專利名稱：電感部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在移動(dòng)電話等電子設(shè)備中使用的貼片型電感部件及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往，關(guān)于這種貼片型的電感部件，公知有在利用印刷技術(shù)在陶瓷坯體內(nèi)部形成銀或銅等導(dǎo)電性優(yōu)異的電極材料之后、進(jìn)行燒結(jié)而成的陶瓷電子部件。圖12是現(xiàn)有的電感 部件的截面圖。在圖12中，以小型化和高精度化為目的，利用由絕緣材料構(gòu)成的坯體25、使 用鍍覆技術(shù)和光刻技術(shù)形成在坯體內(nèi)部的線圈部21、以及與線圈部21的端部連接的外部 電極端子23、24，來構(gòu)成現(xiàn)有的電感部件。對(duì)于這些貼片型的電感部件，強(qiáng)烈要求實(shí)現(xiàn)小型化和高Q特性。而且，為了實(shí)現(xiàn)小 型化和高Q特性，重點(diǎn)在于增多線圈部21的層疊數(shù)、或提高導(dǎo)體部的占積率。另外，在專利 文獻(xiàn)1中公開了這些技術(shù)內(nèi)容。在上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，對(duì)于小型的電感部件，為了增大電感值，需要增多線圈部21 的層疊數(shù)，為了實(shí)現(xiàn)高Q特性，需要提高導(dǎo)體部的占積率。但是，在將具有這種結(jié)構(gòu)的貼片 型電感部件安裝于電路基板等上時(shí)，電路基板的因溫度變化引起的彎曲應(yīng)力集中于外部電 極端子23、24附近。因此，對(duì)構(gòu)成坯體25的絕緣材料施加應(yīng)力，可能導(dǎo)致焊接部出現(xiàn)裂縫。專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-317604號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供電感部件及其制造方法，其能夠在不影響層疊數(shù)或占空系數(shù)的情況 下，提高貼片型電感部件針對(duì)受熱沖擊等溫度變化影響的焊接部的的可靠性。本發(fā)明是一種電感部件，該電感部件具有由絕緣材料構(gòu)成的坯體；線圈部，其埋 設(shè)在坯體的內(nèi)部；以及外部電極端子，其與線圈部的端部電連接，其中，在坯體和外部電極 端子的露出的界面中設(shè)置有應(yīng)力緩沖部。對(duì)于本發(fā)明的電感部件及其制造方法，通過設(shè)置在外部電極端子附近的應(yīng)力緩沖 部，能夠緩解由基于在焊錫安裝的加熱和冷卻時(shí)的電感部件自身的內(nèi)部應(yīng)力的翹曲或基于 向電路基板進(jìn)行安裝時(shí)的熱膨脹系數(shù)之差的電路基板的翹曲引起的外部應(yīng)力，能夠分散應(yīng) 力向形成在坯體內(nèi)部的線圈部的集中，其中，上述內(nèi)部應(yīng)力受線圈圖案的層疊數(shù)或?qū)w部 的占積率影響的影響。由此，能夠抑制由應(yīng)力引起的線圈部的斷線、或線圈部的一部分與坯 體之間的界面處發(fā)生剝離等，實(shí)現(xiàn)提高了線圈部的層疊數(shù)和/或占積率的小型的貼片形狀 的電感部件，能夠提高其實(shí)用可靠性。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的立體圖。圖2是圖1的2-2部分的截面圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的另一截面圖。
圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的制造方法的截面圖。圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的制造方法的截面圖。圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的制造方法的截面圖。圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的制造方法的截面圖。圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的制造方法的截面圖。圖9是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的制造方法的截面圖。
圖10是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的制造方法的截面圖。圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的制造方法的截面圖。圖12是現(xiàn)有的電感部件的截面圖。標(biāo)號(hào)說明1 坯體；20 線圈部；20a 線圈圖案；3、30 貫通電極-AaAOa 第1外部電極；4b、 40b 第2外部電極；5,15 外部電極端子；6 應(yīng)力緩沖部；10 基板；11 環(huán)氧樹脂；12 犧牲 層；13 銅電極圖案；14:間隙。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施方式1)下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件及其制造方法進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的立體圖。圖2是圖1的2-2部分的截面 圖。在圖1、圖2中，在由對(duì)感光性樹脂進(jìn)行硬化而成的絕緣性樹脂構(gòu)成的坯體1的內(nèi)部，以 使線圈圖案20a經(jīng)由貫通電極3形成為螺旋形狀的方式，使用鍍覆技術(shù)和光刻技術(shù)進(jìn)行層 疊而形成線圈部20。貫通電極3相當(dāng)于多個(gè)線圈圖案20a的層間連接部分。由多層形成的線圈圖案 20a經(jīng)由形成于規(guī)定位置的貫通電極3呈螺旋狀或線圈狀而連接。此時(shí)，在要增大電感值的 情況下，通過增多線圈圖案20a的層疊數(shù)來實(shí)現(xiàn)。另外，為了提高Q值，必須增大線圈圖案 20a的截面形狀，而為了實(shí)現(xiàn)電感部件的小型化，需要提高導(dǎo)體部所占的比例，即占積率。作為線圈圖案20a，除了螺旋形狀以外，還可以采用渦旋形狀、扭曲形狀等，線圈圖 案20a的形狀可以采用任意圖案。并且，呈螺旋狀形成的線圈圖案20a的兩端分別與位于 兩側(cè)的第1外部電極4a連接。為了提高相對(duì)于電路基板上的連接端子等的安裝性，第1外 部電極4a被焊錫或錫等的焊料濕潤(rùn)性優(yōu)異的第2外部電極4b包覆。而且，由第1外部電 極4a和第2外部電極4b構(gòu)成外部電極端子5。這里，在該外部電極端子5和坯體1露出的界面中，設(shè)有間隙，該間隙具有規(guī)定的 空間，發(fā)揮作為應(yīng)力緩沖部6的功能。通過設(shè)置該應(yīng)力緩沖部6，能夠利用彈性變形來吸收 因熱膨脹率之差引起的電感部件自身的翹曲或因通過焊錫向電路基板上進(jìn)行安裝時(shí)引起 的電路基板等的翹曲。其結(jié)果，防止了應(yīng)力對(duì)線圈部20的不良影響，作為貼片部件的綜合 安裝可靠性提高。特別是由于電感部件的坯體1使用了由感光性樹脂構(gòu)成的絕緣性樹脂材 料，因此，坯體1的彈性變形更加容易，不會(huì)增大內(nèi)部應(yīng)力，使應(yīng)力得到緩解。例如，作為電路基板，如果采用一般的玻璃環(huán)氧材料，其熱膨脹系數(shù)為15ppm/°C 左右，而本實(shí)施方式1中的電感部件的熱膨脹系數(shù)為50ppm/°C左右。因此，如果產(chǎn)生了 100°C 200°C的溫度差，則在通過焊錫來安裝具有未形成應(yīng)力緩沖部6的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的電感部件的情況下，將產(chǎn)生超過IGPa的內(nèi)部應(yīng)力。因此，通過沿著外部電極端子5和坯體1露出的界面設(shè)置應(yīng)力緩沖部6，能夠大幅 緩解其內(nèi)部應(yīng)力，特別是針對(duì)決定電感部件性能的線圈部的內(nèi)部應(yīng)力。通過將應(yīng)力緩沖部6設(shè)在電感部件的下層部(通過焊錫向電路基板上進(jìn)行安裝時(shí) 與電路基板相對(duì)的面?zhèn)?，能夠使其發(fā)揮緩解應(yīng)力的作用。這是因?yàn)?，在通過焊錫向電路基 板上進(jìn)行安裝時(shí)，對(duì)該下層部施加的應(yīng)力最大。通過至少在與電路基板相對(duì)的電感部件的 下層部設(shè)置應(yīng)力緩沖部6，能夠發(fā)揮上述效果。這里，下層部是指在通過焊錫向電路基板進(jìn) 行安裝時(shí)與電路基板相對(duì)的面?zhèn)取Ａ硗?，在針?duì)電感部件的上面?zhèn)群拖旅鎮(zhèn)冗@兩面均設(shè)有 應(yīng)力緩沖部6的情況下，能夠最大限度地發(fā)揮其應(yīng)力緩解作用。通過以上這種結(jié)構(gòu)，能夠大幅提高本發(fā)明的電感部件針對(duì)熱沖擊等的可靠性。并 且，即使在該電感部件的制造工序中的熱處理時(shí)、或在安裝后裝置內(nèi)產(chǎn)生的熱傳遞到該電 感部件的情況下，由于應(yīng)力緩沖部6也將發(fā)揮吸收應(yīng)力的作用，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性。 另外，如圖2所示，通過使應(yīng)力緩沖部形成為與界面大致平行的形狀，從而不是在局部，而 是在界面中的很大范圍內(nèi)均能夠得到應(yīng)力緩沖效果，非常理想。通過將應(yīng)力緩沖部6的截面形狀形成為大致V字狀，由此，在利用間隙形成應(yīng)力緩 沖部6時(shí)，能夠形成這樣的電感部件該電感部件能夠抑制濕度、腐蝕性氣體等向坯體1內(nèi) 部的侵入，并且，通過較寬地設(shè)置間隙口，能夠吸收應(yīng)力。并且，通過將應(yīng)力緩沖部6的截 面形狀形成為大致U字狀，由此，在利用間隙形成應(yīng)力緩沖部6時(shí)，能夠形成這樣的電感部 件該電感部件由于沒有角部，所以能夠抑制應(yīng)力向一處集中、從而使該處成為機(jī)械損壞起 點(diǎn)的狀況。而且，該應(yīng)力緩沖部6還可以通過填充具有彈性的材料來實(shí)現(xiàn)。該情況下，由于沒 有間隙，所以濕度、腐蝕性氣體等不會(huì)侵入到內(nèi)部，能夠進(jìn)一步提高電感部件的可靠性。作 為填充到該應(yīng)力緩沖部6中的材料，優(yōu)選采用硅樹脂、丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚酯樹脂以 及橡膠等彈性合成樹脂。并且，根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠抑制以往由于電路基板與電感部件之間的熱膨脹率差而 在安裝用的焊縫部產(chǎn)生的裂縫。因此，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電感部件自身的長(zhǎng)壽命化，還能夠?qū)崿F(xiàn) 安裝了本電感部件的電子電路的長(zhǎng)壽命化和高可靠性化。特別是在選擇高分子材料作為坯體1的情況下，其效果顯著。一般情況下，線圈部 20和外部電極端子5采用導(dǎo)電性優(yōu)異的銅、銅合金或銀等的電極材料等。例如，在線圈部20采用了銅作為電極材料的情況下，其彈性模量大約為130GPa， 與此相對(duì)，在使用作為高分子材料的環(huán)氧樹脂來構(gòu)成坯體1的情況下，其彈性模量一般為 幾GPa左右。因此，通過在外部電極端子5與坯體1之間的界面處設(shè)置應(yīng)力緩沖部6，能夠 使電感部件容易地發(fā)生變形，從而可作為內(nèi)部應(yīng)力緩沖部，有效地發(fā)揮作用。另外，對(duì)于要求小型化的電感部件，為了在有限的容積中實(shí)現(xiàn)較大的電感值，僅通 過增大線圈部20的層疊數(shù)，就能夠增大電感值。并且，為了增大Q值并降低直流阻抗，必須 要增大構(gòu)成電感的電極圖案的截面面積。為此，重點(diǎn)在于增大電感部件內(nèi)的導(dǎo)電體的占積 率。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的另一截面圖。在圖3中，由外部電極端 子5的面對(duì)應(yīng)力緩沖部6的邊與應(yīng)力緩沖部6的表面形狀形成的角度θ，優(yōu)選為鈍角。通過這種結(jié)構(gòu)，在利用焊錫等在電路基板上安裝本發(fā)明的電感部件時(shí)，能夠緩解由于電路基 板與電感部件之間的熱膨脹差而在焊錫部產(chǎn)生的應(yīng)力。由此，能夠提高電感部件的安裝可 靠性。另外，在圖3中，省略了線圈部20的圖示。而且，通過將外部電極端子5與應(yīng)力緩沖 部6相對(duì)的外部電極端子5的截面形狀構(gòu)成為形成圓弧的斜邊，由此，在利用焊錫等在電路 基板上安裝本電感部件時(shí)，能夠緩解由于電路基板與電感部件之間的熱膨脹差而在焊錫部 與第2外部電極4b之間的界面處產(chǎn)生的應(yīng)力。因此，能夠提高電感部件在利用焊錫的安裝 中的可靠性，作為結(jié)果，能夠制造出具有高可靠性的電子電路。另外，通過將角度θ形成為 鈍角、同時(shí)將外部電極端子5的截面形狀構(gòu)成為形成圓弧的斜邊，能夠進(jìn)一步發(fā)揮其效果。接著，使用附圖來詳細(xì)說明本實(shí)施方式1的電感部件的制造方法。圖4 圖11是 示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的電感部件的制造方法的截面圖。首先，在圖4中，在用于制造電感部件的作為基礎(chǔ)載體的基板10上，涂布形成作為 坯體1的構(gòu)成材料的環(huán)氧樹脂11。這里，作為基板10，從形狀、生產(chǎn)性、采購性的觀點(diǎn)出發(fā)， 優(yōu)選使用硅晶片。通過預(yù)先對(duì)環(huán)氧樹脂11賦予感光性，能夠應(yīng)用一般的光刻技術(shù)按規(guī)定的形狀進(jìn) 行顯影和加工。這里，形成電感部件的最下層部，即，與電路基板相對(duì)的安裝面。然后，使用 濺射法或蒸鍍法等，形成可在后工序中去除的犧牲層12。作為該犧牲層12，優(yōu)選采用具有 導(dǎo)電性的金屬材料?？膳c構(gòu)成外部電極端子5和線圈部20的電極材料有選擇地去除的材 料是十分理想的。作為該犧牲層12所采用的金屬材料，優(yōu)選使用鈦。作為該犧牲層12所 采用的其他金屬材料，可以使用鎳或鋁。另外，如在后面工序中詳細(xì)敘述的，作為形成線圈部20的材料，使用了銅。這是因 為，銅的導(dǎo)電性優(yōu)異，并且容易使用鍍覆技術(shù)形成電極圖案，生產(chǎn)性也十分優(yōu)異。然后，如圖5所示，使用研削法或CMP研磨法等按規(guī)定的厚度對(duì)犧牲層12的不需 要的部位進(jìn)行去除加工，使環(huán)氧樹脂11的表面露出。此時(shí)，成為這樣的狀態(tài)在基板10上 的至少未被坯體1使用的基板10的表面、以及環(huán)氧樹脂11的側(cè)面上，形成作為犧牲層12 的金屬膜。接著，如圖6所示，為了形成第1外部電極40a，使用導(dǎo)電性優(yōu)異的銅，通過鍍覆技 術(shù)按規(guī)定的圖案來形成銅電極圖案13。然后，如圖7所示，以層疊的方式再次涂布形成感光性的環(huán)氧樹脂11，并利用光刻 技術(shù)而形成為規(guī)定的圖案。接著，如圖8所示，使用鍍覆技術(shù)和光刻技術(shù)，層疊形成作為第1外部電極40a的 銅電極圖案13。接著，如圖9所示，重復(fù)上述的加工方法，層疊形成線圈圖案20a、貫通電極30和第 1外部電極40a。線圈圖案20a、貫通電極3和第1外部電極40a優(yōu)選利用無電鍍法或電鍍 法而形成在環(huán)氧樹脂11上。并且，作為代替該銅電極的電極材料，也可以使用銀。另外，在形成的層疊體的最上層，形成鈦?zhàn)鳛闋奚鼘?2，然后，通過鍍覆技術(shù)形成 銅的第1外部電極40a。不過，最上層的犧牲層12不是一定要形成的?？筛鶕?jù)貼片形狀、層 疊數(shù)、針對(duì)可靠性的要求度等，判斷是否適合于形成最上層的犧牲層12。然后，如圖10所示，在層疊形成了電感部件的圖案構(gòu)造后，例如使用氟酸等的蝕刻液，溶解去除由硅晶片構(gòu)成的基板10的表面的氧化硅，由此，從作為載體的基板10上將層疊體剝離。此時(shí)，氟酸不會(huì)侵蝕銅，但是能將鈦溶解，所以，在對(duì)基板10與作為電感部件 的層疊體進(jìn)行分離時(shí)，能夠同時(shí)形成具有應(yīng)力緩沖部6的作用的間隙14。這里，應(yīng)力緩沖部 6形成在與安裝面相對(duì)的界面上。
另外，在圖10中，在電感部件的上層部/下層部均形成了間隙14。而在僅在上層 部或下層部形成間隙14的情況下，也可以通過相同的方法進(jìn)行制造。由此，能夠制造出可 靠性優(yōu)異的電感部件。并且，層疊由金屬膜構(gòu)成的犧牲層12、或?qū)盈B熱可塑性的聚酰亞胺樹脂、或?qū)⑽g刻 性優(yōu)異的鋁等的材料形成為分割單片化的圖案，由此，能夠使層疊體單片化。進(jìn)而，可以使 用切斷機(jī)進(jìn)行機(jī)械分割。然后，如圖11所示，在單片化后的電感部件的第1外部電極40a的表面，利用焊錫 或錫等的焊料潤(rùn)濕性優(yōu)異的電極材料，通過滾鍍法等形成第2外部電極40b，由此，能夠制 造出具有安裝性優(yōu)異的外部電極端子15的電感部件。如以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式1的電感部件的制造方法，通過在外部電極 端子15與坯體1之間的界面設(shè)置規(guī)定的作為應(yīng)力緩沖部6的間隙14，由此，能夠制造出針 對(duì)翹曲等應(yīng)力變化的可靠性優(yōu)異的電感部件。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的電感部件及其制造方法針對(duì)由熱沖擊等引起的應(yīng)力變化具有高可靠性， 所以，作為在各種電子設(shè)備中使用的電感部件十分有用。
權(quán)利要求
一種電感部件，該電感部件具有由絕緣材料構(gòu)成的坯體；埋設(shè)在所述坯體的內(nèi)部的線圈部；以及與所述線圈部的端部電連接的外部電極端子，其中，在所述坯體和所述外部電極端子的露出的界面中設(shè)置有應(yīng)力緩沖部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感部件，其中， 所述應(yīng)力緩沖部為與所述界面平行的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感部件，其中，至少在與安裝面相對(duì)的界面中設(shè)置有應(yīng)力緩沖部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感部件，其中， 所述應(yīng)力緩沖部為間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感部件，其中， 所述應(yīng)力緩沖部的截面形狀為V字形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感部件，其中， 所述應(yīng)力緩沖部的截面形狀為U字形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感部件，其中，由所述外部電極端子的面對(duì)所述應(yīng)力緩沖部的邊與所述應(yīng)力緩沖部的表面形狀形成 的角度為鈍角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感部件，其中，所述外部電極端子的與所述應(yīng)力緩沖部相對(duì)的邊的截面形狀為圓弧狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感部件，其中，所述應(yīng)力緩沖部由具有比所述坯體和所述外部電極端子小的彈性模量的緩沖材料構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電感部件，其中，所述緩沖材料包括硅樹脂、丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚酯樹脂或彈性合成樹脂中的任一種。
11.一種電感部件的制造方法，該電感部件的制造方法具有以下步驟 第1步驟，在基板上形成坯體；第2步驟，在所述基板的表面和所述坯體的側(cè)面形成作為犧牲層的金屬膜； 第3步驟，形成與所述外部電極端子電連接的所述線圈部；以及 第4步驟，在所述犧牲層的上表面形成所述外部電極端子，其中， 所述電感部件的制造方法還具有以下步驟在從所述基板上剝離所述電感部件的同時(shí) 去除所述犧牲層，由此，在所述外部電極端子與所述坯體之間形成應(yīng)力緩沖部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電感部件的制造方法，其中，所述電感部件的制造方法還具有在所述應(yīng)力緩沖部中埋設(shè)彈性體的步驟。
全文摘要
電感部件具有由絕緣材料構(gòu)成的坯體(1)；線圈部(20)，其埋設(shè)在坯體(1)的內(nèi)部；以及外部電極端子(5)，其與線圈部(20)的端部電連接，其中，在坯體(1)和外部電極端子(5)的露出的界面中設(shè)置有應(yīng)力緩沖部(6)，由此，能夠緩解因基于溫度變化的熱膨脹系數(shù)差產(chǎn)生的應(yīng)力，能夠提高針對(duì)熱沖擊的可靠性。
文檔編號(hào)H01F41/04GK101842861SQ20088011444
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者大庭美智央, 山本憲一, 松谷伸哉 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社