の他の成膜方法を採用してもよい。   For example, in each of the embodiments described above, an inductor element (toroidal inductor element) is formed on the surface of the semiconductor chip. However, an inductor element may be formed on the back surface of the semiconductor chip to ensure electrical continuity with the surface by the through electrode. In each of the above embodiments, the inductor element is formed on the semiconductor chip on which the electronic circuit is formed. However, the inductor element may be formed on an electronic substrate made of an insulating material. In each of the above embodiments, the inductor element in which the spiral winding is arranged around the ring-shaped core is formed, but the inductor in which the spiral winding is arranged around the rod-shaped core is formed. Also good. However, the inductor element having the ring-shaped core is more efficient than the inductor having the rod-shaped core because the magnetic flux forms a closed loop. In each of the above embodiments, the first wiring and the second wiring are formed by the electrolytic plating method, but other film forming methods such as a sputtering method and a vapor deposition method may be employed.

半導体チップの説明図である。It is explanatory drawing of a semiconductor chip. 第1実施形態に係るインダクタ素子の説明図である。It is explanatory drawing of the inductor element which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るインダクタ素子の説明図である。It is explanatory drawing of the inductor element which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態の第1変形例に係るインダクタ素子の説明図である。It is explanatory drawing of the inductor element which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第2変形例に係るインダクタ素子の説明図である。It is explanatory drawing of the inductor element which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体チップの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the semiconductor chip which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体チップの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the semiconductor chip which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体チップの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the semiconductor chip which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係るインダクタ素子の説明図である。It is explanatory drawing of the inductor element which concerns on 2nd Embodiment. 携帯電話の斜視図である。It is a perspective view of a mobile phone.

符号の説明Explanation of symbols

1‥半導体チップ 12‥第1配線 22‥第2配線 30…応力緩和層 31…第2磁性層 32…第1磁性層 35…第1磁性層 36…第3磁性層 37…第1樹脂層 38…第2樹脂層 39…樹脂層 40,140…インダクタ素子 41…巻き線 42…コア 50…中央樹脂層(非磁性層) 53…第2磁性層 63…接続端子   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor chip 12 ... 1st wiring 22 ... 2nd wiring 30 ... Stress relaxation layer 31 ... 2nd magnetic layer 32 ... 1st magnetic layer 35 ... 1st magnetic layer 36 ... 3rd magnetic layer 37 ... 1st resin layer 38 2nd resin layer 39 ... Resin layer 40, 140 ... Inductor element 41 ... Winding 42 ... Core 50 ... Central resin layer (non-magnetic layer) 53 ... 2nd magnetic layer 63 ... Connection terminal

Claims (11)

電子回路の接続端子の再配置配線と、リング状のコア及びらせん状の巻き線を備えたトロイダルインダクタ素子とを備え、
前記コアが磁性材料からなり、前記巻き線の隙間に非磁性材料が充填され、前記トロイダルインダクタ素子の周囲が磁性材料で覆われてなる電子基板の製造方法であって、
前記再配置配線の形成工程において、前記巻き線の少なくとも一部を形成することを特徴とする電子基板の製造方法。
Relocation wiring of the connection terminal of the electronic circuit, and a toroidal inductor element having a ring-shaped core and a spiral winding,
The core is made of a magnetic material, a gap between the windings is filled with a non-magnetic material, and the toroidal inductor element is covered with a magnetic material.
The method of manufacturing an electronic substrate, wherein at least a part of the winding is formed in the rearrangement wiring forming step.
電子回路の接続端子の再配置配線と、リング状のコア及びらせん状の巻き線を備えたトロイダルインダクタ素子とが、表面に形成されてなる電子基板の製造方法であって、
前記電子基板上に磁性材料からなる第1磁性層を形成する工程と、
前記第1磁性層上に複数の第1配線を形成する工程と、
隣接する前記第1配線の隙間に非磁性材料からなる第1非磁性層を形成する工程と、
前記複数の第1配線の中央部を覆うように磁性材料からなる第2磁性層を形成する工程と、
前記第2磁性層の表面を横断するように複数の第2配線を形成する工程と、
隣接する前記第2配線の隙間に非磁性材料からなる第2非磁性層を形成する工程と、
前記複数の第2配線を覆うように磁性材料からなる第3磁性層を形成する工程と、を備え、
前記第2配線を形成する工程では、前記第2配線と同時に前記再配置配線を形成するとともに、一の前記第1配線の端部と他の前記第1配線の端部とを順に連結するように前記第2配線を配置することにより、前記第1配線および前記第2配線からなるらせん状の前記巻き線を備えた前記トロイダルインダクタ素子を形成することを特徴とする電子基板の製造方法。
A method of manufacturing an electronic substrate, wherein a rearrangement wiring of a connection terminal of an electronic circuit and a toroidal inductor element having a ring-shaped core and a spiral winding are formed on the surface,
Forming a first magnetic layer made of a magnetic material on the electronic substrate;
Forming a plurality of first wirings on the first magnetic layer;
Forming a first nonmagnetic layer made of a nonmagnetic material in a gap between adjacent first wirings;
Forming a second magnetic layer made of a magnetic material so as to cover a central portion of the plurality of first wirings;
Forming a plurality of second wirings so as to cross the surface of the second magnetic layer;
Forming a second nonmagnetic layer made of a nonmagnetic material in a gap between adjacent second wirings;
Forming a third magnetic layer made of a magnetic material so as to cover the plurality of second wirings,
In the step of forming the second wiring, the rearrangement wiring is formed simultaneously with the second wiring, and the end of one of the first wiring and the end of the other first wiring are connected in order. The toroidal inductor element having the spiral winding composed of the first wiring and the second wiring is formed by disposing the second wiring on the electronic substrate.
前記リング状のコアの中心軸の周囲に、非磁性材料からなる非磁性層を形成する工程を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子基板の製造方法。   The method for manufacturing an electronic substrate according to claim 1, further comprising a step of forming a nonmagnetic layer made of a nonmagnetic material around the central axis of the ring-shaped core. 前記電子基板は、相手側部材との接続に使用される接続端子と前記電子基板との間に、前記電子基板と前記相手側部材との応力差を緩和する応力緩和層を備え、
前記応力緩和層を形成する工程において、前記非磁性層を形成することを特徴とする請求項3に記載の電子基板の製造方法。
The electronic substrate includes a stress relaxation layer that relaxes a stress difference between the electronic substrate and the counterpart member between the connection terminal used for connection with the counterpart member and the electronic substrate,
The method of manufacturing an electronic substrate according to claim 3, wherein the nonmagnetic layer is formed in the step of forming the stress relaxation layer.
前記巻き線の一部をトリミングして、前記トロイダルインダクタ素子の特性調整を行う工程を有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の電子基板の製造方法。   5. The method of manufacturing an electronic substrate according to claim 1, further comprising a step of trimming a part of the winding to adjust characteristics of the toroidal inductor element. 6. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の電子基板の製造方法を使用して製造したことを特徴とする電子基板。   An electronic substrate manufactured using the method for manufacturing an electronic substrate according to claim 1. 電子回路の接続端子の再配置配線と、リング状のコア及びらせん状の巻き線を備えたトロイダルインダクタ素子とを備え、
前記コアが磁性材料からなり、前記巻き線の隙間に非磁性材料が充填され、前記トロイダルインダクタ素子の周囲が磁性材料で覆われてなる電子基板であって、
さらに、前記巻き線の少なくとも一部は、前記再配置配線と同じ材料で構成されていることを特徴とする電子基板。
Relocation wiring of the connection terminal of the electronic circuit, and a toroidal inductor element having a ring-shaped core and a spiral winding,
The core is made of a magnetic material, a gap between the windings is filled with a non-magnetic material, and the toroidal inductor element is covered with a magnetic material, and an electronic substrate,
Furthermore, at least a part of the winding is made of the same material as the rearrangement wiring.
相手側部材との接続に使用される接続端子と前記電子基板との間に、前記電子基板と前記相手側部材との応力差を緩和する応力緩和層を備え、
前記トロイダルインダクタ素子における前記リング状のコアの中心軸の周囲に、非磁性材料からなる非磁性層が形成され、
前記非磁性層は、前記応力緩和層と同じ材料で構成されていることを特徴とする請求項7に記載の電子基板。
Between the connection terminal used for connection with the counterpart member and the electronic substrate, a stress relaxation layer that relaxes the stress difference between the electronic substrate and the counterpart member,
A nonmagnetic layer made of a nonmagnetic material is formed around the center axis of the ring-shaped core in the toroidal inductor element,
The electronic substrate according to claim 7, wherein the nonmagnetic layer is made of the same material as the stress relaxation layer.
前記巻き線の間のスペースは、略一定幅に形成されていることを特徴とする請求項7又は請求項8のいずれかに記載の電子基板。   9. The electronic substrate according to claim 7, wherein a space between the windings is formed to have a substantially constant width. 前記電子回路と前記トロイダルインダクタ素子との間に、導電層が形成されていることを特徴とする請求項7ないし請求項9のいずれかに記載の電子基板。   The electronic substrate according to claim 7, wherein a conductive layer is formed between the electronic circuit and the toroidal inductor element. 請求項7ないし請求項10のいずれかに記載の電子基板を備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the electronic substrate according to claim 7.
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