(57)【要約】      （修正有）【課題】印刷配線板の製造後のインダクタンスの値の調整が可能な印刷配線板を提供する。【解決手段】印刷配線板１０は、少なくとも片面に同一層でうず巻状に配置したコイル配線１を含むコイル配線板を、面方向に積み重ねて電気的に接続して、インダクタンスを調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片面に同一層でうず巻状に配置したコイル配線を含むコイル配線板を、面方向に積み重ねて電気的に接続して、インダクタンスを調整することを特徴とする印刷配線板。
【請求項２】
前記コイル配線の配線形状が同一である請求項１に記載の印刷配線板。
【請求項３】
０Ωチップ抵抗を実装する請求項１または２に記載の印刷配線板。
【請求項４】
同じ巻方向のコイル配線を少なくとも片面に配置する複数のコイル配線板が、直列または並行に配線される請求項１〜３のいずれかに記載の印刷配線板。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかに記載の印刷配線板と、
この印刷配線板と接続するコンデンサを備える制御回路配線板と、を含む無線給電用のアンテナ用印刷配線板。
【請求項６】
少なくとも片面に同一層でうず巻状に配置したコイル配線を含むコイル配線板を、面方向に積み重ねて電気的に接続し、インダクタンスを調整した印刷配線板を形成することを特徴とする印刷配線板の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、インダクタンスを調整可能な印刷配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷配線板に実装され、ワイヤレス給電などに用いられるコイルアンテナとしては例えば引用文献１に示すような、うず巻状の巻線コイル（コイル配線）が使用される。このコイル配線は長さによってインダクタンスを稼ぐことができるので、コイルの巻き数を増やしてインダクタンスを稼いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６１−０６１５３８号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の印刷配線板は、少なくとも片面に同一層でうず巻状に配置したコイル配線を含むコイル配線板を、面方向に積み重ねて電気的に接続して、インダクタンスを調整する。
【０００５】
本開示の印刷配線板の調整方法は、少なくとも片面に同一層でうず巻状に配置したコイル配線を含むコイル配線板を、面方向に積み重ねて電気的に接続し、インダクタンスを調整した印刷配線板を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の一実施形態に係るアンテナ用印刷配線板を示す斜視図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１の上面図である。
【図４】片面にコイル配線を設けた２層の印刷配線板の配線パターンを示しており、（ａ−１）〜（ａ−４）および（ｂ−１）〜（ｂ−４）は、それぞれ第１層および第２層の上面図である。
【図５】本開示の一実施形態に係るコイル配線を設けたコイル配線板を示す上面図である。
【図６】図５のコイル配線板を直列配線して設けた印刷配線板の各層の配線パターンを示す説明図である。
【図７】図５のコイル配線板を並行配線して設けた印刷配線板の各層の配線パターンを示す説明図である。
【図８】表面にコイル配線および裏面にビアランドを設けた印刷配線板の配線パターンであり、（ａ）は表側からの説明図、（ｂ）は裏側からの透視図である。
【図９】図８（ａ）のＡ−Ａ線での断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
印刷配線板のコイル配線のインダクタンスの値が設計通りの値でない場合、従来ではコイル配線を再設計し、印刷配線板を再度製造する必要がある。この作業は、設計通りの値が得られるまで繰り返す。すなわち、インダクタンスを大きくするために、印刷配線板の平面方向にコイル配線の渦巻きを増やしていく。印刷配線板の配線領域の制限から平面方向に配線しきれなくなると、印刷配線板の厚さ方向（別の層）に絶縁層を介してコイル配線の層（配線層）を増やしていき、ビアなどを用いて各層のコイル配線を接続していく。
しかしながら、印刷配線板の配線層の層数が、コイル配線だけのために例えば２層、４層、６層と増加していくと印刷配線板の製造時の難易度が上がり、コストアップになってしまう。
【０００８】
印刷配線板のコイル配線は固定されているので、印刷配線板の製造後にインダクタンスを大きくしたくても調整ができない。そのため、印刷配線板の製造後に仕様が変更されてインダクタンスの値が変わった場合、コイル配線を再設計し、印刷配線板を製造し直さなければならない。
【０００９】
本開示の印刷配線板は、少なくとも片面に同一層でうず巻状に配置したコイル配線を含むコイル配線板を、面方向に積み重ねて電気的に接続して、インダクタンスを調整する。
【００１０】
したがって、予め同一層でうず巻状に配置したコイル配線を含むコイル配線板を作製しておき、これを印刷配線板上のコイル配線部に面方向に積み重ね、接着や貼り合わせなどで取り付けて電気的に接続すれば、積み重ねるコイル配線板の枚数および巻方向の配置を調整するだけでインダクタンスが容易に調整可能になる。印刷配線板は、コイル配線板を必要に応じてコイル配線の巻方向を選択して取り付けることができる。印刷配線板は片面にコイル配線が設けられている片面印刷配線板でもよいし、両面にコイル配線が設けられている両面印刷配線板であってもよい。さらに、コイル配線板を並行または直列に組み合わせて配線することもできる。特に、同じ巻方向のコイル配線を並行に接続することで、インダクタンスの減少を最低限に抑えながらコイル配線の抵抗値を低減することができる印刷配線板となる。
【００１１】
この印刷配線板は、単純にインダクタンスのみの整合ではなく、物理的なコイル配線長が必要な機器（例えば、無線給電用アンテナに用いる印刷配線板、アンテナ配線を形成した印刷配線板）にも適する。そのため、高多層化が困難なフレキシブル印刷配線板であっても取り付けが可能である。
【００１２】
本開示の一実施形態に係る印刷配線板を、図１〜３に基づいて説明する。印刷配線板１０は、絶縁材料（絶縁樹脂層）の少なくとも一方の面に、同一層でうず巻状に配置したコイル配線１をそれぞれ含む４層のコイル配線板１０ａ〜１０ｄを面方向に積み重ね、電気的に接続したものである。コイル配線板１０ａ〜１０ｄはネジ６で上下に固定され、パッド（はんだボールパッド）７で上下を導通して電気的に接続している。印刷配線板１０は、ジャンパー配線５を介して、コンデンサ２および制御ＩＣ３を含む制御回路基板２０の表面パッド部（図示せず）と接続する。また、印刷配線板１０には電流経路を切り替えるためのチップ抵抗４が備えられていてもよい。なお、パッド７、７´、７ａ、７ａ´は、接続ビアを有し、裏面ビアランドと導通している。
【００１３】
コイル配線板１０ａ〜１０ｄに実装されるチップ抵抗４は０Ω抵抗であり、コイル配線１の電流経路を切り替えるものである。例えば印刷配線板１０にチップ抵抗４が未実装の場合、ジャンパー配線５側に電流を流し、チップ抵抗４が実装される場合、下側のコイル配線板のコイル配線に電流を流すことができる。
【００１４】
図３に示すように、印刷配線板１０と制御回路基板２０とを接続するジャンパー配線５は、ジャンパー配線５１，５２を含む。ジャンパー配線５１は、印刷配線板１０の最上層（最表面）のコイル配線１と制御回路基板２０とを表層で接続する。ジャンパー配線５２は、印刷配線板１０の最下層に設置された印刷配線板１０ｄのコイル配線１と一端で接続し、他端をコイル配線板１０ａ〜１０ｃにそれぞれ設けた孔（穴）５３を通して、制御回路配線板２０の表面パッド部（図示せず）に接続する。このジャンパー配線５の材質としては例えば銅が挙げられる。
【００１５】
ねじ６は、複数のコイル配線板１０ａ〜１０ｄを固定するためのねじであり、コイル配線１の外周に設けられる。このねじ６の代わりに、多数のはんだボールなどを溶融し接続してもよい。また、各コイル配線板１０ａ〜１０ｄの間にスペーサーを入れて一定の間隔を設けてもよい。
【００１６】
図１〜３に示す制御回路基板２０は、少なくとも１つのコンデンサ２と制御ＩＣ３とを含む。コンデンサ２は、印刷配線板１０とジャンパー配線５で接続される共振調整用コンデンサであり、取り外すことができるように制御回路基板２０に取り付けられる。このコンデンサ２を取り外し、別のコンデンサ２と入れ替えることでコンデンサの容量を変更することができる。制御ＩＣ３はコンデンサ２と接続される電圧、電流を最適化するためのＩＣである。また、制御回路基板２０には、他にも例えば送電（受電）側回路や充電池（図示せず）などが設けられていてもよい。
【００１７】
上記した印刷配線板１０および制御回路基板２０は、無線給電用の送信側または受信側のアンテナ用印刷配線板１００として使用できる。この無線給電は送信側と受信側のコイル配線間で共振させて電力の送受信を行っている。共振は、印刷配線板１０のコイル配線１の長さによるインダクタンスの値と、制御回路基板２０のコンデンサ２の容量との比によって決まる。このとき、共振している周波数が、無線給電の最も効率が良い周波数である。そのため、コンデンサ２の容量の調整と、印刷配線板１０のインダクタンスの値の調整とが両立できるので、本開示のアンテナ用印刷配線板１００では、無線給電に最も効率の良い周波数を調整することが容易となる。
【００１８】
（２層（両面）構造）
図４を用いて、印刷配線板の配線パターンの一実施形態を説明する。図４（ａ−１）〜（ａ−４）および（ｂ−１）〜（ｂ−４）に示すように、印刷配線板１１０は、コイル配線板１１ａ〜１１ｄおよび１１ａ´〜１１ｄ´をそれぞれ積み重ねて形成される。印刷配線板１１０は、それぞれ第１層（コイル配線板１１ａ〜１１ｄ）と第２層（コイル配線板１１ａ´〜１１ｄ´）とから構成される２層（両面）構造であり、各層がコイル配線１ａ〜１ｄおよび１ａ´〜１ｄ´を片面に有する。
【００１９】
第１層のコイル配線１ａ〜１ｄは、それぞれ層間の樹脂層を介して第２層のコイル配線１ａ´〜１ｄ´と対向する。このとき、第１層のコイル配線１ａ〜１ｄは、外側から内側に向かう巻方向となっており、第２層のコイル配線１ａ´〜１ｄ´は反対に、内側から外側に向かう巻方向となる。
【００２０】
コイル配線板１１ａのコイル配線１ａは、図４（ａ−１）に示すように、一端が制御回路基板２０（図示せず）へ接続するジャンパー配線５１と接続され、他端がうず巻状の略中心部にある接続ビア８ａに接続される。この接続ビア８ａは、図４（ｂ−１）に示す下層のコイル配線板１１ａ´の接続ビア８ａ´と導通し、コイル配線１ａ´に接続される。接続ビア８ａ´から外側へ巻かれるコイル配線１ａ´は、実装されたチップ抵抗４を経てパッド７ａに接続される。パッド７ａは下層のコイル配線板１１ｂ（図４（ａ−２））のコイル配線１ｂの一端のパッド７ａ´と接続する。コイル配線１ｂはパッド７ａ´から、接続ビア８ｂと接続する接続ビア８ｂ´を通して、図４（ｂ−２）に示すコイル配線板１１ｂ´に接続される。
以下同様にして、コイル配線板１１ａ〜１１ｄおよび１１ａ´〜１１ｄ´の各層を接続し、最下層のコイル配線板１１ｄのコイル配線１ｄ（図４（ａ−４））に接続される。このコイル配線１ｄは接続ビア８ｄ、８ｄ´を通して図４（ｂ−４）に示すコイル配線１ｄ´に接続される。
最後に、図４（ｂ−４）に示すコイル配線１ｄ´はジャンパー配線５２と接続されて、印刷配線板１１０の各基板上に設けられた孔５３を通り、最上層のコイル配線板１１ａ側から制御回路基板２０へ接続される。
【００２１】
印刷配線板１１０の各層の接続に、接続ビア８ａ〜８ｄ、８ａ´〜８ｄ´を用いたがこれに限定されず、印刷配線板の層間を導通させる構造物であればよく、例えば、はんだ、導電ペースト、銅線などを用いて接続してもよい。
【００２２】
印刷配線板１１０のパッド７ａおよび７ａ´、パッド７ｂおよび７ｂ´、パッド７ｃおよび７ｃ´は、それぞれ一方がはんだボールパッドで、他方もそれと接続されるはんだボールパッドであるのがよい。
【００２３】
（印刷配線板の組み合わせ）
図５に示すコイル配線板９０は、外側のパッド７からうず巻状に内側の接続ビア８に向かうコイル配線９を１層用いて作成される。コイル配線板９０は外側に、電流経路を切り替えるための０Ωチップ抵抗などを実装するためのパッド４０と、ジャンパー配線を通すための孔５３とを備える。なお、上記した部材は同符号を用いて説明を省略する。
【００２４】
コイル配線板９０は、裏返して貼り合わせると内側の接続ビア８から外側に向かい、重ねて貼り合わせると外側から内側の接続ビア８に向かう。これにより、同じデザインのコイル配線板９０を用いて、コイル配線９の巻き方および巻き数を選択することができ、さらに、直列配線および並行配線の印刷配線板の作成も容易となる。そのため、コイル配線９のインダクタンスの値および配線抵抗値を容易に調整することができる。
【００２５】
（直列配線）
図５に示すコイル配線板９０を用いて、図６に示すようなコイルが直列配線される印刷配線板９０ａを作成する。なお、コイル配線板９１〜９４は、コイル配線板９０と同じものである。
【００２６】
印刷配線板９０ａは、４層のコイル配線板９１〜９４から構成される。１枚目（最上層）のコイル配線板９１は、ジャンパー配線５１と接続される外側から内側の接続ビア８１に向かってコイル配線９がうず巻状に配線される。２枚目のコイル配線板９２は、コイル配線板９１を裏返して重ね合わせたものであり、コイル配線板９１の接続ビア８１とはんだボールなどで導通する内側の接続ビア８２から外側のパッド７に向かっている。また、下層のコイル配線板９３へはんだボールなどで接続するパッド７への電流経路を確保するために、チップ抵抗（０Ω）４が実装されている。３枚目のコイル配線板９３は、コイル配線板９１と同じデザインであり、コイル配線板９２と導通する外側のパッド７から内側の接続ビア８３へと配線されている。４枚目（最下層）のコイル配線板９４は、コイル配線板９３を裏返して重ね合わせたもの（コイル配線板９２と同じデザイン）であり、コイル配線板９３の接続ビア８３とはんだボールなどで導通する内側の接続ビア８４から外側のジャンパー配線５２に向かっている。コイル配線板９４では、印刷配線板９０ａ（コイル配線板９１）表面の孔５３から通したジャンパー配線５２と、コイル配線９が接続される。
【００２７】
このようにコイル配線板９１〜９４まで順番に上層から下層へとコイル配線９が接続されて、直列配線の印刷配線板９０ａを作成することができる。なお、印刷配線板９０ａは、４層に限定されず、必要なインダクタンスを得るまで何枚でも印刷配線板を増やすことができる。その場合、印刷配線板を交互に裏返して重ね合わせていけばよい。
【００２８】
（並行配線）
図５に示すコイル配線板９０を用いて、図７に示すようなコイルが並行配線される印刷配線板９０ｂを作成する。なお、コイル配線板９５〜９８は、コイル配線板９０と同じものである。
【００２９】
印刷配線板９０ｂは、４層のコイル配線板９５〜９８から構成される。１枚目（最上層）および２枚目のコイル配線板９５、９６は同じデザインであり、外側から内側の接続ビア８５に向かってコイル配線９がうず巻状に配線されている。３枚目および４枚目（最下層）のコイル配線板９７、９８は、それぞれ１枚目のコイル配線板９５を裏返して重ね合わせたものであり、コイル配線９が内側の接続ビア８５から外側のパッド７に向かって配線されている。また、コイル配線板９８では、印刷配線板９０ｂ（コイル配線板９５）表面の孔５３から通したジャンパー配線５２と、コイル配線９が接続される。また、コイル配線板９５〜９８は、それぞれが有する接続ビア８５により導通されている。コイル配線板９５と９６は、パッド７により導通されている。また、コイル配線板９７と９８もパッド７とは異なるパッド７´により導通されている。
【００３０】
このようにコイル配線板９５〜９８まで順番に上層から下層へとコイル配線９が接続されて、並行配線の印刷配線板９０ｂを作成することができる。なお、印刷配線板９０ｂは、４層に限定されず、必要なインダクタンスを得るまで何枚でも印刷配線板を増やすことができる。その場合、印刷配線板の上層から半数を同じ向きで重ね合わせ、残り半数を下層まで裏返した向きで重ね合わせていけばよい。
【００３１】
（チップ抵抗を不使用の場合）
本開示の印刷配線板によると、チップ抵抗（０Ω）を使用しない場合でも上下層を接続してインダクタンスの値の調整を行うことができる。例えば図８および図９に示す多層構造の印刷配線板９０ｃは、コイル配線板９９ａ〜９９ｄの４種類を面方向に積み重ねて構成される。コイル配線板９９ａ〜９９ｄのコイル配線９´の巻き方向は同一である。このうち、印刷配線板９９ａおよび９９ｄは、印刷配線板９０ｃの外層表面に配置され、印刷配線板９９ｂおよび９９ｃは、印刷配線板９０ｃの内層に配置される。それぞれの印刷配線板９９ａ〜９９ｄは両面板であり、片面にうず巻状に配線されたコイル配線９´を備え、反対の面に上下層を接続するためのビアランド８０を備える。ビアランド８０は取り付け状況に合わせて適宜形成すればよい。
【００３２】
印刷配線板９０ｃでは、インダクタンスの値を容易に変化させることができる。すなわち、印刷配線板９０ｃにおいて、最小のインダクタンスの値となるのは、コイル配線板９９ａとコイル配線板９９ｄとを接着したものである。インダクタンスの値を増やしたい場合は、コイル配線板９９ｂおよび９９ｃを１組として、必要な組をコイル配線板９９ａ、９９ｄ内に接着し積み重ねていけばよい。このようなコイル配線板９９ａ〜９９ｄは、予めユニット部材として形成しておけば、内層のコイル配線板９９ｂ、９９ｃを必要な枚数を取り付けるだけでインダクタンスを調整できる。
【００３３】
本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改善または改良が可能である。例えば印刷配線板は、コイル配線板を４枚積み重ねる構造に限定されず２枚や６枚、８枚などであってもよい。さらに、コイル配線はコイル配線板の片面のみに限定されず、両面にあってもよい。このような印刷配線板は、予めユニット部材として作成しておくことができる。また、既存の基板のコイル配線部に取り付けおよび電気的接続が可能であれば、従来不可能であった印刷配線板の製造後のインダクタンスの値の調整が可能になる。
【符号の説明】
【００３４】
１    コイル配線
１ａ〜１ｄ  コイル配線
１ａ´〜１ｄ´  コイル配線
２    コンデンサ
３    制御ＩＣ
４    チップ抵抗
５、５１、５２  ジャンパー配線
５３  孔
６    ねじ
７、７´  パッド
７ａ、７ａ´  パッド
８    接続ビア
８ａ〜８ｄ  接続ビア
８ａ´〜８ｄ´  接続ビア
９、９´  コイル配線
１０  印刷配線板
１０ａ〜１０ｄ  コイル配線板
１１ａ〜１１ｄ  コイル配線板
１１ａ´〜１１ｄ´  コイル配線板
２０  制御回路基板
８０  ビアランド
８１〜８５  接続ビア
９１〜９８    コイル配線板
９９ａ〜９９ｄ  コイル配線板
９０、９０ａ、９０ｂ、９０ｃ  印刷配線板
１１０    印刷配線板
１００  アンテナ用印刷配線板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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