JPH07142256A - 積層形プリントコイル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】品質の揃った積層形プリントコイルを低コスト
で実現する。 【構成】絶縁基板上にプリント配線技術によりコイルパ
ターンを設けると共に、そのコイルパターンの外周部に
一端がコイルパターンに接続される外部回路パターンを
設け、この外部回路パターンを介しコイルパターンが一
方の電極となるような電気めっきにより前記コイルパタ
ーンの導体補強を行って構成した複数のコイル基板を備
え、この様なコイル基板を複数枚積層して一体化構造と
した後、外部回路パターン部分の除去を行って構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業機器、民生機器等
の各種電気製品に広く利用可能の積層形プリントコイル
及びその製造方法に関し、更に詳しくは、プリント配線
技術により構成されたコイルパターンを備えたコイル基
板を複数枚積層して構成される積層形プリントコイルお
よびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コイルや、幾つかのコイルを結合して構
成される各種電源トランスは、産業機器、民生機器を問
わずあらゆる分野で広く使用されている。トランスを構
成する場合、その基本性能として信号絶縁性能や信頼性
が重視され、そのために、従来より、コイルをプリント
配線技術により構成する構造やその製造方法が提案され
ている（例えば、特開昭５８−１５５７１１号公報，特
開昭６０−２４５２０８号公報，特開平３−２８３４０
４号公報等）。

【０００３】この様なトランスは、絶縁基板上にプリン
ト配線技術によりコイルパターンを構成するもので、従
来の導線あるいは導体箔を巻いてコイルを構成するもの
に比べて、品質が一定であり、大量生産に適するなど多
くの利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プリン
ト配線技術によりコイルパターンを形成する手法は、は
じめに絶縁基板上に導体層（箔）を形成しその後、エッ
チングにより必要なパターンを得るもので、導体厚さを
大きくすることが困難で、大電流を扱うようなコイルを
構成する場合には不向きであった。

【０００５】一方、プリントコイルをトランスに利用す
る場合、１次コイル，２次コイル，その他の複数個のコ
イルは、いずれも信号絶縁と電力変換を行う機能を持つ
もので、それらのコイルパターンは、大きな電流を扱う
可能性があり、導体抵抗値が重要となる。ここにおい
て、本発明は、プリント配線技術により構成されたコイ
ルを電気めっきにより導体補強すると共に、この様なコ
イルを備えたコイル基板を複数枚積層して、必要な巻き
数や導体厚さを持つコイルが得られるようにした積層形
プリントコイルおよびその製造方法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】この様な目的を達成する
本発明は、絶縁基板上にプリント配線技術によりコイル
パターンを設けると共に、当該コイルパターンの外周部
に一端がコイルパターンに接続される外部回路パターン
を設け、この外部回路パターンを介しコイルパターンが
一方の電極となるような電気めっきにより前記コイルパ
ターンの導体補強を行って構成した複数のコイル基板を
備え、前記複数のコイル基板を積層して一体化構造とし
た後、前記外部回路パターン部分の除去を行って構成さ
れる積層形プリントコイルである。

【０００７】また、本発明のプリントコイルの製造方法
は、絶縁基板上にプリント配線技術によりコイルパター
ンを設けると共に当該コイルパターンの外周部に一端が
コイルパターンに接続される外部回路パターンを設ける
工程と、前記外部回路パターンを介しコイルパターンが
一方の電極となるような電気めっきにより前記コイルパ
ターンの導体補強を行う工程と、前記各工程を経て構成
した複数のコイル基板を積層して一体化構造とする工程
と、一体化構造の積層基板において前記外部回路パター
ン部分の除去を行う工程とを経る。

【０００８】

【作用】絶縁基板上には、はじめに、コイルパターン
と、このコイルパターンの外周部にコイルパターンに一
端が接続される外部回路パターンとが、プリント配線技
術により形成されている。コイルパターンは、外部回路
パターンを介して一方の電極回路を構成し、電気めっき
を行うことで、コイルパターン表面にめっき層が形成さ
れてコイルパターンの導体補強が行われる。

【０００９】この様なコイルパターンを備えた複数のコ
イル基板を積層後、めっき時に用いた外部回路パターン
部分の除去を行い、外部回路パターン部分がコイル特性
に影響しないようにする。

【００１０】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明に係わる積層形プリントコイル
の構成斜視図、図２はその断面図で、要部のみ示してい
る。この例では、２枚のコイル基板を積層する場合を例
示するが、コイル巻き数を更に必要とする場合や、１次
コイル，２次コイル等必要とする場合は、２枚以上のコ
イル基板が積層されるものとする。

【００１１】これらの図において、１は第１のコイル基
板，２は第２のコイル基板である。第１，第２の各コイ
ル基板において、１０，２０は絶縁基板で、例えば樹脂
材あるいは絶縁フイルム等で構成される。１１，２１は
これらの絶縁基板１０，２０上に形成したコイルパター
ンである。各絶縁基板１０，２０の各表面に形成したこ
れらのコイルパターン１１，２１は、スルーホール３を
介して電気的に接続されている。４１，４２はリードパ
ターンで、一端がそれぞれコイルパターンに接続され、
他端は各絶縁基板１０，２０の各端面（側面）に引き出
されている。

【００１２】５はコイルパターンやリードパターンのオ
リジナルパターン上に電気めっきにより形成しためっき
層で、オリジナルパターンを補強し、パターン全体とし
て導体厚さが大きくなるような構成となっている。ここ
で、オリジナルのコイルパターンやリードパターン及び
スルーホールとその内部の導体パターンの形成は、エッ
チング、蒸着、無電解メッキ等既にプリント配線技術に
より確立されている手法が用いられる。

【００１３】６１，６２は積層したコイル基板の端面
（側面）に設けた外部回路接続用の端子で、端子６１は
リードパターン４１の一端に接続され、端子６２はリー
ドパターン４２の一端に接続されている。なお、この例
では、端子を積層コイル基板の端面に構成したものであ
るが、接続ピンを設けるような構成としてもよい。７は
第１，第２のコイル基板同士を一体化構造とするための
絶縁材である。この絶縁材７は、例えばエポキシや無機
材料等のフィラーを含む樹脂材が用いられていて、第
１，第２の各コイル基板相互間や、コイルパターン相互
間、コイルパターンとリードパターン間に充填され、第
１，第２の各コイル基板同士を一体化構造としている。

【００１４】図３は、コイルパターン１１，２１、リー
ドパターン４１，４２等の表面にめっき層５を設けるめ
っき工程を示す説明図である。絶縁基板１０（２０）上
には、はじめに、コイルパターン１１（２１）に一端が
接続されるリードパターン４１（４２）と、このリード
パターンに接続された外部回路パターン４０が設けられ
ている。

【００１５】電気めっき工程では、コイルパターン１１
側を一方の電極回路とし、他方の電極回路として銅板８
を用い、コイル基板と銅板８とをめっき槽に浸し、銅板
側をプラス側、コイルパターン１１を外部回路パターン
４０、リードパターン４１を介してマイナス側として電
圧を加えることで、コイルパターン１１やリードパター
ン４１、スルーホール３内の導体表面に銅のめっき層５
を設けることができる。

【００１６】めっき層の厚さは、めっき工程の時間や、
電圧の大きさなどにより調整することが可能である。図
４は、この様なめっき工程を経て得られるコイル基板の
構成斜視図と断面図である。めっき液に浸したコイル基
板において、コイルパターン１１とリードパターン４１
の表面に、めっき層（銅箔）５が形成されて、導体補強
が行われる。

【００１７】これにより、コイルパターン及びリードパ
ターンの電流密度を増大させることができる。図５は、
図１，図２に示す構成のプリントコイルの製造方法の要
部を各工程に従って示す説明図で、各図の符号（ａ）〜
（ｃ）は以下で説明する各工程（手順）と対応してい
る。

【００１８】工程（ａ） 絶縁基板１０上にプリント配線技術によりコイルパター
ン１１と、リードパターン４１および外部回路パターン
４０、必要であればスルーホールを形成すると共に、コ
イルパターン１１とリードパターン４１の表面にめっき
層５を形成し、第１のコイル基板１を構成する。

【００１９】同じ様にして、第２のコイル基板２を構成
する。ここで、コイルパターンやリードパターンの材
料、めっき層の材料としては、電気抵抗の小さな例えば
銅が用いられる。 工程（ｂ） 前記工程（ａ）により得られた第１，第２の各コイル基
板１，２の間に、熱硬化性の絶縁材シート９を介在さ
せ、各コイルパターン１１，２１が同心状となるように
積層配置し、加熱・加圧して、各層間およびコイル相互
間、コイルとリードパターンとの間に絶縁材を充填させ
て一体化構造とする。

【００２０】ここで、各コイル基板１，２と絶縁材シー
ト９との加熱・加圧の作業を、特に真空中で行うと、熱
硬化性絶縁材シートから溶融・流出する樹脂が、各層間
およびコイルパターンやリードパターン間等に効果的に
充填され、内部に空洞などができることはない。熱硬化
性の絶縁材シート９としては、エポキシや無機材料等の
樹脂材シートを用いることが望ましい。この樹脂材シー
トは、例えばガラス繊維で構成されたクロスあるいはシ
ートに、あらかじめ、例えばエポキシや無機材料等のフ
ィラーを含む樹脂材を含浸して半硬化させて構成される
もの（プリプレグシートと呼ばれるものを含む）や、前
述したような樹脂材をシート状としてそれを乾燥処理あ
るいは半硬化処理して構成される。これらの樹脂シート
を加熱すると共に加圧すると、シートを構成していた
（あるいはクロスに含浸していた）樹脂材が溶融し、流
出して、コイルパターンやリードパターン相互間、各コ
イル基板の間に充填され、これらが一体化構造となる。
なお、各コイル基板１，２の外側表面に、絶縁材シート
を介してカバーシートを配置し、これらのカバーシート
と共に一体化構成としてもよい。

【００２１】工程（ｃ） 各プリントコイル基板が一体化構成となった積層基板に
おいて、外部回路パターン部分４０の除去を行う。この
除去作業は、例えばカッタ等を用いて行われる。なお、
積層基板をカットすると、基板端面（側面）には、リー
ドパターン４１，４２の断面が表れるので、これらに電
気的に接続し、また、基板端面を覆うような外部回路接
続用の接続端子を設けることが可能となる。また、必要
であれば、例えばリードパターンに達するスルーホール
を設け、それに接続ピンを挿入するような端子構造とす
ることも可能である。

【００２２】なお、この例では、各コイル基板は、絶縁
基板の一方の表面にコイルパターンを形成するものであ
るが、両表面にコイルパターンを形成するようにしても
よいし、また、コイルパターンの形状は、渦巻き状に限
らず、ミアンダーライン状、フープ状等プリントコイル
の適用目的に応じた形状を選択することができる。図６
は、図１，図２に示す構成のプリントコイルの製造方法
の他の例を示す説明図である。

【００２３】工程（ａ） 絶縁基板１０（２０）上にプリント配線技術により基板
表面の縦，横方向に並ぶ複数のコイルパターン１１（２
１）と、これらの各コイルパターンの周辺部を囲むよう
に配置される外部回路パターン４０と、各コイルパター
ンの一端に接続され、他端が外部回路パターン４０に接
続されるリードパターン４１（４２）を形成する。これ
らの各パターンは、いずれも電気的に同電位となるよう
に接続されていて、その材料としては、電気抵抗の小さ
な例えば銅が用いられる。

【００２４】この様な各コイルパターンを形成したコイ
ル基板に対して、複数のコイルパターンが一方の電極回
路を構成するような電気めっきを行い、複数のコイルパ
ターンやリードパターンの導体表面にそれぞれめっき層
を設け、各コイルパターンの導体補強を行う。即ち、各
コイルパターン１１（２１）は、連続的な曲線であり、
また、リードパターン４１，外部回路パターン４０を介
してコイル基板１０上の全てのコイルパターンが電気的
に同電位になっているので、これらのコイルパターンは
一方の電極回路を効果的に構成する。従って、電気めっ
きの工程では、他方の電極回路として銅板を用い、コイ
ル基板と銅板とをめっき槽に浸し、銅板側をプラス側、
コイル基板の外部回路パターン４０をマイナス側として
電圧を加えることで、複数のコイルパターン１１（２
１）の全ての表面に銅のめっき層を一斉に設けることが
できる。

【００２５】工程（ｂ） 工程（ａ）を経て作られた各コイル基板１，２の間に、
熱硬化性の絶縁材シート９を介在させ、各コイルパター
ン１１，２１が同心状となるように積層配置し、加熱・
加圧して、各層間およびコイルパターン相互間、コイル
パターンとリードパターンとの間、外部回路パターンと
の間等に絶縁材を充填させて一体化構造とする。

【００２６】工程（ｃ） 各コイル基板が一体化構成となった積層基板において、
外部回路パターン部分４０の除去を行う。この除去作業
は、例えば、カッタ等により、破線に示すように各単位
コイルへの機械的な分離作業と兼用して行うことができ
る。この様な製造方法によれば、複数個の積層形プリン
トコイルを同時に並行して制作することができ、低コス
トで且つ均一な品質を維持することができる。

【００２７】なお、図６の実施例では、２枚のコイル基
板を積層する例を示しているが、更に多くのコイル基板
を積層するような構成でもよい。また、この場合におい
て、各コイル基板に設けられているコイルパターン相互
間を接続するためのスルーホールの形成や、スルーホー
ル内の導体の形成などは、プリント配線技術で確立され
ている手法が適用できる。また、単位コイルとしては、
一つのコイルだけでなく、平面状に複数個のコイルが配
列するような構成でもよい。

【００２８】また、リードパターンはコイルパターンの
一部、あるいは外部回路と兼用して設けるようにしても
よい。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、プリント配線技術により構成されたコイルパター
ンを電気めっきにより導体補強すると共に、これらのコ
イルパターンを有するコイル基板を複数個積層して積層
形プリントコイルを構成するもので、以下のような特長
を挙げることができる。 （ａ）コイルパターンのオリジナルな形状はプリント配
線回路技術を用いて行うもので、コイル間隔などを精度
よく形成することができ、めっき層の形成により導体厚
さを補強することで、大電流を扱うような積層形プリン
トコイルが実現できる。 （ｂ）電気めっきによる導体補強は、導体部分について
のみ自動的に選択して行われるので、電気めっき工程に
先立って、特別なレジスト層の形成工程等必要でなく、
低コスト化が実現できる。 （ｃ）絶縁基板上に複数のプリントコイルパターン、リ
ードパターン、それらを取り囲む外部回路パターンを形
成する場合、品質の揃ったプリントコイルを同時に複数
個製造することができる。 （ｄ）外部回路パターンは、最終的に除去されるのでこ
の部分がコイル特性に影響することはない。

【００３０】この様な構成の積層形プリントコイルは、
コアと組み合わせてトランスに用いる外に、電磁波の送
受信用アンテナや、磁界検出用のコイル，チョークコイ
ル等各種分野に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる積層形プリントコイルの構成斜
視図である。

【図２】本発明に係わる積層形プリントコイルの構成断
面図である。

【図３】コイルパターン１１，２１、リードパターン４
１，４２等の表面にめっき層５を設けるめっき工程を示
す説明図である。

【図４】めっき工程を経て得られるコイル基板の構成斜
視図と断面図である。図１，図２に示す構成の積層形プ
リントコイルの製造方法の要部を各工程に従って示す説
明図である。

【図５】図１，図２に示す構成の積層形プリントコイル
の製造方法の要部を各工程に従って示す説明図である。

【図６】図１，図２に示す構成の積層形プリントコイル
の他の製造方法の一部を示す説明図である。

【符号の説明】

１，２ コイル基板 １０，２０ 絶縁基板 １１，２１ コイルパターン ３ スルーホール ４０ 外部回路パターン ４１，４２ リードパターン ５ めっき層 ６１，６２ 外部回路接続用端子 ７ 絶縁材 ９ 熱硬化性絶縁材シート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板上にプリント配線技術によりコイ
   ルパターンを設けると共に、当該コイルパターンの外周
   部に一端がコイルパターンに接続される外部回路パター
   ンを設け、この外部回路パターンを介しコイルパターン
   が一方の電極となるような電気めっきにより前記コイル
   パターンの導体補強を行って構成した複数のコイル基板
   を備え、前記複数のコイル基板を積層して一体化構造と
   した後、前記外部回路パターン部分の除去を行って構成
   される積層形プリントコイル。
2. 【請求項２】絶縁基板にコイルパターン相互間を接続す
   るためのスルーホールを形成し、スルーホール内の導体
   に対しても電気めっきにより導体補強を行うようにした
   請求項１の積層形プリントコイル。
3. 【請求項３】絶縁基板上にプリント配線技術によりコイ
   ルパターンを設けると共に当該コイルパターンの外周部
   に一端がコイルパターンに接続される外部回路パターン
   を設ける工程と、 前記外部回路パターンを介しコイルパターンが一方の電
   極となるような電気めっきにより前記コイルパターンの
   導体補強を行う工程と、 前記各工程を経て構成した複数のコイル基板を積層して
   一体化構造とする工程と、 一体化構造の積層基板において前記外部回路パターン部
   分の除去を行う工程とを経て構成される積層形プリント
   コイルの製造方法。
4. 【請求項４】絶縁基板上にプリント配線技術により当該
   基板表面の縦，横方向に並ぶ複数のコイルパターンと、
   これらの各コイルパターンの外周部に各コイルパターン
   に接続される外部回路パターンを設ける工程と、 外部回路パターンを介して各コイルパターンが一方の電
   極となるような電気めっきにより前記複数のコイルパタ
   ーンの導体補強を行う工程と、 前記各工程を経て構成された複数のコイル基板を積層し
   て一体化構造とする工程と、 一体化構造となった積層コイル基板を単位コイルパター
   ン毎に分離すると共に外部回路パターン部分の除去を行
   う工程とを経て構成される積層形プリントコイルの製造
   方法。