JP2017524256A - パワーインダクター - Google Patents

Abstract

本発明は、ボディと、ボディの内部に設けられた少なくとも１つの基材と、基材の少なくとも一方の面の上に形成された少なくとも１つのコイルパターンと、コイルパターンとボディとの間に形成された絶縁層と、を備え、基材の少なくとも一部の領域が除去され、除去された領域に前記ボディが充填されたパワーインダクターを提示する。【選択図】図２

Description

本発明は、パワーインダクターに係り、特に、インダクタンス（Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）特性に優れており、しかも、絶縁特性及び熱的安定性が向上したパワーインダクターに関する。

パワーインダクターは、主として携帯機器内のＤＣ−ＤＣコンバーターなどの電源回路に設けられる。この種のパワーインダクターは、電源回路の高周波化及び小型化が進むことに伴い、既存の巻線型チョークコイル（Ｃｈｏｋｅ Ｃｏｉｌ）の代わりに好んでよく用いられている。なお、パワーインダクターは、携帯機器のサイズの縮小化及び多機能化が進むことに伴い、小型化、高電流化、低抵抗化などに向けた開発が行われている。

従来のパワーインダクターは、多数の磁性体（フェライト）または低誘電率の誘電体からなるセラミックシートが積み重ねられた形状に製造されていた。このとき、セラミックシートの上にはコイルパターンが形成されるが、それぞれのセラミックシートの上に形成されたコイルパターンは、セラミックシートに形成された導電性ビアにより接続され、シートが積み重ねられる上下方向に沿って重なり合う構造を有する。なお、セラミックシートが積み重ねられて形成されたボディは、従来には、多くの場合、ニッケル（Ｎｉ）−亜鉛（Ｚｎ）−銅（Ｃｕ）−鉄（Ｆｅ）の４元系で構成された磁性体材料を用いて製作していた。

ところが、磁性体材料は、飽和磁化値が金属材料に比べて低いが故に、最近の携帯機器が必要とする高電流特性を実現することができなくなる虞がある。このため、パワーインダクターを構成するボディを金属粉末を用いて製作することにより、ボディを磁性体で製作した場合に比べて相対的に飽和磁化値を高めることができる。しかしながら、金属を用いてボディを製作する場合、高周波における渦電流損及びヒステリシス損が高くなって材料の損失が大幅に増えてしまうという問題が生じる虞がある。

このような材料の損失を低減するために、金属粉末の間をポリマーで絶縁する構造を適用している。すなわち、金属粉末及びポリマーが混合されたシートを積み重ねてパワーインダクターのボディを製造する。また、ボディの内部には、コイルパターンが形成された所定の基材が設けられる。すなわち、所定の基材の上にコイルパターンを形成し、その上側及び下側に複数枚のシートを積み重ねて圧着してパワーインダクターを製造する。

しかしながら、金属粉末及びポリマーを用いたパワーインダクターは、温度が上昇することに伴い、インダクタンスが低くなるという問題がある。すなわち、パワーインダクターが適用された携帯機器の発熱によりパワーインダクターの温度が上昇し、これにより、パワーインダクターのボディを構成する金属粉末が加熱されながらインダクタンスが低くなるという問題が生じる。また、ボディの内部においてコイルパターンとボディの内部の金属粉末とが接触する虞があるが、これを防ぐために、コイルパターンとボディとを絶縁せねばならない。

また、コイルパターンが形成される基材は、銅張積層板（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ；ＣＣＬ）などの透磁率が低い物質を用いて製造するが、このような基材によりパワーインダクターの透磁率が低下する。

大韓民国公開特許公報第２００７−００３２２５９号

本発明は、ボディ内の熱を放出することにより、温度に対する安定性を向上させ、これにより、インダクタンスの低下を防ぐことのできるパワーインダクターを提供する。本発明は、コイルパターンとボディとの間の絶縁性を向上させることのできるパワーインダクターを提供する。本発明は、容量及び透磁率を向上させることのできるパワーインダクターを提供する。

本発明の一態様によるパワーインダクターは、金属粉末、ポリマー及び熱伝導性フィラーを含むボディと、前記ボディの内部に設けられた少なくとも１つの基材と、前記基材の少なくとも一方の面の上に形成された少なくとも１つのコイルパターンと、前記コイルパターンと前記ボディとの間に形成された絶縁層と、を備える。

本発明の他の態様によるパワーインダクターは、ボディと、前記ボディの内部に設けられた少なくとも１つの基材と、前記基材の少なくとも一方の面の上に形成された少なくとも１つのコイルパターンと、前記コイルパターンと前記ボディとの間に形成された絶縁層と、を備え、前記基材は、少なくとも一部の領域が除去され、除去された領域に前記ボディが充填される。前記ボディは、金属粉末、ポリマー及び熱伝導性フィラーを含む。

前記金属粉末は、含鉄金属合金粉末を含む。

前記金属粉末は、表面に磁性体及び絶縁体の少なくとも一方がコーティングされる。

前記熱伝導性フィラーは、ＭｇＯ、ＡｌＮ、カーボン系の物質よりなる群から選ばれるいずれか一種以上を含む。

前記熱伝導性フィラーは、前記金属粉末１００ｗｔ％に対して０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％の含量で含まれ、０．５μｍ〜１００μｍの大きさを有する。

前記基材は、銅張積層板により形成されるか、あるいは、金属板の両面の上に銅箔が貼り合わせられる。

前記基材は、前記コイルパターンの内側領域及び外側領域が除去される。

前記基材は、前記コイルパターンの外側領域の全体が除去されて前記ボディの側面に対して凸状の湾曲面状に形成される。

前記コイルパターンは、前記基材の一方の面及び他方の面にそれぞれ形成され、前記基材内に形成された伝導性ビアを介して互いに接続される。

前記基材の一方の面及び他方の面に形成された前記コイルパターンは同じ高さに形成され、前記基材の厚さに比べて２．５倍以上高く形成される。

前記絶縁層はパリレンを用いて形成し、前記コイルパターンの上面及び側面に均一な厚さに形成される。

前記絶縁層は、前記基材の上に前記コイルパターンの上面及び側面と同じ厚さにさらに形成される。

前記コイルパターンは、前記ボディの向かい合う２つの辺の中心部から引き出されて前記ボディの外側に形成された外部電極と接続される。

前記基材は少なくとも２以上設けられ、前記ボディの厚さ方向に積み重ねられる。

前記２以上の基材の上にそれぞれ形成されたコイルパターンは、直列または並列に接続される。

前記２以上の基材の上にそれぞれ形成されたコイルパターンは、前記ボディの外側に設けられた接続電極により接続される。

前記２以上の基材の上にそれぞれ形成されたコイルパターンは、異なる方向に引き出されて異なる外部電極と接続される。

前記基材は少なくとも２以上設けられ、前記ボディの厚さ方向と直交する方向に配列される。

前記２以上の基材の上にそれぞれ形成されたコイルパターンは、異なる方向に引き出されて異なる外部電極と接続される。

前記パワーインダクターは、前記ボディの少なくとも１つの領域に設けられ、前記ボディの透磁率よりも高い透磁率を有する磁性層をさらに備え、前記磁性層は、熱伝導性フィラーを含んで形成される。

本発明の実施形態によるパワーインダクターは、ボディが金属粉末、ポリマー及び熱伝導性フィラーを用いて製作される。熱伝導性フィラーが含まれることにより、ボディの熱を外部に円滑に放出することができ、これにより、ボディの加熱に伴うインダクタンスの低下を防ぐことができる。

また、コイルパターンの上にパリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）をコーティングすることにより、コイルパターンの上にパリレンを均一な厚さに形成することができ、これにより、ボディとコイルパターンとの間の絶縁性を向上させることができる。

さらに、ボディの内部に設けられてコイルパターンが形成された基材を金属磁性体で製作することにより、パワーインダクターの透磁率の低下を防ぐこともでき、基材の少なくとも一部を除去し、その部分にボディを充填することにより透磁率を向上させることができ、ボディに少なくとも１つの磁性層を設けることにより、パワーインダクターの透磁率を向上させることができる。

一方、少なくとも一方の面にコイル状のコイルパターンがそれぞれ形成された少なくとも２以上の基材がボディ内に設けられることにより、１つのボディ内に複数のコイルを形成することができ、これにより、パワーインダクターの容量を増やすことができる。

本発明の第１の実施形態によるパワーインダクターの結合斜視図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿って切り取った状態の断面図である。 本発明の第１の実施形態によるパワーインダクターの分解斜視図及び一部平面図である。 本発明の第１の実施形態によるパワーインダクターの分解斜視図及び一部平面図である。 絶縁層材料によるパワーインダクターの断面図である。 絶縁層材料によるパワーインダクターの断面図である。 本発明の第２の実施形態によるパワーインダクターの断面図である。 本発明の第２の実施形態によるパワーインダクターの断面図である。 本発明の第３の実施形態によるパワーインダクターの斜視図である。 図９のＡ−Ａ’線に沿って切り取った状態の断面図である。 図９のＢ−Ｂ’線に沿って切り取った状態の断面図である。 本発明の第３の実施形態の変形例による図９のＡ−Ａ’線に沿って切り取った状態の断面図である。 は、本発明の第３の実施形態の変形例による図９のＢ−Ｂ’線に沿って切り取った状態の断面図である。 本発明の第４の実施形態によるパワーインダクターの斜視図である。 図１４のＡ−Ａ’線に沿って切り取った状態の断面図である。 図１４のＢ−Ｂ’線に沿って切り取った状態の断面図である。 図１４の内部平面図である。 本発明の第５の実施形態によるパワーインダクターの斜視図である。 図１８のＡ−Ａ’線に沿って切り取った状態の断面図である。 図１８のＢ−Ｂ’線に沿って切り取った状態の断面図である。 図２２と図２３とともに、本発明の一実施形態によるパワーインダクターの製造方法を説明するために順番に示す断面図である。 図２１と図２３とともに、本発明の一実施形態によるパワーインダクターの製造方法を説明するために順番に示す断面図である。 図２１と図２２とともに、本発明の一実施形態によるパワーインダクターの製造方法を説明するために順番に示す断面図である。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態による「パワーインダクター」について詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。

図１は、本発明の第１の実施形態によるパワーインダクターの組み合わせ斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿って切り取った状態の断面図である。

また、図３は、本発明の第１の実施形態によるパワーインダクターの分解斜視図であり、図４は、基材及びコイルパターンの平面図である。

図１から図４を参照すると、本発明の第１の実施形態によるパワーインダクターは、ボディ１００（１００ａ、１００ｂ）と、ボディ１００の内部に設けられた基材２００と、基材２００の少なくとも一方の面の上に形成されたコイルパターン３００（３１０、３２０）と、ボディ１００の外部に設けられた外部電極４００（４１０、４２０）と、を備えていてもよい。なお、前記パワーインダクターは、コイルパターン３１０、３２０とボディ１００との間に形成された絶縁層５００をさらに備えていてもよい。

ボディ１００は、六面体状であってもよい。いうまでもなく、ボディ１００は、六面体以外の多面体の形状を有していてもよい。このようなボディ１００は、金属粉末１１０、ポリマー１２０を含み、熱伝導性フィラー１３０をさらに含んでいてもよい。

金属粉末１１０は、平均粒径が１μｍ〜５０μｍであってもよい。また、金属粉末１１０としては、同じ粒径の単一の粒子または２種以上の粒子を用いてもよく、複数の粒径を有する単一の粒子または２種以上の粒子を用いてもよい。例えば、３０μｍの平均粒径を有する第１の金属粒子及び３μｍの平均粒径を有する第２の金属粒子を混合して用いてもよい。このとき、第１及び第２の金属粒子は同じ物質の粒子であってもよく、異なる物質の粒子であってもよい。粒径が異なる２種以上の金属粉末１１０を用いる場合、ボディ１００の充填率を高めることができて容量を最大限に実現することができる。例えば、３０μｍの金属粉末を用いる場合、３０μｍの金属粉末の間には空隙が発生し、これにより、充填率が低くならざるを得ない。しかしながら、３０μｍの金属粉末の間にこれよりも小さい３μｍの金属粉末を混合して用いることにより、ボディ（１１０）内の金属粉末の充填率を高めることができる。このような金属粉末１１０としては、含鉄（Ｆｅ）金属物質を用いてもよいが、例えば、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄−ニッケル−ケイ素（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ）、鉄−アルミニウム−ケイ素（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）及び鉄−アルミニウム−クロム（Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ）よりなる群から選ばれるいずれか一種以上の金属を含んでいてもよい。すなわち、金属粉末１１０は、鉄を含んで磁性組織を有していてもよく、磁性を帯びる金属合金により形成されて所定の透磁率を有していてもよい。また、金属粉末１１０は、表面が磁性体によりコーティングされてもよいが、金属粉末１１０とは透磁率が異なる物質によりコーティングされてもよい。例えば、磁性体は、金属酸化物磁性体を含んでいてもよいが、ニッケル酸化物磁性体、亜鉛酸化物磁性体、銅酸化物磁性体、マンガン酸化物磁性体、コバルト酸化物磁性体、バリウム酸化物磁性体及びニッケル−亜鉛−銅酸化物磁性体よりなる群から選ばれるいずれか一種以上の酸化物磁性体を用いてもよい。すなわち、金属粉末１１０の表面にコーティングされる磁性体は、含鉄金属酸化物により形成されてもよく、金属粉末１１０よりも高い透磁率を有することが好ましい。一方、金属粉末１１０が磁性を帯びるが故に、金属粉末１１０が互いに接触すると、絶縁が破壊され、短絡が生じる虞がある。このため、金属粉末１１０は、表面が少なくとも１つの絶縁体によりコーティングされてもよい。例えば、金属粉末１１０は、表面が酸化物によりコーティングされてもよく、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）などの絶縁性高分子物質によりコーティングされてもよいが、パリレンによりコーティングされることが好ましい。パリレンは、１μｍ〜１０μｍの厚さでコーティングされてもよい。ここで、パリレンが１μｍ未満の厚さに形成されると、金属粉末１１０の絶縁効果が低下する虞があり、１０μｍを超える厚さに形成されると、金属粉末１１０のサイズが増加してボディ１００内の金属粉末１１０の分布が減って透磁率が低くなる虞がある。なお、パリレンに加えて種々の絶縁性高分子物質を用いて金属粉末１１０の表面をコーティングしてもよい。一方、金属粉末１１０をコーティングする酸化物は、金属粉末１１０を酸化させて形成してもよくＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＳｎＯ₂、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＣｏＯ、ＭｎＯ、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃及びＢｉ₂Ｏ₃、よりなる群から選ばれるいずれか一種がコーティングされてもよい。ここで、金属粉末１１０は、二重構造の酸化物によりコーティングされてもよく、酸化物及び高分子物質の二重構造にコーティングされてもよい。いうまでもなく、金属粉末１１０は、表面が磁性体によりコーティングされた後に絶縁体によりコーティングされてもよい。このように金属粉末１１０の表面が絶縁体によりコーティングされることにより、金属粉末１１０間の接触による短絡を防ぐことができる。このとき、酸化物、絶縁性高分子物質などを用いて金属粉末１１０をコーティングしたり、磁性体及び絶縁体の二重にコーティングされたりする場合であっても、１μｍ〜１０μｍの厚さでコーティングされてもよい。

ポリマー１２０は、金属粉末１１０間を絶縁するために金属粉末１１０と混合されてもよい。すなわち、金属粉末１１０は、高周波における渦電流損及びヒステリシス損が高くなって材料の損失が大幅に増えるという問題が生じる虞があるが、このような材料の損失を低減すべく、金属粉末１１０の間を絶縁するポリマー１２０を含めてもよい。このようなポリマー１２０としては、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒと、ＬＣＰ）よりなる群から選ばれるいずれか一種以上が挙げられるが、これに制限されない。また、ポリマー１２０は、金属粉末１１０の間に絶縁性を提供するものであり、熱硬化性樹脂からなることが好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えば、ノボラックエポキシ樹脂（Ｎｏｖｏｌａｃ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、フェノキシ型エポキシ樹脂（Ｐｈｅｎｏｘｙ Ｔｙｐｅ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ＢＰＡ型エポキシ樹脂（ＢＰＡ Ｔｙｐｅ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ＢＰＦ型エポキシ樹脂（ＢＰＦ Ｔｙｐｅ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、水素化ＢＰＡエポキシ樹脂（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ＢＰＡ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ダイマー酸改質エポキシ樹脂（Ｄｉｍｅｒ Ａｃｉｄ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ウレタン改質エポキシ樹脂（Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ゴム改質エポキシ樹脂（Ｒｕｂｂｅｒ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）及びＤＣＰＤ型エポキシ樹脂（ＤＣＰＤ Ｔｙｐｅ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）よりなる群から選ばれるいずれか一種以上が挙げられる。ここで、ポリマー１２０は、金属粉末１００ｗｔ％に対して２。０ｗｔ％〜５。０ｗｔ％の含量で含まれてもよい。ところが、ポリマー１２０の含量が増大する場合、金属粉末１１０の体積分率が低下して飽和磁化値を高める効果が正常に実現されない虞があり、ボディ１００の透磁率を低下させる虞がある。これに対し、ポリマー１２０の含量が減少する場合、インダクターの製造過程において用いられる強酸または強塩基溶液などが内部に浸透してインダクタンス特性を損なう虞がある。このため、ポリマー１２０は、金属粉末１１０の飽和磁化値及びインダクタンスを低下させない範囲内で含まれてもよい。

一方、ボディ１００には、外部の熱によりボディ１００が加熱されてしまうという問題を解消するために熱伝導性フィラー１３０が含まれてもよい。すなわち、外部の熱によりボディ１００の金属粉末１１０が加熱されることがあるが、熱伝導性フィラー１３０が含まれることにより、金属粉末１１０の熱を外部に放出することができる。このような熱伝導性フィラー１３０は、ＭｇＯ、ＡｌＮ、カーボン系の物質よりなる群から選ばれるいずれか一種以上を含んでいてもよいが、これに制限されない。ここで、カーボン系の物質は炭素を含み、様々な形状を呈してもよいが、例えば、黒鉛、カーボンブラック、グラフェン、グラファイトなどが含まれてもよい。さらに、熱伝導性フィラー１３０は、金属粉末１１０ １００ｗｔ％に対して０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％の含量で含まれてもよい。熱伝導性フィラー１３０の含量が前記範囲未満である場合には熱放出効果が得られず、前記範囲を超える場合には金属粉末１１０の含量が低くなってボディ１００の透磁率を低下させてしまう。さらにまた、熱伝導性フィラー１３０は、例えば、０．５μｍ〜１００μｍの大きさを有していてもよい。すなわち、熱伝導性フィラー１３０は、金属粉末１１０に等しくてもよく、金属粉末１１０よりも大きくても（または、小さくても）よい。熱伝導性フィラー１３０は、大きさ及び含量に応じて熱放出効果が調節されてもよい。例えば、熱伝導性フィラー１３０が大きくなるにつれて、且つ、含量が増大するにつれて熱放出効果が高くなる。一方、ボディ１００は、金属粉末１１０、ポリマー１２０及び熱伝導性フィラー１３０を含む材料からなる複数枚のシートを積み重ねて製作されてもよい。ここで、複数枚のシートを積み重ねてボディ１００を製作する場合、各シートの熱伝導性フィラー１３０の含量は異なっていてもよい。例えば、基材２００を中心として上側及び下側に遠ざかるにつれてシート内の熱伝導性フィラー１３０の含量は増大してもよい。なお、ボディ１００は、金属粉末１１０、ポリマー１２０及び熱伝導性フィラー１３０を含む材料からなるペーストを所定の厚さで印刷して形成する方法や、このようなペーストを枠に入れて圧着する方法など必要に応じて様々な方法により形成されてもよい。このとき、ボディ１００を形成するために積み重ねられるシートの枚数または所定の厚さで印刷されるペーストの厚さは、パワーインダクターに求められるインダクタンスなどの電気的な特性を考慮して適正な枚数や厚さに決定されればよい。一方、基材２００を間に挟んでその上側及び下側に設けられたボディ１００ａ、１００ｂは、基材２００を介して互いに接続されてもよい。すなわち、基材２００の少なくとも一部が除去され、除去された部分にボディ１００の一部が充填されてもよい。このように基材２００の少なくとも一部が除去され、その部分にボディ１００が充填されることにより、基材２００の面積を減らし、同じ体積におけるボディ１００の割合を増加させることにより、パワーインダクターの透磁率を増加させることができる。

基材２００は、ボディ１００の内部に設けられてもよい。例えば、基材２００は、ボディ１００の内部にボディ１００の長軸方向、すなわち、外部電極４００の方向に設けられてもよい。また、基材２００は、１以上に設けられてもよいが、例えば、２以上の基材２００が外部電極４００の形成方向と直交する方向、例えば、垂直方向に所定の間隔だけ離れて設けられてもよい。いうまでも無く、２以上の基材が外部電極４００が形成された方向に配列されてもよい。このような基材２００は、例えば、銅張積層板（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ；ＣＣＬ）または金属磁性体などにより製作されてもよい。このとき、基材２００は、金属磁性体により製作されることにより透磁率を増加させ、容量を手軽に実現することができる。すなわち、銅張積層板（ＣＣＬ）は、ガラス強化繊維に銅箔（ｆｏｉｌ）を貼り合わせて製作するが、このような銅張積層板（ＣＣＬ）は透磁率を有さないが故に、パワーインダクターの透磁率を低下させる虞がある。しかしながら、金属磁性体を基材２００として用いると、金属磁性体が透磁率を有するため、パワーインダクターの透磁率を低下させなくなる。このような金属磁性体を用いた基材２００は、含鉄金属、例えば、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄−ニッケル−ケイ素（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ）、鉄−アルミニウム−ケイ素（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）及び鉄−アルミニウム−クロム（Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ）よりなる群から選ばれるいずれか一種以上の金属からなる所定の厚さの板に銅箔を貼り合わせて製作してもよい。すなわち、鉄を含んで少なくとも１つの金属からなる合金を所定の厚さの板状に製作し、金属板の少なくとも一方の面に銅箔を貼り合わせることにより基材２００が製作されてもよい。

また、基材２００の所定の領域には少なくとも１つの導電性ビア２１０が形成されてもよく、導電性ビア２１０により基材２００の上側及び下側にそれぞれ形成されるコイルパターン３１０、３２０が電気的に接続されてもよい。導電性ビア２１０は、基材２００に厚さ方向に沿って貫通するビア（図示せず）を形成した後、ビアに導電性ペーストを充填するなどの方法を用いて形成してもよい。このとき、導電性ビア２１０からコイルパターン３１０、３２０の少なくとも１つが成長してもよく、これにより、導電性ビア２１０及びコイルパターン３１０、３２０の少なくとも１つが一体に形成されてもよい。さらに、基材２００は、少なくとも一部が除去されてもよい。すなわち、基材２００は、少なくとも一部が除去されてもよく、除去されなくてもよい。好ましくは、基材２００は、図３及び図４に示すように、コイルパターン３１０、３２０と重なり合う領域を除く残りの領域が除去されてもよい。例えば、スパイラル状に形成されるコイルパターン３１０、３２０の内側に基材２００が除去されて貫通孔２２０が形成されてもよく、コイルパターン３１０、３２０の外側の基材２００が除去されてもよい。すなわち、基材２００は、コイルパターン３１０、３２０の外側の形状に倣って、例えば、レーストラック（ｒａｃｅ ｔｒａｃｋ）形状を有し、外部電極４００と向かい合う領域がコイルパターン３１０、３２０の端部の形状に倣って直線状に形成されてもよい。このため、基材２００の外側はボディ１００の周縁に対して湾曲した形状に設けられてもよい。このように基材２００が除去された部分には、図４に示すように、ボディ１００が充填されてもよい。すなわち、基材２００の貫通孔２２０を含む除去された領域を介して上側及び下側のボディ１００ａ、１００ｂが互いに接続される。一方、基材２００が金属磁性体により製作される場合、基材２００がボディ１００の金属粉末１１０と接触されてもよい。このような問題を解消するために、基材２００の側面には、パリレンなどの絶縁層５００が形成されてもよい。例えば、貫通孔２２０の側面及び基材２００の外側面に絶縁層５００が形成されてもよい。一方、基材２００は、コイルパターン３１０、３２０よりも広い幅をもって設けられてもよい。例えば、基材２００は、コイルパターン３１０、３２０の垂直下方において所定の幅をもって残留することがあるが、例えば、基材２００は、コイルパターン３１０、３２０よりも約０．３μｍだけ突出するように形成されてもよい。一方、基材２００は、コイルパターン３１０、３２０の内側領域及び外側領域が除去されてボディ１００の横断面の面積よりも小さくてもよい。例えば、ボディ１００の横断面の面積を１００としたとき、基材２００は、４０〜８０の面積比で設けられてもよい。基材２００の面積比が高ければ、ボディ１００の透磁率が低くなる虞があり、基材２００の面積比が低ければ、コイルパターン３１０、３２０の形成面積が小さくなる虞がある。このため、ボディ１００の透磁率、コイルパターン３１０、３２０の線幅及びターン数などを考慮して基材２００の面積比を調節してもよい。

コイルパターン３００（３１０、３２０）は、基材２００の少なくとも一方の面、好ましくは、両面に形成されてもよい。これらのコイルパターン３１０、３２０は、基材２００の所定の領域、例えば、中央部から外側に向かってスパイラル状に形成されてもよく、基材２００の上に形成された２つのコイルパターン３１０、３２０が接続されて１つのコイルをなしてもよい。すなわち、コイルパターン３１０、３２０は、基材２００の中心部に形成された貫通孔２２０の外側からスパイラル状に形成されてもよく、基材２００に形成された伝導性ビア２１０を介して互いに接続されてもよい。ここで、上側のコイルパターン３１０及び下側のコイルパターン３２０は、互いに同じ形状に形成されてもよく、同じ高さに形成されてもよい。また、コイルパターン３１０、３２０は重なり合うように形成されてもよく、コイルパターン３１０が形成されていない領域に重なり合うようにコイルパターン３２０が形成されてもよい。一方、コイルパターン３１０、３２０の端部は直線状に外側に延設されてもよいが、ボディ１００の短辺の中央部に沿って延設されてもよい。さらに、コイルパターン３１０、３２０の外部電極４００と接触される領域は、図３及び図４に示すように、他の領域に比べて広幅に形成されてもよい。コイルパターン３１０、３２０の一部、すなわち、引出部が広幅に形成されることにより、コイルパターン３１０、３２０及び外部電極４００間の接触面積を増大させることができ、これにより、抵抗を下げることができる。いうまでもなく、コイルパターン３１０、３２０が外部電極４００が形成される一領域から外部電極４００の幅方向に延設されてもよい。このとき、コイルパターン３１０、３２０の末端部、すなわち、外部電極４００に向かって引き出される引出部は、ボディ１００の側面の中央部に向かって直線状に形成されてもよい。

一方、これらのコイルパターン３１０、３２０は、基材２００に形成された導電性ビア２１０により電気的に接続されてもよい。コイルパターン３１０、３２０は、例えば、厚膜印刷、塗布、蒸着、メッキ及びスパッタリングなどの方法を用いて形成してもよいが、メッキにより形成することが好ましい。さらに、コイルパターン３１０、３２０及び導電性ビア２１０は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）及び銅合金のうちの少なくとも一種を含む材料により形成されてもよいが、これに制限されない。一方、コイルパターン３１０、３２０をメッキ工程を用いて形成する場合、例えば、基材２００の上にメッキ工程を用いて金属層、例えば、銅層を形成し、リソグラフィ工程を用いてパターニングしてもよい。すなわち、基材２００の表面に形成された銅箔をシート層として銅層をメッキ工程を用いて形成し、これをパターニングすることによりコイルパターン３１０、３２０を形成してもよい。いうまでもなく、基材２００の上に所定の形状の感光膜パターンを形成した後にメッキ工程を行って露出された基材２００の表面から金属層を成長させた後、感光膜を除去することにより所定の形状のコイルパターン３１０、３２０を形成してもよい。一方、コイルパターン３１０、３２０は多層に形成されてもよい。すなわち、基材２００の上側に形成されたコイルパターン３１０の上側に複数のコイルパターンがさらに形成されてもよく、基材２００の下側に形成されたコイルパターン３２０の下側に複数のコイルパターンがさらに形成されてもよい。コイルパターン３１０、３２０が多層に形成される場合、下層と上層との間に絶縁層が形成され、絶縁層に導電性ビア（図示せず）が形成されて多層コイルパターンが接続されてもよい。一方、コイルパターン３１０、３２０は、基材２００の厚さよりも２．５倍以上高く形成されてもよい。例えば、基材２００が１０μｍ〜５０μｍの厚さに形成され、コイルパターン３１０、３２０が５０μｍ〜３００μｍの高さに形成されてもよい。

外部電極４００（４１０、４２０）は、ボディ１００の向かい合う両面に形成されてもよい。例えば、外部電極４００は、ボディ１００の長軸方向に向かい合う２つの側面に形成されてもよい。このような外部電極４００は、ボディ１００のコイルパターン３１０、３２０と電気的に接続されてもよい。また、外部電極４００は、ボディ１００の２つの側面の全体に形成され、２つの側面の中央部においてコイルパターン３１０、３２０と接触されてもよい。すなわち、コイルパターン３１０、３２０の端部がボディ１００の外側の中央部に露出され、外部電極４００がボディ１００の側面に形成されてコイルパターン３１０、３２０の端部と接続されてもよい。このような外部電極４００は、導電性ペーストにボディ１００を浸漬する方法を用いてボディ１００の両端に形成してもよく、あるいは、印刷、蒸着及びスパッタリングなどの様々な方法を用いてボディ１００の両端に形成してもよい。外部電極４００は、電気伝導性を有する金属により形成されてもよいが、例えば、金、銀、白金、銅、ニッケル、パラジウム及びこれらの合金よりなる群から選ばれるいずれか一種以上の金属により形成されてもよい。なお、外部電極４００は、表面にニッケルメッキ層（図示せず）または錫メッキ層（図示せず）がさらに形成されてもよい。

絶縁層５００は、コイルパターン３１０、３２０と金属粉末１１０とを絶縁するためにコイルパターン３１０、３２０とボディ１００との間に形成されてもよい。すなわち、絶縁層５００がコイルパターン３１０、３２０の上面及び側面を覆うように基材２００の上部及び下部に形成されてもよい。また、絶縁層５００は、コイルパターン３１０、３２０の上面及び側面だけではなく、基材２００を覆うように形成されてもよい。すなわち、所定の領域が除去された基材２００のコイルパターン３１０、３２０よりも露出された領域、すなわち、基材２００の表面及び側面にも絶縁層５００が形成されてもよい。基材２００上の絶縁層５００は、コイルパターン３１０、３２０上の絶縁層５００と同じ厚さに形成されてもよい。このような絶縁層５００は、コイルパターン３１０、３２０の上にパリレンをコーティングして形成してもよい。例えば、コイルパターン３１０、３２０が形成された基材２００を蒸着チャンバー内に設けた後にパリレンを気化させて真空チャンバーの内部に供給することにより、コイルパターン３１０、３２０の上にパリレンを蒸着してもよい。例えば、パリレンを気化器（Ｖａｐｏｒｉｚｅｒ）において１次的に加熱して気化させてダイマー（ｄｉｍｅｒ）状態にした後、２次的に加熱してモノマー（Ｍｏｎｏｍｅｒ）状態に熱分解させ、蒸着チャンバーに連設されたコールドトラップ（Ｃｏｌｄ Ｔｒａｐ）及び機械的な真空ポンプ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｖａｃｃｕｍ Ｐｕｍｐ）を用いてパリレンを冷却させると、パリレンはモノマー状態からポリマー状態に変換されてコイルパターン３１０、３２０の上に蒸着される。いうまでもなく、絶縁層５００は、パリレン以外の絶縁性高分子、例えば、エポキシ、ポリイミド及び液晶ポリマーから選ばれるいずれか一種以上の物質により形成されてもよい。しかしながら、パリレンをコーティングすることにより、コイルパターン３１０、３２０の上に均一な厚さで絶縁層５００を形成することができ、薄肉に形成しても他の物質に比べて絶縁特性を向上させることができる。すなわち、絶縁層５００としてパリレンをコーティングする場合、ポリイミドを形成する場合に比べて薄肉に形成しながら絶縁破壊電圧を増加させて絶縁特性を向上させることができる。また、コイルパターン３１０、３２０のパターン間の間隔に応じてパターン間を埋め込んで均一な厚さに形成されてもよく、パターンの段差に沿って均一な厚さに形成されてもよい。すなわち、コイルパターン３１０、３２０のパターン間の間隔が遠い場合、パターンの段差に沿って均一な厚さでパリレンがコーティング可能であり、パターン間の間隔が近い場合、パターン間を埋め込んでコイルパターン３１０、３２０の上に所定の厚さに形成可能である。図５は、ポリイミドを絶縁層として形成したパワーインダクターの断面であり、図６は、パリレンを絶縁層として形成したパワーインダクターの断面である。図６に示すように、パリレンの場合、コイルパターン３１０、３２０の段差に沿って薄肉に形成されるが、図５に示すように、ポリイミドはパリレンに比べて厚肉に形成される。一方、絶縁層５００は、パリレンを用いて３μｍ〜１００μｍの厚さに形成してもよい。パリレンが３μｍ未満の厚さに形成されると、絶縁特性が低下する虞があり、１００μｍを超える厚さに形成する場合、同じサイズ内において絶縁層５００が占める厚さが増加してボディ１００の体積が小さくなり、これにより、透磁率が低下する虞がある。いうまでもなく、絶縁層５００は、所定の厚さのシートにより製作された後にコイルパターン３１０、３２０の上に形成されてもよい。

上述したように、本発明の第１の実施形態によるパワーインダクターは、金属粉末１１０及びポリマー１２０だけではなく、熱伝導性フィラー１３０を含めてボディ１００を製作することにより、金属粉末１１０の加熱によるボディ１００の熱を外部に放出することができてボディ１００の温度の上昇を防ぐことができ、これにより、インダクタンスの低下などの問題を防ぐことができる。また、コイルパターン３１０、３２０とボディ１００との間にパリレンを用いて絶縁層５００を形成することにより、コイルパターン３１０、３２０の側面及び上面に薄肉に且つ均一な厚さに絶縁層５００を形成しながら絶縁特性を向上させることができる。さらに、ボディ１００の内部の基材２００を金属磁性体により形成することにより、パワーインダクターの透磁率の減少を防ぐことができ、基材２００の少なくとも一部が除去され、その部分にボディ１００を充填することにより、透磁率を向上させることができる。

図７は、本発明の第２の実施形態によるパワーインダクターの断面図である。

図７を参照すると、本発明の第２の実施形態によるパワーインダクターは、熱伝導性フィラー１３０を含むボディ１００と、ボディ１００の内部に設けられた基材２００と、基材２００の少なくとも一方の面の上に形成されたコイルパターン３１０、３２０と、ボディ１００の外部に設けられた外部電極４１０、４２０と、コイルパターン３１０、３２０の上にそれぞれ設けられた絶縁層５００と、ボディ１００の上部及び下部にそれぞれ設けられた少なくとも１つの磁性層６００（６１０、６２０）と、を備えていてもよい。すなわち、本発明の第１の実施形態に磁性層６００がさらに配設されて本発明の第２の実施形態が実現されてもよい。このような本発明の第２の実施形態について、本発明の第１の実施形態とは異なる構成を中心として説明すると、下記の通りである。

磁性層６００（６１０、６２０）は、ボディ１００の少なくとも１つの領域に設けられてもよい。すなわち、第１の磁性層６１０がボディ１００の上部の表面に形成され、第２の磁性層６２０がボディ１００の下部の表面に形成されてもよい。ここで、第１及び第２の磁性層６１０、６２０は、ボディ１００の透磁率を増加させるために設けられ、ボディ１００よりも高い透磁率を有する物質により製作されてもよい。例えば、ボディ１００の透磁率が２０であり、第１及び第２の磁性層６１０、６２０は４０〜１０００の透磁率を有するように設けられてもよい。これらの第１及び第２の磁性層６１０、６２０は、例えば、磁性体粉末及びポリマーを用いて製作してもよい。すなわち、第１及び第２の磁性層６１０、６２０は、ボディ１００よりも高い透磁率を有するようにボディ１００の磁性体よりも高い磁性を有する物質により形成されてもよく、さらに高い磁性体の含有率を有するように形成されてもよい。ここで、ポリマーは、金属粉末１００ｗｔ％に対して１５ｗｔ％で添加されてもよい。また、磁性体粉末としては、ニッケル磁性体（Ｎｉ Ｆｅｒｒｉｔｅ）、亜鉛磁性体（Ｚｎ Ｆｅｒｒｉｔｅ）、銅磁性体（Ｃｕ Ｆｅｒｒｉｔｅ）、マンガン磁性体（Ｍｎ Ｆｅｒｒｉｔｅ）、コバルト磁性体（Ｃｏ Ｆｅｒｒｉｔｅ）、バリウム磁性体（Ｂａ Ｆｅｒｒｉｔｅ）及びニッケル−亜鉛−銅磁性体（Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ Ｆｅｒｒｉｔｅ）よりなる群から選ばれるいずれか一種以上またはこれらの一種以上の酸化物磁性体を用いてもよい。すなわち、含鉄金属合金粉末または含鉄金属合金酸化物を用いて磁性層６００を形成してもよい。さらに、金属合金粉末に磁性体をコーティングして磁性体粉末を形成してもよい。例えば、ニッケル酸化物磁性体、亜鉛酸化物磁性体、銅酸化物磁性体、マンガン酸化物磁性体、コバルト酸化物磁性体、バリウム酸化物磁性体及びニッケル−亜鉛−銅酸化物磁性体よりなる群から選ばれるいずれか一種以上の酸化物磁性体を、例えば、含鉄金属合金粉末にコーティングして磁性体粉末を形成してもよい。すなわち、含鉄金属酸化物を金属合金粉末にコーティングして磁性体粉末を形成してもよい。いうまでもなく、ニッケル酸化物磁性体、亜鉛酸化物磁性体、銅酸化物磁性体、マンガン酸化物磁性体、コバルト酸化物磁性体、バリウム酸化物磁性体及びニッケル−亜鉛−銅酸化物磁性体よりなる群から選ばれるいずれか一種以上の酸化物磁性体を、例えば、含鉄金属合金粉末と混合して磁性体粉末を形成してもよい。すなわち、含鉄金属酸化物を金属合金粉末と混合して磁性体粉末を形成してもよい。一方、第１及び第２の磁性層６１０、６２０は、金属粉末及びポリマーに熱伝導性フィラーをさらに含めて製作してもよい。熱伝導性フィラーは、金属粉末１００ｗｔ％に対して０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％で含有されてもよい。これらの第１及び第２の磁性層６１０、６２０は、シート状に製作されて複数枚のシートが積み重ねられたボディ１００の上部及び下部にそれぞれ設けられてもよい。さらにまた、金属粉末１１０、ポリマー１２０及び熱伝導性フィラー１３０を含む材料からなるペーストを所定の厚さで印刷する方法、ペーストを枠に入れて圧着する方法などを用いてボディ１００を形成した後、ボディ１００の上部及び下部に磁性層６１０、６２０をそれぞれ形成してもよい。いうまでもなく、磁性層６１０、６２０は、ペーストを用いて形成してもよいが、ボディ１００の上部及び下部に磁性物質を塗布して磁性層６１０、６２０を形成してもよい。

一方、本発明の第２の実施形態によるパワーインダクターは、図８に示すように、第１及び第２の磁性層６１０、６２０と基材２００との間に第３及び第４の磁性層６３０、６４０がさらに設けられてもよい。すなわち、ボディ１００内に少なくとも１つの磁性層６００が設けられてもよい。このような磁性層６００は、シート状に製作されて複数枚のシートが積み重ねられたボディ１００の間に設けられてもよい。すなわち、ボディ１００を製作するための複数枚のシートの間に少なくとも１つの磁性層６００を設けてもよい。また、金属粉末１１０、ポリマー１２０及び熱伝導性フィラー１３０を含む材料からなるペーストを所定の厚さで印刷してボディ１００を形成する場合に印刷中に磁性層を形成してもよく、ペーストを枠に入れて圧着する場合であっても磁性層をその間に入れて圧着してもよい。いうまでもなく、磁性層６００は、ペーストを用いて形成してもよいが、ボディ１００を印刷するときに軟磁性物質を塗布してボディ１００内に磁性層６００を形成してもよい。

上述したように、本発明の他の実施形態によるパワーインダクターは、ボディ１００に少なくとも１つの磁性層６００を設けることにより、パワーインダクターの磁性率を向上させることができる。

図９は、本発明の第３の実施形態によるパワーインダクターの斜視図であり、図１０は、図９のＡ−Ａ’線に沿って切り取った状態の断面図であり、図１１は、図９のＢ−Ｂ’線に沿って切り取った状態の断面図である。

図９から図１１を参照すると、本発明の第３の実施形態によるパワーインダクターは、ボディ１００と、ボディ１００の内部に設けられた少なくとも２以上の基材２００（２００ａ、２００ｂ）と、少なくとも２以上の基材２００のそれぞれの少なくとも一方の面の上に形成されたコイルパターン３００（３１０、３２０、３３０、３４０）と、ボディ１００の外部に設けられた外部電極４１０、４２０と、コイルパターン３００の上に形成された絶縁層５００と、ボディ１００の外部に外部電極４１０、４２０から離れて設けられ、ボディ１００の内部の少なくとも２以上の基板２００のそれぞれに形成された少なくとも１つのコイルパターン３００と接続された接続電極７００（７１０、７２０）と、を備えていてもよい。以下の説明に当たっては、本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態の説明と重複する内容についての説明は省略する。

少なくとも２以上の基材２００（２００ａ、２００ｂ）は、ボディ１００の内部に設けられ、ボディ１００の短軸方向に所定の間隔だけ離れて設けられてもよい。すなわち、少なくとも２以上の基材２００は、外部電極４００と直交する方向、すなわち、ボディ１００の厚さ方向に所定の間隔だけ離れて設けられてもよい。また、少なくとも２以上の基材２００のそれぞれには導電性ビア２１０（２１０ａ、２１０ｂ）が形成され、少なくとも一部が除去されて貫通孔２２０（２２０ａ、２２０ｂ）がそれぞれ形成される。このとき、貫通孔２２０ａ、２２０ｂは同じ位置に形成されてもよく、導電性ビア２１０ａ、２１０ｂは同じ位置または異なる位置に形成されてもよい。いうまでもなく、少なくとも２以上の基材２００は、貫通孔２２０だけではなく、コイルパターン３００が形成されていない領域が除去されてボディ１００が充填されてもよい。さらに、少なくとも２以上の基材２００の間にはボディ１００が設けられてもよい。ボディ１００が少なくとも２以上の基材２００の間にも設けられることにより、パワーインダクターの透磁率を向上させることができる。いうまでもなく、少なくとも２以上の基材２００の上に形成されたコイルパターン３００の上に絶縁層５００が形成されているため、基材２００の間にはボディ１００が形成されないこともある。この場合、パワーインダクターの薄肉化を図ることができる。コイルパターン３００（３１０、３２０、３３０、３４０）は、少なくとも２以上の基材２００のそれぞれの少なくとも一方の面、好ましくは、両面に形成されもよい。ここで、コイルパターン３１０、３２０は、第１の基板２００ａの下部及び上部にそれぞれ形成されて第１の基材２００ａに形成された導電性ビア２１０ａにより電気的に接続されてもよい。同様に、コイルパターン３３０、３４０は、第２の基板２００ｂの下部及び上部にそれぞれ形成されて第２の基材２００ｂに形成された導電性ビア２１０ｂにより電気的に接続されてもよい。これらの複数のコイルパターン３００は、基材２００の所定の領域、例えば、中央部の貫通孔２２０ａ、２２０ｂから外側に向かってスパイラル状に形成されてもよく、基材２００の上に形成された２つのコイルパターンが接続されて１つのコイルを構成してもよい。すなわち、１つのボディ１００内に２以上のコイルが形成されてもよい。ここで、基材２００の上側のコイルパターン３１０、３３０及び下側のコイルパターン３２０、３４０は、互いに同じ形状に形成されてもよい。なお、複数のコイルパターン３００が重なり合うように形成されてもよく、上側のコイルパターン３１０、３３０が形成されていない領域に重なり合うように下側のコイルパターン３２０、３４０が形成されてもよい。

外部電極４００（４１０、４２０）は、ボディ１００の両端部に形成されてもよい。例えば、外部電極４００は、ボディ１００の長軸方向に向かい合う２つの側面に形成されてもよい。このような外部電極４００は、ボディ１００のコイルパターン３００と電気的に接続されてもよい。すなわち、複数のコイルパターン３００の少なくとも一方の端部がボディ１００の外側に露出され、外部電極４００が複数のコイルパターン３００の端部と接続されるように形成されてもよい。例えば、外部電極４００は、コイルパターン３１０と接続されるように形成されてもよく、外部パターン４２０は、コイルパターン３４０と接続されるように形成されてもよい。すなわち、外部電極４００は、基材２００ａ、２００ｂの上に形成された１つのコイルパターン３１０、３４０とそれぞれ接続される。

接続電極７００は、外部電極４００が形成されていないボディ１００の少なくとも一方の面の上に形成されてもよい。例えば、外部電極４００が向かい合う第１及び第２の側面に形成され、接続電極７００は外部電極４００が形成されていない第３及び第４の側面にそれぞれ形成されてもよい。このような接続電極７００は、第１の基材２００ａの上に形成されたコイルパターン３１０、３２０の少なくともいずれか１つと、第２の基材２００ｂの上に形成されたコイルパターン３３０、３４０の少なくともいずれか１つとを接続するために設けられる。すなわち、接続電極７１０は第１の基材２００ａの下側に形成されたコイルパターン３２０と、第２の基材２００ｂの上側に形成されたコイルパターン３３０とをボディ１００の外側において接続する。すなわち、外部電極４１０がコイルパターン３１０と接続され、接続電極７１０がコイルパターン３２０、３３０を連結し、外部電極４２０がコイルパターン３４０と接続される。このため、第１及び第２の基材２００ａ、２００ｂの上にそれぞれ形成されたコイルパターン３１０、３２０、３３０、３４０が直列に接続される。一方、接続電極７１０はコイルパターン３２０、３３０を接続するが、接続電極７２０はコイルパターン３００と接続されないが、これは、工程上の便宜のために２つの接続電極７１０、７２０が形成され、１つの接続電極７１０のみがコイルパターン３２０、３３０と接続されるためである。このような接続電極７００は、導電性ペーストにボディ１００を浸漬したり、印刷、蒸着及びスパッタリングを行ったりするなど様々な方法によりボディ１００の一方の側面に形成されてもよい。接続電極７００は、電気伝導性を与えるための金属であり、例えば、金、銀、白金、銅、ニッケル、パラジウム及びこれらの合金よりなる群から選ばれるいずれか一種以上の金属を含んでいてもよい。このとき、接続電極７００の表面に、必要に応じて、ニッケルメッキ層（図示せず）または錫メッキ層（図示せず）がさらに形成されてもよい。

図１２及び図１３は、本発明の第３の実施形態の変形例によるパワーインダクターの断面図である。すなわち、ボディ１００の内部に３つの基材２００（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ）を設け、基材２００のそれぞれの一方の面及び他方の面の上にコイルパターン３００（３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０）をそれぞれ形成し、コイルパターン３１０、３６０は外部電極４１０、４２０と接続されるようにし、コイルパターン３２０、３３０は接続電極７１０と接続されるようにし、コイルパターン３４０、３５０は接続電極７２０と接続されるようにする。このため、３つの基材２００ａ、２００ｂ、２００ｃの上にそれぞれ形成されたコイルパターン３００が接続電極７１０、７２０により直列に接続されてもよい。

上述したように、本発明の第３の実施形態及びその変形例によるパワーインダクターは、少なくとも一方の面にコイルパターン３００がそれぞれ形成された少なくとも２以上の基材２００がボディ１００内に離れて設けられ、異なる基材２００の上に形成されたコイルパターン３００がボディ１００の外部の接続電極７００により接続されることにより、１つのボディ１００内に複数のコイルパターンを形成し、これにより、パワーインダクターの容量を増やすことができる。すなわち、ボディ１００の外部の接続電極７００を用いて異なる基材２００の上にそれぞれ形成されたコイルパターン３００を直列に接続することができ、これにより、同じ面積内のパワーインダクターの容量を増やすことができる。

図１４は、本発明の第４の実施形態によるパワーインダクターの斜視図であり、図１５及び図１６は、図１４のＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’線に沿って切り取った状態の断面図である。なお、図１７は、内部平面図である。

図１４から図１７を参照すると、本発明の第４の実施形態によるパワーインダクターは、ボディ１００と、ボディ１００の内部に水平方向に設けられた少なくとも２以上の基材２００（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ）と、少なくとも２以上の基材２００の少なくとも一方の面の上にそれぞれ形成されたコイルパターン３００（３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０）と、ボディ１００の外部に設けられ、少なくとも２以上の基材２００ａ、２００ｂ、２００ｃの上に形成されたコイルパターン３００とそれぞれ接続される外部電極４００（４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０）と、コイルパターン３００の上に形成された絶縁層５００と、を備えていてもよい。以下の説明に当たっては、以上の実施形態の説明と重複する内容についての説明は省略する。

少なくとも２以上、例えば、３つの基材２００（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ）は、ボディ１００の内部に設けられてもよい。ここで、少なくとも２以上の基材２００は、例えば、ボディ１００の厚さ方向と直交する長軸方向に互いに所定の間隔だけ離れて設けられてもよい。すなわち、本発明の第３の実施形態及びその変形例においては、複数の基材２００がボディ１００の厚さ方向、例えば、垂直方向に配列されているのに対し、本発明の第４の実施形態においては、複数の基材２００がボディ１００の厚さ方向と直交する方向、例えば、水平方向に配列されてもよい。また、複数の基材２００には導電性ビア２１０（２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ）がそれぞれ形成され、少なくとも一部が除去されて貫通孔２２０（２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ）がそれぞれ形成される。いうまでもなく、複数の基材２００は、貫通孔２２０だけではなく、図１７に示すように、コイルパターン３００が形成されていない領域が除去されてボディ１００が充填されてもよい。

コイルパターン３００（３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０）は、複数の基材２００のそれぞれの少なくとも一方の面、好ましくは、両面に形成されてもよい。ここで、コイルパターン３１０、３２０は、第１の基板２００ａの一方の面及び他方の面にそれぞれ形成されて第１の基材２００ａに形成された導電性ビア２１０ａにより電気的に接続されてもよい。また、コイルパターン３３０、３４０は、第２の基板２００ｂの一方の面及び他方の面にそれぞれ形成されて第２の基材２００ｂに形成された導電性ビア２１０ｂにより電気的に接続されてもよい。同様に、コイルパターン３５０、３６０は、第３の基材３００ｃの一方の面及び他方の面にそれぞれ形成されて第３の基材２００ｃに形成された導電性ビア２１０ｃにより電気的に接続されてもよい。これらの複数のコイルパターン３００は、基材２００の所定の領域、例えば、中央部の貫通孔２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃから外側に向かってスパイラル状に形成されてもよく、基材２００の上にそれぞれ形成された２つのコイルパターンが接続されて１つのコイルをなしてもよい。すなわち、１つのボディ１００内に２以上のコイルが形成されてもよい。ここで、基材２００の一方の側のコイルパターン３１０、３３０、３５０と他方の側のコイルパターン３２０、３４０、３６０は互いに同じ形状に形成されてもよい。また、同じ基材２００の上に形成されたコイルパターン３００が重なり合うように形成されてもよく、一方の側のコイルパターン３１０、３３０、３５０が形成されていない領域に重なり合うように他方の側のコイルパターン３２０、３４０、３６０が形成されてもよい。

外部電極４００（４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０）は、ボディ１００の両端部に互いに所定の間隔だけ離れて形成されてもよい。このような外部電極４００は、複数の基材２００の上にそれぞれ形成されたコイルパターン３００と電気的に接続されてもよい。例えば、外部電極４１０、４２０はコイルパターン３１０、３２０とそれぞれ接続され、外部電極４３０、４４０はコイルパターン３３０、３４０とそれぞれ接続され、外部電極４５０、４６０はコイルパターン３５０、３６０とそれぞれ接続されてもよい。すなわち、外部電極４００は、基材２００ａ、２００ｂ、２００ｃの上にそれぞれ形成されたコイルパターン３００とそれぞれ接続される。

上述したように、本発明の第４の実施形態によるパワーインダクターは、１つのボディ１００内に複数のインダクターが実現されてもよい。すなわち、少なくとも２以上の基材２００が水平方向に配列され、その上部にそれぞれ形成されたコイルパターン３００が異なる外部電極４００により接続されることにより、複数のインダクターが並列に設けられてもよく、これにより、１つのボディ１００内に２以上のパワーインダクターが実現される。

図１８は、本発明の第５の実施形態によるパワーインダクターの斜視図であり、図１９及び図２０は、図１８のＡ−Ａ’線及びＢ−Ｂ’線に沿って切り取った状態の断面図である。

図１８から図２０を参照すると、本発明の第５の実施形態によるパワーインダクターは、ボディ１００と、ボディ１００の内部に設けられた少なくとも２以上の基材２００（２００ａ、２００ｂ）と、少なくとも２以上の基材２００のそれぞれの少なくとも一方の面の上に形成されたコイルパターン３００（３１０、３２０、３３０、３４０）と、ボディ１００の向かい合う２つの側面に設けられ、基材２００ａ、２００ｂの上にそれぞれ形成されたコイルパターン３１０、３２０、３３０、３４０とそれぞれ接続された複数の外部電極４００（４１０、４２０、４３０、４４０）と、を備えていてもよい。ここで、２以上の基材２００は、ボディ１００の厚さ方向、例えば、垂直方向に所定の間隔だけ離れて積み重ねられ、それぞれの基材２００の上に形成されたコイルパターン３００は異なる方向に引き出されて外部電極４００とそれぞれ接続される。すなわち、本発明の第４の実施形態において、複数の基材２００が水平方向に配列されているのに対し、本発明の第５の実施形態においては、複数の基材２００が垂直方向に配列される。このため、本発明の第５の実施形態においては、少なくとも２以上の基材２００がボディ１００の厚さ方向に配列され、基材２００の上にそれぞれ形成されたコイルパターン３００が異なる外部電極４００により接続されることにより、複数のインダクターが並列に設けられ、これにより、１つのボディ１００内に２以上のパワーインダクターが実現される。

上述したように、図９から図２０を用いて説明した本発明の第３乃至第５の実施形態においては、ボディ１００内に少なくとも一方の面の上にコイルパターン３００がそれぞれ形成された複数の基材２００がボディ１００の厚さ方向（すなわち、垂直方向）に積み重ねられるか、あるいは、これと直交する方向（すなわち、水平方向）に配列されてもよい。また、複数の基材２００の上にそれぞれ形成されたコイルパターン３００は、外部電極４００と直接または並列に接続されてもよい。すなわち、複数の基材２００のそれぞれに形成されたコイルパターン３００が異なる外部電極４００に接続されて並列に接続されてもよく、複数の基材２００のそれぞれに形成されたコイルパターン３００が同じ外部電極４００に接続されて直列に接続されてもよい。直列に接続される場合、それぞれの基材２００の上にそれぞれ形成されたコイルパターン３００がボディ１００の外部の接続電極７００により接続されてもよい。このため、並列に接続される場合、複数の基材２００のそれぞれに２つの外部電極４００が必要であり、直列に接続される場合、基材２００の数を問わずに２つの外部電極４００が必要であるが、１以上の接続電極７００が必要である。例えば、３つの基材３００の上に形成されたコイルパターン３００が外部電極４００に並列に接続される場合、６つの外部電極４００が必要であり、３つの基材３００の上に形成されたコイルパターン３００が直列に接続される場合、２つの外部電極４００及び少なくとも１つの接続電極７００が必要である。さらに、並列に接続される場合、ボディ１００内に複数のコイルが設けられ、直列に接続される場合、ボディ１００内に１つのコイルが設けられる。

図２１から図２３は、本発明の一実施形態によるパワーインダクターの製造方法を説明するために順番に示す断面図である。

図２１を参照すると、基材２００の少なくとも一方の面、好ましくは、一方の面及び他方の面の上に所定の形状のコイルパターン３１０、３２０を形成する。基材２００は、銅張積層板（ＣＣＬ）または金属磁性体などにより製作されてもよいが、実効透磁率を増やし且つ容量を実現し易い金属磁性体を用いることが好ましい。例えば、基材２００は、含鉄金属合金からなる所定の厚さの金属板の一方の面及び他方の面に銅箔を貼り合わせることにより製作されてもよい。ここで、基材２００は、例えば、中央部に貫通孔２２０が形成され、所定の領域に導電性ビア２１０が形成される。また、基材２００は、貫通孔２２０以外に、外側領域が除去された形状に設けられてもよい。例えば、所定の厚さを有する矩形板状の基材２００の中央部に貫通孔２２０が形成され、所定の領域に導電性ビア２１０が形成され、基材２００の外側の少なくとも一部が除去される。このとき、基材２００の除去される部分は、スパイラル状に形成されたコイルパターン３１０、３２０の外側部分になり得る。さらに、コイルパターン３１０、３２０は、基材２００の所定の領域、例えば、中央部から円形のスパイラル状に形成されてもよい。このとき、基材２００の一方の面の上にコイルパターン３１０を形成した後、基材２００の所定の領域を貫通し且つ導電物質が埋め込まれた導電性ビア２１０を形成し、基材２００の他方の面の上にコイルパターン３２０を形成してもよい。導電性ビア２１０は、レーザーなどを用いて基材２００の厚さ方向にビア孔を形成した後、ビア孔に導電性ペーストを充填して形成してもよい。さらにまた、コイルパターン３１０は、例えば、メッキ工程を用いて形成してもよいが、このために、基材２００の一方の面の上に所定の形状の感光膜パターンを形成し、基材２００上の銅箔をシードとして用いたメッキ工程を行って露出された基材２００の表面から金属層を成長させた後に感光膜を除去することにより形成してもよい。いうまでもなく、コイルパターン３２０は、基材２００の他方の面の上にコイルパターン３１０と同じ方法を用いて形成してもよい。一方、コイルパターン３１０、３２０は、多層に形成されてもよい。コイルパターン３１０、３２０が多層に形成される場合、下層と上層との間に絶縁層が形成され、絶縁層に第２の導電性ビア（図示せず）が形成されて多層コイルパターンが接続されてもよい。このように基材２００の一方の面及び他方の面の上にコイルパターン３１０、３２０をそれぞれ形成した後、コイルパターン３１０、３２０を覆うように絶縁層５００を形成する。絶縁層５００は、パリレンなどの絶縁性高分子物質をコーティングして形成してもよい。好ましくは、絶縁層５００は、パリレンを用いてコーティングすることにより、コイルパターン３１０、３２０の上面及び側面だけではなく、基材２００の上面及び側面にも形成されてもよい。このとき、絶縁層５００は、コイルパターン３１０、３２０の上面及び側面、且つ、基材２００の上面及び側面に同じ厚さに形成されてもよい。すなわち、コイルパターン３１０、３２０が形成された基材２００を蒸着チャンバー内に設けた後にパリレンを気化させて真空チャンバーの内部に供給することにより、コイルパターン３１０、３２０及び基材２００の上にパリレンを蒸着してもよい。例えば、パリレンを気化器において１次的に加熱して気化させてダイマー（ｄｉｍｅｒ）状態にした後、２次的に加熱してモノマー（Ｍｏｎｏｍｅｒ）状態に熱分解し、蒸着チャンバーに連設されたコールドトラップ及び機械的真空ポンプを用いてパリレンを冷却させると、パリレンはモノマー状態からポリマー状態に変換されてコイルパターン３１０、３２０の上に蒸着される。ここで、パリレンを気化させてダイマー状態にするための１次加熱工程は、１００℃〜２００℃の温度及び１。０Ｔｏｒｒの圧力下で行ってもよく、気化されたパリレンを熱分解してモノマー状態にするための２次加熱工程は、４００℃〜５００℃の温度及び０．５Ｔｏｒｒ以上の圧力下で行ってもよい。さらにまた、モノマー状態をポリマー状態にしてパリレンを蒸着するために、蒸着チャンバーは、常温、例えば、２５℃の温度及び０．１Ｔｏｒｒの圧力を保ってもよい。このようにコイルパターン３１０、３２０の上にパリレンをコーティングすることにより、コイルパターン３１０、３２０及び基材２００の段差に沿って絶縁層５００がコーティングされ、これにより、絶縁層５００が均一な厚さに形成可能である。いうまでもなく、絶縁層５００は、エポキシ、ポリイミド及び液晶ポリマーよりなる群から選ばれるいずれか一種以上の物質を含むシートをコイルパターン３１０、３２０の上に密着することにより形成してもよい。

図２２を参照すると、金属粉末１１０、ポリマー１２０及び熱伝導性フィラー１３０を含む材料からなる複数枚のシート１００ａ〜１００ｈを設ける。ここで、金属粉末１１０としては、含鉄（Ｆｅ）金属物質を用いてもよく、ポリマー１２０としては、金属粉末１１０の間を絶縁可能なエポキシ、ポリイミドなどを用いてもよく、熱伝導性フィラー１３０としては、金属粉末１１０の熱を外部に放出可能なＭｇＯ、ＡｌＮ、カーボン系の物質などを用いてもよい。また、金属粉末１１０の表面が磁性体、例えば、金属酸化物磁性体によりコーティングされてもよく、パリレンなどの絶縁性物質によりコーティングされてもよい。ここで、ポリマー１２０は、金属粉末１００ｗｔ％に対して２。０ｗｔ％〜５。０ｗｔ％の含量で含まれてもよく、熱伝導性フィラー１３０は、金属粉末１１０１００ｗｔ％に対して０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％の含量で含まれてもよい。これらの複数枚のシート１００ａ〜１００ｈをコイルパターン３１０、３２０が形成された基材２００の上部及び下部にそれぞれ配置する。一方、複数枚のシート１００ａ〜１００ｈは、熱伝導性フィラー１３０の含量が異なっていてもよい。例えば、基材２００の一方の面及び他方の面から上側及び下側に進むにつれて熱伝導性フィラー１３０の含量が高くなってもよい。すなわち、基材２００に接するシート１００ａ、１００ｄの上側及び下側に配設されるシート１００ｂ、１００ｅの熱伝導性フィラー１３０の含量がシート１００ａ、１００ｄの熱伝導性フィラー１３０の含量よりも高く、シート１００ｂ、１００ｅの上側及び下側に配設されるシート１００ｃ、１００ｆの熱伝導性フィラー１３０の含量がシート１００ｂ、１００ｅの熱伝導性フィラー１３０の含量よりも高くてもよい。このように基材２００から遠ざかるにつれて熱伝導性フィラー１３０の含量が高くなることにより、熱伝達効率をなお一層向上させることができる。一方、本発明の他の実施形態において提示されたように、最上層及び最下層シート１００ａ、１００ｈの上部及び下部に第１及び第２の磁性層６１０、６２０をそれぞれ設けてもよい。第１及び第２の磁性層６１０、６２０は、シート１００ａ〜１００ｈよりも高い透磁率を有する物質により製作されてもよい。例えば、第１及び第２の磁性層６１０、６２０は、シート１００ａ〜１００ｈの透磁率よりも高い透磁率を有するように磁性粉末及びエポキシ樹脂を用いて製作してもよい。なお、第１及び第２の磁性層６１０、６２０に熱伝導性フィラーがさらに含まれてもよい。

図２３を参照すると、基材２００を間に挟んで複数枚のシート１００ａ〜１００ｈを積み重ねて押し付けた後に成形してボディ１００を形成する。こうすることにより、基材２００の貫通孔２２０及び基材２００の除去された部分にボディ１００が充填可能である。また、図示はしないが、このようなボディ１００及び基材２００を単位素子の単位で切断した後、単位素子のボディ１００の両端部にコイルパターン３１０、３２０の引き出された部分と電気的に接続されるように外部電極４００を形成してもよい。外部電極４００は、導電性ペーストにボディ１００を浸漬する方法、ボディ１０の両端部に導電性ペーストを印刷する方法、蒸着及びスパッタリングを行う方法を用いて形成してもよい。ここで、導電性ペーストとしては、外部電極４００に電気伝導性を与える金属物質を用いてもよい。なお、外部電極４００の表面には、必要に応じて、ニッケルメッキ層及び錫メッキ層をさらに形成してもよい。

本発明は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化可能である。すなわち、上記の実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に本発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明の範囲は本願の特許請求の範囲により理解されるべきである。

Claims (23)

1. 金属粉末、ポリマー及び熱伝導性フィラーを含むボディと、
   前記ボディの内部に設けられた少なくとも１つの基材と、
   前記基材の少なくとも一方の面の上に形成された少なくとも１つのコイルパターンと、
   前記コイルパターンと前記ボディとの間に形成された絶縁層と、
   を備えるパワーインダクター。
2. 前記ボディの内部に設けられた少なくとも１つの基材と、
   前記基材の少なくとも一方の面の上に形成された少なくとも１つのコイルパターンと、
   前記コイルパターンと前記ボディとの間に形成された絶縁層と、
   を備え、
   前記基材は、少なくとも一部の領域が除去され、除去された領域に前記ボディが充填されたパワーインダクター。
3. 前記ボディは、金属粉末、ポリマー及び熱伝導性フィラーを含む請求項２に記載のパワーインダクター。
4. 前記金属粉末は、含鉄金属合金粉末を含む請求項１または請求項２に記載のパワーインダクター。
5. 前記金属粉末は、表面に磁性体及び絶縁体の少なくとも一方がコーティングされた請求項４に記載のパワーインダクター。
6. 前記熱伝導性フィラーは、ＭｇＯ、ＡｌＮ、カーボン系の物質よりなる群から選ばれるいずれか一種以上を含む請求項４に記載のパワーインダクター。
7. 前記熱伝導性フィラーは、前記金属粉末１００ｗｔ％に対して０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％の含量で含まれ、０．５μｍ〜１００μｍの大きさを有する請求項６に記載のパワーインダクター。
8. 前記基材は、銅張積層板により形成されるか、あるいは、金属板の両面の上に銅箔が貼り合わせられた請求項１または請求項２に記載のパワーインダクター。
9. 前記基材は、前記コイルパターンの内側領域及び外側領域が除去された請求項８に記載のパワーインダクター。
10. 前記基材は、前記コイルパターンの外側領域の全体が除去されて前記ボディの側面に対して凸状の湾曲面状に形成された請求項９に記載のパワーインダクター。
11. 前記コイルパターンは、前記基材の一方の面及び他方の面にそれぞれ形成され、前記基材内に形成された伝導性ビアを介して互いに接続された請求項８に記載のパワーインダクター。
12. 前記基材の一方の面及び他方の面に形成された前記コイルパターンは同じ高さに形成され、前記基材の厚さに比べて２．５倍以上高く形成された請求項１１に記載のパワーインダクター。
13. 前記絶縁層はパリレンを用いて形成し、前記コイルパターンの上面及び側面に均一な厚さに形成された請求項１または請求項２に記載のパワーインダクター。
14. 前記絶縁層は、前記基材の上に前記コイルパターンの上面及び側面と同じ厚さにさらに形成された請求項１３に記載のパワーインダクター。
15. 前記コイルパターンは、前記ボディの向かい合う２つの辺の中心部から引き出されて前記ボディの外側に形成された外部電極と接続された請求項１３に記載のパワーインダクター。
16. 前記基材は少なくとも２以上設けられ、前記ボディの厚さ方向に積み重ねられた請求項１または請求項２に記載のパワーインダクター。
17. 前記２以上の基材の上にそれぞれ形成されたコイルパターンは、直列または並列に接続された請求項１６に記載のパワーインダクター。
18. 前記２以上の基材の上にそれぞれ形成されたコイルパターンは、前記ボディの外側に設けられた接続電極により直列に接続された請求項１７に記載のパワーインダクター。
19. 前記２以上の基材の上にそれぞれ形成されたコイルパターンは、異なる方向に引き出されて異なる外部電極と接続された請求項１７に記載のパワーインダクター。
20. 前記基材は少なくとも２以上設けられ、前記ボディの厚さ方向と直交する方向に配列された請求項１または請求項２に記載のパワーインダクター。
21. 前記２以上の基材の上にそれぞれ形成されたコイルパターンは、異なる方向に引き出されて異なる外部電極と接続された請求項２０に記載のパワーインダクター。
22. 前記ボディの少なくとも１つの領域に設けられ、前記ボディの透磁率よりも高い透磁率を有する磁性層をさらに備える請求項１または請求項２に記載のパワーインダクター。
23. 前記磁性層は、熱伝導性フィラーを含んで形成された請求項２２に記載のパワーインダクター。