JP6508227B2 - フレキシブルインダクタ - Google Patents

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Description

本発明は、フレキシブル基板に実装するフレキシブルインダクタに関する。
近年、携帯電話等の電子機器の小型化や薄型化に伴い、フレキシブル基板に実装されるインダクタにも小型化や薄型化が要求されている。しかしながら、従来のインダクタは剛性の大きいフェライト焼結体をコアに用いているため、従来のインダクタは曲げや落下衝撃に弱いという問題がある。
これに対し、フレキシブル基板に実装した場合、その基板の撓みに追随して変形可能で、落下衝撃に対する耐性の高いインダクタとして、例えば、特許文献１には、軟磁性金属粉末を樹脂材料中に分散させた複合磁性シートをフィルム状コイルに積層した可撓性インダクタが記載されている。
特開２００９−９９８５号公報
特許文献１の可撓性インダクタは、平面内で導体パターンが渦巻状に形成されたコイルの最外端を、引き出し導体を介して、可撓性インダクタの幅方向の端面および該端面に隣接する４面の一部を覆ういわゆる５面電極からなる外部電極に接続した構造を有し、この外部電極をフレキシブル基板の実装端子にはんだ接続することで、実装している。
しかしながら、特許文献１の可撓性インダクタは、実装したフレキシブル基板を撓ませた時の応力が、引き出し導体と外部電極との接続部に集中し、その接続部が断線し易いという問題がある。特に、５面電極の場合、はんだフィレットが外部電極の側面に接するように形成されるため、フレキシブル基板を撓ませた時の応力が外部電極の側面に直接作用するので大きな応力となる。この応力はコイルを形成したフレキシブル基板を伸縮させる方向に働くが、特に引出し導体を形成する金属には伸縮性が殆ど無いので、引出し導体と外部電極との接続部で引き剥がされる。
実装したフレキシブル基板を撓ませた時の応力を小さくする方法として、可撓性インダクタの底面、すなわち実装面にのみ外部電極を設けることで、はんだフィレットを形成させない方法を用いることが可能である。しかしながら、従来の可撓性インダクタの場合、外部電極は複合磁性シートの上に形成されることになり、フレキシブル基板に実装した場合、外部電極の複合磁性シートへの密着強度が弱いので、外部電極が複合磁性シートから剥離し易くなるという新たな問題が発生するので好ましくない。
そこで、本発明は、フレキシブル基板に実装した場合、フレキシブル基板の経時的な撓みに追随して自身が変形可能であって、落下衝撃への耐性が高いフレキシブルインダクタを提供することを目的とした。
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係るフレキシブルインダクタは、下面に形成された第１のスパイラル状導体を有するコイル基板と、前記コイル基板の上面に積層された第１磁性シートと、前記コイル基板の下面に積層された第２磁性シートとを有するフレキシブルインダクタであって、
前記コイル基板の下面の周縁部に配置され、第１外部電極と第２外部電極を含む複数の外部電極と、前記第１のスパイラル状導体と各外部電極との間の領域にそれぞれ、前記コイル基板を貫通するくり抜き部とを有し、前記第１外部電極は前記第１のスパイラル状導体の最外端部と電気的に接続され、前記第２外部電極は前記第１のスパイラル状導体の最内端部と電気的に接続されている、ことを特徴とする。
第１の態様によれば、インダクタを撓ませた際に、コイル基板や外部電極にかかる応力が小さくなるので、機械的衝撃に対する耐性を向上させてコイル基板の割れや外部電極の接合部の破断を防止することが可能となる。
また、本発明の第２の態様では、前記の第１のスパイラル状導体と前記各外部電極との間の領域に１つ以上の切り欠き部が形成されている。
第２の態様によれば、切り欠き部を設けることで、インダクタを撓ませた際に、コイル基板や外部電極にかかる応力をさらに小さくすることが可能となる。
また、本発明の第３の態様では、前記の第１のスパイラル状導体と前記各外部電極との間の領域に、前記くり抜き部の外周に沿ってくり抜き残部を有し、該くり抜き残部は、それぞれ前記くり抜き部の外周に沿って前記各外部電極まで延びる複数の梁状部を含む。
第３の態様によれば、くり抜き残部が変形することで、インダクタを撓ませた際に、コイル基板や外部電極にかかる応力をさらに小さくすることが可能となる。
また、本発明の第４の態様では、前記複数の梁状部の各梁状部が、１つ以上の曲線部を有する。
第４の態様によれば、梁状部に曲線形状を持たせることでくり抜き残部の可撓性をより向上させ、機械的衝撃に対する耐性をさらに向上させることが可能となる。
また、本発明の第５の態様では、前記複数の梁状部の一つの梁状部に、前記第１のスパイラル状導体と前記外部電極とを繋ぐ引き出し配線が形成されている。
第５の態様によれば、引き出し配線を梁状部に形成することで、引き出し配線の可撓性を向上させ、外部電極の接合部の破断をさらに抑制することが可能となる。
また、本発明の第６の態様では、前記複数の梁状部の前記一つの梁状部を除く他の１つの梁状部の下面に、第１のダミー配線が形成されている。
第６の態様によれば、くり抜き残部の強度を向上させることで、くり抜き残部の可撓性をさらに向上させることが可能となる。
また、本発明の第７の態様によれば、前記コイル基板が上面に第２のスパイラル状導体を有し、前記複数の梁状部の少なくとも１つの梁状部の上面に、第２のダミー配線が形成されている。
第７の態様によれば、梁状部の上面にも第２のダミー配線を形成することで、くり抜き残部の強度をさらに向上させることができる。
また、本発明の第８の態様によれば、前記コイル基板の下面の四隅に配置された４個の外部電極を有する。
第８の態様によれば、インダクタがＸ方向とＹ方向のいずれの方向に撓んだ場合でも、コイル基板や外部電極にかかる応力を小さくすることが可能となる。
本発明によれば、フレキシブル基板に実装した場合、フレキシブル基板の経時的な撓みに追随して自身が変形可能であって、落下衝撃への耐性が高いフレキシブルインダクタを提供することが可能となる。
本発明の実施の形態１に係るフレキシブルインダクタを構成するコイル基板の構造の一例を示す底面図である。 図１Ａに示すコイル基板を含むフレキシブルインダクタの模式縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係るフレキシブルインダクタの製造工程の一例を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態１に係るフレキシブルインダクタの製造工程の一例を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態１に係るフレキシブルインダクタの製造工程の一例を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態１に係るフレキシブルインダクタの製造工程の一例を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態１に係るフレキシブルインダクタの製造工程の一例を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態１に係るフレキシブルインダクタの製造工程の一例を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態１に係るフレキシブルインダクタの製造工程の一例を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態１に係るフレキシブルインダクタの製造工程の一例を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態１に係るフレキシブルインダクタの製造工程の一例を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態１に係るフレキシブルインダクタの製造工程の一例を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態２に係るフレキシブルインダクタを構成するコイル基板の構造の一例を示す一部拡大底面図である。 本発明の実施の形態３に係るフレキシブルインダクタを構成するコイル基板の構造の一例を示す一部拡大底面図である。
以下、図面等を参照して本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１
本実施の形態に係るフレキシブルインダクタは、下面に形成された第１のスパイラル状導体を有するコイル基板と、前記コイル基板の上面に積層された第１磁性シートと、前記コイル基板の下面に積層された第２磁性シートとを有するフレキシブルインダクタであって、前記コイル基板の下面の周縁部に配置され、第１外部電極と第２外部電極を含む複数の外部電極と、前記第１のスパイラル状導体と各外部電極との間の領域にそれぞれ、前記コイル基板を貫通するくり抜き部とを有し、前記第１外部電極は前記第１のスパイラル状導体の最外端部と電気的に接続され、前記第２外部電極は前記第１のスパイラル状導体の最内端部と電気的に接続されている、ことを特徴とするものである。
図１Ａは本実施の形態に係るフレキシブルインダクタを構成するコイル基板の構造の一例を示す底面図である。コイル基板１は、中央付近に開口部２２を有する矩形形状の可撓性基板２と、可撓性基板２の下面に形成された第１のスパイラル状導体３と、下面の周縁部の４隅に形成された第１外部電極１１、第２外部電極１２、第３外部電極１３、第４外部電極１４を有している。コイル基板１の左上隅では、第１外部電極１１と第１のスパイラル状導体３との間の領域５１に、コイル基板１を貫通するくり抜き部１５１と、くり抜き部１５１の外周に沿って延び、第１外部電極１１まで延びるくり抜き残部１５が形成されている。ここで、くり抜き部１５１は、先端部が第１外部電極１１側にある段状の凸状構造を有し、第１段部１５１ａが基部となり、第２段部１５１ｂが先端部となる構造を有している。くり抜き残部１５の外側には、くり抜き部１５１の外周に沿って切り欠き部２１ａ，２１ｂが形成されている。くり抜き残部１５は、第１のスパイラル状導体３側からくり抜き部１５１の外周に沿って、第１外部電極１１に延びる２つの梁状部１５ａ，１５ｂを有している。梁状部１５ａには、第１のスパイラル状導体３の半径方向最外端部と第１外部電極１１とを電気的に接続する引き出し配線１９ａが形成されている。一方、梁状部１５ｂには、一端が第１外部電極１１に接続され、他端が同一平面内で他の導体とは接続されていない第１のダミー配線２０ａが形成されている。
また、コイル基板１の左下隅では、第３外部電極１３と第１のスパイラル状導体３との間の領域５２に、コイル基板１を貫通するくり抜き部１６１と、くり抜き部１６１の外周に沿って延び、第３外部電極１３まで延びるくり抜き残部１６が形成されている。ここで、くり抜き部１６１は、先端部が第３外部電極１３側にある段状の凸状構造を有し、第１段部１６１ａが基部となり、第２段部１６１ｂが先端部となる構造を有している。くり抜き残部１６の外側には、くり抜き部１６１の外周に沿って切り欠き部２１ｃ，２１ｄが形成されている。くり抜き残部１６は、第１のスパイラル状導体３側からくり抜き部１６１の外周に沿って、第３外部電極１３に延びる２つの梁状部１６ａ，１６ｂを有している。梁状部１６ａには、第１のスパイラル状導体３の半径方向最外端部と第３外部電極１３を電気的に接続する引き出し配線１９ｂが形成されている。一方、梁状部１６ｂには、一端が第３外部電極１３に接続され、他端が同一平面内で他の導体とは接続されていない第１のダミー配線２０ｂが形成されている。
また、コイル基板１の右下隅では、第２外部電極１２と第１のスパイラル状導体３との間の領域５３に、コイル基板１を貫通するくり抜き部１７１と、くり抜き部１７１の外周に沿って延び、第２外部電極１２まで延びるくり抜き残部１７が形成されている。ここで、くり抜き部１７１は、先端部が第２外部電極１２側にある段状の凸状構造を有し、第１段部１７１ａが基部となり、第２段部１７１ｂが先端部となる構造を有している。くり抜き残部１７の外側には、くり抜き部１７１の外周に沿って切り欠き部２１ｅ，２１ｆが形成されている。くり抜き残部１７は、第１のスパイラル状導体３側からくり抜き部１７１の外周に沿って、第２外部電極１２に延びる２つの梁状部１７ａ，１７ｂを有している。ここで、第１のスパイラル状導体３の半径方向最内端部は、可撓性基板２を貫通するビア導体３ａを介して上面側の第２のスパイラル状導体４（不図示）の半径方向最内端部と電気的に接続し、第２のスパイラル状導体４の半径方向最外端部は可撓性基板２を貫通するビア導体（不図示）、引き出し配線１９ｃを介して第２外部電極１２と電気的に接続されている。引き出し配線１９ｃは、梁状部１７ａに形成されている。一方、梁状部１７ｂには、一端が第２外部電極１２に接続され、他端が同一平面内で他の導体とは接続されていない第１のダミー配線２０ｃが形成されている。
また、コイル基板１の右上隅では、第４外部電極１４と第１のスパイラル状導体３との間の領域５４に、コイル基板１を貫通するくり抜き部１８１と、くり抜き部１８１の外周に沿って延び、第４外部電極１４まで延びるくり抜き残部１８が形成されている。ここで、くり抜き部１８１は、先端部が第４外部電極１４側にある段状の凸状構造を有し、第１段部１８１ａが基部となり、第２段部１８１ｂが先端部となる構造を有している。くり抜き残部１８の外側には、くり抜き部１８１の外周に沿って切り欠き部２１ｇ，２１ｈが形成されている。くり抜き残部１８は、第１のスパイラル状導体３側からくり抜き部１８１の外周に沿って、第４外部電極１４に延びる２つの梁状部１８ａ，１８ｂを有している。第４外部電極１４は、第２のスパイラル状導体４の半径方向最外端部と、可撓性基板２を貫通するビア導体（不図示）、引き出し配線１９ｄを介して電気的に接続されている。引き出し配線１９ｄは、梁状部１８ａに形成されている。一方、梁状部１８ｂには、一端が第４外部電極１４に接続され、他端が同一平面内で他の導体とは接続されていない第１のダミー配線２０ｄが形成されている。
なお、第１外部電極１１と第３外部電極１３は、いずれも第１のスパイラル状導体３の半径方向最外端部と電気的に接続され、それぞれ、コイル基板１の左上隅、左下隅に形成されている。また、第２外部電極１２と第４外部電極１４は、いずれも第１のスパイラル状導体３の半径方向最内端部と電気的に接続され、それぞれ、コイル基板１の右下隅、右上隅に形成されている。第１から第４外部電極を４隅に設けることにより、実装する可撓性基板がＸ方向（紙面上、可撓性基板２の対向する一対の辺の一方の辺であって、第２外部電極１２と第３外部電極１３の両方が接する辺が延在する方向）、Ｙ方向（紙面上でＸ方向と直交する方向）のどちらに屈曲しても両方向に伸縮性を保つことができる。また、第１のスパイラル状導体３の半径方向に最外端部、最内端部に接続される外部電極がそれぞれ２個形成されるので、フレキシブルインダクタの実装信頼性をより高くすることができる。なお、第１のスパイラル状導体３の半径方向に最外端部、最内端部に接続される外部電極はそれぞれ１つあればインダクタとして機能するので、第１から第４外部電極のいずれかが第１のスパイラル状導体に電気的に接続されていなくてもよい。
また、図１Ｂは、図１に示すコイル基板１を含むフレキシブルインダクタの模式縦断面図である。第１のスパイラル状導体３と第２のスパイラル状導体４が、可撓性基板２を間に挟んで積層されている。また、第１のスパイラル状導体３と第２のスパイラル状導体４の間隙には、それぞれ絶縁性樹脂９と絶縁性樹脂１０が充填されている。第１外部電極１１は下地電極５の上に形成され、第２外部電極１２は下地電極６の上に形成されている。また、可撓性基板２の上面には下地電極７，８が形成されている。
なお、上記のように、外部電極は、フレキシブル基板がＸ方向とＹ方向のどちらに屈曲しても両方向に伸縮性が保てるようにするために４隅に設けられる。ただし、そのうち２個の外部電極がダミー電極であってスパイラル状導体には接続されない形としてもよい。実装するフレキシブル基板の屈曲方向が１方向に限定できるような場合には、外部電極の数を２個にすることもできる。例えば、フレキシブル基板の屈曲方向をＸ方向に限定できる場合、第１外部電極１１と第３外部電極１３とを連続させるように、第１外部電極１１と第３外部電極１３の両方が接する辺に沿って延在させて一の帯状の外部電極を形成する一方、第２外部電極１２と第４外部電極１４とを連続させるように、第２外部電極１２と第４外部電極１４の両方が接する辺に沿って延在させて別の帯状の外部電極を形成することができる。その場合、第１のスパイラル状導体と前記各帯状の外部電極との間の領域に、コイル基板を貫通する少なくとも１つのくり抜き部を設ければよい。
また、外部電極形状を図１Ａのように、コイル基板の角部の形状に合わせた略三角形形状とすることが好ましい。くり抜き部と切り欠き部を効率良く配置できるからである。
コイル基板１を構成する可撓性基板には、可撓性を有する絶縁性樹脂フィルムまたは複合樹脂フィルムを用いることができ、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート等を挙げることができる。可撓性基板の形状は、５ｍｍ×５ｍｍ以上２０ｍｍ×２０ｍｍ以下の矩形形状を用いることができる。また、可撓性基板の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ以上７０μｍ以下である。
また、スパイラル状導体は、可撓性基板上に形成した金属層上に、所定のスパイラルパターンをフォトリソグラフィー法により形成し、エッチング処理することにより形成することができる。金属層は、可撓性基板上にめっき法を用いて金属膜を形成することにより、あるいは金属箔を可撓性基板上に積層することにより形成することができる。導体には、導電性に優れた銅や銀を用いることができる。スパイラル状導体は可撓性基板の上面または下面、あるいは上面と下面に形成することができる。上面と下面の両面に形成する場合、第１のスパイラル状導体３の半径方向最外端部を第１外部電極１１、もしくは第３外部電極１３、もしくはその両方と電気的に接続させ、第１のスパイラル状導体３の半径方向最内端部を、可撓性基板２を貫通するビア導体３ａを介して第２のスパイラル状導体４の半径方向最内端部と電気的に接続させ、第２のスパイラル状導体４の半径方向最外端部を、可撓性基板２を貫通するビア導体（不図示）を介して第２外部電極１２、もしくは第４外部電極１４、もしくはその両方と電気的に接続させる。一方、上面または下面の片面に形成する場合、例えば、下面に形成する場合、第１のスパイラル状導体３の半径方向最外端部を、引き出し配線１９ａ、１９ｂを介して第１外部電極１１もしくは第３外部電極、もしくはその両方と電気的に接続させ、第１のスパイラル状導体３の半径方向最内端部を、可撓性基板２を貫通するビア導体３ａを介して上面に形成した引き出し配線（不図示）に電気的に接続し、この引き出し配線を、可撓性基板２を貫通するビア導体（不図示）を介して第２外部電極１２、もしくは第４外部電極１４、もしくはその両方と電気的に接続させる。
また、スパイラル状導体の間隙を充填する絶縁性樹脂には、熱硬化性樹脂シート、例えばエポキシ樹脂シートを用いることができる。エポキシ樹脂シートをコイル基板に圧着すると、エポキシ樹脂シートは流動化してスパイラル状導体の間隙を充填して硬化することができる。
また、磁性シートには、扁平状の軟磁性金属粉末をバインダー樹脂に分散させ、軟磁性金属粉末をその長径方向がシートの面内方向を向くように配向させて形成した異方性複合磁性シートを用いることができる。軟磁性金属粉末は、鉄を主成分とするものであれば特に限定されない。磁性シートは、はんだリフローに対応できる耐熱性を有する必要があり、バインダー樹脂には、耐熱性を有する可撓性樹脂として、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等を用いることができる。また、コイル基板に積層する場合、磁性シートの表面に粘着層を形成することで、コイル基板に貼り合わせる。そのため、用いる粘着層もはんだリフローに対応できる耐熱性を有するものを用いる。磁性シートの厚さは、３０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以上１００μｍ以下である。
また、くり抜き部は、スパイラル状導体と各外部電極との間の領域に形成されたものであれば、その形状、大きさ、数は特に限定されない。形状は、円形状、楕円状、角度のない不定形状等であってもよい。また、スパイラル状導体と各外部電極との間の領域の強度をさらに向上させる観点から、大きさが同一または異なるくり抜き部が複数個、一体化するように連続して、あるいは離間して、スパイラル状導体側から各外部電極側に配置されていてもよい（配置例１）。例えば、先端部が外部電極側にある複数段、好ましくは２段または３段を有する段状の凸状構造でもよい。また、大きさが同一または異なるくり抜き部が複数個、一体化するように連続して、あるいは離間して、スパイラル状導体側に沿って配置されていてもよい（配置例２）。または、配置例１と配置例２の組み合わせでもよい。
また、切り欠き部は、スパイラル状導体と各外部電極との間の領域に１つ以上形成されているものであれば、その大きさ、形状、および数は特に限定されないが、２つの切り欠き部が、くり抜き部に対して対称的に形成されていることが好ましい。なお、くり抜き部と切り欠き部はコイル基板のみに形成し、コイル基板の上下に貼り合わせる磁性シートには形成しない。
また、くり抜き残部は、くり抜き部の外周に沿って延び、外部電極まで延びる複数の梁状部を有する。各梁状部は、１つ以上の曲線部を有することが好ましい。好ましくは交互に反対方向に湾曲する２つ以上の曲線部を有することであり、それによりＸ方向とＹ方向の撓みに対応することができる。また、曲線部の曲げ角度は、９０度以上とすることが好ましい。また、複数の梁状部は上面と下面を有しており、複数の梁状部の一つの梁状部の下面に、第１のスパイラル状導体と一つの外部電極とを繋ぐ引き出し配線が形成されていることが好ましい。引き出し配線を梁状部に形成することで、引き出し配線が変形し易くなり、外部電極の接合部の破断をさらに抑制することが可能となる。また、複数の梁状部の中で、引き出し配線が形成されていない他の１つの梁状部の下面に、第１のダミー配線が形成されていることが好ましい。梁状部の強度を向上させることができるからである。例えば、くり抜き残部が２つの梁状部を有する場合、一方の梁状部に引き出し配線を形成し、他方の梁状部にダミー配線を形成することができる。また、必要に応じて、引き出し配線に代えてダミー配線を形成することで、外部電極をダミー電極にすることもできる。
また、外部電極、くり抜き部および切り欠き部の形状は、Ｘ方向とＹ方向の両方向の撓みに対応するため、スパイラル状導体の中心点を通って２つの外部電極の角を結ぶ直線（対角線）に対して略対称な形状または配置とすることが望ましい。ただし、Ｘ方向またはＹ方向の一方の撓みのみに対応すれば良い場合には、略対称な形状または配置は必ずしも必要ではない。
また、上面に第２のスパイラル状導体が配置されている場合、複数の梁状部の少なくとも１つの梁状部の上面に、第２のダミー配線が形成されていることが好ましい。梁状部の上面にも第２のダミー配線を形成することで、くり抜き残部の強度をさらに向上させることができる。
軟磁性金属粉末の長径方向がシートの面内方向を向くように配向させる方法としては、特許文献１に記載されている、ドクターブレード法や、スクリーン印刷法や、スプレー塗布法や加熱プレス法等の公知の方法を用いることができる。
なお、本発明においては、コイル基板の上面に積層される第１磁性シートと、コイル基板の下面に積層される第２磁性シートを用いるが、第２磁性シートは、コイル基板の下面において、外部電極以外の部分に積層する必要上、外部電極の形状に合わせて貫通孔や切り欠き部等を設ける必要がある。
以下、本実施の形態に係るフレキシブルインダクタの製造方法について説明する。
図２Ａ〜図２Ｊは、製造工程の一例を示す模式断面図であり、図１ＡのＡ−Ａ’線に相当する線に沿って切断した場合の縦断面図である。なお、以下にはコイルおよび電極パターンをエッチングで形成するサブトラクティブ法と呼ばれる製造法の工程を示す。ただし、コイルおよび電極パターンをめっきで形成するアディティブ（またはセミアディティブ）法と呼ばれる製造法で形成しても良い。
図２Ａに示す工程（ａ）では、可撓性基板２として、ガラスエポキシ樹脂フィルムを用意し、所定位置に貫通孔（不図示）を形成する。なお、ここではガラスエポキシ樹脂フィルムを用いているが、ポリイミド樹脂フィルムを用いてもよい。
図２Ｂに示す工程（ｂ）では、可撓性基板２の対向する一対の主面（以下、上面と下面という）の両面に、全面に亘って銅めっきを行う、あるいは金属箔を積層することにより銅層２４，２５を形成する。これにより、貫通孔には最内端部用ビア導体（不図示）が形成される。
図２Ｃに示す工程（ｃ）では、銅層２４，２５を形成した可撓性基板２の上面と下面の両面にレジスト層を形成し、エッチング処理することで、可撓性基板２の上面に第２のスパイラル状導体４、下地電極７，８、下面に第１のスパイラル状導体３、下地電極５，６、引き出し配線１９ａ〜１９ｄ、第１のダミー配線２０ａ〜２０ｄを形成する。なお、上面の第２のスパイラル状導体４の始点と終点のいずれか一方が可撓性基板２の中央付近に位置することになるが、この位置に上記の最内端部用ビア導体（不図示）を設けることで下面の第１のスパイラル状導体３と接続させる。この方法により、上面のスパイラル状導体と下面のスパイラル状導体を接続することで、いわゆる略α巻き状の一つのスパイラル状導体を形成する。
図２Ｄに示す工程（ｄ）では、可撓性基板２の上面と下面の両面に絶縁性樹脂シート、例えばエポキシ樹脂シートを圧着することで、スパイラル状導体の間隙に絶縁性樹脂を充填したコイル基板１を形成する。下面の第１のスパイラル状導体３の間隙には絶縁性樹脂９が充填され、上面の第２のスパイラル状導体４の間隙には絶縁性樹脂１０が充填されている。
図２Ｅに示す工程（ｅ）では、コイル基板１の中央部をブラスト処理や金型による打ち抜き処理等で切り欠いて開口部２２、くり抜き部１５１、くり抜き部１６１（不図示）、くり抜き部１７１、くり抜き部１８１（不図示）、切り欠き部（不図示）を設ける。なお開口部２２は必ずしも形成する必要は無い。
図２Ｆに示す工程（ｆ）では、コイル基板１の４隅に外部電極を形成するために、レジストパターニングなどにより、コイル基板１の４隅の所定箇所のエポキシ樹脂シートを除去して、下地電極５,６上に外部電極形成用開口部２６ａ，２６ｂを形成する。
図２Ｇに示す工程（ｇ）では、コイル基板１の４隅の外部電極形成用開口部２６ａ，２６ｂに、第１外部電極１１、第２外部電極１２、第３外部電極（不図示）、第４外部電極（不図示）をめっき法により形成する。ここで、第１〜第４外部電極は、スパイラル状導体から外部電極に接続される引き出し配線（不図示）の端部の下地電極から直接めっきで形成する。上面の第２のスパイラル状導体４の半径方向最内端部は、可撓性基板２を貫通する最内端部用ビア導体（不図示）を介して、下面の第１のスパイラル状導体３の半径方向最内端部と接続している。第２のスパイラル状導体４の半径方向最外端部は、可撓性基板２を貫通するビア導体（不図示）を介して、第２外部電極１２と接続している。また、第１のスパイラル状導体３の半径方向最外端部は、引き出し配線（不図示）を介して第１外部電極１１と接続している。なお、外部電極の厚さは、実装に際して問題がなければ、後で貼り合わせる磁性シートの厚みに比べて厚くても薄くてもよい。この外部電極はそのままフレキシブルインダクタの実装用の電極となる。
図２Ｈに示す工程（ｈ）では、異方性複合磁性シートからなり、片面に粘着層を有する第１磁性シート２７を、コイル基板１の上面に貼り合わせる。
図２Ｉに示す工程（ｉ）では、異方性複合磁性シートからなり、片面に粘着剤層を有する第２磁性シート２８を、コイル基板１の下面に貼り合わせて積層する。開口部２２では、第１磁性シート２７と第２磁性シート２８を直接貼り合わせる。ここで、異方性複合磁性シートは、扁平状の軟磁性金属粉末を樹脂材料中に分散させて軟磁性金属粉末の長径方向がシートの面内方向を向くように形成した磁性シートである。この磁性シートは、はんだリフローに対応できる耐熱性を持ち、片面に極薄の粘着層が形成されている。この粘着層も、はんだリフローに対応できる耐熱性を持つ。この磁性シートは樹脂材料中に軟磁性金属粉末および溶剤を分散させた塗料状のペーストを塗るもしくはスプレーし乾燥させることにより形成してもよい。
図２Ｊに示す工程（ｊ）では、多数のフレキシブルインダクタを含む母シートから、個片に分割して個々のフレキシブルインダクタを得る。
本実施の形態に係るフレキシブルインダクタによれば、スパイラル状導体と外部電極との間の領域を変形し易くすることで、コイル基板や外部電極にかかる応力を小さくすることができるので、機械的衝撃に対する耐性を向上させてコイル基板の割れや外部電極の接合部の破断を防止することが可能となる。
実施の形態２
図３は、本実施の形態に係るフレキシブルインダクタのくり抜き部の構造を示す一部拡大模式底面図である。本実施の形態に係るフレキシブルインダクタは、くり抜き部に、スパイラル状導体側から外部電極側に互いに離間して配置された２つのくり抜き部を用いた以外は、実施の形態１に係るフレキシブルインダクタと同様の構造を有している。
本実施の形態に係るフレキシブルインダクタは、第１のスパイラル状導体３１と第１外部電極３２との間の領域５５に、第１のスパイラル状導体３１側から第１外部電極３２側に配置された第１くり抜き部３３１と、第１くり抜き部３３１と離間して第１外部電極３２側に配置された第２くり抜き部３３２と、第１くり抜き部３３１と第２くり抜き部３３２の外周に沿って延び、第１外部電極３２まで延びる、くり抜き残部３３とを有している。くり抜き残部の外側には、切り欠き部３６ａ，３６ｂが形成されている。さらに、第１くり抜き部３３１は、第１のスパイラル状導体３１側に沿って離間して配置された２つのくり抜き部３３１ａ，３３１ｂを有している。また、くり抜き残部３３は、第１のスパイラル状導体３１側から第１くり抜き部３３１と第２くり抜き部３３２の外周沿って第１外部電極３２まで延びる３つの梁状部３３ａ，３３ｂ，３３ｃで構成されている。梁状部３３ａには、第１のスパイラル状導体３１の半径方向最外端部と第１外部電極３２とを電気的に接続する引き出し配線３４が形成されている。一方、梁状部３３ｂには、一端が第１外部電極３２に接続され、他端が同一平面内で他の導体とは接続されていない第１のダミー配線３５が形成されている。
本実施の形態によれば、実施の形態１の場合と同様に、スパイラル状導体と外部電極との間の領域を変形し易くすることで、コイル基板や外部電極にかかる応力を小さくすることができる。さらに、くり抜き部に、スパイラル状導体側から外部電極側に互いに離間して配置された複数のくり抜き部を設けることで、くり抜き残部の強度を大きくして、機械的衝撃に対する耐性をさらに向上させることが可能である。また、くり抜き部をスパイラル状導体側に沿って離間して配置された複数の複数のくり抜き部を設けることで、くり抜き残部の強度を大きくして、機械的衝撃に対する耐性をさらに向上させることが可能である。
なお、本実施の形態では、くり抜き部に、スパイラル状導体側から外部電極側に互いに離間して配置された２つのくり抜き部を用いた例を示したが、スパイラル状導体側から外部電極側に互いに離間して配置された３つ以上のくり抜き部を設けることもできる。また、第１くり抜き部３３１に関し、第１のスパイラル状導体３１側に沿って離間して３つ以上のくり抜き部を配置することもできる。
実施の形態３
図４は、本実施の形態に係るフレキシブルインダクタのくり抜き部の構造を示す一部拡大模式底面図である。本実施の形態に係るフレキシブルインダクタは、複数の梁状部のそれぞれが２つの曲線部を有する、くり抜き部を用いた以外は、実施の形態１に係るフレキシブルインダクタと同様の構造を有している。
本実施の形態に係るフレキシブルインダクタは、第１のスパイラル状導体４１と第１外部電極４２との間の領域５６に、第１のスパイラル状導体４１側から第１外部電極４２側に、連続するように配置された第１くり抜き部４３３と第２くり抜き部４３４と、第１くり抜き部４３３と第２くり抜き部４３４の外周に沿って延び、第１外部電極４２まで延びる、くり抜き残部４３とを有している。くり抜き残部４３の外側には、切り欠き部４６ａ，４６ｂが形成されている。また、くり抜き残部４３は、第１のスパイラル状導体４１側から第１くり抜き部４３３と第２くり抜き部４３４の外周に沿って第１外部電極４２まで延びる２つの梁状部４３ａ，４３ｂで構成されている。さらに、梁状部４３ａは、互いに反対方向に湾曲する２つの曲線部４３１ａ，４３２ａを有し、また梁状部４３ｂは、互いに反対方向に湾曲する２つの曲線部４３１ｂ，４３２ｂを有している。梁状部４３ａには、第１のスパイラル状導体４１の半径方向最外端部と第１外部電極４２とを電気的に接続する引き出し配線４４が形成されている。一方、梁状部４３ｂには、一端が第１外部電極４２に接続され、他端が同一平面内で他の導体とは接続されていない第１のダミー配線４５が形成されている。
本実施の形態によれば、実施の形態１の場合と同様に、スパイラル状導体と外部電極との間の領域を変形し易くすることで、コイル基板や外部電極にかかる応力を小さくすることができる。さらに、複数の梁状部のそれぞれが、２つの曲線部を有するようにすることで、Ｘ方向とＹ方向の両方向の曲げに対しても梁状部が変形し易くなるので機械的衝撃に対する耐性をさらに向上させることが可能である。
以下、実施例を用いて本発明をさらに説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（試料）
試料としては、実施の形態１に記載した製造方法を用い作製したくり抜き部と切り欠き部を有するフレキシブルインダクタを用いた。試料の外径寸法は、長さ３．５ｍｍ、幅３．２ｍｍ、厚さ０．３〜０．４ｍｍである。また、比較として、くり抜き部と切り欠き部を形成していない試料も作製した。
（試験方法）
試料１２個について、ＪＩＳ規格（Ｃ６００６８−２−２１）に準拠し、試料を専用基板に実装した後に、曲げ試験を行った。曲げ試験は曲げ深さ２０ｍｍで最大１０００回まで繰り返し行い、直流抵抗をモニターすることで実装剥がれの有無を確認した。
（結果）
くり抜き部と切り欠き部を有していない試料では、１０００回以内の繰り返し曲げ試験で実装剥がれが生じるのに対し、くり抜き部と切り欠き部を有する試料では１０００回の繰り返し曲げ試験後においても実装剥がれは発生せず、インダクタの機能が維持されていることを確認した。
Figure 0006508227
１ コイル基板
２ 可撓性基板
３ 第１のスパイラル状導体
４ 第２のスパイラル状導体
５，６，７，８ 下地電極
９，１０ 絶縁性樹脂
１１ 第１外部電極
１２ 第２外部電極
１３ 第３外部電極
１４ 第４外部電極
１５，１６，１７，１８ くり抜き残部
１５ａ，１５ａ 梁状部
１６ａ，１６ｂ 梁状部
１７ａ，１７ｂ 梁状部
１８ａ，１８ｂ 梁状部
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ 引き出し配線
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 第１のダミー配線
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ 切り欠き部
１５１，１６１，１７１，１８１ くり抜き部
１５１ａ，１６１ａ，１７１ａ，１８１ａ 第１段部
１５１ｂ，１６１ｂ，１７１ｂ，１８１ｂ 第２段部
２２ 開口部
２４，２５ 銅層
２６ａ，２６ｂ 外部電極形成用開口部
２７ 第１磁性シート
２８ 第２磁性シート
３１，４１ 第１のスパイラル状導体
３２，４２ 第１外部電極
３３，４３ くり抜き残部
３３１，４３３ 第１くり抜き部
３３２，４３４ 第２くり抜き部
３３１ａ，３３１ｂ 第１くり抜き部
３３ａ，３３ｂ 梁状部
４３ａ，４３ｂ 梁状部
３４，４４ 引き出し配線
３５，４５ 第１のダミー配線
３６ａ，３６ｂ，４６ａ，４６ｂ 切り欠き部
４３１ａ，４３２ａ 曲線部
４３１ｂ，４３２ｂ 曲線部
４６ａ，４６ｂ 切り欠き部
４７ 開口部
５１，５２，５３，５４，５５，５６ 第１のスパイラル状導体と各外部電極との間の領域

Claims (8)

  1. 下面に形成された第１のスパイラル状導体を有するコイル基板と、前記コイル基板の上面に積層された第１磁性シートと、前記コイル基板の下面に積層された第２磁性シートとを有するフレキシブルインダクタであって、
    前記コイル基板の下面の周縁部に配置され、第１外部電極と第２外部電極を含む複数の外部電極と、前記第１のスパイラル状導体と各外部電極との間の領域にそれぞれ、前記コイル基板を貫通するくり抜き部とを有し、前記第１外部電極は前記第１のスパイラル状導体の最外端部と電気的に接続され、前記第２外部電極は前記第１のスパイラル状導体の最内端部と電気的に接続されている、フレキシブルインダクタ。
  2. 前記の第１のスパイラル状導体と前記各外部電極との間の領域に１つ以上の切り欠き部が形成されている、請求項１に記載のフレキシブルインダクタ。
  3. 前記の第１のスパイラル状導体と前記各外部電極との間の領域に、前記くり抜き部の外周に沿ってくり抜き残部を有し、該くり抜き残部は、それぞれ前記くり抜き部の外周に沿って前記各外部電極まで延びる複数の梁状部を含む、請求項１または２に記載のフレキシブルインダクタ。
  4. 前記複数の梁状部の各梁状部が、１つ以上の曲線部を有する、請求項３に記載のフレキシブルインダクタ。
  5. 前記複数の梁状部の一つの梁状部の下面に、前記第１のスパイラル状導体と前記複数の外部電極の一つの外部電極とを繋ぐ引き出し配線が形成されている、請求項３または４に記載のフレキシブルインダクタ。
  6. 前記複数の梁状部の前記一つの梁状部を除く他の１つの梁状部の下面に、第１のダミー配線が形成されている、請求項５に記載のフレキシブルインダクタ。
  7. 前記コイル基板が上面に第２のスパイラル状導体を有し、前記複数の梁状部の少なくとも１つの梁状部の上面に、第２のダミー配線が形成されている、請求項３から６のいずれか１項に記載のフレキシブルインダクタ。
  8. 前記コイル基板の下面の四隅に配置された４個の外部電極を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のフレキシブルインダクタ。
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