JP2019046993A - インダクタ部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】薄型化が進んでも、インダクタンス値のばらつきを低減できるインダクタ部品を提供する。【解決手段】インダクタ部品は、平面上に巻回されたスパイラル配線と、スパイラル配線が巻回された平面に対する法線方向の両側からスパイラル配線を挟む位置にある第１磁性層および第２磁性層と、スパイラル配線から法線方向に延在し、第１磁性層および第２磁性層の内の少なくとも第１磁性層の内部を貫通する垂直配線と、少なくとも第１磁性層の内部を貫通してその表面から露出する垂直配線の端面を覆う外部端子とを有する。第１磁性層は、第２磁性層と比べて、その表面の外部端子の面積が大きく、第１磁性層の厚みをＡとし、第２磁性層の厚みをＢとしたとき、Ａ／（（Ａ＋Ｂ）／２）が０．６以上でかつ１．６以下となる。【選択図】図２

Description

本発明は、インダクタ部品に関する。
近年、ノートブック、スマートフォン、デジタルＴＶなどの電子機器の小型化や薄型化が進んでいる。これに伴い、電子機器に搭載されるインダクタ部品にも、実装面積を小さくできる表面実装型で、小型で、薄型な部品が求められている。
例えば、ＩＣパッケージ内に電圧レギュレータのシステムを統合し、省電力化と小型化を図る技術としてＩＶＲ技術がある。本技術の実現のためには、ＩＣパッケージに内蔵可能な小型、薄型なパワーインダクタ化が必要となる。
また、スマートカードでは、カード内に電圧レギュレータやバッテリーチャージャーなどを備えつつ、カード厚みを０．７６ｍｍとする必要がある（ＩＳＯ／ＩＥＣ ７８１０規定）。そのため、薄いカードにも、搭載可能な薄型なインダクタが必要となる。
従来、表面実装型の薄型インダクタ部品として、特許第６０２４２４３号公報（特許文献１）に記載されたものがある。インダクタ部品は、プリント基板の平面上に巻回されたスパイラル配線と、スパイラル配線を挟む位置にある第１磁性層および第２磁性層とを備える。つまり、プリント基板の上下面にスパイル配線を形成し、その周りを磁性材料で充填することで磁気抵抗を低減し、インダクタンスの取得効率が高いインダクタ部品を実現している。
特許第６０２４２４３号公報
ところで、さらなる薄型化を進めていく場合、製造時のばらつきの影響が一段と大きくなる。具体的には、薄型化によりインダクタ部品各部の厚みが小さくなるが、各部の厚みのばらつき量は、薄型化しても小さくなるとは限らない。例えば、従来技術では、第１磁性層および第２磁性層の厚みは、表面を研削して調整されているが、研削精度はインダクタ部品の厚みではなく、設備や製造プロセスに依存する。よって、この場合、薄型化によって、第１磁性層および第２磁性層の厚みのばらつきは相対的に大きくなる。
前述のとおり、第１磁性層や第２磁性層の厚みは、インダクタンスの取得効率に影響するため、これらの厚みのばらつきが大きくなると、インダクタ部品のインダクタンス値のばらつきが大きくなってしまう。
そこで、本開示の課題は、薄型化が進んでも、インダクタンス値のばらつきを低減できるインダクタ部品を提供することにある。
前記課題を解決するため、本開示の一態様であるインダクタ部品は、
平面上に巻回されたスパイラル配線と、
前記スパイラル配線が巻回された平面に対する法線方向の両側から前記スパイラル配線を挟む位置にある第１磁性層および第２磁性層と、
前記スパイラル配線から前記法線方向に延在し、前記第１磁性層および前記第２磁性層の内の少なくとも前記第１磁性層の内部を貫通する垂直配線と、
前記第１磁性層および前記第２磁性層の内の少なくとも前記第１磁性層の表面に設けられ、前記垂直配線の端面を覆う外部端子と
を備え、
前記法線方向からみた前記外部端子の面積に関して、前記第１磁性層は、前記第２磁性層よりも大きく、
前記第１磁性層の厚みをＡとし、前記第２磁性層の厚みをＢとしたとき、Ａ／（（Ａ＋Ｂ）／２）が０．６以上でかつ１．６以下となる。
本開示のインダクタ部品によれば、第１磁性層の厚みと第２磁性層の厚みとの相対関係に比較的余裕があるため、例えば、研削によっても調整可能である。また、後述するように、インダクタンス値への影響も小さい。
したがって、薄型化が進んでも、インダクタンス値のばらつきを低減できる。なお、本願において「スパイラル配線」とは、平面状に形成された曲線（２次元曲線）であって、ターン数が１周未満の曲線であってもよく、一部直線部を有していてもよい。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記第１磁性層の厚みは、前記第２磁性層の厚みよりも厚い。
前記実施形態によれば、第１磁性層の厚みは、第２磁性層の厚みよりも厚いので、インダクタンスの狭偏差化を図ることができる。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記第１磁性層の厚みと前記第２磁性層の厚みは、それぞれ、１０μｍ以上である。
前記実施形態によれば、第１磁性層の厚みと第２磁性層の厚みは、それぞれ、１０μｍ以上であるので、第１、第２磁性層からスパイル配線が露出することを抑制できる。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記スパイラル配線は、銅または銅化合物からなる導体である。
前記実施形態によれば、スパイラル配線の直流抵抗を下げることができる。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記スパイラル配線は、無機フィラーおよび有機樹脂からなる絶縁樹脂に覆われている。
前記実施形態によれば、スパイラル配線の配線間を狭ギャップにしても、確実に絶縁性を確保できるため、信頼性の高いインダクタ部品を提供できる。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記インダクタ部品の厚みは、０．３５ｍｍ以下である。
前記実施形態によれば、スマートカードなどの薄さが要求されるアプリケーションに対しても十分に搭載可能となる。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記スパイラル配線の厚みは、（Ａ＋Ｂ）/２より厚く、かつ、２（Ａ＋Ｂ）より薄い。
前記実施形態によれば、薄型にしても、スパイラル配線の直流抵抗を低減しつつ、インダクタンスを確保できる。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記インダクタ部品の厚みは、０．２ｍｍ以下である。
前記実施形態によれば、薄型のインダクタ部品でも、スパイラル配線の直流抵抗を低減しつつ、インダクタンスを確保できる。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記第２磁性層の透磁率は、前記第１磁性層の透磁率よりも高い。
前記実施形態によれば、インダクタンスの取得効率を高くできる。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記垂直配線は、前記第２磁性層の内部には存在しない。
前記実施形態によれば、透磁率が第１磁性層よりも高い第２磁性層において、磁性材の体積が減る垂直配線を形成しないことで、インダクタンスの取得効率が上がる。また、第２磁性層は第１磁性層よりも加工による影響が大きいため、第２磁性層の内部に垂直配線を形成しないことで、歩留まりを高くできる。
また、インダクタ部品の一実施形態では、
前記第１磁性層は、ＦｅＳｉ系もしくはＦｅＣｏ系もしくはＦｅＡｌ系合金もしくはそれらのアモルファス合金からなる無機フィラーと、エポキシもしくはポリイミドもしくはフェノール系の有機樹脂とのコンポジット材料であり、
前記無機フィラーの含有率は、前記有機樹脂に対して５０ｖｏｌ％以上あり、前記無機フィラーは、略球形である。
前記実施形態によれば、第１磁性層は、無機フィラーと有機樹脂のコンポジット材料であり、無機フィラーの含有率は、５０ｖｏｌ％以上あるので、第１磁性層に垂直配線を設けても、磁気特性と加工性を両立できる。また、無機フィラーは、略球形であるので、第１磁性層に垂直配線を設けるとき、垂直配線が滑って第１磁性層に充填されやすくなる。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間の少なくとも一部において、前記第１磁性層および前記第２磁性層と比較して磁性粉の量が少ない領域が存在する。
前記実施形態によれば、第１磁性層と第２磁性層との間に磁性粉の量が少ない領域が存在するので、第１磁性層と第２磁性層との間の密着性が向上し、インダクタ部品の磁性層の強度を向上させることができる。または、磁性粉の存在量が少ない領域を設けることで、磁気飽和特性が向上し得る。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記領域の厚みが０．５μｍ以上３０μｍ以下である。
前記実施形態によれば、薄型化しつつ、インダクタ部品の磁性層の強度を向上させることができ、または、磁気飽和特性が向上し得る。
また、インダクタ部品の一実施形態では、
前記スパイラル配線は、複数あり、
前記複数個のスパイラル配線間において、前記スパイラル配線同士を直列に接続するビア導体をさらに備え、
前記ビア導体を含む前記ビア導体と同一層は、導体、無機フィラーおよび有機樹脂のみを含む。
前記実施形態によれば、ビア導体と同一層は、ある程度の厚みが必要なガラスクロスなどの基材を含まないので、薄型化を可能にしつつ、電気的特性に寄与しない部分が相対的に減少することで、同じ厚みであっても電気的特性を向上させることができる。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記ビア導体と同一層の厚みは、１μｍ以上でかつ２０μｍ以下である。
前記実施形態によれば、ビア導体と同一層の厚みは、１μｍ以上であるので、スパイラル配線間のショートを確実に防ぐことができ、ビア導体と同一層の厚みは、２０μｍ以下であるので、薄型のインダクタ部品を提供できる。
また、インダクタ部品の一実施形態では、前記無機フィラーは、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＣo合金、ＦｅＡｌ合金、それらのアモルファス合金およびＳｉＯ２のうちの少なくとも一つからなり、前記無機フィラーの平均粒径は、５μｍ以下である。
前記実施形態によれば、高周波での損失の低減や、絶縁性の確保を図ることができる。
本開示の一態様であるインダクタ部品によれば、薄型化が進んでも、インダクタンス値のばらつきを低減できる。
第１実施形態に係るインダクタ部品を示す透視平面図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品を示す断面図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の第１のシミュレーション結果を示すグラフある。 第１実施形態に係るインダクタ部品の第２のシミュレーション結果を示すグラフある。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第２実施形態に係るインダクタ部品を示す断面図である。 第２実施形態に係るインダクタ部品を示す拡大断面図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品を示す透視平面図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品を示す断面図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 第３実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。
以下、本開示の一態様を図示の実施の形態により詳細に説明する。
（第１実施形態）
（構成）
図１は、インダクタ部品の第１実施形態を示す透視平面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ断面図である。
インダクタ部品１は、例えば、パソコン、ＤＶＤプレーヤー、デジカメ、ＴＶ、携帯電話、カーエレクトロニクスなどの電子機器に搭載され、例えば全体として直方体形状の部品である。ただし、インダクタ部品１の形状は、特に限定されず、円柱状や多角形柱状、円錐台形状、多角形錐台形状であってもよい。
図１と図２に示すように、インダクタ部品１は、磁性層１０と、絶縁層１５と、スパイラル配線２１と、垂直配線５１〜５３と、外部端子４１〜４３と、被覆膜５０とを有する。
スパイラル配線２１は、導電性材料からなり、平面上に巻回されている。スパイラル配線２１が巻回された平面に対する法線方向を、図中、Ｚ方向（上下方向）とし、以下では、順Ｚ方向を上側、逆Ｚ方向を下側とする。なお、Ｚ方向は他の実施形態、実施例においても同様とする。スパイラル配線２１は、上側からみて、内周端２１ａから外周端２１ｂに向かって時計回り方向に渦巻状に巻回されている。
磁性層１０は、磁性材料からなり、第１磁性層１１と、第２磁性層１２と、内磁路部１３と、外磁路部１４とによって構成される。第１磁性層１１および第２磁性層１２は、Ｚ方向（スパイラル配線２１が巻回された平面に対する法線方向）両側からスパイラル配線２１を挟む位置にある。具体的には、第１磁性層１１はスパイラル配線２１の上側、第２磁性層１２はスパイラル配線２１の下側に位置している。内磁路部１３、外磁路部１４は、図１に示すように、それぞれスパイラル配線２１の内側、外側に配置され、かつ図２に示すように第１磁性層１１および第２磁性層１２に接続されている。このように、磁性層１０はスパイラル配線２１に対して閉磁路を構成している。なお、図では、第１磁性層１１、第２磁性層１２、内磁路部１３、外磁路部１４は、区別して描かれているが、磁性層１０として一体化していてもよい。
絶縁層１５は、絶縁性材料からなり、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間に配置され、該絶縁層１５には、スパイラル配線２１が埋め込まれている。絶縁層１５は、無機フィラーおよび有機樹脂からなる絶縁樹脂である。絶縁層１５によってスパイラル配線２１を覆うことで、スパイラル配線２１の配線間を狭ギャップにしても、確実に絶縁性を確保できるため、信頼性の高いインダクタ部品を提供できる。なお、図１では、磁性層１０および絶縁層１５を透明にした図で示しているが、磁性層１０および絶縁層１５は透明、半透明、不透明のいずれであってもよいし、着色されていてもよい。
垂直配線５１〜５３は、導電性材料からなり、スパイラル配線２１からＺ方向に延在し、第１磁性層１１または第２磁性層１２の内部を貫通している。垂直配線５１〜５３は、スパイラル配線２１からＺ方向に延在し、絶縁層１５の内部を貫通するビア導体２５と、ビア導体２５からＺ方向に延在し、第１磁性層１１または第２磁性層１２の内部を貫通する柱状配線３１〜３３とを含む。
第１垂直配線５１は、スパイラル配線２１の内周端２１ａの上面から上側に延在するビア導体２５と、該ビア導体２５から上側に延在し、第１磁性層１１の内部を貫通する第１柱状配線３１とを含む。第２垂直配線５２および第３垂直配線５３は、スパイラル配線２１を挟んだＺ方向の両側のそれぞれに存在する。第２垂直配線５２は、スパイラル配線２１の外周端２１ｂの上面から上側に延在するビア導体２５と、該ビア導体２５から上側に延在し、第１磁性層１１の内部を貫通する第２柱状配線３２とを含む。第３垂直配線５３は、スパイラル配線２１の外周端２１ｂの下面から下側に延在するビア導体２５と、該ビア導体２５から下側に延在し、第２磁性層１２の内部を貫通する第３柱状配線３３とを含む。
外部端子４１〜４３は、導電性材料からなり、第１磁性層１１および第２磁性層１２の表面に設けられている。外部端子４１〜４３は、それぞれ、垂直配線５１〜５３の端面を覆っている。なお、「表面」とは、インダクタ部品１の外側を向く主面であり、第１磁性層１１の表面は上面であり、第２磁性層１２の表面は下面である。第１外部端子４１は、第１磁性層１１の上面に設けられ、該上面から露出する垂直配線５１（第１柱状配線３１）の端面を覆っている。第２外部端子４２および第３外部端子４３は、スパイラル配線２１を挟んだＺ方向の両側のそれぞれに存在する。第２外部端子４２は、第１磁性層１１の上面に設けられ、該上面から露出する垂直配線５２（第２柱状配線３２）の端面を覆っている。第３外部端子４３は、第２磁性層１２の下面に設けられ、該下面から露出する垂直配線５３（第３柱状配線３３）の端面を覆っている。
外部端子４１〜４３には、好ましくは、防錆処理が施されている。ここで、防錆処理とは、ＮｉおよびＡｕ、または、ＮｉおよびＳｎなどで被膜することである。これにより、はんだによる銅喰われや、錆びを抑制することができ、実装信頼性の高いインダクタ部品１を提供できる。
被覆膜５０は、絶縁性材料からなり、図２に示すように、第１磁性層１１の上面および第２磁性層１２の下面を覆い、垂直配線５１〜５３および外部端子４１〜４３の端面を露出させている。なお、図１では、被覆膜５０を省略して描いている。
法線方向（Ｚ方向）からみた外部端子４１〜４３の面積に関して、第１磁性層１１は、第２磁性層１２よりも大きい。具体的に述べると、第１磁性層１１の表面に設けられた外部端子４１，４２の総面積が、第２磁性層１２の表面に設けられた外部端子４３の総面積よりも大きい。なお、第１磁性層１１と第２磁性層１２のうちの第１磁性層１１のみに外部端子を設けてもよく、このとき、当然に、外部端子の面積において、第１磁性層１１は第２磁性層１２よりも大きくなる。
第１磁性層１１の厚みをＡとし、第２磁性層１２の厚みをＢとしたとき、Ａ／（（Ａ＋Ｂ）／２）が０．６以上でかつ１．６以下となる。これによれば、第１磁性層１１の厚みと第２磁性層１２の厚みとの相対関係に比較的余裕があるため、例えば、研削によっても調整可能である。また、インダクタンス値への影響も小さい。したがって、薄型化が進んでも、インダクタンス値のばらつきを低減できる。
このとき、インダクタ部品１の厚みは、好ましくは、０．３５ｍｍ以下である。したがって、スマートカードなどの薄さが要求されるアプリケーションに対しても十分に搭載可能となる。
また、第１磁性層１１の厚みは、好ましくは、第２磁性層１２の厚みよりも厚い。したがって、第１磁性層１１側の外部端子４１，４２を実装基板のランドパターンに接続したとき、ランドパターンへの磁束の漏れを低減し、ランドパターンの導体内で渦電流を低減し、渦電流によるインダクタンス低下を抑制できる。
また、スパイラル配線２１の厚みは、好ましくは、（Ａ＋Ｂ）/２より厚く、かつ、２（Ａ＋Ｂ）より薄い。したがって、薄型にしても、スパイラル配線２１の直流抵抗を低減しつつ、インダクタンスを確保できる。具体的に述べると、コンバータ用途に使用されるパワーインダクタは、直流抵抗が大きくなると、コンバータの電力損失が大きくなり、効率を低下させることに繋がるため、スパイラル配線２１の断面積を大きくする必要がある。つまり、スパイラル配線２１の厚みが十分に厚いことが望まれる。一方、スパイラル配線２１の厚みを厚くし過ぎると、薄型のインダクタ部品１の場合、十分なインダクタンスを確保するために、必要な磁性層１１，１２の厚みを確保できなくなることから、厚すぎても好ましくなく、本範囲内で形成されることにより、薄型のインダクタ部品１を想定したときに所望の特性を得やすい。
このとき、インダクタ部品１の厚みは、好ましくは、０．２ｍｍ以下である。したがって、薄型のインダクタ部品１でも、スパイラル配線２１の直流抵抗を低減しつつ、インダクタンスを確保できる。
前記インダクタ部品１によれば、垂直配線５１〜５３が、スパイラル配線２１からＺ方向に延在し、第１磁性層１１または第２磁性層１２の内部を貫通する。より具体的には、垂直配線５１〜５３は、スパイラル配線２１からＺ方向に延在し、絶縁層１５の内部を貫通するビア導体２５と、ビア導体２５からＺ方向に延在し、第１磁性層１１または第２磁性層１２の内部を貫通する柱状配線３１〜３３と、を含む。
すなわち、インダクタ部品１では、スパイラル配線２１から直接Ｚ方向に配線が引き出されている。これは、スパイラル配線２１が、インダクタ部品の上面側または下面側に最短距離で引き出されていることを意味し、基板配線がインダクタ部品１の上面側または下面側から接続される３次元実装において、不要な配線引き回しを低減できることを意味する。したがって、インダクタ部品１は、３次元実装に十分に対応できる構成を有しており、回路設計の自由度を向上できる。
また、インダクタ部品１では、スパイラル配線２１から側面方向に配線が引き出されないため、Ｚ方向から見たインダクタ部品１の面積、すなわち実装面積の低減を実現することができる。したがって、インダクタ部品１は、表面実装および３次元実装のいずれにおいても求められる実装面積の低減も実現でき、回路設計の自由度を向上できる。
また、インダクタ部品１では、柱状配線３１〜３３は、磁性層１０の内部を貫通し、スパイラル配線２１が巻回された平面に対して法線方向に延在する。この場合、柱状配線３１〜３３においては、電流はスパイラル配線２１が巻回された平面に沿った方向に流れず、Ｚ方向に流れる。
ここで、インダクタ部品１のサイズが小さくなると、相対的に磁性層１０も小さくなるが、特に内磁路部１３では磁束密度が高くなり、磁気飽和しやすくなる。しかし、柱状配線３１〜３３に流れるＺ方向の電流による磁束は、内磁路部１３を通らないので、磁気飽和特性、すなわち直流重畳特性への影響を低減できる。一方で、従来技術のように、スパイラル配線から引出部によって側面側（スパイラル配線が巻回された平面に沿った方向側）に配線を引き出した場合は、引出部に流れる電流により発生する磁束の一部は内磁路部や外磁路部を通過してしまうため、磁気飽和特性、直流重畳特性への影響を避けることができない。
なお、柱状配線３１〜３３が第１磁性層１１または第２磁性層１２の内部を貫通するため、スパイラル配線２１から配線を引き出す際に磁性層１０の開口箇所を小さくすることができ、容易に閉磁路構造を取ることができる。これにより、基板側へのノイズ伝播を抑制することができる。
さらに、インダクタ部品１では、垂直配線５１〜５３は、スパイラル配線２１を挟んだＺ方向の両側のそれぞれに位置するので、スパイラル配線２１を挟んだＺ方向の両側のそれぞれに配線を引き出すことができる。具体的には、例えば、インダクタ部品１では、外部端子４１〜４３は、スパイラル配線２１を挟んだＺ方向の両側のそれぞれに位置する。この場合、例えば、インダクタ部品１の上下面側から基板配線が接続することができる３次元実装に対して、基板配線の接続方法の選択肢を広げることができ、好適となる。
さらに、スパイラル配線２１は磁性層１０に沿った平面上に巻回されているため、薄型化に対しても内磁路部１３を大きく取ることができ、磁気飽和特性の高い薄型のインダクタ部品１を提供できる。これに対して、例えば、スパイラル配線が磁性層１０に沿った平面に対して垂直に巻回されたインダクタ部品を用いると、インダクタ部品の更なる薄型化、すなわち基板の厚み方向の薄型化に対し、コイル径＝磁性層の面積が縮小する。これにより、磁気飽和特性が悪化して、インダクタへの十分な通電ができない。
なお、垂直配線５１〜５３および外部端子４１〜４３は、第１磁性層１１のみに形成してもよい。また、第１磁性層１１または第２磁性層１２の表面に設けられ、スパイラル配線２１と電気的に接続されていない外部端子としてのダミー端子を設けてもよい。ダミー端子は導電性であり、すなわち熱伝導率が高いため、放熱性が向上して、信頼性の高い（高環境耐性の）インダクタ部品１を提供できる。例えば、ダミー端子が、基板（埋め込み型の基板を含む）の基板配線に接続された場合は、ダミー端子から基板配線を通る放熱経路が構成されるため、さらに放熱性が向上する。また、ダミー端子が接地されている場合、例えば、ダミー端子が、基板配線の接地線に接続されている場合、ダミー端子が静電シールドを構成することで、静電気が外部回路に伝搬することを抑制でき、ノイズによる誤動作などを防ぐことができる。また、インダクタ部品１を表面実装する場合、ダミー端子をインダクタ部品１の姿勢の安定に利用できる。
さらに、インダクタ部品１は、図２に示すように、第１磁性層１１または第２磁性層１２の表面を覆い、垂直配線５１〜５３の端面を露出させる被覆膜５０を備えている。ここで、上記「露出」には、インダクタ部品１の外方への露出だけでなく、他の部材への露出も含めている。
具体的に述べると、第１磁性層１１の上面において、被覆膜５０は、外部端子４１，４２を除く領域を覆っている。第２磁性層１２の下面において、被覆膜５０は、外部端子４３を除く領域を覆っている。このように、外部端子４１〜４３と接続する垂直配線５１〜５３の端面は、被覆膜５０から露出している。したがって、隣り合う外部端子４１，４２（垂直配線５１，５２）の間の絶縁を確実にとることができる。これにより、インダクタ部品１の耐圧性や耐環境性を確保することができる。また、被覆膜５０の形状によって、磁性層１０の表面に形成される外部端子４１〜４３の形成領域を任意に設定できるようになることから、実装時の自由度を上げることができるとともに、外部端子４１〜４３を容易に形成できる。
なお、インダクタ部品１では、図２に示すように、外部端子４１〜４３の表面は、第１磁性層１１または第２磁性層１２の表面よりも、Ｚ方向の外側に位置する。具体的には、外部端子４１〜４３は、被覆膜５０に埋め込まれており、外部端子４１〜４３の表面は、第１磁性層１１または第２磁性層１２の表面と同一平面となっていない。このとき、磁性層１０の表面と外部端子４１〜４３の表面との位置関係を独立に設定することができ、外部端子４１〜４３の厚みの自由度を上げることができる。この構成によれば、インダクタ部品１における外部端子４１〜４３の表面の高さ位置を調整することができ、例えば、インダクタ部品１が基板に埋め込まれた際に、他の埋め込み部品の外部端子の高さ位置と合わせ込むことが可能となる。よって、インダクタ部品１を用いることにより、基板のビア形成時のレーザの焦点合わせ工程を合理化することができ、基板の製造効率を向上できる。
さらに、インダクタ部品１では、図１に示すように、Ｚ方向からみて、垂直配線５１〜５３（柱状配線３１〜３３）の端面を覆う外部端子４１〜４３の面積は、垂直配線５１〜５３（柱状配線３１〜３３）の面積よりも大きい。したがって、実装時の接合面積が大きくなり、インダクタ部品１の実装信頼性が向上する。また、基板に実装する時に基板配線とインダクタ部品１との接合位置について、アライメントマージンを確保することができ、実装信頼性を高めることができる。なお、このとき、柱状配線３１〜３３の体積に関わらず、実装信頼性を向上できるため、柱状配線３１〜３３のＺ方向から見た断面積を小さくすることにより、第１磁性層１１または第２磁性層１２の体積の減少を抑制し、インダクタ部品１の特性低下を抑制することができる。
スパイラル配線２１、垂直配線５１〜５３（ビア導体２５、柱状配線３１〜３３）、外部端子４１〜４３は、好ましくは、銅または銅化合物からなる導体である。これにより、安価で直流抵抗を低減できるインダクタ部品１を提供できる。また、銅を主体とすることで、スパイラル配線２１、垂直配線５１〜５３、外部端子４１〜４３間の接合力や導電性の向上を図ることもできる。
なお、インダクタ部品１では、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間に配置され、スパイラル配線２１が埋め込まれた絶縁層１５を備える。これにより、インダクタ部品１では、配線間のスペースが非常に狭い場合であっても、配線間において金属磁性体などの磁性材料を介した電気的な短絡経路ができる可能性を除くことができるので信頼性の高いインダクタ部品を提供することができる。ただし、絶縁層１５が、磁性材料からなることで、磁性層１０の一部となっていてもよい。絶縁層１５が磁性層１０の一部である場合は、同じチップサイズで考えると、磁性層１０のボリュームが増えることから、インダクタンス値を高くすることができる。なお、この場合、垂直配線５１〜５３は、ビア導体２５と柱状配線３１〜３３とが一体化され、区別されない構成であってもよい。
インダクタ部品１は、１つのスパイラル配線を有するが、この構成に限られず、同一平面上に巻回された２つ以上のスパイラル配線を備えていてもよい。
ただし、インダクタ部品１では外部端子４１〜４３の形成自由度が高いため、外部端子の数が多いインダクタ部品において、その効果はより一層顕著となる。
（実施例）
次に、インダクタ部品１の実施例について説明する。
スパイラル配線２１、垂直配線５１〜５３（ビア導体２５、柱状配線３１〜３３）、外部端子４１〜４３は、例えばＣｕ、Ａｇ、Ａｕなどの低抵抗な金属によって構成される。好ましくは、ＳＡＰ（Semi Additive Process；セミアディティブ工法）によって形成される銅めっきを用いることで、低抵抗でかつ狭ピッチなスパイラル配線２１を安価に形成できる。なお、スパイラル配線２１、垂直配線５１〜５３、外部端子４１〜４３は、ＳＡＰ以外のめっき工法、スパッタリング法や蒸着法、塗布法などで形成してもよい。
本実施例においては、スパイラル配線２１、垂直配線５１〜５３は、ＳＡＰによる銅めっきで形成され、外部端子４１〜４３は、無電解Ｃｕめっきで形成される。なお、スパイラル配線２１、垂直配線５１〜５３（ビア導体２５、柱状配線３１〜３３）、外部端子４１〜４３を全て同じ工法で形成してもよい。
磁性層１０（第１磁性層１１、第２磁性層１２、内磁路部１３および外磁路部１４）は、例えば、磁性材料の粉末を含有する樹脂からなり、好ましくは、略球形の金属磁性材料を含む。したがって、磁性材料の磁路の充填性を良くできる。これにより、磁路を小さくでき、小型なインダクタ部品１を提供することができる。ただし、磁性層は、フェライトなどの磁性材料の粉末を含有する樹脂であってもよいし、フェライト基板や磁性材料のグリーンシートを焼結したものであってもよい。
本実施例においては、磁性層１０を構成する樹脂は、例えば、エポキシ系樹脂、ビスマレイミド、液晶ポリマ、ポリイミドからなる有機絶縁材料である。また、磁性層１０の磁性材料の粉末は、平均粒径５μｍ以下の金属磁性体である。金属磁性体は、例えば、ＦｅＳｉＣｒなどのＦｅＳｉ系合金、ＦｅＣｏ系合金、ＮｉＦeなどのＦｅ系合金、または、それらのアモルファス合金である。磁性材料の含有率は、好ましくは、磁性層１０全体に対して５０vol％以上８５vol％以下である。
上記のように、平均粒径が５μｍ以下と粒径の小さい磁性材料を使うことで、金属磁性体に発生する渦電流を抑制することができ、数十ＭＨｚといった高周波でも損失の小さいインダクタ部品１を得ることができる。
また、Ｆｅ系の磁性材料を使うことで、フェライトなどよりも大きな磁気飽和特性を得ることができる。
また、磁性材料の充填量を５０vol％以上にすることで透磁率を高くすることができ、所望のインダクタンス値の取得に必要なスパイラル配線のターン数を低減できるため、直流抵抗と近接効果による高周波での損失を低減できる。さらに、充填量が８５vol％以下の場合、磁性材料に対して有機絶縁樹脂のボリュームが十分大きく、磁性材料の流動性を確保できるため、充填性が向上し、実効透磁率や、磁性材料自体の強度を向上できる。
一方、低周波で使う場合、渦電流損を高周波程気にする必要がなくなるため、金属磁性体の平均粒径を大きくし、より高透磁率にしてもよい。例えば、平均粒径が１００〜３０μｍの大粒と、大粒間の隙間を充填するようにいくつかの小粒（１０μｍ以下）とが混在するような磁性材料が好ましい。こうすることで充填量を高くし、１〜１０ＭＨｚといった周波数で高透磁率の磁性材料を実現できる。ただし、１ＭＨｚ以上の周波数では、渦電流損の影響を抑制するため、比透磁率は７０以下であることが好ましい。
本実施例においては、被覆膜５０は、ポリイミド、フェノール、エポキシ樹脂などの有機絶縁樹脂からなる感光性レジストやソルダーレジストで形成されている。
また、外部端子４１〜４３の表面に施される防錆処理は、Ｎｉ、Ａｕ、Ｓｎなどのめっきである。
絶縁層１５は、例えば、平均粒径０．５μｍ以下のＳｉＯ２フィラーを含有する樹脂からなる。ただし、絶縁層１５において、フィラーは必須構成ではない。スパイラル配線２１の周りは本実施例のように絶縁層１５により被覆されており、スパイラル配線２１と磁性材料が接触しない構成をとっているが、磁性材料自体が絶縁性を持つことから、必ずしも絶縁層１５で被膜する必要はない。
絶縁層１５で被覆をしない場合は、同じチップサイズで考えると磁性材料のボリュームが増えることでインダクタンス値を高くすることができる。一方、本実施例のように絶縁層１５でスパイラル配線２１を被覆すると、スパイラル配線２１の配線間スペースが非常に狭い場合、スパイラル配線２１の配線間において金属磁性体を介した電気的にショートするパスができる可能性を除くことができ、信頼性の高いインダクタ部品１を提供することができる。
本実施例において、スパイラル配線２１の配線幅は６０μｍ、配線間スペースは１０μｍ、配線厚みは７０μｍである。
なお、配線間スペースは２０μｍ以下３μｍ以上が好ましい。配線間スペースを２０μｍ以下にすることで配線幅を大きくとることができるので、直流抵抗を下げることができる。配線間スペースを３μｍ以上にすることで配線間の絶縁性が十分に保てる。
また、配線厚みは４０μｍ以上１２０μｍ以下が好ましい。配線厚みを４０μｍ以上にすることで直流抵抗を十分に下げることができる。配線厚みを１２０μｍ以下にすることで配線アスペクトを極端に大きくすることがなくなり、プロセスばらつきを抑制することができる。
スパイラル配線２１と第１磁性層１１との間、スパイラル配線２１と第２磁性層１２との間にある絶縁層１５の厚みは１０μｍであり、内磁路部１３とスパイラル配線２１との間にある絶縁層１５の厚みは、２５μｍである。
なお、スパイラル配線２１と第１磁性層１１、第２磁性層１２との間にある絶縁層１５の幅は３μｍ以上２０μｍ以下が好ましい。３μｍ以上距離をとることでスパイラル配線２１と第１磁性層１１、第２磁性層１２が接触することを確実に防ぐことができ、２０μｍ以下にすることでインダクタ部品１の薄型化が実現できる。
内磁路部１３とスパイラル配線２１との間にある絶縁層１５の幅は３μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。３μｍ以上距離をとることでスパイラル配線２１と内磁路部１３が接触することを確実に防ぐことができ、４５μｍ以下にすることで内磁路部１３あるいは外磁路部１４を広くとることができるので磁気飽和特性を向上し、インダクタンス値を高くとることができる。
スパイラル配線２１のターン数は本実施形態では、２．５ターンである。ターン数は５ターン以下が好ましい。ターン数が５ターン以下であれば５０ＭHzから１５０ＭＨｚといった高周波スイッチング動作に対して近接効果の損失を小さくすることできる。一方、１ＭＨｚといった低周波スイッチング動作で使用する場合は２．５ターン以上が好ましい。ターン数を多くすることで、インダクタンスを高くし、インダクタリップル電流を小さくできる。
本実施形態では、第１磁性層１１の厚みを１１７．５μｍとし、第２磁性層１２の厚みを６７．５μｍとしている。第１磁性層１１、第２磁性層１２の厚みは、それぞれ、１０μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。第１、第２磁性層１１，１２の厚みが薄すぎると第１、第２磁性層１１，１２の研削時にプロセスばらつきによりスパイラル配線２１が露出してしまう恐れがある。また、第１、第２磁性層１１，１２に含まれる磁性材料の平均粒径に対して、第１、第２磁性層１１，１２の厚みが薄いと脱粒による実効透磁率の低下が大きい。第１、第２磁性層１１，１２の厚みを２００μｍ以下にするとインダクタ部品の薄膜化が実現できる。
また、本実施形態の通り、第１、第２磁性層１１，１２の厚みは異なっていてもよく、外部端子の面積が大きい第１磁性層１１の厚みをＡ、第２磁性層１２の厚みをＢとしたとき、（Ａ／（Ａ＋Ｂ）／２）が０．６から１．６の範囲にあることが好ましい。
このとき、第１磁性層１１の厚みと第２磁性層１２の厚みとの相対関係に比較的余裕があるため、例えば、研削によっても調整可能である。また、後述するように、インダクタンス値への影響も小さい。また、第１、第２磁性層１１，１２の厚みの相関関係に比較的余裕があるため、インダクタ部品１の厚みを狭偏差とすることが可能となる。具体的には、第１、第２磁性層１１，１２の厚みの設定自由度が高いため、例えば、スパイラル配線２１の厚みのばらつきや絶縁層１５の厚みのばらつきなど、加工で発生した厚みのばらつきを磁性層１１，１２の厚みで吸収することができ、結果としてインダクタ部品１の厚みを狭偏差化できる。
また、第１磁性層１１の厚みが、第２磁性層１２の厚みより厚いことが好ましい。インダクタ部品１では、法線方向（Ｚ方向）からみた外部端子４１〜４３の面積に関して、第１磁性層１１は、第２磁性層１２よりも大きい。すなわち、インダクタ部品１では、第１磁性層１１中の磁束の方が、第２磁性層１２中の磁束よりも、外部端子４１〜４３によって遮られやすい。そこで、第１磁性層１１側の厚みを厚くして外部端子４１〜４３との距離を空け、外部端子４１〜４３の影響を低減することで、インダクタンスの磁性層厚（チップ厚）のばらつきに対する感度を落とすことができ、狭偏差なインダクタンスを有するインダクタ部品を提供することができる。また、一般に外部端子４１〜４３の面積が大きい第１磁性層１１側の方が、インダクタ部品１を実装・内蔵する基板側のランドパターンの面積も大きく、また周囲の電子部品の数も多くなりやすい。したがって、第１磁性層１１の厚みを厚くして、磁束漏れを低減することで、ランドパターンによる渦電流損や周囲の電子部品へのノイズ入射など、磁束漏れによる悪影響を効果的に低減することができる。
防錆処理を含めた外部端子４１〜４３の厚みは、無電解銅めっき厚５μｍ、Ｎｉめっき厚５μｍ、Ａｕめっき厚０．１μｍである。また、被覆膜５０の厚みは５μｍである。これらの厚みも適便チップ厚みと実装信頼性の観点から厚み、大きさが選択されてよい。
以上より、本実施例によると、チップサイズ１２１０（１．２ｍｍ ｘ １．０ｍｍ）、厚み０．３００ｍｍである薄型インダクタを提供することができる。
（シミュレーション結果）
以下では、インダクタ部品１の構成における効果を実証するために行った、インダクタ部品１の構成に基づくシミュレーション結果を説明する。図３Ａに、第１のシミュレーション結果を示す。図３Ａでは、チップ厚みを変えたときの（Ａ／（Ａ＋Ｂ）／２）とインダクタンスの変化（ΔＬ）との関係を示す。シミュレーション条件について説明する。シミュレータは、電磁界シミュレータＨＦＳＳ＠シノプシスを用いる。磁性材料の透磁率μは、８．９であり、Ｌ取得周波数は、１００ＭＨｚであり、チップサイズは、１．２ｍｍｘ１．０ｍｍであり、スパイラル配線２１のターン数は、２．５ターンであり、スパイラル配線Ｌ／Ｓ／ｔは、６０μｍ／１０μｍ／７０μｍである。チップ厚みが０．２００ｍｍであるときをグラフＬ１にて示し、チップ厚みが０．３００ｍｍであるときをグラフＬ２にて示す。図３Ａに示すように、（Ａ／（Ａ＋Ｂ）／２）が０．６から１．６の範囲にあるとき、インダクタンスの変化を１０％の低下までに抑えることができる。
図３Ｂに、第２のシミュレーション結果を示す。図３Ｂでは、磁性材料の透磁率を変えたときの（Ａ／（Ａ＋Ｂ）／２）とインダクタンスの変化（ΔＬ）との関係を示す。シミュレーション条件について説明する。シミュレータは、電磁界シミュレータＨＦＳＳ＠シノプシスを用いる。Ｌ取得周波数は、１００ＭＨｚであり、チップサイズは、１．２ｍｍｘ１．０ｍｍであり、チップ厚みは、０．２００ｍｍであり、スパイラル配線２１のターン数は、２．５ターンであり、スパイラル配線Ｌ／Ｓ／ｔは、６０μｍ／１０μｍ／７０μｍである。磁性材料の透磁率μが８．６であるときをグラフＬ１にて示し、磁性材料の透磁率μが２６．５であるときをグラフＬ２にて示し、磁性材料の透磁率μが７０であるときをグラフＬ３にて示す。図３Ｂに示すように、（Ａ／（Ａ＋Ｂ）／２）が０．６から１．６の範囲にあるとき、インダクタンスの変化を２０％の低下までに抑えることができる。
（製造方法）
次に、インダクタ部品１の製造方法について説明する。
図４Ａに示すようにダミーコア基板６１を準備する。ダミーコア基板６１の両面には基板銅箔を有する。本実施形態では、ダミーコア基板６１はガラスエポキシ基板である。ダミーコア基板６１の厚みは、インダクタ部品の厚みに影響を与えないため、加工上のそりなどの理由から適便取り扱いやすい厚さのものを用いればよい。
次に、基板銅箔の面上に銅箔６２を接着する。銅箔６２は基板銅箔の円滑面に接着される。このため、銅箔６２と基板銅箔の接着力を弱くすることでき、後工程において、ダミーコア基板６１を銅箔６２から容易に剥がすことができる。好ましくはダミーコア基板６１とダミー金属層（銅箔６２）を接着する接着剤は、低粘着剤とする。また、ダミーコア基板６１と銅箔６２の接着力を弱くするために、ダミーコア基板６１と銅箔６２の接着面を光沢面とすることが望ましい。
その後、銅箔６２上に絶縁層６３を積層する。このとき絶縁層６３は、真空ラミネータやプレス機などにより、熱圧着し、熱硬化する。
図４Ｂに示すように、絶縁層６３をレーザ加工などにより開口部６３ａを形成する。そして、図４Ｃに示すように、絶縁層６３上にダミー銅６４ａとスパイラル配線６４ｂを形成する。詳しくは、絶縁層６３上に無電解めっきやスパッタリング、蒸着などによりＳＡＰのための給電膜（図示せず）を形成する。給電膜の形成後、給電膜上に感光性のレジストを塗布や貼りつけ、フォトリソグラフィによって配線パターンとなる箇所に感光性レジストの開口部を形成する。その後、ダミー銅６４ａ、スパイラル配線６４ｂに相当するメタル配線を感光性レジスト層の開口部に形成する。メタル配線形成後、感光性レジストを薬液により剥離除去し、給電膜をエッチング除去する。その後、さらにこのメタル配線を給電部として、追加の銅電解めっきを施すことで狭スペースな配線を得る。また、ＳＡＰにより図４Ｂに形成された開口部６３ａには銅が充填される。
そして、図４Ｄに示すように、ダミー銅６４ａ、スパイラル配線６４ｂを絶縁層６５で覆う。絶縁層６５は真空ラミネータやプレス機などにより、熱圧着し、熱硬化する。
次に、図４Ｅに示すように、レーザ加工などにより絶縁層６５に開口部６５ａを形成する。
その後、ダミーコア基板６１を銅箔６２から剥がす。そして、銅箔６２をエッチングなどにより取り除き、ダミー銅６４ａをエッチングなどにより取り除いて、図４Ｆに示すように、内磁路部１３に対応する孔部６６ａと外磁路部１４に対応する孔部６６ｂを形成する。
その後、図４Ｇに示すように、絶縁層開口部６７ａをレーザ加工などにより形成する。そして、図４Ｈに示すように、ＳＡＰにより絶縁層開口部６７ａを銅により充填し、絶縁層６７上に柱状配線６８を形成する。
次に、図４Ｉに示すように、磁性材料（磁性層）６９によりスパイラル配線、絶縁層、柱状配線を覆って、インダクタ基板を形成する。磁性材料６９は、真空ラミネータやプレス機などにより、熱圧着し、熱硬化する。このとき、磁性材料６９は、孔部６６ａ，６６ｂにも充填される。
そして、図４Ｊに示すように、インダクタ基板の上下の磁性材料６９を研削工法により薄層化する。このとき、柱状配線６８の一部を露出されることで、磁性材料６９の同一平面上に柱状配線６８の露出部が形成される。このとき、インダクタンス値が得られるのに十分な厚みまで磁性材料６９を研削することで、インダクタ部品の薄型化を図ることができる。
その後、図４Ｋに示すように、印刷工法により磁性体表面に絶縁樹脂（被覆膜）７０を形成する。ここで、絶縁樹脂７０の開口部７０ａを、外部端子の形成部分とする。本実施例では、印刷工法を用いたが、フォトリソグラフィ法によって開口部７０ａを形成してもよい。
次に、図４Ｌに示すように、無電解銅めっきや、ＮｉおよびＡｕなどのめっき被膜し、外部端子７１ａを形成し、図４Ｍに示すように、破線部Ｌにてダイシングにより個片化し、図２のインダクタ部品を得る。なお、図４Ｂ以降、記載を省略したが、ダミーコア基板６１の両面にインダクタ基板を形成してもよい。これにより、高い生産性を得ることができる。
なお、この実施形態では、第２磁性層１２側にも外部端子を設けているが、第２磁性層１２側に外部端子を設けない場合、図４Ｋに示すように、磁性材料６９の下面に絶縁樹脂７０を設けない。
（第２実施形態）
図５は、インダクタ部品の断面図である。第２実施形態は、第１実施形態とは、第２磁性層の構成が相違する。この相違する構成を以下に説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図５に示すように、インダクタ部品１Ａでは、第２磁性層１２Ａの透磁率は、第１磁性層１１の透磁率よりも高い。したがって、インダクタンスの取得効率を高くできる。このとき、第１磁性層１１の厚みＡは、好ましくは、第２磁性層１２Ａの厚みＢよりも厚い。これにより、第２磁性層１２Ａの厚みＢが薄くても、第２磁性層１２Ａの透磁率は高くて、漏れ磁束が生じにくくなり、さらに、第１磁性層１１の厚みが厚いことから、第１磁性層１１側の漏れ磁束も生じにくくなる。
ここで、透磁率の解析方法について述べる。透磁率の大小は、以下の第１、第２または第３の解析方法により、評価することができる。基本、第１または第２の解析方法を用いて測定するが、第１または第２の解析方法を用いることができないときにのみ、第３の解析方法を用いて測定する。
第１の解析方法としては、磁性材料を液状、シート状などで入手できる場合はそれらをシート、板、ブロック状に加工し、公知のインピーダンス測定方法により透磁率を取得できることができる。
第２の解析方法としては、チップ状態からは、例えば、チップのインダクタンスを測定した後、磁性層の一面を研削やエッチングなどにより除去し、再度インダクタンスを測定する。その後、電磁界シミュレーション（例えばアンシス社のＨＦＳＳ）でそれぞれの状態に対応するインダクタンスとなる実行透磁率を求めることで、チップ状態からの透磁率を比較することが可能である。
第３の解析方法としては、一般的な、公知の知識よりＳＥＭ画像の断面から判断することができる。例えば、ＥＤＸ分析の結果から、同じ材料系の磁性粉が使用されていれば、粒径が大きい磁性粉が多い、磁性材料の方が、少ない磁性材料よりも透磁率は高い。ここで、取得するＳＥＭ画像はチップの長手側の中心をカットして得られる断面から得て良い。また、ＳＥＭ画像の倍率は２００〜２０００倍であることが好ましい。
また、垂直配線５１，５２は、第２磁性層１２Ａの内部には存在しない。この場合、透磁率が第１磁性層１１よりも高い第２磁性層１２Ａにおいて、磁性材の体積が減る垂直配線を形成しないことで、インダクタンスの取得効率が上がる。また、第２磁性層１２Ａは第１磁性層１１よりも透磁率が高いため、磁性層中の磁性材料の割合（体積）が大きく、加工によって磁性材料の脱粒や欠損が発生しやすく、かつ脱硫や欠損のインダクタンスへの影響も大きい。すなわち、第２磁性層１２Ａは第１磁性層１１よりも加工による影響が大きいため、第２磁性層１２Ａの内部に垂直配線を形成しないことで、歩留まりを高くできる。
また、第１磁性層１１は、好ましくは、ＦｅＳｉ系もしくはＦｅＣｏ系もしくはＦｅＡｌ系合金もしくはそれらのアモルファス合金からなる無機フィラーと、エポキシもしくはポリイミドもしくはフェノール系の有機樹脂とのコンポジット材料であり、無機フィラーの含有率は、好ましくは、有機樹脂に対して５０ｖｏｌ％以上あり、無機フィラーは、好ましくは、略球形である。
したがって、第１磁性層１１は、無機フィラーと有機樹脂のコンポジット材料であり、無機フィラーの含有率は、５０ｖｏｌ％以上あるので、第１磁性層１１に垂直配線５１，５２を設けても、磁気特性と加工性を両立できる。また、無機フィラーは、略球形であるので、第１磁性層１１に垂直配線５１，５２を設けるとき、垂直配線５１，５２が滑って第１磁性層１１に充填されやすくなる。
図６は、インダクタ部品１Ａの拡大図である。図６に示すように、第１磁性層１１と第２磁性層１２Ａとの間の少なくとも一部において、第１磁性層１１および第２磁性層１２Ａと比較して磁性粉（無機フィラー）１０１，１０２の量が少ない領域が存在する。この領域は、第１磁性層１１に含まれる樹脂成分および第２磁性層１２Ａに含まれる樹脂成分で構成されてよく、あるいは、第１磁性層１１および第２磁性層１２Ａに含まれる樹脂成分とは異なる樹脂で構成されてもよい。以下、この領域を樹脂層１６とよぶ。
樹脂層１６は、磁性粉を含まないものであり得るが、第１磁性層１１および第２磁性層１２Ａよりも磁性粉の存在量が少ない限りにおいて、磁性粉を含有してもよい。樹脂層１６に含まれる磁性粉は、第１、第２磁性層１１，１２Ａに含まれる磁性粉と同じであってよい。
したがって、第１磁性層１１と第２磁性層１２Ａとの間に樹脂層１６が存在するので、第１磁性層１１と第２磁性層１２Ａとの間の密着性が向上し、インダクタ部品１Ａの磁性層１０の強度を向上させることができる。また、磁性粉の少ない樹脂層１６を設けることで、磁気飽和特性が向上し得る。
樹脂層１６の厚さが大きいほど、密着性および磁気飽和特性が向上するが、樹脂層１６の厚さが大きすぎると、インダクタンスの取得効率が低下するおそれがある。樹脂層１６の厚さは、０．５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。樹脂層１６の厚さが０．５μｍ以上であると、第１磁性層１１と第２磁性層１２Ａとの間の密着性をより一層向上させることができ、かつ、磁気飽和特性をより一層向上させることができる。樹脂層１６の厚さが３０μｍ以下であると、密着性および磁気飽和特性が向上すると同時に、インダクタンスの取得効率の低下を抑制することができる。
また、第１磁性層１１は、略球形の磁性粉１０１を含み、第２磁性層１２Ａは、偏平形の磁性粉１０２を含む。第２磁性層１２Ａにおいて、偏平形の磁性粉１０１は、その長軸が法線方向（Ｚ方向）と直交する方向に沿って配列される。これにより、第２磁性層１２Ａにおいて、磁束は、法線方向（Ｚ方向）と直交する方向に沿って流れる。したがって、第２磁性層１２Ａは、第１磁性層１１と比べて、透磁率が高くなる。
なお、第１と第２磁性層１１，１２Ａには、異種材料、または、高充填化した材料を使用してもよい。または、第１と第２磁性層１１，１２Ａにおいて磁性粉の充填量に勾配をかけて、第１磁性層１１よりも第２磁性層１２Ａの実効透磁率を高くしてもよい。
（第３実施形態）
（構成）
図７Ａは、インダクタ部品の第３実施形態を示す透視平面図である。図７Ｂは、図７ＡのＸ−Ｘ断面図である。第３実施形態は、第１実施形態とは、スパイラル配線の構成が相違する。この相違する構成を以下に説明する。なお、第３実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図７Ａと図７Ｂに示すように、インダクタ部品１Ｂは、インダクタ部品１と同様に、スパイラル配線２１，２２からＺ方向に延伸し、第１磁性層１１または第２磁性層１２の内部を貫通する垂直配線５１〜５３を備える。
一方、インダクタ部品１Ｂでは、スパイラル配線は第１スパイラル配線２１と第２スパイラル配線２２の複数あり、第１スパイラル配線２１と第２スパイラル配線２２との間を直列に接続する第２ビア導体２７をさらに備える。具体的に述べると、第１スパイラル配線２１と第２スパイラル配線２２は、Ｚ方向に積層されている。第１スパイラル配線２１は、上側からみて、外周端２１ｂから内周端２１ａに向かって反時計回り方向に渦巻状に巻回されている。第２スパイラル配線２２は、上側からみて、内周端２２ａから外周端２２ｂに向かって反時計回り方向に渦巻状に巻回されている。
第１スパイラル配線２１の外周端２１ｂは、その外周端２１ｂの上側の第１垂直配線５１（ビア導体２５および第１柱状配線３１）を介して、第１外部端子４１に接続される。第１スパイラル配線２１の内周端２１ａは、その内周端２１ａの下側の第２ビア導体２７を介して、第２スパイラル配線２２の内周端２２ａに接続される。
第２スパイラル配線２２の外周端２２ｂは、その外周端２２ｂの上側の第２垂直配線５２（ビア導体２５、２６および第２柱状配線３２）を介して、第２外部端子４２に接続される。第２スパイラル配線２２の外周端２２ｂは、その外周端２２ｂの下側の第３垂直配線５３（ビア導体２５および第３柱状配線３３）を介して、第３外部端子４３に接続される。ビア導体２６は、第２スパイラル配線２２の外周端２２ｂの上側のビア導体２５からＺ方向に延在し絶縁層１５の内部を貫通する。ビア導体２６は、第１スパイラル配線２１と同一平面上に形成される。
第２ビア導体２７を含む第２ビア導体２７と同一層は、導体、無機フィラーおよび有機樹脂のみを含む。つまり、同一層は、第２ビア導体２７、絶縁層１５および磁性層１０のみを含む。したがって、第２ビア導体２７と同一層は、ある程度の厚みが必要なガラスクロスなどの基材を含まないので、薄型化を可能にしつつ、電気的特性に寄与しない部分が相対的に減少することで、同じ厚みであっても電気的特性を向上させることができる。なお、「第２ビア導体２７と同一層」とは、法線方向（Ｚ方向）について、第２ビア導体２７の上端から下端までの領域と同じ位置にある部分（層）を指す。言い換えると、スパイラル配線２１が巻回された平面と平行な面について、第２ビア導体２７の上端から下端までの領域と同一面にある部分（層）を指す。
これに対して、従来のインダクタ部品は、非磁性のプリント基板を有しており、このプリント基板の厚みは、６０μｍと厚いために、チップ厚が薄くなるにつれて、チップ全体の非磁性領域が占める割合が増加してくる。この結果、チップ厚が薄くなるほど、インダクタンスの取得効率の低下が大きくなる。 また、パワーインダクタの重要な特性指標として、直流抵抗Ｒｄｃがあるが、直流抵抗Ｒｄｃを維持したまま、チップ厚を薄くしようとすると、スパイラル配線の厚みを維持しつつ、チップ厚を薄くする必要があるため、その結果、磁性層の厚みが薄くなり、インダクタンスの取得効率の低下や磁束漏れが発生する可能性がある。例えば、ランドパターン側に磁束がもれると、ランドパターンの導体内で渦電流が発生し、発生した渦電流により、磁束を打ち消す方向に新たな磁束が生成される。その結果、インダクタンスが低下することになる。また、漏れ磁束による磁気ノイズの伝播により周りの電子部品へ影響を及ぼすことが懸念される。
第２ビア導体２７と同一層の厚みは、好ましくは、１μｍ以上でかつ２０μｍ以下である。したがって、第２ビア導体２７と同一層の厚みは、１μｍ以上であるので、スパイラル配線間のショートを確実に防ぐことができ、第２ビア導体２７と同一層の厚みは、２０μｍ以下であるので、薄型のインダクタ部品１Ｂを提供できる。
無機フィラーは、好ましくは、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＣo合金、ＦｅＡｌ合金、それらのアモルファス合金およびＳｉＯ２のうちの少なくとも一つからなり、無機フィラーの平均粒径は、好ましくは、５μｍ以下である。したがって、高周波での損失の低減や、絶縁性の確保を図ることができる。
また、インダクタ部品１Ｂでは、第２ビア導体２７により、第１スパイラル配線２１と第２スパイラル配線２２とが直列に接続されているので、ターン数を増やすことでインダクタンス値を向上できる。また、第１から第３垂直配線５１〜５３を第１、第２スパイラル配線２１，２２の外周から出すことができるので、第１、第２スパイラル配線２１，２２の内径を大きくとることができ、インダクタンス値を向上できる。
また、第１スパイラル配線２１と第２スパイラル配線２２は、それぞれ法線方向に積層されているので、ターン数に対してＺ方向からみたインダクタ部品１Ｂの面積、すなわち実装面積を低減でき、インダクタ部品１Ｂの小型化が実現できる。
なお、インダクタ部品１Ｂでは、直列接続されたスパイラル配線を偶数備える構成であったが、これに限られず、直列接続されたスパイラル配線は奇数であってもよい。垂直配線は、スパイラル配線からＺ方向に配線を引き出すため、直列接続されたスパイラル配線が奇数個であって、インダクタの一方の端部が内周側に配置されていても、該端部を外周側に引き出す必要がない。したがって、この場合、薄型化を実現することができる。また、このように、直列接続されるスパイラル配線の数の自由度が向上するため、インダクタンス値の設定範囲の自由度も向上する。
また、インダクタ部品１Ｂでは、２層のスパイラル配線からなるインダクタを同一平面上に１つ配置しているが、同一平面上にインダクタを２つ以上配置していてもよい。
（製造方法）
次に、インダクタ部品１Ｂの製造方法について説明する。
まず、インダクタ部品１の製造方法の図４Ａから図４Ｃに示す工程を行う。続いて、図８Ａに示すように、第１のダミー銅６４ａおよび第１のスパイラル配線６４ｂを第１の絶縁層６５で覆う。絶縁層６５は、真空ラミネータやプレス機などにより、熱圧着し、熱硬化する。
そして、図８Ｂに示すように、レーザ加工などにより、ダミー銅６４ａ上の絶縁層６５を開口して開口部６５ａを形成し、スパイラル配線６４ｂの端部上の絶縁層６５を開口して開口部６５ｂを形成する。
次に、図８Ｃに示すように、図８Ｃと同じようにＳＡＰとその後の追加銅電極めっきを行って、第２のダミー銅８１ａと第２のスパイラル配線８１ｂを形成する。なお、スパイラル配線の積層数を増やす場合、図８Ａから図８Ｃを繰り返せばよい。
そして、図８Ｄに示すように、第２のダミー銅８１ａおよび第２のスパイラル配線８１ｂを第２の絶縁層８２で覆う。絶縁層８２は、真空ラミネータやプレス機などにより、熱圧着し、熱硬化する。そして、レーザ加工などにより、第２のダミー銅８１ａ上の絶縁層８２の開口部８２ａを形成する。
その後、ダミーコア基板６１を銅箔６２から剥がす。そして、銅箔６２をエッチングなどにより取り除き、ダミー銅６４ａをエッチングなどにより取り除いて、図８Ｅに示すように、内磁路に対応する孔部６６ａと外磁路に対応する孔部６６ｂを形成する。
その後、図８Ｆに示すように、絶縁層８２に開口部８７ａをレーザ加工などにより形成する。そして、図８Ｇに示すように、ＳＡＰにより絶縁層８２の開口部８７ａを銅により充填し、絶縁層８２上に柱状配線６８を形成する。
次に、図８Ｈに示すように、磁性材料（磁性層）６９によりスパイラル配線、絶縁層、柱状配線を覆って、インダクタ基板を形成する。磁性材料６９は、真空ラミネータやプレス機などにより、熱圧着し、熱硬化する。このとき、磁性材料６９は、孔部６６ａ，６６ｂにも充填される。
そして、図８Ｉに示すように、インダクタ基板の上下の磁性材料６９を研削工法により薄層化する。このとき、柱状配線６８の一部を露出されることで、磁性材料６９の同一平面上に柱状配線６８の露出部が形成される。
その後、図８Ｊに示すように、印刷工法により磁性体表面に絶縁樹脂（絶縁層）７０を形成する。ここで、絶縁樹脂７０の開口部７０ａを、外部端子の形成部分とする。上記では、印刷工法を用いたが、フォトリソグラフィ法によって開口部７０ａを形成してもよい。
次に、図８Ｋに示すように、無電解銅めっきや、ＮｉおよびＡｕなどのめっき被膜し、外部端子７１ａを形成し、図８Ｌに示すように、破線部Ｌにてダイシングにより個片化し、図７のインダクタ部品１Ｂを得る。なお、ダミーコア基板６１の両面にインダクタ基板を形成してもよい。これにより、高い生産性を得ることができる。
なお、本開示は上述の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、第１から第３実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。
また、第１から第３実施形態において、他の実施形態で説明した作用効果であって、該実施形態では特に言及せず、説明を省略しているものであっても、該実施形態で同様の構成を有する場合は、該実施形態においても基本的に同じ作用効果は発揮される。
１，１Ａ，１Ｂ インダクタ部品
１０ 磁性層
１１ 第１磁性層
１２，１２Ａ 第２磁性層
１３ 内磁路部
１４ 外磁路部
１５ 絶縁層
１６ 樹脂層（磁性粉の量の少ない領域）
２１ 第１スパイラル配線
２２ 第２スパイラル配線
２５ ビア導体
３１ 第１柱状配線
３２ 第２柱状配線
３３ 第３柱状配線
４１ 第１外部端子
４２ 第２外部端子
４３ 第３外部端子
５０ 被覆膜
５１ 第１垂直配線
５２ 第２垂直配線
５３ 第３垂直配線

Claims (16)

  1. 平面上に巻回されたスパイラル配線と、
    前記スパイラル配線が巻回された平面に対する法線方向の両側から前記スパイラル配線を挟む位置にある第１磁性層および第２磁性層と、
    前記スパイラル配線から前記法線方向に延在し、前記第１磁性層および前記第２磁性層の内の少なくとも前記第１磁性層の内部を貫通する垂直配線と、
    前記第１磁性層および前記第２磁性層の内の少なくとも前記第１磁性層の表面に設けられ、前記垂直配線の端面を覆う外部端子と
    を備え、
    前記法線方向からみた前記外部端子の面積に関して、前記第１磁性層は、前記第２磁性層よりも大きく、
    前記第１磁性層の厚みをＡとし、前記第２磁性層の厚みをＢとしたとき、Ａ／（（Ａ＋Ｂ）／２）が０．６以上でかつ１．６以下となる、インダクタ部品。
  2. 前記第１磁性層の厚みは、前記第２磁性層の厚みよりも厚い、請求項１に記載のインダクタ部品。
  3. 前記第１磁性層の厚みと前記第２磁性層の厚みは、それぞれ、１０μｍ以上である、請求項１または２に記載のインダクタ部品。
  4. 前記スパイラル配線は、銅または銅化合物からなる導体である、請求項１から３の何れか一つに記載のインダクタ部品。
  5. 前記スパイラル配線は、無機フィラーおよび有機樹脂からなる絶縁樹脂に覆われている、請求項１から４の何れか一つに記載のインダクタ部品。
  6. 前記インダクタ部品の厚みは、０．３５ｍｍ以下である、請求項１から５の何れか一つに記載のインダクタ部品。
  7. 前記スパイラル配線の厚みは、（Ａ＋Ｂ）/２より厚く、かつ、２（Ａ＋Ｂ）より薄い、請求項１から６の何れか一つに記載のインダクタ部品。
  8. 前記インダクタ部品の厚みは、０．２ｍｍ以下である、請求項７に記載のインダクタ部品。
  9. 前記第２磁性層の透磁率は、前記第１磁性層の透磁率よりも高い、請求項１から８の何れか一つに記載のインダクタ部品。
  10. 前記垂直配線は、前記第２磁性層の内部には存在しない、請求項９に記載のインダクタ部品。
  11. 前記第１磁性層は、ＦｅＳｉ系もしくはＦｅＣｏ系もしくはＦｅＡｌ系合金もしくはそれらのアモルファス合金からなる無機フィラーと、エポキシもしくはポリイミドもしくはフェノール系の有機樹脂とのコンポジット材料であり、
    前記無機フィラーの含有率は、前記有機樹脂に対して５０ｖｏｌ％以上あり、前記無機フィラーは、略球形である、請求項１０に記載のインダクタ部品。
  12. 前記第１磁性層と前記第２磁性層との間の少なくとも一部において、前記第１磁性層および前記第２磁性層と比較して磁性粉の量が少ない領域が存在する、請求項９から１１の何れか一つに記載のインダクタ部品。
  13. 前記領域の厚みが０．５μｍ以上３０μｍ以下である、請求項１２に記載のインダクタ部品。
  14. 前記スパイラル配線は、複数あり、
    前記複数個のスパイラル配線間において、前記スパイラル配線同士を直列に接続するビア導体をさらに備え、
    前記ビア導体を含む前記ビア導体と同一層は、導体、無機フィラーおよび有機樹脂のみを含む、請求項１に記載のインダクタ部品。
  15. 前記ビア導体と同一層の厚みは、１μｍ以上でかつ２０μｍ以下である、請求項１４に記載のインダクタ部品。
  16. 前記無機フィラーは、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＣo合金、ＦｅＡｌ合金、それらのアモルファス合金およびＳｉＯ２のうちの少なくとも一つからなり、前記無機フィラーの平均粒径は、５μｍ以下である、請求項１４または１５に記載のインダクタ部品。
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