JP2777517B2

JP2777517B2 - 薄型コイルの保持基板

Info

Publication number: JP2777517B2
Application number: JP4566493A
Authority: JP
Inventors: 伸一丹羽; 泰治松山; 隆祐東
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JPH1014151A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば面対向型モータ
などに適用可能な薄型コイルの保持基板の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】面対向型モータなどの薄型化を図るため
に、駆動コイルとしてスライスコイルを用いる場合があ
る。特開昭６１−７３５５２号公報記載のものはその例
で、導電板を筒状に巻回して巻線体を構成し、この巻線
体を複数個環状に配列してこれらを絶縁樹脂でモールド
成形し、このモールド成形物を上記巻線体を横断するよ
うにスライスして駆動コイルを得ている。

【０００３】また、導電板を筒状に巻回してなる巻線体
を、横断する方向にスライスすることによって単体のス
ライスコイルを得、この単体のスライスコイルを、複数
のコイル挿入部を有するコイルホルダー部の上記各コイ
ル挿入部に嵌め込んで駆動コイルを構成したものもあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−７３５５
２号公報記載のもののように、巻線体を複数個環状に配
列してこれらを絶縁樹脂でモールド成形し、このモール
ド成形物をスライスしてなる薄型コイルによれば、一体
成形するのにコストがかかり、かつ、各コイルの抵抗値
のばらつきによって特性が劣化するという問題点があ
る。また、単体のスライスコイルをコイル枠体のコイル
挿入部に嵌め込んでなる薄型コイルによれば、各コイル
と基板との電気的な接続が複雑になるという問題点があ
る。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、コイルをコイル枠体の
コイル挿入部に嵌め込むタイプの薄型コイルとすること
によってコストの低廉化を図りながら、発電コイルパタ
ーンを形成することを可能にし、しかも薄型化を図りな
がら十分な保持強度及びコイル特性を得ることが可能な
薄型コイルの保持基板を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
結線パターン状に加工された金属パターン板の片面に、
コイル形状の複数のコイル挿入部を有していて樹脂から
なるコイルホルダー部を一体成形してなる薄型コイルの
保持基板であって、上記コイルホルダー部から露出して
いる金属パターン板を覆って絶縁層を形成すると共に、
この絶縁層を介して絶縁層上に発電コイルパターンを形
成したことを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、金属パターン板を
銅系合金もしくはそれをメッキしたものからなるリード
フレームとしたことを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、リードフレームの
厚さを０．０５〜０．１５ｍｍとしたことを特徴とす
る。

【０００９】請求項４記載の発明は、モールド底部の厚
さを、０．０５〜０．１５ｍｍとしたことを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】樹脂からなるコイル枠体の各コイル挿入部にコ
イルを挿入配置する。コイル枠体と一体成形された金属
パターン板の結線パターンに各コイルの巻き初めと巻き
終りを半田付け等によって接続し、上記結線パターンを
基板の配線パターンに接続することにより、コイルを外
部回路に接続することができる。金属パターン板の片面
のみがコイル枠体と一体成形されているためコイル枠体
を含めた厚さ寸法を小さくすることができる。コイル枠
体から露出している金属パターン板は、コイル枠体に形
成された絶縁層で絶縁される。この絶縁層の上に、イン
デックス信号発電コイルパターンや周波数発電コイルパ
ターンなどのコイルパターンを形成する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明にかかる薄
型コイルの保持基板の実施例について説明する。

【００１２】図１において、銅や銅系状合金といった耐
熱性で、しかも、比較的導電性の高い金属によって形成
されている金属パターン板を、プレス又はエッチングな
どの方法を用いて結線パターン状に形成することにより
リードフレーム２が形成されている。この場合、最終的
に必要とする完全なリードフレーム２が残るように打ち
抜くと、リードフレーム２の一部が金属パターン板から
分離してしまうので、リードフレーム２は最終的なパタ
ーンではなく、金属パターン板の本体部分とリードフレ
ーム２との間の適所にパターン保持部４，５を残した不
完全なパターンとなっていて、金属パターン板の内周部
１及び図示されない外周枠からなる本体部分と、リード
フレーム２とがパターン保持部４，５で一体に連結され
た形になっている。リードフレーム２を構成する金属パ
ターン板の厚さは、十分な強度を有しながら薄型化を可
能にするため、０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍに設定して
ある。金属パターン板が薄いと、抵抗が大きくなり導電
率が減少するといった問題が生ずるが、ここでは金属パ
ターン板の材質として銅や銅系合金（但し、導電率が銅
の２０％以上のもの）もしくはそれらがメッキされた比
較的導電率が高いものを使用し、薄型化による抵抗の増
大や、導電率の減少といった問題を回避している。

【００１３】上記リードフレーム２の片面側には、図３
に示すように、液晶ポリマ等の絶縁樹脂を射出してリー
ドフレーム２と一体化したコイルホルダー部３が形成さ
れている。樹脂成形の際、あとの工程でコイルの配置を
容易にするため、コイルホルダー部３の周方向に一定の
間隔で、コイルの平面形状にあわせたほぼ楕円形状のコ
イル挿入部１０がコイル数にあわせて複数個所に形成さ
れる。

【００１４】上記のようにしてコイルホルダー部３を樹
脂で成形した後、金属パターン板からなるリードフレー
ム２の各パターン保持部４，５をプレスパンチで切り離
し、金属パターン板の前記内周部１および図示されない
外周枠を切り離す。コイルホルダー部３はリードフレー
ム２の部分をインサート成形するため、コイルホルダー
部３によってリードフレーム２が一体に保持されてい
る。リードフレーム２の各パターン保持部４、５を切り
離した状態では、図４に示すように、モールド底部３ａ
の下面からリードフレーム２の片側の一面が露出してい
る。

【００１５】図２において、絶縁樹脂によって形成さ
れ、リードフレーム２の一方の面を覆うコイルホルダー
部３のモールド底部３ａは、リードフレーム２と同様に
十分な強度を確保しながら薄型化するために、厚さが
０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲となるように設定さ
れている。また、モールド底部３ａのリードフレーム２
が露出した側の面は、絶縁層１８によって覆われてい
る。絶縁層１８にはエポキシ系の絶縁樹脂が使用されて
おり、薄型化と強度の両方を確保するために、層の厚さ
が０．０２ｍｍ〜０．０６ｍｍの範囲になるように形成
されている。絶縁層１８の表面には、図２及び図５に示
すように、導電性のペースト等からなる周波数発電（以
下「ＦＧ」という）コイルパターン及びインデックス信
号発電（以下「ＰＧ」という）コイルパターン等の発電
コイルパターン１９が、厚さ０．０２ｍｍ〜０．０６ｍ
ｍの範囲で形成されている。また、発電コイルパターン
１９が形成された面は、さらに厚さ０．０２ｍｍ〜０．
０３ｍｍの保護コート２１によって覆われている。

【００１６】図２、図３に示すような、薄型コイルの保
持基板の、各コイル挿入部１０には所定の形状に巻き回
されたコイル１７を挿入配置するが、予めコイル１７の
巻き初めと巻き終りの絶縁被覆を剥がしておき、続いて
リフロー半田付けを行えば、コイル１７の巻き初めが端
子部８に、コイル１７の巻き終りが端子部９に半田付け
されてコイル１７の結線が完了する。リフロー半田付け
で各コイル１７がリードフレーム２に結合されることに
より、各コイル１７はコイルホルダー部３と実質的に一
体化されることになるが、各コイル１７をコイルホルダ
ー部３により強固に一体化するために、各コイル１７を
コイルホルダー部３に接着してもよい。

【００１７】本発明に適用されるコイル１７は、コイル
ホルダー部３のコイル挿入部１０に挿入配置される形
態、従って、扁平な空間内に平面方向に巻き回されてい
るものであれば製造方法などは特に限定されないが、銅
箔を絶縁層の介在のもとに巻芯に巻いたあと輪切りにす
ることによって得られるコイルを用いることが望まし
い。図６はこのようなコイルの製造工程の例を示すもの
で、（ａ）に示すように銅箔１６を材料としてこれに絶
縁コーティングを施し、次にこの一側縁部を巻芯１５に
固定し、銅箔１６に接着剤を塗布したあと巻芯１５に所
定回数巻き回して筒状にし、銅箔１６の層間が完全に接
着されたあと巻芯１５を抜取り、次に（ｂ）に示すよう
に、筒状に巻き回された銅箔１６を所定の厚さに輪切り
にして多数のコイル１７を得る。

【００１８】このように、コイルホルダー部３のモール
ド底部３ａにリードフレーム２をインサート成形してな
るコイル保持基板のリードフレーム２が露出した面に、
絶縁層１８を介して発電コイルパターン１９を形成し
て、保護コート２１で覆い、保持基板の各コイル挿入部
１０には上記薄型コイル１７を挿入配置し、各コイル１
７の巻き初めと巻き終りを端子部８，９にリフロー半田
付けで接続することにより薄型コイルが完成する。この
ようにして得られた薄型コイルは、例えばモータのステ
ータ基板に取付けられて扁平なロータマグネットと対向
配置される。リードフレーム２は上記ステータ基板の配
線パターンに接続され、これによって各コイル１７が外
部回路に接続される。前述のように、コイルホルダー部
３などからなるコイル保持基板と上記ステータ基板との
間は絶縁層２０及び保護コート２１によって絶縁され
る。ロータマグネットの回転位置に応じて各コイルへの
通電を切り換えることによりロータマグネットを含むロ
ータを回転駆動することができる。

【００１９】以上説明した実施例によれば、結線パター
ン状に加工されたリードフレーム２の片面のみを、コイ
ル形状の複数のコイル挿入部１０を有していて樹脂から
なるコイルホルダー部３と一体成形したため、上記コイ
ルホルダー部３のコイル挿入部１０の厚さを薄くするこ
とができ、このコイルをモータに適用したときモータの
薄型化を図ることができる。また、リードフレーム２は
コイルホルダー部３の成形と同時に配置することができ
るし、各コイルの端部をリードフレーム２に接続し、リ
ードフレーム２を基板の配線パターンに接続するだけで
各コイルの結線が完了し、コイルの接続が簡単になると
いう利点もある。また、コイルホルダー部３から露出し
ているリードフレーム２を覆って絶縁層１８を形成し、
この絶縁層１８に発電コイルパターン１９を形成したた
め、発電コイルパターン１９を含めたトータルでのコイ
ル保持基板の薄型化、コンパクト化を図ることができ
る。また、リードフレーム２は導電性の高い銅又は銅系
合金、もしくはそれらがメッキされたものを使用し、そ
の厚さを０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍというように薄く
することができるため、コイルホルダー部３のモールド
底部３ａの厚さは０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍというよ
うに、コイルの保持強度を保つのに最低限の厚さを確保
しながら、トータルでのコイル保持基板の厚さを薄くす
ることができる。

【００２０】ところで、コイルホルダーから露出したリ
ードフレームに絶縁層を形成して、ＰＧパターンやＦＧ
パターン等の発電コイルパターンを形成した場合、発電
コイルパターンの外部への引出し線の部分でノイズが生
じ、発電信号のＳ／Ｎ比を低下させることがある。この
ような不具合を解消するためには、発電コイルパターン
やリードフレームを次のように構成すればよい。図７に
おいて、金属パターン板に対してプレス又はエッチング
などを施すことによって形成された結線パターン状のリ
ードフレーム３４は前述のようにしてコイルホルダー部
（図示されず）が一体成形され、リードフレーム３４の
一面には、図示しない絶縁層を介してＰＧパターン３６
及びＦＧパターン３５等の発電コイルパターンが形成さ
れている。このうちのＦＧパターン３５は、ＰＧパター
ン３６の内周側に円周方向に形成されており、両端部は
外側方向に引出され、リードフレーム３４の端子３２、
３３と接続されている。また、ＰＧパターン３６は、リ
ードフレームの外周側に形成されており、両端部はリー
ドフレーム３４の端子３１、３２に接続されている。

【００２１】リードフレーム３４に形成された、端子３
３の一部はキャンセルパターン３２ａとなっており、Ｆ
Ｇパターン３５の一端と接続されている。このキャンセ
ルパターン３２ａの上方には、図示しない絶縁層を介し
て、端子３２と接続されるＦＧパターン３５の別の一端
部が配設されている。キャンセルパターン３２ａとＦＧ
パターン３５の別の一端部は略同形状となっており、し
かも上下方向の同位置で重なりあうような位置関係とな
っている。このように、キャンセルパターン３２ａとＦ
Ｇパターン３５の別の一端部が上下同位置で重なり合う
ことによって、引出線によって生じたノイズをキャンセ
ルすることでき、ＦＧパターン３５によって発電される
信号のＳ／Ｎ比を向上させることが可能となる。

【００２２】また、端子３２にキャンセルパターン３２
ａを形成する以外に、引出すＦＧパターン３５の両端部
どうしを絶縁層を挾んで上下方向同位置で重ね合わせる
ような構成にしてもよい。このような構成でも、発電さ
れたノイズをキャンセルすることができる。また、以上
のような構成は、ＦＧパターン３５に限られたものでは
なく、ＰＧパターン３６にも有効である。さらに、前述
した薄型モータの保持基板に対して、以上のようなリー
ドフレーム３４、発電コイルパターンの構成を付加する
ことによって、コイルの保持強度や薄型化に加え、発電
信号にノイズが少ないという高性能なモータを形成する
ことができる。

【００２３】なお、本発明にかかる薄型コイルの保持基
板は、モータの駆動コイルのみでなく、その他各種機器
のコイルの保持基板として適用可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、金属パターン板の片面
のみをコイル枠体と一体成形してコイルの薄型化を図っ
た上で、コイル枠体から露出している金属パターン板の
面を覆ってコイル枠体に絶縁層を形成し、この絶縁層上
に発電コイルパターンを形成したため、発電コイルパタ
ーンを含めたトータルでのコイル保持基板の薄型化を図
ることができ、コイルの占積率を向上させて性能の向上
を図ることができる。また、金属パターン板は導電性の
高い銅又は銅系合金、もしくはそれらをメッキしたもの
からなるリードフレームにすれば、その厚さを０．０５
ｍｍ〜０．１５ｍｍというように薄くすることができる
ため、コイルホルダー部３のモールド底部３ａの厚さは
０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍというように、コイルの保
持強度を保つのに最低限の厚さを確保しながら、トータ
ルでのコイル保持基板の厚さを薄くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用可能な金属パターン板の実施例を
示す平面図。

【図２】本発明にかかる薄型コイルの保持基板の実施例
を示す断面図。

【図３】同上平面図。

【図４】本発明に適用可能なコイルホルダー部の例を示
す下面図。

【図５】本発明にかかる薄型コイルの保持基板の実施例
を示す下面図。

【図６】本発明に適用可能なコイルの製造工程の例を示
す斜視図。

【図７】同上発電コイルパターンの例を示す平面図。

【符号の説明】

２リードフレーム３コイルホルダー部３ａモールド底部１０コイル挿入部１２結線パターン１８絶縁層１９発電コイルパターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−355637（ＪＰ，Ａ) 特開平５−161294（ＪＰ，Ａ) 実開平４−137452（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02K 3/00 - 3/52

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】結線パターン状に加工された金属パター
ン板の片面に、コイル形状の複数のコイル挿入部を有し
ていて樹脂からなるコイルホルダー部が一体成形されて
なる薄型コイルの保持基板であって、上記コイルホルダ
ー部から露出している金属パターン板を覆って絶縁層が
形成されていると共に、この絶縁層を介して絶縁層上に
発電コイルパターンを形成したことを特徴とする薄型コ
イルの保持基板。
【請求項２】金属パターン板は銅系合金もしくはそれ
をメッキしたものからなるリードフレームである請求項
１記載の薄型コイルの保持基板。
【請求項３】リードフレームは、厚さが０．０５〜
０．１５ｍｍである請求項２記載の薄型コイルの保持基
板。
【請求項４】モールド底部の厚さは、０．０５〜０．
１５ｍｍである請求項１記載の薄型コイルの保持基板。