コイルの製造方法
【課題】本発明は、電磁結合する側の面において高いインダクタンスの特性を確保しつつ、電磁結合する側の面とは反対側の面において高い磁気シールド機能を確保することができるコイルを、安価な製造コストで製造することができるコイルの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るコイルの製造方法は、渦巻状の導体層２を基材３に直線状に複数形成したフレキシブル基板４を、一の渦巻状の導体層２毎にフレキシブル基板４の一面に樹脂構造体５を形成するための金型４０の所定位置に送り出して配置する。軟化する温度に加熱した、磁性体材料を含有する硬化性樹脂を矢印４１の方向に、金型４０に充填し、充填した硬化性樹脂を硬化させ、樹脂構造体５をフレキシブル基板４の一面に形成する。樹脂構造体５を形成したフレキシブル基板４を、少なくとも一の渦巻状の導体層２を含む部分毎に個片化する。
【解決手段】本発明に係るコイルの製造方法は、渦巻状の導体層２を基材３に直線状に複数形成したフレキシブル基板４を、一の渦巻状の導体層２毎にフレキシブル基板４の一面に樹脂構造体５を形成するための金型４０の所定位置に送り出して配置する。軟化する温度に加熱した、磁性体材料を含有する硬化性樹脂を矢印４１の方向に、金型４０に充填し、充填した硬化性樹脂を硬化させ、樹脂構造体５をフレキシブル基板４の一面に形成する。樹脂構造体５を形成したフレキシブル基板４を、少なくとも一の渦巻状の導体層２を含む部分毎に個片化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
コイルを製造する方法に関し、特に渦巻状の導体層を基材に形成したフレキシブル基板を備えるコイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触で電力を伝送して充電するワイヤレス充電器、微小な無線チップにより人やモノを識別・管理するためのＲＦ−ＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等には、インダクタンスが数μＨから数十μＨのコイルが用いられている。特に、ワイヤレス充電器には、電力送信側機器及び電力受信側機器のそれぞれにコイルが用いられており、電力送信側機器のコイルと電力受信側機器のコイルとの間で効率的な電力伝送を行うことが要求されている。
【０００３】
効率的な電力伝送を行うためには、電力送信側機器のコイルと電力受信側機器のコイルとの電磁結合の損失を小さくして、コイル間で効率的に電磁誘導を行うことができるように、高いインダクタンスの特性を有するコイルが必要となる。また、コイルの電磁結合する面以外の面から磁束が漏れた場合、漏れた磁束により他の部品の動作に悪影響を与えるおそれがあるため、電磁結合する側の面以外の面の磁気シールド機能が高いコイルが必要となる。
【０００４】
特許文献１には、渦巻状の導体層を基材に形成したフレキシブル基板の電磁結合する側の面とは反対側の面に磁性シートを貼り付けた従来のコイルが開示されている。特許文献１に開示されたコイルは、フレキシブル基板の電磁結合する側の面の反対側の面に磁性シートを貼り付けることで、電磁結合する側の面において高いインダクタンスの特性を確保しつつ、電磁結合する側の面以外の面において高い磁気シールド機能を確保している。
【０００５】
特許文献２には、フェライト粉末とポリマー樹脂とを混合したフェライト基板に渦巻状の導体層を形成したコイルが開示されている。特許文献２に開示されたコイルは、フェライト基板を用いることで、渦巻状の導体層を形成している面を電磁結合する側の面として高いインダクタンスの特性を確保しつつ、電磁結合する側の面以外の面において高い磁気シールド機能を確保している。
【０００６】
特許文献３には、フェライト粉末を混ぜたプリプレグを用いた基板に渦巻状の導体層を形成したコイルが開示されている。特許文献３に開示されたコイルは、プリプレグを基板に用いることで、渦巻状の導体層を形成している面を電磁結合する側の面として高いインダクタンスの特性を確保しつつ、電磁結合する側の面以外の面において高い磁気シールド機能を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−５１０２３号公報
【特許文献２】特開平０８−１６７５２２号公報
【特許文献３】特開平１１−２５１１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に開示されたコイルは、磁性シート自体が高価であるとともに、磁性シートをコイルに貼り付ける工程が必要となるので、製造コストが高くなるという問題があった。また、特許文献１に開示されたコイルは、電磁結合する側の面とは反対側の面に磁性シートを貼り付けているため、磁性シートの貼り付け位置が所定の位置からずれた場合には磁気シールド機能が低くなるという問題があった。さらに、磁性シートは曲がりやすいため、応力を加えると磁性シートを貼り付けたコイルの形状も容易に変形する。コイルの変形に伴ってコイルにおけるインダクタンスの特性が変化するので、変形したコイルの形状によっては、電磁結合の損失が大きくなるという問題があった。
【０００９】
特許文献２に開示されたコイルは、高い磁気シールド機能を確保する必要がある部分と、必要がない部分とを区別することなく、全ての部分において高い磁気シールド機能を有するフェライト基板を用いているので材料費が高くなるとともに、フェライト基板上に、エッチング加工して渦巻状の導体層を形成する工程が必要となる等、製造コストが高くなるという問題があった。特許文献３に開示されたコイルは、高い磁気シールド機能を確保する必要がある部分と、必要がない部分とを区別することなく、全ての部分において高い磁気シールド機能を有するプリプレグを基板に用いているので材料費が高くなるとともに、プリプレグを用いた基板上に、エッチング加工して渦巻状の導体層を形成する工程が必要となる等、製造コストが高くなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電磁結合する側の面において高いインダクタンスの特性を確保しつつ、電磁結合する側の面とは反対側の面において高い磁気シールド機能を確保することができるコイルを、安価な製造コストで製造することができるコイルの製造方法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】
【００１１】
上記目的を達成するために第１発明に係るコイルの製造方法は、渦巻状の導体層を基材に直線状に複数形成したフレキシブル基板を、一の前記渦巻状の導体層毎に、前記フレキシブル基板の一面に樹脂構造体を形成するための金型の所定位置に送り出して配置するステップと、軟化する温度に加熱した、磁性体材料を含有する硬化性樹脂を、前記金型に充填するステップと、前記金型に充填した硬化性樹脂を硬化させ、前記樹脂構造体を前記フレキシブル基板の一面に形成するステップと、前記樹脂構造体を形成した前記フレキシブル基板を、少なくとも一の前記渦巻状の導体層を含む部分毎に個片化するステップとを含む。
【００１２】
また、第２発明に係るコイルの製造方法は、第１発明において、前記基材は、略３００℃より低い温度で軟化する材料を使用している。
【００１３】
また、第３発明に係るコイルの製造方法は、第１発明において、前記基材は、前記金型に充填する前記硬化性樹脂と同じ材料を使用している。
【００１４】
また、第４発明に係るコイルの製造方法は、第１発明において、前記基材は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用している。
【００１５】
また、第５発明に係るコイルの製造方法は、第１乃至第４発明のいずれか一つにおいて、前記金型は、前記基材と接する側の第１金型と、前記渦巻状の導体層と接する側の第２金型とを有し、前記第２金型には、前記渦巻状の導体層と嵌合する溝が形成してある。
【００１６】
また、第６発明に係るコイルの製造方法は、第１乃至第４発明のいずれか一つにおいて、前記金型は、前記基材と接する側の第１金型と、前記渦巻状の導体層と接する側の第２金型とを有し、前記硬化性樹脂を前記金型に充填する場合、前記第１金型が前記基材と接する範囲よりも広い範囲において、粘着テープを前記渦巻状の導体層が形成してある前記フレキシブル基板の面に貼り付けてある。
【００１７】
また、第７発明に係るコイルの製造方法は、第１乃至第４発明のいずれか一つにおいて、前記基材は、第１基材と第２基材とを有し、前記渦巻状の導体層は、前記第１基材と前記第２基材とで挟持してある。
【００１８】
また、第８発明に係るコイルの製造方法は、第１乃至第７発明のいずれか一つにおいて、前記フレキシブル基板は、前記基材の、前記渦巻状の導体層が形成してある面とは異なる面に配線層を形成した多層構造である。
【００１９】
第１発明では、渦巻状の導体層を基材に直線状に複数形成したフレキシブル基板を、一の渦巻状の導体層毎に、フレキシブル基板の一面に樹脂構造体を形成するための金型の所定位置に送り出して配置し、樹脂構造体をフレキシブル基板の一面に形成する。樹脂構造体を形成したフレキシブル基板を、少なくとも一の渦巻状の導体層を含む部分毎に個片化するので、多数のコイルを連続して製造することができ、安価な製造コストでコイルを製造することが可能になる。製造したコイルは、樹脂構造体と接している側の基材の面において高い磁気シールド機能を確保することができ、樹脂構造体と接していない側の基材の面を電磁結合する側の面として高いインダクタンスの特性を確保することができる。また、基材に接して樹脂構造体を設けることで、製造したコイルに外力が加わった場合であっても、渦巻状の導体層が容易に変形することがなく高いインダクタンスの特性を確保することができる。
【００２０】
第２発明では、基材は、略３００℃より低い温度で軟化する材料を使用しているので、材料費が高いポリイミド樹脂を使用する必要がなくなり、より安価な製造コストでコイルを製造することが可能になる。また、コイルを略３００℃より低い温度に加熱するだけで、基材が軟化してコイルから渦巻状の導体層を容易に分離することができるので、渦巻状の導体層を再利用する等、資源の有効利用が可能となる。
【００２１】
第３発明では、基材は、金型に充填する硬化性樹脂と同じ材料を使用しているので、材料費が高いポリイミド樹脂を使用する必要がなくなり、より安価な製造コストでコイルを製造することが可能になる。また、基材と樹脂構造体を構成する硬化性樹脂とを同じ材料にすることで、フレキシブル基板と樹脂構造体との接合力を高め、フレキシブル基板から樹脂構造体が脱落し難くすることができる。
【００２２】
第４発明では、基材は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用しているので、材料費が高いポリイミド樹脂を使用する必要がなくなり、より安価な製造コストでコイルを製造することが可能になる。
【００２３】
第５発明では、金型は、基材と接する側の第１金型と、渦巻状の導体層と接する側の第２金型とを有し、第２金型には渦巻状の導体層と嵌合する溝が形成してあるので、金型に硬化性樹脂を充填して基材が軟化しても、渦巻状の導体層が第２金型の溝に固定され、渦巻状の導体層の位置ずれや変形を防止することができる。
【００２４】
第６発明では、金型は、基材と接する側の第１金型と、渦巻状の導体層と接する側の第２金型とを有し、硬化性樹脂を金型に充填する場合、第１金型が基材と接する範囲よりも広い範囲において、渦巻状の導体層が形成してある基材の面に粘着テープを貼り付けているので、金型に硬化性樹脂を充填して基材が軟化しても、渦巻状の導体層が粘着テープに貼り付いて固定され、渦巻状の導体層の位置ずれや変形を防止することができる。
【００２５】
第７発明では、前記基材は、第１基材と第２基材とを有し、渦巻状の導体層は、第１基材と第２基材とで挟持してあるので、樹脂構造体を形成する際に、樹脂構造体と接している第１基材が軟化しても、樹脂構造体と接していない第２基材で渦巻状の導体層が固定され、渦巻状の導体層の位置ずれや変形を防止することができる。
【００２６】
第８発明では、フレキシブル基板は、基材の、渦巻状の導体層が形成してある面とは異なる面に配線層を形成した多層構造であるので、製造したコイルに必要な電子部品を実装すること、他の機器と接続するためのコネクタ差込電極を設けること等が可能になる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るコイルの製造方法は、渦巻状の導体層を基材に直線状に複数形成したフレキシブル基板を、一の渦巻状の導体層毎に、フレキシブル基板の一面に樹脂構造体を形成するための金型の所定位置に送り出して配置し、樹脂構造体をフレキシブル基板の一面に形成する。樹脂構造体を形成したフレキシブル基板を少なくとも一の渦巻状の導体層を含む部分毎に個片化するので、多数のコイルを連続して製造することができ、安価な製造コストでコイルを製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るコイルの製造方法により製造したコイルの構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すコイルのＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るコイルの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１に係るコイルの製造方法の概略を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るコイルの製造方法の概略を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るコイルの製造方法における渦巻状の導体層を固定する別の手段の概略を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るコイルの製造方法における渦巻状の導体層を固定するさらに別の手段の概略を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態１及び２に係るコイルの製造方法により製造したコイルの別の構成を示す斜視図である。
【図９】図８に示すコイルのＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態におけるコイルの製造方法について、図面を用いて具体的に説明する。以下の実施の形態は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものではなく、実施の形態の中で説明されている特徴的事項の組み合わせの全てが解決手段の必須事項であるとは限らないことは言うまでもない。
【００３０】
なお、本発明の実施の形態に係るコイルの製造方法により製造されるコイルは、ワイヤレス充電器などの非接触型電力伝送に用いるコイルについて説明するが、特に限定されるものではなくＲＦ−ＩＤ等の他の用途のコイルであっても良い。また、非接触型電力伝送に用いるコイルには、電力送信側機器に用いるコイルと電力受信側機器に用いるコイルとがあるが、以下の説明では、特に明記しない限り、いずれのコイルであるかは問わないものとする。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るコイルの製造方法により製造したコイルの構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すコイルのＡ−Ａ断面図である。図１に示すように、コイル１は、渦巻状の導体層２を基材３に形成したフレキシブル基板４と、磁性体材料を含有する平板状の樹脂構造体５とを備えている。基材３は、樹脂構造体５と接している基材（第１基材）３ａと、開口部３０、３０を設けた基材（第２基材）３ｂとを有し、基材３ａと基材３ｂとで渦巻状の導体層２を挟持している。なお、渦巻状の導体層２の端部２５、２５は、基材３ｂに設けた開口部３０、３０において外部へ露出している。
【００３２】
基材３ａに銅等の導体箔を形成し、渦巻状のパターンにエッチングして渦巻状の導体層２を基材３ａに形成する。渦巻状の導体層２を形成した基材３ａは、渦巻状の導体層２を形成した面に基材３ｂを貼り合わせてフレキシブル基板４を形成している。基材３ａに形成した渦巻状の導体層２の外形は、略四角形である。なお、渦巻状の導体層２の外形は、略円形に形成しても、略楕円形に形成しても良い。また、基材３ａ、３ｂに使用する材料は、従来使用されているポリイミド樹脂ではなく、ポリイミド樹脂に比べて軟化する温度が低く、材料費が安いＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート）を使用する。基材３ａ、３ｂにＰＥＴ樹脂を使用できるのは、本実施の形態１に係るコイルの製造方法により製造するコイル１はリフロー方式の半田付けを行う必要がなく、基材３ａ、３ｂをリフロー温度（略３００℃）以上に加熱することがないためである。基材３ａ、３ｂに使用するＰＥＴ樹脂は一例であり、略３００℃より低い温度で軟化する材料であれば良く、樹脂構造体５を形成する硬化性樹脂と同じ材料でも良い。
【００３３】
樹脂構造体５は、フェライト等の磁性体材料を粉体にして混練した硬化性樹脂を平板状に形成したものであり、フレキシブル基板４の基材３ａ側の面に形成してあるため、コイル１は、フレキシブル基板４の基材３ａ側の面において、高い磁気シールド機能を確保することができる。一方、フレキシブル基板４の基材３ｂ側の面には、磁束を妨げるものがないため、コイル１は、フレキシブル基板４の基材３ｂ側の面を電磁結合する側の面として、高いインダクタンスの特性を確保することができる。また、フレキシブル基板４の基材３ａに形成した渦巻状の導体層２は外力により容易に変形するが、フレキシブル基板４の基材３ａ側の面に樹脂構造体５を形成した場合、渦巻状の導体層２は外力により容易に変形することはない。つまり、コイル１に、外力が加わった場合であっても、渦巻状の導体層２が外力により容易に変形することがなく、高いインダクタンスの特性を確保することができる。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態１に係るコイル１の製造方法を説明するためのフローチャートである。図４は、本発明の実施の形態１に係るコイル１の製造方法の概略を示す模式図である。図４（ａ）は、本発明の実施の形態１に係るコイル１の製造方法の各ステップを示す模式図である。図４（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るコイル１の製造方法により製造したコイル１の斜視図である。フレキシブル基板４は、渦巻状の導体層２を直線状に複数形成した基材３ａと、渦巻状の導体層２を基材３ａと挟持する基材３ｂとで形成されている。そして、図４（ａ）に示すように、フレキシブル基板４は、ロール状に、基板送出機（図示せず）に巻かれている。基板送出機は、ロール状に巻かれたフレキシブル基板４を、一の渦巻状の導体層２を含む部分毎に射出成型機（図示せず）の金型４０に送り出す。つまり、本実施の形態１に係るコイル１の製造方法では、基板送出機が、一の渦巻状の導体層２毎に、フレキシブル基板４を射出成型機の金型４０に送り出している。図３に戻って、基板送出機は、送り出したフレキシブル基板４を、金型４０の所定位置に配置する（ステップＳ３１）。ここで、金型４０の所定位置とは、金型４０と、基材３に形成された一つの渦巻状の導体層２とが少なくとも重なる位置をいう。
【００３５】
射出成型機は、金型４０に、磁性体材料を含有した硬化性樹脂を矢印４１の方向に充填する（ステップＳ３２）。金型４０の充填口４２から基材３ａと金型４０との間の空洞４３に、軟化する温度に加熱した硬化性樹脂を充填する。充填した硬化性樹脂は、フレキシブル基板４の基材３ａと接するため、軟化する温度に加熱した硬化性樹脂によりＰＥＴ樹脂を使用した基材３ａが軟化する。しかし、基材３ａが軟化しても、渦巻状の導体層２は、基材３ｂにも固定してあるので、位置ずれや変形が生じることはない。
【００３６】
図３に戻って、金型４０に充填した硬化性樹脂を硬化させ、樹脂構造体５を形成する（ステップＳ３３）。基材３ａの上側に、硬化性樹脂が矢印４１の方向に充填口４２から充填され、基材３ａと渦巻状の導体層２を上下で挟持している基材３ｂの下側には硬化性樹脂が充填されないため、フレキシブル基板４は、基材３ａの上側（フレキシブル基板４の一面）にのみ樹脂構造体５が形成される。
【００３７】
樹脂構造体５が形成されたフレキシブル基板４を、少なくとも一の渦巻状の導体層２を含む部分毎に打ち抜くことで、図４（ｂ）に示すように個々のコイル１に分ける（個片化する）（ステップＳ３４）。図４（ａ）に示すように、個片化装置４４は、送り出されたフレキシブル基板４の樹脂構造体５が形成された周辺を切断して打ち抜き、フレキシブル基板４をコイル１に個片化する。なお、個片化装置４４は、フレキシブル基板４の樹脂構造体５が形成された周辺を切断する手段として、刃を用いても、レーザを用いても良い。また、個片化装置４４で打ち抜く部分は、少なくとも一の渦巻状の導体層２を含む部分であれば良いので、フレキシブル基板４の樹脂構造体５が形成された周辺に限定されるものではない。そのため、個片化装置４４は、フレキシブル基板４及び樹脂構造体５を切断して打ち抜き、樹脂構造体５が形成されたフレキシブル基板４をコイル１に個片化しても良い。
【００３８】
以上のように、本実施の形態１に係るコイル１の製造方法では、渦巻状の導体層２を基材３に直線状に複数形成したフレキシブル基板４を、一の渦巻状の導体層２毎にフレキシブル基板４の一面に樹脂構造体５を形成するための金型４０へ送り出し、配置することで、樹脂構造体５をフレキシブル基板４の一面に形成し、少なくとも一の渦巻状の導体層２を含む部分毎に個片化するので、多数のコイル１を連続して製造することができ、安価な製造コストでコイル１を製造することができる。
【００３９】
さらに、フレキシブル基板４の基材３に略３００℃より低い温度で軟化する材料を使用することで、略３００℃以上でも軟化しないポリイミド樹脂を使用する必要がなくなるため、ポリイミド樹脂よりも材料費が安い材料を使用することが可能になる。例えば、フレキシブル基板４の基材３にポリイミド樹脂よりも材料費が安いＰＥＴ樹脂を使用することで、より安価な製造コストでコイル１を製造することが可能になる。また、フレキシブル基板４の基材３に略３００℃より低い温度で軟化する材料を使用することで、コイル１を略３００℃より低い温度に加熱するだけで、基材３が軟化してコイル１から渦巻状の導体層２を容易に分離することができる。
【００４０】
なお、渦巻状の導体層２を挟持する基材３ａ及び基材３ｂに同じ材料を使用する場合に限定されるものではなく、基材３ａに使用する材料と、基材３ｂに使用する材料とが異なっても良い。例えば、基材３ａに使用する材料がＰＥＴ樹脂で、基材３ｂに使用する材料がポリイミド樹脂であっても良い。
【００４１】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係るコイル１の製造方法の概略を示す模式図である。図５（ａ）は、本発明の実施の形態２に係るコイル１の製造方法の各ステップを示す模式図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の丸で囲った部分の拡大図である。図５（ｃ）は、本発明の実施の形態２に係るコイル１の製造方法により製造したコイル１の斜視図である。フレキシブル基板４は、渦巻状の導体層２を直線状に複数形成した基材３で形成されている。そして、図５（ａ）に示すように、フレキシブル基板４は、ロール状に、基板送出機に巻かれている。基板送出機は、ロール状に巻かれたフレキシブル基板４を、一の渦巻状の導体層２を含む部分毎に射出成型機の金型４０に送り出している。つまり、本実施の形態２に係るコイル１の製造方法でも、基板送出機は、送り出したフレキシブル基板４を一の渦巻状の導体層２毎に、金型４０の所定位置に配置する（ステップＳ３１）。なお、本実施の形態２に係るコイル１の製造方法を説明するためのフローチャートは図３と同じであるため、同じ製造ステップには同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
金型４０は、フレキシブル基板４の基材３と接する側に金型（第１金型）４０ａと、渦巻状の導体層２と接する側に金型（第２金型）４０ｂとを有している。さらに、金型４０ｂには、図５（ｂ）の拡大図に示すように、渦巻状の導体層２と嵌合する溝５０が形成されている。ステップＳ３１において、フレキシブル基板４を金型４０の所定位置に配置する際に、渦巻状の導体層２を金型４０ｂの溝５０に嵌合する。
【００４３】
渦巻状の導体層２を金型４０ｂの溝５０に嵌合した後、金型４０ａに、磁性体材料を含有した硬化性樹脂を矢印４１の方向に充填する（ステップＳ３２）。金型４０ａの充填口４２から基材３と金型４０ａとの間の空洞４３に、軟化する温度に加熱した硬化性樹脂を充填する。充填した硬化性樹脂は、フレキシブル基板４の基材３と接するため、軟化する温度に加熱した硬化性樹脂によりＰＥＴ樹脂を使用した基材３が軟化する。しかし、基材３が軟化しても、渦巻状の導体層２は、金型４０ｂの溝５０に嵌合するように配置してあるので、位置ずれや変形が生じることはない。つまり、実施の形態１に係るコイル１の製造方法では、軟化する温度に加熱した硬化性樹脂と接することがない基材３ｂに渦巻状の導体層２を固定していたが、本実施の形態２に係るコイル１の製造方法では、基材３ｂの代わりに、金型４０ｂに形成した溝５０に渦巻状の導体層２を嵌合することで固定している。
【００４４】
金型４０ａに充填した硬化性樹脂を硬化させ、樹脂構造体５を形成する（ステップＳ３３）。樹脂構造体５が形成されたフレキシブル基板４を、少なくとも一の渦巻状の導体層２を含む部分毎に打ち抜くことで、図５（ｃ）に示すように個々のコイル１に分ける（個片化する）（ステップＳ３４）。
【００４５】
以上のように、本実施の形態２に係るコイル１の製造方法では、渦巻状の導体層２と嵌合する溝５０を形成した金型４０ｂを用いて、コイル１を製造するので、金型４０ａに硬化性樹脂を充填して基材３が軟化しても、渦巻状の導体層２を金型４０ｂに形成した溝５０に固定することができ、渦巻状の導体層２に位置ずれや変形を生じることがない。
【００４６】
なお、金型４０ａに硬化性樹脂を充填して基材３が軟化しても、渦巻状の導体層２に位置ずれや変形が生じることがないよう渦巻状の導体層２を固定する手段は、金型４０ｂに形成した溝５０に限定されるものではない。図６は、本発明の実施の形態２に係るコイル１の製造方法における渦巻状の導体層２を固定する別の手段の概略を示す模式図である。図６の例では、硬化性樹脂を矢印４１の方向に金型４０ａに充填する際に、渦巻状の導体層２を基材３に形成してあるフレキシブル基板４の面に粘着テープ６０を貼り付ける。粘着テープ６０を貼り付ける範囲は、金型４０ａが基材３と接する範囲よりも広い範囲にしてあるため、金型４０ａに硬化性樹脂が充填されて金型４０ａと接する範囲の基材３が軟化しても、粘着テープ６０自体は、金型４０ａと接しない範囲の基材３に貼り付いているので、金型４０ａに対して位置がずれることはない。渦巻状の導体層２が形成してあるフレキシブル基板４の面に粘着テープ６０を貼り付けることで、渦巻状の導体層２自体も粘着テープ６０に貼り付くため、渦巻状の導体層２は、基材３が軟化しても、金型４０ａに対して位置が固定され、位置ずれや変形が生じることはない。なお、粘着テープ６０の粘着力は、硬化性樹脂を金型４０ａに充填した場合に、渦巻状の導体層２に位置ずれや変形を生じさせる力に対抗できる程度の粘着力があればよい。
【００４７】
また、図７は、本発明の実施の形態２に係るコイル１の製造方法における渦巻状の導体層２を固定するさらに別の手段の概略を示す模式図である。図７の例では、金型４０ａに設けられた突起部７０が渦巻状の導体層２を金型４０ｂに押し付けている。突起部７０で渦巻状の導体層２を金型４０ｂに押し付けることで、基材３が軟化しても、位置ずれや変形が生じることはない。なお、突起部７０の形状や個数は、硬化性樹脂を金型４０ａに充填する際に、渦巻状の導体層２に位置ずれや変形を生じさせる力に対抗できる程度の摩擦力が渦巻状の導体層２と金型４０ｂとの間で生じるような形状や個数であればよい。
【００４８】
さらに、本発明の実施の形態１及び２に係るコイルの製造方法で製造されるコイルは、図１及び図２に示すコイル１に限定されるものではない。図８は、本発明の実施の形態１及び２に係るコイルの製造方法により製造されたコイルの別の構成を示す斜視図である。図９は、図８に示すコイル１０のＢ−Ｂ断面図である。図８及び図９に示すように、コイル１０は、渦巻状の導体層２を基材３に形成したフレキシブル基板４と、磁性体材料を含有する平板状の樹脂構造体５とを備えている。さらに、フレキシブル基板４には、樹脂構造体５が形成してある側の基材３の面及び基材３内に配線８０が設けられている。配線８０は、ビアプラグ８１を介して渦巻状の導体層２と電気的に接続されている。また、樹脂構造体５が形成してある側の基材３の面に設けられた配線８０には、コンデンサ等の電子部品８２が実装され、端部にはコネクタ差込電極８３が形成されている。つまり、コイル１０は、フレキシブル基板４が、渦巻状の導体層２が形成してある側の基材３の面と異なる面（例えば、樹脂構造体５が形成してある側の基材３の面）に配線層を形成した多層構造であるので、必要な電子部品８２を実装すること、他の機器と接続するためのコネクタ差込電極８３を設けること等が可能になる。
【符号の説明】
【００４９】
１、１０ コイル
２ 渦巻状の導体層
３、３ａ、３ｂ 基材
４ フレキシブル基板
５ 樹脂構造体
２５ 端部
３０ 開口部
４０、４０ａ、４０ｂ 金型
４１ 矢印
４２ 充填口
４３ 空洞
５０ 溝
６０ 粘着テープ
７０ 突起部
８０ 配線
８１ ビアプラグ
８２ 電子部品
８３ コネクタ差込電極
【技術分野】
【０００１】
コイルを製造する方法に関し、特に渦巻状の導体層を基材に形成したフレキシブル基板を備えるコイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触で電力を伝送して充電するワイヤレス充電器、微小な無線チップにより人やモノを識別・管理するためのＲＦ−ＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等には、インダクタンスが数μＨから数十μＨのコイルが用いられている。特に、ワイヤレス充電器には、電力送信側機器及び電力受信側機器のそれぞれにコイルが用いられており、電力送信側機器のコイルと電力受信側機器のコイルとの間で効率的な電力伝送を行うことが要求されている。
【０００３】
効率的な電力伝送を行うためには、電力送信側機器のコイルと電力受信側機器のコイルとの電磁結合の損失を小さくして、コイル間で効率的に電磁誘導を行うことができるように、高いインダクタンスの特性を有するコイルが必要となる。また、コイルの電磁結合する面以外の面から磁束が漏れた場合、漏れた磁束により他の部品の動作に悪影響を与えるおそれがあるため、電磁結合する側の面以外の面の磁気シールド機能が高いコイルが必要となる。
【０００４】
特許文献１には、渦巻状の導体層を基材に形成したフレキシブル基板の電磁結合する側の面とは反対側の面に磁性シートを貼り付けた従来のコイルが開示されている。特許文献１に開示されたコイルは、フレキシブル基板の電磁結合する側の面の反対側の面に磁性シートを貼り付けることで、電磁結合する側の面において高いインダクタンスの特性を確保しつつ、電磁結合する側の面以外の面において高い磁気シールド機能を確保している。
【０００５】
特許文献２には、フェライト粉末とポリマー樹脂とを混合したフェライト基板に渦巻状の導体層を形成したコイルが開示されている。特許文献２に開示されたコイルは、フェライト基板を用いることで、渦巻状の導体層を形成している面を電磁結合する側の面として高いインダクタンスの特性を確保しつつ、電磁結合する側の面以外の面において高い磁気シールド機能を確保している。
【０００６】
特許文献３には、フェライト粉末を混ぜたプリプレグを用いた基板に渦巻状の導体層を形成したコイルが開示されている。特許文献３に開示されたコイルは、プリプレグを基板に用いることで、渦巻状の導体層を形成している面を電磁結合する側の面として高いインダクタンスの特性を確保しつつ、電磁結合する側の面以外の面において高い磁気シールド機能を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−５１０２３号公報
【特許文献２】特開平０８−１６７５２２号公報
【特許文献３】特開平１１−２５１１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に開示されたコイルは、磁性シート自体が高価であるとともに、磁性シートをコイルに貼り付ける工程が必要となるので、製造コストが高くなるという問題があった。また、特許文献１に開示されたコイルは、電磁結合する側の面とは反対側の面に磁性シートを貼り付けているため、磁性シートの貼り付け位置が所定の位置からずれた場合には磁気シールド機能が低くなるという問題があった。さらに、磁性シートは曲がりやすいため、応力を加えると磁性シートを貼り付けたコイルの形状も容易に変形する。コイルの変形に伴ってコイルにおけるインダクタンスの特性が変化するので、変形したコイルの形状によっては、電磁結合の損失が大きくなるという問題があった。
【０００９】
特許文献２に開示されたコイルは、高い磁気シールド機能を確保する必要がある部分と、必要がない部分とを区別することなく、全ての部分において高い磁気シールド機能を有するフェライト基板を用いているので材料費が高くなるとともに、フェライト基板上に、エッチング加工して渦巻状の導体層を形成する工程が必要となる等、製造コストが高くなるという問題があった。特許文献３に開示されたコイルは、高い磁気シールド機能を確保する必要がある部分と、必要がない部分とを区別することなく、全ての部分において高い磁気シールド機能を有するプリプレグを基板に用いているので材料費が高くなるとともに、プリプレグを用いた基板上に、エッチング加工して渦巻状の導体層を形成する工程が必要となる等、製造コストが高くなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電磁結合する側の面において高いインダクタンスの特性を確保しつつ、電磁結合する側の面とは反対側の面において高い磁気シールド機能を確保することができるコイルを、安価な製造コストで製造することができるコイルの製造方法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】
【００１１】
上記目的を達成するために第１発明に係るコイルの製造方法は、渦巻状の導体層を基材に直線状に複数形成したフレキシブル基板を、一の前記渦巻状の導体層毎に、前記フレキシブル基板の一面に樹脂構造体を形成するための金型の所定位置に送り出して配置するステップと、軟化する温度に加熱した、磁性体材料を含有する硬化性樹脂を、前記金型に充填するステップと、前記金型に充填した硬化性樹脂を硬化させ、前記樹脂構造体を前記フレキシブル基板の一面に形成するステップと、前記樹脂構造体を形成した前記フレキシブル基板を、少なくとも一の前記渦巻状の導体層を含む部分毎に個片化するステップとを含む。
【００１２】
また、第２発明に係るコイルの製造方法は、第１発明において、前記基材は、略３００℃より低い温度で軟化する材料を使用している。
【００１３】
また、第３発明に係るコイルの製造方法は、第１発明において、前記基材は、前記金型に充填する前記硬化性樹脂と同じ材料を使用している。
【００１４】
また、第４発明に係るコイルの製造方法は、第１発明において、前記基材は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用している。
【００１５】
また、第５発明に係るコイルの製造方法は、第１乃至第４発明のいずれか一つにおいて、前記金型は、前記基材と接する側の第１金型と、前記渦巻状の導体層と接する側の第２金型とを有し、前記第２金型には、前記渦巻状の導体層と嵌合する溝が形成してある。
【００１６】
また、第６発明に係るコイルの製造方法は、第１乃至第４発明のいずれか一つにおいて、前記金型は、前記基材と接する側の第１金型と、前記渦巻状の導体層と接する側の第２金型とを有し、前記硬化性樹脂を前記金型に充填する場合、前記第１金型が前記基材と接する範囲よりも広い範囲において、粘着テープを前記渦巻状の導体層が形成してある前記フレキシブル基板の面に貼り付けてある。
【００１７】
また、第７発明に係るコイルの製造方法は、第１乃至第４発明のいずれか一つにおいて、前記基材は、第１基材と第２基材とを有し、前記渦巻状の導体層は、前記第１基材と前記第２基材とで挟持してある。
【００１８】
また、第８発明に係るコイルの製造方法は、第１乃至第７発明のいずれか一つにおいて、前記フレキシブル基板は、前記基材の、前記渦巻状の導体層が形成してある面とは異なる面に配線層を形成した多層構造である。
【００１９】
第１発明では、渦巻状の導体層を基材に直線状に複数形成したフレキシブル基板を、一の渦巻状の導体層毎に、フレキシブル基板の一面に樹脂構造体を形成するための金型の所定位置に送り出して配置し、樹脂構造体をフレキシブル基板の一面に形成する。樹脂構造体を形成したフレキシブル基板を、少なくとも一の渦巻状の導体層を含む部分毎に個片化するので、多数のコイルを連続して製造することができ、安価な製造コストでコイルを製造することが可能になる。製造したコイルは、樹脂構造体と接している側の基材の面において高い磁気シールド機能を確保することができ、樹脂構造体と接していない側の基材の面を電磁結合する側の面として高いインダクタンスの特性を確保することができる。また、基材に接して樹脂構造体を設けることで、製造したコイルに外力が加わった場合であっても、渦巻状の導体層が容易に変形することがなく高いインダクタンスの特性を確保することができる。
【００２０】
第２発明では、基材は、略３００℃より低い温度で軟化する材料を使用しているので、材料費が高いポリイミド樹脂を使用する必要がなくなり、より安価な製造コストでコイルを製造することが可能になる。また、コイルを略３００℃より低い温度に加熱するだけで、基材が軟化してコイルから渦巻状の導体層を容易に分離することができるので、渦巻状の導体層を再利用する等、資源の有効利用が可能となる。
【００２１】
第３発明では、基材は、金型に充填する硬化性樹脂と同じ材料を使用しているので、材料費が高いポリイミド樹脂を使用する必要がなくなり、より安価な製造コストでコイルを製造することが可能になる。また、基材と樹脂構造体を構成する硬化性樹脂とを同じ材料にすることで、フレキシブル基板と樹脂構造体との接合力を高め、フレキシブル基板から樹脂構造体が脱落し難くすることができる。
【００２２】
第４発明では、基材は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用しているので、材料費が高いポリイミド樹脂を使用する必要がなくなり、より安価な製造コストでコイルを製造することが可能になる。
【００２３】
第５発明では、金型は、基材と接する側の第１金型と、渦巻状の導体層と接する側の第２金型とを有し、第２金型には渦巻状の導体層と嵌合する溝が形成してあるので、金型に硬化性樹脂を充填して基材が軟化しても、渦巻状の導体層が第２金型の溝に固定され、渦巻状の導体層の位置ずれや変形を防止することができる。
【００２４】
第６発明では、金型は、基材と接する側の第１金型と、渦巻状の導体層と接する側の第２金型とを有し、硬化性樹脂を金型に充填する場合、第１金型が基材と接する範囲よりも広い範囲において、渦巻状の導体層が形成してある基材の面に粘着テープを貼り付けているので、金型に硬化性樹脂を充填して基材が軟化しても、渦巻状の導体層が粘着テープに貼り付いて固定され、渦巻状の導体層の位置ずれや変形を防止することができる。
【００２５】
第７発明では、前記基材は、第１基材と第２基材とを有し、渦巻状の導体層は、第１基材と第２基材とで挟持してあるので、樹脂構造体を形成する際に、樹脂構造体と接している第１基材が軟化しても、樹脂構造体と接していない第２基材で渦巻状の導体層が固定され、渦巻状の導体層の位置ずれや変形を防止することができる。
【００２６】
第８発明では、フレキシブル基板は、基材の、渦巻状の導体層が形成してある面とは異なる面に配線層を形成した多層構造であるので、製造したコイルに必要な電子部品を実装すること、他の機器と接続するためのコネクタ差込電極を設けること等が可能になる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るコイルの製造方法は、渦巻状の導体層を基材に直線状に複数形成したフレキシブル基板を、一の渦巻状の導体層毎に、フレキシブル基板の一面に樹脂構造体を形成するための金型の所定位置に送り出して配置し、樹脂構造体をフレキシブル基板の一面に形成する。樹脂構造体を形成したフレキシブル基板を少なくとも一の渦巻状の導体層を含む部分毎に個片化するので、多数のコイルを連続して製造することができ、安価な製造コストでコイルを製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るコイルの製造方法により製造したコイルの構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すコイルのＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るコイルの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１に係るコイルの製造方法の概略を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るコイルの製造方法の概略を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るコイルの製造方法における渦巻状の導体層を固定する別の手段の概略を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るコイルの製造方法における渦巻状の導体層を固定するさらに別の手段の概略を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態１及び２に係るコイルの製造方法により製造したコイルの別の構成を示す斜視図である。
【図９】図８に示すコイルのＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態におけるコイルの製造方法について、図面を用いて具体的に説明する。以下の実施の形態は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものではなく、実施の形態の中で説明されている特徴的事項の組み合わせの全てが解決手段の必須事項であるとは限らないことは言うまでもない。
【００３０】
なお、本発明の実施の形態に係るコイルの製造方法により製造されるコイルは、ワイヤレス充電器などの非接触型電力伝送に用いるコイルについて説明するが、特に限定されるものではなくＲＦ−ＩＤ等の他の用途のコイルであっても良い。また、非接触型電力伝送に用いるコイルには、電力送信側機器に用いるコイルと電力受信側機器に用いるコイルとがあるが、以下の説明では、特に明記しない限り、いずれのコイルであるかは問わないものとする。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るコイルの製造方法により製造したコイルの構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すコイルのＡ−Ａ断面図である。図１に示すように、コイル１は、渦巻状の導体層２を基材３に形成したフレキシブル基板４と、磁性体材料を含有する平板状の樹脂構造体５とを備えている。基材３は、樹脂構造体５と接している基材（第１基材）３ａと、開口部３０、３０を設けた基材（第２基材）３ｂとを有し、基材３ａと基材３ｂとで渦巻状の導体層２を挟持している。なお、渦巻状の導体層２の端部２５、２５は、基材３ｂに設けた開口部３０、３０において外部へ露出している。
【００３２】
基材３ａに銅等の導体箔を形成し、渦巻状のパターンにエッチングして渦巻状の導体層２を基材３ａに形成する。渦巻状の導体層２を形成した基材３ａは、渦巻状の導体層２を形成した面に基材３ｂを貼り合わせてフレキシブル基板４を形成している。基材３ａに形成した渦巻状の導体層２の外形は、略四角形である。なお、渦巻状の導体層２の外形は、略円形に形成しても、略楕円形に形成しても良い。また、基材３ａ、３ｂに使用する材料は、従来使用されているポリイミド樹脂ではなく、ポリイミド樹脂に比べて軟化する温度が低く、材料費が安いＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート）を使用する。基材３ａ、３ｂにＰＥＴ樹脂を使用できるのは、本実施の形態１に係るコイルの製造方法により製造するコイル１はリフロー方式の半田付けを行う必要がなく、基材３ａ、３ｂをリフロー温度（略３００℃）以上に加熱することがないためである。基材３ａ、３ｂに使用するＰＥＴ樹脂は一例であり、略３００℃より低い温度で軟化する材料であれば良く、樹脂構造体５を形成する硬化性樹脂と同じ材料でも良い。
【００３３】
樹脂構造体５は、フェライト等の磁性体材料を粉体にして混練した硬化性樹脂を平板状に形成したものであり、フレキシブル基板４の基材３ａ側の面に形成してあるため、コイル１は、フレキシブル基板４の基材３ａ側の面において、高い磁気シールド機能を確保することができる。一方、フレキシブル基板４の基材３ｂ側の面には、磁束を妨げるものがないため、コイル１は、フレキシブル基板４の基材３ｂ側の面を電磁結合する側の面として、高いインダクタンスの特性を確保することができる。また、フレキシブル基板４の基材３ａに形成した渦巻状の導体層２は外力により容易に変形するが、フレキシブル基板４の基材３ａ側の面に樹脂構造体５を形成した場合、渦巻状の導体層２は外力により容易に変形することはない。つまり、コイル１に、外力が加わった場合であっても、渦巻状の導体層２が外力により容易に変形することがなく、高いインダクタンスの特性を確保することができる。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態１に係るコイル１の製造方法を説明するためのフローチャートである。図４は、本発明の実施の形態１に係るコイル１の製造方法の概略を示す模式図である。図４（ａ）は、本発明の実施の形態１に係るコイル１の製造方法の各ステップを示す模式図である。図４（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るコイル１の製造方法により製造したコイル１の斜視図である。フレキシブル基板４は、渦巻状の導体層２を直線状に複数形成した基材３ａと、渦巻状の導体層２を基材３ａと挟持する基材３ｂとで形成されている。そして、図４（ａ）に示すように、フレキシブル基板４は、ロール状に、基板送出機（図示せず）に巻かれている。基板送出機は、ロール状に巻かれたフレキシブル基板４を、一の渦巻状の導体層２を含む部分毎に射出成型機（図示せず）の金型４０に送り出す。つまり、本実施の形態１に係るコイル１の製造方法では、基板送出機が、一の渦巻状の導体層２毎に、フレキシブル基板４を射出成型機の金型４０に送り出している。図３に戻って、基板送出機は、送り出したフレキシブル基板４を、金型４０の所定位置に配置する（ステップＳ３１）。ここで、金型４０の所定位置とは、金型４０と、基材３に形成された一つの渦巻状の導体層２とが少なくとも重なる位置をいう。
【００３５】
射出成型機は、金型４０に、磁性体材料を含有した硬化性樹脂を矢印４１の方向に充填する（ステップＳ３２）。金型４０の充填口４２から基材３ａと金型４０との間の空洞４３に、軟化する温度に加熱した硬化性樹脂を充填する。充填した硬化性樹脂は、フレキシブル基板４の基材３ａと接するため、軟化する温度に加熱した硬化性樹脂によりＰＥＴ樹脂を使用した基材３ａが軟化する。しかし、基材３ａが軟化しても、渦巻状の導体層２は、基材３ｂにも固定してあるので、位置ずれや変形が生じることはない。
【００３６】
図３に戻って、金型４０に充填した硬化性樹脂を硬化させ、樹脂構造体５を形成する（ステップＳ３３）。基材３ａの上側に、硬化性樹脂が矢印４１の方向に充填口４２から充填され、基材３ａと渦巻状の導体層２を上下で挟持している基材３ｂの下側には硬化性樹脂が充填されないため、フレキシブル基板４は、基材３ａの上側（フレキシブル基板４の一面）にのみ樹脂構造体５が形成される。
【００３７】
樹脂構造体５が形成されたフレキシブル基板４を、少なくとも一の渦巻状の導体層２を含む部分毎に打ち抜くことで、図４（ｂ）に示すように個々のコイル１に分ける（個片化する）（ステップＳ３４）。図４（ａ）に示すように、個片化装置４４は、送り出されたフレキシブル基板４の樹脂構造体５が形成された周辺を切断して打ち抜き、フレキシブル基板４をコイル１に個片化する。なお、個片化装置４４は、フレキシブル基板４の樹脂構造体５が形成された周辺を切断する手段として、刃を用いても、レーザを用いても良い。また、個片化装置４４で打ち抜く部分は、少なくとも一の渦巻状の導体層２を含む部分であれば良いので、フレキシブル基板４の樹脂構造体５が形成された周辺に限定されるものではない。そのため、個片化装置４４は、フレキシブル基板４及び樹脂構造体５を切断して打ち抜き、樹脂構造体５が形成されたフレキシブル基板４をコイル１に個片化しても良い。
【００３８】
以上のように、本実施の形態１に係るコイル１の製造方法では、渦巻状の導体層２を基材３に直線状に複数形成したフレキシブル基板４を、一の渦巻状の導体層２毎にフレキシブル基板４の一面に樹脂構造体５を形成するための金型４０へ送り出し、配置することで、樹脂構造体５をフレキシブル基板４の一面に形成し、少なくとも一の渦巻状の導体層２を含む部分毎に個片化するので、多数のコイル１を連続して製造することができ、安価な製造コストでコイル１を製造することができる。
【００３９】
さらに、フレキシブル基板４の基材３に略３００℃より低い温度で軟化する材料を使用することで、略３００℃以上でも軟化しないポリイミド樹脂を使用する必要がなくなるため、ポリイミド樹脂よりも材料費が安い材料を使用することが可能になる。例えば、フレキシブル基板４の基材３にポリイミド樹脂よりも材料費が安いＰＥＴ樹脂を使用することで、より安価な製造コストでコイル１を製造することが可能になる。また、フレキシブル基板４の基材３に略３００℃より低い温度で軟化する材料を使用することで、コイル１を略３００℃より低い温度に加熱するだけで、基材３が軟化してコイル１から渦巻状の導体層２を容易に分離することができる。
【００４０】
なお、渦巻状の導体層２を挟持する基材３ａ及び基材３ｂに同じ材料を使用する場合に限定されるものではなく、基材３ａに使用する材料と、基材３ｂに使用する材料とが異なっても良い。例えば、基材３ａに使用する材料がＰＥＴ樹脂で、基材３ｂに使用する材料がポリイミド樹脂であっても良い。
【００４１】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係るコイル１の製造方法の概略を示す模式図である。図５（ａ）は、本発明の実施の形態２に係るコイル１の製造方法の各ステップを示す模式図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の丸で囲った部分の拡大図である。図５（ｃ）は、本発明の実施の形態２に係るコイル１の製造方法により製造したコイル１の斜視図である。フレキシブル基板４は、渦巻状の導体層２を直線状に複数形成した基材３で形成されている。そして、図５（ａ）に示すように、フレキシブル基板４は、ロール状に、基板送出機に巻かれている。基板送出機は、ロール状に巻かれたフレキシブル基板４を、一の渦巻状の導体層２を含む部分毎に射出成型機の金型４０に送り出している。つまり、本実施の形態２に係るコイル１の製造方法でも、基板送出機は、送り出したフレキシブル基板４を一の渦巻状の導体層２毎に、金型４０の所定位置に配置する（ステップＳ３１）。なお、本実施の形態２に係るコイル１の製造方法を説明するためのフローチャートは図３と同じであるため、同じ製造ステップには同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
金型４０は、フレキシブル基板４の基材３と接する側に金型（第１金型）４０ａと、渦巻状の導体層２と接する側に金型（第２金型）４０ｂとを有している。さらに、金型４０ｂには、図５（ｂ）の拡大図に示すように、渦巻状の導体層２と嵌合する溝５０が形成されている。ステップＳ３１において、フレキシブル基板４を金型４０の所定位置に配置する際に、渦巻状の導体層２を金型４０ｂの溝５０に嵌合する。
【００４３】
渦巻状の導体層２を金型４０ｂの溝５０に嵌合した後、金型４０ａに、磁性体材料を含有した硬化性樹脂を矢印４１の方向に充填する（ステップＳ３２）。金型４０ａの充填口４２から基材３と金型４０ａとの間の空洞４３に、軟化する温度に加熱した硬化性樹脂を充填する。充填した硬化性樹脂は、フレキシブル基板４の基材３と接するため、軟化する温度に加熱した硬化性樹脂によりＰＥＴ樹脂を使用した基材３が軟化する。しかし、基材３が軟化しても、渦巻状の導体層２は、金型４０ｂの溝５０に嵌合するように配置してあるので、位置ずれや変形が生じることはない。つまり、実施の形態１に係るコイル１の製造方法では、軟化する温度に加熱した硬化性樹脂と接することがない基材３ｂに渦巻状の導体層２を固定していたが、本実施の形態２に係るコイル１の製造方法では、基材３ｂの代わりに、金型４０ｂに形成した溝５０に渦巻状の導体層２を嵌合することで固定している。
【００４４】
金型４０ａに充填した硬化性樹脂を硬化させ、樹脂構造体５を形成する（ステップＳ３３）。樹脂構造体５が形成されたフレキシブル基板４を、少なくとも一の渦巻状の導体層２を含む部分毎に打ち抜くことで、図５（ｃ）に示すように個々のコイル１に分ける（個片化する）（ステップＳ３４）。
【００４５】
以上のように、本実施の形態２に係るコイル１の製造方法では、渦巻状の導体層２と嵌合する溝５０を形成した金型４０ｂを用いて、コイル１を製造するので、金型４０ａに硬化性樹脂を充填して基材３が軟化しても、渦巻状の導体層２を金型４０ｂに形成した溝５０に固定することができ、渦巻状の導体層２に位置ずれや変形を生じることがない。
【００４６】
なお、金型４０ａに硬化性樹脂を充填して基材３が軟化しても、渦巻状の導体層２に位置ずれや変形が生じることがないよう渦巻状の導体層２を固定する手段は、金型４０ｂに形成した溝５０に限定されるものではない。図６は、本発明の実施の形態２に係るコイル１の製造方法における渦巻状の導体層２を固定する別の手段の概略を示す模式図である。図６の例では、硬化性樹脂を矢印４１の方向に金型４０ａに充填する際に、渦巻状の導体層２を基材３に形成してあるフレキシブル基板４の面に粘着テープ６０を貼り付ける。粘着テープ６０を貼り付ける範囲は、金型４０ａが基材３と接する範囲よりも広い範囲にしてあるため、金型４０ａに硬化性樹脂が充填されて金型４０ａと接する範囲の基材３が軟化しても、粘着テープ６０自体は、金型４０ａと接しない範囲の基材３に貼り付いているので、金型４０ａに対して位置がずれることはない。渦巻状の導体層２が形成してあるフレキシブル基板４の面に粘着テープ６０を貼り付けることで、渦巻状の導体層２自体も粘着テープ６０に貼り付くため、渦巻状の導体層２は、基材３が軟化しても、金型４０ａに対して位置が固定され、位置ずれや変形が生じることはない。なお、粘着テープ６０の粘着力は、硬化性樹脂を金型４０ａに充填した場合に、渦巻状の導体層２に位置ずれや変形を生じさせる力に対抗できる程度の粘着力があればよい。
【００４７】
また、図７は、本発明の実施の形態２に係るコイル１の製造方法における渦巻状の導体層２を固定するさらに別の手段の概略を示す模式図である。図７の例では、金型４０ａに設けられた突起部７０が渦巻状の導体層２を金型４０ｂに押し付けている。突起部７０で渦巻状の導体層２を金型４０ｂに押し付けることで、基材３が軟化しても、位置ずれや変形が生じることはない。なお、突起部７０の形状や個数は、硬化性樹脂を金型４０ａに充填する際に、渦巻状の導体層２に位置ずれや変形を生じさせる力に対抗できる程度の摩擦力が渦巻状の導体層２と金型４０ｂとの間で生じるような形状や個数であればよい。
【００４８】
さらに、本発明の実施の形態１及び２に係るコイルの製造方法で製造されるコイルは、図１及び図２に示すコイル１に限定されるものではない。図８は、本発明の実施の形態１及び２に係るコイルの製造方法により製造されたコイルの別の構成を示す斜視図である。図９は、図８に示すコイル１０のＢ−Ｂ断面図である。図８及び図９に示すように、コイル１０は、渦巻状の導体層２を基材３に形成したフレキシブル基板４と、磁性体材料を含有する平板状の樹脂構造体５とを備えている。さらに、フレキシブル基板４には、樹脂構造体５が形成してある側の基材３の面及び基材３内に配線８０が設けられている。配線８０は、ビアプラグ８１を介して渦巻状の導体層２と電気的に接続されている。また、樹脂構造体５が形成してある側の基材３の面に設けられた配線８０には、コンデンサ等の電子部品８２が実装され、端部にはコネクタ差込電極８３が形成されている。つまり、コイル１０は、フレキシブル基板４が、渦巻状の導体層２が形成してある側の基材３の面と異なる面（例えば、樹脂構造体５が形成してある側の基材３の面）に配線層を形成した多層構造であるので、必要な電子部品８２を実装すること、他の機器と接続するためのコネクタ差込電極８３を設けること等が可能になる。
【符号の説明】
【００４９】
１、１０ コイル
２ 渦巻状の導体層
３、３ａ、３ｂ 基材
４ フレキシブル基板
５ 樹脂構造体
２５ 端部
３０ 開口部
４０、４０ａ、４０ｂ 金型
４１ 矢印
４２ 充填口
４３ 空洞
５０ 溝
６０ 粘着テープ
７０ 突起部
８０ 配線
８１ ビアプラグ
８２ 電子部品
８３ コネクタ差込電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻状の導体層を基材に直線状に複数形成したフレキシブル基板を、一の前記渦巻状の導体層毎に、前記フレキシブル基板の一面に樹脂構造体を形成するための金型の所定位置に送り出して配置するステップと、
軟化する温度に加熱した、磁性体材料を含有する硬化性樹脂を、前記金型に充填するステップと、
前記金型に充填した硬化性樹脂を硬化させ、前記樹脂構造体を前記フレキシブル基板の一面に形成するステップと、
前記樹脂構造体を形成した前記フレキシブル基板を、少なくとも一の前記渦巻状の導体層を含む部分毎に個片化するステップと
を含むことを特徴とするコイルの製造方法。
【請求項２】
前記基材は、略３００℃より低い温度で軟化する材料を使用していることを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造方法。
【請求項３】
前記基材は、前記金型に充填する前記硬化性樹脂と同じ材料を使用していることを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造方法。
【請求項４】
前記基材は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用していることを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造方法。
【請求項５】
前記金型は、前記基材と接する側の第１金型と、前記渦巻状の導体層と接する側の第２金型とを有し、
前記第２金型には、前記渦巻状の導体層と嵌合する溝が形成してあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコイルの製造方法。
【請求項６】
前記金型は、前記基材と接する側の第１金型と、前記渦巻状の導体層と接する側の第２金型とを有し、
前記硬化性樹脂を前記金型に充填する場合、前記第１金型が前記基材と接する範囲よりも広い範囲において、粘着テープを前記渦巻状の導体層が形成してある前記フレキシブル基板の面に貼り付けてあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコイルの製造方法。
【請求項７】
前記基材は、第１基材と第２基材とを有し、
前記渦巻状の導体層は、前記第１基材と前記第２基材とで挟持してあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコイルの製造方法。
【請求項８】
前記フレキシブル基板は、前記基材の、前記渦巻状の導体層が形成してある面とは異なる面に配線層を形成した多層構造であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のコイルの製造方法。
【請求項１】
渦巻状の導体層を基材に直線状に複数形成したフレキシブル基板を、一の前記渦巻状の導体層毎に、前記フレキシブル基板の一面に樹脂構造体を形成するための金型の所定位置に送り出して配置するステップと、
軟化する温度に加熱した、磁性体材料を含有する硬化性樹脂を、前記金型に充填するステップと、
前記金型に充填した硬化性樹脂を硬化させ、前記樹脂構造体を前記フレキシブル基板の一面に形成するステップと、
前記樹脂構造体を形成した前記フレキシブル基板を、少なくとも一の前記渦巻状の導体層を含む部分毎に個片化するステップと
を含むことを特徴とするコイルの製造方法。
【請求項２】
前記基材は、略３００℃より低い温度で軟化する材料を使用していることを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造方法。
【請求項３】
前記基材は、前記金型に充填する前記硬化性樹脂と同じ材料を使用していることを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造方法。
【請求項４】
前記基材は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用していることを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造方法。
【請求項５】
前記金型は、前記基材と接する側の第１金型と、前記渦巻状の導体層と接する側の第２金型とを有し、
前記第２金型には、前記渦巻状の導体層と嵌合する溝が形成してあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコイルの製造方法。
【請求項６】
前記金型は、前記基材と接する側の第１金型と、前記渦巻状の導体層と接する側の第２金型とを有し、
前記硬化性樹脂を前記金型に充填する場合、前記第１金型が前記基材と接する範囲よりも広い範囲において、粘着テープを前記渦巻状の導体層が形成してある前記フレキシブル基板の面に貼り付けてあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコイルの製造方法。
【請求項７】
前記基材は、第１基材と第２基材とを有し、
前記渦巻状の導体層は、前記第１基材と前記第２基材とで挟持してあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコイルの製造方法。
【請求項８】
前記フレキシブル基板は、前記基材の、前記渦巻状の導体層が形成してある面とは異なる面に配線層を形成した多層構造であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のコイルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２３４８９（Ｐ２０１１−２３４８９Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６６２３５（Ｐ２００９−１６６２３５）
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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