JP2017098528A - コイル部品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】コイルをカバーする磁性物質の厚さを充分に確保することができ、高いインダクタンスを具現することができる新しい構造のコイル部品を提供する。【解決手段】コイル部品１００は、第１から第４導体層２１〜２４の間にそれぞれ配置された第１から第３絶縁層３１〜３３をそれぞれ貫通し、第１から第４導体層の間にそれぞれ配置され、これらを連結する第１から第３ビア層４１〜４３及び第１から第４導体層を取り囲む第１から第４磁性層１１〜１４を有する。第１から第４ビア層４１〜４４は、金属間化合物（ＩＭＣ）で形成され、第１から第５導体層（２１〜２５）が電気的に連結され、層間の接続力を高めることができる。従って、第１から第４絶縁層３１〜３４及び第１から第７磁性層１１〜１７の全てが一体化することができるため、磁気特性を向上させる。【選択図】図３
Description
本発明は、コイル部品及びその製造方法に関する。
デジタルＴＶ、携帯電話、ノートパソコン等のような電子機器の小型化及び薄型化に伴い、このような電子機器に適用されるコイル部品にも小型化及び薄型化が要求されている。このような要求に符合するために、多様な形態の巻線タイプまたは薄膜タイプのコイル部品の研究開発が活発に行われている。
コイル部品の小型化及び薄型化による主なイシューは、このような小型化及び薄型化にも拘わらず、既存と同等の特性を具現することである。このような要求を満たすためには、磁性物質が充填されるコアの大きさ及び低い直流抵抗Ｒｄｃの確保が必要である。このため、パターンの縦横比とコイルの断面積が増加可能な技術、例えば、異方めっき技術が適用される製品が増加している。
なお、異方めっき技術を適用してコイル部品を製造する場合、縦横比の増加により、めっき成長の均一度の低下及びコイル間のショート発生等の不良リスクが高くなっている。また、異方めっき技術を適用するために使用される支持部材は、剛性を維持するために一定の厚さを有する必要があるが、これにより、コイルをカバーする磁性物質の厚さが減るため、高透磁率Ｌｓの具現に限界がある。
本発明の様々な目的の一つは、このような問題を解決することであり、コイルをカバーする磁性物質の厚さを充分に確保することができ、高いインダクタンスを具現することができる新しい構造のコイル部品を提供することである。
本発明を通じて提案する様々な解決手段の一つは、コアレス工法及び一括積層工法を利用してコイル部品を製造することである。
本発明の様々な効果の一つとして、コイルをカバーする磁性物質の厚さを充分に確保することができ、高いインダクタンスを具現することができる新しい構造のコイル部品及びこれを効率的に製造可能な方法を提供することができる。
以下では、添付の図面を参照して、本発明についてより詳しく説明する。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。
電子機器
図１は、電子機器に適用されるコイル部品の例を概略的に示す。図面を参照すると、電子機器には、多様な種類の電子部品が使用されることが分かる。例えば、アプリケーションプロセッサを中心として、ＤＣ／ＤＣ、コミュニケーションプロセッサ、ＷＬＡＮ ＢＴ／ＷｉＦｉ ＦＭ ＧＰＳ ＮＦＣ、ＰＭＩＣ、バッテリー、ＳＭＢＣ、ＬＣＤ ＡＭＯＬＥＤ、オーディオコーデック、ＵＳＢ ２．０／３．０ ＨＤＭＩ（登録商標）、ＣＡＭなどが使用されることができる。この時、このような電子部品間には、ノイズ除去などを目的として多様な種類のコイル部品をその用途によって適宜に適用することができるが、例えば、パワーインダクター（Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）１、高周波インダクター（ＨＦ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）２、通常のビード（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｂｅａｄ）３、高周波用ビード（ＧＨｚ Ｂｅａｄ）４、共通モードフィルター（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ）５などが挙げられる。
図１は、電子機器に適用されるコイル部品の例を概略的に示す。図面を参照すると、電子機器には、多様な種類の電子部品が使用されることが分かる。例えば、アプリケーションプロセッサを中心として、ＤＣ／ＤＣ、コミュニケーションプロセッサ、ＷＬＡＮ ＢＴ／ＷｉＦｉ ＦＭ ＧＰＳ ＮＦＣ、ＰＭＩＣ、バッテリー、ＳＭＢＣ、ＬＣＤ ＡＭＯＬＥＤ、オーディオコーデック、ＵＳＢ ２．０／３．０ ＨＤＭＩ（登録商標）、ＣＡＭなどが使用されることができる。この時、このような電子部品間には、ノイズ除去などを目的として多様な種類のコイル部品をその用途によって適宜に適用することができるが、例えば、パワーインダクター（Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）１、高周波インダクター（ＨＦ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）２、通常のビード（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｂｅａｄ）３、高周波用ビード（ＧＨｚ Ｂｅａｄ）４、共通モードフィルター（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ）５などが挙げられる。
具体的に、パワーインダクター（Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）１は、電気を磁場形態で貯蔵し、出力電圧を維持して電源を安定させる用途などで使用されることができる。また、高周波インダクター（ＨＦ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）２は、インピーダンスをマッチングして必要な周波数を確保したり、ノイズ及び交流成分を遮断するなどの用途で使用されることができる。また、通常のビード（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｂｅａｄ）３は、電源及び信号ラインのノイズを除去したり、高周波リップルを除去する等の用途で使用されることができる。また、高周波用ビード（ＧＨｚ Ｂｅａｄ）４は、オーディオと関連した信号ライン及び電源ラインの高周波ノイズを除去する等の用途で使用されることができる。また、共通モードフィルター（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ）５は、差動モードでは電流を通過させ、共通モードのノイズのみを除去する等の用途で使用されることができる。
代表的な電子機器はスマートフォン（Ｓｍａｒｔ Ｐｈｏｎｅ）であるが、これに限定されるものではなく、例えば、個人用情報端末機（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、デジタルビデオカメラ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｉｄｅｏ ｃａｍｅｒａ）、デジタルスチールカメラ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｔｉｌｌ ｃａｍｅｒａ）、ネットワークシステム（ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｙｓｔｅｍ）、コンピューター（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、モニター（ｍｏｎｉｔｏｒ）、テレビ（ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）、テレビゲーム（ｖｉｄｅｏ ｇａｍｅ）、スマートウォッチ（ｓｍａｒｔ ｗａｔｃｈ）であってもよい。これらの他にも、通常の技術者によく知られた他の多様な電子機器などであってもよいことは言うまでもない。
コイル部品
以下では、本発明のコイル部品を説明する。便宜上、インダクター（Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）の構造を例として説明するが、上述したように、他の多様な用途のコイル部品にも本発明のコイル部品が適用可能なことは言うまでもない。また、以下で使用する側部は、便宜上、第１方向または第２方向に向かう方向の意味で使用し、上部は、便宜上、第３方向に向かう方向の意味で使用し、下部は、便宜上、第３方向の反対方向に向かう方向の意味で使用した。さらに、側部、上部、または下部に位置するということは、対象の構成要素が基準となる構成要素と当該方向に直接接触する場合だけでなく、当該方向に位置しても直接接触しない場合も含む概念として使用した。但し、これは、説明の便宜のために方向を定義したものであり、特許請求の範囲の権利範囲がこのような方向に対する記載により特に限定されるものではないことは言うまでもない。
以下では、本発明のコイル部品を説明する。便宜上、インダクター（Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）の構造を例として説明するが、上述したように、他の多様な用途のコイル部品にも本発明のコイル部品が適用可能なことは言うまでもない。また、以下で使用する側部は、便宜上、第１方向または第２方向に向かう方向の意味で使用し、上部は、便宜上、第３方向に向かう方向の意味で使用し、下部は、便宜上、第３方向の反対方向に向かう方向の意味で使用した。さらに、側部、上部、または下部に位置するということは、対象の構成要素が基準となる構成要素と当該方向に直接接触する場合だけでなく、当該方向に位置しても直接接触しない場合も含む概念として使用した。但し、これは、説明の便宜のために方向を定義したものであり、特許請求の範囲の権利範囲がこのような方向に対する記載により特に限定されるものではないことは言うまでもない。
図２は、コイル部品の一例を示す概略的な斜視図である。図面を参照すると、一例によるコイル部品１００は、本体１０と、本体１０上に配置された電極５０とを含む。本体１０の内部にはコイル２０が配置される。本体１０の内部に配置されたコイル２０は、磁性物質に埋め込まれる。電極５０は、本体１０上に互いに離隔して配置された第１電極５１及び第２電極５２を含む。第１電極５１及び第２電極５２は、それぞれコイル２０の互いに異なる端子と連結される。
本体１０は、コイル部品１００の外観をなし、第１方向に向かい合う第１面及び第２面と、第２方向に向かい合う第３面及び第４面と、第３方向に向かい合う第５面及び第６面とを含む。本体１０は、このように六面体状であるが、これに限定されるものではない。本体１０は、磁性物質を含み、その内部にはコイル２０が配置される。これについては後述する。
電極５０は、コイル部品１００が電子機器に実装される時、コイル部品１００を電子機器と電気的に連結させる役割を行う。電極５０は、本体１０上に互いに離隔して配置された第１電極５１及び第２電極５２を含む。電極５０は、例えば、伝導性樹脂層と、上記伝導性樹脂層上に形成された導体層とを含むことができる。伝導性樹脂層は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）及び銀（Ａｇ）からなる群から選択されたいずれか一つ以上の導電性金属と熱硬化性樹脂を含むことができる。導体層は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）及び錫（Ｓｎ）からなる群から選択されたいずれか一つ以上を含むことができ、例えば、ニッケル（Ｎｉ）層と錫（Ｓｎ）層が順次に形成されることができる。
図３は、図２のコイル部品の概略的なＩ−Ｉ'面の切断断面図である。図４は、図３のコイル部品のＱ１領域の概略的な拡大断面図である。図面を参照すると、本体１０は、第１から第４導体層２１、２２、２３、２４、第１から第４導体層２１、２２、２３、２４の間にそれぞれ配置された第１から第３絶縁層３１、３２、３３、第１から第３絶縁層３１、３２、３３をそれぞれ貫通し、第１から第４導体層２１、２２、２３、２４の間にそれぞれ配置され、これらを連結する第１から第３ビア層４１、４２、４３、及び第１から第４導体層２１、２２、２３、２４を取り囲む第１から第４磁性層１１、１２、１３、１４を含む。また、第４導体層２４の下側に配置される第５導体層２５、第４及び第５導体層２４、２５の間に配置された第４絶縁層３４、第４絶縁層３４を貫通し、第４及び第５導体層２４、２５の間に配置され、これらを連結する第４ビア層４４、及び第５導体層２５を取り囲む第５磁性層１５を含む。また、第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５の上部及び下部をカバーする第６及び第７磁性層１６、１７を含む。
第１から第４導体層２１、２２、２３、２４は、それぞれ平面スパイラル状のパターンを有する。第１から第３ビア層３１、３２、３３も、それぞれ平面スパイラル状のパターンを有する。これらは、上下に連結され、同一方向に回転し、水平方向にターン数が増加するコイル２０を構成する。従って、コイル２０は、図面のように、線幅に対する厚さの比であるアスペクト比（Ａｓｐｅｃｔ Ｒａｔｉｏ：ＡＲ）が、例えば、２以上（例えば、２から１０程度）と高い。従って、微細線幅の維持及び高いインダクタンスの具現に有利である。第１から第４導体層２１、２２、２３、２４及び第１から第３ビア層３１、３２、３３の一側部は、上下に連結され、第１電極５１と連結される。即ち、コイル２０の一側部には、第１端子２７ａが配置される。第５導体層２５及び第４ビア層４４は、第１から第４導体層２１、２２、２３、２４及び第１から第３ビア層３１、３２、３３の下部に配置され、第２電極５２と連結される。即ち、コイル２０の下部には、第２端子２７ｂが配置される。但し、これに限定されるものではなく、コイル２０の上部に第２端子２６ｂが配置されてもよい。コイル部品１００は、コイル２０から発現する特性を通じて、この電子機器内で多様な機能を行うことができる。例えば、コイル部品１００はパワーインダクターであってよく、コイルは、電気を磁場形態で貯蔵し、出力電圧を維持して電源を安定させる役割などを行うことができる。また、線幅は、第１及び第３方向の断面におけるパターンの幅を意味し、厚さは、第１及び第３方向の断面におけるパターンの厚さを意味する。
第１から第４導体層２１、２２、２３、２４のそれぞれのパターンは、線幅Ｗ１に対する厚さＨ１の比Ｈ１／Ｗ１であるアスペクト比（Ａｓｐｅｃｔ Ｒａｔｉｏ：ＡＲ）が０．５〜１．５程度であることができる。従って、ショート発生などの不良リスクは少なく、コイルの均一度及び低い直流抵抗Ｒｄｃの確保が可能である。第５導体層２５は、長い板状であるが、これに限定されるものではない。第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５は、別途のシード層を有しない。即ち、後述する工程から分かるように、シード層の役割を行う金属層は除去される。第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５の材質としては、通常のめっき材質である銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｄ）、またはこれらの合金などの導電性物質を使用することができる。
第１から第４ビア層４１、４２、４３、４４は、第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５が電気的に連結さえできれば、その断面状は特に限定されない。例えば、第１から第３ビア層４１、４２、４３の形状は、下面にいくほど直径が小さくなるテーパー状、下面にいくほど直径が大きくなる逆テーパー状、円筒状等の当該技術分野に公知された全ての形状が適用可能である。第１から第４ビア層３１、３２、３３、３４も別途のシード層を有しない。即ち、後述する工程から分かるように、これらは、金属間化合物ＩＭＣ（Ｉｎｔｅｒ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）で形成される。この場合、第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５の接続力を高めることができる。金属間化合物ＩＭＣは、公知の金属ペースト印刷で形成されることができ、例えば、銅Ｃｕ−錫Ｓｎ、銀Ａｇ／錫Ｓｎ、銀Ａｇがコーティングされた銅Ｃｕ／錫Ｓｎ、銅Ｃｕ／錫Ｓｎ−ビスマスＢｉを含むことができるが、これに限定されるものではない。金属間化合物ＩＭＣは、公知の金属めっきで形成されたものでもよく、例えば、錫Ｓｎ、または銅Ｃｕ−錫Ｓｎを含むものであるが、これに限定されるものではない。
第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４は、第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５を選択的に絶縁させる役割を行う。第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４の材質は、絶縁物質を含むものであれば何れも適用可能である。例えば、公知の感光性絶縁（Ｐｈｏｔｏ Ｉｍａｇｅｂｌｅ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ、ＰＩＤ）樹脂などが使用されることができる。また、第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４は、絶縁樹脂及び磁性フィラーを含むものであることができる。この場合、層間磁場の抵抗をなくすことができる。第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４の厚さｈ１は、薄いことが好ましく、例えば、第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５のそれぞれのパターンの厚さＨ１より小さくてよい。これにより、コイル２０をカバーする磁性物質の厚さを最大限確保することができ、その結果、インダクタンスを向上させることができる。また、第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４に形成される第１から第４ビア層４１、４２、４３、４４を微細に形成することができるため、電流が流れるコイル２０の厚さを一定に維持することができる。
絶縁樹脂の例としては、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＦ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノールエポキシ樹脂、ナフトールノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ｔｅｒｔ−ブチル−カテコール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂及びトリメチロール型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は、１種単独で使用してもよく、または２種以上を併用してもよい。
磁性フィラーの材料は、特に限定されず、例えば、純鉄粉末、Ｆｅ−Ｓｉ系合金粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ系合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃｕ系合金粉末、Ｆｅ−Ｃｏ系合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金粉末、Ｆｅ−Ｃｒ系合金粉末、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金粉末、またはＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金粉末等のＦｅ合金類、Ｆｅ基非晶質、Ｃｏ基非晶質等の非晶質合金類、Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｇ−Ｍｎ−Ｓｒ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト等のスピネル型フェライト類、Ｂａ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ−Ｍｇ系フェライト、Ｂａ−Ｎｉ系フェライト、Ｂａ−Ｃｏ系フェライト、Ｂａ−Ｎｉ−Ｃｏ系フェライト等の六方晶形フェライト類、Ｙ系フェライト等のガーネット型フェライト類が挙げられる。
第１から第７磁性層１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７は、コイル２０の磁気特性を向上させる役割を行う。第１から第５磁性層１１、１２、１３、１４、１５は、それぞれ第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５と同一平面に存在し、第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４によって離隔される。第１から第５磁性層１１、１２、１３、１４、１５は、それぞれ第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５を取り囲むため、第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５の側面は、第１から第５磁性層１１、１２、１３、１４、１５と接触する。第６及び第７磁性層１６、１７は、それぞれ第１導体層２１及び第５導体層２５の上部及び下部をカバーする。コイル部品１００は、上述したように、第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４の厚さが薄いため、第６及び第７磁性層１６、１７の厚さを充分に確保することができ、その結果、高いインダクタンスの具現に有利である。第１から第７磁性層１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７の材質は、磁性物質を含むものであれば何れも適用可能である。例えば、フェライトまたは金属磁性粒子が樹脂に充填されたものでもよい。また、第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４と同様に、第１から第７磁性層１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７は、絶縁樹脂及び磁性フィラーを含むものでもよい。即ち、場合によっては、同一の物質を含むものでもよい。この場合、第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４及び第１から第７磁性層１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７の境界が不明確なことがある。即ち、第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４及び第１から第７磁性層１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７の全てが一体化することができる。これについては後述する。
図面では、第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５、第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４、第１から第４ビア層４１、４２、４３、４４、第１から第７磁性層１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７のみを示したが、具現しようとするコイル２０のアスペクト比やコイル部品１００の厚さ等によって、それ以上の層を有してもよく、それより少ない層を有してもよい。追加される層には、上述した内容が同一に適用可能であるので、詳しい内容は省略する。
図５は、図２のコイル部品の他の概略的なＩ−Ｉ'面の切断断面図である。図６は、図５のコイル部品のＱ２領域の概略的な拡大断面図である。図面を参照すると、本体１０は、第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５、及び第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５を埋め込む電気絶縁性磁性体１８を含む。電気絶縁性磁性体１８には、第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５の間に配置され、第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５を連結する第１から第４ビア層４１、４２、４３、４４が形成される。同様に、第１から第４導体層２１、２２、２３、２４及び第１から第３ビア層４１、４２、４３は、連結して同一方向に回転する一つのコイル２０を構成し、第１から第４導体層２１、２２、２３、２４及び第１から第３ビア層４１、４２、４３の一側部は、コイル２０の第１端子２７ａを構成し、第５導体層２５及び第４ビア層４４は、コイル２０の第２端子２７ｂを構成する。以下では、上述した内容と重複する説明は省略し、電気絶縁性磁性体１８についてより詳しく説明する。
電気絶縁性磁性体１８は、第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４及び第１から第７磁性層１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７が一体化したものである。即ち、上述したように、第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４及び第１から第７磁性層１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７が同一の材質、例えば、同一の絶縁樹脂及び磁性フィラーを含んでよいが、この場合、形成方法によっては、これらの境界が区分されないように一体化してよい。即ち、一つの電気絶縁性磁性体１８を構成することができる。電気絶縁性磁性体１８は、第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５を選択的に絶縁させ、磁気特性を向上させる。
図７から図１０は、図２のコイル部品の概略的な製造工程の一例を示す。以下では、上述した内容と重複する説明は省略し、それぞれの段階についてより詳しく説明する。
図７を参照すると、コア基板２００を準備する。コア基板２００は、支持部材２０１、支持部材２０１の両面に配置された第１金属層２０２、及び第１金属層２０２上に配置された第２金属層２０３を含む。勿論、一面のみに第１金属層２０２及び第２金属層２０３が配置されたものでもよく、場合によっては、第２金属層２０３だけが配置されたものでもよい。支持部材２０１は、絶縁樹脂からなる絶縁基板であってよい。絶縁樹脂としては、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂、ポリイミドのような熱可塑性樹脂、またはこれらにガラス繊維または無機フィラーのような補強材が含浸された樹脂、例えば、プリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）、ＡＢＦ（Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ Ｂｕｉｌｄ−ｕｐ Ｆｉｌｍ）、ＦＲ−４、ＢＴ（Ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ Ｔｒｉａｚｉｎｅ）樹脂、ＰＩＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｉｍａｇａｂｌｅ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）樹脂等が使用されることができる。第１金属層２０２及び第２金属層２０３は、薄い銅箔であることが一般的であるが、これに限定されるものではなく、他の金属層であってもよい。即ち、コア基板２００は、当該技術分野によく知られた公知の銅箔積層板（ＣＣＬ：Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）であるが、これに限定されるものではない。次に、コア基板２００の第２金属層２０２上に第１及び第２導体層２１、２２を形成する。第１及び第２導体層２１、２２は、第２金属層２０２上にドライフィルム２１０、２２０を形成した後、これを公知のフォトリソグラフィー工法で平面スパイラル状を有するようにパターニング２１Ｐ、２２Ｐした後、公知のめっき工法で満たして形成することができる。めっき工法は、電解銅めっきまたは無電解銅めっき等を利用することができる。より具体的には、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、サブトラクティブ（Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）、アディティブ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｍｉ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、ＭＳＡＰ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｅｍｉ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）等の方法を利用するめっき工法であるが、これに限定されるものではない。
図８を参照すると、ドライフィルム２１０、２２０をストリップ（ｓｔｒｉｐ）する。ストリップには、公知のエッチング方法が適用されるが、これに限定されるものではない。その後、第１及び第２導体層２１、２２を取り囲むように第１及び第２磁性層１１、１２を形成する。第１及び第２磁性層１１、１２は、公知の積層方法、塗布方法などによって形成することができる。この時、第１及び第２磁性層１１、１２は、第１及び第２導体層２１、２２と同一平面に存在するように突出部位を公知のエッチング方法などで平坦化させる。その後、第１金属層２０２及び第２金属層２０３を分離する方法として、第１及び第２磁性層１１、１２が形成された第１及び第２導体層２１、２２を支持部材２０１からそれぞれ分離する。一連の過程はその順序に制限されるものではない。例えば、分離を先に行い、その後、ドライフィルム２１０、２２０をストリップし、磁性層１１、１２を形成してもよい。
図７及び図８では、第１及び第２導体層２１、２２及び第１及び第２磁性層１１、１２を形成することを示したが、第３から第５導体層２３、２４、２５及び第３から第５磁性層１３、１４、１５を形成する方法も同一の方法が使用されることができ、これに対する具体的な説明は省略する。
図９を参照すると、第２から第５導体層２２、２３、２４、２５上に第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４を形成する。第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４も、公知の積層方法、塗布方法等によって形成することができる。その後、第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４に第１から第４ビア層ホール４１Ｈ、４２Ｈ、４３Ｈ、４４Ｈを形成する。第１から第４ビア層ホール４１Ｈ、４２Ｈ、４３Ｈ、４４Ｈは、レーザー及び／または機械的ドリル加工や、フォトリソグラフィー工法などを利用して形成することができる。その後、第１から第４ビア層ホール４１Ｈ、４２Ｈ、４３Ｈ、４４Ｈに公知のペースト印刷工法またはめっき工法を利用して金属間化合物ＩＭＣを満たし、第１から第４ビア層４１、４２、４３、４４を形成する。ここでも、一連の過程はその順序に制限されるものではない。例えば、後述する第２金属層２０２を先にエッチングしてもよい。また、分離後に直ちに第２金属層２０２をエッチングしてもよい。
図１０を参照すると、第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５に残存する第２金属層２０２を公知のエッチング方法で除去する。一連の過程を通じて形成された第１から第５導体層２１、２２、２３、２４、２５、第１から第５磁性層１１、１２、１３、１４、１５、第１から第４絶縁層３１、３２、３３、３４、第１から第３ビア層４１、４２、４３ ４４、及び第１及び第５導体層２１、２５の上部及び下部にそれぞれ積層される第６及び第７磁性層１６、１７を一括積層して本体１０を形成する。一括積層には整合積層方法が利用され、整合積層の高い温度条件で金属間化合物ＩＭＣが最終的に形成されるため、層間接続力を高めることができ、導通抵抗を低くして円滑な電子の流れを可能にする。また、整合積層により層間接続が精密に行われることができ、多数の層を一度に積層するため、順次積層に比べて工程の簡素化に有利である。本体１０を形成した後は、第１及び第２電極５１、５２を形成する。第１及び第２電極５１、５２は、導電性に優れた金属を含むペーストを使用して形成することができ、ペースト層上に導体層をさらに形成することもできる。
図１１は、異方めっき技術を適用したコイル部品の一例を概略的に示す。異方めっき技術を適用したコイル部品は、例えば、支持部材２０１'の両面に異方めっき技術で平面コイル状のパターン２１ａ'、２１ｂ'、２１ｃ'、２２ａ'、２２ｂ'、２２ｃ'及びビア層４１'を形成した後、磁性物質でこれを埋め込んで本体１０'を形成し、本体１０'の外部にパターン２１ａ'、２１ｂ'、２１ｃ'、２２ａ'、２２ｂ'、２２ｃ'と電気的に連結する外部電極５１'、５２'を形成して製造することができる。ところが、異方めっき技術を適用する場合、高いアスペクト比は具現可能であるが、アスペクト比の増加によってめっき成長の均一度が低下し得て、めっき厚さの分散が大きいため、依然としてパターン間のショートが発生し易い。また、支持部材２０１'の厚さｈ３が非常に厚いため、パターン２１ａ'、２１ｂ'、２１ｃ'、２２ａ'、２２ｂ'、２２ｃ'の上部及び下部に配置される磁性物質の厚さｈｄに制約があることが分かる。
なお、本発明で電気的に連結されるという意味は、物理的に連結された場合と、連結されていない場合の両方を含む概念である。また、第１、第２等の表現は、一つの構成要素と他の構成要素を区分するために用いられるもので、該当する構成要素の順序及び／または重要度等を限定しない。場合によっては、本発明の範囲を外れずに、第１構成要素が第２構成要素と命名されることもでき、類似して第２構成要素が第１構成要素と命名されることもできる。
また、本発明で用いられた一例という表現は、互いに同一の実施例を意味せず、それぞれ互いに異なる固有の特徴を強調して説明するために提供されるものである。しかし、上記提示された一例は、他の一例の特徴と結合して具現されることを排除しない。例えば、特定の一例で説明されていなくても、他の一例でその事項と反対であるか矛盾する説明がない限り、他の一例に関連する説明であると理解されることができる。
なお、本発明で用いられた用語は、一例を説明するために用いられたものであるだけで、本発明を限定しようとする意図ではない。このとき、単数の表現は文脈上明確に異なる意味でない限り、複数を含む。
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。
１ パワーインダクター
２ 高周波インダクター
３ 通常のビード
４ 高周波用ビード
５ 共通モードフィルター
１００、１００Ｂ コイル部品
１０ 本体
２０ コイル
５０ 電極
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７ 第１から第７磁性層
１８ 電気絶縁性磁性体
２１、２２、２３、２４、２５ 第１から第５導体層
２６ コイルパターンの一部
２７ａ、２７ｂ 第１及び第２端子
３１、３２、３３、３４ 第１から第４絶縁層
４１、４２、４３、４４ 第１から第４ビア層
５１、５２ 第１及び第２電極
２００ コア基板
２０１ 支持部材
２０２、２０３ 金属層
２１０、２２０ ドライフィルム
２ 高周波インダクター
３ 通常のビード
４ 高周波用ビード
５ 共通モードフィルター
１００、１００Ｂ コイル部品
１０ 本体
２０ コイル
５０ 電極
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７ 第１から第７磁性層
１８ 電気絶縁性磁性体
２１、２２、２３、２４、２５ 第１から第５導体層
２６ コイルパターンの一部
２７ａ、２７ｂ 第１及び第２端子
３１、３２、３３、３４ 第１から第４絶縁層
４１、４２、４３、４４ 第１から第４ビア層
５１、５２ 第１及び第２電極
２００ コア基板
２０１ 支持部材
２０２、２０３ 金属層
２１０、２２０ ドライフィルム
Claims (15)
- 平面スパイラル状のパターンを有する複数の導体層と、
前記複数の導体層間に配置された一つ以上の絶縁層と、
前記絶縁層を貫通し、前記複数の導体層を連結し、平面スパイラル状のパターンを有する一つ以上のビア層とを含む本体、及び
前記本体上に配置された電極を含むコイル部品。 - 前記複数の導体層及び前記ビア層が連結され、同一方向に回転する一つのコイルを構成する、請求項１に記載のコイル部品。
- 前記コイルは、アスペクト比が２以上である、請求項２に記載のコイル部品。
- 前記コイルは、前記電極と連結された第１端子及び第２端子を有し、
前記第１端子は、前記コイルの側部に配置され、
前記第２端子は、前記コイルの上部または下部に配置された、請求項２または３に記載のコイル部品。 - 前記本体は、前記複数の導体層を取り囲む複数の磁性層をさらに含む、請求項１〜４の何れか１項に記載のコイル部品。
- 前記絶縁層及び磁性層は、絶縁樹脂及び磁性フィラーを含み、
前記絶縁層及び前記磁性層は、全て一体化された、請求項５に記載のコイル部品。 - 前記複数の導体層は、シード層が除去されたものである、請求項１〜６の何れか１項に記載のコイル部品。
- 前記ビア層は、金属間化合物（ＩＭＣ）を含む、請求項１〜７の何れか１項に記載のコイル部品。
- 各導体層の厚さは、前記絶縁層の厚さより厚い、請求項１〜８の何れか１項に記載のコイル部品。
- 平面スパイラル状のパターンを有する複数の導体層と、
前記複数の導体層の間に配置され、前記複数の導体層を連結し、平面スパイラル状のパターンを有する一つ以上のビア層と、
前記複数の導体層及び前記ビア層を埋め込む電気絶縁性磁性体とを含む本体、及び
前記本体上に配置された電極を含むコイル部品。 - 前記複数の導体層及び前記ビア層が連結され、同一方向に回転する一つのコイルを構成する、請求項１０に記載のコイル部品。
- 前記コイルは、アスペクト比が２以上である、請求項１１に記載のコイル部品。
- 支持部材及び前記支持部材の少なくとも一面上に金属層が配置された一つ以上のコア基板を準備する段階と、
前記コア基板の金属層上に平面スパイラル状のパターンを有する導体層を形成する段階と、
前記支持部材から前記導体層を分離して複数の導体層を得る段階と、
前記導体層に残存する金属層を除去する段階と、
前記導体層のいずれか一つ以上に絶縁層を形成する段階と、
前記絶縁層に平面スパイラル状のパターンを有するビア層を形成する段階と、
前記段階を通じて形成された複数の導体層、一つ以上の絶縁層、及び一つ以上のビア層を含む本体前駆体を積層して本体を形成する段階と、
前記本体上に電極を形成する段階とを含むコイル部品の製造方法。 - 前記絶縁層を積層する段階前に前記導体層を取り囲む磁性層を形成する段階をさらに含む、請求項１３に記載のコイル部品の製造方法。
- 前記金属層は、前記支持部材の少なくとも一面上に配置された第１金属層及び前記第１金属層上に配置された第２金属層を含み、
前記導体層を分離する段階は、前記第１金属層及び前記第２金属層を分離させることである、請求項１３に記載のコイル部品の製造方法。
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