JP2018098416A - 平面コイルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エッチングレジストを用いた金属層のパターニング工程が不要であり、平面コイルを電解めっきにより形成する場合でもその両端の膜厚差を縮小する。
【解決手段】平面コイルの製造方法は、基材上に、一端及び他端を有するコイル配線部と、外部電源とコイル配線部の第１の接続位置とを接続する給電配線部１１ｄと、第１の接続位置よりも他端側であるコイル配線部の第２の接続位置と第２の接続位置よりも一端側であるコイル配線部の第３の接続位置とを短絡する接続配線部１１ｅとを有する下地導体層Ｌ１を形成する工程Ｓ２と、下地導体層Ｌ１上に配線導体層Ｌ２を電解めっきにより形成する工程Ｓ３と、給電配線部１１ｄ及び接続配線部１１ｅを除去する工程Ｓ４とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、平面コイルの製造方法に関し、特に、平面コイルの前駆体としての配線部品を用いた電解めっきによる製造方法に関する。

ＩＣタグやＮＦＣ（Near Field radio Communication）アンテナに代表される平面コイルは、基材上に金属層を形成し、金属層の所望の領域をエッチングレジストで覆い、レジストを形成していない領域をエッチングにより除去することで形成されている。しかし、この方法ではエッチングレジストを形成のためクリーンルームなどの設備が必要となるうえ、コイル形状を変更するたびに新規なフォトマスクが必要となることから初期費用が嵩んでしまう。これらの課題に対応するため、基材上にめっき触媒を所望のパターンで印刷し、無電解めっきを行うことでエッチングレジストを形成せずに所望の形状の金属層を形成する方法が検討されている（例えば特許文献１参照）。

一般に無電解めっきは析出速度が遅く生産性が低いため、無電解めっきの後に電解めっきが行われている。しかし、電解めっきは無電解めっきと異なり均一析出性が低いため、平面コイルを電解めっきにより形成する場合には次のような問題がある。すなわち、平面コイルの一端からめっき電流を供給する場合、給電点に近い一端側では十分なめっき厚となるが、平面コイルの他端側は給電点から遠いため、めっき厚が不十分となり、平面コイル内での膜厚分布（膜厚差）が生じてしまう。特に、平面コイルがスパイラルパターンである場合、その内周端はスパイラルパターンのループに囲まれた開放端となることから、外周端との間の膜厚差の問題が顕著である。

スパイラルパターンの立体構造を許容するのであれば、スパイラルパターンの内周端と外周端とを他の配線層を介して接続してその全体を１つのループにすることで両端の膜厚差の問題を容易に解消できる。しかし、単層の導体層で完結させようとする場合には上記問題が依然として残る。

コイルパターン全体にわたってめっき厚さのばらつきを抑えるため、コイルパターン全体の電位が同一となるように、めっき槽内の負極の電極棒を用いて電解めっき時にコイルパターンの各ターンを短絡接続した状態で電解めっきを施す方法も提案されている（特許文献２参照）。

特開２０１０−１６８４１３号公報 特開２００９−２４６３６３号公報

しかしながら、特許文献２に記載されているように短絡線として電解めっき用電極棒を用いる場合には、電極棒の接触位置におけるめっき成長が部分的に抑制され、コイルパターン全体が不均一な膜厚分布になることから、他の解決方法が望まれている。

したがって、本発明の目的は、エッチングレジストを用いた金属層のパターニング工程が不要であり、平面コイルを電解めっきにより形成する場合でもその両端の膜厚差を縮小することが可能な平面コイルの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明による平面コイルの製造方法は、基材上に、一端及び他端を有するコイル配線部と、前記コイル配線部の第１の接続位置と外部電源とを接続する給電配線部と、前記第１の接続位置よりも前記他端側である前記コイル配線部の第２の接続位置と前記第２の接続位置よりも前記一端側である前記コイル配線部の第３の接続位置とを短絡する接続配線部とを有する下地導体層を形成する工程と、前記外部電源から給電を行うことによって、前記下地導体層上に配線導体層を電解めっきにより形成する工程と、前記給電配線部及び前記接続配線部を除去する工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、電解めっき時に給電点からコイル配線部の他端までの距離が一時的に短くなるため、電解めっき処理後のコイル配線部の両端の膜厚差を縮小することができる。また配線導体層を電解めっきにより形成した後に給電配線部及び接続配線部を除去するので、所望の平面コイルパターンを確実に形成することができる。

本発明よる平面コイルの製造方法は、前記下地導体層を形成する前に、前記基材上に下地樹脂層を形成する工程をさらに備え、前記下地導体層を形成する工程は、前記下地樹脂層上に前記下地導体層を無電解めっきにより形成することが好ましい。この方法によれば、エッチングレジストを用いて金属層をパターニングすることなく所望のコイルパターンを形成することができ、無電解めっきと電解めっきの組み合わせにより生産性を向上させることができる。

本発明において、前記給電配線部及び前記接続配線部を除去する工程は、前記給電配線部及び前記接続配線部を前記基材と共に物理的に除去してもよく、前記給電配線部及び前記接続配線部を構成する前記下地導体層及び前記配線導体層をエッチングにより除去してもよい。この方法によれば、給電配線部及び接続配線部を簡単に除去して平面コイルを完成させることができる。

本発明において、前記コイル配線部はスパイラルパターンを含み、前記コイル配線部の一端及び他端はそれぞれ前記スパイラルパターンの外周端及び内周端であることが好ましい。スパイラルパターンの内周端はスパイラルのループに囲まれてどことも接続されない開放端であるため、そのままでは外周端との電気抵抗差が大きく、膜厚差の問題が顕著である。しかし、本発明ではコイル配線部の内周端を当該内周端よりも外周端側の一点に短絡接続する接続配線部を設けているので、コイル配線部の内周端の膜厚を向上させることができ、コイル配線部の両端の膜厚差を縮小することができる。

本発明において、前記第１の接続位置は、前記スパイラルパターンの最外周ターンの範囲内であって、前記外周端よりも前記内周端側にあることが好ましい。これによれば、給電位置から外周端までの距離と給電点から内周端までの距離をさらに縮めることができ、両端の導体層の膜厚差をさらに縮小することができる。

本発明において、前記第２の接続位置は、前記スパイラルパターンの前記内周端であることが好ましい。この場合において、前記第３の接続位置は、前記スパイラルパターンの最内周ターンであって、前記内周端を通過して、前記外周端から前記内周端に向かう巻回方向の延長線上にあることが好ましい。このようにすることで、スパイラルパターンの両端の膜厚差を縮小することができ、また接続配線部の除去も容易に行うことができる。なお、スパイラルパターンのターン数が１ターンの場合、最内周ターンは最外周ターンと共通となる。

本発明において、前記基材は樹脂フィルムであることが好ましい。この場合において、前記下地樹脂層はＰｄ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｔ及びＡｕから選ばれた少なくとも一種の金属を含む樹脂からなることが好ましい。さらに、前記下地導体層及び前記配線導体層は、それぞれＣｕ、Ａｇ及びＡｕから選ばれた少なくとも一種の金属からなることが好ましい。これによれば、樹脂フィルム上に導体パターンを容易に形成することができ、高品質な平面コイルを低コストで製造することができる。

本発明によれば、エッチングレジストを用いた金属層のパターニング工程が不要であり、平面コイルを電解めっきにより形成する場合でもその両端の膜厚差を縮小することが可能な平面コイルの製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態による平面コイルの構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。 図２は、平面コイルの製造方法を説明するフローチャートである。 図３は、平面コイルの製造工程の一つ（印刷工程）を説明するための図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。 図４は、平面コイルの製造工程の一つ（無電解めっき工程）を説明するための図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。 図５は、平面コイルの製造工程の一つ（電解めっき工程）を説明するための図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。 図６は、電解めっき方法を説明するための模式図である。 図７は、平面コイルの製造工程の一つ（除去工程）を説明するための平面図である。 図８（ａ）〜（ｆ）は、平面コイルパターン（接続配線部及び給電配線部）の変形例を示す平面図である。 図９（ａ）〜（ｃ）は、平面コイルの評価試験に用いた配線部品の配線パターンの構成を示す平面図である。 図１０は、平面コイルの評価試験の結果を示す表である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態による平面コイルの構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、平面コイル１は、基材１０と、基材１０の一方の主面に形成されたスパイラル状の平面コイルパターン１１とを備えている。基材１０は例えばＰＥＴフィルム、ポリイミドフィルムなどの樹脂フィルム（フレキシブル基板）であることが好ましい。樹脂フィルムを用いた場合には非常に薄型で取り扱いが容易な平面コイル１を低コストで製造することができる。ただし、基材１０はガラスエポキシ基板などのリジッド基板であってもよい。また基材１０は単層構造であってもよく、多層構造であってもよい。

平面コイルパターン１１は、スパイラル状のコイル配線部１１ａと、コイル配線部１１ａの外周端１１ａ_１（一端）及び内周端１１ａ_２（他端）にそれぞれに設けられたパッド１１ｂ，１１ｃとを有している。本実施形態によるコイル配線部１１ａは矩形スパイラルパターンであるが、円形スパイラルパターンであってもよく、楕円又は長円スパイラルパターンであってもよい。コイル配線部１１ａのターン数は１ターン以上であることが好ましく、２〜１０ターンであることが特に好ましい。ターン数が１ターン未満では本発明が解決しようとする課題がほとんど発生せず、またターン数があまりに大きすぎるとコイル配線部１１ａの両端間の抵抗差を小さくするという本発明の効果が得られなくなるからである。

コイル配線部１１ａの幅は０．０５〜１ｍｍであることが好ましく、０．１〜０．５ｍｍであることが特に好ましい。配線幅が０．０５ｍｍ未満となる非常に細いコイル配線部１１ａを電解めっきにより形成することは難しく、また配線幅が１ｍｍを超える太いコイル配線部１１ａではその両端、つまり外周端１１ａ_１と内周端１１ａ_２との抵抗差に起因するコイル端末部の膜厚差の問題がほとんど生じないからである。

平面コイルパターン１１の断面構造は、下地樹脂層Ｌ０と、下地樹脂層Ｌ０上に無電解めっきにより形成された下地導体層Ｌ１と、下地導体層Ｌ１上に電解めっきにより形成された配線導体層Ｌ２とで構成されている。下地樹脂層Ｌ０及び下地導体層Ｌ１は、配線導体層Ｌ２に対する多層構造の下地層ＬＢを構成している。また、下地導体層Ｌ１及び配線導体層Ｌ２は、平面コイルパターン１１を構成する導体パターンとしての導体層ＬＬを構成している。

下地樹脂層Ｌ０は、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｔ及びＡｕから選ばれた少なくとも一種の金属を含む樹脂（導電性高分子）からなることが好ましい。下地樹脂層Ｌ０を設けることにより、基材１０上に導体層ＬＬを形成することが可能となる。

下地導体層Ｌ１は、Ｃｕ、Ａｇ及びＡｕから選ばれた少なくとも一種の金属からなることが好ましい。下地導体層Ｌ１を設けることにより、基材１０上に配線導体層Ｌ２を電解めっきにより形成することが可能となる。下地導体層Ｌ１の厚さは０．０５〜２μｍであることが好ましい。

配線導体層Ｌ２は下地導体層Ｌ１よりも厚い層であり、Ｃｕ、Ａｇ及びＡｕから選ばれた少なくとも一種の金属からなることが好ましい。配線導体層Ｌ２を設けることにより、基材１０上に十分な厚さの導体層ＬＬを形成することができる。

導体層ＬＬの厚さは特に限定されないが、５０μｍ以下であることが好ましく、３８μｍ以下であることが特に好ましい。これは平面コイルパターン１１を構成する導体層ＬＬの厚みが増えるほど電解めっきでの処理時間が増加し、生産性が低下するためである。一方、導体層ＬＬの厚さは１μｍ以上であることが好ましい。これは導体層ＬＬの厚さが薄ければ、均一析出性に優れた無電解めっきのみでも十分な生産性を有し、導体層ＬＬを電解めっきにより形成する意義が低いからである。

図２は、平面コイルの製造方法を説明するフローチャートである。また図３〜図５は、平面コイルの製造工程を説明するための図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。

図２及び図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、平面コイル１の製造では、まず基材１０上に下地樹脂層Ｌ０を形成する（図２：ステップＳ１）。下地樹脂層Ｌ０は、無電解めっきによる下地導体層Ｌ１の形成を促進させる触媒としての役割を果たすものである。下地樹脂層Ｌ０は印刷により形成することが好ましく、例えばスクリーン印刷やインクジェット法により形成することができる。このように、下地樹脂層Ｌ０が形成された基材１０は、平面コイル１に対する第１の中間体としての配線部品５Ａを構成している。本実施形態による平面コイル１の製造方法は、このような平面コイル製造用配線部品５Ａを予め用意してその製造を開始することができる。

図３（ａ）に示すように、下地樹脂層Ｌ０の平面形状は、平面コイルパターン１１を構成するスパイラル状のコイル配線部１１ａと、コイル配線部１１ａの両端にそれぞれ設けられたパッド１１ｂ，１１ｃと、コイル配線部１１ａの途中（第１の接続位置）に接続された給電配線部１１ｄと、コイル配線部１１ａの内周端１１ａ_２（第２の接続位置）と内周端１１ａ_２よりも外周端１１ａ_１側の接続位置（第３の接続位置）とを短絡する接続配線部１１ｅとを有している。

給電配線部１１ｄは、コイル配線部１１ａの外周端１１ａ_１側に接続される配線パターンであり、電解めっきの際に外部電源からコイル配線部１１ａに給電するために設けられている。給電配線部１１ｄの接続位置（第１の接続位置）Ｐ_１は、コイル配線部１１ａの最外周ターンの途中に接続されることが好ましく、最外周ターンのできるだけ内周端１１ａ_２側に接続されることが特に好ましい。これにより、コイル配線部１１ａの給電配線部１１ｄとの接続点（給電点）から内周端１１ａ_２までの配線長と給電点から外周端１１ａ_１までの配線長との差が縮まり、両端の抵抗差が減少することから、両端の膜厚差が小さいコイル配線部１１ａを得ることができる。ただし、給電配線部１１ｄの接続位置Ｐ_１をあまり内周端１１ａ_２側に近づけすぎると給電配線部１１ｄとコイル配線部１１ａの外周端１１ａ_１との距離が近くなりすぎて給電配線部１１ｄの形成及び後述する給電配線部１１ｄの除去が困難となるため、両者の間には適度な間隔が必要である。

給電配線部１１ｄの配線抵抗の影響を小さくするため、その幅はコイル配線部１１ａの幅以上であることが好ましく、コイル配線部１１ａの幅よりも大きいことが特に好ましい。給電配線部１１ｄの本数は特に限定されず、任意の本数の給電配線部１１ｄを接続可能である。ただし平面コイル１を得るためには給電配線部１１ｄを最終的に除去する必要があり、給電配線部１１ｄの本数を過度に増やすことは製造コストの増加にもつながるため望ましくない。

接続配線部１１ｅは、コイル配線部１１ａの内周端１１ａ_２（第２の接続位置Ｐ_２）と当該内周端１１ａ_２よりも外周端１１ａ_１側の任意の位置（第３の接続位置Ｐ_３）とを短絡する配線パターンであり、給電点から内周端１１ａ_２までの距離（配線長）をできるだけ短くするために設けられている。本実施形態において、接続配線部１１ｅは、内周端１１ａ_２を通過して、外周端１１ａ_１から内周端１１ａ_２に向かう巻回方向に真っ直ぐ延びて最内周ターンと交差する位置に接続されている。このように、接続配線部１１ｅを設けてコイル配線部１１ａの給電点から内周端１１ａ_２までの配線長をできるだけ短くすることにより、電気抵抗に起因する内周端１１ａ_２の導体層ＬＬの膜厚不足を解消することができる。

次に、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、下地樹脂層Ｌ０上に下地導体層Ｌ１を無電解めっきにより形成する（図２：ステップＳ２）。無電解めっきの具体的な方法は特に限定されず、種々の方法により行うことができる。下地導体層Ｌ１の厚さは０．０１〜１μｍであることが好ましく、０．０５〜０．５μｍであることが特に好ましい。下地導体層Ｌ１はＣｕ、Ａｇ及びＡｕから選ばれた少なくとも一種の金属からなることが好ましい。このように、下地樹脂層Ｌ０及び下地導体層Ｌ１が順に形成された基材１０は、平面コイル１に対する第２の中間体としての配線部品５Ｂを構成している。本実施形態による平面コイル１の製造方法は、このような平面コイル製造用配線部品５Ｂを予め用意してその製造を開始してもよい。

なお図４（ｂ）では下地樹脂層Ｌ０の上面にのみ下地導体層Ｌ１を形成しているが、実際には下地樹脂層Ｌ０の上面のみならず側面にも下地導体層Ｌ１が薄く形成される。すなわち、無電解めっきにより下地樹脂層Ｌ０の露出面全体が下地導体層Ｌ１で覆われることになる。

次に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、配線部品５Ｂに対する電解めっき処理を行い、下地導体層Ｌ１上に配線導体層Ｌ２を形成する（図２：ステップＳ３）。図６に示すように、電解めっき工程では、外部電源５０を給電配線部１１ｄに接続した状態で配線部品５Ｂをめっき槽５１内のめっき液５２中に浸漬し、給電配線部１１ｄを介してコイル配線部１１ａに電圧を印加する。なお電解めっきの具体的な方法は特に限定されず、種々の方法により行うことができる。このように、下地樹脂層Ｌ０、下地導体層Ｌ１及び配線導体層Ｌ２が順に形成された基材１０は、平面コイル１に対する第３の中間体としての配線部品５Ｃを構成している。

なお図５（ｂ）では下地導体層Ｌ１の上面にのみ配線導体層Ｌ２を形成しているが、実際には下地導体層Ｌ１の上面のみならず側面にも配線導体層Ｌ２が薄く形成される。すなわち、電解めっきにより下地導体層Ｌ１の露出面全体が配線導体層Ｌ２で覆われることになる。

接続配線部１１ｅを設けない従来の方法では、配線導体層Ｌ２を形成する電解めっきにおいてコイル配線部１１ａの両端の抵抗差が大きく、そのためコイル配線部１１ａの両端の膜厚差が大きくなるという問題があった。しかし、本実施形態においては、接続配線部１１ｅ及び給電配線部１１ｄを設けたことによってコイル配線部１１ａの両端の抵抗差を小さくすることができるので、外周端１１ａ_１の内周端１１ａ_２との膜厚差を縮小することができる。

最後に、図７に示すように、配線部品５Ｃにおける給電配線部１１ｄ及び接続配線部１１ｅを除去する（図２：ステップＳ４）。除去方法は特に限定されず、パンチングやカットなどの物理的手段であってもよく、エッチングなどの化学的手段であってもよい。基材１０が樹脂フィルムの場合には、パンチングやカットにより給電配線部１１ｄ及び接続配線部１１ｅを基材１０と共に物理的に除去することが容易である。基材１０を残したまま給電配線部１１ｄ及び接続配線部１１ｅを除去する場合、エッチングを用いることで給電配線部１１ｄ及び接続配線部１１ｅを構成する導体層ＬＬ（下地導体層Ｌ１及び配線導体層Ｌ２）を除去することができる。この際に基材１０上に下地樹脂層Ｌ０を残留させても良く、溶剤などを用いて除去しても良い。以上により、図１に示した平面コイル１が完成する。

図８（ａ）〜（ｆ）は、平面コイルパターン１１の変形例を示す平面図である。

図８（ａ）に示す平面コイルパターン１１は、接続配線部１１ｅの一端の接続位置（第２の接続位置）Ｐ_２がコイル配線部１１ａの内周端１１ａ_２に設定されると共に、接続配線部１１ｅの他端の接続位置（第３の接続位置）Ｐ_３がコイル配線部１１ａの内周端１１ａ_２からループの中央部を通過してその反対側のコイル配線部１１ａの最内周ターンの途中に設定されている。すなわち、接続配線部１１ｅは内周端１１ａ_２を通過する巻回方向と直交する方向に進行して最内周ターンと交差する位置に接続されている。

図８（ｂ）に示す平面コイルパターン１１は、接続配線部１１ｅの一端の接続位置（第２の接続位置）Ｐ_２がコイル配線部１１ａの内周端１１ａ_２に設定されると共に、接続配線部１１ｅの他端の接続位置（第３の接続位置）Ｐ_３がコイル配線部１１ａの内周端１１ａ_２からループの外側に向かって延びてコイル配線部１１ａの最内周ターンの始端位置に設定されている。すなわち、接続配線部１１ｅはスパイラルパターンの隣接ターン間を短絡するように設けられている。これによれば、図８（ａ）の場合よりもコイル配線部１１ａの内周端１１ａ_２を給電点により近い位置に短絡接続することができ、両端の膜厚差をさらに縮小することができるが、接続配線部１１ｅの除去は図８（ａ）の場合よりも難しい。

図８（ｃ）に示す平面コイルパターン１１は、接続配線部１１ｅの一端の接続位置（第２の接続位置）Ｐ_２がコイル配線部１１ａの内周端１１ａ_２よりも外周端１１ａ_１側に設定されており、接続配線部１１ｅの他端の接続位置（第３の接続位置）Ｐ_３がコイル配線部の内周端１１ａ_２を通過する巻回方向と平行に伸びて、最内周ターンの途中に設定されている。このように、接続配線部１１ｅの一端及び他端は、コイル配線部１１ａの最内周ターンの任意の位置に設定することができる。

図８（ｄ）に示す平面コイルパターン１１は、図３と比べて給電配線部１１ｄの接続位置（第１の接続位置）Ｐ_１がコイル配線部１１ａのさらに外周端１１ａ_１側に設定されている。また、図８（ｅ）に示す平面コイルパターン１１は、図３と比べて給電配線部１１ｄの配線幅が狭く、コイル配線部１１ａと同じ太さの配線で構成されている。さらに、図８（ｆ）に示す平面コイルパターン１１は、図３と比べて接続配線部１１ｅの配線幅が広く、コイル配線部１１ａよりも太い配線で構成されている。このように、給電配線部１１ｄ及び接続配線部１１ｅには様々なパターンレイアウト及び配線幅を採用することが可能である。

以上説明したように、本実施形態による配線部品５Ｂは、基材１０と、基材１０上に形成された平面コイルパターン１１とを備え、平面コイルパターン１１は、コイル配線部１１ａと、コイル配線部１１ａの第１の接続位置と外部電源とを接続する給電配線部１１ｄと、第１の接続位置よりも他端側であるコイル配線部の第２の接続位置と第２の接続位置よりも一端側であるコイル配線部の第３の接続位置とを短絡する接続配線部１１ｅとを含み、平面コイルパターン１１の断面構造が、基材１０上に形成された下地樹脂層Ｌ０と、下地樹脂層Ｌ０上に形成された導体層（下地導体層Ｌ１）とを有し、接続配線部１１ｅがコイル配線部１１ａの両端の抵抗差を小さくするので、電解めっき時に平面コイルパターン１１の両端の膜厚差を縮小することができ、平面コイル１の品質の向上を図ることができる。また、平面コイルパターン１１の断面構造が、基材１０上に形成された下地樹脂層Ｌ０と、下地樹脂層Ｌ０上に形成された下地導体層Ｌ１とを有するので、配線導体層Ｌ２を電解めっきにより形成することができ、エッチングレジストを用いることなく平面コイルパターン１１を容易に形成することができる。

また、本実施形態による配線部品５Ｂは、給電配線部１１ｄがコイル配線部１１ａの外周端１１ａ_１よりも内周端１１ａ_２側に接続されているので、電解めっき時に給電配線部１１ｄがコイル配線部１１ａの両端の抵抗差をさらに小さくすることができる。したがって、平面コイルの両端の膜厚差を縮小することができ、平面コイルの品質の向上を図ることができる。

また、本実施形態による平面コイルの製造方法は、コイル配線部１１ａと共に給電配線部１１ｄ及び接続配線部１１ｅを電解めっきにより形成した後、給電配線部１１ｄ及び接続配線部１１ｅを除去するので、平面コイルパターンの両端の膜厚差を縮小することができ、平面コイルの電気的特性の向上を図ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態においては、無電解めっきのための触媒を含む下地樹脂層Ｌ０を印刷により形成した後、下地導体層Ｌ１を無電解めっきにより形成し、配線導体層Ｌ２を電解めっきにより形成する場合を例に挙げたが、本発明はこのような製造方法に限定されるものではなく、例えばエッチングレジストを用いた金属層のエッチングにより所望のコイルパターンを形成した後、金属層を電解めっきする従来の方法にも適用することが可能である。

図９（ａ）〜（ｃ）に示す配線パターンを有する比較例１〜４及び実施例１〜５による配線部品５Ａを用いてそれぞれ作製した平面コイル１の配線抵抗及び膜厚分布の評価試験を行った。

比較例１の配線部品５Ａは、図９（ａ）に示すように、スパイラル状のコイル配線部１１ａと、コイル配線部１１ａの外周端１１ａ_１（すなわち外周端１１ａ_１から０ｍｍの位置）に接続された給電配線部１１ｄを有するが、接続配線部１１ｅは設けられていないものである。給電配線部１１ｄは、基材１０上に形成された主配線３０を介して外部電源に接続される。これらの配線パターンを構成する下地樹脂層Ｌ０は、触媒としてのＰｄを含有する樹脂をＰＥＴフィルム上にスクリーン印刷することにより形成した。コイル配線部１１ａの形状はすべての配線部品５Ａに共通であり、コイル配線部１１ａのターン数は３ターン、外周端１１ａ_１から内周端１１ａ_２までの配線全長は４５０ｍｍ、配線幅は０．５ｍｍとした。また最大ループサイズ（縦幅Ｗｙ×横幅Ｗｘ）：５０ｍｍ×５０ｍｍとした。

比較例２〜４の配線部品５Ａは、図９（ｂ）に示すように、スパイラル状のコイル配線部１１ａと、コイル配線部１１ａの外周端１１ａ_１ではなく最外周ターンの終端位置近く（外周端１１ａ_１から１４０ｍｍの位置Ｐ_１）に接続された給電配線部１１ｄを有するが、接続配線部１１ｅは設けられていないものである。比較例２の配線幅は０．５ｍｍとしたが、比較例３の配線幅は０．２ｍｍ、比較例４の配線幅は１ｍｍとした。その他の構成は図９（ａ）と同じとした。

実施例１〜５の配線部品５Ａは、図９（ｃ）に示すように、スパイラル状のコイル配線部１１ａと、コイル配線部１１ａの最外周ターンの終端位置近く（外周端１１ａ_１から１４０ｍｍの位置Ｐ_１）に接続された給電配線部１１ｄと、コイル配線部１１ａの内周端１１ａ_２とそれよりも外周端１１ａ_１側の位置とを短絡接続する接続配線部１１ｅとを有するものである。接続配線部１１ｅの一端の接続位置Ｐ_２は、実施例１〜５のいずれも内周端１１ａ_２とし、接続配線部１１ｅの他端の接続位置Ｐ_３は、実施例１、３、４、５では外周端１１ａ_１から３１０ｍｍの位置とし、実施例２では外周端１１ａ_１から２５０ｍｍの位置とした。さらに実施例１、２の配線幅は０．５ｍｍ、実施例３の配線幅は１ｍｍ、実施例４の配線幅は０．２ｍｍ、実施例５の配線幅は０．１ｍｍとした。その他の構成は図９（ａ）と同じとした。

次に、これら比較例１〜４及び実施例１〜５の配線部品５Ａに対して無電解銅めっきを行い、下地樹脂層Ｌ０上に厚さ約１．５μｍのＣｕ膜からなる下地導体層Ｌ１を形成することにより、平面コイル１の前駆体としての配線部品５Ｂを得た。なお下地導体層Ｌ１の膜厚測定には蛍光Ｘ線式膜厚計（日立ハイテクサイエンス製FT9300）を使用した。その後、これら比較例１〜４及び実施例１〜５の平面コイル１の給電点から外周端１１ａ_１までの配線抵抗Ｒ１及び給電点から内周端１１ａ_２までの配線抵抗Ｒ２をそれぞれ四端子法により測定し、抵抗比Ｒ２／Ｒ１を求めた。

次に、４Ａ／ｄｍ^２の電流密度で３０分間の電解めっきを行い、下地導体層Ｌ１上にＣｕ膜からなる配線導体層Ｌ２を形成し、これにより平面コイル１の前駆体としての配線部品５Ｃを得た。さらに、給電配線部１１ｄ及び接続配線部１１ｅをパンチングにより除去して比較例１〜４及び実施例１〜５の平面コイル１を完成させた。その後、これらの平面コイル１の内周端１１ａ_２及び外周端１１ａ_１の導体層ＬＬの膜厚をそれぞれ測定し、膜厚比Ｔ２／Ｔ１を求めた。膜厚の測定には、抵抗式膜厚計（フィッシャーインストルメンツ製RMP30-S）を使用した。また併せて導体層ＬＬの断面を露出させてＳＥＭ（島津製作所製SS-550）による膜厚の観察評価も行った。その結果を図１０の表に示す。

図１０から分かるように、比較例１の平面コイル１では、給電配線部１１ｄが外周端１１ａ_１に直接接続されていることから、給電点から外周端１１ａ_１までの配線抵抗Ｒ１がほぼゼロとなったのに対し、給電点から内周端１１ａ_２までの配線抵抗Ｒ２＝１０．１Ωと大きく、そのため外周端１１ａ_１側の配線抵抗Ｒ１と内周端１１ａ_２側の配線抵抗Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１＝１０１０と非常に大きくなった。また、コイル配線部１１ａの外周端１１ａ_１の膜厚Ｔ１＝４７μｍと非常に厚いのに対し、内周端１１ａ_２の膜厚Ｔ２＝２６．３μｍと非常に薄く、そのためコイル配線部１１ａの両端の膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝１．７９と大きくなった。

比較例２の平面コイル１では、給電配線部１１ｄをコイル配線部１１ａの外周端１１ａ_１ではなく途中に設けたことにより、外周端１１ａ_１側の配線抵抗Ｒ１と内周端１１ａ_２側の配線抵抗Ｒ２との比Ｒ２／Ｒ１＝２．０８に縮まり、コイル配線部１１ａの両端の膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝１．４０と小さくなった。

比較例３の平面コイル１では、比較例２よりも配線幅が狭くなったことにより、配線抵抗Ｒ１＝７．８５、配線抵抗Ｒ２＝１７．４とそれぞれ大きくなり、抵抗比Ｒ２／Ｒ１＝２．２２となった。また両端の膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝１．４５となり、比較例２よりも少し大きくなった。比較例４の平面コイル１では、比較例２よりも配線幅が広くなったことにより、配線抵抗Ｒ１＝１．５７、配線抵抗Ｒ２＝５．２とそれぞれ小さくなり、抵抗比Ｒ２／Ｒ１＝３．３１となった。また両端の膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝１．２３となり、比較例２よりも少し小さくなった。

実施例１の平面コイル１では、接続配線部１１ｅを設けたことにより、給電点から内周端１１ａ_２までの配線抵抗Ｒ２が３．９８Ωと小さくなり、抵抗比Ｒ２／Ｒ１＝１．２６となった。また、コイル配線部１１ａの外周端１１ａ_１の膜厚Ｔ１＝３７．８μｍとなり、内周端１１ａ_２の膜厚Ｔ２＝２６．３μｍとなり、両端の膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝１．１７なり、比較例１〜４よりも小さい膜厚比となった。膜厚比Ｔ２／Ｔ１が０．８〜１．２の範囲内にあれば膜厚比が良好であると言える。

実施例２の平面コイル１では、接続配線部１１ｅの他端の接続位置を実施例１の３１０ｍｍから２５０ｍｍの位置に変更したことにより、内周端１１ａ_２側の配線抵抗Ｒ２がさらに縮小し、これにより抵抗比Ｒ２／Ｒ１＝０．８４とさらに縮小した。また、両端の膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝０．９０なり、実施例１よりもさらに小さい膜厚比となった。

実施例３の平面コイル１では、配線幅を実施例１の０．５ｍｍから１ｍｍに変更したことにより、配線抵抗Ｒ１＝１．５７Ω、配線抵抗Ｒ２＝１．９９Ωとそれぞれ小さくなり、抵抗比Ｒ２／Ｒ１＝１．２７となった。また、両端の膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝１．１５なり、実施例１と同様に良好な膜厚比となった。

実施例４の平面コイル１では、配線幅を実施例１の０．５ｍｍから０．２ｍｍに変更したことにより、配線抵抗Ｒ１＝７．８４Ω、配線抵抗Ｒ２＝９．９７Ωとそれぞれ大きくなったが、抵抗比Ｒ２／Ｒ１＝１．２７となった。また、両端の膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝１．１８なり、実施例１と同様に良好な膜厚比となった。

実施例５の平面コイル１では、配線幅を０．１ｍｍとさらに小さくしたことにより、配線抵抗Ｒ１＝１５．７Ω、配線抵抗Ｒ２＝１９．９Ωとそれぞれ大きくなったが、抵抗比Ｒ２／Ｒ１＝１．２７となった。また、両端の膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝１．１８なり、実施例１と同様に良好な膜厚比となった。

１ 平面コイル
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 配線部品
１０ 基材
１１ 平面コイルパターン
１１ａ コイル配線部
１１ａ_１コイル配線部の外周端（一端）
１１ａ_２ コイル配線部の内周端（他端）
１１ｂ，１１ｃ パッド
１１ｄ 給電配線部
１１ｄ 給電配線部
１１ｅ 接続配線部
３０ 給電配線部の主配線
５０ 外部電源
５１ めっき槽
５２ めっき液
Ｌ０ 下地樹脂層
Ｌ１ 下地導体層
Ｌ２ 配線導体層
ＬＢ 下地層
ＬＬ 導体層
Ｐ_１ 第１の接続位置
Ｐ_２ 第２の接続位置
Ｐ_３ 第３の接続位置
Ｒ１ 外周端側の配線抵抗
Ｒ２ 内周端側の配線抵抗
Ｒ２／Ｒ１ 抵抗比
Ｔ１ 外周端の膜厚
Ｔ２ 内周端の膜厚
Ｔ２／Ｔ１ 膜厚比

Claims (11)

1. 基材上に、一端及び他端を有するコイル配線部と、外部電源と前記コイル配線部の第１の接続位置とを接続する給電配線部と、前記第１の接続位置よりも前記他端側である前記コイル配線部の第２の接続位置と前記第２の接続位置よりも前記一端側である前記コイル配線部の第３の接続位置とを短絡する接続配線部とを有する下地導体層を形成する工程と、
   前記外部電源から給電を行うことによって、前記下地導体層上に配線導体層を電解めっきにより形成する工程と、
   前記給電配線部及び前記接続配線部を除去する工程とを備えることを特徴とする平面コイルの製造方法。
2. 前記下地導体層を形成する前に、前記基材上に下地樹脂層を形成する工程をさらに備え、
   前記下地導体層を形成する工程は、前記下地樹脂層上に前記下地導体層を無電解めっきにより形成する、請求項１に記載の平面コイルの製造方法。
3. 前記給電配線部及び前記接続配線部を除去する工程は、前記給電配線部及び前記接続配線部を前記基材と共に物理的に除去する、請求項１又は２に記載の平面コイルの製造方法。
4. 前記給電配線部及び前記接続配線部を除去する工程は、前記給電配線部及び前記接続配線部を構成する前記下地導体層及び前記配線導体層をエッチングにより除去する、請求項１又は２に記載の平面コイルの製造方法。
5. 前記コイル配線部がスパイラルパターンを含み、
   前記コイル配線部の一端及び他端がそれぞれ前記スパイラルパターンの外周端及び内周端である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の平面コイルの製造方法。
6. 前記第１の接続位置が、前記スパイラルパターンの最外周ターンの範囲内であって、前記外周端よりも前記内周端側にある、請求項５に記載の平面コイルの製造方法。
7. 前記第２の接続位置が、前記スパイラルパターンの前記内周端である、請求項５又は６に記載の平面コイルの製造方法。
8. 前記第３の接続位置が、前記スパイラルパターンの最内周ターンの範囲内であって、前記内周端を通過して、前記外周端から前記内周端に向かう巻回方向の延長線上にある、請求項７に記載の平面コイルの製造方法。
9. 前記基材が樹脂フィルムである、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の平面コイルの製造方法。
10. 前記下地樹脂層がＰｄ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｔ及びＡｕから選ばれた少なくとも一種の金属を含む樹脂からなる、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の平面コイルの製造方法。
11. 前記下地導体層及び前記配線導体層が、それぞれＣｕ、Ａｇ及びＡｕから選ばれた少なくとも一種の金属からなる、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の平面コイルの製造方法。