JP6750593B2 - インダクタ部品 - Google Patents

Description

本発明は、インダクタ部品に関する。

近年、ノートブック、スマートフォン、デジタルＴＶ等、近年電子機器の小型、薄型化が進んでいる。それに伴い、これら電子機器に搭載されるインダクタ部品にも実装面積を小さくできる表面実装型でかつ小型、薄型な部品が求められている。

特許文献１には、内部コイル部が埋め込まれた磁性体本体を形成する段階と、磁性体本体の上部及び下部のうち少なくとも一つに、金属磁性板を含むカバー部を形成する段階と、を含む、電子部品の製造方法が記載されている。特許文献１に記載の電子部品は、絶縁基板の一面に平面コイル状の第１の内部コイル部が形成され、絶縁基板の一面と対向する他面に平面コイル状の第２の内部コイル部が形成される。

特開２０１６−１２２８３６号公報

特許文献１に記載の電子部品は、上下部に金属磁性板を含むカバー部を形成することでインダクタンス取得効率を向上させるが、カバー部を避けるように内部コイル部がチップの側面に引き出されて、そのチップ側面に外部電極が形成された構成を有するため、内部コイル部のうち、平面上に巻回されたスパイラル配線以外の領域が側面方向に必要となり、実装面積の低減が困難であった。また、実装面積を低減するために、上記スパイラル配線から上下面方向に配線を引き出し、カバー部を貫通させた場合、配線が貫通する領域分、金属磁性板の体積が犠牲になり、インダクタンス取得効率の向上効果が減少してしまう。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、実装面積の低減が可能であり、かつインダクタンス取得効率への影響が小さいインダクタ部品を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本開示の一態様であるインダクタ部品は、
平面上に巻回されたスパイラル配線と、
スパイラル配線が巻回された平面に対して法線方向に両側からスパイラル配線を挟む位置にある第１磁性層および第２磁性層と、
スパイラル配線から法線方向に延在し、第１磁性層の内部を貫通する垂直配線と、
第１磁性層の表面に設けられ、垂直配線の端面に接続する外部端子と
を備え、
第１磁性層の透磁率が第２磁性層の透磁率より低い。

本開示によれば、スパイラル配線から法線方向に延在する垂直配線と、第１磁性層の表面に設けられ、垂直配線の端面に接続する外部端子とを備えることにより、実装面積を低減することができる。さらに、本開示によれば、垂直配線が貫通する第１磁性層の透磁率が第２磁性層の透磁率より低いことにより、インダクタ部品の実効透磁率の低下を相対的に抑制でき、インダクタンス取得効率への影響が小さい。

また、インダクタ部品の一実施形態において、第１磁性層および第２磁性層は金属磁性体フィラーと結合樹脂とを含む。

上述の実施形態によれば、第１磁性層の加工性が高く、インダクタ部品の実効透磁率の低下を招かないように垂直配線を容易に貫通させることができる。

また、インダクタ部品の一実施形態において、第１磁性層の外側主面において、金属磁性体フィラーの断面が露出している。上記において「露出」とは、第１磁性層の外部に露出していることを指し、第１磁性層の外部に露出する一方で他の部材で覆われている場合も「露出」に含まれるものとする。

第１磁性層の外側主面において金属磁性体フィラーの断面が露出していることは、第１磁性層の外側主面に研削等の加工が施されていることを意味する。上述の実施形態によれば、第１磁性層が研削等されているので、インダクタ部品を薄型化することができる。

また、インダクタ部品の一実施形態において、第２磁性層の外側主面は有機樹脂で被覆されている。

上述の実施形態によれば、第２磁性層からの磁性体の脱粒を抑制することができ、インダクタ部品の実効透磁率の低下を抑制することができる。なお、有機樹脂は第２磁性層の結合樹脂であってもよいし、第２磁性層の結合樹脂とは別の有機樹脂であってもよい。

また、インダクタ部品の一実施形態において、第２磁性層の外側主面の全面は、結合樹脂で被覆され、金属磁性体フィラーの断面が露出していない。

上述の実施形態によれば、第２磁性層からの磁性体の脱粒を抑制することができ、インダクタ部品の実効透磁率の低下を抑制することができる。更に、第２磁性層の研削工程が不要であることにより、製造コストを低減することができる。

また、インダクタ部品の一実施形態において、第１磁性層の金属磁性体フィラーは、略球形状であり、第２磁性層の金属磁性体フィラーには、扁平形状のものが存在する。

上述の実施形態によれば、第１磁性層と比較して第２磁性層の透磁率を高くすることができる。

また、上述の実施形態において、扁平形状の金属磁性体フィラーは、金属磁性体フィラーの長径方向が、スパイラル配線が巻回された平面に対して略平行であるように配置されることが好ましい。このような構成により、第２磁性層の透磁率を更に高くすることができる。

また、上述の実施形態において、上面視において、第２磁性層は長方形状であり、この長方形状の長辺と、扁平形状の金属磁性体フィラーの長径方向とが、略平行であることが好ましい。第２磁性層が長方形状である場合、第２磁性層において、磁束の流れる距離は第２磁性層の長辺において最も長くなる。そのため、上面視において、第２磁性層に含まれる扁平形状の金属磁性体フィラーの長径方向と、第２磁性層の長辺とが略平行であることにより、磁気抵抗を低減することができ、インダクタンスの取得効率を更に高くすることができる。

また、インダクタ部品の一実施形態において、第２磁性層は、金属磁性体圧粉、金属磁性体板および金属磁性体箔のうち少なくとも一つを含む。

上述の実施形態によれば、第２磁性層の透磁率を更に高くすることができる。

また、上述の実施形態において、第２磁性層における金属磁性体圧粉、金属磁性体板および金属磁性体箔の合計含有量は、９０体積％以上であることが好ましい。この場合、第２磁性層の透磁率をより一層高くすることができる。なお、上記の「合計含有量」は、金属磁性体圧粉、金属磁性体板、金属磁性体箔などを含む第２磁性層全体の体積に対する、金属磁性体圧粉、金属磁性体板および金属磁性体箔の体積の合計の割合である。

また、インダクタ部品の一実施形態において、第１磁性層と第２磁性層との間において、第１磁性層および第２磁性層と比較して磁性体フィラーの存在量が少ない領域が存在する。

上述の実施形態において、磁性体フィラーの存在量が少ない領域は、擬似的な非磁性部として機能する。そのため、当該領域を有することで、磁気飽和特性を向上させることができる。

上述の実施形態において、当該領域を挟んだ第１磁性層と第２磁性層との最大間隔は、０．５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。最大間隔が０．５μｍ以上であると、磁気飽和特性がより一層向上し得る。最大間隔が３０μｍ以下であると、インダクタ部品の実効透磁率の低下をより抑制することができる。

また、インダクタ部品の一の実施形態において、インダクタ部品は、第１磁性層と第２磁性層とに直接挟まれた磁性体フィラーを含まない有機樹脂層を備える。なお、上記において「直接挟まれた」とは、挟む側と挟まれる側との間に他の物を介して挟まれる状態は含まず、互いに直接接した状態で挟まれている状態を指す。

上述の実施形態によれば、第１磁性層と第２磁性層との間の密着性を向上させることができる。また、有機樹脂層は金属磁性体フィラーが存在しないので、非磁性部としても機能するため、磁気飽和特性を向上させることができる。

上述の実施形態において、有機樹脂層の最大厚みは、０．５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。有機樹脂層の最大厚みが０．５μｍ以上であると、第１磁性層と第２磁性層との間の密着性がより一層向上し得、かつ磁気飽和特性がより一層向上し得る。有機樹脂層の最大厚みが３０μｍ以下であると、インダクタ部品の実効透磁率の低下をより抑制することができる。

また、インダクタ部品の一の実施形態において、第１磁性層の金属磁性体フィラーと、当該金属磁性体フィラーと隣り合う第２磁性層の金属磁性体フィラー間の距離のうち、第１磁性層内および第２磁性層内における隣り合う金属磁性体フィラー間の距離よりも大きいものが存在する。この場合、第１磁性層の金属磁性体フィラーと、当該金属磁性体フィラーと隣り合う第２磁性層の金属磁性体フィラー間の距離のうち、０．５μｍ以上３μｍ以下となるものが存在することが好ましい。当該距離のうち０．５μｍ以上のものが存在すると、磁気飽和特性がより一層向上し得る。当該距離のうち３μｍ以下のものが存在すると、インダクタ部品の実効透磁率の低下をより抑制することができる。

また、インダクタ部品の一の実施形態において、インダクタ部品は、第１磁性層と第２磁性層とに直接挟まれた空隙部を更に備える。

上述の実施形態によれば、第１磁性層と第２磁性層とに直接挟まれた空隙部を有することにより、熱衝撃等の負荷がインダクタ部品にかかった場合に、異材料間の線膨張係数の差に起因して発生し得る応力を緩和することができる。また、空隙部は非磁性部としても機能する。そのため、空隙部を有することで、磁気飽和特性を向上させることができる。

上述の実施形態において、空隙部の最大厚みは０．５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。空隙部の最大厚みが０．５μｍ以上であると、応力緩和および磁気飽和特性向上の効果がより一層高くなる。一方、空隙部の最大厚みが３０μｍ以下であると、インダクタ部品の実効透磁率の低下をより抑制でき、同時に素体強度の低下を抑制することができる。

また、インダクタ部品が、上述した、磁性体フィラーの存在量が少ない領域が存在する実施形態、磁性体フィラーを含まない有機樹脂層を備える実施形態、または第１磁性層の金属磁性体フィラーと当該金属磁性体フィラーと隣り合う第２磁性層の金属磁性体フィラー間の距離のうち０．５μｍ以上３μｍ以下となるものが存在する実施形態において、インダクタ部品の実効透磁率は４０以上２００以下であってよい。この場合、チップ設計の自由度が向上し、インダクタ部品の薄型化の達成が更に容易になる。

また、インダクタ部品の一の実施形態において、スパイラル配線は、少なくとも巻回部において、絶縁層で被覆されている。

上述した実施形態によれば、スパイラル配線間の絶縁性を高くすることができ、インダクタ部品の信頼性を更に向上させることができる。

また、インダクタ部品の一の実施形態において、インダクタ部品は、複数の前記スパイラル配線を備え、複数のスパイラル配線間において、スパイラル配線同士を直列に接続するビア導体を更に備え、ビア導体を含むビア導体と同一の層は、導体、無機フィラーおよび有機樹脂のみを含む。

上述した実施形態によれば、スパイラル配線の数が増加することにより、ターン数が増加し、その結果、インダクタンスの取得効率を更に高くすることができる。また、インダクタ部品は、スパイラル配線間にある程度の厚みを必要とするガラスクロス等の基材を有しないので、スパイラル配線の数を増加させた場合であっても、インダクタ部品の薄型化を実現することができる。

また、インダクタ部品の一の実施形態において、第１磁性層は、第２磁性層と異なる厚みを有する。

上述の実施形態によれば、磁性層の厚みに対する設計自由度が増大するので、薄型のインダクタ部品をより低コストで提供することができる。

本開示に係るインダクタ部品によれば、インダクタ部品の実装面積の低減が可能であり、かつインダクタンス取得効率への影響を低減できる。

図１は、第１実施形態に係るインダクタ部品を示す透視平面図である。 図２は、第１実施形態に係るインダクタ部品を示す断面図である。 図３Ａは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｂは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｃは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｄは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｅは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｆは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｇは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｈは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｉは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｊは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｋは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｌは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｍは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図３Ｎは、第１実施形態に係るインダクタ部品の製法を説明する説明図である。 図４は、第２実施形態に係るインダクタ部品を示す断面図である。 図５は、第２実施形態に係るインダクタ部品を示す拡大断面図である。 図６Ａは、第２実施形態に係るインダクタ部品のシミュレーション結果を示すグラフである。 図６Ｂは、第２実施形態に係るインダクタ部品のシミュレーション結果を示すグラフである。 図７Ａは、第３実施形態に係るインダクタ部品を示す透視平面図である。 図７Ｂは、第３実施形態に係るインダクタ部品を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明に係るコイル部品および各構成要素の形状および配置等は、以下に説明する実施形態および図示される構成に限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るインダクタ部品を示す透視平面図であり、図２は図１に示すインダクタ部品のＸ−Ｘ断面図である。図１および図２に示すインダクタ部品１は、磁性層１０と、絶縁層１５と、スパイラル配線２１と、垂直配線５１および５２と、外部端子（第１外部端子４１および第２外部端子４２）と、被覆膜５０とを備える。

インダクタ部品１は、例えば、パソコン、ＤＶＤプレーヤー、デジタルカメラ、ＴＶ、携帯電話、カーエレクトロニクス等の幅広い電子部品に搭載され、例えば全体として直方体形状の部品である。ただし、インダクタ部品１の形状は特に限定されるものではなく、円柱状や多角形柱状、円錐台形状、多角形錐台形状であってもよい。

本実施形態に係るインダクタ部品１は、スパイラル配線２１で構成されるインダクタである。なお、本明細書において、「スパイラル配線」とは平面上に形成された曲線状の配線を意味する。スパイラル配線は、曲線のみで構成されるものに限定されず、一部において直線部を有してもよい。

スパイラル配線２１は導電性材料からなり、平面上に巻回されている。スパイラル配線２１が巻回された平面に対する法線方向を、図中、Ｚ方向（上下方向）とし、以下では、順Ｚ方向を上側、逆Ｚ方向を下側とする。なお、Ｚ方向は他の実施形態、実施例においても同様とする。スパイラル配線２１は、上側からみて、内周端２１ａから外周端２１ｂに向かって反時計回り方向に渦巻状に巻回されている。

スパイラル配線２１は、例えばＣｕ、ＡｇおよびＡｕ等の低抵抗の金属で構成されてよい。インダクタ部品１において、スパイラル配線２１は磁性層１０を構成する磁性材料に覆われており、閉磁路構造を有する。なお、スパイラル配線２１により発生する磁束が１周する経路の少なくとも１つが閉磁路（磁性層のみを通過する経路）であればよく、スパイラル配線２１が完全に磁性層１０に囲まれている必要はない。

スパイラル配線２１は、好ましくはＳＡＰ（Ｓｅｍｉ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ；セミアディティブ工法）によって形成される銅めっき配線である。ＳＡＰを用いることで、低抵抗でかつ狭ピッチなスパイラル配線を安価に形成することができる。本実施形態に係るインダクタ部品１において、後述する柱状配線もまた、スパイラル配線２１と同様にＳＡＰにより形成される銅めっき配線であってよい。第１外部端子４１および第２外部端子４２ならびに後述する接続端子は無電解Ｃｕめっきで形成してよい。

スパイラル配線２１の内周端２１ａおよび外周端２１ｂには、第１柱状配線３１および第２柱状配線３２と、スパイラル配線２１とを接続するビア導体２５が設けられている。第１柱状配線３１および第１柱状配線３１と内周端２１ａとを接続するビア導体２５をあわせて第１垂直配線５１とよび、第２柱状配線３２および第２柱状配線３２と外周端２１ｂとを接続するビア導体２５をあわせて第２垂直配線５２とよぶ。

スパイラル配線２１は、スパイラル配線２１が巻回された平面に対して法線方向（すなわちＺ方向）に、両側から（すなわち上下から）第１磁性層１１と第２磁性層１２とに挟まれている。

第１垂直配線５１および第２垂直配線５２は、スパイラル配線２１から法線方向に延在し、第１磁性層１１の内部を貫通する。具体的には、第１垂直配線５１を構成する第１柱状配線３１、および第２垂直配線５２を構成する第２柱状配線３２は、第１磁性層１１の内部を貫通し、スパイラル配線２１が形成される平面に対して法線方向に形成されている。なお、スパイラル配線２１において、電流は同一平面内（スパイラル配線２１が形成される平面内）を流れる。これに対し、柱状配線３１および３２においては、電流はスパイラル配線２１が形成される平面内を流れず、例えば法線方向に流れる。

インダクタ部品１のチップサイズが小さくなるにしたがって、相対的に磁路も小さくなるので、磁束密度が高くなり、磁気飽和しやすくなる。特に、磁性層１０のうち、内磁路部１３および外磁路部１４は磁路に対する断面積が小さく、磁気飽和しやすい。ここで、柱状配線３１および３２において、法線方向に流れる電流により生じる磁束は内磁路部１３および外磁路部１４を通らないので、磁気飽和特性、すなわち直流重畳特性を高くすることができる。また、柱状配線３１および３２において、法線方向に流れる電流により生じる磁束は磁性層１０を通るので、インダクタンス取得効率を向上することができる。

ここで、柱状配線３１および３２が磁性材料内部を貫通することは、柱状配線３１および３２が延在する方向、すなわちスパイラル配線２１が形成される平面に対して法線方向に、その周囲が磁性体で覆われていることを意味し、この構成により、閉磁路構造を容易に形成することができる。

第１磁性層２２の表面には、外部端子４１および４２が設けられ、垂直配線５１および５２の上側の端面に接続する。図１および２に示す構成において、第１外部端子４１が第１垂直配線５１に接続し、第２外部端子４２が第２垂直配線５２に接続する。外部端子４１および４２は、外部回路と接続するために設けられる。第１磁性層１１の表面に露出した柱状配線３１および３２の表面を外部端子４１および４２としてもよいが、図１および２に示すように、上面視において、柱状配線３１および３２の面積より外部端子４１および４２の面積が大きいことが好ましい。このような構成により、第１磁性層１１の体積を減らすことなく、実装時の接続強度を確保することができ、基板内蔵時に回路配線とインダクタ部品とをビアを介して接続するためのアライメントマージンを確保することができるため、実装信頼性を高めることができる。また、第１磁性層１１の表面に、スパイラル配線２１と電気的に接続せず、外部回路と接続する接続端子（ダミー外部端子）を備えてもよい。

本実施形態に係るインダクタ部品１は、スパイラル配線２１から法線方向に延在する垂直配線５１および５２と、第１磁性層１１の表面に設けられ、垂直配線５１および５２の端面に接続する外部端子４１および４２とを備えることにより、スパイラル配線２１以外の領域をスパイラル配線２１の側面方向に必要としないため、実装面積を低減することができる。なお、上記の側面方向とはＺ方向に直交する方向（スパイラル配線２１が巻回された平面と平行な方向）を指す。

第１磁性層１１の表面には、絶縁性を向上させるための被覆膜５０が形成されていてよい。被覆膜５０は、例えば、ポリイミド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の有機絶縁樹脂からなる感光性レジストや、ソルダーレジスト等であってよい。また、被覆膜５０を設けることにより、第１磁性層１１の表面において外部端子４１および４２ならびに存在する場合には接続端子を形成する際、被覆膜５０の開口部をガイドパターンとして外部端子４１および４２ならびに存在する場合には接続端子を容易に形成することができる。

第１外部端子４１、第２外部端子４２（および存在する場合には接続端子）の表面は、Ｎｉ、Ａｕ等による防錆処理や、Ｎｉ、Ｓｎ等によるはんだ喰われ防止の対策がなされていてもよい。

スパイラル配線２１は、少なくとも巻回部において、絶縁層１５で被覆されてよい。絶縁層１５を設けることにより、スパイラル配線２１間の絶縁性を高くすることができ、インダクタ部品の信頼性を更に向上させることができる。絶縁層１５は、有機樹脂および非磁性の無機フィラーを含んでよい。絶縁層１５に含まれる有機樹脂は、例えば、ポリイミド、エポキシおよびフェノールからなる群から選択されるものであってよい。絶縁層に含まれる非磁性の無機フィラーは、例えば、シリカ（一例として平均粒径０．５μｍ以下のＳｉＯ_２フィラー）であってよい。なお、図１および２に示すインダクタ部品１において、スパイラル配線２１の周りは絶縁層１５によって被覆されており、スパイラル配線２１と磁性層（第１磁性層１１および第２磁性層１２）とが接触しない構成となっているが、磁性層自体は絶縁性を有することから、絶縁層１５による被覆は必須ではない。絶縁層１５を設けない場合、磁性層の体積を相対的に大きくすることができるので、インダクタンスの取得効率をさらに高くすることができる。一方、絶縁層１５を設けることにより、スパイラル配線２１間のスペースが非常に狭い場合であっても、スパイラル配線２１間における金属磁性体を介した短絡を防止することができるので、信頼性の高いインダクタ部品を提供することができる。

スパイラル配線２１間のスペースの幅は３μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。スペースの幅を２０μｍ以下にすることで、スパイラル配線２１の幅を相対的に大きくすることができるので、直流抵抗を低減することができる。スペースの幅を３μｍ以上にすることで、スパイラル配線２１間の絶縁性を十分に確保することができる。本実施形態に係るインダクタ部品１の実施例において、スパイラル配線２１の幅は６０μｍ、スパイラル配線２１間のスペースの幅は１０μｍである。

スパイラル配線２１の厚みは４０μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましい。厚みを４０μｍ以上にすることで、直流抵抗を十分に下げることができる。厚みを１２０μｍ以下にすることで、配線アスペクトを極端に大きくすることがなくなり、プロセスばらつきを抑制することができる。本実施形態にかかるインダクタ部品１の実施例において、スパイラル配線２１の配線厚みは７０μｍである。なお、スパイラル配線２１の幅とは、スパイラル配線２１の延伸方向に直交する横断面において、Ｚ方向に直交する側の寸法であり、スパイラル配線２１の厚みとは、同横断面において、Ｚ方向に沿った寸法である。

磁性層とスパイラル配線２１との間の絶縁層１５の厚みは３μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。厚みが３μｍ以上であると、スパイラル配線２１と磁性層中の磁性体との接触を確実に防止することができる。厚みが５０μｍ以下であると、磁性層を相対的に大きくすることができるので、磁気飽和特性やインダクタンスの取得効率を向上できる。更に、磁性層を大きくしない場合は、その分インダクタ部品１の薄型化や実装面積の低減が実現できる。本実施形態に係るインダクタ部品１の実施例において、スパイラル配線２１と磁性層との間の絶縁層１５の厚みは、スパイラル配線２１が巻回された平面に対して法線方向（Ｚ方向）においては１０μｍであり、スパイラル配線２１が巻回された平面に対して平行な方向（すなわち内磁路部１３および外磁路部１４とスパイラル配線２１との間の絶縁層１５の厚み）においては２５μｍである。

スパイラル配線２１のターン数は５ターン以下であることが好ましい。ターン数が５ターン以下であると、５０ＭＨｚから１５０ＭＨｚといった高周波スイッチング動作に対して近接効果の損失を小さくすることできる。一方、１ＭＨｚといった低周波スイッチング動作で使用する場合、ターン数は２．５ターン以上であることが好ましい。ターン数を多くすることで、インダクタンスを高くすることができ、インダクタリップル電流を小さくすることができる。図１および２に示すインダクタ部品１において、スパイラル配線２１のターン数は２．５ターンである。

第１磁性層１１は、第２磁性層１２と異なる厚みを有してよく、あるいは第２磁性層１２と同じ厚みを有してもよい。第１磁性層は、第２磁性層と異なる厚みを有することが好ましい。この場合、磁性層の厚みに対する設計自由度が増大するので、薄型のインダクタ部品をより低コストで提供することができる。

また、第２磁性層１２の厚みを大きくすることにより、インダクタ部品１全体の実効透磁率が増大し、インダクタンスの取得効率が高くなる。

また、第１磁性層１１の厚みを大きくすることにより、ランドパターンによる渦電流損等の、磁束漏れによる悪影響を効果的に抑制することができる。後述するように、第２磁性層１２は第１磁性層１１より高い透磁率を有し、漏れ磁束が生じにくい。これに加えて、第１磁性層１１の厚みを大きくすることで、第１磁性層１１における漏れ磁束の発生も低減することができる。

第１磁性層１１および第２磁性層１２の厚みはそれぞれ、１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。磁性層の厚みを１０μｍ以上とすることで、磁性層を研削する際のプロセスばらつきによってスパイラル配線２１が露出してしまう不具合を効果的に防止することができる。また、磁性層の厚みを１０μｍ以上とすることで、磁性体の脱粒による実効透磁率の低下を効果的に防止することができる。また、磁性層の厚みを２００μｍ以下とすることで、インダクタ部品１の薄膜化を実現することができる。本実施形態に係るインダクタ部品１の実施例において、第１磁性層１１の厚みは４２．５μｍであり、第２磁性層１２の厚みは４２．５μｍである。

なお、第１外部端子４１、第２外部端子４２および被覆膜５０の厚み及び大きさは、インダクタ部品１全体の厚みや実装信頼性の観点から適宜調節してよい。本実施形態に係るインダクタ部品１の実施例において、Ｎｉめっき及びＡｕめっきの防錆処理を含めた第１外部端子４１および第２外部端子４２の厚みは、無電解銅めっき厚５μｍ、Ｎｉめっき厚５μｍ、Ａｕめっき厚０．１μｍである。また、被覆膜５０の厚みは５μｍである。

以上より、本実施形態に係るインダクタ部品１の実施例によれば、チップサイズ１２１０（１．２ｍｍ×１．０ｍｍ）、厚み０．２００ｍｍの薄型インダクタを提供することができる。

本実施形態に係るインダクタ部品１において、第１磁性層１１の透磁率は、第２磁性層１２の透磁率より低い。透磁率が低い第１磁性層を垂直配線が貫通しているのに対して、透磁率が高い第２磁性層の内部には垂直配線が設けられないことにより、インダクタ部品の実効透磁率の低下を相対的に抑制でき、インダクタンス取得効率への影響が小さい。

ここで、透磁率の解析方法について述べる。透磁率の大小は、以下の第１、第２または第３の解析方法により、評価することができる。なお、原則として、第１または第２の解析方法を用いて測定するものとし、第１または第２の解析方法を用いることができないときにのみ、第３の解析方法を用いて測定する。

第１の解析方法としては、磁性材料を液状、シート状などで入手できる場合はそれらをシート、板、ブロック状に加工し、公知のインピーダンス測定方法により透磁率を取得できることができる。

第２の解析方法としては、チップ状態からは、例えば、チップのインダクタンスを測定した後、磁性層の一面を研削やエッチングなどにより除去し、再度インダクタンスを測定する。その後、電磁界シミュレーション（例えばアンシス社のＨＦＳＳ）でそれぞれの状態に対応するインダクタンスとなる実効透磁率を求めることで、チップ状態における第１磁性層の透磁率および第２磁性層の透磁率を算出することが可能である。

第３の解析方法としては、一般的な、公知の知識よりＳＥＭ画像の断面から判断することができる。例えば、ＥＤＸ分析の結果から、同じ材料系の磁性粉が使用されていれば、粒径が大きいまたは磁性粉が多い磁性材料の方が、粒径の小さいまたは磁性粉が少ない磁性材料よりも透磁率は高い。ここで、取得するＳＥＭ画像はチップの長手側の中心をカットして得られる断面から得て良い。また、ＳＥＭ画像の倍率は２００〜２０００倍であることが好ましい。

本実施形態に係るインダクタ部品１において、第１磁性層１１および第２磁性層１２は、金属磁性体フィラーとその結合剤となる結合樹脂とを含んでよい。これにより、第１磁性層１１の加工性が向上し、結合樹脂からの金属磁性体フィラーの脱落など、加工によってインダクタ部品の実効透磁率の低下を招かないように垂直配線を容易に貫通させることができる。

第１磁性層１１の外側主面において、金属磁性体フィラーの断面が露出していてよい。このことは、第１磁性層の外側主面に研削等の加工が施されていることを意味する。第１磁性層が研削等されているので、第１磁性層１１の厚みを研削等により任意に調節してインダクタ部品１を更に薄型化することが容易に可能である。

第１磁性層１１に含まれる結合樹脂は、例えば、エポキシ系樹脂、ビスマレイミド、液晶ポリマー、ポリイミド等の有機絶縁材料であってよい。第１磁性層１１に含まれる磁性体（好ましくは略球形の金属磁性体フィラー）は、ＦｅＳｉＣｒ等のＦｅＳｉ系合金、ＦｅＣｏ系合金、ＮｉＦｅ等のＦｅ系合金、またはこれらのアモルファス合金であってよい。Ｆｅ系の磁性体を用いることで、フェライト等よりも大きな磁気飽和特性を得ることができる。

第１磁性層１１に含まれる金属磁性体フィラーの平均粒径は５μｍ以下であることが好ましい。なお、本明細書において、「平均粒径」は体積基準のメジアン径を意味する。平均粒径が５μｍ以下であると、渦電流の発生を抑制することができ、高周波での損失を小さくすることができる。そのため、１５０ＭＨｚといった高周波においても損失の小さいインダクタ部品１を得ることができる。

一方、インダクタ部品１を低周波で用いる場合には、高周波で使用する場合と比較して、渦電流損の影響は小さい。そのため、透磁率を高くするために金属磁性体フィラーの平均粒径を大きくしてもよい。一例として、平均粒径が３０μｍ以上１００μｍ以下の大粒径の金属磁性体フィラーと、１０μｍ以下の小粒径の金属磁性体フィラーとが混在してよい。この場合、大粒の金属磁性体フィラー間の隙間に小粒の金属磁性体フィラーが充填されることで、磁性体の充填量を高くすることができ、１ＭＨｚ以上１０ＭＨｚ以下といった周波数において高い透磁率を達成することができる。

第１磁性層１１における金属磁性体フィラーの含有率は、結合樹脂に対して５０体積％以上８５体積％以下であることが好ましい。金属磁性体フィラーの含有率を５０体積％以上にすることで、実効透磁率を高くすることができ、所望のインダクタンス値の取得に必要なスパイラル配線２１のターン数を少なくすることができる。その結果、直流抵抗と近接効果による高周波での損失を低減することができる。金属磁性体フィラーの含有率が８５体積％以下であると、製造工程において、金属磁性体フィラーを含有する結合樹脂の流動性を良くすることができ、金属磁性体フィラーの充填性が向上する。その結果、実効透磁率を向上させることができ、また、磁性層の強度を向上させることができる。

次に、第２磁性層１２について以下に説明する。第２磁性層１２は第１磁性層１１と同じ組成を有してよく、互いに異なる組成を有してもよい。第２磁性層１２が第１磁性層１１と異なる組成を有する場合、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の界面において、透磁率が連続的または非連続的に変化してよい。例えば、第２磁性層１２から徐々に磁性体の充填量を少なくしていき、または磁性体の平均粒径を小さくしていき、透磁率の低い領域を第１磁性層１１としてもよく、この場合、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の界面において透磁率は連続的に変化する。あるいは、第１磁性層１１で内磁路部１３、外磁路部１４を充填した後、第２磁性層１２を圧着してもよく、この場合、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の界面において透磁率は非連続的に変化する。

本実施形態に係るインダクタ部品１において、第２磁性層１２の外側主面は有機樹脂で被覆されていることが好ましい。これにより、第２磁性層１２からの磁性体の脱粒を抑制することができ、インダクタ部品の実効透磁率をより高くすることができる。

あるいは、第２磁性層１２の外側主面の全面は、結合樹脂で被覆され、金属磁性体フィラーの断面が露出していないことが好ましい。この構成によっても、第２磁性層１２からの磁性体の脱粒を抑制することができ、インダクタ部品の実効透磁率の低下を抑制することができる。更に、この構成は、第２磁性層１２の表面が研削されないことを意味する。第２磁性層１２の研削工程が不要であることにより、製造コストを低減することができる。

本実施形態に係るインダクタ部品１において、第１磁性層の金属磁性体フィラーは、略球形状であり、第２磁性層１２の金属磁性体フィラーには、扁平状のものが存在することが好ましい。第２磁性層１２に扁平形状の金属磁性体フィラー等の異方性材料が存在すると、磁気抵抗を低くすることができ、第２磁性層の透磁率を更に高くすることができる。なお、本明細書において、金属磁性体フィラーが「略球形である」とは、金属磁性体フィラーの長径ａと短径ｂとの比で定義されるアスペクト比（ａ／ｂ）が１．５以下であることを意味する。ここで、磁路内を通過する磁束の向きと平行な断面（磁性層においてはＬ方向と平行な面、内磁路においてはＴ方向と平行な面）における金属磁性体フィラーの最大寸法を長径とし、長径に直交する最大寸法を短径とする。また、本明細書において、金属磁性体フィラーが「扁平形状である」とは、金属磁性体フィラーの長径ａと短径ｂとの比で定義されるアスペクト比（ａ／ｂ）が２．０以上２０以下であることを意味する。扁平形状の金属磁性体フィラーは、針状であってもよい。

また、上述したような異方性を有する金属磁性体フィラーに略球形の（すなわち等方性を有する）金属磁性体フィラーを混合して用いてもよい。このような構成により、異方性を有する金属磁性体フィラー間の隙間を、等方性を有する金属磁性体フィラーが埋めることになるので、透磁率を更に高くすることができる。異方性を有する金属磁性体フィラーと等方性を有する金属磁性体フィラーとを混合する場合、異方性を有する金属磁性体フィラーの含有量が、等方性を有する金属磁性体フィラーの含有量より多いことが好ましい。このように含有率を調節することにより、透磁率をより一層高くすることができる。

第２磁性層１２に含まれる金属磁性体フィラーは、例えば、ＮｉＦｅ等のＮｉＦｅ系合金、ＦｅＣｏ系合金、ＦｅＳｉＣｒ等のＦｅＳｉ系合金またはこれらのアモルファス合金であってよい。第２磁性層に含まれる結合樹脂は、例えば、エポキシ系樹脂、液晶ポリマー、ビスマレイミド、ポリイミドまたはフェノール樹脂であってよい。

扁平形状の金属磁性体フィラーは、金属磁性体フィラーの長径方向が、スパイラル配線２１が巻回された平面に対して略平行であるように配置されることが好ましい。このような構成により、第２磁性層１２の透磁率を更に高くすることができる。本明細書において、「スパイラル配線が巻回された平面に対して略平行である」とは、スパイラル配線２１が巻回された平面に対する、金属磁性体フィラーの長径方向の角度が、±１５°であることを意味する。なお、第２磁性層１２中に存在する扁平形状の金属磁性体フィラーについて長径方向が複数存在する場合、第２磁性層１２に含まれる金属磁性体フィラーの過半数の長径が示す方向を長径方向とする。

また、上面視において、第２磁性層１２は長方形状であり、この長方形状の長辺と、扁平形状の金属磁性体フィラーの長径方向とが、略平行であることが好ましい。第２磁性層１２が長方形状である場合、第２磁性層１２において、磁束の流れる距離は第２磁性層１２の長辺において最も長くなる。そのため、上面視において、第２磁性層１２に含まれる扁平形状の金属磁性体フィラーの長径方向と、第２磁性層１２の長辺とが略平行であることにより、磁気抵抗を低減することができ、インダクタンスの取得効率を更に高くすることができる。なお、本明細書において、「上面視において、第２磁性層１２に含まれる扁平形状の金属磁性体フィラーの長径方向と、第２磁性層１２の長辺とが略平行である」とは、上面視において、第２磁性層１２の長辺に対する金属磁性体フィラーの長径方向の角度が、±３５°であることを意味する。

別法として、第２磁性層１２は、金属磁性体圧粉、金属磁性体板および金属磁性体箔のうち少なくとも一つを含んでよい。第２磁性層１２が、金属磁性体圧粉、金属磁性体板および金属磁性体箔のうち少なくとも一つを含むことにより、第２磁性層の透磁率を更に高くすることができる。

第２磁性層１２における金属磁性体圧粉、金属磁性体板および金属磁性体箔の合計含有量は、９０体積％以上であることが好ましい。この場合、第２磁性層の透磁率をより一層高くすることができる。

例えば、第２磁性層１２は、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｃｕからなる群から選択される金属磁性体圧粉、金属磁性体板および金属磁性体箔の少なくとも一つを含んでよい。第２磁性層１２が金属磁性体圧粉を含む場合、第２磁性層１２は、粉砕された金属片と、エポキシ系樹脂、ビスマレイミド、液晶ポリマー、ポリイミド、フェノール樹脂等からなる有機絶縁材とを圧着させたものであってよい。このとき、金属片の平均粒径は１００μｍ以下であることが好ましい。一方、金属磁性体板および金属磁性体箔は、厚みが１０μｍ以下であることが好ましい。なお、第２磁性層１２は、金属磁性体圧粉、金属磁性体板および金属磁性体箔のいずれかを含む層を複数層積層したものであってもよい。このような構成により、第２磁性層１２において、渦電流損を抑制しつつ、非常に高い透磁率を得ることができる。

（製造方法）
次に、第１実施形態に係るインダクタ部品１の製造方法について説明する。

図３Ａに示すように、ダミーコア基板６１を準備する。ダミーコア基板６１の両面には基板銅箔を有する。本実施形態では、ダミーコア基板６１はガラスエポキシ基板である。ダミーコア基板６１の厚みは、インダクタ部品の厚みに影響を与えないため、加工上のそりなどの理由から適便取り扱いやすい厚さのものを用いればよい。

次に、基板銅箔の面上に銅箔６２を接着する。銅箔６２は基板銅箔の円滑面に接着される。このため、銅箔６２と基板銅箔の接着力を弱くすることでき、後工程において、ダミーコア基板６１を銅箔６２から容易に剥がすことができる。好ましくはダミーコア基板６１とダミー金属層（銅箔６２）を接着する接着剤は、低粘着剤とする。また、ダミーコア基板６１と銅箔６２の接着力を弱くするために、ダミーコア基板６１と銅箔６２の接着面を光沢面とすることが望ましい。

その後、銅箔６２上に絶縁層６３を積層する。このとき絶縁層６３は、真空ラミネータやプレス機などにより、熱圧着し、熱硬化する。

図３Ｂに示すように、絶縁層６３をレーザ加工などにより開口部６３ａを形成する。そして、図３Ｃに示すように、絶縁層６３上にダミー銅６４ａとスパイラル配線６４ｂを形成する。詳しくは、絶縁層６３上に無電解めっきやスパッタリング、蒸着などによりＳＡＰのための給電膜（図示せず）を形成する。給電膜の形成後、給電膜上に感光性のレジストを塗布や貼りつけ、フォトリソグラフィによって配線パターンとなる箇所に感光性レジストの開口部を形成する。その後、ダミー銅６４ａ、スパイラル配線６４ｂに相当するメタル配線を感光性レジスト層の開口部に形成する。メタル配線形成後、感光性レジストを薬液により剥離除去し、給電膜をエッチング除去する。その後、更にこのメタル配線を給電部として、追加の銅電解めっきを施すことで狭スペースな配線を得ることができる。本実施形態に係る製造方法の実施例においては、Ｌ（配線幅）／Ｓ（配線間スペース）／ｔ（配線厚み）が４０μｍ／３０μｍ／４５μｍの銅配線をＳＡＰにて形成後、追加銅電解メッキを実施することで、Ｌ／Ｓ／ｔ＝６０μｍ／１０μｍ／７０μｍの配線を得ることができる。また、ＳＡＰにより図３Ｂに形成された開口部６３ａには銅が充填される。

そして、図３Ｄに示すように、ダミー銅６４ａ、スパイラル配線６４ｂを絶縁層６５で覆う。絶縁層６５は真空ラミネータやプレス機などにより、熱圧着し、熱硬化する。

次に、図３Ｅに示すように、レーザ加工などにより絶縁層６５に開口部６５ａを形成する。

その後、ダミーコア基板６１を銅箔６２から剥がす。そして、銅箔６２をエッチングなどにより取り除き、ダミー銅６４ａをエッチングなどにより取り除いて、図３Ｆに示すように、内磁路部１３に対応する孔部６６ａと外磁路部１４に対応する孔部６６ｂを形成する。

その後、図３Ｇに示すように、絶縁層６５に開口部６７ａをレーザ加工などにより形成する。そして、図３Ｈに示すように、ＳＡＰにより開口部６７ａを銅により充填し、絶縁層６５の上に柱状配線６８を形成する。

次に、図３Ｉに示すように、第１磁性層１１に対応する磁性材料（磁性層）６９によりスパイラル配線、絶縁層、柱状配線を覆って、インダクタ基板を形成する。磁性材料６９は、真空ラミネータやプレス機などにより、熱圧着し、熱硬化する。このとき、磁性材料６９は、孔部６６ａ，６６ｂにも充填される。

次に、図３Ｊに示すように、第１磁性層１１に対応する磁性材料６９とは反対側の面に、第２磁性層１２に対応する磁性材料６９Ａを、真空ラミネータやプレス機などにより、熱圧着し、熱硬化する。

そして、図３Ｋに示すように、磁性材料６９および場合により磁性材料６９Ａを研削工法により薄層化する。このとき、柱状配線６８の一部が露出されることで、磁性材料６９の同一平面上に柱状配線６８の露出部が形成される。このとき、インダクタンス値が得られるのに十分な厚みまで磁性材料６９を研削することで、インダクタ部品の薄型化を図ることができる。

このとき、磁性材料６９Ａは研削しないことが好ましい。磁性材料６９Ａが異方性を有する金属磁性体フィラーを含有する場合、金属磁性体フィラーのアスペクト比のばらつきに起因して予期せぬ脱粒が生じ得、磁気抵抗が高くなってしまうおそれがある。また、磁性材料６９Ａが金属磁性体圧粉、金属磁性体板、金属磁性体箔などを含む場合、磁性材料６９Ａを研削することによる実効透磁率の低下が激しく、また研削自体も難易度が高い。そのため、磁性材料６９のみを研削して、柱状電極の頭出しとチップ厚の調整を行うことが好ましい。

その後、図３Ｌに示すように、印刷工法により磁性材料６９の表面に絶縁樹脂（被覆膜）７０を形成する。ここで、絶縁樹脂７０の開口部７０ａを、外部端子の形成部分とする。本実施例では、印刷工法を用いたが、フォトリソグラフィ法によって開口部７０ａを形成してもよい。

次に、図３Ｍに示すように、無電解銅めっきや、ＮｉおよびＡｕなどのめっき被膜し、外部端子７１ａを形成し、図３Ｎに示すように、破線部Ｌにてダイシングにより個片化し、図１および２に示すインダクタ部品１を得る。なお、図３Ｂ以降、記載を省略したが、ダミーコア基板６１の両面にインダクタ部品１を形成してもよいし、ダミーコア基板６１上に行列状に並ぶ複数のインダクタ部品１を形成してもよい。これにより、高い生産性を得ることができる。

また、図３Ｂから図３Ｄの工程を繰り返すことで、任意の配線層を形成することができる。本実施形態において、スパイラル配線２１は１層であるが、スパイラル配線２１は２層以上であってよい。スパイラル配線２１を複数設けることで、ターン数を増やすことができ、より高いインダクタンスを取得することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るインダクタ部品１Ａの断面図を図４に示す。第２実施形態に係るインダクタ部品１Ａは、第１実施形態に係るインダクタ部品１とは、第１磁性層と第２磁性層との間に、第１磁性層および第２磁性層と比較して磁性体フィラーの存在量が少ない領域または有機樹脂層１６を有する点で相違する。この相違する構成を以下に説明する。なお、第２実施形態に係るインダクタ部品１Ａにおいて、第１実施形態に係るインダクタ部品１と同一の符号は第１実施形態に係るインダクタ部品１と同一の構成を指し、その説明は省略する。なお、図４から自明に導かれるように、インダクタ部品１Ａの構成であっても、実装面積の低減が可能であり、かつインダクタンス取得効率への影響を低減できる。

図５は、インダクタ部品１Ａの拡大図である。図５に示すように、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の少なくとも一部において、第１磁性層１１および第２磁性層１２と比較して、磁性体の存在量が少ない領域（図５において符号１６で示す）が存在する。この領域は、第１磁性層１１に含まれる結合樹脂および／または第２磁性層１２に含まれる結合樹脂を含んでよく、あるいは、第１磁性層１１および第２磁性層１２とは異なる有機樹脂を含んでもよい。

第１磁性層１１と第２磁性層１２との間における、第１磁性層１１および第２磁性層１２と比較して磁性体フィラーの存在量が少ない領域は、擬似的な非磁性部として機能する。そのため、当該領域を有することで、磁気飽和特性を向上させることができる。

このとき、当該領域を挟んだ第１磁性層１１と第２磁性層１２との最大間隔は、０．５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。最大間隔が０．５μｍ以上であると、磁気飽和特性がより一層向上し得る。最大間隔が３０μｍ以下であると、インダクタ部品の実効透磁率の低下をより抑制することができる。最大間隔が大きいほど、磁気飽和特性が向上する効果が高い。一方、最大間隔が大きすぎると、当該領域から磁束が漏れるおそれがあり、インダクタ部品の実効透磁率が低下する可能性がある。

別法として、インダクタ部品１Ａは、上述した磁性体フィラーの存在量が少ない領域１６に代えて、第１磁性層１１と第２磁性層１２とに直接挟まれた磁性体フィラーを含まない有機樹脂層（図５において符号１６で示す）を備えてもよい。有機樹脂層１６の材料は、第１磁性層１１に含まれる結合樹脂や第２磁性層１２に含まれる結合樹脂と同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。有機樹脂層１６は、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の密着性を向上させることができる。また、有機樹脂層１６は金属磁性体フィラーが存在しないので、非磁性部としても機能するため、磁気飽和特性を向上させることができる。

有機樹脂層１６の最大厚みは、０．５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。有機樹脂層１６の最大厚みが０．５μｍ以上であると、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の密着性がより一層向上し得、かつ磁気飽和特性がより一層向上し得る。有機樹脂層１６の最大厚みが３０μｍ以下であると、インダクタ部品の実効透磁率の低下をより抑制することができる。

有機樹脂層１６は、製造プロセスにおいて第１磁性層１１と第２磁性層１２とを圧着する際に、第１磁性層１１を構成する成分と第２磁性層１２を構成する成分とが、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の界面に拡散・流入することにより形成され得る。この場合、磁性体フィラーの少ない領域を特別な工程を追加することなく形成することができる。あるいは、有機樹脂層１６は、第１磁性層１１および第２磁性層とは別に、樹脂シート等を用いて形成してもよい。このような有機樹脂層１６を設けることで、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間の密着性を向上させることができる。また、有機樹脂層１６は磁性体フィラーを含まないので非磁性部としても機能する。そのため、有機樹脂層を有することで、磁気飽和特性を向上させることができる。

本実施形態に係るインダクタ部品１Ａにおいて、第１磁性層１１の金属磁性体フィラーと、当該金属磁性体フィラーと隣り合う第２磁性層１２の金属磁性体フィラー間の距離のうち、第１磁性層１１内および第２磁性層１２内における隣り合う金属磁性体フィラー間の距離よりも大きいものが存在する。当該領域が存在することにより、磁気飽和特性を向上させることができる。この場合、第１磁性層１１の金属磁性体フィラーと、当該金属磁性体フィラーと隣り合う第２磁性層１２の金属磁性体フィラー間の距離のうち、０．５μｍ以上３μｍ以下となるものが存在することが好ましい。当該距離のうち０．５μｍ以上のものが存在すると、磁気飽和特性がより一層向上し得る。当該距離のうち３μｍ以下のものが存在すると、インダクタ部品の実効透磁率の低下をより抑制することができる。

本実施形態に係るインダクタ部品１Ａは、有機樹脂層１６に代えてまたは有機樹脂層１６に加えて、第１磁性層１１と第２磁性層１２とに直接挟まれた空隙部を更に備えてよい。第１磁性層１１と第２磁性層１２との間に空隙部を有することにより、熱衝撃等の負荷がインダクタ部品１Ａにかかった場合に、異材料間の線膨張係数の差に起因して発生し得る応力を緩和することができる。また、空隙部は非磁性部としても機能する。そのため、空隙部を有することで、磁気飽和特性を向上させることができる。

空隙部の最大厚みは０．５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。空隙部の最大厚みが０．５μｍ以上であると、応力緩和および磁気飽和特性向上の効果がより一層高くなる。一方、空隙部の最大厚みが３０μｍ以下であると、良好なインダクタンスの取得効率を達成し得、同時に素体強度の低下を抑制することができる。空隙部の最大厚みが大きいほど、応力の緩和および磁気飽和特性の向上の効果が高くなる傾向にある。一方、空隙部の最大厚みが大きすぎると、インダクタンスの取得効率が低下するおそれがあり、また、素体強度の低下を招くおそれがある。

本実施形態に係るインダクタ部品において、上述したように、磁性体フィラーの存在量が少ない領域が存在する場合、磁性体フィラーを含まない有機樹脂層を備える場合、または第１磁性層の金属磁性体フィラーと当該金属磁性体フィラーと隣り合う第２磁性層の金属磁性体フィラー間の距離のうち０．５μｍ以上３μｍ以下となるものが存在する場合において、インダクタ部品の実効透磁率は４０以上２００以下であってよい。この場合、チップ設計の自由度が向上し、インダクタ部品の薄型化の達成が更に容易になる。

有機樹脂層１６（第１磁性層１１と第２磁性層１２との間における、第１磁性層１１および第２磁性層１２と比較して金属磁性体フィラーの存在量が少ない領域）１６の最大厚み、有機樹脂層１６における金属磁性体フィラー間の距離、および空隙部の最大厚みは、以下に説明する方法で解析することができる。インダクタ部品１Ａについて、内磁路部１３（第１磁性層１１）と第２磁性層１２とが同一平面内に含まれるように、研磨等で断面を形成する。この断面において、第２磁性層１２と内磁路部１３との境界付近を倍率２００〜２０００倍のＳＥＭ画像により解析する。ＳＥＭ画像において、内磁路部１３の金属磁性体フィラー１０１と、当該金属磁性体フィラー１０１と隣り合う第２磁性層１２の金属磁性体フィラー１０２との間の距離のうち、内磁路部１３内および第２磁性層１２内における隣り合う金属磁性体フィラー間の距離よりも大きいものがあれば、その距離に相当する空間を有機樹脂層１６（有機樹脂が存在する場合）または空隙部（有機樹脂が存在しない場合）とし、当該距離の最大値を、有機樹脂層１６の最大厚み又は空隙部の最大厚みとする。

（シミュレーション）
インダクタ部品１Ａの構成における効果を実証するため、インダクタ部品１Ａの構成に基づくシミュレーションを行った。図６Ａおよび図６Ｂにシミュレーション結果を示す。図６Ａは、有機樹脂層１６の厚みとインダクタンス（Ｌ）との関係を示し、図６Ｂは、有機樹脂層１６の厚みとインダクタンスの変化率（ΔＬ）との関係を示す。シミュレータは、電磁界シミュレータＨＦＳＳ（シノプシス社製）を用いた。第１磁性層１１の透磁率μは２６．５とし、第２磁性層１２の透磁率μは７０とした。Ｌ取得周波数は１ＭＨｚとし、チップサイズを長さ１．２ｍｍ×幅１．０ｍｍとし、有機樹脂層１６の厚みがゼロのときのチップ厚みを０．２００ｍｍとし、スパイラル配線２１のターン数は２．５ターンとし、スパイラル配線の寸法はＬ／Ｓ／ｔ＝６０μｍ／１０μｍ／７０μｍとした。第１磁性層１１（内磁路部１３および外磁路部１４を除く）および第２磁性層１２の厚みは共に４２．５μｍとした。図６Ｂに示すように、有機樹脂層１６の厚みが３０μｍ以下であるとき、インダクタンスの低下率を４０％以下に抑えることができる。

（第３実施形態）
図７Ａは、本発明の第３実施形態に係るインダクタ部品１Ｂを示す透視平面図であり、図７Ｂは図７Ａに示すインダクタ部品のＸ−Ｘ断面図である。第３実施形態に係るインダクタ部品１Ｂは、第１実施形態に係るインダクタ部品１とは、スパイラル配線の構成が相違する。なお、第３実施形態に係るインダクタ部品１Ｂにおいて、第１実施形態に係るインダクタ部品１と同一の符号は第１実施形態に係るインダクタ部品１と同一の構成を指し、その説明は省略する。

本実施形態において、インダクタ部品１Ｂは、複数のスパイラル配線２１および２２を備え、複数のスパイラル配線間において、スパイラル配線同士を直列に接続するビア導体２７を更に備え、ビア導体２７を含むビア導体と同一の層は、導体、無機フィラーおよび有機樹脂のみを含む。スパイラル配線の数が増加することにより、ターン数が増加し、その結果、インダクタンスの取得効率を更に高くすることができる。また、インダクタ部品１Ｂは、スパイラル配線間にある程度の厚みを必要とするガラスクロス等の基材を有しないので、スパイラル配線の数を増加させた場合であっても、インダクタ部品の薄型化を実現することができる。

以下、本実施形態に係るインダクタ部品１Ｂについて詳述する。図７Ａおよび７Ｂに示すように、インダクタ部品１Ｂは、インダクタ部品１と同様に、スパイラル配線２１および２２からＺ方向に延在して第１磁性層１１の内部を貫通する垂直配線５１、５２を備える。また、インダクタ部品１Ｂは、スパイラル配線２１および２２と電気的に接続せず、外部回路と接続する接続端子４３（ダミー外部端子）を備えている。接続端子４３を外部回路のグランドと接続すれば、接続端子４３は磁気シールドとして機能し、接続端子４３を外部回路の放熱経路と接続すれば、インダクタ部品１Ｂの放熱性が向上する。

インダクタ部品１Ｂにおいて、第１スパイラル配線２１および第２スパイラル配線２２の複数のスパイラル配線が存在し、第１スパイラル配線２１と第２スパイラル配線２２との間を直列に接続する第２ビア導体２７を更に備える。具体的に述べると、第１スパイラル配線２１と第２スパイラル配線２２は、Ｚ方向に積層されている。第１スパイラル配線２１は、上側からみて、外周端２１ｂから内周端２１ａに向かって反時計回り方向に渦巻状に巻回されている。第２スパイラル配線２２は、上側からみて、内周端２２ａから外周端２２ｂに向かって反時計回り方向に渦巻状に巻回されている。

第１スパイラル配線２１の外周端２１ｂは、その外周端２１ｂの上側の第１垂直配線５１（ビア導体２５および第１柱状配線３１）を介して、第１外部端子４１に接続される。第１スパイラル配線２１の内周端２１ａは、その内周端２１ａの下側の第２ビア導体２７を介して、第２スパイラル配線２２の内周端２２ａに接続される。

第２スパイラル配線２２の外周端２２ｂは、その外周端２２ｂの上側の第２垂直配線５２（ビア導体２５および第２柱状配線３２）を介して、第２外部端子４２に接続される。

第２ビア導体２７を含む第２ビア導体２７と同一層は、導体、無機フィラーおよび有機樹脂のみを含む。つまり、同一層は、第２ビア導体２７、絶縁層１５および磁性層１０のみを含む。したがって、第２ビア導体２７と同一層は、従来のプリント基板を含まないので、薄型にしても、インダクタンスの取得効率が高く、漏れ磁束を抑制できる。なお、「第２ビア導体２７と同一層」とは、法線方向（Ｚ方向）について、第２ビア導体２７の上端から下端までの領域と同じ位置にある部分（層）を指す。換言すると、スパイラル配線２１が巻回された平面と平行な面について、第２ビア導体２７の上端から下端までの領域と同一面にある部分（層）を指す。

第２ビア導体２７と同一層の厚みは、好ましくは、１μｍ以上でかつ２０μｍ以下である。したがって、第２ビア導体２７と同一層の厚みは、１μｍ以上であるので、スパイラル配線間のショートを確実に防ぐことができ、第２ビア導体２７と同一層の厚みは、２０μｍ以下であるので、薄型のインダクタ部品１Ｂを提供できる。

無機フィラーは、例えば、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＣｏ系合金、ＦｅＡｌ系合金もしくはそれらのアモルファス合金またはＳｉＯ_２からなるものであってよい。無機フィラーの平均粒径は、好ましくは５μｍ以下である。このような構成により、高周波損失の少ない薄型のインダクタ部品１Ｂを提供することができる。

インダクタ部品１Ｂにおいても、インダクタ部品１および１Ａと同様に、垂直配線５１，５２が貫通する第１磁性層１１の透磁率は、垂直配線５１，５２が貫通しない第２磁性層の透磁率より低い。したがって、インダクタ部品１Ｂの構成であっても、実装面積の低減が可能であり、かつインダクタンス取得効率への影響を低減できる。
また、インダクタ部品１Ｂでは、第２ビア導体２７により、第１スパイラル配線２１と第２スパイラル配線２２とが直列に接続されているので、ターン数を増やすことでインダクタンス値を向上できる。また、第１〜第３垂直配線５１〜５３を第１スパイラル配線２１および第２スパイラル配線２２の外周から出すことができるので、第１スパイラル配線２１および第２スパイラル配線２２の内径を大きくとることができ、インダクタンス値を向上できる。

また、第１スパイラル配線２１と第２スパイラル配線２２は、それぞれ法線方向に積層されているので、ターン数に対してＺ方向からみたインダクタ部品１Ｂの面積、すなわち実装面積を低減でき、インダクタ部品１Ｂの小型化が実現できる。

なお、インダクタ部品１Ｂでは、直列接続されたスパイラル配線を偶数備える構成であったが、これに限られず、直列接続されたスパイラル配線は奇数であってもよい。垂直配線は、スパイラル配線からＺ方向に配線を引き出すため、直列接続されたスパイラル配線が奇数個であって、インダクタの一方の端部が内周側に配置されていても、該端部を外周側に引き出す必要がない。したがって、この場合、薄型化を実現することができる。また、このように、直列接続されるスパイラル配線の数の自由度が向上するため、インダクタンス値の設定範囲の自由度も向上する。

また、インダクタ部品１Ｂでは、２層のスパイラル配線からなるインダクタを同一平面上に１つ配置しているが、同一平面上にインダクタを２つ以上配置していてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ インダクタ部品
１０ 磁性層
１１ 第１磁性層
１２ 第２磁性層
１３ 内磁路部
１４ 外磁路部
１５ 絶縁層
１６ 磁性体フィラーの存在量が少ない領域（有機樹脂層）
２１ 第１スパイラル配線
２２ 第２スパイラル配線
２５ ビア導体
２７ ビア導体（第２ビア導体）
３１ 第１柱状配線
３２ 第２柱状配線
４１ 第１外部端子
４２ 第２外部端子
５０ 被覆膜
５１ 第１垂直配線
５２ 第２垂直配線
６１ ダミーコア基板
６２ 銅箔
６３、６５ 絶縁層
６３ａ、６５ａ、６７ａ 開口部
６４ａ ダミー銅
６４ｂ スパイラル配線
６６ａ、６６ｂ 孔部
６８ 柱状配線
６９、６９Ａ 磁性材料（磁性層）
７０ 絶縁樹脂（被覆膜）
７０ａ 開口部
７１ａ 外部端子
１０１ 略球形の金属磁性体フィラー
１０２ 扁平状の金属磁性体フィラー

Claims (21)

1. 平面上に巻回されたスパイラル配線と、
   前記スパイラル配線が巻回された平面に対して法線方向に両側から前記スパイラル配線を挟む位置にある第１磁性層および第２磁性層と、
   前記スパイラル配線から前記法線方向に延在し、前記第１磁性層の内部を貫通する垂直配線と、
   前記第１磁性層の表面に設けられ、前記垂直配線の端面に接続する外部端子と
   を備え、
   前記第１磁性層の透磁率が前記第２磁性層の透磁率より低く、該透磁率の低い前記第１磁性層内に前記垂直配線が設けられるように前記垂直配線の周囲が前記第１磁性層で覆われている、インダクタ部品。
2. 前記第１磁性層および前記第２磁性層は金属磁性体フィラーと結合樹脂とを含む、請求項１に記載のインダクタ部品。
3. 前記第１磁性層の外側主面において前記金属磁性体フィラーの断面が露出している、請求項２に記載のインダクタ部品。
4. 前記第２磁性層の外側主面は有機樹脂で被覆されている、請求項２または請求項３に記載のインダクタ部品。
5. 前記第２磁性層の外側主面の全面が、前記結合樹脂で被覆され、前記金属磁性体フィラーの断面が露出していない、請求項２〜４のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
6. 前記第１磁性層の前記金属磁性体フィラーは、略球形状であり、
   前記第２磁性層の前記金属磁性体フィラーには、扁平形状のものが存在する、請求項２〜５のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
7. 前記扁平形状の金属磁性体フィラーは、該金属磁性体フィラーの長径方向が、前記スパイラル配線が巻回された平面に対して略平行であるように配置される、請求項６に記載のインダクタ部品。
8. 上面視において、前記第２磁性層は長方形状であり、前記長方形状の長辺と、前記扁平形状の金属磁性体フィラーの長径方向とが、略平行である、請求項６または７に記載のインダクタ部品。
9. 前記第２磁性層は、金属磁性体圧粉、金属磁性体板および金属磁性体箔のうち少なくとも一つを含む、請求項１に記載のインダクタ部品。
10. 前記第２磁性層における前記金属磁性体圧粉、前記金属磁性体板および前記金属磁性体箔の合計含有量が９０体積％以上である、請求項９に記載のインダクタ部品。
11. 前記第１磁性層と前記第２磁性層との間において、前記第１磁性層および前記第２磁性層と比較して磁性体フィラーの存在量が少ない領域が存在する、請求項６〜８のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
12. 前記領域を挟んだ前記第１磁性層と前記第２磁性層との最大間隔が０．５μｍ以上３０μｍ以下である、請求項１１に記載のインダクタ部品。
13. 前記第１磁性層と前記第２磁性層とに直接挟まれた磁性体フィラーを含まない有機樹脂層を備える、請求項６〜８のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
14. 前記有機樹脂層の最大厚みが０．５μｍ以上３０μｍ以下である、請求項１３に記載のインダクタ部品。
15. 前記第１磁性層の金属磁性体フィラーと、当該金属磁性体フィラーと隣り合う前記第２磁性層の金属磁性体フィラー間の距離のうち、０．５μｍ以上３μｍ以下となるものが存在する、請求項６〜８のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
16. 前記第１磁性層と前記第２磁性層とに直接挟まれた空隙部を更に備える、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
17. 前記空隙部の最大厚みが０．５μｍ以上３０μｍ以下である、請求項１６に記載のインダクタ部品。
18. 実効透磁率が４０以上２００以下である、請求項１１〜１７のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
19. 前記スパイラル配線は、少なくとも巻回部において、絶縁層で被覆されている、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
20. 複数の前記スパイラル配線を備え、
    前記複数のスパイラル配線間において、前記スパイラル配線同士を直列に接続するビア導体を更に備え、
    前記ビア導体を含む前記ビア導体と同一の層は、導体、無機フィラーおよび有機樹脂のみを含む、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
21. 前記第１磁性層は、前記第２磁性層と異なる厚みを有する、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のインダクタ部品。

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