JP2014063782A - Coil element and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁性体コアにコイルが巻回されたコイル素子の構造と製造方法とに関する。 The present invention relates to a structure and manufacturing method of a coil element in which a coil is wound around a magnetic core.
従来、コイル素子として、円環状に巻かれた金属箔からなるコイルを、厚み方向（コイル軸方向）から２つのパーツに分かれたフェライトコアで挟み込み、コイルの中心部分の空間に円柱状の磁性体を挿入した構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。 Conventionally, as a coil element, a coil made of a metal foil wound in an annular shape is sandwiched by a ferrite core divided into two parts from the thickness direction (coil axial direction), and a cylindrical magnetic body is formed in the space of the central portion of the coil. A structure in which is inserted is known (for example, see Patent Document 1).
上述した構造のコイル素子は、２つのフェライトコアを組み合わせて外装が構成されているので、外部から加わる衝撃に対して脆弱である。また、コイルの外側にフェライトコアが配置されるので、コイル素子の厚み方向の寸法低減が難しく、大型のコイル素子しか実現することができない。 The coil element having the above-described structure is vulnerable to an externally applied impact since the exterior is configured by combining two ferrite cores. In addition, since the ferrite core is disposed outside the coil, it is difficult to reduce the dimension of the coil element in the thickness direction, and only a large coil element can be realized.
そこで、本発明の目的は、厚み方向から加わる衝撃に対して頑健であり、また、厚み方向の寸法低減が容易な、コイル素子の構造と製造方法とを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a coil element structure and a manufacturing method that are robust against an impact applied from the thickness direction and that can be easily reduced in dimension in the thickness direction.
本発明に係るコイル素子は、両主面に開口する第１および第２の貫通孔を有する平板状の磁性体コアと、配線導体が設けられており、第１の貫通孔に内設されている第１の配線形成ブロックと、配線導体が設けられており、第２の貫通孔に内設されている第２の配線形成ブロックと、配線導体が設けられており、磁性体コアの一方の主面に接合されている第１の配線形成板と、配線導体が設けられており、磁性体コアの他方の主面に接合されている第２の配線形成板と、を備え、第１および第２の配線形成ブロックと第１および第２の配線形成板とのそれぞれに形成されている配線導体を接続してコイルが構成されている。 The coil element according to the present invention is provided with a flat magnetic core having first and second through holes opened on both main surfaces, and a wiring conductor, and is provided in the first through hole. The first wiring forming block and the wiring conductor are provided, the second wiring forming block provided in the second through hole, the wiring conductor is provided, and one of the magnetic cores is provided. A first wiring forming plate joined to the main surface; a second wiring forming plate provided with a wiring conductor and joined to the other main surface of the magnetic core; and A coil is configured by connecting wiring conductors formed on the second wiring forming block and the first and second wiring forming plates, respectively.
この構成では、磁性体コアの両主面が、第１の配線形成板と第２の配線形成板とにより挟み込まれるので、磁性体コアが厚み方向から加わる衝撃に対して頑健なものになる。また、コイル素子の厚み方向の寸法が、コイルの厚み方向の寸法と略等しいため、コイル素子の厚み方向の寸法低減が容易である。 In this configuration, since both main surfaces of the magnetic core are sandwiched between the first wiring forming plate and the second wiring forming plate, the magnetic core is robust against an impact applied from the thickness direction. Moreover, since the dimension in the thickness direction of the coil element is substantially equal to the dimension in the thickness direction of the coil, it is easy to reduce the dimension in the thickness direction of the coil element.
上述のコイル素子において、磁性体コアの主面に直交し第１の貫通孔と第２の貫通孔とを通る断面を視て、第１の配線形成ブロックと第２の配線形成ブロックとは、磁性体コアの第１の貫通孔および第２の貫通孔の内側壁から離れた状態で担持されると好適である。 In the coil element described above, the first wiring formation block and the second wiring formation block are as seen from a cross section orthogonal to the main surface of the magnetic core and passing through the first through hole and the second through hole. It is preferable that the magnetic core is supported in a state separated from the inner walls of the first through hole and the second through hole.
この構成では、第１および第２の配線形成ブロックが磁性体コアと接触して磁歪効果により磁性体コアの透磁率が低下することを防ぐことができる。したがって、良好なインダクタ特性を安定して実現することができる。 With this configuration, it is possible to prevent the magnetic permeability of the magnetic core from being lowered due to the magnetostrictive effect due to the first and second wiring forming blocks coming into contact with the magnetic core. Therefore, good inductor characteristics can be realized stably.
上述のコイル素子において、第１および第２の配線形成ブロックは、配線導体が埋設されている溝または孔を有していると好適である。 In the coil element described above, it is preferable that the first and second wiring forming blocks have grooves or holes in which wiring conductors are embedded.
仮に、第１および第２の配線形成ブロックに形成されている配線導体を、第１および第２の配線形成ブロックに貼り付けた金属箔から構成する場合には、構成可能な配線導体の厚みや、配線幅、配線間隔等の設定自由度が低く、配線導体の厚みを増加させようとしても、ある厚み以上は実現が困難である。このため、配線抵抗を低抵抗化することが難しい場合がある。また、配線形成板と配線形成ブロックとで配線導体の接触面積を確保することが難しく、接続抵抗を低減することや、接続信頼性を向上させることも困難である。これに対して、配線導体が溝や孔に埋設されている場合には、構成可能な配線導体の厚みや、配線幅、配線間隔の設定自由度が高く、配線導体の厚みを増加させることが可能となる。即ち、配線抵抗の低減や、接続抵抗の低減、接続信頼性の向上が可能となる。 If the wiring conductors formed in the first and second wiring formation blocks are made of metal foil attached to the first and second wiring formation blocks, the thickness of the configurable wiring conductors and The degree of freedom in setting the wiring width, the wiring interval, etc. is low, and even if it is attempted to increase the thickness of the wiring conductor, it is difficult to realize a certain thickness or more. For this reason, it may be difficult to reduce the wiring resistance. Moreover, it is difficult to secure the contact area of the wiring conductor between the wiring forming board and the wiring forming block, and it is difficult to reduce the connection resistance and improve the connection reliability. On the other hand, when the wiring conductor is embedded in the groove or hole, the thickness of the configurable wiring conductor, the wiring width, and the wiring interval can be set freely, and the thickness of the wiring conductor can be increased. It becomes possible. That is, it is possible to reduce wiring resistance, connection resistance, and connection reliability.
上述のコイル素子において、磁性体コアにおける第１の貫通孔および第２の貫通孔の内側壁と、第１および第２の配線形成ブロックとの間に、ガラス転移点が２５℃（室温）以下であり、２５℃（室温）以下での弾性率が１ＧＰａ以下である充填樹脂を備えていると好適である。 In the coil element described above, the glass transition point is 25 ° C. (room temperature) or less between the inner walls of the first and second through holes in the magnetic core and the first and second wiring forming blocks. It is preferable that a filling resin having an elastic modulus of 1 GPa or less at 25 ° C. (room temperature) or less is provided.
この構成では、磁性体コアと配線形成ブロックとの間の間隙に、室温において十分な柔らかさを有する樹脂が充填されているので、磁歪効果により磁性体コアの透磁率が低下することを防ぎながら、吸湿時の間隙への水分の付着や、加熱時の気体の膨張に伴う破裂などが発生することを防ぐことができる。また、落下などによる衝撃に対する耐久性を向上させることができる。 In this configuration, since the gap between the magnetic core and the wiring formation block is filled with a resin having sufficient softness at room temperature, the magnetic permeability of the magnetic core is prevented from being lowered due to the magnetostrictive effect. It is possible to prevent moisture from adhering to the gaps during moisture absorption or rupture due to gas expansion during heating. Further, durability against impact caused by dropping or the like can be improved.
上述のコイル素子に係る製造方法は、磁性体コアの主面形状と一致する複数の開口を有する格子枠に、複数の磁性体コアを嵌め込む工程と、磁性体ブロックそれぞれの貫通孔に配線形成ブロックを挿入する工程と、格子枠に嵌め込まれた複数の磁性体コアの両主面それぞれに、複数の磁性体コアを覆う一体の配線形成板を構成する工程と、荷重により一体の配線形成板を分割させ、格子枠から複数のコイル素子を脱落させる工程と、を実施すると好適である。 The manufacturing method according to the coil element described above includes a step of fitting a plurality of magnetic cores into a lattice frame having a plurality of openings that match the shape of the main surface of the magnetic core, and wiring formation in the through holes of the magnetic blocks. A step of inserting a block, a step of forming an integral wiring forming plate covering the plurality of magnetic cores on each of the main surfaces of the plurality of magnetic cores fitted in the lattice frame, and an integral wiring forming plate by a load And dividing the plurality of coil elements from the lattice frame.
この製造方法では、複数の磁性体コアを格子枠に嵌め込んで固定することにより、磁性体コアの側面部分に樹脂が回り込むことが無くなる。したがって、複数の磁性体コアを覆う一体の配線形成板を構成しても、荷重により一体の配線形成板を分割させ、格子枠から複数のコイル素子を脱落させることができる。これにより、従来のような、複数のコイル素子をダイサーなどにより切断形成する必要が無くなり、製造設備や製造工程を簡素化することができる。 In this manufacturing method, the plurality of magnetic cores are fitted into the lattice frame and fixed, so that the resin does not go around the side surface of the magnetic core. Therefore, even if an integrated wiring forming plate that covers the plurality of magnetic cores is configured, the integrated wiring forming plate can be divided by the load, and the plurality of coil elements can be dropped from the lattice frame. Thereby, it is not necessary to cut and form a plurality of coil elements with a dicer or the like as in the prior art, and the manufacturing equipment and the manufacturing process can be simplified.
上述のコイル素子の製造方法において、一体の配線形成板を構成する工程は、金属箔の片面に半硬化状態の導電性突起を形成する工程と、導電性突起を格子枠側に向けた状態で、金属箔と、未硬化状態の樹脂と、格子枠とを、重ね、導電性突起に樹脂を突き抜かせて配線形成ブロックの配線導体と導通させる工程と、導電性突起および樹脂を硬化させ、金属箔から複数の配線導体を形成する工程と、を実施すると好適である。 In the above-described method for manufacturing a coil element, the step of forming an integral wiring forming plate includes a step of forming a semi-cured conductive protrusion on one side of the metal foil, and a state in which the conductive protrusion is directed to the lattice frame side. The metal foil, the uncured resin, and the lattice frame are overlapped, and the step of making the conductive protrusion protrude through the resin to make it conductive with the wiring conductor of the wiring forming block; the conductive protrusion and the resin are cured; The step of forming a plurality of wiring conductors from foil is preferable.
この製造方法では、配線形成板の形成に、基板にメカパンチ等の打ち抜き機やレーザーによる打ち抜き機等でビアを開けて、ビア電極を形成するような処理が不要となる。また、配線形成板と配線形成ブロックとの接合および導通を導電性突起の硬化により実現することができる。したがって、製造設備や製造工程を簡素化することができる。 In this manufacturing method, it is not necessary to form a via electrode by forming a via in the substrate by using a punching machine such as a mechanical punch or a laser punching machine. Moreover, joining and conduction between the wiring forming board and the wiring forming block can be realized by curing the conductive protrusions. Therefore, it is possible to simplify the manufacturing equipment and the manufacturing process.
本発明によれば、磁性体コアの両主面には、第１の配線形成板と第２の配線形成板とが設けられるので、磁性体コアが厚み方向から加わる衝撃に対して頑健なものになる。また、コイル素子の厚み方向の寸法が、コイルの厚み方向の寸法と略等しくなるため、コイル素子の厚み方向の寸法低減が容易となる。 According to the present invention, since the first wiring forming plate and the second wiring forming plate are provided on both main surfaces of the magnetic core, the magnetic core is robust against the impact applied from the thickness direction. become. In addition, since the dimension in the thickness direction of the coil element is substantially equal to the dimension in the thickness direction of the coil, it is easy to reduce the dimension in the thickness direction of the coil element.
以下、本発明の第１の実施形態に係るコイル素子の構造および製造方法について説明する。 Hereinafter, the structure and manufacturing method of the coil element according to the first embodiment of the present invention will be described.
図１（Ａ）は、第１の実施形態に係るコイル素子１の構造を示す側面断面図であり、図１（Ｂ）中に一点鎖線で示す位置での断面を示している。図１（Ｂ）は、第１の実施形態に係るコイル素子１の構造を示す平面断面図であり、図１（Ａ）中に一点鎖線で示す位置での断面を示している。それぞれの図中では、導電性の部材をハッチング表記し、絶縁性の部材をドット表記している。以下、図１（Ａ）中の上側を向いている主面を上面、図１（Ａ）中の下側を向いている主面を下面、上下面に略垂直な面を側面と称して説明する。
FIG. 1A is a side cross-sectional view showing the structure of the
コイル素子１は、磁性体コア２と、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂと、配線形成板４Ａ，４Ｂと、ソルダレジスト５Ａ，５Ｂと、を備えている。コイル素子１は、全体として、上下面に垂直な方向を厚み方向とする平板状である。
The
磁性体コア２は、上下面に垂直な方向を厚み方向とする平板状の磁性体からなり、貫通孔６Ａ，６Ｂを有している。貫通孔６Ａ，６Ｂは、それぞれ、磁性体コア２を貫通して上面と下面とに開口している。貫通孔６Ａ，６Ｂの平面形状は、長手方向と短手方向とを有する長方形である。貫通孔６Ａと貫通孔６Ｂとは、互いに短手方向に並ぶように平行に設けられている。
The
なお、磁性体コア２は、透磁率が1以上であれば、どのようなものでも良い。例えば、磁性体コア２の材料としては、絶縁物であるフェライトや、導体であるFe、Co、Ni等を主とした合金等、フェライトや合金を粉末状にして圧粉成形したダストコア等が候補として挙げられる。
The
配線形成ブロック３Ａ，３Ｂは、それぞれ直方体状の樹脂からなる。配線形成ブロック３Ａは、貫通孔６Ａに内設されている。配線形成ブロック３Ｂは、貫通孔６Ｂに内設されている。配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの平面形状は、長手方向と短手方向とを有する長方形である。配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの長手方向と短手方向の寸法は、それぞれ磁性体コア２の貫通孔６Ａ，６Ｂの長手方向と短手方向の寸法よりも若干小さい。また、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの上下面に垂直な厚み方向の寸法は、磁性体コア２の厚み方向の寸法と同等である。
The
また、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂは、それぞれ配線導体７を備えている。配線導体７は、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの互いに対向する側面にて、厚み方向に伸び、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの上面と下面とに露出している。ここでは、配線導体７は、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの長手方向に並ぶように複数、平行に配置されている。
Further, each of the
なお、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂにおける配線導体７の成形には、金属箔のエッチングにより成形する方法（サブトラクティブ法）や、硬化型や感光性型の導電性樹脂により成形する方法、めっき等の製膜による方法（アディティブ法）などの、一般的な配線形成方法を用いることができる。また、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂは、配線導体７となる所定の電極パターンを形成した樹脂基板やガラスエポキシ基板から、ダイサー等で切り出すことにより形成することができる。
The
配線形成板４Ａ，４Ｂは、それぞれ、上下面に垂直な方向を厚み方向とする平板状の樹脂からなる。配線形成板４Ａは、磁性体コア２および配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの上面に接合されている。配線形成板４Ｂは、磁性体コア２および配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの下面に接合されている。これらの樹脂製の配線形成板４Ａ，４Ｂによって磁性体コア２の上面および下面が挟み込まれているので、磁性体コア２は厚み方向から加わる衝撃に対して頑健な構造となっている。
Each of the
また、配線形成板４Ａ，４Ｂは、それぞれ配線導体８を備えている。配線導体８は、配線形成ブロック３Ａの複数の配線導体７と、配線形成ブロック３Ｂの複数の配線導体７との間を、一対一で接続するように複数設けられている。これにより、配線形成ブロック３Ａの複数の配線導体７と、配線形成板４Ａの複数の配線導体８と、配線形成ブロック３Ｂの複数の配線導体７と、配線形成板４Ｂの複数の配線導体８と、は循環的に螺旋状に接続され、図１（Ａ）に示す断面に垂直な方向に沿うコイル軸を有する単一のコイルを構成している。したがって、配線導体７，８が構成するコイルの厚み方向の寸法は、コイル素子１の厚み方向の寸法と略等しいものになっている。
また、配線形成板４Ｂは、配線導体８とともに実装電極９を備えている。実装電極９は、配線形成板４Ｂの下面に２つ設けられており、コイルの両端それぞれに接続されている。
Further, each of the
Further, the wiring forming board 4 </ b> B includes a mounting
ソルダレジスト５Ａ，５Ｂは、絶縁材料からなる。ソルダレジスト５Ａは、配線形成板４Ａの上面に接合されており、配線形成板４Ａの配線導体８を覆うように成形されている。ソルダレジスト５Ｂは、配線形成板４Ｂの下面に接合されており、配線形成板４Ｂの配線導体８を覆い、実装電極９が露出するように形成されている。ソルダレジスト５Ａ，５Ｂは、コイル素子１の基板実装時にはんだが実装電極９から流れ出ても、配線導体８を絶縁保護する機能を有している。
The solder resists 5A and 5B are made of an insulating material. The solder resist 5A is bonded to the upper surface of the
ここで、配線形成板４Ａ，４Ｂの配線導体８について、より詳細な構成を説明すると、配線導体８は、電極パターン８Ａと、突起電極８Ｂと、を備えている。電極パターン８Ａは、配線形成板４Ａ，４Ｂにおいて、磁性体コア２に接合される主面とは逆側の主面に形成されている。突起電極８Ｂは、一方の端部が電極パターン８Ａに導通しており、配線形成板４Ａ，４Ｂを貫通して、他方の端部が、配線形成板４Ａ，４Ｂから突出している。この突起電極８Ｂの突出部分は、配線導体７と導通した状態で、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂに固着している。
Here, a more detailed configuration of the
そして、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂは、配線形成板４Ａ，４Ｂによって、磁性体コア２の貫通孔６Ａ，６Ｂ内にて、貫通孔６Ａ，６Ｂの内壁面から離れた状態で担持されている。すなわち、磁性体コア２の貫通孔６Ａ，６Ｂ内において、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂと磁性体コア２との間には、空隙が形成されている。したがって、磁性体コア２は、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂと接触して配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの熱変形などによる力が加えられることが無く、磁歪効果による透磁率の低下が生じることが防がれている。
The
以上のような構成によって、このコイル素子１は、良好なインダクタ特性と、厚み方向からの衝撃に対する頑健性を有するものになる。また、厚み方向の寸法が薄い、小型化に適した構成となっている。
With the configuration described above, the
次に、第１の実施形態に係るコイル素子１の製造方法の一例について説明する。図２は、コイル素子１の製造フローを示す図である。図３は、コイル素子１の製造過程での状態を示す斜視図である。図４は、コイル素子１の製造過程での状態を示す断面図である。
Next, an example of a method for manufacturing the
コイル素子１の製造過程では、まず、図３（Ｓ１１）および図４（Ｓ１１）に示すように、格子枠１１に複数の磁性体コア２を装填する（Ｓ１１）。具体的には金属製の格子枠１１を用意して、ベース１０上に配置する。格子枠１１としては、複数の矩形開口が形成された物を用いる。そして、予め貫通孔６Ａ，６Ｂが形成された複数の磁性体コア２を用意し、格子枠１１の複数の矩形開口内に複数の磁性体コア２を装填する。
なお、格子枠１１の桟部分の高さは、磁性体コア２の厚みと等しい、または、磁性体コア２の厚みよりも若干薄いと好適である。また、格子枠１１の桟部分の開口寸法は、磁性体コア２の平面寸法と等しい、または、磁性体コア２の平面寸法よりも若干大きいと好適である。
In the manufacturing process of the
The height of the crosspieces of the
次に、図３（Ｓ１２）および図４（Ｓ１２）に示すように、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂを用意し、格子枠１１に装填されている複数の磁性体コア２それぞれの貫通孔６Ａ，６Ｂに配線形成ブロック３Ａ，３Ｂを挿入する（Ｓ１２）。この際、図４（Ｓ１２）に示す断面を視て、貫通孔６Ａ，６Ｂの内側壁に接触せず、それぞれの配線導体７が互いに向き合うように、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂを配置する。
なお、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの挿入方向（高さ方向）の寸法は、磁性体コア２の厚みと等しい、または、磁性体コア２の厚みよりも若干薄いと好適である。また、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの長手方向寸法は、貫通孔６Ａ，６Ｂの長手方向寸法と等しい、または、磁性体コア２の平面寸法よりも若干短いと好適である。一方、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの短手方向寸法は、貫通孔６Ａ，６Ｂの側壁面に接触させないために、貫通孔６Ａ，６Ｂの短手方向寸法よりも十分に短くする必要がある。
Next, as shown in FIG. 3 (S12) and FIG. 4 (S12), the wiring formation blocks 3A and 3B are prepared, and the through
It is preferable that the dimension in the insertion direction (height direction) of the wiring formation blocks 3A and 3B is equal to the thickness of the
次に、格子枠１１の全面を覆うような広大な金属箔１８Ａを用意し、金属箔１８Ａの片面に導電性樹脂ペーストを印刷し、乾燥させる（Ｓ１３）。これにより、図３（Ｓ１３）に示す導電性突起１８Ｂを半硬化状態で形成する。導電性突起１８Ｂは、円錐状、角錘状、円柱状、角柱状など、どのような形状であっても良い。金属箔１８Ａは、後に配線形成板４Ａ，４Ｂにおける電極パターン８Ａを構成するものである。導電性突起１８Ｂは、後に配線形成板４Ａ，４Ｂにおける突起電極８Ｂを構成するものである。そこで、導電性突起１８Ｂは、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの配線導体７と同じ数だけ、配線導体７と重なるような配置で、メタルマスク等を用いて設ける。導電性突起１８Ｂは、互いに導通することが無いように、また、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂに形成されている配線導体７と確実に導通するように、そのサイズおよび配置が設定される。
Next, a
次に、図３（Ｓ１４−Ｓ１５）、図４（Ｓ１４）、および、図４（Ｓ１５）に示すように、格子枠１１に装填されている複数の磁性体コア２の片側の主面に、格子枠１１の全面を覆うような広大な樹脂シート１４と、前述の金属箔１８Ａと、を圧着させる（Ｓ１４）。そして、格子枠１１の上下を反転し、複数の磁性体コア２の残る主面に、別の樹脂シート１４と金属箔１８Ａを圧着させる（Ｓ１５）。ここで用いる樹脂シート１４は、未硬化状態のものである。そして、複数の磁性体コア２と、未硬化状態の樹脂シート１４と、金属箔１８Ａと、を重ねてから圧力を加えることにより、未硬化状態の樹脂シート１４を介して、格子枠１１、磁性体コア２、および、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂと金属箔１８Ａとを接着させる。このとき、金属箔１８Ａに形成されている導電性突起１８Ｂに、未硬化状態の樹脂シート１４を突き破らせて、樹脂シート１４の表面から突出させる。これにより、導電性突起１８Ｂの先端が、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂに接着されることになる。半硬化状態の導電性突起１８Ｂは、樹脂シート１４を突き破ることができるように、樹脂シート１４よりも硬めに形成しておく。
Next, as shown in FIG. 3 (S14-S15), FIG. 4 (S14), and FIG. 4 (S15), on one main surface of the plurality of
次に、樹脂シート１４と導電性突起１８Ｂを硬化させる（Ｓ１６）。なお、この工程についての、図３および図４における図示は省いている。この工程は、具体的には、樹脂シート１４および導電性突起１８Ｂを、熱硬化性樹脂を含む材料で構成しておき、加熱することで樹脂シート１４および導電性突起１８Ｂを硬化させる。この際、樹脂シート１４および導電性突起１８Ｂが、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂおよび磁性体コア２に固着することで、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂと磁性体コア２との相対的な位置関係が固定されたものになる。
Next, the
次に、図３（Ｓ１７）および図４（Ｓ１７）に示すように、磁性体コア２および格子枠１１の上下面に設けられている金属箔１８Ａをエッチングによりパターン形成して、電極パターン８Ａおよび実装電極９を形成する（Ｓ１７）。
Next, as shown in FIG. 3 (S17) and FIG. 4 (S17), the
次に、図３（Ｓ１８）および図４（Ｓ１８）に示すように、磁性体コア２および格子枠１１の上下面に設けられている樹脂シート１４の表面に、電極パターン８Ａを覆うソルダレジスト５Ａ，５Ｂを形成する（Ｓ１８）。この際、磁性体コア２の下面において実装電極９が露出するように、ソルダレジスト５Ｂはパターン形成される。
Next, as shown in FIG. 3 (S18) and FIG. 4 (S18), the solder resist 5A covering the
最後に、磁性体コア２に荷重を加えるハンドブレイク処理により、樹脂シート１４を分断させて配線形成板４Ａ，４Ｂを形成するとともに、複数のコイル素子１を格子枠１１から脱落させ、複数のコイル素子１を製造する（Ｓ１９）。
Finally, the
以上の製造フローにより、本実施形態に係るコイル素子１は製造される。この製造方法では、磁性体コア２を格子枠１１に嵌め込んで固定することにより、磁性体コア２の側面部分に樹脂が回り込むことが無くなる。したがって、複数の磁性体コア２を覆う広大な樹脂シート１４と金属箔１８Ａとから配線形成板４Ａ，４Ｂを構成しても、ハンドブレイク処理により各コイル素子の配線形成板４Ａ，４Ｂを分割させ、格子枠１１から複数のコイル素子１を脱落させることができる。このため、ダイサーなどにより各コイル素子１を切断形成する工程が不要となり、高価な製造設備や、切粉除去などの後処理が不要となり、製造設備および製造工程を簡素化して、製造コストを低減することができる。
The
また、導電性突起１８Ｂを設けた金属箔１８Ａと、樹脂シート１４とを重ね合わせて、導電性突起１８Ｂに樹脂シート１４を突き破らせて突起電極８Ｂを形成するので、配線形成板４Ａ，４Ｂを構成する樹脂シート１４に、メカパンチ等の打ち抜き機やレーザーによる打ち抜き機等でビアを開けて、ビア電極を形成するような処理が不要となる。また、導電性突起１８Ｂを硬化させることにより、配線形成板４Ａ，４Ｂと配線形成ブロック３Ａ，３Ｂとの接合および導通を実現するので、接着や導通のための工程を省略できる。このことによっても、高価な製造設備が不要となり、製造コストを低減することができる。
Further, the
なお、以上の説明では、樹脂シート１４として、予めシート状に成形されたものを用いる例を示したが、液体樹脂を金属箔１８Ａに塗布し、半硬化状態となるまで反応させることで液体樹脂層を設けても良い。また、液体樹脂を、格子枠１１および磁性体コア２側に塗布した後、金属箔１８Ａを貼り付けるようにしてもよい。液体樹脂を金属箔１８Ａに塗布しておく場合には、導電性突起１８Ｂの先端が液体樹脂層から突出するように、液体樹脂層の塗布厚を設定するとよい。
In the above description, an example in which the
また、導電性突起１８Ｂに樹脂シート１４を突き破らせることにより、突起電極８Ｂを備える配線形成板４Ａ，４Ｂを形成する例を示したが、その他の方法、例えば、樹脂基板にメカパンチ等の打ち抜き機やレーザーによる打ち抜き機などによりビアを形成し、導電性ペーストやめっきなどにより、突起電極８Ｂを形成する方法などを採用しても良い。
Moreover, although the example which forms the
また、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂや配線形成板４Ａ，４Ｂを構成する樹脂材料としては、エポキシ系の樹脂に代表された熱硬化型樹脂の他、ポリイミド系の樹脂に代表された熱可塑性の樹脂などでもよい。また、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂや配線形成板４Ａ，４Ｂは、球状、扁平状のフィラーや不織布や織布状にガラス繊維が入っていてもよい。
Further, as a resin material constituting the
次に、本発明の本発明の第２の実施形態に係るコイル素子の構成について説明する。 Next, the configuration of the coil element according to the second embodiment of the present invention will be described.
図５（Ａ）は、第２の実施形態に係るコイル素子２１の構造を示す側面断面図であり、図５（Ｂ）中に一点鎖線で示す位置での断面を示している。図５（Ｂ）は、第２の実施形態に係るコイル素子２１の構造を示す平面断面図であり、図５（Ａ）中に一点鎖線で示す位置での断面を示している。それぞれの図中では、導電性の部材をハッチング表記し、絶縁性の部材をドット表記している。
FIG. 5A is a side cross-sectional view showing the structure of the
コイル素子２１は、前述のコイル素子１と殆ど同じ構成であるが、配線形成ブロック２３Ａ，２３Ｂの構成が相違している。配線形成ブロック２３Ａ，２３Ｂは、それぞれ直方体状の樹脂からなり、それぞれ配線導体２７を備えている。配線導体２７は、配線形成ブロック２３Ａ，２３Ｂそれぞれに設けられた貫通孔内に配置されている金属線からなり、配線形成ブロック２３Ａ，２３Ｂの上面と下面とに露出している。ここでは、配線導体２７は、配線形成ブロック２３Ａ，２３Ｂそれぞれの長手方向に並ぶように複数、平行に配置されている。
The
なお、配線導体２７は、複数の配線形成ブロック２３Ａ，２３Ｂを切り出す前の、樹脂ブロックに溝を形成し、断面が円形や四角形の金属線を溝に挿入し、金属線を埋設するように樹脂ブロックに樹脂板を接合し、ダイサーなどにより切り出すようにして形成するとよい。
The
このような構成では、金属線からなる配線導体２７を配線形成ブロック２３Ａ，２３Ｂに直接埋め込むことにより、配線導体２７の配線幅および配線間隔の自由度が向上する。例えば、第１の実施形態のように、サブトラクティブプロセスで配線導体を形成する場合には、エッチング可能な金属箔の厚みや、配線幅、配線間隔の制約から、配線導体の厚みは１００μｍ程度が上限となるが、本実施形態のように、金属線により配線導体を形成する場合には、配線導体の厚みや幅、配線間隔を３００μｍ程度にすることも可能になる。したがって、本実施形態のコイル素子２１では、配線導体２７の配線幅を増大させて、配線抵抗を低抵抗化することが可能となる。また、配線形成ブロック２３Ａ，２３Ｂの上下面にて、配線導体２７が突起電極８Ｂと接触する面積を増大させることが容易となる。さらには、配線形成ブロック２３Ａ，２３Ｂに要求される位置合わせの精度が低減される。
In such a configuration, the
なお、本実施形態においては、配線導体２７を完全に配線形成ブロック２３Ａ，２３Ｂに埋設する構成例を示したが、樹脂板を接合せず、配線形成ブロックに設けた溝に埋め込んだ配線導体の一部が外部に露出するような構成としてもよい。
In the present embodiment, the configuration example in which the
次に、本発明の第３の実施形態に係るコイル素子の構成について説明する。図６（Ａ）は、第３の実施形態に係るコイル素子３１の構造を示す側面断面図であり、図６（Ｂ）中に一点鎖線で示す位置での断面を示している。図６（Ｂ）は、第３の実施形態に係るコイル素子３１の構造を示す平面断面図であり、図６（Ａ）中に一点鎖線で示す位置での断面を示している。それぞれの図中では、導電性の部材をハッチング表記し、絶縁性の部材をドット表記している。
Next, the configuration of the coil element according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6A is a side cross-sectional view showing the structure of the
コイル素子３１は、前述のコイル素子１と殆ど同じ構成であるが、磁性体コア２の貫通孔６Ａ，６Ｂ内に、充填樹脂３２を備える点で相違している。充填樹脂３２は、ガラス転移点が室温（２５℃）以下であり、弾性率１ＧＰａ以下である絶縁性の樹脂からなる。このような充填樹脂３２は、室温以下では十分に柔らかく、コイル素子３１は、磁性体コア２と配線形成ブロック３Ａ，３Ｂとが接触して磁歪効果により磁性体コア２の透磁率が低下することを防ぐことができる。また、コイル素子３１では、充填樹脂３２によって、吸湿時の間隙への水分の付着や、加熱時の気体の膨張に伴う破裂などが発生することを防ぐことができる。また、落下などによる衝撃に対する耐久性を向上させることができる。
The
なお、本実施形態で示したような構成に、第２の実施形態で示したような配線形成ブロックに配線導体を埋設する構成を適用することもできる。 In addition, the structure which embeds a wiring conductor in the wiring formation block as shown in 2nd Embodiment is also applicable to the structure as shown in this embodiment.
次に、本発明の本発明の第４の実施形態に係るコイル素子の構成について説明する。図７（Ａ）は、第４の実施形態に係るコイル素子４１の構造を示す側面断面図であり、図７（Ｂ）中に一点鎖線で示す位置での断面を示している。図７（Ｂ）は、第４の実施形態に係るコイル素子４１の構造を示す平面断面図であり、図７（Ａ）中に一点鎖線で示す位置での断面を示している。それぞれの図中では、導電性の部材をハッチング表記し、絶縁性の部材をドット表記している。
Next, the configuration of the coil element according to the fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7A is a side cross-sectional view showing the structure of the
コイル素子４１は、前述のコイル素子１と殆ど同じ構成であるが、磁性体コア４２の貫通孔４６Ａ，４６Ｂの短手方向寸法が、配線形成ブロック３Ａ，３Ｂの短手方向寸法と略等しい点で相違している。このような構成であっても、少なくとも、配線形成板４Ａ，４Ｂにより磁性体コア４２の上面および下面が挟み込まれているので、磁性体コア４２は厚み方向から加わる衝撃に対して頑健な構造にでき、また、コイルの厚み方向の寸法をコイル素子４１の厚み方向の寸法と略等しいものにできる。
The
なお、本実施形態で示した構成に対して、第２の実施形態で示したような配線形成ブロックに配線導体を埋設する構成や、第３の実施形態で示したような充填樹脂を設ける構成を適用することもできる。 In addition to the configuration shown in the present embodiment, a configuration in which a wiring conductor is embedded in a wiring formation block as shown in the second embodiment, or a configuration in which a filling resin as shown in the third embodiment is provided. Can also be applied.
以上、本発明に係るコイル素子について詳述したが、コイル素子の具体的構成や詳細な製造方法は、適宜設計変更可能であり、上述の実施形態に記載された作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、上述の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。 As described above, the coil element according to the present invention has been described in detail. However, the specific configuration and detailed manufacturing method of the coil element can be appropriately changed in design, and the functions and effects described in the above-described embodiments can be obtained from the present invention. Only the most preferable actions and effects to be generated are listed, and the actions and effects according to the present invention are not limited to those described in the above embodiments.
１，２１，３１，４１…コイル素子
２，４２…磁性体コア
３Ａ，３Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ…配線形成ブロック
４Ａ，４Ｂ…配線形成板
５Ａ，５Ｂ…ソルダレジスト
６Ａ，６Ｂ，４６Ａ，４６Ｂ…貫通孔
７，８，２７…配線導体
８Ａ…電極パターン
８Ｂ…突起電極
９…実装電極
１０…ベース
１１…格子枠
１４…樹脂シート
１８Ａ…金属箔
１８Ｂ…導電性突起
３２…充填樹脂
1, 2, 31, 41 ...
Claims (6)
配線導体が設けられており、前記第１の貫通孔に内設されている第１の配線形成ブロックと、
配線導体が設けられており、前記第２の貫通孔に内設されている第２の配線形成ブロックと、
配線導体が設けられており、前記磁性体コアの一方の主面に接合されている第１の配線形成板と、
配線導体が設けられており、前記磁性体コアの他方の主面に接合されている第２の配線形成板と、を備え、
前記第１および前記第２の配線形成ブロックと前記第１および前記第２の配線形成板とのそれぞれに設けられている配線導体を接続してコイルが構成されていることを特徴とする、コイル素子。 A flat magnetic core having first and second through-holes opening on both main surfaces;
A wiring conductor is provided, and a first wiring forming block provided in the first through hole;
A wiring conductor is provided, and a second wiring forming block provided in the second through hole;
A first wiring forming plate provided with a wiring conductor and bonded to one main surface of the magnetic core;
A wiring conductor, and a second wiring forming plate joined to the other main surface of the magnetic core,
A coil is formed by connecting wiring conductors provided respectively on the first and second wiring forming blocks and the first and second wiring forming plates. element.
請求項１に記載のコイル素子。 Looking at a cross section perpendicular to the main surface of the magnetic core and passing through the first through hole and the second through hole, the first wiring forming block and the second wiring forming block are: The magnetic core is carried away from the inner wall of the first through hole and the second through hole.
The coil element according to claim 1.
請求項１または請求項２に記載のコイル素子。 The first and second wiring forming blocks have grooves or holes in which the wiring conductor is embedded,
The coil element according to claim 1 or 2.
前記磁性体コアの主面形状と一致する複数の開口を有する格子枠に、複数の前記磁性体コアを嵌め込む工程と、
前記磁性体ブロックそれぞれの前記第１および前記第２の貫通孔に前記第１および前記第２の配線形成ブロックを挿入する工程と、
前記格子枠に嵌め込まれた複数の前記磁性体コアの両主面に、複数の前記磁性体コアを覆う一体の配線形成板を構成する工程と、
荷重により前記一体の配線形成板を分割させ、前記格子枠から複数の前記コイル素子を脱落させる工程と、
を実施するコイル素子の製造方法。 It is a manufacturing method of the coil element in any one of Claims 1-4,
Fitting a plurality of the magnetic cores into a lattice frame having a plurality of openings matching the main surface shape of the magnetic cores;
Inserting the first and second wiring forming blocks into the first and second through holes of each of the magnetic blocks;
Forming an integral wiring forming plate covering the plurality of magnetic cores on both main surfaces of the plurality of magnetic cores fitted in the lattice frame;
Dividing the integral wiring forming plate by a load and dropping the plurality of coil elements from the lattice frame;
The manufacturing method of the coil element which implements.
金属箔の片面に半硬化状態の導電性突起を形成する工程と、
前記導電性突起を前記格子枠側に向けた状態で、前記金属箔と、未硬化状態の樹脂と、前記格子枠とを、重ね、前記導電性突起に前記樹脂を突き抜かせて前記配線形成ブロックの配線導体と導通させる工程と、
前記導電性突起および前記樹脂を硬化させ、前記金属箔から配線導体を形成する工程と、を実施する、
請求項５に記載のコイル素子の製造方法。 The step of configuring the integrated wiring forming board includes:
Forming a semi-cured conductive protrusion on one side of the metal foil;
In the state where the conductive protrusions are directed to the lattice frame side, the metal foil, uncured resin, and the lattice frame are overlapped, and the resin is protruded from the conductive protrusions to form the wiring forming block. A step of conducting with a wiring conductor of
Curing the conductive protrusion and the resin, and forming a wiring conductor from the metal foil, and
The manufacturing method of the coil element of Claim 5.
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