WO2025163730A1 - コイル部品、コイル部品の製造方法および電子・電気機器 - Google Patents
コイル部品、コイル部品の製造方法および電子・電気機器Info
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- WO2025163730A1 WO2025163730A1 PCT/JP2024/002807 JP2024002807W WO2025163730A1 WO 2025163730 A1 WO2025163730 A1 WO 2025163730A1 JP 2024002807 W JP2024002807 W JP 2024002807W WO 2025163730 A1 WO2025163730 A1 WO 2025163730A1
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
Definitions
- the present invention relates to coil components, methods for manufacturing the same, and electronic/electrical devices incorporating the coil components.
- Patent Document 1 discloses a multilayer seed pattern inductor that includes a magnetic body containing a magnetic material, and an internal coil portion embedded inside the magnetic body and formed by connecting coil conductors arranged on one side and the other side of an insulating substrate, the coil conductor including a seed pattern formed of two or more layers, a surface plating layer covering the seed pattern, and an upper plating layer formed on the upper surface of the surface plating layer.
- Patent Document 2 discloses a power inductor comprising a body containing metal powder and an insulator, at least one substrate provided inside the body, at least one coil pattern formed on at least one surface of the substrate, and external electrodes formed on at least two side surfaces of the body, wherein the coil pattern has a first plating film formed on the substrate and a second plating film formed to cover the first plating film and having side surfaces formed in a shape different from that of the first plating film, the side surfaces of the first plating film being etched to form a predetermined slope from the outer substrate, the ratio of the width of the lower surface of the first plating film to the height of the first plating film being 1:1 to 1:2, and the ratio of the width of the lower surface of the first plating film to the width of the lower surface of the second plating film being 1:1.2 to 1:2.
- the present invention aims to provide coil components that overcome the technical limitations inherent in plating processes, have a high degree of freedom in shape, and can better meet demands for miniaturization, etc., from a different perspective than Patent Documents 1 and 2. It also aims to provide a method for manufacturing such coil components, and electronic/electrical devices in which such coil components are mounted.
- the present invention which is provided to solve the above-mentioned problems, comprises a first coil conductor portion having a first spiral portion spiraling around an axis along a first direction from a first inner peripheral end toward a first outer peripheral end, away from the axis; a first terminal portion electrically connected to the first outer peripheral end; and a second terminal portion electrically connected to the first inner peripheral end, wherein the first spiral portion has a high winding portion with two or more turns and a low winding portion with fewer turns than the high winding portion, and the turns located in the low winding portion are arranged so as to be parallel to the turns located in the high winding portion.
- a wide portion having a wider turn width in the first direction than a turn of a coil conductor at least a portion of the first coil conductor is made of a first conductor containing a plating deposit, and a wide portion cross-sectional line formed by one end of the first conductor in the first direction in a wide portion cross section obtained by cutting the wide portion along a plane including the first direction is more linear than a high winding cross-sectional line formed by the one end of the first conductor in the first direction in a high winding cross section obtained by cutting the high winding along a plane including the first direction.
- the one end of the first conductor located in the wide portion is flatter than the one end of the first conductor located in the high winding.
- the average length (height H1w) of the first conductor portion in the wide portion cross section in the first direction and the average length (height H1h) of the first conductor portion in the high winding portion cross section in the first direction satisfy 0.8 ⁇ H1w/H1h ⁇ 1.2.
- the uniformity of the average length (height) of the first spiral portion in the first direction is increased.
- the first coil conductor portion may have a conductive second conductor portion arranged to contact one end of the first conductor portion in the first direction, and the wide partial cross-sectional line and the high winding partial cross-sectional line may be formed by a boundary line between the first conductor portion and the second conductor portion.
- the wide portion end line formed by the one end of the wide portion cross section in the first direction is more linear than the high winding portion end line formed by the one end of the high winding portion cross section in the first direction.
- the one end of the wide portion is flatter than the one end of the high winding portion.
- the first coil conductor portion may have a conductive third conductor portion arranged to contact the other end of the first conductor portion in the first direction.
- this third conductor portion is used as a seed layer in the plating process that forms the first conductor portion.
- the first coil conductor portion has a conductive first lead portion between the first outer end portion and the first terminal portion, and at least a portion of the first lead portion is made of the first conductor portion, and it may be preferable that the lead portion cross-sectional line formed by the one end of the first conductor portion in the first direction in a lead portion cross-section obtained by cutting the first lead portion along a plane including the first direction has higher linearity than the high winding portion cross-sectional line.
- the average length (height H1d) in the first direction of the first conductor portion at the cross section of the pull-out portion and the average length (height H1h) in the first direction of the first conductor portion at the cross section of the high winding portion satisfy the relationship 0.8 ⁇ H1d/H1h ⁇ 1.2.
- the average length (height) in the first direction of the first coil conductor portion, including the first spiral portion and the first pull-out portion becomes more uniform, and the characteristics of the coil component are more reliably improved.
- the first lead-out portion may have a conductive second conductor portion in contact with one end of the first lead-out portion in the first direction, and the lead-out portion cross-sectional line may be a boundary line between the first conductor portion and the second conductor portion.
- the first lead-out portion may have a conductive third conductor portion arranged to contact the other end of the first conductor portion in the first direction.
- the above coil component may also include a main body portion containing a magnetic material and enclosing at least a portion of the first coil conductor portion.
- the magnetic material may include magnetic powder
- the main body portion may include a binder that holds the magnetic powder.
- the above coil component may further include a second coil conductor having a second spiral portion that is spiraled around the axis along the first direction and moves away from the axis from a second inner peripheral end toward a second outer peripheral end.
- the second inner peripheral end may be electrically connected to the first inner peripheral end via a conductive via portion
- the second outer peripheral end may be electrically connected to the second terminal portion
- the first coil conductor and the second coil conductor may be aligned in the first direction
- the second coil conductor may be located on the other end side of the first coil conductor in the first direction.
- the second spiral portion has the high winding portion and the low winding portion, the turn located in the low winding portion has the wide portion, at least a portion of the second coil conductor portion is made of the first conductor portion, and the cross-sectional line of the wide portion may have higher linearity than the cross-sectional line of the high winding portion.
- the characteristics of the coil component can be improved more reliably.
- the present invention provides a method for manufacturing a coil component including a first coil conductor having a first spiral portion with a spiral shape when viewed in a first direction.
- the first spiral portion has a high winding portion with two or more turns and a low winding portion with fewer turns than the high winding portion, and the turns located in the low winding portion have a wide portion with a wider turn width when viewed in the first direction than the turns located in the high winding portion.
- the coil component is manufactured by including a pattern formation step of forming an insulating first pattern on a portion of a conductive layer provided on a main surface of an insulating sheet substrate, and a first plating step of performing an electroplating process in which an electric current is passed through the conductive layer to form a first conductor portion, consisting of a plating deposit, constituting at least a portion of the first spiral portion on an exposed surface of the conductive layer that is not in contact with the first pattern.
- the first pattern has a sidewall portion having a surface erected along the first direction from the exposed surface of the conductive layer, and a bridge portion connecting the tops of two of the sidewall portions that face each other and are spaced apart in a direction intersecting the first direction.
- a spiral portion cavity is defined by the sidewall portion, the bridge portion, and the exposed portion of the conductive layer, which is closed in the first direction and has an opening in a direction intersecting the first direction, and in the first plating step, the spiral portion cavity is filled with the first conductor portion.
- the height (average length in the first direction) of the first conductor portion formed in the wide portion tends to be higher than the height of the first conductor portion formed in the high winding portion, and variation in the height of the first spiral portion is likely to occur.
- variation in the height of the first conductor portion formed in the first plating process step can be reduced. Therefore, by adopting this manufacturing method, it becomes easier to form coil components with high performance while meeting demands for miniaturization.
- the spiral portion cavity may be closed on the entire surface on the bridge portion side in the first direction. This makes it possible to more stably improve the uniformity of the height of the wide portion.
- the first coil conductor portion may have a first lead-out portion connected to the outer peripheral end of the first spiral portion.
- the first pattern may have a lead-out region corresponding to the first lead-out portion, and the lead-out region may be provided with the side wall portion and the bridge portion to define a lead-out portion cavity that is closed in the first direction and has an opening in a direction intersecting the first direction, and in the first plating treatment step, the lead-out portion cavity may be filled with the first conductor portion.
- the spiral portion cavity and the lead-out portion cavity may be continuous.
- the drawer cavity may be closed on the entire surface on the bridge portion side in the first direction. This makes it possible to more stably improve the uniformity of the height of the first drawer.
- the present invention provides an electronic/electrical device incorporating the above-described coil component, wherein the coil component is connected to a substrate at the first terminal portion and the second terminal portion.
- Examples of such electronic/electrical devices include power supply units equipped with a power switching circuit, a voltage step-up/step-down circuit, a smoothing circuit, etc., and small portable communication devices. Because the electronic/electrical device according to the present invention includes the above-described coil component, it has excellent overall characteristics as an inductance element.
- the present invention it is possible to increase the degree of freedom in the shape of the conductor portion of the coil. Furthermore, according to a specific example of the present invention, it is possible to increase the uniformity of the height of the conductor portion of the coil in the first direction.
- a main body containing a magnetic material is arranged around the conductor portion of the coil, it becomes easy to increase the uniformity of the thickness of the magnetic material located on the outside of the coil in the first direction, thereby stably providing a coil component with high performance.
- this coil component is mounted in electronic or electrical equipment, it is possible to improve the performance of the electronic or electrical equipment and reduce the dimensions of the electronic or electrical equipment.
- an electronic or electrical device in which the coil component is mounted. Furthermore, there is also provided a method for manufacturing the above-mentioned coil component.
- FIG. 1 is a perspective view conceptually illustrating the shape of a coil component according to an embodiment of the present invention.
- 3A to 3C are diagrams illustrating the structure of a coil conductor portion included in a coil component according to an embodiment of the present invention.
- 3 is an XY plan view illustrating the structure of a first coil conductor portion included in a coil component according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is an XY plan view illustrating the structure of a second coil conductor portion included in a coil component according to an embodiment of the present invention.
- FIG. This is a cross-sectional view including line A-A' and Z1-Z2 direction in Figure 3.
- This is a cross-sectional view including line B-B' and Z1-Z2 direction in Figure 4.
- FIG. 6 is a partial enlarged view (part of a cross section of the wide portion) of a region including a first inner circumferential wide portion in FIG. 5 .
- FIG. 6 is a partial enlarged view (part of a cross section of a high winding portion) of a region including a first outer circumferential turn in FIG. 5 .
- 10A and 10B are diagrams illustrating an example of a cross section of a first conductor portion located in a wide portion and an example of a cross section of a first conductor portion located in a high winding portion.
- 7 is a partial enlarged view of a region including a first lead portion in FIG. 6 (a part of a cross section of the lead portion); FIG.
- 1A to 1C are explanatory diagrams (part 1) of an example of a manufacturing method of a coil component according to an embodiment of the present invention.
- 10A to 10C are explanatory diagrams (part 2) of an example of a method for manufacturing a coil component according to an embodiment of the present invention.
- 10A to 10C are explanatory diagrams (part 3) of an example of a manufacturing method of a coil component according to an embodiment of the present invention.
- 10A to 10C are explanatory diagrams (part 4) of an example of a manufacturing method of a coil component according to an embodiment of the present invention.
- 5 is an explanatory diagram (part 5) of an example of a manufacturing method of a coil component according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is an explanatory diagram (part 6) of an example of a manufacturing method of a coil component according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is an explanatory diagram (part 7) of an example of a manufacturing method for a coil component according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is an explanatory diagram (part 8) of an example of a manufacturing method of a coil component according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is an explanatory diagram (part 9) of an example of a manufacturing method for a coil component according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is an explanatory diagram (part 10) of an example of a manufacturing method for a coil component according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a perspective view conceptually illustrating the shape of a coil component according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram illustrating the structure of a coil conductor portion included in a coil component according to one embodiment of the present invention.
- the coil conductor portion is depicted with solid lines
- the main body portion is depicted with dashed lines
- other components are not shown.
- FIG. 3 is an XY plan view illustrating the structure of a first coil conductor portion included in a coil component according to one embodiment of the present invention.
- the coil conductor portion viewed from the Z1 side in the Z1-Z2 direction is depicted with solid lines
- the main body portion is depicted with dashed lines.
- FIG. 4 is an XY plan view illustrating the structure of a second coil conductor portion included in a coil component according to one embodiment of the present invention. In FIG. 4, only the coil conductor portion viewed from the Z2 side in the Z1-Z2 direction is depicted.
- a coil component 100 comprises a coil portion 10 having a coil conductor portion 20, a main body portion 30, a first external electrode 41 (first terminal portion), a second external electrode 42 (second terminal portion), and exterior coatings 50 and 60.
- the conductor (conductive material) that makes up the coil conductor portion 20 is not limited as long as it has appropriate conductivity. Specific examples of the conductor that makes up the coil conductor portion 20 include metals such as copper, copper alloys, aluminum, and aluminum alloys. In this embodiment, the coil conductor portion 20 is manufactured using a manufacturing method that includes a plating process.
- the coil portion 10 has an insulating coil insulation portion (not shown in Figures 1 to 4) on the surface of the coil conductor portion 20. This coil insulation portion ensures insulation between adjacent conductors in the coil conductor portion 20 (between the surfaces of the conductors facing each other).
- the coil insulation portion is made of, for example, a resin material.
- No coil insulation portion is provided at the ends (first draw-out portion end surface 14E, second draw-out portion end surface 24E) of the two ends (first draw-out portion 14, second draw-out portion 24) of the coil conductor portion 20, and the coil portion 10 can be electrically connected to other components at these ends.
- the first spiral portion 11 has a high winding portion 11h with two or more turns and a low winding portion 11L with fewer turns than the high winding portion 11h.
- the high winding portion 11h has a first inner circumference side turn 111h, which is the turn located on the innermost circumference, a first outer circumference side turn 113h, which is the turn located on the outermost circumference, and a first central turn 112h, which is the turn located between these.
- the low winding portion 11L is shown as the portion located within the range indicated by the double-headed arrows of the two-dot chain line.
- the turn located in the low winding section 11L has a wide portion 11w whose turn width Wt, as viewed in the first direction, is wider than the turn located in the high winding section 11h.
- the wide portion 11w has a first inner wide portion 111w provided on the inner turn of the first spiral section 11, and a first outer wide portion 113w provided on the outer turn of the first spiral section 11.
- turn width Wt refers to the distance between any one point on the side surface that constitutes the inner circumference of a turn of the first spiral portion 11 when the first spiral portion 11 is viewed in the first direction (Z1-Z2 direction) and the point where the normal to that point (perpendicular to the first direction) intersects with the side surface that constitutes the outer circumference of that turn.
- the definition of the turn width Wt of the first spiral portion 11 also applies to the second spiral portion 21 described below, and further applies similarly to the width of a spiral-shaped turn (e.g., the pattern of the conductive layer 55) that appears during the manufacturing process of the first spiral portion 11, etc.
- the maximum value of the turn width Wt of the wide portion 11w may be, for example, within a range of 1.5 to 3.0 times the turn width Wt of the region adjacent to the wide portion 11w.
- the upper limit of this range may also be 2.5 times.
- the turn width Wt is relatively wide, so the resistance value is likely to decrease. Therefore, a coil component 100 having a first spiral portion 11 with a wide portion 11w is likely to have a decrease in DC resistance DCR.
- the coil conductor portion 20 includes a second coil conductor portion 202 having a second spiral portion 21 arranged alongside the first spiral portion 11 in the first direction. That is, the second coil conductor portion 202 is located on the other end side of the first coil conductor portion 201 in the first direction (the Z2 side in the Z1-Z2 direction).
- the second spiral portion 21 has a spiral shape that moves away from the axis O along the first direction (Z1-Z2 direction) from the second inner end 22, which is the inner end of the second spiral portion 21, to the second outer end 23, which is the outer end of the second spiral portion 21.
- the conductor is arranged in a spiral shape that moves away from the axis O in the opposite direction to the first spiral portion 11 (counterclockwise in Figure 2) when viewed from the Z1 side in the Z1-Z2 direction.
- the shape of the second spiral portion 21 when viewed from the Z2 side in the Z1-Z2 direction is the same as the shape of the first spiral portion 11 when viewed from the Z1 side in the Z1-Z2 direction. Therefore, like the first spiral portion 11, the second spiral portion 21 also has a high spiral portion 21h and a low spiral portion 21L.
- the high spiral portion 21h consists, from the inner side, of a second inner turn 211h, a second central turn 212h, and a second outer turn 213h
- the low spiral portion 21L has a wide portion 21w consisting of a second inner wide portion 211w and a second outer wide portion 213w.
- the axis O which is the center of the spirals of the first spiral portion 11 and the second spiral portion 21, coincides. Therefore, as shown in Figures 3 and 4, the turns of the first spiral portion 11 and the turns of the second spiral portion 21 are positioned so as to be aligned in the first direction (Z1-Z2 direction).
- the average value of the separation distance in the first direction (Z1-Z2 direction) between the first spiral portion 11 and the second spiral portion 21 is not particularly limited.
- the separation distance may be preferable for the separation distance to be 0.4 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
- this separation distance In order to reduce variation in separation distance during manufacturing and to more reliably support the coil within the same plane, it is more preferable for this separation distance to be 1.0 ⁇ m or more, and even more preferable for it to be 5.0 ⁇ m or more.
- the first inner circumferential end 12 of the first spiral portion 11 and the second inner circumferential end 22 of the second spiral portion 21 are electrically connected by a via portion VP.
- the via portion VP may be composed of the same conductor as the coil conductor portion 20.
- the via portion VP is manufactured during the process of manufacturing the first spiral portion 11 and the second spiral portion 21.
- the via portion VP is integrated with the first inner circumferential end 12 of the first spiral portion 11 and the second inner circumferential end 22 of the second spiral portion 21.
- a first pull-out portion 14 is connected to the first outer end 13 of the first spiral portion 11 as part of the first coil conductor portion 201, and a second pull-out portion 24 is connected to the second outer end 23 of the second spiral portion 21 as part of the second coil conductor portion 202. Therefore, the first outer end 13 of the first spiral portion 11 is essentially the interface with the first pull-out portion 14 in the first spiral portion 11, and the second outer end 23 of the second spiral portion 21 is essentially the interface with the second pull-out portion 24 in the second spiral portion 21.
- the first pull-out portion 14 and the second pull-out portion 24 are manufactured together in the process of manufacturing the first spiral portion 11 and the second spiral portion 21.
- the first drawn-out portion 14 has a portion that is seamlessly integrated with the first outer peripheral end 13 of the first spiral portion 11
- the second drawn-out portion 24 has a portion that is seamlessly integrated with the second outer peripheral end 23 of the second spiral portion 21.
- the coil conductor portion 20 has a first coil conductor portion 201 having a first spiral portion 11 and a first lead-out portion 14, a second coil conductor portion 202 having a second spiral portion 21 and a second lead-out portion 24, and a via portion VP, which are manufactured so as to have integrated portions (specifically, portions made of the first conductive material) using a common manufacturing process.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 3 and extending in the Z1-Z2 direction (first direction).
- FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line B-B' in FIG. 4 and extending in the Z1-Z2 direction (first direction).
- Line A-A' in FIG. 3 crosses wide portion 11w and highly wound portion 21h on a line L1 on the X2 side in the X1-X2 direction, and crosses highly wound portion 11h and second lead-out portion 24 on a line L2 on the X1 side in the X1-X2 direction. Therefore, FIG.
- Line B-B' in FIG. 4 crosses wide portion 21w and highly wound portion 11h on a line L3 on the X1 side in the X1-X2 direction, and crosses highly wound portion 21h and first lead-out portion 14 on a line L4 on the X2 side in the X1-X2 direction. Therefore, cross sections of the wide portion 21w, the highly wound portion 11h, the highly wound portion 21h, and the first lead-out portion 14 are depicted in FIG.
- the cross section obtained by cutting the wide portion 11w in a plane including straight line L1 and the first direction, or the cross section obtained by cutting the wide portion 21w in a plane including straight line L3 and the first direction, is referred to as the wide portion cross section Sw.
- the cross section obtained by cutting the high winding portion 11h or the high winding portion 21h in a plane including any of straight lines L1 to L4 and the first direction is referred to as the high winding portion cross section Sh
- the cross section obtained by cutting the second pull-out portion 24 in a plane including straight line L2 and the first direction, or the cross section obtained by cutting the first pull-out portion 14 in a plane including straight line L4 and the first direction is referred to as the pull-out portion cross section Sd.
- the first spiral portion 11 includes a first conductor portion 11A made of a first conductive material and extending along the spiral direction from its first inner peripheral end 12 to its first outer peripheral end 13, and a second conductor portion 11B made of a second conductive material and electrically connected to the first conductor portion 11A at a first interface IF1.
- the first conductor portion 11A and the second conductor portion 11B are manufactured using different manufacturing processes. In this case, even if the materials are the same (e.g., Cu, Cu alloys, or other materials containing Cu), their structural characteristics, such as crystal structure, crystal orientation, and crystal growth direction, are different, allowing them to be distinguished by cross-sectional observation, for example.
- the first conductor portion 11A is made of an electroplating deposit (electrolytic plating deposit) using the third conductor portion 11C made of a conductive material as a seed layer, and the second conductor portion 11B is made of a plating deposit.
- the plating deposit that forms the second conductor portion 11B may be an electroplating deposit or an electroless plating deposit. From the perspective of reducing the thickness of the second conductor portion 11B, it may be preferable that the plating deposit be an electroplating deposit.
- the first inner peripheral end 12 has a first conductor portion 12A
- the second inner peripheral end 22 has a first conductor portion 22A
- the first pull-out portion 14 like the first spiral portion 11, has a first conductor portion 14A, a second conductor portion 14B, and a third conductor portion 14C.
- the basic structure of the second coil conductor portion 202 is the same as that of the first coil conductor portion 201, and as shown in Figures 5 and 6, the second spiral portion 21 has a first conductor portion 21A, a second conductor portion 21B, and a third conductor portion 21C, and the second pull-out portion 24 has a first conductor portion 24A, a second conductor portion 24B, and a third conductor portion 24C.
- Fig. 7 is a partial enlarged view (part of a cross section of the wide portion) of a region including the first inner wide portion 111w in Fig. 5.
- Fig. 8 is a partial enlarged view (part of a cross section of the high winding portion) of a region including the first outer wide portion 111w in Fig. 5.
- Fig. 10 is a partial enlarged view (part of a cross section of the pull-out portion) of a region including the first pull-out portion in Fig. 6. Note that Fig. 10 uses the same coordinates as Fig. 5, and is displayed with the Z2 side in the Z1-Z2 direction at the bottom of the page.
- the wide portion cross section Sw shown in Figure 7 shows the first inner wide portion 111w.
- the cross section line formed by one end in the first direction of the first conductor portion 111wA of the first inner wide portion 111w, i.e., the end on the Z1 side in the Z1-Z2 direction is referred to as the wide portion cross section line L1w.
- the second conductor portion 111wB is provided on the Z1 side in the Z1-Z2 direction of the first conductor portion 111wA
- the wide portion cross section line L1w is also part of the boundary line (first interface IF1) formed in the wide portion cross section Sw between the first conductor portion 111wA and the second conductor portion 111wB.
- the high winding section cross section Sh shown in Figure 8 shows the first outer peripheral turn 113h.
- the cross section line formed by one end in the first direction of the first conductor section 113hA of the first outer peripheral turn 113h, i.e., the end on the Z1 side in the Z1-Z2 direction is referred to as the high winding section cross section line L1h.
- the high winding section cross section line L1h is also part of the boundary line (first interface IF1) formed in the high winding section Sh by the first conductor section 113hA and the second conductor section 113hB.
- the wide partial cross-sectional line L1w has higher linearity than the high winding portion cross-sectional line L1h.
- “high linearity” means that when the cross-sectional line is discretely sampled and an approximated line consisting of a line perpendicular to the first direction is obtained from the sampled data, the coefficient of determination (R 2 ) of the approximated line is relatively high. Therefore, the coefficient of determination (R 2 ) of the approximated line L1wa of the wide partial cross-sectional line L1w is greater than the coefficient of determination (R 2 ) of the approximated line L1ha of the high winding portion cross-sectional line L1h.
- the coefficient of determination (R 2 ) has a maximum value of 1, it may be preferable for the coefficient of determination (R 2 ) of the approximated line L1wa to be close to 1 in order to enhance the characteristics (e.g., DCR) of the coil component 100.
- the shape of the first conductor portion 11wA depicted in the wide portion cross section Sw or the shape of the first conductor portion 11hA depicted in the high winding portion cross section Sh is a convex shape that is pointed on one side in the first direction (the Z1 side in the Z1-Z2 direction) across the entire width Wt direction, it may be difficult to determine the boundary between the line formed by one end of the first conductor portion in the first direction (the end on the Z1 side in the Z1-Z2 direction) and the line formed by the surface (side surface) that intersects with the width Wt direction.
- FIG. 9 shows an example cross-section of the first conductor portion 11wA located at the wide portion 11w and an example cross-section of the first conductor portion 11hA located at the high winding portion 11h. These figures show cross-sections of the first conductor portions 11wA and 11hA obtained during the manufacturing method described below.
- the left side of FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to the wide portion cross-section Sw. In this view, a region L1wm consisting of the central 60% of the wide portion cross-section line L1w of the first conductor portion 11wA was set. The coefficient of determination (R 2 ) of the approximation line for this region L1wm was 0.272.
- the coefficient of determination (R 2 ) of the approximation line for the region L1hm consisting of the central 60% of the high winding portion cross-section line L1h of the first conductor portion 11hA in the cross-sectional view corresponding to the high winding portion cross-section Sh shown on the right side of FIG. 9 was 0.092. Therefore, it was confirmed that the linearity of the wide portion cross-sectional line L1w was higher than the linearity of the high winding portion cross-sectional line L1h.
- the wide portion end line Lw has higher linearity than the high winding portion end line Lh.
- the coefficient of determination (R 2 ) of the approximate straight line Lwa of the wide portion end line Lw is greater than the coefficient of determination (R 2 ) of the approximate straight line Lha of the high winding portion end line Lh.
- a region of the end line that is 30% of the length of the coil conductor portion in the width Wt direction from the center in the width Wt direction can be set on both sides of the width Wt direction, and the linearity can be evaluated for this region, which is a total of 60% of the length.
- the second conductor portions 111wB, 113hB are provided on the first conductor portions 111wA, 113hA, and, as described below, are electroplated deposits in one specific example. Therefore, the deposit thickness of the second conductor portions 111wB, 113hB is generally uniform. Therefore, if the wide portion cross-sectional line L1w is more linear than the high winding portion cross-sectional line L1h, the wide portion end line Lw is likely to be more linear than the high winding portion end line Lh.
- the end on one side in the first direction of the wide portion 11w i.e., the end on the Z2 side in the Z1-Z2 direction, is flat with a normal along the first direction.
- the average length (height H1w) in the first direction (Z1-Z2 direction) of the first conductor portion 111wA at the wide partial cross section Sw and the average length (height H1h) in the first direction (Z1-Z2 direction) of the first conductor portion 113hA at the high winding partial cross section Sh satisfy 0.8 ⁇ H1w/H1h ⁇ 1.2.
- the average length (height Hw) in the first direction (Z1-Z2 direction) of the wide portion 11w (first inner wide portion 111w) at the wide portion cross section Sw and the average length (height Hh) in the first direction (Z1-Z2 direction) of the high winding portion 11h (first outer turn 113h) at the high winding portion cross section Sh satisfy 0.8 ⁇ Hw/Hh ⁇ 1.2.
- the wide portion 11w (first inner wide portion 111w) has the third conductor portion 111wC
- the high winding portion 11h (first outer turn 113h) has the third conductor portion 113hC
- the length in the first direction of the wide portion 11w includes the length in the first direction of the third conductor portion 111wC
- the length in the first direction of the high winding portion 11h includes the length in the first direction of the third conductor portion.
- the first lead-out portion 14 is shown in the lead-out portion cross section Sd, which is a cross section of the first coil conductor portion 201 shown in Figure 10.
- the cross-sectional line formed by one end in the first direction of the first conductor portion 14A of the first lead-out portion 14, i.e., the end on the Z1 side in the Z1-Z2 direction is referred to as the lead-out portion cross-sectional line L1d.
- the lead-out cross-sectional line L1d has higher linearity than the high winding cross-sectional line L1h, and in a preferred example, the lead-out end line Ld has higher linearity than the high winding end line Lh.
- the coefficient of determination (R 2 ) of the approximate straight line L1da of the lead-out cross-sectional line L1d is greater than the coefficient of determination (R 2 ) of the approximate straight line L1ha of the high winding cross-sectional line L1h, and in a preferred example, the coefficient of determination (R 2 ) of the approximate straight line Lda of the lead-out end line Ld is greater than the coefficient of determination (R 2 ) of the approximate straight line Lha of the high winding end line Lh.
- the lead-out end line Ld has higher linearity than the high winding end line Lh. That is, the coefficient of determination (R 2 ) of the approximate straight line Lda of the lead-out portion end line Ld is greater than the coefficient of determination (R 2 ) of the approximate straight line Lha of the high winding portion end line Lh.
- the average length (height H1d) in the first direction (Z1-Z2 direction) of the first conductor portion 14A at the draw-out cross section Sd of the first draw-out portion 14 and the average length (height H1h) in the first direction (Z1-Z2 direction) of the first conductor portion 113hA at the high winding cross section Sh satisfy 0.8 ⁇ H1d/H1h ⁇ 1.2
- the average length (height Hd) in the first direction (Z1-Z2 direction) of the first conductor portion 14A at the draw-out cross section Sd of the first draw-out portion 14 and the average length (height Hh) in the first direction (Z1-Z2 direction) of the high winding portion 11h at the high winding cross section Sh satisfy 0.8 ⁇ Hd/Hh ⁇ 1.2.
- the wide portion cross-sectional line L1w and the high winding portion cross-sectional line L1h defined for the second coil conductor portion 202 located on the other end side in the first direction (the Z2 side in the Z1-Z2 direction) of the first coil conductor portion 201 satisfy the following relationship: the linearity of the wide portion cross-sectional line L1w > the linearity of the high winding portion cross-sectional line L1h, and the wide portion end line Lw and the high winding portion end line Lh satisfy the following relationship: the linearity of the wide portion end line Lw > the linearity of the high winding portion end line Lh.
- the height Hw in the first direction of the wide portion 21w on the wide portion cross-sectional line L1w, the height Hh in the first direction of the high winding portion 21h on the high winding portion cross-sectional line L1h, and the height Hd in the first direction of the second draw-out portion 24 on the draw-out portion cross-sectional line L1d satisfy 0.8 ⁇ Hw/Hh ⁇ 1.2 and 0.8 ⁇ Hd/Hh ⁇ 1.2.
- the coil insulating portion includes a first insulating portion 90 that contacts one of the first direction side ends of the first spiral portion 11, specifically at least a portion of the end on the side facing the second spiral portion 21 (the Z2 side in the Z1-Z2 direction).
- the first insulating portion 90 shown in FIGS. 5 and 6 contacts one of the first direction side ends of the second spiral portion 21, specifically at least a portion of the end on the side facing the first spiral portion 11 (the Z1 side in the Z1-Z2 direction), on the side (the Z2 side in the Z1-Z2 direction) opposite the side contacting the first spiral portion 11 (the Z1 side in the Z1-Z2 direction). That is, the first insulating portion 90 is interposed between the first spiral portion 11 and the second spiral portion 21 that are aligned in the first direction and contacts both of them.
- the first insulating portion 90 contacts the first spiral portion 11, thereby reliably insulating the first spiral portion 11. Furthermore, as shown in Figures 5 and 6, the first insulating portion 90 contacts both the first spiral portion 11 and the second spiral portion 21, thereby reliably avoiding a short circuit between the first spiral portion 11 and the second spiral portion 21.
- the material constituting the first insulating portion 90 is not particularly limited as long as it has appropriate insulating properties. It may be preferable that the first insulating portion 90 has a volume resistivity of 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ cm or more as determined by ASTM D257. This volume resistivity is more preferably 1.0 ⁇ 10 15 ⁇ cm or more, and even more preferably 1.0 ⁇ 10 16 ⁇ cm or more. The upper limit of the volume resistivity is not particularly limited. The volume resistivity may be 1.0 ⁇ 10 20 ⁇ cm or less. Furthermore, it is preferable that the first insulating portion 90 has excellent dielectric properties. Specifically, it may be preferable that the relative dielectric constant at 60 Hz as determined by ASTM D150 is 4.0 or less.
- This relative dielectric constant is more preferably 3.5 or less, and even more preferably 3.0 or less.
- the upper limit of this relative dielectric constant is not particularly limited.
- the relative dielectric constant may be 1.0 or more.
- a measurement sample is separately prepared by adjusting a material corresponding to the first insulating portion 90 to the dimensions required for measurement, and the constituent materials are identified using this measurement sample through analytical techniques such as component analysis and FT-IR, and the characteristics of the material, such as the volume resistivity, are evaluated.
- the material constituting the first insulating section 90 may be an organic material, an inorganic material, or a composite material of an organic material and an inorganic material.
- the inorganic material may be in a particulate form and dispersed in a matrix made of an organic material.
- organic materials include polyimide resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyamide resin, polyester resin, polyamideimide resin, polysulfone resin, polycarbonate resin, liquid crystal polymer resin, polyvinylidene fluoride resin, and polytetrafluoroethylene resin.
- inorganic materials particularly inorganic materials in composite materials, include inorganic materials such as oxides, carbides, nitrides, and inorganic salts.
- oxides include silica, alumina, and zirconia.
- carbides and nitrides include inorganic materials such as silicon carbide and boron nitride, respectively.
- inorganic salts include minerals such as wollastonite, kaolin, and mica.
- oxide-based materials such as oxides, silicates, and phosphates are preferred in terms of cost and insulating properties.
- the inorganic material contains at least one element selected from the group consisting of silicon (Si), phosphorus (P), boron (B), and calcium (Ca).
- the coil insulating portion has a second insulating portion 80, and as shown in Figures 5 and 6, the second insulating portion 80 is provided on at least a portion of the surface of the first coil conductor portion 201 and the surface of the second coil conductor portion 202.
- the second insulating section 80 is thermoplastic and contains a thermoplastic resin that includes a paraxylylene-based polymer.
- thermoplastic resins include polyethylene, polypropylene, polyamide, polyester, polyamide-imide, polyimide, polysulfone, polycarbonate, liquid crystal polymer, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene.
- the second insulating section 80 as a whole is required to have thermoplastic properties, and may contain, in addition to the above-mentioned thermoplastic resins, for example, inorganic insulating particles.
- the second insulating portion 80 has excellent insulating properties. Specifically, it may be preferable that the volume resistivity obtained by ASTM D257 is 1.0 ⁇ 10 ⁇ cm or more. This volume resistivity is more preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ cm or more, and even more preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ cm or more. The upper limit of the volume resistivity is not particularly limited. The volume resistivity may be 1.0 ⁇ 10 ⁇ cm or less. Furthermore, it is preferable that the second insulating portion 80 has excellent dielectric properties. Specifically, it may be preferable that the relative dielectric constant at 60 Hz obtained by ASTM D150 is 4.0 or less. This relative dielectric constant is more preferably 3.5 or less, and even more preferably 3.0 or less.
- the upper limit of this relative dielectric constant is not particularly limited.
- the relative dielectric constant may be 1.0 or more.
- a material corresponding to the second insulating portion 80 is separately prepared and adjusted to the dimensions required for the measurement.
- the material corresponding to the second insulating section 80 can be identified, as in the case of the first insulating section 90, by analytical methods such as component analysis and FT-IR.
- the average thickness In order for the second insulating portion 80 to have good insulating properties, it may be preferable for the average thickness to be 0.2 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. In order to ensure more stable insulating properties, it is more preferable for this average thickness to be 1.0 ⁇ m or more.
- the second insulating portion 80 in contact with the first spiral portion 11 has, for all turns of the first spiral portion 11, a portion that contacts the portion facing the second spiral portion 21, a portion that contacts the portion opposite the second spiral portion 21, and a portion that contacts the side surface, continuously contact the turn without any connection boundaries.
- the second insulating portion 80 in contact with the second spiral portion 21 has, for all turns of the second spiral portion 21, a portion that contacts the portion facing the first spiral portion 11, a portion that contacts the portion opposite the first spiral portion 11, and a portion that contacts the side surface, continuously contact the turn without any connection boundaries.
- the main body 30 includes a magnetic material and contains a portion of the coil unit 10.
- the main body 30 has a substantially rectangular parallelepiped shape and contains the coil unit 10 except for the first lead-out end face 14E and the second lead-out end face 24E located at the ends of the coil unit 10.
- a magnetic material is a magnetic powder, and the structure of the magnetic powder is not limited.
- This structure may include a crystalline phase or an amorphous phase.
- a crystalline material is defined as a material consisting of a crystalline phase, an amorphous material as a material consisting of an amorphous phase, and a composite material as a material consisting of a crystalline phase and an amorphous material.
- a material contains a crystalline phase when the diffraction spectrum obtained by a general X-ray diffraction method contains a sharp diffraction peak that can identify the type of crystalline phase.
- a material contains an amorphous phase when the diffraction spectrum obtained by a general X-ray diffraction method contains a broad peak indicative of an amorphous phase.
- a material also contains an amorphous phase when the DSC curve obtained by differential thermal analysis contains a peak indicative of crystallization, i.e., heat generation associated with the phase change from the amorphous phase to the crystalline phase.
- the material system of the magnetic powder is not limited.
- Specific examples of crystalline materials include Fe-Si-Cr alloys, Fe-Ni alloys, Fe-Co alloys, Fe-V alloys, Fe-Al alloys, Fe-Si alloys, Fe-Si-Al alloys, pure iron, and ferrite. Carbonyl iron powder is preferred as pure iron powder.
- Specific examples of amorphous materials include Fe-Si-B alloys, Fe-P-C alloys, and Co-Fe-Si-B alloys.
- Specific examples of composite materials include Fe-Zr alloys, Fe-Zr-B alloys, Fe-Si-B-Nb-Cu alloys, and Fe-Si-B-P-Cu alloys.
- an Fe-Si-Cr alloy may consist of 1.0 to 10.0 mass% Si, 1.0 to 10.0 mass% Cr, and the balance consisting of Fe and impurities.
- an Fe-Ni alloy may consist of 1.0 to 99.0 mass% Ni, and the balance consisting of Fe and impurities.
- an Fe-P-C alloy may consist of 1.0 to 13.0 atomic% P, 1.0 to 13.0 atomic% C, Fe, and impurities. This Fe-P-C alloy may contain one or more optional elements selected from the group consisting of Ni, Sn, Cr, B, and Si.
- the amount of Ni may be 0 to 10.0 atomic percent
- the amount of Sn may be 0 to 3.0 atomic percent
- the amount of Cr may be 0 to 6.0 atomic percent
- the amount of B may be 0 to 9.0 atomic percent
- the amount of Si may be 0 to 7.0 atomic percent.
- the amount of Fe is preferably 65 atomic percent or more.
- an Fe-Si-B-Nb-Cu alloy may be composed of 1.0 to 16.0 atomic percent Si, 1.0 to 15.0 atomic percent B, 0.50 to 5.0 atomic percent Nb, 0.50 to 5.0 atomic percent Cu, and the balance consisting of Fe and impurities.
- the amount of Fe is preferably 65 atomic percent or more.
- the magnetic powder may be spherical, elliptical, scaly, or irregularly shaped. There are also no limitations on the manufacturing method used to obtain these shapes.
- the particle size distribution of the magnetic powder is not limited.
- the particle size distribution of the magnetic powder can be obtained, for example, by analyzing an image (secondary electron image) obtained by capturing an image of a cut surface of the main body portion 30 using a scanning electron microscope.
- the average circular equivalent diameter of the magnetic powder may be 0.50 to 50.0 ⁇ m.
- the distribution of circular equivalent diameters may include multiple peaks.
- the magnetic powder may be subjected to a surface insulating treatment.
- a surface insulating treatment When the magnetic powder is subjected to a surface insulating treatment, the insulation resistance of the main body 30 is improved.
- the magnetic powder may have an insulating coating on the surface of the magnetic particles. This insulating coating may contain at least one element selected from the group consisting of Si, P, and B, and O (oxygen).
- the magnetic powder may be a mixed material made up of multiple powder materials.
- This magnetic powder is preferably a ferromagnetic material, and more preferably a soft magnetic material.
- the main body 30 may further contain optional auxiliary materials.
- optional auxiliary materials include binders and modifiers.
- the binder binds particles such as magnetic powder contained in the main body 30 together and holds these particles together.
- This binder is preferably an insulating material to provide insulation resistance to the main body 30.
- the binder may be an organic material or an inorganic material.
- the organic material may be a resin material. Examples of resin materials include acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, phenolic resin, urea resin, melamine resin, and polyester resin.
- the inorganic material may be a glass-based material such as water glass.
- the binder may be the product of a reaction such as thermal decomposition, or may be a mixture of multiple materials.
- the modifier for example, improves the fluidity of the powder or adjusts the hardening speed of the binder raw materials.
- the modifier may also be a glass-based material.
- the dimensions of the main body 30 are not limited.
- the maximum dimension of the main body 30 may be 3.2 mm or less.
- first lead-out portion end face 14E and second lead-out portion end face 24E located at the ends of coil portion 10 are exposed from main body portion 30 on side surfaces of main body portion 30 aligned in the X1-X2 direction.
- a first external electrode 41, which is one of a pair of external electrodes, is provided so as to be in electrical contact with first lead-out portion end face 14E, and a second external electrode 42, which is the other of the pair of external electrodes, is provided so as to be in electrical contact with second lead-out portion end face 24E.
- the first external electrode 41 has a side portion 41a that covers the side surface of the main body 30 on the X2 side in the X1-X2 direction, and a bottom portion 41b that is arranged to cover part of the bottom surface (the surface on the Z2 side in the Z1-Z2 direction) of the main body 30.
- the bottom portion 41b is the portion that faces the substrate when in use.
- the second external electrode 42 has a side portion 42a that covers the side surface of the main body 30 on the X1 side in the X1-X2 direction, and a bottom portion 42b that is arranged on the bottom surface of the main body 30, spaced apart from the bottom portion 41b, and covers part of the bottom surface.
- the bottom portion 42b is also the portion that faces the substrate when in use.
- the positions of the first external electrode 41 and the second external electrode 42 are not limited to those described above.
- the first external electrode 41 and the second external electrode 42 may be formed to cover a portion of the top surface (the surface on the Z1 side in the Z1-Z2 direction) of the main body 30.
- the first external electrode 41 and the second external electrode 42 may be provided on only a portion of the bottom surface (the surface on the Z2 side in the Z1-Z2 direction) of the main body 30.
- the coil conductor 20 may have connection conductors (not shown) that connect the two ends of the coil 10 (the first extraction end surface 14E, the second extraction end surface 24E) to the bottom surface of the main body 30 through the interior of the main body 30.
- the two ends of the coil 10 (the first extraction end surface 14E, the second extraction end surface 24E) may not be exposed on the side surfaces of the main body 30, and the connection conductors may be exposed on the bottom surface of the main body 30.
- the material and configuration of the first external electrode 41 and the second external electrode 42 are not limited as long as they have appropriate conductivity.
- One non-limiting example of the first external electrode 41 and the second external electrode 42 is a layer having a Cu-plated/Ni-plated/Sn-plated structure from the side closest to the surface of the main body 30.
- the first external electrode 41 and the second external electrode 42 may be composed of a coated electrode in which a conductive material such as silver is dispersed in a resin or the like.
- the first external electrode 41 and the second external electrode 42 may also be a combination of plating and a coated electrode.
- An insulating exterior coating 50, 60 is provided on the top surface (the surface on the Z1 side in the Z1-Z2 direction) of the main body 30 and on the side surfaces aligned in the Y1-Y2 direction.
- An insulating exterior coating may also be provided on the bottom surface of the main body 30 in areas where the bottom surface portions 41b, 42b of the external electrodes are not provided.
- the coil device 100 may not be provided with the exterior coating 50, 60.
- the exterior coatings 50, 60 can be formed at any position on the surface of the main body 30 depending on the purpose.
- Manufacturing method There are no particular limitations on the method for manufacturing the coil component 100 according to this embodiment.
- One non-limiting example of the manufacturing method is a manufacturing method that includes forming the first conductor portion 11A by electroplating (electrolytic plating), as follows.
- FIGS. 11 to 20 are explanatory diagrams (Nos. 1 to 10) of an example of a method for manufacturing a coil component according to one embodiment of the present invention.
- the method for manufacturing the coil component 100 according to this embodiment includes a pattern formation step and a first plating treatment step, which are described below.
- a sheet base material 91 is prepared, having base material through-holes 91H provided at positions corresponding to the via portions VP.
- the sheet base material 91 There are no material restrictions on the sheet base material 91, as long as it has the mechanical properties necessary to function as a support when forming the first spiral portion 11 and the second spiral portion 21.
- the sheet base material 91 is used as the raw material for the first insulating portion 90, as in this example, it is preferable that it has appropriate insulating properties.
- it is preferable that at least a portion of the sheet base material 91 has appropriate removal properties.
- the thickness of the sheet substrate 91 is set so that it functions appropriately as a support when forming the first spiral portion 11 and the second spiral portion 21, and, if necessary, taking into consideration the insulating properties of the first insulating portion 90 derived from the sheet substrate 91 and the removal characteristics of the sheet substrate 91.
- Non-limiting examples include a thickness of 0.4 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
- the thickness of this sheet substrate 91 may be 1.0 ⁇ m or more, or 5.0 ⁇ m or more.
- the thickness of the sheet substrate 91 may be 14.0 ⁇ m or less.
- Examples of materials constituting the sheet substrate 91 include organic materials, inorganic materials, and composite materials thereof.
- organic materials include thermoplastic resins such as polyimide resin and polyethylene resin, thermosetting resins such as epoxy resin and phenolic resin, and cellulose.
- thermoplastic resins such as polyimide resin and polyethylene resin
- thermosetting resins such as epoxy resin and phenolic resin
- cellulose cellulose
- inorganic materials include oxide-based materials such as glass and alumina, metal-based materials such as aluminum and magnesium, and inorganic salt-based materials such as calcium carbonate.
- composite materials include a structure in which inorganic material powder is dispersed in an organic material matrix.
- the prepared sheet base material 91 is positioned so that the normal to its main surface faces the first direction (Z1-Z2 direction), and a pattern 11CP of the third conductor portion 11C corresponding to the first conductor portion 11A is formed on one side of the main surface (the surface on the Z1 side in the Z1-Z2 direction), and a pattern 21CP of the third conductor portion 21C corresponding to the first conductor portion 21A is formed on the other side of the main surface of the sheet base material 91 (the surface on the Z2 side in the Z1-Z2 direction).
- the specific method for forming the pattern 11CP of the third conductor portion 11C and the pattern 21CP of the third conductor portion 21C is not limited.
- the methods shown in Figures 11(b) to 12(d) are exemplified.
- a conductive layer 55 made of the same material as the third conductor portion 11C and the third conductor portion 21C is formed on both main surfaces of the sheet substrate 91 (on both surfaces in the Z1-Z2 direction).
- the method for forming the conductive layer 55 is not limited.
- the conductive layer 55 may be formed by a dry process such as sputtering, or by a wet process such as electroless plating. From the perspective of reducing the thickness of the conductive layer 55, it is preferable that the conductive layer 55 be formed by sputtering.
- a conductive layer 55H is also formed on the inner surface of the substrate through hole 91H. It is also possible to prepare a member in which conductive layers 55 are already provided on both main surfaces of the sheet substrate 91, such as a copper-clad laminate, and then form the substrate through hole 91H in this member. In this case, the material of the sheet substrate 91 may be exposed on the inner surface of the substrate through hole 91H, or a separate process may be performed to provide the conductive layer 55H.
- insulating layers 56 made of a patternable material such as a dry film resist are laminated on the conductive layers 55 provided on one main surface of the sheet substrate 91 and the conductive layers 55 provided on the other main surface of the sheet substrate 91.
- the thicknesses of the insulating layers 56 are formed to be thicker than the heights of the first conductors 11A and 21A, respectively, thereby improving the shape controllability of the first conductors 11A and 21A.
- negative pattern 56P located on the Z1 side of sheet substrate 91 in the Z1-Z2 direction has, in a wide region Rw (shown by a dotted line in the lower plan view in FIG. 12) corresponding to at least a portion of wide portion 11w, sidewall portions 561 having surfaces erected along the first direction (Z1-Z2 direction) from the exposed surface of conductive layer 55, and bridge portions 562 connecting the tops of two opposing sidewall portions 561 that are spaced apart in a direction intersecting the first direction (Z1-Z2 direction) (specifically, in the XY plane).
- spiral cavity 563 is defined by sidewall portions 561, bridge portions 562, and the exposed portion of conductive layer 55, which are closed in the first direction (Z1-Z2 direction) and have opening 564 in a direction intersecting the first direction (specifically, in the XY plane).
- the negative pattern 56P located on the Z2 side of the sheet substrate 91 in the Z1-Z2 direction similarly has a side wall portion 561 and a bridge portion 562 in a wide region Rw (not shown in Figure 12) corresponding to at least a portion of the wide portion 21w, and the side wall portion 561, bridge portion 562, and exposed portions of the conductive layer 55 define a spiral portion cavity 563 that is closed in the first direction (Z1-Z2 direction) and has an opening 564 in a direction intersecting the first direction (Z1-Z2 direction) (specifically, in the XY plane).
- the spiral cavity 563 may be closed on the bridge portion 562 side in the first direction, i.e., on the entire Z1 side in the Z1-Z2 direction.
- a through-hole penetrating the bridge portion 562 in the first direction may be provided on the bridge portion 562 side in the first direction.
- the method for forming the bridge portions 562 in the negative pattern 56P is not limited. If the raw material of the insulating layer 56 that forms the negative pattern 56P is a photosensitive material, the bridge portions 562 can be formed by reducing the amount of exposure light in a portion of the surface side that is distal from the sheet substrate 91 when exposing the photosensitive material. The exposure light amount can be reduced using defocusing or a semi-transparent mask. Alternatively, exposure can be performed multiple times using multiple masks with different shapes, or the insulating layer 56 can be formed as a stack of multiple layers and the lamination, exposure, and development process can be performed multiple times.
- the bridge portions 562 can be formed by using a matrix with different protrusion heights to form the portions corresponding to the bridge portions 562 as relatively shallow recesses, and then attaching the product formed by imprinting to the sheet substrate 91.
- portions corresponding to the third conductor portion 14C of the first lead-out portion 14 and the third conductor portion 24C of the second lead-out portion 24 are removed. This allows the negative pattern 56P (first pattern) on the Z1 side in the Z1-Z2 direction to form the pattern 14CP of the third conductor portion 14C, and the negative pattern 56P (first pattern) on the Z2 side in the Z1-Z2 direction to form the pattern 24CP of the third conductor portion 24C. As a result, as shown in FIG.
- the pattern 14CP of the third conductor portion 14C corresponding to the first conductor portion 14A is formed continuously with the pattern 11CP of the third conductor portion 11C corresponding to the first conductor portion 11A
- the pattern 24CP of the third conductor portion 24C corresponding to the first conductor portion 24A is formed continuously with the pattern 21CP of the third conductor portion 21C corresponding to the first conductor portion 21A.
- negative pattern 56P located on the Z1 side of sheet substrate 91 in the Z1-Z2 direction (Z1) has a sidewall portion 561 and a bridge portion 562 in a lead-out region Rd (shown by a dotted line in FIG. 12) corresponding to first lead-out portion 14, defining a lead-out portion cavity 565 that is closed in the first direction (Z1-Z2 direction) and has an opening 564 in a direction intersecting the first direction (specifically, the XY plane direction).
- spiral portion cavity 563 and lead-out portion cavity 565 are separate, but may be continuous.
- lead-out portion cavity 565 may be closed on the bridge portion 562 side in the first direction, i.e., on the Z1-Z2 direction (Z1) side.
- a through hole penetrating bridge portion 562 in the first direction may be provided on the bridge portion 562 side in the first direction.
- the negative pattern 56P located on the Z2 side of the sheet substrate 91 in the Z1-Z2 direction has a sidewall 561 and a bridge 562 in the pull-out region Rd (not shown in FIG. 12) corresponding to the second pull-out portion 24, defining a pull-out portion cavity 565 that is closed in the first direction (Z1-Z2 direction) and has an opening 564 in a direction intersecting the first direction (specifically, the XY plane direction).
- the spiral portion cavity 563 and the pull-out portion cavity 565 are separate, but they may also be continuous.
- the pull-out portion cavity 565 may be closed on the bridge portion 562 side in the first direction, i.e., on the Z2 side in the Z1-Z2 direction.
- a through-hole penetrating the bridge portion 562 in the first direction may be provided on the bridge portion 562 side in the first direction.
- negative pattern 56P (first pattern) formed from insulating layer 56 is disposed around the periphery of patterns 11CP, 14CP, 21CP, and 24CP of conductive layer 55. Therefore, in the first plating process, electroplating is performed using negative pattern 56P as a masking material. This integrally forms first conductor portion 11A and first conductor portion 14A, and integrally forms first conductor portion 21A and first conductor portion 24A, corresponding to patterns 11CP, 14CP, 21CP, and 24CP of conductive layer 55. Furthermore, in the first plating process, via conductor portion 11H is formed to fill substrate through-hole 91H. Because this via conductor portion 11H constitutes via portion VP, via portion VP is formed integrally with both first spiral portion 11 and second spiral portion 21 in the first plating process.
- Plating deposits are deposited on the pattern of conductive layer 55 that is not covered by bridge portion 562 and is visible when viewed in the first direction, and these plating deposits constitute first conductor portions 11hA, 21hA.
- negative pattern 56P first pattern
- first pattern has a spiral portion cavity 563 in wide region Rw and a lead-out portion cavity 565 in lead-out region Rd, and plating deposits are also formed on the conductive layer 55 exposed within these cavities, and these plating deposits constitute first conductor portions 11wA, 21wA, 14A, 24A.
- the width Wt of the pattern of conductive layer 55 in spiral portion cavity 563 where first conductor portion 11wA is formed and in spiral portion cavity 563 where first conductor portion 21wA is formed is wider than the width Wt of the pattern of conductive layer 55 where first conductor portions 11hA, 21hA are formed. Therefore, if bridge portion 562 is not provided, the degree of circulation of plating solution flowing over the pattern of conductive layer 55 located in wide region Rw will be higher than the degree of circulation of plating solution flowing over the pattern of conductive layer 55 where first conductor portions 11hA, 21hA are formed.
- the deposition thickness (height in the first direction) of first conductor portions 11wA, 21wA formed in the pattern of conductive layer 55 located in wide region Rw will be higher than the deposition thickness (height in the first direction) of first conductor portions 11hA, 21hA.
- variations in height in the first direction (Z1-Z2 direction) occur in the first conductor portion in response to the pattern shape of the conductive layer 55, variations in height also occur in the coil conductor portion 20.
- the external shape of the main body portion 30 is basically a three-dimensional object with high flatness to meet demands for miniaturization, and the flatness of the plane having a normal along the first direction is also high.
- variations in the height of the coil conductor portion 20 are directly linked to variations in the amount of magnetic material located on the first direction (Z1-Z2 direction) side of the coil conductor portion 20. This variation in the amount of magnetic material leads to variations in the magnetic properties of the coil component 100, which in turn leads to variations in the characteristics of the coil component 100 and affects the quality stability of the coil component 100.
- bridge portion 562 is provided in wide region Rw as described above, and therefore plating deposits that deposit on spiral portion cavity 563 and the pattern of conductive layer 55 exposed inside spiral portion cavity 563 are formed to fill these cavities.
- the average length (height) in the first direction of first conductor portions 11wA, 21wA formed in wide region Rw is limited to the distance between conductive layer 55 and bridge portion 562, and first conductor portions 11wA, 21wA are prevented from being excessively taller than first conductor portions 11hA, 21hA.
- the degree of filling of the plating deposit into this cavity does not have to be such that the entire spiral cavity 563 is filled with the plating deposit, but it is sufficient that the plating deposit is formed so as to contact at least a portion of the surface of the bridge portion 562 facing the conductive layer 55. If the amount of plating deposit formed inside the spiral cavity 563 increases, the amount of plating solution flowing inside the spiral cavity 563 decreases, thereby slowing down the plating deposition rate. Therefore, from the viewpoint of productivity, it may be preferable to leave a gap rather than completely filling the inside of the spiral cavity 563 with the plating deposit.
- the surface of the first conductor portion 11wA, 21wA facing the bridge portion 562 will have a higher flatness than the surface of the same side of the first conductor portion 11hA, 21hA.
- the average length (height) in the first direction of the first conductor portions 14A, 24A formed in the pull-out region Rd is limited to the distance between the conductive layer 55 and the bridge portion 562, similar to the first conductor portions 11wA, 21wA, and the first conductor portions 14A, 24A are prevented from being excessively taller than the first conductor portions 11hA, 21hA.
- the plating deposit formed by electroplating is not limited as long as it has appropriate conductivity.
- non-limiting examples include materials containing Cu, such as Cu alloys.
- the ends of the first conductor portions 11waA, 21waA opposite the side facing the sheet substrate 91 have a shape that is a transfer of the shape of the surface of the bridge portion 562 facing the sheet substrate 91. Therefore, by appropriately setting the method of forming the bridge portion 562, it is possible to make the surface of the first conductor portions 11waA, 21waA opposite the side facing the sheet substrate 91 flat.
- plating deposits are more likely to form closer to the center in the width Wt direction due to the different degree of circulation of the plating solution in the width Wt direction of the pattern. Therefore, when the first conductor portions 11hA, 21hA made of plating deposits are cut along a plane including the first direction and the width Wt direction, they have a convex outer shape with a higher center.
- the first conductor portions 11wA, 21waA have a shape with a higher degree of flatness.
- the wide portion cross-sectional line L1w formed by one end in the first direction (the Z1 side in the Z1-Z2 direction) of the wide portion cross-section Sw obtained by cutting the first conductor portion 11wA along a plane including the first direction with the high winding portion cross-sectional line L1h formed by one end in the first direction (the Z1 side in the Z1-Z2 direction) of the high winding portion cross-section Sh obtained by cutting the first conductor portion 11hA along a plane including the first direction
- the wide portion cross-sectional line L1w has greater linearity than the high winding portion cross-sectional line L1h.
- the surfaces of the first conductors 14A, 24A opposite to the side facing the sheet substrate 91 can be made flat. If so configured, comparing the shapes of the surfaces of the first conductors 14A, 24A and the first conductors 11hA, 21hA opposite to the side facing the sheet substrate 91 will result in the first conductors 14A, 24A having a shape with greater flatness.
- the method for removing conductive layer 55 is not limited. Any process that can remove the material that constitutes conductive layer 55 and that has minimal impact on first conductor portions 11A, 12A, 14A, 21A, 22A, and 24A may be selected as appropriate. For example, if first conductor portions 11A, 12A, 14A, 21A, 22A, and 24A are made of Cu and conductive layer 55 is made of Ni, it is possible to etch with high selectivity the portions of conductive layer 55 that are not covered by first conductor portions 11A, 12A, 14A, 21A, 22A, and 24A.
- the first conductor portions 11A, 12A, 14A, 21A, 22A, and 24A will also be partially removed by a process capable of removing the material constituting the conductive layer 55.
- the shape of the electroplated deposit formed in the first plating process can be designed to take this removed portion into account.
- Second Conductors By removing the conductive layer 55 as described above, the only conductive members exposed in the sheet base material 91 are substantially the first conductors 11A, 12A, 14A, 21A, 22A, and 24A.
- second conductors 11B, 12B, and 14B are formed on the surfaces of the first conductors 11A, 12A, and 14A, and second conductors 21B, 22B, and 24B are formed on the surfaces of the first conductors 21A, 22A, and 24A.
- the second plating process may be electroplating (electrolytic plating) or electroless plating.
- a first coil conductor portion 201 including the first spiral portion 11 and the first pull-out portion 14, and a second coil conductor portion 202 including the second spiral portion 21 and the second pull-out portion 24 are formed, and a coil conductor portion 20 including these first coil conductor portion 201 and second coil conductor portion 202 and a via portion VP is also formed.
- sheet base material 91 is removed so as to include a region of sheet base material 91 that is surrounded by the inner edge of first spiral portion 11 when viewed in the first direction (Z1-Z2 direction).
- portions of sheet base material 91 where first conductor portions are located on both sides in the first direction remain unremoved, and each become first insulating portion 90.
- the specific removal process for the sheet substrate 91 is set appropriately depending on the constituent material of the sheet substrate 91. Removal processes are broadly divided into dry processes such as plasma etching and wet processes such as wet etching. Wet processes may be preferable from the perspective of being an isotropic removal process and increasing the efficiency of removing the sheet substrate 91.
- the removal process may remove part of the sheet substrate 91, with some remaining material remaining.
- the sheet substrate 91 may be made of a composite material of organic and inorganic materials, and only the organic material may be removed in the removal process.
- a second insulating portion 80 made of an insulating material is formed so as to cover at least a portion of the exposed portion of the coil conductor portion 20 ( FIG. 18 ).
- the formation process for the second insulating portion 80 is appropriately set depending on the constituent material of the second insulating portion 80. For example, if the second insulating portion 80 is made of a paraxylylene-based polymer, it is formed by a dry process (evaporation). If the second insulating portion 80 contains a curable resin material such as epoxy resin, it can be formed by applying a powder or liquid containing the constituent material of the second insulating portion 80 to the exposed surface and then solidifying the applied material by heating or the like.
- the method for forming the main body portion 30 is not limited, and a molding process is an example. Specific examples of molding processes include placing the product shown in FIG. 18 in a mold and forming it by compression molding a material containing magnetic powder, or transfer molding a material containing magnetic powder or a raw material for that material. When placing the product shown in FIG. 18 in a mold and compression molding it to obtain the product shown in FIG.
- the heights (average lengths in the first direction) of the first coil conductor portion 201 and the second coil conductor portion 202 are highly uniform, making it easy to improve molding quality.
- the method for forming the main body 30 so that the first draw-out portion end face 14E and the second draw-out portion end face 24E are exposed is not limited.
- the first draw-out portion 14 and the second draw-out portion 24 may be cut along a plane that includes the first direction and the Y1-Y2 direction, along with a portion of the main body 30, to expose the first draw-out portion end face 14E and the second draw-out portion end face 24E.
- the cutting line CL based on the cut surface is indicated by a two-dot chain line.
- an exterior coating 50 is applied to a portion of the exposed portion of the main body 30 to protect the main body 30.
- the exterior coating 50 is applied to portions of the upper surface (the surface on the Z1 side in the Z1-Z2 direction) and the lower surface (the surface on the Z2 side in the Z1-Z2 direction) of the main body 30 where neither the first external electrode 41 nor the second external electrode 42 is formed.
- an exterior coating 60 is also applied along with the exterior coating 50.
- the main body 30 may be left as is, but if an external force is applied due to a collision with another component, the insulating coating on the surface of the magnetic powder constituting the main body 30 may be scraped off, resulting in a decrease in the surface resistance of the main body 30. Because a decrease in surface insulation may lead to a decrease in the reliability of the coil component 100, it is preferable to provide the exterior coatings 50, 60 made of an insulating material.
- the method for forming the exterior coats 50, 60 is not limited. Well-known methods such as printing and coating may be used.
- the constituent materials for the exterior coats 50, 60 may be well-known materials such as epoxy resin, and from the perspective of improving impact resistance, composite materials in which an inorganic material such as glass fiber is dispersed in an organic material such as epoxy resin may be preferable.
- the exterior coats 50, 60 may be formed not only to improve insulation reliability and impact resistance, but also to improve appearance quality and the positional accuracy of the external electrodes to be formed in the next process (for example, to prevent plating elongation). This exterior coat formation process may be repeated multiple times, in which case the exterior coats 50 and 60 may be formed using different processes.
- first external electrode 41 is electrically connected to a portion (first lead end surface 14E) of the first lead portion 14 that was not sealed with the material containing magnetic powder when the main body 30 was formed
- second external electrode 42 is electrically connected to a portion (second lead end surface 24E) of the second lead portion 24.
- the method for forming the first external electrode 41 and the second external electrode 42 is not limited, and examples include plating and printing processes. In the diagram shown in FIG.
- the first external electrode 41 and the second external electrode 42 are formed so as to extend not only to the side surfaces (surfaces facing the X1-X2 direction) of the main body 30 but also to a portion of the bottom surface (surface on the Z2 side in the Z1-Z2 direction) of the main body 30.
- the external electrodes first external electrode 41 and second external electrode 42
- the exterior coating 50 is also formed on the lower surface (Z2 side in the Z1-Z2 direction), which will be the mounting surface, in the process of forming the exterior coating, as in this embodiment.
- An electronic/electrical device is an electronic/electrical device that mounts the coil component 100 according to the embodiment of the present invention described above, and is an electronic/electrical device in which the coil component 100 is connected to a substrate at the first external electrode 41 and the second external electrode 42.
- the electronic/electrical device according to an embodiment of the present invention is easily miniaturized because it mounts the coil component 100 according to an embodiment of the present invention. Furthermore, even if a large current flows through the device or a high frequency is applied, problems caused by deterioration in the function of the coil component 100 or heat generation are unlikely to occur.
- Coil component 10 Coil portion 11: First spiral portion 11A, 11hA, 11wA, 12A, 14A, 21A, 21hA, 21wA, 22A, 111wA, 113hA, 24A: First conductor portion 11B, 12B, 14B, 21B, 22B, 24B, 111wB, 113hB: Second conductor portion 11C, 14C, 21C, 24C, 113hC: Third conductor portion 11CP: Pattern 11H: Via conductor portion 11L, 21L: Low winding portion 11h, 21h: High winding portion 11w: Wide portion 12: First inner peripheral end portion 13: First outer peripheral end portion 14: First lead-out portion 14CP, 21CP, 24CP : Pattern 14E : First lead-out portion end surface 20 : Coil conductor portion 21 : Second spiral portion 21w : Wide portion 22 : Second inner peripheral end portion 23 : Second outer peripheral end portion 24 : Second lead-out portion 24E : Second lead-out portion end surface 30 : Main
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Abstract
コイル形状の設計自由度が高く品質ばらつきが少ない本発明に係るコイル部品100は、第1方向に沿う軸Oの周りに渦巻き状の第1渦巻部11を有する第1コイル導体部201を備え、第1渦巻部11の低巻部11Lに位置するターンは、高巻部11hに位置するターンよりもターン幅Wtが広い幅広部分11wを有し、第1コイル導体部201の少なくとも一部は、めっき析出物を含む第1導体部11Aからなり、幅広部分11wを切断して得られる幅広部分断面Swに第1導体部11Aが作る幅広部分断面線L1wは、高巻部11hを切断して得られる高巻部断面Shに第1導体部11Aが作る高巻部断面線L1hよりも、直線性が高い。
Description
本発明は、コイル部品、およびその製造方法、ならびに当該コイル部品が実装された電子・電気機器に関する。
特許文献1には、磁性材料を含む磁性体本体と、前記磁性体本体の内部に埋設され、絶縁基板の一面と他面に配置されたコイル導体が連結されて形成された内部コイル部と、を含み、前記コイル導体は、2層以上で形成されたシードパターン、前記シードパターンを被覆する表面メッキ層、及び前記表面メッキ層の上面上に形成された上部メッキ層を含む、多層シードパターンインダクタが開示されている。
特許文献2には、金属粉末及び絶縁物を含むボディと、前記ボディの内部に設けられた少なくとも1つの基材と、前記基材の少なくとも一方の面の上に形成された少なくとも1つのコイルパターンと、前記ボディの少なくとも2つの側面に形成された外部電極と、を備え、前記コイルパターンは、前記基材の上に形成された第1メッキ膜と、前記第1メッキ膜を覆うように形成され、側面が前記第1メッキ膜とは異なる形状に形成された第2メッキ膜と、を有し、前記第1メッキ膜は、側面がエッチングされて、外側の基材から所定の傾斜を有するように形成され、前記第1メッキ膜の下部面の幅と前記第1メッキ膜の高さとの比は、1:1~1:2であり、前記第1メッキ膜の下部面の幅と前記第2メッキ膜の下部面の幅との比は、1:1.2~1:2であるパワーインダクターが開示されている。
特許文献1や特許文献2に開示されるインダクタのように、コイル導体部をめっき析出物から形成することにより、コイル導体部の平面視での形状自由度の高さと、生産性の高さとを両立することができる。その一方で、めっき処理固有の技術的制約も存在し、上記の特許文献では、めっき処理を複数回行うことによって、この技術的制約の一部を解決している。
本発明は、特許文献1や特許文献2とは異なる観点で、めっき処理固有の技術的制約を解決し、形状自由度が高く、小型化などの要請により高度に応えることが可能なコイル部品を提供することを目的とする。また、本発明は、当該コイル部品の製造方法、および当該コイル部品が実装された電子・電気機器を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために提供される本発明は、その一態様において、第1方向に沿う軸の周りに第1内周側端部から第1外周側端部に向けて前記軸から遠ざかる渦巻き状の第1渦巻部を有する第1コイル導体部と、前記第1外周側端部に電気的に接続される第1端子部と、前記第1内周側端部に電気的に接続される第2端子部と、を備え、前記第1渦巻部は、ターン数が2以上の高巻部と前記高巻部よりもターン数が少ない低巻部とを有し、前記低巻部に位置するターンは、前記高巻部に位置するターンよりも前記第1方向に見たターン幅が広い幅広部分を有し、前記第1コイル導体部の少なくとも一部は、めっき析出物を含む第1導体部からなり、前記第1方向を含む面で前記幅広部分を切断して得られる幅広部分断面に前記第1導体部の前記第1方向の一方の端部が作る幅広部分断面線は、前記第1方向を含む面で前記高巻部を切断して得られる高巻部断面に前記第1導体部の前記第1方向の前記一方の端部が作る高巻部断面線よりも、直線性が高いことを特徴とするコイル部品である。この場合には、幅広部分に位置する第1導体部の一方の端部は、高巻部に位置する第1導体部の一方の端部よりも平坦となる。
上記のコイル部品において、前記幅広部分断面における前記第1導体部の前記第1方向の平均長さ(高さH1w)と、前記高巻部断面における前記第1導体部の前記第1方向の平均長さ(高さH1h)とは、0.8≦H1w/H1h≦1.2を満たすことが好ましい場合がある。
上記の関係を満たすことにより、第1渦巻部の第1方向の平均長さ(高さ)の均一性が高くなる。これにより、第1渦巻部の周囲に磁性材料が配置される場合において、コイル部品としての第1方向の高さの均一性を高めることと第1方向の磁性材料の厚さの均一性を高めることとが容易となり、小型化の要請に応えつつコイル部品の特性を高めることが可能となる。
上記のコイル部品において、前記第1コイル導体部は、前記第1導体部の前記第1方向の前記一方の端部に接するように設けられた導電性の第2導体部を有し、前記幅広部分断面線および前記高巻部断面線は、前記第1導体部と前記第2導体部との境界線からなってもよい。
上記のコイル部品において、前記幅広部分断面の前記第1方向の前記一方の端部が作る幅広部分端線は、前記高巻部断面の前記第1方向の前記一方の端部が作る高巻部端線よりも、直線性が高いことが好ましい。この場合には、幅広部分の一方の端部は高巻部の一方の端部よりも平坦となる。
上記のコイル部品において、前記第1コイル導体部は、前記第1導体部の前記第1方向の他方の端部に接するように設けられた導電性の第3導体部を有してもよい。この第3導体部は、一例において、第1導体部を形成するめっき処理においてシード層として用いられる。
上記のコイル部品において、前記第1コイル導体部は、前記第1外周側端部と前記第1端子部との間に、導電性の第1引出部を備え、前記第1引出部の少なくとも一部は、前記第1導体部からなり、前記第1方向を含む面で前記第1引出部を切断して得られる引出部断面に前記第1導体部の前記第1方向の前記一方の端部が作る引出部断面線は、前記高巻部断面線よりも直線性が高いことが好ましい場合がある。
上記のコイル部品において、前記引出部断面における前記第1導体部の前記第1方向の平均長さ(高さH1d)と、前記高巻部断面における前記第1導体部の前記第1方向の平均長さ(高さH1h)とは、0.8≦H1d/H1h≦1.2を満たすことが好ましい。この場合には、第1渦巻部と第1引出部とを含む第1コイル導体部の第1方向の平均長さ(高さ)の均一性が高くなり、コイル部品の特性を高めることがより安定的に実現される。
上記のコイル部品において、前記第1引出部は、前記第1引出部の前記第1方向の前記一方の端部に接するように導電性の第2導体部が設けられ、前記引出部断面線は、前記第1導体部と前記第2導体部との境界線からなっていてもよい。
上記のコイル部品において、前記第1引出部は、前記第1導体部の前記第1方向の他方の端部に接するように設けられた導電性の第3導体部を有してもよい。
上記のコイル部品において、磁性材料を含んでなり、前記第1コイル導体部の少なくとも一部を内包する本体部を備えてもよい。この場合において、前記磁性材料は磁性粉体を含み、前記本体部は、前記磁性粉体を保持するバインダを含んでもよい。
上記のコイル部品は、前記第1方向に沿う前記軸の周りに第2内周側端部から第2外周側端部に向けて前記軸から遠ざかる渦巻き状の第2渦巻部を有する第2コイル導体部をさらに備えてもよい。この場合において、前記第2内周側端部は、導電性のビア部を介して、前記第1内周側端部に電気的に接続され、前記第2外周側端部は前記第2端子部に電気的に接続され、前記第1コイル導体部と前記第2コイル導体部とは、前記第1方向に並び、前記第1コイル導体部における前記第1方向の他方の端部側に、前記第2コイル導体部は位置してもよい。
上記のコイル部品において、前記第2渦巻部は前記高巻部と前記低巻部とを有し、前記低巻部に位置するターンは、前記幅広部分を有し、前記第2コイル導体部の少なくとも一部は、前記第1導体部からなり、前記幅広部分断面線は、前記高巻部断面線よりも直線性が高くてもよい。
第2渦巻部も第1渦巻部と同様の形状的特徴を有することにより、コイル部品の特性を高めることがより安定的に実現される。
本発明は、他の一態様として、第1方向に見て渦巻形状を有する第1渦巻部を有する第1コイル導体部を備えるコイル部品の製造方法を提供する。前記第1渦巻部は、ターン数が2以上の高巻部と前記高巻部よりもターン数が少ない低巻部とを有し、前記低巻部に位置するターンは、前記高巻部に位置するターンよりも前記第1方向に見たターン幅が広い幅広部分を有する。前記コイル部品は、絶縁性のシート基材の主面に設けられた導電層の一部の上に絶縁性の第1パターンを形成するパターン形成ステップと、前記導電層に通電する電気めっき処理を行い、前記導電層における前記第1パターンに接触せずに露出する露出面の上に、めっき析出物からなり、前記第1渦巻部の少なくとも一部を構成する第1導体部を形成する第1めっき処理ステップと、を含んで製造される。
前記第1パターンは、前記幅広部分の少なくとも一部に対応する幅広領域において、前記導電層の露出面から前記第1方向に沿って屹立する面を有する側壁部と、前記第1方向に交差する方向に離間して対面する2つの前記側壁部の頂部をつなぐブリッジ部と、を有する。前記幅広領域には、前記側壁部と前記ブリッジ部と前記導電層の露出部分とにより、前記第1方向が閉塞され前記第1方向に交差する方向に開口を有する渦巻部キャビティが画成され、前記第1めっき処理ステップにおいて、前記渦巻部キャビティを前記第1導体部で充填することを特徴とする。
第1めっき処理ステップにおいて第1導体部を形成する際に、渦巻部キャビティが設けられていない場合には、幅広部分に形成される第1導体部の高さ(第1方向の平均長さ)は、高巻部に形成される第1導体部の高さよりも高くなる傾向を有し、第1渦巻部の高さにばらつきが生じやすい。渦巻部キャビティが設けられていることにより、第1めっき処理ステップにおいて形成される第1導体部の高さのばらつきを抑えることが実現される。したがって、かかる製造方法を採用することにより、小型化の要請に応えつつ高い特性を有するコイル部品を形成することが容易となる。
上記の製造方法において、前記渦巻部キャビティは、前記第1方向の前記ブリッジ部側の全面において閉塞されていてもよい。これにより、幅広部分の高さの均一性をより安定的に高めることができる。
上記の製造方法において、前記第1コイル導体部は、前記第1渦巻部の外周側端部から連設される第1引出部を有してもよい。この場合において、前記第1パターンは、前記第1引出部に対応する引出領域を有し、前記引出領域には、前記側壁部と前記ブリッジ部とが設けられて、前記第1方向が閉塞され前記第1方向に交差する方向に開口を有する引出部キャビティが画成され、前記第1めっき処理ステップにおいて、前記引出部キャビティを前記第1導体部で充填してもよい。なお、渦巻部キャビティと引出部キャビティとは連続していてもよい。
上記の製造方法において、前記引出部キャビティは、前記第1方向の前記ブリッジ部側の全面において閉塞されていてもよい。これにより、第1引出部の高さの均一性をより安定的に高めることができる。
本発明は、別の一態様として、上記のコイル部品が実装された電子・電気機器であって、前記コイル部品は前記第1端子部および前記第2端子部にて基板に接続されている電子・電気機器を提供する。かかる電子・電気機器として、電源スイッチング回路、電圧昇降回路、平滑回路等を備えた電源装置や小型携帯通信機器等が例示される。本発明に係る電子・電気機器は、上記のコイル部品を備えるため、インダクタンス素子としての総合特性が優れる。
本発明によれば、コイルの導体部の形状自由度を高めることができる。また、本発明の具体的な一例によれば、コイルの導体部の第1方向の高さの均一性を高めることができる。コイルの導体部の周囲に磁性材料を含む本体部が配置される場合には、コイルの第1方向の外側に位置する磁性材料の厚さの均一性を高めることが容易となるため、高い特性のコイル部品が安定的に提供される。このコイル部品が電子・電気機器に実装されると、電子・電気機器の性能を向上させたり、電子・電気機器の寸法を小さくしたりすることができる。また、本発明によれば、コイル部品が実装された電子・電気機器が提供される。さらに、上記のコイル部品の製造方法も提供される。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳しく説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るコイル部品の形状を概念的に示す斜視図である。図2は、本発明の一実施形態に係るコイル部品が備えるコイル導体部の構造を説明する図である。図2では、説明の都合上、コイル導体部を実線で描き、本体部を破線で描き、他の構成要素の表示を省略している。図3は、本発明の一実施形態に係るコイル部品が備える第1コイル導体部の構造を説明するXY平面図である。図3では、Z1-Z2方向Z1側から見たコイル導体部が実線で描かれ、本体部は破線で描かれている。図4は、本発明の一実施形態に係るコイル部品が備える第2コイル導体部の構造を説明するXY平面図である。図4では、Z1-Z2方向Z2側から見たコイル導体部のみが描かれている。
(全体構成)
本発明の一実施形態に係るコイル部品100は、コイル導体部20を有するコイル部10、本体部30、第1外部電極41(第1端子部)、第2外部電極42(第2端子部)、外装コート50、60を備える。
本発明の一実施形態に係るコイル部品100は、コイル導体部20を有するコイル部10、本体部30、第1外部電極41(第1端子部)、第2外部電極42(第2端子部)、外装コート50、60を備える。
(コイル)
図2および図3に示されるように、コイル部10は、第1方向(Z1-Z2方向)に沿う軸Oの周りに、第1渦巻部11における内周側の端部である第1内周側端部12から、第1渦巻部11における外周側の端部である第1外周側端部13に向けて、軸Oから遠ざかる渦巻形状の第1渦巻部11を有する第1コイル導体部201を含むコイル導体部20を有する。図2では、第1渦巻部11は、Z1-Z2方向Z1側から見て、第1内周側端部12から第1外周側端部13に向けて時計回りで軸Oから遠ざかる渦巻き状に導体が配置されている。本明細書において、渦巻部における「渦巻方向」とは、内周側の端部から外周側の端部へと向かう方向を意味する。
図2および図3に示されるように、コイル部10は、第1方向(Z1-Z2方向)に沿う軸Oの周りに、第1渦巻部11における内周側の端部である第1内周側端部12から、第1渦巻部11における外周側の端部である第1外周側端部13に向けて、軸Oから遠ざかる渦巻形状の第1渦巻部11を有する第1コイル導体部201を含むコイル導体部20を有する。図2では、第1渦巻部11は、Z1-Z2方向Z1側から見て、第1内周側端部12から第1外周側端部13に向けて時計回りで軸Oから遠ざかる渦巻き状に導体が配置されている。本明細書において、渦巻部における「渦巻方向」とは、内周側の端部から外周側の端部へと向かう方向を意味する。
コイル導体部20を構成する導体(導電性材料)は、適切な導電性を有している限り、限定されない。銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属がコイル導体部20を構成する導体の具体例として挙げられ、本実施形態では、めっき処理を含む製造方法によりコイル導体部20を製造する。コイル部10は、コイル導体部20の表面に、絶縁性のコイル絶縁部(図1から図4では不図示)を有する。このコイル絶縁部により、コイル導体部20において隣り合う導体の間(互いに対向する導体の表面間)での絶縁が確保されている。コイル絶縁部は例えば樹脂材料から構成される。コイル導体部20としての2つの端部(第1引出部14、第2引出部24)の末端(第1引出部端面14E、第2引出部端面24E)にはコイル絶縁部は設けられず、コイル部10は、この末端において他の部材と電気的な接続が可能である。
図3に示されるように、第1渦巻部11は、ターン数が2以上の高巻部11hと高巻部11hよりもターン数が少ない低巻部11Lとを有する。図3に示される例では、高巻部11hは、最内周に位置するターンである第1内周側ターン111h、最外周に位置するターンである第1外周側ターン113h、およびこれらの間に位置するターンである第1中央ターン112hを有する。なお、図3では、低巻部11Lは、二点鎖線の両矢印で示される範囲に位置する部分として示されている。
低巻部11Lに位置するターンは、高巻部11hに位置するターンよりも第1方向に見たターン幅Wtが広い幅広部分11wを有する。具体的には、低巻部11Lには2つのターンが位置することに対応して、幅広部分11wは、第1渦巻部11の内周側のターンに設けられた第1内周側幅広部分111wと、第1渦巻部11の外周側のターンに設けられた第1外周側幅広部分113wとを有する。
ここで、本明細書において、「ターン幅Wt」とは、第1渦巻部11を第1方向(Z1-Z2方向)に見たときに、第1渦巻部11のターンの内周を構成する側面上の任意の1点と、その任意の1点の法線(第1方向に直交する)とそのターンの外周を構成する側面が交わる点との間の距離を意味する。なお、第1渦巻部11のターン幅Wtの定義は、後述する第2渦巻部21についても適用され、さらに、第1渦巻部11などを製造する過程で現れる渦巻形状のターン(例えば導電層55のパターン)の幅についても同様に適用される。
幅広部分11wのターン幅Wtの最大値は、例えば、幅広部分11wと隣接する領域のターン幅Wtの1.5倍以上かつ3.0倍以下の範囲内であってもよい。また、この範囲の上限は、2.5倍であってもよい。幅広部分11wでは、ターン幅Wtが相対的に広いため抵抗値が低下しやすい。したがって、幅広部分11wを有する第1渦巻部11を有するコイル部品100は直流抵抗DCRが低下しやすい。
図2および図4に示されるように、コイル導体部20は、第1方向に第1渦巻部11と並んで配置される第2渦巻部21を有する第2コイル導体部202を含む。すなわち、第2コイル導体部202は、第1コイル導体部201における第1方向の他方の端部側(Z1-Z2方向Z2側)に位置する。第2渦巻部21は、第1方向(Z1-Z2方向)に沿う軸Oの周りに、第2渦巻部21における内周側の端部である第2内周側端部22から、第2渦巻部21における外周側の端部である第2外周側端部23に向けて、軸Oから遠ざかる渦巻形状を有する。第2渦巻部21では、Z1-Z2方向Z1側から見て、第1渦巻部11と反対周り(図2では反時計回り)で軸Oから遠ざかる渦巻き状に導体が配置される。
本実施形態においては、Z1-Z2方向Z2側から見た第2渦巻部21の形状は、Z1-Z2方向Z1側から見た第1渦巻部11の形状と等しい。したがって、第2渦巻部21も、第1渦巻部11と同様に、高巻部21hおよび低巻部21Lを有し、高巻部21hは、内周側から、第2内周側ターン211hと第2中央ターン212hと第2外周側ターン213hとからなり、低巻部21Lは、第2内周側幅広部分211wと第2外周側幅広部分213wとからなる幅広部分21wを有する。
図2に示されるように、第1渦巻部11および第2渦巻部21のそれぞれの渦巻の中心となる軸Oは一致している。したがって、図3および図4に示されるように、第1渦巻部11のターンと第2渦巻部21のターンとは第1方向(Z1-Z2方向)に並ぶように位置している。
第1渦巻部11と第2渦巻部21との間の第1方向(Z1-Z2方向)の離間距離の平均値は、特に限定されない。この離間距離が小さいほどコイル部品100の高さ(Z1-Z2方向の寸法)を低くしやすいが、過度に小さい場合には第1渦巻部11と第2渦巻部21との間の絶縁性が低下しやすくなる。コイル部品100としての低背(低い高さ)と、第1渦巻部11と第2渦巻部21との間の高い絶縁性とを両立する観点から、離間距離が0.4μm以上20μm以下であることが好ましい場合がある。この離間距離は、製造面において、離間距離のばらつきを減らしたり、コイルの同一面内への支持をより確実にしたりするために、1.0μm以上であることがより好ましく、5.0μm以上であることがさらに好ましい。
第1渦巻部11の第1内周側端部12と第2渦巻部21の第2内周側端部22とは、ビア部VPにより電気的に接続されている。ビア部VPへの接続部分を起点とすると、第1渦巻部11と第2渦巻部21とは互いに反対向きに渦巻いている。ビア部VPはコイル導体部20と同様の導体で構成されていてもよい。具体的な一例において、ビア部VPは第1渦巻部11および第2渦巻部21を製造するプロセスでともに製造される。この場合には、ビア部VPは、第1渦巻部11の第1内周側端部12および第2渦巻部21の第2内周側端部22と一体化している。
第1渦巻部11の第1外周側端部13には第1引出部14が第1コイル導体部201の一部として連設され、第2渦巻部21の第2外周側端部23には第2引出部24が第2コイル導体部202の一部として連設される。したがって、第1渦巻部11の第1外周側端部13は、実質的に、第1渦巻部11における第1引出部14との界面であり、第2渦巻部21の第2外周側端部23は、実質的に、第2渦巻部21における第2引出部24との界面である。具体的な一例において、第1引出部14および第2引出部24は、第1渦巻部11および第2渦巻部21を製造するプロセスでともに製造される。この場合には、第1引出部14は第1渦巻部11の第1外周側端部13と境界なく一体化した部分を有し、第2引出部24は第2渦巻部21の第2外周側端部23と境界なく一体化した部分を有する。
すなわち、本実施形態では、コイル導体部20は、第1渦巻部11および第1引出部14を有する第1コイル導体部201、第2渦巻部21および第2引出部24を有する第2コイル導体部202、およびビア部VPを有し、これらは共通の製造プロセスで一体化した部分(具体的には第1導電材料から構成される部分)を有するように製造される。
(第1導体部、第2導体部、第3導体部)
図5は、図3のA-A’線およびZ1-Z2方向(第1方向)を含む断面図である。図6は、図4のB-B’線およびZ1-Z2方向(第1方向)を含む断面図である。図3のA-A’線は、X1-X2方向X2側の直線L1において、幅広部分11wおよび高巻部21hを横切り、X1-X2方向X1側の直線L2において、高巻部11hおよび第2引出部24を横切る。したがって、図5には、幅広部分11w、高巻部21h、高巻部11hおよび第2引出部24の断面が描かれている。図4のB-B’線は、X1-X2方向X1側の直線L3において、幅広部分21wおよび高巻部11hを横切り、X1-X2方向X2側の直線L4において、高巻部21hおよび第1引出部14を横切る。したがって、図6には、幅広部分21w、高巻部11h、高巻部21hおよび第1引出部14の断面が描かれている。
図5は、図3のA-A’線およびZ1-Z2方向(第1方向)を含む断面図である。図6は、図4のB-B’線およびZ1-Z2方向(第1方向)を含む断面図である。図3のA-A’線は、X1-X2方向X2側の直線L1において、幅広部分11wおよび高巻部21hを横切り、X1-X2方向X1側の直線L2において、高巻部11hおよび第2引出部24を横切る。したがって、図5には、幅広部分11w、高巻部21h、高巻部11hおよび第2引出部24の断面が描かれている。図4のB-B’線は、X1-X2方向X1側の直線L3において、幅広部分21wおよび高巻部11hを横切り、X1-X2方向X2側の直線L4において、高巻部21hおよび第1引出部14を横切る。したがって、図6には、幅広部分21w、高巻部11h、高巻部21hおよび第1引出部14の断面が描かれている。
直線L1および第1方向を含む面で幅広部分11wを切断して得られる断面や、直線L3および第1方向を含む面で幅広部分21wを切断して得られる断面を、幅広部分断面Swとする。直線L1から直線L4のいずれかおよび第1方向を含む面で高巻部11hまたは高巻部21hを切断して得られる断面を高巻部断面Shとし、直線L2および第1方向を含む面で第2引出部24を切断して得られる断面や、直線L4および第1方向を含む面で第1引出部14を切断して得られる断面を引出部断面Sdとする。
図5に示されるように、第1渦巻部11は、その第1内周側端部12から第1外周側端部13まで渦巻方向に沿って延在し第1導電材料からなる第1導体部11Aと、第1界面IF1にて第1導体部11Aと電気的に接続され第2導電材料からなる第2導体部11Bと、を有する。後述するように、一例において第1導体部11Aと第2導体部11Bとは異なる製造プロセスにより製造される。この場合には、同質の材料(例えば、Cu、Cu合金など、Cuを含む材料)であっても、結晶構造や結晶方位、結晶の成長方向などの組織学的な特徴が相違するため、断面観察などにより識別可能である。具体的な一例において、第1導体部11Aは、導電材料からなる第3導体部11Cをシード層とする電気めっき析出物(電解めっき析出物)からなり、第2導体部11Bはめっき析出物からなる。このとき、第2導体部11Bを構成するめっき析出物は電気めっき析出物であってもよいし、無電解めっき析出物であってもよい。第2導体部11Bの厚さを薄くする観点からは、めっき析出物が電気めっき析出物であることが好ましい場合がある。
図5および図6には示されないが、第1内周側端部12は第1導体部12Aを有し、第2内周側端部22は第1導体部22Aを有する。図6に示されるように、第1引出部14は、第1渦巻部11と同様に、第1導体部14A、第2導体部14Bおよび第3導体部14Cを有する。第2コイル導体部202の基本構造は第1コイル導体部201と共通し、図5や図6に示されるように、第2渦巻部21は、第1導体部21A、第2導体部21Bおよび第3導体部21Cを有し、第2引出部24は、第1導体部24A、第2導体部24Bおよび第3導体部24Cを有する。
(断面形状の特徴)
図7は、図5における第1内周側幅広部分111wを含む領域の部分拡大図(幅広部分断面の一部)である。図8は、図5における第1外周側ターンを含む領域の部分拡大図(高巻部断面の一部)である。図10は、図6における第1引出部を含む領域の部分拡大図(引出部断面の一部)である。なお、図10では図5と同じ座標とし、Z1-Z2方向Z2側が紙面の下側となるように表示してある。
図7は、図5における第1内周側幅広部分111wを含む領域の部分拡大図(幅広部分断面の一部)である。図8は、図5における第1外周側ターンを含む領域の部分拡大図(高巻部断面の一部)である。図10は、図6における第1引出部を含む領域の部分拡大図(引出部断面の一部)である。なお、図10では図5と同じ座標とし、Z1-Z2方向Z2側が紙面の下側となるように表示してある。
図7に示される幅広部分断面Swには、第1内周側幅広部分111wが示されている。この幅広部分断面Swにおいて、第1内周側幅広部分111wの第1導体部111wAの第1方向の一方の端部、すなわちZ1-Z2方向Z1側の端部が作る断面線を、幅広部分断面線L1wとする。第1導体部111wAのZ1-Z2方向Z1側には第2導体部111wBが設けられているため、幅広部分断面線L1wは、第1導体部111wAと第2導体部111wBとが幅広部分断面Swに作る境界線(第1界面IF1)の一部でもある。
図8に示される高巻部断面Shには、第1外周側ターン113hが示されている。この高巻部断面Shにおいて、第1外周側ターン113hの第1導体部113hAの第1方向の一方の端部、すなわちZ1-Z2方向Z1側の端部が作る断面線を、高巻部断面線L1hとする。第1導体部113hAのZ1-Z2方向Z1側には第2導体部113hBが設けられているため、高巻部断面線L1hは、第1導体部113hAと第2導体部113hBとが高巻部断面Shに作る境界線(第1界面IF1)の一部でもある。
本実施形態に係るコイル部品100では、幅広部分断面線L1wは高巻部断面線L1hよりも直線性が高い。本明細書において「直線性が高い」とは、断面線を離散的にサンプリングし、サンプリングデータから第1方向に直交する線からなる近似直線を求めたときに、近似直線の決定係数(R2)が相対的に高いことを意味する。したがって、幅広部分断面線L1wの近似直線L1waの決定係数(R2)は、高巻部断面線L1hの近似直線L1haの決定係数(R2)よりも大きい。なお、決定係数(R2)は1が最大値であることから、近似直線L1waの決定係数(R2)は1に近いことが、コイル部品100の特性(例えばDCR)を高める観点から好ましい場合がある。
なお、幅広部分断面Swに描かれる第1導体部11wAの形状や高巻部断面Shに描かれる第1導体部11hAの形状が、第1方向の一方側(Z1-Z2方向Z1側)に幅Wt方向の全体で尖る凸形状である場合など、第1導体部における第1方向の一方の端部(Z1-Z2方向Z1側の端部)が作る線と、幅Wt方向と交差する面(側面)が作る線との境界を設定することが困難な場合がある。その場合には、第1導体部における第1方向の一方の端部(Z1-Z2方向Z1側の端部)が作る線のうち、幅Wt方向の中心から、第1導体部の幅Wt方向の長さの30%の長さの領域を、幅Wt方向の両側に設定し、こうして設定された都合60%の長さの領域について、直線性の評価を行えばよい。
このようにして評価した結果の一例を図9に示す。図9は幅広部分11wに位置する第1導体部11wAの断面の一例と高巻部11hに位置する第1導体部11hAの断面の一例とを示す図である。これらの図は、後述する製造方法の過程で得られた第1導体部11wA、11hAの断面を示している。図9左側に示される図は幅広部分断面Swに対応する断面図であり、この図において、第1導体部11wAの幅広部分断面線L1wの中央部60%からなる領域L1wmを設定した。この領域L1wmの近似直線の決定係数(R2)は0.272であった。これに対し、図9右側に示される、高巻部断面Shに対応する断面図における、第1導体部11hAの高巻部断面線L1hの中央部60%からなる領域L1hmについての近似直線の決定係数(R2)は、0.092であった。したがって、幅広部分断面線L1wの直線性は、高巻部断面線L1hの直線性よりも高いことが確認された。
第1コイル導体部201の断面である幅広部分断面Swにおける、第1方向の一方の端部(Z1-Z2方向Z1側の端部)が作る線を幅広部分端線Lwとし、第1コイル導体部201の断面である高巻部断面Shの第1方向の一方の端部(Z1-Z2方向Z1側の端部)が作る線を高巻部端線Lhとしたとき、本実施形態に係るコイル部品100では、幅広部分端線Lwは高巻部端線Lhよりも直線性が高い。すなわち、幅広部分端線Lwの近似直線Lwaの決定係数(R2)は、高巻部端線Lhの近似直線Lhaの決定係数(R2)よりも大きい。
なお、幅広部分端線Lwや高巻部端線Lhと、幅Wt方向と交差する面(側面)が作る線との境界を設定することが困難な場合には、第1導体部の場合と同様に、端線のうち、幅Wt方向の中心から、コイル導体部の幅Wt方向の長さの30%の長さの領域を、幅Wt方向の両側に設定し、こうして設定された都合60%の長さの領域について、直線性の評価を行えばよい。
本実施形態では、図7および図8に示されるように、第2導体部111wB、113hBは、第1導体部111wA、113hA上に設けられ、後述するように、一具体例において電気めっき析出物である。したがって、第2導体部111wB、113hBの析出厚さは概ね均一となる。それゆえ、幅広部分断面線L1wが高巻部断面線L1hよりも直線性が高い場合には、幅広部分端線Lwは高巻部端線Lhよりも直線性が高くなりやすい。
このような形状的特徴に基づき、図2および図3に示されるように、本実施形態に係るコイル部品100の第1コイル導体部201における、幅広部分11wの第1方向の一方側の端部、すなわちZ1-Z2方向Z2側の端部は、第1方向に沿った法線を有する平面状となっている。
好ましい一具体例において、幅広部分断面Swにおける第1導体部111wAの第1方向(Z1-Z2方向)の平均長さ(高さH1w)と、高巻部断面Shにおける第1導体部113hAの第1方向(Z1-Z2方向)の平均長さ(高さH1h)とは、0.8≦H1w/H1h≦1.2を満たす。
上記の関係を満たすことにより、第1渦巻部11の第1方向(Z1-Z2方向)の平均長さ(高さ)の均一性が高くなる。これにより、本実施形態のように第1渦巻部11の周囲に磁性材料が配置される場合、すなわち本体部30が位置する場合において、コイル部品100としての第1方向(Z1-Z2方向)の高さの均一性を高めることと第1方向(Z1-Z2方向)の磁性材料の厚さ(本体部30における第1コイル導体部201に接する部分の第1方向の厚さ)の均一性を高めることとが容易となり、小型化の要請に応えつつコイル部品100の特性を高めることが可能となる。
上記の効果をより安定的に得る観点から、幅広部分断面Swにおける幅広部分11w(第1内周側幅広部分111w)の第1方向(Z1-Z2方向)の平均長さ(高さHw)と、高巻部断面Shにおける高巻部11h(第1外周側ターン113h)の第1方向(Z1-Z2方向)の平均長さ(高さHh)とは、0.8≦Hw/Hh≦1.2を満たすことが好ましい。なお、図7および図8に示される具体例では、幅広部分11w(第1内周側幅広部分111w)は第3導体部111wCを有し、高巻部11h(第1外周側ターン113h)は第3導体部113hCを有するため、幅広部分11w(第1内周側幅広部分111w)の第1方向の長さは第3導体部111wCの第1方向の長さを含み、高巻部11h(第1外周側ターン113h)の第1方向の長さはその第3導体部の第1方向の長さを含む。
図10に示される、第1コイル導体部201の断面である引出部断面Sdには、第1引出部14が示されている。この引出部断面Sdにおいて、第1引出部14の第1導体部14Aの第1方向の一方の端部、すなわちZ1-Z2方向Z1側の端部が作る断面線を、引出部断面線L1dとする。第1導体部14AのZ1-Z2方向Z1側には第2導体部14Bが設けられているため、引出部断面線L1dは、第1導体部14Aと第2導体部14Bとが引出部断面Sdに作る境界線(第1界面IF1)の一部でもある。また、図10に示される引出部断面Sdにおける、第1方向の一方の端部(Z1-Z2方向Z1側の端部)が作る線を引出部端線Ldとする。
本実施形態に係るコイル部品100では、引出部断面線L1dは高巻部断面線L1hよりも直線性が高く、好ましい一具体例において、引出部端線Ldは高巻部端線Lhよりも直線性が高い。すなわち、引出部断面線L1dの近似直線L1daの決定係数(R2)は、高巻部断面線L1hの近似直線L1haの決定係数(R2)よりも大きく、好ましい一具体例において、引出部端線Ldの近似直線Ldaの決定係数(R2)は、高巻部端線Lhの近似直線Lhaの決定係数(R2)よりも大きい。また、本実施形態に係るコイル部品100では、好ましい一具体例として、引出部端線Ldは高巻部端線Lhよりも直線性が高い。すなわち、引出部端線Ldの近似直線Ldaの決定係数(R2)は、高巻部端線Lhの近似直線Lhaの決定係数(R2)よりも大きい。
本実施形態に係るコイル部品100では、好ましい他の一具体例として、第1引出部14についての引出部断面Sdにおける第1導体部14Aの第1方向(Z1-Z2方向)の平均長さ(高さH1d)と、高巻部断面Shにおける第1導体部113hAの第1方向(Z1-Z2方向)の平均長さ(高さH1h)とは、0.8≦H1d/H1h≦1.2を満たし、第1引出部14についての引出部断面Sdにおける第1導体部14Aの第1方向(Z1-Z2方向)の平均長さ(高さHd)と、高巻部断面Shにおける高巻部11hの第1方向(Z1-Z2方向)の平均長さ(高さHh)とは、0.8≦Hd/Hh≦1.2を満たす。
なお、本実施形態に係るコイル部品100では、図示しないが、第1コイル導体部201の第1方向の他方の端部側(Z1-Z2方向Z2側)に位置する第2コイル導体部202について定義される幅広部分断面線L1wおよび高巻部断面線L1hについては、幅広部分断面線L1wの直線性>高巻部断面線L1hの直線性が満たされ、幅広部分端線Lwおよび高巻部端線Lhについては、幅広部分端線Lwの直線性>高巻部端線Lhの直線性が満たされる。また、幅広部分断面線L1wにおける幅広部分21wの第1導体部21wAの第1方向の高さH1wと、高巻部断面線L1hにおける高巻部21hの第1導体部21hAの第1方向の高さH1hと、引出部断面線L1dにおける第2引出部24の第1導体部24Aの第1方向の高さH1dとは、0.8≦H1w/H1h≦1.2、0.8≦H1d/H1h≦1.2を満たすことが好ましい。さらに、幅広部分断面線L1wにおける幅広部分21wの第1方向の高さHwと、高巻部断面線L1hにおける高巻部21hの第1方向の高さHhと、引出部断面線L1dにおける第2引出部24の第1方向の高さHdとは、0.8≦Hw/Hh≦1.2、0.8≦Hd/Hh≦1.2を満たすことが好ましい。
(第1絶縁部)
図5および図6に示されるように、コイル絶縁部は、第1渦巻部11の第1方向側の端部の一方、具体的には第2渦巻部21に対向する側(Z1-Z2方向Z2側)の端部の少なくとも一部に接する第1絶縁部90を備える。図5および図6に示される第1絶縁部90は、第1渦巻部11に接する側(Z1-Z2方向Z1側)とは反対側(Z1-Z2方向Z2側)において、第2渦巻部21の第1方向側の端部の一方、具体的には第1渦巻部11に対向する側(Z1-Z2方向Z1側)の端部の少なくとも一部に接する。すなわち、第1絶縁部90は、第1方向に並ぶ第1渦巻部11と第2渦巻部21との間に介在し、双方に接触する。
図5および図6に示されるように、コイル絶縁部は、第1渦巻部11の第1方向側の端部の一方、具体的には第2渦巻部21に対向する側(Z1-Z2方向Z2側)の端部の少なくとも一部に接する第1絶縁部90を備える。図5および図6に示される第1絶縁部90は、第1渦巻部11に接する側(Z1-Z2方向Z1側)とは反対側(Z1-Z2方向Z2側)において、第2渦巻部21の第1方向側の端部の一方、具体的には第1渦巻部11に対向する側(Z1-Z2方向Z1側)の端部の少なくとも一部に接する。すなわち、第1絶縁部90は、第1方向に並ぶ第1渦巻部11と第2渦巻部21との間に介在し、双方に接触する。
このように、第1絶縁部90が第1渦巻部11に接することにより、第1渦巻部11の絶縁が確実に行われる。また、図5および図6に示されるように、第1絶縁部90が第1渦巻部11と第2渦巻部21との間で双方に接触することにより、第1渦巻部11と第2渦巻部21との短絡が安定的に回避される。
第1絶縁部90を構成する材料は、適切な絶縁性を有している限り限定されない。第1絶縁部90は、ASTM D257により得られる体積抵抗率が1.0×1014Ωcm以上であることが好ましい場合がある。この体積抵抗率は、1.0×1015Ωcm以上であることがより好ましく、1.0×1016Ωcm以上であることがさらに好ましい。体積抵抗率の上限は、特に限定されない。体積抵抗率が1.0×1020Ωcm以下であってもよい。また、第1絶縁部90は誘電特性に優れることが好ましく、具体的には、ASTM D150により得られる60Hzでの比誘電率が4.0以下であることが好ましい場合がある。この比誘電率は、3.5以下であることがより好ましく、3.0以下であることがさらに好ましい。この比誘電率の上限は、特に限定されない。比誘電率が1.0以上であってもよい。第1絶縁部90の体積抵抗率および比誘電率の測定方法は上記ASTM D257及びD150で得られる結果と同等の結果が見込まれる限り限定されない。例えば、第1絶縁部90に相当する材料を測定に必要な寸法に調製してなる測定用試料を別途準備し、この測定用試料を用いて成分分析やFT-IR等の分析手法を通じて構成材料を特定し、その材料について体積抵抗率などの特性評価する方法が挙げられる。
第1絶縁部90を構成する材料は、有機材料から構成されていてもよいし、無機材料から構成されていてもよいし、有機材料と無機材料との複合材料であってもよい。第1絶縁部90が複合材料からなる場合において、無機材料は粒子形状を有し、有機材料からなるマトリックスに分散していてもよい。有機材料の具体例として、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などを挙げることができる。無機材料、特に複合材料における無機材料の具体例として、酸化物、炭化物、窒化物、無機塩類などの無機材料が例示される。例えば、酸化物としては、シリカ、アルミナ、ジルコニアが挙げられる。また、例えば、炭化物及び窒化物としては、それぞれ、炭化ケイ素、窒化ボロンの無機材料が挙げられる。無機塩類としては、例えば、ワラステナイト、カオリン、マイカなどの鉱物が挙げられる。これらのうち、コスト及び絶縁性の点では、酸化物、ケイ酸塩、リン酸塩などの酸化物系材料が好ましい。例えば、無機材料が、珪素(Si)、リン(P)、ホウ素(B)、カルシウム(Ca)からなる群から選択される少なくとも1種を含むと好ましい。
(第2絶縁部)
コイル絶縁部は第2絶縁部80を有し、図5および図6に示されるように、第2絶縁部80は、第1コイル導体部201の表面と第2コイル導体部202の表面の少なくとも一部に設けられている。
コイル絶縁部は第2絶縁部80を有し、図5および図6に示されるように、第2絶縁部80は、第1コイル導体部201の表面と第2コイル導体部202の表面の少なくとも一部に設けられている。
本実施形態において、第2絶縁部80は熱可塑性であり、パラキシリレン系ポリマーを含む熱可塑性樹脂を含む。熱可塑性樹脂の他の例として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリカーボネート、液晶ポリマー、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどを挙げることができる。第2絶縁部80は全体として熱可塑性を有していればよく、上記の熱可塑性樹脂に加えて、例えば無機系の絶縁性粒子を含有していてもよい。
第2絶縁部80は絶縁性に優れることが好ましく、具体的には、ASTM D257により得られる体積抵抗率が1.0×1014Ωcm以上であることが好ましい場合がある。この体積抵抗率は、1.0×1015Ωcm以上であることがより好ましく、1.0×1016Ωcm以上であることがさらに好ましい。体積抵抗率の上限は、特に限定されない。体積抵抗率が1.0×1020Ωcm以下であってもよい。また、第2絶縁部80は誘電特性に優れることが好ましく、具体的には、ASTM D150により得られる60Hzでの比誘電率が4.0以下であることが好ましい場合がある。この比誘電率は、3.5以下であることがより好ましく、3.0以下であることがさらに好ましい。この比誘電率の上限は、特に限定されない。比誘電率が1.0以上であってもよい。体積抵抗率および比誘電率の測定には、別途準備した第2絶縁部80に相当する材料を測定に必要な寸法に調製して使用する。第2絶縁部80に相当する材料は、第1絶縁部90の場合と同様に、例えば、成分分析やFT-IR等の分析手法を通じて特定することができる。
第2絶縁部80の厚さの平均値は、第2絶縁部80が良好な絶縁性を有する観点から、0.2μm以上10μm以下であることが好ましい場合がある。絶縁性をより安定的に確保する観点から、この平均値は、1.0μm以上であることがより好ましい。
コイル導体部20内で短絡防止をより安定的に実現する観点から、第1渦巻部11に接触する第2絶縁部80は、第1渦巻部11の全てのターンについて、第2渦巻部21への対向部に接触する部分、第2渦巻部21に対する反対向部に接触する部分、および側面に接触する部分が、互いに接続境界なく連続してターンに接触することが好ましい。同様に、第2渦巻部21に接触する第2絶縁部80は、第2渦巻部21の全てのターンについて、第1渦巻部11への対向部に接触する部分、第1渦巻部11に対する反対向部に接触する部分、および側面に接触する部分が、互いに接続境界なく連続してターンに接触することが好ましい。
(本体部)
本体部30は磁性材料を含み、コイル部10の一部を内包する。本実施形態では、本体部30はほぼ直方体の形状を有し、コイル部10の端部に位置する第1引出部端面14Eおよび第2引出部端面24E以外の部分を内包する。
本体部30は磁性材料を含み、コイル部10の一部を内包する。本実施形態では、本体部30はほぼ直方体の形状を有し、コイル部10の端部に位置する第1引出部端面14Eおよび第2引出部端面24E以外の部分を内包する。
磁性材料の一具体例は磁性粉体であり、磁性粉体の組織は限定されない。この組織は、結晶相を含んでいてもよく、非晶質相を含んでいてもよい。ここで、結晶材料を結晶相からなる材料、非晶質材料を非晶質相からなる材料、複合材料を結晶相と非晶質材料とからなる材料と定義する。一般的なX線回折法によって得られる回折スペクトルが結晶相の種類を特定できる先鋭な回折ピークを含む場合、材料が結晶相を含む。また、一般的なX線回折法によって得られる回折スペクトルが非晶質相を示すブロードなピークを含む場合、材料が非晶質相を含む。示差熱分析により得られるDSCカーブが結晶化を示すピーク、すなわち、非晶質相から結晶相への相変化に伴う発熱を含む場合も、材料が非晶質相を含む。
磁性粉体の材料系は限定されない。結晶材料の具体例として、Fe-Si-Cr系合金、Fe-Ni系合金、Fe-Co系合金、Fe-V系合金、Fe-Al系合金、Fe-Si系合金、Fe-Si-Al系合金、純鉄、フェライトが挙げられる。純鉄の粉体としては、カルボニル鉄粉が好ましい。また、非晶質材料の具体例として、Fe-Si-B系合金、Fe-P-C系合金およびCo-Fe-Si-B系合金が挙げられる。複合材料の具体例として、Fe-Zr系合金、Fe-Zr-B系合金、Fe-Si-B-Nb-Cu系合金、Fe-Si-B-P-Cu系合金が挙げられる。磁性粉体が、Feを含む金属粉体であると、磁気特性の向上の相乗効果が特に大きい。
磁性粉体の化学組成は限定されない。例えば、Fe-Si-Cr系合金は、1.0~10.0質量%のSiと、1.0~10.0質量%のCrと、Fe及び不純物からなる残部とからなってもよい。また、例えば、Fe-Ni系合金は、1.0~99.0質量%のNiと、Fe及び不純物からなる残部とからなってもよい。さらに、例えば、Fe-P-C系合金は、1.0~13.0原子%のPと、1.0~13.0原子%のCと、Fe及び不純物からなってもよい。このFe-P-C系合金は、任意元素として、Ni、Sn、Cr、B、Siからなる群から選択される1つ以上を含んでもよい。この場合、例えば、Niの量が0~10.0原子%、Snの量が0~3.0原子%、Crの量が0~6.0原子%、Bの量が0~9.0原子%、Siの量が0~7.0原子%であってもよい。Feの量は、65原子%以上であると好ましい。また、例えば、Fe-Si-B-Nb-Cu系合金は、1.0~16.0原子%のSiと、1.0~15.0原子%のBと、0.50~5.0原子%のNbと、0.50~5.0原子%のCuと、Fe及び不純物からなる残部とからなってもよい。この場合、Feの量は、65原子%以上であると好ましい。
磁性粉体の形状は限定されない。磁性粉体は、球形であってもよいし、楕円形であってもよいし、鱗片状であってもよいし、不定形状を有していてもよい。これら形状を得るための製造方法も限定されない。
磁性粉体の粒度分布は限定されない。磁性粉体の粒度分布は、例えば本体部30の切断面を走査型電子顕微鏡で撮像して得られた画像(二次電子像)を解析することによって得ることができる。例えば、磁性粉体の平均円相当直径が、0.50~50.0μmであってもよい。円相当直径の分布が複数のピークを含んでもよい。
磁性粉体は表面絶縁処理が施されていてもよい。磁性粉体に表面絶縁処理が施されている場合には、本体部30の絶縁抵抗が向上する。磁性粉体に施す表面絶縁処理の種類は限定されない。リン酸処理、リン酸塩処理、酸化処理などが例示される。磁性粉体が磁性粒子の表面に絶縁被膜を有してもよい。この絶縁被膜は、Si、P、Bからなる群から選択される少なくとも1つと、O(酸素)とを含んでもよい。
磁性粉体は、複数の粉体材料が混合された混合材料であってもよい。この磁性粉体は、強磁性材料であると好ましく、軟磁性材料であるとさらに好ましい。
本体部30は、任意の副原料をさらに含んでもよい。任意の副原料は、例えば、バインダや改質剤である。バインダは、本体部30に含有される磁性粉体などの粒子同士を結合し、これらの粒子を保持する。このバインダは、本体部30に絶縁抵抗を付与するために、絶縁性の材料であると好ましい。
バインダは、有機材料であっても、無機材料であってもよい。有機材料は、樹脂材料であってもよい。樹脂材料として、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂などが例示される。無機材料は、水ガラスなどガラス系材料であってもよい。バインダは、熱分解等の反応の生成物であってもよく、複数の材料の混合物であってもよい。
改質剤は、例えば、粉体の流動性を向上させたり、バインダの原材料の硬化速度を調整したりする。改質剤は、ガラス系材料であってもよい。
本体部30の寸法は限定されない。例えば、本体部30の最大寸法が3.2mm以下であってもよい。
(外部電極)
図2に示されるように、コイル部10の端部に位置する第1引出部端面14Eおよび第2引出部端面24Eは、本体部30におけるX1-X2方向に並ぶ側面において本体部30から露出している。第1引出部端面14Eと電気的に接触するように、1対の外部電極の一方である第1外部電極41が設けられ、第2引出部端面24Eと電気的に接触するように、1対の外部電極の他方である第2外部電極42が設けられる。
図2に示されるように、コイル部10の端部に位置する第1引出部端面14Eおよび第2引出部端面24Eは、本体部30におけるX1-X2方向に並ぶ側面において本体部30から露出している。第1引出部端面14Eと電気的に接触するように、1対の外部電極の一方である第1外部電極41が設けられ、第2引出部端面24Eと電気的に接触するように、1対の外部電極の他方である第2外部電極42が設けられる。
第1外部電極41は、本体部30のX1-X2方向X2側の側面を覆う側面部41aと、本体部30の底面(Z1-Z2方向Z2側の面)の一部を覆うように設けられる底面部41bとを有する。底面部41bは使用時に基板に対向する部分となる。第2外部電極42は、本体部30のX1-X2方向X1側の側面を覆う側面部42aと、本体部30の底面上において、底面部41bから離間しつつ、その底面の一部を覆うように設けられる底面部42bとを有する。底面部42bも使用時に基板に対向する部分となる。
第1外部電極41および第2外部電極42の位置は、上述の位置に限定されない。第1外部電極41および第2外部電極42が本体部30の上面(Z1-Z2方向Z1側の面)の一部を覆うように形成してもよい。また、第1外部電極41および第2外部電極42が、本体部30の底面(Z1-Z2方向Z2側の面)の一部のみに設けられてもよい。この場合、コイル部10の2つの端部(第1引出部端面14E、第2引出部端面24E)から本体部30の内部を通じて本体部30の底面へ接続する接続導体部(不図示)をコイル導体部20が有していてもよい。この場合において、コイル部10の2つの端部(第1引出部端面14E、第2引出部端面24E)を本体部30の側面へ露出させず、接続導体部を本体部30の底面に露出させてもよい。
第1外部電極41および第2外部電極42の材料及び構成は、適切な導電性を有する限り、限定されない。第1外部電極41および第2外部電極42の限定されない一例として、本体部30の表面に近位な側からCuめっき/Niめっき/Snめっきの構造を有する層が挙げられる。第1外部電極41および第2外部電極42は、銀などの導電性物質が樹脂などに分散してなる塗布型電極から構成されていてもよい。また、第1外部電極41および第2外部電極42は、めっきと塗布型電極との組合せであってもよい。
(外装コート)
本体部30の上面(Z1-Z2方向Z1側の面)およびY1-Y2方向に並ぶ側面には、それぞれ、絶縁性の外装コート50、60が設けられている。本体部30の底面において外部電極の底面部41b、42bが設けられていない部分にも絶縁性の外装コートが設けられていてもよい。また、コイル部品100は、外装コート50、60を備えていなくてもよい。この外装コート50、60は、目的に応じて、本体部30の表面の任意の位置に形成できる。
本体部30の上面(Z1-Z2方向Z1側の面)およびY1-Y2方向に並ぶ側面には、それぞれ、絶縁性の外装コート50、60が設けられている。本体部30の底面において外部電極の底面部41b、42bが設けられていない部分にも絶縁性の外装コートが設けられていてもよい。また、コイル部品100は、外装コート50、60を備えていなくてもよい。この外装コート50、60は、目的に応じて、本体部30の表面の任意の位置に形成できる。
(製造方法)
本実施形態に係るコイル部品100の製造方法は特に限定されない。その製造方法の限定されない一例として、次のとおり、第1導体部11Aを電気めっき処理(電解めっき処理)により形成することを含む製造方法が挙げられる。
本実施形態に係るコイル部品100の製造方法は特に限定されない。その製造方法の限定されない一例として、次のとおり、第1導体部11Aを電気めっき処理(電解めっき処理)により形成することを含む製造方法が挙げられる。
図11から図20は、本発明の一実施形態に係るコイル部品の製造方法の一例の説明図(その1~その10)である。本実施形態に係るコイル部品100の製造方法は、次に説明するパターン形成ステップおよび第1めっき処理ステップを備える。
(a)シート基材の用意
まず、図11(a)に示されるように、ビア部VPに対応する位置に設けられた基材貫通孔91Hを有するシート基材91を用意する。シート基材91は、第1渦巻部11および第2渦巻部21を形成する際の支持体として機能するための機械特性を有する限り、材料上の制約はない。シート基材91は、本例のように、第1絶縁部90の原材料となる場合には、適切な絶縁性を有していることが好ましく、後述するシート基材91の除去処理を行う場合には、少なくとも一部において適切な除去特性を有していることが好ましい。
まず、図11(a)に示されるように、ビア部VPに対応する位置に設けられた基材貫通孔91Hを有するシート基材91を用意する。シート基材91は、第1渦巻部11および第2渦巻部21を形成する際の支持体として機能するための機械特性を有する限り、材料上の制約はない。シート基材91は、本例のように、第1絶縁部90の原材料となる場合には、適切な絶縁性を有していることが好ましく、後述するシート基材91の除去処理を行う場合には、少なくとも一部において適切な除去特性を有していることが好ましい。
シート基材91の厚さは、第1渦巻部11および第2渦巻部21を形成する際の支持体として適切に機能すること、および必要に応じ、シート基材91に由来する第1絶縁部90の絶縁性やシート基材91の除去特性を考慮して設定される。限定されない例示として、シート基材91の厚さを0.4μm以上20μm以下とすることが挙げられる。このシート基材91の厚さは、1.0μm以上であってもよく、5.0μm以上であってもよい。また、コイル部品100のサイズをさらに小さくするために、シート基材91の厚さは14.0μm以下であってもよい。
シート基材91の構成材料として、有機材料、無機材料、およびこれらの複合材料が例示される。有機材料の具体例として、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、セルロースなどが例示される。無機材料の具体例として、ガラス、アルミナ等の酸化物系材料、アルミニウム、マグネシウムなどの金属系材料、炭酸カルシウムなどの無機塩系材料等が例示される。複合材料の具体例として、有機材料のマトリックスに無機材料の粉体が分散される構造が例示される。
(b)導電層の形成
次に、用意したシート基材91を、その主面の法線が第1方向(Z1-Z2方向)を向くように配置し、主面の一方(Z1-Z2方向Z1側の表面)に、第1導体部11Aに対応する第3導体部11Cのパターン11CPを形成するとともに、シート基材91の主面の他方(Z1-Z2方向Z2側の表面)に、第1導体部21Aに対応する第3導体部21Cのパターン21CPを形成する。
次に、用意したシート基材91を、その主面の法線が第1方向(Z1-Z2方向)を向くように配置し、主面の一方(Z1-Z2方向Z1側の表面)に、第1導体部11Aに対応する第3導体部11Cのパターン11CPを形成するとともに、シート基材91の主面の他方(Z1-Z2方向Z2側の表面)に、第1導体部21Aに対応する第3導体部21Cのパターン21CPを形成する。
第3導体部11Cのパターン11CPおよび第3導体部21Cのパターン21CPを形成する具体的な方法は限定されない。例えば、図11(b)から図12(d)に示される方法が例示される。まず、図11(b)に示されるように、シート基材91の主面の双方に(Z1-Z2方向の両側の表面)に第3導体部11Cおよび第3導体部21Cと同じ材料からなる導電層55を形成する。導電層55の形成方法は限定されない。導電層55は、スパッタリングなどのドライプロセスにより形成されてもよいし、無電解めっきなどのウエットプロセスにより形成されてもよい。導電層55の厚さを薄くする観点からは、導電層55がスパッタリングで形成されることが好ましい。
本例では、図11(b)に示されるように、基材貫通孔91Hの内側面にも導電層55Hが形成される。なお、銅張積層板のように、シート基材91の主面の双方に導電層55が予め設けられた部材を用意して、これに基材貫通孔91Hを設けてもよい。この場合には、基材貫通孔91Hの内側面はシート基材91の材料が露出していてもよいし、別途、導電層55Hを設けるプロセスを行ってもよい。
(c)絶縁層の形成
次に、図11(c)に示されるように、シート基材91の一方の主面に設けられた導電層55および他方の主面に設けられた導電層55のそれぞれに、ドライフィルムレジストなどのパターニング可能な材料からなる絶縁層56を積層する。絶縁層56の厚さは、それぞれ、第1導体部11Aの高さよりも厚く、第1導体部21Aの高さよりも厚く形成することにより、第1導体部11Aおよび第1導体部21Aの形状制御性を高めることができる。
次に、図11(c)に示されるように、シート基材91の一方の主面に設けられた導電層55および他方の主面に設けられた導電層55のそれぞれに、ドライフィルムレジストなどのパターニング可能な材料からなる絶縁層56を積層する。絶縁層56の厚さは、それぞれ、第1導体部11Aの高さよりも厚く、第1導体部21Aの高さよりも厚く形成することにより、第1導体部11Aおよび第1導体部21Aの形状制御性を高めることができる。
(d)導電層のパターンの形成
続いて、Z1-Z2方向の両側の絶縁層56に対して露光・現像プロセスを行って、絶縁層56の一部を除去して、第1導体部11Aに対応する第3導体部11Cのパターン11CPおよび第1導体部21Aに対応する第3導体部21Cのパターン21CPのそれぞれの反転形状を有するネガパターン56Pを、第1パターンとして形成する。これにより、Z1-Z2方向の両側の導電層55の一部が露出されて、図12(d)に示されるように、第3導体部11Cのパターン11CPおよび第3導体部21Cのパターン21CPが形成される。
続いて、Z1-Z2方向の両側の絶縁層56に対して露光・現像プロセスを行って、絶縁層56の一部を除去して、第1導体部11Aに対応する第3導体部11Cのパターン11CPおよび第1導体部21Aに対応する第3導体部21Cのパターン21CPのそれぞれの反転形状を有するネガパターン56Pを、第1パターンとして形成する。これにより、Z1-Z2方向の両側の導電層55の一部が露出されて、図12(d)に示されるように、第3導体部11Cのパターン11CPおよび第3導体部21Cのパターン21CPが形成される。
本実施形態に係るコイル部品100の製造方法では、シート基材91のZ1-Z2方向Z1側に位置するネガパターン56P(第1パターン)は、幅広部分11wの少なくとも一部に対応する幅広領域Rw(図12では下側の平面図に点線で示した。)において、導電層55の露出面から第1方向(Z1-Z2方向)に沿って屹立する面を有する側壁部561と、第1方向(Z1-Z2方向)に交差する方向(具体的にはXY面内方向)に離間して対面する2つの側壁部561の頂部をつなぐブリッジ部562と、を有する。これにより、幅広領域Rwには、側壁部561とブリッジ部562と導電層55の露出部分とにより、第1方向(Z1-Z2方向)が閉塞され第1方向に交差する方向(具体的にはXY面内方向)に開口564を有する渦巻部キャビティ563が画成される。
また、シート基材91のZ1-Z2方向Z2側に位置するネガパターン56P(第1パターン)は、幅広部分21wの少なくとも一部に対応する幅広領域Rw(図12には示されない。)において、同様に、側壁部561およびブリッジ部562を有し、側壁部561とブリッジ部562と導電層55の露出部分とにより、第1方向(Z1-Z2方向)が閉塞され第1方向(Z1-Z2方向)に交差する方向(具体的にはXY面内方向)に開口564を有する渦巻部キャビティ563が画成される。
渦巻部キャビティ563は、図12に示されるように、第1方向のブリッジ部562側、すなわちZ1-Z2方向Z1側の全面において閉塞されていてもよい。あるいは、第1方向のブリッジ部562側にブリッジ部562を第1方向に貫通する貫通孔が設けられていてもよい。
ネガパターン56P(第1パターン)にブリッジ部562を形成する方法は限定されない。ネガパターン56Pを形成する絶縁層56の原材料が感光性材料である場合には、感光性材料を露光する際に、シート基材91から遠位である表面側の一部領域について露光量を減少させることにより、ブリッジ部562を形成することができる。露光量を減少させる方法は、デフォーカスを用いてもよいし、半透過性のマスクを用いてもよい。あるいは、形状の異なる複数のマスクを用いて露光を複数回行ってもよいし、絶縁層56を複数の層の積層体として、積層、露光、現像のプロセスを複数回行ってもよい。ネガパターン56Pをナノインプリンティングにより形成する場合には、突出高さの異なる母型を用いることによりブリッジ部562に相当する部分を相対的に浅い凹部として形成し、インプリンティングにより形成された製造物をシート基材91に貼付すれば、ブリッジ部562を形成することが可能である。
Z1-Z2方向の両側の絶縁層56からネガパターン56Pを形成する際に、第1引出部14が有する第3導体部14Cおよび第2引出部24が有する第3導体部24Cに対応する部分を除去することにより、Z1-Z2方向Z1側のネガパターン56P(第1パターン)は第3導体部14Cのパターン14CPを形成し、Z1-Z2方向Z2側のネガパターン56P(第1パターン)は第3導体部24Cのパターン24CPを形成することができる。これにより、図12に示されるように、第1導体部14Aに対応する第3導体部14Cのパターン14CPが第1導体部11Aに対応する第3導体部11Cのパターン11CPと連続的に形成されるとともに、第1導体部24Aに対応する第3導体部24Cのパターン24CPが第1導体部21Aに対応する第3導体部21Cのパターン21CPと連続的に形成される。
本実施形態に係るコイル部品100の製造方法では、シート基材91のZ1-Z2方向Z1側に位置するネガパターン56P(第1パターン)は、第1引出部14に対応する引出領域Rd(図12では点線で示した。)において、側壁部561とブリッジ部562とが設けられて、第1方向(Z1-Z2方向)が閉塞され第1方向に交差する方向(具体的にはXY面内方向)に開口564を有する引出部キャビティ565が画成されている。本例では渦巻部キャビティ563と引出部キャビティ565とは分離しているが、連続していてもよい。引出部キャビティ565は、渦巻部キャビティ563と同様に、第1方向のブリッジ部562側、すなわちZ1-Z2方向Z1側の全面において閉塞されていてもよい。あるいは、第1方向のブリッジ部562側にブリッジ部562を第1方向に貫通する貫通孔が設けられていてもよい。
シート基材91のZ1-Z2方向Z2側に位置するネガパターン56P(第1パターン)は、第2引出部24に対応する引出領域Rd(図12では示されない。)において、側壁部561とブリッジ部562とが設けられて、第1方向(Z1-Z2方向)が閉塞され第1方向に交差する方向(具体的にはXY面内方向)に開口564を有する引出部キャビティ565が画成される。本実施形態では渦巻部キャビティ563と引出部キャビティ565とは分離しているが、連続していてもよい。引出部キャビティ565は、渦巻部キャビティ563と同様に、第1方向のブリッジ部562側、すなわちZ1-Z2方向Z2側の全面において閉塞されていてもよい。あるいは、第1方向のブリッジ部562側にブリッジ部562を第1方向に貫通する貫通孔が設けられていてもよい。
(e)第1導体部の形成
こうして、いずれも露出する導電層55からなる、第3導体部11Cのパターン11CPおよび第3導体部14Cのパターン14CPならびに第3導体部21Cのパターン21CPおよび第3導体部24Cのパターン24CPが形成されたら、第1めっき処理を行う。第1めっき処理ではシート基材91の主面の双方に設けられた導電層55に通電して、電気めっき処理により、図13に示されるように、上記の導電層55のパターン上に、第1導体部11A、12A、14A、21A、22A(図13では示されない。)、24Aを形成する。
こうして、いずれも露出する導電層55からなる、第3導体部11Cのパターン11CPおよび第3導体部14Cのパターン14CPならびに第3導体部21Cのパターン21CPおよび第3導体部24Cのパターン24CPが形成されたら、第1めっき処理を行う。第1めっき処理ではシート基材91の主面の双方に設けられた導電層55に通電して、電気めっき処理により、図13に示されるように、上記の導電層55のパターン上に、第1導体部11A、12A、14A、21A、22A(図13では示されない。)、24Aを形成する。
上記のとおり、導電層55のパターン11CP、14CP、21CP、24CPの周縁に絶縁層56から形成したネガパターン56P(第1パターン)が配置されているため、第1めっき処理では、ネガパターン56Pをマスキング材として電気めっき処理を行うことにより、導電層55のパターン11CP、14CP、21CP、24CPに対応して、第1導体部11Aと第1導体部14Aとが一体的に形成され、第1導体部21Aと第1導体部24Aとが一体的に形成される。また、第1めっき処理では、基材貫通孔91Hを充填するようにビア導体部11Hが形成される。このビア導体部11Hがビア部VPを構成するため、ビア部VPは、第1めっき処理において、第1渦巻部11および第2渦巻部21の双方と一体的に形成される。
ブリッジ部562で覆われず、第1方向に見て視認可能な導電層55のパターンにはめっき析出物が析出され、これらのめっき析出物が第1導体部11hA、21hAを構成する。上記のとおり、本例では、ネガパターン56P(第1パターン)は、幅広領域Rwにおいて渦巻部キャビティ563を有し、引出領域Rdにおいて引出部キャビティ565を有し、これらのキャビティ内にて露出する導電層55にもめっき析出物が形成され、これらのめっき析出物が第1導体部11wA、21wA、14A、24Aを構成する。
ここで、第1導体部11wAが形成される渦巻部キャビティ563および第1導体部21wAが形成される渦巻部キャビティ563における導電層55のパターンの幅Wtは、第1導体部11hA、21hAが形成される導電層55のパターンの幅Wtよりも広い。このため、ブリッジ部562が設けられていないと、幅広領域Rwに位置する導電層55のパターン上を流れるめっき液の循環の程度は、第1導体部11hA、21hAが形成される導電層55のパターン上を流れるめっき液の循環の程度よりも高くなる。その結果、幅広領域Rwに位置する導電層55のパターンに形成される第1導体部11wA、21wAの析出厚さ(第1方向の高さ)は、第1導体部11hA、21hAの析出厚さ(第1方向の高さ)よりも高くなる。
このように、第1導体部において導電層55のパターンの形状に対応して第1方向(Z1-Z2方向)の高さにばらつきが生じると、コイル導体部20の高さにもばらつきが生じる。本体部30の外形は、小型化の要請に応えるために基本的に平面度の高い立体であり、第1方向に沿った法線を有する面の平面度も高い。このため、コイル導体部20の高さのばらつきは、コイル導体部20の第1方向(Z1-Z2方向)側に位置する磁性材料の量のばらつきに直結する。この磁性材料の量的ばらつきは、コイル部品100の磁気特性のばらつきとなり、結果、コイル部品100の特性ばらつきとなって、コイル部品100の品質安定性に影響を及ぼす。
本実施形態に係るコイル部品100では、上記のように幅広領域Rwにブリッジ部562が設けられているため、渦巻部キャビティ563および渦巻部キャビティ563の内部で露出する導電層55のパターン上に析出するめっき析出物は、これらのキャビティを充填するように形成される。このため、幅広領域Rwに形成される第1導体部11wA、21wAの第1方向の平均長さ(高さ)は、導電層55とブリッジ部562との離間距離へと制限され、第1導体部11wA、21wAが第1導体部11hA、21hAよりも過度に高くなることは抑制される。
なお、このキャビティへのめっき析出物の充填の程度は、渦巻部キャビティ563全体がめっき析出物で満たされる完全充填でなくてもよく、ブリッジ部562の導電層55に対向する側の面の少なくとも一部に接触するようにめっき析出物が形成されていればよい。渦巻部キャビティ563の内部に形成されるめっき析出物の量が増えると、渦巻部キャビティ563の内部を流れるめっき液の量が少なくなるため、めっき析出速度が低下する。したがって、渦巻部キャビティ563の内部をめっき析出物により完全充填せず、空隙を残しておくことが、生産性の観点から好ましい場合もある。
なお、このキャビティへのめっき析出物の充填の程度は、渦巻部キャビティ563全体がめっき析出物で満たされる完全充填でなくてもよく、ブリッジ部562の導電層55に対向する側の面の少なくとも一部に接触するようにめっき析出物が形成されていればよい。渦巻部キャビティ563の内部に形成されるめっき析出物の量が増えると、渦巻部キャビティ563の内部を流れるめっき液の量が少なくなるため、めっき析出速度が低下する。したがって、渦巻部キャビティ563の内部をめっき析出物により完全充填せず、空隙を残しておくことが、生産性の観点から好ましい場合もある。
渦巻部キャビティ563の内部においてブリッジ部562の導電層55に対向する側の面の少なくとも一部に接触するようにめっき析出物が形成された場合には、第1導体部11wA、21wAのブリッジ部562に対向する側の面は、第1導体部11hA、21hAにおける同じ側の面よりも平面度が高くなる。
引出領域Rdに形成される第1導体部14A、24Aの第1方向の平均長さ(高さ)は、第1導体部11wA、21wAと同様に、導電層55とブリッジ部562との離間距離に制限され、第1導体部14A、24Aが第1導体部11hA、21hAよりも過度に高くなることは、抑制される。
電気めっきにより形成されるめっき析出物は、適切な導電性を有している限り、限定されない。前述のとおり、Cu、Cu合金などCuを含む材料が限定されない一例となる。
(f)ネガパターンの除去
こうして、シート基材91の主面の双方に第1導体部11wA、11hA、12A、14A、21wA(図14には示されない。以下同じ。)、21hA、22A、24Aが形成されたら、絶縁層56からなるネガパターン56Pを剥離する剥離処理を行う。その結果、図14に示されるように、シート基材91には、基材貫通孔91Hを除く全面に導電層55が位置し、導電層55の上に第1導体部11wA、11hA、12A、14A、21wA、21hA、22A、24Aが配置された構造が得られる。なお、前述のように、第1導体部11Aに連続して形成された第1導体部12Aと、第1導体部21Aに連続して形成された第1導体部22Aとは、ビア部VPを構成するビア導体部11Hにより電気的に接続されている。
こうして、シート基材91の主面の双方に第1導体部11wA、11hA、12A、14A、21wA(図14には示されない。以下同じ。)、21hA、22A、24Aが形成されたら、絶縁層56からなるネガパターン56Pを剥離する剥離処理を行う。その結果、図14に示されるように、シート基材91には、基材貫通孔91Hを除く全面に導電層55が位置し、導電層55の上に第1導体部11wA、11hA、12A、14A、21wA、21hA、22A、24Aが配置された構造が得られる。なお、前述のように、第1導体部11Aに連続して形成された第1導体部12Aと、第1導体部21Aに連続して形成された第1導体部22Aとは、ビア部VPを構成するビア導体部11Hにより電気的に接続されている。
また、第1導体部11wA、21wAは、渦巻部キャビティ563を充填するように形成されるため、第1導体部11wA、21wAにおけるシート基材91に対向する側と反対側の端部は、ブリッジ部562のシート基材91に対向する面の形状を転写した形状を有する。それゆえ、ブリッジ部562の形成方法を適切に設定すれば、第1導体部11wA、21wAにおけるシート基材91に対向する側と反対側の面を平面状にすることが可能である。
これに対し、ブリッジ部562で覆われず、第1めっき処理の前の状態において第1方向に見て視認可能な導電層55のパターンでは、パターンの幅Wt方向においてめっき液の循環の程度が異なることに起因して、幅Wt方向で中央に近いほどめっき析出物が形成されやすくなる。このため、めっき析出物からなる第1導体部11hA、21hAは、第1方向および幅Wt方向を含む面で切断すると、中央部が高い凸型の外形を有する。
それゆえ、第1導体部11wA、21wAと第1導体部11hA、21hAとについて、シート基材91に対向する側と反対側の面の形状を対比すると、第1導体部11wA、21wAの方が平坦度が高い形状となる。また、第1導体部11wAを第1方向を含む面で切断して得られる幅広部分断面Swの第1方向の一方の端部(Z1-Z2方向Z1側)が作る幅広部分断面線L1wと第1導体部11hAを第1方向を含む面で切断して得られる高巻部断面Shの第1方向の一方の端部(Z1-Z2方向Z1側)が作る高巻部断面線L1hとを対比すると、幅広部分断面線L1wの直線性は、高巻部断面線L1hの直線性よりも高くなる。
同様に、第1導体部14A、24Aにおけるシート基材91に対向する側と反対側の面を平面状にすることが可能であり、そのように設定した場合には、第1導体部14A、24Aと第1導体部11hA、21hAとについて、シート基材91に対向する側と反対側の面の形状を対比すると、第1導体部14A、24Aの方が平坦度が高い形状となる。また、第1導体部14Aを第1方向を含む面で切断して得られる引出部断面Sdの第1方向の一方の端部(Z1-Z2方向Z1側)が作る引出部断面線L1dと高巻部断面線L1hとを対比すると、引出部断面線L1dの直線性は、高巻部断面線L1hの直線性よりも高くなる。
(g)導電層の除去
続いて、剥離処理の一部として、シート基材91上の導電層55のうち、第1方向(Z1-Z2方向)に露出する部分、具体的には、第1導体部11A、12A、14A、21A、22A、24Aで覆われていない部分、を削除する。これにより、図15に示されるように、シート基材91上に残留する導電層55は、コイル部10の構成要素としての第3導体部11C、14C、21C、24Cとなる。
続いて、剥離処理の一部として、シート基材91上の導電層55のうち、第1方向(Z1-Z2方向)に露出する部分、具体的には、第1導体部11A、12A、14A、21A、22A、24Aで覆われていない部分、を削除する。これにより、図15に示されるように、シート基材91上に残留する導電層55は、コイル部10の構成要素としての第3導体部11C、14C、21C、24Cとなる。
導電層55の削除方法は限定されない。導電層55を構成する材料を除去可能なプロセスであって、第1導体部11A、12A、14A、21A、22A、24Aへの影響が少ないプロセスを適宜選択すればよい。例えば、第1導体部11A、12A、14A、21A、22A、24AがCuから構成され、導電層55がNiから構成される場合には、導電層55のうち第1導体部11A、12A、14A、21A、22A、24Aに覆われていない部分を、高い選択性でエッチングすることが可能である。なお、導電層55の構成材料が第1導体部11A、12A、14A、21A、22A、24Aと同質である場合には、導電層55を構成する材料を除去可能なプロセスにより第1導体部11A、12A、14A、21A、22A、24Aも一部除去されるが、第1めっき処理において形成する電気めっき析出物の形状を、この除去分を勘案した形状とすればよい。
(h)第2導体部の形成
上記のように導電層55を削除することにより、シート基材91において露出する導電性の部材は、実質的に第1導体部11A、12A、14A、21A、22A、24Aのみとなる。この状態で、第2めっき処理を行うことにより、図16に示されるように、第1導体部11A、12A、14Aの表面に第2導体部11B、12B、14Bを形成し、第1導体部21A、22A、24Aの表面に第2導体部21B、22B、24Bが形成される。第2めっき処理は、電気めっき(電解めっき)処理であってもよいし、無電解めっき処理であってもよい。第2導体部11B、12B、14B、21B、22B、24Bが形成されることにより、第1渦巻部11および第1引出部14を含む第1コイル導体部201、第2渦巻部21および第2引出部24を含む第2コイル導体部202が形成され、これらの第1コイル導体部201および第2コイル導体部202ならびにビア部VPを備えるコイル導体部20も形成される。
上記のように導電層55を削除することにより、シート基材91において露出する導電性の部材は、実質的に第1導体部11A、12A、14A、21A、22A、24Aのみとなる。この状態で、第2めっき処理を行うことにより、図16に示されるように、第1導体部11A、12A、14Aの表面に第2導体部11B、12B、14Bを形成し、第1導体部21A、22A、24Aの表面に第2導体部21B、22B、24Bが形成される。第2めっき処理は、電気めっき(電解めっき)処理であってもよいし、無電解めっき処理であってもよい。第2導体部11B、12B、14B、21B、22B、24Bが形成されることにより、第1渦巻部11および第1引出部14を含む第1コイル導体部201、第2渦巻部21および第2引出部24を含む第2コイル導体部202が形成され、これらの第1コイル導体部201および第2コイル導体部202ならびにビア部VPを備えるコイル導体部20も形成される。
(i)シート基材の除去
続いて、シート基材91のうち、導電性の部材が設けられておらず露出した部分を除去する除去処理を行う。具体的には、図17に示されるように、第1方向(Z1-Z2方向)に見て、シート基材91における、第1渦巻部11の内縁に囲まれる領域を含むように、シート基材91を除去する。図17では、シート基材91のうち、第1方向の両側に第1導体部が位置する部分が除去残りとなり、それぞれ、第1絶縁部90となっている。
続いて、シート基材91のうち、導電性の部材が設けられておらず露出した部分を除去する除去処理を行う。具体的には、図17に示されるように、第1方向(Z1-Z2方向)に見て、シート基材91における、第1渦巻部11の内縁に囲まれる領域を含むように、シート基材91を除去する。図17では、シート基材91のうち、第1方向の両側に第1導体部が位置する部分が除去残りとなり、それぞれ、第1絶縁部90となっている。
シート基材91の具体的な除去処理は、シート基材91の構成材料に応じて適宜設定される。除去処理は、プラズマエッチングなどのドライプロセスや、ウエットエッチングなどのウエットプロセスに大別される。等方的な除去プロセスである観点や、シート基材91の除去効率を高める観点から、ウエットプロセスの方が好ましい場合がある。除去処理によってシート基材91の一部が除去され、除去されない残部があってもよい。例えば、シート基材91が有機材料と無機材料との複合材料からなり、除去プロセスでは有機材料のみが除去されてもよい。
(j)第2絶縁部の形成
こうしてシート基材91が除去されたら、コイル導体部20の露出部分の少なくとも一部を覆うように絶縁材料からなる第2絶縁部80を形成する(図18)。第2絶縁部80の形成プロセスは、第2絶縁部80の構成材料に応じて適宜設定される。例えば第2絶縁部80がパラキシリレン系ポリマーからなる場合には、ドライプロセス(蒸着)により形成される。第2絶縁部80がエポキシ樹脂などの硬化性樹脂材料を含む場合には、第2絶縁部80の構成材料を含む粉状体または液状体を露出面に付着させ、その後加熱などにより付着物を固体化することにより形成されうる。
こうしてシート基材91が除去されたら、コイル導体部20の露出部分の少なくとも一部を覆うように絶縁材料からなる第2絶縁部80を形成する(図18)。第2絶縁部80の形成プロセスは、第2絶縁部80の構成材料に応じて適宜設定される。例えば第2絶縁部80がパラキシリレン系ポリマーからなる場合には、ドライプロセス(蒸着)により形成される。第2絶縁部80がエポキシ樹脂などの硬化性樹脂材料を含む場合には、第2絶縁部80の構成材料を含む粉状体または液状体を露出面に付着させ、その後加熱などにより付着物を固体化することにより形成されうる。
(k)本体部の形成
以上の工程によりコイル部10が形成されたら、図19に示されるように、コイル部10を磁性粉体を含む材料で封止して本体部30を形成する。本体部30の形成方法は限定されず、成形プロセスが例示される。成形プロセスの具体例として、図18に示される製造物を金型内に配置して、磁性粉体を含む材料の圧縮成形により形成することや、磁性粉体を含む材料またはその材料の原料となる部材をトランスファー成形することが挙げられる。図18に示される製造物を金型内に配置して圧縮成形して図19に示される製造物を得る場合には、図18に示される製造物においてコイル部10における渦巻導体部(第1渦巻部11、第2渦巻部21)の第1方向の高さの均一性を高めることは、成形品質(図19に示される製造物の品質、具体的にはその厚さの均一性が例示される。)を高める観点から好ましい。この点に関し、本実施形態に係るコイル部品100の製造方法では、前述のように、一具体例において、第1コイル導体部201および第2コイル導体部202の高さ(第1方向の平均長さ)の均一性が高いため、成形品質を高めることが容易である。
以上の工程によりコイル部10が形成されたら、図19に示されるように、コイル部10を磁性粉体を含む材料で封止して本体部30を形成する。本体部30の形成方法は限定されず、成形プロセスが例示される。成形プロセスの具体例として、図18に示される製造物を金型内に配置して、磁性粉体を含む材料の圧縮成形により形成することや、磁性粉体を含む材料またはその材料の原料となる部材をトランスファー成形することが挙げられる。図18に示される製造物を金型内に配置して圧縮成形して図19に示される製造物を得る場合には、図18に示される製造物においてコイル部10における渦巻導体部(第1渦巻部11、第2渦巻部21)の第1方向の高さの均一性を高めることは、成形品質(図19に示される製造物の品質、具体的にはその厚さの均一性が例示される。)を高める観点から好ましい。この点に関し、本実施形態に係るコイル部品100の製造方法では、前述のように、一具体例において、第1コイル導体部201および第2コイル導体部202の高さ(第1方向の平均長さ)の均一性が高いため、成形品質を高めることが容易である。
本体部30から第1引出部端面14Eおよび第2引出部端面24Eが露出するように本体部30を形成する方法は限定されない。例えば、第1引出部14および第2引出部24を、本体部30の一部ごと、第1方向およびY1-Y2方向を含む面で切断して、第1引出部端面14Eおよび第2引出部端面24Eを露出させてもよい。図19では切断面に基づく切断線CLが二点鎖線により表示されている。
(l)外装コートの形成
次に、本体部30における露出部の一部に外装コート50を施して、本体部30を保護する。図20の(l)に示される図では、本体部30の上面(Z1-Z2方向Z1側の面)および本体部30の下面(Z1-Z2方向Z2側の面)における、第1外部電極41も第2外部電極42も形成されない部分に外装コート50が施されている。図20の(l)には示されないが、外装コート50とともに外装コート60(図1参照)も施される。本体部30のままとしてもよいが、他の部材の衝突などに基づき外力が付与されると、本体部30を構成する磁性粉体の表面の絶縁被覆が削れて、本体部30の表面の抵抗が低下する場合がある。表面の絶縁性の低下はコイル部品100の信頼性の低下をもたらす可能性があるため、絶縁性の材料からなる外装コート50、60を設けることが好ましい。
次に、本体部30における露出部の一部に外装コート50を施して、本体部30を保護する。図20の(l)に示される図では、本体部30の上面(Z1-Z2方向Z1側の面)および本体部30の下面(Z1-Z2方向Z2側の面)における、第1外部電極41も第2外部電極42も形成されない部分に外装コート50が施されている。図20の(l)には示されないが、外装コート50とともに外装コート60(図1参照)も施される。本体部30のままとしてもよいが、他の部材の衝突などに基づき外力が付与されると、本体部30を構成する磁性粉体の表面の絶縁被覆が削れて、本体部30の表面の抵抗が低下する場合がある。表面の絶縁性の低下はコイル部品100の信頼性の低下をもたらす可能性があるため、絶縁性の材料からなる外装コート50、60を設けることが好ましい。
外装コート50、60の形成方法は限定されない。印刷、塗布などの公知の方法を採用すればよい。外装コート50、60の構成材料は、エポキシ樹脂など公知の材料でよく、耐衝撃性を高める観点から、ガラス繊維などの無機材料をエポキシ樹脂などの有機材料に分散させた複合材料が好ましい場合がある。また、外装コート50、60は、絶縁信頼性や耐衝撃性の向上の他、外観品質の向上や次の工程で行われる外部電極の位置精度向上(例えば、めっき伸びの防止)のために形成されてもよい。なお、この外装コートの形成プロセスを複数回繰り返してもよく、その場合には、外装コート50と外装コート60とが異なるプロセスで形成されてもよい。
(m)外部電極の形成
最後に、本体部30を形成する際に磁性粉体を含む材料で封止されなかった、第1引出部14の一部(第1引出部端面14E)に2つの端子部の一方(第1外部電極41)を電気的に接続し、第2引出部24の一部(第2引出部端面24E)に2つの端子部の他方(第2外部電極42)を電気的に接続する。第1外部電極41および第2外部電極42の形成方法は限定されず、めっき処理や印刷プロセスが例示される。図20の(m)に示される図では、本体部30の側面(X1-X2方向を向く面)のみならず、本体部30の底面(Z1-Z2方向Z2側の面)の一部にも延在するように、第1外部電極41および第2外部電極42は形成されている。前述のように、外装コート50を形成してから外部電極(第1外部電極41および第2外部電極42)を形成することにより、本体部30の露出面の想定外の領域にめっき析出物が形成されて、外部電極の形状精度が低くなったり、外部電極の短絡の危険性が増大したりする不具合(めっき伸び)を防止することができる。この観点から、外装コート50は、本実施形態のように、外装コートの形成プロセスにおいて、実装面となる下面(Z1-Z2方向Z2側)にも形成されていることが好ましい。
最後に、本体部30を形成する際に磁性粉体を含む材料で封止されなかった、第1引出部14の一部(第1引出部端面14E)に2つの端子部の一方(第1外部電極41)を電気的に接続し、第2引出部24の一部(第2引出部端面24E)に2つの端子部の他方(第2外部電極42)を電気的に接続する。第1外部電極41および第2外部電極42の形成方法は限定されず、めっき処理や印刷プロセスが例示される。図20の(m)に示される図では、本体部30の側面(X1-X2方向を向く面)のみならず、本体部30の底面(Z1-Z2方向Z2側の面)の一部にも延在するように、第1外部電極41および第2外部電極42は形成されている。前述のように、外装コート50を形成してから外部電極(第1外部電極41および第2外部電極42)を形成することにより、本体部30の露出面の想定外の領域にめっき析出物が形成されて、外部電極の形状精度が低くなったり、外部電極の短絡の危険性が増大したりする不具合(めっき伸び)を防止することができる。この観点から、外装コート50は、本実施形態のように、外装コートの形成プロセスにおいて、実装面となる下面(Z1-Z2方向Z2側)にも形成されていることが好ましい。
(電子・電気機器)
本発明の一実施形態に係る電子・電気機器は、上記の本発明の一実施形態に係るコイル部品100が実装された電子・電気機器であって、コイル部品100は第1外部電極41および第2外部電極42にて基板に接続されている電子・電気機器である。本発明の一実施形態に係る電子・電気機器は、本発明の一実施形態に係るコイル部品100が実装されているため、機器の小型化も容易である。また、機器内に大電流を流したり、高周波を印加したりすることがあっても、コイル部品100の機能低下や発熱に起因する不具合が生じにくい。
本発明の一実施形態に係る電子・電気機器は、上記の本発明の一実施形態に係るコイル部品100が実装された電子・電気機器であって、コイル部品100は第1外部電極41および第2外部電極42にて基板に接続されている電子・電気機器である。本発明の一実施形態に係る電子・電気機器は、本発明の一実施形態に係るコイル部品100が実装されているため、機器の小型化も容易である。また、機器内に大電流を流したり、高周波を印加したりすることがあっても、コイル部品100の機能低下や発熱に起因する不具合が生じにくい。
以上説明した実施形態及び実施例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
100 :コイル部品
10 :コイル部
11 :第1渦巻部
11A、11hA、11wA、12A、14A、21A、21hA、21wA、22A、111wA、113hA、24A :第1導体部
11B、12B、14B、21B、22B、24B、111wB、113hB :第2導体部
11C、14C、21C、24C、113hC :第3導体部
11CP :パターン
11H :ビア導体部
11L、21L :低巻部
11h、21h :高巻部
11w :幅広部分
12 :第1内周側端部
13 :第1外周側端部
14 :第1引出部
14CP、21CP、24CP :パターン
14E :第1引出部端面
20 :コイル導体部
21 :第2渦巻部
21w :幅広部分
22 :第2内周側端部
23 :第2外周側端部
24 :第2引出部
24E :第2引出部端面
30 :本体部
41 :第1外部電極(第1端子部)
41a、42a :側面部
41b、42b :底面部
42 :第2外部電極(第2端子部)
50 :外装コート
55、55H :導電層
56 :絶縁層
56P :ネガパターン(第1パターン)
60 :外装コート
80 :第2絶縁部
90 :第1絶縁部
91 :シート基材
91H :基材貫通孔
111h :第1内周側ターン
111w :第1内周側幅広部分
112h :第1中央ターン
113h :第1外周側ターン
113w :第1外周側幅広部分
201 :第1コイル導体部
202 :第2コイル導体部
211h :第2内周側ターン
211w :第2内周側幅広部分
212h :第2中央ターン
213h :第2外周側ターン
213w :第2外周側幅広部分
561 :側壁部
562 :ブリッジ部
563 :渦巻部キャビティ
564 :開口
565 :引出部キャビティ
CL :切断線
Hd、H1d、Hh、H1h、Hw、H1w :高さ
IF1 :第1界面
L1~L4 :直線
L1d :引出部断面線
L1da、L1ha、L1wa、Lda、Lha、Lwa :近似直線
L1h :高巻部断面線
L1w :幅広部分断面線
L1hm、L1wm :領域
Ld :引出部端線
Lh :高巻部端線
Lw :幅広部分端線
O :軸
Rd :引出領域
Rw :幅広領域
Sd :引出部断面
Sh :高巻部断面
Sw :幅広部分断面
VP :ビア部
Wt :ターン幅
10 :コイル部
11 :第1渦巻部
11A、11hA、11wA、12A、14A、21A、21hA、21wA、22A、111wA、113hA、24A :第1導体部
11B、12B、14B、21B、22B、24B、111wB、113hB :第2導体部
11C、14C、21C、24C、113hC :第3導体部
11CP :パターン
11H :ビア導体部
11L、21L :低巻部
11h、21h :高巻部
11w :幅広部分
12 :第1内周側端部
13 :第1外周側端部
14 :第1引出部
14CP、21CP、24CP :パターン
14E :第1引出部端面
20 :コイル導体部
21 :第2渦巻部
21w :幅広部分
22 :第2内周側端部
23 :第2外周側端部
24 :第2引出部
24E :第2引出部端面
30 :本体部
41 :第1外部電極(第1端子部)
41a、42a :側面部
41b、42b :底面部
42 :第2外部電極(第2端子部)
50 :外装コート
55、55H :導電層
56 :絶縁層
56P :ネガパターン(第1パターン)
60 :外装コート
80 :第2絶縁部
90 :第1絶縁部
91 :シート基材
91H :基材貫通孔
111h :第1内周側ターン
111w :第1内周側幅広部分
112h :第1中央ターン
113h :第1外周側ターン
113w :第1外周側幅広部分
201 :第1コイル導体部
202 :第2コイル導体部
211h :第2内周側ターン
211w :第2内周側幅広部分
212h :第2中央ターン
213h :第2外周側ターン
213w :第2外周側幅広部分
561 :側壁部
562 :ブリッジ部
563 :渦巻部キャビティ
564 :開口
565 :引出部キャビティ
CL :切断線
Hd、H1d、Hh、H1h、Hw、H1w :高さ
IF1 :第1界面
L1~L4 :直線
L1d :引出部断面線
L1da、L1ha、L1wa、Lda、Lha、Lwa :近似直線
L1h :高巻部断面線
L1w :幅広部分断面線
L1hm、L1wm :領域
Ld :引出部端線
Lh :高巻部端線
Lw :幅広部分端線
O :軸
Rd :引出領域
Rw :幅広領域
Sd :引出部断面
Sh :高巻部断面
Sw :幅広部分断面
VP :ビア部
Wt :ターン幅
Claims (18)
- 第1方向に沿う軸の周りに第1内周側端部から第1外周側端部に向けて前記軸から遠ざかる渦巻き状の第1渦巻部を有する第1コイル導体部と、
前記第1外周側端部に電気的に接続される第1端子部と、
前記第1内周側端部に電気的に接続される第2端子部と、
を備え、
前記第1渦巻部は、ターン数が2以上の高巻部と前記高巻部よりもターン数が少ない低巻部とを有し、前記低巻部に位置するターンは、前記高巻部に位置するターンよりも前記第1方向に見たターン幅が広い幅広部分を有し、
前記第1コイル導体部の少なくとも一部は、めっき析出物を含む第1導体部からなり、
前記第1方向を含む面で前記幅広部分を切断して得られる幅広部分断面に前記第1導体部の前記第1方向の一方の端部が作る幅広部分断面線は、
前記第1方向を含む面で前記高巻部を切断して得られる高巻部断面に前記第1導体部の前記第1方向の前記一方の端部が作る高巻部断面線よりも、
直線性が高いこと
を特徴とするコイル部品。 - 前記幅広部分断面における前記第1導体部の前記第1方向の平均長さH1wと、前記高巻部断面における前記第1導体部の前記第1方向の平均長さH1hとは、0.8≦H1w/H1h≦1.2を満たす、請求項1に記載のコイル部品。
- 前記第1コイル導体部は、前記第1導体部の前記第1方向の前記一方の端部に接するように設けられた導電性の第2導体部を有し、前記幅広部分断面線および前記高巻部断面線は、前記第1導体部と前記第2導体部との境界線からなる、請求項1に記載のコイル部品。
- 前記幅広部分断面の前記第1方向の前記一方の端部が作る幅広部分端線は、前記高巻部断面の前記第1方向の前記一方の端部が作る高巻部端線よりも、直線性が高い、請求項3に記載のコイル部品。
- 前記第1コイル導体部は、前記第1導体部の前記第1方向の他方の端部に接するように設けられた導電性の第3導体部を有する、請求項1に記載のコイル部品。
- 前記第1コイル導体部は、前記第1外周側端部と前記第1端子部との間に、導電性の第1引出部を備え、
前記第1引出部の少なくとも一部は、前記第1導体部からなり、
前記第1方向を含む面で前記第1引出部を切断して得られる引出部断面に前記第1導体部の前記第1方向の前記一方の端部が作る引出部断面線は、前記高巻部断面線よりも直線性が高い、請求項1に記載のコイル部品。 - 前記引出部断面における前記第1導体部の前記第1方向の平均長さH1dと、前記高巻部断面における前記第1導体部の前記第1方向の平均長さH1hとは、0.8≦H1d/H1h≦1.2を満たす、請求項6に記載のコイル部品。
- 前記第1引出部は、前記第1引出部の前記第1方向の前記一方の端部に接するように導電性の第2導体部が設けられ、前記引出部断面線は、前記第1導体部と前記第2導体部との境界線からなる、請求項6に記載のコイル部品。
- 前記第1引出部は、前記第1導体部の前記第1方向の他方の端部に接するように設けられた導電性の第3導体部を有する、請求項6に記載のコイル部品。
- 磁性材料を含んでなり、前記第1コイル導体部の少なくとも一部を内包する本体部を備える、請求項1に記載のコイル部品。
- 前記磁性材料は磁性粉体を含み、前記本体部は、前記磁性粉体を保持するバインダを含む、請求項10に記載のコイル部品。
- 前記第1方向に沿う前記軸の周りに第2内周側端部から第2外周側端部に向けて前記軸から遠ざかる渦巻き状の第2渦巻部を有する第2コイル導体部をさらに備え、
前記第2内周側端部は、導電性のビア部を介して、前記第1内周側端部に電気的に接続され、
前記第2外周側端部は前記第2端子部に電気的に接続され、
前記第1コイル導体部と前記第2コイル導体部とは、前記第1方向に並び、前記第1コイル導体部における前記第1方向の他方の端部側に、前記第2コイル導体部は位置する、請求項1に記載のコイル部品。 - 前記第2渦巻部は前記高巻部と前記低巻部とを有し、前記低巻部に位置するターンは、前記幅広部分を有し、
前記第2コイル導体部の少なくとも一部は、前記第1導体部からなり、
前記幅広部分断面線は、前記高巻部断面線よりも直線性が高い、請求項12に記載のコイル部品。 - 第1方向に見て渦巻形状を有する第1渦巻部を有する第1コイル導体部を備えるコイル部品の製造方法であって、
前記第1渦巻部は、ターン数が2以上の高巻部と前記高巻部よりもターン数が少ない低巻部とを有し、前記低巻部に位置するターンは、前記高巻部に位置するターンよりも前記第1方向に見たターン幅が広い幅広部分を有し、
前記コイル部品は、
絶縁性のシート基材の主面に設けられた導電層の一部の上に絶縁性の第1パターンを形成するパターン形成ステップと、
前記導電層に通電する電気めっき処理を行い、前記導電層における前記第1パターンに接触せずに露出する露出面の上に、めっき析出物からなり、前記第1渦巻部の少なくとも一部を構成する第1導体部を形成する第1めっき処理ステップと、
を含んで製造され、
前記第1パターンは、前記幅広部分の少なくとも一部に対応する幅広領域において、
前記導電層の露出面から前記第1方向に沿って屹立する面を有する側壁部と、
前記第1方向に交差する方向に離間して対面する2つの前記側壁部の頂部をつなぐブリッジ部と、
を有し、
前記幅広領域には、前記側壁部と前記ブリッジ部と前記導電層の露出部分とにより、前記第1方向が閉塞され前記第1方向に交差する方向に開口を有する渦巻部キャビティが画成され、
前記第1めっき処理ステップにおいて、前記渦巻部キャビティを前記第1導体部で充填すること
を特徴とするコイル部品の製造方法。 - 前記渦巻部キャビティは、前記第1方向の前記ブリッジ部側の全面において閉塞されている、請求項14に記載のコイル部品の製造方法。
- 前記第1コイル導体部は、前記第1渦巻部の外周側端部から連設される第1引出部を有し、
前記第1パターンは、前記第1引出部に対応する引出領域を有し、
前記引出領域には、前記側壁部と前記ブリッジ部とが設けられて、前記第1方向が閉塞され前記第1方向に交差する方向に開口を有する引出部キャビティが画成され、
前記第1めっき処理ステップにおいて、前記引出部キャビティを前記第1導体部で充填する、請求項14に記載のコイル部品の製造方法。 - 前記引出部キャビティは、前記第1方向の前記ブリッジ部側の全面において閉塞されている、請求項16に記載のコイル部品の製造方法。
- 請求項1に記載のコイル部品が実装された電子・電気機器であって、前記コイル部品は前記第1端子部および前記第2端子部にて基板に接続されている電子・電気機器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/002807 WO2025163730A1 (ja) | 2024-01-30 | 2024-01-30 | コイル部品、コイル部品の製造方法および電子・電気機器 |
| TW113151166A TW202531262A (zh) | 2024-01-30 | 2024-12-27 | 線圈零件、線圈零件之製造方法及電子、電氣機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/002807 WO2025163730A1 (ja) | 2024-01-30 | 2024-01-30 | コイル部品、コイル部品の製造方法および電子・電気機器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025163730A1 true WO2025163730A1 (ja) | 2025-08-07 |
Family
ID=96589747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/002807 Pending WO2025163730A1 (ja) | 2024-01-30 | 2024-01-30 | コイル部品、コイル部品の製造方法および電子・電気機器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| WO (1) | WO2025163730A1 (ja) |
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-
2024
- 2024-01-30 WO PCT/JP2024/002807 patent/WO2025163730A1/ja active Pending
- 2024-12-27 TW TW113151166A patent/TW202531262A/zh unknown
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