(57)【要約】【課題】  薄型であってインダクタンスが高い平面コイル素子を提供する。【解決手段】  樹脂層３３には磁性体が含まれているため、平面コイル素子は焼結コアを用いたものよりは薄型である。導体パターン３４の内側から外側へ回り込む磁束Φは、樹脂層３３内の磁性体内を通る。２つの樹脂層３３は、第１導体パターン３４の外縁領域Ｑにおいて厚み方向にギャップ「ｇ」を有して離隔しているため、この磁束による磁気回路の磁気飽和は抑制され、インダクタンスを高くすることができる。【選択図】  図６
2006310716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有する非磁性の絶縁基体と、
前記絶縁基体の一方面上に設けられた平面コイル用の第１導体パターンと、
前記第１導体パターンを被覆する第１磁性層と、
前記絶縁基体の他方面上に設けられた第２磁性層と、
を備え、
前記第１及び第２磁性層は磁性体を含有し、前記開口を介して接続され、且つ、前記第１導体パターンの外縁領域において厚み方向にギャップを有して離隔していることを特徴とする平面コイル素子。
【請求項２】
前記第２磁性層に被覆されるように、前記絶縁基体の前記他方面上に設けられた平面コイル用の第２導体パターンを更に備え、前記開口を介して前記第１及び第２導体パターンは電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の平面コイル素子。
【請求項３】
前記第１磁性層上に磁性体を含有しない樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の平面コイル素子。
【請求項４】
前記第２磁性層上に磁性体を含有しない樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の平面コイル素子。
【請求項５】
前記第１導体パターンと前記第１磁性層との間に介在し、磁性体を含有しない樹脂層を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の平面コイル素子。
【請求項６】
前記第２導体パターンと前記第２磁性層との間に介在し、磁性体を含有しない樹脂層を備えることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の平面コイル素子。
【請求項７】
前記第１及び／又は第２導体パターンは銅の表面に粗化処理又は酸化処理がされたＣｕ処理層を備えることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の平面コイル素子。
【請求項８】
前記第１及び／又は第２磁性層が、磁性体を含む樹脂層であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の平面コイル素子。
【請求項９】
前記第１及び／又は第２磁性層が、磁性体としてフェライトを含み、微粉吹き付け法により形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の平面コイル素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面コイル素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面実装型の平面コイル素子は、民生用機器、産業用機器等の電気製品に幅広く利用されている。中でも小型携帯機器においては、機能の充実化に伴い、各々のデバイスを駆動させるために単一の電源から複数の電圧を得る必要が生じてきている。そこで、このような電源用途等にも表面実装型の平面コイル素子が使用されている。小型携帯機器等に使用する場合の要求としては、電気的絶縁性や信頼性、超小型化、低コスト化が重視され、そのためにプリント基板回路技術、半導体回路技術を応用した平面コイル構造が提案されている。
【０００３】
下記特許文献１のコイルは、２つの磁気コアを突き合わせてなり、両端部において閉じた外殻部と中央脚部とを有するコア構造体と、中央部に透孔を有する絶縁板の表裏面にスパイラル状コイル導体を形成し、表裏コンタクト部を介して表裏面のスパイラル状コイル導体を相互に接続したコイル基板と、コイル導体に接続する外部電極とを備えている。この中央脚部が透孔に入った状態において、コイル基板はコア構造体の内側に配置され、磁気コアは中央脚部の部分においてギャップを有している。
【０００４】
この特許文献１のコイルは、平面コイル基板を上下のフェライトコアでサンドイッチにしている。フェライトコアには、焼結コアを用いているが、焼結コアの厚みは０．５ｍｍ程度以下では十分な強度を得ることができない。コイル素子には、薄膜化が求められているが、このサンドイッチ構造では対応が難しい。すなわち、コイル素子の更なる小型、薄型化を図るためには、コイル導体の高集積化（高密度化）が必要であるが、このコイル構造では、焼結コアを用いるため、高集積化に限界がある。
【０００５】
そこで、下記特許文献２の構造のコイルも考えられている。特許文献２のコイルは、絶縁基板上にプリント配線技術により形成されたコイルパターンを設けると共に、このコイルパターンに電気めっきによる電気めっき層を設け、コイルパターンの導体補強を行うように構成したものである。
【０００６】
この特許文献２のコイルは、絶縁性基板上にプリント基板回路技術、半導体回路技術の応用によってコイルパターンを形成したものであり、特に小型化においては、従来の巻き線型構造と比較し、薄型化が可能であり、電気的特性や製品寸法のばらつきが少なく、大量生産による低コスト化を図れる等の利点がある。しかしながら、十分なインダクタンス値が得られない。
【０００７】
薄型化の観点からは下記特許文献３のコイルが知られている。特許文献３のコイルは、第１のフェライト磁性膜の面上に平面コイルを有し、その上に第２のフェライト磁性膜が形成され、平面コイルと導通している外部電極を有する平面磁気素子であって、第１、第２のフェライト磁性膜の一方又は双方がフェライト磁性粉を樹脂バインダで固着してなる。
【０００８】
特許文献３のコイルは、焼結コアの代わりに、樹脂バインダ内にフェライト磁性粉を混ぜたフェライト磁性膜を用いるため、インダクタンス値を保持しつつ薄型化が可能である。
【特許文献１】特開２００４−３４９４６８号公報
【特許文献２】特開平７−１４２３５４号公報
【特許文献３】特開２００１−２４４１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献３のコイル構造では、直流バイアス電流を加えたときに、磁気飽和が生じ、インダクタンス値が低下してしまう。このため、特許文献３のコイル構造では、インダクタンス値を向上させることが困難である。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、薄型であってインダクタンスが高い平面コイル素子を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するため、第１の平面コイル素子は、開口を有する非磁性の絶縁基体と、絶縁基体の一方面上に設けられた平面コイル用の第１導体パターンと、第１導体パターンを被覆する第１磁性層と、絶縁基体の他方面上に設けられた第２磁性層とを備え、第１及び第２磁性層は磁性体を含有し、開口を介して接続され、且つ、第１導体パターンの外縁領域において厚み方向にギャップを有して離隔していることを特徴とする。
【００１２】
この場合、磁性層には磁性体が含まれているため、薄型ではあるが、導体パターンの内側から外側へ回り込む磁束が、磁性体内を通ることとなる。ここで、２つの磁性層は、第１導体パターンの外縁領域において厚み方向にギャップを有して離隔しているため、この磁束による磁気回路の磁気飽和は抑制され、直流バイアス電流を加えたときのインダクタンスを高くすることができる。
【００１３】
第２の平面コイル素子は、第２磁性層に被覆されるように、絶縁基体の他方面上に設けられた平面コイル用の第２導体パターンを更に備え、開口を介して第１及び第２導体パターンは電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１４】
この場合、２つの導体パターンを接続することで、開口内を通る磁束密度を増加させることができる。
【００１５】
第３の平面コイル素子では、第１磁性層上に磁性体を含有しない樹脂層が形成されていることを特徴とする。この場合、当該層によって第１磁性層は保護されるため、第１磁性層の磁性体の劣化や酸化を抑制することができる。
【００１６】
第４の平面コイル素子では、第２磁性層上に磁性体を含有しない樹脂層が形成されていることを特徴とする。この場合、当該層によって第２磁性層は保護されるため、第２磁性層の磁性体の劣化や酸化を抑制することができる。
【００１７】
第５の平面コイル素子は、第１導体パターンと第１磁性層との間に介在し、磁性体を含有しない樹脂層を備えることを特徴とする。この場合、第１導体パターンを構成する導体間の交流抵抗やキャパシタンスを磁性体含有率とは独立に制御することができるため、また、磁性体を含まない樹脂材料は磁性体に邪魔されずに導体間に入り込むことができるので、高精度の平面コイル素子を提供することができる。
【００１８】
第６の平面コイル素子は、第２導体パターンと第２磁性層との間に介在し、磁性体を含有しない樹脂層を備えることを特徴とする。この場合、第２導体パターンを構成する導体間の交流抵抗やキャパシタンスを磁性体含有率とは独立に制御することができるため、また、磁性体を含まない樹脂材料は磁性体に邪魔されずに導体間に入り込むことができるので、高精度の平面コイル素子を提供することができる。
【００１９】
第７の平面コイル素子は、第１及び／又は第２導体パターンは銅の表面に粗化処理又は酸化処理がされたＣｕ処理層を備えることを特徴とする。この場合、樹脂層とＣｕ処理層との接着強度を増加させることができ、素子の信頼性が向上する。
【００２０】
第８の平面コイル素子は、第１及び／又は第２磁性層が、磁性体を含む樹脂層であることを特徴とする。この場合、第１及び／又は第２磁性層を容易に形成することができる。
【００２１】
第１０の平面コイル素子は、第１及び／又は第２磁性層が、磁性体としてフェライトを含み、微粉吹き付け法により形成されていることを特徴とする。この場合、第１及び／又は第２磁性層を容易に形成することができると共に、より一層インダクタンスを高くすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の平面コイル素子は、薄型でインダクタンスが高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、実施の形態に係る平面コイル素子について説明する。なお、同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２４】
図１はコイル基板３０の平面図である。
【００２５】
このコイル基板３０をエポキシ樹脂等の樹脂材料で被覆したものがコイル基材１００（平面コイル素子）となる。
【００２６】
まず、ＸＹＺ直交座標系を図示の如く設定する。ＸＹ平面内におけるコイル基板３０の横断面形状は１辺が数ｍｍの四角形であり、コイル基板３０の厚み方向をＺ方向とすると、ＸＺ平面に平行な面に図示しない外部端子が設けられる。
【００２７】
コイル基板３０は、中央部分に円形の開口３５を有する非磁性の絶縁板（絶縁基体）３１と、絶縁板３１の一方面上に設けられた平面コイル用の第１導体パターン３４と、絶縁板３１の他方面上に設けられた平面コイル用の第２導体パターン３４を備え、開口３５を介して第１及び第２導体パターン３４は電気的に接続されている。
【００２８】
導体材料によって形成されたスパイラル状の平面コイル３４は、円形の開口３５を囲むように配置されている。第１、第２の平面コイル３４はコイル基板３０の両面上に形成されていて、それぞれ導出端電極３２に電気的に接続されている。それぞれのコイル３４は、円形の開口３５の近傍から外側に向かって渦巻き状に延びている。
【００２９】
一方面の平面コイル３４は、そのコイル露出面を臨む方向から見て、外側に向かう方向に沿って左回転の渦巻きを構成し、他方面の平面コイル３４も、そのコイル露出面を臨む方向から見て、外側に向かう方向に沿って左回転の渦巻きを構成し、これらの中心部分を電気的に接続して重ね合わせ、一方向に電流を流した時に、電流の流れる回転方向が同一となるように設定されている。すなわち、双方の平面コイル３４で発生する磁束は重畳して強め合う。
【００３０】
コイル基板３０の一方の面に形成された平面コイル３４が接続されている導出端電極３２と、他方の面に形成された平面コイル３４が接続されている導出端電極３２とは、それぞれコイル基板３０の対向する辺に設けられている。また、コイル基板３０の両面に設けられている平面コイル３４は、円形の開口３５の周縁部に形成された表裏コンタクト部３６によって互いに電気的に接続されている。表裏コンタクト部３６は絶縁板３１を厚み方向に貫通している。
【００３１】
従って、コイル基板３０の一方の辺に設けられている導出端電極３２と、他方の辺に設けられている導出端電極３２との間に電圧を印加すると、コイル基板３０の一方の面に形成されているコイル３４から、他方の面に形成されているコイル３４へと流れる電流が生じる。
【００３２】
コイル基板３０の円形の開口３５内には鉄、ニッケル、あるいはフェライト等の磁性体を含む樹脂材料が位置することとなる。
【００３３】
次に、コイル基板３０の製造方法について図２〜図４を参照しながら説明する。
【００３４】
図２及び図３は、コイル基板３０の製造方法を説明するための図であって、コイル基板３０の一部分に相当する部分の縦断面（ＸＺ平面）を図示するものとする。
【００３５】
まず、絶縁板３１を準備する（図２（Ａ）参照）。この絶縁板３１は板厚が６０μｍのものであって、ガラスクロスにシアネート樹脂（ＢＴ（ビスマレイミド・トリアジン）レジン：登録商標）が含浸されており、既に円形の開口３５が形成されているものとする（図２においては示さない）。なお、ＢＴレジンのほか、ポリイミド、アラミド等を用いることもできる。また、樹脂の誘電率は、浮遊容量の増大を回避するために７以下のものを選定する。絶縁板３１の材料としてはセラミックを用いることもできる。絶縁板３１の材料としてはガラスを用いることもできる。絶縁板３１の材料としては、大量生産されているプリント基板材料が好ましく、特にＢＴプリント基板、ＦＲ４プリント基板、あるいはＦＲ５プリント基板に用いられる樹脂材料が最も好ましい。
【００３６】
続いて、絶縁板３１の表面及び裏面に下地層６０を無電解めっきにてそれぞれ同時に形成する（図２（Ｂ）参照）。
【００３７】
次に、絶縁板３１の表面及び裏面に同時に形成した下地層６１それぞれの上に、フォトレジスト層６１（レジスト層）をそれぞれ同時に電着成膜する（図２（Ｃ）参照）。この表面及び裏面に形成したフォトレジスト層６１において、コイル導３４（図１参照）を形成しようとするパターンに沿ってフォトリソグラフィ法で表面及び裏面の片面毎に露光を行い、その後表面及び裏面同時に現像し、除去部６１１を形成する（図２（Ｄ）参照）。
【００３８】
このようにパターン形成したフォトレジスト層６１をめっきマスクとして、図２（Ｄ）における除去部６１１に相当する部分に選択的に電解めっき法により、表面及び裏面の両面同時にコイル導体用めっき層６２（第１電気めっき層）を形成する（図３（Ａ）参照）。
【００３９】
図４は、電解めっき膜を成膜する際に用いる成膜装置８の構成図である。
【００４０】
成膜装置８は液槽８１を有しており、この液槽８１にはめっき液が入れられている。液槽８１内には、電解めっき膜を成膜するウエハ８３を保持するためのめっき治具８２が配置されている。めっき治具８２には治具遮蔽板８２１が設けられていて、ウエハ８３の外周部分を遮蔽している。めっき治具８２を挟むように一対のアノード８４が設けられている。めっき治具８２と一対のアノード８４との間には、それぞれ外遮蔽板８５と攪拌格子８６とが設けられている。めっき治具８２と一対のアノード８４との間に所定の電圧が印加されるので、めっき治具８２に取り付けられているウエハ８３の両面に同時にめっきが可能となる。
【００４１】
このようにして、例えば、高さ２０μｍ、幅７０μｍ、ギャップ３０μｍのＣｕ導体パターン（導体線）を形成できる。この「高さ」「幅」とはＣｕ導体パターンの高さと幅であり、ここでいうギャップとは、隣合うＣｕ導体パターン間の距離である。
【００４２】
このコイル導体用めっき層６２を形成した後、めっきマスクとしてのフォトレジスト層６１を表面及び裏面の両面同時に剥離除去する（図３（Ｂ）参照）。
【００４３】
図３（Ｂ）に示した状態から、コイル導体用めっき層６２が形成されている部分以外の下地層６０をエッチングして除去し、下地部６０ａをコイル導体用めっき層６２と絶縁板３１との間に残す（図３（Ｃ）参照）。
【００４４】
その後、選択めっきマスク無しで、図４に示した装置を用いて両面同時に２回目の電解めっきを行い、コイル導体用めっき層６２を電着により更に成長形成させる（図３（Ｄ）参照）。例えば、高さ８０〜１００μｍ、幅８０〜８５μｍ、ギャップ１５μｍのＣｕ導体パターンが両面同時に形成される。なお、１回目のめっき処理で例えば、高さ３５μｍ、幅３５μｍの導体パターンを作製し、２回目のめっき処理で高さ７５μｍ、幅６５μｍの導体パターンを作製するなど、数値としては幾つもの例がある。
【００４５】
これにより、平面コイル３４としての十分な肉厚の導体部が得られる。隣り合うコイル導体間のギャップＧが１５μｍ以下になるまで高密度に平面コイル３４を成長形成させることができる。これは、高さ方向には電気量に比例しめっき層が形成されていくのに対し、幅（ギャップＧ）方向にはギャップが狭くなるにつれて、めっき層が形成されていく速度が遅くなることによる。
【００４６】
このように、コイル基板３０は、隣合う平面コイル３４間の隙間Ｇが１５μｍ以下になるまで、高密度に電気めっき層６２を成長させた平面コイル３４を有する。また、コイル導体のアスペクト比（平面コイル３４の高さ／幅）も、０．２〜５程度に高く設定可能であるため、直流抵抗を０．０１〜１０オーム程度にまで低下させることができる。直流抵抗を０．０１オーム未満にすることは小型コイルでは困難であり、１０オームを越えると導体の発熱が問題となる。アスペクト比が２未満ではコイル導体の直流抵抗が大きくなり、５を超えると電気めっき時間が増大する。
【００４７】
コイル導体用めっき層６２の形成完了により、平面コイル３４を絶縁板３１の両面に形成し終えた後、平面コイル３４の頂面を研磨することで、余剰部分３４Ｋを除去し、平面コイル３４の面内の高さを均一にする。この高さの均一度は、平均値からの偏差の最大値が１０％以下となるように行う。
【００４８】
次に、Ｃｕ導体パターンを形成した表面のＣｕに処理を施し、Ｃｕ処理層３４ａを形成する。Ｃｕ処理層３４ａは、銅の表面に凹凸（例えば、５μｍ〜７μｍ）を設ける粗化処理、又は銅の表面に酸化膜を設ける酸化処理により形成する。また、粗化処理と酸化処理を併用しても良い。Ｃｕ処理層３４ａにより樹脂３３との接着強度が向上する。また、Ｃｕ導体の線間に樹脂３３が入り込み易くなる。
【００４９】
次に、保護樹脂層３３（ソルダーレジスト）を絶縁板３１の両面に印刷し、保護樹脂層３３で平面コイル３４を被覆して保護することでコイル基板３０を具備するコイル基材１００が完成する。実際には、一度に複数のコイルを作製するため、スパイラルパターンのコイル導体が整列したウエハ（コイル基板の集合体）が作製されている。さらに、ソルダーレジスト上に、マスクスパッタ法によりＣｒ及びＣｕを連続的に成膜し、所定のスパイラル電極部から取り出し電極を作製する。
【００５０】
各コイル基板には、磁性体を混ぜたエポキシ系の接着剤を塗布し、１５０℃雰囲気の中で硬化させる。その後、ダイサーによりチップ化を行い各々の素子を作製する。回路接続用のユーザー端子となる外部端子電極を形成するため、バレル研磨を行った後に、端子面のＣｕ（導出端電極部）をウェット処理とドライ処理の両方を利用して洗浄し、マスクスパッタ法によりＣｒ及びＣｕを連続的に成膜する。これにＣｕ、Ｎｉ、Ｓｎのバレルめっきを施して外部端子電極とする。これにより、例えば、製品サイズ縦３ｍｍ×横２．６ｍｍ×高さ０．４ｍｍの表面実装型コイル素子が作製できる。外部端子電極は、Ａｇ又はＣｕ等の導体ペーストの塗布、効果処理によって形成してもよい。
【００５１】
上述したように、本実施形態では、複数の平面コイル３４が整列したウェハ（絶縁板３１）に平面コイル３４を覆うように保護樹脂層３３を形成し、保護樹脂層３３が形成されたウェハ（絶縁板３１）を切断することにより、コイル素子を得ている。得られたコイル素子では、絶縁板３１が、外縁領域において厚み方向にギャップとして機能する。コイル導体用の材料としてＣｕを用い、絶縁板３１として電子部品集積用プリント基板で用いられている樹脂基板用の材料を用いた場合、保護樹脂層３３を低温にて形成する手法が必要とされる。
【００５２】
次に、本発明の特徴である保護樹脂層３３について説明する。
【００５３】
図５は、コイル基材１００の縦断面図である。
【００５４】
図５（Ａ）では、絶縁板３１の両面に平面コイル３４が設けられてなるコイル基板３０の周囲に、保護樹脂層３３が設けられている。保護樹脂層３３には、磁性材料（磁性体）が混入されている。磁性体として、フェライト粉を用いることができる。
【００５５】
ここでは、絶縁基板の一方面側に位置する樹脂層３３を第１樹脂層とし、他方面側に位置する樹脂層３３を第２樹脂層とする。平面コイル素子１００は、絶縁板３１の一方面上に設けられた平面コイル用の第１導体パターン３４を被覆する第１樹脂層（３３）と、絶縁板３１の他方面上に設けられた第２樹脂層（３３）とを備え、第１及び第２樹脂層（３３）は磁性体を含有し、開口３５（図１参照）を介して接続され、且つ、第１導体パターン３４の外縁領域Ｑにおいて厚み方向にギャップ「ｇ」を有して離隔している。ギャップ「ｇ」は絶縁板３１の厚みである。
【００５６】
この場合、樹脂層３３には磁性体が含まれているため、平面コイル素子は焼結コアを用いたものよりは薄型であるが、導体パターン３４の内側から外側へ回り込む磁束Φ（図６参照）が、樹脂層３３内の磁性体内を通ることとなる。ここで、２つの樹脂層３３は、第１導体パターン３４の外縁領域Ｑにおいて厚み方向にギャップ「ｇ」を有して離隔しているため、この磁束による磁気回路の磁気飽和は抑制され、インダクタンスを高くすることができる。なお、開口３５内に充填される樹脂は、便宜上、第１樹脂層３３に属するものとする。
【００５７】
上述のように、平面コイル用の第２導体パターン３４は、第２樹脂層３３に被覆されるように、絶縁板３１の他方面上に設けられ、開口３５を介して第１及び第２導体パターン３４は電気的に接続されている。したがって、２つの導電パターンを接続することで、開口３５内を通る磁束密度を増加させることができる。
【００５８】
次に、平面コイル素子の変形例について説明する。以下の説明では、上記平面コイル素子１００との相違点のみについて説明する。
【００５９】
図５（Ｂ）では、絶縁板３１の片面にのみ第１導体パターン３４が設けられてなるコイル基板３０の周囲に、磁性体を含有した保護樹脂層３３が設けられている。
【００６０】
図５（Ｃ）では、絶縁板３１の両面に導体パターン３４が設けられてなるコイル基板３０は、磁性材料を含有しない保護樹脂層３３ｘ内に埋設され、保護樹脂層３３ｘの周囲は磁性材料を含有する保護樹脂層３３によって覆われている。
【００６１】
この平面コイル素子１００は、一方面側の第１導体パターン３４と第１樹脂層３３との間に介在し、磁性体を含有しない樹脂層３３ｘを備えている。この場合、第１導体パターン３４を構成する導体間の交流抵抗やキャパシタンスを磁性体含有率とは独立に制御することができるため、また、磁性体を含まない樹脂層（樹脂材料）３３ｘは磁性体に邪魔されずに導体間に入り込むことができるので、高精度の平面コイル素子を提供することができる。
【００６２】
また、平面コイル素子１００は、他方面側の第２導体パターン３４と第２樹脂層３３との間に介在し、磁性体を含有しない樹脂層３３ｘを備えている。この場合、第２導体パターンを構成する導体間の交流抵抗やキャパシタンスを磁性体含有率とは独立に制御することができるため、また、磁性体を含まない樹脂層（樹脂材料）３３ｘは磁性体に邪魔されずに導体間に入り込むことができるので、高精度の平面コイル素子を提供することができる。
【００６３】
図５（Ｄ）では、絶縁板３１の両面に導体パターン３４が設けられてなるコイル基板３０は、磁性材料を含有しない保護樹脂層３３ｘ内に、コイルの頂面Ｔが露出するように埋設され、保護樹脂層３３ｘの周囲は磁性材料を含有する保護樹脂層３３によって覆われている。
【００６４】
図５（Ｅ）では、絶縁板３１の両面に導体パターン３４が設けられてなるコイル基板３０は、磁性材料を含有する保護樹脂層３３内に埋設され、保護樹脂層３３の周囲は磁性材料を含有しない保護樹脂層３３ｙによって覆われている。
【００６５】
すなわち、一方面の第１樹脂層３３上に磁性体を含有しない樹脂層３３ｙが形成されている。この場合、樹脂層３３ｙによって第１樹脂層３３は保護されるため、第１樹脂層３３内部の磁性体の劣化や酸化を抑制することができる。また、第２樹脂層３３上に磁性体を含有しない樹脂層３３ｙが形成されており、樹脂層３３ｙによって第２樹脂層３３は保護されるため、第２樹脂層３３内部の磁性体の劣化や酸化を抑制することができる。
【００６６】
図５（Ｆ）では、絶縁板３１の両面に導体パターン３４が設けられてなるコイル基板３０は、保護樹脂層３３内に埋設され、導体パターン３４の導体外周は粗化処理又は酸化処理され、Ｃｕ処理層３４ａが形成されている。保護樹脂層３３には、磁性材料が混入している。
【００６７】
この平面コイル素子１００では、第１及び／又は第２導体パターン３４は銅の表面にＣｕ処理層３４ａを備えている。この場合、樹脂層３３とＣｕ処理層３４ａとの接着強度を増加させることができ、素子の信頼性が向上する。
【００６８】
図５（Ｇ）では、絶縁板３１の両面に導体パターン３４が設けられてなるコイル基板３０は、その導体外周が粗化処理または酸化処理され、磁性材料を含有しない保護樹脂層３３ｘ内に埋設されている。保護樹脂層３３ｘの周囲は磁性材料を含有する保護樹脂層３３によって覆われ、保護樹脂層３３は磁性材料を含有しない保護樹脂層３３ｙによって覆われている。
【００６９】
この平面コイル素子１００では、第１及び／又は第２導体パターン３４は銅の表面にＣｕ処理層３４ａを備えている。この場合、樹脂層３３ｘとＣｕ処理層３４ａとの接着強度を増加させることができ、素子の信頼性が向上する。
【００７０】
上述した実施形態では、絶縁板３１の一方面上に設けられた導体パターン３４を被覆する第１磁性層が、絶縁基板の一方面側に位置する樹脂層３３（第１樹脂層）とされ、絶縁板３１の他方面上に設けられた第２磁性層が、絶縁板３１の他方面側に位置する樹脂層３３（第２樹脂層）とされている。このように、第１磁性層が磁性体を含む樹脂層である場合、第１磁性層を容易に形成することができる。また、第２磁性層が磁性体を含む樹脂層である場合、第２磁性層を容易に形成することができる。
【００７１】
上述した実施形態では、磁性層として、磁性体を含む樹脂層を用いているが、これに限られない。例えば、磁性体を含む樹脂層の代わりに、磁性体としてフェライトを含むと共に微粉吹き付け法により形成された磁性層を用いてもよい。
【００７２】
微粉吹き付け法は、微粉を高速で基板に吹き付けて下地を被覆する方法の総称であり、低温で大きな密度と磁気特性の高い結晶層を達成できることできる。微粉吹き付け法の一つに、ＡＤ（エアロゾルデポジション）法が存在する。ＡＤ法は、酸化物などの微粉をノズルからキャリアガスにより噴射させ基板上に衝撃固化させる方法であり、フェライト材料に適している。
【００７３】
図７を参照して、ＡＤ法を用いた磁性層の形成方法について説明する。ＡＤ法では、振動機構１０２により、エアロゾル室１０３中のフェライト粉をエアロゾル化させ、フェライト微粒子を生成させる。生成したフェライト微粒子を、ガスボンベ１０１からのキャリアガス（例えば、Ｈｅガス）を用いて、成膜チャンバー１０７とエアロゾル室１０３の圧力差を利用して高速搬送し、ノズル１０４から基板１０５に向けて噴射する。成膜チャンバー１０７とエアロゾル室１０３の圧力差は、ロータリーポンプ１０８により形成される。基板１０５上でフェライト微粒子は、噴射のエネルギーにより破砕、堆積を繰り返しながら、結晶化し、磁性層が形成される。基板１０５は、移動可能な基板ホルダー１０６に取り付けられている。ＡＤ法については、電気学会論文誌Ａ（基礎・材料・共通部門誌）, Vol. 124 (2004) No. 10 pp.887-891等に示されている。
【００７４】
上述したＡＤ法を用いることにより、絶縁板３１の一方面上に設けられた導体パターン３４を被覆する第１磁性層を形成することができると共に、絶縁板３１の他方面上に設けられた第２磁性層を形成することができる。この場合でも、第１及び第２磁性層は磁性体を含有し、絶縁板３１の開口を介して接続され、且つ、絶縁板３１の一方面上に設けられた導体パターン３４の外縁領域において厚み方向にギャップを有して離隔している。ギャップは、絶縁板３１の厚みである。
【００７５】
ＡＤ法を用いて磁性層を形成した場合でも、磁性層を樹脂層３３とした上記実施形態と同様に、平面コイル素子は焼結コアを用いたものよりは薄型であるが、導体パターン３４の内側から外側へ回り込む磁束Φ（図６参照）が、磁性層内を通ることとなる。ここで、２つの磁性層は、第１導体パターン３４の外縁領域Ｑにおいて厚み方向にギャップを有して離隔しているため、この磁束による磁気回路の磁気飽和は抑制され、インダクタンスを高くすることができる。
【００７６】
上述のように、平面コイル用の第２導体パターン３４は、第２磁性層に被覆されるように、絶縁板３１の他方面上に設けられ、開口３５を介して第１及び第２導体パターン３４は電気的に接続されている。したがって、２つの導電パターンを接続することで、開口３５内を通る磁束密度を増加させることができる。
【００７７】
ＡＤ法によると、低温で大きな密度と磁気特性の高い結晶層を達成できるため、フェライトが含有された樹脂からなる磁性層を用いた場合より、透磁率の高いフェライト厚膜からなる磁性層の被覆形成が可能になる。そのため、より一層インダクタンスを高くすることができる。
【００７８】
また、ＡＤ法により磁性層を形成しているので、磁性体としてフェライトを含む磁性層を容易に形成することができる。
【００７９】
絶縁板３１の一方面上に設けられた導体パターン３４を被覆する第１磁性層を樹脂層３３（第１樹脂層）とし、絶縁板３１の他方面上に設けられた第２磁性層をＡＤ法により形成してもよい。また、絶縁板３１の一方面上に設けられた導体パターン３４を被覆する第１磁性層をＡＤ法により形成し、絶縁板３１の他方面上に設けられた第２磁性層を樹脂層３３（第２樹脂層）としてもよい。
【００８０】
磁性層は、上述した微粉吹き付け法以外の手法にて形成してもよい。例えば、厚膜法により、導体パターンを被覆するようにペースト状のフェライトを塗布した後、焼結させて形成してもよい。また、圧粉成形法、めっき法、熔射法等の形成技術を用いて磁性層を形成してもよい。なお、磁性層を形成する場合、下地となる絶縁基体や導体パターンの耐熱性を考慮しておく必要がある。磁性層の形成には、上述した微粉吹き付け法のように、磁性層を低温形成できる手法を採用することが好ましい。
【００８１】
また、コイル基板３０をフェライト等からなる小型のケースに入れてコイル素子を構成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、平面コイル素子に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】コイル基板３０の平面図である。
【図２】コイル基板３０の製造方法を説明するための図である。
【図３】コイル基板３０の製造方法を説明するための図である。
【図４】電解めっき膜を成膜する際に用いる成膜装置８の構成図である。
【図５】コイル基材１００の縦断面図である。
【図６】コイル基材１００の縦断面構成を示す図である。
【図７】ＡＤ法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８４】
３０…コイル基板、３１…絶縁板、３２…導出端電極、３３…保護樹脂層、３４…コイル導体、３６…表裏コンタクト部。
【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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