メタルタイプ小型パワーインダクタ（2010 年～現在）

スマートフォン，スマートウォッチなど小型電子機器の DC-DC コンバータに使用される小型パワーインダクタは，電源回路の進化と同期して変化を遂げた．その中でも大きな変化は 2010 年頃に始まったスイッチング周波数の高速化に伴う，使用される材料
Key-words： イ ン ダクタ，メタルタイプ小型パワーインダクタ，金属磁性材料，DC-DCコンバータ，モバイル機器のフェライトから金属磁性粉（メタルタイプ小型パワーインダクタ）への置換わりである．
現在ではスマートフォンでは，ほぼすべてがメタルタイプへと置換わっている．
メタルタイプ小型パワーインダクタには，多種多様な材料と構造を有する商品が存在し，いずれの商品も高性能化へ向け継続的に開発が行われている．
今後，小型の電子機器は高性能化し，かつその数も劇的に増えていく．それに伴い高性能のメタルタイプ小型パワーインダクタの需要も高まっていく．
１．製品適用分野インダクタへの置き換えが加速的に進んだ．

スマートフォン，スマートウォッチ，ノートパソ

現在，スマートフォンでは，ほぼすべてがメタルコン，タブレット型 PC などの各種小型電子機器のタイプへ置き換わっており，その進化に貢献してい電源回路．

る．ユーザーの体感としては，新しい機能が追加された，画面が大きくなった， 筐体が薄くなった，

２．適用分野の背景
注１ DC（ 直 流 ） をDC（ 直 流 ） へ 変 換 する機器の総称．主に電圧を変換する．例えばスマートフォンでは，バッテリーの電圧から，CPU，カメラなど各機器に必要な電圧に変換する．
注２ DC-DC コンバー
タは，スイッチング素子のオン／オフ時間を調整し，出力電圧を所望の値に変換する．このオン／オフを切り替る周波数をスイッチング周波数と呼ぶ．

バッテリーの持ちがよくなった，カメラ，アプリの小型パワーインダクタは，主に小型電子機器の立ち上がりが早くなった，動きにストレスが無くDC-DC コンバータ注１）に使用され，その性能への影なったなど，我々の身近な快適性，利便性の向上に響が大きい重要な電子部品の一つである．

貢献している電子部品の一つである．

【～2010 年頃】
スイッチング周波数注２）が～数百 kHz の使用環境
では，フェライト材料を用いた小型パワーインダク

３．製品
このようなメタルタイプ小型パワーインダクタにタが使用されていた．

は，多岐に渡る材料，構造（工法）の組み合わせの【2010 年頃～現在】

インダクタが存在する．その一例を表 1 に示す．

スイッチング周波数が 1 MHz 以上の高速化に伴い，巻線タイプ，薄膜タイプは銅線の空芯コイルもし使用されるパワーインダクタのインダクタンスは低

くはフォトリソ法で作製した銅のめっきパターンを下した．それにより，透磁率（μ）の低いメタル材メタルコンポジット材でモールドしたインダクタで料で製品設計が可能となった．同時に大電流化，温ある．一方，積層タイプは MLCC（積層セラミック度に対する動作安定性，低損失，小型化への要求がコンデンサ）で使用される積層工法と熱処理を行う高くなったことでメタル材料を使用した小型パワー特徴的な材料を組み合わせたインダクタである．
現在は，これらの多様なメタルタイプ小型

表1

代表的なメタルタイプ小型パワーインダクタの材料，構造例

パワーインダクタが同じ市場で競い合う構図をなしている．その大きさは，スマートフォ
ン で は 各 タ イ プ と も 2016 サ イ ズ（2.0×1.6 mm）～1608 サイズ（1.6×0.8 mm）が多く使われて，高性能化，小型化のトレンドが継続している．
ここでは最も一般的な商品である巻線タイプに関してその変遷，技術の概要を述べる．

４．セラミックスの特徴
先に述べたように， セラミックスであるフェライトから金属の磁性材料へ置換わっている．ここではその金属磁性材料の変遷を述
多様な商品が存在し，巻線タイプ，薄膜タイプ，積層タイプが代表例として挙げられる．
これらのインダクタが同じ市場で競い合う構図をなしている．

© 日本セラミックス協会
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セラミックス58（2023）No. 2

結合樹脂

金属磁性粉混合メタルコンポジット材
空芯コイル成型・硬化
端子電極形成端子めっき(Ni,Sn)
図1

メタルコンポジット材の進化の変遷

進化の方向は大きく静特性の進化と動特性の進化に分けられる．
静特性は金属磁性粉の充填率を上げること，動特性はヒステリシス損失の小さな材料の活用で進化を遂げた．

図2

製造工程概略（巻線タイプ）

巻線タイプは，銅線の空芯コイルをメタルコンポジット材料でモールドして作製される．

べる．
巻線タイプには，メタルコンポジット材が使用される．このメタルコンポジット材は金属磁性粉と結合樹脂からなるものであり，この材料の進化がインダクタの進化の一端を担っている．材料進化の変遷を図 1 に示す．
進化の方向は大きく静特性の進化と動特性の進化に分けられる．静特性，いわゆる透磁率（μ），飽和磁束密度（Bs）の進化は金属磁性粉の充填率を上げることが重要であり，粒度配合，軟質であるカルボニル鉄との混合などの技術が展開された．また熱間成型などプロセスの進化も大きく貢献した．
動特性にはヒステリシス損失の小さな材料を求め，結晶質合金から，アモルファス合金，ナノ結晶合
金注３）の活用へと進化した．

図3

メタルタイプ小型パワーインダクタ商品ラインナップ一例

種々の材料と構造の組み合せの商品が存在し，それぞれの特徴を活かした商品ラインナップが展開される．

５．製法
巻線タイプのインダクタは，銅線の空芯コイルをメタルコンポジット材料でモールドして作製される．
図 2 に代表的な製造工程を示す．

７．現在・将来展望
繋がる社会の到来に伴い，小型電子機器はより小型，多機能，高性能化が進む．それに伴い小型化，高性能のメタルタイプ小型パワーインダクタの用途

６．製品性能・スペックも益々広まっていく．また，メタル材料の特色であ

前述のようにメタルタイプ小型パワーインダクタ

る低損失，温度に対する動作安定性を活用し，デーには種々の材料と構造の組み合わせの商品が存在し，タ量の増加に伴い消費電力が問題視されている通信

それぞれの特徴を活かした商品ラインナップが展開

基地局，サーバー向け，および高温下で安定動作がされている．図 3 にラインナップの一例を示す．複求められる車載向けなど，その用途を広げている．

数の工法を有している場合，その工法の優位性を活かした商品がラインナップされている．例えば，積層タイプは小型・高性能，巻線タイプは中型以上をカバーするなど，性能，生産性，生産に際するエネ
ルギー消費，価格など商品価値を最大化すべく，棲み分けが行われている．

セラミックス58（2023）No. 2

注３ 結 晶 質 合 金：
Fe-Si, Fe-Si-Cr 等 の 結晶構造を持つ軟磁性合金．
ア モ ル フ ァ ス 合 金：
Fe, Co, Ni 等 の 強 磁 性
元 素 と Si, B, P 等 の ガ
ラス化元素等から成り，結晶構造を持たないため結晶磁気異方性の無い軟磁性合金．
ナノ結晶合金：アモル
ファス合金相内にランダム配向したナノサ
イズの強磁性結晶粒が分散している軟磁性合
金．

［連絡先］ 長野 将典（ながの まさのり）〒 370-3347 群馬県高崎市中室田町 5607-2
太陽誘電株式会社 電子部品事業部
商品開発三部

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