特許 6692458 コイルパターン及びその形成方法、並びにこれを備えるチップ素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6692458

(24)【登録日】2020年4月16日

(45)【発行日】2020年5月13日

(54)【発明の名称】コイルパターン及びその形成方法、並びにこれを備えるチップ素子

(51)【国際特許分類】

   H01F 41/04 20060101AFI20200427BHJP

   H01F 17/04 20060101ALI20200427BHJP

   H01F 17/00 20060101ALI20200427BHJP

【ＦＩ】

   H01F41/04 C

   H01F17/04 A

   H01F17/00 B

【請求項の数】12

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2018-560424(P2018-560424)

(86)(22)【出願日】2017年3月13日

(65)【公表番号】特表2019-508906(P2019-508906A)

(43)【公表日】2019年3月28日

(86)【国際出願番号】KR2017002666

(87)【国際公開番号】WO2017171265

(87)【国際公開日】20171005

【審査請求日】2018年8月8日

(31)【優先権主張番号】10-2016-0039653

(32)【優先日】2016年3月31日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】509275998

【氏名又は名称】モダ−イノチップス シーオー エルティディー

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】パク インキル

(72)【発明者】

【氏名】チョ スンフン

(72)【発明者】

【氏名】キム キョンテ

(72)【発明者】

【氏名】チョン ジュンホ

(72)【発明者】

【氏名】パク サンジュン

【審査官】 秋山 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６４−００４０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１７５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１２８９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１９７４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０１０１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０６６９３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−２２８４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１３０４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８９７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１３５１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２１３４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００３５６４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１５−０１３４８５８（ＫＲ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２７００５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０３７１７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ４１／０４

Ｈ０１Ｆ １７／００

Ｈ０１Ｆ １７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の少なくとも一方の面の上にコイルパターンを形成する方法であって、
前記基板の少なくとも一方の面の上にシード層を形成するステップと、
前記シード層を覆うように少なくとも二つのメッキ層を形成するステップと、
を含み、
前記少なくとも二つのメッキ層は、異方性メッキで形成し、
前記シード層は、スパイラル状に形成し、
前記少なくとも二つのメッキ層は、前記シード層の最内側及び最外側から離間するように前記基板の上に少なくとも二つの感光膜パターンをそれぞれ形成した後に形成するコイルパターンの形成方法。

【請求項2】

前記少なくとも二つの感光膜パターンの高さと、前記感光膜パターンの間に形成される前記少なくとも二つのメッキ層の全体幅との比率は、１：０．５〜１：２である請求項１に記載のコイルパターンの形成方法。

【請求項3】

前記コイルパターンは、２〜１０の縦横比に形成する請求項１に記載のコイルパターンの形成方法。

【請求項4】

前記コイルパターンは、少なくとも一つの領域を他の領域とは異なる幅に形成する請求項３に記載のコイルパターンの形成方法。

【請求項5】

前記コイルパターンは、最内側から最外側へ向かって幅狭又は幅広になるように形成する請求項４に記載のコイルパターンの形成方法。

【請求項6】

前記コイルパターンは、少なくとも一つの領域が、下段部、中段部及び上段部の幅が異なるように形成する請求項５に記載のコイルパターンの形成方法。

【請求項7】

基板の少なくとも一方の面の上に形成されたシード層と、
前記シード層を覆うように形成された少なくとも二つのメッキ層と、
を備え、
少なくとも一つの領域が、下段部、中段部及び上段部の幅が異なるように形成され、
コイルパターンの最内部の幅をＡ、中央部の幅をＢ、最外部の幅をＣとしたとき、上段部は、Ｂ≧Ｃ＞Ａの関係が成り立つように形成され、中段部は、Ｃ＞Ｂ≧Ａの関係が成り立つように形成され、下段部は、Ｃ＞Ｂ≧Ａの関係が成り立つように形成されるコイルパターン。

【請求項8】

前記コイルパターンは、最内側から最外側へ向かって幅広又は幅狭となるように形成された請求項７に記載のコイルパターン。

【請求項9】

ボディと、
前記ボディの内部に設けられた少なくとも１枚の基板と、
前記基板の少なくとも一方の面の上に形成された少なくとも一つのコイルパターンと、
前記コイルパターンと前記ボディとの間に形成された絶縁層と、
を備え、
前記コイルパターンは、前記基板の少なくとも一方の面の上に形成されたシード層と、前記シード層を覆うように形成された少なくとも二つのメッキ層と、を備え、
前記コイルパターンは、少なくとも一つの領域が、下段部、中段部及び上段部の幅が異なるように形成され、
前記コイルパターンは、最内部の幅をＡ、中央部の幅をＢ、最外部の幅をＣとしたとき、上段部は、Ｂ≧Ｃ＞Ａの関係が成り立つように形成され、中段部は、Ｃ＞Ｂ≧Ａの関係が成り立つように形成され、下段部は、Ｃ＞Ｂ≧Ａの関係が成り立つように形成されるチップ素子。

【請求項10】

前記基板は、少なくとも一部の領域が除去され、除去された領域に前記ボディが充填された請求項９に記載のチップ素子。

【請求項11】

前記コイルパターンは、最内側から最外側へ向かって幅広又は幅狭となるように形成された請求項９又は請求項１０に記載のチップ素子。

【請求項12】

前記基板は、少なくとも２枚が設けられて前記ボディの厚さ方向に積み重ねられ、前記少なくとも２枚の基板の上にそれぞれ形成されたコイルパターンは、直列又は並列に接続された請求項９又は請求項１０に記載のチップ素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コイルパターンの形成方法に関し、特に、高電力の整流装置及び高出力の供給装置を利用することなく、異方性メッキを行うことができるコイルパターン及びその形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

チップ素子の一種であるパワーインダクターは、主として携帯機器内のＤＣ−ＤＣコンバータなどの電源回路に設けられる。この種のパワーインダクターは、電源回路の高周波化及び小型化が進むのに伴い、既存の巻線型チョークコイル（Ｃｈｏｋｅ Ｃｏｉｌ）の代わりに好んでよく用いられている。なお、パワーインダクターは、携帯機器のサイズの縮小化及び多機能化が進むのに伴い、小型化、高電流化、及び低抵抗化などに向けた開発が行われている。

【0003】

一般に、パワーインダクターは、フェライト材料からなるボディと、ボディの内部に設けられた基板と、基板の上に形成されたコイルパターンと、ボディの外部に形成されてコイルパターンと接続される外部電極などにより構成される。このようなパワーインダクターは、ボディの材料の特性及びコイルパターンの構造などによって電気的な特性が決定される。

【0004】

コイルパターンは、基板の少なくとも一方の面の上にメッキ工程で形成してもよく、メッキ工程は、等方性メッキと異方性メッキとに大別できる。等方性メッキは、メッキ層が全ての方向に均一に成長し、異方性メッキは、特定の方向の成長を有利にしてもよい。すなわち、等方性メッキは、上方向及び側方向に均一に成長し、異方性メッキは、選択的に上方向によりよく成長する。

【0005】

一方で、縦横比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）が約２〜７のメッキ層を異方性メッキで形成するために、３０Ａ／ｃｍ^２〜６０Ａ／ｃｍ^２の高電流密度が必要であり、多量のメッキ液を速やかに供給しなければならない。このため、高電流の整流装置及び高出力の供給装置が必要となる。すなわち、異方性メッキでメッキ層を形成するために、金属イオンの供給が十分に行われなければならず、このためには、高電流の整流装置が必要であり、メッキ液の多量の供給及び強い流速での供給のために高出力の供給装置が必要である。少量のメッキ液を弱い流速で供給する場合、基板の上に供給されるメッキイオンが少ないため、焦げ（ｂｕｒｎｔ）現象が発生して正常なパターンを形成し難いため、多量のメッキ液を速やかに供給しなければならない。従って、縦横比が２以上であるメッキ層を形成するには、高出力の供給装置を用いてコイルに１Ｌ／ｍｉｎ〜２Ｌ／ｍｉｎのメッキ液を供給しなければならない。

【0006】

このように、異方性メッキには、高電流の整流装置及び高出力の供給装置が必要であり、多量のメッキ液が消費されて、メッキ液中の有機化合物もまた多量に消費される結果、これが製造コストのアップにつながるというデメリットがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】大韓民国特許公開第２００７−００３２２５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、メッキ液の消費を抑えながら、異方性メッキを行うことができるコイルパターンの形成方法を提供する。

【0009】

本発明は、高電流の整流装置及び高出力の供給装置を利用しなくても、縦横比が大きいメッキ層を形成することができるコイルパターンの形成方法を提供する。

【0010】

また、本発明は、高電流の整流装置及び高出力の供給装置を利用しなくても、メッキ液の消費を抑えることができる異方性メッキによって形成されたコイルパターン及びこれを備えるチップ素子を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一態様に係るコイルパターンの形成方法は、基板の少なくとも一方の面の上にコイルパターンを形成する方法であって、基板の少なくとも一方の面の上にシード層を形成するステップと、シード層を覆うように少なくとも二つのメッキ層を形成するステップとを含み、少なくとも二つのメッキ層は、異方性メッキで形成する。

【0012】

ここで、シード層は、スパイラル状に形成する。

【0013】

少なくとも二つのメッキ層は、シード層の最内側及び最外側から離間するように基板の上に少なくとも二つの感光膜パターンをそれぞれ形成した後に形成する。

【0014】

少なくとも二つの感光膜パターンの高さと、感光膜パターンの間に形成される少なくとも二つのメッキ層の全体幅との比率は、１：１である。

【0015】

コイルパターンは、２〜１０の縦横比に形成する。

【0016】

コイルパターンは、少なくとも一つの領域を他の領域とは異なる幅に形成する。

【0017】

コイルパターンは、最内側から最外側へ向かって幅狭又は幅広になるように形成する。

【0018】

コイルパターンは、少なくとも一つの領域が、下段部、中段部及び上段部の幅が異なるように形成する。

【0019】

本発明の他の態様に係るコイルパターンは、基板の少なくとも一方の面の上に形成されたシード層と、シード層を覆うように形成され、少なくとも二回の異方性メッキ工程によって形成された少なくとも二つのメッキ層とを備える。

【0020】

コイルパターンは、最内側から最外側へ向かって幅広又は幅狭となるように形成される。

【0021】

コイルパターンは、少なくとも一つの領域が、下段部、中段部及び上段部の幅が異なるように形成される。

【0022】

コイルパターンの最内部の幅をＡ、中央部の幅をＢ、最外部の幅をＣとしたとき、上段部は、Ｂ≧Ｃ＞Ａの関係が成り立つように形成され、中段部は、Ｃ＞Ｂ≧Ａの関係が成り立つように形成され、下段部は、Ｃ＞Ｂ≧Ａの関係が成り立つように形成される。

【0023】

本発明のさらに他の態様に係るチップ素子は、ボディと、ボディの内部に設けられた少なくとも１枚の基板と、基板の少なくとも一方の面の上に形成された少なくとも一つのコイルパターンと、コイルパターンとボディとの間に形成された絶縁層とを備え、コイルパターンは、基板の少なくとも一方の面の上に形成されたシード層と、シード層を覆うように形成され、少なくとも二回の異方性メッキ工程によって形成された少なくとも二つのメッキ層とを備える。

【0024】

基板は、少なくとも一部の領域が除去され、除去された領域にボディが充填される。

【0025】

コイルパターンは、最内側から最外側へ向かって幅広又は幅狭となるように形成される。

【0026】

コイルパターンは、最内部の幅をＡ、中央部の幅をＢ、最外部の幅をＣとしたとき、上段部は、Ｂ≧Ｃ＞Ａの関係が成り立つように形成され、中段部は、Ｃ＞Ｂ≧Ａの関係が成り立つように形成され、下段部は、Ｃ＞Ｂ≧Ａの関係が成り立つように形成される。

【0027】

基板は、少なくとも２枚が設けられてボディの厚さ方向に積み重ねられ、少なくとも２枚の基板の上にそれぞれ形成されたコイルパターンは、直列又は並列に接続される。

【発明の効果】

【0028】

本発明の実施形態に係るコイルパターンは、基板の上にシード層を形成した後、その上部に異方性メッキで複数のメッキ層を形成して所定の形状のコイルパターンを形成する。従って、縦横比が約２〜１０と高いコイルパターンを少量のメッキ液の供給量で形成することができる。すなわち、本発明は、既存の高電流の整流装置及び高出力のメッキ液供給装置を利用しなくても、少量のメッキ液の供給量で異方性メッキを実現することができる。また、コイルパターンの高さと比べて、コイルパターンを形成するための感光膜パターンのオープン面積が大きいため、メッキ厚さ及び形状の均一性に優れており、チップの小型化に伴う電気的な特性の実現に向いている。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の一実施形態に係るコイルパターンの形成方法を説明するために工程順に示す平面図及び断面図。

【図2】本発明の一実施形態に係るコイルパターンの形成方法を説明するために工程順に示す平面図及び断面図。

【図3】本発明の一実施形態に係るコイルパターンの形成方法を説明するために工程順に示す平面図及び断面図。

【図4】本発明の一実施形態に係るコイルパターンの形成方法を説明するために工程順に示す平面図及び断面図。

【図5】本発明の一実施形態に係るコイルパターンの形成方法を説明するために工程順に示す平面図及び断面図。

【図6】本発明の一実施形態に係るコイルパターンの形成方法を説明するために工程順に示す平面図及び断面図。

【図7】本発明の一実施形態により形成されたコイルパターンの中央部の断面写真。

【図8】本発明の他の実施形態に係るコイルパターンの概略図。

【図9】本発明の他の実施形態に係るコイルパターンの概略図。

【図10】本発明の他の実施形態に係るコイルパターンの概略図。

【図11】本発明の他の実施形態に係るコイルパターンの概略図。

【図12】本発明の実施形態に係るコイルパターンが適用されたチップ素子を説明するための概略図。

【図13】本発明の実施形態に係るコイルパターンが適用されたチップ素子を説明するための概略図。

【図14】本発明の実施形態に係るコイルパターンが適用されたチップ素子を説明するための概略図。

【図15】本発明の実施形態に係るコイルパターンが適用されたチップ素子を説明するための概略図。

【図16】本発明の実施形態に係るコイルパターンが適用されたチップ素子を説明するための概略図。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係るガス噴射装置、これを備える基板処理設備及びこれを用いた基板処理方法について詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施の形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施の形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。

【0031】

図１から図６は、本発明の一実施形態に係るコイルパターンの形成方法を説明するために工程順に示す平面図及び断面図である。すなわち、図１から図６の（ａ）は、工程順に示す平面図であり、図１から図６の（ｂ）は、工程順に示す断面図である。なお、図７は、本発明の一実施形態により形成されたコイルパターンの中央部の断面写真である。

【0032】

図１を参照すると、基板１００の上に第１の感光膜パターン１１０を形成し、第１の感光膜パターン１１０から露出した基板１００の上にシード層２１０を形成する。ここで、第１の感光膜パターン１１０及びシード層２１０は、基板１００の少なくとも一方の面の上に形成されてもよい。すなわち、第１の感光膜パターン１１０及びシード層２１０は、基板１００の一方の面の上に形成されてもよく、基板１００の両面に形成されてもよい。基板１００の両面に形成される場合、第１の感光膜パターン１１０及びシード層２１０は、同じ形状に重なり合うように形成されてもよい。いうまでもなく、基板１００の一方の面のシード層２１０が形成されていない領域と対応する基板１００の他方の面にシード層２１０が形成されてもよい。以下の説明に際しては、基板１００の一方の面の上にコイルパターンが形成される場合を例にとって説明する。

【0033】

基板１００は、所定の厚さのベースの上部及び下部に金属箔が貼り付けられてもよい。ここで、ベースは、例えば、ガラス強化繊維、プラスチック、又はメタルフェライトなどを含んでいてもよい。すなわち、ガラス強化繊維に銅箔を貼り付けた銅張り積層板（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ；ＣＣＬ）を基板１００として用いてもよく、ポリイミドなどのプラスチックに銅箔が貼り付けられたり、メタルフェライトに銅箔が貼り付けられたりして、基板１００が作製されてもよい。また、基板１００の所定の領域には、少なくとも一つの導電性ビア（図示せず）が形成されてもよい。導電性ビアが形成されることにより、基板１００の一方の面及び他方の面にシード層２１０がそれぞれ形成される場合、これらが電気的に接続可能となる。導電性ビアは、基板１００に厚さ方向に沿って貫通するビア（図示せず）を形成した後、シード層２１０の形成に際してビアが埋め込まれるようにして形成してもよく、ビアに導電性ペーストを充填して形成してもよい。すなわち、導電性ビアは、ペーストの充填方式又はメッキ方式によって形成されてもよい。このとき、導電性ビアからシード層２１０の少なくとも一部が成長してもよく、これにより、導電性ビア及びシード層２１０の少なくとも一部が一体に形成可能となる。なお、基板１００は、少なくとも一部が除去されてもよい。例えば、基板１００は、この後にコイルパターンが形成されるべき領域と重なり合う領域を除く残りの領域が除去されてもよい。

【0034】

また、第１の感光膜パターン１１０は、基板１００の上に感光膜を形成した後、露光及び現像工程を行って形成してもよい。例えば、基板１００の上に所定の厚さの感光性フィルムを貼り付けた後、所定のマスクを用いた露光及び現像工程を行って所定の形状の第１の感光膜パターン１１０を形成してもよい。ここで、第１の感光膜パターン１１０は、コイルパターンの形状に形成されてもよく、例えば、スパイラル状に基板１００の所定の領域が露出されるように形成されてもよい。さらに、第１の感光膜パターン１１０は、この後に形成されるべきコイルパターンの幅よりも幅狭に基板１００が露出されるように形成されてもよい。例えば、第１の感光膜パターン１１０は、形成しようとするコイルパターンの幅よりも１／２〜１／５の幅に基板１００が露出されるように形成してもよい。一方で、第１の感光膜パターン１１０は、スパイラル状に露出された基板１００の最内側から最外側へ向かって、すなわち、図１の切取線ＡからＡ’へ向かって幅広又は幅狭となるように形成されてもよい。また、第１の感光膜パターン１１０は、図１の切取線ＡからＡ’へ向かって少なくとも一つの幅が幅広又は幅狭となるように形成されてもよい。一方で、第１の感光膜パターン１１０の末端部、すなわち、スパイラル状の末端部は、他の領域よりも幅広に形成されてもよい。例えば、第１の感光膜パターン１１０の末端部は、この後に形成された複数のメッキ層の末端部の幅と同幅に形成されてもよい。

【0035】

そして、第１の感光膜パターン１１０によって露出された基板１００の上にシード層２１０を形成する。すなわち、シード層２１０は、スパイラル状に形成される。このとき、シード層２１０の最末端部は、他のシード層２１０よりも幅広に形成されてもよい。一方で、シード層２１０は、この後に形成されるべきメッキ層と同じ物質を用いて形成してもよい。例えば、シード層２１０は、銅を用いて形成してもよい。さらに、第１の感光膜パターン１１０がこの後に形成されたコイルパターンの幅よりも狭幅に基板１００を露出するため、シード層２１０は、この後に形成されるべきコイルパターンの幅よりも狭幅、例えば、約１／２〜１／５ほど狭幅に形成されてもよい。加えて、シード層２１０は、幅と間隔とが、例えば、１：１．５〜１：５の比率を有するように形成してもよい。すなわち、シード層２１０は、幅よりも間隔の方が大きく形成されてもよい。しかし、シード層２１０の幅と間隔との比率は、コイルパターンのターン数、コイルパターンの幅及び間隔などに応じて種々に変更可能である。一方で、シード層２１０は、基板１００の最内側から最外側へ向かって、すなわち、図１の切取線ＡからＡ’に向かって同一幅に形成されてもよく、幅広又は幅狭となるように形成されてもよい。なお、シード層２１０は、少なくとも一つの幅が幅広又は幅狭に形成されてもよい。いうまでもなく、シード層２１０の末端部は、他の領域よりも幅広に形成されてもよい。

【0036】

図２を参照すると、第１の感光膜パターン１１０を除去して、基板１００の上にシード層２１０を残留させる。

【0037】

第１の感光膜パターン１１０は、シード層２１０とのエッチング選択比が大きい物質を用いて除去する。従って、シード層２１０はほとんど除去されることなく、第１の感光膜パターン１１０を除去することができる。なお、第１の感光膜パターン１１０を除去した後、第１の感光膜パターン１１０の下側の金属箔を除去してもよい。すなわち、シード層２１０は維持し、該シード層２１０から露出した金属箔を除去して、基板１００のベースを露出させてもよい。

【0038】

図３を参照すると、シード層２１０から所定の間隔だけ離間して基板１００の上に第２の感光膜パターン１２０を形成した後、シード層２１０の上に第１のメッキ層２２０を形成する。ここで、第１のメッキ層２２０は、シード層２１０から成長し、側方よりも上方によりよく成長する異方性メッキによって形成される。

【0039】

第２の感光膜パターン１２０は、コイルパターンが形成されるべき領域、すなわち、シード層２１０が形成された領域を除く残りの領域に形成されてもよい。このとき、シード層２１０の上に異方性メッキ工程によって第１のメッキ層２２０が形成されるため、第２の感光膜パターン１２０は、シード層２１０の最内側及び最外側から所定の間隔だけ離間して形成されてもよい。すなわち、スパイラル状に形成されたシード層２１０の最内側及び最外側から所定の間隔だけ離間して、シード層２１０の中心領域及び外部領域の基板１００の上に第２の感光膜パターン１２０が形成されてもよい。換言すると、切取線Ａ−Ａ’の方向にそれぞれのシード層２１０の間に第２の感光膜パターン１２０が形成されず、内側領域及び外側領域にのみ第２の感光膜パターン１２０が形成されてもよい。なお、第２の感光膜パターン１２０は、第１のメッキ層２２０の成長高さに形成してもよい。すなわち、第２の感光膜パターン１２０は、形成しようとする第１のメッキ層２２０の高さに形成してもよい。このとき、第１のメッキ層２２０が形成される領域の幅に対して、第２の感光膜パターン１２０は、２０％〜４０％の厚さに形成されてもよい。すなわち、Ａ−Ａ’方向の第１のメッキ層２２０が形成される領域の幅に対して、第２の感光膜パターン１２０は、２０％〜４０％の厚さに形成されてもよい。従って、第２の感光膜パターン１２０の高さと比べて、第２の感光膜パターン１２０から露出する面積は、約２．５倍〜５倍ほど大きい。

【0040】

次に、基板１００の上に第１のメッキ層２２０を形成する。第１のメッキ層２２０は、シード層２１０から成長し、異方性メッキによって成長する。従って、第１のメッキ層２２０は、シード層２１０の幅よりも幅広に且つ厚肉に形成され、これにより、シード層２１０を覆うようにその上部に形成される。例えば、シード層２１０及び第１のメッキ層２２０は、両者間の幅が１：１．５〜１：５の比率を有するように形成されてもよい。また、隣り合う第１のメッキ層２２０が互いに接触しないように形成される。すなわち、第１のメッキ層２２０が異方性メッキによって形成されるため、第２の感光膜パターン１２０の内側に形成され、シード層２１０の上に垂直方向に形成されてもよく、隣り合う第１のメッキ層２２０が互いに接触しないように形成されてもよい。ここで、シード層２１０の間の間隔と第１のメッキ層２２０の幅は、１：１．２〜１：５の比率を有するように形成されてもよい。一方で、第１のメッキ層２２０は、例えば、銅によって形成されてもよく、このために、硫酸銅（ＣｕＳＯ_４）及び硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）を基本とするメッキ液を用いて形成してもよい。メッキ液は、例えば、硫酸銅が１００ｇ／Ｌ〜１７０ｇ／Ｌの含量を有し、硫酸が８０ｇ／Ｌ〜１５０ｇ／Ｌの含量を有してもよい。このとき、硫酸銅の含量が硫酸の含量よりも多いか又は同じであってもよい。そして、メッキ液には、メッキ性を向上させるために、ｐｐｍ単位の塩素（Ｃｌ）及び複数の有機化合物が含有されてもよい。例えば、メッキ液１Ｌを１００ｗｔ％としたとき、キャリアーが約０．１ｗｔ％〜０．３ｗｔ％ほど含有されてもよく、光沢剤が０．１ｗｔ％以下に含有されてもよい。また、メッキ液は、異方特性を維持するためにポリオキシグリコール（ｐｏｌｙｏｘｙｇｌｙｃｏｌ）（エチレン（ｅｔｈｙｌｅｎｅ）又はプロピレン（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）系及びポリエチレングリコール（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ；ＰＥＧ）などを含んでいてもよい。ポリオキシグリコールなどが含有されることにより、隣り合う第１のメッキ層２２０が互いに接触することなく、第１のメッキ層２２０に対して異方性メッキを行うことが可能である。すなわち、メッキ液は、硫酸銅及び硫酸を基本とし、少なくとも一つの有機化合物がさらに含有されることにより、第１のメッキ層２２０の均一性、電着性及び光沢特性を向上させることができ、異方性成長特性を維持することができる。ところが、ポリオキシグリコールなどの含量が少な過ぎると、第１のメッキ層２２０の成長中に隣の第１のメッキ層２２０が接触する虞があり、含量が多過ぎると、第１のメッキ層２２０の成長時間が長引く虞がある。このため、隣り合う第１のメッキ層２２０が互いに接触せず、できる限り高速で成長できるように、ポリオキシグリコールなどの含量を調節してもよい。一方で、第１のメッキ層１２０を形成するためのメッキ工程は、２０℃〜３０℃の温度において行ってもよい。また、第１のメッキ層１２０を低い高さに形成するため、金属イオンの供給量を減らすことができ、これにより、７Ａ／ｃｍ^２〜１５Ａ／ｃｍ^２の低い電流密度で、且つポンプからメッキ液が１Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で供給可能である。従って、既存の高電流の整流装置及び高出力の供給装置を利用しなくても、メッキ層を形成することが可能になる。

【0041】

図４を参照すると、第２の感光膜パターン１２０の上に第３の感光膜パターン１３０を形成した後、第１のメッキ層２２０の上に第２のメッキ層２３０を形成する。

【0042】

第３の感光膜パターン１３０は、第２の感光膜パターン１２０と同じ形状に形成されてもよい。また、第３の感光膜パターン１３０は、第２の感光膜パターン１２０と同じ高さに形成されてもよい。すなわち、第３の感光膜パターン１３０は、第２の感光膜パターン１２０と同じ感光性フィルムを貼り付けた後、第２の感光膜パターン１２０の露光マスクと同じ露光マスクを用いた露光及び現像を行って形成してもよい。いうまでもなく、第３の感光膜パターン１３０は、第２の感光膜パターン１２０とは異なる高さ、すなわち、第２の感光膜パターン１２０よりも高いか又は低い高さに形成されてもよい。なお、第２のメッキ層２３０は、少なくとも一つの領域の幅が第１のメッキ層２２０とは異なってもよく、この場合、第３の感光膜パターン１３０をパターニングするための露光マスクは、第２の感光膜パターン１２０の露光マスクとは異なってもよい。

【0043】

第２のメッキ層２３０は、第１のメッキ層２２０の上に形成されてもよい。このとき、第２のメッキ層２３０は、第３の感光膜パターン１３０の高さに応じて形成されてもよい。すなわち、第２のメッキ層２３０は、第１のメッキ層２２０と同じ高さに形成されてもよく、第１のメッキ層２２０とは異なる高さに形成されてもよい。また、第２のメッキ層２３０は、第１のメッキ層２２０を形成するためのメッキ液と同じメッキ液を用いて形成してもよく、第１のメッキ層２２０を形成するための条件と同じ条件で形成してもよい。すなわち、メッキ液は、硫酸銅及び硫酸を基本とし、複数の有機化合物がさらに添加されてもよい。さらに、第２のメッキ層２３０を形成するためのメッキ工程は、２０℃〜３０℃の温度で行ってもよく、７Ａ／ｃｍ^２〜１５Ａ／ｃｍ^２の低い電流密度で、且つ、メッキ液を１Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で供給することができるので、既存の高出力の供給装置を利用しなくてもよい。

【0044】

図５を参照すると、第３の感光膜パターン１３０の上に第４の感光膜パターン１４０を形成した後、第２のメッキ層２３０の上に第３のメッキ層２４０を形成する。このとき、第４の感光膜パターン１４０は、第３の感光膜パターン１３０と同じ形状及び同じ厚さに形成してもよい。いうまでもなく、第４の感光膜パターン１４０は、第３の感光膜パターン１３０よりも低い厚さに形成してもよい。そして、第３のメッキ層２４０は、第２のメッキ層２３０の上に、第２のメッキ層２３０と同じ又は異なる厚さに形成してもよい。

【0045】

このように、複数の感光膜パターンの形成工程及びメッキ層の形成工程を少なくとも二回繰り返し行って、所定の高さを有する、例えば、スパイラル形状のコイルパターンを形成してもよい。ここで、複数の感光膜パターン１２０〜１４０の高さと、複数の感光膜パターン１２０〜１４０から露出する領域、すなわち、複数のメッキ層２２０〜２４０が形成される領域の幅との比率は、１：０．５〜１：２であってもよく、好ましくは、１：１であってもよい。すなわち、複数のメッキ層２２０〜２４０が積み重ねられて形成されるコイルパターンの幅と、これを露出する複数の感光膜パターン１２０〜１４０の高さは、１：１の比率を有するように形成されてもよい。いうまでもなく、コイルパターンの幅が複数の感光膜パターン１２０〜１４０の高さよりも大きくてもよい。

【0046】

一方で、第２乃至第４の感光膜パターン１２０〜１４０の高さと、第２乃至第４の感光膜パターン１２０〜１４０から露出して第１乃至第３のメッキ層２２０〜２４０が形成される領域の幅との比率は、メッキ層の繰り返し積み重ね枚数に応じて調節されてもよい。すなわち、メッキ層が四回の工程によって形成される場合、感光膜パターンが四回形成されなければならないため、それぞれの感光膜パターンの高さと、感光膜パターンから露出してメッキ層が形成される領域の幅との比率が約０．２５：１となる。すなわち、感光膜パターンの全体の高さ及びメッキ層の形成領域の幅の比が、最終的に約１：１となる。いうまでもなく、感光膜パターンの全体の高さよりも、メッキ層の形成領域の幅の方が約１：２ほど大きくてもよく、この場合、メッキ層の積み重ね回数に応じて、感光膜パターンの高さ及びメッキ層形成領域の幅の比が調整されてもよい。

【0047】

図６を参照すると、基板１００の上に残留する感光膜パターン１４０、１３０、１２０を除去して、シード層２１０及び複数のメッキ層２２０、２３０、２４０が積み重ねられたコイルパターン２００を形成してもよい。このとき、コイルパターン２００は、幅と高さとの比率、すなわち、縦横比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）が約２〜１０となるように形成してもよい。ここで、コイルパターン２００の幅は、下部面の幅又は上部面の幅であってもよく、下部面から上部面までの任意の幅であってもよく、平均幅であってもよい。すなわち、コイルパターン２００は、幅と高さとの比率が１：１．５〜１：１０となるように形成されてもよい。

【0048】

上述したように、本発明の一実施形態に係るコイルパターンの形成方法は、基板の上にシード層２１０を形成した後、その上部に異方性メッキで複数のメッキ層２２０、２３０、２４０を形成して、所定の形状のコイルパターンを形成する。従って、コイルパターンの縦横比が約２〜１０と高いコイルパターンを、メッキ液の供給量及び消耗量を減らしながら形成することができる。すなわち、本発明は、７Ａ／ｃｍ^２〜１５Ａ／ｃｍ^２の低い電流密度及び１Ｌ／ｍｉｎ以下のメッキ液の供給流量でもコイルパターンを形成することができ、既存の高出力のメッキ液供給装置を利用しなくても、少量の供給量で異方性メッキを実現することができる。従って、コイルパターンの高さと比べて、感光膜パターンによるオープン面積の方が大きいので、メッキ厚さ及び形状の均一性に優れており、しかも、チップの小型化に伴う電気的な特性の実現に向いている。

【0049】

一方で、本発明の実施形態に係るコイルパターンは、基板１００の両面にコイルパターンが形成されてもよい。また、基板１００の両面にコイルパターンが形成される場合、基板１００の所定の領域に形成された導電性ビアを介してコイルパターンが接続されてもよい。すなわち、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、基板１００の上面及び下面にそれぞれコイルパターン２００ａ、２００ｂが形成されてもよい。いうまでもなく、それぞれのコイルパターン２００ａ、２００ｂは、シード層２１０及び少なくとも二つのメッキ層２２０、２３０、２４０が積み重ねられて形成され、図１から図６に示し、且つ、これらに基づいて説明されたような工程によって基板１００の両面に形成されてもよい。更に、基板１００の所定の領域に導電性ビア１５０が形成され、導電性ビア１５０を介して上部及び下部のコイルパターン２００ａ、２００ｂが互いに接続されてもよい。ここで、導電性ビア１５０は、基板１００に厚さ方向に沿って貫通するビア（図示せず）を形成した後、シード層２１０を形成する際にビアを埋め込んで形成してもよく、ビアに導電性ペーストを充填するなどの方法で形成してもよい。このとき、導電性ビア１５０から上部及び下部のシード層２１０の少なくとも一部が成長してもよく、これにより、導電性ビア及びシード層２１０の少なくとも一部が一体に形成可能となる。

【0050】

また、基板１００は、少なくとも一部が除去されてもよい。例えば、基板１００は、この後にコイルパターン２００が形成された領域と重なり合う領域を除く残りの領域が除去されてもよい。すなわち、図９に示すように、スパイラル状に形成されるコイルパターン２００の内側の基板１００が除去されて貫通孔１６０が形成され、コイルパターンの外側の基板１００が除去されてもよい。すなわち、基板１００は、コイルパターン２００の外側の形状に倣って、例えば、レーストラック（ｒａｃｅｔｒａｃｋ）の形状を呈し、コイルパターン２００の端部の形状に倣って直線状に形成されてもよい。このとき、基板１００の一方の面の上に形成されたコイルパターン２００の端部及び基板１００の他方の面の上に形成されたコイルパターン２００の端部は、向かい合う領域に形成され、コイルパターン２００の端部は、その後、パワーインダクターなどに適用されて外部電極と接続されてもよい。一方で、コイルパターン２００と重なり合う領域を除く基板１００の所定の領域が除去される場合、基板１００は、コイルパターン２００よりも広い幅を保つことができる。すなわち、基板１００は、コイルパターン２００の垂直の下方において所定の幅で残留してもよく、例えば、基板１００は、コイルパターン２１０、２２０よりも約０．３μｍだけ突出するように形成されてもよい。

【0051】

一方で、本発明の一実施形態に係るコイルパターンは、スパイラル状に形成され、図１０に示すように、コイルパターン２００の幅が最内周から最外周へ向かって幅広となる形状に形成されてもよい。すなわち、最内周から最外周（図１又は図２のＡ−Ａ’方向）までｎ個のコイルパターンが形成されるが、例えば、四つのコイルパターンが形成される場合、最内周の第１のコイルパターン２０１から第２及び第３のコイルパターン２０２、２０３、並びに最外周の第４のコイルパターン２０４に向かってコイルパターンが幅広となるように形成されてもよい。例えば、第１のコイルパターン２０１の幅が１である場合、第２のコイルパターン２０２は、１〜１．５の比率に形成され、第３のコイルパターン２０３は、１．２〜１．７の比率に形成され、第４のコイルパターン２０４は、１．３〜２の比率に形成されてもよい。すなわち、第１乃至第４のコイルパターン２０１、２０２、２０３、２０４は、１：１〜１．５：１．２〜１．７：１．３〜２の比率に形成されてもよい。換言すれば、第２のコイルパターン２０２は、第１のコイルパターン２０１の幅と同幅又は幅広に形成され、第３のコイルパターン２０３は、第１のコイルパターン２０１の幅よりも幅広に、且つ、第２のコイルパターン２０２の幅と同幅又は幅広に形成され、第４のコイルパターン２０４は、第１のコイルパターン２０１の幅よりも幅広に、且つ、第２及び第３のコイルパターン２０２、２０３の幅と同幅又は幅広に形成されてもよい。このように、最内周から最外周へ向かってコイルパターンの幅を増加させるために、シード層２１０の幅を最内周から最外周へ向かって増加させてもよい。また、シード層２１０の間の間隔は、最終的なコイルパターンの幅を考慮して、最内周から最外周へ向かって増加させてもよい。いうまでもなく、コイルパターン２００の幅を最内部から最外周へ向かって減少させてもよい。この場合、シード層２１０の間の間隔は、最内周から最外周へ向かって減少させてもよい。

【0052】

また、本発明のコイルパターン２００は、図１１に示すように、少なくとも一部が、上段部、中段部及び下段部の幅が異なってもよい。例えば、最内周から最外周まで四つのコイルパターンが形成され、最内周及び最外周は、内側及び外側に所定の傾斜を有するように形成されてもよい。すなわち、第２及び第３のコイルパターン２０２、２０３は、一方の側面及び他方の側面が垂直に形成され、第１のコイルパターン２０１は、第２のコイルパターン２０２と隣り合う他方の側面が垂直に形成され、第４のコイルパターン２０４は、第３のコイルパターン２０３と隣り合う一方の側面が垂直に形成されてもよい。また、第１のコイルパターン２０１は、第２のコイルパターン２０２と隣接しない一方の側面が、少なくとも一部が所定の傾斜を有するように形成され、第４のコイルパターン２０４は、第３のコイルパターン２０３と隣接しない他方の側面の少なくとも一部が所定の傾斜を有するように形成されてもよい。このとき、第１乃至第４のコイルパターン２０１〜２０４の上段部の幅ａは、中央部のコイルパターン、すなわち、第２及び第３のコイルパターン２０２、２０３の幅が、最外部コイルパターン、すなわち、第４のコイルパターン２０４の幅よりも幅広又は同幅であり、最外部コイルパターン、すなわち、第４のコイルパターン２０４の幅は、最内部コイルパターン、すなわち、第１のコイルパターン２０１の幅よりも幅広であってもよい。すなわち、最内部のコイルパターンの幅をＡ、中央部のコイルパターンの幅をＢ、最外部のコイルパターンの幅をＣとしたとき、上段部は、Ｂ≧Ｃ＞Ａの関係が成り立つように形成されてもよい。さらに、コイルパターン２００の中段部の幅ｂは、最外部コイルパターン、すなわち、第４のコイルパターン２０４の幅が、中央部のコイルパターン、すなわち、第２及び第３のコイルパターン２０２、２０３の幅よりも幅広であり、中央部のコイルパターン、すなわち、第２及び第３のコイルパターン２０２、２０３の幅は、最内部コイルパターン、すなわち、第１のコイルパターン２０１の幅よりも幅広又は同幅であってもよい。すなわち、最内部のコイルパターンの幅をＡ、中央部のコイルパターンの幅をＢ、最外部のコイルパターンの幅をＣとしたとき、中段部は、Ｃ＞Ｂ≧Ａの関係が成り立つように形成されてもよい。加えて、コイルパターン２００の下段部の幅ｃは、最外部コイルパターン、すなわち、第４のコイルパターン２０４の幅が、中央部のコイルパターン、すなわち、第２及び第３のコイルパターン２０２、２０３の幅よりも幅広であり、中央部のコイルパターン、すなわち、第２及び第３のコイルパターン２０２、２０３の幅が、最内部コイルパターン、すなわち、第１のコイルパターン２０１の幅よりも幅広又は同幅であってもよい。すなわち、最内部のコイルパターンの幅をＡ、中央部のコイルパターンの幅をＢ、最外部のコイルパターンの幅をＣとしたとき、下段部は、Ｃ＞Ｂ≧Ａの関係が成り立つように形成されてもよい。ここで、コイルパターンの下段部は、第１のメッキ層２２０を含んでいてもよく、中段部は、第２のメッキ層２３０を含んでいてもよく、上段部は、第３のメッキ層２４０を含んでいてもよい。すなわち、コイルパターンが複数のメッキ層によって形成されるとき、垂直方向に三等分し、下から下段部、中段部及び下段部と指し示してもよい。しかし、下段部、中段部及び下段部は、形状が異なる感光膜パターンによって形成された部分を指し示す場合もあるため、必ずしも三等分する場合に限定されるわけではない。このように、垂直方向に少なくとも一つの領域のコイルパターン２００の幅を異ならせて形成するために、シード層２１０の幅及び感光膜パターン１２０、１３０、１４０の間隔を異ならせて形成してもよい。例えば、下段部の幅を異ならせるために、シード層２１０の幅を異ならせて形成してもよく、中段部及び上段部の幅を異ならせるために、感光膜パターン１２０、１３０、１４０間の間隔を調整してもよい。例えば、第２の感光膜パターン１２０の上に形成される第３の感光膜パターン１３０は、第２の感光膜パターン１２０よりも内側にさらに突出するように形成し、第３の感光膜パターン１３０の上に形成される第４の感光膜パターン１４０は、第３の感光膜パターン１３０よりも内側にさらに突出するように形成してもよい。

【0053】

本発明の実施形態に係るコイルパターンは、積層チップ素子に用いられてもよい。このような本発明の実施形態に係るコイルパターンを用いる積層チップ素子としてのパワーインダクターについて説明すれば、下記の通りである。

【0054】

図１２は、本発明の一実施形態に係るパワーインダクターの組み立て状態の斜視図であり、図１３は、図１２のＡ−Ａ’線に沿って切り取った状態の断面図である。また、図１４は、本発明の一例によるパワーインダクターの分解斜視図であり、図１５は、基板及びコイルパターンの平面図であり、図１６は、実際のパワーインダクターの写真を図式化した断面図である。

【0055】

図１２から図１６を参照すると、本発明の一実施形態に係るパワーインダクターは、ボディ３００（３００ａ、３００ｂ）と、ボディ３００の内部に設けられた基板１００と、基板１００の少なくとも一方の面の上に形成されたコイルパターン２００（２１０、２２０）と、ボディ３００の外部に設けられた外部電極４００（４１０、４２０）とを備えていてもよい。なお、コイルパターン２００ａ、２００ｂとボディ３００との間に形成された絶縁層５００をさらに備えていてもよい。

【0056】

ボディ３００は、六面体状であってもよい。いうまでもなく、ボディ３００は、六面体に加えて、多面体形状を呈してもよい。このようなボディ３００は、金属粉末３１０、ポリマー３２０を含み、熱伝導性フィラー３３０をさらに含んでいてもよい。

【0057】

金属粉末３１０は、平均粒径が１μｍ〜５０μｍであってもよい。また、金属粉末３１０としては、同じ粒子径の単一の粒子又は２種以上の粒子を用いてもよく、複数の粒子径を有する単一の粒子又は２種以上の粒子を用いてもよい。例えば、３０μｍの平均粒子径を有する第１の金属粒子と３μｍの平均粒子径を有する第２の金属粒子を混合して用いてもよい。このとき、第１の金属粒子及び第２の金属粒子は、同じ物質の粒子であってもよく、異なる物質の粒子であってもよい。粒子径が互いに異なる２種以上の金属粉末３１０を用いる場合、ボディ３００の充填率を高めることができて容量を最大限に実現することができる。例えば、３０μｍの金属粉末を用いる場合、３０μｍの金属粉末の間には空隙が生じることがあり、これにより、充填率が下がらざるを得ない。しかしながら、３０μｍの金属粉末の間にこれよりも小さな粒子径を有する３μｍの金属粉末を混合して用いることにより、ボディ３００内の金属粉末の充填率を高めることができる。このような金属粉末３１０としては、含鉄（Ｆｅ）金属物質を用いてもよく、例えば、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄−ニッケル−ケイ素（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ）、鉄−アルミニウム−ケイ素（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）及び鉄−アルミニウム−クロム（Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ）よりなる群から選ばれた少なくとも一種の金属が挙げられる。すなわち、金属粉末３１０は、鉄を含んで磁性組織を有するか、又は磁性を帯びる金属合金によって形成されて、所定の透磁率を有してもよい。また、金属粉末３１０は、表面が磁性体によりコーティングされてもよく、金属粉末３１０とは透磁率が異なる物質によりコーティングされてもよい。例えば、磁性体は、金属酸化物磁性体を含んでいてもよく、ニッケル酸化物磁性体、亜鉛酸化物磁性体、銅酸化物磁性体、マンガン酸化物磁性体、コバルト酸化物磁性体、バリウム酸化物磁性体及びニッケル−亜鉛−銅酸化物磁性体よりなる群から選ばれた少なくとも一種の酸化物磁性体を用いてもよい。すなわち、金属粉末３１０の表面にコーティングされる磁性体は、含鉄金属酸化物によって形成されてもよく、金属粉末３１０よりも高い透磁率を有することが好ましい。一方で、金属粉末３１０が磁性を帯びるため、金属粉末３１０が互いに接触すれば絶縁が破壊され、ショートが生じる虞がある。従って、金属粉末３１０は、表面が少なくとも一つの絶縁体によりコーティングされてもよい。例えば、金属粉末３１０は、表面が酸化物によりコーティングされてもよく、また、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）などの絶縁性高分子物質によりコーティングされてもよく、パリレンによりコーティングされることが好ましい。パリレンは、１μｍ〜１０μｍの厚さにコーティングされてもよい。ここで、パリレンが１μｍ未満の厚さに形成されれば、金属粉末３１０の絶縁効果が低下する虞があり、１０μｍを超える厚さに形成されれば、金属粉末３１０の粒子径が増大し、ボディ３００内の金属粉末３１０の分布量が減って透磁率が下がる虞がある。また、パリレンに加えて、様々な絶縁性高分子物質を用いて金属粉末３１０の表面をコーティングしてもよい。一方で、金属粉末３１０をコーティングする酸化物は、金属粉末３１０を酸化して形成してもよく、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＳｎＯ_２、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＣｏＯ、ＭｎＯ、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３及びＢｉ_２Ｏ_３から選ばれたいずれか一種によりコーティングされてもよい。ここで、金属粉末３１０は、二重構造の酸化物によりコーティングされてもよく、酸化物及び高分子物質の二重構造にコーティングされてもよい。いうまでもなく、金属粉末３１０は、表面が磁性体によりコーティングされた後、絶縁体によりコーティングされてもよい。このように、金属粉末３１０の表面が絶縁体によりコーティングされることにより、金属粉末３１０の間の接触によるショートを防ぐことができる。このとき、酸化物、絶縁性高分子物質などにより金属粉末３１０をコーティングするか、又は磁性体及び絶縁体の二重にコーティングされる場合であっても、１μｍ〜１０μｍの厚さにコーティングされてもよい。

【0058】

ポリマー３２０は、金属粉末３１０の間を絶縁するために、金属粉末３１０と混合されてもよい。すなわち、金属粉末３１０は、高周波における渦電流損及びヒステリシス損が高くなって材料の損失が大幅に増えるという問題が生じる虞があるが、このような材料の損失を低減させるために、金属粉末３１０の間を絶縁するポリマー３２０を含めてもよい。このようなポリマー３２０としては、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ；ＬＣＰ）よりなる群から選ばれる少なくとも一種が挙げられるが、これに制限されるわけではない。また、ポリマー３２０は、金属粉末３１０の間に絶縁性を与えるものであり、熱硬化性樹脂からなることが好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えば、ノボラックエポキシ樹脂（Ｎｏｖｏｌａｃ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、フェノキシ型エポキシ樹脂（Ｐｈｅｎｏｘｙ Ｔｙｐｅ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ＢＰＡ型エポキシ樹脂（ＢＰＡ Ｔｙｐｅ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ＢＰＦ型エポキシ樹脂（ＢＰＦ Ｔｙｐｅ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、水素化ＢＰＡエポキシ樹脂（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ＢＰＡ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ダイマー酸改質エポキシ樹脂（Ｄｉｍｅｒ Ａｃｉｄ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ウレタン改質エポキシ樹脂（Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ゴム改質エポキシ樹脂（Ｒｕｂｂｅｒ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）及びＤＣＰＤ型エポキシ樹脂（ＤＣＰＤ Ｔｙｐｅ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）よりなる群から選ばれる少なくとも一種が挙げられる。ここで、ポリマー３２０は、金属粉末１００ｗｔ％に対して、２．０ｗｔ％〜５．０ｗｔ％の含量で含まれてもよい。ところが、ポリマー３２０の含量が増える場合、金属粉末３１０の体積分率が低下して飽和磁化値を高める効果が正常に奏されない虞があり、ボディ３００の透磁率を低下させる虞がある。逆に、ポリマー３２０の含量が減る場合、インダクターの製造過程において用いられる強酸又は強塩基溶液などが内部に浸透してインダクタンス特性を低下させる虞がある。従って、ポリマー３２０は、金属粉末３１０の飽和磁化値及びインダクタンスを低下させない範囲内で含まれることが好ましい。

【0059】

一方、ボディ３００には、外部の熱によってボディ３００が加熱されてしまうという問題を解決するために、熱伝導性フィラー３３０が含まれていてもよい。すなわち、外部の熱によってボディ３００の金属粉末３１０が加熱されてしまう虞があるが、熱伝導性フィラー３３０が含まれることにより、金属粉末３１０の熱を外部に放出することができる。このような熱伝導性フィラーとしては、ＭｇＯ、ＡｌＮ、及びカーボン系の物質よりなる群から選ばれる少なくとも一種が挙げられるが、これに限定されるわけではない。ここで、カーボン系の物質は炭素を含み、様々な形状を呈してもよく、例えば、黒鉛、カーボンブラック、グラフェン、及びグラファイトなどを含んでいてもよい。なお、熱伝導性フィラー３３０は、金属粉末３１０ １００ｗｔ％に対して０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％の含量で含まれてもよい。熱伝導性フィラー３３０の含量が上記の範囲未満である場合、熱放出効果を得られず、熱伝導性フィラーの含量が上記の範囲を超える場合、金属粉末３１０の含量が減ってボディ３００の透磁率を低下させてしまう。さらに、熱伝導性フィラー３３０は、例えば、０．５μｍ〜１００μｍの大きさを有してもよい。つまり、熱伝導性フィラー３３０は、金属粉末３１０の大きさに等しいか、又はこれよりも小さくてもよい。熱伝導性フィラー３３０は、その大きさ及び含量に応じて熱放出効果が調節可能である。例えば、熱伝導性フィラー３３０の大きさが大きくなるにつれて、且つ、熱伝導性フィラーの含量が増えるにつれて、熱放出効果が高くなる。一方、ボディ３００は、金属粉末３１０と、ポリマー３２０及び熱伝導性フィラー３３０を含む材料からなる複数枚のシートを積み重ねて作製してもよい。ここで、複数枚のシートを積み重ねてボディ３００を作製する場合、各シートの熱伝導性フィラー３３０の含量は異なっていてもよい。例えば、基板１００を中心として上側及び下側に向かって遠ざかるにつれて、シート内の熱伝導性フィラー３３０の含量は次第に増えてもよい。また、ボディ３００は、金属粉末３１０、ポリマー３２０及び熱伝導性フィラー３３０を含む材料からなるペーストを所定の厚さに印刷して形成してもよく、このようなペーストを枠に入れて圧着する方法など必要に応じて様々な方法を用いて形成してもよい。このとき、ボディ３００を形成するために積み重ねられるシートの枚数又は所定の厚さに印刷されるペーストの厚さは、パワーインダクターに求められるインダクタンスなどの電気的な特性を考慮して適正な枚数や厚さに決定されることが好ましい。一方、基板１００を間に挟んでその上側及び下側に設けられたボディ３００ａ、３００ｂは、基板１００を介して互いに接続されてもよい。すなわち、基板１００の少なくとも一部が除去され、除去された部分にボディ３００の一部が充填されてもよい。このように、基板１００の少なくとも一部が除去され、その部分にボディ３００が充填されることにより、基板１００の面積を狭め、同じ体積におけるボディ３００の割合を高めることにより、パワーインダクターの透磁率を上げることができる。

【0060】

基板１００は、ボディ３００の内部に設けられてもよい。例えば、基板１００は、ボディ３００の内部にボディ３００の長軸方向、すなわち、外部電極４００の方向に設けられてもよい。また、基板１００は、１枚以上に設けられてもよく、例えば、２枚以上の基板１００が外部電極４００の形成方向と直交する方向、例えば、垂直方向に所定の間隔だけ離れて設けられてもよい。いうまでもなく、２枚以上の基板１００が外部電極４００の形成方向に配列されてもよい。このような基板１００は、例えば、銅張り積層板（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ；ＣＣＬ）又は金属フェライトなどによって作製されてもよい。このとき、基板１００は、金属フェライトによって作製されることにより透磁率を増加させ、容量を手軽に実現することができる。すなわち、銅張り積層板（ＣＣＬ）は透磁率を有さないが故に、パワーインダクターの透磁率を低下させる虞がある。しかしながら、金属フェライトを基板１００の素材として用いると、金属フェライトが透磁率を有するため、パワーインダクターの透磁率を低下させなくなる。このような金属フェライトを用いた基板１００は、含鉄金属、例えば、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄−ニッケル−ケイ素（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ）、鉄−アルミニウム−ケイ素（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）及び鉄−アルミニウム−クロム（Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ）よりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属からなる所定の厚さの板に銅箔を貼り合わせて作製してもよい。すなわち、鉄を含み、少なくとも一つの金属からなる合金を所定の厚さの板状に作製し、金属板の少なくとも一方の面に銅箔を貼り合わせることにより基板１００が作製されてもよい。また、基板１００の所定の領域には少なくとも一つの導電性ビア（図示せず）が形成されてもよく、導電性ビアによって基板１００の上側及び下側にそれぞれ形成されるコイルパターン２００（２００ａ、２００ｂ）が電気的に接続されてもよい。さらに、基板１００は、少なくとも一部が除去されてもよい。すなわち、基板１００は、図１４及び図１５に示すように、コイルパターン２００と重なり合う領域を除く残りの領域が除去されてもよい。例えば、スパイラル状に形成されるコイルパターン２００の内側に基板１００が除去されて貫通孔１６０が形成されてもよく、コイルパターン２００の外側の基板１００が除去されてもよい。すなわち、基板１００は、コイルパターン２００の外側の形状に倣って、例えば、レーストラック（ｒａｃｅｔｒａｃｋ）の形状を呈し、外部電極４００と向かい合う領域がコイルパターン２００の端部の形状に倣って直線状に形成されてもよい。従って、基板１００の外側は、ボディ３００の周縁に対して湾曲した形状に設けられ得る。このように、基板１００が除去された部分には、図１５に示すように、ボディ３００が充填されてもよい。すなわち、基板１００の貫通孔１６０を含めた除去された領域を介して上側及び下側のボディ３００ａ、３００ｂが互いに接続される。一方で、基板１００が金属フェライトから作製される場合、基板１００がボディ３００の金属粉末３１０と接触することがある。このような問題を解消するために、基板１００の側面にはパリレンなどの絶縁層５００が形成されてもよい。例えば、貫通孔１６０の側面及び基板１００の外側面に絶縁層５００が形成されてもよい。一方、基板１００は、コイルパターン２００の幅よりも幅広に設けられてもよい。例えば、基板１００は、コイルパターン２００の垂直下方において所定の幅をもって残留することがあるが、例えば、基板１００は、コイルパターン２００よりも約０．３μｍだけ突出するように形成されてもよい。一方、基板１００は、コイルパターン２００の内側領域及び外側領域が除去されてボディ３００の横断面の面積よりも小さくてもよい。例えば、ボディ３００の横断面の面積を１００としたとき、基板１００は、４０〜８０の面積比で設けられてもよい。基板１００の面積比が高ければ、ボディ３００の透磁率が低くなる虞があり、基板１００の面積比が低ければ、コイルパターン２００の形成面積が小さくなる虞がある。従って、ボディ３００の透磁率、コイルパターン２００の線幅及びターン数などを考慮して基板１００の面積比を調整してもよい。

【0061】

コイルパターン２００（２００ａ、２００ｂ）は、基板１００の少なくとも一方の面、好ましくは、両面に形成されてもよい。これらのコイルパターン２００は、基板１００の所定の領域、例えば、中央部から外側へ向かってスパイラル状に形成されてもよく、基板１００の上に形成された二つのコイルパターン２００ａ、２００ｂが接続されて一つのコイルをなしてもよい。すなわち、コイルパターン２００は、基板１００の中心部に形成された貫通孔１６０の外側からスパイラル状に形成されてもよく、基板１００に形成された伝導性ビア１５０を介して互いに接続されてもよい。ここで、上側のコイルパターン２００ａ及び下側のコイルパターン２００ｂは、互いに同じ形状に形成されてもよく、同じ高さに形成されてもよい。また、コイルパターン２００ａ、２００ｂは重なり合うように形成されてもよく、コイルパターン２００ａが形成されていない領域に重なり合うようにコイルパターン２００ｂが形成されてもよい。一方、コイルパターン２００ａ、２００ｂの端部は直線状に外側に延設されてもよく、ボディ３００の短辺の中央部に沿って延設されてもよい。さらに、コイルパターン２００の外部電極４００と接触される領域は、図１４及び図１５に示すように、他の領域と比べて幅広に形成されてもよい。コイルパターン２００の一部、すなわち、引出部が幅広に形成されることにより、コイルパターン２００及び外部電極４００間の接触面積を増大させることができ、これにより、抵抗を下げることができる。いうまでもなく、コイルパターン２００が、外部電極４００が形成される一領域から外部電極４００の幅方向に延設されてもよい。このとき、コイルパターン２００の末端部、すなわち、外部電極４００に向かって引き出される引出部は、ボディ３００の側面の中央部に向かって直線状に形成されてもよい。なお、コイルパターン２００は、シード層２１０と、複数のメッキ層２２０、２３０、２４０が積み重ねられて形成され、複数のメッキ層２２０、２３０、２４０がシード層２１０から異方性メッキによって形成されてもよい。

【0062】

外部電極４００（４１０、４２０）は、ボディ３００の向かい合う二つの面に形成されてもよい。例えば、外部電極４００は、ボディ３００の長軸方向に向かい合う二つの側面に形成されてもよい。このような外部電極４００は、ボディ３００のコイルパターン２００と電気的に接続されてもよい。また、外部電極４００は、ボディ３００の二つの側面の全体に形成され、二つの側面の中央部においてコイルパターン２００と接触されてもよい。すなわち、コイルパターン２００の端部がボディ３００の外側の中央部から露出し、外部電極４００がボディ３００の側面に形成されてコイルパターン２００の端部と接続されてもよい。このような外部電極４００は、導電性ペーストにボディ３００の両側面を浸漬して形成してもよく、印刷、蒸着及びスパッタリングなどの様々な方法によってボディ３００の両端に形成されてもよい。外部電極４００は、電気伝導性を有する金属によって形成されてもよく、例えば、金、銀、白金、銅、ニッケル、パラジウム及びこれらの合金よりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属によって形成されてもよい。なお、外部電極４００には、表面にニッケルメッキ層（図示せず）又は錫メッキ層（図示せず）がさらに形成されてもよい。

【0063】

絶縁層５００は、コイルパターン２００と金属粉末３１０とを絶縁するために、コイルパターン２００とボディ３００との間に形成されてもよい。すなわち、絶縁層５００がコイルパターン２００の上面及び側面を覆うように形成されてもよい。また、絶縁層５００は、コイルパターン２００の上面及び側面だけではなく、基板１００を覆うように形成されてもよい。すなわち、所定の領域が除去された基板１００のコイルパターン２００よりも露出された領域、すなわち、基板１００の表面及び側面にも絶縁層５００が形成されてもよい。基板１００上の絶縁層５００は、コイルパターン２００上の絶縁層５００と同じ厚さに形成されてもよい。このような絶縁層５００は、コイルパターン２００の上にパリレンをコーティングして形成してもよい。例えば、コイルパターン２００が形成された基板１００を蒸着チャンバー内に設けた後、パリレンを気化させて真空チャンバーの内部に供給することにより、コイルパターン２００の上にパリレンを蒸着させてもよい。例えば、パリレンを気化器（Ｖａｐｏｒｉｚｅｒ）において１次的に加熱して気化させ、ダイマー（ｄｉｍｅｒ）状態にした後、２次的に加熱してモノマー（Ｍｏｎｏｍｅｒ）状態に熱分解し、蒸着チャンバーと連設されたコールドトラップ（Ｃｏｌｄ Ｔｒａｐ）及び機械的な真空ポンプ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｖａｃｃｕｍ Ｐｕｍｐ）を用いてパリレンを冷却させると、パリレンはモノマー状態からポリマー状態に変換されてコイルパターン２００の上に蒸着される。いうまでもなく、絶縁層５００は、パリレン以外の絶縁性高分子、例えば、エポキシ、ポリイミド及び液晶ポリマーから選ばれる少なくとも一種の物質によって形成されてもよい。しかしながら、パリレンをコーティングすることにより、コイルパターン２００の上に均一な厚さに絶縁層５００を形成することができ、薄肉に形成しても他の物質と比べて絶縁特性を向上させることができる。すなわち、絶縁層５００としてパリレンをコーティングする場合、ポリイミドを形成する場合と比べて薄肉に形成しながら絶縁破壊電圧を増加させて、絶縁特性を向上させることができる。また、コイルパターン２００のパターン間の間隔に応じてパターン間を埋め込んで均一な厚さに形成されてもよく、パターンの段差に沿って均一な厚さに形成されてもよい。すなわち、コイルパターン２００のパターン間の間隔が遠い場合、パターンの段差に沿って均一な厚さにパリレンがコーティング可能であり、パターン間の間隔が近い場合、パターン間を埋め込んでコイルパターン２００の上に所定の厚さに形成可能である。図１６に示すように、パリレンの場合、コイルパターン２００の段差に沿って薄肉に形成されるが、ポリイミドはパリレンと比べて厚肉に形成される。一方、絶縁層５００は、パリレンを用いて３μｍ〜１００μｍの厚さに形成してもよい。パリレンが３μｍ未満の厚さに形成されると、絶縁特性が低下する虞があり、１００μｍを超える厚さに形成する場合、同じサイズ内において絶縁層５００が占める厚さが増加してボディ３００の体積が小さくなり、これにより、透磁率が低下する虞がある。いうまでもなく、絶縁層５００は、所定の厚さのシートによって作製された後にコイルパターン２００の上に形成されてもよい。

【0064】

上述したように、本発明の一実施形態に係るパワーインダクターは、金属粉末３１０及びポリマー３２０だけではなく、熱伝導性フィラー３３０を含めてボディ３００を作製することにより、金属粉末３１０の加熱によるボディ３００の熱を外部に放出することができるので、ボディ３００の昇温を防ぐことができ、これにより、インダクタンスの低下などの問題を防ぐことができる。また、コイルパターン２００とボディ３００との間にパリレンを用いて絶縁層５００を形成することにより、コイルパターン２００の側面及び上面に薄肉に且つ均一な厚さに絶縁層５００を形成しながら、絶縁特性を向上することができる。また、ボディ３００の内部の基板１００を金属磁性体により形成することにより、パワーインダクターの透磁率の低下を防ぐことができ、基板１００の少なくとも一部が除去され、その部分にボディ３００を充填することにより、透磁率を向上することができる。

【0065】

一方で、本発明に係るパワーインダクターは、ボディ３００内に少なくとも一つのフェライト層（図示せず）がさらに設けられてもよい。すなわち、ボディ３００の上面及び下面の少なくともどちらか一方にフェライト層が設けられてもよく、ボディ３００内に基板１００から離間して少なくとも一つのフェライト層が設けられてもよい。このようなフェライト層は、シート状に作製されて複数枚のシートが積み重ねられたボディ３００の間に設けられてもよい。すなわち、ボディ３００を作製するための複数枚のシートの間に少なくとも一つのフェライト層を設けてもよい。なお、金属粉末３１０、ポリマー３２０及び熱伝導性フィラー３３０を含む材料からなるペーストを所定の厚さに印刷してボディ３００を形成する場合、印刷の最中にフェライト層を形成してもよく、ペーストを枠に入れて圧着する場合であっても、フェライト層をこれらの間に入れて圧着することができる。いうまでもなく、フェライト層は、ペーストを用いて形成してもよく、ボディ３００を印刷するときに、軟磁性物質を塗布してボディ３００内にフェライト層を形成してもよい。このように、ボディ３００に少なくとも一つのフェライト層を設けることにより、パワーインダクターの磁性率を向上させることができる。

【0066】

また、少なくとも一方の面にコイルパターン２００がそれぞれ形成された少なくとも２枚以上の基板１００がボディ３００内に離間して設けられ、互いに異なる基板１００の上に形成されたコイルパターン２００がボディ３００の外部の接続電極（図示せず）によって接続されてもよい。従って、一つのボディ３００内に複数のコイルパターンを形成し、これにより、パワーインダクターの容量を増やすことができる。すなわち、ボディ３００の外部の接続電極を用いて互いに異なる基板１００の上にそれぞれ形成されたコイルパターン２００を直列に接続することができ、これにより、同じ面積内のパワーインダクターの容量を増やすことができる。

【0067】

いうまでもなく、少なくとも２枚の基板１００が水平方向に配列され、その上部にそれぞれ形成されたコイルパターン２００が互いに異なる外部電極４００によって接続されることにより、複数のインダクターが並べて設けられてもよく、これにより、一つのボディ３００内に二つ以上のパワーインダクターが実現されてもよい。すなわち、一つのボディ３００内に複数のインダクターが実現されてもよい。

【0068】

さらに、ボディ３００内に少なくとも一方の面の上にコイルパターン２００がそれぞれ形成された複数枚の基板１００がボディ３００の厚さ方向（すなわち垂直方向）に積み重ねられるか、又はこれと直交する方向（すなわち水平方向）に配列されてもよい。また、複数枚の基板１００の上にそれぞれ形成されたコイルパターン２００は、外部電極４００と直列又は並列に接続されてもよい。すなわち、複数枚の基板１００のそれぞれに形成されたコイルパターン２００が互いに異なる外部電極４００に接続されて並列に接続されてもよく、複数枚の基板１００のそれぞれに形成されたコイルパターン２００が同じ外部電極４００に接続されて直列に接続されてもよい。直列に接続される場合、それぞれの基板１００の上にそれぞれ形成されたコイルパターン２００がボディ３００の外部の接続電極によって接続されてもよい。従って、並列に接続される場合、複数の基板１００のそれぞれに二つの外部電極４００が必要であり、直列に接続される場合、基板１００の数を問わずに二つの外部電極４００が必要であり、一つ以上の接続電極が必要である。例えば、３枚の基板１００の上に形成されたコイルパターン２００が外部電極４００に並列に接続される場合は、６つの外部電極４００が必要であり、３枚の基板１００の上に形成されたコイルパターン２００が直列に接続される場合は、二つの外部電極４００及び少なくとも一つの接続電極が必要である。なお、並列に接続される場合、ボディ３００内に複数のコイルが設けられ、これに対し、直列に接続される場合は、ボディ３００内に一つのコイルが設けられる。

【0069】

本発明は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化可能である。すなわち、上記の実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に本発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明の範囲は本願の特許請求の範囲によって理解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】