JPH09289128A - プリントコイル用多層板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 向かい合う厚み９０〜１５０μｍのコイルパ
ターンの間に厚み４０〜８０μｍの基板間絶縁層を形成
して基板が接着されて製造するプリントコイル用多層板
の製造方法であって、耐電圧が優れたプリントコイルが
得られるプリントコイル用多層板の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 厚み４０〜８０μｍの基板間絶縁層を形
成して接着される、厚み９０〜１５０μｍのコイルパタ
ーンを表面に形成した基板の、厚み９０〜１５０μｍの
コイルパターンを形成した表面のうち、コイルパターン
を形成した部分を除く表面にダミーパターンを形成し、
コイルパターンを形成した面の基板の面積に対する、コ
イルパターン及びダミーパターンの合計面積の比率を８
０〜９５％とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリントコイルの
製造に使用される多層板の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】トランスコイル用やチョークコイル用等
として、プリント配線板の製造方法を用いて製造される
プリントコイルが用いられている。このプリントコイル
は、従来のエナメル線等を巻線して製造したコイルと比
較して薄型化が可能であったり、均一な品質のものが得
られやすいため広い用途に使用されつつある。

【０００３】このプリントコイルの製造方法としては、
例えば特開昭５８−１５５７１１号や特開昭６０−２４
５２０８号に記載されているような、コイルパターンを
内層に有する多層板を用いる方法で製造されている。

【０００４】この方法としては例えば、金属箔張り積層
板等の有機系基板表面の金属箔をエッチングして、図５
に示すような、屈曲したり湾曲した渦巻き状のコイルパ
ターンを形成し、このコイルパターンを形成した複数の
基板と、ガラスクロス等の基材にエポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂を含浸したプリプレグとを用いて、基板表面に
形成したコイルパターンが向かい合うように基板を配置
した後、その基板の間に、プリプレグを挟んで積層し、
必要に応じて上記プリプレグや金属箔をその積層物の片
側又は両側に配して積層した後、加熱加圧することによ
り、コイルパターンの間等に絶縁層を形成して多層板を
製造する。次いでこの多層板に貫通する穴をあけた後、
その多層板の表面及び穴の内部にメッキを行って金属皮
膜を形成して所望のコイルパターンと回路間等を接続
し、次いで必要に応じて多層板の表面にもコイルパター
ンを形成したり、磁芯を挿入する穴を開けたり、ソルダ
ーレジスト層を形成する方法でプリントコイルは製造さ
れている。また、コイルパターンの大きさが小さい場合
には、生産性を高めるために、図６に示すような、基板
表面にコイルパターンを複数形成した基板を用いて多層
板を製造し、最後にコイルパターン毎に切断して製造す
る方法も行われている。

【０００５】近年の電子機器の高機能化等に伴い、コイ
ルパターンを形成する金属箔の厚みを厚くして流す電流
容量を大きくしたプリントコイルや、基板と基板の間の
絶縁層の厚みを薄くして、一次巻線側と二次巻線側の距
離を短くすることにより変換効率を高めたプリントコイ
ルが要求されている。

【０００６】しかしこのような、コイルパターンを形成
する金属箔の厚みが厚く、基板と基板の間の絶縁層の厚
みが薄い多層板を用いたプリントコイルは、厚みが薄い
絶縁層の両側のコイルパターン間で耐電圧が低下する場
合があり、電気的信頼性が低いという問題があった。そ
のため、コイルパターンを形成する金属箔の厚みが厚
く、基板と基板の間の絶縁層の厚みが薄い場合であって
も、耐電圧が優れたプリントコイルが得られるプリント
コイル用多層板の製造方法が求められている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を改善するために成されたもので、その目的とするとこ
ろは、その中の少なくとも２枚には厚み９０〜１５０μ
ｍのコイルパターンを表面に形成した複数枚の有機系の
基板と、熱硬化性樹脂をガラスクロスに含浸したプリプ
レグとを用いて、基板表面に形成した厚み９０〜１５０
μｍのコイルパターンがプリプレグを間に挟んで向かい
合うように基板及びプリプレグを積層した後、加熱加圧
することにより、向かい合う厚み９０〜１５０μｍのコ
イルパターンの間に厚み４０〜８０μｍの基板間絶縁層
を形成して基板が接着されて製造するプリントコイル用
多層板の製造方法であって、耐電圧が優れたプリントコ
イルが得られるプリントコイル用多層板の製造方法を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に発明者らは検討を重ねた結果、厚み９０〜１５０μｍ
のコイルパターンを表面に形成した基板の面積に対す
る、コイルパターン及びその他のパターンの合計面積の
比率が、耐電圧が劣下する原因の一つであることを見い
出し課題を解決した。

【０００９】本発明の請求項１に係るプリントコイル用
多層板の製造方法は、その中の少なくとも２枚には厚み
９０〜１５０μｍのコイルパターンを表面に形成した複
数枚の有機系の基板と、熱硬化性樹脂をガラスクロスに
含浸したプリプレグとを用いて、基板表面に形成した厚
み９０〜１５０μｍのコイルパターンがプリプレグを間
に挟んで向かい合うように基板及びプリプレグを積層し
た後、加熱加圧することにより、厚み９０〜１５０μｍ
のコイルパターンが向かい合う間に厚み４０〜８０μｍ
の基板間絶縁層を形成して基板が接着されて製造するプ
リントコイル用多層板の製造方法において、厚み４０〜
８０μｍの基板間絶縁層を形成して接着される、厚み９
０〜１５０μｍのコイルパターンを表面に形成した基板
の、厚み９０〜１５０μｍのコイルパターンを形成した
表面のうち、コイルパターンを形成した部分を除く表面
にダミーパターンを形成し、コイルパターンを形成した
面の基板の面積に対する、コイルパターン及びダミーパ
ターンの合計面積の比率を８０〜９５％とすることを特
徴とする。

【００１０】本発明の請求項２に係るプリントコイル用
多層板の製造方法は、請求項１記載のプリントコイル用
多層板の製造方法において、厚み４０〜８０μｍの基板
間絶縁層を形成して接着される、厚み９０〜１５０μｍ
のコイルパターンを表面に形成した基板の、厚み９０〜
１５０μｍのコイルパターンを形成した表面のうち、コ
イルパターン及びダミーパターンを除く基板の表面が、
その基板の端面とつながるようにダミーパターンを形成
することを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項３に係るプリントコイル用
多層板の製造方法は、請求項１又は請求項２記載のプリ
ントコイル用多層板の製造方法において、ダミーパター
ンの形状が、面積１〜２５平方ｍｍの円形及び／又は角
形が複数形成された形状であることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係るプリントコイル用多
層板の製造方法を図面に基づいて説明する。図１は本発
明に係るコイルパターン及びダミーパターンの形状の一
実施の形態を説明する図であり、図２は本発明に係るコ
イルパターン及びダミーパターンの形状の他の実施の形
態を説明する図であり、図３は本発明に係るコイルパタ
ーン及びダミーパターンの形状の更に他の実施の形態を
説明する図であり、図４は本発明に係るプリントコイル
用多層板の製造方法の一実施の形態の工程を説明する断
面図である。

【００１３】本発明のプリントコイル用多層板の製造方
法は、その中の少なくとも２枚には厚み９０〜１５０μ
ｍの導体パターンを表面に形成した複数枚の有機系の基
板と、熱硬化性樹脂をガラスクロスに含浸したプリプレ
グとを用いて、図４（ａ）に示すように、基板１，１表
面に形成した厚み９０〜１５０μｍのコイルパターン
２，２がプリプレグ３を間に挟んで向かい合うように基
板１，１及びプリプレグ３を積層した後、加熱加圧する
ことにより、図４（ｂ）に示すように、厚み９０〜１５
０μｍのコイルパターン２，２が向かい合う間に厚み４
０〜８０μｍの基板間絶縁層４を形成して基板１，１が
接着され、多層板は製造される。

【００１４】この厚み４０〜８０μｍの基板間絶縁層４
を形成して接着される、厚み９０〜１５０μｍのコイル
パターン２を表面に形成した基板は、図１に示すよう
に、基板１の、厚み９０〜１５０μｍのコイルパターン
２を形成した表面のうち、コイルパターン２を形成した
部分を除く表面にダミーパターン５を形成し、コイルパ
ターン２を形成した面の基板１の面積に対する、コイル
パターン２及びダミーパターン５の合計面積の比率を８
０〜９５％とすることが重要である。合計面積の比率が
８０％未満の場合は、耐電圧が低下する場合があるため
問題となり、９５％を越えるようにダミーパターン５を
形成しようとすると、コイルパターン２とダミーパター
ン５が接触して電気特性が低下する場合がある。

【００１５】なお、ダミーパターン５の形状としては特
に限定するものではないが、コイルパターン２やダミー
パターン５によって周囲が閉鎖されることにより、コイ
ルパターン２及びダミーパターン５を除く基板の表面６
の部分が孤立して、加熱加圧するときプリプレグの熱硬
化製樹脂が基板１の中央部から端部に向かって流れると
きに、孤立した部分に気泡が残留しないように、図２に
示すように、基板１のコイルパターンを形成した表面の
うち、コイルパターン２及びダミーパターン５を除く基
板の表面６が、その基板１の端面７とつながるようにダ
ミーパターン５を形成すると、成形性が優れ好ましい。
なおここでいう「コイルパターン２及びダミーパターン
５を除く基板の表面６が、その基板１の端面７とつなが
る」とは、コイルパターン２及びダミーパターン５を除
く基板の表面６が、コイルパターン２やダミーパターン
５によって周囲が閉鎖されていないことを表す。また、
図３に示すように、面積１〜２５平方ｍｍの円形又は三
角形，四角形等の角形のパターンを複数配して形成する
場合、基板１表面に、ほぼ均一にコイルパターン２及び
ダミーパターン５を配置することができ、特に耐電圧が
優れ好ましい。

【００１６】なお、本発明はコイルパターン２を表面に
形成した有機系の基板１のうち、少なくとも２枚は厚み
９０〜１５０μｍのコイルパターン２を表面に形成した
基板１である場合に限定される。９０〜１５０μｍのコ
イルパターン２を表面に形成した基板１の枚数が２枚未
満の場合は、コイルパターン２の断面積が小さくなって
流せる電気容量が低下して電気特性が低下したり、コイ
ルパターン２の幅を大きくして電気容量を満足させよう
とすると多層板の大きさが大きくなって価格的に問題と
なる。

【００１７】また、加熱加圧して厚み９０〜１５０μｍ
のコイルパターン２が向かい合う間に厚み４０〜８０μ
ｍの基板間絶縁層を形成する場合に限定される。この基
板間絶縁層の厚みが４０μｍ未満の場合は、耐電圧が低
下する場合があり、８０μｍを越える場合は、電磁変換
効率等の電気特性が低下する場合がある。

【００１８】本発明に用いられるコイルパターン２を表
面に形成した有機系の基板１としては、片面又は両面に
コイルパターン２を形成した有機系の板であればよく、
例えば、エポキシ樹脂系、フェノール樹脂系、ポリイミ
ド樹脂系、不飽和ポリエステル樹脂系、ポリフェニレン
エーテル樹脂系等の熱硬化性樹脂や、これらの熱硬化性
樹脂に無機充填材等を配合したもののシートの片面又は
両面に金属箔が張られている板や、ガラス等の無機質繊
維やポリエステル、ポリアミド、木綿等の有機質繊維の
クロス、ペーパー等の基材を、上記熱硬化性樹脂等で接
着し、片面又は両面に金属箔が張られている板等を用い
て、金属箔をエッチングしてコイルパターン２を形成し
たもの、及び、金属箔が張られていない板の表面に金属
メッキを行い、コイルパターン２を形成したもの等が挙
げられる。なお、コイルパターン２を形成する金属とし
ては、電気的信頼性より銅が好ましい。なお、この基板
１は、必要に応じて内部にもコイルパターン２や他の回
路パターンを有していてもよく、また、その壁面に導電
皮膜を形成した穴を有していてもよい。

【００１９】本発明に用いられるプリプレグは、熱硬化
性樹脂をガラスクロスに含浸したものであり、その熱硬
化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂系、フェノー
ル樹脂系、ポリイミド樹脂系、不飽和ポリエステル樹脂
系、ポリフェニレンエーテル樹脂系等の単独、変性物、
混合物のように、熱硬化性樹脂全般が挙げられ、必要に
応じてシリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、
タルク等の無機質粉末充填材や、ガラス繊維、パルプ繊
維、合成繊維、セラミック繊維等の繊維質充填材を含有
していてもよい。なお、この熱硬化性樹脂は、ガラスク
ロスに含浸された後、必要に応じて加熱乾燥されていて
もよい。

【００２０】なお、厚み９０〜１５０μｍのコイルパタ
ーン２が向かい合う基板１の間に積層したプリプレグ中
の熱硬化性樹脂の比率は、熱硬化性樹脂及びガラスクロ
スの合計１００重量部に対し、熱硬化性樹脂の量が６０
〜９０重量部であると好ましい。

【００２１】基板１の間にプリプレグを挟んで積層した
後、加熱加圧する条件としては、プリプレグの熱硬化性
樹脂が硬化する条件で適宜調整して加熱加圧すればよい
が、加圧の圧力が高いとコイルパターン２に歪みが発生
して複数枚の基板１，１・・間で位置ズレが発生して電
気特性が低下する場合があるため、成形性を満足する範
囲内で、できるだけ低圧で加圧することが好ましい。な
お、加熱加圧を３００Ｔｏｒｒ以下の減圧雰囲気下で行
うと、成形性が良好となり好ましい。

【００２２】加熱加圧した後、必要に応じて、図４
（ｃ）に示すように、加熱加圧して得られた多層板に、
コイルパターン２を貫通する穴１０を形成し、この穴１
０にメッキ等により導電性物質１１を付与して、所望の
コイルパターン２間や他の回路パターン間を電気的に接
続したり、表層の金属箔をエッチングして、表層回路１
２を形成したり、表層回路１２の上にソルダーレジスト
層を形成してプリントコイルの製造を行う。

【００２３】なお、厚み９０〜１５０μｍのコイルパタ
ーン２を形成した基板１は２枚に限定されるものではな
く、更に複数の９０〜１５０μｍのコイルパターン２を
形成した基板１をプリプレグを挟んで積層していてもよ
いし、厚み９０μｍ未満のコイルパターンを形成した基
板１を積層していてもよい。また、プリプレグを間に挟
んで向かい合うように基板１及びプリプレグを積層した
積層物の片側又は両側にプリプレグや金属箔を積層して
いてもよい。なお、これらの場合にも、厚み９０〜１５
０μｍのコイルパターン２が向かい合う間に厚み４０〜
８０μｍの基板間絶縁層を形成して接着される部分の基
板１は、厚み９０〜１５０μｍのコイルパターン２を形
成した表面のうち、コイルパターン２を形成した部分を
除く表面にダミーパターンを形成し、コイルパターン２
を形成した面の基板１の面積に対する、コイルパターン
２及びダミーパターンの合計面積の比率を８０〜９５％
とすることが重要である。

【００２４】

【実施例】

（実施例１）銅箔厚さ１０５μｍ、絶縁部の厚さ０．１
ｍｍのエポキシ樹脂両面銅張り積層板［松下電工株式会
社製、品名 Ｒ１７６６］を２枚用いて、その２枚の基
板の銅箔を一方の面のみエッチングして、一方の面に導
体の幅１ｍｍ、エッチング除去部の幅１ｍｍの渦巻き状
コイルパターン６個と、ダミーパターンとして、図３に
示すような、多数の面積１２平方ｍｍの円形のパターン
をコイルパターンを形成した部分を除く表面に形成した
基板を得た。

【００２５】得られた基板のコイルパターンを形成した
面の基板の面積に対する、コイルパターン及びダミーパ
ターンの合計面積の比率を求めたところ８５％であっ
た。なおこの比率は、コイルパターンを形成する前の基
板の重量と、一方の面のみエッチングしてコイルパター
ン及びダミーパターンを形成した後の重量と、一方の面
のみエッチングしてコイルパターン及びダミーパターン
を形成した面の銅箔を全面除去した後の重量を、上記と
同様のエポキシ樹脂両面銅張り積層板を用いて、重量を
測定して計算することにより求めた。

【００２６】また、厚み０．０４ｍｍのガラスクロス
［旭シュエーベル株式会社製、品名１０８０］に、下記
のエポキシ樹脂２種類、硬化剤、硬化促進剤及び溶剤２
種類よりなるエポキシ系樹脂を、乾燥後の熱硬化性樹脂
の量が、熱硬化性樹脂及びガラスクロスの合計１００重
量部に対し、７０重量部となるように調整して含浸した
後、最高温度１８０℃で加熱乾燥してプリプレグＡを製
造した。 ・エポキシ樹脂１：エポキシ当量が５００であるテトラ
ブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂［東都化成株式
会社製、商品名ＹＤＢ−５００］を固形分として９４重
量部 ・エポキシ樹脂２：エポキシ当量が２２０であるクレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂［東都化成株式会社製、
商品名ＹＤＣＮ−２２０］を固形分として１３重量部 ・硬化剤：ジシアンジアミドを２．８重量部 ・硬化促進剤：２−エチル−４−メチルイミダゾールを
０．１重量部 ・溶剤１：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを５５重量部 ・溶剤２：メチルエチルケトンを２００重量部。

【００２７】次いでこの基板に粗化処理を行った後、基
板表面に形成した厚み１０５μｍのコイルパターンが向
かい合うように基板を配置した後、その基板の間に厚み
上記プリプレグＡを２枚挟んで積層し、次いでこの積層
物を金属プレートで挟み、最高温度１７０℃、圧力３Ｍ
Ｐａの条件で９０分加熱加圧して多層板を得た。

【００２８】得られた多層板をコイルパターンのある部
分で切断してコイルパターンの断面を露出し、切断面を
研磨した後、１００倍の顕微鏡により観測して、厚み１
０５μｍのコイルパターンが向かい合う部分の基板間絶
縁層の厚みを５カ所測定して平均値を求めたところ７０
μｍであった。

【００２９】（実施例２）乾燥後の熱硬化性樹脂の量
が、熱硬化性樹脂及びガラスクロスの合計１００重量部
に対し、６５重量部となるように調整して含浸してプリ
プレグＢを製造したこと、及び、基板表面に形成した厚
み１０５μｍのコイルパターンが向かい合うように基板
を配置した後、その基板の間に、プリプレグＢを２枚挟
んで積層したこと、及び、加熱加圧を５０Ｔｏｒｒの減
圧雰囲気下で行ったこと以外は実施例１と同様にして多
層板を得た。

【００３０】得られた多層板を実施例１と同様にして、
厚み１０５μｍのコイルパターンが向かい合う部分の基
板間絶縁層の厚みを測定したところ６５μｍであった。

【００３１】（比較例１）基板の銅箔を一方の面のみエ
ッチングして、一方の面に導体の幅１ｍｍ、エッチング
除去部の幅１ｍｍの渦巻き状コイルパターン６個のみ形
成した基板を用いたこと以外は実施例１と同様にして多
層板を得た。得られた基板のコイルパターンを形成した
面の基板の面積に対する、コイルパターンの比率を求め
たところ５０％であった。

【００３２】得られた多層板を実施例１と同様にして、
厚み１０５μｍのコイルパターンが向かい合う部分の基
板間絶縁層の厚みを測定したところ５０μｍであった。

【００３３】（比較例２）面積１２平方ｍｍの円形のパ
ターンの数を減らすことによりダミーパターンの形状を
変更して形成した基板を用いたこと以外は実施例１と同
様にして多層板を得た。得られた基板のコイルパターン
を形成した面の基板の面積に対する、コイルパターン及
びダミーパターンの合計面積の比率を求めたところ７０
％であった。

【００３４】得られた多層板を実施例１と同様にして、
厚み１０５μｍのコイルパターンが向かい合う部分の基
板間絶縁層の厚みを測定したところ６０μｍであった。

【００３５】（評価、結果）実施例１，２及び比較例
１，２で得られた多層板の耐電圧及び耐熱性を測定し
た。耐電圧の測定は、用いた２枚の基板のコイルパター
ンを、各々銅張り積層板の絶縁部であった部分及びコイ
ルパターンを形成しなかった面の銅箔を削り取ることに
より一部を露出させた。次いでこの多層板を２３±５℃
に保温されたオイル中に浸漬した状態で、用いた２枚の
基板のコイルパターンの間に、一部露出したコイルパタ
ーンの部分から毎秒１００Ｖの昇圧条件で電圧を印加
し、絶縁破壊が起きる電圧を測定した。耐熱性の測定
は、ＪＩＳ Ｃ６４８１に従い、オーブンで６０分処理
した。

【００３６】結果は、表１に示した通り、各実施例は各
比較例と比較して耐電圧が優れており、耐電圧は同等で
あることが確認された。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】本発明に係るプリントコイル用多層板の
製造方法は、向かい合う厚み９０〜１５０μｍの導体パ
ターンの間に挟んで積層したプリプレグのガラスクロス
が、重量１５〜６０ｇ／平方ｍのガラスクロスであり、
かつ、そのプリプレグの枚数が２〜５枚であるため、耐
電圧が優れたプリント配線板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコイルパターン及びダミーパター
ンの形状の一実施の形態を説明する図である。

【図２】本発明に係るコイルパターン及びダミーパター
ンの形状の他の実施の形態を説明する図である。

【図３】本発明に係るコイルパターン及びダミーパター
ンの形状の更に他の実施の形態を説明する図である。

【図４】本発明に係るプリントコイル用多層板の製造方
法の一実施の形態の工程を説明する断面図である。

【図５】コイルパターンの一従来例を説明する図であ
る。

【図６】コイルパターンの他の従来例を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１ 基板 ２ コイルパターン ３ プリプレグ ４ 基板間絶縁層 ５ ダミーパターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その中の少なくとも２枚には厚み９０〜
   １５０μｍのコイルパターンを表面に形成した複数枚の
   有機系の基板と、熱硬化性樹脂をガラスクロスに含浸し
   たプリプレグとを用いて、基板表面に形成した厚み９０
   〜１５０μｍのコイルパターンがプリプレグを間に挟ん
   で向かい合うように基板及びプリプレグを積層した後、
   加熱加圧することにより、厚み９０〜１５０μｍのコイ
   ルパターンが向かい合う間に厚み４０〜８０μｍの基板
   間絶縁層を形成して基板が接着されて製造するプリント
   コイル用多層板の製造方法において、厚み４０〜８０μ
   ｍの基板間絶縁層を形成して接着される、厚み９０〜１
   ５０μｍのコイルパターンを表面に形成した基板の、厚
   み９０〜１５０μｍのコイルパターンを形成した表面の
   うち、コイルパターンを形成した部分を除く表面にダミ
   ーパターンを形成し、コイルパターンを形成した面の基
   板の面積に対する、コイルパターン及びダミーパターン
   の合計面積の比率を８０〜９５％とすることを特徴とす
   るプリントコイル用多層板の製造方法。
2. 【請求項２】 厚み４０〜８０μｍの基板間絶縁層を形
   成して接着される、厚み９０〜１５０μｍのコイルパタ
   ーンを表面に形成した基板の、厚み９０〜１５０μｍの
   コイルパターンを形成した表面のうち、コイルパターン
   及びダミーパターンを除く基板の表面が、その基板の端
   面とつながるようにダミーパターンを形成することを特
   徴とする請求項１記載のプリントコイル用多層板の製造
   方法。
3. 【請求項３】 ダミーパターンの形状が、面積１〜２５
   平方ｍｍの円形及び／又は角形が複数形成された形状で
   あることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプリ
   ントコイル用多層板の製造方法。