JP7342551B2 - 磁性体コアおよびインダクタとインダクタの製造方法 - Google Patents
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Description
少なくとも第1方向に隣り合う複数の磁性体粒子と、
前記複数の磁性体粒子を個別に被覆すると共に絶縁性を有し磁性材料を含む被覆体と
を備え、
前記磁性体粒子の粒径において、D10およびD90が、D50に対して±30%以内であり、かつ、前記磁性体粒子および前記被覆体の充填率は、60%以上である。
前記被覆体は、磁性材料を含み、
前記被覆体内には、空隙が存在し、
前記磁性体コアの前記第1方向に対して直交する方向における断面の単位面積あたりの前記磁性体粒子、前記被覆体の面積は、
前記磁性体コアの前記第1方向に沿った方向における断面の単位面積あたりの前記磁性体粒子および前記被覆体の面積よりも小さい。
前記被覆体は、磁性材料を含み、
前記被覆体内には、空隙が存在し、
前記磁性体コアの前記第1方向に対して直交する方向における断面において、前記空隙の大きさの内の最も長い距離をLA1とし、LA1に相当する直線の垂直二等分線における前記空隙の大きさをLA2としたとき、アスペクト比αA=LA1/LA2とし、
前記磁性体コアの前記第1方向に沿った方向における断面において、前記空隙の大きさの内の最も長い距離をLB1とし、LB1に相当する直線の垂直二等分線における前記空隙の大きさをLB2としたとき、アスペクト比αB=LB1/LB2とすると、
αA<αBを満たす。
前記被覆体は、第1被覆体と第2被覆体を含み、
前記第1被覆体は、前記複数の磁性体粒子を個別に被覆し、
前記第2被覆体は、第1方向に隣り合う前記磁性体粒子の各第1被覆体の間を結合して複数の前記磁性体粒子を前記第1方向に沿って連結する。
前記磁性体コアと、
第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面とを含む基板と、
前記磁性体コアに前記第1方向に沿って巻回したコイルと
を備え、
前記基板には、少なくとも前記第1主面に開口する開口部が設けられ、
前記磁性体コアは、前記開口部に埋設されている。
第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面とを含む基板に、少なくとも前記第1主面に開口する開口部を設ける工程と、
第1被覆体で被覆された磁性体粒子を、前記磁性体粒子の粒径において、D10およびD90が、D50に対して±30%以内となるように、前記基板の前記開口部に詰める工程と、
ALD(Atomic Layer Deposition:原子層堆積)法により前記磁性体粒子に磁性を有する第2被覆体を成膜し、前記磁性体粒子、前記第1被覆体および前記第2被覆体の充填率が、60%以上となるようにして、磁性体コアを前記基板の前記開口部に埋設する工程と、
前記磁性体コアの第1方向に沿ってコイルを巻回する工程と
を備える。
前記磁性体コアを前記基板の前記開口部に埋設する工程では、
前記磁性体粒子に対して前記第1方向に磁界を印加しながら、ALD法により前記磁性体粒子に前記第2被覆体を成膜して、前記第1方向に隣り合う前記磁性体粒子の各第1被覆体の間を結合して複数の前記磁性体粒子を前記第1方向に沿って連結する。
図1は、インダクタの第1実施形態を示す平面図である。図2は、図1のE-E断面図である。図示するように、インダクタ1の長さ方向(L方向)をX方向とし、インダクタ1の幅方向(W方向)をY方向とし、インダクタ1の高さ方向(T方向)をZ方向とする。
図8Aは、インダクタの第2実施形態を示す平面図である。図8Bは、図8AのE-E断面図である。第2実施形態は、第1実施形態とは、コイルの位置が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第1実施形態と同じ構成であり、第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
図9は、インダクタの第3実施形態を示すYZ断面図である。第3実施形態は、第2実施形態とは、磁性体コアのビア部内の構造が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第2実施形態と同じ構成であり、第2実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
図10は、インダクタの第4実施形態を示すYZ断面図である。第4実施形態は、第1実施形態とは、基板の開口部の形状が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第1実施形態と同じ構成であり、第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
図11Aは、第5実施形態に係るインダクタを含む半導体パッケージを示すYZ断面図である。図11Bは、図11AのA部の拡大図である。第5実施形態は、第1実施形態とは、インダクタの構造が相違し、インダクタを半導体パッケージに適用した点が異なる。
次に、表1に実施例1-6と比較例1-4を示す。
5 基板
5a 第1主面
5b 第2主面
50 開口部
51 ビア部
6 絶縁体
10 磁性体コア
10a 中心軸
11 第1被覆体
12 第2被覆体
15 磁性体粒子
16 空隙
20 コイル
21 第1導体部
22 第2導体部
23 第3導体部
24 第4導体部
100 スキージ
Claims (17)
- 少なくとも第1方向に隣り合う複数の磁性体粒子と、
前記複数の磁性体粒子を個別に被覆すると共に絶縁性を有し磁性材料を含む被覆体と
を備え、
前記磁性体粒子の粒径において、D10およびD90が、D50に対して±30%以内であり、かつ、前記磁性体粒子および前記被覆体の充填率は、60%以上である、磁性体コア。 - 前記第1方向の透磁率は、前記第1方向に直交する方向の透磁率よりも大きい、請求項1に記載の磁性体コア。
- 前記被覆体は、磁性材料を含み、
前記被覆体内には、空隙が存在し、
前記磁性体コアの前記第1方向に対して直交する方向における断面の単位面積あたりの前記磁性体粒子、前記被覆体の面積は、
前記磁性体コアの前記第1方向に沿った方向における断面の単位面積あたりの前記磁性体粒子および前記被覆体の面積よりも小さい、請求項1または2に記載の磁性体コア。 - 前記被覆体は、磁性材料を含み、
前記被覆体内には、空隙が存在し、
前記磁性体コアの前記第1方向に対して直交する方向における断面において、前記空隙の大きさの内の最も長い距離をLA1とし、LA1に相当する直線の垂直二等分線における前記空隙の大きさをLA2としたとき、アスペクト比αA=LA1/LA2とし、
前記磁性体コアの前記第1方向に沿った方向における断面において、前記空隙の大きさの内の最も長い距離をLB1とし、LB1に相当する直線の垂直二等分線における前記空隙の大きさをLB2としたとき、アスペクト比αB=LB1/LB2とすると、
αA<αBを満たす、請求項1から3の何れか一つに記載の磁性体コア。 - 前記磁性体粒子は、鉄(Fe)、コバルト(Co)またはニッケル(Ni)の金属、若しくは、これらの金属を主成分とする合金または超合金から構成される、請求項1から4の何れか一つに記載の磁性体コア。
- 前記磁性体粒子の平均粒径は、0.1μm以上10μm以下である、請求項1から5の何れか一つに記載の磁性体コア。
- 前記磁性体粒子の粒径において、D10およびD90が、D50に対して±5%以内である、請求項1から6の何れか一つに記載の磁性体コア。
- 前記被覆体は、第1被覆体と第2被覆体を含み、
前記第1被覆体は、前記複数の磁性体粒子を個別に被覆し、
前記第2被覆体は、第1方向に隣り合う前記磁性体粒子の各第1被覆体の間を結合して複数の前記磁性体粒子を前記第1方向に沿って連結する、請求項1に記載の磁性体コア。 - 前記第2被覆体は、磁性材料を含む、請求項8に記載の磁性体コア。
- 前記第1被覆体と前記第2被覆体とは、共有結合している、請求項8または9に記載の磁性体コア。
- 前記第1被覆体は、酸化物磁性被膜、または、フェライトから構成される、請求項8から10の何れか一つに記載の磁性体コア。
- 前記第2被覆体は、酸化物磁性被膜、または、フェライトから構成される、請求項8から11の何れか一つに記載の磁性体コア。
- 請求項1から12の何れか一つに記載の磁性体コアと、
第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面とを含む基板と、
前記磁性体コアに前記第1方向に沿って巻回したコイルと
を備え、
前記基板には、少なくとも前記第1主面に開口する開口部が設けられ、
前記磁性体コアは、前記開口部に埋設されている、インダクタ。 - 前記基板の前記第1主面および前記第2主面の内の少なくとも前記第1主面側において、前記磁性体コアと前記コイルとの間に、絶縁体が設けられている、請求項13に記載のインダクタ。
- 前記絶縁体は、樹脂材料からなる、請求項14に記載のインダクタ。
- 第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面とを含む基板に、少なくとも前記第1主面に開口する開口部を設ける工程と、
第1被覆体で被覆された磁性体粒子を、前記磁性体粒子の粒径において、D10およびD90が、D50に対して±30%以内となるように、前記基板の前記開口部に詰める工程と、
ALD(Atomic Layer Deposition:原子層堆積)法により前記磁性体粒子に磁性を有する第2被覆体を成膜し、前記磁性体粒子、前記第1被覆体および前記第2被覆体の充填率が、60%以上となるようにして、磁性体コアを前記基板の前記開口部に埋設する工程と、
前記磁性体コアの第1方向に沿ってコイルを巻回する工程と
を備える、インダクタの製造方法。 - 前記磁性体コアを前記基板の前記開口部に埋設する工程では、
前記磁性体粒子に対して前記第1方向に磁界を印加しながら、ALD法により前記磁性体粒子に前記第2被覆体を成膜して、前記第1方向に隣り合う前記磁性体粒子の各第1被覆体の間を結合して複数の前記磁性体粒子を前記第1方向に沿って連結する、請求項16に記載のインダクタの製造方法。
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