JP2007195375A - Coil component, method for manufacturing the same, micro generator, and power generating unit - Google Patents

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JP2007195375A JP2006013183A JP2006013183A JP2007195375A JP 2007195375 A JP2007195375 A JP 2007195375A JP 2006013183 A JP2006013183 A JP 2006013183A JP 2006013183 A JP2006013183 A JP 2006013183A JP 2007195375 A JP2007195375 A JP 2007195375A
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▲隆▼ 杉野
Hidemitsu Aoki
秀充 青木
Chiharu Kimura
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coil component which can be used in various fields such as a generator, measuring instruments or the like including an NMR or the like, a micro generator having the coil component, a power generating unit, and a method for manufacturing the coil component. <P>SOLUTION: The coil component 35 has a substrate 351 and a plurality of coils 352 arranged on the substrate 351. Each coil 352 is spirally formed and has a micro coil 352A with its center axis extending along the surface of the substrate 351, and a core 352B arranged along the center axis of the micro coil 352A and having a surrounding portion surrounded by the micro coils 352A. The center axis of the micro coil 352A of each coil 352 and the core 352B are substantially in parallel with each other. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、コイル部品、マイクロ発電機、発電装置およびコイル部品の製造方法に関する。   The present invention relates to a coil component, a micro-generator, a power generator, and a method for manufacturing a coil component.

従来から、基板にスルーホールを形成し、基板の表裏面およびこのスルーホール中に導電性材料を配置し、コイルを形成したコイル部品が提案されている。
しかしながら、このコイル部品においては、スルーホールの存在により、電力損失が大きくなる。また、スルーホールを形成する手間を要する。
そこで、スルーホールを形成せずに、コイルの中心軸方向が基板面と平行になるように、コイルを基板上に形成したコイル部品が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載された技術では、スルーホールを形成する必要がないため、スルーホールを形成する手間を省くことができるとともに、スルーホールによる電力損失を防止することができる。
Conventionally, there has been proposed a coil component in which a through hole is formed in a substrate, a conductive material is disposed in the front and back surfaces of the substrate and in the through hole, and a coil is formed.
However, in this coil component, the power loss increases due to the presence of the through hole. Further, it takes time and effort to form the through hole.
Thus, a coil component has been proposed in which a coil is formed on a substrate so that the central axis direction of the coil is parallel to the substrate surface without forming a through hole (see, for example, Patent Document 1).
In the technique described in Patent Document 1, since it is not necessary to form a through hole, the trouble of forming the through hole can be saved and power loss due to the through hole can be prevented.

特開2001−52947号公報JP 2001-52947 A

近年、特許文献1に記載されたような電力損失の少ないコイル部品を、電磁誘導による発電を行なう発電機や、コイルに電流を流しコイルから磁場を試料に照射して試料の状態を計測するNMR等の計測器等の様々な分野において使用することが検討されている。
例えば、特許文献1に記載されたコイル部品を発電機に使用し、より効率よく電力を出力することが望まれている。発電効率を高めるためには、コイルの巻き数を増加させることが好ましいが、特許文献1に記載されたコイル部品では、基板表面上のスペースは限られており、コイルの巻き数を増加させることは難しい。
また、NMR等の計測器においては、試料の微小領域を多数点測定し、試料の特性を計測することが望まれているが、特許文献1に記載されたコイル部品では、試料の微小領域を多数点測定することは困難である。
2. Description of the Related Art In recent years, a coil component having a small power loss as described in Patent Document 1 is used to generate power by electromagnetic induction, or to measure the state of a sample by passing a current through the coil and irradiating the sample with a magnetic field from the coil. It is considered to be used in various fields such as measuring instruments.
For example, it is desired to use the coil component described in Patent Document 1 for a generator to output power more efficiently. In order to increase the power generation efficiency, it is preferable to increase the number of turns of the coil. However, in the coil component described in Patent Document 1, the space on the substrate surface is limited, and the number of turns of the coil is increased. Is difficult.
Further, in a measuring instrument such as NMR, it is desired to measure a number of minute regions of a sample and measure the characteristics of the sample. However, in the coil component described in Patent Document 1, the minute region of the sample is measured. It is difficult to measure multiple points.

本発明の目的は、発電機や、NMR等の計測器等の様々な分野において使用することができるコイル部品、このコイル部品を有するマイクロ発電機、発電装置およびコイル部品の製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a coil component that can be used in various fields such as a generator and a measuring instrument such as NMR, a micro-generator having the coil component, a power generation apparatus, and a method for manufacturing the coil component. It is.

本発明によれば、基板と、前記基板上に配置された複数のコイル部とを有し、前記各コイル部は、らせん状に形成され、その中心軸が前記基板表面に沿って延びるとともに、前記中心軸が互いに略平行となる導電性のマイクロコイルを有するコイル部品が提供される。   According to the present invention, it has a substrate and a plurality of coil portions arranged on the substrate, each of the coil portions is formed in a spiral shape, and its central axis extends along the surface of the substrate, A coil component having conductive microcoils in which the central axes are substantially parallel to each other is provided.

この構成によれば、基板上には、マイクロコイルを有する複数のコイル部が並列に配置されている。従って、例えば、本発明のコイル部品をNMR等の計測器に使用することで、各マイクロコイルから磁場を試料に照射することができ、微小領域を多数点計測することができる。さらに、各コイル部のマイクロコイルは、中心軸が互いに略平行となるように配置されているため、マイクロコイルがランダムに配置される場合に比べ、微小領域を多数点計測する際に、正確に計測することが可能となる。
また、本発明のコイル部を発電機に使用した場合には、基板上にマイクロコイルを有する複数のコイル部が並列に配置されているので、複数のマイクロコイルが同時に磁束の変化を受けることができる。これにより、マイクロコイルの巻き数が仮想的に増えた状態と同じ状態を作り出すことができる。従って、本発明では、基板上の限られたスペースを利用し、発電効率を高めることができるコイル部品を提供することができる。
According to this configuration, a plurality of coil portions having microcoils are arranged in parallel on the substrate. Therefore, for example, by using the coil component of the present invention for a measuring instrument such as NMR, a sample can be irradiated with a magnetic field from each microcoil, and a large number of minute regions can be measured. Furthermore, since the microcoils of each coil part are arranged so that the central axes are substantially parallel to each other, it is more accurate when measuring a large number of micro areas than when the microcoils are randomly arranged. It becomes possible to measure.
Moreover, when the coil part of this invention is used for a generator, since the several coil part which has a micro coil on the board | substrate is arrange | positioned in parallel, a some micro coil may receive the change of magnetic flux simultaneously. it can. Thereby, the same state as the state in which the number of turns of the microcoil is virtually increased can be created. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a coil component that can use a limited space on the substrate and increase power generation efficiency.

この際、前記各コイル部のマイクロコイルの一方の端部が、前記基板表面と直交する同一平面上にあり、前記複数のコイル部がN行、M列(Nは2以上の整数、Mは1以上の整数)のマトリクス状に前記基板上に積層配置されていることが好ましい。
ここでは、コイル部をマトリクス状に積層配置するとともに、各コイル部のマイクロコイルの一方の端部が基板表面と直交する同一平面上に位置するようにし、各マイクロコイルの端部の位置を合わせている。
これにより、例えば、コイル部品を発電機に使用し、基板表面と直交する略同一平面上にある各マイクロコイルの一方の端部が磁石側に向くように、コイル部品を配置すれば、磁石と、各マイクロコイルとの間の距離を略一定に保つことができ、磁石から極端に距離が離れた位置に、一部のマイクロコイルが位置することを防止できる。一部のマイクロコイルが磁石から極端に離れているような場合には、一部のマイクロコイルでの発電効率が落ちることとなるが、本発明では、磁石からの各マイクロコイルの距離を略一定に保つことができるので、発電機の発電効率の低下を防止することができる。
また、コイル部品をNMR等の計測器に使用した場合には、試料からの各マイクロコイルとの位置を略一致させることができ、試料の各微小領域の計測を正確に行なうことができる。
At this time, one end of the microcoil of each coil part is on the same plane orthogonal to the substrate surface, the plurality of coil parts are N rows and M columns (N is an integer of 2 or more, M is It is preferable that the substrate is laminated on the substrate in the form of an integer of 1 or more.
Here, the coil parts are stacked in a matrix, and one end of the microcoil of each coil part is located on the same plane orthogonal to the substrate surface, and the positions of the end parts of each microcoil are aligned. ing.
Thus, for example, if the coil component is used in a generator and the coil component is arranged so that one end of each microcoil on the substantially same plane orthogonal to the substrate surface faces the magnet side, the magnet and The distance between each microcoil can be kept substantially constant, and a part of the microcoils can be prevented from being located at a position far away from the magnet. When some microcoils are extremely far from the magnet, the power generation efficiency of some microcoils will be reduced. In the present invention, the distance of each microcoil from the magnet is substantially constant. Therefore, it is possible to prevent a decrease in power generation efficiency of the generator.
In addition, when the coil component is used in a measuring instrument such as NMR, the position of each microcoil from the sample can be made substantially coincident, and each minute region of the sample can be accurately measured.

さらに、前記複数のコイル部のうち、積層配置されている一のコイル部との他のコイル部との間に絶縁層が存在することが好ましい。
絶縁層を介してコイル部を積層することで、積層されたコイル部同士の接触を防止することができる。
Furthermore, it is preferable that an insulating layer exists between one coil part and the other coil part which are laminated | stacked among the said coil parts.
By laminating the coil parts via the insulating layer, contact between the laminated coil parts can be prevented.

また、前記コイル部は、前記基板上に所定のパターンで並行配置される複数の第一導体膜と、前記第一導体膜上に前記各第一導体膜を横切り、各第一導体膜の両端部が露出するように配置され、前記基板表面に沿って延びる磁性体の芯部と、前記芯部上に所定のパターンで並行配置される複数の第二導体膜とを有し、前記マイクロコイルは、前記第二導体膜により、前記第一導体膜のうちの一の第一導体膜の前記芯部の一方の側に露出した端部と、前記一の第一導体膜に隣接する他の第一導体膜の前記芯部の他方の側に露出した端部とを接続することで構成されたものであることが好ましい。
また、第一導体膜の端部と、第二導体膜の端部とは直接接合していることが好ましく、さらには、第一導体膜と第二導体膜とが同じ材料で構成されていることがより好ましい。
第一導体膜と第二導体膜とを直接接合することで、スルーホール中に形成された導体膜を介して接続する場合に比べ、スルーホールの存在による電力損失を抑えることができる。
The coil section includes a plurality of first conductor films arranged in parallel in a predetermined pattern on the substrate, and the first conductor films across the first conductor films, and both ends of each first conductor film. A magnetic core that extends along the surface of the substrate and a plurality of second conductor films that are arranged in parallel in a predetermined pattern on the core, the microcoil The second conductor film exposes one end of the first conductor film of the first conductor film on one side of the core and the other adjacent to the first conductor film. It is preferable that the first conductor film is configured by connecting an end portion exposed on the other side of the core portion.
Moreover, it is preferable that the edge part of a 1st conductor film and the edge part of a 2nd conductor film are directly joined, Furthermore, the 1st conductor film and the 2nd conductor film are comprised with the same material. It is more preferable.
By directly joining the first conductor film and the second conductor film, power loss due to the presence of the through hole can be suppressed as compared to the case of connecting via the conductor film formed in the through hole.

さらには、前記芯部の外周面は、絶縁膜に覆われており、前記絶縁膜の周囲を前記マイクロコイルが取り囲むことが好ましい。
芯部と、マイクロコイルとが直接接触すると、合金化を起こし、マイクロコイルの抵抗値が上昇する場合がある。
これに対し、芯部の外周面を絶縁膜で覆うことで、芯部と、マイクロコイルとの合金化を防止し、マイクロコイルの抵抗値の上昇を防ぐことができる。
Furthermore, it is preferable that the outer peripheral surface of the core is covered with an insulating film, and the microcoil surrounds the periphery of the insulating film.
When the core and the microcoil are in direct contact, alloying may occur and the resistance value of the microcoil may increase.
On the other hand, by covering the outer peripheral surface of the core portion with an insulating film, alloying between the core portion and the microcoil can be prevented, and an increase in the resistance value of the microcoil can be prevented.

また、前記絶縁膜は、SiN膜、炭窒化ホウ素膜、ダイヤモンドライクカーボン膜、AlN膜、ナノダイヤ膜のいずれかであることが好ましい。
コイル部品のマイクロコイルに電流が流れると、マイクロコイルは、発熱する。絶縁膜をSiN膜、炭窒化ホウ素膜、ダイヤモンドライクカーボン膜、AlN膜、ナノダイヤ膜のいずれかとし、熱伝導率の高い膜とすることで、マイクロコイルの熱を放熱させることができる。特に、本発明では、基板上に複数のコイル部が配置されているため、マイクロコイルの熱が放熱されにくくなっているが、絶縁膜をSiN膜、炭窒化ホウ素膜、ダイヤモンドライクカーボン膜、AlN膜、ナノダイヤ膜のいずれかとすることで、マイクロコイルの熱を確実に放熱させることができる。
The insulating film is preferably any one of a SiN film, a boron carbonitride film, a diamond-like carbon film, an AlN film, and a nanodiamond film.
When a current flows through the micro coil of the coil component, the micro coil generates heat. When the insulating film is any one of a SiN film, a boron carbonitride film, a diamond-like carbon film, an AlN film, and a nano diamond film, and a film having high thermal conductivity, the heat of the microcoil can be radiated. In particular, in the present invention, since a plurality of coil portions are arranged on the substrate, it is difficult for the heat of the microcoil to be dissipated, but the insulating film is an SiN film, boron carbonitride film, diamond-like carbon film, AlN. By using either the film or the nanodiameter film, the heat of the microcoil can be reliably radiated.

ここで、前記絶縁膜は、バリア膜を介して、前記芯部の外周面を覆っていることが好ましい。
さらには、前記バリア膜は、TiN膜、あるいは、TaN膜であることが好ましい。
バリア膜を設けることで、芯部と、絶縁膜との密着性を高めることができる。これにより、絶縁膜のはがれを防止することができる。
Here, it is preferable that the insulating film covers the outer peripheral surface of the core portion through a barrier film.
Furthermore, the barrier film is preferably a TiN film or a TaN film.
By providing the barrier film, adhesion between the core and the insulating film can be improved. Thereby, peeling of the insulating film can be prevented.

さらに、複数のコイル部の前記マイクロコイル間には、マイクロコイルの端部同士を接続する導線が配置されていることが好ましい。
コイル部品を発電機等に使用する場合に、導線により、マイクロコイル間を結線することで、各マイクロコイルに接続されることとなる。これにより、マイクロコイルの巻き数が仮想的に増えた状態と同じ状態を作り出すことができ、コイル部品を発電機に使用した場合には、発電効率を確実に高めることができる。
Furthermore, it is preferable that the conducting wire which connects the edge parts of a microcoil is arrange | positioned between the said microcoils of a some coil part.
When the coil component is used for a generator or the like, the microcoil is connected by a conducting wire, thereby being connected to each microcoil. Thereby, the same state as the state in which the number of windings of the microcoil is virtually increased can be created, and when the coil component is used for the generator, the power generation efficiency can be reliably increased.

さらには、本発明によれば、回転軸と、前記回転軸の周囲に配置され、前記回転軸とともに回転する複数の磁石と、前記複数の磁石が回転駆動することにより形成される軌跡と対向する位置に配置されたコイル部品とを有し、前記コイル部品は、上述したいずれかのコイル部品であるマイクロ発電機も提供される。
このようなマイクロ発電機によれば、上述したコイル部品を備えるため、発電効率の高いマイクロ発電機とすることができる。
Furthermore, according to the present invention, the rotating shaft, a plurality of magnets arranged around the rotating shaft and rotating together with the rotating shaft, and a trajectory formed by rotationally driving the plurality of magnets are opposed to each other. There is also provided a micro-generator which is any one of the coil components described above.
According to such a micro power generator, since the coil component described above is provided, a micro power generator with high power generation efficiency can be obtained.

ここで、前記各磁石は、前記回転軸と直交する方向の両端部が異極に着磁されており、
前記コイル部品は、前記磁石を挟んで、前記回転軸と反対側に配置されるとともに、前記回転軸と、前記コイル部品のマイクロコイルの中心軸とが略直交するように配置されていることが好ましい。
この構成によれば、磁石は、回転軸と直交する方向の両端部が異極に着磁されており、さらに、回転軸と、コイル部品のマイクロコイルの中心軸とが直交するようにコイル部品が配置されている。
従って、回転軸を回転させることで、マイクロコイルを通る磁束の方向が変化し、発電することとなる。
Here, each of the magnets is magnetized at opposite ends in a direction orthogonal to the rotation axis,
The coil component is disposed on the opposite side of the rotation axis with the magnet interposed therebetween, and the rotation axis and the center axis of the microcoil of the coil component are disposed substantially orthogonal to each other. preferable.
According to this configuration, the magnet is magnetized so that both ends in the direction orthogonal to the rotation axis are magnetized to different polarities, and the rotation axis and the central axis of the micro coil of the coil component are orthogonal to each other. Is arranged.
Therefore, by rotating the rotating shaft, the direction of the magnetic flux passing through the microcoil changes and power is generated.

この際、前記各磁石は、平面略U字型形状であり、U字の両端部が異極に着磁された前記両端部であり、前記U字の両端部が前記コイル部品側に向いていることが好ましい。
この構成によれば、磁石は平面U字型であるため、磁石の端部からの磁束が、マイクロコイルの中心軸に沿って、マイクロコイル中を通るようになり、より効率よく磁束がマイクロコイル内を通ることとなる。これにより、より効率よく発電を行なうことができる。
At this time, each of the magnets has a substantially U-shaped planar shape, and both end portions of the U shape are magnetized with different polarities, and both end portions of the U shape face the coil component side. Preferably it is.
According to this configuration, since the magnet is a plane U-shape, the magnetic flux from the end of the magnet passes through the microcoil along the central axis of the microcoil, and the magnetic flux is more efficiently transferred to the microcoil. It will pass inside. Thereby, power generation can be performed more efficiently.

また、本発明にかかるマイクロ発電機は、前記各磁石は、前記回転軸と平行な方向の両端部が異極に着磁されるとともに、隣接する前記磁石は、隣接する端部の極性が互いに異なっており、前記コイル部品は、前記マイクロコイルの中心軸が前記回転軸と略平行となるように配置されるとともに、前記マイクロコイルの端部が前記磁石の前記両端部のうち、一方の端部と対向するように配置されるものであってもよい。
この構成によれば、マイクロコイルの中心軸が回転軸と略平行となるように配置され、
さらに、マイクロコイルの端部は、回転軸と平行な方向の磁石の両端部のうち、一方の端部と対向する。従って、磁石の端部からの磁束は、マイクロコイルの中心軸に沿って、マイクロコイル中を通るようになる。そして、隣接する磁石の隣接する端部の極性が互いに異なっているので、回転軸を回転駆動することで、磁石の端部からの磁束の方向は、マイクロコイルの中心軸に沿って変化することとなる。
これにより、さらに、効率よく発電することができる。
In the micro power generator according to the present invention, the magnets are magnetized at opposite ends in a direction parallel to the rotation axis, and the adjacent magnets have polarities at adjacent ends. The coil component is arranged such that a center axis of the microcoil is substantially parallel to the rotation axis, and an end of the microcoil is one end of the both ends of the magnet. It may be arranged so as to face the part.
According to this structure, it arrange | positions so that the center axis | shaft of a microcoil may become substantially parallel to a rotating shaft,
Furthermore, the end portion of the microcoil is opposed to one end portion of both end portions of the magnet in a direction parallel to the rotation axis. Accordingly, the magnetic flux from the end of the magnet passes through the microcoil along the central axis of the microcoil. And since the polarities of the adjacent end portions of the adjacent magnets are different from each other, the direction of the magnetic flux from the end portion of the magnet changes along the central axis of the microcoil by rotating the rotation shaft. It becomes.
Thereby, electric power can be generated more efficiently.

また、本発明によれば、上述したいずれかのマイクロ発電機を複数有する発電装置も提供することができる。   In addition, according to the present invention, it is possible to provide a power generation apparatus having a plurality of any of the micro-generators described above.

さらに、本発明によれば、基板上に、前記基板の表面の沿って延びる磁性体の芯部と、この芯部の周囲を取り囲むようにらせん状に形成された導電性のマイクロコイルとを有するコイル部が複数設けられたコイル部品の製造方法であって、前記基板上に所定のパターンで並行配置される複数の第一導体膜を形成する工程と、前記第一導体膜上に、前記第一導体膜を横切り、かつ、各第一導体膜の両端部が露出するように、前記芯部を設ける工程と、前記芯部上に所定のパターンで並行配置される複数の第二導体膜を形成し、第二導体膜により、前記第一導体膜のうちの一の第一導体膜の前記芯部の一方の側に露出した端部と、前記一の第一導体膜に隣接する他の第一導体膜の前記芯部の他方の側に露出した端部とを接続することで、前記マイクロコイルを形成する工程と、前記各工程により形成されたコイル部を絶縁層により被覆する工程と、前記第一導体膜を形成する前記工程、芯部を設ける前記工程、マイクロコイルを形成する前記工程とを繰り返し、前記絶縁層上に他のコイル部を積層する工程とを備えるコイル部品の製造方法も提供することができる。
この方法によれば、上述したコイル部品を製造することができる。また、コイル部を絶縁層により被覆しているため、積層されたコイル部同士の接触を防止することができる。
Further, according to the present invention, on the substrate, there is provided a magnetic core extending along the surface of the substrate, and a conductive microcoil formed in a spiral shape so as to surround the periphery of the core. A method of manufacturing a coil component having a plurality of coil portions, the step of forming a plurality of first conductor films arranged in parallel in a predetermined pattern on the substrate, and the first conductor film on the first conductor film, A step of providing the core portion so as to traverse one conductor film and exposing both end portions of each first conductor film; and a plurality of second conductor films arranged in parallel in a predetermined pattern on the core portion. And forming an end portion exposed on one side of the core portion of the first conductor film of the first conductor film by the second conductor film, and another adjacent to the first conductor film. By connecting the exposed end of the first conductor film to the other side of the core, A step of forming a coil, a step of covering the coil portion formed by each of the steps with an insulating layer, the step of forming the first conductor film, the step of providing a core, and the step of forming a microcoil. And a step of laminating another coil portion on the insulating layer.
According to this method, the above-described coil component can be manufactured. Moreover, since the coil part is coat | covered with the insulating layer, the contact between the laminated coil parts can be prevented.

本発明によれば、発電機や、NMR等の計測器等の様々な分野において使用することができるコイル部品、このコイル部品を有するマイクロ発電機、発電装置およびコイル部品の製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the coil components which can be used in various fields, such as generators, measuring instruments, such as NMR, the micro generator which has this coil components, a generator, and the manufacturing method of coil components are provided. .

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
(第一実施形態)
図1には、本実施形態の発電装置10の分解斜視図が示されている。
この発電装置10は、複数のマイクロ発電機3と、基体1と、この基体1上に配置される基体2とを有する。複数のマイクロ発電機3は、マトリクス状に配置されている。
各マイクロ発電機3は、図1および図3に示すように、回転軸X中心に回転駆動する回転部32と、回転軸Xの周囲に配置され、回転軸Xとともに回転駆動する複数の磁石33と、複数の磁石33が回転駆動することにより形成される軌跡と対向する位置に配置された複数のコイル部品35と、回転軸Xを中心に回転部32を回転駆動するための駆動部36を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view of the power generation device 10 of the present embodiment.
The power generation device 10 includes a plurality of micro power generators 3, a base body 1, and a base body 2 disposed on the base body 1. The plurality of micro generators 3 are arranged in a matrix.
As shown in FIGS. 1 and 3, each micro-generator 3 includes a rotating unit 32 that rotates around the rotation axis X, and a plurality of magnets 33 that are arranged around the rotation axis X and that are rotated together with the rotation axis X. And a plurality of coil parts 35 disposed at positions facing the trajectory formed by the plurality of magnets 33 being rotationally driven, and a drive unit 36 for rotationally driving the rotary unit 32 about the rotation axis X. Have.

まず、はじめに、基体1、回転部(回転子)32、コイル部品(固定子)35の構成について説明する。
図1に示すように、基体1には、複数の略円筒状の第一の孔11がマトリクス状に形成されている。この各第一の孔11内には、図2の平面図に示すようにリング状の受け部12が設置されている。この受け部12は、第一の孔11の内側面から、第一の孔11の中心部に向かって延びる複数(例えば、4本)のリブ13により、支持されている。
また、基体1には、各第一の孔11を囲むように、四角筒形状の第二の孔14が複数形成されている。
なお、図2は、基体1の部分拡大図であり、ひとつの第一の孔11およびこの第一の孔11の周囲を取り囲む第二の孔14を示す平面図である。
First, the structure of the base | substrate 1, the rotation part (rotor) 32, and the coil components (stator) 35 is demonstrated.
As shown in FIG. 1, a plurality of substantially cylindrical first holes 11 are formed in a matrix in the base 1. A ring-shaped receiving portion 12 is installed in each first hole 11 as shown in the plan view of FIG. The receiving portion 12 is supported by a plurality of (for example, four) ribs 13 extending from the inner surface of the first hole 11 toward the center of the first hole 11.
In addition, a plurality of square tube-shaped second holes 14 are formed in the base body 1 so as to surround the first holes 11.
FIG. 2 is a partially enlarged view of the base 1 and is a plan view showing one first hole 11 and a second hole 14 surrounding the first hole 11.

このような構造の基体1の第一の孔11内には、図3および図4に示すような回転体31が収容される。図3は、回転体31の分解斜視図であり、図4は、回転体31が各第一の孔11内に収容された状態を示した平面図である。
回転体31は、回転部32と、回転部32の周囲に配置された複数(例えば、4つ)の磁石33と、回転部32および磁石33を収容する筐体34とを有する。
回転部32は、中空の筒状部321と、筒状部321に接続された一対の軸部323とを有する。回転体31は、回転部32の一対の軸部323を通る軸を回転軸Xとして、回転駆動する。
A rotating body 31 as shown in FIGS. 3 and 4 is accommodated in the first hole 11 of the base 1 having such a structure. FIG. 3 is an exploded perspective view of the rotator 31, and FIG. 4 is a plan view showing a state in which the rotator 31 is accommodated in each first hole 11.
The rotating body 31 includes a rotating unit 32, a plurality of (for example, four) magnets 33 disposed around the rotating unit 32, and a casing 34 that houses the rotating unit 32 and the magnet 33.
The rotating part 32 has a hollow cylindrical part 321 and a pair of shaft parts 323 connected to the cylindrical part 321. The rotating body 31 is rotationally driven with the axis passing through the pair of shaft portions 323 of the rotating portion 32 as the rotation axis X.

回転部32の中空の筒状部321内には、リブ321Aが配置されている。このリブ321Aは、筒状部321の中心部で交差している。リブ321Aの交差位置から、各軸部323が延びている。
一対の軸部323のうち、一方の軸部323Aは、先端が三角錘状に尖るように形成されている。この一方の軸部323Aは、詳しくは後述するが駆動部36の駆動軸361に嵌合する。
また、一対の軸部323のうち、他方の軸部323Bは、ボールベアリングBを介して、第一の孔11中に形成された受け部12にはめ込まれる。
A rib 321 </ b> A is disposed in the hollow cylindrical portion 321 of the rotating portion 32. The ribs 321 </ b> A intersect at the center of the cylindrical portion 321. Each shaft portion 323 extends from the intersecting position of the rib 321A.
Of the pair of shaft portions 323, one shaft portion 323A is formed such that the tip is pointed like a triangular pyramid. The one shaft portion 323A is fitted to the drive shaft 361 of the drive portion 36, which will be described in detail later.
Further, of the pair of shaft portions 323, the other shaft portion 323 </ b> B is fitted into the receiving portion 12 formed in the first hole 11 via the ball bearing B.

このような回転部32は、筐体34に収容される。筐体34の底面には、筒状部321の径よりも小さな径の開口が形成され、この開口から他方の軸部323Bが突出することとなる。   Such a rotating part 32 is accommodated in the housing 34. An opening having a diameter smaller than the diameter of the cylindrical portion 321 is formed on the bottom surface of the housing 34, and the other shaft portion 323B protrudes from the opening.

磁石33は、回転部32の筒状部321の外周面と、筐体34の内周面との間にはめ込まれる。
この磁石33は、平面略U字型であり、回転部32の回転軸Xと直交する方向の両端部(U字の両端部)が異極に着磁されている。磁石33は、U字の両端部が回転部32と反対側(コイル部品35側)に向くように配置されている。また、磁石33は、回転軸Xに沿って長尺状に延びている。
ここで、磁石33は、永久磁石であり、例えば、ネオジウム系の磁石である。磁石33は、その外周面が耐水性樹脂によりコーティングされていることが好ましい。
The magnet 33 is fitted between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 321 of the rotating unit 32 and the inner peripheral surface of the housing 34.
The magnet 33 is substantially U-shaped in a plane, and both end portions (both end portions of the U shape) in the direction orthogonal to the rotation axis X of the rotating portion 32 are magnetized with different polarities. The magnet 33 is disposed so that both end portions of the U-shape face the opposite side (coil component 35 side) from the rotating portion 32. The magnet 33 extends in a long shape along the rotation axis X.
Here, the magnet 33 is a permanent magnet, for example, a neodymium magnet. The outer surface of the magnet 33 is preferably coated with a water resistant resin.

図1、図2および図4に示すように、基体1の第二の孔14には、コイル部品35が収容されている。コイル部品35は、第二の孔14内に接着剤により固定され、固定子となっている。
このコイル部品35は、図5の模式図に示すように、基板351と、基板351上に集積配置された複数のコイル部352とを有する。図5は、コイル部品35の断面を模式的に示したものである。
各コイル部352は、らせん状に形成され、その中心軸(図5の第一導体膜352A1および第二導体膜352A2で囲まれた部分の中心を通る軸であり、図5の奥行き方向に沿って延びる軸)が基板351表面に沿って延びるマイクロコイル352Aと、マイクロコイル352Aの中心軸に沿って配置され、周囲をマイクロコイル352Aに取り囲まれた芯部352Bと、を有する。また、各コイル部352のマイクロコイル352Aの中心軸および、芯部352Bは、互いに略平行となっている。すなわち、コイル部352は、基板351上に並列配置されている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, a coil component 35 is accommodated in the second hole 14 of the base 1. The coil component 35 is fixed in the second hole 14 with an adhesive and serves as a stator.
As shown in the schematic diagram of FIG. 5, the coil component 35 includes a substrate 351 and a plurality of coil portions 352 integrated and arranged on the substrate 351. FIG. 5 schematically shows a cross section of the coil component 35.
Each coil part 352 is formed in a spiral shape and has a central axis (an axis passing through the center of the portion surrounded by the first conductor film 352A1 and the second conductor film 352A2 in FIG. 5) along the depth direction in FIG. 5. A microcoil 352A extending along the surface of the substrate 351, and a core 352B disposed along the central axis of the microcoil 352A and surrounded by the microcoil 352A. Further, the central axis of the microcoil 352A and the core part 352B of each coil part 352 are substantially parallel to each other. That is, the coil part 352 is arranged in parallel on the substrate 351.

基板351は、例えば、シリコン基板である。この基板351表面にはシリコン酸化膜351Aが形成されている。   The substrate 351 is, for example, a silicon substrate. A silicon oxide film 351A is formed on the surface of the substrate 351.

コイル部352は、マイクロコイル352A、芯部352B、その他の種々の膜(バリア膜352C、バリア膜352D、バリア膜352E、絶縁膜352F、バリア膜352G)を有するものである。シリコン酸化膜351A上は、TiNや、TaN等を含有するバリア膜352Cが形成されている。さらにこのバリア膜352C上に、マイクロコイル352Aの一部を構成する第一導体膜352A1が所定のパターンで形成されている。この第一導体膜352A1は、例えば、Cu膜である。   The coil part 352 includes a microcoil 352A, a core part 352B, and other various films (barrier film 352C, barrier film 352D, barrier film 352E, insulating film 352F, barrier film 352G). On the silicon oxide film 351A, a barrier film 352C containing TiN, TaN or the like is formed. Further, a first conductor film 352A1 constituting a part of the microcoil 352A is formed in a predetermined pattern on the barrier film 352C. The first conductor film 352A1 is, for example, a Cu film.

第一導体膜352A1上には、第一導体膜352A1と同じパターンのバリア膜352Dが形成されている。このバリア膜352Dとしては、例えば、TiN膜やTaN膜等が挙げられる。
このバリア膜352D上には、バリア膜352Eおよび絶縁膜352Fで覆われた芯部352Bが配置されている。芯部352Bは、バリア膜352Eを介して、絶縁膜352Fにより覆われている。
On the first conductor film 352A1, a barrier film 352D having the same pattern as the first conductor film 352A1 is formed. Examples of the barrier film 352D include a TiN film and a TaN film.
A core portion 352B covered with the barrier film 352E and the insulating film 352F is disposed on the barrier film 352D. The core portion 352B is covered with an insulating film 352F through a barrier film 352E.

バリア膜352Eとしては、例えばTiN膜やTaN膜等が挙げられる。
絶縁膜352Fとしては、放熱性の高い良放熱性膜が好ましく、例えば、熱伝導率が
10(W/mk)以上の膜が好ましい。
絶縁膜352Fとしては例えば、SiN膜、BCN膜(炭窒化ホウ素膜)、DLC膜(ダイヤモンドライクカーボン膜)、AlN膜、ナノダイヤ膜が好ましい。
さらには、Low-k膜(比誘電率が3.3以下の膜をいう。たとえば、SiOC、MSQ(メチルシルセスキオキサン)、ベンゾシクロブテン等の有機膜や、HSQ(ヒドロキシシルセスキオキサン)等の無機膜)等)であってもよい。
Examples of the barrier film 352E include a TiN film and a TaN film.
The insulating film 352F is preferably a good heat dissipation film with high heat dissipation, for example, a film having a thermal conductivity of 10 (W / mk) or more.
As the insulating film 352F, for example, a SiN film, a BCN film (boron carbonitride film), a DLC film (diamond-like carbon film), an AlN film, and a nanodiameter film are preferable.
Further, a Low-k film (refers to a film having a relative dielectric constant of 3.3 or less. For example, organic films such as SiOC, MSQ (methylsilsesquioxane), benzocyclobutene, HSQ (hydroxysilsesquioxane), etc. )) Or the like.

ここで、芯部352Bは、基板351表面に沿って延びており、短辺方向(図5の横方向)の幅寸法が、第一導体膜352A1の幅寸法よりも短い。また、芯部352Bの長手方向(図5の奥行き方向)と直交する断面の形状は、略四角形状である。芯部352Bは、透磁率の高い材料(透磁率100以上の材料)で構成されており、金属磁性材料(例えば、鉄芯(透磁率1000〜5000)や、パーマロイ(透磁率100000程度))である。
芯部352Bの径は、例えば、0.1μm以上、200μm以下であることが好ましく、さらには、1μm以上、20μm以下であることが好ましい。
芯部352Bを取り囲む絶縁膜352F上には、マイクロコイル352Aの他の一部を構成する第二導体膜352A2が所定のパターンで形成されている。この第二導体膜352A2は、例えば、Cu膜である。第二導体膜352A2と、第一導体膜352A1とを交互に接続することで、マイクロコイル352Aが構成されることとなる。
ここで、マイクロコイル352Aの径は、例えば、0.5μm以上、500μm以下であることが好ましく、なかでも5μm以上、50μm以下であることが好ましい。
さらに、第二導体膜352A2は、バリア膜352Gで覆われている。バリア膜352Gとしては、例えば、TiN膜やTaN膜等が挙げられる。
Here, the core portion 352B extends along the surface of the substrate 351, and the width dimension in the short side direction (lateral direction in FIG. 5) is shorter than the width dimension of the first conductor film 352A1. Moreover, the shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction (depth direction of FIG. 5) of the core part 352B is a substantially square shape. The core part 352B is made of a material with high magnetic permeability (a material with a magnetic permeability of 100 or more), and is made of a metal magnetic material (for example, an iron core (magnetic permeability 1000 to 5000) or permalloy (a magnetic permeability of about 100000)). is there.
The diameter of the core part 352B is, for example, preferably 0.1 μm or more and 200 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 20 μm or less.
On the insulating film 352F surrounding the core portion 352B, a second conductor film 352A2 constituting another part of the microcoil 352A is formed in a predetermined pattern. The second conductor film 352A2 is, for example, a Cu film. By alternately connecting the second conductor film 352A2 and the first conductor film 352A1, the microcoil 352A is configured.
Here, the diameter of the microcoil 352A is, for example, preferably 0.5 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 50 μm or less.
Furthermore, the second conductor film 352A2 is covered with a barrier film 352G. Examples of the barrier film 352G include a TiN film and a TaN film.

基板351上には、以上のような構成のコイル部352が複数配置されており、マイクロコイル352Aの中心軸と直交する断面において、複数のコイル部352がN行、M列(N、Mともに2以上の整数、例えば、4列、4行)のマトリクス状に積層配置されている。図5の縦方向(基板面と直交する方向)を列とし、横方向(基板面と平行な方向)を行とする。なお、ここでは、複数のコイル部352が4行、4列で積層配置されているとしたが、これに限らず、例えば、コイル部352は、1列で積層配置されているもの(Nが2以上の整数)であってもよい。さらには、コイル部352は、基板351上に1行、複数列で配置されていてもよい(Mが2以上の整数)。
また、各コイル部352のマイクロコイル352Aの少なくとも一方の端部は、基板351表面と直交する略同一平面上にある。
ここで、各コイル部352は、絶縁層353中に埋め込まれたような状態となっている。すなわち、基板351面内方向および基板351厚み方向に隣接する各コイル部352は、互いに接触しないように、絶縁層353により被覆されている。換言すると、コイル部352は、絶縁層353を介して積層しているといえる。
A plurality of coil portions 352 having the above-described configuration are arranged on the substrate 351. In the cross section orthogonal to the central axis of the microcoil 352A, the plurality of coil portions 352 have N rows and M columns (both N and M). The layers are stacked in an integer of 2 or more, for example, 4 columns, 4 rows. The vertical direction (direction orthogonal to the substrate surface) in FIG. 5 is a column, and the horizontal direction (direction parallel to the substrate surface) is a row. Here, the plurality of coil portions 352 are arranged in four rows and four columns, but the present invention is not limited to this. For example, the coil portions 352 are arranged in one row (N is N). An integer of 2 or more). Further, the coil portions 352 may be arranged in a single row and a plurality of columns on the substrate 351 (M is an integer of 2 or more).
Further, at least one end portion of the microcoil 352A of each coil portion 352 is on substantially the same plane orthogonal to the surface of the substrate 351.
Here, each coil part 352 is in a state of being embedded in the insulating layer 353. That is, the coil portions 352 adjacent in the in-plane direction of the substrate 351 and in the thickness direction of the substrate 351 are covered with the insulating layer 353 so as not to contact each other. In other words, it can be said that the coil portion 352 is stacked with the insulating layer 353 interposed therebetween.

以上のような構成のコイル部品35を第二の孔14に挿入すると、コイル部品35は、磁石33を挟んで、回転体31の回転軸Xと反対側に配置されることとなる(図1参照)。コイル部品35と、対向する磁石33との間の距離は、例えば、0.1mm程度である。
また、基板351表面と直交する略同一平面上にある各マイクロコイル352Aの一方の端部が、回転体31側に向くように、コイル部品35は配置される。
さらに、コイル部品35は、複数の磁石33が回転駆動することにより形成される軌跡と対向する位置に配置される。さらには、コイル部品35の各マイクロコイル352Aの中心軸は、回転体31の回転軸Xと直交する。
なお、図1では、マイクロコイル352Aの位置がわかりやすいように、コイル部品35の絶縁層353の表面からマイクロコイル352Aが露出しているように示しているが、マイクロコイル352Aは、絶縁層353中に完全に埋め込まれている。また、コイル部品35を第二の孔14内にはめ込む際には、コイル部品35の基板351が第二の孔14の底部に位置するようにしてもよく、また、基板351が第二の孔14の側壁に当接するようにしてもよい
When the coil component 35 having the above configuration is inserted into the second hole 14, the coil component 35 is disposed on the opposite side of the rotation axis X of the rotating body 31 with the magnet 33 interposed therebetween (FIG. 1). reference). The distance between the coil component 35 and the opposing magnet 33 is, for example, about 0.1 mm.
In addition, the coil component 35 is disposed so that one end of each microcoil 352A on the substantially same plane orthogonal to the surface of the substrate 351 faces the rotating body 31 side.
Furthermore, the coil component 35 is disposed at a position facing a locus formed by the plurality of magnets 33 being rotationally driven. Furthermore, the center axis of each microcoil 352 </ b> A of the coil component 35 is orthogonal to the rotation axis X of the rotating body 31.
In FIG. 1, the microcoil 352A is exposed from the surface of the insulating layer 353 of the coil component 35 so that the position of the microcoil 352A can be easily understood. Is completely embedded in. Further, when the coil component 35 is fitted into the second hole 14, the substrate 351 of the coil component 35 may be positioned at the bottom of the second hole 14, and the substrate 351 is disposed in the second hole 14. You may make it contact | abut to 14 side walls.

ここで、図6〜図11を参照してコイル部品35の製造方法について説明する。
まず、基板351を熱酸化し、基板351表面にシリコン酸化膜351Aを形成する。
次に、シリコン酸化膜351A上に、例えば、TaN膜、Cu膜、TiN膜を積層する。その後、TaN膜、Cu膜、TiN膜の積層体上に所定のパターン(所定の間隔で並行配置されるパターン)のレジストマスクMを形成し、TaN膜、Cu膜、TiN膜の積層体を選択的に除去する。例えば、TaN膜、Cu膜、TiN膜の積層体を、濃厚なHF液によるウエッチエッチングか、ドライエッチングにより、所定のパターンに形成する。これにより、所定のパターンで並行配置された複数のバリア膜352C、第一導体膜352A1、バリア膜352Dが形成されることとなる(図6(A)、図6(B)参照、なお、図6(B)は、平面図を示し、図6(A)は、図6(B)のA−A方向の断面図である)。
ここで、バリア膜352Cの厚みは、例えば、10nm〜100nmであり、第一導体膜352A1は、0.1μm〜5μm、バリア膜352Dは、10〜100nmである。
Here, the manufacturing method of the coil component 35 is demonstrated with reference to FIGS.
First, the substrate 351 is thermally oxidized to form a silicon oxide film 351A on the surface of the substrate 351.
Next, for example, a TaN film, a Cu film, and a TiN film are stacked on the silicon oxide film 351A. Then, a resist mask M having a predetermined pattern (a pattern arranged in parallel at a predetermined interval) is formed on the stacked body of TaN film, Cu film, and TiN film, and the stacked body of TaN film, Cu film, and TiN film is selected. To remove. For example, a stacked body of a TaN film, a Cu film, and a TiN film is formed into a predetermined pattern by wet etching using a concentrated HF liquid or dry etching. As a result, a plurality of barrier films 352C, first conductor films 352A1, and barrier films 352D arranged in parallel in a predetermined pattern are formed (see FIGS. 6A and 6B). 6 (B) is a plan view, and FIG. 6 (A) is a cross-sectional view in the AA direction of FIG. 6 (B).
Here, the thickness of the barrier film 352C is, for example, 10 nm to 100 nm, the first conductor film 352A1 is 0.1 μm to 5 μm, and the barrier film 352D is 10 to 100 nm.

次に、図7(A)に示すように、バリア膜352D上に、SiN膜352F1、さらには、TiN膜352E1を形成する。SiN膜352F1および、TiN膜352E1は、基板351表面全面を覆うように積層される。
SiN膜352F1は、前述した絶縁膜352Fの一部を構成するものであり、TiN膜352E1は、バリア膜352Eを構成するものである。SiN膜352F1の厚みは、例えば、50nm〜100nmであり、TiN膜352E1の厚みは、例えば、10nm〜100nmである。
ここで、SiN膜352F1は、例えば、CVD法により形成することができ、また、TiN膜352E1は、スパッタリングにより形成することができる。
Next, as shown in FIG. 7A, an SiN film 352F1 and further a TiN film 352E1 are formed over the barrier film 352D. The SiN film 352F1 and the TiN film 352E1 are stacked so as to cover the entire surface of the substrate 351.
The SiN film 352F1 constitutes a part of the insulating film 352F described above, and the TiN film 352E1 constitutes a barrier film 352E. The thickness of the SiN film 352F1 is, for example, 50 nm to 100 nm, and the thickness of the TiN film 352E1 is, for example, 10 nm to 100 nm.
Here, the SiN film 352F1 can be formed by, for example, a CVD method, and the TiN film 352E1 can be formed by sputtering.

その後、図7(B)に示すように、Fe膜352B1を、基板351全面を覆うように形成する。Fe膜352B1は芯部352Bとなるものである。Fe膜352B1は、スパッタリングにより形成することができる。なお、Fe膜352B1は、蒸着やめっき法により形成してもよい。   Thereafter, as shown in FIG. 7B, an Fe film 352B1 is formed so as to cover the entire surface of the substrate 351. The Fe film 352B1 becomes the core part 352B. The Fe film 352B1 can be formed by sputtering. Note that the Fe film 352B1 may be formed by vapor deposition or plating.

そして、Fe膜352B1上に所定のパターンのマスクMを形成する。このマスクMの幅は、バリア膜352C、第一導体膜352A1、バリア膜352Dの幅よりも狭い。また、マスクMは、バリア膜352C、第一導体膜352A1、バリア膜352Dと交差する方向に長尺状に延びている。   Then, a mask M having a predetermined pattern is formed on the Fe film 352B1. The width of the mask M is narrower than the widths of the barrier film 352C, the first conductor film 352A1, and the barrier film 352D. The mask M extends in a long shape in a direction intersecting with the barrier film 352C, the first conductor film 352A1, and the barrier film 352D.

その後、図8(A)に示すように、Fe膜352B1、TiN膜352E1を選択的に除去する。ここでは、Fe膜352B1、TiN膜352E1をヘキサメタリン酸ナトリウム(HMP)、硝酸によりウェットエッチングする。これにより、芯部352Bが形成されることとなる。
さらに、SiN膜352F1をドライエッチングにより選択的に除去する。
これにより、図8(B)の平面図に示すように、バリア膜352C、第一導体膜352A1、バリア膜352Dを横切るようにSiN膜352F1、TiN膜352E1、芯部352Bが設けられる。なお、芯部352Bの短辺方向の幅は、SiN膜352F1よりも狭い。また、バリア膜352C、第一導体膜352A1、バリア膜352Dの両端部は、芯部352Bの両側から露出している。
Thereafter, as shown in FIG. 8A, the Fe film 352B1 and the TiN film 352E1 are selectively removed. Here, the Fe film 352B1 and the TiN film 352E1 are wet-etched with sodium hexametaphosphate (HMP) and nitric acid. Thereby, the core part 352B is formed.
Further, the SiN film 352F1 is selectively removed by dry etching.
Thus, as shown in the plan view of FIG. 8B, the SiN film 352F1, the TiN film 352E1, and the core portion 352B are provided so as to cross the barrier film 352C, the first conductor film 352A1, and the barrier film 352D. Note that the width of the core portion 352B in the short side direction is narrower than that of the SiN film 352F1. Further, both end portions of the barrier film 352C, the first conductor film 352A1, and the barrier film 352D are exposed from both sides of the core portion 352B.

次に、図9(A)に示すように、TiN膜352E2をスパッタリングにより成膜する。TiN膜352E2は、基板351全面を覆うように成膜される。TiN膜352E2は、バリア膜352Eの一部を構成するものである。   Next, as shown in FIG. 9A, a TiN film 352E2 is formed by sputtering. The TiN film 352E2 is formed so as to cover the entire surface of the substrate 351. The TiN film 352E2 constitutes a part of the barrier film 352E.

次に、TiN膜352E2のうち、芯部352Bの上部に該当する部分にマスクMを形成する。その後、図9(B)に示すように、TiN膜352E2を選択的に除去する。ここでは、HFを用いたウェットエッチングにより除去する。これにより、芯部352Bを覆うバリア膜352Eが完成する。
次に、マスクMを除去した後、図9(C)に示すように、基板351全面にSiN膜352F2を形成する。SiN膜352F2は、SiN膜352F1とともに絶縁膜352Fを構成するものである。
Next, a mask M is formed in a portion corresponding to the upper portion of the core portion 352B in the TiN film 352E2. Thereafter, as shown in FIG. 9B, the TiN film 352E2 is selectively removed. Here, it is removed by wet etching using HF. Thereby, the barrier film 352E covering the core portion 352B is completed.
Next, after removing the mask M, an SiN film 352F2 is formed on the entire surface of the substrate 351 as shown in FIG. 9C. The SiN film 352F2 constitutes the insulating film 352F together with the SiN film 352F1.

さらに、図10(A)に示すように、芯部352Bの上部に該当する部分にマスクMを形成し、図10(B)に示すように、SiN膜352F2、さらには、SiN膜352F1、バリア膜352Dを選択的に除去する。ここでば、CF系のガスを用いたドライエッチングを行なう。これにより、芯部352Bの周囲を覆う絶縁膜352Fが形成される。さらに、SiN膜352F1、バリア膜352Dが除去されたことにより、第一導体膜352A1の端部が露出することとなる。   Further, as shown in FIG. 10A, a mask M is formed in a portion corresponding to the upper portion of the core portion 352B, and as shown in FIG. 10B, the SiN film 352F2, the SiN film 352F1, and the barrier are formed. The film 352D is selectively removed. Here, dry etching using a CF-based gas is performed. Thereby, an insulating film 352F that covers the periphery of the core portion 352B is formed. Further, by removing the SiN film 352F1 and the barrier film 352D, the end portion of the first conductor film 352A1 is exposed.

次に、図10(C)に示すように、基板351全面にCu膜352A3、さらには、TiN膜352G1を積層する。その後、TiN膜352G1上に所定のパターン(芯部352Bの長手方向に対し傾斜し、所定の間隔で並行配置されるパターン)のマスクを形成し、Cu膜352A3およびTiN膜352G1を選択的に除去する。これにより、図11(A)、(B)に示すように、所定のパターンで並行配置された複数の第二導体膜352A2およびバリア膜352Gが形成されることとなり、マイクロコイル352Aが完成する。図11(B)に示すように、第二導体膜352A2および第一導体膜352A1は芯部352Bの長手方向に対する傾斜方向が異なっており、第二導体膜352A2および第一導体膜352A1は直接接合されている。
より詳細に説明すると、第二導体膜352A2により、第一導体膜352A1のうちの一の第一導体膜352A1の芯部352Bの一方の側に露出した端部と、一の第一導体膜352A1に隣接する他の第一導体膜352A1の芯部352Bの他方の側に露出した端部とが直接接続されることとなるのである。
なお、第一導体膜352A1、第二導体膜352A2、芯部352Bは、防食処理してもよい。防食剤としては、防食剤の種類としては、ベンゾトリアゾールやその誘導体を使用することができる。
Next, as shown in FIG. 10C, a Cu film 352A3 and further a TiN film 352G1 are stacked on the entire surface of the substrate 351. Thereafter, a mask having a predetermined pattern (a pattern that is inclined with respect to the longitudinal direction of the core portion 352B and arranged in parallel at a predetermined interval) is formed on the TiN film 352G1, and the Cu film 352A3 and the TiN film 352G1 are selectively removed. To do. Thus, as shown in FIGS. 11A and 11B, a plurality of second conductor films 352A2 and barrier films 352G arranged in parallel in a predetermined pattern are formed, and the microcoil 352A is completed. As shown in FIG. 11B, the second conductor film 352A2 and the first conductor film 352A1 have different inclination directions with respect to the longitudinal direction of the core portion 352B, and the second conductor film 352A2 and the first conductor film 352A1 are directly bonded. Has been.
More specifically, the second conductor film 352A2 exposes one end of the first conductor film 352A1 of the first conductor film 352A1 on one side of the core portion 352B, and one first conductor film 352A1. That is, the end portion exposed to the other side of the core portion 352B of the other first conductor film 352A1 adjacent to is directly connected.
The first conductor film 352A1, the second conductor film 352A2, and the core part 352B may be subjected to anticorrosion treatment. As the anticorrosive, benzotriazole or a derivative thereof can be used as the type of anticorrosive.

ここでは、ひとつのコイル部352を取り上げて製造手順を説明したが、基板351上には、基板351直上の第一層目の複数のコイル部352を上述した手順により同時に形成することができる。
次に、第二層目のコイル部352を形成する際には、図11(C)に示すように、第一層目のコイル部352を絶縁層353により埋め込む。例えば、絶縁層353としてのポリイミド膜を第一層目のコイル部352上に塗布する。絶縁層353の表面が平坦となるようにし、この絶縁層353上に下地層として薄い絶縁膜(シリコン酸化膜351A)を形成する。そして、このシリコン酸化膜351A上に第二層目のコイル部352を、上述した手順により、形成する。このような作業を繰り返すことにより、コイル部品35が完成することとなる。
Here, the manufacturing procedure has been described by taking up one coil portion 352, but a plurality of first-layer coil portions 352 immediately above the substrate 351 can be simultaneously formed on the substrate 351 by the above-described procedure.
Next, when the second layer coil portion 352 is formed, the first layer coil portion 352 is embedded with an insulating layer 353 as shown in FIG. For example, a polyimide film as the insulating layer 353 is applied on the coil portion 352 of the first layer. The surface of the insulating layer 353 is flattened, and a thin insulating film (silicon oxide film 351A) is formed as a base layer on the insulating layer 353. Then, a second layer coil portion 352 is formed on the silicon oxide film 351A by the above-described procedure. By repeating such an operation, the coil component 35 is completed.

次に、基体2および駆動部36の構成について詳細に説明する。
図1に示したように、基体2には、複数の円形状の孔21がマトリクス状に形成されている。図12に示すように、各孔21には、リング状の受け部22が設置されている。この受け部22は、孔21の内側面から、孔21の中心部に向かって延びる複数のリブ23により、支持されている。
Next, the configurations of the base 2 and the drive unit 36 will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the substrate 2 has a plurality of circular holes 21 formed in a matrix. As shown in FIG. 12, each hole 21 is provided with a ring-shaped receiving portion 22. The receiving portion 22 is supported by a plurality of ribs 23 extending from the inner surface of the hole 21 toward the center of the hole 21.

駆動部36は、基体1の第一の孔11内に収容された回転体31を回転駆動するためのものである。図12に示すように、この駆動部36は、駆動軸361と、この駆動軸361の一方の端部に接続されたハブ部362と、このハブ部362に接続され、複数枚の翼を有するプロペラ部363とを有する。このプロペラ部363の径は、1mm以下であり、例えば、100μm程度である。駆動軸361は、他方の端部が孔21内の受け部22に挿入される。
また、駆動軸361の他方の端部には、回転部32の軸部323Aを挿入するための、三角錐状の孔361Aが形成されている。この孔361Aに回転部32の軸部323Aを挿入することで、駆動部36が回転部32に接続されることとなる。そして、風等がプロペラ部363にあたると、風力等により、駆動軸361が回転する。駆動軸361の回転駆動により、回転部32も回転駆動し、回転体31が第一の孔11内を回転することとなる。回転体31の磁石33からの磁束は、マイクロコイル352Aの中心軸に沿ってマイクロコイル352A中を通るが、回転体31の回転に伴い、磁石33が回転することで、マイクロコイル352Aの中心軸が磁石33からの磁束を横切ることとなる。すなわち、マイクロコイル352A中を通る磁束の方向が変化することとなる。これにより、各マイクロ発電機3で発電が行なわれることとなる。
なお、駆動部36は、光造形法により、一体成形することができる。光造形法としては、以下の論文に記載されているものがある。
S. Maruo and K. Ikuta: Submicron stereolithography for the production of freely movable mechanisms by using single-photon polymerization, Sensors and Actuators A, vol. 100, No. 1 (2002) pp.70-76.
The drive unit 36 is for rotating the rotary body 31 accommodated in the first hole 11 of the base 1. As shown in FIG. 12, the drive unit 36 includes a drive shaft 361, a hub 362 connected to one end of the drive shaft 361, and a plurality of blades connected to the hub 362. And a propeller portion 363. The diameter of the propeller portion 363 is 1 mm or less, for example, about 100 μm. The other end of the drive shaft 361 is inserted into the receiving portion 22 in the hole 21.
In addition, a triangular pyramid-shaped hole 361A for inserting the shaft portion 323A of the rotating portion 32 is formed at the other end portion of the drive shaft 361. By inserting the shaft portion 323 </ b> A of the rotating portion 32 into the hole 361 </ b> A, the driving portion 36 is connected to the rotating portion 32. When wind or the like hits the propeller portion 363, the drive shaft 361 is rotated by the wind or the like. Due to the rotational drive of the drive shaft 361, the rotating part 32 is also rotationally driven, and the rotating body 31 rotates in the first hole 11. The magnetic flux from the magnet 33 of the rotating body 31 passes through the microcoil 352A along the central axis of the microcoil 352A. When the rotating body 31 rotates, the magnet 33 rotates, so that the central axis of the microcoil 352A is rotated. Crosses the magnetic flux from the magnet 33. That is, the direction of the magnetic flux passing through the microcoil 352A changes. As a result, each micro generator 3 generates power.
The drive unit 36 can be integrally formed by an optical modeling method. Some stereolithography methods are described in the following papers.
S. Maruo and K. Ikuta: Submicron stereolithography for the production of freely movable mechanisms by using single-photon polymerization, Sensors and Actuators A, vol. 100, No. 1 (2002) pp.70-76.

次に、発電装置10の組み立て手順について述べる。
図1を参照して説明する。
まず、はじめに、回転体31を用意する。このとき、筐体34に回転部32を収納させたのち、回転部32の筒状部321の外周面と、筐体34の内周面との間に、磁石33をはめ込む。
次に、回転体31を基体2の第一の孔11内に挿入する。また、第二の孔14内にコイル部品35をはめ込む。コイル部品35を第二の孔14内にはめ込む際には、コイル部品35の基板351が第二の孔14の底部に位置するようにしてもよく、また、基板351が第二の孔14の側壁に当接するようにしてもよい。本実施形態では、コイル部品35のマイクロコイル352Aの中心軸が、回転軸Xと直交するようにコイル部品35を配置すればよい。なお、第二の孔14内にコイル部品35をはめ込む際、マニピュレータ等の微小操作ロボットを使用すればよい。
次に、駆動部36がはめ込まれた基体2と、回転体31およびコイル部352とがはめこまれた基体1とを重ねあわせる。そして、駆動部36の駆動軸361の孔361Aに回転部32の軸部323Aを挿入する。これにより、発電装置10の組み立てが完成することとなる。
Next, the assembly procedure of the power generator 10 will be described.
A description will be given with reference to FIG.
First, the rotating body 31 is prepared. At this time, after housing the rotating part 32 in the housing 34, the magnet 33 is fitted between the outer peripheral surface of the cylindrical part 321 of the rotating unit 32 and the inner peripheral surface of the housing 34.
Next, the rotating body 31 is inserted into the first hole 11 of the base 2. Further, the coil component 35 is fitted into the second hole 14. When the coil component 35 is fitted into the second hole 14, the substrate 351 of the coil component 35 may be positioned at the bottom of the second hole 14. You may make it contact | abut to a side wall. In the present embodiment, the coil component 35 may be arranged so that the central axis of the microcoil 352A of the coil component 35 is orthogonal to the rotation axis X. Note that when the coil component 35 is fitted into the second hole 14, a micro operation robot such as a manipulator may be used.
Next, the base body 2 in which the drive unit 36 is fitted and the base body 1 in which the rotating body 31 and the coil part 352 are fitted are overlapped. Then, the shaft portion 323 </ b> A of the rotating portion 32 is inserted into the hole 361 </ b> A of the drive shaft 361 of the drive portion 36. Thereby, the assembly of the power generation device 10 is completed.

次に、本実施形態の作用効果について説明する。
マイクロ発電機3のコイル部品35の基板351上には、複数のコイル部352が並列配置されており、コイル部品35の各マイクロコイル352Aの中心軸は、回転体31の回転軸Xと直交している。また、コイル部品35は、複数の磁石33が回転駆動することにより形成される軌跡と対向する位置に配置されており、さらに、磁石33は、回転軸Xと直交する方向の端部が異極に着磁されている。
このようなマイクロ発電機3では、磁石33を回転駆動することで、基板351上の複数のマイクロコイル352Aが同時に磁束の変化を受けることとなる。これにより、マイクロコイル352Aの巻き数が仮想的に増えた状態と同じ状態を作り出すことができる。本実施形態では、基板351上の限られたスペースにおいて、充分なリアクタンスを確保することができ、マイクロ発電機3の発電効率を高めることができる。
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
A plurality of coil portions 352 are arranged in parallel on the substrate 351 of the coil component 35 of the micro generator 3, and the central axis of each microcoil 352 </ b> A of the coil component 35 is orthogonal to the rotation axis X of the rotating body 31. ing. In addition, the coil component 35 is disposed at a position opposite to the locus formed by the plurality of magnets 33 being rotationally driven, and the magnet 33 has a different end at a direction orthogonal to the rotation axis X. Is magnetized.
In such a micro-generator 3, by rotating the magnet 33, a plurality of microcoils 352A on the substrate 351 are subjected to a change in magnetic flux at the same time. Thereby, the same state as the state in which the number of turns of the microcoil 352A is virtually increased can be created. In the present embodiment, sufficient reactance can be ensured in a limited space on the substrate 351, and the power generation efficiency of the micro power generator 3 can be increased.

ここで、基板上に複数のコイル部を設置することの効果について、図13および図14を参照して説明する。
まず、幅500μm、奥行き200μmの基板を仮定し、この基板上にコイル部を配置した状態を想定する。
例えば、図13(A)には、厚み1μm、幅495μmの芯部が配置され、この芯部の周囲をマイクロコイルがらせん状に巻かれたものが示されている。マイクロコイルの巻き数は100巻きである。
図13(B)では、厚み1μm、幅10μmの芯部が平行配置されている。各芯部の周囲には、100回巻きのマイクロコイルが巻かれている。さらに、各コイル部間の間隔は、1μmである。基板上には、38個のコイル部が配置される。
図13(C)では、厚み1μm、幅1μmの芯部が平行配置されている。各芯部の周囲には、100回巻きのマイクロコイルが巻かれている。さらに、各コイル部間の間隔は、1μmである。基板上には、124個のコイル部が配置される。
Here, the effect of installing a plurality of coil parts on a board | substrate is demonstrated with reference to FIG. 13 and FIG.
First, a substrate having a width of 500 μm and a depth of 200 μm is assumed, and a state in which the coil portion is disposed on the substrate is assumed.
For example, FIG. 13A shows a core portion having a thickness of 1 μm and a width of 495 μm, and a micro coil spirally wound around the core portion. The number of turns of the microcoil is 100.
In FIG. 13B, core portions having a thickness of 1 μm and a width of 10 μm are arranged in parallel. Around each core portion, a 100-turn microcoil is wound. Further, the interval between the coil portions is 1 μm. On the substrate, 38 coil portions are arranged.
In FIG. 13C, core portions having a thickness of 1 μm and a width of 1 μm are arranged in parallel. Around each core portion, a 100-turn microcoil is wound. Further, the interval between the coil portions is 1 μm. On the substrate, 124 coil portions are arranged.

100回巻きのマイクロコイルを有するコイル部の数と、リアクタンスとの関係を図14に示す。なお、図14では、図13に示したように、コイル部を積層させていない状態を想定している。   FIG. 14 shows the relationship between the number of coil portions having 100-turn microcoils and reactance. In FIG. 14, it is assumed that the coil portions are not stacked as shown in FIG. 13.

ここで、リアクタンスは、以下の式1で示される。
(式1)
L=μμn・nSl
ここで、μは芯部の透磁率を示し、μは、マイクロコイルの抵抗率を示す。nは、マイクロコイルの巻き数であり、さらに、Sは芯部の断面積、lは芯部の長さである。
Here, the reactance is expressed by the following Equation 1.
(Formula 1)
L = μ 0 μ r n · nSl
Here, μ 0 indicates the magnetic permeability of the core portion, and μ r indicates the resistivity of the microcoil. n is the number of turns of the microcoil, S is the cross-sectional area of the core, and l is the length of the core.

図14に示したように、コイル部の数が増加するほど、コイル部を直列につないで巻き数が仮想的に増えた状態となり、リアクタンスが増えることとなる。これにより、発電効率を効率的に高めることができるのである。なお、コイル部の数を増加させすぎた場合には、芯部の断面積が小さくなってしまい、芯部の断面積の値が支配的になるため、リアクタンスが一定程度落ちると考えられる。   As shown in FIG. 14, as the number of coil portions increases, the number of turns is virtually increased by connecting the coil portions in series, and the reactance increases. Thereby, power generation efficiency can be improved efficiently. If the number of coil portions is increased too much, the cross-sectional area of the core portion becomes small, and the value of the cross-sectional area of the core portion becomes dominant, so that the reactance is considered to decrease to a certain extent.

また、本実施形態では、基板351に複数のコイル部352をマトリクス状に積層している。これにより、基板351の面内方向に隣接するマイクロコイル352Aだけでなく、基板351厚み方向に隣接するマイクロコイル352Aも同時に、磁束の変化を受けることとなる。そのため、より多くのマイクロコイル352Aが同時に磁束の変化を確実に受けることができるようになる。従って、マイクロ発電機3の発電効率を高めることができる。
さらに、コイル部品35の基板351上には、複数のコイル部352が並列配置され、各コイル部352のマイクロコイル352Aが磁石33と対向している。そのため、例えば、コイル部352を直列に配置する場合に比べ、各コイル部352と磁石33との距離を短くすることができる。これにより、マイクロ発電機3の発電効率を高めることができる。
In the present embodiment, a plurality of coil portions 352 are stacked in a matrix on the substrate 351. As a result, not only the microcoil 352A adjacent in the in-plane direction of the substrate 351 but also the microcoil 352A adjacent in the thickness direction of the substrate 351 is subjected to a change in magnetic flux at the same time. Therefore, more microcoils 352A can surely receive the change in magnetic flux at the same time. Therefore, the power generation efficiency of the micro power generator 3 can be increased.
Furthermore, a plurality of coil portions 352 are arranged in parallel on the substrate 351 of the coil component 35, and the microcoil 352 </ b> A of each coil portion 352 faces the magnet 33. Therefore, for example, compared with the case where the coil part 352 is arrange | positioned in series, the distance of each coil part 352 and the magnet 33 can be shortened. Thereby, the power generation efficiency of the micro power generator 3 can be increased.

また、本実施形態のマイクロ発電機3は、複数の磁石33と、複数のコイル部352を有する複数のコイル部品35とを備えているため、より効率よく発電することができる。   Moreover, since the micro power generator 3 of the present embodiment includes a plurality of magnets 33 and a plurality of coil components 35 having a plurality of coil portions 352, power generation can be performed more efficiently.

また、コイル部352をマトリクス状に積層配置するとともに、各コイル部352のマイクロコイル352Aの少なくとも一方の端部が基板351表面と直交する同一平面上に位置するようにし、各コイル部352のマイクロコイル352Aの端部の位置を合わせている。そして、基板351表面と直交する略同一平面上にある各マイクロコイル352Aの一方の端部が、回転体31側に向くように、コイル部品35が配置されている。
これにより、磁石33と、マイクロコイル352Aとを対向させた際の磁石33と各マイクロコイル352Aとの距離を略一定距離とすることができ、磁石33から極端に距離が離れたマイクロコイル352Aがなくなるため、発電効率を高めることができる。
In addition, the coil portions 352 are stacked in a matrix, and at least one end of the microcoil 352A of each coil portion 352 is positioned on the same plane orthogonal to the surface of the substrate 351, so that the micro portion of each coil portion 352 is arranged. The position of the end of the coil 352A is matched. The coil component 35 is arranged so that one end of each microcoil 352A on the substantially same plane orthogonal to the surface of the substrate 351 faces the rotating body 31 side.
Thereby, the distance between the magnet 33 and each microcoil 352A when the magnet 33 and the microcoil 352A are opposed to each other can be set to a substantially constant distance, and the microcoil 352A extremely far away from the magnet 33 can be obtained. Therefore, the power generation efficiency can be increased.

また、本実施形態では、コイル部352は、絶縁層353により被覆されているため、隣接するコイル部352同士の接触を防止することができる。
さらには、絶縁層353により、コイル部352を埋め込み、絶縁層353の表面を平坦化して、この絶縁層353上に上層のコイル部352を設けているので、上層のコイル部352が傾いて形成されてしまうこと等を防止できる。
Moreover, in this embodiment, since the coil part 352 is coat | covered with the insulating layer 353, the contact between adjacent coil parts 352 can be prevented.
Further, since the coil portion 352 is embedded by the insulating layer 353, the surface of the insulating layer 353 is flattened, and the upper coil portion 352 is provided on the insulating layer 353, the upper coil portion 352 is inclined and formed. Can be prevented.

また、本実施形態のコイル部352の芯部352Bと、マイクロコイル352Aとの間には、絶縁膜352Fおよびバリア膜352Eが存在する。
芯部352Bと、マイクロコイル352Aとが直接接触すると、合金化を起こし、マイクロコイル352Aの抵抗値が上昇する場合がある。
本実施形態では、絶縁膜352Fおよびバリア膜352Eで芯部352Bの周囲を覆っているので、芯部352Bと、マイクロコイル352Aとの合金化を防止し、マイクロコイル352Aの抵抗値の上昇を防ぐことができる。
また、絶縁膜352Fと、芯部352Bとの密着性は良好でないため、芯部352Bの周囲をバリア膜352Eで覆った後、絶縁膜352Fで覆うことで、絶縁膜352Fの剥がれを防止することができる。
同様に、絶縁膜352Fと、マイクロコイル352Aを構成する第一導体膜352A1との密着性は良好でないため、第一導体膜352A1上にバリア膜352Dを設け、このバリア膜352D上に絶縁膜352Fを設けることで、絶縁膜352Fの剥がれを防止することができる。
Further, the insulating film 352F and the barrier film 352E exist between the core part 352B of the coil part 352 and the microcoil 352A of the present embodiment.
When the core portion 352B and the microcoil 352A are in direct contact with each other, alloying may occur and the resistance value of the microcoil 352A may increase.
In this embodiment, since the periphery of the core portion 352B is covered with the insulating film 352F and the barrier film 352E, alloying of the core portion 352B and the microcoil 352A is prevented, and an increase in the resistance value of the microcoil 352A is prevented. be able to.
In addition, since the adhesion between the insulating film 352F and the core portion 352B is not good, the periphery of the core portion 352B is covered with the barrier film 352E, and then covered with the insulating film 352F, so that the insulating film 352F is prevented from peeling off. Can do.
Similarly, since the adhesion between the insulating film 352F and the first conductor film 352A1 constituting the microcoil 352A is not good, a barrier film 352D is provided on the first conductor film 352A1, and the insulating film 352F is provided on the barrier film 352D. By providing, peeling of the insulating film 352F can be prevented.

さらに、マイクロコイル352Aは発熱するため、絶縁膜352Fを、SiN膜、BCN膜(炭窒化ホウ素膜)、DLC膜(ダイヤモンドライクカーボン膜)、AlN膜、ナノダイヤ膜のいずれかの材料で構成することで、マイクロコイル352Aの熱を放熱させることができる。特に、本実施形態では、基板351上に複数のコイル部352が配置されているため、マイクロコイル352Aの熱が放熱されにくくなっているが、絶縁膜352Fを、SiN膜、BCN膜(炭窒化ホウ素膜)、DLC膜(ダイヤモンドライクカーボン膜)、AlN膜、ナノダイヤ膜のいずれかとすることで、マイクロコイル352Aの熱を確実に放熱させることができる。   Further, since the microcoil 352A generates heat, the insulating film 352F is made of any of a material such as a SiN film, a BCN film (boron carbonitride film), a DLC film (diamond-like carbon film), an AlN film, or a nanodiamond film. Thus, the heat of the microcoil 352A can be dissipated. In particular, in the present embodiment, since the plurality of coil portions 352 are arranged on the substrate 351, the heat of the microcoil 352A is hardly dissipated. However, the insulating film 352F is made of a SiN film, a BCN film (carbonitriding). By using any one of a boron film), a DLC film (diamond-like carbon film), an AlN film, and a nano diamond film, the heat of the microcoil 352A can be reliably radiated.

また、本実施形態では、マイクロ発電機3の磁石33は平面U字型であるため、磁石33の端部からの磁束が、マイクロコイル352Aの中心軸に沿って、マイクロコイル352A中を通るようになり、より効率よく磁束がマイクロコイル352A内を通ることとなる。これにより、より効率よく発電を行なうことができる。
さらに、本実施形態では、磁石33は回転部32の回転軸Xと直交する方向の両端部(U字の両端部)が異極に着磁されるとともに、回転軸Xに沿って長尺状に延びている。従って、磁石33からの磁束が通る面積を比較的大きくすることができ、これにより、より多くのマイクロコイル352Aが同時に磁束の変化を確実に受けることができる。従って、マイクロ発電機3の発電効率を確実に高めることができる。
In the present embodiment, since the magnet 33 of the micro power generator 3 is a plane U shape, the magnetic flux from the end of the magnet 33 passes through the microcoil 352A along the central axis of the microcoil 352A. Thus, the magnetic flux passes through the microcoil 352A more efficiently. Thereby, power generation can be performed more efficiently.
Further, in the present embodiment, the magnet 33 is magnetized to have opposite ends (U-shaped end portions) in the direction orthogonal to the rotation axis X of the rotating portion 32 with different polarities, and is elongated along the rotating axis X. It extends to. Therefore, the area through which the magnetic flux from the magnet 33 passes can be made relatively large, so that more microcoils 352A can reliably receive a change in the magnetic flux at the same time. Therefore, the power generation efficiency of the micro power generator 3 can be reliably increased.

さらに、本実施形態では、基体1に回転体31を収容する第一の孔11および、この第一の孔11の周囲に設けられ、コイル部品35を挿入する第二の孔14を形成している。マイクロ発電機3を組み立てる際には、第二の孔14に複数のコイル部352を有するコイル部品35を挿入するとともに、第一の孔11に回転体31を挿入するだけでよいため、マイクロ発電機3の組み立てを容易に行なうことができる。
これに加え、基体1に複数の回転体31および複数のコイル部品35を挿入した後、複数の駆動部36が挿入された基体2と、基体1とを重ね合わせ、駆動部36の駆動軸361の孔361Aに回転部32の軸部323Aを挿入するだけで、発電装置10の組み立てが完成する。このような組み立て工程によれば、複数のマイクロ発電機3を同時に組み立てて、発電装置10を得ることができるので、発電装置10の製造に手間を要しない。
Furthermore, in the present embodiment, the first hole 11 for accommodating the rotating body 31 in the base 1 and the second hole 14 provided around the first hole 11 for inserting the coil component 35 are formed. Yes. When assembling the micro power generator 3, it is only necessary to insert the coil component 35 having the plurality of coil portions 352 into the second hole 14 and insert the rotating body 31 into the first hole 11. The machine 3 can be easily assembled.
In addition, after the plurality of rotating bodies 31 and the plurality of coil components 35 are inserted into the base body 1, the base body 2 into which the plurality of drive units 36 are inserted and the base body 1 are overlapped, and the drive shaft 361 of the drive unit 36 is overlapped. The assembly of the power generation apparatus 10 is completed simply by inserting the shaft portion 323A of the rotating portion 32 into the hole 361A. According to such an assembling process, a plurality of micro-generators 3 can be assembled at the same time to obtain the power generation device 10, so that no effort is required for manufacturing the power generation device 10.

さらに、本実施形態のコイル部品35では、第一導体膜352A1と第二導体膜352A2とを直接接合し、スルーホールを介して接続していないので、スルーホールによる電力の損失の発生を防止することができる。   Furthermore, in the coil component 35 of the present embodiment, the first conductor film 352A1 and the second conductor film 352A2 are directly joined and are not connected via a through hole, so that generation of power loss due to the through hole is prevented. be able to.

また、本実施形態の発電装置10は、複数のマイクロ発電機3を有している。そして、各マイクロ発電機3は風や水流等がプロペラ部363にあたることで、発電することができる。従って、例えば、発電装置10を鳥や魚等の移動物に取り付けておけば、移動物の移動に伴い発電することができる。従って、図15に示すように、発電装置10およびこの発電装置10によって駆動するセンサデバイス、通信デバイスを鳥や魚等の移動物に取り付けることで、電池の携帯なしに、長期間、生態変化や、環境変化をリモートセンシングすることができる。センサデバイスおよび通信デバイスには、発電装置10からの電力が供給される。センサデバイスで検出したセンサ信号は、通信デバイスにより中継システム、GPSシステムに送信される。そして、地球環境情報管理システムを通じて、生態変化や、環境変化をリモートセンシングすることができる。
さらには、本実施形態のマイクロ発電機3のプロペラ部363の径は、100μm程度であるため、わずかな風の流れや水流等に対しても発電することができる。
また、発電装置10は、マイクロ発電機3を複数有するため、センサ等の小型電子機器に電力を供給することができる。これにより、乾電池等の利用を減らすことができ、環境負荷低減に役立つ。
In addition, the power generation apparatus 10 according to the present embodiment includes a plurality of micro power generators 3. Each micro power generator 3 can generate electric power when wind, water flow, or the like hits the propeller unit 363. Therefore, for example, if the power generation device 10 is attached to a moving object such as a bird or fish, power can be generated as the moving object moves. Therefore, as shown in FIG. 15, by attaching the power generation device 10 and the sensor device and communication device driven by the power generation device 10 to a moving object such as a bird or a fish, ecological changes or Remote sensing of environmental changes. Electric power from the power generation apparatus 10 is supplied to the sensor device and the communication device. The sensor signal detected by the sensor device is transmitted to the relay system and the GPS system by the communication device. And it is possible to remotely sense ecological changes and environmental changes through the global environmental information management system.
Furthermore, since the diameter of the propeller portion 363 of the micro power generator 3 of the present embodiment is about 100 μm, power can be generated even with a slight wind flow or water flow.
Further, since the power generation apparatus 10 includes a plurality of micro power generators 3, it can supply power to small electronic devices such as sensors. Thereby, utilization of a dry cell etc. can be reduced and it is useful for environmental load reduction.

(第二実施形態)
図16を参照して、第二実施形態について説明する。図16は、基体1の部分拡大図であり、ひとつの回転体31と、その周囲に配置されるコイル部品35とを示したものである。
前記実施形態では、磁石33は、平面略U字型形状であったが、本実施形態では、磁石43は、平面略矩形形状である。
磁石43の回転部32の回転軸Xと直交する方向の両端部は、異極に着磁されている。また、この磁石43は、磁石33と同様、回転軸Xに沿って長尺状に延びている。
他の構造は、前記実施形態と同様である。
このような本実施形態によれば、前記実施形態と同様の効果を奏することができる。
(Second embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a partially enlarged view of the base 1 and shows one rotating body 31 and a coil component 35 arranged around the rotating body 31.
In the said embodiment, although the magnet 33 was planar U shape, the magnet 43 is planar substantially rectangular shape in this embodiment.
Both end portions of the rotating portion 32 of the magnet 43 in the direction orthogonal to the rotation axis X are magnetized with different polarities. Further, like the magnet 33, the magnet 43 extends in a long shape along the rotation axis X.
Other structures are the same as those in the above embodiment.
According to this embodiment, the same effects as those of the embodiment can be obtained.

(第三実施形態)
図17を用いて、本実施形態について説明する。
図17(A)には、マイクロ発電機5の斜視図が示されており、図17(B)には、磁石53および保持部材54が示されている。さらに、図17(C)には、コイル部品35および保持部材55が示されている。
マイクロ発電機5は、回転駆動する複数の磁石53と、複数の磁石53が回転駆動することにより形成される軌跡と対向する位置に配置された複数のコイル部品35とを有する。
磁石53は、リング状の保持部材54に埋め込まれた棒状の磁石である。保持部材54は、樹脂製であり、磁石53は、リング状の保持部材54中に円周に沿って埋め込まれている。磁石53の一方の端部は、保持部材54の表面から露出している。
磁石53は、回転軸Xと平行な方向の両端部が異極に着磁されるとともに、隣接する磁石53の隣接する端部の極性は互いに異なっている。すなわち、保持部材54の表面からは、磁石53のN極と、S極とが交互に露出することとなる。
(Third embodiment)
This embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 17A shows a perspective view of the micro-generator 5, and FIG. 17B shows a magnet 53 and a holding member 54. Further, FIG. 17C shows the coil component 35 and the holding member 55.
The micro power generator 5 includes a plurality of magnets 53 that are rotationally driven, and a plurality of coil components 35 that are disposed at positions facing a trajectory formed when the plurality of magnets 53 are rotationally driven.
The magnet 53 is a rod-shaped magnet embedded in the ring-shaped holding member 54. The holding member 54 is made of resin, and the magnet 53 is embedded in the ring-shaped holding member 54 along the circumference. One end of the magnet 53 is exposed from the surface of the holding member 54.
The magnets 53 are magnetized at opposite ends in a direction parallel to the rotation axis X, and the polarities of the adjacent end portions of the adjacent magnets 53 are different from each other. That is, from the surface of the holding member 54, the N pole and the S pole of the magnet 53 are alternately exposed.

コイル部品35は、リング状の保持部材55中に挿入されている。保持部材55には、コイル部品35を挿入する孔が形成されており、複数のコイル部品35は、円弧を描くように配置されている。コイル部品35は、マイクロコイル352Aの中心軸が、リング状の保持部材55の中心軸と平行になるように、保持部材55に挿入される。
磁石53が挿入された保持部材54と、コイル部品35が挿入された保持部材55とを対向させる(ここでは、保持部材54の磁石53の端部が露出している面と、コイル部品35とが対向するように保持部材54,55同士を対向させる)と、コイル部品35のマイクロコイル352Aの端部は、磁石53の回転軸Xと平行な方向の端部のうち、一方の端部(保持部材54の表面から露出した端部)と対向することとなる。磁石53の保持部材54の表面から露出した端部と、コイル部品35との間の距離は1〜50μmである。
また、マイクロコイル352Aの中心軸は、回転軸Xと略平行となる。
The coil component 35 is inserted into a ring-shaped holding member 55. A hole for inserting the coil component 35 is formed in the holding member 55, and the plurality of coil components 35 are arranged so as to draw an arc. The coil component 35 is inserted into the holding member 55 so that the central axis of the microcoil 352A is parallel to the central axis of the ring-shaped holding member 55.
The holding member 54 into which the magnet 53 is inserted is opposed to the holding member 55 into which the coil component 35 is inserted (here, the surface of the holding member 54 where the end of the magnet 53 is exposed, the coil component 35, When the holding members 54 and 55 are made to face each other so that they face each other), the end of the microcoil 352A of the coil component 35 is one of the ends (in the direction parallel to the rotation axis X of the magnet 53) ( It faces the end portion exposed from the surface of the holding member 54. The distance between the end of the magnet 53 exposed from the surface of the holding member 54 and the coil component 35 is 1 to 50 μm.
Further, the central axis of the microcoil 352A is substantially parallel to the rotation axis X.

このようなマイクロ発電機5では、第一実施形態と同様の第一の孔が形成された基体の第一の孔の底部に、コイル部品35が挿入された保持部材55を挿入する。
一方で、第一実施形態の回転部32と、筐体34との間に、磁石53が埋め込まれた保持部材54を挿入し、回転体を構成する。そして、この回転体を基体の第一の孔に挿入する。
次に、第一実施形態と同じく、駆動部36がはめ込まれた基体2と、回転体およびコイル部品35がはめこまれた基体とを重ねあわせる。
駆動部36の駆動により、回転体が回転駆動することで、磁石53が回転することとなる。そして、マイクロコイル352A中を通る磁束の方向が変化することとなる。これにより、各発電機5で発電が行なわれることとなる。
In such a micro-generator 5, the holding member 55 in which the coil component 35 is inserted is inserted into the bottom of the first hole of the base in which the same first hole as in the first embodiment is formed.
On the other hand, a holding member 54 in which a magnet 53 is embedded is inserted between the rotating unit 32 of the first embodiment and the housing 34 to constitute a rotating body. And this rotary body is inserted in the 1st hole of a base | substrate.
Next, as in the first embodiment, the base body 2 in which the drive unit 36 is fitted and the base body in which the rotating body and the coil component 35 are fitted are overlapped.
The magnet 53 is rotated by the rotation of the rotating body driven by the drive unit 36. Then, the direction of the magnetic flux passing through the microcoil 352A changes. Thereby, electric power generation is performed by each generator 5.

このような本実施形態によれば、前記各実施形態と同様の効果を奏することができるうえ、以下の効果を奏することができる。
本実施形態の発電機5では、マイクロコイル352Aの中心軸が回転軸Xと略平行となるようにコイル部品35が配置され、さらに、マイクロコイル352Aの端部は、回転軸Xと平行な方向の磁石53の両端部のうち、一方の端部と対向する。従って、磁石53の端部からの磁束は、マイクロコイル352Aの中心軸に沿って、マイクロコイル352A中を通るようになる。そして、隣接する磁石53の隣接する端部の極性が互いに異なっているので、回転軸Xを回転駆動することで、磁石53の端部からの磁束の方向は、マイクロコイル352Aの中心軸に沿って変化することとなる。
これにより、さらに、効率よく発電することができる。
According to this embodiment, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained, and the following effects can be obtained.
In the generator 5 of this embodiment, the coil component 35 is disposed so that the central axis of the microcoil 352A is substantially parallel to the rotation axis X, and the end of the microcoil 352A is in a direction parallel to the rotation axis X. Of the both end portions of the magnet 53, one end portion is opposed. Accordingly, the magnetic flux from the end of the magnet 53 passes through the microcoil 352A along the central axis of the microcoil 352A. Since the polarities of the adjacent end portions of the adjacent magnets 53 are different from each other, the direction of the magnetic flux from the end portion of the magnet 53 is along the central axis of the microcoil 352A by rotating the rotation axis X. Will change.
Thereby, electric power can be generated more efficiently.

また、本実施形態では、コイル部品35が挿入された保持部材55上に磁石53が挿入された保持部材54を重ねあわせるようにして配置しているので、マイクロコイル352Aと、磁石53との距離を非常に接近させることができる。これにより、発電効率をより一層高めることができる。   In this embodiment, since the holding member 54 with the magnet 53 inserted is arranged on the holding member 55 with the coil component 35 inserted, the distance between the microcoil 352A and the magnet 53 is arranged. Can be very close. Thereby, power generation efficiency can be further improved.

さらに、本実施形態では、磁石53は、その端部が保持部材54の表面から露出すればよく、磁石53の長さ寸法を長くする必要はない。従って、磁石53の長さ寸法を短くすることができるので、磁石53を回転駆動させる際の負荷を軽くすることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the end of the magnet 53 only needs to be exposed from the surface of the holding member 54, and it is not necessary to increase the length of the magnet 53. Therefore, since the length dimension of the magnet 53 can be shortened, the load at the time of rotating the magnet 53 can be reduced.

(参考の形態)
図18、図19を参照して、参考形態について説明する。
図18に示されたマイクロ発電機6は、
回転軸Xと、前記回転軸Xの周囲に配置され、前記回転軸Xとともに回転する複数の磁石33と、前記複数の磁石33が回転駆動することにより形成される軌跡と対向する位置に配置されたコイル部品65とを備え、
前記コイル部品65は、基板651と、基板651に設けられた複数のコイル部652とを有し、
前記各コイル部652は、らせん状に形成され、その中心軸が前記基板651表面に沿って延びるとともに、前記中心軸が互いに略平行となる導電性のマイクロコイルを有する
るマイクロ発電機である。
マイクロ発電機6では、磁石33を回転駆動すると、マイクロコイルの中心軸は、磁束を横切ることとなる。
(Reference form)
A reference embodiment will be described with reference to FIGS. 18 and 19.
The micro generator 6 shown in FIG.
The rotation axis X, the plurality of magnets 33 that are arranged around the rotation axis X, and that rotate together with the rotation axis X, and the positions that are formed opposite to the trajectory formed when the plurality of magnets 33 are rotationally driven are arranged. Coil part 65,
The coil component 65 includes a substrate 651 and a plurality of coil portions 652 provided on the substrate 651.
Each of the coil portions 652 is a micro power generator having a spiral shape, a conductive microcoil having a central axis extending along the surface of the substrate 651 and the central axes being substantially parallel to each other.
In the micro power generator 6, when the magnet 33 is rotationally driven, the central axis of the micro coil crosses the magnetic flux.

以下に、マイクロ発電機6の詳細について説明する。
図19には、マイクロ発電機6のコイル部品65が示されている。
このコイル部品65は、基板651と、複数のコイル部652とを有する。
基板651は、強磁性体金属であり、所定の間隔で複数のスルーホール651Aが設けられている。
コイル部652は、マイクロコイルであり、基板651の表面に所定のパターンで設けられた第一導体膜652Aと、基板651の裏面に所定のパターンで設けられた第二導体膜652Bと、スルーホール651A中に設けられた図示しない第三導体膜とを有する。
第一導体膜652A、第二導体膜652B、第三導体膜は、例えば、Cu膜である。
図18に示したように、マイクロ発電機6のコイル部品65以外の構成は、第一実施形態と同様である。
コイル部品65を、基体1の第二の孔14に挿入すると、コイル部品65は、磁石33を挟んで、回転体31の回転軸Xと反対側に配置されることとなる。また、コイル部品65は、複数の磁石33が回転駆動することにより形成される軌跡と対向する位置に配置される。さらには、コイル部品65の各マイクロコイルの中心軸は、回転体31の回転軸Xと直交する。
Below, the detail of the micro generator 6 is demonstrated.
FIG. 19 shows a coil component 65 of the micro power generator 6.
The coil component 65 includes a substrate 651 and a plurality of coil portions 652.
The substrate 651 is made of a ferromagnetic metal, and a plurality of through holes 651A are provided at a predetermined interval.
The coil portion 652 is a microcoil, and includes a first conductor film 652A provided in a predetermined pattern on the surface of the substrate 651, a second conductor film 652B provided in a predetermined pattern on the back surface of the substrate 651, and a through hole. And a third conductor film (not shown) provided in 651A.
The first conductor film 652A, the second conductor film 652B, and the third conductor film are, for example, Cu films.
As shown in FIG. 18, the configuration of the micro power generator 6 other than the coil component 65 is the same as that of the first embodiment.
When the coil component 65 is inserted into the second hole 14 of the base body 1, the coil component 65 is disposed on the opposite side of the rotation axis X of the rotating body 31 with the magnet 33 interposed therebetween. In addition, the coil component 65 is disposed at a position facing a locus formed by the plurality of magnets 33 being rotationally driven. Furthermore, the central axis of each microcoil of the coil component 65 is orthogonal to the rotational axis X of the rotating body 31.

このような構成のコイル部品65を使用した場合であっても、前記第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、ここでは、第一実施形態のマイクロ発電機のコイル部品35をコイル部品65に置き換えた例を説明したが、第二実施形態、第三実施形態のコイル部品35をコイル部品65に置き換えてもよい。
Even when the coil component 65 having such a configuration is used, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
In addition, although the example which replaced the coil component 35 of the micro generator of 1st embodiment with the coil component 65 was demonstrated here, the coil component 35 of 2nd embodiment and 3rd embodiment was replaced with the coil component 65. Also good.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態のコイル部品35は、基板351上に複数のコイル部352がマトリクス状に積層配置されていたが、積層されていないものであってもよい。
さらには、前記各実施形態のコイル部品35の各コイル部352のマイクロコイル352A同士は接続されていなかったが、図20に示すように、マイクロコイル352Aの端部同士を接続する導線37を設けてもよい。導線37により、マイクロコイル352A間を結線することで、マイクロコイル352Aが直列に接続されることとなる。これにより、マイクロコイル352Aの巻き数が仮想的に増えた状態と同じ状態を作り出すことができ、発電効率を確実に高めることができる。
なお、図20に示すように、各列内では導線37により直列接続するとともに、各列間を導線38により、並列接続してもよい。
直列接続するか、並列接続するかは、配線抵抗を考慮して適宜決めればよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the coil component 35 of each of the above embodiments, the plurality of coil portions 352 are stacked in a matrix on the substrate 351, but may not be stacked.
Further, although the microcoils 352A of the coil portions 352 of the coil component 35 of each of the embodiments are not connected to each other, as shown in FIG. 20, a conducting wire 37 for connecting the ends of the microcoils 352A is provided. May be. The microcoil 352A is connected in series by connecting the microcoil 352A with the conducting wire 37. Thereby, the same state as the state in which the number of turns of the microcoil 352A is virtually increased can be created, and the power generation efficiency can be reliably increased.
As shown in FIG. 20, each row may be connected in series by a conducting wire 37, and each row may be connected in parallel by a conducting wire 38.
Whether to connect in series or in parallel may be appropriately determined in consideration of wiring resistance.

さらには、前記各実施形態では、コイル部品35をマイクロ発電機に使用したが、本発明にかかるコイル部品は、マイクロ発電機に使用されるものに限らない。例えば、NMR等の計測器に使用してもよい。本発明のコイル部品をNMR等の計測器に使用する場合には、以下のような利点が挙げられる。   Furthermore, in each said embodiment, although the coil component 35 was used for the micro generator, the coil component concerning this invention is not restricted to what is used for a micro generator. For example, you may use for measuring instruments, such as NMR. When the coil component of the present invention is used in a measuring instrument such as NMR, the following advantages can be mentioned.

・コイル部品の基板上には、マイクロコイルを有する複数のコイル部が並列に配置されている。従って、例えば、本発明のコイル部品をNMR等の計測器に使用することで、微小領域を多数点計測することができる。さらに、各コイル部のマイクロコイルは、中心軸が互いに略平行となるように配置されているため、マイクロコイルがランダムに配置される場合に比べ、微小領域を多数点計測する際に、正確に計測することが可能となる。 A plurality of coil portions having microcoils are arranged in parallel on the coil component substrate. Therefore, for example, by using the coil component of the present invention for a measuring instrument such as NMR, a large number of minute regions can be measured. Furthermore, since the microcoils of each coil part are arranged so that the central axes are substantially parallel to each other, it is more accurate when measuring a large number of micro areas than when the microcoils are randomly arranged. It becomes possible to measure.

・また、本発明のコイル部品では、コイル部をマトリクス状に積層配置するとともに、各コイル部のマイクロコイルの一方の端部が基板表面と直交する同一平面上に位置するようにし、マイクロコイルの端部の位置を合わせている。そのため、試料からの各マイクロコイルとの位置を略一致させることができ、試料の各微小領域の計測を正確に行なうことができる。 -In addition, in the coil component of the present invention, the coil portions are stacked in a matrix, and one end of the microcoil of each coil portion is positioned on the same plane perpendicular to the substrate surface. The end positions are aligned. Therefore, the position of each microcoil from the sample can be made substantially coincident, and each minute region of the sample can be accurately measured.

さらには、本発明のコイル部品を自由電子レーザ、磁気記録装置、高周波集積回路素子、真空マイクロデバイス等使用することもできる。さらには、本発明のコイル部品を前述したNMRとは異なる他の磁気センサ(磁気信号をセンシングするデバイス)に使用してもよい。   Furthermore, a free electron laser, a magnetic recording device, a high frequency integrated circuit element, a vacuum microdevice, etc. can be used for the coil component of the present invention. Furthermore, you may use the coil component of this invention for the other magnetic sensor (device which senses a magnetic signal) different from NMR mentioned above.

また、前記各実施形態では、駆動部36がはめ込まれた基体2と、回転体31およびコイル部352とがはめこまれた基体1とを重ねあわせ発電装置10を組み立てていたが、これに限らず、例えば、基体2を設けず、各回転体31に駆動部36をそれぞれ取り付けて、発電装置を組み立ててもよい。   Further, in each of the embodiments described above, the power generation device 10 is assembled by superimposing the base body 2 in which the drive unit 36 is fitted and the base body 1 in which the rotating body 31 and the coil part 352 are fitted, but this is not limitative. For example, the power generation device may be assembled by attaching the driving unit 36 to each rotating body 31 without providing the base body 2.

さらには、第三実施形態では、磁石53の一方の端部が保持部材54の表面から露出するとしたが、磁石53の端部が保持部材54の表面から露出していなくてもよい。磁石53からの磁束密度が高いような場合には、磁石53が樹脂製の保持部材54中に完全に埋め込まれていてもよい。   Furthermore, in the third embodiment, one end of the magnet 53 is exposed from the surface of the holding member 54, but the end of the magnet 53 may not be exposed from the surface of the holding member 54. When the magnetic flux density from the magnet 53 is high, the magnet 53 may be completely embedded in the resin holding member 54.

本発明の第一実施形態にかかる発電装置を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the electric power generating apparatus concerning 1st embodiment of this invention. 発電装置の基体の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the base | substrate of an electric power generating apparatus. 回転体の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a rotary body. 回転体が基体の第一の孔に収容された状態を示した平面図である。It is the top view which showed the state in which the rotary body was accommodated in the 1st hole of the base | substrate. コイル部品の断面を模式的に示した図である。It is the figure which showed the cross section of the coil components typically. コイル部品の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of coil components. コイル部品の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of coil components. コイル部品の製造工程を示す断面図であるIt is sectional drawing which shows the manufacturing process of coil components. コイル部品の製造工程を示す断面図であるIt is sectional drawing which shows the manufacturing process of coil components. コイル部品の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of coil components. コイル部品の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of coil components. 駆動部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a drive part. 基板上に複数のコイル部を設置した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which installed the several coil part on the board | substrate. 100回巻きのマイクロコイルを有するコイル部の数と、リアクタンスとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the number of coil parts which have a microcoil of 100 turns, and reactance. 発電装置を用いてリモートセンシングを行なう状態を示す図である。It is a figure which shows the state which performs remote sensing using a power generator. 本発明の第二実施形態にかかるマイクロ発電機の要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of the micro generator concerning 2nd embodiment of this invention. (A)は、本発明の第三実施形態にかかるマイクロ発電機の斜視図であり、(B)は、磁石および保持部材を示す図であり、(C)は、コイル部品および保持部材を示す図である。(A) is a perspective view of the micro generator concerning a third embodiment of the present invention, (B) is a figure showing a magnet and a holding member, and (C) shows a coil component and a holding member. FIG. 参考の形態におけるマイクロ発電機の要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of the micro generator in a reference form. 参考の形態におけるマイクロ発電機のコイル部品を示す平面図である。It is a top view which shows the coil components of the micro generator in a reference form. 本発明の変形例にかかるコイル部品を示す図である。It is a figure which shows the coil components concerning the modification of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 基体
2 基体
3 マイクロ発電機
5 マイクロ発電機
6 マイクロ発電機
10 発電装置
11 第一の孔
12 受け部
13 リブ
14 第二の孔
21 孔
22 受け部
23 リブ
31 回転体
32 回転部
33 磁石
34 筐体
35 コイル部品
36 駆動部
37 導線
38 導線
43 磁石
53 磁石
54 保持部材
55 保持部材
65 コイル部品
321 筒状部
321A リブ
323 軸部
323A 軸部
323B 軸部
351 基板
351A シリコン酸化膜
352 コイル部
352A マイクロコイル
352A1 第一導体膜
352A2 第二導体膜
352A3 Cu膜
352B 芯部
352B1 Fe膜
352C バリア膜
352D バリア膜
352E バリア膜
352E1 TiN膜
352F 絶縁膜
352F1 SiN膜
352G バリア膜
352G1 TiN膜
353 絶縁層
361 駆動軸
361A 孔
362 ハブ部
363 プロペラ部
651 基板
651A スルーホール
652 コイル部
652A 第一導体膜
652B 第二導体膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Substrate 3 Micro generator 5 Micro generator 6 Micro generator 10 Power generator 11 First hole 12 Receiving part 13 Rib 14 Second hole 21 Hole 22 Receiving part 23 Rib 31 Rotating body 32 Rotating part 33 Magnet 34 Housing 35 Coil part 36 Drive part 37 Conductor 38 Conductor 43 Magnet 53 Magnet 54 Holding member 55 Holding member 65 Coil part 321 Tubular part 321A Rib 323 Shaft part 323A Shaft part 323B Shaft part 351 Substrate 351A Silicon oxide film 352 Coil part 352A Microcoil 352A1 First conductor film 352A2 Second conductor film 352A3 Cu film 352B Core part 352B1 Fe film 352C Barrier film 352D Barrier film 352E Barrier film 352E1 TiN film 352F Insulating film 352F1 SiN film 352G Barrier film 352G1 TiN film 353 Insulating layer 36 361A holes 362 hub 363 propeller 651 substrate 651A through hole 652 coil portion 652A first conductive film 652B second conductor film

Claims (16)

基板と、
前記基板上に配置された複数のコイル部とを有し、
前記各コイル部は、
らせん状に形成され、その中心軸が前記基板表面に沿って延びるとともに、前記中心軸が互いに略平行となる導電性のマイクロコイルを有するコイル部品。
A substrate,
A plurality of coil portions disposed on the substrate;
Each coil part is
A coil component having a conductive microcoil which is formed in a spiral shape and whose central axis extends along the surface of the substrate and whose central axes are substantially parallel to each other.
請求項1に記載のコイル部品において、
前記各コイル部のマイクロコイルの一方の端部が、前記基板表面と直交する同一平面上にあり、前記複数のコイル部がN行、M列(Nは2以上の整数、Mは1以上の整数)のマトリクス状に前記基板上に積層配置されているコイル部品。
The coil component according to claim 1,
One end of the microcoil of each coil part is on the same plane orthogonal to the substrate surface, the plurality of coil parts are N rows and M columns (N is an integer of 2 or more, M is 1 or more) Coil components arranged in layers on the substrate in an integer) matrix.
請求項2に記載のコイル部品において、
前記複数のコイル部のうち、積層配置されている一のコイル部との他のコイル部との間に絶縁層があるコイル部品。
The coil component according to claim 2,
The coil component which has an insulating layer between one coil part laminated | stacked among the said coil parts, and the other coil part.
請求項1乃至3のいずれかに記載のコイル部品において、
前記コイル部は、前記基板上に所定のパターンで並行配置される複数の第一導体膜と、
前記第一導体膜上に前記各第一導体膜を横切り、前記各第一導体膜の両端部が露出するように配置され、前記基板表面に沿って延びる磁性体の芯部と、
前記芯部上に所定のパターンで並行配置される複数の第二導体膜とを有し、
前記マイクロコイルは、前記第二導体膜により、前記第一導体膜のうちの一の第一導体膜の前記芯部の一方の側に露出した端部と、前記一の第一導体膜に隣接する他の第一導体膜の前記芯部の他方の側に露出した端部とを接続することで構成されたものであるコイル部品。
The coil component according to any one of claims 1 to 3,
The coil portion includes a plurality of first conductor films arranged in parallel in a predetermined pattern on the substrate,
Crossing each first conductor film on the first conductor film, arranged so that both end portions of each first conductor film are exposed, and a core portion of a magnetic body extending along the substrate surface;
A plurality of second conductor films arranged in parallel in a predetermined pattern on the core,
The microcoil is adjacent to the one first conductor film and an end exposed on one side of the core of the first conductor film of the first conductor film by the second conductor film. The coil component which is comprised by connecting the edge part exposed to the other side of the said core part of the other 1st conductor film to do.
請求項4に記載のコイル部品において、
前記第一導体膜の端部と、前記第二導体膜の端部とは直接接合しているコイル部品。
The coil component according to claim 4,
The coil part which the edge part of said 1st conductor film and the edge part of said 2nd conductor film are directly joined.
請求項4または5に記載のコイル部品において、
前記芯部の外周面は、絶縁膜に覆われており、前記絶縁膜の周囲を前記マイクロコイルが取り囲むコイル部品。
The coil component according to claim 4 or 5,
A coil component in which an outer peripheral surface of the core is covered with an insulating film, and the microcoil surrounds the periphery of the insulating film.
請求項6に記載のコイル部品において、
前記絶縁膜は、SiN膜、炭窒化ホウ素膜、ダイヤモンドライクカーボン膜、AlN膜、ナノダイヤ膜のいずれかであるコイル部品。
The coil component according to claim 6,
The coil component, wherein the insulating film is one of a SiN film, a boron carbonitride film, a diamond-like carbon film, an AlN film, and a nanodiamond film.
請求項6または7に記載のコイル部品において、
前記絶縁膜は、バリア膜を介して、前記芯部の外周面を覆っているコイル部品。
The coil component according to claim 6 or 7,
The said insulating film is a coil component which has covered the outer peripheral surface of the said core part through the barrier film | membrane.
請求項8に記載のコイル部品において、
前記バリア膜は、TiN膜、あるいはTaN膜であるコイル部品。
The coil component according to claim 8, wherein
The coil component, wherein the barrier film is a TiN film or a TaN film.
請求項1乃至9のいずれかに記載のコイル部品において、
前記複数のコイル部の前記マイクロコイル間には、マイクロコイルの端部同士を接続する導線が配置されているコイル部品。
The coil component according to any one of claims 1 to 9,
The coil component by which the conducting wire which connects the edge parts of a microcoil is arrange | positioned between the said microcoils of these coil parts.
回転軸と、
前記回転軸の周囲に配置され、前記回転軸とともに回転する複数の磁石と、
前記複数の磁石が回転駆動することにより形成される軌跡と対向する位置に配置されたコイル部品とを有し、
前記コイル部品は、請求項1乃至10のいずれかに記載のコイル部品であるマイクロ発電機。
A rotation axis;
A plurality of magnets arranged around the rotating shaft and rotating together with the rotating shaft;
A coil component disposed at a position opposite to a trajectory formed by rotationally driving the plurality of magnets;
The micro power generator according to claim 1, wherein the coil component is a coil component according to claim 1.
請求項11に記載のマイクロ発電機において、
前記各磁石は、前記回転軸と直交する方向の両端部が異極に着磁されており、
前記コイル部品は、前記磁石を挟んで、前記回転軸と反対側に配置されるとともに、前記回転軸と、前記コイル部品のマイクロコイルの中心軸とが略直交するように配置されているマイクロ発電機。
The micro generator according to claim 11,
Each magnet is magnetized with different polarities at both ends in a direction perpendicular to the rotation axis,
The coil component is disposed on the opposite side of the rotating shaft across the magnet, and the rotating shaft is disposed so that the central axis of the micro coil of the coil component is substantially orthogonal. Machine.
請求項12に記載のマイクロ発電機において、
前記各磁石は、平面略U字型形状であり、U字の両端部が異極に着磁された前記両端部であり、
前記U字の両端部が前記コイル部品側に向いているマイクロ発電機。
The micro power generator according to claim 12,
Each of the magnets has a substantially U-shaped plane, and both ends of the U-shaped magnets are magnetized with different polarities,
A micro-generator in which both end portions of the U-shape are directed to the coil component side.
請求項11に記載のマイクロ発電機において、
前記各磁石は、前記回転軸と平行な方向の両端部が異極に着磁されるとともに、隣接する前記磁石は、隣接する端部の極性が互いに異なっており、
前記コイル部品は、前記マイクロコイルの中心軸が前記回転軸と略平行となるように配置されるとともに、前記マイクロコイルの端部が前記磁石の前記両端部のうち、一方の端部と対向するように配置されるマイクロ発電機。
The micro generator according to claim 11,
Each magnet is magnetized at opposite ends in a direction parallel to the rotation axis, and adjacent magnets have different polarities at adjacent ends,
The coil component is disposed so that a central axis of the microcoil is substantially parallel to the rotation axis, and an end of the microcoil is opposed to one end of the both ends of the magnet. Micro-generator arranged as follows.
請求項11乃至14のいずれかに記載のマイクロ発電機を複数有する発電装置。   A power generator having a plurality of the micro power generators according to claim 11. 基板上に、前記基板の表面の沿って延びる磁性体の芯部と、この芯部の周囲を取り囲むようにらせん状に形成された導電性のマイクロコイルとを有するコイル部が複数設けられたコイル部品の製造方法であって、
前記基板上に所定のパターンで並行配置される複数の第一導体膜を形成する工程と、
前記第一導体膜上に、前記第一導体膜を横切り、かつ、各第一導体膜の両端部が露出するように、前記芯部を設ける工程と、
前記芯部上に所定のパターンで並行配置される複数の第二導体膜を形成し、前記第二導体膜により、前記第一導体膜のうちの一の第一導体膜の前記芯部の一方の側に露出した端部と、前記一の第一導体膜に隣接する他の第一導体膜の前記芯部の他方の側に露出した端部とを接続することで、前記マイクロコイルを形成する工程と、
前記各工程により形成されたコイル部を絶縁層により被覆する工程と、
前記第一導体膜を形成する前記工程、芯部を設ける前記工程、マイクロコイルを形成する前記工程とを繰り返し、前記絶縁層上に他のコイル部を積層する工程とを備えるコイル部品の製造方法。
A coil in which a plurality of coil portions having a magnetic core portion extending along the surface of the substrate and a conductive microcoil formed in a spiral shape so as to surround the periphery of the core portion are provided on the substrate. A method of manufacturing a component,
Forming a plurality of first conductor films arranged in parallel in a predetermined pattern on the substrate;
Providing the core on the first conductor film so as to traverse the first conductor film and to expose both ends of each first conductor film;
A plurality of second conductor films arranged in parallel in a predetermined pattern are formed on the core part, and one of the core parts of the first conductor film of the first conductor film is formed by the second conductor film. The micro coil is formed by connecting an end exposed on the other side and an end exposed on the other side of the core of the other first conductive film adjacent to the first first conductive film. And a process of
A step of covering the coil portion formed by each step with an insulating layer;
A method of manufacturing a coil component, comprising: repeating the step of forming the first conductor film, the step of providing a core portion, and the step of forming a microcoil, and laminating another coil portion on the insulating layer. .
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JP2018533907A (en) * 2015-11-17 2018-11-15 プリーパスウォン, ツァンシンPUREEPASWONG, Tuangsin Generator with rotational resistance avoidance function

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