JP5981680B1 - シートコイルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
導電性の金属層のエッチング時に、不均一な未浸食部が残存するのを防止し、コイル部分の断面積の均一化を図ることができるようにしたシートコイルの製造方法を提供する。導電性の金属箔２の裏面を、形成しようとするコイル部分２ａの裏面と同一形状をなすレジスト４をもってマスキングし、金属箔２の裏面から表面に達するか、または金属箔２の厚さより浅い深さまでエッチングすることにより、凹部５、６を形成し、その後、金属箔２の表面を、レジスト４と同一形状をなすレジスト９をもってマスキングし、金属箔２の表面から凹部５、６に到達するまでエッチングすることにより、最初のエッチングにより除去できなかった未浸食部５ａ、６ａを確実に除去し、金属箔２の裏面を、適時に前記基材７に貼着する。
Description
本発明は、絶縁性の基材の表面に、導電性のコイルを形成するシートコイルの製造方法に関する。
従来のシートコイルの製造方法は、例えば、図３(ａ)に示すように、絶縁性の基板５１上に、導電性の金属層５２を積層してなるベース材５３上に、感光性材料を用いて、パターンマスクすなわちレジスト５４を形成した後、図３(ｂ)に示すように、レジスト５４で被覆されていない金属層５２の部分をエッチング除去することにより行われている(例えば特許文献１〜３参照)。
特公平３−７１２７号公報
特許第２５１８３１０号公報
特開２０００−３５８３５１号公報
しかし、上記のような従来のシートコイルの製造方法によると、エッチングにより金属層５２に形成された凹部５５の食刻された側面は完全な垂直面ではなく、図３(ｂ)に示すように、基板５１に近い部分に、不均一な未浸食部５５ａが残り、凹部５５の断面形状、ひいては金属層５２におけるコイルとして残る部分の断面積が不均一になるおそれがある。
このような未浸食部５５ａの存在によるコイル部分の断面積の不均一は、シートコイルを電気素子として使用する際に、周波数等の電気的な要素の変動を招き、電気的な性能の低下を招くことになる。
このような未浸食部５５ａの存在によるコイル部分の断面積の不均一は、シートコイルを電気素子として使用する際に、周波数等の電気的な要素の変動を招き、電気的な性能の低下を招くことになる。
本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑みてなされたもので、導電性の金属層のエッチング時に、不均一な未浸食部が残存するのを防止し、コイル部分の断面積の均一化を図ることができるようにしたシートコイルの製造方法を提供することを目的としている。
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）絶縁性の基材の表面に、導電性のコイルを形成するシートコイルの製造方法において、導電性の金属箔の表裏両面を、形成しようとするコイル部分の表面および裏面と同一か、または対応する形状をなす表面側レジストおよび裏面側レジストをもって、同時に、または異なる時期にマスキングし、前記金属箔の表裏いずれか一方から、裏面もしくは表面に達するか、または前記金属箔の厚さより浅い深さまでエッチングすることにより、凹部を形成し、その後、前記金属箔の表裏いずれか他方から、前記凹部に到達するまでエッチングすることにより、最初のエッチングにより除去できなかった未浸食部を確実に除去し、前記金属箔の裏面を、適時に前記基材に貼着する。
（１）絶縁性の基材の表面に、導電性のコイルを形成するシートコイルの製造方法において、導電性の金属箔の表裏両面を、形成しようとするコイル部分の表面および裏面と同一か、または対応する形状をなす表面側レジストおよび裏面側レジストをもって、同時に、または異なる時期にマスキングし、前記金属箔の表裏いずれか一方から、裏面もしくは表面に達するか、または前記金属箔の厚さより浅い深さまでエッチングすることにより、凹部を形成し、その後、前記金属箔の表裏いずれか他方から、前記凹部に到達するまでエッチングすることにより、最初のエッチングにより除去できなかった未浸食部を確実に除去し、前記金属箔の裏面を、適時に前記基材に貼着する。
このような方法によると、金属箔の表面から１回エッチングするだけでは、どうしても残存する、図３(ｂ)に示すような不均一な未浸食部５５ａを、金属箔の表裏両面からエッチングすることにより、確実に除去することができ、もってコイル部分の断面積の均一化を図ることができる。
ひいては、このシートコイルを電気素子として使用する際の、周波数等の電気的な要素の不均一な変動を防止し、このシートコイルが組み込まれた電気装置の性能を高めることができる。
ひいては、このシートコイルを電気素子として使用する際の、周波数等の電気的な要素の不均一な変動を防止し、このシートコイルが組み込まれた電気装置の性能を高めることができる。
（２）上記(１)項において、いずれかのエッチング時に、前記金属箔の片面を、前記金属箔を剥離可能として支持する支持板、または前記基材に貼着しておく。
このような方法によると、エッチング時に、支持板または基材により、金属箔を安定よく支持することができる。
（３）上記(１)または(２)項において、前記金属箔の表裏いずれか一方に、２層の未露光の感光性樹脂皮膜を、互いに剥離可能として重ねて貼着し、その外側からマスクを介在させて露光し、かつ現像液により現像することにより、同一形状の２枚のレジストを形成し、その外側のレジストを内側のレジストから剥離して、前記金属箔の表裏いずれか他方に、前記内側のレジストと位置合わせして貼着することにより、表面側レジストおよび裏面側レジストを形成する。
このような方法によると、表面側レジストと裏面側レジストとを高精度の同一形状とすることができとともに、金属箔への位置決めも容易に行うことができる。
（４）上記(２)項、または上記(２)項を引用する上記(３)項において、前記支持板と前記金属箔と前記基材とを、位置決め手段をもって互いに位置決めする。
このような方法によると、金属箔に対する支持板の位置と、金属箔に貼着する基材の位置とを正確に一致させることができる。
（５）上記(４)項において、前記位置決め手段を、前記支持板と前記金属箔と前記基材との互いに対応する位置に設けた位置決め孔と、それらに嵌脱しうるガイドピンとを備えるものとする。
このような方法によると、支持板と金属箔と基材との相互の位置決めを簡単にかつ迅速に行うことができる。
本発明によると、導電性の金属層のエッチング時に、不均一な未浸食部が残存するのを防止し、コイル部分の断面積の均一化を図ることができるようにしたシートコイルの製造方法を提供することができる。
以下、本発明のシートコイルの製造方法の実施要領を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のシートコイルの製造方法の第１の実施要領を模式的に示す説明図である。
図１は、本発明のシートコイルの製造方法の第１の実施要領を模式的に示す説明図である。
図１(ａ)に示すように、まず、支持板１上に、銅箔等の導電性の金属箔２を、剥離可能なように貼着し、さらにその上面(後にシートコイル完成時の裏面となる)に、未露光の感光性樹脂皮膜３を積層する。
支持板１は、金属箔２を剥離可能として支持するためだけのものであるので、材質はどのようなものでもよい。
金属箔２は、コイルを形成するためのものであり、エッチングできる材質であることが必要であることから、銅箔とするのが望ましい。その厚さは、シートコイルの用途に基づいて定められるが、支持板１から剥離させることを考えると、ある程度の厚さを有することが好ましく、少なくとも５μ以上、好ましくは７０μ以上とする。
感光性樹脂皮膜３は、光硬化性樹脂よりなり、例えばデュポン社製のＴ１０１０(商品名)(２５μ厚)のようなドライフィルムや、コダック社製の７４７(商品名)のような液体レジストを使用することができる。
支持板１は、金属箔２を剥離可能として支持するためだけのものであるので、材質はどのようなものでもよい。
金属箔２は、コイルを形成するためのものであり、エッチングできる材質であることが必要であることから、銅箔とするのが望ましい。その厚さは、シートコイルの用途に基づいて定められるが、支持板１から剥離させることを考えると、ある程度の厚さを有することが好ましく、少なくとも５μ以上、好ましくは７０μ以上とする。
感光性樹脂皮膜３は、光硬化性樹脂よりなり、例えばデュポン社製のＴ１０１０(商品名)(２５μ厚)のようなドライフィルムや、コダック社製の７４７(商品名)のような液体レジストを使用することができる。
次に、感光性樹脂皮膜３に、マスクＭを重合させて露光し、かつ現像液により現像して未露光部分を除去して、図１(ｂ)に示すような、後述するコイル部分２ａの裏面の形状と同一とした貫通孔４ａ、４ｂを有するレジスト４を形成する。
次に、図１(ｃ)に示すように、レジスト４により、後述するコイル部分２ａがマスキングされた金属箔２におけるマスキングされていない部分、すなわち、レジスト４の貫通孔４ａに相当する部分を、金属箔２の下面に達するか、または金属箔２の厚さより浅い深さまで上方よりエッチングすることにより、金属箔２の上面に、金属箔２を貫通する凹部５や、金属箔２の下面まで達しない有底の凹部６を形成する。
このとき、金属箔２を貫通する凹部５の下端開口縁部や、有底の凹部６の底部には、図３(ｂ)に示す不均一な未浸食部５５ａと同様の未浸食部５ａや、貫通を妨げる未浸食部６ａが残存することとなるが、この未浸食部５ａ、６ａは、後の工程で除去されるので、この時点では、無視して差し支えない。
エッチング液としては、塩化第２鉄液、アンモニア性アルカリエッチング液、塩化第２銅液等を用いることができる。
エッチング完了後、図１(ｃ)に示す状態から、レジスト４を金属箔２から剥離した後、金属箔２を支持板１から剥離し、次いで上下反転させて、それまでの上面を裏面とし、この裏面を、図１(ｄ)に示すように、絶縁性の基材７上に貼着する。
基材７は、シートコイルの基板またはベースシートとなるもので、例えば、プリプレグとするのが好ましいが、アクリル系等の熱可塑性樹脂、フェノール系等の熱硬化性樹脂等からなる基板またはベースシートとすることもできる。
基材７の厚さは、５ミクロン以上とするのが好ましい。
基材７は、シートコイルの基板またはベースシートとなるもので、例えば、プリプレグとするのが好ましいが、アクリル系等の熱可塑性樹脂、フェノール系等の熱硬化性樹脂等からなる基板またはベースシートとすることもできる。
基材７の厚さは、５ミクロン以上とするのが好ましい。
次に、図１(ｄ)に示すように、金属箔２の上面(シートコイル完成時の表面となる)に、感光性樹脂皮膜３と同様の未露光の感光性樹脂皮膜８を積層し、その感光性樹脂皮膜８に対して、上記のマスクＭを上下反転させて介在させて露光し、かつ現像液により現像して、未露光部分を除去し、図１(ｅ)に示すように、後述するコイル部分２ａの表面の形状と合致する貫通孔９ａ、９ｂを有するレジスト９を形成する。この貫通孔９ａ、９ｂの形状および寸法は、原理的には、金属箔２における凹部５、６の形状および寸法と合致している。
その後、レジスト９によりマスキングされていない金属箔２の部分を、上記と同様の要領でエッチングすることにより、図１(ｅ)に２点鎖線で示す不均一な未浸食部５ａ、６ａを除去すると、図１(ｆ)に示すように、浸食面が平坦で均一な凹部５、６を形成することができ、もって、コイル部分２ａの断面積が均一なシートコイル１０を形成することができる。
その後、レジスト９を除去し、必要に応じて、基材７およびコイル部分２ａの上面を、絶縁材料(図示略)によりコーティングする。
このようにして形成されたシートコイル１０は、コイル部分２ａの断面積が均一であるので、電気素子として使用した際の、周波数等の電気的な要素の不均一な変動を防止することができ、このシートコイル１０が組み込まれた電気装置の性能を高めることができる。
なお、図示は省略してあるが、基材７を、本体部と、該本体部から延出する配線部とからなるものとし、本体部にコイルを形成するのと同時に、配線部に、コイルから延出する配線を、金属箔２から形成するのがよい。
こうすることによって、コイルを形成するのと同時に、他の機器への接続用の配線部を同時に形成することができる。
こうすることによって、コイルを形成するのと同時に、他の機器への接続用の配線部を同時に形成することができる。
図２は、本発明のシートコイルの製造方法の第２の実施要領を模式的に示す説明図である。なお、図１におけるのと同一または類似の部材には、同一の符号を付して図示するに止め、それらについての詳細な説明は省略する。
本発明のシートコイルの製造方法の第２の実施要領においては、まず図２(ａ)に示すように、支持板１上に、銅箔等の導電性の金属箔２、未露光の感光性樹脂皮膜３および感光性樹脂皮膜８を、互いに剥離可能として貼着して順次積み重ね、それらの対応する複数個所、例えば、それらをすべて四角形としたときは、それらの四隅に、位置決め孔１１、１２、１３、１４を設け、それらにガイドピン１５を挿入して、相互の位置決めをする。
なお、支持板１に設けた位置決め孔１１は、有底孔としてあるが、貫通孔としてもよい。
なお、支持板１に設けた位置決め孔１１は、有底孔としてあるが、貫通孔としてもよい。
次に、感光性樹脂皮膜８上にマスクＭを載置し、その上方より感光性樹脂皮膜８、３を露光し、かつ現像液により現像して、未露光部分を除去し、図２(ｂ)に示すような、後に表面側レジストとなる貫通孔９ａ、９ｂのあるレジスト９、および後に裏面側レジストとなる貫通孔４ａ、４ｂのあるレジスト４を形成する。
なお、マスクＭにも、位置決め孔１４に対応する位置決め孔１６を設け、それをガイドピン１５に通して、マスクＭと感光性樹脂皮膜８との位置決めを図るのが好ましい。
なお、マスクＭにも、位置決め孔１４に対応する位置決め孔１６を設け、それをガイドピン１５に通して、マスクＭと感光性樹脂皮膜８との位置決めを図るのが好ましい。
次に、図２(ｂ)における、最上位のレジスト９を、その直下のレジスト４から上方に剥離するとともに、すべてのガイドピン１５を金属箔２側に残して、支持板１を、金属箔２およびガイドピン１５から下方に剥離し、レジスト４から上方に剥離した上記レジスト９を、そのままの姿勢で、すなわち上下反転させることなく、平行移動させる形で、支持板１の位置決め孔１１とレジスト９の位置決め孔１４とが整合するように位置決めして、支持板１上に載置し、その後、ガイドピン１５を、金属箔２およびレジスト４と一体とした状態で、レジスト９の位置決め孔１４および支持板１の位置決め孔１１に挿入して、図２(ｃ)に示すように、レジスト９上に、金属箔２の下面を位置決めして、剥離可能として貼着する。
次に、図２(ｄ)に示すように、レジスト４により、後述するコイル部分２ａがマスキングされた金属箔２におけるマスキングされていない部分、すなわち、レジスト４の貫通孔４ａ、４ｂに相当する部分を、金属箔２の下面に達するか、または金属箔２の厚さより浅い深さまで上方よりエッチングすることにより、金属箔２の上面に、金属箔２を貫通する凹部５や、金属箔２の下面に達しない有底の凹部６を形成する。
このとき、金属箔２を貫通する凹部５の下端開口縁部や、有底の凹部６の底部には、図１(ｃ)に示すのと同様の不均一な未浸食部５ａ、６ａが残存するが、この未浸食部５ａ、６ａは、後の工程で除去されるので、この時点では無視しても差し支えない。
最初のエッチング終了後、図２(ｄ)における最上位のレジスト４を除去し、次いで、図２(ｅ)に示すように、金属箔２の上面に基材７を載置して、その下面を金属箔２の上面に貼着する。
このとき、基材７にも、金属箔２の位置決め孔１２と対応する位置決め孔１７を設けておき、この位置決め孔１７をガイドピン１５に通して、基材７を金属箔２に対して位置決めするのが好ましい。
このとき、基材７にも、金属箔２の位置決め孔１２と対応する位置決め孔１７を設けておき、この位置決め孔１７をガイドピン１５に通して、基材７を金属箔２に対して位置決めするのが好ましい。
次に、図２(ｅ)に示す全体を、その状態のまま、上下反転させ、その最上位となった支持板１を、その直下のレジスト９から上方へ剥ぎ取って、図２(ｆ)に示す状態とし、その状態で、最上位のレジスト９によりマスキングされていない金属箔２の部分を、上記と同様の要領でエッチングする。これにより、図２(ｆ)に２点鎖線で示す凹部５、６における不均一な未浸食部５ａ、６ａは確実に除去され、図２(ｇ)に示すように、浸食面が平坦で均一な凹部５、６を形成することができ、もって、図１(ｆ)に示すのと同様の、コイル部分２ａの断面積が均一なシートコイル１０を形成することができる。
基材７における位置決め孔１７、および金属箔２における位置決め孔１２は、シートコイル１０をシートコイル使用機器に取り付けるための取付孔として使用することができる。
本発明のシートコイルの製造方法の第２の実施要領によると、互いに重ね合わせた２層の感光性樹脂皮膜３、８を、１枚のマスクＭを介して同時に露光し、かつ現像するので、同一形状のレジスト４、９を、精度よく能率的に形成することができる。
また、位置決め孔１１、１２、１３、１４、１６、１７とガイドピン１５とによって形成される位置決め手段により、図２(ｂ)における最上位のレジスト９を、その直下のレジスト４から剥離して、図２(ｃ)に示すように、支持板１と金属箔２との間に挟み込む際に、レジスト９を、金属箔２およびレジスト４に対して正確かつ迅速に位置決めすることができる。
また、位置決め孔１１、１２、１３、１４、１６、１７とガイドピン１５とによって形成される位置決め手段により、図２(ｂ)における最上位のレジスト９を、その直下のレジスト４から剥離して、図２(ｃ)に示すように、支持板１と金属箔２との間に挟み込む際に、レジスト９を、金属箔２およびレジスト４に対して正確かつ迅速に位置決めすることができる。
本発明のシートコイルの製造方法の第２の実施要領においては、図２(ｃ)に示すように、金属箔２の表裏両面に、レジスト９、４を、それらの貫通孔４ａ、４ｂと貫通孔９ａ、９ｂとが互いに上下方向に整合するようにして貼着するのに、図２(ａ)〜図２(ｂ)に示すように、互いに重ね合わせた２層の感光性樹脂皮膜３、８を、１枚のマスクＭを介して同時に露光し、かつ現像し、その後、図２(ｂ)における最上位のレジスト９を、その直下のレジスト４から剥離して、図２(ｃ)に示すように、支持板１と金属箔２との間に挟み込むようにしているが、別の方法によっても、図２(ｃ)に示す状態とすることもできる。
例えば、金属箔２の表裏両面に、感光性樹脂皮膜８、３を貼着し、その両面から、同一形状のマスクＭを介して、同時か、または時期をずらして露光し、かつ現像して、金属箔２の表裏両面にレジスト９、４を形成するようにしてもよい。
例えば、金属箔２の表裏両面に、感光性樹脂皮膜８、３を貼着し、その両面から、同一形状のマスクＭを介して、同時か、または時期をずらして露光し、かつ現像して、金属箔２の表裏両面にレジスト９、４を形成するようにしてもよい。
本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱することなく、例えば、次のような幾多の変形した態様での実施が可能である。
(１) レジスト４、９の貫通孔４ａ、４ｂ、９ａ、９ｂの形状を、形成しようとするコイル部分２ａの表面および裏面の形状と同一ではなく、エッチングによる浸食を見越して、それらよりわずかに大としておく。
(２) 支持板１と金属箔２と基材７とを、同一形状の平面視四角形とし、位置決め手段を、それらの四隅の角部に内面が当接するようにした、平面視Ｌ字状の４個の案内枠(図示略)からなるものとする。
(３) コイル部分２ａの形状を、渦巻き状、蛇行状、平歯車状の凹凸のある円形、その他の形状とする。
(１) レジスト４、９の貫通孔４ａ、４ｂ、９ａ、９ｂの形状を、形成しようとするコイル部分２ａの表面および裏面の形状と同一ではなく、エッチングによる浸食を見越して、それらよりわずかに大としておく。
(２) 支持板１と金属箔２と基材７とを、同一形状の平面視四角形とし、位置決め手段を、それらの四隅の角部に内面が当接するようにした、平面視Ｌ字状の４個の案内枠(図示略)からなるものとする。
(３) コイル部分２ａの形状を、渦巻き状、蛇行状、平歯車状の凹凸のある円形、その他の形状とする。
本発明のシートコイルの製造方法により製造したシートコイルは、レゾルバその他のシートコイル使用装置に好適に使用することができる。
１ 支持板
２ 金属箔
２ａコイル部分
３ 感光性樹脂皮膜
４ レジスト(裏面側)
４ａ、４ｂ 貫通孔
５、６ 凹部
５ａ、６ａ 未浸食部
７ 基材
８ 感光性樹脂皮膜
９ レジスト(表面側)
９ａ、９ｂ 貫通孔
１０ シートコイル
１１、１２、１３、１４ 位置決め孔
１５ ガイドピン
１６、１７ 位置決め孔
Ｍ マスク
２ 金属箔
２ａコイル部分
３ 感光性樹脂皮膜
４ レジスト(裏面側)
４ａ、４ｂ 貫通孔
５、６ 凹部
５ａ、６ａ 未浸食部
７ 基材
８ 感光性樹脂皮膜
９ レジスト(表面側)
９ａ、９ｂ 貫通孔
１０ シートコイル
１１、１２、１３、１４ 位置決め孔
１５ ガイドピン
１６、１７ 位置決め孔
Ｍ マスク
Claims (5)
- 絶縁性の基材の表面に、導電性のコイルを形成するシートコイルの製造方法において、
導電性の金属箔の表裏両面を、形成しようとするコイル部分の表面および裏面と同一か、または対応する形状をなす表面側レジストおよび裏面側レジストをもって、同時に、または異なる時期にマスキングし、前記金属箔の表裏いずれか一方から、裏面もしくは表面に達するか、または前記金属箔の厚さより浅い深さまでエッチングすることにより、凹部を形成し、その後、前記金属箔の表裏いずれか他方から、前記凹部に到達するまでエッチングすることにより、最初のエッチングにより除去できなかった未浸食部を確実に除去し、前記金属箔の裏面を、適時に前記基材に貼着することを特徴とするシートコイルの製造方法。 - いずれかのエッチング時に、前記金属箔の片面を、前記金属箔を剥離可能として支持する支持板、または前記基材に貼着しておくことを特徴とする請求項１記載のシートコイルの製造方法。
- 前記金属箔の表裏いずれか一方に、２層の未露光の感光性樹脂皮膜を、互いに剥離可能として重ねて貼着し、その外側からマスクを介在させて露光し、かつ現像液により現像することにより、同一形状の２枚のレジストを形成し、その外側のレジストを内側のレジストから剥離して、前記金属箔の表裏いずれか他方に、前記内側のレジストと位置合わせして貼着することにより、表面側レジストおよび裏面側レジストを形成することを特徴とする請求項１または２記載のシートコイルの製造方法。
- 前記支持板と前記金属箔と前記基材とを、位置決め手段をもって互いに位置決めすることを特徴とする請求項２、またはそれを引用する請求項３記載のシートコイルの製造方法。
- 前記位置決め手段を、前記支持板と前記金属箔と前記基材との互いに対応する位置に設けた位置決め孔と、それらに嵌脱しうるガイドピンとを備えるものとした請求項４記載のシートコイルの製造方法。
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