JPH07201602A - Planar magnetic element - Google Patents
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- JPH07201602A JPH07201602A JP33403593A JP33403593A JPH07201602A JP H07201602 A JPH07201602 A JP H07201602A JP 33403593 A JP33403593 A JP 33403593A JP 33403593 A JP33403593 A JP 33403593A JP H07201602 A JPH07201602 A JP H07201602A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、平面型磁気素子に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar magnetic element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、各種電子機器は、小形化，軽量化
が進められており、これに伴い、電子機器に搭載されて
いるスイッチング電源も小形化の要求が高まっている。
従来、このようなスイッチング電源に使用されている磁
気素子としてのチョークコイルやトランスには、フェラ
イトを用いて形成されたいわゆるＥＩコアやＰＱドラム
などの各種形状のもの、あるいは非晶質磁性合金薄帯を
巻回したコアを用いたものなどが使用されている。2. Description of the Related Art In recent years, various electronic devices have been reduced in size and weight, and accordingly, there has been an increasing demand for miniaturization of switching power supplies mounted in the electronic devices.
Conventionally, choke coils and transformers as magnetic elements used in such switching power supplies have various shapes such as so-called EI cores and PQ drums formed by using ferrite, or amorphous magnetic alloy thin films. The one using the core which wound the belt is used.
【０００３】近年、特にこのような小形化，軽量化の要
求は、２０Ｗ以下の小容量のＤＣ−ＤＣコンバータに対
して要求が高い。これは、ＯＡ機器や移動電話などの携
帯用機器の電源として用いられるためであり、これら
は、小形化，軽量化と共に、液晶やＥＬパネルなどの各
種表示素子が薄形化していることなどから、薄形化の要
求も高まっている。In recent years, in particular, such a demand for downsizing and weight saving has been high for a small capacity DC-DC converter of 20 W or less. This is because it is used as a power source for portable equipment such as office automation equipment and mobile phones. These are miniaturized and lightened, and various display elements such as liquid crystal and EL panel are thinned. The demand for thinner products is also increasing.
【０００４】上記のような小形化，軽量化，薄形化の要
求に対して、磁気素子は電力を扱うために小形化し難
く、特にフェライトは一般に焼結体であるため、薄形の
ものを製造することが困難であると同時に、例え製造で
きたとしても機械的応力や熱的応力により割れ易く、信
頼性の欠けるものであった。In response to the above demands for miniaturization, weight reduction, and thinning, magnetic elements are difficult to miniaturize because they handle electric power, and since ferrite is generally a sintered body, a thin type is recommended. At the same time as being difficult to manufacture, even if it could be manufactured, it was liable to crack due to mechanical stress or thermal stress and lacked reliability.
【０００５】そのため、従来のフェライトの薄形化の問
題を解決するために、基板上にコイルを形成し、このコ
イルをフェライトで取り囲む構造の磁気素子が検討され
ている。Therefore, in order to solve the conventional problem of thinning ferrite, a magnetic element having a structure in which a coil is formed on a substrate and the coil is surrounded by ferrite has been studied.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記、従来の小形化，
軽量化，薄形化の要求に対して検討されている構造の磁
気素子は、基板上にコイルを作成する方法として、メッ
キなどの被膜形成手段を用いて被膜形成後エッチング等
の手段を用いてコイル形状として製造されるために、そ
のコイルの高さを高くすることが困難であり、そのた
め、コイルを形成する導体はその幅に対し、高さが低く
なってしまい、単位長さ当りの巻線を増加させることが
困難であるという欠点があった。さらに、幅１mmという
パターンの細線化に伴い、直流抵抗が大きくなり、コイ
ルそのものの損失が増大するという問題があった。The above-mentioned conventional miniaturization,
A magnetic element having a structure that has been studied to meet the requirements for weight reduction and thinning is manufactured by using a film forming means such as plating and etching after forming a film as a method of forming a coil on a substrate. Since the coil is manufactured in a coil shape, it is difficult to increase the height of the coil. Therefore, the height of the conductor forming the coil is lower than the width of the coil, and the conductor per unit length is wound. There was a drawback that it was difficult to increase the line. Further, there has been a problem that the direct current resistance increases and the loss of the coil itself increases as the pattern having a width of 1 mm becomes thinner.
【０００７】さらに、このようなメッキ後エッチングな
どの技術を用いて製造すると、得られた導体は絶縁層を
有していないために導体間、さらには磁性体層との絶縁
が不十分となり、スイッチング電源のように電圧が高い
用途においては絶縁性に十分な注意が必要であり、導体
間をさらに樹脂などの絶縁材料で被覆するなどの工程が
必要であった。Further, when manufactured by using such a technique as etching after plating, the obtained conductor does not have an insulating layer, so that insulation between the conductors and further to the magnetic layer becomes insufficient, In a high voltage application such as a switching power supply, sufficient attention must be paid to the insulating property, and a step of covering the conductors with an insulating material such as resin is required.
【０００８】さらに最も重要な問題は、従来の小形化，
軽量化，薄形化の要求に対して検討されている磁気素子
の構造は、基板上に磁気素子を構成しており基板もその
構成となっているため、磁気素子としては実質の導体占
有率が低下してしまい、電流密度が小さくなるというこ
とである。The most important problem is the conventional miniaturization,
The structure of the magnetic element that has been studied to meet the requirements for weight reduction and thinning is that the magnetic element is formed on the substrate, and the substrate is also the structure. Is decreased, and the current density is decreased.
【０００９】これは、例えば基板として０．５μｍ程度
のフレキシブル基板を使用した場合でも、磁気素子での
基板の占有率が３０％程度となってしまう。本発明は、
上記事情に鑑み、小形化，軽量化，薄形化の要求に対し
て、さらに導体占有率および絶縁性に優れた平面型磁気
素子を提供するものである。This means that even if a flexible substrate of about 0.5 μm is used as the substrate, the occupation ratio of the substrate in the magnetic element is about 30%. The present invention is
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a planar magnetic element which is further excellent in conductor occupancy and insulation in response to demands for downsizing, weight reduction and thinning.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段と作用】本発明の第１の発
明の平面型磁気素子は、第１磁性体層と、前記第１磁性
体層上に配置された高さ（ｈ）と幅（ｗ）の比（ｈ／
ｗ）が１以上の導体と絶縁体とを巻回して形成してなる
コイルと、前記コイル上に配置された第２磁性体層を配
置してなることを特徴とするものである。The planar magnetic element of the first invention of the present invention comprises a first magnetic layer, and a height (h) and a width arranged on the first magnetic layer. Ratio of (w) (h /
w) is characterized by arranging a coil formed by winding one or more conductors and an insulator, and a second magnetic layer disposed on the coil.
【００１１】また、本発明の第２の発明の平面型磁気素
子は、第１磁性体層と、前記第１磁性体層上に配置され
た高さ（ｈ）と幅（ｗ）の比（ｈ／ｗ）が１以上の表面
に絶縁層を形成した導体を巻回してなるコイルと、前記
コイル上に配置された第２磁性体層を配置してなること
を特徴とするものである。Further, in the planar magnetic element according to the second aspect of the present invention, the first magnetic layer and the ratio of the height (h) to the width (w) arranged on the first magnetic layer ( h / w) is a coil formed by winding a conductor having an insulating layer formed on at least one surface thereof, and a second magnetic layer disposed on the coil.
【００１２】また、本発明の第３の発明の平面型磁気素
子は、上記第１または第２の発明のにおける第１磁性体
層または第２磁性体層と、コイルとの層間には絶縁層を
介してなることを特徴とするものである。The flat magnetic element according to the third aspect of the present invention is an insulating layer between the coil and the first magnetic layer or the second magnetic layer according to the first or second aspect of the invention. It is characterized by being through.
【００１３】また、本発明の第４の発明の平面型磁気素
子は、上記第１または第３の発明の導体のエッジ部は曲
面となっていることを特徴とするものである。また、本
発明の第５の発明の平面型磁気素子は、上記第１または
第４の発明の磁性体最大形状（Ｌmax ）とコイルの最大
外側形状（ｌmax ）の比（Ｌmax ／ｌmax ）が１以上で
あり、かつコイルの最大外側形状（ｌmax ）とコイルの
高さ（ｈ）との比（ｌmax ／ｈ）が１以上であり、さら
に磁性体最大形状（Ｌmax ）と平面型磁気素子の最大高
さ（Ｈmax ）との比（Ｌmax ／Ｈmax ）が１以上である
ことを特徴とするものである。Further, the flat type magnetic element of the fourth invention of the present invention is characterized in that the edge portion of the conductor of the first or third invention is a curved surface. Further, in the planar magnetic element according to the fifth aspect of the present invention, the ratio (L max / l) between the maximum shape (L max ) of the magnetic body according to the first or fourth aspect of the invention and the maximum outer shape (l max ) of the coil is obtained. max ) is 1 or more, the ratio of the maximum outer shape of the coil (l max ) to the height of the coil (h) (l max / h) is 1 or more, and the maximum shape of the magnetic body (L max ) And the ratio (L max / H max ) of the maximum height (H max ) of the planar magnetic element is 1 or more.
【００１４】以下に、本発明を詳細に説明する。まず、
第１の発明において、第１磁性体層と第２磁性体層を構
成する磁性体は何ら限定されるものではないが、例えば
フェライト，パーマロイ，コバルト（Ｃｏ）基非晶質磁
性合金あるいは鉄（Ｆｅ）基非晶質磁性合金などの各種
非晶質磁性合金，微細結晶を析出させたＦｅ基軟磁性合
金（以下「Ｆｅ基微細結晶合金」という）などを使用す
ることが可能である。The present invention will be described in detail below. First,
In the first invention, the magnetic material forming the first magnetic layer and the second magnetic layer is not limited at all, but for example, ferrite, permalloy, cobalt (Co) based amorphous magnetic alloy or iron ( It is possible to use various amorphous magnetic alloys such as Fe) -based amorphous magnetic alloys and Fe-based soft magnetic alloys in which fine crystals are deposited (hereinafter referred to as “Fe-based fine crystal alloys”).
【００１５】上記磁性合金において、パーマロイ，非晶
質磁性合金，Ｆｅ基微細結晶合金は、薄帯を複数枚積層
させたものを使用する。この際、薄帯をそのまま積層し
ても良いが、薄帯間に絶縁層を介在させても良い。In the above magnetic alloy, permalloy, amorphous magnetic alloy, and Fe-based fine crystal alloy are used by laminating a plurality of thin ribbons. At this time, the thin strips may be laminated as they are, or an insulating layer may be interposed between the thin strips.
【００１６】上記非晶質磁性合金およびＦｅ基微細結晶
合金の具体的組成の一例を示すと、下記の通りとなる。
Ｃｏ基非晶質磁性合金としては、例えば、下記一般式、 Ｃｏa Ｍb Ｍ´c Ｘd （但し、式中ＭはＦｅおよびＭｎから選ばれる１種また
は２種の元素を、Ｍ´はＭｎ以外の遷移金属から選ばれ
る１種または２種以上の元素を、ＸはＳｉ，Ｂ，Ｐおよ
びＣから選ばれる一種または２種以上の元素を示し、
ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ原子％で、６０≦ａ≦８０，
０≦ｂ≦１０，０≦ｃ≦１０、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００
を満足する式である）で組成が実質的に表されるものが
例示される。上記Ｍ´のとしては、Ｃｒ，Ｎｉ，Ｎｂ，
Ｍｏ，Ｗ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｒｅ，Ｃｕ，
Ｙなどが好ましく用いられる。Examples of specific compositions of the above amorphous magnetic alloy and Fe-based fine crystal alloy are as follows.
Examples of the Co-based amorphous magnetic alloy include, for example, the following general formula: Co a M b M ′ c X d (wherein M is one or two elements selected from Fe and Mn, and M ′ is 1 or 2 or more elements selected from transition metals other than Mn, X represents 1 or 2 or more elements selected from Si, B, P and C,
a, b, c and d are each atomic%, 60 ≦ a ≦ 80,
0 ≦ b ≦ 10, 0 ≦ c ≦ 10, a + b + c + d = 100
The composition is substantially represented by the formula (1). Examples of M ′ include Cr, Ni, Nb,
Mo, W, Zr, Ti, V, Ta, Hf, Re, Cu,
Y and the like are preferably used.
【００１７】また、Ｆｅ基非晶質磁性合金としては、例
えば、下記一般式、 （Ｆｅ1-e Ｍ´´e ）x Ｘ1-x （但し、式中Ｍ´´はＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅお
よび希土類元素から選ばれる１種または２種以上の元素
を、ＸはＳｉ，Ｂ，ＰおよびＣから選ばれる一種または
２種以上の元素を示し、ｅ，ｘはそれぞれ、０≦ｅ≦
０．１２，７０≦ｘ≦８５（原子％）を満足する式であ
る）で組成が実質的に表されるものが例示される。Examples of the Fe-based amorphous magnetic alloy include, for example, the following general formula: (Fe 1-e M ″ e ) x X 1-x (where M ″ is Ti, V, Cr) , Mn, Co, N
i, Zr, Nb, Mo, Ru, Hf, Ta, W, Re and one or more elements selected from rare earth elements, and X is one or more elements selected from Si, B, P and C Element, and e and x are 0 ≦ e ≦
0.12, 70 ≦ x ≦ 85 (atomic%) is a formula whose composition is substantially represented.
【００１８】また、Ｆｅ基微細結晶合金としては、例え
ば、下記一般式 Ｆｅ100-f-g-h-i-j-k Ａf Ｄg Ｅh Ｓｉi Ｂj Ｚk （但し、式中ＡはＣｕおよびＡｕから選ばれる１種また
は２種の元素を、Ｄは４Ａ族元素，５Ａ族元素，６Ａ族
元素および希土類元素から選ばれる１種または２種以上
の元素を、ＥはＭｎ，Ａｌ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｉｎ，Ｓｎお
よび白金族元素から選ばれる一種または２種以上の元素
を、ＺはＣ，ＮおよびＰから選ばれる１種または２種以
上の元素を示し、ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，はそれぞれ
原子％で、０．１≦ｆ≦８，０．１≦ｇ≦１５，０≦ｈ
≦１０，０≦ｉ≦２５，１≦ｊ≦１２，０≦ｋ≦１０，
１≦ｆ＋ｇ＋ｈ≦３０を満足する式である）で組成が実
質的に表され、平均結晶粒径が５０nm以下の微細結晶粒
をゆうするものが例示される。Examples of the Fe-based microcrystalline alloy include, for example, the following general formula: Fe 100-fghijk A f D g E h Si i B j Z k (wherein A is one selected from Cu and Au or Two kinds of elements, D is one or more kinds of elements selected from 4A group elements, 5A group elements, 6A group elements and rare earth elements, and E is Mn, Al, Ga, Ge, In, Sn and platinum. One or two or more elements selected from the group elements, Z is one or more elements selected from C, N and P, and f, g, h, i, j, k are each an atom. % 0.1 ≦ f ≦ 8, 0.1 ≦ g ≦ 15, 0 ≦ h
≦ 10,0 ≦ i ≦ 25, 1 ≦ j ≦ 12, 0 ≦ k ≦ 10,
1 ≦ f + g + h ≦ 30), the composition is substantially represented and the average crystal grain size is 50 nm or less.
【００１９】そして、本発明においては、上記第１磁性
体層と第２磁性体層の間に、高さ（ｈ）と幅（ｗ）の比
（ｈ／ｗ）が１以上の導体と絶縁体とを巻回してなるコ
イルを用いている。In the present invention, between the first magnetic layer and the second magnetic layer, a conductor having a height (h) to width (w) ratio (h / w) of 1 or more is insulated. A coil formed by winding the body is used.
【００２０】これは、まず磁気素子に電圧が加わる場合
に導体間にも電圧が発生するが、この層間電圧を低減さ
せ層間絶縁を向上させるためのものであり、導体の断面
積が同一であると仮定するならば、高さ（ｈ）と幅
（ｗ）の比（ｈ／ｗ）が１以上のものを使用することに
より、高さ（ｈ）と幅（ｗ）の比（ｈ／ｗ）が１未満の
ものを巻回してコイルに比し、単位面積当りの電圧を高
くすることにより層間絶縁を向上することが可能とな
り、絶縁破壊などの問題を低減することができる。First, when a voltage is applied to the magnetic element, a voltage is also generated between the conductors, but this is for reducing the interlayer voltage and improving the interlayer insulation, and the conductors have the same cross-sectional area. Assuming that the ratio of height (h) to width (w) (h / w) is 1 or more, the ratio of height (h) to width (w) (h / w) ) Is less than 1 and the voltage per unit area is increased as compared with a coil by winding the coil, and interlayer insulation can be improved, and problems such as dielectric breakdown can be reduced.
【００２１】なお、上記高さ（ｈ）と幅（ｗ）の比（ｈ
／ｗ）は、あまり大きくなると導体層間の容量が増大
し、共振点が低下するため、高周波領域においての使用
に適さなくなる。このため、ｈ／ｗの上限は３０以下が
好ましい。The ratio of the height (h) to the width (w) (h
If / w) becomes too large, the capacitance between the conductor layers will increase and the resonance point will decrease, making it unsuitable for use in the high frequency region. Therefore, the upper limit of h / w is preferably 30 or less.
【００２２】そして、さらに本発明においては、コイル
を形成するために上記構成の導体を絶縁体と共に巻回し
ているため、そのコイルを形成した導体間には均一に絶
縁層が介在しているため、さらに層間絶縁を向上し、信
頼性のある磁気素子を得ることが可能となる。Further, in the present invention, since the conductor having the above structure is wound together with the insulator to form the coil, the insulating layer is uniformly interposed between the conductors forming the coil. Further, it is possible to improve the interlayer insulation and obtain a reliable magnetic element.
【００２３】ここで、上記コイルはその磁気素子の用途
により種々の構成のものを採用することが可能である
が、例えば磁気素子をトランスとして使用する場合に
は、絶縁層を介して１次側のコイルと２次側のコイルと
を形成し、これらの両面を第１磁性体層と第２磁性体層
で挟んだ構造としても良い。このようなコイルは発生磁
界が同一方向になるように形成しても良い。The coil may have various structures depending on the application of the magnetic element. For example, when the magnetic element is used as a transformer, the primary side is provided via an insulating layer. The coil and the coil on the secondary side may be formed, and both surfaces thereof may be sandwiched by the first magnetic layer and the second magnetic layer. Such coils may be formed so that the generated magnetic fields are in the same direction.
【００２４】上記第１の発明において、導体間の絶縁体
は導体を巻回してコイルを形成する際に共に介在させる
際に１層となるように介在させても良いが、複数層介在
させることにより、さらに層間絶縁を向上することが可
能となる。In the first aspect of the present invention, the insulator between the conductors may be provided as a single layer when the conductors are wound together to form a coil, but a plurality of layers may be provided. As a result, the interlayer insulation can be further improved.
【００２５】上記コイルの製造方法としては、意図する
コイルを形成するための高さ（ｈ）と幅（ｗ）を有する
導体と、前記導体と同一の高さ（ｈ）と目的とする幅を
有する絶縁体を巻回して直接コイルを製造する方法、あ
るいは意図するコイルの導体の幅（ｗ）と同一の板厚を
有し所定の幅を有する導体薄帯と、コイルの目的とする
絶縁体の幅と同一の板厚を有し所定の幅を有する磁性体
薄帯を巻回し、その後、得られた巻回体を意図するコイ
ルの高さとなるように幅方向に切断する方法などを採用
することができる。As a method for manufacturing the above coil, a conductor having a height (h) and a width (w) for forming an intended coil, and a height (h) equal to the conductor and a target width are set. A method for directly manufacturing a coil by winding an insulator having the same, or a conductor ribbon having a plate width equal to the width (w) of the intended conductor of the coil and a predetermined width, and an insulator intended for the coil A method is used in which a magnetic ribbon with the same plate thickness as the width of the above and a predetermined width is wound, and then the obtained wound body is cut in the width direction so as to have the intended coil height. can do.
【００２６】上記導体間の絶縁体としては、例えばエポ
キシ樹脂，ポリエチレンテレフタレート，ポリフェニル
サルファイド，液晶ポリマーなどを耐熱性を有する高分
子樹脂を採用することが可能である。As the insulator between the conductors, it is possible to employ a polymer resin having heat resistance such as epoxy resin, polyethylene terephthalate, polyphenyl sulfide, liquid crystal polymer and the like.
【００２７】また、導体としては、例えば銅，金，銀，
アルミニウムなどの単金属あるいはそれらを基とするの
合金など導電率の高い金属材料を採用することが可能で
ある。As the conductor, for example, copper, gold, silver,
It is possible to employ a metal material having a high conductivity such as a single metal such as aluminum or an alloy based on them.
【００２８】次に、本発明の第２の発明として、上記第
１の発明のコイルに代えて高さ（ｈ）と幅（ｗ）の比
（ｈ／ｗ）が１以上の表面に絶縁層を形成した導体を巻
回したコイルを使用することにより、さらに層間絶縁を
向上することが可能となる。Next, as a second invention of the present invention, an insulating layer is formed on the surface having a height (h) to width (w) ratio (h / w) of 1 or more in place of the coil of the first invention. By using the coil formed by winding the conductor formed with, the interlayer insulation can be further improved.
【００２９】上記構成とすることにより、コイルを形成
する導体間には実質的に２層構造で絶縁され、かつ導体
の周面に絶縁層が存在しているため、一方の絶縁層に欠
陥あるいはその絶縁が破壊されたとしても、隣り合う導
体の絶縁層は別体であることよりその層間絶縁は維持で
きる。例えば、その絶縁層が破壊された場合にはその電
圧を絶縁層の外表部に逃がすことができる。With the above structure, the conductors forming the coil are substantially insulated in a two-layer structure, and the insulating layer is present on the peripheral surface of the conductor. Even if the insulation is destroyed, the insulation between the adjacent conductors is a separate body, so that the interlayer insulation can be maintained. For example, when the insulating layer is destroyed, the voltage can be released to the outer surface of the insulating layer.
【００３０】上記コイルの製造方法としては、意図する
コイルを形成するための高さ（ｈ）と幅（ｗ）を有する
導体にあらかじめ絶縁層を形成し、その後巻回すること
により容易に製造することが可能である。The coil can be easily manufactured by forming an insulating layer in advance on a conductor having a height (h) and a width (w) for forming an intended coil, and then winding the insulating layer. It is possible.
【００３１】上記導体表面の絶縁体としては、例えばポ
リウレタン，ポリエチレン，ポリイミドなどの一般に絶
縁体として使用される材料採用することが可能である。
次に、本発明の第３の発明として、上記第１または第２
の発明の第１磁性体層または第２磁性体層と、コイルと
の層間には絶縁層を介してなることが好ましい。As the insulator on the surface of the conductor, a material generally used as an insulator, such as polyurethane, polyethylene, or polyimide, can be adopted.
Next, as the third invention of the present invention, the above-mentioned first or second invention is provided.
It is preferable that an insulating layer is provided between the first magnetic layer or the second magnetic layer of the invention and the coil.
【００３２】これは、フェライト以外の磁性体が一般に
導電体であり、コイルとの絶縁性を維持するためにはそ
の層間に絶縁性が必要となるからである。さらに、その
絶縁層として絶縁性接着剤を採用することにより、コイ
ルと各磁性体層との固定も兼ねることができ、特に薄形
化を図ることが可能となる。This is because the magnetic substance other than ferrite is generally a conductor, and the insulating property between the layers is required to maintain the insulating property with the coil. Furthermore, by adopting an insulating adhesive as the insulating layer, the coil and each magnetic layer can also be fixed, and it is possible to particularly reduce the thickness.
【００３３】また、導体と絶縁体を巻回（第２の発明に
おいては表面に絶縁層を設けた導体を巻回）して形成さ
れた導体と絶縁体間（第２の発明においては導体表面の
絶縁層間）にはわずかな隙間が存在するが、絶縁性接着
剤を使用した場合にはその隙間にも絶縁性接着剤が浸透
し絶縁層となるため、さらに層間絶縁を向上することが
可能となり、好ましいものである。In addition, between the conductor and the insulator (in the second invention, the conductor surface having an insulating layer provided on the surface is wound) between the conductor and the insulator (in the second invention, the conductor surface is wound). There is a small gap between the insulating layers, but when an insulating adhesive is used, the insulating adhesive penetrates into the gap and forms an insulating layer, which can further improve interlayer insulation. And is preferable.
【００３４】この場合、第２の発明においては、すでに
導体表面に絶縁層を形成しているため、上記第１磁性体
層または第２磁性体層とコイル間の絶縁層は必要ではな
いが、この絶縁層を設けることによりさらに絶縁性を向
上でき、しかもコイルと各磁性体層との固定ができるた
め、その使用はこの発明においても適している。In this case, in the second invention, since the insulating layer has already been formed on the conductor surface, the insulating layer between the first magnetic layer or the second magnetic layer and the coil is not necessary, By providing this insulating layer, the insulating property can be further improved, and moreover, the coil and each magnetic layer can be fixed, so that the use thereof is suitable in the present invention.
【００３５】上記絶縁層としては、例えばポリウレタ
ン，ポリエステル，ポリアミド，ポリイミドなどを採用
することが可能である。また絶縁性接着剤としては、例
えばポリエステル，ブチラール，エポキシ，ポリアミド
系などの熱可塑性，溶剤軟化性，熱硬化性の樹脂などを
採用することが可能である。As the insulating layer, for example, polyurethane, polyester, polyamide, polyimide or the like can be adopted. Further, as the insulating adhesive, for example, a thermoplastic, solvent softening, or thermosetting resin such as polyester, butyral, epoxy, or polyamide can be adopted.
【００３６】次に、本発明の第４の発明として、上記第
１乃至第３の発明の導体のエッジ部は曲面となっている
ものを使用することにより、さらに層間絶縁を向上する
ことが可能となる。これは、導体にエッジ部が存在して
いると、このエッジ部より耐電圧特性が低下するためで
ある。Next, as a fourth invention of the present invention, by using the conductor of the first to third inventions in which the edge portion is a curved surface, it is possible to further improve the interlayer insulation. Becomes This is because if the conductor has an edge portion, the withstand voltage characteristic is lower than that of the edge portion.
【００３７】この導体のエッジ部に曲面を形成する方法
としては、例えば、導体製造時における線引き工程など
においてダイスに曲部を形成しておき、直接エッジ部に
曲面を形成した導体を得る方法、あるいは導体を所定時
間エッチング液に浸漬しエッジ部を曲面とする方法など
が可能である。As a method of forming a curved surface on the edge portion of this conductor, for example, a method of forming a curved portion on a die in a wire drawing step during manufacturing of the conductor and directly obtaining a conductor having a curved surface on the edge portion, Alternatively, it is possible to immerse the conductor in an etching solution for a predetermined time so that the edge portion has a curved surface.
【００３８】次に、本発明の第５の発明として、磁性体
最大形状（Ｌmax ）とコイルの最大外側形状（ｌmax ）
の比（Ｌmax ／ｌmax ）が１以上であり、かつコイルの
最大外側形状（ｌmax ）とコイルの高さ（ｈ）との比
（ｌmax ／ｈ）が１以上であり、さらに磁性体最大形状
（Ｌmax ）と平面型磁気素子の最大高さ（Ｈmax ）との
比（Ｌmax ／Ｈmax ）が１以上することにより、平面型
磁気素子として優れた特性を得ることができる。Next, as a fifth invention of the present invention, the maximum shape of the magnetic material (L max ) and the maximum outer shape of the coil (l max )
Ratio (L max / l max ) of 1 or more, and the ratio (l max / h) of the maximum outer shape (l max ) of the coil to the height (h) of the coil is 1 or more, and When the ratio (L max / H max ) between the maximum body shape (L max ) and the maximum height (H max ) of the planar magnetic element is 1 or more, excellent characteristics as a planar magnetic element can be obtained. .
【００３９】上記各発明を用いた平面型磁性素子として
の具体的構成を、図面を用いて説明する。図１は、本発
明の請求項１，請求項３および請求項５に係る発明の概
略を示す斜視図であり、図２はその概略を示す断面図で
ある。A specific structure as a planar magnetic element using each of the above inventions will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the outline of the invention according to claims 1, 3 and 5 of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing the outline thereof.
【００４０】図に示すように、第１磁性体層および第２
磁性体層１により、導体３と絶縁体４とを巻回して形成
してなるコイル（図１においては絶縁体４を図示せず）
を絶縁層２を介して挟む構成とすることにより、平面型
磁気素子を形成している。As shown in the figure, the first magnetic layer and the second magnetic layer
A coil formed by winding a conductor 3 and an insulator 4 around the magnetic layer 1 (the insulator 4 is not shown in FIG. 1)
The planar magnetic element is formed by sandwiching the insulating layer 2 with the insulating layer 2 interposed therebetween.
【００４１】ここで、導体３と絶縁体４とを巻回してコ
イルを形成しているため、図２の断面図に示すように、
コイルは導体３と絶縁体４は交互に配列した構造となっ
ている。Here, since the conductor 3 and the insulator 4 are wound to form a coil, as shown in the sectional view of FIG.
The coil has a structure in which conductors 3 and insulators 4 are alternately arranged.
【００４２】また図３は、本発明の請求項２，請求項３
および請求項５に係る発明、すなわち構成が異なるコイ
ルを用いた発明の概略を示す断面図である。図３のよう
に、表面に絶縁層５を形成した導体３を巻回してなるコ
イルを用いているため、コイルは導体３の間には絶縁層
５が２層配列した構造となっている。FIG. 3 shows claims 2 and 3 of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the invention according to claim 5, that is, the invention using a coil having a different configuration. As shown in FIG. 3, since the coil formed by winding the conductor 3 having the insulating layer 5 formed on the surface is used, the coil has a structure in which two layers of the insulating layer 5 are arranged between the conductors 3.
【００４３】以上のように、本発明においては上記のよ
うに平面型磁気素子の構造を種々採用することが可能で
あり、さらに各種の用途，特性に対応してコイルの高さ
と各磁性体間の厚さ、さらには絶縁層の厚さとの関係を
考慮するなど、適宜その構造を検討することが可能であ
る。As described above, according to the present invention, it is possible to employ various structures of the planar magnetic element as described above, and further, according to various applications and characteristics, the height of the coil and the distance between the magnetic members It is possible to appropriately consider the structure, for example, by considering the thickness of the insulating layer and the relationship with the thickness of the insulating layer.
【００４４】さらに本発明においては、上記のみの構造
に限らず、例えば図４に示すように平面型磁気素子を回
路上の他の素子との絶縁を保つために樹脂モールドある
いはケース詰めなどによる絶縁体６で覆い、導通を行う
ためにコイルからリード７を導出した構成を採用するこ
ともできる。Further, in the present invention, the structure is not limited to the above-mentioned structure. For example, as shown in FIG. 4, the flat magnetic element is insulated by resin molding or case filling in order to maintain insulation from other elements on the circuit. It is also possible to adopt a configuration in which the body 7 is covered and the lead 7 is led out from the coil for conducting.
【００４５】この図４の構成においては、リード７は比
較的強度を有するリード棒などを用いることができるた
め、スイッチング電源などの基板への接続の際に表面実
装を行うことができ容易に接続することができる。この
場合、リード７は平面型磁気素子の両端より導出させる
ことが好ましい。In the structure of FIG. 4, since the lead 7 can use a lead rod having a relatively high strength, surface mounting can be performed when connecting to a substrate such as a switching power supply, and connection can be easily performed. can do. In this case, the leads 7 are preferably led out from both ends of the planar magnetic element.
【００４６】[0046]
（実施例１）Ｃｏ72Ｆｅ4 Ｎｂ1 Ｓｉ9 Ｂ14よりなる組
成で、かつ板厚１５μｍ，縦１１mm，横１１mmのＣｏ基
非晶質磁性合金を５枚積層した第１磁性体層および第２
磁性体層間に、高さ（ｈ）０．５mm，幅（ｗ）０．０７
mm，高さと幅の比（ｈ／ｗ）約７．１のＣｕよりなる導
体とポリエステルよりなる高さ０．５mm，板厚１０μｍ
の絶縁体を３０ターン巻回することにより得られた内径
４mm，外径９mmのコイルをポリイミドフィルムを介して
挟む構造とした平面型磁気素子を得た。Example 1 A first magnetic layer and a first magnetic layer in which five Co-based amorphous magnetic alloys having a composition of Co 72 Fe 4 Nb 1 Si 9 B 14 and having a plate thickness of 15 μm, a length of 11 mm, and a width of 11 mm are laminated. Two
Between the magnetic layers, height (h) 0.5mm, width (w) 0.07
mm, height-width ratio (h / w) of about 7.1 Cu conductor and polyester height 0.5 mm, plate thickness 10 μm
A flat type magnetic element having a structure in which a coil having an inner diameter of 4 mm and an outer diameter of 9 mm obtained by winding 30 turns of the insulator was sandwiched with a polyimide film was obtained.
【００４７】得られた平面型磁気素子をスイッチング電
源に実装した場合のインダクタンスＬ値（μＨ）と体積
を測定した結果、従来のフェライトを用いて形成された
ドラムコアあるいはクロスインダクタに比較し、同等以
上の優れたインダクタンスＬ値を有しており、その体積
はドラムコアに比較し約７５％であり、クロスインダク
タに比較し約１５％の小形化，軽量化であり、薄形の磁
気素子を得ることができた。As a result of measuring the inductance L value (μH) and the volume when the obtained planar magnetic element was mounted on a switching power supply, as compared with a drum core or a cross inductor formed by using a conventional ferrite, the same or more Has an excellent inductance L value of about 75% compared to the drum core, and about 15% smaller and lighter than the cross inductor, and to obtain a thin magnetic element. I was able to.
【００４８】（実施例２）Ｃｏ69Ｆｅ4 Ｃｒ2 Ｓｉ10Ｂ
15よりなる組成で、かつ板厚１５μｍ，縦１１mm，横１
１mmのＣｏ基非晶質磁性合金を５枚積層した第１磁性体
層および第２磁性体層間に、高さ（ｈ）０．５mm，幅
（ｗ）０．０７mm，高さと幅の比（ｈ／ｗ）約７．１の
Ｃｕよりなり、その表面にポリウレタンよりなる５μｍ
の絶縁層を形成した導体を３０ターン巻回することによ
り得られた内径４mm，外径９mmのコイルをエポキシ樹脂
よりなる絶縁性接着剤を介して挟む構造とした平面型磁
気素子を得た。Example 2 Co 69 Fe 4 Cr 2 Si 10 B
Composition consisting of 15 and thickness 15 μm, length 11 mm, width 1
A height (h) of 0.5 mm, a width (w) of 0.07 mm, and a ratio of the height to the width between the first magnetic layer and the second magnetic layer in which five 1 mm Co-based amorphous magnetic alloys are laminated ( h / w) Approximately 7.1 Cu, with 5 μm of polyurethane on the surface
A flat type magnetic element having a structure in which a coil having an inner diameter of 4 mm and an outer diameter of 9 mm obtained by winding the conductor having the insulating layer of 30 turns was sandwiched with an insulating adhesive made of epoxy resin was obtained.
【００４９】得られた平面型磁気素子をスイッチング電
源に実装した場合のインダクタンスＬ値（μＨ）と体積
を測定した結果、従来のフェライトを用いて形成された
ドラムコアあるいはクロスインダクタに比較し、同等以
上の優れたインダクタンスＬ値を有しており、その体積
はドラムコアに比較し約７５％であり、クロスインダク
タに比較し約１５％の小形化，軽量化であり、薄形の磁
気素子を得ることができた。As a result of measuring the inductance L value (μH) and the volume when the obtained planar magnetic element was mounted on a switching power supply, as compared with a drum core or a cross inductor formed by using a conventional ferrite, it is equal to or more than the same. Has an excellent inductance L value of about 75% compared to the drum core, and about 15% smaller and lighter than the cross inductor, and to obtain a thin magnetic element. I was able to.
【００５０】[0050]
【発明の効果】本発明により、小形化，軽量化，薄形化
の要求に対して、さらに導体占有率および絶縁性に優れ
た平面型磁気素子を得ることが可能となる。According to the present invention, it is possible to obtain a planar magnetic element which is excellent in conductor occupancy and insulation, in response to demands for miniaturization, weight reduction and thinning.
【図１】本発明の１発明の概略を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the outline of one invention of the present invention.
【図２】本発明の１発明の概略を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the outline of one invention of the present invention.
【図３】本発明の他の発明の概略を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing the outline of another invention of the present invention.
【図４】本発明を絶縁体で覆う構成の概略を示す斜視図
である。FIG. 4 is a perspective view showing an outline of a configuration in which the present invention is covered with an insulator.
１ 第１磁性体層，第２磁性体層 ２ 絶縁層 ３ 導体 ４ 絶縁体 ５ 絶縁層 ６ リード ７ 絶縁体 1 First Magnetic Material Layer, Second Magnetic Material Layer 2 Insulating Layer 3 Conductor 4 Insulator 5 Insulating Layer 6 Lead 7 Insulator
Claims (5)
配置された高さ（ｈ）と幅（ｗ）の比（ｈ／ｗ）が１以
上の導体と絶縁体とを巻回してなるコイルと、前記コイ
ル上に配置された第２磁性体層を配置してなることを特
徴とする平面型磁気素子。1. A first magnetic layer, and a conductor and an insulator disposed on the first magnetic layer and having a height (h) to width (w) ratio (h / w) of 1 or more. A planar magnetic element comprising a wound coil and a second magnetic layer disposed on the coil.
配置された高さ（ｈ）と幅（ｗ）の比（ｈ／ｗ）が１以
上の表面に絶縁層を形成した導体を巻回してなるコイル
と、前記コイル上に配置された第２磁性体層を配置して
なることを特徴とする平面型磁気素子。2. An insulating layer is formed on a surface of the first magnetic layer and a surface of the first magnetic layer having a height (h) to width (w) ratio (h / w) of 1 or more. A planar magnetic element comprising a coil formed by winding the above conductor and a second magnetic layer disposed on the coil.
イルとの層間には絶縁層を介してなる請求項１または請
求項２に記載の平面型磁気素子。3. The planar magnetic element according to claim 1, wherein an insulating layer is interposed between the first magnetic layer or the second magnetic layer and the coil.
項１または請求項２に記載の平面型磁気素子。4. The flat magnetic element according to claim 1, wherein the edge portion of the conductor is a curved surface.
大外側形状（ｌmax ）の比（Ｌmax ／ｌmax ）が１以上
であり、かつコイルの最大外側形状（ｌmax ）とコイル
の高さ（ｈ）との比（ｌmax ／ｈ）が１以上であり、さ
らに磁性体最大形状（Ｌmax ）と平面型磁気素子の最大
高さ（Ｈmax ）との比（Ｌmax ／Ｈmax）が１以上であ
る請求項１または請求項２に記載の平面型磁気素子。5. The ratio (L max / l max ) of the maximum shape (L max ) of the magnetic body and the maximum outer shape (l max ) of the coil is 1 or more, and the maximum outer shape (l max ) of the coil and the coil. the ratio between the height (h) (l max / h ) is not less than 1, further magnetic maximum shape (L max) and the maximum height of the planar magnetic device (H max) and the ratio of (L max / The planar magnetic element according to claim 1 or 2, wherein H max ) is 1 or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33403593A JPH07201602A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Planar magnetic element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33403593A JPH07201602A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Planar magnetic element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201602A true JPH07201602A (en) | 1995-08-04 |
Family
ID=18272779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33403593A Pending JPH07201602A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Planar magnetic element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07201602A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009049335A (en) * | 2007-08-23 | 2009-03-05 | Sony Corp | Inductor, and manufacturing method of inductor |
| WO2011083533A1 (en) * | 2010-01-06 | 2011-07-14 | 株式会社神戸製鋼所 | Composite wound element and transformer using same, transformation system, and composite wound element for noise-cut filter |
| EP2455953A1 (en) * | 2009-07-16 | 2012-05-23 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Reactor |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33403593A patent/JPH07201602A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012069896A (en) * | 2010-01-06 | 2012-04-05 | Kobe Steel Ltd | Composite winding element and transformer, transformation system using the same, and composite winding element for noise cut filter |
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