JPH03268410A

JPH03268410A - 磁性薄膜トランス

Info

Publication number: JPH03268410A
Application number: JP6697990A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Yamaguchi; 一幸山口; Fumio Takeda; 武田　文雄
Original assignee: AMORPHOUS DENSHI DEVICE KENKYUSHO KK
Current assignee: AMORPHOUS DENSHI DEVICE KENKYUSHO KK
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1991-11-29
Anticipated expiration: 2009-08-24
Also published as: JPH0666193B2

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】［産業上の利用分野］本発明は性能向上及び作製工程の改善をした高周波領域
で使用する磁性薄膜トランスに関するものである。

［従来の技術］従来の磁性薄膜トランスの構成について、発表論文（電
気学会マグネティックス研究会資料ＨＡＧ−８７−７８
，８９（１９８７））　ノ記述内容を各層ごとに書くと
第３図となる。支持体の上に第１層目の磁性薄膜１が形
成され、第２層目は絶縁層３、第３層口は導体層で、黒
い方が１次コイル４、白い方が２次コイル５である。第
４層目は絶縁層３で、中央部にある２つの窓は、ＡとＡ
’　　　ＢとＢ′を接続するための窓である。第５層目
はＡとＡ’　　　ＢとＢ′を接続する導体引き出し線２
である。第６層目はＡＡ’　　ＢＢ’の導体引き出し線
を絶縁する絶縁層３である。第７層目に再度磁性薄膜１
を形成し、磁性薄膜トランスの作製プロセスは完了する
。

し発明が解決しようとする課題］ ◎渦電流による性能低下の問題第３図の従来形の１次コイルに高周波電流を印加すると
、コイルの周りに高周波磁界が発生し、磁性薄膜には磁
束が誘起される。第４図（ａ）に従来形薄膜トランスを
書いた。ここで磁性薄膜の膜厚をｈｏとした。導体層の
下の磁性薄膜の渦電流の説明は上の磁性薄膜の場合と同
様であるから、下の層を省略しである。１次フィル４の
電流によって、磁性薄膜１に磁束６が矢印の方向に誘起
される。この磁束によって磁性薄膜に読本起電力が発生
し、それに伴って渦電流７が発生する。この渦電流の向
きは、第４図（ａ）に示したように、１次コイル４の電
流とは反対向きである。従って、この渦電流７によって
磁性薄膜１に誘起される磁束８は、１次コイルによる磁
束の向き６とは反対向きになる。それらの関係をわかり
易く書き表わしたのが第４図（ｂ）　　（ｅ）である。

この図かられかるように、渦電流による磁束８はマイナ
ス方向である。磁性薄膜内の総磁束は１次コイルによる
磁束６と渦電流による磁束８の和であるから、総磁束は
渦電流によって減少する。そのため２次コイル５に誘起
される誘導起電力は、総磁束の減少に対応して低下する
。更に、渦電流損失が大きいので、薄膜トランスの作動
周波数が下がる。また発熱量が大きくなるので、使用環
境条件が制限される。

以上のように、従来の磁性薄膜の形状では、渦電流が大
きいため、磁束の減少、作動周波数の低下、発熱などの
問題がある。

◎積層数が多く不良率が高い問題従来の薄膜トランスは、第３図に示したように、７層で
構成されている。７層構成のように層数が多い場合には
、次のような問題が起きる。

磁性薄膜、絶縁層、導体層と異なる薄膜材料を積層して
いくと、膨張係数に差があるため、スパッタリング法に
よる薄膜形成時の高温状態や樹脂等で絶縁層を形成する
ための高温熱処理が原因となって、層間に歪みが発生し
、積層膜はしばしば剥離することがある。７層構成は５
層構成に比較して、作製プロセスの途中で積層膜が剥離
するという問題が発生する可能性が高い。積層数が多い
と、それだけで作製工数が多くかかり、コスト高になる
。磁性薄膜トランスの作製は、フォトリソグラフィ技術
でパターニングするが、積層数が多いと、それだけフォ
トマスクの枚数が多くなり、生産コストが高くなる。積
層数が多い場合には、以上のような問題点がある。

そこで、本発明は渦電流を小さくすることより性能を向
上し得、かつ積層数を少なくすることにより不良率を低
くし得る磁性薄膜トランスを提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段と作用〕本発明は上記目的を達成するために、導体層よりなる１
次コイルおよび２次コイルの両面にそれぞれ絶縁層を介
して磁性薄膜が積層された磁性薄膜トランスにおいて、
磁性薄膜にスリット状の隙間を設けたことを特徴とする
もので、磁性薄膜に隙間を設けることにより、渦電流を
小さくして性能向上を図ることができるものである。

［実施例］第１図は本発明の一実施例の積層構成を示す。

第３図に示した従来の例は四角形になっているが、この
実施例は円形である。その相違は基本的な要素ではない
。本実施例の第１層目には、四方にスリット状の隙間２
１を設けた磁性薄膜２２と１箇所のスリット部に１次コ
イルと２次コイルの引き出し線２３を設けた。第２層口
は絶縁層２４で、１１心部は窓明け２５して、絶縁層を
抜いである。

第３層１１は導体層で、円形スパイラル形の１次コイル
２６．２次コイル２７で中央接続部Ｃ′Ｄ′を引き出し
線のＣ，Ｄに接続し、１次コイル、２次コイルは完成す
る。第４層目は絶縁層２８で、中央部は窓明け２９して
、絶縁層を抜いである。

第５層［１はスリット状の隙間３０を設けた磁性薄膜３
１である。磁性薄膜トランスとしての構成はこれで完成
する。第３図に示した従来の７層構成に比較して、本実
施例は５層構成で、本実施例の優位性は明確である。第
５層目の磁性薄膜３０のスリット状の隙間３０は、第１
図の実施例では、実際的見地から第１層目の磁性薄膜２
２と同一に設計しであるが、原理的には同一である必要
はない。また、引き出し線２３は第１層目に設けである
が、第５層目に設けることも可能である。

磁性薄膜を複数の素片に分割する場合は、第２図を第１
層目とする。すなわち、複数の素片に分割した磁性薄膜
２２′を相互に隙間２１′をおいて配設し、この隙間２
１′に１次コイルと２次コイルの引き出し線２３′を設
けた。第２層〜第５層目は第１図の実施例と全く同じ手
法で磁性薄膜トランスを作製するが、類似図面となるの
で省略する。

本実施例によれば以下のような効果がある。

◎渦電流を小さくすることができる。

本実施例は渦電流を小さくするため、磁性薄膜の中央部
と外周部を結ぶように、スリット状の間隙を設けるか、
または磁性薄膜を素片に分割することを特長としている
。最初に、スリット状の間隙を設けると渦電流が小さく
なることを説明する。スリット状の間隙は１本以上で、
その幅は、電流の流れを遮断することを目的とするから
無限に細くてもよい。具体例として、薄膜円形磁心に９
０度間隔に４本のスリットを設け、４分割した磁性薄膜
の１個を取り出して第５図（ａ）に示した。

また、この構成における磁束を第５図（ｂ）に、渦電流
を第５図（ｃ）に示した。第５図（ａ）で１次コイル２
６に電流を流すと、磁性薄膜３１の磁束は矢印の向き３
２となる。この磁束変化に伴って、１次コイルに近い磁
性薄膜の部分、すなわち、下の面付近の渦電流３３は、
１次コイル２６の電流の向きとは逆向きになる。電流は
原理的に閉ループを構成しなければいけないので、磁性
薄膜の下の面付近で誘起した渦電流は、第５図（ａ）に
示したように、その上面付近を流れる渦電流３４の電流
ループとなる。これらの関係を第５図（ｂ）（ｅ）に直
交座標で書き表わした。渦電流による磁束は第５図（ａ
）　　（ｂ）に示したように磁性薄膜の下の面付近では
、１次コイルによる磁束３２とは逆向き３５に、上の面
付近では同じ向き３６となる。従って渦電流による磁束
は磁性薄膜の上下で相殺される。その結果１次コイル２
６の電流による磁束３２は２次コイル２７の誘導起電力
誘起に有効に作用する。渦電流の量は第５図（ｃ）の３
３と３４の面積であるが、本実施例の方法では、磁性薄
膜の膜厚方向の真中付近は、渦電流が流れない構造にな
っている。従来の方法では、第４図（Ｃ）に示したよう
に、厚さ方向全体に一方向に流れている。第５図（ｃ）
と第４図（ｃ）の面積の比較から本実施例の方が渦電流
が小さいことが容易に理解できる。

次に、磁性薄膜を複数の素片に分割する場合も、第５図
（ａ）、（ｂ）　　（ｃ）の説明手順で、渦電流が小さ
いことを説明することができる。渦電流を小さくすると
、渦電流損失が低減され、磁性薄膜トランスの高周波数
化が実現できる。また発熱量が少なくなるので、空冷用
ファン等が不要となり、薄膜トランスの使用環境条件が
改善される。

◎積層数を少なくすることができる。

従来の方法では、第３図にも示したように、磁性Ｎ膜１
と導体引き出し線２の間に必ず絶縁層３を介しており、
それらを積層した構造になっている。本実施例は、第１
図に示したように、磁性薄膜２２にスリット状の間隙２
１部を設け、その部分に１次コイル、２次コイルの中心
部から外部へ導体引き出しｆ！２３を配置する。

磁性薄膜を複数の素片に分割した場合については、第２
図に示したように、磁性薄膜２２′の素片の隙間２１′
に、第１図と同様に、導体引き出し線２３′を配置する
。

以上のように磁性薄膜と導体の一部を一層に形成するこ
とを特長とする。

本実施例によって、従来の磁性７４膜、絶縁層、導体層
の３層積層構成が、磁性薄膜と導体を併置した一層構成
に単純化でき、積層プロセスが改善される。その結果、
作製歩留が向上し、コストダウンを図ることができる。

このスリット状の隙間及び分割した素片の間隙は渦電流
の低減化にも有効であり、積層プロセスの改善と合わせ
て二重の特長を有している。

［発明の効果］従来の磁性薄膜トランスの磁性薄膜は、−平面であるが
、本発明は磁性薄膜にスリット状の隙間を設けるか、又
は磁性薄膜を複数の素片に分割することを特長としてい
る。その隙間によって、渦電流を抑制でき、１次コイル
の高周波電流によって磁性薄膜に銹起される磁束が、有
効に２次コイルに作用する。また渦電流の減少に伴って
渦電流損失が減少するので、磁性薄膜トランスの高周波
数化が実現できる。更に発熱量も小さくなるので磁性薄
膜トランスの使用環境条件が改善される。

本発明の第２の特長は、磁性薄膜にスリット状の隙間、
または磁性薄膜の素片分割による隙間に１次コイル、２
次コイルの一部を配置し、薄膜の積層数を少なくするこ
とである。この方法によって、積層プロセスが単純化さ
れ、層間の歪みが緩和され、製品不良率が低減され、作
製歩留が向上する。同時に作製工数が削減される。また
、作製用のフォトマスク数も少なくでき、原価の引き下
げもできる。これらの本発明の特長によって磁性薄膜ト
ランスのコストダウンが可能である。

以上のように、本発明は、磁性薄膜トランスの性能並び
にコストダウンの両面で大きな効果である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す分解平面図、第２図は
本発明の他の実施例の第１層目を示す平面図、第３図は
従来の磁性薄膜トランスを示す分解平面図、第４図（ａ
）　　（ｂ）　　（ｃ）は従来の磁性薄膜トランスの１
次コイルの電流によって磁性薄膜に発生する渦電流及び
磁束を示す説明図、第５図は本発明の一実施例の１次コ
イルによって磁性薄膜の下の面と上の面に発生する渦電
流とそれに伴う磁束を示した説明図である。２２．３１・・・磁性薄膜、２３・・・引き出し線、２
４．２８・・・絶縁層、２６・・・１次コイル、２７・
・・２次コイル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導体層よりなる１次コイルおよび２次コイルの両
面にそれぞれ絶縁層を介して磁性薄膜が積層された磁性
薄膜トランスにおいて、磁性薄膜にスリット状の隙間を
設けたことを特徴とする磁性薄膜トランス。
（２）磁性薄膜を複数の素片に分割したことを特徴とす
る請求項１記載の磁性薄膜トランス。
（３）磁性薄膜のスリット状の隙間、もしくは磁性薄膜
の素片間の隙間に、１次コイル、２次コイルの一部を配
線したことを特徴とする請求項１または２記載の磁性薄
膜トランス。