JPH05276699A

JPH05276699A - コイル体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH05276699A
Application number: JP4067420A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Yoshida; 云一吉田; Takuji Oda; 拓嗣小田; Minoru Kobayashi; 小林　　実; Hitoshi Ota; 斎太田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-03-25
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1993-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、導体占有率が大きく、巻回数を
多くし、極めて高い効率の小型のコイル体およびその製
造方法を得ることを目的とする。【構成】まず、可撓性絶縁基板１上に、渦巻状の第１
コイル２₁〜２₆およびコア５₁〜５₆が形成される。つい
で、絶縁層３が被覆され、第１コイル内端接続部６₁〜
６₆およびコア５₁〜５₆上の絶縁層３が除去され、コン
タクトホールおよびコアホールが形成される。ついで、
絶縁層３上に、第２コイル４₁〜４₆およびコア５₇〜５
₁₂が形成された後、まるめられてコイル体が作製され
る。ここで、コア５₁〜５₆とコア５₇〜５₁₂とはコアホ
ールを介して接続されている。第１コイル内端接続部６
₁〜６₆と第２コイル内端接続部７₁〜７₆とはコンタクト
ホールを介して接続され、全コイルが１本の直列回路を
構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば回転電動機や
リニアモータ等の電磁界応用機器の電機子や固定子等に
用いられるコイル体およびその製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図７および図８はそれぞれ例えば特開昭
５７ー１８６９４１号公報に記載された従来のラジアル
フラックス型回転機のコイル体の一例を示す平面図およ
び回路図であり、図において３０は絶縁シート、３１₁
〜３１₁₂はこの絶縁シート３０の一方の面に形成された
第１コイル、３２および３３はそれぞれコイル体のリー
ド端子、３４₁〜３４₁₂はこの絶縁シート３０の他方の
面に形成された第２コイル、３５₁〜３５₁₂および３７
は接続部、３８は端子である。

【０００３】ここで、上記従来のコイル体の構造につい
て説明する。絶縁シート３０の表面には、それぞれ長方
形の渦巻状コイル形状に構成された第１コイル３１₁〜
３１₁₂が直線的に配列して設けられ、さらにその両端に
は、第１コイル３１₁の渦巻状コイルの最外周のコイル
端に連結されたリード端子３２と、第１コイル３１₁₂に
隔離したリード端子３３とが導き出されている。また、
第１コイル３１₁〜３１₁₂のそれぞれの中心部には、最
内周のコイル端に連結された接続部３５₁〜３５₁₂が設
けられ、第１コイル３１₂〜３１₁₂の最外周のコイル端
にそれぞれ連結された端子３７が設けられている。

【０００４】絶縁シート３０の裏面には、それぞれ長方
形の渦巻状コイル形状に構成された第２コイル３４₁〜
３４₁₂が、絶縁シート３０の表面に設けられた第１コイ
ル３１₁〜３１₁₂と相対するように直線的に配列して設
けられている。また、接続部３６₁〜３６₁₂（図示せ
ず）が絶縁シート３０の表面に設けられた接続部３５₁
〜３５₁₂と相対するように第２コイル３４₁〜３４₁₂の
それぞれの最内周のコイル端に連結されて設けられてい
る。さらに、接続部３７および端子３８が絶縁シート３
０の表面に設けられた接続部３７およびリード端子３３
と相対するように第２コイル３４₁〜３４₁₂のそれぞれ
の最外周のコイル端に連結されて設けられている。

【０００５】絶縁シート３０の両面に形成されている第
１コイル３１₁〜３１₁₂および第２コイル３４₁〜３４₁₂
は、互いに相対する接続部３５₁〜３５₁₂と接続部３６₁
〜３６₁₂との間で電気的に接続され、互いに相対する端
子３７間で電気的に接続され、さらには端子３８とリー
ド端子３３との間で電気的に接続されている。

【０００６】ここで、第１コイル３１₁〜３１₁₂と第２
コイル３４₁〜３４₁₂とは、同一方向から見て巻方向が
逆向きに構成されている。

【０００７】したがって、絶縁シート３０の両面に形成
されている第１コイル３１₁〜３１₁ ₂および第２コイル
３４₁〜３４₁₂は、交互に直列的に接続され、表面側の
第１コイルでは外側から内側に電流が流れ、裏面側の第
２コイルでは内側から外側に電流が流れることになる。
また、図８に第１コイル３１₁〜３１₁₂および第２コイ
ル３４₁〜３４₁₂にそれぞれ流れる電流を実線および点
線で示すように、第１コイル３１₁〜３１₁₂と第２コイ
ル３４₁〜３４₁₂とに流れる電流は同一方向に流れ、コ
イルに発生する磁束は互いに相加わる。

【０００８】このように構成された絶縁シート３０を接
着剤を介して複数巻の円筒状としてコイル体が構成さ
れ、コイル体はリード端子３２、３８間に給電すること
によってラジアル方向に磁界を発生させることができ
る。

【０００９】つぎに、上記従来のコイル体の製造方法に
ついて図９の（ａ）〜（ｃ）および図１０の（ａ）、
（ｂ）に基づいて説明する。まず、図９の（ａ）に示す
ように、導体箔４０ａ表面に絶縁性樹脂の焼付け法によ
り絶縁薄膜４１ａを形成する。ついで、図９の（ｂ）に
示すように、絶縁薄膜４１ａ上に接着剤４２を塗布形成
し、さらに、図９の（ｃ）に示すように、表面に絶縁薄
膜４２ｂが同様にして形成された導体箔４０ｂを、絶縁
薄膜４２ａ、４２ｂが相対するように重ね合わせ、一対
のローラ間を通過させることによって密着させた後、加
熱等により接着剤４１を硬化させてコイルシート４３を
作製する。ここで、接着剤４１を介して一体化された絶
縁薄膜４２ａ、４２ｂが、絶縁シート３０を構成してい
る。

【００１０】その後、両面の導体箔４０ａ、４０ｂに対
して、印刷配線技術等において用いられるフォトエッチ
ングを施し、図７に示すように、第１コイル３１₁〜３
１₁₂、リード端子３２、３３、第２コイル３４₁〜３４
₁₂、接続部３５₁〜３５₁₂等を形成する。

【００１１】ついで、コイルシート４３の両面に形成さ
れた導体箔４０ａ、４０ｂ同士を電気的に接続する部分
では、図１０の（ａ）に示すように、導体箔４０ａ、４
０ｂの重なる部分の一方の導体箔４０ｂにあらかじめ切
り欠け部４４を設けておく。さらに、この切り欠け部４
４と切り欠け部４４の周辺の導体箔４０ｂ上とに、絶縁
薄膜４１ａ、４１ｂおよび接着剤４２の溶融温度以上に
熱して液体状となった導電性金属４５を流し込み、この
導電性金属４５を自然冷却して固化させる方法等によ
り、図１０の（ｂ）に示すように、両面に形成された導
体箔４０ａ、４０ｂ同士を接続している。その後、コイ
ルシート４３を接着剤を介して円筒状にまるめてコイル
体を作製する。この時、一般にコイルにおいては、発生
する磁束の密度を高めるために複数巻きとして仕様され
る。

【００１２】ここで、第１コイルおよび第２コイルが各
１２個形成され、コイルの配列方向を長さ方向として、
各コイルの１／２ピッチずつずらしつつ４重に円筒状に
巻いてコイル体を形成すれば、極数が６極のモータに対
する駆動コイルとして用いることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来のフィルム状コイ
ル体を使用したラジアルフラックス型回転機用コイル体
は以上のように、絶縁薄膜４１ａ、４１ｂが接着剤４２
で貼り合わされ構成された絶縁シート３０の両面に渦巻
状のコイルが形成され、両面のコイルの内側および外側
において全コイルが順次直列接続された構造のコイルシ
ート４３を円筒状にまるめて構成されていたので、以下
に記載されるような課題があり、小型化には限界がある
とともに、高効率化を達成することが困難であった。

【００１４】電磁界応用機器の小型化および高効率化を
達成するのは、コイルに流れる電流を増加し、コイルに
強い磁界を発生させる必要がある。従来のコイル体で
は、コイルシート４３の両面に形成されたコイルに挟ま
れた絶縁シート３０が絶縁薄膜４１ａ、４１ｂおよび接
着剤４２からなる３層構造であるとともに、必要な接着
強度を確保するためには接着剤４２の層厚をある値より
小さくすることができず、接着剤４２を薄くすることに
はおのずと限界があった。したがって、コイル体の小型
化にともなって単位空間当たりのコイル導体の占める割
合（占有率）が小さくなり効率が低下するという課題が
あった。

【００１５】また、コイルシート４３の両面に形成され
た導体箔４０ａ、４０ｂに第１および第２コイルを形成
しているので、第１および第２コイルのコイルパターン
を正確な位置関係で形成することが困難であった。

【００１６】また、コイルにおいて発生する磁束の密度
を高めるために複数巻きしてコイル体を構成しているの
で、コイルシート４３を円筒状にまるめる際に、円筒の
内径と外径との差から円筒の半径方向に重なるべき複数
のコイルの配置に円周方向のズレが生じ、効率が低下す
るという課題もあった。

【００１７】このために、円筒形の半径方向に重なる複
数のコイルパターンを円周方向のズレがない状態で重ね
て配置させるには、円筒の内側にまるめられる側から外
側にまるめられる側に向かって、隣接するコイル間の距
離を徐々に拡大させたパターンを有するコイルシート４
３を形成する必要があった。

【００１８】また、そのような隣接するコイル間の距離
を変化させたパターンを有するコイルシート４３を用い
ても、これを接着剤４２を使用して複数巻きの円筒状と
する際に、接着剤４２の厚さの不均一に起因する巻形状
の誤差が発生し、円筒の半径方向に重なるべき複数のコ
イルの配置に円周方向のズレが生じることはさけられな
かった。

【００１９】さらに、従来のフィルム状コイル体は、鉄
心を有さないいわゆるコアレス構造であったために、効
率の低いコイル体しか得られなかった。

【００２０】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、導体占有率が大きく、巻回数を
多くし、極めて高い効率の小型のコイル体およびその製
造方法を得ることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係るコイル体は、円筒状の可撓性絶縁基板と、この可撓
性絶縁基板上に極数分設けられた渦巻状の第１コイル
と、この第１コイル上に設けられた絶縁層と、この絶縁
層上に極数分設けられ、第１コイルと逆向きの巻き方向
を有する渦巻状の第２コイルと、絶縁層を貫通して設け
られたコンタクトホールとを備え、絶縁層を挟んで互い
に対向する第１コイルおよび第２コイル同士をコンタク
トホールを介して順次接続し、第１コイルと第２コイル
とが１本の直列回路を構成するものである。

【００２２】また、この発明の第２の発明に係るコイル
体の製造方法は、可撓性絶縁基板上に導電性材料を堆積
させて渦巻状の第１コイルを極数分形成した後、この第
１コイル上に絶縁性材料を堆積させて絶縁層を形成し、
ついでこの絶縁層の所望の位置にコンタクトホールを形
成し、その後絶縁層上に導電性材料を堆積させて第１コ
イルと逆向きの渦巻状の第２コイルを極数分形成し、コ
ンタクトホールを介して第１コイルと第２コイルとを直
列に接続した後、可撓性絶縁基板を円筒状にするもので
ある。

【００２３】さらに、この発明の第３の発明に係るコイ
ル体は、円筒状の可撓性絶縁基板と、可撓性絶縁基板上
に極数分設けられた渦巻状のコイルと、渦巻状のコイル
のそれぞれの中央部に設けられたコア部とを備えるもの
である。

【００２４】

【作用】この発明の第１の発明においては、円筒状の可
撓性絶縁基板と、この可撓性絶縁基板上に極数分設けら
れた渦巻状の第１コイルと、この第１コイル上に設けら
れた絶縁層と、この絶縁層上に極数分設けられ、第１コ
イルと逆向きの巻き方向を有する渦巻状の第２コイル
と、絶縁層を貫通して設けられたコンタクトホールとを
備え、絶縁層を挟んで互いに対向する第１コイルおよび
第２コイル同士をコンタクトホールを介して順次接続
し、第１コイルと第２コイルとが１本の直列回路を構成
しているので、薄い絶縁層を挟んで互いに逆向きの渦巻
状の第１および第２コイルが形成されて、コイル体の微
小化が図られ、第１コイルおよび第２コイルが１本の直
列回路に構成されて、導体の高占有率化が図られ、さら
に可撓性絶縁基板上に極数分のコイルが形成されて、高
効率化が図られる。

【００２５】また、この発明の第２の発明においては、
可撓性絶縁基板上に導電性材料を堆積させて渦巻状の第
１コイルを極数分形成した後、この第１コイル上に絶縁
性材料を堆積させて絶縁層を形成し、ついでこの絶縁層
の所望の位置にコンタクトホールを形成し、その後絶縁
層上に導電性材料を堆積させて第１コイルと逆向きの渦
巻状の第２コイルを極数分形成し、コンタクトホールを
介して第１コイルと第２コイルとを直列に接続した後、
可撓性絶縁基板を円筒状にしてコイル体を製造している
ので、多数巻構造の微小コイル体をコイル切れ等の不都
合の発生を抑えて簡便に製造できる。

【００２６】さらに、この発明の第３の発明において
は、円筒状の可撓性絶縁基板と、可撓性絶縁基板上に極
数分設けられた渦巻状のコイルと、渦巻状のコイルのそ
れぞれの中央部に設けられたコア部とを備えているの
で、コイル体にコアが一体化されて、高効率化が図られ
る。

【００２７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。実施例１．図１の（ａ）および（ｂ）はそれぞれこの発
明の実施例１を示すコイル体の第１段構造の平面図およ
び第２段構造の平面図である

【００２８】図において、１は可撓性絶縁基板であり、
この可撓性絶縁基板１は電気絶縁性および耐熱性に優
れ、かつ引っ張りや曲げ等の機械的強度を十分に有する
例えばポリイミド等の数〜数十ミクロン厚の有機材料フ
ィルムが用いられる。２₁〜２₆はそれぞれ可撓性絶縁基
板１上に渦巻状コイル形状に形成された第１コイル、３
は可撓性絶縁基板１および第１コイル２₁〜２₆上に形成
された絶縁層、４₁〜４₆はそれぞれ絶縁層３上に渦巻状
コイル形状に形成された第２コイル、５₁〜５₁₂はそれ
ぞれ可撓性絶縁基板１および絶縁層３上の第１および第
２コイルの渦巻状コイルの中央部のそれぞれに形成され
た軟磁鉄等の磁性体膜からなるコア、６₁〜６₆はそれぞ
れ第１コイル内端接続部、７₁〜７₆はそれぞれ第２コイ
ル内端接続部、８₁〜８₅はそれぞれ接続路、９₁および
９₂はリード線接合パッドである。

【００２９】ここで、第１コイル２₁〜２₆、第２コイル
４₁〜４₆、第１コイル内端接続部６₁〜６₆、第２コイル
内端接続部７₁〜７₆、接続路８₁〜８₅およびリード線接
合パッド９₁、９₂は、良導体であるとともに、展性およ
び延性に富む軟質金属であることが望ましく、例えば
金、銅が用いられる。

【００３０】つぎに、上記実施例１におけるコイル体の
製造方法について図２の（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明
する。ここで、図２の（ａ）〜（ｄ）は、図１の
（ａ）、（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面を示している。
まず、可撓性絶縁基板１の全面に、真空蒸着等の物理的
成膜法またはシアン化金浴を使用しためっき等の化学的
成膜法により、金等の良導体薄膜を数〜数百ミクロン形
成する。ついで、良導体薄膜が形成された可撓性絶縁基
板１上に感光性レジストを塗布し、そのレジスト層に所
望のパターンを露光現像した後、化学的エッチングを施
して、渦巻状コイル形状の第１コイル２₁〜２₆を作製す
る。

【００３１】この時、第１コイル２₁と第１コイル２₂と
の間、第１コイル２₃と第１コイル２₄との間および第１
コイル２₅と第１コイル２₆との間をそれぞれ接続する接
続路８₁〜８₃が同時に形成され、さらに第１コイル２₁
〜２₆の各内端部に第１コイル内端接続部６₁〜６₆が同
時に形成される。ついで、第１コイル２₁〜２₆の各コイ
ル中心部の可撓性絶縁基板１上に、軟磁鉄の磁性体膜を
真空蒸着等の物理的成膜法により成膜し、コア５₁〜５₆
を形成し、図２の（ａ）に示すように、可撓性絶縁基板
１上に第１コイル２₁〜２₆、コア５₁〜５₆等を形成して
いる。

【００３２】つぎに、第１コイル２₁〜２₆、コア５₁〜
５₆等が形成された可撓性絶縁基板１上に、例えば二酸
化珪素等の絶縁性薄膜をスパッタリング等の物理的成膜
法またはＣＶＤ等の化学的成膜法により厚さ０．５ミク
ロンから数十ミクロン程度堆積させて絶縁層３を形成す
る。その後、この絶縁層３表面に対して、フォトエッチ
ングを施し、図２の（ｂ）に示すように、第１コイル内
端接続部６₁〜６₆上のコンタクトホール１０₁〜１０₆お
よびコア５₁〜５₆上のコアホール１１₁〜１１₆を形成す
る。

【００３３】ついで、同様にして、コンタクトホール１
０₁〜１０₆およびコアホール１１₁〜１１₆が形成された
可撓性絶縁基板１上に、図２の（ｃ）に示すように、第
２コイル４₁〜４₆、コア５₇〜５₁₂、リード線接合パッ
ド９₁、９₂を形成する。ここで、第１コイル内端接続部
６₁〜６₆と第２コイル内端接続部７₁〜７₆とはコンタク
トホール１０₁〜１０₆を介して接続され、コア５₁〜５₆
とコア５₇〜５₁ ₂とはコアホール１１₁〜１１₆を介して
接続され、第２コイル４₂と第２コイル４₃との間および
第２コイル４₄と第２コイル４₅との間は接続路８₄、８₅
で接続されるとともに、第２コイル４₁〜４₆は、それぞ
れ第１コイル２₁〜２₆と巻き方向が逆方向の渦巻状コイ
ル形状を有し、絶縁膜３を介して第１コイル２₁〜２₆上
に形成されている。

【００３４】さらに、図２の（ｄ）に示すように、コア
５₁〜５₆が形成されている可撓性絶縁基板１の裏面をエ
ッチングして、コアホール１１₇〜１１₁₂を形成し、リ
ボン状シートを作製する。

【００３５】このように構成されたリボン状シートを第
２コイル４₁〜４₆が内側になるようにコイル配列方向に
まるめ、シートの端部の合わせ部分を瞬間接着剤等で固
着して円筒状コイルシートとする。

【００３６】さらに、図３に示すように、円筒状コイル
シートの外周面に、コアバックとなるべき磁性体膜１２
を真空蒸着等により数ミクロンから数ミリメートル程度
堆積させて鉄心を形成し、円筒形状のコイル体を作製し
ている。この円筒形状のコイル体は、６極のコイル体で
あり、対向するコイルが互いに逆巻きに構成されている
ので、それぞれのコイルにより発生する磁気力または電
流は互いにに足し合わされて強められ、高効率の有鉄心
３相コイル体として使用に供せされる。

【００３７】このように構成されたコイル体は、リード
線接合パッド９₁から導入された電流が、第２コイル
４₁、第２コイル内端接続部７₁、第１コイル内端接続部
６₁、第１コイル２₁、接続路８₁、第１コイル２₂の順に
流れ、以下順次全コイルを流れた後、リード線接合パッ
ド９₂から流出する唯１本の直列回路が形成されてお
り、２段構造を有する各コイルの中心部には磁性体膜か
らなるコア５₁〜５₁₂が形成されている。

【００３８】このように上記実施例１によれば、コイル
の線幅が２μｍ、コイル線間隔が０．５μｍの超微小コ
イルパターンを容易に形成でき、巻回数の多くできると
ともに、小型化を図ることができる。

【００３９】また、非常に薄い絶縁層３を挟んで互いに
逆向きの渦巻状のコイルを２層構造とし、全コイルが直
列に接続されて構成されているので、小型化を図ること
ができ、導体の占有率を大きくでき、さらに高効率化を
図ることができる。

【００４０】さらに、可撓性絶縁基板１上に極数分のコ
イルを形成しているので、高効率化を図ることができ
る。

【００４１】さらにまた、コイル体にコアを一体化して
いるので、高効率化を図ることができる。

【００４２】なおまた、可撓性絶縁基板１上に良導体膜
を成膜させてフォトエッチングを施し渦巻状の第１コイ
ル２₁〜２₆を形成し、この第１コイル２₁〜２₆上に二酸
化珪素の薄膜を成膜させて絶縁層３を形成し、この絶縁
層３にフォトエッチングを施してコンタクトホール１０
₁〜１０₆を形成し、その後絶縁層３上に良導体膜を成膜
させてフォトエッチングを施し第１コイル２₁〜２₆と逆
向きの渦巻状の第２コイル４₁〜４₆を形成し、コンタク
トホール１０₁〜１０₆を介して互いに対向する第１コイ
ル２₁〜２₆と第２コイル４₁〜４₆とを直列に接続した
後、可撓性絶縁基板１を円筒状にしてコイル体を製造し
ているので、多数巻構造の微小な、高効率のコイル体を
コイル切れ等の不都合の発生を抑えて簡便に製造でき
る。

【００４３】実施例２．上記実施例１では、二酸化珪素
をスパッタリングして絶縁膜３を成膜するものとしてい
るが、この実施例２では、フェノール樹脂、またはエポ
キシ系あるいはポリウレタン系の焼付け塗料を塗布し、
例えば１４０℃で硬化させて絶縁膜３を形成するものと
し、同様の効果を奏する。

【００４４】実施例３．上記実施例１では、二酸化珪素
をスパッタリングして絶縁膜３を成膜するものとしてい
るが、この実施例３では、二酸化珪素を成膜せずにフォ
トレジストを塗布して絶縁膜３とするものとし、二酸化
珪素膜の成膜、エッチングの工程を省略し、製造工程の
簡略化を図ることができる。

【００４５】実施例４．上記実施例１では、可撓性絶縁
基板１としてポリイミド等の有機材料フィルムを用い、
エッチングによりコアホール１１₇〜１１₁₂を形成した
後、磁性体膜１２を形成して鉄心を構成するものとして
いるが、この実施例４では、可撓性絶縁基板１としてコ
ア形成部を除く部分を絶縁被覆した軟磁鉄箔を用いるも
のとし、同様の効果を奏する。

【００４６】実施例５．上記実施例１では、可撓性絶縁
基板１としてポリイミド等の有機材料フィルムを用い、
エッチングによりコアホール１１₇〜１１₁₂を形成した
後、磁性体膜１２を成膜して鉄心を構成するものとして
いるが、この実施例５では、コアホール１１₇〜１１₁₂
の内部にはんだ等の低融点良導電性金属を充填し、コア
バックとなるべき磁性金属パイプの内面に密着させた
後、低融点良導電性金属の融点以上の温度に加熱してコ
アバックとコアとを接続して、鉄心を形成するものと
し、同様の効果を奏する。

【００４７】実施例６．上記実施例１では、第１コイル
および第２コイルの渦巻状コイルの中心部に磁性体膜を
成膜してコア５を形成するものとしているが、この実施
例６では、図４に示すように、渦巻状コイルの中心部に
磁性材１５と絶縁材１６とを交互に縞状に形成してコア
５を形成するものとし、鉄心内における渦電流損失を低
減することができ、機器の高効率化を図ることができ
る。ここで、絶縁材１６としてフォトレジスト膜を用い
ることもできる。

【００４８】実施例７．上記実施例１では、可撓性絶縁
基板１上に第１コイル２₁〜２₆を形成し、さらに絶縁層
３を介して第２コイル４₁〜４₆を形成し、コイルを２段
構造に構成するものとしているが、この実施例７では、
可撓性絶縁基板１上にコイル層を４層積層してコイルを
４段構造に構成するものとしている。

【００４９】つぎに、上記実施例７によるコイル体の製
造方法を図５の（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。ま
ず、ポリイミドフィルムからなる可撓性絶縁基板１上
に、真空蒸着により金からなる良導体膜を１ミクロンか
ら数百ミクロン成膜し、フォトエッチングを施して、第
１コイル２₁〜２₆、第１コイル内端接続部６₁〜６₆およ
び接続路８₁〜８₆を形成した後、真空蒸着により軟磁鉄
を１ミクロンから数百ミクロン成膜し、フォトエッチン
グを施して、各第１コイル２₁〜２₆の中央部にコア５₁
〜５₆を形成し、図５の（ａ）に示すように、可撓性絶
縁基板１上に第１段コイル層を形成する。この第１段コ
イル層は、上記実施例１と同構造に構成されている。

【００５０】ついで、この第１段コイル層が形成された
可撓性絶縁基板１上に、スパッタリングにより二酸化珪
素を０．５ミクロンから数十ミクロ成膜して絶縁層３を
形成し、フォトエッチングを施し、第１コイル内端接続
部６₁〜６₆およびコア５₁〜５₆上の絶縁層３を除去して
コンタクトホールおよびコアホールを形成する。さら
に、真空蒸着により金からなる良導体膜を１ミクロンか
ら数百ミクロン成膜し、フォトエッチングを施して、第
２コイル４₇〜４₁₂、第２コイル内端接続部７₇〜７₁₂お
よび第２コイル外端接続部１４₁〜１４₆を形成した後、
真空蒸着により軟磁鉄を１ミクロンから数百ミクロン成
膜し、フォトエッチングを施して、各第２コイル４₇〜
４₁₂の中央部にコア５₁₃〜５₁₈を形成し、図５の（ｂ）
に示すように、第２段コイル層を形成する。

【００５１】ここで、第１コイル内端接続部６₁〜６₆と
第２コイル内端接続部７₇〜７₁₂とはコンタクトホール
を介してそれぞれ接続され、コア５₁〜５₆とコア５₁₃〜
５₁₈とはコアホールを介して接続され、さらに第２コイ
ル４₇〜４₁₂の巻き方向は第１コイル２₁〜２₆と逆方向
に形成されている。

【００５２】ついで、この第２段コイル層が形成された
可撓性絶縁基板１上に、スパッタリングにより二酸化珪
素を０．５ミクロンから数十ミクロン成膜して絶縁層３
を形成し、フォトエッチングを施し、第２コイル外端接
続部１４₁〜１４₆およびコア５₁₃〜５₁₈上の絶縁層３を
除去してコンタクトホールおよびコアホールを形成す
る。さらに、真空蒸着により金からなる良導体膜を１ミ
クロンから数百ミクロン成膜し、フォトエッチングを施
して、第１コイル２₇〜２₁₂、第１コイル内端接続部６₇
〜６₁₂および第１コイル外端接続部１３₁〜１３₆を形成
した後、真空蒸着により軟磁鉄を１ミクロンから数百ミ
クロン成膜し、フォトエッチングを施して、各第１コイ
ル２₇〜２₁₂の中央部にコア５₁₉〜５₂₄を形成し、図５
の（ｃ）に示すように、第３段コイル層を形成する。

【００５３】ここで、第２コイル外端接続部１４₁〜１
４₆と第１コイル外端接続部１３₁〜１３₆とはコンタク
トホールを介してそれぞれ接続され、コア５₁₃〜５₁₈と
コア５₁₉〜５₂₄とはコアホールを介して接続され、さら
に第１コイル２₇〜２₁₂の巻き方向は第２コイル４₇〜４
₁₂と逆方向に形成されている。

【００５４】ついで、この第３段コイル層が形成された
可撓性絶縁基板１上に、スパッタリングにより二酸化珪
素を０．５ミクロンから数十ミクロン成膜して絶縁層３
を形成し、フォトエッチングを施し、第１コイル内端接
続部６₇〜６₁₂およびコア５₁ ₉〜５₂₄上の絶縁層３を除
去してコンタクトホールおよびコアホールを形成した
後、真空蒸着により金からなる良導体膜を１ミクロンか
ら数百ミクロン成膜し、フォトエッチングを施して、第
２コイル４₁〜４₆、第２コイル内端接続部７₁〜７₆、接
続路８₄、８₅およびリード線接合パッド９₁、９₂を形成
し、その後、真空蒸着により軟磁鉄を１ミクロンから数
百ミクロン成膜し、フォトエッチングを施して、各第２
コイル４₁〜４₆の中央部にコア５₇〜５₁₂を形成し、図
５の（ｄ）に示すように、第４段コイル層を形成する。

【００５５】ここで、第１コイル内端接続部６₇〜６₁₂
と第２コイル内端接続部７₁〜７₆とはコンタクトホール
を介してそれぞれ接続され、コア５₁₉〜５₂₄とコア５₇
〜５₁ ₂とはコアホールを介して接続され、さらに第２コ
イル４₁〜４₆の巻き方向は第１コイル２₇〜２₁₂と逆方
向に形成されている。

【００５６】最後に、コイルが４段構造に作製された可
撓性絶縁基板１をまるめて円筒状のコイル体を作製す
る。

【００５７】このように作製された円筒形のコイル体
は、４段構造を有する各コイルの中央部にコアが形成さ
れるとともに、リード線接合パッド９₁から導入された
電流が、第２コイル４₁、第２コイル内端接続部７₁、第
１コイル内端接続部６₇、第１コイル２₇、第１コイル外
端接続部１３₁、第２コイル外端接続部１４₁、第２コイ
ル４₇、第２コイル内端接続部７₇、第１コイル内端接続
部６₁、第１コイル２₁、接続路８₁および第１コイル２₂
の順に流れ、以下順次全コイルを流れた後、リード線接
合パッド９₂から流出する唯１本の直列回路を構成して
いる。

【００５８】上記実施例７では、１段当たり３回巻のコ
イルパターンで構成しているので、１極当たりのコイル
巻数は１２回巻にすぎないが、例えばコイル線幅３μ
ｍ、コイル線間隔０．５μｍ、絶縁層３の厚さ０．５μ
ｍ、コア断面の大きさを２００μｍ×４００μｍ、１段
当たりの巻数を５０、積層数を１０とすれば、各極のコ
イル巻数５００、直径１ｍｍ、高さ７５０μｍ、導体占
有率７５％の高効率超微小円筒型コイル体を簡便に作製
することができる。

【００５９】実施例８．上記実施例７では、可撓性絶縁
基板１上にコイルおよびコアを４段構造に形成するもの
としているが、この実施例８では、図６の（ａ）〜
（ｄ）に示すように、４段構造の各コイル層のコイルお
よび接続路が形成されていない領域に補助導体路１７₁
〜１７₃₃を形成するものとしている。

【００６０】上記実施例８によれば、補助導体路１７₁
〜１７₃₃を形成しているので、コイルシート全域にわた
って機械的強度および曲げ鋼性を均一に確保でき、コイ
ルシートをまるめる際に、厚さ方向にコイルおよび接続
部が全く形成されていない部分の機械的強度が十分でな
く、この部分が切断されたり、この部分とコイル形成部
分との曲げ鋼性の差から真円にまるめることが困難とな
るという補助導体路が形成されない場合に生じる不具合
を防止することができる。

【００６１】実施例９．この実施例９では、コイル体の
製造工程内のエッチングあるいは成膜工程において、集
束イオンビームによる直接描画法を用いるものとしてい
る。例えば、可撓性絶縁基板１を真空槽中に設置し、可
撓性絶縁基板１もしくは絶縁層３の当該箇所にＣ₇Ｈ₇Ｆ
₆Ｏ₂Ａｕガスを吹き付けながら、ビーム径０．３μｍの
Ｇａイオンビームを照射することにより、サブミクロン
オーダの局所領域に金を堆積させると同時に、イオンビ
ームを偏向させて照射場所を移動する、または精密試料
台を用いて可撓性絶縁基板１を移動させることにより、
露光等の工程を含むリソグラフィー技術を使うことなく
渦巻状コイル形状のコイルを形成することができる。ま
た、絶縁層３やレジスト膜あるいは良導電体膜や磁性体
膜のエッチング工程において、レーザや電子あるいはイ
オンビーム等の高輝度集束エネルギビームの照射による
除去加工を用いれば、リソグラフィー技術を使うことな
く所望の形状を得ることができる。

【００６２】このように上記実施例９によれば、集束イ
オンビームによる直接描画法を用いているので、リソグ
ラフィー技術を用いることなくエッチングあるいは成膜
することができ、製造工程の簡素化を図ることができ
る。

【００６３】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００６４】この発明の第１の発明によれば、円筒状の
可撓性絶縁基板と、この可撓性絶縁基板上に極数分設け
られた渦巻状の第１コイルと、この第１コイル上に設け
られた絶縁層と、この絶縁層上に極数分設けられ、第１
コイルと逆向きの巻き方向を有する渦巻状の第２コイル
と、絶縁層を貫通して設けられたコンタクトホールとを
備え、絶縁層を挟んで互いに対向する第１コイルおよび
第２コイル同士をコンタクトホールを介して順次接続
し、第１コイルと第２コイルとが１本の直列回路を構成
しているので、薄い絶縁層を挟んで互いに逆向きの渦巻
状の第１および第２コイルが形成されて、コイル体の微
小化が図られ、第１コイルおよび第２コイルが１本の直
列回路に構成されて、導体の高占有率化が図られ、さら
に可撓性絶縁基板上に極数分のコイルが形成されて、高
効率化が図られる。。

【００６５】また、この発明の第２の発明によれば、可
撓性絶縁基板上に導電性材料を堆積させて渦巻状の第１
コイルを極数分形成した後、この第１コイル上に絶縁性
材料を堆積させて絶縁層を形成し、ついでこの絶縁層の
所望の位置にコンタクトホールを形成し、その後絶縁層
上に導電性材料を堆積させて第１コイルと逆向きの渦巻
状の第２コイルを極数分形成し、コンタクトホールを介
して第１コイルと第２コイルとを直列に接続した後、可
撓性絶縁基板を円筒状にしてコイル体を製造しているの
で、多数巻構造の高効率の微小コイル体をコイル切れ等
の不都合の発生を抑えて簡便に製造できる。

【００６６】さらに、この発明の第３の発明によれば、
円筒状の可撓性絶縁基板と、可撓性絶縁基板上に極数分
設けられた渦巻状のコイルと、渦巻状のコイルのそれぞ
れの中央部に設けられたコア部とを備えているので、コ
イル体にコアが一体化されて、高効率化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）はそれぞれこの発明の実施
例１を示すコイル体の第１段構造および第２段構造の平
面図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれこの発明の実施例１
を示すコイル体の製造方法の工程断面図である。

【図３】この発明の実施例１を示すコイル体の要部断面
図である。

【図４】この発明の実施例６を示すコイル体の要部平面
図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれこの発明の実施例７
を示すコイル体の製造方法の工程断面図である。

【図６】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれこの発明の実施例８
を示すコイル体の製造方法の工程断面図である。

【図７】従来のコイル体の一例を示す平面図である。

【図８】従来のコイル体を示す回路図である。

【図９】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来のコイル体のコ
イルシートの製造方法を示す工程断面図である。

【図１０】（ａ）および（ｂ）は従来のコイル体におけ
る接続部の作製方法の工程断面図である。

【符号の説明】

１可撓性絶縁基板２₁〜２₁₂ 第１コイル３絶縁層４₁〜４₁₂ 第２コイル５₁〜５₁₂ コア１０₁ コンタクトホール

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年７月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】ついで、コイルシート４３の両面に形成さ
れた導体箔４０ａ、４０ｂ同士を電気的に接続する部分
では、図１０の（ａ）に示すように、導体箔４０ａ、４
０ｂの重なる部分の一方の導体箔４０ｂにあらかじめ切
り欠け部４４を設けておく。さらに、この切り欠け部４
４と切り欠け部４４の周辺の導体箔４０ｂ上とに、絶縁
薄膜４１ａ、４１ｂおよび接着剤４２の溶融温度以上に
熱して液体状となった導電性金属４５を流し込み、この
導電性金属４５を自然冷却して固化させる方法等によ
り、図１０の（ｂ）に示すように、両面に形成された導
体箔４０ａ、４０ｂ同士を接続している。その後、コイ
ルシート４３を接着剤を介して円筒状にまるめてコイル
体を作製する。この時、一般にコイルにおいては、発生
する磁束の密度を高めるために複数巻きとして使用され
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】このように構成されたコイル体は、図１に
示すようにリード線接合パッド９₁から導入された電流
が、第２コイル４₁、第２コイル内端接続部７₁、第１コ
イル内端接続部６₁、第１コイル２₁、接続路８₁、第１
コイル２₂の順に流れ、以下順次全コイルを流れた後、
リード線接合パッド９₂から流出する唯１本の直列回路
が形成されており、２段構造を有する各コイルの中心部
には磁性体膜からなるコア５₁〜５₁₂が形成されてい
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】このように上記実施例１によれば、コイル
の線幅が２μｍ、コイル線間隔が０．５μｍの超微小コ
イルパターンを容易に形成でき、巻回数を多くできると
ともに、小型化を図ることができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】実施例３．上記実施例１では、二酸化珪素
をスパッタリングして絶縁膜３を成膜するものとしてい
るが、この実施例３では、二酸化珪素を成膜せずに絶縁
性フォトレジストを塗布して絶縁膜３とするものとし、
二酸化珪素膜の成膜、エッチングの工程を省略し、製造
工程の簡略化を図ることができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】つぎに、上記実施例７によるコイル体の製
造方法を図５の（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。ま
ず、ポリイミドフィルムからなる可撓性絶縁基板１上
に、真空蒸着により金からなる良導体膜を１ミクロンか
ら数百ミクロン成膜し、フォトエッチングを施して、第
１コイル２₁〜２₆、第１コイル内端接続部６₁〜６₆およ
び接続路８₁〜８₃ を形成した後、真空蒸着により軟磁鉄
を１ミクロンから数百ミクロン成膜し、フォトエッチン
グを施して、各第１コイル２₁〜２₆の中央部にコア５₁
〜５₆を形成し、図５の（ａ）に示すように、可撓性絶
縁基板１上に第１段コイル層を形成する。この第１段コ
イル層は、上記実施例１と同構造に構成されている。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】上記実施例７では、４段構造を有する円筒
形のコイル体としているが、さらに多くの段数を有する
構造とすることにより、一層の高出力化が図られること
は言うまでもない。また、上記実施例７では、１段当た
り３回巻のコイルパターンで構成しているので、１極当
たりのコイル巻数は１２回巻にすぎないが、例えばコイ
ル線の厚さ２．５μｍ、コイル線幅３μｍ、コイル線間
隔０．５μｍ、絶縁層３の厚さ０．４μｍ、コア断面の
大きさを２００μｍ×４００μｍ、１段当たりの巻数を
５０、積層数を１０とすれば、各極のコイル巻数５０
０、直径１ｍｍ、高さ７５０μｍ、導体占有率７５％の
高効率超微小円筒型コイル体を簡便に作製することがで
きる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６４】この発明の第１の発明によれば、円筒状の
可撓性絶縁基板と、この可撓性絶縁基板上に極数分設け
られた渦巻状の第１コイルと、この第１コイル上に設け
られた絶縁層と、この絶縁層上に極数分設けられ、第１
コイルと逆向きの巻き方向を有する渦巻状の第２コイル
と、絶縁層を貫通して設けられたコンタクトホールとを
備え、絶縁層を挟んで互いに対向する第１コイルおよび
第２コイル同士をコンタクトホールを介して順次接続
し、第１コイルと第２コイルとが１本の直列回路を構成
しているので、薄い絶縁層を挟んで互いに逆向きの渦巻
状の第１および第２コイルが形成されて、コイル体の微
小化が図られ、第１コイルおよび第２コイルが１本の直
列回路に構成されて、導体の高占有率化が図られ、さら
に可撓性絶縁基板上に極数分のコイルが形成されて、高
効率化が図られる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田斎尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状の可撓性絶縁基板と、前記可撓性
絶縁基板上に極数分設けられた渦巻状の第１コイルと、
前記第１コイル上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上
に極数分設けられ、前記第１コイルと逆向きの巻き方向
を有する渦巻状の第２コイルと、前記絶縁層を貫通して
設けられたコンタクトホールとを備え、前記絶縁層を挟
んで互いに対向する前記第１コイルおよび第２コイル同
士を前記コンタクトホールを介して順次接続し、前記第
１コイルと前記第２コイルとが１本の直列回路を構成し
ていることを特徴とするコイル体。
【請求項２】可撓性絶縁基板上に導電性材料を堆積さ
せて渦巻状の第１コイルを極数分形成した後、前記第１
コイル上に絶縁性材料を堆積させて絶縁層を形成し、つ
いで前記絶縁層の所望の位置にコンタクトホールを形成
し、その後前記絶縁層上に導電性材料を堆積させて前記
第１コイルと逆向きの渦巻状の第２コイルを極数分形成
し、前記コンタクトホールを介して前記第１コイルと前
記第２コイルとを直列に接続した後、前記可撓性絶縁基
板を円筒状にすることを特徴とするコイル体の製造方
法。
【請求項３】円筒状の可撓性絶縁基板と、前記可撓性
絶縁基板上に極数分設けられた渦巻状のコイルと、渦巻
状の前記コイルのそれぞれの中央部に設けられたコア部
とを備えたことを特徴とするコイル体。