JP7266996B2 - インダクタ、フィルタおよびマルチプレクサ - Google Patents
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Description
本発明は、インダクタ、フィルタおよびマルチプレクサに関し、例えば複数の配線を有するインダクタ、フィルタおよびマルチプレクサに関する。
インダクタは、例えば携帯電話やワイヤレスＬＡＮ（Local Area Network）等のＲＦ（Radio Frequency）システムにおいて、位相整合等に用いられる。基板上にインダクタを形成することが知られている（例えば特許文献１－３）。スパイラル状の複数のコイルを空隙を挟み積層することが知られている（例えば特許文献２－３）。上方のコイルをコイルの外側に設けられた支柱により基板に支持することが知られている（例えば特許文献３）。
支柱が上方のコイルを基板に支持することで、上方のコイルの機械的強度および耐衝撃能力が向上する。しかしながら、支柱をコイルの外側に配置すると、インダクタが大型化してしまう。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、小型化することを目的とする。
本発明は、基板と、前記基板上に設けられた第１配線と、前記第１配線上に空隙を挟み設けられ、平面視において前記第１配線の少なくとも一部と少なくとも一部が重なる第２配線と、前記第１配線の端部と前記第２配線の端部とを直流電流が導通可能なように接続する第１支柱と、平面視において、前記第２配線と重なり、かつ前記第１配線と重なりまたは前記第１配線に囲まれるように設けられ、前記第１配線と絶縁され、前記第２配線を支持する第２支柱と、を備え、前記第１配線および前記第２配線は、平面視において中央領域を囲むコイル状であり、前記中央領域を囲む領域に前記第１配線に囲まれた開口が設けられ、前記第２支柱は、平面視において前記第１配線と重ならず、前記開口内に設けられるインダクタである。
上記構成において、前記開口の大きさは前記第１配線の幅の３／４倍以下である構成とすることができる。
本発明は、基板と、前記基板上に設けられた第１配線と、前記第１配線上に空隙を挟み設けられ、平面視において前記第１配線の少なくとも一部と少なくとも一部が重なる第２配線と、前記第１配線の端部と前記第２配線の端部とを直流電流が導通可能なように接続する第１支柱と、平面視において、前記第２配線と重なり、かつ前記第１配線と重なりまたは前記第１配線に囲まれるように設けられ、前記第１配線と絶縁され、前記第２配線を支持する第２支柱と、を備え、前記第１配線および前記第２配線は、平面視において中央領域を囲むコイル状であり、前記中央領域を囲む領域における前記第１配線の外周に切り欠きが設けられ、前記第２支柱は、平面視において前記第１配線と重ならず、前記切り欠き内に設けられるインダクタである。
上記構成において、前記第２支柱は、前記基板上に設けられ前記第１配線を形成する金属層とほぼ同じ材料およびほぼ同じ厚さを有する第１金属層と、前記第１金属層上に設けられ前記第１支柱を形成する金属層とほぼ同じ材料およびほぼ同じ厚さを有する第２金属層と、を備える構成とすることができる。
上記構成において、前記第２支柱の少なくとも一部は金属である構成とすることができる。
本発明は、上記インダクタを含むフィルタである。
本発明は、上記インダクタを含むマルチプレクサである。
本発明によれば、小型化することができる。
以下図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
図１から図２（ｂ）は、実施例１に係るインダクタの平面図である。図２（ａ）は主に配線１２を図示し、図２（ｂ）は、主に配線１４を図示する。図３（ａ）から図３（ｃ）は、図１（ａ）のそれぞれＡ－Ａ断面図、Ｂ－Ｂ断面図およびＣ－Ｃ断面図である。
図１から図３（ｃ）に示すように、基板１０上にコイル１１、パッド２０および２２が設けられている。コイル１１は配線１２および１４を有している。配線１２は基板１０上に設けられている。配線１４は基板１０および配線１２の上方に空隙２５を介し設けられている。中央領域５２と中央領域５２を囲むように巻回領域５０が設けられている。中央領域５２には配線１２および１４は設けられていない。巻回領域５０は、配線１２と基板１０とが重なる領域に配線１２と基板１０とが重なる領域を足した領域である。巻回領域５０には中央領域５２を巻回するように配線１２および１４が設けられている。配線１２の巻き数は１より少し小さく、配線１４の巻き数は０．５より少し大きい。配線１２と１４との合計の巻き数は約１．５である。
支柱１６は、配線１２の一端の上面に接し、配線１４の一端の下面に接する。これにより、支柱１６は配線１２の一端と配線１４の一端とを電気的に接続する（すなわち直流電流が導通可能なようにするように接続する）。また、支柱１６は、配線１４を基板１０に支持する。
配線１２の他端は引き出し配線１２ａにより外側に引き出され、パッド２０に電気的に接続されている。配線１４ａの他端は引き出し配線１４ａおよび支柱１７を介しパッド２２に電気的に接続されている。支柱１７は、引き出し配線１４ａの下面と金属層２２ａの上面に接し、引き出し配線１４ａとパッド２２とを電気的に接続する。また、支柱１７は、配線１４を基板１０に支持する。
図４（ａ）は、実施例１における開口１５付近の拡大図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、開口１５の平面形状は円形状である。開口１５は、配線１２の内側に収まるように設けられ（すなわち、周囲を配線１２に完全に囲まれた閉じた領域であり）、配線１２が形成されていない領域である。開口１５の平面形状は四角等の多角形状、楕円形状または長円形状でもよい。開口１５は、配線１２の径方向のほぼ中央に設けられている。開口１５の位置は任意である。開口１５の中央に支柱１８が設けられている。支柱１８は、基板１０上に設けられた金属層１８ａと金属層１８ａ上に設けられた金属層１８ｂを備える。金属層１８ｂの上面は配線１４に接する。支柱１８と配線１２とは空隙２５を介し離間する。これにより、支柱１８は配線１４と電気的に接続するが、配線１２とは絶縁される（すなわち直流電流が導通しない）。支柱１８は、配線１４を基板１０に支持する。
図３（ａ)から図３（ｃ）のように、パッド２０は、積層された金属層２０ａから２０ｄを備えている。パッド２２は、積層された金属層２２ａから２２ｄを備えている。
配線１２、引き出し配線１２ａ、金属層１８ａ、２０ａおよび２２ａは、金属層３０により形成される。支柱１６、１７、金属層１８ｂ、２０ｄおよび２２ｄは、金属層３２により形成される。配線１４、引き出し配線１４ａ、金属層２０ｂおよび２２ｂは、金属層３４により形成される。金属層２０ｃおよび２２ｃは、金属層３６により形成される。金属層３０、３２および３４は例えば銅層であり、例えばめっき法により形成される。金属層３６は、例えば金層であり、金バンプ等を接触させるための層である。
各金属層３０、３２、３４および３６は、銅層、金層、アルミニウム層または銀層などの低抵抗な金属を主成分とすることが好ましい。各金属層３０、３２、３４および３６は、複数の金属膜が積層されていてもよい。複数の金属膜のうち最上膜および／または最下膜は密着層および／またはバリア層でもよい。密着層および／またはバリア層は、例えば融点の高い金属であるチタン層、クロム層、ニッケル層、モリブデン層、タンタル層もしくはタングステン層、または、チタン、クロム、ニッケル、モリブデン、タンタルおよびタングステンの少なくとも１つを含む合金層である。基板１０は、絶縁性の高い材料であることが好ましく、例えば石英（合成石英含む）基板、ガラス（パイレックス（登録商標）、テンパックス、アルミノシリケート、ホウ酸ガラスなど）基板もしくはセラミックス基板等の絶縁基板、または、高抵抗シリコン基板等である。基板１０と配線１２との間に絶縁膜が設けられていてもよい。
図１のように、コイル１１の幅をＤ１、中央領域５２の幅をＤ２、配線１２および１４の幅をＤ３とする。図４（ｂ）のように、配線１２の厚さをＴ１、配線１２と１４との間の空隙２５の厚さをＴ２、配線１４の厚さをＴ３とする。支柱１８の幅をＷ１、支柱１８と配線１２との間隔をＷ２とする。Ｄ１は例えば１００μｍから２０００μｍ、Ｄ２は例えば１０μｍから１０００μｍ、Ｄ３は例えば１０μｍから５００μｍである。Ｔ１からＴ３は例えば各々１μｍから５０μｍである。Ｗ１およびＷ２は例えば各々１μｍから５０μｍである。
［実施例１の変形例１］
図５は、実施例１の変形例１に係るインダクタの平面図である。図５に示すように、開口１５および支柱１８が２か所に設けられている。開口１５と支柱１８が設けられる箇所は配線１４の一端と他端との間をほぼ３等分する位置であり、配線１４の径方向のほぼ中心である。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例１のように、支柱１８を複数設けることで配線１４が機械的により補強される。
図５は、実施例１の変形例１に係るインダクタの平面図である。図５に示すように、開口１５および支柱１８が２か所に設けられている。開口１５と支柱１８が設けられる箇所は配線１４の一端と他端との間をほぼ３等分する位置であり、配線１４の径方向のほぼ中心である。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例１のように、支柱１８を複数設けることで配線１４が機械的により補強される。
［比較例１］
図６は、比較例１に係るインダクタの平面図である。図６に示すように、比較例１では、開口１５および支柱１８は設けられていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。比較例１では、配線１４は支柱１６および１７のみにより支持される。このため、実施例１に比べ配線１４の機械的強度が小さくなる。
図６は、比較例１に係るインダクタの平面図である。図６に示すように、比較例１では、開口１５および支柱１８は設けられていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。比較例１では、配線１４は支柱１６および１７のみにより支持される。このため、実施例１に比べ配線１４の機械的強度が小さくなる。
［比較例２およびその変形例１］
図７（ａ）および図７（ｂ）は、比較例２およびその変形例１に係るインダクタの平面図である。図７（ａ）に示すように、比較例２では、配線１４の外周の外側に１つの引き出し部１３が設けられている。支柱１８は引き出し部１３に設けられている。配線１４内に開口１５は設けられていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図７（ａ）および図７（ｂ）は、比較例２およびその変形例１に係るインダクタの平面図である。図７（ａ）に示すように、比較例２では、配線１４の外周の外側に１つの引き出し部１３が設けられている。支柱１８は引き出し部１３に設けられている。配線１４内に開口１５は設けられていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図７（ｂ）に示すように、比較例２の変形例１では、配線１４の外周の外側に２つの引き出し部１３が設けられている。支柱１８は引き出し部１３に設けられている。その他の構成は比較例２と同じであり説明を省略する。
［比較例３およびその変形例１］
図８（ａ）および図８（ｂ）は、比較例３およびその変形例１に係るインダクタの平面図である。図８（ａ）に示すように、比較例３では、配線１４の内周の内側に１つの引き出し部１３が設けられている。支柱１８は引き出し部１３に設けられている。配線１４内に開口１５は設けられていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図８（ａ）および図８（ｂ）は、比較例３およびその変形例１に係るインダクタの平面図である。図８（ａ）に示すように、比較例３では、配線１４の内周の内側に１つの引き出し部１３が設けられている。支柱１８は引き出し部１３に設けられている。配線１４内に開口１５は設けられていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図８（ｂ）に示すように、比較例３の変形例１では、配線１４の内周の内側に２つの引き出し部１３が設けられている。支柱１８は引き出し部１３に設けられている。その他の構成は比較例３と同じであり説明を省略する。
［シミュレーション］
実施例１および各比較例について、インダクタのＱ値を電磁界シミュレーションした。シミュレーション条件は以下である。
金属層３０、３２および３４：銅層
基板１０：ガラス基板
Ｄ１：８００μｍ
Ｄ２：３００μｍ
Ｄ３：２５０μｍ
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｗ１およびＷ２：３０μｍ
巻き数：１．５
周波数：３ＧＨｚ
実施例１および各比較例について、インダクタのＱ値を電磁界シミュレーションした。シミュレーション条件は以下である。
金属層３０、３２および３４：銅層
基板１０：ガラス基板
Ｄ１：８００μｍ
Ｄ２：３００μｍ
Ｄ３：２５０μｍ
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｗ１およびＷ２：３０μｍ
巻き数：１．５
周波数：３ＧＨｚ
図９は、シミュレーションの結果を示す図である。白丸は、実施例１および比較例１から３を示し、支柱１８が１個設けられている。Ｘは、実施例１、比較例２および３の各々の変形例１を示し支柱１８が２個設けられている。
図９に示すように、実施例１は支柱１８の数によらず、支柱１８を設けない比較例１とほぼおなじＱ値である。支柱１８を配線１４の外周の外側に設けた比較例２は比較例１および実施例１よりＱ値が小さくなる。支柱１８を配線１４の内周の内側に設けた比較例３は比較例２よりさらにＱ値が小さくなる。比較例３の変形例１のように、支柱１８を２個設けるとＱ値はさらに小さくなる。
比較例１では、Ｑ値は高いものの支柱１８が設けられていない。このため、配線１４の機械的強度および／または耐衝撃能力が低い。比較例２およびその変形例１では、支柱１８を設けることにより、配線１４の機械的強度および／または耐衝撃能力を向上できる。しかし、Ｑ値が実施例１および比較例１より低くなる。これは、磁束密度が大きい配線１４の外側（コイル１１の外側）に引き出し部１３および支柱１８が設けられるため、引き出し部１３および支柱１８に起因する渦電流損が大きくなるためと考えられる。また、配線１４の外周の外側に支柱１８を設けるため、インダクタが大型化してしまう。
比較例３およびその変形例１では、配線１４の内周の内側に支柱１８を設けるため、インダクタを小型化でき、かつ配線１４の機械的強度および／または耐衝撃能力を向上できる。しかしながら、Ｑ値が実施例１、比較例１および２より低くなる。これは、配線１４のコイル１１の外側よりさらに磁束密度が大きい中央領域５２に引き出し部１３および支柱１８が設けられるため、引き出し部１３および支柱１８により渦電流損が大きくなるためと考えられる。
実施例１およびその変形例１では、支柱１８を配線１４と重なるように（すなわち巻回領域５０内に）設ける。巻回領域５０では磁束密度が小さいため、支柱１８による渦電流損が小さい。これにより、Ｑ値を比較例１と同程度とすることができる。また、支柱１８を設けることによるインダクタの大型化を抑制でき、インダクタを小型化できる。さらに、支柱１８を設けることで、比較例１に比べ、機械的強度および／または耐衝撃能力を向上できる。
［実施例１の変形例２］
図１０（ａ）は、実施例１の変形例２に係るインダクタの平面図、図１０（ｂ）は、支柱１８付近の配線１２の拡大図である。図１０（ａ）および１０（ｂ）に示すように、配線１２の外周および内周に切り欠き１５ａが設けられている。切り欠き１５ａは、配線１４と基板１０とが重なる領域のうち、配線１２の幅が狭くなるように形成された領域（すなわち、配線１２に囲まれ少なくとも１方向が開放され閉じていない領域）である。支柱１８は、切り欠き１５ａ内に設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図１０（ａ）は、実施例１の変形例２に係るインダクタの平面図、図１０（ｂ）は、支柱１８付近の配線１２の拡大図である。図１０（ａ）および１０（ｂ）に示すように、配線１２の外周および内周に切り欠き１５ａが設けられている。切り欠き１５ａは、配線１４と基板１０とが重なる領域のうち、配線１２の幅が狭くなるように形成された領域（すなわち、配線１２に囲まれ少なくとも１方向が開放され閉じていない領域）である。支柱１８は、切り欠き１５ａ内に設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
実施例１の変形例２のように、配線１２の切り欠き１５ａ内に支柱１８が設けられていてもよい。切り欠き１５ａは配線１２の外周および内周の少なくとも一方に設けられていればよい。また、切り欠き１５ａおよび支柱１８は配線１４の周方向に複数設けられていてもよい。
［実施例１の変形例３］
図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、実施例１の変形例３から５に係るインダクタの支柱１８付近の断面図である。図１１（ａ）に示すように、実施例１の変形例３では、実施例１の金属層３２である金属層１８ｂの代わりに絶縁層１８ｃが設けられている。支柱１８は金属層１８ａおよび絶縁層１８ｃにより形成される。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、実施例１の変形例３から５に係るインダクタの支柱１８付近の断面図である。図１１（ａ）に示すように、実施例１の変形例３では、実施例１の金属層３２である金属層１８ｂの代わりに絶縁層１８ｃが設けられている。支柱１８は金属層１８ａおよび絶縁層１８ｃにより形成される。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例４］
図１１（ｂ）に示すように、実施例１の変形例４では、金属層１８ｂと配線１４との間に絶縁層１８ｃが設けられている。支柱１８は金属層１８ａ、１８ｂおよび絶縁層１８ｃにより形成される。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図１１（ｂ）に示すように、実施例１の変形例４では、金属層１８ｂと配線１４との間に絶縁層１８ｃが設けられている。支柱１８は金属層１８ａ、１８ｂおよび絶縁層１８ｃにより形成される。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例５］
図１１（ｃ）に示すように、実施例１の変形例５では、配線１４の下面のほぼ全面に絶縁膜２６が設けられている。金属層１８ｂは絶縁膜２６の下面に接する。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例３から５のように、支柱１８の少なくとも一部は絶縁体でもよい。
図１１（ｃ）に示すように、実施例１の変形例５では、配線１４の下面のほぼ全面に絶縁膜２６が設けられている。金属層１８ｂは絶縁膜２６の下面に接する。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例３から５のように、支柱１８の少なくとも一部は絶縁体でもよい。
［実施例１の変形例６］
図１２（ａ）から図１２（ｅ）は、実施例１の変形例６から１０に係るインダクタの支柱１８付近の断面図である。図１２（ａ）に示すように、実施例１の変形例６では、配線１２に開口１５および切り欠き１５ａは設けられていない。平面視において支柱１８は配線１２と重なる。支柱１８は配線１２上に設けられた絶縁層１８ｃにより形成される。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図１２（ａ）から図１２（ｅ）は、実施例１の変形例６から１０に係るインダクタの支柱１８付近の断面図である。図１２（ａ）に示すように、実施例１の変形例６では、配線１２に開口１５および切り欠き１５ａは設けられていない。平面視において支柱１８は配線１２と重なる。支柱１８は配線１２上に設けられた絶縁層１８ｃにより形成される。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例７］
図１２（ｂ）に示すように、実施例１の変形例７では、絶縁層１８ｃが配線１２上に設けられ、金属層１８ｂが絶縁層１８ｃ上に設けられている。支柱１８は、絶縁層１８ｃと金属層１８ｂから形成される。その他の構成は、実施例１の変形例６と同じであり説明を省略する。
図１２（ｂ）に示すように、実施例１の変形例７では、絶縁層１８ｃが配線１２上に設けられ、金属層１８ｂが絶縁層１８ｃ上に設けられている。支柱１８は、絶縁層１８ｃと金属層１８ｂから形成される。その他の構成は、実施例１の変形例６と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例８］
図１２（ｃ）に示すように、実施例１の変形例８では、金属層１８ｂが配線１２上に設けられ、絶縁層１８ｃが金属層１８ｂ上に設けられている。支柱１８は、絶縁層１８ｃと金属層１８ｂから形成される。その他の構成は、実施例１の変形例６と同じであり説明を省略する。
図１２（ｃ）に示すように、実施例１の変形例８では、金属層１８ｂが配線１２上に設けられ、絶縁層１８ｃが金属層１８ｂ上に設けられている。支柱１８は、絶縁層１８ｃと金属層１８ｂから形成される。その他の構成は、実施例１の変形例６と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例９］
図１２（ｄ）に示すように、実施例１の変形例９では、絶縁膜２６は配線１２の上面のほぼ全面に設けられている。金属層１８ｂは絶縁膜２６上に設けられている。支柱１８は、金属層１８ｂから形成される。その他の構成は、実施例１の変形例６と同じであり説明を省略する。
図１２（ｄ）に示すように、実施例１の変形例９では、絶縁膜２６は配線１２の上面のほぼ全面に設けられている。金属層１８ｂは絶縁膜２６上に設けられている。支柱１８は、金属層１８ｂから形成される。その他の構成は、実施例１の変形例６と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例１０］
図１２（ｅ）に示すように、実施例１の変形例１０では、絶縁膜２６は配線１４の下面のほぼ全面に設けられている。金属層１８ｂは配線１２上に設けられ、絶縁膜２６の下面に接している。支柱１８は、金属層１８ｂから形成される。その他の構成は、実施例１の変形例６と同じであり説明を省略する。
図１２（ｅ）に示すように、実施例１の変形例１０では、絶縁膜２６は配線１４の下面のほぼ全面に設けられている。金属層１８ｂは配線１２上に設けられ、絶縁膜２６の下面に接している。支柱１８は、金属層１８ｂから形成される。その他の構成は、実施例１の変形例６と同じであり説明を省略する。
実施例１の変形例６から１０のように、配線１２に開口１５および切り欠き１５ａは設けられておらず、支柱１８は配線１２と１４との間に設けられていてもよい。このとき、支柱１８全体が金属であると、配線１２と１４とが電気的に接続されてしまう。そこで、支柱１８の少なくとも一部に絶縁層１８ｃを設ける、または配線１２の上面または配線１４の下面に絶縁膜２６を設ける。これにより、配線１２と１４とが電気的に接続されることを抑制できる。
実施例１の変形例３から１０において、絶縁層１８ｃおよび絶縁膜２６は、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜もしくは酸化アルミニウム膜等の無機絶縁膜、またはポリミイド膜もしくはＢＣＢ（Benzocyclobutene）膜等の樹脂膜（有機絶縁膜）である。実施例１の変形例１および２に、実施例１の変形例３から１０の支柱１８を用いてもよい。
実施例１およびその変形例によれば、配線１２（第１配線）は基板１０上に設けられている。配線１４（第２配線）は、配線１２上に空隙２５を挟み設けられ、平面視において配線１２の少なくとも一部と少なくとも一部が重なる。支柱１６（第１支柱）は、配線１２の端部と配線１４の端部とを直流電流が導通可能なように接続する。このような構成において、支柱１８（第２支柱）は、平面視において、配線１４と重なり、かつ配線１２と重なりまたは配線１２に囲まれるように設けられる。支柱１８は、配線１２と絶縁され、配線１４を支持する。
このように、支柱１８を配線１２の内側に設けることで、比較例２、３およびその変形例１のように、引き出し部１３を設けなくてもよくなる。よって、インダクタを小型化できる。
配線１２および１４は中央領域５２を囲むコイル状である。これにより、簡単な構成でインダクタを形成できる。インダクタは、ソレノイドコイルまたはトロイダルコイルでもよい。
実施例１およびその変形例１のように、支柱１８は、平面視において配線１２と重ならず、配線１２に設けられた開口１５内に設けられる。これにより、支柱１８が導電性であっても支柱１８と配線１２とを電気的に絶縁できる。
実施例１の変形例２のように、平面視において支柱１８は配線１２と重ならず、配線１２に設けられた切り欠き１５ａ内に設けられる。これにより、支柱１８が導電性であっても支柱１８と配線１２とを電気的に絶縁できる。
開口１５および切り欠き１５ａの大きさは配線１２の幅であるＤ３より小さければよい。配線１２の電流の流れを妨げないように、開口１５および切り欠き１５ａの電流の方向（周方向）および電流に直交する方向（径方向）の大きさは配線１２の幅（Ｄ３）の３／４倍以下が好ましく、１／２倍以下がより好ましく、１／５倍以下がさらに好ましい。
支柱１８の幅であるＷ１は、配線１２の厚さＴ１の１／２倍以上が好ましく、１倍以上がより好ましい。これにより、配線１４の機械的強度および耐衝撃能力を向上できる。支柱１８と配線１２との間隔であるＷ２は、配線１２の厚さＴ１の１／２倍以上が好ましく、１倍以上がより好ましい。これにより、支柱１８を配線１２から絶縁できる。空隙２５の厚さＴ２は、配線１２の厚さＴ１の１／２倍以上が好ましく、１倍以上がより好ましい。これにより、Ｑ値を向上できる。
図３（ａ）から図３（ｃ）のように、支柱１８は、金属層１８ａおよび１８ｂを備えている。金属層１８ａ（第１金属層）は、基板１０上に設けられ、配線１２を形成する金属層３０とほぼ同じ材料およびほぼ同じ厚さを有する。金属層１８ｂ（第２金属層）は、金属層１８ａ上に設けられ、支柱１７を形成する金属層３２と同じ材料およびほぼ同じ厚さを有する。
これにより、金属層１８ａを配線１２と同時に形成でき、金属層１８ｂを支柱１７と同時に形成できる。よって、製造工程が簡略化できる。支柱１８を金属層１８ａおよび１８ｂで形成する場合、比較例２、３およびその変形例１のように、支柱１８を配線１２および１４の外周の外側または内周の内側に設けると、渦電流損によりＱ値が小さくなる。そこで、配線１２に開口１５または切り欠き１５ａを設け、支柱１８を開口１５および切り欠き１５ａ内に設ける。これにより、渦電流損によるＱ値の低下を抑制できる。
実施例１の変形例６から８のように、平面視において支柱１８は配線１２と重なっていてもよい。これにより、開口１５および切り欠き１５ａが配線１２を流れる電流を妨げることを抑制できる。しかしながら、支柱１８は配線１２と１４との間に設けられる。よって、支柱１８が全て金属であると、配線１２と１４とが電気的に短絡する。そこで、支柱１８の少なくとも一部を絶縁体とする。これにより、配線１２と１４との電気的な短絡を抑制できる。
実施例１の変形例９および１０のように、支柱１８が全て金属であっても、配線１２と支柱１８との間および配線１４と支柱１８との間の少なくとも一方に絶縁膜２６を設ける。これにより、配線１２と１４との電気的な短絡を抑制できる。
支柱１８の少なくとも一部が金属の場合、比較例２、３およびその変形例１のように、支柱１８を配線１２および１４の外に設けると渦電流損によりＱ値が低下する。よって、支柱１８を配線１４と重なり、かつ配線１２と重なりまたは配線１２に囲まれるように設ける。これにより、支柱１８における磁束密度が小さく、渦電流損を抑制できる。よって、Ｑ値を向上できる。
実施例１およびその変形例では、コイル１１の巻き数を１．５としたが、コイル１１の巻き数は１．５より大きくてもよい。巻き数が２以上の場合、配線１２および１４の少なくとも一方の巻き数は１より大きくなる。この場合、配線１２および１４をスパイラル形状とすることができる。
実施例２は、実施例１およびその変形例のインダクタを用いたフィルタおよびデュプレクサの例である。図１３（ａ）は、実施例２に係るフィルタの回路図である。図１３（ａ）に示すように、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に、１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ３が直列に接続されている。入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に、１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ２が並列に接続されている。１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ３および１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ２は例えば圧電薄膜共振器または弾性表面波共振器等の弾性波共振器である。
並列共振器Ｐ１およびＰ２とグランドとの間にインダクタＬ１が接続されている。入力端子Ｔｉｎとグランドとの間にインダクタＬ２が接続されている。出力端子Ｔｏｕｔとグランドとの間にインダクタＬ３が接続されている。インダクタＬ１は減衰極を形成するためのインダクタである。インダクタＬ２およびＬ３はインピーダンス整合用のインダクタである。インダクタＬ１からＬ３の少なくとも１つとして実施例１およびその変形例のインダクタを用いることができる。フィルタとしてラダー型フィルタの例を説明したが、ラダー型フィルタの共振器の個数等は適宜設定できる。フィルタは多重モード型フィルタでもよい。
図１３（ｂ）は、実施例２の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。図１３（ｂ）に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ４０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ４２が接続されている。送信フィルタ４０は、送信端子Ｔｘから入力された高周波信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ４２は、共通端子Ａｎｔから入力された高周波信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。共通端子Ａｎｔとグランドとの間にインダクタＬ４が接続されている。インダクタＬ４は整合回路として機能する。
インダクタＬ４として実施例１およびその変形例のインダクタを用いることができる。また、送信フィルタ４０および受信フィルタ４２の少なくとも一方を実施例２のフィルタとすることができる。マルチプレクサとしてデュプレクサを例に説明したがトリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０ 基板
１１ コイル
１２、１４ 配線
１５ 開口
１５ａ 切り欠き
１６、１７、１８ 支柱
１８ａ、１８ｂ、３０、３２、３４、３６ 金属層
１８ｃ 絶縁層
２５ 空隙
２６ 絶縁膜
４０ 送信フィルタ
４２ 受信フィルタ
１１ コイル
１２、１４ 配線
１５ 開口
１５ａ 切り欠き
１６、１７、１８ 支柱
１８ａ、１８ｂ、３０、３２、３４、３６ 金属層
１８ｃ 絶縁層
２５ 空隙
２６ 絶縁膜
４０ 送信フィルタ
４２ 受信フィルタ
Claims (7)
- 基板と、
前記基板上に設けられた第１配線と、
前記第１配線上に空隙を挟み設けられ、平面視において前記第１配線の少なくとも一部と少なくとも一部が重なる第２配線と、
前記第１配線の端部と前記第２配線の端部とを直流電流が導通可能なように接続する第１支柱と、
平面視において、前記第２配線と重なり、かつ前記第１配線と重なりまたは前記第１配線に囲まれるように設けられ、前記第１配線と絶縁され、前記第２配線を支持する第２支柱と、
を備え、
前記第１配線および前記第２配線は、平面視において中央領域を囲むコイル状であり、前記中央領域を囲む領域に前記第１配線に囲まれた開口が設けられ、
前記第２支柱は、平面視において前記第１配線と重ならず、前記開口内に設けられるインダクタ。 - 前記開口の大きさは前記第１配線の幅の３／４倍以下である請求項１に記載のインダクタ。
- 基板と、
前記基板上に設けられた第１配線と、
前記第１配線上に空隙を挟み設けられ、平面視において前記第１配線の少なくとも一部と少なくとも一部が重なる第２配線と、
前記第１配線の端部と前記第２配線の端部とを直流電流が導通可能なように接続する第１支柱と、
平面視において、前記第２配線と重なり、かつ前記第１配線と重なりまたは前記第１配線に囲まれるように設けられ、前記第１配線と絶縁され、前記第２配線を支持する第２支柱と、
を備え、
前記第１配線および前記第２配線は、平面視において中央領域を囲むコイル状であり、前記中央領域を囲む領域における前記第１配線の外周に切り欠きが設けられ、
前記第２支柱は、平面視において前記第１配線と重ならず、前記切り欠き内に設けられるインダクタ。 - 前記第２支柱は、前記基板上に設けられ前記第１配線を形成する金属層とほぼ同じ材料およびほぼ同じ厚さを有する第１金属層と、前記第１金属層上に設けられ前記第１支柱を形成する金属層とほぼ同じ材料およびほぼ同じ厚さを有する第２金属層と、を備える請求項１から３のいずれか一項に記載のインダクタ。
- 前記第２支柱の少なくとも一部は金属である請求項１から４のいずれか一項に記載のインダクタ。
- 請求項１から５のいずれか一項に記載のインダクタを含むフィルタ。
- 請求項１から５のいずれか一項に記載のインダクタを含むマルチプレクサ。
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