(57)【要約】  導体厚さを均一に厚くすると共に、製造効率の向上を図ることの可能なコイル導体の製造方法、及びその方法を用いて製造されたコイル導体を備えた誘導コイルを提供することを目的とする。この目的を達成するため、電解銅めっき法によるコイル導体の製造方法であって、電解銅めっき液は、硫酸銅と、硫酸と、カチオン系界面活性剤と、有機硫黄化合物と、平滑化剤とを含み、被めっき面に対して当該電解銅めっき液を流速２ｍ／ｍｉｎ以上で吹き付けながら、電解析出してコイル形状を形成することを特徴とするコイル導体の製造方法を採用する。
2016104530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解銅めっき法によるコイル導体の製造方法であって、
電解銅めっき液は、硫酸銅と、硫酸と、カチオン系界面活性剤と、有機硫黄化合物と、平滑化剤とを含み、
被めっき面に対して当該電解銅めっき液を流速２ｍ／ｍｉｎ以上で吹き付けながら、電解析出してコイル形状を形成することを特徴とするコイル導体の製造方法。
【請求項２】
前記被めっき面に対して前記電解銅めっき液を流速５０ｍ／ｍｉｎ〜１２０ｍ／ｍｉｎで吹き付ける請求項１に記載のコイル導体の製造方法。
【請求項３】
前記有機硫黄化合物は、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）、又は、メルカプトプロパンスルホン酸（ＭＰＳ）である請求項１又は請求項２に記載のコイル導体の製造方法。
【請求項４】
前記カチオン系界面活性剤は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）である請求項１〜請求項３のいずれかに記載のコイル導体の製造方法。
【請求項５】
前記平滑化剤は、ヤヌスグリーン（ＪＧＢ）である請求項１〜請求項４のいずれかに記載のコイル導体の製造方法。
【請求項６】
電流密度１０Ａ／ｄｍ２〜２００Ａ／ｄｍ２で電解析出してコイル形状を形成する請求項１〜請求項５のいずれかに記載のコイル導体の製造方法。
【請求項７】
前記電解銅めっき液が、硫酸銅６水和物２００ｇ／ｌ〜３００ｇ／ｌと、硫酸２５ｇ／ｌ〜１５０ｇ／ｌと、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）１０ｍｇ／ｌ〜３０ｍｇ／ｌと、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）１０ｍｇ／ｌ〜１００ｍｇ／ｌと、ヤヌスグリーン（ＪＧＢ）１０ｍｇ／ｌ〜３０ｍｇ／ｌとを含む請求項１〜請求項６のいずれかに記載のコイル導体の製造方法。
【請求項８】
前記電解銅めっき液の温度が２０℃〜３０℃である請求項１〜請求項７のいずれかに記載のコイル導体の製造方法。
【請求項９】
渦巻き形状にパターニングされた溝を備えるめっきレジスト層を表面に設けた基板を前記電解銅めっき液に浸漬させ、電解銅めっき法で当該溝内に銅を堆積させてコイル形状を形成する請求項１〜請求項８のいずれかに記載のコイル導体の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載のコイル導体の製造方法を用いて製造したコイル導体を備えたことを特徴とする誘導コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、コイル導体の製造方法、及びその方法を用いて製造したコイル導体を備えた誘導コイルに関し、特に、電解銅めっき法によるコイル導体の製造方法、及びその方法を用いて製造したコイル導体を備えた誘導コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やスマートフォン等の携帯端末機器を含めた電子製品においては、多機能化及び小型化が進み、当該電子製品に用いられるコイル（誘導コイル）に関してもより一層の小型化、薄型化が求められている。例えば、携帯端末機器においては、内蔵されるリチウムイオン蓄電池等の二次電池の充電を行うに際し、電磁誘導を利用した非接触による電力電送を行う充電機能を備えたものがあるが、この非接触充電方法に用いる誘導コイルに関しても更なる小型化、薄型化が求められている。非接触充電方法は、電磁誘導という物理現象を利用して電力伝送を行うものであるため、防水性や防塵性が求められる電動歯ブラシや携帯端末機器等に内蔵される二次電池を非接触で充電することができ、露出した端子部分に錆や汚れが生じて充電できなくなるという問題が生じない。【０００３】
なお、上述した電子製品の小型化及び薄型化を図るにあたっては、コイルをプリント配線技術により製造する方法が提案されているが、プリント配線技術を採用することで、電磁誘導効率が高く、デザイン性に優れた形状の誘導コイルを製造することが可能となる。ちなみに、プリント配線技術を採用することで、形成するコイル導体の断面の縦横比の調整が容易となり、当該断面の形状を円形状や四角形状等の任意の形状にコントロールすることも可能となる。また、プリント配線技術を採用することで、コイル間隔の調整も行えるため、高効率化にも寄与することが出来る。【０００４】
ところが、プリント配線技術によりコイル導体を形成する手法は、基板上に導体層を形成した後にエッチングによりコイル導体を形成するものであり、導体厚さを均一に厚くすることが困難で、携帯端末機器等の非接触充電を行うのに必要となる電流を扱えるコイル導体を製造することが困難であった。また、従来の電解めっき法や無電解めっき法では、導体厚さを均一に大きくするまでに多くの時間がかかり、ランニングコストの増大を招く等の問題があった。そのため、現在では、携帯端末機器等の非接触充電を行うために用いるコイルは、導線を人力又は機械により巻回して製造する方法が主に採用されており、この方法で製造される誘導コイルの小型化及び薄型化を図る試みがなされている。【０００５】
例えば、特許文献１には、更なる薄型化が可能な渦巻き状平面コイルからなる無接点電力電送コイルについて開示がされている。具体的には、特許文献１の無接点電力電送コイルは、単線又は撚り線からなる線状導体を略々同一平面内に渦巻き状に巻回して形成され、その平面コイルの内周側端部と外部接続端子との間の接続を、プリント基板の導体パターンにより行うことで、平面コイルの線状導体を内周側から外周側へ引き出す場合のように、線状導体が重なるのを防ぐものである（特許文献１の０００８，００１１等参照のこと。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７２８７２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、特許文献１に開示の無接点電力電送コイルの製造方法のような、コイル導線を人力又は機械により巻回して非接触充電用コイルを製造する方法では、コイル導線の径が大きくなるにつれて一定の力で安定して巻回することが難しく、コイル導線を密着させて巻き付けることが出来ない。そのため、特許文献１に開示の無接点電力電送コイルの製造方法では、製品品質のばらつきが大きくなり、また十分にコイルの小型化及び薄型化を図ることも出来なかった。特に、コイル導線を人力で巻回して非接触充電用コイルを製造する場合には、コイル導線を巻くために多くの時間がかかり、製造効率が悪く、製造コストの増大を招いていた。従って、従来より主に採用されてきた、コイル導線を人力又は機械により巻回して非接触充電用コイルを製造する方法では、特に携帯端末機器等の非接触充電を行うために用いる誘導コイルの更なる小型化及び薄型化を図ることが困難であった。【０００８】
ちなみに、コイル導線の径を小さくすることで、誘導コイルの小型化及び薄型化を図ることが出来るが、導線の太さを細くすることで、当該導線の抵抗値が上昇して誘導コイルの温度上昇を招くため、別途冷却用のスペースを設ける必要が生じる等、製品の小型化及び薄型化を妨げることとなる。【０００９】
そこで本件発明では、上述した問題に鑑み、導体厚さを均一に厚くすると共に、製造効率の向上を図ることの可能なコイル導体の製造方法、及びその方法を用いて製造されたコイル導体を備えた誘導コイルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本件発明に係るコイル導体の製造方法：本件発明に係るコイル導体の製造方法は、電解銅めっき法によるコイル導体の製造方法であって、電解銅めっき液は、硫酸銅と、硫酸と、カチオン系界面活性剤と、有機硫黄化合物と、平滑化剤とを含み、被めっき面に対して当該電解銅めっき液を流速２ｍ／ｍｉｎ以上で吹き付けながら、電解析出してコイル形状を形成することを特徴とする。【００１１】
また、本件発明に係るコイル導体の製造方法において、前記被めっき面に対して前記電解銅めっき液を流速５０ｍ／ｍｉｎ〜１２０ｍ／ｍｉｎで吹き付けることが好ましい。【００１２】
また、本件発明に係るコイル導体の製造方法において、前記有機硫黄化合物は、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）、又は、メルカプトプロパンスルホン酸（ＭＰＳ）であることが好ましい。【００１３】
また、本件発明に係るコイル導体の製造方法において、前記カチオン系界面活性剤は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）であることが好ましい。【００１４】
また、本件発明に係るコイル導体の製造方法において、前記平滑化剤は、ヤヌスグリーン（ＪＧＢ）であることが好ましい。【００１５】
また、本件発明に係るコイル導体の製造方法は、電流密度１０Ａ／ｄｍ２〜２００Ａ／ｄｍ２で電解析出してコイル形状を形成することが好ましい。【００１６】
また、本件発明に係るコイル導体の製造方法は、前記電解銅めっき液が、硫酸銅６水和物２００ｇ／ｌ〜３００ｇ／ｌと、硫酸２５ｇ／ｌ〜１５０ｇ／ｌと、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）１０ｍｇ／ｌ〜３０ｍｇ／ｌと、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）１０ｍｇ／ｌ〜１００ｍｇ／ｌと、ヤヌスグリーン（ＪＧＢ）１０ｍｇ／ｌ〜３０ｍｇ／ｌとを含むことが好ましい。【００１７】
また、本件発明に係るコイル導体の製造方法は、前記電解銅めっき液の温度が２０℃〜３０℃であることが好ましい。【００１８】
また、本件発明に係るコイル導体の製造方法は、渦巻き形状にパターニングされた溝を備えるめっきレジスト層を表面に設けた基板を前記電解銅めっき液に浸漬させ、電解銅めっき法で当該溝内に銅を堆積させてコイル形状を形成することが好ましい。【００１９】
本件発明に係る誘導コイル：本件発明に係る誘導コイルは、上述したコイル導体の製造方法を用いて製造したコイル導体を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本件発明に係るコイル導体の製造方法では、コイル導体の厚さを均一に厚くすると共に、製造効率の向上を図ることが可能である。従って、本件発明に係る誘導コイルは、当該製造方法を用いて製造されたコイル導体を備えることで、特に携帯端末機器に内蔵される二次電池等の非接触充電に好適に用いることができ、電子製品の更なる小型化に寄与することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本件発明の一実施形態に係る電解銅めっき液の高速噴流装置を示す概略図である。
【図２】本件発明の一実施形態に係る誘導コイルの構成図である。
【図３】本件発明のコイル導体の製造方法の説明図であり、（ａ）〜（ｅ）は製造工程を順に示した説明図である。
【図４】ＳＰＳ含有量と結晶配向強度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本件発明に係るコイル導体の製造方法、及びその方法を用いて製造されたコイル導体を備えた誘導コイルの一実施形態について説明する。
【００２３】
本件発明に係るコイル導体の製造方法：  本件発明に係るコイル導体の製造方法は、電解銅めっき法によるコイル導体の製造方法であって、電解銅めっき液は、硫酸銅と、硫酸と、カチオン系界面活性剤と、有機硫黄化合物と、平滑化剤とを含み、被めっき面に対して当該電解銅めっき液を流速２ｍ／ｍｉｎ以上で吹き付けながら、電解析出してコイル形状を形成することを特徴とする。
【００２４】
本件発明に係るコイル導体の製造方法は、電解銅めっき液が、硫酸銅と、硫酸と、カチオン系界面活性剤と、有機硫黄化合物と、平滑化剤とを含むことで、光沢性、平滑性、及び熱伝導性に優れた電解銅めっき皮膜が析出し、高品質のコイル導体を安定的に製造することが可能となる。
【００２５】
ここで、硫酸銅は、めっき液中に銅イオンを供給するために含有される。また、硫酸は、めっき液の電導度を向上させるという効果を発揮する。本件発明に係るコイル導体の製造方法は、硫酸銅として、特に硫酸銅６水和物を用いることで、上述した効果がより顕著に発揮されるため好ましい。
【００２６】
また、カチオン系界面活性剤は、めっき表面に付着して皮膜を形成し、電気化学的に銅の析出反応を抑制する効果を発揮する。このカチオン系界面活性剤としては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール（ＰＯＥＰＯＰＧ）等を挙げることが出来る。本件発明に係るコイル導体の製造方法は、カチオン系界面活性剤として、特にポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を用いることで、上述した効果がより顕著に発揮されるため好ましい。
【００２７】
そして、有機硫黄化合物は、銅の析出反応を促進し、上述したカチオン系界面活性剤と共存することで析出した銅の結晶を微細化してめっき皮膜の光沢性を向上させる効果を発揮する。本件発明に係るコイル導体の製造方法は、有機硫黄化合物として、特にビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）、又は、ＳＰＳ誘導体である３−メルカプトプロパン−１−スルホン酸（ＭＰＳ）を用いることで、上述した効果がより顕著に発揮されるため好ましい。
【００２８】
更に、平滑化剤は、めっき液の流れが強い部分での銅の析出反応を抑制する効果を発揮する。本件発明に係るコイル導体の製造方法は、平滑化剤として、特にヤヌスグリーン（ＪＧＢ）を用いることで、上述した効果がより顕著に発揮されるため好ましい。
【００２９】
また、本件発明に係るコイル導体の製造方法は、上述した成分を含む電解銅めっき液を採用し、且つ、被めっき面に対して当該電解銅めっき液を流速２ｍ／ｍｉｎ以上で吹き付けながら、電解析出してコイル形状を形成する。本件発明に係るコイル導体の製造方法において、被めっき面に対して当該電解銅めっき液を吹き付ける際の流速が２ｍ／ｍｉｎ以上であることで、銅の析出速度を効果的に上げることが出来る。仮に、被めっき面に対して当該電解銅めっき液を吹き付ける速度が２ｍ／ｍｉｎ未満である場合、銅の電解析出速度を十分に速くすることが出来ず、製造効率の低下を招いてしまう。
【００３０】
ここで、本件発明に係るコイル導体の製造方法は、被めっき面に対して上述した電解銅めっき液を流速５０ｍ／ｍｉｎ〜１２０ｍ／ｍｉｎで吹き付けることがより好ましい。被めっき面に対して上述した電解銅めっき液を流速５０ｍ／ｍｉｎ以上で吹き付けることで、銅の析出速度をより効果的に上げることが可能となる。また、被めっき面に対して上述した電解銅めっき液を流速１２０ｍ／ｍｉｎ以下で吹き付けることで、被めっき面に精密なレジストパターンを形成した場合であっても、当該レジストの損傷を防ぐことが出来る。
【００３１】
なお、被めっき面に対して電解銅めっき液を吹き付ける方法に関しては、特に限定されず、従来公知の装置を用いることが出来る。本件発明の一実施形態として、図１に、電解銅めっき液の高速噴流装置の概略図を示す。図１に示す電解銅めっき液の高速噴流装置２０は、電解銅めっき液３０を攪拌する加圧攪拌槽２２と、アノード２３と、加圧攪拌槽２２に収容された電解銅めっき液３０をワーク４０へ噴射するノズル２４と、ワーク４０に向けて吹き付けられた電解銅めっき液３０の内めっき形成に用いられなかった電解銅めっき液３０をめっき浴槽２１に回収するドレン経路２５と、めっき浴槽２１に収容された電解銅めっき液３０を移送管２６を介して加圧攪拌槽２２に移送するポンプ２７とから構成されたものである。
【００３２】
図１中では、ワーク２０に電解銅めっき液３０を噴き当てるための孔が１カ所のみ形成された状態を示しているが、この孔は複数の孔から構成されていても良い。そして、本件発明に係るコイル導体の製造方法では、上述したように、電解銅めっき液３０をワーク４０に噴き当てる前に、加圧攪拌槽３で電解銅めっき液３０の攪拌を行っているが、この攪拌を行うことで形成されるめっき皮膜の平滑化を効果的に図ることが出来る。なお、ドレン経路２５に形成されるドレン孔の径が、ノズルの吹き出し能力に対して小さ過ぎると、めっき浴槽２１に電解銅めっき液３０がスムーズに回収されず好ましくない。また、当該ドレン孔からの排出能力に対してノズル２４の径が大きくなり過ぎると、ポンプ２７の圧力が上がり過ぎてポンプ２７にエア噛みが生じ、めっき物性の低下を招いてしまうため好ましくない。
【００３３】
そして、本件発明に係るコイル導体の製造方法において、電流密度を従来の最大平均５Ａ／ｄｍ２よりも高い１０Ａ／ｄｍ２〜２００Ａ／ｄｍ２に高めることが好ましい。電流密度を１０Ａ／ｄｍ２〜２００Ａ／ｄｍ２に高めることで、銅の析出速度を従来方法に比べ約４０倍速くすることができ、携帯端末機器等の非接触充電を行うのに必要となる電流を扱うことが可能なコイル導体を短時間で製造することが出来る。更に、本件発明に係るコイル導体の製造方法によれば、上述した組成の電解銅めっき液及び電流密度の電解銅めっき条件を採用することで、めっき物性の優れたコイル導体を安定して製造することが出来る。ここで、電流密度が１０Ａ／ｄｍ2未満である場合、本件発明の電解銅めっき液を用いた場合でも、銅の電解析出速度を十分に速くすることが出来ず、製造効率の低下を招いてしまう。一方、電流密度が２００Ａ／ｄｍ2を超える場合、電流密度が高くなり過ぎることで、めっき外観が悪化する等してめっき物性の優れたコイル導体を安定して製造することが困難となる。
【００３４】
更に、本件発明に係るコイル導体の製造方法において、上述した電解銅めっき液が、硫酸銅６水和物２００ｇ／ｌ〜３００ｇ／ｌと、硫酸２５ｇ／ｌ〜１５０ｇ／ｌと、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）１０ｍｇ／ｌ〜３０ｍｇ／ｌと、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）１０ｍｇ／ｌ〜１００ｍｇ／ｌと、ヤヌスグリーン（ＪＧＢ）１０ｍｇ／ｌ〜３０ｍｇ／ｌとを含むことがより好ましい。
【００３５】
本件発明の電解銅めっき液は、硫酸銅６水和物を２００ｇ／ｌ〜３００ｇ／ｌの範囲でも、銅の電解析出時に電流密度を従来よりも高くすることができ、形成する銅めっき層を高速で厚くすることが可能になる。また、硫酸銅６水和物を２００ｇ／ｌ〜３００ｇ／ｌの範囲で含むことにより、高い電流密度で銅の電解析出を行った場合にも、めっき焼けが生じるのを防いでめっき物性（外観、抗張力、伸び率等）の低下を防止することができる。従って、本件発明に係るコイル導体の製造方法によれば、品質を低下させずに高速で電解銅めっきを行うことが可能になり、電解銅めっき処理に要する時間を大幅に短縮することが出来る。ここで、硫酸銅６水和物の含有量が２００ｇ／ｌ未満の場合は、高電流密度で銅の電解析出を行った場合、めっき物性の低下が生じるのを抑制しつつ、形成する銅めっき層を均一に厚くすることが困難になるため好ましくない。一方、硫酸銅６水和物の含有量が３００ｇ／ｌを超えた場合には、電解銅めっき液の温度が１５℃以下で静止状態にしていると硫酸銅の結晶の沈殿が生じたり、この沈殿物が装置配管内に固着する等して、めっき物性を安定させることが困難になる。
【００３６】
また、本発明の電解銅めっき液は、硫酸を２５ｇ／ｌ〜１５０ｇ／ｌの範囲で含むことにより、被めっき面に対して当該電解銅めっき液を流速２ｍ／ｍｉｎ以上で吹き付けて、銅の電解析出時に電流密度を従来よりも高くすることができ、形成する銅めっき層を高速で厚くすることが可能になる。ここで、硫酸の含有量が２５ｇ／ｌ未満の場合には、析出金属の表面粗度が大きくなり、また、銅の電解析出の高速化を図ることが困難となる。一方、硫酸の含有量が１５０ｇ／ｌを超える場合は、硫酸銅の結晶の沈殿が生じる等して電解銅めっき液の安定性が損なわれ、めっき物性を安定させることが困難になる。
【００３７】
また、本件発明の電解銅めっき液は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を１０ｍｇ／ｌ〜３０ｍｇ／ｌの範囲で含み、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）を１０ｍｇ／ｌ〜１００ｍｇ／ｌの範囲で含み、ヤヌスグリーン（ＪＧＢ）を１０ｍｇ／ｌ〜３０ｍｇ／ｌの範囲で含むことで、電着反応を向上させることが可能となる。ここで、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）の含有量が１０ｍｇ／ｌ未満の場合は、形成した銅めっき層の厚さのばらつきが大きくなる。一方、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）の含有量が３０ｍｇ／ｌを超えた場合には、析出した銅めっきの光沢が不均一となる。また、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）の含有量が１０ｍｇ／ｌ未満の場合は、析出した銅めっきの光沢が全く無くなる。一方、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）の含有量が１００ｍｇ／ｌを超えた場合にも、析出した銅めっきの光沢が無くなる。また、ヤヌスグリーン（ＪＧＢ）の含有量が１０ｍｇ／ｌ未満の場合は、析出した銅めっきの光沢が無くなる。一方、ヤヌスグリーン（ＪＧＢ）の含有量が３０ｍｇ／ｌを超えた場合には、形成した銅めっき層の物性が悪化し、基板を変形させると割れが生じてしまう。
【００３８】
また、本件発明に係るコイル導体の製造方法は、電解銅めっき液の温度が２０℃〜３０℃であることが好ましい。電解銅めっき液の温度を２０℃〜３０℃の範囲内に設定することで、電解銅めっき液が高濃度の硫酸銅を含んでいたとしても硫酸銅の結晶の沈殿を防止し、より高い電流密度で銅の電解析出を行うことが可能になり、形成する銅めっき層を高速で厚くすることが出来る。また、電解銅めっき液の温度を２０℃〜３０℃の範囲内に設定することで、コイル形状にめっきする際に使用するレジストが当該電解銅めっき液により溶解するのを防止し、また、当該レジストの溶解等に伴う不純物の増加を抑制することが出来る。ここで、電解銅めっき液の温度が２０℃未満である場合、電解銅めっき液を攪拌する等しても電流密度を１０Ａ／ｄｍ２以上に設定した際にめっき外観が悪化する等してめっき物性が不安定となる。一方、電解銅めっき液の温度が３０℃を超える場合、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）、ヤヌスグリーン（ＪＧＢ）を含める効果が早期に失われ、電着反応を向上させることが困難となる。電解銅めっき液の温度は、２５℃を超えると光沢剤の消耗が大きくなるため、２５℃付近の温度に設定することがより好ましい。
【００３９】
また、本件発明に係るコイル導体の製造方法は、渦巻き形状にパターニングされた溝を備えるめっきレジスト層を表面に設けた基板を前記電解銅めっき液に浸漬させ、電解銅めっき法で当該溝内に銅を堆積させてコイル形状を形成することが好ましい。
【００４０】
図２は、本件発明の一実施形態に係る誘導コイルの構成図である。図２に示するように、本件発明のコイル導体３は、例えば基板２上に渦巻き形状にパターニングされたコイル形状を採用することが出来る。ちなみに、図２に示すような、平面状の渦巻き形状にパターニングされたコイル形状は、導線を巻きつけた従来の誘導コイルに比べて小型化及び薄型化を図ることが出来るという利点を有する。なお、本件発明のコイル導体の形状は、図２に示すものに限られず、例えば矩形状、多角形状、円形状、楕円形状等で渦巻き形状にパターニングされたものであってもよく、コイルの使用目的に応じてその形状を適宜選択することが出来る。
【００４１】
また、本件発明に係るコイル導体の製造方法は、コイル形状を形成するに際して、基板上に渦巻き形状にパターニングされた溝を備えるめっきレジスト層を設けることで、安定して銅めっき層を厚くすることができ、高品質のコイル導体を得ることが出来る。
【００４２】
図３は、本発明のコイル導体の製造方法の説明図であり、（ａ）〜（ｅ）は製造工程を順に示した説明図である。ここで、参考として、本件発明に係るコイル導体の製造方法の工程を例示しておく。まず、基板２におけるコイル導体３を形成する側の表面に絶縁層１０を形成する（図３中（ａ）参照のこと。）。次に、当該絶縁層１０の上にめっき触媒（白金等）１１を付与する（図３中（ｂ）参照のこと。）。次に、当該めっき触媒１１上のコイル形状形成領域１３以外の場所にめっきレジスト層１２を形成する（図３中（ｃ）参照のこと。）。ここで、めっきレジスト層１２を形成するにあたっては、従来公知の技術を適宜採用することが出来る。次に、無電解めっき法で、めっきレジスト層１２の形成されないめっき触媒１１の露出した面に導電層（銅層）１４を形成する（図３中（ｄ）参照のこと。）。なお、この工程では、図示していないが、基板を貫通するようにスルーホールを設けた場合に、当該スルーホール内にも導電層１４が形成される。そして、当該導電層１４が一方の電極回路を構成するような電解銅めっきを行い、コイル形状の導電層１４上にコイル導体３を形成する（図３中（ｅ）参照のこと。）。
【００４３】
本件発明に係る誘導コイル：  本件発明に係る誘導コイルは、上述したコイル導体の製造方法を用いて製造したコイル導体を備えたことを特徴とする。
【００４４】
本件発明に係る誘導コイル１は、上述したコイル導体の製造方法を用いて製造したコイル導体３を備えたものであり、小型化及び薄型化を実現しながらも高効率を実現することが出来る。従って、本件発明に係る誘導コイル１は、コイン型二次電池を用いる補聴器等の小型機器や、高輝度で大型のディスプレイやゲーム機等様々なアプリケーションが備わり急速充電が求められる最近の携帯電話やスマートフォン等の携帯端末機器の非接触充電用として好適に用いることが出来る。ちなみに、本件発明に係る誘導コイル１は、これら機器に用いるに際して、筐体ケースの内側にコイル導体を形成したり、コイン型二次電池の表面に直接コイル導体を形成する等して誘導コイルとすることで、当該機器の更なる小型化、薄型化、及び高性能化を図ることが可能となる。
【００４５】
参考までに、本件発明に係る誘導コイルは、図２に示す構造を採用することが出来る。図２に示す誘導コイル１は、スルーホール５，７を設けることで、外部接続用端子８を、外部接続用端子４と同じ基板面に設けられる構造としたものであり、当該外部接続用端子４，８が設けられる面とは反対側の面に当該スルーホール５，７連結用の導線６が形成される。ここで、当該端子４，８は、当該コイル導体３に電流を供給する駆動基板に接続される。例えば、このような構造を備えることで、誘導コイルは、高周波電流によって高周波磁界を発生させ、コイル導体に当該誘導コイルが発生する高周波磁界によって誘導電流が流れることとなる。なお、図２に示す誘導コイル１において、スルーホール５，７連結用の導線６の形状に関しても、渦巻き形状にすることも可能である。更に、当該外部接続用端子４，８をコイルの側面に設けるようにしてもよい。
【００４６】
ちなみに、非接触充電を行うための誘導コイルとして、巻き線型、積層型、薄膜型があげられるが、本件発明に係る誘導コイルは、図２に例示した平面状のコイルに限定されるものではない。例えば、本件発明に係る誘導コイルは、積層型や巻き線型とすることもでき、スマートフォンに内蔵されるような小型アンテナ等としても用いることが出来る。また、非接触充電方法による電力伝送方式として、電磁誘導方式や磁気共鳴方式等が挙げられるが、これらはいずれもコイルを向かい合わせに置いて一方に電源を接続して給電し、他方のコイルで受電するものであり、共に電磁誘導という物理現象を利用し同じ原理を用いたものであるため、本件発明に係る誘導コイルを用いることが出来る。
【００４７】
以上に、本件発明に係るコイル導体の製造方法、及びその方法を用いて製造したコイル導体を備えた誘導コイルについて説明したが、以下に本件発明の実施例を示し、本件発明をより詳細に説明する。なお、本件発明はこれらの例により何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００４８】
実施例１では、電解銅めっき液の組成及び電流密度を一定とした場合における、ワークの被めっき面に対する当該電解銅めっき液の噴流条件別の析出膜厚の変化について確認を行った。この実施例１では、ワークに対して、アルカリ脱脂（５ｍｉｎ×３回）を行った後に酸洗い（１ｍｉｎ×３回）を行い、電気銅めっきを施した。また、電解銅めっき処理を行うに際し、めっき処理温度は、２５℃とし、電流密度は５０Ａ／ｄｍ２とした。【００４９】
実施例１で用いる電解銅めっき液の組成は、以下に示す通りである。また、実施例１で用いるワークは、１０×２０×０．５（ｍｍ）の板状の鋼材とした。【００５０】
＜電解銅めっき液の組成＞
・硫酸銅５水和物（ＣＵＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）：２５０ｇ／ｌ
・硫酸（Ｈ２ＳＯ４）：５０ｇ／ｌ
・塩化物イオン（ＮａＣｌ）：５０ｍｇ／ｌ
・ポリエチレングリコール（ＰＥＧ２０００）：３０ｍｇ／ｌ
・ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）：５０ｍｇ／ｌ
・ヤヌスグリーンＢ（ＪＧＢ）：３０ｍｇ／ｌ【００５１】
以下に示す表１には、噴流条件別の析出膜厚を測定した条件及び結果を示す。表１より、実施例１のめっき液の噴流速度「３４（ｍ／ｍｉｎ）」では、計５回の平均膜厚が２．０μｍ、計５回の平均析出効率が７．５％となった。なお、膜厚の測定に関しては、電子天秤（Ａ＆Ｄ社製「ＧＲ−２０２」）を用いた。
【実施例２】
【００５２】
実施例２では、実施例１と同様に、電解銅めっき液の組成及び電流密度を一定とした場合における電解銅めっき液の噴流条件別の析出膜厚の変化について確認を行った。実施例２で用いる電解銅めっき液の組成、電流密度、ワークの材質及び形状は、実施例１と同じとした。【００５３】
以下に示す表１には、噴流条件別の析出膜厚を測定した条件及び結果を示す。表１より、実施例２のめっき液の噴流速度「６８（ｍ／ｍｉｎ）」では、計５回の平均膜厚が２０．６μｍ、計５回の平均析出効率が７９．３％となった。なお、膜厚の測定に関しては、実施例１と同じ条件で行った。
【実施例３】
【００５４】
実施例３では、実施例１と同様に、電解銅めっき液の組成及び電流密度を一定とした場合における電解銅めっき液の噴流条件別の析出膜厚の変化について確認を行った。実施例３で用いる電解銅めっき液の組成、電流密度、ワークの材質及び形状は、実施例１と同じとした。【００５５】
以下に示す表１には、噴流条件別の析出膜厚を測定した条件及び結果を示す。表１より、実施例３のめっき液の噴流速度「１０２（ｍ／ｍｉｎ）」では、計５回の平均膜厚が１９．３μｍ、計５回の平均析出効率が７４．２％となった。なお、膜厚の測定に関しては、実施例１と同じ条件で行った。【００５６】
【表１】
2016104530.tif 000003
【実施例４】
【００５７】
実施例４では、電解銅めっき液に添加するビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）（以下、単に「ＳＰＳ」と称す）の含有量別のめっき析出膜の結晶配向の確認を行った。実施例４では、用いる電解銅めっき液の成分を実施例１と同じものを用い、電解銅めっき液の組成に関してはＳＰＳの添加量のみを変更した。また、実施例４では、電流密度、ワークの材質及び形状は、実施例１と同じとした。【００５８】
図４には、ＳＰＳ添加量と結晶配向強度比との関係を示す。図４より、ＳＰＳを添加することで、１１１面に優先的に配向される傾向が得られた。また、特に電解銅めっき液におけるＳＰＳ含有量が２０〜５０ｐｐｍのときに１１１面の成長が著しい結果が得られた。なお、めっき析出膜の結晶配向の確認には、リガク社製Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いた。
【比較例】
【００５９】
［比較例１］
比較例１は、実施例４の対比用として、実施例４と同様に、電解銅めっき液に添加するＳＰＳの含有量別のめっき析出膜の結晶配向の確認を行った。比較例１で用いる電解銅めっき液の組成、電流密度、ワークの材質及び形状は、実施例４と同じとした。
【００６０】
図４には、噴流条件別の析出膜厚を測定した結果を示す。図４より、比較例１のようなＳＰＳ含有量（ｍｇ／ｌ）が「０」である場合には、１１１面の成長が十分に図れず、２００面が優先的に配向される傾向が得られた。なお、めっき析出膜の結晶配向の確認に関しては、実施例４と同じ条件で行った。
【００６１】
＜析出膜厚確認の評価＞
以下に、実施例１〜３について行った、ワークの被めっき面に対する電解銅めっき液の噴流条件別の析出膜厚確認の評価を示す。表１には、実施例２及び３の方が実施例１に比べて、銅の電解析出速度を十分に速くするという優れた効果が発揮出来ることが示されている。よって、表１に示す結果より、ワークの被めっき面に対して電解銅めっき液を５０ｍ／ｍｉｎ〜１２０ｍ／ｍｉｎで吹き付けるのが、高速で且つ性状の良い析出膜を得る上でより好ましいことが分かった。
【００６２】
＜結晶配向確認の評価＞
以下に、実施例３、比較例２について行った、ＳＰＳの含有量別のめっき析出膜の結晶配向の確認の評価を示す。図４には、ＳＰＳ含有量（ｍｇ／ｌ）が「０」の場合よりも、ＳＰＳ含有量（ｍｇ／ｌ）が「１０」、「２０」、「３０」、「４０」、「５０」、「６０」、「７０」の方が、１１１面の成長が促進されることが示されている。１１１面の成長が促進されることで、良好な展延性が得られるという効果を得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本件発明に係るコイル導体の製造方法によれば、高速で銅の電解析出を行った際に、めっき物性の低下が生じるのを抑制することが出来るため、電解銅めっき処理の時間を短縮し、製造効率を向上させることが可能である。また、本件発明に係るコイル導体の製造方法によれば、電流密度を高くすることで電解銅めっき処理槽の長さを短くすることができ、めっき設備の省スペース化を図ることも可能である。そして、本件発明に係る誘導コイルは、上述のコイル導体の製造方法により製造されたコイル導体を備えるものであるため、電子製品の更なる小型化に寄与することが可能となり、携帯端末機器に内蔵されるリチウムイオン蓄電池等の二次電池の充電用コイルや携帯端末機器のＣＰＵ電源回路向けのコイル、コイン型二次電池の無線充電用コイル、無線通信用小型アンテナ等として好適に用いることが出来る。更に、本件発明に係る誘導コイルは、携帯端末機器や補聴器等の電子機器以外にも電車や電気自動車等の輸送機器等様々な機器又は装置に好適に用いることが出来る。
【符号の説明】
【００６４】
１      誘導コイル
２      基板
３      コイル導体
４      端子
５      スルーホール
６      導線
７      スルーホール
８      端子
１０    絶縁層
１１    触媒
１２    めっきレジスト層
１３    コイル形状形成領域
１４    導電層
２０    高速噴流装置
２１    めっき浴槽
２２    加圧攪拌槽
２３    アノード
２４    ノズル
２５    ドレン経路
２６    移送管
２７    ポンプ
３０    電解銅めっき液
４０    ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2016104530.tif 000007
【国際調査報告】
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