TW201833952A - 平面線圈之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本案發明之課題在於在不需要使用有蝕刻用抗蝕塗層之金屬層的圖案化步驟,且即使在藉由電解電鍍形成平面線圈的情況下,也能夠縮小其兩端的膜厚差。 本案發明提供之技術手段為一種平面線圈之製造方法,上述製造方法包括:在基材上形成基底導體層L1的步驟S2,該基底導體層L1具有:具有一端及另一端的線圈佈線部、將外部電源和線圈佈線部的第一連接位置連接的供電佈線部11d,以及使比第一連接位置更靠另一端側的線圈佈線部之第二連接位置和比第二連接位置更靠一端側的線圈佈線部之第三連接位置短路的連接佈線部11e;在基底導體層L1上藉由電解電鍍形成佈線導體層L2的步驟S3;以及去除供電佈線部11d及連接佈線部11e的步驟S4。
Description
本發明係關於平面線圈之製造方法,尤其是關於使用有作為平面線圈之前驅體之佈線零件的電解電鍍之製造方法。
以IC標籤或NFC(Near Field radio Communication,近場無線電通信)天線為代表之平面線圈係藉由如下步驟而形成:在基材上形成金屬層,將金屬層之所希望的區域利用蝕刻用抗蝕塗層(etching resist)覆蓋,並藉由蝕刻去除未形成抗蝕塗層的區域。但是,於此方法中,為了形成蝕刻用抗蝕塗層而需要無塵室等的設備,並且每次變更線圈形狀皆需要新的光遮罩,因此其初始費用高昂。為了應對這些技術問題,習知研究有如下方法:在基材上以所希望的圖案印刷電鍍催化劑,並進行無電解電鍍,藉此,不用形成蝕刻用抗蝕塗層,便可形成所希望之形狀的金屬層(例如參照專利文獻1)。
一般而言,無電解電鍍的析出速度較慢且生產率較低,因此,在無電解電鍍之後進行電解電鍍。但是,電解電鍍與無電解電鍍不同,其均勻析出性較低,因此,在將平面線圈藉由電解電鍍形成的情況下存在以下問題。亦即,在從平面線圈的一端供給電鍍電流的情況下,在接近供電點的一端側,形成充分的電鍍厚 度,但平面線圈的另一端側遠離供電點,因此,電鍍厚度變得不足,產生平面線圈內的膜厚分布(膜厚差)。尤其,在平面線圈為螺旋圖案的情況下,其內周端成為被螺旋圖案的環(loop)包圍的開放端,因此,與外周端之間的膜厚差係顯著之問題。
如果能容許螺旋圖案的立體結構,則可藉由將螺旋圖案的內周端和外周端經由另一佈線層進行連接而將其整體製成一個環,藉此輕易地消除兩端膜厚差的問題。但是,在要以單層導體層完成的情況下,上述問題依然存在。
為了抑制在線圈圖案整體上電鍍厚度的不均勻,還提出有如下方法:以使線圈圖案整體的電位相同的方式,使用電鍍槽內負極之電極棒,在電解電鍍時將線圈圖案的各匝進行短路連接的狀態下,實施電解電鍍(參照專利文獻2)。
[專利文獻1] 日本專利特開2010-168413號公報
[專利文獻2] 日本專利特開2009-246363號公報
但是,在如專利文獻2所記載般使用電解電鍍用電極棒作為短路線的情況下,局部抑制電極棒之接觸位置的電鍍成長,線圈圖案整體形成不均勻的膜厚分佈,因此,希望有其它解決方法。
因此,本發明的目的在於提供一種平面線圈之製造方法,其不需要使用有蝕刻用抗蝕塗層之金屬層的圖案化步驟,且即 使在藉由電解電鍍形成平面線圈的情況下,也能夠縮小其兩端的膜厚差。
為了解決上述課題,本發明之平面線圈之製造方法包括:在基材上形成基底導體層的步驟,該基底導體層具有:具有一端及另一端的線圈佈線部,將上述線圈佈線部的第一連接位置和外部電源連接的供電佈線部,以及使比上述第一連接位置更靠上述另一端側的上述線圈佈線部的第二連接位置、和比上述第二連接位置更靠上述一端側的上述線圈佈線部的第三連接位置短路的連接佈線部;藉由從上述外部電源進行供電,在上述基底導體層上藉由電解電鍍形成佈線導體層的步驟;以及去除上述供電佈線部及上述連接佈線部的步驟。
根據本發明,在電解電鍍時,從供電點到線圈佈線部另一端的距離暫時性地變短,因此,能夠縮小電解電鍍處理後之線圈佈線部兩端的膜厚差。另外,藉由電解電鍍形成佈線導體層後,去除供電佈線部及連接佈線部,因此,能夠可靠地形成所希望的平面線圈圖案。
本發明的平面線圈之製造方法較佳為還具備在形成上述基底導體層之前,在上述基材上形成基底樹脂層的步驟,形成上述基底導體層的步驟是在上述基底樹脂層上藉由無電解電鍍形成上述基底導體層。根據該方法,能夠不使用蝕刻用抗蝕塗層使金屬層未圖案化而形成所希望的線圈圖案,能夠藉由無電解電鍍和電 解電鍍的組合提高生產率。
本發明中,去除上述供電佈線部及上述連接佈線部的步驟係可為將上述供電佈線部及上述連接佈線部與上述基材一併物理性地去除,也可以將構成上述供電佈線部及上述連接佈線部的上述基底導體層及上述佈線導體層藉由蝕刻進行去除。根據該方法,能夠簡單地去除供電佈線部及連接佈線部並完成平面線圈。
本發明中,較佳為上述線圈佈線部包含螺旋圖案,上述線圈佈線部的一端及另一端分別為上述螺旋圖案的外周端及內周端。螺旋圖案的內周端係被螺旋之環包圍且未與任何地方連接的開放端,因此,在該狀態下,內周端與外周端的電阻差較大,膜厚差的問題顯著。但是,本發明中設置了將線圈佈線部的內周端與較該內周端更靠外周端側的一點進行短路連接之連接佈線部,因此,能夠提高線圈佈線部之內周端的膜厚,並能夠縮小線圈佈線部兩端的膜厚差。
本發明中,較佳為上述第一連接位置位於上述螺旋圖案之最外周匝的範圍內,且較上述外周端更靠上述內周端側。藉此,能夠進一步縮小從供電位置到外周端的距離和從供電點到內周端的距離,並能夠進一步縮小兩端的導體層的膜厚差。
本發明中,較佳為上述第二連接位置為上述螺旋圖案的上述內周端。在該情況下,較佳為上述第三連接位置處於上述螺旋圖案的最內周匝,且通過上述內周端,並在從上述外周端朝向上述內周端之捲繞方向的延長線上。藉此,能夠縮小螺旋圖案兩端的膜厚差,還可輕易地進行連接佈線部的去除。此外,在螺旋圖案的匝數為1匝的情況下,最內周匝與最外周匝相同。
本發明中,較佳為上述基材係樹脂膜。在該情況下,上述基底樹脂層較佳為由含有選自Pd、Cu、Ni、Ag、Pt及Au之至少一種金屬的樹脂構成。進一步,較佳為上述基底導體層及上述佈線導體層分別由選自Cu、Ag及Au的至少一種金屬構成。藉此,能夠在樹脂膜上輕易地形成導體圖案,並能夠以低成本製造高品質的平面線圈。
根據本發明,能夠提供一種平面線圈之製造方法,其不需要使用有蝕刻用抗蝕塗層之金屬層的圖案化步驟,且即使在藉由電解電鍍形成平面線圈的情況下,也能夠縮小其兩端的膜厚差。
1‧‧‧平面線圈
5A、5B、5C‧‧‧佈線零件
10‧‧‧基材
11‧‧‧平面線圈圖案
11a‧‧‧線圈佈線部
11a1‧‧‧線圈佈線部的外周端(一端)
11a2‧‧‧線圈佈線部的內周端(另一端)
11b、11c‧‧‧焊盤
11d‧‧‧供電佈線部
11e‧‧‧連接佈線部
30‧‧‧供電佈線部的主佈線
50‧‧‧外部電源
51‧‧‧電鍍槽
52‧‧‧鍍液
L0‧‧‧基底樹脂層
L1‧‧‧基底導體層
L2‧‧‧佈線導體層
LB‧‧‧基底層
LL‧‧‧導體層
P1‧‧‧第一連接位置
P2‧‧‧第二連接位置
P3‧‧‧第三連接位置
R1‧‧‧外周端側的佈線電阻
R2‧‧‧內周端側的佈線電阻
R2/R1‧‧‧電阻比
T1‧‧‧外周端的膜厚
T2‧‧‧內周端的膜厚
T2/T1‧‧‧膜厚比
圖1為依本發明之實施形態表示平面線圈之結構的圖,(a)為平面圖,(b)為沿著(a)的Y-Y線的剖面圖。
圖2為說明平面線圈之製造方法的流程圖。
圖3為用於說明平面線圈的製造步驟之一(印刷步驟)的圖,(a)為平面圖,(b)為沿著(a)之Y-Y線的剖面圖。
圖4為用於說明平面線圈的製造步驟之一(無電解電鍍步驟)的圖,(a)為平面圖,(b)為沿著(a)之Y-Y線的剖面圖。
圖5為用於說明平面線圈的製造步驟之一(電解電鍍步驟)的圖,(a)為平面圖,(b)為沿著(a)之Y-Y線的剖面圖。
圖6為用於說明電解電鍍方法的示意圖。
圖7為用於說明平面線圈的製造步驟之一(去除步驟)的平面圖。
圖8(a)至(f)為表示平面線圈圖案(連接佈線部及供電佈線部)的變形例的平面圖。
圖9(a)至(c)為表示平面線圈的評價試驗所使用之佈線零件的佈線圖案之結構的平面圖。
圖10為表示平面線圈的評價試驗之結果的表。
以下,參照附圖詳細地說明本發明較佳之實施形態。
圖1為依本發明之實施形態表示平面線圈之結構的圖,(a)為平面圖,(b)為沿著(a)之Y-Y線的剖面圖。
如圖1(a)及(b)所示,平面線圈1具備基材10和形成於基材10的一主面之螺旋狀的平面線圈圖案11。基材10較佳為例如PET膜、聚醯亞胺膜等的樹脂膜(撓性基板)。在使用了樹脂膜的情況下,能夠以低成本製造非常薄型且容易操作之平面線圈1。但是,基材10也可以是玻璃環氧基板等剛性基板。另外,基材10可以是單層結構,也可以是多層結構。
平面線圈圖案11具有:螺旋狀的線圈佈線部11a;以及分別設於線圈佈線部11a的外周端11a1(一端)及內周端11a2(另一端)的焊盤(pad)11b、11c。本實施形態的線圈佈線部11a為矩形螺旋圖案,但也可以是圓形螺旋圖案,也可以是橢圓或長圓螺旋圖案。線圈佈線部11a的匝數較佳為1匝以上,特佳為2~10匝。此係由於若匝數低於1匝,則幾乎不會產生本發明所要解決的技術問題;另一方面,若匝數過大時,得不到縮小線圈佈線部11a兩端間的電阻差之如本發明般的效果。
線圈佈線部11a的寬度較佳為0.05~1mm,特佳為0.1 ~0.5mm。此係由於難以藉由電解電鍍形成佈線寬度低於0.05mm之極細的線圈佈線部11a,且佈線寬度超過1mm之較粗的線圈佈線部11a中,幾乎不會產生由其兩端、即外周端11a1與內周端11a2的電阻差引起之線圈端末部的膜厚差之問題。
平面線圈圖案11的截面結構由基底樹脂層L0、在基底樹脂層L0上藉由無電解電鍍形成的基底導體層L1、在基底導體層L1上藉由電解電鍍形成的佈線導體層L2構成。基底樹脂層L0及基底導體層L1構成相對於佈線導體層L2係多層結構的基底層LB。另外,基底導體層L1及佈線導體層L2構成作為構成平面線圈圖案11之導體圖案的導體層LL。
基底樹脂層L0較佳為由含有選自Pd、Cu、Ni、Ag、Pt及Au中之至少一種金屬的樹脂(導電性高分子)構成。藉由設置基底樹脂層L0,能夠在基材10上形成導體層LL。
基底導體層L1較佳為由選自Cu、Ag及Au中之至少一種金屬構成。藉由設置基底導體層L1,能夠在基材10上藉由電解電鍍形成佈線導體層L2。基底導體層L1的厚度較佳為0.05~2μm。
佈線導體層L2較佳為比基底導體層L1厚的層,由選自Cu、Ag及Au中之至少一種金屬構成。藉由設置佈線導體層L2,能夠在基材10上形成足夠厚度之導體層LL。
導體層LL的厚度並沒有特別限定,但較佳為50μm以下,特佳為38μm以下。此係由於構成平面線圈圖案11的導體層LL的厚度若增加,則電解電鍍中的處理時間亦增加,而降低生產力。另一方面,導體層LL的厚度較佳為1μm以上。此係由於若導 體層LL的厚度較薄,則即使僅藉由均勻析出性優異的無電解電鍍,也具有充分的生產力,藉由電解電鍍形成導體層LL的意義低。
圖2為說明平面線圈之製造方法的流程圖。另外,圖3~圖5為用於說明平面線圈之製造步驟的圖,(a)為平面圖,(b)為沿著(a)之Y-Y線的剖面圖。
如圖2及圖3(a)及(b)所示,平面線圈1的製造中,首先,在基材10上形成基底樹脂層L0(圖2:步驟S1)。基底樹脂層L0發揮作為藉由無電解電鍍促進基底導體層L1形成之催化劑的作用。基底樹脂層L0較佳為藉由印刷形成,能夠藉由例如絲網印刷或噴墨法形成。藉此,形成有基底樹脂層L0之基材10構成相對於平面線圈1來說作為第一中間體的佈線零件5A。本實施形態之平面線圈1的製造方法能夠預先準備這種平面線圈製造用佈線零件5A而開始其製造。
如圖3(a)所示,基底樹脂層L0的平面形狀具有:構成平面線圈圖案11之螺旋狀的線圈佈線部11a;分別設於線圈佈線部11a兩端的焊盤11b、11c;與線圈佈線部11a的中途(第一連接位置)連接的供電佈線部11d;將線圈佈線部11a的內周端11a2(第二連接位置)和較內周端11a2更靠外周端11a1側的連接位置(第三連接位置)短路的連接佈線部11e。
供電佈線部11d係與線圈佈線部11a的外周端11a1側連接的佈線圖案,為了在進行電解電鍍時從外部電源向線圈佈線部11a供電而設置。供電佈線部11d的連接位置(第一連接位置)P1較佳為與線圈佈線部11a的最外周匝之中途連接,特佳為與最外周匝之盡可能內周端11a2側連接。藉此,從與線圈佈線部11a之供電 佈線部11d的連接點(供電點)到內周端11a2的佈線長與從供電點到外周端11a1的佈線長的差縮小,兩端的電阻差減少,因此,能夠得到兩端的膜厚差較小之線圈佈線部11a。但是,當供電佈線部11d的連接位置P1過於接近內周端11a2側時,供電佈線部11d與線圈佈線部11a的外周端11a1的距離過近,難以進行供電佈線部11d的形成及後述的供電佈線部11d的去除,因此,兩者之間需要適當的間隔。
為了縮小供電佈線部11d的佈線電阻的影響,其寬度較佳為線圈佈線部11a的寬度以上,特佳為比線圈佈線部11a的寬度大。供電佈線部11d的個數沒有特別限定,能夠連接任意個數的供電佈線部11d。但是,為了得到平面線圈1,最後需要去除供電佈線部11d,且過度增加供電佈線部11d的個數也會導致製造成本的增加,故不希望如此。
連接佈線部11e係將線圈佈線部11a的內周端11a2(第二連接位置P2)和較該內周端11a2更靠外周端11a1側的任意位置(第三連接位置P3)短路的佈線圖案,為了盡可能縮短從供電點到內周端11a2的距離(佈線長)而設置。本實施形態中,連接佈線部11e藉由內周端11a2,依照從外周端11a1朝向內周端11a2之捲繞方向筆直地延伸,且連接於與最內周匝交叉的位置。藉此,藉由設置連接佈線部11e且盡可能縮短從線圈佈線部11a的供電點到內周端11a2的佈線長,能夠消除電阻所引起之內周端11a2的導體層LL的膜厚不足。
接著,如圖4(a)及(b)所示,在基底樹脂層L0上藉由無電解電鍍形成基底導體層L1(圖2:步驟S2)。無電解電鍍之具體 的方法沒有特別限定,能夠藉由各種方法進行。基底導體層L1的厚度較佳為0.01~1μm,特佳為0.05~0.5μm。基底導體層L1較佳為由選自Cu、Ag及Au的至少一種金屬構成。藉此,依次形成有基底樹脂層L0及基底導體層L1的基材10構成作為相對於平面線圈1而言為第二中間體的佈線零件5B。本實施形態的平面線圈1的製造方法也可以預先準備這種平面線圈製造用佈線零件5B,並開始其製造。
如圖4(b)所示,基底導體層L1並不僅形成於基底樹脂層L0的上表面。即,實際上不僅在基底樹脂層L0的上表面,在側面也較薄地形成基底導體層L1。即,藉由無電解電鍍,基底樹脂層L0的露出面整體被基底導體層L1覆蓋。
接著,如圖5(a)及(b)所示,進行相對於佈線零件5B的電解電鍍處理,在基底導體層L1上形成佈線導體層L2(圖2:步驟S3)。如圖6所示,電解電鍍步驟中,在將外部電源50與供電佈線部11d連接的狀態下,將佈線零件5B浸漬於電鍍槽51內的電鍍液52中,經由供電佈線部11d對線圈佈線部11a施加電壓。此外,電解電鍍之具體方法並沒有特別限定,可藉由各種方法進行。藉此,依次形成有基底樹脂層L0、基底導體層L1及佈線導體層L2的基材10構成作為相對於平面線圈1的第三中間體的佈線零件5C。
如圖5(b)所示,佈線導體L2並不僅形成於基底導體層L1的上表面。即,實際上不僅在基底導體層L1的上表面,在側面也較薄地形成佈線導體層L2。即,藉由電解電鍍,基底導體層L1的露出面整體被佈線導體層L2覆蓋。
在不設置連接佈線部11e的習知方法中,存在如下問 題:形成佈線導體層L2之電解電鍍中,線圈佈線部11a兩端的電阻差較大,因此,線圈佈線部11a兩端的膜厚差變大。但是,於本實施形態中,藉由設置連接佈線部11e及供電佈線部11d,能夠縮小線圈佈線部11a兩端的電阻差,因此,能夠縮小外周端11a1與內周端11a2的膜厚差。
最後,如圖7所示,去除佈線零件5C的供電佈線部11d及連接佈線部11e(圖2:步驟S4)。去除方法沒有特別限定,也可以是沖裁或切斷等物理性的方法,也可以是蝕刻等化學性的方法。在基材10為樹脂膜的情況下,藉由沖裁或切斷,容易將供電佈線部11d及連接佈線部11e與基材10一起物理性地去除。在殘留基材10的狀態下去除供電佈線部11d及連接佈線部11e的情況下,藉由使用蝕刻,能夠去除構成供電佈線部11d及連接佈線部11e的導體層LL(基底導體層L1及佈線導體層L2)。此時,可以在基材10上殘留基底樹脂層L0,也可以使用溶劑等進行去除。根據以上,完成圖1所示之平面線圈1。
圖8(a)至(f)為表示平面線圈圖案11之變形例的平面圖。
圖8(a)所示的平面線圈圖案11中,連接佈線部11e之一端的連接位置(第二連接位置)P2設定於線圈佈線部11a之內周端11a2,同時連接佈線部11e之另一端的連接位置(第三連接位置)P3從線圈佈線部11a之內周端11a2起通過環之中央部設定於其相反側之線圈佈線部11a的最內周匝的中途。即,連接佈線部11e依照與藉由內周端11a2之捲繞方向正交的方向行進並連接於與最內周匝交叉的位置。
圖8(b)所示的平面線圈圖案11中,連接佈線部11e的一端的連接位置(第二連接位置)P2設定於線圈佈線部11a的內周端11a2,並且連接佈線部11e的另一端的連接位置(第三連接位置)P3從線圈佈線部11a的內周端11a2起向環的外側延伸且設定於線圈佈線部11a的最內周匝的起始端位置。即,連接佈線部11e以使螺旋圖案的相鄰匝間短路的方式設置。藉此,與圖8(a)的情況相比,能夠將線圈佈線部11a的內周端11a2在更接近供電點的位置進行短路連接,且能夠進一步縮小兩端的膜厚差,然而,連接佈線部11e的去除比圖8(a)的情況更難。
圖8(c)所示的平面線圈圖案11中,連接佈線部11e一端的連接位置(第二連接位置)P2設定於比線圈佈線部11a的內周端11a2更靠外周端11a1側,連接佈線部11e之另一端的連接位置(第三連接位置)P3係依線圈佈線部的內周端11a2之捲繞方向平行地延伸,且設定於最內周匝的中途。藉此,連接佈線部11e的一端及另一端能夠設定於線圈佈線部11a之最內周匝的任意位置。
與圖3相比,圖8(d)所示的平面線圈圖案11其供電佈線部11d的連接位置(第一連接位置)P1,係設定於線圈佈線部11a之更靠外周端11a1側。另外,圖8(e)所示的平面線圈圖案11與圖3相比,供電佈線部11d的佈線寬度更狹窄,且由與線圈佈線部11a相同粗細的佈線構成。另外,圖8(f)所示的平面線圈圖案11與圖3相比,連接佈線部11e的佈線寬度較寬,且由較線圈佈線部11a更粗的佈線構成。藉此,供電佈線部11d及連接佈線部11e能夠採用各種圖案配置及佈線寬度。
如以上所說明般,本實施形態的佈線零件5B具備基 材10和形成於基材10上的平面線圈圖案11,平面線圈圖案11包含:線圈佈線部11a,將線圈佈線部11a之第一連接位置和外部電源連接的供電佈線部11d,以及將較第一連接位置更靠另一端側之線圈佈線部的第二連接位置和較第二連接位置更靠一端側的線圈佈線部的第三連接位置短路的連接佈線部11e;平面線圈圖案11的截面結構具有形成於基材10上的基底樹脂層L0和形成於基底樹脂層L0上的導體層(基底導體層L1),連接佈線部11e縮小線圈佈線部11a的兩端的電阻差,因此,在電解電鍍時能夠縮小平面線圈圖案11的兩端的膜厚差,能夠實現平面線圈1的品質之提高。另外,平面線圈圖案11的截面結構具有形成於基材10上的基底樹脂層L0和形成於基底樹脂層L0上的基底導體層L1,因此,能夠藉由電解電鍍形成佈線導體層L2,不使用蝕刻用抗蝕塗層就能夠輕易形成平面線圈圖案11。
另外,本實施形態的佈線零件5B由於供電佈線部11d連接於比線圈佈線部11a的外周端11a1更靠內周端11a2側,因此,在電解電鍍時,供電佈線部11d能夠進一步縮小線圈佈線部11a兩端的電阻差。因此,能夠縮小平面線圈兩端的膜厚差,且能夠實現平面線圈品質之提升。
另外,本實施形態的平面線圈之製造方法中,將供電佈線部11d及連接佈線部11e與線圈佈線部11a一同藉由電解電鍍形成後,去除供電佈線部11d及連接佈線部11e,因此,能夠縮小平面線圈圖案兩端的膜厚差,並能夠實現平面線圈電特性之提升。
以上,說明了本發明較佳的實施形態,但本發明不限定於上述的實施形態,能夠在不脫離本發明主旨的範圍內進行各種 變更,此等亦包含於本發明的範圍內。
例如,上述實施形態中,舉例有將含有用於無電解電鍍之催化劑的基底樹脂層L0藉由印刷形成之後,藉由無電解電鍍形成基底導體層L1,且藉由電解電鍍形成佈線導體層L2的情況,但本發明不限定於這種製造方法,例如也能夠適用於如下之習知方法:藉由使用有蝕刻用抗蝕塗層之金屬層的蝕刻,形成所希望的線圈圖案之後,對金屬層進行電解電鍍。
對使用佈線零件5A分別製作具有圖9(a)至(c)所示之佈線圖案的比較例1~4及實施例1~5的平面線圈1,進行佈線電阻及膜厚分佈之評價試驗。
如圖9(a)所示,比較例1的佈線零件5A具有螺旋狀的線圈佈線部11a、以及與線圈佈線部11a的外周端11a1(即距外周端11a1為0mm的位置)連接的供電佈線部11d,但未設置連接佈線部11e。供電佈線部11d經由形成於基材10上的主佈線30與外部電源連接。構成這些佈線圖案的基底樹脂層L0藉由將含有作為催化劑的Pd的樹脂在PET膜上進行絲網印刷而形成。線圈佈線部11a的形狀與所有的佈線零件5A共通,線圈佈線部11a的匝數為3匝,從外周端11a1到內周端11a2的佈線總長設為450mm,佈線寬度設為0.5mm。另外,最大環尺寸(縱向寬度Wy×橫向寬度Wx)為:50mm×50mm。
如圖9(b)所示,比較例2~4的佈線零件5A具有螺旋狀的線圈佈線部11a、以及並非和線圈佈線部11a的外周端11a1、而是與最外周匝的終端位置附近(距外周端11a1140mm之位置P1) 連接的供電佈線部11d,且未設置連接佈線部11e。比較例2的佈線寬度設為0.5mm,但比較例3的佈線寬度設為0.2mm,比較例4的佈線寬度設為1mm。其它的結構與圖9(a)相同。
如圖9(c)所示,實施例1~5的佈線零件5A具有:螺旋狀的線圈佈線部11a,與線圈佈線部11a的最外周匝的終端位置附近(距外周端11a1為140mm的位置P1)連接的供電佈線部11d,以及將線圈佈線部11a的內周端11a2和比其更靠外周端11a1側的位置進行短路連接的連接佈線部11e。連接佈線部11e一端的連接位置P2在實施例1~5中均設為內周端11a2,連接佈線部11e之另一端的連接位置P3在實施例1、3、4、5中設為距外周端11a1為310mm的位置,在實施例2中設為距外周端11a1為250mm的位置。另外,實施例1、2的佈線寬度設為0.5mm,實施例3的佈線寬度設為1mm,實施例4的佈線寬度設為0.2mm,實施例5的佈線寬度設為0.1mm。其它的結構與圖9(a)相同。
接著,對這些比較例1~4及實施例1~5的佈線零件5A進行無電解鍍銅,在基底樹脂層L0上形成厚度約1.5μm之由Cu膜構成的基底導體層L1,藉此,得到作為平面線圈1之前驅體的佈線零件5B。此外,基底導體層L1的膜厚測定中使用了螢光X射線式膜厚計(Hitachi High-Tech Science製造FT9300)。然後,分別藉由四端子法測定此等比較例1~4及實施例1~5之平面線圈1之從供電點到外周端11a1的佈線電阻R1,以及從供電點到內周端11a2的佈線電阻R2,求得電阻比R2/R1。
接著,以4A/dm2的電流密度進行30分鐘的電解電鍍,在基底導體層L1上形成由Cu膜構成的佈線導體層L2,藉此, 得到作為平面線圈1的前驅體的佈線零件5C。進一步藉由沖裁去除供電佈線部11d及連接佈線部11e,完成比較例1~4及實施例1~5的平面線圈1。然後,分別測定這些平面線圈1的內周端11a2及外周端11a1的導體層LL的膜厚,求得膜厚比T2/T1。膜厚的測定中使用了電阻式膜厚計(Fischer Instruments製造RMP30-S)。另外,同時還進行使導體層LL的截面露出並利用SEM(島津製作所製造SS-550)進行膜厚之觀察評價。將其結果在圖10的表中表示。
從圖10可知,於比較例1之平面線圈1中,供電佈線部11d與外周端11a1直接連接,因此,從供電點到外周端11a1的佈線電阻R1大致為零;相對於此,從供電點到內周端11a2的佈線電阻增加至R2=10.1Ω,因此,外周端11a1側的佈線電阻R1與內周端11a2側的佈線電阻R2的比極大,為R2/R1=1010。另外,線圈佈線部11a的外周端11a1的膜厚極厚,為T1=47μm;相對於此,內周端11a2的膜厚極薄,為T2=26.3μm,因此,線圈佈線部11a兩端的膜厚比增加至T2/T1=1.79。
於比較例2的平面線圈1中,藉由將供電佈線部11d不設於線圈佈線部11a的外周端11a1而設於中途,使外周端11a1側的佈線電阻R1與內周端11a2側的佈線電阻R2的比縮小至R2/R1=2.08,線圈佈線部11a兩端的膜厚比則減至T2/T1=1.40。
於比較例3的平面線圈1中,與比較例2相比,佈線寬度變窄,藉此,佈線電阻分別增加至R1=7.85、R2=17.4,電阻比R2/R1=2.22。另外,兩端的膜厚比成為T2/T1=1.45,較比較例2略大。比較例4的平面線圈1中,比起比較例2,佈線寬度變寬,藉此,佈線電阻分別減少至R1=1.57、R2=5.2,電阻比成為R2/R1 =3.31。另外,兩端的膜厚比成為T2/T1=1.23,較比較例2略小。
於實施例1的平面線圈1中,藉由設置連接佈線部11e,從供電點到內周端11a2的佈線電阻R2減至3.98Ω,且電阻比成為R2/R1=1.26。另外,線圈佈線部11a之外周端11a1的膜厚成為T1=37.8μm,內周端11a2的膜厚成為T2=32.2μm,兩端的膜厚比成為T2/T1=1.17,成為較比較例1~4小的膜厚比。若膜厚比T2/T1處於0.8~1.2的範圍內,則可以說膜厚比良好。
於實施例2的平面線圈1中,藉由將連接佈線部11e之另一端的連接位置從實施例1之310mm變更為250mm的位置,內周端11a2側的佈線電阻R2進一步縮小,藉此,電阻比進一步縮小為R2/R1=0.84。另外,兩端的膜厚比成為T2/T1=0.90,成為比實施例1更小的膜厚比。
於實施例3的平面線圈1中,藉由將佈線寬度從實施例1的0.5mm變更為1mm,佈線電阻分別減至R1=1.57Ω、R2=1.99Ω,電阻比成為R2/R1=1.27。另外,兩端的膜厚比成為T2/T1=1.15,與實施例1同樣地,成為良好的膜厚比。
於實施例4的平面線圈1中,藉由將佈線寬度從實施例1的0.5mm變更為0.2mm,佈線電阻分別增加至R1=7.84Ω、R2=9.97Ω,但電阻比成為R2/R1=1.27。另外,兩端的膜厚比成為T2/T1=1.18,與實施例1同樣地,成為良好的膜厚比。
於實施例5的平面線圈1中,藉由將佈線寬度進一步縮小為0.1mm,佈線電阻分別增加至R1=15.7Ω、R2=19.9Ω,但電阻比成為R2/R1=1.27。另外,兩端的膜厚比成為T2/T1=1.18,與實施例1同樣地,成為良好的膜厚比。
Claims (11)
- 一種平面線圈之製造方法,其特徵在於具備有下列步驟:在基材上形成基底導體層的步驟,該基底導體層具有:具有一端及另一端的線圈佈線部,將外部電源和上述線圈佈線部的第一連接位置連接的供電佈線部,以及使上述線圈佈線部的第二連接位置和上述線圈佈線部的第三連接位置短路的連接佈線部,上述線圈佈線部的第二連接位置比上述第一連接位置更靠上述另一端側,上述線圈佈線部的第三連接位置比上述第二連接位置更靠上述一端側;藉由從上述外部電源進行供電,從而在上述基底導體層上藉由電解電鍍形成佈線導體層的步驟;以及去除上述供電佈線部及上述連接佈線部的步驟。
- 如請求項1之平面線圈之製造方法,其中,進而具備:在形成上述基底導體層之前,於上述基材上形成基底樹脂層的步驟;形成上述基底導體層的步驟係在上述基底樹脂層上藉由非電解電鍍形成上述基底導體層。
- 如請求項1之平面線圈之製造方法,其中,去除上述供電佈線部及上述連接佈線部的步驟係將上述供電佈線部及上述連接佈線部與上述基材一同物理性地去除。
- 如請求項1之平面線圈之製造方法,其中,去除上述供電佈線部及上述連接佈線部的步驟係將構成上述供電佈線部及上述連接佈線部的上述基底導體層及上述佈線導體層藉由蝕刻進行去除。
- 如請求項1之平面線圈之製造方法,其中, 上述線圈佈線部包含螺旋圖案,上述線圈佈線部之一端及另一端分別為上述螺旋圖案的外周端及內周端。
- 如請求項5之平面線圈之製造方法,其中,上述第一連接位置位於上述螺旋圖案之最外周匝的範圍內,且較上述外周端更靠上述內周端側。
- 如請求項5之平面線圈之製造方法,其中,上述第二連接位置為上述螺旋圖案之上述內周端。
- 如請求項7之平面線圈之製造方法,其中,上述第三連接位置位於上述螺旋圖案之最內周匝的範圍內,且位於通過上述內周端而從上述外周端朝向上述內周端之捲繞方向的延長線上。
- 如請求項1之平面線圈之製造方法,其中,上述基材為樹脂膜。
- 如請求項2之平面線圈之製造方法,其中,上述基底樹脂層包含含有選自Pd、Cu、Ni、Ag、Pt及Au中之至少一種金屬的樹脂。
- 如請求項1至10中任一項之平面線圈之製造方法,其中,上述基底導體層及上述佈線導體層係分別包含選自Cu、Ag及Au中之至少一種金屬。
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