JP2015018862A - ２重螺旋構造電子部品、２重螺旋構造電子部品の製造方法及び多機能シート - Google Patents

Abstract

【課題】インダクタやトランス回路の低背化を可能とし、他の部品も一体化した多機能シートを提供する。【解決手段】スリット２１、２２を設けた第１の絶縁シート１１、第２の絶縁シート１２、の表面にコイル状配線パターン７１、７２を形成し、また裏面に同一形状のコイル状配線パターンを形成する。スリット２１、２２を噛み合わせて、コイル状配線パターン７１と第２の絶縁シート１２の裏面のコイル状配線パターンを接続して第１のコイル状配線要素とし、コイル状配線パターン７２と第２の絶縁シート１２の裏面のコイル状配線パターンを接続して第２のコイル状配線要素とすることにより、絶縁物を挟んで積層方向において互いに重なるように積層して２重螺旋構造のコイル状配線を形成する。【選択図】図３

Description

本発明は、２重螺旋構造電子部品、２重螺旋構造電子部品の製造方法及び多機能シートに関するものであり、例えば、携帯電話などに代表される携帯機器等の筐体に発光表示、給電等の機能を付与する多機能シートに用いられる２重螺旋構造電子部品に関する。

現在、ノート型パソコンやモバイル端末などには、外装の筐体部に装飾用、簡易機能表示用の発光、タッチセンサ、アンテナ、ワイヤレス給電機能等の各機能が要求されている。

例えば、タッチパネルやタッチセンサの機能を持たせるためには、圧電アクチュエータ等のチップ部品を個別に実装している。さらに、機能が多様化すれば、より多くのチップ部品を搭載することになる。

また、多機能化に伴って消費電力が大きくなるため、コイルを主体とするより大型のインダクタ部品、変圧器のトランス回路、或いは、アンテナ等の実装が必要になる。

特開２０１１−１８７５３５号公報

しかし、筐体部にこれらの機能を搭載する場合、下記に示す個別の問題点がある。例えば、筐体部に搭載する機能のためだけに、引出電極、昇圧、降圧回路、インダクタ等の回路部材が必要となるという問題がある。

また、タッチパネルやタッチセンサの機能を持たせるためには、圧電アクチュエータ等のチップ部品を個別に実装する必要があり、厚さが厚くなるという問題がある。さらに、機能が多様化すれば、必然的により多くのチップ部品などの搭載が必要になるため、薄肉軽量化が要求されるスマートフォンなどの筐体側に搭載することは困難であり、筐体への部品実装など工程が増えることになる。

また、特にコイルを主体とするインダクタ部品、変圧器のトランス回路、アンテナ等は巻線構造の関係から必要体積が大きくなり、発熱の集中が生じる。以上、これらの問題点を個別に解決する場合、筐体に特殊な加工及び各々のユニットの実装が必要になり、コストが高くなる。

したがって、２重螺旋構造電子部品において、低背化と各ユニット毎の実装を不要とする多機能シート化を実現することを目的とする。

開示する一観点からは、少なくとも１個の２重螺旋構造のコイル状配線を備えた２重螺旋構造電子部品であって、前記２重螺旋構造のコイル状配線は、第１のコイル状配線要素と第２のコイル状配線要素とが、絶縁物を挟んで積層方向において互いに重なっていることを特徴とする２重螺旋構造電子部品が提供される。

また、開示する別の観点からは、第１の絶縁シートに中心部に達するスリットを形成する工程と、前記第１の絶縁シートの表面に前記スリットの中心部側端部を中心とする半周分と前記半周分の両端部に設けた第１のコイル状配線パターンを形成する工程と、前記第１の絶縁シートの裏面に前記スリットの中心部側端部を中心とする半周分と前記半周分の両端部に設けた第２のコイル状配線パターンを形成する工程と、第２の絶縁シートに中心部に達するスリットを形成する工程と、前記第２の絶縁シートの表面に前記スリットの中心部側端部を中心として前記第２のコイル状配線パターンと同じ形状の第３のコイル状配線パターンを形成する工程と、前記第２の絶縁シートの裏面に前記スリットの中心部側端部を中心として前記第１のコイル状配線パターンと同じ形状の第４のコイル状配線パターンを形成する工程と、前記第１のスリットと前記第２のスリットを互いに噛み合わせて前記第１のコイル状配線パターンと前記第４のコイル状配線パターンが前記接続部において互いに導電的に接続するとともに、前記第２のコイル状配線パターンと前記第３のコイル状配線パターンが前記接続部において互いに導電的に接続するように重ね合せる工程とを備えたことを特徴とする２重螺旋構造電子部品の製造方法が提供される。

また、開示するさらに別の観点からは、上述の２重螺旋構造電子部品と、タッチセンサ或いは発光表示層の少なくとも一方とを積層してシート化したことを特徴とする多機能シートが提供される。

開示の２重螺旋構造電子部品、２重螺旋構造電子部品の製造方法及び多機能シートによれば、低背化と多機能シート化を実現することが可能になる。

本発明の実施の形態の２重螺旋構造電子部品の説明図である。 本発明の実施の形態の２重螺旋構造電子部品の製造工程の途中までの説明図である。 本発明の実施の形態の２重螺旋構造電子部品の製造工程の図２以降の説明図である。 本発明の実施例１の２重螺旋構造コイルの製造工程の途中までの説明図である。 本発明の実施例１の２重螺旋構造コイルの製造工程の図４以降の説明図である。 本発明の実施例２の２重螺旋構造トランス回路の製造工程の途中までの説明図である。 本発明の実施例２の２重螺旋構造トランス回路の製造工程の図６以降の途中までの説明図である。 本発明の実施例２の２重螺旋構造トランス回路の製造工程の図７以降の説明図である。 本発明の実施例３の２重螺旋構造トランス回路の説明図である。 本発明の実施例４の２重螺旋構造トランス回路の平面図である。 本発明の実施例５の２重螺旋構造圧電アクチュエータの製造工程の途中までの説明図である。 本発明の実施例５の２重螺旋構造圧電アクチュエータの製造工程の図１１以降の説明図である。 本発明の実施例６の多機能シートの概念的分解斜視図である。 本発明の実施例６の多機能シートの搭載例の説明図である。 多機能シートを筐体の表裏に露出するようにした搭載例の説明図である。 ワイヤレス給電機能の説明図である。 本発明の実施例７の多機能シートの実装構造の説明図である。 本発明の実施例８の２重螺旋構造アンテナの使用形態の説明図である。

ここで、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態の２重螺旋構造電子部品を説明する。図１は本発明の実施の形態の２重螺旋構造電子部品の説明図であり、図１（ａ）は２重螺旋構造電子部品要素の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。また、図１（ｃ）は、複数個の２重螺旋構造電子部品要素を積層したのち、上面絶縁シート及び底面絶縁シートを積層して焼成したのちの断面図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第１のコイル状配線要素（７_１，８_２）と第２のコイル状配線要素（７_２，８_１）とを絶縁物（１_１，１_２）を挟んで積層方向において中心軸を一致させて互いに重なるよう積層して２重螺旋構造のコイル状配線を形成する。この２重螺旋構造のコイル状配線を備えた２重螺旋構造電子部品は、インダクタ、トランス回路或いはアンテナの内の少なくとも一つを形成する。なお、半周分のコイル状配線パターン７_１と半周分のコイル状配線パターン８_２とが交互に接続して第１のコイル状配線要素を形成し、半周分のコイル状配線パターン８_１と半周分のコイル状配線パターン７_２とが交互に接続して第２のコイル状配線要素を形成する。なお、図における貫通プラグ５_１，５_２はＡ−Ａ′を結ぶ線上には存在しないが、便宜的に断面図に図示している。

図１においては、第１のコイル状配線要素（７_１，８_２）の巻き数と、第２のコイル状配線要素（７_２，８_１）の巻き数を同じに（図においては３）にしているが、異なった数にしても良く、一致する巻き数のコイル状配線要素同士が投影的に重なるように設ける。

次に、図１（ｃ）を参照して、電流の流れる状態を説明する。まず、引出電極１６から流入した電流は、一番外側の接続電極１４_１、中継プラグ１０_１を介して第１のコイル状お配線要素を形成する一番外側の第１のコイル状配線パターン７_１から右側において２段目のコイル状配線パターン８_２を流れ、さらに、左側において、３段目のコイル状配線パターン７_１を流れる。このような電流の流れを巻回数分繰り返して左側の最下層の一番外側のコイル状配線パターン８_２の端部に達する。この端部に達した電流は、中継プラグ１１_１から接続配線１４_２を介して一番外側の貫通プラグ１８_１から上方に伝達される。

次いで、貫通プラグ１８_１の上端から上面絶縁シート９_１の表面において接続配線１５_１及び中継プラグ１０_２を介して右側の一番内側の第２のコイル状配線要素を形成するコイル状配線パターン７_２に達する。次いで、電流は一番内側の第２のコイル状配線要素を流れて最下層に達し、一番内側の中継プラグ１１_２から接続配線１５_２を介して、一番外側の貫通プラグ１８_２から上方に伝達される。

次いで、貫通プラグ１８_２の上端から上面絶縁シート９_１の表面において接続配線１４_１及び中継プラグ１０_１を介して左側の真ん中の第１のコイル状配線要素を形成するコイル状配線パターン７_１に達する。次いで、電流は真ん中の第１のコイル状配線要素を流れて最下層に達し、真ん中の中継プラグ１１_１から接続配線１４_２を介して、真ん中の貫通プラグ１８_１から上方に伝達される。

次いで、貫通プラグ１８_１の上端から上面絶縁シート９_１の表面において接続配線１５_１及び中継プラグ１０_２を介して右側の真ん中の第２のコイル状配線要素を形成するコイル状配線パターン７_２に達する。次いで、電流は真ん中の第２のコイル状配線要素を流れて最下層に達し、真ん中の中継プラグ１１_２から接続配線１５_２を介して、真ん中の貫通プラグ１８_２から上方に伝達される。

次いで、貫通プラグ１８_２の上端から上面絶縁シート９_１の表面において接続配線１４_１及び中継プラグ１０_１を介して左側の一番内側の第１のコイル状配線要素を形成するコイル状配線パターン７_１に達する。次いで、電流は一番内側の第１のコイル状配線要素を流れて最下層に達し、一番内側の中継プラグ１１_１から接続配線１４_２を介して、一番外側の貫通プラグ１８_１から上方に伝達される。

次いで、貫通プラグ１８_１の上端から上面絶縁シート９_１の表面において接続配線１５_１及び中継プラグ１０_２を介して右側の一番外側の第２のコイル状配線要素を形成するコイル状配線パターン７_２に達する。次いで、電流は一番外側の第２のコイル状配線要素を流れて最下層に達し、真ん中の中継プラグ１１_２から接続配線１５_２を介して、一番内側の貫通プラグ１８_２から上方に伝達される。次いで、貫通プラグ１８_２の上端から引出電極１７によって取り出される。

即ち、電流は、引出電極１６→外側の第１のコイル状配線要素→貫通プラグ１８_１→内側の第２のコイル状配線要素→貫通プラグ１８_２→真ん中の第１のコイル状配線要素→貫通プラグ１８_１→真ん中の第２のコイル状配線要素→貫通プラグ１８_２→内側の第１のコイル状配線要素→貫通プラグ１８_１→外側の第２のコイル状配線要素→貫通プラグ１８_２→引出電極１７の順に流れる。

このような２重螺旋構造のコイル状配線を用いてトランス回路を形成する場合には、第１のコイル状配線要素（７_１，８_２）の巻き数と、第２のコイル状配線要素（７_２，８_１）の巻き数が異なるようにして、互いに異なった引出配線を備えれば良い。

或いは、互いに巻き数の異なる第１の２重螺旋構造のコイル状配線と第２の２重螺旋構造のコイル状配線とを異なった位置に設け、両者の中心軸を通るように鉄心を設けてトランス回路を形成しても良い。また、このような互いに巻き数の異なる第１の２重螺旋構造のコイル状配線と第２の２重螺旋構造のコイル状配線の対を並列に配置しても良い。

次に、図２及び図３を参照して、本発明の実施の形態の２重螺旋構造電子部品の製造工程を説明する。まず、図２（ａ）に示すように、第１の絶縁シート１_１に中心部に達するスリット２_１とビア３_１，４_１を形成する。一方、第２の絶縁シート１_２にも中心に達するスリット２_２とビア３_２，４_２を形成する。なお、後述するように、ビア３_１とビア４_２は投影的に重なって第１のコイル状配線要素に接続される接続プラグを形成するビアである。また、ビア３_２とビア４_１は投影的に重なって第２のコイル状配線要素に接続される接続プラグを形成するビアである。なお、第１の絶縁シート１_１及び第２の絶縁シート１_２はグリーンシートでも良いし、ペットフィルム等の有機樹脂フィルムでも良く、グリーンシートの場合には焼成してセラミック化し、有機樹脂フィルムの場合には加圧加熱によりラミネート化すれば良い。

次いで、図２（ｂ）に示すように、第１の絶縁シート１_１の表面にスリット２_１の端部を中心とする半周分とその両端の接続部からなるコイル状配線パターン７_１を形成するとともに、ビア３_１，４_１を表面側から埋め込んで接続プラグ５_１，６_１を形成する。また、第２の絶縁シート１_２の表面にスリット２_２の端部を中心とする半周分とその両端の接続部からなるコイル状配線パターン７_２を形成するとともに、ビア３_２，４_２を表面側から埋め込んで接続プラグ５_１，６_１を形成する。なお、コイル状配線パターン７_１とコイル状配線パターン７_２は同じ形状でも良いし異なった形状でも良く、本数は使用目的に応じて互いに異なるようにしても良い。

次いで、図２（ｃ）に示すように、第１の絶縁シート１_１の裏面にスリット２_１の端部を中心とする半周分とその両端の接続部からなるコイル状配線パターン８_１を形成するとともに、ビア３_１，４_１を裏面側から完全に埋め込んで接続プラグ５_１，６_１を形成する。また、第２の絶縁シート１_２の裏面にスリット２_２の端部を中心とする半周分とその両端の接続部からなるコイル状配線パターン８_２を形成するとともに、ビア３_２，４_２を裏面側から完全に埋め込んで接続プラグ５_１，６_１を形成する。なお、コイル状配線パターン８_１はコイル状配線パターン７_２と同じ形状であることが望ましく、少なくとも重ね合せた場合に両者が電気的に接続される必要がある。また、コイル状配線パターン８_２はコイル状配線パターン７_１と同じ形状であることが望ましく、少なくとも重ね合せた場合に両者が電気的に接続される必要がある。

次いで、図３（ｄ）に示すように、第１の絶縁シート１_１と第２の絶縁シート１_２をスリット２_１とスリット２_２とが対向するように配置する。次いで、図３（ｅ）に示すように、スリット２_１とスリット２_２を噛み合わせるために、例えば、第１の絶縁シート１_１のスリット２_１により分断された上部を下向きに下げ、分断された下部を上側にめくり上げるようにする。逆に、第２の絶縁シート１_２のスリット２_２により分断された上部を上側にめくり上げ、分断された下部を下側に押し下げる。

図３（ｅ）は、噛み合わせたのちの一部透視平面図であり、コイル状配線パターン７_１は図１（ｂ）に示すように、コイル状配線パターン７_２の直下においてコイル状配線パターン８_２と接続する。また、コイル状配線パターン７_２もコイル状配線パターン７_１の直下においてコイル状配線パターン８_１と接続して２重螺旋構造を形成する。この時、接続プラグ５_１と接続プラグ６_２が投影的に重なり、また、接続プラグ５_２と接続プラグ６_１が投影的に重なる。次いで、この積層構造物を必要とする巻き数分だけ積層する。

図３（ｆ）は上面絶縁シート９_１と底面絶縁シート９_２の平面図であり、底面絶縁シート９_２については、情報から透視した状態を示している。この上面絶縁シート９_１及び底面絶縁シート９_２には、図１（ｃ）に関して説明した電流の流れが形成されるように中継プラグ１０_１〜１３_２及び接続配線１４_１〜１５_２を形成する。この上面絶縁シート９_１と底面絶縁シート９_２の間に図３（ｅ）に示した積層構造物を複数枚は挟み込んだのち、押圧した状態で焼成することによって、図１（ｃ）に示した構成が得られる。この時、接続プラグ５_１と接続プラグ６_２と中継プラグ１１_１，１１_２が投影的に重なって一方の貫通プラグ１８_２を形成する。また、接続プラグ５_２と接続プラグ６_１と中継プラグ１３_１，１３_２が投影的に重なって他方の貫通プラグ１８_１を形成する。なお、図１（ｃ）における引出電極１６,１７と接続配線１４_１〜１５_１の配置は実際の配置状態とは異なっている。

このように、本発明の実施の形態においては、シート状の形成したコイル状配線パターンを組み合わせて２重螺旋構造を形成しているので、インダクタやトランス回路の低背化が可能になり、また、他のユニットとシート上に配置して多機能シート化が可能になる。

このように、機能を一体化した多機能シート構造にすることで、薄く、高密度に実装でき、実装工程数が少なくなり、コストを下げ歩留まりが向上する。また、薄い金属・無機系の材料を用いることで、熱に強くなり、射出成型を用いてのインサート成形により樹脂筺体との一体化が可能になる。また、シート形状で多層化及び加工ができるため、シートの面方向に電極が形成でき、引出電極及び他部品との接続が容易である。さらに、引出電極形成用のフレキシブル電極が筐体内部に引き回すことができるため、端子の加工などの工程が削減でき、回路の組み立てが簡易に行える。

例えば、発光表示とマトリクス化したタッチセンサの機能を一体化した多機能シートを、樹脂筺体中に埋設し、カバーに用いることで、両面活用することが可能でスマートフォンなどのモニタを発光させることが省略できるので低消費電力化が可能になる。さらに、加工方法として、面方向の加工が中心となるため、製造工程の自動化を簡易に行うことができる。

次に、図４及び図５を参照して、本発明の実施例１の２重螺旋構造インダクタを説明するが、基本的な工程は図２及び図８に示した通りであるが、ここでは、複数の２重螺旋構造インダクタを一括製造する例として説明する。

まず、図４に示すように、インダクタ一個当たり□５０ｍｍの厚さが２５μｍのペットフィルからなる絶縁シート要素２１ｉを複数個配置した絶縁シート２１を用意する。ここでは、４×４の１６個の絶縁フィルム要素２１ｉを設けた例として説明する。隣接する２個の絶縁シート要素２１ｉを単位として、各絶縁シート要素２１ｉの中心に至る切れ込みを形成するとともに、この切れ込みを接続する切れ込みを形成して図において逆コ字状のスリット２２を形成する。このスリット２２で囲まれた領域が舌状部２３となる。なお、この時、図２において説明したように、外周部に３個のビアからなるビア群を互いに点対称の位置に一対設ける。

次いで、有機樹脂にＡｇ粒子等を分散させた導電性ペーストであるドータイト（熱硬化１５０℃タイプ）をマスク印刷機により半周分の３本のコイル状配線パターン２４を印刷形成する。ここでは、幅が１ｍｍで厚さが５μｍで、内側から長い部分の一辺が１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの３本の半周分のコイル状配線パターン２４を表裏に投影的に重なるように形成する。この時、ビアがドータイトで埋め込まれてφ５０μｍの貫通プラグ２５,２６となる。

次いで、図５に示すように、もう一枚のコイル状配線パターン３４及び貫通プラグ３５,３６を形成した絶縁シート３１を用意し、互いに舌状部３３（２３）を対向させた状態で一方の舌状部（２３）を押し下げ、他方の舌状部３３を押し上げた状態でスライドさせて重ね合せる。なお、図においては、絶縁シート２１と絶縁シート３１を異なるハッチングで表しているが、実際には同じものである。

以降は、図３の工程と同様であるので図示を省略するが、図５の構造の積層体を３組重ね合せたのち、中継プラグ、接続配線及び出力電極を形成した上面絶縁シートと、中継プラグ及び接続配線を形成した底面絶縁シートで挟み込む。次いで、１５０℃の温度で２ＭＰａの圧力で３０分間プレスすることにより一体化する。次いで、各インダクタ単位に切断することにより２重螺旋構造インダクタが完成する。

このように、本発明の実施例１においては、ペットフィルムを用いて２重螺旋構造のインダクタとしているので、平面スパイラルコイルよりも小面積で大きなインダクタンスを実現することができるとともに、薄層化・低背化が可能になる。

次に、図６乃至図８を参照して、本発明の実施例２の２重螺旋構造トランス回路の製造工程を説明する。ここでは、１個のトランス回路の製造工程として説明するが、多数のトランス回路を一括して形成するときには、上記の実施例１と同様に、一枚の絶縁シートに複数のトランス回路要素を形成すれば良い。

まず、図６（ａ）に示すように、□５０ｍｍで厚さが２５μｍのペットフィルからなる絶縁シート４１の中心に至るスリット４２を形成するとともに、中央に鉄心を通すために貫通孔４５を形成する。また、スリット４２を設けなかった側の外周部に３個の貫通ビア４３を形成するとともに、スリット４２を形成した側の外周部に１個の貫通ビア４４を形成する。一方、□５０ｍｍで厚さが２５μｍのペットフィルからなる絶縁シート５１の中心に至るスリット５２を形成するとともに、中央に鉄心を通すために貫通孔５５を形成する。また、スリット５２を設けなかった側の外周部に１個の貫通ビア５４を形成するとともに、スリット５２を形成した側の外周部に３個の貫通ビア５３を形成する。

次いで、図６（ｂ）に示すように、絶縁シート４１の表面側にドータイト（熱硬化１５０℃タイプ）をマスク印刷機により半周分の３本のコイル状配線パターン４６を印刷形成する。ここでは、幅が１ｍｍで厚さが５μｍで、内側から長い部分の一辺が１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの３本の半周分のコイル状配線パターン４６を形成する。この時、貫通ビアがドータイトで埋め込まれて貫通プラグ４７，４８となる。一方、絶縁シート５１の表面側にドータイト（熱硬化１５０℃タイプ）をマスク印刷機により半周分の１本のコイル状配線パターン５６を印刷形成する。ここでは、幅が１ｍｍで厚さが５μｍで、長い部分の一辺が１０ｍｍの半周分のコイル状配線パターン５６を形成する。この時、貫通ビアがドータイトで埋め込まれて貫通プラグ５７，５８となる。

次いで、図６（ｃ）に示すように、絶縁シート４１の裏面側にドータイト（熱硬化１５０℃タイプ）をマスク印刷機によりコイル状配線パターン５６と同じ形状の半周分のコイル状配線パターン４９を形成する。この時、貫通ビアがドータイトで完全に埋め込まれて貫通プラグ４７，４８となる。一方、絶縁シート５１の裏面側にドータイト（熱硬化１５０℃タイプ）をマスク印刷機によりコイル状配線パターン４６と同じ形状の半周分の３本のコイル状配線パターン５９を印刷形成する。この時、貫通ビアがドータイトで完全に埋め込まれて貫通プラグ５７，５８となる。

次いで、図７（ｄ）に示すように、絶縁シート４１と絶縁シート５１をスリット４２とスリット５２とが対向するように配置する。次いで、噛み合わせが容易になるように、例えば、絶縁シート４１のスリット４２により分断された上部を下向きに押し下げ、分断された下部を上側に押し上げる。逆に、絶縁シート５１のスリット５２により分断された上部を上側に押し上げ、分断された下部を下側に押し下げる。

次いで、図７（ｅ）及び図７（ｆ）に示すように、絶縁シート４１と絶縁シート５１をスリット４２，５２を利用して噛み合わせて積層体を形成する。なお、図７（ｅ）は平面図であり、図７（ｆ）は断面図である。コイル状配線パターン４６とコイル状配線パターン５９は互いに導電的に接続して３本の一巻のコイルを形成する。一方、コイル状配線パターン５６とコイル状配線パターン４９とが導電的に接続して１本の人巻のコイルを形成する。また、貫通プラグ４７と貫通プラグ５７が一体になり、貫通プラグ５８と貫通プラグ４８とが一体になる。なお、断面図においては、貫通プラグ４７,５７,４８,５８は便宜上実際とは異なった位置に図示している。

次いで、図８（ｇ）に示すように、積層体を３組重ね合せる。次いで、図８（ｈ）に示す上面用の絶縁シート６１と底面用の絶縁シート７１で挟み込み、１５０℃の温度で２ＭＰａの圧力で３０分間プレスすることにより一体化する。なお、絶縁シート６１には貫通孔６２、貫通プラグ６３，６４、中継プラグ６５、接続配線６６、入力配線６７,６８及び出力配線６９,７０を形成しておく。一方、絶縁シート７１には、貫通孔７２、貫通プラグ７３，７４、中継プラグ７５及び接続配線７６，７７を形成しておく。

次いで、図８（ｉ）に示すように、貫通孔に鉄心７８を通すことによって、トランス回路が形成される。コイル状配線パターン４６とコイル状配線パターン５９とで形成される３本の３巻のコイルは１次側コイルとなり、コイル状配線パターン５６とコイル状配線パターン４９とで形成される１本の３巻のコイルは２次側コイルとなる。

１次側コイルにおいては、入力配線６８から入力された電流は、外側のコイルを流れ、底面において、中継プラグ７５及び接続配線７６を介して内側の貫通プラグ７３に接続され、上面の内側の貫通プラグ６３に達する。内側の貫通プラグ６３から接続配線６６及び中継プラグ６５を介して真ん中のコイルに電流が流れる。真ん中のコイルの底面において、真ん中の中継プラグ７５及び接続配線７６を介して真ん中の貫通プラグ７３に接続され、上面の真ん中の貫通プラグ６３に達する。真ん中の貫通プラグ６３からｎ接続配線６６及び内側の中継プラグ６５を介して内側のコイルに電流が流れる。底面において、内側のコイルは内側の中継プラグ７５及び接続配線７６を介して外側の貫通プラグ７３に接続され、上面の外側の貫通プラグ６３に達し、出力配線７０から出力される。一方、２次側のコイルに誘起された電流は、入力配線６７と出力配線６９との間で電圧を発生させる。

このように、本発明の実施例２においては、２重螺旋構造を利用することにより、表裏に設けるコイル状配線パターンの本数を変えることによって、薄層化・低背化したトランス回路を形成することができる。

次に、図９を参照して、本発明の実施例３の２重螺旋構造トランス回路を説明する。図９は本発明の実施例３の２重螺旋構造トランス回路の説明図であり、図９（ａ）は要部透視平面図であり、図９（ｂ）は概念的断面図である。製造工程自体は、図４及び図５に示した製造工程と同様に、隣接するコイル単位を１次コイル用及び２次コイル用とし、１次コイルと２次コイルにまたがる舌状部を形成し、互いに食い込むように挿入して積層構造体を形成する。次いで、必要とする巻き数分を積層したのち、上面用絶縁シート及び底面用絶縁シートで挟み込んで一体化すれば良い。

図９（ａ）は上面用絶縁シート８１を透視した平面図であり、１次コイルを表裏に形成した３本の半円周状のコイル状配線パターン８２_１（８２_２），９２_１（９２_２）で形成する。一方、２次コイルを表裏に形成し１本の半円周状のコイル状配線パターン８２_１（８２_２），９２_１（９２_２）で形成する。１次コイル用のコイル状配線パターンの中心に形成した貫通孔と２次コイル用のコイル状配線パターンの中心に形成した貫通孔を接続する環状の心材８４を設ける。

１次コイルからの電極の引出しは、上面側からは中継プラグ８５に引出電極８７_１を接続し、底面側からは貫通プラグ８６により上面側に引き上げたのち引出電極８７_２を接続する。なお、電流の流れる様子は実施の形態に示したのと同じである。一方、２次コイルからの電極の引出しは、上面側からは中継プラグ９５に引出電極９７_１を接続し、底面側からは貫通プラグ９６により上面側に引き上げたのち引出電極９７_２を接続する。なお、図における符号８８は底面用絶縁シートである。

このように、本発明の実施例３においては、１次コイルと２次コイルを平面的に分離して形成しているので、巻き数を多くしても低背化が保たれる。

次に、図１０を参照して、本発明の実施例４の２重螺旋構造トランス回路を説明する。図１０は本発明の実施例４の２重螺旋構造トランス回路の平面図であり、コイル配置としては図９に示した２重螺旋構造トランス回路を２つ並列配置したもので、電気的接続としては、１次コイル同士を接続電極８９で直列接続し、２次コイル同士も接続電極９９で直列接続した構造になっている。また、このような構造を製造するためには、図において上側及び下側から図９と同様に舌状部を互いに噛み合わせるように挿入すれば良い。

このように、本発明の実施例４においては、２つのトランス回路を直列接続した連結トランス回路を一度の工程で低背化を保ったまま実現することができる。

次に、図１１及び図１２を参照して、本発明の実施例５の２重螺旋構造圧電アクチュエータを説明するが、基本的に製造工程は図２及び図３に示した工程と同様である。なお、ここでは、説明を簡単にするために、一単位の２重螺旋構造圧電アクチュエータの製造工程として説明するが、複数の２重螺旋構造圧電アクチュエータを一括製造する場合には、図４及び図５と同様にすれば良い。

まず、図１１（ａ）に示すように、ＰＭＭＡ（メタクリル酸メチル）系樹脂を２０％含むＰＮＮ（ニッケル酸ニオブ酸鉛）系の圧電材料グリーンシート１１０，１２０の中心に、φ５ｍｍの孔１１１，１２１及び中心にいたるスリット１１２，１２２を形成する。次いで、図１１（ｂ）に示すように、次に、電極ペーストを用いて圧電材料グリーンシート１１０，１２０の表面にマスク印刷機により中心からの最短距離が１０ｍｍ，２０ｍｍ，３０ｍｍで、幅が１ｍｍ、厚さが５μｍの３本のコ状の電極パターン１１３，１２３を形成する。なお、電極ペーストとしては、Ｐｔ−Ｐｄ（１０：９０）８０ｗｔ％、ＰＭＭＡ１０ｗｔ％、ＤＢＰ（フタル酸ジブチル）１０ｗｔ％の組成の電極ペーストを用いる。

次いで、図１１（ｃ）に示すように、圧電材料グリーンシート１１０，１２０の裏面にも同じ電極ペーストを用いて同じ３本のコ状の電極パターン１１４，１２４をマスク印刷により形成する。

次いで、図１２（ｄ）に示すように、圧電材料グリーンシート１１０と圧電材料グリーンシート１２０をスリット１１２とスリット１２２とが対向するように配置する。スリット１１２とスリット１２２を噛み合わせるために、例えば、圧電材料グリーンシート１１０のスリット１１２により分断された上部を下向きに下げ、分断された下部を上側にめくり上げるようにする。逆に、圧電材料グリーンシート１２０のスリット１２２により分断された上部を上側にめくり上げ、分断された下部を下側に押し下げる。

次いで、図１２（ｅ）に示すように、スリット１１２とスリット１２２を噛み合わせて一体化して積層構造体とする。この時、電極パターン１１３と電極パターン１２４とが接続して１週分のコイルパターンとなり、電極パターン１２３と電極パターン１１４とが接続して１周分のコイルパターンとなり２重螺旋構造となる。

次いで、図１２（ｆ）に示すように、積層構造体を３組積層したのち、プレス（温度８０℃、時間３０分、圧力２ＭＰａ）で一体化する。次いで、温度４５０℃まで５℃／分で昇温して２時間保持して脱脂したのち、温度９５０℃まで、昇温２５℃／分で昇温し、２時間保持して焼成する。最後に、各電極パターンを配線で接続することにより、圧電アクチュエータとなる。

このように、シート部材として圧電材料グリーンシートを用いることで、上述の２重螺旋構造コイルの製造工程を利用して、２重螺旋構造の圧電アクチュエータを低背性を保って形成することができる。

次に、図１３乃至図１６を参照して、本発明の実施例６の多機能シートを説明する。図１３は、本発明の実施例６の多機能シートの概念的分解斜視図であり、上記の各実施例により形成したトランス回路１３１、インダクタ回路１３２及びタッチセンサを構成する圧電アクチュエータ１３３を配置し、各要素をＦＰＣ／引出電極１３４で接続する。次いで、ＥＬ発光層１３５、ＩＴＯ透明電極を形成したＰＥＴフィルム１３６及びミラーフィルム１３７をラミネートして多機能シート１３０を形成する。
なお、ＦＰＣ／引出電極１３４は、ＥＬ発光層１３５及びＩＴＯ透明電極に対しても接続している。

図１４は、多機能シートの搭載例の説明図であり、図１４（ａ）は上面図であり、図１４（ｂ）は断面図である。図に示すように、多機能シート１３０をミラーフィルム側が露出するように、携帯機器の筐体１３８に取り付けたものであり、例えば、出射成型を用いてインサート形成により樹脂筐体と多機能シート１３０とを一体化する。

図１５は、多機能シートを筐体の表裏に露出するようにした搭載例の説明図であり、スマートフォンのカバー１４０に多機能シート１３０を実装して、表面側にＥＬ発光層１３５が露出するようにする。一方、カバー１４０の裏側に圧電アクチュエータ１３３が露出するようにして感圧センサ埋設キーボートとする。この場合、圧電アクチュエータ１３３を感圧センサ埋設キーボートを構成するように配置する必要がある。なお、図における符号１４１はスマートフォンの本体部である。

図１６は、ワイヤレス給電機能の説明図であり、多機能シート１３０に設けた２重螺旋構造コイルと送電台１４４に設けた送信コイルとの間の電磁界通信によりワイヤレス給電を行うことも可能になる。なお、図における符号１４２は本体部（１４１）に収容されたバッテリーであり、多機能シートとは接続電極１４３により電気的に接続される。また、符号１４５は送信コイル１４６に電力を供給する送電モジュールである。

このように、本発明の実施例６においては、タッチセンサを含む各種機能を１枚のシートに一体化して多機能化しているので、個別部品の実装工程が不要になるとともに、各要素を２重螺旋構造により低背化しているので、筐体への取り付けが容易になる。また、多機能シートは薄層化されているので、図１５に示すように両面活用が可能であり、スマートフォン本体のモニタを発光させることが省略できるので、省エネ化に寄与することができる。

次に、図１７を参照して、本発明の実施例７の多機能シートの実装構造を説明する。図１７（ａ）はカバーの表面図であり、図１７（ｂ）がカバーの裏面図であり、図１７（ｃ）は、多機能シートの実装構造を示す断面図である。ここでは、多機能シートとして、１個のタッチセンサを搭載した小面積の多機能シートの例を示す。

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、カバー１５０の表面側では発光マークが現れ且つタッチセンサの機能を有し、裏面側ではＦＰＣ／引出電極１６４が引き出されてカバー１５０の内部で配線を引き回している。また、図１７（ｃ）に示すように、多機能シート１６０は、カバー１５０の表面側に設けられた凹部１５１に接着剤１５２を介して実装されている。なお、多機能シート１６０の全周を防湿カバー１６８で覆っておく。なお、図における符号１６３，１６５，１６６，１６７は、それぞれ圧電アクチュエータ、ＥＬ発光層、ＩＴＯ透明電極を形成したＰＥＴフィルム及びミラーフィルムである。

次に、図１８を参照して、本発明の実施例８の２重螺旋構造アンテナの使用形態を説明する。図１８（ａ）は携帯機器に２重螺旋構造アンテナをエンブレムマークと一体化して設けた例であり、２重螺旋構造アンテナ１７１を携帯機器の筐体１７２の表面に張り付けるだけで良い。従来の携帯機器にアンテナを組み込む場合には、筐体の一部を樹脂に置き換えてアンテナを組み込んでいたが、２重螺旋構造アンテナ１７１の場合には、金属製筐体にそのまま張り付ければ良い。なお、２重螺旋構造アンテナ１７１は２重螺旋コイルと全く同じ工程で製造することができる。

図１８（ｂ）は、小型の携帯機器に適用した例であり、この場合も金属製の筐体１７３の表面に張り付けるだけで良い。スマートフォン等の従来の小型携帯機器においては、樹脂に置き換える場所を確保することができないので、導電性の高い材料で筐体を構成することは困難であったが、２重螺旋構造アンテナ１７１を用いることで、導電性の高い材料を筐体１７３に用いることが可能になる。

ここで、実施例１乃至実施例４を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）少なくとも１個の２重螺旋構造のコイル状配線を備えた２重螺旋構造電子部品であって、前記２重螺旋構造のコイル状配線は、第１のコイル状配線要素と第２のコイル状配線要素とが、絶縁物を挟んで積層方向において互いに重なっていることを特徴とする２重螺旋構造電子部品。
（付記２）前記２重螺旋構造のコイル状配線が、インダクタ、トランス回路或いはアンテナの内の少なくとも一つを形成することを特徴とする付記１に記載の２重螺旋構造電子部品。
（付記３）前記第１のコイル状配線要素の巻き数と、前記第２のコイル状配線要素の巻き数が異なっており、互いに異なった引出配線を備えることによって前記トランス回路を形成することを特徴とする付記２に記載の２重螺旋構造電子部品。
（付記４）前記２重螺旋構造のコイル状配線は、互いに巻き数の異なる第１の２重螺旋構造のコイル状配線と第２の２重螺旋構造のコイル状配線からなり、前記第１の２重螺旋構造のコイル状配線と前記第２の２重螺旋構造のコイル状配線により前記トランス回路を形成することを特徴とする付記２に記載の２重螺旋構造電子部品。
（付記５）前記２重螺旋構造のコイル状配線は、互いに電気的に並列接続された２つの第１の２重螺旋構造のコイル状配線と、前記第１の２重螺旋構造のコイル状配線と巻き数が異なり互いに電気的に並列接続された２つの第２の２重螺旋構造のコイル状配線からなり、前記２つの第１の２重螺旋構造のコイル状配線と前記２つの第２の２重螺旋構造のコイル状配線により前記トランス回路を形成することを特徴とする付記２に記載の２重螺旋構造電子部品。
（付記６）第１の絶縁シートに中心部に達するスリットを形成する工程と、前記第１の絶縁シートの表面に前記スリットの中心部側端部を中心とする半周分と前記半周分の両端部に設けた第１のコイル状配線パターンを形成する工程と、前記第１の絶縁シートの裏面に前記スリットの中心部側端部を中心とする半周分と前記半周分の両端部に設けた第２のコイル状配線パターンを形成する工程と、第２の絶縁シートに中心部に達するスリットを形成する工程と、前記第２の絶縁シートの表面に前記スリットの中心部側端部を中心として前記第２のコイル状配線パターンと同じ形状の第３のコイル状配線パターンを形成する工程と、前記第２の絶縁シートの裏面に前記スリットの中心部側端部を中心として前記第１のコイル状配線パターンと同じ形状の第４のコイル状配線パターンを形成する工程と、前記第１のスリットと前記第２のスリットを互いに噛み合わせて前記第１のコイル状配線パターンと前記第４のコイル状配線パターンが前記接続部において互いに導電的に接続するとともに、前記第２のコイル状配線パターンと前記第３のコイル状配線パターンが前記接続部において互いに導電的に接続するように重ね合せる工程とを備えたことを特徴とする２重螺旋構造電子部品の製造方法。
（付記７）前記第１の絶縁シートと前記第２の絶縁シートを重ね合せた積層体を、下層の積層体の上表面に表われている前記第１のコイル状配線パターンと、上層の積層体の底面に表れている前記第４のコイル状配線パターンが導電的に接続し、且つ、下層の積層体の上表面に表われている前記第３のコイル状配線パターンと、上層の積層体の底面に表れている前記第２のコイル状配線パターンが導電的に接続するように複数個積層する工程を有することを特徴とする付記６に記載の２重螺旋構造電子部品の製造方法。
（付記８）前記第１の絶縁シート及び前記第２の絶縁シートがグリーンシートからなり、前記第１の絶縁シートと前記第２の絶縁シートを重ね合せたのちに焼成する工程を有することを特徴とする付記６または付記７に記載の２重螺旋構造電子部品の製造方法。
（付記９）付記１乃至付記５のいずれか１に記載の２重螺旋構造電子部品と、タッチセンサ或いは発光表示層の少なくとも一方とを積層してシート化したことを特徴とする多機能シート。
（付記１０）前記２重螺旋構造部品と前記タッチセンサが同じ積層位置に配置され、前記発光表示層がその上に配置されて多層構造になっていることを特徴とする付記９に記載の多機能シート。

１_１ 第１の絶縁シート
１_２ 第２の絶縁シート
２_１，２_２ スリット
３_１，３_２，４_１，４_２ ビア
５_１，５_２，６_１，６_２接続プラグ
７_１，７_２，８_１，８_２ コイル状配線パターン
９_１ 上面絶縁シート
９_２ 底面絶縁シート
１０_１，１０_２，１１_１，１１_２，１２_１，１２_２，１３_１，１３_２ 中継プラグ
１４_１，１４_２，１５_１，１５_２ 接続配線
１６，１７ 引出電極
１８_１，１８_２ 貫通プラグ
２１，３１ 絶縁シート
２１_ｉ 絶縁シート要素
２２ スリット
２３，３３ 舌状部
２４，３４ コイル状配線パターン
２５，２６，３５，３６ 貫通プラグ
４１，５１ 絶縁シート
４２，５２ スリット
４５，５５ 貫通孔
４３，４４，５３，５４ 貫通ビア
４６，４９，５６，５９ コイル状配線パターン
４７，４８，５７，５８ 貫通プラグ
６１，７１ 絶縁シート
６２，７２ 貫通孔
６３，６４，７３，７４ 貫通プラグ
６５，７５ 中継プラグ
６６，７６，７７ 接続配線
６７，６８ 入力配線
６９，７０ 出力配線
７８ 鉄心
８１，９１ 上面用絶縁シート
８２_１，８２_２，８３_１，８３_２，９２_１，９２_２，９３_１，９３_２ コイル状配線パター
８４ 心材
８５，９５ 中継プラグ
８６，９６ 貫通プラグ
８７_１，８７_２、９７_１，９７_２ 引出電極
８８，９８ 底面用絶縁シート
８９，９９ 接続電極
１１０，１２０ 圧電材料グリーンシート
１１１，１２１ 孔
１１２，１２２ スリット
１１３，１１４，１２３，１２４ 電極パターン
１３０，１６０，１７０ 多機能シート
１３１ トランス回路
１３２ インダクタ回路
１３３，１６３ 圧電アクチュエータ
１３４，１６４ ＦＰＣ／引出電極
１３５，１６５ ＥＬ発光層
１３６，１６６ ＰＥＴフィルム
１３７，１６７ ミラーフィルム
１３８，１７２，１７３ 筐体
１４０，１５０ カバー
１４１ 本体部
１４２ バッテリー
１４３ 接続電極
１４４ 送電台
１４５ 送電モジュール
１４６ 送信コイル
１５１ 凹部
１５２ 接着剤
１６８ 防湿カバー
１７１ ２重螺旋構造アンテナ

Claims (6)

1. 少なくとも１個の２重螺旋構造のコイル状配線を備えた２重螺旋構造電子部品であって、
   前記２重螺旋構造のコイル状配線は、第１のコイル状配線要素と第２のコイル状配線要素とが、絶縁物を挟んで積層方向において互いに重なっていることを特徴とする２重螺旋構造電子部品。
2. 前記２重螺旋構造のコイル状配線が、インダクタ、トランス回路或いはアンテナの内の少なくとも一つを形成することを特徴とする請求項１に記載の２重螺旋構造電子部品。
3. 前記第１のコイル状配線要素の巻き数と、前記第２のコイル状配線要素の巻き数が異なっており、互いに異なった引出配線を備えることによって前記トランス回路を形成することを特徴とする請求項２に記載の２重螺旋構造電子部品。
4. 前記２重螺旋構造のコイル状配線は、互いに巻き数の異なる第１の２重螺旋構造のコイル状配線と第２の２重螺旋構造のコイル状配線からなり、前記第１の２重螺旋構造のコイル状配線と前記第２の２重螺旋構造のコイル状配線により前記トランス回路を形成することを特徴とする請求項２に記載の２重螺旋構造電子部品。
5. 第１の絶縁シートに中心部に達するスリットを形成する工程と、
   前記第１の絶縁シートの表面に前記スリットの中心部側端部を中心とする半周分と前記半周分の両端部に設けた第１のコイル状配線パターンを形成する工程と、
   前記第１の絶縁シートの裏面に前記スリットの中心部側端部を中心とする半周分と前記半周分の両端部に設けた第２のコイル状配線パターンを形成する工程と、
   第２の絶縁シートに中心部に達するスリットを形成する工程と、
   前記第２の絶縁シートの表面に前記スリットの中心部側端部を中心として前記第２のコイル状配線パターンと同じ形状の第３のコイル状配線パターンを形成する工程と、
   前記第２の絶縁シートの裏面に前記スリットの中心部側端部を中心として前記第１のコイル状配線パターンと同じ形状の第４のコイル状配線パターンを形成する工程と、
   前記第１のスリットと前記第２のスリットを互いに噛み合わせて前記第１のコイル状配線パターンと前記第４のコイル状配線パターンが前記接続部において互いに導電的に接続するとともに、前記第２のコイル状配線パターンと前記第３のコイル状配線パターンが前記接続部において互いに導電的に接続するように重ね合せる工程と
   を備えたことを特徴とする２重螺旋構造電子部品の製造方法。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の２重螺旋構造電子部品と、
   タッチセンサ或いは発光表示層の少なくとも一方とを積層してシート化したことを特徴とする多機能シート。

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