(57)【要約】【課題】高膜厚で高占積率の平面コイルを低コストで提供することを目的とする。【解決手段】絶縁基板１とその表面に下地導体層２として銅で構成された短冊状のシートを被加工物として、その下地導体層２の表面をエッチングにて、表面粗化を行う下地導体層表面処理工程と、ドライフィルムレジスト５を用いて下地導体層２の表面にラミネートする工程と、フォトツールマスクとして、フィルムマスクを用いてレジストと真空密着させ、紫外線平行光を照射する露光工程及び、現像工程によりレジスト形成するコイル製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板とその表面に下地導体層として銅で構成された短冊状のシートを被加工物として、その下地導体層の表面をエッチングにて、表面粗化を行う下地導体層表面処理工程と、ドライフィルムレジストを用いて下地導体層の表面にラミネートする工程と、フォトツールマスクとして、フィルムマスクを用いてレジストと真空密着させ、紫外線平行光を照射する露光工程と、上記レジストを現像する現像工程によりレジスト形成する平面コイルの製造方法。
【請求項２】
ドライフィルムレジストの厚みがレジスト巾の２倍以上であるレジストを形成することを特徴とする請求項１記載の平面コイルの製造方法。
【請求項３】
ラミネーション前の絶縁基板上の銅表面を、硫酸過酸化水素系のエッチング液を用いて、硫酸、過酸化水素、銅濃度と浸漬時間により表面粗さをコントロールし、シート単体の重量を計測することで、表面粗さを制御してレジストを形成する請求項１または２記載の平面コイルの製造方法。
【請求項４】
下地導体層の表面粗化工程後にラミネートを行い、螺旋状の平面コイルが印刷された第１のマスクをシートに真空密着させ、露光工程にて第１のレジスト硬化を行った後、露光されたドライフィルムレジストの表面に再度ラミネートを積層し、第１のフィルムマスク寸法を補正した第２のマスクを用いて露光を繰り返し行い、パタニングされた積層ドライフィルムレジストを一括で現像する工程を有する請求項１〜３のいずれか１つに記載の平面コイルの製造方法。
【請求項５】
レジスト形成の露光工程で、螺旋状の平面コイルを数品種印刷されたマスクと分割露光機能を有した露光工程により１シートで数品種生産可能な請求項１から４のいずれか１つに記載の平面コイルの製造方法。
【請求項６】
所望するコイル膜厚に応じてレジスト貼り付け回数を選択可能とし、同一装置を用いて、同一製造条件を繰り返すことにより形成可能な請求項１から５のいずれか１つに記載の平面コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業機器、民生機器等の各種電気部品（電気音響変換器、トランス、モータなど）に広く利用可能な平面コイルの製造方法に関するものであり、高厚膜のレジストパターン形成工程後、電気めっき等にてコイル導体を形成する技術に対して品種対応力及び量産性向上、低コスト化を可能とするものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型・薄型・軽量化に伴い、これらに用いられる平面コイルの形状についても小型化、薄型化、軽量化することが必要となり、製品性能面でもその体積の中でコイル性能の向上が強く望まれている。そのためには、線間が狭く空隙の少ない、つまり高占積率のコイルが求められている。また、コイルの抵抗値の品種を拡大するためにはコイル導体断面積の大きい、つまり高厚膜のコイルが求められている。したがって、前記２つの要求される平面コイルを作製する必要がある。
【０００３】
ここで、占積率について説明しておく。ここでいう占積率とは、平面コイルのコイル導体線条が延びる方向に垂直な断面において、コイル導体線条の配列ピッチを巾としコイル導体線条の厚さを高さとする矩形形状の領域に対するコイル導体線条の断面積の比率を意味する。従って、高占積率コイルとするためには、コイル導体線条の形を矩形に、かつ線間を狭くするのが良い。
【０００４】
その高占積率コイルを作製するための代表的な技術として、めっきによる方法がある。この方法は、まず、絶縁基板上にあらかじめ形成した下地導体層の表面にコイルパターン部以外を被覆するようにレジストを形成し、下地導体層を下地として、電解めっき等によりコイル導体層を形成する。その後、レジストパターンを剥離した後、レジストパターンの剥離により露出した不要な下地導体層をエッチングにより除去する。いわゆるセミアディティブによる製造方法として良く知られている。
【０００５】
その中で、レジスト形成するための一般的な方法としては、液状レジスト、スクリーン印刷、ドライフィルムなどのレジスト材料によりフォトリソグラフィーを行ったプリント配線板技術を応用した製造方法が一般的である。
【０００６】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開昭５２−１１１４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高厚膜で高占積率パターン形成するためのレジスト形成方法としては、液状レジストやスクリーン印刷を用いて塗布する方法がよく利用されているが、スクリーンの準備、混合、粘度調整、溶剤の臭い、乾燥、清掃および熟練した作業者を必要とする等の課題を有する。
【０００８】
また、被加工物であるシートの厚みが非常に薄く、なおかつワークサイズが大面積の場合は、シートのハンドリングが複雑で、面内でのレジスト膜厚精度の低下、塗布材料のロス及び管理コストが高いなどの欠点があり量産性に劣る面がある。
【０００９】
また、安価で作業性の良いドライフィルムレジストを用い、後工程でレジスト剥離が必要とされるレジスト形成方法の場合は、レジスト厚み／レジスト巾で定義されるアスペクト比は１程度が一般的な解像度であり、この方法は実用化されている。
【００１０】
しかしながらその中でも、５０μｍ以上の高膜厚に類するドライフィルムレジストを使用したレジスト形成については、解像度が低下し、アスペクト比は１以下に低下する。
【００１１】
また、レジスト材料を特殊なものを採用し、解像度を上げることは可能ではあるが、材料コストが高くなってしまうという欠点がある。
【００１２】
そこで、本発明は産業機器、民生機器等の各種電気製品に広く利用可能な、高膜厚かつ高占積率が可能なコイル導体線条を有する平面コイルを、多品種に、かつ低コストに、レジスト形成方法により多量に提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記、問題を解決するために、本発明の請求項１、２に記載の発明は、平面コイルのレジスト形成において、絶縁基板とその表面に下地導体層として銅で構成された短冊状のシートを被加工物として、その下地導体層の表面をエッチングにて、表面粗化を行う下地導体層表面処理工程と、ドライフィルムレジストを用いて下地導体層の表面にラミネートする工程と、フォトツールマスクとして、フィルムマスクを用いてレジストと真空密着させ、紫外線平行光を照射する露光工程と、上記レジストを現像する現像工程により構成されている。
【００１４】
レジスト巾が小さくなるほどドライフィルムレジストと下地導体層の銅との密着力が低下し、現像後やめっき工程でレジスト密着不良が多発する。そこで、レジスト密着性を確保するために、下地銅の表面を粗化しレジストと下地銅との密着面積を大きくする。その際の粗化工程としては、浸漬脱脂を行った後、表面粗化エッチングを行う。エッチング液の組成としては、過酸化水素、硫酸、銅が主成分であり、液温管理および、浸漬時間はコントロール可能な機構とすることで、下地銅の表面粗度を管理することが可能となり、高アスペクトなレジスト形成が可能となり、ドライフィルムレジストの厚みＨがレジスト巾Ｗの２倍以上の平面コイルのレジスト形成が可能となる。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、ラミネーション前の絶縁基板上の銅表面を、硫酸過酸化水素系のエッチング液を用いて、硫酸、過酸化水素、銅濃度と浸漬時間により表面粗さをコントロールし、シート単体の重量を計測することで、表面粗さを制御してレジストを形成する製造方法であり、レジスト密着性を確保するために表面粗さＲａを管理する計測時間がかかり、量産管理が困難であるという課題に対し、シート重量を電子天秤で計測し、重量と表面粗さＲａとの相関関係があることを把握し、日常の量産管理として表面粗さを管理することで品質保証、生産性の向上を図ることが可能となる。
【００１６】
本発明の請求項４に記載の発明は、下地導体層の表面粗化工程後にラミネートを行い、螺旋状の平面コイルが印刷された第１のマスクをシートに真空密着させ、露光工程にて第１のレジスト硬化を行った後、露光されたドライフィルムレジストの表面に再度ラミネートを積層し、第１のフィルムマスク寸法を補正した第２のマスクを用いて露光を繰り返し行い、パタニングされた積層ドライフィルムレジストを一括で現像する製造工程で構成されていて、積層ドライフィルムをパタニングすることで、高占積コイルを作製することが可能となる。
【００１７】
本発明の請求項５に記載の発明は、レジスト形成の露光工程で螺旋状の平面コイルを数品種印刷されたマスクと分割露光機能を有した露光工程で構成されていて、１シートで数品種の平面コイルが作製可能となり、多品種対応、ならびに試作評価もロスなく生産可能なシステムとなる。
【００１８】
本発明の請求項６に記載の発明は、所望するコイル膜厚に応じてレジスト貼り付け回数を選択可能で、同一な装置を用いて、同一な製造条件を繰り返すことにより形成可能な製造方法であり、設備投資を最小限に抑えることが可能となることと、平面コイルの仕様に合わせた製造方法を選択可能になり、品種対応力、製造リードタイムが向上する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の平面コイルの製造方法は、電気めっき等にてコイル導体を形成する技術に関するもので、高膜厚かつ高占積率の平面コイルを形成することができ、また、多品種対応力の向上、製造リードタイムの短縮を図ることが可能となり、量産性向上、低コスト化を可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態における平面コイルのレジスト形成方法について、添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態の平面コイルのレジスト形成方法を説明するための概略図である。
【００２２】
まず、銅張積層板４の構成として、絶縁基板ポリイミドフィルム２５〜７５μｍ、その面に下地導体層２として銅厚み２〜５μｍを有した絶縁基板１を用意した。このときのワークサイズは２５０ｍｍ×５００ｍｍであった。
【００２３】
次に、両面の下地導体層２および絶縁基板１を貫通するように、穴加工用パンチング機で直径１００μｍのスルーホール３を設けた。次に浸漬式のアルカリ脱脂を行った後、図４の表面形状になるように、表面粗化エッチングを行った。エッチング液の組成としては、過酸化水素６％、硫酸４％、銅８ｇｌ／Ｌとし、液温３０℃とした。また浸漬時間はコントロールすることで表面粗さを制御して管理することが可能である。また出来映え管理となるエッチング度合いの評価としては、シート重量を電子天秤で計測して管理することができる。
【００２４】
このときのエッチング時間は１６ｓｅｃで、エッチング重量０．７３ｇ、エッチング量０．３５μｍで表面粗さＲａ０．３１μｍとなった。
【００２５】
次に、両面の下地導体層２の表面に厚み３８μｍのドライフィルムレジスト５をラミネートする。そして、分割露光ブロック毎にコイルパターンの仕様が異なる３００個の螺旋状コイルパターンを面付けした第１フィルムマスクをワークと真空にて密着（図示せず）させて、紫外線平行光の露光を行い、第１のレジストパターンの硬化を行う。さらに必要ならば、図２、図３に示すように、露光されたドライフィルムレジストの表面に再度ドライフィルムレジスト６となるラミネートを積層し、第１フィルムマスク７寸法を補正した第２フィルムマスク８を用いて露光を繰り返し行う。
【００２６】
次に、積層ドライフィルムレジストを一括で現像し、レジストを形成した。
【００２７】
このときのレジスト形成寸法としては、第１レジストパターンはレジスト巾１５μｍ、ピッチ５５μｍ、レジスト厚み３８μｍであった。積層レジスト形成方法によれば、最終形状として、レジスト巾２５μｍ、ピッチ５５μｍ、レジスト厚み７６μｍであり、図３に示すように、高膜厚から高占積率のコイル導体９を形成することができた。平面コイルとするために、この後、コイル導体９が形成されていない下地導体層２の部分をエッチングにより除去し、最終的に平面コイル化を行う。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の平面コイルの製造方法は、電気めっき等にてコイル導体を形成する技術に関するもので、高膜厚かつ高占積率が可能な平面コイルを、多品種対応力の向上、製造リードタイムの短縮を図ることが可能となり、量産性向上、低コスト化を可能とするものであり、各種電気部品に広く利用可能な平面コイルの製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態における平面コイルの製造工程の一部を示す工程図
【図２】本発明の実施の形態における平面コイルの製造工程の一部を示す工程図（積層ラミネート方式）
【図３】本発明の実施の形態における積層レジスト形成の概略図
【図４】本発明の実施の形態における下地導体層の表面状態を示す概略図
【符号の説明】
【００３０】
１  絶縁基板（ポリイミドフィルム）
２  下地導体層
３  スルーホール
４  銅張積層板
５，６  ドライフィルムレジスト
７  第１フィルムマスク
８  第２フィルムマスク
９  コイル導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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