WO2022209463A1 - コイル部品及びその製造方法 - Google Patents

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延也 ▲高▼橋
真輝 遠藤
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistors, capacitors or inductors

Definitions

  • the present invention relates to a coil component and its manufacturing method, and more particularly to a coil component having a structure in which a magnetic member is embedded in the inner diameter region of a spirally wound spiral pattern, and its manufacturing method.
  • a coil component described in Patent Document 1 is known as a coil component having a structure in which spiral patterns wound in a spiral shape are laminated.
  • the coil component described in Patent Document 1 has a structure in which a magnetic member is embedded in the inner diameter region of the spiral pattern, thereby increasing the inductance.
  • an object of the present invention is to provide a coil component having a structure in which a magnetic member can be easily embedded in the inner diameter region of the spiral pattern, and a manufacturing method thereof.
  • a coil component according to the present invention includes first and second magnetic members, and a plurality of conductor layers each including a spiral pattern disposed between the first magnetic member and the second magnetic member and wound in a spiral shape. and a plurality of insulating resin layers respectively provided between the plurality of conductor layers, and a third magnetic member embedded in the inner diameter region of the spiral pattern, wherein the plurality of insulating resin layers protrude into the inner diameter region.
  • the first projecting portion of the insulating resin layer located on one end side in the coil axis direction projects more than the first projecting portion of at least one of the other insulating resin layers. Characterized by short volume.
  • the first protruding portion of the insulating resin layer located on the one end side in the coil axial direction is short, it becomes easy to embed the third magnetic member in the inner diameter region from the one end side in the coil axial direction. Moreover, since more magnetic members can be embedded in the inner diameter region, it is also possible to increase the inductance.
  • some of the first protrusions may have a longer protrusion amount from one end side to the other end side in the coil axial direction. Also in this case, it becomes easier to embed the third magnetic member in the inner diameter region from one end side in the coil axial direction. Moreover, since the protruding portion near the other end in the coil axial direction is relatively long, damage due to removal of the protruding portion can be minimized.
  • the first protrusion of the insulating resin layer positioned on the other end side in the coil axis direction among the plurality of insulating resin layers protrudes further than the first protrusion of at least one other insulating resin layer. It doesn't matter if the quantity is short. According to this, since more magnetic members can be embedded in the inner diameter region, the inductance is further increased.
  • the coil component according to the present invention further includes a fourth magnetic member located in the outer region of the spiral pattern, the plurality of insulating resin layers further having second protrusions protruding to the outer region, and the plurality of insulating resin layers Of these, the second protrusion of the insulating resin layer positioned on one end side in the coil axial direction may have a shorter protrusion amount than the second protrusion of at least one of the other insulating resin layers. According to this, when manufacturing a plurality of coil components by taking multiple pieces, it becomes easy to embed the fourth magnetic member in the outer region from the one end side in the coil axial direction. Moreover, since more magnetic members can be embedded in the outer region, it is also possible to increase the inductance.
  • a method for manufacturing a coil component according to the present invention includes a step of alternately laminating a plurality of conductor layers and a plurality of insulating resin layers each including a spiral pattern wound in a spiral shape and a sacrificial pattern located in an inner diameter region of the spiral pattern; forming a space in the inner diameter region of the spiral pattern by removing the sacrificial pattern; removing a part of the protruding portion composed of a plurality of insulating resin layers protruding into the space; and embedding a magnetic member in the space. characterized by comprising
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a coil component 1 according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the conductor layer 10.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the conductor layers 20 and 40.
  • FIG. FIG. 4 is a schematic plan view of the conductor layers 30 and 50.
  • FIG. FIG. 5 is a schematic plan view of the conductor layer 60.
  • FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the shapes of protrusions provided on the insulating resin layers 70 to 76.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the shape of the projecting portion according to the first modification.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the shape of the projecting portion according to the first modification.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the shape of the projecting portion according to the second modification.
  • FIG. 9 is a process diagram for explaining the method of manufacturing the coil component 1.
  • FIG. 10A and 10B are process diagrams for explaining the method of manufacturing the coil component 1.
  • FIG. 11 is a process diagram for explaining the method of manufacturing the coil component 1.
  • FIG. 12A and 12B are process diagrams for explaining the method of manufacturing the coil component 1.
  • FIG. 13A and 13B are process diagrams for explaining the method of manufacturing the coil component 1.
  • FIG. 14A and 14B are process diagrams for explaining the method of manufacturing the coil component 1.
  • FIG. 15A and 15B are process diagrams for explaining the method of manufacturing the coil component 1.
  • FIG. 16A and 16B are process diagrams for explaining the manufacturing method of the coil component 1.
  • FIG. 16A and 16B are process diagrams for explaining the manufacturing method of the coil component 1.
  • FIG. 17A and 17B are process diagrams for explaining the method of manufacturing the coil component 1.
  • FIG. 18 is a process diagram for explaining the manufacturing method of the coil component 1.
  • FIG. 19A and 19B are process diagrams for explaining the method of manufacturing the coil component 1.
  • FIG. 20 is a process diagram for explaining the method of manufacturing the coil component 1.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a coil component 1 according to one embodiment of the present invention.
  • the coil component 1 according to the first embodiment is a surface-mounted chip component, and as shown in FIG. 1, includes magnetic members M1 to M4 and coil patterns C embedded in the magnetic members M1 to M4. Although the configuration of the coil pattern C will be described later, in this embodiment, it is composed of spiral patterns SP1 to SP6 wound in a spiral for a plurality of turns.
  • the magnetic members M1 to M4 are composite members containing metal magnetic fillers such as iron (Fe) and permalloy-based materials, and resin binders. A liquid or powder epoxy resin is preferably used as the resin binder.
  • the materials forming the magnetic members M1 to M4 may be the same or different.
  • the magnetic member M1 is a portion that covers the coil pattern C from one side in the axial direction (upper side in FIG. 1), and the magnetic member M2 covers the coil pattern C from the other side in the axial direction (lower side in FIG. 1).
  • the magnetic member M3 is a portion embedded in the inner diameter region of the coil pattern C, and the magnetic member M4 is a portion located in the outer region of the coil pattern C in the radial direction.
  • the magnetic member M2 may be a magnetic substrate made of ferrite or the like.
  • the insulating resin layers 70 to 76 and the conductor layers 10, 20, 30, 40, 50, 60 are alternately laminated in the axial direction.
  • the planar shape of conductor layer 10 is shown in FIG. 2
  • the planar shape of conductor layers 20 and 40 is shown in FIG. 3
  • the planar shape of conductor layers 30 and 50 is shown in FIG. It is shown in FIG.
  • the conductor layers 10, 20, 30, 40, 50, 60 have spiral patterns SP1-SP6, respectively, and the upper or lower surfaces of the spiral patterns SP1-SP6 are covered with insulating resin layers 70-76.
  • the side surfaces of the spiral patterns SP1-SP6 are covered with portions of the insulating resin layers 71-76, respectively.
  • the upper and lower surfaces of the spiral patterns SP1 to SP6 refer to surfaces substantially perpendicular to the coil axis
  • the side surfaces of the spiral patterns SP1 to SP6 refer to surfaces substantially perpendicular to the radial direction.
  • the spiral patterns SP1-SP6 constitute one coil conductor by being connected to each other through via holes formed in the insulating resin layers 71-75.
  • Copper (Cu) is preferably used as the material for the conductor layers 10, 20, 30, 40, 50, and 60.
  • the conductor layer 10 is the first conductor layer formed on the upper surface of the magnetic member M2 via the insulating resin layer 70, and as shown in FIG. , and two electrode patterns 11 and 12 .
  • the lower surface of the spiral pattern SP1 is covered with an insulating resin layer 70, and the side and upper surfaces of the spiral pattern SP1 are covered with an insulating resin layer 71.
  • the insulating resin layer 71 is interposed between the spiral pattern SP1 and the magnetic members M3 and M4.
  • the electrode pattern 11 is connected to the outer peripheral end of the spiral pattern SP1.
  • the electrode pattern 12 is provided independently of the spiral pattern SP1.
  • the conductor layer 20 is a second conductor layer formed on the upper surface of the conductor layer 10 with an insulating resin layer 71 interposed therebetween. , and two electrode patterns 21 and 22 .
  • the lower surface of the spiral pattern SP2 is covered with an insulating resin layer 71, and the side and upper surfaces of the spiral pattern SP2 are covered with an insulating resin layer 72.
  • the insulating resin layer 72 is interposed between the spiral pattern SP2 and the magnetic members M3 and M4. Both the electrode patterns 21 and 22 are provided independently of the spiral pattern SP2.
  • the conductor layer 30 is a third conductor layer formed on the upper surface of the conductor layer 20 with an insulating resin layer 72 interposed therebetween, and as shown in FIG. , and two electrode patterns 31 and 32 .
  • the lower surface of the spiral pattern SP3 is covered with an insulating resin layer 72, and the side and upper surfaces of the spiral pattern SP3 are covered with an insulating resin layer 73.
  • the insulating resin layer 73 is interposed between the spiral pattern SP3 and the magnetic members M3 and M4. Both the electrode patterns 31 and 32 are provided independently of the spiral pattern SP3.
  • the conductor layer 40 is a fourth conductor layer formed on the upper surface of the conductor layer 30 with an insulating resin layer 73 interposed therebetween, and as shown in FIG. , and two electrode patterns 41 and 42 .
  • the lower surface of the spiral pattern SP4 is covered with an insulating resin layer 73, and the side and upper surfaces of the spiral pattern SP4 are covered with an insulating resin layer 74.
  • the insulating resin layer 74 is interposed between the spiral pattern SP4 and the magnetic members M3 and M4. Both the electrode patterns 41 and 42 are provided independently of the spiral pattern SP4.
  • the conductor layer 50 is a fifth conductor layer formed on the upper surface of the conductor layer 40 with an insulating resin layer 74 interposed therebetween. , and two electrode patterns 51 and 52 .
  • the lower surface of the spiral pattern SP5 is covered with an insulating resin layer 74, and the side and upper surfaces of the spiral pattern SP5 are covered with an insulating resin layer 75.
  • the insulating resin layer 75 is interposed between the spiral pattern SP5 and the magnetic members M3 and M4. Both the electrode patterns 51 and 52 are provided independently of the spiral pattern SP5.
  • the conductor layer 60 is a sixth conductor layer formed on the upper surface of the conductor layer 50 with an insulating resin layer 75 interposed therebetween, and as shown in FIG. It has a pattern SP6 and two electrode patterns 61 and 62 .
  • the lower surface of the spiral pattern SP6 is covered with an insulating resin layer 75, and the side and upper surfaces of the spiral pattern SP6 are covered with an insulating resin layer 76.
  • the insulating resin layer 76 is interposed between the spiral pattern SP6 and the magnetic members M3 and M4.
  • the electrode pattern 62 is connected to the outer peripheral edge of the spiral pattern SP6.
  • the electrode pattern 61 is provided independently of the spiral pattern SP6.
  • the inner peripheral end of the spiral pattern SP1 and the inner peripheral end of the spiral pattern SP2 are connected via a via conductor 81 which is a part of the conductor layer 20 and provided to penetrate the insulating resin layer 71 .
  • the outer peripheral end of the spiral pattern SP2 and the outer peripheral end of the spiral pattern SP3 are connected via a via conductor 82 which is a part of the conductor layer 30 and provided to penetrate the insulating resin layer 72 .
  • the inner peripheral end of the spiral pattern SP3 and the inner peripheral end of the spiral pattern SP4 are connected via a via conductor 83 which is a part of the conductor layer 40 and provided to penetrate the insulating resin layer 73 .
  • the outer peripheral end of the spiral pattern SP4 and the outer peripheral end of the spiral pattern SP5 are connected via a via conductor 84 which is a part of the conductor layer 50 and provided to penetrate the insulating resin layer material 74 .
  • the inner peripheral end of the spiral pattern SP5 and the inner peripheral end of the spiral pattern SP6 are connected via a via conductor 85 which is a part of the conductor layer 60 and provided to penetrate the insulating resin layer 75 .
  • the spiral patterns SP1 to SP6 are connected in series to form a coil conductor consisting of multiple turns.
  • the electrode patterns 11, 21, 31, 41, 51, 61 are exposed from the magnetic members M1 to M4 and used as one external terminal.
  • the electrode patterns 12, 22, 32, 42, 52, 62 are exposed from the magnetic members M1 to M4 and used as the other external terminals.
  • the insulating resin layers 70 to 76 have protruding portions protruding to the inner diameter region and the outer region.
  • the amount of protrusion in the radial direction of the protrusion is not constant between the insulating resin layers 70 to 76, and there are both long and short protrusions.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the shape of the protrusions provided on the insulating resin layers 70-76.
  • the insulating resin layers 70 to 75 have projecting portions 70a to 75a projecting to the inner diameter region and the outer region, respectively.
  • the projection amounts in the radial direction of the projecting portions 71a to 75a are respectively L1 to L5, L1>L2>L3>L4>L5 is.
  • the insulating resin layers 71 to 75 positioned between the two conductor layers have gradually shorter protrusion amounts L1 to L5 from the lower layer to the upper layer, and the protrusion 75a of the insulating resin layer 75 has the shortest protrusion amount.
  • the projecting portion 70 a of the insulating resin layer 70 positioned at the bottom layer may have a projecting amount L 0 that is approximately the same as the projecting amount L 1 of the projecting portion 71 a of the insulating resin layer 71 .
  • the insulating resin layer 76 located on the uppermost layer does not have a projecting portion, but the insulating resin layer 76 may also have a projecting portion.
  • the amount of protrusion of the spiral patterns SP1 to SP6 toward the inner diameter region and the amount of protrusion of the spiral patterns SP1 to SP6 toward the outer region may be the same or different.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the shape of the projecting portion according to the first modified example.
  • the insulating resin layers 74 and 75 are not provided with protrusions. In this way, a portion of the insulating resin layer positioned between the two conductor layers does not need to have a protruding portion.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the shape of the projecting portion according to the second modified example.
  • the projection amount L1 of the projecting portion 71a provided in the insulating resin layer 71 is shortened, and is at least shorter than the projecting amount L2 of the projecting portion 72a.
  • the insulating resin layer 70 is not provided with a protruding portion.
  • the projection amounts L1 to L5 gradually decrease from the lower layer to the upper layer, and the projection amount L1 of the projecting portion 71a may be shorter than the projecting amount L2 of the projecting portion 72a.
  • the protrusion amounts L1 to L5 of the insulating resin layers 71 to 75 protruding to the inner diameter region and the outer region of the spiral patterns SP1 to SP6 are partially shortened. Accordingly, the volumes of the magnetic members M3 and M4 filled in the inner and outer regions are increased. This makes it possible to increase the inductance without increasing the chip size.
  • FIGS. 9 to 20 are process diagrams for explaining the method of manufacturing the coil component 1 according to this embodiment.
  • the process diagrams shown in FIGS. 9 to 20 show a cross section corresponding to one coil component 1, but in reality, a large number of coil components 1 are produced simultaneously using an assembly board. can do.
  • a support having a metal foil 91 such as copper (Cu) provided on the surface of a base material 90 is prepared, and an insulating resin layer 70 and a seed layer S are formed on the surface of the metal foil 91 (FIG. 9).
  • a resist pattern R is formed on the surface of the seed layer S (FIG. 10).
  • the resist pattern R is a negative pattern of the conductor layer 10 .
  • the conductor layer 10 is formed by growing the seed layer S by electroplating (FIG. 11).
  • the sacrificial pattern VP3 is formed in the inner area of the spiral pattern SP1
  • the sacrificial pattern VP4 is formed in the outer area of the spiral pattern SP1.
  • the seed layer S exposed in the removed portion of the resist pattern R is removed by etching (FIG. 12).
  • the spiral pattern SP1 and the sacrificial patterns VP3 and VP4 are electrically separated by the spiral slit SL.
  • an insulating resin layer 71 and a metal foil 92 are formed on the surface of the conductor layer 10 so as to fill the slit SL (FIG. 13).
  • the insulating resin layer 71 and the metal foil 92 can be formed by a lamination method.
  • the metal foil 92 is patterned to remove portions of the metal foil 92 overlapping the sacrificial patterns VP3 and VP4, and then blasting is performed using the metal foil 92 as a mask to expose the sacrificial patterns VP3 and VP4 ( Figure 14).
  • openings for forming via conductors 81 are formed in insulating resin layer 71 by laser processing. The formation of the conductor layer 10 and the insulating resin layer 71 is completed by the above steps.
  • a conductor layer 60 and an insulating resin layer 76 are sequentially formed (FIG. 16).
  • the conductor layers 20, 30, 40, 50, and 60 also include the sacrificial pattern VP3 in the inner diameter region of the spiral patterns SP2-SP6, and the sacrificial pattern VP4 in the outer region of the spiral patterns SP2-SP6.
  • the sacrificial patterns VP3 and VP4 of the conductor layer 60 located on the uppermost layer are exposed from openings provided in the insulating resin layer 76. As shown in FIG.
  • the sacrificial patterns VP3 and VP4 are removed (FIG. 17). Since the spiral patterns SP1-SP6 are covered with the insulating resin layers 70-76, they are not etched. As a result, a space S3 is formed in the inner diameter region of the spiral patterns SP1 to SP6, and a space S4 is formed in the outer region of the spiral patterns SP1 to SP6. Part of the insulating resin layers 71 to 76 protrudes into the spaces S3 and S4. At this point, there is no substantial difference in the amount of protrusion of the insulating resin layers 71-76 into the spaces S3 and S4.
  • the laser processing may be performed while the upper surface of the insulating resin layer 76 is covered with a metal foil so that the upper surface of the insulating resin layer 76 is not damaged. Alternatively, blasting may be performed instead of laser processing.
  • the laser processing or blast processing conditions are set so that the portions of the insulating resin layers 70 to 76 that should not be removed are not severely damaged, thereby exposing them to the spaces S3 and S4. Alternatively, the protruding insulating resin layers 70 to 76 are partially removed.
  • the magnetic members M3 and M4 that fill the spaces S3 and S4 are formed, and the magnetic member M1 that covers the insulating resin layer 76 is formed (FIG. 19).
  • the magnetic members M3 and M4 embedded in the spaces S3 and S4 are pushed from the upper insulating resin layer 76 side to the lower insulating resin layer 70 side, as described with reference to FIGS.
  • the insulating resin layer located in the upper layer is processed so that the protruding amount becomes shorter, the work of embedding the magnetic members M3 and M4 can be efficiently performed, and the magnetic members M3 and M4 are placed in the spaces S3 and S4. Voids that do not exist are less likely to occur.
  • the base material 90 and the metal foil 91 are removed (FIG. 20).
  • the coil component 1 according to the present embodiment shown in FIG. 1 is completed by separating into individual pieces by dicing.
  • the magnetic members M3 and M4 are exposed to the spaces S3 and S4 before the magnetic members M3 and M4 are embedded in the spaces S3 and S4.
  • the magnetic members M3 and M4 can be embedded smoothly, and the spaces S3 and S4 are enlarged to increase the volume of the magnetic members M3 and M4. increases.
  • the insulating resin layers 70 to 76 that are exposed or protrude into the spaces S3 and S4 are only partially removed, portions of the insulating resin layers 70 to 76 that should not be removed are greatly damaged.
  • the insulating resin layers 70 to 76 that should not be removed are greatly damaged.

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Abstract

【課題】スパイラルパターンの内径領域に磁性部材を埋め込みやすい構造を有するコイル部品を提供する。 【解決手段】コイル部品１は、磁性部材Ｍ１，Ｍ２間に配置され、それぞれスパイラル状に巻回されたスパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６を含む導体層１０～６０と、導体層１０～６０間にそれぞれ設けられた絶縁樹脂層７１～７５と、スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６の内径領域に埋め込まれた磁性部材Ｍ３とを備える。絶縁樹脂層７１～７５は内径領域に突出する突出部を有する。絶縁樹脂層７５の突出部は、他の少なくとも一つの絶縁樹脂層の突出部よりも突出量が短い。これにより、コイル軸方向の一端側から内径領域に磁性部材Ｍ３を埋め込みやすくなる。しかも、より多くの磁性部材Ｍ３を内径領域に埋め込むことができることから、インダクタンスを高めることも可能となる。

Description

コイル部品及びその製造方法
　本発明はコイル部品及びその製造方法に関し、特に、スパイラル状に巻回されたスパイラルパターンの内径領域に磁性部材が埋め込まれた構造を有するコイル部品及びその製造方法に関する。
　スパイラル状に巻回されたスパイラルパターンが積層された構造を有する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は、スパイラルパターンの内径領域に磁性部材が埋め込まれた構造を有しており、これによりインダクタンスが高められている。
特開２０１９－１４０２０２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においては、スパイラルパターンの内径領域に絶縁樹脂層の一部が突出していることから、このような突出部によって磁性部材の埋め込みが妨げられるおそれがあった。
　したがって、本発明は、スパイラルパターンの内径領域に磁性部材を埋め込みやすい構造を有するコイル部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
　本発明によるコイル部品は、第１及び第２の磁性部材と、第１の磁性部材と第２の磁性部材の間に配置され、それぞれスパイラル状に巻回されたスパイラルパターンを含む複数の導体層と、複数の導体層間にそれぞれ設けられた複数の絶縁樹脂層と、スパイラルパターンの内径領域に埋め込まれた第３の磁性部材とを備え、複数の絶縁樹脂層は内径領域に突出する第１の突出部を有し、複数の絶縁樹脂層のうちコイル軸方向の一端側に位置する絶縁樹脂層の第１の突出部は、他の少なくとも一つの絶縁樹脂層の第１の突出部よりも突出量が短いことを特徴とする。
　本発明によれば、コイル軸方向の一端側に位置する絶縁樹脂層の第１の突出部が短いことから、コイル軸方向の一端側から内径領域に第３の磁性部材を埋め込みやすくなる。しかも、より多くの磁性部材を内径領域に埋め込むことができることから、インダクタンスを高めることも可能となる。
　本発明において、第１の突出部のいくつかは、コイル軸方向の一端側から他端側に向かって突出量が長くなっても構わない。この場合も、コイル軸方向の一端側から内径領域に第３の磁性部材を埋め込みやすくなる。しかも、コイル軸方向の他端側に近い突出部は比較的長いことから、突出部の除去に伴うダメージが最小限に抑えられる。
　本発明において、複数の絶縁樹脂層のうちコイル軸方向の他端側に位置する絶縁樹脂層の第１の突出部は、他の少なくとも一つの絶縁樹脂層の第１の突出部よりも、突出量が短くても構わない。これによれば、より多くの磁性部材を内径領域に埋め込むことができることから、インダクタンスがより高められる。
　本発明によるコイル部品は、スパイラルパターンの外側領域に位置する第４の磁性部材をさらに備え、複数の絶縁樹脂層は外側領域に突出する第２の突出部をさらに有し、複数の絶縁樹脂層のうちコイル軸方向の一端側に位置する絶縁樹脂層の第２の突出部は、他の少なくとも一つの絶縁樹脂層の第２の突出部よりも、突出量が短くても構わない。これによれば、複数のコイル部品を多数個取りによって作製する際に、コイル軸方向の一端側から外側領域に第４の磁性部材を埋め込みやすくなる。しかも、より多くの磁性部材を外側領域に埋め込むことができることから、インダクタンスを高めることも可能となる。
　本発明によるコイル部品の製造方法は、スパイラル状に巻回されたスパイラルパターン及びスパイラルパターンの内径領域に位置する犠牲パターンを含む複数の導体層と複数の絶縁樹脂層を交互に積層する工程と、犠牲パターンを除去することによってスパイラルパターンの内径領域に空間を形成する工程と、空間に突出する複数の絶縁樹脂層からなる突出部の一部を除去する工程と、空間に磁性部材を埋め込む工程とを備えることを特徴とする。
　本発明によれば、絶縁樹脂層からなる突出部の一部を除去していることから、空間に磁性部材を埋め込みやすくなる。
　このように、本発明によれば、スパイラルパターンの内径領域に磁性部材を埋め込みやすい構造を有するコイル部品及びその製造方法を提供することが可能となる。
図１は、本発明の一実施形態によるコイル部品１の構造を説明するための略断面図である。 図２は、導体層１０の略平面図である。 図３は、導体層２０，４０の略平面図である。 図４は、導体層３０，５０の略平面図である。 図５は、導体層６０の略平面図である。 図６は、絶縁樹脂層７０～７６に設けられた突出部の形状を説明するための模式的な断面図である。 図７は、第１の変形例による突出部の形状を説明するための模式的な断面図である。 図８は、第２の変形例による突出部の形状を説明するための模式的な断面図である。 図９は、コイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。 図１０は、コイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。 図１１は、コイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。 図１２は、コイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。 図１３は、コイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。 図１４は、コイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。 図１５は、コイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。 図１６は、コイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。 図１７は、コイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。 図１８は、コイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。 図１９は、コイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。 図２０は、コイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。
　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、本発明の一実施形態によるコイル部品１の構造を説明するための略断面図である。
　第１の実施形態によるコイル部品１は表面実装型のチップ部品であり、図１に示すように、磁性部材Ｍ１～Ｍ４と、磁性部材Ｍ１～Ｍ４に埋め込まれたコイルパターンＣとを備える。コイルパターンＣの構成については後述するが、本実施形態においてはスパイラル状に複数ターン巻回されたスパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６からなる。
　磁性部材Ｍ１～Ｍ４は、鉄（Ｆｅ）やパーマロイ系材料などからなる金属磁性体フィラーと樹脂バインダーを含む複合部材であり、コイルパターンＣ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。樹脂バインダーとしては、液状又は粉体のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。磁性部材Ｍ１～Ｍ４を構成する材料は、互いに同じであっても構わないし、互いに異なっていても構わない。ここで、磁性部材Ｍ１はコイルパターンＣを軸方向における一方側（図１に示す上側）から覆う部分であり、磁性部材Ｍ２はコイルパターンＣを軸方向における他方側（図１に示す下側）から覆う部分であり、磁性部材Ｍ３はコイルパターンＣの内径領域に埋め込まれた部分であり、磁性部材Ｍ４はコイルパターンＣの径方向における外側領域に位置する部分である。磁性部材Ｍ２については、フェライトなどからなる磁性基板であっても構わない。
　図１に示すように、絶縁樹脂層７０～７６と導体層１０，２０，３０，４０，５０，６０は、軸方向に交互に積層されている。導体層１０の平面形状は図２に示され、導体層２０，４０の平面形状は図３に示され、導体層３０，５０の平面形状は図４に示され、導体層６０の平面形状は図５に示されている。導体層１０，２０，３０，４０，５０，６０はそれぞれスパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６を有しており、スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６の上面又は下面が絶縁樹脂層７０～７６で覆われている。スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６の側面は、それぞれ絶縁樹脂層７１～７６の一部で覆われている。ここで、スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６の上面及び下面とは、コイル軸に対して略垂直な面を指し、スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６の側面とは、径方向に対して略垂直な面を指す。
　スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６は、絶縁樹脂層７１～７５に形成されたビアホールを介して互いに接続されることにより、１つのコイル導体を構成している。導体層１０，２０，３０，４０，５０，６０の材料としては、銅（Ｃｕ）を用いることが好ましい。絶縁樹脂層７０～７６のうち、少なくとも絶縁樹脂層７１～７５については非磁性材料が用いられる。最下層に位置する絶縁樹脂層７０や、最上層に位置する絶縁樹脂層７６については、磁性を有していても構わない。
　導体層１０は、磁性部材Ｍ２の上面に絶縁樹脂層７０を介して形成された１層目の導体層であり、図２に示すように、スパイラル状に約３ターン巻回されたスパイラルパターンＳＰ１と、２つの電極パターン１１，１２を有している。スパイラルパターンＳＰ１の下面は絶縁樹脂層７０で覆われ、スパイラルパターンＳＰ１の側面及び上面は絶縁樹脂層７１で覆われている。これにより、スパイラルパターンＳＰ１と磁性部材Ｍ３，Ｍ４の間には、絶縁樹脂層７１が介在する。電極パターン１１は、スパイラルパターンＳＰ１の外周端に接続されている。電極パターン１２は、スパイラルパターンＳＰ１とは独立して設けられている。
　導体層２０は、導体層１０の上面に絶縁樹脂層７１を介して形成された２層目の導体層であり、図３に示すように、スパイラル状に約３ターン巻回されたスパイラルパターンＳＰ２と、２つの電極パターン２１，２２を有している。スパイラルパターンＳＰ２の下面は絶縁樹脂層７１で覆われ、スパイラルパターンＳＰ２の側面及び上面は絶縁樹脂層７２で覆われている。これにより、スパイラルパターンＳＰ２と磁性部材Ｍ３，Ｍ４の間には、絶縁樹脂層７２が介在する。電極パターン２１，２２は、いずれもスパイラルパターンＳＰ２とは独立して設けられている。
　導体層３０は、導体層２０の上面に絶縁樹脂層７２を介して形成された３層目の導体層であり、図４に示すように、スパイラル状に約３ターン巻回されたスパイラルパターンＳＰ３と、２つの電極パターン３１，３２を有している。スパイラルパターンＳＰ３の下面は絶縁樹脂層７２で覆われ、スパイラルパターンＳＰ３の側面及び上面は絶縁樹脂層７３で覆われている。これにより、スパイラルパターンＳＰ３と磁性部材Ｍ３，Ｍ４の間には、絶縁樹脂層７３が介在する。電極パターン３１，３２は、いずれもスパイラルパターンＳＰ３とは独立して設けられている。
　導体層４０は、導体層３０の上面に絶縁樹脂層７３を介して形成された４層目の導体層であり、図３に示すように、スパイラル状に約３ターン巻回されたスパイラルパターンＳＰ４と、２つの電極パターン４１，４２を有している。スパイラルパターンＳＰ４の下面は絶縁樹脂層７３で覆われ、スパイラルパターンＳＰ４の側面及び上面は絶縁樹脂層７４で覆われている。これにより、スパイラルパターンＳＰ４と磁性部材Ｍ３，Ｍ４の間には、絶縁樹脂層７４が介在する。電極パターン４１，４２は、いずれもスパイラルパターンＳＰ４とは独立して設けられている。
　導体層５０は、導体層４０の上面に絶縁樹脂層７４を介して形成された５層目の導体層であり、図４に示すように、スパイラル状に約３ターン巻回されたスパイラルパターンＳＰ５と、２つの電極パターン５１，５２を有している。スパイラルパターンＳＰ５の下面は絶縁樹脂層７４で覆われ、スパイラルパターンＳＰ５の側面及び上面は絶縁樹脂層７５で覆われている。これにより、スパイラルパターンＳＰ５と磁性部材Ｍ３，Ｍ４の間には、絶縁樹脂層７５が介在する。電極パターン５１，５２は、いずれもスパイラルパターンＳＰ５とは独立して設けられている。
　導体層６０は、導体層５０の上面に絶縁樹脂層７５を介して形成された６層目の導体層であり、図５に示すように、スパイラル状に約２．５ターン巻回されたスパイラルパターンＳＰ６と、２つの電極パターン６１，６２を有している。スパイラルパターンＳＰ６の下面は絶縁樹脂層７５で覆われ、スパイラルパターンＳＰ６の側面及び上面は絶縁樹脂層７６で覆われている。これにより、スパイラルパターンＳＰ６と磁性部材Ｍ３，Ｍ４の間には、絶縁樹脂層７６が介在する。電極パターン６２は、スパイラルパターンＳＰ６の外周端に接続されている。電極パターン６１は、スパイラルパターンＳＰ６とは独立して設けられている。
　そして、スパイラルパターンＳＰ１の内周端とスパイラルパターンＳＰ２の内周端は、導体層２０の一部であり絶縁樹脂層７１を貫通して設けられたビア導体８１を介して接続される。スパイラルパターンＳＰ２の外周端とスパイラルパターンＳＰ３の外周端は、導体層３０の一部であり絶縁樹脂層７２を貫通して設けられたビア導体８２を介して接続される。スパイラルパターンＳＰ３の内周端とスパイラルパターンＳＰ４の内周端は、導体層４０の一部であり絶縁樹脂層７３を貫通して設けられたビア導体８３を介して接続される。スパイラルパターンＳＰ４の外周端とスパイラルパターンＳＰ５の外周端は、導体層５０の一部であり絶縁樹脂層材７４を貫通して設けられたビア導体８４を介して接続される。スパイラルパターンＳＰ５の内周端とスパイラルパターンＳＰ６の内周端は、導体層６０の一部であり絶縁樹脂層７５を貫通して設けられたビア導体８５を介して接続される。これにより、スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６が直列に接続され、複数ターンからなるコイル導体が形成される。また、電極パターン１１，２１，３１，４１，５１，６１は磁性部材Ｍ１～Ｍ４から露出し、一方の外部端子として用いられる。電極パターン１２，２２，３２，４２，５２，６２は磁性部材Ｍ１～Ｍ４から露出し、他方の外部端子として用いられる。
　図１に示すように、絶縁樹脂層７０～７６の少なくとも一部は、内径領域及び外側領域に突出する突出部を有している。突出部の径方向における突出量は絶縁樹脂層７０～７６間において一定ではなく、突出部の長さが長いものと短いものが混在している。
　図６は、絶縁樹脂層７０～７６に設けられた突出部の形状を説明するための模式的な断面図である。
　図６に示す例では、絶縁樹脂層７０～７５が内径領域及び外側領域に突出する突出部７０ａ～７５ａをそれぞれ有している。ここで、突出部７１ａ～７５ａの径方向における突出量をそれぞれＬ１～Ｌ５とすると、
　　Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４＞Ｌ５
である。つまり、２つの導体層間に位置する絶縁樹脂層７１～７５は、下層から上層に向かって突出量Ｌ１～Ｌ５が徐々に短くなり、絶縁樹脂層７５の突出部７５ａの突出量が最も短い。最下層に位置する絶縁樹脂層７０の突出部７０ａの突出量Ｌ０については、絶縁樹脂層７１の突出部７１ａの突出量Ｌ１と同程度であっても構わない。図６に示す例では、最上層に位置する絶縁樹脂層７６については突出部を有していないが、絶縁樹脂層７６についても突出部を有していても構わない。また、スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６の内径領域への突出量と、スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６の外側領域への突出量は、互いに同じであっても構わないし、異なっていても構わない。
　図７は、第１の変形例による突出部の形状を説明するための模式的な断面図である。図７に示す例では、絶縁樹脂層７４，７５に突出部が設けられていない。このように、２つの導体層間に位置する一部の絶縁樹脂層については、突出部が存在しなくても構わない。
　図８は、第２の変形例による突出部の形状を説明するための模式的な断面図である。図８に示す例では、絶縁樹脂層７１に設けられた突出部７１ａの突出量Ｌ１が短縮されており、少なくとも突出部７２ａの突出量Ｌ２よりも短い。また、絶縁樹脂層７０に突出部が設けられていない。このように、下層から上層に向かって突出量Ｌ１～Ｌ５が徐々に短くなる点は必須でなく、突出部７１ａの突出量Ｌ１については突出部７２ａの突出量Ｌ２よりも短くても構わない。
　このように、本実施形態によるコイル部品１は、スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６の内径領域及び外側領域に突出する絶縁樹脂層７１～７５の突出量Ｌ１～Ｌ５の一部が短縮されていることから、その分、内径領域及び外側領域に充填される磁性部材Ｍ３，Ｍ４のボリュームが増加する。これにより、チップサイズを拡大することなくインダクタンスを高めることが可能となる。
　次に、本実施形態によるコイル部品１の製造方法について説明する。
　図９～図２０は、本実施形態によるコイル部品１の製造方法を説明するためのプロセス図である。図９～図２０に示す工程図は、１個のコイル部品１に対応する断面を示しているが、実際には、集合基板を用いて多数のコイル部品１を同時に作製することによって多数個取りすることができる。
　まず、基材９０の表面に銅（Ｃｕ）などの金属箔９１が設けられた支持体を用意し、金属箔９１の表面に絶縁樹脂層７０及びシード層Ｓを形成する（図９）。次に、シード層Ｓの表面にレジストパターンＲを形成する（図１０）。レジストパターンＲは、導体層１０のネガパターンである。この状態で、電解メッキによってシード層Ｓを成長させることにより、導体層１０を形成する（図１１）。この時、スパイラルパターンＳＰ１の内径領域には犠牲パターンＶＰ３が形成され、スパイラルパターンＳＰ１の外側領域には犠牲パターンＶＰ４が形成される。
　次に、レジストパターンＲを剥離した後、レジストパターンＲの剥離部分に露出するシード層Ｓをエッチングにより除去する（図１２）。これにより、スパイラルパターンＳＰ１と犠牲パターンＶＰ３，ＶＰ４がスパイラル状のスリットＳＬによって電気的に分離される。次に、スリットＳＬを埋めるよう、導体層１０の表面に絶縁樹脂層７１及び金属箔９２を形成する（図１３）。絶縁樹脂層７１及び金属箔９２の形成は、ラミネート法によって行うことができる。次に、金属箔９２をパターニングすることによって、犠牲パターンＶＰ３，ＶＰ４と重なる部分の金属箔９２を除去した後、金属箔９２をマスクとしてブラスト加工することにより、犠牲パターンＶＰ３，ＶＰ４を露出させる（図１４）。次に、金属箔９２を除去した後（図１５）、レーザー加工によって絶縁樹脂層７１にビア導体８１（図２参照）を形成するための開口部を形成する。以上の工程により、導体層１０及び絶縁樹脂層７１の形成が完了する。
　その後、図９～図１５に示す工程を繰り返すことにより、導体層２０、絶縁樹脂層７２、導体層３０、絶縁樹脂層７３、導体層４０、絶縁樹脂層７４、導体層５０、絶縁樹脂層７５、導体層６０、絶縁樹脂層７６を順次形成する（図１６）。導体層２０，３０，４０，５０，６０においても、スパイラルパターンＳＰ２～ＳＰ６の内径領域には犠牲パターンＶＰ３が含まれ、スパイラルパターンＳＰ２～ＳＰ６の外側領域には犠牲パターンＶＰ４が含まれている。最上層に位置する導体層６０の犠牲パターンＶＰ３，ＶＰ４は、絶縁樹脂層７６に設けられた開口部から露出している。
　この状態でウェットエッチングを行うことにより、犠牲パターンＶＰ３，ＶＰ４を除去する（図１７）。スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６については、絶縁樹脂層７０～７６で覆われているため、エッチングされることはない。これにより、スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６の内径領域には空間Ｓ３が形成され、スパイラルパターンＳＰ１～ＳＰ６の外側領域には空間Ｓ４が形成される。また、空間Ｓ３，Ｓ４には、絶縁樹脂層７１～７６の一部が突出する。この時点では、空間Ｓ３，Ｓ４への絶縁樹脂層７１～７６の突出量に実質的な差はない。
　次に、空間Ｓ３，Ｓ４に露出する絶縁樹脂層７０及び空間Ｓ３，Ｓ４に突出する絶縁樹脂層７１～７６にレーザービーム９３を照射することによって、絶縁樹脂層７０の露出部の一部及び絶縁樹脂層７１～７６の突出部の一部を除去する（図１８）。この時、絶縁樹脂層７６の上面がダメージを受けないよう、絶縁樹脂層７６の上面を金属箔で覆った状態でレーザー加工を行っても構わない。或いは、レーザー加工の代わりにブラスト加工を行っても構わない。
　この時、空間Ｓ３，Ｓ４に露出又は突出する絶縁樹脂層７０～７６を全て除去することが理想的であるが、空間Ｓ３，Ｓ４に露出又は突出する絶縁樹脂層７０～７６を全て除去するためには、長時間の加工が必要になるだけでなく、絶縁樹脂層７０～７６のうち除去すべきでない部分に加わるダメージが大きくなる。このため、空間Ｓ３，Ｓ４に露出又は突出する絶縁樹脂層７０～７６の全てを除去するのではなく、図６及び図７を用いて説明したように、上層に位置する絶縁樹脂層ほど突出量が短くなるような条件で、突出部を部分的に除去する。条件によっては、図８を用いて説明したように、下層の絶縁樹脂層７１の突出量も短くなる。これは、金属箔９１によって反射したレーザービーム９３が絶縁樹脂層７１の突出部に照射されるためである。このように、本実施形態においては、絶縁樹脂層７０～７６のうち除去すべきでない部分に大きなダメージが加わらないよう、レーザー加工又はブラスト加工の条件を設定することによって、空間Ｓ３，Ｓ４に露出又は突出する絶縁樹脂層７０～７６を部分的に除去する。
　次に、空間Ｓ３，Ｓ４を埋める磁性部材Ｍ３，Ｍ４を形成するとともに、絶縁樹脂層７６を覆う磁性部材Ｍ１を形成する（図１９）。空間Ｓ３，Ｓ４に埋め込まれる磁性部材Ｍ３，Ｍ４は、上層に位置する絶縁樹脂層７６側から下層に位置する絶縁樹脂層７０側へと押し込まれるが、図６～図８を用いて説明したように、上層に位置する絶縁樹脂層ほど突出量が短くなるよう加工されていることから、磁性部材Ｍ３，Ｍ４の埋め込み作業を効率よく行うことができるとともに、空間Ｓ３，Ｓ４に磁性部材Ｍ３，Ｍ４の存在しないボイドなどが発生しにくい。次に、基材９０及び金属箔９１を除去する（図２０）。そして、絶縁樹脂層７０を覆う磁性部材Ｍ２を形成した後、ダイシングによって個片化すれば、図１に示した本実施形態によるコイル部品１が完成する。
　このように、本実施形態においては、犠牲パターンＶＰ３，ＶＰ４を除去することによって空間Ｓ３，Ｓ４を形成した後、空間Ｓ３，Ｓ４に磁性部材Ｍ３，Ｍ４を埋め込む前に、空間Ｓ３，Ｓ４に露出又は突出する絶縁樹脂層７０～７６の一部を除去していることから、磁性部材Ｍ３，Ｍ４の埋め込みをスムーズに行うことができるとともに、空間Ｓ３，Ｓ４の拡大によって磁性部材Ｍ３，Ｍ４のボリュームが増大する。しかも、空間Ｓ３，Ｓ４に露出又は突出する絶縁樹脂層７０～７６の除去を部分的な除去にとどめていることから、絶縁樹脂層７０～７６のうち除去すべきでない部分に大きなダメージが加わることもない。
　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。
１　　コイル部品
１０，２０，３０，４０，５０，６０　　導体層
１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２，５１，５２，６１，６２　　電極パターン
７０～７６　　絶縁樹脂層
７０ａ～７５ａ　　突出部
８１～８５　　ビア導体
９０　　基材
９１　　金属箔
９２　　金属箔
９３　　レーザービーム
Ｃ　　コイルパターン
Ｍ１～Ｍ４　　磁性部材
Ｒ　　レジストパターン
Ｓ　　シード層
Ｓ３，Ｓ４　　空間
ＳＬ　　スリット
ＳＰ１～ＳＰ６　　スパイラルパターン
ＶＰ３，ＶＰ４　　犠牲パターン

Claims (5)

  1. 　第１及び第２の磁性部材と、
    　前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材の間に配置され、それぞれスパイラル状に巻回されたスパイラルパターンを含む複数の導体層と、
    　前記複数の導体層間にそれぞれ設けられた複数の絶縁樹脂層と、
    　前記スパイラルパターンの内径領域に埋め込まれた第３の磁性部材と、を備え、
    　前記複数の絶縁樹脂層は、前記内径領域に突出する第１の突出部を有し、
    　前記複数の絶縁樹脂層のうちコイル軸方向の一端側に位置する絶縁樹脂層の前記第１の突出部は、他の少なくとも一つの絶縁樹脂層の前記第１の突出部よりも、突出量が短いことを特徴とするコイル部品。
  2. 　前記第１の突出部のいくつかは、前記コイル軸方向の一端側から他端側に向かって突出量が長くなることを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
  3. 　前記複数の絶縁樹脂層のうち前記コイル軸方向の他端側に位置する絶縁樹脂層の前記第１の突出部は、他の少なくとも一つの絶縁樹脂層の前記第１の突出部よりも、突出量が短いことを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル部品。
  4. 　前記スパイラルパターンの外側領域に位置する第４の磁性部材をさらに備え、
    　前記複数の絶縁樹脂層は、前記外側領域に突出する第２の突出部をさらに有し、
    　前記複数の絶縁樹脂層のうち前記コイル軸方向の一端側に位置する絶縁樹脂層の前記第２の突出部は、他の少なくとも一つの絶縁樹脂層の前記第２の突出部よりも、突出量が短い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. 　スパイラル状に巻回されたスパイラルパターン及びスパイラルパターンの内径領域に位置する犠牲パターンを含む複数の導体層と複数の絶縁樹脂層を交互に積層する工程と、
    　前記犠牲パターンを除去することによって、前記スパイラルパターンの内径領域に空間を形成する工程と、
    　前記空間に突出する前記複数の絶縁樹脂層からなる突出部の一部を除去する工程と、
    　前記空間に磁性部材を埋め込む工程と、を備えることを特徴とするコイル部品の製造方法。
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