JP2000082621A - 平面トランス - Google Patents
平面トランスInfo
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- JP2000082621A JP2000082621A JP10252206A JP25220698A JP2000082621A JP 2000082621 A JP2000082621 A JP 2000082621A JP 10252206 A JP10252206 A JP 10252206A JP 25220698 A JP25220698 A JP 25220698A JP 2000082621 A JP2000082621 A JP 2000082621A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】スパイラル形状の導体を一対の磁性薄膜で挟ん
だ形の平面トランスにおいて、磁性薄膜間の間隔が狭
く、高効率であり、巻数比の選択が自由で、かつ製造の
容易な平面トランスを提供する 【解決手段】スパイラル形状の一次コイル３２ａの導体
間に二次コイル３２ｂの導体を配置し、一次コイル３２
ａと二次コイル３２ｂとをほぼ同一平面上に形成し、絶
縁膜を介して上下の磁性薄膜３４ａ、３４ｂで挟んだ構
造とする。
だ形の平面トランスにおいて、磁性薄膜間の間隔が狭
く、高効率であり、巻数比の選択が自由で、かつ製造の
容易な平面トランスを提供する 【解決手段】スパイラル形状の一次コイル３２ａの導体
間に二次コイル３２ｂの導体を配置し、一次コイル３２
ａと二次コイル３２ｂとをほぼ同一平面上に形成し、絶
縁膜を介して上下の磁性薄膜３４ａ、３４ｂで挟んだ構
造とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気的エネルギー
との変換作用を利用して電気的エネルギーの変換をおこ
なうトランス、特にスパイラル形状の導体を一対の磁性
薄膜で挟んだ形の平面トランスに関する。
との変換作用を利用して電気的エネルギーの変換をおこ
なうトランス、特にスパイラル形状の導体を一対の磁性
薄膜で挟んだ形の平面トランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、コイル、トランスに代表される電
磁誘導部品の小型化要求が高まってきている。その理由
として、電子情報機器、携帯用各種電子機器の小型軽量
化に伴い、電源の小型軽量化が不可欠となってきている
ことが挙げられる。高品質の電源を得るための電源回路
方式や、その中で用いられる制御用ＩＣ、スイッチング
素子、整流素子等の能動素子の技術的進歩が著しい中
で、これら電源回路の中に用いられるコイル、トラン
ス、コンデンサ等の受動素子が占める容積の問題が浮き
彫りにされてきている。特にインダクタやトランス等の
電磁誘導部品は、集積回路と比べると体積が非常に大き
いために、電子機器の小形化を図る上で最大の隘路にな
っている。
磁誘導部品の小型化要求が高まってきている。その理由
として、電子情報機器、携帯用各種電子機器の小型軽量
化に伴い、電源の小型軽量化が不可欠となってきている
ことが挙げられる。高品質の電源を得るための電源回路
方式や、その中で用いられる制御用ＩＣ、スイッチング
素子、整流素子等の能動素子の技術的進歩が著しい中
で、これら電源回路の中に用いられるコイル、トラン
ス、コンデンサ等の受動素子が占める容積の問題が浮き
彫りにされてきている。特にインダクタやトランス等の
電磁誘導部品は、集積回路と比べると体積が非常に大き
いために、電子機器の小形化を図る上で最大の隘路にな
っている。
【０００３】これら磁気誘導部品の小型化に対する今後
の方向としては、鉄心に巻線を施した三次元的な形状で
ある従来のトランスそのままでは無理であり、チップ部
品として限りなく小さくし、面実装により電源全体を小
さくする方向と、シリコン基板上に薄膜で形成する方向
の二つが考えられる。小型化の一方向として、コイル導
体を平面上でスパイラル状に形成し、その上下に磁性薄
膜を施して積層構造とした二次元的な形状とした平面イ
ンダクタと称する薄膜インダクタが特開平２−２７５６
０６号公報に開示されている。
の方向としては、鉄心に巻線を施した三次元的な形状で
ある従来のトランスそのままでは無理であり、チップ部
品として限りなく小さくし、面実装により電源全体を小
さくする方向と、シリコン基板上に薄膜で形成する方向
の二つが考えられる。小型化の一方向として、コイル導
体を平面上でスパイラル状に形成し、その上下に磁性薄
膜を施して積層構造とした二次元的な形状とした平面イ
ンダクタと称する薄膜インダクタが特開平２−２７５６
０６号公報に開示されている。
【０００４】更に、半導体プロセスの適用により平面的
なコイルをシリコン基板上に形成した例も報告されてい
る。発明者の同僚も先に平面型磁気誘導部品を発明した
［特願平８−１４９６２６］。図９（ａ）は、シリコン
基板上に作製した平面インダクタの一例の構造を示す断
面図である。図９（ａ）において１１はシリコン基板、
１２はコイル導体、１４ａ、１４ｂは磁性薄膜、１３は
絶縁膜である。２０は端子電極であり、１９は接続導体
である。図９（ｂ）は、平面インダクタのコイル導体１
２の平面図である。コイル導体１２は例えばこのような
角形スパイラル状に形成される。
なコイルをシリコン基板上に形成した例も報告されてい
る。発明者の同僚も先に平面型磁気誘導部品を発明した
［特願平８−１４９６２６］。図９（ａ）は、シリコン
基板上に作製した平面インダクタの一例の構造を示す断
面図である。図９（ａ）において１１はシリコン基板、
１２はコイル導体、１４ａ、１４ｂは磁性薄膜、１３は
絶縁膜である。２０は端子電極であり、１９は接続導体
である。図９（ｂ）は、平面インダクタのコイル導体１
２の平面図である。コイル導体１２は例えばこのような
角形スパイラル状に形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】シリコン基板１１上に
電磁誘導素子を作製する場合、導体損失を小さくするた
めにコイル導体１２の厚さを３０μｍ程度と厚くしなけ
ればならない。従来コイル導体１２は、ポリイミド等の
樹脂型内に例えばメッキ法で充填していた。このため、
図９（ａ）に示すように、コイル導体１２およびその上
の絶縁膜１３の上面の凹凸が大きくなると、半導体プロ
セスでこの上に上磁性薄膜１４ｂを均一に形成すること
が困難であった。
電磁誘導素子を作製する場合、導体損失を小さくするた
めにコイル導体１２の厚さを３０μｍ程度と厚くしなけ
ればならない。従来コイル導体１２は、ポリイミド等の
樹脂型内に例えばメッキ法で充填していた。このため、
図９（ａ）に示すように、コイル導体１２およびその上
の絶縁膜１３の上面の凹凸が大きくなると、半導体プロ
セスでこの上に上磁性薄膜１４ｂを均一に形成すること
が困難であった。
【０００６】同様な方法で平面トランスを作製する場
合、コイル導体は一次巻線と二次巻線との二種類が必要
となる。図１０は、コイル導体を二層積層した従来の平
面トランスの断面図である。この図のように、例えば厚
さ３０μｍ程度の二つの一次コイル２２ａ、二次コイル
２２ｂを積層すると、二次コイル２２ｂの上の絶縁膜２
３の上面の凹凸は、図９（ａ）の平面型インダクタの場
合の約二倍大きくなり、その上に上磁性薄膜２４ｂを形
成しても漏洩磁束が多く、効率の良いトランスとならな
い。
合、コイル導体は一次巻線と二次巻線との二種類が必要
となる。図１０は、コイル導体を二層積層した従来の平
面トランスの断面図である。この図のように、例えば厚
さ３０μｍ程度の二つの一次コイル２２ａ、二次コイル
２２ｂを積層すると、二次コイル２２ｂの上の絶縁膜２
３の上面の凹凸は、図９（ａ）の平面型インダクタの場
合の約二倍大きくなり、その上に上磁性薄膜２４ｂを形
成しても漏洩磁束が多く、効率の良いトランスとならな
い。
【０００７】これを避けるには一次コイル２２ａ、二次
コイル２２ｂ、または絶縁膜２３の上面を平坦化する工
程が必要となり、工数が増してしまう。更に、コイル導
体を二層化することにより、上下の磁性薄膜２４ａ、２
４ｂの間隔が大きくなり、このため鉄心の空間が広がる
ことになって、漏れ磁束が増加し、インダクタンスの減
少や結合係数の低下を招くことになる。
コイル２２ｂ、または絶縁膜２３の上面を平坦化する工
程が必要となり、工数が増してしまう。更に、コイル導
体を二層化することにより、上下の磁性薄膜２４ａ、２
４ｂの間隔が大きくなり、このため鉄心の空間が広がる
ことになって、漏れ磁束が増加し、インダクタンスの減
少や結合係数の低下を招くことになる。
【０００８】また上磁性薄膜２４ｂを形成する面の大き
な凹凸を避けるためには、一次コイル２２ａと二次コイ
ル２２ｂとの巻数比を１以外に設定することは困難であ
るという問題もある。このような現状に立脚して、本発
明は集積回路等の半導体装置のチップ上に直接作り込む
に適した構造をもち、しかも一次巻線および二次巻線の
二つのコイルを積層しない構造とすることにより、二つ
のコイルを積層した場合の特性の低下等の問題を解決
し、巻数比の選択が自由で、かつ製造の容易な平面トラ
ンスを提供することを目的とする。
な凹凸を避けるためには、一次コイル２２ａと二次コイ
ル２２ｂとの巻数比を１以外に設定することは困難であ
るという問題もある。このような現状に立脚して、本発
明は集積回路等の半導体装置のチップ上に直接作り込む
に適した構造をもち、しかも一次巻線および二次巻線の
二つのコイルを積層しない構造とすることにより、二つ
のコイルを積層した場合の特性の低下等の問題を解決
し、巻数比の選択が自由で、かつ製造の容易な平面トラ
ンスを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題解決のため本発
明は、スパイラル形状の導体を一対の磁性薄膜で挟んだ
形の平面トランスにおいて、スパイラル形状の一次巻線
の導体間に、一次巻線に平行なスパイラル形状の二次巻
線を配置するものとする。そのようにしてコイルの二層
化を回避することによって、導体上面の凹凸も小さくで
き、その上層に磁性薄膜を形成することが容易となる。
また、導体が一層のみで形成されるため、巻数比の選択
が自由になるとともに、上下の磁性薄膜の間隔の増大を
避けることが可能となる。
明は、スパイラル形状の導体を一対の磁性薄膜で挟んだ
形の平面トランスにおいて、スパイラル形状の一次巻線
の導体間に、一次巻線に平行なスパイラル形状の二次巻
線を配置するものとする。そのようにしてコイルの二層
化を回避することによって、導体上面の凹凸も小さくで
き、その上層に磁性薄膜を形成することが容易となる。
また、導体が一層のみで形成されるため、巻数比の選択
が自由になるとともに、上下の磁性薄膜の間隔の増大を
避けることが可能となる。
【００１０】特に、隣接する一次巻線の間に一本の二次
巻線を配置すれば、一次巻線と二次巻線との間の結合係
数を増大させることができる。一次巻線と二次巻線との
巻数が同じであれば、一次電圧と同じ二次電圧のトラン
スとすることができ、一次巻線と二次巻線との巻数が異
なるものとすれば、異なる二次電圧のトランスとするこ
とができる。
巻線を配置すれば、一次巻線と二次巻線との間の結合係
数を増大させることができる。一次巻線と二次巻線との
巻数が同じであれば、一次電圧と同じ二次電圧のトラン
スとすることができ、一次巻線と二次巻線との巻数が異
なるものとすれば、異なる二次電圧のトランスとするこ
とができる。
【００１１】隣接する一次巻線または二次巻線の間にそ
れぞれ複数の二次巻線または一次巻線を配置しても、異
なる二次電圧のトランスとすることができる。一次巻線
と二次巻線とをほぼ同一平面上に同じ金属層で形成する
ものとする。そのようにすれば、金属層を形成する工程
が一つで済む。
れぞれ複数の二次巻線または一次巻線を配置しても、異
なる二次電圧のトランスとすることができる。一次巻線
と二次巻線とをほぼ同一平面上に同じ金属層で形成する
ものとする。そのようにすれば、金属層を形成する工程
が一つで済む。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、実施例の図を参照しながら
本発明の実施の形態を詳細に説明する。 ［実施例１］図１（ａ）は、本発明第一の実施例（以下
実施例１と記す。以下同様）の平面トランスのおよそ半
分の部分断面図、図１（ｂ）はコイル導体の配置を示す
平面図である。
本発明の実施の形態を詳細に説明する。 ［実施例１］図１（ａ）は、本発明第一の実施例（以下
実施例１と記す。以下同様）の平面トランスのおよそ半
分の部分断面図、図１（ｂ）はコイル導体の配置を示す
平面図である。
【００１３】図１（ａ）において、シリコンウェハ３１
上にポリイミドからなる絶縁膜３３ａを介して、ＣｏＨ
ｆＴａＰｄの下磁性薄膜３４ａが積層されており、その
下磁性薄膜３４ａを覆うポリイミドからなる絶縁膜３３
ｂの上に、一次コイル３２ａと二次コイル３２ｂとが形
成されている。図では、一次コイル３２ａと二次コイル
３２ｂとの断面が交互に見られ、それらのコイル３２
ａ、３２ｂ間にそれらを絶縁するポリイミドの中間絶縁
膜３６が見られる。一次、二次コイル３２ａ、３２ｂと
中間絶縁膜３６との上には、ポリイミドの絶縁膜３３ｃ
を介してＣｏＨｆＴａＰｄの上磁性薄膜３４ｂが積層さ
れ、更にその上をポリイミドの絶縁膜３３ｄが覆ってい
る。３９ａ、３９ｂはそれぞれ、コイル導体３２ａ、３
２ｂと端子電極４０ａ、４０ｂとを接続するリードであ
る。図示されない右側部分は、中心線Ａ−Ａについてほ
ぼ対称である。
上にポリイミドからなる絶縁膜３３ａを介して、ＣｏＨ
ｆＴａＰｄの下磁性薄膜３４ａが積層されており、その
下磁性薄膜３４ａを覆うポリイミドからなる絶縁膜３３
ｂの上に、一次コイル３２ａと二次コイル３２ｂとが形
成されている。図では、一次コイル３２ａと二次コイル
３２ｂとの断面が交互に見られ、それらのコイル３２
ａ、３２ｂ間にそれらを絶縁するポリイミドの中間絶縁
膜３６が見られる。一次、二次コイル３２ａ、３２ｂと
中間絶縁膜３６との上には、ポリイミドの絶縁膜３３ｃ
を介してＣｏＨｆＴａＰｄの上磁性薄膜３４ｂが積層さ
れ、更にその上をポリイミドの絶縁膜３３ｄが覆ってい
る。３９ａ、３９ｂはそれぞれ、コイル導体３２ａ、３
２ｂと端子電極４０ａ、４０ｂとを接続するリードであ
る。図示されない右側部分は、中心線Ａ−Ａについてほ
ぼ対称である。
【００１４】図１（ｂ）に見られるように、一次コイル
３２ａと二次コイル３２ｂとは、共に５ターンの正方形
スパイラルであり、一次コイル３２ａの導体の間に二次
コイル３２ｂの導体が配置されている。４０ａ、４０ｂ
はそれぞれ一次コイル３２ａ、二次コイル３２ｂの端子
電極である。この実施例１の平面トランスは、一次コイ
ル３２ａと二次コイル３２ｂとをほぼ同一平面上に形成
しているので、従来のようなコイルの二層化が回避さ
れ、コイル導体上面の凹凸も小さく、その上に上磁性薄
膜３４ｂを形成することが容易となる。また、コイル導
体が一層のみで形成されるため、上下の磁性薄膜３４
ａ、３４ｂの間隔の増大および空隙の増加を避けること
が可能となる。
３２ａと二次コイル３２ｂとは、共に５ターンの正方形
スパイラルであり、一次コイル３２ａの導体の間に二次
コイル３２ｂの導体が配置されている。４０ａ、４０ｂ
はそれぞれ一次コイル３２ａ、二次コイル３２ｂの端子
電極である。この実施例１の平面トランスは、一次コイ
ル３２ａと二次コイル３２ｂとをほぼ同一平面上に形成
しているので、従来のようなコイルの二層化が回避さ
れ、コイル導体上面の凹凸も小さく、その上に上磁性薄
膜３４ｂを形成することが容易となる。また、コイル導
体が一層のみで形成されるため、上下の磁性薄膜３４
ａ、３４ｂの間隔の増大および空隙の増加を避けること
が可能となる。
【００１５】図１０に示した二層コイルのものでは、漏
れ磁束が増加し、インダクタンスの減少および結合係数
の低下を招いたのに比べ、同じ体積の平面トランスとし
たときに、一次コイルおよび二次コイルのインダクタン
スが３０％増加した。さらに、結合係数は図１０に示し
た二層コイルでは、０．６程度であったが、図１の本実
施例の場合には、０．９以上となった。
れ磁束が増加し、インダクタンスの減少および結合係数
の低下を招いたのに比べ、同じ体積の平面トランスとし
たときに、一次コイルおよび二次コイルのインダクタン
スが３０％増加した。さらに、結合係数は図１０に示し
た二層コイルでは、０．６程度であったが、図１の本実
施例の場合には、０．９以上となった。
【００１６】図２（ａ）〜（ｆ）、図３（ａ）〜（ｅ）
および図４（ａ）〜（ｄ）は、実施例１の平面トランス
の製造方法を説明するための製造工程順の部分断面図で
ある。以下、その製造方法について工程順に説明する。
シリコン基板（直径４インチ）３１上に絶縁膜３３ａと
してポリイミドを３μｍ塗布し、キュアする［図２
（ａ）］。
および図４（ａ）〜（ｄ）は、実施例１の平面トランス
の製造方法を説明するための製造工程順の部分断面図で
ある。以下、その製造方法について工程順に説明する。
シリコン基板（直径４インチ）３１上に絶縁膜３３ａと
してポリイミドを３μｍ塗布し、キュアする［図２
（ａ）］。
【００１７】ＣｏＨｆＴａＰｄの下磁性薄膜３４ａをス
パッタ法で３μｍ成膜する［同図（ｂ）］。ポジ型フォ
トレジスト３０を塗布しパターンを形成する［同図
（ｃ）］。フォトレジスト３０をマスクとして王水で下
磁性薄膜３４ａのエッチングをおこなった後、アセトン
に浸漬してフォトレジスト３０を除去する［同図
（ｄ）］。
パッタ法で３μｍ成膜する［同図（ｂ）］。ポジ型フォ
トレジスト３０を塗布しパターンを形成する［同図
（ｃ）］。フォトレジスト３０をマスクとして王水で下
磁性薄膜３４ａのエッチングをおこなった後、アセトン
に浸漬してフォトレジスト３０を除去する［同図
（ｄ）］。
【００１８】層間の絶縁膜３３ｂとしてポリイミドを塗
布し、キュアする［同図（ｅ）］。ポリイミド膜厚は、
１０μｍである。絶縁膜３３ｂ上に無電解メッキの核と
なる白金（Ｐｔ）核３５をスパッタ法で０．４ｎｍ形成
する［同図（ｆ）］。中間絶縁膜３６となる感光性ポリ
イミドを塗布、露光し、メッキの型となるコイルパター
ンを形成し、キュアする［図３（ａ）］。ポリイミドの
膜厚はキュア前で４０μｍ、キュア後で３０μｍであ
る。メッキ型の寸法は例えば、内寸９０μｍ、間隔２０
μｍである。
布し、キュアする［同図（ｅ）］。ポリイミド膜厚は、
１０μｍである。絶縁膜３３ｂ上に無電解メッキの核と
なる白金（Ｐｔ）核３５をスパッタ法で０．４ｎｍ形成
する［同図（ｆ）］。中間絶縁膜３６となる感光性ポリ
イミドを塗布、露光し、メッキの型となるコイルパター
ンを形成し、キュアする［図３（ａ）］。ポリイミドの
膜厚はキュア前で４０μｍ、キュア後で３０μｍであ
る。メッキ型の寸法は例えば、内寸９０μｍ、間隔２０
μｍである。
【００１９】無電解銅メッキをおこない、メッキの型の
底部に厚さ約０．２μｍの無電解メツキ層３７を析出さ
せ、電解銅メッキ用の通電層とする［同図（ｂ）］。電
解銅メッキをおこない、一次コイル３２ａ、二次コイル
３２ｂのコイル導体を形成する。コイル導体の厚さは中
間絶縁膜３６とほぼ同じく約３０μｍである［同図
（ｃ）］。
底部に厚さ約０．２μｍの無電解メツキ層３７を析出さ
せ、電解銅メッキ用の通電層とする［同図（ｂ）］。電
解銅メッキをおこない、一次コイル３２ａ、二次コイル
３２ｂのコイル導体を形成する。コイル導体の厚さは中
間絶縁膜３６とほぼ同じく約３０μｍである［同図
（ｃ）］。
【００２０】層間の絶縁膜３３ｃとしてポリイミドを塗
布し、キュアする［同図（ｄ）］。ポリイミド膜厚は、
１０μｍである。更にＣｏＨｆＴａＰｄの上磁性薄膜３
４ｂをスパッタ法で３μｍ成膜する［同図（ｅ）］。ポ
ジ型フォトレジスト３０を塗布しパターンを形成し、フ
ォトレジストをマスクとして王水で上磁性薄膜３４ｂの
エッチングをおこなった後、アセトンに浸漬してフォト
レジストを除去する。絶縁膜３３ｄとしてポリイミドを
塗布し、キュアする。ポリイミド膜厚は、１０μｍであ
る［図４（ａ）］。
布し、キュアする［同図（ｄ）］。ポリイミド膜厚は、
１０μｍである。更にＣｏＨｆＴａＰｄの上磁性薄膜３
４ｂをスパッタ法で３μｍ成膜する［同図（ｅ）］。ポ
ジ型フォトレジスト３０を塗布しパターンを形成し、フ
ォトレジストをマスクとして王水で上磁性薄膜３４ｂの
エッチングをおこなった後、アセトンに浸漬してフォト
レジストを除去する。絶縁膜３３ｄとしてポリイミドを
塗布し、キュアする。ポリイミド膜厚は、１０μｍであ
る［図４（ａ）］。
【００２１】スパッタ法により酸化けい素膜（厚さ３μ
ｍ）３８を堆積し、パターニングして絶縁膜のエッチン
グマスクとする［同図（ｂ）］。次にこの酸化けい素膜
３８のマスクを用いて、コイル導体３２ａ、３２ｂに達
するスルーホールを形成した後、ふっ酸で酸化けい素膜
３８を除去する［同図（ｃ）］。
ｍ）３８を堆積し、パターニングして絶縁膜のエッチン
グマスクとする［同図（ｂ）］。次にこの酸化けい素膜
３８のマスクを用いて、コイル導体３２ａ、３２ｂに達
するスルーホールを形成した後、ふっ酸で酸化けい素膜
３８を除去する［同図（ｃ）］。
【００２２】そのスルーホールに電解メッキで銅を埋め
込み、接続導体３９ａ、３９ｂとした後、アルミニウム
合金のスパッタにより、接続導体３９ａ、３９ｂと接続
する端子電極４０ａ、４０ｂを形成する［同図
（ｅ）］。このようなプロセスで、実施例１の平面トラ
ンスを形成できる。この例ではコイル形状は５ターンの
正方形スパイラルであるが、更にターン数の多いものも
可能である。
込み、接続導体３９ａ、３９ｂとした後、アルミニウム
合金のスパッタにより、接続導体３９ａ、３９ｂと接続
する端子電極４０ａ、４０ｂを形成する［同図
（ｅ）］。このようなプロセスで、実施例１の平面トラ
ンスを形成できる。この例ではコイル形状は５ターンの
正方形スパイラルであるが、更にターン数の多いものも
可能である。
【００２３】［実施例２］図５は、実施例１の変形例の
コイル導体と端子電極との配置を示す平面図である。こ
のように一次コイル３２ａの端子電極４０ａと二次コイ
ル３２ｂの端子電極４０ｂとを、ほぼ同じ位置に配置す
ると、他の部品との配線時に便利なことがある。
コイル導体と端子電極との配置を示す平面図である。こ
のように一次コイル３２ａの端子電極４０ａと二次コイ
ル３２ｂの端子電極４０ｂとを、ほぼ同じ位置に配置す
ると、他の部品との配線時に便利なことがある。
【００２４】［実施例３］図６（ａ）、（ｂ）は、本発
明の第三の実施例の平面型トランスのコイル導体と端子
電極との配置を示す平面図である。一次コイルと二次コ
イルとの巻数を変えた場合であり、ここでは、一次巻
線、二次巻線の巻数をそれぞれ１０、５と、一次巻線を
二次巻線よりも多くした。
明の第三の実施例の平面型トランスのコイル導体と端子
電極との配置を示す平面図である。一次コイルと二次コ
イルとの巻数を変えた場合であり、ここでは、一次巻
線、二次巻線の巻数をそれぞれ１０、５と、一次巻線を
二次巻線よりも多くした。
【００２５】図６（ａ）は、一次コイル４２ａと二次コ
イル４２ｂとの外側の端子電極５０ａ、５０ｂの位置を
近づけた場合、図６（ｂ）は内側の端子電極５０ａ、５
０ｂの位置を近づけた場合である。二次コイル４２ｂの
もう一方の端子電極５０ｂは、一次コイル４２ａの途中
から取り出すことになるが、このような端子電極を幾つ
か設けておけば、それらの適当なものを選ぶことによっ
て、巻数比を変えることができる。
イル４２ｂとの外側の端子電極５０ａ、５０ｂの位置を
近づけた場合、図６（ｂ）は内側の端子電極５０ａ、５
０ｂの位置を近づけた場合である。二次コイル４２ｂの
もう一方の端子電極５０ｂは、一次コイル４２ａの途中
から取り出すことになるが、このような端子電極を幾つ
か設けておけば、それらの適当なものを選ぶことによっ
て、巻数比を変えることができる。
【００２６】ここで最も外側のコイルを一巻目とし、最
も内側のコイルをｎ（ｎ：自然数）巻目とする。ｋを自
然数（１≦ｋ≦ｎ）とし、二つのコイルの各々のｋ巻目
の導体において、仮に外側に位置するものを一次コイル
４２ａとしているが二次コイル４２ｂとすることもでき
る。 ［実施例４］図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第三の実
施例の平面型トランスのコイル導体と端子電極との配置
を示す平面図である。一次コイルの巻数を二次コイルの
それよりも少なくした例である。ここでは、一次コイル
の巻数を５、二次コイルを１０としている。
も内側のコイルをｎ（ｎ：自然数）巻目とする。ｋを自
然数（１≦ｋ≦ｎ）とし、二つのコイルの各々のｋ巻目
の導体において、仮に外側に位置するものを一次コイル
４２ａとしているが二次コイル４２ｂとすることもでき
る。 ［実施例４］図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第三の実
施例の平面型トランスのコイル導体と端子電極との配置
を示す平面図である。一次コイルの巻数を二次コイルの
それよりも少なくした例である。ここでは、一次コイル
の巻数を５、二次コイルを１０としている。
【００２７】図７（ａ）は、一次コイル５２ａと二次コ
イル５２ｂとの外側の端子電極６０ａ、６０ｂの位置を
近づけた場合、図７（ｂ）は内側の端子電極６０ａ、６
０ｂの位置を近づけた場合である。この場合も、一次コ
イル５２ａのもう一方の端子電極６０ａは、二次コイル
５２ｂの途中から取り出すことになるが、このような端
子電極を幾つか設けておけば、それらの適当なものを選
ぶことによって、巻数比を変えることができる。
イル５２ｂとの外側の端子電極６０ａ、６０ｂの位置を
近づけた場合、図７（ｂ）は内側の端子電極６０ａ、６
０ｂの位置を近づけた場合である。この場合も、一次コ
イル５２ａのもう一方の端子電極６０ａは、二次コイル
５２ｂの途中から取り出すことになるが、このような端
子電極を幾つか設けておけば、それらの適当なものを選
ぶことによって、巻数比を変えることができる。
【００２８】［実施例５、６］図８（ａ）、（ｂ）は、
本発明の第五、第六の実施例の平面型トランスの平面型
トランスのコイル導体と端子電極との配置を示す平面図
である。図８（ａ）の例では、隣接する一次コイル６２
ａの間に二本の二次コイル６２ｂが配置されている。こ
の二本の二次コイル６２ｂを直列に結線すれば、一次コ
イル６２ａと二次コイル６２ｂとの巻数比は１対２とな
る。しかもこのような配置とすることによって、両側の
端子電極７０ａ、７０ｂはほぼ同じ位置に配置できるの
で、他の部品との配線等に便利である。
本発明の第五、第六の実施例の平面型トランスの平面型
トランスのコイル導体と端子電極との配置を示す平面図
である。図８（ａ）の例では、隣接する一次コイル６２
ａの間に二本の二次コイル６２ｂが配置されている。こ
の二本の二次コイル６２ｂを直列に結線すれば、一次コ
イル６２ａと二次コイル６２ｂとの巻数比は１対２とな
る。しかもこのような配置とすることによって、両側の
端子電極７０ａ、７０ｂはほぼ同じ位置に配置できるの
で、他の部品との配線等に便利である。
【００２９】図８（ｂ）の例では、隣接する二次コイル
７２ｂの間に二本の一次コイル７２ａが配置されてい
る。この二本の一次コイル７２ａを直列に結線すれば、
一次コイル７２ａと二次コイル７２ｂとの巻数比は２対
１となる。しかもこのような配置とすることによって、
両側の端子電極８０ａ、８０ｂはほぼ同じ位置に配置で
きるので、他の部品との配線等に便利である。
７２ｂの間に二本の一次コイル７２ａが配置されてい
る。この二本の一次コイル７２ａを直列に結線すれば、
一次コイル７２ａと二次コイル７２ｂとの巻数比は２対
１となる。しかもこのような配置とすることによって、
両側の端子電極８０ａ、８０ｂはほぼ同じ位置に配置で
きるので、他の部品との配線等に便利である。
【００３０】一次コイルと二次コイルとの巻数比が簡単
な比になる場合には、このように隣接する一次コイル、
または二次コイルの間にそれぞれ複数の二次コイルまた
は一次コイルを配置した平面トランスとすることができ
る。
な比になる場合には、このように隣接する一次コイル、
または二次コイルの間にそれぞれ複数の二次コイルまた
は一次コイルを配置した平面トランスとすることができ
る。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
次巻線と二次巻線とを同層に配置した平面トランスとす
ることによって、容易にコイル導体上面の凹凸を小さく
でき、しかも、上下の磁性薄膜の間隔の増大が避けられ
た結果、漏れ磁束が減少し、従来のコイル積層型の平面
トランスに比べて、例えば実施例に記したようにインダ
クタンスや結合係数の３０％もの増大がもたらされた。
次巻線と二次巻線とを同層に配置した平面トランスとす
ることによって、容易にコイル導体上面の凹凸を小さく
でき、しかも、上下の磁性薄膜の間隔の増大が避けられ
た結果、漏れ磁束が減少し、従来のコイル積層型の平面
トランスに比べて、例えば実施例に記したようにインダ
クタンスや結合係数の３０％もの増大がもたらされた。
【００３２】さらに、コイルパターンの変更により、所
望の巻数比の選択が可能となった効果も重要であり、平
面トランスの発展普及に大きく寄与するものである。
望の巻数比の選択が可能となった効果も重要であり、平
面トランスの発展普及に大きく寄与するものである。
【図１】（ａ）は本発明実施例１の平面トランスの部分
断面図 、（ｂ）はそのコイル導体の平面図
断面図 、（ｂ）はそのコイル導体の平面図
【図２】（ａ）ないし（ｆ）は実施例１の平面トランス
の製造工程順の部分断面図
の製造工程順の部分断面図
【図３】（ａ）ないし（ｅ）は図２（ｆ）に続く実施例
１の平面トランスの製造工程順の部分断面図
１の平面トランスの製造工程順の部分断面図
【図４】（ａ）ないし（ｄ）は図３（ｅ）に続く実施例
１の平面トランスの製造工程順の部分断面図
１の平面トランスの製造工程順の部分断面図
【図５】実施例２の平面トランスのコイル導体の平面図
（ｎ1 ＝ｎ2 の場合）
（ｎ1 ＝ｎ2 の場合）
【図６】（ａ）および（ｂ）は巻数比の異なる平面トラ
ンスのコイル導体の平面図（ｎ 1 ＞ｎ2 の場合）
ンスのコイル導体の平面図（ｎ 1 ＞ｎ2 の場合）
【図７】（ａ）および（ｂ）は巻数比の異なる平面トラ
ンスのコイル導体の平面図（ｎ 1 ＜ｎ2 の場合）
ンスのコイル導体の平面図（ｎ 1 ＜ｎ2 の場合）
【図８】実施例５の平面トランスのコイル導体の平面
図、（ａ）はｎ1 ＜ｎ2 の場合、（ｂ）はｎ1 ＞ｎ2 の
場合
図、（ａ）はｎ1 ＜ｎ2 の場合、（ｂ）はｎ1 ＞ｎ2 の
場合
【図９】従来の平面インダクタの部分断面図、（ｂ）は
そのコイル導体の平面図
そのコイル導体の平面図
【図１０】従来の平面トランスの部分断面図
１１、３１ シリコンウェハ １２ コイル導体 １３、２３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 絶縁膜 １４ａ、２４ａ、３４ａ 下磁性薄膜 １４ｂ、２４ｂ、３４ｂ 上磁性薄膜 １９、３９ａ、３９ｂ 接続導体 ２０、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ、６０ａ、６０
ｂ、７０ａ、７０ｂ、８０ａ、８０ｂ 端子電極 ２２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ、７２ａ 一
次コイル ２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、５２ｂ、６２ｂ、７２ｂ 二
次コイル ３０ フォトレジスト ３５ 白金核 ３６ 中間絶縁膜 ３７ 無電解メッキ層 ３８ 酸化けい素膜
ｂ、７０ａ、７０ｂ、８０ａ、８０ｂ 端子電極 ２２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ、７２ａ 一
次コイル ２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、５２ｂ、６２ｂ、７２ｂ 二
次コイル ３０ フォトレジスト ３５ 白金核 ３６ 中間絶縁膜 ３７ 無電解メッキ層 ３８ 酸化けい素膜
Claims (7)
- 【請求項１】スパイラル形状の導体を一対の磁性薄膜で
挟んだ形の平面トランスにおいて、スパイラル形状の一
次巻線の導体間に、一次巻線に平行なスパイラル形状の
二次巻線を配置したことを特徴とする平面トランス。 - 【請求項２】隣接する一次巻線の間に一本の二次巻線を
配置したことを特徴とする請求項１記載の平面トラン
ス。 - 【請求項３】一次巻線と二次巻線との巻数が同じである
ことを特徴とする請求項２に記載の平面トランス。 - 【請求項４】一次巻線と二次巻線との巻数が異なること
を特徴とする請求項２に記載の平面トランス。 - 【請求項５】隣接する一次巻線の間に複数の二次巻線を
配置したことを特徴とする請求項１記載の平面トラン
ス。 - 【請求項６】隣接する二次巻線の間に複数の一次巻線を
配置したことを特徴とする請求項１記載の平面トラン
ス。 - 【請求項７】一次巻線と二次巻線とがほぼ同一平面上に
同じ金属層で形成されたことを特徴とする請求項１ない
し６のいずれかに記載の平面トランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10252206A JP2000082621A (ja) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | 平面トランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10252206A JP2000082621A (ja) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | 平面トランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000082621A true JP2000082621A (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17233986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10252206A Withdrawn JP2000082621A (ja) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | 平面トランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000082621A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002073642A1 (fr) * | 2001-03-08 | 2002-09-19 | Tdk Corporation | Bobinage et transformateur plats |
| WO2003003390A1 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Multiple-interleaved integrated circuit transformer |
| WO2004100194A2 (en) * | 2003-05-05 | 2004-11-18 | Intel Corporation | On-die micro-transformer structures with magnetic materials |
| JP2007506263A (ja) * | 2003-09-16 | 2007-03-15 | サウス バンク ユニバーシティー エンタープライジズ リミテッド | Ｄｓｌモデムとトランス |
| KR100864897B1 (ko) * | 2007-06-07 | 2008-10-22 | 한국과학기술원 | 반도체 집적 회로에서 형성되는 전송선 변압기 |
| KR101070077B1 (ko) | 2008-01-08 | 2011-10-04 | 조지아 테크 리서치 코오포레이션 | 소형 복합 트랜스포머 |
| US8134548B2 (en) | 2005-06-30 | 2012-03-13 | Micron Technology, Inc. | DC-DC converter switching transistor current measurement technique |
| JP2013131597A (ja) * | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Mitsubishi Electric Corp | アイソレータおよび半導体装置 |
| JP2014036230A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | ノイズ除去フィルタ |
| JP2017147321A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | Tdk株式会社 | コイル部品、コイル部品を内蔵した回路基板、並びに、コイル部品を備える電源回路 |
-
1998
- 1998-09-07 JP JP10252206A patent/JP2000082621A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031225 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040712 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040720 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040921 |