JP2000232019A - インダクタ、およびインダクタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感光性を有する導体ペーストからなる導体パタ
ーンと、感光性を有する絶縁ペーストからなる絶縁層を
交互に積層したインダクタの製造工程において、複数回
の熱処理を行ってもインダクタ素子全体にそりが生じに
くいインダクタの製造方法を提供する。 【解決手段】絶縁基板上に導体パターンとバイアホール
を有する絶縁層とを交互に積層し、導体パターンは感光
性を有する導体ペーストを用いて、絶縁層は感光性を有
する絶縁ペーストを用いて形成するインダクタの製造方
法において、導体パターンおよび絶縁層を絶縁基板両主
面に形成し、絶縁基板両主面に形成された導体パターン
を絶縁基板に形成されたスルーホールを通じて電気的に
接続することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インダクタに関す
るもので、より具体的には、スパイラル状の導体パター
ンとバイアホールを有する絶縁層とが絶縁基板上に交互
に積層され、各導体パターンは絶縁層中のバイアホール
を介して隣接する導体パターンと電気的に接続している
構造を有するインダクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化および組み立て
の自動化に伴い、高周波インダクタも他の電子部品と同
様に、プリント基板のパターンに直接実装する表面実装
タイプのものが多く使用されるようになった。この種の
高周波インダクタとしては、従来より、スパイラル（渦
巻き）状のコイル導体パターンを絶縁基板上に形成した
平面スパイラル状のものや、ソレノイド状のコイルの一
部を構成するコイル導体パターンが形成された絶縁層が
積層され、これらコイル導体パターンがバイアホールに
より接続されてソレノイド状のコイルを構成した積層型
のものが知られている。

【０００３】ところで、かかる高周波インダクタでは、
高周波領域においてより優れた特性を得るため、感光性
を有する導電性ペーストを用いてコイル導体パターンを
形成したり、感光性を有する絶縁ペーストにより絶縁層
を形成し、露光により該絶縁層にバイアホールを形成し
て、該絶縁層を境にして位置するコイル導体パターンを
該バイアホールを通じて相互に電気的に接続する厚膜微
細加工技術が注目されている。

【０００４】たとえば、特開平８−３１６０８０号公報
には、感光性を有する導電性ペーストを用いてコイル導
体パターンを形成する技術が開示されている。この技術
によると、感光性を有するペーストを現像によりパター
ニングするため、微細でかつ、ハイアスペクトのコイル
導体パターンを形成することができる。導体パターンの
微細化によって、コイル長（インダクタンス）を増やす
ことができるため、少ない積層数で所望のインダクタン
スが得られるようになる。また、導体の膜厚を大きくす
ることによって導体抵抗を低減し、いわゆる薄膜技術で
は困難な高Ｑ（低直流抵抗）の高周波インダクタを得る
ことができる。

【０００５】また、特開平７−１７６４４４号公報に
は、感光性を有する絶縁ペーストを用いて形成された絶
縁層を介在させて複数のコイル導体パターンを積層し、
絶縁層に形成されたバイアホールによりこれら導体パタ
ーンを電気的に接続するようにした技術が開示されてい
る。絶縁層として感光性を有する絶縁ペーストを用い、
現像によりパターニングすることによって、直径が５０
μｍ以下の微細なバイアホールを形成することができ
る。

【０００６】一方、本件出願人は、このような感光性を
有する絶縁ペーストと感光性を有する導体ペーストを用
いてスパイラル状の導体パターンを有するインダクタを
製造する方法を提案し、特願平１０−１３５４として別
に特許出願している（この特許出願は、本件出願時点に
おいては未公開）。この方法を図５を用いて説明する。

【０００７】まず、図５（ａ）に示すように、絶縁基板
１上に感光性を有する導体ペースト２を塗布（印刷）
し、次いで、フォトマスクを介して露光後、現像、焼成
し、図５（ｂ）に示すような所望の導体パターン３を形
成する。ここで、導体パターン３の一方端３ａは基板１
端面に引き出されている。

【０００８】次に、図５（ｃ）に示すように、導体パタ
ーン３を覆うように基板上１に感光性を有する絶縁ペー
ストを塗布し絶縁層４を形成した後、フォトマスクを介
して露光後、現像、焼成し、図５（ｄ）に示すようなバ
イアホール用孔５を形成する。バイアホール用孔５は導
体パターンの他方端３ｂ上部に位置するようにする。

【０００９】続いて、バイアホール用孔５に導体ペース
トを充填、乾燥する。次に、図５（ｅ）に示すように、
絶縁層４上に感光性を有する導体ペースト６を塗布し、
フォトマスクを介して露光後、現像、焼成し、図５
（ｆ）に示すようなバイアホール１０、および導体パタ
ーン（引き出し電極）７を形成する。導体パターンの一
方端７ａはバイアホール１０上に位置するように、他方
端７ｂは絶縁基板１端面に引き出されるように形成す
る。ここで、導体パターン３、７はバイアホールを介し
て電気的に接続されていることとなる。次に、導体パタ
ーン７を覆うように基板１上に絶縁ペースト８を塗布、
乾燥、焼成し、最後に基板１端面に端子電極（図示せ
ず）を形成する。

【００１０】このように、感光性を有する導電性ペース
トおよび感光性を有する絶縁ペーストを用い現像により
パターンを形成するため、導体パターンやバイアホール
の微細な加工が可能となる。したがって、高周波領域に
おいてより優れた特性を有するインダクタを得ることが
できる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感光性
を有する導体ペーストと感光性を有する絶縁ペーストと
を用いた従来のインダクタの製造方法では、次のような
問題があった。すなわち、従来の方法では、導体パター
ンや絶縁層のバイアホール形成時に乾燥、焼成等の熱処
理を繰り返し行う必要があった。したがって、導電体材
料と絶縁体材料および絶縁基板との間の熱膨張係数に大
きな差がある場合、何度も熱処理を行うことによって積
層された各層の間で応力が生じ、インダクタ素子全体に
そりが生じるという問題があった。素子のそりを避ける
には、使用する材料を熱膨張係数の差が小さい材料に制
限しなければならないという問題があった。

【００１２】また、インダクタンスを大きくするために
は、導体パターンを微細化するだけではなく、導体パタ
ーンと絶縁層の積層数を増やすという方法も用いられる
が、積層数が増えるほど熱処理の回数も増えるため、こ
の熱処理によるそりの問題はより大きくなる。

【００１３】従って、本発明の目的は、導体ペーストお
よび絶縁ペーストを用いたインダクタの製造方法におい
て、複数回の熱処理を行ってもインダクタ素子全体にそ
りが生じにくいインダクタの製造方法を提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述の技術
的課題を解決するため、次のような構成を備えることを
特徴とする。すなわち、本発明は、絶縁基板上に導体パ
ターンとバイアホールを有する絶縁層とを交互に積層
し、導体パターンは感光性を有する導体ペーストを用い
て、絶縁層は感光性を有する絶縁ペーストを用いて形成
するインダクタの製造方法において、導体パターンおよ
び絶縁層を絶縁基板両主面に形成し、絶縁基板両主面に
形成された導体パターンを絶縁基板に形成されたスルー
ホールを通じて電気的に接続することを特徴とする。

【００１５】このように、導体パターンおよび絶縁層を
それぞれ感光性を有する導体ペーストおよび感光性を有
する絶縁ペーストを用いて形成するため、導体パターン
や絶縁層の形成時に乾燥、焼成の熱処理を繰り返し行う
必要がある。しかし、本発明においては、絶縁基板両主
面に導体パターンおよび絶縁層を形成するため、導電体
材料と絶縁体材料および絶縁基板との間の熱膨張係数に
大きな差がある場合に繰り返し熱処理を行っても、熱膨
張係数の差により発生する応力は基板両主面に形成され
た導体パターンおよび絶縁層によって互いに打ち消され
るため、インダクタ素子全体にそりが生じにくい。した
がって、使用する材料が制限されるという問題もあまり
ない。また、インダクタンスを大きくするために、導体
パターンと絶縁層の積層数を増やし、加熱処理の回数が
増加することとなっても、本発明の製造方法に従えば、
熱処理による素子のそりの問題は解消できる。

【００１６】また、スルーホールは、絶縁基板に設けら
れた貫通孔に導体ペーストを充填、焼成し形成する。こ
の貫通孔に充填された導体ペーストの焼成は、スルーホ
ールを介して互いに電気的に接続されるように絶縁基板
両主面に形成された導体パターンの焼成と同一の工程に
て行ってもよい。また、各導体パターンは、絶縁層に設
けられたバイアホールを介して、隣接する導体パターン
と互いに電気的に接続することとなる。ここで、バイア
ホール用孔に充填された導体ペーストを焼成する工程
は、前記スルーホール形成の場合と同様に、バイアホー
ルの設けられた絶縁層の上層に形成される導体パターン
の焼成と同一の工程にて行ってもよい。

【００１７】このように、焼成を同時に行うことによっ
て、熱処理工程の回数を減らすことができるため、熱処
理によるそりの問題を低減することができる。また、熱
処理時間の短縮により、製造時間を短縮することができ
るため、コストダウンを図ることもできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１、図２
を用いて説明する。まず、一辺が１０．１６ｃｍのアル
ミナ基板などの絶縁基板１１を用意する。図２（ａ）に
示すように、この基板１１にレーザー加工により貫通孔
１２を形成する。レーザーには、具体的にはＹＡＧレー
ザーやＣＯ₂レーザー等を用い、貫通孔の大きさは直径
５０μｍ程度とする。以上の工程を工程１とする。

【００１９】次に、貫通孔１２に導体ペーストを充填、
乾燥する。導体ペーストには、たとえばＡｇペーストを
用い、スクリーン版やメタルマスク等を用いて充填す
る。以上の工程を工程２とする。

【００２０】次に、図２（ｂ）に示すように、基板１１
両主面に感光性を有する導体ぺースト１３を塗布する。
感光性を有する導体ぺーストには、たとえばフォーデル
Ｋ３７１４（デュポン社製）を用いる。塗布の方法は、
スクリーン印刷法、スピンコート法、ドクターブレード
法等いずれの方法を用いてもよい。導体ペースト１３を
基板１１の一方主面に塗布、乾燥後、基板１１のもう一
方の主面に同様に塗布、乾燥する。以上の工程を工程３
とする。

【００２１】次いで、フォトマスクを介して導体ペース
ト上に所望のスパイラルパターンを露光する。具体的に
は、２００ｍｊ／ｃｍ²の紫外線を両面露光機を用いて
照射することによって、基板１１両主面の導体ペースト
１３を同時に露光する。ここで、スパイラルパターンの
一方端は、貫通孔１２の直上に位置することとなるよう
にパターニングする。続いて導体パターン１４、１５の
現像を行い、不要な導体膜を除去する。具体的には、ス
プレシャワー方式の両面現像機を用い、基板両主面の不
要な導体膜を同時に除去する。続いて、導体パターン１
４，１５の焼成を行うと同時に、貫通孔１２に充填した
導体ペーストの焼成を行い、スルーホール２０を形成す
る。具体的には、最高温度８５０℃の空気中で８時間程
度焼成する。以上の工程を工程４とする。以上のように
工程３，４を経て、図２（ｃ）に示すような線幅２０μ
ｍのスパイラル状の導体パターン１４，１５を基板１１
両主面に形成することができる。ここで、スパイラルパ
ターン１４，１５の一方端１４ａ、１５ａはスルーホー
ル２０の直上に形成されているため、スパイラルパター
ン１４，１５はスルーホール２０を介して電気的に接続
されていることとなる。

【００２２】次に、図２（ｄ）に示すように、導体パタ
ーン１４，１５を覆うように絶縁基板上に感光性を有す
る絶縁ペーストを塗布し絶縁層１６，１７を形成する。
感光性を有する絶縁ぺーストには、たとえばフォーデル
６０５０（デュポン社製）を用いる。塗布の方法は、ス
クリーン印刷法、スピンコート法、ドクターブレード法
等いずれの方法を用いてもよい。感光性を有する絶縁ペ
ーストを基板の一方主面に塗布、乾燥後、基板のもう一
方の主面に同様に塗布、乾燥する。以上の工程を工程５
とする。

【００２３】次いで、フォトマスクを介して絶縁層１
６，１７上に直径３０μｍのバイアホール用孔１８，１
９のパターンを露光する。具体的には、５０ｍｊ／ｃｍ
²の紫外線を両面露光機を用いて照射することによっ
て、基板１１両主面の絶縁層１６，１７を同時に露光す
る。ここで、バイアホール用孔１８，１９はそれぞれ導
体パターンの他方端１４ｂ、１５ｂの直上に位置するこ
ととなるようにパターニングする。続いて絶縁層の現像
を行い、不要な絶縁膜を除去する。具体的には、スプレ
シャワー方式の両面現像機を用い、基板両主面の不要な
絶縁膜を同時に除去する。続いて、絶縁層の焼成を行
う。具体的には、最高温度８５０℃の空気中で８時間程
度焼成する。以上の工程を工程６とする。以上のように
工程５、６を経て、図２（ｅ）に示すような、直径３０
μｍのバイアホール用孔１８，１９を有する絶縁層１
６，１７を基板１１両面に形成することができる。

【００２４】続いて、図２（ｆ）に示すように、バイア
ホール用孔１８，１９に導体ペーストを充填、乾燥す
る。充填、乾燥の方法は、工程２に従う。次に、絶縁層
１６，１７上に感光性を有する導体ペースト２３を塗布
し、フォトマスクを介して露光後、現像する。次いで、
バイアホール用孔１８，１９に充填した導体ペーストと
導体パターン２４，２５を同時に焼成し、図２（ｇ）に
示すようなバイアホール２８，２９、およびスパイラル
状の導体パターン２４，２５を形成する。導体パターン
の形成方法は工程３，４に従う。導体パターンの一方端
２４ａ、２５ａはそれぞれバイアホール２８，２９直上
に位置するように形成され、他方端２４ｂ、２５ｂは絶
縁基板端面まで引き出される。このように、バイアホー
ル２８は導体パターン１４の他方端１４ｂ直上に、導体
パターン２４の一方端２４ａはバイアホール２８直上に
形成されているため、導体パターン１４と導体パターン
２４はバイアホール２８を通じて電気的に接続されてい
ることとなる。同様に、導体パターン１５と導体パター
ン２５はバイアホール２９を通じて電気的に接続されて
いることとなる。

【００２５】次に、導体パターン２４，２５を覆うよう
に絶縁基板上に絶縁ペーストを塗布し絶縁層２６，２７
を形成する。絶縁層の形成方法は工程５に従う。絶縁ペ
ーストは感光性を有するものでも有しないものでもよ
い。絶縁層２６，２７の焼成後、最後に基板１１の端面
に端子電極（図示せず）を形成する。以上の工程を経
て、基板両主面にスパイラル状の導体パターンと絶縁層
の積層構造を有するインダクタが得られる。

【００２６】このように、本発明においては、導電体材
料と絶縁体材料および絶縁基板との間の熱膨張係数に大
きな差がある場合に繰り返し熱処理を行っても、熱膨張
係数の差により発生する応力は基板１１両主面に形成さ
れた導体パターン１４、２４、絶縁層１６、２６、およ
び導体パターン１５，２５、絶縁層１７、２７によって
互いに打ち消されるため、インダクタ素子全体にそりが
生じにくい。

【００２７】また、本発明においては、両面露光機や両
面現像機を用いて露光、現像を行うため、同数のスパイ
ラル状の導体パターンを基板の一方主面に形成する場合
に比べて工程も容易となる。

【００２８】さらに、本発明では、貫通孔１２に充填し
た導体ペーストとスパイラル状の導体パターン１４、１
５の焼成を同時に行い、また、バイアホール用孔１８，
１９に充填した導体ペーストと導体パターン２４，２５
の焼成を同時に行う。したがって、熱処理工程の回数を
減らすことができるため、熱処理によるそりの問題を低
減することができる。また、熱処理時間の短縮により、
製造時間を短縮することができるため、コストダウンを
図ることもできる。

【００２９】なお、本発明に係る高周波インダクタは前
記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲
内で種々に変更することができる。

【００３０】例えば、図３に示すように、工程１〜４を
行い絶縁基板両主面にスパイラル状の導体パターンを形
成した後、導体パターンを覆うように基板上に絶縁ペー
ストを塗布して絶縁層を形成し、導体パターンが二層の
インダクタを得ることもできる。また、工程２〜６を繰
り返すことによって、図４に示すような、よりインダク
タンスの大きいインダクタを得ることもできる。

【００３１】

【発明の効果】このように、本発明においては、絶縁基
板両主面に導体パターンおよび絶縁層を形成するため、
導電体材料と絶縁体材料および絶縁基板との間の熱膨張
係数に大きな差がある場合に繰り返し熱処理を行って
も、熱膨張係数の差により発生する応力は基板両主面に
形成された導体パターンおよび絶縁層によって互いに打
ち消されるため、インダクタ素子全体にそりが生じにく
い。したがって、使用する材料が制限されるという問題
もあまりない。また、インダクタンスを大きくするため
に、導体パターンと絶縁層の積層数を増やし、積熱処理
の回数が増加することとなっても、本発明の製造方法に
従えば、熱処理によるそりの問題は解消できる。

【００３２】また、本発明においては、両面露光機や両
面現像機を用いて露光、現像を行うため、同数のスパイ
ラル状の導体パターンを基板片側に形成する場合に比べ
て工程も容易となる。

【００３３】さらに、本発明では、貫通孔に充填した導
体ペーストと基板表面に形成した導体パターンの焼成を
同時に行い、また、バイアホール用孔に充填した導体ペ
ーストとバイアホール上に形成された導体パターンの焼
成を同時に行う。したがって、熱処理工程の回数を減ら
すことができるため、熱処理によるそりの問題を低減す
ることができる。また、熱処理時間の短縮により、製造
時間を短縮することができるため、コストダウンを図る
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態により、絶縁基
板、導体パターン、および絶縁層を積層する例を示す図
である。

【図２】図２（ａ）〜（ｈ）は、本発明の一実施形態の
インダクタの形成方法を示す断面図である。

【図３】図３は、本発明の一実施形態により形成された
インダクタを示す断面図である。

【図４】図４は、本発明の一実施形態により形成された
インダクタを示す断面図である。

【図５】図５（ａ）〜（ｇ）は、従来のインダクタの形
成方法を示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 絶縁基板 １ 貫通孔 １４、１５ 導体パターン １６、１７ 絶縁層 ２０ スルーホール ２４、２５ 導体パターン ２６、２７ 絶縁層 ２８、２９ バイアホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E062 DD04 5E070 AA01 AB02 BA12 CB02 CB08 CB13 CB17

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板上に導体パターンと絶縁層とが交
   互に積層されるとともに、前記導体パターン同士が、前
   記絶縁層に設けられたバイアホールによって互いに電気
   的に接続される構造を有するインダクタにおいて、 前記導体パターンおよび前記絶縁層はそれぞれ感光性の
   導体ペーストおよび感光性の絶縁ペーストからなり、 前記絶縁基板の両主面に、前記導体パターンと前記絶縁
   層とがそれぞれ交互に積層され、かつ、絶縁基板の一方
   主面側に形成された導体パターンと他方主面側に形成さ
   れた導体パターンとが、絶縁基板に設けられたスルーホ
   ールによって互いに電気的に接続されていることを特徴
   とするインダクタ。
2. 【請求項２】絶縁基板上に導体パターンと絶縁層とを交
   互に積層するとともに、前記導体パターン同士を、前記
   絶縁層に設けられたバイアホールによって互いに電気的
   に接続する工程を有するインダクタの製造方法におい
   て、 前記導体パターンおよび前記絶縁層をそれぞれ感光性の
   導体ペーストおよび感光性の絶縁ペーストから形成し、 前記絶縁基板の両主面に、前記導体パターンと前記絶縁
   層とをそれぞれ交互に積層し、かつ、絶縁基板の一方主
   面側に形成した導体パターンと他方主面側に形成した導
   体パターンとを、絶縁基板に設けられたスルーホールに
   よって互いに電気的に接続することを特徴とするインダ
   クタの製造方法。
3. 【請求項３】貫通孔を有する絶縁基板の、該貫通孔に導
   体ペーストを充填する工程と、 前記貫通孔に充填された導体ペーストを焼成してスルー
   ホールを形成する工程と、 前記絶縁基板の両主面に、感光性を有する導体ペースト
   を塗布する工程と、 前記感光性を有する導体ペーストを露光、現像し、前記
   スルーホールを介して絶縁基板両主面に形成される導体
   パターン同士が互いに電気的に接続されるように、所望
   の導体パターンを形成する工程と、 絶縁基板の両主面に形成された導体パターンを焼成する
   工程と、を有することを特徴とするインダクタの製造方
   法。
4. 【請求項４】前記貫通孔に充填された導体ペーストを焼
   成する工程は、前記導体パターンを焼成する工程と同一
   の工程にて行うことを特徴とする、請求項３に記載のイ
   ンダクタの製造方法。
5. 【請求項５】絶縁基板の少なくとも一方主面に、感光性
   を有する導体ペーストからなる第１の導体パターンを形
   成する工程と、 前記第１の導体パターンの形成された基板の主面に、感
   光性を有する絶縁ペーストを用いて、バイアホール用孔
   の設けられた絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層に設けられたバイアホール用孔に導体ペース
   トを充填する工程と、 前記バイアホール用孔に充填された導体ペーストを焼成
   してバイアホールを形成する工程と、 前記絶縁層上に、感光性を有する導体ペーストを塗布す
   る工程と、 前記感光性を有する導体ペーストを露光、現像し、前記
   バイアホールを介して前記第１の導体パターンと互いに
   電気的に接続されるように、所望の第２の導体パターン
   を形成する工程と、 前記第２の導体パターンを焼成する工程と、を有するこ
   とを特徴とするインダクタの製造方法において、 前記バイアホール用孔に充填された導体ペーストを焼成
   する工程は、前記第２の導体パターンを焼成する工程と
   同一の工程にて行うことを特徴とする、インダクタの製
   造方法。