JP3755453B2 - インダクタ部品およびそのインダクタンス値調整方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はインダクタ部品、特に高周波回路などに使用されるインダクタ部品およびそのインダクタンス値調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話端末機などの移動体通信機器の小型化に伴って、これら移動体通信機器内で使用される電子部品に対する小型化の要求が強い。ところで、従来の積層型インダクタ部品のインダクタンス値調整は、数層あるコイルパターンのうち一層以上のコイルパターンの全ての部分のパターン幅を一様に太くしたり、細くしたりして行なっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、積層型インダクタ部品の小型化がさらに進み、パターン幅が微細になると、図8の(A)に示すように、同一層上に数ターンの渦巻きコイルパターン1が形成されることが多くなる。このような場合、インダクタンス値調整のため、コイルパターン1のパターン幅をパターンの中心を基準にして太くすると、同一層上のコイルパターン1のサイズが大きくなり、インダクタ部品の小型化の障害となる。
【0004】
そこで、同一層上のコイルパターン1のサイズが大きくなるのを防止するため、コイルパターン1の内側に向かってパターン幅を太くすると、図8の(B)に示すように、内径の狭いコイルパターン2となる。このようなコイルパターン2を有したインダクタ部品は、Q特性が悪かった。
【0005】
また、内径の狭い短辺方向において、コイルパターンの一部として形成される層間接続用ビアパッド1a(図8の(A)参照)を形成する領域を確保することが困難であった。
【0006】
そこで、本発明の目的は、Q特性の劣化が少なくかつ小型のインダクタ部品およびそのインダクタンス値調整方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段および作用】
以上の目的を達成するため、本発明に係るインダクタ部品は、非磁性材料からなる矩形状の絶縁性基板と、フォトリソグラフィ法にて設けられ、絶縁性基板上を周回する少なくとも一つのコイルパターンとを備え、コイルパターンにおいて、絶縁性基板の二つの短辺のうち少なくとも一つの短辺の近傍に短辺方向に対して略平行に配設されているパターン部分の電極幅や電極間隔を、残りのパターン部分、例えば絶縁性基板の長辺近傍に長辺方向に対して略平行に配設されているパターン部分の電極幅や電極間隔より太くしたり、広くしたりしている。
【0008】
また、本発明に係るインダクタ部品のインダクタンス値調整方法は、非磁性材料からなる矩形状の絶縁性基板と、フォトリソグラフィ法にて設けられ、絶縁性基板上を周回する少なくとも一つのコイルパターンとを備えたインダクタ部品のインダクタンス値調整方法であって、コイルパターンにおいて、絶縁性基板の少なくとも一つの短辺の近傍に短辺方向に対して略平行に配設されているパターン部分の電極幅や電極間隔の寸法を増加もしくは減少させることにより、インダクタンス値を調整している。あるいは、前記コイルパターンのうち少なくとも一つのコイルパターンにおいて、絶縁性基板の少なくとも一つの長辺の近傍に該長辺方向に対して略平行に配設されているパターン部分の電極幅や電極間隔の寸法を減少させることにより、インダクタンス値を上げている。
【0009】
ここに、「絶縁性基板上を周回する」とは、絶縁性基板の上面に形成されたものだけでなく、非磁性材料からなる絶縁層等を介して絶縁性基板の上部に形成されたコイルパターンも含む。
【0010】
以上の構成により、限られた部品サイズ内でのインダクタンス値の微調整が可能となるとともに、Q特性劣化を最小限に抑えることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインダクタ部品およびそのインダクタンス値調整方法の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【0012】
本発明に係るインダクタ部品のコイルパターンはフォトリソグラフィ法を用いて形成される。すなわち、図1に示すように、矩形状の絶縁性基板11の上面を平滑な面になるように研磨した後、スパッタリングや蒸着などの薄膜形成法、あるいは、スクリーン印刷などの厚膜形成法を用いて、絶縁性基板11の上面全面に導体材料膜を形成する。次に、フォトリソグラフィ法を用いて、渦巻き状のコイルパターン12を絶縁性基板11の上面に形成する。コイルパターン12の電極厚みは8〜12μm程度である。なお、絶縁性基板の上面に絶縁性材料を形成した後、その上面にコイルパターンを形成してもよい。
【0013】
フォトリソグラフィ法は、例えば以下に説明する方法である。絶縁性基板11の上面に形成された導体材料膜の上面全体に、フォトレジスト膜(例えば感光性樹脂膜等)をスピンコート又は印刷により形成する。次に、フォトレジスト膜の上面に、所定の画像パターンが形成されたマスクフィルムを被せ、紫外線等を照射する等の方法により、フォトレジスト膜の所望の部分を硬化させる。次に、硬化した部分を残してフォトレジスト膜を剥がした後、露出した部分の導体材料膜をエッチングで除去し、所望のコイルパターン12を形成する。この後、硬化したフォトレジスト膜を除去する。そして、このような、いわゆるフォトリソグラフィ技術を用いた方法において、ウエットエッチング法、ドライエッチング法、リフトオフ法、アディティブ法、セミアディティブ法等の周知の工法が適宜採用される。
【0014】
さらに、別のフォトリソグラフィ法として、絶縁性基板11の上面に感光性導体材料ペーストを塗布して導体材料膜を形成し、その後、所定の画像パターンが形成されたマスクフィルムを被せて露光し、現像する方法でもよい。特に、感光性導体材料ペーストを用いると、導体材料膜の膜厚が厚い状態で微細加工が可能となり、本発明の実施においては低損失が確保できる。また、路線間の間隔を狭くすることができる。
【0015】
渦巻状コイルパターン12は、その一方の層間接続用ビアパッド12aが渦巻パターンの内側に位置し、他方の端部12bが渦巻パターンの外側に位置して絶縁性基板11の左辺に露出している。絶縁性基板11の材料としては、ガラス、ガラスセラミックス、アルミナ、Si、SiO2等が用いられる。コイルパターン12の材料としては、例えばCu,Au,Ag,Ag−Pdなどの導体材料ペーストや感光性導体材料ペ−ストなどが使用される。
【0016】
次に、図2に示すように、開口部15aを有した絶縁体層15が形成される。すなわち、液状の絶縁性材料を絶縁性基板11の上面の全面にスピンコート又は印刷等により塗布、乾燥及び焼成して絶縁体層15を形成する。絶縁性材料には、例えば感光性ポリイミド樹脂や感光性ガラスペースト等が使用される。通常のポリイミド樹脂やガラスペーストを使用すると、所望のパターンに加工するためには、レジスト層を形成し、該レジスト層を加工する必要がある。しかし、感光性ポリイミド樹脂や感光性ガラスペーストを使用すると、直接、全面塗布された感光性材料を加工できるため、レジスト塗布およびレジスト剥離の工程を省くことができ、効率良い加工工程となる。
【0017】
次に、絶縁体層15の上面に所定の画像パターンが形成されたマスクフィルムを被せ、紫外線等を照射する等の方法により、絶縁体層15の所望の部分を硬化させる。次に、絶縁体層15の未硬化部分を除去し、開口部15aを形成する。開口部15aには、渦巻形状のコイルパターン12の層間接続用ビアパッド12aが露出している。
【0018】
次に、図3に示すように、導体材料からなる渦巻き状のコイルパターン16が、コイルパターン12等を形成した場合と同様の方法、すなわちフォトリソグラフィ法により形成される。絶縁体層15の開口部15aには導体材料が充填され、ビアホール18とされる。なお、最上層のコイルパターン16は、必ずしも渦巻き状のコイルパターンである必要はなく、ビアパッド12aの位置から絶縁性基板11の右辺まで直線状に引き出されたものであってもよい。
【0019】
コイルパターン16の一方の端部16aは、ビアホール18を介してコイルパターン12の層間接続用ビアパッド12aに電気的に接続している。コイルパターン16の他方の端部16bは、絶縁性基板11の右辺に露出している。コイルパターン12と16は同じターン数でなくてもよく、また、内径が同じでなくてもよい。
【0020】
次に、図4に示すように、液状の絶縁性材料を絶縁性基板11の上面側全面にスピンコート又は印刷等により塗布、乾燥および焼成して、コイルパターン16を被覆した絶縁体層15とする。
【0021】
次に、絶縁性基板11の左右の側面部に、それぞれ入出力外部電極19,20を設ける。入力外部電極19はコイルパターン12の端部12bに電気的に接続し、出力外部電極20はコイルパターン16の端部16bに電気的に接続している。外部電極19,20は、Ag,Ag−Pd,Cu,NiCr,NiCu,Ni等の導電性ペーストを塗布、焼き付けた上に湿式電解めっきによりNi,Sn,Sn−Pbなどの金属膜が形成されたり、また、スパッタリング、蒸着、印刷、フォトリソグラフィ法などによって形成される。
【0022】
次に、このインダクタ部品21のインダクタンス値調整方法について説明する。図5の(A)に示すように、矩形状の絶縁性基板11(本実施形態では、長辺の長さ:短辺の長さ=2:1であり、具体的数値例としては、0.6mm×0.3mm、あるいは、1.0mm×0.5mm)の上には、コイルパターン12がフォトリソグラフィ法にて形成されている。コイルパターン12(例えば、電極幅は15〜30μmの範囲、電極間隔は15〜25μmの範囲)は、基板11の右側短辺の近傍に短辺に対して平行に配設されているパターン部分12c,12dの電極幅W1が、他のパターン部分の電極幅W0と比較して太く設定されている。本実施形態では、電極幅W1が例えば25μm、電極幅W0が例えば15μmである。また、パターン部分12cと12dの電極間隔G1も、他のパターン部分の電極間隔G0と比較して広く設定されている。コイルパターン16も同様に設計されている。本実施形態では、電極間隔G1が例えば25μm、電極間隔G0が例えば15μmである。
【0023】
そして、このインダクタ部品21のインダクタンスを所望のインダクタンス値に近づけるために下げなければならない場合には、図5の(B)に示すように、コイルパターン12のパターン部分12c,12dの電極幅をコイルパターン12の内側に太くしてW2(>W1)に設定し、インダクタンス値を調整する。ただし、電極間隔G1は変えない。電極幅W2は、他のパターン部分の電極幅W0の1.5〜2.5倍にすることが好ましい。1.5倍より小さいと、インダクタンスが僅かしか変化せず、インダクタンス値の実効ある調整ができないからである。一方、2.5倍を越えると、長辺の長さ:短辺の長さ=2:1のサイズ比を有する絶縁性基板11では、コイルパターン12の長辺方向の内径が短辺方向の内径より狭くなり、コイルパターン12の内径に余裕をもたせる本発明の効果が得られなくなるからである。
【0024】
また、インダクタ部品21のインダクタンスを下げなければならない場合には、図5の(C)に示すように、コイルパターン12のパターン部分12c,12dの電極間隔をコイルパターン12の内側に広くしてG2(>G1)に設定し、インダクタンス値を調整してもよい。ただし、電極幅W1は変えない。電極間隔G2は、他のパターン部分の電極間隔G0の1.5〜2.5倍にすることが好ましい。
【0025】
なお、図5の(B),(C)では、基板11の右側短辺の近傍に平行して配設されているパターン部分12c,12dの電極幅や電極間隔のみを変更しているが、これらの変更だけではインダクタンス値調整が十分できない場合には、基板11の左側短辺の近傍に短辺に対して平行に配設されているパターン部分12e,12fの電極幅や電極間隔も太くしたり、広くしたりして調整する。これでもまだインダクタンス値調整が十分でない場合には、コイルパターン16の同様のパターン部分の電極幅や電極間隔を太くしたり、広くしたりしてさらに調整する。
【0026】
このように、コイルパターン12において、基板11の短辺の近傍に短辺に対して平行に配設されているパターン部分12c〜12fのみの電極幅や電極間隔をコイルパターン12の内側に太くしたり、広くしたりしているため、限られた部品サイズ内でのインダクタンス値の微調整が可能である。すなわち、層間接続用ビアパッド12a,16aを形成する領域を確保しながらインダクタンス値を調整することができる。また、コイルパターン12の内径も、スペースの狭い短辺方向の内径は、インダクタンス値調整の前後で変化しないので、Q特性劣化を最小限に抑えることができる。さらに、パターン部分12c〜12fの電極幅や電極間隔が太くなったり、広くなったりしているため、コイルパターン12の微細加工条件が緩くなり、製造コストを低減できる。また、コイルパターン12の左右いずれか一方の片側のみのパターン部分12c,12d又はパターン部分12e,12fの電極幅(又は電極間隔)を変えた場合、インダクタ部品21の方向性判別が容易になる。
【0027】
逆に、インダクタ部品21のインダクタンスを上げなければならない場合には、図6の(B)に示すように、コイルパターン12のパターン部分12c,12dの電極幅を外側に細くしてW3(<W1)に設定し、インダクタンス値を調整する。ただし、電極間隔G1は変えない。あるいは、図6の(C)に示すように、コイルパターン12のパターン部分12c,12dの電極間隔を狭くしてG3(<G1)に設定し、インダクタンス値を調整する。ただし、電極幅W1は変えない。これらだけでは、インダクタンス値調整が十分できない場合には、基板11の左側短辺の近傍に短辺に対して平行に配設されているパターン部分12e,12fの電極幅や電極間隔も細くしたり、狭くしたりして調整する。これでもまだインダクタンス値調整が十分でない場合には、コイルパターン16の同様のパターン部分の電極幅や電極間隔を細くしたり、狭くしたりしてさらに調整する。
【0028】
また、インダクタ部品21のインダクタンスを上げなければならない場合には、図7の(B)に示すように、基板11の上側長辺の近傍に長辺に対して平行に配設されているパターン部分12g,12hの電極幅を外側に細くしてW4(<W0)に設定し、インダクタンス値を調整してもよい。ただし、電極間隔G0は変えない。電極幅W4は、電極幅W0の2/5〜2/3倍にすることが好ましい。
【0029】
また、インダクタ部品21のインダクタンスを上げなければならない場合には、図7の(C)に示すように、コイルパターン12のパターン部分12g,12hの電極間隔を狭くしてG4(<G0)に設定し、インダクタンス値を調整してもよい。ただし、電極幅W0は変えない。電極間隔G4は、電極間隔G0の2/5〜2/3倍にすることが好ましい。
【0030】
なお、図7の(B),(C)では、基板11の上側長辺の近傍に平行に配設されているパターン部分12g,12hの電極幅や電極間隔のみを変更しているが、これらの変更だけではインダクタンス値調整が十分できない場合には、基板11の下側長辺の近傍に長辺に対して平行に配設されているパターン部分12i,12jの電極幅や電極間隔も細くしたり、狭くしたりして調整する。これでもまだインダクタンス値調整が十分でない場合には、基板11の短辺の近傍に配設されているパターン12c〜12fの電極幅や電極間隔を細くしたり、狭くしたり、さらには、コイルパターン16の同様のパターン部分の電極幅や電極間隔を細くしたり、狭くしたりして調整する。
【0031】
このように、コイルパターン12において、基板11の長辺の近傍に長辺に対して平行に配設されているパターン部分12h〜12jの電極幅や電極間隔をコイルパターン12の外側に細くしたり、狭くしたりするだけで、インダクタンス値の微調整を容易にすることができる。また、コイルパターン12の内径に関して、スペースの広い長辺方向の内径はインダクタンス値調整の前後で変化せず、スペースの狭い短辺方向の内径はパターン部分12h〜12jの電極幅などを狭くする分だけ広げることができるので、Q特性も劣化しない。
【0032】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【0033】
前記実施形態は個産の場合を例にして説明しているが、量産する場合には、複数のインダクタを備えたマザー基板(ウエハ)の状態で製造し、最終工程でダイシング、スクライブブレイク、レーザ等の工法により製品サイズ毎に切り出す方法が効果的である。
【0034】
さらに、インダクタ部品は、回路パターンが形成されているプリント基板上に直接にコイルパターンを形成することによって構成されたものであってもよい。また、コイルパターンの形状は任意であって、前記実施形態の渦巻形状の他に、蛇行形状等であってもよい。
【0035】
また、前記実施形態のインダクタ部品は、コイルパターンが2層のものであるが、必要に応じて1層にしたり、3層以上にしたりしてもよいことは言うまでもない。2層以上の多層構造にすると、コイルパターンの線路長を長くすることができ、より一層の高インダクタンスを得ることができる。
【0036】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、限られた部品サイズ内でのインダクタンス値の微調整が可能となるとともに、Q特性劣化を最小限に抑えることができる。
【0037】
また、コイルパターンをフォトリソグラフィ法によって形成しているので、スクリーン印刷法と比較してパターン厚みやパターン幅をばらつきが少なくかつ正確に再現することができ、精度の高いインダクタンス値調整を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインダクタ部品の一実施形態を示す斜視図。
【図2】図1に続く製造手順を示す斜視図。
【図3】図2に続く製造手順を示す斜視図。
【図4】図3に続く製造手順を示す斜視図。
【図5】本発明に係るインダクタンス値調整方法の一例を説明するための平面図。
【図6】本発明に係るインダクタンス値調整方法の別の例を説明するための平面図。
【図7】本発明に係るインダクタンス値調整方法のさらに別の例を説明するための平面図。
【図8】従来のインダクタンス値調整方法を説明するための平面図。
【符号の説明】
11…絶縁性基板
12,16…コイルパターン
G0,G1,G2,G3,G4…電極間隔
W0,W1,W2,W3,W4…電極幅
Claims (8)
- 非磁性材料からなる矩形状の絶縁性基板と、
フォトリソグラフィ法にて設けられ、前記絶縁性基板上を周回する少なくとも一つのコイルパターンとを備え、
前記コイルパターンにおいて、前記絶縁性基板の二つの短辺のうち少なくとも一つの短辺の近傍に短辺方向に対して略平行に配設されているパターン部分の電極幅が、残りのパターン部分の電極幅より太いこと、
を特徴とするインダクタ部品。 - 非磁性材料からなる矩形状の絶縁性基板と、
フォトリソグラフィ法にて設けられ、前記絶縁性基板上を周回する少なくとも一つのコイルパターンとを備え、
前記コイルパターンにおいて、前記絶縁性基板の二つの短辺のうち少なくとも一つの短辺の近傍に短辺方向に対して略平行に配設されているパターン部分の電極間隔が、残りのパターン部分の電極間隔より広いこと、
を特徴とするインダクタ部品。 - 前記コイルパターンが渦巻きパターンであることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載のインダクタ部品。
- 非磁性材料からなる矩形状の絶縁性基板と、フォトリソグラフィ法にて設けられ、前記絶縁性基板上を周回する少なくとも一つのコイルパターンとを備えたインダクタ部品のインダクタンス値調整方法であって、
前記コイルパターンにおいて、前記絶縁性基板の少なくとも一つの短辺の近傍に該短辺方向に対して略平行に配設されているパターン部分の電極幅の寸法を増加もしくは減少させることにより、インダクタンス値を調整することを特徴とするインダクタ部品のインダクタンス値調整方法。 - 非磁性材料からなる矩形状の絶縁性基板と、フォトリソグラフィ法にて設けられ、前記絶縁性基板上を周回する少なくとも一つのコイルパターンとを備えたインダクタ部品のインダクタンス値調整方法であって、
前記コイルパターンにおいて、前記絶縁性基板の少なくとも一つの短辺の近傍に該短辺方向に対して略平行に配設されているパターン部分の電極間隔の寸法を増加もしくは減少させることにより、インダクタンス値を調整することを特徴とするインダクタ部品のインダクタンス値調整方法。 - 非磁性材料からなる矩形状の絶縁性基板と、フォトリソグラフィ法にて設けられ、前記絶縁性基板上を周回する少なくとも一つのコイルパターンとを備えたインダクタ部品のインダクタンス値調整方法であって、
前記コイルパターンにおいて、前記絶縁性基板の少なくとも一つの長辺の近傍に該長辺方向に対して略平行に配設されているパターン部分の電極幅の寸法を減少させることにより、インダクタンス値を上げることを特徴とするインダクタ部品のインダクタンス値調整方法。 - 非磁性材料からなる矩形状の絶縁性基板と、フォトリソグラフィ法にて設けられ、前記絶縁性基板上を周回する少なくとも一つのコイルパターンとを備えたインダクタ部品のインダクタンス値調整方法であって、
前記コイルパターンにおいて、前記絶縁性基板の少なくとも一つの長辺の近傍に該長辺方向に対して略平行に配設されているパターン部分の電極間隔の寸法を減少させることにより、インダクタンス値を上げることを特徴とするインダクタ部品のインダクタンス値調整方法。 - 前記コイルパターンが渦巻きパターンであることを特徴とする請求項4〜請求項7のいずれかに記載のインダクタ部品のインダクタンス値調整方法。
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