線圈布線元件以及線圈布線元件的製造方法
2023-06-24 17:14:36
線圈布線元件以及線圈布線元件的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種線圈布線元件以及線圈布線元件的製造方法，線圈布線元件具備：形成在基板（1）上，具有中央部（3a）以及兩端部（3b）的多個第一布線（3）；形成在所述基板（1）上，對所述多個第一布線（3）各自的所述兩端部（3b）進行支承的第二樹脂部（2）；覆蓋所述多個第一布線（3）各自的所述中央部（3a）的第一樹脂部（4）；形成在所述第一樹脂部（4）上，具有兩端部（6b）的多個第二布線（6）；將所述多個第一布線（3）與所述多個第二布線（6）接合，被所述第二樹脂部（2）支承的接合部（W）；以及所述多個第一布線（3）的所述兩端部（3a）與所述多個第二布線（6）的所述兩端部（6a）依次接合，被以螺旋狀卷繞於所述第一樹脂部（4）的線圈布線。
【專利說明】線圈布線元件以及線圈布線元件的製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及線圈布線元件以及線圈布線元件的製造方法。更詳細而言，本發明涉及在基板上層疊導體層以及絕緣層而構成的線圈布線元件、以及採用了薄膜工藝的線圈布線元件的製造方法。
[0002]本申請基於2011年9月28日申請的日本特願2011-211749號來主張優先權，將其內容援引到本說明書中。
【背景技術】
[0003]近年來，除了可攜式導航設備之外，對行動電話或者遊戲控制器等也開始搭載組合了三軸磁傳感器的三軸電子方位計。尤其在作為導航系統的應用程式中，由於不僅需要位置信息還需要方位的信息，所以採用了用於檢測地磁的磁傳感器元件。
[0004]作為能夠檢測地磁的磁傳感器元件，公知有磁阻抗元件或者磁通門元件等。這些元件具有在磁芯的周圍纏繞有根據外部磁場的變化來產生電動勢的線圈的螺線管線圈結構。為了適應於便攜設備等的小型化、薄型化而使磁傳感器元件小型化、薄型化，採用了薄膜工藝(半導體工藝)。
[0005]作為以往的磁通門型磁傳感器元件的專利文獻I的磁元件具有在基板上按順序層疊了具有多個線狀導體圖案的第一布線層、保留該線狀的導體圖案中的兩端部而覆蓋其他部位的絕緣層、具有與絕緣層的兩端部連接的多個線狀導體圖案的第二布線層的結構。該磁傳感器元件所具備的線圈通過第一布線層的線狀圖案中的兩端部與第二布線層的線狀圖案中的兩端部連接而構成。此時，第一布線層形成在基板上，不存在夾設於基板與第一布線層之間的樹脂層。
[0006]專利文獻1:日本特開平7-191118號公報
[0007]以往的磁傳感器元件所使用的線圈布線元件存在以下那樣的問題。
[0008]在以往的線圈布線元件的形成過程中，首先在基板上形成第一布線層。然後，隔著絕緣層形成第二布線層，並且將第一布線層與第二布線層在各自的兩端部接合。此時，如果第一布線層的表面不清潔或者形成了金屬氧化物層，則無法將第一布線層與第二布線層牢靠地接合。因此，如果線圈布線元件熱變形，或者對線圈布線元件施加下落衝擊，則存在第一布線層與第二布線層剝離而有損電連接的可能性。在以往的磁傳感器元件中，第一布線層與第二布線層接合的接合部是特別容易發生應力集中的位置，是結構上的弱點。
[0009]另外，以往的磁傳感器元件所使用的線圈布線元件的製造方法存在以下那樣的問題。以下，參照圖1lD?圖1lE來進行說明。
[0010]對於以往的線圈布線元件的製造方法而言，首先在基板101上形成第一布線層103，然後形成對第一布線層103的中央區域進行覆蓋的絕緣層104 (圖11D)。接下來，在絕緣層104上形成第二布線層106，並且使第一布線層103的端部與第二布線層106的端部連接(圖HF)。作為形成第二布線層106的手法，可使用通常的光刻技術。具體而言，首先形成覆蓋第一布線層103以及絕緣層104的抗蝕劑112。接下來，使用光掩模對抗蝕層112進行曝光，對抗蝕層112轉印第二布線層106的圖案P』(圖HE)。接下來，對抗蝕層112進行顯影處理，在第一布線層103以及絕緣層104上形成被加工有圖案P』的抗蝕層112。接下來，利用通過圖案化加工後的抗蝕層112，形成具有抗蝕層112的圖案被反轉後的反轉圖案的金屬層。於是，具有該反轉圖案的金屬層成為第二布線層106 (圖11F)。
[0011]在對上述的抗蝕層112進行曝光時，需要將設置在絕緣層104上的抗蝕層112與設置在第一布線層103上的抗蝕層112 —並曝光，來將設置在絕緣層104上以及第一布線層103上的抗蝕層112圖案化。然而，由於在絕緣層104與第一布線層103之間存在高低差(由於存在由圖1lE的箭頭D2所示的階梯差)，所以進行曝光時從曝光用光源到絕緣層104的距離與從曝光用光源到第一布線層103的距離不同，即曝光用光源與被曝光的部位之間的距離根據被曝光的位置而不同。尤其若是使用了焦點深度(曝光深度)淺的曝光裝置的情況，則難以在絕緣層104上的位置與第一布線層103上的位置這雙方聚焦。因此，在形成於絕緣層104上的抗蝕劑圖案與形成於第一布線層103上的抗蝕劑圖案中，加工精度不同。因此，難以高精度地形成微細的第二布線層106，其結果是，難以形成高密度卷繞的線圈布線。
【發明內容】
[0012]本發明鑑於上述情況而提出，其目的在於，提供一種提高了結構強度的線圈布線元件、以及提供一種能夠實現布線間隔微細化的線圈布線元件的製造方法。
[0013]本發明的第一方式的線圈布線元件具備:形成在基板上且具有中央部以及兩端部的多個第一布線；形成在上述基板上且對上述多個第一布線各自的上述兩端部進行支承的第二樹脂部；覆蓋上述多個第一布線各自的上述中央部的第一樹脂部；形成在上述第一樹脂部上且具有兩端部的多個第二布線；將上述多個第一布線與上述多個第二布線接合且被上述第二樹脂部支承的接合部；以及通過依次接合上述多個第一布線的上述兩端部與上述多個第二布線的上述兩端部而被以螺旋狀卷繞於上述第一樹脂部的線圈布線。
[0014]對於該線圈布線元件而言，在第一布線的兩端部和第二布線的兩端部接合的接合部與基板之間設有第二樹脂部。因此，即使對接合部施加了應力，第二樹脂部也起到緩衝器的作用，對施加給接合部的應力進行抑制。其結果是，構成接合部的第一布線與第二布線剝離的可能性降低，成為可靠性高的線圈布線元件。
[0015]優選在本發明的第一方式的線圈布線元件中，上述第二樹脂部具有側面，上述側面以及設置在上述側面上的上述第一布線朝向上述線圈布線的中心而相對於上述基板的一個面傾斜。
[0016]根據該構成，可使第一布線的兩端部的形狀為錐形形狀。在錐形形狀的兩端部，當從基板經由第二樹脂部傳遞應力時，第一布線的兩端部能夠變形而易於吸收該應力。其結果是，第一布線與第二布線在接合部斷裂的可能性降低，成為可靠性高的線圈布線元件。
[0017]優選在本發明的第一方式的線圈布線元件中，在上述第一樹脂部內置有磁性體。
[0018]根據該構成，可以實現具備線圈布線內的磁性體作為磁芯的磁傳感器元件。
[0019]本發明的第二方式的線圈布線元件的製造方法在基板的一個面上形成第二樹脂部(工序A)，形成被形成在上述基板上且其兩端部被上述第二樹脂部支承的第一布線(工序B)，形成覆蓋上述第一布線的中央部的第一樹脂部(工序C)，使用將抗蝕劑圖案化的光刻技術在上述第一樹脂部上形成與上述第一布線的兩端部連接的第二布線(工序D)。[0020]通過採用本發明的第二方式的線圈布線元件的製造方法，能夠製造上述本發明的第一方式的線圈布線元件。
[0021]根據該線圈布線元件的製造方法，由於第一布線的兩端部被第二樹脂部支承，所以與以往的線圈布線元件相比，第一布線的兩端部與第一樹脂部的上表面的階梯差(第一布線的兩端部與第二布線的中央部的階梯差)降低。因此，在通過光刻形成第二布線時，能夠按照跨過該階梯差的方式容易地形成抗蝕劑圖案，所以能夠容易地使遍布第一布線的兩端部與第一樹脂部之間形成的第二布線微細化。
[0022]根據本發明的第一方式的線圈布線元件，在第一布線的兩端部和第二布線的兩端部接合的接合部與基板之間設有第二樹脂部。因此，即使對接合部施加了應力，第二樹脂部也起到緩衝器的作用，來抑制對接合部施加的應力。其結果是，構成接合部的第一布線與第二布線剝離的可能性降低，成為可靠性高的線圈布線元件。
[0023]根據本發明的第二方式的線圈布線元件的製造方法，由於第一布線的兩端部被第二樹脂部支承，所以與以往的線圈布線元件相比，第一布線的兩端部與第一樹脂部的上表面之間的高低差降低。因此，由於能夠按照跨過該高低差的方式容易地形成抗蝕劑圖案，所以可容易地使遍布第一布線的兩端部與第一樹脂部的上表面之間形成的第二布線微細化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是表示本發明的第一實施方式的線圈布線元件10的分解立體圖。
[0025]圖2是本發明的第一實施方式的線圈布線元件10的第一樹脂部4宛如透明那樣地從上方透視圖示的透視圖。
[0026]圖3是由圖2的X-X表示的剖面的示意圖。
[0027]圖4是以往的線圈布線元件100中的與圖2的X-X的剖面對應的示意圖。
[0028]圖5是由圖2的V-V表示的示意性的剖視圖。
[0029]圖6是由圖2的V1-VI表示的示意性的剖視圖。
[0030]圖7是本發明的第一實施方式的線圈布線元件10中的包含接合部W的剖面的放大圖。
[0031]圖8是以往的線圈布線元件100的包含接合部的剖面的放大圖。
[0032]圖9是由圖2的VI1-VII表示的示意性的剖視圖。
[0033]圖1OA是表示本發明的實施方式的線圈布線元件10的製造方法的剖視圖。
[0034]圖1OB是表示本發明的實施方式的線圈布線元件10的製造方法的剖視圖。
[0035]圖1OC是表示本發明的實施方式的線圈布線元件10的製造方法的剖視圖。
[0036]圖1OD是表示本發明的實施方式的線圈布線元件10的製造方法的剖視圖。
[0037]圖1OE是表示本發明的實施方式的線圈布線元件10的製造方法的剖視圖。
[0038]圖1OF是表示本發明的實施方式的線圈布線元件10的製造方法的剖視圖。
[0039]圖1OG是表示本發明的實施方式的線圈布線元件10的製造方法的剖視圖。
[0040]圖1OH是表示本發明的實施方式的線圈布線元件10的製造方法的剖視圖。
[0041]圖101是表示本發明的實施方式的線圈布線元件10的製造方法的剖視圖。
[0042]圖1lA是表示以往的線圈布線元件100的製造方法的剖視圖。
[0043]圖1lB是表示以往的線圈布線元件100的製造方法的剖視圖。[0044]圖1lC是表示以往的線圈布線元件100的製造方法的剖視圖。
[0045]圖1lD是表示以往的線圈布線元件100的製造方法的剖視圖。
[0046]圖1lE是表示以往的線圈布線元件100的製造方法的剖視圖。
[0047]圖1lF是表示以往的線圈布線元件100的製造方法的剖視圖。
[0048]圖1lG是表示以往的線圈布線元件100的製造方法的剖視圖。
【具體實施方式】
[0049]以下，參照附圖並基於優選的實施方式來對本發明進行說明。
[0050]〈線圈布線元件〉
[0051]圖1是表示本發明的第一實施方式的線圈布線元件10的分解立體圖。在該分解立體圖中，分成由基板1、第二樹脂部2以及第一布線3構成的構件組、由第一樹脂部4的第一部4a (第一樹脂部4的一部分)以及磁性體(磁芯)5構成的構件組、和由第一樹脂部4的第二部4b (第一樹脂部4的其他部分)以及第二布線6構成的構件組，這些組被表示成宛如相互分離。圖2是第一樹脂部4宛如透明那樣地從上方透視圖示的透視圖。
[0052]線圈布線元件10具有:形成在基板I上的多個第一布線3 (下側布線)、形成在基板I上並支承多個第一布線3各自的兩端3b的第二樹脂部2、覆蓋多個第一布線3的各條布線的中央部3a的第一樹脂部4、和形成在第一樹脂部4上的多個第二布線6(上側布線)。多個第一布線3的兩端部3b與多個第二布線6的兩端部6b按照第一布線3的各個兩端部3b與第二布線6的各個兩端部6b相對應的方式依次接合，由此，線圈布線元件10具備以螺旋狀卷繞於第一樹脂部4的線圈布線。多個第一布線3與多個第二布線6接合的接合部W被第二樹脂部2支承。
[0053]具體而言，如圖1所示，按照位於基板I的兩側的方式在基板I上設有兩個第二樹脂部2。在一個第二樹脂部2中，第一布線3的第一端3b (兩端部3b、下側端部)與第二布線6的第一端6b (兩端部6b、上側端部)接合。在另一個第二樹脂部2中，第一布線3的第二端3b (兩端部3b、下側端部)與第二布線6的第二端6b (兩端部6b、上側端部)接合。
[0054]在以下的說明中，針對第一布線3的兩端部3b與第二布線6的兩端部6b接合的接合結構進行敘述。針對第一布線3的第一端3b與第二布線6的第一端6b接合，第一布線3的第二端3b與第二布線6的第二端6b接合的接合結構,稱為兩端部3b與兩端部6b接合。另外，在以下的說明中，有時也將構成兩端部的第一端或者第二端稱為端部。
[0055]如圖1所示，第一布線3的兩端部3b延伸配置在第二樹脂部2上，並被第二樹脂部2支承。第二樹脂部2夾設在基板I與第一布線3的兩端部3b之間，從基板I側支承兩端部3b。第二布線6的兩端部6b延伸配置在第一布線3的兩端部3b上。另外，在第二樹脂部2上，第一布線3的兩端部3b與第二布線6的兩端部6b接合。由此，第一布線3的兩端部3b與第二布線6的兩端部接合的接合部W被第二樹脂部2支承。通過多個第一布線3的兩端部3b與多個第二布線6的兩端部6b依次接合，使得第一布線3以及第二布線6依次連結，形成了以螺旋狀卷繞於第一樹脂部4的線圈布線C1、C2。
[0056]在本實施方式中，線圈布線元件10具有兩個線圈布線C1、C2。若參照圖2則易於理解該構成。第一線圈布線Cl被卷繞在磁芯5的中央區域。第一線圈布線Cl的兩端分別與第一樹脂部4的上表面所具備的兩個電極焊盤11連接。第二線圈布線C2按照夾持第一線圈布線Cl的兩側的方式被卷繞於磁芯5。而且，位於第一線圈布線Cl的兩側的第二線圈布線C2彼此串聯連接。第二布線C2的兩端與第一樹脂部4的上表面所具備的兩個電極焊盤7連接。
[0057]根據該構成，通過第一線圈布線Cl作為拾波線圈發揮功能，第二線圈布線C2作為勵磁線圈發揮功能，能夠使線圈布線元件10作為磁通門磁傳感器元件發揮功能。其中，第一線圈布線Cl以及第二線圈布線C2的匝數或者布線圖案能夠在製造線圈布線元件10時通過光刻等公知的方法來適當調整。
[0058]第一線圈布線Cl以及第二線圈布線C2都通過第一布線3的兩端部3b與第二布線6的兩端部6b在第二樹脂部2上依次接合，從而以螺旋狀卷繞於第一樹脂部4。由於各線圈布線的基本結構相同，所以在本說明書中只要沒有特別言及，且將各線圈布線不做區別地簡稱為「線圈布線C」。
[0059]以下，對本實施方式的線圈布線C的構成更詳細地進行說明。如圖1以及圖2所示，在基板I的一個面(第一面，形成有第二樹脂部2的面)上，多個第一布線3分別以相同長度近似平行地等間隔地配置。多個第一布線3的兩端部3b通過按照朝向第二樹脂部2的上表面2d延伸的方式形成於設置在基板I上的第二樹脂部2的側面2c上，並進一步載置於第二樹脂部2的上表面2d而被設置。在第二樹脂部2的上表面2d中，第一布線3的兩端部3b與被設成從上方下降的第二布線6的兩端部6b接合。由此，第一布線3的兩端部3b與第二布線6的兩端部6b被第二樹脂部2支承。
[0060]由於在多個第一布線3的中央部3a下未配置第二樹脂部2，所以多個第一布線3的中央部3a與基板I的一個面相接。其中，由於本實施方式的基板I是娃基板，所以在其表面形成有SiO2或者SiN等絕緣膜。在本說明書中，該絕緣膜是基板I的一部分。
[0061]在第一樹脂部4的第二部4b上，多個第二布線6的中央部6a分別以相同長度近似平行地等間隔地配置。多個第二布線6的兩端部6b被配置在第一布線3的兩端部3b上而與之接合，其中，第一布線3的兩端部3b被配置於第二樹脂部2的上表面2d。
[0062]圖3是由圖2的X-X表示的剖面的示意圖。在基板I的一個面Ia上配置有第二樹脂部2。在第二樹脂部2上，按順序層疊第一布線3的兩端部3b、第二布線6的兩端部6b，兩端部3b與兩端部6b接合。將線圈布線C中兩端部3b與兩端部6b接合的部分稱為接合部W。在第一布線3的兩端部3b與基板I之間配置有第二樹脂部2。第二樹脂部2對第一布線3的兩端部與第二布線6的兩端部6b層疊且接合後的接合部W進行支承。
[0063]圖4是以往的線圈布線元件100中的與圖2的X-X的剖面對應的示意圖。在基板101的一個面IOla上按照第一布線103的兩端部103b、第二布線106的兩端部106b的順序進行層疊，兩端部103b與兩端部106b接合。第一布線103的兩端部103b與基板101的一個面IOla相接。
[0064]圖5是由圖2的V-V表示的示意性的剖視圖。在基板I的一個面Ia上，按順序配置有第一布線3的中央部3a、第一樹脂部4、第二布線6的中央部6a。另外,在第一布線3與第二布線6之間具備磁芯5,磁芯5被配置在線圈布線C的中心部。S卩,磁性體(磁芯5)被內置於第一樹脂部4。因此，本實施方式的線圈布線元件10作為對集磁於磁芯5的磁通量的變化進行檢測的磁傳感器元件發揮功能。
[0065]圖6是由圖2的V1-VI表示的示意性的剖視圖。第二樹脂部2的相互對置的兩個側面2c按照夾持多個第一布線3的中央部3a的方式，相對基板I的一個面Ia傾斜。SP，兩個側面2c具有相對一個面Ia的錐形形狀。側面2c與基板I的一個面Ia所成的角Θ約為60度。設置在側面2c上的第一布線3 (第一傾斜布線)的折角(第一傾斜布線相對於基板I的一個面Ia的角度)與側面2c和面Ia所成的角Θ相同。
[0066]在本發明的第一實施方式中，第二樹脂部2的高度(厚度、從面Ia到上表面2d的距離)沒有特別限制，優選是基板I的一個面Ia與第二布線6的中央部6a之間的距離H的1/10?9/10，更優選是1/4?3/4，最優選是1/3?2/3。
[0067]如果第二樹脂部2的高度為上述範圍，則能夠使第一布線3的兩端部3b藉助第二樹脂部2充分遠離基板I，可進一步降低對接合部W施加的應力。
[0068]在本發明的第一實施方式中，側面2c與面Ia所成的角Θ以及設置在側面2c上的第一布線3的折角沒有特別限制，例如優選為10?80度，更優選為20?70度，最優選為30?60度。在本實施方式中，側面2c與面Ia所成的角Θ為60度。
[0069]如果側面2c與面Ia所成的角Θ為上述範圍，則與為90度的情況相比，在第一布線3的彎曲部α中第一布線3緩緩彎曲。因此，可提高第一布線3的彎曲部α以及接合部W的結構強度。即，由於即使在基板I變形而對第一布線3的彎曲部α施加了應力的情況下，彎曲部α也易於追隨基板的變形而變形，所以可防止第一布線3在彎曲部α斷裂，或者接合部W發生層間剝離而斷線。
[0070]圖7中對包括接合部W的剖面進行了放大表示。在本發明的第一實施方式涉及的線圈布線元件10中，第二樹脂部2的側面2c以及設置在側面2c上的第一布線3 (第一傾斜布線)按照朝向線圈布線C的中心延伸的方式相對於基板I的一個面Ia傾斜。換言之，第二樹脂部2的側面2c以及設置在側面2c上的第一布線3的第一傾斜布線沿著向與線圈布線C的中心軸正交的直線L (該直線L是基板I的一個面Ia的垂線)傾斜的方向傾斜。這裡，第二樹脂部2的側面2c以及設置在該側面2c上的第一布線3的第一傾斜布線與基板I的一個面Ia所成的角為Θ。其結果是，在線圈布線元件10中，線圈布線C的一圈的布線長比以往的線圈布線短。以下，更詳細地進行說明。
[0071]在本發明的第一實施方式涉及的線圈布線C中，從第二布線6的中央部6a沿著第一樹脂部4的傾斜面向接合部W下降的布線(第二傾斜布線、端部6b)在到達基板I之前，在第二樹脂部2的上表面2d與第一布線3的端部3b接合。其結果是，在由第一布線3以及第二布線6構成的線圈布線C的路線中，在接合部W線圈布線C朝向其中心彎曲，線圈布線C向第一布線3的中央部3a下降。根據該路線(圖7的用箭頭表示的路線)，由於在接合部W布線傾斜的方向被變更，所以與傾斜方向不被變更的布線結構相比，由於布線路線成為近道，所以布線長(路線長)整體變短。並且，線圈布線的匝數越多，則與以往的線圈布線相比整體的布線長顯著地變得越短。通過布線長變短，可降低因流過線圈布線的電流而引起的焦耳熱的產生量。
[0072]在圖8中將以往的線圈布線元件100的包括接合部的剖面放大來進行表示。從第二布線106的中央部106a向接合部下降的布線(兩端部106b)形成為到達基板I而與第一布線103的兩端部103b接合，沿著基板I的表面朝向線圈布線元件100的中心折回。根據該路線(圖8的用箭頭表示的路線)，由於因第二布線106的傾斜的布線部分(端部106b)沿著遠離線圈布線的中心的方向延伸而成為繞遠的布線路線，所以布線長(路線長)整體變長。
[0073]圖9是由圖2的VI1-VII表示的示意性的剖視圖。磁芯5內置於第一樹脂部4。第一樹脂部4的第一部4a被對置的兩個第二樹脂部2夾持。
[0074]在本實施方式中，由於與線圈布線C (螺線管線圈)連接的電極11以及電極7被設置在第一樹脂部4上，所以需要形成確保向這些電極7、11導通的開口部。此外，也可以在第一樹脂部4以及第二布線6上的所需的位置任意形成保護樹脂部(未圖示)。通過對成為線圈布線C的上側布線的第二布線6進行保護，可防止從外部對線圈布線C造成不良影響。保護樹脂層例如可由聚醯亞胺、聚苯並惡唑、矽酮等樹脂形成。此外，雖然如圖1所示，針對第一樹脂部4在接合部W的周圍形成了開口部A，但不必一定形成開口部A。第一樹脂部4的接合部W周邊的形狀只要不是第一樹脂部4阻礙第一布線3的兩端部3b與第二布線6的兩端部6b的接合的形狀即可，沒有特別限制。
[0075]在本發明中，基板I的材料沒有特別限制，例如可使用矽等半導體、石英玻璃等玻璃、陶瓷、塑料(樹脂)等。另外，也可以是硬質的印刷電路基板、或者柔性印刷電路基板。該基板I的厚度沒有特別限制。在將線圈布線元件10作為磁傳感器元件使用的情況下，優選基板I是非磁性體。
[0076]構成線圈布線C、導電層8、導體9的材料沒有特別限制，可使用銅(Cu)、金(Au)等一般布線所使用的金屬。另外，構成線圈布線C用的電極焊盤7、11的材料沒有特別限制，可採用鋁、鍺等一般的材料。
[0077]作為 線圈布線C的布線寬度，例如可設為1.Ομ--~5.Ομ--。
[0078]線圈布線C的匝數可根據線圈布線元件的用途而適當設定。在線圈布線C的用途是磁傳感器元件的情況下，由於匝數越多則傳感器靈敏度越提高，所以優選匝數多，例如可通過調整線圈布線元件的尺寸、線圈布線的線寬度或者布線間的距離來形成30~200圈。另外，作為線圈布線C的布線長，例如可設為400μπι~1600 μ m。
[0079]基板I的一個面Ia與第二布線6的中央部6a之間的距離H沒有特別限制，例如可為5 μ m~25 μ m。另外，對置的第二樹脂部2間的距離(相對的第二樹脂部2的側面2c間的距離)沒有特別限制，例如可為100 μ m~300 μ m。
[0080]在本實施方式中，採用了在線圈布線元件10的第一樹脂部4中內置了磁芯5的構成。在將本發明的實施方式涉及的線圈布線元件作為磁傳感器元件使用的情況下，配置於線圈布線C內的磁性體的形狀沒有特別限制，可使用公知形狀的磁芯。
[0081]作為磁芯5，優選使用對由軟磁性體構成的薄膜賦予了單軸各向異性的結構。作為軟磁性體，例如優選以CoNbZr、CoTaZr等為代表的零磁致伸縮的Co類非晶膜、NiFe合金或者CoFe合金等。
[0082]作為磁芯5的厚度,例如可為0.5 μ m~2.0 μ m。
[0083]〈線圈布線元件的製造方法〉
[0084]以上述的線圈布線元件10為例來對本發明的線圈布線元件的製造方法進行說明。
[0085][工序A]
[0086]工序A是在基板I的一個面Ia上設置第二樹脂部2的工序。基板I可應用玻璃基板、陶瓷基板、樹脂制的剛性基板、柔性印刷電路基板等。[0087]首先，通過CVD法等在矽基板I的一個面Ia形成SiO2的絕緣膜。或者，也可以使用已經形成了 SiO2的絕緣膜的矽基板。在其上通過旋塗法等塗敷聚醯亞胺等感光性樹脂，然後通過光刻形成圖案化的第二樹脂部2(圖10A)。接下來，對第二樹脂部2進行烘焙而使其熱固化。可以使側面2c傾斜以便調整第二樹脂部2的側面2c與一個面Ia所成的角Θ。作為調整該角Θ的方法，可採用對上述烘焙的時間進行調整的方法、對光刻中的曝光量或者顯影時間進行調整的方法、對第二樹脂部2的厚度進行調整的方法等公知的方法。具體的條件根據第二樹脂部的材料來適當調整。
[0088][工序B]
[0089]工序B是在基板I的一個面Ia上配置第一布線3的中央部3a，按照在第二樹脂部2上配置該第一布線3的兩端部3b的方式，具體按照在第二樹脂部2的上表面2d上形成端部3b並在側面2c上形成第一傾斜布線的方式，設置多個第一布線3的工序。
[0090]在通過工序A而獲得的基板I的一個面Ia上、第二樹脂部2的側面2c上、以及第二樹脂部2的上表面2d上，通過濺射法形成T1、Cr、Tiff等勢壘金屬層，進而通過濺射形成Cu膜。接著，通過光刻形成與第一布線3的圖案對應的抗蝕劑圖案(未圖示)，通過溼式蝕刻形成布線圖案(圖10B)。作為形成布線圖案的其他方法，也可以使用濺射膜作為種晶層，通過電鍍法形成第一布線3。
[0091]第一布線3的厚度沒有特別限制，但如果在之後形成的磁芯5的設置位置出現第一布線3的凹凸，則有可能對磁芯5的功能造成不良影響。為了避免該情況，只要將第一布線3的厚度例如設為0.2μπι?2μπι即可。
[0092][工序C]
[0093]工序C是在第一布線3上設置第一樹脂部4的工序。這裡，例示將第一樹脂部4分成第一部4a和第二部4b來形成的方法。
[0094]通過按照對多個第一布線3的中央部3a上以及多個第一布線3之間進行填充的方式利用旋塗法等塗敷感光性樹脂，並使其熱固化，由此形成第一樹脂部4的第一部4a(圖10C)。
[0095]在本實施方式中，為了使第一樹脂部4的第一部4a的厚度與第二樹脂部2的厚度相同，按照第一布線3的兩端部3b不被第一樹脂部4的第一部4a覆蓋的方式形成了第一部4a。但是，並不一定需要按照具有這樣的厚度的方式來形成第一部4a。第一部4a的厚度只要設為第一布線3的中央部3a的凹凸不在第一樹脂部4的第一部4a的表面出現的程度的厚度即可，例如只要設為第一布線3的厚度的2倍以上的厚度即可。
[0096]接著，通過濺射法在第一部4a上形成成為磁芯5的軟磁性體膜，並通過光刻以及蝕刻對磁芯5進行圖案化，以使其具有所需的形狀(圖10D)。
[0097]在構成軟磁性膜的材料是Co類非晶膜、NiFe合金、CoFe合金等比較難以蝕刻的金屬的情況下，可採用在形成了抗蝕劑之後利用濺射形成軟磁性膜，通過將上述抗蝕劑除去來形成所需的圖案的剝離法。另外，通過使用了抗蝕劑框架的電鍍法，能夠將NiFe合金或者CoFe合金形成為具有所需的形狀的磁芯5。
[0098]優選在形成了成為磁芯5的軟磁性膜之後，進行用於將在成膜時被賦予的不均勻的單軸各向異性除去而賦予均勻的感應磁各向異性的旋轉磁場熱中處理或者靜磁場中熱處理。[0099]接著，通過旋塗法等在磁芯5、第一樹脂部4的第一部4a、第一布線3的兩端部3b以及第二樹脂部2的上表面2d上塗敷感光性樹脂(圖10E)。然後，通過利用光刻技術進行圖案化並使其熱固化，來形成第一樹脂部4的第二部4b (圖10F)。圖1OE中的箭頭表示由用於使感光性樹脂感光的紫外線等進行的曝光。在該曝光中，通過使用光掩模，可以僅使所需的區域感光。
[0100]第一樹脂部4的第二部4b的厚度沒有特別限制。通過調整該厚度，能夠調整在第一樹脂部4上之後形成的第二布線6的中央部6a與基板I的一個面Ia之間的距離H。
[0101]在本實施方式中，為了使線圈布線元件10作為磁傳感器元件發揮功能而形成了磁芯5，但在將線圈布線元件10用於其他用途的情況下，不需要形成磁芯5。該情況下，由於不需要將第一樹脂部4分成第一部4a和第二部4b來形成，所以只要在形成第一布線3之後，以所需的厚度形成第一樹脂部4即可。
[0102][工序D]
[0103]工序D是在第一樹脂部4上形成與第一布線3的兩端部3b連接的第二布線6的工序。在工序D中，形成覆蓋第一布線3與第一樹脂部4的抗蝕層12，通過光刻技術對該抗蝕層12進行圖案化。然後，利用圖案化後的抗蝕層12，可形成具有抗蝕層12的圖案被反轉後的反轉圖案的第二布線6。
[0104]參照圖10G，對用於形成第二布線6的光刻技術進一步詳述。首先，在形成第二布線6的區域形成抗蝕層12，在使用光掩模對該抗蝕層12進行了曝光後，對曝光後的抗蝕層12進行顯影來形成與第二布線6對應的圖案P。在圖案P的底部暴露出第一樹脂部4的上表面，並且暴露出第一布線3的兩端部3b。如果在抗蝕層12內形成與第二布線6對應的圖案P，則抗蝕層12的圖案成為第二布線6的反轉圖案。
[0105]用於形成該圖案P的曝光需要在第一樹脂部4的上表面與第一布線3的兩端部3b雙方的深度中使抗蝕劑感光。第一樹脂部4的上表面與第一布線3的兩端部3b的階梯差的距離為D1。這裡，將上述曝光中的階梯差Dl稱為曝光深度。在本發明的製造方法中，由於形成了第二樹脂部2，所以與以往的線圈布線相比階梯差Dl變小，所要求的曝光深度比較淺。因此，與以往的線圈布線相比能夠使圖案P微細化。
[0106]接下來，使用圖案P形成第二布線6。例如，通過濺射法等在於圖案P的底面暴露出的第一布線3的兩端部3b以及第一樹脂4的上表面形成T1、Cr、TiW等勢壘金屬層。接著，通過在通過Cu的電鍍法等形成了 Cu膜之後，除去抗蝕層12，可形成具有圖案P的第二布線6。此時，第二布線6的兩端部6b與第一布線3的兩端部3b依次接合，形成被卷繞於第一樹脂部4的線圈布線C (圖10H)。此外，這裡對使用了濺射法以及Cu的電鍍法的情況進行了說明，但也同樣能夠應用公知的其他金屬制膜法。
[0107]這樣，可使用抗蝕層12形成與第二布線6對應的圖案P，並通過利用了該圖案P的光刻技術形成第二布線6。
[0108]在本發明的實施方式涉及的線圈布線元件的製造方法中，由於在第二樹脂部2上形成了第一布線3的兩端部3b，所以第一布線3與第一樹脂部4之間的高低差變得比較小。因此，能夠使用光刻技術在第一布線3上與第一樹脂部4上容易地形成微細的抗蝕劑圖案。因此，能夠遍布第一布線3與第一樹脂部4之間容易地形成微細的第二布線6。
[0109]最後，在形成了第二布線6之後，根據需要形成覆蓋第二布線6的保護樹脂部13(圖 101)。
[0110]〈以往的線圈布線的製造方法〉
[0111]作為以往的線圈布線的製造方法，以下對以往的線圈布線元件100的製造方法進行說明。
[0112]首先，通過CVD法等在矽基板100的一個面IOla形成SiO2的絕緣膜(未圖示)。通過濺射法在其上形成T1、Cr、Tiff等勢壘金屬層，進而通過濺射形成Cu膜。接著，通過光刻形成與第一布線層103的圖案對應的抗蝕劑圖案，通過溼式蝕刻形成布線圖案(圖11A)。
[0113]接下來，通過按照對第一布線層103以及第一布線層103之間進行填充的方式利用旋塗法等塗敷感光性樹脂並使其熱固化，來形成絕緣層104的第一部104a。並且，通過濺射法形成成為磁芯105的軟磁性體膜，並通過光刻以及蝕刻或者使用了抗蝕劑的剝離法圖案化成所需的形狀(圖11B)。
[0114]接著，通過利用旋塗法等在磁芯105以及絕緣層104的第一部104a上塗敷感光性樹脂並使其熱固化，來形成絕緣層104的第二部104b (圖11C)。
[0115]接下來，使用光掩模並利用紫外線等從基板101的一個面IOla側進行曝光，使在一個面IOla上配置的多個第一布線層103的兩端部103b的至少一部分暴露出(圖11D)。其中，圖1lC中描繪的箭頭表示照射光。
[0116]接著，在形成第二布線層106的區域形成抗蝕層112，在使用光掩模對該抗蝕層112進行了曝光後，對其進行顯影來形成與第二布線層106對應的圖案P』。在圖案P』的底部暴露出絕緣層104的上表面，並且暴露出第一布線層103的兩端部103b。如果在抗蝕層112內形成第二布線層106的圖案P』，則抗蝕層112的圖案成為第二布線層106的反轉圖案。
[0117]用於形成該圖案P』的曝光需要在絕緣層104的上表面與第一布線層103的兩端部103b雙方的深度中使抗蝕劑感光。絕緣層104的上表面與第一布線層103的兩端部103b的階梯差的距離為D2。這裡，將上述曝光中的階梯差D2稱為曝光深度。在以往的製造方法中，階梯差D2變大，所要求的曝光深度比較深。因此，難以使圖案P』微細化。
[0118]接下來，使用圖案P』來形成第二布線層106。例如，通過在利用濺射法以及Cu的電鍍法等形成了 Cu膜後，將抗蝕層112除去，來形成具有圖案P 』的第二布線層106，形成以螺旋狀被卷繞於絕緣層104的線圈布線(螺線管線圈)(圖HF)。最後，根據需要設置保護樹脂層113 (圖11G)。
[0119]在這裡所示的以往的製造方法中，由於第一布線層103的兩端部103b形成在基板101的一個面IOla上，所以曝光深度D2變得比較深。因此，在使用抗蝕層112的情況下，難以高精度地對第二布線層106進行微細加工。如果為了使曝光深度D2變淺而減薄絕緣層104的第一部104a，則雖然可提高加工精度，但導致第一布線層103的凹凸出現在絕緣層104的第一部104a的上表面,有可能對磁芯105的功能造成不良影響。另外，如果減薄絕緣層104的第二部104b，則由於磁芯105偏離線圈布線的中心而過於接近第二布線層106(上側布線)，所以磁傳感器元件的功能有可能產生問題。因此，在線圈布線元件100是具備磁芯105的磁傳感器元件的情況下，事實上不可能通過減薄絕緣層104的厚度來使曝光深度D2與上述的曝光深度Dl相等。
[0120]產業上的可利用性[0121]本發明能夠廣泛應用於磁傳感器元件。
[0122]附圖標記說明:1…基板，la...基板的一個面，2…第二樹脂部，2c...第二樹脂部的側面，2d...第二樹脂部的上表面，3…第一布線，3a...第一布線的中央部，3b...第一布線的端部，4…第一樹脂部，4a...第一樹脂部的一部分(第一部)，4b…第一樹脂部的其他部分(第二部)，5…磁芯，6...第二布線，6a...第二布線的中央部，6b…第二布線的端部，A...開口部，C-線圈布線，Cl…第一線圈布線，C2…第二線圈布線，H…基板與第二布線的中央部之間的距離，W…接合部，α…彎曲部,7…磁芯用的電極,10…線圈布線兀件,11…線圈布線用的電極，12...抗蝕層，13...保護樹脂部，101...基板，103...第一布線層，103a...第一布線層的中央部，103b…第一布線層的端部，104…絕緣層，106…第二布線層，106a…第二布線層的中央部，106b…第二布線層的端部，112…抗蝕層，`113…保護樹脂層。
【權利要求】
1.一種線圈布線元件，其特徵在於，該線圈布線元件具備: 形成在基板上且具有中央部以及兩端部的多個第一布線； 形成在所述基板上且對所述多個第一布線各自的所述兩端部進行支承的第二樹脂部; 覆蓋所述多個第一布線各自的所述中央部的第一樹脂部； 形成在所述第一樹脂部上且具有兩端部的多個第二布線； 將所述多個第一布線與所述多個第二布線接合且被所述第二樹脂部支承的接合部；以及 通過依次接合所述多個第一布線的所述兩端部與所述多個第二布線的所述兩端部而被以螺旋狀卷繞於所述第一樹脂部的線圈布線。
2.根據權利要求1所述的線圈布線元件，其特徵在於， 所述第二樹脂部具有側面， 所述側面以及設置在所述側面上的所述第一布線朝向所述線圈布線的中心而相對於所述基板的一個面傾斜。
3.根據權利要求1或者權利要求2所述的線圈布線元件，其特徵在於， 在所述第一樹脂部內置有磁性體。
4.一種線圈布線元件的製造方法，其特徵在於， 在基板的一個面上形成第二樹脂部， 形成第一布線，該第一布線被形成在所述基板上且其兩端部被所述第二樹脂部支承， 形成覆蓋所述第一布線的中央部的第一樹脂部， 使用將抗蝕劑圖案化的光刻技術，在所述第一樹脂部上形成與所述第一布線的兩端部連接的第二布線。
【文檔編號】G01R33/04GK103827686SQ201280046477
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月27日 優先權日:2011年9月28日
【發明者】千葉康人 申請人:株式會社藤倉