JP2006324489A - チップコイル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のチップコイルは基板に実装する状態によって特性が影響される場合があった。
【解決手段】本発明のチップコイル及びその製造方法では、配線１０２が形成する螺旋の方向が実装した基板と平行になるように形成することで，配線１０２の形成するコイル（あるいはコイルの発生する磁界）に対する基板の影響を低減でき、実装形態によるコイル特性への影響を低減すると共にコイルの巻き数を増加させた場合での製造コストへの影響を抑えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話や小型携帯端末等に使われる電子部品に関するものであり、その中でも回路基板の上に表面実装されるチップコイル及びその製造方法に関するものである。

従来、様々なチップコイルが提案されていた。

図１６は従来のチップコイルの斜視図であり、基板２の上には基板に垂直な方向にコイル状（もしくは螺旋状）に配線４が形成され、これらがモールド樹脂６で保護されている。また必要なインダクタンスを得るため、このような配線４が、基板に垂直な方向に複数回積み重ねられていた。なお図１６において、外部電極等は図示していない。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平９−２７０３５５号公報

従来のチップコイルは、電気機器の基板に実装したとき、磁束の方向が基板と交わるため、その特性が影響されやすいと言う課題を有していた。また大きなインダクタンス値を得るために積層した場合でも、基板への実装状態によってインダクタンスが影響され、Ｑが低下しやすい課題を有していた。

次に配線の形成方法上の課題について説明する。従来のチップコイルの配線は、セミアディティブ法で代表される製造方法で作られていた。

図１７、図１８は従来工法によるコイルの製造方法を説明する断面図である。図１７（Ａ）において２は基板であり、その表面には下地電極膜８が形成されている。まず図１７（Ｂ）に示すように下地電極膜８の上に、レジスト１０を用いて所定パターンを形成する。次に図１７（Ｃ）に示すようにして、下地電極膜８のレジスト１０の形成されていない部分に、電気めっきにより電極４を形成する。その後図１７（Ｄ）に示すようにレジスト１０を除去する。しかしこの状態では複数の電極４の間は、下地電極膜８のために絶縁されていない。そこで次に図１８で示すような、絶縁工程が必要となる。

図１８は絶縁工程を説明する断面図である。図１８において１２は矢印であり、図１７（Ｄ）のサンプルを所定のエッチング液に浸漬した様子を示す（図１８において、エッチング液は記載していない）。図１８（Ａ）に示すように電極４や下地電極膜８は、共に矢印１２の方向にエッチングされ細っていく。図１８（Ｂ）はエッチングの途中の様子を示す断面図である。図１８（Ｂ）において点線１４は、電極４や下地電極８の物の位置（元の厚み）に相当する。図１８（Ｂ）に示すように、電極４や下地電極８は、点線１４の位置から、矢印１２方向にエッチングされて行く。なお図１８（Ｂ）の状態では、まだ下地電極８が残っているので、まだ複数の配線４の間は絶縁されていない。図１８（Ｃ）は更にエッチングを進めた後の状態を示す断面図である。図１８（Ｃ）において、もはや複数の電極４の間に下地電極８が残っていない。こうして複数の電極４を絶縁できる。

しかしこの方法では図１８（Ｃ）の点線１４が示すように電極４が細ってしまう（電極４の形成されたピッチは同じであるが、その幅や厚みや断面積は低下している）。そのため出来上がったコイルの電極断面積が低下するため、Ｑや特性が影響される可能性があった。なおここでコイルのＱ（Quality factor)とは、コイル（もしくはインダクター）の特性を示す値であり、Ｑが高いほど高特性となる。またこうした工程を複数回繰り返してコイルを積層した場合でも、同様な課題が生じやすい。なおここでコイルのＱ（Quality factor)とは、コイル（もしくはインダクター）の特性を示す値である。具体的には、周波数とインダクタンスが決まっているとき、抵抗分が低いほどＱが高いことになる。

本発明は上記課題を解決するもので、電子機器の基板に実装した時、Ｑの低下やインダクタンスの変化のないチップコイルを提供することを目的とし、また大きなインダクタンス値を得る場合でもＱの低下を抑えられるチップインダクタを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明は硬化物からなる絶縁性樹脂の中に、少なくともその一端が外部電極に接続された螺旋状の導体が内蔵され、前記導体の螺旋の方向が実装した基板面と平行になるように形成したチップコイルであり、実装時の影響を受けにくいチップコイルを提供できる。

本発明のチップコイル及びその製造方法では、配線が形成する螺旋の方向が実装した基板と平行になるように形成することで、配線の形成するコイル（あるいはコイルの発生する磁界）に対する基板の影響を低減でき、実装形態によるコイル特性への影響を低減すると共にコイルの巻き数を増加させた場合での製造コストへの影響を抑えることができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、本発明の特に請求項１、５、６、７の発明について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明のコイルの構造を示す断面図である。図１（Ａ）は本発明のコイルの上面図（上面から見た場合の内部構造を示す断面模式図）である。また図１（Ｂ）は本発明のコイルの側面図（側面から見た場合の内部構造を示す断面模式図）である。図１（Ａ）において、１００は外部電極、１０２は配線、１０４は絶縁性樹脂であり、硬化物から構成されている。１０６は抜け防止突起である。なお本発明の配線１０２は導体からなることは言うまでもない。図１（Ａ）において複数の配線１０２が互いに接続されて螺旋状のコイルを形成しており、そしてその両端は外部電極１００に接続されている。そしてコイルを形成する配線１０２は絶縁性樹脂１０４の内部に埋め込まれている。

また抜け防止突起１０６は外部電極１００の絶縁性樹脂１０４側に形成され、図１（Ａ）では楔状（絶縁性樹脂１０４に埋め込まれた側の方が幅広に形成している）に形成されている。このように抜け防止突起１０６を外部電極１００の絶縁性樹脂１０４側に形成し埋め込んでおくことで外部電極１００と絶縁性樹脂１０４との密着強度を高められる。なお図１（Ａ）において配線１０２は同一金属としたが、配線１０２がコイル状になっていることをわかりやすく説明するために、図１（Ａ）、（Ｂ）では二種類の斜線で示している。

次に図１（Ｂ）を用いて説明する。図１（Ｂ）において１０８は点線であり、外部電極１００の内部構造を模式的に表すものであり、具体的には図１（Ａ）における外部電極１００の厚みや、抜け防止突起１０６の形状を模式的に示すものである。

次に図２を用いて更に詳しく説明する。図２は本発明のコイルを形成する配線が示す螺旋方向を示す図である。図２（Ａ）は本発明のコイルの正面断面図（図１の外部電極１００の方から透過的に見た図）である。図２（Ａ）において本発明のコイルの内部には、螺旋状の配線１０２が所定ターン数（巻数もしくは回転数）で形成され、その配線１０２の一端が外部電極１００に接続される様子を示す。また外部電極１００に重ねて図示した点線１０８は、図１に示したように外部電極の透過部分（外部電極１００の厚みや抜け防止突起１０６等）を示している。図２に示すように、導体が形成する螺旋状のコイルパターンの断面を図２（Ａ）に示すような略四角形とすることで、限られたチップ面積の中でコイル（特に磁界）の有効面積を最大化できる。これはチップの形状が四角のためであり、本実施の形態ではチップ形状に合わせて図２の配線１０２は略四角形の渦巻きを形成することになる。

また図２（Ｂ）は本発明のコイルの螺旋方向が実装される基板面と平行になる様子を示す図である。図２（Ｂ）において１１０は実装基板であり、螺旋状の配線１０２は実装基板１１０と平行になっている。このような状態で本発明のコイルが他のチップ部品や半導体等と共に実装基板１１０に実装される。なお図２（Ｂ）において実装基板１１０上に実装されている他の部品等は図示していない。また図２（Ａ）において点線１０８は本発明のコイルの外形を示すものであり、図２（Ａ）においては絶縁性樹脂１０４や外部電極１００は図示していない。

このように実施の形態１では、コイルの方向を実装される基板と平行にすることで、コイルの磁界や磁束に対する基板の影響を抑えられるため、コイルの特性に対して、実装基板１１０の電極パターンの影響を抑えられる。なお抜け防止突起１０６の形状としては、楔型、Ｓ字型（曲がりくねった形）、台形、くびれ（一部の断面積が小さくなった形状）等でも良い。またこうした抜け防止突起１０６を複数個作ることで、外部電極と感光性樹脂の硬化物からなる絶縁性樹脂との接着強度を高められる。また抜け防止突起を複数箇所、複数面（例えば、左右の側面は上下面等）に形成することで、更に絶縁性樹脂と外部電極１００との接着強度を高められる。

特に本発明では絶縁性樹脂１０４としては、硬化性樹脂を使うことができる。また硬化性樹脂として感光性レジストを永久レジストとして使うことで、コイル状の配線１０２や、抜け防止突起１０６を形成した外部電極１００のような複雑な形状であってもフォトリソ工程（感光性樹脂を使った露光現像工程を意味し、半導体等の製造で用いられる工程）を使うことで正確に製造できる。なお抜け防止作用を有する形状で作られた抜け防止突起１０６は、外部電極１００の内側（絶縁性樹脂１０４に埋め込まれる側）以外に、配線１０２の途中に形成しても良い。このように配線１０２にも抜け防止突起１０６（図１では抜け防止突起１０６は外部電極１００にしか図示していないが）を形成することで、配線１０２と絶縁性樹脂１０４の接着強度（あるいは引張り強度）を高められることは言うまでも無い。またこの場合も、突起状、くびれ状、Ｓ字状等の様々なパターンを選ぶことができることも言うまでもない。

また本発明のようにコイルの方向を基板面に平行とすることでターン数を増やしても、それほど工程数は増加しない製造上の特徴がある。この特徴については、実施の形態２で詳しく説明する。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、特に請求項２、３、８の発明について図面を参照しながら説明する。

実施の形態２では図３から図７を用いて、本発明のコイルの製造方法についてその断面図で説明する。図３（Ａ）はベース板の上に感光性レジスト等を用いて所定パターンを形成する様子を示す断面図であり、１１２はベース板、１１４は感光性レジストである。まず図３（Ａ）のようにして、ベース板１１２の上に感光性レジスト１１４を用いて所定パターンを形成する。図３（Ｂ）において１１６は電極であり、図３（Ｂ）に示すように感光性レジスト１１４を電極１１６で覆う。次に図３（Ｃ）に示すようにして、感光性レジスト１１４の上を覆った電極１１６を表面研磨する。図３（Ｃ）において１１８は矢印であり、感光性レジスト１１４の表面を覆った電極１１６を研磨もしくは除去している様子を示す。ここで所定の研磨液、研磨装置を用いることで、感光性レジスト１１４の上を覆っていた電極１１６を高精度に除去できる。次に図３（Ｄ）に示すようにこの研磨した上に、更に感光性レジスト１１４を用いて所定パターンを形成する。このようにレジスト塗布、レジスト露光、レジスト硬化等を必要回数繰り返すことで、図３（Ｄ）に示したように、階段状に感光性レジスト１１４を形成する。なおここで感光性レジストとしてはネガ型レジスト（露光によって硬化、不溶化するレジストの様式）を用いることが望ましい。これはポジ型レジスト（露光によって分解するレジストの様式）を用いた場合、絶縁性樹脂１０４としての信頼性が低下するためである。なおここでベース板１１２としては、シリコン基板や金属板、ガラス板、樹脂板等を使うことができる。

こうして図３（Ｄ）に示したように感光性レジスト１１４で所定の三次元形状を作製した後、図３（Ｅ）に示すようにこれら感光性レジスト１１４よりなるパターンを覆うように電極１１６をめっき等の手法で形成する。その後図３（Ｆ）に示すようにして不要部分の電極１１６を研磨もしくはエッチングして除去する。こうして図３（Ｆ）に示すような形状が得られる。こうして図３（Ｆ）の工程で形成された電極１１６は、最終的に外部電極の一部や螺旋状コイルの一部（例えば、図１に示す底面位置のコイル配線）となる。

次に図４を用いて更に詳しく説明する。図４（Ａ）は図３（Ｆ）で示した研磨面の上に、更に感光性レジスト１１４を用いて所定パターンを形成した様子を示す断面図である。次に図４（Ｂ）に示すようにして、感光性レジスト１１４を覆うように、電極１１６を形成する。なお図３（Ｂ）、図３（Ｅ）等同様、電極１１６の形成方法としては銅等の電気めっき技術を用いることができる。そして図４（Ｃ）に示すように、感光性レジスト１１４上に残った不要となる電極１１６を、矢印１１８の方向に除去する。こうして螺旋状コイルの下の配線部分を形成する。

次に図５（Ａ）に示すようにして、螺旋状コイルの柱部分（上の配線と下の配線を接続する部分）を作製する。まず図５（Ａ）に示すように、感光性レジスト１１４を用いて、所定のパターンを形成する。このとき、図５（Ａ）に示すように、アスペクト比（縦横の比率）の高いネガ型のレジスト材料を用いることが望ましい。そして図５（Ｂ）に示すように感光性レジスト１１４の隙間（もしくは溝）を電極１１６で覆う。最後に図５（Ｃ）のようにして、矢印１１８の方向に余分な電極１１６を除去する。

次に図６に示すようにして、螺旋状コイルの上の配線部を製造する。まず図６（Ａ）のように感光性レジスト１１４を用いて、螺旋状コイルの上層部分の配線相当の凹パターンを形成する。次に図６（Ｂ）に示すようにして感光性レジスト１１４の隙間（もしくは溝）を覆うように電極１１６を形成する。最後に図６（Ｃ）に示すように、電極１１６の余分な部分を、矢印１１８の方向に除去する（図示せず）。こうして螺旋状コイルの縦配線の部分を形成する。

次に図７を用いて、チップコイルとして完成させる様子を断面模式的に説明する。図７（Ａ）に示すように、電極１１６を覆うように、感光性レジスト１１４を所定形状に形成する。その後、図７（Ｂ）に示すように、電極１１６や感光性樹脂１１４を保持していたベース板１１２を除去する。この際、図７（Ｂ）に示したように電極１１６の一部は感光性レジスト１１４の内部にコイル状態で埋設された配線１０２や、抜け防止突起１０６、外部電極１００となる。そして前記外部電極１００等の一部を感光性レジスト１１４から露出することになる。

以上説明したように実施の形態２では、コイルの方向を実装基板１１０と平行に製造することで、コイルの巻数の大小に関係なく同じ工程で製造できる。つまりコイルの巻数が１ターン（もしくは１回巻）であっても、５ターン、１０ターンであっても同じ工程数で製造できることになり、その製品コストを抑えられる。

比較のために、コイルを基板と垂直に製造しようとする場合、コイルの巻数に応じて工程が増加するため、製品コストが増加する。つまりコイルの方向を基板と垂直にする場合、図３から図７に示した工程のようにして、まずは最初の１ターン目を作り、その上にビアホール（貫通孔）等を介して、２ターン目を作る。更に３ターン目を作る場合は、２ターン目の上にビアホール等を介して次の配線パターンを形成することになる。このようにターン数の増加に伴い、工程数が増加するため、その製造コストや製品歩留まり、特性のバラツキ等に影響を与える。

なおベース板１１２は、図３から図７で形成したような感光性レジスト１１４と電極１１６からなる積層物であっても良い。このように図３から図７の工程を必要回数繰り返すことでより複雑なパターン形状でも確実に作製できる。また本実施の形態において露光の詳細は説明していないが、高精度なマスク（例えば、ガラス板を使ったクロムマスク）、高精度な露光機を使うことで、サブμｍオーダーでのパターン精度が正確に得られ、こうした抜け防止突起の形状（大きさ、面積、個数、どの面に形成するか等）もこれに応じて高精度化、小型化できることは言うまでもない。

またこのように絶縁性樹脂１０４を用いて電極１１６を形成することで、電極１１６の断面を略四角形とすることができるため、コイルを形成する導体の密度を高められる作用効果が得られる。具体的には導体からなる電極の電極と電極の隙間を短くでき、更に電極間のピッチも縮められる。また電極の厚みを厚くすることで電極の断面積を増加できるため、コイルの配線抵抗を低くできコイルのＱ値を高くできる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、外部電極の形状について図８を用いて更に詳しく説明する。

図８は本発明のチップコイルの外部電極に形成抜け防止構造を説明するための斜視図である。図８において、１２０は補助線であり、本発明のチップコイルの場合、補助線１２０で囲まれた部分までは、硬化物からなる絶縁性樹脂もしくは感光性レジスト（図８では図示してない）が形成されており、これが内部に形成されたコイル配線（図８には図示していない）を保護している。

図８に示すように、外部電極１００の内側に抜け防止突起１０６を形成しておくことで、外部電極１００を絶縁性樹脂１０４（図８では図示していない）の内部に強固に固定できるため、本発明のチップコイルを実装した際の引張り強度、ピール強度、引き剥がし強度等を高められる。なお図８において抜け防止突起１０６は、外部電極１００との接続部分を局所的に細くしている（図８においては茸状もしくはリベット状に）することで、抜け防止突起１０６と感光性レジスト（図８では図示していない）への投錨（もしくは喰い込み）効果を高めようとするものであり、こうした抜け防止の作用効果が得られる任意の形状を選ぶことができる。なお図８において、外部電極１００に接続されている内部電極等は図示していない。

（実施の形態４）
実施の形態４では、外部電極の形状について図９を用いて更に詳しく説明する。

図９は本発明でのチップコイルの外部電極の構造を説明するための斜視図である。図９において１２２は外部電極の一部である。図１や図８では、外部電極１００の内側（絶縁性樹脂１０４側）に抜け防止突起１０６を形成したが、図９では外部電極の一部をそのまま絶縁性樹脂１０４の内部に埋め込むことで、絶縁性樹脂１０４と外部電極の接着強度を高めている。

また必要に応じて、外部電極は３面だけに形成しても良い。例えば図９に示すＡ面（底面に相当）とＢ面、Ｃ面（上面に相当）の３面の外部電極１００を形成しても良い。つまりＤ面、Ｅ面には外部電極は形成しないことになる。このように外部電極１００をＡ面、Ｂ面、Ｃ面の３面だけに形成し、Ｄ面、Ｅ面の側面に形成しないことで、（Ｄ面、Ｅ面にも外部電極１００を形成した場合に比べ）コイルのＱ値を高くすることができる。またＤ面、Ｅ面に外部電極を形成しない分だけ、本発明のチップコイルの実装密度を高めることもできる。

特に実施の形態４では、外部電極の一部１２２が感光性レジスト１１４の内部に埋め込まれているため、アンカー（もしくは投錨）効果が得られ、外部電極の強度を高められる。また実施の形態２で説明したように絶縁性樹脂を感光性レジスト１１４で形成することで、外部電極の一部１２２を形成する場合も、外部電極１００も電極１１６と同様に形成できるため、コイル部品の製造コストに影響を与えにくい。なお図９において、外部電極１００に接続されている内部電極等は図示していない。

（実施の形態５）
実施の形態５では、外部電極の形状について図１０を用いて更に詳しく説明する。

図１０は本発明のチップコイルでの外部電極の構造を説明するための斜視的透過図である。図１０において１２２は外部電極の一部である。図９と図１０の違いは、図９では外部電極１００が３面であったのが、図１０では５面（Ａ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面、Ｅ面）に外部電極１００が形成されている。また図９では外部電極の一部１２２は、２面（Ａ面、Ｃ面）だけに形成されているが、図１０では外部電極の一部１２２は４面（Ａ面、Ｅ面、Ｄ面、Ｅ面）に形成されており、あたかも外部電極の一部１２２がコの字型、もしくは籠型（囲っているように）に形成されている。

このように実施の形態５では、外部電極の一部１２２が感光性レジスト１１４の内部に埋め込まれているため、アンカー（もしくは投錨）効果が得られ、外部電極の強度を高められる。また実施の形態２で説明したように絶縁性樹脂を感光性レジスト１１４で形成することで、外部電極の一部１２２を図１０に示すように多面的に形成する場合も、外部電極１００も電極１１６と同様に形成できるため、コイル部品の製造コストに影響を与えにくい。なお図１０において、外部電極１００に接続されている内部電極等は図示していない。

（実施の形態６）
実施の形態６では、外部電極の形状について図１１を用いて更に詳しく説明する。

図１１は本発明のチップコイルの外部電極を説明するための斜視図である。図１１において外部電極は、底面に長く（もしくは大き目に）、上面に短く（もしくは小さ目に）作製している。このように上面に形成する外部電極１００の電極幅Ｌ１を短く、底面の電極幅Ｌ２を長めにすることで内蔵されたコイルの磁束に対する外部電極の影響を低くできるため、Ｑ値の高いコイルを作製できる。なお図１１においてＬ１、Ｌ２はそれぞれ外部電極の長さを示しており、Ｌ１は上面の外部電極の長さ、Ｌ２は底面の外部電極の長さに相当する。

ここでＬ１とＬ２を比較した場合、底面（回路基板に実装される側）であるＬ２の長さを、Ｌ１（上面）より長くすることが望ましい。図１１に示すように、実装部（底面側）のＬ２を長くすることで、部品実装時の半田濡れ性を高められる。なお図１１においても、外部電極の一部１２２を絶縁性樹脂１０４の中に埋め込むことでその剥離強度を高められる。なお図１１において、外部電極１００に接続されている内部電極等は図示していない。

（実施の形態７）
実施の形態７では、外部電極の形状について図１２を用いて更に詳しく説明する。

図１２は本発明のチップコイルの外部電極を説明するための斜視図である。図１２において、外部電極は底面及び側面のみに形成され、上面には形成されていない。このように外部電極１００の面積を小さくすることで、内蔵されたコイルの磁束に対する外部電極の影響を低くできるため、Ｑ値の高いコイルを作製できる。

また実施の形態７で示すように外部電極の一部１２２が感光性レジスト１１４の内部に埋め込まれているため、アンカー（もしくは投錨）効果が得られ、外部電極の強度を高められる。また実施の形態７で説明したように絶縁性樹脂を感光性レジスト１１４で形成することで、外部電極の一部１２２を図１０に示すように多面的に形成する場合も、外部電極１００も電極１１６と同様に形成できるため、コイル部品の製造コストに影響を与えにくい。

このように実施の形態７では、外部電極の形成面やその大きさに自由度を持たせることで、コイルの特性を向上できる作用効果が得られる。なお図１２において、外部電極１００に接続されている内部電極等は図示していない。

（実施の形態８）
実施の形態８では、外部電極の形状について図１３を用いて更に詳しく説明する。

図１３では本発明のチップコイルの外部電極を説明するための斜視図である。図１３において、外部電極は底面及び側面のみに形成され、上面には形成されていない。このように外部電極１００の面積を小さくすることで、内蔵されたコイルの磁束に対する外部電極の影響を低くできるため、Ｑ値の高いコイルを作製できる。

また実施の形態８では、外部電極の一部１２２を感光性レジスト１１４の内部に埋め込むことで、アンカー（もしくは投錨）効果を高められ、外部電極の剥離強度を高められる。また実施の形態７で説明したように絶縁性樹脂を感光性レジスト１１４で形成することで、外部電極１００も電極１１６と同様に形成できるため、コイル部品の製造コストに影響を与えにくい。

また図１３において、Ｌ１、Ｌ２はそれぞれ外部電極の上面の長さに相当する。そして実施の形態８で示すように、上面の電極幅（もしくは電極長さ）をＬ１＞Ｌ２とすることでコイル部品の方向性を示せるため、方向性マーキングの代用とすることができる。このように必要に応じて、コイルの外部からその方向性を認識しやすくできる。

なおここでコイルのＱ（Quality factor)とは、コイル（もしくはインダクター）の特性を示す値である。具体的には、周波数とインダクタンスが決まっているとき、抵抗分が低いほどＱが高いことになる。そのため配線に用いる金属材料の抵抗値を下げることが重要になり、本発明の場合、銅や銀と言った低抵抗材料を用いることが望ましい。

（実施の形態９）
以下、本発明の実施の形態９について、特に請求項４、５の発明について図面を参照しながら説明する。

実施の形態９では、更に詳しく本発明での電極形成方法について、図１４、図１５を用いて説明する。

実施の形態９では、特に従来の電極形成方法に比べて、ファインピッチ（もしくは狭ピッチ）でコイルを形成した場合での、そのコイルを形成する配線の断面積を大きくすると共にその寸法寸法精度を高められるため、高特性を得られると共に特性バラツキを抑えられる製造方法について説明する。

図１４は本発明の電極形成方法及びその特徴について説明する断面図である。図１４（Ａ）において１２４は下地基板であり、図４等のベース板１１２としても良いし、図３から図７等で説明した感光性レジスト１１４と電極１１６からなる積層体の任意の状態で有っても良い。

図１４（Ｂ）において１２６は下地導電膜であり、下地基板１２４及び感光性レジスト１１４の表面を覆うように形成されている。なお下地導電膜１２６の形成方法としては、無電解めっき以外に薄膜（スパッタ等）を用いることで、下地基板１２４や感光性レジスト１１４との密着性を高められる。なお下地導電膜１２６としては、ニッケル、銅、クロムのような金属やこれらの合金材料を選ぶことで、この後に電気めっきを行うことができる。なお下地導電膜１２６の厚みは０．０１μｍ以上５μｍ未満が望ましい。厚みが０．００５μｍ未満の場合、下地導電膜１２６の抵抗値が増加するため、電気めっきの下地としては使いにくい場合がある。また厚みが５μｍを超える場合は、下地導電膜１２６の形成コストが増加し、その内部応力によって下地導電膜１２６自身が剥離する場合がある。なおこの中でも下地導電膜１２６の厚みとしては、工程安定性を考慮すると０．０５μｍ以上１μｍ以下が望ましい。

図１４（Ｃ）において、１２８は金属であり、下地導電膜１２６の導電性を利用することで、電気めっき等の手法で、銅等の低抵抗材料を安価にかつ高速、高膜厚で形成できる。こうした用途に電解銅めっき技術等を使える。また必要に応じて銀めっき技術も使える。そして金属１２８の厚みやめっき方法を選ぶことで、図１４（Ｃ）に示すように感光性レジスト１１４の有無による段差を埋めることができる。

図１５は下地導電膜上に形成された金属を加工する様子を説明する断面図である。図１５において１３０は点線であり、元の位置（図１４（Ｃ）の位置）に相当する。図１５（Ａ）は加工途中、図１５（Ｂ）は加工が終了した状態に相当する。図１５（Ａ）では下地導電膜１２６の上に形成された金属１２８が、点線１３０の元の位置（もしくは所定の厚み）から、細っていくことが判る。図１５（Ｂ）に示すように、研磨や化学エッチング等の手法を選ぶことで、金属１２８の厚みを、点線１３０の位置から次第に薄く加工する。

図１５（Ｂ）は加工が終了した状態であり、感光性レジスト１１４を覆っていた下地導電膜１２６は金属１２８と共に除去されている。このように金属１２８を除去すると同時に（もしくはその工程の最後に）下地導電膜１２６を除去することで、金属１２８が感光性レジスト１１４の間に絶縁された電極１１６となる。こうして複数の電極１１６は互いに絶縁できる。特に本実施の形態のように下地導電膜１２６を使うことで、電極１１６の３面（左右と底の面）に、下地導電膜１２６を残すことができる。そのため例えば下地導電膜１２６として、感光性レジストに密着性の良い材料（例えば、Ｃｒ、Ｔｉ等の酸化されやすい金属部材は下地への密着性も高い）を選べる。またＡｇやＣｕ、Ｎｉ等と言った抵抗値の低い部材を金属１２８として選んだ場合、出来上がったコイルの表面部分の抵抗値を低下させられるため、特に高周波領域での表皮効果による低抵抗化が可能となる。またＮｉ等の耐マイグレーション性の高い部材を用いた場合、電極材料に低抵抗の銀のような金属材料を選んだ場合でも、マイグレーション防止効果が得られる。

本発明において、導体と絶縁性樹脂の界面の少なくとも１面以上に下地導電膜１２６を形成することで、こうした効果が得られるが、図１４、図１５に示すように下地金属膜１２６の形成を配線の３面に行っても良い。

なお本発明のコイルを形成する配線１０２もしくは電極１１６と、下地導電膜１２６は異なる金属材料であっても良い。この場合では樹脂埋めしたサンプルの断面をＸＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザー）等の分析装置を使えば、判別可能である。しかし、配線１０２もしくは電極１１６と、下地導電膜１２６が同じ金属材料（例えば、銅と銅）である場合、サンプルの断面をＸＭＡで分析しても判別が難しい。この場合、化学的な手法を使えば判別可能である。例えば、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）と硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）からなるエッチング液でサンプルの表面をエッチングすれば簡単に判る。これは本発明の場合、下地導電膜１２６として薄膜（スパッタ等の真空を使った物理的手法）を、電極１１６としてめっき（湿式の化学的手法）を使っているためである。

また図１や図２に示している本発明のコイルは、図３から７で説明したように複数（もしくは複数層の）の電極１１６同士をアライメント（位置合わせ）しながら、上に積み重ねることになる。そのため、本発明の螺旋状の電極１１６は複数箇所で互いに電気的に接続されており、この部分の接続抵抗がコイルのＱに影響することが考えられる。特に図５（Ａ）に示すように、感光性レジスト１１４の内部に露出した電極１１６の上に、図５（Ｂ）に示すように次の電極１１６を重ねる場合である。しかし本発明の場合、図１４、図１５で説明したように下地導電膜１２６を用いることでそうした課題を解決できる。これは下地導電膜１２６の形成にスパッタ等の真空法を使えるためである。具体的には真空中では、下地（図５（Ａ）の状態）となる電極１１６の自然酸化膜等を簡単に除去できるためである。またスパッタ等の真空中で形成した下地導電膜１２６は、電極１１６の上に極めて低抵抗状態で形成できると共に、感光性レジスト１１４にも強固に接着することができる。

このようにして本発明では、前記導体の断面は、略四角形である請求項１記載のコイルであり、導体の断面を略四角形とすることで、配線の抵抗値を抑えられるためコイルのＱ値を高められる作用効果が得られる。

このようにして本発明では、導体が形成する螺旋の断面は、略四角形である請求項１記載のコイルであり、導体が螺旋状のコイルパターンを立体的に形成し、このコイルパターンの断面を略四角形とすることで、限られたチップサイズの中で磁界の有効面積を広げられコイルの特性を高められる作用効果が得られる。

また本発明では、導体と絶縁性樹脂の界面の少なくとも１面以上には、厚み０．０１μｍ以上５μｍ未満の銅もしくはニッケルもしくはクロムもしくはこれら合金が形成されている請求項１記載のコイルであり、導体と絶縁体の界面に銅もしくはニッケルもしくはクロムもしくはこれら合金層を形成することで、導体と絶縁性樹脂との密着性、接着強度等を高められる作用効果が得られる。

また本発明では、前記導体の一面以上は、同一もしくは異種の金属からなる多層構造を有している導体である請求項１記載のコイルであり、導体を多層化することで、導体と絶縁性樹脂との密着性、接着強度等を高められる作用効果が得られる。

また本発明では、前記外部電極に抜け防止突起が形成されている請求項１記載のコイルであり、外部電極に抜け防止突起を形成することで、外部電極と絶縁性樹脂との接着強度（もしくは引張り強度）を高められる作用効果が得られる。

また本発明では、絶縁性樹脂の中に埋め込まれた内部電極の一部は抜け防止突起が形成されている請求項１記載のチップコイルであり、内部電極の一部に抜け防止突起を形成することで、内部電極と絶縁性樹脂との接着強度（もしくは引張り強度）を高められる作用効果が得られる。

また本発明では、感光性樹脂で所定凹部を形成した後、少なくとも前記凹部以上を導体材料で覆った後で不要部を除去して電極とし、これを複数回繰り返すチップコイルの製造方法であり、凹部以上を導体材料で覆った後で不要部分だけを除去することで、高いＱ値が得られる高アスペクト比（アスペクト比は縦と横の比であり、縦３に対し横２の場合アスペクト比は１．５になる）を有する配線を高密度で感光性樹脂の中に内蔵できる作用効果が得られる。

以上のように、本発明のチップコイル及びその製造方法によれば、電子機器の基板に実装した時、Ｑの低下やインダクタンスの変化のないチップインダクタを提供できるため、高特性なコイルを安価に提供できる。

本発明のコイルの構造を示す断面図 本発明のコイルを形成する螺旋の向きを示す図 本発明のコイルの製造方法を模式的に説明する断面図 本発明のコイルの製造方法を模式的に説明する断面図 本発明のコイルの製造方法を模式的に説明する断面図 本発明のコイルの製造方法を模式的に説明する断面図 本発明のコイルの製造方法を模式的に説明する断面図 本発明のチップコイルでの外部電極の抜け防止構造を説明するための斜視図 本発明のチップコイルでの外部電極の構造を説明するための斜視図 本発明のチップコイルでの外部電極の構造を説明するための斜視図 本発明のチップコイルの外部電極を説明するための斜視図 本発明のチップコイルの外部電極を説明するための斜視図 本発明のチップコイルの外部電極を説明するための斜視図 本発明の電極形成方法及びその特徴について説明する断面図 下地導電膜の上に形成された金属を加工する様子を断面で説明する図 従来のチップコイルの斜視図 従来工法によるコイルの製造方法の一例を示す図 従来工法によるコイルの製造方法の一例を示す図

符号の説明

１００ 外部電極
１０２ 配線
１０４ 絶縁性樹脂
１０６ 抜け防止突起
１０８ 点線
１１０ 実装基板
１１２ ベース板
１１４ 感光性レジスト
１１６ 電極
１１８ 矢印
１２０ 補助線
１２２ 外部電極の一部
１２４ 下地基板
１２６ 下地導電膜
１２８ 金属

Claims (8)

1. 硬化物からなる絶縁性樹脂の中に、少なくともその一端が外部電極に接続された螺旋状の導体が内蔵され、前記導体の螺旋の方向が実装した基板面と平行になるように形成したチップコイル。
2. 前記導体の断面は、略四角形である請求項１記載のコイル。
3. 導体が形成する螺旋の断面は、略四角形である請求項１記載のコイル。
4. 導体と絶縁性樹脂の界面の少なくとも１面以上には、厚み０．０１μｍ以上５μｍ未満の銅もしくはニッケルもしくはクロムもしくはこれら合金が形成されている請求項１記載のチップコイル。
5. 前記導体の一面以上は、同一もしくは異種の金属からなる多層構造を有している導体である請求項１記載のチップコイル。
6. 前記外部電極に抜け防止突起が形成されている請求項１記載のチップコイル。
7. 絶縁性樹脂の中に内蔵された導体の一部には抜け防止突起が形成されている請求項１記載のチップコイル。
8. 感光性樹脂で所定凹部を形成した後、少なくとも前記凹部以上を導体材料で覆った後で不要部を除去して電極とし、この工程を所定回数繰り返すチップコイルの製造方法。

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