(57)【要約】【課題】磁気実装面積が小さく、電力変換効率を向上させ、電力損失の低減を図ることのできる磁気誘導素子を提供し、且つ、その磁気誘導素子を有する超小型電力変換装置を提供する。【解決手段】磁性絶縁基板１に第１コイル導体５、第２コイル導体６、接続導体７で構成されるソレノイド状コイル導体１０を形成し、第１コイル導体５上を磁性薄板９で被覆し、この磁性絶縁基板１の外周部で磁性絶縁基板１と磁性薄板９とを固着することで、直流重畳特性を改善して磁気誘導素子を小型化し、それを搭載した超小型電力変換装置の電力変換効率を向上させ、電力損失の低減を図る。【選択図】        図１
2004296816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性絶縁基板と該磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体と前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２導体と前記磁性絶縁基板を貫通する貫通孔に形成された接続導体とをそれぞれに接続してなるソレノイド状コイル導体からなる磁気誘導素子において、該磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体もしくは第２主面に形成された第２導体の少なくともいずれかを、磁性薄板で覆うように該磁性薄板を配置することを特徴とする磁気誘導素子。
【請求項２】
前記磁性薄板が磁性絶縁薄板であることを特徴とする請求項１に記載の磁気誘導素子。
【請求項３】
前記磁性絶縁基板がフェライト基板であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか一項に記載の磁気誘導素子。
【請求項４】
前記磁性薄板がフェライト基板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁気誘導素子。
【請求項５】
前記磁性薄板の飽和磁束密度と板厚の積値が、前記磁性絶縁基板の飽和磁束密度と板厚の積値以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁気誘導素子。
【請求項６】
前記磁性絶縁基板の第１主面および第２主面に第１接続用端子および第２接続用端子をそれぞれ形成し、該第１、第２接続用端子が貫通孔を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁気誘導素子。
【請求項７】
前記磁性薄板の第１主面および第２主面に第３接続用端子および第４接続用端子をそれぞれ形成し、該第３、第４接続用端子が貫通孔を介して電気的に接続され、前記磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１接続用端子と前記磁性薄板の第２主面に形成された第４接続用端子とを固着することを特徴とする請求項６に記載の磁気誘導素子。
【請求項８】
磁性絶縁基板と該磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体と前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２導体と前記磁性絶縁基板を貫通する貫通孔に形成された接続導体とをそれぞれに接続してなるソレノイド状コイル導体からなる磁気誘導素子と半導体基板とを有する超小型電力変換装置であって、
前記磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体もしくは第２主面に形成された第２導体の少なくともいずれかを、磁性薄板で覆うように該磁性薄板を配置し、前記磁性絶縁基板の第１主面および第２主面に第１接続用端子および第２接続用端子をそれぞれ形成し、該第１、第２接続用端子が貫通孔を介して電気的に接続された磁気誘導素子と、前記磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１接続用端子と固着される半導体基板とを有することを特徴とする超小型電力変換装置。
【請求項９】
磁性絶縁基板と該磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体と前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２導体と前記磁性絶縁基板を貫通する貫通孔に形成された接続導体とをそれぞれに接続してなるソレノイド状コイル導体からなる磁気誘導素子と半導体基板とを有する超小型電力変換装置であって、
前記磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体を磁性薄板で覆うように該磁性薄板を配置し、該磁性薄板の第１主面および第２主面に第３接続用端子および第４接続用端子をそれぞれ形成し、該第３、第４接続用端子が貫通孔を介して電気的に接続され、前記磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１接続用端子と前記磁性薄板の第２主面に形成された第４接続用端子とを固着して形成される磁気誘導素子と、前記磁性薄板の第１主面に形成された第３接続用端子と固着される半導体基板とを有することを特徴とする超小型電力変換装置。
【請求項１０】
磁性絶縁基板と該磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体と前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２導体と前記磁性絶縁基板を貫通する貫通孔に形成された接続導体とをそれぞれに接続してなるソレノイド状コイル導体からなる磁気誘導素子と半導体基板とを有する超小型電力変換装置であって、
前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２導体を磁性薄板で覆うように該磁性薄板を配置し、該磁性薄板の第１主面および第２主面に第３接続用端子および第４接続用端子をそれぞれ形成し、該第３、第４接続用端子が貫通孔を介して電気的に接続され、前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２接続用端子と前記磁性薄板の第１主面に形成された第３接続用端子とを固着して形成される磁気誘導素子と、前記磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１接続用端子と固着される半導体基板とを有することを特徴とする超小型電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は高性能な磁気誘導素子（インダクタ、トランス）に関するものであり、その磁気誘導素子と、半導体基板上に形成した半導体集積回路（以下ＩＣと記す）と、コンデンサ、抵抗などの受動部品で形成されるＤＣ−ＤＣコンバータなどの超小型電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子情報機器、特に携帯型の各種電子情報機器の普及が著しい。それらの電子情報機器は、電池を電源とするものが多く、ＤＣ−ＤＣコンバータなどの電力変換装置を内蔵している。通常その電力変換装置は、スイッチング素子、整流素子、制御ＩＣなどの能動素子とコイル、トランス、コンデンサ、抵抗などの受動素子の各個別部品をセラミック基板やプラスチックなどのプリント基板などの上にハイブリッド型のモジュールとして構成されている。
図１０はＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成図である。図中の外枠の点線部分５０がＤＣ−ＤＣコンバータの回路である。
【０００３】
ＤＣ−ＤＣコンバータは入力コンデンサＣｉ、出力コンデンサＣｏ、調整用の抵抗ＲＴ  、コンデンサＣＴ  、インダクタＬｏ（磁気誘導素子）および電源用ＩＣで構成される。直流電圧Ｖｉを入力し、電源用ＩＣのＭＯＳＦＥＴをスイッチングさせて、直流の所定の出力電圧Ｖｏを出力する。インダクタＬｏと出力コンデンサＣｏは直流電圧を出力するためのフィルタ回路である。
この回路において、インダクタＬｏの直流抵抗が大きくなると、この部分での電圧降下が大きくなり、出力電圧Ｖｏが低くなる。つまりＤＣ−ＤＣコンバータの変換効率は小さくなる。
【０００４】
携帯用を含めた各種電子情報機器の小型化の要望に伴い、内蔵される電力変換装置の小型化の要求も強い。ハイブリッド型電源モジュールの小型化は、ＭＣＭ（マルチチップモジュール）技術や、積層セラミック部品などの技術により進歩してきている。しかしながら、個別の部品を同一基板上に、並べて実装するため、電源モジュールの実装面積の縮小化が制限されている。特にインダクタやトランスなどの磁気誘導部品は、集積回路と比較すると体積が非常に大きいために電子機器の小型化を図る上で最大の制約となっている。
これら磁気誘導部品の小型化に対する今後の方向としては、チップ部品として限りなく小さくし、面実装により電源全体を小さくする方向と、シリコン基板上に薄膜で形成する方向の二つが考えられる。近年、時期誘導部品の小型化の要求に応えて、半導体技術の適用により、半導体基板上に薄型のマイクロ磁気素子（コイル、トランス）を搭載した例も報告されている。出願人も例えば特許文献１において、そのような平面型磁気誘導部品を開示している。これは、スイッチング素子や制御回路などの半導体部品を作り込んだ半導体基板の表面上に、薄膜コイルを磁性薄膜とフェライト基板とで挟んだ形の平面型磁気誘導部品（薄膜インダクタ）を薄膜技術により形成したものである。これにより、磁気誘導素子の薄型化とその実装面積の削減が可能となった。しかしなお、個別チップ部品が多いことや、実装面積が大きいという問題があった。
【０００５】
これを解決するために、出願人は例えば特許文献２で示す超小型電力変換装置を開示した。この超小型電力変換装置に用いられている平面型磁気誘導素子は、渦巻き状（かとり線香状）のコイル導体の隙間に磁性を帯びた微粒子を帯びた微粒子を混入した樹脂を充填し、上面、下面をフェライト基板で挟み込んで形成される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１９６５４２号公報  図１
【特許文献２】
特開２００２−２３３１４０号公報  図１
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、コイルが渦巻き状であり、コイル導体のインダクタンスは渦巻きの回数にほぼ比例するため、大きなインダクタンスを得るためには、渦巻きの回数を増やす必要がある。実装面積を増やさずに渦巻きの回数を増やすと、コイル導体の断面積を小さくする必要がある。
つまり、大きなインダクタンスを得るためには、コイル導体の断面積を小さく、導体線長を長くしなければならない。しかし、コイル断面積を小さく、導体線長を長くすると、コイル導体の直流抵抗が増大し、このコイル導体での電圧降下が大きくなり、コイルの直流重畳特性が低下し、超小型電源装置の変換効率が低下してしまう。また、直流抵抗が増大するため電力損失も増大する。
【０００８】
この発明の目的は、前記の課題を解決して、直流重畳特性を改善し、実装面積が小さく、電力変換効率を向上させ、電力損失の低減を図ることのできる磁気誘導素子を提供し、且つ、その磁気誘導素子を有する超小型電力変換装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、磁性絶縁基板と該磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体と前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２導体と前記磁性絶縁基板を貫通する貫通孔に形成された接続導体とをそれぞれに接続してなるソレノイド状コイル導体からなる磁気誘導素子において、該磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体もしくは第２主面に形成された第２導体の少なくともいずれかを、磁性薄板で覆うように該磁性薄板を配置する構成とする。
また、前記磁性薄板が磁性絶縁薄板であるとよい。
【００１０】
また、前記磁性絶縁基板がフェライト基板であるとよい。
また、前記磁性薄板がフェライト基板であるとよい。
また、前記磁性薄板の飽和磁束密度と板厚の積値が、前記磁性絶縁基板の飽和磁束密度と板厚の積値以下でよい。
また、前記磁性絶縁基板の第１主面および第２主面に第１接続用端子および第２接続用端子をそれぞれ形成し、該第１、第２接続用端子が貫通孔を介して電気的に接続されている構成とする。
また、前記磁性薄板の第１主面および第２主面に第３接続用端子および第４接続用端子をそれぞれ形成し、該第３、第４接続用端子が貫通孔を介して電気的に接続され、前記磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１接続用端子と前記磁性薄板の第２主面に形成された第４接続用端子とを固着する構成とする。
【００１１】
また、磁性絶縁基板と該磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体と前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２導体と前記磁性絶縁基板を貫通する貫通孔に形成された接続導体とをそれぞれに接続してなるソレノイド状コイル導体からなる磁気誘導素子と半導体基板とを有する超小型電力変換装置であって、
前記磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体もしくは第２主面に形成された第２導体の少なくともいずれかを、磁性薄板で覆うように該磁性薄板を配置し、該磁性絶縁基板の第１主面および第２主面に第１接続用端子および第２接続用端子をそれぞれ形成し、該第１、第２接続用端子が貫通孔を介して電気的に接続された磁気誘導素子と、前記磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１接続用端子と固着される半導体基板とを有する超小型電力変換装置とする。
【００１２】
また、磁性絶縁基板と該磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体と前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２導体と前記磁性絶縁基板を貫通する貫通孔に形成された接続導体とをそれぞれに接続してなるソレノイド状コイル導体からなる磁気誘導素子と半導体基板とを有する超小型電力変換装置であって、
前記磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体を磁性薄板で覆うように該磁性薄板を配置し、該磁性薄板の第１主面および第２主面に第３接続用端子および第４接続用端子をそれぞれ形成し、該第３、第４接続用端子が貫通孔を介して電気的に接続され、前記磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１接続用端子と前記磁性薄板の第２主面に形成された第４接続用端子とを固着して形成される磁気誘導素子と、前記磁性薄板の第１主面に形成された第３接続用端子と固着される半導体基板とを有する超小型電力変換装置とする。
【００１３】
また、磁性絶縁基板と該磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１導体と前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２導体と前記磁性絶縁基板を貫通する貫通孔に形成された接続導体とをそれぞれに接続してなるソレノイド状コイル導体からなる磁気誘導素子と半導体基板とを有する超小型電力変換装置であって、
前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２導体を磁性薄板で覆うように該磁性薄板を配置し、該磁性薄板の第１主面および第２主面に第３接続用端子および第４接続用端子をそれぞれ形成し、該第３、第４接続用端子が貫通孔を介して電気的に接続され、前記磁性絶縁基板の第２主面に形成された第２接続用端子と前記磁性薄板の第１主面に形成された第３接続用端子とを固着して形成される磁気誘導素子と、前記磁性絶縁基板の第１主面に形成された第１接続用端子と固着される半導体基板とを有する超小型電力変換装置とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕
図１は、この発明の第１実施例の磁気誘導素子（インダクタ）の構成であり、同図（ａ）は要部断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の上部から透視した要部平面図である。尚、同図（ａ）は同図（ｂ）のＸ−Ｘ線で切断したときの断面図である。
磁性絶縁基板１の第１主面に第１コイル導体５、第２主面に第２コイル導体６を平面形状が直線状になるように形成する。第１コイル導体５の端部と第２コイル６の端部を電気的に接続するために、磁性絶縁基板１に貫通孔を開け、この貫通孔に接続導体７となる導電体を形成する。第１コイル導体５、第２コイル導体６、接続導体７でソレノイド状コイル導体１０が形成される。第１コイル導体５上を磁性薄板９で被覆し、この磁性絶縁基板１のソレノイド状コイル導体１０が形成されない外周部で、この磁性絶縁基板１と磁性薄板９とを固着する。この磁性絶縁基板１と磁性薄板９は、例えば、フェライトなどで形成される。また、磁性絶縁基板１と磁性薄板９の厚さを同じにし、平面での大きさ（平面の面積）も同じにする。尚、磁性薄板９を磁性絶縁基板１と異なった厚さ、異なった大きさ、異なった材料としても、磁性薄板９を形成した効果（インダクタンスが増加する効果）は出てくることは勿論である。尚、ソレノイド状コイル導体と接続する電極１１は磁気誘導素子以外の外部部品や外部回路と接続するために用いる。
【００１５】
このように、磁性薄板９を第１コイル導体５上に配置することで、直流重畳特性が改善され、磁気誘導素子を小型化することができる。
また、第１コイル導体５上を磁性を帯びた微粒子を混入した樹脂を被覆した場合と比べて、フェライトのような磁性薄板９をコイル導体５上に配置する場合の方が、透磁率が大きいために、磁性薄板９の厚さを樹脂の厚さより小さくできる利点がある。また、磁性薄板９を用いると透磁率の選択範囲が広く設計の自由度が大きくできる利点もある。
また、第１、第２コイル導体５、６の隙間に磁性を帯びた微粒子を混入した樹脂を充填するとさらに直流重畳特性が改善されることは勿論である。
【００１６】
また、前記のように第１のコイル導体５上を磁性薄板９で覆い、且つ、ソレノイド状コイル導体とすることで、磁性薄板９で覆った渦巻き状コイル導体の場合に比べて、小実装面積で、小直流抵抗で、大きなインダクタンスの磁気誘導素子とすることができる。
また、本発明の磁気誘導素子を搭載することで、超小型電源装置の一層の小型化を図ることができて、且つ、超小型電源装置の変換効率を一層大きくすることができる。
図２は、図１の磁気誘導素子の製造方法であり、同図（ａ）から同図（ｆ）は工程順に示した製造工程断面図である。この製造工程断面図は、図１（ｂ）のＸ−Ｘ線で切断したときの図１（ａ）の断面図に相当する断面図である。
【００１７】
磁性絶縁基板１として、厚さｔが５２５μｍのＮｉ−Ｚｎ系フェライト基板を用いた。磁性絶縁基板の厚さｔは、必要なインダクタンス、コイル電流値、基板の磁性に関する特性（透磁率など）から決定されるものであり、この厚さに限ったものではない。
但し、磁性絶縁基板１が極端に薄い場合は磁気飽和が起こりやすくなり、また、厚い場合には、電力変換装置自体の厚さが厚くなるため、用途に合わせ選定する必要がある。また、磁性絶縁基板１にフェライトを用いると、板状に成型するのが容易である。
【００１８】
まず、フェライト基板である磁性絶縁基板１に貫通孔２を形成する（ここでは、便宜的に貫通孔２を点線で示した）。加工方法は、レーザ加工、サンドブラスト加工、放電加工、超音波加工および機械加工などいずれの方法も適用でき、加工コスト、加工寸法などで決定する必要がある。この実施例では、最小加工寸法幅が０．１３ｍｍと微小なこと、加工個所が多いことからサンドブラスト法を用いて貫通孔２を形成した（同図（ａ））。
つぎに、磁性絶縁基板１の全面に導電性を付与するために、Ｔｉ／Ｃｕをスパッタ法で成膜し、めっきシード層３を形成する。このとき、貫通孔２へも導電性は付与される（点線で貫通孔２の内壁に形成される）が、必要であれば、無電解めっきなどを施しても良い。また、スパッタ法にかぎらず真空蒸着法、ＣＶＤ（ケミカルベイパーデポジション）法、などを用いても良い。無電解めっきのみで形成する方法でも良い。ただし、磁性絶縁基板１との密着性を十分得られる方法が望ましい。なお、導電性材料については導電性を持つ材料であればなんでも良い。密着性を得るための密着層として今回はＴｉを用いたが、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａなども用いることができる。また、Ｃｕが後工程の電解めっき工程でめっきが生成されるシード層３となるが、これもＮｉ、Ａｕなどを用いることができる。今回は、後工程での加工の容易さも考慮し、Ｔｉ／Ｃｕの膜構成とした。それぞれの膜厚は０．１μｍ／Ｔｉ、０．２μｍ／Ｃｕである。尚、貫通孔２の開口部上には実際はシード層３は形成されないが、図では便宜的に開口部上にも形成されているように書いている（同図（ｂ））。
【００１９】
つぎに、第１主面、第２主面に形成される予定の第１、第２コイル導体のパターンをレジスト４を用いて形成する。本実施例ではネガ型のフィルムタイプのレジストを用いて、これらのパターンを形成した（同図（ｃ））。
つぎに、レジストパターンの開口部へ電解めっきでＣｕ５ａ、６ａを形成させる。このとき、貫通孔２へもＣｕ７ａがめっきされ、導体接続７も同時に形成され、この接続導体となるＣｕ７ａと、第１、第２のコイル導体となるＣｕ５ａ、６ａが接続されて、ソレノイド状のコイルが形成される。つぎに、Ｃｕ５ａ、６ａ上に、連続してＮｉ／Ａｕ５ｂ、６ｂを電解めっきで膜厚２μｍおよび１μｍを形成する。このＮｉ／Ａｕ５ｂ、６ｂのめっき層は表面処理層である（同図（ｄ）。
【００２０】
つぎに、電解めっき後、不要なレジスト４、シート層３を除去することで、第１、第２コイル導体５、６と接続導体７で構成されるソレノイド状コイル導体が形成される。尚、第１、第２コイル導体５、６の厚みはそれぞれ３７μｍである（同図（ｅ））。
続いて、凹状の溝を形成した磁性薄板９で第１コイル導体を蓋をするように覆い、第１コイル導体５が形成されない左側と右側部分の磁性絶縁基板１に固着する。磁性薄板９の材質としては磁性材料であれば効果は見られ、例えば、パーマロイ、センダスト（鉄−アルミニウム−シリコン系合金の磁性材料）、アモルファス磁性体などが効果があるが、使用する周波数を考慮する必要がある。例えば、金属磁性体の場合は、高周波での使用では、その磁性体中に発生する渦電流損失などで、インダクタンスの低下や交流抵抗の増加などが発生する。特性を制御するには絶縁性の薄板であることが望ましい。また、磁性絶縁基板１と同一の材料であると形成が簡単である。ここでは磁性絶縁基板１と同じＮｉ−Ｚｎ系フェライト基板を磁性薄板９として用いた。尚、第１コイル導体５の厚さに応じて、磁性薄板９に、この第１コイル導体５がおさまるように凹状の溝を形成する。ここでは、５０μｍで形成した。また、図示しないが、磁性絶縁基板１に凹状の溝を形成し、その溝部に第１コイル導体５を形成して、磁性絶縁基板１と磁性薄板９を固着しても構わない。
【００２１】
固着方法として、ここではエポキシ樹脂を磁性絶縁基板１の固着箇所に塗布し、磁性薄板９を所定の位置に配置後、磁性薄板９の上部から圧力をかけながら熱硬化させる。以上の工程により、ソレノイド状のコイル部が形成される。尚、接着材としては、エポキシ樹脂の他に電気抵抗が大きい絶縁性の接着材であればよい（同図（ｆ））。
尚、前記の同図（ｅ）の工程で、最初に第１、第２コイル導体５、６上には絶縁膜８を形成し、その後、前記の同図（ｅ）の工程で説明した内容に移行する場合もある。この場合、この絶縁膜８は保護膜としての機能を果たし、必ずしも必要ないが、長期信頼性を考慮する場合には形成しておくのが望ましい。また、この絶縁膜８の形成方法は、フィルム型の絶縁材料でコイル導体５、６を被覆してもよく、液状の絶縁材料をスクリーン印刷でパターン形成し、熱硬化させてコイル導体５、６を被覆してもよい。また、この絶縁膜８の代わりに磁性を帯びた微粒子を帯びた微粒子を混入した樹脂を用いるとインダクタンスを一層増加させることができる。
【００２２】
図３は、ソレノイド状コイル導体に電流を流した時のコイルが発生する磁束の流れを模式化した図であり、同図（ａ）は磁性薄板がない場合、同図（ｂ）は磁性薄板が有る場合の図である。
磁性薄板がない場合（従来の場合）は、同図（ａ）のようにコイルで発生した磁束はコイル外周の磁性絶縁基板１が還流する磁束１２のパスとなるが、磁性薄板がある場合（本発明の場合）は、同図（ｂ）のように立体的に磁性薄板９内にも還流する磁束１２が流れるため、還流する磁束１２のパスが増加するためインダクタンスを増加させることができる。
【００２３】
また、磁性絶縁基板の長さＬとコイルの長さｄ（ソレノイド状コイル導体１０の内側断面の最大長さ：２列に対向する貫通孔２間の最小距離）の関係が、ｄ≧Ｌ／２となるとき特に磁性薄板９の効果が現れる。それはコイル内側の磁性絶縁基板１に形成された磁束がコイル外側の磁性絶縁基板１ですべて還流できず（コイル外側の磁性絶縁基板の体積がコイル内側の磁性絶縁基板の体積より小さくなるため）、空間に磁束の一部が漏れて、直流重畳電流の小さい領域でインダクタンスが小さくなってしまうためである。磁性薄板９を配置することで、この空間に漏れた磁束を磁性薄板９内に流すことができるようになり、直流重畳電流の小さい領域でインダクタンスを大きくすることができる。尚、ｄ＝Ｌでは、２列に対向する貫通孔２は形成できないが、この場合は磁性絶縁基板１の対向する両端の距離をコイルの長さｄとする。つまり、磁性絶縁基板１を包むようにコイル導体で巻いた場合に相当する。
【００２４】
ｄ＝Ｌのときは、コイルの外側に還流する磁束１２を流すパスを磁性絶縁基板１に形成できず、空間で還流する磁束１２のパスを形成する。そのため、直流重畳電流の小さい領域でインダクタンスは小さな値となるが、開放された磁気回路となるため磁気飽和しずらくなるため、直流重畳電流依存性が小さくなる。
磁性薄板９を配置すると、この空間に形成される還流する磁束１２のパスを磁性薄板９で形成できるので、磁束１２が通るパスが最も大きくなる。そのため、直流重畳電流の小さい領域でインダクタンスが最も大きくなり、また、磁気回路を流れる磁束量が最も大きくなるため、磁性薄板９を設ける効果が最も大きくなる。
【００２５】
図４は、本発明品のインダクタンス値の直流重畳特性を示す図であり、同図（ａ）は磁性絶縁基板の寸法はＬ＝３．５ｍｍ、ｄ＝１．９ｍｍ、ｔ＝５２５μｍであり、フェライト基板の透磁率μ＝１００の場合、同図（ｂ）は磁性絶縁基板の寸法はＬ＝３．５ｍｍ、ｄ＝３．５ｍｍ、ｔ＝５３５μｍで、μ＝２００の場合である。磁性薄板９の大きさと厚さの寸法は前記の磁気絶縁基板１と同一寸法であり、透磁率μも同じである。また、比較のために、磁性薄板無しの場合（従来品）も示した。
同図（ａ）および同図、（ｂ）のどちらの場合も、磁性薄板９を設けた本発明品は、従来品に対して、インダクタンスが増大している。また、同図（ｂ）では、コイルの長さｄが磁性絶縁基板の長さＬと等しいために、磁性薄板９が無い場合は、還流する磁束のパスは全て空間に形成され、そのため、インダクタンスは小さく、また直流重畳電流の影響も小さい。
【００２６】
図５は、図１の磁気誘導素子の磁気薄板の板厚とインダクタンス（直流重畳電流なし）の関係を示す図である。磁性絶縁基板１の諸元は、Ｌ＝３．５ｍｍ、ｄ＝２．１ｍｍ、ｔ＝５２５μｍ、基板１の透磁率μ＝２００の場合である。一方、磁性薄板９は、大きさが磁性絶縁基板１と同じで、μ＝２００で同じであり、厚さのみ変化させた。
磁性薄板の厚さが磁性絶縁基板の板厚（５２５μｍ）になるまでは、インダクタンスは増加するが、それよりも厚くなるとインダクタンスほぼ一定となり、それ以上厚くしてもさらなる効果は期待できない。そのため、磁性薄板９の厚さが磁性絶縁基板１の板厚と等しくなるまで、磁性薄板９を配置する効果はあるが、それ以上の厚さにしてもさらなる効果は得られない。
【００２７】
このように、磁性薄板９と磁性絶縁基板１の大きさ（平面の大きさ）と材料を同一のものとすると、インダクタンスは板厚のみに依存するが、磁気薄板９と磁気絶縁基板１を別の材料にした場合は、インダクタンスは、それぞれの飽和磁束密度と板厚の積の値（積値）で規定される。
従って、本発明の磁気誘導素子のインダクタンスは、磁性薄板９の（飽和磁束密度）×（板厚）の値（積値）が、絶縁性磁性基板１の（飽和磁束密度）×（板厚）の積の値（積値）までは増加するという効果が得られが、積値をそれ以上としてもさらなる効果は得られない。そのため、磁性薄板９を設けてインダクタンスを増加させる効果を得るには、磁性薄板９の（飽和磁束密度）×（板厚）の値（積値）が、絶縁性磁性基板１の（飽和磁束密度）×（板厚）の積の値（積値）以下であればよい。
〔実施例２〕
図６は、この発明の第２実施例の磁気誘導素子の要部断面図である。この断面図は図１（ａ）に相当する断面図である。
【００２８】
図１との違いは、磁性薄板１５が磁性絶縁基板１を挟んで両側に形成されている点である。この場合、磁性薄板１５、１６の厚みは図１の磁性薄板９の厚みの半分で、第１実施例と同様の効果が得られる。これは、還流する磁束のパスを形成する断面積が同じになるためである。勿論、磁性薄板１５、１６はそれぞれ厚みや材料が異なっても構わない。
〔実施例３〕
図７は、この発明の第３実施例の磁気誘導素子の構成であり、同図（ａ）、同図（ｂ）は要部断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）、（ｂ）の上部から透視した要部平面図である。尚、同図（ａ）は同図（ｃ）のＸ−Ｘ線で切断したときの断面図、同図（ｂ）は同図（ｃ）のＹ−Ｙ線で切断したときの断面図である。この図はソレノイド状コイル部と接続端子部を示した図である。
【００２９】
図１との違いは、図１の磁性絶縁基板１の外端に接続端子２１、２２を形成し、第１コイル導体５上を磁性薄板２０で被覆した点である。この接続端子２１、２２は貫通孔に形成された接続導体２３を介して接続されている。製造方法としては、図２の工程において、コイルパターン形成のときに接続端子２１、２２パターンも同時に形成し、磁性絶縁基板１に接続導体２３を介して接続される接続端子２１、２２をコイル導体５、６と同時に第１主面および第２主面にそれぞれ形成し、接続導体２３を接続導体７ａと同時に形成する。
この場合も第１実施例と同様の効果が得らる。さらに、磁性絶縁基板１の端部の両面に接続端子２１、２２が配置されることにより、この両面に配置された接続端子２１、２２を用いて電源ＩＣチップやコンデンサなどを実装することが可能となる。
〔実施例４〕
図８は、この発明の第４実施例の磁気誘導素子の構成であり、同図（ａ）、同図（ｂ）は要部断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）、（ｂ）の上部から透視した要部平面図である。尚、同図（ａ）は同図（ｃ）のＸ−Ｘ線で切断したときの断面図、同図（ｂ）は同図（ｃ）のＹ−Ｙ線で切断したときの断面図である。この図はソレノイド状のコイル部と接続端子部を示した図である。
【００３０】
図７との違いは、磁性薄板３０にも端部に接続端子３１、３２を形成した点である。この接続端子３１、３２は貫通孔に形成された接続導体３３を介して接続されている。製造方法としては、図２の工程において、磁性絶縁基板１に接続端子２１、２２および接続導体２３を形成する場合と同様の工程で、磁性薄板３０に接続端子３１、３２および接続導体３３を形成する。ただし、磁性絶縁基板１と磁性薄板３０が磁束の流れを形成させるために外周部で接触させる必要がある。図８では、磁性薄板３０に段差を形成して、磁性絶縁基板１と接触する箇所の磁性薄板３０をゲタの歯状（凸状）に形成している。
【００３１】
また接続端子３２と接続端子２１も電気的に接続させる必要がある。そのため磁性薄板３０の接続端子３２が形成される箇所とコイル導体５と対向する側の磁性薄板３０の面には段差を形成する必要がある。この段差の形成はサンドブラスト加工で行うが超音波加工や機械的な研磨加工などでも構わない。ただし、段差精度が得られる方法が望ましいことは勿論である。
磁性絶縁基板１と磁性薄板３０において、向かい合うこれらの接続端子２１、３２を固着することにより、他方の接続端子２２、３１を用いて電源ＩＣチップやコンデンサなどを実装することが可能となる。固着方法としては、はんだ接合、超音波接合、熱圧着、導電ペースト、異方性導電材などが適用できるが、後工程での温度を考慮して選定する必要がある。
〔実施例５〕
図９は、この発明の第５実施例の超小型電力変換装置の要部断面図である。
【００３２】
図８の磁気誘導素子の磁性薄板３０上の接続端子３１を利用して、電源ＩＣを形成した半導体基板４０を固着したものである。固着する方法は、半導体基板４０にスタッドバンプ４１を形成し、磁性薄板３０に形成した接続端子３１へ超音波接合で固着し面実装する。つぎにアンダーフィル材４２を半導体基板４０と磁性薄板３０の間に流し込み、熱硬化させることでそれぞれを固定する。なお、本実施例では半導体基板４０の固着にスタッドバンプ４１と超音波接合を用いたが、これに限定されるものではなく、はんだ接合や導電接着材などを用いても良い。ただし、電気的に接続抵が小さいことが望ましく、また後工程での熱工程などを考慮する必要がある。
【００３３】
本発明を用いることにより、電源ＩＣと磁気誘導素子の複合素子が一体で形成されるため、超小型で薄型の電力変換装置を形成することが可能となる。コンデンサは外付けでも良いが、積層セラミックコンデンサアレイなどをさらに磁気誘導素子の接続端子２２に固着すれば、さらに超小型の電力変換装置が実現可能である。
尚、図７の接続端子２１または２２を用いて、上記と同様に、電源ＩＣとインダクタの複合素子が一体で形成できることは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】
この発明によれば、磁性絶縁基板上に形成したソレノイド状コイル導体上に磁性薄板を配置することにより、インダクタンスを大きくすることができる。
さらに本発明の磁気誘導素子を構成する磁性絶縁基板および磁性薄板に、貫通孔を介して接続された接続端子を基板および薄板のそれぞれの両面に形成し、その接続端子を利用して、電源ＩＣ、コンデンサを直接面実装することで、電力変換装置を超小型（省面積）で超薄型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例の磁気誘導素子（インダクタ）の構成であり、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は（ａ）の上部から透視した要部平面図
【図２】図１の磁気誘導素子の製造方法であり、（ａ）から（ｆ）は工程順に示した製造工程断面図
【図３】ソレノイド状コイル導体に電流を流した時のコイルが発生する磁束の流れを模式化した図であり、（ａ）は磁性薄板がない場合、（ｂ）は磁性薄板が有る場合の図
【図４】本発明品のインダクタンス値の直流重畳特性を示す図
【図５】図１の磁気誘導素子の磁気薄板の板厚とインダクタンスの関係を示す図
【図６】この発明の第２実施例の磁気誘導素子の要部断面図
【図７】この発明の第３実施例の磁気誘導素子の構成であり、（ａ）、（ｂ）は要部断面図、（ｃ）は（ａ）、（ｂ）の上部から透視した要部平面図
【図８】この発明の第４実施例の磁気誘導素子の構成であり、（ａ）、（ｂ）は要部断面図、（ｃ）は（ａ）、（ｂ）の上部から透視した要部平面図
【図９】この発明の第５実施例の超小型電力変換装置の要部断面図
【図１０】ＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成図
【符号の説明】
１    磁性絶縁基板
２    貫通孔
３    シード層
４    レジスト（フォトレジスト）
５    第１コイル導体
５ａ、６ａ、７ａ  Ｃｕ
５ｂ、６ｂ  Ｎｉ／Ａｕ
６    第２コイル導体
７、２３、３３  接続導体
８    絶縁膜
９、１５、１６、２０、３０  磁性薄板
１０    ソレノイド状コイル導体
１１    電極
１２    磁束
２１、２２、３１、３２  接続端子
４０    半導体基板
４１    スタッドバンプ
４２    アンダーフィル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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