JP2002164218A - 閉磁路型薄膜インダクタおよびその製造方法 - Google Patents

閉磁路型薄膜インダクタおよびその製造方法

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JP2002164218A
JP2002164218A JP2000363020A JP2000363020A JP2002164218A JP 2002164218 A JP2002164218 A JP 2002164218A JP 2000363020 A JP2000363020 A JP 2000363020A JP 2000363020 A JP2000363020 A JP 2000363020A JP 2002164218 A JP2002164218 A JP 2002164218A
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thin
film
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magnetic core
film magnetic
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English (en)
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Moriharu Ri
衛東 李
Hidekuni Sugawara
英州 菅原
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Tokin Corp
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Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 EMI問題とEMS対策を考慮し、洩れ磁束
がほとんどなく、高Q値を有する閉磁路型薄膜インダク
タを得る。 【解決手段】 絶縁基板の片面あるいは両面にパターン
化した軟磁性多層膜を形成し、前記軟磁性多層膜をパタ
ーンに沿って切り離され、前記切り離した軟磁性多層膜
の断面周囲を回周するように巻線3が施され、前記軟磁
性多層膜をリング状にして該薄膜磁芯の端部が近接され
た閉磁路型薄膜インダクタとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主としてハイパワ
ー用電源に使用されるDC−DCコンバータ及びAC−
DCコンバータ等に適用されると共に、数十MHzの高
周波数帯域で高Q値を有する高Q値の巻線型の閉磁路型
薄膜インダクタおよびその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、DC−DCコンバータ及びAC−
DCコンバータに使用されるインダクタは、フェライト
磁心に巻線コイルを付けたものが主であった。このよう
なインダクタは、サイズが大きく、素子の小型化、高周
波化は、特に半導体素子の集積化に比較すると、かなり
遅くなっていた。
【0003】このため、薄膜インダクタの開発が盛んで
進めて行く。しかしながら、薄膜Lについては、形成プ
ロセスが複雑であり、開発された各種類のものはQ値が
低く、実際、応用できるものは、まだ報告されていな
い。このような薄膜インダクタは、将来、発展方向であ
るが、時間がかなり掛かると推測される。
【0004】従来のインダクタ素子では、数mmのフェ
ライトに巻線を施したバルクタイプ、フェライトの中に
コイルを埋め込んだ外形寸法が、2012、1608系
の積層チップ素子、更に磁性体を使わない空心コイルが
主であった。バルクタイプの場合は、サイズが大きい、
チップインダクタの場合は、サイズがやや小さいが、高
インダクタンスを得るのは難しく、温度特性も不安定で
あった。
【0005】これらのインダクタは、数十MHzから数
百MHzの高周波帯域で用いられるが、L値が大きいと
共振周波数が低くなり、最大Q値を得る周波数帯も低く
なる。反面、L値が小さいと共振周波数及び最大Q値を
有する周波数は高いという特徴があった。特に、空心コ
イルは、GHzに近い周波数帯では高Q値を示すが、1
00MHz前後の周波数帯域では高Qが得られなかっ
た。
【0006】そこで、現在は、従来のインダクタ素子と
将来の薄膜インダクタ素子との中間段階のインダクタン
ス素子が急務となっている。特に、数MHzから数十M
Hzまでの周波数領域でQ値の高いインダクタ素子が望
ましい。
【0007】そこで、我々は、巻線型の薄膜インダクタ
を開発し、数十MHzの周波数で高Q値を得た。このよ
うなインダクタは、従来のものに比べ、Q値が高く、良
い温度特性が示した。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の薄膜インダクタについては、磁路が開であったので、
実装して見ると、インダクタ端部の洩れ磁束は周りのデ
バイスに大きな影響を及ぼしていた。
【0009】更に、デバイスの小型化、高周波化に伴
い、部品の実装密度が高くなる。各部品が正常に動作す
るためには、デバイスの回路設計だけではなく、各部品
自身のEMI問題、EMS対策などを考慮しなければな
らなかった。
【0010】従って、本発明の目的は、EMI問題とE
MS対策を考慮し、洩れ磁束がほとんどなく、高Q値を
有する閉磁路型薄膜インダクタおよびその製造方法を提
供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、薄くて
(例、0.1mm)柔らかい絶縁基板の片面或いは両面
に、リフトオフ法を用いて、パターン化したQ値の高い
軟磁性薄膜を形成し、これらの基板をストリップ状に切
断し、薄膜磁心を提供するものである。
【0012】また、本発明によれば、前記薄膜磁心を一
枚、或いは数枚を用いて、薄膜の磁化困難軸方向全長に
巻線を施して巻線インダクタを形成し、このようなイン
ダクタを折り曲げてインダクタの両端を接着し、リング
状或いは2層直線状の巻線型の閉磁路薄膜インダクタを
提供するものである。
【0013】また、本発明によれば、前記インダクタ磁
心が偶数枚を用いて、中心部に長さ半分の範囲で巻線を
施して巻線インダクタを形成し、残った両端側磁心を折
り曲げて、磁心の両端を接着することで、超低磁束洩れ
の閉磁路型薄膜インダクタが得られる。
【0014】また、空心コイルを先ず形成し、前記イン
ダクタ磁心の偶数枚をコイルの両端から対称に挿入し、
閉磁路の接着点がコイル内部に存在する超低磁束洩れの
閉磁路型薄膜インダクタがえられる。
【0015】即ち、本発明は、絶縁基板の片面あるいは
両面にパターン化した薄膜磁芯を形成し、前記薄膜磁芯
をパターンに沿って切り離され、前記切り離した薄膜磁
芯の断面周囲を回周するように巻線が施され、前記薄膜
磁芯をリング状にして該薄膜磁芯の端部が近接された閉
磁路型薄膜インダクタである。
【0016】また、本発明は、絶縁基板の片面あるいは
両面にパターン化した薄膜磁芯を形成し、前記薄膜磁芯
をパターンに沿って切り離された、前記薄膜磁芯の断面
周囲を回周するように巻線が施され、薄膜磁芯を長方形
状にして該薄膜磁芯の端部が近接された閉磁路型薄膜イ
ンダクタである。
【0017】また、本発明は、絶縁基板の片面あるいは
両面にパターン化した薄膜磁芯を形成し、前記薄膜磁芯
をパターンに沿って切り離された、前記薄膜磁芯の内側
部略半分の領域の断面周囲を回周するように巻線が施さ
れ、前記薄膜磁芯の外側領域を巻線の外側へ折り返して
該薄膜磁芯の端部が近接された閉磁路を構成する閉磁路
型薄膜インダクタである。
【0018】また、本発明は、空芯コイルを形成し、絶
縁基板の片面或いは表裏両面にパターン化した薄膜磁心
を形成し、前記薄膜磁芯をパターンに沿って切り離し、
前記切り離した薄膜磁心を前記空芯コイルに対称に挿入
し、前記薄膜磁心の接着面が、前記空芯コイル内部に存
在し、閉磁路を構成された閉磁路型薄膜インダクタであ
る。
【0019】また、本発明は、絶縁基板の片面あるいは
両面にパターン化した薄膜磁芯を形成し、前記薄膜磁芯
をパターンに沿って切り離し、前記切り離した薄膜磁芯
の断面周囲を回周するように巻線を施し、前記薄膜磁芯
をリング状にして形成する閉磁路型薄膜インダクタの製
造方法である。
【0020】また、本発明は、絶縁基板の片面あるいは
両面にパターン化した薄膜磁芯を形成し、前記薄膜磁芯
をパターンに沿って切り離し、前記薄膜磁芯の断面周囲
を回周するように巻線を施し、薄膜磁芯を長方形状にし
て形成する閉磁路型薄膜インダクタの製造方法である。
【0021】また、本発明は、絶縁基板の片面あるいは
両面にパターン化した薄膜磁芯を形成し、前記薄膜磁芯
をパターンに沿って切り離し、前記薄膜磁芯の内側領域
の断面周囲を回周するように巻線を施し、前記薄膜磁芯
の外側領域を巻線の外側へ折り返して接着し、閉磁路を
構成する閉磁路型薄膜インダクタの製造方法である。
【0022】また、本発明は、空芯コイルを形成し、絶
縁基板の片面或いは表裏両面にパターン化した薄膜磁心
を形成し、前記薄膜磁芯をパターンに沿って切り離し、
前記切り離した薄膜磁心を前記空芯コイルに対称に挿入
し、前記薄膜磁心の接着面が、前記空芯コイル内部に存
在し、閉磁路を構成する閉磁路型薄膜インダクタの製造
方法である。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態による閉磁路
型薄膜インダクタおよびその製造方法について、以下に
説明する。
【0024】図1は、本発明の実施の形態による閉磁路
型薄膜インダクタに使用される軟磁性多層膜の外観図で
ある。
【0025】図2は、前記図1の軟磁性多層膜1に巻線
3を巻いた、本発明の実施の形態による閉磁路型薄膜イ
ンダクタの外観図である。
【0026】図3は、本発明によるリング状の閉磁路型
薄膜インダクタの説明図であり、図3(a)は外観図
を、図3(b)は、断面図を示す。図3の閉磁路型薄膜
インダクタは、先の図2での開磁路型構造の巻線薄膜イ
ンダクタをリング状にまげて形成したものである。
【0027】本発明の閉磁路型薄膜インダクタは、薄く
て柔らかい絶縁基板(例えば、厚み0.1mmのポリイ
ミド基板)透明の補助基板にフォトレジストで接着し、
リフトオフ法を用いて、パターン化したQ値の高い軟磁
性多層膜を形成し、裏側から露光、現像する事により、
補助基板から剥離する。同じ工程でポリイミド基板の裏
側にパターン化したQ値の高い軟磁性多層膜を形成し、
これらの基板を図1のようなストライプ状に切断し、薄
膜磁心がえられる。2は軟磁性多層膜であり、困難軸方
向はStripの長手方向である。
【0028】このような薄膜磁心を一枚、或いは数枚を
用いて、全長に巻線を施して図2に示す巻線インダクタ
を形成する。最適な巻線スペースを実施することによ
り、高Q値のインダクタ素子が得られる。
【0029】しかし、図2のインダクタ素子は開磁路で
あり、インダクタ素子の端部には、磁束洩れが存在し、
EMIが問題になる。そこで、このようなインダクタ素
子をリング状にまげてインダクタの両端を接着し、図3
に示すようなリング状或いは図4に示すような2層直線
状の閉磁路型薄膜インダクタを得るものである。
【0030】これらの形状の閉磁路型薄膜インダクタで
は、磁束洩れがなくなるため、EMI問題の解消だけで
はなく、Q値のさらなる向上も期待できる。
【0031】さらに、前記薄膜磁心である軟磁性多層膜
を偶数枚を用いて、中心部に長さ半分の範囲で巻線を施
して図5に示すような巻線インダクタを形成し、残った
両端側磁心を折り曲げて、薄膜磁心の両端を接着し、超
低磁束洩れの閉磁路型薄膜インダクタが得られる。
【0032】また、図6に示すように、先ず大きさが一
定の空心コイルを形成し、前記インダクタ磁心が偶数枚
をコイルの両端に対称に挿入し、閉磁路インダクタを作
製する。このような作製方法が複雑であるが、閉磁路の
接着点がコイル内部に存在するので、磁束洩れが最低程
度の抑えるため、より良い特性を有する超低磁束洩れの
閉磁路型薄膜インダクタが得られる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、特殊
な基板と作製方法に基づいて、薄膜磁心を作製し、巻線
を施して巻線インダクタを形成する後、閉磁路型薄膜イ
ンダクタおよびその製造方法を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による閉磁路型薄膜インダ
クタに使用される軟磁性多層膜の説明図。
【図2】図1の軟磁性多層膜に巻線をした本発明の実施
の形態による閉磁路型薄膜インダクタの外観図。
【図3】本発明の実施の形態による閉磁路型薄膜インダ
クタの説明図、図3(a)は、外観図、図3(b)は、
断面図である。
【図4】本発明による、他の実施の形態による閉磁路型
薄膜インダクタの説明図、図4(a)は、外観図、図4
(b)は、断面図。
【図5】本発明による、更に他の実施の形態による閉磁
路型薄膜インダクタの説明図、図5(a)は、外観図、
図5(b)は、断面図。
【図6】本発明による、更に他の実施の形態による閉磁
路型薄膜インダクタの断面図。
【符号の説明】
1 ポリイミド基板 2、2a 軟磁性多層膜 3 巻線 A,B 巻線の端部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板の片面あるいは両面にパターン
    化した薄膜磁芯を形成し、前記薄膜磁芯をパターンに沿
    って切り離し、前記切り離された薄膜磁芯の断面周囲を
    回周するように巻線が施され、前記薄膜磁芯をリング状
    にして該薄膜磁芯の端部が近接されたことを特徴とする
    閉磁路型薄膜インダクタ。
  2. 【請求項2】 絶縁基板の片面あるいは両面にパターン
    化した薄膜磁芯を形成し、前記薄膜磁芯をパターンに沿
    って切り離された、前記薄膜磁芯の断面周囲を回周する
    ように巻線を施し、薄膜磁芯を長方形状にして該薄膜磁
    芯の端部が近接されたことを特徴とする閉磁路型薄膜イ
    ンダクタ。
  3. 【請求項3】 絶縁基板の片面あるいは両面にパターン
    化した薄膜磁芯を形成し、前記薄膜磁芯をパターンに沿
    って切り離された、前記薄膜磁芯の内側部略半分の領域
    の断面周囲を回周するように巻線が施され、前記薄膜磁
    芯の外側領域を巻線の外側へ折り返して該薄膜磁芯の端
    部が近接されたことを特徴とする閉磁路型薄膜インダク
    タ。
  4. 【請求項4】 空芯コイルを形成し、絶縁基板の片面或
    いは表裏両面にパターン化した薄膜磁心を形成し、前記
    薄膜磁芯をパターンに沿って切り離し、前記切り離した
    薄膜磁心を前記空芯コイルに対称に挿入し、前記薄膜磁
    心の接着面が、前記空芯コイル内部に存在し、閉磁路を
    構成されたことを特徴とする閉磁路型薄膜インダクタ。
  5. 【請求項5】 絶縁基板の片面あるいは両面にパターン
    化した薄膜磁芯を形成し、前記薄膜磁芯をパターンに沿
    って切り離し、前記切り離した薄膜磁芯の断面周囲を回
    周するように巻線を施し、前記薄膜磁芯をリング状にし
    て形成することを特徴とする閉磁路型薄膜インダクタの
    製造方法。
  6. 【請求項6】 絶縁基板の片面あるいは両面にパターン
    化した薄膜磁芯を形成し、前記薄膜磁芯をパターンに沿
    って切り離し、前記薄膜磁芯の断面周囲を回周するよう
    に巻線を施し、薄膜磁芯を長方形状にして形成すること
    を特徴とする閉磁路薄膜型インダクタの製造方法。
  7. 【請求項7】 絶縁基板の片面あるいは両面にパターン
    化した薄膜磁芯を形成し、前記薄膜磁芯をパターンに沿
    って切り離し、前記薄膜磁芯の内側領域の断面周囲を回
    周するように巻線を施し、前記薄膜磁芯の外側領域を巻
    線の外側へ折り返して接着し、閉磁路を構成することを
    特徴とする閉磁路型薄膜インダクタの製造方法。
  8. 【請求項8】 空芯コイルを形成し、絶縁基板の片面或
    いは表裏両面にパターン化した薄膜磁心を形成し、前記
    薄膜磁芯をパターンに沿って切り離し、前記切り離した
    薄膜磁心を前記空芯コイルに対称に挿入し、前記薄膜磁
    心の接着面が、前記空芯コイル内部に存在し、閉磁路を
    構成することを特徴とする閉磁路型薄膜インダクタの製
    造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007035879A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Sumida Corporation 磁気素子

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007035879A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Sumida Corporation 磁気素子

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