JP2518310B2 - シ―トコイル及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はシートコイル及びその製造方法に関し、更に
詳しくいえば信頼性がよく生産性良好でパターン精度の
良いシートコイルを製造する方法および高密度薄型絶縁
基板を用いた積層型シートコイルに関する。

本発明は、点火コイル又はモータ類等に用いられるシ
ートコイルに利用することができる。

［従来の技術］ 従来のシートコイルの製造方法としては、銅箔基板を
エッチングするという方法が採用されている。即ちこの
方法は、絶縁シート上に導電性金属の箔例えば銅箔から
なる巻回状のコイルパターンを平面的に形成する方法で
ある。この製造工程は、所定のフィルム上に銅箔を接着
し、この銅箔上に所定のコイルパターン状のレジスト層
を形成しその後エッチング処理することによって製造す
るものである。

しかしこの方法ではエッチング法特有の問題点として
銅箔のサイドエッチングを生じることは避けられない。
従ってレジスト層に近い程横方向に広くエッチングさ
れ、絶縁層に近い程エッチングの程度が小さくなる。従
ってこの方法により製造されたシートコイルは、コイル
の占積率を充分に確保できにくいこととなる。従ってこ
れを改良するるためにエッチング処理をした後更に電気
めっきをする方法が提案されている（特開昭60−167305
号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし上記電解めっきをすることによりプリントコイ
ルを製造する方法においても製造工程が多く複雑である
こと等の問題がある。

又、エッチング処理をしてコイル要素を形成した後無
電解めっきを施してこのコイル要素を成長させたプリン
トコイルの製造方法も知られている（特開昭59−2311号
公報）。又、同様に金属板上に渦巻きコイル状のめっき
レジストを形成し表出する金属面に銅めっきを行って導
体を形成し、この導体を接着剤を介して絶縁性フィルム
に転写して導体の断面形状がキノコ形であるプリントコ
イルを製造する方法も知られている（特開昭59−204449
号公報）。これらの方法も製造工程が複雑である。また
上記いずれの方法も電解めっき工程を必要とするので、
析出皮膜が不均一になるという問題点がある。

又、可撓性絶縁シートの両面にコイル導体を形成させ
てその対向する両面のコイル導体を導通させて絶縁シー
ト上にプリントコイルを生成させる方法も知られている
（特開昭49−111155号公報）。そしてこの実施例におい
ては可撓性シートは主としてプラスチック等のシートで
あるがこの詳細な説明の欄に紙を用いることも可能であ
る旨の記載がある。しかしこの方法において用いられる
可撓性絶縁シートは比較的厚めのシートが考えられ、特
にコンデンサペーパーのようにきわめて薄い紙を用いる
ことまでは全く開示されておらず、明細書全体からいっ
てそのように解することも困難である。又、このコイル
導体を形成させる方法も電解加工法または放電加工法に
より形成することが開示されているにすぎない。

以上において絶縁基板特に薄くてかつ密度の高いコン
デンサペーパー上に無電解めっき法を用いてシートコイ
ルを製造する方法またはその製造方法により製造された
シートコイルは全く開示されていない。

本発明は上記観点に鑑みてなされたものであり、絶縁
基板上に無電解めっきによりシートコイルを製造する方
法及びその方法によりコンデンサペーパーのように高密
度薄型絶縁基板を用いて製造されたシートコイルを提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のシートコイルは、無電解めっき用触媒を含
み、密度が1.0g/cm³以上で厚さが50μｍ以下である絶縁
基板と、該絶縁基板の少なくとも一面に無電解めっきで
形成された渦巻き状のコイルと、を具備することを特徴
とする。

前記渦巻き状のコイルは、前記絶縁基板の一面に形成
することもできるし、その両面に形成することもでき
る。渦巻き状のコイルがその一面に形成される場合は、
例えば第２図および第３図に示すように、互いに左右に
隣接し逆方向に巻回され横方向に並んで配列される一対
のコイル部分4a、4bの各末端同志43a、43bを導電性接着
剤又は押圧により直列に接合して一本のコイルとするこ
とができる。

また、渦巻き状のコイルがその両面に形成される場
合、例えば第５図〜第７図に示すように、一方の面上に
形成された一対のコイル部分4a、4bと他方の面上に形成
された他の一対のコイル部分5a、5bは互いに１つのコイ
ル部分づつずれており、互いに前後に対向する各コイル
部分（例えば42aと51b）の各末端同志（43aと53b）を貫
通して導体10で直列に接合して一本のコイルとすること
ができる。また、この両面に形成される場合は、横方向
に配列された一対のコイル部分の各末端を接合して上記
と同様に同一平面上において直列として、各面上の最末
端のコイル部分を絶縁基板を貫通させて導通させて一本
のコイルとすることもできる。

本発明のシートコイルの製造方法は、無電解めっき用
触媒を含む絶縁基板を形成する基板形成工程と、 得られた前記絶縁基板に無電解めっきを行いこの表面
部上に渦巻き状のコイルを形成する無電解めっき工程
と、を含むことを特徴とする。

前記基板形成工程において形成される触媒を含む絶縁
基板としては、紙又は樹脂製フィルムを用いることがで
きる。この紙（合成紙を含む）の場合、密度が1.0g/cm³
未満、例えば0.8g/cm³程度のような低密度紙を用いるこ
ともできるが、密度が1.0g/cm³以上の高密度紙を用いる
ことが好ましい。低密度紙を用いる場合、これに触媒を
含浸することは容易であるが、この厚さが50μｍ以下と
比較的薄い場合には、触媒含浸後乾燥させた後にしわを
生じることがある。なおこれが50μｍ以上と比較的厚い
場合には、しわにならないので、良好にレジストをはる
ことができる。一方、高密度紙の場合には、たとえそれ
が薄くてもしわになることもなく、良好にレジストをは
かることができる。なお、高密度紙に含浸法により触媒
を付着させることは困難である。またこの厚さは50μｍ
以下程度の薄いものが好ましい。これは多数積層させて
シートコイルの占積率を上げることができるからであ
る。以上により本製造法に用いられる基板としては高密
度薄型紙が最も好ましい。

上記「触媒を含む」とは、基板内全部にほぼ均一又は
不均一に含まれる場合、又はその表面部のみに含まれる
場合、その表面部の全部もしくは一部に含まれる場合、
さらには樹脂製フィルムの場合にはそのフィルムをつく
るときに練り込まれた場合、又はそのフィルムの表面に
コーティングした場合等を意味する。なお低密度紙の場
合には浸透するためその内部の触媒まで使用できるが、
樹脂製フィルム又は高密度紙の場合にはその表面の触媒
を使用することとなる。

前記基板形成工程において触媒を含ませる方法として
は、例えば、密度が1.0g/cm³未満（通常0.6〜0.85）の
低密度紙製絶縁基板に無電解めっき用触媒を含浸させる
ことができる。さらに必要に応じて高密度紙とする場合
には、これを加圧するものとすることができる。またこ
れは、この触媒を含む繊維を抄紙する方法、さらには触
媒を含む液媒体をスプレーする方法とすることもでき
る。

前記レジストのパターン形成方法は通常の公知の方法
を用いることができる。また使用するレジストもネガ型
又はポジ型を目的、用途に応じて種々選択されて使用さ
れる。さらに無電解めっき工程も、公知の種々の方法お
よび条件を、目的、用途に応じて種々設定して行なわれ
る。

［実施例］ 以下、具体的実施例により本発明を説明する。

（実施例１） 本実施例ではまず触媒を含む高密度薄型紙の製造方法
を検討するとともに、この紙の一面に渦巻き状コイルが
形成されたシートコイルを製造した。この説明図を第１
図〜第４図に示した。なお第４図は第３図のＡ−Ａ矢視
断面図である。

（シートコイルの構成） このシートコイル７（第４図）において、渦巻き状コ
イルは、触媒を含む高密度薄型紙１（密度約1.2、厚さ1
0〜20μｍ）の一面に形成され、互いに左右に隣接し逆
方向に巻回されかつ導通する一対のコイル部分4a（41a
と42aから成る）、4b（41bと42bから成る）等が横方向
に並んで配列されている。そしてこの一対のコイル部分
4a、4b間であって互いに隣接する非導通コイル部分（例
えば42aと41b）の各末端同志（43aと43b）を、導通性接
着剤により、又は蛇行状に折り曲げた後この末端部分を
含む全体を押圧により直列に接合されて一本のコイルと
なっている。そして折り曲げられたとき重なり合う各コ
イル部分（42aと41b）のうちの一方42aであってこの接
合部分43aを除いた他の部分は、その表面上に形成され
た樹脂製絶縁層6a、6bにて絶縁されている。そしてこの
シートコイルの全体形状は、互いに隣接するコイル部分
相互間において蛇行状に折り曲げられた積層型のもので
ある。

（高密度紙の製造方法） まず、絶縁基材が数十μｍ未満の薄型紙の場合にはエ
ッチングの信頼製が小さいため、触媒を用いた無電解め
っき法をとることが考えられる。この方法は一般的にプ
リント基板における製造方法と同一である。まず第10図
（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、紙11上に触媒２を塗布し
（（Ａ）（Ｂ））、その後、レジスト３を貼付し
（Ｃ）、次いで渦巻き状のパターン形成41を通常の方法
で行った（Ｄ）。その後、無電解銅めっき浴でパターン
部のみにめっきさせた（Ｅ）。なおめっき部（コイル部
分）は４である。この方法において、密度が0.6〜0.85
程度の一般の低密度紙の場合には、充分に触媒が紙中に
吸着されるが、コンデンサペーパーのように密度が1.0
〜1.2の高密度紙の場合には触媒が吸着されず、そのた
め必要なパターン形成後に無電解銅めっきが付かないと
いう問題が生じている。その場合には触媒活性工程を設
ける必要があり、そのためにめっき工程が長く生産性の
向上が図れないという問題もあった。また低密度の場合
には、前記のように触媒を含浸させることは容易である
が、この紙がしわしわになってレジストがはれないとい
う問題がある。そこで本願は、触媒を含みしわのない高
密度紙を製造するために以下の方法を見出した。

まず塩化パラジウムまたは塩化ロジウム等の触媒を所
定の低密度紙に含浸させる手段は以下の通りである。

厚さ15μｍ、密度約0.85g/m²、坪量約12.5g/m²の低密
度紙を第１表に示す無電解めっき用触媒等の成分を含ん
だ各液（Ａ液、Ｂ液、Ｃ液）中に浸して触媒を含浸させ
る。その後その表面に付着した余分な液を吸取紙等にて
拭き取る。その後風乾をする。

ついで所定のロールを加温したスーパーカレンダのこ
の加圧ロール間を、上記のある程度風乾した触媒含浸低
密度紙が乾燥するまで数回通紙し、紙の密度を上げた。
これにより、第２表に示す表面平滑な触媒含浸高密度紙
を製作した。

ついで第１図（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記により
製作された触媒２が含浸された高密度紙１に 所定のレジスト３を貼付した。そして通常の方法でパタ
ーン形成41を行った（同図（Ｃ））。この時のパターン
形成された部分41は、第１図（Ｃ）に示すように紙の表
面に表出し、同時にその部分41には無電解めっきの促進
剤となる触媒２も同時に存在する。そこでこのパターン
形成された高密度紙１をめっき浴中に浸漬すると、触媒
の表出面であるパターン形成部41のみにめっきが進行し
導出形成がなされ、同図（Ｄ）および第２図に示すよう
に所望の渦巻き状のパターンのコイル部分４が得られ
た。

さらにこの隣接する各コイル部分の一方（42a、42b）
のその各末端43aを除いた部分に樹脂を印刷法又は液状
レジストを用いた写真法で塗布して絶縁燥6a、6bを形成
させた。これを各コイル部分相互間で蛇行状に折り曲
げ、特にこの末端相当部分43a、43b等を押圧すると、こ
の各一対のコイル部分は導通し、第４図に示すように、
一本のコイルを形成したシートコイルを製造した。

本製造方法においては、予め高密度紙に所定の触媒を
含浸しているため確実に紙表面はめっきされ、更に従来
のように触媒を付けるための前処理工程及び触媒塗布工
程を省略できる。従って本製造方法では工程を短縮でき
るので、量産性にも大いに効果がある。また本シートコ
イルは高密度薄型紙を用いるので積層密度が高く占積率
が大きく、またその強度も大きい。また無電解めっき法
によりシートコイルが製造されるので、パターンの精度
が極めて良く、かつサイドエッチングも生じないのでこ
の点においても占積率が向上する。

（実施例２） 本実施例で製造されるシートコイルは、実施例１で用
いた高密度薄型紙の両面にコイルが形成されたものであ
る。このシートコイルの説明図を第５図〜第７図に示
す。

このシートコイルは、（１）所定のコイル部分（4aと
4b、5aと5b等）がその両面に形成されていること、
（２）接合方法が紙を貫通して前後に相対向するコイル
部分（例えば42aと51b）を接合して１本のコイルを製造
すること以外は実施例１と同じである。まず一方の面
（前面）上に、互いに左右に隣接し逆方向に巻回されか
つ導通する一対の渦巻き状のコイル部分4a、4b等が横方
向に並んで配列されている。また他方の面（裏面）上
に、互いに左右に隣接し逆方向に巻回されかつ導通する
他の一対のコイル部分5a、5b等が横方向に並んで配列さ
れている。そしてこの一方の面上に形成された一対のコ
イル部分4a等と他方の面上に形成された他の一対のコイ
ル部分5a等は互いに１つのコイル部分づつずれており、
互いに前後に対向する各コイル部分の各末端同志（43a
と53b）を貫通して導体10で直列に接合して一本のコイ
ルとしている。なおこのシートコイルは第６図に示すよ
うに折り曲げられる場合重なるコイル部分の一方に絶縁
層6c、6d、6e等が形成されている。

このシートコイルは、実施例１における効果を具備す
るとともに、両面にコイルが形成されているのでコイル
の占積率がさらに向上している。

なお、本発明においては上記具体的実施例に示すもの
に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々
変更した実施例とすることができる。

他のシートコイルの形成方法としては、第８図に示す
ように、YAGまたはアルゴン等のレーザを用いて部分的
に熱効果をもたせて所定の回路形成を行う方法とするこ
とができる。すなわち触媒２を含浸の高密度紙１を無電
解めっき液中に浸漬し所定パターンを形成するようにレ
ーザ発振器８でレーザを発生させ集光レンズ９を通じて
所定の位置にレーザビームを照射して加熱してその部分
のみ反応を進行させる方法である。

他の方法としては第９図に示すように基材紙１を製造
時に予め必要なパターン部のみに触媒２を付着させてこ
の付着させた部分においてのみ無電解めっきにより渦巻
き状コイルを形成させるものである。この所定の場所に
のみ触媒を含浸させる方法としては、所望の触媒形成部
分を除いて樹脂等でマスクし、非マスク部分に触媒溶液
を吹き付ける又は印刷により形成させること等の方法が
ある。

また本シートコイルにおいては、絶縁基板の大きさ、
長さ、折り曲げ数等は目的、用途に応じて選択する。ま
たコイルの渦巻き形状、渦巻き数、その大きさ等も種々
選択される。使用する触媒も無電解めっき用のものであ
れば良く、パラジウム又はロジウムに限定されず白金又
は銅等を用いることができる。また絶縁層は、前記実施
例のように折り曲げた場合重なり合う面の一方のみなら
ず、両面に形成することもできる。さらにこの絶縁層と
しては、前記実施例のように紙上に樹脂層を被覆形成さ
せてもよいし、絶縁紙をその間に挟む構成としてもよ
い。

［発明の効果］ 本シートコイルは、高密度薄型絶縁基板を用いるので
きわめて高密度のシートコイルとすることができ、その
占積率はきわめて高く、また平滑な表面をもつ基板のた
め、その表面にレジストを均一にかつ確実に貼付するこ
とができ、高精度なシートコイルとすることができる。

本発明のシートコイルの製造方法によれば、無電解め
っき触媒が含まれた絶縁基板の表面に、無電解めっきに
より所定の渦巻き状コイルを形成させるので、そのパタ
ーン精度がよく、又複雑な工程を経ずに容易に製造する
ことができる。又、本製造方法によれば、触媒を付着さ
せるための前処理工程または触媒塗布工程を省略できる
とともに確実にその表面に無電解めっきが実施され、そ
のため量産性も大いに高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係わるシートコイルの製造方法を示
す説明図であり、（Ａ）は高密度紙の説明断面図であ
り、（Ｂ）はこの高密度紙の表面にレジストを貼付した
状態を示す説明断面図であり、（Ｃ）は更に所定のパタ
ーンを形成させた後の説明断面図であり、（Ｄ）は更に
無電解めっきを実施した後の説明断面図である。第２図
は実施例１で高密度薄型紙の表面にコイル状パターンが
形成された状態を示す一部説明図である。第３図は第１
図で製作されたコイル部分をもつ高密度紙を蛇行状に折
り曲げて積層せんとする状態を示す一部斜視図である。
第４図は第３図のＡ−Ａ矢視断面図であり、実施例１で
製造されたシートコイルの一部断面図である。第５図は
実施例２で製造され積層前のシートコイルの一部平面図
である。第６図は第５図に示すシートコイルの一部断面
図である。第７図は第５図に示す積層せんとする状態の
シートコイルの一部斜視図である。第８図はレーザを用
いて所定のパターンを形成する状態を示す説明図であ
る。第９図は所望のパターン部のみに触媒を付着させた
後の状態を示す説明断面図である。第10図は紙上に触媒
を付着させて無電解めっきによりシートコイルを製造す
る方法の説明断面図であり、（Ａ）は紙の説明断面図、
（Ｂ）は紙上に触媒を付着させた後の説明断面図、
（Ｃ）はその上にレジストを貼付した後の説明断面図、
（Ｄ）は所定のパターンを形成させた後の説明断面図、
（Ｅ）は無電解めっきをした後の説明断面図である。 １……高密度紙、２……触媒 ３……レジスト ４、５……コイル部分（導体層部） ６……絶縁層、７……シートコイル ８……レーザ発振器、９……集光レンズ 10……貫通導体

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無電解めっき用触媒を含み、密度が1.0g/c
   m³以上で厚さが50μｍ以下である絶縁基板と、該絶縁基
   板の少なくとも一面に無電解めっきで形成された渦巻き
   状のコイルと、を具備することを特徴とするシートコイ
   ル。
2. 【請求項２】絶縁基板は紙製で、渦巻き状のコイルは、
   前記絶縁基板の一面に形成され、互いに左右に隣接し逆
   方向に巻回されかつ導通する一対のコイル部分が横方向
   に並んで配列され、 互いに隣接するコイル部分相互間において蛇行状に折り
   曲げられるとき、前記一対のコイル部分間であって互い
   に隣接する非導通コイル部分の各末端同志を導電性接着
   剤又は押圧により直列に接合して一本のコイルとし、折
   り曲げられたとき重なり合う各コイル部分の少なくとも
   一方は、前記接合部分を除いて絶縁層で絶縁する構成で
   ある特許請求の範囲第１項記載のシートコイル。
3. 【請求項３】絶縁基板は紙製で、渦巻き状のコイルは、
   前記絶縁基板の両面に形成され、一方の面上に、互いに
   左右に隣接し逆方向に巻回されかつ導通する一対のコイ
   ル部分が横方向に並んで配列され、他方の面上に、互い
   に左右に隣接し逆方向に巻回されかつ導通する他の一対
   のコイル部分が横方向に並んで配列され、 前記一方の面上に形成された一対のコイル部分と他方の
   面上に形成された他の一対のコイル部分は前記一方の面
   上に形成された一対のコイル部分と比べて互いに１つの
   コイル部分づつずれており、互いに前後に対向する各コ
   イル部分の各末端同志を貫通して導体で直列に接合して
   一本のコイルとし、折り曲げられたとき重なり合う各コ
   イル部分の少なくとも一方は前記接合部分を除いて絶縁
   層で絶縁し、互いに隣接するコイル部分相互間において
   蛇行状に折り曲げられている構成である特許請求の範囲
   第１項記載のシートコイル。
4. 【請求項４】無電解めっき用触媒を含む絶縁基板を形成
   する基板形成工程と、 得られた前記絶縁基板に無電解めっきを行い前記絶縁基
   板の表面部上に渦巻き状のコイルを形成する無電解めっ
   き工程と、を含むことを特徴とするシートコイルの製造
   方法。
5. 【請求項５】基板形成工程において形成される触媒を含
   む絶縁基板は、紙製で、密度が1.0g/cm³以上で厚さが50
   μｍ以下である高密度紙製絶縁基板である特許請求の範
   囲第４項記載シートコイルの製造方法。
6. 【請求項６】基板形成工程は、密度が1.0g/cm³未満の低
   密度紙製絶縁基板に無電解めっき用触媒を含浸させ、そ
   の後前記低密度紙製絶縁基板を加圧して上記触媒を含む
   絶縁基板を形成する特許請求の範囲第５項記載のシート
   コイルの製造方法。
7. 【請求項７】基板形成工程は、無電解めっき用触媒を含
   む繊維を抄紙する工程を含む特許請求の範囲第５項記載
   のシートコイルの製造方法。