特開 2022-152044 コイル部品及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022152044

(43)【公開日】2022-10-12

(54)【発明の名称】コイル部品及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/00 20060101AFI20221004BHJP

   H01F 17/04 20060101ALI20221004BHJP

   H01F 27/29 20060101ALI20221004BHJP

   H05K 1/03 20060101ALN20221004BHJP

   H05K 3/00 20060101ALN20221004BHJP

【ＦＩ】

H01F27/00 Q

H01F17/04 F

H01F27/29 123

H05K1/03 630G

H05K3/00 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021054663

(22)【出願日】2021-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 将典

(72)【発明者】

【氏名】川口 裕一

(72)【発明者】

【氏名】竹内 拓也

(72)【発明者】

【氏名】名取 光夫

(72)【発明者】

【氏名】藤井 直明

【テーマコード（参考）】

5E070

【Ｆターム（参考）】

5E070AA01

5E070AB01

5E070CB04

5E070CB13

5E070DA13

5E070EA01

5E070EB04

(57)【要約】

【課題】実装時において製品の方向性を容易に確認することが可能なコイル部品を提供する。
【解決手段】コイル部品１０Ａは、磁性部材１１～１３と、磁性部材１１～１３に埋め込まれたコイル部２０とを備える。磁性部材１１は、コイル部２０の軸方向に対して垂直であり、且つ、互いに反対側に位置する表面Ｓ１，Ｓ２を有し、表面Ｓ１の外周エッジＥ１～Ｅ４の少なくとも一部は、表面Ｓ２の外周エッジよりも面取り幅が大きい。このように、表面Ｓ１の外周エッジＥ１～Ｅ４と表面Ｓ２の外周エッジの面取り幅が異なることから、面取り幅の違いによって製品の方向性を容易に確認することが可能となる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性部材と、
前記磁性部材に埋め込まれたコイル部と、を備え、
前記磁性部材は、前記コイル部の軸方向に対して垂直であり、且つ、互いに反対側に位置する第１及び第２の表面を有し、
前記第１の表面の外周エッジの少なくとも一部は、前記第２の表面の外周エッジよりも面取り幅が大きいことを特徴とするコイル部品。

【請求項2】

前記磁性部材は、前記コイル部の軸方向と平行であり、且つ、互いに反対側に位置する第３及び第４の表面をさらに有し、
前記第１の表面は、前記第３及び第４の表面との境界に位置する外周エッジが面取りされていることを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。

【請求項3】

前記磁性部材は、前記第１乃至第４の表面に対して垂直であり、且つ、互いに反対側に位置する第５及び第６の表面をさらに有し、
前記第１の表面は、前記第５及び第６の表面との境界に位置する外周エッジがさらに面取りされていることを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。

【請求項4】

前記コイル部は、前記軸方向に交互に積層された複数の導体層と複数の層間絶縁層を有し、
前記複数の導体層のそれぞれは、前記磁性部材に埋め込まれたコイル導体パターンと、前記第５の表面から露出する電極パターンとを有することを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。

【請求項5】

導電性ペーストからなり、前記電極パターンと接する端子電極をさらに備え、
前記端子電極の一部は、前記第１の表面と前記第５の表面との境界に位置する面取りされた外周エッジを覆うことを特徴とする請求項４に記載のコイル部品。

【請求項6】

前記電極パターンは、前記第３及び第４の表面からさらに露出し、
前記第１の表面と前記第３及び第４の表面の境界に位置する外周エッジの前記軸方向に対して垂直な方向における面取り幅は、前記第３及び第４の表面から露出する前記電極パターンの前記軸方向に対して垂直な方向における露出幅よりも小さいことを特徴とする請求項４又は５に記載のコイル部品。

【請求項7】

コイル部を磁性部材に埋め込む工程と、
前記コイル部の軸方向に対して垂直な前記磁性部材の第１の表面の外周エッジの少なくとも一部を面取り加工することによって、前記第１の表面の外周エッジの少なくとも一部の面取り幅を、前記第１の表面の反対側に位置する前記磁性部材の第２の表面の外周エッジよりも面取り幅よりも大きくすることを特徴とするコイル部品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はコイル部品及びその製造方法に関し、特に、コイル部が磁性部材に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。

【背景技術】

【0002】

コイル部が磁性部材に埋め込ま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、略直方体形状の外形を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１４０２０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、外形が略直方体形状であると、実装時において製品の方向性を確認することが難しいという問題があった。

【0005】

したがって、本発明は、実装時において製品の方向性を容易に確認することが可能な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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によるコイル部品は、磁性部材と、磁性部材に埋め込まれたコイル部とを備え、磁性部材は、コイル部の軸方向に対して垂直であり、且つ、互いに反対側に位置する第１及び第２の表面を有し、第１の表面の外周エッジの少なくとも一部は、第２の表面の外周エッジよりも面取り幅が大きいことを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、第１の表面の外周エッジと第２の表面の外周エッジの面取り幅が異なることから、面取り幅の違いによって製品の方向性を容易に確認することが可能となる。

【0008】

本発明において、磁性部材は、コイル部の軸方向と平行であり、且つ、互いに反対側に位置する第３及び第４の表面をさらに有し、第１の表面は、第３及び第４の表面との境界に位置する外周エッジが面取りされていても構わない。これによれば、製品の方向性を多くの方向から確認することが可能となる。

【0009】

本発明において、磁性部材は、第１乃至第４の表面に対して垂直であり、且つ、互いに反対側に位置する第５及び第６の表面をさらに有し、第１の表面は、第５及び第６の表面との境界に位置する外周エッジがさらに面取りされていても構わない。これによれば、製品の方向性をより多くの方向から確認することが可能となる。

【0010】

本発明において、コイル部は、軸方向に交互に積層された複数の導体層と複数の層間絶縁層を有し、複数の導体層のそれぞれは、磁性部材に埋め込まれたコイル導体パターンと、第５の表面から露出する電極パターンとを有していても構わない。これによれば、第５の表面を実装面として基板に実装する際に、製品の方向性を確認することが可能となる。

【0011】

本発明によるコイル部品は、導電性ペーストからなり電極パターンと接する端子電極をさらに備え、端子電極の一部は、第１の表面と第５の表面との境界に位置する面取りされた外周エッジを覆っても構わない。これによれば、実装信頼性が高められる。

【0012】

本発明において、電極パターンは第３及び第４の表面からさらに露出し、第１の表面と第３及び第４の表面の境界に位置する外周エッジの軸方向に対して垂直な方向における面取り幅は、第３及び第４の表面から露出する電極パターンの軸方向に対して垂直な方向における露出幅よりも小さくても構わない。これによれば、面取りによる磁性部材のボリューム減少を抑えることが可能となる。

【0013】

本発明によるコイル部品の製造方法は、コイル部を磁性部材に埋め込む工程と、コイル部の軸方向に対して垂直な磁性部材の第１の表面の外周エッジの少なくとも一部を面取り加工することによって、第１の表面の外周エッジの少なくとも一部の面取り幅を、第１の表面の反対側に位置する磁性部材の第２の表面の外周エッジよりも面取り幅よりも大きくすることを特徴とする。

【0014】

これによれば、実装時において製品の方向性を容易に確認することが可能なコイル部品を作製することが可能となる。

【発明の効果】

【0015】

このように、本発明によれば、実装時において製品の方向性を容易に確認することが可能な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。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の一実施形態によるコイル部品１０Ａの外観を示す斜視図である。

【図2】図２は、コイル部品１０Ａの断面図である。

【図3】図３は、コイル部品１０Ａのｙｚ側面図である。

【図4】図４は、コイル部品１０Ａのｙｚ側面図である。

【図5】図５は、第１の変形例によるコイル部品１０Ｂの外観を示す斜視図である。

【図6】図６は、第２の変形例によるコイル部品１０Ｃの外観を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。

【0018】

図１は、本発明の一実施形態によるコイル部品１０Ａの外観を示す斜視図である。

【0019】

本実施形態によるコイル部品１０Ａ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１１，１２と、磁性部材１１，１２に埋め込まれたコイル部２０とを備える。コイル部２０の構成については後述するが、本実施形態においてはコイル導体パターンを有する導体層が４層積層され、これによって１つのコイルが直列に形成される。そして、コイルの一端が端子電極７１に接続され、コイルの他端が端子電極７２に接続される。端子電極７１，７２は、ナノ銀ペーストやナノ銅ペーストなどの導電性ペーストからなり、その表面はハンダに対する濡れ性を確保すべく、ニッケル（Ｎｉ）とスズ（Ｓｎ）の積層膜で覆われている。

【0020】

磁性部材１１，１２は、フェライト粉や金属磁性粉などの磁性粉を含有する樹脂からなる複合部材であり、コイル部２０に電流を流すことによって生じる磁束の磁路を構成する。磁性粉として金属磁性粉を用いる場合、パーマロイ系材料を用いることが好適である。また、樹脂としては、液状又は粉体のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。但し、本発明において磁性部材１１，１２を複合部材によって構成することは必須でなく、例えば、磁性部材１１として焼結フェライトなどの磁性材料からなる基板を用いても構わない。

【0021】

図２は、本実施形態によるコイル部品１０Ａの断面図である。

【0022】

図２に示すように、コイル部品１０Ａに含まれるコイル部２０は、２つの磁性部材１１，１２に挟まれており、層間絶縁層４０～４４と導体層３１～３４がｚ方向に交互に積層された構成を有している。導体層３１～３４は、層間絶縁層４１～４３に形成されたスルーホールを介して互いに接続されることにより、１つの直列コイルを構成している。コイルの内径部分には、磁性部材１２と同じ材料からなる磁性部材１３が埋め込まれている。層間絶縁層４０～４４は、例えば樹脂からなり、少なくとも層間絶縁層４１～４３については非磁性材料が用いられる。最下層に位置する層間絶縁層４０及び最上層に位置する層間絶縁層４４については、磁性材料を用いても構わない。

【0023】

導体層３１は、磁性部材１１の上面に層間絶縁層４０を介して形成された１層目の導体層である。導体層３１には、スパイラル状に２ターン巻回されたコイル導体パターンＣ１と、２つの電極パターン５１，６１が設けられている。電極パターン５１はコイル導体パターンＣ１の一端に接続されている一方、電極パターン６１はコイル導体パターンＣ１とは独立して設けられている。コイル導体パターンＣ１はコイル部２０に埋め込まれ、電極パターン５１，６１の一部はコイル部２０から露出している。

【0024】

導体層３２は、導体層３１の上面に層間絶縁層４１を介して形成された２層目の導体層である。導体層３２には、スパイラル状に２ターン巻回されたコイル導体パターンＣ２と、２つの電極パターン５２，６２が設けられている。電極パターン５２，６２は、いずれもコイル導体パターンＣ２とは独立して設けられている。コイル導体パターンＣ２はコイル部２０に埋め込まれ、電極パターン５２，６２の一部はコイル部２０から露出している。

【0025】

導体層３３は、導体層３２の上面に層間絶縁層４２を介して形成された３層目の導体層である。導体層３３には、スパイラル状に２ターン巻回されたコイル導体パターンＣ３と、２つの電極パターン５３，６３が設けられている。電極パターン５３，６３は、いずれもコイル導体パターンＣ３とは独立して設けられている。コイル導体パターンＣ３はコイル部２０に埋め込まれ、電極パターン５３，６３の一部はコイル部２０から露出している。

【0026】

導体層３４は、導体層３３の上面に層間絶縁層４３を介して形成された４層目の導体層である。導体層３４には、スパイラル状に２ターン巻回されたコイル導体パターンＣ４と、２つの電極パターン５４，６４が設けられている。電極パターン６４はコイル導体パターンＣ４の一端に接続されている一方、電極パターン５４はコイル導体パターンＣ４とは独立して設けられている。コイル導体パターンＣ４はコイル部２０に埋め込まれ、電極パターン５４，６４の一部はコイル部２０から露出している。

【0027】

そして、コイル導体パターンＣ１とコイル導体パターンＣ２は、層間絶縁層４１を貫通して設けられたビア導体を介して接続され、コイル導体パターンＣ２とコイル導体パターンＣ３は、層間絶縁層４２を貫通して設けられたビア導体を介して接続され、コイル導体パターンＣ３とコイル導体パターンＣ４は、層間絶縁層４３を貫通して設けられたビア導体を介して接続される。これにより、コイル導体パターンＣ１～Ｃ４によって８ターンのコイルが形成され、その一端が端子電極７１に接続され、他端が端子電極７２に接続された構成となる。

【0028】

さらに、電極パターン５１～５４は、層間絶縁層４１～４３を貫通して設けられたビア導体Ｖ１～Ｖ３を介して互いに接続される。同様に、電極パターン６１～６４は、層間絶縁層４１～４３を貫通して設けられたビア導体Ｖ４～Ｖ６を介して互いに接続される。ここで、積層方向から見たビア導体Ｖ１～Ｖ３の形成位置は互いに異なっており、積層方向から見たビア導体Ｖ４～Ｖ６の形成位置も互いに異なっている。

【0029】

本実施形態によるコイル部品１０Ａは、一般的な積層コイル部品とは異なり、積層方向であるｚ方向が回路基板と平行となるよう立てて実装される。具体的には、ｘｚ面を構成する表面Ｓ５が実装面として用いられる。そして、表面Ｓ５には、端子電極７１，７２が設けられる。

【0030】

図３及び図４はコイル部品１０Ａのｙｚ側面図である。

【0031】

図３に示すように、一方のｙｚ平面を構成する表面Ｓ３には、電極パターン５１～５４の一部と層間絶縁層４０～４４の一部が露出している。また、図４に示すように、他方のｙｚ平面を構成する表面Ｓ４には、電極パターン６１～６４の一部と層間絶縁層４０～４４の一部が露出している。表面Ｓ３，Ｓ４は、コイル部２０の軸方向であるｚ方向と平行であり、且つ、互いに反対側に位置する。ｘｙ平面を構成する表面Ｓ１，Ｓ２には、電極パターン５１～５４，６１～６４は露出しない。表面Ｓ１，Ｓ２は、コイル部２０の軸方向であるｚ方向に対して垂直であり、且つ、互いに反対側に位置する。表面Ｓ１，Ｓ２には、端子電極７１，７２の一部が形成されている。端子電極７１は表面Ｓ５に露出する電極パターン５１～５４と接し、端子電極７２は表面Ｓ５に露出する電極パターン６１～６４と接する。表面Ｓ５，Ｓ６は、表面Ｓ１～Ｓ４に対して垂直であり、且つ、互いに反対側に位置する。

【0032】

そして、本実施形態によるコイル部品１０Ａは、表面Ｓ１の外周エッジＥ１～Ｅ４が面取りされている。ここで、外周エッジＥ１は表面Ｓ１と表面Ｓ３の境界に位置し、外周エッジＥ２は表面Ｓ１と表面Ｓ４の境界に位置し、外周エッジＥ３は表面Ｓ１と表面Ｓ５の境界に位置し、外周エッジＥ４は表面Ｓ１と表面Ｓ６の境界に位置する。これに対し、表面Ｓ２の外周エッジは実質的に面取りされておらず、このため、表面Ｓ１の外周エッジＥ１～Ｅ４は、表面Ｓ２の外周エッジよりも面取り幅が大きい。表面Ｓ１と表面Ｓ５の境界に位置する面取りされた外周エッジＥ３の一部は、端子電極７１，７２によって覆われる。

【0033】

ここで、面取り幅とは、コイル部２０の軸方向に対して垂直な方向、つまり、ｘ方向又はｙ方向における面取り幅によって定義され、図３及び図４に示す符号Ｗ１が面取り幅である。面取り幅Ｗ１のサイズについては、実装時に表面Ｓ１と表面Ｓ２を視覚的に識別可能である限り特に限定されないが、面取り幅Ｗ１が大きすぎると磁性部材１１のボリュームが減少するため、表面Ｓ１と表面Ｓ２を識別可能な範囲でできるだけ小さくすることが好ましい。具体的には、表面Ｓ３，Ｓ４から露出する電極パターン５１～５４，６１～６４のｙ方向における露出幅Ｗ２よりも、面取り幅Ｗ１を小さくすることが好ましい。

【0034】

このような構造を有するコイル部品１０Ａは、複数のコイル部２０を磁性部材に１１～１３に埋め込み、ダイシングによって個片化した後、研磨や研削などの方法で外周エッジＥ１～Ｅ４を面取り加工することにより作製することができる。

【0035】

以上説明したように、本実施形態によるコイル部品１０Ａは、表面Ｓ１の外周エッジＥ１～Ｅ４が選択的に面取りされていることから、実装時において製品の方向性を容易に確認することができる。しかも、表面Ｓ１は、実装面である表面Ｓ５と直交する面であることから、実装時には回路基板に対して垂直となり、視認が容易である。また、外周エッジＥ１～Ｅ４が面取りされていることにより、パーツフィーダーを用いてコイル部品１０Ａを供給する際に、フィーダー内でワークの引っかかりが生じにくく、よりスムーズな供給が可能となる。さらに、基板に実装した後、コイル部品１０Ａを覆うように基板の表面をモールドすると、面取りされた外周エッジＥ１～Ｅ４にモールド樹脂が入り込むことから、コイル部品１０Ａがモールド樹脂によって強固に固定される。また、面取りされた外周エッジＥ３の一部が端子電極７１，７２によって覆われることから、実装時にハンダに対する接触面積が増大し、実装信頼性が高められる。

【0036】

また、本実施形態においては、表面Ｓ１の外周エッジＥ１～Ｅ４が全て面取りされていることから、多くの方向から視認可能である。但し、本発明において表面Ｓ１の外周エッジＥ１～Ｅ４の全てを面取りする必要はなく、図５に示す第１の変形例によるコイル部品１０Ｂのように、外周エッジＥ１，Ｅ２を面取りし、外周エッジＥ３１，Ｅ４の面取りを省略しても構わない。これによれば、磁性部材１１のボリューム減少が抑えられるとともに、実装面である表面Ｓ５の外周エッジが面取りされないことから、実装信頼性を確保することも可能となる。また、図６に示す第２の変形例によるコイル部品１０Ｃのように、導電性ペーストからなる端子電極７１，７２を省略し、電極パターン５１～５４，６１～６４をそのまま外部端子として使用しても構わない。

【0037】

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。

【0038】

例えば、上記の実施形態では、コイル部２０が４層の導体層３１～３４を含む場合を例に説明したが、本発明において導体層の層数がこれに限定されるものではない。また、各導体層に形成されるコイル導体パターンのターン数についても特に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0039】

１０Ａ，１０Ｂ コイル部品
１１～１３ 磁性部材
２０ コイル部
３１～３４ 導体層
４０～４４ 層間絶縁層
５１～５４，６１～６４ 電極パターン
７１，７２ 端子電極
Ｃ１～Ｃ４ コイル導体パターン
Ｅ１～Ｅ６ 外周エッジ
Ｖ１～Ｖ６ ビア導体
Ｗ１ 面取り幅
Ｗ２ 露出幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】