JP2019508905A - コイルパターン及びその形成方法、並びにこれを備えるチップ素子 - Google Patents

Abstract

本発明は、基板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であって、基板の上に形成された第１のメッキ膜と、第１のメッキ膜を覆うように形成された第２のメッキ膜とを備えるコイルパターン及びその形成方法、並びにコイルパターンを備えるチップ素子を開示する。【選択図】図２

Description

本発明は、コイルパターン及びその形成方法に関し、特に、インダクタンスを増大させることができ、且つ、抵抗を減少させることができるコイルパターン及びその形成方法、並びにこれを備えるチップ素子に関する。

チップ素子の一種であ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のに伴い、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のに伴い、小型化、高電流化、及び低抵抗化などに向けた開発が行われている。

一般に、パワーインダクターは、フェライト材料からなるボディと、ボディの内部に設けられた基板と、基板の上に形成されたコイルパターンと、ボディの外部に形成されてコイルパターンと接続される外部電極などにより構成される。このとき、コイルパターンは、基板の少なくとも一方の面の上にメッキ工程により形成されてもよい。このようなパワーインダクターは、ボディの材料の特性及びコイルパターンの構造などによって電気的な特性が決定される。

一方で、コイルパターンは、高さ及び断面積によってインダクタンス（ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）及び抵抗が調節される。最適な特性を実現するために、コイルパターンの形状の制御が肝要であり、最適なインダクタンス及び抵抗を実現するために、コイルパターンは、断面が四角い形状を呈することが最も理想的である。すなわち、コイルパターンは、下部面及び上部面が形成され、且つ、これらの間の周縁に側面が形成され、下部面及び上部面並びに側面が直角をなす四角い形状を呈することが最も理想的である。しかしながら、金属イオンを用いたメッキ工程によって形成されるコイルパターンは、上部面と側面との間の角部が丸を帯びる形状に形成されざるを得ない。すなわち、中央部のメッキ率及び周縁のメッキ率が異なって、上部面と側面との間に角部がなく、丸みを帯びた形状にコイルパターンが形成されることがある。このとき、コイルパターンの高さが高くなればなるほど、上部面の幅が狭くなり、丸みを帯びた領域の幅が広くなる。すなわち、上部面及び下部面の幅の差分に見合う分だけ、上部面と側面との間に丸みを帯びた領域が形成されてしまう。通常のメッキ方法では、上部面の幅と下部面の幅との比が約０．１：１〜０．５：１程度にしか実現できない。

従って、コイルパターンのインダクタンスを考慮して、理想的な形状に且つ同じ高さに形成すれば、インダクタンスは同じであるとはいえ、上部の角部の損失によって抵抗が増えてしまう。なお、抵抗を考慮して、理想的な形状に且つ同じ断面積に形成すれば、高さが増大するため、インダクタンスが減少してしまう。

大韓民国特許公開第２００７−００３２２５９号公報

本発明は、インダクタンスを向上させ、且つ、抵抗を減少させることができるコイルパターン及びその形成方法を提供する。

本発明は、上部面及び下部面の幅の比を増大させることができるコイルパターン及びその形成方法を提供する。

本発明の一態様に係るコイルパターンは、基板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であって、基板の上に形成された第１のメッキ膜と、第１のメッキ膜を覆うように形成された第２のメッキ膜とを備える。

コイルパターンは、基板の両面にスパイラル状にそれぞれ形成され、第１のメッキ膜の少なくとも一部が基板に形成された導電性ビアを介して接続される。

第１のメッキ膜は、基板に接する下部面から上部面に向かって幅狭となるように形成される。

第１のメッキ膜は、上部面の幅と下部面の幅との比が０．２：１〜０．９：１となるように形成される。

第１のメッキ膜は、下部面の幅と高さとの比が１：０．７〜１：４となるように形成される。

第１のメッキ膜の下部面の幅と第２のメッキ膜の下部面の幅との比は１：１．２〜１：２であり、第１のメッキ膜の下部面の幅と隣り合う第１のメッキ膜間の間隔との比は１．５：１〜３：１である。

第２のメッキ膜は、上部面及び下部面の幅の比が０．５：１〜０．９：１である。

上部面及び下部面の幅の比が１：１の設計抵抗値と比べて、１０１％〜１１０％の抵抗値を有する。

コイルパターンは、最内部から最外部へ向かって幅広又は幅狭となるように形成される。

本発明の他の態様に係るコイルパターンの形成方法は、基板の少なくとも一方の面の上に所定の形状のマスクパターンを形成するステップと、マスクパターン間の基板の上に第１のメッキ膜を形成するステップと、マスクパターンを除去した後、第１のメッキ膜をエッチングするステップと、第１のメッキ膜を覆うように第２のメッキ膜を形成するステップとを含む。

コイルパターンは、基板の両面にスパイラル状にそれぞれ形成され、第１のメッキ膜の少なくとも一部が基板に形成された導電性ビアを介して接続される。

第１のメッキ膜は、下部面から上部面へ向かって幅狭となるようにエッチングする。

第１のメッキ膜は、少なくとも一回の等方エッチング及び少なくとも一回の傾斜エッチングを施してエッチングする。

第１のメッキ膜は、下部面の幅と上部面の幅との比が０．２：１〜０．９：１となるようにエッチングする。

第１のメッキ膜のエッチングは、等方エッチング及び傾斜エッチングの比率を異ならせて少なくとも２区間に分割して施す。

コイルパターンは、最内部から最外部へ向かって幅広又は幅狭となるように形成される。

本発明のさらに他の態様に係るチップ素子は、ボディと、ボディの内部に設けられた少なくとも一枚の基板と、基板の少なくとも一方の面の上に形成された少なくとも一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、コイルパターンは、最内部から最外部へ向かって幅広又は幅狭となるように形成される。

コイルパターンは、基板の上に形成された第１のメッキ膜と、第１のメッキ膜を覆うように形成された第２のメッキ膜とを備える。

第１のメッキ膜は、上部面の幅と下部面の幅との比が０．２：１〜０．９：１となるように形成される。

基板は、少なくとも一部の領域が除去され、除去された領域にボディが充填される。

基板は、少なくとも二枚が設けられてボディの厚さ方向に積み重ねられ、少なくとも二枚の基板の上にそれぞれ形成されたコイルパターンは、直列又は並列に接続される。

本発明の実施形態に係るコイルパターンは、所定の傾斜を有するように形成された第１のメッキ膜を覆うように第２のメッキ膜が形成される。このため、最終的なコイルパターンが、側面が垂直をなし、且つ、上部の角部に丸みがあまり形成されないため略四角い形状を呈することになる。従って、単一の工程でコイルパターンを形成する従来と比べて、同じ高さでインダクタンスを増大させることができ、抵抗を減少させることができる。

本発明の実施形態に係るコイルパターンの平面図。 本発明の実施形態に係るコイルパターンの断面図。 本発明の実施形態に係るコイルパターンの断面図。 本発明の実施形態に係るコイルパターンの平面図。 本発明の一実施形態に係るコイルパターンの形成方法を説明するための断面図。 本発明の一実施形態に係るコイルパターンの形成方法を説明するための断面図。 本発明の一実施形態に係るコイルパターンの形成方法を説明するための断面図。 第１のメッキ膜の傾斜に伴うコイルパターンの形状を示す断面図。 第１のメッキ膜の傾斜に伴うコイルパターンの形状を示す断面図。 第１のメッキ膜の傾斜に伴うコイルパターンの形状を示す断面図。 本発明の他の実施形態に係るコイルパターンの断面図。 本発明の実施形態に係るコイルパターンが適用されたチップ素子の一実施形態を説明するための図。 本発明の実施形態に係るコイルパターンが適用されたチップ素子の一実施形態を説明するための図。 本発明の実施形態に係るコイルパターンが適用されたチップ素子の一実施形態を説明するための図。 本発明の実施形態に係るコイルパターンが適用されたチップ素子の一実施形態を説明するための図。 本発明の実施形態に係るコイルパターンが適用されたチップ素子の一実施形態を説明するための図。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係るガス噴射装置、これを備える基板処理設備及びこれを用いた基板処理方法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の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、単にこれらの実施の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の実施形態に係るコイルパターンの平面図であり、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はコイルパターンの一部の断面図であり、図４は、本発明の第２の実施形態に係る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、本発明の実施形態に係るコイルパターン２００は、基板１００の少なくとも一方の面の上に形成されてもよい。すなわち、コイルパターン２００は、基板１００の一方の面にのみ形成されてもよく、一方の面及び他方の面に形成されてもよい。本発明の実施形態においては、図２に示すように、基板１００の一方の面及び他方の面にコイルパターン２１０、２２０がそれぞれ形成された場合について主として説明する。

基板１００は、所定の厚さのベースの上部及び下部に金属箔が貼り付けられてもよい。ここで、ベースは、例えば、ガラス強化繊維、プラスチック、又はメタルフェライトなどを含んでいてもよい。すなわち、ガラス強化繊維に銅箔を貼り付けた銅張り積層板（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ；ＣＣＬ）を基板１００として用いてもよく、ポリイミドなどのプラスチックに銅箔が貼り付けられたり、メタルフェライトに銅箔が貼り付けられたりして、基板１００が作製されてもよい。また、コイルパターン２００が基板１００の一方の面及び他方の面に形成される場合、基板１００の所定の領域には、少なくとも一つの導電性ビア１１０が形成されてもよい。導電性ビア１１０が形成されることにより、基板１００の一方の面及び他方の面にそれぞれ形成された二つのコイルパターン２００（２１０、２２０）が電気的に接続可能となる。導電性ビア１１０は、基板１００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、コイルパターンの形成に際してメッキ工程によってビアが埋め込まれるようにする方法、又はビアに導電性ペーストを埋め込むなどの方法で形成してもよい。しかしながら、コイルパターンの形成に際してメッキによってビアを埋め込むことが好ましい。このとき、導電性ビア１１０からコイルパターン２００の少なくとも一つが成長してもよく、これにより、導電性ビア１１０及びコイルパターン２００の少なくとも一つが一体に形成可能である。また、基板１００は、少なくとも一部が除去されてもよい。例えば、基板１００は、図４に示すように、コイルパターン２００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２００の内側の基板１００が除去されて貫通孔１２０が形成され、コイルパターン２００の外側の基板１００が除去されてもよい。すなわち、基板１００は、コイルパターン２００の外側の形状に倣って、例えば、レーストラック（ｒａｃｅｔｒａｃｋ）の形状を呈し、コイルパターン２００の端部の形状に倣って直線状に形成されてもよい。このとき、基板１００の一方の面の上に形成されたコイルパターン２００の端部及び基板１００の他方の面の上に形成されたコイルパターン２００の端部は、向かい合う領域に形成され、コイルパターン２００の端部は、その後、パワーインダクターなどに適用されて外部電極と接続されてもよい。一方で、コイルパターン２００と重なり合う領域を除く基板１００の所定の領域が除去される場合、基板１００は、コイルパターン２００よりも広い幅を保つことができる。すなわち、基板１００は、コイルパターン２００の垂直の下方において所定の幅で残留してもよく、例えば、基板１００は、コイルパターン２１０、２２０よりも約０．３μｍだけ突出するように形成されてもよい。

コイルパターン２００（２１０、２２０）は、基板１００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。このようなコイルパターン２１０、２２０は、基板１００の所定の領域、例えば、中央部から外側へ向かってスパイラル状に形成されてもよく、基板１００の上に形成された二つのコイルパターン２１０、２２０が接続されて一つのインダクターをなしてもよい。すなわち、コイルパターン２１０、２２０は、基板１００の中心部の所定の幅から外側へ向かってスパイラル状に形成されてもよく、基板１００に形成された伝導性ビア１１０を介して互いに接続されてもよい。一方で、基板１００の中心部に貫通孔１２０が形成された場合、コイルパターン２００は、貫通孔１２０の外側からスパイラル状に形成されてもよい。ここで、上側のコイルパターン２１０及び下側のコイルパターン２２０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２１０、２２０は、重なり合うように形成されてもよく、コイルパターン２１０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２２０が形成されてもよい。一方で、コイルパターン２１０、２２０の端部は、直線状に外側に延設され、他の領域と比べて幅広となるように形成されてもよい。このようなコイルパターン２１０、２２０は、メッキで形成し、コイルパターン２１０、２２０及び導電性ビア１１０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って形成されてもよいが、これに制限されるわけではない。コイルパターン２１０、２２０は、基板１００の厚さよりも２倍以上高く形成されてもよい。例えば、基板１００が３０μｍ〜７０μｍの厚さに形成され、コイルパターン２１０、２２０が５０μｍ〜３００μｍの高さに形成されてもよい。

また、本発明に係るコイルパターン２１０、２２０は、二重構造に形成されてもよい。すなわち、図２に示すように、第１のメッキ膜２００ａと、該第１のメッキ膜２００ａを覆うように形成された第２のメッキ膜２００ｂとを備えていてもよい。ここで、第２のメッキ膜２００ｂは、第１のメッキ膜２００ａの上面及び側面を覆うように形成されるが、第１のメッキ膜２００ａの側面よりも上面の方にさらに厚く第２のメッキ膜２００ｂが形成されてもよい。一方で、第１のメッキ膜２００ａは、側面が所定の傾斜を有するように形成され、第２のメッキ膜２００ｂは、側面が第１のメッキ膜２００ａの側面よりも小さい傾斜を有するように形成される。すなわち、第１のメッキ膜２００ａは、側面が第１のメッキ膜２００ａの外側の基板１００の表面から鈍角を有するように形成され、第２のメッキ膜２００ｂは、第１のメッキ膜２００ａよりも小さい角度、好ましくは、直角を有するように形成される。第１のメッキ膜２００ａは、上部面の幅ａと下部面の幅ｂの比率が０．２：１〜０．９：１となるように形成されてもよく、好ましくは、ａ：ｂが０．４：１〜０．８：１となるように形成されてもよい。さらに、第１のメッキ膜２００ａは、下部面の幅ｂと高さｈの比率が１：０．７〜１：４となるように形成されてもよく、好ましくは、１：１〜１：２となるように形成されてもよい。すなわち、第１のメッキ膜２００ａは、下部面から上部面へ向かって幅狭となるように形成され、これにより、側面に所定の傾斜が形成されてもよい。第１のメッキ膜２００ａに所定の傾斜を持たせるために、１次メッキ工程後にエッチング工程を施してもよい。さらにまた、第１のメッキ膜２００ａを覆うように形成された第２のメッキ膜２００ｂは、側面が、好ましくは垂直であり、上部面と側面との間に丸みを帯びた領域が少ない略四角い形状を有するように形成される。このとき、第２のメッキ膜２００ｂは、第１のメッキ膜２００ａの上部面の幅ａと下部面の幅ｂとの比率、すなわち、ａ：ｂに応じてその形状が決定されてもよい。例えば、第１のメッキ膜２００ａの上部面の幅ａと下部面の幅ｂとの比率（ａ：ｂ）が大きくなればなるほど、第２のメッキ膜２００ｂの上部面の幅ｃと下部面の幅ｄとの比率が大きくなる。しかしながら、第１のメッキ膜２００ａの上部面の幅ａと下部面の幅ｂとの比率（ａ：ｂ）が０．９：１を超える場合、第２のメッキ膜２００ｂは、下部面の幅よりも上部面の幅の方がさらに広くなり、側面が基板１００と鋭角をなしてもよい。加えて、第１のメッキ膜２００ａの上部面の幅と下部面の幅との比率（ａ：ｂ）が０．２：１未満である場合、第２のメッキ膜２００ｂは、側面の所定の領域から上部面が丸く形成されてもよい。従って、上部面の幅が大きく、側面が垂直に形成できるように第１のメッキ膜２００ａの上部面及び下部面の幅の比率を調整することが好ましい。一方で、第１のメッキ膜２００ａの下部面の幅ｂと第２のメッキ膜２００ｂの下部面の幅ｄは、１：１．２〜１：２の比率を有してもよく、第１のメッキ膜２００ａの下部面の幅ｂと、隣り合う第１のメッキ膜２００ａ間の間隔ｅとは、１．５：１〜３：１の比率を有してもよい。いうまでもなく、第２のメッキ膜２００ｂは、互いに接触されない。このように、第１及び第２のメッキ膜２００ａ、２００ｂからなるコイルパターン２００は、上部面及び下部面の幅の比（ｃ：ｄ）が０．５：１〜０．９：１であってもよく、好ましくは、０．６：１〜０．８：１であってもよい。すなわち、コイルパターン２００の外形、換言すれば、第２のメッキ膜２００ｂの外形は、上部面及び下部面の幅の比が０．５〜０．９：１であってもよい。従って、コイルパターン２００は、上部面の角部の丸みを帯びた領域が直角をなす理想的な四角い形状と比べて、０．５未満であってもよい。例えば、丸みを帯びた領域が直角をなす理想的な四角い形状と比べて、０．００１以上０．５未満であってもよい。また、本発明に係るコイルパターン２００は、理想的な四角い形状と比べて、抵抗の変化が大きくない。例えば、理想的な四角い形状のコイルパターンの抵抗が１００であれば、本発明に係るコイルパターン２００は、約１０１〜１１０を維持することができる。すなわち、第１のメッキ膜２００ａの形状及びこれにより変わる第２のメッキ膜２００ｂの形状に応じて、本発明のコイルパターン２００の抵抗は、四角い形状の理想的なコイルパターンの抵抗と比べて約１０１％〜１１０％を維持することができる。一方で、第２のメッキ膜２００ｂは、第１のメッキ膜２００ａと同じメッキ液を用いて形成してもよい。例えば、第１及び第２メッキ膜２００ａ、２００ｂは、硫酸銅及び硫酸を基本とするメッキ液を用いて形成し、ｐｐｍ単位の塩素（Ｃｌ）と有機化合物とを添加して製品のメッキ性を向上させたメッキ液を用いて形成してもよい。有機化合物は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ：ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）を含めたキャリア及び光沢剤を用いてメッキ膜の均一性及び電着性、並びに光沢特性を改善することができる。

図５から図７は、本発明の一実施形態に係るコイルパターンの形成方法を説明するための断面図である。図５から図７は、基板１００の一方の面の上にコイルパターン２００が形成される場合を示しているが、上述したように、基板１００の一方の面及び他方の面の上にそれぞれコイルパターン２００が形成されてもよい。

図５を参照すると、基板１００の少なくとも一方の面の上に所定の形状のマスクパターン１５０を形成し、その後、該マスクパターン１５０の間の基板１００の上に第１のメッキ膜２００ａを形成する。

基板１００は、所定の厚さのベースの少なくとも一方の面の上に金属箔が貼り付けられてもよい。例えば、ガラス強化繊維に銅箔を貼り付けた銅張り積層板（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ；ＣＣＬ）を基板１１０として用いてもよく、ポリイミドなどのプラスチックに銅箔が貼り付けられたり、メタルフェライトに銅箔が貼り付けられたりして、基板１００が作製されてもよい。一方で、基板１１０の所定の領域にはビアが形成されてもよく、コイルパターンが形成されるべき領域を除く残りの領域が除去されてもよい。

また、マスクパターン１５０は、基板１００の上に感光膜を形成し、その後、露光及び現像工程を施して形成してもよい。例えば、基板１００の上に所定の厚さの感光性フィルムを貼り付けた後、露光及び現像工程を施して所定の形状のマスクパターン１５０を形成してもよい。ここで、マスクパターン１５０は、基板１００の上に形成されるべき第１のメッキ膜２００ａの高さ及び幅に応じて、所定の高さ及び幅に形成されてもよい。すなわち、マスクパターン１５０は、第１のメッキ膜２００ａの高さ及び幅と同じ高さ及び幅に形成されてもよい。例えば、マスクパターン１５０は、２０μｍ〜３００μｍの高さに形成され、１μｍ〜１５０μｍの幅に形成されてもよい。しかしながら、マスクパターン１５０は、第１のメッキ膜２００ａの高さよりも高く又は低く形成されてもよい。なお、マスクパターン１５０は、コイルパターンの形状に形成されてもよい。例えば、マスクパターン１５０は、スパイラル状に基板１００の所定の領域が露出されるように形成されてもよい。マスクパターン１５０を所定の幅を有するスパイラル状に形成するために、これと同じ形状を呈するマスクを用いた露光工程で感光膜を露光し、その後、現像してもよい。

第１のメッキ膜２００ａは、１次メッキ工程でマスクパターン１５０によって露出された基板１００の上に形成する。第１のメッキ膜２００ａは、目標とする最終的なコイルパターンの高さの５０％〜１００％の高さに形成されてもよい。すなわち、第１のメッキ膜２００ａは、目標とする最終的なコイルパターンの高さと同じ高さに形成してもよく、これよりも低い高さに形成してもよい。しかしながら、第１のメッキ膜２００ａの高さが低過ぎる場合、エッチング後にも所定の傾斜を有することができず、逆に、第１のメッキ膜２００ａの高さが高過ぎる場合、メッキ工程及びエッチング工程に長い時間がかかり、材料のロスが発生するため好ましくない。すなわち、第１のメッキ膜２００ａは、エッチングして所定の傾斜を持たせるために、所定のアスペクト比を有するように形成されてもよい。このとき、第１のメッキ膜２００ａは、アスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）、すなわち、幅と高さが１：０．７〜１：４の比率を有するように形成する。すなわち、第１のメッキ膜２００ａは、幅に対する高さの比率が０．７〜４であってもよく、それ以下の比率では、第１のメッキ膜２００ａの傾斜面が形成し難いことがある。また、第１のメッキ膜２００ａは、例えば、銅によって形成してもよく、このために、例えば、硫酸銅（ＣｕＳＯ_４）及び硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）を基本とするメッキ液を用いてもよい。さらに、メッキ性を向上させるために、メッキ液には、ｐｐｍ単位の塩素（Ｃｌ）及び有機化合物が添加されてもよい。ここで、有機化合物は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ：ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）を含めたキャリア及び光沢剤を用いて、第１のメッキ膜２００ａの均一性、電着性及び光沢特性を改善することができる。一方で、第１のメッキ膜２００ａを形成するためのメッキ工程は、２０℃〜３０℃の温度で施してもよい。

図６を参照すると、マスクパターン１５０を除去し、その後、第１のメッキ膜２００ａをエッチングして、第１のメッキ膜２００ａの側面に所定の傾斜を持たせる。

マスクパターン１５０は、第１のメッキ膜２００ａとのエッチング選択比が大きい物質を用いて除去する。従って、第１のメッキ膜２００ａはほとんど除去されないながら、マスクパターン１５０を除去することができる。また、マスクパターン１５０を除去し、その後、マスクパターン１５０の下側の金属箔を除去してもよい。すなわち、第１のメッキ膜２００ａは保持し、マスクパターン１５０を除去した後、第１のメッキ膜２００ａによって露出された金属箔を除去して基板１００を露出させる。

次いで、第１のメッキ膜２００ａをエッチングして、第１のメッキ膜２００ａの側面に所定の傾斜を持たせる。すなわち、第１のメッキ膜２００ａの下部面から上部面へ向かって幅狭となり、これにより、上部面から下部面へ向かって所定の傾斜を有するように第１のメッキ膜２００ａをエッチングする。このとき、第１のメッキ膜２００ａは、スパイラル状を維持し、第１のメッキ膜２００ａの隣の領域、すなわち、第１のメッキ膜２００ａの側面が所定の傾斜を有するようにエッチングする。一方で、第１のメッキ膜２００ａの上部面の幅ａと下部面の幅ｂとの比率に応じて、この後、２次メッキによって形成される最終的なコイルパターンの形状が決定されてもよい。従って、ａ：ｂの比率が０．２：１〜０．９：１となるように第１のメッキ膜２００ａをエッチングすることができ、好ましくは、０．４：１〜０．８：１となるように第１のメッキ膜２００ａをエッチングすることができる。また、第１のメッキ膜２００ａをエッチングするために硫酸及び過酸化水素水を含み、２０℃〜４０℃の範囲において利用可能なエッチング液を用いてもよい。エッチング液は、所定のノズルを介して第１のメッキ膜２００ａに噴射されて第１のメッキ膜２００ａがエッチングされる。このとき、エッチング工程は、等方エッチングのための直噴射方式のノズル及び傾斜エッチングのための傾斜噴射ノズルを用いて施してもよい。すなわち、少なくとも一つの直噴射ノズル及び少なくとも一つの傾斜噴射ノズルを備えるエッチング装置を用いて、第１のメッキ膜２００ａをエッチングしてもよい。ここで、直噴射は、基板１００に向かってエッチング液が垂直に噴射されることであり、傾斜噴射は、直噴射の割合が非常にないか或いは全くないことであり、例えば、円形又は略扇子状にエッチング液を噴射することである。また、エッチング工程は、複数の第１のメッキ膜２００ａが形成された基板１００が一方向に移動し、基板１００の少なくとも一方の側に複数の噴射ノズルが設けられて移動する基板１００上の第１のメッキ膜２００ａにエッチング液を噴射して、第１のメッキ膜２００ａをエッチングしてもよい。このとき、噴射ノズルは、エッチング液の噴射角度、噴射圧力などに応じて、基板１００が移動する方向と直交する幅方向に少なくとも一つ以上設けられてもよく、基板１００が移動する方向に少なくとも一つ以上設けられてもよい。従って、基板１００が移動しながら同じ領域にそれぞれ少なくとも一回の直噴射ノズルによる等方エッチング及び傾斜噴射ノズルによる傾斜エッチング工程が施され得る。一方で、直噴射による等方エッチング及び傾斜噴射による傾斜エッチングの比率を異ならせて少なくとも二つの区間に分割してエッチング工程を行ってもよい。例えば、二つの区間に分割する場合、第１の区間において４０％〜９０％の直噴射及び１０％〜６０％の傾斜噴射を施し、第２の区間において１０％〜５０％の直噴射及び５０％〜９０％の傾斜噴射を施してもよい。このとき、第１の区間においては、直噴射が傾斜噴射よりも多く又は同じとなるように施し、第２の区間においては、直噴射が傾斜噴射よりも少なく又は同じとなるように施す。すなわち、第１の区間において直噴射によるエッチングを主として施し、第２の区間において傾斜噴射によるエッチングを主として施してもよい。一方で、ノズルの配列は、少なくとも一回の直噴射、少なくとも一回の直噴射及び傾斜噴射、少なくとも一回の傾斜噴射及び直噴射、並びに少なくとも一回の傾斜噴射により構成されてもよい。なお、第１の区間及び第２の区間のエッチング速度は、０．５ｍ／ｍｉｎ〜２．１ｍ／ｍｉｎであり、打力の形成のためのエッチング圧力は、０．５ｂａｒ〜２．０ｂａｒであってもよく、オシレーションを変更して打力を変化させてもよい。一方で、傾斜エッチング工程後に、第１のメッキ膜２００ａとこれらの間の間隔は、１：１．５〜１：３の比率を有してもよい。すなわち、第１のメッキ膜２００ａの下部面の幅と隣り合う第１のメッキ膜２００ａの下部面間の間隔は、１：１．５〜１：３の比率を有してもよい。

図７を参照すると、傾斜エッチングの施された第１のメッキ膜２００ａの上に第２のメッキ膜２００ｂを形成する。すなわち、傾斜エッチングの施された第１のメッキ膜２００ａを覆うように第２のメッキ膜２００ｂを形成する。従って、所定の幅及び高さを有し、例えば、スパイラル状のコイルパターン２００が形成されてもよい。ここで、傾斜エッチングの施された第１のメッキ膜２００ａとこれを覆うように形成された第２のメッキ膜２００ｂとの幅の比率は、１：１．２〜１：２であってもよい。一方で、第２のメッキ膜２００ｂは、第１のメッキ膜２００ａと同じメッキ液を用いて形成してもよい。例えば、第２のメッキ膜２００ｂは、硫酸銅及び硫酸を基本とするメッキ液を用いて形成し、ｐｐｍ単位の塩素（Ｃｌ）と有機化合物を添加して製品のメッキ性を向上させたメッキ液を用いて形成してもよい。また、第２のメッキ膜２００ｂは、２０℃〜３０℃の温度で形成する。このようにして形成されたコイルパターン２００は、上部面及び下部面の幅の比が０．５：１〜０．９：１であってもよく、好ましくは、０．６：１〜０．８：１であってもよい。すなわち、角部の丸みを帯びた領域が、直角の理想的な四角い形状と比べて０．１〜０．５であってもよい。なお、これは、通常のメッキ工程によって形成された上部面及び下部面の幅の比が０．１：１〜０．５：１よりも大きい。

図８は、第１のメッキ膜の傾斜エッチングによるパターン形状の様々な例を示す概略断面図であり、図９及び図１０は、様々な形状の傾斜エッチング済みの第１のメッキ膜の上に形成された第２のメッキ膜の形状を示す断面概略図及び断面写真である。

図８（ａ）から図８（ｄ）は、上部面の幅ａと下部面の幅ｂとの比率がそれぞれ１：１、０．８：１、０．４：１及び０．２：１である第１のメッキ膜の断面図である。すなわち、図８（ａ）は、第１のメッキ膜の傾斜エッチングを施さなかったため上部面の幅ａと下部面との幅ｂが１：１を維持する場合の断面図であり、図８（ｂ）から図８（ｄ）は、第１のメッキ膜を傾斜エッチングして上部面の幅ａと下部面の幅ｂとの比率が０．８：１、０．４：１及び０．２：１を維持する場合の断面図である。

図９（ａ）及び図１０（ａ）に示すように、第１のメッキ膜のａ：ｂが１：１である場合、第１のメッキ膜を覆うように第２のメッキ膜を形成した最終的なメッキパターンは、上部へ向かって幅広となり、上部の角部に大きく丸みを帯びた形状に形成される。すなわち、下部から上部へ向かって側面に形成される厚さが増大して側面が垂直をなさずに広がる形状を有し、上部の角部に大きく丸みが形成される。

ところが、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示すように、ａ：ｂが０．８：１である場合、最終的なメッキパターンは、側面が略垂直をなし、上部の角部に丸みを帯びた領域があまり形成されずに略長方形に形成される。このとき、上部面及び上部の角部の丸みを帯びた領域の比は、約９：１以上となる。すなわち、側面から上側へ向かって延びた第１の仮想線と、上部面から水平に延びた第２の仮想線による理想的な四角い形状を想定する場合、上部面の幅と丸みを帯びた領域の幅との比は、９：１以上となる。

また、図９（ｃ）及び図１０（ｃ）に示すように、ａ：ｂが０．４：１である場合、最終的なメッキパターンは、側面が略垂直な形状に形成されるが、上部の角部の丸みを帯びた領域が図９（ｂ）及び図１０（ｂ）よりも増えることになる。しかしながら、ａ：ｂが１：１である場合と比べて、パターン形状が四角い形状に近くなる。このとき、上部面と上部の角部の丸みを帯びた領域との比は、約５：１〜９：１となってもよい。

しかしながら、図９（ｄ）及び図１０（ｄ）に示すように、ａ：ｂが０．２：１である場合、最終的なメッキパターンは、上部面が略丸みを帯びるように形成される。このように、第１のメッキ膜の側面の傾斜度が大き過ぎる場合、最終的なメッキパターンが望ましくない形状に形成されることが分かる。

また、第１のメッキ膜の形状に応じて、最終的なコイルパターンの抵抗も変化してもよい。すなわち、実施例１から実施例３は、それぞれ図８（ｂ）から図８（ｄ）の第１のメッキ膜の形状に応じて、図９（ｂ）から図９（ｄ）に示すように、第２のメッキ膜を形成し、最終的なコイルパターンの幅及び高さによる設計抵抗値と実際の抵抗値を測定し、その結果を下記の［表１］にまとめて示す。ここで、設計抵抗値は、上部面と側面との間に直角の角部が形成された理想的な四角い形状を有するときの抵抗である。すなわち、下部面の幅と上部面の幅との比が１：１であるときの抵抗値である。なお、抵抗の単位は、ｍΩである。

上述したように、下部面の幅と上部面の幅との比が１：０．８であるとき、測定抵抗が設計抵抗と比べて大きく変化せず、下部面の幅と上部面の幅との比が大きくなればなるほど、測定抵抗が設計抵抗と比べて大きく変化することが分かる。すなわち、第１のメッキ膜の下部面の幅と上部面の幅との比（ａ：ｂ）が１：０．８である実施例１の場合、抵抗の変化率が約１０１％であり、ａ：ｂが１：０．４である実施例２の場合、抵抗の変化率が約１０２％〜約１０４％であり、ａ：ｂが１：０．２である実施例３の場合、抵抗の変化率が約１０６％〜約１０９％であってもよい。

従って、実施例は、従来よりも抵抗特性に優れており、特に、ａ：ｂが０．４：１〜０．８：１であるとき、コイルパターンが四角い形状に近い形状に形成され、抵抗特性にも優れている。

上述したように、本発明の一実施形態に係るコイルパターンは、第１のメッキ膜２００ａを形成した後、第１のメッキ膜２００ａが所定の傾斜を有するように傾斜エッチングを行い、第１のメッキ膜２００ａを覆うように第２のメッキ膜２００ｂを形成する。従って、最終的なコイルパターンが、側面が垂直をなし、上部の角部に丸みがあまり形成されずに略四角い形状を呈することになる。従って、単一の工程によってコイルパターンを形成していた従来と比べて、同じ高さでインダクタンスを増大させることができ、抵抗を減少させることができる。

一方で、本発明の一実施形態に係るコイルパターンは、スパイラル状に形成され、その幅を種々に変化させることができる。例えば、図１１に示すように、コイルパターン２００は、最内周から最外周へ向かって幅が変化する形状に形成されてもよい。すなわち、最内周から最外周までｎ個のコイルパターンが形成されるが、例えば、四つのコイルパターンが形成される場合、最内周の第１のコイルパターン２０１から第２及び第３のコイルパターン２０２、２０３、並びに最外周の第４のコイルパターン２０４に向かって幅広となるように形成されてもよい。このとき、コイルパターン２００は、所定の長さで回転する毎に幅が変化してもよいが、例えば、内周部に位置する開始点、すなわち、図１の導電性ビア１１０が形成された領域から一回転する毎に幅が変化してもよく、半回転する毎に幅が変化してもよい。また、コイルパターン２００の幅は、下部面又は上部面の幅であってもよく、下部面と上部面との間のいずれか一つの領域の幅であってもよく、各コイルパターン２００の平均の幅であってもよい。ここでは、コイルパターン２００の幅は、下部面と上部面との間のいずれか一つの領域の幅であることを想定する。例えば、第１のコイルパターン２０１の幅が１である場合、第２のコイルパターン２０２は、１〜１．５の比率となるように形成され、第３のコイルパターン２０３は、１．２〜１．７の比率となるように形成され、第４のコイルパターン２０４は、１．３〜２の比率となるように形成されてもよい。すなわち、第２のコイルパターン２０２は、第１のコイルパターン２０１の幅と同幅又は幅広に形成され、第３のコイルパターン２０３は、第１のコイルパターン２０１の幅よりも幅広に、且つ、第２のコイルパターン２０２の幅と同幅又は幅広に形成され、第４のコイルパターン２０４は、第１及び第２のコイルパターン２０１、２０２の幅よりも幅広に、且つ、第３のコイルパターン２０３の幅と同幅又は幅広に形成されてもよい。要するに、第１乃至第４のコイルパターン２０１〜２０４は、１：１〜１．５：１．２〜１．７：１．３〜２の比率となるように形成されてもよい。このように、最内周から最外周へ向かってコイルパターン２００の幅を増大させるために、第１のメッキ膜２００ａを最内周から最外周へ向かって幅広となるように形成してもよい。また、第１のメッキ膜２００ａ間の間隔は、最終的なコイルパターン２００の幅を考慮し、最内周から最外周へ向かって間隔がさらに大きくなるように形成されてもよい。いうまでもなく、コイルパターン２００は、最内周から最外周へ向かって幅狭となるように形成されてもよい。一方で、このようなコイルパターン２００は、基板１００の少なくとも一方の面、好ましくは、両面に形成され、基板１００の両面にコイルパターン２００（２１０、２２０）が形成される場合、上部及び下部のコイルパターン２１０、２２０は、基板１００に形成された導電性ビア１１０を介して接続されてもよい。このとき、導電性ビア１１０は、最内周のコイルパターン２０１内に形成されて上下のコイルパターン２１０、２２０が接続されてもよい。

本発明の実施形態に係るコイルパターンは、積層チップ素子に用いられてもよい。このような本発明の実施形態に係るコイルパターンを用いる積層チップ素子としてのパワーインダクターについて説明すれば、下記の通りである。

図１２は、本発明の一実施形態に係るパワーインダクターの組み立て状態の斜視図であり、図１３は、図１２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１４は、本発明の一例によるパワーインダクターの分解斜視図であり、図１５は基板及びコイルパターンの平面図であり、図１６はパワーインダクターの断面図である。

図１２から図１６を参照すると、本発明の一実施形態に係るパワーインダクターは、ボディ３００（３００ａ、３００ｂ）と、ボディ３００の内部に設けられた基板１００と、基板１００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２００（２１０、２２０）と、ボディ３００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、コイルパターン２１０、２２０とボディ３００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３００は、六面体状であってもよい。いうまでもなく、ボディ３００は、六面体に加えて、多面体形状を呈してもよい。このようなボディ３００は、金属粉末３１０、ポリマー３２０を含み、熱伝導性フィラー３３０をさらに含んでいてもよい。

金属粉末３１０は、平均粒径が１μｍ〜５０μｍであってもよい。また、金属粉末３１０としては、同じ粒子径の単一の粒子又は２種以上の粒子を用いてもよく、複数の粒子径を有する単一の粒子又は２種以上の粒子を用いてもよい。例えば、３０μｍの平均粒子径を有する第１の金属粒子と３μｍの平均粒子径を有する第２の金属粒子を混合して用いてもよい。このとき、第１の金属粒子及び第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。粒子径が互いに異なる２種以上の金属粉末３１０を用いる場合、ボディ３００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生じることがあり、これにより、充填率が下がらざるを得ない。しかしながら、３０μｍの金属粉末の間にこれよりも小さな粒子径を有する３μｍの金属粉末を混合して用いることにより、ボディ３００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３１０としては、含鉄（Ｆｅ）金属物質を用いてもよく、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た少なくとも一種の金属が挙げられる。すなわち、金属粉末３１０は、鉄を含んで磁性組織を有するか、又は磁性を帯びる金属合金によって形成されて、所定の透磁率を有してもよい。また、金属粉末３１０は、表面が磁性体によりコーティングされてもよく、金属粉末３１０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た少なくとも一種の酸化物磁性体を用いてもよい。すなわち、金属粉末３１０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って形成されてもよく、金属粉末３１０よりも高い透磁率を有することが好ましい。一方で、金属粉末３１０が磁性を帯びるため、金属粉末３１０が互いに接触すれば絶縁が破壊され、ショートが生じる虞がある。従って、金属粉末３１０は、表面が少なくとも一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３１０は、表面が酸化物によりコーティングされてもよく、また、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く、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の厚さに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れば、金属粉末３１０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れば、金属粉末３１０の粒子径が増大し、ボディ３００内の金属粉末３１０の分布量が減って透磁率が下がる虞がある。また、パリレンに加えて、様々な絶縁性高分子物質を用いて金属粉末３１０の表面をコーティングしてもよい。一方で、金属粉末３１０をコーティングする酸化物は、金属粉末３１０を酸化して形成してもよく、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＳｎＯ_２、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＣｏＯ、ＭｎＯ、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３及びＢｉ_２Ｏ_３から選ばれたいずれか一種によりコーティングされてもよい。ここで、金属粉末３１０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３１０は、表面が磁性体によりコーティングされた後、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３１０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３１０の間の接触によるショート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により金属粉末３１０をコーティングするか、又は磁性体及び絶縁体の二重にコーティングされる場合であっても、１μｍ〜１０μｍの厚さにコーティングされてもよい。

ポリマー３２０は、金属粉末３１０の間を絶縁するために、金属粉末３１０と混合されてもよい。すなわち、金属粉末３１０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させるために、金属粉末３１０の間を絶縁するポリマー３２０を含めてもよい。このようなポリマー３２０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；ＬＣＰ）よりなる群から選ばれる少なくとも一種が挙げられるが、これに制限されるわけではない。また、ポリマー３２０は、金属粉末３１０の間に絶縁性を与えるものであり、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少なくとも一種が挙げられる。ここで、ポリマー３２０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３２０の含量が増える場合、金属粉末３１０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奏されない虞があり、ボディ３００の透磁率を低下させる虞がある。逆に、ポリマー３２０の含量が減る場合、インダクターの製造過程において用いられる強酸又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低下させる虞がある。従って、ポリマー３２０は、金属粉末３１０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ることが好ましい。

一方、ボディ３００には、外部の熱によってボディ３００が加熱されてしまうという問題を解決するために、熱伝導性フィラー３３０が含まれていてもよい。すなわち、外部の熱によってボディ３００の金属粉末３１０が加熱されてしまう虞があるが、熱伝導性フィラー３３０が含まれることにより、金属粉末３１０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としては、ＭｇＯ、ＡｌＮ、及びカーボン系の物質よりなる群から選ばれる少なくとも一種が挙げられるが、これに限定されるわけではない。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く、例えば、黒鉛、カーボンブラック、グラフェン、及びグラファイトなどを含んでいてもよい。なお、熱伝導性フィラー３３０は、金属粉末３１０の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３３０の含量が上記の範囲未満である場合、熱放出効果を得られず、熱伝導性フィラーの含量が上記の範囲を超える場合、金属粉末３１０の含量が減ってボディ３００の透磁率を低下させてしまう。さらに、熱伝導性フィラー３３０は、例えば、０．５μｍ〜１００μｍの大きさを有してもよい。つまり、熱伝導性フィラー３３０は、金属粉末３１０の大きさに等しいか、又はこれよりも小さくてもよい。熱伝導性フィラー３３０は、その大きさ及び含量に応じて熱放出効果が調節可能である。例えば、熱伝導性フィラー３３０の大きさが大きくなるにつれて、且つ、熱伝導性フィラーの含量が増えるにつれて、熱放出効果が高くなる。一方、ボディ３００は、金属粉末３１０と、ポリマー３２０及び熱伝導性フィラー３３０を含む材料からなる複数枚のシートを積み重ねて作製してもよい。ここで、複数枚のシートを積み重ねてボディ３００を作製する場合、各シートの熱伝導性フィラー３３０の含量は異なっていてもよい。例えば、基板１００を中心として上側及び下側に向かって遠ざかるにつれて、シート内の熱伝導性フィラー３３０の含量は次第に増えてもよい。

また、ボディ３００は、金属粉末３１０、ポリマー３２０及び熱伝導性フィラー３３０を含む材料からなるペーストを所定の厚さに印刷して形成してもよく、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を用いて形成してもよい。このとき、ボディ３００を形成するために積み重ねられるシートの枚数又は所定の厚さに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ることが好ましい。一方、基板１００を間に挟んでその上側及び下側に設けられたボディ３００ａ、３００ｂは、基板１００を介して互いに接続されてもよい。すなわち、基板１００の少なくとも一部が除去され、除去された部分にボディ３００の一部が充填されてもよい。このように、基板１００の少なくとも一部が除去され、その部分にボディ３００が充填されることにより、基板１００の面積を狭め、同じ体積におけるボディ３００の割合を高めることにより、パワーインダクターの透磁率を上げることができる。

基板１００は、ボディ３００の内部に設けられてもよい。例えば、基板１００は、ボディ３００の内部にボディ３００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、基板１００は、一枚以上に設けられてもよく、例えば、二枚以上の基板１００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。いうまでもなく、二枚以上の基板１００が外部電極４００の形成方向に配列されてもよい。このような基板１００は、例えば、銅張り積層板（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ；ＣＣＬ）又は金属フェライトなどによって作製されてもよい。このとき、基板１００は、金属フェライトによって作製されることにより透磁率を増大させ、容量を手軽に実現することができる。すなわち、銅張り積層板（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、金属フェライトを基板１００の素材として用いると、金属フェライト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。このような金属フェライトを用いた基板１００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少なくとも一種の金属からなる所定の厚さの板に銅箔を貼り合わせて作製してもよい。すなわち、鉄を含み、少なくとも一つの金属からなる合金を所定の厚さの板状に作製し、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板１００が作製されてもよい。また、基板１００の所定の領域には少なくとも一つの導電性ビア１１０が形成されてもよく、導電性ビア１１０によって基板１００の上側及び下側にそれぞれ形成されるコイルパターン２１０、２２０が電気的に接続されてもよい。さらに、基板１００は、少なくとも一部が除去されてもよい。すなわち、基板１００は、図１４及び図１５に示すように、コイルパターン２１０、２２０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２１０、２２０の内側に基板１００が除去されて貫通孔１２０が形成されてもよく、コイルパターン２１０、２２０の外側の基板１００が除去されてもよい。すなわち、基板１００は、コイルパターン２１０、２２０の外側の形状に倣って、例えば、レーストラック（ｒａｃｅｔｒａｃｋ）の形状を呈し、外部電極４００と向かい合う領域がコイルパターン２１０、２２０の端部の形状に倣って直線状に形成されてもよい。従って、基板１００の外側は、ボディ３００の周縁に対して湾曲した形状に設けられ得る。このように、基板１００が除去された部分には、図１５に示すように、ボディ３００が充填されてもよい。すなわち、基板１００の貫通孔１２０を含めた除去された領域を介して上側及び下側のボディ３００ａ、３００ｂが互いに接続される。一方で、基板１００が金属フェライトから作製される場合、基板１００がボディ３００の金属粉末３１０と接触することがある。このような問題を解消するために、基板１００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１２０の側面及び基板１００の外側面に絶縁層５００が形成されてもよい。一方、基板１００は、コイルパターン２１０、２２０の幅よりも幅広に設けられてもよい。例えば、基板１００は、コイルパターン２１０、２２０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、基板１００は、コイルパターン２１０、２２０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、基板１００は、コイルパターン２１０、２２０の内側領域及び外側領域が除去されてボディ３００の横断面の面積よりも小さくてもよい。例えば、ボディ３００の横断面の面積を１００としたとき、基板１００は、４０〜８０の面積比で設けられてもよい。基板１００の面積比が高ければ、ボディ３００の透磁率が低くなる虞があり、基板１００の面積比が低ければ、コイルパターン２１０、２２０の形成面積が小さくなる虞がある。従って、ボディ３００の透磁率、コイルパターン２１０、２２０の線幅及びターン数などを考慮して基板１００の面積比を調整してもよい。

コイルパターン２００（２１０、２２０）は、基板１００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２１０、２２０は、基板１００の所定の領域、例えば、中央部から外側へ向かってスパイラル状に形成されてもよく、基板１００の上に形成された二つのコイルパターン２１０、２２０が接続されて一つのコイルをなしてもよい。すなわち、コイルパターン２１０、２２０は、基板１００の中心部に形成された貫通孔１２０の外側からスパイラル状に形成されてもよく、基板１００に形成された伝導性ビア１１０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２１０及び下側のコイルパターン２２０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２１０、２２０は重なり合うように形成されてもよく、コイルパターン２１０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２２０が形成されてもよい。一方、コイルパターン２１０、２２０の端部は直線状に外側に延設されてもよく、ボディ３００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２１０、２２０の外部電極４００と接触される領域は、図１４及び図１５に示すように、他の領域と比べて幅広に形成されてもよい。コイルパターン２１０、２２０の一部、すなわち、引出部が幅広に形成されることにより、コイルパターン２１０、２２０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２１０、２２０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２１０、２２０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３００の側面の中央部に向かって直線状に形成されてもよい。なお、コイルパターン２１０、２２０は、傾設された第１のメッキ膜２００ａと、これを覆うように形成された第２のメッキ膜２００ｂとを備えていてもよい。

外部電極４００（４１０、４２０）は、ボディ３００の向かい合う二つの面に形成されてもよい。例えば、外部電極４００は、ボディ３００の長軸方向に向かい合う二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３００のコイルパターン２１０、２２０と電気的に接続されてもよい。また、外部電極４００は、ボディ３００の二つの側面の全体に形成され、二つの側面の中央部においてコイルパターン２１０、２２０と接触されてもよい。すなわち、コイルパターン２１０、２２０の端部がボディ３００の外側の中央部から露出し、外部電極４００がボディ３００の側面に形成されてコイルパターン２１０、２２０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３００の両側面を浸漬して形成してもよく、印刷、蒸着及びスパッタリングなどの様々な方法によってボディ３００の両端に形成されてもよい。外部電極４００は、電気伝導性を有する金属によって形成されてもよく、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少なくとも一種の金属によって形成されてもよい。なお、外部電極４００には、表面にニッケルメッキ層（図示せず）又は錫メッキ層（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２１０、２２０と金属粉末３１０とを絶縁するために、コイルパターン２１０、２２０とボディ３００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２１０、２２０の上面及び側面を覆うように形成されてもよい。また、絶縁層５００は、コイルパターン２１０、２２０の上面及び側面だけではなく、基板１００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板１００のコイルパターン２１０、２２０よりも露出された領域、すなわち、基板１００の表面及び側面にも絶縁層５００が形成されてもよい。基板１００上の絶縁層５００は、コイルパターン２１０、２２０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２１０、２２０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２１０、２２０が形成された基板１００を蒸着チャンバー内に設けた後、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２１０、２２０の上にパリレンを蒸着させてもよい。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、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、蒸着チャンバーと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２１０、２２０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少なくとも一種の物質によって形成されてもよい。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２１０、２２０の上に均一な厚さに絶縁層５００を形成することができ、薄肉に形成しても他の物質と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と比べて薄肉に形成しながら絶縁破壊電圧を増大させて、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２１０、２２０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２１０、２２０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に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２１０、２２０の上に所定の厚さに形成可能である。図１６に示すように、パリレンの場合、コイルパターン２１０、２２０の段差に沿って薄肉に形成されるが、ポリイミドはパリレンと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が占める厚さが増大してボディ３００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って作製された後にコイルパターン２１０、２２０の上に形成されてもよい。

上述したように、本発明の一実施形態に係るパワーインダクターは、金属粉末３１０及びポリマー３２０だけではなく、熱伝導性フィラー３３０を含めてボディ３００を作製することにより、金属粉末３１０の加熱によるボディ３００の熱を外部に放出することができるので、ボディ３００の昇温を防ぐことができ、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２１０、２２０とボディ３００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２１０、２２０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、絶縁特性を向上することができる。また、ボディ３００の内部の基板１００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低下を防ぐことができ、基板１００の少なくとも一部が除去され、その部分にボディ３００を充填することにより、透磁率を向上することができる。

一方で、本発明に係るパワーインダクターは、ボディ３００内に少なくとも一つのフェライト層（図示せず）がさらに設けられてもよい。すなわち、ボディ３００の上面及び下面の少なくとも一方にフェライト層が設けられてもよく、ボディ３００内に基板１００から離間して少なくとも一つのフェライト層が設けられてもよい。このようなフェライト層は、シート状に作製されて複数枚のシートが積み重ねられたボディ３００の間に設けられてもよい。すなわち、ボディ３００を作製するための複数枚のシートの間に少なくとも一つのフェライト層を設けてもよい。なお、金属粉末３１０、ポリマー３２０及び熱伝導性フィラー３３０を含む材料からなるペーストを所定の厚さに印刷してボディ３００を形成する場合、印刷の最中にフェライト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、フェライト層をこれらの間に入れて圧着することができる。いうまでもなく、フェライト層は、ペーストを用いて形成してもよく、ボディ３００を印刷するときに、軟磁性物質を塗布してボディ３００内にフェライト層を形成してもよい。このように、ボディ３００に少なくとも一つのフェライト層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。

また、少なくとも一方の面にコイルパターン２００がそれぞれ形成された少なくとも二枚以上の基板１００がボディ３００内に離間して設けられ、互いに異なる基板１００の上に形成されたコイルパターン２００がボディ３００の外部の接続電極（図示せず）によって接続されてもよい。従って、一つのボディ３００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３００の外部の接続電極を用いて互いに異なる基板１００の上にそれぞれ形成されたコイルパターン２００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。

いうまでもなく、少なくとも二枚の基板１００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２００が互いに異なる外部電極４００によって接続されることにより、複数のインダクターが並べて設けられてもよく、これにより、一つのボディ３００内に二つ以上のパワーインダクターが実現されてもよい。すなわち、一つのボディ３００内に複数のインダクタが実現されてもよい。

さらに、ボディ３００内に少なくとも一方の面の上にコイルパターン２００がそれぞれ形成された複数枚の基板１００がボディ３００の厚さ方向（すなわち垂直方向）に積み重ねられるか、又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、複数枚の基板１００の上にそれぞれ形成されたコイルパターン２００は、外部電極４００と直列又は並列に接続されてもよい。すなわち、複数枚の基板１００のそれぞれに形成されたコイルパターン２００が互いに異なる外部電極４００に接続されて並列に接続されてもよく、複数枚の基板１００のそれぞれに形成されたコイルパターン２００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、それぞれの基板１００の上にそれぞれ形成されたコイルパターン２００がボディ３００の外部の接続電極によって接続されてもよい。従って、並列に接続される場合、複数の基板１００のそれぞれに二つの外部電極４００が必要であり、直列に接続される場合、基板１００の数を問わずに二つの外部電極４００が必要であり、一つ以上の接続電極が必要である。例えば、三枚の基板１００の上に形成されたコイルパターン２００が外部電極４００に並列に接続される場合は、六個の外部電極４００が必要であり、三枚の基板１００の上に形成されたコイルパターン２００が直列に接続される場合は、二つの外部電極４００及び少なくとも一つの接続電極が必要である。なお、並列に接続される場合、ボディ３００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３００内に一つのコイルが設けられる。

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って理解されるべきである。

Claims (21)

1. 基板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であって、
   前記基板の上に形成された第１のメッキ膜と、
   前記第１のメッキ膜を覆うように形成された第２のメッキ膜と、
   を備えるコイルパターン。
2. 前記コイルパターンは、前記基板の両面にスパイラル状にそれぞれ形成され、前記第１のメッキ膜の少なくとも一部が前記基板に形成された導電性ビアを介して接続された請求項１に記載のコイルパターン。
3. 前記第１のメッキ膜は、前記基板に接する下部面から上部面に向かって幅狭となるように形成された請求項２に記載のコイルパターン。
4. 前記第１のメッキ膜は、前記上部面の幅と前記下部面の幅との比が０．２：１〜０．９：１となるように形成された請求項３に記載のコイルパターン。
5. 前記第１のメッキ膜は、前記下部面の幅と高さとの比が１：０．７〜１：４となるように形成された請求項４に記載のコイルパターン。
6. 前記第１のメッキ膜の下部面の幅と前記第２のメッキ膜の下部面の幅との比は１：１．２〜１：２であり、前記第１のメッキ膜の下部面の幅と隣り合う第１のメッキ膜間の間隔との比は１．５：１〜３：１である請求項５に記載のコイルパターン。
7. 前記第２のメッキ膜は、前記上部面及び下部面の幅の比が０．５：１〜０．９：１である請求項６に記載のコイルパターン。
8. 前記上部面及び下部面の幅の比が１：１の設計抵抗値と比べて、１０１％〜１１０％の抵抗値を有する請求項７に記載のコイルパターン。
9. 前記コイルパターンは、最内部から最外部へ向かって幅広又は幅狭となるように形成された請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のコイルパターン。
10. 基板の少なくとも一方の面の上に所定の形状のマスクパターンを形成するステップと、
    前記マスクパターン間の前記基板の上に第１のメッキ膜を形成するステップと、
    前記マスクパターンを除去した後、前記第１のメッキ膜をエッチングするステップと、
    前記第１のメッキ膜を覆うように第２のメッキ膜を形成するステップと、
    を含むコイルパターンの形成方法。
11. 前記コイルパターンは、前記基板の両面にスパイラル状にそれぞれ形成され、前記第１のメッキ膜の少なくとも一部が前記基板に形成された導電性ビアを介して接続される請求項１０に記載のコイルパターンの形成方法。
12. 前記第１のメッキ膜は、下部面から上部面へ向かって幅狭となるようにエッチングする請求項１１に記載のコイルパターンの形成方法。
13. 前記第１のメッキ膜は、少なくとも一回の等方エッチング及び少なくとも一回の傾斜エッチングを施してエッチングする請求項１２に記載のコイルパターンの形成方法。
14. 前記第１のメッキ膜は、前記下部面の幅と前記上部面の幅との比が０．２：１〜０．９：１となるようにエッチングする請求項１３に記載のコイルパターンの形成方法。
15. 前記第１のメッキ膜のエッチングは、等方エッチング及び傾斜エッチングの比率を異ならせて少なくとも二つの区間に分割して施す請求項１４に記載のコイルパターンの形成方法。
16. 前記コイルパターンは、最内部から最外部へ向かって幅広又は幅狭となるように形成された請求項１０から請求項１５のうちのいずれか一項に記載のコイルパターンの形成方法。
17. ボディと、
    前記ボディの内部に設けられた少なくとも一枚の基板と、
    前記基板の少なくとも一方の面の上に形成された少なくとも一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、
    前記コイルパターンは、最内部から最外部へ向かって幅広又は幅狭となるように形成されたチップ素子。
18. 前記コイルパターンは、前記基板の上に形成された第１のメッキ膜と、前記第１のメッキ膜を覆うように形成された第２のメッキ膜と、を備える請求項１７に記載のチップ素子。
19. 前記第１のメッキ膜は、上部面の幅と下部面の幅との比が０．２：１〜０．９：１となるように形成された請求項１８に記載のチップ素子。
20. 前記基板は、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請求項１７から請求項１９のうちのいずれか一項に記載のチップ素子。
21. 前記基板は、少なくとも二枚が設けられて前記ボディの厚さ方向に積み重ねられ、前記少なくとも二枚の基板の上にそれぞれ形成されたコイルパターンは、直列又は並列に接続された請求項２０に記載のチップ素子。