JPH11121233A - インダクタンス素子及び無線端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は保護材をさほど厚く形成しなくて
も、外観が悪くなったり、吸着ミスなどの発生する確率
が低くなるインダクタンス素子及び無線端末装置を提供
することを目的としている。 【解決手段】 基台１１の上に導電膜１２を形成し、導
電膜１２に溝１３を形成し、溝１２の上に保護材１４を
形成したインダクタンス素子であって、溝１３と溝１３
の間に位置する導電膜１２の角部１２ａに形成された突
起部４００の高さをＰ１、導電膜１２の平均厚さをＰ２
とした場合、Ｐ１÷Ｐ２＜０．８になるように構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信などの
電子機器に用いられ、特に高周波回路等に好適に用いら
れるインダクタンス素子及び無線端末装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図１６は従来のインダクタンス素子を示
す側面図である。図１６において、１は四角柱状の基
台、２は基台１の上に形成された導電膜、３は導電膜２
に設けられた溝、４は導電膜３の上に積層された保護材
である。

【０００３】この様な電子部品は、溝３の間隔などを調
整することによって、所定の特性に調整する。

【０００４】先行例としては、特開平７−３０７２０１
号公報，特開平７−２９７０３３号公報，特開平５−１
２９１３３号公報，特開平１−２３８００３号公報，実
開昭５７−１１７６３６号公報，特開平５−２９９２５
０号公報，特開平７−２９７０３３号公報等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな構成では、保護材４を導電膜２上に塗布した後に、
メッキ処理などを行うと、保護材４上にメッキ膜が形成
されることがあり、外観が悪くなったり、また、実装機
等の吸着ヘッドでインダクタンス素子を掴み上げる場合
に、保護材４上に上記メッキ膜が形成されていると、吸
着ミスなどが発生することがあった。また、導電膜２の
一部が保護材４から突き出すこともあり、上述と同様
に、外観が悪くなったり、吸着ミスなどが発生すること
があった。

【０００６】これら課題を解決するために、保護材４の
厚みを非常に厚くすることが考えられるが、この方法で
は、保護材４によって、素子の両端部の少なくとも一方
が回路基板に実装した場合に、回路基板から浮き上がっ
てしまい確実な素子と回路基板の接続を行うことはでき
ない。更に、保護材４を厚く塗布することによって、保
護材４のだれ等が生じ、端子部等を覆ってしまうことが
あった。

【０００７】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、保護材をさほど厚く形成しなくても、外観が悪くな
ったり、吸着ミスなどの発生する確率が低くなるインダ
クタンス素子及び無線端末装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、溝と溝の間に
位置する導電膜の角部に形成された突起部の高さをＰ
１、前記導電膜の平均厚さをＰ２としたときに、Ｐ１÷
Ｐ２＜０．８の条件を満たす構成とした。

【０００９】

【発明の実施の形態】請求項１に係る発明は、基台と、
前記基台上に形成された導電膜と、前記導電膜に設けら
れた溝とを備えたインダクタンス素子であって、溝と溝
の間に位置する導電膜の角部に形成された突起部の高さ
をＰ１、前記導電膜の平均厚さをＰ２としたときに、Ｐ
１÷Ｐ２＜０．８の条件を満たす事によって、溝を覆う
保護材を設けても、保護材上に金属膜が付着したり、保
護材上に急峻な凹凸が形成されたり、保護材から導電膜
の位置が飛び出したりすることはなく、外観が良くしか
も実装機の吸着ノズルのピックアップミスが殆ど無くな
る。

【００１０】請求項２に係る発明では、請求項１におい
て、基台の両端部に端子電極を設けるとともに、基台の
中央部にスパイラル状の溝を設けたことによって、チッ
プ部品として用いることができるとともに、インダクタ
ンスなどの特性をスパイラル状の溝の間隔などを変更す
る事によって容易に調整することができる。

【００１１】請求項３に係る発明では、請求項１，２に
おいて、基台の両端部を多角形状としたことによって、
回路基板等への実装しても、素子の転がり等を防止でき
るので、実装性を向上させることができる。

【００１２】請求項４に係る発明では、請求項１〜３に
おいて、溝はレーザ加工によって形成されていることに
よって、溝の形成が容易になり、生産性が向上し、しか
も容易に溝の形状や間隔などを変える事ができるので、
他品種少量生産などに適している。

【００１３】請求項５記載の発明は、絶縁材料で構成さ
れ両端部の断面を略正四角形状とするとともに中央部を
前記両端部よりも窪ませた基台と、前記基台表面に形成
された導電膜と、前記基台の中央部に設けられ、前記導
電膜及び基台の一部を取り除くように形成されたスパイ
ラル状の溝と、前記溝を覆うように前記基台上に設けら
れた保護材とを備えたインダクタンス素子であって、溝
と溝の間に位置する導電膜の角部に形成された突起部の
高さをＰ１、前記導電膜の平均厚さをＰ２としたとき
に、Ｐ１÷Ｐ２＜０．８の条件を満たす事によって、保
護材上に金属膜が付着したり、保護材上に急峻な凹凸が
形成されたり、保護材から導電膜の位置が飛び出したり
することはなく、外観が良くしかも実装機の吸着ノズル
のピックアップミスが殆ど無くなる。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項５におい
て、基台の両端部に端子電極を形成したことによって、
チップ部品として用いることができる。

【００１５】請求項７記載の発明は、請求項１〜６にお
いて、素子の長さＬ１，幅Ｌ２，高さＬ３とした時に、 Ｌ１＝０．５〜２．１ｍｍ Ｌ２＝０．２〜１．５ｍｍ Ｌ３＝０．２〜１．５ｍｍ とした事によって、回路基板等の実装面積を小さくする
ことができ、実装密度を上げる事ができると共に、機械
的強度を確保でき、自己共振周波数の低下を防止するこ
とができる。

【００１６】請求項８記載の発明は、音声を音声信号に
変換する音声信号変換手段と、電話番号等を入力する操
作手段と、着信表示や電話番号等を表示する表示手段
と、音声信号を復調して送信信号に変換する送信手段
と、受信信号を音声信号に変換する受信手段と、前記送
信信号及び前記受信信号を送受信するアンテナと、各部
を制御する制御手段を備えた無線端末装置であって、受
信手段及び送信手段を構成するフィルタ回路やマッチン
グ回路を構成するインダクタンス素子として、請求項１
〜７いずれか１記載のインダクタンス素子を用いたこと
によって、生産性が向上する。

【００１７】以下、本発明におけるインダクタンス素子
及び無線端末装置の実施の形態について説明する。

【００１８】図１，図２はそれぞれ本発明の一実施の形
態におけるインダクタンス素子を示す斜視図及び側面図
である。

【００１９】図１において、１１は絶縁材料などをプレ
ス加工，押し出し法等を施して構成されている基台、１
２は基台１１の上に設けられている導電膜で、導電膜１
２は、メッキ法やスパッタリング法等の蒸着法等によっ
て基台１１上に形成される。１３は基台１１及び導電膜
１２に設けられた溝で、溝１３は、レーザ光線等を導電
膜１２に照射することによって形成したり、導電膜１２
に砥石等を当てて機械的に形成されている。１４は基台
１１及び導電膜１２の溝１３を設けた部分に塗布された
保護材、１５，１６はそれぞれ端子電極が形成された端
子部で、端子部１５と端子部１６の間には、溝１３及び
保護材１４が設けられている。なお、図２は、保護材１
４の一部を取り除いた図である。

【００２０】また、本実施の形態のインダクタンス素子
は、実用周波数帯域が１〜６ＧＨｚと高周波数域に対応
するとともに、５０ｎＨ以下の微小インダクタンスを有
し、しかもインダクタンス素子の長さＬ１，幅Ｌ２，高
さＬ３は以下の通りとなっていることが好ましい。

【００２１】Ｌ１＝０．５〜２．１ｍｍ（好ましくは
０．６〜１．８ｍｍ） Ｌ２＝０．２〜１．５ｍｍ（好ましくは０．３〜１．０
ｍｍ） Ｌ３＝０．２〜１．５ｍｍ（好ましくは０．３〜１．０
ｍｍ） Ｌ１が０．５ｍｍ以下であると、自己共振周波数ｆ０が
下がってしまうとともにＱ値が低下してしまい、良好な
特性を得ることができない。また、Ｌ１が２．１ｍｍを
超えてしまうと、素子自体が大きくなってしまい、電子
回路等が形成された基板など（以下回路基板等と略す）
回路基板等の小型化ができず、ひいてはその回路基板等
を搭載した電子機器等の小型化を行うことができない。
また、Ｌ２，Ｌ３それぞれが０．２ｍｍ以下であると、
素子自体の機械的強度が弱くなりすぎてしまい、実装装
置などで、回路基板等に実装する場合に、素子折れ等が
発生することがある。また、Ｌ２，Ｌ３が１．５ｍｍ以
上となると、素子が大きくなりすぎて、回路基板等の小
型化、ひいては装置の小型化を行うことができない。な
お、Ｌ４（段落ちの深さ）は５μｍ〜５０μｍ程度が好
ましく、５μｍ以下であれば、保護材１４の厚さ等を薄
くしなければならず、良好な保護特性等を得ることがで
きない。また、Ｌ４が５０μｍを超えると基台の機械的
強度が弱くなり、やはり素子折れ等が発生することがあ
る。

【００２２】以上の様に構成されたインダクタンス素子
について、以下各部の詳細な説明をする。図３は本発明
の一実施の形態におけるインダクタンス素子に用いられ
る導電膜を形成した基台の断面図、図４は本発明の一実
施の形態におけるインダクタンス素子に用いられる基台
を示す図である。

【００２３】まず、基台１１の形状について説明する。
基台１１は、図３及び図４に示す様に、回路基板等に実
装しやすいように断面が四角形状の中央部１１ａと中央
部１１ａの両端に一体に設けられ、しかも断面が四角形
状の端部１１ｂ，１１ｃによって構成されている。な
お、端部１１ｂ，１１ｃ及び中央部１１ａは断面四角形
状としたが、五角形状や六角形状などの多角形状でも良
い。中央部１１ａは端部１１ｂ，１１ｃから段落ちした
構成となっている。本実施の形態では、端部１１ｂ，１
１ｃの断面形状を略正四角状とすることによって、回路
基板等へのインダクタンス素子を装着性を良好にした。
また、本実施の形態では中央部１１ａに横向きに溝１３
を形成することによって、どのように回路基板等に実装
しても方向性が無いために、取り扱いが容易になる。ま
た、中央部１１ａには素子部（溝１３や保護材１４）が
形成されることとなり、端部１１ｂ，１１ｃには端子部
１５，１６が形成される。

【００２４】なお、本実施の形態では、中央部１１ａ及
び端部１１ｂ，１１ｃをともに略正四角形状としたが、
正五角形状等の正多角形状にしてもよい。さらに、本実
施の形態では、中央部１１ａと端部１１ｃ，１１ｂそれ
ぞれの断面形状を正四角形というように同一にしたが、
異なっても良い。すなわち、端部１１ｂ、１１ｃの断面
形状を正多角形状とし、中央部１１ａの断面形状を他の
多角形状としたり、円形状としても良い。中央部１１ａ
の断面形状を円形とすることによって、良好に溝１３を
形成することができる。

【００２５】さらに、本実施の形態では、中央部１１ａ
を端部１１ｂ，１１ｃより段落ちさせることによって、
保護材１４を塗布した際に、その保護材１４と回路基板
等が接触することなどを防止していたが、特に保護材１
４の厚みや実装される回路基板等の状況（回路基板等の
実装される部分に溝が形成されていたり、回路基板等の
電極部が盛り上がっている等）によって、中央部１１ａ
を段落ちさせなくてもよい。中央部１１ａを端部１１
ｂ，１１ｃから段落ちさせないと、基台１１の構造が簡
単になり、生産性が向上し、さらに中央部１１ａの機械
的強度も向上する。この様に段落ちさせない場合でも、
断面四角形状の四角柱形状としてもよいし、さらに断面
を多角形状とする角柱とすることもできる。

【００２６】また、図４（ａ）に示す様に基台１１の端
部の高さＺ１及びＺ２は下記の条件を満たすことが好ま
しい。

【００２７】 ｜Ｚ１−Ｚ２｜≦８０μｍ（好ましくは５０μｍ） Ｚ１とＺ２の高さの違いが８０μｍ（好ましくは５０μ
ｍ以下）を超えると、素子を基板に実装し、半田等で回
路基板等に取り付ける場合、半田等の表面張力によって
素子が一方の端部に引っ張られて、素子が立ってしまう
というマンハッタン現象の発生する確率が非常に高くな
る。このマンハッタン現象を図５に示す。図５に示すよ
うに、基板２００の上にインダクタンス素子を配置し、
端子部１５，１６それぞれと基板２００の間に半田２０
１，２０２が設けられているが、リフローなどによって
半田２０１，２０２を溶かすと、半田２０１，２０２の
それぞれの塗布量の違いや、材質が異なることによる融
点の違いによって、溶融した半田２０１，２０２の表面
張力が端子部１５と端子部１６で異なり、その結果、図
５に示すように一方の端子部（図５の場合は端子部１
５）を中心に回転し、インダクタンス素子が立ち上がっ
てしまう。Ｚ１とＺ２の高さの違いが８０μｍ（好まし
くは５０μｍ以下）を超えると、素子が傾いた状態で基
板２００に配置されることとなり、素子立ちを促進す
る。また、マンハッタン現象は特に小型軽量のチップ型
の電子部品（チップ型インダクタンス素子を含む）にお
いて顕著に発生し、しかもこのマンハッタン現象の発生
要因の一つとして、端子部１５，１６の高さの違いによ
って素子が傾いて基板２００に配置されることを着目し
た。この結果、Ｚ１とＺ２の高さの差を８０μｍ以下
（好ましくは５０μｍ以下）となるように、基台１１を
成形などで加工することによって、このマンハッタン現
象の発生を大幅に抑えることができた。Ｚ１とＺ２の高
さの差を５０μｍ以下とすることによって、ほぼ、マン
ハッタン現象の発生を抑えることができる。

【００２８】次に基台１１の面取りについて説明する。
図６は本発明の一実施の形態におけるインダクタンス素
子に用いられる基台の斜視図である。図６に示されるよ
うに、基台１１の端部１１ｂ，１１ｃそれぞれの角部１
１ｅ，１１ｄには面取りが施されており、その面取りし
た角部１１ｅ，１１ｄのそれぞれの曲率半径Ｒ１及び中
央部１１ａの角部１１ｆの曲率半径Ｒ２は以下の通りに
形成されることが好ましい。

【００２９】０．０３＜Ｒ１＜０．１５（ｍｍ） ０．０１＜Ｒ２（ｍｍ） Ｒ１が０．０３ｍｍ以下であると、角部１１ｅ，１１ｄ
が尖った形状となっているので、ちょっとした衝撃など
によって角部１１ｅ，１１ｄに欠けなどが生じることが
あり、その欠けによって、特性の劣化等が発生したりす
る。また、Ｒ１が０．１５ｍｍ以上であると、角部１１
ｅ，１１ｄが丸くなりすぎて、前述のマンハッタン現象
を起こしやすくなり、不具合が生じる。更にＲ２が０．
０１ｍｍ以下であると、角部１１ｆにバリなどが発生し
やすく、中央部１１ａ上に形成され、しかも素子の特性
を大きく左右する導電膜１２の厚みが角部１１ｆと平坦
な部分で大きく異なることがあり、素子特性のばらつき
が大きくなる。

【００３０】次に基台１１の構成材料について説明す
る。基台１１の構成材料として下記の特性を満足してお
くことが好ましい。

【００３１】体積固有抵抗：１０¹³Ωｍ以上（好ましく
は１０¹⁴Ωｍ以上） 熱膨張係数：５×１０^-4／℃以下（好ましくは２×１０
^-5／℃以下）［２０℃〜５００℃における熱膨張係数］ 比誘電率：１ＭＨｚにおいて１２以下（好ましくは１０
以下） 曲げ強度：１３００ｋｇ／ｃｍ²以上（好ましくは２０
００ｋｇ／ｃｍ²以上） 密度：２〜５ｇ／ｃｍ³（好ましくは３〜４ｇ／ｃｍ³） 基台１１の構成材料が体積固有抵抗が１０¹³Ωｍ以下で
あると、導電膜１２とともに基台１１にも所定に電流が
流れ始めるので、並列回路が形成された状態となり、自
己共振周波数ｆ０及びＱ値が低くなってしまい、高周波
用の素子としては不向きである。

【００３２】また熱膨張係数が５×１０^-4／℃である
と、基台１１にヒートショック等でクラックなどが入る
ことがある。すなわち熱膨張係数が５×１０^-4／℃であ
ると、上述の様に溝１３を形成する際にレーザ光線や砥
石等を用いるので、基台１１が局部的に高温になり、基
台１１にクラックなどが生じることあるが、上述の様な
熱膨張係数を有することによって、大幅にクラック等の
発生を抑止できる。

【００３３】また、誘電率が１ＭＨｚにおいて１２以上
であると、自己共振周波数ｆ０及びＱ値が低くなってし
まい、高周波用の素子としては不向きである。

【００３４】曲げ強度が１３００ｋｇ／ｃｍ²以下であ
ると、実装装置で回路基板等に実装する際に素子折れ等
が発生することがある。

【００３５】密度が２ｇ／ｃｍ³以下であると、基台１
１の吸水率が高くなり、基台１１の特性が著しく劣化
し、素子としての特性が悪くなる。また密度が５ｇ／ｃ
ｍ³以上になると、基台の重量が重くなり、実装性など
に問題が発生する。特に密度を上記範囲内に設定する
と、吸水率も小さく基台１１への水の進入もほとんどな
く、しかも重量も軽くなり、チップマウンタなどで基板
に実装する際にも問題は発生しない。

【００３６】この様に基台１１の体積固有抵抗，熱膨張
係数，誘電率，曲げ強度，密度を規定することによっ
て、自己共振周波数ｆ０及びＱ値が低下しないので、高
周波用の素子として用いることができ、ヒートショック
等で基台１１にクラック等が発生することを抑制できる
ので、不良率を低減することができ、更には、機械的強
度を向上させることができるので、実装装置などを用い
て回路基板等に実装できるので、生産性が向上する等の
優れた効果を得ることができる。

【００３７】上記の諸特性を得る材料としては、アルミ
ナを主成分とするセラミック材料が挙げられる。しかし
ながら、単にアルミナを主成分とするセラミック材料を
用いても上記諸特性を得ることはできない。すなわち、
上記諸特性は、基台１１を作製する際のプレス圧力や焼
成温度及び添加物によって異なるので、作製条件などを
適宜調整しなければならない。具体的な作製条件とし
て、基台１１の加工時のプレス圧力を２〜５ｔ，焼成温
度を１５００〜１６００℃，焼成時間１〜３時間等の条
件が挙げられる。また、アルミナ材料の具体的な材料と
しては、Ａｌ₂Ｏ₃が９２重量％以上，ＳｉＯ₂が６重量
％以下，ＭｇＯが１．５重量％以下，Ｆｅ₂Ｏ₃が０．１
％以下，Ｎａ₂Ｏが０．３重量％以下等が挙げられる。

【００３８】次に基台１１の表面粗さについて説明す
る。なお、以下の説明で出てくる表面粗さとは、全て中
心線平均粗さを意味するものであり、導電膜１２の説明
等に出てくる粗さも中心線平均粗さである。

【００３９】基台１１の表面粗さは０．１５〜０．５μ
ｍ程度、好ましくは０．２〜０．３μｍ程度がよい。図
７は本発明の一実施の形態におけるインダクタンス素子
に用いられる基台の表面粗さと剥がれ発生率を示したグ
ラフである。図７は下記に示すような実験の結果であ
る。基台１１及び導電膜１２はそれぞれアルミナ，銅で
構成し、基台１１の表面粗さをいろいろ変えたサンプル
を作製し、その各サンプルの上に同じ条件で導電膜１２
を形成した。それぞれのサンプルに超音波洗浄を行い、
その後に導電膜１２の表面を観察して、導電膜１２の剥
がれの有無を測定した。基台１１の表面粗さは、表面粗
さ測定器（東京精密サーフコム社製 ５７４Ａ）を用い
て、先端Ｒが５μｍのものを用いた。この結果から判る
ように平均表面粗さが０．１５μｍ以下であると、基台
１１の上に形成された導電膜１２の剥がれの発生率が５
％程度であり、良好な基台１１と導電膜１２の接合強度
を得ることができる。更に、表面粗さが０．２μｍ以上
であれば導電膜１２の剥がれがほとんど発生していない
ので、できれば、基台１１の表面粗さは０．２μｍ以上
が好ましい。導電膜１２の剥がれは、素子の特性劣化の
大きな要因となるので、歩留まり等の面から発生率は５
％以下が好ましい。

【００４０】図８は本発明の一実施の形態におけるイン
ダクタンス素子に用いられる基台の表面粗さに対する周
波数とＱ値の関係を示すグラフである。図８は以下のよ
うな実験の結果である。まず、表面粗さが０．１μｍ以
下の基台１１と、表面粗さが０．２〜０．３μｍの基台
１１と、表面粗さが０．５μｍ以上の基台１１のそれぞ
れのサンプルを作製し、それぞれのサンプルに同じ材料
（銅）で同じ厚さの導電膜を形成した。そして、各サン
プルにおいて、所定の周波数ＦにおけるＱ値を測定し
た。図８から判るように基台１１の表面粗さが０．５μ
ｍ以上であると、導電膜１２の膜構造が悪くなることが
原因と考えられるＱ値の低下が見られる。特に高周波領
域で顕著にＱ値の劣化が見られる。また、自己共振周波
数ｆ０（各線の極大値）も基台１１の表面粗さが０．５
μｍのものは、低周波側にシフトしている。従ってＱ値
の面及び自己共振周波数ｆ０の面から見れば基台１１の
表面粗さは０．５μｍ以下とすることが好ましい。

【００４１】以上の様に、導電膜１２と基台１１との密
着強度，導電膜のＱ値及び自己共振周波数ｆ０の双方の
結果から判断すると、基台１１の表面粗さは、０．１５
μｍ〜０．５μｍが好ましく、さらに好ましくは０．２
〜０．３μｍが良い。

【００４２】また、表面粗さは、端部１１ｂ，１１ｃと
中央部１１ａでは、平均表面粗さを異ならせた方が好ま
しい。すなわち、平均表面粗さ０．１５〜０．５μｍの
範囲内で端部１１ｂ，１１ｃの平均表面粗さを中央部１
１ａの平均表面粗さよりも小さくすることが好ましい。
端部１１ｂ，１１ｃは導電膜１２を積層することによっ
て上述の様に端子部１５，１６が構成されるので、端部
１１ｂ，１１ｃの表面粗さを中央部１１ａより小さくす
ることによって、端部１１ｂ，１１ｃ上に形成される導
電膜１２の表面粗さを小さくできるので、回路基板等の
電極との密着性を向上させることができ、確実な回路基
板等とインダクタンス素子の接合をおこなうことができ
る。また、中央部１１ａには導電膜１２を積層し溝１３
を形成するので、溝１３をレーザ等で形成する際に導電
膜１２が基台１１からはがれ落ちないように導電膜１２
と基台１１の密着強度を向上させなければないので、端
部１１ｂ，１１ｃよりも中央部１１ａの表面粗さを大き
くした方が好ましい。特にレーザで溝１３を形成する場
合、レーザが照射された部分は他の部分よりも急激に温
度が上昇し、ヒートショック等で導電膜１２が剥がれる
ことがある。従って、レーザで溝１３を形成する場合に
は導電膜１２と基台１１の接合密度を他の部分よりも向
上させることが必要である。

【００４３】この様に中央部１１ａと端部１１ｂ，１１
ｃとの表面粗さを異ならせることによって、回路基板等
との密着性及び溝１３の加工の際の導電膜１２のはがれ
を防止することができる。

【００４４】なお、本実施の形態では、導電膜１２と基
台１１の接合強度を基台１１の表面粗さを調整すること
によって、向上させたが、例えば、基台１１と導電膜１
２の間にＣｒ単体またはＣｒと他の金属の合金の少なく
とも一方で構成された中間層を設けることによって、表
面粗さを調整せずとも導電膜１２と基台１１の密着強度
を向上させることができる。もちろん基台１１の表面粗
さを調整し、その上その基台１１の上に中間層及び導電
膜１２を積層する場合では、より強力な導電膜１２と基
台１１の密着強度を得ることができる。

【００４５】次に導電膜１２について説明する。導電膜
１２としては、５０ｎＨ以下の微少インダクタンスを有
し、しかも８００ＭＨｚ以上の高周波信号に対してＱ値
が３０以上のものが好ましい。この様な特性の導電膜１
２を得るためには、材料及び製法等を選択しなければな
らない。

【００４６】以下具体的に導電膜１２について説明す
る。導電膜１２の構成材料としては、銅，銀，金，ニッ
ケルなどの導電材料が挙げられる。この銅，銀，金，ニ
ッケル等の材料には、耐候性等を向上させために所定の
元素を添加してもよい。また、導電材料と非金属材料等
の合金を用いてもよい。構成材料としてコスト面や耐食
性の面及び作り易さの面から銅及びその合金がよく用い
られる。導電膜１２の材料として、銅等を用いる場合に
は、まず、基台１１上に無電解メッキによって下地膜を
形成し、その下地膜の上に電解メッキにて所定の銅膜を
形成して導電膜１２が形成される。更に、合金等で導電
膜１２を形成する場合には、スパッタリング法や蒸着法
で構成することが好ましい。また、構成材料に銅及びそ
の合金を用いた場合導電膜１２の形成厚みは１５μｍ以
上が好ましい。厚みが１５μｍより薄いと、導電膜１２
のＱ値が小さくなり所定の特性を得ることができにく
い。図９は、本発明の一実施の形態におけるインダクタ
ンス素子に用いられる導電膜の膜圧と、Ｑ値の関係を示
すグラフである。導電膜１２の構成材料としては銅を用
い、基台１１の材料及び表面粗さ等は、同じ条件にし、
その基台１１の上に形成する導電膜１２の厚さを変化さ
せ、それぞれの場合におけるＱ値を測定した。図９から
判るように導電膜１２の厚さが１５μｍ以上であると、
Ｑ値は３０を超えている。また、導電膜１２の膜厚は１
５μｍ以上の領域では、Ｑ値はあまり向上せず、又、コ
スト面や不良率の低減のために導電膜１２の膜厚は３５
μｍ以下とすることが好ましい。なお、導電膜１２の膜
厚は２１μｍ以上が更に好ましい。

【００４７】導電膜１２は単層で構成してもよいが、多
層構造としてもよい。すなわち、構成材料の異なる導電
膜を複数積層して構成しても良い。例えば、基台１１の
上に先ず銅膜を形成し、その上に耐候性の良い金属膜
（ニッケル等）を積層する事によって、やや耐候性に問
題がある銅の腐食を防止することができる。

【００４８】導電膜１２の形成方法としては、メッキ法
（電解メッキ法や無電解メッキ法など），スパッタリン
グ法，蒸着法等が挙げられる。この形成方法の中でも、
量産性がよく、しかも膜厚のばらつきが小さなメッキ法
がよく用いられる。

【００４９】導電膜１２の表面粗さは１μｍ以下が好ま
しく、更に好ましくは０．２μｍ以下が好ましい。導電
膜１２の表面粗さが１μｍを超えると、表皮効果によっ
て高周波でのＱ値が低下する。図１０は導電膜１２の周
波数とＱ値の関係を示すグラフである。図１０は下記の
様な実験を通して導き出された。まず、同じ大きさ同じ
材料同じ表面粗さで構成された基台１１の上に銅を構成
材料とする導電膜１２の表面粗さを変えて形成し、それ
ぞれのサンプルにて各周波数におけるＱ値を測定した。
図１０から判るように、導電膜１２の表面粗さが１μｍ
以上であれば高周波領域におけるＱ値が低くなっている
ことが判る。更に導電膜１２の表面粗さが０．２μｍ以
下であれば特に高周波領域におけるＱ値が、非常に高く
なっていることがわかる。

【００５０】以上の様に導電膜１２の表面粗さは、１．
０μｍ以下が良く、更に好ましくは、０．２μｍ以下と
することによって、導電膜１２の表皮効果を低減させる
ことができ、特に高周波におけるＱ値を向上させる事が
できる。

【００５１】更に導電膜１２と基台１１の密着強度は、
導電膜１２を形成した基台１１を４００℃の温度下に数
秒間放置した後に基台１１から導電膜１２がはがれない
程度以上であることが好ましい。素子を基板等に実装し
た際に、素子には自己発熱や他の部材からの熱が加わる
ことによって、素子に２００℃以上の温度が加わること
がある。従って、４００℃で基台１１からの導電膜１２
のはがれが発生しない程度の密着強度であれば、たとえ
素子に熱が加わっても、素子の特性劣化等は発生しな
い。

【００５２】次に保護材１４について説明する。保護材
１４としては、耐候性に優れた有機材料、例えばエポキ
シ樹脂などの絶縁性を示す材料が用いられる。また、保
護材１４としては、溝１３の状況等が観測できるような
透明度を有する事が好ましい。更に保護材１４には透明
度を有したまま、所定の色を有することが好ましい。保
護材１４に赤，青，緑などの、導電膜１２や端子部１
５，１６等と異なる色を着色する事によって、素子各部
の区別をする事ができ、素子各部の検査などが容易に行
える。また、素子の大きさ、特性、品番等の違いで保護
材１４の色を変えることによって、特性や品番等の異な
る素子を誤った部分に取り付けるなどのミスを低減させ
ることができる。

【００５３】また、保護材１４は、図１１に示すように
溝１３の角部１３ａと保護材１４の表面までの長さＺ１
が５μｍ以上となるように塗布することが好ましい。Ｚ
１が５μｍより小さいと特性劣化や放電などが発生し易
くなり素子の特性が大幅に劣化することが考えられる。
また、溝１３の角部１３ａは特に放電などが発生しやす
い部分であり、この角部１３ａ上に厚さ５μｍ以上の保
護材１４が形成されることが非常に好ましい。また、保
護材１４を形成した後に再びメッキを施して電極膜等を
形成することがあるが、角部１３ａ上に５μｍ以上の保
護材１４が形成されていないと、電極膜等が付着すると
不具合が生じる保護材１４上に電極膜等が形成されるこ
とになり、特性の劣化が生じる。しかしながら、実装性
とを考慮すると保護材１４の厚みは出来るだけ薄い方が
好ましい。

【００５４】次に端子部１５，１６について説明する。
端子部１５，１６は、導電膜１２のみでも十分に機能す
るが、様々な環境条件等に順応させるために、多層構造
とすることが好ましい。

【００５５】図１２は本発明の一実施の形態におけるイ
ンダクタンス素子の端子部の断面図である。図１２にお
いて、基台１１の端部１１ｂの上に導電膜１２が形成さ
れており、しかも導電膜１２の上には耐候性を有するニ
ッケル，チタン等の材料で構成される保護層３００が形
成されており、更に保護層３００の上には半田等で構成
された接合層３０１が形成されている。保護層３００は
接合層と導電膜１２の接合強度を向上させるとともに、
導電膜１２の耐候性を向上させることができる。本実施
の形態では、保護層３００の構成材料として、ニッケル
かニッケル合金の少なくとも一方とし、接合層３０１の
構成材料としては半田を用いた。保護層３００（ニッケ
ル）の厚みは２〜７μｍが好ましく、２μｍを下回ると
耐候性が悪くなり、７μｍを上回ると保護層３００（ニ
ッケル）自体の電気抵抗が高くなり、素子特性が大きく
劣化する。また、接合層３０１（半田）の厚みは５μｍ
〜１０μｍ程度が好ましく、５μｍを下回ると半田食わ
れ現象が発生して素子と回路基板等との良好な接合が期
待できず、１０μｍを上回るとマンハッタン現象が発生
し易くなり、実装性が非常に悪くなる。

【００５６】従来の課題であった、保護材１４上に金属
膜が付着する現象や保護材１４上の表面に急激な凹凸が
形成される現象や、導電膜１２の一部が保護材１４から
飛び出す現象を詳細に検討した結果、溝１３をレーザな
どで形成する際に、溝１３と溝１３の間に形成された導
電膜１２の角部１２ａに突起部４００が形成されている
ことが原因であることが判った。更に詳細に検討を進め
ていくと、図１５に示す様にこの突起部４００の高さＰ
１が下記条件を満たすことによって上記不具合を解消で
きることを見出した。なお、Ｐ１は導電膜１２の表面部
１２ｂにおける最低部１２ｃと突起部４００の最高部の
高さで定義され、しかもＰ２は導電膜１２の厚みで、Ｐ
２は導電膜１２の平均厚みである。

【００５７】Ｐ１÷Ｐ２＜０．８（好ましくは０．６以
下、更に好ましくは０．４以下） 上記式を満たすことによって、極めて保護材１４の厚み
を薄くしても、保護材の表面などに導電膜１２の一部が
飛び出すことなどは発生しない。特に、上記式の範囲で
は、小型の素子を作製した場合に有用である。即ち、素
子を更に小型化しようとすると、当然の事ながら基台１
１に設けた段落ち部の深さは浅くなり、しかもそれに伴
って保護材１４の厚みは薄くなる。この時、導電膜１２
の角部１２ａに形成される突起部４００の高さが非常に
重要となり、この突起部４００の高さＰ１を規定するこ
とで、従来の様な課題は発生しない。特に、Ｐ１÷Ｐ２
＜０．６となるように構成した素子では殆ど金属膜の付
着がなく、また導電膜１２の保護材１４から突出するこ
とはなく、Ｐ１÷Ｐ２＜０．４となるように構成した素
子では、上述の従来の課題は観測することは出来なかっ
た。

【００５８】Ｐ１÷Ｐ２＜０．８の条件を満たす素子の
大きさとしては、前述の様に、インダクタンス素子の長
さＬ１，幅Ｌ２，高さＬ３は以下の通りとなっているも
のに対して特に有用である。

【００５９】Ｌ１＝０．５〜２．１ｍｍ（好ましくは
０．６〜１．８ｍｍ） Ｌ２＝０．２〜１．５ｍｍ（好ましくは０．３〜１．０
ｍｍ） Ｌ３＝０．２〜１．５ｍｍ（好ましくは０．３〜１．０
ｍｍ） 上記サイズの素子では、特に、保護材１４の厚み等が薄
くなってしまうので、上記Ｐ１÷Ｐ２の範囲が上記範囲
内にあると、極めて有効な特性を有することができる。

【００６０】以上の様に構成されたインダクタンス素子
は、特性劣化が無く、しかも，実装性及び生産性が非常
によい。

【００６１】以上の様に構成されたインダクタンス素子
について、以下その製造方法について説明する。

【００６２】まず、アルミナ等の絶縁材料をプレス成形
や押し出し法によって、基台１１を作製する。次にその
基台１１全体にメッキ法やスパッタリング法などによっ
て導電膜１２を形成する。次に導電膜１２を形成した基
台１１にスパイラル状の溝１３を形成する。溝１３はレ
ーザ加工や切削加工によって作製される。レーザ加工
は、非常に生産性が良いので、以下レーザ加工について
説明する。まず、基台１１を回転装置に取り付け、基台
１１を回転させ、そして基台１１の中央部１１ａにレー
ザを照射して導電膜１２及び基台１１の双方を取り除
き、スパイラル状の溝を形成する。このときのレーザ
は、ＹＡＧレーザ，エキシマレーザ，炭酸ガスレーザな
どを用いることができ、レーザ光をレンズなどで絞り込
むことによって、基台１１の中央部１１ａに照射する。
更に、溝１３の深さ等は、レーザのパワーを調整し、溝
１３の幅等は、レーザ光を絞り込む際のレンズを交換す
ることによって行える。また、導電膜１２の構成材料等
によって、レーザの吸収率が異なるので、レーザの種類
（レーザの波長）は、導電膜１２の構成材料によって、
適宜選択することが好ましい。

【００６３】溝１３を形成した後に、溝１３を形成した
部分（中央部１１）に保護材１４を塗布し、乾燥させ
る。

【００６４】この時点でも、製品は完成するが、特に端
子部１５，１６にニッケル層や半田層を積層して、耐候
性や接合性を向上させることもある。ニッケル層や半田
層は、メッキ法等によって保護材１４を形成した半完成
品に形成する。

【００６５】また、導電膜１２の角部１２ａに形成され
る突起部４００の高さを低減させる方法としては例え
ば、レーザで溝１３を形成した後に、溝１３を形成した
部分にラッピングテープやバフ等の研磨媒体を当接させ
る方法や、セラミックなどで構成された小さなボールと
素子を混ぜ合わせる方法等が考えられる。なお、小さな
ボールと素子を混ぜ合わせる場合には、水等の溶媒を一
緒に混ぜ合わせる様にすることによって、汚れ等の除去
も行うことができる。

【００６６】なお、本実施の形態は、インダクタンス素
子について説明したが、絶縁材料によって構成された基
台の上に導電膜を形成する電子部品でも同様な効果を得
ることができる。

【００６７】図１３及び図１４はそれぞれ本発明の一実
施の形態における無線端末装置を示す斜視図及びブロッ
ク図である。図１３及び図１４において、２９は音声を
音声信号に変換するマイク、３０は音声信号を音声に変
換するスピーカー、３１はダイヤルボタン等から構成さ
れる操作部、３２は着信等を表示する表示部、３３はア
ンテナ、３４はマイク２９からの音声信号を復調して送
信信号に変換する送信部で、送信部３４で作製された送
信信号は、アンテナ３３を通して外部に放出される。３
５はアンテナ３３で受信した受信信号を音声信号に変換
する受信部で、受信部３５で作成された音声信号はスピ
ーカー３０にて音声に変換される。３６は送信部３４，
受信部３５，操作部３１，表示部３２を制御する制御部
である。

【００６８】以下その動作の一例について説明する。先
ず、着信があった場合には、受信部３５から制御部３６
に着信信号を送出し、制御部３６は、その着信信号に基
づいて、表示部３２に所定のキャラクタ等を表示させ、
更に操作部３１から着信を受ける旨のボタン等が押され
ると、信号が制御部３６に送出されて、制御部３６は、
着信モードに各部を設定する。即ちアンテナ３３で受信
した信号は、受信部３５で音声信号に変換され、音声信
号はスピーカー３０から音声として出力されると共に、
マイク２９から入力された音声は、音声信号に変換さ
れ、送信部３４を介し、アンテナ３３を通して外部に送
出される。

【００６９】次に、発信する場合について説明する。ま
ず、発信する場合には、操作部３１から発信する旨の信
号が、制御部３６に入力される。続いて電話番号に相当
する信号が操作部３１から制御部３６に送られてくる
と、制御部３６は送信部３４を介して、電話番号に対応
する信号をアンテナ３３から送出する。その送出信号に
よって、相手方との通信が確立されたら、その旨の信号
がアンテナ３３を介し受信部３５を通して制御部３６に
送られると、制御部３６は発信モードに各部を設定す
る。即ちアンテナ３３で受信した信号は、受信部３５で
音声信号に変換され、音声信号はスピーカー３０から音
声として出力されると共に、マイク２９から入力された
音声は、音声信号に変換され、送信部３４を介し、アン
テナ３３を通して外部に送出される。上記で説明したイ
ンダクタンス素子（図１〜図１２に示すもの）は、送信
部３４や受信部３５の中のフィルタ回路やマッチング回
路などに用いられており、その数は、一つの無線端末装
置に数個〜４０個程度用いられている。上述のインダク
タンス素子を無線端末装置などの電子機器に用いる事に
よって、インダクタンス素子の実装性が向上するので、
回路基板の作製が容易になるので電子機器の生産性が向
上する。

【００７０】

【発明の効果】本発明は、溝と溝の間に位置する導電膜
の角部に形成された突起部の高さをＰ１、前記導電膜の
平均厚さをＰ２としたときに、Ｐ１÷Ｐ２＜０．８の条
件を満たす事によって、溝を覆う保護材を設けても、保
護材上に金属膜が付着したり、保護材上に急峻な凹凸が
形成されたり、保護材から導電膜の位置が飛び出したり
することはなく、外観が良くしかも実装機の吸着ノズル
のピックアップミスが殆ど無くなるので、実装速度が向
上し、電子機器の生産性が向上する。

【００７１】また、上記インダクタンス素子を搭載した
無線端末装置は、生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるインダクタンス
素子を示す斜視図

【図２】本発明の一実施の形態におけるインダクタンス
素子を示す側面図

【図３】本発明の一実施の形態におけるインダクタンス
素子に用いられる導電膜を形成した基台の断面図

【図４】本発明の一実施の形態におけるインダクタンス
素子に用いられる基台を示す図

【図５】マンハッタン現象を示す側面図

【図６】本発明の一実施の形態におけるインダクタンス
素子に用いられる基台の斜視図

【図７】本発明の一実施の形態におけるインダクタンス
素子に用いられる基台の表面粗さと剥がれ発生率を示し
たグラフ

【図８】本発明の一実施の形態におけるインダクタンス
素子に用いられる基台の表面粗さに対する周波数とＱ値
の関係を示すグラフ

【図９】本発明の一実施の形態におけるインダクタンス
素子に用いられる導電膜の膜圧と、Ｑ値の関係を示すグ
ラフ

【図１０】本発明の一実施の形態におけるインダクタン
ス素子に用いられる導電膜の表面粗さに対する周波数と
Ｑ値の関係を示すグラフ

【図１１】本発明の一実施の形態におけるインダクタン
ス素子の保護材を設けた部分の側面図

【図１２】本発明の一実施の形態におけるインダクタン
ス素子の端子部の断面図

【図１３】本発明の一実施の形態における無線端末装置
を示す斜視図

【図１４】本発明の一実施の形態における無線端末装置
を示すブロック図

【図１５】本発明の一実施の形態におけるインダクタン
ス素子の部分拡大断面図

【図１６】従来のインダクタンス素子を示す側面図

【符号の説明】

１１ 基台 １１ａ 中央部 １１ｂ，１１ｃ 端部 １１ｄ，１１ｅ，１１ｆ 角部 １２ 導電膜 １２ａ 角部 １３ 溝 １４ 保護材 １５，１６ 端子部 ３０ スピーカー ３１ 操作部 ３２ 表示部 ３３ アンテナ ３４ 送信部 ３５ 受信部 ３６ 制御部 ４００ 突起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｑ 7/32 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｖ (72)発明者 崎田 広実 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基台と、前記基台上に形成された導電膜
   と、前記導電膜に設けられた溝とを備えたインダクタン
   ス素子であって、溝と溝の間に位置する導電膜の角部に
   形成された突起部の高さをＰ１、前記導電膜の平均厚さ
   をＰ２としたときに、Ｐ１÷Ｐ２＜０．８の条件を満た
   す事を特徴とするインダクタンス素子。
2. 【請求項２】基台の両端部に端子電極を設けるととも
   に、基台の中央部にスパイラル状の溝を設けたことを特
   徴とする請求項１記載のインダクタンス素子。
3. 【請求項３】基台の両端部を多角形状としたことを特徴
   とする請求項１，２いずれか１記載のインダクタンス素
   子。
4. 【請求項４】溝はレーザ加工によって形成されているこ
   とを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載のインダク
   タンス素子。
5. 【請求項５】絶縁材料で構成され両端部の断面を略正四
   角形状とするとともに中央部を前記両端部よりも窪ませ
   た基台と、前記基台表面に形成された導電膜と、前記基
   台の中央部に設けられ、前記導電膜及び基台の一部を取
   り除くように形成されたスパイラル状の溝と、前記溝を
   覆うように前記基台上に設けられた保護材とを備えたイ
   ンダクタンス素子であって、溝と溝の間に位置する導電
   膜の角部に形成された突起部の高さをＰ１、前記導電膜
   の平均厚さをＰ２としたときに、Ｐ１÷Ｐ２＜０．８の
   条件を満たす事を特徴とするインダクタンス素子。
6. 【請求項６】基台の両端部に端子電極を形成したことを
   特徴とする請求項５記載のインダクタンス素子。
7. 【請求項７】素子の長さＬ１，幅Ｌ２，高さＬ３とした
   時に、 Ｌ１＝０．５〜２．１ｍｍ Ｌ２＝０．２〜１．５ｍｍ Ｌ３＝０．２〜１．５ｍｍ であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１記載の
   インダクタンス素子。
8. 【請求項８】音声を音声信号に変換する音声信号変換手
   段と、電話番号等を入力する操作手段と、着信表示や電
   話番号等を表示する表示手段と、音声信号を復調して送
   信信号に変換する送信手段と、受信信号を音声信号に変
   換する受信手段と、前記送信信号及び前記受信信号を送
   受信するアンテナと、各部を制御する制御手段を備えた
   無線端末装置であって、受信手段及び送信手段を構成す
   るフィルタ回路やマッチング回路を構成するインダクタ
   ンス素子として、請求項１〜７いずれか１記載のインダ
   クタンス素子を用いたことを特徴とする無線端末装置。