JP5829487B2

JP5829487B2 - コイル部品

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Publication number: JP5829487B2
Application number: JP2011240252A
Authority: JP
Inventors: 祐介堤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2031-11-01
Also published as: JP2013098378A

Description

本発明は、コイル部品に関する。

チップ型のコイル部品が知られている。例えば、特許文献１では、絶縁体層とコイルパターンとが交互に積層された積層体と、該積層体をその積層方向において挟む第１の磁性体基板及び第２の磁性体基板と、コイルパターンと接続され、積層体、第１の磁性体基板及び第２の磁性体基板からなる積層構造体の端面を覆う外部電極とを有するコイル部品が開示されている。

特開平８−２０３７３７号公報

特許文献１において、外部電極は、積層構造体の端面に接着されているだけであるので、剥離が生じるおそれがある。

本発明の目的は、外部電極の剥離を抑制できるコイル部品を提供することにある。

本発明の一形態に係るコイル部品は、絶縁体層とコイルパターンとが交互に積層された積層体と、該積層体をその積層方向において挟む前記第１の磁性体基板及び第２の磁性体基板と、前記コイルパターンの引出し部と接続され、前記積層体、前記第１の磁性体基板及び前記第２の磁性体基板からなる積層構造体の外部に露出する外部電極と、を備え、前記積層体、前記第１の磁性体基板及び第２の磁性体基板の少なくとも１つは、側面に凹部を有しており、前記外部電極は、前記凹部内面に接着された接着部を有する。

好適には、前記第１の磁性体基板は前記凹部を有し、前記コイルパターンの引出し部は、前記積層体の前記第１の磁性体基板側の主面において前記凹部と重なる位置に設けられ、前記接着部は、前記凹部内にて前記コイルパターンの引出し部に接着されている。

好適には、前記第１及び第２の磁性体基板は側面に前記凹部を有し、前記コイルパターンの引出し部は、前記積層体の上下の両主面において前記凹部に重なる位置に設けられ、前記接着部は、前記凹部内にて前記コイルパターンの引出し部に接着されている。

好適には、前記接着部は、導電性樹脂から成る。

好適には、前記外部電極は、前記第１の磁性体基板、第２の磁性体基板及び前記積層体の側面を覆い、前記接着部と接着された、金属から成る膜部を有する。

好適には、前記磁性体基板は、磁性体粉末を含む樹脂から成る。

上記の構成によれば、外部電極の剥離を抑制できる。

本発明の第１の実施形態に係るコイル部品の外観を示す斜視図。図１のコイル部品の一部を省略して示す斜視図。図１のコイル部品の積層構造体の分解斜視図。図１のIV−IV線における断面図。図５（ａ）〜図５（ｄ）は図１のコイル部品の製造方法を説明する断面図。図６（ａ）〜図６（ｃ）は図５（ｄ）の続きを示す断面図。本発明の第２の実施形態に係るコイル部品の外観を示す斜視図。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るコイル部品１の外観を示す斜視図である。

なお、コイル部品１は、いずれの方向が鉛直方向若しくは水平方向とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、ｘｙｚ座標系を定義し、ｚ方向の正側及び負側を上方及び下方として、上面、下面等の語を用いることがあるものとする。

また、同一若しくは同様の複数の構成要素については、「第１磁性体基板１１Ａ」、「第２磁性体基板１１Ｂ」のように、同一名称及び同一符号に対して互いに異なる番号及び大文字のアルファベットを付して区別することがあり、また、単に「磁性体基板１１」というなど、区別しないことがあるものとする。

コイル部品１は、チップ型のコイル部品として構成されており、例えば、その外形は全体として概ね直方体状であり、また、その１辺の大きさは、０．３〜１ｍｍである。また、コイル部品１は、後述するコイルを内部に含む積層構造体３と、そのコイルに接続され、積層構造体３の外部に露出する１対の外部電極５とを有している。コイル部品１は、例えば、不図示の実装基板に対して下面側（ｚ方向の負側）を対向させ、実装基板上のランドに対して外部電極５をはんだにより接着することにより表面実装される。

図２は、コイル部品１の一部（外部電極５）を省略して示すコイル部品１の斜視図である。

積層構造体３は、概ね直方体状に形成されており、上面３ａ、下面３ｂ、ｘ方向に面する１対の第１側面３ｃ、ｙ方向に面する１対の第２側面３ｄを有している。第２側面３ｄには凹部３ｒが形成されている。凹部３ｒは、例えば、第２側面３ｄのｘ方向の中央側において、上面３ａ側及び下面３ｂ側に形成されている。

凹部３ｒには、外部電極５の一部である接着部７が充填されている。図１及び図２の比較から理解されるように、外部電極５は、接着部７に加え、積層構造体３の一部を覆う膜部９を有している。

接着部７は、例えば、導電性のフィラーを含む樹脂、すなわち、導電性樹脂によって構成されている。導電性のフィラーは、例えば、銅若しくは銀等の金属により構成されている。樹脂は、例えば、エポキシ樹脂若しくはフェノール樹脂である。接着部７は、例えば、第２側面３ｄ、及び、上面３ａ又は下面３ｂにおいて積層構造体３外部へ露出している。その積層構造体３外部への露出面は、例えば、第２側面３ｄ、及び、上面３ａ若しくは下面３ｂと面一となっている。

膜部９は、例えば、積層構造体３の第２側面３ｄの全体を覆うとともに、上面３ａ、下面３ｂ及び第１側面３ｃの、第２側面３ｄ側の一部を覆っている。また、膜部９は、接着部７の積層構造体３からの露出面も覆っている。そして、膜部９は、これら覆っている部分に対して接着されている。膜部９は、例えば、金属により構成されている。具体的には、例えば、外部電極５は、その大部分を構成する銅と、その上にめっきされたニッケル及び錫とにより構成され、若しくは、銀により構成されている。

図３は、積層構造体３の分解斜視図である。

積層構造体３は、上方から順に積層された、第１磁性体基板１１Ａ、積層体１３及び第２磁性体基板１１Ｂを有している（図１及び図２も参照）。積層体１３は、交互に積層された複数（本実施形態では３つ）の絶縁体層１５及び１以上（本実施形態では２つ）のコイルパターン１７を有しているとともに、コイルパターン１７と外部電極５とを接続するための引出し部１９を有している。

第１磁性体基板１１Ａ及び第２磁性体基板１１Ｂは、例えば、互いに同一の構成である。磁性体基板１１は、例えば、概ね矩形の平板状に形成されている。磁性体基板１１のｙ方向に面する側面（第２側面３ｄを構成する側面）それぞれには、上述の凹部３ｒ（切り欠き）が形成されている。凹部３ｒの形状は、適宜な形状とされてよい。本実施形態では、凹部３ｒの形状が磁性体基板１１の６面に平行な６面を有する直方体状である場合を例示している。磁性体基板１１及び凹部３ｒの寸法は適宜に設定されてよい。一例として、凹部３ｒは、平面視における１辺の大きさが５〜５０μｍである。

磁性体基板１１は、例えば、磁性体粉末を含む樹脂により構成されている。磁性体は、例えば、ニッケル亜鉛フェライト、マンガン亜鉛フェライト等のフェライトである。樹脂は、例えば、エポキシ樹脂若しくはフェノール樹脂である。

複数の絶縁体層１５は、例えば、概ね互いに同一の構成である。絶縁体層１５は、例えば、平面視における形状及び大きさが磁性体基板１１と概ね同一（矩形）の平板状に形成されている。なお、絶縁体層１５には、その側面に凹部は形成されていない。従って、最上層及び最下層の絶縁体層１５の主面（積層体１３の主面１３ａ）は、磁性体基板１１に覆われずに、凹部３ｒ内に露出する。絶縁体層１５は、例えば、ポリイミド若しくはポリエステル等の樹脂により構成されている。

コイルパターン１７は、絶縁体層１５の主面に形成された導電層によって構成され、例えば、絶縁体層１５の外周に沿って周回している。コイルパターン１７（及び絶縁体層１５）の積層数及びその接続方式は適宜に設定されてよい。なお、図３では、コイルパターン１７は、絶縁体層１５間にのみ設けられているが、磁性体基板１１と絶縁体層１５との間にも設けられてよい。コイルパターン１７は、例えば、銅若しくは銀等の金属により構成されている。

引出し部１９は、積層体１３の主面１３ａに設けられている。より具体的には、少なくとも一部が、主面１３ａのうち、磁性体基板１１に覆われずに凹部３ｒ内に露出する領域に位置している。引出し部１９は、例えば、コイルパターン１７と同様に、銅若しくは銀等の金属からなる導電層によって構成されている。

コイルパターン１７間の接続、及び、コイルパターン１７と引出し部１９との接続は、例えば、絶縁体層１５を貫通する貫通導体２１によってなされる。貫通導体２１は、例えば、銅若しくは銀等の金属により構成されている。

図４は、図１のIV−IV線における断面図である。

上述のように、引出し部１９は、積層体１３の主面１３ａ上に設けられるとともに、凹部３ｒ内に位置している。一方、接着部７は、凹部３ｒ内に充填されている。従って、引出し部１９と接着部７とは、凹部３ｒの面積で接着している。なお、引出し部１９の端面には膜部９が接着している。

図５（ａ）〜図６（ｃ）は、コイル部品１の製造方法を説明する図４に相当する断面図である。なお、コイル部品１の積層構造体３は、母基板から多数個取りされる。図５（ａ）〜図６（ｃ）では、当該母基板における、一のコイル部品１と、その両側に位置するコイル部品１の一部とに対応する範囲を示している。

まず、図５（ａ）に示すように、支持基板３１上に第２磁性体基板１１Ｂとなる磁性体層３３を形成する。支持基板３１は、例えば、特に図示しないが、ガラス基板又はシリコン基板上に粘着剤からなる剥離層が形成されて構成されている。また、磁性体層３３は、例えば、磁性体粉末を含む未硬化状態の樹脂をコーターによって支持基板３１上に塗布することによって形成される。

次に、図５（ｂ）に示すように、磁性体層３３に凹部３ｒとなる空洞を形成する。当該空洞の形成は、例えば、フォトリソグラフィーによって行われる。なお、エッチングは、反応性イオンエッチング等のドライエッチングであってもよいし、薬液を利用するウェットエッチングであってもよい。

次に、図５（ｃ）に示すように、凹部３ｒとなる空洞内に接着部７となる材料３５を充填する。材料３５は、導電性フィラーを含む未硬化状態の樹脂である。充填は、例えば、スクリーン印刷等の印刷法若しくはディスペンサー法により行われる。

次に、図５（ｄ）に示すように、積層体１３となる配線層３７を形成する。配線層３７は、例えば、多層配線基板と同様にビルドアップ法等によって形成される。なお、導電部分（コイルパターン１７等）は、めっき、印刷等の適宜な方法により形成されてよい。

次に、図６（ａ）に示すように、図５（ａ）〜図５（ｃ）と同様に、第１磁性体基板１１Ａとなる磁性体層の形成、凹部３ｒとなる空洞の形成、及び、当該空洞への接着部７となる材料３５の充填を行う。

次に、図６（ｂ）に示すように、ダイシングがなされ、積層構造体３及び接着部７からなる個片４１（図２に示した状態）が形成される。ダイシングは、例えば、ダイシングブレード３９によってなされる。レーザ等によってなされてもよい。

次に、図６（ｃ）に示すように、支持基板３１から個片４１がピックアップされる。そして、個片４１の側面に外部電極５の膜部９が形成されることにより、図４に示すコイル部品１が形成される。

膜部９は、例えば、無電解めっき若しくは電解めっきにより形成される。なお、電解めっきを行う場合においては、図５（ａ）の工程の前において支持基板３１の剥離層上に電圧を印加するための電極を形成したり、図６（ａ）の工程と図６（ｂ）の工程との間において第１磁性体基板１１Ａの上に電圧を印加するための電極を形成したりしてもよい。

以上のとおり、本実施形態では、コイル部品１は、絶縁体層１５とコイルパターン１７とが交互に積層された積層体１３と、該積層体１３をその積層方向において挟む第１磁性体基板１１Ａ及び第２磁性体基板１１Ｂと、コイルパターン１７の引出し部１９と接続され、積層体１３、第１磁性体基板１１Ａ及び第２磁性体基板１１Ｂからなる積層構造体３の外部に露出する外部電極５とを備える。積層体１３、第１磁性体基板１１Ａ及び第２磁性体基板１１Ｂの少なくとも１つ（本実施形態では磁性体基板１１）は、側面に凹部３ｒを有している。外部電極５は、凹部３ｒ内面に接着された接着部７を有する。

従って、例えば、外部電極５が単に積層構造体３の側面に接着されている場合（凹部３ｒ及び接着部７が設けられない場合）に比較して、凹部３ｒが形成された分、接着面積が拡張され、外部電極５の剥離が抑制される。また、外部電極５が凹部３ｒに嵌合することにもなるので、その係合によって外部電極５の剥離が抑制されることも期待される。

また、本実施形態では、第１磁性体基板１１Ａは凹部３ｒを有している。コイルパターン１７の引出し部１９は、積層体１３の第１磁性体基板１１Ａ側の主面１３ａにおいて凹部３ｒと重なる位置に設けられている。接着部７は、凹部３ｒ内にてコイルパターン１７の引出し部１９に接着されている。

従って、外部電極５は、膜部９が引出し部１９の端面に当接しているだけの場合に比較して、相対的に大きな接着面積で引出し部１９に接着される。すなわち、凹部３ｒは、外部電極５の積層構造体３からの剥離抑制だけでなく、外部電極５と引出し部１９との接着面積の拡大にも寄与している。また、凹部３ｒは、第１磁性体基板１１Ａに形成されていることから、積層体１３に凹部が形成される場合（第２の実施形態参照）に比較して、凹部３ｒの形成によってコイルパターン１７の形成領域が狭められるおそれも低い。

また、本実施形態では、第２磁性体基板１１Ｂ側においても、第１磁性体基板１１Ａと同様に、凹部３ｒが形成され、主面１３ａ上の凹部３ｒに重なる位置に設けられた引出し部１９に接着部７が接着されている。従って、上述した効果が第２磁性体基板１１Ｂ側においても奏され、より一層の剥離抑制及び導通性の向上が図られる。また、コイルパターン１７と外部電極５との接続に関する設計の自由度が向上する。

また、本実施形態では、接着部７は、導電性樹脂から成る。一般に、導電性樹脂は、金属に比較して、絶縁体若しくは磁性体との接着性が高いから、より接着部７の剥離が抑制されることが期待される。

また、本実施形態では、接着部７が導電性樹脂から成ることに加え、外部電極５が、第１磁性体基板１１Ａ、第２磁性体基板１１Ｂ及び積層体１３の側面を覆い、接着部７と接着された、金属から成る膜部９を有する。

従って、例えば、導電性樹脂よりも抵抗が小さい金属によって外部電極５の面積を大きくすることができる。その結果、コイル部品１の特性低下を抑制しつつ、実装の容易化を図ることができる。さらに、金属（膜部９）と、絶縁体若しくは磁性体（積層構造体３）との間に、導電性樹脂（接着部７）が介在することになり、金属と絶縁体等とを直接に接着する場合（凹部３ｒ及び接着部７が設けられない場合）に比較して、膜部９の剥離抑制が期待される。

また、接着部７が導電性樹脂から成ることに加え、磁性体基板１１が、磁性体粉末を含む樹脂から成る。従って、例えば、磁性体基板１１がセラミックで構成される場合に比較して、接着部７と磁性体基板１１との接着性が向上することが期待される。また、導電性樹脂は、金属の焼き付けに比較して高温で加熱する必要がないことから、セラミックに比較して耐熱性が低い、磁性体粉末を含む樹脂から成る磁性体基板１１においても好適に利用できる。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係るコイル部品２０１を示す、図４に相当する断面図である。

コイル部品２０１は、凹部及び外部電極の接着部の位置のみが第１の実施形態と相違する。具体的には、以下のとおりである。

コイル部品２０１の積層構造体２０３は、第１の実施形態と同様に、積層体２１３と、該積層体２１３を挟み込む１対の磁性体基板２１１とを有している。ただし、磁性体基板２１１の側面には外部電極２０５を接着するための凹部は形成されておらず、積層体２１３の側面に外部電極２０５を接着するための凹部２０３ｒが設けられている。

凹部２０３ｒは、例えば、複数の絶縁体層２１５の積層方向において、積層体２１３の全体に亘って形成されている。なお、凹部２０３ｒの平面形状は、第１の実施形態と同様でよい。

そして、外部電極２０５の接着部２０７は、第１の実施形態と同様に、凹部２０３ｒに充填されている。なお、コイルパターン１７の引出し部２１９は、例えば、絶縁体層２１５間に設けられており、その端面において接着部２０７に接着されている。

コイル部品２０１の製造方法は、第１の実施形態と概ね同様でよい。ただし、磁性体基板１１に代えて、絶縁体層２１５に対して、凹部２０３ｒを形成するためのエッチングが行われる。

以上の第２の実施形態によれば、コイル部品２０１は、第１の実施形態と同様に、外部電極２０５は、凹部２０３ｒ内面に接着された接着部２０７を有することから、第１の実施形態と同様の効果、すなわち、外部電極２０５の剥離抑制の効果が奏される。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

磁性体基板は、磁性体粉末を含む樹脂により構成されるものに限定されない。例えば、磁性体基板は、セラミックによって構成されてもよい。また、絶縁体層は樹脂によって構成されるものに限定されない。例えば、絶縁体層は、セラミックによって構成されてもよい。

凹部は、磁性体基板の側面、又は、積層体の全体に形成されるものに限定されない。例えば、磁性体基板及び積層体の全てに凹部が形成されてもよいし、積層体のうち一部の絶縁体層についてのみ凹部が形成されてもよい。また、凹部の側面に沿う方向（実施形態のｘ方向）の位置も適宜に設定されてよい。凹部の平面形状は、矩形に限定されず、外部側を短辺とする台形など、外部電極の接着部との係合が強くなる形状であってもよい。また、凹部の側面視における形状も、テーパ面によって外部電極との係合が強くなる形状であってもよい。

外部電極は、積層構造体の２つ（１対）の側面に２つ設けられるものに限定されない。例えば、外部電極は、２つの側面に３つ以上設けられてもよいし、３以上の側面に３つ以上設けられてもよい。換言すれば、コイル部品は、２種以上の信号を入出力するものであってもよい。

外部電極の接着部は、凹部に充填されている必要は無い。すなわち、接着部は、膜状に形成されていてもよいし、厚く形成されているものの凹部に起因して、外部に露出する表面が凹状となっていてもよい。また、膜部は、設けられなくてもよい。すなわち、図２に示すような状態が完成形とされてもよい。

外部電極は、接着部を含む全体が金属により構成されてもよい。この場合、例えば、磁性体基板が磁性体粉末を含む樹脂からなるときは、外部電極は、めっきにより形成されてよい。また、例えば、磁性体基板がセラミックによって形成されているときは、外部電極は、焼き付けやめっきにより形成されてよい。逆に、外部電極は、膜部を含む全体が導電性樹脂により構成されてもよい。また、接着部等は、導電性高分子により構成されてもよい。

１…コイル部品、３…積層構造体、３ｒ…凹部、５…外部電極、７…接着部、１１Ａ…第１磁性体基板、１１Ｂ…第２磁性体基板、１３…積層体、１５…絶縁体層、１７…コイルパターン、１９…引出し部。

Claims

絶縁体層とコイルパターンとが交互に積層された積層体と、
該積層体をその積層方向において挟む前記第１の磁性体基板及び第２の磁性体基板と、
前記コイルパターンの第１引出し部と接続され、前記積層体、前記第１の磁性体基板及び前記第２の磁性体基板からなる積層構造体の外部に露出する第１外部電極と、
を備え、
前記第１の磁性体基板は側面に第１凹部を有し、
前記積層体の、前記第１の磁性体基板側の第１主面は、前記第１凹部と重なる第１領域を有し、
前記コイルパターンの第１引出し部は前記第１領域に設けられ、
前記第１外部電極は、前記第１凹部内面に接着されているとともに前記第１凹部内にて前記コイルパターンの第１引出し部に接着されている第１接着部を有する
コイル部品。
前記コイルパターンの第２引出し部と接続され、前記積層構造体の外部に露出する第２外部電極を更に有し、
前記第２の磁性体基板は側面に第２凹部を有し、
前記積層体の、前記第２の磁性体基板側の第２主面は、前記第２凹部と重なる第２領域を有し、
前記コイルパターンの第２引出し部は前記第２領域に設けられ、
前記第２外部電極は、前記第２凹部内面に接着されているとともに前記第２凹部内にて前記コイルパターンの第２引出し部に接着されている第２接着部を有する
請求項１に記載のコイル部品。
前記第２の磁性体基板は、側面に、前記積層方向に透視して前記第１凹部と重なるとともに前記積層体によって前記第１凹部と隔てられた第３凹部を有し、
前記第１外部電極は、前記第３凹部内面に接着されている第３接着部を有する
請求項１又は２に記載のコイル部品。
前記第１接着部は、導電性樹脂から成る
請求項１〜３のいずれか１項に記載のコイル部品。
前記第１外部電極は、前記第１の磁性体基板、第２の磁性体基板及び前記積層体の側面を覆い、前記第１接着部と接着された、金属から成る膜部を有する
請求項４に記載のコイル部品。
前記磁性体基板は、磁性体粉末を含む樹脂から成る
請求項４又は５に記載のコイル部品。