JP2002110425A

JP2002110425A - 高周波コイル

Info

Publication number: JP2002110425A
Application number: JP2000293214A
Authority: JP
Inventors: Minoru Takatani; 稔高谷; Takashi Kajino; 隆楫野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2002-04-12

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｑ及びＳＲＦを高めることができ、インダク
タンスのばらつきが小さく、信頼性、量産性に優れた高
周波コイルを提供する。【解決手段】絶縁基板１０上にアスペクト比の大きい
第１導体層１１を形成し、その上に第１有機絶縁層１２
を積層形成し、その上にアスペクト比の大きい第２導体
層１３を形成し、第１導体層１１と第２導体層１３とを
第１有機絶縁層１２のビアホール１４を介して相互に接
続し、全体として基板両側縁の端子電極２５同士を接続
するヘリカルパターンのコイル導体２０を構成してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上にコイル導
体を形成してなる高周波コイルに係り、とくに自己共振
周波数（ＳＲＦ）が高く、かつＱの高い高周波コイルに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の高周波コイルとしては、
以下の構成のものが知られている。

【０００３】(1) セラミック基板上に薄膜技術により
スパイラルコイルを形成したもの（特公平７−１０１６
５２号公報）。

【０００４】(2) セラミック積層工法により、ヘリカ
ルコイルを形成したもの（特公平３−２２９４０７号公
報）。

【０００５】図７はセラミック積層工法によるチップコ
イルの外観を示す斜視図に相当する写真であり、積層セ
ラミック層１の両端部に端子電極２を有するとともに、
図８の断面図に相当する写真の如く内部にコイル導体３
を有している。ここで、端子電極２はチップコイルの端
部を導電性ペーストの溶液の中に垂直に浸した後に焼成
するので、チップコイルの両端面全部とこの周りの４面
の端が全て導体で覆われる。また、セラミック積層工法
でコイル導体３を作成する場合、導体ペーストを積層セ
ラミック層１と共に焼成するため、図８の断面写真にあ
るようにコイル導体焼成時の溶剤のガス抜けに起因する
と考えられる多数のボイドが表面に形成され、凹凸の多
い断面形状となっている。

【０００６】また、図９はコイル導体３の上層のヘリカ
ルパターンの拡大平面図に相当する写真であるが、やは
り、コイル導体焼成時の溶剤のガス抜けに起因すると考
えられる多数のボイドが表面に形成されたものとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記(1)の
薄膜技術によりスパイラルコイルを形成したものは、次
の欠点がある。

【０００８】コイルの巻き方がスパイラルなので、
ヘリカルの場合に比べて同じインダクタンスを得るのに
コイル導体長が長くなり、直流抵抗Ｒdcが増大し、また
コイル導体の鎖交磁界による渦電流損失が増えるので、
Ｑが小さい。

【０００９】基板がセラミックなので、誘電率が大
きく浮遊容量が増大してＳＲＦが低下する。硝子系の基
板を用いると誘電率はある程度は低下するが、機械的強
度に問題が生じ、チップの割れカケの問題が発生する。
またアルミナのように機械的強度の大きいセラミック材
料を選ぶと今度は誘電率が大きくなる。

【００１０】また、上記(2)のセラミック積層工法によ
りヘリカルコイルを形成したものは、次の欠点がある。

【００１１】前者に比べるとＱは大きいが高温で焼
成する為にコイル導体に焼成時の溶剤のガス抜けに起因
すると考えられる多数のボイドが存在し導体表面に大き
な凹凸が発生する。この為に、高周波では電流路の長さ
が伸びて抵抗が増大するのでＱを低下させている。

【００１２】Ｑを上昇させるには導体層を厚くする
必要があるが、導体層の形成は通常スクリーン印刷法で
行われており最大厚さは２０μｍ程度が限度である。

【００１３】導体層の形成は通常スクリーン印刷法
で行われており、焼成前のパターンの寸法精度が悪く、
また焼成時に全体が１０〜２０％縮むがこの割合が一定
せず、インダクタンスのばらつきが大きい。

【００１４】層間絶縁層の誘電率が大きいのでＳＲ
Ｆが低下する。

【００１５】本発明は、上記の点に鑑み、Ｑ及びＳＲＦ
を高めることができ、インダクタンスのばらつきが小さ
く、信頼性、量産性に優れた高周波コイルを提供するこ
とを目的とする。

【００１６】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項１の発明に係る高周波コイルは、絶縁基
板上に導体層と有機絶縁層とを交互に積層してヘリカル
パターンのコイル導体を構成するとともに、前記絶縁基
板の一部に端子電極を形成したことを特徴としている。

【００１８】本願請求項２の発明に係る高周波コイル
は、請求項１において、前記コイル導体の少なくとも一
面の凹凸が、１ＧＨｚのスキンデプスの３倍以下である
ことを特徴としている。

【００１９】本願請求項３の発明に係る高周波コイル
は、請求項１又は２において、前記コイル導体が銅で形
成されてなることを特徴としている。

【００２０】本願請求項４の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２又は３において、前記コイル導体のア
スペクト比が０.３以上であることを特徴としている。

【００２１】本願請求項５の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２，３又は４において、前記有機絶縁層
の比誘電率が５以下であることを特徴としている。

【００２２】本願請求項６の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２，３，４又は５において、前記有機絶
縁層のＱが１００以上であることを特徴としている。

【００２３】本願請求項７の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２，３，４，５又は６において、前記有
機絶縁層が可撓性を有するものであることを特徴として
いる。

【００２４】本願請求項８の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２，３，４，５，６又は７において、前
記有機絶縁層がビニルベンジルであることを特徴として
いる。

【００２５】本願請求項９の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２，３，４，５，６，７又は８におい
て、前記絶縁基板が有機基板であり、該有機基板の比誘
電率が５以下であることを特徴としている。

【００２６】本願請求項１０の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９にお
いて、前記絶縁基板のＱが１００以上であることを特徴
としている。

【００２７】本願請求項１１の発明に係る高周波コイル
は、請求項１乃至１０のいずれかにおいて、前記絶縁基
板がビニルベンジルであることを特徴としている。

【００２８】本願請求項１２の発明に係る高周波コイル
は、請求項１乃至１１のいずれかにおいて、前記端子電
極が前記絶縁基板の側縁に配置され、かつ当該側縁の長
さの２／３以下の径のスルーホールを分割した形状をな
していることを特徴としている。

【００２９】本願請求項１３の発明に係る高周波コイル
は、請求項１乃至１１のいずれかにおいて、前記端子電
極が前記絶縁基板の側縁に配置され、かつ当該側縁の長
さの２／３以下の長径又は長辺の長穴を分割した形状を
なしていることを特徴としている。

【００３０】本願請求項１４の発明に係る高周波コイル
は、請求項１乃至１３のいずれかにおいて、前記コイル
導体の少なくとも一面が電解めっきで形成された面であ
ることを特徴としている。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る高周波コイル
の実施の形態を図面に従って説明する。

【００３２】図１乃至図４で本発明に係る高周波コイル
の第１の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は有機又は
無機の絶縁基板１０上に形成された第１導体層１１を、
同図（Ｂ）はその上に積層形成された第１有機絶縁層１
２を、同図（Ｃ）はその上に形成された第２導体層１３
であり、第１導体層１１と第２導体層１３とは第１有機
絶縁層１２のビアホール１４を介して相互に接続され、
全体として基板両側縁の端子電極２５同士を接続するヘ
リカルパターンのコイル導体２０を構成している。

【００３３】図２の外観の斜視図に相当する写真に示す
ように、絶縁基板１０の両側縁の端子電極２５は、基板
側縁の長さＴ（＝０.８mm）の２／３以下の径のスルー
ホールを分割した半割円筒形状をなしており、基板両端
面に臨む凹面をなしている。

【００３４】第１及び第２導体層１１，１３の作製は、
例えば、パネルめっきとエッチングによる方法、あるい
はパターンめっき法によって行うことができる。

【００３５】パネルめっきとエッチングによる方法で
は、絶縁基板１０上に厚さが５μｍ以下のめっき下地層
を形成し、その後、めっき下地層の面に電解めっきを施
し、その上にコイル導体部を覆う形でレジストパターン
を形成し、不要な部分をエッチング法で除去してコイル
導体層を形成する（サブトラクティブ工法）。上層のコ
イル導体層も層間の有機絶縁層上に同様の工程で作製で
きる。

【００３６】また、パターンめっき法の場合、図３
（Ａ）のように、絶縁基板１０の表面を粗化した後に銅
等の金属の無電解めっきで５μｍ以下のめっき下地層３
０を形成し、その上に感光性（光硬化性）のドライフィ
ルム３１を貼り付け、平行露光機で図１（Ａ）の第１導
体層１１のパターンを形成し、図３（Ｂ）のように第１
導体層１１のパターンの部分のドライフィルム３１を除
去した所に銅等の金属の電気めっきにより十分な膜厚の
めっき層３２を形成する。その後、図３（Ｃ）のように
ドライフィルム３１を剥離し、さらにめっき層３２で覆
われていない線間のめっき下地層３０をエッチングで除
去することで、下層の第１導体層１１が形成される。

【００３７】上層の第２導体層１３の形成は、図３
（Ｄ）のように層間絶縁層としての第１有機絶縁層１２
を第１導体層１１を覆うように形成し、ビアホール１４
をフォトリソグラフィー法又はレーザ加工法により形成
後、第１導体層１１の形成の場合と同様の工程を繰り返
すことで図３（Ｅ）のように第１有機絶縁層１２にあけ
られたビアホール１４で第１導体層１１に接続した第２
導体層１３が得られる。

【００３８】図２の外観を示す写真、図４の第１及び第
２導体層１１，１３の断面図相当の写真から明らかなよ
うに、パターンめっき法により各導体層１１，１３を作
製できることで、図８や図９の従来例に示す導体層のボ
イドの発生はなく、各導体層１１，１３の表面は滑らか
なものとなる。

【００３９】前記絶縁基板１０及び層間絶縁膜となる有
機絶縁層１２の材質には浮遊容量を減少させるために誘
電率の小さいものが好ましい。また誘電損失を減らす為
にＱの大きいものが好ましい。具体的には絶縁基板１０
及び有機絶縁層１２の比誘電率がそれぞれ５以下で、Ｑ
はそれぞれ１００以上あることがとくに望ましい。絶縁
基板１０及び有機絶縁層１２の材料は使用周波数、目標
のＱ値、コストを考慮して例えば以下の表１より選択す
ればよい。この中でも、有機材、つまり絶縁樹脂のビニ
ルベンジルは誘電率、Ｑ、コストのバランスが良く、好
ましい材料である。

【００４０】表１品種名比誘電率Ｑフッ素樹脂２.１１００００ポリエチレン２.２５０００ＰＰＯ２.５１２００ビニルベンジル２.５２６０シアネートエステル２.７１０００ポリエーテルイミド３６７０ポリイミド３.６２００エポキシ４.３７０ＢＴレジン２.５５００ポリオレフィン２.６２０００ポリフマレート２.６２５０ポリアリレート２.６２２０

【００４１】前記絶縁基板１０を有機基板とする場合及
び有機絶縁層１２には、機械的強度の向上の為に芯材を
用いることが出来る。芯材には以下の表２のようにＤガ
ラスクロス、Ｅガラスクロス、ケブラークロス等を用い
ることが出来る。一般的に誘電率の低く、低損失の材料
ほど高価であるが、コストの許す限り、誘電率の低い材
料を使用することが好ましい。

【００４２】表２クロス品種比誘電率Ｄガラスクロス７.２Ｅガラスクロス４.７ケブラークロス２.５

【００４３】前記絶縁基板１０及び有機絶縁層１２に
は、可撓性のある樹脂を用いることがいっそう好まし
い。コイル導体と樹脂の熱膨張率は大きく異なってお
り、可撓性の乏しい樹脂を用いるとヒートサイクル等の
信頼性試験によりクラックが生じる等の不具合が発生す
る。具体的に可撓性の尺度を挙げると、樹脂の伸び率が
３％以上、エリクセン値が３mm以上等が挙げられる。基
板１０に有機材を用いることは、誘電率が小さくかつ割
れに強い材料が比較的容易に得られるので好ましい。

【００４４】なお、セラミック基板の場合はアルミナの
ように機械的強度は優れているが誘電率が１０程度と大
きい材料とガラスのように誘電率は４程度と小さいが割
れやすい材料の二つにわかれて、機械的強度と低誘電率
の両方を併せ持つ材料はない。

【００４５】前記絶縁基板１０及び有機絶縁層１２の材
質はコイル導体２０と反応しないものであることが好ま
しい。たとえばコイル導体が銅である場合、ポリイミド
を絶縁基板又は絶縁層に使用すると銅表面が青緑色に変
色し、いわゆる緑青を生成するので好ましくない。ま
た、適度の耐熱性を有するものが好ましい。たとえばＴ
ｇ（ガラス転移点）が極端に低い場合、高温での信頼性
に影響を及ぼし、好ましくない。Ｔｇ≧６０℃であるこ
とが好ましい。例えば、ポリアミド樹脂はＴｇが５０℃
程度であり好ましくない。

【００４６】コイル導体２０、つまり第１及び第２導体
層１１，１３の材質は比抵抗が低く、加工性及び形成性
が良好であり、しかも安価であることが好ましい。材料
の候補として、銀、銅、アルミ、金等が挙げられるが、
上記の３点を考慮すると銅が最も好ましい。

【００４７】コイル導体２０のアスペクト比は出来るだ
け大きく、具体的にはアスペクト比が０.３以上である
ことが好ましい。アスペクト比を上げることにより、導
体の渦電流損失を増やすことなく電流路の断面積を増加
することが出来る。またインダクタンス値はほとんど変
わらないので、Ｑを効率良く上げることが出来る。アス
ペクト比が０.３未満では、電流路の断面積の増加はわ
ずかにとどまりＱの改善効果はあまり期待できない。

【００４８】コイル導体の幅を増やした場合は、電流路
の断面積は増加するものの、磁界と鎖交する導体上部の
面積が増え、またインダクタンス値が減少するので好ま
しくない。

【００４９】コイル導体２０の表面を滑らかにするの
は、高周波領域のＱを向上させるための基本的な事項で
ある。これを実現するにはコイル導体の形成方法を、電
解めっき、好ましくは光沢電解めっきを用いた工法、さ
らには蒸着、スパッタリング等の薄膜工法、あるいはこ
れらの工法を組み合わせたものが挙げられる。

【００５０】パネルめっき及びエッチングによる方法、
つまり絶縁基板又は絶縁層上にめっき下地層を形成し、
その後に電解めっきを施し、その後にサブトラクティブ
法でコイルを形成する工法によると、コイル導体の上面
が滑らかに形成出来、好ましい。また電解めっきに光沢
めっきを用いると、表面の凹凸がさらに滑らか（鏡面状
態）になり好ましい。エッチング方法はウエットでもド
ライでも良いが、前者の場合は導体側部に大きな凹凸が
出来ることが多く好ましくない。ドライエッチングでパ
ターニングを行う場合は比較的導体側部は滑らかになる
が、量産性に乏しい。

【００５１】図３で説明したパターンめっき法、つまり
絶縁基板又は絶縁層上にめっき下地層を形成し、その上
にコイル導体部が開口部になっているレジストパターン
を形成し、電解めっきを施し、レジスト剥離後に全面を
エッチング除去し、不要なめっき下地層を除去してコイ
ル導体を作製すると、コイル導体の３面が滑らかになり
好ましい。ここで電解めっきを光沢めっきにすると、表
面の凹凸がさらに減少してさらに好ましい。またコイル
導体をハイアスペクトに形成する場合、前記のサブトラ
クティブ工法ではコイル導体のアスペクト比は最大０.
２程度が限度であるが、本工法ではアスペクト比０.３
以上とすることができ、例えば図４に示すようなアスペ
クト比１程度のコイル導体が容易に形成可能となる。

【００５２】さらに、前記めっき下地層形成に無電界め
っき工法を採用し、全面のエッチングをウエット法で行
うと量産性が高くなり、好ましい。

【００５３】なお、前記めっき下地層の形成は、スパッ
タリング、蒸着、イオンプレーティング等の薄膜ドライ
工法、無電解めっき等の湿式工法があげられる。このな
かでも無電解めっき工法は量産性に優れ好ましい。この
無電解めっきの場合は、下地表面を粗化する必要がある
が、本例では下地が樹脂であるので、研磨等の物理的手
法もしくは、過マンガン酸カリウム等による化学的手法
で容易に粗化でき好ましい。

【００５４】前記全面のエッチングはドライエッチン
グ、ウエットエッチングの両方が可能であるが、後者は
量産性に優れ好ましい。

【００５５】コイル導体表面の凹凸は使用周波数範囲の
上限でのスキンデプスより小さいことが最も好ましい
が、これを越える値になっても、凹凸を小さくすること
により実効抵抗は減少し、Ｑは大きくなる。とくに、コ
イル導体の少なくとも一面の凹凸が、使用周波数（例え
ば１ＧＨｚ）のスキンデプスの３倍以下であることが望
ましく、セラミック積層工法との対比を考えると表面の
凹凸は５μｍ以下であることがとくに好ましい。また、
コイル導体表面は４面の全てが滑らかであることが最も
好ましいが、すくなくとも１面の全てが滑らかであれば
Ｑの向上に有効である。

【００５６】なお、セラミック積層工法でコイル導体を
作製すると図８、図９にあるように表面及び内部に多数
のボイドが形成されることになって好ましくない。

【００５７】従来、チップコイルの端子電極はセラミッ
ク積層法で形成する場合はチップの端部を導電性ペース
トの溶液の中に垂直に浸した後に焼成するので、チップ
コイルの端面全部とこの周りの４面の端が全て導体で覆
われる（図７参照）。また薄膜工法でコイルを形成する
場合も特許第２６１５１５１号公報にあるように端子を
コの字型にした大きな電極が形成されている。このよう
に大きな電極は浮遊容量を増やし、渦電流損失によりＱ
を悪化させる。そこで、本例の高周波コイルでは、図２
に示すように、直径が基板側縁の辺Ｔの長さの２／３以
下のスルーホールを基板に形成し、これを基板切断時に
２分割することによって容易に小型の端子電極２５を形
成できる。

【００５８】また、特にコイル導体と端子電極間の浮遊
容量を減らしたい場合には、スルーホールの形状を真円
から側縁の辺方向に長軸のある楕円又は長円、さらには
方形等の長穴にしてコイル導体と端子電極の距離を離す
ことが好ましい。なお、スルーホールの径が基板側縁の
辺の長さの２／３を超えると、浮遊容量や渦電流損失の
低減効果が少なくなり望ましくない。

【００５９】本実施の形態では、(I)高Ｑ、(II)高ＳＲ
Ｆ、(III)狭公差、(IV)量産性良好、(V)信頼性大とする
ために以下に述べる構成とする。

【００６０】(I) 高Ｑに関して

【００６１】(1) 巻き線、つまりコイル導体２０をへ
リカルにする。

【００６２】コイルのＱは次式で表される。Ｑ＝２πｆＬ／Ｒeff …(１式) （但し、ｆ：周波数、Ｌ：インダクタンス、Ｒeff：実
効抵抗）また、実効抵抗Ｒeffは次式で表される。Ｒeff＝Ｒj＋Ｒe＋Ｒd …(２式) （但し、Ｒj：ジュール損失に起因する抵抗、Ｒe：渦電
流損失に起因する抵抗、Ｒd：誘電損失に起因する抵
抗）ここで、へリカル巻きにするとスパイラルの場合に比べ
て同じＬを得るのに短い導体ですむのでＲjが減少す
る。

【００６３】またコイル導体２０がヘリカルパター
ンの場合、磁界に接する導体の面積が減るのでＲeが減
少する。その理由は、コイル導体の発生する磁界は基板
に対してほぼ垂直であり、ヘリカルの場合は最下層の下
側の導体面と最上層の上側の面は磁界にさらされて渦電
流損失が生じるが、これ以外の導体面はこれらの面にシ
ールドされて磁界にほとんど接しないからである。

【００６４】(2) 層間絶縁層を有機材料にする。

【００６５】有機絶縁層１２の場合、その形成温度
が大幅に低下し（セラミック積層の場合は１０００℃程
度、有機絶縁層の場合は２００℃以下）、導体ペースト
の焼結によらずコイル導体２０を形成でき、導体表面が
滑らかになる。コイル導体２０の滑らかさの目安は、導
体表面の凹凸が使用周波数でのスキンデプスの３倍以下
となるようにする。１ＧＨｚの場合を考えると、スキン
デプスは導体が銅の場合約２μｍであるから６μｍ以下
となる。また、コイル導体２０の電流方向に垂直な面で
の切り口の１／３以上が滑らかである事が望ましい。こ
れにより電流路が短くなり、Ｒjが下がる。

【００６６】スパッタリング、蒸着、プラズマＣＶＤ等
の薄膜製膜方法により低温で無機絶縁層を形成すること
もできるが、ステップカバレージが悪く、特にヘリカル
巻きのように多数の導体層を形成する場合には好ましく
ない。また量産性が落ちる。このことはへリカル巻きの
ように層数の多い場合は顕著になる。その上、一般的に
誘電率が大きくなり、ＳＲＦが低下する。さらに層数の
多い場合はストレスが蓄積しクラックが生じやすくな
る。

【００６７】Ｑ値の高い樹脂を選択すればＲdが減
少しさらにＱを向上させる事が出来る。例えば、ビニル
ベンジル等のようにＱが１００以上の材料を選択するこ
とが望ましい。

【００６８】(3) コイル導体のアスペクト比を高くす
る。コイル導体２０、つまり第１導体層１１、第２導体
層１３のアスペクト比をそれぞれ上げると電流路の断面
積を増やせるのでＲjが減少し、Ｑを向上出来る。

【００６９】高周波においては電流は表皮効果の為に導
体のごく表面にしか流れない。電流の流れる深さの目安
としてスキンデプスがあり、導体が銅の場合は１ＧＨｚ
で約２μｍである。導体層を高く（厚く）すると側面に
も電流が流れるようになり、電流路の断面積が拡大し、
Ｒjが減少し、高周波においてもＱを上げる事が出来
る。

【００７０】なお、電流路を増やすもう一つの方法とし
て、導体幅を広くすることが考えられる。この場合電流
路の断面積は増えるものの、磁界とコイル導体の鎖交す
る面積が増えて渦電流損失が拡大する。また導体の最外
周の位置を固定して考えると導体幅を増やすと中央の開
口部の面積が減少してＬ値が減少する。一方、アスペク
ト比を上げた場合にはＬはほとんど変わらないので、ア
スペクト比を上げた場合と比較するとＱは減少すること
になる（１式参照）。

【００７１】(4) 端子電極を小型化する。端子電極２
５は絶縁基板１０の側縁に配置され、かつ当該側縁の長
さの２／３以下の径のスルーホールを分割した形状をな
しているか、あるいは前記側縁の長さの２／３以下の長
径又は長辺の長穴を分割した形状をなしている。これに
より渦電流損失を減少させることが出来、Ｒeが下が
る。

【００７２】(5) 導体パターン形成方法をパネルめ
っき及びエッチングによる方法、又はパターンめっき
法にする。これによりコイル導体２０を構成する第１導
体層１１及び第２導体層１３の少なくとも一面の表面を
滑らかに出来る。

【００７３】(6) 樹脂材料（基板又は絶縁層）のＱを
上げる。ビニルベンジル等のＱが１００以上の材質とす
ることで、Ｒdを減少させてＱを上げることができる。
なお、Ｑが１００未満では高周波コイルのＱの低下を招
くことになり好ましくない。

【００７４】(II) 高ＳＲＦに関して自己共振周波数ＳＲＦは次式で表される。ＳＲＦ＝１／［２π(ＬＣｓ)^０.５］ …(３式) ここで、Ｃｓ：浮遊容量であり、Ｃｓ＝Ｃ_ＴＬ＋Ｃ_ＬＬ（但し、Ｃ_ＴＬ：端子電極とコイル導体間の浮遊容量、
Ｃ_ＬＬ：コイル導体間の浮遊容量）よってＳＲＦを上げるためには、Ｃｓ＝Ｃ_ＴＬ＋Ｃ_ＬＬ
を下げればよい。

【００７５】(1) Ｃ_ＴＬを下げるための手段。絶縁基板１０を有機基板としてその誘電率を下げ、
望ましくは比誘電率を５以下とする。なお、比誘電率が
５より大きいようでは有機絶縁基板を用いる意義が薄れ
る。端子電極２５を小型化する。端子電極２５とコイル導体２０間の距離を広げる。

【００７６】(2) Ｃ_ＬＬを下げるための手段。層間絶縁樹脂層としての有機絶縁層１２の誘電率を
下げ、望ましくは比誘電率を５以下とする。なお、比誘
電率が５より大きいようでは有機絶縁層を用いる意義が
薄れる。コイル導体幅を小さくする。電流路の断面積を一定
にした場合、導体をハイアスペクトにしたほうがコイル
導体幅が下がる。好ましくは、アスペクト比を０.３以
上とする。層間絶縁樹脂層である有機絶縁層１２の厚さを増や
す。

【００７７】(III) 狭公差に関して

【００７８】(1) 層間絶縁層を有機材料にして形成時
の温度を下げる。これにより硬化収縮による寸法の狂い
を抑えることが出来る。

【００７９】(2) 導体パターン形成方法をパネルめ
っきとエッチングによる工法、又はパターンめっき法
にする。これによりコイル導体パターン精度が上がり、
ひいてはインダクタンス値のばらつきを少なくすること
ができる。

【００８０】(IV) 量産性に関して

【００８１】(1) スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ、ド
ライエッチング等量産性に劣る工法を用いないでめっ
き、ウエットエッチング等の量産性に富む工法のみでプ
ロセスを組むことで量産性を改善できる。

【００８２】(2) 導体にＣｕを使う。Ｃｕは容易に入
手可能であり、まためっき法等、量産性の良好な製造手
段を用いることができる。また、比抵抗も小さい。

【００８３】(V) 信頼性に関してヘリカルのように多層でコイル導体を形成する場合は形
成時の熱応力等によるストレスによってクラックが生じ
信頼性に影響を与えるが、層間の有機絶縁層１２として
可撓性のある樹脂を用いることでこれを解決できる。あ
わせて絶縁基板１０も可撓性樹脂とすることも有効であ
る。

【００８４】図６は本発明の第２の実施の形態を示し、
ヘリカルの巻数を３.５ターンとしたものである。同図
（Ａ）は有機又は無機絶縁基板１０上に形成された第１
導体層４１、同図（Ｂ）は第１有機絶縁層４２、同図
（Ｃ）は第２導体層４３、同図（Ｄ）は第２有機絶縁層
４４、同図（Ｅ）は第３導体層４５、同図（Ｆ）は第３
有機絶縁層４６、同図（Ｇ）は第４導体層４７、同図
（Ｈ）は第４有機絶縁層４８、同図（Ｉ）は第５導体層
４９である。各導体層は各有機絶縁層に形成されたビア
ホール５４を介し相互に接続されてコイル導体５０を構
成し、このコイル導体５０は基板両端縁の端子電極２５
間を接続している。各導体層の作製手順は第１の実施の
形態と同様である。

【００８５】この第２の実施の形態のように、多層の導
体層を用いてヘリカルパターンを構成することで、コイ
ル巻数を増してインダクタンスの増大を図ることができ
る。その他の作用効果は前述した第１の実施の形態と同
様である。

【００８６】

【実施例】以下、本発明に係る高周波コイルを実施例で
詳述する。

【００８７】実施例１比誘電率が７.２のＥガラスクロスを芯材（補強材）と
して、比誘電率が２.５、Ｑ＝３５０のビニルベンジル
を含浸して厚さ０.３mmの有機絶縁基板を作製した。こ
のときの基板全体の比誘電率は３.２で、Ｑ＝２５０で
あった。

【００８８】この基板表面を粗化した後に無電解銅めっ
きで厚さ０.３μｍとなる無電解銅めっき層を形成し
た。この上に厚さ８０μｍのドライフィルムを貼り付
け、平行露光機で図１（Ａ）の第１導体層１１のパター
ンを形成した。ここで図中の斜線の部分がレジストを除
去する部分である。また、高周波コイル全体の縦、横寸
法は０.８×１.６mmである。ヘリカルパターンをなすコ
イル導体の線幅は８５μｍである。その後、レジストの
溝部（ドライフィルムに形成した溝部）に光沢硫酸銅め
っきで厚さ７０μｍの導体パターンを作製した。ドライ
フィルムを剥離後、全体をウエットエッチングして不用
な下地導体膜（線間の無電解銅めっき層）をエッチング
で除去した。

【００８９】その後、層間絶縁層となるべき感光性の絶
縁樹脂を第１導体層上で２５μｍの厚さに塗布して図１
（Ｂ）の第１有機絶縁層１２とし、かつ斜線のようなビ
アホール１４を作製した。ビアホール１４の形成はフォ
トリソグラフィー法による。ビアホールの直径は１００
μｍである。有機絶縁層１２の樹脂の硬化温度は１６０
℃である。また樹脂の比誘電率は３.５である。

【００９０】その後、絶縁層表面を粗化した後に０.３
μｍの無電解銅めっき層を形成した。この上に厚さ１０
０μｍのドライフィルムを貼り、平行露光機で図１
（Ｃ）の第２導体層１３のパターンを形成した。ここで
図中の斜線の部分がレジストを除去する部分である。コ
イル導体の線幅は８５μｍである。その後、レジストの
溝部（ドライフィルムに形成した溝部）に光沢硫酸銅め
っきで厚さ１００μｍの導体パターンを形成した。ドラ
イフィルム剥離後、ウエットエッチングで不用下地導体
膜を取り除いた。このようにして作製した高周波コイル
の外形の全体写真を図２に、また、コイル導体の断面写
真を図４にそれぞれ示す。また、この実施例１の高周波
コイルのＳＲＦ、Ｒdc、Ｌ（但し１ＧＨｚにおける値）
を以下の表３に、Ｑの周波数特性を図５に示す。

【００９１】表３サンプル種類ＳＲＦ（ＧＨｚ）Ｒdc（ｍΩ）Ｌ（ｍＨ）実施例１１２１０３.１５比較例１９６６３.２０

【００９２】比較例１通常のセラミック積層工法で高周波コイルを作製した。
外形寸法は１.６×０.８×０.８mmで外形写真を図７に
示す。実施例１と比較すると端子電極が大きく、両方の
端面全体と残りの４面端部の全てにはみ出した形に形成
されている。コイル導体は線幅１０５μｍ、高さ１５μ
ｍで断面形状の写真を図８に示す。実施例１に比べて導
体の断面積が小さく、また導体の中、表面に至るボイド
が多数見られる。導体表面の写真を図９に示す。導体表
面に焼成時に形成されたと考えられる多数の小孔が見ら
れる。コイル導体形状はへリカルであり実施例１と同様
である。層間絶縁層に使用したセラミック材料の比誘電
率は４.３である。この時のＳＲＦ、Ｒdc及びＬ（但し
１ＧＨｚにおける値）を前記表３に実施例１と対比して
示す。

【００９３】この比較例１のＳＲＦは実施例１に比較し
て約３割低下している。これは層間絶縁層の誘電率が大
きいこと、端子電極が大きいこと、コイル導体層の幅が
大きいことによると考えられる。

【００９４】Ｒdcについては、導体が薄いので電流路の
断面積が低下してＲdcは大幅に増加している。

【００９５】一方、Ｌはコイル導体の巻き方によって決
まるのでほとんど同じである。コイル導体を実施例１の
ようにハイアスペクトにするとＬを一定にしたままでＲ
dcを下げる事が出来るのが解る。

【００９６】比較例１の場合のＱの周波数特性を図５に
実施例１と対比して示す。比較例１ではＱは実施例１に
比べておよそ半減している。これは導体の高さが小さい
ので電流路の断面積が十分に確保できないこと、コイル
導体の表面が荒れているので高周波においては電流路が
長くなること、によると考えられる。

【００９７】実施例２実施例１と同様にして３.５ターンの高周波コイルを作
製した。この時の各層のパターンを図６に示す。コイル
導体の断面形状、層間絶縁膜としての有機絶縁層の材
質、厚さは実施例１と同じである。この高周波コイルは
良好な高周波特性を示した。

【００９８】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｑ及びＳＲＦを高めることができ、インダクタンスのば
らつきが小さく、信頼性、量産性に優れた高周波コイル
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高周波コイル第１の実施の形態で
あって、導体層及び層間有機絶縁層を示す平面図であ
る。

【図２】第１の実施の形態の外観を示す斜視図である。

【図３】第１の実施の形態の場合の製法の１例を示す説
明図である。

【図４】第１の実施の形態における導体層の断面図であ
る。

【図５】実施例１と比較例１とのＱ値を示すグラフであ
る。

【図６】本発明の第２の実施の形態であって、導体層及
び層間有機絶縁層を示す平面図である。

【図７】従来のセラミック積層工法によるチップコイル
の外観を示す斜視図である。

【図８】図７の場合の導体層の断面図である。

【図９】従来のセラミック積層工法によるチップコイル
の上層の導体パターンの拡大平面図である。

【符号の説明】

１積層セラミック層２，２５端子電極３，２０，５０コイル導体１０絶縁基板１１，１３，４１，４３，４５，４７，４９導体層１２，４２，４４，４６，４８有機絶縁層１４ビアホール３０めっき下地層３１ドライフィルム３２めっき層

フロントページの続きＦターム(参考） 5E070 AA01 AB04 AB06 AB10 BA01 CB02 CB08 CB13 CB17 CB18 CB20 EA01 5J046 AA05 AB12 PA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に導体層と有機絶縁層とを交
互に積層してヘリカルパターンのコイル導体を構成する
とともに、前記絶縁基板の一部に端子電極を形成したこ
とを特徴とする高周波コイル。
【請求項２】前記コイル導体の少なくとも一面の凹凸
が、１ＧＨｚのスキンデプスの３倍以下である請求項１
記載の高周波コイル。
【請求項３】前記コイル導体が銅で形成されてなる請
求項１又は２記載の高周波コイル。
【請求項４】前記コイル導体のアスペクト比が０.３
以上である請求項１，２又は３記載の高周波コイル。
【請求項５】前記有機絶縁層の比誘電率が５以下であ
る請求項１，２，３又は４記載の高周波コイル。
【請求項６】前記有機絶縁層のＱが１００以上である
請求項１，２，３，４又は５記載の高周波コイル。
【請求項７】前記有機絶縁層が可撓性を有するもので
ある請求項１，２，３，４，５又は６記載の高周波コイ
ル。
【請求項８】前記有機絶縁層がビニルベンジルである
請求項１，２，３，４，５，６又は７記載の高周波コイ
ル。
【請求項９】前記絶縁基板が有機基板であり、該有機
基板の比誘電率が５以下である請求項１，２，３，４，
５，６，７又は８記載の高周波コイル。
【請求項１０】前記絶縁基板のＱが１００以上である
請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９記載の高
周波コイル。
【請求項１１】前記絶縁基板がビニルベンジルである
請求項１乃至１０のいずれか記載の高周波コイル。
【請求項１２】前記端子電極は前記絶縁基板の側縁に
配置され、かつ当該側縁の長さの２／３以下の径のスル
ーホールを分割した形状をなしている請求項１乃至１１
のいずれか記載の高周波コイル。
【請求項１３】前記端子電極は前記絶縁基板の側縁に
配置され、かつ当該側縁の長さの２／３以下の長径又は
長辺の長穴を分割した形状をなしている請求項１乃至１
１のいずれか記載の高周波コイル。
【請求項１４】前記コイル導体の少なくとも一面が電
解めっきで形成された面である請求項１乃至１３のいず
れか記載の高周波コイル。