特開 2024-81524 モータ用配線回路基板、リニアモータおよびモータ用配線回路基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024081524

(43)【公開日】2024-06-18

(54)【発明の名称】モータ用配線回路基板、リニアモータおよびモータ用配線回路基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/26 20060101AFI20240611BHJP

   H02K 41/02 20060101ALI20240611BHJP

   H02K 41/03 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

H02K3/26 Z

H02K41/02 A

H02K41/03 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022195206

(22)【出願日】2022-12-06

(71)【出願人】

【識別番号】000003964

【氏名又は名称】日東電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108523

【弁理士】

【氏名又は名称】中川 雅博

(74)【代理人】

【識別番号】100187931

【弁理士】

【氏名又は名称】澤村 英幸

(72)【発明者】

【氏名】井上 真弥

(72)【発明者】

【氏名】山崎 博司

(72)【発明者】

【氏名】今谷 梨乃

【テーマコード（参考）】

5H603

5H641

【Ｆターム（参考）】

5H603AA09

5H603BB01

5H603BB15

5H603CA02

5H603CA05

5H603CC14

5H603CD04

5H603CD25

5H641BB06

5H641GG03

5H641GG07

5H641GG10

5H641GG11

5H641GG12

5H641HH02

5H641HH07

5H641HH09

5H641HH11

5H641HH14

(57)【要約】

【課題】 小型化および軽量化を可能にしたモータ用配線回路基板およびそのモータ用配線回路基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 モータ用配線回路基板１００は、磁性層１０と、絶縁層３０と、コイル４０と、を備えている。絶縁層３０は、磁性層１０に重なる。コイル４０は、磁性層１０から絶縁層３０に向かう方向を軸として巻回された形状を有する。また、コイル４０は、絶縁層３０内に配置される。磁性層１０は、コイル４０の最も内側で囲まれた内側領域に向かって突き出る第１の凸部を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性層と、
前記磁性層に重なる絶縁層と、
前記磁性層から前記絶縁層に向かう方向を軸として巻回された形状を有し、前記絶縁層内に配置されたコイルと、を備え、
前記磁性層は、前記コイルの最も内側で囲まれた内側領域に向かって突き出る第１の凸部を有する、モータ用配線回路基板。

【請求項2】

前記絶縁層内に、一方向に所定の間隔で並んで複数の前記コイルが配置され、
前記磁性層は、前記複数のコイルにそれぞれ対応する複数の前記第１の凸部を含む、請求項１記載のモータ用配線回路基板。

【請求項3】

前記磁性層は、前記複数の第１の凸部のうち一の第１の凸部と前記一の第１の凸部と隣り合う他の第１の凸部との間に位置する第２の凸部を有する、請求項２記載のモータ用配線回路基板。

【請求項4】

前記磁性層は、電磁鋼板、ケイ素鋼板、鉄またはパーマロイのいずれかである、請求項１～３のいずれか一項に記載の配線回路基板。

【請求項5】

請求項１～３のいずれか一項に記載の配線回路基板と、
磁石とを備えた、リニアモータ。

【請求項6】

互いに反対を向く第１の主面および第２の主面を有する磁性層を用意する工程と、
前記磁性層の前記第１の主面の所定領域をハーフエッチングすることにより、凸部を形成する工程と、
前記第１の主面上に第１の絶縁層を形成する工程と、
平面視において前記凸部の周りで巻回された導体層である第１のコイルを前記第１の絶縁層上に形成する工程と、
前記第１の絶縁層上および前記第１のコイル上に第２の絶縁層を形成する工程とを含む、モータ用配線回路基板の製造方法。

【請求項7】

前記第２の絶縁層の前記第１のコイルの端部に対応する位置に貫通穴を形成する工程と、
前記貫通穴を形成する工程の後、平面視において前記凸部の周りで巻回される導体層である第２のコイルを前記第２の絶縁層上に形成する工程をさらに含み、
前記第２のコイルを形成する工程は、前記第２の絶縁層上に導体層を形成すると同時に、前記貫通穴の内部で露出する前記第１のコイルの端部、前記貫通穴の内周面に導体層を形成することを含む、請求項６記載のモータ用配線回路基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ用配線回路基板、リニアモータおよびモータ用配線回路基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体の製造に用いられる搬送装置の動力源にリニアモータが用いられる。例えば、特許文献１には、コアに絶縁被膜された銅線からなるワイヤを巻き回した可動子と固定子とからなるリニアモータが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１７８４４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、ＥＳＧ（Environment Social Governance）の観点から、リニアモータの小型化及び軽量化が要求される。しかしながら、特許文献１のリニアモータにおいては、可動子がコアにワイヤを巻き付けた構成であるため、小型化および軽量化に限界がある。本発明の目的は、小型化および軽量化を可能にしたモータ用配線回路基板およびそのモータ用配線回路基板の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一局面に従うモータ用配線回路基板は、磁性層と、磁性層に重なる絶縁層と、磁性層から絶縁層に向かう方向を軸として巻回された形状を有し、絶縁層内に配置されたコイルと、を備え、磁性層は、コイルの最も内側で囲まれた内側領域に向かって突き出る第１の凸部を有する。

【0006】

本発明の他の局面に従うモータ用配線回路基板の製造方法は、互いに反対を向く第１の主面および第２の主面を有する磁性層を用意する工程と、磁性層の第１の主面の所定領域をハーフエッチングすることにより、凸部を形成する工程と、第１の主面上に第１の絶縁層を形成する工程と、平面視において凸部の周りで巻回された導体層である第１のコイルを第１の絶縁層上に形成する工程と、第１の絶縁層上および第１のコイル上に第２の絶縁層を形成する工程とを含む。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、小型化および軽量化を可能にしたモータ用配線回路基板およびそのモータ用配線回路基板の製造方法を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施の形態に係る配線回路基板の構成を示す模式図である。

【図2】コイルの構成を示す模式的断面図である。

【図3】コイルの構成を示す模式的断面図である。

【図4】配線回路基板の適用例を示す図である。

【図5】配線回路基板の他の適用例を示す図である。

【図6】配線回路基板の製造方法における工程の一連の流れの一例を示す図である。

【図7】配線回路基板の製造方法の一例を示す断面図である。

【図8】配線回路基板の製造方法の一例を示す断面図である。

【図9】配線回路基板の製造方法の一例を示す断面図である。

【図10】配線回路基板の製造方法の一例を示す断面図である。

【図11】配線回路基板の製造方法の一例を示す断面図である。

【図12】配線回路基板の製造方法の一例を示す断面図である。

【図13】配線回路基板の製造方法の一例を示す断面図である。

【図14】配線回路基板の製造方法の一例を示す断面図である。

【図15】配線回路基板の製造方法の一例を示す断面図である。

【図16】配線回路基板の製造方法の一例を示す断面図である。

【図17】配線回路基板の製造方法の一例を示す断面図である。

【図18】他の実施の形態に係る配線回路基板の構成を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施の形態に係る配線回路基板およびその配線回路基板の製造方法について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0010】

（１）一実施の形態に係る配線回路基板の構成
図１は、一実施の形態に係る配線回路基板の構成を示す模式図である。図１の上側には、配線回路基板１００の平面図（上面視）が示され、下側には、配線回路基板１００のＡ－Ａ線断面図が示される。図１に示すように、配線回路基板１００は、複数の磁極形成部５０を含む。複数の磁極形成部５０は、一方向に所定の間隔で並んで配置される。複数の磁極形成部５０の構成は同じである。

【0011】

図１下側に示すように、磁極形成部５０は、磁性層１０および絶縁層３０を含む。磁性層１０は、磁性材料により構成される。磁性材料は、比透磁率が高いほどよい。磁性材料としては、軟磁性材料であることが好ましい。例えば、磁性材料は、電磁鋼板、ケイ素鋼板、鉄またはパーマロイ等を含む。

【0012】

磁性層１０は、一方向に延びる平板形状を有する。磁性層１０は、互いに反対を向く上面１１および下面１２を有する。磁性層１０は、上面１１から下面１２と反対側に向かって突出する複数の凸部１１ａを有する。複数の凸部１１ａは、一方向に一定の間隔Ｉ１を隔てて配置される。本実施の形態において、図１上側に示すように磁極形成部５０が備える凸部１１ａは、上面視において各辺が互いに等しい矩形である。凸部１１ａの各辺の長さは、Ｌ１である。長さＬ１は、例えば、１００μｍ以上１０００μｍ以下である。なお、凸部１１ａの上面視における形状は、矩形に限らず、円形、楕円形または多角形の他の形状を有してもよい。

【0013】

図１下側に示すように、磁性層１０の上面１１には、絶縁層３０が積層される。絶縁層３０は、ポリイミド等の樹脂により形成される。本実施の形態において、絶縁層３０の磁性層１０と反対側の上面は、平坦でなく、凹凸形状である。絶縁層３０の上面は、磁性層１０の複数の凸部１１ａおよび後述するコイル４０の形状に沿った形状である。また、絶縁層３０の上面は、磁性層１０と反対側を向く上方に開放している。絶縁層３０は、アクリル樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂またはポリ塩化ビニル樹脂等の他の樹脂により形成されてもよい。絶縁層３０内には、導体層であるコイル４０が絶縁層３０の一部を隔てて配置される。コイル４０は、磁性層１０に形成された凸部１１ａに対応して配置される。

【0014】

図１下側に示すように、コイル４０は、第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３を含む。第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３がこの順に下方から上方に向かって積層されている。本実施の形態においては、第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３が３階層に積層される場合を示すが、積層する数を限定するものではなく、１階層以上であればよい。

【0015】

第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３それぞれは、シード層４０ａおよびめっき層４０ｂを含む。シード層４０ａの上にめっき層４０ｂが積層される。シード層４０ａは、クロムにより形成される第１シード層および銅により形成される第２シード層を含む（図示せず）。第２シード層は、第１シード層の上に形成される。なお、シード層４０ａおよびめっき層４０ｂは、銅、金、銀、白金、鉛、錫、ニッケル、コバルト、インジウム、ロジウム、クロム、タングステンおよびルテニウム等のうち１種または複数種を含む金属または合金により形成されてもよい。

【0016】

図１上側に示すように、上面視において、第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３それぞれは、コイル内側領域ＳＰの内側に凸部１１ａが収まる位置に配置される。コイル内側領域ＳＰは、第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３の最も内側で囲まれた領域である。

【0017】

図１下側に示すように、第１層コイル４１と第２層コイル４２とは上下方向において絶縁層３０の一部を介して配置され、第２層コイル４２と第３層コイル４３とは上下方向において絶縁層３０の一部を介して配置される。第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３は、上下方向において間隔ｉ１を隔てて積層される。間隔ｉ１は、例えば、２００μｍ以上２０００μｍ以下である。

【0018】

上下方向において、コイル内側領域ＳＰは、凸部１１ａとの相対位置が予め定められた位置に配置される。本実施の形態においては、凸部１１ａの一部がコイル内側領域ＳＰの内部に存在する相対位置となる例が示される。具体的には、上下方向において、第１層コイル４１と第２層コイル４２とが凸部１１ａと重なり、第３層コイル４３が凸部１１ａと重ならない。

【0019】

また、上下方向において、コイル内側領域ＳＰのすべてが凸部１１ａと重なる位置に凸部１１ａとコイル内側領域ＳＰとの相対位置が定められてもよい。この場合、上下方向において、第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３のすべてが凸部１１ａと重なる。

【0020】

さらに、上下方向において、コイル内側領域ＳＰと凸部１１ａとが重ならない位置に、凸部１１ａとコイル内側領域ＳＰとの相対位置が定められてもよい。この場合、凸部１１ａは、第１層コイル４１よりも下方に位置する。なお、コイル内側領域ＳＰと凸部１１ａとの間の上下方向の距離は、コイル４０により発生する磁界の強さにより定められる。

【0021】

図２および図３は、コイル４０の構成を示す模式的断面図である。図２の左側には、上面視における第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３それぞれが形成される層の平面図が示される。図２の右側には、上面視において第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３上の絶縁層３０それぞれの平面図が示される。図３には、コイル４０を代表して第１層コイル４１の拡大図が示される。

【0022】

第１層コイル４１は、始端部４１Ａおよび終端部４１Ｂを含む。第１層コイル４１は、軸ＡＸを中心とする渦巻き形状であり、始端部４１Ａが最も外方に位置し、終端部４１Ｂが最も内方に位置する。第１層コイル４１において、始端部４１Ａから終端部４１Ｂに向かう方向は、反時計周りである。第１層コイル４１は、軸ＡＸを中心として周回数が３のコイルである。なお、周回数はこれに限定されることなく、周回数は１以上であればよい。第１層コイル４１は、凸部１１ａから間隔Ｉ２をあけて離間する。間隔Ｉ２は、例えば５０μｍ以上２００μｍ以下である。

【0023】

図３において、第１層コイル４１は、凸部１１ａの外周を構成する各辺１１１～１１４にそれぞれ平行な複数の部分を有する。複数の部分は、同一面に形成される。具体的には、第１層コイル４１は、凸部１１ａの辺１１１に平行で凸部１１ａの辺１１１の外側に位置する部分配線４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、凸部１１ａの辺１１２に平行で凸部１１ａの辺１１２の外側に位置する部分配線４１ｄ，４１ｅ，４１ｆと、凸部１１ａの辺１１３に平行で凸部１１ａの辺１１３の外側に位置する部分配線４１ｇ，４１ｈ，４１ｉと、凸部１１ａの辺１１４に平行で凸部１１ａの辺１１４の外側に位置する部分配線４１ｊ，４１ｋと、を含む。部分配線４１ａ，４１ｂ，４１ｃそれぞれの間隔は、Ｉ３に設定される。なお、部分配線４１ａ，４１ｂ，４１ｃそれぞれの間隔が異なるように設定されてもよい。部分配線４１ｄ，４１ｅ，４１ｆそれぞれの間隔は、Ｉ４に設定される。なお、部分配線４１ｄ，４１ｅ，４１ｆそれぞれの間隔が異なるように設定されてもよい。部分配線４１ｇ，４１ｈ，４１ｉそれぞれの間隔は、Ｉ５に設定される。なお、部分配線４１ｇ，４１ｈ，４１ｉそれぞれの間隔が異なるように設定されてもよい。部分配線４１ｊ，４１ｋの間隔は、Ｉ６に設定される。

【0024】

間隔Ｉ３～Ｉ６は、互いに異なる長さに設定される例が示されているが、間隔Ｉ３～Ｉ６が等しい距離に設定されてもよい。間隔Ｉ３～Ｉ６は、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲で設定されことが好ましい。第１層コイル４１の幅は、一定の幅Ｗ１に設定されている。第１層コイル４１の幅Ｗ１は、例えば１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲で設定されることが好ましい。

【0025】

図２に戻って、第２層コイル４２は、始端部４２Ａおよび終端部４２Ｂを含む。第２層コイル４２は、軸ＡＸを中心とする渦巻き形状であり、始端部４２Ａが最も内方に位置し、終端部４２Ｂが最も外方に位置する。第２層コイル４２において、始端部４２Ａから終端部４２Ｂに向かう方向は、反時計周りである。第２層コイル４２は、凸部１１ａの外周を構成する各辺にそれぞれ平行な複数の部分を有する。なお、第２層コイル４２の具体的な構成については、図３に示す第１層コイル４１を表裏反転した形状であるため、ここでは説明を繰り返さない。第１層コイル４１の終端部４１Ｂと第２層コイル４２の始端部４２Ａとは、第１層コイル４１と第２層コイル４２との間に位置する絶縁層３０内に形成されたスルーホールＴＨ１を介して、電気的に接続される。

【0026】

第３層コイル４３は、始端部４３Ａおよび終端部４３Ｂを含む。第３層コイル４３は、軸ＡＸを中心とする渦巻き形状であり、始端部４３Ａが最も外方に位置し、終端部４３Ｂが最も内方に位置する。第３層コイル４３において、始端部４３Ａから終端部４３Ｂに向かう方向は、反時計周りである。第３層コイル４３は、凸部１１ａの外周を構成する各辺にそれぞれ平行な複数の部分を有する。なお、第３層コイル４３の具体的な構成については、図３に示す第１層コイル４１の構成と同様であるため、ここでは説明を繰り返さない。第２層コイル４２の終端部４２Ｂと第３層コイル４３の始端部４３Ａとは、第２層コイル４２と第３層コイル４３との間に位置する絶縁層３０内に形成されたスルーホールＴＨ２を介して、電気的に接続される。

【0027】

配線回路基板１００の上面視における第１層コイル４１の始端部４１Ａに対応する位置には、第１層コイル４１と第２層コイル４２との間に位置する絶縁層３０、第２層コイル４２と第３層コイル４３との間に位置する絶縁層３０および第３層コイル４３上に位置する絶縁層３０を貫通するスルーホールＴＨ３が形成される。また、配線回路基板１００の上面視における第３層コイル４３の終端部４３Ｂに対応する位置に、第３層コイル４３上に位置する絶縁層３０を貫通するスルーホールＴＨ４が形成される。

【0028】

図１に戻って、第１層コイル４１の始端部４１Ａには、スルーホールＴＨ３を介して導電性を有する導線Ｃ１が接続される。また、導線Ｃ１は、配線回路基板１００の外部端子ＩＴに接続される。第３層コイル４３の終端部４３Ｂには、スルーホールＴＨ４を介して導電性を有する導線Ｃ２が接続される。導線Ｃ２は、配線回路基板１００の外部端子ＯＴに接続される。外部端子ＩＴ，ＯＴは、図示しない配線回路基板１００の外部の電流供給装置に接続される。

【0029】

外部端子ＩＴと外部端子ＯＴとの間に電圧が印加されると、第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３に電流が流れる。ここでは、外部端子ＩＴの電位が外部端子ＯＴの電位より高い電圧が印加される場合を例に説明する。この場合、図２の下段に矢印で示すように、第１層コイル４１を、始端部４１Ａから終端部４１Ｂに向かって電流が流れる。換言すれば、上面視で凸部１１ａの周りを反時計回りで電流が流れる。

【0030】

同様に、図２の中段に矢印で示すように、第２層コイル４２を、始端部４２Ａから終端部４２Ｂに向かって電流が流れる。換言すれば、上面視で凸部１１ａの周りを反時計回りで電流が流れる。

【0031】

さらに、図２の上段に矢印で示すように、第３層コイル４３を、始端部４３Ａから終端部４３Ｂに向かって電流が流れる。換言すれば、上面視で凸部１１ａの周りを反時計回りで電流が流れる。

【0032】

このように、第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３には、軸ＡＸを中心に反時計回りに電流が流れる。それにより、コイル４０により取り囲まれるコイル内側領域ＳＰに、下方から上方に向かう磁束Ｂが発生する。また、平面視においてコイル内側領域ＳＰ内に凸部１１ａの一部が位置するので、凸部１１ａに磁束が集中する。この場合、磁性層１０の凸部１１ａが形成されている部分に磁極が形成される。具体的には、凸部１１ａの上面がＮ極となり、磁性層１０の下面１２であって凸部１１ａに対向する部分がＳ極となる。

【0033】

外部端子ＩＴの電位が外部端子ＯＴの電位より低い電圧が印加される場合、図２示す各矢印とは逆の向きに電流が流れる。それにより、第１層コイル４１、第２層コイル４２および第３層コイル４３において、上面視で時計回りに電流が流れる。換言すれば、上面視で凸部１１ａの周りを時計回りで電流が流れる。コイル４０により取り囲まれるコイル内側領域ＳＰに上方から下方に向かう磁束Ｂが発生する。この場合、磁性層１０の凸部１１ａが形成されている部分に磁極が形成される。具体的には、凸部１１ａの上面がＳ極となり、磁性層１０の下面１２であって凸部１１ａに対向する部分がＮ極となる。

【0034】

図１の中央の磁極形成部５０においては、外部端子ＩＴの電位が外部端子ＯＴの電位より高い例が示される。この場合、一点鎖線で示すように、中央の磁極形成部５０の凸部１１ａに下方から上方に向かう磁束Ｂが発生する。一方、中央の磁極形成部５０と隣り合う各磁極形成部５０においては、外部端子ＩＴの電位が外部端子ＯＴの電位より低い例が示される。この場合、一点鎖線で示すように、中央の磁極形成部５０と隣り合う各磁極形成部５０の凸部１１ａに上方から下方に向かう磁束Ｂが発生する。

【0035】

このように、配線回路基板１００においては、コイル４０に流れる電流の方向に応じて、凸部１１ａに発生させる磁束の向きが変動する。換言すれば、コイル４０に流れる電流の方向を制御することにより、凸部１１ａに発生させる磁極の極性を変換することができる。なお、配線回路基板１００においては、隣り合う凸部１１ａが互いに異なる方向の磁界を発生するように、各コイル４０に電圧が印加される例が記載されるが、隣り合う凸部１１ａが同じ方向の磁界を発生するように、各コイル４０に電圧が印加されてもよい。

【0036】

（２）配線回路基板１００の適用例
図４は、配線回路基板１００の適用例を示す図である。図４においては、配線回路基板１００の詳細な構成が省略されている。例えば、配線回路基板１００は、リニアモータにおける可動子として用いられる。リニアモータ５００ａは、可動子２００ａおよび固定子３００ａを含む。

【0037】

可動子２００ａは、三つの磁極形成部５０を含む配線回路基板１００および電流供給装置を含む。固定子３００ａには、例えば永久磁石ＭＧが用いられる。固定子３００ａには、電磁石が用いられてもよい。図４の永久磁石ＭＧにおいては、一方向に向かって極性が交互に異なるように配置されている。例えば、磁極形成部５０が、磁極がＮ極の永久磁石ＭＧの上方に位置する状態で、外部端子ＩＴの電位が外部端子ＯＴの電位より高い電圧が外部端子ＩＴ，ＯＴ間に印加されると、磁極形成部５０の磁性層１０の凸部１１ａの上面の磁極がＮ極となる。この場合、磁極形成部５０と固定子３００ａの永久磁石ＭＧのＮ極とが反発し合うので、可動子２００ａが固定子３００ａに沿って、太い矢印Ｆ１またはＦ２の方向に移動する。これとは逆に、磁極形成部５０が、磁極がＳ極の永久磁石ＭＧの上方に位置する状態で、外部端子ＩＴの電位が外部端子ＯＴの電位より低い電圧が外部端子ＩＴ，ＯＴ間に印加されると磁極形成部５０の磁性層１０の上面の磁極がＳ極となる。この場合、磁極形成部５０と固定子３００ａの永久磁石ＭＧのＳ極とが反発し合うので、可動子２００ａが固定子３００ａに沿って、太い矢印Ｆ１またはＦ２の方向に移動する。

【0038】

このように、コイル４０に流れる電流の方向を繰り返し変化させることにより、固定子３００ａに対して非接触で可動子２００ａを移動させることが可能になる。また、コイル４０に供給される電流の大きさを変化させることにより、磁界の磁力が変化するので、固定子３００ａと可動子２００ａとの間で発生する力の大きさを変化させることが可能になる。

【0039】

図４に示される例では、配線回路基板１００が三つの磁極形成部５０を含む例が記載されるが、配線回路基板１００が含む磁極形成部５０の数は、これに限定されるものではない。配線回路基板１００には、複数の数の磁極形成部５０を含んでもよい。磁極形成部５０の数が多いほど、大きな駆動力を持つリニアモータ５００ａを実現することが可能になる。また、配線回路基板１００を可動子とするので、可動子を小型および軽量化できる。

【0040】

このように、配線回路基板１００は、モータの可動子２００ａとして用いられる場合、絶縁層３０（図１）の上面が固定子３００ａに対向する。このため、絶縁層３０の上面が平坦である必要がなく、配線回路基板１００を容易に製造することが可能になる。また、配線回路基板１００は、絶縁層３０の上面が開放している。このため、配線回路基板１００と固定子３００ａとの間の距離を短くできるので、絶縁層３０の上面に他の構造物が存在する場合と比較して固定子３００ａに対して配線回路基板１００において発生した磁束をより効率的に作用させることが可能になる。

【0041】

図５は、配線回路基板１００の他の適用例を示す図である。図５においては、図１で示される配線回路基板１００の詳細な構成の図示が省略されている。例えば、配線回路基板１００は、リニアモータにおける固定子として用いられる。リニアモータ５００ｂは、可動子２００ｂおよび固定子３００ｂを含む。固定子３００ｂは、四つの磁極形成部５０を含む配線回路基板１００および電流供給装置を含む。

【0042】

配線回路基板１００は、厚さが比較的薄く、一方向における形状が固定されておらず、ある程度の柔軟性を有する。このため、固定子３００ｂの形状に合わせて配線回路基板１００の形状を変化させることができる。このため、固定子３００ｂの設計の自由度が広がる。

【0043】

図５に示されるリニアモータ５００ｂにおいては、固定子３００ｂは、円環形状に変形した配線回路基板１００を含む。配線回路基板１００は、その磁性層１０が内方を向く円環形状である。可動子２００ｂは、固定子３００ｂの回転対象軸と平行な回転軸と、回転軸を中心とする円周の周方向に配列された複数の磁石により構成される。複数の磁石それぞれは、周方向に隣り合う他の磁石と磁極が異なる。

【0044】

この場合、例えば、図１の外部端子ＩＴの電位が外部端子ＯＴの電位より高い電圧が外部端子ＩＴ，ＯＴ間に印加されると、円環状の配線回路基板１００の内方に位置する磁極形成部５０の表層（上面側）の磁極がＮ極となる。この場合、磁極形成部５０と固定子３００ｂの永久磁石ＭＧのＮ極とが反発し合うので、可動子２００ｂが太い矢印Ｆ１またはＦ２の方向に回転する。同様に、図１の外部端子ＩＴの電位が外部端子ＯＴの電位より低い電圧が外部端子ＩＴ，ＯＴ間に印加されると、円環状の配線回路基板１００の内方に位置する磁極形成部５０の表層（上面側）の磁極がＳ極となる。この場合、磁極形成部５０と固定子３００ｂの永久磁石ＭＧのＳ極とが反発し合うので、可動子２００ｂが太い矢印Ｆ１またはＦ２の方向に回転する。このように、図１のコイル４０に流れる電流の方向を繰り返し変化させることにより、固定子３００ｂ（配線回路基板１００を含む）に対して非接触で可動子２００ｂを回転させることが可能になる。また、図１のコイル４０を流れる電流の大きさを変化させることにより、磁界の磁力が変化するので、固定子３００ｂに対する可動子２００ｂの回転力を変化させることが可能になる。

【0045】

図５の例では、配線回路基板１００が四つの磁極形成部５０を含む例が記載されるが、配線回路基板１００が含む磁極形成部５０の数は、これに限定されるものではない。配線回路基板１００には、複数の磁極形成部５０を含んでもよい。この場合、磁極形成部５０の数が多いほど大きな駆動力を持つリニアモータ５００ｂを実現することが可能になる。

【0046】

このように、配線回路基板１００は、モータの固定子３００ｂとして用いられる場合、絶縁層３０（図１）の上面が可動子２００ｂに対向する。このため、絶縁層３０の上面が平坦である必要がなく、配線回路基板１００を容易に製造することが可能になる。また、配線回路基板１００は、絶縁層３０の上面が開放している。このため、配線回路基板１００と可動子２００ｂとの間の距離を短くできるので、絶縁層３０の上面に他の構造物が存在する場合と比較して可動子２００ｂに対して配線回路基板１００において発生した磁束をより効率的に作用させることが可能になる。

【0047】

（３）配線回路基板１００の製造方法
配線回路基板１００は、複数の磁極形成部５０を有する。複数の磁極形成部５０は同一の製造方法で形成される。ここでは、配線回路基板１００の製造方法について、１つの磁極形成部５０を例にその製造方法を説明する。図６は、配線回路基板の製造方法における工程の一連の流れの一例を示す図である。図７～図１７は、配線回路基板１００の製造方法の一例を示す断面図である。図７～図１７は、図１の配線回路基板１００のＡ－Ａ線断面図のうち、単一の凸部１１ａのみが図示される。配線回路基板１００は、ロール・ツー・ロール方式により製造される。

【0048】

まず、図７に示すように、強磁性材料からなるシート状の磁性層１０を準備する（図６の工程Ｐ１）。ここでは、長尺状の磁性層１０が巻回されたロール（以下、繰り出しロールと呼ぶ。）を用意し、用意した繰り出しロールから磁性層１０を繰り出す。繰り出しロールから繰り出された磁性層１０は、他のロール（以下、巻き取りロールと呼ぶ。）に巻き取られる。図７では、繰り出しロールから繰り出された磁性層１０の一部の断面が示される。ロール・ツー・ロール方式によれば、長尺状の磁性層１０が長手方向に移動しつつ磁性層１０の各領域に順次以下の処理が行われる。

【0049】

次に、図８に示すように、磁性層１０の上面１１に対して、例えば、塩化第二鉄液等のエッチング液を用いて所定領域にハーフエッチングを行う。それにより、上面１１に凸部１１ａが形成される（工程Ｐ２）。

【0050】

続いて、図９に示すように、磁性層１０の上面１１全体を覆うように感光性樹脂前駆体ＰＩを塗布する。この状態で、図１０に示すように、感光性樹脂前駆体ＰＩに対して、紫外線を用いて感光性樹脂前駆体を部分的に露光することにより第１絶縁層３０Ａを形成する（工程Ｐ３）。感光性樹脂前駆体ＰＩの材料は、ポリイミドが用いられる。また、感光性樹脂前駆体ＰＩは、エポキシ等の他の樹脂であってもよい。第１絶縁層３０Ａ上には、スパッタ法によりシード層４０ａが形成される（工程Ｐ４）。なお、シード層４０ａには、クロムで形成された膜および銅で形成された膜がこの順に積層される。なお、シード層４０ａをスパッタ法により形成する例が示されるが、シード層４０ａは、無電解めっきにより形成されてもよい。

【0051】

この状態で、シード層４０ａの表面にフォトレジストが塗布された後、露光処理および現像処理が行われることにより、図１１に示すように、シード層４０ａ上に所定のパターンを有するレジスト膜ＲＦが形成される（工程Ｐ５）。なお、ここでの所定のパターンは、第１層コイル４１の外枠である。この状態で、シード層４０ａ上のレジスト膜ＲＦが形成されない領域に電解めっきによりめっき層４０ｂが形成される（工程Ｐ６）。電解めっきとしては、例えば銅が用いられる。その後、図１２に示すように、レジスト膜ＲＦが除去される（工程Ｐ７）。その後、図１３に示すように、めっき層４０ｂ上にエッチングレジスト（図示せず）が塗布された後に、エッチングが行われる。これにより、めっき層４０ｂが形成されていない領域のシード層４０ａが除去される（工程Ｐ８）。エッチングとしては、ウェットエッチングまたはドライエッチング等が用いられる。それにより、磁性層１０の上面１１上に第１絶縁層３０Ａが形成され、第１絶縁層３０Ａ上に第１層コイル４１が形成される。ここで、図１４に示すように、工程Ｐ３と同様の工程が行われることにより第１絶縁層３０Ａおよび第１層コイル４１上に第２絶縁層３１が形成される（工程Ｐ９）。

【0052】

この状態で、図６の工程Ｐ４～工程Ｐ９の動作（図１０～図１２に図示される動作）が繰り返されることにより、図１５に示すように第１層コイル４１の上方に第２絶縁層３１を介して第２層コイル４２および第３絶縁層３２が形成される。

【0053】

さらに、図６の工程Ｐ４～工程Ｐ９の動作（図１０～図１２に図示される動作）が繰り返されることにより、図１７に示すように、第３層コイル４３および第３層コイル４３上に第４絶縁層３３が形成される。これらの一連の工程を経て配線回路基板１００が完成する。

【0054】

ここで、図２のスルーホールＴＨ１の形成方法について説明する。図１６に順に示すように、まず、第１層コイル４１上に第２絶縁層３１が形成される。次に、第１層コイル４１上の第２絶縁層３１の第１層コイル４１の終端部４１Ｂに対応する位置に貫通穴Ｈを形成する。それにより、貫通穴Ｈ内でめっき層４０ｂの第１層コイル４１の終端部４１Ｂに対応する部分が露出する。貫通穴Ｈは、感光性樹脂前駆体ＰＩを塗布して、階調露光により貫通穴Ｈの部分だけ露光しないことにより形成される。それにより、図６の工程Ｐ９と同時に貫通穴Ｈを形成することが可能になる。

【0055】

第２絶縁層３１に貫通穴Ｈを形成する方法は、これに限定するものではない。貫通穴Ｈは、レーザ露光等により形成されてもよい。続いて、第２絶縁層３１の上面、貫通穴Ｈの内面および貫通穴Ｈ内で露出するめっき層４０ｂの上面に対してシード層４０ａが形成される。なお、この工程は図６の工程Ｐ４と同時に行われる。次に、所定のパターンを有するレジスト膜ＲＦが形成され、シード層４０ａ上に対して電解めっきにより、めっき層４０ｂが形成される。これにより、貫通穴Ｈの内周面にシード層４０ａおよびめっき層４０ｂが形成され、スルーホールＴＨ１が形成される。なお、この工程は図６の工程Ｐ５およびＰ６と同時に行われる。これにより、スルーホールＴＨ１と第２層コイル４２とが同時に形成される。また、スルーホールＴＨ１が形成されることにより、第１層コイル４１および第２層コイル４２が電気的に接続される。

【0056】

なお、スルーホールＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４の形成方法については、図１６のスルーホールＴＨ１の形成方法と同様である。したがって、ここでは説明を繰り返さない。

【0057】

（４）実施の形態の効果
上記実施の形態の配線回路基板１００によれば、コイル４０のコイル内側領域ＳＰに向かって凸部１１ａが突き出る。それにより、コイル４０に電流が流れると凸部１１ａに磁束が集中するので、効率的に磁力を発生させることが可能になる。また、凸部１１ａがコイル内側領域ＳＰの内部に存在する場合は、凸部１１ａにさらに効率的に磁束を集中させることができるので、磁束密度を大きくすることができる。また、モータの駆動源の一部を配線回路基板で構成することができるので、モータを小型化および軽量化することが可能になる。

【0058】

また、配線回路基板１００は、複数のコイル４０およびそれぞれに対応する複数の凸部１１ａを有する。それにより、複数の凸部１１ａそれぞれに磁束を集中させることが可能になる。また、複数のコイル４０が一方向に所定間隔で並んで配置されるので、一方向に並ぶ複数の箇所で力を発生させることができる。したがって、大きな駆動力が必要なモータに配線回路基板１００を用いることができる。さらに、磁性層１０として比透磁率の比較的高い材料が用いられるので、凸部１１ａに集中する磁束の密度を大きくすることが可能になる。

【0059】

また、上記実施の形態のリニアモータ５００ａ，５００ｂによれば、リニアモータ５００ａ，５００ｂの可動子または固定子に配線回路基板１００を用いることにより、リニアモータ５００ａ，５００ｂを小型化及び軽量化することが可能になる。また、少ない消費電力で可動子を駆動することが可能になる。

【0060】

上記実施の形態の配線回路基板１００の製造方法によれば、磁性層１０をハーフエッチングすることにより凸部１１ａが生成され、磁性層１０の第１の主面上に平面視で凸部１１ａの周りを巻き回された第１層コイル４１が第１絶縁層３０Ａを介して形成される。このため、小型および軽量な電磁石を容易に形成することができる。また、第１絶縁層３０Ａの厚みを凸部１１ａの高さより小さくすれば、第１層コイル４１の最も内側のコイル内側領域ＳＰの内部に凸部１１ａを位置させることができる。その結果、小型および軽量なモータに用いられるモータ用配線回路基板の製造方法を提供することができる。

【0061】

また、配線回路基板１００の積層工程において、第２層コイル４２の形成と同時に、第２層コイル４２と第１層コイル４１とを電気的に接続させることが可能になる。それにより、配線回路基板１００の製造効率が向上する。また、第１層コイル４１と第２層コイル４２とが積層されるとともに、これらが電気的に接続されるので、凸部１１ａにより大きな磁力を発生可能な電磁石を製造することが可能になる。

【0062】

（５）他の実施の形態
上記実施の形態において、凸部１１ａは、コイル４０に対応して設けられるが、本発明はこれに限定されない。図１８は、他の実施の形態に係る配線回路基板の構成を説明するための模式図である。配線回路基板１００ａの隣り合う２つの凸部１１ａの間には、補助凸部１１ｂが形成される。上面視において、補助凸部１１ｂは、隣り合う凸部１１ａと一方向に一定の間隔Ｉ１０隔てて配置される。間隔Ｉ１０は、例えば１００μｍ以上９００μｍ以下である。

【0063】

この場合、隣り合う各磁極形成部５０の凸部１１ａに対して同じ極性が発生するように、コイル４０に電流が流れた場合、各凸部１１ａに同じ極性の磁極（図１８の例では、Ｎ極）が発生するとともに、補助凸部１１ｂに凸部１１ａとは逆の極性の磁極（図１７の例では、Ｓ極）が発生する。このため、補助凸部１１ｂを設けない場合と比較して、凸部１１ａと補助凸部１１ｂとで磁極が異なるので、一方向で異なる磁極が並ぶ距離を短くすることができる。また、補助凸部１１ｂが形成されない場合と比較して、平面視における磁性層１０の厚い部分の面積が多くなるので、配線回路基板１００の強度が向上する。

【0064】

（６）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明する。上記実施の形態では、配線回路基板１００がモータ用配線回路基板の例であり、凸部１１ａが第１の凸部および凸部の例であり、コイル内側領域ＳＰが内側領域の例であり、補助凸部１１ｂが第２の凸部の例であり、上面１１が第１の主面の例であり、下面１２が第２の主面の例である。また、第１絶縁層３０Ａが第１の絶縁層の例であり、第１層コイル４１が第１のコイルの例であり、第２絶縁層３１が第２の絶縁層の例であり、第２層コイル４２が第２のコイルの例であり、シード層４０ａおよびめっき層４０ｂが導体層の例である。

【0065】

（７）実施の形態の総括
（第１項）本発明の一態様に係るモータ用配線回路基板は、
磁性層と、
前記磁性層に重なる絶縁層と、
前記磁性層から前記絶縁層に向かう方向を軸として巻回された形状を有し、前記絶縁層内に配置されたコイルと、を備え、
前記磁性層は、前記コイルの最も内側で囲まれた内側領域に向かって突き出る第１の凸部を有する。

【0066】

第１項に記載のモータ用配線回路基板によれば、コイルの内側領域に向かって第１の凸部が突き出る。それにより、コイルに電流が流れると第１の凸部に磁束が集中するので、効率的に磁力を発生させることが可能になる。また、凸部が内側領域の内部に存在する場合は、凸部にさらに効率的に磁束を集中させることができるので、磁束密度を大きくすることができる。また、モータの駆動源の一部を配線回路基板で形成することができるので、モータを小型化および軽量化することが可能になる。その結果、モータを小型化及び軽量化することが可能なモータ用配線回路基板を提供することができる。

【0067】

（第２項） 第１項に記載のモータ用配線回路基板においては、
前記絶縁層内に一方向に所定の間隔で並んで複数の前記コイルが配置され、
前記磁性層は、前記複数のコイルにそれぞれ対応する複数の前記第１の凸部を含んでもよい。

【0068】

第２項に記載のモータ用配線回路基板によれば、複数のコイルそれぞれに対応する第１の凸部を有する。それにより、複数の第１の凸部それぞれに磁束を集中させることが可能になる。また、複数のコイルが一方向に所定間隔で並んで配置されるので、一方向に対する力を発生させることができる。したがって、大きな駆動力が必要なモータにモータ用配線回路基板を用いることができる。

【0069】

（第３項）第２項に記載のモータ用配線回路基板において、
前記磁性層は、前記複数の第１の凸部のうち一の第１の凸部と前記一の第１の凸部と隣り合う他の第１の凸部との間に位置する第２の凸部を有してもよい。

【0070】

第３項に記載のモータ用配線回路基板によれば、一の第１の凸部と他の第１の凸部との間に第２の凸部が形成される。第２の凸部が形成されない場合に比較して磁性層の厚い部分が多くなるので、強度が向上する。また、一の第１の凸部に生じる磁極と他の第１の凸部に生じる磁極とが同じ場合、第２の凸部に異なる磁極が生じる。この場合、一の第１の凸部に生じる磁極と他の第１の凸部に生じる磁極とが異なる場合に比較して、小さい電力で大きい駆動力を実現することが可能になる。

【0071】

（第４項）第１項～第３項のいずれか一項に記載の配線回路基板において、
前記磁性層は、電磁鋼板、ケイ素鋼板、鉄またはパーマロイのいずれかであってもよい。

【0072】

第４項に記載のモータ用配線回路基板によれば、磁性層として比透磁率の比較的高い材料が用いられるので、第１の凸部に集中する磁束の密度を大きくすることが可能になる。

【0073】

（第５項）本発明の他の態様に係るリニアモータは、
第１項～第４項のいずれか一項に記載の配線回路基板と、
磁石とを備える。

【0074】

第５項に記載のリニアモータによれば、リニアモータの可動子にモータ用配線回路基板を用いれば、可動子を小型化及び軽量化することが可能になる。また、少ない消費電力で可動子を駆動することが可能になる。

【0075】

（第６項） 本発明の他の態様に係るモータ用配線回路基板の製造方法は、
互いに反対を向く第１の主面および第２の主面を有する磁性層を用意する工程と、
前記磁性層の前記第１の主面の所定領域をハーフエッチングすることにより、凸部を形成する工程と、
前記第１の主面上に第１の絶縁層を形成する工程と、
平面視において前記凸部の周りで巻回された導体層である第１のコイルを前記第１の絶縁層上に形成する工程と、
前記第１の絶縁層上および前記第１のコイル上に第２の絶縁層を形成する工程とを含む。

【0076】

第６項に記載のモータ用配線回路基板の製造方法によれば、磁性層をハーフエッチングすることにより凸部が生成され、磁性層の第１の主面上に平面視で凸部の周りを巻き回された第１のコイルが第１の絶縁層を介して形成される。このため、小型および軽量な電磁石を容易に形成することができる。また、第１の絶縁層の厚みを凸部の高さより小さくすれば、第１のコイルの最も内側の内側領域の内部に凸部を位置させることができる。その結果、小型および軽量なモータに用いられるモータ用配線回路基板の製造方法を提供することができる。

【0077】

（第７項） 第６項に記載のモータ用配線回路基板の製造方法は、
前記第２の絶縁層の前記第１のコイルの端部に対応する位置に貫通穴を形成する工程と、
前記貫通穴を形成する工程の後、平面視において前記凸部の周りで巻回される導体層である第２のコイルを前記第２の絶縁層上に形成する工程をさらに含み、
前記第２のコイルを形成する工程は、前記第２の絶縁層上に導体層を形成すると同時に、前記貫通穴の内部で露出する前記第１のコイルの端部、前記貫通穴の内周面に導体層を形成することを含んでもよい。

【0078】

第７項に記載のモータ用配線回路基板の製造方法によれば、配線回路基板の製造の積層工程において、第２のコイルの形成と同時に、第２コイルと第１のコイルとを電気的に接続させることが可能になる。それにより、モータ用配線回路基板の製造効率が向上する。また、第１のコイルと第２のコイルとが積層されるとともに、これらが電気的に接続されるので、凸部により大きな磁力を発生可能な電磁石を製造することが可能になる。

【符号の説明】

【0079】

１０…磁性層，１１…上面，１１ａ…凸部，１１ｂ…補助凸部，１２…下面，３０…絶縁層，３０Ａ…第１絶縁層，３１…第２絶縁層，３２…第３絶縁層，３３…第４絶縁層，４０…コイル，４０ａ…シード層，４０ｂ…めっき層，４１…第１層コイル，４２…第２層コイル，４３…第３層コイル，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ…始端部，４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ…終端部，４１ａ～４１ｌ…部分配線，５０…磁極形成部，１００，１００ａ…配線回路基板，１１１～１１４…辺，２００ａ，２００ｂ…可動子，３００ａ，３００ｂ…固定子，５００ａ，５００ｂ…リニアモータ，Ｃ１，Ｃ２…導線，ＩＴ…外部端子，ＭＧ…永久磁石，ＯＴ…外部端子，ＰＩ…感光性樹脂前駆体，ＲＦ…レジスト膜，ＳＰ…コイル内側領域，ＴＨ１～ＴＨ４…スルーホール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】