JP2001155923A - Inductor element - Google Patents

Inductor element

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JP2001155923A
JP2001155923A JP33681399A JP33681399A JP2001155923A JP 2001155923 A JP2001155923 A JP 2001155923A JP 33681399 A JP33681399 A JP 33681399A JP 33681399 A JP33681399 A JP 33681399A JP 2001155923 A JP2001155923 A JP 2001155923A
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JP
Japan
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film
magnetic
films
thickness
insulating
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JP33681399A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukihiko Yashima
幸彦 八島
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inductor element which can use effectively the whole section of a magnetic film, maintain magnetic flux shield effect of the magnetic film to be high, and hold a figure of merit Q value to be high, in a high-frequency range of at least 1 GHz, by a necessary and minimum thickness of the magnetic film. SOLUTION: An inductor line 12 is formed on a substrate 11, and constituted of a conductor film 14, magnetic films 15, 16 formed on both surfaces of the conductor film 14, and insulating films 17 and 18 formed on the surfaces of the magnetic films 17 and 18, respectively. The thickness t2 of the magnetic films 15, 16 is made smaller than or equal to two times the skin depth at the frequency to be used.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気回路素子とし
て用いられるインダクタ素子に関し、特に、例えば、イ
ンダクタ線路をプリント配線基板、セラミック基板等の
母基板に設けてなるインダクタ素子に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inductor element used as an electric circuit element, and more particularly to an inductor element in which an inductor line is provided on a mother board such as a printed wiring board or a ceramic board.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、インダクタ素子としては、ミアンダ
型やスパイラル型が知られている。ミアンダ型は、イン
ダクタ線路が蛇行した川のような構造を有するもので、
隣設する線路に流れる電流はお互いに逆方向になってお
り、このようなミアンダ型は製造が容易であり、中程度
のインダクタンスが得られるという特徴がある。
2. Description of the Related Art Hitherto, meander type and spiral type have been known as inductor elements. The meander type has a structure like a river with meandering inductor lines.
The currents flowing in adjacent lines are in opposite directions to each other, and such a meander type is easy to manufacture and has a feature that a medium inductance can be obtained.

【0003】一方、スパイラル型は、インダクタ線路が
渦巻き状の構造を有するものであり、隣接する導体に流
れる電流はお互いに同方向になっており、このようなス
パイラル型は、比較的大きなインダクタンスが得られる
という特徴がある。
On the other hand, in the spiral type, an inductor line has a spiral structure, and currents flowing in adjacent conductors are in the same direction as each other. Such a spiral type has a relatively large inductance. There is a feature that can be obtained.

【0004】従来のインダクタ素子としては、特開平1
1−121237号公報に開示されたようなものが知ら
れている。この公報に開示されたインダクタ素子は、図
6に示すように、スパイラル形状の平面積層型であり、
シリコン等の下地基板上に絶縁膜が形成され、その上
に、インダクタ線路1が形成されている。このインダク
タ線路1は、平面コイル導体部3を磁性体膜5で取り囲
み、これを絶縁膜7で取り囲み、その上下に磁性膜8、
9を形成して構成されている。
A conventional inductor element is disclosed in
The one disclosed in JP-A-121237 is known. As shown in FIG. 6, the inductor element disclosed in this publication is a spiral planar stacked type,
An insulating film is formed on a base substrate such as silicon, and an inductor line 1 is formed thereon. In the inductor line 1, the planar coil conductor portion 3 is surrounded by a magnetic film 5, which is surrounded by an insulating film 7, and a magnetic film 8 is provided above and below the insulating film 7.
9 is formed.

【0005】即ち、この公報に開示されたインダクタ素
子は、平面コイル導体部3が磁性体膜5により被覆され
た状態で絶縁膜7中に埋没され、この絶縁膜7の上下面
に磁性膜8、9が形成されている。
That is, the inductor element disclosed in this publication is buried in the insulating film 7 with the planar coil conductor 3 covered with the magnetic film 5, and the magnetic films 8 are formed on the upper and lower surfaces of the insulating film 7. , 9 are formed.

【0006】そして、平面コイル導体部3の積層方向の
厚みは27μm、平面コイル導体部3を被覆する磁性体
膜5の厚みは3μm、絶縁膜7の上下面に形成された磁
性膜8、9の厚みは3mmとされ、磁性膜8、9と磁性
体膜5間に形成された絶縁膜7の厚みはそれぞれ10μ
mとされていた。
The thickness of the planar coil conductor 3 in the stacking direction is 27 μm, the thickness of the magnetic film 5 covering the planar coil conductor 3 is 3 μm, and the magnetic films 8 and 9 formed on the upper and lower surfaces of the insulating film 7. Is 3 mm, and the thickness of the insulating film 7 formed between the magnetic films 8 and 9 and the magnetic film 5 is 10 μm each.
m.

【0007】このようなインダクタ素子では、平面コイ
ル導体部3を磁性体膜5で覆うようにしているため、磁
性体膜5が平面コイル導体3を垂直に鎖交する渡り磁束
を回避する。即ち、通過する磁束が少なくなるため、銅
損(うず電流損)が低減する。性能係数Q値は、コイル
抵抗をR、インダクタンスをL、駆動角周波数をωとす
ると、Q=ωL/Rと表されるため、上記公報に開示さ
れたインダクタ素子では、銅損が低減し、コイル抵抗R
が低減するため、性能係数Q値を大きくすることができ
る。
In such an inductor element, since the planar coil conductor portion 3 is covered with the magnetic film 5, the magnetic film 5 avoids a crossing magnetic flux that vertically interlinks the planar coil conductor 3. That is, since the amount of magnetic flux passing therethrough is reduced, copper loss (eddy current loss) is reduced. Assuming that the coil resistance is R, the inductance is L, and the driving angular frequency is ω, the coefficient of performance Q is expressed as Q = ωL / R. Therefore, in the inductor element disclosed in the above publication, copper loss is reduced, Coil resistance R
Is reduced, the performance coefficient Q value can be increased.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
11−121237号公報に開示されたインダクタ素子
では、平面コイル導体部3の表面に形成される磁性体膜
5の厚みが3μmと厚かったので、低周波域では磁性体
膜5による銅損の低減効果があるが、例えば、1GHz
以上の高周波域では、磁性体膜5のうず電流損失が大き
くなり、磁束のシールド効果が不十分となり、銅損の低
減効果が薄れ、性能係数Q値が低くなるという問題があ
った。
However, in the inductor element disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-112237, the thickness of the magnetic film 5 formed on the surface of the planar coil conductor 3 is as large as 3 μm. In the low frequency range, the magnetic film 5 has an effect of reducing copper loss.
In the above high frequency range, the eddy current loss of the magnetic film 5 becomes large, the effect of shielding magnetic flux becomes insufficient, the effect of reducing copper loss is weakened, and the performance coefficient Q value is reduced.

【0009】上記公報では、具体的には磁性体膜5とし
てNiが使われており、その比抵抗率は7.2×10-6
Ωcm、比透磁率は500であった。この磁性体膜5の
1GHzでの表皮深さδは式 δ=(10ρ/fμ)1/2 ×104 /2π (ρ:磁性体膜の比抵抗、f:使用周波数、μ:磁性体
膜の比透磁率)により算出すると0.2μmであり、磁
束のシールド効果として機能するのは表皮深さの約2倍
の0.4μmである。即ち、1GHzの使用周波数では
磁性体膜の厚み3μmのうち、有効に機能するのはごく
一部であり、残部は機能しないためその分だけ厚くなる
という問題があり、磁性体膜5の成膜の長時間化を招く
という問題があった。
In the above publication, specifically, Ni is used for the magnetic film 5, and its specific resistivity is 7.2 × 10 -6.
Ωcm and relative permeability was 500. The skin depth δ at 1 GHz of the magnetic film 5 is expressed by the formula δ = (10ρ / fμ) 1/2 × 10 4 / 2π (ρ: specific resistance of the magnetic film, f: operating frequency, μ: magnetic film) Is 0.2 μm, and that which functions as a magnetic flux shielding effect is 0.4 μm, which is about twice the skin depth. That is, at the operating frequency of 1 GHz, only a part of the magnetic film thickness of 3 μm functions effectively, and the remaining portion does not function. However, there is a problem that the time is lengthened.

【0010】また、磁性膜8、9と磁性体膜5間に介装
される絶縁膜7の厚みがそれぞれ10μmと厚かったた
め、平面コイル導体部3と磁性体膜5との距離が大きく
なり、磁気抵抗が大きくなるため、磁性膜8、9の磁束
のシールド効果が低いという問題があった。
Further, since the thickness of the insulating film 7 interposed between the magnetic films 8 and 9 and the magnetic film 5 is as large as 10 μm, the distance between the planar coil conductor portion 3 and the magnetic film 5 increases. Since the magnetic resistance is increased, there is a problem that the magnetic film 8 and 9 have a low magnetic flux shielding effect.

【0011】本発明は、磁性膜の断面全体を有効に利用
することができ、1GHz以上の高周波域でも、必要最
小限の磁性膜の厚みで、磁性膜の磁束シールド効果を高
く維持できるとともに、性能係数Q値を高く保持するこ
とができるインダクタ素子を提供することを目的とす
る。
According to the present invention, it is possible to effectively utilize the entire cross section of the magnetic film, to maintain a high magnetic flux shielding effect of the magnetic film with a minimum necessary thickness of the magnetic film even in a high frequency range of 1 GHz or more. It is an object of the present invention to provide an inductor element capable of maintaining a high performance coefficient Q value.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のインダクタ素子
は、インダクタ線路を基板上に設けてなるとともに、前
記インダクタ線路を、導体膜と、該導体膜の両面に形成
された磁性膜と、該磁性膜表面にそれぞれ形成された絶
縁膜とを具備して構成し、前記磁性膜の厚みを使用周波
数での表皮深さの2倍以下としたものである。
The inductor element according to the present invention comprises an inductor line provided on a substrate, and the inductor line includes a conductor film, magnetic films formed on both surfaces of the conductor film, and An insulating film formed on the surface of the magnetic film, wherein the thickness of the magnetic film is twice or less the skin depth at the operating frequency.

【0013】このように、磁性膜の厚みを使用周波数で
の表皮深さの2倍以下とすることにより、必要最小限の
磁性膜の厚みで、磁性膜の断面全体を有効に利用するこ
とができ、例えば、1GHz以上の高周波域でも、磁性
膜の磁束シールド効果を高く維持できるとともに、性能
係数Q値を高く保持することができ、さらに、磁性膜を
薄膜化できるため、成膜時間も短くなり、コストを低減
できる。
As described above, by setting the thickness of the magnetic film to twice or less the skin depth at the operating frequency, it is possible to effectively utilize the entire cross section of the magnetic film with the minimum necessary thickness of the magnetic film. For example, even in a high frequency range of 1 GHz or more, the magnetic flux shielding effect of the magnetic film can be maintained at a high level, the coefficient of performance Q can be kept high, and the magnetic film can be thinned, so that the film formation time is short. Cost can be reduced.

【0014】また、本発明のインダクタ素子は、インダ
クタ線路が、導体膜の両面に、磁性膜と絶縁膜を交互に
積層してなるとともに、前記絶縁膜の厚みが5μm以下
であることが望ましい。
Further, in the inductor element of the present invention, it is desirable that the inductor line is formed by alternately laminating a magnetic film and an insulating film on both surfaces of the conductor film, and the thickness of the insulating film is 5 μm or less.

【0015】このように、導体膜の両面に、複数層の磁
性膜によるシールドが形成され、磁束シールド効果をさ
らに高く維持できるとともに、複数の磁性膜が形成され
ているため、磁束の漏れが少なくなり、性能係数Q値を
高くすることができる。また、導体膜の両面に、それぞ
れ磁性膜を複数層有する場合には、磁性膜間の絶縁膜の
厚みを5μm以下とすることにより、磁束シールド効果
および性能係数Q値を高く維持できるとともに、導体膜
を取り巻くように環状磁性膜を複数形成する場合であっ
てもこれらの環状磁性膜間の絶縁性を確実に保持するこ
とができる。
As described above, the shield made of a plurality of magnetic films is formed on both surfaces of the conductor film, and the magnetic flux shielding effect can be maintained at a higher level. Further, since a plurality of magnetic films are formed, leakage of magnetic flux is small. Thus, the performance coefficient Q value can be increased. When a plurality of magnetic films are provided on both surfaces of the conductive film, the thickness of the insulating film between the magnetic films is set to 5 μm or less, so that the magnetic flux shielding effect and the performance coefficient Q value can be maintained high. Even when a plurality of annular magnetic films are formed so as to surround the films, insulation between these annular magnetic films can be reliably maintained.

【0016】さらに、導体膜よりも上方の絶縁膜が、前
記導体膜の下方の絶縁膜の厚みよりも厚いことが望まし
い。これは、導体膜、磁性膜、絶縁膜は、一般にスパッ
タリング、CVD、蒸着等の成膜技術により作製される
が、この場合、磁性膜の磁束シールド効果を高くするた
め、導体膜の回りを取り囲むように複数の環状磁性膜を
形成することが行われる。この際に、上方の絶縁膜の厚
みを厚くすることにより、内層と外層の環状磁性膜間の
接続を阻止することができ、磁性膜の多層化によるシー
ルド効果を確実に得ることができる。導体膜よりも上方
の絶縁膜の厚みを、上方にいくほど厚くすることによ
り、内層と外層の環状磁性膜をさらに確実に絶縁するこ
とができる。
Further, it is desirable that an insulating film above the conductor film is thicker than a thickness of the insulating film below the conductor film. The conductor film, the magnetic film, and the insulating film are generally formed by a film forming technique such as sputtering, CVD, or vapor deposition. In this case, in order to enhance the magnetic flux shielding effect of the magnetic film, the conductor film is surrounded around the conductor film. Thus, a plurality of annular magnetic films are formed. At this time, by increasing the thickness of the upper insulating film, the connection between the inner and outer annular magnetic films can be prevented, and the shielding effect due to the multilayered magnetic film can be reliably obtained. By increasing the thickness of the insulating film above the conductor film as it goes upward, the inner and outer annular magnetic films can be more reliably insulated.

【0017】また、磁性膜の厚みは1μm以下であるこ
とが望ましい。これにより、使用周波数1GHz以上に
おいて磁性膜の断面全体を有効に利用することができ、
1GHz以上の高周波域でも、磁性膜の磁束シールド効
果を高く維持できるとともに、性能係数Q値を高く保持
することができる。
The thickness of the magnetic film is desirably 1 μm or less. As a result, the entire cross section of the magnetic film can be effectively used at a use frequency of 1 GHz or more,
Even in a high frequency range of 1 GHz or more, the magnetic flux shielding effect of the magnetic film can be kept high, and the performance coefficient Q value can be kept high.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明のインダクタ素子は、図1
に示すように、絶縁基板11上にスパイラル状のインダ
クタ線路12を設けて構成されており、インダクタ線路
12は、図2に示すように、導体膜14と、該導体膜1
4の両面に形成された磁性膜15、16と、該磁性膜1
5、16表面にそれぞれ形成された絶縁膜17、18と
から構成されている。尚、図2は図1中のA−A線に沿
った断面を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An inductor element according to the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, a spiral inductor line 12 is provided on an insulating substrate 11, and the inductor line 12 includes a conductor film 14 and a conductor film 1 as shown in FIG.
4 and the magnetic films 15 and 16 formed on both surfaces of the magnetic film 1
And insulating films 17 and 18 formed on the surfaces of the insulating films 5 and 16, respectively. FIG. 2 shows a cross section taken along line AA in FIG.

【0019】即ち、インダクタ線路12は、絶縁基板1
1上に絶縁膜17を形成し、その上に磁性膜15、導体
膜14、磁性膜16、絶縁膜18を順次積層して構成さ
れている。導体膜14の周囲は、磁性膜15、16によ
り取り囲まれ、磁性膜15、16の周囲は、絶縁膜1
7、18により取り囲まれている。
That is, the inductor line 12 is connected to the insulating substrate 1.
1, an insulating film 17 is formed, and a magnetic film 15, a conductor film 14, a magnetic film 16, and an insulating film 18 are sequentially laminated thereon. The periphery of the conductor film 14 is surrounded by magnetic films 15 and 16, and the periphery of the magnetic films 15 and 16 is
It is surrounded by 7 and 18.

【0020】このように、導体膜14が磁性膜15、1
6および絶縁膜17、18により取り囲まれた構造のイ
ンダクタ線路12は、写真製版技術、スパッタリング、
CVD、蒸着などの成膜技術により基板11上に形成さ
れる。
As described above, the conductor film 14 becomes the magnetic film 15, 1
6 and the inductor line 12 having a structure surrounded by the insulating films 17 and 18 are formed by photolithography, sputtering,
It is formed on the substrate 11 by a film forming technique such as CVD or vapor deposition.

【0021】例えば、先ず、スパッタリングで、絶縁基
板11上に絶縁膜17を形成し、その上に磁性膜15、
導体膜14を順次積層する。この際に、絶縁膜17の外
周囲が少々残るように磁性膜15を形成し、この磁性膜
15の外周囲が少々残るように導体膜14を形成する。
For example, first, an insulating film 17 is formed on an insulating substrate 11 by sputtering, and a magnetic film 15 is formed thereon.
The conductor films 14 are sequentially laminated. At this time, the magnetic film 15 is formed such that the outer periphery of the insulating film 17 slightly remains, and the conductor film 14 is formed such that the outer periphery of the magnetic film 15 slightly remains.

【0022】この後、導体膜14に、磁性膜15の外周
囲まで被覆するように導体膜14上に磁性膜16を形成
し、この磁性膜16の上面に、絶縁膜17の外周囲まで
被覆するように絶縁膜18を形成することにより、本発
明のインダクタ素子が作製される。
Thereafter, a magnetic film 16 is formed on the conductor film 14 so as to cover the outer periphery of the magnetic film 15, and the upper surface of the magnetic film 16 is also covered on the outer periphery of the insulating film 17. By forming the insulating film 18 as described above, the inductor element of the present invention is manufactured.

【0023】インダクタ素子は、そのインダクタ線路1
2の形状により種々のものが存在する。図1ではスパイ
ラル型を示しているが、ミアンダ型、また他の種のイン
ダクタにも適用できる。
The inductor element has its inductor line 1
There are various types depending on the shape of (2). Although FIG. 1 shows a spiral type, the present invention can also be applied to a meander type and other types of inductors.

【0024】そして、本発明では、インダクタ線路12
の幅方向中央部における磁性膜15、16の厚みt2
使用周波数での表皮深さの2倍以下とされている。
In the present invention, the inductor line 12
The thickness t 2 of the magnetic films 15 and 16 is less than 2 times the skin depth at the operating frequency of the widthwise central portion.

【0025】即ち、高周波では表皮効果が顕著になり、
単層で厚い膜を用いても膜断面全体を有効に利用できな
い。例えば、1GHz帯という高周波域での表皮深さ
は、FeSiAlの場合、前述した式に基いて算出する
と0.5μmとなる。したがって、有効に利用するため
には、表皮深さの2倍程度の厚み以下にすることが必要
であり、特には、FeSiAlからなる磁性材料の場合
には磁性膜15、16の厚みt2 は1μm以下とするこ
とが望ましい。
That is, at high frequencies, the skin effect becomes remarkable,
Even if a single-layer thick film is used, the entire cross section of the film cannot be used effectively. For example, in the case of FeSiAl, the skin depth in a high frequency range of 1 GHz is 0.5 μm when calculated based on the above-described formula. Therefore, for effective use, it is necessary to reduce the thickness to about twice the skin depth or less. In particular, in the case of a magnetic material made of FeSiAl, the thickness t 2 of the magnetic films 15 and 16 is It is desirable that the thickness be 1 μm or less.

【0026】絶縁基板11としては絶縁性を有するもの
であれば何れでも良いが、特にAl2 3 が好適であ
り、ガラス、シリコンなども適用できる。
As the insulating substrate 11, any material having an insulating property may be used, but Al 2 O 3 is particularly preferable, and glass, silicon, and the like can be applied.

【0027】導体膜14は写真製版技術、スパッタリン
グ等の成膜技術により作製されるが、写真製版技術以外
にマスクによるパターニングも可能である。成膜方法と
しては、スパッタリング以外にも真空蒸着、メッキ法も
適用することができる。導体材料としては、Auあるい
はCuが好適であるが、Al、Agなども適用できる。
The conductor film 14 is formed by a photolithography technique, a film forming technique such as sputtering, and may be patterned by a mask in addition to the photolithography technique. As a film formation method, a vacuum evaporation and plating method can be applied other than the sputtering. As the conductor material, Au or Cu is preferable, but Al, Ag, or the like can also be applied.

【0028】また、絶縁基板11の表面は、図示してい
ないが保護膜で被覆されている。このような保護膜は、
SiO2 、Si3 4 、Al2 3 、ポリイミド、ベン
ゾミクロロブデン(BCB)等から構成されており、写
真製版技術、スパッタリング、CVD、スピン塗布など
の成膜技術により作製されている。即ち、インダクタ線
路12は、絶縁基板11の保護膜上に形成されることに
なる。
The surface of the insulating substrate 11 is covered with a protective film (not shown). Such a protective film is
It is made of SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , polyimide, benzomichlorobutene (BCB), or the like, and is manufactured by a photoengraving technique, a film forming technique such as sputtering, CVD, or spin coating. That is, the inductor line 12 is formed on the protective film of the insulating substrate 11.

【0029】絶縁膜17、18は、SiO2 、Si3
4 、Al2 3 などの材料が好適で、写真製版技術、ス
パッタリング、CVD、蒸着などの成膜技術により作製
される。
The insulating films 17 and 18 are made of SiO 2 , Si 3 N
4. A material such as Al 2 O 3 is preferable, and is produced by a film-making technique such as photolithography, sputtering, CVD, or vapor deposition.

【0030】磁性膜15、16の材料としては、FeN
i、FeSiAl、Co系アモルファス合金が適用でき
る。さらに、FeAlO、軟磁性フェライト等の高比抵
抗率材料が好適である。
The material of the magnetic films 15 and 16 is FeN
i, FeSiAl, Co-based amorphous alloy can be applied. Further, high resistivity materials such as FeAlO and soft magnetic ferrite are suitable.

【0031】以上のように構成されたインダクタ素子で
は、磁性膜15、16の厚みt2 を使用周波数での表皮
深さの2倍以下とすることで、磁性膜断面を有効に利用
でき、必要最小限の厚みで、磁性膜15、16の磁束シ
ールド効果が維持でき、性能係数Q値を高く保持するこ
とができる。さらに、磁性膜15、16の厚みを薄くで
きるため、成膜時間が短く、コストも低減できる。
In the inductor element configured as described above, by setting the thickness t 2 of the magnetic films 15 and 16 to twice or less the skin depth at the operating frequency, the magnetic film cross section can be used effectively, With the minimum thickness, the magnetic flux shielding effect of the magnetic films 15 and 16 can be maintained, and the Q factor can be kept high. Further, since the thickness of the magnetic films 15 and 16 can be reduced, the film formation time is short and the cost can be reduced.

【0032】図3は本発明の他のインダクタンス素子を
示すもので、絶縁基板31上にスパイラル状のインダク
タ線路32を設けて構成されており、インダクタ線路3
2は、導体膜34の両面に、磁性膜35、36、45、
46と、絶縁膜37、38、47、48を交互に積層し
て構成されている。
FIG. 3 shows another inductance element according to the present invention, which is constituted by providing a spiral inductor line 32 on an insulating substrate 31.
2 are magnetic films 35, 36, 45,
46 and insulating films 37, 38, 47 and 48 are alternately stacked.

【0033】即ち、インダクタ線路32は、絶縁基板3
1上に絶縁膜47、磁性膜45、絶縁膜37、磁性膜3
5、導体膜34、磁性膜36、絶縁膜38、磁性膜4
6、絶縁膜48を順次積層して構成されている。
That is, the inductor line 32 is connected to the insulating substrate 3
1, an insulating film 47, a magnetic film 45, an insulating film 37, a magnetic film 3
5, conductor film 34, magnetic film 36, insulating film 38, magnetic film 4
6, the insulating film 48 is sequentially laminated.

【0034】このインダクタンス素子では、導体膜34
の片面に対して磁性膜が2層形成されているが、3層以
上形成しても構わない。この場合の磁性膜35、36、
45、46のインダクタ線路32の幅方向中央部の厚み
2 は、使用周波数での表皮深さの2倍以下とされてい
る。
In this inductance element, the conductor film 34
Although two magnetic films are formed on one side of the above, three or more magnetic films may be formed. In this case, the magnetic films 35, 36,
The thickness t 2 of the central portion in the width direction of the inductor line 32 of 45 and 46 are more than 2 times the skin depth at the operating frequency.

【0035】絶縁膜37、38、47、48は、その厚
みt3 、t4 が5μm以下とされており、しかも、導体
膜34よりも上方の絶縁膜38、48の厚みt3 が、導
体膜34の下方の絶縁膜37、47の厚みt4 よりも厚
くされている。
The thicknesses t 3 and t 4 of the insulating films 37, 38, 47 and 48 are set to 5 μm or less, and the thickness t 3 of the insulating films 38 and 48 above the conductor film 34 is The thickness is larger than the thickness t 4 of the insulating films 37 and 47 below the film 34.

【0036】絶縁膜37、38、47、48の厚み
3 、t4 を5μm以下としたのは、絶縁膜37、3
8、47、48の厚みt3 、t4 を5μmよりも厚くす
ると、磁束シールド効果が小さくなってインダクタンス
が小さくなるからである。一方、0.05μmよりも薄
くすると、下地の表面凹凸の影響から絶縁不良となる傾
向があるため、絶縁膜37、38、47、48の厚みt
3 、t4 は0.05μm以上であることが望ましい。高
インダクタンスを維持し、絶縁不良を防止するという点
から、絶縁膜37、38、47、48の厚みt3 、t4
は0.2〜2μmであることが望ましい。
The reason why the thicknesses t 3 and t 4 of the insulating films 37, 38, 47 and 48 are set to 5 μm or less is that the insulating films 37 and
If the thicknesses t 3 and t 4 of 8, 47 and 48 are greater than 5 μm, the magnetic flux shielding effect is reduced and the inductance is reduced. On the other hand, if the thickness is less than 0.05 μm, the insulation tends to be poor due to the influence of the surface irregularities of the base, so that the thickness t of the insulating films 37, 38, 47, 48 is
3 and t 4 are desirably 0.05 μm or more. In order to maintain high inductance and prevent insulation failure, the thicknesses t 3 , t 4 of the insulating films 37, 38, 47, 48 are set.
Is desirably 0.2 to 2 μm.

【0037】このようなインダクタ素子では、上記例と
同様の効果を得ることができるとともに、インダクタ線
路32を、導体膜34の両面に、磁性膜35、36、4
5、46と、絶縁膜37、38、47、48を交互に積
層して構成することにより、導体膜34の周囲に、多数
層の磁性膜35、36、45、46によるシールドが形
成され、磁束シールド効果をさらに高く維持できるとと
もに、2層の環状の磁性膜35、36、45、46が形
成されることになるため、磁束の漏れが少なくなり、性
能係数Q値を高くすることができる。
In such an inductor element, the same effect as in the above example can be obtained, and the inductor line 32 is provided on both surfaces of the conductor film 34 by the magnetic films 35, 36, 4
5, 46 and the insulating films 37, 38, 47, 48 are alternately laminated to form a shield around the conductor film 34 by a multi-layer magnetic film 35, 36, 45, 46, Since the magnetic flux shielding effect can be maintained at a higher level and two annular magnetic films 35, 36, 45, and 46 are formed, the leakage of magnetic flux is reduced and the Q factor can be increased. .

【0038】また、導体膜34よりも上方の絶縁膜3
8、48の厚みt3 を、導体膜34の下方の絶縁膜3
7、47の厚みt4 よりも厚くしているため、インダク
タ線路32の側面(階段状部分49)における内層と外
層の環状の磁性膜同士の接続を阻止することができ、磁
性膜35、36、45、46の多層化によるシールド効
果の低減を防止できる。
The insulating film 3 above the conductor film 34
The thickness t 3 of the insulating film 3 below the conductor film 34
Due to the greater than the thickness t 4 of 7 and 47, it is possible to prevent the connection of the magnetic film between the annular inner and outer layers on the side of the inductor line 32 (stepped portion 49), the magnetic films 35 and 36 , 45, 46 can be prevented from reducing the shielding effect.

【0039】また、絶縁膜37、38、47、48の厚
みt3 、t4 を0.05〜5.0μmとしたので、磁束
シールド効果をさらに高く維持でき、性能係数Q値をさ
らに高くすることができる。図4に、図3に示すインダ
クタ素子において、導体膜34および磁性膜35、3
6、45、46の厚みt2 を1μmとして、絶縁膜3
7、38、47、48の厚みを同一厚みとして、絶縁膜
37、38、47、48の厚みを変化させた場合のイン
ダクタタンスを求め、そのグラフを記載した。
Further, since the thicknesses t 3 and t 4 of the insulating films 37, 38, 47 and 48 are set to 0.05 to 5.0 μm, the magnetic flux shielding effect can be further maintained and the performance coefficient Q value is further increased. be able to. FIG. 4 shows the inductor element shown in FIG.
6,45,46 The thickness t 2 as 1μm of the insulating film 3
The inductance was determined when the thicknesses of the insulating films 37, 38, 47, and 48 were changed, with the thicknesses of 7, 38, 47, and 48 being the same, and a graph thereof was described.

【0040】この図5から、絶縁膜37、38、47、
48の厚みを増やすと1GHzにおけるインダクタンス
が小さくなることがわかる。高インダクタンスを維持す
るためには絶縁膜の厚みを小さくすることが必要で、図
5から5μm以下とする必要があることが判る。
FIG. 5 shows that the insulating films 37, 38, 47,
It can be seen that increasing the thickness of 48 reduces the inductance at 1 GHz. In order to maintain a high inductance, it is necessary to reduce the thickness of the insulating film, and it is understood from FIG. 5 that the thickness needs to be 5 μm or less.

【0041】一方、導体膜34、磁性膜35、36、4
5、46の表面粗さが重畳して、最表面では表面凹凸が
大きくなり、絶縁膜37、38、47、48の厚み
3 、t4 を0.05μmよりも小さくすると下地が露
出し、内層と外層の環状の磁性膜同士が導通し、絶縁性
が確保できずに積層のシールド効果がなくなるからであ
る。即ち、絶縁膜37、38、47、48の厚みを0.
05〜5μmとすることにより、高い磁束シールド効果
を維持でき、性能係数Q値を高くすることができる。
On the other hand, the conductor film 34, the magnetic films 35, 36, 4
The surface roughness of the surfaces 5 and 46 is superimposed, the surface irregularities increase on the outermost surface, and the base is exposed when the thicknesses t 3 and t 4 of the insulating films 37, 38, 47 and 48 are smaller than 0.05 μm, This is because the annular magnetic films of the inner layer and the outer layer are electrically connected to each other, so that the insulating property cannot be secured and the shielding effect of the lamination is lost. That is, the thickness of the insulating films 37, 38, 47, and 48 is set to 0.1.
By setting the thickness to 0.05 to 5 μm, a high magnetic flux shielding effect can be maintained and the performance coefficient Q value can be increased.

【0042】また、図5はさらに他のインダクタ素子を
示すもので、このインダクタ素子のインダクタ線路52
は、絶縁基板51上に絶縁膜53、磁性膜54、絶縁膜
55、磁性膜56、絶縁膜57、磁性膜58、導体膜5
9、磁性膜60、絶縁膜61、磁性膜62、絶縁膜6
3、磁性膜64、絶縁膜65を順次積層して構成されて
いる。
FIG. 5 shows still another inductor element.
Are an insulating film 53, a magnetic film 54, an insulating film 55, a magnetic film 56, an insulating film 57, a magnetic film 58, and a conductor film 5 on an insulating substrate 51.
9, magnetic film 60, insulating film 61, magnetic film 62, insulating film 6
3, a magnetic film 64 and an insulating film 65 are sequentially laminated.

【0043】磁性膜54、56、58、60、62、6
4の厚みt2 は、使用周波数での表皮深さの2倍以下と
されている。
Magnetic films 54, 56, 58, 60, 62, 6
The thickness t 2 of No. 4 is not more than twice the skin depth at the used frequency.

【0044】絶縁膜53、55、57、61、63、6
5は、その厚みが5μm以下とされており、しかも、導
体膜59よりも上方の絶縁膜61、63、65の厚みt
5 、t6 、t7 が、導体膜59の下方の絶縁膜53、5
5、57の厚みt8 よりも厚くされており、絶縁膜6
1、63、65の厚みt5 、t6 、t7 が上方にいくほ
ど厚く(t5 <t6 <t7 )されている。
The insulating films 53, 55, 57, 61, 63, 6
5 has a thickness of 5 μm or less, and has a thickness t of the insulating films 61, 63, 65 above the conductor film 59.
5 , t 6 , t 7 are the insulating films 53, 5 below the conductor film 59.
The insulating film 6 is thicker than the thickness t 8 of
The thicknesses t 5 , t 6 , and t 7 of 1 , 63, and 65 are thicker (t 5 <t 6 <t 7 ) as they go upward.

【0045】このインダクタ素子では、導体膜59より
も上方の絶縁膜61、63、65の厚みが、上方にいく
ほど厚いため、内層と外層の環状の磁性膜間の絶縁層の
厚みが大きく、図4の例よりもインダクタ線路の側面
(階段状部分69)における内層と外層の環状の磁性膜
同士の接続をさらに抑制でき、環状の磁性膜によるシー
ルド効果を確実に発揮できる。
In this inductor element, since the thicknesses of the insulating films 61, 63, and 65 above the conductor film 59 are thicker as going upward, the thickness of the insulating layer between the inner and outer annular magnetic films is large. 4, the connection between the inner and outer annular magnetic films on the side surface (stepped portion 69) of the inductor line can be further suppressed, and the shielding effect of the annular magnetic film can be surely exerted.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明のインダクタ素子では、磁性膜の
厚みを使用周波数での表皮深さの2倍以下としたので、
必要最小限の磁性膜の厚みで、磁性膜の断面全体を有効
に利用することができ、例えば、1GHz以上の高周波
域でも、磁性膜の磁束シールド効果を高く維持できると
ともに、性能係数Q値を高く保持することができる。
According to the inductor element of the present invention, the thickness of the magnetic film is set to twice or less the skin depth at the operating frequency.
With the minimum necessary thickness of the magnetic film, the entire cross section of the magnetic film can be effectively used. For example, even in a high frequency region of 1 GHz or more, the magnetic flux shielding effect of the magnetic film can be maintained high, and the performance coefficient Q value can be reduced. Can be kept high.

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

【図1】本発明のスパイラル型インダクタ素子を示す平
面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a spiral inductor element of the present invention.

【図2】図1のA−A線に沿った断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】本発明の他のインダクタ素子を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing another inductor element of the present invention.

【図4】インダクタ素子の絶縁膜の厚みと、インダクタ
ンスとの関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the thickness of an insulating film of an inductor element and inductance.

【図5】本発明のさらに他のインダクタ素子を示す断面
図である。
FIG. 5 is a sectional view showing still another inductor element of the present invention.

【図6】従来のスパイラル型インダクタ素子を示す断面
図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a conventional spiral inductor element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、31、51・・・基板 12、32、52・・・インダクタ線路 14、34、59・・・導体膜 15、16、35、36、45、46、54、56、5
8、60、62、64・・・磁性膜 17、18、37、38、47、48、53、55、5
7、61、63、65・・・絶縁膜 t1 、t3 、t4 、t5 、t6 、t7 、t8 ・・・絶縁
膜の厚み t2 ・・・磁性膜の厚み
11, 31, 51: Substrate 12, 32, 52: Inductor line 14, 34, 59: Conductive film 15, 16, 35, 36, 45, 46, 54, 56, 5
8, 60, 62, 64 ... magnetic films 17, 18, 37, 38, 47, 48, 53, 55, 5
7,61,63,65 ... insulating film t 1, t 3, t 4 , t 5, t 6, t 7, t 8 ··· insulating film thicknesses of t 2 ... magnetic film

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インダクタ線路を基板上に設けてなるとと
もに、前記インダクタ線路を、導体膜と、該導体膜の両
面に形成された磁性膜と、該磁性膜表面にそれぞれ形成
された絶縁膜とを具備して構成し、前記磁性膜の厚みを
使用周波数での表皮深さの2倍以下としたことを特徴と
するインダクタ素子。
An inductor line is provided on a substrate. The inductor line includes a conductor film, magnetic films formed on both surfaces of the conductor film, and insulating films respectively formed on the surface of the magnetic film. Wherein the thickness of the magnetic film is not more than twice the skin depth at the operating frequency.
【請求項2】インダクタ線路が、導体膜の両面に、磁性
膜と絶縁膜を交互に積層してなるとともに、前記絶縁膜
の厚みが5μm以下であることを特徴とする請求項1記
載のインダクタ素子。
2. The inductor according to claim 1, wherein the inductor line is formed by alternately laminating a magnetic film and an insulating film on both surfaces of the conductor film, and the thickness of the insulating film is 5 μm or less. element.
【請求項3】導体膜よりも上方の絶縁膜が、前記導体膜
の下方の絶縁膜の厚みよりも厚いことを特徴とする請求
項2記載のインダクタ素子。
3. The inductor element according to claim 2, wherein the insulating film above the conductive film is thicker than the insulating film below the conductive film.
【請求項4】導体膜よりも上方の絶縁膜が、上方にいく
ほど厚いことを特徴とする請求項2または3記載のイン
ダクタ素子。
4. The inductor element according to claim 2, wherein the insulating film above the conductor film is thicker upward.
【請求項5】磁性膜の厚みが1μm以下であることを特
徴とする請求項1乃至4のうちいずれかに記載のインダ
クタ素子。
5. The inductor element according to claim 1, wherein the thickness of the magnetic film is 1 μm or less.
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