JPS62244108A - コイル - Google Patents

コイル

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JPS62244108A
JPS62244108A JP8859586A JP8859586A JPS62244108A JP S62244108 A JPS62244108 A JP S62244108A JP 8859586 A JP8859586 A JP 8859586A JP 8859586 A JP8859586 A JP 8859586A JP S62244108 A JPS62244108 A JP S62244108A
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JP
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coil
insulating layer
coil conductor
winding
coil conductors
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JP8859586A
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Takayuki Kato
孝行 加藤
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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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】 イ、産業上の利用分野 本発明はコイルに関し、特に、小型のモータやトランス
等の電磁変換装置用として好適なコイルに関する。
口、従来技術 モータやトランス等の電磁変換装置は、導電材料に樹脂
等を焼付けて被覆してなる導線を磁芯に数十回乃至数百
回巻付けた構造を有している。
導電材料としては、物理的、機械的特性によって主とし
て下記第1表に示す材料が使用されている。
第1表 これら特性のうち、特に重要な特性は導電率と引張強さ
である。 特に、小型の電磁変換装置では、細い導線を
使用するので引張強さの高いことが必要であり、引張強
さが低いと巻線時に断線することがある。
導線の皮膜には耐熱性と膜厚が重要な特性であり、主な
エナメル線の種類と特長は、下記第2表に示す通りであ
る。
(以下余白、次頁に続く) 細い導電にありては、皮膜の厚さが重要で、一般に皮膜
厚さは第2種(薄い皮膜の導線)が使用される。 この
場合、皮膜の機械的性質が重要な特性となり、皮膜の機
械的強度が低いと、皮膜の彼れや剥離が起り易く、短絡
の原因となることがある。
前述した細い導電材料として必要な引張強さを備えるも
のは、材料の種類に制限を受ける。 また、膜厚が薄い
ことと高い機械的強度との双方を備える被覆材料が得ら
れないのが現状である。
上記のほか、小型の電磁変換装置にあっては、小さな磁
芯に導線を数十回乃至数百回巻付けねばならず、この作
業は甚だ面倒である。 また、巻線工程では1つづつコ
イルを作らねばならず、大量生産に不向きである。
従来から電磁変換装置の多くは、第11図に示すように
、磁芯10の軸方向に導線を多数回巻付けてコイル田を
形成しているが、磁芯の軸方向の狭い領域にコイルを形
成する場合、巻数を充分にはとれない場合がある。
このような場合、第12図に示すように、渦巻状に形成
されたコイル33を使用すれば、可成りの巻数とするこ
とができる。 このような渦巻状コイルは、写真蝕刻法
によって所望の形状に形成でき、導電材料の引張強さを
特に高くする必要がなく、図示しない絶縁層も充分に薄
くできる上に、その機械的強度を問題とする必要もない
。 また、導線な磁芯に巻付ける手数も掛らない。
1個の渦巻状コイルでなお巻数が不足する場合は、渦巻
状コイル導体を複数個重ね合せるようにすれば良い。 
ところが、複数個の渦巻状コイル導体を重ねた場合、こ
れらの渦巻状コイル導体間の接続のために、コイル間の
間隔を狭くすることができず、狭い領域に多数の渦巻状
コイル導体を重ね合せることが難しい。
ハ0発明の目的 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、
多数の渦巻状コイル導体をその軸方向の狭い領域に積層
してなるコイルを提供することを目的としている。
二0発明の構成 即ち、本発明の第一の発明は、複数のコイル導体が絶縁
層を介して積層され、前記絶縁層が第一の絶縁層と第二
の絶縁層との積層体からなり、前記複数のコイル導体の
うち、一方のコイル導体と他方のコイル導体とが、前記
第一の絶縁層と前記第二の絶縁層との間に実質的に埋め
込まれた接続部を介して互いに接続されているコイルに
係る。
また、本発明の第二の発明は、互いに逆方向に巻かれた
複数のコイル導体が絶縁層を介して積層され、かつ、こ
れらのコイル導体が、巻始端側又は巻終端側で、前記絶
縁層を貫通する接続部によって互いに接続されているコ
イルに係る。
ホ、実施例 以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1 第1図はコイルの平面図、第2図は第1図の■−■線矢
視拡大断面図、第3図は第2図の部分拡大図である。
基板1には、仮想線で示す磁芯10が嵌入する貫通孔2
が設けてあり、貫通孔2の周囲には、巻始端から反時計
方向に巻終端に向うように渦巻状に形成されたコイル導
体3A、3B、3C13Dが、絶縁層4A、4814C
を介して積層され、表面は絶縁層4Dで被覆されている
絶縁層4A;4B;4C;4Dは、夫々4 A、。
4A鵞; 4B、、 4B、 ; 4G、、4C鵞;4
D1.4Dtの2層からなり、上記各2層間には各コイ
ル導体間を接続する接続部5A、5B、5C15Dが夫
夫埋設されている。 接続部5A、5B、5C。
5Dは、下側に位置するコイル導体の巻始端付近に接続
する第一の接続部5A、、5BI、5C,,5D、と;
上側に位置するコイル導体の巻終端付近に接続する第三
の接続部sAs、5B、、s Csと;積層された絶縁
層間に挾まれ、第一の接続部と第三の接続部とを接続す
る第二の接続部5 A、、5 B、、5C,とからなっ
ている。但し、第二の接続部のうちの最上層の第二の接
続部5C,は、コイル導体の巻終端部上方の部分で露出
していて、図示しない電源に接続させるための一方の端
子バクド3T。
が形成されている。 コイル導体のうちの最下層のコイ
ル導体3八〇巻終端部は、露出していて、他方の端子パ
ッド3T1が形成されている。 コイル導体3B、3C
,3Dの巻終端外周面及びこれらの上下の第二の接続部
5 km、5Bい5C,の端部は、絶縁皮膜6によって
被覆しである。
この例では、コイル導体は4層としているが、コイル導
体の積層数は、必要なターン数に応じた積層数とするこ
とができることは言う迄もない。
上記のような構造としているので、このコイルは、狭い
領域内で極めて多くのターン数とすることができる。
このコイルは、次のようにして製造される。
先ず、第4図に示す基板1を用意する。 基板縁性物質
からなるものや表面に絶縁層を形成した非磁性金属から
なるものが使用できる。 この例ではセラミックス基板
を使用している。
基板1には小径の貫通孔2が多数(例えば加インチ角の
範囲に1000個)設けである。 貫通孔2は、図示し
ない磁芯を嵌入するために設けられたものである。 貫
通孔2は、機械加工(例えばボール盤を使用)VCよっ
て設けることができるが、感光性ガラスを用いれば、直
径50μm程度の孔を穿設することができ、微細な磁芯
に対応できる。
感光性ガラスとしては、例えば珪酸リチ9ムを主成分と
するものとして市販の7オトフオーム(商品名、コーニ
ング社製)が使用できる。 この場合の穿孔加工は化学
エツチングによる方法である。
なお、基板1の表面粗さは、次のコイル導体材料の被着
のため、0.05S以下とするのが望ましい。
次に、第5図に示すように、基板1の表面に導電性金属
(この例では銅)3aを真空蒸着、スパッタ、めっき等
適宜の方法で20μmの厚さに被着次に、第6図に拡大
図示するように、貫通孔2の周囲に渦巻状のコイル導体
3aを形成する。
コイル導体3aの巻終端には、電源接続用の一方の端子
パッド3T、が設けである。 コイル導体3aのパター
ニングには、写真蝕刻法が採用できる。 エツチング液
には、例えば酢酸、過酸化水素水及び水の混合液が使用
できる。 イオンビームエツチングを応用したイオンビ
ームミリングの方法によれば、微細なパターニングが可
能である。
この例では、イオンビームミリングによって100ター
ンの渦巻状コイル導体を形成している(但し、図面では
3ターンに省略して図示しである。)。
次に、第7図(a)に示すように、表面にコイル導体3
Aが形成された基板1上に第一の絶縁層4A。
を被着し、写真蝕刻法によって端子パッド3T、が露出
するように絶縁層4A、をパターニングする。
それと同時にコイル導体3Aの巻始端付近く届くスルー
ホール7A、を設ける。
次に、第7図(b)に示すように、銅の皮膜を真空蒸着
等の方法で被着させ、これを写真蝕刻法によってパター
ニングして第二の接続部5Atを形成する。 上記銅皮
膜被着時に、同図(a)に示したスルーホール7A、は
銅によって充填され、コイル導体3Aの巻始端付近に接
続する第一の接続部5A、が形成される。
次に、第7図(c)に示すように、第二の絶縁層4 A
、を前記と同様にして被着、パターニングする。 この
パターニング時に第二の接続部5A。
の外側端部付近にスルーホール7んを設ける。
次に、第7図(d)に示すように、第二の絶縁層4A、
上にコイル導体3Bを前記と同様にして設げる。 コイ
ル導体3Bはコイル導体3Aと同じ形状寸法にしである
。 但し、コイル導体3Bの巻終端部は、コイル導体3
Aの端子パッド3T。
が露出するようにパターニングする。 コイル導体3B
の形成時に、同図(c)に示したスルーホール7 km
は鋼によって充填され、第三の接続部5 A。
が形成される。
かくして、第一の絶縁層4A+と第二の絶縁層4A。
とからなる絶縁層4人中に、第一の接続部5A、と第二
の接続部5んと第三の接続部5A、とからなる接続部5
Aが埋設され、コイル導体3Aの巻始端付近とコイル導
体3Bの巻終端付近とが、接続部5Aによって接続され
る。
絶縁層4Aは、第一の絶縁層4 Asと第二の絶縁層4
A、との2層からなっているので、絶縁層4Aの表面(
第二の絶縁層4A、の表面)は、コイル導体3Aの存在
に影響されて生ずる凹凸が緩和され、概ね平坦乃至は平
坦に近くなり、この凹凸によりてコイル導体3Bが段切
れを起すことはない。
この後、第7図(b)、(c)、(d)、(a)の工程
を所定回数繰返してからダイヤモンドカッタ等で各コイ
ル別に切断することにより、第1図〜第3図に示したコ
イルが完成する。 なお、前述したように、最表層の第
二の絶縁層4D、は、最上層の第二の接続部5D、で端
子パッド3T、が露出するようにパターニングされる。
この例では次のようなことが可能である。
第8図に示すように、第一の接続部5N、及び第二の接
続部5N、のいずれか一方又は双方を、コイル導体3A
、3B、・・・・・・・・・の巻始端、巻終端から任意
のターン数離れた位置に設けることにより、コイルのタ
ーン数を簡単に任篭に設定することができる。 第一の
接続部及び/又は第二の接続部の上記の位置変更は、総
べての第一の接続部及び/又は総べての第二の接続部に
ついて行うことも、適宜選択された第一の接続部及び/
又は適宜選択された第二の接続部について行うこともで
きる。
このような第一の接続部及び/又は第二の接続部の位置
変更は、一部のバターニング用−スフを変更するだけで
コイルのターン数を任意忙設定することを可能とし、製
造装置、製造手段の大部分を共通にした侭でコイル設計
の自由度が大幅に拡張される。
実施例2 この例に於けるコイルは、巻き方向を逆にした2種類の
渦巻状コイル導体を絶縁層を介して交互に積層し、各コ
イル導体間を絶縁層を上下方向に貫通する接続部によっ
て巻始端付近と巻終端付近とを互いに接続させてなるも
のである。
このコイルは次のようにして製造される。
第9図(a)、(b)、(c)、(d)はコイルの製造
手順を示す平面図で、第10図(a)、(b)、(C)
、(d)は、夫々第9図(a)、(b)、(c)、(d
)のXa−Xa線矢視断面図、xb−xb線矢視断面図
、Xc−Xc線矢視断面図、Xd  Xdi!!矢視断
面図である。
先ず、前記実施例1に於けると同様にして、第4図、第
5図の工程を経て第6図に示すように、基板11上に貫
通孔12を囲むようにしてコイル導体13Aを形成する
。 コイル導体13Aの巻終端部には端子パッド13T
、が形成される。 コイル導体13Aは巻始端から反時
計方向に巻終端に向う渦巻状を呈している。
次に、第9図(a)及び第10図(a)に示すように、
コイル導体13Aが被着された基板11上に絶縁層14
Aを被着、バターニングする。 このパターニング時に
、コイル導体13Aの巻始端付近に、これに達するスル
ーホール17Aを設ける。 コイル導体及び絶縁層の被
着及びバターニング並びにそれらの材料は、前記実施例
1に於けると同様である。
次に、第9図(b)及び第10図(b)に示すように、
絶縁層14A上に二層目のコイル導体13Bを被着、バ
ターニングする。 コイル導体13Bは、巻始端から時
計方向に巻終端に向う渦巻状を呈していて、その巻始端
の付近はコイル導体13Aの巻始端付近と絶縁層14A
を介して重なり合うようにする。
コイル導体13Bの被着と同時に、第9図(a)及び第
1θ図(a)に示したスルーホール17Aはコイル導体
材料によって充填されて接続部15Aが形成され、コイ
ル導体13A、13Bは接続部15Aによりて巻始端付
近で互いに接続される。 次に、絶縁層14A及びコイ
ル導体13B上に二層目の絶縁層14Bを被着、バター
ニングする。 このパターニング時に、コイル導体13
Bの巻終端付近に達するスルーホール17Bを設ける。
次に、第9図(c)及び第10図(e) &c示すよう
に、絶縁層14B上に三層目のコイル導体13Cを被着
、バターニングする。 コイル導体13Gは、巻始端か
ら反時計方向に巻終端に向う渦巻状を呈していて、その
巻終端付近はコイル導体13Bの巻終端付近と絶縁層1
4Bを介して重なり合うよ5&Cする。
コイル導体13Cの被着時に、第9図(b)及び第10
図(b) K示したスルーホール17Bは、コイル導体
材料によって充填されて接続部15Bが形成され。
コイル導体13B、130は接続部15BKよりて巻終
端付近で互いに接続される。 次に、絶縁層14B及び
コイル導体13C上に三層目の絶縁層14C1’llE
着、バターニングする。 このパターニング時に、フィ
ル導体13Gの巻始端付近に達するスルーホール17C
を設ける。
次に、第9図(d)及び第10図(d)に示すように、
絶縁層14C上に四層目のコイル導体13Dを被着、バ
ターニングする。 コイル導体13Dは、巻始端から時
計方向に巻終端に向う渦巻状を呈していて、巻始端付近
はコイル導体13Cの巻始端付近と絶縁層14Cを介し
て重なり合うようにする。 コイル導体13Dの被着時
に、第9図(c)及び第10図(c)k示したスルーホ
ール17Cは、コイル導体材料によりて充填されて接続
部15Cが形成され、コイル導体13C113Dは接続
部15Cによりて巻始端付近で互いに接続される。 次
に絶縁層14C及びコイル導体13D上に最表層の絶縁
層14Dを被着、バターニングする。 このパターニン
グ時にコイル導体13Dの巻終端から延在する端子パッ
ド13T、が露出するようにする。
絶縁層14A、14B、14C114Dのパターニング
時には、コイル導体13Aの巻終端から延在する端子パ
ッド13T、を露出させることは言う迄もない。
最後に、各コイル別に基板11を切断し、第9図(d)
及び第10図(d) K示すコイルが完成する。
コイル導体の積層数は、コイルのターン数に応じた積層
数とすることができることは、前記実施例IJC1にけ
ると同様である。
このコイルでは、各絶縁層は単層としているので、各絶
縁層の厚さを薄くでき、コイルの軸方向の所定範囲内の
ターン数を、より多数にすることができる。 また、各
接続部は絶縁層を上下方向に貫通して各コイル導体を接
続するようにしているので、接続部の形成が前記実施例
1に於けるよりも簡単であり、コイル製造がより簡単に
なる。
この例では、コイル導体のパターニング用マスクは、2
種類の形状のものを用意する必要があるが、このような
パターニングは大量生産を前提にしているので、マスク
製作によるイニシャルコストの上昇は、コイルの製造コ
ストに極めて僅かしか影響しない。
−0コイル及び二次コイルに前記実施例1又は2のコイ
ルを使用し、基板の貫通孔に雌ねじを螺設し、この雌ね
じに螺合する雄ねじが螺設された磁芯を基板の貫通孔に
螺合させるようにすると、磁芯の位置をその軸方向に調
節して出力を調整できるトランスとすることができる。
実施例3 この例は、可撓性を付与したコイルの例である。
基板を厚さ5〜50μmのポリイミドフィルムとする。
磁芯嵌入用の貫通孔は、次のようにして形成する。
ポリイミドフィルム上にクロムを真空蒸着等によって被
着させ、フォトレジストを塗布し、露光、現像し、貫通
孔を設けるべき部分のクロム蒸着層をエツチング除去す
る。
次に、ポリイミドフィルム上に残存するクロム蒸着層を
マスクにして、イオンビームミリングによって貫通孔を
設ける。 イオンビームミリング法によれば、マスクと
エツチングすべきフィルムとが、全く異質の材料からな
り、エツチング速度が大幅に異なる(クロムの方がエツ
チング速度が遅い。)ので、正確に、かつ容易にエツチ
ングが遂行される。
次に、マスクのクロム蒸着層を酸によりて除去し、貫通
孔の設けられたフィルムとする。
その後は、上記フィルムを基板として前記実施例1,2
1C!#ると同様にしてコイルを製造する。
ポリイミドフィルムの厚さを5〜50μm、各コイル導
体の厚さを1μm、各絶縁層の厚さく前記実施例1の構
造の場合は第一、第二の各絶縁層の厚さ)を2μmとす
ることにより、コイル導体を多数積層しても、可撓性を
備えるコイルが得られる。
このコイルは、例えば電子スチールカメラの駆動モータ
のように、極めて小型であって、狭い領域にコイルを組
付ける電磁変換装置にあって、コイルが曲面を呈するよ
5に変形させ【組付けることができるという利点を有す
る。
上記実施例1.2.3共に、各コイル導体は、絶縁層に
埋め込まれ、又は絶縁層を貫通する接続部によって接続
され【いるので、この接続のために配線を張り巡らす必
要がなく、コイルをコンパクトにできる。
また、コイルの貫通孔に磁芯な嵌入するだけで電磁変換
装置が出来、磁芯に導線を巻付ける必要がなく、電磁変
換装置の組立てが簡単である。
その上、前述したような断線や短絡を起す虞れがなく、
更に、狭い領域に多数のターン数をとることができる。
なお、前記の例では、コイル導体はいずれも銅製として
いるが、アルミニウム、金、銀のような導電性の良い他
の材料を使用することができる。
また、コイル導体の下地に密着性の良好な、例えばクロ
ムを使用し、その上に鋼等の導電性の良い材料を積層し
た2層構造とすることができる。
更に、コイル導体材料の選択に制約を受けないので、二
相サーボモータのよ5に回転子のコイル導体に抵抗値の
高い導体(例えば酸素含有鋼)を用いる場合でも、容易
にコイルを形成できる。
また、一対の端子パッドは、コイル導体の外周側に並べ
て設けるほか、貫通孔の近く又は適宜の場所kt&けて
良い。
へ0発明の詳細 な説明したように、本発明に基〈コイルは、次のような
効果を奏する。     ′(1)複数のコイル導体が
絶縁層を介して積層されているので、磁芯の軸方向の狭
い領域に多数のターン数でコイルを設けることができ、
電磁変換装置を小型にできる。 また、これらコイル導
体な磁芯に巻付ける必要がなく、小型の電磁変換装置で
あってもその組立てが簡単にできる。
(2)コイル導体は、磁芯に巻付ける必要がなく、真空
蒸着、スパッタその他の被着操作によって形成できるの
で、コイル導体材料の選択に制約を受けることがなく、
電磁変換装置設計上の自由度が大幅に拡張される。
(3)コイル導体な磁芯に巻付ける作業を必要としない
ので、コイル導体や絶縁層の材料に関係なく断線や短絡
の虞れがなく、信頼性が高い。
(4)各コイル導体は、絶縁層に埋め込まれ又は絶縁層
を貫通する接続部によって互いに接続しているので、こ
の接続のために配線をコイル導体外部に張り巡らせる必
要がない。 従って、上記接続のために別に空間を占有
することがなく、コイルをコンパクトにできる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第10図は本発明の実施例を示すものであって
、 第1図はコイルの平面図、 第2図は第1図の■−■線矢視断面図、第3図は第2図
の部分拡大図、 第4図、第5図及び第6図はコイル製造の過程を示す斜
視図、 第7図(a)、(b)、(c)及び(d)はコイル導体
、接続部及び絶縁層の形成過程を示す拡大断面図、 第8図は他のコイルの部分拡大断面図、第9図(a)、
(b)、(c)及び(d)は更に他のコイルの製造過程
を示す平面図、 第10図(a)、(b)、(c)及び(d)は夫々第9
図(a)、(b)、(c)及び(d)のXa−Xa線、
xb−xb線、Xc−Xa線及びXd−Xd線矢視断面
図 である。 第11図及び第12図は従来の電磁変換装置の概略図で
ある。 なお、図面に示された符号に於いて、 1.11・・・・・・・・・基板 2.12・・・・・・・・・貫通孔 3A、3B、3C,3D、13A、13B、13C。 13D・・・・・・・・・コイル導体 3T、、3T、、13Tl、13T、・・・・・・・・
・端子パッド4A、 4B、  4C,4D、14A、
14B、14C114D・・・・・・・・・絶縁層 4A+、4B、、4C,,4D、・・・・・・第一の絶
縁層4A、、4B*、4CI、4D、・・・・・・第二
の絶縁層5A、5B、5C,5D、15A、15B、1
5C115D・・・・・・・・・接続部 5A+、  5 B+、  5 C+、  5D+、 
 5N+・・・・・・・・・第一の接続部 5A、、5B8.5C1,5D、・・・・・・・・・第
二の接続部 5 A、、5B、、5C,、sDs、s Ns・・・・
・・・・・第三の接続部 10・・・・・・・・・磁芯 である。 代理人 弁理士 逢 坂   宏 第1図 第4図 第6図 第7図 第10図 第9 (a) 忙) 図 (b) (d) (自発) 手続ネ甫正1を 昭和61年9月7日 特許庁長官 黒 1)明 雄  殿 昭和61年 特許願第88595号 2、発明の名称 コイル 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都新宿区西新宿1丁目26番2号名 称 
(127)小西六写真工業株式会社4、代理人 住 所 東京都立川市柴崎町2−4−11 FINEビ
ルTn0425−24−5411■ 8、補正の内容 (1) 明細書第2頁 第1表中の「アルミ」を「アル
ミニウム」に、「銅クラツドアルミを「銅クラツドアル
ミニウム」に、「硬硬質」を「硬質」に夫々訂正します
。 (2) 図面の第8図を別紙のように訂正します一以 
上−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数のコイル導体が絶縁層を介して積層され、前記
    絶縁層が第一の絶縁層と第二の絶縁層との積層体からな
    り、前記複数のコイル導体のうち、一方のコイル導体と
    他方のコイル導体とが、前記第一の絶縁層と前記第二の
    絶縁層との間に実質的に埋め込まれた接続部を介して互
    いに接続されているコイル。 2、互いに逆方向に巻かれた複数のコイル導体が絶縁層
    を介して積層され、かつ、これらのコイル導体が、巻始
    端側又は巻終端側で、前記絶縁層を貫通する接続部によ
    って互いに接続されているコイル。
JP8859586A 1986-04-16 1986-04-16 コイル Pending JPS62244108A (ja)

Priority Applications (1)

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JP8859586A JPS62244108A (ja) 1986-04-16 1986-04-16 コイル

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JP8859586A JPS62244108A (ja) 1986-04-16 1986-04-16 コイル

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JPS62244108A true JPS62244108A (ja) 1987-10-24

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009076880A (ja) * 2007-08-24 2009-04-09 Seiko Instruments Inc 多層回路基板、その製造方法、およびそれを備えるモータ
JP2011229202A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Panasonic Corp 無線電力伝送用コイル

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