JP2014107548A - 積層型インダクタおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によれば、パワーインダクタの製造時、基板を電極回路パターンの中間に位置するようにすれば、前記基板をギャップ(gap)材料として活用可能であるので、インダクタチップの厚さを最小化することができる。また、前記基板形成組成物に磁性物質を含ませて磁性特性を向上させることができ、前記組成物に液晶オリゴマーとナノクレイを添加して磁性金属間の絶縁性を高めてインダクタンスを上げることができ、構造体の寸法安定性と物理的な剛性を確保することができる。
【選択図】図2
Description
また、本発明のまた他の目的は、積層型インダクタの製造方法を提供することにある。
前記磁性物質は、0.05〜20μm直径の軟磁性を有する金属および軟磁性を有する金属−高分子複合体の中から選択されるものであってもよい。
前記軟磁性を有する金属−高分子複合体は、前記軟磁性を有する金属が前記高分子に分散した形態であることが好ましい。
前記液晶オリゴマーは、末端にヒドロキシ基およびナドイミド官能基を含むことが好ましい。
前記組成物は、5〜50重量%の液晶オリゴマー;5〜50重量%のエポキシ樹脂;0.5〜10重量%のナノクレイ;および50〜80重量%の磁性物質;を含んでもよい。
また、本発明の一実施例によれば、前記基板は、前記組成物に補強材を含浸させた複合体構造を有するものであってもよい。
前記絶縁層は、液晶オリゴマー、エポキシ樹脂、ナノクレイ、および無機フィラーを含む組成物を用いて形成されるものであってもよい。
また、本発明は、ナノクレイ0.5〜10重量%;液晶オリゴマー5〜50重量%;エポキシ樹脂5〜50重量%;および磁性金属粉末50〜80重量%を含む磁性体組成物を提供することができる。
本発明の一実施例によれば、前記磁性体組成物は、基板として用いられるものであってもよい。
本発明の一実施例によれば、前記磁性体組成物は、インダクタの基板または磁性層として用いられるものであってもよい。
また、一実施例によれば、前記積層体の積層時、前記積層体の間に絶縁層形成ステップをさらに含んでもよい。
本明細書で用いられた用語は特定実施例を説明するために用いられるものであって、本発明を剤限するためのものではない。本明細書で用いられているように、単数形態は文脈上で異なる場合を明らかに指摘するものでなければ、複数の形態を含んでもよい。また、本明細書で用いられる場合、“含む(comprise)”および/または“含んだ(comprising)”は、言及した形状、数字、ステップ、動作、部材、要素および/またはこれらのグループの存在を特定するものであり、1つ以上の他の形状、数字、動作、部材、要素および/またはグループの存在または付加を排除するものではない。
本発明による積層型インダクタは、次の図1に示す構造の通りであり、これを参照すれば、基板110、前記基板の両面に形成された電極回路パターン120、前記電極回路パターン120が形成された基板を充填する磁性体130を含む積層体100を積層してなる積層型インダクタであり、前記基板110は、磁性物質を含むことに特徴がある。
本発明の実施例において、前記磁性物質が軟磁性を有する金属としてはマグネシウム(Mg)、またはニッケル(Ni)を含むフェライトが好ましく、選択的に亜鉛(Zn)を含んでもよい。
前記軟磁性を有する金属は0.05〜20μm直径を有するものが、コアの損失(Core loss)を減らしつつ充填密度を上げる面で好ましい。
また、本発明は、前記磁性物質と共に液晶オリゴマー、エポキシ樹脂、およびナノクレイを含む基板形成組成物を用いて前記基板110を形成する。
このような本発明による液晶オリゴマーの一例を挙げれば、次の化学式1または化学式2の構造で表すことができ、次の化学式1、2において、a、b、c、d、およびeは繰り返し単位のモル比を意味し、出発物質の含量に応じて決定される。
また、本発明による液晶オリゴマーの含量は基板形成組成物中に5〜50重量%で含まれることが好ましく、その含量が5重量%未満である場合には、熱膨張係数が増加するなどの熱特性が弱化し、また、50重量%を超過する場合には、耐薬品性が弱化するので好ましくない。
この他にも、本組成で目的とする物性を低下させないのであれば、必要により、その他硬化剤、硬化促進剤、レベリング剤および難燃剤などがさらに含まれてもよい。
また、本発明の一実施例によれば、前記基板110は、基板形成組成物に補強材を含浸させた複合体構造を有してもよい。次の図2のように、前記基板110は前記基板形成組成物に補強材112を含浸させた構造を有し、前記基板形成組成物の磁性物質111が均一に分散し得る。
また、ナノクレイ、液晶オリゴマー、エポキシ樹脂は上記で詳細に説明した通りであり、前記磁性金属粉末は0.05〜20μm直径の軟磁性を有する金属であってもよい。
本発明の一実施例によれば、前記磁性体組成物は、インダクタの基板または磁性層として用いられるものであってもよい。
本発明の一実施例によれば、前記積層体100をビアホールを介して連結させることによって積層型インダクタを製造することができる。
前記絶縁層140a、140b、140cは、液晶オリゴマー、エポキシ樹脂、ナノクレイ、および無機フィラーを含む組成物を用いて形成されてもよい。
但し、前記絶縁層140a、140b、140cでは、基板形成組成物の磁性物質の代わりに無機フィラーを用いることが絶縁特性のために好ましい。
次の図2のような構造を有する積層型インダクタを製造した。先ず、直径5〜15μmの軟磁性を有するニッケル亜鉛フェライト(NiZn ferrite)291.67g、ナノクレイ(Nanofil 116、陽イオンで表面処理されたモンモリロナイト)0.75g(LCO+エポキシの1重量%)を、DMAc 125gを添加して、高速攪拌器で1時間攪拌した。前記攪拌された溶液にLCO溶液(Mn=3000〜5000、溶媒DMAcに溶解したものであり、LCO(化学式1で表される化合物)の固形分含量は50wt%である)150gを追加して、1時間攪拌した。最後に、エポキシ樹脂(MY−721、Huntsman)50g、硬化剤(DICY)0.5gを追加して、2時間攪拌して、基板形成組成物を製造した。前記基板形成組成物に次の表1に示す3種類の織りガラス繊維を含浸させてガラス繊維構造体を製造し、これを基板として用いた。
前記製造されたガラス繊維構造体とこれを基板として用いた積層型インダクタのインダクタンスを測定し、その結果を次の表1に示す。以下のインダクタンスは、織りガラス繊維の厚さが60μm(現在市販中の製品)であるものを基準にした相対的な値を意味する。
120 電極回路パターン
130 磁性体
100、100a、100b、100c 積層体
140、140a、140b 絶縁層
Claims (22)
- 内部電極コイルパターンが形成された基板、および
前記内部電極コイルパターンが形成された基板に磁性体を充填された磁性体を含む積層体を積層してなる積層型インダクタであって、
前記基板は、磁性物質を含む組成物を用いるものである、積層型インダクタ。 - 前記内部電極コイルパターンは前記基板の両面に含まれ、前記基板は内部電極コイルパターンの中間に位置するものである、請求項1に記載の積層型インダクタ。
- 前記磁性物質は、0.05〜20μm直径の軟磁性を有する金属および軟磁性を有する金属−高分子複合体の中から選択されるものである、請求項1に記載の積層型インダクタ。
- 前記金属−高分子複合体は、前記軟磁性を有する金属が前記高分子に分散した形態のものである、請求項3に記載の積層型インダクタ。
- 前記金属−高分子複合体は、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ポリスルホン(PS)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリエステル樹脂からなる群から選択される1種以上である、請求項3に記載の積層型インダクタ。
- 前記組成物は、液晶オリゴマー、エポキシ樹脂、およびナノクレイを含むものである、請求項1に記載の積層型インダクタ。
- 前記液晶オリゴマーは、末端にヒドロキシ基およびナドイミド官能基を含むものである、請求項6に記載の積層型インダクタ。
- 前記ナノクレイは、陽イオンで表面処理されたモンモリロナイト(Montmorillonite);または炭素数6〜18個の脂肪族炭化水素またはアルキル基(Alkyl)が添加された4級アンモニウム塩で表面処理されたモンモリロナイト(Montmorillonite)である、請求項6に記載の積層型インダクタ。
- 前記エポキシ樹脂は、1つの分子にエポキシ基を2個以上含む多官能性エポキシ樹脂の中から選択される1種〜2種以上である、請求項6に記載の積層型インダクタ。
- 前記組成物は、5〜50重量%の液晶オリゴマー;5〜50重量%のエポキシ樹脂;0.5〜10重量%のナノクレイ;および50〜80重量%の磁性物質;
を含むものである、請求項1に記載の積層型インダクタ。 - 前記基板は、前記組成物に補強材を含浸させた複合体構造を有するものである、請求項1に記載の積層型インダクタ。
- 前記補強材は、織りガラス繊維(glass cloth)、織りアルミナガラス繊維、ガラス繊維不織布、セルロース不織布、織り炭素繊維、高分子織物などがある。また、ガラス繊維、シリカガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、シリコンカーバイド繊維、石綿、岩綿、鉱滓綿、石こうウィスカ、これらの織物ファブリックまたは非織物ファブリック、芳香族ポリアミド繊維、ポリイミド繊維、液体結晶ポリエステル、ポリエステル繊維、フッ素繊維、ポリベンズオキサゾール繊維、ポリアミド繊維を有するガラス繊維、炭素繊維を有するガラス繊維、ポリイミド繊維を有するガラス繊維、芳香族ポリエステルを有するガラス繊維、ガラスペーパー、マイカペーパー、アルミナペーパー、クラフトペーパー、コットンペーパー、およびペーパー−ガラス結合されたペーパーからなる群から選択される1種以上である、請求項11に記載の積層型インダクタ。
- さらに前記積層体が絶縁層によって絶縁されて積層された構造を有することを特徴とする、請求項1に記載の積層型インダクタ。
- 前記絶縁層は、液晶オリゴマー、エポキシ樹脂、ナノクレイ、および無機フィラーを含む組成物を用いて形成されるものである、請求項13に記載の積層型インダクタ。
- 前記無機フィラーは、天然シリカ、溶融シリカ(fused silica)、無定形シリカ、中空シリカ(hollow silica)、水酸化アルミニウム、ベーマイト(boehmite)、水酸化マグネシウム、酸化モリブデン、モリブデン酸亜鉛、ホウ酸亜鉛(zinc borate)、スズ酸亜鉛(zinc stannate)、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム、シリコンカーバイド、酸化亜鉛、窒化ホウ素(BN)、窒化ケイ素、酸化ケイ素、チタン酸アルミニウム、チタン酸バリウム、バリウムストロンチウムチタネート、酸化アルミニウム、アルミナ、粘土、カオリン、タルク、焼成(calcined)粘土、焼成カオリン、焼成タルク、マイカ、ガラス短繊維、およびこれらの混合物からなる群から選択される1種以上である、請求項13に記載の積層型インダクタ。
- 前記絶縁層は、0.5〜10重量%のナノクレイ;5〜50重量%の液晶オリゴマー;5〜50重量%のエポキシ樹脂;および50〜80重量%の無機フィラーを含むものである、請求項13に記載の積層型インダクタ。
- ナノクレイ0.5〜10重量%;液晶オリゴマー5〜50重量%;エポキシ樹脂5〜50重量%;および磁性金属粉末50〜80重量%を含む、磁性体組成物。
- 前記磁性金属粉末は、0.05〜20μm直径の軟磁性を有する金属である、請求項17に記載の磁性体組成物。
- 前記磁性体組成物は、基板として用いられるものである、請求項17に記載の磁性体組成物。
- 前記磁性体組成物は、インダクタの基板または磁性層として用いられるものである、請求項17に記載の磁性体組成物。
- 基板に電極回路パターンを形成するステップと、
前記電極回路パターンが形成された基板に磁性体を充填させて積層体を製造するステップ、および
前記積層体を積層させるステップを含み、
前記基板は、磁性物質を含む組成物を用いるものである、積層型インダクタの製造方法。 - 前記積層体の積層時、
前記積層体の間に絶縁層形成ステップをさらに含む、請求項21に記載の積層型インダクタの製造方法。
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