JPH11135327A

JPH11135327A - 薄膜インダクタ

Info

Publication number: JPH11135327A
Application number: JP9300334A
Authority: JP
Inventors: Hidekuni Sugawara; 英州菅原; Masanori Kumagai; 政則熊谷
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】局部での磁束集中による損失の発生，及び高
周波数帯域の特定の範囲での交流損失の増加を回避でき
る薄膜インダクタを提供すること。【解決手段】このスパイラル型薄膜インダクタは、ガ
ラス基板１上において外鉄型磁心を有すると共に、メッ
キ法により銅メッキで形成した改良構造の銅メッキスパ
イラルコイル３´を磁気的に等方な複合磁気異方性膜２
に組み合わせて成る。銅メッキスパイラルコイル３´
は、交流損失を減らすために局部に位置されて基体を成
す統合基体部３ａから２分割された分割部３ｂを有し、
統合基体部３ａが分割部３ｂを１周毎に統合し、且つ中
心から外周へ向いた一半径方向に揃って設けられてい
る。銅メッキスパイラルコイル３´自体は、最外周に位
置される最外周部及び最内周に位置される最内周部を統
合基体部３ａ及び分割部３ｂによらない通常の巻線形と
している。

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ＭＨｚの高周
波数帯域で高Ｑ値を示す薄膜インダクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の薄膜インダクタは、基板
の厚みを除いた素子の全体の厚みが１００μｍ前後と薄
いため、今後に予測される半導体に一体化されるＭＣＭ
（ＭｕｌｔｉＣｈｉｐＭｏｄｕｌｅ），ＭＭＩＣ
（ＭｉｃｒｏｗａｖｅＭｕｌｔｉＩｎｔｅｇｒａｔ
ｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等の電源の分散化に伴う小型
化，小パワー化，高効率化が要求される超小型電源への
採用が検討されている。因みに、こうした超小型電源
は、例えば携帯情報機器，パソコン，センサー電源等へ
の応用が可能である。

【０００３】こうした薄膜インダクタ素子を製造する場
合、磁性薄膜形成のために例えばＡｒ等による金属ター
ゲット及び絶縁性ターゲットからの酸素雰囲気中におけ
るスパッタリング法と、銅コイル形成のための化学メッ
キ法とが導入されている。その他に必要とされる微細パ
ターン形成では、フォトマスクを用いた露光によって数
μｍのレジストパターンの形成後、磁性層や導体層を成
膜し、その後にリフトオフ法を用いてパターン加工する
工程を有するため、半導体製造技術とほぼ同じ技術が採
用されている。

【０００４】一般にハイパワー用薄膜インダクタでは、
主に数ｍｍのフェライト巻き線コイル及びフェライトチ
ップが使われており、電気回路部分の駆動周波数が１〜
５ＭＨｚと高周波化による周辺回路の小型化が進展して
いるにも拘らず、その反面、充分なインダクタンスが得
られないこと，効率が悪くて発熱が大きくなってしまう
こと等の理由により形状を小さくできないため、回路自
体の厚みが薄くならずに小型化できないが、特に将来的
に予測される電源の分散化に伴う超小型電源に採用する
場合、小型化薄型化が是非とも必要である上、超小型電
源の発展傾向としてインダクタやキャパシタを薄型フリ
ップチップ化してカードの中に挿入する形態も考えられ
るため、素子厚みの薄型化が必須となっている。

【０００５】そこで、薄膜インダクタは、フェライト巻
き線コイル及びフェライトチップから薄膜素子に移行す
る必然性があり、こうした素子の厚みが薄いものは電源
の小型化薄型化には最適であり、しかも金属材料を使っ
ての薄い構造であるため、放熱性に優れるという長所も
ある。

【０００６】しかしながら、薄膜素子による薄膜インダ
クタの場合、磁性体の構成やインダクタの形状に制約が
あるため、インダクタンス値が小さかったり、或いは効
率が悪いという問題がある。

【０００７】薄膜インダクタに使用される磁性体は、例
えばスパイラルコイルを用いた構成のもの（スパイラル
型薄膜インダクタ）の場合、これまでには一方向に磁気
異方性方向を有する一軸磁気異方性膜も使われていた
が、この一軸磁気異方性膜は厚くすると反磁界により透
磁率が低下したり、或いは熱処理により異方性分散を大
きくして等方的にするとインダクタンスは増加するもの
の、損失も同時に増加して効率が低下してしまうという
問題がある他、コイルの作製には主にスパッタリング法
を採用しているため、１０μｍ以上の膜厚に作製するこ
とが困難となって直流抵抗を低減できないという問題が
ある。

【０００８】これに対し、高周波数帯域での特性改善を
目的として軟磁性層及び絶縁層を多層構造にし、一方向
に磁気異方性方向を有する一軸磁気異方性層（軟磁性
層）を互いに磁気異方性方向が異なるように絶縁層と交
互に積層して複合化した構成の磁気的に等方な複合磁気
異方性膜は、絶縁層を介した磁性層毎に一軸磁気異方性
方向を４５度回転シフトさせて成膜するため、４ｎ（但
し、ｎは自然数とする）層構造では成膜のみ（Ａｓ−ｍ
ａｄｅ）でも磁気的に等方な性質が得られ、更に異方性
方向が磁性層毎に異なることにより反磁界の影響が少な
く、透磁率が低下しないという特徴がある。それ故、複
合磁気異方性膜はスパイラル型薄膜インダクタには非常
に適していると考えられており、今後の開発が期待され
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した磁性体に複合
磁気異方性膜を用いたスパイラル型薄膜インダクタの場
合、複合磁気異方性膜を厚くしても透磁率が低下しない
ために大きなインダクタンスが得られ、しかもメッキ法
を用いることにより厚いＣｕ導体を作製できて直流抵抗
を低減できるという長所があるが、高周波数帯域の特定
の範囲（５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ）において交流抵抗が急
激に増加（交流損失が増加）してしまうという問題があ
る他、外周コイルと内周コイルの中間付近に磁束が集中
してしまうという問題がある。

【００１０】こうした原因は、使用する複合磁気異方性
膜とコイル形状との構成にあると考えられる。即ち、使
用する磁性体は外鉄型磁心であり、高周波数帯での特性
改善を目的として軟磁性層と絶縁層とを幾重にも積層し
た多層構造にし、一軸磁気異方性方向を磁性層毎に４５
度シフトした磁気的に等方な複合磁気異方性膜である
が、それに組み合わされるスパイラルコイルの形状がこ
れまでに十分に検討されておらず、例えば構成的には渦
電流損失や磁束集中による損失が発生する場所の解析並
びに対策が行われていなかったことによる。

【００１１】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、局部での磁束集中
による損失の発生を抑制できると共に、高周波数帯域の
特定の範囲での交流損失の増加を回避できる構造面及び
特性面で優れた薄膜インダクタを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、外鉄型
磁心を有すると共に、メッキ法により銅メッキで形成し
た銅メッキスパイラルコイルを磁気的に等方な複合磁気
異方性膜に組み合わせて成る薄膜インダクタにおいて、
銅メッキスパイラルコイルは、交流損失を減らすために
局部に位置されて基体を成す統合基体部から分割された
分割部を有して成る薄膜インダクタが得られる。

【００１３】又、本発明によれば、上記薄膜インダクタ
において、統合基体部は、分割部を１周毎に統合して成
る薄膜インダクタが得られる。

【００１４】更に、本発明によれば、上記何れかの薄膜
インダクタにおいて、統合基体部は、銅メッキスパイラ
ルコイルの中心から外周へ向いた一半径方向に揃って設
けられた薄膜インダクタが得られる。

【００１５】加えて、本発明によれば、上記何れか一つ
の薄膜インダクタにおいて、銅メッキスパイラルコイル
は、最外周に位置される最外周部及び最内周に位置され
る最内周部を統合基体部及び分割部によらない通常の巻
線形として成る薄膜インダクタが得られる。

【００１６】又、本発明によれば、上記何れか一つの薄
膜インダクタにおいて、複合磁気異方性膜は、一方向に
磁気異方性方向を有する軟磁性層を互いに磁気異方性方
向が異なるように絶縁層と交互に積層して複合化して成
ると共に、該軟磁性層の厚みを５μｍ以上とし、且つ該
絶縁層を含めた全体の厚みを１０μｍ以上として成り、
銅メッキスパイラルコイルは、厚みを１０μｍ以上とし
て成る薄膜インダクタが得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の薄
膜インダクタについて、図面を参照して詳細に説明す
る。

【００１８】図１は、本発明の一実施例に係るスパイラ
ル型薄膜インダクタの基本構成を分解して簡易に示した
斜視図である。この薄膜インダクタは、ガラス基板１上
に磁気的に等方な複合磁気異方性膜２を成膜し、この複
合磁気異方性膜２上に図示されない絶縁層を介して化学
メッキ法によりメッキ銅で形成した銅メッキスパイラル
コイル３´を配置し、この銅メッキスパイラルコイル３
´上に図示されない絶縁層を介して別の複合磁気異方性
膜２を成膜し、更に別の複合磁気異方性膜２の中心を通
して銅メッキスパイラルコイル３´の中心における端部
と他端部が電極に接続されるアルミニウムボンディング
線４の一端部とを接続することにより、一対の複合磁気
異方性膜２間に銅メッキスパイラルコイル３´が組み合
わされ、且つ銅メッキスパイラルコイル３´の全体が複
合磁気異方性膜２の複数の磁性層によって覆われると共
に、外鉄磁心を有する構成となっている。但し、銅メッ
キスパイラルコイル３´は、後文で説明するように交流
損失を減らすため、局部に位置されて基体を成す統合基
体部から分割された分割部を有して成る改良構造のもの
が採用されている。

【００１９】この薄膜インダクタの細部に関して、一対
の複合磁気異方性膜２は、図２に示されるように、厚さ
４μｍの絶縁性基材２ｃ上に一軸磁気異方性方向を示す
４つの磁性層２ａと４つの絶縁層２ｂとを交互に積層し
た多層構造となっており、磁性層２ａは互いに磁気異方
性方向が４５度シフトされて異なるように配置されてい
る。又、４つの磁性層２ａは、それぞれ厚さ２０ｎｍの
ＳｉＯ₂層等の絶縁層２ａ´により１層当たりの厚さ
０．５μｍのＣｏＮｂＺｒ層等の磁性層が２分割されて
成っており、４つの絶縁層２ｂはそれぞれ厚さ３００ｎ
ｍＳｉＯ₂層等から成っている。ここで４つの磁性層２
ａはそれぞれ一軸磁気異方性を保ったままであるが、膜
全体としては磁気的に等方な特性を示す。

【００２０】因みに、実際の複合磁気異方性膜２におけ
る４ｎ層構造は４層構造をｎ回繰り返して作製されるも
ので、例えばｎ＝５回とすれば磁性層２ａ全体における
厚さの総和は（２μｍ×５＝）１０μｍ以上となる。
尚、絶縁性基板２ｃとして使用可能な材料としては、シ
リコン基板，低温焼成セラミックス等のセラミックス基
板，ガラスエポキシ等のプリント配線板，ポリイミド等
の樹脂絶縁基板等が挙げられる。

【００２１】この複合磁気異方性膜２の場合、磁性層２
ａ及び絶縁層２ｂによる多層構造から成るため、層面内
で等方な磁気特性を示し、しかも面内方向に発生する磁
束成分による渦電流が抑制されるため、高周波帯域でも
良好な透磁率が得られるものとなる。

【００２２】ところで、各磁性層２ａの一軸磁気異方性
の付与は永久磁石を２ケ平行に並べて各磁性層２ａ毎に
磁束方向をシフトさせて成膜すれば良い。こうした方法
により、熱処理しないで層面内で磁気的に等方な透磁率
を有する軟磁性層を作製できる。尚、一軸磁気異方性の
付与の方法としては、ここでの平行磁石による磁界を基
板を中心にして回転させる方法の他、Ａｒガス流方向に
対して基板を回転させて形状磁気異方性を形成させる方
法や、或いはこれらの方法を併用する方法等が挙げられ
る。

【００２３】一方、銅メッキスパイラルコイル３´を得
るための化学メッキ法としては、基板上にメッキ用電極
及びコイルパターンを形成し、その上にレジスト壁を数
１０μｍ塗布してから露光，現像した後、Ｃｕメッキ層
を４０μｍ形成するか、或いは基板にＴｉ及びＣｕを薄
くスパッタリングし、その上にレジスト壁を数１０μｍ
塗布してから露光，現像した後、Ｃｕメッキ層を４０μ
ｍ形成し、更にイオンビームエッチングでコイル部以外
のＣｕ，Ｔｉを除去するようにすれば良い。こうした方
法によれば、厚さ４０μｍ以上に及ぶ厚いＣｕ層（銅メ
ッキ）を形成できるため、直流抵抗を低下させることが
できる。

【００２４】即ち、この薄膜インダクタの場合、複合磁
気異方性膜２と銅メッキスパイラルコイル３´とを組み
合わせることにより、透磁率を低下させずに大きなイン
ダクタンス値で低直流抵抗な特性が得られて効率が改善
される上、一対の複合磁気異方性膜２の磁性層２ａで銅
メッキスパイラルコイル３´の全体を覆って外部へ露出
させないために高周波ノイズの低減化も有効となる。

【００２５】そこで、この薄膜インダクタについて、コ
イル導体内の高周波電流の流れ方、並びに渦電流及び磁
束密度分布状態の解析（電流の流れ方，磁束分布，及び
渦電流の流れの解析）を行った。こうした解析は交流損
失の低減化の具現のために必要な検討事項である。

【００２６】具体的に云えば、５ＭＨｚ帯域の電磁界解
析方法として、マクスウエル３Ｄフィールドシミュレー
タを使用してＡＣ電流源により発生する磁場及び渦電流
を解析し、表皮及び近接効果を調べることにより、磁束
レベル，電流分布，及びインダクタンス、更には抵抗及
び損失を算出した。

【００２７】図３は、改良構造でない通常の銅メッキス
パイラルコイル３の高周波電流の流れ方を説明するため
に模試的に示したものである。但し、ここで用いた銅メ
ッキスパイラルコイル３の仕様は、例えば使用ソフトの
処理能力の関係で巻回数（ターン数）を８ターンとし、
コイルを完全な円ではなく１２角形のものとして銅メッ
キで形成した銅メッキ線を渦巻き状に巻回して設計して
いる。

【００２８】図３からは、銅メッキスパイラルコイル３
の５ＭＨｚにおける１００ｍＡ高周波電流の流れ方に関
して、出入り口が右にあり、時計方向に流れて中心部に
集まっている様子が判る。

【００２９】図４は、改良構造でない銅メッキスパイラ
ルコイル３を用いた薄膜インダクタにおける渦電流の直
径方向の切片局部（Ｘ−ｌｉｎｅ上の切片局部）におけ
る強度分布を示したものである。

【００３０】ここでのＸ−ｌｉｎｅ（μｍ）上の渦電流
を示す高周波電流Ｊ_X（Ａ／Ｍ²）の流れに対する磁性
体表面の渦電流分布からは、図３中のＹ−ｌｉｎｅ上直
径方向の渦電流値分布状態がコイル幅に沿って変化し、
磁性体全面を渦電流が覆っていないことが判り、計算結
果から渦電流は磁性体の損失に大きな悪影響を及ぼす程
度ではないことが判った。

【００３１】図５は、改良構造でない銅メッキスパイラ
ルコイル３を用いた薄膜インダクタの磁束密度の直径方
向の切片局部（Ｙ−ｌｉｎｅ上の切片局部）における強
度分布を示したものである。

【００３２】ここでのＹ−ｌｉｎｅ（μｍ）上の磁束密
度Ｂ_Y（Ｔｅｓｌａ）の強度分布からは、銅メッキスパ
イラルコイル３の外周部及び内周部の中間付近で磁束が
集中していることが判る。

【００３３】以上の結果により、薄膜インダクタに関し
て改良構造の通常の銅メッキスパイラルコイル３を用い
てその上下に磁性層２ａを配した構成とした場合、磁束
がコイル中央に集中して漏れが少なく、磁束を有効に封
じ込めていることが判る。これは磁性材料が高周波でも
磁気的に等方な複合磁気異方性膜２の存在のために磁束
の方向に関係なく磁化が励磁されるからであり、複合磁
気異方性膜２を用いた成果と考えられる。従って、銅メ
ッキスパイラルコイル３の交流損失は磁束密度の集中す
る外周部及び内周部の中間付近で損失を低減することが
効果的であるので、損失低減の方法としてコイル導体幅
の分割を試みる構造に改良することが有効となる。尚、
コイル幅をｉ分割するとｉ²に比例して交流損失が低減
する。

【００３４】図６は、上述した図１に示す薄膜インダク
タの細部構成を拡大部分を含めて模試的に示したもので
ある。この薄膜インダクタは、ガラス基板１上において
外鉄型磁心を有すると共に、メッキ法により銅メッキで
形成した改良構造の銅メッキスパイラルコイル３´を磁
気的に等方な複合磁気異方性膜２に組み合わせて成って
いる。銅メッキスパイラルコイル３´は、交流損失を減
らすために局部に位置されて基体を成す統合基体部３ａ
から２分割された分割部３ｂを有し、統合基体部３ａが
分割部３ｂを１周毎に統合し、且つ中心から外周へ向い
た一半径方向に揃って設けられている。

【００３５】この薄膜インダクタの場合、銅メッキスパ
イラルコイル３´自体は、最外周に位置される最外周部
及び最内周に位置される最内周部を統合基体部３ａ及び
分割部３ｂによらない通常の巻線形としている。最内周
部は中心電極６に接続され、最外周部はガラス基板１上
の四隅の一つに配置された電極５に接続され、中心電極
６はアルミニウムボンディング線４によりガラス基板１
上の四隅の他の一つに配置された電極５に接続されてい
る。尚、ガラス基板１上の四隅の別な箇所には固定パッ
ド７が配置されている。

【００３６】即ち、改良構造の銅メッキスパイラルコイ
ル３´における分割の方法は、コイル入り口となる電極
５付近の最外周部から中心電極１２付近の最内周部まで
を全部分割するのではなく、最外周部及び最内周部を除
く他の部分を一周毎に２分割し、その分割部３ｂを統合
基体部３ａの両側方向に向かって延びるように場所合わ
せを行っている。一周巻き毎に分割されたコイル合体構
造は、コイル位置による磁束密度の違いから生ずる電流
の遅延を平均化し、磁気損失を減らす効果が期待され
る。尚、最外周部及び最内周部を分割していないのは、
これらの場所では磁束密度が小さいく、損失が少ないの
で分割の必要がないからである。勿論、最外周部及び最
内周部を除く他の部分を３分割以上に多分割しても損失
低減化に効果的である。

【００３７】こうした薄膜インダクタの場合、２枚の複
合磁気異方性膜２の分割と銅メッキスパイラルコイル３
´自体が分割された構造を持つことにより、高インダク
タンス，低直流抵抗，並びに交流損失の低減が可能とな
るため、基本性能の向上に極めて効果的である。更に、
２枚の複合磁気異方性膜２で銅メッキスパイラルコイル
３´の表面を覆って銅メッキスパイラルコイル３´が外
部に露出しないため、高周波ノイズの低減にも効果的で
ある。

【００３８】ところで、図６に示す薄膜インダクタを作
製する場合、ガラス基板１上に成膜した複合磁気異方性
膜２の一方のものの上に図示されない絶縁層を敷き、こ
の上に銅メッキにより形成した銅メッキスパイラルコイ
ル３´を配置した後、この上に図示されない絶縁層及び
複合磁気異方性膜２の他方のものを成膜し、他方の複合
磁気異方性膜２の端部を取り出してアルミニウムボンデ
ィング線４により電極５に結線する。尚、銅メッキスパ
イラルコイル３´の最内周部に接続される中心電極６並
びにガラス基板１四隅の電極５及び固定パッド７は、予
め形成しておいても良いし、必要に応じて途中段階で形
成しても良い。ここでの電極５はＳＭＤ電極として半田
ランドになる。

【００３９】表１は、薄膜インダクタ構造として各部の
仕様とその設計値とを例示したものである。

【００４０】

【表１】

【００４１】尚、表１において、銅メッキスパイラルコ
イル３´の分割数は２としている。一般にコイルの分割
数を増やすとライン／スペースのスペース分が増加し、
コイル全体を多分割にするのは素子面積を増やすだけで
効果的でないが、上述したように磁性体の損失が一番大
きい場所で多分割にすることには意味がある。又、組成
Ｃｏ₈₆Ｎｂ₉Ｚｒ₅の磁性層２ａの磁気特性は、飽和磁
束密度Ｂｓが１．０５Ｔｅｓｌａであり、飽和磁歪λｓ
は＋０．５×１０^-6であり、膜単層の比抵抗ρが１２０
μΩｃｍとなっており、透磁率（μ′、μ″）に関して
はＡｓ−ｍａｄｅ（成膜が終わった状態）と３００℃Ｒ
ＦＡ（回転磁界中熱処理）とにおいて１０ｍｍ角の試料
場合に１ＭＨｚでそれぞれ（６００，５）と（１８０
０，８０）となっている。

【００４２】即ち、ここでの薄膜インダクタの全体の厚
みは、ガラス基板１の厚み０．５ｍｍを除いた場合、磁
性層２ａが上下合わせて２０μｍであり、絶縁層２ｂ及
び絶縁性基材２ｃが上下合わせて４０μｍであり、銅メ
ッキスパイラルコイル３´の厚みが２０μｍであるの
で、これらの総和である１００μｍとなる。

【００４３】図７は、表１に示した空心銅メッキスパイ
ラルコイル３´をシングル及びダブルで用いた場合のイ
ンタクタ特性として周波数ｆ（ＭＨｚ）に対するＬ（μ
Ｈ），Ｒ（Ω），Ｑ特性の測定結果及び計算結果を示し
たものである。

【００４４】ここでは、Ａｓ−ｍａｄｅにおける空心銅
メッキスパイラルコイル３´のシングルの場合、インタ
クタンスＬ_air測定値は０．３μＨであり、直流抵抗Ｒ
_dcは０．９５Ωであるが、これに対してダブルの場合、
インタクタンスＬ_air測定値はシングルの場合とほぼ同
じであるが、直流抵抗Ｒ_dcの方はシングルの場合と比べ
て低くなっていることが判る。一般に、交流抵抗は分割
数ｉの１／ｉ²に比例して低下するが、空心銅メッキス
パイラルコイル３´の交流損失は小さいため、１０ＭＨ
ｚ以下の範囲までは分割の効果が少なく、しかも直流抵
抗Ｒ_dcの低下やＱ値の増加も少しである。

【００４５】尚、ここでは抵抗Ｒ_air計算値でμ＝１と
しており、インタクタンスＬ_air測定値から交流損失を
計算することによってＲ_air，Ｑ_airの値を得ている。

【００４６】図８は、表１に示した磁心銅メッキスパイ
ラルコイル３´（磁心を両面に配置した構成のもの）を
シングル及びダブルで用いた場合のインタクタ特性とし
て周波数ｆ（ＭＨｚ）に対するＬ（μＨ），Ｒ（Ω），
Ｑ特性の測定結果及び計算結果を示したものである。

【００４７】ここでは、Ａｓ−ｍａｄｅにおける磁心銅
メッキスパイラルコイル３´のシングルの場合、インタ
クタンスＬ_mag測定値が１．８μＨであり、Ｑ_mag測定
値が１．５ＭＨｚ付近で５．８であるが、これに対して
ダブルの場合、インタクタンスＬ_mag測定値はシングル
の場合とほぼ同じであるが、Ｑ_mag測定値の方はシング
ルの場合と比べて１．５ＭＨｚ付近で８程度に増加して
いることが判る。これはダブルの場合、導体コイルの分
割による導体回りの渦電流の分割化により交流損失が低
下し、１ＭＨｚ以上の周波数帯域で交流損失の低減が顕
著となるためである。尚、ここではインダクタンスＬ
_mag計算値を磁心銅メッキスパイラルコイル３´による
インダクタンスＬ値及び空心銅メッキスパイラルコイル
３´のインダクタンスＬ値が所定値であるとし、これら
の双方を合せて数値を得ている。又、薄膜インダクタの
損失は直流抵抗Ｒ_dcと交流損失抵抗Ｒ_ac（Ｒ_mag）に分
けられるため、交流損失抵抗Ｒ_magの計算では直流抵抗
Ｒ_dcに空心銅メッキスパイラルコイル３´のインダクタ
ンスＬ値から起因する交流損失と磁心銅メッキスパイラ
ルコイル３´に起因する交流損失とを合わせて数値を得
ている。

【００４８】以上の結果により、ダブルの場合、導体の
分割の効果として一層の交流損失の低減が確認でき、数
ＭＨｚの周波数帯域では空心の交流損失がシングルの場
合に比べて約４分の１に低減していること、並びに磁心
の交流損失がシングルの場合と比べて半分程度に低減し
ていることが判った。尚、磁心の交流損失の低減が４分
の１にならなかったのは磁性体の損失が大きいためと考
えられる。

【００４９】何れにせよ、薄膜インダクタの全体の厚み
１００μｍのうちの半分程度の厚みを占める銅メッキス
パイラルコイル３´を分割構造とすることで、交流損失
の低減が可能となる。このような分割は銅メッキスパイ
ラルコイル３´の磁界分布の解析から磁束密度の大きい
コイル位置（ほぼ中心部）に対して主に行うことで、コ
イル寸法を小さく押さえることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上に述べた通り、本発明の薄膜インダ
クタによれば、複合磁気異方性膜と組み合わせられるメ
ッキ法で形成された銅メッキスパイラルコイルの構造を
改良し、磁束密度の大きいコイル位置に交流損失を減ら
すため、局部に位置されて基体を成す統合基体部から分
割された分割部を配置させているため、局部での磁束集
中による損失の発生，及び高周波数帯域の特定の範囲で
の交流損失の増加を回避できるようになり、結果として
５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚの高周波帯の効率が改善され、小
型薄型で優れたインダクタ特性が得られると共に、交流
損失の低下を充分に計り得るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスパイラル型薄膜イン
ダクタの基本構成を分解して簡易に示した斜視図であ
る。

【図２】図１に示す薄膜インダクタに用いられる複合磁
気異方性膜の細部構成を拡大して示した斜視図である。

【図３】図１に示す薄膜インダクタに用いられる銅メッ
キスパイラルコイル（改良構造でない通常のもの）の高
周波電流の流れ方を説明するために模試的に示したもの
である。

【図４】図１に示す薄膜インダクタ（改良構造でない銅
メッキスパイラルコイルを含む）の渦電流の直径方向の
切片局部における強度分布を示したものである。

【図５】図１に示す薄膜インダクタ（改良構造でない銅
メッキスパイラルコイルを含む）の磁束密度の直径方向
の切片局部における強度分布を示したものである。

【図６】図１に示す薄膜インダクタ（改良構造の銅メッ
キスパイラルコイルを含む）の細部構成を拡大部分を含
めて模試的に示したものである。

【図７】図１に示す薄膜インダクタに用いられる空心銅
メッキスパイラルコイルをシングル及びダブルで用いた
場合のインタクタ特性として周波数に対するＬ，Ｒ，Ｑ
特性の測定結果及び計算結果を示したものである。

【図８】図１に示す薄膜インダクタに用いられる磁心銅
メッキスパイラルコイルをシングル及びダブルで用いた
場合のインタクタ特性として周波数に対するＬ，Ｒ，Ｑ
特性の測定結果及び計算結果を示したものである。

【符号の説明】

１ガラス基板２複合磁気異方性膜２ａ軟磁性層２ａ´，２ｂ絶縁層３，３´ 銅メッキスパイラルコイル３ａ統合基体部３ｂ分割部４アルミニウムボンディング線５電極６中心電極７固定パッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外鉄型磁心を有すると共に、メッキ法に
より銅メッキで形成した銅メッキスパイラルコイルを磁
気的に等方な複合磁気異方性膜に組み合わせて成る薄膜
インダクタにおいて、前記銅メッキスパイラルコイル
は、交流損失を減らすために局部に位置されて基体を成
す統合基体部から分割された分割部を有して成ることを
特徴とする薄膜インダクタ。
【請求項２】請求項１記載の薄膜インダクタにおい
て、前記統合基体部は、前記分割部を１周毎に統合して
成ることを特徴とする薄膜インダクタ。
【請求項３】請求項１又は２記載の薄膜インダクタに
おいて、前記統合基体部は、前記銅メッキスパイラルコ
イルの中心から外周へ向いた一半径方向に揃って設けら
れたことを特徴とする薄膜インダクタ。
【請求項４】請求項１〜３の何れか一つに記載の薄膜
インダクタにおいて、前記銅メッキスパイラルコイル
は、最外周に位置される最外周部及び最内周に位置され
る最内周部を前記統合基体部及び前記分割部によらない
通常の巻線形として成ることを特徴とする薄膜インダク
タ。
【請求項５】請求項１〜４の何れか一つに記載の薄膜
インダクタにおいて、前記複合磁気異方性膜は、一方向
に磁気異方性方向を有する軟磁性層を互いに磁気異方性
方向が異なるように絶縁層と交互に積層して複合化して
成ると共に、該軟磁性層の厚みを５μｍ以上とし、且つ
該絶縁層を含めた全体の厚みを１０μｍ以上として成
り、前記銅メッキスパイラルコイルは、厚みを１０μｍ
以上として成ることを特徴とする薄膜インダクタ。