(57)【要約】【課題】導体層同士が短絡していない極めて小さいサイズのコイルを製造できるコイルの製造方法を提供する。【解決手段】切断面の短絡を除去するための電解エッチング工程において、切断用のジグ８として導体を用い、巻回体５の導体層とジグ８との電気的導通を確保した上で切断を行い、電解エッチングの時にコイル（巻回体５）に電流を通電するための電極として、前記ジグ８自身を使用する。これにより、コイル６が小さい場合でも、複数のコイル６の導体層に対して、同時かつ均一に電圧供給することが容易に行え、導体層同士が短絡していない信頼性の高い、小型かつ薄型のコイルを得ることができる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体層と絶縁層とを有する複数層のフィルムを巻き芯のまわりに巻回して巻回体を形成する工程と、切断用のジグに設けた溝に前記巻回体をはめ込み、保持材を前記溝に入れて前記巻回体を固定し、所定の厚みに切断する工程と、切断面の短絡を除去する電解エッチング工程とを含むコイルの製造方法であって、前記切断用のジグとして導体を用い、巻回体の導体層と前記ジグとの電気的導通を確保した上で切断を行い、電解エッチングの時に巻回体の導体層に電流を通電する電極として、前記ジグ自身を使用することを特徴としたコイルの製造方法。
【請求項２】
切断工程において、切断された巻回体同士が互いに離反した状態となるように切断する一方で、各巻回体に導通するジグは一部がつながって一体化されたままの状態で切断することを特徴とした請求項１記載のコイルの製造方法。
【請求項３】
導体層と絶縁層とを有する複数層のフィルムを巻き芯のまわりに巻回して巻回体を形成する工程と、切断用のジグに設けた溝に前記巻回体をはめ込み、保持材を前記溝に入れて前記巻回体を固定し、所定の厚みに切断する工程と、切断面の短絡を除去する電解エッチング工程とを含むコイルの製造方法であって、電解エッチング中に生じる生成物を除去する電解液の流れを、エッチング途中に停止することを特徴としたコイルの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のコイルの製造方法により製造されたことを特徴としたコイル。
【請求項５】
請求項４に記載のコイルを使用したことを特徴とする平面モータ。
【請求項６】
請求項５に記載の平面モータを使用したことを特徴とする振動モータ。
【請求項７】
請求項５に記載の平面モータを記録媒体の回転手段として使用したことを特徴とする磁気記録、あるいは層変化記録、あるいは光磁気記録用のドライブ装置。
【請求項８】
請求項６に記載の振動モータを使用したことを特徴とする携帯端末。
【請求項９】
請求項７に記載のドライブ装置を使用したことを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコイル製造方法およびコイルとそのコイルを使用した電子機器に関し、特に小型かつ薄型のコイルに適したコイルおよびその製造方法、ならびに、それを使用した平面モータなどの電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の平面モータとして、駆動用のコイルとマグネットとが対向されて配置され、電磁的な相互作用によってトルクを発生させる薄型の平面モータは既に知られている。この平面モータなどに使用されるコイルの製造方法は、例えば特許文献１〜３などに開示されているが、コイルの製造方法のひとつとして、絶縁層と導体層とからなるフィルムを巻き芯のまわりに巻回した後に所定の厚みに切断する方法がある。
【０００３】
以下、従来のコイルの製造方法について図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）において、１は巻き芯、２は導体層、３は絶縁層である。導体層２と絶縁層３とは接着されており、２層からなるフィルム４を形成している。巻き芯１は導電層２と電気的導通を確保した上で接合され、テンションをかけながらフィルム４を巻き芯１に巻き付けることにより、図５（ｂ）に示すような巻回体５を得る。次にこの巻回体５を所定の厚さに切断して図６に示すようなコイル６を得ていた。切断の具体的方法としてはダイシングソー、ワイヤソー、放電加工等の方法が用いられてきた。導体層２としては、電気抵抗の低いＣｕ等の金属が通常用いられ、切断時に伸びてバリ２ａを生じる。この際、積層された導体層２のバリ２ａ同士が互いに接触することにより、コイル６の短絡（巻回体５における導体層２同士の短絡）を起こしてしまうという問題があった。
【０００４】
この問題を解決するために、切断後にバリ２ａを除去すべく、塩化第２鉄水溶液等の薬品を用いた化学的処理によって切断面に対してエッチングする工程を加える工夫がなされてきた。ところが、化学反応を利用した処理であるために、液温、液濃度、処理時間等の条件管理が複雑で生産性に劣っていた。
【０００５】
金属を除去する他の方法としては、図７に示すように、切断した巻回体５の導体層２に接続する配線２１を接続し、これらの巻回体５を電解液１２中につけ、電解液１２中で配線２１と電極１１とに電源１３からの電圧を印加することで、電気的な研磨を行う電解エッチング方法が知られている。なお、１４は電解液１２を溜めるエッチング電解槽である。この電解エッチング方法によれば、エッチング量を、供給した電流量で制御することができるという利点や、電解集中効果により導体層２同士の短絡部（バリ２ａ）が選択的に除去されやすいという利点もある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３０３０１３号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平１０−２２３４２７号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開平１０−３４１５４９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年のデバイスの小型化に伴い、コイル６のサイズも例えば直径５ｍｍ以下と小さくなっている。このため、上記従来の電解エッチング方法を用いて、大量の微小なコイル６に対して、その導体層２に配線２１を個別に接続し、これらの微小なコイル６を同時に、かつ均一に電圧を印加することは非常に困難であり、電気的な研磨の応用のうえで大きな障壁となっている。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するもので、導体層同士が短絡していない極めて小さいサイズのコイルを、良好な生産性を維持しながら製造することができるコイルの製造方法、およびこの方法により製造されるコイルとそのコイルを使用した電子機器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために、巻回体を切断するためのジグとして導体を用い、巻回体の導体層と前記切断用のジグとを電気的導通を確保した上で切断を行い、電解エッチングの時にコイルに電流を通電するための電極として、前記切断ジグ自身を使用したものである。
【００１２】
この発明によれば、導体層同士が短絡していない極めて小さいサイズのコイルを、良好な生産性を維持しながら製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、導体層と絶縁層とを有する複数層のフィルムを巻き芯のまわりに巻回して巻回体を形成する工程と、切断用のジグに設けた溝に前記巻回体をはめ込み、保持材を前記溝に入れて前記巻回体を固定し、所定の厚みに切断する工程と、切断面の短絡を除去する電解エッチング工程とを含むコイルの製造方法であって、前記切断用のジグとして導体を用い、巻回体の導体層と前記ジグとの電気的導通を確保した上で切断を行い、電解エッチングの時に巻回体の導体層に電流を通電する電極として、前記ジグ自身を使用することを特徴とする。
【００１４】
この方法によれば、ジグに対して電気的に接続すればよいため、コイルが小さい場合でも接続し易くなり、複数の巻回体の導体層に対して、同時かつ均一に電圧供給することが容易に行える。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のコイルの製造方法における切断工程において、切断された巻回体同士が互いに離反した状態となるように切断する一方で、各巻回体に導通するジグは一部がつながって一体化されたままの状態で切断することを特徴とする。
【００１６】
この方法によれば、１つのジグに対してだけ電気的に接続すれば、複数の巻回体に対して電気的に接続できるため、接続のための手間や時間を省くことができて、生産性が向上する。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、導体層と絶縁層とを有する複数層のフィルムを巻き芯のまわりに巻回して巻回体を形成する工程と、切断用のジグに設けた溝に前記巻回体をはめ込み、保持材を前記溝に入れて前記巻回体を固定し、所定の厚みに切断する工程と、切断面の短絡を除去する電解エッチング工程とを含むコイルの製造方法であって、電解エッチング中に生じる生成物を除去する電解液の流れを、エッチング途中に停止することを特徴とする。
【００１８】
この方法によれば、エッチング途中に停止することで、コイル断面に反応生成物の保護層を形成することができ、導体層が外部に露出することを防止できる。
請求項４に記載の本発明のコイルは、請求項１〜３の何れかに記載のコイルの製造方法により製造されたことを特徴とする。
【００１９】
これによれば、良好に電解エッチングされて、導体層同士が短絡していない信頼性の高い、小型かつ薄型のコイルを得ることができる。
請求項５記載の本発明の平面モータは、請求項４に記載のコイルを使用したことを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、信頼性の高い、小型かつ薄型のコイルを使用するため、平面モータとしても、信頼性を向上し、小型かつ薄型化することができる。
請求項６記載の本発明の振動モータは、請求項５に記載の平面モータを使用したことを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、振動モータとしても、信頼性を向上し、小型かつ薄型化することができる。
請求項７記載の本発明の磁気記録、あるいは層変化記録、あるいは光磁気記録用のドライブ装置は、請求項５に記載の平面モータを記録媒体の回転手段として使用したことを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、記録媒体の回転手段の信頼性を向上できるとともに、小型かつ薄型化することができるので、磁気記録、あるいは層変化記録、あるいは光磁気記録用のドライブ装置としても信頼性を向上できるとともに、小型かつ薄型化することができる。
【００２３】
請求項８記載の本発明の携帯端末は、請求項６に記載の振動モータを使用したことを特徴とする。
この構成によれば、携帯端末としても、信頼性を向上し、小型かつ薄型化することができる。
【００２４】
請求項９記載の本発明の携帯端末は、請求項７に記載のドライブ装置を使用したことを特徴とする。
この構成によれば、携帯端末としても、信頼性を向上し、小型かつ薄型化することができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４を用いて説明する。なお、図４は最終製品となるコイルの正面図である。
図１（ａ）において、１は最終的にコイル６（図４参照）の中心電極となる巻き芯、２は導体箔からなる導体層、３は絶縁層である。ここで、巻き芯１は導電性のある材料を用いればよく、例えば、ステンレス、銅、銀、アルミニウムやこれらを含む合金等を使用する。導体箔からなる導体層２の材料は導電材料を用いればよく、例えばＣｕ、Ａｌ、または、それらを含む合金等を用いればよい。さらに好ましくは、導体層２として電気抵抗を低くするためにＣｕがよい。また、絶縁層３としては、絶縁性を有する例えばＰＥＴなどの樹脂フィルム等を用い、この樹脂フィルム等からなる絶縁層３を導体層２上に塗布して２層のフィルム４を得る。
【００２６】
次に、図１（ｂ）に示すように、導体層２と絶縁層３とからなる２層のフィルム４と巻き芯１とを電気的に接合し、この後、テンションをかけながら巻き芯１にフィルム４を巻き付けていき、巻回体５を形成する（巻回体作成工程）。なお、巻き芯１とフィルム４との接合は導電性接着剤やハンダ接合等の方法によればよい。ここで、巻き芯１として直径約１．０ｍｍ、長さ６０ｍｍの台形断面のものを用い、４μｍ厚のＣｕからなる導体層２と１μｍ厚の接着層を兼ねたＰＥＴからなる絶縁層３との２層からなるフィルム４を巻き芯１に３０回巻き付けた場合、巻回体５の直径は１．３ｍｍ程度になる。
【００２７】
この巻回体５を１２０℃、３０分の熱処理で層間接着を行った後、図２（ａ）に示すように、導電性材料からなる切断用のジグ８に巻回体５をはめ込み、巻回体５の回りに保持材９を充填してジグ８に固定した（保持固定工程）。このとき、巻回体５の外周壁の絶縁層３を剥離して導体層２を外部に露出させておいたうえで、切断用のジグ８に設けた溝８ａの底面に電気接続材料１０を設置してから保持材９を流し込む。電気接続材料１０は導電性接着剤等を用いればよいが、巻回体５をジグ８に押し付けて固定することで接触を確保してもよい。
【００２８】
ここで、切断用のジグ８は導電材料を使用すればよいが、切断時にジグ８ごと切断を行うため、容易に切断できるものが良い。本発明の実施の形態においてはダイシングソーによって切断を行っているため、切断用のジグ８としては等方性黒鉛材を用いるとよく、幅１５ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚み５ｍｍの板材に幅１．５ｍｍ×長さ５０ｍｍ×深さ１．５ｍｍの溝８ａを設けたものを使用した。
【００２９】
また、保持材９としては、加熱することで繰り返し軟化する性質を示すホットメルト系の仮止め接着剤を用いればよい。この場合に、コイルの絶縁層３に用いる材料が溶解しないような範囲の温度において作業を行う必要があるため、保持材９としては、比較的低温で粘度が低くなる材料が良く、例えば日化精工株式会社製アドフィックスやアドフィックス−Ａ（製品名）が好ましい。本実施の形態では絶縁層３としてＰＥＴを用いたため、１２０℃で十分な粘度低下を得られる保持材９の材料としてアドフィックス（製品名）を用いた。
【００３０】
次に、このジグ８を、ダイシングソーによって巻回体５を含んだ切断部分が２５０μｍの厚みとなり、図２（ｂ）に示すような形状となるように切り出す（切断工程）。すなわち、切断された巻回体５同士が互いに離反した状態となるように完全に切断されながら、各巻回体５に導通するジグ８は下部でつながって一体化されたまま残るように、各巻回体５間の部分を溝状に切削する。
【００３１】
この際、導体層２同士は切断時のバリ２ａ（図６参照）によって部分的に短絡を起こしている。また、全ての巻回体５における導体層２は電気接続材料１０を介してジグ８と電気的に接続されている。
【００３２】
このジグ８を、図３に示すように、電解液１２の入ったエッチング槽１４の中に入れ、電源１３のプラス極とジグ８とを接続し、電源１３のマイナス極とカーボン等からなる電極１１とを接続する。そして、電極１１の先を電解液１２の中に入れて電源１３により電圧を印加すると、導体層２のバリ２ａが溶解する（電解エッチング工程）。この場合に、電源１３はＤＣ電源でよいが、パルス電源でも良い。電解液１２はＮａＣｌ水溶液やＮａＮＯ３水溶液等でよい。この電解エッチング工程では、印加電圧を５Ｖに設定し、２秒間の電圧印加、２秒間の休止を１サイクルとして６０サイクル繰り返した。エッチング処理中の電解液には流れを持たせておき、コイル表面に生じる反応生成物を順次除去する。これにより、反応の進行に伴うエッチングレート低下を防止する。
【００３３】
エッチング処理が終わった各巻回体５をジグ８ごと温水により５分間洗浄を行ったのち、ホットプレートで１００℃に加熱して各巻回体５を取り出し、さらにアルコールにより１５分間洗浄を行って保持材９を除去して（洗浄工程）、図４に示すようなコイル６を得た。
【００３４】
上記の手順によって得られたコイル６の抵抗を測定したところ、１．９〜２．０Ωを示し、導体層２のバリ２ａなどの短絡部が除去されていた。
また、エッチング処理において、６０サイクルの電圧印加のうち途中までは水流を持たせておき、例えば終わりの１０サイクルの処理は水流を停止してエッチングを行ってもよい。この場合には、コイル６における断面部６ａにエッチングの際に反応して生成された反応生成物の保護層を形成することができる。
【００３５】
上記方法によれば、電解エッチングをするに際して、コイル６（巻回体５）が極めて小さい場合でも、電源１３からの接続配線をジグ８に対して接続すればよいため、容易にでき、複数のコイル６（巻回体５）の導体層２に対して、同時かつ均一に電圧供給することが容易に行える。したがって、電解エッチングにより、導体層２のバリ２ａなどの短絡部が良好に除去され、導体層２同士が短絡していない信頼性の高い、小型かつ薄型のコイル６を得ることができる。
【００３６】
また、電源１３からの接続配線を接続するに際し、１つのジグ８に対してだけ電気的に接続すれば、複数の巻回体５に対して電気的に接続できるため、接続のための手間や時間を省くことができて、生産性が向上する。
【００３７】
さらに、電解エッチング中に生じる生成物を除去するために起こす電解液の流れを、エッチング途中に停止することで、コイル６の断面部６ａに反応生成物の保護層を形成することができ、導体層２が外部に露出することを防止できる。これにより、導体層２におけるコイル６の断面部６ａに臨む部分が保護層により保護されるため、この後のコイル６のハンドリング時などに導体層２に外部から別のものが当接して損傷してしまう可能性を低減することができ、信頼性が向上する。
【００３８】
また、この実施の形態で製造したコイル６は、小型かつ薄型で、しかも信頼性が高いため、このコイル６を、電子機器の１例としての平面モータに用いることで、平面モータとしても、小型かつ薄型で、かつ信頼性が高いものを実現できる。さらに、この平面モータを電子機器の他の例としての振動モータに用いることで、小型かつ薄型で、かつ信頼性が高い振動モータを実現できる。
【００３９】
また、前記平面モータを記録媒体の回転手段として使用することで、電子機器のさらに他の例としての磁気記録用、あるいは層変化記録用、あるいは光磁気記録用のドライブ装置を、小型かつ薄型化して、かつ信頼性を向上させることができる。
【００４０】
さらに、前記振動モータを、電子機器のさらに他の例である携帯電話における着信通知用として使用したり、前記ドライブ装置を携帯電話の各種データ記録用として使用したりすることにより、携帯電話の小型かつ薄型化をさらに促進して、かつ信頼性を向上させることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、切断面の短絡を除去するための電解エッチング工程において、切断用のジグとして導体を用い、巻回体の導体層と前記ジグとの電気的導通を確保した上で切断を行い、電解エッチングの時に巻回体の導体層に電流を通電する電極として、前記ジグ自身を使用することで、コイルが小さい場合でも、複数の巻回体の導体層に対して、同時かつ均一に電圧供給することが容易に行え、導体層同士が短絡していない信頼性の高い、小型かつ薄型のコイルを得ることができる。
【００４２】
また、切断工程において、切断された巻回体同士が互いに離反した状態となるように切断する一方で、各巻回体に導通するジグは一部がつながって一体化されたままの状態で切断することで、１つのジグに対してだけ電気的に接続すれば、複数の巻回体に対して電気的に接続でき、接続のための手間や時間を省くことができて、生産性が向上する。
【００４３】
さらに、電解エッチング中に生じる生成物を除去するために起こす電解液の流れを、エッチング途中に停止することで、コイルの断面部に反応生成物の保護層を形成することができ、この保護層により導体層におけるコイルの断面部に臨む部分が保護されるため、この後に導体層に外部から別のものが当接して損傷してしまう可能性を低減することができ、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係るコイルの製造方法における巻回体作成工程を示す斜視図
【図２】（ａ）および（ｂ）は同コイルの製造方法における保持固定工程および切断工程を示す斜視図
【図３】同コイルの製造方法における電解エッチング工程を概略的に示す図
【図４】同コイルの製造方法により製造したコイルの正面図
【図５】従来のコイルの製造方法における巻回体作成工程を示す斜視図
【図６】コイルを切断して製造した直後の状態を示す正面図
【図７】従来のコイルの製造方法における電解エッチング工程を概略的に示す図
【符号の説明】
１      巻き芯
２      導体層
２ａ    バリ
３      絶縁層
４      フィルム
５      巻回体
６      コイル
６ａ    断面部
８      ジグ
９      保持材
１０    電気接続材料
１１    電極
１２    電解液
１３    電源
１４    エッチング槽
【図１】
2004172324.tif 000003
【図２】
2004172324.tif 000004
【図３】
2004172324.tif 000005
【図４】
2004172324.tif 000006
【図５】
2004172324.tif 000007
【図６】
2004172324.tif 000008
【図７】
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