JPH0254903A - チップ型コイル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ産業上の利用分野〕 本発明は、基板上にコイル導体を形成してなるチップ型
のコイルに関し、特に部品を小型化できるとともに、微
細加工を可能にして寸法精度を向上でき、部品の信鯨性
を向上できるようにしたコイルの構造及びその製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

高周波のマイクロ波回路等に採用されるチップ型コイル
として、従来、第４図に示す構造のものがある。このチ
ップ型コイル３０は、例えば絶縁性アルミナ基板３１の
表面にスパイラル状のコイル導体３２を形成するととも
に、上記基板３１の両縁部に端子電極３３ａ、３３ｂを
形成し、上記コイル導体３２の一端を一方の端子電極３
３ａに接続し、中心部に位置する他端を上記アルミナ基
板３１に貫通形成されたスルーホール３４を介して！１
ｉ基板３１の裏面に導出し、これをリード導体３５で他
方の端子電極３３ｂ゛に接続して構成されている。

このようなチップ型コイル３０を製造する場合、従来、
アルミナ基板３１にＡｇペーストをスクリーン印刷して
上記コイル導体３２、端子電極３３ａ、３３ｂ及びリー
ド導体３５を形成した後、これを焼き付け、しかる移譲
基板３１にレーザー加工にてスルーホール３４を形成し
、該スルーホール内に導体をメタライズして上記コイル
導体３２の他端とリード導体３５とを接続して製造され
る。

なお、上記コイル導体３２の他端と他方の端子電ｉ３３
　ｂとをワイヤポンデイグによりアルミナ基板３１上を
またがらせて接続する方法もある。

しかし、上記従来のチップ型コイル３０においては、印
刷によりコイル導体３２を形成する方法であるから、該
導体３２０幅を１５０μ翔以下にすることができず、ま
た上記スルーホール３４をレーザー加工により形成する
場合は、直径２００μ鴎までが限度であり、その結果部
品の小型化に限度があるという問題がある。しかも、ス
ルーホールを小径にするほどアスペクト比（縦／横）が
太き（なることから、該スルーホール内に導体をメタラ
イズすることが難しく接続不良を生じるという問題もあ
る。さらに、上記ワイヤボンディングにより接続する場
合は断線のおそれがあり、これらの点から信頼性が低い
。

そこで、このような問題を解決できるチップ型コ・イル
として、従来、特開昭５５−１１０００９号公報に記載
されているものがある。このコイルは、基板上の全面に
蒸着法等により導体膜を形成し、該全部を除く中央部分
にポリイミドからなる絶縁膜を塗布し、さらに該絶縁膜
の上面に帯状導体を形成して、上記隣合う各帯状導体の
端部同士をたすき状に接続してなるものである。この公
報記載のチップ型コイルによれば、コイル導体の幅を印
刷により形成する場合に比べ小さ（でき、かつ端子電極
との接続においてはスルーホール、ワイヤボンディング
を採用しなくて済むことから、部品を小型化でき、接続
不良、断線等の問題を解消できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の公報によるチップ型コイルは
、帯状導体の両端が露出するように中央部分だけに絶縁
膜を塗布する方法であるが、このようなｍ５ｌｌｉな帯
状導体の両端だけを露出させるという塗布作業は非常に
困難であり、従ってそれだけ寸法精度が低く、その結果
部品に対する信頼性が低いという問題点がある。

本発明の目的は、コイル導体の幅を小さくして部品を小
型化できるとともに、絶縁膜の微細加工を可能にして寸
法精度を向上でき、ひいては部品の信頼性を確保できる
チップ型コイル及びその製造方法を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本願第１項の発明は、基板の表面に、−対の端子
電極を形成するとともに、帯状のコイル導体を形成し、
上記端子電極及びコイル導体の表面を覆うようにポリイ
ミドあるいはポリアミドからなる絶縁膜を被覆し、該絶
縁膜の少なくとも上記端子電極部分をエツチング法によ
り除去して該端子電極を露出させたことを特徴とするチ
ップ型コイルである。

また、第２項の発明は上記チップ型コイルの製造方法で
あって、基板の表面全面に導体膜をスパッタリング、蒸
着あるいはイオンプレーティング法等の薄膜技術により
形成する第１工程と、上記導体膜の不要部分をエツチン
グ法により除去して一対の端子電極と、該端子電極に両
端が接続される帯状のコイル導体とを形成する第２工程
と、該端子を掻及びコイル導体の上面を覆うように上記
基板の表面にポリイミドあるいはポリアミドからなる絶
縁膜をコーティングする第３工程と、上記絶縁膜の少な
くとも端子電極部分をエツチング法により除去する第４
工程とを備えたことを特徴としている。

ここで、本発明のチップ型コイルは、基板上にコイル導
体及び絶縁膜を一層だけ形成してなる単層のもの、及び
コイル導体、絶縁膜を交互に積層してなる多層のものが
含まれる。また、この多層にする場合は、絶縁膜にエツ
チング法によりスルーホールを形成し、該ホールを介し
てコイル導体と端子電極あるいはコイル導体同士を接続
すれば実現できる。

また、本発明のコイル導体の形状としては、例えばスパ
イラルタイプ、ミアンダタイプ等が考えられ、特に限定
されるものではない。

次に、上記絶縁膜にポリイミド、ポリアミドを採用した
理由について説明する。

■　上記ポリイミド等は、従来から採用されているＳ　
ｉｏｎ　、Ｓ　ｌｓ　Ｎａ　、ＰＳＧ、ＳＯＧ等の無機
材料に比べ、ピンホール、クランク、表面の平坦化及び
ストレスの問題に起因して生じる製品の歩留まり、加工
性、量産性、及び品質に対する信頼性に優れており、し
かも誘電率が小さい。

■　また、感光性を有しているものは、これを基板にコ
ーティングした後に、また感光性を有していないものは
、ホトレジストをコートした後にホトリソグラフィーの
技術を採用することにより容易に微細加工ができる。

■　さらに、コイルのＱを高めるには、スパッタリング
等の薄膜技術により導体の膜厚を厚くして導体抵抗を小
さくしてやればよいが、これによる表面の段差を上記ポ
リイミド等を被覆することにより平坦化でき、ひいては
接続の信頼性が得られる。

■　さらにまた、ポリイミドあるいはポリアミドは耐熱
性、耐化学薬品性を有していることから、真空処理に際
してガスの発生がなく、従ってこの絶縁膜の表面に導体
を形成する場合の耐メツキ性、またスパッタリング、真
空蒸着等が容易にできる。

しかも、無電解メツキや電解メツキの薬剤及び電極膜の
エツチング剤による悪影響を受けることはない。

■　上記絶縁膜をエツチングする際に金属導体膜が侵さ
れることはないから、導体パターンの上面に容易に形成
でき、スルーホールの形成、平坦化、保護被膜として採
用できる。

〔作用〕

本発明のチップ型コイルによれば、Ｖ＠縁膜の不要部分
をエツチング法により除去して端子電極を露出させたの
で、寸法精度を向上できる。即ち、感光性を有するポリ
イミドないしポリアミドの場合は、電極及び導体パター
ンの上面全面に絶縁膜を被覆しておき、この電極及び導
体のうち除去したい部分のみ露光させずこれを現像する
ことにより、また感光性を有していない場合には、ポジ
型レジストを塗布した後、除去したい部分のみを露光し
て、ポジ型レジストの現象及びポリイミドないしポリア
ミドのエツチングを行うことにより、所望の寸法精度が
得られ、従来の絶縁膜を塗布する場合に比べ寸法精度を
向上でき、ひいては品質の信頼性を向上できる。

また、第２項の発明による製造方法によれば、端子電極
及びコイル導体をスパッタリング、蒸着等の薄膜技術に
より形成したので、コイル導体の幅を従来の印刷法によ
る場合に比べ大幅に小さくでき、それだけ部品を小型化
できるとともに、ポリイミドないしポリアミドにより平
坦化できるので上記導体の厚さを厚くでき、Ｑを向上で
きる。

さらに、本発明ではエツチングにより絶縁膜に数μ−程
度の微細孔加工ができるから、スルーホールの直径を従
来のレーザー加工に比べさらに小径に形成でき、この点
からも小型化できる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例によるチップ型コ
イル、及び該コイルの製造方法を説明するための図であ
る０本実施例では、まず本願第１項の発明の一実施例に
よるチップ型コイルを説明する。

第１図において、１は本実施例のチップ型コイルである
。このコイル１の絶縁性ガラス基板２の左、右縁部には
、該縁部を囲むように端子電極３ａ、３ｂが形成され（
第１図ｆｆｌ参照）、上記基板２の上面中央部にはスパ
イラル状のコイル導体４が形成されており、該導体４の
外端は図面左側の端子電極３ａに接続されている（第１
図ｆｆｌ参照）。

上記端子電極３ａ、３ｂ及びコイル導体４は、上記ガラ
ス基板２０表裏全面に蒸着、スパッタリングあるいはイ
オンプレーティング法等の薄膜技術によりＡｇ導体膜を
形成し、上記端子’ｔｌＦｆｔ３ａ３ｂ及びコイル導体
４以外の部分をエツチング法により除去して形成された
ものであり、上記コイル導体４は、幅４０μ麟、厚さ５
μ階に形成されている。

上記ガラス基板２の端子を掻３ａ、　　３ｂ、及びコイ
ル導体４の上面にはポリイミドあるいはポリアミドから
なる絶縁膜５がコーティングされている（第１図中）参
照）。また、この絶縁膜５の上記端子電極３ａ、３ｂ部
分はエツチング（露光−現象）により除去されている。

さらに、上記絶縁膜５の、コイル導体４の内端４ａ部分
は、これもエツチングにより除去されてスルーホール６
が形成されている（第１図（Ｃ）参照）。

また、上記絶縁膜５の上面には上記スルーホール６から
図面右側の端子電極３ｂに延びるリード導体７が形成さ
れており、該リード導体７は上述したコイル導体４と同
様の方法にて形成されたものである。これにより、上記
コイル導体４の内端４ａはスルーホール６内に形成され
た導体に接続され、上記リード導体７を介して端子ｉ極
３ｂに接続されている（第１図（ｄｌ　参照）。

さらに、上記ガラス基板２の上面には表面を保護する絶
縁膜８がコーティングされており、この保！！！絶縁膜
８の端子電極３ａ、３ｂ部分はエツチングにより除去さ
れている（第１図（ｅ）参照）、さらにまた、上記各端
子電極３ａ、３ｂの外表面には電解メツキによりＮｉメ
ツキ膜９が被覆されており、該メツキ膜９の表面には半
田メツキ膜１０が被覆されている。これにより本実施例
のチップ型コイル１が形成されている（第１図ｆｆｌ参
照）。

次に、本願第２項の発明の一実施例によるチップ型コイ
ル１の製造方法を第１図、第２図について説明する。

第２図は本実施例の製造工程を示す断面図であり、図中
、第１図と同一符号は同−又は相当部分を示す。

第１工程 まず、カッティングされる前のマザー基板２０（ガラス
、結晶化ガラス、アルミナ等）を洗浄した後、該基板２
０の両面に鏡面研磨を施す（第１図ｆｆｌ参照）０次に
上記マザー基板２０の上面及び下面の全回に、密着性を
向上させるためのＴｉＷｉ２１ａをスパッタリング法に
より形成し、続いて該Ｔｉ膜２１ａの表面にＴｉ、Ａｇ
を同時に２元スパッタリングすることによりＴｉ−Ａｇ
膜２１ｂを形成し、さらに核Ｔｉ−Ａｇ膜２１．　ｂの
表面に導電性の良いＡｇ膜２１ｃをスパッタリングによ
り形成して、３層構造からなる導体膜２１を形成する（
第２図（ｂｌ参照）。

第２工程 次に、上記導体膜２１の表面、Ｈ面にレジスト膜２２を
コーティングし、該レジスト膜２２を予めコイル導体４
及び端子電極３ａ、３ｂに応じて設計されたマスクで覆
い、これを露光してレジスト膜２２の残したい部分に光
りをあてて、これを現像処理してレジスト膜２２の不要
部分を除去する（第２図（Ｃ１参照）、そして、上記マ
ザー基板２Ｏの両面にエツチング処理を施す、すると上
記レジスト膜２２のない部分の導体膜２１が除去され、
コイル導体４及び端子電極３ａ、３ｂが形成される。し
かる後、このコイル導体４及び端子電８ｉ３ａ、３ｂの
上面のレジスト膜２２を除去する（第１図（８）、第１
図ｆｆｌ参照）。

第３工程 続いて、上記マザー基板２０の導体４及び端子電極３ａ
、３ｂの上面に、感光性ポリイミド樹脂からなる絶縁膜
５をコーティングし、乾燥させる（第１図（ｂ）、第２
図（８）参照）。

第４工程 そして、上記絶縁膜５の端子電極３ａ、３ｂ部分、及び
コイル導体４の内端４ａ部分をマスクで覆い、端子電極
３ａ、３ｂ及びコイル４体４の内端４ａ以外の部分を露
光する０次にこれを現像（エツチング）する、すると露
光させた部分だけが残り、即ち、端子を極３ａ、３ｂ部
分が露出するとともに、スルーホール６が形成されて上
記コイル導体４の内端４ａ部分が露出する（第１図（Ｃ
）。

ＷＩｚ図ｆｆｌ参照）０次にこれをＮ２ガス雰囲気中に
て約４００℃に加熱して上記絶縁膜５を硬化させる。

なお、上記ポリイミドが非感光性の場合は、ポジ形レジ
ストを塗布した後、絶縁膜の残さない部分を露光して現
像すればよい。

第５工程 上記絶縁膜５の表面にスパッタリングにより導体膜を形
成した後、上記第２工程と同様の方法にてリード導体７
を形成する（第１図（ｄ）、第２図ｆｇｌ参照）、この
リード導体７の一端は上記スルーホール６を介してコイ
ル導体４の内ｆ１４２に接続されており、他端は端子電
極３ｂに接続されている。

そして上記基板２０の上面にポリイミド樹脂からなる保
護絶縁膜８をコーティングしく第１図（ｅ）。

第２図（ｈｌ参照）、この絶縁膜８の上記端子電極３ａ
、３ｂ部分を、上記第４工程と同様の方法にてエツチン
グする。さらに、上記マザー基板２０を格子状にグイシ
ングカットして多数のガラス基板２を形成する（第２図
（１）参照）。

第６エ程 そして、上記切断された各ガラス基板２の左。

右側面２ａ、２ｂに、上記第１工程と同様の方法にて側
面電極を形成して、基板２の両面の端子電極３ａ同士及
び３ｂ同士を接続する０次に、この端子電極３ａ、３ｂ
の表面に電解メツキによりＮｌ膜９を形成した後、該Ｎ
ｌ膜９の表面にＳｎ膜１０を電解メツキする。これによ
り、本実施例のチップ型コイル１が製造されることとな
る（第１図（「）、第２図０１参照）。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例のチップ型コイルｌによれば、絶縁膜５の端子
ｔｐｉ３ａ、３°ｂ部分及びコイル導体４内端部分をエ
ツチングにより除去して、上記端子電極３ａ、３ｂを露
出させるとともに、スルーホール６を形成したので、微
細加工を可能にして寸法精度を向上でき、品質の信幀性
を向上できる。

また、本実施例の製造方法では、コイル導体４をスバ７
タリグ法−エッチング法により形成したので、該導体４
の幅を４０μｍ、Ｈさを５μ■にでき、ガラス基板２の
大きさを小さくできるとともに、Ｑを向上できる。

さらに、本実施例のチップ型コイル１によれば、従来の
一般的なコイルと比較して、以下のような特長がある。

つまり、従来のアルミナボビンＳ線コイルや積層フェラ
イトコイルに比べ小型で低背である。また、ＧＨｚ帯ま
での高岡波頭域で自己共振周波数が高いことから、Ｌ（
インダクタンス）値及びＱ値が安定する。さらに、製品
としてのＬ値、０価のバラツキが小さく、しかも小さい
Ｌ値が精度よく得られる。さらにまた、耐熱性に優れ、
温度係数が小さく、かつ振動等によってＬ値が変化する
ことはなく、しかも浮遊容量が小さく、高周波特性が良
い。

なお、上記実施例では、ガラス基板２上に、コイル導体
４及び絶縁膜５をそれぞれ一層形成した場合を例にとっ
て説明したが、本発明は上記実施例のコイルｌにおいて
、絶縁膜５の上面に、さらにコイル導体、絶縁膜を繰り
返して形成する多層コイルにも適用できる。

また、上記実施例ではスパイラル状のコイル導体を例に
とって説明したが、本発明は勿論これに限られるもので
はない１例えば、第３図に示すようなミアンダタイプの
チップ型コイル２５にも適用できる。即ち、基板２６の
表面に一対の端子電極２７とコイル導体２８を蒸着等の
′ｆｓ膜技術により形成し、これの上面に図示していな
いが、ポリイミドあるいはポリアミドからなる絶縁膜を
コーティングするとともに、上記端子電極２７部分の絶
縁膜をエツチング法により除去すればよい、この場合も
上記実施例と同様の効果が得られる。

さらに、上記実施例ではスパッタリングにより各金属導
体を形成したが、勿論蒸着、イオンプレーティング等の
薄膜技術により形成してもよい。

さらにまた、上記実施例では、ガラス基板２の両端の上
面、端面、下面にわたる表面に端子電極３ａ、３ｂを形
成したが、この端子型ｉ３ａ、３ｂの形成される位置及
び形状は任意であり、上記実施例のように限定されるこ
とはない。

また、上記実施例では金属導体としてＴｉ及びＡｇを使
用したが、金属導体の種類はこれらに限定されることは
なく、Ｃｕ　、Ａ　Ｉ　、　Ｎ　１　、Ｃｒ　＋Ｐｄ等
も使用することができる。

次に本発明の効果をＷ１認するために行った実験につい
て説明する。この実験は本発明の製造方法に沿ってチッ
プ型コイルを作成し、これのＬ値。

共振周波数及びＱ値を測定して行った。

実験ｌ ＭｇＯ：　Ａｌ２Ｏ２：　Ｓ　１０□系結晶ガラス板（
Ｗ−さ０．６　ｕ）の表面を鏡面研磨し、これの両面に
スパッタリング法によって、それぞれ１００人のＴ１膜
、１０００人Ｔｌ−Ａｇ膜及び１００００人（１μ）の
Ａｇ膜を着膜させて導体膜を形成した０次にホトエツチ
ング法により、線幅１間隔４０μＩ。

８ターン、１５２０　Ｘ１５２０μｍの方形のスパイラ
ル状のコイル導体、端子電極を形成した。さらに核基板
の上面に厚さ２μ−の感光性ポリイミドをコーティング
して絶縁膜を形成した後、これをエツチングして端子ｉ
ｐｉを露出させるとともに、孔径１４０μ−のスルーホ
ールを形成し、ｔ７かるＩＮ！気流中にて４００℃に加
熱して熱処理を行い絶縁膜を硬化させた。そして、上記
絶縁膜の上面に上記電極膜と同様の方法にて幅４０μ鋼
のリード導体を形成し、コイル導体と端子電極とを上記
スルーホールを介して接続させた０次にこの上面に厚さ
２μ閣の保護絶縁膜を形成した後、１．６Ｘ３．２ｍの
寸法にグイシングカットして基板を得た。このガラス基
板の側面にＴＩ、Ａｇ膜を形成して両面の端子電極同士
を接続するとともに、これの表面にそれぞれＮＩ膜を電
解メツキし、さらに半田メツキ購を施してチップコイル
を作成した。

測定の結果、Ｌ値；６７ｎＨ，共振周波数：２ＧＨｚ、
Ｑ値：　８９　（ａｔ　８００ＭＨｚ）の高周波用コイ
ルが得られた。

実験２ 上記実験１と同様の基板に、それぞれ１００人のＴｉ膜
、１０００人Ｔｌ−Ａｇ膜及び３μのＡｇ膜を着膜させ
て導体膜を形成した後、エツチングして線幅１間隔８０
μｍ、４ターン、１４００　ｘ１４００μ糟の方形のス
パイラル状のコイル導体、端子電極を形成した。次に、
厚さ５μｍの絶縁膜を被覆した後、幅８０μ−のリード
電極を形成し、さらに厚さ５μｍの保護絶縁膜を形成し
、上述した実験１と略同襟の方法にてチップコイルを作
成した。

測定の結果、Ｌｆ［：２１ｎＨ，共振周波数：３ＧＨｚ
、Ｑ値：　９５（ａｔ　１０００１００Ｏの高周波用コ
イルが得られた。

実験３ Ｎａｇ　ｏ、Ｂ！　Ｏｓ、Ｓ　ｉ　Ｏ１系ガラス基板（
厚さ０，６ｆｌ）の両面にスパッタリング法によって、
それぞれ１００人のＴｉ膜、１０００人Ｔｌ−Ａｇ膜及
び５μｍのＡｇ膜を着膜させて導体膜を形成した後、ホ
トエツチング法により、線幅４０μ係１間隔８０μｍ、
６．５ターンのミアングライン状のコイル導体、端子電
極を形成した０次に厚さ１０μｍの感光性ポリイミドを
コーティングし保護絶縁膜を形成した後、これをエツチ
ングして端子電極を露出させた。そして、上記実験ｌと
同様の方法にて端子電極の表面にそれぞれＮｉメツキ、
半田メツキを施してチップコイルを作成した。

その結果、Ｌｉ２：８．２ｎＨ，共振周波数＝５ＧＨＺ
　、　Ｑ（［：　５０　（ａｔ　１．５ＧＨｇ）の高周
波コイルが得られた。

〔発明の効果〕

以上のように本願の第１項の発明によれば、ポリイミド
あるいはポリアミドからなる絶縁膜の端子電極部分をエ
ツチングにより除去して該電極を露出させ、第２項の発
明による製造方法では、基板にスパッタリング、蒸着等
の薄膜技術により導体膜を形成する第１工程と、エツチ
ングによりコイル導体、端子電極を形成する第２工程と
、ポリイミドあるいはポリアミドを被覆して絶縁膜を形
成する第３工程と、この絶縁膜の端子電極部分をエツチ
ングで除去する第４工程とを備えたので、部品を小型化
できる効果があるとともに、微細加工を可能にして寸法
精度を向上でき、ひいては部品の信鯨性を向上できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第２図は本発明の一実施例によるチップ型コ
イル及びその製造方法を説明するための図であり、第１
図＋８１ないし第１図＋８１はそれぞれチンブ型コイル
の製造工程を示す平面図、第１図Ｔｆｌは第１図（０）
のＩｆ−Ｉｆ線断面図、第２図ｆａｔないし第２図Ｏ）
はそれぞれ製造方法を説明するための断面図、第３図は
上記実施例の変形例を説明するための斜視図、第４図は
従来のチップ型コイルを示す斜視図である。 図において、１，２５はチップ型コイル、２゜２６は基
板、３ａ、３ｂ、２７は端子電極、４２８はコイル導体
、５は絶縁膜である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の表面に、一対の端子電極を形成するととも
   に、該端子電極に両端が接続される帯状のコイル導体を
   形成し、上記端子電極及びコイル導体の表面を覆うよう
   にポリイミドあるいはポリアミドからなる絶縁膜を形成
   するとともに、該絶縁膜の少なくとも上記端子電極部分
   をエッチング法により除去して該端子電極を露出させた
   ことを特徴とするチップ型コイル。
2. （２）基板の表面全面にスパッタリング，蒸着あるいは
   イオンプレーティング法等の薄膜技術により導体膜を形
   成する第１工程と、上記導体膜の不要部分をエッチング
   法により除去して一対の端子電極と帯状のコイル導体と
   を形成する第２工程と、該端子電極とコイル導体の上面
   を覆うように上記基板の表面にポリイミドあるいはポリ
   アミドからなる絶縁膜をコーティングする第３工程と、
   上記絶縁膜の少なくとも上記端子電極部分をエッチング
   法により除去する第４工程とを備えたことを特徴とする
   チップ型コイルの製造方法。