JP2017216407A - Printed-wiring board and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント配線板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a printed wiring board and a manufacturing method thereof.
近距離無線通信(NFC:Near Field Communication)技術を利用したRFID(Radio Frequency IDentification)システムや非接触ICカード等の普及に伴い、電磁誘導現象を利用したワイヤレス(非接触式)の給電装置が普及しつつある。このワイヤレス給電装置は、給電コイル及び受電コイルを対向するように配置し、給電コイルに電流を流すことで生じる磁束により受電コイルに電流を発生させるものである。 With the spread of RFID (Radio Frequency IDentification) systems that use Near Field Communication (NFC) technology and non-contact IC cards, wireless (non-contact) power supply devices that use electromagnetic induction have become widespread. I am doing. In this wireless power feeding device, a power feeding coil and a power receiving coil are arranged so as to face each other, and a current is generated in the power receiving coil by a magnetic flux generated by passing a current through the power feeding coil.
また、近年の携帯機器の小型化、薄型化等に伴い、ワイヤレス給電装置に備えられるコイル素子についての小型化、薄型化等の要求が高くなっている。このような要求に基づき、例えば磁性体シートの表面に平面視渦巻状の平面コイルを配設した平面コイル素子が発案されている(特開2006−42519号公報参照)。 In addition, with the recent miniaturization and thinning of portable devices, there is an increasing demand for miniaturization and thinning of the coil elements provided in the wireless power supply apparatus. Based on such a requirement, for example, a planar coil element has been devised in which a planar coil having a spiral shape in a plan view is disposed on the surface of a magnetic material sheet (see JP 2006-42519 A).
このような携帯機器向けのアンテナには、小型で効率的な電力伝送が実現できることが求められる。しかし、電力を変えずにコイルの磁束密度を向上させるためにコイルの巻き数を単純に増やすと、配線の高密度化及び断面の高アスペクト比化により製造が困難となり、コストアップを招来する。 Such antennas for portable devices are required to be able to realize small and efficient power transmission. However, if the number of turns of the coil is simply increased in order to improve the magnetic flux density of the coil without changing the power, the manufacturing becomes difficult due to the higher density of the wiring and the higher aspect ratio of the cross section, resulting in an increase in cost.
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、平面コイルの磁束密度を比較的低いコストで向上できるプリント配線板及びその製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been made based on the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a printed wiring board capable of improving the magnetic flux density of a planar coil at a relatively low cost and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るプリント配線板は、絶縁性を有するベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層されるパターン層とを備え、上記パターン層が、導電性の渦巻き状のコイルパターンと、このコイルパターンの最内周よりも内側に配設され、磁性を有するコイル芯パターンとを含む。 A printed wiring board according to an aspect of the present invention, which has been made to solve the above problems, includes a base film having insulating properties, and a pattern layer laminated on at least one surface side of the base film, and the pattern The layer includes a conductive spiral coil pattern and a coil core pattern that is disposed inside the innermost periphery of the coil pattern and has magnetism.
また、上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るプリント配線板の製造方法は、絶縁性を有するベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層されるパターン層とを備えるプリント配線板の製造方法であって、上記ベースフィルムの一方の面側に導電性下地層を積層する導電性下地層積層工程と、この導電性下地層の一方の面にフォトレジスト膜を積層するフォトレジスト膜積層工程と、このフォトレジスト膜への露光及び現像により、渦巻き状のコイルパターンを含むパターン層の反転形状のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、このレジストパターンの開口部の導電性下地層上へのメッキにより上記コイルパターンを形成するコイルパターン形成工程と、上記レジストパターン及びその底部の導電性下地層を除去する導電性下地層除去工程と、上記コイルパターンの最内周よりも内側に磁性を有するコイル芯パターンを形成するコイル芯パターン形成工程とを備える。 Moreover, the manufacturing method of the printed wiring board which concerns on 1 aspect of this invention made | formed in order to solve the said subject, The base film which has insulation, The pattern layer laminated | stacked on the at least one surface side of this base film, A method of manufacturing a printed wiring board comprising: a conductive underlayer laminating step of laminating a conductive underlayer on one side of the base film; and a photoresist film on one side of the conductive underlayer A photoresist film laminating step for laminating, a resist pattern forming step for forming a resist pattern having an inverted shape of a pattern layer including a spiral coil pattern by exposure and development to the photoresist film, and an opening of the resist pattern A coil pattern forming step of forming the coil pattern by plating on the conductive underlayer of the resist, and the resist pattern And a conductive underlying layer removing step of removing the conductive underlayer of the bottom portion, and a coil core pattern forming step of forming a coil core pattern having magnetism inside the innermost periphery of the coil pattern.
本発明のプリント配線板及びその製造方法は、平面コイルの磁束密度を比較的低いコストで向上できる。 The printed wiring board and the manufacturing method thereof of the present invention can improve the magnetic flux density of the planar coil at a relatively low cost.
[本発明の実施形態の説明]
本発明の一態様に係るプリント配線板は、絶縁性を有するベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層されるパターン層とを備え、上記パターン層が、導電性の渦巻き状のコイルパターンと、このコイルパターンの最内周よりも内側に配設され、磁性を有するコイル芯パターンとを含む。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
A printed wiring board according to one embodiment of the present invention includes an insulating base film and a pattern layer laminated on at least one surface side of the base film, and the pattern layer has a conductive spiral shape. It includes a coil pattern and a coil core pattern that is disposed inside the innermost periphery of the coil pattern and has magnetism.
当該プリント配線板は、渦巻き状のコイルパターンの内側に磁性を有するコイル芯パターンを有するため、このコイル芯パターンによって、コイルパターンの配線密度を高めずとも、従来よりも磁束密度を高めることができる。つまり、当該プリント配線板によれば、平面コイルの磁束密度を比較的低いコストで向上できる。 Since the printed wiring board has a coil core pattern having magnetism inside the spiral coil pattern, the coil core pattern can increase the magnetic flux density more than before without increasing the wiring density of the coil pattern. . That is, according to the printed wiring board, the magnetic flux density of the planar coil can be improved at a relatively low cost.
上記コイル芯パターンの主成分が金属であり、上記コイル芯パターンがコイルパターンと絶縁されているとよい。このように磁性体として金属を用い、コイル芯パターンをコイルパターンと絶縁することで、コイル芯パターンをコイルパターンと同様の手順でベースフィルム上に形成することができるため、コストの低減効果を促進できる。 The main component of the coil core pattern may be a metal, and the coil core pattern may be insulated from the coil pattern. In this way, by using metal as the magnetic material and insulating the coil core pattern from the coil pattern, the coil core pattern can be formed on the base film in the same procedure as the coil pattern, thus promoting the cost reduction effect. it can.
また、別の本発明の一態様に係るプリント配線板の製造方法は、絶縁性を有するベースフィルムと、このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層されるパターン層とを備えるプリント配線板の製造方法であって、上記ベースフィルムの一方の面側に導電性下地層を積層する導電性下地層積層工程と、この導電性下地層の一方の面にフォトレジスト膜を積層するフォトレジスト膜積層工程と、このフォトレジスト膜への露光及び現像により、渦巻き状のコイルパターンを含むパターン層の反転形状のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、このレジストパターンの開口部の導電性下地層上へのメッキにより上記コイルパターンを形成するコイルパターン形成工程と、上記レジストパターン及びその底部の導電性下地層を除去する導電性下地層除去工程と、上記コイルパターンの最内周よりも内側に磁性を有するコイル芯パターンを形成するコイル芯パターン形成工程とを備える。 Moreover, the manufacturing method of the printed wiring board which concerns on another one aspect | mode of this invention is a manufacturing of a printed wiring board provided with the base film which has insulation, and the pattern layer laminated | stacked on the at least one surface side of this base film. A method for laminating a conductive underlayer on one side of the base film, and a photoresist film laminating step for laminating a photoresist film on one side of the conductive underlayer And a resist pattern forming step for forming a resist pattern having an inverted shape of the pattern layer including the spiral coil pattern by exposing and developing the photoresist film, and on the conductive underlayer of the opening of the resist pattern. Coil pattern forming step of forming the coil pattern by plating, and the resist pattern and the conductive underlayer at the bottom thereof Comprising a conductive base layer removing step of removing, and a coil core pattern forming step of forming a coil core pattern having magnetism inside the innermost periphery of the coil pattern.
当該プリント配線板の製造方法によれば、渦巻き状のコイルパターンの内側に磁性を有するコイル芯パターンを有するプリント配線板を得ることができる。このプリント配線版は、上記コイル芯パターンによって、コイルパターンの配線密度を高めずとも、従来よりも磁束密度を高めることができる。つまり、当該プリント配線板の製造方法によれば、比較的低いコストで平面コイルの磁束密度を向上できる。 According to the method for manufacturing a printed wiring board, a printed wiring board having a coil core pattern having magnetism inside a spiral coil pattern can be obtained. In this printed wiring board, the magnetic flux density can be increased by the coil core pattern without increasing the wiring density of the coil pattern. That is, according to the method for manufacturing a printed wiring board, the magnetic flux density of the planar coil can be improved at a relatively low cost.
上記レジストパターン形成工程で形成するレジストパターンがコイル芯パターンの反転形状を含み、上記コイル芯パターン形成工程が、上記レジストパターンの開口部へのメッキによりコイル芯用金属パターンを形成するコイル芯用金属パターン形成工程と、上記コイル芯用金属パターンを熱処理により磁性化する磁性化工程とを有するとよい。このような工程により、コイル芯パターンを形成することで、コイル芯パターンをコイルパターンと同様の手順でベースフィルム上に形成することができるため、コストの低減効果を促進できる。 The coil core metal in which the resist pattern formed in the resist pattern forming step includes a reversal shape of the coil core pattern, and the coil core pattern forming step forms a coil core metal pattern by plating the opening of the resist pattern. It is good to have a pattern formation process and the magnetization process of magnetizing the said metal pattern for coil cores by heat processing. By forming the coil core pattern by such a process, the coil core pattern can be formed on the base film in the same procedure as the coil pattern, so that the cost reduction effect can be promoted.
なお、「渦巻き状」とは、厳密な渦巻き形状に限定されず、複数の円弧又は複数の多角形の一部が多列状に配設され、外側の円弧又は多角形の一部の一端と内側の円弧又は多角形の一部の一端とが直線又は曲線で接続された形状も含む概念である。「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、例えば材料中50質量%以上を占める成分を指す。 The “spiral shape” is not limited to a strict spiral shape, and a plurality of arcs or a part of a plurality of polygons are arranged in multiple rows, and one end of an outer arc or a part of a polygon It is a concept including a shape in which one end of a part of an inner arc or polygon is connected by a straight line or a curve. The “main component” is a component having the largest content, for example, a component occupying 50% by mass or more in the material.
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明に係るプリント配線板及びその製造方法の一実施形態について図面を参照しつつ詳説する。なお、本実施形態のプリント配線板における「表裏」は、プリント配線板の厚さ方向のうち、パターン層積層側を「表」、パターン層積層側と反対側を「裏」とする方向を意味し、プリント配線板の使用状態における表裏を意味するものではない。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, an embodiment of a printed wiring board and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the printed wiring board of the present embodiment, “front and back” means a direction in which the pattern layer lamination side is “front” and the opposite side of the pattern layer lamination side is “back” in the thickness direction of the printed wiring board. However, it does not mean the front and back of the printed wiring board in use.
[プリント配線板]
図1に示す当該プリント配線板は、絶縁性を有するベースフィルム1と、このベースフィルム1の一方の面側(表面側)に積層されるパターン層2とを主に備える。また、パターン層2は、渦巻き状のコイルパターン2aと、このコイルパターン2aの最内周よりも内側に配設され、磁性を有するコイル芯パターン2bとを含む。また、当該プリント配線板は、ベースフィルム1及びパターン層2の表面に積層されるカバーレイ(図示せず)を備える。
[Printed wiring board]
The printed wiring board shown in FIG. 1 mainly includes an
<ベースフィルム>
ベースフィルム1は、電気絶縁性を有する合成樹脂製の層である。また、ベースフィルム1は、パターン層2を形成するための基材でもある。ベースフィルム1は可撓性を有してもよく、この場合、当該プリント配線板はフレキシブルプリント配線板として用いられる。
<Base film>
The
ベースフィルム1の材質としては、絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、シート状に形成された低誘電率の合成樹脂フィルムを採用できる。この合成樹脂フィルムの主成分としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー、フッ素樹脂等が挙げられる。
The material of the
ベースフィルム1の平均厚さの下限としては、5μmが好ましく、10μmがより好ましい。また、ベースフィルム1の平均厚さの上限としては、50μmが好ましく、40μmがより好ましい。ベースフィルム1の平均厚さが上記下限未満である場合、ベースフィルム1の絶縁強度が不十分となるおそれがある。一方、ベースフィルム1の平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板が無用に厚くなるおそれがある。
As a minimum of average thickness of
<パターン層>
パターン層2は、導電性を有する材料からなる層であり、ベースフィルム1の表面に積層される。パターン層2は、上述のコイルパターン2a及びコイル芯パターン2bを主に有する。また、パターン層2は、コイル芯パターン2a及び芯パターン2b以外の例えばランド部等のパターンを含んでもよい。なお、パターン層2は、ベースフィルム1の表面に直接積層されてもよいし、接着剤層を介して積層されてもよい。
<Pattern layer>
The
(コイルパターン)
上記コイルパターン2aは渦巻き状である。コイルパターン2aの外形(最外周の配線が形成する形状)は、特に限定されず、正方形状、長方形状等の矩形状、正円状、楕円状等の円状などとすることができる。
(Coil pattern)
The
コイルパターン2aの材質(主成分)としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、電気抵抗が小さいものが好ましい。コイルパターン2aは、例えば銅、銀等によって形成することができる。コイルパターン2aは、金、銀、錫、ニッケル等でメッキされてもよい。
The material (main component) of the
また、図1に示すように、コイルパターン2aは、渦巻き状パターンの最内周の配線の端部に配設される第一接続端子2cと、渦巻き状パターンの最外周の配線の端部に配設される第二接続端子2dとを有する。これらの端子は、ビアホールやリード線等の導体で他の配線や機器に接続される。なお、これらの端子は必須の構成要件ではなく、コイルパターン2aの形状や他の配線との位置関係等によっては省略が可能である。
In addition, as shown in FIG. 1, the
コイルパターン2aの平均厚さの下限としては、0.1μmが好ましく、1μmがより好ましい。また、コイルパターン2aの平均厚さの上限としては、100μmが好ましく、80μmがより好ましい。コイルパターン2aの平均厚さが上記下限未満である場合、内部抵抗が大きくなり損失が過大となるおそれがあると共に、強度が不足してコイルパターン2aが断裂しやすくなるおそれがある。また、コイルパターン2aの平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板が無用に厚くなるおそれがある。
The lower limit of the average thickness of the
コイルパターン2aにおける配線の平均幅の下限としては、0.03mmが好ましく、0.2mmがより好ましい。また、コイルパターン2aにおける配線の平均幅の上限としては、1.5mmが好ましく、1.25mmがより好ましい。コイルパターン2aにおける配線の平均幅が上記下限未満である場合、コイルパターン2aの機械的強度が不足し、破断するおそれがある。一方、コイルパターン2aにおける配線の平均幅が上記上限を超える場合、当該プリント配線板が無用に大きくなるおそれがある。なお、コイルパターン2aにおける配線の幅は一定とすることが好ましい。
As a minimum of the average width of wiring in
コイルパターン2aにおける配線間の間隔としては、特に限定されないが、例えば0.02mm以上4.5mm以下とすることができる。
Although it does not specifically limit as a space | interval between wiring in the
(コイル芯パターン)
コイル芯パターン2bは、図1に示すようにコイルパターン2aの最内周よりも内側に配設されるベタパターンである。
(Coil core pattern)
As shown in FIG. 1, the
コイル芯パターン2bは、磁性を有する。つまり、コイル芯パターン2bは磁性体を含む。この磁性体としては、常磁性又は強磁性を有するものであれば特に限定されず、金属、金属化合物等を用いることができる。主成分として金属を含むコイル芯パターン2bを用いることで、後述するようにコイル芯パターン2bの形成を比較的容易に行うことができる。この金属としては、例えばニッケル、鉄、クロム等が用いられる。
The
コイル芯パターン2bは、導電性を有してもよいが、導電性を有する場合はコイルパターン2aや他の配線と導通しないように絶縁する必要がある。
The
コイル芯パターン2bの平面形状は、コイルパターン2aの最内周の配線で囲まれる領域(以下、「コイル内側領域」ともいう)に形成可能な形状であれば、特に限定されないが、磁束密度の向上効果を促進する観点から、可能な限り面積を大きくすることが好ましい。つまり、コイル芯パターン2bの外縁がコイル内側領域の外縁に沿う形状が好ましい。ただし、上述のようにコイル芯パターン2bが導電性を有する場合は、コイルパターン2aと離間する必要がある。なお、コイル芯パターン2bは複数のブロックに分割されていてもよい。
The planar shape of the
コイル芯パターン2bの平均厚さの下限としては、0.1μmが好ましく、1μmがより好ましい。また、コイル芯パターン2bの平均厚さの上限としては、100μmが好ましく、80μmがより好ましい。コイル芯パターン2bの平均厚さが上記下限未満である場合、磁束密度向上効果が不十分となるおそれがある。また、コイル芯パターン2bの平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板が無用に厚くなるおそれがある。
The lower limit of the average thickness of the
上記コイル内側領域におけるコイル芯パターン2bの占有面積率の下限としては、50%が好ましく、80%が好ましく、95%がより好ましい。なお、上記専有面積率の上限は、100%であるが、コイル芯パターン2bが導電性を有する場合は、99%が好ましく、98%がより好ましい。
The lower limit of the occupied area ratio of the
コイル芯パターン2bが導電性を有する場合、上記コイル内側領域におけるコイル芯パターン2bとコイルパターン2aとの最小距離の下限としては、0.1μmが好ましく、1μmがより好ましい。上記最小距離が上記下限より小さいと、コイルパターン2aとコイル芯パターン2bとが導通するおそれがある。
When the
なお、コイル芯パターン2bは、多層構造であってもよく、その一部が磁性を有しない層(例えば銅箔層)であってもよい。
The
<カバーレイ>
カバーレイは、当該プリント配線板において主にパターン層2を保護するものである。このカバーレイは、カバーフィルムと接着層とを有する。
<Coverlay>
The coverlay mainly protects the
(カバーフィルム)
カバーフィルムは、絶縁性を有する。カバーフィルムの主成分としては、例えばポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、熱可塑性ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、フッ素樹脂、液晶ポリマー等が挙げられる。耐熱性の観点からはこれらの中でもポリイミドが好ましいが、カバーフィルムは高誘電材料を主成分とすることが好ましい。また、このカバーフィルムは、主成分以外の他の樹脂、耐候剤、帯電防止剤等を含有してもよい。
(Cover film)
The cover film has an insulating property. Examples of the main component of the cover film include polyimide, epoxy resin, phenol resin, acrylic resin, polyester, thermoplastic polyimide, polyethylene terephthalate, fluororesin, and liquid crystal polymer. Among these, polyimide is preferable from the viewpoint of heat resistance, but the cover film preferably includes a high dielectric material as a main component. The cover film may contain a resin other than the main component, a weathering agent, an antistatic agent, and the like.
カバーフィルムの平均厚さの下限としては、特に限定されないが、3μmが好ましく、10μmがより好ましい。また、カバーフィルムの平均厚さの上限としては、特に限定されないが、500μmが好ましく、150μmがより好ましい。カバーフィルムの平均厚さが上記下限未満である場合、パターン層2等の保護が不十分となるおそれがあると共に、絶縁性が不十分となるおそれがある。一方、カバーフィルムの平均厚さが上記上限を超える場合、パターン層2等の保護効果の上積みが少なくなるおそれがある。
Although it does not specifically limit as a minimum of the average thickness of a cover film, 3 micrometers is preferable and 10 micrometers is more preferable. The upper limit of the average thickness of the cover film is not particularly limited, but is preferably 500 μm, and more preferably 150 μm. When the average thickness of the cover film is less than the above lower limit, protection of the
(接着層)
カバーレイの接着層を構成する接着剤としては、特に限定されるものではないが、柔軟性や耐熱性に優れたものが好ましい。かかる接着剤としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエステル、フェノール樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリアミドイミド等の各種の樹脂系接着剤が挙げられる。
(Adhesive layer)
Although it does not specifically limit as an adhesive agent which comprises the adhesive layer of a coverlay, The thing excellent in the softness | flexibility and heat resistance is preferable. Examples of the adhesive include various resin adhesives such as epoxy resin, polyimide, polyester, phenol resin, polyurethane, acrylic resin, melamine resin, and polyamideimide.
接着層の平均厚さの下限としては、5μmが好ましく、10μmがより好ましい。また、接着層の平均厚さの上限としては、50μmが好ましく、40μmがより好ましい。接着層の平均厚さが上記下限未満である場合、カバーレイのパターン層2及びベースフィルム1に対する接着強度が不十分となるおそれがある。一方、接着層の平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板が無用に厚くなるおそれある。
The lower limit of the average thickness of the adhesive layer is preferably 5 μm and more preferably 10 μm. Moreover, as an upper limit of the average thickness of an adhesive layer, 50 micrometers is preferable and 40 micrometers is more preferable. When the average thickness of the adhesive layer is less than the above lower limit, the adhesive strength of the coverlay to the
[プリント配線板の製造方法]
当該プリント配線板の製造方法は、ベースフィルムの一方の面側に導電性下地層を積層する導電性下地層積層工程と、この導電性下地層の一方の面にフォトレジスト膜を積層するフォトレジスト膜積層工程と、このフォトレジスト膜への露光及び現像により、渦巻き状のコイルパターンを含むパターン層の反転形状のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、このレジストパターンの開口部の導電性下地層上へのメッキにより上記コイルパターンを形成するコイルパターン形成工程と、上記レジストパターン及びその底部の導電性下地層を除去する導電性下地層除去工程と、上記コイルパターンの最内周よりも内側に磁性を有するコイル芯パターンを形成するコイル芯パターン形成工程と、ベースフィルム及びパターン層の一方の面側にカバーレイを積層するカバーレイ積層工程とを主に備える。当該プリント配線板の製造方法は、いわゆるセミアディティブ法を用いたものである。
[Method of manufacturing printed wiring board]
The printed wiring board manufacturing method includes a conductive underlayer laminating step of laminating a conductive underlayer on one side of a base film, and a photoresist laminating a photoresist film on one side of the conductive underlayer. A film patterning process, a resist pattern forming process for forming a resist pattern having an inverted shape of a pattern layer including a spiral coil pattern by exposing and developing the photoresist film, and a conductive pattern under the opening of the resist pattern. A coil pattern forming step for forming the coil pattern by plating on the ground layer, a conductive underlayer removing step for removing the resist pattern and the conductive underlayer at the bottom thereof, and an inner side of the innermost circumference of the coil pattern A coil core pattern forming step for forming a coil core pattern having magnetism on the base film and the pattern layer Mainly it includes a coverlay lamination step of laminating the rectangular cover lay on the side of. The method for manufacturing the printed wiring board uses a so-called semi-additive method.
<導電性下地層積層工程>
導電性下地層積層工程では、図2Aに示すようにベースフィルム1の表面側に、パターン層の下地となる導電性下地層Sを積層する。この導電性下地層Sの材質(主成分)としては、銅、銀、ニッケル、パラジウム等の公知の材質を用いることができ、これらの中で銅が好ましい。また、導電性下地層Sの積層方法は公知の方法を用いることができ、例えば無電解メッキ、スパッタリング、蒸着法、導電性微粒子分散液の塗布等の方法が挙げられる。
<Conductive underlayer lamination process>
In the conductive underlayer laminating step, as shown in FIG. 2A, a conductive underlayer S that is the underlayer of the pattern layer is laminated on the surface side of the
上記導電性下地層Sの平均厚みの上限としては、10nmが好ましく、5nmがより好ましい。一方、上記平均厚みの下限としては、0.1μmが好ましく、0.2μmがより好ましい。上記平均厚みが上記上限を超えると、後述の除去工程において導電性下地層Sが十分に除去されないおそれがある。逆に、上記平均厚みが上記下限未満の場合、導電性下地層Sの表面にコイルパターンが形成され難くなるおそれがある。 The upper limit of the average thickness of the conductive base layer S is preferably 10 nm, and more preferably 5 nm. On the other hand, the lower limit of the average thickness is preferably 0.1 μm, and more preferably 0.2 μm. When the average thickness exceeds the upper limit, the conductive base layer S may not be sufficiently removed in a removal step described later. On the other hand, when the average thickness is less than the lower limit, it is difficult to form a coil pattern on the surface of the conductive base layer S.
<フォトレジスト膜積層工程>
フォトレジスト膜積層工程では、導電性下地層Sの表面にフォトレジスト膜を積層する。フォトレジスト膜の積層方法としては、例えば感光することにより高分子の結合が強化されて現像液に対する溶解性が低下するネガ型レジスト組成物、又は感光することにより高分子の結合が弱化されて現像液に対する溶解性が増大するポジ型レジスト組成物を導電性下地層Sの表面に塗工する方法、これらの組成物を含むドライフィルムレジストを導電性下地層Sの表面に積層する方法等が挙げられる。
<Photoresist film lamination process>
In the photoresist film stacking step, a photoresist film is stacked on the surface of the conductive base layer S. As a method of laminating the photoresist film, for example, a negative resist composition in which the polymer bond is strengthened by photosensitivity and the solubility in the developer is lowered, or the polymer bond is weakened by photosensitivity and developed. Examples include a method of applying a positive resist composition that increases the solubility in a liquid on the surface of the conductive base layer S, a method of laminating a dry film resist containing these compositions on the surface of the conductive base layer S, and the like. It is done.
<レジストパターン形成工程>
レジストパターン形成工程では、フォトレジスト膜を露光及び現像しコイルパターンを含むパターン層の反転形状のレジストパターンを形成する。具体的には、ネガ型レジスト生成物を用いた場合、フォトレジスト膜にマスクを積層し、フォトレジスト膜のパターン層の存在部分以外の部分のみを露光する。その後、未露光部を有機溶媒等により除去することで上記レジストパターンを形成する。
<Resist pattern formation process>
In the resist pattern forming step, the photoresist film is exposed and developed to form a resist pattern having an inverted shape of the pattern layer including the coil pattern. Specifically, when a negative resist product is used, a mask is stacked on the photoresist film, and only a portion other than the existing portion of the pattern layer of the photoresist film is exposed. Thereafter, the resist pattern is formed by removing unexposed portions with an organic solvent or the like.
<コイルパターン形成工程>
コイルパターン形成工程では、図2Bに示すように形成した上記レジストパターンRの開口部の導電性下地層S上へのメッキによりコイルパターン2aを形成する。
<Coil pattern formation process>
In the coil pattern forming step, the
レジストパターンRの開口部に充填されるメッキとしては、電気メッキ又は無電解メッキが挙げられ、電気メッキが好ましい。電気メッキを用いることで、コイルパターン2aを容易かつ確実に形成できる。メッキ時の温度、時間等は用いるメッキの種類に応じて適宜変更可能である。
Examples of the plating that fills the opening of the resist pattern R include electroplating or electroless plating, and electroplating is preferable. By using electroplating, the
<導電性下地層除去工程>
導電性下地層除去工程では、図2Cに示すようにコイルパターン2a形成後にレジストパターン及びその底部の導電性下地層を除去する。
<Conductive underlayer removal process>
In the conductive underlayer removing step, as shown in FIG. 2C, after the
レジストパターンの除去は、レジストパターンを導電性下地層から剥離することで行われる。具体的には、図2Bに示すレジストパターンR、コイルパターン2a、導電性下地層S及びベースフィルム1を有する積層体を剥離液に浸漬させることで、レジストパターンを剥離液により膨張させる。これにより、レジストパターンと導電性下地層Sとの間に反発力が生じ、レジストパターンが導電性下地層Sから剥離する。この剥離液としては公知のものを用いることができる。
The resist pattern is removed by peeling the resist pattern from the conductive base layer. Specifically, the resist pattern R is expanded by the stripping solution by immersing the laminate having the resist pattern R, the
レジストパターン底部の導電性下地層の除去は、レジストパターン剥離後に露出する導電性下地層をコイルパターン2aをマスクとしたエッチングにより除去する。これにより、コイルパターン2aにおける配線が電気的に分離される。このエッチングには導電性下地層を形成する金属を浸食するエッチング液が使用される。このため、コイルパターン2aもエッチング液による浸食を受け得るが、コイルパターン2a全体の厚みは導電性下地層に比べて十分に大きいためエッチングの影響を無視できる。
The conductive base layer at the bottom of the resist pattern is removed by etching using the
なお、上記導電性下地層除去工程後に配線を太らせる二次メッキを行ってもよい。 In addition, you may perform the secondary plating which thickens wiring after the said conductive base layer removal process.
<コイル芯パターン形成工程>
コイル芯パターン形成工程では、図2Dに示すようにコイルパターン2aの最内周よりも内側に磁性を有するコイル芯パターン2bを形成する。
<Coil core pattern formation process>
In the coil core pattern forming step, as shown in FIG. 2D, the
コイル芯パターン2bの形成方法は特に限定されず、例えばコイル芯パターン2bを形成する磁性体ブロックをコイル内側領域に接着剤等により積層する方法を用いることができる。ただし、生産性の観点からは、次の方法を用いることが好ましい。
The method for forming the
つまり、コイル芯パターン形成工程は、レジストパターンの開口部へのメッキによりコイル芯用金属パターンを形成するコイル芯用金属パターン形成工程と、上記コイル芯用金属パターンを熱処理により磁性化する磁性化工程とを有するとよい。 That is, the coil core pattern forming step includes a coil core metal pattern forming step of forming a coil core metal pattern by plating the resist pattern opening, and a magnetizing step of magnetizing the coil core metal pattern by heat treatment. It is good to have.
具体的には、まず上記レジストパターン形成工程において、図3に示すように、コイルパターンの反転形状に加え、コイル芯パターンの反転形状も含むレジストパターンRを形成する。その後、上記導電性下地層除去工程よりも前に、つまりレジストパターンRを除去する前に、以下の工程を含むコイル芯パターン形成工程を行う。 Specifically, first, in the resist pattern forming step, as shown in FIG. 3, a resist pattern R including the inverted shape of the coil core pattern in addition to the inverted shape of the coil pattern is formed. Thereafter, before the conductive underlayer removing step, that is, before removing the resist pattern R, a coil core pattern forming step including the following steps is performed.
(コイル芯用金属パターン形成工程)
コイル芯用金属パターン形成工程では、図3のレジストパターンRのコイル芯パターンの反転形状の開口部にメッキを行ってコイル芯パターンと同形状のコイル芯用金属パターンを形成する。なお、このメッキは、上記コイルパターン形成工程のメッキと同時に行ってもよいし、別々に行ってもよい。
(Metal pattern forming process for coil core)
In the coil core metal pattern forming step, a metal pattern for the coil core having the same shape as the coil core pattern is formed by plating the reversal opening of the coil core pattern of the resist pattern R in FIG. This plating may be performed simultaneously with the plating in the coil pattern forming step or may be performed separately.
(磁性化工程)
磁性化工程では、上記メッキにより得られたコイル芯用金属パターンを熱処理して磁性化することで、コイル芯パターン2bを形成する。コイル芯パターン2b形成後、上記導電性下地層除去工程を行う。なお、導電性下地層除去工程の後に磁性化工程を行ってもよい。
(Magnification process)
In the magnetizing step, the
上記熱処理温度の下限としては、100℃が好ましく、150℃がより好ましい。一方、上記熱処理温度の上限としては、350℃が好ましく、300℃がより好ましい。また、上記熱処理時間の下限としては、0.25時間が好ましく、0.5時間がより好ましい。一方、上記熱処理時間の上限としては、24時間が好ましく、12時間がより好ましい。上記熱処理温度又は時間が上記下限より小さいと、磁性化が不十分となるおそれがある。逆に、上記熱処理温度及び時間が上記上限を超えると、カバーレイ等が熱劣化する恐れや生産コストが過大となるおそれがある。 As a minimum of the above-mentioned heat treatment temperature, 100 ° C is preferred and 150 ° C is more preferred. On the other hand, the upper limit of the heat treatment temperature is preferably 350 ° C, more preferably 300 ° C. Moreover, as a minimum of the said heat processing time, 0.25 hour is preferable and 0.5 hour is more preferable. On the other hand, the upper limit of the heat treatment time is preferably 24 hours, and more preferably 12 hours. If the heat treatment temperature or time is smaller than the lower limit, magnetization may be insufficient. On the contrary, if the heat treatment temperature and time exceed the upper limit, the coverlay and the like may be thermally deteriorated and the production cost may be excessive.
上述の方法では、一つのレジストパターンを用いてコイルパターンとコイル芯パターンとをメッキで形成することができるので、製造性に優れる。なお、上述の方法で形成したコイル芯パターンは、導電性下地層の表面にコイル芯用金属パターンを積層したものであるため、ベースフィルム側に導電性下地層を含む。コイル芯パターン全体の厚みは導電性下地層に比べて十分に大きいため、この導電性下地層は磁性化されていてもされていなくてもよい。 In the above-described method, the coil pattern and the coil core pattern can be formed by plating using a single resist pattern, which is excellent in manufacturability. In addition, since the coil core pattern formed by the above-mentioned method is obtained by laminating a coil core metal pattern on the surface of the conductive underlayer, the conductive underlayer is included on the base film side. Since the entire thickness of the coil core pattern is sufficiently larger than the conductive underlayer, the conductive underlayer may or may not be magnetized.
なお、コイル芯パターンをコイルパターンよりも先に形成してもよい。つまり、コイル芯パターン形成工程後にコイルパターン形成工程を行ってもよい。 The coil core pattern may be formed before the coil pattern. That is, you may perform a coil pattern formation process after a coil core pattern formation process.
<カバーレイ積層工程>
カバーレイ積層工程において、ベースフィルム及びパターン層の表面にカバーレイを積層する。具体的には、カバーレイは、ベースフィルム及びパターン層の表面に接着層を介してカバーフィルムを貼着することで積層できる。
<Coverlay lamination process>
In the cover lay lamination step, the cover lay is laminated on the surface of the base film and the pattern layer. Specifically, the coverlay can be laminated by sticking the cover film to the surfaces of the base film and the pattern layer via an adhesive layer.
<利点>
当該プリント配線板は、渦巻き状のコイルパターンの内側に磁性を有するコイル芯パターンを有するため、このコイル芯パターンによって、コイルパターンの配線密度を高めずとも、従来よりも磁束密度を高めることができる。つまり、当該プリント配線板及びその製造方法によれば、平面コイルの磁束密度を比較的低いコストで向上できる。
<Advantages>
Since the printed wiring board has a coil core pattern having magnetism inside the spiral coil pattern, the coil core pattern can increase the magnetic flux density more than before without increasing the wiring density of the coil pattern. . That is, according to the printed wiring board and the manufacturing method thereof, the magnetic flux density of the planar coil can be improved at a relatively low cost.
当該プリント配線板は、磁束密度を高めることができるので、小型機器用のアクチュエータ、アンテナ、トランス等として好適に用いることができる。 Since the printed wiring board can increase the magnetic flux density, it can be suitably used as an actuator, antenna, transformer, or the like for small equipment.
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Other Embodiments]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is not limited to the configuration of the embodiment described above, but is defined by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims. The
上記実施形態では、単一のベースフィルムと、このベースフィルムの一方の面に積層される1層のパターン層を有するプリント配線板について説明したが、単一のベースフィルムの両面にパターン層が積層したものも本発明の意図する範囲内である。さらに、当該プリント配線板は、複数のベースフィルムを有し、各ベースフィルムが一方の面又は両面にパターン層を有する多層プリント配線板であってもよい。 In the said embodiment, although the printed wiring board which has a single base film and one pattern layer laminated | stacked on one surface of this base film was demonstrated, a pattern layer is laminated | stacked on both surfaces of a single base film These are also within the intended scope of the present invention. Furthermore, the printed wiring board may have a plurality of base films, and each base film may be a multilayer printed wiring board having a pattern layer on one side or both sides.
また、コイルパターンの周囲(最外周の配線の外側)に磁性を有するベタパターンをさらに配設してもよい。これにより、磁束密度をさらに高めることができる。 Moreover, you may further arrange | position the solid pattern which has magnetism around the coil pattern (outside of outermost periphery wiring). Thereby, magnetic flux density can further be raised.
なお、当該プリント配線板のコイルパターンは、サブトラクティブ法で形成してもよく、銅、銀、ニッケル等の金属を配合したペースト、インキ等で印刷して形成してもよい。 In addition, the coil pattern of the said printed wiring board may be formed by a subtractive method, and may be formed by printing with paste, ink, etc. which mix | blended metals, such as copper, silver, and nickel.
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
まず、内径2mm、外径2.703mm、巻き数11、配線の平均幅24μm、配線の平均間隔8μmのコイルパターンのインダクタンスをシミュレーションにより求めたところ、0.496μHであった。次に、このコイルパターンの最内周よりも内側に、Niを主成分とし、比透磁率が1.5のコイル芯パターンを形成したパターン層のインダクタンスを同様に求めたところ、0.744μHとなり、このコイル芯パターンによりインダクタンス(磁束密度)が向上することが示された。 First, the inductance of a coil pattern having an inner diameter of 2 mm, an outer diameter of 2.703 mm, the number of turns of 11, an average wiring width of 24 μm, and an average wiring spacing of 8 μm was found by simulation to be 0.496 μH. Next, when the inductance of the pattern layer in which the coil core pattern having Ni as the main component and the relative permeability of 1.5 was formed inside the innermost circumference of the coil pattern was similarly obtained, it was 0.744 μH. It was shown that the inductance (magnetic flux density) is improved by this coil core pattern.
以上のように、本発明のプリント配線板は、平面コイルの磁束密度を比較的低いコストで向上できるため、ウェアラブルデバイス等の携帯機器の給電用アンテナ又は受電用アンテナ、トランス等として好適に使用できる。 As described above, since the printed wiring board of the present invention can improve the magnetic flux density of the planar coil at a relatively low cost, it can be suitably used as a power feeding antenna, power receiving antenna, transformer, or the like of a portable device such as a wearable device. .
1 ベースフィルム
2 パターン層
2a コイルパターン
2b コイル芯パターン
2c 第一接続端子
2d 第二接続端子
S 導電性下地層
R レジストパターン
DESCRIPTION OF
Claims (4)
このベースフィルムの少なくとも一方の面側に積層されるパターン層と
を備え、
上記パターン層が、導電性の渦巻き状のコイルパターンと、このコイルパターンの最内周よりも内側に配設され、磁性を有するコイル芯パターンとを含むプリント配線板。 An insulating base film;
A pattern layer laminated on at least one surface side of the base film,
A printed wiring board, wherein the pattern layer includes a conductive spiral coil pattern and a coil core pattern that is disposed inside the innermost periphery of the coil pattern and has magnetism.
上記ベースフィルムの一方の面側に導電性下地層を積層する導電性下地層積層工程と、
この導電性下地層の一方の面にフォトレジスト膜を積層するフォトレジスト膜積層工程と、
このフォトレジスト膜への露光及び現像により、渦巻き状のコイルパターンを含むパターン層の反転形状のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
このレジストパターンの開口部の導電性下地層上へのメッキにより上記コイルパターンを形成するコイルパターン形成工程と、
上記レジストパターン及びその底部の導電性下地層を除去する導電性下地層除去工程と、
上記コイルパターンの最内周よりも内側に磁性を有するコイル芯パターンを形成するコイル芯パターン形成工程と
を備えるプリント配線板の製造方法。 A method for producing a printed wiring board comprising a base film having insulating properties and a pattern layer laminated on at least one surface side of the base film,
A conductive underlayer laminating step of laminating a conductive underlayer on one side of the base film;
A photoresist film laminating step of laminating a photoresist film on one surface of the conductive underlayer;
A resist pattern forming step of forming a resist pattern having a reversed shape of a pattern layer including a spiral coil pattern by exposing and developing the photoresist film;
A coil pattern forming step of forming the coil pattern by plating on the conductive underlayer of the opening of the resist pattern;
A conductive underlayer removing step for removing the resist pattern and the conductive underlayer at the bottom thereof;
And a coil core pattern forming step of forming a coil core pattern having magnetism inside the innermost periphery of the coil pattern.
上記コイル芯パターン形成工程が、
上記レジストパターンの開口部へのメッキによりコイル芯用金属パターンを形成するコイル芯用金属パターン形成工程と、
上記コイル芯用金属パターンを熱処理により磁性化する磁性化工程と
を有する請求項3に記載のプリント配線板の製造方法。 The resist pattern formed in the resist pattern forming step includes an inverted shape of the coil core pattern,
The coil core pattern forming step
A coil core metal pattern forming step of forming a coil core metal pattern by plating the opening of the resist pattern;
The method for producing a printed wiring board according to claim 3, further comprising a magnetizing step of magnetizing the metal pattern for the coil core by heat treatment.
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