JP2003059719A - コイル回路付き金属ベース回路基板 - Google Patents
コイル回路付き金属ベース回路基板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高いインダクタンスを有し、磁束の漏洩が防止
され隣接のコイルや回路との相互干渉が防止されたコイ
ルを有する、高周波特性に優れる金属ベース回路基板を
提供する。 【解決手段】金属板上に、磁性層（Ａ）と絶縁層とを順
次介して、平面的にコイル状の回路を設けて、更に前記
回路上に磁性層（Ｂ）を設けてなる金属ベース回路基板
であり、好ましくは、磁性層（Ａ）と磁性層（Ｂ）と
が、前記コイル状回路を空間的に囲んで配置されている
前記の金属ベース回路基板。
され隣接のコイルや回路との相互干渉が防止されたコイ
ルを有する、高周波特性に優れる金属ベース回路基板を
提供する。 【解決手段】金属板上に、磁性層（Ａ）と絶縁層とを順
次介して、平面的にコイル状の回路を設けて、更に前記
回路上に磁性層（Ｂ）を設けてなる金属ベース回路基板
であり、好ましくは、磁性層（Ａ）と磁性層（Ｂ）と
が、前記コイル状回路を空間的に囲んで配置されている
前記の金属ベース回路基板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、良好な高周波特性
を有する、コイル状の回路を設けた金属ベース回路基板
に関する。
を有する、コイル状の回路を設けた金属ベース回路基板
に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属ベース回路基板は、アルミニウム等
の金属板上に絶縁層を介して銅等の回路を設けた構造を
有しているために、その用途からコイル状の回路形成を
必要とする場合には、前記銅等からなる回路を、上方よ
り見たときに、平面的にコイル状に、言い換えれば渦巻
き状に、形成する必要がある。
の金属板上に絶縁層を介して銅等の回路を設けた構造を
有しているために、その用途からコイル状の回路形成を
必要とする場合には、前記銅等からなる回路を、上方よ
り見たときに、平面的にコイル状に、言い換えれば渦巻
き状に、形成する必要がある。
【０００３】しかし、この構造故に、前記渦巻き状の回
路に電流が流れるときに発生する磁束の影響で、金属板
内に渦電流が発生し、コイルのインダクタンスが低下す
るとう問題があり、いろいろな用途への適用が制限され
ているという事情がある。
路に電流が流れるときに発生する磁束の影響で、金属板
内に渦電流が発生し、コイルのインダクタンスが低下す
るとう問題があり、いろいろな用途への適用が制限され
ているという事情がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたものであり、金属板上の回路で形成し
たコイルが高いインダクタンスを得ること、また、磁束
の漏洩を防止することにより隣接のコイルや回路との相
互干渉を防止すること、更に良好な高周波特性の金属ベ
ース回路基板を提供することを目的としている。
に鑑みてなされたものであり、金属板上の回路で形成し
たコイルが高いインダクタンスを得ること、また、磁束
の漏洩を防止することにより隣接のコイルや回路との相
互干渉を防止すること、更に良好な高周波特性の金属ベ
ース回路基板を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、金属板
上に、磁性層（Ａ）と絶縁層とを順次介して、平面的に
コイル状の回路を設けて、更に前記回路上に磁性層
（Ｂ）を設けてなることを特徴とする金属ベース回路基
板であり、好ましくは、磁性層（Ａ）と磁性層（Ｂ）と
が、前記コイル状回路を空間的に囲んで配置されている
ことを特徴とする前記の金属ベース回路基板である。
上に、磁性層（Ａ）と絶縁層とを順次介して、平面的に
コイル状の回路を設けて、更に前記回路上に磁性層
（Ｂ）を設けてなることを特徴とする金属ベース回路基
板であり、好ましくは、磁性層（Ａ）と磁性層（Ｂ）と
が、前記コイル状回路を空間的に囲んで配置されている
ことを特徴とする前記の金属ベース回路基板である。
【０００６】また、本発明の好ましい実施態様として、
前記磁性層（Ａ）、磁性層（Ｂ）が共にフェライトを含
有すること、または、金属板がＡｌ又はＦｅ若しくはＦ
ｅ−Ｓｉからなることを特徴とする前記の金属ベース回
路基板である。
前記磁性層（Ａ）、磁性層（Ｂ）が共にフェライトを含
有すること、または、金属板がＡｌ又はＦｅ若しくはＦ
ｅ−Ｓｉからなることを特徴とする前記の金属ベース回
路基板である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、金属板上に、磁性層
（Ａ）と絶縁層とを順次介して、平面的にコイル状の回
路を設けて、更に前記回路上に磁性層（Ｂ）を設けてな
ることを特徴とする金属ベース回路基板であり、前記構
造を採用することで、インダクタンスの高いコイル状回
路が安定して得られる、特に、高周波領域で高いインダ
クタンスのコイル状回路が得られるという特徴がある。
（Ａ）と絶縁層とを順次介して、平面的にコイル状の回
路を設けて、更に前記回路上に磁性層（Ｂ）を設けてな
ることを特徴とする金属ベース回路基板であり、前記構
造を採用することで、インダクタンスの高いコイル状回
路が安定して得られる、特に、高周波領域で高いインダ
クタンスのコイル状回路が得られるという特徴がある。
【０００８】金属ベース回路基板において、回路で構成
されるコイルのインダクタンスは、コイルの近傍に存在
する金属板、磁性層（Ａ）、絶縁層、磁性層（Ｂ）の特
性（特に誘電率）、寸法、配置状態等のさまざまな要因
から影響を受けるが、本発明者の実験的検討に基づけ
ば、絶縁層の厚さ、磁性層（Ａ）と磁性層（Ｂ）との接
触状況に支配される。
されるコイルのインダクタンスは、コイルの近傍に存在
する金属板、磁性層（Ａ）、絶縁層、磁性層（Ｂ）の特
性（特に誘電率）、寸法、配置状態等のさまざまな要因
から影響を受けるが、本発明者の実験的検討に基づけ
ば、絶縁層の厚さ、磁性層（Ａ）と磁性層（Ｂ）との接
触状況に支配される。
【０００９】絶縁層に関しては、酸化アルミニウム、酸
化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化硼素等の無
機質フィラーを含有する樹脂、特に熱硬化性のエポキシ
樹脂、ポリイミド樹脂等からなる場合、その厚さは８０
〜２００μｍが好ましい。８０μｍ未満の場合、コイル
を有する回路と金属板間の電気的絶縁が確保できないこ
とがあるし、２００μｍを超えるときは、回路上に搭載
される電子、電気部品或いは回路自体から発生する熱を
金属板を通じて外部に放散することが容易でなくなり、
その結果用途面での制約を受けるからである。
化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化硼素等の無
機質フィラーを含有する樹脂、特に熱硬化性のエポキシ
樹脂、ポリイミド樹脂等からなる場合、その厚さは８０
〜２００μｍが好ましい。８０μｍ未満の場合、コイル
を有する回路と金属板間の電気的絶縁が確保できないこ
とがあるし、２００μｍを超えるときは、回路上に搭載
される電子、電気部品或いは回路自体から発生する熱を
金属板を通じて外部に放散することが容易でなくなり、
その結果用途面での制約を受けるからである。
【００１０】また、前記無機質フィラーのうち、酸化ア
ルミニウムと窒化アルミニウムは高熱伝導性でしかも高
充填可能なものが入手し易いことから好ましく、樹脂と
しては、金属板との接合性に優れることからエポキシ樹
脂が好ましい。更に、無機質フィラーと樹脂との配合割
合は、全量に対して無機質フィラーが５０〜７５体積％
が熱放散性と電気的絶縁性とのバランス上好ましい範囲
として選択される。
ルミニウムと窒化アルミニウムは高熱伝導性でしかも高
充填可能なものが入手し易いことから好ましく、樹脂と
しては、金属板との接合性に優れることからエポキシ樹
脂が好ましい。更に、無機質フィラーと樹脂との配合割
合は、全量に対して無機質フィラーが５０〜７５体積％
が熱放散性と電気的絶縁性とのバランス上好ましい範囲
として選択される。
【００１１】本発明において、磁性層（Ａ）並びに磁性
層（Ｂ）を構成する材質については、電気抵抗が高く、
しかも高透磁率を有することが好ましい。前記特性のも
のを選択することで、金属板内での渦電流の発生を低減
してコイル状回路のインダクタンスを高く維持すること
ができるし、磁性層（Ａ）及び／又は磁性層（Ｂ）内に
磁束を集束することにより磁束の漏れを防止して、隣接
コイルや隣接回路との相互干渉を防止できるからであ
る。
層（Ｂ）を構成する材質については、電気抵抗が高く、
しかも高透磁率を有することが好ましい。前記特性のも
のを選択することで、金属板内での渦電流の発生を低減
してコイル状回路のインダクタンスを高く維持すること
ができるし、磁性層（Ａ）及び／又は磁性層（Ｂ）内に
磁束を集束することにより磁束の漏れを防止して、隣接
コイルや隣接回路との相互干渉を防止できるからであ
る。
【００１２】また、磁性層（Ａ）並びに磁性層（Ｂ）を
構成する材質について、前記の特性を有するとともに、
金属ベース回路基板の一部を構成し、該金属ベース回路
基板の放熱特性や電気特性を低下させないことが望まし
い。前記理由から、磁性層（Ａ）及び磁性層（Ｂ）が共
に、磁性体を含有する熱硬化性樹脂からなることが好ま
しく選択される。
構成する材質について、前記の特性を有するとともに、
金属ベース回路基板の一部を構成し、該金属ベース回路
基板の放熱特性や電気特性を低下させないことが望まし
い。前記理由から、磁性層（Ａ）及び磁性層（Ｂ）が共
に、磁性体を含有する熱硬化性樹脂からなることが好ま
しく選択される。
【００１３】ここで、磁性体を含有する熱硬化性樹脂と
しては、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂に、
鉄、酸化鉄（フェライト）、パーマロイ等の磁性体粉末
を充填したものが挙げられるが、本発明者の実験的検討
結果によれば、磁性体粉末としてフェライトを用い、樹
脂として絶縁層と同じ種類の樹脂を用いることが、金属
板、絶縁層、回路と密着性に優れることから、好ましく
選択される。
しては、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂に、
鉄、酸化鉄（フェライト）、パーマロイ等の磁性体粉末
を充填したものが挙げられるが、本発明者の実験的検討
結果によれば、磁性体粉末としてフェライトを用い、樹
脂として絶縁層と同じ種類の樹脂を用いることが、金属
板、絶縁層、回路と密着性に優れることから、好ましく
選択される。
【００１４】磁性層（Ａ）並びに磁性層（Ｂ）の厚さに
ついては、それらを構成する材料の透磁性にもよるが、
本発明者の実験的検討に基づけば、５０〜５００μｍが
好ましく選択される。５０μｍ未満では本発明の目的を
充分には達成しにくくなるし、５００μｍを超えるとき
には熱放散性が低下することがあるからである。前記と
同じ理由で、１５０〜３００μｍがより好ましい範囲と
して選択される。
ついては、それらを構成する材料の透磁性にもよるが、
本発明者の実験的検討に基づけば、５０〜５００μｍが
好ましく選択される。５０μｍ未満では本発明の目的を
充分には達成しにくくなるし、５００μｍを超えるとき
には熱放散性が低下することがあるからである。前記と
同じ理由で、１５０〜３００μｍがより好ましい範囲と
して選択される。
【００１５】また、本発明において、前記磁性層（Ａ）
と前記磁性層（Ｂ）とが、コイル状回路を空間的に囲ん
で配置され、両者がコイル状回路の外周にコイルの形状
に合わせた磁気回路を形成するべく配置されていること
が好ましい。このような配置を採用することで、コイル
で発生した磁束が磁気回路内に制限することができ、そ
の結果金属板に発生する渦電流に基づく損失を防止でき
るため、インダクタンスを高めることが出来るし、また
磁束の漏れが無くなるために、他のコイルや回路との相
互干渉が防止できる。更に、高周波領域で高いインダク
タンスを一層達成し易くなるからである。
と前記磁性層（Ｂ）とが、コイル状回路を空間的に囲ん
で配置され、両者がコイル状回路の外周にコイルの形状
に合わせた磁気回路を形成するべく配置されていること
が好ましい。このような配置を採用することで、コイル
で発生した磁束が磁気回路内に制限することができ、そ
の結果金属板に発生する渦電流に基づく損失を防止でき
るため、インダクタンスを高めることが出来るし、また
磁束の漏れが無くなるために、他のコイルや回路との相
互干渉が防止できる。更に、高周波領域で高いインダク
タンスを一層達成し易くなるからである。
【００１６】本発明において、金属板がアルミニウム又
はアルミニウム合金（両者を併せてＡｌという）からな
ることが好ましい。その理由は、半導体素子を始めとす
るいろいろな実装部品で発生する熱を効率良く放熱する
ことが一層容易となるからである。
はアルミニウム合金（両者を併せてＡｌという）からな
ることが好ましい。その理由は、半導体素子を始めとす
るいろいろな実装部品で発生する熱を効率良く放熱する
ことが一層容易となるからである。
【００１７】一方、本発明において、金属板がＦｅ又は
Ｆｅ−Ｓｉからなることが好ましい。その理由は、金属
板が磁気回路を構成し、インダクタンスを向上させると
共に、磁束の漏れを防止して、隣接コイルや隣接回路と
の相互干渉を一層防止でき、好ましい。
Ｆｅ−Ｓｉからなることが好ましい。その理由は、金属
板が磁気回路を構成し、インダクタンスを向上させると
共に、磁束の漏れを防止して、隣接コイルや隣接回路と
の相互干渉を一層防止でき、好ましい。
【００１８】
【実施例】〔実施例１〕アルミ板上の所望の位置にＮｉ
−Ｚｎ系フェライトを．７５体積％含有するエポキシ樹
脂を硬化後の厚さが０．０４ｍｍとなるように塗布し、
加熱して前記エポキシ樹脂を硬化後にアルミナを７５体
積％含有するエポキシ樹脂を前記アルミ板と前記フェラ
イトを含有するエポキシ樹脂の全面に、厚さが８０μｍ
となるように塗布し、更に厚さ３５μｍの銅箔を積層
し、加圧条件下で加熱することで前記アルミナを含有す
るエポキシ樹脂を硬化して、金属ベース基板を形成し
た。
−Ｚｎ系フェライトを．７５体積％含有するエポキシ樹
脂を硬化後の厚さが０．０４ｍｍとなるように塗布し、
加熱して前記エポキシ樹脂を硬化後にアルミナを７５体
積％含有するエポキシ樹脂を前記アルミ板と前記フェラ
イトを含有するエポキシ樹脂の全面に、厚さが８０μｍ
となるように塗布し、更に厚さ３５μｍの銅箔を積層
し、加圧条件下で加熱することで前記アルミナを含有す
るエポキシ樹脂を硬化して、金属ベース基板を形成し
た。
【００１９】前記金属ベース基板の、前記銅箔をエッチ
ングして、外形寸法が１０ｍｍ×１０ｍｍで、回路幅が
０．１５ｍｍ、回路間隔が０．１ｍｍで、上方より見た
時に方形で、巻き数が１０回の扁平渦巻きコイル状回路
を形成した。そして、前記扁平渦巻きコイル状回路の全
てを覆う様に、前記フェライトを含有するエポキシ樹脂
を塗布し、加熱して、エポキシ樹脂を硬化させて金属ベ
ース回路基板を得た（図１参照）。
ングして、外形寸法が１０ｍｍ×１０ｍｍで、回路幅が
０．１５ｍｍ、回路間隔が０．１ｍｍで、上方より見た
時に方形で、巻き数が１０回の扁平渦巻きコイル状回路
を形成した。そして、前記扁平渦巻きコイル状回路の全
てを覆う様に、前記フェライトを含有するエポキシ樹脂
を塗布し、加熱して、エポキシ樹脂を硬化させて金属ベ
ース回路基板を得た（図１参照）。
【００２０】前記金属ベース回路基板について、ＬＣＲ
メーターを接続し４００ｋＨｚでインダクタンスを測定
したところ、インダクタンスが０．８μＨであった。
メーターを接続し４００ｋＨｚでインダクタンスを測定
したところ、インダクタンスが０．８μＨであった。
【００２１】〔実施例２〕実施例１において、上層のフ
ェライトを含有するエポキシ樹脂を塗布する操作の前
に、コイル状回路の周囲部のアルミナを含有するエポキ
シ樹脂を機械加工法により除去した後に、上層のフェラ
イトを含有するエポキシ樹脂を塗布することで、フェラ
イトを含有するエポキシ樹脂の硬化層がコイル状回路を
囲む様にした。前記以外は実施例１と同じ操作をして得
た金属ベース回路基板（図２参照）について、実施例１
と同じ評価をしたところ、インダクタンスは６．４μＨ
であった。
ェライトを含有するエポキシ樹脂を塗布する操作の前
に、コイル状回路の周囲部のアルミナを含有するエポキ
シ樹脂を機械加工法により除去した後に、上層のフェラ
イトを含有するエポキシ樹脂を塗布することで、フェラ
イトを含有するエポキシ樹脂の硬化層がコイル状回路を
囲む様にした。前記以外は実施例１と同じ操作をして得
た金属ベース回路基板（図２参照）について、実施例１
と同じ評価をしたところ、インダクタンスは６．４μＨ
であった。
【００２２】〔比較例〕実施例１に於いて、フェライト
を含有するエポキシ樹脂の硬化層を設けていない金属ベ
ース回路基板を作成し、実施例１と同じ評価を行った
所、インダクタンスは０．１μＨであった。
を含有するエポキシ樹脂の硬化層を設けていない金属ベ
ース回路基板を作成し、実施例１と同じ評価を行った
所、インダクタンスは０．１μＨであった。
【００２３】
【発明の効果】本発明に拠れば、相互干渉が無く、高イ
ンダクタンスのコイルを形成した熱伝導率の良い金属ベ
ース回路基板を提供できるという特徴があり、産業上極
めて有用である。
ンダクタンスのコイルを形成した熱伝導率の良い金属ベ
ース回路基板を提供できるという特徴があり、産業上極
めて有用である。
【図１】 本発明の実施例１に係る金属ベース回路基板
の断面図。
の断面図。
【図２】 本発明の実施例２に係る金属ベース回路基板
の断面図。
の断面図。
１ 金属板
２ 絶縁層
３ 磁性層（Ａ）
４ 回路（コイル状）
５ 磁性層（Ｂ）
Claims (5)
- 【請求項１】金属板上に、磁性層（Ａ）と絶縁層とを順
次介し、平面的にコイル状の回路を設け、更に前記回路
上に磁性層（Ｂ）を設けてなることを特徴とする金属ベ
ース回路基板。 - 【請求項２】磁性層（Ａ）と磁性層（Ｂ）とが、前記コ
イル状回路を空間的に囲んで配置されていることを特徴
とする請求項１記載の金属ベース回路基板。 - 【請求項３】磁性層（Ａ）、磁性層（Ｂ）が共にフェラ
イトを含有することを特徴とする請求項１又は請求項２
記載の金属ベース回路基板。 - 【請求項４】金属板がＡｌからなることを特徴とする請
求項１、請求項２又は請求項３記載の金属ベース回路基
板。 - 【請求項５】金属板がＦｅ、又はＦｅ−Ｓｉからなるこ
とを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の
金属ベース回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001247150A JP2003059719A (ja) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | コイル回路付き金属ベース回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001247150A JP2003059719A (ja) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | コイル回路付き金属ベース回路基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003059719A true JP2003059719A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=19076543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001247150A Pending JP2003059719A (ja) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | コイル回路付き金属ベース回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003059719A (ja) |
Cited By (7)
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-
2001
- 2001-08-16 JP JP2001247150A patent/JP2003059719A/ja active Pending
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