JPH03150811A - 可変インダクタンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、可変インダクタンス素子に関する。

〈従来の技術〉 従来からインダクタンス素子のインダクタンス値を変化
させるには、例えば文献「フェライト応用技術１子材料
工業会編、昭和４７年７月発行。

ｐ、１４８　）　Ｊに記載されているように、磁芯材料
の一部を機械的に動かすことで、磁芯全体の実効透磁率
を変化させる方法によって行われるのが一般である。

一方、近年、インダクタンス素子の小型化の要求に応え
るため９に、例えば特開平１−１５７５０７号公報に開
示されているような軟磁性薄膜と導体薄膜によるコイル
からなる薄膜インダクタンス素子が提案されている。す
なわち、この薄膜インダクタンス素子は、スパイラル状
導体コイルを同一平面上に近接した２個の同形状のスパ
イラル状導体コイルで形成するとともに、２個の該スパ
イラル状導体コイルを互いに逆方向の電流が流れるよう
に電気的に接続し、かつ２個の該スパイラル状導体コイ
ルの占める面積よりも大きな２枚の強磁性体層によって
該スパイラル状導体コイルを上下両面より絶縁層を介し
て挟持させるように形成したものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前者の機械的に変化する方法では、可動
部分があるから信転性に欠ける点や、インダクタンス値
を電気的に制ｍしたい場合に可動部分の駆動系や制御ｎ
系等の構造が複雑になる点などがあるため問題であった
。

また、後者の特開平１−１５７５０７号の′ｉｌｉ膜イ
ン３クタンス素子では、その構造上、全体が基板上ら固
定されているため、上記したようにして磁芯Ｏ一部を動
かすことができないので、インダクタニス値を変化させ
ることができないという問題力匂った。

本発明は、上記したような課題を解決すべくぬされたも
のであって、可動部なしに電気的にインダクタンス値を
変化させることの可能な可変インダクタンス素子を提供
することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、酸化物軟磁性体と、この酸化物軟磁性体に接
して配置された酸素イオンによる導電性を持つ固体電解
質層と、これら両者間に電流を遮電する一対の電極と、
コイルとからなることを特徴とする可変インダクタンス
素子である。

く作　用〉 本発明に係る可変インダクタンス素子は、第１図に示す
ように構成される。すなわち、図において、１はフェラ
イトなどの酸化物軟磁性体、２はジルコニア化合物など
の固体電解質層、３は固体電解質層２の一方の面に形成
される導電体層からなる第１の電極、４は酸化物軟磁性
体１の他の面に形成される導電体層からなる第２の電極
、５は１！縁体層、６はヘリカル状のコイルである。

このように構成された本発明の可変インダクタンス素子
によれば、酸化物軟磁性体１と、この酸化物軟磁性体１
に接して配置された酸素イオンによる導電性を持つ固体
電解質Ｎ２との間に第１の電極３と第２の１．極４とを
介して電流を通じることにより、固体電解′Ｎ層２から
酸化物軟磁性体ｌに酸素イオンを注入・排出させて、酸
化物軟磁性体ｌの酸素イオン濃度が増減させるようにで
きる。

これによって、酸化物軟磁性体１の透磁率を調整するこ
とができ、したがってインダクタンス値を変化させるこ
とが可能になる。

なお、酸化物軟磁性体ｌとしては、ＭＦｅｘＯａで表さ
れるフェライトなどが好適である。ここで、元素Ｍとし
ては、Ｍｇ、　Ｍｎ＋　Ｆｅ＋　Ｃｏ、　Ｎｉ、　Ｃｕ
、　Ｚｎの１種または２種以上を用いればよい。

また、酸素イオンによる導電性を有する固体電解質層２
としては、例えばＡｘ　Ｚｒ１−ｘ　Ｏｘ−＊で表され
るジルコニア化合物などが好適である。ここで元素Ａと
してはＣａｔ　ｙ、　ｙｂ、　Ｇｄ１８ｄ、Ｓｃの１種
または２種以上を用いればよい、なお、Ｘとして、高導
電率を得るためには、０．０１〜０，２０のＲ囲が好ま
しい。

さらに、酸化物軟磁性体１の厚みは０．１〜１００μ鋼
程度の範囲が、また固体電解質層２の厚みとしては０．
１〜１０００μ鵠程度の範囲がそれぞれ好適である。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例について説明する。

〔実施例■〕

前出第１図において、基板である固体電解質層２として
、ＣａＯをｌＯ銅ｏ１％含む一辺の長さｌＱｍ。

厚さ０．５鴎のＺｒＯ□を用いて、第１の電極３として
固体電解質層２の一方の面にｐｔの多孔質導電体層を湿
式法で形成した。ついで、固体電解質層２の他方の面に
、酸化物軟磁性体層１として、厚さが３μ讃でその成分
が２５ｍｏ１％ＭｎＯ＋　２５ｍｏ１％Ｚｎ０．１ｉ５
部Ｆａｔ’ｓのフェライトを、またこの酸化物軟磁性体
Ｗ１１の上に第２の電Ｆｉ４として厚さが０．５μｍで
材質が＾ｌの導電体層を、さらにこの第２のｉｔ電極の
上に厚さが０．５μ請で材質がＳｉｎｇの絶縁体層５を
順次スパッタリング法で形成した。その後、絶縁体１５
の上に２０回屈曲させた＾ｌのヘリカル状のコイル６を
メタルマスクを用いて形成して、本発明の可変インダク
タンス素子を得た。

そして、このように構成された可変インダクタンス素子
に、第２の電極４から第１の電極３へ向かう方向を正と
して電流を通した。そのときの積Ｘ電流値（ｍＣ）によ
るインダクタンス値（Ｌ）の変化を初期状態のインダク
タンス値（Ｌ、）で正規化した（Ｌ／Ｌゆ）のｆｌｋ移
を第２図に示した。

この図かられかるように、積算電流値がＯ〜２００ｍＧ
の間で正規化インダクタンス値（Ｌ／Ｌ、）が１．０〜
０．８５とほぼ直線的に変化しており、良好に制御し得
ることを示している。

〔実施例■〕

第３図に示すように、−辺の長さ１０ｍ、厚さ５０μ讃
のボリイミζ′基板７上に、湿式法で厚さ１μｍのＣｕ
膜を形成し、フォトレジスト法で屈曲２０回のヘリカル
状のコイル６を加工した。ついで、スパッタリング法に
より、５ｒＯｔによるｊｌ！！縁体層５を厚さ２μｍ、
厚さ０．５μｍで材質がＡＩの導電体層を第２の電極４
．２５ｍｏ１％ＮｉＯ、５＋ｗｏ１％（：ｕｏ　、　２
０ｍｏ１％Ｚｒ＋０　、残部Ｐｅｔ’ｓのフェライトと
による酸化物軟磁性体層ｌを厚さ２μ麟、１５ｍｏ１％
ＣａＯで残部Ｚｒ０ｔの固体電解質層２を１１ｔｍを順
次形成した後、湿式法でｐｔの多孔Ｔｔ導電体層を形成
して第１のｔＦＪ３として、本発明の可変インダクタン
ス素子を得た。

ついで、第１の実施例と同様に、第２の電極４から第１
の電極３へ向かう方向を正として電流を流し、その積算
電流値（ｍＣ）によるインダクタンス値（Ｌ）の変化を
初期状態のインダクタンス値（Ｌ、）で正規化した（Ｌ
／Ｌｏ　）の推移を第４図に示した。この図から明らか
なように、積算電量が０〜２００ｍＣの間で正規化イン
ダクタンス値（Ｌ／Ｌ、）が１．０〜０．７５とほぼ直
線的に変化しており、良好に制御し得ることがわかる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、酸化物軟磁性体
の酸素イオン濃度を電気的に制御することにより、イン
ダクタンス素子のインダクタンス値を変化させるように
したので、従来のように可動部を依存する必要がなく、
したがって信頼性の高いかつ精度の高い可変インダクタ
ンス素子を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る可変インダクタンス素子の第１
の実施例を示す断面図、第２図は、第１の実施例の積算
電流によるインダクタンス値の変化を初期状態で正規化
して示す特性図、第３図は、本発明に係る可変インダク
タンス素子の第２の実施例を示す断面図、第４図は、第
２の実施例の積算電流によるインダクタンス値の変化を
初期状態で正規化して示す特性図である。 １・・・酸化物軟磁性体。 ２・・・固体電解質。 ３・・・第１の電極。 ４・・・第２の電極 ５・・・絶縁体層。 ６・・・コイル。 ７・・・基板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　酸化物軟磁性体と、この酸化物軟磁性体に接して配置
   された酸素イオンによる導電性を持つ固体電解質層と、
   これら両者間に電流を通電する一対の電極と、コイルと
   からなることを特徴とする可変インダクタンス素子。