JPWO2017130462A1 - インダクタ部品およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
インダクタ電極の低抵抗化を図ることによりインダクタ部品の特性の向上を図る。
インダクタ部品１ａは、樹脂層３とインダクタ電極６とを備え、インダクタ電極６は、いずれも一方端面７０ａ〜７０ｄが樹脂層３の上面３ａに露出した状態で樹脂層３に立設された金属ピン７ａ〜７ｄと、樹脂層３の上面３ａに配置され短い方の金属ピン７ａ、７ｃの一方端面７０ａ、７０ｃと長い方の金属ピン７ｂ、７ｄの一方端面７０ｂ、７０ｃとを接続する上側配線板８ａ、８ｂとを有する。長い方の金属ピン７ｂ、７ｄは、短い方の金属ピン７ａ、７ｃよりも太く形成される。この場合、インダクタ電極６が、いずれも導電性ペーストやめっきよりも比抵抗が低い２金属ピン７ａ〜７ｄおよび配線板８ａ〜８ｃとで形成されるため、インダクタ電極６全体の低抵抗化を図ることができ、これにより、インダクタ部品１ａの特性を向上することができる。
インダクタ部品１ａは、樹脂層３とインダクタ電極６とを備え、インダクタ電極６は、いずれも一方端面７０ａ〜７０ｄが樹脂層３の上面３ａに露出した状態で樹脂層３に立設された金属ピン７ａ〜７ｄと、樹脂層３の上面３ａに配置され短い方の金属ピン７ａ、７ｃの一方端面７０ａ、７０ｃと長い方の金属ピン７ｂ、７ｄの一方端面７０ｂ、７０ｃとを接続する上側配線板８ａ、８ｂとを有する。長い方の金属ピン７ｂ、７ｄは、短い方の金属ピン７ａ、７ｃよりも太く形成される。この場合、インダクタ電極６が、いずれも導電性ペーストやめっきよりも比抵抗が低い２金属ピン７ａ〜７ｄおよび配線板８ａ〜８ｃとで形成されるため、インダクタ電極６全体の低抵抗化を図ることができ、これにより、インダクタ部品１ａの特性を向上することができる。
Description
本発明は、樹脂層とインダクタ電極とを備えるインダクタ部品およびその製造方法に関する。
従来、図６に示すように、プリント基板やプリプレグで形成されたコア基板１０１にコイル１０２が設けられたインダクタ部品１００が知られている（例えば特許文献１参照）。この場合、コア基板１０１の内部に環状の磁性体層１０３が配置され、コイル１０２が磁性体層１０３の周囲を螺旋状に巻回されている。コイル１０２は、磁性体層１０３の内周に沿って配列された複数の内側層間接続導体１０２ａと、これらの内側層間接続導体１０２ａと複数の対を成すように磁性体層１０３の外周に沿って配列された複数の外側層間接続導体１０２ｂと、それぞれ所定の内側層間接続導体１０２ａと外側層間接続導体１０２ｂの上端同士を接続する複数の上側配線パターン１０２ｃと、それぞれ所定の内側層間接続導体と外側層間接続導体１０２ｂの下端同士を接続する複数の下側配線パターン１０２ｄとで構成される。ここで、各層間接続導体１０２ａ、１０２ｂは、いずれもコア基板１０１を貫通する貫通孔の内面に導体膜が形成されてなるスルーホール導体で形成される。また、各配線パターン１０２ｃ、１０２ｄは、いずれも導電性ペーストを用いた印刷パターンで形成される。
近年の電子機器の小型・高機能化に伴って、このようなインダクタ電極を搭載するインダクタ部品の小型化が要求されている。インダクタ部品の特性向上を図るための一つの方策は、インダクタ電極（上述のインダクタ部品１００ではコイル１０２）の抵抗値を下げることである。しかしながら、従来のインダクタ部品１００では、コイル１０２を構成する各層間接続導体１０２ａ，１０２ｂはいずれも貫通孔の内面に導体膜が形成されたスルーホール導体で形成されており、上側配線パターン１０２ｃと下側配線パターン１０２ｄとの接続抵抗を下げるのにも限界がある。ここで、貫通孔に導電性ペーストを充填してビア導体化すれば、接続抵抗を下げることができるが、導電性ペーストは有機溶剤等に金属フィラを混合して形成されるのが一般的であり、この場合は純粋な金属よりも比抵抗が高い。また、各配線パターン１０２ｃ，１０２ｄも同様に導電性ペーストで形成されており、インダクタ電極全体の低抵抗化を図るのが困難である。
本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、樹脂層とインダクタ電極とを備えるインダクタ部品において、インダクタ電極の低抵抗化を図るとともに、金属板と金属ピンとの接合強度を高めることを目的とする。
上記した目的を達成するために、本発明のインダクタ部品は、樹脂層とインダクタ電極とを備え、前記インダクタ電極は、いずれも一方端面が前記樹脂層の一方主面に露出した状態で前記樹脂層に立設された第１金属ピンおよび第２金属ピンと、前記樹脂層の前記一方主面に配置され、前記第１金属ピンの前記一方端面と前記第２金属ピンの前記一方端面とを接続する第１金属板とを備え、前記第２金属ピンは前記第１金属ピンよりも長く、前記第２金属ピンの前記一方端面の面積は、前記第１金属ピンの前記一方端面の面積よりも大きいことを特徴としている。
この構成によると、インダクタ電極が、いずれも導電性ペーストやめっきよりも比抵抗が低い第１、第２金属ピンおよび第１金属板を有するため、インダクタ電極全体の低抵抗化を図ることができ、これにより、インダクタ部品の特性（例えば、インダクタンス値）を向上することができる。また、ビアホールの形成工程や、めっき工程が不要となるため、インダクタ部品の製造コストの低減を図ることができる。さらに、第２金属ピンは第１金属ピンよりも長いため、第１金属ピンよりも第２金属ピンのほうが大きな接合強度が必要である。本発明によると、第２金属ピンの一方端面の面積を大きくすることで、特に、第２金属ピンと第１金属板との接合強度を高めることができる。また、第２金属ピンと第１金属ピンの長さを利用して、例えば、樹脂層の一方主面側の領域にインダクタ電極の形成領域に使用し、他方主面側を部品配置領域とするなど、樹脂層内部の設計の自由度の向上を図ることができる。
また、前記第２金属ピンが、前記第１金属ピンよりも太く形成されていてもよい。この構成によると、長い第２金属ピンと金属板との接合強度を高めることができる。また、インダクタ部品の内部の金属成分が増えるため、インダクタ部品の放熱性を向上させることができる。さらに、例えば、第２金属ピンの他方端面を外部接続用の電極として利用する場合に、外部電極との接続強度を高めることができる。
また、前記第２金属ピンは、前記一方端面を含む端部がフランジ状に形成されていてもよい。この構成によると、インダクタ部品の内部領域を狭くすることなく、金属板と金属ピンとの接合強度を高めることができる。
また、主面が前記樹脂層の他方主面に当接する配線基板と、前記配線基板の前記主面に実装されて前記樹脂層に封止される部品とをさらに備え、前記インダクタ電極は、前記樹脂層の内部に配設され、前記第１金属ピンの他方端面に接続された第２金属板をさらに有し、前記第２金属ピンの他方端面は、前記樹脂層の前記他方主面に露出して前記配線基板に接続されていてもよい。
この構成によると、例えば、配線基板の前記主面と反対側の裏面に外部電極を形成し、インダクタ部品をマザー基板に実装した場合、部品をマザー基板の近くに配置できるため、部品からの発熱に対する放熱性を向上することができる。また、配線基板の前記主面と第２金属板の間に部品を配置することで、インダクタ部品の小型化を図ることができる。
また、前記インダクタ電極は、前記第２金属ピンよりも短く形成され、一方端面が前記樹脂層の前記一方主面に露出した状態で前記樹脂層に立設された第３金属ピンと、前記樹脂層の前記一方主面に配置され、前記第３金属ピンの前記一方端面に接続された第３金属板とをさらに有し、前記第２金属板が前記第１金属ピンの前記他方端面と前記第３金属ピンの他方端面を接続することにより、前記インダクタ電極が、前記樹脂層の前記一方主面と略平行な方向に巻回軸を有するコイルを成すようにしてもよい。
この構成によると、樹脂層の主面方向と厚み方向との両方に渡る立体的なコイルを形成することができる。また、配線基板の前記主面と第２金属板との間に部品を配置することもでき、インダクタ部品の小型化を容易に実現することができる。また、コイル部分を形成する第１金属ピンおよび第３金属ピンは第２金属ピンよりも細いため、コイル部分により多くの金属ピンを配置することが可能になり、コイルの巻き数を増やすことができる。
また、前記第１金属板および前記第２金属板の少なくとも一方は、前記樹脂層の前記一方主面に垂直な方向から見たときに、端縁の一部が前記樹脂層の周縁に達するように形成されていてもよい。
この構成によると、インダクタ部品の金属部分が増えるため、インダクタ部品の放熱性を向上することができる。また、第２金属板の端縁の一部が樹脂層の周縁に達する場合は、第２金属板の当該部分が樹脂層から露出した状態となるため、樹脂層内に溜まった熱が放熱され易くなる。
また、前記第１金属ピンと前記第３金属ピンとの間であって、前記第１金属板と前記第２金属板との間に配置されたコイルコアを有していてもよい。この構成によると、インダクタ電極のインダクタンス値を効果的に増やすことができる。
また、前記コイルコアは、前記樹脂層の前記一方主面に対して垂直な方向から見たときに、環状部と、該環状部の内側領域を２分するように設けられた棒状部とが合成されたような形状を有し、前記棒状部は、前記第１金属ピンと前記第３金属ピンとの間に配置されるとともに、当該棒状部の軸方向が前記コイルの前記巻回軸と略平行な方向となるように配置されていてもよい。
この構成によると、インダクタ電極（コイル）の通電時に発生する磁束線の通り道にコイルコアが配置されるため、インダクタ電極の特性（例えば、インダクタンス値）の向上を図ることができる。
また、前記第２金属ピンは、前記他方端面を含む端部がフランジ状に形成されていてもよい。この構成によると、第２金属ピンと配線基板との接合強度を高めることができる。
また、本発明のインダクタ部品の製造方法は、第１金属ピンと、一方端面の面積が前記第１金属ピンの一方端面よりも大きく、かつ、前記第１金属ピンよりも長い第２金属ピンを準備する工程と、平板枠に支持された状態の第１金属板の一方面に、第１金属ピンの前記一方端面、および、該第１金属ピンよりも長い第２金属ピンの前記一方端面を接続させることにより、前記第１金属板の前記一方面に高さの異なる金属ピンが立設されてなる第１構造体を形成する工程と、平板枠に支持された状態の第２金属板の一方面を、前記第１金属ピンの他方端面に接続することにより、前記第１金属板、前記第２金属板、前記第１金属ピンおよび前記第２金属ピンを有するインダクタ電極が形成された第２構造体を形成する工程と、一方主面に部品が実装された配線基板の当該一方主面に、前記第２金属ピンの他方端面を接続させることにより、前記配線基板の前記一方主面と前記第２金属板との間に前記部品が配置されてなる第３構造体を形成する工程と、前記第１金属板と前記配線基板の前記一方主面の間に樹脂を充填することにより、前記第３構造体と樹脂層とを有する第４構造体を形成する工程と、前記第１金属板の前記平板枠と、前記第２金属板の前記平板枠とを除去するように前記第４構造体を加工する工程とを備えることを特徴としている。
この構成によると、第２金属ピンを第１金属ピンよりも長く、かつ、第２金属ピンの一方端面の面積を第１金属ピンの一方端面の面積よりも大きく形成することで、インダクタ部品の製造時の金属ピンの倒れや位置ずれの防止を図ることができる。また、配線基板の主面に第２金属ピンの他方端面を接続させたときに（第３構造体）、第２金属板と配線基板の一方主面との間に部品配置用のスペースを形成できるとともに、インダクタ部品の製造時の安定性の向上を図ることができる。また、導電性ペーストやめっきで形成されたインダクタ電極よりも抵抗値の低いインダクタ電極を製造することができる。また、第１金属板および第２金属板は、いずれも平板枠に支持されるため、従来のように樹脂層の主面を支持板として利用する必要がない。そのため、樹脂層の形成前に、第３構造体まで形成することができるため、インダクタ部品の製造コストの削減を図ることができる。また、インダクタ電極を形成するのに、従来のようにめっきや印刷工程が必要ないため、インダクタ部品の製造コストのさらなる削減と、製造時間の削減を図ることができる。また、第１金属板の平板枠と、第２金属板の平板枠とを除去するように第４構造体を加工することで、樹脂層の主面に対して垂直な方向から見たときに、第１および第２金属板の端縁が樹脂層の周縁に達するように形成されるため、放熱性の優れたインダクタ部品を製造することができる。
本発明によれば、インダクタ電極が、いずれも導電性ペーストやめっきよりも比抵抗が低い第１、第２金属ピンおよび第１金属板を有し、第２金属ピンは第１金属ピンよりも長く第１金属板と接する面の面積が大きいため、樹脂層とインダクタ電極とを備えるインダクタ部品において、インダクタ電極の低抵抗化を図るとともに、第２金属ピンと第１金属板との接合強度を高めることができる。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態にかかるインダクタ部品について図１および図２を参照して説明する。なお、図１はインダクタ部品を配線基板の主面と平行な方向から見たときの図であって、内部構造が分かるように樹脂層の一部を図示省略している。また、図２（ａ）は上側配線板の平面図、図２（ｂ）は下側配線板の平面図、図２（ｃ）はコイルコアの平面図、図２（ｄ）はインダクタ電極の配線構造を示すインダクタ部品の平面図である。
本発明の第１実施形態にかかるインダクタ部品について図１および図２を参照して説明する。なお、図１はインダクタ部品を配線基板の主面と平行な方向から見たときの図であって、内部構造が分かるように樹脂層の一部を図示省略している。また、図２（ａ）は上側配線板の平面図、図２（ｂ）は下側配線板の平面図、図２（ｃ）はコイルコアの平面図、図２（ｄ）はインダクタ電極の配線構造を示すインダクタ部品の平面図である。
（インダクタ部品の構成）
この実施形態のインダクタ部品１ａは、配線基板２と、配線基板２の主面である上面２ａに積層された樹脂層３と、配線基板２の上面２ａに実装された複数の部品４と、樹脂層３の内部に配置されたコイルコア５と、インダクタ電極６とを備え、例えば、携帯端末装置等の電子機器のマザー基板に実装されるものである。
この実施形態のインダクタ部品１ａは、配線基板２と、配線基板２の主面である上面２ａに積層された樹脂層３と、配線基板２の上面２ａに実装された複数の部品４と、樹脂層３の内部に配置されたコイルコア５と、インダクタ電極６とを備え、例えば、携帯端末装置等の電子機器のマザー基板に実装されるものである。
配線基板２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板やセラミック基板であり、内部にビア導体や各種の配線電極が形成される。また、上面２ａには、各部品４や後述する金属ピン７ｂ、７ｄと接続するための接続電極（図示省略）が形成される。なお、配線基板２は単層構造および多層構造のいずれであってもよい。
部品４は、例えば、Ｓｉ等で形成された半導体素子や、チップコンデンサ、チップインダクタ、チップ抵抗などで構成される。
樹脂層３は、上面３ａ（本発明の「樹脂層の一方主面」に相当）には後述する上側配線板８ａが配置されるとともに、下面３ｂ（本発明の「樹脂層の他方主面」に相当）が、配線基板２の上面２ａに当接するように設けられる。また、この実施形態の樹脂層３および配線基板２は、樹脂層３の上面３ａに対して垂直な方向から見たときに（以下、平面視という場合もある）、横長矩形状に形成されている。なお、樹脂層３は、例えば、エポキシ樹脂などの一般的に封止樹脂として使用される種々の材料で形成することができる。
コイルコア５は、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等の一般的なコイルコアとして採用される磁性材料で形成されている。また、この実施形態のコイルコア５は、図２（ｃ）に示すように、平面視形状が、環状部５ａと、該環状部５ａの内側領域を２等分するように設けられた棒状部５ｂとが合成されたような形状を有する。
インダクタ電極６は、４本の金属ピン７ａ〜７ｄと３枚の配線板８ａ〜８ｃとを有し、コイルコア５の棒状部５ｂの周囲を巻回するコイルとして設けられている。このとき、各金属ピン７ａ〜７ｄは、それぞれ２本ずつの長い方と短い方の２種類に分類され、いずれも一方端面７０ａ〜７０ｄが樹脂層３の上面３ａから露出して設けられる。この実施形態では、図１に示すように、長い方の２本の金属ピン７ｂ、７ｄは、短い方の２本の金属ピン７ａ、７ｃよりも太く形成されている。
図２（ｄ）に示すように、短い方の２本の金属ピン７ａ、７ｃは、一方がコイルコア５の棒状部５ｂの一方の辺に近接配置され、他方が棒状部５ｂの他方の辺に近接配置される。また、長い方の２本の金属ピン７ｂ、７ｄは、一方がコイルコア５の環状部５ａの外側領域であって、樹脂層３の一方の短辺近傍に配置され、他方がコイルコア５の環状部５ａの外側領域であって、樹脂層３の他方の短辺近傍に配置される。ここで、短い方の２本の金属ピン７ａ、７ｃが本発明の「第１金属ピン」および「第３金属ピン」に相当し、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄそれぞれが本発明の「第２金属ピン」に相当する。なお、各金属ピン７ａ〜７ｄは、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇなどの金属からなる線材をせん断加工するなどして形成することができる。
２枚の上側配線板８ａ、８ｂは、いずれも樹脂層３の上面３ａに配置される。このとき、両上側配線板８ａ、８ｂは、図２（ａ）に示すように、いずれも横長矩形の樹脂層３の長手方向と略平行な線状に形成され、短い方の金属ピン７ａ、７ｃの一方端面７０ａ、７０ｃと、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄの一方端面７０ｂ、７０ｄとを接続する。長い方の金属ピン７ｂ、７ｄは、短い方の金属ピン７ａ、７ｃよりも太く形成されているため、長い方の金属ピンの上側配線板８ａ、８ｂとの接続面である一方端面７０ｂ、７０ｄの面積が、短い方の金属ピンの上側配線板８ａ、８ｂとの接続面である一方端面７０ａ、７０ｃの面積よりも大きくなる。
具体的には、各金属ピン７ａ〜７ｄは、短い方の金属ピン７ａ、７ｃと長い方の金属ピン７ｂ、７ｄの１本ずつで一対を構成しており、２枚の上側配線板８ａ、８ｂは、いずれも対を成す金属ピン７ａ〜７ｄの一方端面７０ａ〜７０ｄ同士を接続する。この実施形態では、短い方の金属ピン７ａ、７ｃは、いずれも当該金属ピン７ａ、７ｃと遠い方に配置された長い方の金属ピン７ｂ、７ｄとで対を構成している。なお、両上側配線板８ａ、８ｂは、いずれも両端それぞれが樹脂層３の周縁（平面視横長矩形状の両短辺）に達するように形成されている。
下側配線板８ｃは、樹脂層３の内部に配置される。下側配線板８ｃは、図２（ｂ）に示すように、横長矩形の樹脂層３の長手方向と略平行な線状に形成され、短い方の金属ピン７ａ、７ｃの他方端面同士を接続する。また、下側配線板８ｃは、両上側配線板８ａ、８ｂと同様、両端それぞれが樹脂層３の周縁に達するように形成されており、端部が樹脂層３の側面３ｃに露出している。なお、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄの他方端面（本発明の「第２金属ピンの他方端面」に相当）は、いずれも樹脂層３の下面３ｂ（本発明の「樹脂層の他方主面」に相当）に露出して設けられ、配線基板２の上面２ａの接続電極（図示省略）に接続される。
このような接続構成により、２本長い金属ピン７ｂ、７ｄを入出力端子として、コイルコア５の棒状部５ｂの周囲を巻回するインダクタ電極６が形成されている（図２（ｄ）参照）。この場合、棒状部５ｂの軸方向（長さ方向）がインダクタ電極６の巻回軸と略平行になる。ここで、２枚の上側配線板８ａ、８ｂが本発明の「第１金属板」および「第３金属板」に相当し、１枚の下側配線板８ｃが本発明の「第２金属板」に相当する。
ところで、配線基板２の上面２ａに平面的にコイルパターンを形成した場合は、コイルの巻回軸が配線基板２の上面２ａと垂直な方向になる。これに対して、この実施形態の場合は、インダクタ電極６の配線構造を立体的にすることで、コイル（インダクタ電極６）の巻回軸が配線基板２の上面２ａと平行な方向になる。
（インダクタ部品の製造方法）
次に、図３および図４を参照してインダクタ部品１ａの製造方法について説明する。なお、図３は枠で支持された状態の配線板８ａ〜８ｃの平面図、図４はインダクタ部品１ａの製造方法を説明するための図である。
次に、図３および図４を参照してインダクタ部品１ａの製造方法について説明する。なお、図３は枠で支持された状態の配線板８ａ〜８ｃの平面図、図４はインダクタ部品１ａの製造方法を説明するための図である。
まず、各配線板８ａ〜８ｃを準備する。各配線板８ａ〜８ｃは、例えば、２枚の上側配線板８ａ、８ｂは、Ｃｕなどで形成された１枚の金属板をエッチングすることにより形成することができる。このとき、枠９ａと両上側配線板８ａ、８ｂの領域だけを残して後はエッチングで除去し、両上側配線板８ａ、８ｂの両端が枠９ａで支持された状態の第１エッチングプレート１０ａを形成する。下側配線板８ｃも同様に、下側配線板８ｃの両端が枠９ｂで支持された状態の第２エッチングプレート１０ｂを形成する。なお、各配線板８ａ〜８ｃの形成は、エッチングに限らず、例えば、パンチング加工など、種々の方法を用いることができる。
次に、略同じ長さおよび太さの２本の金属ピン７ａ、７ｃと、いずれもこれらの金属ピン７ａ、７ｃよりも長くかつ太い２本の金属ピン７ｂ、７ｄを用意し、図４（ａ）に示すように、第１エッチングプレート１０ａの両上側配線板８ａ、８ｂの一方面の所定位置に、これらの金属ピン７ａ〜７ｄの一方端面７０ａ〜７０ｄを接続する（図４（ａ）の状態が本発明の「第１構造体」に相当）。この接続は、半田接合、超音波接合および導電性接着材等の接合材を用いることができる。
次に、図４（ｂ）に示すように、第１構造体にコイルコア５を配置する。このとき、コイルコア５の棒状部５ｂが短い方の金属ピン７ａ、７ｃの間に位置するとともに、環状部５ａの外側領域に長い方の金属ピン７ｂ、７ｄが位置するようにコイルコア５を配置する。
次に、図４（ｃ）に示すように、第２エッチングプレート１０ｂの下側配線板８ｃの一方面に、半田や超音波接合により、短い方の金属ピン７ａ、７ｃそれぞれの他方端面を接続することにより、インダクタ電極６を形成する（図４（ｃ）の状態が本発明の「第２構造体」に相当）。当該接続も半田接合、超音波接合および導電性接着材等の接合材を用いることができる。
次に、図４（ｄ）に示すように、配線基板２の上面２ａに周知の表面実装技術を用いて各部品４を実装したあと、当該上面２ａに長い方の金属ピン７ｂ、７ｄの他方端面を、半田により接続する（図４（ｄ）の状態が本発明の「第３構造体」に相当）。この場合、第２エッチングプレート１０ｂと配線基板２の上面２ａの間に各部品４が配置された構造になる。
次に、図４（ｅ）に示すように、第１エッチングプレート１０ａと配線基板２の間にエポキシ樹脂を充填して、各部品４、コイルコア５およびインダクタ電極６の一部を封止する樹脂層３を形成する（図４（ｅ）の状態が本発明の「第４構造体」に相当）。樹脂層３の形成には、例えばディスペンス方式や印刷方式を使用することができる。
次に、図４（ｆ）に示すように、第１エッチングプレート１０ａの枠９ａ（図３（ａ）参照）および第２エッチングプレート１０ｂの枠９ｂ（図３（ｂ）参照）を除去することにより、インダクタ部品１ａが完成する。枠９ａ、９ｂの除去には、例えばダイシングやレーザ加工を用いることができる。
したがって、上記した実施形態によれば、インダクタ電極６が、いずれも導電性ペーストやめっきよりも比抵抗が低い金属ピン７ａ〜７ｄおよび配線板８ａ〜８ｃにより形成されるため、インダクタ電極６全体の低抵抗化を図ることができ、これにより、インダクタ部品１ａの特性（例えば、インダクタンス値）を向上することができる。
また、長さの異なる金属ピン７ａ〜７ｂを用いてインダクタ電極６を形成することで、例えば、樹脂層３の上面３ａ側の領域にインダクタ電極６の形成領域に使用し、樹脂層３の下面３ｂ側の領域を部品配置領域にするなど、樹脂層３内部の設計の自由度の向上を図ることができる。例えば、配線基板２の上面２ａと反対側の面に外部電極を形成し、インダクタ部品１ａをマザー基板に実装した場合に、部品４をマザー基板の近くに配置できるため、部品４からの発熱に対する放熱性を向上することができる。
また、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄを短い方の金属ピン７ａ、７ｃよりも太く形成することで、インダクタ部品１ａの内部の金属成分が増えるため、インダクタ部品の放熱性を向上することができる。また、配線基板２に第２構造体を接続する際の安定性を向上させ、位置ずれを防止することができる。さらに、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄを太くすることにより、上側配線板８ａ、８ｂとの接続面である一方端面７０ｂ、７０ｄの面積が大きくなるため、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄと上側配線板８ａ、８ｂおよび配線基板２との接合強度を高めることができる。
また、配線基板２の上面２ａと下側配線板８ｃの間に各部品４を配置することで、インダクタ部品１ａの小型化を図ることができる。また、例えば、配線基板２の上面２ａに形成された配線電極のみでコイルを形成した場合は、配線基板２の上面２ａの面積を小さくするのが困難であるが、インダクタ電極６を立体的な配線構造で形成することで、配線基板２の上面２ａの面積を容易に小さくすることができる。
また、各配線板８ａ〜８ｃは、いずれも両端それぞれが樹脂層３の周縁に達するように形成されているため、所定の金属ピン７ａ〜７ｄの端面同士を接続するのに必要な部分のみで各配線板８ａ〜８ｃが形成される場合と比較して、インダクタ部品１ａ内の金属部分を増やすことができ、これにより、インダクタ部品１ａの放熱性を向上することができる。
また、それぞれインダクタ電極６の入力／出力端子を形成する長い方の金属ピン７ｂ、７ｄの間は、電位差が大きくなるため、浮遊容量に起因するインダクタ電極６の特性劣化が懸念されるが、この実施形態では、両金属ピン７ｂ、７ｄが離れて配置されるため、浮遊容量を抑制することができる。
また、この実施形態では、コイルコア５が環状部５ａと棒状部５ｂとを有し、インダクタ電極６が、棒状部５ｂの長さ方向に沿って螺旋状に巻回する。このようにすると、インダクタ電極６の通電時に発生する磁束が通る磁束路にコイルコア５は配置されることになるため、インダクタ電極６のインダクタンス値を効率的に増やすことができる。
ところで、各配線板８ａ〜８ｃの代わりに導電性ペーストやめっきで形成されたパターンを用いてこの実施形態のインダクタ部品１ａを製造しようとすると、各部品４を配線基板２の上面２ａに実装したあと、第１樹脂層で各部品４を封止し、第１樹脂層の表面に下側配線板８ｃに相当する部分を導電性ペーストやめっきで形成する。その後、第１樹脂層の表面にコイルコアや金属ピンなどを配置して、第２樹脂層でこれらを封止した後、第２樹脂層の表面に上側配線板８ａ、８ｂに相当する部分を形成することになる。この場合、樹脂層と配線板に相当する部分をそれぞれ２回に分けて形成する必要がある。
一方、この実施形態によると、２枚のエッチングプレート１０ａ、１０ｂと長さの異なる金属ピン７ａ〜７ｂを用いてインダクタ部品１ａを製造することにより、樹脂層３の形成が１回に減らすことができるため、インダクタ部品１ａの製造コストの削減を図ることができる。また、従来の印刷工程やめっき工程が不要となるため、インダクタ部品１ａの製造コストのさらなる削減を図ることができる。
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態にかかるインダクタ部品について、図５を参照して説明する。なお、図５はインダクタ部品を配線基板の主面と平行な方向から見たときの図であって、内部構造が分かるように樹脂層の一部を図示省略している。
本発明の第２実施形態にかかるインダクタ部品について、図５を参照して説明する。なお、図５はインダクタ部品を配線基板の主面と平行な方向から見たときの図であって、内部構造が分かるように樹脂層の一部を図示省略している。
この実施形態のインダクタ部品１ｂが、図１および図２を参照して説明した第１実施形態のインダクタ部品１ａと異なるところは、図５に示すように、金属ピン７ａ〜７ｄの形状が異なる点である。その他の構成は、第１実施形態のインダクタ部品１ａと同じであるため、同一符号を付すことにより説明を省略する。
図５（ａ）に示すように、各金属ピン７ａ〜７ｄの一方端面７０ａ〜７０ｄを含む端部がいずれもフランジ状（長さ方向と平行な方向の断面がＴ字状）に形成されており、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄの一方端面７０ｂ、７０ｄの面積は、短い方の金属ピン７ａ、７ｃの一方端面７０ａ、７０ｃよりも大きく形成されている。
なお、図５（ｂ）に示すように、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄのフランジ状の端部以外の部分の太さが、短い方の金属ピン７ａ、７ｃのフランジ状の端部以外の部分よりも太く形成されていてもよい。
また、図５（ｃ）に示すように、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄの他方端面７１ｂ、７１ｄがフランジ状に形成されていてもよい。
この実施形態によると、インダクタ電極６の入力／出力端子を形成する長い方の金属ピン７ｂ、７ｄと上側配線板８ａ、８ｂとの接合性を向上させつつ、配線基板２の部品実装面積を広くすることが可能になり、設計自由度が向上する。また、各金属ピン７ａ〜７ｄの一方端面７０ａ〜７０ｄを含む端部をフランジ状に形成することにより、抵抗値の上昇や温度上昇を抑えることができる。
また、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄの一方端面７０ｂ、７０ｄの面積を、短い方の金属ピン７ａ、７ｃの一方端面７０ａ、７０ｃよりも大きくすることで、インダクタ部品の製造時の安定性を向上させることができる。さらに、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄのフランジ状の端部以外の部分の太さを、短い方の金属ピン７ａ、７ｃのフランジ状の端部以外の部分よりも太くすることにより、インダクタ電極６の放熱性を向上させることができる。
また、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄの他方端面７１ｂ、７１ｄもフランジ状に形成することで、長い方の金属ピン７ｂ、７ｄと配線基板２との接合強度を高めることができる。
なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。例えば、上記した各実施形態では、インダクタ電極６がコイルを形成する場合について説明したが、インダクタ素子として使用されるものであればよい。また、コイルコア５がない構成であってもよい。
また、インダクタ電極６の巻数は適宜変更することができる。この場合、巻数に応じて金属ピンおよび配線板の数を変更するとよい。
また、エッチングプレート１０ａと金属ピン７ａ〜７ｄとの接合を、リフローで再溶融しない接合材を用いて行ってもよい。接合材としては、例えば、銅ナノペーストや、ＲＡＤＩＭＩＸ、ｃ−Ｆｉｔなどの、低融点の残留Ｓｎがなく、融点が約２７０℃以上の接合部を形成するものが挙げられる。
本発明は、インダクタ電極が金属ピンと金属板とを有する種々のインダクタ部品に広く適用することができる。
１ａ、１ｂ インダクタ部品
２ 配線基板
３ 樹脂層
４ 部品
５ コイルコア
５ａ 環状部
５ｂ 棒状部
６ インダクタ部品
７ａ、７ｃ 金属ピン（第１金属ピン、第３金属ピン）
７ｂ、７ｄ 金属ピン（第２金属ピン）
７０ａ〜７０ｂ 金属ピンの一方端面
７１ｂ、７１ｄ 第２金属ピンの他方端面
８ａ、８ｂ 上側配線板（第１金属板、第３金属板）
８ｃ 下側金属板（第２金属板）
９ａ、９ｂ 枠（平板枠）
２ 配線基板
３ 樹脂層
４ 部品
５ コイルコア
５ａ 環状部
５ｂ 棒状部
６ インダクタ部品
７ａ、７ｃ 金属ピン（第１金属ピン、第３金属ピン）
７ｂ、７ｄ 金属ピン（第２金属ピン）
７０ａ〜７０ｂ 金属ピンの一方端面
７１ｂ、７１ｄ 第２金属ピンの他方端面
８ａ、８ｂ 上側配線板（第１金属板、第３金属板）
８ｃ 下側金属板（第２金属板）
９ａ、９ｂ 枠（平板枠）
Claims (10)
- 樹脂層と、
インダクタ電極とを備え、
前記インダクタ電極は、
いずれも一方端面が前記樹脂層の一方主面に露出した状態で前記樹脂層に立設された第１金属ピンおよび第２金属ピンと、
前記樹脂層の前記一方主面に配置され、前記第１金属ピンの前記一方端面と前記第２金属ピンの前記一方端面とを接続する第１金属板とを備え、
前記第２金属ピンは前記第１金属ピンよりも長く、
前記第２金属ピンの前記一方端面の面積は、前記第１金属ピンの前記一方端面の面積よりも大きい
ことを特徴とするインダクタ部品。 - 前記第２金属ピンが、前記第１金属ピンよりも太く形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインダクタ部品。
- 前記第２金属ピンは、前記一方端面を含む端部がフランジ状に形成され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部品。
- 主面が前記樹脂層の他方主面に当接する配線基板と、
前記配線基板の前記主面に実装されて前記樹脂層に封止される部品とをさらに備え、
前記インダクタ電極は、
前記樹脂層の内部に配設され、前記第１金属ピンの他方端面に接続された第２金属板をさらに有し、
前記第２金属ピンの他方端面は、前記樹脂層の前記他方主面に露出して前記配線基板に接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインダクタ部品。 - 前記インダクタ電極は、
前記第２金属ピンよりも短く形成され、一方端面が前記樹脂層の前記一方主面に露出した状態で前記樹脂層に立設された第３金属ピンと、
前記樹脂層の前記一方主面に配置され、前記第３金属ピンの前記一方端面に接続された第３金属板とをさらに有し、
前記第２金属板が前記第１金属ピンの前記他方端面と前記第３金属ピンの他方端面を接続することにより、前記インダクタ電極が、前記樹脂層の前記一方主面と略平行な方向に巻回軸を有するコイルを成すことを特徴とする請求項４に記載のインダクタ部品。 - 前記第１金属板および前記第２金属板の少なくとも一方は、前記樹脂層の前記一方主面に垂直な方向から見たときに、端縁の一部が前記樹脂層の周縁に達するように形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載のインダクタ部品。
- 前記第１金属ピンと前記第３金属ピンとの間であって、前記第１金属板と前記第２金属板との間に配置されたコイルコアを有することを特徴とする請求項５または６に記載のインダクタ部品。
- 前記コイルコアは、前記樹脂層の前記一方主面に対して垂直な方向から見たときに、環状部と、該環状部の内側領域を２分するように設けられた棒状部とが合成されたような形状を有し、
前記棒状部は、前記第１金属ピンと前記第３金属ピンとの間に配置されるとともに、当該棒状部の軸方向が前記コイルの前記巻回軸と略平行な方向となるように配置されていることを特徴とする請求項７に記載のインダクタ部品。 - 前記第２金属ピンは、前記他方端面を含む端部がフランジ状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のインダクタ部品。
- 第１金属ピンと、一方端面の面積が前記第１金属ピンの一方端面よりも大きく、かつ、前記第１金属ピンよりも長い第２金属ピンを準備する工程と、
平板枠に支持された状態の第１金属板の一方面に、前記第１金属ピンの前記一方端面、および、前記第２金属ピンの前記一方端面を接続させることにより、前記第１金属板の前記一方面に高さの異なる金属ピンが立設されてなる第１構造体を形成する工程と、
平板枠に支持された状態の第２金属板の一方面を、前記第１金属ピンの他方端面に接続することにより、前記第１金属板、前記第２金属板、前記第１金属ピンおよび前記第２金属ピンを有するインダクタ電極が形成された第２構造体を形成する工程と、
一方主面に部品が実装された配線基板の当該一方主面に、前記第２金属ピンの他方端面を接続させることにより、前記配線基板の前記一方主面と前記第２金属板との間に前記部品が配置されてなる第３構造体を形成する工程と、
前記第１金属板と前記配線基板の前記一方主面の間に樹脂を充填することにより、前記第３構造体と樹脂層とを有する第４構造体を形成する工程と、
前記第１金属板の前記平板枠と、前記第２金属板の前記平板枠とを除去するように前記第４構造体を加工する工程と
を備えることを特徴とするインダクタ部品の製造方法。
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