JP4889423B2

JP4889423B2 - Coil built-in board

Info

Publication number: JP4889423B2
Application number: JP2006260353A
Authority: JP
Inventors: 勉三倉
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP2008084921A

Description

本発明は、コイル導体が埋設されたフェライト磁性層が絶縁層の内部に設けられたコイル内蔵基板に関するものである。 The present invention relates to a coil-embedded substrate in which a ferrite magnetic layer in which a coil conductor is embedded is provided inside an insulating layer.

従来、携帯電話機をはじめとする移動体通信機器等の電子機器には多数の電子装置が組み込まれている。これら電子機器は小型化が急激に進んでおり、これに伴い各種電子装置も小型化や薄型化が要求されている。電子装置の小型化や薄型化の一例としては、従来は比較的大型のチップコイルやチップコンデンサを基板に搭載して形成されていたＬＣフィルタは、チップコイルを搭載するのに代えてガラスセラミックスからなる絶縁層が積層されたセラミック基板の内部にコイル導体を形成したコイル内蔵基板を用いることによって薄型化が図られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, many electronic devices are incorporated in electronic devices such as mobile communication devices such as mobile phones. These electronic devices have been rapidly reduced in size, and accordingly, various electronic devices are also required to be reduced in size and thickness. As an example of downsizing and thinning of electronic devices, LC filters that were conventionally formed by mounting a relatively large chip coil or chip capacitor on a substrate are made of glass ceramics instead of mounting the chip coil. Thinning is achieved by using a coil-embedded substrate in which a coil conductor is formed inside a ceramic substrate on which an insulating layer is laminated.

しかしながら、携帯電話機に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータ用途のような比較的高いインダクタンスを必要とする電子装置では、コイル内蔵基板は磁性を持たないセラミック基板内にコイルを形成しているため、100ｎＨ程度の比較的大きなインダクタンスを得るためにはコイル導体の巻き数を多くしなければならず、小型化や薄型化を効果的に達成することができないという不具合があった。 However, in an electronic device that requires a relatively high inductance such as a DC-DC converter used in a cellular phone, the coil-embedded substrate is formed with a coil in a ceramic substrate that does not have magnetism. In order to obtain a relatively large inductance, the number of turns of the coil conductor has to be increased, and there has been a problem that it is impossible to effectively reduce the size and thickness.

そこで、近年ではセラミック基板内部に高透磁率を有するフェライト磁性体層を形成し、このフェライト磁性体層にコイル導体を埋設させることにより、コイルの巻き数を多くすることなく100ｎＨを超えるコイルを内蔵させ、高インダクタンスのコイル内蔵基板とすることが行なわれている（例えば特許文献１，２を参照。）。 Therefore, in recent years, a ferrite magnetic layer having a high magnetic permeability is formed inside the ceramic substrate, and a coil conductor is embedded in the ferrite magnetic layer, so that a coil exceeding 100 nH can be built in without increasing the number of turns of the coil. In other words, a high-inductance coil-embedded substrate is used (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

このようなコイル内蔵基板は、例えば、図３に断面図で一例を示すように、配線導体14が形成された一対の絶縁層11と、絶縁層11に挟まれて積層されるとともに内部にコイル層13が埋設されたフェライト磁性体層12とによって構成され、コイル層13の平面コイル導体13ａは複数巻き形状で形成され、複数の平面コイル導体13ａを厚み方向において対向するように配置することにより大きなインダクタンスが得られるようにしている。また、このようなコイル内蔵基板は、導体ペースト等により配線導体や平面コイル導体が形成されたフェライトやセラミックスのグリーンシートを積層して焼成する、いわゆるグリーンシート積層法により作製される。
特開平６−20839号公報特開平６−21264号公報 Such a coil-embedded substrate is, for example, a pair of insulating layers 11 on which wiring conductors 14 are formed and laminated between the insulating layers 11 as shown in the cross-sectional view of FIG. The layer 13 is formed of the ferrite magnetic layer 12 embedded therein, the planar coil conductor 13a of the coil layer 13 is formed in a plurality of winding shapes, and the plurality of planar coil conductors 13a are arranged so as to face each other in the thickness direction. A large inductance is obtained. Such a coil-embedded substrate is manufactured by a so-called green sheet lamination method in which a green sheet of ferrite or ceramics on which a wiring conductor or a planar coil conductor is formed is laminated and fired with a conductor paste or the like.
JP-A-6-20839 JP-A-6-21264

しかしながら、複数巻きの複数の平面コイル導体を厚み方向において対向するように配置したコイル内蔵基板の場合には、その製造過程において平面コイル導体を形成したグリーンシートを積層する際に、上下に位置する複数の平面コイル導体の位置ずれが発生しやすいものであった。そして、位置ずれが発生したコイル内蔵基板は、重畳特性が低下してしまうという問題があった。これは、各平面コイル導体の周囲に発生した磁束の一部は、各平面コイル導体の内周側の導体と外周側の導体との間隙を通り、上下に位置する各々の間隙をコイル層の厚み方向に一貫して通るが、位置ずれが発生すると上下に位置する間隙の重なりが小さくなることから、磁束の通り道が小さくなってしまい、容易に磁束の飽和が起きやすくなることによるものであった。 However, in the case of a coil-embedded substrate in which a plurality of planar coil conductors of a plurality of windings are arranged so as to face each other in the thickness direction, when the green sheets on which the planar coil conductors are formed are laminated in the manufacturing process, The positional deviation of the plurality of planar coil conductors is likely to occur. In addition, the coil-embedded substrate in which the positional deviation has occurred has a problem that the superimposition characteristics are degraded. This is because part of the magnetic flux generated around each planar coil conductor passes through the gap between the inner and outer conductors of each planar coil conductor, and each gap located above and below the coil layer Although it passes consistently in the thickness direction, the gap between the upper and lower gaps is reduced when the position shift occurs, so the path of the magnetic flux is reduced and the magnetic flux is easily saturated. It was.

位置ずれが発生した場合でも、コイル層の厚み方向の磁束の通り幅を設計値通りに確保するため、平面コイル導体の導体間の間隙を大きくすることが考えられるが、基板が大型化してしまうという問題点があった。 Even when misalignment occurs, it is conceivable to increase the gap between the conductors of the planar coil conductor in order to ensure the width of the magnetic flux in the thickness direction of the coil layer as designed, but the substrate becomes large. There was a problem.

本発明は上記の問題点を解決するために案出されたものであり、その目的は、コイル内蔵基板の平面コイル導体の積層ずれに起因する重畳特性の低下を抑制した、小型で高インダクタンス特性を有するコイル内蔵基板を提供することにある。 The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to achieve a small and high-inductance characteristic that suppresses the deterioration of the superposition characteristic due to the stacking deviation of the planar coil conductor of the coil-embedded substrate. It is providing the coil built-in board | substrate which has this.

本発明のコイル内蔵基板は、配線導体が形成された一対の絶縁層と、該一対の絶縁層に挟持されたフェライト磁性体層と、該フェライト磁性体層内に形成されたコイル層と、前記配線導体と前記コイル層とを接続する貫通導体とを有するコイル内蔵基板であって、前記コイル層は、厚み方向において対向するように配置された複数巻きの複数の平面コイル導体からなり、該複数の平面コイル導体は、最大幅を有する１つの第１の平面コイル導体と、該第１の平面コイル導体より幅の小さい第２の平面コイル導体とからなることを特徴とするものである。
Coils embedded substrate of the present invention includes a pair of insulating layers wiring conductors are formed, and the magnetic ferrite layer sandwiched the pair of insulating layers, and a coil layer formed on the magnetic ferrite layer, wherein A coil-embedded substrate having a wiring conductor and a through conductor connecting the coil layer, the coil layer comprising a plurality of planar coil conductors of a plurality of turns arranged to face each other in the thickness direction. The planar coil conductor is composed of one first planar coil conductor having the maximum width and a second planar coil conductor having a smaller width than the first planar coil conductor.

また、本発明のコイル内蔵基板は、上記構成において、前記第２の平面コイル導体は複数あり、その幅が厚み方向において前記第１の平面コイル導体から遠ざかるにつれて順次小さくなっていることを特徴とするものである。
The coil-embedded substrate according to the present invention is characterized in that, in the above-described configuration, there are a plurality of the second planar coil conductors, and the widths of the second planar coil conductors gradually decrease as the distance from the first planar coil conductor increases in the thickness direction. To do.

また、本発明のコイル内蔵基板は、上記構成において、前記第２の平面コイル導体は複数あり、その幅が同じであることを特徴とするものである。 The coil-embedded substrate according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, there are a plurality of the second planar coil conductors, and the widths thereof are the same.

本発明のコイル内蔵基板によれば、コイル層は、厚み方向において対向するように配置された複数巻きの複数の平面コイル導体からなり、複数の平面コイル導体は、最大幅を有する１つの第１の平面コイル導体と、第１の平面コイル導体より幅の小さい第２の平面コイル導体とからなることから、その製造過程において１つの最大幅を有する第１の平面コイル導体に対して第１の平面コイル導体より幅の小さい第２の平面コイル導体の位置がずれた場合でも、第１の平面コイル導体の幅と第２の平面コイル導体の幅との差により位置ずれが吸収されて、平面コイル導体の内外周の導体間の間隙の重なりが小さくなることが抑えられ、コイル層の厚み方向に、上下に位置する各々の間隙を一貫して磁束が通るための通り幅が確保されるので、磁束の飽和が抑えられ、重畳特性の低下が抑制されたコイル内蔵基板を得ることができる。 According to the coil-embedded substrate of the present invention, the coil layer is composed of a plurality of turns of a plurality of planar coil conductors arranged so as to face each other in the thickness direction, and the plurality of planar coil conductors are one first having the maximum width. Of the first planar coil conductor and the second planar coil conductor having a smaller width than the first planar coil conductor, the first planar coil conductor having one maximum width in the manufacturing process is Even when the position of the second planar coil conductor whose width is smaller than that of the planar coil conductor is shifted, the positional shift is absorbed by the difference between the width of the first planar coil conductor and the width of the second planar coil conductor, The overlap of the gaps between the inner and outer conductors of the coil conductor is suppressed, and the width is secured as the magnetic flux passes through the gaps located above and below in the thickness direction of the coil layer. , Magnetism Saturation is suppressed, it is possible to obtain a coil embedded substrate reduced is suppressed in superimposition characteristics.

また、本発明のコイル内蔵基板によれば、上記構成において、第２の平面コイル導体は複数あり、その幅が厚み方向において第１の平面コイル導体から遠ざかるにつれて順次小さくなっているときには、その製造過程において直前に積層したコイル導体パターンを積層の位置合わせ基準として逐次積層を行なった場合に、複数回の積層時におけるその都度の位置ずれは、上下に位置する平面コイル導体の幅の差により吸収されるので、コイル層の厚み方向に、上下に位置する各々の間隙を一貫して磁束が通るための通り幅が確保され、磁束の飽和が抑えられ、重畳特性の低下が抑制されたコイル内蔵基板を得ることができる。
In addition, according to the coil-embedded substrate of the present invention, in the above configuration, there are a plurality of second planar coil conductors, and when the width is gradually decreased as the distance from the first planar coil conductor is increased in the thickness direction, the manufacture thereof is performed. When sequential lamination is performed using the coil conductor pattern that was laminated immediately before in the process as the alignment reference for lamination, the misalignment during each lamination is absorbed by the difference in the width of the planar coil conductors located above and below. In the coil layer, the width is ensured so that the magnetic flux passes through the gaps positioned vertically in the thickness direction of the coil layer, the saturation of the magnetic flux is suppressed, and the deterioration of the superposition characteristics is suppressed. A substrate can be obtained.

また、本発明のコイル内蔵基板によれば、上記構成において、第２の平面コイル導体は複数あり、その幅が同じであるときには、その製造過程において積層の位置合わせ基準をある固定した層とした場合に、最大幅を有する第１の平面コイル導体の幅と他の第２の平面コイル導体の幅の差により位置ずれが吸収されるので、コイル層の厚み方向に、上下に位置する各々の間隙を一貫して磁束が通るための通り幅が確保され、磁束の飽和が抑えられ、重畳特性の低下が抑制されたコイル内蔵基板を得ることができる。 Further, according to the coil-embedded substrate of the present invention, in the above configuration, when there are a plurality of the second planar coil conductors and the widths thereof are the same, a fixed layer is used as the alignment reference for the lamination in the manufacturing process. In this case, since the displacement is absorbed by the difference between the width of the first planar coil conductor having the maximum width and the width of the other second planar coil conductor, each of the upper and lower positions in the thickness direction of the coil layer is absorbed. A width is ensured as the magnetic flux passes through the gap consistently, the saturation of the magnetic flux is suppressed, and the coil-embedded substrate in which the deterioration of the superposition characteristics is suppressed can be obtained.

本発明のコイル内蔵基板について添付図面を参照しつつ以下に詳細に説明する。図１および図２は本発明のコイル内蔵基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は絶縁層、２はフェライト磁性体層、３はコイル層、３ａは第１の平面コイル導体、３ｂは第２の平面コイル導体、４は配線導体である。 The coil-embedded substrate of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 are cross-sectional views showing an example of an embodiment of a coil-embedded substrate of the present invention, wherein 1 is an insulating layer, 2 is a ferrite magnetic layer, 3 is a coil layer, and 3a is a first planar coil conductor. 3b is a 2nd planar coil conductor, 4 is a wiring conductor.

図１に示す例においては、配線導体４として、絶縁層１の外表面にはＩＣ等の半導体チップやチップ部品が搭載される搭載用電極４ｂおよび外部電気回路と電気的に接続される電極パッド４ｄが形成され、絶縁層１内には内部配線導体４ａが形成され、絶縁層１とフェライト磁性体層２との間には接地導体４ｅが形成されている。フェライト磁性体層２の内部にはコイル層３として第１の平面コイル導体３ａと２つの第２の平面コイル導体３ｂが上下に重ねられて形成されており、第１の平面コイル導体３ａの一端部と上方の第２の平面コイル導体３ｂの一端部、上方の第２の平面コイル導体３ｂの他端部と下方の第２の平面コイル導体３ｂの一端部とが貫通導体（図示せず）により接続され第１の平面コイル導体３ａから下方の第２の平面コイル導体３ｂまで直列に接続されている。そして、第１の平面コイル導体３ａ、下方の第２の平面コイル導体３ｂそれぞれの他端部は貫通導体（図示せず）により配線導体４に接続されている。そして、内部配線導体４ａ，搭載用電極４ｂ，電極パッド４ｄおよび平面コイル導体３は貫通導体４ｃを介して互いに接続されている。 In the example shown in FIG. 1, as the wiring conductor 4, a mounting electrode 4 b on which a semiconductor chip such as an IC or a chip component is mounted on the outer surface of the insulating layer 1 and an electrode pad electrically connected to an external electric circuit. 4 d is formed, an internal wiring conductor 4 a is formed in the insulating layer 1, and a ground conductor 4 e is formed between the insulating layer 1 and the ferrite magnetic layer 2. Inside the ferrite magnetic layer 2, a first planar coil conductor 3 a and two second planar coil conductors 3 b are formed as a coil layer 3 so as to overlap each other, and one end of the first planar coil conductor 3 a is formed. One end portion of the upper planar coil conductor 3b and the other end portion of the upper second planar coil conductor 3b and one end portion of the lower second planar coil conductor 3b are through conductors (not shown). Are connected in series from the first planar coil conductor 3a to the lower second planar coil conductor 3b. The other ends of the first planar coil conductor 3a and the lower second planar coil conductor 3b are connected to the wiring conductor 4 by a through conductor (not shown). The internal wiring conductor 4a, the mounting electrode 4b, the electrode pad 4d, and the planar coil conductor 3 are connected to each other through the through conductor 4c.

本発明のコイル内蔵基板は、配線導体４が形成された一対の絶縁層１と、この一対の絶縁層１に挟持されたフェライト磁性体層２と、このフェライト磁性体層２内に形成されたコイル層３と、配線導体４とコイル層３とを接続する貫通導体とを有するコイル内蔵基板であって、コイル層３は、厚み方向において対向するように配置された複数巻きの複数の平面コイル導体からなり、この複数の平面コイル導体は、最大幅を有する１つの第１の平面コイル導体３ａと、この第１の平面コイル導体３ａより幅の小さい第２の平面コイル導体３ｂとからなることを特徴とするものである。
The coil-embedded substrate of the present invention is formed in a pair of insulating layers 1 on which wiring conductors 4 are formed, a ferrite magnetic layer 2 sandwiched between the pair of insulating layers 1, and the ferrite magnetic layer 2. A coil-embedded substrate having a coil layer 3 and a through conductor connecting the wiring conductor 4 and the coil layer 3 , wherein the coil layer 3 is a plurality of planar coils having a plurality of turns arranged to face each other in the thickness direction consists conductor, from the plurality of planar coil conductor, and one first planar coil conductor 3a having a maximum width, and the first smaller width than the planar coil conductor 3a second planar coil conductors 3 b It is characterized by.

本発明のコイル内蔵基板によれば、その製造過程において最大幅を有する１つの第１の平面コイル導体３ａに対して第１の平面コイル導体３ａより幅の小さい第２の平面コイル導体３ｂが位置ずれを生じた場合でも、第１の平面コイル導体３ａの幅と第２の平面コイル導体３ｂの幅との差により位置ずれが吸収されて平面コイル導体の内外周の導体間の間隙の重なりが小さくなることが抑えられ、コイル層の厚み方向に、上下に位置する各々の間隙を一貫して磁束が通るための通り幅が確保されるので、磁束の飽和が抑えられ、重畳特性の低下が抑制されたコイル内蔵基板を得ることができる。 According to the coil-embedded substrate of the present invention, the second planar coil conductor 3b having a smaller width than the first planar coil conductor 3a is positioned with respect to one first planar coil conductor 3a having the maximum width in the manufacturing process. Even when a deviation occurs, the positional deviation is absorbed by the difference between the width of the first planar coil conductor 3a and the width of the second planar coil conductor 3b, and the gap between the inner and outer conductors of the planar coil conductor is overlapped. The width is ensured so that the magnetic flux passes through the gaps positioned above and below in the thickness direction of the coil layer in the thickness direction of the coil layer, so that the saturation of the magnetic flux is suppressed, and the superposition characteristics are reduced. A suppressed coil-embedded substrate can be obtained.

また、図１に示すように、本発明のコイル内蔵基板は、上記構成において、第２の平面コイル導体３ｂは複数あり、その幅が厚み方向において第１の平面コイル導体３ａから遠ざかるにつれて順次小さくなっていることが好ましい。このことにより、その製造過程において直前に積層したコイル導体パターンを積層の位置合わせ基準として逐次積層を行なった場合に、複数回の積層時におけるその都度の位置ずれは、上下に位置する平面コイル導体の幅の差により吸収されるので、コイル層の厚み方向に、上下に位置する各々の間隙を一貫して磁束が通るための通り幅が確保され、磁束の飽和が抑えられ、重畳特性の低下が抑制されたコイル内蔵基板を得ることができる。
Also, as shown in FIG. 1, the coil-embedded substrate of the present invention has a plurality of second planar coil conductors 3b in the above-described configuration, and the width decreases gradually as the distance from the first planar coil conductor 3a increases in the thickness direction. It is preferable that As a result, when sequential lamination is performed using the coil conductor pattern laminated immediately before in the manufacturing process as the alignment reference of the lamination, the positional deviation at each time of the lamination is a planar coil conductor located above and below. Is absorbed by the difference in the width of the coil layer, so that the magnetic flux is consistently passed through the gaps positioned above and below in the thickness direction of the coil layer, the saturation of the magnetic flux is suppressed, and the superposition characteristics are reduced. It is possible to obtain a coil-embedded substrate in which the above is suppressed.

また、図２に示すように、本発明のコイル内蔵基板は、上記構成において、第２の平面コイル導体３ｂは複数あり、その幅が同じであることが好ましい。このことにより、その製造過程において積層の位置合わせ基準をある固定した層とした場合に、最大幅を有する第１の平面コイル導体３ａの幅と他の第２の平面コイル導体３ｂの幅の差により位置ずれが吸収されるので、コイル層の厚み方向に、上下に位置する各々の間隙を一貫して磁束が通るための通り幅が確保され、磁束の飽和が抑えられ、重畳特性の低下が抑制されたコイル内蔵基板を得ることができる。 As shown in FIG. 2, the coil-embedded substrate of the present invention preferably has a plurality of second planar coil conductors 3b and the same width in the above-described configuration. Thus, in the manufacturing process, the difference between the width of the first planar coil conductor 3a having the maximum width and the width of the other second planar coil conductor 3b is obtained when the alignment reference for the stack is a fixed layer. Therefore, the width is ensured as the magnetic flux passes through the gaps positioned in the upper and lower directions in the thickness direction of the coil layer, the saturation of the magnetic flux is suppressed, and the superposition characteristic is lowered. A suppressed coil-embedded substrate can be obtained.

絶縁層１は、その表面や内部に形成される配線導体４や絶縁層１に挟持されて形成されるフェライト磁性体層２およびコイル層３とともに800〜1000℃の温度で同時焼成された絶縁体粉末の焼結体から成るものであり、配線導体４のインダクタンスが高くなることを抑制するという観点からは、非磁性フェライトやガラスセラミックス等の非磁性絶縁体が好ましい。絶縁層１は、絶縁体の粉末および有機バインダーを主成分とする絶縁層１用グリーンシートを製作し、この絶縁層１用グリーンシートを必要な配線展開ができるだけの枚数積層した後、800〜1000℃の温度で焼成することにより作製される。 The insulating layer 1 is an insulator that is co-fired at a temperature of 800 to 1000 ° C. together with the wiring conductor 4 formed on the surface or inside thereof, the ferrite magnetic layer 2 formed between the insulating layer 1 and the coil layer 3. A non-magnetic insulator such as non-magnetic ferrite or glass ceramic is preferable from the viewpoint of suppressing the increase in inductance of the wiring conductor 4 because it is made of a powdered sintered body. For the insulating layer 1, a green sheet for the insulating layer 1 mainly composed of an insulating powder and an organic binder is manufactured, and the green sheets for the insulating layer 1 are laminated as many as necessary to expand the wiring, and then 800 to 1000 are stacked. It is produced by firing at a temperature of ° C.

絶縁層１が非磁性フェライトから成る場合は、Ｚｎ系フェライトやＣｕ系フェライトを用いればよい。中でも、Ｘ−Ｆｅ_２Ｏ_４（ＸはＣｕ，Ｚｎ）として示される正スピネル構造の固溶体であるＣｕ−Ｚｎ系フェライトが好適である。 When the insulating layer 1 is made of nonmagnetic ferrite, Zn-based ferrite or Cu-based ferrite may be used. Among them, a Cu—Zn-based ferrite which is a solid solution having a positive spinel structure shown as X—Fe ₂ O ₄ (X is Cu, Zn) is preferable.

Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトの場合であれば、その組成比は焼結体としてＦｅ_２Ｏ_３を50〜70質量％，ＣｕＯを５〜20質量％，ＺｎＯを20〜35質量％とすると、1000℃以下の低温で焼結密度5.0ｇ／ｃｍ^３以上の高密度焼成が可能であり、かつ、焼成後の非磁性フェライト層は低温度域でも非磁性であるので好ましい。Ｆｅ_２Ｏ_３はフェライトの主成分であり、その割合が50質量％未満であると磁性が発生する傾向があり、70質量％より多いと焼結密度の低下により機械的強度が低下する傾向がある。ＣｕＯは焼結温度の低温化のために重要な要素であり、ＣｕＯが低温で液相を形成することにより焼結を促進させる効果を用いて、磁気特性を損なわずに800〜1000℃の低温で焼成することができる。このことから、その割合が５質量％未満であると、配線導体４と同時に800〜1000℃で焼成を行なうと焼結密度が不十分になり、機械強度が不足する傾向がある。一方、20質量％より多いとキュリー温度が上がり、低温領域で磁性が発生する傾向がある。ＺｎＯは非磁性フェライトを非磁性にするために重要な要素であり、その割合が20質量％未満であると焼結密度の低下により機械的強度が低下する傾向があり、35質量％より多いと磁性が発生する傾向がある。 In the case of Cu—Zn ferrite, the composition ratio is 1000 ° C. when the sintered body is 50 to 70 mass% Fe ₂ O ₃ , 5 to 20 mass% CuO and 20 to 35 mass% ZnO. High density firing with a sintered density of 5.0 g / cm ³ or more is possible at the following low temperature, and the nonmagnetic ferrite layer after firing is preferable because it is nonmagnetic even in a low temperature range. Fe ₂ O ₃ is the main component of ferrite, and if its proportion is less than 50% by mass, magnetism tends to occur, and if it exceeds 70% by mass, mechanical strength tends to decrease due to a decrease in sintered density. is there. CuO is an important factor for lowering the sintering temperature, and CuO promotes sintering by forming a liquid phase at a low temperature, and the low temperature of 800 to 1000 ° C. without damaging the magnetic properties. Can be fired. For this reason, if the ratio is less than 5% by mass, sintering at 800 to 1000 ° C. simultaneously with the wiring conductor 4 tends to result in insufficient sintering density and insufficient mechanical strength. On the other hand, if it exceeds 20% by mass, the Curie temperature rises and magnetism tends to occur in a low temperature region. ZnO is an important element for making nonmagnetic ferrite nonmagnetic. If the ratio is less than 20% by mass, the mechanical strength tends to decrease due to a decrease in sintered density, and if it exceeds 35% by mass. There is a tendency to generate magnetism.

また、絶縁層１が非磁性フェライトから成る場合は、非磁性フェライトの粉末に軟化点の低いガラスを加えて低温焼成したものであってもよい。このときのガラスとしては、例えばＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１及びＭ^２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１及びＭ^２は上記と同じである），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができ、ガラスの軟化点が600℃以下であることがフェライトの焼結を阻害しない観点から望ましい。 Further, when the insulating layer 1 is made of nonmagnetic ferrite, it may be a nonmagnetic ferrite powder added with a glass having a low softening point and fired at a low temperature. Examples of the glass at this time include SiO ₂ —B ₂ O ₃ system, SiO ₂ —B ₂ O ₃ —Al ₂ O ₃ system, SiO ₂ —B ₂ O ₃ —Al ₂ O ₃ —MO system (however, M Represents Ca, Sr, Mg, Ba or Zn), SiO ₂ —Al ₂ O ₃ —M ¹ O—M ² O system (where M ¹ and M ² are the same or different, and Ca, Sr, Mg, Ba) Or Zn), SiO ₂ —B ₂ O ₃ —Al ₂ O ₃ —M ¹ O—M ² O (where M ¹ and M ² are the same as above), SiO ₂ —B ₂ O ₃ -M ³ ₂ O system (where M ³ represents Li, Na or K), SiO ₂ -B ₂ O ₃ -Al ₂ O ₃ -M ³ ₂ O system (where M ³ is the same as above) ), Pb-based glass, Bi-based glass, and the like, and the softening point of the glass is 600 ° C. or lower. This is desirable from the viewpoint of not inhibiting the sintering of ferrite.

絶縁層１がガラスセラミックスから成る場合は、絶縁体粉末は上記のようなガラスの粉末とフィラー粉末との混合物の焼結体から成り、フィラー粉末としては、例えばＡｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＺｒＯ_２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、ＴｉＯ_２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，Ａｌ_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等のセラミック粉末が挙げられる。 When the insulating layer 1 is made of glass ceramics, the insulator powder is made of a sintered body of a mixture of glass powder and filler powder as described above. Examples of filler powder include Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , ZrO. ₂ and an alkaline earth metal oxide, a composite oxide of TiO ₂ and an alkaline earth metal oxide, a composite oxide containing at least one selected from Al ₂ O ₃ and SiO ₂ (for example, spinel) , Mullite, cordierite) and the like.

配線導体４は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末の焼結体であるメタライズ金属からなるものであり、絶縁層１用グリーンシートに配線導体４用導体ペーストを印刷することにより配線導体パターンを形成しておき、絶縁層１用グリーンシートと同時焼成することにより形成される。 The wiring conductor 4 is made of a metallized metal that is a sintered body of a low resistance metal powder such as Cu, Ag, Au, Pt, Ag—Pd alloy, and Ag—Pt alloy, and is used as a green sheet for the insulating layer 1. A wiring conductor pattern is formed by printing a conductor paste for the wiring conductor 4, and is formed by simultaneous firing with the green sheet for the insulating layer 1.

また、配線導体４として、絶縁層１のフェライト磁性体層２に接する面の少なくとも一方には、接地導体４ｅが形成されることが好ましい。この接地導体４ｅがシールドとして機能することとなるので、コイル層３から放射されたノイズによる配線導体４への影響が抑えられ、搭載されるＩＣをより安定して動作させることが可能なコイル内蔵基板を得ることできる。放射されたノイズによる配線導体４への影響を完全に抑えるには、接地導体４ｅは、平面視でコイル層３を完全に覆うように形成することが望ましい。 In addition, as the wiring conductor 4, a ground conductor 4 e is preferably formed on at least one of the surfaces of the insulating layer 1 in contact with the ferrite magnetic layer 2. Since this grounding conductor 4e functions as a shield, the influence of the noise radiated from the coil layer 3 on the wiring conductor 4 is suppressed, and a built-in coil capable of operating the mounted IC more stably. A substrate can be obtained. In order to completely suppress the influence of the radiated noise on the wiring conductor 4, it is desirable that the ground conductor 4 e be formed so as to completely cover the coil layer 3 in plan view.

フェライト磁性体層２は、強磁性フェライトであるＮｉ−Ｚｎ系フェライト，Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト，Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト，Ｎｉ−Ｃｏ系フェライト等の磁性フェライト粉末の焼結体であるが、Ｘ−Ｆｅ_２Ｏ_４（ＸはＣｕ，Ｎｉ，Ｚｎ）として示される逆スピネル構造の固溶体であるＮｉ−Ｚｎ系フェライトが高周波帯域で十分に高い透磁率を得るのに好ましい。 The ferrite magnetic layer 2 is a sintered body of magnetic ferrite powder such as Ni—Zn ferrite, Mn—Zn ferrite, Mg—Zn ferrite, Ni—Co ferrite, etc., which are ferromagnetic ferrites. Ni—Zn ferrite, which is a solid solution having an inverse spinel structure represented as Fe ₂ O ₄ (X is Cu, Ni, Zn), is preferable for obtaining a sufficiently high magnetic permeability in a high frequency band.

Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの場合であれば、その組成比は焼結体としてＦｅ_２Ｏ_３を63〜73質量％，ＣｕＯを５〜10質量％，ＮｉＯを５〜12質量％，ＺｎＯを10〜23質量％とすると、1000℃以下の低温で焼結密度5.0ｇ／ｃｍ^３以上の高密度焼成が可能であり、かつ高周波帯域で十分に高い透磁率を得ることができるので好ましい。Ｆｅ_２Ｏ_３はフェライトの主成分であり、その割合が63質量％未満であると十分な透磁率が得られない傾向があり、73質量％より多いと焼結密度の低下により機械的強度が低下する傾向がある。ＣｕＯは焼結温度の低温化のために重要な要素であり、ＣｕＯが低温で液層を形成することにより焼結を促進させる効果を用いて、磁気特性を損なわずに800〜1000℃の低温で焼成することができる。このことから、その割合が５質量％未満であると、配線導体４や平面コイル導体３と同時に800〜1000℃で焼成を行なうと焼結密度が不十分になり、機械強度が不足する傾向がある。一方、10質量％より多いと磁気特性の低いＣｕＦｅ_２Ｏ_４の割合が多くなるため磁気特性を損ないやすくなる傾向がある。ＮｉＯはフェライト磁性体層２の高周波域における透磁率を確保するために含有させる。ＮｉＦｅ_２Ｏ_４は高周波域まで共振による透磁率の減衰を起こさず、高周波域での透磁率を比較的高い値に維持することができるが、初期透磁率は低いという特性をもつため、５質量％未満であると10ＭＨｚ乃至それ以上の高周波域での透磁率が低下する傾向がある。一方、12質量％より多いと初期透磁率が低下する傾向にある。ＺｎＯはフェライト磁性体層２の透磁率向上のために重要な要素であり、フェライト組成のうち10質量％未満であると透磁率が低くなり、逆に23質量％より多くても磁気特性が悪くなる傾向がある。 In the case of Ni-Zn ferrite, the composition ratio of the sintered body is 63 to 73% by mass of Fe ₂ O ₃ , 5 to 10% by mass of CuO, 5 to 12% by mass of NiO, and 10 to 10% of ZnO. A mass ratio of 23% by mass is preferable because high-density firing at a sintering density of 5.0 g / cm ³ or higher is possible at a low temperature of 1000 ° C. or lower, and a sufficiently high magnetic permeability can be obtained in a high-frequency band. Fe ₂ O ₃ is the main component of ferrite, and if its proportion is less than 63% by mass, there is a tendency that sufficient magnetic permeability cannot be obtained, and if it exceeds 73% by mass, mechanical strength is reduced due to a decrease in sintered density. There is a tendency to decrease. CuO is an important factor for lowering the sintering temperature, and CuO promotes sintering by forming a liquid layer at a low temperature, and the low temperature of 800 to 1000 ° C. without damaging the magnetic properties. Can be fired. Therefore, if the ratio is less than 5% by mass, the sintering density tends to be inadequate and the mechanical strength tends to be insufficient when the wiring conductor 4 and the planar coil conductor 3 are simultaneously fired at 800 to 1000 ° C. is there. On the other hand, when the amount is more than 10% by mass, the ratio of CuFe ₂ O ₄ having a low magnetic property increases, so that the magnetic property tends to be easily lost. NiO is contained in order to ensure the magnetic permeability in the high frequency region of the ferrite magnetic layer 2. NiFe ₂ O ₄ does not cause the attenuation of the magnetic permeability due to resonance up to the high frequency range, and can maintain the magnetic permeability in the high frequency range at a relatively high value. However, since NiFe ₂ O ₄ has a characteristic that the initial permeability is low, 5 mass If it is less than%, the magnetic permeability in a high frequency region of 10 MHz or more tends to decrease. On the other hand, if it exceeds 12% by mass, the initial magnetic permeability tends to decrease. ZnO is an important factor for improving the magnetic permeability of the ferrite magnetic layer 2, and if the ferrite composition is less than 10% by mass, the magnetic permeability is lowered, and conversely if it is more than 23% by mass, the magnetic properties are poor. Tend to be.

フェライト磁性体層２は、絶縁層１に用いられる絶縁層用グリーンシートと同様の手法で形成されたフェライト磁性体層２用グリーンシートを用いることで作製される。 The ferrite magnetic layer 2 is produced by using a ferrite magnetic layer 2 green sheet formed by the same method as the insulating layer green sheet used for the insulating layer 1.

コイル層３は、配線導体４と同様に金属粉末の焼結体であるメタライズ金属層からなるものであり、フェライト磁性体層２用グリーンシートにコイル層３用導体ペーストを印刷することにより第１の平面コイル導体３ａとなる第１の平面コイル導体パターンおよび貫通導体となる貫通導体パターンを形成し、別のフェライト磁性体層２用グリーンシートにも同様にして第２の平面コイル導体３ｂとなる第２の平面コイル導体パターンおよび貫通導体となる貫通導体パターンを形成し、これらを積層して同時焼成することにより、フェライト磁性体層２に埋設されて形成される。 The coil layer 3 is made of a metallized metal layer, which is a sintered body of metal powder, similarly to the wiring conductor 4, and the first is obtained by printing the conductor paste for the coil layer 3 on the ferrite magnetic substance layer 2 green sheet. The first planar coil conductor pattern to be the planar coil conductor 3a and the through conductor pattern to be the through conductor are formed, and the second planar coil conductor 3b is similarly formed on the other green sheet for the ferrite magnetic layer 2. A second planar coil conductor pattern and a through conductor pattern to be a through conductor are formed, and these are laminated and fired simultaneously to be embedded in the ferrite magnetic layer 2.

第１の平面コイル導体３ａおよび第２の平面コイル導体３ｂの導体幅は、要求されるインダクタンス値やサイズにもよるが、上記のように印刷により形成する場合は導体幅および隣接する外周と内周の導体間距離が0.1ｍｍ程度以上であれば容易に形成できる。できるだけ小さい面積でコイルの巻き数を多くするためには、線幅を0.1〜１ｍｍ程度、導体間距離を0.1〜0.2ｍｍ程度にすればよい。 The conductor width of the first planar coil conductor 3a and the second planar coil conductor 3b depends on the required inductance value and size, but when formed by printing as described above, the conductor width and the adjacent outer periphery and inner It can be easily formed if the distance between the peripheral conductors is about 0.1 mm or more. In order to increase the number of coil turns in an area as small as possible, the line width may be about 0.1 to 1 mm, and the distance between conductors may be about 0.1 to 0.2 mm.

第１の平面コイル導体３ａと第２の平面コイル導体３ｂとの導体幅の差により、積層時の第１の平面コイル導体３ａとなる第１の平面コイル導体パターンと第２の平面コイル導体３ｂとなる第２の平面コイル導体パターンとの積層位置ずれを吸収することから、この導体幅の差は、積層の位置精度にもよるが10μｍ〜50μｍが望ましい。導体幅の差が10μｍ以下であると、積層工程で生じる各フェライト磁性体層の変形や位置ずれ量を十分吸収できる導体幅の差とはならなくなるので、各平面コイル導体層間の一貫した磁束の通り幅が狭くなり、重畳特性低下の抑制効果が薄くなる。また、積層位置ずれを完全に吸収するには、導体幅の差を積層位置ずれより大きくすればよいが、導体幅の差を50μｍ以上とすると、第２の平面コイル導体３ｂの数が多い場合は特に、第２の平面コイル導体３ｂの幅を小さくまたは第１の平面コイル導体３ａの幅を大きくする必要があるため、コイルの導体抵抗が高くなり、より高い電流を流すことができなくなるため、出力電流の高いＩＣをコイル内蔵基板に搭載することが不可能となる場合がある。または、コイル層３の平面視の大きさが大きくなってしまうためにコイル内蔵基板が大型化してしまう場合がある。 Due to the difference in conductor width between the first planar coil conductor 3a and the second planar coil conductor 3b, the first planar coil conductor pattern and the second planar coil conductor 3b, which become the first planar coil conductor 3a when stacked, Therefore, the difference in the conductor width is preferably 10 μm to 50 μm, although it depends on the position accuracy of the lamination. If the difference in the conductor width is 10 μm or less, it will not be a difference in the conductor width that can sufficiently absorb the deformation and misalignment of each ferrite magnetic layer that occurs in the lamination process. The width of the street is narrowed, and the effect of suppressing the deterioration of the superimposition characteristics is reduced. Further, in order to completely absorb the stacking position shift, the conductor width difference may be made larger than the stacking position shift. However, when the conductor width difference is 50 μm or more, the number of second planar coil conductors 3b is large. In particular, since it is necessary to reduce the width of the second planar coil conductor 3b or increase the width of the first planar coil conductor 3a, the conductor resistance of the coil becomes high, and a higher current cannot flow. In some cases, it may be impossible to mount an IC with a high output current on the coil-embedded substrate. Or since the magnitude | size of the planar view of the coil layer 3 will become large, a coil built-in board | substrate may enlarge.

第２の平面コイル導体３ｂの幅が厚み方向において第１の平面コイル導体３ａから遠ざかるにつれて順次小さくなっている場合は、複数の第２の平面コイル導体３ｂ間における順次小さくなっている量をそれぞれ上記のようにすればよい。 In the case where the width of the second planar coil conductor 3b gradually decreases as it moves away from the first planar coil conductor 3a in the thickness direction, the amount of the sequentially decreasing amount between the plurality of second planar coil conductors 3b is respectively determined. What is necessary is just as above.

コイル層３の作製に用いられる金属粉末は、配線導体４と同様のＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末を用いる。例えばコイル内蔵基板に搭載される半導体チップがＤＣ−ＤＣコンバータ用途の電源用であるような場合であれば、平面コイル導体３ａ，３ｂに高い電流が流せるほど好ましく、平面コイル導体３ａ，３ｂの導体抵抗が高いと平面コイル導体３ａ，３ｂが発熱することで半導体チップの動作に影響を与えてしまう場合があるので、上記のような低抵抗金属がよい。 As the metal powder used for the production of the coil layer 3, a low resistance metal powder such as Cu, Ag, Au, Pt, Ag—Pd alloy and Ag—Pt alloy similar to the wiring conductor 4 is used. For example, if the semiconductor chip mounted on the coil-embedded substrate is for a power source for a DC-DC converter, it is preferable that a high current can flow through the planar coil conductors 3a and 3b. The conductors of the planar coil conductors 3a and 3b If the resistance is high, the planar coil conductors 3a and 3b may generate heat, thereby affecting the operation of the semiconductor chip. Therefore, the low resistance metal as described above is preferable.

絶縁層１用グリーンシートまたはフェライト磁性体層２用グリーンシートは、絶縁体粉末または磁性フェライト粉末に有機バインダー，有機溶剤，必要に応じて分散剤や可塑剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法，押し出し成形法等によってシート状に塗布し、乾燥して成形することにより作製される。 The green sheet for the insulating layer 1 or the green sheet for the ferrite magnetic layer 2 is obtained by mixing the insulating powder or the magnetic ferrite powder with an organic binder, an organic solvent, and a dispersant or a plasticizer as necessary, to obtain a slurry. From this, it is produced by applying in a sheet form by a doctor blade method, a rolling method, a calendar roll method, an extrusion molding method, and the like, and drying and molding.

絶縁層１用グリーンシートに用いられる絶縁体粉末は、絶縁層１が非磁性フェライトから成る場合は、Ｆｅ_２Ｏ_３とＣｕＯやＺｎＯの粉体を所定の割合で混合して仮焼したものを粉砕し、原料粉末とすることができる。 When the insulating layer 1 is made of nonmagnetic ferrite, the insulating powder used for the green sheet for the insulating layer 1 is obtained by mixing and calcining Fe ₂ O ₃ and CuO or ZnO powder at a predetermined ratio. It can be pulverized into raw powder.

フェライト磁性体層２用グリーンシートに用いられる強磁性フェライト粉末は、Ｆｅ_２Ｏ_３とＣｕＯ，ＺｎＯ，またはＮｉＯとを予め仮焼することにより作製されたフェライト粉末であり、平均粒径が0.1μｍ〜0.9μｍの範囲で均一であり、粒形状は球形状に近いものが望ましい。これは、平均粒径が0.1μｍより小さいと、フェライト磁性体層２用グリーンシートの製作においてフェライト粉末の均一な分散が困難であり、平均粒径が0.9μｍより大きいとフェライト磁性体層２用グリーンシートの焼結温度が高くなりやすくなるからである。また、粒径が均一で球状に近いことにより均一な焼結状態を得ることができる。例えばフェライト粉末で部分的に小さい粒径が存在した場合は、その部分のみ結晶粒の成長が低下し、焼結後に得られるフェライト磁性体層２の透磁率が安定しにくい傾向がある。 The ferromagnetic ferrite powder used for the ferrite magnetic layer 2 green sheet is a ferrite powder prepared by pre-calcining Fe ₂ O ₃ and CuO, ZnO, or NiO, and has an average particle size of 0.1 μm. It is uniform in a range of ˜0.9 μm, and the grain shape is preferably close to a spherical shape. If the average particle size is smaller than 0.1 μm, it is difficult to uniformly disperse the ferrite powder in the production of the ferrite magnetic layer 2 green sheet. If the average particle size is larger than 0.9 μm, the ferrite magnetic layer 2 is used. This is because the sintering temperature of the green sheet tends to increase. Moreover, a uniform sintered state can be obtained because the particle diameter is uniform and nearly spherical. For example, when a small particle size is present in the ferrite powder, the crystal grain growth is reduced only in that portion, and the magnetic permeability of the ferrite magnetic layer 2 obtained after sintering tends to be difficult to stabilize.

有機バインダーは、従来よりセラミックグリーンシートに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラ−ル系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での分解性や揮発性を考慮すると、アクリル系バインダーがより好ましい。 As the organic binder, those conventionally used for ceramic green sheets can be used. For example, acrylic (acrylic acid, methacrylic acid or a homopolymer or copolymer thereof, specifically an acrylic ester. Copolymer, methacrylic acid ester copolymer, acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymer, etc.), polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, acrylic-styrene, polypropylene carbonate, cellulose, etc. Examples thereof include a polymer or a copolymer. In view of decomposability and volatility in the firing step, an acrylic binder is more preferable.

グリーンシートの有機溶剤は、絶縁体粉末やフェライト粉末と有機バインダーとを良好に分散させて混合できるようなものであればよく、トルエン，ケトン類，アルコール類の有機溶媒や水等が挙げられる。これらの中で、トルエン，メチルエチルケトン，イソプロピルアルコール等の蒸発係数の高い溶剤はスラリー塗布後の乾燥工程が短時間で実施できるので好ましい。 The organic solvent for the green sheet is not particularly limited as long as the insulator powder or ferrite powder and the organic binder can be well dispersed and mixed, and examples thereof include organic solvents such as toluene, ketones, alcohols, water, and the like. Among these, solvents having a high evaporation coefficient such as toluene, methyl ethyl ketone, and isopropyl alcohol are preferable because the drying step after slurry application can be performed in a short time.

グリーンシートを作製するためのスラリーは、例えば、絶縁体粉末やフェライト粉末100質量部に対して有機バインダーを５〜20質量部、有機溶剤を15〜50質量部加え、ボールミル等の混合手段により混合することにより３〜100ｃｐｓの粘度となるように調製される。 The slurry for preparing the green sheet is, for example, added 5 to 20 parts by mass of an organic binder and 15 to 50 parts by mass of an organic solvent with respect to 100 parts by mass of the insulator powder or ferrite powder, and mixed by a mixing means such as a ball mill. To prepare a viscosity of 3 to 100 cps.

内部配線導体４ａ，搭載用電極４ｂ，電極パッド４ｄおよび接地導体４ｅとなる配線パターンは、絶縁層１用グリーンシートの表面に配線導体４用導体ペーストをスクリーン印刷法やグラビア印刷法等の印刷法で所定パターンに印刷して形成される。貫通導体４ｃとなる配線パターンは、内部配線導体４ａ，搭載用電極４ｂ，電極パッド４ｄおよび接地導体４ｅとなる配線パターンの形成に先立って絶縁層１用グリーンシートにパンチング加工やレーザ加工等により貫通孔を形成し、この貫通孔に印刷やプレス充填等の埋め込み手段によって配線導体４用導体ペーストを充填することで形成される。 The wiring pattern to be the internal wiring conductor 4a, the mounting electrode 4b, the electrode pad 4d, and the ground conductor 4e is obtained by printing a conductive paste for the wiring conductor 4 on the surface of the green sheet for the insulating layer 1 by a screen printing method or a gravure printing method. Is formed by printing in a predetermined pattern. The wiring pattern to be the through conductor 4c penetrates the green sheet for the insulating layer 1 by punching, laser processing or the like prior to the formation of the wiring pattern to be the internal wiring conductor 4a, the mounting electrode 4b, the electrode pad 4d, and the ground conductor 4e. A hole is formed, and the through-hole is filled with a conductor paste for the wiring conductor 4 by embedding means such as printing or press filling.

コイル層３となるコイルパターンも同様に、フェライト磁性体層２用グリーンシートの表面にコイル層３用導体ペーストをスクリーン印刷法やグラビア印刷法等の印刷法で所定の第１の平面コイル導体３ａおよび第２の平面コイル導体３ｂとなるパターンに印刷して形成され、フェライト磁性体層２内の貫通導体となる貫通導体パターンも上記貫通導体４ｃとなる配線パターンと同様にして形成される。コイル層３用導体ペーストは配線導体４用導体ペーストと同じものを用いればよい。 Similarly, the coil pattern to be the coil layer 3 is formed by applying a conductor paste for the coil layer 3 on the surface of the green sheet for the ferrite magnetic layer 2 by a printing method such as a screen printing method or a gravure printing method. The through conductor pattern which is formed by printing on the pattern to be the second planar coil conductor 3b and which is the through conductor in the ferrite magnetic layer 2 is also formed in the same manner as the wiring pattern to be the through conductor 4c. The conductor paste for the coil layer 3 may be the same as the conductor paste for the wiring conductor 4.

配線導体４用導体ペーストおよびコイル層３用導体ペーストは、主成分の金属粉末に有機バインダー，有機溶剤，必要に応じて分散剤等を加えてボールミル，三本ロールミル，プラネタリーミキサー等の混練手段により混合および混練することで作製される。 The conductor paste for the wiring conductor 4 and the conductor paste for the coil layer 3 are kneading means such as a ball mill, a three-roll mill, a planetary mixer, etc. by adding an organic binder, an organic solvent, and a dispersant as required to the main component metal powder. By mixing and kneading.

導体ペーストの有機バインダーは、従来より導体ペーストに使用されているものが使用可能であり、例えばアクリル系（アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体，具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等），ポリビニルブチラ−ル系，ポリビニルアルコール系，アクリル−スチレン系，ポリプロピレンカーボネート系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられる。焼成工程での分解や揮発性を考慮すると、アクリル系，アルキド系の有機バインダーがより好ましい。 As the organic binder for the conductive paste, those conventionally used for the conductive paste can be used. For example, acrylic (a homopolymer or copolymer of acrylic acid, methacrylic acid or esters thereof, specifically acrylic Acid ester copolymer, methacrylate ester copolymer, acrylic ester-methacrylic ester copolymer, etc.), polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, acrylic-styrene, polypropylene carbonate, cellulose, etc. A homopolymer or a copolymer is mentioned. In view of decomposition and volatility in the firing step, acrylic and alkyd organic binders are more preferable.

導体ペーストの有機溶剤は、上記した金属粉末と有機バインダーとを良好に分散させて混合できるようなものであればよく、テルピネオールやブチルカルビトールアセテートおよびフタル酸等が使用可能である。 The organic solvent for the conductor paste is not particularly limited as long as the above-described metal powder and organic binder can be well dispersed and mixed, and terpineol, butyl carbitol acetate, phthalic acid, and the like can be used.

内部配線導体４ａ，搭載用電極４ｂおよび電極パッド４ｄとなる配線パターンを形成するための配線導体４用導体ペーストや第１の平面コイル導体３ａとなる第１の平面コイル導体パターンおよび第２の平面コイル導体３ｂとなる第２の平面コイル導体パターンを形成するための平面コイル導体用導体ペーストは、金属導体粉末100質量部に対して有機バインダーを３〜15質量部、有機溶剤を10〜30質量部加えて混練することにより、印刷により導体ペーストの滲みやかすれ等の不具合が発生せず良好に所定形状のパターン形成ができる程度の粘度となるようにすることが望ましい。 Conductive paste for wiring conductor 4 for forming wiring patterns to be the internal wiring conductor 4a, mounting electrode 4b and electrode pad 4d, and the first planar coil conductor pattern and the second plane to be the first planar coil conductor 3a The conductor paste for planar coil conductor for forming the second planar coil conductor pattern to be the coil conductor 3b is 3 to 15 parts by mass of organic binder and 10 to 30 parts by mass of organic solvent with respect to 100 parts by mass of the metal conductor powder. It is desirable that the viscosity be such that a pattern having a predetermined shape can be satisfactorily formed by printing without causing problems such as bleeding and fading of the conductor paste by printing.

貫通導体４ｃおよびコイル層３の貫通導体となる貫通導体パターンを形成するための導体ペーストは、溶剤量や有機バインダー量により、内部配線導体４ａ，搭載用電極４ｂおよび電極パッド４ｄとなる配線パターンを形成するための配線導体４用導体ペーストや平面コイル導体用導体ペーストに対して比較的流動性の低いペースト状に調整し、貫通孔への充填を容易にし、かつ加温硬化するようにするとよい。また、焼結挙動の調整のために金属導体粉末にガラスやセラミックスの粉末を加えた無機成分としてもよい。 The conductor paste for forming the through conductor pattern to be the through conductor of the through conductor 4c and the coil layer 3 has a wiring pattern to be the internal wiring conductor 4a, the mounting electrode 4b, and the electrode pad 4d depending on the amount of solvent and the amount of organic binder. The conductor paste for wiring conductor 4 and the conductor paste for planar coil conductor to be formed should be adjusted to a paste with relatively low fluidity to facilitate filling into the through-hole and to be heated and cured. . Moreover, it is good also as an inorganic component which added the powder of glass or ceramics to the metal conductor powder for adjustment of sintering behavior.

絶縁層１を非磁性フェライトで形成する場合には、搭載用電極４ｂや電極パッド４ｄのような絶縁層１の外表面に形成される配線導体４を形成するための配線導体４用導体ペーストには、ＺｎＯ，ＣｕＯ，ＭｇＯ，ＣｏＯ，ＮｉＯ，ＭｎＯ，ＦｅＯ等の２価の金属酸化物の粉末を添加することが望ましい。２価の金属酸化物を添加することで、外表面の配線導体４を非磁性フェライトを主成分とする絶縁層１に強固に接合させることができる。 When the insulating layer 1 is formed of nonmagnetic ferrite, the conductor paste for the wiring conductor 4 for forming the wiring conductor 4 formed on the outer surface of the insulating layer 1 such as the mounting electrode 4b and the electrode pad 4d is used. It is desirable to add a powder of a divalent metal oxide such as ZnO, CuO, MgO, CoO, NiO, MnO, or FeO. By adding a divalent metal oxide, the wiring conductor 4 on the outer surface can be firmly bonded to the insulating layer 1 mainly composed of nonmagnetic ferrite.

コイル導体パターンが形成されたものを含む所定枚数のフェライト磁性体層２用グリーンシートの上下にそれぞれ配線導体パターンが形成された所定枚数の絶縁層１用グリーンシートを配置して積層体を作製し、この積層体を焼成することによりコイル内蔵基板は作製される。 A laminate is prepared by placing a predetermined number of green sheets for insulating layer 1 each having a wiring conductor pattern on top and bottom of a predetermined number of green sheets for ferrite magnetic layer 2 including a coil conductor pattern. The coil-embedded substrate is manufactured by firing this laminate.

積層体を作製する方法は、積み重ねた絶縁層１用グリーンシートとフェライト磁性体層２用グリーンシートとに熱と圧力とを加えて熱圧着する方法や、有機バインダー，可塑剤，溶剤等からなる密着剤をシート間に塗布して熱圧着する方法等が採用可能である。積層の際の加熱加圧の条件は、用いる有機バインダー等の種類や量により異なるが、概ね30〜100℃、２〜20ＭＰａである。 The method for producing the laminated body includes a method in which heat and pressure are applied to the stacked green sheet for the insulating layer 1 and the green sheet for the ferrite magnetic layer 2 by thermocompression bonding, an organic binder, a plasticizer, a solvent, and the like. A method of applying an adhesive between sheets and thermocompression bonding can be employed. The conditions for heating and pressing during lamination vary depending on the type and amount of the organic binder used, but are generally 30 to 100 ° C. and 2 to 20 MPa.

積層体の焼成は、300〜600℃の温度で脱バインダーした後、800〜1000℃の温度で焼成することにより行なわれる。焼成雰囲気としては、平面コイル導体７やその他の配線がＡｇ等の酸化しにくい材料から成る場合は大気中にて行なわれ、Ｃｕ等の酸化しやすい材料から成る場合は、窒素雰囲気が用いられ、脱バインダーしやすいように加湿したものを用いる。 The laminate is fired by debinding at a temperature of 300 to 600 ° C. and then firing at a temperature of 800 to 1000 ° C. As the firing atmosphere, when the planar coil conductor 7 and other wirings are made of a material that is difficult to oxidize such as Ag, the firing atmosphere is performed in the air, and when made of a material that is easily oxidized such as Cu, a nitrogen atmosphere is used. Use a humidified product to facilitate debinding.

なお、焼成後のコイル内蔵基板の表面形成された搭載用電極４ｂと電極パッド４ｄには、半田等による半導体チップやチップ部品、ならびに外部電気回路との接合を強固なものにするために、その表面にニッケル層および金層をめっき法により順次被着するとよい。 In addition, the mounting electrode 4b and the electrode pad 4d formed on the surface of the coil-embedded substrate after firing are bonded to a semiconductor chip, a chip component, and an external electric circuit by soldering or the like. A nickel layer and a gold layer may be sequentially deposited on the surface by a plating method.

なお、本発明は以上の実施の形態の例および以下に示す実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは差し支えない。 In addition, this invention is not limited to the example of the above embodiment, and the Example shown below, A various change may be performed in the range which does not deviate from the summary of this invention.

本発明のコイル内蔵基板の実施の形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of the board | substrate with a built-in coil of this invention. 本発明のコイル内蔵基板の実施の形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of the board | substrate with a built-in coil of this invention. 従来のコイル内蔵基板の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional board | substrate with a built-in coil.

Explanation of symbols

１・・・絶縁層
２・・・フェライト磁性体層
３・・・コイル層
３ａ・・第１の平面コイル導体
３ｂ・・第２の平面コイル導体
４・・・配線導体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating layer 2 ... Ferrite magnetic material layer 3 ... Coil layer 3a ... 1st plane coil conductor 3b ... 2nd plane coil conductor 4 ... Wiring conductor

Claims

A pair of insulating layers formed with wiring conductors, a ferrite magnetic layer sandwiched between the pair of insulating layers, a coil layer formed in the ferrite magnetic layer, the wiring conductor and the coil layer A coil-embedded substrate having a through conductor to be connected , wherein the coil layer is composed of a plurality of planar coil conductors of a plurality of turns arranged to face each other in the thickness direction, A coil-embedded substrate comprising: a first planar coil conductor having a first planar coil conductor; and a second planar coil conductor having a smaller width than the first planar coil conductor.

2. The coil-embedded substrate according to claim 1 , wherein there are a plurality of the second planar coil conductors, and the width of the second planar coil conductors gradually decreases as the distance from the first planar coil conductor increases in the thickness direction .

2. The coil built-in substrate according to claim 1, wherein there are a plurality of the second planar coil conductors, and the widths thereof are the same.