JP2000243637A - Thin inductor and thin dc-to-dc convertor using the same - Google Patents

Thin inductor and thin dc-to-dc convertor using the same

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JP2000243637A
JP2000243637A JP11044041A JP4404199A JP2000243637A JP 2000243637 A JP2000243637 A JP 2000243637A JP 11044041 A JP11044041 A JP 11044041A JP 4404199 A JP4404199 A JP 4404199A JP 2000243637 A JP2000243637 A JP 2000243637A
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thin
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magnetic material
coil
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Hidefumi Yamamoto
英史 山本
Sadanori Kawabata
貞範 川端
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin inductor of low cost, which has a large inductance and is effectively miniaturized by clarifying the least necessary thickness of magnetic material to a current value and preventing shortage of thickness and excessive thickness of the magnetic material, and a thin DC/DC converter using the thin inductor. SOLUTION: In a thin inductor 1, spiral conductor patterns are formed on a single surface of both surfaces of an insulating substrate 2 and made into coils 4, 5. Aperture parts 3 are formed in the central parts of the coils. The insulating substrate 2 is sandwiched by plate magnetic materials 9, 11, having protruding parts 10 penetrating the aperture parts 3. The minimum thickness of a plate part of the magnetic material 11 is defined by a current value. At coordinates, where the horizontal axis shows the current value and the vertical axis shows the thickness of magnetic material, the thickness of the magnetic material shown by a straight line determined by a point, where the thickness is 0.2 mm when a current value is 0.1 A and a point where the thickness is 0.8 mm when a current value is 2.0A, is made the minimum thickness.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路に用いる
薄型インダクタ及びこれを用いた薄型DC−DCコンバ
ータに関し、特にインダクタンスが大きく、磁性体の厚
みの不足や過剰な厚みを防止して有効に小型化した安価
な薄型インダクタ及びこれを用いた薄型DC−DCコン
バータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin inductor used in an electronic circuit and a thin DC-DC converter using the same, and more particularly to a thin inductor having a large inductance and effectively preventing shortage or excessive thickness of a magnetic body. The present invention relates to a small and inexpensive thin inductor and a thin DC-DC converter using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯電話、PHS、パソコン等の
小型、薄型の携帯型電子機器が急速に普及している。こ
れに伴って電子回路を構成する電子部品の小型化、薄型
化、高性能化が進んでいる。この種の電子機器では電圧
一定のバッテリーを電源としているが、電子回路として
は種々の電圧が必要となる場合が増えており、インダク
タ(チョークコイル、トランス等)等の磁性部品を利用
したDC−DCコンバータが電源回路として使われる。
このような携帯型電子機器ではさらなる小型化、低コス
ト化が要求されており、小型、薄型で、許容電流が大き
く、インダクタンスの大きなインダクタが求められてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, small and thin portable electronic devices such as mobile phones, PHSs, and personal computers have rapidly become widespread. Along with this, electronic components constituting electronic circuits have been reduced in size, thickness, and performance. In this type of electronic equipment, a battery having a constant voltage is used as a power supply. However, an electronic circuit often requires various voltages, and a DC-voltage using a magnetic component such as an inductor (choke coil, transformer, etc.) is increasing. A DC converter is used as a power supply circuit.
Such portable electronic devices are required to be further reduced in size and cost, and are required to be small, thin, and have a large allowable current and a large inductance.

【0003】従来、インダクタとしては、磁性体コアに
巻線を施すタイプのもの、磁性体セラミックス材にコイ
ルをプリント技術で作製するグリーンシートタイプのも
のがある。また、研究段階のインダクタとして基板上に
磁性体、コイルを成膜、写真製版微細加工技術で作製す
るタイプの薄膜インダクタがある。焼結フェライトコア
に巻線を施した巻線タイプのインダクタは、巻線数に応
じてインダクタンスを大きくでき、しかも磁性コアが磁
気飽和するまで巻線コイルに電流を流せるので許容電流
値が大きいが、サイズが大きくなり過ぎ小型化に限界が
ある。また、グリーンシートタイプのインダクタはプリ
ントコイルを何層にも重ねて印刷し作製するため、イン
ダクタンスは大きく出来るがコイル抵抗が高く、許容電
流をそれほど大きくできない、コスト高という問題があ
る。さらにインダクタンスを確保するためコイルを多重
に重ねると、サイズも大きくなる。また、薄膜タイプの
インダクタは、微細加工して作製するため小型化できる
が、磁気コアの磁気飽和を防ぐため磁性膜の膜厚を厚く
成膜しなければならず、さらにパターニング、エッチン
グ回数も数回必要なことから、工程数が増えコストが非
常にかかり現実的ではない。しかも薄膜タイプはインダ
クタンスの特性が、各膜厚のばらつき等に敏感であるた
め特性ばらつきも大きいという問題がある。
Conventionally, inductors include a type in which a coil is wound on a magnetic core, and a green sheet type in which a coil is formed on a magnetic ceramic material by a printing technique. As an inductor at the research stage, there is a thin film inductor of a type in which a magnetic material and a coil are formed on a substrate and manufactured by photolithography fine processing technology. A winding type inductor with a sintered ferrite core wound has a large allowable current value because the inductance can be increased according to the number of windings and the current can flow through the winding coil until the magnetic core is magnetically saturated. However, the size is too large, and there is a limit to miniaturization. In addition, since the green sheet type inductor is produced by printing a printed coil in multiple layers, the inductance can be increased, but the coil resistance is high, the allowable current cannot be increased so much, and the cost is high. Further, if coils are multiplexed in order to secure inductance, the size becomes large. In addition, thin-film type inductors can be miniaturized because they are manufactured by microfabrication, but the thickness of the magnetic film must be increased in order to prevent magnetic saturation of the magnetic core. Since the number of processes is required, the number of steps is increased and the cost is extremely high, which is not practical. In addition, the thin film type has a problem in that the characteristics of the inductance are sensitive to variations in the thickness of each film and the like, so that the characteristics vary greatly.

【0004】そこで、安価な小型インダクタとして、巻
線の代わりに平面コイルを用い、平面コイルを磁性体や
磁性膜で取り囲むタイプ(内部コイル式)のもの、磁性
体や磁性膜を平面コイルで取り囲むタイプ(外部コイル
式)のものが開発されている。内部コイル式の小型イン
ダクタの一例を図を参照して説明する。図7は従来の小
型インダクタに用いられる平面コイルの平面図で、例え
ば厚さ25μmのポリイミドフィルム等の絶縁性基板4
1に両面張りされた約35μm厚の銅箔をフォトエッチ
ングして渦巻状導電パターン42を形成し、両面の渦巻
状導電パターン42、42をスルーホール43で接続し
た平面コイルである。図8(a)は上記の平面コイルを
絶縁性接着剤44を介して上下からフェライト等の磁性
体45、45で挟んだ構造の平面インダクタの断面図で
ある。インダクタンスをより大きくするためには磁気回
路を閉回路にすることが好ましく、図8(b)は上下の
磁性体の端部45aを接触させたものであり、図8
(c)は平面コイルの中央部に開口部を設け、磁性体の
突起部45bを挿通することによりさらにインダクタン
スを大きくしたものである。
Therefore, as an inexpensive small inductor, a planar coil is used in place of a winding, and the planar coil is surrounded by a magnetic material or a magnetic film (internal coil type), or the magnetic material or the magnetic film is surrounded by a planar coil. A type (external coil type) has been developed. An example of a small inductor of the internal coil type will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a plan view of a planar coil used for a conventional small inductor. For example, an insulating substrate 4 such as a 25 μm-thick polyimide film is used.
1 is a planar coil in which a spiral conductive pattern 42 is formed by photo-etching a copper foil of about 35 μm thickness on both sides, and the spiral conductive patterns 42 on both sides are connected by through holes 43. FIG. 8A is a cross-sectional view of a planar inductor having a structure in which the above-described planar coil is sandwiched between magnetic materials 45 such as ferrite from above and below via an insulating adhesive 44. In order to further increase the inductance, it is preferable to make the magnetic circuit a closed circuit. FIG. 8B shows the case where the upper and lower ends 45a of the magnetic material are in contact with each other.
FIG. 3C shows an example in which an opening is provided in the center of the planar coil, and the inductance is further increased by inserting a projection 45b of a magnetic material.

【0005】一方、小型インダクタを用いたDC−DC
コンバータとして、図9の側面図(一部断面図を含む)
に示すような、チョッパ方式レギュレータの電気回路で
作成した薄型DC−DCコンバータ50(実開平6―6
6291号公報に記載)がある。図において、アルミナ
基板からなる回路基板51の片面に、FET,IC等の
電子部品52を形成し、裏面には、偏平コイル53を板
状の磁性体54で挟んでなるインダクタ55が接着剤等
で固定されている。偏平コイル53は、両面FPC基板
にスパイラル状導電パターンを形成したもので、外形寸
法は、幅17mm、長さ21mm、厚さ730μmであ
る。板状の磁性体54は、厚さ0.6mmのMn―Zn
系のフェライト板である。インダクタ55の厚さは2m
mである。得られた薄型DC−DCコンバータの大きさ
は、25mm×25mm×6mm(厚さ)である。ま
た、出力電流は直流0.5Aとなっている。
On the other hand, DC-DC using a small inductor
As a converter, side view of FIG. 9 (including partial cross-sectional view)
As shown in the figure, a thin DC-DC converter 50 (actual flat type 6-6) made with an electric circuit of a chopper type regulator.
No. 6291). In the figure, an electronic component 52 such as an FET or an IC is formed on one surface of a circuit substrate 51 made of an alumina substrate, and an inductor 55 having a flat coil 53 sandwiched between plate-shaped magnetic members 54 is provided on the back surface with an adhesive or the like. It is fixed at. The flat coil 53 is formed by forming a spiral conductive pattern on a double-sided FPC board, and has external dimensions of 17 mm in width, 21 mm in length, and 730 μm in thickness. The plate-like magnetic material 54 is made of Mn—Zn having a thickness of 0.6 mm.
It is a ferrite plate of the system. The thickness of the inductor 55 is 2 m
m. The size of the obtained thin DC-DC converter is 25 mm × 25 mm × 6 mm (thickness). The output current is 0.5 A DC.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、インダクタ
を例えばDC−DCコンバータ等の電子回路に使用する
場合、できるだけ小型、薄型でインダクタンスが大き
く、しかも、コイルの許容電流の大きなものが望まし
い。しかしながら、従来の小型インダクタでは、電流を
増加すると磁性体コアの磁気飽和によりインダクタンス
が減少してしまう。これを防止するため磁性体の厚みを
十分に大きくすると、インダクタが大型化して小型化の
要求に逆行するという問題があった。これは、磁性体の
厚みが使用する電流値に対して最適化されていないこと
によるものである。換言すると、インダクタンスの減少
を極力抑制して一定レベルに維持するための、電流値に
対して最小限必要な磁性体の厚みが明確になっていない
ためである。
When an inductor is used in an electronic circuit such as a DC-DC converter, it is desirable that the inductor is as small and thin as possible, has a large inductance, and has a large allowable current of the coil. However, in the conventional small inductor, when the current increases, the inductance decreases due to the magnetic saturation of the magnetic core. If the thickness of the magnetic material is made sufficiently large to prevent this, there is a problem that the inductor becomes large and goes against the demand for miniaturization. This is because the thickness of the magnetic material is not optimized for the current value used. In other words, the minimum thickness of the magnetic body required for the current value for suppressing the decrease in inductance as much as possible and maintaining the inductance at a constant level is not clear.

【0007】本発明は、上記の問題に鑑みて提案された
もので、その目的は、電流値に対して最小限必要な磁性
体の厚みを明確にすることにより、インダクタンスが大
きく、磁性体の厚みの不足や過剰な厚みを防止して有効
に小型化した安価な薄型インダクタ及びこれを用いた薄
型DC−DCコンバータを提供することである。
[0007] The present invention has been proposed in view of the above problems, and an object of the present invention is to clarify the minimum thickness of a magnetic material necessary for a current value, thereby increasing the inductance and increasing the magnetic material. It is an object of the present invention to provide an inexpensive thin inductor that is effectively reduced in size by preventing shortage or excessive thickness, and a thin DC-DC converter using the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の薄型インダクタ
は、絶縁性基板の片面又は両面に渦巻き状の導体パター
ンを形成してコイルとし、少なくともコイルの中央部に
開口部が形成され、この開口部に挿通する突起部を有す
る平板状の磁性体で絶縁性基板を上下から挟んでなる薄
型インダクタにおいて、前記磁性体の平板部の厚みが、
電流値とインダクタンスから決定される最小厚以上であ
ることを特徴とする。より具体的に記載すると、横軸を
電流値とし縦軸を磁性体厚とする座標において、電流値
が0.1Aのとき厚み0.2mmである点と、電流値が
2.0Aのとき厚み0.8mmである点から決まる直線
が示す磁性体厚を最小厚とすることが望ましい。さらに
望ましくは、電流値が0.1Aのとき厚み0.3mmで
ある点と、電流値が2.0Aのとき厚み0.9mmであ
る点から決まる直線が示す磁性体厚を最小厚とすること
を特徴とする。この構成によって、磁性体の厚みを電流
値に対して最小限必要な厚みに適化してインダクタンス
の減少を抑制することができ、電流値によっては磁性体
の厚みが不足してインダクタンスが大幅に減少したり、
電流値によっては磁性体厚が過剰となって不必要に大型
化することなどが防止され、有効に小型化した安価な薄
型インダクタ(チョークコイル、トランス等)を提供す
ることができる。本発明の薄型インダクタを搭載するこ
とにより、小型、薄型で安価なDC−DCコンバータや
各種電子機器を提供できる。なお、本発明の薄型インダ
クタは、コイルパターンを有しインダクタンスを有する
磁性部品のことであり、例えば、チョークコイル、トラ
ンスを含んでいる。
According to the thin inductor of the present invention, a spiral conductor pattern is formed on one or both sides of an insulating substrate to form a coil, and an opening is formed at least in the center of the coil. In a thin inductor that sandwiches an insulating substrate from above and below with a plate-shaped magnetic material having a protrusion inserted into the portion, the thickness of the flat plate portion of the magnetic material is
It is characterized by being at least the minimum thickness determined from the current value and the inductance. More specifically, in coordinates where the horizontal axis represents the current value and the vertical axis represents the magnetic material thickness, the point where the current value is 0.1 A is 0.2 mm in thickness, and the point where the current value is 2.0 A is the thickness. It is desirable that the thickness of the magnetic body indicated by a straight line determined from the point of 0.8 mm be the minimum thickness. More preferably, the magnetic material thickness indicated by a straight line determined by a point having a thickness of 0.3 mm when the current value is 0.1 A and a point having a thickness of 0.9 mm when the current value is 2.0 A is the minimum thickness. It is characterized by. With this configuration, the thickness of the magnetic body can be adjusted to the minimum required thickness for the current value to suppress the decrease in inductance. Depending on the current value, the thickness of the magnetic body becomes insufficient and the inductance decreases significantly. Or
Depending on the current value, the thickness of the magnetic body is prevented from being excessively increased due to excessive thickness, and an inexpensive thin inductor (choke coil, transformer, etc.) that is effectively reduced in size can be provided. By mounting the thin inductor of the present invention, a small, thin, and inexpensive DC-DC converter and various electronic devices can be provided. The thin inductor of the present invention is a magnetic component having a coil pattern and an inductance, and includes, for example, a choke coil and a transformer.

【0009】また、本発明の薄型DC−DCコンバータ
は、DC−DCコンバータの絶縁性回路基板の一部の片
面又は両面に渦巻き状の導体パターンを形成してコイル
とし、少なくともコイルの中央部に開口部を形成し、こ
の開口部に挿通する突起部を有する平板状の磁性体で絶
縁性回路基板を上下から挟んでなる薄型インダクタを具
備したことを特徴とする。この構成により、DC−DC
コンバータの回路基板とその構成部品である薄型インダ
クタの絶縁性基板を共用できるので、従来よりもDC−
DCコンバータを大幅に小型、薄型化できる。
In the thin DC-DC converter of the present invention, a spiral conductor pattern is formed on one or both surfaces of a part of the insulating circuit board of the DC-DC converter to form a coil, and at least a central portion of the coil is formed. An opening is formed, and a thin inductor comprising an insulating circuit board sandwiched from above and below by a plate-shaped magnetic material having a projection inserted into the opening is provided. With this configuration, DC-DC
Since the circuit board of the converter and the insulating board of the thin inductor that is a component of the converter can be shared, the DC-
The DC converter can be significantly reduced in size and thickness.

【0010】また、本発明の薄型DC−DCコンバータ
は、DC−DCコンバータの絶縁性回路基板の片面又は
両面に渦巻き状の導体パターンを形成してコイルとし、
少なくともコイルの中央部に開口部を形成し、この開口
部に挿通する突起部を有する平板状の磁性体で絶縁性回
路基板を上下から挟んでなる薄型インダクタを具備して
なり、この薄型インダクタの磁性体の平板部の厚みが、
電流値とインダクタンスから決定される最小厚以上であ
ることを特徴とする。この構成により、インダクタンス
が大きく、磁性体の厚みの不足や過剰な厚みを防止して
有効に小型化した安価な薄型インダクタ及びこれを用い
た薄型DC−DCコンバータを提供できる。
In the thin DC-DC converter of the present invention, a spiral conductor pattern is formed on one or both sides of an insulating circuit board of the DC-DC converter to form a coil.
An opening is formed at least in the center of the coil, and a thin inductor having an insulating circuit board sandwiched from above and below by a flat magnetic body having a projection inserted into the opening is provided. The thickness of the flat part of the magnetic material is
It is characterized by being at least the minimum thickness determined from the current value and the inductance. With this configuration, it is possible to provide an inexpensive thin inductor that has a large inductance and is effectively reduced in size by preventing the thickness of the magnetic material from being insufficient or excessive, and a thin DC-DC converter using the same.

【0011】また、本発明の薄型DC−DCコンバータ
は、構成部品である薄型インダクタの磁性体の平板部の
厚みが、電流値とインダクタンスから決定される最小厚
以上であり、より具体的に記載すると、横軸を電流値と
し縦軸を磁性体厚とする座標において、電流値が0.1
Aのとき厚み0.2mmである点と、電流値が2.0A
のとき厚み0.8mmである点から決まる直線が示す磁
性体厚を最小厚としている。さらに望ましくは、電流値
が0.1Aのとき厚み0.3mmである点と、電流値が
2.0Aのとき厚み0.9mmである点から決まる直線
が示す磁性体厚を最小厚とすることを特徴とする。この
構成によって、磁性体の厚みを電流値に対して最小限必
要な厚みに適化してインダクタンスの減少を抑制するこ
とができ、電流値によっては磁性体の厚みが不足してイ
ンダクタンスが大幅に減少したり、電流値によっては磁
性体厚が過剰となって不必要に大型化することなどが防
止され、有効に小型化した安価な薄型インダクタ(チョ
ークコイル、トランス等)を提供することができ、この
薄型インダクタを搭載することにより、小型、薄型で安
価なDC−DCコンバータや各種電子機器を提供でき
る。
Further, in the thin DC-DC converter of the present invention, the thickness of the flat portion of the magnetic material of the thin inductor as a component is not less than the minimum thickness determined from the current value and the inductance. Then, on a coordinate where the horizontal axis represents the current value and the vertical axis represents the magnetic material thickness, the current value is 0.1.
The point that the thickness is 0.2 mm at A, and the current value is 2.0 A
In this case, the minimum thickness is a magnetic material thickness indicated by a straight line determined from a point having a thickness of 0.8 mm. More preferably, the magnetic material thickness indicated by a straight line determined by a point having a thickness of 0.3 mm when the current value is 0.1 A and a point having a thickness of 0.9 mm when the current value is 2.0 A is the minimum thickness. It is characterized by. With this configuration, the thickness of the magnetic body can be adjusted to the minimum required thickness for the current value to suppress the decrease in inductance. Depending on the current value, the thickness of the magnetic body becomes insufficient and the inductance decreases significantly. It is possible to provide an inexpensive thin inductor (choke coil, transformer, etc.) that is effectively reduced in size, and that the thickness of the magnetic material is not excessively increased due to excessive current depending on the current value. By mounting this thin inductor, a small, thin, and inexpensive DC-DC converter and various electronic devices can be provided.

【0012】また、絶縁性回路基板を片面または両面F
PC基板で構成することにより、薄くて強度の大きい基
板となり、また、インダクタを含むDC−DCコンバー
タの回路パターンを一括形成できるので、小型、薄型で
安価なDC−DCコンバータを提供できる。
Further, the insulating circuit board may be mounted on one side or both sides F
By using a PC board, a thin, high-strength board can be formed, and a circuit pattern of a DC-DC converter including an inductor can be formed at a time. Therefore, a small, thin, and inexpensive DC-DC converter can be provided.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の薄型インダクタの第一の
実施の形態について図を参照して説明する。この第一の
実施の形態は薄型チョークコイルである。図1(a)は
本発明の薄型インダクタ1の平面図(ただし、磁性体は
図示していない)であり、図1(b)は薄型インダクタ
1のA−B線に沿う断面図である。図1において、ポリ
イミド等の樹脂フィルムからなる絶縁性基板2の中心部
には開口部3が形成されている。該絶縁性基板2の上面
の開口部3の周囲に、略35μm厚の銅箔を渦巻き状に
パターニングした導電パターンからなる第1のコイル4
が形成され、絶縁性基板2の下面の対称位置に同様の渦
巻き状の導電パターンからなる第2のコイル5(破線)
が形成され、第1のコイル4の終端と第2のコイル5の
始端は絶縁性基板2に形成されたスルーホール6を介し
て電気的に、かつ、コイル4、5に同一方向の電流が流
れるように接続されている。また、コイル5の終端はス
ルーホール8を介して基板2の上面の外部リード接続用
ランドに接続されている。そして、コイルを形成した絶
縁性基板2の上方にフェライト等の磁性体からなる平板
状の上部コア9が配設され、さらに絶縁性基板2の下方
には中央部に突起部10を有する同一材料の下部コア1
1が配設され、突起部10を絶縁性基板2の開口部3に
挿通し、突起部10の端面10aを上部コア9の下面と
密着させ、絶縁性基板2をコア9、11で挟むことによ
り、本発明の薄型インダクタ1の基本構造が得られる。
なお、この実施の形態では絶縁性基板2の両面にコイル
が形成されているが、片面だけでもよいし、片側または
両側のコイルを二層以上に積層形成してもよい。一般に
コイルの層数が増すと同一電流でのインダクタンスは増
加する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a thin inductor according to the present invention will be described with reference to the drawings. This first embodiment is a thin choke coil. FIG. 1A is a plan view of a thin inductor 1 of the present invention (a magnetic material is not shown), and FIG. 1B is a cross-sectional view of the thin inductor 1 taken along line AB. In FIG. 1, an opening 3 is formed at the center of an insulating substrate 2 made of a resin film such as polyimide. A first coil 4 made of a conductive pattern obtained by spirally patterning a copper foil having a thickness of about 35 μm around an opening 3 on the upper surface of the insulating substrate 2.
Is formed, and a second coil 5 (broken line) is formed of a similar spiral conductive pattern at a symmetrical position on the lower surface of the insulating substrate 2.
Is formed, and the end of the first coil 4 and the start of the second coil 5 are electrically connected to each other through the through holes 6 formed in the insulating substrate 2, and currents in the same direction are applied to the coils 4 and 5. Connected to flow. The end of the coil 5 is connected to the external lead connection land on the upper surface of the substrate 2 via the through hole 8. A flat upper core 9 made of a magnetic material such as ferrite is disposed above the insulating substrate 2 on which the coil is formed, and the same material having a protrusion 10 at the center below the insulating substrate 2 is provided. Lower core 1
1, the protrusion 10 is inserted into the opening 3 of the insulating substrate 2, the end face 10a of the protrusion 10 is brought into close contact with the lower surface of the upper core 9, and the insulating substrate 2 is sandwiched between the cores 9, 11. Thereby, the basic structure of the thin inductor 1 of the present invention is obtained.
In this embodiment, the coils are formed on both sides of the insulating substrate 2, but may be formed on one side only, or the coils on one side or both sides may be laminated in two or more layers. Generally, as the number of coil layers increases, the inductance at the same current increases.

【0014】上記のように、コイルの開口部を挿通する
磁性体(突起部10)が存在すると大きなインダクタン
スが得られる。また、下部コア11の突起部10の端面
10aを上部コア9の下面と密着させることによって、
さらにインダクタンスを増加させることができる。
As described above, a large inductance can be obtained when the magnetic body (projection 10) is inserted through the opening of the coil. Further, by bringing the end face 10 a of the projection 10 of the lower core 11 into close contact with the lower face of the upper core 9,
Further, the inductance can be increased.

【0015】本発明の薄型インダクタの特徴は、各コア
の平板部の厚みがインダクタンスと電流値に対応して設
定されていることにある。すなわち、磁性体からなるコ
アの平板部の最小厚が一定レベル以上のインダクタンス
と電流値との関連で規定されている。より具体的には、
横軸を電流値とし縦軸を磁性体厚とする座標を用いて規
定すると、電流値が0.1Aのとき厚み0.2mmであ
る点と、電流値が2.0Aのとき厚み0.8mmである
点を結ぶ直線が示す磁性体厚を最小厚とすることを特徴
とする。この構成によって、磁性体の厚みを電流値に対
して最小限必要な厚みに適化してインダクタンスの減少
を抑制することができ、各電流値に対して最大値に対し
て92%以上のインダクタンスに維持することができ、
電流値によっては磁性体の厚みが不足してインダクタン
スが大幅に減少したり、電流値によっては磁性体厚が過
剰となって不必要に大型化することなどが防止され、特
性と小型化のバランスの優れた安価な薄型インダクタを
提供することができる。
A feature of the thin inductor of the present invention is that the thickness of the flat plate portion of each core is set in accordance with the inductance and the current value. That is, the minimum thickness of the flat plate portion of the core made of a magnetic material is defined in relation to an inductance of a certain level or more and a current value. More specifically,
If the current value is 0.1 A and the current value is 0.1 A, the thickness is 0.2 mm, and if the current value is 2.0 A, the thickness is 0.8 mm. The thickness of the magnetic body indicated by a straight line connecting the points is set to the minimum thickness. With this configuration, the thickness of the magnetic material can be adjusted to the minimum necessary thickness with respect to the current value to suppress the decrease in inductance, and the inductance can be reduced to 92% or more of the maximum value for each current value. Can be maintained,
Depending on the current value, the thickness of the magnetic body is insufficient and inductance is greatly reduced, and depending on the current value, the magnetic body thickness is prevented from becoming excessive and unnecessarily large, etc., and the balance between characteristics and miniaturization Thus, an inexpensive thin inductor excellent in the above can be provided.

【0016】上記の特徴は、本発明者が3次元磁界解析
によって予測し、試作によって確認したものである。以
下、図を参照して説明する。図2は上記構造の薄型イン
ダクタにおいて、コイル電流をパラメータとしたとき
の、磁性体コア(フェライトコア)の厚みとインダクタ
ンスの関係を3次元磁界解析によるシミュレーションに
より求めた結果である。インダクタンスは、コイル内側
を鎖交する磁束を数え上げることにより求めた。解析時
のコイル電流は直流電流を仮定している。コイルは絶縁
性基板2の上面に1層6ターン、下面に1層6ターンを
各形成した場合である。磁性体コアが十分厚い場合(略
2mm以上)、コイル電流に依らずインダクタンスは一
定値15.3μHを示した。図2ではこれを100%と
した。磁性体コアが薄くなるとコアが徐々に磁気飽和し
て磁束が洩れ、その影響でインダクタンスが徐々に減少
し、あるコア厚以下になると急激に減少する。インダク
タンスが急減するコア厚の臨界値は0.1Aのとき0.
2mmと読み取れ、この時のインダクタンスは14.0
μHであり15.3μHに対して略92%値である。ま
た、2.0Aのときは0.8mmと読み取れ、この時も
14.0μHであり15.3μHに対して略92%値で
ある。薄型インダクタの磁性体コア厚は、インダクタン
スが大きく、あまり減少しない範囲が望ましい。したが
って、「インダクタンスが大きく、あまり減少しない範
囲」として、最大値に対して略92%以上の範囲を挙げ
ることができる。図2のグラフから、最大値(この場合
は15.3μH)に対して略92%のインダクタンスを
示す磁性体コア厚は、0.1Aのとき0.2mm、また
2.0Aのとき0.8mmとなる。したがって、図3に
プロットしたこれらの点を結ぶ直線が略92%のインダ
クタンスに対応し、この直線より上方側(斜線で示され
る領域)が「インダクタンスが大きく、あまり減少しな
い範囲」に対応し、本発明の薄型インダクタとして望ま
しい磁性体コア厚の範囲を示すことになる。特に、イン
ダクタンスの減少をさらに抑制する必要がある場合に
は、0.1Aのとき0.3mmとなる点と、2.0Aの
とき0.9mmとなる点を結ぶ直線が示す磁性体厚を最
小厚とする。この場合、インダクタンスは最大値に対し
て略95%以上まで維持される。図3では横線で示され
る領域になる。なお、0.5A、1.0A、1.5Aに
おける磁性体コア厚は図3にプロットしたとおりであ
り、いずれも0.1Aのとき0.2mm(または0.3
mm)となる点と、2.0Aのとき0.8mm(または
0.9mm)となる点を結ぶ直線で近似できる。
The above-mentioned features were predicted by the present inventors by three-dimensional magnetic field analysis and confirmed by trial production. Hereinafter, description will be made with reference to the drawings. FIG. 2 shows a result obtained by performing a simulation by a three-dimensional magnetic field analysis on the relationship between the thickness of the magnetic core (ferrite core) and the inductance when the coil current is used as a parameter in the thin inductor having the above structure. The inductance was determined by counting the magnetic flux linking the inside of the coil. The coil current at the time of analysis assumes a DC current. In this case, the coil has six turns of one layer on the upper surface of the insulating substrate 2 and six turns of one layer on the lower surface. When the magnetic core was sufficiently thick (about 2 mm or more), the inductance showed a constant value of 15.3 μH regardless of the coil current. In FIG. 2, this is set to 100%. When the magnetic core becomes thinner, the core is gradually magnetically saturated and magnetic flux leaks. As a result, the inductance is gradually reduced. The critical value of the core thickness at which the inductance sharply decreases is 0.1 at 0.1 A.
It can be read as 2 mm, and the inductance at this time is 14.0.
μH, which is approximately 92% of 15.3 μH. Also, at 2.0 A, it can be read as 0.8 mm, which is also 14.0 μH, which is approximately 92% of 15.3 μH. The magnetic core thickness of the thin inductor is desirably in a range where the inductance is large and does not decrease much. Therefore, the "range where the inductance is large and does not decrease much" can be a range of about 92% or more of the maximum value. From the graph of FIG. 2, the magnetic core thickness showing an inductance of about 92% with respect to the maximum value (15.3 μH in this case) is 0.2 mm at 0.1 A and 0.8 mm at 2.0 A. Becomes Therefore, the straight line connecting these points plotted in FIG. 3 corresponds to approximately 92% of the inductance, and the upper side (the region indicated by oblique lines) above this straight line corresponds to “the range where the inductance is large and does not decrease much”. The range of the magnetic core thickness desirable as the thin inductor of the present invention is shown. In particular, when it is necessary to further suppress the decrease in inductance, the magnetic material thickness indicated by a straight line connecting the point of 0.3 mm at 0.1 A and the point of 0.9 mm at 2.0 A is minimized. Thickness. In this case, the inductance is maintained up to about 95% or more of the maximum value. In FIG. 3, the region is indicated by a horizontal line. The magnetic core thickness at 0.5 A, 1.0 A, and 1.5 A is as plotted in FIG. 3.
mm) and a point that becomes 0.8 mm (or 0.9 mm) at 2.0 A.

【0017】次に、薄型インダクタの実施例を示し、上
記のシミュレーションの結果が妥当であることを説明す
る。試作した薄型インダクタの構造は図1と同一であ
る。磁性体として6mm×6mm×0.3mm(厚)の
Mn−Znフェライトコアを用いた。また、平面コイル
として0.15mm厚のFPC基板の両面に略35μm
厚の銅箔からなる各1層(6ターン)の導電パターンを
形成したものを用いた。この薄型インダクタのインダク
タンスの実測値は17.5μHであり、シミュレーショ
ンによる計算値の18.1μHと良く一致した。また、
FPC基板の両面に各3ターンの導電パターンを形成し
た場合の実測値は6μHであり、計算値の5.8μHと
良く一致した。
Next, an embodiment of a thin inductor will be described, and it will be described that the results of the above simulation are appropriate. The structure of the prototyped thin inductor is the same as that of FIG. A 6 mm × 6 mm × 0.3 mm (thickness) Mn—Zn ferrite core was used as the magnetic material. Also, approximately 35 μm on both sides of a 0.15 mm thick FPC board as a planar coil.
One having a conductive pattern of one layer (6 turns) made of thick copper foil was used. The measured value of the inductance of this thin inductor was 17.5 μH, which was in good agreement with the calculated value of 18.1 μH by simulation. Also,
The measured value when the conductive pattern of three turns was formed on both sides of the FPC board was 6 μH, which was in good agreement with the calculated value of 5.8 μH.

【0018】次に、本発明の薄型インダクタの第二の実
施の形態について図を参照して説明する。この実施の形
態は薄型トランス20である。図4(a)は平面コイル
の平面図である。ただし、磁性体の図示は省略してい
る。図4(a)において、ポリイミド等の樹脂フィルム
からなる絶縁性基板2の中心部には開口部3が形成され
ている。開口部3の周囲に、略35μm厚の銅箔をパタ
ーニングした導電パターンからなる第1のコイル21が
形成され、コイル21の両端にはスルーホール22、2
3が形成されている。スルーホール22、23は絶縁性
基板2の端部に形成されたスルーホール24、25と下
面で導通している。スルーホール24、25は第1のコ
イル21の外部リード接続用ランドに接続されている。
第1のコイル21の周縁には渦巻き状の導電パターンか
らなる第2のコイル26が第1のコイル21より多いタ
ーン数で形成され、コイル26の終端にはスルーホール
28が形成されている。スルーホール28は絶縁性基板
2の下面でスルーホール29と導通している。スルーホ
ール29は第2のコイル26の外部リード接続用ランド
に接続されている。一方、図4(b)はCD線に沿う断
面図である。コイルを形成した絶縁性基板2の上方にフ
ェライト等の磁性体からなる平板状の上部コア9が配設
され、さらに絶縁性基板2の下方には中央部に突起部1
0を、周縁部に突起部12を有する同一材料の下部コア
13が配設され、突起部10を絶縁性基板2の開口部3
に挿通し、突起部10、12の端面を上部コア9の下面
と密着させ、絶縁性基板2をコア9、13で挟むことに
より、磁気回路を閉じて磁気効率を向上した本発明の薄
型トランス20の基本構造が得られる。図4では絶縁性
基板2の上面に第1のコイル21と第2のコイル26が
形成されているが、第2のコイル26を絶縁性基板2の
下面に形成してもよい。また、第2のコイルの外側に第
1のコイルを配設してもよい。また、図5に示すように
第2のコイル26の各ターンの間に第1のコイル21を
配設してもよい。また、図1に示したコイル4、5をそ
れぞれ二列に分割配設し、別々のスルーホールに接続
し、一方を一次コイルとし他方を二次コイルとしてもよ
い。この構造は巻き線比が1対1の場合に好適する。
Next, a second embodiment of the thin inductor of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is a thin transformer 20. FIG. 4A is a plan view of the planar coil. However, illustration of the magnetic body is omitted. In FIG. 4A, an opening 3 is formed at the center of an insulating substrate 2 made of a resin film such as polyimide. Around the opening 3, a first coil 21 made of a conductive pattern obtained by patterning a copper foil having a thickness of about 35 μm is formed.
3 are formed. The through holes 22 and 23 are electrically connected to the through holes 24 and 25 formed at the end of the insulating substrate 2 on the lower surface. The through holes 24 and 25 are connected to external lead connection lands of the first coil 21.
A second coil 26 made of a spiral conductive pattern is formed on the periphery of the first coil 21 with a larger number of turns than the first coil 21, and a through hole 28 is formed at the end of the coil 26. The through hole 28 is electrically connected to the through hole 29 on the lower surface of the insulating substrate 2. The through hole 29 is connected to an external lead connection land of the second coil 26. On the other hand, FIG. 4B is a cross-sectional view along the CD line. A flat upper core 9 made of a magnetic material such as ferrite is disposed above the insulating substrate 2 on which the coil is formed, and a projection 1 is provided below the insulating substrate 2 at the center.
0, a lower core 13 of the same material having a protruding portion 12 on the periphery is disposed, and the protruding portion 10 is formed in the opening 3 of the insulating substrate 2.
, The end faces of the projections 10 and 12 are in close contact with the lower surface of the upper core 9, and the insulating substrate 2 is sandwiched between the cores 9 and 13 to close the magnetic circuit and improve the magnetic efficiency of the present invention. 20 basic structures are obtained. In FIG. 4, the first coil 21 and the second coil 26 are formed on the upper surface of the insulating substrate 2, but the second coil 26 may be formed on the lower surface of the insulating substrate 2. Moreover, you may arrange | position a 1st coil outside a 2nd coil. Further, as shown in FIG. 5, the first coil 21 may be provided between each turn of the second coil 26. Alternatively, the coils 4 and 5 shown in FIG. 1 may be divided and arranged in two rows, respectively, connected to different through holes, and one may be a primary coil and the other may be a secondary coil. This structure is suitable when the winding ratio is 1: 1.

【0019】図4、図5等に示した薄型トランスにおい
ても、インダクタンスの減少を極力抑制するために、電
流値に対して最小限必要な磁性体の厚みを明確にするこ
とにより、磁性体の厚みの不足や過剰な厚みを防止して
有効に小型化した安価な薄型トランスを提供する必要が
ある。そのための手段として、磁性体からなるコアの平
板部の最小厚をインダクタンスと電流値との関連で規定
する。より具体的には、横軸を電流値とし縦軸を磁性体
厚とする座標を用いて規定すると、電流値が0.1Aの
とき厚み0.2mm(または0.3mm)である点と、
電流値が2.0Aのとき厚み0.8mm(または0.9
mm)である点を結ぶ直線が示す磁性体厚を最小厚とす
る。この構成によって、磁性体の厚みを電流値に対して
最小限必要な厚みに適化してインダクタンスの減少を抑
制することができ(( )内数値の場合はさらに抑制で
きる。)、電流値によっては磁性体の厚みが不足してイ
ンダクタンスが大幅に減少したり、電流値によっては磁
性体厚が過剰となって不必要に大型化することなどが防
止され、特性と小型化のバランスの優れた安価な薄型ト
ランス等の薄型インダクタを提供することができる。
In the thin transformers shown in FIGS. 4 and 5, etc., the minimum thickness of the magnetic material required for the current value is clarified in order to minimize the decrease in inductance. There is a need to provide an inexpensive thin transformer that is effectively miniaturized by preventing shortage or excessive thickness. As means for this, the minimum thickness of the flat plate portion of the core made of a magnetic material is defined in relation to the inductance and the current value. More specifically, when the current value is defined as coordinates using a horizontal axis as a current value and a vertical axis as a magnetic material thickness, when the current value is 0.1 A, the thickness is 0.2 mm (or 0.3 mm);
When the current value is 2.0 A, the thickness is 0.8 mm (or 0.9 mm).
mm) is defined as the minimum thickness of a magnetic body indicated by a straight line connecting points. With this configuration, the reduction in inductance can be suppressed by adjusting the thickness of the magnetic body to the minimum necessary thickness with respect to the current value (in the case of the numerical value in parentheses, the inductance can be further suppressed). Insufficient reduction in inductance due to insufficient thickness of the magnetic material, and unnecessary increase in size due to excessive magnetic material thickness depending on the current value are prevented. A thin inductor such as a thin transformer can be provided.

【0020】次に、本発明の第三の実施の形態として、
チョッパ方式レギュレータの電気回路で作成し、本発明
の薄型インダクタ(この場合はチョークコイル)を搭載
した薄型DC−DCコンバータについて図を参照して説
明する。この薄型DC−DCコンバータの特徴は、上記
のように磁性体コア厚を電流に対して適化すると共に、
本発明の薄型インダクタの絶縁性基板とDC−DCコン
バータの回路基板とを一体化して共用していることであ
る。図6に示すように、本発明の薄型DC−DCコンバ
ータ30は、厚み0.2mmのポリイミドフィルム等の
両面FPC基板からなる絶縁性基板31の一部に開口部
3が形成され、開口部3を中心として本発明の薄型イン
ダクタ32が形成されている。さらに、開口部3の周辺
を除く他の部分にDC−DCコンバータ用の他の電子部
品33(FET等のスイッチング素子、コンデンサ、抵
抗等)が高密度に実装されている。
Next, as a third embodiment of the present invention,
A thin DC-DC converter made with an electric circuit of a chopper type regulator and mounted with a thin inductor (in this case, a choke coil) of the present invention will be described with reference to the drawings. The feature of this thin DC-DC converter is that the thickness of the magnetic core is optimized for the current as described above,
The insulating substrate of the thin inductor of the present invention and the circuit substrate of the DC-DC converter are integrated and shared. As shown in FIG. 6, in the thin DC-DC converter 30 of the present invention, an opening 3 is formed in a part of an insulating substrate 31 made of a double-sided FPC board such as a polyimide film having a thickness of 0.2 mm. Is formed around the thin inductor 32 of the present invention. Further, other electronic components 33 (switching elements such as FETs, capacitors, resistors, and the like) for the DC-DC converter are mounted at high density in other parts except the periphery of the opening 3.

【0021】薄型インダクタ32はつぎのようにして形
成されている。すなわち、開口部3の周囲に、略35μ
m厚の銅箔を渦巻き状にパターニングした導電パターン
からなる第1のコイル4が形成され、両面FPC基板3
1の下面の対称位置に同様の渦巻き状の導電パターンか
らなる第2のコイル5が形成され、第1のコイル4と第
2のコイル5の各一端は基板31に形成されたスルーホ
ール(図示しない)を介して電気的に、かつ、コイル
4、5に同一方向の電流が流れるように接続されてい
る。また、上記コイルの他端は一対の外部リード接続用
スルーホール(図示しない)にそれぞれ電気的に接続さ
れている。そして、コイルを形成した両面FPC基板3
1の上方に磁性体からなる平板状の上部コア9が配設さ
れ、さらに基板31の下方には中央部に突起部10を有
する同一材料の下部コア11が配設され、突起部10を
基板31の開口部3に挿通し、突起部10の端面を上部
コア9の下面と密着させ、基板31のコイル部をコア
9、11で挟んで接着剤で固定することにより、本発明
の薄型インダクタ32が得られる。なお、磁性体コアの
周縁部にも突起部を形成して上下コアを密着させ閉回路
とし、磁気効率を向上させてもよい。この場合は、周縁
部の突起部が挿通する開口部を基板にあらかじめ形成し
ておく。また、この実施の形態では基板31の両面にコ
イルが形成されているが、片面だけでもよいし、片側ま
たは両側のコイルを二層以上に積層形成してもよい。
The thin inductor 32 is formed as follows. That is, about 35 μm around the opening 3.
A first coil 4 made of a conductive pattern obtained by spirally patterning an m-thick copper foil is formed.
A second coil 5 made of a similar spiral conductive pattern is formed at a symmetrical position on the lower surface of the first coil 1. One end of each of the first coil 4 and the second coil 5 has a through hole ( No), and are electrically connected to the coils 4 and 5 so that current flows in the same direction. The other ends of the coils are electrically connected to a pair of through holes (not shown) for connecting external leads. Then, the double-sided FPC board 3 on which the coil is formed
A flat upper core 9 made of a magnetic material is disposed above the lower core 1, and a lower core 11 of the same material having a projection 10 at the center is disposed below the substrate 31. The thin inductor according to the present invention is inserted into the opening 3 of the base 31, the end face of the projection 10 is brought into close contact with the lower surface of the upper core 9, and the coil of the substrate 31 is fixed between the cores 9 and 11 with an adhesive. 32 is obtained. Note that a projection may also be formed on the peripheral edge of the magnetic core to make the upper and lower cores adhere to each other to form a closed circuit, thereby improving the magnetic efficiency. In this case, an opening through which the protrusion at the periphery is inserted is formed in the substrate in advance. In this embodiment, the coils are formed on both sides of the substrate 31. However, the coils may be formed on only one side, or the coils on one side or both sides may be laminated in two or more layers.

【0022】ここで磁性体コアはMn−Zn系フェライ
トを使用し、平板部の厚みは、第一の実施の形態に記載
したように図3を参照して、例えば電流0.5Aに対し
て適化して0.3mmとした。平面サイズは6mm×6
mmである。したがって、薄型インダクタ32の厚みd
1は、略0.9mmであり極めて薄い。一方、薄型イン
ダクタ以外の電子部品のうち高さが最大のものはコンデ
ンサ33aで、その厚みd2は1.5mmである。した
がって、コンデンサの上面と薄型インダクタの下面との
間隔d3が、本発明の薄型DC−DCコンバータの厚み
となり、これは2mmである。本発明の薄型DC−DC
コンバータ30の平面サイズは20mm×10mm以内
に収まるので、本発明の薄型DC−DCコンバータ30
は20mm×10mm×2mm(厚さ)の体積内に収ま
る。
Here, the magnetic core uses Mn-Zn ferrite, and the thickness of the flat plate portion is, for example, with respect to a current of 0.5 A with reference to FIG. 3 as described in the first embodiment. Optimized to 0.3 mm. Plane size is 6mm x 6
mm. Therefore, the thickness d of the thin inductor 32
1 is approximately 0.9 mm, which is extremely thin. On the other hand, the electronic component having the largest height among the electronic components other than the thin inductor is the capacitor 33a, and its thickness d2 is 1.5 mm. Therefore, the distance d3 between the upper surface of the capacitor and the lower surface of the thin inductor is the thickness of the thin DC-DC converter of the present invention, which is 2 mm. Thin DC-DC of the present invention
Since the plane size of the converter 30 is within 20 mm × 10 mm, the thin DC-DC converter 30 of the present invention is used.
Fits within a volume of 20 mm × 10 mm × 2 mm (thickness).

【0023】以上の結果、本発明の薄型DC−DCコン
バータ30は、同一出力電流レベルで比較して、従来の
薄型DC−DCコンバータ50(実開平6―66291
号公報に記載)の大きさ25mm×25mm×6mm
(厚さ)対して、体積で略1/9となり、格段に小型化
できた。なお、電気回路によっては薄型インダクタとし
て上記のチョークコイルの他にトランスを使用しても同
様の効果を得ることができる。
As a result, the thin DC-DC converter 30 of the present invention can be compared with the conventional thin DC-DC converter 50 (actual open flat type 6-66291) at the same output current level.
No. 25mm x 25mm x 6mm)
(Thickness) In comparison with (thickness), the volume was reduced to about 1/9, and the size was significantly reduced. Note that, depending on the electric circuit, the same effect can be obtained by using a transformer in addition to the choke coil as the thin inductor.

【0024】第一乃至第三の実施の形態で説明した本発
明の薄型インダクタの磁性体に用いる磁性材料は特に制
限されるものではなく、具体的にはMn-Zn系フェライ
ト、Ni-Zn系フェライト、Cu-Zn系フェライト、Mg-Zn系
フェライト等のフェライト、NiFe、NiFeCo、FeSi、FeA
l、FeAlSi、FeTaN等の合金などが好適する。磁性体の特
性としては、飽和磁化が高く磁気キュリー温度が高いこ
と、温度、時間の変化に対して安定なこと、保磁力が低
く透磁率が高いこと、高周波損失が少ないことなどが要
求される。
The magnetic material used for the magnetic material of the thin inductor according to the present invention described in the first to third embodiments is not particularly limited. Specifically, Mn-Zn based ferrite, Ni-Zn based Ferrites such as ferrite, Cu-Zn ferrite, Mg-Zn ferrite, NiFe, NiFeCo, FeSi, FeA
Alloys such as l, FeAlSi, and FeTaN are suitable. The characteristics of the magnetic material include high saturation magnetization, high magnetic Curie temperature, stability over temperature and time, low coercivity, high magnetic permeability, and low high-frequency loss. .

【0025】また、絶縁性基板材料も特に制限されず、
ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、PET等の樹脂
フィルム、ガラスエポキシ、セラミック、ガラス等が好
適する。
The material of the insulating substrate is not particularly limited.
A resin film such as polyimide, polyester, epoxy, or PET, glass epoxy, ceramic, glass, or the like is preferable.

【0026】また、導電パターン材料も特に制限され
ず、Cu , Al , Au , Ag , Fe , Ni ,Ti , V , Cr , Co
, Mo , W , Pd , Sn , Pb等で構成された金属や、これ
らの元素を含む合金や化合物を使った薄膜や、基板材上
に気相成長させた薄膜などが好適する。
The material of the conductive pattern is not particularly limited, either Cu, Al, Au, Ag, Fe, Ni, Ti, V, Cr, Co.
, Mo, W, Pd, Sn, Pb and the like, a thin film using an alloy or a compound containing these elements, a thin film grown on a substrate material by vapor phase, and the like are preferable.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の薄型インダクタは、絶縁性基板
の片面又は両面に渦巻き状の導体パターンを形成してコ
イルとし、コイルの中央部に開口部が形成され、この開
口部に挿通する突起部を有する平板状の磁性体で絶縁性
基板を上下から挟んでなる薄型インダクタにおいて、前
記磁性体の平板部の厚みが、電流値とインダクタンスで
規定される最小厚以上であることを特徴とする。この構
成によって、磁性体の厚みを電流値に対して最小限必要
な厚みに適化してインダクタンスの減少を抑制すること
ができ、電流値によっては磁性体の厚みが不足してイン
ダクタンスが大幅に減少したり、電流値によっては磁性
体厚が過剰となって不必要に大型化することなどが防止
され、有効に小型化した安価な薄型インダクタを提供で
きる。
According to the thin inductor of the present invention, a spiral conductor pattern is formed on one or both sides of an insulating substrate to form a coil, an opening is formed in the center of the coil, and a projection inserted through the opening. A thin inductor having an insulating substrate sandwiched from above and below by a plate-shaped magnetic material having a portion, wherein the thickness of the flat plate portion of the magnetic material is not less than a minimum thickness defined by a current value and an inductance. . With this configuration, the thickness of the magnetic body can be adjusted to the minimum required thickness for the current value to suppress the decrease in inductance. Depending on the current value, the thickness of the magnetic body becomes insufficient and the inductance decreases significantly. In addition, it is possible to prevent an unnecessary increase in the size of the magnetic body due to an excessive thickness depending on the current value, and to provide an inexpensively thin inductor that is effectively reduced in size.

【0028】また、本発明の薄型DC−DCコンバータ
は、DC−DCコンバータの絶縁性回路基板と構成部品
である薄型インダクタの絶縁性基板を共用すると共に、
この薄型インダクタの磁性体の平板部の厚みを、電流値
とインダクタンスで規定される最小厚以上としたので、
インダクタンスが大きく、磁性体の厚みの不足や過剰な
厚みを防止して有効に小型化した安価な薄型DC−DC
コンバータを提供できる。
Further, the thin DC-DC converter of the present invention shares the insulating circuit board of the DC-DC converter with the insulating board of the thin inductor which is a component, and
Since the thickness of the flat plate portion of the magnetic material of this thin inductor was set to be not less than the minimum thickness specified by the current value and the inductance,
Inexpensive thin DC-DC with large inductance and effective miniaturization by preventing shortage or excessive thickness of magnetic material
A converter can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の薄型インダクタの第一の実施の形態
を示す平面図と断面図
FIG. 1 is a plan view and a sectional view showing a first embodiment of a thin inductor of the present invention.

【図2】 シミュレーションで求めた薄型インダクタの
インダクタンスと磁性体コア厚の関係を示す図
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the inductance of a thin inductor and the thickness of a magnetic core obtained by simulation.

【図3】 略92%以上の大きなインダクタンスを得る
ためのコイル電流と磁性体コア厚の範囲を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a range of a coil current and a magnetic core thickness for obtaining a large inductance of about 92% or more.

【図4】 本発明の薄型インダクタの第二の実施の形態
を示す平面図と断面図
FIG. 4 is a plan view and a sectional view showing a second embodiment of the thin inductor of the present invention.

【図5】 第二の実施の形態の変形例を示す平面図FIG. 5 is a plan view showing a modification of the second embodiment.

【図6】 本発明の第三の実施の形態を示す薄型DC−
DCコンバータの一部断面図を含む側面図
FIG. 6 shows a thin DC- according to a third embodiment of the present invention.
Side view including partial cross-sectional view of DC converter

【図7】 従来の小型インダクタの平面コイルの平面図FIG. 7 is a plan view of a planar coil of a conventional small inductor.

【図8】 従来の小型インダクタの断面図FIG. 8 is a sectional view of a conventional small inductor.

【図9】 従来の薄型DC−DCコンバータの一部断面
図を含む側面図
FIG. 9 is a side view including a partial cross-sectional view of a conventional thin DC-DC converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、32 薄型インダクタ 2 絶縁性基板 3 開口部 4、21 第1のコイル 5、26 第2のコイル 6、8、22、23、24、25、28、29 スルー
ホール 9 上部磁性体コア 10、12 突起部 11、13 下部磁性体コア 20 薄型トランス 30 薄型DC−DCコンバータ 31 薄型DC−DCコンバータの絶縁性基板 33 電子部品
1, 32 Thin inductor 2 Insulating substrate 3 Opening 4, 21 First coil 5, 26 Second coil 6, 8, 22, 23, 24, 25, 28, 29 Through hole 9 Upper magnetic core 10, DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Projection part 11, 13 Lower magnetic core 20 Thin transformer 30 Thin DC-DC converter 31 Insulating substrate of thin DC-DC converter 33 Electronic component

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02M 3/28 H01F 31/00 D A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02M 3/28 H01F 31/00 DA

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁性基板の片面又は両面に渦巻き状の導
体パターンを形成してコイルとし、少なくともコイルの
中央部に開口部が形成され、この開口部に挿通する突起
部を有する平板状の磁性体で絶縁性基板を上下から挟ん
でなる薄型インダクタにおいて、前記磁性体の平板部の
厚みが、電流値とインダクタンスから決定される最小厚
以上であることを特徴とする薄型インダクタ。
A coil is formed by forming a spiral conductor pattern on one or both sides of an insulating substrate, and an opening is formed at least in the center of the coil, and a flat plate having a projection inserted through the opening is provided. A thin inductor comprising a magnetic material sandwiching an insulating substrate from above and below, wherein the thickness of the flat plate portion of the magnetic material is not less than a minimum thickness determined from a current value and an inductance.
【請求項2】横軸を電流値とし縦軸を磁性体厚とする座
標において、電流値が0.1Aのとき厚み0.2mmで
ある点と、電流値が2.0Aのとき厚み0.8mmであ
る点から決まる直線が示す磁性体厚を最小厚とすること
を特徴とする請求項1に記載の薄型インダクタ。
2. In coordinates where the abscissa is a current value and the ordinate is a magnetic material thickness, a point of 0.2 mm thickness when the current value is 0.1 A and a thickness of 0.2 mm when the current value is 2.0 A. 2. The thin inductor according to claim 1, wherein the thickness of the magnetic body indicated by a straight line determined from the point of 8 mm is a minimum thickness.
【請求項3】電流値が0.1Aのとき厚み0.3mmで
ある点と、電流値が2.0Aのとき厚み0.9mmであ
る点から決まる直線が示す磁性体厚を最小厚とすること
を特徴とする請求項1に記載の薄型インダクタ。
3. The minimum thickness is a magnetic material thickness indicated by a straight line determined by a point having a thickness of 0.3 mm when the current value is 0.1 A and a point having a thickness of 0.9 mm when the current value is 2.0 A. The thin inductor according to claim 1, wherein:
【請求項4】DC−DCコンバータの絶縁性回路基板の
片面又は両面に渦巻き状の導体パターンを形成してコイ
ルとし、少なくともコイルの中央部に開口部を形成し、
この開口部に挿通する突起部を有する平板状の磁性体で
絶縁性回路基板を上下から挟んでなる薄型インダクタを
具備した薄型DC−DCコンバータ。
4. A coil formed by forming a spiral conductor pattern on one or both sides of an insulating circuit board of a DC-DC converter, and an opening is formed at least in the center of the coil.
A thin DC-DC converter provided with a thin inductor having an insulating circuit board sandwiched from above and below by a plate-shaped magnetic material having a projection inserted into the opening.
【請求項5】薄型インダクタの磁性体の平板部の厚み
が、電流値とインダクタンスから決定される最小厚以上
であることを特徴とする請求項4に記載の薄型DC−D
Cコンバータ。
5. The thin DC-D according to claim 4, wherein the thickness of the flat plate portion of the magnetic material of the thin inductor is not less than a minimum thickness determined from a current value and an inductance.
C converter.
【請求項6】横軸を電流値とし縦軸を磁性体厚とする座
標において、電流値が0.1Aのとき厚み0.2mmで
ある点と、電流値が2.0Aのとき厚み0.8mmであ
る点を結ぶ直線が示す磁性体厚を最小厚とすることを特
徴とする請求項5に記載の薄型DC−DCコンバータ。
6. Coordinates in which the abscissa represents the current value and the ordinate represents the thickness of the magnetic material, a point of 0.2 mm thickness when the current value is 0.1 A, and a thickness of 0.2 mm when the current value is 2.0 A. 6. The thin DC-DC converter according to claim 5, wherein the thickness of the magnetic body indicated by a straight line connecting the points of 8 mm is the minimum thickness.
【請求項7】横軸を電流値とし縦軸を磁性体厚とする座
標において、電流値が0.1Aのとき厚み0.3mmで
ある点と、電流値が2.0Aのとき厚み0.9mmであ
る点から決まる直線が示す磁性体厚を最小厚とすること
を特徴とする請求項5に記載の薄型DC−DCコンバー
タ。
7. Coordinates where the abscissa represents the current value and the ordinate represents the thickness of the magnetic material, the point is 0.3 mm when the current value is 0.1 A, and the thickness is 0.3 mm when the current value is 2.0 A. The thin DC-DC converter according to claim 5, wherein the thickness of the magnetic body indicated by a straight line determined from the point of 9 mm is set to a minimum thickness.
【請求項8】絶縁性回路基板がFPC基板であることを
特徴とする請求項4に記載の薄型DC−DCコンバー
タ。
8. The thin DC-DC converter according to claim 4, wherein the insulating circuit board is an FPC board.
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