(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-12
(45)【発行日】2024-07-23
(54)【発明の名称】積層シートの製造方法
(51)【国際特許分類】
H01F 41/04 20060101AFI20240716BHJP
H01F 27/00 20060101ALI20240716BHJP
H01F 27/28 20060101ALI20240716BHJP
【FI】
H01F41/04 A
H01F27/00 160
H01F27/28 128
(21)【出願番号】P 2020024308
(22)【出願日】2020-02-17
【審査請求日】2023-02-06
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000003964
【氏名又は名称】日東電工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103517
【氏名又は名称】岡本 寛之
(72)【発明者】
【氏名】古川 佳宏
(72)【発明者】
【氏名】奥村 圭佑
【審査官】木下 直哉
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2011/102561(WO,A1)
【文献】特開2019-220618(JP,A)
【文献】国際公開第2011/145490(WO,A1)
【文献】米国特許出願公開第2018/0182532(US,A1)
【文献】特開2012-186440(JP,A)
【文献】特開2014-032978(JP,A)
【文献】特開2019-160929(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2015/0022985(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01F 41/04
H01F 27/00
H01F 27/28-27/29
H01F 17/00-17/08
H05K 1/18
H05K 3/46
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の配線、および、前記複数の配線を埋設する磁性層を備えるシート状のインダクタを枠部材の内部に、前記インダクタの外側面と前記枠部材の内側面とが間隔を隔てるようにセットする第1工程と、
前記配線の厚み方向一方側に位置する前記磁性層に
前記配線の厚み方向一方面および前記磁性層の内側面を露出する第1ビアを形成する
工程と、
材料が熱硬化性樹脂組成物である加工安定層を、前記磁性層の厚み方向一方面に形成し、さらに、前記加工安定層を前記第1ビアに充填することにより前記内側面を前記加工安定層で被覆する工程と、
前記配線の厚み方向一方面を露出し、前記内側面に前記加工安定層が残存するように、第2ビアを形成する工程と
を
順に備えることを特徴とする、
積層シートの製造方法。
【請求項2】
前記第1工程では、複数の前記インダクタを、前記枠部材の内部に、前記インダクタの外側面と前記枠部材の内側面とが間隔を隔てるようにセットすることを特徴とする、請求項1
に記載の
積層シートの製造方法。
【請求項3】
前記第1工程の前に、材料が熱硬化性樹脂組成物である第2加工安定層を、前記枠部材の厚み方向他方面に配置する
工程をさらに備えることを特徴とする、請求項
1または2に記載の積層シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インダクタの加工物の製造方法および積層シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、インダクタは、電子機器に搭載されることが知られている。そのようなインダクタとして、配線と、配線を被覆し、扁平形状の磁性粒子を含有する磁性層とを備える、小型のインダクタが提案されている(例えば、下記特許文献1参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかるに、インダクタの磁性層に、配線が電子機器と電気的に接続するためのビアを形成する必要がある。しかし、ビアを形成する加工装置にインダクタを搬送し、また、加工後のインダクタの加工物を搬送する搬送装置は、工業的な製造効率の観点から、通常、大型の加工物が使用され、それに合わせて装置が設計されている。そうすると、特許文献1に記載されるような小型のインダクタは、搬送装置で搬送できないという不具合がある。
【0005】
そこで、小型のインダクタを大型化することが考えられるが、配線間隔の精度や層厚の精度を保ったまま大型化することは非常に困難であり、また、各社の大型の加工物に合わせて設計された搬送装置を用いて小型のシート状のインダクタを製造するのは、コスト上昇を招く。さらに、小型のシート状のインダクタに対して、大型のシート状のインダクタは、反りの影響が大きくなり、さらに、精度が低下してしまうという問題もある。
【0006】
本発明は、小型のシート状のインダクタであっても、効率よく確実に加工できるインダクタの加工物の製造方法および積層シートの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明(1)は、複数の配線、および、前記複数の配線を埋設する磁性層を備えるシート状のインダクタを枠部材の内部にセットする第1工程と、前記第1工程の後に、前記配線の厚み方向一方側に位置する前記磁性層に、前記配線の厚み方向一方面を露出するビアを形成する第2工程とを備える、インダクタの加工物の製造方法を含む。
【0008】
このインダクタの製造方法では、第1工程で、インダクタを枠部材の内部にセットするので、たとえ、インダクタが小型であっても、搬送装置で搬送できる寸法を有する枠部材を用いれば、これらを搬送装置で確実に搬送でき、ひいては、第2工程で、配線間隔や層厚等の精度に優れるシート状のインダクタを加工装置に、従来の搬送装置を利用して搬送して、確実に加工できる。また、インダクタが小型であれば、反りの影響を小さくできる。その結果、この製造方法では、インダクタに、効率よく確実に加工できる。
【0009】
本発明(2)は、第2工程で、高精度で得られたインダクタに、ビア形成、導電層の形成、切断、被覆、積層、マーキング、洗浄、エッチングなどの各種加工を確実に実施できる。その結果、この製造方法では、各種加工を、効率よく確実に実施できる。
本発明(3)は、前記第1工程では、複数の前記インダクタを、前記枠部材の内部にセットする、(1)または(2)に記載のインダクタの加工物の製造方法を含む。
【0010】
このインダクタの加工物の製造方法では、第1工程では、複数のインダクタを、枠部材の内部にセットするので、製造効率が優れる。
【0011】
本発明(4)は、(1)~(3)のいずれか一項に記載のインダクタの加工物の製造方法にインダクタの加工物を準備する工程を含み、前記第1工程の後で、前記第2工程の前に、材料が熱硬化性樹脂組成物である加工安定層を、前記インダクタおよび前記枠部材の厚み方向一方面に形成する第3工程をさらに備える、積層シートの製造方法を含む。
【0012】
この積層シートの製造方法では、第3工程で、加工安定層をインダクタおよび枠部材の一方面に形成するので、第2工程におけるインダクタの一方面の加工性を向上させることができる。
【0013】
本発明(5)は、前記第1工程の前に、材料が熱硬化性樹脂組成物である第2加工安定層を、前記枠部材の厚み方向他方面に配置する第4工程をさらに備える、(4)に記載の積層シートの製造方法を含む。
【0014】
この積層シートの製造方法では、第4工程で、第2加工安定層をシートおよび枠部材の他方面に形成するので、第1工程におけるインダクタの他方面の加工性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明のインダクタの加工物の製造方法および積層シートの製造方法は、ビアを、効率よく確実に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図2】
図2A~
図2Cは、本発明の積層シートの製造方法の一実施形態である枠部材付き積層シートの製造方法を説明する工程図であり、
図2Aが第4工程、
図2Bが第1工程、
図2Cが第2工程である。
【
図3】
図3A~
図3Bは、積層シートにさらに加工安定層を配置する態様であって、
図3Aが加工安定層をビアに充填する工程、
図3Bがビアを加工安定層に形成する工程である。
【
図4】
図4A~
図4Cは、
図1Dの積層シートの変形例およびその加工態様を説明する工程図であり、
図4Aが、加工安定層を備えない積層シートを準備する工程、
図4Bが、
図4Aの積層シートに加工安定層を配置する工程、
図4Cが、
図4Bのビアを加工安定層に形成する工程である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
<一実施形態>
本発明の一実施形態により製造されるビア付き積層シートを、
図1Dおよび
図2Cを参照して説明する。なお、
図2Cにおいて、ビア6(後述)の配置および形状を明確に示すために、加工安定層4(後述)を省略している。
【0018】
このビア付き積層シート1は、所定厚みを有し、厚み方向に対して直交する面方向に延びるシート形状を有する。例えば、ビア付き積層シート1は、平面視略矩形状を有する。ビア付き積層シート1は、枠部材2と、シート状のインダクタ3と、加工安定層4と、第2加工安定層5と、ビア6とを備える。
【0019】
枠部材2は、後述する搬送装置で搬送可能な寸法を有する。枠部材2は、平面視略矩形の外形形状を有する。枠部材2は、平面視において、略碁盤目形状を有する。具体的には、枠部材2は、外枠7と、内枠8とを一体的に有する。
【0020】
外枠7は、平面視略矩形枠形状を有する。外枠7は、四辺を有する。
【0021】
内枠8は、平面視略井桁形状を有する。詳しくは、内枠8は、外枠7の四辺のそれぞれにおける両端部より内側に位置する内側部分に連続する。内枠8は、縦枠と横枠とを含む。縦枠と横枠とは、平面視において、直交する。
【0022】
また、枠部材2は、厚み方向一方面9と、他方面10と、外側面11と、内側面12とを有する。
【0023】
外枠7の一方面9と、内枠8の一方面9は、面一である。そのため、一方面9は、面方向にわたって同一厚みを有する。
【0024】
他方面10は、一方面9の厚み方向他方側に間隔が隔てられる。内枠8の他方面10と、一方面9の他方面10とは、面一である。そのため、他方面10は、面方向にわたって同一厚みを有する。
【0025】
外側面11は、外枠7の周側面である。外側面11は、外枠7の一方面9の周端縁、および、外枠7の他方面10の周端縁を連結する。
【0026】
内側面12は、枠部材2の内周側面である。この実施形態では、内側面12は、外枠7における側面のうち、外側面11に対向する対向面と、内枠8における側面とに含まれる。内側面12は、平面視略矩形の収容室(
図2A参照)13を区画する。収容室13は、面方向に間隔を隔てて複数配置されている。
【0027】
枠部材2の材料は、特に限定されず、例えば、金属、樹脂、セラミックスなどが挙げられる。好ましくは、樹脂が挙げられる。
【0028】
枠部材2の厚みの下限は、例えば、10μmであり、また、上限は、例えば、10,000μmである。
【0029】
枠部材2は、平面視において、次に説明するインダクタ3の寸法より大きい寸法を有する。例えば、外枠7の四辺が延びる方向の長さの下限は、例えば、100mm、好ましくは、200mm、より好ましくは、300mmであり、また、例えば、上限は、1,000mmである。
【0030】
インダクタ3は、枠部材2の内部にセットされている。具体的には、インダクタ3は、平面視において、複数の収容室13のそれぞれに収容されている。これによって、複数のインダクタ3は、枠部材2の内枠8を隔てて縦方向(面方向に含まれる方向であって、内枠8の縦枠が延びる方向)および横方向(面方向に含まれる方向であって、内枠8の横枠が延びる方向)に整列配置されている。
【0031】
インダクタ3は、所定厚みを有し、面方向に延びる。インダクタ3は、平面視略矩形形状を有する。インダクタ3は、複数の配線14と、磁性層15とを備える。
【0032】
複数の配線14は、横方向に互いに間隔が隔てて隣り合う。複数の配線14は、並行する。複数の配線14は、縦方向に延びる。配線14の形状、寸法、構成、材料、処方(充填率、含有割合など)などは、例えば、特開2019-220618号公報などに記載される。好ましくは、配線14は、厚み方向および縦方向に沿う断面において、略円形状をなしており、その直径の下限が、例えば、25μmであり、また、直径の上限が、例えば、2,000μmである。配線14は、好ましくは、導体からなる導線と、導線の周面を被覆する絶縁膜とを含む。隣り合う配線14の間隔の下限は、例えば、10μm、好ましくは、50μmであり、また、隣り合う配線14の間隔の上限は、例えば、5,000μm、好ましくは、3,000μmである。隣り合う配線14の間隔に対する、配線14の直径の比(直径/間隔)の上限は、例えば、200、好ましくは、50であり、また、下限が、例えば、0.01、好ましくは、0.1である。なお、隣り合う配線14の間隔は、高精度に調整されている。
【0033】
磁性層15は、ビア付き積層シート1のインダクタンスを向上させる。磁性層15は、平面視において、インダクタ3と同一の外形形状を有する。磁性層15は、面方向に延びる板形状を有する。また、磁性層15は、断面視で、複数の配線14を埋設する。磁性層15は、一方面16と、他方面17と、外側面18と、内周面19とを有する。
【0034】
一方面16は、磁性層15における厚み方向一方面を形成する。
【0035】
他方面17は、磁性層15における厚み方向他方面を形成する。他方面17は、一方面16の厚み方向他方側に間隔が隔てられる。
【0036】
外側面18は、磁性層15の外周面である。外側面18は、一方面16の周端縁、および、他方面17の周端縁を連結する。
【0037】
内周面19は、一方面16および他方面17と厚み方向に間隔が隔てられる。内周面19は、厚み方向において、一方面16および他方面17の間に位置する。また、内周面19は、横方向において、互いに対向する2つの外側面18の間に位置する。内周面19は、配線14の外周面に接触する。
【0038】
磁性層15は、バインダと、磁性粒子とを含む。具体的には、磁性層15の材料は、バインダと磁性粒子とを含有する磁性組成物である。
【0039】
バインダは、磁性粒子を分散するマトリクスである。バインダとしては、例えば、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂、例えば、エポキシ樹脂組成物などの熱硬化性樹脂が挙げられる。アクリル樹脂は、例えば、カルボキシル基含有アクリル酸エステルコポリマーを含む。エポキシ樹脂組成物は、例えば、主剤であるエポキシ樹脂(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂など)と、エポキシ樹脂用硬化剤(フェノール樹脂など)と、エポキシ樹脂用硬化促進剤(イミダゾール化合物など)とを含む。バインダとしては、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂をそれぞれ単独使用または併用することができ、好ましくは、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂を併用する。磁性組成物におけるバインダの体積割合は、後述する磁性粒子の体積割合の残部である。
【0040】
磁性粒子は、例えば、バインダ中に分散する。本実施形態において、磁性粒子は、略扁平形状を有する。なお、略扁平形状は、略板形状を含む。
【0041】
磁性粒子の扁平率(扁平度)の下限は、例えば、8、好ましくは、15であり、また、上限は、例えば、500、好ましくは、450である。扁平率は、例えば、磁性粒子のメジアン径を磁性粒子の平均厚さで除したアスペクト比として算出される。
【0042】
磁性粒子のメジアン径の下限は、例えば、3.5μm、好ましくは、10μmであり、また、上限は、例えば、200μm、好ましくは、150μmである。磁性粒子の平均厚みの下限は、例えば、0.1μm、好ましくは、0.2μmであり、また、上限は、例えば、3.0μm、好ましくは、2.5μmである。
【0043】
また、磁性粒子の材料は、金属類である。金属類としては、軟磁性体、硬磁性体などの磁性体が挙げられる。好ましくは、良好なインダクタンスを確保する観点から、軟磁性体が挙げられる。
【0044】
軟磁性体としては、例えば、1種類の金属元素を純物質の状態で含む単一金属体、例えば、1種類以上の金属元素(第1金属元素)と、1種類以上の金属元素(第2金属元素)および/または非金属元素(炭素、窒素、ケイ素、リンなど)との共融体(混合物)である合金体が挙げられる。これらは、単独または併用することができる。
【0045】
単一金属体としては、例えば、1種類の金属元素(第1金属元素)のみからなる金属単体が挙げられる。第1金属元素としては、例えば、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、その他、軟磁性体の第1金属元素として含有することが可能な金属元素の中から適宜選択される。
【0046】
また、単一金属体としては、例えば、1種類の金属元素のみを含むコアと、そのコアの表面の一部または全部を修飾する無機物および/または有機物を含む表面層とを含む形態、例えば、第1金属元素を含む有機金属化合物や無機金属化合物が分解(熱分解など)された形態などが挙げられる。後者の形態として、より具体的には、第1金属元素として鉄を含む有機鉄化合物(具体的には、カルボニル鉄)が熱分解された鉄粉(カルボニル鉄粉と称される場合がある)などが挙げられる。なお、1種類の金属元素のみを含む部分を修飾する無機物および/または有機物を含む層の位置は、上記のような表面に限定されない。なお、単一金属体を得ることができる有機金属化合物や無機金属化合物としては、特に制限されず、軟磁性体の単一金属体を得ることができる公知乃至慣用の有機金属化合物や無機金属化合物から適宜選択することができる。
【0047】
合金体は、1種類以上の金属元素(第1金属元素)と、1種類以上の金属元素(第2金属元素)および/または非金属元素(炭素、窒素、ケイ素、リンなど)との共融体であり、軟磁性体の合金体として利用することができるものであれば特に制限されない。
【0048】
第1金属元素は、合金体における必須元素であり、例えば、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)などが挙げられる。なお、第1金属元素がFeであれば、合金体は、Fe系合金とされ、第1金属元素がCoであれば、合金体は、Co系合金とされ、第1金属元素がNiであれば、合金体は、Ni系合金とされる。
【0049】
第2金属元素は、合金体に副次的に含有される元素(副成分)であり、第1金属元素に相溶(共融)する金属元素であって、例えば、鉄(Fe)(第1金属元素がFe以外である場合)、コバルト(Co)(第1金属元素がCo以外である場合)、ニッケル(Ni)(第1金属元素Ni以外である場合)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、銅(Cu)、銀(Ag)、マンガン(Mn)、カルシウム(Ca)、バリウム(Ba)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ストロンチウム(Sr)、各種希土類元素などが挙げられる。これらは、単独使用または2種以上併用することができる。
【0050】
非金属元素は、合金体に副次的に含有される元素(副成分)であり、第1金属元素に相溶(共融)する非金属元素であって、例えば、ホウ素(B)、炭素(C)、窒素(N)、ケイ素(Si)、リン(P)、硫黄(S)などが挙げられる。これらは、単独使用または2種以上併用することができる。
【0051】
合金体の一例であるFe系合金として、例えば、磁性ステンレス(Fe-Cr-Al-Si合金)(電磁ステンレスを含む)、センダスト(Fe-Si-Al合金)(スーパーセンダストを含む)、パーマロイ(Fe-Ni合金)、Fe-Ni-Mo合金、Fe-Ni-Mo-Cu合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Cr合金、Fe-Cr-Al合金、Fe-Ni-Cr合金、Fe-Ni-Cr-Si合金、ケイ素銅(Fe-Cu-Si合金)、Fe-Si合金、Fe-Si―B(-Cu-Nb)合金、Fe-B-Si-Cr合金、Fe-Si-Cr-Ni合金、Fe-Si-Cr合金、Fe-Si-Al-Ni-Cr合金、Fe-Ni-Si-Co合金、Fe-N合金、Fe-C合金、Fe-B合金、Fe-P合金、フェライト(ステンレス系フェライト、さらには、Mn-Mg系フェライト、Mn-Zn系フェライト、Ni-Zn系フェライト、Ni-Zn-Cu系フェライト、Cu-Zn系フェライト、Cu-Mg-Zn系フェライトなどのソフトフェライトを含む)、パーメンジュール(Fe-Co合金)、Fe-Co-V合金、Fe基アモルファス合金などが挙げられる。
【0052】
合金体の一例であるCo系合金としては、例えば、Co-Ta-Zr、コバルト(Co)基アモルファス合金などが挙げられる。
【0053】
合金体の一例であるNi系合金としては、例えば、Ni-Cr合金などが挙げられる。
【0054】
なお、上記した磁性組成物のより詳細な処方については、特開2014-165363号公報などに記載される。
【0055】
磁性組成物における磁性粒子の体積割合の下限は、例えば、40体積%、好ましくは、50体積%、より好ましくは、60体積%であり、また、上限は、例えば、95体積%、好ましくは、90体積%である。
【0056】
インダクタ3の厚みの下限は、例えば、30μm、好ましくは、40μmであり、また、インダクタ3の厚みの上限は、例えば、2,500μm、好ましくは、2,000μmである。
【0057】
また、枠部材2の厚みに対するインダクタ3の厚みの比の下限は、例えば、0.1、好ましくは、0.5、より好ましくは、0.8であり、また、上限が、例えば、10、好ましくは、2、より好ましくは、1.2である。
【0058】
加工安定層4は、インダクタ3の一方面16に対する表面加工性を向上させる。加工安定層4は、ビア付き積層シート1の厚み方向一方面を形成する。加工安定層4は、枠部材2の一方面9と、枠部材2における磁性層15の一方面16とに接触している。加工安定層4は、面方向に延びるシート形状を有する。具体的には、加工安定層4は、平面視において、ビア付き積層シート1と同様の外形形状を有する。なお、加工安定層4は、枠部材2の外形より大きい外形を有する。また、加工安定層4は、枠部材2の収容室13の厚み方向一端を閉塞している。
【0059】
加工安定層4は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物を含む。つまり、加工安定層4の材料は、熱硬化性樹脂組成物を含む。熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を必須成分として含む。
【0060】
熱硬化性樹脂としては、主剤、硬化剤および硬化促進剤を含む。
【0061】
主剤としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられ、好ましくは、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールF型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などの2官能エポキシ樹脂、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂などの3官能以上の多官能エポキシ樹脂などが挙げられる。これらエポキシ樹脂は、単独で使用または2種以上を併用することができる。好ましくは、2官能エポキシ樹脂が挙げられ、より好ましくは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が挙げられる。
【0062】
エポキシ樹脂のエポキシ当量の下限は、例えば、10g/eq.であり、また、上限は、例えば、1,000g/eq.である。
【0063】
硬化剤としては、主剤がエポキシ樹脂であれば、フェノール樹脂、イソシアネート樹脂などが挙げられる。フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、フェノールビフェニレン樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、レゾール樹脂などの多官能フェノール樹脂が挙げられる。これらは、単独で使用または2種以上を併用することができる。フェノール樹脂として、好ましくは、フェノールノボラック樹脂、フェノールビフェニレン樹脂が挙げられる。主剤がエポキシ樹脂であり、硬化剤がフェノール樹脂であれば、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して、フェノール樹脂中の水酸基の合計の下限が、例えば、0.7当量、好ましくは、0.9当量、また、上限が、例えば、1.5当量、好ましくは、1.2当量である。具体的には、硬化剤の質量部数の下限は、主剤100質量部に対して、例えば、1質量部であり、また、例えば、50質量部である。
【0064】
硬化促進剤としては、主剤の硬化を促進する触媒(熱硬化触媒)(好ましくは、エポキシ樹脂硬化促進剤)であって、例えば、有機リン系化合物、例えば、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール(2P4MHZ)などのイミダゾール化合物などが挙げられる。硬化促進剤の質量部数の下限は、主剤100質量部に対して、例えば、0.05質量部であり、また、上限が、例えば、5質量部である。
【0065】
さらに、熱硬化性樹脂組成物は、例えば、粒子を任意成分として含むことができる。粒子は、熱硬化性樹脂に分散されている。粒子は、例えば、第1粒子、および、第2粒子からなる群から選択される少なくとも1種類である。
【0066】
第1粒子は、例えば、略球形状を有する。第1粒子のメジアン径の下限は、例えば、1μm、好ましくは、5μmであり、また、第1粒子のメジアン径の上限は、例えば、250μm、好ましくは、200μmである。第1粒子のメジアン径は、レーザ回折式粒度分布測定装置で求められる。また、第1粒子のメジアン径は、例えば、断面観察による二値化処理によって、求めることもできる。
【0067】
第1粒子の材料は、特に限定されない。第1粒子の材料としては、例えば、金属類、無機化合物、有機化合物などが挙げられ、熱膨張係数を上げるために、好ましくは、金属類、無機化合物が挙げられる。
【0068】
金属類は、加工安定層4をインダンクタンス向上層として機能させる場合に熱硬化性樹脂組成物に含まれる。金属類としては、磁性層15で例示した磁性体が挙げられ、好ましくは、第1金属元素として鉄を含む有機鉄化合物、より好ましくは、カルボニル鉄が挙げられる。
【0069】
無機化合物は、加工安定層4を熱膨張係数抑制層として機能させる場合に熱硬化性樹脂組成物に含まれる。無機化合物としては、例えば、無機フィラーが挙げられ、具体的には、シリカ、アルミナなどが挙げられ、好ましくは、シリカが挙げられる。
【0070】
具体的には、第1粒子として、好ましくは、球形状シリカが挙げられ、また、好ましくは、球形状カルボニル鉄が挙げられる。
【0071】
第2粒子は、例えば、略扁平形状を有する。略扁平形状は、略板形状を含む。
【0072】
第2粒子の扁平率(扁平度)の下限は、例えば、8、好ましくは、15であり、また、上限は、例えば、500、好ましくは、450である。第2粒子の扁平率は、上記した磁性層15における磁性粒子の扁平率と同じ算出方法で求められる。
【0073】
第2粒子のメジアン径の下限は、例えば、1μm、好ましくは、5μmであり、また、第2粒子のメジアン径の上限は、例えば、250μm、好ましくは、200μmである。第2粒子のメジアン径は、第1粒子のそれと同様の方法で求められる。
【0074】
第2粒子の平均厚みの下限は、例えば、0.1μm、好ましくは、0.2μmであり、また、上限は、例えば、3.0μm、好ましくは、2.5μmである。
【0075】
第2粒子の材料は、例えば、無機化合物である。無機化合物としては、例えば、窒化ホウ素などの熱伝導性化合物などが挙げられる。従って、好ましくは、無機化合物は、加工安定層4を熱伝導性向上層として機能させる場合に熱硬化性樹脂組成物に含まれる。
【0076】
具体的には、第2粒子として、好ましくは、扁平形状の窒化ホウ素が挙げられる。
【0077】
第1粒子および第2粒子は、熱硬化性樹脂組成物に、単独種類が含まれ、または、両方が含まれる。
【0078】
熱硬化性樹脂100質量部に対する粒子(第1粒子および/または第2粒子)の質量部数の下限は、例えば、10質量部、好ましくは、50質量部であり、また、上限は、例えば、2,000質量部、好ましくは、1,500質量部である。また、硬化物における粒子の含有割合の下限は、例えば、10質量%、また、上限は、例えば、90質量%である。第1粒子および第2粒子の両方が熱硬化性樹脂組成物に含まれる場合には、第1粒子100質量部に対する第2粒子の質量部数の下限は、例えば、30質量部、また、上限は、例えば、300質量部である。
【0079】
なお、粒子は、熱硬化性樹脂組成物における任意成分であることから、熱硬化性樹脂組成物が、粒子を含有しなくてもよい。
【0080】
一方、加工安定層4の材料は、熱可塑性樹脂をさらに含有してもよい。熱可塑性樹脂としては、配線14のバインダで挙げた熱可塑性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂100質量部に対する熱可塑性樹脂の質量部数の下限は、例えば、1質量部、上限が、例えば、100質量部である。
【0081】
加工安定層4の厚みの下限は、例えば、1μm、好ましくは、10μmであり、また、上限は、例えば、1,000μm、好ましくは、100μmである。インダクタ3の厚みに対する加工安定層4の厚みの比の下限は、例えば、0.001、好ましくは、0.005、より好ましくは、0.01であり、また、上限は、例えば、0.5、好ましくは、0.3、より好ましくは、0.1である。
【0082】
なお、加工安定層4の厚みは、高い精度で調整されている。
【0083】
第2加工安定層5は、インダクタ3に対する表面加工性を向上させる。第2加工安定層5は、ビア付き積層シート1の厚み方向他方面を形成する。第2加工安定層5は、枠部材2の他方面10と、枠部材2における磁性層15の他方面17とに接触する。第2加工安定層5は、面方向に延びるシート形状を有する。具体的には、第2加工安定層5は、平面視において、例えば、加工安定層4と同一の外形形状を有する。また、第2加工安定層5は、枠部材2の収容室13の厚み方向他端を閉塞する。これによって、収容室13は、外部との連通が遮断されている。
【0084】
第2加工安定層5は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物を含んでおり、第2加工安定層5の材料は、加工安定層4で挙げられた熱硬化性樹脂組成物を含む。
【0085】
第2加工安定層5の厚みの下限は、例えば、1μm、好ましくは、10μmであり、また、上限は、例えば、1,000μm、好ましくは、100μmである。インダクタ3の厚みに対する第2加工安定層5の厚みの比の下限は、例えば、0.001、好ましくは、0.005、より好ましくは、0.01であり、また、上限は、例えば、0.5、好ましくは、0.3、より好ましくは、0.1である。
【0086】
なお、第2加工安定層5の厚みは、高い精度で調整されている。
【0087】
第2加工安定層5の厚みは、加工安定層4の厚みと同一または相異なっていてもよい。第2加工安定層5の厚みに対する加工安定層4の厚みの比(加工安定層4の厚み/第2加工安定層5の厚み)の下限は、例えば、0.05、好ましくは、0.1、好ましくは、0.2であり、また、上限が、例えば、10、好ましくは、5である。
【0088】
図2Cに示すように、ビア6は、インダクタ3において、配線14の延びる方向(縦方向に相当)の両端部に、配置されている。
図1Dに示すように、ビア6は、断面視において、配線14の厚み方向一方面の中央部を露出し、配線14より厚み方向一方側に位置する磁性層15および加工安定層3の厚み方向を貫通する貫通孔である。ビア6は、平面視(図示せず)略円形状を有する。また、ビア6は、断面視において、厚み方向一方側に向かって従って開口面積が広がるテーパ形状を有する。
【0089】
次に、本発明のビア付き積層シートの製造方法の一実施形態を、
図1A~
図2Cを参照して説明する。
【0090】
枠部材付き積層シート21の製造方法は、第4工程と、第1工程と、第3工程と、第2工程とを順に備える。つまり、この方法では、第4工程と、第1工程と、第3工程と、第2工程とが、順に実施される。
【0091】
また、枠部材付き積層シート21の製造方法では、各工程で作製される部材を搬送装置で搬送し、それを次の工程の装置に供する。搬送装置は、大型であり、例えば、幅(搬送方向および厚み方向に直交する方向における長さ)が、100mm以上、好ましくは、200mm以上、より好ましくは、300mm以上の搬送物(枠部材2)を搬送可能である。
【0092】
第4工程では、
図1Aおよび
図2Aに示すように、第2加工安定層5を、枠部材2の他方面に配置する。
【0093】
例えば、第2加工安定層5の材料に溶媒をさらに配合して、ワニスを調製し、これを、剥離シート(図示せず)の表面に塗布および乾燥させて、第2加工安定層5を形成する。この第2加工安定層5では、熱硬化性樹脂組成物は、例えば、BステージまたはCステージである。
【0094】
続いて、第2加工安定層5の厚み方向一方面と、枠部材2の他方面10とを接触させる。具体的には、枠部材2を第2加工安定層5の一方面に置く。
【0095】
次いで、第1工程では、
図1Bおよび
図2Bに示すように、複数のインダクタ3を枠部材2の内部にセットする。具体的には、複数のインダクタ3の他方面10のそれぞれを、複数の収容室13から露出する第2加工安定層5の厚み方向一方面に接触させる。なお、第2加工安定層5がBステージであれば、インダクタ3が第2加工安定層5に密着する。
【0096】
なお、複数のインダクタ3のそれぞれにおいて、インダクタ3の厚みは、高い精度で調整されている。
【0097】
また、インダクタ3を枠部材2の内部にセットするときに、例えば、嵌合部材による嵌合、ねじによる螺着、磁力による引き付け、接着剤による接着などの固定手段をさらに用いることができる。
【0098】
第3工程では、
図1Cに示すように、加工安定層4を、インダクタ3の一方面16と、枠部材2の一方面9とに形成する。
【0099】
具体的には、加工安定層4の材料に溶媒をさらに配合して、ワニスを調製し、これを、剥離シート(図示せず)の表面に塗布および乾燥させて、加工安定層4を形成する。この加工安定層4では、熱硬化性樹脂組成物は、BステージまたはCステージであり、好ましくは、Bステージである。その後、加工安定層4を、インダクタ3の一方面16の全部と、枠部材2の一方面9の全部とに、接触させる。加工安定層4がBステージであれば、加工安定層4が、インダクタ3および枠部材2に対して密着する。
【0100】
なお、加工安定層4の厚みは、高い精度で調整されている。
【0101】
その後、加工安定層4および第2加工安定層5がBステージであれば、加工安定層4および第2加工安定層5を加熱して、Cステージ化する。これによって、加工安定層4が、インダクタ3および枠部材2に接着する。同時に、第2加工安定層5が、インダクタ3および枠部材2に接着する。
【0102】
または、第2加工安定層5がすでにCステージあるが、加工安定層4がBステージであれば、加工安定層4をCステージ化する。これによって、加工安定層4が、インダクタ3および枠部材2に接着する。なお、この場合には、枠部材2は第2加工安定層5に対して載置されているのみであり、つまり、枠部材2は、第2加工安定層5に接触しているが、接着して(固定されて)いない。
【0103】
これにより、枠部材2と、インダクタ3と、加工安定層4と、第2加工安定層5とを備える枠部材付き積層シート21を製造する。なお、枠部材付き積層シート21は、図示しない固定手段を備えてもよい。枠部材付き積層シート21は、ビア付き積層シート1を製造するための中間部品であって、まだ、ビア6を有さず、ビア付き積層シート1ではない。枠部材付き積層シート21は、部品単独で流通可能であり、産業上利用可能なデバイスである。
【0104】
枠部材付き積層シート21は、その製造後、または、製造途中に、その目的および用途に応じて、種々の薬液(樹脂スミアを洗浄する洗浄液、電解めっきまたは無電解めっきのためのコンディショナー、活性液、めっき液、などを含む)に浸漬されて、表面加工される。
【0105】
また、枠部材付き積層シート21においてインダクタ3に対向する加工安定層4にスリット(図示せず)を形成してもよい。図示しないスリットは、例えば、加工安定層4の厚み方向一方面から磁性層15の厚み方向途中まで延びる。
【0106】
その後、第2工程では、
図1Dおよび
図2Cに示すように、ビア6を、枠部材付き積層シート21の磁性層15に形成する。ビア6の形成方法としては、例えば、ドリル装置を用いる接触式開口、例えば、レーザー装置を用いる非接触式開口などが挙げられる。上記した装置(加工装置)は、搬送装置の搬送ラインに介在する。ビア6は、上記した搬送装置の搬送ライン上のインダクタ3に対して形成する。加工装置は、所定の把持部などが枠部材2を把持して、インダクタ3にビア6を形成する。
【0107】
<一実施形態の作用効果>
そして、このビア付き積層シート1(枠部材付き積層シート21)の製造方法では、
図1Bおよび
図2Bに示すように、第1工程で、インダクタ3を枠部材2の内部にセットする。そのため、たとえ、インダクタ3が小型であっても、搬送装置で搬送できる寸法を有する枠部材2を用いれば、インダクタ3および枠部材2を搬送装置で確実に搬送でき、ひいては、第2工程で、配線14の間隔や厚みの精度に優れるインダクタ3を、ビア6を形成する装置に搬送して、ビア6を、枠部材2にセットされた磁性層15に確実に形成できる。また、インダクタ3が小型であれば、反りの影響を小さくできる。その結果、この製造方法では、ビア6を、効率よく確実に形成できる。
【0108】
また、このビア付き積層シート1(枠部材付き積層シート21)では、第2工程で、インダクタ3および加工安定層4にビア6を形成するので、高精度で得られたインダクタ3に、効率よくて確実かつにビア形成できる。
【0109】
また、このビア付き積層シート1(枠部材付き積層シート21)では、
図1Bおよび
図2Bに示すように、第1工程では、複数のインダクタ3を、枠部材2の内部にセットするので、製造効率が優れる。
【0110】
さらに、このビア付き積層シート1(枠部材付き積層シート21)の製造方法では、
図1Cに示すように、第3工程で、加工安定層4を、インダクタ3の一方面16および枠部材2の一方面9に形成する。
【0111】
すると、例えば、外枠7の一方面9と、加工安定層4の他方面とが接触した状態で、加工安定層4の熱硬化性樹脂組成物が熱硬化して、硬化物になれば、外枠7の一方面9に、加工安定層4が接着できる。そうすると、加工安定層4が形成された枠部材2およびインダクタ3を、種々の薬液(樹脂スミアを洗浄する洗浄液、電解めっきまたは無電解めっきのためのコンディショナー、活性液、めっき液、などを含む)に浸漬して、インダクタ3を加工しても、外枠7および加工安定層4の間に薬液が浸入することを防止できる。
【0112】
また、インダクタ3に対向する加工安定層4にスリットを形成しても、インダクタ3の一方面16が変形することを抑制できる。
【0113】
さらにまた、このビア付き積層シート1(枠部材付き積層シート21)の製造方法では、
図1Aおよび
図1Bに示すように、第4工程で、第2加工安定層5を枠部材2の他方面10に形成するので、インダクタ3の他方面17の加工性を向上させることができる。
【0114】
例えば、第2加工安定層5がBステージの熱硬化性樹脂組成物を含有する場合、つまり、第2加工安定層5がBステージであれば、インダクタ3を第2加工安定層5の一方面に接触させ、その後、第2加工安定層5をCステージ化すれば、インダクタ3が第2加工安定層5に接着される。また、枠部材2も、第2加工安定層5に接着される。そうすると、インダクタ3は、枠部材2とともに面方向に移動できる。すると、第2工程において、インダクタ3の位置精度が高くなり、そのため、インダクタ3にビア6を精度よく形成できる。
【0115】
なお、Bステージの第2加工安定層5と、Bステージの加工安定層4とを同時にCステージ化することもできる。この場合には、一度の加熱で、第2加工安定層5および加工安定層4を同時にCステージ化する。そのため、製造効率に優れる。
【0116】
また、例えば、外枠7の他方面10と、第2加工安定層5の一方面とが接触した状態で、第2加工安定層5の熱硬化性樹脂組成物が熱硬化して、硬化物になれば、外枠7の他方面10に、第2加工安定層5が接着できる。すると、第2加工安定層5が形成された枠部材2およびインダクタ3(枠部材付き積層シート21)を、種々の薬液(樹脂スミアを洗浄する洗浄液、電解めっきまたは無電解めっきのためのコンディショナー、活性液、めっき液、などを含む)に浸漬して、インダクタ3を加工しても、外枠7および第2加工安定層5の間に薬液が浸入することを防止できる。
【0117】
従って、外枠7の一方面9および他方面10のそれぞれが、加工安定層4および第2加工安定層5のそれぞれに接着されるので、収容室13内への薬液の浸入を防止できる。
【0118】
さらに、内枠8の一方面9および他方面10のそれぞれも、加工安定層4および第2加工安定層5のそれぞれに接着される。
【0119】
<変形例および使用態様>
以下の各変形例において、上記した一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、各変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、一実施形態およびその変形例を適宜組み合わせることができる。
【0120】
一実施形態では、複数のインダクタ3を枠部材2にセットしているが、例えば、1つのインダクタ3を枠部材2にセットすることもできる。好ましくは、複数のインダクタ3を枠部材2にセットする。これによって、製造効率が優れる。
【0121】
インダクタ3の数は、複数であれば、特に限定されず、具体的には、1つの枠部材2に対して、2以上、10以下である。
【0122】
一実施形態では、ワニスを剥離シートに塗布して、加工安定層4を形成しているが、例えば、インダクタ3の一方面16と、枠部材2の一方面9とに、ワニスを直接塗布することもできる。
【0123】
図3Bに示すように、ビア付き積層シート1が、ビア6から露出する磁性層15の内側面に、加工安定層4をさらに形成することもできる。
【0124】
例えば、まず、
図3Aに示すように、ビア6から露出する配線14および磁性層15に、さらに、加工安定層4を充填する。
【0125】
その後、
図3Bに示すように、ビア6を再度形成する。ただし、このビア6は、配線14の厚み方向一方面の中央部を露出するが、磁性層15を露出しない。つまり、磁性層15の内側面は、新たに充填された加工安定層4によって被覆されている。
【0126】
また、
図1C~
図1Dの態様では、加工安定層4をインダクタ3に配置した後、ビア6を、加工安定層4に形成しているが、例えば、
図4Aに示すように、まず、ビア6をインダクタ3のみに形成し、その後、
図4Bに示すように、加工安定層4をビア6を充填するように、インダクタ3の一方面16および枠部材2の一方面9に形成し、続いて、
図4Cに示すように、ビア6を加工安定層4に形成することもできる。
【0127】
図4Aに示すように、ビア6を磁性層15に形成する。これにより、ビア付きインダクタ41を、枠部材2にセットされた状態で製造する。つまり、ビア付きインダクタ41と、これが内部にセットされた枠部材2とを備える枠部材付き積層シート21を製造する。
【0128】
続いて、
図4Bに示すように、
加工安定層
4を、ビア6内に充填する。これによって、
加工安定層
4が磁性層15の内側面を被覆する。
【0129】
その後、
図4Cに示すように、磁性層15の内側面を被覆する加工安定層4が残存するように、ビア6を再度形成する。これによって、磁性層15の内側面を加工安定層4により被覆する。
【0130】
一実施形態では、
図1Aおよび
図2Bに示す第4工程を実施しているが、製造方法は、第4工程を備えなくてもよい。この場合には、図示しないが、第1工程において、上記した固定手段を用いて、インダクタ3を枠部材2の内部にセットする。
【0131】
また、
図5A~
図5Eに示すように、第2加工安定層5に代えて、キャリアシート31を用いることができる。つまり、
図5Aに示すように、キャリアシート31の厚み方向一方面32に、枠部材2を配置する。キャリアシート31は、面方向に延びる。キャリアシート31の厚み方向一方面は、剥離処理が施されていてもよい。
【0132】
図5Bに示すように、第1工程では、枠部材2から露出するキャリアシート31の一方面32に、インダクタ3を接触させる。
【0133】
図5Cに示すように、第1工程の後に、第4工程を実施する。第4工程では、ビア6を、インダクタ3(磁性層15)に形成する。
【0134】
図5Dに示すように、加工安定層4によって、磁性層15の内側面を被覆し、続いて、
図5Eに示すように、磁性層15の内側面を被覆する加工安定層4が残存するように、ビア6を形成する。
【0135】
その後、図示しないが、キャリアシート31を除去する。具体的には、キャリアシート31を、インダクタ3および枠部材2から剥離する。
【0136】
また、
図1Bに示すように、第3工程において、枠部材2の一方面9に剥離シート33を形成することもできる。この変形例では、第3工程の剥離シート33は、平面視において、枠部材2と同一パターンを有する。つまり、剥離シート33は、厚み方向に投影したときに、枠部材2と重複する。第2工程では、剥離シート33は、枠部材2と、加工安定層4(好ましくは、Bステージの加工安定層4)との間に形成される。その後、加工安定層4をCステージ化する。加工安定層4は、インダクタ3の一方面16に接着する一方、加工安定層4は、枠部材2の一方面9との間に剥離シート33が介在するため、一方面9に接着せず、剥離シート33を隔てて対向配置されている。第2工程で、ビア6を形成した後、加工安定層4をインダクタ3に対応するように切断加工(外形加工)した後、枠部材2に対向する加工安定層4を、枠部材2の一方面9から剥離する。これによって、枠部材2を再利用することができる。
【0137】
一実施形態では、第2工程の一例としてビア形成を例示しているが、これに限定されず、例えば、導電層の形成、切断、被覆、積層、マーキング、洗浄、エッチングを挙げることができる。
【0138】
導電層の形成では、
図1Dの仮想線、
図3Bの仮想線、
図4Cの仮想線、
図5Eの仮想線などで示すように、導電層45をビア6に形成する。導電層45の材料としては、例えば、銅などの導体材料が挙げられる。導電層の形成では、例えば、電解銅めっき液が用いられる。これによって、導電層45を備えるビア付き積層シート1が得られる。
【符号の説明】
【0139】
1 ビア付き積層シート
2 枠部材
3 インダクタ
4 加工安定層
5 第2加工安定層
6 ビア
9 一方面(枠部材)
10 他方面(枠部材)
14 配線
15 磁性層
16 一方面(インダクタ)
41 ビア付きインダクタ
45 導電層