JP5874199B2 - コイル部品及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はコイル部品及びその製造方法に関し、特に、電解めっきによりプリント基板上に形成した平面スパイラル導体を有するコイル部品及びその製造方法に関する。

民生用又は産業用の電子機器分野では、電源用のインダクタとして表面実装型のコイル部品を用いることが多くなっている。表面実装型のコイル部品は、小型・薄型で電気的絶縁性に優れ、しかも低コストで製造できるためである。

表面実装型のコイル部品の具体的構造のひとつに、プリント回路基板技術を応用した平面コイル構造がある。製造工程の観点からこの構造を簡単に説明すると、まずプリント回路基板上に平面スパイラル導体形状のシードレイヤ（下地膜）を形成する。そして、めっき液中に浸してシードレイヤに直流電流（以下、「めっき電流」という）を流すことにより、めっき液中の金属イオンをシードレイヤ上に電着させる。これにより平面スパイラル導体が形成され、その後、形成した平面スパイラル導体を覆う絶縁樹脂層と、保護層及び磁路としての金属磁性粉含有樹脂層とを順次形成し、コイル部品が完成する。この構造によれば、寸法及び位置の精度を非常に高い値に維持でき、また、小型化及び薄型化が可能になる。特許文献１には、このような平面コイル構造を有する平面コイル素子が開示されている。

特開２００６−３１０７１６号公報

ところで、電源用のインダクタとして用いられるコイル部品では、できるだけ直流抵抗を下げることが求められる。そこで、両面に平面スパイラル導体を形成した基板（以下、「基本コイル部品」と称する）を複数個重ね、これらを並列接続することが検討されている。

複数個の基本コイル部品をただ重ねると、向かい合う２つの平面スパイラル導体が互いに接触することになる。この接触がすべて同一ターン同士での接触になるのであれば、平面スパイラル導体の膜厚が大きくなったことと等価であるので、特性上何ら問題は発生しない。しかし、実際には２つの基本コイル部品の位置を完全にコントロールすることはできず、多少なりとも目ズレが生ずるため、同一ターン同士以外での接触が生じてしまう可能性がある。

したがって、本発明の目的の一つは、複数個の基本コイル部品を重ねて配置する場合に、同一ターン同士での接触でない限り、向かい合う２つの平面スパイラル導体が互いに接触しないようにすることができるコイル部品及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明によるコイル部品は、第１の基板と、うら面が前記第１の基板のおもて面と対向するよう配置された第２の基板と、それぞれ前記第１の基板のおもて面及びうら面に電解めっきによって形成され、それぞれの内周端が前記第１の基板を貫通する第１のスパイラル導体を介して互いに接続された第１及び第２の平面スパイラル導体と、それぞれ前記第２の基板のおもて面及びうら面に電解めっきによって形成され、それぞれの内周端が前記第２の基板を貫通する第２のスパイラル導体を介して互いに接続された第３及び第４の平面スパイラル導体と、前記第２の平面スパイラル導体と前記第３の平面スパイラル導体との間に設けられた絶縁層と、前記第１の平面スパイラル導体の外周端及び前記第４の平面スパイラル導体の外周端と接続する第１の外部電極と、前記第２の平面スパイラル導体の外周端及び前記第３の平面スパイラル導体の外周端と接続する第２の外部電極とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、絶縁層を設けたので、向かい合う第２及び第３の平面スパイラル導体が互いに接触しないようにすることが可能になる。

上記コイル部品において、前記第２及び第３の平面スパイラル導体それぞれの最内周及び最外周の膜厚は、それぞれのその他の周の膜厚に比べて厚く、前記第２の平面スパイラル導体の最内周の頂面及び前記第３の平面スパイラル導体の最内周の頂面は、前記絶縁層を貫通して互いに接触し、前記第２の平面スパイラル導体の最外周の頂面及び前記第３の平面スパイラル導体の最外周の頂面は、前記絶縁層を貫通して互いに接触し、前記第２の平面スパイラル導体の最内周及び最外周以外の周の頂面及び前記第３の平面スパイラル導体の最内周及び最外周以外の周の頂面は、前記絶縁層によって互いに絶縁されることとしてもよい。これによれば、第２の平面スパイラル導体と第３の平面スパイラル導体の間で目ズレが発生したとしても、同一ターン同士以外での接触が発生することは避けられる。また、最内周と最外周が接触する程度まで２つの平面スパイラル導体を近づけることができるので、高インダクタンス及び低背化が実現される。なお、第２及び第３の平面スパイラル導体それぞれの最内周及び最外周の膜厚がそれぞれのその他の周の膜厚に比べて厚くなるのは、電解めっきの特徴である。

上記コイル部品において、前記第２の平面スパイラル導体の各周の膜厚は均一であり、前記第３の平面スパイラル導体の各周の膜厚は均一であることとしてもよい。電解めっきで形成された第２及び第３の平面スパイラル導体の各周の膜厚が均一であるということは、電解めっき処理後に、最内周及び最外周の膜厚を下げたことを意味する。したがって、上記コイル部品によれば、それぞれ電解めっきによって形成された第２の平面スパイラル導体と第３の平面スパイラル導体との間の距離（頂面間距離）を最小化できるので、高インダクタンス及び低背化が実現される。

上記コイル部品においてさらに、前記第１の平面スパイラル導体の各周の膜厚は均一であり、前記第４の平面スパイラル導体の各周の膜厚は均一であることとしてもよい。これによれば、さらなる低背化が実現される。

上記各コイル部品において、前記第１及び第４の平面スパイラル導体を覆う絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の上から前記第１及び第４の表面を覆う金属磁性粉含有樹脂層とをさらに備えることとしてもよい。これによれば、直流重畳特性に優れた電源用チョークコイルを得ることが可能になる。

また、本発明によるコイル部品の製造方法は、第１の基板のおもて面及びうら面にそれぞれ第１及び第２の平面スパイラル導体を電解めっきによって形成するとともに、前記第１の基板を貫通して前記第１の平面スパイラル導体の内周端と前記第２の平面スパイラル導体の内周端とを接続する第１のスルーホール導体を形成し、さらに、第２の基板のおもて面及びうら面にそれぞれ第３及び第４の平面スパイラル導体を電解めっきによって形成するとともに、前記第２の基板を貫通して前記第３の平面スパイラル導体の内周端と前記第４の平面スパイラル導体の内周端とを接続する第２のスルーホール導体を形成する導体形成工程と、前記第２の平面スパイラル導体の各周のうち少なくとも最外周及び最内周以外の周の頂面を覆う第１の絶縁樹脂層を形成するとともに、前記第３の平面スパイラル導体の各周のうち少なくとも最外周及び最内周以外の周の頂面を覆う第２の絶縁樹脂層を形成する絶縁樹脂層形成工程と、前記第１の基板のうら面と前記第２の基板のおもて面とが向き合うよう、前記第１及び第２の基板を重ねる積層工程と、前記第１の平面スパイラル導体の外周端及び前記第４の平面スパイラル導体の外周端と接続する第１の外部電極と、前記第２の平面スパイラル導体の外周端及び前記第３の平面スパイラル導体の外周端と接続する第２の外部電極とを形成する外部電極形成工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、第１及び第２の絶縁樹脂層を設けたので、少なくとも最外周及び最内周での同一ターン同士の接触を除き、向かい合う第２及び第３の平面スパイラル導体が互いに物理的に接触しないようにすることが可能になる。

上記コイル部品の製造方法において、前記第１の絶縁樹脂層は、前記第２の平面スパイラル導体の最外周及び最内周の頂面も覆い、前記第２の絶縁樹脂層は、前記第３の平面スパイラル導体の最外周及び最内周の頂面も覆い、前記絶縁樹脂層形成工程は、前記第１の絶縁樹脂層の表面を研磨することにより、前記第２の平面スパイラル導体の最外周及び最内周の頂面を前記第１の絶縁樹脂層の表面から露出させ、かつ、前記第２の絶縁樹脂層の表面を研磨することにより、前記第３の平面スパイラル導体の最外周及び最内周の頂面を前記第２の絶縁樹脂層の表面から露出させる研磨工程を含み、前記積層工程は、前記第２の平面スパイラル導体の最外周及び最内周の頂面が前記第１の絶縁樹脂層の表面から露出し、かつ前記第３の平面スパイラル導体の最外周及び最内周の頂面が前記第２の絶縁樹脂層の表面から露出した状態で、前記第１及び第２の基板を重ねることとしてもよい。これによれば、第２の平面スパイラル導体と第３の平面スパイラル導体の間で目ズレが発生したとしても、同一ターン同士以外での接触が発生することは避けられる。また、最内周と最外周が接触する程度まで２つの平面スパイラル導体を近づけることができるので、高インダクタンス及び低背化が実現される。

上記コイル部品の製造方法において、前記絶縁樹脂層形成工程は、前記第１の絶縁樹脂層の表面を研磨することにより、前記第２の平面スパイラル導体の各周の頂面を前記第１の絶縁樹脂層の表面から露出させ、かつ、前記第２の絶縁樹脂層の表面を研磨することにより、前記第３の平面スパイラル導体の各周の頂面を前記第２の絶縁樹脂層の表面から露出させる研磨工程と、前記第１の絶縁樹脂層の表面又は前記第２の絶縁樹脂層の表面のいずれか少なくとも一方を覆う第３の絶縁樹脂層を形成する工程とを含み、前記第２の平面スパイラル導体の各周の頂面と、前記第３の平面スパイラル導体の各周の頂面とは、前記第３の絶縁樹脂層によって絶縁されることとしてもよい。これによれば、それぞれ電解めっきによって形成された第２の平面スパイラル導体と第３の平面スパイラル導体との間の距離（頂面間距離）を最小化できるので、高インダクタンス及び低背化が実現される。

上記コイル部品の製造方法において、前記積層工程の後、前記第１及び第４の平面スパイラル導体を覆う第４の絶縁樹脂層を形成し、さらに、該第４の絶縁樹脂層の上から前記第１及び第４の表面を覆う金属磁性粉含有樹脂層を形成する工程と、前記金属磁性粉含有樹脂層の表面に絶縁層を形成する工程とをさらに備え、前記外部電極形成工程は、前記絶縁層の形成後、前記第１及び第２の外部電極を形成することとしてもよい。これによれば、直流重畳特性に優れた電源用チョークコイルを得ることが可能になる。

本発明によれば、絶縁層を設けたので、向かい合う第２及び第３の平面スパイラル導体が互いに接触しないようにすることが可能になる。

本発明の第１の実施の形態によるコイル部品の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に対応するコイル部品の断面図である。 本発明の第１の実施の形態によるコイル部品の等価回路図である。 ２度目の電解めっき工程を行った後の平面スパイラル導体の断面電子顕微鏡写真のトレースである。 （ａ）は、理想的であると考えられる基本コイル部品の積層状態を示す図である。（ｂ）は、基本コイル部品の間に目ズレが発生した状態を示す図である。 本実施の形態による基本コイル部品の積層状態を示す図である。 量産工程の途中における、本発明の第１の実施の形態による基本コイル部品を示す図である。（ａ）は、切断前の基板をおもて面側から見た平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 量産工程の途中における、本発明の第１の実施の形態による基本コイル部品を示す図である。（ａ）は、切断前の基板をおもて面側から見た平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 量産工程の途中における、本発明の第１の実施の形態による基本コイル部品を示す図である。（ａ）は、切断前の基板をおもて面側から見た平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 量産工程の途中における、本発明の第１の実施の形態による基本コイル部品を示す図である。（ａ）は、切断前の基板をおもて面側から見た平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 量産工程の途中における、本発明の第１の実施の形態による基本コイル部品を示す図である。（ａ）は、切断前の基板をおもて面側から見た平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の第１の実施の形態による基本コイル部品を積層する工程を示す図である。 本発明の第２の実施の形態によるコイル部品の断面図である。 本発明の第１及び第２の実施の形態の変形例によるコイル部品の断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態によるコイル部品１の分解斜視図である。同図に示すように、コイル部品１は、２つの基本コイル部品１ａ，１ｂを重ねた構造を有している。また、図２は、図１のＡ−Ａ線に対応するコイル部品１の断面図であり、図３は、コイル部品１の等価回路図である。

基本コイル部品１ａ，１ｂはそれぞれ、図１に示すように、略矩形の基板２ａ，２ｂ（第１及び第２の基板）を有している。「略矩形」とは、完全な矩形の他、一部の角が欠けている矩形を含む意である。本明細書では矩形の「角部」という用語を用いるが、一部の角が欠けている矩形についての「角部」とは、欠けがないとした場合に得られる完全な矩形の角部を意味する。基本コイル部品１ａ，１ｂは、基板２ａのうら面２ａｂと、基板２ｂのおもて面２ｂｔとが向き合うように重ねられる。

基板２ａ，２ｂの材料には、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた一般的なプリント基板を用いることが好ましい。また、例えばＢＴレジン基材、ＦＲ４基材、ＦＲ５基材を用いてもよい。

基板２ａのおもて面２ａｔの中央部には、平面スパイラル導体１０ａ（第１の平面スパイラル導体）が形成される。同様に、うら面２ａｂの中央部には、平面スパイラル導体１０ｂ（第２の平面スパイラル導体）が形成される。また、基板２ａには導体埋込用のスルーホール１２ｓ（第１のスルーホール）が設けられ、その内部にスルーホール導体１２ａ（第１のスルーホール導体）が埋め込まれている。平面スパイラル導体１０ａの内周端と平面スパイラル導体１０ｂの内周端とは、スルーホール導体１２ａによって互いに接続される。

一方、基板２ｂのおもて面２ｂｔの中央部には、平面スパイラル導体１０ｃ（第３の平面スパイラル導体）が形成される。同様に、うら面２ｂｂの中央部には、平面スパイラル導体１０ｄ（第４の平面スパイラル導体）が形成される。また、基板２ｂにも導体埋込用のスルーホール１２ｔ（第２のスルーホール）が設けられ、その内部にスルーホール導体１２ｂ（第２のスルーホール導体）が埋め込まれている。平面スパイラル導体１０ｃの内周端と平面スパイラル導体１０ｄの内周端とは、スルーホール導体１２ｂによって互いに接続される。

平面スパイラル導体１０ａと平面スパイラル導体１０ｂとは、互いに反対向きに巻回されている。つまり、おもて面２ａｔの側から見た平面スパイラル導体１０ａが、内周端から外周端に向かって反時計回りに巻回されているのに対し、同様におもて面２ａｔの側から見た平面スパイラル導体１０ｂは、内周端から外周端に向かって時計回りに巻回されている。このような券回方法を採用したことにより、基本コイル部品１ａでは、平面スパイラル導体１０ａの外周端と平面スパイラル導体１０ｂの外周端との間に電流を流した場合に、両平面スパイラル導体が互いに同一方向の磁場を発生して強め合う。したがって、基本コイル部品１ａは、１つのインダクタとして機能する。

平面スパイラル導体１０ｃと平面スパイラル導体１０ｄについても同様であるが、平面スパイラル導体１０ｃは、おもて面２ａｔの側から見て平面スパイラル導体１０ｂと同一の平面形状を有し、平面スパイラル導体１０ｄは、おもて面２ａｔの側から見て平面スパイラル導体１０ａと同一の平面形状を有している。つまり、基本コイル部品１ａと基本コイル部品１ｂとは、互いに上下逆の構造を有している。

基板２ａのおもて面２ａｔとうら面２ａｂには、それぞれ引出導体１１ａ，１１ｂが形成される。引出導体１１ａ（第１の引出導体）は、基板２ａの側面２ａｘに沿って形成される。一方、引出導体１１ｂ（第２の引出導体）は、側面２ａｘと対向する側面２ａｙに沿って形成される。引出導体１１ａは平面スパイラル導体１０ａの外周端と接続され、引出導体１１ｂは平面スパイラル導体１０ｂの外周端と接続される。

同様に、基板２ｂのおもて面２ｂｔとうら面２ｂｂには、それぞれ引出導体１１ｃ，１１ｄが形成される。引出導体１１ｃ（第３の引出導体）は、基板２ｂの側面２ｂｙに沿って形成される。側面２ｂｙは、基板２ａの側面２ａｙと同じ側の側面である。一方、引出導体１１ｄ（第４の引出導体）は、側面２ｂｙと対向する側面２ｂｘに沿って形成される。側面２ｂｘは、基板２ａの側面２ａｘと同じ側の側面である。引出導体１１ｃは平面スパイラル導体１０ｃの外周端と接続され、引出導体１１ｄは平面スパイラル導体１０ｄの外周端と接続される。

平面スパイラル導体１０ａ〜１０ｄ及び引出導体１１ａ〜１１ｄはいずれも、無電解めっき工程によって下地層を形成した後、２度の電解めっき工程を経て形成される。下地層の材料及び２度の電解めっき工程で形成されるめっき層の材料は、いずれもＣｕとすることが好適である。１度目の電解めっき工程で形成されためっき層は、２度目の電解めっき工程におけるシードレイヤとなる。詳しくは後述する。

平面スパイラル導体１０ａ〜１０ｄ及び引出導体１１ａ〜１１ｄは、図１及び図２に示すように、絶縁樹脂層２１によって覆われている。この絶縁樹脂層２１は、各導体と後述する金属磁性粉含有樹脂層２２とが導通してしまうことを防止するために設けられるものであるが、本実施の形態では、平面スパイラル導体１０ｂ及び引出導体１１ｂと平面スパイラル導体１０ｃ及び引出導体１１ｃとを絶縁分離する絶縁層としても機能する。つまり、絶縁樹脂層２１は、平面スパイラル導体１０ｂ及び引出導体１１ｂと平面スパイラル導体１０ｃ及び引出導体１１ｃとの間にも設けられており、これらを絶縁分離している。ただし、本実施の形態において絶縁分離されるのは一部の周のみであって、全周が絶縁分離されるわけではない。具体的には、図２にも示すように、平面スパイラル導体１０ｂの最内周１０ｂ−１の頂面と平面スパイラル導体１０ｃの最内周１０ｃ−１の頂面との間、平面スパイラル導体１０ｂの最外周１０ｂ−２の頂面と平面スパイラル導体１０ｃの最外周１０ｃ−２の頂面との間、引出導体１１ｂの頂面と引出導体１１ｃの頂面との間、には絶縁樹脂層２１は設けられておらず、これらは互いに接触し、導通している。この点については、後ほど再度より詳しく説明する。

基板２ａのおもて面２ａｔ及び基板２ｂのうら面２ｂｂは、絶縁樹脂層２１の上からさらに、金属磁性粉含有樹脂層２２によって覆われている。金属磁性粉含有樹脂層２２は、樹脂に金属磁性粉を混入して作られる磁性材料（金属磁性粉含有樹脂）によって構成される。金属磁性粉としては、パーマロイ系材料を用いることが好適である。具体的には、平均粒径が２０〜５０μｍであるＰｂ−Ｎｉ−Ｃｏ合金と、平均粒径が３〜１０μｍであるカルボニル鉄とを所定の比率、例えば７０：３０〜８０：２０の重量比、好ましくは７５：２５の重量比で含む金属磁性粉を用いることが好ましい。金属磁性粉含有樹脂層２２における金属磁性粉の含有率は９０〜９６重量％であることが好ましい。一方、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。また、金属磁性粉含有樹脂層２２における樹脂の含有率は４〜１０重量％であることが好ましい。樹脂は絶縁結着材として機能する。以上の構成を有する金属磁性粉含有樹脂層２２は、樹脂に対して金属磁性粉の量が少ないほど飽和磁束密度が小さくなり、逆に金属磁性粉の量が多いほど飽和磁束密度が大きくなるという性質を有している。

また、基板２ａ，２ｂにはそれぞれ、図１及び図２に示すように、各平面スパイラル導体の中央部に対応する部分を貫通するスルーホール１４ａ，１４ｂ（磁路形成用スルーホール）が形成される。金属磁性粉含有樹脂層２２はこのスルーホール１４ａ，１４ｂ内にも埋め込まれており、埋め込まれた金属磁性粉含有樹脂層２２は、スルーホール磁性体２２ａを構成している。

さらに、図２に示すように、金属磁性粉含有樹脂層２２の表面には薄い絶縁層２３が形成される。なお、図１では、この絶縁層２３の描画を省略している。絶縁層２３は、金属磁性粉含有樹脂層２２の表面をリン酸塩で処理することによって形成される。絶縁層２３を設けたことにより、後述する外部電極２５，２６と金属磁性粉含有樹脂層２２との導通が防止される。

コイル部品１の側面には、図１に示すように、外部電極２５，２６（第１及び第２の外部電極）が形成される。外部電極２５は、側面に露出した引出導体１１ａ，１１ｄと接触して、これらと導通している。また、外部電極２６は、側面に露出した引出導体１１ｂ，１１ｃと接触し、これらと導通している。なお、外部電極２５，２６の形状は、図１に示すように、引出導体１１ａ，１１ｂの露出面をすべて覆い、さらにコイル部品１の上面と下面にも延びた形状とすることが好適である。外部電極２５，２６は、図示しない実装基板上に形成された配線と、はんだ等によって接着される。

図３は、以上の構造を有するコイル部品１によって実現される回路の等価回路図である。同図に示すように、本実施の形態によるコイル部品１によれば、外部電極２５と外部電極２６の間に、平面スパイラル導体１０ａによって構成されるインダクタＬ１と、平面スパイラル導体１０ｄによって構成されるインダクタＬ２と、平面スパイラル導体１０ｂ，１０ｃそれぞれの最内周によって構成されるインダクタＬ３と、平面スパイラル導体１０ｂの最内周及び最外周以外の周によって構成されるインダクタＬ４と、平面スパイラル導体１０ｃの最内周及び最外周以外の周によって構成されるインダクタＬ５と、平面スパイラル導体１０ｂ，１０ｃそれぞれの最外周によって構成されるインダクタＬ６とが挿入される。インダクタＬ１〜Ｌ６はすべて、互いに磁気結合している。平面スパイラル導体１０ｂ，１０ｃそれぞれの最内周、平面スパイラル導体１０ｂ，１０ｃそれぞれの最外周をそれぞれ単一のインダクタとしているのは、これらが互いに接触しているからである。図３から明らかなように、コイル部品１によれば、単一の基本コイル部品を用いる場合に比べ、外部電極２５と外部電極２６の間の直流抵抗が減少している。

以下、コイル部品１の作用効果について、詳しく説明する。

図４は、２度目の電解めっき工程を行った後の平面スパイラル導体１０ａ，１０ｂの断面電子顕微鏡写真のトレースである。図示していないが、平面スパイラル導体１０ｃ，１０ｄについても同様である。同図に示すめっき層２０は、２度目の電解めっき工程で形成されたものである。同図に示すように、２度の電解めっき工程を経た後の平面スパイラル導体１０ａ，１０ｂそれぞれの各周の線幅及び膜厚は、最内周及び最外周以外の各周については概ね一定である。一方、最内周及び最外周では、線幅及び膜厚ともに、その他の周に比べて大きくなる。これは、隣接するシードレイヤがないところでは、めっき層２０が横方向及び膜厚方向に大きく成長するためである。

直流抵抗低減のために２つの基本コイル部品１ａ，１ｂを重ねるにあたっては、平面スパイラル導体間の磁気結合を大きくして高いインダクタンスを得ること、及び低背化のため、できるだけ２つの部品間の距離が短いことが好ましい。図５（ａ）は、このような観点から理想的であると考えられる基本コイル部品１ａ，１ｂの積層状態を示したものである。この例では、平面スパイラル導体１０ｂ，１０ｃの頂面を研磨して膜厚を均一にしたうえで、基本コイル部品１ａ，１ｂを重ねている。これが実現できれば、直流抵抗を低減しながら、基本コイル部品１ａ，１ｂ間の距離の極小化を実現できる。

しかしながら、実際には２つの基本コイル部品１ａ，１ｂを重ねる際に目ズレの発生が避けられず、図５（ａ）に示すような状態を実際に実現することは困難である。図５（ｂ）は、基本コイル部品１ａ，１ｂの間に目ズレが発生した状態を示している。同図に示すように、目ズレが発生すると、平面スパイラル導体１０ｂ，１０ｃの間で、同一ターン同士以外での接触が発生する。こうなるとコイル部品１の電気的及び磁気的特性が大きく劣化してしまうので、このような接触は避ける必要がある。

そこで本実施の形態では、図６に示すように、相対的に膜厚の大きい部分（平面スパイラル導体１０ｂ，１０ｃそれぞれの最内周及び最外周、並びに引出導体１１ｂ，１１ｃ）について、頂面を若干研磨して平坦にしたうえで、互いに接触させる。一方、相対的に膜厚の小さい部分（平面スパイラル導体１０ｂの最内周及び最外周以外の周、並びに平面スパイラル導体１０ｃの最内周及び最外周以外の周）については、絶縁樹脂層２１（絶縁層）によって絶縁分離する。この構成は、図２にも示したものである。こうすることで、図６に示すように、目ズレが発生しても、同一ターン同士以外での接触が発生することがなくなる。したがって、本実施の形態によるコイル部品１によれば、電気的及び磁気的特性の劣化を招かずに、基本コイル部品１ａ，１ｂ間の距離を、現実的な範囲でできるだけ小さくすることが可能になっている。

次に、コイル部品１の量産工程を説明する。以下ではまず基本コイル部品１ａに着目して説明するが、基本コイル部品１ｂについても同様である。

図７〜図１１は、コイル部品１の量産工程の途中における基本コイル部品１ａを示す図である。また、図１２は、基本コイル部品１ａ，１ｂを積層する工程を示す図である。図７〜図１１の（ａ）は、切断前の基板２ａをおもて面２ａｔ側から見た平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、これらの各図の（ａ）に示す破線は、ダイシング工程における切断線を示している。この切断線で囲まれた１つ１つの矩形領域（以下、単に「矩形領域」という）が、個々の基本コイル部品１ａとなる。

なお、以下の説明では、図７（ａ）に示すように、基板２ａ（切断後の基板２ａ）の４つの角部それぞれにもスルーホール１４ａが設けられた基本コイル部品１ａの量産工程を取り上げる。このような構成はコイル部品１に完全な閉磁路を形成するためのものであり、これらのスルーホール１４ａ内にも金属磁性粉含有樹脂層２２が埋め込まれる。基板２ａの角部にスルーホール１４ａを設けたために引出導体１１ａ，１１ｂの側面方向の長さが図１の例と比べて短くなっているが、引出導体１１ａ，１１ｂの役割に違いはない。

さて、初めに、図７に示すように、基板２ａに導体埋込用のスルーホール１２ｓと磁路形成用のスルーホール１４ａとを設ける。スルーホール１２ｓは、矩形領域ごとに１つずつ設けられる。スルーホール１４ａについては、上述したように各矩形領域の角部に１つずつ設けられる他、平面スパイラル導体１０ａ，１０ｂの中央部にも設けられる。

次に、図８に示すように、基板２ａのおもて面２ａｔに関して、矩形領域ごとに、内周端がスルーホール１２ｓを覆う平面スパイラル導体１０ａを形成する。また、矩形領域の一辺に沿って、平面スパイラル導体１０ａの外周端に接続する引出導体１１ａを形成する。引出導体１１ａは隣接する他の矩形領域と共通であり、それぞれに形成される平面スパイラル導体１０ａの各外周端と接続するように形成される。

基板２ａのうら面２ａｂに関しても同様に、矩形領域ごとに、内周端がスルーホール１２ｓを覆う平面スパイラル導体１０ｂを形成する。また、矩形領域の４辺のうち引出導体１１ａとは反対側に位置する一辺に沿って、平面スパイラル導体１０ｂの外周端に接続する引出導体１１ｂを形成する。引出導体１１ｂも隣接する他の矩形領域と共通であり、それぞれに形成される平面スパイラル導体１０ｂの各外周端と接続するように形成される。

その他、基板２ａのおもて面２ａｔ及びうら面２ａｂの両方に関して、隣接する２つの平面スパイラル導体をｘ方向に接続する平面導体１３を形成する。平面導体１３は、後述する２度目の電解めっき工程で、ｘ方向とｙ方向の両方にめっき電流を流すために設けられるものである。

図８の段階における平面スパイラル導体１０ａ，１０ｂ等の具体的な形成方法は、次のとおりである。すなわち、まず基板２ａの両面に無電解めっきによってＣｕの下地層を形成し、この下地層の表面にフォトレジスト層を電着成膜する。なお、この下地層はスルーホール１２ｓ内にも形成され、スルーホール導体１２ａを構成する。続いて、このフォトレジスト層に、片面ずつのフォトリソグラフィ法によって、平面スパイラル導体１０ａ，１０ｂ、引出導体１１ａ，１１ｂ、及び平面導体１３の形状の開口パターン（ネガパターン）を設ける。そして、電解めっきによって開口パターン内にめっき層を形成し、フォトレジスト層を除去した後、めっき層が形成された部分以外の下地層をエッチングにより除去する。ここでの電解めっき工程は、上述した１度目の電解めっき工程に相当する。ここでは、下地層はパターニングされていない板状の導体であるので、めっき電流の流れる方向に関する問題は生じない。以上の工程により、それぞれ下地層とめっき層からなる平面スパイラル導体１０ａ，１０ｂ、引出導体１１ａ，１１ｂ、及び平面導体１３が形成される。

ここまでの工程で基板２ａのおもて面２ａｔ及びうら面２ｂｂに形成した各導体は、２度目の電解めっき工程におけるシードレイヤとなる。このシードレイヤは、引出導体１１ａ，１１ｂ、スルーホール導体１２ａ、及び平面導体１３を通じてｘ方向とｙ方向の両方につながっているため、２度目の電解めっき工程では、ｘ方向とｙ方向の両方にめっき電流を流すことが可能になる。

続いて、図９に示すように、２度目の電解めっき処理を行う。具体的には、切断前の基板２ａの端部からシードレイヤとしての上記各導体にめっき電流を流しながら、基板２ａをめっき液に浸す。この際、上述したようにシードレイヤがｘ方向とｙ方向の両方につながっていることから、めっき電流はｘ方向とｙ方向の両方に流れる。これにより、平面スパイラル導体１０ａ，１０ｂ等に金属イオンが電着し、めっき層２０が形成される。

続いて、図１０に示すように、基板２ａの両面に絶縁樹脂を成膜し、各導体及びめっき層２０を絶縁樹脂層２１（第１の絶縁樹脂層）で覆う。このとき、スルーホール１４ａの側壁も絶縁樹脂層２１に覆われるが、スルーホール１４ａの全域が絶縁樹脂層２１によって埋め尽くされることのないようにする必要がある。その後、図１１に示すように、基板２ａの両面を研磨する。この研磨は、平面スパイラル導体１０ａ，１０ｂの最外周及び最内周、並びに引出導体１１ｂなどの相対的に膜厚が大きい部分の頂面が露出し、その他の相対的に膜厚が小さい部分の頂面が露出しない程度まで行う。

次に、図１２に示すように、基板２ａのおもて面２ａｔ側に再度絶縁樹脂を成膜し、露出した平面スパイラル導体１０ａの頂面等を、再度絶縁樹脂層２１で覆う。

ここまでの工程は、基本コイル部品１ｂについても同様である。すなわち、基板２ｂに平面スパイラル導体１０ｃ，１０ｄ、引出導体１１ｃ，１１ｄ、及びスルーホール導体１２ｂを形成し、絶縁樹脂層２１（第２の絶縁樹脂層）で両面を覆った後、基板２ｂの両面を基本コイル部品１ａと同程度まで研磨する。その後、基板２ｂのうら面２ｂｂ側に再度絶縁樹脂を成膜し、露出した平面スパイラル導体１０ｄの頂面等を、再度絶縁樹脂層２１で覆う。

以上のようにして基本コイル部品１ａ，１ｂをそれぞれ形成したら、次に図１２に示すように、基板２ａのうら面２ａｂと基板２ｂのおもて面２ｂｔとが向き合うように、２つの基本コイル部品１ａ，１ｂを積層する。

積層した後には、基板２ａのおもて面２ａｔと基板２ｂのうら面２ｂｂとを、金属磁性粉含有樹脂層２２で覆う。具体的な形成方法について説明すると、まず基板２ａ，２ｂの反りを抑制するためのＵＶテープ（不図示）を基板２ｂのうら面２ｂｂに貼り、基板２ａのおもて面２ａｔに金属磁性粉含有樹脂ペーストをスクリーン印刷する。ＵＶテープの代わりに熱剥離テープを用いてもよい。金属磁性粉含有樹脂ペーストからなるスクリーンシートとしては、約０．２７ｍｍ厚のものを用いることが好適である。また、スクリーン印刷の後には、脱泡と、８０℃での３０分間の加熱とを経て、ペーストを仮硬化させる。続いて、ＵＶテープを剥がし、基板２ｂのうら面２ｂｂに金属磁性粉含有樹脂ペーストをスクリーン印刷する。ここでも、金属磁性粉含有樹脂ペーストからなるスクリーンシートとしては、約０．２７ｍｍ厚のものを用いることが好適である。また、スクリーン印刷の後には、１６０℃で１時間加熱することにより、ペーストを本硬化させる。以上の処理により、金属磁性粉含有樹脂層２２が完成する。

以上の工程において、金属磁性粉含有樹脂層２２はスルーホール１４ａ，１４ｂにも埋め込まれる。これにより、スルーホール１４ａ，１４ｂ内に、図１及び図２に示したスルーホール磁性体２２ａを含むスルーホール磁性体が形成される。

最後に、ダイサーを用い、切断線に沿って基板２ａ，２ｂを切断する。これにより矩形領域ごとに個々のコイル部品１が得られるので、次に、図２に示したように、金属磁性粉含有樹脂層２２の表面に絶縁層２３を形成する。その後は、スパッタ等によって図１に示した外部電極２５，２６を形成し、コイル部品１が最終的に完成する。

以上説明したように、本実施の形態によるコイル部品１の製造方法によれば、平面スパイラル導体１０ｂ，１０ｃそれぞれの最内周及び最外周、並びに引出導体１１ｂ，１１ｃについて、頂面が互いに接触して導通する一方、平面スパイラル導体１０ｂの最内周及び最外周以外の周の頂面と、平面スパイラル導体１０ｃの最内周及び最外周以外の周の頂面とは、絶縁樹脂層２１によって互いに絶縁したコイル部品１を製造することが可能になる。したがって、低い直流抵抗、高いインダクタンス、及び低背化をバランスよく実現するコイル部品を得ることが可能になる。

また、平面スパイラル導体１０ａ，１０ｄについても研磨しているので、研磨した分だけコイル部品１のさらなる低背化が実現される。

また、基板２ａ，２ｂ（切断後の基板２ａ，２ｂ）の各角部と、平面スパイラル導体１０ａ，１０ｂの中央部に対応する部分とにスルーホール磁性体を形成するので、これらを形成しない場合に比べ、コイル部品のインダクタンスを向上できる。

また、磁路形成用のスルーホール１４ａを、平面スパイラル導体１０ａ，１０ｂ及び引出導体１１ａ，１１ｂを形成する前に形成するので、図２にも示すように、スルーホール１４内に張り出して平面スパイラル導体１０ａ，１０ｂを形成することが可能になる。したがって、平面スパイラル導体１０ａ，１０ｂの形成領域を実質的に広く取ることが可能になる。これは、平面スパイラル導体１０ｃ，１０ｄについても同様である。

また、磁性基板ではなく金属磁性粉含有樹脂層２２によって磁路を形成することから、直流重畳特性に優れた電源用チョークコイルを得ることが可能になる。

図１３は、本発明の第２の実施の形態によるコイル部品１の断面図である。同図は、図２の断面図に対応している。

図１３に示すように、本実施の形態によるコイル部品１は、平面スパイラル導体１０ｂの各周（引出導体１１ｂを含む）の膜厚及び平面スパイラル導体１０ｃの各周（引出導体１１ｃを含む）の膜厚がそれぞれ均一となっている点で、第１の実施の形態によるコイル部品１と相違している。また、本実施の形態によるコイル部品１では、平面スパイラル導体１０ａの各周（引出導体１１ａを含む）の膜厚及び平面スパイラル導体１０ｄの各周の膜厚（引出導体１１ｄを含む）の膜厚についても、それぞれ均一としている。これらの均一化は、上述した研磨工程において、各平面スパイラル導体の最外周及び最内周以外の周などの相対的に膜厚の小さい部分の頂面が露出する程度まで研磨を行うことによって実現する。

本実施の形態によるコイル部品１の製造工程では、研磨後の絶縁樹脂の成膜を、基板２ａのうら面２ａｂと基板２ｂのおもて面２ｂｔのいずれか少なくとも一方についても行う（第３の絶縁樹脂層の形成）。こうすることで、図１３に示すように、平面スパイラル導体１０ｂの各周の頂面と、平面スパイラル導体１０ｃの各周の頂面とが、絶縁樹脂層２１によって絶縁されることとなる。したがって、目ズレが発生しても同一ターン同士以外での接触が発生することはなくなり、しかも第１の実施の形態と同程度に基本コイル部品１ａ，１ｂ間の距離を縮めることができる。つまり、本実施の形態によるコイル部品１によっても、電気的及び磁気的特性の劣化を招かずに、基本コイル部品１ａ，１ｂ間の距離を、現実的な範囲でできるだけ小さくすることが可能になっている。

また、本実施の形態においても、平面スパイラル導体１０ａ，１０ｄについても研磨しているので、研磨した分だけコイル部品１のさらなる低背化が実現される。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、程度の差はあれど、いずれも平面スパイラル導体及び引出導体の頂面を研磨した。しかしながら、研磨は、高インダクタンス及び低背化を目的として行っているものであって、これらが要求されない場合には、研磨を行わなくてよい。

図１４は、研磨を行わずに形成したコイル部品１の断面図である。これを図２や図１３の例と比べると、若干基板２ａと基板２ｂの間の距離が広くなり、その分コイル部品１の高さが高くなっている。また、基板２ａと基板２ｂの間の距離が広がった分、コイル部品１のインダクタンスが低下している。しかしながら、この構成によっても直流抵抗の低減は十分にできるので、高インダクタンス及び低背化が必要でない場合には、このようにしてもよい。なお、図１４に示したコイル部品は、図１０に示した状態の切断前の基本コイル部品を２つ単純に重ねることで、容易に製造することが可能である。

１ コイル部品
１ａ，１ｂ 基本コイル部品
２ａ，２ｂ 基板
２ａｔ 基板２ａのおもて面
２ａｂ 基板２ａのうら面
２ａｘ，２ａｙ 基板２ａの側面
２ｂｔ 基板２ｂのおもて面
２ｂｂ 基板２ｂのうら面
２ｂｘ，２ｂｙ 基板２ｂの側面
１０ａ〜１０ｄ 平面スパイラル導体
１１ａ〜１１ｄ 引出導体
１２ａ，１２ｂ スルーホール導体
１２ｓ，１２ｔ 導体埋込用スルーホール
１３ 平面導体
１４ａ，１４ｂ 磁路形成用スルーホール
２０ めっき層
２１ 絶縁樹脂層
２２ 金属磁性粉含有樹脂層
２２ａ スルーホール磁性体
２３ 絶縁層
２５，２６ 外部電極
Ｌ１〜Ｌ６ インダクタ

Claims (9)

1. 第１の基板と、
   おもて面が前記第１の基板のうら面と対向するよう配置された第２の基板と、
   それぞれ前記第１の基板のおもて面及びうら面に形成され、それぞれの内周端が前記第１の基板を貫通する第１のスルーホール導体を介して互いに接続された第１及び第２の平面スパイラル導体と、
   それぞれ前記第２の基板のおもて面及びうら面に形成され、それぞれの内周端が前記第２の基板を貫通する第２のスルーホール導体を介して互いに接続された第３及び第４の平面スパイラル導体と、
   前記第２の平面スパイラル導体と前記第３の平面スパイラル導体との間に設けられた絶縁層と、
   前記第１の平面スパイラル導体の外周端及び前記第４の平面スパイラル導体の外周端と接続する第１の外部電極と、
   前記第２の平面スパイラル導体の外周端及び前記第３の平面スパイラル導体の外周端と接続する第２の外部電極と
   を備えることを特徴とするコイル部品。
2. 前記第２及び第３の平面スパイラル導体それぞれの最内周及び最外周の膜厚は、それぞれのその他の周の膜厚に比べて厚く、
   前記第２の平面スパイラル導体の最内周の頂面及び前記第３の平面スパイラル導体の最内周の頂面は、前記絶縁層を貫通して互いに接触し、
   前記第２の平面スパイラル導体の最外周の頂面及び前記第３の平面スパイラル導体の最外周の頂面は、前記絶縁層を貫通して互いに接触し、
   前記第２の平面スパイラル導体の最内周及び最外周以外の周の頂面及び前記第３の平面スパイラル導体の最内周及び最外周以外の周の頂面は、前記絶縁層によって互いに絶縁される
   ことを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記第２の平面スパイラル導体の各周の膜厚は均一であり、
   前記第３の平面スパイラル導体の各周の膜厚は均一である
   ことを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
4. 前記第１の平面スパイラル導体の各周の膜厚は均一であり、
   前記第４の平面スパイラル導体の各周の膜厚は均一である
   ことを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。
5. 前記第１及び第４の平面スパイラル導体を覆う絶縁樹脂層と、
   前記絶縁樹脂層の上から前記第１の基板のおもて面及び前記第２の基板のうら面を覆う金属磁性粉含有樹脂層とをさらに備える
   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。
6. 第１の基板のおもて面及びうら面にそれぞれ第１及び第２の平面スパイラル導体を電解めっきによって形成するとともに、前記第１の基板を貫通して前記第１の平面スパイラル導体の内周端と前記第２の平面スパイラル導体の内周端とを接続する第１のスルーホール導体を形成し、さらに、第２の基板のおもて面及びうら面にそれぞれ第３及び第４の平面スパイラル導体を電解めっきによって形成するとともに、前記第２の基板を貫通して前記第３の平面スパイラル導体の内周端と前記第４の平面スパイラル導体の内周端とを接続する第２のスルーホール導体を形成する導体形成工程と、
   前記第２の平面スパイラル導体の各周のうち少なくとも最外周及び最内周以外の周の頂面を覆う第１の絶縁樹脂層を形成するとともに、前記第３の平面スパイラル導体の各周のうち少なくとも最外周及び最内周以外の周の頂面を覆う第２の絶縁樹脂層を形成する絶縁樹脂層形成工程と、
   前記第１の基板のうら面と前記第２の基板のおもて面とが向き合うよう、前記第１及び第２の基板を重ねる積層工程と、
   前記第１の平面スパイラル導体の外周端及び前記第４の平面スパイラル導体の外周端と接続する第１の外部電極と、前記第２の平面スパイラル導体の外周端及び前記第３の平面スパイラル導体の外周端と接続する第２の外部電極とを形成する外部電極形成工程と
   を備えることを特徴とするコイル部品の製造方法。
7. 前記第１の絶縁樹脂層は、前記第２の平面スパイラル導体の最外周及び最内周の頂面も覆い、
   前記第２の絶縁樹脂層は、前記第３の平面スパイラル導体の最外周及び最内周の頂面も覆い、
   前記絶縁樹脂層形成工程は、前記第１の絶縁樹脂層の表面を研磨することにより、前記第２の平面スパイラル導体の各周のうち最外周及び最内周以外の周の頂面が前記第１の絶縁樹脂層で覆われた状態を維持しつつ前記第２の平面スパイラル導体の最外周及び最内周の頂面を前記第１の絶縁樹脂層の表面から露出させ、かつ、前記第２の絶縁樹脂層の表面を研磨することにより、前記第３の平面スパイラル導体の各周のうち最外周及び最内周以外の周の頂面が前記第２の絶縁樹脂層で覆われた状態を維持しつつ前記第３の平面スパイラル導体の最外周及び最内周の頂面を前記第２の絶縁樹脂層の表面から露出させる研磨工程を含み、
   前記積層工程は、前記第２の平面スパイラル導体の最外周及び最内周の頂面が前記第１の絶縁樹脂層の表面から露出し、かつ前記第３の平面スパイラル導体の最外周及び最内周の頂面が前記第２の絶縁樹脂層の表面から露出した状態で、前記第１及び第２の基板を重ねる
   ことを特徴とする請求項６に記載のコイル部品の製造方法。
8. 前記絶縁樹脂層形成工程は、
   前記第１の絶縁樹脂層の表面を研磨することにより、前記第２の平面スパイラル導体の各周の頂面を前記第１の絶縁樹脂層の表面から露出させ、かつ、前記第２の絶縁樹脂層の表面を研磨することにより、前記第３の平面スパイラル導体の各周の頂面を前記第２の絶縁樹脂層の表面から露出させる研磨工程と、
   前記第１の絶縁樹脂層の表面又は前記第２の絶縁樹脂層の表面のいずれか少なくとも一方を覆う第３の絶縁樹脂層を形成する工程とを含み、
   前記第２の平面スパイラル導体の各周の頂面と、前記第３の平面スパイラル導体の各周の頂面とは、前記第３の絶縁樹脂層によって絶縁される
   ことを特徴とする請求項６に記載のコイル部品の製造方法。
9. 前記積層工程の後、前記第１及び第４の平面スパイラル導体を覆う第４の絶縁樹脂層を形成し、さらに、該第４の絶縁樹脂層の上から前記第１の基板のおもて面及び前記第２の基板のうら面を覆う金属磁性粉含有樹脂層を形成する工程と、
   前記金属磁性粉含有樹脂層の表面に絶縁層を形成する工程とをさらに備え、
   前記外部電極形成工程は、前記絶縁層の形成後、前記第１及び第２の外部電極を形成する
   ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のコイル部品の製造方法。

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