JPH03280509A - 平面インダクタ - 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】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、平面インダクタに関し、特に直流重畳特性を
改善した平面インダクタに関する。

（従来の技術） 従来、スパイラル状又はつづら折れ状の導体コイルの両
面を、絶縁層を介して強磁性体層で挾んだ構造の平面イ
ンダクタが知られている。第１図（Ａ）は、このような
平面インダクタの一例を示す平面図であり、同図（Ｂ）
は、同図（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

図中１は、スパイラル状導体コイルである。スパイラル
状導体コイル１は、絶縁層３ｂの両面にスパイラルコイ
ル２ａ、２ｂを設けている。そして、スルーホール４に
よって各スパイラルコイル２ａ、２ｂに同方向の電流が
流れるように、スパイラルコイル２ａ、２ｂを接続した
構造としている。

ここで、第１図（Ａ）中の実線及び破線は、それぞれ絶
縁層３ｂの表面側及び裏面側にあるスパイラルコイル２
ａ、２ｂの中心の軌跡を表わしている。このスパイラル
状導体コイル１の両面を絶縁層３ａ、３ｃを介して強磁
性薄帯又は強磁性薄膜５ａ、５ｂで挟むことにより平面
インダクタが構成されている。このように構成された平
面インダクタの端子６ａ、６ｂ間に、インダクタンスが
形成される。

（発明が解決しようとする課題） このような構成の平面インダクタには、スパイラルコイ
ルの中心部と外側部で、眠気的なギャップが存在する。

このため、磁気的なギャップの存在しないトロイダル磁
心に巻線を施したものよりもインダクタンスは小さくな
る。つまり、上述のような構成の平面インダクタは、コ
イルと磁性体の寸法ついて最適条件を見出し、インダク
タンスをできるだけ大きくする必要がある。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段と作用） 本発明は、スバイラノ１状コイルまたはその積層体から
なる平面コイルの両面に、絶縁層を介して高透磁率磁性
薄帯または高透磁率磁性薄膜を挟んでなる平面インダク
タにおいて、 磁性薄帯の一辺の長さ又は外径（Ｂ）を、平面コイルの
一辺の長さ又は外径（Ａ）としたとき、１．２≦Ｂ／Ａ
≦２．５としたこと特徴とする平面インダクタである。

本発明に係わる平面インダクタの磁路は、第１図（Ｂ）
中矢印に示す通りである。一般に、インダクタンスは平
均磁路長に反比例し、磁束の流れの通路の断面積に比例
する。従って、平均磁路長はなるべく短かい方が良く、
磁束の流れの通路の断面積はなるべく大きい方が良い。

換言すれば、スパイラルコイルの外側部よりも外側のス
パイラルコイル又はその積層体の両面に絶縁層を介して
設けである磁性体薄帯又は薄膜間の磁気ギャップを流れ
る磁束についてみると、磁性体薄帯又は薄膜の一辺の長
さ又は外径（ｂ）がスパイラルコイル又はその積層体の
一辺の長さ又は外径（ａ）よりも大きければ大きい程、
この部分の磁気ギャップを流れる磁束の通路の断面積（
第１図におけるｂ２−ａ２）は大きくなり、インダクタ
ンスは大きくなる傾向にある。

一方、この磁気ギャップの最外側部（磁性体薄帯又は薄
膜の周縁部）を通る磁束のことを考えると、磁性体薄帯
又は薄膜の中の磁路長は大きくなり、イダクタンスは小
さくなる傾向にある。つまり、インダクタンスＬと磁性
体とスパイラルコイルの寸法比ｂ　／　ａの間の関係に
ついては、Ｌは最大値を有する。

本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、１．２＜ｂ　／
　ａ　＜　２．５なる範囲にある時に大きなインダクタ
ンスＬが得られることを見出した。このような範囲を選
んだのは、この範囲外ではインダクタンスしは、最大値
の９０％以下に低下するからである。

なお、スパイラルコイル又はその積層体及び磁性体薄帯
又は薄膜の片一方又は両方の外形は、円形でも良く、そ
の場合にはａ、ｂを各々、スパイラルコイル又はその積
層体の直径、磁性体薄帯又は薄膜の直径で置き変えれば
良い。

以下実施例により詳細に説明する。

（実施例１） ２５μ国厚のポリイミドフィルム（第１図の３ｂ）の両
面に、厚さ１００μｍのＣｕ箔を両張りし、中央部のス
ルーホール（第１図の４）を通して接続した両面ＦＰＣ
板（フレキシブルプリント回路板）を用意する。

次に、両面のＣｕ箔をエツチングして外形寸法が２０ｍ
ｉＸ２０ｍｍ、　　コイル線幅２５０μｓ、　　コイル
ピンチ５００μｍ、コイル巻線数４０回（各面２０回）
のスパイラルコイル（第１図の２８，２ｂ）に加工した
正方形状のスパイラル状導体コイル（第１図の１）を作
製した。

このスパイラル状導体コイルの両面を、厚さ７μｍ厚の
ポリイミドフィルム（第１図の３ａ、３Ｃ）を介して１
辺の長さが２０　ｉｎから５０順の間の正方形状の強磁
性薄帯（第１図の５ａ、５ｂ）て挾んて平面インダクタ
を作製した。

強磁性薄帯には、単ロール法により作製された、（ＣＯ
Ｏ，８８ｐ　ｅｏｏ６Ｎｂｏ、ｏ２Ｎ　ｊｏ、ｏ４）　
７．Ｓ　Ｉ　Ｉ。

Ｂ１０なる組成を有し、平均厚さ１６μｌ　幅５０ｍｍ
の非晶質合金薄帯から１辺の長さ２０關〜５０ｍ１ｍの
正方形に切り出したものを用いた。

この非晶質合金薄帯は、１０ｋｌｌｚにおける実効透磁
率はμＩＯＫ・−２Ｘ１０’、飽和磁化は４πＭｓ−（
ｉ、７ｋＧである。

強磁性薄帯の外形寸法すを２０　ｓｕｓと５ｏ關の間で
変化させて平面インダクタの５０　ｋＨｚにおけるイン
ダクタンスＬを測定した。この結果得られたしとｂ／ａ
（ａ；スパイラルコイルの外形寸法でこの実施例ではａ
−２０ｓ＋ｎ＋）の関係を第２図に示す。

第２図から明らかなように、　１．２＜ｂ、／　ａ　＜
２．５の時に大きなインダクタンスが得られ、この範囲
外ではインダクタンスは低下することが分かった。

（実施例２） 外径１２＋ｏｍφ、コイル線幅７０μ易、コイルピッチ
８０μ膳、コイル線厚５００μ履、コイル巻線数４５回
の円形スパイラルコイルの両面を、厚さ７μｍのポリイ
ミドフィルムを介して一辺が、１２ｍｍから３０順の間
の正方形状の強磁性薄帯で挟むことにより平面インダク
タを作製した。

強磁性薄帯は、実施例１で用いたものと同種のものを用
いた。

これらの平面インダクタについて５０ｋｌｌｚにおける
インダクタンスＬをＪＦＩ定した。この結果得られたＬ
とｂ／ａ’　　（ａ’　　；スパイラルコイルの外径で
この実施例では１２ｍｍ）の関係を第２図に併記する。

　第２図から明らかなように、　１．２≦ｂ　／　ａ　
’　≦２．５の時に大きなインダクタンスが得られ、こ
の範囲外ではインダクタンスは低下することが分かった
。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明は、インダクタンスをなるべ
く大きく採ることができるので、工業的価値は極めて大
きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は、本発明に係る平面インダクタの平面図
、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図
、第２図は、平面インダクタのインダクタンスと磁性体
の外形寸法すとスパイラルコイルの外形寸法又は外径ａ
との比、ｂ　／　ａの間の関係を示す特性図である。 １・・・スパイラル状導体コイル、２ａ、２ｂ・・・ス
パイラルコイル、３ａ、３ｂ、３ｃ・・・絶縁層、４・
・・スルーホール、５ａ、５ｂ・・・強磁性体。 （Ａ） ｂ ｂ （Ｂ） 第 図 ０ ５ ０ ５ ０ ５ 一／１又１１　”Ａ’ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スパイラル状コイルまたはその積層体からなる平面コイ
   ルの両面に、絶縁層を介して高透磁率磁性薄帯または高
   透磁率磁性薄膜を挟んでなる平面インダクタにおいて、 磁性薄帯の一辺の長さ又は外径（Ｂ）を、平面コイルの
   一辺の長さ又は外径（Ａ）としたとき、１．２≦Ｂ／Ａ
   ≦２．５としたこと特徴とする平面インダクタ。