JP3827311B2 - コモンモードチョークコイルの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コモンモードチョークコイルの製造方法に係り、とくに平衡伝送方式で問題となっている電磁妨害の原因となるコモンモード電流の抑制に使用されるフィルタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、チップ型のコモンモードチョークコイルとしては、積層タイプが知られている。この部品はフェライト等の磁性体シート表面にコイル導体パターンが形成されて第1コイルを形成する第1コイル用磁性シートと、同様な第2コイル用磁性シートを交互に積層した構造である。
【0003】
また、薄膜工法を使用したものとして、下記特許文献1に示されたコモンモードチョークコイルが知られている。この部品は磁性基板上に薄膜工法で引き出し電極を形成し、その後順次、絶縁層、第1コイル導体、絶縁層、第2コイル導体、絶縁層を薄膜工法を用いて形成し、その上面より磁性基板で挟み込んだ構造である。
【0004】
また、薄膜工法によるコモンモードチョークコイルでは、下記特許文献2のように、コイル相互間の磁気結合度の改善及びコモンインピーダンスの増加のために上記薄膜工法の絶縁層の中央部及び外周部をエッチング(現像)し、上側の磁性基板を、絶縁性材料に磁粉を混ぜた樹脂で接着し閉磁路構造を形成するものもある。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−203737号公報
【特許文献2】
特開平11−54326号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来積層タイプでは、第1コイル、第2コイル導体間に磁性体シートが存在し、コモンモードチョークコイルとして使用する場合には2個のコイルの磁気的結合が低下し特性上問題となる。
【0007】
前記特許文献1の薄膜工法によるコモンモードチョークコイルでは、上下の磁性基板で第1及び第2コイル導体を挟みこんだ構造であり、閉磁路構造にはならないため、磁気結合度や、コモンインピーダンスの点で問題がある(磁気結合度やコモンインピーダンスを高めにくい)。
【0008】
前記特許文献2の薄膜工法では閉磁路構造を形成するため、上記問題は解決されるが、磁粉含有の樹脂では接着性が低く、磁性基板の接着性に問題が発生する。
【0009】
この対策とし、コイル導体を内蔵した絶縁層の磁性基板接着側に、磁粉含有の樹脂を塗布し硬化後、接着剤で磁性基板を接着することも可能であるが、磁粉含有の樹脂が硬化時に収縮し、絶縁層のエッチング部(閉磁路構造とするために絶縁層の中央部及び外周部をエッチングした個所)に埋めた磁粉含有の樹脂が収縮し、その上部の接着層(非磁性)のみ厚くなり、コモンインピーダンス増加の効果があまり得られない。
【0010】
本発明は、上記の点に鑑み、磁性基板の接着性を良好にするとともに、実質的に閉磁路と同様の磁気結合度や、高いコモンインピーダンスを得ることが可能なコモンモードチョークコイルの製造方法を提供することを目的とする。
【0011】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項1の発明に係るコモンモードチョークコイルの製造方法は、第1の磁性基板上に絶縁層とコイルパターンとを交互に成膜する成膜工程と、
各絶縁層の前記コイルパターンに囲まれる中央領域及び前記コイルパターン外周領域の絶縁層部分を除去するエッチング工程と、
最上層の絶縁層上に磁粉含有の樹脂を塗布するとともに前記絶縁層の除去部にも前記磁粉含有の樹脂を埋め込み塗布する塗布工程と、
前記磁粉含有の樹脂の硬化後に形成された、前記最上層の絶縁層上に位置する前記磁粉含有の樹脂の凸部と、前記コイルパターンに囲まれる中央領域及び前記コイルパターン外周領域の絶縁層の除去部に位置する前記磁粉含有の樹脂の凹部からなる凹凸部を軽減するように、当該磁粉含有の樹脂面を研磨し平坦化する研磨工程と、
前記磁粉含有の樹脂の平坦化された面に接着剤を介して第2の磁性基板を接着する接着工程とを備え、
前記塗布工程では、前記磁粉含有の樹脂を印刷法で塗布形成することを特徴としている。
【0016】
本願請求項2の発明に係るコモンモードチョークコイルの製造方法は、請求項1において、前記塗布工程で設ける前記磁粉含有の樹脂の厚さを前記絶縁層の除去部の凹段差の1.5倍以上とすることを特徴としている。
【0017】
本願請求項3の発明に係るコモンモードチョークコイルの製造方法は、請求項1又は2において、前記エッチング工程は、前記絶縁層を1層形成する毎に行うことを特徴としている。
本願請求項4の発明に係るコモンモードチョークコイルの製造方法は、請求項1,2又は3において、前記絶縁層はスピンコート法、ディップ法、スプレー法、印刷法で形成されていることを特徴としている。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコモンモードチョークコイルの製造方法の実施の形態を図面に従って説明する。
【0019】
図1及び図2は本発明の実施の形態であって、図1はチップ型コモンモードチョークコイルを構成する場合の分解斜視図、図2は製造工程を示す説明図である。実際の作製時は複数個の部品を同時に基板上で作製するが、本実施の形態では1素子分で説明する。
【0020】
これらの図に示す様に、チップ型コモンモードチョークコイルは、第1磁性基板1の主面上に絶縁層2、第1引き出し電極層3、絶縁層4、第1コイル導体層(スパイラル状コイル導体パターン)5、絶縁層6、第2コイル導体層(スパイラル状コイル導体パターン)7、絶縁層8、第2引出し電極層9、絶縁層10、磁性層11、接着層12そして第2磁性基板13の順で積層一体化して構成されている。
【0021】
この時、第1引出し電極層3と第1コイル導体層5、第2引出し電極層9と第2コイル導体層7はそれぞれスルーホールを介して電気的に接続されている。また、各引き出し電極層の一端と各コイル導体層の一端はそれぞれ外部電極(チップ外周表面に形成される)に接続される。
【0022】
前記磁性層11は磁粉含有の樹脂を塗布し硬化したものであり、硬化後研磨することにより表面の凹凸を削減し、平坦化した面に接着層12を介して第2磁性基板13を接着一体化する。
【0023】
前記磁性基板1,13は焼結フェライト、複合フェライト等であり、絶縁層2,4,6,8,10はポリイミド樹脂,エポキシ樹脂等の絶縁性に優れ,加工性の良い材料であり、磁性層11を構成する磁粉含有の樹脂はエポキシ樹脂等にフェライト等の磁粉を混入したものである。
【0024】
上記チップ型コモンモードチョークコイルの製造手順は以下の通りである。但し、引き出し電極層3,9やスパイラル状コイル導体パターンである第1及び第2コイル導体層5,7を真空成膜法(蒸着、スパッタ等)やめっきで形成する場合である。
【0025】
磁性基板1上に絶縁樹脂からなる絶縁層2を形成する。形成方法としては、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、印刷法が採用される。この後、絶縁層2をエッチング(現像)し、スパイラル状コイル導体パターンに囲まれる中央領域及び前記スパイラル状コイル導体パターン外周領域を除去する。
【0026】
絶縁層2上に真空成膜法もしくはめっき工法を使用し、金属を成膜する。使用金属は導電性、加工性よりCu、Al等が好ましい。その後パターンを形成し引き出し電極層3が作成される。パターンニング工法はフォトリソグラフィーを用いたエッチング法、フォトリソグラフィーを用いたアディティブ法(めっき)等により行う。
【0027】
次に、絶縁樹脂からなる絶縁層4を形成する工法は絶縁層2と同様である。この時コイル導体パターン中央及び外周領域のエッチングと同時に引き出し電極層3とコイル導体層5とを接続するためのコンタクトホールを形成する。
【0028】
次に、スパイラル状コイル導体パターンである第1コイル導体層5を形成する。工法は引出し電極層3と同様である。
【0029】
次に、絶縁樹脂からなる絶縁層6を形成する。工法は絶縁層2と同様である。
【0030】
以下同様にして、スパイラル状コイル導体パターンである第2コイル導体層7、絶縁層8(絶縁樹脂)、引出し電極層9、絶縁層10(絶縁樹脂)を順次形成する。
【0031】
このように第1磁性基板1上に絶縁樹脂からなる絶縁層とスパイラル状コイル導体パターンを含む導体層とを交互に成膜する成膜工程、及び各絶縁層の前記コイル導体パターンに囲まれる中央領域及び前記コイル導体パターン外周領域の絶縁層部分を除去するエッチング工程とを行うことで、図2(A)のように、第1磁性基板1上にコイル導体パターンを内蔵した積層体20が得られ、この積層体20の中央領域及び外周領域に絶縁層を除去した樹脂除去部21(凹部)及び樹脂除去部22(切り欠き部)が形成されることになる。
【0032】
次に、絶縁層10上面(図2の積層体20上面)より、図2(B)の塗布工程にて磁粉含有の樹脂(硬化して磁性層となる)11を印刷し、その後硬化を行う。印刷塗布時、樹脂除去部21,22に磁粉含有の樹脂11を埋め込むように塗布するが、硬化時に樹脂の収縮が発生し磁粉含有の樹脂表面に凹凸が発生する(樹脂除去部21,22の位置に凹部が生じる)。この凹凸発生をできるだけ少なくするために、前記塗布工程で設ける磁粉含有の樹脂11の厚さtは樹脂除去部21,22の凹段差dの1.5倍以上とすることが好ましい。
【0033】
次に、図2(B)のように1点鎖線Pの高さまで磁粉含有の樹脂11の上面を研磨して、平坦化工程を行う(凹凸部を軽減させる)。
【0034】
次に、図2(C)の接着工程において、硬化後の磁粉含有の樹脂の上面全面を研磨、平坦化した磁性層11上に接着剤を塗布して接着層12を設け、第2磁性基板13を貼り付ける。
【0035】
上記は1素子分図での説明であるが、実際は複数個同時に基板上で作製される。この基板上で作製されたものを1素子形状のチップに切断後、チップ外面に外部電極を形成し、コモンモードチョークコイルが完成する。
【0036】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【0037】
(1) 第2磁性基板13を確実に接着保持でき、構造上の信頼性を確保できる。また、磁粉含有の樹脂が硬化した磁性層11の凹凸を平坦化してから、第2磁性基板13を接着しており、実質的に閉磁路と同様の磁気結合度や、高いコモンインピーダンスを得ることが可能である。
【0038】
(2) 塗布工程で設ける磁粉含有の樹脂の厚さtは樹脂除去部21,22の凹段差dの1.5倍以上とすることにより、磁粉含有の樹脂が硬化した磁性層11の凹凸発生を少なくすることができ、平坦化工程での研磨量を少なくできる。
【0039】
図3は本発明の他の実施の形態であって、コモンモードチョークコイルアレイを作製した例を示す。この場合、前記実施の形態のコモンモードチョークコイルの構成を第1磁性基板1上に2個並べて形成している。前記実施の形態と同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【0040】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁性基板の接着性を良好にするとともに、実質的に閉磁路と同様の磁気結合度や、高いコモンインピーダンスを得ることが可能なコモンモードチョークコイルやコモンモードチョークコイルアレイを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態であってコモンモードチョークコイルを構成する場合の分解斜視図である。
【図2】前記実施の形態の場合の製造工程を示す説明図である。
【図3】本発明の他の実施の形態であってコモンモードチョークコイルアレイを構成する場合の分解斜視図である。
【符号の説明】
1,13 磁性基板
2,4,6,8,10 絶縁層
3,9 引き出し電極層
5,7 コイル導体層
11 磁性層
12 接着層
20 積層体
21,22 樹脂除去部
Claims (4)
- 第1の磁性基板上に絶縁層とコイルパターンとを交互に成膜する成膜工程と、
各絶縁層の前記コイルパターンに囲まれる中央領域及び前記コイルパターン外周領域の絶縁層部分を除去するエッチング工程と、
最上層の絶縁層上に磁粉含有の樹脂を塗布するとともに前記絶縁層の除去部にも前記磁粉含有の樹脂を埋め込み塗布する塗布工程と、
前記磁粉含有の樹脂の硬化後に形成された、前記最上層の絶縁層上に位置する前記磁粉含有の樹脂の凸部と、前記コイルパターンに囲まれる中央領域及び前記コイルパターン外周領域の絶縁層の除去部に位置する前記磁粉含有の樹脂の凹部からなる凹凸部を軽減するように、当該磁粉含有の樹脂面を研磨し平坦化する研磨工程と、
前記磁粉含有の樹脂の平坦化された面に接着剤を介して第2の磁性基板を接着する接着工程とを備え、
前記塗布工程では、前記磁粉含有の樹脂を印刷法で塗布形成することを特徴とするコモンモードチョークコイルの製造方法。 - 前記塗布工程で設ける前記磁粉含有の樹脂の厚さを前記絶縁層の除去部の凹段差の1.5倍以上とする請求項1記載のコモンモードチョークコイルの製造方法。
- 前記エッチング工程は、前記絶縁層を1層形成する毎に行う請求項1又は2記載のコモンモードチョークコイルの製造方法。
- 前記絶縁層はスピンコート法、ディップ法、スプレー法、印刷法で形成されている請求項1,2又は3記載のコモンモードチョークコイルの製造方法。
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