JP2000269035A

JP2000269035A - 平面磁気素子

Info

Publication number: JP2000269035A
Application number: JP11067806A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Inoue; 哲夫井上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】磁性体の磁気飽和の影響を軽減できるととも
に直流重畳特性に優れた平面インダクタなどの平面磁気
素子を提供する。【解決手段】縦長のシングルスパイラルコイル１３
１、１３２を長辺が平行になるように２つ並べたコイル
構造を有する平面型コイル１３と、その平面型コイルの
上下を絶縁膜１２、１４を介して挟み込んだ１対の磁性
膜１１、１５とからなり、これら２つのシングルスパイ
ラルコイルの導体はコイル内を流れる電流の方向が互い
に逆になるように配置して平面磁気素子を構成する。こ
のコイルの磁化容易軸は長辺方向に形成されている。優
れた直流重畳特性と高いインダクタンス密度とを両立さ
せることができる。ＤＣ−ＤＣコンバータやトランスな
どに用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁性受動素子に関
し、とくに平面型コイルを用いた平面磁気素子に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種電子機器の小型化が盛んに進
められ、これに伴って各種デバイスが薄膜プロセスを用
いて作成されるようになった。この流れの中でインダク
タ、トランス、磁気ヘッドなどの磁気素子も従来のバル
ク磁性材料に巻線を施したものに対し、スパイラルやつ
づら折れパタ−ンを有する平面型コイルを磁性体で覆っ
た外鉄型の構造を有する平面インダクタが提案されてい
る（例えば、ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．，Ｍａｇｎ．，ＭＡ
Ｇ−２０，Ｎｏ．５，ｐｐ．１８０４−１８０６）。一
方、小型電子機器用のＤＣ−ＤＣコンバ−タの例に見ら
れるように、小型軽量化のためにＭＨｚ以上で動作させ
ようという要求が高まっている。この中で高周波インダ
クタは一つのキ−コンポ−ネントとなっているが、
（１）小型軽量であること、（２）周波数特性が良好で
あること、（３）適当な電力容量を有する等が要求され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようする課題】しかし、現状の高周波用
平面インダクタにおいては、周波数特性の改善に対して
改善が見られるものの、電力容量が小さいために要求さ
れた特性を満たしているとは言い難い。インダクタをチ
ョ−クコイルとして用いる場合、負荷電流に相当する直
流電流と半導体スイッチのスイッチングによる交流電流
とが流れる。チョ−クコイルには大きな直流電流が重畳
された場合でもインダクタンスなどの電気的特性が一定
であるという直流重畳特性を要求される。しかし、直流
重畳電流が増大した場合、磁性体の動作点がＢ−Ｈ曲線
の飽和領域に達すると増分透磁界率が低下するのでイン
ダクタンスは急激に小さくなる。とくに平面インダクタ
は、単位面積当たり大きなインダクタンスを得るために
コイル導体と磁性体とが非常に接近しており、小さなコ
イル電流でも発生磁界は大きくなり、その結果磁性体が
磁気飽和を起こし易い。図１０を参照して従来のメッキ
Ｃｕを導体とするダブルスパイラル平面型コイルとその
両面に設けられた絶縁体層とそれらの両面に設けられた
磁性体層とで構成された平面インダクタについて説明す
る（ＩＮＴＥＬＥＣ９６Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ
ｐ４８５−４９０（１９９６）参照）。平面インダク
タ５は、長方形の第１のシングルスパイラルコイル３と
第２のシングルスパイラルコイル４を組み合わせて構成
されている。

【０００４】第１のシングルスパイラルコイル３は、コ
イル中心に電極パッド１を有し、この電極パッド１から
４本のメッキ銅導体が導出され、反時計回りに巻回さ
れ、隣接する第２のシングルスパイラルコイル４に繋が
っている。このメッキ銅導体は、第１のシングルスパイ
ラルコイル３から第２のシングルスパイラルコイル４へ
外側から時計回りに中心へ巻回されて、中心にある電極
パッド２に繋がっている。つまり、２つのコイルは、互
いに反対方向に巻回されている。このシングルスパイラ
ルコイルを構成する導体は、幅３５μｍ、厚さ５０μ
ｍ、導体間の間隔５０μｍ、巻数片側３ターン（中央部
で６ターン）であり、例えば、ポリイミド、フッ素樹脂
などの有機材料からなる絶縁体層は、膜厚５μｍであ
り、例えば、異方性フェライトなどの磁性体は、膜厚６
μｍ（１．５μｍ、４層積層、積層磁性膜間絶縁膜厚
０．４μｍ）、飽和磁束密度１．６Ｔ、透磁率１１４３
（平滑な磁性膜での測定値）である。この平面インダク
タ５の直流重畳特性は、図１１に示す通りである。図１
１は、縦軸がインダクタンスＬ（μＨ）を表わし、横軸
は、直流重畳電流Ｉdc（Ａ）を表わす。インダクタンス
が５％低下する時の直流電流値を使用時の最大電流Ｉｍ
ａｘとすると、この場合の最大電流Ｉｍａｘは、０．３
Ａとなる。これは磁性体が磁気飽和し、有効な透磁率が
低下したことが原因で決定される。

【０００５】直流重畳特性の問題は、チョークコイル用
インダクタの場合に限らずトランスの場合でも重要であ
る。例えば、フォワード型又はフライバック型ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ用トランスでは１次コイルに片極性のパル
ス電圧が印可されるので磁気飽和によるインダクタンス
の急激な低下が問題になる。また、プッシュブル型ＤＣ
−ＣＤコンバータではトランスに印可される電圧は原理
的には正負対称であるがスイッチングトランジスタ特性
のバラツキなどにより正負のオン時間が変動してトラン
スが偏磁するためやはり磁気飽和によるインダクタンス
の急激な低下が問題となっている。このような、平面型
インダクタやトランスの磁性体の磁気飽和の影響を軽減
できれば直流重畳特性を改善できる。本発明は、このよ
うな事情によりなされたものであり、磁性体の磁気飽和
の影響を軽減できるとともに直流重畳特性に優れた平面
インダクタなどの平面磁気素子を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、縦長のシング
ルスパイラルコイルを長辺が平行になるように２つ並べ
たコイル構造を有する平面型コイルと、その平面型コイ
ルの上下を絶縁膜を介して挟み込んだ１対の磁性膜とか
らなり、これら２つのシングルスパイラルコイルの導体
はコイル内を流れる電流の方向が互いに逆になるように
配置した平面磁気素子を有し、さらにこのコイルの磁化
容易軸は長辺方向に形成されることを特徴としている。
優れた直流重畳特性と高いインダクタンス密度とを両立
させることができる。本発明の平面磁気素子は、ＤＣ−
ＤＣコンバータやトランスなどに用いられる。

【０００７】すなわち、本発明の平面磁気素子は、平面
型コイルと、前記平面型コイルの上下を絶縁膜を介して
挟む１対の磁性膜とを具備し、前記平面型コイルは、第
１及び第２の長方形のシングルスパイラルコイルをそれ
ぞれの長辺が対向するように並べ、且つ隣接する前記第
１のシングルスパイラルコイルの導体と前記第２のシン
グルスパイラルコイルの導体とはこれらを流れる電流の
方向が互いに逆になるように配置することを特徴として
いる。前記平面型コイルは、長辺方向に磁化容易軸が形
成されているようにしても良い。前記平面型コイル上に
前記絶縁膜を介して形成された前記磁性膜にはスリット
が形成され、このスリットは、前記第１及び第２のシン
グルスパイラルコイルの長辺方向に、それぞれの中心に
配置されているようにしても良い。前記第１及び第２の
シングルスパイラルコイルは、電極パッドを有し、この
平面型コイル上に積層された前記絶縁膜及び前記磁性膜
には、前記電極パッドを露出させる開口部が形成されて
いるようにしても良い。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。ここで本発明を説明する平面磁気素
子は、平面インダクタに関するものである。同じ平面磁
気素子の中でも平面トランスは、１次側コイル及び２次
側コイルの２つの平面型コイルを積層する以外は基本的
に平面インダクタと同じであり、本発明によって得られ
る効果も同じであるので説明を省略する。まず、図１乃
至図４を参照して第１の実施例を説明する。図１は、平
面インダクタの斜視図である。このインダクタは、角型
の平面型コイルの両表面を絶縁膜で挟み、こられ絶縁膜
をさらに磁性膜で挟み込み、上下の磁性膜には、一軸磁
気異方性が導入されている。

【０００９】ガラス基板、セラミック基板、シリコンウ
ェーハなどからなる下地基板１０の上には、例えば、Ｎ
ｉ−Ｚｎフェライトなどからなる一軸磁気異方性の第１
のフェライト磁性膜１１が形成されている。下地基板に
はジルコニウムや銅などの金属を用いることもできる
が、金属材料は磁性膜に拡散することがあるので表面を
酸化シリコンなどの拡散防止膜で被覆するのが良い。第
１のフェライト磁性膜１１は、第１の絶縁膜１２により
被覆されている。第１の絶縁膜１２にはポリイミド、弗
素樹脂などの有機系絶縁材料やガラスを分散させたガラ
スペーストを焼成して得られる絶縁板やセラミック板な
どの無機系絶縁材料が用いられる。この絶縁膜１２を介
して第１のフェライト磁性膜１１の上には角型の平面型
コイル１３が形成されている。平面型コイル１３は、第
１及び第２の長方形のシングルスパイラルコイル１３
１、１３２をそれぞれの長辺が対向するように並べ、且
つ隣接する第１のシングルスパイラルコイル１３１の導
体と前記第２のシングルスパイラルコイル１３２の導体
とがこれらを流れる電流の方向が互いに逆になるように
配置形成されている（以下、本発明の特徴であるこのよ
うな構成は、ツインスパイラルコイルと称する）。ツイ
ンスパイラルコイルと称するこの実施例の平面型コイル
１３は、例えば、銅を材料として用いている。第１のシ
ングルスパイラルコイル１３１は、第１の電極パッド１
３３を有し、第２のシングルスパイラルコイル１３２
は、第２の電極パッド１３４を備えている。

【００１０】平面型コイル１３は、第２の絶縁膜１４に
より被覆されている。第２の絶縁膜１４は、第１の絶縁
膜１２と同じ材料でも良いし、材料を違えても良い。こ
の第２の絶縁膜１４には開口部１４１が形成されてい
る。開口部１４１は、第２の絶縁膜１４の下に形成され
ている電極パッド１３３、１３４を囲むように配置され
ている。第２の絶縁膜１４の上には、例えば、Ｎｉ−Ｚ
ｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚ
ｎフェライトなどからなる一軸磁気異方性の第２のフェ
ライト磁性膜１５が形成されている。第２のフェライト
磁性膜１５には開口部１５１が形成されている。開口部
１５１は、第２の絶縁膜１４の開口部１４１と一致して
おり、内部に電極パッド１３３、１３４が露出してい
る。これらの開口部を介して電極パッドが外部の端子と
接続されている。第２のフェライト磁性膜１５には、開
口部１５１を貫通するようにスリット１５２が形成され
ている。このスリット１５２は、第１及び第２のシング
ルスパイラルコイル１３１、１３２の長辺方向の中心に
重なっている。

【００１１】図２は、図１に示す平面インダクタの平面
型コイル１３にコイル電流を流したときのフェライト磁
性膜１１上での発生磁界の方向を矢印で示している。平
面型コイル１３を構成する第１のシングルスパイラルコ
イル１３１及び第２のシングルスパイラルコイル１３２
は、いずれも長方形であり縦長のシングルスパイラルコ
イルを長辺が平行になるように配置されたコイル構造を
有している。第１のシングルスパイラルコイル１３１
は、中心から反時計回りにコイルが巻回され、第２のシ
ングルスパイラルコイル１３２は、中心から時計回りに
巻回されている。したがって、電極パッド１３３、１３
４間に電流を流すと、隣接する第１のシングルスパイラ
ルコイル１３１の導体と第２のシングルスパイラルコイ
ル１３２の導体とはこれらを流れる電流の方向が互いに
逆になっている。平面型コイル１３は磁化容易軸が矢印
のように長辺方向にあり、磁化困難軸が短辺方向にあ
る。図２の平面型コイルにおいて、短辺に沿って形成さ
れた磁性膜１１の領域Ａでは矢印で示されるコイル電流
による発生磁界の方向と、一軸磁気異方性の容易軸方向
とが平行になる。一方領域Ａ以外の領域である磁性膜１
１の領域Ｂではコイル電流による発生磁界の方向と、一
軸磁気異方性の容易軸方向とが垂直になっている。

【００１２】図３は、一軸磁気異方性を有する磁性膜の
磁化容易軸方向と磁化困難軸方向のＢ−Ｈ曲線を示す特
性図である。磁化容易軸方向では透磁率が非常に高い反
面、飽和し易く、磁化困難軸方向では飽和し難い。した
がって、図２に示す領域Ａは飽和し易いが、領域Ｂは飽
和し難い。図４は、本発明のツインスパイラルコイルの
磁化容易軸方向励磁（曲線Ａ）と磁化困難軸励磁（曲線
Ｂ）を行ったときのそれぞれのインダクタンスの直流重
畳特性を示す特性図である。これはＭＨｚより低い周波
数で励磁した時のものであり、さらに高周波で動作させ
る場合には、磁化容易軸方向励磁の場合のインダクタン
ス値は周波数とともに急激に減少する。従来のダブルス
パイラルコイル（図１０参照）の磁化困難軸励磁を行っ
たときのインダクタンスの直流重畳特性は、曲線Ｃに示
すようにインダクタンス特性が良くても直流重畳特性が
低下する。本発明においては平面型コイルの構造を縦長
のシングルスパイラルコイルを２つ横にならべるツイン
スパイラルコイルもしくはツインコイルを用いているの
でインダクタンス密度と直流重畳特性の両方を良好にす
る。

【００１３】次に、図５、図６、図８及び図９を参照し
て第２の実施例を説明する。図５は、本発明の平面型コ
イル（ツインスパイラルコイルもしくはツインコイル）
の平面図である。平面型コイル２０は、各第１及び第２
の長方形のシングルスパイラルコイル２１、２２をそれ
ぞれの長辺が対向するように並べ、且つ隣接する第１の
シングルスパイラルコイル２１の導体と第２のシングル
スパイラルコイル２２の導体とがこれらを流れる電流の
方向が互いに逆になるように配置形成されている。これ
らシングルスパイラルコイル２１、２２は、それぞれ電
極パッド２３、２４を備えている。この平面型コイル２
０を構成する導体は、幅３５μｍ、厚さ５０μｍ、導体
間間隔５０μｍ、巻数片側８ターン（中央部で１６ター
ン）であり、平面型コイル２０を挟む絶縁膜（図示せ
ず）は、膜厚５μｍ、絶縁膜を介して平面型コイル２０
を挟む磁性膜（図示せず）は、膜厚６μｍ（１．５μ
ｍ、４層積層、積層磁性膜間絶縁膜厚０．４μｍ）、飽
和磁束密度１．６Ｔ、透磁率８５０である。電極パッド
２３、２４は、幅４５５μｍである。

【００１４】この時の直流電流使用時の最大電流Ｉｍａ
ｘは０．６３Ａであり、インダクタンスは幅４．０５ｍ
ｍのデバイス単位長さ当たり０．３８μＨであり、実デ
バイス単位面積当たりのインダクタンス密度は、０．０
９４μＨ／ｍｍ²である。同様に平面型コイル（ツイン
スパイラルコイル）２０を用い、巻数を片側６ターン
（中央部で１２ターン）としたときは、前記最大電流Ｉ
ｍａｘは０．８７Ａであり、インダクタンスは幅３．３
７ｍｍのデバイス単位長さ当たり０．２１μＨであり、
実デバイス単位面積当たりのインダクタンス密度は０．
０６２μＨ／ｍｍ ²である。さらに巻数を片側１０ター
ン（中央部で２０ターン）としたときは、前記最大電流
Ｉｍａｘは０．５５Ａであり、インダクタンスは幅４．
７３ｍｍのデバイス単位長さ当たり０．５９μＨであ
り、実デバイス単位面積当たりのインダクタンス密度は
０．１２μＨ／ｍｍ²である。図６は、第２の実施例の
平面型コイルの特性値を示す特性図であり、横軸をイン
ダクタンス密度（μＨ／ｍｍ²）、縦軸を直流電流使用
時の最大電流Ｉｍａｘ（Ａ）として表示する。この実施
例の特性曲線は、特性曲線Ａで表わされる。

【００１５】これに対し、図８に示す従来のダブルスパ
イラルコイルを用いた平面型コイルは、同様のコイル諸
元、絶縁膜厚、磁性膜磁気特性で得られる前記最大電流
Ｉｍａｘは０．３４Ａであり、インダクタンスは幅４．
０５ｍｍのデバイス単位長さ当たり０．６１μＨであ
り、実デバイス単位面積当たりのインダクタンス密度は
０．１５μＨ／ｍｍ²である。この図８に示すダブルス
パイラルコイルの特性曲線は、特性曲線Ｂで表わされ
る。この様にダブルスパイラルコイルを用いた場合はイ
ンダクタンス密度は大きくなるが、最大電流Ｉｍａｘは
小さくなる。同様にダブルスパイラルコイルを用い、巻
数を片側６ターン（中央部で１２ターン）としたとき
は、最大電流Ｉｍａｘは０．４０Ａであり、インダクタ
ンスは幅３．３７ｍｍのデバイス単位長さ当たり０．３
８μＨであり、実デバイス単位面積当たりのインダクタ
ンス密度は０．１１μＨ／ｍｍ²である。さらに、巻数
を片側４ターン（中央部で８ターン）としたときは、最
大電流Ｉｍａｘは０．５４Ａであり、インダクタンスは
幅２．６９ｍｍのデバイス単位長さ当たり０．１９μＨ
であり、実デバイス単位面積当たりのインダクタンス密
度は０．０７μＨ／ｍｍ²である。

【００１６】図８の従来のダブルスパイラルコイルを用
いた平面型コイルは、平面型コイル５′は、各第１及び
第２の長方形のシングルスパイラルコイル３′、４′を
それぞれの長辺が対向するように並べ、且つ隣接する第
１のシングルスパイラルコイル３′の導体と第２のシン
グルスパイラルコイル４′の導体とがこれらを流れる電
流の方向が同じになるように配置形成されている。これ
らシングルスパイラルコイル３′、４′は、それぞれ電
極パッド１′、２′を備えている。一方、図９に示す従
来のシングルスパイラルコイルを用いた平面型コイル
５″は、同様のコイル諸元、絶縁膜厚、磁性膜磁気特性
で得られる直流電流使用時の最大電流Ｉｍａｘが０．６
６Ａであり、インダクタンスが幅２．５９ｍｍのデバイ
ス単位長さ当たり０．１８μＨであり、実デバイス単位
面積当たりのインダクタンス密度が０．０７０μＨ／ｍ
ｍ²である。同様にしてシングルスパイラルコイルを用
い、巻数を片側６ターン（中央部で１２ターン）とした
平面型コイル５″は、前記最大電流Ｉｍａｘが０．９３
Ａであり、インダクタンスが幅２．２５ｍｍのデバイス
単位長さ当たり０．２８μＨであり、実デバイス単位面
積当たりのインダクタンス密度が０．０４３μＨ／ｍｍ
²である。

【００１７】さらに、巻数を片側１０ターン（中央部で
２０ターン）とした平面型コイル５″は、前記最大電流
Ｉｍａｘが０．５２Ａであり、インダクタンスが幅２．
９３ｍｍのデバイス単位長さ当たり０．２８μＨであ
り、実デバイス単位面積当たりのインダクタンス密度が
０．０９７μＨ／ｍｍ²である。この特性曲線は、特性
線Ｃで表される。図９の従来のシングルスパイラルコイ
ルを用いた平面型コイル５″は、長方形のシングルスパ
イラルコイルから構成され、コイル導体の両端に電極パ
ッド１″、２″が設けられている。このように３種類の
コイル構造を比較すると、本発明のツインスパイラル構
造（特性線Ａ）は、従来のダブルスパイラル構造（特性
線Ｂ）及びシングルスパイラル構造（特性線Ｃ）に比べ
て最大電流Ｉｍａｘ、インダクタンス密度の両者を共に
大きくすることができる。

【００１８】これは以下のように説明できる。ダブルス
パイラルコイルは、例えば、図１２のような磁束密度分
布を示す。図１２は、横軸に磁性膜の面内位置を表わ
し、縦軸に磁束密度を表わす。この磁束密度は、図１に
示す磁気素子の磁性膜のＬ−Ｌ′線に沿う部分の面内方
向成分のの磁束密度分布を示したものである。横軸は、
コイルの磁化困難軸方向と平行である磁性膜の左端
（Ｌ）及び右端（Ｌ′）を表わしている。ダブルスパイ
ラルコイルでは中央部のコイルは、第１及び第２のスパ
イラルコイルの電流方向が一致するので、磁束密度の絶
対値は大きくなる。これに対し、右側及び左側のコイル
近傍の磁束密度は、中央部のように大きくはならない。
このためインダクタンスはあまり大きくならないが直流
重畳特性は良くなる。これに対し、ツインスパイラルコ
イルは図１３のような磁束密度分布を示す。図１３は、
横軸に磁性膜の面内位置を表わし、縦軸に磁束密度を表
わす。この磁束密度は、図１に示す磁気素子の磁性膜の
Ｌ−Ｌ′線に沿う部分の面内方向成分のの磁束密度分布
を示したものである。横軸は、コイルの磁化困難軸方向
と平行である磁性膜の左端（Ｌ）及び右端（Ｌ′）を表
わしている。ツインスパイラルコイルでは中央部のコイ
ルも右側及び左側のコイルと同様の磁束密度分布（但
し、符号、方向は逆である）を示すので、インダクタン
スとともに直流重畳特性も良くなる。また、シングルス
パイラルコイルではパッドの数がツインスパイラルコイ
ルの場合の倍になるのでインダクタンス密度は小さくな
る。

【００１９】次に、図６及び図７を参照して第３の実施
例を説明する。本発明の平面型コイルはツインスパイラ
ルコイルもしくはツインコイルから構成され、各第１及
び第２の長方形のシングルスパイラルコイルをそれぞれ
の長辺が対向するように並べ、且つ隣接する第１のシン
グルスパイラルコイルの導体と第２のシングルスパイラ
ルコイルの導体とがこれらを流れる電流の方向が互いに
逆になるように配置形成されている。これらシングルス
パイラルコイルは、それぞれ電極パッドを備えている。
平面型コイルを構成する導体は、幅９０μｍ、厚さ６０
μｍ、導体間間隔３０μｍ、巻数片側８ターン（中央部
で１６ターン）であり、メッキ銅から構成されている。
平面型コイルを挟む絶縁膜は、膜厚５μｍ、絶縁膜を介
して平面型コイルを挟む磁性膜は、膜厚６μｍ（１．５
μｍ、４層積層、積層磁性膜間絶縁膜厚０．４μｍ）、
飽和磁束密度１．６Ｔの特性を有するＦｅＣｏＢＣ系ア
モルファス磁性膜を使用する。電極パッドは、幅４８０
μｍである。この平面型コイルを用いて形成される平面
インダクタの外形は、５．４８×５．８ｍｍである。

【００２０】図７は、この平面インダクタの直流電流重
畳特性を示す特性図である。直流電流が０Ａの時のイン
ダクタンスは１．２７μＨであり、５％インダクタンス
低下時の直流電流は０．６２Ａである。この時、コイル
が直線状に並びコイル電流が磁性膜の磁化容易軸方向と
一致する領域におけるインダクタンスは、単位長さ当た
り０．３３７μＨ／ｍｍとなる。導体幅３５μｍ／導体
間間隔５０μｍに換算したインダクタ幅は３．９７ｍｍ
であり、単位面積当たりのインダクタンス密度は００８
５μＨ／ｍｍ²である。これは図６に示す点Ｄであり、
従来のシングルスパイラルコイル、ダブルスパイラルコ
イルの得られなかったインダクタンス密度、直流重畳特
性の組み合わせが得られる。

【００２１】

【発明の効果】直流重畳特性、インダクタンス密度を両
方とも大きく維持することができるので、本発明のコイ
ル構造を用いた磁気素子を用いるると小型で直流重畳特
性に優れた磁気素子が得られる。この磁気素子は、ＤＣ
−ＤＣコンバータやトランスなどに適用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気素子の斜視図。

【図２】本発明の磁気素子においてコイル電流により発
生する磁界及び一軸異方性の方向の関係を説明する平面
図。

【図３】容易軸方向及び困難軸方向の磁界履歴曲線を示
す特性図。

【図４】容易軸方向及び困難軸方向を主な励磁方向とし
た場合の磁気素子の直流重畳特性図。

【図５】本発明のツインスパイラルコイルのコイル構造
平面図。

【図６】本発明のツインスパイラルコイルを用いた磁気
素子のインダクタンス密度とＩｍａｘの関係を示す特性
図。

【図７】本発明の平面インダクタの直流電流重畳特性を
示す特性図。

【図８】従来のダブルスパイラルコイルのコイル構造平
面図。

【図９】従来のシングルスパイラルコイルのコイル構造
平面図。

【図１０】従来のインダクタを構成するコイル構造の平
面図。

【図１１】インダクタの直流重畳特性を示す特性図。

【図１２】従来磁気素子における磁性膜の面内位置の磁
束密度分布を示す特性図。

【図１３】本発明の磁気素子における磁性膜の面内位置
の磁束密度分布を示す特性図。

【符号の説明】

１、１′、１″、２、２′、２″、２３、２４、１３
３、１３４・・・電極パッド、３、３′、２１、１３１・・・第１のシングルスパイラ
ルコイル、４、４′、２２、１３２・・・第２のシングルスパイラ
ルコイル、５、５′、５″、１３・・・平面型コイル、１０・
・・下地基板、１１・・・第１のフェライト磁性膜、１２・・・第
１の絶縁膜、１４・・・第２の絶縁膜、１５・・・第２のフェラ
イト磁性膜、１４１、１５１・・・開口部、１５２・・・スリッ
ト。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面型コイルと、前記平面型コイルの上
下を絶縁膜を介して挟む１対の磁性膜とを具備し、前記
平面型コイルは、第１及び第２の長方形のシングルスパ
イラルコイルをそれぞれの長辺が対向するように並べ、
且つ隣接する前記第１のシングルスパイラルコイルの導
体と前記第２のシングルスパイラルコイルの導体とはこ
れらを流れる電流の方向が互いに逆になるように配置し
てなることを特徴とする平面磁気素子。
【請求項２】前記平面型コイルは、長辺方向に磁化容
易軸が形成されていることを特徴とする請求項１に記載
の平面磁気素子。
【請求項３】前記平面型コイル上に前記絶縁膜を介し
て形成された前記磁性膜にはスリットが形成され、この
スリットは、前記第１及び第２のシングルスパイラルコ
イルの長辺方向に、それぞれの中心に配置されているこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の平面磁気
素子。
【請求項４】前記第１及び第２のシングルスパイラル
コイルは、電極パッドを有し、この平面型コイル上に積
層された前記絶縁膜及び前記磁性膜には、前記電極パッ
ドを露出させる開口部が形成されていることを特徴とす
る請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の平面磁気素
子。