(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状基材に形成されたパターンコイル溝に、導電体が充填された円筒状マイクロパターンコイルにおいて、
前記円筒状基材の前記マイクロパターンコイルのコイル溝の形成される部分は、樹脂材料からなり、
前記コイル溝は、幅２０μｍ以下、深さ５μｍ以上であって、
前記コイル溝の内側には、金属膜が形成されており、
前記金属膜上に、前記導電体が充填されていることを特徴とする円筒状マイクロパターンコイル。
【請求項２】
請求項１に記載の円筒状マイクロパターンコイルにおいて、
前記円筒状基材に形成される前記コイル溝は、ナノインプリント法を用いて形成されたものであり、
前記金属膜は、微粒子金属分散インクを焼成することにより形成されたものであり、
前記導電体は、前記金属膜上にメッキ処理を施すことにより、前記コイル溝に充填されたものであることを特徴とする円筒状マイクロパターンコイル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の円筒状マイクロパターンコイルにおいて、
前記樹脂材料はポリパラキシリレン樹脂であることを特徴とする円筒状マイクロパターンコイル。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の円筒状マイクロパターンコイルにおいて、
前記金属膜の膜材は、金、銀、銅の何れかであることを特徴とする円筒状マイクロパターンコイル。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の円筒状マイクロパターンコイルにおいて、
前記導電体は銅であることを特徴とする円筒状マイクロパターンコイル。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の円筒状マイクロパターンコイルにおいて、
前記円筒状基材に形成された前記コイル溝に充填される前記導電体と、前記円筒状基材を被覆する絶縁体が、複数層形成され、電気的に層間接続され、最表層は絶縁体で構成されることを特徴とする円筒状マイクロパターンコイル。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の円筒状マイクロパターンコイルを有することを特徴とする円筒型マイクロモータ。
【請求項８】
主軸に樹脂膜をコーティングして樹脂基材を形成する工程と、
ナノインプリントにより、コイルパターンを前記樹脂基材に転写する工程と、
前記コイルパターンが転写された樹脂基材を洗浄により、金属膜形成時の密着性を向上させる下地処理工程と、
微粒子金属分散インクを毛管現象により、前記転写されたコイルパターンのコイル溝に充填する工程と、
スピナーで余分な前記微粒子金属分散インクを除去する工程と、
前記微粒子金属分散インクを焼成して金属膜を形成する工程と、
溶液エッチングにより、一部の前記金属膜を除去する工程と、
前記コイル溝内に残る金属膜にメッキを施す工程と、
を含んでなる円筒状マイクロパターンコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極小径かつ、微細なパターンコイルを有する円筒状コイル及びそれを用いた円筒型マイクロモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療機器分野、分析機器分野等において使用する機器の高機能化の為、外径φ１mm以下の極小サイズのマイクロモータが望まれている。このような極小サイズのマイクロモータを実現する上で、特に、同マイクロモータに内蔵されるコイルの小型・微細化が必要不可欠となる。ところが、現実に線径が２０μｍ以下のコイル用の線材を入手することは困難である。
【０００３】
本出願人らは、外径φ１mm以下の極小サイズのマイクロモータにも内蔵可能な円筒コイルとして、円筒状基材に、ナノインプリント法等を用いて微細なマイクロパターンコイルのコイル溝を形成し、該コイル溝に導電体を充填した円筒状コイルを提案している。（特許文献１参照）
【０００４】
更に、本出願人らは、極小の円筒状基体の側面にナノインプリントを利用して超微細な回路パターンを形成する具体的な方法と、その装置を提案している。（特許文献２参照）
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に開示される内容は、外径φ１mm以下という極小サイズのマイクロモータを実現するという要求に応えるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００６／１２６６６２号公報
【特許文献２】特開２００７−０５０４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、実際に、極小サイズの円筒コイルを製作する上で、円筒基材の曲面に形成した超微細なコイル溝に導電体を充填するにあたり、生産性を確保しつつ、均一なマイクロパターンコイルのコイルを安定して形成することは、難しい側面があることがわかってきた。
【０００８】
すなわち、コイル溝に、導電体が充填されてない部分が生じたり、隣り合う溝に充填される導電体が接合してしまうと、もはやマイクロモータ用の円筒コイルとしては機能しなくなる。
【０００９】
例えば、幅数十μmという超微細なコイル溝の中に、確実に導電体を充填するには、極めて慎重な作業を強いられるとともに、長時間の作業工数を要することになる。
【００１０】
そこで、本願発明者は、検討を重ね、円筒基材の曲面に形成した幅２０μｍ以下という、コイル用の線材では実現困難な超微細サイズのコイル溝に、生産性良く、より均一且つ確実に、導電体を充填する方法を見出した。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、円筒状基材に形成されたコイル溝に、導電体が充填された円筒状マイクロパターンコイルにおいて、上記円筒状基材の上記コイル溝の形成される部分は、樹脂材料からなり、上記コイル溝は、幅２０μｍ以下、深さ５μｍ以上であって、同コイル溝の内側には金属膜が形成されており、上記金属膜上に、上記導電体が充填されているものである。尚、上記円筒状基材及び円筒状マイクロパターンコイルの「円筒状」とは、完全な円筒形状のみならず、半円筒形状或いは、部分円筒形状を含む。
【００１２】
また、上記円筒状基材に形成されるコイル溝は、ナノインプリント法を用いて形成されたものであり、上記金属膜は、微粒子金属分散インクを焼成することにより形成されたものであり、上記導電体は、上記金属膜上にメッキ処理を施すことで、上記コイル溝に充填してもよい。
【００１３】
上記ナノインプリント法を用いることにより、より微細で高精度なパターンコイル溝を作製でき、上記金属膜をシード層として、メッキ処理を行うことで微細なパターンコイルの配線を選択的に行える。
【００１４】
また、上記樹脂材料はポリパラキシリレン樹脂にするとよい。ポリパラキシリレン樹脂を採用した場合には、均一な厚みの薄膜をコーティング可能であり、特に、絶縁性、耐薬品性、耐熱性に優れた円筒状のマイクロパターンコイルを形成できる。
【００１５】
また、上記金属膜の膜材は金、銀又は銅の何れかにするとよい。上記微粒子金属分散インクとして金、銀又は銅微粒子金属分散インクを使用した場合に比較的低温で金属ナノ粒子を焼成することが可能であり、化学的安定性に優れる金属膜が形成される。
【００１６】
また、上記導電体は銅にするとよい。上記金属膜をシード層として、メッキを利用すると微細な配線を、より均一に形成できる。
【００１７】
また、上記円筒状基材に形成された前記コイル溝に充填される上記導電体で形成されるコイルと、上記円筒状基材を被覆する絶縁体が、複数層形成される。更に、各層間を電気的に接続し、最表層は絶縁体で構成するとよい。電気的に層間接続されることによって、多層化した円筒状コイルを形成することが可能となり、コイルの巻数を増加できる。
【００１８】
また、この発明の態様の１つとして、上記の特徴を持つ円筒状マイクロパターンコイルを有する円筒型マイクロモータがある。
【００１９】
更に、この発明の態様の１つとして、主軸に樹脂膜をコーティングして樹脂基材を形成する工程と、ナノインプリントにより、マイクロパターンコイルのコイルパターンを転写する工程と、洗浄により、金属膜形成時の密着性を向上させる下地処理工程と、微粒子金属分散インクを毛細管現象により、コイル溝に充填する工程と、スピナーで余分な微粒子金属分散インクを除去する工程と、微粒子金属分散インクを焼成して金属膜を形成する工程と、溶液エッチングにより、一部の金属膜を除去する工程と、溝内に残る金属膜にメッキを施す工程とを含んでなる円筒状マイクロパターンコイルの製造方法がある。
【発明の効果】
【００２０】
円筒基材の曲面に形成された超微細なパターンコイル溝の内側に形成した、金属膜を利用して、コイル溝の内側部分に選択的に、均一且つ安定して導電体を充填することができる。
【００２１】
更には、円筒型マイクロモータに本発明の円筒状コイルを用いることによって、極小サイズの円筒型マイクロモータを実現することができる。
【００２２】
円筒基材の曲面に形成した幅数十μｍという超微細なコイル溝に、生産性良く、より均一且つ確実に、導電体を充填する方法を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の一実施例に係わる円筒状マイクロパターンコイルを製作するプロセスを示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の一実施例に係わる円筒樹脂基材へのマイクロパターンコイルのコイルパターン転写プロセスを示す図である。
【図３Ａ】本発明の一実施例に係わる転写プロセスに使用する金型の状態を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施例に係わる転写プロセスにおけるパターン転写後の樹脂基材の状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施例に係わるマイクロパターンコイルのコイルパターンを転写した円筒状樹脂基材の状態を示す図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施例に係わるスピナー処理プロセスを示す図であり、（ａ）は、スピナーにより円筒樹脂基材を公転させるときの配置状態、（ｂ）は、スピナーにより円筒樹脂基材を自転させるときの配置状態を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係わる微粒子金属分散インクを焼成して金属膜を形成される状態を示す図である。
【図７Ａ】本発明の一実施例に係わる円筒状マイクロパターンコイル完成品の外観を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施例に係わる銅メッキ前のマイクロパターンコイルのコイル溝部分の一部を拡大した図である。
【図７Ｃ】本発明の一実施例に係わる銅メッキ後のマイクロパターンコイルのコイル溝部分の状態を示す図である。
【図８Ａ】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施例に係わるマイクロパターンコイルを積層する過程を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施例に係わるマイクロパターンコイルの配線を示す図である。
【図９Ａ】本発明の一実施例に係わるマイクロモータを示す図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施例に係わるマイクロモータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の円筒状マイクロパターンコイルの実施形態として重要な構成要素の１つは、樹脂材料からなる円筒基材のパターンコイル溝に、金属膜を形成していることである。この金属膜上に導電体を選択的に配置することにより、微細なパターンコイルを形成する。
以下、添付図面を参照しながら、この発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１（ａ）〜（ｈ）は、本発明の円筒状マイクロパターンコイルを製作する過程における以下の各プロセスの概要を円筒樹脂基材の状態により示している。
（ａ）円筒樹脂基材製作プロセス
（ｂ）マイクロパターンコイルのコイルパターン転写プロセス
（ｃ）密着性向上下地処理プロセス
（ｄ）微粒子金属分散インク充填プロセス
（ｅ）スピナー処理プロセス
（ｆ）金属膜形成プロセス
（ｇ）エッチングプロセス
（ｈ）メッキプロセス
【００２６】
（ａ）円筒樹脂基材製作プロセスについて
円筒状の主軸１に樹脂膜２をコーティングして円筒樹脂基材を形成する。
主軸の材質には、金属を用いることができる。樹脂膜について、主軸の表面全体に樹脂膜をコーティングする必要はないが、少なくともマイクロパターンコイルのコイルパターンを形成する部分には樹脂膜をコーティングする必要がある。〔図１（ａ）参照〕
【００２７】
（ｂ）マイクロパターンコイルのコイルパターン転写プロセスについて
円筒樹脂基材に、ナノインプリントにより微細なパターンコイルの溝形状ｇを転写する。
具体的には、マイクロパターンコイル形状を精密加工された型（モールド）を、円筒樹脂基材に加熱・押圧して、型の形状を転写する。〔図１（ｂ）参照〕
【００２８】
（ｃ）密着性向上下地処理プロセス
円筒樹脂基材を洗浄液３で洗浄することにより表面状態を均一にする。洗浄の回数および洗浄液の種類は適宜選択できるが、少なくとも１回は、洗浄液３として酸溶液を使用して、円筒樹脂基材を超音波洗浄する。このプロセスで円筒樹脂基材の表面に微細な凹凸が形成された状態となることでアンカー効果を得られること等により、以降のプロセスで形成する金属膜と円筒樹脂基材との密着性を向上させることができる。〔図１（ｃ）参照〕
【００２９】
（ｄ）微粒子金属分散インク充填プロセスについて
マイクロパターンコイルのコイルパターンが転写された円筒樹脂基材を微粒子金属分散インク４に浸し、毛細管現象を利用してコイル溝の中に微粒子金属分散インク４を充填する。微粒子金属分散インク４は、金微粒子金属分散インク、銀微粒子金属分散インク、銅微粒子金属分散インクが特に適している。〔図１（ｄ）参照〕
【００３０】
（ｅ）スピナー処理プロセスについて
高速回転による遠心力で液体を除去できるスピナー装置を使用して、円筒樹脂基材の余分な微粒子金属分散インクを除去する。このとき、円筒樹脂基材の表面に付着している微粒子金属分散インクの最大の厚みは、コイル溝の内部に充填されている微粒子金属分散インクの最大の厚みよりも小さい。〔図１（ｅ）参照〕
【００３１】
（ｆ）金属膜形成プロセスについて
微粒子金属分散インク４を焼成して、微粒子金属分散インク４に含まれる有機成分を物理反応や化学反応等によって消滅させ、円筒樹脂基材表面に金属膜５を形成する。〔図１（ｆ）参照〕
【００３２】
（ｇ）エッチングプロセスについて
溶液エッチングにより、少なくともコイル溝の底部の金属膜５を残して金属膜を除去する。〔図１（ｇ）参照〕
【００３３】
（ｈ）メッキプロセスについて
コイル溝内に残留している金属膜５に銅メッキ６等を施すことにより、配線を形成する。〔図１（ｈ）参照〕
【実施例２】
【００３４】
図２（ａ）〜（ｆ）は、本実施例による円筒樹脂基材へのマイクロパターンコイルのコイルパターン転写プロセスの形態について示している。
【００３５】
本実施例のコイルパターン転写プロセスでは、加圧ヘッドとヒータ付台座からなるナノインプリント装置を使用して、円筒樹脂基材に微細なコイルパターンを転写する。
以下に円筒樹脂基材に微細なコイルパターンを転写するプロセスの概要を説明する。
【００３６】
（ａ）加圧ヘッド１２に弾性体１３を、ヒータ付台座１５の上にマイクロパターンコイルのコイルパターン金型１４を取付ける。その上で、金型１４上に被成形体である円筒樹脂基材１１をセットする。このとき、コイルパターン金型１４としては、前記したように完全な円筒形状のみならず、半円筒形状或いは、部分円筒形状のマイクロパターンコイルに対応したコイルパターンが描画されたものが用意されている。〔図２（ａ）〕
【００３７】
（ｂ）弾性体１３（加圧ヘッド１２）を下降させ、弾性体１３を設定量だけ円筒樹脂基材１１に押し付ける。〔図２（ｂ）〕
【００３８】
（ｃ）ヒーターを入れ、金型１４を設定温度まで上昇させる。〔図２（ｃ）〕これにより、円筒樹脂基材１１の外周部に金型の形状が転写される。
【００３９】
（ｄ）金型１４をヒータ付き台座１５の上を移動させ（図では左方）、円筒状被成形体を転動させる。〔図２（ｄ）〕
【００４０】
（ｅ）ヒータを切り、金型の温度を下げる。〔図２（ｅ）〕
【００４１】
（ｆ）弾性体１３（加圧ヘッド１２）を上昇させる。〔図２（ｆ）〕
【実施例３】
【００４２】
次の実施例として、円筒樹脂基材の樹脂材料として好適なポリパラキシリレン樹脂をナノインプリントによりコイルパターンを転写した場合の金型転写性を確認した結果を示す。
【００４３】
ポリパラキシリレン樹脂は、均一な厚みの薄膜をコーティングすることが可能であり、高い絶縁性、耐薬品性、耐熱性に優れており、円筒状のマイクロパターンコイルの形成に好適である。
【００４４】
本願発明者は、円筒状のポリパラキシリレン樹脂基材にマイクロパターンコイルを転写するにあたり、まずポリパラキシリレン樹脂の金型転写性を平面状のポリパラキシリレン樹脂基材で確認した。
【００４５】
図３Ａは、この確認の際に使用した金型の状態を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した状態である。この金型は、Ｎｉメッキを施した電鋳金型であって、幅１５μm、高さ１５μmの凸状のラインをピッチ２０μmで複数形成して。（図では図の下方向に折れ曲がっている断面台形の凸状ラインを複数個並行に形成したものを示している。）
【００４６】
この金型を用いて、厚み１５μmのポリパラキシリレン樹脂基材を被成形体として、その平面に、金型形を転写した。このときの成形条件は、金型温度１１０〜１５０℃、加圧力１０７９Ｎ、加圧保持時間３００secとした。
【００４７】
図３Ｂは、金型による転写後の、ポリパラキシリレン樹脂基材をＳＥＭで観察した状態を示すものである。金型を示す図３Ａと被成形体ポリパラキシリレン樹脂基材とは鏡像関係にあり、転写による良好な成形状態が確認できた。
【実施例４】
【００４８】
次の実施例として、円筒状のポリパラキシリレン樹脂基材に、前述した実施例２のナノインプリント装置を使用してマイクロパターンコイルを転写した例を示す。
【００４９】
図４は、本実施例において、マイクロパターンコイルのコイルパターンを転写した円筒状樹脂基材の状態をＳＥＭで観察した部分拡大像である。
【００５０】
この図４に示す円筒状樹脂基材の外径サイズはφ０.４８mmであり、その外周面に幅１１μm、深さ１０μmで矩形渦巻状のコイル形状が形成されている。
【００５１】
以下、本実施例における、成形条件の概要を記載する。
まず、外径φ０.４５mm、全長３.２mmのステンレス製主軸外周部に、厚さ１５μmポリパラキシリレン樹脂膜をコーティングして円筒状樹脂基材を形成した。
【００５２】
そして、この円筒樹脂基材に、実施例２のナノインプリント装置及び方法により、コイルパターンを転写した。
【００５３】
このときのナノインプリント装置の成形条件は、金型温度１５０℃、弾性体の押し込み量６０μm、金型移動速度１００μm／secであった。
【実施例５】
【００５４】
次の実施例として、円筒樹脂基材に形成されている微細なマイクロパターンコイルのコイル溝に、微粒子金属分散インクを充填した上で、スピナー装置で余分な微粒子金属分散インクを除去するプロセスについて具体的に示す。
【００５５】
ここで、本実施例におけるスピナー装置とは、円筒樹脂基材を固定した状態で、所定の回転数及び設定時間により回転動作を行える装置である。
【００５６】
まず、実施例４で形成したマイクロパターンコイル溝が転写されている円筒状のポリパラキシリレン樹脂基材を洗浄し汚れ等を除去し、円筒樹脂基材の表面の状態が同一になるようにする。
【００５７】
次に、Ａｇ（銀）微粒子金属分散インクに円筒樹脂基材を浸し、毛管現象の性質を利用して微細なマイクロパターンコイルのコイル溝の中にＡｇ微粒子金属分散インクを充填する。
【００５８】
尚、本実施例では、微粒子金属分散インクにＡｇ微粒子金属分散インクを使用したが、例えばＡｕ（金）微粒子金属分散インクあるいはＣｕ（銅）微粒子金属分散インクを使用してもよい。
【００５９】
次に、スピナー装置に円筒樹脂基材を固定して、自転又は公転、或いは自転と公転を組合せて回転させることにより、余分なＡｇナノインク（微粒子金属分散インク）を吹き飛ばして除去する。
【００６０】
図５（ａ）は、スピナーにより、円筒樹脂基材を公転させるときの配置状態を示している。
円筒樹脂基材２１は、スピナー装置２２の回転軸から離れた位置に、円筒樹脂基材２１の中心軸が、スピナー装置２２の回転軸に対して垂直になるように固定配置されている。
【００６１】
図５（ｂ）は、スピナーにより、円筒樹脂基材２１を自転させるときの配置状態を示している。
円筒樹脂基材２１は、スピナー装置２３の回転軸と、円筒樹脂基材２１の中心軸とが、同軸になるように固定配置されている。
【００６２】
最適なスピナー装置の回転速度および時間は、「基材の大きさ」、「インクの量」、「インクの粘度」、「基材のスピナー装置への配置状態」等により異なるが、本実施例においては、１回目  ５００rpmで５秒間の公転、２回目  １３００rpmで２０秒間の公転とした条件で良好な結果を得られた。なお、本実施例では１回目、２回目ともスピナーで円筒樹脂基材を公転させたが、スピナーによる円筒樹脂基材の回転を自転のみ、あるいは公転と自転の組み合わせで行ってもよい。
【００６３】
すなわち、本実施例では、回転数を２段階に設定したことにより、遠心力で基材全体にＡｇナノインクの液をいきわたらせた上で、余分な液を飛ばすことができた。
【００６４】
これにより、基材の外周面の余分なＡｇ微粒子金属分散インクの液は吹き飛ばして、ほぼ除去され、マイクロパターンコイルのコイル溝内では、毛管力と回転時の遠心力がつり合いＡｇ微粒子金属分散インクを良好な状態で残すことができた。
【００６５】
このときの良好な状態とは、マイクロパターンコイルのコイル溝内に完全にＡｇ微粒子金属分散インクが行き渡っており、且つ、円筒樹脂基材の外周部表面に付着しているＡｇ微粒子金属分散インクの最大の厚みは、コイル溝の内部に充填されているＡｇ微粒子金属分散インクの最大の厚みよりも小さい状態をいい、その差は大きいほどよい。
【００６６】
このような状態で、Ａｇ微粒子金属分散インクを円筒樹脂基材に確実に保持させるためには、コイル溝の幅に対して一定以上の深さが必要となる。
【００６７】
本実施例では、例えば、溝幅２０μm以下の場合に、溝深さが５μm以上あれば、上述した良好な状態が得られることが確認されている。
【実施例６】
【００６８】
次の実施例として、その微粒子金属分散インクを焼成して金属膜を形成し、形成した金属膜の一部をエッチングにより除去するまでのプロセスについて具体的に示す。
【００６９】
本実施例では、実施例５で形成したＡｇ微粒子金属分散インクを充填後にスピナーで処理を行った円筒樹脂基材を、１５０℃で１時間加熱した。この熱処理により、有機物にＡｇ微粒子が分散しているＡｇ微粒子金属分散インクがＡｇ膜となる。
【００７０】
詳しくは、熱処理を行うことにより、最初は揮発成分が蒸発する。その後、残留している有機成分が酸素と反応し燃焼反応によりＨ2ＯやＣＯ2となって気化する。さらに加熱することにより、Ａｇ粒子の凝集による結晶化がおきる。
【００７１】
図６は、１５０℃の環境下におけるＡｇ微粒子金属分散インクの変化を２分後（２ｍｉｎ）、１０分後（１０ｍｉｎ）、３０分後（３０ｍｉｎ）、６０分後（６０ｍｉｎ）の間隔でＳＥＭで観察したものである。
【００７２】
熱処理２分後のサンプル表面は平滑であるが、熱処理１０分後では粒が敷き詰められたような形状変化しているのがわかる。この段階でＡｇナノインクがＡｇ膜となっていることが確認できる。
【００７３】
金属膜を形成した後、硝酸エッチングにより、円筒樹脂基材の金属膜の一部を溶融する。
この時、円筒樹脂基材外周部表面の金属膜は確実に溶融される。溝内に残る金属膜は、メッキを行う際の平滑で良質なシード層となる。
【００７４】
尚、本実施例では、エッチングに硝酸を使用したが、硝酸以外にも、リン酸、酢酸、及びこれらの混合酸を用いることができる。
【実施例７】
【００７５】
次の実施例として、パターンコイル溝内に残留している金属膜に銅メッキ等を施すことにより、配線を形成するプロセスについて具体的に示す。
【００７６】
本実施例では、実施例６で、シード層である金属膜を形成した円筒樹脂基材のマイクロパターンコイルのコイル溝に電気メッキを行い配線を形成する。
【００７７】
図７Ａは、本実施例により銅メッキを行った円筒樹脂基材であり、円筒状マイクロパターンコイル完成品の外観を示すものである。本図面では、ＳＵＳ製の主軸に、透明樹脂をコーティングして形成した樹脂薄膜に、上記した実施例のプロセスを経て、銅メッキによりコイルが形成されたものを示している。
【００７８】
図７Ｂは、銅メッキ前の円筒樹脂基材におけるマイクロパターンコイルのコイル溝部分の一部をＳＥＭで観察したものを示している。
溝部分にはＡｇ膜がシード層として形成されていることがわかる。
【００７９】
図７Ｃは、銅メッキ後の円筒樹脂基材におけるマイクロパターンコイル溝部分の一部をＳＥＭで観察したものを示している。
溝部分には銅メッキがなされ、配線が形成されていることがわかる。
【００８０】
本実施例において処理した銅メッキ及びシード層の金属膜は、化学的に処理して円筒樹脂基材から取り外すことができる。銅メッキ及びシード層の金属膜を取り外した円筒樹脂基材は再度、金属膜形成〜銅メッキ処理を行い配線を形成することができるものであり、リサイクル性を有している。
【実施例８】
【００８１】
次の実施例として、円筒状のマイクロパターンコイルの外周部を絶縁体で複数層被覆し、各層間を電気的に接続した形態について図８を用いて説明する。
【００８２】
図８Ａ（ａ）は、前述した実施例７の円筒状マイクロパターンコイルを簡易的に表したものである。
ステンレス材からなる主軸Ｓの外周部にポリパラキシリレン樹脂部Ｐ１がコーティングされており、ポリパラキシリレン樹脂部Ｐ１の表面部分にナノインプリントにより形成された３相分のマイクロパターンコイルのコイル溝が形成されている。そしてコイル溝の内側に導電体Ｃが配置されている構成である。
【００８３】
本実施例では、図８Ａ（ａ）の状態から図８Ａ（ｂ）に示すように、ポリパラキシリレン樹脂を、更にポリパラキシリレン樹脂部Ｐ１にコーティングする。
【００８４】
次に、図８Ａ（ｃ）に示すように、ポリパラキシリレン樹脂をポリパラキシリレン樹脂部Ｐ２にコーティングした上で、第１層であるポリパラキシリレン樹脂部Ｐ１と同様の方法により、３相のパターンコイルを形成する。また、ポリパラキシリレン樹脂部Ｐ１とポリパラキシリレン樹脂部Ｐ２とのパターンコイルとは層間で電気的に接続されている。
【００８５】
また、ポリパラキシリレン樹脂部Ｐ２に形成されている３相のコイルは、各々結線されている。
すなわち、ポリパラキシリレン樹脂部Ｐ１とＰ２の計２層の各層に形成された３相のコイルは図８Ｂに示すように連結され、中性点Ｎで結線されている。
【００８６】
次に、図８Ａ（ｄ）に示すように、ポリパラキシリレン樹脂Ｐ３をポリパラキシリレン樹脂部Ｐ２にコーティングすることで絶縁処理がされる。
【００８７】
最終的にステンレス材からなる主軸Ｓを、その外周部にコーティングされたポリパラキシリレン樹脂部Ｐから取り外す。この時、ステンレス材とポリパラキシリレン樹脂材との関係において非粘着性が高い為、極めて容易に取り外すことができる。
【００８８】
尚、本実施例では、ポリパラキシリレン樹脂による絶縁体部分の３層構造＋マイクロパターンコイルの２層構造としたが、様々な絶縁材料の構成が可能である。
【実施例９】
【００８９】
次の実施例として、円筒状のマイクロパターンコイルをマイクロモータに搭載した状態について説明する。
【００９０】
図９Ａは、本実施例による外径φ１．０mmの円筒型ブラシレスモータ３０の斜視図である。
該ブラシレスモータのハウジング内壁面には、主軸部分を取り外した本願発明の円筒状マイクロパターンコイル３１が固着されている。該円筒状マイクロパターンコイルの給電部は円筒基材の外周面の一部分に集中して、配置しており、ハウジング及びフランジの形状により露出している。
【００９１】
図９Ｂは、該円筒型ブラシレスモータ３０の現物を示すものである。
【００９２】
本実施例では、外径φ１．０mmの円筒型ブラシレスモータとしたが、本発明の円筒状マイクロパターンコイルを用いて更に極小径サイズの円筒型ブラシレスモータを製作することも可能である。円筒型ブラシレスモータのハウジングケースの加工限界を考慮したとしても外径φ０．５mmの円筒型ブラシレスモータが実現可能であるといえる。
【００９３】
以上述べてきた各実施例は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、極小サイズの円筒状（半円筒、部分円筒を含む）マイクロパターンコイルを要するものであれば、種々の用途に用いるものについて、同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１  主軸
２  樹脂膜
３  洗浄液
４  微粒子金属分散インク
５  金属膜
６  銅メッキ
１１、２１  円筒樹脂基材
１２  加圧ヘッド
１３  弾性体
１４  コイルパターンの金型
１５  ヒータ付台座
２２、２３  スピナー装置
３０  円筒型ブラシレスモータ
３１  円筒状マイクロパターンコイル
ｇ  溝形状
Ｃ  導電体
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  樹脂部
Ｓ  主軸部
Ｎ  中性点
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図９Ｂ】
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