JP2016225611A - チップインダクター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一実施形態によれば、有機物及びコイル部を含むボディと、前記ボディの外側に配置され、前記コイル部と連結された外部電極と、を含み、前記コイル部は、導電性パターン及び導電性ビアを有し、前記導電性パターンと前記導電性ビアとの間に接着層が形成されており、前記接着層は、前記導電性パターン及び前記導電性ビアと異なる物質で形成される、チップインダクターが提供される。
【選択図】図1
Description
1.キャリアフィルム(Carrier film)に半硬化状態の誘電体フィルム(film)をラミネート(Lamination)する段階
キャリアフィルム110´に誘電体フィルム111をラミネートした状態で、レーザー打ち抜き(Laser Punching)法によりビアホール(Via Hole)140を形成する。
ペースト印刷法によりビアホール140に金属ペーストを充填することで、ビア導体141を形成する。ここで、金属ペーストは、導電性金属と有機バインダーの分散物の形態である。本実施例では、体積比で20〜80vol%の導電性金属を含む金属ペーストを用いた。
キャリアフィルム110´を除去し、銅箔120をラミネートする。100℃で30秒間加熱して発泡テープの接着力を除去してからキャリアフィルム110´を除去する。キャリアフィルム110´を除去した後、銅箔120を付着する。この際、銅箔120の厚さは、3〜50μmと様々な厚さに調節可能である。本実施例では、8μmの銅箔120を用いた。
ドライフィルムレジスト(Dry Film Resist)を用いて露光及び現像エッチングを施す。ネガ型ドライフィルム(Negative Dry Film)を両面に付着した後、露光及び現像を施して、ドライフィルムが除去された部分を介して銅箔をエッチングする。この際、回路パターン121の幅を15μmに形成する。回路パターン121を形成する時に、回路パターン121とビア導体141とが接続される部分であるビアパッド121´をともに形成する。ビアパッド121´のサイズは50μmとする。
上記段階で製作されたパターンを有する層(Odd number layer)111b、111d、111fとは別に、ビアのみを有する層(Even number layer)111c、111eを製作する。ビアのみが存在する層は、上記4段階でキャリアフィルムを除去するだけで簡単に製作することができる。
1.誘電体フィルムに銅箔をラミネート(Lamination)する段階
誘電体フィルム211に銅箔220をラミネートする。銅箔220及び誘電体フィルム211は、上記第1実施例と同一である。
本実施例では、キャリアフィルム210´として20μmのPETフィルムを用いた。第1実施例と同様に、キャリアフィルム210´は、接着力を調節することができるメカニズムを有する接着剤を用いて付着する。
ビアホール240の直径は、第1実施例と同様に40μmとする。
チタン(Ti)薄膜251をスパッタリング法により形成する。薄膜の厚さは1μmに形成する。
第1実施例と同様に、接着力調節器具を用いてキャリアフィルム210´を除去する。
銅(Cu)電解メッキによりビアホール240をメッキすることでビア導体241を形成する。
層間接続信頼性を確保するために、ビア導体241上にスズ(Sn)メッキを施すことで、スズメッキ層261を形成する。
1.キャリアフィルムと銅箔を接合する段階
キャリアフィルム(Carrier film)310´は、誘電体フィルム(film)を各工程段階でハンドリング(Handling)できるようにし、且つ誘電体を保護するための目的に用いられる樹脂フィルムであって、銅箔320に接着される。
回路パターンを形成するために、銅箔320にドライフィルムレジスト(DFR)330をラミネートする。DFR(Dry Film Resist)330は、露光/現像のための副資材である。
露光/現像工程によりドライフィルムパターン(Dry Film Pattern)331を形成する。
電解メッキにより回路パターン321を形成する(Cuメッキ)。メッキの厚さは8μmに形成する。
DFR(Dry Film Resist)330を除去して各層の回路パターン321を完成する。
金属マスク(Metal Mask)を用いて、印刷方式によりビア用金属ペーストバンプ(Metal Paste Bump)を形成する。バンプ341の直径は30μmであり、印刷直後の高さは20μmとなるように形成する。
バンプ341が形成された銅箔320及び回路パターン321上に誘電体フィルム311をラミネートする。第1実施例と同様にBT樹脂を用い、誘電体フィルム311の厚さは20μmに形成する。
保護用マスキングフィルム(Masking Film)370を付着する。
キャリアフィルム310´を除去する。第1実施例と同一のフィルムを同一の方法で除去する。
電気メッキのためのシード層として用いられた銅箔320をエッチングにより除去する。エッチング溶液としては、H2SO4+H2O2を用いる。
マスキングフィルム370を除去し、各層311a〜311gを積層する。ビアの円滑な接続のためにSn‐Cu間金属化合物を形成すべきであるため、180℃で1時間真空加圧(Vacuum Press)する。加温することで、金属化合物が形成されるとともに、誘電体樹脂が完全硬化される。第2実施例とは異なり、融点の低いスズ‐ビスマス合金(Sn‐Bi Alloy)を用いるため、金属間化合物(Intermetallic Compound)が生成される温度が低い。したがって、低温で加圧する。
1.キャリアフィルムと銅箔を接合する段階
第3実施例と同様にキャリアフィルム410´と銅箔420を接合する。
第3実施例と同様に銅箔420にDFR(PR)430をラミネート(Lamination)する。
露光/現像工程によりドライフィルムパターン(Dry Film Pattern)431を形成する。
電解メッキにより回路パターン421を形成する(Cuメッキ)。メッキの厚さは8μmに形成する。
DFR(Dry Film Resist)を除去して各層の回路パターン421を完成する。
誘電体フィルム411をラミネートする段階である。本実施例では、回路の最上端より平均7μm高いように誘電層の高さを設定した。誘電体材料としては、UV硬化及び現像が可能な材料を用いた。
マスクを用いてビアが形成されるべき部分を覆って露光した後、現像することでビアホール440を形成する。ビアの直径は30μmにする。
金属マスク(Metal Mask)を用いて、ビア441を印刷方法により充填する。
保護用マスキングフィルム(Masking Film)470を付着する。
キャリアフィルム410´を除去する。第1実施例と同一のフィルムを同一の方法で除去する。
電気メッキのためのシード層として用いられた銅箔420をエッチングにより除去する。エッチング溶液としては、H2SO4+H2O2を用いる。
第3実施例と同様に行う。
1.キャリアフィルムと銅箔を接合する段階
第3実施例と同様にキャリアフィルム510´と銅箔520を接合する。
本実施例では回路形成方法としてMSAP(Modified Semi‐Additive Process)方法を用いたが、必ずしもこれに制限されるものではなく、サブトラクティブエッチング(Subtractive Etching)方法を用いてもよい。
第3実施例と同様に銅箔520にDFR(PR)530をラミネート(Lamination)する。
露光/現像工程によりドライフィルムパターン(Dry Film Pattern)531を形成する。
電解メッキにより回路パターン521を形成する(Cuメッキ)。メッキの厚さは8μmに形成する。
DFR(Dry Film Resist)を除去して各層の回路パターン521を完成する。
フィルム形態の誘電層をラミネートする段階である。本実施例では、回路パターン521上に誘電体フィルム511をラミネートする。誘電体材料としては、UV硬化及び現像が可能な感光性誘電体を用いる。
マスクを用いてビアが形成されるべき部分を覆って感光性誘電体に露光した後、現像することでビアホール540を形成する。本実施例では、ビア541の直径を30μmとし、露光方向を基準として表面側の直径が30μm程度となるように露光/現像した。ビア541の全体断面形状はテーパ状を有する。
現像されたビア541内に銅充填(Cu Fill)メッキを施す。メッキを施した後、メッキビアの上面の平坦化のために、ラッピング(Lapping)またはブラシ(Brush)研磨などを施してもよい。
ビアホールに形成した銅充填(Cu Fill)メッキの上面にスズ(Sn)メッキ層542を形成する。この際、スズ(Sn)メッキ層542の厚さは1〜10μm程度であることが適当である。本実施例では、厚さ3μmのスズ(Sn)メッキ層を形成した。
保護用マスキングフィルム(Masking Film)570を付着する。
キャリアフィルム510´を除去する。第1実施例と同一のフィルムを同一の方法で除去する。
電気メッキのためのシード層として用いられた銅箔520をエッチングにより除去する。エッチング溶液としては、H2SO4+H2O2を用いる。
マスキングフィルム570を除去し、各層を積層する。ビアの円滑な接続のためにSn‐Cu間金属化合物を形成すべきであるため、200℃で1時間真空加圧(Vacuum Press)する。加温することで、金属化合物が形成されるとともに、誘電体樹脂が完全硬化される。スズ(Sn)メッキを銅充填(Cu Fill)メッキ上に施したため、Sn‐Cu界面に金属間化合物(Intermetallic Compound)543が生成される。この際、生成される金属間化合物(Intermetallic Compound)としては、Cu6Sn5、Cu3Snなどが挙げられる。
1.キャリアフィルムと銅箔を接合する段階
第5実施例と同様にキャリアフィルム610´と銅箔620を接合する。
第5実施例と同様に銅箔620にDFR(PR)630をラミネート(Lamination)する。
露光/現像工程によりドライフィルムパターン(Dry Film Pattern)631を形成する。
電解メッキにより回路パターン621を形成する(Cuメッキ)。メッキの厚さは8μmに形成する。
DFR(Dry Film Resist)を除去して各層の回路パターン621を完成する。
回路パターン621上に誘電体フィルム611をラミネートする段階である。誘電体としては、熱硬化により半硬化状態とすることができる材料を用いる。誘電体フィルムは、半硬化状態を有する熱硬化性樹脂材料である。かかる材料として、プリプレグ、BT(Bismaleimide‐Triazine)樹脂などが挙げられる。本実施例ではBT(Bismaleimide‐Triazine)樹脂を用いた。
レーザーを用いてビアホール640を加工する。本実施例では、ビアの直径を30μmにした。レーザー打ち抜き(Laser Punching)ではCO2レーザーや固体レーザーの何れを用いてもよく、ビアホールの直径は10〜200μmの範囲から選択されることができる。本実施例では、CO2レーザーを用いて、直径30μmのビアホール640を形成した。
ビア641の内部に銅充填(Cu Fill)メッキを施す。メッキを施した後、メッキビアの上面の平坦化のために、ラッピング(Lapping)またはブラシ(Brush)研磨などを施してもよい。
ビアホール640に形成した銅充填(Cu Fill)メッキの上面にスズ(Sn)メッキ層642を形成する。この際、スズ(Sn)メッキ層642の厚さは1〜10μm程度であることが適当である。本実施例では、突出高さ3μmの厚さのスズ(Sn)メッキ層642を形成した。
保護用マスキングフィルム(Masking Film)670を付着する。ビア641を保護するためにマスキングフィルムを付着する。
キャリアフィルム610´を除去する。キャリアフィルムとして熱発泡型フィルムを用い、100℃で加熱してキャリアフィルムを除去する。
電気メッキのためのシード層として用いられた銅箔620をエッチングにより除去する。エッチング溶液としては、H2SO4+H2O2を用いる。
マスキングフィルム670を除去し、各層を積層する。ビア641の円滑な接続のためにSn‐Cu間金属化合物を形成すべきであるため、200℃で1時間真空加圧(Vacuum Press)する。加温することで、金属化合物が形成されるとともに、誘電体樹脂が完全硬化される。スズ(Sn)メッキを銅充填(Cu Fill)メッキ上に施したため、Sn‐Cu界面に金属間化合物(Intermetallic Compound)643が生成される。この際、生成される金属間化合物(Intermetallic Compound)としては、Cu6Sn5、Cu3Snなどが挙げられる。
20 コイル部
21 導電性パターン
31、32 外部電極
41 ビア
Claims (28)
- 有機物及びコイル部を含むボディと、前記ボディの外側に配置され、前記コイル部と連結された外部電極と、を含み、
前記コイル部は、導電性パターン及び導電性ビアを有し、前記導電性パターンと前記導電性ビアとの間に接着層が形成されており、
前記接着層は、前記導電性パターン及び前記導電性ビアと異なる物質で形成される、チップインダクター。 - 前記有機物は感光性有機物である、請求項1に記載のチップインダクター。
- 前記有機物は、UV硬化及び熱硬化のメカニズムをともに有する感光性有機物である、請求項2に記載のチップインダクター。
- 前記有機物は熱硬化性有機物である、請求項1に記載のチップインダクター。
- 前記ボディは無機物をさらに含み、前記無機物の含量は前記有機物の含量より少ない、請求項1から4のいずれか一項に記載のチップインダクター。
- 前記有機物は、複数の有機物層が積層されて形成される、請求項1から5のいずれか一項に記載のチップインダクター。
- 前記複数の有機物層は直接接触する、請求項6に記載のチップインダクター。
- 前記接着層は、前記導電性パターン及び前記導電性ビアより低い融点の物質からなる、請求項1から7のいずれか一項に記載のチップインダクター。
- 前記導電性パターン及び前記導電性ビアは銅(Cu)を含み、
前記接着層はスズ(Sn)を含む、請求項8に記載のチップインダクター。 - 前記導電性パターンと前記接着層との間には、スズ(Sn)と銅(Cu)を含む化合物が形成されている、請求項9に記載のチップインダクター。
- 前記導電性ビアと前記接着層との間には、スズ(Sn)と銅(Cu)を含む化合物が形成されている、請求項9または10に記載のチップインダクター。
- 前記導電性ビアは、有機物と金属の混合物を含むペーストで形成される、請求項1から11のいずれか一項に記載のチップインダクター。
- ボディと、
前記ボディの内部に配置され、導電性パターン、及び前記導電性パターンの領域と連結された複数のビアを含むコイル部と、
を含み、
前記複数のビアのそれぞれは有機物と金属の混合物を含む、チップインダクター。 - 前記ボディは感光性有機物を含む、請求項13に記載のチップインダクター。
- 前記感光性有機物は、UV硬化及び熱硬化のメカニズムをともに有する感光性有機物である、請求項14に記載のチップインダクター。
- 前記ボディは感光性有機物と無機物の混合物を含む、請求項14または15に記載のチップインダクター。
- 前記複数のビアと導電性パターンは異なる金属物質を含む、請求項13から16のいずれか一項に記載のチップインダクター。
- 前記複数のビアのそれぞれは、有機物とSnまたはSn系金属間化合物(IMC、Intermetallic compound)の混合物で形成され、導電性パターンは銅(Cu)で形成される、請求項17に記載のチップインダクター。
- 前記複数のビアのそれぞれと導電性パターンとの間に接触によって形成された金属間化合物をさらに含む、請求項13から18のいずれか一項に記載のチップインダクター。
- 前記複数のビアのそれぞれは、体積比で20〜80vol%の含量の有機物を含む、請求項13から19のいずれか一項に記載のチップインダクター。
- 前記ボディの外側に配置され、前記コイル部の端部と連結された外部電極をさらに含み、前記外部電極のそれぞれは前記ボディの少なくとも2個の面に延びる、請求項13から20のいずれか一項に記載のチップインダクター。
- 前記外部電極は、前記ボディの隣接した2個の面に延びる「L」字状を有する、請求項21に記載のチップインダクター。
- 一面に導電性パターンが形成された複数の誘電体フィルム、及び前記複数の誘電体フィルムのそれぞれを貫通し且つ前記導電性パターンと連結された導電性ビアを設ける段階と、
前記複数の誘電体フィルムを積層及び圧着してインダクターを形成する段階と、
を含み、
前記導電性パターンと導電性ビアを有する複数の誘電体フィルムを設ける段階は、
各誘電体フィルムを貫通して導電性ビアを形成する段階と、
各誘電体フィルムの一面に導電性パターンを形成する段階と、を含み、
前記導電性パターンは前記誘電体フィルムの一面上で導電性ビアの一つの位置に拡張される、チップインダクターの製造方法。 - 前記導電性パターンを形成する段階は、前記誘電体フィルムの一面と前記一面に対向する他面上に導電性パターンを形成する段階を含み、
前記複数の誘電体フィルムを積層及び圧着する段階は、一面と他面に導電性パターンを有する複数の誘電体フィルムと、内部を貫通して延びる導電性ビアを有する複数の他の誘電体フィルムを交互に積層する段階と、交互に積層された誘電体フィルムを圧着する段階と、を含む、請求項23に記載のチップインダクターの製造方法。 - 各誘電体フィルムを貫通して導電性ビアを形成する段階は、
各誘電体フィルムを貫通してビアホールを形成する段階と、
スパッタリング法を用いて前記ビアホール内に薄膜シード層を形成する段階と、
前記ビアホールを充填するように前記薄膜シード層上に銅を電解メッキする段階と、
前記ビアホールを充填するように前記銅上にスズ(Sn)を電解メッキする段階と、
を含む、請求項23または24に記載のチップインダクターの製造方法。 - 前記導電性パターンと導電性ビアを有する複数の誘電体フィルムを設ける段階は、
導電性パターンを形成する段階と、
前記導電性パターンを形成する段階の後に、前記導電性パターン上に印刷法により導電性ビア用金属ペーストバンプを形成する段階と、
前記金属ペーストバンプを形成する段階の後に、前記金属ペーストバンプが形成された導電性パターン上に誘電体フィルムをラミネートする段階と、
を含む、請求項23から25のいずれか一項に記載のチップインダクターの製造方法。 - 前記導電性パターンと導電性ビアを有する複数の誘電体フィルムを設ける段階は、
導電性パターンを形成する段階と、
前記導電性パターンを形成する段階の後に、前記導電性パターンを覆うように誘電体フィルムをラミネートする段階と、
前記誘電体フィルムをラミネートする段階の後に、前記導電性パターンと重なる位置に誘電体フィルムを貫通してビアホールを形成する段階と、
前記ビアホールを金属で充填して導電性ビアを形成する段階と、
を含む、請求項23から25のいずれか一項に記載のチップインダクターの製造方法。 - 前記導電性ビアを形成する段階は、
前記ビアホールの内部に銅充填(Cu Fill)メッキを行う段階と、
前記銅充填(Cu Fill)メッキ上にスズ(Sn)メッキを行う段階と、
を含む、請求項27に記載のチップインダクターの製造方法。
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