JP2022146973A - コイル部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インダクタ配線導体に接続されかつ本体の主面に向かって延びる引き出し導体の端面を外部端子電極として用いたとしても、本体に対する引き出し導体の密着力を十分に保つことができる、コイル部品を提供する。【解決手段】外部端子電極１９が、引き出し導体１３の、本体２の主面３において露出する端面と、引き出し導体１３と一体に構成されかつ本体２の主面３上に沿って延びる延伸部１９ａと、によって与えられる。これによって、上記主面３と平行な方向に延びる断面で見たとき、外部端子電極１９は、引き出し導体１３の断面より大きい断面を有する構造が得られる。上記構造を得るため、引き出し導体１３を内蔵した構造物を用意し、引き出し導体１３の端面を露出させるように、構造物を研削する。この研削工程において、引き出し導体１３の一部を延伸することによって、引き出し導体１３の端面に連なる延伸部１９ａを形成する。【選択図】図２

Description

この発明は、インダクタ配線導体が本体に内蔵されたコイル部品およびその製造方法に関するもので、特に、本体の表面に設けられる外部端子電極へのインダクタ配線導体の引き出し構造およびその製造方法に関するものである。

この発明にとって興味あるコイル部品が、たとえば国際公開第２０１５／１３３３１０号（特許文献１）に記載されている。

特許文献１に記載されるコイル部品は、多層基板に内蔵されるインダクタ配線導体を備える。多層基板内において、インダクタ配線導体を引き出す柱状の引き出し導体が設けられる。特許文献１の段落０２５３には、当該引き出し導体の一方端部の端面を多層基板から露出させ、これを外部端子電極として機能させてもよい、と記載されている。

国際公開第２０１５／１３３３１０号

上述したコイル部品において、多層基板内の柱状の引き出し導体の端面を外部端子電極として機能させた場合、本体に対する引き出し導体の密着力が不足することがある。また、柱状の引き出し導体の端面は、面積が比較的小さく、実装基板に対する固着強度について信頼性が劣ることがある。

そこで、この発明の目的は、引き出し導体の端面を外部端子電極として機能させた場合に遭遇する上述の問題を解決し得る、コイル部品の構造およびその製造方法を提供しようとすることである。

この発明は、まず、主面を有する本体と、本体内に配置されたインダクタ配線導体と、上記主面において露出する外部端子電極と、本体内において上記主面に向かって延びる状態で配置され、インダクタ配線導体と外部端子電極とを電気的に接続する引き出し導体と、を備えるコイル部品に向けられる。

この発明に係るコイル部品は、上述した技術的課題を解決するため、外部端子電極が、引き出し導体の上記主面において露出する端面と、引き出し導体と一体に構成されかつ上記主面上に沿って延びる延伸部と、によって与えられることを特徴としている。

この発明は、また、上述した構造を有するコイル部品の製造方法にも向けられる。

この発明に係るコイル部品の製造方法は、主面を有し、インダクタ配線導体とインダクタ配線導体に電気的に接続された引き出し導体とを内蔵し、引き出し導体が主面に向かって延びている、構造物を用意する工程と、引き出し導体の端面を主面側に露出させるように、構造物を主面側から研削する工程と、を備え、研削工程は、引き出し導体の一部を延伸することによって、引き出し導体の端面に連なる延伸部を主面上に沿って形成する工程を含むことを特徴としている。

この発明に係るコイル部品によれば、外部端子電極が、引き出し導体と一体に構成されかつ主面上に沿って延びる延伸部を備えているため、主面と平行な方向に延びる断面で見たとき、外部端子電極の断面が引き出し導体の断面より大きくなり、本体に対する外部端子電極および引き出し導体の密着力を向上させることができる。

また、外部端子電極の表面積を引き出し導体の断面積より大きくすることができるので、実装基板に対する固着強度についての信頼性を高めることができる。

この発明に係るコイル部品の製造方法によれば、引き出し導体を内蔵した構造物を研削するといった工程を実施することによって、引き出し導体の端面を露出させるだけでなく、引き出し導体の一部を延伸し、引き出し導体の端面に連なる延伸部を形成することができるので、簡易な工程で信頼性の高い外部端子電極の形成が可能となる。

この発明の第１の実施形態によるコイル部品１の外観を示す平面図である。 図１に示したコイル部品１の一部を拡大して示す断面図であり、（Ａ）は図１の線Ａ－Ａに沿う断面を示し、（Ｂ）は図１の線Ｂ－Ｂに沿う断面を示す。 図１に示したコイル部品１の製造方法を説明するための断面図であり、用意される支持基板２５の一部を示す。 図３に示した工程に続く工程を示す断面図であり、支持基板２５上に導電性のシード層２８を形成した状態を示す。 図４に示した工程に続く工程を示す断面図であり、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分において、第１レジスト２９をシード層２８上に設けた状態を示す。 図５に示した工程に続く工程を示す断面図であり、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分において、第１レジスト２９の開口３０を介してシード層２８上にインダクタ配線導体９を電解めっきにより形成した状態を示す。 図６に示した工程に続く工程を示す断面図であり、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分において、第１レジスト２９を除去した状態を示す。 図７に示した工程に続く工程を示す断面図であり、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分において、第２レジスト３１をシード層２８上に設けた状態を示す。 図８に示した工程に続く工程を示す断面図であり、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分において、第２レジスト３１の開口３２を介してインダクタ配線導体９の端部上に引き出し導体１３を電解めっきにより形成した状態を示す。 図９に示した工程に続く工程を示す断面図であり、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分において、第２レジスト３１を除去した状態を示す。 図１０に示した工程に続く工程を示す断面図であり、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分において、シード層２８の不要部分を除去した状態を示す。 図１１に示した工程に続く工程を示す断面図であり、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分において、インダクタ配線導体９および引き出し導体１３を内蔵するように第１磁性層３３を設けた状態を示す。 図１２に示した工程に続く工程を示す断面図であり、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分において、第１磁性層３３を研削し、引き出し導体１３の端面を露出させかつ引き出し導体１３の端面に連なる延伸部１９ａを構造物３４の主面３５上に沿って形成した状態を示す。 図１３に示した工程に続く工程を示す断面図であり、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分において、支持基板２５を除去した状態を示す。 図１４に示した工程に続く工程を示す断面図であり、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分において、第１磁性層３３に接するように、第２磁性層３７を設けた状態を示す。 この発明の第２の実施形態によるコイル部品１ａを示す、図２（Ａ）に対応する図である。 この発明の第３の実施形態によるコイル部品１ｂを示す、図２（Ａ）に対応する図である。 この発明の第４の実施形態によるコイル部品１ｃを示す、図２（Ａ）の一部に対応する図である。

［第１の実施形態］
図１および図２を参照して、この発明の第１の実施形態によるコイル部品１の構造について説明する。

コイル部品１は、好ましくは磁性体からなる本体２を備える。本体２を構成する磁性体は、たとえば、金属磁性粉を含む有機材料からなる。金属磁性粉は、たとえば、平均粒子径が５μｍ以下であり、Ｆｅ－Ｓｉ系合金などのＦｅを含む合金からなる粉末である。なお、金属磁性粉は結晶質であっても非晶質であってもよい。金属磁性粉に代えて、フェライトなどの酸化物磁性粉を用いてもよい。有機材料としては、たとえば、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂とアクリル樹脂との混合体、またはエポキシ樹脂とアクリル樹脂とその他の樹脂との混合体が用いられる。

本体２は、板状ないしは直方体状であり、相対向する第１主面３および第２主面４ならびに第１主面３および第２主面４間を連結する４つの端面５、６、７および８を有する。なお、「主面」および「端面」は、説明の便宜上付された名称であり、相対的に決まるものである。

本体２内には、線状の３本のインダクタ配線導体９、１０および１１が配置される。インダクタ配線導体９、１０および１１は、相対向する端面５および６間を結ぶ方向に延びている。インダクタ配線導体９および１０は直線状であり、インダクタ配線導体１１はミアンダ状である。また、インダクタ配線導体９は、インダクタ配線導体１０および１１より太い。

インダクタ配線導体９の一方端部および他方端部には、それぞれ、引き出し導体１３および１４が設けられる。一方の引き出し導体１３が図２（Ａ）に図示されている。インダクタ配線導体１０の一方端部および他方端部には、それぞれ、引き出し導体１５および１６が設けられる。インダクタ配線導体１１の一方端部および他方端部には、それぞれ、引き出し導体１７および１８が設けられる。図２（Ａ）において図示された引き出し導体１３の状態からわかるように、引き出し導体１３～１８の各々は、インダクタ配線導体９～１１の各々の対応の端部に重なるように位置しており、第１主面３に向かって延びる状態で本体２内に配置されている。好ましくは、引き出し導体１３～１８の各々は、第１主面３に直交する方向に延びている。

インダクタ配線導体９～１１および引き出し導体１３～１８は、たとえば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｆｅ、ＳｎもしくはＩｎ、またはこれらの化合物から構成され得るが、特に、延性に富むＡｕ、Ｐｔ、ＡｇもしくはＣｕまたはこれらの化合物から構成されることが好ましく、さらにコストの面を考慮して、ＣｕまたはＣｕ合金から構成されることがより好ましい。

本体２の第１主面３において露出するように、６つの外部端子電極１９～２４が設けられる。前述の説明において、「主面」および「端面」は、説明の便宜上付された名称であり、相対的に決まるものであるとしたが、「主面」は外部端子電極１９～２４が露出する面と定義される。

インダクタ配線導体９の一方端部は、引き出し導体１３を介して、外部端子電極１９に電気的に接続され、他方端部は、引き出し導体１４を介して、外部端子電極２０に電気的に接続される。インダクタ配線導体１０の一方端部は、引き出し導体１５を介して、外部端子電極２１に電気的に接続され、他方端部は、引き出し導体１６を介して、外部端子電極２２に電気的に接続される。インダクタ配線導体１１の一方端部は、引き出し導体１７を介して、外部端子電極１９に電気的に接続され、他方端部は、引き出し導体１８を介して、外部端子電極２０に電気的に接続される。

外部端子電極１９は、引き出し導体１３の第１主面３において露出する端面と、引き出し導体１３と一体に構成されかつ第１主面３上に沿って延びる延伸部１９ａと、によって与えられる。この構成により、外部端子電極１９は、第１主面３と平行な方向に延びる断面で見たとき、引き出し導体１３の断面より大きい断面を有する。また、延伸部１９ａは、第１主面３に直交する方向から見たとき、引き出し導体１３の一方側に張り出している。具体的には、延伸部１９ａは、図１において、引き出し導体１３の紙面右側（インダクタ配線導体９に直交する方向）に張り出している。

他の外部端子電極２０～２０についても同様であり、それぞれ、延伸部２０ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａおよび２４ａを有している。

また、コイル部品１では、図１に示すように、３個の外部端子電極１９、２１および２３が第１主面３に沿って配列され、３個の外部端子電極２０、２２および２４が第１主面３に沿って配列されている。そして、３個の外部端子電極１９、２１および２３の各々の延伸部１９ａ、２１ａおよび２３ａは、互いに同じ方向に張り出し、３個の外部端子電極２０、２２および２４の各々の延伸部２０ａ、２２ａおよび２４ａは、互いに同じ方向、具体的には、図１の紙面右側（インダクタ配線導体９，１０，１１に直交する方向）に張り出している。このような構成は、特に、後述する図１７に示した実施形態のように、配列された複数個の外部端子電極の間隔が狭い場合に有効である。

次に、図３ないし図１５を参照して、コイル部品１の好ましい製造方法について説明する。図３ないし図１５には、図２（Ａ）に示したインダクタ配線導体９および引き出し導体１３が設けられた部分に関連する製造方法が図示されている。インダクタ配線導体９における他の引き出し導体１４、ならびに他のインダクタ配線導体１０および１１ならびに引き出し導体１５～１８が設けられた部分についても、インダクタ配線導体９および引き出し導体１３が設けられた部分についての図３ないし図１５に示した各工程と同様の工程が同時に実施される。

まず、図３に示すように、支持基板２５が用意される。支持基板２５は、たとえばフェライトやアルミナなどのセラミックや硬化の進んだ樹脂のような耐たわみ強度の比較的高い材質からなるベース部２６と、ベース部２６の一方主面を覆う、たとえばポリイミドのような樹脂からなるコーティング部２７とからなる。コーティング部２７は、たとえば、スピン塗布により樹脂がベース部２６上に塗布され、次いでキュアされることによって形成される。

次に、図４に示すように、支持基板２５上に、導電性のシード層２８が形成される。シード層２８は、インダクタ配線導体９～１１を電解めっきにより形成する際に、電荷を供給するためのものである。シード層２８は、好ましくは、インダクタ配線導体９～１１と同様の材料からなり、たとえば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｆｅ、ＳｎもしくはＩｎ、またはこれらの化合物からなる。シード層２８の形成には、無電解めっき、スパッタリングなどが適用される。また、シード層２８の厚みは、電荷の供給が可能で、電解めっきにおいて十分に機能する限り、特に限定されないが、たとえば２μｍ以下が望ましい。

次に、図５に示すように、第１レジスト２９がシード層２８上に設けられる。第１レジスト２９は、インダクタ配線導体９のパターンに対応するパターンの開口３０を有している。第１レジスト２９は、たとえば、ドライフィルムレジストによって形成される。より具体的には、保護フィルムを剥離しながら、ドライフィルムレジストをシード層２８にラミネートし、露光、現像、キュアの各工程を経て、パターニングされて、開口３０を有する第１レジスト２９が形成される。

次に、図６に示すように、インダクタ配線導体９がたとえばＣｕのような導電性金属の電解めっきによって形成される。インダクタ配線導体９となるべき導電性金属は、第１レジスト２９の開口３０を介して、電荷が供給されたシード層２８上でめっき成長し、インダクタ配線導体９となる。シード層２８がインダクタ配線導体９と同様の材料からなるとき、インダクタ配線導体９は、シード層２８と一体化する。

次に、図７に示すように、第１レジスト２９が剥離されて除去される。

次に、図８に示すように、第２レジスト３１がシード層２８上に設けられる。第２レジスト３１は、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分では、インダクタ配線導体９の端部に電気的に接続される引き出し導体１３のパターンに対応するパターンの開口３２を有している。第２レジスト３１は、たとえば、ドライフィルムレジストによって形成される。より具体的には、第１レジスト２９の場合と同様、保護フィルムを剥離しながら、ドライフィルムレジストをシード層２８にラミネートし、露光、現像、キュアの各工程を経て、パターニングされて、開口３２を有する第２レジスト３１が形成される。

次に、図９に示すように、たとえばＣｕのような導電性金属の電解めっきが実施される。このとき、図２（Ａ）に示した部分に相当する部分では、第２レジスト３１の開口３２を介してインダクタ配線導体９の端部上に引き出し導体１３が電解めっきにより形成される。引き出し導体１３は、インダクタ配線導体９と同じ材料からなることが好ましい。

次に、図１０に示すように、第２レジスト３１が剥離されて除去される。

次に、図１０に示す状態で湿式エッチングが施され、図１１に示すように、シード層２８の不要部分、すなわち、インダクタ配線導体９から露出した部分が除去される。

次に、図１２に示すように、インダクタ配線導体９および引き出し導体１３を内部に位置させるように、支持基板２５上に、本体２の一部となる第１磁性層３３が設けられる。第１磁性層３３は、たとえば、金属磁性粉を含む有機材料からなるシートをプレスすることによって、図１２に示す状態の構造物３４を得、次いでキュアすることによって形成される。

次に、図１２に示す構造物３４において、引き出し導体１３の端面を図２に示した第１主面３に対応する主面３５側に露出させるように、構造物３４を主面３５側から研削する工程が実施される。この研削工程では、矢印３６で示す方向のみの研削操作が主面３５に付与されるように実施されることが好ましい。ただし、引き出し導体１３の端面上で一方向のみの研削操作となっていればよく、研削操作としては、主面３５上を回転研磨してもよい。

研削工程の結果、図１３に示すように、外部端子電極１９の一部となる引き出し導体１３の端面が露出するとともに、引き出し導体１３の一部が延伸されることによって、引き出し導体１３の端面に連なる延伸部１９ａが主面３５上に沿って形成される。

上述した研削工程では、第１研削工程とその後の第２研削工程というように、少なくとも２段階の研削工程が実施されてもよい。この場合、第２研削工程では、第１研削工程で用いられる砥粒より小さい砥粒が用いられる。これによれば、第１研削工程で、延伸部１９ａの大部分を能率的に作製し、次いで、第２研削工程で、延伸部１９ａの張り出し寸法の微調整を行なうことができる。したがって、寸法精度の高い延伸部１９ａを作製することができる。

次に、図１４に示すように、支持基板２５が除去される。

次に、図１５に示すように、第１磁性層３３に接するように、第２磁性層３７が設けられる。第２磁性層３７は、たとえば、金属磁性粉を含む有機材料からなるシートをプレスすることによって、図１５に示す状態を得、次いでキュアすることによって形成される。第２磁性層３７および前述した第１磁性層３３によって、本体２が構成される。

図１５に示した状態は、図２（Ａ）に示した状態に相当する。

このようにして、コイル部品１が製造されるが、上述した工程が複数のコイル部品１を同時に製造するため、マザー状態で実施される場合には、その後、マザー状態のコイル部品１の集合体を、たとえばダイサーによって、カットする工程が実施される。

［第２の実施形態］
図１６は、この発明の第２の実施形態によるコイル部品１ａを示す、図２（Ａ）に対応する図である。図１６において、図２（Ａ）に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図１６を参照して、第２の実施形態は、外部端子電極１９を覆うめっき膜４１をさらに備えることを特徴としている。主面３に直交する方向から見たとき、めっき膜４１は、少なくとも引き出し導体１３の主面３に露出する端面と、主面３上に沿って延びる延伸部とを覆うように形成される。これにより、めっき膜４１は、第１主面３と平行な方向に延びる断面で見たとき、引き出し導体１３の断面より大きい断面を有する。なお、第２の実施形態では、さらに、めっき膜４１は、外部端子電極１９より広い面積を有している。めっき膜４１は、たとえば、下地層としてのＣｕ無電解めっき層、その上のＮｉ電解めっき層、およびその上のＡｕ電解めっき層を備える。

［第３の実施形態］
図１７は、この発明の第３の実施形態によるコイル部品１ｂを示す、図２（Ａ）に対応する図である。図１７において、図２（Ａ）または図１に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図１７を参照して、たとえば２個の外部端子電極１９および２１が第１主面３に沿って配列されている。ここで、２個の外部端子電極１９および２１の間隔は比較的狭い。このような場合、２個の外部端子電極１９および２１の各々の延伸部１９ａおよび２１ａは、互いに同じ方向に張り出していることが好ましい。

このような構成が採用されることにより、異なる外部端子電極１９および２１の間隔を狭めても、これら外部端子電極１９および２１間での不所望な電気的短絡を生じにくくすることができる。

［第４の実施形態］
図１８は、この発明の第４の実施形態によるコイル部品１ｃを示す、図２（Ａ）の一部に対応する図である。図１８において、図２（Ａ）に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図１８を参照して、外部端子電極１９に延伸部１９ａおよび１９ｂが形成されている。前述した図１２から図１３に示した研削工程によって、延伸部１９ａが形成されるが、この延伸部１９ａの張り出し方向とは異なる方向に張り出す延伸部１９ｂが意図せずに形成されることがある。しかしながら、延伸部１９ｂの張り出し寸法Ｐｂは、延伸部１９ａの張り出し寸法Ｐａより小さい。

このような場合であっても、前述の第３の実施形態の構成を採用すれば、不所望な電気的短絡の問題を生じにくくすることができる。すなわち、外部端子電極１９の延伸部１９ａのように、複数個の外部端子電極の各々における張り出し寸法の大きい方の延伸部を、互いに同じ方向に張り出すようにすると、不所望な電気的短絡の問題を生じにくくすることができる。

以上、この発明を図示したいくつかの実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他種々の変形が可能である。

たとえば、引き出し導体１３～１８の断面形状は、四角形であるように図示されたが、これには限定されず、たとえば円形であってもよい。

また、コイル部品におけるインダクタ配線導体の形態、数等は、設計に応じて任意に変更することができる。インダクタ配線導体は、たとえばスパイラル状に延びるものであってもよい。

また、インダクタ配線導体および引き出し導体の形成方法は問われず、前述した電解めっき法以外に、無電解めっき法、スパッタリング法、蒸着法、印刷法などが適用されてもよい。

また、この明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ コイル部品
２ 本体
３，４ 本体の主面
９～１１ インダクタ配線導体
１３～１８ 引き出し導体
１９～２４ 外部端子電極
１９ａ～２４ａ 延伸部
３４ 構造物
３５ 構造物の主面
４１ めっき膜

Claims (11)

1. 主面を有する本体と、
   前記本体内に配置されたインダクタ配線導体と、
   前記主面において露出する外部端子電極と、
   前記本体内において前記主面に向かって延びる状態で配置され、前記インダクタ配線導体と前記外部端子電極とを電気的に接続する引き出し導体と、
   を備え、
   前記外部端子電極は、前記引き出し導体の前記主面において露出する端面と、前記引き出し導体と一体に構成されかつ前記主面上に沿って延びる延伸部と、によって与えられる、
   コイル部品。
2. 前記引き出し導体は、前記主面に直交する方向に延びている、請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記外部端子電極の前記延伸部は、前記主面に直交する方向から見たとき、前記引き出し導体の一方側に張り出している、請求項２に記載のコイル部品。
4. 前記インダクタ配線導体の両端に前記外部端子電極が電気的に接続され、前記インダクタ配線導体の両端に電気的に接続された前記外部端子電極の各々の前記延伸部は、互いに同じ方向に張り出している、請求項３に記載のコイル部品。
5. 複数の前記インダクタ配線導体を備え、
   複数の前記インダクタ配線導体の各々に電気的に接続される複数の前記外部端子電極が前記主面に沿って配列され、
   複数の前記外部端子電極の各々の前記延伸部は、互いに同じ方向に張り出している、
   請求項４に記載のコイル部品。
6. 前記外部端子電極および前記引き出し導体は、銅または銅合金からなる、請求項１ないし５のいずれかに記載のコイル部品。
7. 前記本体は磁性体からなる、請求項１ないし６のいずれかに記載のコイル部品。
8. 前記外部端子電極を覆うめっき膜をさらに備える、請求項１ないし７のいずれかに記載のコイル部品。
9. 主面を有し、インダクタ配線導体と前記インダクタ配線導体に電気的に接続された引き出し導体とを内蔵し、前記引き出し導体が前記主面に向かって延びている、構造物を用意する工程と、
   前記引き出し導体の端面を前記主面側に露出させるように、前記構造物を前記主面側から研削する工程と、
   を備え、
   前記研削工程は、前記引き出し導体の一部を延伸することによって、前記引き出し導体の端面に連なる延伸部を前記主面上に沿って形成する工程を含む、
   コイル部品の製造方法。
10. 前記研削工程において、一方向のみの研削操作が前記主面に付与されるように実施される、請求項９に記載のコイル部品の製造方法。
11. 前記研削工程は、少なくとも第１研削工程と前記第１研削工程の後の第２研削工程とを含み、前記第２研削工程で用いられる砥粒は前記第１研削工程で用いられる砥粒より小さい、請求項９または１０に記載のコイル部品の製造方法。

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