JP2004006516A - Inductor element and multi-layer substrate incorporating the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インダクタンス調整可能なインダクタ素子及びインダクタ素子を内蔵した多層回路板に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のインダクタ素子及びインダクタ素子が内蔵された多層回路板について説明する。
ここで言う多層回路板とはプリント配線板及びインターポーザー基板を総称して用いており、インターポーザー基板はICチップや半導体素子とプリント配線板との仲立ちをするもので、BGA基板、MCM基板、SCM基板等が含まれる。
従来、多層回路板上もしくは多層回路坂内にパターンを描いてコイルを形成する場合、配線コイル層を2層もしくはそれ以上の層に分割し、各層の配線コイルをビア接続してソレノイドコイルを形成する方法と、配線コイル層に1層でうず巻きを描き、うず巻き型のプリントソレノイドコイルを形成する方法がある。
【0003】
上記うず巻き型のプリントソレノイドコイルに関しては、うず巻き型コイルの隣り合う配線コイル間を短絡することにより、インダクタンスの微調整を行う方法がU.S.Patent5461353号公報に記載されているだけで、うず巻き型のプリントソレノイドコイルに関するインダクタンスの微調整の方法について言及したものがない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、インダクタンスの微調整を手軽に、正確に行うことができるインダクタ素子及びそれを内蔵した多層回路板を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項1においては、うず巻き型コイルを有するインダクタ素子であって、前記うず巻き型コイルの隣り合う配線コイル間にインダクタンス調整用の調整領域を設け、前記調整領域を加工することによりインダクタンスの微調整ができるようにしたことを特徴とするインダクタ素子としたものである。
【0006】
また、請求項2においては、少なくとも請求項1記載のインダクタ素子を備えていることを特徴とする多層回路板としたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき説明する。
請求項1に係る本発明のインダクタ素子は、インダクタ素子のうず巻き型コイルの隣り合う配線コイル間にインダクタンス調整用の調整領域を設け、この調整領域を加工することによりインダクタンスの微調整ができるようにしたものである。
図1(a)〜(c)に、請求項1に係る本発明のインダクタ素子のうず巻き型コイルの一実施例を示す。
図2(a)〜(c)にに、請求項1に係る本発明のインダクタ素子のうず巻き型コイルの他の実施例を示す。
請求項1に係る本発明のインダクタ素子は、図1(a)〜(c)に示すように、うず巻き型コイルの隣り合う配線コイル間に線状もしくは面状の調整領域を設けたもので、この線状もしくは面状の調整領域をレーザー加工等により加工することによりインダクタンスの微調整を行うようにしたものである。
うず巻き型コイルのインダクタンスは、調整領域を設けた段階で、設定値よりも若干低めになるようにしておき、調整領域を切断加工していく段階で所望のインダクタンスが得られるようにする。
また、うず巻き型コイルの形状は、円形が一般的であるが、正方形、三角形など多重巻き型であれば特に限定されるものではない。
【0008】
うず巻き型コイルの具体的な形状は、図1(a)に示すように、うず巻き型コイルの最外周の隣り合う配線コイル81b間に線状の調整領域91a、91b及び91cと、最外周の一つ内側の隣り合う配線コイル81b間に線状の調整領域91hとを設けてうず巻き型コイル10aを形成したもので、図1(b)に示すように、うず巻き型コイルの最外周の隣り合う配線コイル81b間に線状の調整領域91a、91b、91c、91d及び91eを設けてうず巻き型コイル10bを形成したもので、図1(c)に示すように、うず巻き型コイルの最外周の隣り合う配線コイル81b間に線状の調整領域91a、91b、91c、91d、91e、91f及び91gを設けてうず巻き型コイル10cを形成したもので、この線状の調整領域91a、91b、91c、91d、91e、91f、91g及び91hをレーザー加工等で切断加工することにより、所望のインダクタンスを得るようにしたものである。図1(a)に示すうず巻き型コイル10aは、図1(b)及び(c)に示すうず巻き型コイル10b及び10cに比べるとインダクタンスの調整幅が大きくできるようになっている。
この線状の調整領域は、うず巻き型コイルのいずれの場所にも配置可能で、インダクタンス値、調整幅等により適宜配置する。
【0009】
うず巻き型コイルの具体的な別の形状は、図2(a)に示すように、うず巻き型コイルの最外周の隣り合う配線コイル81b間に面状の調整領域92aと、最外周の一つ内側の隣り合う配線コイル11間に面状の調整領域92dとを設けてうず巻き型コイル10dを形成したもので、図2(b)に示すように、うず巻き型コイルの最外周の隣り合う配線コイル81b間に面状の調整領域92bを設けてうず巻き型コイル10eを形成したもので、図2(c)に示すように、うず巻き型コイルの最外周の隣り合う配線コイル81b間に面状の調整領域92cを設けてうず巻き型コイル10fを形成したもので、この面状の調整領域91a、91b、91c及び91dをレーザー加工等で加工することにより、所望のインダクタンスが得られるようになっている。図2(a)に示すうず巻き型コイル10dは、図2(b)及び(c)に示すうず巻き型コイル10e及び10fに比べるとインダクタンスの調整幅が大きくできるようになっている。
この面状の調整領域は、レーザー加工等で面状の領域を加工していくため、線状の調整領域を切断加工するのに比べてさらに細かいインダクタンス調整が行えるようになる。
また、この面状の調整領域は、渦巻き型コイルのいずれの場所にも配置可能で、インダクタンス値、調整幅等により適宜配置する。
【0010】
請求項2に係る多層回路板の一実施例を図3に示す。
請求項2に係る本発明の多層回路板は、図3に示すように、絶縁基材11の両面に第1配線層21a及び第1配線層21b、第2配線層41c及び第2配線層41d、第3配線層84c及び第3配線層82dが形成された6層の多層回路板の最上層にキャパシタ素子60及びインダクタ素子80を形成したものである。上記多層回路板の例では、インダクタ素子80は最上層に形成されているため、インダクタンスの調整はインダクタ素子80の作製時にもできるが、多層回路板作成後にも調整できる。
【0011】
以下、請求項2に係る本発明の多層回路板の製造方法について説明する。
その多層回路板の製造方法の一例を図4(a)〜(e)、図5(f)〜(i)及び図6(j)に示す。
まず、不織布ガラスにエポキシ樹脂を含浸させた絶縁基材11の両面に第1配線層21a及び第1配線層21bを公知のフォトエッチングプロセスで形成する(図4(a)参照)。
次に、絶縁基材11及び第1配線層21a、第1配線層21b上に樹脂フィルム等を貼付して絶縁層31を形成する(図4(b)参照)。
次に、絶縁層31の所定位置にレーザー加工等によりビア用孔32を形成する(図4(c)参照)。
【0012】
次に、絶縁層31上及びビア用孔32内に無電解銅めっき等にて薄膜導体層(特に図示せず)を形成し、薄膜導体層をカソードにして電解銅めっきを行い、所定厚の導体層41及びフィルドビア42を形成する(図4(d)参照)。
次に、導体層41をパターニング処理して、キャパシタ用下部電極41a、第2配線層41b及び第2配線層41cを形成する(図4(e)参照)。
【0013】
次に、キャパシタ用下部電極41a、第2配線層41b及び第2配線層41c上に樹脂溶液を塗布するか、絶縁フィルムを貼着する等の方法で絶縁層51を形成する(図5(f)参照)。
【0014】
次に、絶縁層51の所定位置をレーザー加工等にて穴明け加工して、キャパシタ用下部電極41a上の絶縁層51に開口部52を、第2配線層41c及び第2配線層41d上の絶縁層51にビア用孔53を形成する工程(図5(g)参照)。
【0015】
次に、開口部52に誘電材を混入した樹脂溶液をスクリーン印刷、またはディスペンサー等で埋め込み、乾燥硬化、平坦化処理を行って誘電体層61を形成する(図5(h)参照)。
【0016】
次に、誘電体層61上、絶縁層51上及びビア用孔54内に無電解銅めっきにて薄膜導体層(特に図示せず)を形成し、薄膜導体層上に感光層を形成し、露光、現像等の一連のパターニング処理を行ってレジストパターン54を形成する。さらに、薄膜導体層をカソードにして電解銅めっきを行い、薄膜導体層上に所定厚の導体層81及びフィルドビア82を形成する(図5(i)参照)。
【0017】
次に、レジストパターン54を専用の剥離液で剥離し、レジストパターン下部にあった薄膜導体層を過硫酸アンモニウム水溶液でソフトエッチングして、キャパシタ用上部電極81aを形成してキャパシタ素子60を、うず巻き型コイルの最外周の隣り合う配線コイル81b間に線状もしくは面状の調整領域を形成し、線状もしくは面状の調整領域をレーザー加工等により切断加工してインダクタンス調整を行ってインダクタ素子80を、第3配線層81c及び第3配線層81dをそれぞれ形成し、キャパシタ素子60及びインダクタ素子80が形成された6層の多層回路板100を得る(図6(j)参照)。
ここで、インダクタ素子80のうず巻き型コイルの中心部はフィルドビア82にて第2配線層41bとビア接続されている。
【0018】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
まず、不織布ガラスにエポキシ樹脂を含浸させた絶縁基材11の両面に18μmの銅箔を貼り合わせた銅張り積層板を用い、パターニング処理して第1配線層21a及び21bを形成し、プリプレグフィルムを貼り合わせて40μm厚の絶縁層31を形成し、絶縁層31の所定位置にレーザー加工にてビア用孔32を形成した(図4(a)〜(c)参照)。
【0019】
次に、絶縁層31上及びビア用孔32内に無電解銅めっきにて薄膜導体層を形成し、薄膜導体層をカソードにして電解銅めっきを行い、15μm厚の導体層41及びフィルドビア42を形成し、導体層41をパターニング処理して、キャパシタ用下部電極41a、第2配線層41b及び第2配線層41cを形成した(図4(d)〜(e)参照)。
【0020】
次に、キャパシタ用下部電極41a、第2配線層41b及び第2配線層41c上に低誘電率エポキシ系フィルムを貼り合わせて40μm厚の絶縁層51を形成した(図5(f)参照)。
【0021】
次に、絶縁層51の所定位置をレーザー加工にて穴明け加工して、キャパシタ用下部電極41a上の絶縁層51に開口部52を、第2配線層41c及び第2配線層41d上の絶縁層51にビア用孔53を形成した(図5(g)参照)。
【0022】
次に、開口部52にチタン酸バリウム粉をエポキシ系樹脂に高充填させた樹脂ペーストをディスペンサーで埋め込み、乾燥硬化、表面研磨を行って40μm厚の誘電体層61を形成した(図5(h)参照)。
【0023】
誘電体層61上、絶縁層51上及びビア用孔53内に無電解銅めっきにて薄膜導体層を形成し、薄膜導体層上に感光層を形成し、露光、現像等の一連のパターニング処理を行ってレジストパターン54を形成した。さらに、薄膜導体層をカソードにして電解銅めっきを行い、20μm厚の導体層81及びフィルドビア82を形成した(図5(i)参照)。
ここで、インダクタ素子のうず巻きコイルの形成に当たっては、図1(a)ののうず巻きコイル10aを使用した、
【0024】
次に、レジストパターン54を専用の剥離液で剥離し、レジストパターン下部にあった薄膜導体層を過硫酸アンモニウム水溶液でソフトエッチングして、キャパシタ用上部電極81aを形成してインダクタ素子60を、うず巻き型コイルの最外周の隣り合う配線コイル181b間に線状の調整領域91a、91b、91c、91hを形成し、線状の調整領域91a、91b、91c、91hをUV−YAGレーザーにて切断加工してインダクタンス調整を行ってインダクタ素子80を、第3配線層81c及び第3配線層81dをそれぞれ形成し、絶縁基材11の両面に3層の配線層、キャパシタ素子60及びインダクタ素子80が形成された多層回路板100を得た(図6(j)参照)。
【0025】
【発明の効果】
本発明のインダクタ素子は、うず巻き型コイルの隣り合う配線コイル間にインダクタンス調整用の調整領域を設けているので、この調整領域を加工することによりインダクタンスの微調整を正確に行うことができる。
本発明のインダクタ素子を組み込んだ多層回路板は、インダクタ素子のインダクタンス微調整が多層回路板になった状態でもできるため、多層回路板の設計自由度を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(c)は、請求項1に係る本発明のインダクタ素子のうず巻き型コイルの一実施例を示す模式平面図である。
【図2】(a)〜(c)は、請求項1に係る本発明のインダクタ素子のうず巻き型コイルの他の実施例を示す模式平面図である。
【図3】請求項2に係る本発明の多層回路板の一実施例を示す模式部分構成断面図である。
【図4】(a)〜(e)は、請求項2に係る本発明の多層回路板の製造方法における工程の一部を示す模式部分構成断面図である。
【図5】(f)〜(i)は、請求項2に係る本発明の多層回路板の製造方法における工程の一部を示す模式部分構成断面図である。
【図6】(j)は、請求項2に係る本発明の多層回路板の製造方法における工程の一部を示す模式部分構成断面図である。
【符号の説明】
10a、10b、10c、10d、10e、10f……うず巻き型コイル
11……絶縁基材
21a、21b……第1配線層
31、51……絶縁層
32、53……ビア用孔
41、81……導体層
41a……キャパシタ用下部電極
41b、41c……第2配線層
42、82……フィルドビア
52……開口部
54……レジストパターン
60……キャパシタ素子
61……誘電体層
80……インダクタ素子
81a……キャパシタ用上部電極
81b……配線コイル
81c、81d……第3配線層
91a、91b、91c、91d、91e、91f、91g、91h……線状の調整領域
92a、92b、92c、92d……面状の調整領域
100……多層回路板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inductor element having adjustable inductance and a multilayer circuit board having the inductor element incorporated therein.
[0002]
[Prior art]
A conventional inductor element and a multilayer circuit board having the inductor element built therein will be described.
The term “multilayer circuit board” as used herein generally refers to a printed wiring board and an interposer board. The interposer board mediates between an IC chip or a semiconductor element and the printed wiring board, and includes a BGA board, an MCM board, An SCM substrate or the like is included.
Conventionally, when forming a coil by drawing a pattern on a multilayer circuit board or in a multilayer circuit slope, a wiring coil layer is divided into two or more layers, and a wiring coil of each layer is connected by via connection to form a solenoid coil. There is a method and a method of forming a spiral in a single layer on the wiring coil layer to form a spiral wound print solenoid coil.
[0003]
Regarding the spiral wound print solenoid coil, a method of finely adjusting the inductance by short-circuiting between adjacent wiring coils of the spiral wound coil is disclosed in U.S. Pat. S. Nothing is described in Patent No. 5,461,353, but a method of finely adjusting the inductance of the spirally wound print solenoid coil.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an inductor element capable of easily and precisely adjusting an inductance and a multilayer circuit board having the inductor element incorporated therein.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object in the present invention, first, in claim 1, an inductor element having a spiral wound coil, wherein an adjusting area for adjusting inductance is provided between wiring coils adjacent to the spiral wound coil. In addition, the inductance element can be finely adjusted by processing the adjustment region.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a multilayer circuit board including at least the inductor element according to the first aspect.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
In the inductor element according to the first aspect of the present invention, an adjustment area for adjusting inductance is provided between adjacent wiring coils of the spiral coil of the inductor element, and fine adjustment of inductance can be performed by processing the adjustment area. It was done.
FIGS. 1A to 1C show an embodiment of the spiral wound coil of the inductor element according to the present invention.
2A to 2C show another embodiment of the spiral wound coil of the inductor element according to the first aspect of the present invention.
As shown in FIGS. 1A to 1C, the inductor element according to the first aspect of the present invention has a linear or planar adjustment region provided between adjacent wiring coils of a spiral coil. Fine adjustment of the inductance is performed by processing the linear or planar adjustment region by laser processing or the like.
The inductance of the spiral coil is set to be slightly lower than the set value at the stage where the adjustment region is provided, and a desired inductance can be obtained at the stage of cutting the adjustment region.
The shape of the spiral coil is generally circular, but is not particularly limited as long as it is a multiple winding type such as a square or a triangle.
[0008]
As shown in FIG. 1A, the specific shape of the spiral wound coil is such that
The linear adjustment region can be arranged at any place of the spiral coil, and is appropriately arranged according to the inductance value, the adjustment width, and the like.
[0009]
As shown in FIG. 2A, another specific shape of the spiral wound coil is, as shown in FIG. 2A, a
Since the planar adjustment region is formed by processing the planar region by laser processing or the like, finer inductance adjustment can be performed as compared to cutting the linear adjustment region.
Further, this planar adjustment region can be arranged at any place of the spiral coil, and is appropriately arranged according to the inductance value, the adjustment width and the like.
[0010]
One embodiment of the multilayer circuit board according to claim 2 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the multilayer circuit board according to the second aspect of the present invention has a
[0011]
Hereinafter, a method for manufacturing a multilayer circuit board of the present invention according to claim 2 will be described.
4A to 4E, 5F to 5I, and 6J show an example of a method for manufacturing the multilayer circuit board.
First, a
Next, a resin film or the like is attached on the insulating
Next, via
[0012]
Next, a thin-film conductor layer (not particularly shown) is formed on the insulating
Next, the
[0013]
Next, an insulating
[0014]
Next, a predetermined position of the insulating
[0015]
Next, a resin solution mixed with a dielectric material is embedded in the
[0016]
Next, a thin film conductor layer (not particularly shown) is formed by electroless copper plating on the
[0017]
Next, the resist
Here, the center of the spiral coil of the
[0018]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
First, using a copper-clad laminate in which 18 μm copper foil is bonded to both sides of an insulating
[0019]
Next, a thin film conductor layer is formed on the insulating
[0020]
Next, a 40 μm thick insulating
[0021]
Next, a predetermined position of the insulating
[0022]
Next, a resin paste in which barium titanate powder was highly filled with an epoxy resin was embedded in the
[0023]
A thin film conductor layer is formed by electroless copper plating on the
Here, in forming the spiral coil of the inductor element, the
[0024]
Next, the resist
[0025]
【The invention's effect】
In the inductor element of the present invention, since the adjustment region for adjusting the inductance is provided between the wiring coils adjacent to the spiral coil, fine adjustment of the inductance can be accurately performed by processing the adjustment region.
Since the multilayer circuit board incorporating the inductor element of the present invention can perform the fine adjustment of the inductance of the inductor element even in the state of the multilayer circuit board, it is possible to have a degree of freedom in designing the multilayer circuit board.
[Brief description of the drawings]
1 (a) to 1 (c) are schematic plan views showing one embodiment of a spiral coil of an inductor element according to the first aspect of the present invention.
FIGS. 2A to 2C are schematic plan views showing another embodiment of the spiral wound coil of the inductor element according to the first aspect of the present invention.
FIG. 3 is a schematic partial configuration sectional view showing one embodiment of the multilayer circuit board of the present invention according to claim 2;
4 (a) to 4 (e) are schematic partial sectional views showing a part of the steps in the method for manufacturing a multilayer circuit board according to the second aspect of the present invention.
5 (f) to 5 (i) are schematic partial sectional views showing a part of the steps in the method for manufacturing a multilayer circuit board according to the second aspect of the present invention.
FIG. 6 (j) is a schematic partial sectional view showing a part of the steps in the method for manufacturing a multilayer circuit board according to the second aspect of the present invention.
[Explanation of symbols]
10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f ...
Claims (2)
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