(57)【要約】【課題】磁気飽和を防止しながらインダクタンスを高めることが可能なコイル部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明によるコイル部品１は、スパイラルパターンＣ１〜Ｃ４及びスパイラルパターンＣ１〜Ｃ４を覆う層間絶縁層５０ａ〜５０ｄを含むコイル部２０と、コイル部２０を覆う磁性樹脂層１０とを備えている。磁性樹脂層１０は、球状磁性粒子を含む第１磁性樹脂層１３と、扁平磁性粒子を含む第２磁性樹脂層１４とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパイラルパターン及び前記スパイラルパターンを覆う層間絶縁層を含むコイル部と、
前記コイル部を覆う磁性樹脂層とを備え、
前記磁性樹脂層は、球状磁性粒子を含む第１磁性樹脂層と、扁平磁性粒子を含む第２磁性樹脂層とを有することを特徴とするコイル部品。
【請求項２】
前記第１磁性樹脂層は、前記コイル部の少なくとも内径領域及び外周領域に設けられており、
前記第２磁性樹脂層は、前記コイル部の少なくとも上部領域及び下部領域に設けられている、請求項１に記載のコイル部品。
【請求項３】
前記コイル部の前記上部領域及び前記下部領域に設けられる前記第２磁性樹脂層に含まれる前記扁平磁性粒子の長軸の向きは、前記第２磁性樹脂層の主面と略平行である、請求項２に記載のコイル部品。
【請求項４】
前記コイル部の前記内径領域及び前記外周領域には、前記第２磁性樹脂層が設けられることなく前記第１磁性樹脂層が設けられている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項５】
前記コイル部の前記上部領域及び前記下部領域には、前記第１磁性樹脂層と前記第２磁性樹脂層の両方が設けられており、
前記第１磁性樹脂層は前記コイル部に接しており、
前記第２磁性樹脂層は前記第１磁性樹脂層よりも前記コイル部から離れた位置に設けられている、請求項４に記載のコイル部品。
【請求項６】
前記コイル部の前記上部領域及び前記下部領域には、前記第１磁性樹脂層が設けられることなく前記第２磁性樹脂層が設けられている、請求項４に記載のコイル部品。
【請求項７】
前記コイル部の前記内径領域及び前記外周領域には、前記第１磁性樹脂層と前記第２磁性樹脂層の両方が設けられており、
前記第２磁性樹脂層は前記コイル部に接しており、
前記第１磁性樹脂層は前記第２磁性樹脂層よりも前記コイル部から離れた位置に設けられている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項８】
前記コイル部の前記内径領域に設けられた前記第１磁性樹脂層は、前記第２磁性樹脂層よりも前記コイル部の前記内径領域の中心部に設けられており、
前記第２磁性樹脂層は、前記第１磁性樹脂層を取り囲むように設けられている、請求項７に記載のコイル部品。
【請求項９】
前記コイル部の前記上部領域及び前記下部領域には、前記第１磁性樹脂層と前記第２磁性樹脂層の両方が設けられている、請求項７又は８に記載のコイル部品。
【請求項１０】
前記磁性樹脂層は、微小磁性粒子を含む第３磁性樹脂層をさらに有し、前記微小磁性粒子の平均粒径は、前記第１及び第２磁性樹脂層に含まれる磁性粒子の平均粒径よりも小さく、前記第３磁性樹脂層は、前記コイル部の前記上部領域及び前記下部領域において前記磁性樹脂層の露出面を構成している、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項１１】
キャリア基板に支持された絶縁樹脂層の一方の主面にコイル部を形成する工程と、
前記絶縁樹脂層の前記一方の主面側から前記コイル部を覆う上部磁性樹脂層を形成する工程と、
前記キャリア基板を剥離して前記絶縁樹脂層の他方の主面を露出させる工程と、
前記絶縁樹脂層の前記他方の主面側から前記コイル部を覆う下部磁性樹脂層を形成する工程とを備え、
前記上部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の少なくとも内径領域及び外周領域に球状磁性粒子を含む第１磁性樹脂層を形成すると共に、前記コイル部の少なくとも上部領域に扁平磁性粒子を含む第２磁性樹脂層を形成し、
前記下部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の少なくとも下部領域に前記第２磁性樹脂層を形成することを特徴とするコイル部品の製造方法。
【請求項１２】
前記上部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の前記上部領域に前記コイル部に向かって前記第１磁性樹脂層及び前記第２磁性樹脂層を順に形成し、
前記下部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の前記下部領域に前記コイル部に向かって前記第１磁性樹脂層及び前記第２磁性樹脂層を順に形成する、請求項１１に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項１３】
前記上部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の前記上部領域に前記第１磁性樹脂層を形成することなく前記第２磁性樹脂層を形成し、
前記下部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の前記下部領域に前記第１磁性樹脂層を形成することなく前記第２磁性樹脂層を形成する、請求項１１に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項１４】
前記上部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の前記内径領域及び前記外周領域に前記第１磁性樹脂層及び前記第２磁性樹脂層を形成する、請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項１５】
前記上部磁性樹脂層を形成する工程は、半硬化状態の前記第１磁性樹脂層及び半硬化状態の前記第２磁性樹脂層の積層体を前記絶縁樹脂層の前記一方の主面に張り合わせてプレスする工程を含み、
前記下部磁性樹脂層を形成する工程は、半硬化状態の前記第１磁性樹脂層及び半硬化状態の前記第２磁性樹脂層の積層体を前記絶縁樹脂層の前記他方の主面に張り合わせてプレスする工程を含む、請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載のコイル部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル部品及びその製造方法に関し、コイル導体が磁性樹脂層内に埋め込まれた構造を有するコイル部品及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コイル導体が磁性樹脂層内に埋め込まれた構造を有するコイル部品として、特許文献１には、焼結フェライトなどの磁性基板上にコイル部を形成した後、コイル部を磁性樹脂層で覆った構造を有するコイル部品が開示されている。このコイル部品によれば、コイル部の磁路の透磁率を向上させて高いインダクタンス値を得ることができる。
【０００３】
しかし、磁性基板を薄くすると磁性基板の割れや欠けが発生しやすくなり、製品の信頼性が低下するため、薄型化には限界がある。また磁気飽和しやすい構造であり、大電流用途には不向きである。
【０００４】
特許文献２には、コイル部の全体を磁性樹脂層で覆った構造を有するコイル部品及びその製造方法が記載されている。このコイル部品によれば、磁性基板の割れ等の問題がなく、また磁気飽和を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１９９８００号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／２０８３０５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載のコイル部品では、磁性樹脂層に単一の材料が用いられているため、コイル部から離れた位置で磁性樹脂層の外側に磁束が漏れやすく、高いインダクタンスを得るには限界がある。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、磁気飽和を防止しながらインダクタンスを高めることが可能なコイル部品及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明によるコイル部品は、スパイラルパターン及び前記スパイラルパターンを覆う層間絶縁層を含むコイル部と、前記コイル部を覆う磁性樹脂層とを備え、前記磁性樹脂層は、球状磁性粒子を含む第１磁性樹脂層と、扁平磁性粒子を含む第２磁性樹脂層とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、磁性樹脂層内にコイル部が埋め込まれた構造を有し、磁気飽和しにくくインダクタンスが高いコイル部品を提供することができる。
【００１０】
本発明において、前記第１磁性樹脂層は、前記コイル部の少なくとも内径領域及び外周領域に設けられており、前記第２磁性樹脂層は、前記コイル部の少なくとも上部領域及び下部領域に設けられていることが好ましい。この構成によれば、コイル部から離れた位置で磁束が磁性樹脂層の外側に漏れることを抑制してコイルのインダクタンスを高めることができる。また、コイル部の内径領域に球状磁性粒子を含む第１磁性樹脂層を設けることにより、磁性樹脂層の飽和磁束密度の低下を防止することができる。
【００１１】
本発明において、前記コイル部の前記上部領域及び前記下部領域に設けられる前記第２磁性樹脂層に含まれる前記扁平磁性粒子の長軸の向きは、前記第２磁性樹脂層の主面と略平行であることが好ましい。この構成によれば、コイル部から離れた位置で磁束が磁性樹脂層の外側に漏れることを抑制してコイルのインダクタンスを高めることができる。また、コイル部の内径領域に球状磁性粒子を含む第１磁性樹脂層を設けることにより、磁性樹脂層の飽和磁束密度の低下を防止することができる。
【００１２】
本発明において、前記コイル部の前記内径領域及び前記外周領域には、前記第２磁性樹脂層が設けられることなく前記第１磁性樹脂層が設けられていることが好ましい。これによれば、磁性樹脂層の飽和磁束密度を高めてコイルのインダクタンス特性を向上させることができる。
【００１３】
本発明において、前記コイル部の前記上部領域及び前記下部領域には、前記第１磁性樹脂層と前記第２磁性樹脂層の両方が設けられており、前記第１磁性樹脂層は前記コイル部に接しており、前記第２磁性樹脂層は前記第１磁性樹脂層よりも前記コイル部から離れた位置に設けられていることが好ましい。この構成によれば、コイル部から離れた位置で磁性樹脂層の外側に磁束が漏れることを抑制してコイルのインダクタンスを高めることができる。また、コイル部の近くに球状磁性粒子を含む第１磁性樹脂層を設けることにより、磁性樹脂層の飽和磁束密度の低下を防止することができる。
【００１４】
本発明において、前記コイル部の前記上部領域及び前記下部領域には、前記第１磁性樹脂層が設けられることなく前記第２磁性樹脂層が設けられていることが好ましい。この構成によれば、コイル部から離れた位置で磁束が磁性樹脂層の外側に漏れることを抑制する効果を高めてインダクタンスを向上させることができる。
【００１５】
本発明において、前記コイル部の前記内径領域及び前記外周領域には、前記第１磁性樹脂層と前記第２磁性樹脂層の両方が設けられており、前記第２磁性樹脂層は前記コイル部に接しており、前記第１磁性樹脂層は前記第２磁性樹脂層よりも前記コイル部から離れた位置に設けられていることが好ましい。この場合において、前記コイル部の前記内径領域に設けられた前記第１磁性樹脂層は、前記第２磁性樹脂層よりも前記コイル部の前記内径領域の中心部に設けられており、前記第２磁性樹脂層は、前記第１磁性樹脂層を取り囲むように設けられていることが好ましい。
【００１６】
本発明において、前記コイル部の前記上部領域及び前記下部領域には、前記第１磁性樹脂層と前記第２磁性樹脂層の両方が設けられていることが好ましい。この構成によれば、磁性樹脂層の飽和磁束密度の低下を抑制しつつコイルのインダクタンスを向上させることができる。
【００１７】
本発明において、前記磁性樹脂層は、微小磁性粒子を含む第３磁性樹脂層をさらに有し、前記微小磁性粒子の平均粒径は、前記第１及び第２磁性樹脂層に含まれる磁性粒子の平均粒径よりも小さく、前記第３磁性樹脂層は、前記コイル部の前記上部領域及び前記下部領域において前記磁性樹脂層の露出面を構成していることが好ましい。この構成によれば、コイル部品の表面の平滑性を高めることができる。
【００１８】
また、本発明によるコイル部品の製造方法は、キャリア基板に支持された絶縁樹脂層の一方の主面にコイル部を形成する工程と、前記絶縁樹脂層の前記一方の主面側から前記コイル部を覆う上部磁性樹脂層を形成する工程と、前記キャリア基板を剥離して前記絶縁樹脂層の他方の主面を露出させる工程と、前記絶縁樹脂層の前記他方の主面側から前記コイル部を覆う下部磁性樹脂層を形成する工程とを備え、前記上部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の少なくとも内径領域及び外周領域に球状磁性粒子を含む第１磁性樹脂層を形成すると共に、前記コイル部の少なくとも上部領域に扁平磁性粒子を含む第２磁性樹脂層を形成し、前記下部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の少なくとも下部領域に前記第２磁性樹脂層を形成することを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、磁性樹脂層内にコイル部が埋め込まれた構造を有し、磁気飽和しにくくインダクタンスが高いコイル部品を製造することができる。
【００２０】
本発明において、前記上部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の前記上部領域に前記コイル部に向かって前記第１磁性樹脂層及び前記第２磁性樹脂層を順に形成し、前記下部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の前記下部領域に前記コイル部に向かって前記第１磁性樹脂層及び前記第２磁性樹脂層を順に形成することが好ましい。これによれば、コイル部の上部領域及び下部領域に２層構造の磁性樹脂層を形成することができる。
【００２１】
本発明において、前記上部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の前記上部領域に前記第１磁性樹脂層を形成することなく前記第２磁性樹脂層を形成し、前記下部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の前記下部領域に前記第１磁性樹脂層を形成することなく前記第２磁性樹脂層を形成することもまた好ましい。これによれば、コイル部の上部領域及び下部領域に単層の磁性樹脂層を形成することができる。
【００２２】
本発明において、前記上部磁性樹脂層を形成する工程は、前記コイル部の前記内径領域及び前記外周領域に前記第１磁性樹脂層及び前記第２磁性樹脂層を形成することが好ましい。これによれば、コイル部の内径領域及び外周領域に２層構造の磁性樹脂層を形成することができる。
【００２３】
本発明において、前記上部磁性樹脂層を形成する工程は、半硬化状態の前記第１磁性樹脂層及び半硬化状態の前記第２磁性樹脂層の積層体を前記絶縁樹脂層の前記一方の主面に張り合わせてプレスする工程を含み、前記下部磁性樹脂層を形成する工程は、半硬化状態の前記第１磁性樹脂層及び半硬化状態の前記第２磁性樹脂層の積層体を前記絶縁樹脂層の前記他方の主面に張り合わせてプレスする工程を含むことが好ましい。これによれば、磁性樹脂層内にコイル部が埋め込まれた構造を有し、磁気飽和しにくくインダクタンスが高いコイル部品を容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、磁気飽和しにくくインダクタンスが高いコイル部品及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態によるコイル部品の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態によるコイル部品の構造を示す略断面図である。
【図３】図３は、図２のＸ部を拡大して示す断面写真であって、第１磁性樹脂層１３及び第２磁性樹脂層１４の断面構造を示すものである。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、４層構造のコイル部の各導体層の平面レイアウト図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｅ）は、コイル部品１の製造方法を説明するための工程図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は、コイル部品１の製造方法を説明するための工程図である。
【図７】図７（ａ）及び（ｂ）は、コイル部品１の製造方法を説明するための工程図である。
【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は、コイル部品１の製造方法を説明するための工程図である。
【図９】図９（ａ）及び（ｂ）は、コイル部品１の製造方法を説明するための工程図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態によるコイル部品の構造を示す略断面図である。
【図１１】図１１は、第２の実施の形態によるコイル部品の製造方法を説明するための略断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施の形態によるコイル部品の構造を示す略断面図である。
【図１３】図１３は、第３の実施の形態によるコイル部品の製造方法を概略的に説明するための断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第４の実施の形態によるコイル部品の構造を示す略断面図である。
【図１５】図１５は、第４の実施の形態によるコイル部品の製造方法を概略的に説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるコイル部品の外観を示す斜視図である。
【００２８】
本実施形態によるコイル部品１は電源回路用のインダクタとして用いることが好適な表面実装型のチップ部品であり、図１に示すように、磁性樹脂層１０を有する。磁性樹脂層１０には、後述するコイルパターンが埋め込まれており、コイルパターンの一端が第１の外部端子Ｅ１に接続され、コイルパターンの他端が第２の外部端子Ｅ２に接続される。但し、本発明によるコイル部品が表面実装型のチップ部品であることは必須でなく、回路基板に埋め込むタイプのチップ部品であっても構わない。
【００２９】
磁性樹脂層１０は、金属磁性粒子（磁性フィラー）を含有する樹脂からなる複合部材であり、コイルパターンに電流を流すことによって生じる磁束の磁路を構成する。金属磁性粒子としては、パーマロイ系材料を用いることが好適である。また、樹脂としては、液状又は粉体である半硬化状態のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。詳細は後述するが、磁性樹脂層１０には２種類の金属磁性材料が用いられる。
【００３０】
本実施形態によるコイル部品１は、一般的な積層コイル部品とは異なり、積層方向であるｚ方向が回路基板と平行となるよう立てて実装される。具体的には、ｘｚ面を構成する面が実装面Ｓ１として用いられる。そして、実装面Ｓ１には、第１の外部端子Ｅ１及び第２の外部端子Ｅ２が設けられる。第１の外部端子Ｅ１は、実装面Ｓ１からｙｚ面を構成する側面Ｓ２に亘って連続的に形成され、第２の外部端子Ｅ２は、実装面Ｓ１からｙｚ面を構成する側面Ｓ３に亘って連続的に形成される。
【００３１】
図２は、本発明の第１の実施の形態によるコイル部品の構造を示す略断面図である。
【００３２】
図２に示すように、磁性樹脂層１０は、上部磁性樹脂層１１及び下部磁性樹脂層１２の積層体からなり、磁性樹脂層１０の内部にはコイル部２０が埋め込まれている。コイル部２０は４層の導体層４０ａ〜４０ｄを有しており、導体層４０ａ〜４０ｄは約３ターンのスパイラルパターンＣ１〜Ｃ４をそれぞれ有している。これにより、コイルパターンの合計ターン数は約１２ターンとなる。また、導体層４０ａ〜４０ｄ内のスパイラルパターンＣ１〜Ｃ４の表面は、絶縁樹脂層３０及び層間絶縁層５０ａ〜５０ｄによって覆われ、これによって磁性樹脂層１０との接触が防止されている。
【００３３】
上部磁性樹脂層１１は、コイル軸方向（ｚ方向）における一方側からコイル部２０を覆っており、コイル部２０に囲まれた内径領域２２、コイル部２０を囲む外周領域２３、並びに、コイル部２０のコイル軸方向の一方側の上部領域２１に設けられている。一方、下部磁性樹脂層１２は、コイル軸方向（ｚ方向）における他方側からコイル部２０を覆っており、コイル部２０のコイル軸方向の他方側の下部領域２４に設けられている。
【００３４】
上部磁性樹脂層１１と下部磁性樹脂層１２との間には、絶縁樹脂層３０（絶縁ギャップ層）が設けられている。絶縁樹脂層３０は樹脂などの非磁性材料からなり、上部磁性樹脂層１１と下部磁性樹脂層１２との間に磁気ギャップを形成することによって、磁気飽和を防止する役割を果たす。上部磁性樹脂層１１は絶縁樹脂層３０の表面３０ａ（一方の主面）側に設けられており、下部磁性樹脂層１２は絶縁樹脂層３０の裏面３０ｂ（他方の主面）側に設けられている。
【００３５】
本実施形態において、上部磁性樹脂層１１及び下部磁性樹脂層１２はともに２層構造であって、球状磁性粒子（球状磁性フィラー）を含有する第１磁性樹脂層１３と、扁平磁性粒子（扁平磁性フィラー）を含有する第２磁性樹脂層１４とを有している。
【００３６】
第１磁性樹脂層１３は、コイルのインダクタンスを高めると共に磁気飽和を防止するために設けられるものであり、コイル部２０の全体を覆うようにコイル部２０の上部領域２１、内径領域２２、外周領域２３及び下部領域２４に設けられており、コイル部２０に接して設けられている。特に、コイル部２０の内径領域２２及び外周領域２３には、第１磁性樹脂層１３のみが設けられており、第２磁性樹脂層１４は設けられていない。また、コイル部２０の上部領域２１及び下部領域２４には、第１磁性樹脂層１３と第２磁性樹脂層１４の両方が設けられている。
【００３７】
第２磁性樹脂層１４は、磁性樹脂層１０の外側への磁束の漏洩を防止してコイルのインダクタンスを高めるために設けられるものであり、第１磁性樹脂層１３の外側に設けられており、コイル部２０には接触していない。本実施形態において、第２磁性樹脂層１４は、コイル部２０の上部領域２１及び下部領域２４に設けられているが、内径領域２２及び外周領域２３には設けられていない。
【００３８】
図３は、図２のＸ部を拡大して示す断面写真であって、第１磁性樹脂層１３及び第２磁性樹脂層１４の断面構造を示すものである。
【００３９】
図３に示すように、第１磁性樹脂層１３に含まれる球状磁性粒子１３ａは実質的に球状である。球状磁性粒子１３ａの平均粒径は特に限定されないが、１５〜２５μｍであることが好ましい。一方、第２磁性樹脂層１４に含まれる扁平磁性粒子１４ａは長軸及び短軸を有しており、長軸に対する短軸の比は０．１〜０．５であることが好ましい。したがって、扁平磁性粒子１４ａは、長球状或いは棒状であってもよく、扁球状或いは円板状であってもよい。扁平磁性粒子１４ａの平均粒径は、１５〜２５μｍであることが好ましい。なお、球状磁性粒子１３ａの場合、長軸に対する短軸の比は０．８以上であることが好ましい。
【００４０】
上部領域２１及び下部領域２４に設けられた第２磁性樹脂層１４内の扁平磁性粒子１４ａの長軸の向き（扁平方向）は、コイル軸方向（ｚ方向）と直交する第２磁性樹脂層１４の主面と略平行であり、コイル部２０から発生する磁束の進行方向を向いている。そのため、コイル部２０を鎖交してコイル部２０の周りを周回する磁束を適切な進行方向に誘導し、磁性樹脂層１０の外側に漏れることを抑えてコイルのインダクタンスを高めることができる。また内径領域２２及び外周領域２３には球状磁性粒子１３ａを含む第１磁性樹脂層１３が設けられており、第１磁性樹脂層１３は第２磁性樹脂層１４に比べて飽和磁束密度が高いことから、コイルの磁気飽和を防止することができる。
【００４１】
図４（ａ）〜（ｄ）は、４層構造のコイル部２０の各導体層４０ａ〜４０ｄの平面レイアウト図である。
【００４２】
図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、コイル部２０の１層目のスパイラルパターンＣ１はその外周端から内周端に向かって右回りであり、スパイラルパターンＣ１の外周端は、第１の外部端子Ｅ１に接続されている。またスパイラルパターンＣ１の内周端は、層間絶縁層５０ａを貫通するスルーホール導体４５ａを介して２層目のスパイラルパターンＣ２の内周端に接続されている。スパイラルパターンＣ２はその内周端から外周端に向かって右回りであり、スパイラルパターンＣ２の外周端は、層間絶縁層５０ｂを貫通するスルーホール導体４５ｂを介して３層目のスパイラルパターンＣ３の外周端に接続されている。スパイラルパターンＣ３はその外周端から内周端に向かって右回りであり、スパイラルパターンＣ３の内周端は、層間絶縁層５０ｃを貫通するスルーホール導体４５ｃを介して４層目のスパイラルパターンＣ４の外周端に接続されている。スパイラルパターンＣ４はその内周端から外周端に向かって右回りであり、スパイラルパターンＣ４の外周端は、第２の外部端子Ｅ２に接続されている。このように、４つのスパイラルパターンＣ１〜Ｃ４は直列に接続されて単一のコイル素子を構成している。
【００４３】
スパイラルパターンＣ１〜Ｃ４の内径領域２２及び外周領域２３には第１磁性樹脂層１３が形成されている。スパイラルパターンＣ１〜Ｃ４の内径領域２２はスパイラルパターンＣ１〜Ｃ４と鎖交する磁束が集中する領域であるため、飽和磁束密度が低い磁性材料を用いた場合にはコイルが磁気飽和しやすくなる。しかし、内径領域２２に第１磁性樹脂層１３を設けることにより、第２磁性樹脂層１４を用いる場合に比べて飽和磁束密度を高めることができ、コイルの磁気飽和を抑制することができる。
【００４４】
図５〜図９は、第１の実施の形態によるコイル部品の製造方法を説明するための工程図である。
【００４５】
本実施形態によるコイル部品１の製造では、まず図５（ａ）に示すように、所定の強度を有するキャリア基板６０を用意し、その上面に絶縁樹脂層３０（絶縁ギャップ層）を形成する。キャリア基板６０の材料については、キャリア基板６０からの中間体の剥離し易さの観点から透明なガラス基板を用いることが好ましいが、フェライト基板やシリコン基板などを用いてもよい。また、絶縁樹脂層３０の形成方法についても特に限定されず、スピンコート法や印刷法によってキャリア基板６０の表面に樹脂材料を塗布することによって形成しても構わないし、あらかじめフィルム状に成型した絶縁樹脂層３０をキャリア基板６０に貼り付けても構わない。説明の便宜上、キャリア基板６０上に単一のコイル部品を形成する例を以下に示すが、実際には一枚のキャリア基板６０上に多数のコイル部品を形成する量産プロセスが採用される。
【００４６】
次に、図５（ｂ）に示すように、キャリア基板６０に支持された絶縁樹脂層３０の表面３０ａに第１の導体層４０ａを形成するため、スパッタリング法などの薄膜プロセス又は薄い銅箔等を用いてシード層ＳＬ（シードパターン）を形成する。シード層ＳＬは、約３ターンのスパイラルパターンＣ１と、スパイラルパターンＣ１の内径領域に形成された内側ダミーパターン４３ａと、スパイラルパターンＣ１の外周領域に形成された外側ダミーパターン４３ｂとを含む。シード層ＳＬの厚さは１〜５μｍであることが好ましい。
【００４７】
次に、図５（ｃ）に示すように、シードパターンのネガパターンからなる感光性永久レジストパターン５１ａ（レジストポスト）を形成した後、図５（ｄ）に示すように電解メッキ法によりシード層ＳＬを所望の膜厚までメッキ成長させる。こうして、スパイラルパターンＣ１を含む第１の導体層４０ａが形成される。
【００４８】
次に、アッシング等によりレジストパターン５１ａの上端部を除去してスパイラルパターンＣ１の頭出しを行った後、図５（ｅ）に示すように、スパイラルパターンＣ１の上面を覆うレジストパターン５１ｂを形成する。こうして、レジストパターン５１ａ，５１ｂからなり、スパイラルパターンＣ１を取り囲む層間絶縁層５０ａが形成される。
【００４９】
その後、図５（ｂ）〜（ｅ）の工程を繰り返すことによって、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２〜第４の導体層４０ｂ〜４０ｄと第２〜第４の層間絶縁層５０ｂ〜５０ｄとを交互に形成する。
【００５０】
次に、図６（ｄ）に示すように、ウェットエッチングを行うことにより、スパイラルパターンＣ１〜Ｃ４以外の導体層４０ａ〜４０ｄを選択的に除去する。すなわち、スパイラルパターンＣ１〜Ｃ４の内径領域２２に存在する内側ダミーパターン４３ａ及び外周領域２３に存在する外側ダミーパターン４３ｂを除去する。スパイラルパターンＣ１〜Ｃ４は層間絶縁層５０ａ〜５０ｄに覆われているのでエッチングによって除去されないが、それ以外の導体パターンはエッチングによって除去される。これにより、スパイラルパターンＣ１〜Ｃ４に囲まれた内径領域２２、並びに、スパイラルパターンＣ１〜Ｃ４の外側に位置する外周領域２３に空間が形成される。以上により、コイル部２０が完成する。
【００５１】
次に、図７（ａ）に示すように、絶縁樹脂層３０の露出面に上部磁性樹脂層１１を形成してコイル部２０を上部磁性樹脂層１１内に埋め込む。そのため、ＰＥＴ樹脂などからなるフィルム７１上に保持された半硬化状態の上部磁性樹脂層１１を用意し、上部磁性樹脂層１１がコイル部２０と向かい合うようにキャリア基板６０に張り合わせる。
【００５２】
ここで、半硬化状態の上部磁性樹脂層１１は、フィルム７１上に半硬化状態の第２磁性樹脂層１４及び半硬化状態の第１磁性樹脂層１３を順に形成したものである。そのため、上部磁性樹脂層１１は、第１磁性樹脂層１３がコイル部２０側を向いた状態で絶縁樹脂層３０の表面３０ａに張り合わせられる。なお、上部磁性樹脂層１１の形成時には第１磁性樹脂層１３をコイル部２０の内径領域２２及び外周領域２３に埋め込む必要があるため、第１磁性樹脂層１３は十分な厚さを有する必要がある。これにより、コイル部２０が形成された絶縁樹脂層３０の表面３０ａ側（すなわち、コイル部２０の内径領域２２、外周領域２３及び上部領域２１）には、第１磁性樹脂層１３及び第２磁性樹脂層１４からなる２層構造の上部磁性樹脂層１１が形成される。
【００５３】
次に、図７（ｂ）に示すように、上部磁性樹脂層１１をプレスすることによって、コイル部の内径領域２２や外周領域２３に生じている隙間を上部磁性樹脂層１１によって完全に埋める。
【００５４】
次に、図８（ａ）に示すように、フィルム７１を剥離し、接着剤６１を介して上部磁性樹脂層１１にサポート板６２を貼り付けた後、図８（ｂ）に示すようにキャリア基板６０を剥離する。これにより、絶縁樹脂層３０の裏面３０ｂが露出した状態となる。尚、サポート板６２は、キャリア基板６０を剥離する工程における支持部材であり、キャリア基板６０を剥離する工程において全体を支持する必要がない場合には、サポート板６２を貼り付ける必要はない。
【００５５】
次に、図９（ａ）に示すように、絶縁樹脂層３０の露出面に下部磁性樹脂層１２を形成してコイル部２０の下部領域を下部磁性樹脂層１２で覆う。そのため、ＰＥＴ樹脂などからなるフィルム７２上に保持された半効果状態の下部磁性樹脂層１２を用意し、下部磁性樹脂層１２が絶縁樹脂層３０と向かい合うようにキャリア基板６０に張り合わせる。
【００５６】
ここで、半硬化状態の下部磁性樹脂層１２は、フィルム７２上に半硬化状態の第２磁性樹脂層１４及び半硬化状態の第１磁性樹脂層１３を順に形成したものである。そのため、下部磁性樹脂層１２は、第１磁性樹脂層１３がコイル部２０側を向いた状態で絶縁樹脂層３０の裏面３０ｂに張り合わせられる。上部磁性樹脂層１１と異なり、下部磁性樹脂層１２はコイル部２０の内径領域２２及び外周領域２３に埋め込まれないため、第１磁性樹脂層１３を十分に厚くする必要はない。これにより、コイル部２０が形成されていない絶縁樹脂層３０の裏面３０ｂ側（すなわち、コイル部２０の下部領域２４）には、第１磁性樹脂層１３及び第２磁性樹脂層１４からなる２層構造の下部磁性樹脂層１２が形成される。
【００５７】
次に、図９（ｂ）に示すように、磁性樹脂層１０をプレスした後、半硬化状態である磁性樹脂層１０に熱や紫外線を与えることによって、磁性樹脂層１０を完全に硬化させる。その後、フィルム７２を剥離する。さらに、量産プロセスではダイシングによって個片化を行った後、図１に示す外部端子Ｅ１，Ｅ２を形成すれば、本実施形態によるコイル部品１が完成する。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態によるコイル部品１は、コイル部２０の近くに球状磁性粒子を含む第１磁性樹脂層１３が設けられ、第１磁性樹脂層１３の外側に扁平磁性粒子を含む第２磁性樹脂層１４が設けられているので、コイル部２０から遠く離れた位置で磁性樹脂層１０の外側に磁束が漏れることを抑制してコイルのインダクタンスを向上させることができる。またコイル部２０の内径領域２２内に第１磁性樹脂層１３を設けることにより、磁性樹脂層１０の飽和磁束密度を高めることができ、大電流用途に好適なコイル部品を提供することができる。
【００５９】
図１０は、本発明の第２の実施の形態によるコイル部品の構造を示す略断面図である。
【００６０】
図１０に示すように、このコイル部品２の特徴は、コイル部２０の上部領域２１及び下部領域２４に第２磁性樹脂層１４のみが設けられており、第１磁性樹脂層１３は設けられていない点にある。そのため、第２磁性樹脂層１４の一部はコイル部２０の表面に接触している。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００６１】
本実施形態によるコイル部品２も第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、コイル部品２によれば、コイル部２０から遠く離れた位置で磁性樹脂層１０の外側に磁束が漏れることを抑制してコイルのインダクタンスを向上させることができる。またコイル部２０の内径領域２２に第１磁性樹脂層１３を設けることにより、磁性樹脂層１０の飽和磁束密度を高めることができ、大電流用途に好適なコイル部品を提供することができる。
【００６２】
図１１は、第２の実施の形態によるコイル部品の製造方法を概略的に説明するための断面図である。
【００６３】
図１１のように、本実施形態によるコイル部品２の製造では、上部磁性樹脂層１１の形成工程において、第１磁性樹脂層１３がコイル部２０の内径領域２２及び外周領域２３により多く充填されるように、第１磁性樹脂層１３の樹脂バインダーとして粘度が低く流動性の高いものを用いることが好ましい。あるいは、フィルム７１上に半硬化状態の第２磁性樹脂層１４及び半硬化状態の第１磁性樹脂層１３を順に形成する際、内径領域２２及び外周領域２３と平面視で重なる領域だけに第１磁性樹脂層１３を選択的に形成してもよい。このようにすることで、コイル部２０の内径領域２２及び外周領域２３には第１磁性樹脂層１３だけを形成することができ、またコイル部２０の上部領域２１には第２磁性樹脂層１４だけを形成することができる。
【００６４】
図１２は、本発明の第３の実施の形態によるコイル部品の構造を示す略断面図である。
【００６５】
図１２に示すように、このコイル部品３の特徴は、コイル部２０の上部領域２１及び下部領域２４のみならず、内径領域２２及び外周領域２３にも第１磁性樹脂層１３と第２磁性樹脂層１４の両方が設けられている点にある。また、第２磁性樹脂層１４はコイル部２０を取り囲むようにコイル部２０に接して設けられており、また第１磁性樹脂層１３はコイル部２０から見て第２磁性樹脂層１４の外側に設けられており、コイル部２０には接触していない。その他の構成は第１の実施の形態によるコイル部品と同様である。
【００６６】
コイル部２０の内径領域２２において、第１磁性樹脂層１３は内径領域２２の中心部に設けられており、第２磁性樹脂層１４は第１磁性樹脂層１３を取り囲むように内径領域２２の外周側に設けられている。コイル部２０の外周領域２３においても、第２磁性樹脂層１４は第１磁性樹脂層１３よりもコイル部２０の近くに設けられており、第２磁性樹脂層１４の外側に第１磁性樹脂層１３が設けられている。
【００６７】
コイル部２０の内径領域２２及び外周領域２３に第１磁性樹脂層１３と第２磁性樹脂層１４の両方を設ける場合、第２磁性樹脂層１４内の扁平磁性粒子１４ａの長軸の向き（扁平方向）は、コイル軸方向と略平行であることが好ましいが、上部領域２１及び下部領域２４における扁平磁性粒子１４ａと同様にコイル軸方向と直交するものであってもよい。扁平磁性粒子１４ａの長軸の向きがコイル軸と略平行な場合には、扁平磁性粒子１４ａの長軸がコイル部２０から発生する磁束の進行方向を向くことになるので、コイルのインダクタンスを高めることができる。
【００６８】
本実施形態によるコイル部品３もまた、コイル部２０から離れた位置で磁性樹脂層１０の外側に磁束が漏れることを抑制してコイルのインダクタンスを向上させることができる。またコイルの内径領域２２の中央部に第１磁性樹脂層１３を設け、さらにその周囲に第２磁性樹脂層１４を設けているので、コイルの飽和磁束密度を高めつつインダクタンス値をさらに高めることができる。
【００６９】
図１３は、第３の実施の形態によるコイル部品の製造方法を概略的に説明するための断面図である。
【００７０】
図１３のように、本実施形態によるコイル部品３の製造では、上部磁性樹脂層１１の形成工程においてフィルム７１上に半硬化状態の第１磁性樹脂層１３を形成した後、半硬化状態の第２磁性樹脂層１４を形成する。その際、コイル部２０の上部領域２１、内径領域２２及び外周領域２３の露出面が第２磁性樹脂層１４で薄く覆われるように、第２磁性樹脂層１４の樹脂バインダーとして粘度が低く流動性の高いものを用いることが好ましい。あるいは、フィルム７１上に半硬化状態の第２磁性樹脂層１４及び半硬化状態の第１磁性樹脂層１３を順に形成する際、内径領域２２及び外周領域２３と平面視で重なる領域に第１及び第２磁性樹脂層１３，１４が図１２のように形成されるように、第１及び第２磁性樹脂層１３，１４の厚さを部分的に変えてもよい。このようにすることで、内径領域２２及び外周領域２３に第１及び第２磁性樹脂層１３，１４を埋め込むことができ、またコイル部２０の上部領域２１及び下部領域２４にも第１磁性樹脂層１３を形成することができる。
【００７１】
下部磁性樹脂層１２の形成工程も、上部磁性樹脂層１１の形成工程と同様に考えることができる。すなわち、フィルム７２上に半硬化状態の第１磁性樹脂層１３を形成した後、半硬化状態の第２磁性樹脂層１４を形成する際、コイル部２０の下部領域２４の露出面が第２磁性樹脂層１４で薄く覆われるように、第２磁性樹脂層１４の樹脂バインダーとして粘度が低く流動性の高いものを用いることが好ましい。あるいは、第１及び第２磁性樹脂層１３，１４が図１２のように形成されるように、第１及び第２磁性樹脂層１３，１４の厚さを部分的に変えてもよい。
【００７２】
図１４は、本発明の第４の実施の形態によるコイル部品の構造を示す略断面図である。
【００７３】
図１４に示すように、このコイル部品４の特徴は、上部磁性樹脂層１１及び下部磁性樹脂層１２が３層構造であって、第２磁性樹脂層１４の外側に微小磁性粒子（磁性ナノフィラー）を含む第３磁性樹脂層１５がさらに設けられている点にある。第３磁性樹脂層１５は、コイル部２０の上部領域２１及び下部領域２４において磁性樹脂層１０の露出面を構成している。その他の構成は第１の実施の形態によるコイル部品と同様である。
【００７４】
コイル部品４の最表層に形成される第３磁性樹脂層は、粒径がナノサイズの球状磁性粒子を含むものであり、微小磁性粒子の平均粒径は、第１及び第２磁性樹脂層１３，１４に含まれる磁性粒子の平均粒径よりも小さい。コイル部品の主面の最表層に粒径の大きな金属磁性粒子が存在する場合には、コイル部品の表面粗さが大きくなるが、最表層に磁性微粒子を含有する第３磁性樹脂層を形成した場合には、表面の平滑性を高めることができる。
【００７５】
図１５は、第４の実施の形態によるコイル部品の製造方法を概略的に説明するための断面図である。
【００７６】
図１５に示すように、本実施形態によるコイル部品４の製造では、上部磁性樹脂層１１及び下部磁性樹脂層１２の形成工程において、フィルム７１、７２上に形成する半硬化状態の磁性樹脂層を、第３磁性樹脂層１５、第２磁性樹脂層１４及び第１磁性樹脂層１３の順に形成すればよい。このようにすることで、上述のコイル部品４を製造することができる。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００７８】
例えば、上記実施形態においては、コイル部２０が４層の導体層４０ａ〜４０ｄを有しているが、導体層の数は特に限定されず何層であってもよい。またコイルパターンのターン数も本発明を適用できる限りにおいて特に限定されない。
【符号の説明】
【００７９】
１〜４    コイル部品
１０    磁性樹脂層
１１    上部磁性樹脂層
１２    下部磁性樹脂層
１３    第１磁性樹脂層（球状磁性粉含有樹脂層）
１３ａ    球状磁性粒子
１４    第２磁性樹脂層（扁平磁性粉含有樹脂層）
１４ａ    扁平磁性粒子
１５    第３磁性樹脂層（微小磁性粉含有樹脂層）
２０    コイル部
２１    コイル部の上部領域
２２    コイル部の内径領域
２３    コイル部の外周領域
２４    コイル部の下部領域
３０    絶縁樹脂層
３０ａ    絶縁樹脂層の表面（一方の主面）
３０ｂ    絶縁樹脂層の裏面（他方の主面）
４０ａ    第１導体層
４０ｂ    第２導体層
４０ｃ    第３導体層
４０ｄ    第４導体層
４１ａ    スパイラルパターンの内周端
４１ｂ    スパイラルパターンの外周端
４３ａ    内側ダミーパターン
４３ｂ    外側ダミーパターン
４５ａ    スルーホール導体
４５ｂ    スルーホール導体
４５ｃ    スルーホール導体
５０ａ    第１層間絶縁層
５０ｂ    第２層間絶縁層
５０ｃ    第３層間絶縁層
５０ｄ    第４層間絶縁層
５１ａ，５１ｂ    レジストパターン
６０    キャリア基板
６１    接着剤
６２    サポート板
７１，７２    フィルム
Ｃ１    スパイラルパターン
Ｃ２    スパイラルパターン
Ｃ３    スパイラルパターン
Ｃ４    スパイラルパターン
Ｅ１，Ｅ２    外部端子
Ｓ１    コイル部品の実装面
Ｓ２    コイル部品の側面
Ｓ３    コイル部品の側面
ＳＬ    シード層
【図１】
2019140202.tif 000003
【図２】
2019140202.tif 000004
【図３】
2019140202.tif 000005
【図４】
2019140202.tif 000006
【図５】
2019140202.tif 000007
【図６】
2019140202.tif 000008
【図７】
2019140202.tif 000009
【図８】
2019140202.tif 000010
【図９】
2019140202.tif 000011
【図１０】
2019140202.tif 000012
【図１１】
2019140202.tif 000013
【図１２】
2019140202.tif 000014
【図１３】
2019140202.tif 000015
【図１４】
2019140202.tif 000016
【図１５】
2019140202.tif 000017