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JP3033262B2 - Planar inductance components - Google Patents
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JP3033262B2 - Planar inductance components - Google Patents

Planar inductance components

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JP3033262B2
JP3033262B2 JP3193904A JP19390491A JP3033262B2 JP 3033262 B2 JP3033262 B2 JP 3033262B2 JP 3193904 A JP3193904 A JP 3193904A JP 19390491 A JP19390491 A JP 19390491A JP 3033262 B2 JP3033262 B2 JP 3033262B2
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planar
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conductor
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は平面インダクタ,平面ト
ランス等の平面インダクタンス部品に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar inductance component such as a planar inductor and a planar transformer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子機器の小型化,薄型化が進め
られており、インダクタ,トランスにもより一層の小型
化が求められている。現在、上記目的を達成するための
ものとして平面コイルと強磁性体層を積層した平面イン
ダクタ,平面トランスが提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices have been reduced in size and thickness, and there has been a demand for even smaller inductors and transformers. At present, a planar inductor and a planar transformer in which a planar coil and a ferromagnetic layer are stacked have been proposed to achieve the above object.

【0003】以下、従来の平面インダクタについて説明
する。図10(a)は従来のスパイラル状導体コイルを
用いた平面インダクタの構成を示す平面図、図10
(b)は図10(a)のB−B′断面図である。
Hereinafter, a conventional planar inductor will be described. FIG. 10A is a plan view showing a configuration of a planar inductor using a conventional spiral conductor coil, and FIG.
FIG. 10B is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG.

【0004】図10(a),(b)を用いて説明する
と、強磁性体層1aの上に絶縁体層2aを介してスパイ
ラル状導体コイル3及び入出力端子4a,4bが形成さ
れている。このスパイラル状導体コイル3上に絶縁体層
2bが形成され、絶縁体層2bに形成されたスルーホー
ル5から引出し電極6が引き出され、前記入出力端子4
bにつながっている。さらにスパイラル状導体コイル3
及び引出し電極6を覆うように絶縁体層2b上に絶縁体
層2cが形成され、その上に強磁性体層1bが形成され
た構成になっている。なお、説明の都合上、図10
(a)においては強磁性体層1bを切り欠いて下のスパ
イラル状導体コイル3及び引出し電極6のみが見える図
とした。
Referring to FIGS. 10A and 10B, a spiral conductor coil 3 and input / output terminals 4a and 4b are formed on a ferromagnetic layer 1a via an insulator layer 2a. . An insulator layer 2b is formed on the spiral conductor coil 3, and an extraction electrode 6 is extracted from a through hole 5 formed in the insulator layer 2b, and the input / output terminal 4
b. Furthermore, a spiral conductor coil 3
In addition, an insulating layer 2c is formed on the insulating layer 2b so as to cover the extraction electrode 6, and a ferromagnetic layer 1b is formed thereon. For convenience of explanation, FIG.
In FIG. 5A, the ferromagnetic layer 1b is cut away, and only the lower spiral conductor coil 3 and the extraction electrode 6 can be seen.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
図10(a),(b)に示す構成では、真空成膜プロセ
スを用いて作成する場合、下地に凹凸があると、その上
に形成される膜にも同様の凹凸が出来やすい。特にスパ
イラル状導体コイル3の上に膜が4層形成されるので作
成プロセスは非常に複雑なものとなるが、とりわけ強磁
性体層1a,1bは膜に凹凸があると軟磁気特性が落ち
る原因となるので、平坦性は重要である。
However, in the conventional structure shown in FIGS. 10A and 10B, when the substrate is formed by using a vacuum film forming process, if the base has irregularities, it is formed on the base. Similar irregularities are likely to be formed on the film. In particular, the formation process is very complicated because four layers are formed on the spiral-shaped conductor coil 3. However, the ferromagnetic layers 1a and 1b are particularly liable to have a degraded soft magnetic characteristic when the layers have irregularities. Therefore, flatness is important.

【0006】また、強磁性体層1a,1bが絶縁体であ
れば絶縁体層2a,2bは省略でき薄型化が図れるが、
その場合、強磁性体層1bに凸部が生じてしまい、上記
の問題点が原因となる。
If the ferromagnetic layers 1a and 1b are insulators, the insulator layers 2a and 2b can be omitted and the thickness can be reduced.
In that case, a protrusion is generated in the ferromagnetic layer 1b, which causes the above-described problem.

【0007】さらに、スパイラル状導体コイル3と強磁
性体層1aの間隔は自由に制御できるが、スパイラル状
導体コイル3と強磁性体層1bの間隔は引出し電極6が
存在するので自由に制御できず、磁気回路の設計に制約
が生じるという問題点を有する。
Further, the distance between the spiral conductor coil 3 and the ferromagnetic layer 1a can be freely controlled, but the distance between the spiral conductor coil 3 and the ferromagnetic layer 1b can be freely controlled since the extraction electrode 6 exists. However, there is a problem that the design of the magnetic circuit is restricted.

【0008】本発明は上記問題点を解決するもので、小
型かつ薄型で、軟磁気特性の劣化のない平面インダクタ
ンス部品を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a planar inductance component which is small and thin and has no deterioration in soft magnetic characteristics.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は基板上に設けたスパイラル状のコイル導体
からなるインダクタンスと、このコイル導体の外側端と
内側端にそれぞれ接続するように前記基板上に設けられ
た一対の入出力端子と、前記コイル導体を上下から挟む
ように設けた強磁性体層とを備え、前記コイル導体の内
側端を強磁性体層の外側に突出させるとともにこの内側
端と入出力端子との間に位置するコイル導体を強磁性体
層の外側に突出させ、かつコイル導体の内側端を入出力
端子の一方に接続したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve this object, the present invention provides an inductor comprising a spiral coil conductor provided on a substrate, and an inductor connected to an outer end and an inner end of the coil conductor. A pair of input / output terminals provided on the substrate, and a ferromagnetic layer provided so as to sandwich the coil conductor from above and below, while protruding an inner end of the coil conductor to the outside of the ferromagnetic layer. The coil conductor located between the inner end and the input / output terminal protrudes outside the ferromagnetic layer, and the inner end of the coil conductor is connected to one of the input / output terminals.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、作成が容易で小型かつ薄型の
平面インダクタンス部品を得ることが出来る。
According to the present invention, it is possible to obtain a small and thin planar inductance component which is easy to produce.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例の平面インダクタン
ス部品として平面インダクタを例にとって図面を参照し
ながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a planar inductor as an example of a planar inductance component.

【0012】(実施例1)図1(a)は本発明の第1の
実施例における平面インダクタの構成を示す平面図、図
1(b)は図1aのB−B′線における断面図、図1
(c)は図1(a)のC−C′線における断面図であ
る。
(Embodiment 1) FIG. 1A is a plan view showing a configuration of a planar inductor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line BB 'of FIG. 1A, FIG.
FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line CC ′ of FIG.

【0013】図1(a),(b),(c)を用いて説明
すると、Ni−Zn−Cuフェライト粉を焼結させて形
成した厚さ400μmのフェライト板11a上に厚さ1
0μmのアルミニウム膜からなる角型のスパイラル状導
体コイル12と、このスパイラル状導体コイル12の内
側端15と外側端にそれぞれ接続される入出力端子13
a,13bが形成されている。そしてスパイラル状導体
コイル12にはその上にフェライト板11bが形成され
ている。また前記内側端15と入出力端子13bとの間
に位置するスパイラル状導体コイル12はフェライト板
11bの外側に突出させて突出部14が形成されてい
る。また内側端15は金ワイヤー16により入出力端子
13bと接続されている。この接続はワイヤーボンディ
ング法により容易に行える。本実施例において導体材料
としてアルミニウムを用いたのはワイヤーボンディング
を容易にするためである。なお、ワイヤーボンディング
を容易にするためには、表面が金またはアルミニウムで
あればよい。さらに、突出部14の金ワイヤー16が接
続されている部分を露出させるように厚さ400μmの
フェライト板11bがスパイラル状導体コイル12上に
密着している。なお、説明の都合上、図1aにおいては
フェライト板11bの下にスパイラル状導体コイル12
が見える図とした。
Referring to FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c), a thickness of 1 μm is formed on a 400 μm thick ferrite plate 11a formed by sintering a Ni—Zn—Cu ferrite powder.
A rectangular spiral conductive coil 12 made of a 0 μm aluminum film, and input / output terminals 13 connected to the inner end 15 and the outer end of the spiral conductive coil 12, respectively.
a, 13b are formed. The spiral conductive coil 12 has a ferrite plate 11b formed thereon. The spiral conductive coil 12 located between the inner end 15 and the input / output terminal 13b is formed so as to protrude outside the ferrite plate 11b to form a protruding portion 14. The inner end 15 is connected to the input / output terminal 13b by a gold wire 16. This connection can be easily made by a wire bonding method. In this embodiment, the reason why aluminum is used as the conductor material is to facilitate wire bonding. In order to facilitate wire bonding, the surface may be gold or aluminum. Further, a ferrite plate 11 b having a thickness of 400 μm is in close contact with the spiral conductive coil 12 so as to expose a portion of the protrusion 14 to which the gold wire 16 is connected. For convenience of explanation, in FIG. 1A, the spiral-shaped conductor coil 12 is placed under the ferrite plate 11b.
It is a figure that can be seen.

【0014】このようにフェライト板11a,11bが
スパイラル状導体コイル12を密着して挟める単純な構
造が取れるのも、突出部14が形成されているためであ
る。また、フェライト板11a,11bの間隔を最小限
にすることができるので磁気抵抗が小さくなり、大きな
イングクタンスが得られる。本実施例においては強磁性
体層としてフェライト板を用いているが、少なくとも表
面が絶縁性を持つ強磁性体層であれば同様の構成がとれ
ることは当然である。
The reason why the ferrite plates 11a and 11b can take a simple structure in which the spiral-shaped conductor coil 12 is tightly sandwiched between the ferrite plates 11a and 11b is that the projections 14 are formed. Further, since the distance between the ferrite plates 11a and 11b can be minimized, the magnetic resistance is reduced and a large inductance is obtained. In this embodiment, a ferrite plate is used as the ferromagnetic layer. However, it is a matter of course that a similar configuration can be adopted as long as the ferromagnetic layer has at least an insulating surface.

【0015】本実施例におけるスパイラル状導体コイル
12の大きさを説明すると、線幅は100μm、線間隔
は10μm、C−C′線における大きさは3000μ
m、C−C′線に対し垂直で突出部14を通らない直線
上における大きさが3000μmである。突出部の幅は
線幅及び線間隔から計算されるように320μmとな
る。すなわち、本発明におけるスパイラル状導体コイル
はC−C′線における幅が突出部の幅よりも大きければ
よい。また、形状も角型に限定されるものではなく、円
形や楕円形でも同様の構成はとれるものである。
The size of the spiral conductor coil 12 in this embodiment will be described. The line width is 100 μm, the line interval is 10 μm, and the size in the line CC ′ is 3000 μm.
The size on a straight line that is perpendicular to the m, C-C 'line and does not pass through the protrusion 14 is 3000 [mu] m. The width of the protrusion is 320 μm as calculated from the line width and the line interval. That is, the spiral conductor coil of the present invention may have a width along the line CC ′ larger than the width of the protruding portion. Also, the shape is not limited to a square shape, and a similar configuration can be obtained with a circular or elliptical shape.

【0016】なお、本実施例においては内側端15と入
出力端子13bの接続はワイヤーボンディングにより行
われているが、他の方法で接続しても本実施例の特徴が
失われるものではないのは当然である。
Although the connection between the inner end 15 and the input / output terminal 13b is made by wire bonding in this embodiment, the characteristics of this embodiment will not be lost even if the connection is made by another method. Is natural.

【0017】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について説明する。
(Embodiment 2) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.

【0018】図2(a)は第2の実施例における平面イ
ンダクタの構成を示す平面図、図2(b)は図2(a)
のB−B′線における断面図、図2(c)は図2(a)
のC−C′線における断面図である。図3は本実施例に
おいて強磁性体層として用いた積層磁性膜の構成を示し
た断面図である。図3において31はアモルファス構造
のCoNbZr層、32はSiO2層である。図3に示
したようにCoNbZr層31は必ずSiO2層32に
挟まれた状態になっている。
FIG. 2A is a plan view showing the structure of the planar inductor in the second embodiment, and FIG. 2B is a plan view of FIG.
FIG. 2C is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
5 is a sectional view taken along line CC ′ of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a laminated magnetic film used as a ferromagnetic layer in this embodiment. In FIG. 3, 31 is a CoNbZr layer having an amorphous structure, and 32 is a SiO 2 layer. As shown in FIG. 3, the CoNbZr layer 31 is always sandwiched between the SiO 2 layers 32.

【0019】図2(a),(b),(c)を用いて本実
施例の平面インダクタの構成を説明すると、絶縁性の基
板21上に厚さ2.5μmのCoNbZr層と厚さ1μ
mのSiO2層を交互に積層してなる積層磁性膜22a
が形成されている。積層数はCoNbZr層が10層、
SiO2層が11層である。この積層磁性膜22a上に
厚さ10μmのアルミニウム膜からなる導体コイル23
及び入出力端子24a,24bが形成されている。導体
コイル23はスパイラル状導体コイルをジグザグに折り
曲げたような形状である。導体コイル23の線幅は10
0μmである。線間隔は隣接し電流の流れる向きが同じ
である導線間は10μm、隣接し電流の流れる向きが逆
である導線間は600μmである。導体コイル23も図
1の場合と同様、電極引出しのための突出部25が形成
されている。突出部25の内側にある内側端26は金ワ
イヤー27により実施例1と同様の方法で入出力端子2
4bと接続されている。また、積層磁性膜22a上の導
体コイル23が存在しない部分には絶縁層28が導体コ
イル23と同じ10μmの厚さで形成されている。さら
に、突出部25の金ワイヤー27が露出するように積層
磁性膜22bが導体コイル23上に形成されている。積
層磁性膜22bの構成は積層磁性膜22aと同一であ
る。なお、説明の都合上、図2(a)においては積層磁
性膜22bの下に導体コイル23のみが見える図とし
た。なお、導体コイル23のサイズはC−C′線におけ
る大きさが2460μm、C−C′線に対して垂直で突
出部25を通らない直線上における大きさが3400μ
mである。
The structure of the planar inductor of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2A, 2B and 2C. A 2.5 μm thick CoNbZr layer and a 1 μm thick
laminated magnetic film 22a in which m 2 SiO 2 layers are alternately laminated.
Are formed. The number of layers is 10 CoNbZr layers,
There are 11 SiO 2 layers. A conductor coil 23 made of an aluminum film having a thickness of 10 μm is formed on the laminated magnetic film 22a.
And input / output terminals 24a and 24b. The conductor coil 23 has such a shape that a spiral conductor coil is bent in a zigzag manner. The conductor coil 23 has a line width of 10
0 μm. The line spacing is 10 μm between adjacent conductors in which the current flows in the same direction, and 600 μm between adjacent conductors in which the current flows in opposite directions. Like the case of FIG. 1, the conductor coil 23 also has a protruding portion 25 for extracting an electrode. An inner end 26 inside the protrusion 25 is connected to the input / output terminal 2 by a gold wire 27 in the same manner as in the first embodiment.
4b. Further, an insulating layer 28 is formed in a portion of the laminated magnetic film 22a where the conductor coil 23 does not exist, with the same thickness of 10 μm as the conductor coil 23. Further, the laminated magnetic film 22b is formed on the conductor coil 23 so that the gold wire 27 of the protrusion 25 is exposed. The configuration of the laminated magnetic film 22b is the same as that of the laminated magnetic film 22a. For convenience of explanation, FIG. 2A shows only the conductor coil 23 below the laminated magnetic film 22b. The size of the conductor coil 23 is 2460 μm on the line CC ′, and 3400 μm on a straight line perpendicular to the line CC ′ and not passing through the protrusion 25.
m.

【0020】以上説明した部分は図1(a),(b),
(c)の構成と基本的には同様なものである。図1
(a),(b),(c)の構成と異なる点は導体コイル
23がジグザグに折り曲げられている点である。これ
は、高周波特性、特に積層磁性膜を用いた平面インダク
タの高周波特性の改善を目的として設計したものであ
る。また、比較の対象として図2のような構成で導体コ
イル23の代わりに、図1のスパイラル状導体コイル1
2と同一形状のスパイラル状導体コイルを形成した平面
インダクタを作成した。このインダクタの構成を図4に
示す。図4(a)は構成を示す平面図、図4(b)は図
4(a)のB−B′線における断面図、図4(c)は図
4(a)のC−C′線における断面図である。図4
(a),(b),(c)において43はスパイラル状導
体コイルである。その他の構成を示す符号は図2
(a),(b),(c)と同じものを用いた。
The parts explained above are shown in FIGS. 1 (a), (b),
The configuration is basically the same as the configuration of (c). FIG.
The difference from the configurations of (a), (b) and (c) is that the conductor coil 23 is bent in a zigzag manner. This is designed for the purpose of improving the high frequency characteristics, particularly the high frequency characteristics of a planar inductor using a laminated magnetic film. For comparison, the spiral-shaped conductor coil 1 shown in FIG.
A planar inductor formed with a spiral-shaped conductor coil having the same shape as that of No. 2 was produced. FIG. 4 shows the configuration of this inductor. 4A is a plan view showing the structure, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB 'of FIG. 4A, and FIG. 4C is a line CC' of FIG. 4A. FIG. FIG.
In (a), (b) and (c), 43 is a spiral conductor coil. Reference numerals indicating other configurations are shown in FIG.
The same ones as in (a), (b) and (c) were used.

【0021】以下、図2のように構成されたインダクタ
をインダクタ(2)、図4のように構成されたインダク
タをインダクタ(4)とする。
Hereinafter, the inductor configured as shown in FIG. 2 is referred to as an inductor (2), and the inductor configured as illustrated in FIG. 4 is referred to as an inductor (4).

【0022】以下に、インダクタ(2)の動作を図5を
用いて説明する。図5は図2(c)に示した断面におい
て形成される磁気回路の模式図である。また、インダク
タ(4)の動作は図6を用いて説明する。図6は図4
(c)に示した断面において形成される磁気回路の模式
図である。
The operation of the inductor (2) will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram of a magnetic circuit formed in the cross section shown in FIG. The operation of the inductor (4) will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows FIG.
It is a schematic diagram of the magnetic circuit formed in the cross section shown in (c).

【0023】図6では磁束の流れ61は導線62全体を
巡り、積層磁性膜63の中央部分では積層磁性膜63に
対し磁束の流れ61が垂直に鎖交する。磁束が垂直に鎖
交すると積層磁性膜63中のCoNbZr層は金属的な
導電性を持つので、過電流が発生して電力損失が生じ、
インダクタの高周波特性が悪化する。
In FIG. 6, the magnetic flux flow 61 circulates around the entire conductor 62, and the magnetic flux flow 61 intersects perpendicularly with the multilayer magnetic film 63 at the center of the multilayer magnetic film 63. When the magnetic flux interlinks vertically, the CoNbZr layer in the laminated magnetic film 63 has metallic conductivity, so that an overcurrent occurs and a power loss occurs,
The high frequency characteristics of the inductor deteriorate.

【0024】これに対し、図5では導線52に流れる電
流の向きが交互になっているので、磁束の流れ51は細
分化される。そのため、積層磁性膜53に対し垂直に磁
束の流れ51が鎖交する部分の面積が減少し、高周波特
性が向上する。すなわち、本実施例のインダクタ2は比
較のために作成したインダクタ4に比べ、優れた周波数
特性を持つ。
On the other hand, in FIG. 5, since the direction of the current flowing through the conducting wire 52 is alternated, the flow 51 of the magnetic flux is subdivided. Therefore, the area of the portion where the magnetic flux flow 51 interlinks perpendicularly to the laminated magnetic film 53 is reduced, and the high-frequency characteristics are improved. That is, the inductor 2 of this embodiment has excellent frequency characteristics as compared to the inductor 4 created for comparison.

【0025】同様の効果は、一般に知られるミアンダ型
の導体コイルでも得られるが(例えば IEEE Tr.,MAG-2
0,pp1804-1806,1984)、ミアンダ型コイルは1ターンコ
イルなので大きいインダクタンスは得られない。それに
対し本実施例の導体コイル23はターン数の2乗倍のイ
ンダクタンスを得ることが出来る。
A similar effect can be obtained with a meander-type conductor coil generally known (for example, IEEE Tr., MAG-2).
0, pp1804-1806, 1984), since the meander type coil is a one-turn coil, a large inductance cannot be obtained. On the other hand, the conductor coil 23 of the present embodiment can obtain an inductance twice the number of turns.

【0026】積層磁性膜53中を流れる磁束が1/eに
減衰する長さ、いわゆる特性長をλとすると、λ=√
(μr・g・tm/2)と表すことが出来ることが知ら
れている(例えば電気学会マグネティックス研究会 MA
G-89-164)。ここで、μrは積層磁性膜53の比透磁
率、gは積層磁性膜の53間のギャップ、tmはCoN
bZr層の総厚みである。μr=1500,g=10μ
m,tm=25μmを代入するとλ=430μmにな
る。インダクタ(2)においては、隣接し電流が同じ向
きに流れる導線52の合計幅は210μmであり、λに
比べて十分小さい。よって、導線52に鎖交する磁束の
磁束密度は小さく、近接効果による損失は小さく抑える
ことが出来る。このように、隣接し電流の流れる向きが
同じである導線の間隔を小さくすることは重要である。
同じことがインダクタ(4)についてもいえる。また、
λが430μmなので、積層磁性膜22a,22bが磁
心として有効に働いている部分は隣接し電流の向きが同
じである導線近傍に限られる。そのため、インダクタ
(2)の方が積層磁性膜22a,22bが磁心として働
いている面積の全体に対する比はインダクタ(4)より
も大きいことになる。
Assuming that the length of the magnetic flux flowing through the laminated magnetic film 53 attenuating to 1 / e, that is, the characteristic length is λ, λ = √
(Μr · g · tm / 2) (for example, IEEJ Magnetics Research Group MA
G-89-164). Here, μr is the relative magnetic permeability of the laminated magnetic film 53, g is the gap between the laminated magnetic films 53, and tm is CoN.
This is the total thickness of the bZr layer. μr = 1500, g = 10μ
When m and tm = 25 μm are substituted, λ = 430 μm. In the inductor (2), the total width of the conductive wires 52 adjacent to each other and in which the current flows in the same direction is 210 μm, which is sufficiently smaller than λ. Therefore, the magnetic flux density of the magnetic flux linking to the conducting wire 52 is small, and the loss due to the proximity effect can be suppressed to be small. As described above, it is important to reduce the distance between adjacent conductors in which the direction of current flow is the same.
The same is true for inductor (4). Also,
Since λ is 430 μm, the portion where the laminated magnetic films 22a and 22b are effectively working as the magnetic core is limited to the vicinity of the adjacent conductive wire having the same current direction. Therefore, the ratio of the area where the laminated magnetic films 22a and 22b function as the magnetic core to the entire area of the inductor (2) is larger than that of the inductor (4).

【0027】以下に、インダクタ(2)及びインダクタ
(4)のインダクタンスを測定した結果について述べ
る。インダクタ(2)の100kHzにおけるインダクタ
ンスは2.0μHであり、空心状態に比べ約20倍であ
った。一方、インダクタ(4)の100kHzにおけるイ
ンダクタンスは2.4μHであり、空心状態に比べ約1
5倍であった。このことは、前述したようにインダクタ
2のほうがインダクタ4よりも磁心として働いている積
層磁性膜22a,22bの面積が広いことを示してい
る。
The results of measuring the inductances of the inductor (2) and the inductor (4) will be described below. The inductance of the inductor (2) at 100 kHz was 2.0 μH, which was about 20 times that in the air-core state. On the other hand, the inductance of the inductor (4) at 100 kHz is 2.4 μH, which is about 1 compared to the air-core state.
It was 5 times. This indicates that the area of the laminated magnetic films 22a and 22b acting as a magnetic core is larger in the inductor 2 than in the inductor 4, as described above.

【0028】なお、図9にインダクタ(2)とインダク
タ(4)のインダクタンスの周波数特性を示す。なお、
図9においては100kHzにおけるインダクタ(2)の
インダクタンスを1として規格化して示している。図9
から明らかなように、インダクタ(4)のインダクタン
スは周波数が高くなるのに伴い減少するが、インダクタ
(2)のインダクタンスには10MHz程度までフラット
な特性を示す。この結果から明らかなように、本実施例
によるインダクタ(2)は比較のために作成したインダ
クタ4よりも優れた周波数特性を示す。
FIG. 9 shows the frequency characteristics of the inductances of the inductors (2) and (4). In addition,
In FIG. 9, the inductance of the inductor (2) at 100 kHz is normalized as 1 and shown. FIG.
As is clear from FIG. 5, the inductance of the inductor (4) decreases as the frequency increases, but the inductance of the inductor (2) shows a flat characteristic up to about 10 MHz. As is evident from the results, the inductor (2) according to the present embodiment shows a better frequency characteristic than the inductor 4 prepared for comparison.

【0029】以上のように、本実施例の導体コイル23
のようにスパイラル状導体コイルをジグザグに折り曲げ
た形状の平面コイルとすれば、良好な周波数特性の平面
インダクタが得られる。
As described above, the conductor coil 23 of the present embodiment
As described above, when the spiral conductor coil is formed into a zigzag planar coil, a planar inductor having good frequency characteristics can be obtained.

【0030】なお、本実施例においては積層磁性膜とし
てCoNbZrとSiO2を積層したものを用いている
が、軟磁気特性に優れた合金属と絶縁層による積層磁性
膜であれば本実施例のインダクタに用いることができる
のは当然である。
In this embodiment, a laminated magnetic film of CoNbZr and SiO 2 is used as a laminated magnetic film. However, a laminated magnetic film made of a composite metal and an insulating layer having excellent soft magnetic properties can be used. Naturally, it can be used for an inductor.

【0031】(実施例3)以下、本発明の第3の実施例
について説明する。
(Embodiment 3) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.

【0032】図8(a)は第3の実施例における平面イ
ンダクタの構成を示す平面図、図8(b)は図8(a)
のB−B′線における断面図、図8(c)は図8(a)
のC−C′線における断面図である。図8(a),
(b),(c)において21は基板、22a,22bは
積層磁性膜、23は導体コイル、24a,24bは入出
力端子、25は突出部、26は内側端、27は金ワイヤ
ー、28は絶縁層である。
FIG. 8A is a plan view showing the structure of a planar inductor according to the third embodiment, and FIG. 8B is a plan view of FIG.
8C is a sectional view taken along the line BB 'of FIG. 8, and FIG.
5 is a sectional view taken along line CC ′ of FIG. FIG. 8 (a),
In (b) and (c), 21 is a substrate, 22a and 22b are laminated magnetic films, 23 is a conductor coil, 24a and 24b are input / output terminals, 25 is a projection, 26 is an inner end, 27 is a gold wire, and 28 is a gold wire. It is an insulating layer.

【0033】以上説明した部分は図2(a),(b),
(c)の構成と基本的には同様なものである。図2
(a),(b),(c)と異なる点は積層磁性膜22
a,22bが導体コイル23全体をはさむように形成さ
れていない点である。すなわち、積層磁性膜22a,2
2bは導体コイル23の電流の流れる向きが同じで隣接
する導線の上下に、導線をはさむように250μmの幅
でジグザグ状に形成されている。この積層磁性膜22
a,22bの幅をWm,導体コイル23のターン数を
s,導線の幅をWcとすると、図8(a),(b),
(c)の構成ではNs・Wc<Wm<(Ns+1)・Wc
条件を満たして設計する必要がある。本実施例において
はNs=2,Wc=100μmであるから、200μm<
m<300μmの範囲でWmを選択できる。
The parts explained above are shown in FIGS.
The configuration is basically the same as the configuration of (c). FIG.
The difference from (a), (b) and (c) is that the laminated magnetic film 22
a and 22b are not formed so as to sandwich the entire conductor coil 23. That is, the laminated magnetic films 22a, 22
2b is formed in a zigzag shape with a width of 250 μm above and below an adjacent conductor having the same direction of current flow in the conductor coil 23 so as to sandwich the conductor. This laminated magnetic film 22
Assuming that the widths of a and 22b are W m , the number of turns of the conductor coil 23 is N s , and the width of the conductor is W c , FIGS.
It is necessary to design meet the condition N s · W c <W m <(N s +1) · W c in the configuration of (c). In this embodiment, since N s = 2 and W c = 100 μm, 200 μm <
The W m can be selected in the range of W m <300μm.

【0034】以下図8(a),(b),(c)のように
構成されたインダクタをインダクタ(8)とする。
Hereinafter, an inductor configured as shown in FIGS. 8A, 8B and 8C is referred to as an inductor (8).

【0035】以下にインダクタ(8)の動作を図7を用
いて説明する。図7は図8(c)に示した断面において
形成される磁気回路の模式図である。図7において71
は磁束の流れ、72は導線、73は積層磁性膜である。
λ=430μm,Wm=250μmであるので、磁束の
流れ71は積層磁性膜73中を積層磁性膜73に対して
平行に流れ垂直に鎖交する成分は少ない。また、図5と
比べて積層磁性膜73に対して垂直に磁束の流れ71が
鎖交する面積は減少しており、図2の構成に比べさらに
周波数特性は向上する。また、積層磁性膜22a,22
bが細長くなるため、長手方向に形状異方性が生じる。
このため長手方向が磁化容易軸となり、励磁される方向
と90度ずれる。よって、磁化応答の高速性が増し、高
周波特性が改善される。
The operation of the inductor (8) will be described below with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram of a magnetic circuit formed in the cross section shown in FIG. In FIG. 7, 71
Is a flow of magnetic flux, 72 is a conducting wire, and 73 is a laminated magnetic film.
Since λ = 430 μm and W m = 250 μm, the flow 71 of the magnetic flux flows in the laminated magnetic film 73 in parallel to the laminated magnetic film 73 and has a small amount of components that interlink vertically. Further, the area where the flow of the magnetic flux 71 intersects perpendicularly with respect to the laminated magnetic film 73 is reduced as compared with FIG. 5, and the frequency characteristic is further improved as compared with the configuration of FIG. Also, the laminated magnetic films 22a, 22a
Since b is elongated, shape anisotropy occurs in the longitudinal direction.
Therefore, the longitudinal direction becomes the axis of easy magnetization, and is shifted by 90 degrees from the direction of excitation. Therefore, the speed of the magnetization response is increased, and the high-frequency characteristics are improved.

【0036】次にインダクタ(8)のインダクタンスを
測定した結果について述べる。インダクタ(8)の10
0kHzにおけるインダクタンスは1.7μHであり、イ
ンダクタ(2)に比べ15%減少した。図9にインダク
タ(8)の周波数特性を示す。なお、図9においてイン
ダクタ2の100kHzにおけるインダクタンスを1とし
て規格化してある。図9から明らかなように本実施例に
よるインダクタ(8)はインダクタ(2)よりもさらに
周波数特性が良く、30kHz程度までフラットな特性を
示す。この結果から明らかなように、本実施例によるイ
ンダクタ(8)はインダクタ(2)よりもさらに優れた
高周波特性を持つ。
Next, the result of measuring the inductance of the inductor (8) will be described. 10 of the inductor (8)
The inductance at 0 kHz was 1.7 μH, which was 15% smaller than that of the inductor (2). FIG. 9 shows the frequency characteristics of the inductor (8). In FIG. 9, the inductance at 100 kHz of the inductor 2 is standardized as 1. As is clear from FIG. 9, the inductor (8) according to the present embodiment has better frequency characteristics than the inductor (2) and shows a flat characteristic up to about 30 kHz. As is clear from this result, the inductor (8) according to the present embodiment has higher frequency characteristics than the inductor (2).

【0037】以上のように、本実施例のように隣接し電
流の流れる向きが同じである導線の上下にのみ積層磁性
膜22a,22bを形成すれば、優れた周波数特性の平
面インダクタが得られる。
As described above, when the laminated magnetic films 22a and 22b are formed only above and below the conductors which are adjacent and have the same current flowing direction as in the present embodiment, a planar inductor having excellent frequency characteristics can be obtained. .

【0038】なお、実施例1,2,3においては平面イ
ンダクタのみを作成したが、本発明による平面コイルの
パターンや強磁性体層との構成は、平面状の1次コイ
ル、2次コイルを強磁性体層で挟んで成る平面トランス
を作成する際も有効であることは言うまでもない。
In the first, second, and third embodiments, only the planar inductor is formed. However, the configuration of the planar coil pattern and the ferromagnetic layer according to the present invention is based on a planar primary coil and a secondary coil. It goes without saying that the present invention is also effective when producing a planar transformer sandwiched between ferromagnetic layers.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように、本発明はスパイラル状導
体コイルの一部を細長く突出させることにより、作成が
容易で優れた高周波特性を持つ平面インダクタ,平面ト
ランスを実現できるものである。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a planar inductor and a planar transformer which are easy to produce and have excellent high-frequency characteristics by protruding a part of the spiral conductor coil into a slender shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は本発明の第1の実施例における平面イ
ンダクタの構成を示す平面図 (b),(c)は同平面インダクタの断面図
FIG. 1A is a plan view showing a configuration of a planar inductor according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 1B and 1C are cross-sectional views of the planar inductor.

【図2】(a)は本発明の第2の実施例における平面イ
ンダクタの構成を示す平面図 (b),(c)は同平面インダクタの断面図
2A is a plan view showing a configuration of a planar inductor according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 2B and 2C are cross-sectional views of the planar inductor.

【図3】本発明の第2の実施例において強磁性体層とし
て用いた積層磁性膜の構成を示す断面図
FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of a laminated magnetic film used as a ferromagnetic layer in a second embodiment of the present invention.

【図4】(a)は本発明の第2の実施例において比較の
ために作成した平面インダクタの構成を示す平面図 (b),(c)は同平面インダクタの断面図
4A is a plan view showing a configuration of a planar inductor prepared for comparison in a second embodiment of the present invention. FIGS. 4B and 4C are cross-sectional views of the planar inductor.

【図5】本発明の第1の実施例において形成される磁気
回路の模式図
FIG. 5 is a schematic diagram of a magnetic circuit formed in the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例において形成される磁気
回路の模式図
FIG. 6 is a schematic diagram of a magnetic circuit formed in a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例において形成される磁気
回路の模式図
FIG. 7 is a schematic diagram of a magnetic circuit formed in a third embodiment of the present invention.

【図8】(a)は本発明の第3の実施例における平面イ
ンダクタの構成を示す平面図 (b),(c)は同平面インダクタの断面図
8A is a plan view showing a configuration of a planar inductor according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 8B and 8C are cross-sectional views of the planar inductor.

【図9】本発明の第2及び第3の実施例における平面イ
ンダクタの周波数によるインダクタンスの変化を示した
特性図
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a change in inductance according to the frequency of the planar inductor in the second and third embodiments of the present invention.

【図10】(a)は従来の平面インダクタの構成を示す
平面図 (b)は同平面インダクタ断面図
10A is a plan view showing a configuration of a conventional planar inductor, and FIG. 10B is a sectional view of the planar inductor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11a,11b フェライト板 12 スパイラル状導体コイル 13a,13b 入出力端子 14 突出部 15 内側端 16 金ワイヤー 11a, 11b Ferrite plate 12 Spiral conductor coil 13a, 13b I / O terminal 14 Projection 15 Inner end 16 Gold wire

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 17/00 H01F 17/04 H01F 27/00 H01F 27/29 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01F 17/00 H01F 17/04 H01F 27/00 H01F 27/29

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基本上に設けたスパイラル状のコイル導体
からなるインダクタンスと、このコイル導体の外側端と
内側端にそれぞれ接続するように前記基板上に設けた一
対の入出力端子と、前記コイル導体を上下から挟むよう
に設けた強磁性体層とを備え、前記コイル導体の内側端
を強磁性体層の外側に突出させるとともにこの内側端と
入出力端子との間に位置するコイル導体を強磁性体層の
外側に突出させ、かつコイル導体の内側端を入出力端子
の一方に接続したことを特徴とする平面インダクタンス
部品。
1. An inductance comprising a spiral coil conductor provided on a base, a pair of input / output terminals provided on the substrate so as to be connected to an outer end and an inner end of the coil conductor, respectively, A ferromagnetic layer provided so as to sandwich the conductor from above and below, and a coil conductor positioned between the inner end and the input / output terminal while projecting an inner end of the coil conductor to the outside of the ferromagnetic layer. A planar inductance component characterized by projecting outside a ferromagnetic layer and connecting an inner end of a coil conductor to one of input / output terminals.
【請求項2】コイル導体がジグザグに折り曲げられた形
状であることを特徴とする請求項1記載の平面インダク
タンス部品。
2. The planar inductance component according to claim 1, wherein the coil conductor has a zigzag shape.
【請求項3】隣接し電流の流れる向きが同じである導体
間の距離が、隣接し電流の流れる向きが逆である導体間
の距離よりも小さいことを特徴とする請求項2記載の平
面インダクタンス部品。
3. The planar inductance according to claim 2, wherein a distance between adjacent conductors having the same current flowing direction is smaller than a distance between adjacent conductors having opposite current flowing directions. parts.
【請求項4】強磁性体層と絶縁体層を積んで構成した積
層磁性膜を電流の流れる向きが同じで隣接する導体の上
下にのみ形成したことを特徴とする請求項1または2記
載の平面インダクタンス部品。
4. A laminated magnetic film comprising a ferromagnetic material layer and an insulator layer stacked on each other, wherein the laminated magnetic film has the same current flowing direction and is formed only above and below adjacent conductors. Planar inductance components.
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