(57)【要約】  積層コイル素子において、電流を流したときにコイルの内周側の端部の薄い部分に電流が集中することによる電気エネルギのロスを低減する。  積層コイル素子（１０１）は、コイルの一部をなす導体パターン（４）が主表面に形成された複数の絶縁層（２）を積層して導体パターン（４）同士を厚み方向に電気的に接続することによって厚み方向（９１）を巻回軸として形成されたコイル状導体構造体（５）を含む積層体（１）を備える。積層体（１）は、コイル状導体構造体（５）の内周側に、前記巻回軸の方向に貫通するかまたは前記巻回軸の方向を深さ方向とするコイル内孔（１３）を有する。前記複数の絶縁層（２）のうち少なくとも１つにおいて、導体パターン（４）のコイル内孔（１３）側の端面は、絶縁層（２）のコイル内孔（１３）側の端面と同一面内にある。
2015137226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルの一部をなす導体パターンが主表面に形成された複数の絶縁層を積層して前記導体パターン同士を厚み方向に電気的に接続することによって厚み方向を巻回軸として形成されたコイル状導体構造体を含む積層体を備え、
前記積層体は、前記コイル状導体構造体の内周側に、前記巻回軸の方向に貫通するかまたは前記巻回軸の方向を深さ方向とするコイル内孔を有し、
前記複数の絶縁層のうち少なくとも１つにおいて、前記導体パターンの前記コイル内孔側の端面は、前記絶縁層の前記コイル内孔側の端面と同一面内にある、積層コイル素子。
【請求項２】
前記複数の絶縁層のうち厚み方向に隣接する２以上の絶縁層において、前記２以上の絶縁層に形成された前記導体パターンの前記コイル内孔側の端面および前記２以上の絶縁層の前記コイル内孔側の端面の全てが、同一面内にある、請求項１に記載の積層コイル素子。
【請求項３】
前記複数の絶縁層の全てにわたって、前記導体パターンの前記コイル内孔側の端面と、前記絶縁層の前記コイル内孔側の端面との全てが、同一面内にある、請求項１に記載の積層コイル素子。
【請求項４】
前記導体パターンの前記コイル内孔側の端面を覆うようにめっき膜が形成されている、請求項１から３のいずれかに記載の積層コイル素子。
【請求項５】
前記積層体の厚み方向における前記めっき膜の寸法は、前記導体パターンの厚みより大きい、請求項４に記載の積層コイル素子。
【請求項６】
前記コイル内孔の内部に絶縁材料が充填されている、請求項１から５のいずれかに記載の積層コイル素子。
【請求項７】
前記絶縁材料は磁性体である、請求項６に記載の積層コイル素子。
【請求項８】
前記導体パターンの前記コイル内孔側の端部は、前記積層体の厚み方向において、前記導体パターンの前記コイル内孔側とは反対側の端部よりも大きい厚みを有する、請求項１から７のいずれかに記載の積層コイル素子。
【請求項９】
コイルの一部をなす導体パターンが主表面に形成された複数の絶縁層を積層して前記導体パターン同士を厚み方向に電気的に接続することによって厚み方向を巻回軸として形成されたコイル状導体構造体を含む積層コイル素子の製造方法であって、
複数の絶縁層の各々にコイルの一部をなす導体パターンを形成する工程と、
前記導体パターンを形成した前記絶縁層を積層して積層体を得る工程と、
前記複数の絶縁層のうちの少なくとも１つにおいて、前記コイル状導体構造体の内周側に相当する部分に孔をあけることによって、前記導体パターンの端部を除去しつつ、前記絶縁層の前記孔側の端面と前記導体パターンの前記孔側の端面とが同一面内となるように加工する孔あけ工程とを含む、積層コイル素子の製造方法。
【請求項１０】
前記孔あけ工程は、前記積層体を得る工程より後で前記積層体に対して行なわれる、請求項９に記載の積層コイル素子の製造方法。
【請求項１１】
前記孔あけ工程では、前記複数の絶縁層の全てにわたって、前記コイル状導体構造体の内側に相当する部分に一括して孔をあけることによって、前記複数の絶縁層の全てにわたって前記導体パターンの端部がそれぞれ除去される、請求項１０に記載の積層コイル素子の製造方法。
【請求項１２】
前記孔あけ工程の後で、前記導体パターンの前記孔側の端面に対してめっきを施す工程を含む、請求項９から１１のいずれかに記載の積層コイル素子の製造方法。
【請求項１３】
前記孔あけ工程の後で、前記孔の内部空間に絶縁材料を充填する工程を含む、請求項９から１２のいずれかに記載の積層コイル素子の製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁材料は磁性体である、請求項１３に記載の積層コイル素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層コイル素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
積層コイル素子は、たとえばコイルの一部をなす形状の導体パターンを主表面に有する絶縁体シートを積み重ねて一体化することによって得ることができる。【０００３】
コイルの一部をなす形状の導体パターンを主表面に有する絶縁体シートは、たとえば主表面の全面に導体箔が張られた絶縁体シートに対して、その導体箔をエッチングすることによって得ることができる。あるいは、予め全面に導体箔が張られた絶縁体シートを用いる代わりに、導体箔が張られていない絶縁体シートの主表面に対して導電性ペーストをスクリーン印刷することによって得ることができる。【０００４】
積層チップコイルにおいて、高いインダクタンス値をもたせつつ、優れた直流重畳特性と低抵抗とを実現するために、第１の磁性体部を貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔に第２の磁性体部が配置された構成が、特開２００７−２８１０２５号公報（特許文献１）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８１０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
積層コイル素子において、コイルの一部をなす導体パターンは、エッチングやスクリーン印刷によって得られることが知られているが、いずれの場合も、得られた導体パターンの端部は主表面に対して垂直な面とはならず斜面となり、その斜面の裾野部分は、導体パターンとしては薄い部分となってしまう。コイルの内周側にこのように導体パターンの端部の薄い部分があると、実際に積層コイル素子に電流を流したときにこの内周側の端部の薄い部分において電流が集中し、電気エネルギのロスが生じてしまう。【０００７】
そこで、本発明は、電流を流したときにコイルの内周側の端部の薄い部分に電流が集中することによる電気エネルギのロスを低減することができる積層コイル素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に基づく積層コイル素子は、コイルの一部をなす導体パターンが主表面に形成された複数の絶縁層を積層して上記導体パターン同士を厚み方向に電気的に接続することによって厚み方向を巻回軸として形成されたコイル状導体構造体を含む積層体を備え、上記積層体は、上記コイル状導体構造体の内周側に、上記巻回軸の方向に貫通するかまたは上記巻回軸の方向を深さ方向とするコイル内孔を有し、上記複数の絶縁層のうち少なくとも１つにおいて、上記導体パターンの上記コイル内孔側の端面は、上記絶縁層の上記コイル内孔側の端面と同一面内にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、積層体に含まれる少なくとも一部の絶縁層において、導体パターン４のコイル内孔１３側の端部には薄い部分が生じない。したがって、電流を流したときにコイルの内周側の端部の薄い部分に電流が集中することによる電気エネルギのロスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における積層コイル素子の斜視図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図３】図２におけるＺ１部の拡大図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法のフローチャートである。
【図５】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法の第１の工程の説明図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法で用いられる第１絶縁層の下面図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法で用いられる第２絶縁層の下面図である。
【図８】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法で用いられる第３絶縁層の下面図である。
【図９】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法で用いられる第４絶縁層の下面図である。
【図１０】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法で用いられる第５絶縁層の下面図である。
【図１１】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法の第２の工程の説明図である。
【図１２】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法の第３の工程の説明図である。
【図１３】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法の第３の工程を終えた状態の断面図である。
【図１４】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法で除去すべき領域の説明図である。
【図１５】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法の第１の変形例のフローチャートである。
【図１６】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法の第１の変形例の説明図である。
【図１７】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法の第２の変形例の第１の工程の説明図である。
【図１８】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法の第２の変形例の第２の工程の説明図である。
【図１９】本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法の第２の変形例の第２の工程を終えた状態の断面図である。
【図２０】本発明に基づく実施の形態３における積層コイル素子の断面図である。
【図２１】図２０におけるＺ２部の拡大図である。
【図２２】本発明に基づく実施の形態３における積層コイル素子の変形例の部分拡大断面図である。
【図２３】本発明に基づく実施の形態４における積層コイル素子の断面図である。
【図２４】本発明に基づく実施の形態４における積層コイル素子の変形例を製造する途中段階の説明図である。
【図２５】本発明に基づく実施の形態４における積層コイル素子の変形例の断面図である。
【図２６】本発明に基づく実施の形態５における積層コイル素子の製造方法の第１の説明図である。
【図２７】本発明に基づく実施の形態５における積層コイル素子の製造方法の第２の説明図である。
【図２８】導体パターンの端部の厚みの大小関係についての第１の説明図である。
【図２９】導体パターンの端部の厚みの大小関係についての第２の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
図１〜図３を参照して、本発明に基づく実施の形態１における積層コイル素子について説明する。本実施の形態における積層コイル素子１０１の全体の斜視図を図１に示す。図１におけるＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図を図２に示す。図２におけるＺ１部を拡大したところを図３に示す。
【００１２】
本実施の形態における積層コイル素子１０１は、コイルの一部をなす導体パターン４が主表面に形成された複数の絶縁層２を積層して導体パターン４同士を厚み方向に電気的に接続することによって厚み方向９１を巻回軸として形成されたコイル状導体構造体５を含む積層体１を備える。積層体１は、コイル状導体構造体５の内周側に、前記巻回軸の方向に貫通するかまたは前記巻回軸の方向を深さ方向とするコイル内孔１３を有する。図３に示すように、複数の絶縁層２のうち少なくとも１つにおいて、導体パターン４のコイル内孔１３側の端面４ｅは、絶縁層２のコイル内孔１３側の端面２ｅと同一面内にある。
【００１３】
導体パターン４同士の厚み方向の電気的接続は、層間接続導体としての導体ビア６によってなされている。本実施の形態で示した例では、コイル内孔１３は積層体１を厚み方向に完全に貫通する孔であるが、コイル内孔１３のような貫通孔の代わりに、貫通せずに底を有する穴であってもよい。
【００１４】
本実施の形態では、複数の絶縁層２のうち少なくとも１つにおいて、導体パターン４のコイル内孔１３側の端面４ｅは、絶縁層２のコイル内孔１３側の端面２ｅと同一面内にあるので、端面４ｅは、厚み方向９１と平行であるといえる。いいかえれば、端面４ｅは、絶縁層２の主表面に対して垂直な面となる。このような構成においては、積層体１に含まれる当該少なくとも一部の絶縁層２において、導体パターン４のコイル内孔１３側の端部に薄い部分が生じない。したがって、電流を流したときにコイルの内周側の端部の薄い部分に電流が集中することによる電気エネルギのロスを低減することができる。
【００１５】
積層コイル素子１０１の製造方法について詳しくは後述するが、コイル内孔１３は、積層する前の段階でばらばらの状態の個別の絶縁層２に貫通孔をあけることによって形成してもよく、複数の絶縁層２を積層して積層体１を形成してから一括してコイル内孔１３を形成することとしてもよい。
【００１６】
本実施の形態では、複数の絶縁層２のうち厚み方向に隣接する２以上の絶縁層２において、前記２以上の絶縁層２に形成された導体パターン４のコイル内孔１３側の端面４ｅおよび前記２以上の絶縁層２のコイル内孔１３側の端面２ｅの全てが、同一面内にあることが好ましい。これは、積層体１に含まれる全ての絶縁層２にわたって条件が満たされることを求めるものではなく、積層体１に含まれる全ての絶縁層２のうちの一部であるいずれかの２以上の絶縁層２に注目したときにこれらの絶縁層２の範囲内で条件が満たされていればよい。図２に示した例では、この条件を満たした構成となっている。この構成を採用することにより、前記２以上の絶縁層２の範囲内ではコイル状導体構造体５の内周側の位置が揃っていることとなり、コイルの精度が良くなる。
【００１７】
さらに、前記複数の絶縁層２の全てにわたって、導体パターン４の前記コイル内孔１３側の端面４ｅと、絶縁層２のコイル内孔１３側の端面２ｅとの全てが、同一面内にあることが好ましい。図２に示した例では、この条件を満たした構成となっている。この構成を採用することにより、コイル状導体構造体５の内周側の位置が全て揃っていることとなり、コイルの特性の再現性が良くなる。また、この構成であれば、積層体１を形成した後にコイル内孔１３を一括してあけることによって作製することが容易となる。
【００１８】
なお、図１に示した積層コイル素子１０１の例では、積層コイル素子１０１の外形を、図中左右方向の長さが図中奥行き方向の長さよりやや長い直方体としたが、これはあくまで一例であって、積層コイル素子の形状は他の形状であってもよい。また、コイル内孔１３は、積層コイル素子１０１の中心からやや一方に偏った位置に略正方形で設けられたものとしたが、これはあくまで一例であって、コイル内孔の形状および位置は図１に示したものに限らない。
【００１９】
（実施の形態２）
図４〜図１４を参照して、本発明に基づく実施の形態２における積層コイル素子の製造方法について説明する。本実施の形態における積層コイル素子の製造方法は、実施の形態１で説明した積層コイル素子を得るための方法である。本実施の形態における積層コイル素子の製造方法のフローチャートを図４に示す。
【００２０】
本実施の形態における積層コイル素子の製造方法は、コイルの一部をなす導体パターンが主表面に形成された複数の絶縁層を積層して前記導体パターン同士を厚み方向に電気的に接続することによって厚み方向を巻回軸として形成されたコイル状導体構造体を含む積層コイル素子の製造方法であって、複数の絶縁層の各々にコイルの一部をなす導体パターンを形成する工程Ｓ１と、前記導体パターンを形成した前記絶縁層を積層して積層体を得る工程Ｓ２と、前記複数の絶縁層のうちの少なくとも１つにおいて、前記コイル状導体構造体の内側に相当する部分に孔をあけることによって、前記導体パターンの一部を除去しつつ、前記絶縁層の前記孔側の端面と前記導体パターンの前記孔側の端面とが同一面内となるように加工する孔あけ工程Ｓ３とを含む。
【００２１】
以下に、各工程について詳しく説明する。
まず、工程Ｓ１においては、たとえば図５に示すように５枚の絶縁層２を用意する。絶縁層２は絶縁シートから所望の形状に切り出すことによって作成することができる。５枚の絶縁層２には、コイルの一部をなす導体パターン４と、それ以外の目的の導体パターン１１とが必要に応じて形成される。導体パターン４，１１は、たとえば片面の全域に導体箔が張られた絶縁シートにおいて、導体箔をエッチングなどによりパターニングすることによって形成することができる。導体箔は、たとえば金属箔である。ここでいう金属箔は、たとえば銅箔である。導体パターン４，１１は、エッチングによるパターニングのほかに、絶縁シートの表面に導体ペーストをスクリーン印刷することによって形成してもよい。絶縁層２には、厚み方向に貫通して表裏両面を電気的に接続するように導体ビア６も形成される。導体ビア６はレーザによって絶縁層２に貫通孔があけられた後に、この貫通孔に導体ペーストを充填することによって形成することができる。
【００２２】
図５では、各絶縁層２が積み重ねる順に並べて表示されている。ここでは仮に、複数ある絶縁層２を下から順に、第１絶縁層２０１、第２絶縁層２０２、第３絶縁層２０３、第４絶縁層２０４、第５絶縁層２０５と呼ぶこととする。第１絶縁層２０１から第５絶縁層２０５の各下面の様子を図６〜図１０にそれぞれ示す。第２絶縁層２０２から第５絶縁層２０５の下面には、導体パターン４が形成されている。図５〜図１０に示した例においては、工程Ｓ１でいうところの「複数の絶縁層」に該当するのは、第２絶縁層２０２から第５絶縁層２０５である。第２絶縁層２０２から第４絶縁層２０４においては、導体パターン４はコイルの半周に相当する部分ずつ形成されており、のちにこれらが交互に積み重ねられて電気的に接続されることによって、コイル状導体構造体５を構成することが予定されている。
【００２３】
第１層２０１の下面には、コイル状導体構造体５に電気的に接続されたパッド電極８ａ，８ｂが形成されている。
【００２４】
さらに第２絶縁層２０２から第４絶縁層２０４の下面には、導体パターン１１も形成されている。導体パターン１１は、コイル状導体構造体５の最も上側の層における一端を積層体の下面と電気的に接続するためのものである。「コイル状導体構造体５の最も上側の層における一端」とは、この例においては、図１０に示すように第５絶縁層２０５に形成された導体パターン４の端部４ｒである。
【００２５】
なお、図５〜図１０では、１個の積層コイル素子に対応するサイズの絶縁層２のみを表示しているが、実際には、絶縁層２は、この時点ではまだ積層コイル素子の１個分に対応するサイズに個別に切り離されていなくてもよい。たとえば大判の絶縁体シート上で導体パターンおよび導体ビアの形成が行なわれてもよい。したがって、絶縁層２といった場合、既に切り離された一片に限らず、絶縁体シートから切り離される前の絶縁体シートの一部という意味を含むものとする。絶縁体シートは、たとえば樹脂シートである。樹脂シートは、たとえば熱可塑性樹脂シートである。ここでいう熱可塑性樹脂としては、たとえば液晶ポリマー（ＬＣＰ）が採用可能である。
【００２６】
工程Ｓ２として、導体パターン４を形成した絶縁層２を積層して積層体を得る。すなわち、図５に示した順に第１絶縁層２０１から第５絶縁層２０５を積み重ねて一体化させる。絶縁層２が熱可塑性樹脂シートによって形成されている場合には、一体化させるためには、加熱しながら圧力を加えればよい。一体化させることによって、図１１に示すように、積層体１が得られる。ここでは、積層体１は、工程Ｓ１でいう「複数の樹脂層」に相当する第２絶縁層２０２から第５絶縁層２０５を含み、さらにコイルの一部をなす導体パターンを含まない絶縁層２であるところの第１絶縁層２０１をも含んでいる。このように、積層体１となる絶縁層２の群の中には、コイルの一部をなす導体パターンを含まない絶縁層２が含まれていてもよい。
【００２７】
次に、孔あけ工程Ｓ３として、図１２に示すように、レーザ加工を行なう。すなわち、図中に示す領域３０を除去するようにレーザ光１４を照射する。こうして積層体１の一部が除去されることによって、図１３に示すように、コイル内孔１３が形成される。この加工は、前記複数の絶縁層２のうちの少なくとも１つにおいて、コイル状導体構造体５の内側に相当する部分に孔をあけることによって、導体パターン４の一部を除去しつつ、絶縁層２の前記孔側の端面と導体パターン４の前記孔側の端面とが同一面内となるように行なわれる。こうして、図１３に示す積層コイル素子１０２が得られる。
【００２８】
なお、積層体１に含まれる絶縁層２は積み重ねる際に誤差により水平方向に多少ずれている場合がある。以下、このずれを「積みずれ」ともいう。積みずれによって導体パターン４の位置もずれるので、領域３０に対するレーザ加工によってコイル内孔１３を形成されたときにも、いくつかの導体パターンではコイル状導体構造体の内側に相当する端部が除去されるものの、一部の導体パターンでは全く除去されないということもありうる。
【００２９】
レーザ加工によって除去される範囲の一例を平面的に見ると、たとえば図１４に示すようになる。図１４に示した導体パターン４の例では、図７〜図１０に示した導体パターン４に比べて形状は多少異なるが、コイルの一部をなす導体パターンであるという意味では、考え方は共通する。図１４に示すように環の一部が途切れた形に形成された導体パターン４に対して、その内側において内周縁に多少重なるように領域３０が設定される。この領域３０を対象としてレーザ加工が行なわれる。孔あけ工程Ｓ３において除去すべき領域３０に関するこのような考え方は、レーザ加工以外の方法で除去する場合も同様にあてはまる。
【００３０】
本実施の形態では、コイルの一部をなす導体パターン４を有する複数の絶縁層２のうちの少なくとも１つにおいて、コイル状導体構造体５の内側に相当する部分に孔をあけることによって、導体パターン４の一部を除去しつつ、絶縁層２の前記孔側の端面と導体パターン４の前記孔側の端面とが同一面内となるように孔あけ加工Ｓ３が行なわれるので、当該少なくとも１つの絶縁層２においては、導体パターン４のコイル内孔１３側の端面４ｅは、厚み方向９１と平行、すなわち、積層体１の主表面に対して垂直な面となる。すなわち、少なくともこの導体パターン４においてはコイル内孔１３側の端部には薄い部分が生じない。したがって、電流を流したときにコイルの内周側の端部の薄い部分に電流が集中することによる電気エネルギのロスを低減することができる。ここでは、コイルの一部をなす導体パターン４を有する複数の絶縁層２のうちの少なくとも１つにおいてこのような条件が満たされていることについて説明しているが、このような条件が満たされている絶縁層２は多ければ多いほどよい。
【００３１】
本実施の形態では、図４に示したフローチャートに従って、積層体を得る工程Ｓ２の後に、孔あけ工程Ｓ３が行なわれる例を説明したが、図１５にフローチャートを示すように、孔あけ工程Ｓ３を先に行なってから積層体を得る工程Ｓ２が行なわれてもよい。この場合、図１６に示すように、個別の絶縁層２に既にそれぞれ貫通孔１５があけられた状態で、積み重ねられることとなる。このようにしても積み重ねた絶縁層２を一体化することによって積層体１を得ることができる。しかし、積み重ね誤差によってコイル内孔１３の内面に段差が生じることを避けるためには、図４に示したフローチャートのような順序で各工程を行なうことが好ましい。すなわち、孔あけ工程Ｓ３は、積層体１を得る工程Ｓ２より後で積層体１に対して行なわれることが好ましい。
【００３２】
本実施の形態では、孔あけ工程Ｓ３において、一部の導体パターン４ではコイル状導体構造体５の内側に相当する端部が全く除去されないということもありうるものとして説明したが、積みずれの問題を考慮すれば、実際には次のような状況が好ましい。すなわち、孔あけ工程Ｓ３では、前記複数の絶縁層２の全てにわたって、前記コイル状導体構造体５の内側に相当する部分に一括して孔をあけることによって、前記複数の絶縁層２の全てにわたって導体パターン４の一部がそれぞれ除去されることが好ましい。このようにするためには、図１７に示すように、コイルの一部をなす導体パターン４を形成する際に、コイルの内側に向かってある程度過剰に延在するように導体パターン４を形成しておくことが考えられる。この場合、コイルの一部をなす導体パターン４の内側の開口部の径は小さくなっている。この状態で、図１８に示すように孔あけ工程Ｓ３が行なわれればよい。このように内側の開口部の径を意図的に小さめにしておくことによって、レーザ光１４が照射される領域３０は、コイルの一部をなす導体パターン４の全てに対して、確実に導体パターン４の内側の端部に被さる位置関係となる。すなわち、コイルの一部をなす導体パターン４の内側の開口部の径を、レーザ光１４が照射される領域３０の径よりも意図的に小さくしておくことによって、コイルの一部をなす導体パターン４の全てについて、導体パターン４の内側の端部をレーザ光１４が照射される領域３０に配置することができる。こうしてレーザ加工により、積層体１のうち領域３０にある部分が除去されることによって、図１９に示すようにコイル内孔１３が形成される。こうして、積層コイル素子１０３が得られる。このようにすれば、コイル状導体構造体５においては、コイルを構成する全ての導体パターン４において、導体パターン４のコイル内孔１３側の端面４ｅは、厚み方向９１と平行、すなわち、積層体１の主表面に対して垂直な面となる。すなわち、コイル内孔１３側の端部には薄い部分が生じない。したがって、電流を流したときにコイルの内周側の端部の薄い部分に電流が集中することによる電気エネルギのロスをさらに確実に低減することができる。また、このようにすることによって、コイルの内径を所望の大きさに揃えることができる。
【００３３】
（実施の形態３）
図２０〜図２１を参照して、本発明に基づく実施の形態３における積層コイル素子１０４について説明する。図２０におけるＺ２部を拡大したところを図２１に示す。本実施の形態における積層コイル素子１０４の基本的な構成は、実施の形態１で説明した積層コイル素子１０１と同様である。ただし、積層コイル素子１０１に比べて以下の点で異なる。
【００３４】
コイルの一部をなす導体パターン４のコイル内孔１３側の端面４ｅを覆うようにめっき膜１６が形成されている。断面図で見たとき、めっき膜１６は、導体パターン４のコイル内孔１３側の端面のうちの一部を覆うのみであってもよいが、全てを覆うように形成されていることが好ましい。また、平面図で見たときにも、めっき膜１６は、導体パターン４のコイル内孔１３側の端面のうちの一部を覆うのみであってもよいが、全てを覆うように形成されていることが好ましい。
【００３５】
本実施の形態では、コイルの一部をなす導体パターン４のコイル内孔１３側の端面４ｅを覆うようにめっき膜１６が形成されているので、コイル状導体構造体５に電流が流れる際には、最も内周に位置するめっき膜１６を電流が流れることとなる。本実施の形態で説明したような構成を採用した場合、めっき膜１６の材料および上下方向の寸法を適宜選択することにより、コイルにおける電流の流れやすさを改善することができる。
【００３６】
めっき膜１６の材料は、導体パターン４の材料と同じであってもよい。ただし、めっき膜１６は、導体パターン４よりも導電率が良い材料で形成されていることが好ましい。このようにすれば、コイルにおける電気エネルギのロスをさらに低減することができる。
【００３７】
なお、積層体１の厚み方向におけるめっき膜１６の寸法は、導体パターン４の厚みより大きいことが好ましい。図２０および図２１に示した例では、この条件が満たされている。このようにすれば、たとえ導体パターン４が薄くてもめっき膜１６によってコイルの内周縁における電流の通り道を広く確保することができ、コイルにおける電気エネルギのロスをさらに低減することができる。
【００３８】
さらに、図２１に示したように導体パターン４に１対１で対応するようにめっき膜１６を形成する代わりに、図２２に示すように上下に離れたところに位置する２つの導体パターン４にまたがるように一体的なめっき膜１６ｗを形成することも考えられる。このようにすれば、めっき膜１６ｗに導体ビア６の役割を担わせることができるので、図２２に示すように導体ビア６を省略することもできる。ただし、この場合、めっき膜１６ｗは、平面図で見たときにコイルの内周を全て覆うのではなく、コイルの内周のうち層間接続を行なうべき箇所だけに限定的に設けられるべきである。図２２は、コイルの内周のうちめっき膜１６ｗが形成されている箇所を通る切り口で切った断面図である。
【００３９】
なお、本実施の形態における積層コイル素子１０４を得るための製造方法としては、実施の形態２で説明した製造方法を基本として、さらに以下のようにすればよい。
【００４０】
すなわち、実施の形態２で説明した製造方法において、孔あけ工程Ｓ３の後で、導体パターン４の孔側の端面に対してめっきを施す工程を含むこととすればよい。
【００４１】
（実施の形態４）
図２３を参照して、本発明に基づく実施の形態４における積層コイル素子１０５について説明する。本実施の形態における積層コイル素子１０５の基本的な構成は、実施の形態１で説明した積層コイル素子１０１と同様である。ただし、積層コイル素子１０１に比べて以下の点で異なる。
【００４２】
コイル内孔１３の内部に絶縁材料１７が充填されている。
本実施の形態では、コイル内孔１３の内部に絶縁材料１７が充填されているので、積層体１の強度を増すことができる。また、コイル内孔１３の内面から水などが浸入することを防止することができる。絶縁材料１７はいわゆるアンダーフィルであってもよい。絶縁材料１７は、たとえばエポキシ樹脂であってもよい。
【００４３】
なお、絶縁材料１７は誘電率が低い材料であることが好ましい。特に、比誘電率が５以下の低誘電率材料であることが好ましい。ここでいう低誘電率材料としては、たとえば液晶ポリマーなどを採用することができる。これらの構成を採用することにより、コイルの自己共振周波数を高くすることができる。
【００４４】
あるいは、絶縁材料１７は磁性体であることが好ましい。この構成を採用することにより、コイルのインダクタンス値を高くすることができる。ここでいう磁性体は、たとえばフェライトと樹脂との混合体であってもよい。
【００４５】
なお、本実施の形態における積層コイル素子１０５を得るための製造方法としては、実施の形態２で説明した製造方法を基本として、さらに以下のようにすればよい。
【００４６】
すなわち、実施の形態２で説明した製造方法において、孔あけ工程Ｓ３の後で、孔の内部空間に絶縁材料１７を充填する工程を含むこととすればよい。
【００４７】
さらに、充填する工程において、絶縁材料１７は、上述したように誘電率が低い材料であることが好ましく、特に、比誘電率が５以下の低誘電率材料であることが好ましい。このようにすれば、コイルの内側に低誘電率材料が配置された構造を得ることができ、コイルの自己共振周波数を高くすることができる。
【００４８】
また、あるいは、充填する工程において、絶縁材料１７は磁性体であってもよい。このようにすれば、コイルの内側に磁性体が配置された構造を得ることができ、コイルのインダクタンス値を高くすることができる。
【００４９】
（変形例）
図２４〜図２５を参照して、本実施の形態における積層コイル素子の変形例について説明する。この変形例では、孔の内部空間に絶縁材料１７を充填する工程を以下のように行なう。ただし、この変形例では、孔あけ工程Ｓ３は、第２絶縁層２０２から第４絶縁層２０４を積層したものに対して行なっており、第１絶縁層２０１および第５絶縁層２０５に対しては孔はあけられていない。
【００５０】
図２４に示すように、第２絶縁層２０２から第４絶縁層２０４を積層したものによって形成されるコイル内孔１３の中に、固体状態の絶縁材料１７を挿入する。この時点では、コイル内孔１３と絶縁材料１７との間に隙間があってもよい。一定の隙間があることにより絶縁材料１７が挿入しやすくなる。第２絶縁層２０２から第４絶縁層２０４はこの時点で既に予め一体化されていてもよく、ばらばらの状態のものをただ積み重ねただけであってもよい。ただし、予め一体化されている方が絶縁層が位置ずれしにくくすることができるので好ましい。
【００５１】
図２４に示すように、第２絶縁層２０２の下側に第１絶縁層２０１を配置し、第４絶縁層２０４の上側に第５絶縁層２０５を配置する。こうして、上下方向に加圧および加熱を施す。こうすることにより、図２５に示す構造が得られる。すなわち、積層コイル素子１０６が得られる。
【００５２】
この構成により、上下方向に加圧および加熱を施したときに、絶縁材料１７の上下に配置されている第１絶縁層２０１および第５絶縁層２０５からコイル内孔１３と絶縁材料１７との間に存在する隙間に第１絶縁層２０１および第５絶縁層２０５を構成する樹脂が流れ込みやすくなる。したがって、隙間があったとしても加圧および加熱の後には隙間を埋めることができる。
【００５３】
さらに、この構成により、第１絶縁層２０１および第５絶縁層２０５がないときと比較して、加圧および加熱時に積層コイル素子の両主面（上面と下面）を平坦化しやすくなる。すなわち、絶縁材料１７として、たとえばエポキシ樹脂のような加圧および加熱の際に流動しにくい材料を用いたとしても、加圧および加熱の際に流動しやすい樹脂からなる第１絶縁層２０１および第５絶縁層２０５が最表面に存在することで、加圧面の凹凸が吸収され、積層コイル素子の平坦性が保ちやすくなる。
【００５４】
なお、第１絶縁層２０１と第５絶縁層２０５とに関しては、そのいずれかのみが配置されていてもよい。
【００５５】
なお、予め第１絶縁層２０１から第４絶縁層２０４までを一体化して底のある凹部を形成しておいて、その凹部の中に絶縁材料１７を配置することとしてもよい。その場合、絶縁材料１７を配置した後に、第４絶縁層２０４および絶縁材料１７の上面を一括して覆うように第５絶縁層２０５を被せ、上下方向に加圧および加熱を施す。こうすることによっても同様に、積層コイル素子１０６を得ることができる。
【００５６】
なお、図２４に示すように、絶縁材料１７の上下方向の寸法は、加圧および加熱を行なう前の第２絶縁層２０２から第４絶縁層２０４までの厚みの合計よりやや大きくなっていることが好ましい。そのように大きくしておくことにより、図２４のＺ３部に示すように、絶縁材料１７の上面は、第４絶縁層２０４の上面より突出している。このように絶縁材料１７の上下方向の寸法をやや大きくしておくことにより、確実な押圧をすることができる。なお、絶縁材料１７の上下方向の寸法は、加圧および加熱を行なう前の第２絶縁層２０２から第４絶縁層２０４までの厚みの合計と同じまたはやや小さくなっていてもよい。
【００５７】
図２４および図２５に示した例では、孔が形成されていない絶縁層は上下に１層ずつ重ねて配置したが、上下のいずれかあるいは両方において、１層に限らず２層以上配置してもよい。
【００５８】
（実施の形態５）
図２６〜図２７を参照して、本発明に基づく実施の形態５における積層コイル素子の製造方法について説明する。本実施の形態における積層コイル素子の製造方法は、実施の形態２で説明した製造方法を基本として、さらに以下のようにすればよい。
【００５９】
工程Ｓ１において、図２６に示すように、導体パターン４に代えて導体パターン３４が形成される。導体パターン３４は、略環状ではなく、内部がほぼ満たされたいわゆるベタ状となっている。このような導体パターン３４を用いた場合、孔あけ工程Ｓ３において領域３０を除去することによって図２７に示すように略環状の導体パターン４を得ることができる。この考え方は、積層体を得る工程Ｓ２の後に孔あけ工程Ｓ３を行なう場合にも採用可能であり、孔あけ工程Ｓ３の後に積層体を得る工程Ｓ２を行なう場合にも採用可能である。積層体を得る工程Ｓ２の後に孔あけ工程Ｓ３を行なう場合、コイル内孔１３をあける際に導体パターン３４の領域３０内にある部分も一括して除去することとなる。孔あけ工程Ｓ３の後に積層体を得る工程Ｓ２を行なう場合には、個別の絶縁層２において導体パターン３４の領域３０内にある部分を除去することによって貫通孔１５をあけることとなる。
【００６０】
なお、ここまでの説明においては、孔をあける工程Ｓ３はレーザ加工によって行なうものとして示したが、これはあくまで一例である。孔をあける工程Ｓ３は、レーザ加工以外の公知の加工方法によって行なってもよい。たとえば打抜き加工であってもよい。ただし、打抜き加工の場合、加工時に導体パターンの内周縁がなるべく変形しないように注意すべきである。
【００６１】
なお、これまでの各実施の形態にいえることであるが、導体パターン４の端部の厚みの大小関係に着目して、以下のように表現することもできる。導体パターン４のコイル内孔１３側の端部は、積層体１の厚み方向において、導体パターン４のコイル内孔１３側とは反対側の端部よりも大きい厚みを有することが好ましい。これには、図２８に示すように、導体パターン４のコイル内孔１３側の端部では厚みが局所的に薄くなることなく、垂直に切り立った端面４ｅとなっているのに対して、反対側の端部では先端に向かうにつれて徐々に薄くなっている構成も該当する。また、たとえば図２９に示すように、導体パターン４のコイル内孔１３側の端部は、端に向かうにつれて厚みが徐々に薄くなった後に途中で垂直に切り立った端面４ｅとなっていて、反対側の端部では先端に向かうにつれて徐々に薄くなっている構成も該当する。図２８および図２９に示したのはあくまで典型的な例であって、これらに限らず、導体パターン４のコイル内孔１３側の端部と反対側の端部とで比較して、前者の方が厚みが大きいと評価できる状態であれば、好ましい。
【００６２】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、積層コイル素子およびその製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  積層体、２  絶縁層、２ｅ  端面、４  （コイルの一部をなす）導体パターン、４ｅ  端面、４ｒ  端部、５  コイル状導体構造体、６  導体ビア、８ａ，８ｂ  パッド電極、１１  導体パターン、１３  コイル内孔、１４  レーザ光、１５  貫通孔、１６，１６ｗ  めっき膜、１７  絶縁材料、３０  （孔をあける予定の）領域、３４  導体パターン、９１  厚み方向、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６  積層コイル素子、２０１  第１絶縁層、２０２  第２絶縁層、２０３  第３絶縁層，２０４  第４絶縁層、２０５  第５絶縁層。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月25日(2016.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルの一部をなす導体パターンが主表面に形成された複数の絶縁層を積層して前記導体パターン同士を厚み方向に電気的に接続することによって厚み方向を巻回軸として形成されたコイル状導体構造体を含む積層体を備え、
前記積層体は、前記コイル状導体構造体の内周側に、前記巻回軸の方向に貫通するかまたは前記巻回軸の方向を深さ方向とするコイル内孔を有し、
前記複数の絶縁層のうち厚み方向に隣接する２以上の絶縁層において、前記２以上の絶縁層に形成された前記導体パターンの前記コイル内孔側の端面および前記２以上の絶縁層の前記コイル内孔側の端面の全てが、前記積層体の主表面に対して垂直な同一面内にある、積層コイル素子。
【請求項２】
コイルの一部をなす導体パターンが主表面に形成された複数の絶縁層を積層して前記導体パターン同士を厚み方向に電気的に接続することによって厚み方向を巻回軸として形成されたコイル状導体構造体を含む積層体を備え、
前記積層体は、前記コイル状導体構造体の内周側に、前記巻回軸の方向に貫通するかまたは前記巻回軸の方向を深さ方向とするコイル内孔を有し、
前記複数の絶縁層のうち少なくとも１つにおいて、前記導体パターンの前記コイル内孔側の端面は、前記絶縁層の前記コイル内孔側の端面と同一面内にあり、
前記導体パターンの前記コイル内孔側の端面を覆うようにめっき膜が形成されている、積層コイル素子。
【請求項３】
前記積層体の厚み方向における前記めっき膜の寸法は、前記導体パターンの厚みより大きい、請求項２に記載の積層コイル素子。
【請求項４】
前記複数の絶縁層のうち厚み方向に隣接する２以上の絶縁層において、前記２以上の絶縁層に形成された前記導体パターンの前記コイル内孔側の端面および前記２以上の絶縁層の前記コイル内孔側の端面の全てが、同一面内にある、請求項１から３のいずれかに記載の積層コイル素子。
【請求項５】
前記複数の絶縁層の全てにわたって、前記導体パターンの前記コイル内孔側の端面と、前記絶縁層の前記コイル内孔側の端面との全てが、同一面内にある、請求項１から３のいずれかに記載の積層コイル素子。
【請求項６】
前記コイル内孔の内部に絶縁材料が充填されている、請求項１から５のいずれかに記載の積層コイル素子。
【請求項７】
前記絶縁材料は磁性体である、請求項６に記載の積層コイル素子。
【請求項８】
前記導体パターンの前記コイル内孔側の端部は、前記積層体の厚み方向において、前記導体パターンの前記コイル内孔側とは反対側の端部よりも大きい厚みを有する、請求項１から７のいずれかに記載の積層コイル素子。
【請求項９】
コイルの一部をなす導体パターンが主表面に形成された複数の絶縁層を積層して前記導体パターン同士を厚み方向に電気的に接続することによって厚み方向を巻回軸として形成されたコイル状導体構造体を含む積層コイル素子の製造方法であって、
複数の絶縁層の各々にコイルの一部をなす導体パターンを形成する工程と、
前記導体パターンを形成した前記絶縁層を積層して積層体を得る工程と、
前記複数の絶縁層のうちの厚み方向に隣接する２以上の絶縁層において、前記コイル状導体構造体の内周側に相当する部分に孔をあけることによって、前記導体パターンの端部を除去しつつ、前記２以上の絶縁層の前記孔側の端面と前記２以上の絶縁層に形成された前記導体パターンの前記孔側の端面との全てが前記積層体の主表面に対して垂直な同一面内となるように加工する孔あけ工程とを含む、積層コイル素子の製造方法。
【請求項１０】
コイルの一部をなす導体パターンが主表面に形成された複数の絶縁層を積層して前記導体パターン同士を厚み方向に電気的に接続することによって厚み方向を巻回軸として形成されたコイル状導体構造体を含む積層コイル素子の製造方法であって、
複数の絶縁層の各々にコイルの一部をなす導体パターンを形成する工程と、
前記導体パターンを形成した前記絶縁層を積層して積層体を得る工程と、
前記複数の絶縁層のうちの少なくとも１つにおいて、前記コイル状導体構造体の内周側に相当する部分に孔をあけることによって、前記導体パターンの端部を除去しつつ、前記絶縁層の前記孔側の端面と前記導体パターンの前記孔側の端面とが同一面内となるように加工する孔あけ工程と、
前記孔あけ工程の後で、前記導体パターンの前記孔側の端面に対してめっきを施す工程とを含む、積層コイル素子の製造方法。
【請求項１１】
前記孔あけ工程は、前記積層体を得る工程より後で前記積層体に対して行なわれる、請求項９または１０に記載の積層コイル素子の製造方法。
【請求項１２】
前記孔あけ工程では、前記複数の絶縁層の全てにわたって、前記コイル状導体構造体の内側に相当する部分に一括して孔をあけることによって、前記複数の絶縁層の全てにわたって前記導体パターンの端部がそれぞれ除去される、請求項１１に記載の積層コイル素子の製造方法。
【請求項１３】
前記孔あけ工程の後で、前記孔の内部空間に絶縁材料を充填する工程を含む、請求項９から１２のいずれかに記載の積層コイル素子の製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁材料は磁性体である、請求項１３に記載の積層コイル素子の製造方法。
【国際調査報告】
2015137226.tif 000032
2015137226.tif 000033
2015137226.tif 000034
2015137226.tif 000035