CN105895332B - 线圈，电感装置及制备应用于电感装置的线圈的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线圈，电感装置及制备应用于电感装置的线圈的方法。所述线圈包括：多层导电层，其中每个导电层至少包括一个导电轨迹，所述导电轨迹可以是一圈的导电螺旋或者是两圈的导电螺旋或者是环段导电螺旋，其中至少有一个导电轨迹是两圈的导电螺旋；另外一层导电层，所述另外一层导电层包括一个导电轨迹，所述导电轨迹可以是导电桥，所述导电桥用于将线圈的第二端电极与多层导电层中的一个导电轨迹电连接；线圈的第一端电极与多层导电层中的另外一个导电轨迹电连接；线圈的所有导电轨迹均通过绝缘材料互相隔离，且所有导电轨迹均电气连接形成线圈。所述线圈可以用于制备高电感值的电感装置，可以广泛地应用在电路中。所述线圈的各层导电层可以通过采用半导体工艺，集成无源器件(IPD)工艺或者PCB工艺制备。该线圈具有高电感值和高品质因数Q值，还可以有效减小寄生耦合电容和电阻。
Description
技术领域
本发明涉及电子器件技术领域，特别是涉及一种线圈，电感装置及制备用于电感装 置的线圈的方法。
背景技术
电感是电子线路中的一种常用元器件，用于集成电路或者印刷电路板中的电感装置 必须有至少一个导电轨迹。随着集成电路技术的发展，通常采用单层导电层或多层导电层来制备这些元器件。不过若是采用单层结构，通常线圈需要占用较大的面积以获得较 大的电感，因此采用多层导电层结构的线圈来设计电感装置。然而基于多层导电层结构 的线圈的电感装置具有一些关键的缺陷，例如自谐振频率和Q值方面的缺陷等。
专利号为：7,489,220,8,941,212,8,754,736,8,279,036,8,441,333,6,417,755,7,370,403, 6,534,406，7,782,166,5,656,849的美国专利和公开号为：20070/001796,2011/0133877, 20050/104158,2012/0249276,2013/0,106,554A1的诸多美国专利文献中分别公开了各种不 同结构的堆叠式线圈。然而通常来说，具有多层导电层的电感线圈中，如图7所示。上层 导电层和下层导电层互相对准，而且每一导电层上的整齐排列的导电螺旋环通过金属导 电孔进行电气连接，两个端电极分别位于上层导电层和下层导电层的外部导电螺旋环 上。这样会对电感装置的性能影响很大，例如会降低电感装置的自谐振频率和品质因数 Q。因此迫切的需要高Q值和高自谐振频率的电感装置的出现。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于制备电感装置的线 圈，电感装置及制备用于电感装置的线圈的方法。所述线圈的特征在于：具有高电感值、高自谐振频率和高品质因数Q。
为了实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种线圈，其至少包括：
多层导电层，其中每个导电层至少包括一个导电轨迹，所述导电轨迹是一圈的导电 螺旋或者是两圈的导电螺旋或者是环段导电螺旋，其中至少有一个导电轨迹是2圈的导电 螺旋，所有导电螺旋的几何中心在空间上互相对准；
另外一层导电层，所述另外一层导电层包括一个导电轨迹，所述导电轨迹是导电桥，所述导电桥用于将线圈的第二端电极与多层导电层中的一个导电轨迹电连接；
线圈的第一端电极与多层导电层中的另外一个导电轨迹电连接；
线圈的所有导电轨迹均通过绝缘材料互相隔离，且所有导电轨迹均电气连接形成线 圈。
优选地，所述另外一层导电层被另外多层导电层代替，其中另外多层导电层中的每 个导电层都包括一个段导电轨迹，所有段导电轨迹被平行放置，通过绝缘材料互相隔离，且每个段导电轨迹的第一末端和/或第二末端通过一对金属导电孔与其他段导电轨迹电气连接以形成一个导电桥。
优选地，多层导电层中的每个独立的导电轨迹的第一末端和/或第二末端通过一对金 属导电孔与多层导电层中的其他导电层的导电轨迹电气连接以形成线圈。
优选地，与导电桥电连接的导电轨迹是线圈的内部导电轨迹，且是一圈的导电螺旋 或者是环段导电螺旋。
优选地，与第一端电极电连接的导电轨迹是线圈的外部导电轨迹，且是一圈的导电 螺旋或者环段导电螺旋。
优选地，电流从所述第一端电极流入线圈的一个外部导电轨迹，从外部导电轨迹流 入其相邻导电层的导电轨迹，从其相邻导电层的导电轨迹流入其相邻层导电层的相邻层 导电层的导电轨迹，以这样交替的路径最后流入与导电桥电连接的一个内部导电轨迹，流过所述导电桥，从而流出所述第二端电极。
优选地，多层导电层中的每一导电层的导电螺旋与其相邻导电层的导电螺旋被一一 面对面放置，且每一层导电层的导电螺旋的几何中心与其他导电层的导电螺旋的几何中 心在空间上互相对准。
优选地，所述导电螺旋的形状是正方形，椭圆，六边形，八边形，圆形这些闭合曲线中的一种，可以通过集成无源器件(IPD)工艺制备所述的线圈。
本发明还提供一种电感装置，其包括多个本发明中描述的线圈，其中每个线圈都被 串联电连接以形成电感装置。
本发明还提供一种电路，其包括本发明中描述的电感装置和/或本发明中描述的线 圈。
本发明还提供制备线圈的方法，所述制备线圈的方法至少包括：
按照顺序形成每一层导电层的导电轨迹，所有的导电轨迹均通过绝缘材料隔离，并 电气连接以形成线圈，所述基底包括半导体基底或者印刷电路板(PCB)。
如上所述，本发明的线圈具有以下有益效果：高阻抗值、层间寄生耦合电容小、高自相应频率和高Q值。
附图说明
图1显示为本发明用于制作电感装置的具有9圈的线圈的优选示意图。
图2显示为图1中的线圈的四层导电层分布的优选示意图。
图3显示为本发明用于制作电感装置的具有6圈的线圈的三层导电层分布的优选示意 图。
图4显示为本发明用于制作电感装置的具有6圈的线圈的四层导电层分布的优选示意 图。
图5显示为本发明用于制作电感装置的具有8圈的线圈的三层导电层分布的优选示意 图。
图6显示为本发明用于制作电感装置的具有4圈的线圈的三层导电层分布的优选示意 图。
图7显示为背景技术中用于制作电感装置的具有4圈的线圈的三层导电层分布的优选 示意图。
图8显示为本发明用于制作电感装置的具有6圈的线圈的三层导电层分布的优选示意 图。
图9显示为2个图4所示的线圈用于制作电感装置的四层导电层分布的优选示意图。
图10显示为2个图8所示的线圈用于制作电感装置的三层导电层分布的优选示意图。
图11展示了串联的两条相邻线路的电存储的方案图。
图12显示为如图6所示的具有4圈的线圈的上层导电层和中层导电层的分布路径的原 理图。此原理图展示了沿着路径的电压分布。
图13显示为如图7中所示的具有4圈的线圈的上层导电层和下层导电层的分布路径的 原理图。此原理图展示了当线圈的偏置电压为1V时沿着分布路径的电压分布。
元件标号说明
101,104,107,110,113,116,119 导电轨迹
100,123 端电极
102,103,105,106,108,109,111,112,114,115,117,118,120,121 金属导电孔
122 导电桥
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的认识可由本发明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1-13。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可以 实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小 的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的的下，均应落入在本发明所 揭示的技术内容能够涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的1如“上”、“下”、 “左”、“右”、“中”及“一”、“外部”、“内部”、“中上”、“中下”、“中外”、“中 内”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的 改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供的线圈包括：多层导电层，其中每个导电层至少包括一个导电轨迹，所述导电轨迹可以是一圈的导电螺旋或者是两圈的导电螺旋或者是环段导电螺旋，其中至少有一个导电轨迹是两圈的导电螺旋；另外一层导电层，所述另外一层导电层包括一个 导电轨迹，所述导电轨迹可以是导电桥，所述导电桥用于将线圈的第二端电极与多层导 电层中的一个导电轨迹电连接；线圈的第一端电极与多层导电层中的另外一个导电轨迹 电连接；线圈的所有导电轨迹均通过绝缘材料互相隔离，且所有导电轨迹均电气连接形 成线圈。
本发明还提供一种电感装置，其包括多个本发明中描述的线圈，其中每个线圈都被 串联电连接以形成电感装置。
本发明还提供一种电路，其包括本发明中描述的电感装置和/或本发明中描述的线 圈。
本发明还提供制备线圈的方法，所述制备线圈的方法至少包括：
在基底上按照顺序形成每一层导电层的导电轨迹，所有的导电轨迹均通过绝缘材料 隔离，并电气连接以形成本发明所述的线圈，所述基底包括半导体基底或者印刷电路板(PCB)。
与现有技术相比，本发明的线圈具有以下有益效果：高阻抗值、层间寄生耦合电容小、高自相应频率和高Q值。
实施例1
具体实施例将由以本发明附图中辅以说明。图1显示为本发明用于制作电感装置的具 有9圈的线圈的优选示意图。图2显示为图1中的线圈的四层导电层分布的优选示意图。该 线圈包含4层导电层,图2中最左边的是上层导电层,中间的是中上层导电层,最右边的是中 下层导电层和下层导电层的平面示意图。每一层导电层的导电轨迹通过一对金属导电孔 与其相邻的导电层的导电轨迹相连接。
该线圈包括4层导电层,其中三层导电层分别是上层导电层,中上层导电层,中层导电层, 另外一层导电层是下层导电层。上层导电层包括2个导电轨迹101,113，其中外部导电轨 迹101是由1个导电螺旋环1011组成的，即外部导电轨迹101是1圈的导电螺旋；内部导电 轨迹113是由2个导电螺旋环1131,1132组成的，即内部导电轨迹113是2圈的导电螺旋。中 上层导电层包括3个导电轨迹104,110,116，其外部导电轨迹104是由1个导电螺旋环1041组 成的，即外部导电轨迹104是1圈的导电螺旋；中部导电轨迹110是由1个导电螺旋环1101 组成的，即中部导电轨迹110是1圈的导电螺旋；内部导电轨迹116是由1个导电螺旋环1161组成的，即内部导电轨迹116是1圈的导电螺旋；中下层导电层包括2个导电轨迹 107,119，其中外部导电轨迹107是由2个导电螺旋环1071,1072组成的，即外部导电轨迹 107是2圈的导电螺旋；内部导电轨迹119是由1个导电螺旋环1191组成的，即内部导电轨 迹119是1圈的导电螺旋。另外一层导电层是下层导电层，下层导电层包括一个导电轨 迹，该导电轨迹是一个导电桥，导电桥可以是一个简单的曲线。该线圈由9个螺旋导电 环，一个导电桥组成，因此该线圈是9圈的线圈，所有导电螺旋环和导电桥均是金属轨 迹，且通过绝缘材料互相隔离。所述线圈的每一个导电轨迹与其他的导电轨迹通过绝缘 材料互相隔离，且所有导电轨迹均电气连接形成线圈。
进一步地，上层导电层的3个导电螺旋环1011,1131,1132具有相同或者相似的形状， 但是具有不同的尺寸，上层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整齐的方式排 列；中上层导电层的3个导电螺旋环1041,1101,1161具有相同或者相似的形状，但是具有 不同的尺寸，中上层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整齐的方式排列；中下层导电层的3个导电螺旋环1071,1172,1191具有相同或者相似的形状，但是具有不同的尺寸，中下层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整齐的方式排列。在该实施 例中，多层导电层(上层导电层，中上层导电层，中下层导电层)的导电螺旋环的形状都是 八边形，且每一导电层中的相邻导电螺旋环之间的间距是一样的。导电桥可以是一个简 单的曲线。
在该实施例中，另外一层导电层(即下层导电层)包括一个导电轨迹，该导电轨迹是一 个导电桥122，导电桥122用于将中下层导电层的内部导电轨迹119(即内部导电螺旋环1191) 与第二端电极123电连接。
在该实施例中，可选地，另外一层导电层可以由另外多层导电层代替，且另外多层导电层中的每一层导电层包括一个段导电轨迹，所述每一个段导电轨迹被一一平行放 置，且通过1对金属导电孔电连接，从而段导电轨迹可以形成一个导电桥。由段导电轨迹 电连接形成的导电桥与位于另外一层导电层中的导电桥具有相同的功能，用于将所述线 圈的导电轨迹与线圈的端电极电连接。由另外多层导电层中的段导电轨迹电连接形成的 导电桥的电阻比位于另外一层导电层中的导电桥相的电阻阻值小。
进一步地，上层导电层的外部导电螺旋环1011，中上层导电层的外部导电螺旋环1041，中下层导电层的外部导电螺旋环1071，被一一面对面放置；上层导电层的中间导 电螺旋环1131，中上层导电层的中间导电螺旋环1101，中下层导电层的中间导电螺旋环1072，被一一面对面放置；上层导电层的内部导电螺旋环1132，中上层导电层的内部导 电螺旋环1161，中下层导电层的内部导电螺旋环1191，被一一面对面放置；如此，该线 圈的所有导电螺旋环的几何中心在空间上互相校准。外部导电螺旋环1011,1041,1071具有 相同或者类似的形状，且尺寸相同；中间导电螺旋环1131,1101,1072具有相同或者类似的 形状，且尺寸相同；内部导电螺旋环1132,1161,1191具有相同或者类似的形状，且尺寸相 同。
其中上层导电层，中上层导电层，中下层导电层，下层导电层中的每一个导电轨迹通过1对金属导电孔与其相邻导电层的导电轨迹电连接，每一个导电轨迹的第一末端和/或第二末端通过1对金属导电孔与其相邻导电层的导电轨迹电连接。在该实施例中，该线圈的第一端电极100与上层导电层的外部导电轨迹101的第一末端电连接，该线圈的第二端电极123与中下层导电层的内部导电轨迹119通过位于下层导电层的导电桥122电连接。
进一步地，上层导电层的外部导电轨迹101的第二末端通过1对金属导电孔102，103 与中上层导电层的外部导电轨迹104的第一末端电连接，中上层导电层的外部导电轨迹 104的第二末端通过1对金属导电孔105，106与中下层导电层的外部导电轨迹107的第一末 端电连接，中下层导电层的外部导电轨迹107的第二末端通过1对金属导电孔108,109与中 上层导电层的中间导电轨迹110的第一末端电连接，中上层导电层的中间导电轨迹110的 第二末端通过1对金属导电孔111,112与中上层导电层的内部导电轨迹113的第一末端电 连接，上层导电层的内部导电轨迹113的第二末端通过1对金属导电孔114,115与中上层导电层的内部导电轨迹116的第一末端电连接，中上层导电层的内部导电轨迹116的第二末端通过1对金属导电孔117,118与中下层导电层的内部导电轨迹119的第一末端电连 接，中下层导电层的内部导电轨迹119的第二末端通过1对金属导电孔120,121与导电桥 122电连接。
在本发明中，电流以交替的方式分别流过多层导电层中的每一层导电层的导电轨迹，即电流在上层导电层的导电轨迹、中上层导电层的导电轨迹、中下层的导电轨迹中 交替地流过。在该实施例中，电流从线圈的第一端电极100流入，沿着顺时针方向流过上 层导电层的外部导电轨迹101(即导电螺旋环1011)，通过1对金属导电孔102,103，沿着顺时 针方向流过中上层导电层的外部导电轨迹104(即导电螺旋环1041)，通过1对金属导电孔105,106，沿着顺时针方向流过中下层导电层的外部导电轨迹107(即分别流过外部导电螺旋环1071，中间导电螺旋环1072)，通过1对金属导电孔108,109，沿着顺时针方向流过中 上层导电层的中间导电轨迹110(即中间导电螺旋环1101)，通过1对金属导电孔111,112， 沿着顺时针方向流过中上层导电层的内部导电轨迹113(即分别流过中间导电螺旋环1131，内部导电螺旋环1132)，通过1对金属导电孔114,115，以顺时针方向流过中上层导电层的内部导电轨迹116(即内部导电螺旋环1161)，通过1对金属导电孔117,118，以顺时针方向流过中下层导电层的内部导电轨迹119，通过1对金属导电孔120,121，流过位于下层导电层的导电桥122，流出该线圈的第二端电极123。该发明的线圈用于制作电感装置以及其 他类似的装置。可以通过集成无源器件(Integrated Passive Device,IPD)工艺制备所述的线 圈。
在该优选的实施例中，金属导电孔对的横截面不超过导电轨迹的宽度。
优选地，该线圈的导电轨迹101,119也可以是环段导电螺旋，即导电轨迹101,119可 以是不足一圈的导电螺旋。可以通过改变导电螺旋的长度来满足线圈的第一端电极和第 二端电极的摆放位置以满足一些特殊的应用需要。
实施例2
下面将结合图3来描述本发明的实施例2。图3是本发明的另一优选线圈的上层导电 层，中层导电层，下层导电层的平面示意图。图3的左边是上层导电层，右边是中层导电层和下层导电层。在该平面示意图中，该线圈还包括金属导电孔，用于将一层导电层中 的导电轨迹与其相邻导电层的导电轨迹电连接。
该线圈包括3层导电层,其中二层导电层分别是上层导电层,中层导电层,另外一层导电 层是下层导电层。上层导电层包括2个导电轨迹201,207，其中外部导电轨迹201是由1个 导电螺旋环1011组成的，即外部导电轨迹201是1圈的导电螺旋；内部导电轨迹207是由2 个导电螺旋环2071,2072组成的，即内部导电轨迹207是2圈的导电螺旋。中层导电层包括2个导电轨迹204,210，其外部导电轨迹204是由2个导电螺旋环2041，2042组成的，即 外部导电轨迹204是2圈的导电螺旋；内部导电轨迹210是由1个导电螺旋环2101组成 的，即内部导电轨迹210是1圈的导电螺旋。该线圈由6个螺旋导电环，一个导电桥组成， 因此该线圈是6圈的线圈。所有导电螺旋环和导电桥均是金属轨迹，且通过绝缘材料互相 隔离。另外一层导电层是下层导电层，下层导电层包括一个导电轨迹，该导电轨迹是一 个导电桥213，所述线圈的每一个导电轨迹均是金属轨迹，每一个导电轨迹与其他的导电 轨迹通过绝缘材料互相隔离，且所有导电轨迹均电气连接形成线圈。
进一步地，上层导电层的3个导电螺旋环2011,2071,2072具有相同或者相似的形状，但是具有不同的尺寸，上层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整齐的方 式排列；中层导电层的3个导电螺旋环2041,2042,2101具有相同或者相似的形状，但是 具有不同的尺寸，中层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整齐的方式排列； 在该实施例中，多层导电层(上层导电层，上层导电层)的导电螺旋环的形状都是八边形， 且每一导电层中的相邻导电螺旋环之间的间距是一样的。导电桥213是一个曲线。
在该实施例中，另外一层导电层(即下层导电层)的导电桥213，导电桥213用于将中 层导电层的内部导电轨迹210(即内部导电螺旋环2101)与第二端电极214电连接。
在该实施例中，可选地，另外一层导电层可以由另外多层导电层代替，且另外多层导电层中的每一层导电层包括一个段导电轨迹，所述每一个段导电轨迹被一一平行放 置，且通过1对金属导电孔电连接，从而段导电轨迹可以形成一个导电桥，由位于另外多 层导电层的段导电轨迹电连接形成的导电桥与位于另外一层导电层中的导电桥具有相同 的功能，用于将所述线圈的导电轨迹与线圈的端电极电连接。由段导电轨迹电连接形成 的导电桥的电阻比位于另外一层导电层中的导电桥相的电阻阻值小。
进一步地，上层导电层的外部导电螺旋环2011，中层导电层的外部导电螺旋环2041 被面对面放置；上层导电层的中间导电螺旋环2071，中层导电层的中间导电螺旋环2042 被面对面放置；上层导电层的内部导电螺旋环2072，中层导电层的内部导电螺旋环2101 被面对面放置；如此，该线圈的所有导电螺旋环的几何中心在空间上互相校准。外部导 电螺旋2011,2041具有相同或者类似的形状，且尺寸相同；中间导电螺旋环2071，2042具有相同或者类似的形状，且尺寸相同；内部导电螺旋环2072,2101具有相同或者类似的形状，且尺寸相同。
其中上层导电层，中层导电层，下层导电层中的每一个导电轨迹通过1对金属导电孔 与其相邻导电层的导电轨迹电连接，每一个导电轨迹的第一末端和/或第二末端通过1对金 属导电孔与其相邻导电层的导电轨迹电连接。在该实施例中，该线圈的第一端电极200 与上层导电层的外部导电轨迹201的第一末端电连接，该线圈的第二端电极214与中层导 电层的内部导电轨迹210通过位于下层导电层的导电桥213电连接。
进一步地，上层导电层的外部导电轨迹201的第二末端通过1对金属导电孔202，203 与中层导电层的外部导电轨迹204的第一末端电连接，中层导电层的外部导电轨迹204的第二末端通过1对金属导电孔205，206与上层导电层的内部部导电轨迹207的第一末端电连接，上层导电层的内部导电轨迹207的第二末端通过1对金属导电孔208,209与中层 导电层的内部导电轨迹210的第一末端电连接，中层导电层的内部导电轨迹210的第二 末端通过1对金属导电孔211，212与导电桥213电连接。
在本发明中，电流以交替的方式分别流过多层导电层中的每一层导电层的导电轨迹，即电流在上层导电层的导电轨迹、中层导电层的导电轨迹中交替地流过。在该实施 例中，电流从线圈的第一端电极200流入，沿着顺时针方向流过上层导电层的外部导电轨 迹201(即导电螺旋环2011)，通过1对金属导电孔202,203，沿着顺时针方向流过中层导电 层的外部导电轨迹204(即导电螺旋环2041)，通过1对金属导电孔205,206，沿着顺时针方 向流过上层导电层的内部导电轨迹207(即中间导电螺旋环2071，内部导电螺旋环2072)， 通过1对金属导电孔208,209，沿着顺时针方向流过中层导电层的内部导电轨迹210(即内 部导电螺旋环2101)，通过1对金属导电孔211,212，流过位于下层导电层的导电桥213， 流出该线圈的第二端电极214。该发明的线圈用于制作电感装置以及其他类似的装置。
在该优选的实施例中，金属导电孔对的横截面不超过导电轨迹的宽度。
优选地，该线圈的导电轨迹201,210也可以是环段导电螺旋，即导电轨迹201,210可 以是不足一圈的导电螺旋。可以通过改变导电螺旋的长度来满足线圈的第一端电极和第 二端电极的摆放位置以满足一些特殊的应用需要。
实施例3
本发明还提供另一优选的实施例。图4显示了另一优选线圈的上层导电层、中上层导 电层、中下层导电层、下层导电层的平面示意图。每一层导电层的平面示意图中都包括金属导电孔，用于将每一层导电层的导电轨迹与其相邻层的导电轨迹电连接。
在该实施例中，优选的线圈包括4层导电层,其中三层导电层分别是上层导电层,中上 层导电层,中下层导电层,另外一层导电层是下层导电层。上层导电层包括1个导电轨迹 307，其中导电轨迹307是由2个导电螺旋环3071,3072组成的，即导电轨迹307是2圈的导电螺旋。中上层导电层包括2个导电轨迹304,310，其外部导电轨迹304是由1个导电螺旋 环3041组成的，即外部导电轨迹304是1圈的导电螺旋；内部导电轨迹310是由1个导电螺 旋环3101组成的，即内部导电轨迹310是1圈的导电螺旋。中下层导电层包括2个导电轨 迹301,313，其中外部导电轨迹301是由1个导电螺旋环3011组成的，即外部导电轨迹301 是1圈的导电螺旋；内部导电轨迹313是由1个导电螺旋环3131组成的，即内部导电轨迹 313是1圈的导电螺旋。该线圈由6个螺旋导电环，一个导电桥组成，因此该线圈是6圈的 线圈，所有导电螺旋环和导电桥均是金属轨迹，且通过绝缘材料互相隔离。另外一层导 电层包括一个导电轨迹，该导电轨迹是一个导电桥316，所述线圈的每一个导电轨迹均是 金属轨迹，且每一个导电轨迹通过绝缘材料互相隔离，且所有导电轨迹均电气连接形成 线圈。
进一步地，上层导电层的2个导电螺旋环3071,3072具有相同或者相似的形状，但是 具有不同的尺寸，上层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整齐的方式排列；中上层导电层的2个导电螺旋环3041,3101具有相同或者相似的形状，但是具有不同的尺寸，中上层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整齐的方式排列；中下层导电 层的2个导电螺旋环3011，3131具有相同或者相似的形状，但是具有不同的尺寸，中下 层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整齐的方式排列。在该实施例中，多层 导电层(上层导电层，中上层导电层，中下层导电层)的导电螺旋环的形状都是八边形， 且每一导电层中的相邻导电螺旋环之间的间距是一样的。导电桥316是一个曲线。
在该实施例中，另外一层导电层(即下层导电层)包括一个导电轨迹，该导电轨迹是 一个导电桥316，导电桥316用于将中下层导电层的内部导电轨迹313(即内部导电螺旋环 3131)与第二端电极317电连接。
在该实施例中，可选地，另外一层导电层可以由另外多层导电层代替，且另外多层导电层中的每一层导电层包括一个段导电轨迹，所述每一个段导电轨迹被一一平行放 置，且通过1对金属导电孔电连接，从而段导电轨迹可以形成一个导电桥。由段导电轨迹 电连接形成的导电桥与位于另外一层导电层中的导电桥具有相同的功能，用于将所述线 圈的导电轨迹与线圈的端电极电连接。由段导电轨迹电连接形成的导电桥的电阻比位于 另外一层导电层中的导电桥相的电阻阻值小。
进一步地，上层导电层的外部导电螺旋环3071，中上层导电层的外部导电螺旋环2041，中下层导电层的外部导电螺旋环3011，被一一面对面放置；上层导电层的内部导 电螺旋环3072，中上层导电层的内部导电螺旋环3101，中下层导电层的内部导电螺旋环3131，被一一面对面放置。如此，该线圈的所有导电螺旋环的几何中心在空间上互相校 准。外部导电螺旋环3011,3041,3071具有相同或者类似的形状，且尺寸相同；内部导电 螺旋环3131,3101,3072具有相同或者类似的形状，且尺寸相同。
其中上层导电层，中上层导电层，中下层导电层，下层导电层中的每一个导电轨迹通过1对金属导电孔与其相邻导电层的导电轨迹电连接，每一个导电轨迹的第一末端和/或第二末端通过1对金属导电孔与其相邻导电层的导电轨迹电连接。在该实施例中，该线圈的第一端电极300与中下层导电层的外部导电轨迹301的第一末端电连接，该线圈的第二端电极317与中下层导电层的内部导电轨迹313通过位于下层导电层的导电桥316电连 接。
进一步地，中下层导电层的外部导电轨迹301的第二末端通过1对金属导电孔302，303与中上层导电层的外部导电轨迹304的第一末端电连接，中上层导电层的外部导电轨迹304的第二末端通过1对金属导电孔305，306与上层导电层的导电轨迹307的第一末端 电连接，上层导电层的导电轨迹307的第二末端通过1对金属导电孔308,309与中上层 导电层的内部导电轨迹310的第一末端电连接，中上层导电层的内部导电轨迹310的第 二末端通过1对金属导电孔311,312与中下层导电层的内部导电轨迹313的第一末端电 连接，中下层导电层的内部导电轨迹313的第二末端通过1对金属导电孔314,315与导 电桥122电连接。
在本发明中，电流以交替的方式分别流过多层导电层中的每一层导电层的导电轨迹，即电流在上层导电层的导电轨迹、中上层导电层的导电轨迹、中下层的导电轨迹中 交替地流过。在该实施例中，电流从线圈的第一端电极300流入，沿着顺时针方向流过 中下层导电层的外部导电轨迹301(即导电螺旋环3011)，通过1对金属导电孔302,303， 沿着顺时针方向流过中上层导电层的外部导电轨迹304(即导电螺旋环3041)，通过1对金 属导电孔305,306，沿着顺时针方向流过上层导电层的导电轨迹307(即分别流过外部导 电螺旋环3071，中间导电螺旋环3072)，通过1对金属导电孔308,309，沿着顺时针方向 流过中上层导电层的内部导电轨迹310(即内部导电螺旋环3101)，通过1对金属导电孔311, 312，沿着顺时针方向流过中下层导电层的内部导电轨迹313(即内部导电螺旋环3131)， 通过1对金属导电孔314,315，流过位于下层导电层的导电桥316，流出该线圈的第二端 电极317。该发明的线圈用于制作电感装置以及其他类似的装置。
在该优选的实施例中，金属导电孔对的横截面不超过导电轨迹的宽度。
优选地，该线圈的导电轨迹301,313也可以是环段导电螺旋，即导电轨迹301, 313可以是不足一圈的导电螺旋。可以通过改变导电螺旋的长度来满足线圈的第一端电 极和第二端电极的摆放位置以满足一些特殊的应用需要。
实施例4
下面将结合图5来描述本发明的实施例4。图5是本发明的另一优选线圈的上层导电 层，中层导电层，下层导电层的平面示意图。图5的左边是上层导电层，右边是中层导 电层和下层导电层的平面示意图。在该平面示意图中，该线圈还包括金属导电孔，用于 将一层导电层中的导电轨迹与其相邻导电层的导电轨迹电连接。
该线圈包括3层导电层,其中二层导电层分别是上层导电层,中层导电层,另外一层导 电层是下层导电层。上层导电层包括2个导电轨迹404,410，其中外部导电轨迹404是由 2个导电螺旋环4041,4042组成的，即外部导电轨迹404是2圈的导电螺旋；内部导电 轨迹410是由2个导电螺旋环4101,4102组成的，即内部导电轨迹410是2圈的导电螺 旋。中层导电层包括3个导电轨迹401,407，413，其外部导电轨迹401是由1个导电螺旋 环4041组成的，即外部导电轨迹401是1圈的导电螺旋；中间导电轨迹407是由2个导电 螺旋环4071,4072组成的，即中间导电轨迹407是2圈的导电螺旋；内部导电轨迹413是 由1个导电螺旋环4131组成的，即内部导电轨迹413是1圈的导电螺旋。该线圈由8个螺旋 导电环，一个导电桥组成，因此该线圈是8圈的线圈，所有导电螺旋环和导电桥均是金属 轨迹，且通过绝缘材料互相隔离。
另外一层导电层是下层导电层，下层导电层包括一个导电轨迹，该导电轨迹是一个 导电桥416，所述线圈的每一个导电轨迹与其他的导电轨迹通过绝缘材料互相隔离，且所有导电轨迹均电气连接形成线圈。
进一步地，上层导电层的4个导电螺旋环4041,4042,4101,4102具有相同或者相似的形状，但是具有不同的尺寸，上层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整 齐的方式排列；中层导电层的4个导电螺旋环4011,4071,4072,4131具有相同或者相 似的形状，但是具有不同的尺寸，中上层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以 整齐的方式排列；在该实施例中，多层导电层(上层导电层，中层导电层)的导电螺旋环 的形状都是八边形，且每一导电层中的相邻导电螺旋环之间的间距是一样的。导电桥416 的形状可以是和中层导电层的八边形的导电螺旋环4131的相邻的两个边相同或者类似， 导电桥416的大小可以和中层导电层的内部导电螺旋环4131的相邻的两个边的大小相 同。
在该实施例中，另外一层导电层(即下层导电层)的导电桥416，导电桥416用于将中层导电层的内部导电轨迹413(即内部导电螺旋环4131)与第二端电极417电连接。
在该实施例中，可选地，另外一层导电层可以由另外多层导电层代替，且另外多层导电层中的每一层导电层包括一个段导电轨迹，所述每一个段导电轨迹被一一平行放 置，且通过1对金属导电孔电连接，从而段导电轨迹可以形成一个导电桥，由段导电轨迹 电连接形成的导电桥与位于另外一层导电层中的导电桥具有相同的功能，用于将所述线 圈的导电轨迹与线圈的端电极电连接。由段导电轨迹电连接形成的导电桥的电阻比位于 另外一层导电层中的导电桥相的电阻阻值小。
进一步地，上层导电层的外部导电螺旋环4041，中层导电层的外部导电螺旋环4011 被面对面放置；上层导电层的中外导电螺旋环4042，中层导电层的中外导电螺旋环4071 被面对面放置；上层导电层的中内导电螺旋环4101，中层导电层的中内导电螺旋环4072 被面对面放置；上层导电层的内部导电螺旋环4102，中层导电层的内部导电螺旋环4131 被面对面放置；如此，该线圈的所有导电螺旋环的几何中心在空间上互相校准。外部导 电螺旋4041,4011具有相同或者类似的形状，且尺寸相同；中外导电螺旋环4042，4071具有相同或者类似的形状，且尺寸相同；中内导电螺旋环4101，4072具有相同或者类似 的形状，且尺寸相同；内部导电螺旋环4102,4131具有相同或者类似的形状，且尺寸相 同。
其中上层导电层，中层导电层，下层导电层中的每一个导电轨迹通过1对金属导电孔 与其相邻导电层的导电轨迹电连接，每一个导电轨迹的第一末端和/或第二末端通过1对 金属导电孔与其相邻导电层的导电轨迹电连接。在该实施例中，该线圈的第一端电极400与中层导电层的外部导电轨迹401的第一末端电连接，该线圈的第二端电极417与中 层导电层的内部导电轨迹413通过位于下层导电层的导电桥416电连接。
进一步地，中层导电层的外部导电轨迹401的第二末端通过1对金属导电孔402，403 与上层导电层的外部导电轨迹404的第一末端电连接，上层导电层的外部导电轨迹404的第二末端通过1对金属导电孔405，406与中层导电层的内部导电轨迹407的第一末端 电连接，中层导电层的内部导电轨迹407的第二末端通过1对金属导电孔408,409与 上层导电层的内部导电轨迹410的第一末端电连接，上层导电层的内部导电轨迹410 的第二末端通过1对金属导电孔411，412与中层导电层的内部导电轨迹413的第一末端电 连接，中层导电层的内部导电轨迹413的第二末端通过1对金属导电孔414，415与导电桥 416电连接。
在本发明中，电流以交替的方式分别流过多层导电层中的每一层导电层的导电轨迹，即电流在上层导电层的导电轨迹、中层导电层的导电轨迹中交替地流过。在该实施 例中，电流从线圈的第一端电极400流入，沿着顺时针方向流过中层导电层的外部导电轨 迹401(即外部导电螺旋环4011)，通过1对金属导电孔402,403，沿着顺时针方向流过上 层导电层的外部导电轨迹404(即外部螺旋导电螺旋环4041，中外导电螺旋环4042)，通 过1对金属导电孔405,406，沿着顺时针方向流过中层导电层的中间导电轨迹407(即中 外导电螺旋环4071，中内导电螺旋环4072)，通过1对金属导电孔408,409，沿着顺时针 方向流过上层导电层的内部导电轨迹410(即中内导电螺旋环4101，内部导电螺旋环 4102)，通过1对金属导电孔411,412，流过中层导电层的内部导电轨迹413(即内部导 电螺旋环4131)，通过1对金属导电孔414,415，流过位于中层导电层的导电桥416，流 出该线圈的第二端电极417。该发明的线圈用于制作电感装置以及其他类似的装置。
在该优选的实施例中，金属导电孔对的横截面不超过导电轨迹的宽度。
优选地，该线圈的导电轨迹401,413也可以是环段导电螺旋，即导电轨迹401, 413可以是不足一圈的导电螺旋。可以通过改变导电螺旋的长度来满足线圈的第一端电 极和第二端电极的摆放位置以满足一些特殊的应用需要。
实施例五
下面将结合图6来描述本发明的实施例5。图6是本发明的另一优选线圈的上层导电 层，中层导电层，下层导电层的平面示意图。图3的左边是上层导电层，右边是中层导 电层和下层导电层。在该平面示意图中，该线圈还包括金属导电孔，用于将一层导电层 中的导电轨迹与其相邻导电层的导电轨迹电连接。
该线圈包括3层导电层,其中二层导电层分别是上层导电层,中层导电层,另外一层导 电层是下层导电层。上层导电层包括1个导电轨迹504，其中导电轨迹504是由2个导电螺 旋环5041,5042组成的，即导电轨迹504是2圈的导电螺旋。中层导电层包括2个导电 轨迹501,507，其外部导电轨迹501是由1个导电螺旋环5011组成的，即外部导电轨迹 501是1圈的导电螺旋；内部导电轨迹507是由1个导电螺旋环5071组成的，即内部导 电轨迹507是1圈的导电螺旋。该线圈由4个螺旋导电环，一个导电桥组成，因此该线圈 是4圈的线圈，所有导电螺旋环和导电桥均是金属轨迹，且通过绝缘材料互相隔离。另外 一层导电层包括一个导电轨迹，该导电轨迹是一个导电桥510，所述线圈的每一个导电轨 迹与其他的导电轨迹通过绝缘材料互相隔离，且所有导电轨迹均电气连接形成线圈。
进一步地，上层导电层的2个导电螺旋环5041,5042具有相同或者相似的形状，但是 具有不同的尺寸，上层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整齐的方式排列；中层导电层的2个导电螺旋环5011,5071具有相同或者相似的形状，但是具有不同的尺 寸，中层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整齐的方式排列。在该实施例 中，多层导电层(上层导电层，中层导电层)的导电螺旋环的形状都是正方形，且每一层 导电层中的相邻导电螺旋环之间的间距是一样的。导电桥510的形状可以是和中层导电 层的四边形的导电螺旋环5071的一个边相同或者类似，导电桥510的大小可以和中层导 电层的内部导电螺旋环5071的一个边的大小相同。
在该实施例中，另外一层导电层(即下层导电层)的导电桥510，导电桥510用于将中层导电层的内部导电轨迹507(即内部导电螺旋环5071)与第二端电极511电连接。
在该实施例中，可选地，另外一层导电层可以由另外多层导电层代替，且另外多层导电层中的每一层导电层包括一个段导电轨迹，所述每一个段导电轨迹被一一平行放 置，且通过1对金属导电孔电连接，从而段导电轨迹可以形成一个导电桥，由段导电轨迹 电连接形成的导电桥与位于另外一层导电层中的导电桥具有相同的功能，用于将所述线 圈的导电轨迹与线圈的端电极电连接。由段导电轨迹电连接形成的导电桥的电阻比位于 另外一层导电层中的导电桥相的电阻阻值小。
进一步地，上层导电层的外部导电螺旋环5041，中层导电层的外部导电螺旋环5011 被面对面放置；上层导电层的中间导电螺旋环5042，中层导电层的中间导电螺旋环5071 被面对面放置。如此，该线圈的所有导电螺旋环的几何中心在空间上互相校准。外部导 电螺旋5041,5011具有相同或者类似的形状，且尺寸相同；内部导电螺旋环5042，5071具有相同或者类似的形状，且尺寸相同。
其中上层导电层，中层导电层，下层导电层中的每一个导电轨迹通过1对金属导电孔 与其相邻导电层的导电轨迹电连接，每一个导电轨迹的第一末端和/或第二末端通过1对 金属导电孔与其相邻导电层的导电轨迹电连接。在该实施例中，该线圈的第一端电极500 与中层导电层的外部导电轨迹501的第一末端电连接，该线圈的第二端电极511与中层导电层的内部导电轨迹507通过位于下层导电层的导电桥510电连接。
进一步地，中层导电层的外部导电轨迹501的第二末端通过1对金属导电孔502，503 与上层导电层的导电轨迹504的第一末端电连接，上层导电层的导电轨迹504的第二末端通过1对金属导电孔505，506与中层导电层的内部导电轨迹507的第一末端电连接， 中层导电层的内部导电轨迹507的第二末端通过1对金属导电孔508,509与导电桥510 电连接。
在本发明中，电流以交替的方式分别流过多层导电层中的每一层导电层的导电轨迹，即电流在上层导电层的导电轨迹、中层导电层的导电轨迹中交替地流过。在该实施 例中，电流从线圈的第一端电极500流入，沿着顺时针方向流过中层导电层的外部导电轨 迹501(即外部导电螺旋环5011)，通过1对金属导电孔502,503，沿着顺时针方向流过上 层导电层的导电轨迹504(即分别流过外部导电螺旋环5041，内部导电螺旋环5042)，通 过1对金属导电孔505,506，沿着顺时针方向流过上层导电层的内部导电轨迹507(即内 部导电螺旋环5071)，通过1对金属导电孔508,509，流过位于下层导电层的导电桥 510，流出该线圈的第二端电极511。该发明的线圈用于制作电感装置以及其他类似的装 置。
在该优选的实施例中，金属导电孔对的横截面不超过导电轨迹的宽度。
优选地，该线圈的导电轨迹501,507也可以是环段导电螺旋，即导电轨迹501, 507可以是不足一圈的导电螺旋。可以通过改变导电螺旋的长度来满足线圈的第一端电 极和第二端电极的摆放位置以满足一些特殊的应用需要。
实施例6
下面将结合图8来描述本发明的实施例6。图8是本发明的另一优选线圈的上层导电 层，中层导电层，下层导电层的平面示意图。图8的左边是上层导电层，右边是中层导 电层和下层导电层的平面示意图。在该平面示意图中，该线圈还包括金属导电孔，用于 将一层导电层中的导电轨迹与其相邻导电层的导电轨迹电连接。
该线圈包括3层导电层,其中二层导电层分别是上层导电层,中层导电层,另外一层导 电层是下层导电层。上层导电层包括2个导电轨迹601,607，其中外部导电轨迹601是由1 个导电螺旋环6011组成的，即外部导电轨迹601是1圈的导电螺旋；内部导电轨迹607是由 2个导电螺旋环6071,6072组成的，即内部导电轨迹607是2圈的导电螺旋。中层导电层包括2个导电轨迹604,610，其外部导电轨迹604是由2个导电螺旋环6041，6042组成 的，即外部导电轨迹604是2圈的导电螺旋；内部导电轨迹610是由1个导电螺旋环 6101组成的，即内部导电轨迹610是1圈的导电螺旋。该线圈由6个螺旋导电环，一个导 电桥613组成，因此该线圈是6圈的线圈，所有导电螺旋环和导电桥均是金属轨迹，且通 过绝缘材料互相隔离。另外一层导电层包括一个导电轨迹，该导电轨迹是一个导电桥 613，所述线圈的每一个导电轨迹均是金属轨迹，且每一个导电轨迹通过绝缘材料互相隔 离，且所有导电轨迹均电气连接形成线圈。
进一步地，上层导电层的3个导电螺旋环6011,6071,6072具有相同或者相似的形状，但是具有不同的尺寸，上层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整齐的方 式排列；中层导电层的3个导电螺旋环6041,6042,6101具有相同或者相似的形状，但 是具有不同的尺寸，中层导电层的每个导电螺旋环的几何中心重合，以整齐的方式排 列；在该实施例中，多层导电层(上层导电层，中层导电层)的导电螺旋环的形状都是四 边形，且每一导电层中的相邻导电螺旋环之间的间距是一样的。导电桥形状是一个简单 的曲线，在本实施例中，导电桥613的形状可以是和中层导电层的四边形的导电螺旋环 6101的一个边相同或者类似，导电桥613的大小可以和中层导电层的内部导电螺旋环6101 的一个边的大小相同。
在该实施例中，另外一层导电层(即下层导电层)的导电桥613，导电桥613用于将中层导电层的内部导电轨迹610(即内部导电螺旋环6101)与第二端电极614电连接。
在该实施例中，可选地，另外一层导电层可以由另外多层导电层代替，且另外多层导电层中的每一层导电层包括一个段导电轨迹，所述每一个段导电轨迹被一一平行放 置，且通过1对金属导电孔电连接，从而段导电轨迹可以形成一个导电桥，由段导电轨迹 电连接形成的导电桥与位于另外一层导电层中的导电桥具有相同的功能，用于将所述线 圈的导电轨迹与线圈的端电极电连接。由段导电轨迹电连接形成的导电桥的电阻比位于 另外一层导电层中的导电桥相的电阻阻值小。
进一步地，上层导电层的外部导电螺旋环6011，中层导电层的外部导电螺旋环6041 被面对面放置；上层导电层的中间导电螺旋环6071，中层导电层的中间导电螺旋环6042 被面对面放置；上层导电层的内部导电螺旋环6072，中层导电层的内部导电螺旋环6101 被面对面放置；如此，该线圈的所有导电螺旋环的几何中心在空间上互相校准。外部导 电螺旋6011,6041具有相同或者类似的形状，且尺寸相同；中间导电螺旋环6071，6042具有相同或者类似的形状，且尺寸相同；内部导电螺旋环6072,6101具有相同或者类似 的形状，且尺寸相同。
其中上层导电层，中层导电层，下层导电层中的每一个导电轨迹通过1对金属导电孔 与其相邻导电层的导电轨迹电连接，每一个导电轨迹的第一末端和/或第二末端通过1对 金属导电孔与其相邻导电层的导电轨迹电连接。在该实施例中，该线圈的第一端电极600与上层导电层的外部导电轨迹601的第一末端电连接，该线圈的第二端电极614与 中层导电层的内部导电轨迹610通过位于下层导电层的导电桥613电连接。
进一步地，上层导电层的外部导电轨迹601的第二末端通过1对金属导电孔602，603 与中层导电层的外部导电轨迹604的第一末端电连接，中层导电层的外部导电轨迹604的第二末端通过1对金属导电孔605，606与上层导电层的内部部导电轨迹607的第一末 端电连接，上层导电层的内部导电轨迹607的第二末端通过1对金属导电孔608,609 与中层导电层的内部导电轨迹610的第一末端电连接，中层导电层的内部导电轨迹610 的第二末端通过1对金属导电孔611，612与导电桥613电连接。
在本发明中，电流以交替的方式分别流过多层导电层中的每一层导电层的导电轨迹，即电流在上层导电层的导电轨迹、中层导电层的导电轨迹中交替地流过。在该实施 例中，电流从线圈的第一端电极600流入，沿着顺时针方向流过上层导电层的外部导电轨 迹601(即外部导电螺旋环6011)，通过1对金属导电孔602,603，沿着顺时针方向流过中 层导电层的外部导电轨迹604(即分别流过外部导电螺旋环6041，中间导电螺旋环 6042)，通过1对金属导电孔605,606，沿着顺时针方向流过上层导电层的内部导电轨迹 607(即分别流过中间导电螺旋环6071，内部导电螺旋环6072)，通过1对金属导电孔608, 609，沿着顺时针方向流过中层导电层的内部导电轨迹610(即内部导电螺旋环6101)，通 过1对金属导电孔611,612，流过位于下层导电层的导电桥613，流出该线圈的第二端电 极614。该发明的线圈用于制作电感装置以及其他类似的装置。
在该优选的实施例中，金属导电孔对的横截面不超过导电轨迹的宽度。
优选地，该线圈的导电轨迹601,610也可以是环段导电螺旋，即导电轨迹601, 610可以是不足一圈的导电螺旋。可以通过改变导电螺旋的长度来满足线圈的第一端电 极和第二端电极的摆放位置以满足一些特殊的应用需要。
实施例7
本发明还披露了一种电感装置，图9是所述电感装置的平面示意图。所述电感装置由 实施例3所描述的2个线圈组成，显示为图9中左边的线圈，右边的线圈。其中左边的线圈是由实施例3中所描述的线圈逆时针旋转90°，右边的线圈是由实施例3中所描述的线圈 顺时针旋转90°，使得左边的线圈的几何中心向左有一个位移，右边的线圈的几何中心 向右移动，这样两个线圈可以以串连的方式进行电连接，即左边线圈的第一端电极和右 边线圈的第一端电极连接。
电流从电感装置的第一端电极700流入(即左边的线圈的第二端电极)，流过位于下层 导电层的导电桥701，通过1对金属导电孔702,703，逆时针方向流过中下层导电层的内部 导电轨迹704，通过1对金属导电孔705,706，逆时针方向流到中上层导电层的内部导电 轨迹707，通过1对金属导电孔708,709，逆时针方向流过上层导电层的导电轨迹710，通过1对金属导电孔711,712，逆时针方向流过中上层导电层的外部导电轨迹713，通过1对 金属导电孔714,715，逆时针方向流过中下层导电层的外部导电轨迹716，电流从左边线 圈流到右边线圈的中下层导电层的外部导电轨迹717，通过1对金属导电孔718,719，顺 时针方向流到中上层导电层的外部导电轨迹720，通过1对金属导电孔721,722，顺时针 方向流到上层导电层的导电轨迹723，通过1对金属导电孔724,725，顺时针方向流到中 上层导电层的内部导电轨迹726，通过1对金属导电孔727，728，流到中下层导电层的内 部导电轨迹729，通过1对金属导电孔730，731，流过位于下层导电层的导电桥732，流出 所述电感装置的第二端电极733(即右边线圈的第二端电极)。
然而由于线圈的旋转，电流在图9所示的左边的线圈中呈逆时针方向流动，而电流在 图9所示的右边的线圈中呈顺时针方向流动。也就是说，左边的线圈形成的磁场是正磁场，右边的线圈形成的磁场是负磁场。
因此，两个线圈均正极耦合，电感线圈的总的电感值得到了改善；此外，当电感装置线圈靠近其他电感元器件时能够减少或者避免互耦。最后，第三端电极可以连接到两 个线圈的中间连接部分，即与左边线圈的中下层导电层的导电轨迹717，右边线圈的中下 层导电层的导电轨迹718的中间点相连接。这样在两个线圈的中间会形成一个中心抽头。
实施例8
本发明还披露了另外一种优选的电感装置，图10是所述电感装置的平面示意图。所 述电感装置由实施例6所描述的2个线圈组成，显示为图10中左边的平面示意图，右边平面示意图。其中左边的线圈是由实施例3中所描述的线圈逆时针旋转90°，右边的线圈是 由实施例3中所描述的线圈顺时针旋转90°，使得左边的线圈的几何中心向左有一个位 移，右边的线圈的几何中心向右移动，这样两个线圈可以以串连的方式进行电连接，即 左边线圈的第一端电极和右边线圈的第一端电极电连接。
由于线圈的旋转，电流从电感装置的第一端电极800流入(即左边的线圈的第二端电 极)，则电流在左边的线圈中顺时针流动，电流在右边的线圈中逆时针流动。因此当电流从左边线圈的第一端电极800流入时，电流流过位于下层导电层的导电桥801，通过1对金属导电孔802,803，顺时针方向流过中层导电层的内部导电轨迹804，通过1对金属导电 孔805,606，顺时针方向流到上层导电层的内部导电轨迹807，通过1对金属导电孔808, 809，顺时针方向流过中层导电层的外部导电轨迹810，通过1对金属导电孔811,812，顺 时针方向流过上层导电层的外部导电轨迹813，电流从左边的线圈流入右边的线圈，逆时 针方向流过上层导电层的外部导电轨迹814，通过1对金属导电孔815,816，逆时针方向 流过中层导电层的外部导电轨迹817，通过1对金属导电孔818，819，逆时针方向流过上 层导电层的内部导电轨迹820，通过1对金属导电孔821,822，逆时针方向流过中层导电 层的内部导电轨迹823，通过1对金属导电孔824，825，流过位于下层导电层的导电桥 826，流出电感装置的第二端电极827(右边线圈的第二端电极)。
然而由于线圈的旋转，电流在图10所示的左边的线圈中呈顺时针方向流动，而电流 在图10所示的右边的线圈中呈顺时针方向流动。也就是说，左边的线圈形成的磁场是负磁场，右边的线圈形成的磁场是正磁场。
因此，两个线圈均正极耦合，电感线圈的总的电感值得到了改善；此外，当电感装置线圈靠近其他电感元器件时能够减少或者避免互耦。最后，第三端电极可以连接到两 个线圈的中间连接部分，即与左边线圈的中下层导电层的导电轨迹817，右边线圈的中下 层导电层的导电轨迹818的中间点相连接。这样在两个线圈的中间会形成一个中心抽头。
值得注意的是，基于以上的实施例，本领域技术人员应该理解，上述的实施例仅仅是列示，而非对本发明的限制。事实上本发明中所述的导电螺旋环的形状不仅仅是八边形，正方形，还可以是圆形，类正方形，类八边形，椭圆形，或者其他闭合的曲线即 可。所包含的导电层数不应该局限于3层，4层，也可以是5层，6层等多层。线圈的圈数 也不仅限于4,8,6,12，也可以是16。
在本发明所示的实施例中，电感线圈的每一导电层中的相邻导电螺旋环之间的间距 是相等的，导电螺旋环的宽度是一样的。然而在一些特定的实施例中，导电螺旋环的宽度并不完全一致。为了改善自频率或者Q值，这些参数可能会不同。为了满足一些特定 的位置摆放需要，与端电极电连接的导电螺旋环可以变长或者缩短，例如将于端电极电 连接的导电螺旋环缩短至环段导电螺旋环，环段导电螺旋环指不足一圈的导电螺旋环。 不仅仅不限于本发明的实施例的描述，第二端电极也可以通过导电桥与中间的螺旋导电 环电连接，或者导电桥不仅仅可以位于上层导电层或者下层导电层，导电桥也可以位于 中间的导电层。
因此我们可以得出：本发明所披露的线圈具有以下的优点：
与仅有一层导电层的电感线圈相比，当电感线圈的圈数相同，面积相同，则本发明披露的电感线圈的电感值比仅有一层导电层的电感线圈的电感值大，相邻的导电螺旋环之间的互耦也被考虑在内。
电流从所述第一端电极流入线圈的一个外部导电轨迹，电流以交替的方式分别流过 属于不同导电层的导电轨迹，例如从一层导电层的外部导电轨迹流过其相邻导电层的导 电轨迹，从其相邻导电层的导电轨迹流过其相邻层导电层的相邻导电层的导电轨迹，以这样交替的路径流到与导电桥电连接的一个内部导电轨迹，流过所述导电桥，从而流出 所述第二端电极。与背景技术中的多层导电层的电感线圈相比，本发明的电感线圈的端 电极的寄生耦合电容比背景技术中的多层导电层的电感线圈的端电极的寄生耦合电容 小。因此，本发明的电感线圈的自频率或者Q值提高。
因为流过电感线圈的电流大小是由导电轨迹、金属导电孔的横截面决定的，因此可 以通过改变导电轨迹、金属导电孔的横截面大小来调整流过线圈的电流大小。
本发明描述的电感装置是由2个线圈分别逆时针旋转90°，顺时针旋转90°形成的，因此两个线圈可以以串联的形式连接，这样可以降低电感装置的截面耦合电容。
本发明进一步提供一种用于制备电感线圈的方法：
在基底上按照顺序形成多层导电层中的每一层的导电轨迹，其中所有的导电轨迹均 通过绝缘材料隔离，并电气连接以形成本发明所述的线圈，所述基底包括半导体基底或者印刷电路板(PCB)。
因此基于以上的实施例，本领域技术人员应该理解，上述的实施例仅仅是列示，而非对本发明的限制。事实上，有上述特征的线圈均属于本发明的范畴。任何熟悉此技术 的认识皆可在不违背本发明的精神和范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举 凡所属技术领域中具有通常只是这在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的 一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
综上所述，本发明提供的电感线圈包括：多层导电层，其中每个导电层至少包括一个导电轨迹，所述导电轨迹可以是一圈的导电螺旋或者是两圈的导电螺旋或者是环段导电螺旋，其中至少有一个导电轨迹是两圈的导电螺旋；另外一层导电层，所述另外一层 导电层包括一个导电轨迹，所述导电轨迹可以是导电桥，所述导电桥用于将线圈的第二 端电极与多层导电层中的一个导电轨迹电连接；线圈的第一端电极与多层导电层中的另 外一个导电轨迹电连接；线圈的所有导电轨迹均通过绝缘材料互相隔离，且所有导电轨 迹均电气连接形成线圈。
本发明还提供一种电感装置，其包括多个本发明中描述的线圈，其中每个线圈都被 串联电连接以形成电感装置。
本发明还提供一种电路，其包括本发明中描述的电感装置和/或本发明中描述的线 圈。
本发明还提供制备线圈的方法，所述制备线圈的方法至少包括：
在基底上按照顺序形成每一层导电层的导电轨迹，其中所有的导电轨迹均通过绝缘 材料隔离，并电气连接以形成线圈的绕组，所述基底包括半导体基底或者印刷电路板(PCB)。
技术内容
为准确理解本发明，如图6,7所示，通过对导电螺旋环的寄生耦合电容的分析可以阐述本发明的优点。通过图11,12,13介绍的电流理论，也可阐述本发明的优点。
如图11所示，有2个理想导线被面对面放置(为了表述清楚，将导线以平板形式示出)，所述导线被介质材料相互隔离，所述介质厚度为s，介电层常数为，且每根线的 长度为L/2，宽度为W。理想情形下，导线的电阻分布均衡，沿着导线的压差也是均匀变 化的。两根导线的左端的压差为1V，两根导线右端的压差为0V，则在沿着x轴任意位置 点x之间差分电压V(x)与位置x的函数可表示为：
进而长度为dx的两段的电容为：
进而该导线所储能的电能可以表示为：
或者为：
那么，所述等效电容可以表示为：
其中，为当导电线右端开路时两导电线之间的电容值：
基于上述所述，假设如图6和图12所示出的电感线圈，假设内部导电螺旋环和外部导 电螺旋环有相同的长度。当给电感线圈加上1V的电压时，上层导电层的外部导电螺旋环和中间导电层的外部导电螺旋环之间的差分电压为是固定的，值为0.285V。相类似 地，上层导电层中的内部导电螺旋环和中间导电层中的内部导电螺旋环之间的差分电压 值也是固定的，值为0.285V。
所述电感器线圈中存储的电能，且涉及两相邻层的电能可以被近似表述为(通过形成 嵌套状结构的环中所存储的电能没有考虑，因为分离距离可能变化)：
其中W是导电螺旋环的宽度，L是线圈所有导电螺旋环的长度，Lsection是导电螺旋环的平均长度，tIMD1是上层导电层的外部导电螺旋环和中层导电层的外部导电螺旋环之间的距离，即金属介电层的厚度,tIMD1也是上层导电层的内部导电螺旋环与中层导电层 的内部导电螺旋环之间的距离；由于tIMD1是由工艺决定的，因此电感线圈的耦合电容可 以表示如下：
背景技术中的线圈如图7和图13中所示。当给线圈加上1V的电压时，上层导电层的外 部导电螺旋环和中间导电层的外部导电螺旋环的差分电压为0.8V～0.533V，上层导电层中的内部导电螺旋环和中间导电层中的内部导电螺旋环之间的差分电压值也是固定的，值为0.266V。
该线圈所存储的电能可以表示为：
那么所述两层面对面放置的导电螺旋环之间的等效耦合电容可以表示为：
其中W是导电螺旋环的宽度，L是线圈所有导电螺旋环的长度，Lsection是导电螺 旋环的平均长度，tIMD1是上层导电层的外部导电螺旋环和中层导电层的外部导电螺旋环 之间的距离,即金属介电层的厚度。和背景技术如图7所示的线圈相比，本发明所描述的 线圈的耦合电容明显降低，自谐振频率fSR明显提高，有效改善了线圈的性能，自谐振 频率fSR的表示如下：
其中，Ls是电感器线圈的电感值，而Cp为包括了两层中面对面的导电螺旋环之间电 容以及位于同一层的相邻导电螺旋环的总电容。因此可以增加同一层中导电螺旋环的数 量，或者增加导电层的层数，以获得更高的耦合电容。因此Q值显著提高。Q值的计算公式如下：
从上述分析可以看出，在本发明的实施例图6和图12所示的线圈，上层导电层的导电 螺旋环和中间导电层的导电螺旋环的寄生耦合电容比现有技术图7和图13所示的线圈进一 步降低。因此，本发明较现有技术相比，有更大的工业应用价值。
综上所述，上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的认识皆可在不违背本发明的精神和范畴下，对上述实施例进行修 饰或改变，因此，举凡所属技术领域中具有通常知识这在未脱离本发明所揭示的精神和 技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种线圈，其特征在于，所述线圈至少包括：
多层导电层，其中每个导电层至少包括一个导电轨迹，所述导电轨迹是一圈的导电螺旋或者是两圈的导电螺旋或者是环段导电螺旋，其中至少有一个导电轨迹是两圈的导电螺旋，所有导电螺旋的几何中心在空间上互相对准；
另外一层导电层，所述另外一层导电层包括一个导电轨迹，所述导电轨迹是导电桥，所述导电桥用于将线圈的第二端电极与多层导电层中的一个导电轨迹电连接；
线圈的第一端电极与多层导电层中的另外一个导电轨迹电连接；
线圈的所有导电轨迹均通过绝缘材料互相隔离，且所有导电轨迹均电气连接形成线圈。
2.根据权利要求1所述的线圈，其特征在于：另外一层导电层被另外多层导电层代替，其中另外多层导电层中的每个导电层都包括一个段导电轨迹，所有段导电轨迹被平行放置，通过绝缘材料互相隔离，且每个段导电轨迹的第一末端和/或第二末端通过一对金属导电孔与其他段导电轨迹电气连接以形成一个导电桥。
3.根据权利要求1所述的线圈，其特征在于：多层导电层中的每个导电轨迹的第一末端和/或第二末端通过一对金属导电孔与多层导电层中的其他导电层的导电轨迹电气连接以形成线圈。
4.根据权利要求1或者2所述的线圈，其特征在于：与导电桥电连接的导电轨迹是线圈的内部导电轨迹，且是一圈的导电螺旋或者是环段导电螺旋。
5.根据权利要求4所述的线圈，其特征在于：与第一端电极电连接的导电轨迹是线圈的外部导电轨迹，且是一圈的导电螺旋或者环段导电螺旋。
6.根据权利要求5所述的线圈，其特征在于：电流从所述第一端电极流入线圈的一个外部导电轨迹，从外部导电轨迹流入其相邻导电层的导电轨迹，从其相邻导电层的导电轨迹流入其相邻层导电层的相邻层导电层的导电轨迹，以这样交替的路径最后流入与导电桥电连接的一个内部导电轨迹，流过所述导电桥，从而流出所述第二端电极。
7.根据权利要求6所述的线圈，其特征在于：所述导电螺旋的形状是正方形，椭圆，六边形，八边形，圆形这些闭合曲线中的一种。
8.根据权利要求7所述的线圈，其特征在于：可以通过集成无源器件(IPD)工艺制备权利要求7所述的线圈。
9.一种制备线圈的方法，其特征在于，所述制备线圈的方法至少包括：
在基底上按照顺序形成每一层导电层的导电轨迹，其中所有的导电轨迹均通过绝缘材料隔离，并电气连接以形成权利要求1所述的线圈，所述基底包括半导体基底或者印刷电路板(PCB)。
10.一种电感装置，其特征在于：包括多个权利要求1-7中的任一项所述的线圈，其中每个线圈都被串联电连接以形成电感装置。
11.一种电路，其特征在于：包括至少一个如权利要求10所述的电感装置和/或至少一个如权利要求1所述的线圈。
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