JP2021077714A - インダクタアレイ部品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インダクタアレイ部品1は、素体10と、素体10内の同一平面上に配置された幅W1の第1ストレート配線21および幅W2の第2ストレート配線22とを備える。素体10は、第1ストレート配線21または第2ストレート配線22に対して平面の法線方向の第1側に位置する第1領域a11、a12と、第1ストレート配線21または第2ストレート配線22に対して平面の法線方向の第2側に位置する第2領域a21、a22と、第1ストレート配線21と第2ストレート配線22との間に位置する幅Aの第3領域a3と、を備える。第1領域の磁気抵抗および第2領域の磁気抵抗のうち大きい方が、第3領域の磁気抵抗以上である。
【選択図】図1C
Description
素体と、前記素体内の同一平面上に配置された第1ストレート配線および第2ストレート配線とを備え、
前記素体は、前記第1ストレート配線または前記第2ストレート配線に対して前記平面の法線方向の第1側に位置する第1領域と、前記第1ストレート配線または前記第2ストレート配線に対して前記平面の前記法線方向の第2側に位置する第2領域と、前記第1ストレート配線と前記第2ストレート配線との間に位置する第3領域とを備え、
前記第1領域の磁気抵抗および前記第2領域の磁気抵抗のうち大きい方が、前記第3領域の磁気抵抗以上である。
前記第1領域の厚みをB1、前記第2領域の厚みをB2、前記第3領域の幅をAとし、
前記第1領域の実効比透磁率をμB1、前記第2領域の実効比透磁率をμB2、前記第3領域の実効比透磁率をμAとし、
前記インダクタアレイ部品の厚みをTとし、
前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線の幅に関して、小さくない方をwとし、
前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線の厚みに関して、小さくない方をtとし、
B1≦(μB2/μB1)×B2のとき、
B1>(μB2/μB1)×B2のとき、
かついずれの場合においても、
また、式(3)に示すように、第1領域の厚みB1または第2領域の厚みB2を(T/10)×(1/2)以上とすることで、加工ばらつきを考慮しても第1領域または第2領域を確保できる。したがって、ストレート配線が露出して、開磁路となることを防止することができる。
前記インダクタアレイ部品の前記厚みTは0.3mm以下である。
前記第1領域の前記厚みB1と前記第2領域の前記厚みB2とが等しく、前記第1領域の前記実効比透磁率μB1と前記第2領域の前記実効比透磁率μB2とが等しく、式(1)および式(2)の両方を満たす。
前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線の前記幅が等しく、前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線の前記厚みが等しい。
前記第1ストレート配線と前記第2ストレート配線との間の少なくとも一部に配置された絶縁体をさらに備える。
前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線は、それぞれ、互いに対向する側面を有し、
前記絶縁体は、前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線の少なくとも一方の前記側面に接し、
前記絶縁体の前記側面に接する部分の幅は前記第3領域の前記幅よりも小さい。
前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線は、それぞれ、上面および底面を有し、
前記絶縁体は、前記上面および前記底面の少なくとも一方に接し、
前記絶縁体の前記上面および前記底面の少なくとも一方に接する部分の厚みは、前記第1領域の前記厚みB1および前記第2領域の前記厚みB2よりも小さい。
前記絶縁体は、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂またはこれらの混合物から構成される。
前記第1領域、前記第2領域、および前記第3領域は、同一の磁性材料から構成されている。
前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線は、それぞれ、前記法線方向に積層される複数の導体層から構成される。
前記素体の主面上に被覆層をさらに備える。
前記素体の主面上に外部端子をさらに備え、
前記外部端子は、Cu、Ag、Ni、AuおよびSnの少なくとも一つ、またはそれらの合金から構成される。
前記素体は、焼結体である。
前記素体は、樹脂と、前記樹脂に含有される磁性粉とを含む。
前記素体は、絶縁物からなる非磁性粉をさらに含む。
前記磁性粉はフェライト粉を含む。
前記樹脂は、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂の少なくとも1つから構成される。
(構成)
図1Aは、インダクタアレイ部品の第1実施形態を示す透視平面図である。図1Bは、図1AのA−A断面図である。
ただし、被覆層50は、第1から第4外部端子41〜44の端部が乗り上げることで、第1から第4外部端子41〜44と重なっていてもよい。被覆層50は、例えば、アクリル樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド等の電気絶縁性が高い樹脂材料から構成される。これにより、第1から第4外部端子41〜44の間の絶縁性を向上できる。また、被覆層50が第1から第4外部端子41〜44のパターン形成時のマスク代わりとなり、製造効率が向上する。また、被覆層50は、例えば、素体10から金属磁性粉が露出していた場合に、当該露出する金属磁性粉を覆うことで、金属磁性粉の外部への露出を防止することができる。なお、被覆層50は、絶縁材料からなるフィラーを含有してもよい。
ここで、第1平面13は、第1ストレート配線21および第2ストレート配線22が配置された同一平面であって、XY平面に平行な素体10内の平面であり、第1実施形態では第1磁性層11の上面11aに相当する。
したがって、インダクタアレイ部品1では、第1領域a1、第2領域a2は、第1ストレート配線21側と第2ストレート配線22側にそれぞれ存在するが、互いに同じであるため、以下では第1領域a1、第2領域a2は、第1ストレート配線21側の領域として説明する。
インダクタアレイ部品1では、第1領域a1の磁気抵抗R1および第2領域a2の磁気抵抗R2のうち大きい方が、第3領域a3の磁気抵抗R3以上である。磁気抵抗R1〜R3は、第1ストレート配線21の長さL、幅w1、厚みt、第1領域a1の厚みB1、第2領域a2の厚みB2、第3領域a3の幅A、第1領域a1の実効比透磁率をμB1、第2領域a2の実効比透磁率をμB2、第3領域a3の実効比透磁率をμAとして、次のように計算することができる。
R1=w1/(μB1×B1×L)
R2=w1/(μB2×B2×L)
R3=t/(μA×A×L)
上記計算式から分かるように、第1領域a1の磁気抵抗R1、第2領域a2の磁気抵抗R2のうち大きい方とは、例えば、第1領域a1および第2領域a2の実効比透磁率が同じ(μB1=μB2)である場合、厚みB1,B2の薄い側の領域である。したがって、かかる場合は、厚みの薄い側の領域の磁気抵抗が第3領域a3の磁気抵抗以上である。
仮に、第1領域a1の磁気抵抗R1、第2領域a2の磁気抵抗R2の何れもが、第3領域a3の磁気抵抗R3より小さい場合、第1、第2ストレート配線21、22に流れる電流を大きくしていくと、第1領域a1および第2領域a2よりも第3領域a3が先に磁気飽和する。これはつまり、第1領域a1および第2領域a2の飽和磁束密度が余分に確保されていることを意味し、引いては特性に影響なく第1磁性層11および第2磁性層12を薄くできる余地がまだあるということになる。
一方、インダクタアレイ部品1では、第1領域a1、第2領域a2の少なくとも一方(磁気抵抗が大きい方)が、第3領域a3より先にまたは同時に磁気飽和する。これはつまり、第1磁性層11、第2磁性層12の少なくとも一方が、特性に影響する限界と同等またはそれ以上に薄くされていることを意味し、第3領域a3の幅Aに応じて適切な薄型化が実現されていることになる。したがって、インダクタアレイ部品1では、配線(第1、第2ストレート配線21,22)間に位置する第3領域a3も考慮した上で効率的に薄型化を実現できる。
なお、インダクタアレイ部品1では、R1およびR2が、R3より大きいことが好ましく、この場合、第1磁性層11、第2磁性層12の両方について特性に影響する限界と同等またはそれ以上に薄くされていることを意味する。
第1領域a1の実効比透磁率をμB1、第2領域a2の実効比透磁率をμB2、第3領域a3の実効比透磁率をμAとし、
インダクタアレイ部品1の厚みをTとし、
第1ストレート配線21および第2ストレート配線22の幅に関して、小さくない方をwとし、
第1ストレート配線21および第2ストレート配線22の厚みに関して、小さくない方をtとし、
B1≦(μB2/μB1)×B2のとき、
B1>(μB2/μB1)×B2のとき、
かついずれの場合においても、
なお、上記寸法の測定において、測定領域に一定の範囲が存在する場合は、当該一定の範囲の中央で測定すればよい。例えば、第3領域a3の幅Aの測定では、厚み方向(Z方向)にストレート配線の厚みt分の測定範囲が存在するが、この場合は、厚みtのZ方向における中央を通り幅方向(Y方向)に平行な寸法を測定すればよい。
式(1)に示すように第1領域a1の厚みB1を(w/t)×(μA/μB1)×A以下とするか、または式(2)に示すように第2領域a2の厚みB2を(w/t)×(μA/μB2)×A以下とすることで、素体10の第1領域a1および第2領域a2のうち、磁気抵抗が大きい側が、第3領域a3の磁気抵抗R3より小さくならず、磁気特性に与える影響が小さい必要以上の厚みが存在しないため、より効率的に薄型化を実現できる。
また、式(3)に示すように、第1領域a1の厚みB1および第2領域a2の厚みB2を(T/10)×(1/2)以上とすることで、加工ばらつきを考慮しても第1領域a1または第2領域a2を確保できる。したがって、第1,第2ストレート配線21,22が露出して、開磁路となることを防止することができる。
なお、実効比透磁率μB1と実効比透磁率μB2とは異なってもよい。例えば、第1,第2磁性層11,12が複数の磁性層からなる場合、第1,第2磁性層11,12の複数の磁性層のうち少なくとも1つの磁性層は、異なる材質からなる。
次に、インダクタアレイ部品1の製造方法の一例について説明する。
インダクタアレイ部品1の製造方法は、例えば、シート積層法を用いた場合、焼成前の磁性シートに配線を形成することにより、グリーンシートを形成するグリーンシート形成工程と、グリーンシートを積層圧着して積層体を形成する積層体形成工程と、積層体を焼成する積層体焼成工程とを含む。
次に、上記磁性ペーストをシート状に成形した磁性シート(第2磁性層12となる部分)に、レーザやブラストなどにより貫通孔を形成し、当該貫通孔に上記導体ペーストを充填することにより、柱状配線31〜34となる部分を形成し、第2グリーンシートを形成する。
なお、ストレート配線21,22は、絶縁シートの上面上に、1つの導体層から構成されてもよいし、絶縁シートの法線方向に積層される複数の導体層から構成されてもよい。
その後、積層体焼成工程では、積層体を焼成する。これにより、第1、第2グリーンシートからバインダ樹脂が飛散、酸化するとともに、磁性ペースト中の磁性体材料の粉末、導体ペースト中の導体材料の粉末がそれぞれ焼結し、第1磁性層11、第2磁性層12、ストレート配線21,22、柱状配線31〜34が形成される。
なお、本製造方法では、グリーンシート1層に第2磁性層12を積層したインダクタアレイ部品1を説明したが、2層以上のグリーンシートを積層させてインダクタアレイ部品を製造してもよい。
具体的に述べると、第1、第2ストレート配線21,22の第1から第4柱状配線31〜34との接続位置からチップの外側に向かってさらに配線が伸びて、この配線はチップの外側に露出している。つまり、第1、第2ストレート配線21,22は、インダクタアレイ部品1の積層方向に平行な側面から外部に露出している露出部200を有する。
図2は、インダクタアレイ部品の第2実施形態を示す断面図である。第2実施形態は、第1実施形態とは、第1ストレート配線21と第2ストレート配線22との間の少なくとも一部に配置された絶縁体61,62をさらに備える点で相違する。この相違する構成を以下で説明する。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同一の符号は、第1実施形態を同じ構成であるため、その説明を省略する。
インダクタアレイ部品1が第1,第2ストレート配線21,22との間の少なくとも一部に配置された第1,第2絶縁体61,62をさらに備えると、第1ストレート配線21と第2ストレート配線22との間の絶縁性をさらに高めることができる。特に、磁性層12が金属磁性粉含有樹脂などからなる場合に効果的である。
インダクタアレイ部品1Aは、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、フェライトなどの磁性体の焼結体からなる基板上に、樹脂を塗布して絶縁層を形成し、フォトリソグラフィなどにより、絶縁体61,62の底面部分に相当する部分が残るようにパターニングする。次に、パターニングされた絶縁層上にSAP工法などによりストレート配線21,22を形成する。次に、ストレート配線21,22を覆うように樹脂を塗布して絶縁層を形成し、フォトリソグラフィなどにより、ストレート配線21,22の周囲のみに絶縁層が残るようにパターニングする。次に、レーザ加工、研磨や研削などにより、パターニングされた絶縁層を削り、ストレート配線21,22の上面を露出させる。これにより、絶縁体61,62が形成される。なお、絶縁体61,62は樹脂の電着工法により形成してもよい。
10 素体
21 第1ストレート配線
22 第2ストレート配線
41 第1外部端子
42 第2外部端子
43 第3外部端子
44 第4外部端子
50 被覆層
61 第1絶縁体
62 第2絶縁体
a11,a12 第1領域
a21,a22 第2領域
a3 第3領域
A 第3領域の幅
B1 第1領域の厚み
B2 第2領域の厚み
T インダクタアレイ部品の厚み
t ストレート配線の厚み
w1 第1ストレート配線の幅
w2 第2ストレート配線の幅
Claims (18)
- 素体と、前記素体内の同一平面上に配置された第1ストレート配線および第2ストレート配線とを備え、
前記素体は、前記第1ストレート配線または前記第2ストレート配線に対して前記平面の法線方向の第1側に位置する第1領域と、前記第1ストレート配線または前記第2ストレート配線に対して前記平面の前記法線方向の第2側に位置する第2領域と、前記第1ストレート配線と前記第2ストレート配線との間に位置する第3領域とを備え、
前記第1領域の磁気抵抗および前記第2領域の磁気抵抗のうち大きい方が、前記第3領域の磁気抵抗以上であるインダクタアレイ部品。 - 前記インダクタアレイ部品の厚みTは0.3mm以下である、請求項2に記載のインダクタアレイ部品。
- 前記第1領域の前記厚みB1と前記第2領域の前記厚みB2とが等しく、前記第1領域の前記実効比透磁率μB1と前記第2領域の前記実効比透磁率μB2とが等しく、式(1)および式(2)の両方を満たす、請求項2または請求項3に記載のインダクタアレイ部品。
- 前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線の前記幅が等しく、前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線の前記厚みが等しい、請求項2から4の何れか一つに記載のインダクタアレイ部品。
- 前記第1ストレート配線と前記第2ストレート配線との間の少なくとも一部に配置された絶縁体をさらに備える、請求項1から5の何れか一つに記載のインダクタアレイ部品。
- 前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線は、それぞれ、互いに対向する側面を有し、
前記絶縁体は、前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線の少なくとも一方の前記側面に接し、
前記絶縁体の前記側面に接する部分の幅は前記第3領域の前記幅よりも小さい、請求項6に記載のインダクタアレイ部品。 - 前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線は、それぞれ、上面および底面を有し、
前記絶縁体は、前記上面および前記底面の少なくとも一方に接し、
前記絶縁体の前記上面および前記底面の少なくとも一方に接する部分の厚みは、前記第1領域の前記厚みB1および前記第2領域の前記厚みB2よりも小さい、請求項6または請求項7に記載のインダクタアレイ部品。 - 前記絶縁体は、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂またはこれらの混合物から構成される、請求項6から8の何れか一つに記載のインダクタアレイ部品。
- 前記第1領域、前記第2領域、および前記第3領域は、同一の磁性材料から構成されている、請求項1から9の何れか一つに記載のインダクタアレイ部品。
- 前記第1ストレート配線および前記第2ストレート配線は、それぞれ、前記法線方向に積層される複数の導体層から構成される、請求項1から10の何れか一つに記載のインダクタアレイ部品。
- 前記素体の主面上に被覆層をさらに備える、請求項1から11の何れか一つに記載のインダクタアレイ部品。
- 前記素体の主面上に外部端子をさらに備え、
前記外部端子は、Cu、Ag、Ni、AuおよびSnの少なくとも一つ、またはそれらの合金から構成される、請求項1から12の何れか一つに記載のインダクタアレイ部品。 - 前記素体は、焼結体である、請求項1から13の何れか一つに記載のインダクタアレイ部品。
- 前記素体は、樹脂と、前記樹脂に含有される磁性粉とを含む、請求項1から14の何れか一つに記載のインダクタアレイ部品。
- 前記素体は、絶縁物からなる非磁性粉をさらに含む、請求項15に記載のインダクタアレイ部品。
- 前記磁性粉はフェライト粉を含む、請求項15または請求項16に記載のインダクタアレイ部品。
- 前記樹脂は、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂の少なくとも1つから構成される、請求項15から17の何れか一つに記載のインダクタアレイ部品。
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