JP2013084799A

JP2013084799A - 積層コイル

Info

Publication number: JP2013084799A
Application number: JP2011224024A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Ono; 和則小野; Seiichi Kuroki; 誠一黒木
Original assignee: Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-05-09
Also published as: TWM459621U

Abstract

【課題】一定の電子部品をも含むようにして構成する形式の回転駆動装置に適用する場合に、その回転駆動装置における一層の薄型化を図りつつ、内部の電子部品収容スペースを十分に確保することが可能な積層コイルを実現する。
【解決手段】複数の各コイル層１１０〜１４０は、自層の中心から放射方向に延長した複数の仮想半直線で区切られた複数の部分領域Ｓ１〜Ｓ６のうちの一部または全部の各該当する部分領域ごとに前記平面コイルを埋設して構成し、当該複数のコイル層を既定の順序で積層し他層との相対位置を固定して積層コイル１００を構成し、複数のコイル層のうち既定の複数のコイル層は、自層の複数の部分領域Ｓ１〜Ｓ６のうちの特定の部分領域Ｓ２，Ｓ３に平面コイルを埋設せず且つ他層に設けられた電子部品１４，１５との干渉を回避するためのキャビティ１３１，１４１を形成した干渉回避用コイル層１３０，１４０とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、絶縁樹脂に平面コイルを埋設して構成したコイル層を複数積層した積層コイルに関し、特に、この積層コイルを適用した回転駆動装置の更なる薄型化を図ることができるようにした、積層コイルに関する。

絶縁樹脂に平面空心コイルを該絶縁樹脂の仮想中心軸の周りに軸対称に複数配してコイル層を形成し、該コイル層を複数積層して構成した積層コイルが知られている。そして、積層コイルに電子部品を実装する際、図３に示したように、積層コイルの上層のコイル層に実装する技術がある（特許文献１の図５参照）。

台湾特許公開公報第２０１１０３２３４号

しかしながら、近年、モーターの駆動回路を構成するＩＣや受動素子等の電子部品をも含むようにしてモーターを構成する技術が普及しはじめている。このような技術を適用したモーターでは電子部品の収容のために一定の実装用スペースを確保する必要があるが、それでもなお一層の薄型化が要求される傾向にある。
上記の特許文献１記載の技術では、図３に示したように、複数層（例えば４層）のコイル層３１０、３２０、３３０、３４０の相互間を、絶縁層３１５、３２５、３３５で絶縁して積層コイルを構成している。そして、最上層のコイル層３４０の上面に、電子部品たるモーターの駆動回路３５０を実装している。従って、図３のようなコイル層を適用してモーターを構成すると、電子部品３５０の厚みの分だけ、当該モーターのステーターとローターとの間隙が必要となり、このため昨今のようなモーターの更なる薄型化を求めようとする要請には十分に応えきれない。

本発明は、上述のような状況に鑑みてなされたものであり、一定の電子部品をも含むようにして構成する形式の回転駆動装置に適用する場合に、その回転駆動装置における一層の薄型化を図りつつ、内部の電子部品収容スペースを十分に確保することが可能な積層コイルを提供することを目的とする。

上述の技術課題を解決するために、ここに、次のような技術を提案する。
（１）絶縁樹脂に平面コイルを埋設して構成したコイル層を複数積層し相互に固定した積層コ
イルであって、
該積層コイルの中の各コイル層の中で最も底部に位置し、複数の平面コイル或いは引回し線が配されている基底コイル層と、
前記積層コイルの中の各コイル層の中で前記基底コイル層の上層に位置し、電子部品を電気的に接続する配線が配されている配線用コイル層と、
前記積層コイルの中の各コイル層の中で前記配線用コイル層の上層に位置し、前記電子部品との干渉を回避するためのキャビティを有する干渉回避用コイル層と、
を備えることを特徴とする積層コイル。
上記（１）の積層コイルは、これを回転駆動装置に適用したときに、干渉回避用コイル層によって、電子部品との干渉を回避した適切な電子部品実装スペースを確保することができる。

（２）上記（１）の積層コイルであって、
前記配線用コイル層と前記干渉回避用コイル層との間にスペーサを介挿させたことを特
徴とする積層コイル。
上記（２）積層コイルは、（１）の積層コイルにおいて特に、スペーサの形状および寸法を適切に選択することによって、電子部品実装スペースの形状および寸法の調整が容易にできる。

一定の電子部品をも含むようにして構成する形式の回転駆動装置に適用する場合に、その回転駆動装置における一層の薄型化を図りつつ、内部の電子部品収容スペースを十分に確保することが可能な積層コイルを提供することができる。

本発明の実施の形態としての積層コイルを用いた回転駆動装置を表す図である。図１の回転駆動装置における積層コイルの構成を、各コイル層毎に説明するための図である。従来の積層コイルを表す図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態につき詳述することによって本発明を明らかにする。
図１は、本発明の実施の形態としての積層コイルを用いた回転駆動装置を表す図である。
図１の回転駆動装置１０は、例えば、携帯電話の振動音告知用として使用されるバイブレータである。

また、図２は、図１の回転駆動装置における積層コイルの構成を、各コイル層毎に説明するための図である。
回転駆動装置１０は積層コイル１００への通電によって生じる磁力でマグネットロータ１３が回転するように構成されている。
積層コイル１００は、絶縁樹脂に平面コイルを埋設して構成したコイル層を複数積層し相互に接着剤等により固定したものである。

積層コイル１００の複数のコイル層の積層順における最も底部に位置するコイル層である基底コイル層１１０の直上に位置する配線用コイル層１２０の中心部に、この配線用コイル層１２０の主面に垂直に主軸１１が固定してある。
この実施の形態では、主軸１１を固定するために、配線用コイル層１２０は、樹脂製の基板１２０ａに主軸固定用ランド部１２が設けられ、この主軸固定用ランド部１２に主軸１１が接合されている。

この主軸１１に、積層コイル１００の上面に面対向するようにマグネットロータ１３が回転自在に嵌装されている。
本実施の形態では、マグネットロータ１３は、その既定の部位に不図示の重錘が貼着されているため、主軸１１の周りでの質量の分布がアンバランスである。このため回転駆動装置１０は、回転に伴って振動を生じ、携帯電話の振動音告知用のバイブレータとして機能する。

積層コイル１００における複数の各コイル層は、絶縁樹脂層に平面コイルを埋設して構成し、当該複数のコイル層を既定の順序で積層し他層との相対位置を固定してある。
図示の例では、積層コイル１００の複数のコイル層のうち、上述のように、最も底部に位置するコイル層は、基底コイル層１１０である。
そして、この基底コイル層１１０から、順次上方に、配線用コイル層１２０、および、２層の各干渉回避用コイル層１３０、１４０が積層されている。

既述のように、配線用コイル層１２０は、樹脂製の基板１２０ａに主軸固定用ランド部１２が設けられ、この主軸固定用ランド部１２に主軸１１が接合されている。このため、回転駆動装置１０の主軸１１を、積層コイルの配線用コイル層１２０自体や電子部品１４、１５、基底コイル層１１０、および、干渉回避用コイル層１３０、１４０等との干渉を最小限にしつつ、十分な強度をもって配置することができる。

尚、図１を参照して明らかなとおり、干渉回避用コイル層１４０は、マグネットロータ１３に面対向する積層順位置に積層してある。このため、電子部品１４、１５をマグネットロータ１３に臨む適切な位置に配置することができる。
図２（ａ）、および、図２（ｂ）は、干渉回避用コイル層１４０、および、干渉回避用コイル層１３０をそれぞれ表す図である。

また、図２（ｃ）は、配線用コイル層１２０を表す図である。
さらに、図２（ｄ）は、全コイル型の基底コイル層１１０を例示する図である。
図２（ｄ）の基底コイル層１１０について代表的に表したように、積層コイル１００の複数の各コイル層は、自層の中心から放射方向に延長した複数の仮想半直線（一点鎖線で図示）で区切られた複数の部分領域（Ｓ１〜Ｓ６）のうちの一部または全部の各該当する部分領域ごとに平面コイルを絶縁樹脂層に埋設して構成されている。

図示の基底コイル層１１０は、上述の複数の部分領域Ｓ１〜Ｓ６に各対応して、絶縁樹脂層１１１に平面コイル１１０−１〜１１０−６が埋設されて構成されている。
尚、この基底コイル層１１０では、上述の各コイル層に対応して電気配線である引き回し線が付帯している。一方、基底コイル層は、複数の部分領域Ｓ１〜Ｓ６の全てに平面コイルが埋設されるに替えて、一部ないし全部の部分領域Ｓ１〜Ｓ６に引き回し線を配設した構成を採り得る。

上述のような基底コイル層１１０を回転駆動装置１０に適用することによって、効率良く磁力を得て、回転駆動装置のトルクを十分な水準のものとすることができる。
一方、配線用コイル層１２０は、上述の複数の部分領域Ｓ１〜Ｓ６のうちの特定の部分領域Ｓ２〜Ｓ３に集積回路１４やコンデンサ１５等の電子部品の取り付けおよび配線に用いる配線用導体部１２１を有する。

この実施の形態では、配線用導体部１２１は、集積回路１４を載置するための集積回路実装用パッド１２２や、コンデンサ１５等を載置するための受動素子実装用パッド１２３、および、これら集積回路実装用パッド１２３と受動素子実装用パッド１２２との間や、これらと平面コイルとを結ぶ導体部１２４を含んでいる。
そして特定の部分領域Ｓ２〜Ｓ３以外の部分領域Ｓ１、Ｓ４〜Ｓ６において、平面コイル１２０−１〜１２０−４が絶縁樹脂層１２５に埋設されて構成されている。

上述のような配線用コイル層１２０を持つ積層コイル１００を回転駆動装置１０に適用することによって、回転駆動装置１０内の電子部品を実装するに際して、その作業性が向上し、省スペース化にも寄与させ得る。
尚、配線用コイル層１２０における配線用導体部１２１は、既述の基板１２０ａに、平面コイル１２０−１〜１２０−４や主軸固定用ランド部１２と共に、鍍金によって形成することができる。図１では、配線用コイル層１２０における基板１２０ａは、配線用コイル層１２０の上面からは凹所を成すような形状となっているが、これは通常のことであるため、図２（ｃ）ではこのような形状の点は省略している。

また一方、複数層（本例では２層）の干渉回避用コイル層１３０、１４０は、上述の複数の部分領域Ｓ１〜Ｓ６のうちの特定の部分領域Ｓ２〜Ｓ３には平面コイルを埋設せず、且つ、他層に設けられた既定サイズの電子部品との干渉を回避するためのキャビティ１３１、１４１が形成してある。図示の例では、キャビティ１３１、１４１は、電子部品である集積回路１４やコンデンサ１５との干渉を回避するに必要十分な形状および寸法を持つように形成されている。

そして干渉回避用コイル層１３０では、特定の部分領域Ｓ２〜Ｓ３以外の部分領域Ｓ１、Ｓ４〜Ｓ６において、平面コイル１３０−１〜１３０−４が絶縁樹脂層１３２に埋設されて構成されている。
同様に、干渉回避用コイル層１４０では、特定の部分領域Ｓ２〜Ｓ３以外の部分領域Ｓ１、Ｓ４〜Ｓ６において、平面コイル１４０−１〜１４０−４が絶縁樹脂層１４２に埋設されて構成されている。

上述のような干渉回避用コイル層１３０、１４０を持つ積層コイル１００は、これを回転駆動装置１０に適用したときに、電子部品１４、１５との干渉を回避した適切な電子部品実装スペースを確保することができる。
また、キャビティ１３１、１４１の位置が合致するように且つ電子部品１４、１５の厚み寸法に相応する深さの電子部品収容部を形成する層数だけ積層することによって、内面側が適切な形状および寸法を成すような電子部品実装スペースを確保することができる。

尚、この実施の形態における積層コイル１００の、配線用コイル層１２０と干渉回避用コイル層１３０との間には、樹脂層１５０が配されている。この樹脂層１５０は、干渉回避用コイル層１３０、１４０のキャビティ１３１、１４１によって形成される回転駆動装置１０の厚み方向（主軸方向）の電子部品実装スペースを拡大するためのスペーサとして機能する。

この結果、本実施の形態における上述の電子部品実装スペースは、干渉回避用コイル層１３０、１４０に設けられたキャビティ１３１、１４１の内面の形状および寸法によって規定される、面方向の広がりを持つ。この面方向とは、主軸方向に直交する面の面内方向である。この面方向の広がり方次第によって、実装可能な一または複数の電子部品の面内方向のサイズが略決まる。

そして、スペーサである樹脂層１５０の形状および寸法を適切に選択することによって、電子部品実装スペースの形状および寸法の調整が容易にできる。
また、キャビティ１３１、１４１を有する干渉回避用コイル層１３０、１４０の積層数分の厚み寸法（主軸方向の幅）に、さらに、樹脂層１５０の厚み寸法を加えた寸法により、上述の電子部品実装スペースの高さ方向（主軸方向）の大きさが規定される。

従って、本実施の形態では、干渉回避用コイル層１３０、１４０に設けるキャビティ１３１、１４１の内面の形状および寸法を適宜に選択した上、干渉回避用コイル層自体の厚み寸法を適宜に選択し、さらに、それらの積層数を適宜に選択することによって、必要十分な電子部品実装スペースを確保することができる。
本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施の形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施の形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画され得る。

１０…………………………………………………………回転駆動装置
１１…………………………………………………………主軸
１２…………………………………………………………主軸固定用ランド部
１３…………………………………………………………マグネットロータ
１４…………………………………………………………集積回路
１５…………………………………………………………コンデンサ
１００………………………………………………………積層コイル
１１０………………………………………………………基底コイル層
１１０−１〜１１０−６…………………………………平面コイル
１１１………………………………………………………絶縁樹脂層
１２０………………………………………………………配線用コイル層
１２０−１〜１２０−４…………………………………平面コイル
１２０ａ……………………………………………………基板
１２１………………………………………………………配線用導体部
１２２………………………………………………………集積回路実装用パッド
１２３………………………………………………………受動素子実装用パッド
１２４………………………………………………………導体部
１２５………………………………………………………絶縁樹脂層
１３０、１４０……………………………………………干渉回避用コイル層
１３０−１〜１３０−４、１４０−１〜１４０−４…平面コイル
１３１、１４１……………………………………………キャビティ
１３２、１４２……………………………………………絶縁樹脂層
１５０………………………………………………………樹脂層
３１０、３２０、３３０、３４０………………………コイル層
３１５、３２５、３３５…………………………………絶縁層

Claims

絶縁樹脂に平面コイルを埋設して構成したコイル層を複数積層し相互に固定した積層コ
イルであって、
該積層コイルの中の各コイル層の中で最も底部に位置し、複数の平面コイル或いは引き回し線が配されている基底コイル層と、
前記積層コイルの中の各コイル層の中で前記基底コイル層の上層に位置し、電子部品を電気的に接続する配線が配されている配線用コイル層と、
前記積層コイルの中の各コイル層の中で前記配線用コイル層の上層に位置し、前記電子部品との干渉を回避するためのキャビティを有する干渉回避用コイル層と、
を備えることを特徴とする積層コイル。
請求項１記載の積層コイルであって、
前記配線用コイル層と前記干渉回避用コイル層との間にスペーサを介挿させたことを特
徴とする積層コイル。