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発明の名称 コイル部品とその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−12956(P2007−12956A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−193371(P2005−193371)
出願日 平成17年7月1日(2005.7.1)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 井端 昭彦 / 冨田 浩史
要約 課題
本発明は、携帯電話等の各種電子機器に用いられるコイル部品のQ値向上を目的とする。

解決手段
そして、この目的を達成するために本発明は、柱状の支持体3と、この支持体3の中部3B表面に設けたコイル4Aと、前記支持体3の両端部3A表面の一部に設けると共に前記コイル4Aと電気的に接続した電極6とを有し、前記支持体3の中部3Bと両端部3Aとの境に溝3Cを設けたものであり、両端部に金属膜を残すことがなく、Q値を低下させることがないという効果を有する。
特許請求の範囲
【請求項1】
柱状の支持体と、この支持体の中部表面に設けたコイルと、前記支持体の両端部表面の一部に設けると共に前記コイルと電気的に接続した電極とを有し、前記コイルと電極間に対応する支持体の外周部分に溝を設けたコイル部品。
【請求項2】
電極の抵抗率がコイルよりも高い請求項1に記載のコイル部品。
【請求項3】
コイルを覆う絶縁層を設けた請求項1に記載のコイル部品。
【請求項4】
柱状の支持体を形成し、次にこの支持体の表面に金属膜を形成し、その後前記支持体の中部と両端部との境に前記金属膜表面から前記支持体にまで達する溝を形成し、次に一方の溝から他方の溝までを覆うように絶縁層を形成し、その後この絶縁層を形成していない部分の金属膜を除去し、次に前記絶縁層を除去し、その後前記支持体の両端部の一部に前記金属膜と接合するように電極を形成し、次に前記支持体の中部に形成した金属膜を前記電極との接合部を残しつつ、らせん形状に成型するコイル部品の製造方法。
【請求項5】
金属膜を形成する金属と電極を形成する金属とが同元素である請求項4に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項6】
電極はペーストにより形成する請求項4に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項7】
柱状の支持体を形成し、次にこの支持体の表面に金属膜を形成し、その後前記支持体の中部と両端部との境に前記金属膜表面から前記支持体にまで達する溝を形成し、次に一方の溝から他方の溝までを覆うように絶縁層を形成し、その後この絶縁層を形成していない部分の金属膜を除去し、次に前記絶縁層を除去し、その後前記金属膜を電気めっきにより厚くし、次に前記支持体の両端部の一部に前記金属膜と接合するように電極を形成し、その後前記支持体の中部に形成した金属膜を前記電極との接合部を残しつつ、らせん形状に成型するコイル部品の製造方法。
【請求項8】
金属膜を形成する金属と電極を形成する金属とが同元素である請求項7に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項9】
電極はペーストにより形成する請求項7に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項10】
支持体を形成し、次にこの支持体の表面に金属膜を形成し、その後前記支持体の中部と両端部との境に前記金属膜表面から前記支持体にまで達する溝を形成し、次に一方の溝から他方の溝までを覆うように第1の絶縁層を形成し、その後この第1の絶縁層を形成していない部分の金属膜を除去し、次に前記第1の絶縁層を除去し、その後前記支持体の両端部の一部に前記金属膜と接合するように電極を形成し、次に前記支持体の中部に形成した金属膜を前記電極との接合部を残しつつ、らせん形状に成型し、その後前記金属膜を覆う第2の絶縁層を形成するコイル部品の製造方法。
【請求項11】
金属膜を形成する金属と電極を形成する金属とが同元素である請求項10に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項12】
電極はペーストにより形成する請求項10に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項13】
柱状の支持体を形成し、次にこの支持体の表面に金属膜を形成し、その後前記支持体の中部と両端部との境に前記金属膜表面から前記金属膜内部にまで達する溝を形成し、次に一方の溝から他方の溝までを覆うように絶縁層を形成し、その後この絶縁層を形成していない部分の金属膜を除去し、次に前記支持体の両端部の一部に前記金属膜と接合するように電極を形成し、その後前記支持体の中部に形成した金属膜及びその表面に形成した絶縁層を前記電極と前記金属膜との接合部を残しつつ、らせん形状に成型するコイル部品の製造方法。
【請求項14】
金属膜を形成する金属と電極を形成する金属とが同元素である請求項13に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項15】
電極はペーストにより形成する請求項13に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項16】
柱状の支持体を形成し、次にこの支持体の表面に金属膜を形成し、その後前記支持体の中部と両端部との境に前記金属膜表面から前記金属膜内部にまで達する溝を形成し、次に一方の溝から他方の溝までを覆うように絶縁層を形成し、その後この絶縁層を形成していない部分の金属膜を除去し、次に前記支持体の両端部の一部に前記金属膜と接合するように電極をペーストにより形成すると共に焼成し、その後前記支持体の中部に形成した金属膜を前記電極と前記金属膜との接合部を残しつつ、らせん形状に成型するコイル部品の製造方法。
【請求項17】
金属膜を形成する金属と電極を形成する金属とが同元素である請求項16に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項18】
電極はペーストにより形成する請求項16に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項19】
柱状の支持体を形成し、次にこの支持体の表面に金属膜を形成し、その後前記支持体の中部と両端部との境に前記金属膜表面から前記金属膜内部にまで達する溝を形成し、次に一方の溝から他方の溝までを覆うように絶縁層を形成し、その後この絶縁層を形成していない部分の金属膜を除去し、次に前記絶縁層を除去し、その後前記金属膜を電気めっきにより厚くし、次に前記支持体の両端部の一部に前記金属膜と接合するように電極を形成し、その後前記支持体の中部に形成した金属膜及びその表面に形成した絶縁層を前記電極と前記金属膜との接合部を残しつつ、らせん形状に成型するコイル部品の製造方法。
【請求項20】
金属膜と電極とが同元素の金属材料である請求項19に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項21】
電極はペーストにより形成する請求項19に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項22】
柱状の支持体を形成し、次にこの支持体の表面に金属膜を形成し、その後前記支持体の中部と両端部との境に前記金属膜表面から前記金属膜内部にまで達する溝を形成し、次に一方の溝から他方の溝までを覆うように絶縁層を形成し、その後この絶縁層を形成していない部分の金属膜を除去し、次に前記絶縁層を除去し、その後前記金属膜を電気めっきにより厚くし、次に前記支持体の両端部の一部に前記金属膜と接合するように電極をペーストにより形成すると共に焼成し、その後前記支持体の中部に形成した金属膜を前記電極と前記金属膜との接合部を残しつつ、らせん形状に成型するコイル部品の製造方法。
【請求項23】
金属膜と電極とが同元素の金属材料である請求項22に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項24】
電極はペーストにより形成する請求項22に記載のコイル部品の製造方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、携帯電話等の各種電子機器に用いられるコイル部品に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来この種のコイル部品は、図28((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示されるようなセラミックなどからなる支持体1に、図29((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示されるように金属膜2を全体に形成し、その後図30((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示されるように、図28における中部1Bに形成した金属膜2をらせん形状にカットしてコイル2Aが形成されていた。
【0003】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
【特許文献1】特開平10−270252号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような従来のコイル部品はQ値が低いことが問題となっていた。
【0005】
すなわち、上記従来の構成のコイル部品に電流を流すと、支持体1の両端部1Aに形成された金属膜2において渦電流が発生し、コイル2Aで発生させる磁界が遮断されてしまい、Q値が悪くなっていた。
【0006】
また、これを避けるため、支持体1に金属膜2を形成した後、図31に示すように中部1Bをレジストなどで保護して両端部1A表面の金属膜2のみをエッチング液で除去して渦電流を抑えようとしても、横からのエッチングによる中部1B表面の金属膜2(後にコイル2Aとなる)の侵食を避けるために、レジストを多めに、あるいはエッチングする時間を少なめにする必要があり、結果として両端部1A表面の金属膜2を中部1Bとの境目で綺麗に取り除くことができず、渦電流を発生させ、Q値を下げてしまう。
【0007】
さらに、支持体1の中部1Bのみにペーストにより金属膜2を形成しようとしても、中部1Bと両端部1Aとの境に塗りムラなくペーストするのはきわめて難しく、中部1Bの表面の金属膜2が足りなければ、コイル2Aの断線を生み、逆に両端部1Aに金属膜2Aがついてしまえば、渦電流を発生させ、Q値を下げてしまう。その上、ペーストにより形成された金属膜は高抵抗となるためQ値も低くなってしまう。
【0008】
そこで本発明は、このようなコイル部品において、Q値を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
そして、この目的を達成するために本発明は、支持体と、この支持体の中部表面に設けたコイルと、前記支持体の両端部表面の一部に設けると共に前記コイルと電気的に接続した電極とを有し、前記支持体の中部と両端部との境に溝を設けたものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明のコイル部品は、支持体の両端部と中部との境に、溝を設けておくことにより、金属膜の形成部と非形成部との見切りを、その溝に沿って綺麗に形成することができるため、両端部に金属膜を残すことがなく、Q値を低下させることがないという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1におけるコイル部品について図面を参照しながら説明する。
【0012】
まず、図1((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、両端部3Aと、両端部3Aよりも細い中部3Bを有する柱状の支持体3を形成する。両端部3Aと中部3Bとは同じ太さでも構わないが、中部3Bを細くしておいた方が、P板等への実装時において有利である。
【0013】
支持体3の形成方法としては、例えばセラミック粉末を造粒して20〜30μm程度の粒子にし、それを金型に入れて焼成する等して形成することができる。
【0014】
この支持体3は、非磁性体であっても磁性体であってもいずれでもよいが、高い周波数帯域(GHz帯域)で高いQが必要な場合は、周波数に追従できない磁性体は損失となるため、周波数とは関係のない非磁性体を用いることが望ましく、それほど高くない周波数帯域(MHz帯域)で高いQ特性やL特性などを必要とする場合は、支持体3の磁性分も利用すべく磁性体を用いることが望ましい。
【0015】
非磁性体としては、エポキシ、ポリイミドなどの有機系の絶縁材料、各種のガラス材料、さらにはガラスとセラミックを混合したガラスセラミックス、CuZn系フェライトあるいはアルミナに代表されるようなセラミックなどの無機系の絶縁材料などがあるが、有機系の絶縁材料を用いると軽量化が可能といったメリットがあり、セラミック系を用いると、熱プロセスに強いといった効果がある。
【0016】
磁性体としては、NiZn系やNiZnCu系、MnZn系などのスピネル系や六方晶系などのフェライト材料や、Fe系、Co基やセンダストやパーマロイなどの金属系材料を用いることができ、その中でもNiZn系やNiZnCu系を用いると絶縁性が高いというメリットがあり望ましい。
【0017】
ここで、この支持体3には誘電率の低いものを用いることにより、コイル間の浮遊容量を低減することができ、コイルの自己共振周波数を高めることやコイルの高周波特性を改善することが可能になる。逆に、誘電率の高い材料を用いた場合は、浮遊容量とコイルの共振周波数を適宜調整することにより、様々な電気特性のコイル部品を得ることが可能となる。即ち、インピーダンスが大きくなる周波数帯域を、L値や支持体3の誘電率の変更により調整が可能となる。また、浮遊容量を調整することにより、等価回路的に複合部品的な電気特性を確保することができる。
【0018】
次に、図2((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図1における支持体3の全面に金属膜4を形成する。
【0019】
この金属膜4の材料としては、銅、銅合金、銀、銀とパラジウムの合金や銀と白金の合金あるいは白金のような電気伝導率が高いものが望ましく、その中でも、純銀、純銅などは特に導電率が高いため望ましい。
【0020】
金属膜4は、めっき法を用いて形成する場合、支持体3に無電解めっき法でまず下地電極層(図示せず)を薄く形成し、この下地電極層(図示せず)をめっき用の電極として金属膜4を電気めっき法で形成すると、厚みを持った金属膜4を容易に形成することができる。この場合に、下地電極層(図示せず)としてニッケルまたは銅あるいはこれらの複層などを用いることができる。また、下地電極層(図示せず)の形成を乾式方法で行った場合は、溶液処理が不要で工程も短いというメリットがある。
【0021】
その後、図3((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図1における両端部3Aと中部3Bの境目に金属膜4表面から支持体3にまで達する溝3Cを形成する。形成方法としてはYAGレーザーを用いると細い溝3Cを形成することができ好ましい。
【0022】
次に、図4((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図1における中部3Bと図3における2本の溝3Cとを覆うようにマスク5を形成する。マスク5にはレジスト剤などを用いる。
【0023】
その後、図5((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、マスク5を形成しなかった両端部3A上の金属膜4をエッチングにより除去して支持体3の表面を露出させる。この時、図10に示すように、マスク5が中部3B上の金属膜4を覆うように形成されているため、エッチング液などによる横からの侵食がないという効果を有する。横から侵食があると、後に中部3B上に形成した金属膜4をコイル(後の工程で示す)にした場合に、その侵食部分がコイル(後の工程で示す)の断線部となってしまう可能性があるが、溝3Cを設け、図10に示すごとく中部3B上の金属膜4を覆うようにマスク5で保護することにより横からの侵食がなく、そのような断線の心配もない。
【0024】
また、断線を恐れてマスク5を多めに塗る、あるいはエッチング液に浸す時間を短くすることも考えられるが、そうすると、両端部3Aに形成した金属膜4を余分に残すことになるため渦電流の原因となり、コイル(後の工程で示す)が発生する磁束を妨げてしまい、Q値を下げる原因となってしまう。しかし、溝3Cを設けておくことにより、金属膜4の形成部と非形成部との境目を、その溝3Cに沿って綺麗に形成することができるため、両端部3Aに金属膜4を残すことがなく、Q値を低下させることがない。
【0025】
次に、図6((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図5におけるマスク5を除去する。マスク5としてレジスト剤を用いていた場合は、アルカリ溶液に浸すなどして除去する。さらに、マスク5を除去した後、中部3B上の金属膜4の厚みを電気めっきなどによりさらに厚くすると、低抵抗のコイル(後の工程で示す)を形成することができ望ましい。
【0026】
その後、図7((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、支持体3の両端部3Aに電極6を形成する。この時、電極6の材料には金属膜4の材料と同じものを用いても構わないが、金属膜4の材料よりも高抵抗のものを用いておくことにより、両端部3A上における渦電流の発生量を減らすことができ、コイル(後の工程で示す)で発生した磁束を妨げることがなくQ値を下げないため望ましい。
【0027】
また、この電極6を両端部3Aの全体ではなく、引出電極(後の工程で示す)との接続部分であり且つP板(図示せず)への実装部分のみに形成することにより、渦電流の発生をさらに減らすことができる。
【0028】
また、この電極6はペーストにより形成することが望ましい。一般にペーストを用いた場合は、空隙やガラスフリットのかけらが残存するため、同種の材料を用いてめっきした場合に比べて高抵抗となり、渦電流を発生しにくくするため、Q値の向上を可能にしている。さらに、ペーストを用いた場合、めっき工法に比べて支持体3と電極6との密着性を向上させることができるという効果を有する。そして、金属膜4あるいは電極6のいずれかに銅などの酸化しやすい金属を用いた場合には、窒素雰囲気中にて焼成することが望ましい。銀などの酸化しにくい金属を用いた場合は大気雰囲気中でも構わない。
【0029】
さらに、電極6を形成した後、金属膜4および電極6の厚みを電気めっきなどによりさらに厚くすると、金属膜4と電極6とを一体化することができ、これらの接続信頼性を高めることができ望ましい。
【0030】
次に、図8((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、中部3B上の金属膜4から、らせん状のコイル4Aと、その両端の引出電極4Bとを形成する。形成方法としては、全面にレジストを塗り、らせん状に紫外線を照射した後、アルカリ溶液などに浸してエッチングする方法や、レーザー照射によりカットする方法があるが、YAGレーザーを用いて形成する方法が細い加工を可能にするためコイル4Aの巻き数を多くすることができ、大きなQ値を取ることができて好ましい。
【0031】
また、図10のごとく中部3B上の金属膜4を横からの侵食から保護していたため、引出電極4Bと電極6との接合度の向上を可能にしている。
【0032】
さらに、金属膜4をらせん状のコイル4Aにパターン化した後に、コイル4Aなどをエッチングすることによりバリ等を取り除き、電極表面を滑らかにすることで、絶縁層(後の工程で示す)でバリ等を覆う必要が無い分、その絶縁層(後の工程で示す)を薄く形成することを可能にしている。特に、レーザー照射によりコイル4Aを形成した場合、バリが多くなるため、この効果は顕著となる。
【0033】
また、支持体3の表面に付着した金属などを除去しておくことで渦電流の発生を防ぎ、コイル4Aの磁束を妨げることがなく、Q値を向上させることができる。特に、レーザー照射によりコイル4Aを形成した場合、飛散物が多いため、この効果は顕著となる。
【0034】
その後、図9((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図8における中部3Bに形成したコイル4A、引出電極4Bの表面を絶縁層7で覆うことにより、コイル4Aや引出電極4Bを被覆絶縁化することができる。そうすることにより実装時に他の部品に影響を与えないため高密度実装を可能にしており、その他、特性の安定化、コイル4Aの保護などを可能にしている。さらに、電極6にニッケル層(図示せず)と錫層(図示せず)を形成する場合などにおいても、そのニッケル層(図示せず)や錫層(図示せず)をコイル4Aに付着させる心配がないという効果がある。
【0035】
このような構成により、金属膜4の形成部と非形成部との見切りを、溝3Cに沿って綺麗に形成することができるため、両端部3Aに金属膜4を残すことがなく、Q値を低下させることがないコイル部品を実現することができる。
【0036】
また、溝3Cを設け、中部3B上の金属膜4を覆うようにマスク5で保護することにより、エッチング液による横からの侵食を防ぎ、コイル4Aの断線を防ぐことができる。
【0037】
その上、コイル4Aを太くするなどして低抵抗にすることでQ値を大きくし、逆に電極6をペーストにより形成して高抵抗にすることで渦電流を減少させ、さらにQ値を向上させることを可能にしている。
【0038】
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2におけるコイル部品について図面を参照しながら説明する。
【0039】
まず、図11((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、両端部3Aと、両端部3Aよりも細い中部3Bを有する柱状の支持体3を形成する。両端部3Aと中部3Bとは同じ太さでも構わないが、中部3Bを細くしておいた方が、P板等への実装時において有利である。
【0040】
支持体3の形成方法としては、例えばセラミック粉末を造粒して20〜30μm程度の粒子にし、それを金型に入れて焼成する等して形成することができる。
【0041】
この支持体3は、非磁性体であっても磁性体であってもいずれでもよいが、高い周波数帯域(GHz帯域)で高いQが必要な場合は、周波数に追従できない磁性体は損失となるため、周波数とは関係のない非磁性体を用いることが望ましく、それほど高くない周波数帯域(MHz帯域)で高いQ特性やL特性などを必要とする場合は、支持体3の磁性分も利用すべく磁性体を用いることが望ましい。
【0042】
非磁性体としては、エポキシ、ポリイミドなどの有機系の絶縁材料、各種のガラス材料、さらにはガラスとセラミックを混合したガラスセラミックス、CuZn系フェライトあるいはアルミナに代表されるようなセラミックなどの無機系の絶縁材料などがあるが、有機系の絶縁材料を用いると軽量化が可能といったメリットがあり、セラミック系を用いると、熱プロセスに強いといった効果があり望ましい。
【0043】
磁性体としては、NiZn系やNiZnCu系、MnZn系などのスピネル系や六方晶系などのフェライト材料や、Fe系、Co基やセンダストやパーマロイなどの金属系材料を用いることができ、その中でもNiZn系やNiZnCu系を用いると絶縁性が高いというメリットがあり望ましい。
【0044】
ここで、この支持体3には誘電率の低いものを用いることにより、コイル間の浮遊容量を低減することができ、コイルの自己共振周波数を高めることやコイルの高周波特性を改善することが可能になる。逆に、誘電率の高い材料を用いた場合は、浮遊容量とコイルの共振周波数を適宜調整することにより、様々な電気特性のコイル部品を得ることが可能となる。即ち、大きなインピーダンスとなる周波数帯域を、L値や支持体3の誘電率の変更により調整が可能となる。また、浮遊容量を調整することにより、等価回路的に複合部品的な電気特性を確保することができる。
【0045】
次に、図12((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図11における支持体3の全面に金属膜4を形成する。
【0046】
この金属膜4の材料としては、銅、銅合金、銀、銀とパラジウムの合金や銀と白金の合金あるいは白金のような電気伝導率が高いものが望ましく、その中でも、純銀、純銅などは特に導電率が高いため望ましい。
【0047】
金属膜4は、めっき法を用いて形成する場合、支持体3に無電解めっき法でまず下地電極層(図示せず)を薄く形成し、この下地電極層(図示せず)をめっき用の電極として金属膜4を電気めっき法で形成すると、厚みを持った金属膜4を容易に形成することができる。この場合に、下地電極層(図示せず)としてニッケルまたは銅あるいはこれらの複層などを用いることができる。また、下地電極層(図示せず)の形成を乾式方法で行った場合は、溶液処理が不要で工程も短いというメリットがある。
【0048】
その後、図13((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図11における両端部3Aと中部3Bの境目に金属膜4表面から金属膜4の中にまで達する溝4Cを形成する。形成方法としてはYAGレーザーを用いると細い溝4Cを形成することができ好ましい。
【0049】
次に、図14((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図13における中部3Bと2本の溝4Cとを覆うようにマスク5を形成する。マスク5にはレジスト剤などを用いる。
【0050】
その後、図15((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、マスク5を形成しなかった両端部3A上の金属膜4をエッチングにより除去して支持体3の表面を露出させる。この時、図19に示すように、マスク5が中部3B上の金属膜4を保護するように形成されているため、図10に示すように、中部3B上の金属膜4を全て覆うわけではないため横からの侵食はゼロではないが、図31に示すような従来の構成と比べて、エッチング液などによる横からの侵食が少ないという効果を有する。横から大きな侵食があると、後に中部3B上に形成した金属膜4をコイル(後の工程で示す)にした場合に、その侵食部分がコイル(後の工程で示す)の断線部となってしまう可能性があるが、溝4Cを設け、図19に示すごとく中部3B上の金属膜4を保護するようにマスク5で保護することにより横からの侵食を減らし、そのような断線の可能性を低減することができる。
【0051】
また、断線を恐れてマスク5を多めに塗る、あるいはエッチング液に浸す時間を短くすることも考えられるが、そうすると、両端部3Aに形成した金属膜4を余分に残すことになるため渦電流の原因となり、コイル(後の工程で示す)が発生する磁束を妨げてしまい、Q値を下げる原因となってしまう。しかし、溝4Cを設けておくことにより、金属膜4の形成部と非形成部との境目を、その溝4Cに沿って綺麗に形成することができるため、両端部3Aに金属膜4を残すことがなく、Q値を低下させることがない。
【0052】
次に、図16((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、マスク5をつけたまま支持体3の両端部3Aに電極6を形成する。マスク5をつけたままでも可能である理由は、溝4Cが支持体3まで達していないために、図19に示すごとく電極6と金属膜4とを電気的に接合できるためである。この時、電極6は金属膜4と同元素の金属を用いたとしても空隙やガラスフリットを有する分高抵抗となっており、渦電流を減らしQ値を向上させることを可能としている。電極6と金属膜4を同元素で構成した場合は、コイル(後の工程で示す)において合金を形成しないというメリットがある。合金を形成してしまうと、導電率が下がるという問題と、融点が下がることで耐熱性が悪く、正確なコイル形状を保てないという問題を有する。よって、同元素で構成した場合、これらの問題点を回避することができる。一方、金属膜4よりも高抵抗のものを用いた場合、両端部3A上における渦電流の発生量をより減らすことができ、コイル(後の工程で示す)で発生した磁束を妨げることがなくQ値を下げないという効果を有する。
【0053】
また、この電極6を両端部3Aの全体ではなく、引出電極(後の工程で示す)との接続部分であり且つP板(図示せず)への実装部分のみに形成することにより、渦電流の発生をさらに減らすことができる。
【0054】
また、この電極6は乾燥型のペーストにより形成する。一般にペーストを用いた場合は、空隙やガラスフリットのかけらが残存するため、同種の材料を用いてめっきした場合に比べて高抵抗となり、渦電流を発生しにくくするため、Q値の向上を可能にしている。さらに、ペーストを用いた場合、めっき工法に比べて支持体3と電極6との密着性を向上させることができるという効果を有する。
【0055】
その後、図17((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、マスク5をつけたまま、中部3B上の金属膜4を、らせん状のコイル5Aと、その両端の引出電極5Bとに形成する。形成方法としては、レーザー照射によりカットする方法や、マスク5がレジストの場合、らせん状に紫外線を照射した後、アルカリ溶液などに浸してエッチングする方法があるが、YAGレーザーを用いて形成する方法が細い加工を可能にするためコイル5Aの巻き数を多くすることができ、大きなL値を取ることができて好ましい。コイル5Aを形成した後、マスク5を除去することでレーザー加工によるパターン化時の飛散物除去が容易になる。これはマスク5が残したい金属膜4の表面を覆っているためで、飛散物はマスク5に付着し、マスク5を除去したときに飛散物も同時に除去することができる。
【0056】
また、図19のごとく中部3B上の金属膜4を横からの侵食から保護していたため、引出電極5Bと電極6との接合度の向上を可能にしている。
【0057】
また、支持体3の表面に付着した金属などを除去しておくことで渦電流の発生を防ぎ、コイル5Aの磁束を妨げることがなく、Q値を向上させることができる。特に、レーザー照射によりコイル5Aを形成した場合、飛散物が多いため、この効果は顕著となる。
【0058】
その後、図18((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図17における中部3Bに形成したコイル5A、引出電極5Bの表面を絶縁層7で覆うことにより、コイル5Aや引出電極5Bを被覆絶縁化することができる。そうすることにより実装時に他の部品に影響を与えないため高密度実装を可能にしており、その他、特性の安定化、コイル5Aの保護などを可能にしている。さらに、電極6にニッケル層(図示せず)と錫層(図示せず)を形成する場合などにおいても、そのニッケル層(図示せず)や錫層(図示せず)をコイル5Aに付着させる心配がないという効果がある。
【0059】
このような構成により、金属膜4の形成部と非形成部との見切りを、溝4Cに沿って綺麗に形成することができるため、両端部3Aに金属膜4を残すことがなく、Q値を低下させることがないコイル部品を実現することができる。
【0060】
また、溝4Cを設け、中部3B上の金属膜4を覆うようにマスク5で保護することにより、エッチング液による横からの侵食を防ぎ、コイル4Aの断線を防ぐことができる。
【0061】
その上、コイル4Aを太くするなどして低抵抗にすることでQ値を大きくし、逆に電極6をペーストにより形成して高抵抗にすることで渦電流を減少させ、さらにQ値を向上させることを可能にしている。
【0062】
また、溝4Cは支持体3まで形成せず、金属膜4までで留めているため、マスク5を除去する工程を省いて、Q値の高いコイル部品を提供することができる。
【0063】
なお、図12において金属膜4を薄く形成しておき、図15のエッチング工程を経た後マスク5を剥がして電気めっきなどにより太らせる工程にすると、図12における金属膜4が薄い分、図15のエッチング工程において金属膜4の横からのエッチングを少なくすることができコイル4Aの断線を防ぐことができる。
【0064】
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3におけるコイル部品について図面を参照しながら説明する。
【0065】
まず、図20((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、両端部3Aと、両端部3Aよりも細い中部3Bを有する柱状の支持体3を形成する。両端部3Aと中部3Bとは同じ太さでも構わないが、中部3Bを細くしておいた方が、P板等への実装時において有利である。
【0066】
支持体3の形成方法としては、例えばセラミック粉末を造粒して20〜30μm程度の粒子にし、それを金型に入れて焼成する等して形成することができる。
【0067】
この支持体3は、非磁性体であっても磁性体であってもいずれでもよいが、高い周波数帯域(GHz帯域)で高いQが必要な場合は、周波数に追従できない磁性体は損失となるため、周波数とは関係のない非磁性体を用いることが望ましく、それほど高くない周波数帯域(MHz帯域)で高いQ特性やL特性などを必要とする場合は、支持体3の磁性分も利用すべく磁性体を用いることが望ましい。
【0068】
非磁性体としては、エポキシ、ポリイミドなどの有機系の絶縁材料、各種のガラス材料、さらにはガラスとセラミックを混合したガラスセラミックス、CuZn系フェライトあるいはアルミナに代表されるようなセラミックなどの無機系の絶縁材料などがあるが、有機系の絶縁材料を用いると軽量化が可能といったメリットがあり、セラミック系を用いると、熱プロセスに強いといった効果があり望ましい。
【0069】
磁性体としては、NiZn系やNiZnCu系、MnZn系などのスピネル系や六方晶系などのフェライト材料や、Fe系、Co基やセンダストやパーマロイなどの金属系材料を用いることができ、その中でもNiZn系やNiZnCu系を用いると絶縁性が高いというメリットがあり望ましい。
【0070】
ここで、この支持体3には誘電率の低いものを用いることにより、コイル間の浮遊容量を低減することができ、コイルの自己共振周波数を高めることやコイルの高周波特性を改善することが可能になる。逆に、誘電率の高い材料を用いた場合は、浮遊容量とコイルの共振周波数を適宜調整することにより、様々な電気特性のコイル部品を得ることが可能となる。即ち、大きなインピーダンスとなる周波数帯域を、L値や支持体3の誘電率の変更により調整が可能となる。また、浮遊容量を調整することにより、等価回路的に複合部品的な電気特性を確保することができる。
【0071】
次に、図21((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図20における支持体3の全面に金属膜4を形成する。
【0072】
この金属膜4の材料としては、銅、銅合金、銀、銀とパラジウムの合金や銀と白金の合金あるいは白金のような焼成しても酸化しないものを用いる。
【0073】
金属膜4は、めっき法を用いて形成する場合、支持体3に無電解めっき法でまず下地電極層(図示せず)を薄く形成し、この下地電極層(図示せず)をめっき用の電極として金属膜4を電気めっき法で形成すると、厚みを持った金属膜4を容易に形成することができる。この場合に、下地電極層(図示せず)としてニッケルなどを用いることができる。また、下地電極層(図示せず)の形成を乾式方法で行った場合は、溶液処理が不要で工程も短いというメリットがある。
【0074】
その後、図22((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図20における両端部3Aと中部3Bの境目に金属膜4表面から金属膜4の中にまで達する溝4Cを形成する。形成方法としてはYAGレーザーを用いると細い溝4Cを形成することができ好ましい。
【0075】
次に、図23((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図22における中部3Bと2本の溝4Cとを覆うようにマスク5を形成する。マスク5にはレジスト剤などを用いる。
【0076】
その後、図24((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、マスク5を形成しなかった両端部3A上の金属膜4をエッチングにより除去して支持体3の表面を露出させる。この時、図19に示すように、マスク5が中部3B上の金属膜4を保護するように形成されているため、図10に示すように、中部3B上の金属膜4を全て覆うわけではないため横からの侵食はゼロではないが、図31に示すような、エッチング液などによる横からの大きな侵食がないという効果を有する。横から大きな侵食があると、後に中部3B上に形成した金属膜4をコイル(後の工程で示す)にした場合に、その侵食部分がコイル(後の工程で示す)の断線部となってしまう可能性があるが、溝4Cを設け、図19に示すごとく中部3B上の金属膜4を保護するようにマスク5で保護することにより横からの侵食を減らし、そのような断線の可能性を低減することができる。
【0077】
また、断線を恐れてマスク5を多めに塗る、あるいはエッチング液に浸す時間を短くすることも考えられるが、そうすると、両端部3Aに形成した金属膜4を余分に残すことになるため渦電流の原因となり、コイル(後の工程で示す)が発生する磁束を妨げてしまい、Q値を下げる原因となってしまう。しかし、溝4Cを設けておくことにより、金属膜4の形成部と非形成部との境目を、その溝4Cに沿って綺麗に形成することができるため、両端部3Aに金属膜4を残すことがなく、Q値を低下させることがない。
【0078】
次に、図25((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、支持体3の両端部3Aに電極6をペーストにより形成する。そして、金属膜4あるいは電極6のいずれかに銅などの酸化しやすい金属を用いた場合には、窒素雰囲気中にて焼成することが望ましい。銀などの酸化しにくい金属を用いた場合は大気雰囲気中でも構わない。この焼成により図25に示すようにマスク5を熱分解焼失させて除去することができる。
【0079】
この時、電極6は金属膜4と同元素の金属を用いたとしても空隙やガラスフリットを有する分高抵抗となっており、渦電流を減らしQ値を向上させることを可能としている。電極6と金属膜4を同元素で構成した場合は、コイル(後の工程で示す)において合金を形成しないというメリットがある。合金を形成してしまうと、導電率が下がるという問題と、融点が下がることで耐熱性が悪く、正確なコイル形状を保てないという問題を有する。よって、同元素で構成した場合、これらの問題点を回避することができる。一方、金属膜4よりも高抵抗のものを用いた場合、両端部3A上における渦電流の発生量をより減らすことができ、コイル(後の工程で示す)で発生した磁束を妨げることがなくQ値を下げないという効果を有する。
【0080】
また、この電極6を両端部3Aの全体ではなく、引出電極(後の工程で示す)との接続部分であり且つP板(図示せず)への実装部分のみに形成することにより、渦電流の発生をさらに減らすことができる。
【0081】
その後、図26((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、中部3B上の金属膜4を、らせん状のコイル4Aと、その両端の引出電極4Bとに形成する。形成方法としては、レーザー照射によりカットする方法や、マスク5がレジストの場合、らせん状に紫外線を照射した後、アルカリ溶液などに浸してエッチングする方法があるが、YAGレーザーを用いて形成する方法が細い加工を可能にするためコイル4Aの巻き数を多くすることができ、大きなQ値を取ることができて好ましい。
【0082】
また、図19のごとく中部3B上の金属膜4を横からの侵食から保護していたため、引出電極4Bと電極6との接合度の向上を可能にしている。
【0083】
また、支持体3の表面に付着した金属などを除去しておくことで渦電流の発生を防ぎ、コイル4Aの磁束を妨げることがなく、Q値を向上させることができる。特に、レーザー照射によりコイル4Aを形成した場合、飛散物が多いため、この効果は顕著となる。
【0084】
その後、図27((a)は上面図、(b)は側面図、(c)は下面図)に示すように、図26における中部3Bに形成したコイル4A、引出電極4Bの表面を絶縁層7で覆うことにより、コイル4Aや引出電極4Bを被覆絶縁化することができる。そうすることにより実装時に他の部品に影響を与えないため高密度実装を可能にしており、その他、特性の安定化、コイル4Aの保護などを可能にしている。さらに、電極6にニッケル層(図示せず)と錫層(図示せず)を形成する場合などにおいても、そのニッケル層(図示せず)や錫層(図示せず)をコイル4Aに付着させる心配がないという効果がある。
【0085】
このような構成により、金属膜4の形成部と非形成部との見切りを、溝4Cに沿って綺麗に形成することができるため、両端部3Aに金属膜4を残すことがなく、Q値を低下させることがないコイル部品を実現することができる。
【0086】
また、溝4Cを設け、中部3B上の金属膜4を覆うようにマスク5で保護することにより、エッチング液による横からの侵食を防ぎ、コイル4Aの断線を防ぐことができる。
【0087】
その上、コイル4Aを太くするなどして低抵抗にすることでQ値を大きくし、逆に電極6をペーストにより形成して高抵抗にすることで渦電流を減少させ、さらにQ値を向上させることを可能にしている。
【0088】
また、溝4Cは支持体3まで形成せず、金属膜4までで留めているため、マスク5を除去する工程を省いて、Q値の高いコイル部品を提供することができる。
【0089】
なお、図21において金属膜4を薄く形成しておき、図24のエッチング工程を経た後マスク5を剥がして電気めっきなどにより太らせる工程にすると、図21における金属膜4が薄い分、図24のエッチング工程において金属膜4の横からのエッチングを少なくすることができコイル4Aの断線を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【0090】
本発明のコイル部品は、柱状の支持体の両端部と中部との境に、溝を設けておくことにより、金属膜の形成部と非形成部との見切りを、その溝に沿って綺麗に形成することができるため、両端部に金属膜を残すことがなく、Q値を低下させることがないという効果を有し、各種電気機器において有用である。
【図面の簡単な説明】
【0091】
【図1】(a)本発明の実施の形態1における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図2】(a)本発明の実施の形態1における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図3】(a)本発明の実施の形態1における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図4】(a)本発明の実施の形態1における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図5】(a)本発明の実施の形態1における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図6】(a)本発明の実施の形態1における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図7】(a)本発明の実施の形態1における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図8】(a)本発明の実施の形態1における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図9】(a)本発明の実施の形態1における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図10】本発明の実施の形態1における一製造工程のコイル部品の断面図
【図11】(a)本発明の実施の形態2における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図12】(a)本発明の実施の形態2における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図13】(a)本発明の実施の形態2における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図14】(a)本発明の実施の形態2における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図15】(a)本発明の実施の形態2における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図16】(a)本発明の実施の形態2における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図17】(a)本発明の実施の形態2における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図18】(a)本発明の実施の形態2における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図19】本発明の実施の形態2における一製造工程のコイル部品の断面図
【図20】(a)本発明の実施の形態3における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図21】(a)本発明の実施の形態3における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図22】(a)本発明の実施の形態3における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図23】(a)本発明の実施の形態3における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図24】(a)本発明の実施の形態3における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図25】(a)本発明の実施の形態3における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図26】(a)本発明の実施の形態3における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図27】(a)本発明の実施の形態3における一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図28】(a)従来の一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図29】(a)従来の一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図30】(a)従来の一製造工程のコイル部品の上面図、(b)同側面図、(c)同下面図
【図31】従来の一製造工程のコイル部品の断面図
【符号の説明】
【0092】
3 支持体
3A 両端部
3B 中部
3C 溝
4A コイル
4B 引出電極
6 電極




 

 


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