JPH0689809A - 薄膜インダクタンス素子 - Google Patents
薄膜インダクタンス素子Info
- Publication number
- JPH0689809A JPH0689809A JP12974791A JP12974791A JPH0689809A JP H0689809 A JPH0689809 A JP H0689809A JP 12974791 A JP12974791 A JP 12974791A JP 12974791 A JP12974791 A JP 12974791A JP H0689809 A JPH0689809 A JP H0689809A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- magnetic core
- coils
- thin film
- inductance element
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】コイルに流れる電流により絶縁膜を介して励磁
される磁心を均一に励磁し且つ磁束漏れを減少させる薄
膜インダクタンス素子を提供する。 【構成】磁心４の周囲に絶縁膜３０１，３０２を介して
励磁コイル２，５を配する構造を有する薄膜インダクタ
ンス素子において、励磁コイル２，５の捲線方向と略平
行な断面において下部コイル２間のスペース上に絶縁膜
３０１，３０２、磁心４を介して上部コイル５を配して
構成される。
される磁心を均一に励磁し且つ磁束漏れを減少させる薄
膜インダクタンス素子を提供する。 【構成】磁心４の周囲に絶縁膜３０１，３０２を介して
励磁コイル２，５を配する構造を有する薄膜インダクタ
ンス素子において、励磁コイル２，５の捲線方向と略平
行な断面において下部コイル２間のスペース上に絶縁膜
３０１，３０２、磁心４を介して上部コイル５を配して
構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜インダクタンス素子
において、磁心を均一に励磁し且つ励磁コイル間からの
漏れ磁束を減少もしくは無くして磁心の磁束を有効に利
用するための励磁コイルの構造に関するものである。
において、磁心を均一に励磁し且つ励磁コイル間からの
漏れ磁束を減少もしくは無くして磁心の磁束を有効に利
用するための励磁コイルの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５（ａ），（ｂ）は磁心１１の上下に
絶縁膜１２を介して上部コイル１３及び下部コイル１４
が同じ線密度及び周期で配した場合の磁界分布を計算に
より求めたものである（例えば、電気学会マグネテック
ス研究会資料ＭＡＧ−８８−１３１，１（１９８
８））。図５（ａ）は初透磁率が小さい磁心材料の場合
で、図５（ｂ）は初透磁率が大きい磁心材料の場合であ
る。図５（ａ）に示すように、初透磁率が大きい材料の
場合には磁束は全部磁心１１の中を通りコイル１３，１
４間より漏る磁束は少ない。又、図５（ｂ）に示すよう
に、初透磁率が小さい場合にはコイル１３，１４間より
漏れる磁束が多い。さて、高周波領域で磁性材料を用い
る場合には高周波領域まで初透磁率の一定な磁性材料を
使用する必要がある。従って、この場合には初透磁率が
数百倍程度の小さい磁性材料を使用することになり、高
周波領域ではほぼ図５（ａ）のような磁界分布になって
いると考えられる。従来のインダクタンス素子としてイ
ンダクタについて説明する。捲線型薄膜インダクタの概
略図を図６に示す。即ち、絶縁基板１５上に磁性体薄膜
よりなる磁心１１のまわりに絶縁膜を介して上部コイル
１３及び下部コイル１４が結合され捲かれている。図６
で磁心１１のまわりの絶縁膜は煩雑を避けるために省略
してある。図６のＡ−Ｂ線断面及びＡ´−Ｂ´線断面で
の断面図をそれぞれ図７（ａ）及び（ｂ）に示す。図７
（ａ）と（ｂ）を比較すると磁心１１及び絶縁膜１２を
介して上下に配された各上部コイル１３と各下部コイル
１４の関係は異なっている。従って、磁心１１は上部コ
イル１３及び下部コイル１４によって磁心１１全体が均
一に励磁されていないことになる。
絶縁膜１２を介して上部コイル１３及び下部コイル１４
が同じ線密度及び周期で配した場合の磁界分布を計算に
より求めたものである（例えば、電気学会マグネテック
ス研究会資料ＭＡＧ−８８−１３１，１（１９８
８））。図５（ａ）は初透磁率が小さい磁心材料の場合
で、図５（ｂ）は初透磁率が大きい磁心材料の場合であ
る。図５（ａ）に示すように、初透磁率が大きい材料の
場合には磁束は全部磁心１１の中を通りコイル１３，１
４間より漏る磁束は少ない。又、図５（ｂ）に示すよう
に、初透磁率が小さい場合にはコイル１３，１４間より
漏れる磁束が多い。さて、高周波領域で磁性材料を用い
る場合には高周波領域まで初透磁率の一定な磁性材料を
使用する必要がある。従って、この場合には初透磁率が
数百倍程度の小さい磁性材料を使用することになり、高
周波領域ではほぼ図５（ａ）のような磁界分布になって
いると考えられる。従来のインダクタンス素子としてイ
ンダクタについて説明する。捲線型薄膜インダクタの概
略図を図６に示す。即ち、絶縁基板１５上に磁性体薄膜
よりなる磁心１１のまわりに絶縁膜を介して上部コイル
１３及び下部コイル１４が結合され捲かれている。図６
で磁心１１のまわりの絶縁膜は煩雑を避けるために省略
してある。図６のＡ−Ｂ線断面及びＡ´−Ｂ´線断面で
の断面図をそれぞれ図７（ａ）及び（ｂ）に示す。図７
（ａ）と（ｂ）を比較すると磁心１１及び絶縁膜１２を
介して上下に配された各上部コイル１３と各下部コイル
１４の関係は異なっている。従って、磁心１１は上部コ
イル１３及び下部コイル１４によって磁心１１全体が均
一に励磁されていないことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の実情に
鑑みてなされたもので、コイルに流れる電流により絶縁
膜を介して励磁される磁心を均一に励磁し且つ磁束漏れ
を減少させる薄膜インダクタンス素子を提供することを
目的とする。
鑑みてなされたもので、コイルに流れる電流により絶縁
膜を介して励磁される磁心を均一に励磁し且つ磁束漏れ
を減少させる薄膜インダクタンス素子を提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、磁心の周囲に絶縁膜を介して励磁コイルを
配する構造を有する薄膜インダクタンス素子において、
励磁コイルの捲線方向と略平行な断面において下部コイ
ル間のスペース上に絶縁膜、磁心を介して上部コイルを
配することを特徴とするものである。
するために、磁心の周囲に絶縁膜を介して励磁コイルを
配する構造を有する薄膜インダクタンス素子において、
励磁コイルの捲線方向と略平行な断面において下部コイ
ル間のスペース上に絶縁膜、磁心を介して上部コイルを
配することを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】上記手段により、磁心を介して上下に配する上
部コイル及び下部コイルの線密度を一定にし、更に、上
部コイル及び下部コイルと上部コイル間，下部コイル間
のスペースの周期を変えることにより磁心を均一に励磁
し且つ磁心の洩れ磁束を少なくするものである。
部コイル及び下部コイルの線密度を一定にし、更に、上
部コイル及び下部コイルと上部コイル間，下部コイル間
のスペースの周期を変えることにより磁心を均一に励磁
し且つ磁心の洩れ磁束を少なくするものである。
【０００６】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。 実施例１
説明する。 実施例１
【０００７】図１（ａ）に本発明の実施例１の概略図、
図１（ｂ）に図１（ａ）のＡ−Ｂ線断面の断面図を示
す。即ち、絶縁基板１の上に銅薄膜よりなる下部コイル
２をスパッタ又は電解メッキで成膜し、その上に熱硬化
樹脂やＳｉＯ2 スパッタ膜で絶縁膜３０１を作製する。
この表面は平坦化されている。その上にＦｅＣｏＳｉＢ
アモルファス薄膜軟磁性材料よりなる磁心４をスパッタ
で成膜する。この材料は高周波領域で有利なように初透
磁率は４００程度で磁歪は負である。磁心４を絶縁膜３
０２により上記と同じ方法で被い、上部コイル５を下部
コイル２と同様な方法で作製する。図１（ｂ）に示すよ
うに上部コイル５と下部コイル２は線密度と周期は同じ
である。しかも、上部コイル５は下部コイル２間のスペ
ースの中央部上にある。このようにして作製したインダ
クタは図５（ｂ）のような磁束分布となり、コイル間か
らの磁束の洩れは少ない。 実施例２
図１（ｂ）に図１（ａ）のＡ−Ｂ線断面の断面図を示
す。即ち、絶縁基板１の上に銅薄膜よりなる下部コイル
２をスパッタ又は電解メッキで成膜し、その上に熱硬化
樹脂やＳｉＯ2 スパッタ膜で絶縁膜３０１を作製する。
この表面は平坦化されている。その上にＦｅＣｏＳｉＢ
アモルファス薄膜軟磁性材料よりなる磁心４をスパッタ
で成膜する。この材料は高周波領域で有利なように初透
磁率は４００程度で磁歪は負である。磁心４を絶縁膜３
０２により上記と同じ方法で被い、上部コイル５を下部
コイル２と同様な方法で作製する。図１（ｂ）に示すよ
うに上部コイル５と下部コイル２は線密度と周期は同じ
である。しかも、上部コイル５は下部コイル２間のスペ
ースの中央部上にある。このようにして作製したインダ
クタは図５（ｂ）のような磁束分布となり、コイル間か
らの磁束の洩れは少ない。 実施例２
【０００８】図１（ｂ）のコイルの線密度を変えた場合
のインダクタンスの変化を図２に示す。図２はコイルの
線密度を変えた場合のコイル１ターン当たりのインダク
タンスの変化を示す。図２より、上部コイル５と下部コ
イル２の線密度が同じで図１（ｂ）のように下部コイル
２間のスペース中央部上に上部コイル５を配することに
より線密度が小さい場合でもコイル間より磁束の漏れの
少ないことを示している。 実施例３
のインダクタンスの変化を図２に示す。図２はコイルの
線密度を変えた場合のコイル１ターン当たりのインダク
タンスの変化を示す。図２より、上部コイル５と下部コ
イル２の線密度が同じで図１（ｂ）のように下部コイル
２間のスペース中央部上に上部コイル５を配することに
より線密度が小さい場合でもコイル間より磁束の漏れの
少ないことを示している。 実施例３
【０００９】図３に実施例１のようにして作製した捲線
型インダクタにおいて、コイルの線密度及び磁心形状を
一定にして、コイルの巻数を変えた場合のインダクタン
スの変化を示す。丸印はコイル線幅／スペース幅が４５
μｍ／６５μｍで三角印はコイル線幅／スペース幅が４
５μｍ／１７５μｍの場合である。図３よりいずれの場
合も線密度が一定であれば、コイルの巻数に比例してイ
ンダクタンスは増加している。従って、このような下部
コイル間のスペースの中央部に上部コイルを配するコイ
ル構造の捲線型インダクタにおいてはコイル間より磁束
が漏れていないことがわかる。 実施例４
型インダクタにおいて、コイルの線密度及び磁心形状を
一定にして、コイルの巻数を変えた場合のインダクタン
スの変化を示す。丸印はコイル線幅／スペース幅が４５
μｍ／６５μｍで三角印はコイル線幅／スペース幅が４
５μｍ／１７５μｍの場合である。図３よりいずれの場
合も線密度が一定であれば、コイルの巻数に比例してイ
ンダクタンスは増加している。従って、このような下部
コイル間のスペースの中央部に上部コイルを配するコイ
ル構造の捲線型インダクタにおいてはコイル間より磁束
が漏れていないことがわかる。 実施例４
【００１０】図４はコイルの線幅がスペース幅より大き
い場合の実施例で図１（ａ）のＡ−Ｂ線断面に相当する
断面図である。この場合も実施例１と同じような手順で
インダクタは作製されるが、上部コイル５は必ずしも下
部コイル２間のスペースの中央部になくても漏れ磁束を
無くすことができるが磁心４を均一に励磁するという観
点から下部コイル２間のスペース部の中央部に上部コイ
ル５を配することが好ましい。
い場合の実施例で図１（ａ）のＡ−Ｂ線断面に相当する
断面図である。この場合も実施例１と同じような手順で
インダクタは作製されるが、上部コイル５は必ずしも下
部コイル２間のスペースの中央部になくても漏れ磁束を
無くすことができるが磁心４を均一に励磁するという観
点から下部コイル２間のスペース部の中央部に上部コイ
ル５を配することが好ましい。
【００１１】なお、以上の実施例では磁心材料はＦｅＣ
ｏＳｉＢアモルファス薄膜を用いた場合について述べた
が、これ以外の軟磁性材料を用いた場合にも同様の効果
を奏することは明らかである。
ｏＳｉＢアモルファス薄膜を用いた場合について述べた
が、これ以外の軟磁性材料を用いた場合にも同様の効果
を奏することは明らかである。
【００１２】以上のように、磁心として高初透磁率材料
を使用する場合にはコイルを周期的に配することにより
均一磁場で磁心を励磁できる。初透磁率が小さい場合に
はコイルの線密度を一定に配してもコイル間より磁束が
漏れ磁心を有効に使用していないことになる。コイルを
絶縁膜を介して磁心の上下に配する場合には各下部コイ
ル間のスペース部分のほぼ中央部に各上部コイルを配す
ることにより低い初透磁率材料を使用しても漏れ磁束を
少なくできる。この場合においてもコイルの線密度は上
下コイルで同じにすれば磁心全体を均一に励磁すること
ができ、少ないコイル巻数で磁心に流れる磁束を有効に
利用するのに有利である。
を使用する場合にはコイルを周期的に配することにより
均一磁場で磁心を励磁できる。初透磁率が小さい場合に
はコイルの線密度を一定に配してもコイル間より磁束が
漏れ磁心を有効に使用していないことになる。コイルを
絶縁膜を介して磁心の上下に配する場合には各下部コイ
ル間のスペース部分のほぼ中央部に各上部コイルを配す
ることにより低い初透磁率材料を使用しても漏れ磁束を
少なくできる。この場合においてもコイルの線密度は上
下コイルで同じにすれば磁心全体を均一に励磁すること
ができ、少ないコイル巻数で磁心に流れる磁束を有効に
利用するのに有利である。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
下部コイル間のスペース部分に各上部コイルを配し且つ
コイルの線密度を同じにすることより、磁心を均一に励
磁し、且つ漏れ磁束を低減することができる。インダク
タンス素子のマイクロ化に伴い限定される磁心形状やイ
ンダクタンス素子体積内において磁心を有効にに利用で
きる利点がある。
下部コイル間のスペース部分に各上部コイルを配し且つ
コイルの線密度を同じにすることより、磁心を均一に励
磁し、且つ漏れ磁束を低減することができる。インダク
タンス素子のマイクロ化に伴い限定される磁心形状やイ
ンダクタンス素子体積内において磁心を有効にに利用で
きる利点がある。
【図１】本発明の実施例を示し、（ａ）は概略斜視図、
（ｂ）は断面図である。
（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の実施例に係り、線密度を変えた時のイ
ンダクタンスの変化を示す特性図である。
ンダクタンスの変化を示す特性図である。
【図３】本発明の実施例に係り、線密度を一定で巻数を
変えた時のインダクタンスの変化を示す特性図である。
変えた時のインダクタンスの変化を示す特性図である。
【図４】本発明に係り、コイル線幅がスペース幅より大
きい場合の実施例の断面図である。
きい場合の実施例の断面図である。
【図５】本発明の実施例に係り、初透磁率の小さい場合
と大きい場合の磁束分布を示す特性図である。
と大きい場合の磁束分布を示す特性図である。
【図６】従来の捲線型インダクタの概略斜視図である。
【図７】従来の捲線型インダクタで、（ａ）は図６のＡ
−Ｂ線断面図、（ｂ）は図６のＡ´−Ｂ´線断面図であ
る。
−Ｂ線断面図、（ｂ）は図６のＡ´−Ｂ´線断面図であ
る。
１…基板、２…下部コイル、３０１，３０２…絶縁膜、
４…磁心、５…上部コイル。
４…磁心、５…上部コイル。
Claims (2)
- 【請求項１】 磁心の周囲に絶縁膜を介して励磁コイル
を配する構造を有する薄膜インダクタンス素子におい
て、励磁コイルの捲線方向と略平行な断面において下部
コイル間のスペース上に絶縁膜、磁心を介して上部コイ
ルを配することを特徴とする薄膜インダクタンス素子。 - 【請求項２】 上部コイル，下部コイルの線幅と上部コ
イル間，下部コイル間のスペース幅との寸法比におい
て、上部コイル，下部コイルの線幅が上部コイル間，下
部コイル間のスペース幅より大きいことを特徴とする請
求項１記載の薄膜インダクタンス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12974791A JPH0689809A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 薄膜インダクタンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12974791A JPH0689809A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 薄膜インダクタンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0689809A true JPH0689809A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=15017205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12974791A Pending JPH0689809A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 薄膜インダクタンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0689809A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002050520A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-02-15 | Memscap | マイクロインダクタあるいはマイクロトランスタイプのマイクロ要素 |
| JP2002158112A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-05-31 | Memscap | 微小インダクタや微小変圧器といったタイプの微小素子 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56138910A (en) * | 1980-04-01 | 1981-10-29 | Tohoku Metal Ind Ltd | Manufacture of inductance element |
| JPS6015905A (ja) * | 1983-07-07 | 1985-01-26 | Murata Mfg Co Ltd | 誘導性部品 |
| JPS6144535A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-03-04 | Inoue Japax Res Inc | ワイヤカツト放電加工方法 |
| JPS61135961A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-23 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクス製ピストンヘツド付きピストン |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP12974791A patent/JPH0689809A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56138910A (en) * | 1980-04-01 | 1981-10-29 | Tohoku Metal Ind Ltd | Manufacture of inductance element |
| JPS6015905A (ja) * | 1983-07-07 | 1985-01-26 | Murata Mfg Co Ltd | 誘導性部品 |
| JPS6144535A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-03-04 | Inoue Japax Res Inc | ワイヤカツト放電加工方法 |
| JPS61135961A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-23 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクス製ピストンヘツド付きピストン |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002050520A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-02-15 | Memscap | マイクロインダクタあるいはマイクロトランスタイプのマイクロ要素 |
| JP2002158112A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-05-31 | Memscap | 微小インダクタや微小変圧器といったタイプの微小素子 |
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