JPH0745434A - 高周波コイルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｑの高い高周波コイルを低コストで提供す
る。 【構成】 所定サイズの基板１の一方の面の端部近傍か
ら中央部へ、厚膜技術によって両信号導体４,６を所定
の厚さにパターン形成し、両信号導体４,６を略覆うよ
うに、所定の厚さの層間絶縁膜３をパターン形成する。
続いて、薄膜技術によって、その両端部近傍が両信号導
体４,６の一部へそれぞれ重畳するように、層間絶縁膜
３上へコイル導体パターンを形成した後、めっきによっ
て、該コイル導体の膜厚を所定の厚さにすることで、コ
イル導体２を形成する。さらに、基板１の端部近傍にお
いて、両信号導体４,６のそれぞれに重畳するように電
極５を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高周波コイルに関し、と
くに、その構造およびその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図８は絶縁基板上に形成された従来のス
パイラル状高周波コイルの構成例を示す断面図である。
従来の高周波コイルは、図８に示すように、絶縁基板１
０１の表面にコイル導体１０２を形成するとともに、絶
縁基板１０１の両端部に電極１０５ａ，１０５ｂを形成
して、コイル導体１０２の一端を電極１０５ａへ接続す
る。続いて、コイル導体１０２をポリイミドなどの絶縁
膜１０３で覆った後、中心部に位置するコイル導体１０
２の他端と電極１０５ｂとを電気的に接続するクロス導
体１０４を、絶縁膜１０３の上に形成する構造であっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、次のような問題点があった。すなわち、従来
の高周波コイルにおいては、絶縁膜１０３にポリイミド
などを利用するため、絶縁膜１０３の厚みは10[μm]程
度が上限である。従って、カバレッジを確保するため
に、コイル導体１０２の厚さは5[μm]以上にすることが
できず、このため、コイル導体１０２の導体抵抗が大き
くなり、上記従来例ではＱが低いという欠点があった。

【０００４】本発明は、絶縁信頼性を確保した上で、導
体抵抗を低下させてＱを向上した高周波コイルを低コス
トで得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決することを目的としたもので、前記の課題を解決す
る一手段として、以下の構成を備える。すなわち、所定
サイズの絶縁基板に形成した高周波コイルであって、前
記絶縁基板の一方の面の端部近傍から略中央部へ形成し
た少なくとも二つの下部導体と、前記下部導体を略覆う
ように形成した絶縁膜と、その端部近傍それぞれが異な
る前記下部導体の一部へ重畳するように前記絶縁膜上へ
形成した少なくとも一つのコイル導体と、前記絶縁基板
の端部近傍において前記下部導体のそれぞれに重畳する
ように形成した少なくとも二つの電極とを有することを
特徴とする。

【０００６】また、所定サイズの絶縁基板の一方の面の
端部近傍から略中央部へ少なくとも二つの下部導体をパ
ターン形成する下部導体形成工程と、前記下部導体を略
覆うように所定の厚さの絶縁膜をパターン形成する絶縁
膜形成工程と、その両端部近傍それぞれが異なる前記下
部導体の一部へ重畳するように前記絶縁膜上へ少なくと
も一つのコイル導体を形成するコイル導体形成工程と、
前記絶縁基板の端部近傍において前記下部導体のそれぞ
れに重畳するように少なくとも二つの電極を形成する電
極形成工程とを有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】以上の構成によって、その両端部近傍それぞれ
が異なる下部導体の一部へ重畳するように、絶縁膜上へ
コイル導体を形成した高周波コイルおよびその製造方法
を提供でき、例えば、層間絶縁膜の絶縁信頼性を低下さ
せることなく、かつ、該層間絶縁膜の厚さに制限されず
にコイル導体を厚くすることができるので、該コイル導
体の直流抵抗を低減してＱを向上した高周波コイルを低
コストで提供できる。

【０００８】

【実施例】まず、コイル導体やクロス導体などの導体の
形成方法について、その概要を説明する。これらの導体
を基板上や絶縁膜上などに形成する場合、めっき，スパ
ッタリング，真空蒸着などによって金属膜を形成した
後、エッチングによって導体パターンを形成する薄膜形
成技術や、金属系ペーストを印刷して導体パターンを形
成した後、それを焼成する厚膜形成技術が利用できる。

【０００９】さて、コイル導体は、所定のインダクタン
スを得るために、所定スペース内に何重にも渦を巻いた
形状になることが多く、その導体幅や導体間の間隙をで
きるだけ精密に形成できる工程を採用することが望まし
い。一方、クロス導体は、コイル導体の一端と電極とを
結ぶためのものであるから、単純な板状または若干折れ
曲がった板状になることが多く、その導体幅は所定幅以
内であれば問題ないので、製造コストをできるだけ低減
できる工程を採用することが望ましい。

【００１０】本発明は、導体形成に関する上記の特性を
考慮して、コイル導体は薄膜形成技術により形成し、ク
ロス導体は厚膜形成技術により形成するものである。以
下、本発明にかかる一実施例の高周波コイルを図面を参
照して詳細に説明する。なお、本発明は、高周波コイル
に限定されず、コイルとキャパシタを組合わせたＬＣフ
ィルタや、トランスなどにも適用できる。

【００１１】図１〜図６は本発明に係る一実施例の高周
波コイルを説明するための図で、図１はその信号導体形
成状態の一例を示す図、図２はその層間絶縁膜形成状態
の一例を示す図、図３はそのコイル導体形成状態の一例
を示す図、図４はそのオーバコート形成状態の一例を示
す図、図５はその完成状態の一例を示す斜視図、図６は
図５のＡ−Ａ矢視断面図である。なお、図５は後述する
オーバコート７を除去した状態を示している。

【００１２】なお、各状態を示す図においては、各部の
形成状態が明確になるように、各部の形成状態が容易に
認識できるように、一部模式化して表現する。すなわ
ち、これらの図においては、実際には不透明の部分で
も、下部状態を識別可能に表現する場合がある。さら
に、これらの図では、長方形の基板を用いる例を示す
が、本実施例はこれに限定されるものではなく、基板の
形状は任意である。

【００１３】図において、１は絶縁基板で、例えばアル
ミナやフェライトなどのセラミックス基板またはガラス
基板などである。４は信号取出導体、６は信号入力導体
で、ともに厚膜形成技術によって約5[μm]厚に形成され
たクロス導体である。３は層間絶縁膜で、信号取出導体
４と信号入力導体６を略覆う約10[μm]厚の例えばポリ
イミド膜である。

【００１４】２はコイル導体で、層間絶縁膜３の上に形
成された約10[μm]厚の例えば銅系導体であり、その端
部２ａ，２ｂは、それぞれ信号取出導体４，信号入力導
体６と電気的に接続されている。このように本実施例
は、層間絶縁膜３を挟んで、その下部導体としてクロス
導体（つまり両信号導体４,６）を、その上部導体とし
てコイル導体２を配置する構造である。なお、導体は銅
系材料に限らず、アルミ系や銀系などの材料であっても
よい。

【００１５】また、７はオーバコートで、コイル導体２
などを保護するためのものである。この後、高周波コイ
ルは、後述するマーキング，電極めっきなどの工程を経
て、図５および図６に一例を示す完成状態になる。８は
裏電極で、詳細は後述するが、両信号導体４,６ととも
に形成される。５は電極で、両信号導体４,６とそれぞ
れ電気的に接続して、本実施例と外部とを電気的に接続
するものである。

【００１６】図７は本実施例の製造工程の一例を示す図
である。なお、以下の説明は、一つの高周波コイルを製
造する場合に限定されるものではなく、例えば、複数の
高周波コイルを同時に多数製造する場合にも適用でき、
後半工程で個々の高周波コイルに分離すればよい。ま
ず、図７に示す工程Ｐ１で、基板１を所定の大きさに形
成する基板製造工程を実行して、所定製造単位の大きさ
の例えば長方形の基板１を製作する。なお、該単位は、
任意の大きさであり、一つの高周波コイル毎に作製して
も、例えば、数十個同時に作製してもよく、それぞれの
場合に即して製作すればよい。また、以下に説明する各
工程毎の状態図は、それぞれ単独の１チップだけを示す
が、複数チップを同時に形成する場合においても略同様
である。

【００１７】続いて、工程Ｐ２で、基板１のそれぞれの
面に、図１に一例を示した信号取出導体４と信号入力導
体６、および図６に一例を示した裏電極８を印刷する。
同工程は、例えば、金や銀などを主成分とする貴金属ペ
ーストを、両信号導体４,６および裏電極８の形状にス
クリーン印刷した後、焼成して両信号導体４,６および
裏電極８を形成する。なお、焼成後の両信号導体４,６
および裏電極８の膜厚は5[μm]程度になる。

【００１８】なお、使用する厚膜ペーストは貴金属ペー
ストに限らず、以降の工程を経た後、導体および電極と
しての特性が得られるものであればよい。また、これら
の導体および電極の形成は、スクリーン印刷に限られる
ものではなく、所定の形状，膜厚を得られる方法であれ
ばよい。続いて、工程Ｐ３で図２に一例を示した層間絶
縁膜３を形成する。同工程は、例えば、スクリーン印刷
やスピンコートによって、両信号導体４,６を略覆うよ
うに、ポリイミド樹脂やポリアミド樹脂などをコートし
た後、該樹脂をキュアして厚さ約10[μm]の層間絶縁膜
３を形成するもので、層間絶縁膜３によって、基板１表
面の凹凸や両信号導体４,６による凹凸が平坦化され
る。

【００１９】なお、同工程では、両信号導体４,６とコ
イル導体２の端部２ａ,２ｂを、それぞれ接続するため
の窓３ａ,３ｂ、および、両信号導体４,６と電極５を、
それぞれ接続するための接続部４ａ,６ａを形成する必
要がある。窓３ａ,３ｂおよび接続部４ａ,６ａは、例え
ば、樹脂をスクリーン印刷する際に形成してもよいし、
感光性樹脂をコートして露光現像によって形成してもよ
いし、また、非感光性樹脂／レジストの順にコートし
て、該レジストを露光現像するとともに、該樹脂をウェ
ット除去して形成してもよい。

【００２０】続いて、工程Ｐ４で、工程Ｐ３で形成した
層間絶縁膜３上に、図３に一例を示したコイル導体２を
形成する。同工程は、例えば、まず、スパッタリングに
よって、層間絶縁膜３の上へ例えばクロム／銅の順に合
計の厚さ約0.5[μm]の金属膜を形成した後、該金属膜上
にレジストマスクパターンを形成して、該金属膜の不要
部分をエッチング除去することによって所定のコイルパ
ターンを形成し、次に、該コイルパターンを電極にして
銅などを電気めっきすることによって、厚さ約10[μm]
のコイル導体２を形成する。

【００２１】続いて、工程Ｐ５で、例えばスクリーン印
刷によって、コイル導体２を略覆うように図４に一例を
示したオーバコート７を形成する。続いて、工程Ｐ６
で、例えばオーバコート７上に捺印するなどによって、
定格インダクタンス値や製品番号などをマーキングす
る。続いて、工程Ｐ７で、図５および図６に一例を示し
た電極５を形成する。なお、電極５は、チップ抵抗器の
電極形成方法と略同一であり、周知の方法なので詳細説
明は省略するが、例えば、基板１の端面の電極部位，信
号導体の接続部４ａ,６ａおよび裏電極８に、ニッケル
などで下地めっきを施した後、基板１の端面の電極部
位，信号導体の接続部４ａ,６ａおよび裏電極８に、は
んだめっき処理を施すことによって形成する。

【００２２】そして最後に、工程Ｐ８で検査を実施し
て、高周波コイルが完成する。また、工程Ｐ６の終了後
に、必要に応じて基板１をダイシングし、工程Ｐ６〜Ｐ
８それぞれの終了後に、必要に応じて所定の形状になる
ように基板１をブレークして、最終的に高周波コイルを
個々のチップに分離整形する。例えば、ここで、同時に
複数の高周波コイルを一括製作した場合は個々のチップ
に分離整形し、また、一つのチップ毎に製作した場合は
周辺部の整形などを行う。

【００２３】上述の構造を有する本実施例の高周波コイ
ルは、層間絶縁膜３の上にコイル導体２を形成するの
で、従来のように、層間絶縁膜３の厚さにコイル導体２
が制約を受けることがなく、任意の厚さのコイル導体２
を形成できる。従って、本実施例においては、直流抵抗
（以下「DCR」という）が充分に小さいコイル導体２を
形成でき、Ｑを向上させることができる。

【００２４】表１は、図８に示した構造の従来の高周波
コイルと、本実施例の高周波コイルの性能を比較した結
果を示すものである。なお、両コイルのコイルパターン
は同一であり、表１が示すように、従来の高周波コイル
に比べて、本実施例の高周波コイルのＱが大幅に向上し
ていることがわかる。

【００２５】

【表１】 *1: 測定周波数500[MHz] また、その理由は前述したが、厚膜形成技術によって両
信号導体４,６を形成することにより、同導体を薄膜形
成技術によって形成する場合に比べて、次のような利点
を得ることができ、製造コストおよび基板コストを低減
できる。

【００２６】(1) 導体形成に関して薄膜プロセスが一回
で済み工程が簡略化できる (2) 厚いクロス導体の形成が薄膜プロセスに比べて容易 (3) クロス導体を薄膜プロセスで形成する場合よりも基
板の平滑度を落せる なお、上述の説明においては、スパッタリングによって
金属膜を形成する例を示したが、本実施例はこれに限定
されるものではなく、例えば、蒸着やイオンプレーティ
ングなどによって形成してもよい。

【００２７】また、上述の説明において、コイルパター
ンをエッチングによって形成する例を示したが、本実施
例はこれに限定されるものではなく、例えば、メタルマ
スクを用いて形成してもよい。また、上述の説明および
図において、角形スパイラル状のコイルパターンを示し
たが、本実施例はこれに限定されるものではなく、例え
ば、円形スパイラル状やミアンダ状のコイルパターンに
してもよい。

【００２８】以上説明したように、本実施例によれば、
層間絶縁膜上にコイル導体を形成するので、従来のよう
に、層間絶縁膜厚にコイル導体が制約を受けることがな
く、任意の厚さのコイル導体を形成できる。従って、本
実施例においては、DCRが充分に小さいコイル導体を形
成でき、Ｑを向上した高周波コイルを低コストで提供で
きる。

【００２９】

【発明の効果】以上、本発明によれば、その両端部近傍
それぞれが異なる下部導体の一部へ重畳するように、絶
縁膜上へコイル導体を形成した高周波コイルおよびその
製造方法を提供でき、例えば、層間絶縁膜の絶縁信頼性
を低下させることなく、かつ、該層間絶縁膜の厚さに制
限されずにコイル導体を厚くすることができるので、該
コイル導体の直流抵抗を低減してＱを向上した高周波コ
イルを低コストで提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施例の高周波コイルの信号
導体形成状態の一例を示す図である。

【図２】本実施例の層間絶縁膜形成状態の一例を示す図
である。

【図３】本実施例のコイル導体形成状態の一例を示す図
である。

【図４】本実施例のオーバコート形成状態の一例を示す
図である。

【図５】本実施例の完成状態の一例を示す斜視図であ
る。

【図６】図５のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図７】本実施例の製造工程の一例を示す図である。

【図８】従来の絶縁基板上に形成された高周波コイルの
構造を示す図である。

【符号の説明】

１ 絶縁基板 ２ コイル導体 ３ 層間絶縁膜 ４ 信号取出導体 ５ 電極 ６ 信号入力導体 ７ オーバコート ８ 裏電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 俊彦 長野県伊那市大字伊那3672番地 コーア株 式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定サイズの絶縁基板に形成した高周波
   コイルであって、 前記絶縁基板の一方の面の端部近傍から略中央部へ形成
   した少なくとも二つの下部導体と、 前記下部導体を略覆うように形成した絶縁膜と、 その端部近傍それぞれが異なる前記下部導体の一部へ重
   畳するように前記絶縁膜上へ形成した少なくとも一つの
   コイル導体と、 前記絶縁基板の端部近傍において前記下部導体のそれぞ
   れに重畳するように形成した少なくとも二つの電極とを
   有することを特徴とする高周波コイル。
2. 【請求項２】 前記絶縁基板はセラミックス基板であ
   り、 前記下部導体は厚膜技術によって所定の厚さにパターン
   形成した導体であり、 前記コイル導体はめっきによって所定の厚さに形成した
   導体であることを特徴とする請求項１記載の高周波コイ
   ル。
3. 【請求項３】 所定サイズの絶縁基板の一方の面の端部
   近傍から略中央部へ少なくとも二つの下部導体をパター
   ン形成する下部導体形成工程と、 前記下部導体を略覆うように所定の厚さの絶縁膜をパタ
   ーン形成する絶縁膜形成工程と、 その両端部近傍それぞれが異なる前記下部導体の一部へ
   重畳するように前記絶縁膜上へ少なくとも一つのコイル
   導体を形成するコイル導体形成工程と、 前記絶縁基板の端部近傍において前記下部導体のそれぞ
   れに重畳するように少なくとも二つの電極を形成する電
   極形成工程とを有することを特徴とする高周波コイルの
   製造方法。
4. 【請求項４】 前記下部導体形成工程は厚膜技術によっ
   て所定の厚さの導体パターンを形成することを特徴とす
   る請求項３記載の高周波コイルの製造方法。
5. 【請求項５】 前記コイル導体形成工程は、薄膜技術に
   よってコイル導体パターンを形成した後、めっきによっ
   て該コイル導体を所定の厚さにすることを特徴とする請
   求項３または請求項４に記載の高周波コイルの製造方
   法。