磁性金属基板和电感元件制造技术

本发明专利技术提供一种磁性金属基板和电感元件，该磁性金属基板为薄型、能够实现大电流化并且高频特性优异，该电感元件使用上述的磁性金属基板，为薄型、安装面积能够形成得较小、电感值大、能够实现大电流化并且高频特性优异。电感元件（4）包括：磁性金属基板（2），其包括具有第一磁导率的金属基板（10）、配置在金属基板（10）的内部的第一绝缘层（16a）和配置在第一绝缘层（16a）上且具有第二磁导率的第一金属配线层（22）；配置在该磁性金属基板（2）的表面上的第一间隔层（24）；和配置在第一间隔层（24）上的第一磁通产生层（26）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种磁性金属基板和电感元件，该磁性金属基板为薄型、能够实现大电流化并且高频特性优异，该电感元件使用上述的磁性金属基板，为薄型、安装面积能够形成得较小、电感值大、能够实现大电流化并且高频特性优异。电感元件（4）包括：磁性金属基板（2），其包括具有第一磁导率的金属基板（10）、配置在金属基板（10）的内部的第一绝缘层（16a）和配置在第一绝缘层（16a）上且具有第二磁导率的第一金属配线层（22）；配置在该磁性金属基板（2）的表面上的第一间隔层（24）；和配置在第一间隔层（24）上的第一磁通产生层（26）。【专利说明】磁性金属基板和电感元件
本专利技术涉及一种磁性金属基板和电感元件，特别涉及一种在内部具有配线结构的磁性金属基板和应用(使用)该磁性金属基板的电感元件。
技术介绍
近年的可移动设备中，不断要求使其变薄、变轻、更加节能、电池的寿命更长。因此，特别需要使电源电路变薄、变轻、更加节能、电池的寿命更长。构成电源电路的部件中，尺寸最大的是电感元件。现有技术的电感所使用的配线结构包括绕组型、叠层型和薄膜型。绕组型是将铜线卷绕在铁磁性材料(铁磁性体)的磁芯上的结构，按形状分类，包括环形(tiOidal)、螺线管(solenoid)等(例如参照专利文献I)。叠层型是例如将铁氧磁性材料的氧化物(铁氧体等)制成片状并将Ag等的膏印刷、叠层并烧结，使它们成为一体的配线结构(例如，参照专利文献2。)。在叠层型中，在烧结体内部具有线圈状的配线。薄膜型是利用溅射、镀膜、光刻等技术而形成的。薄膜型是形成有铁磁性材料的薄膜或螺旋状铜配线等的配线结构(例如，参照专利文献3和专利文献4。)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004-172396号公报专利文献2:日本特开2007-214424号公报专利文献3:日本特开平9-139313号公报专利文献4:日本特开平8-88119号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题绕组型电感元件虽然能够得到大的电感值，实现大电流化，但是电感元件的尺寸变大，在小型化(体积变小)、薄型化(变薄)方面难以实现。叠层型电感元件在电感元件的尺寸、电感(感应系数)值、大电流化、高频特性等各特性方面优异。但是，由于其由陶瓷形成，陶瓷上容易发生裂缝，因此薄型化是有限度的。薄膜型电感元件能够形成得非常薄，能够片装在大规模集成(LS1:Large ScaleIntegration)电路上,而且高频特性也优异。但是，电感值较小，难以实现大电流化，而且安装(封装)面积相对较大。现有技术的电感元件中，在采用陶瓷类的情况下，电感用的配线能够配置在内部，但是在使用金属类的铁磁性材料的情况下，主流结构是电感用的配线不形成在磁性材料的内部，而形成在磁性材料上。期望的是，使电感元件形成得更薄，使安装面积形成得更小。理想地期望的是，研发出被片装(on chip)或单片化(one chip,安装在同一芯片上),能够内置于LSI中的对应小型、薄型、大L值、大电流的功率电感元件。本专利技术的目的在于，提供一种磁性金属基板和电感元件，该磁性金属基板为薄型、能够实现大电流化并且高频特性优异，该电感元件使用上述的磁性金属基板，为薄型、安装面积能够形成得较小、电感值大、能够实现大电流化并且高频特性优异。用于解决问题的技术方案根据本专利技术的一个方面，提供一种磁性金属基板，其包括:具有第一磁导率(即，导磁率)的金属基板；配置在上述金属基板的内部的第一绝缘层；和配置在上述第一绝缘层上，具有第二磁导率的第一金属配线层。根据本专利技术的另一方面，提供一种电感元件，其包括:磁性金属基板，其包括具有第一磁导率的金属基板、配置在上述金属基板的内部的第一绝缘层和配置在上述第一绝缘层上并且具有第二磁导率的第一金属配线层；配置在上述磁性金属基板的正面(表面)上并且具有第三磁导率的第一间隔层；和配置在上述第一间隔层上并且具有第四磁导率的第一磁通产生层。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种磁性金属基板和电感元件，该磁性金属基板为薄型、能够实现大电流化并且高频特性优异，该电感元件使用上述的磁性金属基板，为薄型、安装面积能够形成得较小、电感值大、能够实现大电流化并且高频特性优异。【专利附图】【附图说明】图1的(a)是第一实施方式的磁性金属基板的示意的平面图案(pattern)结构图，图1的(b)是沿图1的(a)的1-1线的示意的截面结构图，图1的(C)是沿图1的(a)的1-1线的另一示意的截面结构图。图2的(a)是第一实施方式的变形例的磁性金属基板的示意的平面图案结构图，图2的(b)是沿图2的(a)的I1-1I线的示意的截面结构图。图3的(a)是应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的、在形成于金属基板上的槽部配置的金属配线层的示意的平面图案结构图，图3的(b)是在图3的(a)的金属基板10和金属配线层22、23上配置有间隔层(gap layer,间隙层)24的示意的平面图案结构图，图3的(c)是在图3的(b)的间隔层上配置有磁通产生层的示意的平面图案结构图。图4的(a)是沿图3的(C)的II1-1II线的示意的截面结构图，图4的(b)是说明对第二金属配线层形成有背面电极的情形的示意的截面结构图，图4的(c)是说明对第二金属配线层形成有背面电极的情形的另一示意的截面结构图。图5的(a)是说明比较例的电感元件的动作的示意的俯视(鸟瞰)结构图，图5的(b)是说明应用(使用)第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的动作(工作)的示意的俯视结构图。图6的(a)是说明在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，由于在金属配线层中导通的电流而在金属配线层的周围产生磁场H的情形的示意的截面结构图，图6的(b)是说明在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，利用间隔层和磁通产生层的效果在磁通产生层内产生磁通密度B的情形的示意的截面结构图。图7是说明在包含金属基板的晶片上形成有多个应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的情形的示意的平面图案结构图。图8是应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的频率特性例。图9的(a)是应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的磁通产生层的磁化特性例，图9的(b)是第一实施方式的磁性金属基板中应用的软磁性膜的相对磁导率μ r的频率特性例，图9的(C)是应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件的磁通产生层的截面SEM (扫描电子显微镜)照片例。图10的(a)是表示在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，在金属基板形成有槽部的情形的示意的俯视结构图，图10的(b)是表示在槽部形成有金属配线层的情形的示意的俯视结构图。图11的(a)是表示在应用第一实施方式的磁性金属基板的电感元件中，在金属基板和金属配线层上形成有间隔层的情形的示意的俯视结构图，图11的(b)是表示在金属基板的背面形成有金属配线层23的情形的示意的俯视结构图，图11的(C)是表示在金属基板的背面形成有背面电极23a的情形的示意的俯视结构图。图12的(a)是应用第一实施方式的磁性金属基板的另一电感元件的、在金属基板上形成的圆形状的槽部的示意的平面图案结构图，图12的(b)是在图12的(a)的圆形状的槽部配置有金属配线层的示意的平面图案结构图，图12的(c本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹤见直明，深江圭佑，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：
国别省市：