JP7362269B2 - インダクタ - Google Patents
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Description
本発明は、インダクタに関する。
従来、インダクタは、電子機器などに搭載されて、電圧変換部材などの受動素子として用いられることが知られている。
例えば、磁性体材料からなる直方体状のチップ本体部と、そのチップ本体部の内部に埋設された内部導体とを備えるインダクタが提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
近年、インダクタには、高いレベルのインダクタンスが要求される。しかし、特許文献１のインダクタは、上記した要求を満足することができないという不具合がある。
本発明は、インダクタンスに優れるインダクタを提供する。
本発明（１）は、導線、および、前記導線の周面に配置される絶縁膜を備える配線と、前記配線を埋設する磁性層とを備えるインダクタであって、前記磁性層は、異方性磁性粒子を４０体積％以上含み、前記磁性層の厚み方向に直交する面方向に沿う第１平断面、第２平断面および第３平断面のうち、少なくとも２つの前記平断面のそれぞれで視たときに、前記流れ方向および厚み方向に直交する第１方向において、前記絶縁膜の外端縁から外側に５０μｍ以内の近傍領域において、前記異方性磁性粒子が前記流れ方向に配向する配向領域が観察される、インダクタを含む。
前記第１平断面：前記導線の前記厚み方向一端縁および他端縁間を結ぶ線分Ｌの中点を通過する。
前記第２平断面：前記線分Ｌの１／４の長さ（１／４Ｌ）を前記中点から前記厚み方向一方側に進んだ位置にある第１点を通過する。
前記第３平断面：前記長さ（１／４Ｌ）を前記中点から前記厚み方向他方側に進んだ位置にある第２点を通過する。
このインダクタでは、第１平断面、第２平断面および第３平断面のうち、少なくとも２つの平断面のそれぞれで視たときに、近傍領域において、異方性磁性粒子が流れ方向に配向する配向領域が観察される。そのため、インダクタのインダクタンスに強い影響を及ぼす近傍領域では、流れ方向に沿う磁路が形成される。
また、磁性層は、異方性磁性粒子を４０体積％以上と高い割合で含む。
従って、このインダクタは、インダクタンスに優れる。
本発明（２）は、前記第１平断面、前記第２平断面および前記第３平断面のそれぞれで前記磁性層を視たときに、前記近傍領域において、前記配向領域が観察される、（１）に記載のインダクタを含む。
このインダクタ１では、第１平断面、第２平断面および第３平断面の全てにおいて、近傍領域で、配向領域が観察されるので、インダクタは、インダクタンスにより一層優れる。
本発明（３）は、前記導線は、前記配線に沿う方向に直交する断面で視たときに、略円形状を有し、前記異方性磁性粒子が、略板状を有し、前記配向領域では、前記異方性磁性粒子の面方向が、前記導線の周方向に沿っている、（１）または（２）に記載のインダクタを含む。
このインダクタの配向領域では、異方性磁性粒子の面方向が、導線の周方向に配向される。そのため、導線を囲む磁路が形成される。その結果、インダクタンスにより一層優れる。
本発明のインダクタは、インダクタンスに優れる。
本発明のインダクタの一実施形態を、図１Ａ～図４Ｃで示すＳＥＭ写真に基づいて、説明する。
図１に示すように、インダクタ１は、厚み方向に直交する面方向（図２Ａ～図４Ｃにおける紙面に沿う方向）に延びる形状を有する。インダクタ１は、厚み方向に対向する一方面５および他方面６を有する。一方面５および他方面６は、互いに実質的に平行し、それぞれ、略平坦形状を有する。
インダクタ１は、配線３５と、磁性層４とを備える。
配線３５は、配線３５に沿う方向に直交する縦方向に沿う縦断面１６で視たときに、インダクタ１において面方向に互いに間隔を隔てて複数設けられている。なお、以下の説明は、一の配線３５について説明するが、他の配線３５についても同様である。
配線３５は、図２Ａに示すように、インダクタ１の面方向に含まれる一方向に沿って延びる形状を有する。また、図１に示すように、配線３５は、縦断面１６で視たときに、略円形状を有する。
なお、「縦断面１６で視たとき」とは、縦断面１６に沿う切断面を作製し、これをＳＥＭ観察したときを含む。後述する縦断面１６、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３で視たときも、上記と同様である。
配線３５は、導線２および絶縁膜３を備える。
導線２は、上記した一方向に沿って延びる形状を有する。また、図１に示すように、導線２は、流れ方向（配線３５に沿う）に直交する方向に沿う縦断面１６で視たときに、略円形状を有する。これにより、導線２は、縦断面１６で視たときに、導線円周面７を有する。
導線２の材料としては、例えば、銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル、これらの合金などの金属導体が挙げられ、好ましくは、銅が挙げられる。導線２は、単層構造であってもよく、コア導体（例えば、銅）の表面にめっき（例えば、ニッケル）などがされた複層構造であってもよい。
導線２の半径は、例えば、２５μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上であり、また、例えば、２０００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下である。
絶縁膜３は、導線２を薬品や水から保護し、また、導線２と磁性層４との短絡を防止する。絶縁膜３は、縦断面１６で視たときに、導線２の周面に配置されている。具体的には、絶縁膜３は、縦断面１６で視たときに、導線２の導線円周面７（外周面）全面を被覆する。また、絶縁膜３は、導線２と中心軸線（中心）を共有する断面視略円環形状を有する。これにより、絶縁膜３は、縦断面１６で視たときに、絶縁円周面２５を有する。
絶縁膜３の材料としては、例えば、ポリビニルホルマール、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリアミド（ナイロンを含む）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタンなどの絶縁性樹脂が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
絶縁膜３は、単層から構成されていてもよく、複数の層から構成されていてもよい。
絶縁膜３の厚みは、円周方向のいずれの位置においても導線２の径方向において略均一であり、例えば、１μｍ以上、好ましくは、３μｍ以上であり、また、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下である。
絶縁膜３の厚みに対する、導線２の半径の比は、例えば、１以上、好ましくは、１０以上であり、例えば、５００以下、好ましくは、１００以下である。
配線３５の半径は、例えば、２５μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上であり、また、例えば、２０００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下である。
磁性層４は、インダクタ１のインダクタンスを向上させる。磁性層４は、配線３５を埋設している。磁性層４は、縦断面１６で視たときに、絶縁膜３の周面に配置されている。具体的には、磁性層４は、絶縁膜３の絶縁円周面２５（外周面）全面を被覆する。
また、磁性層４は、インダクタ１の外形を形成する。具体的には、磁性層４は、シート形状を有し、面方向に延びる矩形状を有する。より具体的には、磁性層４は、厚み方向に対向する一方面および他方面を有しており、磁性層４の一方面および他方面のそれぞれが、インダクタ１の一方面５および他方面６のそれぞれを形成する。
磁性層４は、異方性磁性粒子８を含有する。具体的には、磁性層４の材料は、異方性磁性粒子８およびバインダ９を含有する磁性組成物である。好ましくは、磁性層４は、熱硬化性樹脂組成物（異方性磁性粒子８および後述する熱硬化性成分を含む組成物）の硬化体である。
異方性磁性粒子８を構成する磁性材料としては、例えば、軟磁性体、硬磁性体が挙げられる。好ましくは、インダクタンスの観点から、軟磁性体が挙げられる。
軟磁性体としては、例えば、１種類の金属元素を純物質の状態で含む単一金属体、例えば、１種類以上の金属元素（第１金属元素）と、１種類以上の金属元素（第２金属元素）および／または非金属元素（炭素、窒素、ケイ素、リンなど）との共融体（混合物）である合金体が挙げられる。これらは、単独または併用することができる。
単一金属体としては、例えば、１種類の金属元素（第１金属元素）のみからなる金属単体が挙げられる。第１金属元素としては、例えば、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、その他、軟磁性体の第１金属元素として含有することが可能な金属元素の中から適宜選択される。
また、単一金属体としては、例えば、１種類の金属元素のみを含むコアと、そのコアの表面の一部または全部を修飾する無機物および／または有機物を含む表面層とを含む形態、例えば、第１金属元素を含む有機金属化合物や無機金属化合物が分解（熱分解など）された形態などが挙げられる。後者の形態として、より具体的には、第１金属元素として鉄を含む有機鉄化合物（具体的には、カルボニル鉄）が熱分解された鉄粉（カルボニル鉄粉と称される場合がある）などが挙げられる。なお、１種類の金属元素のみを含む部分を修飾する無機物および／または有機物を含む層の位置は、上記のような表面に限定されない。なお、単一金属体を得ることができる有機金属化合物や無機金属化合物としては、特に制限されず、軟磁性体の単一金属体を得ることができる公知乃至慣用の有機金属化合物や無機金属化合物から適宜選択することができる。
合金体は、１種類以上の金属元素（第１金属元素）と、１種類以上の金属元素（第２金属元素）および／または非金属元素（炭素、窒素、ケイ素、リンなど）との共融体であり、軟磁性体の合金体として利用することができるものであれば特に制限されない。
第１金属元素は、合金体における必須元素であり、例えば、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などが挙げられる。なお、第１金属元素がＦｅであれば、合金体は、Ｆｅ系合金とされ、第１金属元素がＣｏであれば、合金体は、Ｃｏ系合金とされ、第１金属元素がＮｉであれば、合金体は、Ｎｉ系合金とされる。
第２金属元素は、合金体に副次的に含有される元素（副成分）であり、第１金属元素に相溶（共融）する金属元素であって、例えば、鉄（Ｆｅ）（第１金属元素がＦｅ以外である場合）、コバルト（Ｃｏ）（第１金属元素がＣｏ以外である場合）、ニッケル（Ｎｉ）（第１金属元素Ｎｉ以外である場合）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、各種希土類元素などが挙げられる。これらは、単独使用または２種以上併用することができる。
非金属元素は、合金体に副次的に含有される元素（副成分）であり、第１金属元素に相溶（共融）する非金属元素であって、例えば、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）などが挙げられる。これらは、単独使用または２種以上併用することができる。
合金体の一例であるＦｅ系合金として、例えば、磁性ステンレス（Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｓｉ合金）（電磁ステンレスを含む）、センダスト（Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金）（スーパーセンダストを含む）、パーマロイ（Ｆｅ－Ｎｉ合金）、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｏ合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｏ－Ｃｕ合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ合金、Ｆｅ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ－Ｓｉ合金、ケイ素銅（Ｆｅ－Ｃｕ－Ｓｉ合金）、Ｆｅ－Ｓｉ合金、Ｆｅ－Ｓｉ―Ｂ（－Ｃｕ－Ｎｂ）合金、Ｆｅ－Ｂ－Ｓｉ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ－Ｎｉ合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｎｉ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｓｉ－Ｃｏ合金、Ｆｅ－Ｎ合金、Ｆｅ－Ｃ合金、Ｆｅ－Ｂ合金、Ｆｅ－Ｐ合金、フェライト（ステンレス系フェライト、さらには、Ｍｎ－Ｍｇ系フェライト、Ｍｎ－Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ－Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系フェライト、Ｃｕ－Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ－Ｍｇ－Ｚｎ系フェライトなどのソフトフェライトを含む）、パーメンジュール（Ｆｅ－Ｃｏ合金）、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｖ合金、Ｆｅ基アモルファス合金などが挙げられる。
合金体の一例であるＣｏ系合金としては、例えば、Ｃｏ－Ｔａ－Ｚｒ、コバルト（Ｃｏ）基アモルファス合金などが挙げられる。
合金体の一例であるＮｉ系合金としては、例えば、Ｎｉ－Ｃｒ合金などが挙げられる。
これら軟磁性体の中でも、磁気特性の点から、好ましくは、合金体、より好ましくは、Ｆｅ系合金、さらに好ましくは、センダスト（Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金）が挙げられる。また、軟磁性体として、好ましくは、単一金属体、より好ましくは、鉄元素を純物質の状態で含む単一金属体、さらに好ましくは、鉄単体、あるいは、鉄粉（カルボニル鉄粉）が挙げられる。
異方性磁性粒子８の形状としては、異方性（あるいは配向性）の観点から、例えば、扁平状（板状）、針状などが挙げられ、好ましくは、面方向（二次元）に比透磁率が良好である観点から、扁平状が挙げられる。なお、磁性層４は、異方性磁性粒子８に加え、非異方性磁性粒子をさらに含有することもできる。非異方性磁性粒子は、例えば、球状、顆粒状、塊状、ペレット状などの形状を有していてもよい。非異方性磁性粒子の平均粒子径は、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、０．５μｍ以上であり、また、例えば、２００μｍ以下、好ましくは、１５０μｍ以下である。
なお、扁平状の異方性磁性粒子８の扁平率（扁平度）は、例えば、８以上、好ましくは、１５以上であり、また、例えば、５００以下、好ましくは、４５０以下である。扁平率は、例えば、異方性磁性粒子８の平均粒子径（平均長さ）（後述）を異方性磁性粒子８の平均厚さで除したアスペクト比として算出される。
異方性磁性粒子８の平均粒子径（平均長さ）は、例えば、３．５μｍ以上、好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、２００μｍ以下、好ましくは、１５０μｍ以下である。異方性磁性粒子８が扁平状であれば、その平均厚みが、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、０．２μｍ以上であり、また、例えば、３．０μｍ以下、好ましくは、２．５μｍ以下である。
異方性磁性粒子８の磁性層４における割合は、４０体積％以上、好ましくは、４５体積％以上、より好ましくは、５０体積％以上、さらに好ましくは、５５体積％以上、とりわけ好ましくは、６０体積％以上である。異方性磁性粒子８の磁性層４における割合が上記下限に満たなければ、インダクタ１が優れたインダクタンスを得ることができない。
また、異方性磁性粒子８の磁性層４における割合は、例えば、９５体積％以下、好ましくは、９０体積％以下である。異方性磁性粒子８の割合が上記した上限以下であれば、インダクタ１は優れた機械強度を有する。
バインダ９は、磁性層３内において異方性磁性粒子８を分散するマトリクスである。また、バインダ９は、磁性層３において所定方向に分散する。
具体的には、バインダ９としては、例えば、アクリル樹脂などの熱可塑性成分、例えば、エポキシ樹脂組成物などの熱硬化性成分が挙げられる。アクリル樹脂は、例えば、カルボキシル基含有アクリル酸エステルコポリマーを含む。エポキシ樹脂組成物は、例えば、主剤であるエポキシ樹脂（クレゾールノボラック型エポキシ樹脂など）と、エポキシ樹脂用硬化剤（フェノール樹脂など）と、エポキシ樹脂用硬化促進剤（イミダゾール化合物など）とを含む。好ましくは、バインダ９は、熱硬化性成分の硬化物を含有する。バインダ９の磁性組成物における割合は、異方性磁性粒子８の残部である。
また、縦断面１６で磁性層４を視たときに、絶縁膜３の絶縁円周面２５を被覆する異方性磁性粒子８は、例えば、導線２の周方向に沿って配向されている。さらに、異方性磁性粒子８が扁平状であれば、縦断面１６で磁性層４を視たときに、絶縁円周面２５を被覆する異方性磁性粒子８は、周方向に配向する。
図２Ａ～図２Ｃに示す第１平断面１１、図３Ａ～図３Ｂに示す第２平断面１２、および、図４Ａ～図４Ｂに示す第３平断面１３の３つの平断面のそれぞれで視たときに、磁性層４では、近傍領域１０および外側領域２０が観察される。つまり、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３では、磁性層４は、近傍領域１０および外側領域２０を有する。
第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３は、以下の通りに定義される。
図１に示すように、第１平断面１１は、導線２の厚み方向一端縁３６および他端縁３７間を結ぶ線分Ｌの中点ＭＰを通過する中央平断面である。第１平断面１１は、インダクタ１の面方向に沿う。具体的には、第１平断面１１は、インダクタ１の厚み方向における少なくとも他方面６に実質的に平行する。
第２平断面１２は、線分Ｌの１／４の長さ（１／４Ｌ）を中点ＭＰから厚み方向一方側に進んだ位置にある第１点Ｐ１を通過する一方平断面である。第２平断面１２は、インダクタ１の面方向に沿う。具体的には、第２平断面１２は、第１平断面１１に平行する。
第３平断面１３は、長さ（１／４Ｌ）を中点ＭＰから厚み方向他方側に進んだ位置にある第２点Ｐ２を通過する他方平断面である。第３平断面３３は、インダクタ１の面方向に沿う。具体的には、第３平断面３３は、第１平断面１１に平行する。
図２Ｂ、図３Ｂおよび図４Ｂに示すように、近傍領域１０および外側領域２０は、その順で、流れ方向および厚み方向に直交する第１方向（図２Ａ～図４Ｃの左右方向に相当）において、絶縁膜３の外端縁３０から、第１方向外側に向かって順に配置されており、近傍領域１０および外側領域２０間には、隙間がなく、互いに連続している。
近傍領域１０は、第１方向において、絶縁膜３の第１方向外端縁３０から、外側に５０μｍ以内の領域であって、流れ方向に沿う帯状領域である。また、近傍領域１０は、次に説明する外側領域２０に比べて、インダクタ１のインダクタンスに強い影響を及ぼす部分である。
外側領域２０は、第１外側領域１７、第２外側領域１８および第３外側領域１９を有する。第１外側領域１７、第２外側領域１８および第３外側領域１９は、その順で第１方向外側に向かって並列配置されている。
第１外側領域１７は、近傍領域１０の第１方向外側に隣接する。具体的には、第１外側領域１７は、第１方向において、絶縁膜３の第１方向外端縁３０から、外側に５０μｍ超過７５μｍ以内の領域であって、流れ方向に沿う帯状領域である。つまり、第１外側領域１７は、近傍領域１０の第１方向外端縁から２５μｍ以内の領域である。
第２外側領域１８は、第１外側領域１７の第１方向外側に隣接する。具体的には、第２外側領域１８は、第１方向において、絶縁膜３の第１方向外端縁３０から、外側に７５μｍ超過９５μｍ以下の領域であって、流れ方向に沿う帯状領域である。つまり、第２外側領域１８は、第１外側領域１７の第１方向外端縁から２０μｍ以内の領域である。
第３外側領域１９は、第２外側領域１８の第１方向外側に隣接する。具体的には、第３外側領域１９は、第１方向において、絶縁膜３の第１方向外端縁３０から、外側に９５μｍ超過１０５μｍ以下の領域であって、流れ方向に沿う帯状領域である。つまり、第３外側領域１９は、第２外側領域１８の第１方向外端縁から１０μｍ以内の領域である。
図２Ａ～図４Ｃに示すように、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のいずれで視たときでも、少なくとも近傍領域１０では、異方性磁性粒子８が電気の流れ方向に沿う略直線形状に配向される配向領域が観察される。
上記平断面で視たときに、異方性磁性粒子８の直線方向と、電気の流れ方向とのなす角度が１５度以下である場合を「異方性磁性粒子８が流れ方向に配向する」と定義する一方、上記した角度が１５度超過である場合を、「異方性磁性粒子８が流れ方向に配向していない」と定義される。
配向領域は、流れ方向に配向する異方性磁性粒子８の数の、流れ方向に配向する異方性磁性粒子８の数、および、流れ方向に配向しない異方性磁性粒子８の数の合計に対する割合が、５０％超過、好ましくは、６０％以上、より好ましくは、７０％、さらに好ましくは、７５％以上、とりわけ好ましくは、８０％以上である領域である。
好ましくは、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のいずれで視たときでも、配向領域が、近傍領域１０および第１外側領域１７において観察される。
より好ましくは、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のうち、１つの平断面（第１平断面１１、または、第２平断面１２）で、さらには、２つの平断面（例えば、第１平断面１１および第２平断面１２）で視たときに、配向領域が、近傍領域１０、第１外側領域１７および第２外側領域１８において観察される。
とりわけ好ましくは、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のうち、１つの平断面（具体的には、第１平断面１１）で視たときに、配向領域が、近傍領域１０、第１外側領域１７、第２外側領域１８および第３外側領域１９において観察される。
また、好ましくは、表２の実施例１欄が参照されるように、図２Ｂに示すように、第１平断面１１で視たときに、配向領域は、近傍領域１０、第１外側領域１７、第２外側領域１８および第３外側領域１９において、観察される。また、図３Ｂに示すように、第２平断面１２で視たときに、配向領域は、近傍領域１０、第１外側領域１７および第２外側領域１８で観察される一方、第３外側領域１９で観察されない。さらに、図４Ｂに示すように、第３平断面１３で視たときに、配向領域は、近傍領域１０および第１外側領域１７で観察される一方、第２外側領域１８および第３外側領域１９で観察されない。つまり、好ましくは、図２Ｂ、図３Ｂおよび図４Ｂに示すように、配向領域は、近傍領域１０および外側領域２０の両方において、観察される。
なお、上記した第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３において観察される配向領域では、異方性磁性粒子８が流れ方向に沿って配向されるとともに、縦断面１６を参照して、導線２の周方向に沿って配向されることが観察される。異方性磁性粒子８自体のアスペクト比が１００であれば、第１平断面１１で観察されるアスペクト比、具体的には、上記した断面視における異方性磁性粒子８の縦横比（縦方向長さｌ／横方向長さｗ）（図２Ｃ、図３Ｃ、および、図４Ｃ参照）が、例えば、５０以上、好ましくは、７５以上であれば、異方性磁性粒子８が、流れ方向および導線２の周方向に沿って配向されると定義できる。
異方性磁性粒子８が流れ方向および周方向の両方に配向されていれば、磁性層４において、導線２を囲み、かつ、電気の流れに沿う磁路が形成され、これによって、インダクタ１のインダクタンスを向上させることができる。
また、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３で視たときに、外側領域２０において、第３外側領域１９より外側部分においても、配向領域が観察されていてもよく、あるいは、観察されなくてもよい。
なお、図１に示すように、縦断面１６で視たときに、配向方向が異なる２種類の異方性磁性粒子８により交差部（頂部）５０が形成されている。この一実施形態では、交差部５０は、第３平断面１３より厚み方向他方側に位置する。なお、交差部５０は、導線２の他端縁３７を通過し、第３平断面１３に平行する第５断面（図示せず）の厚み方向一方側に位置する。つまり、交差部５０は、第３断面１３および第５断面（図示せず）の間に位置する。
磁性層４の厚みは、導線２の半径の、例えば、２倍以上、好ましくは、３倍以上であり、また、例えば、２０倍以下である。具体的には、磁性層４の厚みは、例えば、１００μｍ以上、好ましくは、２００μｍ以上であり、また、例えば、２０００μｍ以下、好ましくは、１０００μｍ以下である。なお、磁性層４の厚みは、磁性層４の一方面５および他方面６間の距離である。
インダクタ１の厚みは、上記した磁性層４の厚みと同様である。
このインダクタ１を得るには、例えば、図５Ａに示すように、まず、配線３５を準備するとともに、磁性シート２４を準備し、図５Ｂに示すように、続いて、磁性シート２４により配線３５をまとめて埋設して、磁性層４を形成する。
磁性シート２４は、１つのシートでもよく、また、複数のシートを含むことができる。具体的には、磁性シート２４は、少なくとも、第１磁性シート２１（図５Ａ）を含み、好ましくは、第１磁性シート２１、第２磁性シート２２（図５Ｂ）および第３磁性シート２３（図５Ｂ）を別体で含む。
第１磁性シート２１、第２磁性シート２２および第３磁性シート２３のそれぞれの材料は、上記した異方性磁性粒子８およびバインダ９を含んでおり、面方向に延びるシート形状を有する。第１磁性シート２１、第２磁性シート２２および第３磁性シート２３のそれぞれは、好ましくは、Ｂステージシートとして準備する。第１磁性シート２１、第２磁性シート２２および第３磁性シート２３のそれぞれは、単層であってもよく、また、多層（具体的には、内側シート、および、内側シートに対して導線２の反対側に位置する外側シートなど）で構成されていてもよい。第１磁性シート２１、第２磁性シート２２および第３磁性シート２３としては、例えば、特開２０１４－１６５３６３号、特開２０１５－９２５４４号などに記載の軟磁性熱硬化性接着フィルムなどが挙げられる。
図５Ａの矢印および図５Ｂに示すように、例えば、まず、実線で示す第１磁性シート２１によって、配線３５を埋設する（好ましくは、配線３５に対して熱プレスする）。これによって、第１磁性シート２１に交差部５０が形成される。
図５Ｂの矢印および図５Ｃに示すように、その後、必要により、第２磁性シート２２および第３磁性シート２３のそれぞれを、配線３５および第１磁性シート２１を厚み方向に挟むようにして、第１磁性シート２１の厚み方向一方面および他方面のそれぞれに配置する（好ましくは、熱プレスする）。これにより、一方面５および他方面６を有する磁性層４が形成される。
その後、磁性層４がＢステージであれば、これをＣステージ化する。
なお、図５Ｃでは、第１磁性シート２１および第２磁性シート２２の境界と、第１磁性シート２１および第３磁性シート２３の境界を示しているが、図１のＳＥＭ写真から分かるように、それらが不明瞭であってもよい。
そして、このインダクタ１では、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のうち、少なくとも２つの平断面のそれぞれで視たときに、インダクタ１のインダクタンスに強い影響を及ぼす近傍領域１０において、異方性磁性粒子８が流れ方向に配向する配向領域が観察される。そのため、近傍領域１０では、流れ方向に沿う磁路が形成される。
また、導線２は、縦断面で視たときに、導線円周面７を有するので、かかる導線円周面７に対向する磁性層４では、異方性磁性粒子８が、流れ方向により配向し易い。
さらに、磁性層４は、異方性磁性粒子８を４０体積％以上含む。
従って、このインダクタ１は、インダクタンスに優れる。
とりわけ、この一実施形態のインダクタ１では、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３の３つのそれぞれで磁性層４を視たときに、近傍領域１０において、配向領域が観察されるので、インダクタ１は、インダクタンスにより一層優れる。
さらに、このインダクタ１の配向領域では、異方性磁性粒子８の面方向が、導線２の周方向に配向される。そのため、導線２を囲む磁路が形成される。その結果、インダクタンスにより一層優れる。
＜変形例＞
変形例において、一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、一実施形態およびその変形例を適宜組み合わせることができる。
変形例において、一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、一実施形態およびその変形例を適宜組み合わせることができる。
一実施形態では、図２Ｂ、図３Ｂおよび図４Ｂに示すように、配向領域は、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のいずれの近傍領域１０においても、観察される。
しかし、配向領域が観察される断面は、上記の３つのうちの全て（３つ）に限定されず、２つであってもよい。例えば、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３として描画しないが、表１の参考例１欄が参照されるように、第２平断面１２および第３平断面１３で視たときに、配向領域が、近傍領域１０（さらには、第１外側領域１７および第２外側領域１８）で観察される一方、第１平断面１１で視たときに、配向領域が近傍領域１０で観察されない。なお、上記の変形例では、図６に示すように、交差部５０は、例えば、第１平断面１１上に位置する。
また、図示しないが、上記した変形例では、第２平断面１２および第３平断面１３において、配向領域が近傍領域１０に観察される。しかし、３つの平断面のうちの２つとして、上記した第２平断面１２および第３平断面１３に限定されず、第１平断面１１および第２平断面１２（後述する図７～図８Ｃ参照）、あるいは、第１平断面１１および第３平断面１３のいずれであってもよい。
なお、第１平断面１１および第２平断面１２で視たときに、配向領域が近傍領域１０に観察される場合には、第３平断面１３で視たときに、配向領域が近傍領域１０に観察されない。また、第１平断面１１および第３平断面１３で視たときに、配向領域が近傍領域１０に観察される場合には、第２平断面１２で視たときに、配向領域が近傍領域１０に観察されない。
好ましくは、図１～図４Ｃに示す一実施形態のように、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のそれぞれで視たときに、近傍領域１０で、配向領域が観察される。図１～図４Ｃに示す一実施形態のインダクタ１は、図６～図７Ｃに示す変形例インダクタ１より、インダクタンスにより一層優れる。
また、一実施形態では、図１に示すように、配線３５および導線２は、縦断面１６で視たときに、略円形状であるが、例えば、図７に示すように、略矩形状であってもよい。
このインダクタ１は、導線の一例としての導体パターン３８と、絶縁膜３と、磁性層４とを備える。なお、このインダクタ１は、３つの平断面のうちの２つの平断面である第１平断面１１および第２平断面１２において、配向領域が近傍領域１０で観察される変形例である。
導体パターン３８は、縦断面１６で視たときに、厚み方向に対向する一方面３９および他方面４０と、一方面３９および他方面４０の第１方向両端縁を連結する２つの連結面４１とを一体的に備える。
一方面３９および他方面４０のそれぞれは、平坦面であり、互いに平行する。
さらには、図７に示す変形例において、絶縁膜３が、導線２の外周面全面を被覆してもよい。
また、導体パターン３８は、一方面３９と、連結面４１とが成す２つの隅部４２を有し、２つの隅部４２のそれぞれは、湾曲部（湾曲面）を構成する。隅部４２の湾曲面の曲率半径は、例えば、５μｍ以上、また、３０μｍ以下である。
導体パターン３８の厚みは、一方面３９および他方面４０間の距離である。導体パターン３８の幅は、２つの連結面４１間の平均距離であって、例えば、２０μｍ以上、１０００μｍ以下である。
絶縁膜３は、導体パターン３８の一方面３９、他方面４０および連結面４１に配置されている。
磁性層４は、第１磁性層４５および第２磁性層４６を有する。
第１磁性層４５は、面方向に延びる略板形状を有する。第１磁性層４５の材料は、上記した磁性組成物である。なお、第１磁性層４５において、異方性磁性粒子８は、流れ方向および面方向に配向している。
第２磁性層４６は、面方向に延びるシート形状を有する。第２磁性層４６の厚み方向一方面は、厚み方向一方側に向かって露出しており、第２磁性層４６の他方面は、導体パターン３８の一方面３９および連結面４１を被覆し、導体パターン３８から露出する第１磁性層４５の一方面に接触している。
第２磁性層４６では、一方面３９に対向する異方性磁性粒子８は、面方向および流れ方向に配向し、連結面４１に対向する異方性磁性粒子８は、後述するように、厚み方向および流れ方向に沿って配向し、また、隅部４２に対向する異方性磁性粒子８は、隅部４２の中心とする周方向および流れ方向に沿って配向する。
そして、この変形例では、第１平断面１１および第２平断面１２のそれぞれで視たときに、少なくとも近傍領域１０で、図示しないが、配向領域が観察される。但し、第３平断面１３で視たときに、近傍領域１０で配向領域が観察されないことが許容される。
また、図示しないが、導体パターン３８の隅部４２は、湾曲部でなく、つまり、湾曲面を有さなくてもよい。隅部４２は、例えば、４５度以上、６０度以上、７５度以上、また、例えば、１３５度以下、１２０度以下、１０５度以下（より具体的には、９０度）で屈曲する屈曲部であってもよい。
また、一実施形態では、インダクタ１は、複数の配線３５を備えるが、例えば、１本の配線３５を備えることもできる。
上記した説明では、近傍領域１０の定義を第１方向外端縁３０からの絶対距離を用いて表したが、相対距離を用いて表すことができ、例えば、異方性磁性粒子８が扁平状であれば、第１方向外端縁３０から第１方向外側に異方性磁性粒子８の平均厚み対して０．０８以内の領域として定義することができる。つまり、異方性磁性粒子８の平均厚みに対する上記した距離の比が０．０８とすることができる。また、近傍領域１０と同様に、第１外側領域１７は、第１方向外端縁３０から、第１方向外側に０．０８超過０．１３以内の領域と定義することができ、第２外側領域１８は、第１方向外端縁３０から、０．１３超過０．１７５以内の領域と定義することができ、第３外側領域１９は、第１方向外端縁３０から、第１方向外側に０．１７５超過０．２２５以内の領域と定義することができる。
また、磁性層４における異方性磁性粒子８の割合は、磁性層４において一様でもよく、また、各配線２から離れるに従って、高くなってもよく、あるいは、低くなってもよい。磁性層４における異方性磁性粒子８の割合が、配線３５から離れるに従って、高くなるインダクタ１を製造するには、例えば、図５Ｂに示すように、第２磁性シート２２における異方性磁性粒子８の存在割合、および、第３磁性シート２３における異方性磁性粒子８の存在割合を、第１磁性シート２１における異方性磁性粒子８の存在割合に比べて高く設定する。
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限（「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限（「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。
実施例１
：図１～図４Ｃで描画される例
＜一実施形態に基づくインダクタ＞
一実施形態に基づいて、インダクタ１を製造した。具体的には、半径が１００μｍの銅からなる導線２と、厚みが１０μｍの絶縁膜３とを備える配線３５を準備した。別途、第１磁性シート２１をＢステージシートとして準備した。第１磁性シート２１の層構成および処方は、表１に示す。
：図１～図４Ｃで描画される例
＜一実施形態に基づくインダクタ＞
一実施形態に基づいて、インダクタ１を製造した。具体的には、半径が１００μｍの銅からなる導線２と、厚みが１０μｍの絶縁膜３とを備える配線３５を準備した。別途、第１磁性シート２１をＢステージシートとして準備した。第１磁性シート２１の層構成および処方は、表１に示す。
図５Ａに示すように、次いで、第１磁性シート２１を、配線３５に貼着（熱プレス）した。
図５Ｂに示すように、続いて、第２磁性シート２２および第３磁性シート２３をＢステージシートとして準備した。第２磁性シート２２および第３磁性シート２３の層構成および処方は、表１に示す。
図５Ｂの矢印で示すように、第２磁性シート２２および第３磁性シート２３によって、配線３５および第１磁性シート２１を挟み込み、それらを貼着（熱プレス）した。
その後、第１磁性シート２１、第２磁性シート２２および第３磁性シート２３における熱硬化性成分をＣステージ化した。
これにより、Ｃステージの第１磁性シート２１、第２磁性シート２２および第３磁性シート２３からなる磁性層４によって、配線３５を埋設して、図１に示すように、配線３５および磁性層４を備えるインダクタ１を製造した。
その後、得られたインダクタ１について、縦断面１６、第１平断面１１、第２平断面１２、および、第３平断面１３のそれぞれのＳＥＭ観察を実施し、配向領域の観察を試みた。それらの画像処理図を、図１～図４Ｃに示し、配向領域の観察結果を表２に記載する。
参考例１
：図６で描画される例
＜一実施形態の変形例に基づくインダクタの製造例＞
第１磁性シート２１を用いず、第２磁性シート２２および第３磁性シート２３のみによって、配線３５を挟み込んだ以外は、実施例１と同様にして、図６に示すインダクタ１を得、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のそれぞれのＳＥＭ観察を実施した。
：図６で描画される例
＜一実施形態の変形例に基づくインダクタの製造例＞
第１磁性シート２１を用いず、第２磁性シート２２および第３磁性シート２３のみによって、配線３５を挟み込んだ以外は、実施例１と同様にして、図６に示すインダクタ１を得、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のそれぞれのＳＥＭ観察を実施した。
配向領域の観察結果を表２に記載する。
参考例２
：図７～図８Ｃで描画される例
＜一実施形態の変形例に基づくインダクタの製造例＞
縦断面１６における断面積（正断面積）が実施例１と同一であるが、略矩形状の導線２を用いた以外は、実施例１と同様にして、インダクタ１を得て、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のそれぞれのＳＥＭ観察を実施した。なお、第１磁性層４５は、Ｂステージシートにより、導線２を絶縁膜３を介して被覆した。
：図７～図８Ｃで描画される例
＜一実施形態の変形例に基づくインダクタの製造例＞
縦断面１６における断面積（正断面積）が実施例１と同一であるが、略矩形状の導線２を用いた以外は、実施例１と同様にして、インダクタ１を得て、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のそれぞれのＳＥＭ観察を実施した。なお、第１磁性層４５は、Ｂステージシートにより、導線２を絶縁膜３を介して被覆した。
配向領域の観察結果を表２に記載する。
比較例１
：図９Ａ～図９Ｂで描画される例
配線３５への貼り合わせ時の第２磁性シート２２および第３磁性シート２３を、Ｃステージの硬化体に変更した参考例１と同様にして、インダクタ１を得て、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のそれぞれのＳＥＭ観察を実施した。
：図９Ａ～図９Ｂで描画される例
配線３５への貼り合わせ時の第２磁性シート２２および第３磁性シート２３を、Ｃステージの硬化体に変更した参考例１と同様にして、インダクタ１を得て、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のそれぞれのＳＥＭ観察を実施した。
配向領域の観察結果を表３に記載する。
比較例２
貼り合わせ時の第２磁性シート２２および第３磁性シート２３を、Ｃステージの硬化体に変更した参考例２と同様にして、インダクタ１を得て、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のそれぞれのＳＥＭ観察を実施した。
貼り合わせ時の第２磁性シート２２および第３磁性シート２３を、Ｃステージの硬化体に変更した参考例２と同様にして、インダクタ１を得て、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のそれぞれのＳＥＭ観察を実施した。
配向領域の観察結果を表３に記載する。
比較例３
：図１０で描画される例
異方性磁性粒子８に代えて、球状磁性粒子（平均粒子径２０μｍ、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金）を用いた以外は、実施例１と同様にして、インダクタ１を得て、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のそれぞれのＳＥＭ観察を実施した。
：図１０で描画される例
異方性磁性粒子８に代えて、球状磁性粒子（平均粒子径２０μｍ、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金）を用いた以外は、実施例１と同様にして、インダクタ１を得て、第１平断面１１、第２平断面１２および第３平断面１３のそれぞれのＳＥＭ観察を実施した。
配向領域の観察結果を表３に記載する。
＜インダクタンス＞
導線２における流れ方向両端部における一端縁３６を絶縁膜３および磁性層４から露出させ、導線２の流れ方向両端部をインピーダンス・アナライザ（Ａｇｉｌｅｎｔ社製：４２９４Ａ）に接続して、インダクタ１のインダクタンスを求めた。
導線２における流れ方向両端部における一端縁３６を絶縁膜３および磁性層４から露出させ、導線２の流れ方向両端部をインピーダンス・アナライザ（Ａｇｉｌｅｎｔ社製：４２９４Ａ）に接続して、インダクタ１のインダクタンスを求めた。
それらの結果を表２および表３に示す。
１ インダクタ
２ 導線
３ 絶縁膜
４ 磁性層
８ 異方性磁性粒子
１０ 近傍領域
１６ 縦断面
１１ 第１平断面
１２ 第２平断面
１３ 第３平断面
１５ 配向領域
１６ 縦断面
２５ 絶縁円周面
３５ 配線
３８ 導体パターン
Ｌ 線分
ＭＰ 中点
Ｐ１ 第１点
Ｐ２ 第２点
２ 導線
３ 絶縁膜
４ 磁性層
８ 異方性磁性粒子
１０ 近傍領域
１６ 縦断面
１１ 第１平断面
１２ 第２平断面
１３ 第３平断面
１５ 配向領域
１６ 縦断面
２５ 絶縁円周面
３５ 配線
３８ 導体パターン
Ｌ 線分
ＭＰ 中点
Ｐ１ 第１点
Ｐ２ 第２点
Claims (3)
- 導線、および、前記導線の周面に配置される絶縁膜を備える配線と、
前記配線を埋設する磁性層とを備えるインダクタであって、
前記導線は、前記配線に沿う方向に直交する断面で視たときに、略円形状を有し、
前記磁性層は、異方性磁性粒子を４０体積％以上含み、
前記磁性層は、前記配線に沿う方向に直交する断面で視たときに、配向方向が異なる２種類の前記異方性磁性粒子による交差部を有し、
前記磁性層の厚み方向に直交する面方向に沿う第１平断面、第２平断面および第３平断面のうち、少なくとも２つの前記平断面のそれぞれで視たときに、前記導線の電気の流れに沿う流れ方向および厚み方向に直交する第１方向において、前記絶縁膜の外端縁から外側に５０μｍ以内の近傍領域において、前記異方性磁性粒子が前記流れ方向に配向する配向領域が観察され、
前記磁性層の前記第１平断面で視たときに、前記導線の電気の流れに沿う流れ方向および厚み方向に直交する第１方向において、前記絶縁膜の外端縁から外側に５０μｍ超過７５μｍ以内の第１外側領域と、前記絶縁膜の外端縁から外側に７５μｍ超過９５μｍ以内の第２外側領域と、前記絶縁膜の外端縁から外側に９５μｍ超過１０５μｍ以内の第３外側領域とにおいて、前記異方性磁性粒子が前記流れ方向に配向する配向領域が観察されることを特徴とする、インダクタ。
前記第１平断面：前記導線の前記厚み方向一端縁および他端縁間を結ぶ線分Ｌの中点を通過する。
前記第２平断面：前記線分Ｌの１／４の長さ（１／４Ｌ）を前記中点から前記厚み方向一方側に進んだ位置にある第１点を通過する。
前記第３平断面：前記長さ（１／４Ｌ）を前記中点から前記厚み方向他方側に進んだ位置にある第２点を通過する。 - 前記第１平断面、前記第２平断面および前記第３平断面のそれぞれで視たときに、前記近傍領域において、前記配向領域が観察されることを特徴とする、請求項１に記載のインダクタ。
- 前記異方性磁性粒子が、略板状を有し、
前記配向領域では、前記異方性磁性粒子の面方向が、前記導線の周方向に沿っていることを特徴とする、請求項１または２に記載のインダクタ。
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