JPH02123706A - 高周波コイルの製造方法 - 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、基板上にコイル導体を形成してなる高周波コ
イルに関し、特にコイル導体の輻及び隣合うコイル導体
の間隔を小さくすることによりコイルの小型化をはかり
、かつコイル導体の厚みを大きくすることによりコイル
のＱを向上できるようにした構造及びその製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来から、コイルとして、金属導体を螺旋状に巻回して
なる空心コイル及びフェライトやアルミナ等のボビンに
巻線を施してなるボビン巻線コイル等がある。しかしこ
の両コイルは形状が大きく。

特性が不安定であることから、高周波領域では採用でき
ない、これに対して絶縁体基板の表面に金属薄膜からな
る帯状のコイル導体を形成してなる高周波コイルは、部
品形状を小型化できるとともに、マイクロ波帯の高周波
領域に採用できる。この高周波コイルを製造する場合は
、従来、以下の方法が採用されている０例えばガラス、
セラミックス製基板の表面全面にスパッタリングあるい
は蒸着法等によりＡｇ等の金属薄膜を形成し、該薄膜の
上面にコイルパターンに応じた形状のレジスト膜を形成
し、これにより上記薄膜の不要部分をウェットエツチン
グ（化学エツチング）により除去してコイル導体を形成
する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記従来の高周波コイルにおいては、コイル
導体をスパッタリング等の薄膜技術により形成すること
から、このコイル導体の厚みが薄い分導体抵抗が大きく
なり、Ｑが低いという問題があり、このＱの向上が要請
されている。

ここで、上記Ｑを向上させるには、コイル導体の幅ある
いは厚みの少なくとも一方を大きくして導体抵抗を小さ
くしてやればよいことが知られている。しかし、コイル
導体の幅を大きくすれば、コイル形状が大きくなってし
まうという別の問題が発生して好ましくない、そこで、
コイル導体の厚みのみを大きくすること、すなわち上記
薄膜技術により形成されたコイル導体の上面に、さらに
コイル導体を重ねて形成して厚みを大きくすることが考
えられる。しかしながら、線幅１間隔が数十μｍと非常
に細いコイル導体の上面に寸法精度よく同一のコイル導
体を形成することは困難である。

ここで、本件発明者らは、予め大きなＱが得られるよう
に厚みの大きな導体膜を形成しておき、これをウエット
エソチクングしてコイル導体を形成する方法を検討した
。しかしながら、導体膜の上面にコイル導体に応じた形
状のレジスト膜を形成した後、これを薬品溶液中に浸漬
してエツチングするウェットエツチングでは、コイル導
体のエツジ部分や厚み方向の側面が侵食されてギザギザ
になり易く、加工精度が悪化するため、例えばコイル導
体の幅を１０８ｍに設計した場合、コイル導体の厚みを
２μｍより太き（することができなかった、これを、コ
イル導体の幅と厚みの関係で示すと、幅と厚みの比率（
厚み／暢）を０．２以上にすることができなかった。つ
まり、ウェットエツチングによる方法では、コイル導体
の厚みを大きくしてＱを太き（するという目的は達成で
きないのである。

本発明の目的は、上記厚膜化した導体膜を精度良く加工
できるエツチング方法を見出し、コイルの小型化をはか
り、かつＱを向上できる高周波コイル及びその製造方法
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本願第１項の発明は、基板の表面に導体膜を形
成し、該導体膜の不要部分をドライエツチングにより除
去して幅と厚みの比率が０．２以上５．０以下のコイル
導体を形成したことを特徴とする高周波コイルである。

また、本願第２項の発明は、上記高周波コイルの製造方
法であって、基板の表面に導体膜を形成し、該導体膜の
表面を覆うように上記基板の上面にレジスト膜を形成し
、該レジスト膜の不要部分をエツチング法により除去し
てコイル導体に対応するマスクを形成し、しかる後該マ
スクの開口部分の導体膜をドライエツチング法により除
去して幅と厚みの比率が０．２以上５．０以下のコイル
導体を形成したことを特徴としている。

ここで、上記ドライエツチングとしては、イオンビーム
エツチング、スバフタエッチング、プラズマエツチング
が採用できる。

また、上記導体膜の形成方法としては、スパッタリング
、蒸着、イオンブレーティング、あるいは電解、無電解
メツキ法が採用でき、これらの方法により一層、あるい
は複数層からなる導体膜を形成すればよい。

さらに、本発明の高周波コイルには、基板上にコイル導
体及び′ｈ＠縁膜を一層だけ形成してなる単層のもの、
コイル導体と絶縁膜を交互に積層してなる多層のものが
含まれる。

さらにまた、本発明のコイル導体の形状としては、例え
ばスパイラルタイプ、ミアンダタイプ等が考えられ、特
に限定されるものではない。

〔作用〕

本発明に係る高周波コイル及びその製造方法によれば、
基板に形成された導体膜の不要部分を、ドライエツチン
グにより除去してコイル導体を形成したので、ウェット
エツチングによる場合の加工精度の悪化を回避でき、寸
法精度が高く、かつ幅に対して厚みの大きなコイル導体
を形成でき、小型でかつＱの大きなコイルを形成するこ
とができる。このドライエツチング法は、導体膜の不要
部分を薬品溶液で溶かすという方法ではなく、例えば不
活性ガス、イオン等を打ち込んで削り取る方法であるか
ら、高い加工精度が得られる。その結果、幅と厚みの比
率を０．２以上に形成した場合にも、厚み方向の側面を
精度良く垂直にでき、導体抵抗を小さ（してＱを向上で
きる。ただし、幅と厚みの比率が５．０を趨えると、コ
イル導体の形成は困難である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例による高周波コ
イル、及びその製造方法を説明するための図である。

まず、本願第１項の発明の一実施例による高周波コイル
の構造について説明する。

絶縁膜の導体表面より上側部分を除去した状態を示す第
１図において、ｌは本実施例のチンプ型の高周波コイル
であり、これはガラス又はセラミックスからなる絶縁体
基［２の上面の中央部に、膜厚２〜５０μｍ、線幅１０
μｍ１間隔ＩＯμｍの金属膜からなるスパイラル状のコ
イル導体４をパターン形成するとともに、上記基板２上
面の左、右縁部に端子電極３ａ、３ｂを形成して構成さ
れている。また、上記コイル導体４の外端部４ａは図面
左側の端子電極３ａに接続されており、内端部４ｂは後
述するリード電極８を介して図面右側の端子電極３ｂに
接続されている。

上記コイル導体４及び端子電極３ａ、３ｂは、上記基板
２の上面に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐｄ等からなる金属膜、及び
これの表面にＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ。

Ａ１等からなる金属膜を蒸着、スパッタリングあるいは
イオンブレーティング等により形成し、さらに該金属膜
の表面に電解、又は無電解メツキによりＡｇ、Ｃｕ、Ａ
ｕ等を被覆して厚さが２μｍ以上になるように導体膜を
形成し、この導体膜の不要部分をドライエツチングによ
り除去して形成されたものである。

また、上記コイルの断面を示す第２図において、上記基
板２の各端子電極３ａ、３ｂを除くコイル導体４の上面
にはポリイミドあるいはポリアミド等からなる樹脂製絶
縁膜５がコーティングされており、この絶縁膜５の上記
コイル導体４の内端部４ｂ部分にはスルーホール６が形
成されている。

また、上記絶縁膜５の上面には帯状のリード電極８が形
成されており、該電極８の一端は上記スルーホール６を
介して内端部４ｂに接続され、他端は端子電極３ｂに接
続されている。これにより本実施例の高周波コイルｌが
構成されている。なお、電極８を保護、絶縁するために
、絶縁膜５及び電極８の上面に、さらに絶縁膜を形成し
てもよい。

次に、本願第２項の発明の一実施例によろ上記高周波コ
イル１の製造方法を説明する。

第３図（ａ）ないし第３図（目は本実施例の製造工程を
示す断面図であり、この各図は第２図の中央部分を示す
。

■　まず、鏡面研磨が施された厚さ０．６　ｗｈのガラ
ス基板２の上面全面に、密着性を向上させるためのＴＩ
膜７ａをスパッタリング法により形成し、次に１ｊＦＴ
Ｉｌ！！７ａの表面にＴＩ、Ａｇを同時に２元スパッタ
リングすることによりＴｉ−Ａｇ膜７ｂを形成し、続い
てこのＴｉ−Ａｇ膜７ｂの表面に導電性の良いＡｇ膜７
ｃを同じくスパッタリングにより形成して、３層構造の
第１金属膜７を形成する（第３図Ｔａｇ）。

■　次に、上記第１金属１ＩＩＩ７の表面に、電解。

又は無電解メツキにより第２金属膜９を形成する。

これにより、厚さ２〜５０μｍ程度の導体膜１０を形成
する（第３図偽））。

■　上記導体膜１０の表面に感光性ポリイミド樹脂から
なるレジスト膜１１をコーティングし、これを乾爆させ
る（第３図＋０１）、そして、上記レジスト膜１１のコ
イル導体４及び端子電極３ａ。

３ｂ部分以外の不要部分をマスクで覆い、これを露光す
る０次に、これを現像（エツチング）する。

すると、コイル導体４及び端子電極３ａ、３ｂ部分の上
面のみレジスト膜１１が残ることになる。

これにより、コイル導体４．＠子電極３ａ、３ｂに対応
した開口１２ａを有するマスク１２が形成されることと
なる（第３図（ｄ））。

■　次に、上記ガラス基板２の上面にドライエツチング
を施す、このドライエツチングは、ＥＣＲプラズマエツ
チング、希ガスイオンビームエツチング、あるいは希ガ
ス逆スパツタリングエツチングを採用する０例えば反応
性ＥＣＲプラズマエツチングは、減圧したガスに高周波
電界をかけて放電を起こし、この低温のプラズマ中に存
在する化学的に活性な原子、電子、イオンと、上記不要
部分の導電１ｌｌｌＯとの化学反応でエツチングするも
のである。

これにより、上記マスク１２の開口１２ａ部分の導体膜
１０が削り取られ、線幅１０μｍ２間隔１０μｍのコイ
ル導体４及び端子電極３ａ、３ｂが形成される（第３図
ｔｅｌ）　、　Ｌかる後、上記マスク１２を剥離、除去
する。

なお、上記ポリイミドが非感光性の場合は、ポジ形レジ
ストを塗布した後、絶縁ＷＡ１１の残さない部分を露光
してエツチングすればよい。

■　次に、上記コイル導体４．ｉ予電ｉ３　ａ。

３ｂのガラス基板２上面全面に感光性ポリイミド樹脂を
コーティングして絶縁膜５を形成し、乾燥させる（第３
図（ｆ））、そして、マスクをかけてこの絶縁膜５の上
記端子電極３ａ、３ｂ　（第２図参照）、及びスルーホ
ール６対応部分を除く以外の部分について、上記■工程
と同様の方法にて露光−現像を行う、すると、上記端子
電極３ａ、３ｂ（第２図参照）部分が露出されるととも
に、内端部４ｂ部分にスルーホール６が形成されること
になる（第３図（梢）。

■　最後に、上記絶縁膜５の上面にスパッタリングによ
り金属膜を形成し、これの不要部分をエツチングして、
上記内端部４ｂと端子電極３ｂとを接続するリード電極
８を形成する（第３図ｆｈｌ）。

これにより、本実施例の１．６　Ｘ３．２　Ｘｏ、８　
ｔｍからなる大きさの高周波コイル１が製造される（第
１図及び第２図参照）。

なお、上記■工程では、コイル導体４の内端部４ｂと端
子電極３ｂとをリード電極８で接続したが、上記両者４
ｂ、３ｂをＡｕ線によるワイヤボンディングにより接続
し、これをナイロン、エポキシ樹脂系の接着剤で固定し
てもよい。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例の高周波コイル１によれば、基板２の上面に導
体膜ｌＯを形成し、該導体膜ｌＯの表面を覆うように上
記基板２の上面にレジスト膜１１を形成し、該レジスト
膜１１の不要部分をエツチングにより除去してコイル導
体４、端子電極３ａ。

３ｂに対応するマスク１２を形成し、しかる後マスク１
２の開口１２ａ部分の導体１！１１０をドライエツチン
グ法により除去したので、加工精度の良い垂直な側面を
有する幅と厚みの比率が０．２以上のコイル導体４が形
成でき、それだけ導体抵抗を小さくでき、Ｑを向上でき
る。これにより、高周波領域、ＧＨｚ帯まで自己共振し
ない小型の平面コイルが得られる。

また、本実施例によれば、レジスト膜１１．絶縁膜５に
ポリイミドあるいはポリアミド樹脂を採用することによ
り、マスク１２やスルーホール６を形成する際の微細加
工を可能にでき、寸法精度に対する信頼性を向上できる
とともに、耐熱性耐薬剤性、耐湿性に優れ、かつヒート
シロツク性耐振動性特性にも優れた部品が得られる。

なお、上記実施例では、ガラス基板２上に、コイル導体
４及び絶縁膜５を一層形成した場合を例にとって説明し
たが、本発明は上記実施例のコイル１において、上記絶
［１５の上面にさらにコイル導体、絶縁膜を操り返し形
成してなる多層コイルにも適用でき、また上記基板２を
挟んだ両表面にコイルを形成してなるものにも適用でき
る。

また、上記実施例では、第１金属膜７の上面に第２金属
膜９を形成して導体膜１０を形成した場合を例にとって
説明したが、この導体膜１０の形成方法はこれに限られ
るものではなく、例えばスパッタリング、あるいは電解
、無電解メツキだけで導体膜１０を形成してもよい。

さらに、上記実施例ではスパイラル状のコイルを例にと
って説明したが、本発明は勿論これに限られるものでは
ない０例えば、第４図に示すようなミアンダタイプのコ
イル導体２０にも通用でき、この場合も上記実施例と同
様の効果が得られる。

さらにまた、上記実施例では高周波コイル１を例にとっ
たが、本発明はコイルとコンデンサとを組み合わせてな
るＬＣフィルタや、トランスなどにも適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る高周波コイル及びその製造方
法によれば、基板上に形成された導体膜をドライエツチ
ングで処理してコイル導体を形成したので、加工精度を
向上して寸法精度に優れ、かつ幅に対して厚みの大きな
コイルパターンが形成できるとともに、Ｑを向上できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例による高周波コ
イル及びその製造方法を説明するための図であり、第１
図はその平面図、第２図はその断面図、第３図ｆａｌな
いし第３図（＋１１はそれぞれ製造工程を示す断面図、
第４図は上記実施例の変形例を示す斜視図である。 図において、１は高周波コイル、２はガラス基ｖｉ（基
板）、４はコイル導体、１０は導体膜、１１はレジスト
膜、１２はドライエツチング用マスク、１２ａはドライ
エツチング用マスクの開口である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　基板の表面に導体膜を形成し、該導体膜の不要
   部分をドライエッチングにより除去して上記導体膜の幅
   と厚みの比率（厚み／幅）が０．２以上５．０以下のコ
   イル導体を形成したことを特徴とする高周波コイル。
2. （２）　基板の表面に導体膜を形成し、該導体膜の表面
   を覆うように上記基板の上面にレジスト膜を形成し、該
   レジスト膜の不要部分をエッチング法により除去してコ
   イル導体に対応するマスクを形成し、しかる後該マスク
   の開口部分の導体膜をドライエッチング法により除去し
   て上記導体膜の幅と厚みの比率が０．２以上５．０以下
   のコイル導体を形成したことを特徴とする高周波コイル
   の製造方法。