(57)【要約】      （修正有）【課題】高いインダクタンス（Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ、Ｌ）を有するコイル電子部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】コイル部４０とコイル部の内側に形成されたコア部５５とを磁性体５０で囲むコイル電子部品１００であって、コア部にはフェライト酸化物構造体６０が挿入される。フェライト酸化物構造体は焼結された形態であり、透磁率方向は、磁束の流れる方向と一致する。また、コイル部の外側に形成された外周部に、フェライト酸化物構造体がさらに含まれる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル部と前記コイル部の内側に形成されたコア部とを磁性体で囲むコイル電子部品であって、前記コア部にはフェライト酸化物構造体が挿入される、コイル電子部品。
【請求項２】
前記フェライト酸化物構造体は焼結された形態である、請求項１に記載のコイル電子部品。
【請求項３】
前記フェライト酸化物構造体の透磁率方向は、磁束の流れる方向と一致する、請求項１または２に記載のコイル電子部品。
【請求項４】
前記コイル部の外側に形成された外周部にフェライト酸化物構造体がさらに含まれる、請求項１から３のいずれか１項に記載のコイル電子部品。
【請求項５】
前記コイル部の外側に形成された外周部に含まれたフェライト酸化物構造体の透磁率方向は、磁束の流れる方向と一致する、請求項４に記載のコイル電子部品。
【請求項６】
前記磁性体は、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニオビウム（Ｎｂ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択されたいずれか一つ以上の金属粉末を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のコイル電子部品。
【請求項７】
前記コイル部は、コイルパターンが同一平面上に形成される平面コイル状である、請求項１から６のいずれか１項に記載のコイル電子部品。
【請求項８】
前記金属粉末は形状異方性金属粉末を含む、請求項６に記載のコイル電子部品。
【請求項９】
前記コイル部の上部と下部領域のうち少なくとも一つは形状異方性金属粉末を含む、請求項８に記載のコイル電子部品。
【請求項１０】
内部にコア部を含むコイル部を形成する段階と、
前記コア部にフェライト酸化物構造体を挿入する段階と、
前記コイル部を金属粉末を含む磁性体で囲む段階と、
を含む、コイル電子部品の製造方法。
【請求項１１】
前記フェライト酸化物構造体は焼結された形態である、請求項１０に記載のコイル電子部品の製造方法。
【請求項１２】
前記フェライト酸化物構造体の透磁率方向は、磁束の流れる方向と一致する、請求項１０または１１に記載のコイル電子部品の製造方法。
【請求項１３】
前記コイル部の外側に形成された外周部にフェライト酸化物構造体を挿入する段階をさらに含む、請求項１０から１２のいずれか１項に記載のコイル電子部品の製造方法。
【請求項１４】
前記コイル部の外側に形成された外周部に含まれたフェライト酸化物構造体の透磁率方向は、磁束の流れる方向と一致する、請求項１３に記載のコイル電子部品の製造方法。
【請求項１５】
前記金属粉末は、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニオビウム（Ｎｂ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択されたいずれか一つ以上である、請求項１０から１４のいずれか１項に記載のコイル電子部品の製造方法。
【請求項１６】
前記コイル部は、コイルパターンが同一平面上に形成される平面コイル状である、請求項１０から１５のいずれか１項に記載のコイル電子部品の製造方法。
【請求項１７】
前記金属粉末は形状異方性金属粉末を含む、請求項１０から１６のいずれか１項に記載のコイル電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コイル電子部品の一つであるインダクタ（ｉｎｄｕｃｔｏｒ）は、抵抗、キャパシタと共に電子回路をなしてノイズ（Ｎｏｉｓｅ）を除去する代表的な受動素子である。
【０００３】
インダクタは、コイル部を形成した後、磁性粉末及び樹脂を混合させた磁性粉末−樹脂複合体を硬化してコイル部を囲む磁性体を製造し、磁性体の外側に外部電極を形成して製造されることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本特開２００６−２７８４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、高いインダクタンス（Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ、Ｌ）を有するコイル電子部品及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、コイル部と上記コイル部の内側に形成されたコア部を磁性体で囲むコイル電子部品であって、上記コア部にはフェライト酸化物構造体が挿入されるコイル電子部品が提供される。
【０００７】
本発明の他の実施形態によれば、内部にコア部を含むコイル部を形成する段階と、上記コア部にフェライト酸化物構造体を挿入する段階と、上記コイル部を金属粉末を含む磁性体で囲む段階と、を含むコイル電子部品の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、高透磁率のフェライト酸化物構造体をコア部に挿入することにより、高いインダクタンスを有するコイル電子部品を具現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態によるコイル電子部品のコイル部を示す斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ'線に沿う断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態によるコイル電子部品のコイル部を示す斜視図である。
【図４】図３のII−II'線に沿う断面図である。
【図５ａ】本発明のさらに他の実施形態によるコイル電子部品の製造工程を順次説明する図である。
【図５ｂ】本発明のさらに他の実施形態によるコイル電子部品の製造工程を順次説明する図である。
【図５ｃ】本発明のさらに他の実施形態によるコイル電子部品の製造工程を順次説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００１１】
コイル電子部品
以下、本発明の一実施形態によるコイル電子部品を説明するにあたり、特に、薄膜型インダクタを例に挙げて説明するが、必ずしもこれに制限されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態によるコイル電子部品のコイル部を示す斜視図である。
【００１３】
図１を参照すると、コイル電子部品の一例として、電源供給回路の電源ラインに用いられる薄膜型パワーインダクタが開示される。
【００１４】
本発明の一実施形態によるコイル電子部品１００は、コイル部４０と上記コイル部４０の内側に形成されたコア部５５を囲む磁性体５０と、上記磁性体５０の外側に配置されて上記コイル部４０と接続する第１及び第２の外部電極８１、８２と、を含む。
【００１５】
本発明の一実施形態によるコイル電子部品１００において、「長さ」方向は図１の「Ｌ」方向、「幅」方向は「Ｗ」方向、「厚さ」方向は「Ｔ」方向と定義する。
【００１６】
上記コイル部４０は、基板２０の一面に形成された第１のコイル導体４１と、上記基板２０の一面と対向する他面に形成された第２のコイル導体４２が連結されて形成される。
【００１７】
上記第１及び第２のコイル導体４１、４２のそれぞれは、上記基板２０の同一平面上に形成される平面コイル状であればよい。
【００１８】
上記第１及び第２のコイル導体４１、４２は、螺旋（ｓｐｉｒａｌ）状に形成されることができる。
【００１９】
上記第１及び第２のコイル導体４１、４２は、基板２０上に電気メッキを施して形成されることができるが、必ずしもこれに制限されるものではない。
【００２０】
また、上記第１及び第２のコイル導体４１、４２は、基板２０の一面と他面に形成されることができるが、これに制限されるものではなく、単層状に形成されることもでき、多層状に形成されることもできる。
【００２１】
上記第１及び第２のコイル導体４１、４２は、電気伝導性に優れた金属を含んで形成され、例えば、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）又はこれらの合金などで形成されることができる。
【００２２】
上記第１及び第２のコイル導体４１、４２は、絶縁膜（図示せず）で被覆されて、磁性体５０をなす磁性材料と直接接触しない。
【００２３】
上記基板２０は、例えば、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）基板、フェライト基板又は金属系軟磁性基板などで形成される。
【００２４】
上記基板２０の中央部は除去されて貫通孔を形成し、上記貫通孔は磁性材料で充填されてコイル部４０の内側にコア部５５を形成する。
【００２５】
上記コア部５５が磁性材料で充填されることにより、磁束が通る磁性体の面積が増加してインダクタンス（Ｌ）を向上させることができる。
【００２６】
しかしながら、上記基板２０は必ずしも含まれるものではなく、基板を含むことなく、金属ワイヤ（ｗｉｒｅ）でコイル部を形成してもよい。
【００２７】
上記コイル部４０を囲む磁性体５０は、磁気特性を示す磁性材料であればいずれのものでも制限なく含み、例えば、フェライト又は金属磁性粉末を含むことができる。
【００２８】
上記磁性体５０に含まれた磁性材料の透磁率が高いほど、磁束が通る磁性体５０の面積が大きいほど、インダクタンス（Ｌ）が向上することができる。
【００２９】
上記第１のコイル導体４１の一端部は伸びて第１の引出部４１'を形成し、上記第１の引出部４１'は磁性体５０の長さ（Ｌ）方向の一端面に露出し、上記第２のコイル導体４２の一端部は伸びて第２の引出部４２'を形成し、上記第２の引出部４２'は磁性体５０の長さ（Ｌ）方向の他端面に露出する。
【００３０】
しかしながら、必ずしもこれに制限されるものではなく、上記第１及び第２の引出部４１'、４２'は上記磁性体５０の少なくとも一面に露出してもよい。
【００３１】
上記磁性体５０の端面に露出する上記第１及び第２の引出部４１'、４２'とそれぞれ接続するように、上記磁性体５０の外側に第１及び第２の外部電極８１、８２が形成される。
【００３２】
上記第１及び第２の外部電極８１、８２は、電気伝導性に優れた金属を含んで形成され、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）又はスズ（Ｓｎ）などの単独又はこれらの合金などで形成されることができる。
【００３３】
図２は、図１のＩ−Ｉ'線に沿う断面図である。
【００３４】
図２を参照すると、本発明の一実施形態によるコイル電子部品１００において、上記コア部５５にはフェライト酸化物構造体６０が挿入される。
【００３５】
一般に薄膜型インダクタを製作する場合、中央部に貫通孔を形成した基板の少なくとも一面にコイルパターンを形成し、コア部を有するコイル部の上部と下部にフェライト又は金属粉末を含む磁性体シートを積層、圧着及び硬化してコイル部を囲む磁性体を形成する。
【００３６】
上記コイル部の上部と下部にフェライト又は金属粉末を含む磁性体シートを積層及び圧着する過程で上記コア部にも磁性材料が充填され、これにより、磁束が通る磁性体の面積が増加してインダクタンス（Ｌ）を向上させる。
【００３７】
しかしながら、上記のように磁性体シートを積層及び圧着してコア部に磁性材料を充填する場合には、コア部の磁性材料の充填率が高くないため、インダクタンスの向上の効果がなかった。
【００３８】
この問題を解決するために、上記磁性体シートが球形の金属粉末を含むことにより、コア部の充填率を高めて透磁率を向上させようとしたが、この場合には、材料自体の透磁率が低いため、限界があった。
【００３９】
本発明の一実施形態によれば、高透磁率を有するフェライト酸化物構造体６０を上記コア部５５に挿入することにより、充填率も極大化し透磁率も非常に高くなるため、インダクタンスを向上させる効果に優れる。
【００４０】
上記フェライト酸化物構造体６０は、特に限定されるものではなく、例えば、フェライト酸化物６１を焼結して形成した焼結形態であればよい。
【００４１】
即ち、上記フェライト酸化物構造体６０は焼結されたフェライト酸化物バー（ｂａｒ）をダイシング切断工法で切断して製作され、これをコア部５５に挿入し磁性体シートを積層する方法でコイル電子部品を具現することができる。
【００４２】
上記フェライト酸化物構造体６０は、その形状に特に制限はなく、例えば、図１に示されているように六面体形状を有することができる。
【００４３】
上記フェライト酸化物構造体６０の透磁率方向は、磁束の流れる方向と一致することができる。
【００４４】
即ち、焼結されたフェライト酸化物構造体６０は透磁率が２０〜１０００程度と高くて形状異方性がないため、磁束の流れる方向と透磁率方向を一致させることにより、高透磁率を有するコイル電子部品を具現することができる。
【００４５】
図２を参照すると、上記フェライト酸化物構造体６０は、上記コイル電子部品の長さ方向の断面において、上記コア部５５の中央部領域の大部分を占め、一部の領域には磁性体シートの積層及び圧着によって金属粉末を含む磁性材料が充填されることができる。
【００４６】
或いは、上記フェライト酸化物構造体６０は、上記コイル電子部品の長さ方向の断面において、上記コア部５５の全領域を満たすこともできる。
【００４７】
図２を参照すると、本発明の一実施形態によるコイル電子部品１００の磁性体５０は、形状等方性金属粉末７１状の金属磁性粉末を含むことができるが、必ずしもこれに制限されるものではなく、例えば、形状異方性金属粉末状の金属磁性粉末を含むこともできる。
【００４８】
上記形状等方性金属粉末７１は、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニオビウム（Ｎｂ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択されたいずれか一つ以上を含む金属又は合金からなり、結晶質又は非晶質金属であればよい。
【００４９】
例えば、上記形状等方性金属粉末７１は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系非晶質金属であればよいが、必ずしもこれに制限されるものではない。
【００５０】
上記形状等方性金属粉末７１状の上記金属磁性粉末は、熱硬化性樹脂に分散された形で含まれる。
【００５１】
上記熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）樹脂又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などであればよい。
【００５２】
上記形状等方性金属粉末７１は球形を示すことができる。このように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向に全て同一の特性を示すことを形状等方性という。
【００５３】
形状等方性金属粉末７１は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向に全て同一の透磁率を示す。
【００５４】
本発明の一実施形態において、磁性体５０が形状等方性金属粉末７１状ではなく形状異方性金属粉末状を含む場合、上記形状異方性金属粉末の板状面の一軸が磁束の流れ方向に向かうように配列することにより、磁束の流れを円滑にし、高い透磁率によってインダクタンス（Ｌ）を向上させることができる。
【００５５】
即ち、本発明の一実施形態によれば、第１及び第２のカバー部５１、５２全体に形状等方性金属粉末７１状の金属磁性粉末を含むことができるが、必ずしもこれに制限されるものではなく、例えば、形状異方性金属粉末状の金属磁性粉末を含むこともできる。
【００５６】
図３は、本発明の他の実施形態によるコイル電子部品のコイル部を示す斜視図である。
【００５７】
図４は、図３のII−II'線に沿う断面図である。
【００５８】
図３及び図４を参照すると、本発明の他の実施形態によるコイル電子部品１００は、コイル部４０の内側のコア部５５にフェライト酸化物構造体６０を含み、コイル部４０の外側の外周部５３にもフェライト酸化物構造体６０をさらに含む。
【００５９】
上記外周部５３に含まれた上記フェライト酸化物構造体６０は、上記コア部５５に含まれたフェライト酸化物構造体６０と同様に透磁率の方向が磁束の流れる方向と一致することができる。
【００６０】
図３及び図４はコイル部４０の両外側に形成された外周部５３の全てにフェライト酸化物構造体６０をさらに含むことを示しているが、必ずしもこれに制限されるものではなく、上記コイル部４０の両外側に形成された外周部５３のうち少なくとも一つにフェライト酸化物構造体６０を含んでもよい。
【００６１】
上記コイル部４０の両外側に形成された外周部５３に挿入されたフェライト酸化物構造体６０は上記外周部５３全体を満たすこともできるが、一部の領域のみを満たし、残りの領域には磁性体シートの積層及び圧着によって金属粉末を含む磁性材料が充填されることもできる。
【００６２】
本発明の他の実施形態によるコイル電子部品１００は、上記コイル部４０の内側のコア部５５に挿入されたフェライト酸化物構造体６０と、コイル部４０の外側の外周部５３に挿入されたフェライト酸化物構造体６０をさらに含むことにより、磁束の流れる方向と高透磁率の材料の透磁率方向を一致させてコイル電子部品のインダクタンスを向上させることができる。
【００６３】
なお、図３及び図４に示されている本発明の他の実施形態には、上記コイル部４０の外側の外周部５３に挿入されたフェライト酸化物構造体６０をさらに含むことを除き、上述した本発明の一実施形態によるコイル電子部品１００の構成と重複する構成が同一に適用されることができる。
【００６４】
コイル電子部品の製造方法
図５ａ〜図５ｃは、本発明の他の実施形態によるコイル電子部品の製造工程を順次説明する図である。
【００６５】
本発明の他の実施形態によれば、内部にコア部を含むコイル部を形成する段階と、上記コア部にフェライト酸化物構造体を挿入する段階と、上記コイル部を金属粉末を含む磁性体で囲む段階と、を含むコイル電子部品の製造方法が提供される。
【００６６】
図５ａを参照すると、まず、コイル部４０を形成する。
【００６７】
基板２０にビアホール（図示せず）を形成し、上記基板２０上に開口部を有するメッキレジスト（図示せず）を形成した後、上記ビアホール及び開口部をメッキによって導電性金属で充填して第１及び第２のコイル導体４１、４２及びこれらを連結するビア（図示せず）を形成することができる。
【００６８】
上記第１及び第２のコイル導体４１、４２及びビアは、電気伝導性に優れた導電性金属で形成され、例えば、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）又はこれらの合金などで形成されることができる。
【００６９】
しかしながら、コイル部４０の形成方法は上記メッキ工程に必ずしも制限されるものではなく、金属ワイヤ（ｗｉｒｅ）でコイル部を形成してもよく、印加される電流によって磁束を発生させることができる形態であればいずれのものでも適用可能である。
【００７０】
上記第１及び第２のコイル導体４１、４２上に、当該第１及び第２のコイル導体４１、４２を覆う絶縁膜３０を形成することができる。
【００７１】
上記絶縁膜３０は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄ）樹脂などの高分子物質、フォトレジスト（Ｐｈｏｔｏ  Rｅｓｉｓｔ、ＰＲ）、金属酸化物などを含むことができるが、必ずしもこれに制限されるものではなく、上記第１及び第２のコイル導体４１、４２を囲んでショート（ｓｈｏｒｔ）を防止することができる絶縁物質であればいずれのものでも適用可能である。
【００７２】
上記絶縁膜３０は、スクリーン印刷法、フォトレジスト（Ｐｈｏｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔ、ＰＲ）の露光及び現像工程、スプレー（ｓｐｒａｙ）塗布工程、コイル導体の化学的エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）などによる酸化などの方法で形成されることができる。
【００７３】
上記基板２０は、第１及び第２のコイル導体４１、４２が形成されていない領域の中央部が除去されてコア部ホール５５'を形成することができる。
【００７４】
上記基板２０の除去は、機械的ドリル、レーザードリル、サンドブラスト、パンチング加工などによって行われることができる。
【００７５】
図５ｂを参照すると、コイル部４０の内部コア部に該当するコア部ホール５５'にフェライト酸化物構造体６０を挿入する。
【００７６】
上記フェライト酸化物構造体６０は、焼結されたフェライト酸化物バー（ｂａｒ）をダイシング切断工法で切断して製作されることができる。
【００７７】
即ち、上記フェライト酸化物構造体６０は、フェライト酸化物６１を焼結して形成した焼結形態のフェライト酸化物バー（ｂａｒ）を切断して形成されることができる。
【００７８】
図５ｃを参照すると、コイル部４０の上部及び下部に形状等方性金属粉末７１状の磁性金属粉末を含むシート７０を積層、圧着及び硬化して、コイル部４０を囲む磁性体５０を形成する。
【００７９】
上記シート７０は、形状等方性金属粉末７１と、熱硬化性樹脂、バインダー及び溶剤などの有機物を混合してスラリーを製造し、上記スラリーをドクターブレード法でキャリアフィルム（ｃａｒｒｉｅｒ  ｆｉｌｍ）上に数十μｍの厚さで塗布した後、乾燥してシート（ｓｈｅｅｔ）状に製造されることができる。
【００８０】
上記シート７０は、形状等方性金属粉末７１がエポキシ（ｅｐｏｘｙ）樹脂又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの熱硬化性樹脂に分散された形で製造される。
【００８１】
コイル部４０の上部及び下部に上記形状等方性金属粉末７１を含むシート７０を積層し、圧着及び硬化して、上記フェライト酸化物構造体６０が挿入されたコア部を除いた残りの部分を形状等方性金属粉末７１で充填することができる。
【００８２】
即ち、コイル部４０の上部及び下部に上記形状等方性金属粉末７１を含むシート７０を積層及び圧着すると、コア部５５の上部及び下部領域である第１及び第２のカバー部５１、５２が形状等方性金属粉末７１で充填されることができる。
【００８３】
次に、上記磁性体５０の外側に上記コイル部４０と接続するように第１及び第２の外部電極８１、８２を形成する。
【００８４】
なお、上記の説明を除き、上述した本発明の一実施形態によるコイル電子部品の特徴と重複する説明は省略する。
【００８５】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【００８６】
１００  コイル電子部品
２０  基板
３０  絶縁膜
４０  コイル部
４１、４２  第１及び第２のコイル導体
５０  磁性体
５１、５２  第１及び第２のカバー部
５３  外周部
５５  コア部
６０  フェライト酸化物構造体
６１  フェライト酸化物
７０  シート
７１  形状等方性金属粉末
８１、８２  第１及び第２の外部電極
【図１】
2016195246.tif 000003
【図２】
2016195246.tif 000004
【図３】
2016195246.tif 000005
【図４】
2016195246.tif 000006
【図５ａ】
2016195246.tif 000007
【図５ｂ】
2016195246.tif 000008
【図５ｃ】
2016195246.tif 000009