(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣＢ基板又はセラミック体等よりなる略四角形状をした絶縁基板の裏面略中央部にリング状のマグネット収納凹溝を有し、該マグネット収納凹溝の内周及び外周近傍の円周上に複数個のスルーホールを形成し該スルーホール内面及び前記絶縁基板の全面に銅メッキ層を形成し、エッチング処理により前記絶縁基板の対向する側面に電極部を形成すると共に、前記内外周のスルーホールを結ぶ放射状銅箔パターンを形成した第１又は第２の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板と第２の絶縁基板のマグネット収納凹溝を対向させ、前記２つのマグネット収納凹溝により形成したスペースにマグネットを搭載、位置合わせして接着、接合した後、再メッキ処理により、前記２つの絶縁基板のスルーホール部及び電極部を導通させることにより、前記マグネットを囲み前記放射状銅箔パターンと前記スルーホールを介して上下パターンが連続的に繋げて閉ループ化したことを特徴とするＳＭＤ型コイル。
【請求項２】
前記マグネットがフェライトであることを特徴とする請求項１記載のＳＭＤ型コイル。
【請求項３】
ＰＣＢ基板又はセラミック体等よりなる多数個取りする集合絶縁基板の各列毎の略中央部の裏面に位置し、所定間隔で複数個のリング状のマグネット収納凹溝と、該各マグネット収納凹溝の内周及び外周近傍の円周上に複数個のスルーホールと、前記各列間に長穴のスルーホール加工を施した後、メッキ処理により前記集合絶縁基板のスルーホール及び長穴スルーホールの内面を含む全表面に銅メッキ層を形成し、メッキレジストをラミネートし、露光現象後パターンマスクを形成し、パターンエッチングを行う第１又は第２の集合絶縁基板加工工程と、前記第１又は第２の集合絶縁基板のいずれか一方のマグネット収納凹溝に、マグネットを収納するマグネット装着工程と、前記第１及び第２の集合絶縁基板のマグネット収納凹溝が対向するように２つの集合絶縁基板を重ねることによりマグネット収納スペースを設け、位置合わせし、両接着部を接着、接合して一体化する接着工程と、再メッキにより前記一体化集合体の接合する各スルーホール部及び電極部を導通させる再メッキ工程と、前記一体化集合体を１つのマグネットを含むＳＭＤ型コイル単体に分割するダイシング工程とからなるSＭＤ型コイルの製造方法。
【請求項４】
前記第１又は第２の集合絶縁基板のうち、一方の集合絶縁基板はＰＣＢ基板又はセラミック体等よりなる集合絶縁体よりなり、他方の集合絶縁基板はポリイミドフィルムよりなる集合絶縁体であり、前記２つの集合絶縁基板を接合して前記マグネットを収納したことを特徴とする請求項３記載のＳＭＤ型コイルの製造方法。
【請求項５】
前記マグネットがフェライトであることを特徴とする請求項３又は４記載のＳＭＤ型コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯電話、ＰＨＳ、パソコン等の一般電子機器に使用されるＳＭＤ型コイル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器は、高性能化、多機能化とともに小型化、軽量化を追求している。携帯電話、ＰＨＳ、パソコン等がその一例である。これらの電子機器で使用されるインダクタは、ＳＭＤであることが必須となっている。
【０００３】
インダクタは、フェライト等のコアに巻線された導線に電流を流すことにより発生する電磁気の作用を利用したインピーダンス素子である。この原理のために、他の受動部品に比べ構造が複雑になりＳＭＤ化が比較的遅れている。
【０００４】
薄膜チップインダクタは、一般的な巻線を用いたチップコイル導体と比較し、製造方法の違いから小型化で高精度なコイル導体といえる。その技術が特開平５−８２３４９号公報に開示されている。その概要を説明する。
【０００５】
図１３は従来の渦巻状薄膜コイルの断面図、図１４はその平面図である。その製造工程の概要は、ベースとなる低誘電率セラミックスウェハよりなる絶縁基板２１の表面に銅を主体とした複数の低抵抗スパイラル状の薄膜コイル導体２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃと、その厚み方向に低誘電率耐熱樹脂コート膜よりなる絶縁層２３Ａ、２３Ｂを介し重ねて多層化して設け、少なくとも薄膜コイル導体２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの巻き始め端部２４と巻き終わり端部２４でそれぞれの各薄膜コイル導体２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを電気的に接続するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した渦巻状薄膜コイルには次のような問題点がある。即ち、平面型ＳＭＤ型コイルでは、コイル巻数を多くすることが出来ず、コイルのインダクタンスを大きくとりたい場合は困難である。
【０００７】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、コイルのインダクタンスを大きくとることが可能となり、電子機器の小型化、軽量化、低コスト化を実現し、超薄型で小型な平面型ＳＭＤ型コイル及びその製造方法を提供するものである。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明におけるＳＭＤ型コイルは、ＰＣＢ基板又はセラミック体よりなる略四角形状をした絶縁基板の裏面略中央部にリング状のマグネット収納凹溝を有し、該マグネット収納凹溝の内周及び外周近傍の円周上に複数個のスルーホールを形成し該スルーホール内面及び前記絶縁基板の全面に銅メッキ層を形成し、エッチング処理により前記絶縁基板の対向する側面に電極部を形成すると共に、前記内外周のスルーホールを結ぶ放射状銅箔パターンを形成した第１又は第２の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板と第２の絶縁基板のマグネット収納凹溝を対向させ、前記２つのマグネット収納凹溝により形成したスペースにマグネットを搭載、位置合わせして接着、接合した後、再メッキ処理により、前記２つの絶縁基板のスルーホール部及び電極部を導通させることにより、前記マグネットを囲み前記放射状銅箔パターンと前記スルーホールを介して上下パターンが連続的に繋げて閉ループ化したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記第１又は第２の絶縁基板のうち、一方の絶縁基板はＰＣＢ基板又はセラミック体等よりなる絶縁体よりなり、他方の絶縁基板はポリイミドフィルム等よりなる絶縁体であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記第１又は第２の絶縁基板は、共にポリイミドフィルム等よりなる絶縁体であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明におけるＳＭＤ型コイルの製造方法は、ＰＣＢ基板又はセラミック体等よりなる多数個取りする集合絶縁基板の各列毎の略中心部に位置し、所定間隔で２つの同心円の円周上に複数個のスルーホールと、前記各列間に長穴状のスルーホールを施したスルーホール加工工程と、メッキ処理により前記スルーホール及び長穴スルーホールの内面を含む集合絶縁基板の全表面に銅メッキ層を形成するメッキ工程と、メッキレジストをラミネートし、露光現像後パターンマスクを形成し、パターンエッチングを行い前記集合絶縁基板の対向する側面に電極部と、上下面に内外周のスルーホールを結ぶ放射状銅箔パターンを前記スルーホールを介して上下パターンが連続的に繋がるように閉ループ化するエッチング工程と、前記集合絶縁基板をＳＭＤ型コイル単体に分割するダイシング工程とからなることを特徴とするものである。
【００１３】
また、ＰＣＢ基板又はセラミック体等よりなる多数個取りする集合絶縁基板の各列毎の略中心部の裏面に位置し、所定間隔で複数個のリング状のマグネット収納凹溝と、該各マグネット収納凹溝の内周及び外周近傍の円周上に複数個のスルーホールと、前記各列間に長穴のスルーホール加工を施した後、メッキ処理により前記集合絶縁基板の前記スルーホール及び長穴のスルーホールの内面を含む全表面に銅メッキ層を形成し、メッキレジストをラミネートし、露光現像後パターンマスクを形成し、パターンエッチングを行う第１又は第２の集合絶縁基板加工工程と、前記第１又は第２の集合絶縁基板のいずれか一方の各マグネット収納凹溝に、マグネットを収納するマグネット装着工程と、前記第１及び第２の集合絶縁基板のマグネット収納凹溝が対向するように２つの集合絶縁基板を重ね、位置合わせし、両接着部を接着、接合して一体化する接着工程と、再メッキ処理により前記一体化集合体の接合する各スルーホール部及び電極部を導通させる再メッキ工程と、前記一体化集合体を１つのマグネットを含むＳＭＤ型コイル単体に分割するダイシング工程とからなることを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記第１又は第２の集合絶縁基板のうち、一方の集合絶縁基板はＰＣＢ基板又はセラミック体等よりなる集合絶縁体よりなり、他方の集合絶縁基板はポリイミドフィルム等よりなる集合絶縁体であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記第１又は第２の集合絶縁基板は共にポリイミドフィルム等よりなる集合絶縁体であることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明におけるＳＭＤ型コイル及びその製造方法について説明する。図１〜図３は本発明の第１の実施の形態である一枚基板の空芯のＳＭＤ型コイル及びその製造方法に係わり、図１はＳＭＤ型コイル単体の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は集合絶縁基板の斜視図である。
【００１７】
図１及び図２において、２はＰＣＢ基板又はセラミック体よりなる略四角形状の上下面に銅箔張りされた絶縁基板で、該絶縁基板２の略中央部には、２つの同心円の円周上に複数の外周及び内周スルーホール３ａ及び３ｂが、プレス又は切削ドリル等の加工手段により形成されている。前記絶縁基板２の前記スルーホール３ａ及び３ｂの内面を含む全表面に銅メッキ層を形成し、エッチング処理により前記絶縁基板２の対向する側面に電極部４と、上下面には前記スルーホール３ａ及び３ｂを結ぶ放射状銅箔パターン５が形成される。前記上下の放射状銅箔パターン５は前記スルーホール３ａ及び３ｂを介して、コイル端末巻き始め部４ａとコイル端末巻き終り部４ｂとは一本の連続線として繋がり閉ループ化してＳＭＤ型コイル１が構成される。
【００１８】
図３において、その製造方法を説明する。前記ＰＣＢ基板又はセラミック体よりなる多数個取りする集合絶縁基板６の各列の略中央部に位置し、所定間隔で２つの同心円の円周上に複数のスルーホール３ａ及び３ｂと、前記各列間に長穴状のスルーホール３ｃを切削ドリル又はプレス等の加工手段により形成されるスルーホール加工工程を施す。
【００１９】
次に、メッキ工程において、前記スルーホール３ａ、３ｂ及び３ｃの壁面を含む集合絶縁基板６面を洗浄した後、前記集合絶縁基板６全面に無電解メッキ及び電解メッキにより銅メッキ層を形成する。該銅メッキ層は前記スルーホール３ａ、３ｂ及び３ｃ内まで施される。
【００２０】
更に、エッチング工程において、メッキレジストをラミネートし、露光現像してパターンマスクを形成した後、通常の基板エッチング液であるＣｕＣｌ2 ＋Ｈ2 Ｏ2 等を用いてパターンエッチングを行うことにより、前記絶縁基板２の対向する側面の電極部４と、上下面に内外周のスルーホール３ａ及び３ｂを結ぶ放射状銅箔パターン５を、前記スルーホール３ａ及び３ｂを介して上下パターンがコイル端末巻き始め部４ａとコイル端末巻き終り部４ｂとが一本の連続線として繋がるように閉ループ化される。
【００２１】
前記集合絶縁基板６を分割するダイシング工程で、ＳＭＤ型コイル単体に分割するために、前記集合絶縁基板６の四隅に設けた位置合わせ用ガイド穴６ｃを図示しない治具にセットして直交するＸ方向７、Ｙ方向８に沿ってダイシング又はスライシングマシン等で１チップに切断、分離することによりＳＭＤ型コイル１が完成される。
【００２２】
なお、完成された前記ＳＭＤ型コイル１の上下面に露出した放射状銅箔パターン５を絶縁するためにレジストコート等の処理により、レジスト膜を形成しても良い。
【００２３】
図４〜図１０は本発明の第２の実施の形態である２枚基板の有芯のＳＭＤ型コイル及びその製造方法に係わり、図４はＳＭＤ型コイル単体の第１絶縁基板の表面側の斜視図、図５は図４の裏面側の斜視図、図６は第１絶縁基板及び第２絶縁基板が対向した状態の断面図、図７はリング状の磁石の斜視図、図８はＳＭＤ型コイル単体の断面図である。図において、前述した第１の実施の形態と同一部材は同一符号で示す。
【００２４】
図４及び図５に示すように、２ａはＰＣＢ基板又はセラミック体よりなる略四角形状の第１絶縁基板で、９は該第１絶縁基板２ａの裏面の略中央部に位置するリング状のマグネット収納凹溝である。３ａ及び３ｂは、前記マグネット収納凹溝９の外周及び内周近傍の円周上にプレス又は切削ドリル等の加工手段により形成した複数のスルーホールである。該スルーホール３ａ及び３ｂの内面及び前記第１絶縁基板２ａの表面に銅メッキ層を形成し、エッチング処理により前記第１絶縁基板２ａの対向する側面に電極部４を形成すると共に、前記スルーホール３ａ及び３ｂを結ぶ放射状銅箔パターン５を形成する。該放射状銅箔パターン５は前記スルーホール３ａ及び３ｂを介して断面がＵ字形状に繋がっている。第２絶縁基板２ｂは前記第１絶縁基板２ａと寸法及び加工形状が略同一なものを使用する。
【００２５】
図６及び図７において、１０はマグネットで、切削又は成形したフェライト、サマリウムコバルト等より成るリング状のマグネットで、前記第１絶縁基板２ａと第２絶縁基板２ｂのマグネット収納凹溝９が対向するようにして、後述する接着剤を塗布した後、前記マグネットを前記マグネット収納凹溝９に装着する。
【００２６】
前記マグネット１０のサイズは、最も効率良くするには、閉ループの内側にギリギリの距離までマグネット１０を近づけるのが良く、従って、閉ループギリギリの大きさのマグネットが最も適す。マグネット１０の断面形状は、図７に示すように四角形状に限るものではない。
【００２７】
図８において、前記第１絶縁基板２ａと第２絶縁基板２ｂの接合部１１のいずれか一方に接着剤１２を塗布するか、又はシート状の接着剤１２を被着して位置合わせし、接着又は熱圧着して接合した後、再メッキ処理により前記第１絶縁基板２ａ及び第２絶縁基板２ｂの前記スルーホール３ａ、３ｂの接続部３ｄ及び電極部４の接続部４ｃにて導通させることにより、前記マグネット１０を囲み前記放射状銅箔パターン５と前記スルーホール３ａ及び３ｂを介して上下パターンがコイル端末巻き始め部４ａとコイル端末巻き終り部４ｂとは一本の連続線として繋がるように閉ループ化したＳＭＤ型コイル１Ａが構成される。
【００２８】
図９及び図１０において、その製造方法を説明する。先ず、図９に示すように、前記ＰＣＢ基板又はセラミック体よりなる多数個取りする第１集合絶縁基板６ａの各列毎の略中心部の裏面に位置し、所定間隔で複数個のリング状のマグネット収納凹溝９を形成し、該各マグネット収納凹溝９の内周及び外周近傍の円周上に複数個のスルーホール３ａ及び３ｂと、前記各列間に長穴のスルーホール３ｃを切削ドリル又はプレス等の加工手段により形成されるスルーホール加工工程を施す。
【００２９】
次に、第１のメッキ工程において、前記スルーホール３ａ、３ｂ及び３ｃの壁面を含む第１集合絶縁基板６ａ面を洗浄した後、無電解メッキ及び電解メッキにより銅メッキ層は、前記スルーホール３ａ、３ｂ及び長穴のスルーホール３ｃの内面を含む全表面に形成される。
【００３０】
エッチング工程において、メッキレジストをラミネートし、露光現像後パターンマスクを形成しパターンエッチングを行うことにより、前記長穴のスルーホール３ｃは対向する側面に電極部４と、前記スルーホール３ａ及び３ｂを結ぶ放射状の銅箔パターン５が形成される。第１集合絶縁基板６ａが完成される。
【００３１】
マグネット装着工程において、図８及び図１０に示すように、予め前記第１集合絶縁基板６ａと第２集合絶縁基板６ｂのいずれかの接合部１１にエポシキ系、シリコン系等の接着剤１２をマスクを使って必要箇所に印刷、塗布するか、又はシート状の接着剤１２を被着しておき、前記２つの集合絶縁基板６ａ、６ｂのいずれか一方の前記マグネット収納凹溝９に前記マグネット１０を搭載する。
【００３２】
接着工程において、前記マグネットを装着した、前記第１集合絶縁基板６ａと第２集合絶縁基板６ｂのマグネット収納凹溝９が対向するように２つの集合絶縁基板６ａ、６ｂを重ね、前記スルーホール３ａ、３ｂの接続部３ｄ及び電極部４の接続部４ｃの位置合わせを行い、前記接合部１１を接着又は熱圧着することにより、前記２つの集合絶縁基板６ａ、６ｂは一体的に接合する。一体化集合体１３ができる。
【００３３】
前記２つの集合絶縁基板６ａと６ｂの位置合わせは、予め、集合絶縁基板６ａと６ｂに設けられた基板２枚を重ねた時の位置合わせ用ガイド穴６ｃにより図示しない治具を用いて確実に行う。
【００３４】
なお、前記マグネット１０の装着工程と前記集合絶縁基板６ａ又は６ｂへの接着剤１２の塗布は、上記順序と逆でも良いことは言うまでもない。
【００３５】
第２メッキ工程において、前記一体化集合体１３を再び銅メッキ処理を行い、前記一体化集合体１３を前記スルーホール３ａ、３ｂの接続部３ｄ及び電極部４の接続部４ｃを確実に導通させる。従って、前記第１集合絶縁基板６ａと第２集合絶縁基板６ｂは前記リング状のマグネット１０を囲み、前記放射状銅箔パターン５と前記スルーホール３ａ及び３ｂを介して、上下パターンがコイル端末巻き始め部４ａとコイル端末巻き終り部４ｂとは一本の連続線として連続的に繋がり閉ループ化される。
【００３６】
前記一体化集合体１３を分割するダイシング工程で、１つのマグネット１０を含むＳＭＤ型コイル単体に分割するために、前記位置合わせ用ガイド穴６ｃを使って、図示しない治具にセットして直交するＸ方向７、Ｙ方向８に沿ってダイシング又はスライシングマシン等で１チップに切断、分離してＳＭＤ型コイル１Ａが完成される。
【００３７】
なお、前述と同様に、上下面に露出した放射状銅箔パターン５を絶縁するために、一体化集合体１３を切断前に、レジストコート等の処理により、レジスト膜を形成しても良い。
【００３８】
図１１は本発明の第３の実施の形態である。図１１において、前記２枚基板の有芯ＳＭＤ型コイル１Ｂを更に薄型化するために、例えば、第１絶縁基板２ａはＰＣＢ基板又はセラミック体等よりなる絶縁体とし、第２絶縁基板２ｃはポリイミドフィルム等よりなる絶縁体として、同様な製造方法で２枚基板の有芯ＳＭＤ型コイル１Ｂを製造することができる。
【００３９】
図１２は本発明の第４の実施の形態である。図１２において、前記２枚基板の有芯ＳＭＤ型コイル１Ｃを超薄型化するために、例えば、第１絶縁基板２ｄ及び第２絶縁基板２ｅを共にポリイミドフィルム等よりなる絶縁体として、同様な製造方法で２枚基板の有芯ＳＭＤ型コイル１Ｃを製造することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＰＣＢ基板又はセラミック体等よりなる絶縁基板の略中央部に位置し、２つの同心円上に複数のスルーホールを形成し、エッチング処理により、前記絶縁基板の対向する側面に電極部と、絶縁基板の上下面に前記スルーホールを結ぶ放射状銅箔パターンを前記スルーホールを介して上下パターンがコイル端末巻き始め部とコイル端末巻き終り部とは一本の連続線として連続的に繋がるように形成して閉ループ化することにより、コイルのインダクタンスを大きく取りたい場合や、巻数を多く必要とするＳＭＤ型コイルを、薄型で小型に実現できる。更に、前記絶縁基板の一方、又は両方をポリイミドフィルム等よりなる絶縁体にすることにより、超薄型化が可能である。また、製造方法は、多数個取りする集合絶縁基板により行うため製造コストを低減することが可能である。従って、電子機器の小型化、軽量化、低コスト化が期待できる等多大な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるＳＭＤ型コイルの斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＳＭＤ型コイルの製造方法を説明する集合絶縁基板の斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わるＳＭＤ型コイルの第１絶縁基板の表面側の斜視図である。
【図５】図５（ａ）は図４の第１絶縁基板の裏面側の斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図４の第１絶縁基板と第２絶縁基板が対向した状態の断面図である。
【図７】マグネットの斜視図である。
【図８】完成ＳＭＤ型コイルの断面図である。
【図９】ＳＭＤ型コイルの製造方法を説明する第１集合絶縁基板の斜視図である。
【図１０】第１集合絶縁基板と第２集合絶縁基板を接着、接合した一体化集合体の斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係わるＳＭＤ型コイルの断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係わるＳＭＤ型コイルの断面図である。
【図１３】従来のＳＭＤ型コイルの断面図である。
【図１４】図１３の平面図である。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  ＳＭＤ型コイル
２  絶縁基板
２ａ、２ｄ  第１絶縁基板
２ｂ、２ｃ、２ｅ  第２絶縁基板
３ａ、３ｂ  スルーホール
３ｃ  長穴スルーホール
３ｄ、４ｃ  接続部
４  電極部
５  放射状銅箔パターン
６  集合絶縁基板
６ａ  第１集合絶縁基板
６ｂ  第２集合絶縁基板
９  マグネット収納凹溝
１０  マグネット
１１  接合部
１２  接着剤
１３  一体化集合体
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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