(57)【要約】      （修正有）【課題】高い絶縁信頼性を有するコイル基板を提供する。【解決手段】コイル基板２０１は、第１面と前記第１面Ｆと反対側の第２面Ｓとを有する樹脂基板２２と、前記樹脂基板の前記第１面上に配線で形成されているコイルと、前記配線を覆う絶縁膜、とで形成されている。前記絶縁膜はポリイミド製である。前記配線は、前記第１面と対向する下面と前記下面と反対側の上面とを有し、前記上面上の前記絶縁膜の厚みは、５μｍ以上、２０μｍ以下である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と前記第１面と反対側の第２面とを有する樹脂基板と、
前記樹脂基板の前記第１面上に配線で形成されているコイルと、
前記配線を覆う絶縁膜、とからなるコイル基板。
【請求項２】
請求項１のコイル基板であって、前記絶縁膜はポリイミド製である。
【請求項３】
請求項１のコイル基板であって、前記配線は、前記第１面と対向する下面と前記下面と反対側の上面とを有し、前記上面上の前記絶縁膜の厚みは、５μｍ以上、２０μｍ以下である。
【請求項４】
請求項３のコイル基板であって、前記配線は、前記上面と前記下面との間に側面を有し、前記側面上の前記絶縁膜の厚みは、５μｍ以上、２０μｍ以下である。
【請求項５】
請求項３のコイル基板であって、前記配線の断面形状は、おおむね台形であって、前記台形は前記第１面と対向する下底と前記下底と反対側の上底を有し、前記上底の長さは前記下底の長さより小さい。
【請求項６】
請求項３のコイル基板であって、前記配線の数は複数であって、隣接する前記配線間にギャップが形成されていて、前記ギャップは前記絶縁膜で埋められている。
【請求項７】
請求項２のコイル基板であって、前記絶縁膜は、液状のポリイミド樹脂を印刷することにより形成されている。
【請求項８】
請求項１のコイル基板であって、前記樹脂基板はフレキシブル基板である。
【請求項９】
請求項１のコイル基板を巻くことで形成されるモータ用コイル基板。
【請求項１０】
請求項１のコイル基板であって、前記コイルの数は複数である。
【請求項１１】
請求項１０のコイル基板を折り畳むことで形成される積層型コイル基板であって、前記折り畳むことは、隣接する前記コイルが重なるように、隣接する前記コイル間で折り畳むことを含む。
【請求項１２】
請求項１１の積層型コイル基板であって、隣接する前記コイルは部分的に重なっている。
【請求項１３】
請求項１１の積層型コイル基板を巻くことで形成されるモータ用コイル基板。
【請求項１４】
請求項９のモータ用コイル基板と、
前記モータ用コイル基板内に配置される磁石、とからなるモータ。
【請求項１５】
請求項１３のモータ用コイル基板と、
前記モータ用コイル基板内に配置される磁石、とからなるモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル基板と積層型コイル基板、モータ用コイル基板、モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、コイルの形成方法に関し、特許文献１はＦＰＣを折り畳むことでコイルを形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２６４９１９号公報
【発明の概要】
【０００４】
[特許文献の課題]
特許文献１は、ＦＰＣ上に複数の渦巻状回路を形成している。そして、そのＦＰＣを折り畳むことでコイルが形成されている。折り畳むことで、渦巻状回路が重なると予想される。その場合、重なっている渦巻状回路間で絶縁信頼性が低下すると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るコイル基板は、第１面と前記第１面と反対側の第２面とを有する樹脂基板と、前記樹脂基板の前記第１面上に配線で形成されているコイルと、前記配線を覆う絶縁膜、とからなる。
【０００６】
[実施形態の効果] 
本発明の実施形態によれば、コイルが配線で形成されている。例えば、プリント配線板の技術でコイルを形成することができる。そのため、コイルを形成する配線を略矩形にすることができる。高密度な配線でコイルを形成することができる。コイルの占有率を高くすることができる。配線が絶縁膜で被覆されている。そのため、コイルを形成する配線間の絶縁信頼性を高くすることができる。また、コイルが重なったとしても、重なっているコイル間の絶縁信頼性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１（Ａ）はモータの模式図であり、図１（Ｂ）は第１実施形態のモータ用コイル基板の模式図であり、図１（Ｃ）は第２実施形態のモータ用コイル基板の断面を示す。
【図２】図２（Ａ）は第１実施形態のコイル基板の上コイルを示し、図２（Ｂ）は第１実施形態のコイル基板の下コイルを示す。
【図３】図３（Ａ）は第２実施形態のコイル基板の上コイルを示し、図３（Ｂ）は第２実施形態のコイル基板の下コイルを示す。
【図４】図４（Ａ）は積層型コイル基板を示し、図４（Ｂ）はコイルの重なりを示す。
【図５】図５（Ａ）は一例のコイル基板の断面図であり、図５（Ｂ）は別例のコイル基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[第１実施形態]
図１（Ａ）は、磁石４８と第１実施形態のモータ用コイル基板２０とからなるモータ１０の模式図である。モータ用コイル基板２０は、空洞ＡＨを介し磁石４８の周りに配置されている。モータ１０の例は、直流モータである。モータ１０は、さらに、図示されていない整流子とブラシとハウジングを有することができる。第１実施形態では、モータ用コイル基板２０が回転するが、磁石４８が回転してもよい。
【０００９】
図２は、第１実施形態のモータ用コイル基板２０を形成するためのコイル基板２０１を示している。コイル基板２０１は、第１面Ｆと第１面Ｆと反対側の第２面Ｓを有するフレキシブル基板（樹脂基板）２２とフレキシブル基板２２上に形成されている複数のコイルＣで形成されている。フレキシブル基板２２の第１面Ｆ上に形成されているコイルＣは上コイルＣＦと称される。フレキシブル基板２２の第２面Ｓ上に形成されているコイルＣは下コイルＣＳと称される。
【００１０】
図２（Ａ）に示されるように、フレキシブル基板２２は、短辺２０Ｓと長辺２０Ｌとを有することが好ましい。上コイルＣＦは、フレキシブル基板２２の長辺２０Ｌに沿って並んでいる。フレキシブル基板２２の一端２０ＳＬから他端２０ＳＲに向かって、上コイルＣＦは一列に並んでいる。上コイルＣＦの数はＮである。
【００１１】
図２（Ａ）には、１番目の上コイルＣＦ１とｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１とＮ番目の上コイルＣＦｎが描かれている。
【００１２】
図２（Ｂ）に示されるように、下コイルＣＳは、フレキシブル基板２２の長辺２０Ｌに沿って並んでいる。フレキシブル基板２２の一端２０ＳＬから他端２０ＳＲに向かって、下コイルＣＳは一列に並んでいる。下コイルＣＳの数はＮである。Ｎは自然数である。
Ｎは、３以上、１１以下であることが望ましい。
【００１３】
図２（Ｂ）には、１番目の下コイルＣＳ１とｍ番目の下コイルＣＳｍと（ｍ＋１）番目の下コイルＣＳｍ１とＮ番目の下コイルＣＳｎが描かれている。
【００１４】
図２に示されるように、ｍ番目の上コイルＣＦｍの直下にｍ番目の下コイルＣＳｍが形成されている。ｍ番目の上コイルＣＦｍとｍ番目の下コイルＣＳｍはフレキシブル基板２２を介しほぼ対称に形成されている。ｍ番目の上コイルＣＦｍとｍ番目の下コイルＣＳｍはフレキシブル基板２２を貫通するスルーホール導体ＴＨ１で接続されている。
【００１５】
第１実施形態のコイル基板２０１では、各上コイルＣＦの巻き方と各上コイルＣＦを流れる電流の向きは同じである。各下コイルＣＳの巻き方と各下コイルＣＳを流れる電流の向きは同じである。ｍ番目の上コイルＣＦの巻き方とｍ番目の下コイルＣＳの巻き方は同じである。ｍ番目の上コイルＣＦを流れる電流の向きとｍ番目の下コイルＣＳを流れる電流の向きは同じである。図２では、巻き方と電流の向きは反時計回りである。コイル基板２０１内のコイルＣの巻き方は第１面Ｆ上の位置から観察される。コイル基板２０１内のコイルＣを流れる電流の向きは第１面Ｆ上の位置から観察される。
【００１６】
コイルＣはプリント配線板の技術で形成されていて、コイルＣを形成する配線ｗはめっきにより形成されている。あるいは、コイルＣを形成する配線ｗは銅箔をエッチングすることで形成される。コイルＣを形成する配線ｗは、セミアディティブ法やＭ−Ｓａｐ法やサブトラクティブ法で形成される。
【００１７】
コイルＣを形成する配線ｗはプリント配線板の技術で形成されている。そのため、配線ｗの断面形状は略矩形である。あるいは、配線ｗの断面形状は略台形である。図５に示されるように、配線ｗはフレキシブル基板２２と対向する下面ｗＢと下面ｗＢと反対側の上面ｗＴとを有する。さらに、配線ｗは、上面ｗＴと下面ｗＢを繋ぐ側面ｗＳを有する。実施形態によれば、コイルの占積率を高くすることができる。実施形態によれば、高密度な配線でコイルＣが形成される。
【００１８】
フレキシブル基板２２上に形成されている複数のコイルＣは同時に形成される。例えば、共通のアライメントマークを用いることで、複数のコイルＣはフレキシブル基板２２上に形成される。そのため、各コイルＣの位置は関連している。
【００１９】
図２に示されるように、コイルＣは中央スペースＳＣと中央スペースＳＣを囲む配線ｗで形成される。そして、配線ｗは外端ＯＥと内端ＩＥを有する。配線ｗは外端ＯＥと内端ＩＥとの間に形成されている。コイルＣを形成する配線ｗは渦巻き状に形成されている。コイルＣを形成する配線ｗの内、最も内側の配線で中央スペースＳＣは囲まれる。複数の配線ｗの内、最も内側の配線ｗは、内側の配線Ｉｗである。最も外側の配線ｗは、外側の配線Ｏｗである。
【００２０】
図５は実施形態のコイル基板２０１の断面図である。図５に示されるように、コイルＣを形成する配線ｗは、絶縁膜６４で被覆されている。
【００２１】
図５（Ａ）は一例のコイル基板２０１の断面図である。図５（Ａ）の例では、上面ｗＴ上の絶縁膜６４の厚みｔ１と側面ｗＳ上の絶縁膜６４の厚みｔ２が略等しい。厚みｔ１と厚みｔ２は、５μｍ以上、２０μｍ以下である。一例では、配線ｗの側面ｗＳを被覆する絶縁膜６４の厚みｔ２が５μｍ以上である。そのため、隣接する配線ｗ間の間隔ＧＷが５μｍ以上、３５μｍ以下であっても、隣接する配線ｗ間の絶縁信頼性を高くすることができる。
【００２２】
図５（Ｂ）は別例のコイル基板２０１の断面図である。図５（Ｂ）の例では、上面ｗＴ上の絶縁膜６４の厚みｔ１は５μｍ以上、２０μｍ以下である。そして、絶縁膜６４を形成する樹脂は、絶縁膜６４の上面が略平坦になるように、隣接する配線ｗ間のギャップＧ１を充填している。そのため、隣接する配線ｗ間の間隔ＧＷが５μｍ以上、３５μｍ以下であっても、隣接する配線ｗ間の絶縁信頼性を高くすることができる。
【００２３】
例えば、液状の樹脂を印刷することで、絶縁膜６４を形成することができる。樹脂の例はポリイミドである。
【００２４】
フレキシブル基板２２の主成分と絶縁膜６４の主成分が同じであることが好ましい。両者の密着性が高い。フレキシブル基板２２と絶縁膜６４はポリイミドで製であることが望ましい。
【００２５】
上コイルＣＦの内端ＩＥは、スルーホール導体ＴＨ１に繋がっている。そして、スルーホール導体ＴＨ１は下コイルＣＳの内端ＩＥに繋がっている。
【００２６】
各上コイルＣＦは接続線ｃＬと下コイルＣＳを介して接続される。ｍ番目の上コイルＣＦｍは（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１に接続線ｃＬとｍ番目の下コイルＣＳｍを介して接続される。そして、Ｎ番目の上コイルＣＦｎは１番目の上コイルＣＦ１に接続線ｃＬとＮ番目の下コイルＣＳｎを介して接続される。このように、上コイルＣＦは、順次接続線ｃＬで接続される。上コイルＣＦの外端ＯＥは接続線ｃＬに接続されている。
【００２７】
各下コイルＣＳは接続線ｃＬと上コイルＣＦを介して接続される。ｍ番目の下コイルＣＳｍは（ｍ＋１）番目の下コイルＣＳｍ１に接続線ｃＬと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１を介して接続される。そして、Ｎ番目の下コイルＣＳｎは１番目の下コイルＣＳ１に接続線ｃＬと１番目の上コイルＣＦ１を介して接続される。このように、下コイルＣＳは、順次接続線ｃＬで接続される。下コイルの外端ＯＥは、フレキシブル基板２２を貫通する第２スルーホール導体ＴＨ２に繋がっている。第２スルーホール導体ＴＨ２は、第１面Ｆ上の接続線ｃＬに接続されている。第２スルーホール導体ＴＨ２は接続線ｃＬを形成することができる。
【００２８】
図２では、接続線ｃＬは省略されている。接続線ｃＬはフレキシブル基板２２を貫通する第２スルーホール導体ＴＨ２と第１面Ｆ上の導体回路、第２面Ｓ上の導体回路の内、少なくとも１つで形成される。
【００２９】
図２に示されるように、第１実施形態のコイル基板２０１は端子用基板２４と端子用基板２４上に形成されている端子Ｔを有することができる。端子用基板２４とコイルＣを支えるフレキシブル基板２２は１つのフレキシブル基板２２で形成されている。
【００３０】
コイル基板２０１は、接続線ｃＬと端子Ｔを接続する複数の端子用配線ｔＬを含むことができる。端子用配線ｔＬは、ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１とを接続する接続線ｃＬから延びる端子用配線ｔＬとＮ番目の上コイルＣＦｎと１番目の上コイルＣＦ１とを接続する接続線ｃＬから延びる端子用配線ｔＬを含む。
【００３１】
端子ＴとコイルＣは同時に形成される。端子用基板２４の数は上コイルＣＦの数と同じであることが好ましい。端子Ｔの数は上コイルＣＦの数と同じであることが好ましい。
【００３２】
第１実施形態では、図１（Ｂ）に示されるように、フレキシブル基板２２が筒状に巻かれる。コイル基板２０１が筒状に巻かれる。巻く回数は、２以上、５以下である。このように、図２のコイル基板２０１を筒状に巻くことで、第１実施形態のモータ用コイル基板２０が形成される。例えば、モータ用コイル基板２０の形状は円筒である。
【００３３】
コイル基板２０１を巻くことで、１つのコイルＣ上に別のコイルＣが積層される。実施形態のコイル基板２０１は、配線ｗの上面ｗＴを被覆する絶縁膜６４を有する。そして、配線ｗの上面ｗＴ上の絶縁膜６４の厚みｔ１が５μｍ以上である。そのため、１つのコイルＣ上に別のコイルＣが積層されても、上に位置するコイルＣと下に位置するコイルＣ間の絶縁信頼性を高くすることができる。高い信頼性を有するモータ用コイル基板２０を提供することができる。また、配線ｗの上面ｗＴを被覆する絶縁膜６４の厚みｔ１が２０μｍ以下である。そのため、モータ用コイル基板２０の厚みを薄くすることができる。モータ用コイル基板２０を軽くすることができる。モータ用コイル基板２０の回転に対する抵抗を小さくすることができる。
【００３４】
コイル基板２０１が図５（Ｂ）に示される絶縁膜６４を有すると、絶縁膜６４の上面が平坦である。そのため、コイル基板２０１を巻くことで形成されるモータ用コイル基板２０の厚みの均一性が高い。モータ用コイル基板２０が回転しても、モータ用コイル基板２０の揺れを小さくすることができる。
【００３５】
フレキシブル基板２２と絶縁膜６４が同じ材料で形成されると、両者の熱膨張係数が等しい。モータ用コイル基板２０の温度が変化しても、モータ用コイル基板２０の変形を小さくすることができる。そのため、モータ用コイル基板２０が回転しても、モータ用コイル基板２０の揺れを小さくすることができる。
【００３６】
[第２実施形態]
第１実施形態では、コイル基板２０１が単に筒状に巻かれる。それに対し、第２実施形態では、コイル基板２０１が、まず、折り畳まれる。その後、折り畳まれたコイル基板（積層型コイル基板）が筒状に巻かれている。第２実施形態が折り畳むことを含むことで、第１実施形態のコイル基板２０１と第２実施形態のコイル基板２０１は異なる。折り畳むこととコイル基板以外、第１実施形態と第２実施形態はほぼ同様である。
【００３７】
図３は、第２実施形態のモータ用コイル基板２０を形成するためのコイル基板２０１を示している。
図３（Ａ）には、１番目の上コイルＣＦ１とｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１とＮ番目の上コイルＣＦｎが描かれている。
【００３８】
図３（Ｂ）には、１番目の下コイルＣＳ１とｍ番目の下コイルＣＳｍと（ｍ＋１）番目の下コイルＣＳｍ１とＮ番目の下コイルＣＳｎが描かれている。
【００３９】
第２実施形態のコイル基板２０１では、ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の巻き方は逆である。ｍ番目の上コイルＣＦｍを流れる電流の向きと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１を流れる電流の向きは逆である。ｍ番目の上コイルＣＦｍの巻き方と（ｍ＋２）番目の上コイルＣＦの巻き方は同じである。ｍ番目の上コイルＣＦｍを流れる電流の向きと（ｍ＋２）番目の上コイルＣＦｍ２を流れる電流の向きは同じである。ｍ番目の上コイルＣＦｍとｍ番目の下コイルＣＳｍの巻き方は同じである。ｍ番目の上コイルＣＦｍを流れる電流の向きとｍ番目の下コイルＣＳｍを流れる電流の向きは同じである。
第１実施形態と同様に、第２実施形態のコイル基板２０１内のコイルＣの巻き方やコイルＣを流れる電流の向きは第１面Ｆ上の位置から観察される。
【００４０】
図３に示されるフレキシブル基板２２が折り畳み線ＢＬに沿って折り畳まれる。図４（Ａ）に示される折り畳まれたフレキシブル基板（積層型コイル基板）２０２が得られる。折り畳まれたフレキシブル基板２２とフレキシブル基板２２上に形成されているコイルＣで積層型コイル基板２０２が形成される。折り畳み線ＢＬは隣接する上コイルＣＦ間に存在する。
【００４１】
フレキシブル基板２２は、第１面Ｆと第１面Ｆが向かい合うように折り畳まれる。次いで、フレキシブル基板２２は、第２面Ｓと第２面Ｓが向かい合うように折り畳まれる。それから、フレキシブル基板２２は、第１面Ｆと第１面Ｆが向かい合うように折り畳まれる。このように、第１面Ｆと第２面Ｓが交互に向かい合うように、フレキシブル基板２２は、折り畳まれる。
【００４２】
図４（Ａ）に示されるように、積層型コイル基板２０２はボトム面Ｂとボトム面Ｂと反対側のトップ面Ｔｔを有する。ボトム面Ｂは積層型コイル基板２０２の最下面であり、トップ面Ｔｔは積層型コイル基板２０２の最上面である。図４（Ａ）に示されるように、ボトム面Ｂからトップ面Ｔｔに向かって、一方向に階段ができるように、フレキシブル基板２２が折り畳まれる。
【００４３】
図４（Ａ）に示されるＸとＹの間に位置する積層型コイル基板２０２の断面が図４（Ｂ）に示される。図４（Ｂ）で、配線ｗは纏められている。
【００４４】
第２実施形態では、フレキシブル基板２２を折り畳むことで、フレキシブル基板２２上に形成されているコイルＣを重ねることができる。そのため、高い精度でコイルＣを重ねることができる。コイルの占積率を効率的に高くすることができる。コイルの導体抵抗が低くなる。高い効率を有するモータ１０を提供することができる。
【００４５】
図４（Ｂ）に示されるように、ｍ番目の上コイルＣＦｍの中央スペースＳＣ上に（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の配線ｗの一部が位置している。ｍ番目の下コイルＣＳｍの中央スペースＳＣ上に（ｍ＋１）番目の下コイルＣＳｍ１の配線ｗの一部が位置している。効率的にコイルの占積率を高くすることができる。
【００４６】
第２実施形態のコイル基板２０１では、隣接するコイルの巻き方は逆である。しかしながら、隣接するコイルＣ間でフレキシブル基板２２を折り畳むことで、積層型コイル基板２０２が形成される。そのため、積層型コイル基板２０２では、各コイルの巻き方が同じになる。積層型コイル基板２０２内の各コイルを流れる電流の向きが同じになる。積層型コイル基板２０２に形成されている各コイルの巻き方は位置Ｗから観察される（図４（Ａ））。積層型コイル基板２０２に形成されている各コイルを流れる電流の向きは位置Ｗから観察される。
【００４７】
第２実施形態のコイル基板２０１は、図５（Ａ）に示される絶縁膜６４を有する。あるいは、第２実施形態のコイル基板２０１は、図５（Ｂ）に示される絶縁膜６４を有する。
【００４８】
図１（Ｃ）に示されるように積層型コイル基板２０２を巻くことで、第２実施形態のモータ用コイル基板２０が得られる。積層型コイル基板２０２は空洞ＡＨの周りに巻かれる。モータ用コイル基板２０の形の例は円筒である。
【００４９】
モータ用コイル基板２０内の各コイルＣの巻き方は同じである。各コイルＣを流れる電流の向きは同じで有る。高いトルクを有するモータ１０を提供することができる。
【００５０】
トップ面Ｔｔと磁石４８が対向するように、モータ用コイル基板２０が磁石４８の周りに配置される。あるいは、ボトム面Ｂと磁石４８が対向するように、モータ用コイル基板２０が磁石４８の周りに配置される。磁石４８とモータ用コイル基板２０とからなるモータ１０が完成する。折り畳まれたフレキシブル基板２２が磁石４８の周りに配置されるので、ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１との間の位置関係を維持することができる。高い効率を有するモータを提供することができる。
【００５１】
第２実施形態のモータ用コイル基板２０を形成するためのコイル基板２０が絶縁膜６４を有する。そのため、第２実施形態のモータ用コイル基板２０は第１実施形態のモータ用コイル基板２０と同様な利点を有する。
【符号の説明】
【００５２】
１０  モータ
２０  モータ用コイル基板
４８  磁石
２２  フレキシブル基板
６４  絶縁膜
２０１  コイル基板
２０２  積層型コイル基板
Ｔ    端子
Ｃ    コイル
ＣＦ  上コイル
ＣＳ  下コイル
ＳＣ  中央スペース
ｗ    配線
ｗＢ  下面
ｗＴ  上面
ｗｓ  側面
【図１】
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【図２】
2020114139.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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