JP7223525B2 - インダクタ及びインダクタの製造方法 - Google Patents
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Description
以下、図1~図11に従って第1実施形態を説明する。なお、本明細書において、「平面視」とは、対象物を図1等の鉛直方向(図中上下方向)から視ることを言い、「平面形状」とは、対象物を図1等の鉛直方向から視た形状のことを言う。
導体20は、内周側の端部21と、外周側の端部22と、端部21から端部22に向かって渦巻き状に形成された導体部23とを有している。これら端部21と端部22と導体部23とは一体に形成された単一部品である。
端部22は、電極71と電気的に接続される接続部となる。端部22の上面20Aには、例えば、電極71と直接接続される金属ポスト51が接合されている。端部22は、例えば、金属ポスト51を介して電極71と電気的に接続される。端部22の端面22Aは、例えば、磁性体60の端面60Bから露出されている。端部22の端面22Aは、例えば、磁性体60の端面60Bと面一になるように形成されている。
導体30は、内周側の端部31と、外周側の端部32と、端部31から端部32に向かって渦巻き状に形成された導体部33とを有している。これら端部31と端部32と導体部33とは一体に形成された単一部品である。
絶縁膜40は、導体20の表面及び導体30の表面を被覆するように形成されている。絶縁膜40は、例えば、金属ポスト51から露出された導体20の上面20A全面と、導体20の下面20B全面と、導体20の側面を被覆するように形成されている。絶縁膜40は、例えば、導体20の端部22の端面22Aを露出するように形成されている。絶縁膜40は、例えば、金属ポスト52から露出された導体30の上面30A全面と、突起部24から露出された導体30の下面30B全面と、導体30の側面とを被覆するように形成されている。絶縁膜40は、例えば、導体30の端部32の端面32Aを露出するように形成されている。絶縁膜40は、例えば、金属ポスト51の側面全面と、金属ポスト52の側面全面とを被覆するように形成されている。絶縁膜40は、例えば、金属ポスト51の上面と金属ポスト52の上面とを露出するように形成されている。本例の絶縁膜40は、上下に隣接する導体20,30の間に形成された隙間S1を充填するように形成されている。絶縁膜40は、上下に隣接する導体20,30が磁性体60に含まれる導電体を通じて短絡することを抑制する機能を有している。
磁性体60は、導体20,30からなるコイル11と、金属ポスト51,52と、絶縁膜40とを全体的に封止するように形成されている。磁性体60は、導体20,30の表面を被覆する絶縁膜40の表面を直接被覆するように形成されている。換言すると、磁性体60は、導体20,30の表面を絶縁膜40を介して直接被覆している。磁性体60は、導体20と導体30とを埋設するように形成されている。すなわち、導体20及び導体30は、磁性体60内に埋め込まれている。このため、磁性体60は、図2に示したスリット20X,30X及び開口部20Y,30Yを充填するように形成されている。磁性体60は、例えば、金属ポスト51,52を埋設するように形成されている。磁性体60は、例えば、導体20の端部22の端面22Aと、導体30の端部32の端面32Aと、金属ポスト51,52の上面(端面)とを露出するように形成されている。磁性体60の上面60Aは、例えば、金属ポスト51,52の上面と、それら金属ポスト51,52の側面を被覆する絶縁膜40の端面と面一になるように形成されている。磁性体60の端面60Bは、例えば、端部22の端面22Aと、端部22の上面20A及び下面20Bを被覆する絶縁膜40の端面と面一になるように形成されている。磁性体60の端面60Bとは反対側の端面60Cは、例えば、端部32の端面32Aと、端部32の上面30A及び下面30Bを被覆する絶縁膜40の端面と面一になるように形成されている。
まず、導体20の製造方法について説明する。
続いて、図5(c)に示す工程では、金属板80(導体20及び連結部81)の上面80A全面を被覆するレジスト層84を形成するとともに、金属板80の下面80B全面を被覆するレジスト層85を形成する。レジスト層84,85の材料としては、例えば、レジスト層82,83(図5(b)参照)と同様の材料を用いることができる。レジスト層84,85は、例えば、レジスト層82,83と同様の方法により形成することができる。
図8(a)に示す工程では、金属板90を準備する。金属板90としては、例えば、厚さが100~200μm程度の銅板を用いることができる。金属板90の材料としては、銅に限らず、銅合金や42アロイ等のFe-Ni合金を用いることもできる。金属板90は、金属板80と同様に、複数の個別領域C2を有している。複数の個別領域C2は、例えば、マトリクス状(ここでは、4×4)に配列されている。図8(b)及び図8(c)に示すように、各個別領域C2には、内周側の端部31と、外周側の端部32と、端部31から端部32に向かって渦巻き状をなす導体部33とを有する導体30が形成される。このとき、各個別領域C2に形成された導体30は、例えば、隣接する個別領域C2の間に設けられた連結部91に接続されている。また、隣接する連結部91の間には、各導体30を画定する開口部91Xが形成されている。このような導体30及び連結部91は、図5(a)及び図5(b)に示した工程と同様の製造工程を実施することにより形成することができるため、ここでは説明を省略する。
次に、図10(a)に示す工程では、導体20,30の表面全面及び金属ポスト51,52の表面全面を被覆する絶縁膜40を形成する。絶縁膜40は、連結部81,91の表面全面を被覆するように形成される。絶縁膜40は、例えば、電着塗装法を用いて形成することができる。また、絶縁膜40は、例えば、スピンコート法やスプレーコート法を用いて形成することもできる。
(1)同一平面内において渦巻き状に形成された導体20と、同一平面内において渦巻き状に形成され、導体20と重ね合わされた状態で接合される導体30と、導体20,30の表面を被覆する絶縁膜40と、絶縁膜40の表面を被覆し、導体20,30を埋設する磁性体60とを有するようにした。このとき、磁性体60は、導体20,30を埋設するように形成されているため、導体20の開口部20Y及び導体30の開口部30Yを充填するように形成される。このため、磁性体60は、インダクタ10のコアとして機能する。また、導体20,30の表面を絶縁膜40を介して直接被覆する磁性体60がコアとして機能するため、導体20,30(絶縁膜40)と磁性体60(コア)との間に間隙が形成されない。したがって、巻き線とコアとの間にどうしても隙間が生じてしまう従来のタイプに比べて、インダクタ10の小型化・薄型化を図ることができる。
以下、図12に従って第2実施形態について説明する。この実施形態では、インダクタ10の製造方法が第1実施形態と異なっている。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。先の図1~図11に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
以上説明した本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
以下、図13及び図14に従って第3実施形態について説明する。この実施形態では、インダクタ10の製造方法が第2実施形態と異なっている。以下、第2実施形態との相違点を中心に説明する。先の図1~図12に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
次に、図14(b)に示す工程では、突起部24の上面24Aに、接合材55を介して、絶縁膜41から露出された導体30の端部31の下面30Bを接合する。具体的には、導体20の上面20Aと導体30の下面30Bとを対向させて、導体20の突起部24と導体30の端部31とが対向するように位置決めする。続いて、突起部24の上面24Aに形成された接合材55に導体30の端部31の下面30Bを接触させる。次いで、接合材55を加熱することにより、突起部24の上面24Aと接合材55とを接合し、接合材55と導体30とを接合する。これにより、導体20の端部21(突起部24)と導体30の端部31とが接合材55を介して接合される。
以上説明した本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
以下、図15及び図16に従って第4実施形態について説明する。この実施形態では、インダクタ10の製造方法が第1実施形態と異なっている。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。先の図1~図14に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
以上説明した本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
以下、図17~図19に従って第5実施形態について説明する。この実施形態では、インダクタ10の製造方法が第1実施形態と異なっている。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。先の図1~図16に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
続いて、図17(b)に示す工程では、ダイシングソー等により、図17(a)に示した構造体を2点鎖線で示した切断領域に沿って切断する溝部60Xを形成する。溝部60Xは、2点鎖線で示した切断領域における磁性体60、絶縁膜40及び導体20,30を切断するように形成される。溝部60Xは、導体20の端部22と連結部81とを分離するとともに、導体30の端部32と連結部91とを分離するように形成される。これにより、各個別領域C1,C2において、磁性体60の端面60Bが外部に露出され、その端面60Bから導体20の端部22の端面22Aが露出される。また、各個別領域C1,C2において、磁性体60の端面60Cが外部に露出され、その端面60Cから導体30の端部32の端面32Aが露出される。
以上説明した実施形態によれば、第1実施形態の(1)~(4)の作用効果に加えて以下の作用効果を奏することができる。
以下、図20~図22に従って第6実施形態について説明する。この実施形態では、インダクタ10の製造方法が第1実施形態と異なっている。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。先の図1~図19に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。
(他の実施形態)
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
例えば図23(a)に示すように、まず、図5(a)~図6(c)に示した工程と同様の工程を実施することにより、各個別領域C1に、内周側の端部21と、外周側の端部22と、端部21から端部22に向かって渦巻き状に形成された導体部23とを有する導体20を形成する。
例えば図25に示すように、導体20の端部21に突起部24を形成し、導体30の端部31に突起部34を形成するようにしてもよい。すなわち、端部21,31の双方に突起部24,34をそれぞれ形成するようにしてもよい。また、上下に隣接する導体20,30のうち上側に配置された導体30の端部31のみに突起部34を形成するようにしてもよい。なお、突起部34は、突起部24と同様の方法により形成することができる。
・上記各実施形態では、導体20,30を円形の渦巻き状に形成したが、これに限定されない。例えば、導体20,30を矩形状の渦巻き状に形成してもよい。
11 コイル
20 導体(第1導体)
20A 上面(第1面)
20B 下面(第2面)
21 端部(接合部)
22 端部
22A 端面
24 突起部
25 めっき膜(第1めっき膜)
30 導体(第2導体)
31 端部
32 端部
32A 端面
34 突起部
35 めっき膜(第2めっき膜)
40~46 絶縁膜
51 金属ポスト(第1金属ポスト)
52 金属ポスト(第2金属ポスト)
53~55 接合材
60 磁性体
60A 上面(表面)
60B 端面(第1端面)
60C 端面(第2端面)
71 電極(第1電極)
72 電極(第2電極)
80 金属板
90 金属板
Claims (6)
- 同一平面内において渦巻き状に形成された第1導体と、
同一平面内において渦巻き状に形成され、前記第1導体と重ね合わされた状態で前記第1導体と接合された第2導体と、
前記第1導体の表面及び前記第2導体の表面を被覆する絶縁膜と、
前記絶縁膜の表面を被覆し、前記第1導体と前記第2導体とを埋設する磁性体と、
前記第1導体と接合され、前記磁性体から端面が露出された第1金属ポストと、
前記第2導体と接合され、前記磁性体から端面が露出された第2金属ポストと、
前記磁性体から露出された前記第1金属ポストの端面を被覆するように前記磁性体の表面に形成された第1電極と、
前記磁性体から露出された前記第2金属ポストの端面を被覆するように前記磁性体の表面に形成された第2電極と、を有し、
前記第1導体と前記第2導体とが接続されて螺旋状のコイルが形成されており、
前記第1金属ポストは、拡散接合又は導電性を有する接合材により前記第1導体と接合されており、
前記第2金属ポストは、拡散接合又は導電性を有する接合材により前記第2導体と接合されており、
前記第1導体は、渦巻き状に形成された導体部と、前記第2導体との接合部に設けられた突起部とを有し、
前記導体部は、前記第2導体と対向する面であって前記突起部が形成された第1面と、前記第1面とは反対側の第2面とを有し、
前記突起部は、前記導体部の前記第1面から前記第2導体に向かって突出しており、
前記突起部を通じて前記第1導体と前記第2導体とが接合されており、
前記導体部の前記第1面の平面形状の大きさは、前記導体部の前記第2面の平面形状よりも大きく形成されており、
前記導体部は、前記第2導体とは反対の方向に向かうに連れて幅が小さくなるテーパ状に形成されており、
前記突起部は、前記第2導体に向かうに連れて幅が小さくなる逆テーパ状に形成されているインダクタ。 - 前記突起部は、拡散接合又は導電性を有する接合材により前記第2導体と接合されている請求項1に記載のインダクタ。
- 前記第1導体の表面には第1めっき膜が形成されており、
前記第2導体の表面には第2めっき膜が形成されており、
前記絶縁膜は、前記第1めっき膜の表面及び前記第2めっき膜の表面を被覆するように形成されている請求項1又は2に記載のインダクタ。 - 前記第1導体の外周側の端部の端面が前記磁性体の第1端面から露出されており、
前記第2導体の外周側の端部の端面が前記磁性体の第2端面から露出されており、
前記第1電極は、前記第1導体の外周側の端部の端面を被覆するように前記第1端面に形成されており、
前記第2電極は、前記第2導体の外周側の端部の端面を被覆するように前記第2端面に形成されており、
前記第1電極は、前記第1金属ポストの端面を露出する前記磁性体の表面と前記第1端面とを連続して被覆しており、
前記第2電極は、前記第2金属ポストの端面を露出する前記磁性体の表面と前記第2端面とを連続して被覆している請求項1~3のいずれか一項に記載のインダクタ。 - 前記第1導体の横断面形状は矩形状に形成されており、
前記第2導体の横断面形状は矩形状に形成されている請求項1~4のいずれか一項に記載のインダクタ。 - 第1面と前記第1面と反対側の第2面とを有する第1金属板をパターニングして、同一平面内において渦巻き状をなす導体部を含む第1導体を形成する工程と、
前記第1金属板とは別の第2金属板をパターニングして、同一平面内において渦巻き状をなす第2導体を形成する工程と、
前記第1導体に、拡散接合又は導電性を有する接合材により第1金属ポストを接合する工程と、
前記第2導体に、拡散接合又は導電性を有する接合材により第2金属ポストを接合する工程と、
前記第1導体と前記第2導体とを重ね合わせた状態で接合して、前記第1導体と前記第2導体を接続して螺旋状のコイルを形成する工程と、
前記第1導体の表面と前記第2導体の表面と前記第1金属ポストの表面と前記第2金属ポストの表面とを被覆する絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の表面を被覆し、前記第1導体と前記第2導体と前記第1金属ポストと前記第2金属ポストとを埋設する磁性体を形成する工程と、
前記第1金属ポストの端面及び前記第2金属ポストの端面を前記磁性体から露出させる工程と、
前記磁性体から露出された前記第1金属ポストの端面を被覆する第1電極を前記磁性体の表面に形成する工程と、
前記磁性体から露出された前記第2金属ポストの端面を被覆する第2電極を前記磁性体の表面に形成する工程と、を有し、
前記第1導体を形成する工程は、
前記第1金属板の前記第2面に、第1開口パターンを有する第1レジスト層を形成するとともに、前記第1金属板の前記第1面全面を被覆する第2レジスト層を形成する工程と、
前記第1レジスト層及び前記第2レジスト層をエッチングマスクとして、前記第1開口パターンから露出された前記第1金属板を前記第2面からウェットエッチングすることにより、前記第1面の平面形状の大きさが前記第2面の平面形状よりも大きく、且つ前記第1面から前記第2面に向かうに連れて幅が小さくなるテーパ状の前記導体部を形成する工程と、
前記第1レジスト層及び前記第2レジスト層を除去する工程と、
前記導体部の前記第1面に、第2開口パターンを有する第3レジスト層を形成するとともに、前記導体部の前記第2面全面を被覆する第4レジスト層を形成する工程と、
前記第3レジスト層及び前記第4レジスト層をエッチングマスクとして、前記第2開口パターンから露出された前記導体部を前記第1面からウェットエッチングすることにより、前記導体部のうち前記第2導体との接合部を除いた他の部分を薄化して、前記接合部に前記他の部分よりも突出するとともに前記第2面とは反対の方向に向かうに連れて幅が小さくなるテーパ状の突起部を形成する工程と、
前記第3レジスト層及び前記第4レジスト層を除去する工程と、を有し、
前記第1導体と前記第2導体を接続して螺旋状の前記コイルを形成する工程では、前記導体部の前記第1面を前記第2導体に対向させた状態で、前記突起部を通じて前記第1導体と前記第2導体とが接合されるインダクタの製造方法。
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