WO2022070804A1 - コイル部品 - Google Patents

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WO2022070804A1
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裕一 川口
直明 藤井
朋永 西川
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Tdk株式会社
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    • H01F2027/2809Printed windings on stacked layers

Definitions

  • the present invention relates to a coil component, and more particularly to a surface mount type coil component having a structure in which a plurality of conductor layers including a coil conductor pattern and an electrode pattern and a plurality of interlayer insulating layers are alternately laminated.
  • the coil component described in Patent Document 1 As a surface mount type coil component having a structure in which a plurality of conductor layers and a plurality of interlayer insulating layers are alternately laminated, the coil component described in Patent Document 1 is known. In the coil component described in Patent Document 1, plating applied to the surface of the electrode pattern exposed to the outside is used as an external terminal.
  • Patent Document 1 when the coil components described in Patent Document 1 are mounted on a circuit board at a high density, short-circuit defects may occur due to solder flowing in an unintended direction.
  • an object of the present invention is to prevent short circuit defects by controlling the flow of solder in a surface mount type coil component having a structure in which a plurality of conductor layers and a plurality of interlayer insulating layers are alternately laminated. do.
  • the coil component according to the present invention includes a coil portion in which a plurality of conductor layers and a plurality of interlayer insulating layers are alternately laminated, and each of the plurality of conductor layers has a coil conductor pattern embedded in the coil portion and a coil portion. It has an exposed electrode pattern, and the plurality of electrode patterns are connected to each other via a plurality of via conductors provided so as to penetrate the plurality of interlayer insulating layers, and at least one of the plurality of interlayer insulating layers is a plurality of layers. It is characterized in that a portion located between the electrode patterns protrudes from the surface of a plurality of electrode patterns.
  • the interlayer insulating layer protrudes from the surface of the electrode pattern, the flow of solder in the stacking direction is suppressed by the protruding portion of the interlayer insulating layer. This makes it possible to prevent short-circuit defects due to solder flowing in the stacking direction.
  • the coil component according to the present invention may further include first and second magnetic material layers that sandwich the coil portion in the stacking direction. According to this, it becomes possible to obtain a larger inductance.
  • the surface of the plurality of electrode patterns may be recessed from the surface of the first and second magnetic material layers. According to this, it becomes difficult for the solder to flow to the surfaces of the first and second magnetic material layers.
  • the surface of the plurality of electrode patterns is covered with external terminals, and the amount of protrusion of the plurality of interlayer insulating layers with respect to the surface of the external terminals may be 1 to 5 ⁇ m. According to this, it becomes possible to sufficiently control the flow of solder while suppressing an increase in manufacturing cost.
  • the surface of the plurality of electrode patterns and the protrusions of the plurality of interlayer insulating layers may be covered with the conductive paste. According to this, the contact area with the solder can be expanded at the time of mounting.
  • a surface mount type coil component having a structure in which a plurality of conductor layers and a plurality of interlayer insulating layers are alternately laminated, short-circuit defects due to unintended solder flow are prevented. Is possible.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the coil component 10 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the structure of the surface S1 of the coil component 10.
  • FIG. 3 is a plan view showing the structure of the surface S2 of the coil component 10.
  • FIG. 4 is a plan view showing the structure of the surface S3 of the coil component 10.
  • FIG. 5 is a side view showing a state in which the coil component 10 is mounted on the circuit board 80.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the coil component 10.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the appearance of the coil component 10A according to the first modification.
  • FIG. 8 is a side view of the coil component 10A.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the coil component 10 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the structure of the surface S1 of the coil component 10.
  • FIG. 3 is a plan view showing the structure of the surface S2
  • FIG. 9 is a perspective view showing the appearance of the coil component 10B according to the second modification.
  • FIG. 10 is a side view of the coil component 10B.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the appearance of the coil component 10C according to the third modification.
  • FIG. 12 is a side view of the coil component 10C.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the coil component 10 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the coil component 10 is a surface mount type chip component, and as shown in FIG. 1, the first and second magnetic material layers 11 and 12 and the first and second magnetic material layers 11 and 12 are used. It is provided with a coil portion 20 sandwiched between the two.
  • the configuration of the coil portion 20 will be described later, but in the present embodiment, four conductor layers having a coil conductor pattern are laminated, whereby one coil is formed. Then, one end of the coil is connected to the first external terminal E1 and the other end of the coil is connected to the second external terminal E2.
  • the magnetic material layers 11 and 12 are composite members made of a resin containing magnetic powder such as ferrite powder and metallic magnetic powder, and form a magnetic path of magnetic flux generated by passing an electric current through a coil.
  • a metallic magnetic powder is used as the magnetic powder, it is preferable to use a permalloy-based material.
  • the resin it is preferable to use a liquid or powder epoxy resin.
  • the magnetic material layers 11 and 12 are made of a composite member, and for example, a substrate made of a magnetic material such as sintered ferrite may be used as the magnetic material layer 11.
  • the coil component 10 is mounted upright so that the z direction, which is the stacking direction, is parallel to the circuit board, unlike a general laminated coil component.
  • the surface S1 constituting the xz surface is used as the mounting surface.
  • the surface S1 is provided with a first external terminal E1 and a second external terminal E2.
  • the first external terminal E1 is a terminal to which one end of the coil formed in the coil portion 20 is connected
  • the second external terminal E2 is a terminal to which the other end of the coil formed in the coil portion 20 is connected. Is.
  • the first external terminal E1 is continuously formed from the surface S1 to the surface S2 constituting the yz plane, and the second external terminal E2 constitutes the yz plane from the surface S1. It is continuously formed over the surface S3.
  • the external terminals E1 and E2 are composed of a laminated film of nickel (Ni) and tin (Sn) formed on the exposed surface of the electrode pattern included in the coil portion 20.
  • the exposed surface of the electrode pattern is not a so-called solid pattern, but has a structure in which the interlayer insulating layer protrudes between the electrode patterns adjacent to each other in the z direction. Therefore, the external terminals E1 and E2 are not formed on the protruding portion of the interlayer insulating layer.
  • 2 to 4 are plan views showing the structures of the surfaces S1 to S3 of the coil component 10, respectively.
  • the first external terminal E1 is formed on the surfaces S1 and S2, respectively, and both of the first to fourth portions E11 to E14 extend in the x direction or the y direction. And a fifth portion E15 connecting the first to fourth portions E11 to E14. Between the first to fourth portions E11 to E14, the interlayer insulating layers 41 to 43 project, except for the region where the fifth portion E15 exists.
  • the second external terminals E2 are formed on the surfaces S1 and S3, respectively, and both of them extend in the x direction or the y direction from the first to fourth portions E21. It has a fifth portion E25 connecting the first to fourth portions E21 to E24. Between the first to fourth portions E21 to E24, the interlayer insulating layers 41 to 43 project, except for the region where the fifth portion E25 exists.
  • the protrusion of the interlayer insulating layers 41 to 43 is caused by the dents of the external terminals E1 and E2. That is, the surfaces of the external terminals E1 and E2 are recessed from the surfaces of the magnetic material layers 11 and 12, while the protruding portions of the interlayer insulating layers 41 to 43 are substantially the same as the surfaces of the magnetic material layers 11 and 12. It constitutes a plane. As a result, the interlayer insulating layers 41 to 43 protrude from the surface of the external terminals E1 and E2 by the amount of the step between the surface of the external terminals E1 and E2 and the surface of the magnetic material layers 11 and 12.
  • the amount of protrusion of the interlayer insulating layers 41 to 43 with respect to the surfaces of the external terminals E1 and E2 is preferably 1 to 5 ⁇ m. This is because if the protrusion amount is less than 1 ⁇ m, the effect described later cannot be sufficiently obtained, but in order to project beyond 5 ⁇ m, the etching described later needs to be performed for a long time, which increases the manufacturing cost and etches. This is because the reliability may decrease due to the damage.
  • the portion covered with the external terminals E1 and E2 and the portion where the interlayer insulating layers 40 to 44 do not protrude are composed of the magnetic member 13. ..
  • the magnetic member 13 serves to magnetically connect the magnetic material layer 11 and the magnetic material layer 12.
  • FIG. 5 is a side view showing a state in which the coil component 10 according to the present embodiment is mounted on the circuit board 80, and is a view seen from the stacking direction.
  • the coil component 10 As shown in FIG. 5, the coil component 10 according to the present embodiment is mounted upright on the circuit board 80. Specifically, the surface S1 of the coil portion 20 is mounted so as to face the mounting surface of the circuit board 80, that is, the z direction, which is the stacking direction of the coil components 10, is parallel to the mounting surface of the circuit board 80. To.
  • Land patterns 81 and 82 are provided on the circuit board 80, and the external terminals E1 and E2 of the coil component 10 are connected to these land patterns 81 and 82, respectively.
  • the electrical and mechanical connections between the land patterns 81 and 82 and the external terminals E1 and E2 are made by soldering 83.
  • a fillet of solder 83 is formed on the portions of the external terminals E1 and E2 formed on the surfaces S2 and S3 of the coil portion 20.
  • the solder 83 spreads on the surfaces of the magnetic material layers 11 and 12 due to the step formed thereby. It becomes difficult. Moreover, since the interlayer insulating layers 41 to 43 protrude from the surfaces of the external terminals E1 and E2, the flow of the solder 83 in the z direction is suppressed. That is, since the protruding portions of the interlayer insulating layers 41 to 43 extend in the x direction on the surface S1 of the coil portion 20 and extend in the y direction on the surfaces S2 and S3 of the coil portion 20, x.
  • the flow in the z direction can be suppressed without hindering the flow of the solder 83 in the direction and the y direction. As a result, even when the coil component 10 is mounted on the surface of the circuit board 80 at a high density, it is possible to prevent a short circuit defect due to an unintended flow of the solder 83.
  • Such a stepped shape can be obtained by separating the coil component 10 into pieces by dicing and then etching the surface of the electrode patterns 51 to 54, 61 to 64 exposed on the cut surface with a cleaning liquid. After that, if the external terminals E1 and E2 are plated by barrel so as not to exceed the protrusions of the interlayer insulating layers 41 to 43, the coil component 10 according to the present embodiment is completed.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the coil component 10 according to the present embodiment.
  • the coil portion 20 included in the coil component 10 is sandwiched between the two magnetic material layers 11 and 12, and the interlayer insulating layers 40 to 44 and the conductor layers 31 to 34 are alternately laminated.
  • the conductor layers 31 to 34 form a coil by being connected to each other via through holes formed in the interlayer insulating layers 41 to 43.
  • a magnetic member 13 made of the same material as the magnetic material layer 12 is embedded in the inner diameter portion of the coil.
  • the interlayer insulating layers 40 to 44 are made of, for example, a resin, and a non-magnetic material is used for at least the interlayer insulating layers 41 to 43.
  • a magnetic material may be used for the interlayer insulating layer 40 located at the bottom layer and the interlayer insulating layer 44 located at the top layer.
  • the conductor layer 31 is the first conductor layer formed on the upper surface of the magnetic material layer 11 via the interlayer insulating layer 40.
  • the conductor layer 31 is provided with a coil conductor pattern C1 spirally wound for two turns and two electrode patterns 51 and 61.
  • the electrode pattern 51 is connected to one end of the coil conductor pattern C1, while the electrode pattern 61 is provided independently of the coil conductor pattern C1.
  • the coil conductor pattern C1 is embedded in the coil portion 20.
  • the electrode pattern 51 is exposed from the coil portion 20, and a first portion E11 of the external terminal E1 is formed on the surface thereof. Further, the electrode pattern 61 is exposed from the coil portion 20, and a first portion E21 of the external terminal E2 is formed on the surface thereof.
  • the conductor layer 32 is a second conductor layer formed on the upper surface of the conductor layer 31 via the interlayer insulating layer 41.
  • the conductor layer 32 is provided with a coil conductor pattern C2 spirally wound for two turns and two electrode patterns 52 and 62.
  • the electrode patterns 52 and 62 are both provided independently of the coil conductor pattern C2.
  • the coil conductor pattern C2 is embedded in the coil portion 20.
  • the electrode pattern 52 is exposed from the coil portion 20, and a second portion E12 of the external terminal E1 is formed on the surface thereof.
  • the electrode pattern 62 is exposed from the coil portion 20, and a second portion E22 of the external terminal E2 is formed on the surface thereof.
  • the conductor layer 33 is a third conductor layer formed on the upper surface of the conductor layer 32 via the interlayer insulating layer 42.
  • the conductor layer 33 is provided with a coil conductor pattern C3 spirally wound for two turns and two electrode patterns 53 and 63.
  • the electrode patterns 53 and 63 are both provided independently of the coil conductor pattern C3.
  • the coil conductor pattern C3 is embedded in the coil portion 20.
  • the electrode pattern 53 is exposed from the coil portion 20, and a third portion E13 of the external terminal E1 is formed on the surface thereof. Further, the electrode pattern 63 is exposed from the coil portion 20, and a third portion E23 of the external terminal E2 is formed on the surface thereof.
  • the conductor layer 34 is a fourth conductor layer formed on the upper surface of the conductor layer 33 via the interlayer insulating layer 43.
  • the conductor layer 34 is provided with a coil conductor pattern C4 wound spirally for two turns and two electrode patterns 54 and 64.
  • the electrode pattern 64 is connected to one end of the coil conductor pattern C4, while the electrode pattern 54 is provided independently of the coil conductor pattern C4.
  • the coil conductor pattern C4 is embedded in the coil portion 20.
  • the electrode pattern 54 is exposed from the coil portion 20, and a fourth portion E14 of the external terminal E1 is formed on the surface thereof. Further, the electrode pattern 64 is exposed from the coil portion 20, and a fourth portion E24 of the external terminal E2 is formed on the surface thereof.
  • the coil conductor pattern C1 and the coil conductor pattern C2 are connected via a via conductor provided so as to penetrate the interlayer insulating layer 41, and the coil conductor pattern C2 and the coil conductor pattern C3 penetrate the interlayer insulating layer 42.
  • the coil conductor pattern C3 and the coil conductor pattern C4 are connected via a via conductor provided so as to penetrate the interlayer insulating layer 43.
  • an 8-turn coil is formed by the coil conductor patterns C1 to C4, one end of which is connected to the first portion E11 of the external terminal E1 and the other end of which is connected to the fourth portion E24 of the external terminal E2. It becomes a composition.
  • the electrode patterns 51 to 54 are connected to each other via via conductors V1 to V3 provided so as to penetrate the interlayer insulating layers 41 to 43.
  • the electrode patterns 61 to 64 are connected to each other via via conductors V4 to V6 provided so as to penetrate the interlayer insulating layers 41 to 43.
  • the forming positions of the via conductors V1 to V3 seen from the stacking direction are different from each other, and the forming positions of the via conductors V4 to V6 seen from the stacking direction are also different from each other.
  • the via conductor V1 is exposed from the coil portion 20, whereby the fifth portion E15 of the external terminal E1 is formed on the surface of the via conductor V1.
  • the via conductors V2 and V3 are not exposed from the coil portion 20, whereby a part of the interlayer insulating layer 42 located between the electrode patterns 52 and 53, and a part of the interlayer insulating layer 42, and A part of the interlayer insulating layer 43 located between the electrode patterns 53 and 54 protrudes from the coil portion 20.
  • the cross section shown in FIG. 6 the cross section shown in FIG.
  • the via conductor V4 is exposed from the coil portion 20, whereby the fifth portion E25 of the external terminal E2 is formed on the surface of the via conductor V4.
  • the via conductors V5 and V6 are not exposed from the coil portion 20, whereby a part of the interlayer insulating layer 42 located between the electrode patterns 62 and 63, and a part of the interlayer insulating layer 42, and A part of the interlayer insulating layer 43 located between the electrode patterns 63 and 64 protrudes from the coil portion 20.
  • the external terminals E1 and E2 are formed on the surface of the electrode patterns 51 to 54, 61 to 64 exposed from the coil portion 20 so as to avoid the protruding portions of the interlayer insulating layers 41 to 43.
  • the protruding portions of the insulating layers 41 to 43 are exposed as they are without being covered by the external terminals E1 and E2.
  • the surfaces of the conductor layers 32 to 34 may have dents in the portions where the via conductors V1 to V6 are formed.
  • the conductor layers 32 to 34 are formed. The dents on the surface do not accumulate. Therefore, it is possible to maintain high flatness.
  • the via conductor V1 and the via conductor V4 are provided at positions symmetrical with respect to the center of the coil portion 20, and the via conductor V2 and the via conductor V5 are symmetrical with respect to the center of the coil portion 20.
  • the via conductor V3 and the via conductor V6 are provided at positions symmetrical to each other with respect to the center of the coil portion 20. This facilitates pattern design of the conductor layers 31 to 34 and the interlayer insulating layers 41 to 43.
  • the surfaces of the external terminals E1 and E2 are recessed with respect to the surfaces of the magnetic material layers 11 and 12, and the interlayer insulating layer is formed from the surface of the external terminals E1 and E2. Since 41 to 43 are protruding, it is possible to control the flow of the solder 83 at the time of mounting on the circuit board 80. This makes it possible to prevent short-circuit defects caused by unintended flow of the solder 83.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the appearance of the coil component 10A according to the first modification. Further, FIG. 8 is a side view of the coil component 10A.
  • the coil component 10A shown in FIGS. 7 and 8 is different from the coil component 10 according to the above embodiment in that electrodes 71 and 72 are provided on the surface S1 of the coil component 10A so as to be in contact with the external terminals E1 and E2, respectively. are doing.
  • the electrodes 71 and 72 are made of a conductive paste such as nano-silver paste or nano-copper paste, and the surface thereof is covered with a laminated film of nickel (Ni) and tin (Sn) in order to ensure wettability against solder. .. By adding such electrodes 71 and 72, it is possible to expand the contact area with the solder.
  • the electrodes 71 and 72 bite into the protruding portions of the interlayer insulating layers 41 to 43. That is, the uneven surface due to the protrusion of the interlayer insulating layers 41 to 43 is covered with the electrodes 71 and 72. As a result, the fixing strength of the electrodes 71 and 72 is increased.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the appearance of the coil component 10B according to the second modification. Further, FIG. 10 is a side view of the coil component 10B.
  • the coil component 10B shown in FIGS. 9 and 10 is different from the coil component 10A according to the first modification in that the electrodes 71 and 72 cover not only the surface S1 but also a part of the surfaces S4 and S5. There is.
  • the surfaces S4 and S5 are xy planes located on opposite sides of each other.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the appearance of the coil component 10C according to the third modification. Further, FIG. 12 is a side view of the coil component 10C.
  • the electrode 71 covers a part of the external terminal E1 exposed to the surface S2, and the electrode 72 covers a part of the external terminal E2 exposed to the surface S3. It is different from the coil component 10B according to the second modification. In this way, if the portions of the external terminals E1 and E2 exposed to the surfaces S2 and S3 are further covered with the electrodes 71 and 72, the contact area with the solder is further expanded and the adhesion strength of the electrodes 71 and 72 is further increased. It will be further enhanced. Therefore, when the electrodes 71 and 72 are added, it is most preferable that each of the electrodes 71 and 72 covers the four surfaces of the coil component 10C as in the coil component 10C according to the third modification.
  • the coil portion 20 includes four conductor layers 31 to 34 has been described as an example, but the number of layers of the conductor layer is not limited to this in the present invention. Further, the number of turns of the coil conductor pattern formed in each conductor layer is not particularly limited.

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Abstract

【課題】表面実装型のコイル部品においてハンダの流れを制御することによってショート不良を防止する。 【解決手段】コイル部品10は、導体層31~34と層間絶縁層40~44が交互に積層されたコイル部20を備える。導体層31~34は、コイル部20に埋め込まれたコイル導体パターンC1~C4と、コイル部20から露出する電極パターン51~54,61~64とを有する。層間絶縁層40~44は、電極パターン間に位置する部分が複数の電極パターンの表面から突出しており、突出部によって積層方向へのハンダの流れが抑えられる。これにより、積層方向にハンダが流れることによるショート不良を防止することが可能となる。

Description

コイル部品
 本発明はコイル部品に関し、特に、コイル導体パターン及び電極パターンを含む複数の導体層と複数の層間絶縁層が交互に積層された構造を有する表面実装型のコイル部品に関する。
 複数の導体層と複数の層間絶縁層が交互に積層された構造を有する表面実装型のコイル部品としては、特許文献1に記載されたコイル部品が知られている。特許文献1に記載されたコイル部品においては、外部に露出する電極パターンの表面に施されためっきが外部端子として用いられる。
特開2013-153009号公報
 しかしながら、特許文献1に記載されたコイル部品を回路基板上に高密度に実装すると、意図しない方向にハンダが流れることによってショート不良が生じることがあった。
 したがって、本発明は、複数の導体層と複数の層間絶縁層が交互に積層された構造を有する表面実装型のコイル部品において、ハンダの流れを制御することによってショート不良を防止することを目的とする。
 本発明によるコイル部品は、複数の導体層と複数の層間絶縁層が交互に積層されたコイル部を備え、複数の導体層のそれぞれは、コイル部に埋め込まれたコイル導体パターンと、コイル部から露出する電極パターンとを有し、複数の電極パターンは複数の層間絶縁層を貫通して設けられた複数のビア導体を介して互いに接続され、複数の層間絶縁層の少なくとも一つは、複数の電極パターン間に位置する部分が複数の電極パターンの表面から突出していることを特徴とする。
 本発明によれば、電極パターンの表面から層間絶縁層が突出していることから、層間絶縁層の突出部によって積層方向へのハンダの流れが抑えられる。これにより、積層方向にハンダが流れることによるショート不良を防止することが可能となる。
 本発明によるコイル部品は、コイル部を積層方向に挟み込む第1及び第2の磁性体層をさらに備えていても構わない。これによれば、より大きなインダクタンスを得ることが可能となる。この場合、複数の電極パターンの表面は、第1及び第2の磁性体層の表面よりも窪んだ位置にあっても構わない。これによれば、ハンダが第1及び第2の磁性体層の表面に流れにくくなる。
 本発明において、複数の電極パターンの表面は外部端子で覆われており、外部端子の表面を基準とした複数の層間絶縁層の突出量は1~5μmであっても構わない。これによれば、製造コストの増加を抑えつつ、ハンダの流れを十分に制御することが可能となる。
 本発明において、複数の電極パターンの表面及び複数の層間絶縁層の突出部が導電性ペーストで覆われていても構わない。これによれば、実装時においてハンダとの接触面積を拡大することができる。
 このように、本発明によれば、複数の導体層と複数の層間絶縁層が交互に積層された構造を有する表面実装型のコイル部品において、意図しないハンダの流れに起因するショート不良を防止することが可能となる。
図1は、本発明の好ましい実施形態によるコイル部品10の外観を示す斜視図である。 図2は、コイル部品10の表面S1の構造を示す平面図である。 図3は、コイル部品10の表面S2の構造を示す平面図である。 図4は、コイル部品10の表面S3の構造を示す平面図である。 図5は、コイル部品10を回路基板80に実装した状態を示す側面図である。 図6は、コイル部品10の断面図である。 図7は、第1の変形例によるコイル部品10Aの外観を示す斜視図である。 図8は、コイル部品10Aの側面図である。 図9は、第2の変形例によるコイル部品10Bの外観を示す斜視図である。 図10は、コイル部品10Bの側面図である。 図11は、第3の変形例によるコイル部品10Cの外観を示す斜視図である。 図12は、コイル部品10Cの側面図である。
 以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
 図1は、本発明の好ましい実施形態によるコイル部品10の外観を示す斜視図である。
 本実施形態によるコイル部品10は表面実装型のチップ部品であり、図1に示すように、第1及び第2の磁性体層11,12と、第1及び第2の磁性体層11,12に挟まれたコイル部20とを備える。コイル部20の構成については後述するが、本実施形態においてはコイル導体パターンを有する導体層が4層積層され、これによって1つのコイルが形成される。そして、コイルの一端が第1の外部端子E1に接続され、コイルの他端が第2の外部端子E2に接続される。
 磁性体層11,12は、フェライト粉や金属磁性粉などの磁性粉を含有する樹脂からなる複合部材であり、コイルに電流を流すことによって生じる磁束の磁路を構成する。磁性粉として金属磁性粉を用いる場合、パーマロイ系材料を用いることが好適である。また、樹脂としては、液状又は粉体のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。但し、本発明において磁性体層11,12を複合部材によって構成することは必須でなく、例えば、磁性体層11として焼結フェライトなどの磁性材料からなる基板を用いても構わない。
 本実施形態によるコイル部品10は、一般的な積層コイル部品とは異なり、積層方向であるz方向が回路基板と平行となるよう立てて実装される。具体的には、xz面を構成する表面S1が実装面として用いられる。そして、表面S1には、第1の外部端子E1及び第2の外部端子E2が設けられる。第1の外部端子E1は、コイル部20に形成されるコイルの一端が接続される端子であり、第2の外部端子E2は、コイル部20に形成されるコイルの他端が接続される端子である。
 図1に示すように、第1の外部端子E1は、表面S1からyz面を構成する表面S2に亘って連続的に形成され、第2の外部端子E2は、表面S1からyz面を構成する表面S3に亘って連続的に形成される。詳細については後述するが、外部端子E1,E2は、コイル部20に含まれる電極パターンの露出面に形成されたニッケル(Ni)とスズ(Sn)の積層膜によって構成される。電極パターンの露出面はいわゆるベタパターンではなく、z方向に隣接する電極パターン間において層間絶縁層が突出した構成を有している。このため、層間絶縁層の突出部分には外部端子E1,E2が形成されない。
 図2~図4は、それぞれコイル部品10の表面S1~S3の構造を示す平面図である。
 図2及び図3に示すように、第1の外部端子E1は、それぞれ表面S1,S2に形成されており、いずれもx方向又はy方向に延在する第1~第4の部分E11~E14と、第1~第4の部分E11~E14を繋ぐ第5の部分E15を有している。第1~第4の部分E11~E14の間は、第5の部分E15が存在する領域を除いて、層間絶縁層41~43が突出している。また、図2及び図4に示すように、第2の外部端子E2は、それぞれ表面S1,S3に形成されており、いずれもx方向又はy方向に延在する第1~第4の部分E21~E24と、第1~第4の部分E21~E24を繋ぐ第5の部分E25を有している。第1~第4の部分E21~E24の間は、第5の部分E25が存在する領域を除いて、層間絶縁層41~43が突出している。
 層間絶縁層41~43の突出は、外部端子E1,E2の窪みによって生じている。つまり、外部端子E1,E2の表面は、磁性体層11,12の表面よりも窪んだ位置にある一方、層間絶縁層41~43の突出部は、磁性体層11,12の表面とほぼ同一平面を構成している。これにより、外部端子E1,E2の表面と磁性体層11,12の表面の段差分だけ、層間絶縁層41~43が外部端子E1,E2の表面から突出している。外部端子E1,E2の表面を基準とした層間絶縁層41~43の突出量は、1~5μmとすることが好ましい。これは、突出量が1μm未満であると後述する効果が十分に得られない一方、5μmを超えて突出させるためには後述するエッチングを長時間行う必要があり、製造コストが増加するとともに、エッチングダメージによって信頼性が低下するおそれがあるからである。
 また、磁性体層11,12に挟まれたコイル部20の表面のうち、外部端子E1,E2で覆われた部分および層間絶縁層40~44が突出しない部分は、磁性部材13によって構成される。磁性部材13は、磁性体層11と磁性体層12を磁気的に接続する役割を果たす。
 図5は、本実施形態によるコイル部品10を回路基板80に実装した状態を示す側面図であり、積層方向から見た図である。
 図5に示すように、本実施形態によるコイル部品10は、回路基板80に立てて実装される。具体的には、コイル部20の表面S1が回路基板80の実装面と対向するよう、つまり、コイル部品10の積層方向であるz方向が回路基板80の実装面と平行となるよう、実装される。
 回路基板80にはランドパターン81,82が設けられており、これらランドパターン81,82にコイル部品10の外部端子E1,E2がそれぞれ接続される。ランドパターン81,82と外部端子E1,E2との電気的・機械的接続は、ハンダ83によって行われる。外部端子E1,E2のうち、コイル部20の表面S2,S3に形成された部分には、ハンダ83のフィレットが形成される。
 本実施形態においては、外部端子E1,E2の表面が磁性体層11,12の表面から窪んでいることから、これにより形成される段差によって、ハンダ83が磁性体層11,12の表面に広がりにくくなる。しかも、外部端子E1,E2の表面からは層間絶縁層41~43が突出していることから、ハンダ83のz方向における流動が抑制される。つまり、層間絶縁層41~43の突出部は、コイル部20の表面S1においてはx方向に延在し、コイル部20の表面S2,S3においてはy方向に延在していることから、x方向及びy方向へのハンダ83の流動を妨げることなく、z方向における流動を抑制することができる。これにより、回路基板80の表面にコイル部品10を高密度に実装した場合であっても、意図しないハンダ83の流動に起因するショート不良を防止することが可能となる。
 このような段差形状は、ダイシングによってコイル部品10を個片化した後、切断面に露出する電極パターン51~54,61~64の表面を洗浄液でエッチングすることによって得られる。その後、層間絶縁層41~43の突出部を超えないよう、バレルメッキによって外部端子E1,E2すれば、本実施形態によるコイル部品10が完成する。
 図6は、本実施形態によるコイル部品10の断面図である。
 図6に示すように、コイル部品10に含まれるコイル部20は、2つの磁性体層11,12に挟まれており、層間絶縁層40~44と導体層31~34が交互に積層された構成を有している。導体層31~34は、層間絶縁層41~43に形成されたスルーホールを介して互いに接続されることにより、コイルを構成している。コイルの内径部分には、磁性体層12と同じ材料からなる磁性部材13が埋め込まれている。層間絶縁層40~44は、例えば樹脂からなり、少なくとも層間絶縁層41~43については非磁性材料が用いられる。最下層に位置する層間絶縁層40及び最上層に位置する層間絶縁層44については、磁性材料を用いても構わない。
 導体層31は、磁性体層11の上面に層間絶縁層40を介して形成された1層目の導体層である。導体層31には、スパイラル状に2ターン巻回されたコイル導体パターンC1と、2つの電極パターン51,61が設けられている。電極パターン51はコイル導体パターンC1の一端に接続されている一方、電極パターン61はコイル導体パターンC1とは独立して設けられている。コイル導体パターンC1は、コイル部20に埋め込まれている。電極パターン51は、コイル部20から露出しており、その表面には外部端子E1の第1の部分E11が形成されている。また、電極パターン61は、コイル部20から露出しており、その表面には外部端子E2の第1の部分E21が形成されている。
 導体層32は、導体層31の上面に層間絶縁層41を介して形成された2層目の導体層である。導体層32には、スパイラル状に2ターン巻回されたコイル導体パターンC2と、2つの電極パターン52,62が設けられている。電極パターン52,62は、いずれもコイル導体パターンC2とは独立して設けられている。コイル導体パターンC2は、コイル部20に埋め込まれている。電極パターン52は、コイル部20から露出しており、その表面には外部端子E1の第2の部分E12が形成されている。また、電極パターン62は、コイル部20から露出しており、その表面には外部端子E2の第2の部分E22が形成されている。
 導体層33は、導体層32の上面に層間絶縁層42を介して形成された3層目の導体層である。導体層33には、スパイラル状に2ターン巻回されたコイル導体パターンC3と、2つの電極パターン53,63が設けられている。電極パターン53,63は、いずれもコイル導体パターンC3とは独立して設けられている。コイル導体パターンC3は、コイル部20に埋め込まれている。電極パターン53は、コイル部20から露出しており、その表面には外部端子E1の第3の部分E13が形成されている。また、電極パターン63は、コイル部20から露出しており、その表面には外部端子E2の第3の部分E23が形成されている。
 導体層34は、導体層33の上面に層間絶縁層43を介して形成された4層目の導体層である。導体層34には、スパイラル状に2ターン巻回されたコイル導体パターンC4と、2つの電極パターン54,64が設けられている。電極パターン64はコイル導体パターンC4の一端に接続されている一方、電極パターン54はコイル導体パターンC4とは独立して設けられている。コイル導体パターンC4は、コイル部20に埋め込まれている。電極パターン54は、コイル部20から露出しており、その表面には外部端子E1の第4の部分E14が形成されている。また、電極パターン64は、コイル部20から露出しており、その表面には外部端子E2の第4の部分E24が形成されている。
 そして、コイル導体パターンC1とコイル導体パターンC2は、層間絶縁層41を貫通して設けられたビア導体を介して接続され、コイル導体パターンC2とコイル導体パターンC3は、層間絶縁層42を貫通して設けられたビア導体を介して接続され、コイル導体パターンC3とコイル導体パターンC4は、層間絶縁層43を貫通して設けられたビア導体を介して接続される。これにより、コイル導体パターンC1~C4によって8ターンのコイルが形成され、その一端が外部端子E1の第1の部分E11に接続され、他端が外部端子E2の第4の部分E24に接続された構成となる。
 さらに、電極パターン51~54は、層間絶縁層41~43を貫通して設けられたビア導体V1~V3を介して互いに接続される。同様に、電極パターン61~64は、層間絶縁層41~43を貫通して設けられたビア導体V4~V6を介して互いに接続される。ここで、積層方向から見たビア導体V1~V3の形成位置は互いに異なっており、積層方向から見たビア導体V4~V6の形成位置も互いに異なっている。
 図6に示す断面においては、ビア導体V1がコイル部20から露出しており、これによりビア導体V1の表面には外部端子E1の第5の部分E15が形成される。これに対し、図6に示す断面においては、ビア導体V2,V3がコイル部20から露出しておらず、これにより、電極パターン52,53間に位置する層間絶縁層42の一部、並びに、電極パターン53,54間に位置する層間絶縁層43の一部がコイル部20から突出している。同様に、図6に示す断面においては、ビア導体V4がコイル部20から露出しており、これによりビア導体V4の表面には外部端子E2の第5の部分E25が形成される。これに対し、図6に示す断面においては、ビア導体V5,V6がコイル部20から露出しておらず、これにより、電極パターン62,63間に位置する層間絶縁層42の一部、並びに、電極パターン63,64間に位置する層間絶縁層43の一部がコイル部20から突出している。
 このように、外部端子E1,E2は、層間絶縁層41~43の突出部分を避けるよう、コイル部20から露出する電極パターン51~54,61~64の表面に形成されていることから、層間絶縁層41~43の突出部分は、外部端子E1,E2に覆われることなくそのまま露出する。その結果、上述の通り、実装時においてハンダ83の流れを制御することが可能となる。
 導体層32~34の表面は、ビア導体V1~V6が形成される部分において凹みが生じることがある。しかしながら、本実施形態においては、積層方向から見たビア導体V1~V3の形成位置、並びに、積層方向から見たビア導体V4~V6の形成位置がずれていることから、導体層32~34の表面に生じる凹みが累積しない。このため、高い平坦性を保つことが可能となる。
 また、本実施形態では、ビア導体V1とビア導体V4がコイル部20の中心に対して互いに対称となる位置に設けられ、ビア導体V2とビア導体V5がコイル部20の中心に対して互いに対称となる位置に設けられ、ビア導体V3とビア導体V6がコイル部20の中心に対して互いに対称となる位置に設けられている。これにより、導体層31~34及び層間絶縁層41~43のパターン設計が容易となる。
 以上説明したように、本実施形態によるコイル部品10は、外部端子E1,E2の表面が磁性体層11,12の表面に対して窪んでいるとともに、外部端子E1,E2の表面から層間絶縁層41~43が突出していることから、回路基板80への実装時においてハンダ83の流れを制御することが可能となる。これにより、意図しないハンダ83の流動に起因するショート不良を防止することが可能となる。
 図7は、第1の変形例によるコイル部品10Aの外観を示す斜視図である。また、図8は、コイル部品10Aの側面図である。
 図7及び図8に示すコイル部品10Aは、それぞれ外部端子E1,E2と接するよう、コイル部品10Aの表面S1に電極71,72が設けられている点において、上記実施形態によるコイル部品10と相違している。電極71,72は、ナノ銀ペーストやナノ銅ペーストなどの導電性ペーストからなり、その表面はハンダに対する濡れ性を確保すべく、ニッケル(Ni)とスズ(Sn)の積層膜で覆われている。このような電極71,72を付加すれば、ハンダとの接触面積を拡大することが可能となる。しかも、外部端子E1,E2の表面からは層間絶縁層41~43が突出していることから、層間絶縁層41~43の突出部に電極71,72が食い込む。つまり、層間絶縁層41~43の突出による凹凸面が電極71,72によって覆われる。これにより、電極71,72の固着強度が高められる。
 図9は、第2の変形例によるコイル部品10Bの外観を示す斜視図である。また、図10は、コイル部品10Bの側面図である。
 図9及び図10に示すコイル部品10Bは、電極71,72が表面S1のみならず、表面S4,S5の一部を覆っている点において、第1の変形例によるコイル部品10Aと相違している。表面S4,S5は、互いに反対側に位置するxy面である。このように、表面S4,S5の一部を電極71,72で覆えば、ハンダとの接触面積がより拡大するとともに、電極71,72の固着強度がより高められる。
 図11は、第3の変形例によるコイル部品10Cの外観を示す斜視図である。また、図12は、コイル部品10Cの側面図である。
 図11及び図12に示すコイル部品10Cは、電極71が表面S2に露出する外部端子E1の一部を覆い、電極72が表面S3に露出する外部端子E2の一部を覆っている点において、第2の変形例によるコイル部品10Bと相違している。このように、外部端子E1,E2のうち表面S2,S3に露出する部分をさらに電極71,72で覆えば、ハンダとの接触面積がよりいっそう拡大するとともに、電極71,72の固着強度がよりいっそう高められる。したがって、電極71,72を付加する場合、第3の変形例によるコイル部品10Cのように、各電極71,72がコイル部品10Cの4面を覆うことが最も好ましい。
 以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
 例えば、上記の実施形態では、コイル部20が4層の導体層31~34を含む場合を例に説明したが、本発明において導体層の層数がこれに限定されるものではない。また、各導体層に形成されるコイル導体パターンのターン数についても特に限定されるものではない。
10,10A~10C  コイル部品
11,12  磁性体層
13  磁性部材
20  コイル部
31~34  導体層
40~44  層間絶縁層
51~54,61~64  電極パターン
71,72  電極
80  回路基板
81,82  ランドパターン
83  ハンダ
C1~C4  コイル導体パターン
E1,E2  外部端子
E11,E21  第1の部分
E12,E22  第2の部分
E13,E23  第3の部分
E14,E24  第4の部分
E15,E25  第5の部分
S1~S3  コイル部の表面
V1~V6  ビア導体

Claims (5)

  1.  複数の導体層と複数の層間絶縁層が交互に積層されたコイル部を備え、
     前記複数の導体層のそれぞれは、前記コイル部に埋め込まれたコイル導体パターンと、前記コイル部から露出する電極パターンとを有し、
     前記複数の電極パターンは、前記複数の層間絶縁層を貫通して設けられた複数のビア導体を介して互いに接続され、
     前記複数の層間絶縁層の少なくとも一つは、前記複数の電極パターン間に位置する部分が前記複数の電極パターンの表面から突出していることを特徴とするコイル部品。
  2.  前記コイル部を積層方向に挟み込む第1及び第2の磁性体層をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のコイル部品。
  3.  前記複数の電極パターンの表面は、前記第1及び第2の磁性体層の表面よりも窪んだ位置にあることを特徴とする請求項2に記載のコイル部品。
  4.  前記複数の電極パターンの表面は外部端子で覆われており、
     前記外部端子の表面を基準とした前記複数の層間絶縁層の突出量は、1~5μmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のコイル部品。
  5.  前記複数の電極パターンの表面及び前記複数の層間絶縁層の突出部が導電性ペーストで覆われていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のコイル部品。
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