特許 7562382 コイル装置およびコイル装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-27

(45)【発行日】2024-10-07

(54)【発明の名称】コイル装置およびコイル装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 41/04 20060101AFI20240930BHJP

   H01F 17/00 20060101ALI20240930BHJP

【ＦＩ】

H01F41/04 E

H01F17/00 G

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020191817

(22)【出願日】2020-11-18

(65)【公開番号】P2022080632

(43)【公開日】2022-05-30

【審査請求日】2023-07-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001494

【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】小池 信太朗

(72)【発明者】

【氏名】後藤 真史

【審査官】久保田 昌晴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１８６４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４４－０２２５８１（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開昭５０－０８２５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－１１３２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－１５６１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１２００６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１４８５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０９２９７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ５／００－５／０６、１７／００－１９／０８、２７／２８

Ｈ０１Ｆ ３０／００－３０／１６、３７／００、４１／０４

Ｈ０１Ｃ ３／００－３／２０、７／００

Ｈ０１Ｂ ７／００

Ｈ０１Ｑ ７／００－７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁性繊維の表面に導電層を形成した導電糸の外周面にパターン加工を施し、コイルパターンを形成する工程と、
前記コイルパターンの端部に接続されるように、前記導電糸の端面に前記導電層からなる端子部を設ける工程と、を有するコイル装置の製造方法。

【請求項2】

前記パターン加工を施した前記導電糸を所定の長さに切断し、前記導電糸の個片を形成する工程をさらに有する請求項１に記載のコイル装置の製造方法。

【請求項3】

前記導電糸は、表面に前記導電層が形成された単一の前記絶縁性繊維の糸からなる請求項１または２に記載のコイル装置の製造方法。

【請求項4】

前記導電糸は、表面に前記導電層が形成された束状の前記絶縁性繊維の糸からなる請求項１または２に記載のコイル装置の製造方法。

【請求項5】

前記絶縁性繊維は合成樹脂からなる請求項１～４のいずれかに記載のコイル装置の製造方法。

【請求項6】

前記パターン加工を施した前記導電糸を樹脂で被覆する工程をさらに有する請求項１～５のいずれかに記載のコイル装置の製造方法。

【請求項7】

前記パターン加工をレーザトリミングにより行う請求項１～６のいずれかに記載のコイル装置の製造方法。

【請求項8】

前記絶縁性繊維の耐熱温度は２００℃以上である請求項１～７のいずれかに記載のコイル装置の製造方法。

【請求項9】

絶縁性繊維で構成された芯材と、前記芯材の表面に形成された導電層とを有する導電糸と、
前記導電糸に電気的に接続された外部端子と、を有し、
前記導電層は、前記芯材の外周面に形成されたコイルパターンと、前記芯材の端面に形成された端子部とを有し、
前記端子部は、前記コイルパターンと前記外部端子とを電気的に接続するコイル装置。

【請求項10】

前記導電糸は、表面に前記導電層が形成された単一の前記絶縁性繊維の糸からなる請求項９に記載のコイル装置。

【請求項11】

前記導電糸は、表面に前記導電層が形成された束状の前記絶縁性繊維の糸からなる請求項９に記載のコイル装置。

【請求項12】

前記絶縁性繊維は合成樹脂からなる請求項９～１１のいずれかに記載のコイル装置。

【請求項13】

前記コイルパターンが形成された前記導電糸は樹脂で被覆されている請求項９～１２のいずれかに記載のコイル装置。

【請求項14】

前記絶縁性繊維の耐熱温度は２００℃以上である請求項９～１３のいずれかに記載のコイル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コイル装置およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォン等の電子機器の高機能化および高周波数化の進展に伴い、これらの電子機器に搭載されるコイル装置等の電子部品に対して小型化の要求が高まっている。コイル装置の小型化を図る技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、セラミック磁性体からなる円柱状ロッドの表面にメッキ層を形成し、該メッキ層にレーザ加工を施すことによりスパイラルコイルを形成するコイル装置の製造方法が記載されている。このようにレーザ加工によりコイルパターンを形成する製造方法では、サイズの小さなコイルを形成することが可能であり、コイル装置の小型化を図ることができる。

【0003】

しかしながら、セラミック磁性体はその特性上折れや割れ等の損傷が生じやすく（強度が低く）、例えば長尺状のセラミック磁性体を切断し、複数の円柱状ロッドの個片を製造しようとした場合、撓み等に起因して該セラミック磁性体が損傷し、歩留まりが低下するおそれがある。そのため、特許文献１に記載の製造方法は、小型のコイル装置を大量生産することには不向きである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平６－１２００６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、小型であり大量生産に適したコイル装置およびそ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】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置の製造方法は、
絶縁性繊維の表面に導電層を形成した導電糸の表面にパターン加工を施し、コイルパターンを形成する工程と、
前記コイルパターンの端部に端子部を設ける工程と、を有する。

【0007】

本発明に係るコイル装置の製造方法では、絶縁性繊維の表面に導電層を形成した導電糸の表面にパターン加工を施し、コイルパターンを形成する工程を有する。導電糸は絶縁性繊維を基に構成されているため、柔軟性に富んでおり、繰り返し曲げ等に対する耐久性（耐屈曲性）を有する。そのため、コイルパターンの形成段階等において、導電糸に撓みや折り曲げ等による負荷が加わったとしても、折れや割れ等の損傷が生じにくい（強度が高い）。したがって、導電糸の損傷に起因する歩留まりの低下を防止することが可能であり、例えば長尺状の導電糸を個片化することにより、コイルパターンが形成された導電糸の個片を大量に製造することが可能となる。よって、本発明に係るコイル装置の製造方法によれば、小型のコイル装置を高効率で大量生産することができる。

【0008】

また、従来技術では、セラミック磁性体を円柱状に成形する工程が行われるところ、その寸法精度を確保しようとした場合、工程面および設備面における管理上の負荷が高くなり、製造コストが高くなるおそれがある。これに対し、本発明に係るコイル装置では、従来技術とは異なり、セラミック磁性体を円柱状に成形する工程は行われず、上記のような問題が生じることはない。

【0009】

好ましくは、前記パターン加工を施した前記導電糸を所定の長さに切断し、前記導電糸の個片を形成する工程をさらに有する。このような構成とすることにより、１個の導電糸から導電糸の個片を複数得ることが可能となり、コイルパターンが形成された導電糸の個片を高効率で大量に製造することができる。

【0010】

好ましくは、前記導電糸は、表面に前記導電層が形成された単一の前記絶縁性繊維の糸からなる。このような構成とすることにより、絶縁性繊維の表面に導電層を容易に形成することが可能となり、コイルパターンの形成が容易となる。

【0011】

前記導電糸は、表面に前記導電層が形成された束状の前記絶縁性繊維の糸で構成されていてもよい。このような導電糸は柔軟性および耐屈曲性に優れ、導電糸の損傷に起因する歩留まりの低下を効果的に防止することができる。

【0012】

好ましくは、前記絶縁性繊維は合成樹脂からなる。合成樹脂の一例としては、アラミド繊維が挙げられる。アラミド繊維は誘電率や誘電正接（ｔａｎδ）が比較的低く、耐熱温度が比較的高い。そのため、このような特性を有する合成樹脂を絶縁性繊維として用いることにより、良好な高周波特性を有し、耐熱性の高い小型のコイル装置を高効率で大量生産することができる。

【0013】

好ましくは、前記パターン加工を施した前記導電糸を樹脂で被覆する工程をさらに有する。このような構成とすることにより、導電糸を樹脂で有効に保護するとともに、コイル装置を外部回路に接続するための端子電極を樹脂被覆部に設けることができる。

【0014】

好ましくは、前記パターン加工をレーザトリミングにより行う。このような構成とすることにより、導電糸の表面に形成された導電層の表面を緻密にパターニングすることが可能となり、導電層の表面にコイルパターンを精度よく形成することができる。

【0015】

好ましくは、前記絶縁性繊維の耐熱温度は２００℃以上である。このような構成とすることにより、ハンダのリフロー温度に耐え得る耐熱性の高いコイル装置を製造することができる。

【0016】

上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、絶縁性繊維で構成された芯材を有する。絶縁性繊維は、柔軟性および耐屈曲性に優れており、損傷が生じにくい。また、長尺状の絶縁性繊維は、個片化により、大量の絶縁性繊維の個片を生成することが可能である。したがって、上記特性を有する絶縁性繊維を芯材として用いることにより、コイル装置の製造工程において、芯材の損傷に伴う歩留まりの低下を防止することが可能となるとともに、小型の芯材を大量に生成することが可能となる。したがって、本発明に係るコイル装置によれば、小型であり大量生産に適したコイル装置を実現することができる。

【0017】

好ましくは、前記絶縁性繊維の表面に導電層が形成された導電糸と、前記導電層からなるコイルパターンと、を有する。

【0018】

上述したように、導電糸は、柔軟性および耐屈曲性に優れており、損傷が生じにくい。そのため、導電糸の損傷に起因する歩留まりの低下を防止することが可能であり、例えば長尺状の導電糸を個片化することにより、コイルパターンが形成された導電糸の個片を高効率で大量に製造し、この個片を基に小型のコイル装置を大量に得ることができる。

【0019】

また、本発明に係るコイル装置は、その柔軟性を利用してあらゆる形状に変形させることが可能である。例えば、用途に応じて、導電糸をＣ字形状やリング形状等の種々の形状となるように曲げ、該導電糸を有するコイル装置を基板上に配置し、外部回路に接続してもよい。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は本発明の第１実施形態に係るコイル装置の斜視図である。

【図2】図２は図１に示すコイル装置の分解斜視図である。

【図3】図３は図１に示すコイル装置の縦断面図である。

【図4A】図４Ａは図２に示す導電糸の構成を示す斜視図である。なお、図４Ａでは、上方に芯材の構成を示し、下方に導電糸の横断面図を示している。

【図4B】図４Ｂは本発明の第２実施形態に係るコイル装置の導電糸の構成を示す斜視図である。なお、図４Ｂでは、上方に芯材の構成を示し、下方に導電糸の横断面図を示している。

【図4C】図４Ｃは本発明の第３実施形態に係るコイル装置の導電糸の構成を示す斜視図である。なお、図４Ｃでは、上方に芯材の構成を示し、下方に導電糸の横断面図を示している。

【図5】図５は図１に示すコイル装置の製造方法を示す図である。

【図6】図６は図１に示すコイル装置の変形例を示す縦断面図である。

【図7】図７は図４Ｂに示すコイル装置の製造方法を示す斜視図である。

【図8】図８は図７に示す工程の続きの工程を示す断面図である。

【図9】図９は図８に示す工程の続きの工程を示す断面図である。

【図10】図１０は図９に示す工程の続きの工程を示す斜視図である。

【図11】図１１は図１０に示す工程により形成された樹脂成形体の個片を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

【0022】

第１実施形態
図１および図２に示すように、本発明の第１実施形態に係るコイル装置１０は、略直方体形状を有し、コア部２０と、第１外部端子３１と、第２外部端子３２と、コイル部４０と、を有する。コイル装置１０は、スマートフォン等の電子機器に搭載されるインダクタ素子であり、特に高周波帯において好適に用いられる。

【0023】

コイル装置１０のＸ軸方向の長さは好ましくは０．２～５．０ｍｍであり、Ｙ軸方向の長さは好ましくは０．１～２．５ｍｍであり、Ｚ軸方向の長さは好ましくは０．１～２．５ｍｍである。ただし、コイル装置１０の大きさはこれに限定されるものではなく、上記の大きさよりも大きくてもよい（あるいは小さくてもよい）。本実施形態におけるコイル装置１０は、例えば平面寸法が０．４ｍｍ×０．２ｍｍである０４０２サイズ、あるいは平面寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍである０６０３サイズからなる。

【0024】

図２に示すように、コア部２０は、樹脂を含む外装材で構成されており、コイル部４０の周囲を取り囲むように覆っている（被覆している）。コア部２０は、Ｘ軸方向に長辺を有する略直方体形状の外形状を有しており、その内部に貫通孔（空洞）を有している。この貫通孔の内部には、コイル部４０を収容することが可能となっている。なお、貫通孔の内部には、コイル部４０が出入可能（挿入可能）に設けられていてもよく、あるいはコイル部４０がコア部２０に対して一体となるように設けられていてもよい。

【0025】

コア部２０は、樹脂のみで構成されていてもよく、あるいは磁性材料を含んでいてもよい。コア部２０に含有される樹脂としては、特に限定されないが、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ等）、アクリル樹脂、液晶ポリマー、ポリアミド等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂あるいはポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が例示される。

【0026】

コア部２０に磁性材料を包含させる場合、コア部２０に含有される磁性材料としては、特に限定されないが、金属磁性材料やフェライト等が例示される。金属磁性材料としては、特に限定されないが、たとえばＦｅ－Ｎｉ合金粉、Ｆｅ－Ｓｉ合金粉、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ合金粉、Ｆｅ－Ｃｏ合金粉、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金粉、アモルファス鉄などが例示される。フェライトとしては、Ｎｉ－Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ－Ｚｎ系フェライトなどが例示される。

【0027】

図１に示すように、第１外部端子３１はコア部２０のＸ軸方向の一方側に設けられており、第２外部端子３２はコア部２０のＸ軸方向の他方側に設けられている。第１外部端子３１は、略Ｌ字形状の金属端子からなり、コア部２０に対して、そのＸ軸方向の一方側の端面と底面の一部とに跨るように取り付けられている。第２外部端子３２は、略Ｌ字形状の金属端子からなり、コア部２０に対して、そのＸ軸方向の他方側の端面と底面の一部とに跨るように取り付けられている。

【0028】

図２に示すように、コイル部４０は、導電糸５０からなる。本実施形態では、コイル部４０は、導電糸５０の表面にパターン加工を施すことにより形成される。導電糸５０は、フレキシブルであり高強力および低抵抗を有する細い導電糸からなり、Ｘ軸方向に長い略円柱形状を有する。導電糸５０は、耐屈曲性と柔軟性に優れており、Ｘ軸方向に垂直な方向に向けて屈曲自在（折り曲げ自在）に構成されている。

【0029】

導電糸５０は、芯材５１と、導電層５２と、端子部５３とを有する。芯材５１は不織布からなる絶縁性繊維で構成され、絶縁性繊維は合成樹脂で構成される。本実施形態では、絶縁性繊維としてアラミド樹脂からなるアラミド繊維が用いられている。

【0030】

アラミド繊維は、高強度、高弾性（弾性限界が大きく、弾性率が小さい）および高耐熱性等を有し、優れた繊維特性を発現する材料として知られている。また、アラミド樹脂は誘電率および誘電正接（ｔａｎδ）ともに小さく、本実施形態におけるコイル装置１０のように、高周波帯にて使用が想定される電子部品の基材として好適に用いることができる。さらに、アラミド樹脂からなるアラミド繊維は、透明に近い色を有するため、後述するようにアラミド繊維の表面に形成される導電層５２にレーザトリミングを行ったときに、レーザ光が透過しやすく、レーザ光による損傷を受けにくい。

【0031】

芯材５１を構成する絶縁性繊維はアラミド繊維に限定されるものではなく、他の合成樹脂からなる絶縁性繊維を用いてもよい。他の合成樹脂の材料としては、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー、フェノール、ポリエステル、ナイロン等が挙げられる。耐熱性の観点からは、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー、フェノールが好適である。ポリイミド樹脂としてはビスマレイド、フェノールとしてはノボロイド等を用いても良い。これらの材料は、１種のみ用いてもよいし、２種以上用いてもよい。上記のような材料からなる合成樹脂を用いて絶縁性繊維を構成することにより、誘電率および誘電正接（ｔａｎδ）ともに小さく、引張強度や引張弾性率が高い芯材５１を構成することができる。なお、絶縁性繊維としては、後述するようにその表面に金属メッキ処理を行うことが可能なものが好ましい。

【0032】

芯材５１を構成する合成樹脂の特性として、１ＧＨｚ以上９０ＧＨｚ以下における比誘電率は好ましくは４．０以下であり、さらに好ましくは３．５以下であり、特に好ましくは３．０以下である。また、１ＧＨｚ以上９０ＧＨｚ以下における誘電正接（ｔａｎδ）は好ましくは０．０３以下であり、さらに好ましくは０．０２以下であり、特に好ましくは０．０１以下である。

【0033】

また、芯材５１のアスペクト比（長さ／幅、あるいは長さ／直径）は、好ましくは１００以上である。

【0034】

絶縁性繊維の耐熱温度（あるいは、分解温度または溶解温度）は、ハンダのリフロー温度に耐え得る温度であることが好ましく、好ましくは２００℃以上であり、さらに好ましくは２３０℃以上である。

【0035】

図４Ａに示すように、導電糸５０は、表面に導電層５２が形成された１本の絶縁性繊維の糸（芯材５１）からなる。芯材５１は、右撚または左撚がかけられた片撚糸であってもよい。芯材５１は、合成樹脂からなる糸で構成されているため、その長手方向に沿う各位置において、安定した形状（欠陥が少ない形状）を有し、一定の直径を有する。

【0036】

芯材５１の直径Ｌは、コイル装置１０の外形寸法に応じて適宜決定されてもよく、例えば芯材５１として１００μｍ程度のものを用いることができる。本発明は、例えばコイル装置１０の平面寸法が０．４ｍｍ×０．２ｍｍである０４０２サイズ、あるいはコイル装置１０の平面寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍである０６０３サイズといった、いわゆる極小サイズ部品において好適であり、これら極小サイズ部品に適用する芯材５１の直径は、好ましくは５～１５μｍであり、さらに好ましくは８～１２μｍである。芯材５１は、例えば長尺状の糸を所定の長さに切断することにより得られる。芯材５１のＸ軸方向の長さは、コイル装置１０のＸ軸方向の長さと略同一であるか、それよりも短い。

【0037】

導電層５２は、芯材５１（絶縁性繊維）の表面に形成されている。導電層５２は、芯材５１の外周面を覆っており、断面略リング形状を有する。図２に示すように、導電層５２は芯材５１の長手方向の一端から他端にわたって、芯材５１の外周面全体を覆っている。

【0038】

導電層５２は、薄膜（本実施形態では、２層構造のメッキ膜）からなり、芯材５１の表面にＰｄ等の触媒を用いて無電解メッキを施すとともに、無電解メッキが施された芯材５１に電解メッキを施すことにより形成される。図４Ａに示すように、無電解メッキ膜および電解メッキ膜からなる導電層５２の厚みＴは、特に限定されないが、好ましくは１０μｍ以上である。導電層５２を構成する材料としては、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｎｉ－Ｓｎ、Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｎ、Ｎｉ－Ａｕ、Ａｕ等が挙げられる。なお、導電層５２は、薄膜を形成するための他の手段（例えば、スパッタリング法等）により形成されてもよい。

【0039】

図２に示すように、導電層５２には、コイルパターン５２０が形成されている。コイルパターン５２０は、螺旋状（コイル状）の形状を有し、導電層５２のＸ軸方向一端から他端にわたって形成されている。コイルパターン５２０は、芯材５１の表面に形成されたメッキ層（導電層）に対して、パターン加工を螺旋状に施し、これによりメッキ層を螺旋状に除去することにより形成される。

【0040】

図３に示すように、コイルパターン５２０の一端は芯材５１のＸ軸方向の一端に配置されており、コイルパターン５２０の他端は芯材５１のＸ軸方向の他端に配置されている。コイルパターン５２０における各ターン間の間隔は、コイル装置１０のサイズが０４０２サイズの場合、好ましくは３～１１μｍであり、さらに好ましくは５～９μｍである。

【0041】

図２に示すように、端子部５３は、芯材５１のＸ軸方向の一方側の端面および他方側の端面にそれぞれ形成されている。芯材５１のＸ軸方向の一方側の端面に形成された端子部５３は、コイルパターン５２０の一方側の端部に設けられており、当該端部に電気的に接続されている。芯材５１のＸ軸方向の他方側の端面に形成された端子部５３は、コイルパターン５２０の他方側の端部に設けられており、当該端部に電気的に接続されている。端子部５３は、各端面の全体を覆っているが、各端面の一部のみを覆っていてもよい。

【0042】

コイル部４０がコア部２０の内部に配置されたとき、第１外部端子３１の内面（Ｙ－Ｚ平面に平行な面）は、芯材５１のＸ軸方向の一方側の端面に形成された端子部５３に電気的に接続され、第２外部端子３２の内面（Ｙ－Ｚ平面に平行な面）は、芯材５１のＸ軸方向の他方側の端面に形成された端子部５３に電気的に接続される。これにより、端子部５３を介して、コイルパターン５２を第１外部端子３１および第２外部端子３２に電気的に接続することが可能となっている。

【0043】

端子部５３は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｎｉ－Ｓｎ、Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｎ、Ｎｉ－Ａｕ、Ａｕ等からなる無電解メッキ膜または電解メッキ膜（導電膜）により形成されている。端子部５３の厚みは、コイルパターン５２０の各端部と外部端子３１，３２との間の電気的接続を十分に確保できる範囲で決定設定される。

【0044】

次に、図５を参照しつつ、コイル装置１０の製造方法について説明する。コイル装置１０の製造では、まず長尺状の芯材５１Ａ（以下、長尺状芯材５１Ａと表記）を準備する。長尺状芯材５１Ａは、図２に示す芯材５１と同様の材料で構成されたものであり、芯材５１よりもＸ軸方向に十分に長い形状を有する。

【0045】

次に、長尺状芯材５１Ａの表面にＰｄ等の触媒を用いて無電解メッキを施し、Ｃｕ等からなる無電解メッキ層５２１を形成する。次に、無電解メッキ層５２１の表面に電解メッキを施し、Ｃｕ等からなる電解メッキ層５２２を形成する（メッキ工程）。これにより、長尺状芯材５１０Ａの表面に無電解メッキ層５２１および電解メッキ層５２２からなる導電層５２が形成され、長尺状芯材５１０Ａを芯材とする長尺状の導電糸５０Ａ（以下、長尺状導電糸５０Ａと表記）が形成される。

【0046】

次に、表面に導電層５２が形成された長尺状導電糸５０Ａの表面にパターン加工を施し、コイルパターン５２０を形成する（パターン加工工程）。パターン加工工程では、レーザトリミングにより、導電層５２の一部を螺旋状に除去し、導電層５２の下の長尺状芯材５１Ａ（絶縁性繊維）を露出させる。これにより、導電層５２に螺旋状の溝（周回溝）が形成されるとともに、周回溝以外の部分、すなわちトリミングされずに残った導電層５２でコイルパターン５２０が形成される。なお、レーザトリミング以外にも、例えばレジストを用いてフォトリソグラフィ（ポジ型およびネガ型のいずれも可）を行うことによりパターン加工を行ってもよく、あるいはエッチング（物理エッチングあるいは化学エッチング）等によってパターン加工を行ってもよい。

【0047】

周回溝の形成にあたっては、長尺状導電糸５０ＡのＸ軸方向の一端を始点として、長尺状導電糸５０ＡのＸ軸方向の他端に向かって連続的にレーザトリミングを行う。レーザトリミングは、レーザ照射装置（図示略）を用い、長尺状導電糸５０ＡのＸ軸方向に沿って長尺状導電糸５０Ａを移動させ、同時に、長尺状導電糸５０Ａの軸心Ｏを中心とする回転方向に長尺状導電糸５０Ａを回転させながら行う。周回溝の深さは好ましくは２～１０μｍである。

【0048】

次に、パターン加工を施した長尺状導電糸５０ＡをＹ－Ｚ平面に沿ってＸ軸方向に所定の切断間隔で切断し、表面にコイルパターン５２０が形成された長尺状導電糸５０Ａの個片（導電糸５０）を複数得る（切断工程）。導電糸５０の長さ（上記切断間隔）は、製造するコイル装置１０のサイズに応じて適宜決定すればよい。

【0049】

次に、導電糸５０のＸ軸方向の各端面に端子部５３を形成し、導電糸５０の表面に形成されたコイルパターン５２０の各端部に端子部５３を設ける（接続する）ことにより、コイル部４０を構成する（端子部形成工程）。端子部５３の形成方法は、前述の導電層５２の形成方法と同様であり、導電糸５０のＸ軸方向の各端面に無電解メッキおよび電解メッキを施すことにより行う。ただし、端子部５３の形成方法はこれに限定されるものではなく、例えば上記各端面に導電性接着剤等を塗布してもよく、あるいは端子部５３を金属端子やリードフレームで構成してもよい。

【0050】

次に、端子部５３が形成された導電糸５０（コイル部４０）を樹脂で被覆（封止）することにより、コア部２０を形成する（樹脂封止工程）。用いる樹脂としては、長尺状芯材５１Ａを構成する絶縁性繊維よりも誘電率が低いものであることが好ましい。樹脂封止工程では、導電糸５０を金型の内部に収容し、金型内でコア部２０を圧縮成型により形成する。圧縮成型時には、樹脂を金型のキャビティ内に充填し、全体を加熱圧縮する。このとき、コイル部４０のＸ軸方向の各端面に形成された端子部５３が外部に露出するように圧縮成型を行う。圧縮成形するための方法としては、金型を用いてもよいし、油圧や水圧を利用してもよい。なお、樹脂の内部に磁性粉末を混合してもよい。

【0051】

次に、コア部２０のＸ軸方向の各端面から露出した端子部５３に外部端子５１，５２を機械的および電気的に接続し（外部端子接続工程）、図１に示すコイル装置１０を得る。端子部５３に対する外部端子５１，５２の接続は、例えばはんだや導電性接着剤等の導電性の接続部材を用いて行う。以上のようにして得られたコイル装置１０は、その下面を実装面として回路基板に実装することができる。

【0052】

なお、上述した製造方法において、切断工程を実行するタイミングについては適宜変更してもよい。例えば、メッキ工程を行う前に、長尺状芯材５１Ａに対して切断工程を実行してもよい。あるいは、パターン加工工程を行う前に、長尺状芯材５１Ａに対して切断工程を実行してもよい。この場合、導電糸５０（長尺状導電糸５０Ａの個片）に対して、パターン加工を実行することになる。

【0053】

本実施形態に係るコイル装置１０の製造方法では、図５に示すように、絶縁性繊維（直尺状芯材５１Ａ）の表面に導電層５２を形成した長尺状導電糸５０Ａの表面にパターン加工を施し、コイルパターン５２０を形成する工程を有する。長尺状導電糸５０Ａは絶縁性繊維を基に構成されているため、柔軟性に富んでおり、繰り返し曲げ等に対する耐久性（耐屈曲性）を有する。そのため、コイルパターン５２０の形成段階等において、長尺状導電糸５０Ａに撓みや折り曲げ等による負荷が加わったとしても、折れや割れ等の損傷が生じにくい（強度が高い）。したがって、長尺状導電糸５０Ａの損傷に起因する歩留まりの低下を防止することが可能であり、例えば長尺状導電糸５０Ａを個片化することにより、コイルパターン５２０が形成された長尺状導電糸５０Ａの個片（導電糸５０）を大量に製造することが可能となる。よって、本実施形態に係るコイル装置１０の製造方法によれば、小型のコイル装置１０を高効率で大量生産することができる。

【0054】

また、本実施形態では、パターン加工を施した長尺状導電糸５０Ａを所定の長さに切断し、長尺状導電糸５０Ａの個片（導電糸５０）を形成する工程をさらに有する。そのため、１個の長尺状導電糸５０Ａから長尺状導電糸５０Ａの個片を複数得ることが可能となり、コイルパターン５２０が形成された長尺状導電糸５０Ａの個片を高効率で大量に製造することができる。

【0055】

また、本実施形態では、導電糸５０は、表面に導電層５２が形成された単一の絶縁性繊維の糸からなる。そのため、絶縁性繊維（芯材５１）の表面に導電層５２を容易に形成することが可能となり、コイルパターン５２０の形成が容易となる。

【0056】

また、本実施形態では、絶縁性繊維（芯材５１）は合成樹脂からなり、合成樹脂としてアラミド繊維が用いられている。アラミド繊維は誘電率や誘電正接（ｔａｎδ）が比較的低く、耐熱温度が比較的高い。そのため、このような特性を有する合成樹脂を絶縁性繊維として用いることにより、良好な高周波特性を有し、耐熱性の高い小型のコイル装置１０を高効率で大量生産することができる。

【0057】

また、本実施形態では、パターン加工を施した導電糸５０を樹脂で被覆する工程をさらに有する。そのため、導電糸５０を樹脂で有効に保護するとともに、コイル装置１０を外部回路に接続するための外部端子３１，３２をコア部２０（樹脂被覆部）に設けることができる。

【0058】

また、本実施形態では、パターン加工をレーザトリミングにより行う。そのため、導電糸５０の表面に形成された導電層５２の表面を緻密にパターニングすることが可能となり、導電層５２の表面にコイルパターン５２０を精度よく形成することができる。

【0059】

また、本実施形態では、絶縁性繊維の耐熱温度が２００℃以上である。そのため、ハンダのリフロー温度に耐え得る耐熱性の高いコイル装置１０を製造することができる。

【0060】

また、本実施形態に係るコイル装置１０は、絶縁性繊維で構成された芯材５１を有する。絶縁性繊維は、柔軟性および耐屈曲性に優れており、損傷が生じにくい。また、長尺状の絶縁性繊維は、個片化により、大量の絶縁性繊維の個片を生成することが可能である。したがって、上記特性を有する絶縁性繊維を芯材５１として用いることにより、コイル装置１０の製造工程において、芯材５１の損傷に伴う歩留まりの低下を防止することが可能となるとともに、小型の芯材５１を大量に生成することが可能となる。したがって、本実施形態に係るコイル装置１０によれば、小型であり大量生産に適したコイル装置１０を実現することができる。

【0061】

また、本実施形態に係るコイル装置１０は、絶縁性繊維（芯材５１）の表面に導電層５２が形成された導電糸５０と、導電層５２からなるコイルパターン５２０とを有する。上述したように、導電糸５０は、柔軟性および耐屈曲性に優れており、損傷が生じにくい。そのため、導電糸５０の損傷に起因する歩留まりの低下を防止することが可能であり、例えば長尺状導電糸５０Ａを個片化することにより、コイルパターン５２０が形成された長尺状導電糸５０Ａの個片（導電糸５０）を高効率で大量に製造し、この個片を基に小型のコイル装置１０を大量に得ることができる。

【0062】

また、本実施形態に係るコイル装置１０は、その柔軟性を利用してあらゆる形状に変形させることが可能である。例えば、用途に応じて、導電糸５０をＣ字（Ｕ字）形状やリング形状等の種々の形状となるように曲げ、該導電糸５０を有するコイル装置１０を基板上に配置し、外部回路に接続してもよい。この場合、コア部２０を柔軟性を有する材料で構成しておき、上記のような導電糸５０（コイル部２０）の形状に追随するように、コア部２０を自在に変形できるようにしてもよい。

【0063】

第２実施形態
図４Ｂに示す第２実施形態に係るコイル装置は、以下に示す点を除いて、第１実施形態に係るコイル装置１０と同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。図４Ｂにおいて、第１実施形態のコイル装置１０における各部材と共通する部材には、共通の符号を付し、その説明は一部省略する。

【0064】

図４Ｂに示すように、本実施形態におけるコイル装置には、第１実施形態における導電糸５０に代えて導電糸１５０が具備されている。導電糸１５０は、表面に導電層が形成された束状の（複数の）絶縁性繊維の糸（芯材５１）からなる。換言すれば、導電糸１５０は、複数の絶縁性繊維からなる芯材５１の各々を束状に寄せ集めて結合した束状糸である。本実施形態では、各芯材５１は、直線状に延びており、撚られてはいない。

【0065】

各芯材５１の太さは、第１実施形態における芯材５１の太さよりも細くなっているが、コイル装置の寸法に応じて適宜変更してもよい。図示の例では、導電糸１５０は１０本の芯材５１により構成されているが、導電糸１５０を構成する芯材５１の本数はこれに限定されるものではなく、２本以上９本以下でもよく、１１本以上であってもよい。

【0066】

導電層５２は、束状糸の周囲を取り囲むように形成されている。導電層５２は、束状糸の表面に形成されており、束状糸の内部に入り込んではいない。

【0067】

次に、図７～図１１を参照しつつ、本実施形態におけるコイル装置の製造方法について説明する。本実施形態においても、第１実施形態と同様の製造方法により、コイル装置を製造することができるが、以下では、第１実施形態で示した製造方法とは異なる製造方法について説明する。以下に示すように、本実施形態では、射出成形によって、コイル装置の製造を行う。

【0068】

まず、図７に示すように、リードフレーム６０と、第１実施形態で示したパターン加工が施された長尺状導電糸５０Ａ（図５（ｄ）参照）と、を準備する。本実施形態における長尺状導電糸５０Ａは、図４Ｂに示すような芯材４１を束状に寄せ集めたものであるが、図面が煩雑になるのを防止するために、その詳細形状については図示省略する。リードフレーム６０は、金属板（例えば、Ｓｎメッキ金属板等）等の導電性を有する板材からなり、フレーム本体部６１と、フレーム本体部６１に形成された複数（図示の例では、４つ）のフレーム開口部６２とを有する。

【0069】

フレーム本体部６１は、略長方形状を有するが、その形状は図示の形状に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。また、各フレーム開口部６２は、長方形状を有するが、その形状は図示の形状に限定されるものではなく、例えば円形とする等、適宜変更してもよい。４つのフレーム開口部６２の各々は、フレーム本体部６１において、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に所定の間隔で配置されている。後述するように、各フレーム開口部６２は、各長尺状導電糸５０Ａの配置位置に対応するように、フレーム本体部６１に形成されている。なお、フレーム開口部６２の数は４つに限定されるものではなく、後述するようにフレーム本体部６１に配置する長尺状導電糸５０Ａに数に応じて、１～３つあるいは５つ以上とする等、適宜変更してもよい。

【0070】

次に、複数（図示の例では、４つ）の長尺状導電糸５０Ａの各々をフレーム本体部６１に配置する。より詳細には、長尺状導電糸５０ＡのＸ軸方向の両端部をフレーム開口部６２の周縁部に配置し、Ｘ軸方向に沿ってフレーム開口部６２を跨ぐように、長尺状導電糸５０Ａをフレーム開口部６２の上方に配置する。なお、長尺状導電糸５０Ａに代えて、長尺状導電糸５０Ａの個片（図５（ｅ），（ｆ）参照）をフレーム本体部６１に配置してもよい。

【0071】

次に、図８に示すように、長尺状導電糸５０Ａが配置されたリードフレーム６０を金型７０に設置する。ここで、金型７０は、上金型７１と、下金型７２とを有し、これらは上下方向（Ｚ軸方向）に組み合わせ可能（接続可能）に構成されている。上金型７１は上凹部７３と注入孔７５とを有し、下金型７２は下凹部７４を有する。詳細な図示は省略するが、図７に示す４つのフレーム開口部６２の各々に対応するように、上金型７１には４つの上凹部７３が形成されており、下金型７２には４つの下凹部７４が形成されている。

【0072】

図７に示す長尺状導電糸５０Ａが配置されたリードフレーム６０を金型７０に設置するときには、図８に示すように、当該リードフレーム６０を下金型７２の上に設置する。このとき、フレーム開口部６２と下凹部７４の開口部とが連通するよう、フレーム開口部６２の位置と下凹部７４の位置とが略一致するように位置合わせしておく。好ましくは、長尺状導電糸５０Ａは、下凹部７４の上方において、Ｘ軸方向に関して略中心部に配置される。なお、フレーム開口部６２の開口面積は、下凹部７４の開口面積と略等しくてもよく、あるいは下凹部７４の開口面積よりも小さくてもよい。

【0073】

図９に示すように、上金型７１と下金型７２とを上下方向に組み合わせた状態では、上凹部７３と下凹部７４とが同方向に接続され、金型７０の内部に樹脂充填空間（キャビティ）７６が形成される。樹脂充填空間７６には、図１に示すコア部２０を構成する成形用樹脂（外装樹脂）９０を充填することが可能となっている。注入孔７５は、樹脂充填空間７６に成形用樹脂９０を注入するための孔であり、注入機８０を用いることにより、注入孔７５を介して、樹脂充填空間７６へ成形用樹脂９０を注入することが可能となっている。なお、注入孔７５については、上金型７１に代えて、下金型７２に形成されていてもよい。

【0074】

次に、上金型７１を下金型７２に上下方向に組み合わせる。これにより、金型７０の内部に樹脂充填空間７６が形成されるとともに、樹脂充填空間７６の内部に長尺状導電糸５０Ａが配置される。樹脂充填空間７６の内部は、樹脂充填空間７６の外部に対して封止されている。リードフレーム６０は、上金型７１と下金型７２とで上下方向に挟まれる形で、上金型７１と下金型７２との間に固定される。

【0075】

次に、注入機８０を用いて、注入孔７５を介して、樹脂充填空間７６の内部に成形用樹脂９０を充填する。成形用樹脂９０としては、第１実施形態で例示したコア部２０を構成する各種の樹脂を用いることができる。

【0076】

ここで、図７に示すように、フレーム開口部６２のＹ軸方向幅は長尺状導電糸５０ＡのＹ軸方向幅よりも十分に大きいため、フレーム本体部６１に長尺状導電糸５０Ａを配置した状態において、フレーム開口部６２が長尺状導電糸５０Ａで完全に塞がれることがない。そのため、図９に示すように、樹脂充填空間７６の内部に長尺状導電糸５０Ａを配置したとき、樹脂充填空間７６のうち、フレーム開口部６２よりも下側に位置する空間（下凹部７４）と、フレーム開口部６２よりも上側に位置する空間（上凹部７３）とは、フレーム開口部６２（より詳細には、長尺状導電糸５０Ａが配置されていない部分）を介して連通した状態となる。したがって、注入孔７５を介して成形用樹脂９０を樹脂充填空間７６に注入したとき、成形用樹脂９０は、フレーム開口部６２を介して、フレーム開口部６２よりも下側に位置する樹脂充填空間７６の下部にまで回り込むようになっている。

【0077】

次に、樹脂充填空間７６の内部が成形用樹脂９０で満たされたところで、成形用樹脂９０の注入を停止する。次に、樹脂充填空間７６の内部に充填した成形用樹脂９０を硬化させる。例えば成形用樹脂９０として熱硬化性樹脂を用いる場合には、成形用樹脂９０を加熱することにより硬化させる。また、成形用樹脂９０として熱可塑性樹脂を用いる場合には、成形用樹脂９０を冷却させることにより硬化させる。

【0078】

成形用樹脂９０を硬化させた後、上金型７１と下金型７２とを分離する。これにより、図１０に示すように、複数（図示の例では、４つ）の樹脂成形体１００が得られる。樹脂成形体１００は、長尺状導電糸５０Ａを成形用樹脂９０で被覆してなる。樹脂成形体１００の全体形状は図９に示す樹脂充填空間７６の空間形状に対応しており、樹脂成形体１００の内部には長尺状導電糸５０Ａが埋設されている。なお、図１０では、樹脂成形体１００は、リードフレーム６０の上側にのみ形成されているように見えるが、実際には、リードフレーム６０の上側および下側に跨るように形成されている。

【0079】

次に、各樹脂成形体１００を切断する。より詳細には、Ｙ軸方向に沿って延びる切断線Ｌｙ_１およびＬｙ_ｎに沿って樹脂成形体１００を切断し、樹脂成形体１００のＸ軸方向の各端部に位置する余剰部位を除去する。また、Ｙ軸方向に沿って延びる切断線Ｌｙ_２，・・・，Ｌｙ_ｎ－１に沿って、樹脂成形体１００をＸ軸方向に関して所定の間隔で切断し、樹脂成形体１００を複数個（Ｌｙ_ｎ－１－Ｌｙ_２＋１個）に個片化する。このとき、樹脂成形体１００とともに、リードフレーム６０についても切断する。

【0080】

なお、上述したように、フレーム本体部６１に長尺状導電糸５０Ａを配置する時点（図７参照）において、長尺状導電糸５０Ａに代えて、長尺状導電糸５０Ａの個片をフレーム本体部６１に配置した場合には、切断線Ｌｙ_１，Ｌｙ_ｎに沿って、樹脂成形体１００を切断する（樹脂成形体１００のＸ軸方向の各端部に位置する余剰部位を除去する）のみでよい。

【0081】

次に、必要に応じて、Ｘ軸方向に沿って延びる切断線Ｌｘ_１，Ｌｘ_２に沿って樹脂成形体１００をリードフレーム６０とともに切断し、樹脂成形体１００のＹ軸方向の各端部に位置する余剰部位を除去する。以上のような切断工程を経ることにより、図１１に示すように、Ｘ軸方向の端面からコイル部４０（長尺状導電糸５０Ａの個片）が露出した樹脂成形体１００の個片を得ることができる。必要に応じて、樹脂成形体１００の個片に対して、バリ取りを行ってもよい。

【0082】

その後、樹脂成形体１００の個片のＸ軸方向の各端面に、外部端子３１，３２（図５（ｈ））を接続する。外部端子３１，３２の接続は、樹脂成形体１００の個片のＸ軸方向の各端面から露出するコイル部４０の導電層５２，５２に直接接続してもよい。あるいは、第１実施形態と同様に、樹脂成形体１００の個片のＸ軸方向の各端面に端子部５３，５３（図５（ｇ）参照）を形成し、端子部５３，５３に外部端子３１，３２を接続してもよい。

【0083】

以上のようにして、本実施形態におけるコイル装置を得ることができる。なお、本実施形態に係るコイル装置の製造方法については、第１実施形態に係るコイル装置１０、あるいは後述する実施形態に係るコイル装置にも適用可能である。

【0084】

本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、本実施形態における導電糸１５０は、表面に導電層５２が形成された束状の芯材５１で構成されているため、柔軟性および耐屈曲性に優れ、導電糸１５０の損傷に起因する歩留まりの低下を効果的に防止することができる。

【0085】

第３実施形態
図４Ｃに示す第３実施形態に係るコイル装置は、以下に示す点を除いて、第２実施形態に係るコイル装置と同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。図４Ｃにおいて、第２実施形態のコイル装置における各部材と共通する部材には、共通の符号を付し、その説明は一部省略する。

【0086】

図４Ｃに示すように、本実施形態におけるコイル装置には、第２実施形態における導電糸１５０に代えて導電糸２５０が具備されている。導電糸２５０は、複数の芯材５１の各々がスパイラル状に撚られた撚線であるという点において、第２実施形態における導電糸１５０とは異なる。図示の例では、導電糸２５０は２本の芯材５１により構成されているが、導電糸２５０を構成する芯材５１の本数はこれに限定されるものではなく、３本以上であってもよい。

【0087】

本実施形態においても第２実施形態と同様の効果が得られる。加えて、本実施形態では、各芯材５１を撚ることにより、各芯材５１同士が絡み合い締め付け合うため、引っ張っても各芯材５１が抜けにくく、導電糸２５０の強度を高めることができる。

【0088】

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

【0089】

上記各実施形態では、図１に示すように、外部端子３１，３２は略Ｌ字形状を有する金属端子で構成されていたが、外部端子３１，３２の形状は特に限定されるものではなく、平板形状からなる金属端子で構成されていてもよい。また、外部端子３１，３２は、金属端子以外（例えば、電極膜等）で構成されていてもよい。

【0090】

上記各実施形態において、図６に示すように、コイル部２０の両端部をコア部２０の端面と底面の一部とに沿うようにコア部２０の外側に引き出しておき、この引き出した部分を端子部５３として利用してもよい。この場合、コア部２０の外側に引き出したコイル部２０の両端部に外部端子３１，３２を接続してもよい。あるいは、この引き出した部分を外部端子として利用してもよい。

【0091】

上記各実施形態において、コア部２０の形状は図１に示す形状に限定されるものではなく、例えば三角柱形状、五角柱形状、その他の多角柱形状、あるいは略円柱形状等であってもよい。また、図１に示す例では、コア部２０はＸ軸方向にまっすぐ伸びる形状を有していたが、湾曲形状（例えば、略Ｃ字形状や略リング形状）あるいは屈曲形状としてもよい。

【0092】

上記各実施形態では、図２に示すように、導電糸５０（あるいは芯材５１）の形状は円柱形状であったが、導電糸５０（あるいは芯材５１）の形状はこれに限定されるものではなく、例えば三角柱形状、直方体形状、五角柱形状、あるいはその他の多角柱形状等であってもよい。

【0093】

上記各実施形態において、コイルパターン５２０における各ターン間の間隔は、要求されるコイル装置１０のインダクタンス値等に応じて適宜変更してもよい。

【符号の説明】

【0094】

１０…コイル装置
２０…コア部
３１…第１外部端子
３２…第２外部端子
４０…コイル部
５０，５０Ａ，１５０，２５０…導電糸
５１…芯材
５２…導電層
５２０…コイルパターン
５２１…無電解メッキ層
５２２…電解メッキ層
５３…端子部
６０…リードフレーム
６１…フレーム本体部
６２…フレーム開口部
７０…金型
７１…上金型
７２…下金型
７３…上凹部
７４…下凹部
７５…注入孔
７６…樹脂充填空間
８０…注入機
９０…成形用樹脂
１００…樹脂成形体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】