(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配線が多重に積層された多層回路基板であって、
金属インクによって、周方向の端部が隙間を空けて近接された略Ｃ字状に形成され前記基板上に描画された配線部と、
絶縁インクによって描画され、前記配線部の一端部から他端部の近傍までの上面と、前記隙間とを覆う略Ｃ字状の範囲に形成されることによって、周方向の両端部に、前記配線部の他端部がわずかに突出する絶縁膜離間部が設けられ、前記配線部を上方から絶縁する絶縁膜と、
前記絶縁膜上で、前記金属インクによって描画され、前記配線部の上方を覆う積層配線部と、を備え、
前記絶縁膜は、前記隙間から前記配線部の一端部側にかけて、前記基板の上面から前記配線部の上面に至るまでの間で、前記基板からの高さが斜めにあるいは階段状に増加する傾斜部または段状部を有し、
前記絶縁膜によって覆われていない前記絶縁膜離間部に露出した前記配線部の他端部から、前記傾斜部または前記段状部の上面沿って前記金属インクによって描画され、前記積層配線部に接続された傾斜配線部が設けられ、
前記配線部および前記積層配線部は、前記傾斜部又は前記段状部の上面に沿って、傾斜してあるいは段状に延ばされた前記傾斜配線部を介して、互いに導通されることにより、前記基板の厚さ方向に少なくとも２層からなる多層コイルが形成され、
前記積層配線部は、前記配線部に交差して設けられ、
前記配線部、前記絶縁膜、前記傾斜部、前記段状部、及び前記傾斜配線部は、前記金属インクと前記絶縁インクを吐出する複数のインクヘッドを備え、吐出するインクの種類を選択的に切り替えて描画を行うインクジェットプリンタによって描画され、
前記インクジェットプリンタは、前記金属インクと前記絶縁インクが乾く時間である吐出サイクルで、前記金属インクと前記絶縁インクを吐出して、前記配線部、前記絶縁膜、前記傾斜部、前記段状部、及び前記傾斜配線部を描画することにより、前記配線部、前記絶縁膜、前記傾斜部、前記段状部、及び前記傾斜配線部が互いに未乾燥な状態で連接して描画されないことを特徴とする多層回路基板。
【請求項２】
請求項１に記載の多層回路基板であって、
前記絶縁膜は、前記絶縁インクが前記配線部の幅長さ以上に形成されたことを特徴とする多層回路基板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の多層回路基板からなるコイル基板を備えるモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層回路基板、その製造方法、およびそれを備えるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロニクス製品の軽量化、小型化に伴い、電子部品の薄型化が求められている。そこで、従来、多層基板技術や、これを用いた平面コイルなどの技術が用いられている。
このような電子部品の薄型化のための多層回路基板として、例えば、特許文献１には、多層プリント基板の各層に渦巻き状パターンが形成され、これらの渦巻き状パターンをブラインドバイアホール、インナーバイアホールもしくはスルーホールによって接続することで、多層プリント基板内に平面型コイルを形成したプリント回路基板が記載されている。
【特許文献１】特開平５−１８３２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の多層回路基板には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、多層プリント基板の各層に渦巻き状パターンを形成して、多層コイルを実現するため、１層からなるコイルパターンを基板上に形成する場合に比べてインダクタンスが大きいコイルを形成することができるものの、より大きなインダクタンスを得るためには、多層プリント基板の層数を増す必要があり、層数が増えれば増えるほど、製造プロセスが複雑となって、製造コストが増大してしまうという問題がある。例えば、小型化のため、回路パターンを微細化すると、各層の回路パターンを高精度に重ね合わせる必要があるので、製造に手間がかかってしまう。
また、層数を低減しようとすれば、１層当たりの巻き数を増大する必要があり、コイルの面積が大きくなってしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、小型化を図ることができ、かつ製造が容易となる多層回路基板、その製造方法、およびそれを備えるモータ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】
【００１２】
請求項１に記載の発明では、多層回路基板の製造方法において、基板上に金属インクによって配線パターンを描画して配線部を形成する配線部形成工程と、該配線部形成工程で形成された前記配線部の側方に傾斜部または段状部を形成し、少なくとも一部を幅方向に覆うように、絶縁インクを用いて描画して絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、該絶縁膜形成工程で形成された絶縁膜上に、前記配線部の上方を交差して覆う積層配線部と、更に前記傾斜部または前記段状部の上面に前記積層配線部に接続された傾斜配線部とを、前記金属インクを用いて描画することによって形成する積層配線部形成工程と、を備え、前記配線部形成工程、前記絶縁膜形成工程および積層配線部形成工程は、前記金属インクと前記絶縁インクを吐出する複数のインクヘッドを備え、吐出するインク種類を選択的に切り替えて描画を行うインクジェットプリンタによって描画され、前記配線部および前記積層配線部は互いに導通されて多層コイルが形成されることを特徴とする。
この発明によれば、配線部が金属インクによって描画され、絶縁インクを描画して配線部の少なくとも一部を幅方向に覆って上方を絶縁し、この絶縁膜上に金属インクによって描画された薄層の積層配線部を設けられているため、基板上に適宜形状の回路パターンを適宜の層数だけ重ねた多層回路基板を構成することができる。その際、絶縁膜を、配線部および積層配線部と同様に描画して形成するので、配線部と積層配線部とが重なる範囲のみに薄層の絶縁膜を形成することができる。
そのため、配線が複雑化したり、高密度化したりしても、薄型かつ小型の多層回路を容易に製造することができる。例えば、多層プリント基板などに比べて、絶縁膜を格段に薄層化することができるため、層数に比べて薄型の多層回路基板を構成できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の多層回路基板の製造方法において、前記絶縁膜形成工程では、前記絶縁インクを前記配線部の幅長さ以上に描画して絶縁膜を形成する方法とする。
この発明によれば、前記絶縁膜を前記配線部の幅長さ以上に絶縁インクを描画して絶縁膜を形成することにより、前記配線部の基板との密着力が向上し、かつ、マイグレーションによる電気的短絡を防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の多層回路基板、その製造方法、およびそれを備えるモータによれば、配線部、絶縁膜、積層配線部を金属インクまたは絶縁インクによって描画することにより多層回路を形成するので、小型化を図ることができ、かつ製造が容易となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１７】
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態に係る多層回路基板について説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る多層回路基板の概略構成を示す模式的な部分平面図である。図１（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図１（ａ）のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の第１の実施形態に係る多層回路基板の絶縁膜の傾斜部、段状部について説明するための模式的な断面図である。なお、これらの図面は模式図のため、寸法や形状は誇張されている（以下の図面も同様）。
【００１８】
本実施形態の多層回路基板１の概略構成について、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようなコイル部４（多層コイル）を備える場合の例で説明する。
多層回路基板１は、少なくとも回路形成面が絶縁で構成された基板２上に、配線が多層に積層された多層回路の一例であるコイル部４が形成されたものである。
基板２の材質は、後述する金属インクを塗布後、焼成することができる耐熱特性を有していれば、特に限定されない。ただし、少なくとも金属インクおよび後述する絶縁インクを塗布する部分では、これらのインクにより良好な形状、層厚に塗布することができ、かつ良好に定着できる表面特性を備えるか、または、適宜の表面処理によって表面性を改善したものを採用する。
例えば、ガラスエポキシプリント基板や、ポリイミドフィルムからなるフレキシブル基板、あるいはこれらの基板表面に対して、例えば、フッ素系などの表面処理剤によってプライマー処理したものなど、あるいは、金属板の表面に絶縁加工を施し、必要に応じて同様のプライマー処理したものなどを採用することができる。
【００１９】
コイル部４は、第１巻線部４Ａ（配線部）および第２巻線部４Ｃ（積層配線部）が、厚さ方向に絶縁膜４Ｂを介して略同位置に積層され、第１巻線部４Ａと第２巻線部４Ｃの間が、巻線接続部４ｃ（傾斜配線部）によって電気的に接続され、基板２の厚さ方向に２巻きされた空芯コイルである。
なお、基板２において、コイル部４の内周側の空芯部５には、例えば、ヨークを配置できるように貫通孔を設けてもよい。
【００２０】
基板２上の第１層では、第１巻線部４Ａが、周方向の端部が隙間６を空けて近接された略Ｃ字状に形成され、第１巻線部４Ａの周方向の一端部には、第１巻線部４Ａの径方向外側に、第１巻線部４Ａと同幅で他の回路部（図示略）まで延ばされたリード線部３Ａ（配線部）が形成されている。他の回路部としては、例えば、電流供給を受ける接続端子部や他のコイル部などが挙げられる。
第１巻線部４Ａは、揮発性の溶媒内に、例えば銀のナノ粒子などの金属微粒子を分散させた金属インクで描画して塗布した後、乾燥、焼成された導電性パターンからなる。図１（ｂ）、（ｃ）は、模式図のため、第１巻線部４Ａを描画時の着弾単位ごとに斜線丸印で表しているが、実際には、着弾後にある程度平面的な広がりが発生するため、図２（ａ）、（ｂ）に模式的に示すように、それぞれの着弾単位は互いに当接し合い、基板２に略平行な層状の断面が形成される。
【００２１】
第１巻線部４Ａの厚さは、電気抵抗や、導通の信頼性などの必要に応じて適宜厚さに設定することができるが、例えば、２μｍから１０μｍの範囲に設定することが好ましい。また、乾燥時間をより短縮して製造効率を向上するには、第１巻線部４Ａの厚さを３μｍから４μｍの範囲に設定することがより好ましい。
第１巻線部４Ａの線幅は、本実施形態では、１００μｍとしている。
【００２２】
絶縁膜４Ｂは、適宜の溶媒中に溶解または分散された絶縁インクを描画して塗布した後、乾燥、硬化されたものである。そして、本実施形態では、第１巻線部４Ａの一端部から他端部の近傍までの上面と、隙間６とを覆う略Ｃ字状の範囲に形成されている。すなわち、絶縁膜４Ｂの周方向の両端部には、絶縁膜離間部４ｂが設けられ、絶縁膜離間部４ｂの間に第１巻線部４Ａの他端部がわずかに突出するようになっている。
また、絶縁膜４Ｂは、第１巻線部４Ａより幅広く形成することも出来る。この場合、第一巻線部の外周の外側と内周の内側のいずれかまたは双方において、絶縁膜４Ｂは基板２上に直接形成されている。
本実施形態では、絶縁膜４Ｂを描画する絶縁インクは、一例として、エポキシ系の紫外線（ＵＶ）硬化樹脂からなる絶縁インクを用いている。なお、図１（ｂ）、（ｃ）に図示する絶縁膜４Ｂの無地および水玉の丸印の意味は、第１巻線部４Ａの斜線の丸印と同様である。
絶縁膜４Ｂの断面形状は、図１（ｂ）に示すように、隙間６から第１巻線部４Ａの一端部側にかけて、基板２の上面から第１巻線部４Ａの上面に至るまでの間で、基板２からの高さが斜めにあるいは階段状に増加する絶縁膜傾斜部４ａ（傾斜部または段状部）が形成されている。
【００２３】
ここで、絶縁膜傾斜部４ａが傾斜部を形成するか、段状部を形成するかは、第１巻線部４Ａおよび絶縁膜４Ｂの高さや、絶縁インクの吐出量、絶縁インクの粘性、基板２、第１巻線部４Ａに対する絶縁インクの表面張力などによって変化する。
例えば、絶縁インクの粘性が小さい場合や、基板２、第１巻線部４Ａに対する絶縁インクの表面張力が小さい場合には、着弾後に絶縁インクが広がりやすく、傾斜方向に流動してだれるため、絶縁膜傾斜部４ａは、図２（ａ）に模式的に示すような傾斜部が形成されやすい。
一方、絶縁インクの粘性が大きい場合や、基板２、第１巻線部４Ａに対する絶縁インクの表面張力が大きい場合には、着弾後に絶縁インクの広がりが少なく、端部でもだれにくいため、絶縁膜傾斜部４ａは、図２（ｂ）に模式的に示すような段状部が形成されやすい。
このため、絶縁膜傾斜部４ａの現実的な断面形状は、図２（ａ）、（ｂ）に示すような理想的な傾斜部および段状部の形状を両極端として、これらの中間的な断面形状、すなわち、凹凸のある傾斜部、あるいは角が丸みを帯びた段状部となる場合が多い。
【００２４】
絶縁膜傾斜部４ａの平均的な傾斜角は、絶縁膜傾斜部４ａ上に適切な層厚の第２巻線部４Ｃを形成しやすくするために、基板２から測って１０°〜７０°とすることが好ましく、また、配線の実装密度を向上するためには、ある程度大きな角度とすることが好ましいため、６０°±１０°とすることがより好ましい。
また、絶縁膜傾斜部４ａの傾斜形状または段形状を良好に形成するためには、絶縁膜傾斜部４ａを構成する際の絶縁膜４Ｂの膜厚を、第１巻線部４Ａの厚さの１０％から７０％の範囲に設定することが好ましい。
【００２５】
絶縁膜４Ｂの第１巻線部４Ａ上の厚さは、使用条件下で絶縁破壊を起こさない範囲においてできるだけ薄層とすることが好ましく、例えば、２μｍから２０μｍの範囲に設定することが好ましい。
また、絶縁膜４Ｂは、コイル部４の機能上は、必ずしも第１巻線部４Ａの側部を覆っていなくてもよいが、本実施形態では、絶縁膜４Ｂの幅を第１巻線部４Ａの幅よりも広くして、第１巻線部４Ａの側面が絶縁膜４Ｂで覆われるようにしている。第１巻線部４Ａの側方における絶縁膜４Ｂは、図１（ｃ）に示すように、絶縁膜傾斜部４ａと同様の傾斜部または段状部として形成された絶縁膜傾斜部４ｄからなる。
これにより、第２巻線部４Ｃを第１巻線部４Ａと同幅にして、例えば、第２巻線部４Ｃが側方にはみ出て形成されるといった製造誤差などがあっても、第２巻線部４Ｃと第１巻線部４Ａとの間がショートすることがないようになっている。
【００２６】
第２巻線部４Ｃは、その一端部が、絶縁膜離間部４ｂに露出した第１巻線部４Ａの他端部から、絶縁膜傾斜部４ａの上面に沿って、傾斜してあるいは段状に延ばされた巻線接続部４ｃを介して、第１巻線部４Ａの他端と電気的に接続されている。そして、この巻線接続部４ｃから、第１巻線部４Ａを略覆う範囲の絶縁膜４Ｂ上に、第１巻線部４Ａと略同幅で設けられている。また、第２巻線部４Ｃの他端は、第１巻線部４Ａの他端のやや手前側で終端されている。
なお、図１（ａ）における第１巻線部４Ａの輪郭線（図示破線）と第２巻線部４Ｃの輪郭線（図示実線）とは、見易さのため位置をずらして描いており、第２巻線部４Ｃは、第１巻線部４Ａと同幅またはわずかに広幅であってもよい。
そして、第２巻線部４Ｃの他端部は、図１（ａ）、（ｃ）に示すように、絶縁膜傾斜部４ｄの上面に沿って形成されたリード線接続部４ｅ（傾斜配線部）を介して、基板２上で径方向外側に延ばされたリード線部３Ｂ（配線部）と電気的に接続されている。
これら巻線接続部４ｃ、第２巻線部４Ｃ、リード線接続部４ｅ、およびリード線部３Ｂは、いずれも、第１巻線部４Ａと同様な金属インクにより同様な工程によって形成されている。
【００２７】
次に、本実施形態の多層回路基板１の製造方法について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る多層回路基板の製造装置の概略構成を示す模式的な正面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る多層回路基板の製造方法における工程フローを示すフローチャートである。図５（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る多層回路基板の製造工程を説明する平面視の模式的な工程説明図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図６（ａ）、（ｂ）は、図５（ａ）に続く製造工程の模式的な工程説明図およびそのＤ−Ｄ断面図である。図７は、図６（ａ）に続く製造工程における図６（ｂ）と同様の断面における工程説明図である。
【００２８】
まず、多層回路基板１を製造するために用いる多層回路製造装置１０の概略構成について図３を参照して説明する。以下では、便宜上、図３の紙面手前方向をＹ軸方向、Ｙ軸方向に直交する水平方向（図３の左右方向）をＸ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する鉛直方向をＺ軸方向と称する。
多層回路製造装置１０は、描画パターンに対応する画像データに基づいて、金属インクおよび絶縁インクを吐出して基板に描画するインクジェットプリンタであり、その概略構成は、Ｙ軸移動ステージ１３、Ｘ軸移動機構１４、Ｚ軸移動機構１５、ヘッド保持部１８、インクジェットヘッド１６、インクジェット交換ステージ１９、および制御部２０からなる。
【００２９】
Ｙ軸移動ステージ１３は、ベース１１上に設けられ、基板２を加熱した状態で水平に保持しＹ軸方向に移動させるものである。
Ｘ軸移動機構１４は、ベース１１に立設された複数の支柱１２によって、Ｙ軸移動ステージ１３の上方のＸ軸方向に架設され、Ｚ軸移動機構１５をＸ軸方向に移動可能に保持するものである。
Ｚ軸移動機構１５は、Ｘ軸移動機構１４上によってＸ軸方向に移動可能に保持され、Ｚ軸方向に沿ってヘッド保持部１８を移動可能に保持するものである。
【００３０】
ヘッド保持部１８は、Ｚ軸移動機構１５によって、Ｚ軸方向に移動可能に保持され、金属インクまたは絶縁インクからなるインクＩn（ｎ＝１，…，Ｎ，Ｎは３以上の整数）を
図示下方に向けて吐出するインクジェットヘッド１６を交換自在に保持するものである。
インクジェットヘッド１６は、一定の微少量のインクＩnを基板２に向かう一定方向に吐出できるものであれば、適宜機構のインクジェットヘッドを採用することができる。例えば、インクＩnを貯留するインク室に、ピエゾ素子の変形により容積が可変される吐出チャネルが複数接続され、吐出チャネルの容積変化に応じて、吐出チャネルの端部に設けられたノズルプレートから、それぞれインクＩnが微少量吐出されるような構成を採用することができる。
本実施形態では、ノズルプレートの吐出口が図３のＹ軸方向に複数配列された構成を採用している。
ヘッド保持部１８の側部には、インクジェットヘッド１６から吐出されるインクＩnの吐出範囲に紫外線（ＵＶ）を照射するＵＶ光源１７が設けられている。
【００３１】
インクジェット交換ステージ１９は、複数のインクジェットヘッド１６を交換可能に保持するもので、ベース１１上のＹ軸移動ステージ１３の側方に配置されている。また、特に図示しないが、インクジェット交換ステージ１９には、インクジェットヘッド１６を必要に応じてクリーニングするヘッドクリーニング部が設けられている。
【００３２】
制御部２０は、これらＹ軸移動ステージ１３、Ｘ軸移動機構１４、Ｚ軸移動機構１５の移動動作、ヘッド保持部１８におけるインクジェットヘッド１６の交換動作、ＵＶ光源１７の照射動作、およびインクジェットヘッド１６の吐出動作など、装置全体を制御するためのものである。
制御部２０の装置構成は、それぞれの制御機能を適宜のハードウェアによって実現してもよいが、例えば、ＣＰＵ、メモリ、適宜の入出力インターフェースなどを備えたコンピュータによって、各制御機能を実行するプログラムを実行させることで各制御機能を実現してもよい。
【００３３】
次に、このような構成の多層回路製造装置１０を用いて、多層回路基板１を製造する方法について、図４のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態の多層回路基板１の製造方法は、基板２上に、第１巻線部４Ａ等を形成する配線部形成工程と、第１巻線部４Ａ上に絶縁膜４Ｂを形成する絶縁膜形成工程と、絶縁膜４Ｂ上に第２巻線部４Ｃを形成する積層配線部形成工程とを備える。
【００３４】
まず、ステップＳ１では、Ｙ軸移動ステージ１３上に基板２をセットする。
基板２の多層回路形成面は、金属インクが適切なドット径、層厚で形成されるように、必要に応じて予め表面性を改善するプライマー処理を施しておく。
Ｙ軸移動ステージ１３は、制御部２０によって、基板２を加熱するために適宜の加熱温度に温度制御される。これにより、基板２上に金属インクが吐出された際に、金属インクの乾燥を促進することができる。
加熱温度は、例えば、３０℃〜１５０℃程度の範囲に加熱することが好ましく、乾燥時間を短縮するために、できるだけ高温に設定することが好ましい。本実施形態では、加熱温度を８０℃に設定している。
【００３５】
次にステップＳ２では、制御部２０が、以下のステップで基板２上に順次積層して描画する描画パターンの各層の画像データと、これらの積層数Ｎとを設定する。本実施形態では、Ｎ＝３とする。
次にステップＳ３では、カウンタｎを０にリセットする。
【００３６】
次に、ステップＳ４〜Ｓ８は、カウンタｎの値に応じて、配線部形成工程、絶縁膜形成工程、積層配線部形成工程を行う工程である。本実施形態では、ｎ＝１、２、３に応じて、配線部形成工程、絶縁膜形成工程、積層配線部形成工程を行う。
【００３７】
ステップＳ４では、カウンタｎの値を更新する。  ステップＳ５では、カウンタｎに応じて、第ｎ層を形成する描画材質を選択する。例えば、配線部形成工程を構成するｎ＝１の場合では、制御部２０は、第１巻線部４Ａを描画するため、インクＩ1として、第１巻線部４Ａを形成する金属インクを選択する。そして、Ｚ軸移動機構１５に装着されたインクジェットヘッド１６のインク種類を判別し、金属インクが充填されたものでない場合、制御部２０は、Ｘ軸移動機構１４、Ｚ軸移動機構１５を駆動して、ヘッド保持部１８をインクジェット交換ステージ１９に移動し、インクジェットヘッド１６を交換する。
【００３８】
ステップＳ６では、制御部２０は、Ｘ軸移動機構１４、Ｚ軸移動機構１５を駆動して、ヘッド保持部１８に保持されたインクジェットヘッド１６を描画開始位置に移動させる。そして、Ｘ軸移動機構１４をＸ軸方向に駆動して、ｎ＝１の画像データに基づいて、ノズルプレートの吐出口から、一定量の滴上のインクＩ1を順次吐出し、基板２上に描画、塗布する。
基板２は、本実施形態では、８０℃に加熱されているため、基板２に着弾したインクＩ1ごとに、乾燥が始まり、例えば、４μｍの層厚では、およそ６０秒以内には十分乾燥される。ただし、ヘッド保持部１８の移動速度に同期したインクＩ1の吐出サイクルは、６０秒の間隔が開くように着弾順序をプログラミングすることにより、乾燥時間に比べて十分長い時間となる。このため、互いに隣接して着弾するインクＩ1は、互いに未乾燥な状態で連接して着弾することはない。
Ｘ軸方向の描画が終了すると、Ｙ軸移動ステージ１３を所定量駆動して、吐出ノズル数に応じた描画幅分だけＹ軸方向に移動して、次の描画を行う。これらを繰り返すことで、基板２上には、インクＩ1により、２次元にパターニングされたインク層が塗布される。
【００３９】
例えば、本実施形態では、ｎ＝１の画像データに基づいて、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、リード線部３Ａ、第１巻線部４Ａを形成する。
リード線部３Ａ、第１巻線部４Ａの厚さは、一例としてそれぞれ３μｍに形成する。例えば、インクＩ1の粘性などにより、図５（ｂ）に示すような一層の塗布では所望の層厚が得られない場合には、必要に応じて、同じパターンの全部あるいは一部を重ねて描画してもよい。
【００４０】
ステップＳ７では、ステップＳ６で塗布されたインク層を乾燥または硬化させる。
ｎ＝１では、リード線部３Ａ、第１巻線部４Ａの内部に金属のバルクが生成されるまで乾燥させる。Ｙ軸移動ステージ１３による基板２の加熱のみでは、乾燥時間がかかりすぎる場合には、例えば、スポット高熱エアーブロー吹き付け、電子ビーム照射、キセノンランプ照射、またはレーザー照射などの適宜の乾燥手段を併用することが好ましい。このような乾燥手段によれば、５秒以内の高速で乾燥させることも可能となる。
乾燥終了後、ステップＳ８に移行する。
【００４１】
ステップＳ８では、カウンタｎが、層数Ｎより小さいかどうか判定して、層数Ｎより小さい場合には、ステップＳ４に移行する。
カウンタｎが層数Ｎ以上となった場合には、ステップＳ９に移行する。
【００４２】
次に、絶縁膜形成工程を構成するｎ＝２の場合のステップＳ５〜Ｓ７について説明する。
本ステップＳ５では、ヘッド保持部１８に保持されたインクジェットヘッド１６をインクジェット交換ステージ１９において、絶縁インクからなるインクＩ2が充填されたイン
クジェットヘッド１６に交換する。
本ステップＳ６では、ｎ＝２の画像データに基づいて、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、基板２および第１巻線部４Ａ上に、略Ｃ字状の絶縁膜４Ｂを描画、塗布する。
絶縁膜４Ｂの周方向の隙間である絶縁膜離間部４ｂでは、第１巻線部４Ａの他端部を上方側に露出させておく。絶縁膜４Ｂの膜厚は、一例として、２μｍとする。
このとき、隙間６から第１巻線部４Ａの一端部にかけては、第１巻線部４Ａの層厚に対応して３μｍの段差があるため、基板２から第１巻線部４Ａの上面に向けて絶縁膜傾斜部４ａが形成されるように描画する。例えば、まず、隙間６内にインクＩ2を１層塗布し、
第１巻線部４Ａの一端部近傍では、インクＩ2を重ねて描画することにより、絶縁膜傾斜部４ａを形成することができる。
また、第１巻線部４Ａの内周部および外周部の近傍にも同様にして絶縁膜傾斜部４ｄを形成して第１巻線部４Ａを覆う。特に、絶縁膜傾斜部４ａに対向する端部の径方向の外側の絶縁膜傾斜部４ｄ上には、リード線接続部４ｅを形成するため、絶縁膜傾斜部４ｄの傾斜や段形状は絶縁膜傾斜部４ａと同様な条件を満たすように形成する。
また、絶縁膜４Ｂは、第１巻線部４Ａより幅広く形成することも出来る。この場合、第一巻線部の外周の外側と内周の内側のいずれかまたは双方において、絶縁膜４Ｂは基板２上に直接形成されている。
【００４３】
本ステップＳ７では、ＵＶ光源１７から紫外線を照射することで、絶縁膜４Ｂを硬化させる。本実施形態では、インクＩ2として、ＵＶ硬化樹脂を用いているため、約３０秒以内と、例えば、熱硬化性樹脂に比べて短時間で硬化させることができる。
なお、本ステップＳ７は、本ステップＳ６と同時並行して行ってもよい。
【００４４】
次に、積層配線部形成工程を構成するｎ＝３の場合のステップＳ５〜Ｓ７について説明する。
本ステップＳ５では、ヘッド保持部１８に保持されたインクジェットヘッド１６をインクジェット交換ステージ１９において、インクＩ3が充填されたインクジェットヘッド１６に交換する。本実施形態では、インクＩ3は、インクＩ1と同様な金属インクである。
本ステップＳ６では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、絶縁膜離間部４ｂにおける第１巻線部４Ａ、絶縁膜４Ｂ、および基板２上に、略Ｃ字状の第２巻線部４Ｃおよびリード線部３Ｂを描画、塗布する。第２巻線部４Ｃの膜厚は、第１巻線部４Ａと同厚とする。
ここで、絶縁膜離間部４ｂにおける巻線接続部４ｃは、絶縁膜離間部４ｂに露出する第１巻線部４Ａの他端部の上面から、絶縁膜傾斜部４ａに沿って傾斜した、もしくは段状をなす形状に塗布される。
巻線接続部４ｃが段状部からなる場合には、図７に示すように、必要に応じてインクＩ3を重ねて描画することで、巻線接続部４ｃに電気抵抗が良好となる層厚を確保することができる。
また、基板２上のリード線部３Ｂと第２巻線部４Ｃとの間は、第１巻線部４Ａと絶縁膜４Ｂとによる５μｍの段差があるが、絶縁膜４Ｂを形成する際、絶縁膜傾斜部４ｄを形成しているため、巻線接続部４ｃと同様にリード線接続部４ｅを描画することで、リード線部３Ｂと第２巻線部４Ｃとを電気抵抗が良好となる層厚で導通させることができる（図１（ｃ）参照）。
【００４５】
次に本ステップＳ７では、ｎ＝１の場合のステップＳ７と同様にして、第２巻線部４Ｃおよびリード線部３Ｂを乾燥させる。
以上で、基板２上にコイル部４が形成される。
本ステップＳ７終了後、ステップＳ８は、ｎ＝Ｎとなっているため、ステップＳ９に移行する。
【００４６】
ステップＳ９では、コイル部４が形成された基板２をＹ軸移動ステージ１３から外し、例えば、６０℃〜８００℃程度の範囲に温度設定された加熱炉に搬入して、所定時間かけて金属インクを焼成する。焼成時間としては、銀ナノ粒子を用いた場合、例えば、０．１時間から５時間が好ましい。
このようにして、多層回路基板１を製造することができる。
【００４７】
本実施形態の多層回路基板１によれば、基板２上のコイル部４の導電部のパターンをインクＩ1、Ｉ3で、絶縁膜のパターンをインクＩ2で描画し、それらを交替に積層させて多層回路を形成するので、制御部２０によって、描画パターンを設定する画像データを切り替えることで、適宜形状の回路パターンを適宜の層数だけ重ねた多層回路基板１を構成することができる。
これにより、コイル配線を基板上に形成するため、従来必要であったサブトラクティブ法によるコイル基板のエッチング及び多層配線で必要なスルーホールの銅メッキと基板間の接着などが不要となり、製造コストを低減することができる。
また、パソコンなどを用いて机上で描画配線し、その画像データに基づいてオンデマンド方式で多層回路基板を製造することができるので、長大な設備投資をすることなく低コストで多品種に対応可能である。
また、第１巻線部４Ａ、絶縁膜４Ｂ、第２巻線部４Ｃ、リード線部３Ａ、３Ｂは、それぞれインクジェットヘッド１６のインクを切り替えて描画するので、配線部形成工程、絶縁膜形成工程、積層配線部形成工程を１台の多層回路製造装置１０によって、順次行うことができる。その結果、装置間の移送や、位置合わせなどの工程を省略できるので、生産性を向上することができる。
また、絶縁膜４Ｂは、インクジェットヘッド１６によって吐出して形成されるので、厚さ２μｍ程度と、例えば、多層プリント基板の絶縁層に比べて薄厚に形成することができる。そのため、多層回路基板１の厚さを薄型化することができる。
またインクジェットヘッド１６は、各吐出ノズルから微少量のインクを吐出するので、１００μｍ以下の微細な配線ピッチにも容易に対応することができるため、高密度の配線を行うことができる。
【００４８】
また、本実施形態では、基板２上の高さが異なるリード線部３Ｂと第２巻線部４Ｃなどの間に、絶縁膜４Ｂによって絶縁膜傾斜部４ａ、４ｄなどの傾斜部または段状部上に形成された傾斜配線部である巻線接続部４ｃ、リード線接続部４ｅを形成して、立体配線を行うことができるので、配線の形成と配線間の接続とが多層回路製造装置１０によって同時並行的に行うことができるので、各層間の配線を効率的かつ容易に行うことができる。
【００４９】
次に、本実施形態の第１変形例について説明する。
図８は、本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る多層回路基板の概略構成を示す模式的な部分平面図である。図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図８のＥ−Ｅ断面図およびＦ−Ｆ断面図である。
【００５０】
本変形例の多層回路基板１Ａは、上記第１の実施形態の厚さ方向に２巻きされたコイル部４に代えて、巻き数を３巻きとしたコイル部４０（多層コイル）を備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に簡単に説明する。
【００５１】
コイル部４０は、図８、９に示すように、上記第１の実施形態のコイル部４において、第２巻線部４Ｃの端部に設けられたリード線接続部４ｅを削除し、第２巻線部４Ｃの上層に、絶縁膜４Ｄ、第３巻線部４Ｅ（積層配線部）を順次積層させて形成し、第３巻線部４Ｅの端部とリード線部３Ｂとが、リード線接続部４ｉ（傾斜配線部）によって接続されたものである。
このため、図９（ａ）に示すように、絶縁膜４Ｄによって、第２巻線部４Ｃおよび巻線接続部４ｃが覆われて、絶縁膜傾斜部４ｆ（傾斜部または段状部）が形成され、第２巻線部４Ｃと第３巻線部４Ｅとは、絶縁膜傾斜部４ｆの上面に沿って形成された巻線接続部４ｇ（傾斜配線部）によって電気的に接続されている。
また、リード線接続部４ｉは、図８、９（ｂ）に示すように、絶縁膜傾斜部４ｄ上に、絶縁膜４Ｄの他端部からリード線部３Ｂの幅よりわずかに広い幅で径方向外側に延ばして形成された絶縁膜傾斜部４ｈ（傾斜部または段状部）の上面に沿って、斜めに形成されている。
絶縁膜傾斜部４ｈは、上面にリード線接続部４ｉが良好な層厚で形成されるように、絶縁インクを適宜重ね合わせて描画して、絶縁膜傾斜部４ｄと同様な傾斜角を有する傾斜部、または、各段の高さが１０μｍを超えないような段数を有する段状部に形成することが好ましい。
【００５２】
このようなコイル部４０を製造するには、図４に示す上記第１の実施形態の製造方法において、ステップＳ２では、Ｎ＝５に設定する。
ｎ＝１、２の場合のステップＳ５〜Ｓ７は、上記第１の実施形態と同様に行う。
そして、ｎ＝３の場合のステップＳ５〜Ｓ７において、画像データからリード線部３Ｂ、巻線接続部４ｃのデータを削除した画像データにより描画を行って、第２巻線部４Ｃを形成する。
【００５３】
そして、第２の絶縁膜形成工程であるｎ＝４の場合のステップＳ５〜Ｓ７において、上記第１の実施形態の絶縁膜４Ｂと同様にして、絶縁膜傾斜部４ｆを含む絶縁膜４Ｄを形成する。ここでインクＩ4は、インクＩ2と同じ絶縁インクを用いる。
そして、第２の積層配線部形成工程であるｎ＝５の場合のステップＳ５〜Ｓ７において、リード線接続部４ｉを形成するために画像データを変更し、上記第１の実施形態の第２巻線部４Ｃと同様にして、巻線接続部４ｇ、リード線接続部４ｉとともに第３巻線部４Ｅを形成する。ここでインクＩ5は、インクＩ1と同じ絶縁インクを用いる。
このようにして、コイル部４０を有する多層回路基板１Ａを製造することができる。
本変形例は、配線工程の後に、絶縁膜形成工程と積層配線部形成工程とを複数回行うことにより、導電部が３層以上にわたって積層もしくは交差された多層回路基板およびその製造方法の例となっている。
同様にして、層数Ｎが７以上の場合も同様にして多層コイルを形成することができる。
本変形例によれば、コイル部の巻き数を厚さ方向に増やせるため、インダクタンスの大きな薄型のコイルを構成することができる。
【００５４】
次に、本実施形態の第２変形例について説明する。
図１０（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る多層回路基板の概略構成を示す模式的な部分平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。
【００５５】
本変形例の多層回路基板１Ｂは、上記第１の実施形態の厚さ方向に２巻きされたコイル部４に代えて、基板２上で、径方向に２巻きされたコイル部３０を備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に簡単に説明する。
【００５６】
本変形例のコイル部３０は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第１の実施形態の絶縁膜４Ｂ、第２巻線部４Ｃ、巻線接続部４ｃに代えて、それぞれ絶縁膜３０Ｂ、第２巻線部３０Ｃ、巻線接続部３０ｃ（積層配線部）を備える。
絶縁膜３０Ｂは、絶縁膜４Ｂと略同様の平面視Ｃ字状とされており、第１巻線部４Ａの一端部とリード線部３Ａとの接続部において、リード線部３Ａ側にわずかに延ばされた凸部３０ａが形成されている点が異なる。絶縁膜３０Ｂは、絶縁膜４Ｂと同様に、多層回路製造装置１０を用いてインクＩ2により描画されて形成される。
絶縁膜３０ＢのＣ字状の内周部および外周部には、上記第１の実施形態の絶縁膜傾斜部４ｄと同様、基板２との間で第１巻線部４Ａの側方を覆う絶縁膜傾斜部３０ｅ（傾斜部または段状部）が形成されている。
また、絶縁膜傾斜部４ａの隙間６およびリード線部３Ａの側方における凸部３０ａでは、それぞれ、絶縁膜傾斜部４ａと同様な絶縁膜傾斜部３０ｄ（傾斜部または段状部）が形成されている。
このため、絶縁膜３０Ｂの周方向の両端部には、絶縁膜離間部４ｂが設けられ、絶縁膜離間部４ｂの間に第１巻線部４Ａがわずかに突出するようになっている。
【００５７】
第２巻線部３０Ｃは、基板２上に、絶縁膜３０Ｂの外周に近接して形成された平面視略Ｃ字状の配線であり、第１巻線部４Ａおよび第２巻線部４Ｃと同様に、多層回路製造装置１０を用いて、インクＩ1またはインクＩ3により描画されて形成される。
また、第２巻線部３０Ｃの一端側は、絶縁膜３０Ｂ上において第１巻線部４Ａ、リード線部３Ａの幅方向に交差して積層された巻線接続部３０ｃ（積層配線部）を介して、絶縁膜離間部４ｂにわずかに突出する第１巻線部４Ａと電気的に接続されている。
【００５８】
このような多層回路基板１Ｂは、上記第１の実施形態の多層回路基板１と同様、層数をＮ＝３とした場合の、図４に示すようなフローによって製造することができる。
ただし、本変形例では、第２巻線部３０Ｃ、リード線部３Ｂが、基板２上に形成されているため、第２巻線部３０Ｃ、リード線部３Ｂは、ｎ＝１の配線部形成工程において、リード線部３Ａ、第１巻線部４Ａとともに形成してもよいし、ｎ＝３の積層配線部形成工程において、積層配線部である巻線接続部３０ｃとともに形成してもよい。
【００５９】
本変形例は、積層配線部が、配線部の一部に対して幅方向に交差して積層されることで、多層回路を形成している場合の例となっている。またこのような積層配線部を用いて、同一の層において径方向に多重に巻線が設けられた多重巻きの平面コイルを形成する場合の例となっている。
本変形例によれば、コイル部の巻き数を径方向に増やせるため、インダクタンスの大きな薄型のコイルを構成することができる。
【００６０】
なお、配線部に交差して積層配線部を設ける場合、本変形例のように、必ずしもコイル巻線同士の接続には限定されない。
例えば、互いに導通しない２本の配線を上下に交差させる場合にも適用するように変形してもよい。この場合、配線を多重に交差させる多層回路を構成することができるので、交差を回避する回路パターンに比べて回路面積を低減して小型化を図ることができる。
例えば、コイル内の空芯部５にホール素子を配置する場合のホール素子に対する配線をコイルと交差させてコイル外部に導く場合などにも適用することができる。
【００６１】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る、多層回路基板を備えたモータについて説明する。
図１１（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る、多層回路基板を備えたモータの概略構成を示す模式的な軸方向断面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＨ−Ｈ断面図である。
【００６２】
本実施形態のモータ１００は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、コイル基板１０１（多層回路基板）の中心にシャフト１０４が立設され、軸受１０８を介して、ロータ１０５が回転支持されてなる面対向型のＤＣブラシレスモータである。
コイル基板１０１は、回路形成面が絶縁処理された金属製の基板１０２上に、複数の空芯コイルであるコイル部１０３が放射状に形成されている。基板１０２は、コイル部１０３の支持部材であるとともに、モータのヨーク部材を兼ねている。
各コイル部１０３からは、基板１０２上に形成された複数のリード線部１１０（配線部）によって、適宜結線されている。基板１０２の端部には、コイル電流を供給するための複数のランド部１１１（配線部）が設けられ、リード線部１１０によって各コイル部１０３と電気的に接続されている。
コイル基板１０１のコイル部１０３は、上記第１の実施形態に説明した多層回路基板の製造方法を用いて、基板１０２上に多層回路を形成することで構成されている。また、リード線部１１０、ランド部１１１は、基板１０２と同様に金属インクを描画して形成された配線である。
コイル部１０３の配線の厚さ方向の積層数、および径方向の巻き数は、良好のインダクタンスが得られるように、必要に応じて適宜設定することができる。したがって、上記第１の実施形態のコイル部４、４０、３０などと同様な構成、あるいは、コイル部３０において、さらに厚さ方向の層数を複数にしたような構成はすべて採用することができる。
【００６３】
このようなモータ１００によれば、コイル基板１０１として、上記第１の実施形態で説明した多層回路基板の製造方法によって製造された多層回路基板を用いるので、例えば、多層プリント基板で構成された平面コイルなどに比べて厚さを薄くすることができる。このため、モータ１００の高さを薄型化し、小型のモータを構成することができる。
【００６４】
なお、上記の説明では、配線部、絶縁膜、および積層配線部をそれぞれインクジェットプリンタによって描画する例で説明したが、描画手段としては、インクジェットプリンタに限定されるものではない。例えば、平面状に線状のパターンを描画するディスペンサを用いてもよい。
【００６５】
また、上記の第１の実施形態の説明では、多層回路製造装置１０として、描画するインクの種類によって、複数のインクジェットヘッド１６を交換する場合の例で説明したが、予めヘッド保持部１８に複数種類のインクを吐出する複数のインクジェットヘッドを備え、制御部２０の制御信号に応じて、吐出するインク種類を選択的に切り替えて描画を行うようにしてもよい。
【００６６】
また、上記の第１の実施形態の説明では、配線を描画する基板表面が絶縁体もしくは絶縁加工された場合の例で説明したが、基板として、予め金属による配線が形成され、端子部やランド部などの導電部が表面に露出されたプリント基板を採用し、このプリント基板上の導電部から金属インクによる配線を描画してもよい。
例えば、上記第２の実施形態のコイル基板１０１において、コイル基板１０１を予め導体部としてランド部１１１が形成されたプリント基板を用い、この上にコイル部１０３、リード線部１１０を描画してもよい。
【００６７】
また、上記の第１の実施形態の第２変形例の説明では、絶縁膜３０Ｂを第１巻線部４Ａの全体およびリード線部３Ａの一部の上面に形成した例で説明したが、絶縁膜は、積層配線部と配線部とが積層する範囲に設けられていればよい。そのため、絶縁膜３０Ｂは、巻線接続部３０ｃの下方のみに設けるようにしてもよい。
【００６８】
また、上記の第１の実施形態の説明では、図４のステップＳ７の描画された第ｎ層を乾燥または硬化させる工程を多層回路製造装置１０上に基板２を載置した状態で行う場合の例で説明したが、第ｎ層が描画された基板２を、乾燥または硬化させるため、例えば、オーブン炉や還元炉などの装置に投入して行ってもよい。
【００６９】
また、上記の説明では、配線部、積層配線部の一部が、表面に露出する場合の例で説明したが、必要に応じて、これらの上面に、絶縁膜を形成してもよい。この絶縁膜は、絶縁インクを描画して必要部分のみに形成してもよいし、コーティングなどによって、全面的に形成してもよい。
【００７０】
また、上記に説明したすべての構成要素は、技術的に可能であれば、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る多層回路基板の概略構成を示す模式的な部分平面図、そのＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る多層回路基板の絶縁膜の傾斜部、段状部について説明するための模式的な断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る多層回路基板の製造装置の概略構成を示す模式的な正面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る多層回路基板の製造方法における工程フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る多層回路基板の製造工程を説明する平面視の模式的な工程説明図、およびそのＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図５に続く製造工程の模式的な工程説明図およびそのＤ−Ｄ断面図である。
【図７】図６に続く製造工程における工程説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る多層回路基板の概略構成を示す模式的な部分平面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ断面図およびＦ−Ｆ断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る多層回路基板の概略構成を示す模式的な部分平面図、およびそのＧ−Ｇ断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る、多層回路基板を備えたモータの概略構成を示す模式的な軸方向断面図、およびそのＨ−Ｈ断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１、１Ａ、１Ｂ  多層回路基板
２、１０２  基板
３Ａ、３Ｂ  リード線部（配線部）
４  コイル部（多層コイル）
４Ａ、３０Ａ  第１巻線部（配線部）
４Ｂ、４Ｄ、３０Ｂ  絶縁膜
４Ｃ  第２巻線部（積層配線部）
４Ｅ  第３巻線部（積層配線部）
４ａ、４ｄ、４ｆ、４ｈ、３０ｄ、３０ｅ  絶縁膜傾斜部（傾斜部または段状部）
４ｂ  絶縁膜離間部
４ｃ、４ｇ  巻線接続部（傾斜配線部）
４ｅ、４ｉ  リード線接続部（傾斜配線部）
１０  多層回路製造装置
１６  インクジェットヘッド
１７  ＵＶ光源
２０  制御部
３０Ｃ  第２巻線部（配線部）
３０ｃ  巻線接続部（積層配線部）
１００  モータ
１０１  コイル基板
１０３  コイル部
１１０  リード線部
１１１  ランド部
Ｉ1、Ｉ3、Ｉ5  インク（金属インク）
Ｉ2、Ｉ4  インク（絶縁インク）
【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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【図１０】
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【図１１】
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