(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイルあるは２次コイルの少なくとも一方に直流高電圧が重畳し、直流高電圧が重畳する側のコイルは樹脂材料による成形体内に埋め込み状態に一体化させるモールド変圧器のモールド処理方法であって、
前記コイルは、外側に導電性テープを巻き回して全体を覆い包んで導電性膜層を有する埋め込み体とし、前記樹脂材料により支持片を形成するが当該支持片は硬化が完了していない未完了硬化の状態におき、前記埋め込み体の下部へ前記支持片を装着すると共に当該支持片の対応部位を金型の底面の凹部へ嵌め合わせて支持し、次に前記金型内へ前記樹脂材料を充填して熱硬化させるようにし、
前記支持片は前記埋め込み体の下部を受ける受け座部と、前記金型の底面の凹部と嵌め合う凸部とを有し、前記受け座部と前記凸部との間には界面を大きく得るための凹凸が上下に複数並ぶように設ける構成とし、未完了硬化の状態にある当該支持片の表面にサンドブラスト加工を行うようにし、
前記凹凸は、角形状を持たないなだらかな曲線で連なる形状から構成されることを特徴とするモールド変圧器のモールド処理方法。
【請求項２】
前記金型の底面の凹部は、当該底面との周縁を所定の丸み形状とすることを特徴とする請求項１に記載のモールド変圧器のモールド処理方法。
【請求項３】
前記導電性テープに替えて、半導電性テープを用いることを特徴とする請求項１または２に記載のモールド変圧器のモールド処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールド変圧器のモールド処理方法に関するもので、より具体的には、樹脂材料による成形体（モールド）内にコイルを埋め込み状態に一体化させるようにしたモールド変圧器についてモールドの形成方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置用の変圧器では、一般的に、絶縁のためにコイルを収納するケース内にオイルを充填した構成を採っている。これに対して本発明者は特許文献１にあるような変圧器を創案している。この創案した変圧器は、絶縁性を良好に得るため、樹脂材料による成形体（モールド）内にコイルを埋め込み状態に一体化させ、いわゆるモールド構成にしている。１次側，２次側のコイルは、例えば平角線材などの線材を巻き回すことにより形成する。そして、モールドは、例えばエポキシ樹脂と充填材との混合樹脂などから形成している。
【０００３】
半導体製造装置用のモールド変圧器は、使用に際して１次コイル，２次コイルの少なくとも一方に直流高電圧が重畳する設定を採ることがある。直流の高電圧は、例えば２００〜３００ｋＶ程度となる。また、直流高電圧の重畳は、コイルへの電圧を適宜に上昇させてオン動作させ、電圧を適宜に降下させてオフ動作させることがある。これらに起因して、モールドの表面では電荷の帯電あるいは放電を起こす問題があり、モールドをなす樹脂材料の劣化および絶縁不良の対策のため、モールドの表面には導電性塗料を塗布して当該塗膜を接地線へ電気的に接続し、表面を接地層にする構成を採っている。
【特許文献１】特開２００８−２８２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この場合、モールド構成を採るので、コイルの埋め込みは偏りなく定位置にあることが重要であり、モールドをなす樹脂材料の中にコイルが浮いた状態に存在することが重要となる。そこで、モールド成形用の金型にコイルをセットする際は、モールドの厚さが所定になるように確保するため、コイルを支持するスペーサを使用している。つまり、樹脂材料により小片を成形してスペーサとし、金型の底面にスペーサをいくつか配列すると共に、その上にコイルを載せて位置決めし、コイルを浮かせた状態で金型内に樹脂材料を注入する方法を採っている。
【０００５】
したがって、モールド構成において、スペーサはコイル側と接触しており、しかもモールドの表面側に連なる部材であるため、絶縁の面から注意を必要とし、スペーサの親和性，密着性が重要なポイントとなる。つまり、そうしたモールド処理では、モールドに対してスペーサの親和性，密着性が良好でない場合は、スペーサの埋め込みが一体であるとは言い難い状況を生じる。このため、モールドとの界面が電気的な弱点となり、絶縁不良を起こす結果となる。
【０００６】
また、金型の底面にスペーサを単に配列しただけでは、スペーサそのものが位置ずれを起こす問題があり、その上に載せたコイルを位置決めできない不良を起こす。
【０００７】
この発明は上述した課題を解決するもので、その目的は、モールド内に埋め込み状態に一体化させるコイルについて位置ずれなく定位置に確実に埋め込ませることができ、スペーサの親和性，密着性の不良を防止でき、絶縁性の確保を高い信頼性で安定的に行えるモールド変圧器のモールド処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明に係るモールド変圧器のモールド処理方法は、（１）１次コイルあるは２次コイルの少なくとも一方に直流高電圧が重畳し、直流高電圧が重畳する側のコイルは樹脂材料による成形体内に埋め込み状態に一体化させるモールド変圧器のモールド処理方法であって、コイルは外側に導電性テープを巻き回して全体を覆い包んで導電性膜層を有する埋め込み体とし、樹脂材料により支持片を形成するが当該支持片は硬化が完了していない未完了硬化の状態におき、埋め込み体の下部へ支持片を装着すると共に当該支持片の対応部位を金型の底面の凹部へ嵌め合わせて支持し、次に金型内へ樹脂材料を充填して熱硬化させることを前提とする。
【０００９】
上記の前提のもとで、支持片は埋め込み体の下部を受ける受け座部と、金型の底面の凹部と嵌め合う凸部とを有し、受け座部と凸部との間には界面を大きく得るための凹凸が上下に複数並ぶように設ける構成とし、未完了硬化の状態にある当該支持片の表面にサンドブラスト加工を行うようにし、前記凹凸は、角形状を持たないなだらかな曲線で連なる形状から構成されるようにした。
【００１０】
（３）金型の底面の凹部は、当該底面との周縁を所定の丸み形状とする構成にする。
【００１１】
（４）導電性テープに替えて、半導電性テープを用いることもよい。半導電性とは、好ましくは数十ｋΩの電気抵抗を有することであり、１ｋΩ／ｍから１ＭΩ／ｍの範囲内とすることがよい。このような半導電性テープは、例えば絶縁紙用クラフトパルプに適量のカーボンを混合させることで実現できる。半導電性テープでは一般的に言う導電体よりは電気抵抗が大きいものの通電することができることから、絶縁テープではなく非絶縁テープであるという点で導電性テープと同意に見ることができ、以下の説明では、単に「導電性」とのみ記載するが、これらの説明では何れも上記の「半導電性」を含むことは明らかである。
【００１２】
本発明では、モールド処理には、埋め込み体の下部へ支持片を装着すると共に、当該支持片の対応部位を金型の底面の凹部へ嵌め合わせて支持するので、支持片は金型に対して位置ずれせず、埋め込み体の位置が正しく決まる。
【００１３】
支持片は樹脂材料により形成するが未完了硬化の状態におき、これを金型にセットして樹脂材料の充填および熱硬化を行うので、モールドをなす樹脂材料と化学的な結合が行えて親和性がよく、物理的にも強固な密着状態を得ることができ、したがって一体化を良好に行える。
【００１４】
支持片は、金型内に注入する樹脂材料（コイルをモールドするための樹脂）と同じ材料とするとよい。このようにすると、一体成形後、同じ材質のためより親和性がより良く化学的結合が強固となる。また、膨張係数が同じであることによって、温度変化による膨張収縮が同一のため内部応力が発生しない。これに対し、コイルをモールドする材料と支持片の材料とが異種材質であると、伸び縮み度合いが違うため、その部位でひずみが生じ、クラックが発生することもある。
【００１５】
また、支持片は受け座部と凸部との間に凹凸を設ける構成とするので、凹凸によって界面を大きく得ることができ、すなわち凹凸部位では表面積が大きく得られて、モールドをなす樹脂材料との密着をより良好に向上できる。そしてさらには、密着状態が悪化した万一の際はモールド側の樹脂に対して支持片が一体とは言えなくなるので、両者の界面を絶縁における沿面と見なす必要が生じる。しかし、支持片には受け座部と凸部との間に凹凸を有するので表面距離が十分に長く、したがって、密着状態が悪化した万一の際に沿面距離（界面距離）を十分に長く得ることができ、絶縁を良好に確保することができる。
【００１６】
また、支持片の表面にサンドブラスト加工を行うことにより、表面を粗くでき、表面積が増すのでモールド側の樹脂との密着性がより向上する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るモールド変圧器のモールド処理方法では、埋め込み体の下部へ支持片を装着すると共に、当該支持片の対応部位を金型の底面の凹部へ嵌め合わせて支持するので、支持片は金型に対して位置ずれせず、埋め込み体の位置が正しく決まる。したがって、モールド内に埋め込み状態に一体化させるコイルについて位置ずれなく定位置に確実に埋め込ませることができる。
【００１８】
支持片は樹脂材料により形成するが未完了硬化の状態におき、これを金型にセットして樹脂材料の充填および熱硬化を行うので、モールドをなす樹脂材料と化学的な結合が行えて親和性がよく、物理的にも強固な密着状態を得ることができ、したがって一体化を良好に行える。その結果、スペーサ（支持片）の親和性，密着性の不良を防止でき、絶縁性の確保を高い信頼性で安定的に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。図１は、本発明により製造されるモールド変圧器の一例を示す側面図である。本形態において、モールド変圧器は、２次コイルに直流高電圧が重畳し、その直流高電圧が重畳する２次側は樹脂材料による成形体（モールド３）内に埋め込み状態に形成する構成をとる。そして、モールド３内に、２次側のコイル１およびコイル２を配置し、筒状に形成したモールド３の中央の孔部には図示は省略するが１次コイルおよび鉄心が組み付く構成になっている。つまり、２次コイルに重畳する直流高電圧は、例えば２００〜３００ｋＶ程度となる。そこで絶縁性を良好に得るため、２次側のコイル１およびコイル２をモールド３内に埋め込んでいる。
【００２０】
１次コイルおよび２次コイルは、平角線材などの線材を巻き回すことにより形成している。図２に拡大して示すように、モールド３内に埋め込み状態に形成する２次側は２つのコイル１，２を同心に重ねて形成する。そして、両コイル１，２に対して端縁に絶縁性の帯部材５を配置し、導電性テープ４を巻き回して外面の全域を覆い包んで導電性膜層とする構成になっている。
【００２１】
帯部材５は、ゴム材料や樹脂材料等から形成される。この帯部材５の形状は、断面を半円形に形成し、両コイル１，２の端縁とは平面側で接触させ、外向きに緩やかな凸面形状を得ている。
【００２２】
導電性テープ４は、例えばカーボン材料からなるカーボンテープとし、モールド３をなす樹指材料と接着性が良好な材料から形成している。この導電性テープ４による導電性膜層は、当該内側のコイル１あるいはコイル２の一所と結線して電気的に接続している。また、導電性テープ４に替えて、半導電性テープを用いることもよい。
【００２３】
モールド３は、例えばエポキシ樹脂と充填材との混合樹脂などから形成する。モールド３を成形するには、コイル１，コイル２と帯部材５との組み体に対して導電性テープ４を巻き回して外面の全域を覆い包んだ埋め込み体６を金型内にセットし、そこへ混合樹脂を注入して埋め込み状態として熱硬化させる。
【００２４】
モールド処理には、埋め込み体６の支持を行う支持片を使用する。すなわち、図３に示すように、支持片７は埋め込み体６の下部を受ける受け座部７１と、金型の底面の凹部と嵌め合う凸部７２とを有し、受け座部７１と凸部７２との間には界面を大きく得るための凹凸７３を設ける構成とする。そして、支持片７は、モールド３と同一組成の樹脂材料により形成するが、当該支持片７は硬化が完了していない未完了硬化の状態におく。つまり、モールド処理の工程では硬化が完了していない未完了硬化の状態にある支持片７を使用する。
【００２５】
支持片７の凹凸７３は、角形状を持たないなだらかな曲線で連なる形状に成形している。これは角形状があると、当該部分でモールド３にクラック（割れ）が生じやすい問題があることへの対策であり、角形状を持たないなだらかな曲線で連なる形状に成形するので、クラックの発生を防止できる。
【００２６】
モールド処理に際しては、まず、未完了硬化の状態にある支持片７の表面にサンドブラスト加工を行う。そして図４に示すように、複数の支持片７を埋め込み体６の下部へ装着すると共に、図５に示すように、それら支持片７の対応部位つまり凸部７２を金型の底面８の凹部８１へ嵌め合わせて支持を行う。
【００２７】
そして次に、金型内へ樹脂材料を充填して熱硬化させる。金型の底面８の凹部８１は、図６（ａ）に示すように、底面８との周縁８２を所定の丸み形状とする。したがって、モールド３の当該部分は図６（ｂ）に示すように、わずかに突き出す凸部７２の根元は周縁に角形状がない形状に仕上がり、モールド３の表面側となだらかに連なる形状に仕上がる。これは周縁８２の形状が角形状であると、当該部分でモールド３にクラック（割れ）が生じやすい問題があることへの対策であり、わずかに突き出す凸部７２の周縁がモールド３の表面側となだらかに連なる形状になるので、クラックの発生を防止できる。クラックの防止に好ましくは、丸み形状は５Ｒ程度に形成することが良好であることを確認している。
【００２８】
本発明に係るモールド変圧器では、埋め込み側のコイル１，２は外面の全域を導電性膜層（導電性テープ４）により覆い包み、その導電性膜層が当該内側のコイル１あるいはコイル２の一所と結線して電気的に接続するので、線材の角部はこれの外側のモールド３側とは直接には接触せず、そして導電性膜層（導電性テープ４）に対しては略同一電位となり、電界の集中は無視できる状態になる。導電性膜層（導電性テープ４）は、これの外側のモールド３側とは接着性が良好なので、成形における熱硬化の過程では樹脂材料の収縮に追従して隙間なく密着できる。このためモールド３との界面について電界の集中を緩和でき、電気的ストレスが低い状態を得ることができる。
【００２９】
この場合、モールド処理では、埋め込み体６の下部へ支持片７を装着すると共に、当該支持片７の凸部７２を金型の底面８の凹部８１へ嵌め合わせて支持するので、支持片７は金型に対して位置ずれせず、埋め込み体の位置が正しく決まる。したがって、モールド３内に埋め込み状態に一体化させるコイルについて位置ずれなく定位置に確実に埋め込ませることができる。
【００３０】
支持片７は樹脂材料により形成するが未完了硬化の状態におき、これを金型にセットして樹脂材料の充填および熱硬化を行うので、モールド３をなす樹脂材料と化学的な結合が行えて親和性がよく、物理的にも強固な密着状態を得ることができ、したがって一体化を良好に行える。その結果、スペーサ（支持片７）の親和性，密着性の不良を防止でき、絶縁性の確保を高い信頼性で安定的に行える。
【００３１】
また、支持片７は受け座部７１と凸部７２との間に凹凸７３を設ける構成とするので、凹凸７３によって界面を大きく得ることができ、すなわち凹凸７３部位では表面積が大きく得られて、モールド３をなす樹脂材料との密着をより良好に向上できる。そしてさらには、密着状態が悪化した万一の際はモールド３側の樹脂に対して支持片７が一体とは言えなくなるので、両者の界面を絶縁における沿面と見なす必要が生じる。しかし、支持片７には受け座部７１と凸部７２との間に凹凸７３を有するので表面距離が十分に長く、したがって、密着状態が悪化した万一の際に沿面距離（界面距離）を十分に長く得ることができ、絶縁を良好に確保することができる。
【００３２】
また、支持片７の表面にサンドブラスト加工を行うことにより、表面を粗くでき、表面積が増すのでモールド３側の樹脂との密着性がより向上する。
【００３３】
したがって、モールド３内に埋め込み状態に一体化させるコイルについて絶縁性を高く得ることができ、その結果、直流高電圧が重畳するような使用が良好に行える。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るモールド変圧器を示す側面図である。
【図２】埋め込み体の部位を拡大して示す断面図である。
【図３】支持片を示す斜視図である。
【図４】埋め込み体に対する支持片の装着状態を説明する斜視図である。
【図５】金型に対する装着状態を説明する側面図である。
【図６】（ａ）は支持片の部分を拡大して示す断面図、（ｂ）は樹脂材料の充填後の状態を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  １次コイル
２  ２次コイル
３  モールド（成形体）
４  導電性テープ
５  帯部材
６  埋め込み体
７  支持片
７１  受け座部
７２  凸部
７３  凹凸
８  底面
８１  凹部
８２  周縁
【図１】
0005361225.tif 000002
【図２】
0005361225.tif 000003
【図３】
0005361225.tif 000004
【図４】
0005361225.tif 000005
【図５】
0005361225.tif 000006
【図６】
0005361225.tif 000007