JPH0210704A - 導体パターンコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、電子機器等にインダクタンスとして
使用される小形の導体パターンコイルに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

近年、電子機器のデジタル化への発展がめざましく、こ
れに伴い電子機器に使用されるインダクタンスとしての
コイルもチップ化、小型化の傾向をたどっている。第９
図にはインダクタンスとして使用される一般的な小形コ
イルの断面構成が示されている。

同図において、コア１は鍔部２ａ、２ｂと、はぼ０．５
ｆｆＩ［１１〜１．５　ａｎｎの短い円柱状の胴体部３
とを有しており、この胴体部３に直径が数１０μの極細
線１８が巻かれ、コイル１９が形成されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のように、短い胴体部３に極細線１
８を巻く形式では、実際には図示のように規則正しく整
列巻きすることは非常に困難であり、普通は捲線１８が
重なり合って不規則に巻かれるのが一般的である。とこ
ろが、不規則に捲線１８が重なり合うと、その重なりの
線間に大きな電位差（巻き始めと巻き終わりが重なった
ときに最大電位差となる）が生じ、等価的なコイル間の
分布容量が大きくなる傾向となる。

第１０図にはインダクタンスとして使用されるインダク
タコイルの等価回路図が示されており、その自己共振周
波数１はｒ　＝　１／　（２７Ｃ（ＬＣ）””　１とし
て表される。

ただし、Ｌ：インダクタンス Ｃ：分布容量 したがって線の重なりにより分布容１ｃが大きくなると
自己共振周波数「が下がり、次のような不都合が生じる
。

すなわち、近年、既述したように、電子ｉ器のデジタル
化が急速に発展しており、これに伴い、ノイズ問題が大
きくクローズアップされ、ノイズ発生源の近くにノイズ
フィルタを設ける等のノイズ対策が施されている。しか
しながら、上記のように、捲線１８の重なりにより、コ
イル１９の自己共振周波数が下がってしまうと、当該コ
イルを高い周波数成分のノイズを遮断するフィルタとし
ては使用できなくなってしまい、前記電子機器のデジタ
ル化に対応できなくなるという問題が生じる。

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもの
であり、その目的はコイル導体の重なりがなく自己共振
周波数を大きくできる導体パターンコイルを提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため次のように構成されて
いる。すなわち、本発明の導体パターンコ・ｆルは、両
端部に鍔を有する柱状の胴体部表面にコイル導体パター
ンがｌＮ以上形成され、前記鍔の内端面には導体パター
ンと接続される端子パターンが形成されてなることを特
徴として構成されている。

〔作用〕

上記のように構成されている本発明においては、コイル
導体パターンは胴体部に規則正しく整列状態で形成され
、コイルを捲線で形成したときに生じる捲線の不規則な
重なりやずれは生じない。したがってコイルの分布容量
は小さなものとなり、必然的に自己共振周波数の高いコ
イル特性が得られることになり、周波数の高いノイズの
遮断フィルタとして機能できることとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図には本発明に係る導体パターンコイルの一実施例が示
されている。

同図において、フェライトからなるコア１は第２図に示
すように、円柱状の胴体部３と、その胴体部３の両端側
に形成されている四角の鍔２ａ。

２ｂとを有しており、胴体部３にはコイル導体パターン
４が形成されている。また、鍔２ａ、２ｂの内端面には
胴体部３の円柱の接線位置から先端にかけて外側に傾く
傾斜面５ａ、５ｂが形成され、その傾斜面５ａ、５ｂに
前記コイル導体パターン４に接続されている端子導体パ
ターン６ａ、６ｂが形成されている。

この導体パターン４．６ａ、６ｂの形成はプリント回路
の形成技術であるアデティブ法、あるいはサブトラクテ
ィブ法を利用し次のように形成することができる。

まず、アデティブ法による場合、コアｌの胴体部３と傾
斜面５ａ、５ｂの表面に、第３図に示すように、絶縁性
を有する接着層７を介して無電解メツキの核となる感光
剤８を塗布等により形成しておく。

次に、第４図に示すように、コア１を回転駆動機構（図
示せず）に装着するとともに、光学へラド１０をコア１
に向けて対向配置する。この光学ヘッド１０は図示され
ていない光学ヘッド移動機構によって保持されており、
胴体部３の軸方向（図の２方向）への移動と、それに直
交する方向（図のＹ方向）への移動と上下動が可能とな
っており、また、ビーム１１の絞り調節が可能となって
いる。

これら光学ヘッド１０のＺ、Ｙ方向の移動、上下動およ
びコア１の回転移動は図示されていない制御装置によっ
て制御されている。光学ヘッド１０は内部に光源、レン
ズ、ビーム絞り機構、その他適宜の光学機構部品を備え
ており、光源からの光をレンズで収束し、スポット状の
ビーム１１をコア１に向けて照射するようになっている
。

かかる装置構成において、胴体部３へのコイルパターン
の露光作画と、傾斜面５ａ、５ｂへの端子パターンの露
光作画とが次のようにして行われる。

まず、第５図に示すように、光学ヘッド１０を鍔２ａの
端面１２ａの中央部に対向させ、コア１の回転を停止し
た状態でビーム１１を同端面１２ａの感光層８に照射す
る。この状態で、光学ヘッド１０をＺ方向に送りながら
ビーム１１の径を絞って行くことにより、鍔２ａには先
端面１２ａから傾斜面５ａにかけて第１図に示す端子導
体パターン６ａと同形状の端子パターンが露光作画され
る。

この露光による端子パターンの作画完了後に、コイルパ
ターンの露光作画が行われる。このコイルパターンの露
光に際しては、ビーム１１の径を一定幅に絞り、第４図
に示すように、コアｌを等速度で回転しながら光学ヘッ
ド１０をゆっくり等速度でＺ方向へ移動する。このとき
、コアｌの回転速度■９と光学ヘッド１０の移動速度■
２とは同期がとられており、次のように関係づけられて
いる。

すなわち、 Ｗ：コア１の円柱胴体部３の長さ（ｍｍ）Ｐ：コイルの
ピッチ（ｍｍ） Ｎ：コイルの巻数 とすると、 Ｖ、＝１／ΔＴ　・・・・・・・・・・・・・・・（１
）　ただし、△Ｔはコア１回転の時間である。

Ｗ／Ｐ＝Ｎ 、−、Ｔ＝ＮＸ△Ｔ＝ＮＸ　ｌ／Ｖ、　　・・・・・・
　（２）、’、Ｖ２　＝Ｗ／Ｔ＝　　（Ｗ／Ｔ）ＸＶ、
　　・・・　（３）（３）式の関係が成立する。この（
３）式の関係を保って、コア１回転につき光学ヘッド１
０を１ピツチＰの割合で胴体部３の軸方向（Ｚ方向）に
送って行けば、胴体部３の感光層８の表面に螺線状のコ
イルパターンが露光作画されることになる。

このコイルパターンの作画が完了したときにコア１の回
転を停止し、第５図に示すように、光学ヘッド１０をＺ
方向に送りながらビーム１１の絞りを緩めて行けば、ビ
ーム１１のスポット径が徐々に大きくなり、傾斜面５ｂ
と鍔２ｂの端面１２ｂにかけて第１図に示す端子導体パ
ターンと同形状の端子露光パターン（傾斜面５ｂの基端
から先端にかけて末広がりとなる端子露光パターン）が
作画されることになる。なお、この鍔２ａ、２ｂの傾斜
面５ａ、５ｂに端子パターンを露光作画するときに、光
学へッドエ０を傾斜面５ａ、５ｂ方向へ向けて傾ければ
同傾斜面５ａ、５ｂにビーム１１の当たりが良くなるの
でより好ましいものとなる。

前記のようにコア１の感光層８の表面に端子パターンと
コイルパターンの露光作画が完了した後、これら各露光
パターンの導体形成処理がプリント回路の製造技術とし
て知られているホトアデティブ（Ｐｈｏｔｏ−八ｄｄｉ
ｔｉｖｅ）法によって行われる。すなわち、まず、前記
感光層８の表面に作画された各露光パターンの現像処理
が行われ、当該露光パターンにメッキ核が析出される。

次に、無電解メツキ処理を行うことにより、露光パター
ン面に導体金属、本実施例では銅が析出成長され、コア
１の表面に露光パターンと同一の導体パターンが形成さ
れる。すなわち、第１図に示すように、コアｌの胴体部
３の表面にコイル導体パターン４が、鍔２ａ、２ｂの端
面１２ａ　、　１２ｂから傾斜面５ａ、５ｂにかけて端
子導体パターン６ａ、６ｂがそれぞれ形成され、導体パ
ターンコイル１３が形成されるのである。

この場合、メッキ厚（導体パターン４．６ａ。

６ｂの厚さ）を厚くするときには、無電解メツキの途中
で通常の電解メツキに切り換えれば（これをセミアデイ
ティブ法という）、より短時間で所望厚の導体パターン
４．６ａ、６ｂを形成することができる。

次に、サブトラクティブ法によって導体パターン４．６
ａ、６ｂを形成する場合について説明する。このサブト
ラクティブ法は第６図に示すように、コア１の胴体部３
と傾斜面５ａ、５ｂと鍔２ａ、２ｂの端面１２ａ　、　
１２ｂに絶縁層として機能する接着層７を介して金属Ｊ
Ｗ１４が形成され、さらに、その金１Ｎ１４の表面に金
属エツチングレジストとなる感光性レジスト層１５が形
成されている点が前記アデティブ法の場合と大きく異な
る。

前記金属層１４はコアｌの絶縁層７の表面に無電解メツ
キによって金属（本実施例では銅）を析出成長させて形
成するか、あるいは金属箔（本実施例では銅７５）を絶
縁層７の表面に接着することによって形成される。また
感光性レジスト層１５は前記金属層１４の表面に金属エ
ツチングレジストとなる感光性レジスト剤を塗布するこ
とによって形成される。

そして、この金属層１４と感光性レジスト層１５が形成
されたコアｌは前記アデティブ法の場合と同様な方法に
よってレジスト層１５の表面にコイルパターンと端子パ
ターンの露光パターンが作画される。

次に、この露光パターンが作画されたコア１のエンチン
グ処理が行われ、露光パターン以外の部分の金属層１４
が溶解除去される。次に、露光パターン部分の感光性レ
ジスト層１５の除去を行うことにより露光パターンと同
一のパターン、すなわち、第１図に示すように、コイル
導体パターン４と端子導体パターン６ａ、６ｂとがコア
１０表面に形成され、導体パターンコイル１３が形成さ
れるのである。

なお、このサブトラクティブ法において、金属層１４を
無電解メツキによって形成する場合、その金属層１４の
厚みを厚（したい場合には、無電解メンキの途中で電解
メツキに切り換えるが、あるいは導体パターン４．６ａ
、６ｂを形成した後に該導体パターン４．６ａ、６ｂを
さらに電解メツキすることにより、より短時間で導体パ
ターン４゜６ａ、６ｂのメンキ厚（金属層の厚み）を厚
くすることができる。

上記のようにして形成された導体パターンコイル１３は
図示されていない型に入れられ、第７図に示すように、
エポキシ等の合成樹脂からなるモールド樹脂１６、又は
磁性材料が混合されているモールド樹脂１６に埋設され
る。この埋設によってコイル１３の外圧保護と電気絶縁
が図られている。このモールドに際しては、端子１７ａ
、　１７ｂがモールド樹脂１６に一体的に固着状態で配
置される。この端子１７ａ、　１７ｂの一端部は導体パ
ターンコイル１３の端子導体パターン６ａ、６ｂに接続
され、他端側はモールド樹脂１６の外面に表出しており
、この端子１７＋、、１７ｂを介してコイル導体パター
ン４と外部回路との接続を行うようにしである。

第８図には導体パターンコイル１３を積層タイプとした
他の実施例が示されている。この積層タイプの導体パタ
ーンコイル１３は次のようにして形成される。まず、前
記アデティブ法又はサブトラクティブ法によってコアｌ
の胴体部３の表面に第１層目のコイル導体パターン４ａ
を形成し、次に、この第１層目のコイル導体パターン４
ａの上側に絶縁層７を塗布等によって形成し、この絶縁
層７の上側にアデティブ法であれば感光層８を、サブト
ラクティブ法であれば金属層１４と感光性レジスト層１
５を形成し、その表面にコイルパターンを露光作画する
。そして、この露光部を対応するアデティブ法あるいは
サブトラクティブ法によって化学処理すれば絶縁層７の
上側（表面側）に第２層目のコイル導体パターン４ｂが
形成される。この第１層目から第２層目のコイル導体パ
ターンを形成する操作を繰り返し行うことにより、複数
のコイル導体パターン４ａ〜４ｎが積層形成されること
になる。この積層タイプの導体パターンコイル１３の場
合は、各層のコイル導体パターン４ａ〜４ｎはパラ接続
によって、又は最も層間電位差を生じない適宜の接続形
式で結線される。そして、これらコイル導体パターン４
ａ〜４ｎと外部回路とは第７図に示すようなモールド状
態で、端子１７ａ。

Ｌ７ｂと端子導体パターン６ａ、６ｂを介して接続され
ることになる。

本発明は上記各実施例に限定されることはなく様々な実
施の態様を採り得る。例えば、上記実施例では、第３図
および第６図に示すように、コア１と感光層８との間、
あるいはコア１と金属層１４との間に絶縁層を兼ねる接
着層７を形成している。

この接着層７はコア１の絶縁抵抗が低い場合、又は金属
層１４の密着力が小さい場合に形成されるものである。

周知のように、フェライトコアには電気絶縁抵抗の大き
いニッケル・ジンク系と、電気絶縁抵抗の小さいマンガ
ン・ジンク系とがあり、このニッケル・ジンク系のフェ
ライトコアを使用する場合は絶縁抵抗が大きいので、前
記絶縁層を兼ねる接着層７を省略し、コア１の表面に直
接コイル導体パターン４を形成することも可能である。

また、上記実施例ではコアＩをボビン形状に形成し、こ
のコアｌにコイル導体パターン４と端子導体パターン６
ａ、６ｂを形成したが、合成樹脂等のボビンにこれらの
導体パターン４．６ａ、６ｂを形成することも可能であ
る。

さらに、上記実施例では鍔２ａ、２ｂの形状を四角に形
成しているが、この鍔２ａ、２ｂは端子導体パターン６
ａ、６ｂを形成できる形状を備えていればどのような形
状でもよく、例えば、通常のボビンに見られる円板状の
鍔でもよく、あるいは胴体部３から板を一方向に突出さ
せただけのものでもよい。

さらに、上記実施例ではコイル導体パターン４と端子導
体パターン６ａ、６ｂの露光作画順序を端子導体パター
ン６ａ、コイル導体パターン４、端子導体パターン６ｂ
の順序で行っているが、この順序はこれに限定されるこ
とはない。

さらに上記実施例では鍔２ａ、２ｂの厚みを胴体部３側
から先端側にかけて徐々に薄肉化することで、傾斜面５
ａ、５ｂを形成しているが、この傾斜面５ａ、５ｂは薄
肉化によらず、鍔２ａ、２ｂを外向きに向けて張り出さ
せることによって形成することも可能である。もちろん
鍔２ａ、２ｂに傾斜面５ａ、５ｂを設けないで鍔２ａ、
２ｂの平坦面に端子導体パターン６ａ、６ｂを設けるこ
とも可能であるが、そうすると、ｉ２ａ、２ｂの内端面
に光が当たりずらくなり、端子パターンの露光作画が非
常に難しくなるという不便がある。

この点、本実施例のように、外向きの傾斜面５ａ５ｂを
設ければ、この傾斜面５ａ、５ｂにビーム１１が当たり
易くなるので、端子パターンの露光作画が非常にやり易
くなるという大きな効果が得られることになる。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、コイルが導体パターンに
よって形成されるものであるから、胴体部の表面に規則
正しいピッチで整然とコイルが形成されることとなり、
従来のコイルのような捲線の重なりに起因する分布容量
の増加が生じない。

したがって、例えば、１００ＭＨ２以上という自己共振
周波数の高いインダクタンスが得られることとなり、高
い周波数のノイズ遮断用のフィルタとして十分に使用に
耐え得ることになる。

また、コイルピッチが規則正しく配列されるからコイル
特性のバラツキも少なく、信頼性の高いコイルを提供で
きる。

さらに、胴体部に形成されるコイル導体パターンは胴体
部に強く固着しており、コイルの取り扱い中にコイル導
体の重なりやずれ等が全く生じないから、コイル製作の
自動化に対しても非常に有利なものとなる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る導体パターンコイルの一実施例を
示す斜視図、第２図はコアの斜視図、第３図はアデティ
ブ法によってパターン形成を行う場合の感光層の形成状
態を示すコアの断面図、第４図はコイルパターンの露光
状態図、第５図は端子パターンの露光状態図、第６図は
サブトラクティブ法によってパターン形成を行う場合の
金属層と感光性レジスト層の形成状態を示すコアの断面
図、第７図は導体パターンコイルのモールド状態図、第
８図は本発明に係る導体パターンコイルの積層タイプの
実施例を示す半断面図、第９図は従来の一般的なインダ
クタンス用コイルの半断面図、第１０図はインダクタコ
イルの等価回路図である。 ｌ・・・コア、２ａ、２ｂ・・・鍔、３・・・胴体部、
４゜４ａ〜４ｎ・・・コイル導体パターン、５ａ、５ｂ
・・・傾斜面、６ａ、６ｂ・・・端子導体パターン、７
・・・接着層（絶縁層）、８・・・感光剤（感光層）、
１０・・・光学ヘッド、１１・・・ビーム、１２ａ、１
２ｂ・・・端面、１３・・・導体パターンコイル、１４
・・・金属層、１５・・・感光性レジスト層、１６・・
・モールド樹脂、１７ａ、１７ｂ・・・端子、１８・・
・極細線（捲線）、１９・・・コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両端部に鍔を有する柱状の胴体部表面にコイル導体パタ
   ーンが１層以上形成され、前記鍔の内端面には導体パタ
   ーンと接続される端子パターンが形成されてなる導体パ
   ターンコイル。