(57)【要約】【目的】本発明は、フィルム上に磁区制御された軟磁性膜を提供することを目的とする。【構成】フィルム上にスリット状の溝を設け、その上に軟磁性膜をスパッタ成膜することにより、磁区制御された軟磁性フィルムがえられる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝を施した高分子フィルム上に軟磁性薄膜を成膜してなる磁区制御されたことを特徴とする軟磁性薄膜フィルム。
【請求項２】
請求項１の溝の深さが軟磁性薄膜の膜厚の１倍以上高分子フィルム膜厚以内であることを特徴とする軟磁性薄膜フィルム。
【請求項３】
請求項１の溝間の距離が２００μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする軟磁性薄膜フィルム。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の軟磁性薄膜フィルムにおいて、高分子フィルムの両面に溝を施し、両面に軟磁性薄膜を成膜することを特徴とする軟磁性薄膜フィルム。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の軟磁性薄膜フィルムにおいて、軟磁性薄膜が磁性薄膜と絶縁薄膜を交互に積層する多層薄膜を用いることを特徴とする軟磁性薄膜フィルム。
【請求項６】
軟磁性薄膜フィルムの製造方法であって、請求項１〜５に記載の軟磁性薄膜フィルムにおける高分子膜フィルムに溝を連続作製する製造方法
【請求項７】
請求項１〜５のいづれかに記載された軟磁性薄膜フィルムを含む高周波磁気デバイス
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインダクタ、トランス等のデバイスに用いる軟磁性材料の薄型化、量産化および高周波磁気特性の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インダクタにおいて高いインダクタンス値を得るには、軟磁性体に励磁用コイルを巻きつける方法がとられる。チップインダクタを例にあげれば、現在は塗布型のフェライト材料と塗布型の導体材料が用いられている。コイルがスパイラル型やトロイダル型を形成するようにパターニングして塗布し、これらのコイルによって、軟磁性体が励磁されるように、フェライトを塗布する。最後に、これらを焼結して作製している。例えば、トロイダル型のインダクタでは、フェライトと導体を交互にパターン化して塗布する工程で行われている。しかし、これらのインダクタに用いられている軟磁性材料は、透磁率が低いため、高いインダクタンスが得られにくく、これを補うために、多量の磁性体を用いることになる。従って、これらの方法では、インダクタの低背化、小型化にはおのずと限界がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、塗布を繰り返し行い、更に高温で焼結を行う方法においては、高インダクタンスで小型化、低背化は困難である。近年、移動体通信機器をはじめとして、携帯機器の薄型化に伴い各部品の薄型化が必須になっている。この観点から、インダクタの磁心としてフェライトを用いた場合には、透磁率が低いため、高インダクタンスで小型薄型化には向いていないことは明白である。そこで、インダクタの磁心材料として、高透磁率を有する軟磁性膜を使用する必要がある。しかし、高透磁率を有する軟磁性膜は、一般には硬い基板上に成膜することにより、良い特性が得られている。基板材料の厚さを含めて考えた場合に、現状の磁心材料を用いて、低背化は困難である。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するために、厚さが薄く、加工しやすい材料を基板として用い、これらの上に、高透磁率軟磁性膜を積層して磁心材料として用いることにより、結果的に低背化したデバイスを提供することにある。
【０００５】
一方、一般に軟磁性膜を高周波領域で使用する場合に、軟磁性膜に異方性をつけ、その磁化困難方向に励磁する方法がとられるが、磁性膜の特性は材料、製造条件、寸法および形状で決まる磁区構造と密接な関係がある。高周波で損失を抑えるためには、それぞれの軟磁性膜に応じた最適幅がある。薄膜デバイスで軟磁性膜を用いる場合には、レジスト等でフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることにより、磁区制御を行っている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は軟磁性膜の基板として、薄い高分子フィルムを用いた。この高分子フィルムに、磁区制御するための溝を設け、その上に軟磁性薄膜を成膜して、高性能の軟磁性薄膜フィルムを作製することを目的とする。
【０００７】
本発明の特徴とすることは、次の通りである。
第１の発明は、損失を小さくするための最適な間隔で溝を施した高分子フィルム上に、軟磁性薄膜を成膜して磁区制御されたことを特徴とする軟磁性薄膜フィルムである。
【０００８】
第２の発明は、これらの溝の深さが軟磁性薄膜の膜厚の１倍以上であれば、溝により軟磁性膜が分断され、磁区制御されることを特徴とする軟磁性薄膜フィルムである。
【０００９】
第３の発明は、溝間の距離が２００μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする軟磁性薄膜フィルムである。
【００１０】
第４の発明は、これらの溝を高分子フィルムの両面に施し、両面に軟磁性膜を成膜することを特徴とする軟磁性薄膜フィルムである。
【００１１】
第５の発明は、これらの軟磁性薄膜フィルムにおける軟磁性薄膜として磁性薄膜と絶縁薄膜を交互に積層する多層薄膜を用いることを特徴とする軟磁性薄膜フィルムである。
【００１２】
第６の発明は、軟磁性薄膜フィルムの製造方法であって、フィルム上に連続的フィルムである。
【００１２】
第６の発明は、軟磁性薄膜フィルムの製造方法であって、フィルム上に連続的に溝加工する連続製造方法である。
【００１３】
第７の発明は、軟磁性薄膜フィルムを含む高周波磁気デバイスである。
【００１４】
【作用】
本発明は軟磁性膜の基板として、薄い高分子フィルムを用い、このフィルムに、磁区制御するための溝を設け、その上に軟磁性薄膜を成膜することにより、磁区制御された高性能の軟磁薄膜フィルムを作製することができる。
【００１５】
【実施例】
次に本発明の実施例について図面に基づき説明する。
【実施例１】
図１には、本実施形態の軟磁性薄膜フィルムの基板となる高分子フィルムを溝加工した、基板形状の一例を示す斜視図である。厚さ２０〜４０μｍの高分子フィルム（１）上に、刃物で溝（２）を縦および横方向に入れてある。溝の形状は楔型で、溝の深さは平均して約１０μｍ、上面の幅が平均して約２０μｍである。縦と横の溝で囲まれた矩形部分の寸法は２ｍｍ×３００μｍである。
【００１６】
【実施例２】
図２は、本実施形態の軟磁性薄膜フィルムの構成斜視図である。図１に示した高分子フィルム基板の上に、軟磁性膜を成膜している。
軟磁性膜（３）は、高分子フィルム（１）に刻まれた溝（２）で分断されている。軟磁性薄膜フィルムは、以下に示す工程で作成した。▲１▼高分子フィルム上に溝加工し、高分子フィルム基板を作製する。▲２▼アセトンおよびイソプロピルアル洗浄する。この作製工程において、Ｔｉ膜を下地成膜するのは、磁性膜と高分子膜の密着性を良くするためである。また、溝部分で磁性膜が分断されるのは、溝が深いため、Ｔｉ膜成膜時に、溝の傾斜部分にＴｉ膜が成膜されないためである。その後工程で成膜する磁性膜が、この部分で高分子フィルムと密着しないため、超音波で洗浄する際に、溝部分の磁性膜は剥離するためと考えられる。
【００１７】
【実施例３】
図３は、本実施形態の軟磁性薄膜フィルムにおいて、高分子フィルム（１）の片面または両面に溝加工した場合の、溝（２）の構成を示す断面図である。（ａ）は片面溝フィルムの断面、（ｂ）は両面溝フィルムの一例を示す断面図である。両面溝フィルムにおいて、溝の位置は表裏で同じ位置であっても良いが、高分子フィルムの厚さが薄い場合には、溝の位置を（ｂ）図に示すようにずらして溝加工することにより、軟磁性薄膜フィルムの強度を保つことができる。
【００１８】
【実施例４】
図４には、本実施形態の軟磁性薄膜フィルムが用いられる高周波磁気デバイスの一例として、薄型インダクタの斜視図が示されている。軟磁性薄膜フィルム（４）を数枚重ね、その外周をホルマル銅線（５）でトロイダル状に巻き励磁する構成になっている。　斜視図は円断面の銅線を用いているが、低背化のために平角断面の物を用いることが好ましい。図において、コイルは一層であるが、２，３層重ねて巻いて高インダクタンスを得ることができる。所望の厚さ、大きさのインダクタにするために、インダクタンス値に応じて、磁性膜の膜厚、軟磁性薄膜フィルムの枚数、コイル巻き数、コイルの太さは最適な組み合わせが取られる。
【００１９】
【実施例５】
図５には、本実施形態の軟磁性薄膜フィルムの磁区模様が示されている。溝間の距離は３００μｍ、軟磁性膜の膜厚は１μｍである。軟磁性膜はＣｏ７７Ｆｅ５Ｓｉ８．６Ｂ９．４アモルファス膜である。磁区幅は約５０μｍである。この磁区幅は石英ガラス基板上に、レジストを用いフォトリソグラフィーで形成した幅３００μｍの同じアモルファス膜と同等である。このことは、溝加工した高分子膜上に成膜することにより、磁区制御された軟磁性膜フィルムが形成できることを意味している。
【００２０】
【実施例６】
図６には、本実施形態の軟磁性薄膜フィルムおいて、基板となる高分子フィルム両面に溝を形成するための加工機の側面図が示されている。ロール（６）に巻かれた高分子フィルムはＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆを通り、巻き取りロール（８）に巻き取られる。高分子フィルムはカッター群（７）で両面に溝を形成される。
【００２１】
【実施例７】
図７には本実施形態の軟磁性薄膜フィルムを磁心として用いた２ｍｍ×２ｍｍ×１ｍｍの薄膜磁心インダクタの特性を示す。用いた軟磁性薄膜フィルムの構成は２５μｍ膜厚のポリイミドフィルムに両面溝加工を行った基板を用い、軟磁性膜は、膜厚０．１μｍのアモルファスＣｏ７７Ｆｅ５Ｓｉ８．６Ｂ９．４膜と膜厚０．０５μｍのＳｉＯ２膜を交互に１０層積層した多層膜である。インダクタの構成は、両面に磁性膜のある軟磁性薄膜フィルム（４）を２０枚重ね合わせ、１００μｍΦの銅線（５）でロイダル状に巻いた構造である。巻き数は３０ターンである。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁区制御された優れた軟磁気特性を有する軟磁性フィルムを作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は溝加工後の高分子フィルムの斜視図
【図２】は軟磁性薄膜フィルムの構成斜視図
【図３】は高分子フィルムの溝加工断面図
【図４】は軟磁性薄膜フィルムを用いたインダクタの斜視図
【図５】は軟磁性薄膜フィルムの磁区模様
【図６】は溝加工装置の側面図
【図７】は薄膜磁心インダクタの特性
【符号の説明】
１　高分子フィルム
２　溝
３　軟磁性膜
４　軟磁性薄膜フィルム
５　銅線
６　ロール
７　カッター群
８　巻き取りロール
【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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