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T. Magn. Soc. Jpn. (Special Issues)., 1, 34-39 (2017)<Paper>

高 Q-RF インダクタ用表面酸化膜付 CIP/Epoxy 複合材料磁心の基礎検討
Basic examination of composite magnetic core with surface-oxidized
carbonyl-iron powder (CIP)/epoxy for high Q-factor RF-inductor
曽根原誠†・宮嶋優希・佐藤敏郎
信州大学スピンデバイステクノロジーセンター，長野県長野市若里 4-17-1 (〒380-8553)

M. Sonehara†, Y. Miyajima, and T. Sato

Spin Device Technology Center, Shinshu University, 4-17-1 Wakasato, Nagano 380-8553, JapanThe carbonyl-iron powder (CIP) was annealed in the air for the composite core of high Q-factor RF-inductor
to see if an oxidized film would be formed on CIP surface. Results showed that not only the surface-oxidized film
thickness but also the crystallite diameter and coecivity increased when increasing the annealing temperature andtime. The most suitable annealing conditions were found to be 240oC and 6 h: about 40 nm of Fe3O4 and Fe2O3 wereformed on the CIP surface under these conditions. A magnetic composite with the surface-oxidized film on magnetic
particles was fabricated and its permeability measured. The inductance and resistance were calculated by a 3D
full-model electromagnetic analyzer on the basis of measured permeability and the Q-factor was then estimated using
these characteristics. The highest Q-factor, 33, was observed at 1.8 GHz, which was higher than that of the air-corefrom 0.1 to 1.8 GHz.
Key words: RF spiral inductor, surface-oxidized film, carbonyl-iron-powder/epoxy composite, Q-factor

1. はじめに第四世代通信規格として注目されているLTE-Advanced1)では，複数のアンテナを用いたMIMO (Multi-Input Multi-Output) による通信が採用されるなど携帯端末の無線回路部は増大する一方で 2)，携帯端末の体積増加を招く 3)．無線回路において最も専有面積の大きい素子は，
平面スパイラル空心インダクタである 4)．従って，インダクタ素子の小型化 5)-9)，あるいはチップサイズパッケージ (CSP) 5)などの RF-ICへの集積化が急務である．これらが実現すれば，回路の小型化のみならず不要な配線ロスを低減でき，無線回路の高効率化に貢献することになる．上記に加えてインダクタ素子には，高い性能指数 Q 値が要求される．なお，Q 値は次式で表される．
Q = L／R.

(1)

ここで，は角周波数，L はインダクタンス値，R は抵抗値である．
筆者らは既に近接効果による損失の抑制を図るため，導体ライン
間スペースに磁性材料を装荷する手法を考案し，Q 値が増大するこを達成し，同サイズの空心インダクタよりもQ 値を29 %高くすることができた．しかしながら，1 GHz より高い周波数では，Q 値が周波数に伴い減少した．これは周波数が高くなると渦電流が近接している CIP 同士間を跨いで流れ易くなり，渦電流損が増大したものと推測した．
そこで筆者らは，CIP の充填率を下げ複合材料の透磁率を下げることなく，CIP が近接しても渦電流が粒子間を跨いで流れないようにするために，CIP 表面を絶縁被覆することを提案した．液相加水分解法
によるシリカ被覆を提案した 12),13)が，表面処理ができずエポキシ樹脂
中に分散できなかったため，CIP を大気中熱処理して高抵抗酸化膜で被覆する手法を検討した．本稿はその基礎検討として，大気中熱処
理温度における酸化被膜形成の差異や，表面酸化膜付CIP／Epoxy 複
合材料の複素透磁率の周波数特性の測定結果について述べる．最後に，表面酸化膜付CIP／Epoxy 複合材料巻線間装荷RF インダクタの電磁界解析結果についても記述する．

とを明らかにした 10)．Fig. 1 に概略を示すが，Fig. 1 (a)の空心の場合，
巻線 B を流れる高周波電流によって生じる交番磁束が隣接する巻線
A およびC に鎖交し，巻線A とC で誘導現象による渦電流損が生じる（近接効果）．一方，Fig. 1 (b)に示すように提案した手法では，各2. CIP の表面酸化2.1 作製方法
使用したCIP は，TIANYI 社製のYX5/5 で，平均粒径は1.37 m，

巻線を流れる電流によって生じる磁束は，隣接する巻線よりも透磁率が高い巻線間に埋め込まれた磁性材料をパスすることになり，近接効果による損失を抑制できる．巻線間に埋め込む磁性材料として，カルボニル鉄粉（CIP）をエポキシ樹脂に分散させた複合材料を用いた．CIP は，数十 nm のナノ結晶から成る平均粒径数m の多結晶体粒子である．また，CIP 粒子内で還流磁区構造を持つため，表面に磁極が現れず，自発磁化や残留磁化があっても粒子間に磁気的な引力(a) Air-core inductorが発生し難いので，凝集し難い特長を有する 11)．CIP／Epoxy 複合材
料の前駆体はスラリ状であり，RF-IC の工程として親和性の高いスク
リーン印刷で巻線間に同前駆体を充填することができる．2 turn のカ
ルボニル鉄粉／Epoxy（以下，CIP／Epoxy）複合材料巻線間装荷スパ
イラルインダクタを作製・評価したところ，1 GHz においてQ = 2934(b) Embedded magnetic core between conductor lines
Fig. 1 Schematic cross section of the planar spiral inductors.

Transaction of the Magnetics Society of Japan (Special Issues) Vol.1, No.1, 2017

組成比は Fe97.6O0.93N0.71C0.85 (wt.%) である．表面酸化膜付CIP の作製示され，Fig. 2 (a)の粉末X 線回折法によるX 線回折結果において，には，マッフル炉（デンケン・ハイデンタル；KDF-009）を用いて，熱処理温度Ta が高くなるに伴いFe3O4 やFe2O3 の回折線ピークが強く

大気中熱処理とした．
10 gのCIPをシャーレ (ASONE; 2-9169-06, 100

なる傾向になることとよく一致する．

x 20 mm) に均一に分散するように敷き詰めたものを7 つ用意し，計2.5 VSM による磁気特性の結果

70 g をマッフル炉の中へ入れた．熱処理条件は，熱処理時間6 h 一定

Fig. 5 (a)にAs-made CIP と各熱処理条件で大気中熱処理をした表面で，熱処理温度Ta をパラメータとし，20oC 刻みで180 ≦ Ta ≦ 280

酸化膜付CIP の静磁化曲線の測定結果を示す．またFig. 5 (b)には，熱[oC]の6 条件とした．昇温レートは1 oC/min で，6 h の熱処理後は炉処理温度Ta とFig. 5 (a)より見積もられた10 kA/m における磁化Mm

冷した．なお，熱処理時間に対する表面酸化膜付 CIP の諸特性につ[emu/g]および保磁力Hc [A/m]の関係を示す．Fig. 5 より，Ta を高くす

いての詳細は，本稿では割愛するが，6 h までは熱処理時間に対してるに伴い Mm は単調に減少する．これは Ta が高くなることで，増加

表面酸化膜が一様に厚くなったが，熱処理時間を6 h より長くした場

した低磁化のFe3O4 やFe2O3 によってCIP粒子全体の磁化は希釈され合，表面酸化膜の厚さならびに組成はほとんど変化しなかったため，るが，各酸化物単体の磁化に対し，十分に磁化が高いことから，体熱処理時間は6 h とした．

積分率的にも-Fe が大部分を占めるといえる．
一方，Fig. 5 (b)おける保磁力Hc が，ほぼCIP 内部の非酸化Fe ナノ

2.2 測定方法
結晶構造の観察には粉末 X 線回折法 (XRD) で X 線回折装置

結晶子によるものであると仮定すると，上述のように熱処理温度 Ta（RIGAKU；RINT2200V/PC）を用い，表面酸化膜付CIP の表面酸化によって結晶子は成長しているので，古典論ではHc がTa 増加に伴い膜の観察には電界放出形走査電子顕微鏡 (FE-SEM) （日立ハイテ

低下しても矛盾しないが，それに反して増加する．ここで，Fig. 6 にク；SU-8000）を用いた．また，静磁化曲線の測定には振動試料形磁Fig. 2 (b)で示した-Fe の結晶子サイズD と各CIP の保磁力Hc との関力計（VSM，理研電子；BHV-55）を用い，CIP のみを測定する場合係を示す．Fig. 6 より，Hc は概ねD の6 乗に比例していることが分か

は粉末測定用アクリルカプセル（理研電子；PC-625）に入れて測定り，臨界直径以下の磁性ナノ粒子におけるランダム異方性 15)が適用

した．

できると考えられる．

2.3 粉末 X 線回折法による X 線回折結果
Fig. 2 (a)に熱酸化未処理のCIP（図中および以降は，As-made と表記）と前述に示した熱処理条件で大気中熱処理をした各表面酸化膜
熱酸化未処理のCIP の回折線ピークは，
-Fe (110)が最も強い．一方，熱処理温度Ta を高くするに伴い，-Fe (110)の回折線ピークは弱くな
り，Fe3O4 や Fe2O3 の回折線ピークが強くなる傾向が示された．またTa ≧ 260 [oC]ではFe2O3 (104)に対応する回折線ピークが顕在する．
これらより大気中熱処理をするとCIP 表面から酸化が始まり，Fe3O4が主の酸化被膜を形成し，更に熱処理温度 Ta を高くすると Fe3O4 よIntensity [a. u.]

付CIP の粉末X 線回折法によるX 線回折結果を示す．
Fig. 2 (a)より，

Fe3O4 (311) Fe3O4 (400) Fe3O4 (511)
Fe3O4 (440)-Fe (110)
Fe2O3 (104)
Fe3O4 (422)-Fe (200)
Fe3O4 (220)

260oC
240oC
220oC
200oC

りも酸素リッチなFe2O3 との混相酸化被膜を作ると推察され，CIP 内

180oC
As-made部までは酸化の影響が無いものと推測される．

20

Fig. 2 (b)に熱処理温度Ta とFig. 2 (a)中において酸化されていない

化膜付CIP のSEM 断面像を示す．Fig. 3 (a)より，熱酸化未処理のCIP
は，粒子の中心から表面まで同一色で，表面酸化膜は確認できなかった．一方，Fig. 3 (b)から同図(g)より，熱処理温度Ta が高くなるに伴い，CIP 表面が淡色に変わりそれが厚くなる．淡色に変わったものが表面酸化膜であると推察される 13)．
Fig. 4 に熱処理温度Ta に対する CIP 表面酸化膜の厚さto の関係を示す．各試料とも複数の断面SEM 像から無作為にCIP を100 個抽出
し，各 CIP の表面酸化膜の厚さを見積り，その平均値をプロットで表し，最大値から最小値までをエラーバーで表している．
Fig. 4 より，熱処理温度Ta に対して表面酸化膜の厚さto は単調に厚くなる傾向がMean grain size D [nm]Fig. 3 にAs-made CIP と各熱処理条件で大気中熱処理をした表面酸

50

60

70

80

160
200
240
o
Annealing temperature Ta [ C]

280

o

22

(b)より熱処理温度Ta に対してFe の平均結晶子サイズD は単調に大2.4 断面SEM による表面酸化膜の観察40(a) XRD patterns

Scherrer の式 14)で計算した平均結晶子サイズD の関係を示す．Fig. 2

長したものと考えられる．

30

Diffracion angle 2  [ ]CIP内部と考えられる-Fe (110) 回折線のピーク値と半値幅を用いてきくなる傾向が示された．これは熱処理により-Fe の結晶子が粒成

Ta

280oC

20

18

16

(b) Ta vs. D
Fig. 2 (a) The XRD patterns and (b) the annealing temperature Ta
dependence of mean grain size D in the CIPs with/without thesurface-oxidized film.

Transaction of the Magnetics Society of Japan (Special Issues) Vol.1, No.1, 201735

Magnetization M [emu/g]

200100; As-made; 180oC; 200oC; 220oC; 240oC; 260oC; 280oC
Ta

0
-100
-200
-10

-5
0
5
Magnetic field H [kA/m]

10

210

140

200

120

190

100

180

80

170

60

160

40

150

160
200
240
Annealing temperature Ta [oC]

Coercivity Hc [A/m]

Maximum magneization Mm [emu/g](a) Magnetization curves

20280(b) Ta vs. Mm, Hc
Fig. 5Magnetization curves and relation between annealing
temperature Ta, maximum magnetization Mm, and coercivity Hc in the
CIPs with/without the surface-oxidized film.

Surface oxide film thickness to [nm]Fig. 3 Cross-section SEM images in the CIPs with/without thesurface-oxidized film.

((
180
))
160
140
120
100
80
60
40 As-made
20
((
0
))
160
200
240
o
Annealing temperature Ta [ C]280

Fig. 4 The annealing temperature Ta dependence of surface-oxidized
film thickness to in the surface oxide film on CIPs.

36

Coercivity Hc [A/m]102101112131415161718192021222324252628
729
30
Mean grain size D [nm]Fig. 6 Relation between mean grain size D and coercivity Hc in the
CIPs with/without the surface-oxidized film.

Transaction of the Magnetics Society of Japan (Special Issues) Vol.1, No.1, 2017

3. 表面酸化膜付 CIP／Epoxy 複合材料

Ta oC-CIP／Epoxy 複合材料と記述）の複素比透磁率の周波数特性の測定結果を示す．またFig. 7 (b)には，同図(a)および次式より算出した損3.1 作製方法
2 章において，約50 nm の表面酸化膜，約190 emu/g の磁化，約60
A/m の保磁力を有する熱処理温度Ta = 200 [oC]の表面酸化膜付CIP と，その倍の約100 nm の表面酸化膜を有し，約170 emu/g の磁化，約100
A/m の保磁力を有するTa = 240 [oC]の表面酸化膜付CIP を代表として複合材料を作製した．また，比較のために熱酸化未処理の CIP を用いた複合材料も作製した．なお，全ての複合材料において各 CIP の
体積充填率を36%とした．
複合材料の母材には，二液性Epoxy 樹脂（ダイセル；CELV (W0925A,
W0925B)）を用いた．初めに W0925A と W0925B を重量比 1：1.05
で真空ミキサー（THINKY；ARV-310LED）に入れ，500 rpm で30 s
撹拌した後，1,000 rpm で120 s 撹拌した．次に撹拌したEpoxy 前駆体とCIP を重量比1：4.5 で再び真空ミキサーに入れ，500 rpm で30 s
撹拌した後，1,000 rpm で120 s 撹拌し，CIP／Epoxy 複合材料前駆体を作製した．
複素比透磁率の周波数特性測定用試料であるリング状試料（外径6mm，内径3.5 mm，厚さ約1.8 mm）は，以下の手順で作製した．ス
クリーン印刷機（MITANI；MEC-2400E）にスクリーンマスク（MITANI，リング形状3 個）をセットし，ガラス基板（コーニング；

失係数tanの周波数特性を示す．
tan = r”／r’.

(2)

Fig. 7 (a)より，熱処理温度Ta を高くするに伴い複素比透磁率の実部r’および虚部r”は共に減少し，特にr”の減少は著しい．複素比透磁率の実部r’が減少した理由は次の通りであると考えた．無線回路における RF インダクタの小信号動作を模擬した本測定では，磁化曲線の原点付近で微小なマイナーループを描くことになるが，保磁力が大きくなるとマイナーループの傾きすなわち透磁率が小さくなる．Fig. 5 において熱処理温
度 Ta が高くなると，表面酸化膜付 CIP 内部のぼぼ酸化されていない Fe ナノ結晶子が主と考えられる保磁力 Hc は増大する
ため，これが主因と考えられる．一方，複素比透磁率の虚部r”が著しく減少した理由は，Fig. 4 においてTa が高くなるとCIP 表
面酸化膜の厚さto が厚くなり，CIP 間を跨いで流れる渦電流が小さくなり，渦電流損失が低減したためであると考えられる．
Fig. 7 (b)より，熱処理温度Ta を高くするに伴い損失係数tanは大幅に減少し，As-made-CIP／Epoxy 複合材料に比べて 240oC-CIP／
Epoxy 複合材料では概ねtanは半分になった．

デュポン；カプトン）を貼ったものを基板とし，CIP／Epoxy 複合材
料前駆体を印刷した．印刷後は，ホットプレート（ASONE；HHP-401）
を用いて 110oC でプリベークした．印刷からプリベークまでの工程
で約35 m 厚のリング状複合材料試料ができる．この工程を15 回繰
り返し，約0.6 mm 厚で各工程のプリベークの時間は，1～5 回目は3
min，6～10 回目は4 min，10 回目以上は5 min とした．ポストベーク
は，マッフル炉を用いて120oC-5 h とした．その後，ポリイミドシー
トから3 個のリング状複合材料試料を剥がし，それらを重ねて約1.8mm 厚の測定用試料とした．
直流抵抗率測定用試料である短冊状試料（長辺56 mm，短辺5 mm，厚さ約0.2 mm）も前述のリング状試料作製の手順と概ね同じである
が，SUS304 メタルマスク（MITANI，ガラス基板と同サイズ長方形状49 × 60 [mm2]）を用い，下地はガラス基板とした．印刷からプリ

Complex relaive permeabilityr', r"

イーグルXG，49 × 60 × 1.1 [mm3]）の上にポリイミドシート（東レ・ベークまでの1 回の工程で，0.2 mm 厚の長方形状複合材料試料が作マテリアルアナライザ（Hewlett-Packard；HP4291B）を用いて同軸導波管法で測定し，3.1 節のリング状複合材料試料を用いた．
各複合材料の直流抵抗率は，デジタルマルチメータ（IWATU；
VOAC7520H）とソースメータ（KEITHLEY；2400）を用い四端子法で測定し，短冊状複合材料試料を用いた．電圧端子間は，30 mm とした．
3.3 複素比透磁率の周波数特性の測定結果
Fig. 7 (a)にAs-madeのCIPとEpoxy 樹脂を混合した複合材料（以下，
As-made-CIP／Epoxy 複合材料）と，各熱処理条件で大気中熱処理をした表面酸化膜付CIP とEpoxy 樹脂を混合した複合材料（以下，Loss tangent tan

グした．
各複合材料の複素比透磁率の周波数特性は，RF インピーダンス・

4
3
2
1
0
0.1

0.5

製できる．これを前述と同様にポストベークし，短冊状にダイシン
3.2 測定方法

5

0.4
0.3

; As-made-CIP/Epoxyo; 200 C-CIP/Epoxy; 240 oC-CIP/Epoxy

0.5
Frequency f [GHz]

1

1.8

1

1.8

(a) r’, r” vs. f; As-made-CIP/Epoxy; 200 oC-CIP/Epoxy; 240 oC-CIP/Epoxy

0.2
0.1
0
0.1

0.5
Frequency f [GHz](b) tan vs. f
Fig. 7 Frequency f dependence of complex relative permeability r’, r”,
and loss tangent tan in the CIPs with/without the surface-oxidized film/
epoxy composites.

Transaction of the Magnetics Society of Japan (Special Issues) Vol.1, No.1, 201737

3.4 直流抵抗率の測定結果
Table 1にAs-made-CIP／Epoxy複合材料とTa oC-CIP／Epoxy複合材
料の直流抵抗率の測定結果を示す．Table 1 より，熱処理温度Ta を高くするに伴い直流抵抗率が増大する．これは，Ta を高くするに伴い表面酸化膜to が厚くなったことに起因する．
4. 表面酸化膜付 CIP／Epoxy 複合材料巻線間装荷
RF インダクタの電磁界解析結果
4.1 解析方法
電磁界解析には，完全 3 次元 Full-wave 電磁界解析ソフトフェア
HFSS（ANSYS；Ver.15.0）を用いた．
Fig. 8 に電磁界解析で用いた複合材料巻線間装荷スパイラルインダ
クタの解析モデルを示す．Fig. 8 (a)は上面模式図，同図(b)は断面模式(a) Top view

図である．
インダクタは2 turnで，ライン／スペースL/S = 50m/10m，
サイズ430 × 370 × 5 [m3]である．Table 2 に解析条件を示す．また解析には，Fig. 7 の複素比透磁率の周波数特性およびTable 1 の直流抵抗率の測定結果をそれぞれ用いた．インダクタンス L および等価直列
抵抗R は，反射係数S11 の解析結果を用いて次式より算出した．
R + jL = 50(1 + S11)／(1 - S11) [].

(b) Cross-section
Fig. 8 Schematic top view and cross-section of 2-turn spiralinductor with composite magnetic core.

(3)

比較のため同サイズの空心インダクタについても解析した．空心イ
ンダクタの場合は，複合材料を空気とし，複素透磁率の実部を真空中の透磁率と同じ4×10-7 [H/m]，複素透磁率の虚部を0 とし，それTable 2 Analysis conditions of 2-turn spiral inductor withcomposite magnetic core.

ぞれ周波数に対して一定とした．
Analysis area

4.2 解析結果
Fig. 9 にAs-made-CIP／Epoxy 複合材料とTa oC-CIP／Epoxy 複合材
料を巻線間に装荷した 2 turn スパイラルインダクタおよび同サイズの空心インダクタの解析結果を示す．Fig. 9 (a)はインダクタンスL，
同図(b)は等価直列抵抗 R，同図(c)は性能指数 Q 値のそれぞれ周波数特性である．
Fig. 9 (a)より，空心インダクタよりも複合材料を巻線間に装荷したインダクタの方がインダクタンスL は約4%増加し，Fig. 7 (a)の複素

Cells

Size

20 x 20 x 20 [mm3]Boundary condition
NumberRadiation
71,736

Shape

Tetrahedron
Lumped port (50 )

FeedConvergence condition determination
Position of inductor

Maximum number of passes; 20,
Maximum delta S; 0.001
Center比透磁率の実部r’が高い複合材料ほどL は大きくなった．一方，Fig.
7 (a)より1 GHz以下では複素比透磁率の実部r’は概ね一定であるが，インダクタンス L は周波数依存性を有している．既報 10)における

3.3 節と同じ理由で，CIP 間を跨いで流れる渦電流が小さくなり，渦CIP／Epoxy 複合材料巻線間装荷スパイラルインダクタの実測結果で

電流損失が低減したためであると考えられる．

も同様な結果が得られているがこの理由は明らかになっておらず，
次回以降の報告で考察する予定である．

Fig. 9 (c)より，空心インダクタよりも複合材料を巻線間に装荷したインダクタの方が性能指数Q 値は1 GHz で約20%，1.8 GHz で約5%Fig. 9 (b)より，空心インダクタよりも複合材料を巻線間に装荷した

増大した．Fig. 7 (b)において材料Q 値であるtanでは，CIP の表面酸

インダクタの方が等価直列抵抗R は1 GHz で約11%減少した．これ

化の効果は大きいが，本インダクタは開磁路構造であるので，そのは，複合材料を巻線間に装荷したことで，近接効果による交流損失

効果が小さくなると考えられる．240oC-CIP／Epoxy 複合材料を用いを低減できたためである．また，1.4 GHz より高い周波数では，熱処た場合では，1 GHz 以上において空心インダクタよりも優れたQ 値

理温度Ta を高くした複合材料ほどR の上昇を抑えている．これは，を得ることが示唆された．
5. まとめTable 1 DC resistivity in the CIPs with/without the surface-oxidized
film / epoxy composites.
Composites
As-made-CIP／Epoxy
200oC-CIP／Epoxy
240oC-CIP／Epoxy

38

DC resistivity [･m]
263
588
732

1 GHz を超える周波数でも高い Q 値を得ることができる CIP／
Epoxy 複合材料巻線間装荷 RF インダクタの開発の基礎検討として，
大気中熱処理温度における酸化被膜形成の差異や，表面酸化膜付CIP／Epoxy 複合材料の複素透磁率の周波数特性を明らかにし，
表面酸化
膜付CIP／Epoxy 複合材料巻線間装荷RF インダクタの電磁界解析を行なった．本研究により明らかになった諸点を以下に述べる．

Transaction of the Magnetics Society of Japan (Special Issues) Vol.1, No.1, 2017

(1)CIP の大気中熱処理温度を高くするに伴い CIP 表面に形成

(2)

(3)

される Fe3O4 と Fe2O3 の混相の酸化膜は単調に厚くなり，平の実部・虚部は共に減少し，損失係数は大幅に減少する

均結晶子サイズは単調に大きくなった．

傾向が示された．As-made-CIP／Epoxy 複合材料に比べてCIP の大気中熱処理温度を高くするに伴い磁化は単調減少

240oC-CIP／Epoxy複合材料では損失係数は半分になった．

し，保磁力は単調増加した．また，保磁力は平均結晶子サイ(4)

ズの 6 乗に概ね比例した．

CIP の大気中熱処理温度の高い複合材料ほど直流抵抗率は増大する傾向が示された．

(5)

電磁界解析結果より，0.1～1.8 [GHz]において CIP の大気中
熱処理温度の高い複合材料ほどインダクタンスは減少，等

1.85
Inductance L [nH]

CIP の大気中熱処理温度の高い複合材料ほど複素比透磁率

価直列抵抗は大幅に減少，性能指数は大幅に増大する傾向; Air core
; As-made-CIP/Epoxy; 200 oC-CIP/Epoxyo; 240 C-CIP/Epoxy

1.8が示された．
今後は，CIP よりも約 10 倍電気抵抗率の高いアモルファス Fe
微粒子を用いて，1 GHz 以上の周波数においてより低い tan を有1.75する複合材料を検討し，本研究の成果を基に複合材料を巻線間に

1.7

ある．

装荷した RF スパイラルインダクタを試作し，特性評価する予定で謝辞 本研究は JSPS 科学研究費補助金 15K18047 の助成を，

1.65
0.1

Resistance R []

0.7

0.5
Frequency f [GHz]1

1.8

References

0.65
0.6

0.5

0.55

0.4

0.5
1.5

1.8

0.3
0.2
0.1
35

0.5
Frequency f [GHz]1

0.5Frequency f [GHz]11.8(b) R vs. f

Q-factor

30
25
20
15
10
5
0.1

推進事業）若手ワイヤレス研究者等育成型 165104001 の委託を受けており，ここに深謝します．

(a) L vs. f

0.6

また本研究の一部は総務省 SCOPE（戦略的情報通信研究開発(c) Q-factor vs. f
Fig. 9 Calculated frequency f dependence of inductance L, equivalent
series resistance R, and Q-factor in the three kinds of 2-turn spiral inductor
with composite magnetic core and air-core inductor.

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2016年10月07日受理，2016年11月03日再受理，2016年11月30日採録

Transaction of the Magnetics Society of Japan (Special Issues) Vol.1, No.1, 201739