JP2002353031A

JP2002353031A - 高周波コイル

Info

Publication number: JP2002353031A
Application number: JP2002080779A
Authority: JP
Inventors: Minoru Takatani; 稔高谷; Takashi Kajino; 隆楫野; Yumiko Ozaki; 由美子尾崎
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2002-12-06

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｑ及びＳＲＦが比較的高く、高インダクタン
スを薄型にかつ低コストで実現可能な高周波コイルを提
供する。【解決手段】絶縁基板の少なくとも片面に、有機絶縁
層を介し２層以上のコイル導体を形成した高周波コイル
であり、前記２層以上の全層又は一部の層における前記
コイル導体１１ａ，１３ａは略２ターン以上周回する部
分を有し、該コイル導体１１ａ，１３ａの最内周の周回
部分より内側の導体の配されていない中央部の面積が、
当該コイル導体の最外周の周回部分を含みかつ該最外周
の周回部分で囲まれた全体面積の５０％以上となるよう
にするとともに、各コイル導体１１ａ，１３ａを同一方
向に周回するように直列接続した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁基板上にコイ
ル導体を形成してなる高周波コイルに係り、とくに自己
共振周波数（ＳＲＦ）やＱ値が比較的高く、小型で１０
０〜２００ｎＨの高インダクタンスコイルに適用して好
適な結果が得られる高周波コイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の高周波コイルとしては、
以下の構成のものが知られている。

【０００３】(1) セラミック基板上に薄膜技術により
単層スパイラルコイルを形成したもの（特公平７−１０
１６５２号公報）。

【０００４】(2) セラミック積層工法により、ヘリカ
ルコイルを形成したもの（特公平３−２２９４０７号公
報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記(1)の
薄膜技術によりスパイラルコイルを形成したものは、次
の欠点がある。

【０００６】コイルの巻き方がスパイラルであり、
コイルの中央部にまでコイル導体が存在し、コイル導体
の鎖交磁界による渦電流損失が増えるので、Ｑが低下す
る。

【０００７】単層スパイラルコイルでは、床面積を
一定とすると、ターン数（巻き数）を大きくとれないの
で、大きいインダクタンスのコイルが得られない。

【０００８】基板がセラミックなので、誘電率が大
きく浮遊容量が増大してＳＲＦが低下する。硝子系の基
板を用いると誘電率はある程度は低下するが、機械的強
度に問題が生じ、チップの割れやカケの問題が発生す
る。またアルミナのように機械的強度の大きいセラミッ
ク材料を選ぶと今度は誘電率が大きくなる。

【０００９】また、上記(2)のセラミック積層工法によ
りヘリカルコイルを形成したものは、次の欠点がある。

【００１０】大きいインダクタンスのコイルを作成
すると、導体層数が増えて素子高さが大きくなり、また
コストが上昇する。

【００１１】全体を高温で焼成する為にコイル導体
に焼成時の溶剤のガス抜けに起因すると考えられる多数
のボイドが存在し導体表面に大きな凹凸が発生する。こ
の為に、高周波での電流路が長くなって導体損失が増大
し、Ｑ値が落ちる。

【００１２】層間絶縁層がセラミックなので誘電率
が高く浮遊容量が大きくなり、ＳＲＦが低下する。

【００１３】本発明は、上記の点に鑑み、Ｑ及びＳＲＦ
が比較的高く、ＧＨｚ帯において高インダクタンスを薄
型にかつ低コストで実現可能な高周波コイルを提供する
ことを目的とする。

【００１４】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項１の発明に係る高周波コイルは、絶縁基
板の少なくとも片面に、有機絶縁層を介し２層以上のコ
イル導体を形成した構成において、前記２層以上の全層
又は一部の層における前記コイル導体は略２ターン以上
周回する部分を有し、該コイル導体の最内周の周回部分
より内側の導体の配されていない中央部の面積が、当該
コイル導体の最外周の周回部分を含みかつ該最外周の周
回部分で囲まれた全体面積の２０％〜９０％であり、各
コイル導体を同一方向に周回するように直列接続したこ
とを特徴としている。

【００１６】本願請求項２の発明に係る高周波コイル
は、請求項１において、前記コイル導体が銅で形成され
てなることを特徴としている。

【００１７】本願請求項３の発明に係る高周波コイル
は、請求項１又は２において、前記コイル導体のアスペ
クト比が０.３以上であることを特徴としている。

【００１８】本願請求項４の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２又は３において、周波数１ＧＨｚでの
前記有機絶縁層の比誘電率が４以下であることを特徴と
している。

【００１９】本願請求項５の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２，３又は４において、周波数１ＧＨｚ
での前記有機絶縁層のＱが２００以上であることを特徴
としている。

【００２０】本願請求項６の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２，３，４又は５において、前記有機絶
縁層がビニルベンジルであることを特徴としている。

【００２１】本願請求項７の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２，３，４，５又は６において、前記絶
縁基板が有機基板であることを特徴としている。

【００２２】本願請求項８の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２，３，４，５，６又は７において、前
記絶縁基板がビニルベンジルであることを特徴としてい
る。

【００２３】本願請求項９の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２，３，４，５，６，７又は８におい
て、前記コイル導体の最下層から数えて奇数番目のコイ
ル導体のうち、同一パターンのものが存在することを特
徴としている。

【００２４】本願請求項１０の発明に係る高周波コイル
は、請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９にお
いて、前記コイル導体の最下層から数えて偶数番目のコ
イル導体のうち、同一パターンのものが存在することを
特徴としている。

【００２５】本願請求項１１の発明に係る高周波コイル
は、請求項１乃至１０のいずれかにおいて、前記２層以
上のコイル導体のうち一部の層におけるコイル導体は略
２ターン以上周回する部分を有し、該コイル導体の最内
周の周回部分より内側の導体の配されていない中央部の
面積が、当該コイル導体の最外周の周回部分を含みかつ
該最外周の周回部分で囲まれた全体面積の２０％〜９０
％であり、前記２層以上のコイル導体の残りの層におけ
るコイル導体は略１ターン以下であることを特徴として
いる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る高周波コイル
の実施の形態を図面に従って説明する。

【００２７】図１乃至図２で本発明に係る高周波コイル
の第１の実施の形態を説明する。この場合、導体層が２
層となっている２層品を示し、図１（Ａ）は有機又は無
機の絶縁基板１上に形成された第１導体層１１を、同図
（Ｂ）はその上に積層形成された第１有機絶縁層１２
を、同図（Ｃ）はその上に形成された第２導体層１３を
示すものであり、第１導体層１１における略２ターン周
回するコイル導体１１ａと第２導体層１３における略２
ターン周回するコイル導体１３ａとは第１有機絶縁層１
２のビアホール１４を介して相互に接続され、全体とし
て基板両側縁の端子電極５同士を接続する直列コイル導
体１０を構成している。

【００２８】ここで、図１点線で示すように、各コイル
導体１１ａ，１３ａの最内周の周回部分より内側の導体
の配されていない中央部の面積をＳ_１１，Ｓ_１２、当該
コイル導体の最外周の周回部分を含みかつ該最外周の周
回部分で囲まれた全体面積をＳ_Ｔ１，Ｓ_Ｔ２としたと
き、０.９≧Ｓ_１１／Ｓ_Ｔ１≧０.２かつ０.９≧Ｓ_１２／
Ｓ_Ｔ２≧０.２とする。つまり、各コイル導体１１ａ，１３ａの最内周
の周回部分より内側の導体の配されていない中央部の面
積Ｓ_１１，Ｓ_１２は、当該コイル導体の最外周の周回部
分を含みかつ該最外周の周回部分で囲まれた全体面積Ｓ
_Ｔ１，Ｓ_Ｔ２の２０％〜９０％となるように（より好ま
しくは５０％以上となるように）設定する。この条件を
満足する略２ターンのコイル導体１１ａ，１３ａのよう
なコイルパターンを以下ダブルヘリカルパターンと呼ぶ
ことにする。

【００２９】また、各層のコイル導体は、同一方向に周
回するように、つまり各コイル導体の巻き線方向が同じ
になるように直列接続されている。

【００３０】第１及び第２導体層１１，１３の作製は、
例えば、パネルめっきとエッチングによる方法、あるい
はパターンめっき法によって行うことができる。

【００３１】パネルめっきとエッチングによる方法で
は、絶縁基板１上に厚さが５μｍ以下のめっき下地層を
形成し、その後、めっき下地層の面に電解めっきを施
し、その上にコイル導体部を覆う形でレジストパターン
を形成し、不要な部分をエッチング法で除去してコイル
導体層を形成する（サブトラクティブ工法）。上層のコ
イル導体層も層間の有機絶縁層上に同様の工程で作製で
きる。

【００３２】また、パターンめっき法の場合、図２
（Ａ）のように、絶縁基板１の表面を粗化した後に銅等
の金属の無電解めっきで５μｍ以下のめっき下地層３０
を形成し、その上に感光性（光硬化性）のフォトレジス
トとしてのドライフィルム３１を貼り付け、平行露光機
で図１（Ａ）の第１導体層１１のパターンを形成し、図
２（Ｂ）のように第１導体層１１のパターンの部分のド
ライフィルム３１を除去した所に銅等の金属の電気めっ
きにより十分な膜厚のめっき層３２を形成する。その
後、図２（Ｃ）のようにドライフィルム３１を剥離し、
さらにめっき層３２で覆われていない線間のめっき下地
層３０をエッチングで除去することで、下層の第１導体
層１１が形成される。

【００３３】上層の第２導体層１３の形成は、図２
（Ｄ）のように層間絶縁層としての第１有機絶縁層１２
を第１導体層１１を覆うように形成し、ビアホール１４
をフォトリソグラフィー法又はレーザ加工法により形成
後、第１導体層１１の形成の場合と同様の工程を繰り返
すことで図２（Ｅ）のように第１有機絶縁層１２にあけ
られたビアホール１４で第１導体層１１に接続した第２
導体層１３が得られる。なお、層間絶縁層としての有機
絶縁層は、絶縁樹脂のスピンコート、バーコート、塗
布、印刷、プレス（シート状のものの貼り合わせ）等で
形成可能であり、これらの方法は溶剤の揮発性や樹脂の
粘度等の材料特性に応じて選択される。

【００３４】このパターンめっき法により各導体層１
１，１３を作製することで、従来のセラミック積層工法
にありがちな導体層のボイドの発生はなく、各導体層１
１，１３の表面は滑らかなものとなる。

【００３５】前記絶縁基板１及び層間絶縁膜となる有機
絶縁層１２の材質には浮遊容量を減少させるために誘電
率の小さいものが好ましい。また誘電損失を減らす為に
Ｑの大きいものが好ましい。具体的には、１ＧＨｚにお
いて、絶縁基板１及び有機絶縁層１２の比誘電率がそれ
ぞれ４以下で、Ｑ（初期値）はそれぞれ２００以上ある
ことがとくに望ましい。なお、絶縁基板１及び有機絶縁
層１２の比誘電率が４より大きいようでは有機絶縁材料
を用いる意義が薄れる。また、Ｑが２００未満ではコイ
ル全体のＱ値を大きくできなくなるきらいがある。

【００３６】絶縁基板１及び有機絶縁層１２の材料は使
用周波数、目標のＱ値、コストを考慮して例えば以下の
表１より選択すればよい。この中でも、有機材、つまり
絶縁樹脂のビニルベンジルは誘電率、Ｑ、コストのバラ
ンスが良く、好ましい材料である。

【００３７】表１（測定周波数１ＧＨｚ）品種名比誘電率Ｑ（初期値）フッ素樹脂２.１１００００ポリエチレン２.２５０００ＰＰＯ２.５１２００ビニルベンジル２.５２６０シアネートエステル２.７１０００ポリエーテルイミド３６７０ポリイミド３.６２００エポキシ３〜７０ＢＴレジン２.５５００ポリオレフィン２.６２０００ポリフマレート２.６２５０ポリアリレート２.６２２０

【００３８】前記絶縁基板１を有機基板とする場合及び
有機絶縁層１２には、機械的強度の向上の為に芯材を用
いることが出来る。芯材には以下の表２のようにＤガラ
スクロス、Ｅガラスクロス、ケプラークロス等を用いる
ことが出来る。一般的に誘電率の低く、低損失の材料ほ
ど高価であるが、コストの許す限り、誘電率の低い材料
を使用することが好ましい。

【００３９】

【００４０】なお、セラミック基板の場合はアルミナの
ように機械的強度は優れているが誘電率が１０程度と大
きい材料とガラスのように誘電率は４程度と小さいが割
れやすい材料の二つにわかれて、機械的強度と低誘電率
の両方を併せ持つ材料はない。

【００４１】前記絶縁基板１及び有機絶縁層１２の材質
は各コイル導体と反応しないものであることが好まし
い。たとえばコイル導体が銅である場合、ポリイミドを
絶縁基板又は絶縁層に使用すると銅表面が青緑色に変色
し、いわゆる緑青を生成するので好ましくない。また、
適度の耐熱性を有するものが好ましい。たとえばＴｇ
（ガラス転移点）が極端に低い場合、高温での信頼性に
影響を及ぼし、好ましくない。Ｔｇ≧６０℃であること
が好ましい。例えば、ポリアミド樹脂はＴｇが５０℃程
度であり好ましくない。

【００４２】コイル導体１１ａ，１３ａ、つまり第１及
び第２導体層１１，１３の材質は比抵抗が低く、加工性
及び形成性が良好であり、しかも安価であることが好ま
しい。材料の候補として、銀、銅、アルミ、金等が挙げ
られるが、上記の３点を考慮すると銅が最も好ましい。

【００４３】各コイル導体１１ａ，１３ａのアスペクト
比（導体高さ／導体幅）は出来るだけ大きく、具体的に
はコイル導体の周回部分のアスペクト比が０.３以上で
あることが好ましい。アスペクト比を上げることによ
り、導体の渦電流損失を増やすことなく電流路の断面積
を増加することが出来る。またインダクタンス値はほと
んど変わらないので、Ｑを効率良く上げることが出来
る。アスペクト比が０.３未満では、電流路の断面積の
増加はわずかにとどまりＱの改善効果はあまり期待でき
ない。

【００４４】コイル導体の幅を増やした場合は、電流路
の断面積は増加するものの、磁界と鎖交する導体上部の
面積が増え、またインダクタンス値が減少するので好ま
しくない。

【００４５】各コイル導体１１ａ，１３ａの表面を滑ら
かにするのは、高周波領域のＱを向上させるための基本
的な事項である。これを実現するにはコイル導体の形成
方法を、電解めっき、好ましくは光沢電解めっきを用い
た工法、さらには蒸着、スパッタリング等の薄膜工法、
あるいはこれらの工法を組み合わせたものが挙げられ
る。

【００４６】パネルめっき及びエッチングによる方法、
つまり絶縁基板又は絶縁層上にめっき下地層を形成し、
その後に電解めっきを施し、その後にサブトラクティブ
法でコイルを形成する工法によると、コイル導体の上面
が滑らかに形成出来、好ましい。また電解めっきに光沢
めっきを用いると、表面の凹凸がさらに滑らか（鏡面状
態）になり好ましい。エッチング方法はウエットでもド
ライでも良いが、前者の場合は導体側部に大きな凹凸が
出来ることが多く好ましくない。ドライエッチングでパ
ターニングを行う場合は比較的導体側部は滑らかになる
が、量産性に乏しい。

【００４７】図２で説明したパターンめっき法、つまり
絶縁基板又は絶縁層上にめっき下地層を形成し、その上
にコイル導体部が開口部になっているレジストパターン
を形成し、電解めっきを施し、レジスト剥離後に全面を
エッチング除去し、不要なめっき下地層を除去してコイ
ル導体を作製すると、コイル導体の３面が滑らかになり
好ましい。ここで電解めっきを光沢めっきにすると、表
面の凹凸がさらに減少してさらに好ましい。またコイル
導体をハイアスペクトに形成する場合、前記のサブトラ
クティブ工法ではコイル導体のアスペクト比は最大０.
２程度が限度であるが、本工法ではアスペクト比０.３
以上とすることができ、アスペクト比１程度のコイル導
体まで容易に形成可能となる。

【００４８】さらに、前記めっき下地層形成に無電界め
っき工法を採用し、全面のエッチングをウエット法で行
うと量産性が高くなり、好ましい。

【００４９】なお、前記めっき下地層の形成は、スパッ
タリング、蒸着、イオンプレーティング等の薄膜ドライ
工法、無電解めっき等の湿式工法があげられる。このな
かでも無電解めっき工法は量産性に優れ好ましい。この
無電解めっきの場合は、下地表面を粗化する必要がある
が、本例では下地が樹脂であるので、研磨等の物理的手
法もしくは、過マンガン酸カリウム等による化学的手法
で容易に粗化でき好ましい。

【００５０】前記全面のエッチングはドライエッチン
グ、ウエットエッチングの両方が可能であるが、後者は
量産性に優れ好ましい。

【００５１】コイル導体表面の凹凸は使用周波数範囲の
上限でのスキンデプスより小さいことが最も好ましい
が、これを越える値になっても、凹凸を小さくすること
により実効抵抗は減少し、Ｑは大きくなる。とくに、コ
イル導体の少なくとも一面の凹凸が、使用周波数（例え
ば１ＧＨｚ）のスキンデプスの３倍以下であることが望
ましく、セラミック積層工法との対比を考えると表面の
凹凸は５μｍ以下であることがとくに好ましい。また、
コイル導体表面は４面の全てが滑らかであることが最も
好ましいが、すくなくとも１面の全てが滑らかであれば
Ｑの向上に有効である。

【００５２】この第１の実施の形態によれば、次の通り
の効果を得ることができる。

【００５３】(1) 導体層１１，１３をダブルヘリカル
パターンのコイル導体１１ａ，１３ａとしたことで、比
較例として示す図８（Ａ）,（Ｂ）の個々のコイル導体
８１，８２のターン数が略１ターン以下のヘリカルパタ
ーン（以下、便宜上シングルヘリカルパターンと呼ぶ）
に比較して一層当たりのインダクタンスを大きくでき、
シングルヘリカルパターンに比較して少ない層数で所要
のインダクタンス値を確保できる。このため、薄型化を
図り得、またコスト低減も可能である。

【００５４】(2) 導体層１１，１３をダブルヘリカル
パターンのコイル導体１１ａ，１３ａとしたことで、比
較例として示す図８のシングルヘリカルパターンに比較
して一般的には浮遊容量が増大しＳＲＦが低下するが、
前述したように、ビニルベンジル等の有機絶縁層１２を
用いると、誘電率が小さいので線間の浮遊容量が下がり
ＳＲＦの低下を回避できる。

【００５５】(3) ダブルヘリカルパターンのコイル導
体１１ａ，１３ａは、最内周の周回部分より内側の導体
の配されていない中央部の面積Ｓ_１１，Ｓ_１２が、当該
コイル導体１１ａ，１３ａの最外周の周回部分を含みか
つ該最外周の周回部分で囲まれた全体面積Ｓ_Ｔ１，Ｓ
_Ｔ２の２０％〜９０％となるように（より好ましくは５
０％〜９０％となるように）設定してあり、コイル導体
中央部に導体の配されていない空き地が多いため、コイ
ル導体の鎖交磁界による渦電流損失を抑制し、渦電流損
失に起因するＱの低下を防ぐことができる。なお、前記
中央部の面積が２０％未満であると、渦電流損失を抑制
する効果が無くなるため好ましくないし、９０％を超え
るように設定することはコイル導体幅やピッチの関係か
ら製作困難である。また、絶縁基板１及び絶縁層１２と
してビニルベンジル等の１ＧＨｚでのＱが２００以上の
有機材料を用いることで高いＱ値を実現できる。

【００５６】(4) 直列コイル導体１０、つまり第１導
体層１１、第２導体層１３のアスペクト比をそれぞれ上
げると電流路の断面積を増やせるので直流抵抗が減少
し、Ｑ値を向上出来る。とくに、図２のパターンめっき
法によれば、第１導体層１１，１３のコイル導体１１
ａ，１３ａのアスペクト比０.３以上にすることがで
き、Ｑ値の一層の向上を図り得る。

【００５７】図３は本発明に係る高周波コイルの第２の
実施の形態を示す。この場合、導体層が２層となってい
る２層品を示し、図３（Ａ）は有機又は無機の絶縁基板
１上に形成された第１導体層４１を、同図（Ｂ）はその
上に積層形成された第１有機絶縁層４２を、同図（Ｃ）
はその上に形成された第２導体層４３を示すものであ
り、第１導体層４１における略３ターン周回するコイル
導体４１ａと第２導体層４３における略３ターン周回す
るコイル導体４３ａとは第１有機絶縁層４２のビアホー
ル４４を介して相互に接続され、全体として基板両側縁
の端子電極５同士を接続する直列コイル導体４０を構成
している。

【００５８】この場合も、各コイル導体４１ａ，４３ａ
の最内周の周回部分より内側の導体の配されていない中
央部の面積は、当該コイル導体の最外周の周回部分を含
みかつ該最外周の周回部分で囲まれた全体面積の２０％
〜９０％（より好ましくは５０％〜９０％）となるよう
に設定する。この条件を満足する略３ターンのコイル導
体４１ａ，４３ａのようなコイルパターンを以下トリプ
ルヘリカルパターンと呼ぶことにする。

【００５９】また、各層のコイル導体は、同一方向に周
回するように、つまり各コイル導体の巻き線方向が同じ
になるように直列接続されている。

【００６０】第１及び第２導体層４１，４３の作製は、
例えば、パネルめっきとエッチングによる方法、あるい
はパターンめっき法によって行うことができる。また、
層間絶縁層となる第１有機絶縁層４２は、絶縁樹脂のス
ピンコート、バーコート、塗布、印刷、プレス（シート
状のものの貼り合わせ）等で形成可能であり、これらの
方法は溶剤の揮発性や樹脂の粘度等の材料特性に応じて
選択される。

【００６１】この第２の実施の形態によれば、各導体層
のコイル導体のターン数を多くすることで、前述の第１
の実施の形態よりもインダクタンス値を増すことが可能
となる。なお、その他の構成、作用効果は前述の第１の
実施の形態と同様である。

【００６２】図４は本発明に係る高周波コイルの第３の
実施の形態であって、導体層が４層となっている４層品
を示す。図４（Ａ）は有機又は無機の絶縁基板１上に形
成された第１導体層５１を、同図（Ｂ）はその上に層間
の有機絶縁層を介して積層形成された第２導体層５２
を、同図（Ｃ）はその上に層間の有機絶縁層を介して積
層形成された第３導体層５３を、同図（Ｄ）はその上に
層間の有機絶縁層を介して積層形成された第４導体層５
４を示すものであり、第１導体層５１における略２ター
ン周回するコイル導体５１ａと、第２導体層５２におけ
る略２ターン周回するコイル導体５２ａと、第３導体層
５３における略２ターン周回するコイル導体５３ａと、
第４導体層５４における略２ターン周回するコイル導体
５４ａとは各層間の有機絶縁層のビアホールを介して相
互に接続され、全体として基板両側縁の端子電極５同士
を接続する直列コイル導体５０を構成している。

【００６３】この場合も、各コイル導体５１ａ〜５４ａ
の最内周の周回部分より内側の導体の配されていない中
央部の面積は、当該コイル導体の最外周の周回部分を含
みかつ該最外周の周回部分で囲まれた全体面積の２０％
〜９０％（より好ましくは５０％〜９０％）となるよう
に設定して、それぞれダブルヘリカルパターンとする。

【００６４】また、各層のコイル導体は、同一方向に周
回するように、つまり各コイル導体の巻き線方向が同じ
になるように直列接続されている。

【００６５】第１乃至第４導体層５１〜５４の作製は、
例えば、パネルめっきとエッチングによる方法、あるい
はパターンめっき法によって行うことができる。

【００６６】この第３の実施の形態によれば、導体層の
層数を多くすることで前述の第１の実施の形態よりもイ
ンダクタンス値を増すことが可能となる。なお、その他
の構成、作用効果は前述の第１の実施の形態と同様であ
る。

【００６７】図５は本発明に係る高周波コイルの第４の
実施の形態であって、導体層が４層となっている４層品
を示す。図５（Ａ）は有機又は無機の絶縁基板１上に形
成された第１導体層６１を、同図（Ｂ）はその上に層間
の有機絶縁層を介して積層形成された第２導体層６２
を、同図（Ｃ）はその上に層間の有機絶縁層を介して積
層形成された第３導体層６３を、同図（Ｄ）はその上に
層間の有機絶縁層を介して積層形成された第４導体層６
４を示すものであり、第１導体層６１における略３ター
ン周回するコイル導体６１ａと、第２導体層６２におけ
る略３ターン周回するコイル導体６２ａと、第３導体層
６３における略３ターン周回するコイル導体６３ａと、
第４導体層６４における略３ターン周回するコイル導体
６４ａとは各層間の有機絶縁層のビアホールを介して相
互に接続され、全体として基板両側縁の端子電極５同士
を接続する直列コイル導体６０を構成している。

【００６８】この場合も、各コイル導体６１ａ〜６４ａ
の最内周の周回部分より内側の導体の配されていない中
央部の面積は、当該コイル導体の最外周の周回部分を含
みかつ該最外周の周回部分で囲まれた全体面積の２０％
〜９０％（より好ましくは５０％〜９０％）となるよう
に設定して、それぞれトリプルヘリカルパターンとす
る。

【００６９】また、各層のコイル導体は、同一方向に周
回するように、つまり各コイル導体の巻き線方向が同じ
になるように直列接続されている。

【００７０】第１乃至第４導体層６１〜６４の作製は、
例えば、パネルめっきとエッチングによる方法、あるい
はパターンめっき法によって行うことができる。

【００７１】この第４の実施の形態によれば、各導体層
のコイル導体のターン数を多くすることで前述の第３の
実施の形態よりもインダクタンス値を増すことが可能と
なる。なお、その他の構成、作用効果は前述の第３の実
施の形態と同様である。

【００７２】図６は本発明に係る高周波コイルの第５の
実施の形態であって、導体層が８層となっている８層品
を示す。図６（Ａ）は有機又は無機の絶縁基板１上に形
成される最下層の第１導体層７１を、同図（Ｂ）は最下
層から数えて偶数番目となる第２、第４、第６導体層７
２を、同図（Ｃ）は最下層から数えて奇数番目となる第
３、第５、第７導体層７３を、同図（Ｄ）は最上層の第
８導体層７４をそれぞれ示す。各導体層間には層間の有
機絶縁層が介在している。

【００７３】第１導体層７１は略３ターン周回するコイ
ル導体７１ａを、第２、第４及び第６導体層７２は略３
ターン周回するコイル導体７２ａを、第３、第５及び第
７導体層７３は略３ターン周回するコイル導体７３ａ
を、第８導体層７４は略３ターン周回するコイル導体７
４ａを有し、第１導体層７１から第８導体層７４に至る
各導体層のコイル導体７１ａ〜７４ａは各層間の有機絶
縁層のビアホールを介して相互に接続され、全体として
基板両側縁の端子電極５同士を接続する直列コイル導体
７０を構成している。

【００７４】この場合も、各コイル導体７１ａ〜７４ａ
の最内周の周回部分より内側の導体の配されていない中
央部の面積は、当該コイル導体の最外周の周回部分を含
みかつ該最外周の周回部分で囲まれた全体面積の２０％
〜９０％に設定して、（より好ましくは５０％〜９０％
に設定して）、それぞれトリプルヘリカルパターンとす
る。

【００７５】また、各層のコイル導体は、同一方向に周
回するように、つまり各コイル導体の巻き線方向が同じ
になるように直列接続されている。

【００７６】第１乃至第８導体層７１〜７４の作製は、
例えば、パネルめっきとエッチングによる方法、あるい
はパターンめっき法によって行うことができる。

【００７７】この第５の実施の形態によれば、導体層の
層数を多くすることで前述の第４の実施の形態よりもイ
ンダクタンス値を増すことが可能となる。例えば、１６
０８サイズ（縦横寸法：１.６×０.８mm）で、コイル導
体のライン幅３０μｍ、ライン高さ５０μｍ、ピッチ３
０μｍ、アスペクト比１.７、面積比３７％｛（各コイ
ル導体の最内周の周回部分より内側の導体の配されてい
ない中央部の面積）／（当該コイル導体の最外周の周回
部分を含みかつ該最外周の周回部分で囲まれた全体面
積）｝とした高周波コイルを構成した場合、測定周波数
１ＧＨｚで２２０ｎＨ程度のインダクタンス値が得られ
る。また、最下層と最上層以外の中間層における偶数番
目のコイル導体パターン同士を同一パターンとするとと
もに、奇数番目のコイル導体パターン同士も同一パター
ンとすることができ、図２のパターンめっき法でコイル
導体パターンを露光する際のフォトマスクの種類を少な
くすることができ、製造コストの低減を図ることができ
る。なお、その他の構成、作用効果は前述の第４の実施
の形態と同様である。

【００７８】なお、上記各実施の形態では、全導体層の
コイル導体が略２ターン以上である例を示したが、一部
の導体層のコイル導体が略１ターン以下のシングルヘリ
カルパターンであってもよい。

【００７９】また、絶縁基板の片側に導体層を複数層形
成したが、前記絶縁基板の両側に導体層を複数層形成し
てもよい。

【実施例】以下、本発明に係る高周波コイルを実施例で
詳述する。

【００８０】実施例１比誘電率が７.２のＥガラスクロスを芯材（補強材）と
して、１ＧＨｚで比誘電率が２.５、Ｑ＝２６０のビニ
ルベンジルを含浸して厚さ０.３mmの有機絶縁基板を作
製した。このときの基板全体の比誘電率は３.２で、Ｑ
＝２５０であった。

【００８１】この基板表面を粗化した後に無電解銅めっ
きで厚さ０.３μｍとなる無電解銅めっき層を形成し
た。この上に厚さ８０μｍのドライフィルムを貼り付
け、平行露光機で図１（Ａ）の第１導体層１１のダブル
ヘリカルパターンを形成した。ここで、高周波コイルは
１６０８サイズであり、全体の縦横寸法は１.６×０.８
mmである。ダブルヘリカルパターンをなすコイル導体の
ライン幅は８５μｍ、ライン高さ７０μｍ、ピッチ８５
μｍ、アスペクト比０.８２、面積比４２％｛（各コイ
ル導体の最内周の周回部分より内側の導体の配されてい
ない中央部の面積）／（当該コイル導体の最外周の周回
部分を含みかつ該最外周の周回部分で囲まれた全体面
積）｝である。その後、レジストの溝部（ドライフィル
ムに形成した溝部）に光沢硫酸銅めっきで厚さ７０μｍ
の導体パターンを作製した。ドライフィルムを剥離後、
全体をウエットエッチングして不用な下地導体膜（線間
の無電解銅めっき層）をエッチングで除去した。

【００８２】その後、層間絶縁層となるべき感光性の絶
縁樹脂（例えば、変成エポキシ樹脂等）を第１導体層上
で２５μｍの厚さに塗布して図１（Ｂ）の第１有機絶縁
層１２とし、かつビアホール１４を作製した。ビアホー
ル１４の形成はフォトリソグラフィー法による。ビアホ
ールの直径は１００μｍである。有機絶縁層１２の樹脂
の硬化温度は１６０℃である。また樹脂の１ＧＨｚでの
比誘電率は３.５である。

【００８３】その後、絶縁層表面を粗化した後に０.３
μｍの無電解銅めっき層を形成した。この上に厚さ１０
０μｍのドライフィルムを貼り、平行露光機で図１
（Ｃ）の第２導体層１３のダブルヘリカルパターンを形
成した。ここでダブルヘリカルパターンをなすコイル導
体のライン幅は８５μｍである。その後、レジストの溝
部（ドライフィルムに形成した溝部）に光沢硫酸銅めっ
きで厚さ１００μｍの導体パターンを形成した。ドライ
フィルム剥離後、ウエットエッチングで不用下地導体膜
を取り除いた。このようにして作製した実施例１の高周
波コイルは、測定周波数１００ＭＨｚで１０ｎＨであ
り、またＱ値の周波数特性を図７に示す。

【００８４】実施例２実施例１と同じ条件で図３（Ａ）,（Ｂ）のように各導
体層４１，４３のコイル導体をトリプルヘリカルパター
ンとした。但し、コイル導体のライン幅３０μｍ、ライ
ン高さ５０μｍ、ピッチ３０μｍ、アスペクト比１.
７、面積比３７％｛（各コイル導体の最内周の周回部分
より内側の導体の配されていない中央部の面積）／（当
該コイル導体の最外周の周回部分を含みかつ該最外周の
周回部分で囲まれた全体面積）｝である。このようにし
て作製した実施例２の高周波コイルのＱ値の周波数特性
を図７に示す。

【００８５】比較例１実施例１と同じ条件で図８（Ａ）,（Ｂ）のように各導
体層８１，８２のコイル導体をシングルヘリカルパター
ンとした。但し、コイル導体のライン幅１００μｍ、ラ
イン高さ１００μｍ、ピッチ１００μｍ、アスペクト比
１、面積比５８％｛（各コイル導体の最内周の周回部分
より内側の導体の配されていない中央部の面積）／（当
該コイル導体の最外周の周回部分を含みかつ該最外周の
周回部分で囲まれた全体面積）｝である。このようにし
て作製した比較例１の高周波コイルのＱ値の周波数特性
を図７に示す。

【００８６】比較例２実施例１と同じ条件で図９（Ａ）,（Ｂ）のように単層
のスパイラルパターンのコイル導体９０を有する高周波
コイルとした。但し、コイル導体のライン幅３０μｍ、
ライン高さ５０μｍ、ピッチ３０μｍ、アスペクト比
１.７、面積比４０％｛（各コイル導体の最内周の周回
部分より内側の導体の配されていない中央部の面積）／
（当該コイル導体の最外周の周回部分を含みかつ該最外
周の周回部分で囲まれた全体面積）｝である。このよう
にして作製した比較例２の高周波コイルのＱ値の周波数
特性を図７に示す。

【００８７】図７から、実施例１，２のダブルヘリカル
乃至トリプルヘリカルパターンの高周波コイルは、シン
グルヘリカルパターンよりはＱ値が下がるが、スパイラ
ルパターンと比較すると相当高いＱ値となっていること
が判り、またシングルヘリカルパターンと比べて層数を
減らすことができる。

【００８８】本発明に係る高周波コイルは、コモンモー
ドチョークコイル、トランス、フィルタ、パワーアン
プ、ＶＣＯ等の電子部品モジュールに適用可能である。
つまり、モジュール内のコイル部品を本発明のそれと置
き換えることにより、高性能かつ小型のモジュールを構
成できる。高性能の内容は例えばフィルタの場合はシャ
ープな減衰特性にできる。この理由は、フィルタはＬ，
Ｃで構成されるが、一般にＣのＱは十分に大きく全体の
性能はもっぱらＬのＱ特性に支配されるからである。

【００８９】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スパイラルパターンと比較してＱ及びＳＲＦが比較的高
く、またシングルヘリカルパターンと比較して高インダ
クタンスで薄型（層数低減）かつ低コストの高周波コイ
ルを実現可能である。例えば、長さ１.６mm、幅０.８m
m、厚み０.８mmのサイズであっても従来品よりも大きな
インダクタンス値が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高周波コイル第１の実施の形態で
あって、導体層及び層間有機絶縁層を示す平面図であ
る。

【図２】第１の実施の形態の場合の製法の１例を示す説
明図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態であって、導体層及
び層間有機絶縁層を示す平面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態であって、複数層の
導体層を示す平面図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態であって、複数層の
導体層を示す平面図である。

【図６】本発明の第５の実施の形態であって、複数層の
導体層を示す平面図である。

【図７】実施例１，２と比較例１，２のＱ値の周波数特
性を示すグラフである。

【図８】比較例１の場合の複数層の導体層を示す平面図
である。

【図９】比較例２の場合の複数層の導体層を示す平面図
である。

【符号の説明】

１絶縁基板５端子電極１０，４０，５０，６０，７０直列コイル導体１１，１３，４１，４３，５１，５２，５３，５４，６
１，６２，６３，６４，７１，７２，７３，７４導体
層１１ａ，１３ａ，４１ａ，４３ａ，５１ａ，５２ａ，５
３ａ，５４ａ，６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａ，７１
ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａコイル導体１２，４２有機絶縁層１４，４４ビアホール３０めっき下地層３１ドライフィルム３２めっき層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者尾崎由美子東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内Ｆターム(参考） 5E070 AA01 AB04 AB06 BA01 CB04 CB12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板の少なくとも片面に、有機絶縁
層を介し２層以上のコイル導体を形成した高周波コイル
において、前記２層以上の全層又は一部の層における前記コイル導
体は略２ターン以上周回する部分を有し、該コイル導体
の最内周の周回部分より内側の導体の配されていない中
央部の面積が、当該コイル導体の最外周の周回部分を含
みかつ該最外周の周回部分で囲まれた全体面積の２０％
〜９０％であり、各コイル導体を同一方向に周回するように直列接続した
ことを特徴とする高周波コイル。
【請求項２】前記コイル導体が銅で形成されてなる請
求項１記載の高周波コイル。
【請求項３】前記コイル導体のアスペクト比が０.３
以上である請求項１又は２記載の高周波コイル。
【請求項４】周波数１ＧＨｚにおいて、前記有機絶縁
層の比誘電率が４以下である請求項１，２又は３記載の
高周波コイル。
【請求項５】周波数１ＧＨｚにおいて、前記有機絶縁
層のＱが２００以上である請求項１，２，３又は４記載
の高周波コイル。
【請求項６】前記有機絶縁層がビニルベンジルである
請求項１，２，３，４又は５記載の高周波コイル。
【請求項７】前記絶縁基板が有機基板である請求項
１，２，３，４，５又は６記載の高周波コイル。
【請求項８】前記絶縁基板がビニルベンジルである請
求項１，２，３，４，５，６又は７記載の高周波コイ
ル。
【請求項９】前記コイル導体の最下層から数えて奇数
番目のコイル導体のうち、同一パターンのものが存在す
る請求項１，２，３，４，５，６，７又は８記載の高周
波コイル。
【請求項１０】前記コイル導体の最下層から数えて偶
数番目のコイル導体のうち、同一パターンのものが存在
する請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９記載
の高周波コイル。
【請求項１１】前記２層以上のコイル導体のうち一部
の層におけるコイル導体は略２ターン以上周回する部分
を有し、該コイル導体の最内周の周回部分より内側の導
体の配されていない中央部の面積が、当該コイル導体の
最外周の周回部分を含みかつ該最外周の周回部分で囲ま
れた全体面積の２０％〜９０％であり、前記２層以上の
コイル導体の残りの層におけるコイル導体は略１ターン
以下である請求項１乃至１０のいずれか記載の高周波コ
イル。