(57)【要約】【課題】  コイル部品の小型化が進んでも、コイル導体間に空隙が生じにくいコイル部品の製造方法およびコイル部品を提案する。【解決手段】  磁性体基板と、該磁性体基板上に形成されている樹脂層と、該樹脂層に埋め込まれて形成された平面コイル導体と、を有するコイル部品の製造方法において、前記フェライト基板を用意するステップと、前記磁性体基板上に前記樹脂層を形成するステップと、前記樹脂層に、コイル状の凸部を有する金型を押し付けて、コイル状の溝を形成するステップと、前記溝内に導電性金属を充填させて前記平面コイル導体を形成するステップと、を有することを特徴とする。【選択図】  図３
2010087030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体基板と、該磁性体基板上に形成されている樹脂層と、該樹脂層に埋め込まれて形成された平面コイル導体と、を有するコイル部品の製造方法において、
前記磁性体基板を用意するステップと、
前記磁性体基板上に前記樹脂層を形成するステップと、
前記樹脂層に、コイル状の凸部を有する金型を押し付けて、コイル状の溝を形成するステップと、
前記溝内に導電性金属を充填させて前記平面コイル導体を形成するステップと、
を有することを特徴とするコイル部品の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂層に前記金型を押し付けるときに、前記金型の前記凸部を前記フェライト基板に突き当てるようにして押し付けることを特徴とする請求項１に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項３】
磁性体基板と、該磁性体基板上に形成されている樹脂層と、該樹脂層に埋め込まれて形成された平面コイル導体と、を有するコイル部品において、
前記平面コイル導体は、コイル状の凸部を有する金型を前記樹脂層に押し付けて形成したコイル状の溝に、導電性金属を充填させて形成した
ことを特徴とするコイル部品。
【請求項４】
前記樹脂層は、フィラーとして磁性体粉末が分散していることを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。
【請求項５】
前記平面コイル導体は、前記樹脂層を貫通して前記磁性体基板に接触するように形成されていることを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタ、コモンモードチョークコイル、トランス等のコイル部品の製造方法およびその方法を用いて製造されたコイル部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・軽量化が進んでおり、これに用いられるコンデンサやインダクタ等の受動部品にも小型化の要求が高まってきている。インダクタ、コモンモードチョークコイル、トランス等のコイル部品は、フェライトコアに巻線したものが用いられていた。しかしこれらのコイル部品は小型化・軽量化が難しかった。
【０００３】
そこで、特開２００７−１７３３８４号公報に開示されているように、焼結させたフェライト基板の上に平面コイルを形成し、フェライト粉末を分散させた樹脂でフェライト基板上の平面コイルを覆ったコイル部品が提案されている。このようなコイル部品は、小型化・軽量化が容易である。また、単一の平面コイル部品を積層すれば、コモンモードチョークコイルやトランス等の、複数のコイルを有するコイル部品についても小型化・軽量化が容易になる。  
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７３３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなコイル部品は、フェライト基板の上に電解メッキ等の方法で導電金属膜を形成するステップと、フォトレジスト等でパターニングして導電金属膜をエッチングすることによりコイル導体を形成するステップと、このコイル導体上にスクリーン印刷等によりフェライト粉末を分散させた硬化性樹脂を塗布して硬化させるステップと、を経て製造される。この場合、コイル導体の導体間に硬化性樹脂を充填させることが必要である。硬化性樹脂の充填が足りなくて空隙が生じると、空隙の透磁率が低いために、コイル部品の電気特性が低下することがある。また、空隙部分でマイグレーションが発生して、コイル導体に短絡部分が生じることにより、コイル導体の実質的な巻数が減少して、コイル部品の電気特性が低下することがある。  
【０００６】
コイル部品の小型化が進んでいくと、コイル導体の導体間の間隔が狭くなっていく。コイル導体の導体間の間隔が狭くなると、コイル導体の導体間に硬化性樹脂が入りにくくなってくる。コイル部品がミクロンさらにはサブミクロンのレベルになってくると、さらに入りにくくなる。そのため、上記特許文献１に記載の方法では、コイル導体の導体間に硬化性樹脂を充填させることが困難になってくる。  
【０００７】
本発明では、コイル部品の小型化が進んでも、コイル導体間に空隙が生じにくいコイル部品の製造方法を提案するものである。また、この製造方法によって製造されたコイル部品を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は第一の解決手段として、磁性体基板と、該磁性体基板上に形成されている樹脂層と、該樹脂層に埋め込まれて形成された平面コイル導体と、を有するコイル部品の製造方法において、前記磁性体基板を用意するステップと、前記磁性体基板上に前記樹脂層を形成するステップと、前記樹脂層に、コイル状の凸部を有する金型を押し付けて、コイル状の溝を形成するステップと、前記溝内に導電性金属を充填させて前記平面コイル導体を形成するステップと、を有するコイル部品の製造方法を提案する。
【０００９】
上記第一の解決手段は、金型を押し付けてパターンを形成するいわゆるインプリント法を用いてコイル導体となる溝を形成するものである。このインプリント法については、近年ナノオーダーでパターンを形成することができるいわゆるナノインプリント技術が確立されてきている。また、上記第一の解決手段では、メッキ法、蒸着法またはＣＶＤ法によって導電性金属膜を形成して、余分な導電性金属膜を除去することにより、溝内に導電性金属を充填させる。メッキ法、蒸着法またはＣＶＤ法は、分子レベルで導電性金属膜を形成するため、ナノレベルの溝内に導電性金属を容易に充填させることができる。従って、第一の解決手段によれば、コイル導体間に空隙が生じにくい小型のコイル部品を容易に得ることができる。
【００１０】
また、本発明は第二の解決手段として、上記第一の解決手段に加えて、前記樹脂層に前記金型を押し付けるときに、前記金型の前記凸部を前記磁性体基板に突き当てるようにして押し付けるコイル部品の製造方法を提案する。
【００１１】
金型の凸部を磁性体基板に突き当てるように押し付けると、樹脂層を貫通して基板に達する溝が形成される。この溝に導電性金属を充填すると、磁性体基板に接触するコイル導体が形成される。樹脂層は磁性体の粉末を樹脂中に分散させたものなので、同じ磁性体材料を用いた場合、磁性体基板に比べて透磁率が低くなる傾向がある。コイル導体を磁性体基板に接触させれば、透磁率が高い磁性体基板に磁界を形成しやすくなるので、より高い電気特性を得ることが可能になる。
【００１２】
また、上記第一および第二の解決手段によって得られたコイル部品は、小型軽量で単位体積当りの電気特性が従来よりも高いものが得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コイル導体間に空隙が生じにくいコイル導体を形成することができるので、ミクロンレベルさらにはナノレベルの微細なコイル導体を有するコイル部品を容易に得ることができる。また、こうして得られたコイル部品は、コイル導体間に空隙が生じにくいので、マイグレーションによる電気特性の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のコイル部品およびその製造方法に係る第一の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１５】
まず、図１に示すように、磁性体基板としてフェライト基板１を用意する。このフェライト基板１は、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等のフェライト材料を有機バインダーと混合してシート状に成形したものを焼成したものである。このフェライト基板１は、通常は格子状に切断分割して複数の個別部品を取りだせるように、集合基板の形で用意される。なお、以下の説明では単一のコイル部品を製造する工程として説明を行う。また、ここでは磁性体基板としてフェライト基板を用いているが、例えば鉄、ニッケルやコバルト等の磁性体金属の表面に絶縁膜を付与した磁性体粉末をプレス成形して得られるメタルコンポジット基板を用いても良い。
【００１６】
続いて図２に示すように、フェライト基板１上に、フェライト粉末をフィラーとして分散した樹脂層２を形成する。この樹脂層２は、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂のような熱硬化性または光硬化性の樹脂に、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等のフェライト材料をフィラーとして分散させたものを、スピンコート法やスクリーン印刷法等によって塗布して成膜する。樹脂層２は、成膜した後樹脂を完全には硬化させず、半硬化状態にしておく。なお、ここでは樹脂層２に分散させるフィラーとして、フェライト粉末を用いたが、例えば鉄、ニッケルやコバルト等の磁性体金属に絶縁膜を付与した磁性体粉末をフィラーとして用いても良い。また、用途によってはアルミナのような絶縁体粉末をフィラーとして用いても良いし、フィラー無しでも良い。
【００１７】
続いて図３に示すように、コイル状の凸部ＳＴＴを有する金型ＳＴを樹脂層２に押し付けて、図４に示すように、樹脂層２にコイル状の溝３を形成する。なお図３においては、金型ＳＴは便宜上フェライト基板１よりも小さく描かれている。実際には、例えばフェライト基板１を収容可能な凹部または枠を有する下金型を用いて樹脂層２が形成されたフェライト基板１を固定し、その上から上金型となる金型ＳＴをプレス機で押し付ける方法が用いられる。そのため、フェライト基板１と金型ＳＴとは略同じ大きさになることがある。
【００１８】
まず図３（ｂ）に示すように、凸部ＳＴＴをフェライト基板１に突き当てるようにして、金型ＳＴを押し付ける。樹脂層２は半硬化状態なので、凸部ＳＴＴが樹脂層２に食い込む。図３（ｂ）の樹脂層２は、図３（ａ）の金型ＳＴのＡ−Ａ線における断面形状が転写されている。次に樹脂層２を完全に硬化させ、その後金型ＳＴを除去すると、図４に示すように、コイル状の溝３が形成される。なお、樹脂層２の硬化より先に金型ＳＴの除去を行っても良い。
【００１９】
続いて、図５に示すように、樹脂層２上および溝３内に導電性金属膜４を形成する。導電性金属膜４は、ＣＶＤ法、蒸着法、スパッタリング法または電解メッキ等のメッキ法のようないわゆる薄膜プロセスによって形成される。メッキ法の場合は、まず無電解めっきによって樹脂層２上および溝３内にシード層となる金属膜を形成した後、電解メッキによって導電性金属膜４を形成する。なお、溝３が小さく、無電解メッキのみで溝３に金属が充填される場合は電解メッキを省略しても良い。このようにして導電性金属を溝３内に充填する。導電性金属としてはＣｕが好適に用いられるが、ＡｇやＮｉ等その他の金属を適宜用いても良い。
【００２０】
続いて図６に示すように、余分な導電性金属膜４を除去し、コイル導体５を形成する。図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）はＢ−Ｂ線における断面図である。余分な導電性金属膜を除去する方法としては、エッチングの他、化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）が挙げられる。このようにして形成されたコイル導体５は、導体間に樹脂層２の樹脂が充填されて空隙が少ないものとなる。
【００２１】
続いて図７に示すように、コイル導体５の内側の端部に引出導体を接続するため、コイル導体５を保護する絶縁性保護膜ＢＲを形成する。図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）はＢ−Ｂ線における断面図である。この保護膜ＢＲはスクリーン印刷や、スパッタリング等の方法で形成することができる。
【００２２】
続いて図８に示すように、引出導体６、６’を形成する。図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）はＢ−Ｂ線における断面図である。引出導体６、６’はスクリーン印刷や、スパッタリング等の方法で形成することができる。コイル導体５の内側の端部に接続する引出導体６は、保護膜ＢＲ上を通るように形成される。このようにして、コイル部品１０が得られる。このコイル部品１０は、図９に示すように、さらにコイル導体５上に絶縁層７を形成し、引出導体６、６’と接続する端子電極８、８’を形成しても良い。絶縁層７は絶縁性の硬化性樹脂をスクリーン印刷法またはスピンコート法等で塗布して形成する。この硬化性樹脂には、フェライト粉末のような磁性体粉末やアルミナのような絶縁体粉末をフィラーとして含有させても良いし、フィラー無しでも良い。端子電極８、８’は熱硬化性樹脂にＡｇ等の導電性金属を分散させた導電性樹脂が好適に用いられる。
【００２３】
上記のようなプロセスによって得られたコイル部品１０は、コイル導体幅やコイル導体の間隔がナノレベルのものが得られる。そのため、コイルの巻き数をより増やすことができるようになり、単位体積当りのインダクタンス等の電気特性を向上させることができる。
【００２４】
また、図１０に示すように、コイル部品１０とコイル部品１０’とを積み重ねて、積層コイル部品１１を得ることができる。この場合、コイル部品１０とコイル部品１０’とが互いに磁界を打ち消しあう関係にすれば、積層コイル部品１０はコモンモードチョークコイルとすることができる。また、コイル部品１０とコイル部品１０’の巻き数が互いに異なるようにすれば、積層コイル部品１０は積層トランスとすることができる。
【００２５】
次に、本発明のコイル部品およびその製造方法に係る第ニの実施形態について説明する。本実施形態は、フェライト基板１上に樹脂層２を形成し、樹脂層２にインプリント法でコイル状の溝３を形成し、溝３に導電性金属を充填してコイル導体５を形成するステップまでは第一の実施形態と同様である。
【００２６】
続いて、図１１に示すように、樹脂層２およびコイル導体５上に、絶縁層７を形成する。この絶縁層７は絶縁性の硬化性樹脂をスクリーン印刷法またはスピンコート法等で塗布して形成する。この硬化性樹脂には、フェライト粉末のような磁性体粉末やアルミナのような絶縁体粉末をフィラーとして含有させても良いし、フィラー無しでも良い。
【００２７】
続いて、図１２に示すように、絶縁層７を貫通してコイル導体５の内側の端部に達するスルーホールＳＨおよびコイル導体５の外側の端部に達するスルーホールＳＨ’を形成する。スルーホールＳＨ、ＳＨ’は、レーザ加工機等を用いて形成することができる。
【００２８】
続いて、図１３に示すように、コイル導体５の内側の端部からスルーホールＳＨを通って外部に引出される引出導体９と、コイル導体５の外側の端部からスルーホールＳＨ’を通って外部に引出される引出導体９’とを形成する。この引出導体９、９’は、導電ペーストをスクリーン印刷によって塗布して、スルーホールＳＨ、ＳＨ’に充填させて形成される。このようにして、コイル部品１０ａが得られる。このようなコイル部品１０ａは、スルーホールで外部との接続を行うので、スルーホール接続を多用する多層配線基板等への組み込みが可能になる。なお、ここではスルーホールＳＨ、ＳＨ’を絶縁層７に形成して引出導体９、９’を形成しているが、スルーホールＳＨ、ＳＨ’のいずれか一方をフェライト基板１側から形成して引出導体９、９’を形成しても良い。フェライト基板１側から形成した引出導体は、他のコイル部品との連結用の導体に用いることができる。
【００２９】
次に、本発明のコイル部品およびその製造方法に係る第三の実施形態について説明する。前述の第一の実施形態とは、図１４に示すように、金型ＳＴでコイル状の溝３を形成するステップにおいて、凸部ＳＴＴをフェライト基板１に突き当てないようにする点が異なる。
【００３０】
溝３を形成して樹脂層２を硬化させたのち、第一の実施形態と同様にして、導電性金属膜の形成、余分な金属膜の除去を経て、図１５に示すように、コイル導体５を形成する。このコイル導体５はフェライト基板１に接触しないように形成される。コイル部品の電気特性によっては、このような構造も有用である。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述の形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第一の実施形態のプロセスを示す模式断面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態のプロセスを示す模式断面図である。
【図３】（ａ）は金型を模式的に示す平面図（ｂ）は本発明の第一の実施形態のプロセスを示す模式断面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態のプロセスを示す模式断面図である。
【図５】本発明の第一の実施形態のプロセスを示す模式断面図である。
【図６】本発明の第一の実施形態のプロセスを示す図で、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は模式断面図である。
【図７】本発明の第一の実施形態のプロセスを示す図で、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は模式断面図である。
【図８】本発明のコイル部品の一例を示す図で、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は模式断面図である。
【図９】本発明のコイル部品の別例を示す模式断面図である。
【図１０】積層コイル部品を示す模式断面図である。
【図１１】本発明の第二の実施形態のプロセスを示す模式断面図である。
【図１２】本発明の第二の実施形態のプロセスを示す模式断面図である。
【図１３】本発明の第二の実施形態のコイル部品を示す模式断面図である。
【図１４】本発明の第三の実施形態のプロセスを示す模式断面図である。
【図１５】本発明の第三の実施形態のプロセスを示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  フェライト基板
２  樹脂層
３  コイル状の溝
４  導電性金属膜
５  コイル導体
６、６’  引出導体  
７、７’  絶縁層
８、８’  端子電極
９、９’  引出導体
１０、１０’、１０ａ  コイル部品
１１  積層コイル部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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