JP2009117546A - Planar coil, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平面コイル及びその製造方法に関し、より詳細には、絶縁体に埋め込まれた電解銅めっきにより形成された導体からなる平面コイルに係り、特に、平面コイルの最外側部より最内側部に向けて導体幅を小さくすることによりコイルの直流抵抗を低下させるようにするとともに、高インダクタンスの平面コイル及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a planar coil and a method of manufacturing the same, and more particularly to a planar coil made of a conductor formed by electrolytic copper plating embedded in an insulator, and more particularly, the innermost portion than the outermost portion of the planar coil. The present invention relates to a planar coil having a high inductance and a method for manufacturing the same, by reducing the direct current resistance of the coil by reducing the conductor width toward.
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のデジタル家電機器及び携帯電話機においては、高機能化や高品質化とともに、さらなる小型化や薄型化、そして省電力化の要求がますます強くなっている。そのためには、基幹電子部品であるインダクタの小サイズ化や薄型化、そして低抵抗化の実現が必要となってきている。 In recent years, in digital home appliances and mobile phones such as digital still cameras and digital video cameras, there has been an increasing demand for further miniaturization, thinning, and power saving along with higher functionality and higher quality. To that end, it is necessary to reduce the size and thickness of inductors, which are key electronic components, and to realize low resistance.
本発明の平面コイルに係る従来技術を記載した特許文献としては、例えば、特許文献1及び2がある。特許文献1に記載のものは、外側脚部を有するフェライトコアと中央脚部を有するフェライトコアとを外側脚部で突き合わせてなるコア構造体と、中央部にスルーホールを有する絶縁樹脂フィルムの両面にスパイラル状コイル導体を形成し、スルーホール部を介して両面のスパイラル状コイル導体を相互に接続したコイル基板と、コイル導体に接続する外部電極とを備え、コイル導体のスパイラル状の導体部間の隙間を20μm以下としたもので、これによりインダクタンスが高く、低抵抗のコイル導体を有する表面実装型コイル素子を実現したものである。
As patent documents describing the prior art relating to the planar coil of the present invention, there are
また、特許文献2に記載のものは、第1の絶縁層上に少なくとも1箇所を周囲と電気的に接続された比較的膜厚の薄い第1のコイルを形成した後に、コイル導体間に有機又は無機からなる第2の絶縁層を形成し、この第2の絶縁層上に比較的膜厚が厚い第2のコイルをめっきにより形成することにより、有機又は無機の絶縁膜でコイル間を絶縁し、高密度低抵抗のコイルを実現したものである。
In addition, the device described in
一般に知られている巻き線コイルでは、薄く巻くことができず、また、巻き位置が一定しないというデメリットがあり、量産品としての適用は困難であった。また、銅貼り基板にエッチング法によりパターニングしていくプロセスでは、アンダーエッチングのため厚膜銅箔では導体間のギャップを狭くすることはできず、また、導体間のギャップを狭くするためには銅箔を薄くしなくてはならないため低抵抗化は困難であった。 Generally known winding coils cannot be thinly wound, and have a demerit that the winding position is not constant, making it difficult to apply as a mass-produced product. Also, in the process of patterning copper-clad substrates by the etching method, the gap between conductors cannot be narrowed with thick film copper foil due to under-etching, and in order to narrow the gap between conductors It was difficult to reduce the resistance because the foil had to be thin.
したがって、導体間ギャップを狭くして占績率を高め、低抵抗化を実現させるためには、めっき法が最適である。例えば、絶縁樹脂フィルムの両面にコイル導体を形成させ、そのコイル導体間のギャップを20μm以下とすることで低抵抗コイルを実現させようとする方法が提案されている(上述した特許文献1参照)。
Therefore, the plating method is optimal for narrowing the gap between conductors to increase the occupancy rate and to realize low resistance. For example, a method for realizing a low resistance coil by forming coil conductors on both surfaces of an insulating resin film and setting a gap between the coil conductors to 20 μm or less has been proposed (see
また、第1のコイル導体を形成する工程の後に、第1のコイル導体の間隙に絶縁層を形成し、この絶縁層をマスクとして第2のコイル導体層をめっき法により形成する方法が提案されている(上述した特許文献2参照)。
Further, after the step of forming the first coil conductor, a method is proposed in which an insulating layer is formed in the gap between the first coil conductors, and the second coil conductor layer is formed by plating using this insulating layer as a mask. (See
しかしながら、特許文献1に記載の方法においては、導体間ギャップを1μm以下にすることは品質が安定しないため量産技術としての適用は困難であり、また、コイル導体幅が広いケースでは導体間ギャップを狭めても低抵抗化にはあまり効果が得られないという問題があった。
However, in the method described in
また、特許文献2に記載の方法においては、低抵抗化のために1回目のめっきをした後に絶縁層マスクをあらたに形成し、その後に第2回目のめっきをしなくてはならず、プロセスが長くなり、製造コストが増大するという問題があった。
Further, in the method described in
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コイル外周部より内周部にかけて導体幅を小さくすることによりコイルの直流抵抗を低下させるようにするとともに、高インダクタンスの平面コイル及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to reduce the DC resistance of the coil by reducing the conductor width from the coil outer periphery to the inner periphery, An object of the present invention is to provide a high-inductance planar coil and a method for manufacturing the same.
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、電解銅めっきによりスパイラル形状に形成された導体を備えた平面コイルにおいて、前記導体は、前記スパイラル形状の最外側部から最内側部に向けて導体幅が小さくなっていることを特徴とする。
The present invention has been made in order to achieve such an object. The invention according to
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記最外側部の導体幅に対する前記最内側部の導体幅の比が、0.01以上0.5未満であることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記導体幅は、前記最外側部から前記最内側部に向けて連続的に小さくなっていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記導体幅は、前記最外側部から前記最内側部に向けて段階的に小さくなっていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の発明において、前記導体は、絶縁体に埋め込まれていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明において、前記導体は、磁性めっき処理されていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6のいずれかに記載の発明において、前記スパイラル形状が、円形又は矩形であることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項8に記載の発明は、電解銅めっきによりスパイラル形状に形成される電解銅めっき層を備えた平面コイルの製造方法において、基板の表面に感光性フォトレジストをコーティングする工程と、次に、導体形成部分の最外側部から最内側部に向けて導体幅を小さくするような形状のレジストパターンを有するフォトマスクを用いて前記感光性フォトレジストを露光する工程と、次に、前記レジストパターンの開口部に前記電解銅めっき層を形成する工程とを有することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の発明において、前記最外側部の導体幅に対する前記最内側部の導体幅の比が、0.01以上0.5未満になるように形成することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項10に記載の発明は、請求項8又は9に記載の発明において、前記導体幅を、前記最外側部から前記最内側部に向けて連続的に小さくなるように形成することを特徴とする。
Further, the invention according to
また、請求項11に記載の発明は、請求項8又は9に記載の発明において、前記導体幅を、前記最外側部から前記最内側部に向けて段階的に小さくなるように形成することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項12に記載の発明は、請求項8乃至11のいずれかに記載の発明において、前記電解銅めっき層を絶縁体に埋め込む工程を有することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項13に記載の発明は、請求項8乃至12のいずれかに記載の発明において、前記電解銅めっき層の表面を磁性めっき処理する工程を有することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項14に記載の発明は、請求項8乃至13のいずれかに記載の発明において、前記スパイラル形状が、円形又は矩形となるように形成することを特徴とする。
The invention according to
本発明によれば、コイルの抵抗は導体の体積率を一定として、導体の線長に比例し、導体断面積に反比例するため、導体幅一定のコイルと比較して低抵抗化が可能である。また、磁性めっきによる高インダクタンスを実現することが可能である。 According to the present invention, the resistance of the coil is proportional to the wire length of the conductor and is inversely proportional to the conductor cross-sectional area with the conductor volume ratio being constant, so that the resistance can be reduced as compared with a coil having a constant conductor width. . Moreover, it is possible to realize high inductance by magnetic plating.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
<実施形態1>
図1は、本発明に係る平面コイルの実施形態1を説明するための導体部分を示す平面図で、図中符号3は導体、5a,5bはスルーホールを示している。また、Waは最外周部の導体幅、Wbは最内周部の導体幅を示し、Wa>Wbの関係を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<
FIG. 1 is a plan view showing a conductor portion for explaining a first embodiment of a planar coil according to the present invention, in which
本発明の平面コイルは、電解銅めっきによりスパイラル形状に形成された導体3を備えた平面コイルであって、この導体3は、スパイラル形状の最外周部から最内周部に向けて導体幅が小さくなっている。つまり、外部端子に接続されたスパイラル形状の平面コイルの最外周部の導体幅Waが最大であり、中心にいくに従って徐々に導体幅が小さくなっており最内周部の導体幅Wbが最小である。また、最内周部でスルーホール3bを介して外部端子に接続されている。なお、後述する平面コイルの製造方法で形成されるため導体高さは一定である。
The planar coil of the present invention is a planar coil provided with a
また、最外側部の導体幅Waに対する最内側部の導体幅Wbの比が、0.01以上0.5未満である。導体幅は、最外側部から最内側部に向けて連続的に小さくなっている。 The ratio of the innermost conductor width Wb to the outermost conductor width Wa is 0.01 or more and less than 0.5. The conductor width is continuously reduced from the outermost part toward the innermost part.
また、導体3は、絶縁体に埋め込まれるように構成されている。また、導体3は、磁性めっき処理することも可能である。また、図1に示した平面コイルは、スパイラル形状として円形のものを示しているが、これ以外にも、図7に示すように、矩形とすることも可能である。
The
表1は、実施形態1における具体例のコイル抵抗及びインダクタンスの測定値を示している。 Table 1 shows measured values of coil resistance and inductance of a specific example in the first embodiment.
比較例に示す従来の平面コイルでは、最外周部から最内周部にかけて導体幅は一定であり(最内周/最外周=1.00)、このときの平面コイルの直線抵抗値は0.20Ωである。これに対し、実施例1は最内周/最外周=0.07とした場合で、直流抵抗値は0.18Ω、実施例2は最内周/最外周=0.14とした場合で、直流抵抗値は0.17Ω、実施例3は最内周/最外周=0.25とした場合で、直流抵抗値は0.164Ωとなり、いずれも直流抵抗値が低下している。
In the conventional planar coil shown in the comparative example, the conductor width is constant from the outermost periphery to the innermost periphery (innermost / outermost periphery = 1.00), and the linear resistance value of the planar coil at this time is 0. 20Ω. On the other hand, Example 1 is the case where the innermost circumference / outermost circumference = 0.07, the DC resistance value is 0.18Ω, and Example 2 is the case where the innermost circumference / outermost circumference = 0.14. The DC resistance value is 0.17Ω, and in Example 3 the innermost circumference / outermost circumference = 0.25, the DC resistance value is 0.164Ω, and the DC resistance values are both reduced.
図2及び図3は、本発明が従来に比べ抵抗値が低下する理由を説明するための図である。図2は、コイルピッチと最外周部からのターン別抵抗を示す図であり、図3は、コイルピッチと最外周部からのコイル抵抗累計を示す図である。 2 and 3 are diagrams for explaining the reason why the resistance value of the present invention is lower than that of the prior art. FIG. 2 is a diagram showing the coil pitch and the resistance by turn from the outermost peripheral portion, and FIG. 3 is a diagram showing the coil pitch and the cumulative coil resistance from the outermost peripheral portion.
ここで比較例は導体幅が一定であり、実施例は導体幅が最外周部の導体幅Waが大きく、最内周部で導体幅Wbが小さくなっているものである。導体幅が一定の比較例では、最外周部からのコイルピッチ累計、すなわち、最外周部から最内周部への距離に応じて、ターン別抵抗は小さくなる。これは、最外周部は円周の長さが大きく、最内周部の円周の長さが小さいからであり、コイルピッチ累計に比例して抵抗が小さくなっている。つまり、最外周部の抵抗が大きくなっている。 Here, in the comparative example, the conductor width is constant, and in the embodiment, the conductor width Wa is large at the outermost peripheral portion and the conductor width Wb is small at the innermost peripheral portion. In the comparative example in which the conductor width is constant, the turn-by-turn resistance is reduced according to the cumulative coil pitch from the outermost periphery, that is, the distance from the outermost periphery to the innermost periphery. This is because the outermost part has a large circumference and the innermost part has a small circumference, and the resistance is reduced in proportion to the total coil pitch. That is, the resistance at the outermost periphery is increased.
これに対し、本実施例では、最外周部の導体幅Waが大きいために、比較例に比べ抵抗は小さくなっている。また、最内周部の導体幅Wbは小さいため、比較例に比べ抵抗は大きくなっているが、円周の長さが小さいため、抵抗値は導体幅の減少による抵抗の低下よりは小さく、導体幅の減少の影響は少ない。 On the other hand, in this embodiment, since the conductor width Wa at the outermost peripheral portion is large, the resistance is smaller than that in the comparative example. In addition, since the conductor width Wb of the innermost peripheral portion is small, the resistance is larger than that of the comparative example, but since the circumference is small, the resistance value is smaller than the decrease in resistance due to the decrease in the conductor width, The effect of reducing the conductor width is small.
平面コイルとしての抵抗値は、図2に示すように、各ターンの抵抗値の累計であり、これを図3に示すように、最外周部からのコイル抵抗累計、すなわち、平面コイルの抵抗で表に表すと、最外周部のターンの抵抗は低いため、抵抗累計も比較例に比べ大幅に低抵抗化が図れている。最内周部にいくに従って、導体幅が小さくなり、抵抗が大きくなるが、円周の長さが小さいので、高抵抗化の影響が少なく、全体として、比較例に比べ、抵抗値は小さい。 As shown in FIG. 2, the resistance value as a planar coil is the cumulative resistance value of each turn, and as shown in FIG. 3, this is the cumulative coil resistance from the outermost periphery, that is, the resistance of the planar coil. As shown in the table, since the resistance of the turn at the outermost periphery is low, the cumulative resistance can be greatly reduced compared to the comparative example. The conductor width decreases and the resistance increases as it goes to the innermost peripheral portion, but since the circumference length is small, there is little influence of increasing the resistance, and the resistance value as a whole is smaller than that of the comparative example.
図4A(a)〜(f)及び図4B(a)〜(e)は、本発明の平面コイルの実施形態1の製造方法を説明するための工程図である。なお、図4Aと図4Bは図面の作成上便宜的に分けたもので、工程としては連続しているものである。 4A (a) to (f) and FIGS. 4B (a) to (e) are process diagrams for explaining the manufacturing method of the planar coil according to the first embodiment of the present invention. 4A and 4B are divided for convenience in drawing, and the steps are continuous.
図中符号1は基板、2はレジストパターン、3は電解銅めっき層(導体)、4は絶縁体、5はスルーホール、6は金属触媒、7はオーバーコート層、8は絶縁層、9は金属下地層、10は電解めっき層、11はレジストパターンを示している。
In the figure,
まず、図4A(a)において、下地層として、例えば、銅やアルミ等を有する基板1の表面に感光性フォトレジストをコーティングする。基板1は周辺部を超音波で溶着するか、接着剤で貼り合わせることにより両面のパターンを同時に形成することが可能となる。
First, in FIG. 4A (a), a photosensitive photoresist is coated on the surface of the
感光性フォトレジストとしては、例えば、ネガ型の液状レジストやポジ型の液状レジストを用いることができ、液状レジストに基板1を浸漬したり、基板1の表面に液状レジストをスピンコートして塗布される。或いは、感光性フォトレジストがフィルム表面に塗布されたドライフィルムレジストを基板1にラミネートして表面に塗工する。
As the photosensitive photoresist, for example, a negative type liquid resist or a positive type liquid resist can be used. The
次に、フォトマスクを通して紫外線を照射して感光性フォトレジストを露光する。この時のフォトマスクとしては、ガラス又はPETフィルムを基材としてCrやAg塩をパターンとし、表面に乳剤を塗布したものが一般的に用いられる。また、レーザー描画装置で直接レジストに紫外線を照射して微細なパターンを描く方式も可能である。この時に、所望の抵抗値を得るために、平面コイルの最外周部から最内周部にかけて導体幅を狭くするべく、感光性フォトフォトレジストの開口幅を適切に設計しておく。つまり、導体形成部分の最外周部から最内周部に向けて導体幅を小さくするような形状のレジストパターン2を有するフォトマスクを用いて感光性フォトレジストを露光する。
Next, the photosensitive photoresist is exposed by irradiating ultraviolet rays through a photomask. As the photomask at this time, a photomask having a glass or PET film as a base material and Cr or Ag salt as a pattern and an emulsion coated on the surface is generally used. Further, it is possible to draw a fine pattern by directly irradiating the resist with ultraviolet rays using a laser drawing apparatus. At this time, in order to obtain a desired resistance value, the opening width of the photosensitive photoresist is appropriately designed so as to narrow the conductor width from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion of the planar coil. That is, the photosensitive photoresist is exposed using a photomask having a resist
露光された基板1は、現像して平面コイルの導体形成部分がパターン状に開口したレジストパターン2を形成する。現像液は弱アルカリ性の水溶液、例えば、1〜5%炭酸ソーダ溶液や3〜15%トリエタノールアミン水溶液を用いて行うが、有機溶剤を用いることもできる。現像は基板を浸漬揺動したり、シャワー装置を通すことで実施される。
The exposed
次に、図4A(b)に示すように、電解銅めっき法によりレジストパターン2の開口部に電解銅めっき層3を析出させて、平面コイルの配線を形成する。電解銅めっき液として一般的な硫酸銅を含む薬液やピロ燐酸銅を含む薬液を用いて処理される。例えば、硫酸銅めっき薬液の組成として、CuSO4・5H2Oは30〜200g/l(リットル)、H2SO4は100〜200g/l(リットル)、Cl-は30〜80mg/l(リットル)、0〜10ppm程度の微量な有機硫黄化合物(例えば、ビス(3−プロパンスルホンサン)ジスルフィド)や有機窒素化合物(例えば、分子量千程度の四級ポリアミン)、界面活性剤(例えば、ポリプロピレングリコールやポリエチレングリコールを含む混合物)から成る。好ましくは、CuSO4・5H2Oは100〜180g/l(リットル)、H2SO4は120〜200g/l(リットル)、Cl-は40〜70mg/l(リットル)の範囲内で使用されると良い。
Next, as shown in FIG. 4A (b), an electrolytic
次に、図4A(c)に示すように、基板1を分離して、複数のコイルパターンの基板同士で絶縁体4を挟み込むようにして接着する。この絶縁体4として、ガラスクロスにエポキシやアクリレート、フェノール等の官能基を持つ接着樹脂を塗工したものやこれらの接着剤をアラミドフィルム表面の塗布したもの、或いはイミドフィルム表面にこれらの接着剤やイミドワニス等を塗工したものが用いられる。また、これらの絶縁体4は高温高圧下、例えば、150℃以上、5kgf/cm2以上の環境下で接着される。
Next, as shown in FIG. 4A (c), the
次に、図4A(d)に示すように、下地層をエッチングして除去し、更に上下層に絶縁体8を介して金属下地層9を接着(積層)する。
Next, as shown in FIG. 4A (d), the underlayer is removed by etching, and a
次に、図4A(e)に示すように、パターン上下層の接続部にスルーホール5を形成する。このスルーホール5は、ドリル、パンチ、レーザー等の機械装置を用いることができるが、積層材に応じて方式を選定することが好ましい。
Next, as shown in FIG. 4A (e), through-
次に、図4A(f)に示すように、パラジウム塩等の金属触媒を含む薬液に基板1を浸漬して、スルーホール5の内壁に金属触媒6を吸着させる。
Next, as shown in FIG. 4A (f), the
次に、図4B(a)に示すように、電解銅めっきを施して電解銅めっき層10を形成する。銅めっきとして電気を必要としない無電解めっきと組み合わせた電解めっき法を用いることもできる。銅めっきとしては任意に厚みを調整できるが、スルーホール5の信頼性を考慮し5μm以上の厚みを形成することが好ましい。
Next, as shown in FIG. 4B (a), electrolytic copper plating is performed to form an electrolytic
次に、図4B(b)に示すように、形成した電解銅めっき層10上にフォトレジストを用いたリソグラフィー法を利用して、例えば、スルーホール等の必要な箇所にレジストパターン11を残して電解銅めっき層10をエッチング除去することにより、複数の導体層間の電気接続を得る(図4B(c))。電解銅めっき層10のエッチングは、塩化鉄、塩化銅、硫酸/過酸化水素水、過硫酸塩類等を含む水溶液を用いることができ、エッチング速度に合わせて薬液を適宜選定し処理を行う。
Next, as shown in FIG. 4B (b), by using a lithography method using a photoresist on the formed electrolytic
レジストパターン11を剥離後(図4B(d))、図4B(e)に示すように、電気絶縁のために任意の箇所にオーバーコート層7を印刷して覆う。このオーバーコート層7として熱により硬化する熱硬化性樹脂や、光硬化性の樹脂、又は光でパターン状に硬化するフォトソルダーレジスト等を用いることができる。かかる平面コイルの配線の端子部へはSn、Ag、Cu、Ni、Zn、Sb、Inの内Snとその他少なくとも1種以上の金属を含有する半田材料やAu/Ni等の電子部品と接続信頼性の高い材料で処理し、低抵抗の平面コイルを得ることができる。
After stripping the resist pattern 11 (FIG. 4B (d)), as shown in FIG. 4B (e), an
<実施形態2>
図5A(a)〜(d)及び図5B(a)〜(c)は、本発明の平面コイルの実施形態2の製造方法を説明するための工程図である。なお、図5Aと図5Bは図面の作成上便宜的に分けたもので、工程としては連続しているものである。
<
5A (a) to 5 (d) and FIGS. 5B (a) to 5 (c) are process diagrams for explaining the manufacturing method of the planar coil according to the second embodiment of the present invention. 5A and 5B are separated for convenience in drawing, and the steps are continuous.
図5A(a)〜(c)は、図4A(a)〜(c)と同じ工程である。
次に、図5A(d)に示すように、パターン上下層の接続部にスルーホール5を形成する。このスルーホール5は、ドリル、パンチ、レーザー等の機械装置を用いることができるが、積層材に応じて方式を選定することが好ましい。
5A (a) to 5 (c) are the same steps as FIGS. 4A (a) to (c).
Next, as shown in FIG. 5A (d), through-
次に、図5B(a)に示すように、パラジウム塩等の金属触媒を含む薬液に基板を浸漬して、スルーホール内壁に金属触媒6を吸着させた後、下地層をエッチングにより除去する。
Next, as shown in FIG. 5B (a), the substrate is immersed in a chemical solution containing a metal catalyst such as a palladium salt to adsorb the
次に、図5B(b)に示すように、再度、電解銅めっきを施して電解パターン銅めっき層12を形成する。この工程は、図5A(a)で形成したレジストパターン2をそのまま利用し、かつスルーホール5の電気的接続も同時に行っているため、短いプロセスでさらなる低抵抗化を実現できるメリットがある。
Next, as shown in FIG. 5B (b), electrolytic copper plating is performed again to form an electrolytic pattern
次に、図5B(c)に示すように、電気絶縁のために任意の箇所にオーバーコート層7を印刷して覆う。このオーバーコート層7として熱により硬化する熱硬化性樹脂や、光硬化性の樹脂、又は光でパターン状に硬化するフォトソルダーレジスト等を用いることができる。かかる平面コイルの配線の端子部へはSn、Ag、Cu、Ni、Zn、Sb、Inの内Snとその他少なくとも1種以上の金属を含有する半田材料やAu/Ni等の電子部品と接続信頼性の高い材料で処理し、低抵抗の平面コイルを得ることができる。
Next, as shown in FIG. 5B (c), an
<実施形態3>
図6A(a)〜(e)及び図6B(a)〜(d)は、本発明の平面コイルの実施形態3の製造方法を説明するための工程図である。なお、図6Aと図6Bは図面の作成上便宜的に分けたもので、工程としては連続しているものである。
<
FIGS. 6A (a) to 6 (e) and FIGS. 6B (a) to 6 (d) are process diagrams for explaining the manufacturing method of the planar coil according to the third embodiment of the present invention. FIG. 6A and FIG. 6B are separated for convenience in drawing, and the steps are continuous.
図6A(a)〜(b)は、図5A(a)〜(b)と同じ工程である。
次に、図6A(c)に示すように、電解銅めっき層3の表面にFe、Ni、又はCoの内少なくとも1種以上を含む磁性を有する金属材料の電解磁性体めっき層13を形成する。例えば、磁性めっき液として硫酸第一鉄、塩化ニッケル、硫酸ニッケル、ホウ酸、塩化ナトリウム、サッカッリンナトリウムからなる磁性材料のめっき液を用い、硫酸第一鉄7水和物は1〜10g/l(リットル)、塩化ニッケル6水和物は30〜100g/l(リットル)、硫酸ニッケル6水和物は10〜50g/l(リットル)、ホウ酸は10〜50g/l(リットル)、塩化トリウムは10〜50g/l(リットル)、サッカリンナトリウムは0.5〜5g/l(リットル)の範囲内で処理する。
6A (a) to 6 (b) are the same steps as FIGS. 5A (a) to 5 (b).
Next, as shown in FIG. 6A (c), an electrolytic
次に、図6A(d)に示すように、基板1を分離して、複数のコイルパターンの基板同士で絶縁体4を挟み込むようにして接着する。この絶縁体4として、ガラスクロスにエポキシやアクリレート、フェノール等の官能基を持つ接着樹脂を塗工したものやこれらの接着剤をアラミドフィルム表面の塗布したもの、或いはイミドフィルム表面にこれらの接着剤やイミドワニス等を塗工したものが用いられる。また、これらの絶縁体は高温高圧下、例えば、150℃以上、5kgf/cm2以上の環境下で接着される。
Next, as shown in FIG. 6A (d), the
また、パターン上下層の接続部にスルーホール5を形成する。このスルーホール5は、ドリル、パンチ、レーザー等の機械装置を用いることができるが、積層材に応じて方式を選定することが好ましい。
Further, the through
次に、図6A(e)に示すように、パラジウム塩等の金属触媒を含む薬液に基板を浸漬して、スルーホール5の内壁に金属触媒6を吸着させる。
Next, as shown in FIG. 6A (e), the substrate is immersed in a chemical solution containing a metal catalyst such as a palladium salt, and the
次に、図6B(a)に示すように、スルーホール5の内壁に金属触媒6を吸着させた後、下地層をエッチングにより除去する。
Next, as shown in FIG. 6B (a), after the
次に、図6B(b)に示すように、再度、電解銅めっきを施して電解パターン銅めっき層12を形成する。この工程は、図5A(a)で形成したレジストパターン2をそのまま利用し、かつスルーホール5の電気的接続も同時に行っているため、短いプロセスでさらなる低抵抗化を実現できるメリットがある。
Next, as shown in FIG. 6B (b), electrolytic copper plating is performed again to form an electrolytic pattern
次に、図6B(c)に示すように、電解銅めっき層12の表面に再度電解磁性めき層14を形成する。このときにスルーホール5の表面にも電解磁性めっき層14が形成される。
Next, as shown in FIG. 6B (c), the electrolytic
次に、図6B(d)に示すように、電気絶縁のために任意の箇所にオーバーコート層7を印刷して覆う。オーバーコート層7として熱により硬化する熱硬化性樹脂や、光硬化性の樹脂、又は光でパターン状に硬化するフォトソルダーレジスト等を用いることができる。かかる平面コイルの配線の端子部へはSn、Ag、Cu、Ni、Zn、Sb、Inの内Snとその他少なくとも1種以上の金属を含有する半田材料やAu/Ni等の電子部品と接続信頼性の高い材料で処理し、低抵抗かつ高インダクタンスの平面コイルを得ることができる。
Next, as shown in FIG. 6B (d), an
表2は、実施形態3における具体例のコイル抵抗及びインダクタンスの測定値を示している。 Table 2 shows measured values of coil resistance and inductance of a specific example in the third embodiment.
比較例に示す従来の平面コイルでは、磁性めっき厚さは0で、インダクタンスは9.50μHであったが、実施例4では4μm、実施例5では6μm、実施例6では8μmとした場合のインダクタンスは、それぞれ実施例4では12.30μH、実施例5では13.40H、実施例6では14.50μHになっていることが分かる。つまり、従来の平面コイルよりも高インダクタンスの平面コイルを得ることができる。 In the conventional planar coil shown in the comparative example, the magnetic plating thickness was 0 and the inductance was 9.50 μH, but the inductance when the thickness was 4 μm in Example 4, 6 μm in Example 5, and 8 μm in Example 6 was used. It can be seen that Example 4 is 12.30 μH, Example 5 is 13.40 H, and Example 6 is 14.50 μH. That is, a planar coil having a higher inductance than that of a conventional planar coil can be obtained.
1 基板
2,11 レジストパターン
3,10 電解銅めっき層
4 絶縁体
5 スルーホール
5a,5b スルーホール
6 金属触媒
7 オーバーコート層
8 絶縁層
9 金属下地層
12 電解パターン銅めっき層
13,14 電解磁性体めっき層
Wa 最外周部の導体幅
Wb 最内周部の導体幅
DESCRIPTION OF
Claims (14)
基板の表面に感光性フォトレジストをコーティングする工程と、
次に、導体形成部分の最外側部から最内側部に向けて導体幅を小さくするような形状のレジストパターンを有するフォトマスクを用いて前記感光性フォトレジストを露光する工程と、
次に、前記レジストパターンの開口部に前記電解銅めっき層を形成する工程と
を有することを特徴とする平面コイルの製造方法。 In the manufacturing method of the planar coil provided with the electrolytic copper plating layer formed in a spiral shape by electrolytic copper plating,
Coating a photosensitive photoresist on the surface of the substrate;
Next, the step of exposing the photosensitive photoresist using a photomask having a resist pattern shaped so as to reduce the conductor width from the outermost portion of the conductor forming portion toward the innermost portion;
Next, a method of forming the electrolytic copper plating layer in the opening of the resist pattern.
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