JP2001244124A

JP2001244124A - 平面磁気素子およびスイッチング電源

Info

Publication number: JP2001244124A
Application number: JP2000050799A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Fukuda; 泰隆福田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2001-09-07
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP3628579B2

Abstract

(57)【要約】【課題】平面磁気素子のＣｕコイルの特性の劣化、断線
を防止する。【解決手段】第１のフェライト磁性膜の面上に平面コイ
ルを有し、その上に第２のフェライト磁性膜が形成さ
れ、前記平面コイルと導通している外部電極を有する平
面磁気素子であって、前記第１、第２のフェライト磁性
膜の一方又は双方がフェライト磁性粉を樹脂バインダで
固着してなるフェライト磁性膜とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は平面磁気素子および
それを装着したスイッチング電源に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話やノート型パソコンなど
のような、電池で駆動される携帯機器の利用が進んでい
る。これらの携帯機器に対しては、従来からさらなる小
型・軽量化の要求があり、最近はこれに加えて、マルチ
メディア化への対応、すなわち、通信機能や表示機能の
充実、あるいは画像データを含んだ大量情報の高速処理
化など高機能が求められている。これに伴い、電池から
の単一電圧を、ＣＰＵ、ＬＣＤモジュール、通信用パワ
ーアンプなどの様々な搭載デバイスが必要とする各々の
電圧レベルに変換できる電源の需要が増加してきた。そ
こで、携帯機器の小型・軽量化と高機能を両立させるた
めに、電源に搭載されるトランス、インダクタなどの磁
気素子の小型・薄型化を進めることが重要な課題となっ
ている。このような状況の下で、従来、焼結フェライト
コアにコイルを巻いたトランス、インダクタが搭載され
てきたが、薄型化が困難で電源の薄型化を阻害してき
た。さらなる小型・軽量化のためＳｉ基板上に、金属磁
性膜層／絶縁層／平面コイル層／絶縁層／金属磁性膜層
で構成された平面インダクタが、例えば、日本応用磁気
学会誌２０（１９９６）９２２頁や特開平４−３６３０
０６号公報に開示されている。

【０００３】しかし、これら従来の平面インダクタは製
造コストと特性の面からの問題点がある。すなわち、平
面インダクタは、６〜７μｍの金属磁性膜をスパッタ法
などで成膜することと、金属磁性膜と平面コイルの間に
絶縁層を形成する必要があることで、従来の磁気素子に
対して、コストアップが避けられないのである。

【０００４】特性上の課題は以下の通りである。平面イ
ンダクタはＭＨｚ帯域の高周波で駆動されるため、電気
的に導体である金属磁性膜内部での渦電流の発生により
鉄損が増大する。また、上下金属磁性膜がわずかな非磁
性空間を介して対峙しているため、垂直交番磁束が平面
コイルに鎖交し、渦電流が発生することによって損失が
増大するという特性上の課題がある。前者に対しては、
金属磁性膜と同一の平面に高抵抗領域を形成して渦電流
を細分化すること（特開平６−７７０５号公報）、後者
に対しては、平面コイル導体を複数に分割した導体ライ
ンにすること（特開平９−１３４８２０号公報）によっ
て特性改善の対策をとっているが十分とはいえない。

【０００５】これらを解決するために、金属磁性膜の代
わりに印刷法やシート法で形成したフェライト磁性膜を
用いた平面型磁気素子が特開平１１−２６２３９号公報
に開示されている。これはフェライト粉にバインダを混
ぜた磁性ペーストをＳｉ基板上に印刷、焼成することに
よって高抵抗のフェライト磁性膜を形成し、この膜上に
コイルパターンをメッキ法などで形成した後、さらにそ
の上に磁性膜を構成して磁気素子とするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
開平１１−２６２３９号公報の技術でも、未だ次の問題
があった。

【０００７】（１）上部フェライト磁性膜を形成すると
きＣｕコイルと同時に焼成するので、特にＣｕコイルの
場合、上部フェライトを下部フェライトと同じ焼結工程
で焼成するとＣｕコイルの酸化や変形により、コイル特
性の劣化、断線などを生ずる。

【０００８】（２）下部フェライトを焼成体で構成した
場合、表面に凹凸やマイクロクラックが生じやすい。こ
の上に平面コイルを形成した場合、コイルの形状不良が
発生し、短絡や導通不良が生じ易い。

【０００９】（３）Ｃｕコイルを形成するとき、通常、
下地メッキ層を形成した後Ｃｕを電気メッキする。電気
メッキはバルクと同じ純金属が得られるため、小さな比
抵抗となり、好ましいが、下地メッキ層とフェライト層
や平面コイルとの接着不良が生じ易い。

【００１０】本発明の目的は、これらの問題を解決した
改善された平面磁気素子を提供することにある。また、
このような磁気素子を用いたスイッチング電源を提供す
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、フェライ
ト磁性膜を用いた平面型磁気素子の特性向上について鋭
意検討し、以下の手段を用いることによって上記目的を
達成できることを知見し本発明を完成した。以下に具体
的な手段について詳述するが、これらは単独の適用だけ
でなく、２つ以上の手段を組み合わせてより大きな効果
を得ることが可能である。

【００１２】本発明の磁気素子は、第１のフェライト磁
性膜の面上に平面コイルを有し、その上に第２のフェラ
イト磁性膜が形成され、前記平面コイルと導通している
外部電極を有する平面磁気素子であって、前記第１、第
２のフェライト磁性膜の一方又は双方が、フェライト磁
性粉を樹脂バインダで固着してなるフェライト磁性膜で
あることを特徴とする平面磁気素子である。ここでは第
１のフェライト磁性膜は上記下部フェライト磁性膜に相
当し、第２のフェライト磁性膜は上記上部フェライト磁
性膜に相当する。

【００１３】第２のフェライト磁性膜の形成はＣｕコイ
ルと同時に行わなくてはならない。従って、第１のフェ
ライト磁性膜と同じ焼結工程を経るとＣｕコイルの酸化
や変形により、コイル特性を大きく損ねる。一方、Ｃｕ
コイルの酸化を防ぐため窒素中などの不活性雰囲気中で
焼成すると、フェライトの酸化の程度が変わって磁気特
性の劣化を招く。これらを解決する手段について検討を
重ねた結果、第１、第２のフェライト磁性膜のうち、少
なくともＣｕコイルと同時に形成しなくてはならない第
２のフェライト磁性膜を、フェライト磁粉を樹脂バイン
ダで固着した低温合成膜とすると、高温処理をしないの
でＣｕコイルの磁化、変形が防止され特性劣化がなくな
る。このとき、バインダ樹脂としては、ポリイミド樹
脂、エポキシ樹脂などが好適であるが、これらに限定さ
れない。フェライト磁性粉の含有量は６０〜９０質量％
程度とするのがよい。なお、第１のフェライト磁性膜
は、焼結タイプでもよく、フェライト磁粉を樹脂バイン
ダで固着した樹脂固着タイプのいずれてとしてもよい
が、薄型化を達成するためには前者の方が好ましい。

【００１４】また、本発明の平面磁気素子は、前記第１
のフェライト磁性膜と平面コイルとの間に、樹脂層また
はガラス層（以下これらを平滑層とも称す）を有するこ
ととすると好ましい。本発明の第１のフェライト磁性膜
を焼成体で構成した場合、表面に凹凸やマイクロクラッ
クが存在する。この上に平面コイルを形成した場合、コ
イルの形状不良が発生し、短絡や導通不良などを生ずる
場合がある。これらの不良をなくす手段として、上記の
フェライト磁性粉を樹脂バインダで固着する手段と共
に、焼成後の第１のフェライト磁性膜の表面に樹脂やガ
ラス層を形成して硬化し、表面を平滑化すると有効なこ
とを見出した。このとき、樹脂又はガラスの厚みが０．
０１μｍ未満ではその効果に乏しく、１０μｍを越える
とエアギャップとなってインダクタンスの低下や磁束の
漏洩を引き起こして好ましくない。したがって、平滑層
の厚みを０．０１〜１０μｍとするとよい。

【００１５】次に、本発明の前記平面コイルの第１のフ
ェライト磁性膜側に、Ｃｕ、Ｎｂ／Ｃｕ、Ｔａ／Ｃｕ、
Ｍｏ／Ｃｕ、Ｗ／Ｃｕ、Ｃｒ／Ｃｕ、Ｎｉ／Ｃｕ、Ｆｅ
／Ｃｕ及びＣｏ／Ｃｕからなる群から選ばれたいずれか
の層を形成した後、８０〜４００℃で熱処理して得たメ
ッキ下地層を有し、かつ、前記平面コイルが電気メッキ
で形成されたＣｕとした平面磁気素子が好適である。こ
れについて説明すると次の通りである。Ｃｕコイルを形
成する手段としては、電気メッキ法、無電解メッキ法、
印刷・焼成法などがある。このうち、印刷焼成法は信号
用に用いられるチップインダクタに多用されているが、
バインダ成分の混入や焼成不完全などから、比抵抗が劣
化する問題がある。無電解メッキは、Ｃｕの析出速度が
遅いということに加えて、材料によっては、還元剤から
ＢやＰの混入があり、問題がある。これに対して、電気
メッキはバルクと同じ小さな比抵抗をもつ純金属が生産
性よく得られる。したがって、本発明の磁気素子には電
気メッキ法によるＣｕコイルがより好適である。平面コ
イルを電気メッキで形成する場合、フェライト膜が電気
的に絶縁体なため、電極となるメッキ下地が必要であ
る。メッキ下地材料について、フェライト膜、および平
面コイルとの密着性の観点から検討を重ねたところ、第
１のフェライト磁性膜または平滑層の上にＣｕをスパッ
タ法等のドライプロセス、もしくは／および、無電解メ
ッキ法で形成した後、８０〜４００℃で熱処理し、電気
メッキ法でＣｕコイルを形成すると接着強度が向上し、
好適である。また第１のフェライト磁性膜又は平滑層の
上にＮｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏの
何れかの層とさらにその上層にＣｕをスパッタ法等のド
ライプロセス、もしくは／及び、無電解メッキ法で形成
した後、８０〜４００℃で熱処理し、電気メッキ法でＣ
ｕコイルを形成しても同様である。接着強度が向上する
理由は、Ｃｕが拡散して接着強度アップするものと考え
られる。

【００１６】次に、フェライト磁性粉の組成について述
べる。フェライト磁性粉の組成は、Ｆｅ₂Ｏ₃：４０〜５
０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：１５〜３５ｍｏｌ％，ＣｕＯ：０
〜２０ｍｏｌ％、Ｂｉ₂Ｏ₃：０〜１０ｍｏｌ％、残部は
ＮｉＯおよび不可避不純物からなると好適である。この
組成は、上部フェライト、下部フェライト、フェライト
／基板界面など、場所によって最適な組成に違えてもか
まわない。磁性粉の組成をこのように限定した理由は以
下の通りである。

【００１７】Ｆｅ₂Ｏ₃：４０〜５０ｍｏｌ％Ｆｅ₂Ｏ₃が５０ｍｏｌ％を越えるとＦｅ²⁺イオンの存在
により電気抵抗が急激に低下する。電気抵抗の低下は高
周波領域で使用するとき渦電流の発生でフェライトコア
の損失を急激させてしまう。また、４０ｍｏｌ％未満に
なるとフェライトの透磁率低下にともなうインダクタン
スの劣化が大きいため、４０〜５０ｍｏｌ％とした。

【００１８】ＺｎＯ：１５〜３５ｍｏｌ％ＺｎＯはインダクタンスとキュリー温度に大きな影響を
与える。キュリー温度は磁気素子の耐熱性を求める重要
なパラメータである。１５ｍｏｌ％未満ではキュリー温
度は高いもののインダクタンスが低下する。一方、３５
ｍｏｌ％を越えるとインダクタンスは高いものの、キュ
リー温度が低下する。従ってＺｎＯは１５〜３０ｍｏｌ
％に限定した。

【００１９】ＣｕＯ：０〜２０ｍｏｌ％ＣｕＯは焼成温度を下げるために加える。２０ｍｏｌ％
を越えると焼成温度は低下するがインダクタンスが劣化
するため上限を２０ｍｏｌ％とした。

【００２０】Ｂｉ₂Ｏ₃：０〜１０ｍｏｌ％Ｂｉ₂Ｏ₃はＣｕＯと同じく焼成温度を低下する効果があ
る。１０ｍｏｌ％を越えると焼成温度は低下するがイン
ダクタンスが劣化するため上限を１０ｍｏｌ％とした。

【００２１】なお、第１のフェライト磁性膜を焼成して
得る場合の組成は、前記したフェライト磁性粉と同じ組
成範囲であることが好ましい。好ましい理由はフェライ
ト磁性粉と同じである。

【００２２】次に、本発明の前記フェライト磁性粉とし
て、原料粉末を７５０〜１２００℃で焼成（仮焼）した
後、粉砕し、さらに６００〜１０００℃で熱処理した磁
性粉を用いると好適である。樹脂バインダで固着するフ
ェライトは微粉状で使用するため、焼成体に比べて磁気
特性が劣化する傾向にある。磁気特性の劣化を抑制する
手段を検討した結果、スピネル化度を高めることと、粉
砕時の歪みを解放することが重要なことを見出した。即
ち、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＣｕＯ、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＮｉＯの原
料粉末を混合後、７５０〜１２００℃で仮焼して、粉砕
後、６００〜１０００℃で熱処理することによって、粒
径１μｍ程度の磁気特性の良好なフェライト磁性粉が得
られる。仮焼温度が７５０℃未満では、スピネル化が十
分進まず、１２００℃を越えると焼結が進行して粉砕が
困難になる。したがって、仮焼温度としては、７５０〜
１２００℃が好ましい。粉砕後の熱処理温度が６００℃
未満では歪み解放効果に乏しく、１０００℃を越えると
焼結が進み、ペースト化して印刷する成膜工程が困難と
なる。従って、粉砕後の熱処理温度は６００〜１０００
℃が好ましい。

【００２３】樹脂バインダに混ぜるフェライト磁性粉の
比表面積（ＢＥＴ値）は、１〜１０ｍ²／ｇが好適であ
る。比表面積（ＢＥＴ値）が１ｍ²／ｇ未満では印刷精
度を損ね、比表面積（ＢＥＴ値）が１０ｍ²／ｇを越え
るとペースト化が困難となり、このようなペーストを用
いたフェライト層は表面の凹凸が大きく、インダクタン
スの低下を招く。

【００２４】本発明の第２のフェライト磁性膜のコンタ
クトホールには外部電極が配設される。Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐ
ｔ、Ａｇ、Ａｕもしくはこれらを含む合金粉を主成分と
する導体ペーストを熱処理して固化し、さらにその上に
Ｎｉ、Ｓｎの順に膜を積層して形成することが好適であ
る。この外部電極の製造方法の一例を以下に示す。但
し、本発明はこれに限定されるものではない。導体ペー
ストを印刷後、１００〜４００℃で固化する。さらにこ
の上にＮｉ、Ｓｎを順にメッキすることによって外部電
極とする。

【００２５】なお、本発明の平面磁気素子と回路基板と
を接続する手段としては、半田リフロー工程による半田
付けが好ましいが、平面磁気素子の外部電極と回路基板
の接続端子間を、ワイヤーボンディング法やバンプ接続
法などの別の接続手段を用いてもよい。

【００２６】本発明は、さらに上記の平面磁気素子をス
イッチング電源に搭載することによって、薄型化のスイ
ッチング電源を得ることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。

【００２８】図２は本発明に係る平面磁気素子１０の外
形の斜視図を示すもので、そのＡ−Ａ断面図を図１に示
した。平面磁気素子１０は第１のフェライト磁性膜１
１、平面コイル１３、第２のフェライト磁性膜１２を積
層し、平面コイルの端子１４に外部電極１５を取り付け
たものである。この平面磁気素子１０の第２のフェライ
ト磁性膜１２は、フェライト磁性粉を樹脂バインダで固
着したフェライト磁性膜としたことが本発明の特徴であ
る。

【００２９】図４は基板２０上に形成した平面磁気素子
１０の斜視図であり図３はそのＢ−Ｂ断面図である。図
１と異なる点は、基板２０を有すること、第１、第２の
フェライト磁性膜１１、１２の双方がフェライト磁性粉
を樹脂バインダで固着したフェライト磁性膜となってい
ることである。

【００３０】図５は第２のフェライト磁性膜１２をフェ
ライト磁性粉を樹脂バインダで固着したフェライト磁性
膜とした例、図６は第１、第２のフェライト磁性膜１
１、１２の双方をフェライト磁性粉を樹脂バインダで固
着したフェライト磁性膜としたものである。図７は図５
の第１のフェライト磁性膜上に樹脂層又はガラス層１６
を形成したもので、第１のフェライト磁性膜上面の凹凸
による平面コイル形状の不整合を改善したものである。
図８は図７の樹脂層又はガラス層１６が、コイル１３の
下面のみに施されていてもよいことを示し、図９は図７
の樹脂層又はガラス層１６の上にＣｕコイルの下地メッ
キ層１７を設けたものである。図１０は、第１のフェラ
イト磁性膜をフェライト磁性粉を樹脂バインダで固着し
た磁性膜とした場合には、樹脂層又はガラス層１６によ
る上面平坦化を省略してＣｕコイルの下地メッキ層１７
を形成することができることを示している。

【００３１】図１１は、実施例のスイッチング電源を示
すＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。入力端子３１
に加えられた入力電圧Ｖｉｎはコンデンサ３２、インダ
クタ３３、スイッチング素子３４で交流に変換されて昇
降圧されダイオード３５、コンデンサ３６からなる整流
回路で整流されて出力端子３７に直流出力Ｖｏｕｔとし
て出力される。電源回路としてはこれに限定されるもの
ではないが、図１１は一例として昇圧型ＤＣ／ＤＣコン
バータの基本回路を示したものである。

【００３２】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。

【００３３】（実施例１）Ｓｉ基板上に、Ｆｅ₂Ｏ₃／Ｚ
ｎＯ／ＣｕＯ／ＮｉＯ＝４９／２３／１２／１６（ｍｏ
ｌ％）組成のフェライト磁性粉を含んだペーストをスク
リーン印刷法にて下部フェライト（第１のフェライト磁
性膜）として成膜し、引き続き大気中９５０℃で焼成し
た。焼成後の膜厚は４０μｍである。次に、フェライト
膜上にポリイミド樹脂（樹脂層）をスピンコートにより
塗布した後、熱硬化させた。硬化後の膜厚は３μｍであ
る。引き続きこの上に、メッキ下地としてＣｕ１．０μ
ｍをスパッタ法で成膜した。この上にフォトレジストを
塗布した後、フォトエッチングによりライン幅４０μｍ
／ライン間隔４０μｍ、厚み４０μｍ、３ターン＋３タ
ーンのダブルスパイラルコイル（３ターンのスパイラル
コイルが２個直列に並んで、かつ両方のコイル間の相互
インダクタンスは正になっている仕様）のレジストフレ
ームを形成した。

【００３４】次に、電気メッキにより、レジストフレー
ム内にＣｕを析出させた後、レジストフレーム剥離、湿
式エッチングでコイル間のメッキ下地を取り除いて平面
コイルとした。次に、Ｆｅ₂Ｏ₃／ＺｎＯ／ＣｕＯ／Ｎｉ
Ｏ＝４９／２３／１２／１６（ｍｏｌ％）組成のフェラ
イト磁性粉を含んだエポキシ樹脂ペーストをスクリーン
印刷法にて上部フェライト（第２のフェライト磁性膜）
として成膜し、１５０℃で熱硬化した。さらに、上部フ
ェライトのコンタクトホール上にＡｇペーストで外部電
極を印刷・熱硬化した後、Ａｇ電極上にＮｉ／Ｓｎメッ
キをすることによって、外寸法５ｍｍ×５ｍｍ×０．９
ｔ（ｍｍ）で、外部電極を有する基板付き表面実装型平
面磁気素子（適合例１）とした。この素子を９０℃、９
５％ＲＨ雰囲気下に１５時間放置することによって基板
を剥離し、基板のない（基板フリー）表面実装型平面磁
気素子（適合例２）とした。外部電極を有することで表
面実装技術が適用できるとともに、基板フリー素子は約
２００μｍと非常に薄い素子を実現することができた。

【００３５】（実施例２）下部フェライトと平面コイル
間の平滑層の種類と厚みを表１に示すように変化させた
以外は、実施例１と同じ方法で作製した磁気素子の例を
適合例３〜１０として表１に示した。表中インダクタン
スＬは５ＭＨｚにおける値、コルの直流抵抗Ｒｄｃの幅
は、各々の例の磁気素子１００個の値である。平滑層を
０．０１〜１００μｍ付与するとインダクタンス、直流
抵抗値ともに良好な結果を示している。

【００３６】

【表１】

【００３７】（実施例３）実施例１に示す方法で作製し
た下部フェライト（第１のフェライト磁性膜）上に、Ｃ
ｕ単独、又はＮｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆ
ｅ、もしくはＣｏとＣｕとを重ねた被膜を表２に示す仕
様で総厚１μｍになるように成膜した。引き続きこの上
に、実施例１と同じく電気メッキでコイルパターンを形
成した。次に、表２の温度で加熱処理後、実施例１と同
じ方法で、第２のフェライト磁性膜を形成して外部電極
を取り付け磁気素子を製作した。また、比較のため、無
電解メッキ、印刷・焼成法によっても同一のパターンを
形成し、実施例１と同じ方法で磁気素子を製作した。各
々の場合のコイルの直流抵抗Ｒｄｃとコイルの密着強度
を表２に適合例１１〜２４として示した。なお、密着強
度は第２のフェライト磁性膜を形成していないサンプル
を用いてテープ試験により行い、適合例１１における値
を１とした相対強度で示した。この結果から、Ｃｕ単
層、又はＣｕとＮｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆ
ｅもしくはＣｏを積層し、８０〜４００℃で熱処理した
膜の電気メッキを施した場合が、より好適なコイルとな
っていることがわかる。

【００３８】

【表２】

【００３９】（実施例４）フェライト磁性粉の組成を各
々表３とした以外は実施例１と同じ方法で磁気素子を作
製しそのインダクタンス（５ＭＨｚ）とフェライト材料
の飽和磁化およびキュリー温度を測定して表３にまとめ
た。表３の結果から、適切な組成において良好な特性が
得られることがわかる。各適合例の直流抵抗は０．５〜
０．６Ωであった。なお表３中の品質係数は、｛インダ
クタンス／（鉄損＋銅損）｝を示すものである。

【００４０】

【表３】

【００４１】（実施例５）上部フェライト磁性層（第２
のフェライト磁性膜）に用いるフェライト磁性粉の熱処
理条件を表４とした以外は実施例１と同じ方法で磁気素
子を作製した。表中、飽和磁化（Ｔ）と保磁力（Ａ／
ｍ）は粉体を振動試料型磁力計（ＶＳＭ）で測定した
値、インダクタンスＬ（５ＭＨｚ）は磁気素子の値であ
る。結果を表４にまとめた。このことにより、原料粉末
を７５０〜１２００℃で仮焼し、粉砕後、６００〜１０
００℃で熱処理したフェライト磁性粉を用いれば良好な
特性を得られることがわかる。

【００４２】

【表４】

【００４３】（実施例６）上部フェライト（第２のフェ
ライト磁性膜）に用いるフェライト粉の比表面積（ＢＥ
Ｔ値）を表５とした以外は、実施例１に同じ方法で磁気
素子を作製した。インダクタンスＬは５ＭＨｚでの値で
ある。結果を表５に示した。比表面積が１〜１０ｍ²／
ｇの磁性粉を用いれば良好な特性が得られることがわか
る。なお、各適合例の直流抵抗は０．５〜０．６Ωであ
った。

【００４４】

【表５】

【００４５】（比較例１）Ｓｉ基板上にＦｅ₂Ｏ₃／Ｚｎ
Ｏ／ＣｕＯ／ＮｉＯ＝４９／２３／１２／１６（ｍｏｌ
％）組成のフェライト磁性粉を含んだペーストをスクリ
ーン印刷法にて下部フェライトとして成膜し、引き続き
大気中９５０℃で焼成した。焼成後の膜厚は４０μｍで
ある。次に、フェライト膜上にポリイミド樹脂をスピン
コートにより塗布した後、熱硬化させた。硬化後の膜厚
は３μｍである。引き続きこの上に、メッキ下地として
Ｃｕ１．０μｍをスパッタ法で成膜した。この上にフォ
トレジストを塗布した後、フォトエッチングによりライ
ン幅４０μｍ／ライン間隔４０μｍ、厚み４０μｍ、３
ターン＋３ターンのダブルスパイラルコイル（３ターン
のスパイラルコイルが２個直列に並んで、かつ両方のコ
イル間の相互インダクタンスは正になっている仕様）の
レジストフレームを形成した。次に、電気メッキによ
り、レジストフレーム内にＣｕを析出させた後、レジス
トフレーム剥離、湿式エッチングでコイル間のメッキ下
地を取り除いて平面コイルとした。次に、Ｆｅ₂Ｏ₃／Ｚ
ｎＯ／ＣｕＯ／ＮｉＯ＝４９／２３／１２／１６（ｍｏ
ｌ％）組成のフェライト磁粉を含んだペーストをスクリ
ーン印刷法にて上部フェライトとして成膜し、９５０℃
で焼成した。さらに、上部フェライトのコンタクトホー
ル上にＡｇペーストで外部電極を印刷・熱硬化した後、
Ａｇ電極上にＮｉ／Ｓｎメッキをすることで、外寸法５
ｍｍ×５ｍｍ×０．９ｔ（ｍｍ）で、外部電極を有した
表面実装型平面磁気素子とした。インダクタンスは２〜
２．１μＨであったが直流抵抗は０．５〜∞（Ω）であ
った。なお、実施例、比較例のインダクタンス、直流抵
抗は１００個のサンプルのバラツキを示すものである。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、平面コイルにおけるコ
イルの特性の劣化、断線等を効果的に防止することがで
き、またコイルの下部フェライトを焼成体で構成した場
合、表面に凹凸やマイクロクラックを生じてコイルの形
状不良が発生するのを防止することが可能となった。さ
らにコイルを電気メッキにより形成する場合にフェライ
ト層との密着不良を防止することができる。このような
平面磁気素子を用いると高性能スイッチング素子を達成
することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の平面磁気素子の断面図である。

【図２】本発明の平面磁気素子の斜視図である。

【図３】本発明の別の態様の平面磁気素子の断面図であ
る。

【図４】本発明の別の態様の平面磁気素子の斜視図であ
る。

【図５】実施例の平面素子の断面図である。

【図６】実施例の平面素子の断面図である。

【図７】実施例の平面素子の断面図である。

【図８】実施例の平面素子の断面図である。

【図９】実施例の平面素子の断面図である。

【図１０】実施例の平面素子の断面図である。

【図１１】スイッチング電源の例を示すＤＣ／ＤＣコン
バータの回路図である。

【符号の説明】

１０平面磁気素子１１第１のフェライト磁性膜１２第２のフェライト磁性膜１３平面コイル１４端子１５外部電極１６樹脂層又はガラス層１７下地メッキ層２０基板３０ＤＣ／ＤＣコンバータ３１入力端子３２コンデンサ３３インダクタ３４スイッチング素子３５ダイオード３６コンデンサ３７出力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のフェライト磁性膜の面上に平面コ
イルを有し、その上に第２のフェライト磁性膜が形成さ
れ、前記平面コイルと導通している外部電極を有する平
面磁気素子であって、前記第１、第２のフェライト磁性
膜の一方又は双方がフェライト磁性粉を樹脂バインダで
固着してなるフェライト磁性膜であることを特徴とする
平面磁気素子。
【請求項２】前記第１のフェライト磁性膜と平面コイ
ルとの間に、樹脂層またはガラス層を有することを特徴
とする請求項１記載の平面磁気素子。
【請求項３】前記第１のフェライト磁性膜と電気メッ
キで形成されたＣｕ製の平面コイルとの間にＣｕ、Ｎｂ
／Ｃｕ、Ｔａ／Ｃｕ、Ｍｏ／Ｃｕ、Ｗ／Ｃｕ、Ｃｒ／Ｃ
ｕ、Ｎｉ／Ｃｕ、Ｆｅ／Ｃｕ及びＣｏ／Ｃｕからなる群
から選ばれたいずれかの層を形成した後、熱処理して得
たメッキ下地層を有することを特徴とする請求項１また
は２記載の平面磁気素子。
【請求項４】前記第１のフェライト磁性膜の他方の面
に基板を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の平面磁気素子。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の平面磁
気素子が装着されたことを特徴とするスイッチング電
源。