(57)【要約】【課題】  コイル導体の周辺に応力を緩和させるための空隙が形成されているにもかかわらず、上下両主面の平坦性が高いコイル内蔵基板を提供する。【解決手段】  セラミック層１ａ、１ｂ、１ｃが積層された積層体１と、コイル導体３とを備え、所定のセラミック層１ｂに溝２を形成し、コイル導体３の幅広主面Ｃｗ側を溝２の幅狭開口Ｓｎ側にして、かつ、コイル導体３の幅狭主面Ｃｎ側を溝２の幅広開口Ｓｗ側にして、コイル導体３を溝２に収容する。コイル導体３の側面と溝２の内側面との間の少なくとも一部分に、空隙４が形成される。【選択図】  図１
2018060852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミック層が上下方向に積層された積層体と、
前記積層体の内部に設けられた線路状のコイル導体と、を備えたコイル内蔵基板であって、
所定の前記セラミック層に、当該セラミック層の面方向に延びる溝が形成され、
前記溝は、１層の前記セラミック層の上下主面間を貫通した、または、隣接する２層以上の前記セラミック層の上下主面間を貫通した溝であり、
前記溝の長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、前記溝は、上下方向の一方側に幅の広い幅広開口を、他方側に幅の狭い幅狭開口を備え、かつ、前記幅広開口と前記幅狭開口との間が１対の内側面によって接続され、
前記コイル導体の長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、前記コイル導体は、上下方向の一方側に幅の広い幅広主面を、他方側に幅の狭い幅狭主面を備え、かつ、前記幅広主面と前記幅狭主面との間が１対の側面によって接続され、
前記コイル導体の前記幅広主面側を前記溝の前記幅狭開口側にして、かつ、前記コイル導体の前記幅狭主面側を前記溝の前記幅広開口側にして、前記コイル導体が前記溝に収容され、
前記コイル導体の前記側面と前記溝の前記内側面との間の少なくとも一部分に、空隙が形成されたコイル内蔵基板。
【請求項２】
更に、前記コイル導体の前記幅狭主面と前記溝の前記幅広開口との間に、空隙が形成された、請求項１に記載されたコイル内蔵基板。
【請求項３】
前記セラミック層の少なくとも一部のものが、磁性体セラミックからなる、請求項１または２に記載されたコイル内蔵基板。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載されたコイル内蔵基板と、前記コイル内蔵基板の少なくとも一方の主面に実装された電子部品と、を備えたモジュール。
【請求項５】
複数のセラミック層が上下方向に積層された積層体と、前記積層体の内部に設けられた線路状のコイル導体と、を備えたコイル内蔵基板の製造方法であって、
複数のセラミックグリーンシートを用意する工程と、
前記セラミックグリーンシートの所定のものに、当該セラミックグリーンシートの面方向に延び、かつ、当該セラミックグリーンシートの上下主面間を貫通した溝であって、長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、上下方向の一方側に幅の広い幅広開口を、他方側に幅の狭い幅狭開口を備え、かつ、前記幅広開口と前記幅狭開口との間が１対の内側面によって接続された溝を形成する工程と、
前記セラミックグリーンシートの所定のものの主面に、導電性ペーストを塗布して、長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、上下方向の一方側に幅の広い幅広主面を、他方側に幅の狭い幅狭主面を備え、かつ、前記幅広主面と前記幅狭主面との間が１対の側面によって接続された、線路状のコイル導体ペーストパターンを形成する工程と、
前記コイル導体ペーストパターンの前記幅広主面側を前記溝の前記幅狭開口側にして、かつ、前記コイル導体ペーストパターンの前記幅狭主面側を前記溝の前記幅広開口側にして、前記コイル導体ペーストパターンを前記溝に収容したうえで、複数の前記セラミックグリーンシートを上下方向に積層して、未焼成積層体を作製する工程と、
前記未焼成積層体を焼成し、前記セラミックグリーンシートを焼結させてセラミック層を形成し、前記コイル導体ペーストパターンを焼結させてコイル導体を形成して、前記セラミック層と前記コイル導体とを備えた積層体を作製する工程と、を備え、
作製された前記積層体の前記溝および前記コイル導体の長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、前記コイル導体の前記側面と前記溝の前記内側面との間の少なくとも一部分に空隙が形成されている、コイル内蔵基板の製造方法。
【請求項６】
前記セラミックグリーンシートに前記溝を形成する工程が、レーザ光の照射によりおこなわれ、レーザ光を入射させた側の開口が前記幅広開口であり、もう一方の開口が前記幅狭開口である、請求項５に記載されたコイル内蔵基板の製造方法。
【請求項７】
前記未焼成積層体を作製する工程において、それぞれ前記溝が形成された２層以上の前記セラミックグリーンシートを重ねることにより、上下に複数の前記溝を重ね、重なった複数の当該溝に前記コイル導体ペーストパターンを収容したうえで、複数の前記セラミックグリーンシートを上下方向に積層する、請求項５または６に記載されたコイル内蔵基板の製造方法。
【請求項８】
前記セラミックグリーンシートに線路状の前記コイル導体ペーストパターンを形成する工程が、前記導電性ペーストをスクリーン印刷することによりおこなわれ、前記コイル導体ペーストパターンの前記セラミックグリーンシートと接する主面が前記幅広主面であり、もう一方の主面が前記幅狭主面である、請求項５ないし７のいずれか１項に記載されたコイル内蔵基板の製造方法。
【請求項９】
前記スクリーン印刷が２回以上重ねておこなわれ、前記セラミックグリーンシートに形成された前記コイル導体ペーストパターンが２層以上の層を備える、請求項８に記載されたコイル内蔵基板の製造方法。
【請求項１０】
作製された前記積層体の前記溝および前記コイル導体の長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、更に、前記コイル導体の前記幅狭主面と前記溝の前記幅広開口との間に空隙が形成されている、請求項５ないし９のいずれか１項に記載されたコイル内蔵基板の製造方法。
【請求項１１】
前記セラミックグリーンシートに形成された前記溝に、予め、焼成により消失する熱消失性ペーストを充填しておくことにより、前記未焼成積層体を焼成して前記積層体を作製した後に、前記コイル導体の前記幅狭主面と前記溝の前記幅広開口との間に空隙を形成する、請求項１０に記載されたコイル内蔵基板の製造方法。
【請求項１２】
前記セラミックグリーンシートに形成された前記溝の深さを、前記セラミックグリーンシートに形成された前記コイル導体ペーストパターンの高さよりも大きくすることにより、前記未焼成積層体を焼成して前記積層体を作製した後に、前記コイル導体の前記幅狭主面と前記溝の前記幅広開口との間に空隙を形成する、請求項１０に記載されたコイル内蔵基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコイル内蔵基板に関し、更に詳しくは、コイル導体の周辺に応力を緩和させるための空隙が形成されているにもかかわらず、上下両主面の平坦性が高いコイル内蔵基板に関する。
【０００２】
また、本発明は、上記本発明のコイル内蔵基板の少なくとも一方の主面に電子部品を実装したモジュールに関する。
【０００３】
また、本発明は、上記本発明のコイル内蔵基板を製造するのに適した、コイル内蔵基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
セラミック層が積層された積層体の内部に、線路状のコイル導体を形成したコイル内蔵基板においては、セラミック層を形成する材料の線膨張係数とコイル導体を形成する材料の線膨張係数とが異なることによって、焼成時にセラミック層とコイル導体との間に応力が発生し、焼成後も残留した応力がコイルのインダクタンス値を低下させてしまうという問題があった。また、個々のコイル内蔵基板ごとに、セラミック層とコイル導体との間の応力の大きさにばらつきがあると、個々のコイル内蔵基板ごとに、コイルのインダクタンス値がばらついてしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、従来から、セラミック層が積層された積層体の内部にコイル導体を形成したコイル内蔵基板においては、コイル導体の周辺に空隙を形成することによって、セラミック層とコイル導体との間の応力を緩和することがおこなわれている。
【０００６】
たとえば、特許文献１（特開２０１２-１２９３６７号公報）に、そのような応力を緩和するための空隙を備えたコイル内蔵基板が開示されている。図１３に、特許文献１に開示されたコイル内蔵基板１０００を示す。
【０００７】
コイル内蔵基板１０００は、セラミック（磁性体フェライト）からなる基板本体１０１の内部に、複数の略Ｃ字形状のコイル導体（コイル要素）１０２が、上下方向に一定の間隔を開けて層状に形成されている。層の異なるコイル導体１０２どうしの間は、ビア導体（層間接続導体；図示せず）によって、相互に接続されている。
【０００８】
コイル内蔵基板１０００においては、各コイル導体１０２の上側主面と接するように、空隙（空隙部）１０３が形成されている。コイル内蔵基板１０００においては、空隙１０３によって、基板本体１０１とコイル導体１０２との間の応力が緩和されている。
【０００９】
コイル内蔵基板１０００は、以下の方法によって作製される。まず、複数のセラミックグリーンシートを用意する。次に、セラミックグリーンシートに、ビア導体を形成するための貫通孔を形成する。次に、形成した貫通孔に、導電性ペースト（導体ペースト）を充填する。次に、セラミックグリーンシートの主面に、たとえばスクリーン印刷により導電性ペーストを塗布して、コイル導体１０２を形成するためのコイル導体ペーストパターン（導体パターン）を形成する。次に、各コイル導体ペーストパターン上に、焼成により消失する熱消失性ペースト（空隙部形成用材料）を塗布する。次に、複数のセラミックグリーンシートを積層して、未焼成積層体を作製する。最後に未焼成積層体を焼成して、コイル内蔵基板１０００を完成させる。
【００１０】
完成したコイル内蔵基板１０００においては、焼成時に熱消失性ペーストが消失し、各コイル導体１０２の上側の主面と接するように、空隙１０３が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１２-１２９３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述した特許文献１に開示された従来のコイル内蔵基板１０００には、上下両主面の平坦性が低いという問題があった。すなわち、コイル内蔵基板１０００は、セラミックグリーンシートの主面にコイル導体ペーストパターンを形成し、更に、そのコイル導体ペーストパターン上に熱消失性ペーストを塗布したうえで、複数のセラミックグリーンシートを積層して未焼成積層体を作製しているため、焼成後の上下両主面には、コイル導体ペーストパターンおよび熱消失性ペーストに起因する凹凸が発生し、平坦性が低いという問題があった。
【００１３】
そして、コイル内蔵基板１０００は、上下両主面の平坦性が低いため、一方の主面上に形成したランド電極に電子部品を実装してモジュールを作製しようとした場合に、主面に凹凸があることによって電子部品を実装できない場合があった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上述した従来の問題を解決するためになされたものであり、その手段として本発明のコイル内蔵基板は、複数のセラミック層が上下方向に積層された積層体と、積層体の内部に設けられた線路状のコイル導体と、を備え、所定のセラミック層に、そのセラミック層の面方向に延びる溝が形成され、溝は、１層のセラミック層の上下主面間を貫通した、または、隣接する２層以上のセラミック層の上下主面間を貫通した溝であり、溝の長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、溝は、上下方向の一方側に幅の広い幅広開口を、他方側に幅の狭い幅狭開口を備え、かつ、幅広開口と幅狭開口との間が１対の内側面によって接続され、コイル導体の長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、コイル導体は、上下方向の一方側に幅の広い幅広主面を、他方側に幅の狭い幅狭主面を備え、かつ、幅広主面と幅狭主面との間が１対の側面によって接続され、コイル導体の幅広主面側を溝の幅狭開口側にして、かつ、コイル導体の幅狭主面側を溝の幅広開口側にして、コイル導体が溝に収容され、コイル導体の側面と溝の内側面との間の少なくとも一部分に、空隙が形成されたものとした。
【００１５】
更に、コイル導体の幅狭主面と溝の幅広開口との間に、空隙が形成されていることが好ましい。この場合には、セラミック層とコイル導体との間の応力をより緩和することができる。
【００１６】
また、セラミック層の少なくとも一部のものが、磁性体セラミックからなることが好ましい。この場合には、内蔵されたコイルのインダクタンス値を大きくすることができる。
【００１７】
本発明のコイル内蔵基板の少なくとも一方の主面に電子部品を実装することによって、モジュールを作製することができる。たとえば、本発明のコイル内蔵基板の主面に、スイッチング半導体やコンデンサなどの電子部品を実装することによって、ＤＣ-ＤＣコンバータを作製することができる。
【００１８】
また、上述した従来の問題を解決するために、本発明のコイル内蔵基板の製造方法は、複数のセラミック層が上下方向に積層された積層体と、積層体の内部に設けられた線路状のコイル導体と、を備えたコイル内蔵基板を製造する方法であって、複数のセラミックグリーンシートを用意する工程と、セラミックグリーンシートの所定のものに、そのセラミックグリーンシートの面方向に延び、かつ、そのセラミックグリーンシートの上下主面間を貫通した溝であって、長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、上下方向の一方側に幅の広い幅広開口を、他方側に幅の狭い幅狭開口を備え、かつ、幅広開口と幅狭開口との間が１対の内側面によって接続された溝を形成する工程と、セラミックグリーンシートの所定のものの主面に、導電性ペーストを塗布して、長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、上下方向の一方側に幅の広い幅広主面を、他方側に幅の狭い幅狭主面を備え、かつ、幅広主面と幅狭主面との間が１対の側面によって接続された、線路状のコイル導体ペーストパターンを形成する工程と、コイル導体ペーストパターンの幅広主面側を溝の幅狭開口側にして、かつ、コイル導体ペーストパターンの幅狭主面側を溝の幅広開口側にして、コイル導体ペーストパターンを溝に収容したうえで、複数のセラミックグリーンシートを上下方向に積層して、未焼成積層体を作製する工程と、未焼成積層体を焼成し、セラミックグリーンシートを焼結させてセラミック層を形成し、コイル導体ペーストパターンを焼結させてコイル導体を形成して、セラミック層とコイル導体とを備えた積層体を作製する工程と、を備え、作製された積層体の溝およびコイル導体の長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、コイル導体の側面と溝の内側面との間の少なくとも一部分に空隙が形成されているものとした。
【００１９】
セラミックグリーンシートに溝を形成する工程は、たとえば、レーザ光を照射することによっておこなうことができる。この場合には、容易に、レーザ光を入射させた側に幅広開口を形成し、もう一方側に幅狭開口を形成することができる。
【００２０】
未焼成積層体を作製する工程において、それぞれ溝が形成された２層以上のセラミックグリーンシートを重ねることにより、上下に複数の溝を重ね、重なった複数のそれらの溝にコイル導体ペーストパターンを収容したうえで、複数のセラミックグリーンシートを上下方向に積層するようにしても良い。この場合には、複数の溝を重ねることにより、溝の深さを大きくすることができるため、そこに収容されるコイル導体ペーストパターンの高さを大きくすることができる。そして、コイル導体ペーストパターンの高さを大きくすることができれば、形成されたコイル導体の断面積を大きくすることができるため、内蔵されたコイルのＱを向上させることができる。
【００２１】
セラミックグリーンシートに線路状のコイル導体ペーストパターンを形成する工程は、たとえば、導電性ペーストをスクリーン印刷することによりおこない、コイル導体ペーストパターンのセラミックグリーンシートと接する主面を幅広主面とし、もう一方の主面を幅狭主面とすることができる。
【００２２】
スクリーン印刷を２回以上重ねておこない、セラミックグリーンシートに形成されたコイル導体ペーストパターンを２層以上の層を備えたものとすることができる。この場合には、コイル導体ペーストパターンの高さを大きくすることができるため、形成されたコイル導体の断面積を大きくすることができ、内蔵されたコイルのＱを向上させることができる。
【００２３】
作製された積層体の溝およびコイル導体の長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、更に、コイル導体の幅狭主面と溝の幅広開口との間に空隙が形成されたものとすることができる。この場合には、セラミック層とコイル導体との間の応力をより緩和することができる。コイル導体の幅狭主面と溝の幅広開口との間に空隙は、たとえば、セラミックグリーンシートに形成された溝に、予め、焼成により消失する熱消失性ペーストを充填しておくことにより形成することができる。あるいは、コイル導体の幅狭主面と溝の幅広開口との間に空隙は、セラミックグリーンシートに形成された溝の深さを、セラミックグリーンシートに形成されたコイル導体ペーストパターンの高さよりも大きくすることにより形成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のコイル内蔵基板は、空隙によって、セラミック層とコイル導体との間の応力が緩和されており、コイルが大きなインダクタンス値を備えている。
【００２５】
また、本発明のコイル内蔵基板は、コイル導体が、セラミック層に形成された溝に収容されているため、上下両主面に凹凸が発生しづらく、上下両主面が極めて高い平坦性を備えている。
【００２６】
また、本発明のコイル内蔵基板は、コイル導体の幅広主面側を溝の幅狭開口側にして、かつ、コイル導体の幅狭主面側を溝の幅広開口側にして、コイル導体を溝に収容しているため、溝およびコイル導体の長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、左右両側において、必ず、コイル導体の側面と溝の内側面との間に空隙が形成される。すなわち、図１４（Ａ）に示すように、本発明のコイル内蔵基板とは異なり、コイル導体の幅広主面側を溝の幅広開口側にして、かつ、コイル導体の幅狭主面側を溝の幅狭開口側にして、コイル導体を溝に収容した場合には、コイル導体の形成位置のずれ、溝の形成位置のずれ、コイル導体を溝に収容する際のコイル導体と溝との相対的な位置のずれなどによって、コイル導体の側面と溝の内側面との間の空隙が、左右一方の側にしか形成されない場合がある。これに対し、本発明のコイル内蔵基板は、コイル導体の幅広主面側を溝の幅狭開口側にして、かつ、コイル導体の幅狭主面側を溝の幅狭開口側にして、コイル導体を溝に収容しているため、図１４（Ｂ）に示すように、コイル導体の形成位置と溝の形成位置とが正しく合致している場合はもちろん、図１４（Ｃ）に示すように、コイル導体の形成位置と溝の形成位置とがずれてしまった場合においても、左右両側に必ず空隙が形成される。したがって、本発明のコイル内蔵基板は、空隙によるセラミック層とコイル導体との間の応力が、常に安定した一定の条件で緩和されるため、コイルのインダクタンス値のばらつきが小さい。
【００２７】
本発明のモジュールは、本発明のコイル内蔵基板を使用しているため、本発明のコイル内蔵基板の効果を享有している。本発明のコイル内蔵基板の製造方法によれば、本発明のコイル内蔵基板を、容易かつ効率的に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態にかかるコイル内蔵基板１００の断面図である。なお、断面の一部分を拡大して別図に示している。
【図２】コイル内蔵基板１００の要部説明図である。分解斜視図と断面図によって構成されている。
【図３】コイル内蔵基板１００の製造方法において、セラミックグリーンシート１ｂ’に溝２を形成する方法を示す断面図である。
【図４】コイル内蔵基板１００の製造方法において、セラミックグリーンシート１ｂ’にコイル導体ペーストパターン３’を形成する方法を示す断面図である。
【図５】コイル内蔵基板１００の製造方法において、焼成前後の溝２とコイル導体３（コイル導体ペーストパターン３’）との状態を示す断面図である。
【図６】第２実施形態にかかるコイル内蔵基板２００の断面図である。なお、断面の一部分を拡大して別図に示している。
【図７】コイル内蔵基板２００の製造方法において、セラミックグリーンシート１ｂ’に形成された溝２に、熱消失性ペースト１８を充填する方法を示す断面図である。
【図８】コイル内蔵基板２００の製造方法において、焼成前後の溝２とコイル導体１３（コイル導体ペーストパターン１３’）との状態を示す断面図である。
【図９】第３実施形態にかかるコイル内蔵基板３００の断面図である。なお、断面の一部分を拡大して別図に示している。
【図１０】コイル内蔵基板３００の製造方法において、焼成前後の溝２２とコイル導体２３（コイル導体ペーストパターン２３’）との状態を示す断面図である。
【図１１】第４実施形態にかかるコイル内蔵基板４００の断面図である。
【図１２】第５実施形態にかかるＤＣ‐ＤＣコンバータ５００の断面図である。
【図１３】特許文献１に記載されたコイル内蔵基板１０００を示す断面図である。
【図１４】本発明のコイル内蔵基板の効果の１つを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。
【００３０】
なお、各実施形態は、本発明の実施の形態を例示的に示したものであり、本発明が実施形態の内容に限定されることはない。また、異なる実施形態に記載された内容を組合せて実施することも可能であり、その場合の実施内容も本発明に含まれる。また、図面は、実施形態の理解を助けるためのものであり、必ずしも厳密に描画されていない場合がある。たとえば、描画された構成要素ないし構成要素間の寸法の比率が、明細書に記載されたそれらの寸法の比率と一致していない場合がある。また、明細書に記載されている構成要素が、図面において省略されている場合や、個数を省略して描画されている場合などがある。
【００３１】
［第１実施形態］
図１、図２に、第１実施形態にかかるコイル内蔵基板１００を示す。図１はコイル内蔵基板１００の断面図である。図１においては、コイル内蔵基板１００の断面の一部分を拡大して別図に示している。図２は、コイル内蔵基板１００の要部説明図であり、４つの分解斜視図と、各分解斜視図に対してそれぞれ２つの断面図を示している。
【００３２】
コイル内蔵基板１００は、積層体１を備えている。
【００３３】
積層体１は、下から順に、第１非磁性体部１Ａと、磁性体部１Ｂと、第２非磁性体部１Ｃが積層された構造からなる。
【００３４】
第１非磁性体部１Ａは、低透磁率または非磁性のセラミックからなる複数のセラミック層１ａが積層されて形成されている。第２非磁性体部１Ｃも、低透磁率または非磁性のセラミックからなる複数のセラミック層１ｃが積層されて形成されている。本実施形態においては、第１非磁性体部１Ａを３層のセラミック層１ａによって構成し、第２非磁性体部１Ｃを３層のセラミック層１ｃによって構成した。セラミック層１ａ、１ｃの材料には、たとえば、非磁性フェライトセラミックや、アルミナおよびガラスを主成分とする絶縁性ガラスセラミックなどを用いることができる。
【００３５】
磁性体部１Ｂは、セラミック層１ａ、１ｃよりも透磁率が大きい磁性体のセラミックからなる複数のセラミック層１ｂが積層されて形成されている。本実施形態においては、磁性体部１Ｂを１７層のセラミック層１ｂによって構成した。セラミック層１ｂの材料には、たとえば、磁性フェライトセラミックなどを用いることができる。
【００３６】
磁性体部１Ｂを構成するセラミック層１ｂのうち、所定のセラミック層１ｂに、溝２が形成されている。本実施形態においては、磁性体部１Ｂを構成する１７層のセラミック層１ｂのうち、下から３層目と、５層目と、７層目と、９層目と、１１層目と、１３層目と、１５層目のセラミック層１ｂに、溝２が形成されている。
【００３７】
また、磁性体部１Ｂを構成するセラミック層１ｂのうち、所定のセラミック層１ｂの上側主面に、線路状のコイル導体３が形成されている。本実施形態においては、磁性体部１Ｂを構成する１７層のセラミック層１ｂのうち、下から２層目と、４層目と、６層目と、８層目と、１０層目と、１２層目と、１４層目とのセラミック層１ｂの上側主面に、それぞれ、コイル導体３が形成されている。コイル導体３の材料には、たとえば、銀を主成分とした金属を用いることができる。
【００３８】
図２に、２層目のセラミック層１ｂの単独の分解斜視図と、３層目のセラミック層１ｂの単独の分解斜視図と、４層目のセラミック層１ｂの単独の分解斜視図と、２層目〜４層目のセラミック層１ｂを積層した状態の分解斜視図とをそれぞれ示す。また、図２に、上記の４つの分解斜視図における、それぞれの、Ｘ‐Ｘ’部分の断面図と、Ｙ‐Ｙ’部分の断面図とをそれぞれ示す。
【００３９】
図２に示すように、溝２は、セラミック層１ｂの面方向に延びるように形成されている。また、溝２は、セラミック層１ｂの上下主面間を貫通した、貫通溝である。本実施形態においては、溝２は、セラミック層１ｂに、矩形環状に形成されている。
【００４０】
図１の別図（拡大図）から分かるように、溝２は、長手方向に対して垂直な断面を見た場合、上下方向の一方側に幅の広い幅広開口Ｓｗを備え、他方側に幅の狭い幅狭開口Ｓｎを備えている。そして、幅広開口Ｓｗと幅狭開口Ｓｎとの間が、１対の内側面によって接続されている。本実施形態においては、溝２は、セラミック層１ｂの上側主面に幅広開口Ｓｗを備え、セラミック層１ｂの下側主面に幅狭開口Ｓｎを備えている。なお、セラミック層１ｂに形成された貫通溝である溝２は、上下両側に開口を備えるが、それらの開口は、完成したコイル内蔵基板１００においては、隣接する他のセラミック層１ｂによって塞がれている。
【００４１】
図２に示すように、本実施形態においては、コイル導体３は、セラミック層１ｂの上側主面に矩形環状に形成されている。ただし、コイル導体３は完全な環状ではなく、一部分において途切れており、１対の端部を有している。なお、コイル導体３の途切れる位置は、コイル導体３ごとに異なっている。
【００４２】
図１の別図（拡大図）から分かるように、コイル導体３は、長手方向に対して垂直な断面を見た場合、上下方向の一方側に幅の広い幅広主面Ｃｗを備え、他方側に幅の狭い幅狭主面Ｃｎを備えている。そして、幅広主面Ｃｗと幅狭主面Ｃｎとの間が、１対の側面によって接続されている。本実施形態においては、コイル導体３は、上方向に幅狭主面Ｃｎを備え、下方向に幅広主面Ｃｗを備えている。
【００４３】
コイル導体３が、溝２に収容されている。より具体的には、２層目のセラミック層１ｂの上側主面に形成されたコイル導体３が、３層目のセラミック層１ｂに形成された溝２に収容されている。同様に、４層目のセラミック層１ｂの上側主面に形成されたコイル導体３が５層目のセラミック層１ｂに形成された溝２に収容され、６層目のセラミック層１ｂの上側主面に形成されたコイル導体３が７層目のセラミック層１ｂに形成された溝２に収容され、８層目のセラミック層１ｂの上側主面に形成されたコイル導体３が９層目のセラミック層１ｂに形成された溝２に収容され、１０層目のセラミック層１ｂの上側主面に形成されたコイル導体３が１１層目のセラミック層１ｂに形成された溝２に収容され、１２層目のセラミック層１ｂの上側主面に形成されたコイル導体３が１３層目のセラミック層１ｂに形成された溝２に収容され、１４層目のセラミック層１ｂの上側主面に形成されたコイル導体３が１５層目のセラミック層１ｂに形成された溝２に収容されている。
【００４４】
図１の別図（拡大図）から分かるように、コイル導体３の幅広主面Ｃｗ側を溝２の幅狭開口Ｓｎ側にして、かつ、コイル導体３の幅狭主面Ｃｎ側を溝２の幅狭開口側にして、コイル導体３が溝２に収容されている。コイル内蔵基板１００は、このようにしてコイル導体３を溝２に収容しているため、コイル導体３および溝２の長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、左右両側において、必ず、コイル導体３の側面と溝２の内側面との間に空隙４が形成されている。
【００４５】
図２の２層目、４層目のセラミック層１ｂのＸ‐Ｘ’部分の断面図から分かるように、コイル導体３を形成したセラミック層１ｂには、両主面間を貫通したビア導体５が形成されている。ビア導体５は、異なる溝２に収容されたコイル導体３どうしを接続するためのものである。コイル内蔵基板１００は、積層体１の内部に設けられた複数のコイル導体３が、ビア導体５によって接続され、コイル６が構成されている。ビア導体５の材料には、たとえば、銀を主成分とした金属を用いることができる。
【００４６】
積層体１の下側主面には、端子電極７ａ、７ｂが形成されている。端子電極７ａはコイルの一端に接続され、端子電極７ｂはコイルの他端に接続されている。端子電極７ａ、７ｂの材料には、たとえば、銀を主成分とした金属を用いることができる。本実施形態においては、端子電極７ａ、７ｂ上に、更に、ニッケルめっき層（図示せず）が形成され、更に、ニッケルめっき層上に錫めっき層（図示せず）が形成されている。
【００４７】
以上の構造からなる、第１実施形態にかかるコイル内蔵基板１００は、次のような特長を備えている。
【００４８】
コイル内蔵基板１００は、空隙４によって、セラミック層１ｂとコイル導体３との間の応力が緩和されており、内蔵されたコイル６が大きなインダクタンス値を備えている。
【００４９】
また、コイル内蔵基板１００は、コイル導体３が、セラミック層１ｂに形成された溝２に収容されているため、上下両主面に凹凸が発生しづらく、上下両主面が極めて高い平坦性を備えている。
【００５０】
また、コイル内蔵基板１００は、コイル導体３の幅広主面Ｃｗ側を溝２の幅狭開口Ｓｎ側にして、かつ、コイル導体３の幅狭主面Ｃｎ側を溝２の幅広開口Ｓｗ側にして、コイル導体３を溝２に収容しているため、溝２およびコイル導体３の長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、左右両側に必ず空隙４が形成されている。したがって、コイル内蔵基板１００は、空隙４によるセラミック層１ｂとコイル導体３との間の応力が、常に安定した一定の条件で緩和されており、内蔵されたコイル６のインダクタンス値のばらつきが小さい。
【００５１】
また、コイル内蔵基板１００は、内蔵されたコイル６を、主に、透磁率が大きい磁性体のセラミックからなる複数のセラミック層１ｂが積層された磁性体部１Ｂの内部に形成しているため、コイル６が大きなインダクタンス値を備えている。
【００５２】
以上の構造および特徴からなる、第１実施形態にかかるコイル内蔵基板１００は、たとえば、次の方法で製造することができる。
【００５３】
まず、低透磁率または非磁性のセラミックからなるセラミック層１ａ、１ｃを形成するためのセラミックグリーンシートと、磁性体のセラミックからなる複数のセラミック層１ｂを形成するためのセラミックグリーンシートとを、それぞれ作製する。具体的には、所定の成分からなるセラミックスラリーを作製し、ダイコーター法やドクターブレード法を用いて、キャリアフィルム上に所定の膜厚からなるセラミックグリーンシートを作製する。
【００５４】
次に、セラミック層１ｂを形成するためのセラミックグリーンシートに対して加工をおこなう。
【００５５】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に、セラミック層１ｂを形成するためのセラミックグリーンシート１ｂ’に、溝２を形成する方法を示す。なお、図３（Ａ）〜（Ｃ）には、それぞれ、セラミックグリーンシート１ｂ’の断面図が２つずつ示されている。それぞれ、一方は図２のＸ‐Ｘ’部分に対応する断面であり、他方は図２のＹ‐Ｙ’部分に対応する断面である。
【００５６】
まず、図３（Ａ）に示すように、キャリアフィルム５０上に作製されたセラミックグリーンシート１ｂ’を用意する。
【００５７】
次に、図３（Ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート１ｂ’のキャリアフィルム５０と反対側の面にレーザ光を照射して、溝２を形成する。溝２はレーザ光を入射させた側の開口が広くなるため、レーザ光を入射させた側の開口が幅広開口Ｓｗになり、もう一方の開口が幅狭開口Ｓｎになる。
【００５８】
次に、図３（Ｃ）に示すように、セラミックグリーンシート１ｂ’からキャリアフィルム５０を除去する。ただし、この工程は、後述する、未焼成積層体１’を作製する工程において、セラミックグリーンシート１ｂ’を積層する際に逐次おこなう。
【００５９】
図４（Ａ）〜（Ｆ）に、セラミック層１ｂを形成するためのセラミックグリーンシート１ｂ’に、コイル導体３を形成するためのコイル導体ペーストパターン３’を塗布する方法を示す。なお、図４（Ａ）〜（Ｆ）には、それぞれ、セラミックグリーンシート１ｂ’の断面図が２つずつ示されている。それぞれ、一方は図２のＸ‐Ｘ’部分に対応する断面であり、他方は図２のＹ‐Ｙ’部分に対応する断面である。
【００６０】
まず、図４（Ａ）に示すように、キャリアフィルム５０上に作製されたセラミックグリーンシート１ｂ’を用意する。なお、この段階では、キャリアフィルム５０側が上になっている。
【００６１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、キャリアフィルム５０側からセラミックグリーンシート１ｂ’にレーザ光を照射して、ビア導体５を形成するための貫通孔１５を形成する。貫通孔１５は、レーザ光を入射させた側の開口が大きくなり、もう一方の開口が小さくなる。
【００６２】
次に、図４（Ｃ）に示すように、キャリアフィルム５０側から、セラミックグリーンシート１ｂ’に形成した貫通孔１５に、ビア導体５を形成するための導電性ペースト５’を充填する。
【００６３】
次に、図４（Ｄ）に示すように、キャリアフィルム５０およびセラミックグリーンシート１ｂ’を上下反転させ、セラミックグリーンシート１ｂ’側を上にする。
【００６４】
次に、図４（Ｅ）に示すように、セラミックグリーンシート１ｂ’上に、導電性ペーストをスクリーン印刷することによって、コイル導体３を形成するためのコイル導体ペーストパターン３’を形成する。このとき、コイル導体ペーストパターン３’の一端が、ビア導体５を形成するための導電性ペースト５’に接続される。
【００６５】
コイル導体ペーストパターン３’は、導電性ペーストの粘度や、スクリーン印刷の諸条件を調整することにより、セラミックグリーンシート１ｂ’と接する主面が幅の広い幅広主面Ｃｗになるように、もう一方の主面が幅の狭い幅狭主面Ｃｎになるように形成する。
【００６６】
次に、図４（Ｆ）に示すように、セラミックグリーンシート１ｂ’からキャリアフィルム５０を除去する。ただし、この工程は、後述する、未焼成積層体１’を作製する工程において、セラミックグリーンシート１ｂ’を積層する際に逐次おこなう。
【００６７】
次に、セラミック層１ａ、１ｃを形成するためのセラミックグリーンシート（図示せず）と、上記の加工を済ませたセラミック層１ｂを形成するためのセラミックグリーンシート１ｂ’とを、所定の順番に上下方向に積層し、加圧して、未焼成積層体１’（図示せず）を作製する。なお、１番下に積層されるセラミック層１ｃを形成するためのセラミックグリーンシートの下側主面には、予め、端子電極７ａ、７ｂを形成するための導電性ペーストを塗布しておく。
【００６８】
未焼成積層体１’を作製する工程においては、コイル導体ペーストパターン３’の幅広主面Ｃｗ側を溝２の幅狭開口Ｓｎ側にして、かつ、コイル導体ペーストパターン３’の幅狭主面Ｃｎ側を溝２の幅広開口Ｓｗ側にして、コイル導体ペーストパターン３’を溝２に収容する。コイル導体ペーストパターン３’を溝２に収容した状態を、図５の左側の断面図に示す。
【００６９】
次に、未焼成積層体１’を所定のプロファイルで焼成し、積層体１を作製する。図５の右側の断面図に、焼成後の溝２およびコイル導体３の状態を示す。コイル導体３は、焼成したことにより、幅広主面（上側主面）の両側が、若干、丸みを帯びている。図から分かるように、左右両側において、コイル導体３の側面と溝２の内側面との間に、それぞれ空隙４が形成されている。
【００７０】
最後に、積層体１の下側主面に形成された端子電極７ａ、７ｂ上に、ニッケルめっき層（図示せず）および錫めっき層（図示せず）を形成し、コイル内蔵基板１００を完成させる。
【００７１】
［第２実施形態］
図６に、第２実施形態にかかるコイル内蔵基板２００を示す。図６はコイル内蔵基板２００の断面図である。図６においては、コイル内蔵基板２００の断面の一部分を拡大して別図に示している。
【００７２】
第２実施形態にかかるコイル内蔵基板２００は、第１実施形態にかかるコイル内蔵基板１００の構成の一部分に変更を加えた。具体的には、コイル内蔵基板１００では、コイル導体３および溝２の長手方向に対して垂直な断面を見た場合に、コイル導体３の左右両側において、コイル導体３の側面と溝２の内側面との間に空隙４が形成されていたが、コイル内蔵基板２００では、コイル導体１３の左右両側の空隙１４ａ加えて、コイル導体１３の幅狭主面Ｃｎと溝２の幅広開口Ｓｗとの間にも空隙１４ｂを形成した。
【００７３】
コイル内蔵基板２００は、コイル導体１３の左右両側の空隙１４ａ加えて、コイル導体１３の幅狭主面Ｃｎと溝２の幅広開口Ｓｗとの間にも空隙１４ｂが形成されているため、セラミック層１ｂとコイル導体１３との間の応力が、より確実に緩和されている。
【００７４】
コイル内蔵基板２００は、たとえば、上述した第１実施形態にかかるコイル内蔵基板１００の製造方法における、セラミックグリーンシート１ｂ’に溝２を形成する工程に、次の工程を追加することにより作製することができる。
【００７５】
具体的には、まず、図７（Ａ）に示すように、キャリアフィルム５０上に作製されたセラミックグリーンシート１ｂ’を用意する。
【００７６】
次に、図７（Ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート１ｂ’のキャリアフィルム５０と反対側の面にレーザ光を照射して、溝２を形成する。なお、第１実施形態においては、レーザ光の照射によってキャリアフィルム５０に貫通した溝を形成していたが（フルカットしていたが）、本実施形態においては、レーザ光の照射によってキャリアフィルム５０に形成される溝は有底とし、いわゆるハーフカットにした。
【００７７】
次に、図７（Ｃ）に示すように、セラミックグリーンシート１ｂ’に形成された溝２に、たとえばカーボンペーストを、熱消失性ペースト１８として充填する。
【００７８】
そして、溝２に熱消失性ペースト１８が充填されたセラミックグリーンシート１ｂ’からキャリアフィルム５０を除去すると、図７（Ｄ）に示すように、熱消失性ペースト１８は、セラミックグリーンシート１ｂ’の溝２の内部に保持される。
【００７９】
溝２に熱消失性ペースト１８が充填されたセラミックグリーンシート１ｂ’を使って未焼成積層体１’を作製すると、図８の左側の断面図に示すように、溝２の内部において、コイル導体ペーストパターン１３’の左右両側および上側が熱消失性ペースト１８によって覆われている。これは、コイル導体ペーストパターン１３’を、熱消失性ペースト１８が充填された溝２に収容する際に、熱消失性ペースト１８によってコイル導体ペーストパターン１３’が押されたことによる。なお、未焼成積層体１’を作製する際に、熱消失性ペースト１８が溝２から溢れ出さないように、コイル導体ペーストパターン１３’の高さや、溝２への熱消失性ペースト１８の充填量を調整しておく必要がある。
【００８０】
図８の右側の断面図に、焼成後の積層体１における溝２およびコイル導体１３の状態を示す。焼成により、熱消失性ペースト１８が消失したため、溝２の内部において、コイル導体１３の左右両側に空隙１４ａが形成され、コイル導体１３の上側に空隙１４ｂが形成されている。
【００８１】
［第３実施形態］
図９に、第３実施形態にかかるコイル内蔵基板３００を示す。図９はコイル内蔵基板３００の断面図である。図９においては、コイル内蔵基板３００の断面の一部分を拡大して別図に示している。
【００８２】
第３実施形態にかかるコイル内蔵基板３００は、第１実施形態にかかるコイル内蔵基板１００の構成の一部分に変更を加えた。具体的には、コイル内蔵基板１００では、１７層のセラミック層１ｂを積層して磁性体部１Ｂを構成していたが、コイル内蔵基板３００では、１層追加して１８層のセラミック層１ｂを積層して磁性体部１Ｂを構成した。また、コイル内蔵基板１００では、１層のセラミック層１ｂに形成された溝２にコイル導体３を収容していたが、コイル内蔵基板３００では、２層のセラミック層１ｂにわたって形成された深さの大きい溝２２に、高さの大きいコイル導体２３を収容した。より具体的には、３層目と４層目のセラミック層１ｂにわたって形成された深さの大きい溝２２に、２層目の上側主面に形成された高さの大きいコイル導体２３を収容した。同様に、６層目と７層目のセラミック層１ｂにわたって形成された深さの大きい溝２２に、５層目の上側主面に形成された高さの大きいコイル導体２３を収容した。９層目と１０層目のセラミック層１ｂにわたって形成された深さの大きい溝２２に、８層目の上側主面に形成された高さの大きいコイル導体２３を収容した。１２層目と１３層目のセラミック層１ｂにわたって形成された深さの大きい溝２２に、１１層目の上側主面に形成された高さの大きいコイル導体２３を収容した。１５層目と１６層目のセラミック層１ｂにわたって形成された深さの大きい溝２２に、１４層目の上側主面に形成された高さの大きいコイル導体２３を収容した。
【００８３】
コイル内蔵基板３００は、コイル導体２３の高さが大きいため、内蔵されたコイル６のＱが高くなっている。
【００８４】
コイル内蔵基板３００は、たとえば、上述した第１実施形態にかかるコイル内蔵基板１００の製造方法に、一部変更を加えることによって作製することができる。
【００８５】
第１実施形態にかかる製造方法では、セラミックグリーンシート１ｂ’の上側主面に、スクリーン印刷を１回施すことによって、コイル導体ペーストパターン３’を形成していた。本実施形態においては、これに代えて、セラミックグリーンシート１ｂ’の上側主面に、スクリーン印刷を２回繰り返して施すことによって、高さの大きいコイル導体ペーストパターン２３’を形成する。
【００８６】
また、第１実施形態にかかる製造方法では、未焼成積層体１’を作製するにあたり、上側主面にコイル導体ペーストパターン３’が形成されたセラミックグリーンシート１ｂ’と、溝２が形成されたセラミックグリーンシート１ｂ’とを、交互に積層したが、本実施形態においては、これに代えて、上側主面にコイル導体ペーストパターン２３’が形成された１層のセラミックグリーンシート１ｂ’に続いて、溝が形成された２層のセラミックグリーンシート１ｂ’を連続して積層する。この結果、深さの大きい溝２２に、高さの大きいコイル導体ペーストパターン２３’が収容される。
【００８７】
図１０の左側の断面図に、未焼成積層体１’における溝２２とコイル導体ペーストパターン２３’の状態を示す。また、図１０の右側の断面図に、焼成後の積層体１における溝２およびコイル導体２３の状態を示す。焼成により、コイル導体２３は、若干、丸みを帯びているが、溝２２の内部において、コイル導体２３の左右両側にそれぞれ空隙２４が形成されている。
【００８８】
［第４実施形態］
図１１に、第４実施形態にかかるコイル内蔵基板４００を示す。図１１はコイル内蔵基板４００の断面図である。
【００８９】
第４実施形態にかかるコイル内蔵基板４００は、第１実施形態にかかるコイル内蔵基板１００の構成の一部分に変更を加えた。具体的には、コイル内蔵基板１００では、１７層の磁性体のセラミックからなるセラミック層１ｂを積層して磁性体部１Ｂを構成したが、コイル内蔵基板４００では、そのうちの１層を、低透磁率または非磁性のセラミックからなるセラミック層３１ｄに置換えた。
【００９０】
コイル内蔵基板４００は、磁性体部１Ｂに、１層の低透磁率または非磁性のセラミックからなるセラミック層３１ｄを設けているため、内蔵されたコイル６の直流重畳特性が改善されている。
【００９１】
［第５実施形態］
図１２に、第５実施形態にかかるＤＣ‐ＤＣコンバータ５００を示す。図１２はＤＣ‐ＤＣコンバータ５００の断面図である。
【００９２】
ＤＣ‐ＤＣコンバータ５００は、第１実施形態にかかるコイル内蔵基板１００の上側主面にランド電極１９を形成し、ランド電極１９に、スイッチング半導体２０ａやコンデンサ２０ｂなどの電子部品を実装したモジュールである。ＤＣ‐ＤＣコンバータ５００は、スイッチング半導体２０ａ、コンデンサ２０ｂや、コイル内蔵基板１００に内蔵されたコイル６を使って、ＤＣ‐ＤＣコンバータ回路が構成されている。
【００９３】
ＤＣ‐ＤＣコンバータ５００は、上下両主面の平坦性が高いコイル内蔵基板１００を使用しているため、上側主面に形成されたランド電極１９に、スイッチング半導体２０ａやコンデンサ２０ｂなどの電子部品が高い精度で実装されている。
【００９４】
以上、第１実施形態〜第４実施形態にかかるコイル内蔵基板１００〜４００、および第５実施形態にかかるＤＣ‐ＤＣコンバータ５００（コイル内蔵基板１００を使用）について説明した。しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更を加えることができる。
【００９５】
たとえば、コイル内蔵基板１００〜４００では、積層体１を構成するセラミック層１ａ、１ｃ、３１ｄの材料に低透磁率または非磁性のセラミックを使用し、セラミック層１ｂの材料に磁性体のセラミックを使用した。しかしながら、積層体１を構成するセラミック層１ａ、１ｂ、１ｃ、３１ｄの材料の種類は任意であり、上記の内容には限定されない。
【００９６】
また、コイル内蔵基板１００〜４００では、コイル導体３、１３、２３の材料に銀を主成分とした金属を使用した。しかしながら、コイル導体３、１３、２３の材料の種類は任意であり、上記の内容には限定されない。たとえば、銅を主成分とする金属を使用しても良い。
【００９７】
また、第２実施形態にかかるコイル内蔵基板２００では、熱消失性ペースト１８を使用することにより、コイル導体１３の幅狭主面Ｃｎと溝２の幅広開口Ｓｗとの間に空隙１４ｂを形成した。しかしながら、空隙１４ｂの形成方法はこの方法には限定されず、たとえば、溝２の深さに対して、コイル導体ペーストパターン１３’の高さを小さくすることによって、コイル導体１３の幅狭主面Ｃｎと溝２の幅広開口Ｓｗとの間に空隙１４ｂを形成するようにしても良い。
【００９８】
また、第５実施形態においては、本発明のモジュールの一例として、ＤＣ‐ＤＣコンバータ５００を示した。しかしながら、本発明のモジュールはＤＣ‐ＤＣコンバータには限定されず、任意であり、他の種類のモジュールであっても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１・・・積層体
１Ａ・・・第１非磁性体部
１Ｂ・・・磁性体部
１Ｃ・・・第２非磁性体部
１ａ、１ｃ、３１ｄ・・・セラミック層（低透磁率または非磁性のセラミックからなる）
１ｂ・・・セラミック層（磁性体のセラミックからなる）
２、２２・・・溝
３、１３、２３・・・コイル導体
４、１４ａ、１４ｂ、２４・・・空隙
５・・・ビア導体
６・・・コイル
７ａ、７ｂ・・・端子電極
１８・・・熱消失性ペースト
１９・・・ランド電極
２０ａ・・・スイッチング半導体（電子部品）
２０ｂ・・・コンデンサ（電子部品）
５０・・・キャリアフィルム
１００、２００、３００、４００・・・コイル内蔵基板
５００・・・ＤＣ‐ＤＣコンバータ（モジュール）
【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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