JP2938379B2 - 巻線固定子の製造方法 - Google Patents
巻線固定子の製造方法Info
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- JP2938379B2 JP2938379B2 JP27434095A JP27434095A JP2938379B2 JP 2938379 B2 JP2938379 B2 JP 2938379B2 JP 27434095 A JP27434095 A JP 27434095A JP 27434095 A JP27434095 A JP 27434095A JP 2938379 B2 JP2938379 B2 JP 2938379B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば回転電動
機やリニアモータなどの電磁応用機器の巻線固定子の製
造方法および該巻線固定子を搭載した超小型化の電磁応
用機器に関するものである。
機やリニアモータなどの電磁応用機器の巻線固定子の製
造方法および該巻線固定子を搭載した超小型化の電磁応
用機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図13は従来のラジアルギャップ型の電
動機を示す図であり、図13の(a)はその断面図、図
13の(b)はその平面図を示している。図において
は、回転軸4に接合部材8が固定され、該接合部材8に
複数のスロット9を有するコア5が固定され、ロータ2
を構成している。このロータ2はハウジング1に軸受3
により回転自在に支持されている。そして、コア5の外
周にはコイル6が複数回巻回されている。また、ハウジ
ング1の内周面には、永久磁石で構成されたスタータ1
0がロータ2の外周を包囲するように固着されて、ラジ
アル方向に磁束を発生する磁極が回転軸4の円周方向に
等角ピッチで複数配置されている。この従来の電動機で
は、コイル6への給電により、ラジアル方向に磁界を発
生させて交番磁界をつくりロータ2を回転させている。
動機を示す図であり、図13の(a)はその断面図、図
13の(b)はその平面図を示している。図において
は、回転軸4に接合部材8が固定され、該接合部材8に
複数のスロット9を有するコア5が固定され、ロータ2
を構成している。このロータ2はハウジング1に軸受3
により回転自在に支持されている。そして、コア5の外
周にはコイル6が複数回巻回されている。また、ハウジ
ング1の内周面には、永久磁石で構成されたスタータ1
0がロータ2の外周を包囲するように固着されて、ラジ
アル方向に磁束を発生する磁極が回転軸4の円周方向に
等角ピッチで複数配置されている。この従来の電動機で
は、コイル6への給電により、ラジアル方向に磁界を発
生させて交番磁界をつくりロータ2を回転させている。
【0003】このように構成されたラジアルギャップ型
の電動機においては、飽和磁束の関係で、コア5を突極
のティース形状に形成することが望ましい。しかしなが
ら、コア5がティース形状に形成されている場合には、
コイル6を作業ボビンに巻回した後、巻回状態のコイル
6を作業ボビンから抜き出してコア5に移し替えること
ができなくなり、コイル6の巻線作業が難しくなってし
まう。
の電動機においては、飽和磁束の関係で、コア5を突極
のティース形状に形成することが望ましい。しかしなが
ら、コア5がティース形状に形成されている場合には、
コイル6を作業ボビンに巻回した後、巻回状態のコイル
6を作業ボビンから抜き出してコア5に移し替えること
ができなくなり、コイル6の巻線作業が難しくなってし
まう。
【0004】その改善策として、例えば特開昭58−8
9042号公報に記載されるように、コアを巻線部と非
巻線部とに分割する技術が提案されている。図14は例
えば特開昭58−89042号公報に記載された電動機
の巻線構造を説明する図であり、図14の(a)はその
要部平面図、図14の(b)はコイルを作業ボビンに巻
回している図を示している。図において、コア5は巻線
部11と非巻線部12とに分割されている。そして、巻
線部11の外周部にはティース11aが形成され、内周
部には凸状の係合突起11bが形成されている。また、
非巻線部12の外周部には、係合突起11bが嵌合され
る係合溝12aが形成されている。そして、コイル6を
コア5に巻回するには、まず図14の(b)に示すよう
に作業ボビン7にコイル6を巻回する。ついで、作業ボ
ビン7からコイル6を抜き出し、巻回状態のコイル6を
得る。そして、図14の(a)に示すように、この巻回
状態のコイル6をコア5の巻線部11に内周側から装着
する。その後、巻線部11の係合突起11bを非巻線部
12の係合溝12aに嵌入させ、巻線部11と非巻線部
12とを一体化して、コイル6がコア5に巻回されてな
る回転子を得る。
9042号公報に記載されるように、コアを巻線部と非
巻線部とに分割する技術が提案されている。図14は例
えば特開昭58−89042号公報に記載された電動機
の巻線構造を説明する図であり、図14の(a)はその
要部平面図、図14の(b)はコイルを作業ボビンに巻
回している図を示している。図において、コア5は巻線
部11と非巻線部12とに分割されている。そして、巻
線部11の外周部にはティース11aが形成され、内周
部には凸状の係合突起11bが形成されている。また、
非巻線部12の外周部には、係合突起11bが嵌合され
る係合溝12aが形成されている。そして、コイル6を
コア5に巻回するには、まず図14の(b)に示すよう
に作業ボビン7にコイル6を巻回する。ついで、作業ボ
ビン7からコイル6を抜き出し、巻回状態のコイル6を
得る。そして、図14の(a)に示すように、この巻回
状態のコイル6をコア5の巻線部11に内周側から装着
する。その後、巻線部11の係合突起11bを非巻線部
12の係合溝12aに嵌入させ、巻線部11と非巻線部
12とを一体化して、コイル6がコア5に巻回されてな
る回転子を得る。
【0005】コア5を巻線部11と非巻線部12とに分
割し、コイル6を巻線部11に巻回させた後、巻線部1
1と非巻線部12とを一体化する上述のコイル体の形成
方法は、ロータ(回転子)が回転軸に永久磁石を固定し
て構成され、ハウジングに固定されるスタータ(固定
子)がコアにコイルを巻回して構成される電動機にも適
用できる。図15は従来の電動機の巻線固定子を示す図
であり、図15の(a)はその平面図、図15の(b)
はその要部平面図である。図において、コア5はリング
状の非巻線部13とこの非巻線部13の内周に等角ピッ
チで配設される巻線部14とに分割されている。そし
て、巻線部14の内周部にはティース14aが形成さ
れ、外周部には凸状の係合突起14bが形成されてい
る。また、非巻線部13の内周部には、係合突起14b
が嵌合される係合溝13aが等角ピッチで複数形成され
ている。そして、コイル6をコア5に巻回するには、ま
ず作業ボビンにコイル6を巻回する。ついで、作業ボビ
ンからコイル6を抜き出し、巻回状態のコイル6を得
る。そして、この巻回状態のコイル6をコア5の巻線部
14に外周側から装着する。その後、巻線部14の係合
突起14bを非巻線部13の係合溝13aに嵌入させ、
巻線部14と非巻線部13とを一体化して、コイル6が
コア5に巻回されてなる巻線固定子を得る。
割し、コイル6を巻線部11に巻回させた後、巻線部1
1と非巻線部12とを一体化する上述のコイル体の形成
方法は、ロータ(回転子)が回転軸に永久磁石を固定し
て構成され、ハウジングに固定されるスタータ(固定
子)がコアにコイルを巻回して構成される電動機にも適
用できる。図15は従来の電動機の巻線固定子を示す図
であり、図15の(a)はその平面図、図15の(b)
はその要部平面図である。図において、コア5はリング
状の非巻線部13とこの非巻線部13の内周に等角ピッ
チで配設される巻線部14とに分割されている。そし
て、巻線部14の内周部にはティース14aが形成さ
れ、外周部には凸状の係合突起14bが形成されてい
る。また、非巻線部13の内周部には、係合突起14b
が嵌合される係合溝13aが等角ピッチで複数形成され
ている。そして、コイル6をコア5に巻回するには、ま
ず作業ボビンにコイル6を巻回する。ついで、作業ボビ
ンからコイル6を抜き出し、巻回状態のコイル6を得
る。そして、この巻回状態のコイル6をコア5の巻線部
14に外周側から装着する。その後、巻線部14の係合
突起14bを非巻線部13の係合溝13aに嵌入させ、
巻線部14と非巻線部13とを一体化して、コイル6が
コア5に巻回されてなる巻線固定子を得る。
【0006】また、コア5を巻線部11と非巻線部12
とに分割し、コイル6を巻線部11に巻回させた後、巻
線部11と非巻線部12とを一体化する上述の巻線固定
子の形成方法は、電気エネルギを直接、直線的な運動エ
ネルギに変換するリニアモータの巻線固定子にも適用適
用できる。図16は例えば「多極マグネット・多極コイ
ル形」(「図解・リニアサーボモータとシステム設計」
P.110-111,総合電子出版社)に記載された従来のリニ
アモータの巻線固定子を示す分解斜視図である。図にお
いて、コア15は平板部15aの一面側に直方体の突極
片15bが所定ピッチで複数並設されて構成されてい
る。各突極片15bにはそれぞれネジ穴15cが形成さ
れ、隣接する突極片15b間がスロット9を構成してい
る。そして、例えば作業ボビンに巻回された後、該作業
ボビンから抜き出して得られた巻回状態のコイル6が、
突極片15bをそれぞれ取り囲むように配設される。さ
らに、コイル6が装着された突極片15b上にそれぞれ
ティース16を載置し、取付ボルト17をネジ穴15c
に締着して、ティース16とコア15とが一体化され
て、巻線固定子が構成されている。ついで、ティース1
6の対向面に、突極片15bの幅と等しい磁極幅を有す
る多極磁石18を配置して、リニアモータが構成されて
いる。このように構成されたリニアモータでは、コイル
6への給電により、突極片15bと垂直な方向に磁束を
発生させて交番磁界をつくって推力を得、多極磁石18
をその長手方向に移動させる。
とに分割し、コイル6を巻線部11に巻回させた後、巻
線部11と非巻線部12とを一体化する上述の巻線固定
子の形成方法は、電気エネルギを直接、直線的な運動エ
ネルギに変換するリニアモータの巻線固定子にも適用適
用できる。図16は例えば「多極マグネット・多極コイ
ル形」(「図解・リニアサーボモータとシステム設計」
P.110-111,総合電子出版社)に記載された従来のリニ
アモータの巻線固定子を示す分解斜視図である。図にお
いて、コア15は平板部15aの一面側に直方体の突極
片15bが所定ピッチで複数並設されて構成されてい
る。各突極片15bにはそれぞれネジ穴15cが形成さ
れ、隣接する突極片15b間がスロット9を構成してい
る。そして、例えば作業ボビンに巻回された後、該作業
ボビンから抜き出して得られた巻回状態のコイル6が、
突極片15bをそれぞれ取り囲むように配設される。さ
らに、コイル6が装着された突極片15b上にそれぞれ
ティース16を載置し、取付ボルト17をネジ穴15c
に締着して、ティース16とコア15とが一体化され
て、巻線固定子が構成されている。ついで、ティース1
6の対向面に、突極片15bの幅と等しい磁極幅を有す
る多極磁石18を配置して、リニアモータが構成されて
いる。このように構成されたリニアモータでは、コイル
6への給電により、突極片15bと垂直な方向に磁束を
発生させて交番磁界をつくって推力を得、多極磁石18
をその長手方向に移動させる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の電動機の巻線固
定子は、コア5を巻線部14と非巻線部13とに分割
し、巻線機で作業ボビン7に巻き付けたコイル6を作業
ボビン7から抜き取り、巻回状態のコイル6を巻線部1
4に装着した後、巻線部14を非巻線部13に嵌合一体
化して作製しているので、電磁応用機器の小型化によ
り、単位空間当たりのコイル導体の占める率(占積率)
が小さくなり、漏洩磁束の点で効率が低下してしまう。
しかも、コイル6の巻線時や作業ボビン7から巻線部1
4への入れ替え時に、コイル6やコア5をハンドリング
するために、コイル6の破断が発生しやすい。また、電
磁応用機器の高効率化のためには、回転子や固定子上で
の磁気的飽和を防止し、漏洩磁束を低減することが重要
となり、コア5の巻線部14の先端形状を突極のティー
ス形状に形成するなどの複雑な形状とする必要があり、
コイル6の巻線作業が非常に困難となる。さらに、電磁
応用機器の小型化、高効率化に伴いコア5の形状が複雑
となり、例えば円筒形状の巻線固定子を作製する場合に
は、微細加工に適する小型マシニングセンターや極微細
放電加工機などを用いて加工しても、精度上の問題点が
生じてしまう。
定子は、コア5を巻線部14と非巻線部13とに分割
し、巻線機で作業ボビン7に巻き付けたコイル6を作業
ボビン7から抜き取り、巻回状態のコイル6を巻線部1
4に装着した後、巻線部14を非巻線部13に嵌合一体
化して作製しているので、電磁応用機器の小型化によ
り、単位空間当たりのコイル導体の占める率(占積率)
が小さくなり、漏洩磁束の点で効率が低下してしまう。
しかも、コイル6の巻線時や作業ボビン7から巻線部1
4への入れ替え時に、コイル6やコア5をハンドリング
するために、コイル6の破断が発生しやすい。また、電
磁応用機器の高効率化のためには、回転子や固定子上で
の磁気的飽和を防止し、漏洩磁束を低減することが重要
となり、コア5の巻線部14の先端形状を突極のティー
ス形状に形成するなどの複雑な形状とする必要があり、
コイル6の巻線作業が非常に困難となる。さらに、電磁
応用機器の小型化、高効率化に伴いコア5の形状が複雑
となり、例えば円筒形状の巻線固定子を作製する場合に
は、微細加工に適する小型マシニングセンターや極微細
放電加工機などを用いて加工しても、精度上の問題点が
生じてしまう。
【0008】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、単位空間当たりのコイルの占積
率が大きい状態で、小型化、高効率化したコイル体に必
要な形状のコアを簡易に高精度に形成でき、さらにコイ
ルのハンドリングを不要として破断や絶縁不良の発生を
防止できる巻線固定子の製造方法を得ることを目的とす
る。そこで、電磁応用機器に搭載できる高効率で、か
つ、直径数ミリ以下の超小型の巻線固定子を提供するこ
とを可能としている。
ためになされたもので、単位空間当たりのコイルの占積
率が大きい状態で、小型化、高効率化したコイル体に必
要な形状のコアを簡易に高精度に形成でき、さらにコイ
ルのハンドリングを不要として破断や絶縁不良の発生を
防止できる巻線固定子の製造方法を得ることを目的とす
る。そこで、電磁応用機器に搭載できる高効率で、か
つ、直径数ミリ以下の超小型の巻線固定子を提供するこ
とを可能としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の発明に
係る巻線固定子の製造方法は、基板上に磁性材からなる
電極層を形成する工程と、電極層上に絶縁層を形成し、
該絶縁層にコイルパターンの溝を形成する工程と、コイ
ルパターンの溝に導電材を充填して貫通孔を有するコイ
ル体を形成する工程と、貫通孔に磁性材を充填して巻芯
部を形成する工程とを備えたものである。
係る巻線固定子の製造方法は、基板上に磁性材からなる
電極層を形成する工程と、電極層上に絶縁層を形成し、
該絶縁層にコイルパターンの溝を形成する工程と、コイ
ルパターンの溝に導電材を充填して貫通孔を有するコイ
ル体を形成する工程と、貫通孔に磁性材を充填して巻芯
部を形成する工程とを備えたものである。
【0010】この発明の第2の発明に係る巻線固定子の
製造方法は、基板上に磁性材からなる電極層を形成する
工程と、電極層上に所定のピッチで貫通孔を有するコイ
ル体を形成する工程と、貫通孔に磁性材を充填して巻芯
部を形成する工程と、基板を除去する工程と、磁石から
なる円柱体を回転させつつ、電極層上に所定のピッチで
形成されたコイル体の貫通孔内に充填された巻芯部を該
円柱体の外周面に等角ピッチで磁気的に吸引固定する工
程と、円柱体の外周面に吸引固定された巻芯部を連結す
る電極層の裏面に磁性材層をリング状に形成する工程と
を備えたものである。
製造方法は、基板上に磁性材からなる電極層を形成する
工程と、電極層上に所定のピッチで貫通孔を有するコイ
ル体を形成する工程と、貫通孔に磁性材を充填して巻芯
部を形成する工程と、基板を除去する工程と、磁石から
なる円柱体を回転させつつ、電極層上に所定のピッチで
形成されたコイル体の貫通孔内に充填された巻芯部を該
円柱体の外周面に等角ピッチで磁気的に吸引固定する工
程と、円柱体の外周面に吸引固定された巻芯部を連結す
る電極層の裏面に磁性材層をリング状に形成する工程と
を備えたものである。
【0011】この発明の第3の発明に係る巻線固定子の
製造方法は、上記第1または第2の発明において、貫通
孔を露呈させる型を基板上に配置して磁性材のメッキ浴
内に浸漬させて電解メッキを施し、貫通孔内に露呈する
電極層上に磁性材を成膜させて、巻芯部を形成するよう
にしたものである。
製造方法は、上記第1または第2の発明において、貫通
孔を露呈させる型を基板上に配置して磁性材のメッキ浴
内に浸漬させて電解メッキを施し、貫通孔内に露呈する
電極層上に磁性材を成膜させて、巻芯部を形成するよう
にしたものである。
【0012】この発明の第4の発明に係る巻線固定子の
製造方法は、上記第1または第2の発明において、貫通
孔およびコイル体の貫通孔周りを露出させる型を基板上
に配置して磁性材のメッキ浴内に浸漬させて電解メッキ
を施し、貫通孔内に露呈する電極層上に磁性材を成膜さ
せて、巻芯部および突極のティース部を一体に形成する
ようにしたものである。
製造方法は、上記第1または第2の発明において、貫通
孔およびコイル体の貫通孔周りを露出させる型を基板上
に配置して磁性材のメッキ浴内に浸漬させて電解メッキ
を施し、貫通孔内に露呈する電極層上に磁性材を成膜さ
せて、巻芯部および突極のティース部を一体に形成する
ようにしたものである。
【0013】この発明の第5の発明に係る巻線固定子の
製造方法は、上記第2の発明において、円柱体の外周面
に犠牲層が形成され、円柱体の外周面に吸引固定された
巻芯部を連結する電極層の裏面に磁性材層をリング状に
形成した後、犠牲層を除去するようにしたものである。
製造方法は、上記第2の発明において、円柱体の外周面
に犠牲層が形成され、円柱体の外周面に吸引固定された
巻芯部を連結する電極層の裏面に磁性材層をリング状に
形成した後、犠牲層を除去するようにしたものである。
【0014】この発明の第6の発明に係る巻線固定子の
製造方法は、上記第1または第2の発明において、絶縁
層を形成し、該絶縁層にコイルパターンの溝を形成し、
その後該コイルパターンの溝内に導電材を充填する工程
と、層間絶縁層を形成し、該層間絶縁層にコンタクトホ
ールを形成し、その後該コンタクトホール内に導電材を
充填する工程とを交互に繰り返し行って、電極層上に所
定のピッチで積層体を形成し、その後エッチング処理を
施して積層体を構成する絶縁層および層間絶縁層のコイ
ルパターン内を除去して貫通孔を有するコイル体を形成
するようにしたものである。
製造方法は、上記第1または第2の発明において、絶縁
層を形成し、該絶縁層にコイルパターンの溝を形成し、
その後該コイルパターンの溝内に導電材を充填する工程
と、層間絶縁層を形成し、該層間絶縁層にコンタクトホ
ールを形成し、その後該コンタクトホール内に導電材を
充填する工程とを交互に繰り返し行って、電極層上に所
定のピッチで積層体を形成し、その後エッチング処理を
施して積層体を構成する絶縁層および層間絶縁層のコイ
ルパターン内を除去して貫通孔を有するコイル体を形成
するようにしたものである。
【0015】この発明の第7の発明に係る巻線固定子の
製造方法は、コイルを巻芯に巻回する工程と、基板上に
磁性材からなる電極層を形成する工程と、コイルが巻回
された巻芯を電極層上に所定のピッチで配置し、コイル
を樹脂にてモールドして電極層上に固定し、その後エッ
チング処理を施して巻芯を除去して貫通孔を有するコイ
ル体を形成する工程と、貫通項に磁性材を充填して巻芯
部を形成する工程とを備えたものである。
製造方法は、コイルを巻芯に巻回する工程と、基板上に
磁性材からなる電極層を形成する工程と、コイルが巻回
された巻芯を電極層上に所定のピッチで配置し、コイル
を樹脂にてモールドして電極層上に固定し、その後エッ
チング処理を施して巻芯を除去して貫通孔を有するコイ
ル体を形成する工程と、貫通項に磁性材を充填して巻芯
部を形成する工程とを備えたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1に係る巻
線固定子の製造方法により製造された巻線固定子を示す
斜視図である。図において、100は巻線固定子、20
は例えばシリコンウエハからなる基板、21は基板20
上に被覆された電極層であり、この電極層21は、例え
ば銅と磁性材であるニッケルとの2層構造に構成されて
いる。22は基板20上に所定間隔をもって形成された
コイル体であり、このコイル体22は貫通孔22aが形
成されている。23は磁性材、例えばパーマロイからな
る巻芯部であり、この巻芯部23はコイル体22の貫通
孔22aを充填するように貫通孔22a内底面に露呈す
る電極層21上に成膜されている。そして、各巻芯部2
3は電極層21のニッケル層を介して互いに磁気的に連
結されている。
について説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1に係る巻
線固定子の製造方法により製造された巻線固定子を示す
斜視図である。図において、100は巻線固定子、20
は例えばシリコンウエハからなる基板、21は基板20
上に被覆された電極層であり、この電極層21は、例え
ば銅と磁性材であるニッケルとの2層構造に構成されて
いる。22は基板20上に所定間隔をもって形成された
コイル体であり、このコイル体22は貫通孔22aが形
成されている。23は磁性材、例えばパーマロイからな
る巻芯部であり、この巻芯部23はコイル体22の貫通
孔22aを充填するように貫通孔22a内底面に露呈す
る電極層21上に成膜されている。そして、各巻芯部2
3は電極層21のニッケル層を介して互いに磁気的に連
結されている。
【0017】つぎに、このように構成された固定子10
0の製造方法について、図2乃至図4を参照しつつ説明
する。まず、基板20の上面に、銅を蒸着により被覆
し、さらにニッケルを電解メッキにより被覆して、電極
層21を形成する。そして、この基板20の上面にポリ
イミドを塗布する。そして、フォトマスクを用いてフォ
トリソ工程を施し、その後エッチング工程を施して、不
要なポリイミド層を除去し、例えば200μm×500
μm程度の矩形状の絶縁層24を基板20上に所定のピ
ッチ、例えば約400μmピッチで複数形成する。つい
で、基板20上に銅を蒸着により被覆し、その後フォト
マスクを用いてフォトリソ工程を施し、ついでエッチン
グ工程を施して、銅層をパターニングする。そこで、絶
縁層24上には、図2の(a)に示すように、銅のコイ
ルパターン25が形成される。ついで、基板20上にポ
リイミドを塗布する。そして、フォトマスクを用いてフ
ォトリソ工程を施し、その後エッチング工程を施して、
不要なポリイミド層を除去する。そこで、図2の(b)
に示すように、銅のコイルパターン25と同じパターン
の渦巻き状の溝26が形成された矩形状の絶縁層27が
各絶縁層24上に積層される。この時、溝26の底面に
は、下層の絶縁層24上に形成されている銅のコイルパ
ターン25が露呈している。つぎに、基板20に銅の電
解メッキを施し、該溝26の底面に露呈している銅のコ
イルパターン25上に銅を成膜して該溝26を銅で充填
させ、図2の(c)に示すように、部分コイル28を形
成する。
0の製造方法について、図2乃至図4を参照しつつ説明
する。まず、基板20の上面に、銅を蒸着により被覆
し、さらにニッケルを電解メッキにより被覆して、電極
層21を形成する。そして、この基板20の上面にポリ
イミドを塗布する。そして、フォトマスクを用いてフォ
トリソ工程を施し、その後エッチング工程を施して、不
要なポリイミド層を除去し、例えば200μm×500
μm程度の矩形状の絶縁層24を基板20上に所定のピ
ッチ、例えば約400μmピッチで複数形成する。つい
で、基板20上に銅を蒸着により被覆し、その後フォト
マスクを用いてフォトリソ工程を施し、ついでエッチン
グ工程を施して、銅層をパターニングする。そこで、絶
縁層24上には、図2の(a)に示すように、銅のコイ
ルパターン25が形成される。ついで、基板20上にポ
リイミドを塗布する。そして、フォトマスクを用いてフ
ォトリソ工程を施し、その後エッチング工程を施して、
不要なポリイミド層を除去する。そこで、図2の(b)
に示すように、銅のコイルパターン25と同じパターン
の渦巻き状の溝26が形成された矩形状の絶縁層27が
各絶縁層24上に積層される。この時、溝26の底面に
は、下層の絶縁層24上に形成されている銅のコイルパ
ターン25が露呈している。つぎに、基板20に銅の電
解メッキを施し、該溝26の底面に露呈している銅のコ
イルパターン25上に銅を成膜して該溝26を銅で充填
させ、図2の(c)に示すように、部分コイル28を形
成する。
【0018】ついで、基板20上にポリイミドを塗布す
る。そして、フォトリソ工程を施し、その後エッチング
工程を施して、不要なポリイミド層を除去し、各絶縁層
27上に層間絶縁層29を形成する。この時、層間絶縁
層29には、図2の(d)に示すように、絶縁層27に
形成されている部分コイル28の内周端が露呈するよう
にコンタクトホール30が形成される。つぎに、基板2
0に銅の電解メッキを施し、コンタクトホール30の底
面に露呈している部分コイル28の内周端に銅を成膜し
て、該コンタクトホール30を銅で充填させる。つい
で、この層間絶縁層29の上面に銅を蒸着により被覆
し、その後フォトマスクを用いてフォトリソ工程を施
し、ついでエッチング工程を施して、銅層をパターニン
グする。そこで、各層間絶縁層29上には、図2の
(e)に示すように、銅のコイルパターン31が形成さ
れる。
る。そして、フォトリソ工程を施し、その後エッチング
工程を施して、不要なポリイミド層を除去し、各絶縁層
27上に層間絶縁層29を形成する。この時、層間絶縁
層29には、図2の(d)に示すように、絶縁層27に
形成されている部分コイル28の内周端が露呈するよう
にコンタクトホール30が形成される。つぎに、基板2
0に銅の電解メッキを施し、コンタクトホール30の底
面に露呈している部分コイル28の内周端に銅を成膜し
て、該コンタクトホール30を銅で充填させる。つい
で、この層間絶縁層29の上面に銅を蒸着により被覆
し、その後フォトマスクを用いてフォトリソ工程を施
し、ついでエッチング工程を施して、銅層をパターニン
グする。そこで、各層間絶縁層29上には、図2の
(e)に示すように、銅のコイルパターン31が形成さ
れる。
【0019】ついで、基板20上にポリイミドを塗布す
る。そして、フォトマスクを用いてフォトリソ工程を施
し、その後エッチング工程を施して、不要なポリイミド
層を除去する。そこで、図2の(f)に示すように、銅
のコイルパターン31と同じパターンの溝32が形成さ
れた矩形状の絶縁層33が各層間絶縁層29上に積層さ
れる。溝32の底面には、下層の層間絶縁層29上に形
成されている銅のコイルパターン31が露呈している。
つぎに、基板20に銅の電解メッキを施し、該溝32の
底面に露呈している銅のコイルパターン31上に銅を成
膜して該溝32を銅で充填させ、図3の(a)に示すよ
うに、部分コイル34を形成する。この時、層間絶縁層
29を挟んで上下に配されている部分コイル28、34
の内周端同士が、コンタクトホール30に充填されてい
る銅を介して電気的に連結される。
る。そして、フォトマスクを用いてフォトリソ工程を施
し、その後エッチング工程を施して、不要なポリイミド
層を除去する。そこで、図2の(f)に示すように、銅
のコイルパターン31と同じパターンの溝32が形成さ
れた矩形状の絶縁層33が各層間絶縁層29上に積層さ
れる。溝32の底面には、下層の層間絶縁層29上に形
成されている銅のコイルパターン31が露呈している。
つぎに、基板20に銅の電解メッキを施し、該溝32の
底面に露呈している銅のコイルパターン31上に銅を成
膜して該溝32を銅で充填させ、図3の(a)に示すよ
うに、部分コイル34を形成する。この時、層間絶縁層
29を挟んで上下に配されている部分コイル28、34
の内周端同士が、コンタクトホール30に充填されてい
る銅を介して電気的に連結される。
【0020】ついで、基板20上にポリイミドを塗布す
る。そして、フォトリソ工程を施し、その後エッチング
工程を施して、不要なポリイミド層を除去し、各絶縁層
33上に層間絶縁層35を形成する。この時、層間絶縁
層35には、図3の(b)に示すように、絶縁層33に
形成されている部分コイル34の外周端が露呈するよう
にコンタクトホール36が形成される。つぎに、基板2
0に銅の電解メッキを施し、コンタクトホール36の底
面に露呈している部分コイル34の外周端に銅を成膜し
て、該コンタクトホール36を銅で充填させる。つい
で、この層間絶縁層35の上面に銅を蒸着により被覆
し、その後フォトマスクを用いてフォトリソ工程を施
し、ついでエッチング工程を施して、銅層をパターニン
グする。そこで、各層間絶縁層35上には、図3の
(c)に示すように、銅のコイルパターン37が形成さ
れる。
る。そして、フォトリソ工程を施し、その後エッチング
工程を施して、不要なポリイミド層を除去し、各絶縁層
33上に層間絶縁層35を形成する。この時、層間絶縁
層35には、図3の(b)に示すように、絶縁層33に
形成されている部分コイル34の外周端が露呈するよう
にコンタクトホール36が形成される。つぎに、基板2
0に銅の電解メッキを施し、コンタクトホール36の底
面に露呈している部分コイル34の外周端に銅を成膜し
て、該コンタクトホール36を銅で充填させる。つい
で、この層間絶縁層35の上面に銅を蒸着により被覆
し、その後フォトマスクを用いてフォトリソ工程を施
し、ついでエッチング工程を施して、銅層をパターニン
グする。そこで、各層間絶縁層35上には、図3の
(c)に示すように、銅のコイルパターン37が形成さ
れる。
【0021】上述の工程を繰り返し、図3の(d)に示
すように、部分コイルが形成された絶縁層とコンタクト
ホールが形成された層間絶縁層とを交互に積層した積層
体38を形成する。なお、各絶縁層に形成された部分コ
イルは、その内周端がコンタクトホールに充填された銅
を介して下層の部分コイルの内周端に電気的に連結さ
れ、外周端がコンタクトホールに充填された銅を介して
上層の部分コイルの外周端に電気的に連結されて、所定
巻数のコイルを構成している。最後に、フォトマスクを
用いてフォトリソ工程を施し、エッチング工程を施し
て、絶縁層と層間絶縁層とからなる積層体38にコイル
の中心部を貫通する貫通孔22aを形成し、図3の
(e)に示すように、貫通孔22aを有するコイル体2
2が基板20上に所定のピッチで複数形成される。
すように、部分コイルが形成された絶縁層とコンタクト
ホールが形成された層間絶縁層とを交互に積層した積層
体38を形成する。なお、各絶縁層に形成された部分コ
イルは、その内周端がコンタクトホールに充填された銅
を介して下層の部分コイルの内周端に電気的に連結さ
れ、外周端がコンタクトホールに充填された銅を介して
上層の部分コイルの外周端に電気的に連結されて、所定
巻数のコイルを構成している。最後に、フォトマスクを
用いてフォトリソ工程を施し、エッチング工程を施し
て、絶縁層と層間絶縁層とからなる積層体38にコイル
の中心部を貫通する貫通孔22aを形成し、図3の
(e)に示すように、貫通孔22aを有するコイル体2
2が基板20上に所定のピッチで複数形成される。
【0022】つぎに、図4の(a)に示すように、コイ
ル体22が所定のピッチで複数形成された基板20上に
型40を配設し、パーマロイなどの磁性材の電解メッキ
を施す。この時、基板20上に形成されたコイル体22
は貫通孔22aを除いて型40により遮蔽されている。
また、貫通孔22aの底面には、基板20上に被覆され
ている電極層21が露呈している。そこで、該電極層2
1上に磁性材が成膜され、貫通孔22aおよび型40の
開口40aが図4の(b)に示すように磁性材41で充
填される。そして、型40を取り去ると、図4の(c)
に示すように、コイル体22と磁性材41からなる巻芯
部23とが一体となって、基板20上に所定のピッチで
複数形成された固定子100が得られる。この時、各巻
芯部23は電極層21のニッケル層を介して磁気的に連
結されている。
ル体22が所定のピッチで複数形成された基板20上に
型40を配設し、パーマロイなどの磁性材の電解メッキ
を施す。この時、基板20上に形成されたコイル体22
は貫通孔22aを除いて型40により遮蔽されている。
また、貫通孔22aの底面には、基板20上に被覆され
ている電極層21が露呈している。そこで、該電極層2
1上に磁性材が成膜され、貫通孔22aおよび型40の
開口40aが図4の(b)に示すように磁性材41で充
填される。そして、型40を取り去ると、図4の(c)
に示すように、コイル体22と磁性材41からなる巻芯
部23とが一体となって、基板20上に所定のピッチで
複数形成された固定子100が得られる。この時、各巻
芯部23は電極層21のニッケル層を介して磁気的に連
結されている。
【0023】ここで、型40は絶縁材料を所望の形状に
機械加工して作製しているが、例えば光照射域のみで硬
化する光硬化性樹脂を用いて光造形法で作製してもよ
く、またレーザ加工法、エッチング法などの加工法で作
製してもよい。また、上述のフォトリソ工程については
詳細に述べていないが、例えばフォトレジストを塗布
し、フォトマスクを用いて露光してフォトレジスト膜に
潜像を形成し、その後現像してエッチングすべき部位の
フォトレジスト膜を除去する一般的なフォトリソ工程を
用いることができる。また、エッチング工程は、除去す
べき膜材料によって異なるが、例えばポリイミド膜に対
してはプラズマエッチングを適用することができる。
機械加工して作製しているが、例えば光照射域のみで硬
化する光硬化性樹脂を用いて光造形法で作製してもよ
く、またレーザ加工法、エッチング法などの加工法で作
製してもよい。また、上述のフォトリソ工程については
詳細に述べていないが、例えばフォトレジストを塗布
し、フォトマスクを用いて露光してフォトレジスト膜に
潜像を形成し、その後現像してエッチングすべき部位の
フォトレジスト膜を除去する一般的なフォトリソ工程を
用いることができる。また、エッチング工程は、除去す
べき膜材料によって異なるが、例えばポリイミド膜に対
してはプラズマエッチングを適用することができる。
【0024】このようにして作製された固定子100
は、コイル体22のコイルに給電することにより、巻芯
部23と垂直な方向に磁束を発生させて交番磁界をつく
ることができる。そこで、巻芯部23の対向面に配置さ
れた巻芯部23の幅と等しい磁極幅を有する多極磁石を
巻芯部23の対向面に配置すれば、該交番磁界により推
力が得られ、多極磁石をその長手方向に移動させること
ができ、リニアモータの巻線固定子として機能する。
は、コイル体22のコイルに給電することにより、巻芯
部23と垂直な方向に磁束を発生させて交番磁界をつく
ることができる。そこで、巻芯部23の対向面に配置さ
れた巻芯部23の幅と等しい磁極幅を有する多極磁石を
巻芯部23の対向面に配置すれば、該交番磁界により推
力が得られ、多極磁石をその長手方向に移動させること
ができ、リニアモータの巻線固定子として機能する。
【0025】このように、この実施の形態1によれば、
基板20上に磁性材からなる電極層21を形成し、電極
層21上に所定のピッチで貫通孔22aを有するコイル
体22を形成し、ついで貫通孔22aに磁性材41を充
填して巻芯部23を形成しているので、コイル6を一旦
作業ボビン7に巻回した後作業ボビン7から抜き取って
コア5に装着するという従来行われていたコイルのハン
ドリングが不要となるとともに、コイルの破断を防止す
ることができる。そこで、コイルや固定子の小型化が図
れ、コイル導体の占積率を高め、高出力が得られ、電磁
応用機器の小型化に対応することができる。また、貫通
孔22aを露呈させる型40を基板20上に配置して磁
性材のメッキ浴内に浸漬させて電解メッキを施し、貫通
孔22a内に露呈する電極層21上に磁性材を成膜させ
て、巻芯部23を形成するようにしているので、いかな
る形状の巻芯部23でもコイルが巻回された状態で簡易
で作製できる。そこで、固定子上での磁気的飽和を防止
し、漏洩磁束を少なくするために、複雑な形状が要求さ
れても、容易に対応でき、電磁応用機器の高効率化を図
ることができる。また、絶縁層を形成し、該絶縁層にコ
イルパターンの溝を形成し、その後該コイルパターンの
溝内に導電材を充填する工程と、層間絶縁層を形成し、
該層間絶縁層にコンタクトホールを形成し、その後該コ
ンタクトホール内に導電材を充填する工程とを交互に繰
り返し行って、電極層21上に所定のピッチで積層体3
8を形成し、その後エッチング処理を施して積層体38
を構成する絶縁層および層間絶縁層のコイルパターン内
を除去して貫通孔22aを有するコイル体22を形成し
ているので、コイルのハンドリングが不要となるととも
に、コイルの破断を防止することができ、さらにコイル
の微細化が達成される。そこで、コイルや固定子の小型
化が図れ、コイル導体の占有率を高めることができ、電
磁応用機器の小型化に対応することができる。さらに、
フォトリソ工程とエッチング工程とを用いて基板20上
にコイル体22を形成しているので、小型で、かつ、高
精度に巻線固定子を製造することができる。
基板20上に磁性材からなる電極層21を形成し、電極
層21上に所定のピッチで貫通孔22aを有するコイル
体22を形成し、ついで貫通孔22aに磁性材41を充
填して巻芯部23を形成しているので、コイル6を一旦
作業ボビン7に巻回した後作業ボビン7から抜き取って
コア5に装着するという従来行われていたコイルのハン
ドリングが不要となるとともに、コイルの破断を防止す
ることができる。そこで、コイルや固定子の小型化が図
れ、コイル導体の占積率を高め、高出力が得られ、電磁
応用機器の小型化に対応することができる。また、貫通
孔22aを露呈させる型40を基板20上に配置して磁
性材のメッキ浴内に浸漬させて電解メッキを施し、貫通
孔22a内に露呈する電極層21上に磁性材を成膜させ
て、巻芯部23を形成するようにしているので、いかな
る形状の巻芯部23でもコイルが巻回された状態で簡易
で作製できる。そこで、固定子上での磁気的飽和を防止
し、漏洩磁束を少なくするために、複雑な形状が要求さ
れても、容易に対応でき、電磁応用機器の高効率化を図
ることができる。また、絶縁層を形成し、該絶縁層にコ
イルパターンの溝を形成し、その後該コイルパターンの
溝内に導電材を充填する工程と、層間絶縁層を形成し、
該層間絶縁層にコンタクトホールを形成し、その後該コ
ンタクトホール内に導電材を充填する工程とを交互に繰
り返し行って、電極層21上に所定のピッチで積層体3
8を形成し、その後エッチング処理を施して積層体38
を構成する絶縁層および層間絶縁層のコイルパターン内
を除去して貫通孔22aを有するコイル体22を形成し
ているので、コイルのハンドリングが不要となるととも
に、コイルの破断を防止することができ、さらにコイル
の微細化が達成される。そこで、コイルや固定子の小型
化が図れ、コイル導体の占有率を高めることができ、電
磁応用機器の小型化に対応することができる。さらに、
フォトリソ工程とエッチング工程とを用いて基板20上
にコイル体22を形成しているので、小型で、かつ、高
精度に巻線固定子を製造することができる。
【0026】なお、上記実施の形態1では、開口40a
を有する型40を用いて巻芯部23を形成するものとし
ているが、型40は貫通孔22aと同径の開口40aを
有する必要はなく、例えば図5に示されるような貫通穴
43bを設けた型43を用いてもよい。この場合、メッ
キ液を流動化させることにより、貫通孔22a内の電極
層21上に磁性材41を成膜することができる。また、
この場合、型形状に沿った状態で成膜されるので、型形
状を選択することにより、任意の寸法、形状の固定子を
簡易に作製することができる。また、上記実施の形態1
では、電極層21を銅と磁性材であるニッケルとの2層
構造としているが、電極層21はニッケルの単層構造と
してもよく、また磁性材としてはニッケルに限定される
ものではなく、例えばパーマロイでもよい。
を有する型40を用いて巻芯部23を形成するものとし
ているが、型40は貫通孔22aと同径の開口40aを
有する必要はなく、例えば図5に示されるような貫通穴
43bを設けた型43を用いてもよい。この場合、メッ
キ液を流動化させることにより、貫通孔22a内の電極
層21上に磁性材41を成膜することができる。また、
この場合、型形状に沿った状態で成膜されるので、型形
状を選択することにより、任意の寸法、形状の固定子を
簡易に作製することができる。また、上記実施の形態1
では、電極層21を銅と磁性材であるニッケルとの2層
構造としているが、電極層21はニッケルの単層構造と
してもよく、また磁性材としてはニッケルに限定される
ものではなく、例えばパーマロイでもよい。
【0027】実施の形態2.図6はこの発明の実施の形
態2に係る巻線固定子の製造方法を説明する斜視図であ
り、図において44は貫通孔と同寸法の巻芯としての作
業ボビンにコイルが機械的に巻回されたコイル体、45
は樹脂としてのモールド材、46はコイル体44の外径
より大径の開口46を有する型である。つぎに、この実
施の形態2による巻線固定子の製造方法について、その
特徴とするところを説明する。まず、図示していない
が、コイルが貫通孔と同寸法の作業ボビンに機械的に巻
回されたコイル体44を基板20上に所定のピッチで複
数配置する。そして、型46を上方から基板20上に配
設する。この時、各コイル体44は型46の開口46a
内に収容されている。そこで、モールド材45をディッ
ピングやスピンコートによりコイル体44の上面近傍ま
で堆積させる。ついで、エッチング処理を施し、作業ボ
ビンを除去して、電極層21上に所定のピッチで貫通孔
44aを有するコイル体44が形成される。なお、他の
工程は上記実施の形態1と同様である。
態2に係る巻線固定子の製造方法を説明する斜視図であ
り、図において44は貫通孔と同寸法の巻芯としての作
業ボビンにコイルが機械的に巻回されたコイル体、45
は樹脂としてのモールド材、46はコイル体44の外径
より大径の開口46を有する型である。つぎに、この実
施の形態2による巻線固定子の製造方法について、その
特徴とするところを説明する。まず、図示していない
が、コイルが貫通孔と同寸法の作業ボビンに機械的に巻
回されたコイル体44を基板20上に所定のピッチで複
数配置する。そして、型46を上方から基板20上に配
設する。この時、各コイル体44は型46の開口46a
内に収容されている。そこで、モールド材45をディッ
ピングやスピンコートによりコイル体44の上面近傍ま
で堆積させる。ついで、エッチング処理を施し、作業ボ
ビンを除去して、電極層21上に所定のピッチで貫通孔
44aを有するコイル体44が形成される。なお、他の
工程は上記実施の形態1と同様である。
【0028】この実施の形態2によれば、コイルが巻回
された作業ボビンを電極層21上に所定のピッチで配置
し、コイルをモールド材45にてモールドして電極層2
1上に固定し、その後エッチング処理を施して作業ボビ
ンを除去して貫通孔44aを有するコイル体44を形成
しているので、コイルをハンドリングすることなく、コ
アを分割することなく、作業ボビンに巻回されたコイル
を用いて小型の固定子を作製することができる。
された作業ボビンを電極層21上に所定のピッチで配置
し、コイルをモールド材45にてモールドして電極層2
1上に固定し、その後エッチング処理を施して作業ボビ
ンを除去して貫通孔44aを有するコイル体44を形成
しているので、コイルをハンドリングすることなく、コ
アを分割することなく、作業ボビンに巻回されたコイル
を用いて小型の固定子を作製することができる。
【0029】実施の形態3.図7はこの発明の実施の形
態3に係る巻線固定子の製造方法を説明する工程図であ
り、図において47はコイル体22の貫通孔22aの外
径より大径の開口47aを有する型、48は突極のティ
ース部である。つぎに、この実施の形態3による巻線固
定子の製造方法について、その特徴とするところを説明
する。まず、上記実施の形態1と同様にして、基板20
上に貫通孔22aを有するコイル体22を所定のピッチ
で複数形成する。そして、図7の(a)に示すように、
型47を上方から基板20上に配設する。この時、各コ
イル体22の貫通孔22a周りが貫通孔22aととも
に、型47の開口47aにより露呈している。ついで、
型47が配設された基板20を磁性材のメッキ浴内に浸
漬させ、電解メッキを施す。すると、磁性材41が貫通
孔22a内に露呈している電極層21上に成膜される。
そして、電極層21上に成膜された磁性材41は、図7
の(b)に示すように、貫通孔22a内を充填し、さら
に開口47a内を充填する。そこで、型47を取り去る
と、図7の(c)に示すように、コイル体22と磁性材
41からなる巻芯部23とが一体となって、基板20上
に所定のピッチで複数形成された固定子101が得られ
る。そして、この固定子101では、巻芯部23の先端
に突極のティース部48が形成されている。
態3に係る巻線固定子の製造方法を説明する工程図であ
り、図において47はコイル体22の貫通孔22aの外
径より大径の開口47aを有する型、48は突極のティ
ース部である。つぎに、この実施の形態3による巻線固
定子の製造方法について、その特徴とするところを説明
する。まず、上記実施の形態1と同様にして、基板20
上に貫通孔22aを有するコイル体22を所定のピッチ
で複数形成する。そして、図7の(a)に示すように、
型47を上方から基板20上に配設する。この時、各コ
イル体22の貫通孔22a周りが貫通孔22aととも
に、型47の開口47aにより露呈している。ついで、
型47が配設された基板20を磁性材のメッキ浴内に浸
漬させ、電解メッキを施す。すると、磁性材41が貫通
孔22a内に露呈している電極層21上に成膜される。
そして、電極層21上に成膜された磁性材41は、図7
の(b)に示すように、貫通孔22a内を充填し、さら
に開口47a内を充填する。そこで、型47を取り去る
と、図7の(c)に示すように、コイル体22と磁性材
41からなる巻芯部23とが一体となって、基板20上
に所定のピッチで複数形成された固定子101が得られ
る。そして、この固定子101では、巻芯部23の先端
に突極のティース部48が形成されている。
【0030】この実施の形態3によれば、貫通孔22a
およびコイル体22の貫通孔22a周りを露出させる開
口47aを有する型47を基板20上に配置して磁性材
のメッキ浴内に浸漬させて電解メッキを施し、貫通孔2
2a内に露呈する電極層21上に磁性材を成膜させて、
巻芯部23および突極のティース部48を一体に形成し
ているので、複雑な形状の固定子が簡易に作製できる。
そして、コイル導体の占積率の向上が図れ、最適な磁路
の形成が可能となり、磁気的飽和が防止でき、漏洩磁束
が抑えられ、小型で、高効率の巻線固定子を製造するこ
とができる。
およびコイル体22の貫通孔22a周りを露出させる開
口47aを有する型47を基板20上に配置して磁性材
のメッキ浴内に浸漬させて電解メッキを施し、貫通孔2
2a内に露呈する電極層21上に磁性材を成膜させて、
巻芯部23および突極のティース部48を一体に形成し
ているので、複雑な形状の固定子が簡易に作製できる。
そして、コイル導体の占積率の向上が図れ、最適な磁路
の形成が可能となり、磁気的飽和が防止でき、漏洩磁束
が抑えられ、小型で、高効率の巻線固定子を製造するこ
とができる。
【0031】実施の形態4.図8はこの発明の実施の形
態4に係る巻線固定子の製造方法を説明する工程図、図
9はこの発明の実施の形態4に係る巻線固定子の製造方
法を説明する工程図、図10はこの発明の実施の形態4
に係る巻線固定子の製造方法により製造された巻線固定
子を示す斜視図であり、図において49は基板20上に
配設される型であり、この型49のコイル体22と相対
する面には、コイル体22の幅と同じ幅の円弧状の突起
49aが基板20上に形成されたコイル体22と同一の
ピッチで形成されている。50は先端面が円弧状の凹面
形状に形成された巻芯部、51は磁石で作製された円柱
体であり、この円柱体51は、巻芯部50の先端面の凹
面形状と同じ外周面形状に構成されている。52は円柱
体51を回転可能に支持する架台、53は載置台、54
は磁性材層である。
態4に係る巻線固定子の製造方法を説明する工程図、図
9はこの発明の実施の形態4に係る巻線固定子の製造方
法を説明する工程図、図10はこの発明の実施の形態4
に係る巻線固定子の製造方法により製造された巻線固定
子を示す斜視図であり、図において49は基板20上に
配設される型であり、この型49のコイル体22と相対
する面には、コイル体22の幅と同じ幅の円弧状の突起
49aが基板20上に形成されたコイル体22と同一の
ピッチで形成されている。50は先端面が円弧状の凹面
形状に形成された巻芯部、51は磁石で作製された円柱
体であり、この円柱体51は、巻芯部50の先端面の凹
面形状と同じ外周面形状に構成されている。52は円柱
体51を回転可能に支持する架台、53は載置台、54
は磁性材層である。
【0032】つぎに、この実施の形態4による巻線固定
子の製造方法について、その特徴とするところを説明す
る。まず、上記実施の形態1と同様にして、基板20上
に貫通孔22aを有するコイル体22を所定のピッチで
複数形成する。そして、図8の(a)に示すように、型
49を上方から基板20上に所定間隔をもって配設す
る。ついで、型49が配設された基板20を磁性材のメ
ッキ浴内に浸漬させ、電解メッキを施す。すると、磁性
材41が貫通孔22a内に露呈している電極層21上に
成膜され、貫通孔22a内を充填する。さらに電解メッ
キを施し、図8の(b)に示すように、型49とコイル
体22との空隙部を磁性材41で充填する。ついで、型
49を取り去り、磁性材41の不要部分を除去し、図8
の(c)に示すように、コイル体22と一体となった磁
性材41からなる巻芯部50を基板20上に所定のピッ
チで複数形成する。ここで、この巻芯部50の先端面は
円弧状の凹面形状に形成されている。
子の製造方法について、その特徴とするところを説明す
る。まず、上記実施の形態1と同様にして、基板20上
に貫通孔22aを有するコイル体22を所定のピッチで
複数形成する。そして、図8の(a)に示すように、型
49を上方から基板20上に所定間隔をもって配設す
る。ついで、型49が配設された基板20を磁性材のメ
ッキ浴内に浸漬させ、電解メッキを施す。すると、磁性
材41が貫通孔22a内に露呈している電極層21上に
成膜され、貫通孔22a内を充填する。さらに電解メッ
キを施し、図8の(b)に示すように、型49とコイル
体22との空隙部を磁性材41で充填する。ついで、型
49を取り去り、磁性材41の不要部分を除去し、図8
の(c)に示すように、コイル体22と一体となった磁
性材41からなる巻芯部50を基板20上に所定のピッ
チで複数形成する。ここで、この巻芯部50の先端面は
円弧状の凹面形状に形成されている。
【0033】そこで、基板20を除去し、その後電極層
21の銅層をイオンビームエッチングやウエットエッチ
ングにより除去し、電極層21のニッケル箔で連結され
たコイル体22と一体となった巻芯部50を得る。ここ
では、基板20がシリコンウエハであるので、フッ酸を
用いている。ついで、巻芯部50が所定のピッチで形成
されている電極層21の箔を載置台53上に載置する。
そして、図9の(a)に示すように、円柱体51を架台
52に取り付け、回転させる。すると、巻芯部50が円
柱体51に磁気的に吸引されつつ、円柱体51に巻き付
けられる。そして、コイル体22と巻芯部50とが、図
9の(b)に示すように、回転体51の外周面に等角ピ
ッチで吸引固定される。なお、図示していないが、コイ
ル体22と巻芯部50とは外周側を電極層21の箔で連
結されている。その後、コイル体22と巻芯部50とが
回転体51に吸引固定された状態で電極層21の外周側
からコアバックに磁性材、例えばパーマロイの電解メッ
キを施し、電極層21の裏面にパーマロイを成膜して、
リング状の磁性材層54を形成する。ついで、回転体5
1を取り外して、図10に示すように、コイルが巻回さ
れた磁性材の巻芯部50が等角ピッチで配置され、か
つ、各巻芯部50が電極層21および磁性材層54で磁
気的に連結された円筒形状の巻線固定子102を得る。
このように作製された巻線固定子102は、ラジアルギ
ャップ型の電動機の固定子として搭載できる。
21の銅層をイオンビームエッチングやウエットエッチ
ングにより除去し、電極層21のニッケル箔で連結され
たコイル体22と一体となった巻芯部50を得る。ここ
では、基板20がシリコンウエハであるので、フッ酸を
用いている。ついで、巻芯部50が所定のピッチで形成
されている電極層21の箔を載置台53上に載置する。
そして、図9の(a)に示すように、円柱体51を架台
52に取り付け、回転させる。すると、巻芯部50が円
柱体51に磁気的に吸引されつつ、円柱体51に巻き付
けられる。そして、コイル体22と巻芯部50とが、図
9の(b)に示すように、回転体51の外周面に等角ピ
ッチで吸引固定される。なお、図示していないが、コイ
ル体22と巻芯部50とは外周側を電極層21の箔で連
結されている。その後、コイル体22と巻芯部50とが
回転体51に吸引固定された状態で電極層21の外周側
からコアバックに磁性材、例えばパーマロイの電解メッ
キを施し、電極層21の裏面にパーマロイを成膜して、
リング状の磁性材層54を形成する。ついで、回転体5
1を取り外して、図10に示すように、コイルが巻回さ
れた磁性材の巻芯部50が等角ピッチで配置され、か
つ、各巻芯部50が電極層21および磁性材層54で磁
気的に連結された円筒形状の巻線固定子102を得る。
このように作製された巻線固定子102は、ラジアルギ
ャップ型の電動機の固定子として搭載できる。
【0034】このように、この実施の形態4によれば、
基板20上に磁性材からなる電極層21を形成し、電極
層21上に所定のピッチで貫通孔22aを有するコイル
体22を形成し、貫通孔22aに磁性材を充填して巻芯
部50を形成した後基板20を除去し、磁石からなる円
柱体51を回転させつつ、電極層21上に所定のピッチ
で形成されたコイル体22の貫通孔22a内に充填され
た巻芯部50を該円柱体51の外周面に等角ピッチで磁
気的に吸引固定し、ついで円柱体51の外周面に吸引固
定された巻芯部50を連結する電極層21の裏面に磁性
材層54をリング状に形成しているので、上記実施の形
態1と同様の効果が得られる。また、通常、円筒形状の
固定子を作製する場合には、巻芯部の先端面のR形状の
加工やハンドリングの関係で、機器の小型化に限界があ
ったが、この実施の形態4によれば、円弧状の突起49
aを有する型49を上方から基板20上に所定間隔をも
って配設して、磁性材41を貫通孔22a内に露呈して
いる電極層21上に成膜するようにしているので、先端
面がR形状の巻芯部50を簡易に形成できる。そこで、
固定子のR寸法や形状が変化しても、型49の形状を変
化させることにより簡易に対応でき、電磁応用機器の高
効率化、超小型化を図ることができる。
基板20上に磁性材からなる電極層21を形成し、電極
層21上に所定のピッチで貫通孔22aを有するコイル
体22を形成し、貫通孔22aに磁性材を充填して巻芯
部50を形成した後基板20を除去し、磁石からなる円
柱体51を回転させつつ、電極層21上に所定のピッチ
で形成されたコイル体22の貫通孔22a内に充填され
た巻芯部50を該円柱体51の外周面に等角ピッチで磁
気的に吸引固定し、ついで円柱体51の外周面に吸引固
定された巻芯部50を連結する電極層21の裏面に磁性
材層54をリング状に形成しているので、上記実施の形
態1と同様の効果が得られる。また、通常、円筒形状の
固定子を作製する場合には、巻芯部の先端面のR形状の
加工やハンドリングの関係で、機器の小型化に限界があ
ったが、この実施の形態4によれば、円弧状の突起49
aを有する型49を上方から基板20上に所定間隔をも
って配設して、磁性材41を貫通孔22a内に露呈して
いる電極層21上に成膜するようにしているので、先端
面がR形状の巻芯部50を簡易に形成できる。そこで、
固定子のR寸法や形状が変化しても、型49の形状を変
化させることにより簡易に対応でき、電磁応用機器の高
効率化、超小型化を図ることができる。
【0035】ここで、電極層21を構成するニッケル層
は円柱体51に巻き付けるために可撓性を有するように
薄く成膜している。そこで、基板10を除去した後、電
極層21の銅層を除去し、円柱体51にコイル体22お
よび巻芯部50を吸引固定できる。そこ後、コアバック
に磁性材の電解メッキを施して磁性材層54を形成し、
巻線固定子102を一体化するとともに、機械的強度を
高め、さらに磁路を確保して磁気抵抗を小さくしてい
る。また、電極層21は銅とニッケルとの2層構造をと
っているが、磁性材の単層構造でもよい。また、型49
は、図5に示した空気穴を有する型を用い、貫通孔22
aと対向する内面を円弧状の突起形状に形成すれば、不
要な磁性材41の除去が少なくなり、生産性が高められ
る。
は円柱体51に巻き付けるために可撓性を有するように
薄く成膜している。そこで、基板10を除去した後、電
極層21の銅層を除去し、円柱体51にコイル体22お
よび巻芯部50を吸引固定できる。そこ後、コアバック
に磁性材の電解メッキを施して磁性材層54を形成し、
巻線固定子102を一体化するとともに、機械的強度を
高め、さらに磁路を確保して磁気抵抗を小さくしてい
る。また、電極層21は銅とニッケルとの2層構造をと
っているが、磁性材の単層構造でもよい。また、型49
は、図5に示した空気穴を有する型を用い、貫通孔22
aと対向する内面を円弧状の突起形状に形成すれば、不
要な磁性材41の除去が少なくなり、生産性が高められ
る。
【0036】実施の形態5.図11はこの発明の実施の
形態5に係る巻線固定子の製造方法を説明する工程図で
あり、図において55は巻芯部23の先端に形成された
突極のティース部である。この実施の形態5では、上記
実施の形態4において、コイル体22の貫通孔22aの
内底面に露呈する電極層21上に磁性材41を成膜した
後、不要の磁性材41を除去する際に、突極のティース
部55を形成するものである。そして、このティース部
55の先端面は、円弧状の凹面形状に形成されている。
なお、他の製造方法は、上記実施の形態4と同様であ
る。したがって、この実施の形態5によれば、上記実施
の形態4と同様に、小型化が図れ、コイル導体の占積率
の向上が図れ、その上にティース部55が形成されてい
るので、最適な磁路の形成が可能となり、小型で高効率
な円筒形の巻線固定子が得られる。
形態5に係る巻線固定子の製造方法を説明する工程図で
あり、図において55は巻芯部23の先端に形成された
突極のティース部である。この実施の形態5では、上記
実施の形態4において、コイル体22の貫通孔22aの
内底面に露呈する電極層21上に磁性材41を成膜した
後、不要の磁性材41を除去する際に、突極のティース
部55を形成するものである。そして、このティース部
55の先端面は、円弧状の凹面形状に形成されている。
なお、他の製造方法は、上記実施の形態4と同様であ
る。したがって、この実施の形態5によれば、上記実施
の形態4と同様に、小型化が図れ、コイル導体の占積率
の向上が図れ、その上にティース部55が形成されてい
るので、最適な磁路の形成が可能となり、小型で高効率
な円筒形の巻線固定子が得られる。
【0037】実施の形態6.図12はこの発明の実施の
形態6に係る巻線固定子の製造方法において巻芯部が回
転体に磁気的に吸引固定された状態を示す斜視図であ
り、図において56は回転体51の外周面に巻回された
犠牲層である。この実施の形態6では、上記実施の形態
4において、回転体51の外周面に例えばフォトレジス
トを被覆して犠牲層56を形成し、回転体51の外周面
に巻芯部50を磁気的に吸引しつつ巻き付け、電極層2
1の裏面にコアバックメッキを施して磁性材層54を形
成した後、該犠牲層56を除去して回転体51を取り外
している。なお、他の製造方法は、上記実施の形態4と
同様である。したがって、この実施の形態6によれば、
上記実施の形態4と同様に、小型化が図れ、コイル導体
の占積率の向上が図れ、その上に回転体51の外周面に
犠牲層56が形成されているので、回転子とのギャップ
の制御が容易にでき、さらに巻き付け時に部品同士の損
傷の発生を防止することができる。なお、犠牲層56
は、フォトレジストに限らず、プラスチックフィルム、
金属のメッキ膜や蒸着膜でもよく、これらの被膜はレー
ザ加工法、エッチング法、ワイヤカットなどの方法で除
去することができる。
形態6に係る巻線固定子の製造方法において巻芯部が回
転体に磁気的に吸引固定された状態を示す斜視図であ
り、図において56は回転体51の外周面に巻回された
犠牲層である。この実施の形態6では、上記実施の形態
4において、回転体51の外周面に例えばフォトレジス
トを被覆して犠牲層56を形成し、回転体51の外周面
に巻芯部50を磁気的に吸引しつつ巻き付け、電極層2
1の裏面にコアバックメッキを施して磁性材層54を形
成した後、該犠牲層56を除去して回転体51を取り外
している。なお、他の製造方法は、上記実施の形態4と
同様である。したがって、この実施の形態6によれば、
上記実施の形態4と同様に、小型化が図れ、コイル導体
の占積率の向上が図れ、その上に回転体51の外周面に
犠牲層56が形成されているので、回転子とのギャップ
の制御が容易にでき、さらに巻き付け時に部品同士の損
傷の発生を防止することができる。なお、犠牲層56
は、フォトレジストに限らず、プラスチックフィルム、
金属のメッキ膜や蒸着膜でもよく、これらの被膜はレー
ザ加工法、エッチング法、ワイヤカットなどの方法で除
去することができる。
【図1】 この発明の実施の形態1に係る巻線固定子の
製造方法により製造された巻線固定子を示す斜視図であ
る。
製造方法により製造された巻線固定子を示す斜視図であ
る。
【図2】 この発明の実施の形態1に係る巻線固定子の
製造方法を説明する工程図である。
製造方法を説明する工程図である。
【図3】 この発明の実施の形態1に係る巻線固定子の
製造方法を説明する工程図である。
製造方法を説明する工程図である。
【図4】 この発明の実施の形態1に係る巻線固定子の
製造方法を説明する工程図である。
製造方法を説明する工程図である。
【図5】 この発明の実施の形態1に係る巻線固定子の
製造方法に用いられる型の他の例を示す斜視図である。
製造方法に用いられる型の他の例を示す斜視図である。
【図6】 この発明の実施の形態2に係る巻線固定子の
製造方法を説明する斜視図である。
製造方法を説明する斜視図である。
【図7】 この発明の実施の形態3に係る巻線固定子の
製造方法を説明する工程図である。
製造方法を説明する工程図である。
【図8】 この発明の実施の形態4に係る巻線固定子の
製造方法を説明する工程図である。
製造方法を説明する工程図である。
【図9】 この発明の実施の形態4に係る巻線固定子の
製造方法を説明する工程図である。
製造方法を説明する工程図である。
【図10】 この発明の実施の形態4に係る巻線固定子
の製造方法により製造された巻線固定子を示す斜視図で
ある。
の製造方法により製造された巻線固定子を示す斜視図で
ある。
【図11】 この発明の実施の形態5に係る巻線固定子
の製造方法を説明する工程図である。
の製造方法を説明する工程図である。
【図12】 この発明の実施の形態6に係る巻線固定子
の製造方法を説明する図である。
の製造方法を説明する図である。
【図13】 従来のラジアルギャップ型の電動機を示す
図である。
図である。
【図14】 従来の電動機の巻線構造を説明する図であ
る。
る。
【図15】 従来の電動機の巻線固定子を示す図であ
る。
る。
【図16】 従来のリニアモータの巻線固定子を示す分
解斜視図である。
解斜視図である。
20 基板、21 電極層、22、44 コイル体、2
2a、44a 貫通孔、23、50 巻芯部、26、3
2 溝(コイルパターンの溝)、27、33絶縁層、2
8、34 部分コイル、29、35 層間絶縁層、3
0、36 コンタクトホール、38 積層体、40、4
3、46、47、49 型、41 磁性材、45 モー
ルド材(樹脂)、48、55 ティース部、51 回転
体、54磁性材層、56 犠牲層、100、101、1
02 巻線固定子。
2a、44a 貫通孔、23、50 巻芯部、26、3
2 溝(コイルパターンの溝)、27、33絶縁層、2
8、34 部分コイル、29、35 層間絶縁層、3
0、36 コンタクトホール、38 積層体、40、4
3、46、47、49 型、41 磁性材、45 モー
ルド材(樹脂)、48、55 ティース部、51 回転
体、54磁性材層、56 犠牲層、100、101、1
02 巻線固定子。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 15/02 - 15/04 H02K 1/14 H02K 3/00 - 3/52
Claims (7)
- 【請求項1】 基板上に磁性材からなる電極層を形成す
る工程と、前記電極層上に絶縁層を形成し、該絶縁層に
コイルパターンの溝を形成する工程と、前記コイルパタ
ーンの溝に導電材を充填して貫通孔を有するコイル体を
形成する工程と、前記貫通孔に磁性材を充填して巻芯部
を形成する工程とを備えたことを特徴とする巻線固定子
の製造方法。 - 【請求項2】 基板上に磁性材からなる電極層を形成す
る工程と、前記電極層上に所定のピッチで貫通孔を有す
るコイル体を形成する工程と、前記貫通孔に磁性材を充
填して巻芯部を形成する工程と、前記基板を除去する工
程と、磁石からなる円柱体を回転させつつ、前記電極層
上に所定のピッチで形成された前記コイル体の前記貫通
孔内に充填された前記巻芯部を該円柱体の外周面に等角
ピッチで磁気的に吸引固定する工程と、前記円柱体の外
周面に吸引固定された前記巻芯部を連結する前記電極層
の裏面に磁性材層をリング状に形成する工程とを備えた
ことを特徴とする巻線固定子の製造方法。 - 【請求項3】 貫通孔を露呈させる型を基板上に配置し
て磁性材のメッキ浴内に浸漬させて電解メッキを施し、
前記貫通孔内に露呈する電極層上に磁性材を成膜させ
て、巻芯部を形成するようにしたことを特徴とする請求
項1または請求項2記載の巻線固定子の製造方法。 - 【請求項4】 貫通孔およびコイル体の貫通孔周りを露
出させる型を基板上に配置して磁性材のメッキ浴内に浸
漬させて電解メッキを施し、前記貫通孔内に露呈する電
極層上に磁性材を成膜させて、巻芯部および突極のティ
ース部を一体に形成するようにしたことを特徴とする請
求項1または請求項2記載の巻線固定子の製造方法。 - 【請求項5】 円柱体の外周面に犠牲層が形成され、前
記円柱体の外周面に吸引固定された巻芯部を連結する電
極層の裏面に磁性材層をリング状に形成した後、前記犠
牲層を除去するようにしたことを特徴とする請求項2記
載の巻線固定子の製造方法。 - 【請求項6】 絶縁層を形成し、該絶縁層にコイルパタ
ーンの溝を形成し、その後該コイルパターンの溝内に導
電材を充填する工程と、層間絶縁層を形成し、該層間絶
縁層にコンタクトホールを形成し、その後該コンタクト
ホール内に導電材を充填する工程とを交互に繰り返し行
って、電極層上に所定のピッチで積層体を形成し、その
後エッチング処理を施して前記積層体を構成する前記絶
縁層および前記層間絶縁層の前記コイルパターン内を除
去して貫通孔を有するコイル体を形成するようにしたこ
とを特徴とする請求項1または請求項2記載の巻線固定
子の製造方法。 - 【請求項7】 コイルを巻芯に巻回する工程と、基板上
に磁性材からなる電極層を形成する工程と、前記コイル
が巻回された前記巻芯を前記電極層上に所定のピッチで
配置し、前記コイルを樹脂にてモールドして前記電極層
上に固定し、その後エッチング処理を施して前記巻芯を
除去して貫通孔を有するコイル体を形成する工程と、前
記貫通項に磁性材を充填して巻芯部を形成する工程とを
備えたことを特徴とする巻線固定子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27434095A JP2938379B2 (ja) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | 巻線固定子の製造方法 |
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---|---|---|---|
JP27434095A JP2938379B2 (ja) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | 巻線固定子の製造方法 |
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---|---|
JPH09121490A JPH09121490A (ja) | 1997-05-06 |
JP2938379B2 true JP2938379B2 (ja) | 1999-08-23 |
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ID=17540298
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JP4910089B2 (ja) * | 2006-01-19 | 2012-04-04 | 多摩川精機株式会社 | 輪状ステータの組立方法及び輪状ステータ |
DE102011011809A1 (de) * | 2010-05-18 | 2011-11-24 | Aumann Gmbh | Polkette |
WO2018078508A1 (en) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | The Trustees For The Time Being Of The Kmn Fulfilment Trust | An electromagnet component comprising magnetite for use in a generator |
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-
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JPH09121490A (ja) | 1997-05-06 |
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