JPH0582349A - 渦巻状薄膜コイル - Google Patents
渦巻状薄膜コイルInfo
- Publication number
- JPH0582349A JPH0582349A JP26815791A JP26815791A JPH0582349A JP H0582349 A JPH0582349 A JP H0582349A JP 26815791 A JP26815791 A JP 26815791A JP 26815791 A JP26815791 A JP 26815791A JP H0582349 A JPH0582349 A JP H0582349A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film coil
- thin
- thin film
- conductors
- conductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 高周波での表皮効果を抑えつつ直流抵抗分を
小さくして高周波でのQ値の大幅改善を図る。 【構成】 絶縁基板1上に複数の薄膜コイル導体2A,
2B,2Cをその厚み方向に絶縁層3A,3Bを介し重ね
て多層化して設け、少なくとも前記薄膜コイル導体の巻
き始め端部4と巻き終わり端部4でそれぞれ各薄膜コイ
ル導体2A,2B,2Cを電気的に接続した構成であ
る。
小さくして高周波でのQ値の大幅改善を図る。 【構成】 絶縁基板1上に複数の薄膜コイル導体2A,
2B,2Cをその厚み方向に絶縁層3A,3Bを介し重ね
て多層化して設け、少なくとも前記薄膜コイル導体の巻
き始め端部4と巻き終わり端部4でそれぞれ各薄膜コイ
ル導体2A,2B,2Cを電気的に接続した構成であ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波用のチップイン
ダクタ、トランス等に使用される渦巻状薄膜コイルに関
する。
ダクタ、トランス等に使用される渦巻状薄膜コイルに関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、チップインダクタやトランス等に
使用される高周波用コイルとして、絶縁基板上に真空蒸
着やスパッタ等により導体薄膜を形成し、ホトリソグラ
フィ技術によって該絶縁基板上にコイル導体を形成して
なる渦巻状薄膜コイルが知られている。この渦巻状薄膜
コイルは、小型で高精度の低インダクタンスが容易に得
られ、高周波用コイルとして期待されているが、巻線型
コイルに比べ同等のインダクタンス値を得る場合でも抵
抗成分が大きいため、Q値が低く実用的でなかった。
使用される高周波用コイルとして、絶縁基板上に真空蒸
着やスパッタ等により導体薄膜を形成し、ホトリソグラ
フィ技術によって該絶縁基板上にコイル導体を形成して
なる渦巻状薄膜コイルが知られている。この渦巻状薄膜
コイルは、小型で高精度の低インダクタンスが容易に得
られ、高周波用コイルとして期待されているが、巻線型
コイルに比べ同等のインダクタンス値を得る場合でも抵
抗成分が大きいため、Q値が低く実用的でなかった。
【0003】上記欠点を改善するためにコイル導体の幅
を大きくし直流抵抗を下げることが考えられる。しか
し、この場合は低周波のQ値は大きくなるが、コイル導
体内での渦電流損により高周波ではかえってQ値が劣化
してしまうとともに、コイル面積が大きくなってしまう
欠点がある。
を大きくし直流抵抗を下げることが考えられる。しか
し、この場合は低周波のQ値は大きくなるが、コイル導
体内での渦電流損により高周波ではかえってQ値が劣化
してしまうとともに、コイル面積が大きくなってしまう
欠点がある。
【0004】また、コイル導体を厚くした場合も直流抵
抗が小さくなるため低周波のQ値は大きくなるが、表皮
効果により高周波でのQは劣化する。
抗が小さくなるため低周波のQ値は大きくなるが、表皮
効果により高周波でのQは劣化する。
【0005】一般に、コイル導体中を高周波電流が流れ
る場合、表皮効果により導体表面に電流が集中し、実効
的な抵抗成分が上昇してQ値が劣化することが知られて
いる。電流密度が導体表面の自然対数分の1となる導体
表面からの深さδは次式で与えられる。
る場合、表皮効果により導体表面に電流が集中し、実効
的な抵抗成分が上昇してQ値が劣化することが知られて
いる。電流密度が導体表面の自然対数分の1となる導体
表面からの深さδは次式で与えられる。
【数1】 ただし、fは周波数、κは導体の導電率、μは導体の透
磁率である。この(1)式で、例えばコイル導体をCu
とした場合は、1GHzにおいてδ=2.3μmとなり、
1GHzでの表皮効果を抑えるためにはコイル導体をδ
より薄くしなければならない。しかし、コイル導体を薄
くすると直流抵抗成分が増大し、かえってQ値の低下を
招いてしまうという矛盾がある。
磁率である。この(1)式で、例えばコイル導体をCu
とした場合は、1GHzにおいてδ=2.3μmとなり、
1GHzでの表皮効果を抑えるためにはコイル導体をδ
より薄くしなければならない。しかし、コイル導体を薄
くすると直流抵抗成分が増大し、かえってQ値の低下を
招いてしまうという矛盾がある。
【0006】そこで、Q値を上げるための工夫として、
図3に示すようなコイル導体を幅方向に多重化した構成
の渦巻状薄膜コイルが先に提案されている。これは、絶
縁基板21上に、Cu等の2個の薄膜コイル導体22A,
22Bを並列的に形成したものである。これらの薄膜コ
イル導体22A,22Bは、導体の幅方向に平行にして
渦巻状に形成されており、両者を巻き始めと巻き終わり
の端部で連絡(電気的に接続)した入出力端部23が形
成されている。
図3に示すようなコイル導体を幅方向に多重化した構成
の渦巻状薄膜コイルが先に提案されている。これは、絶
縁基板21上に、Cu等の2個の薄膜コイル導体22A,
22Bを並列的に形成したものである。これらの薄膜コ
イル導体22A,22Bは、導体の幅方向に平行にして
渦巻状に形成されており、両者を巻き始めと巻き終わり
の端部で連絡(電気的に接続)した入出力端部23が形
成されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
例のように、薄膜コイル導体を幅方向に多重化した場
合、絶縁基板21の面積を増大させないためには個々の
薄膜コイル導体22A,22Bの導体幅は狭くなり、ま
た薄膜コイル導体においては導体幅に対してコイル導体
厚は充分小さいので高周波電流を流すのに寄与する導体
表面積を有効に増加させることができないので表皮効果
を改善することができず、上記従来例による改善では充
分でない。
例のように、薄膜コイル導体を幅方向に多重化した場
合、絶縁基板21の面積を増大させないためには個々の
薄膜コイル導体22A,22Bの導体幅は狭くなり、ま
た薄膜コイル導体においては導体幅に対してコイル導体
厚は充分小さいので高周波電流を流すのに寄与する導体
表面積を有効に増加させることができないので表皮効果
を改善することができず、上記従来例による改善では充
分でない。
【0008】本発明は、上記の点に鑑み、高周波での表
皮効果を抑えつつ直流抵抗分を小さくして高周波でのQ
値の大幅改善を図った渦巻状薄膜コイルを提供すること
を目的とする。
皮効果を抑えつつ直流抵抗分を小さくして高周波でのQ
値の大幅改善を図った渦巻状薄膜コイルを提供すること
を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の渦巻状薄膜コイルは、絶縁基板上に複数の
薄膜コイル導体をその厚み方向に絶縁層を介し重ねて多
層化して設け、少なくとも前記薄膜コイル導体の巻き始
め端部と巻き終わり端部でそれぞれ各薄膜コイル導体を
電気的に接続した構成としている。
に、本発明の渦巻状薄膜コイルは、絶縁基板上に複数の
薄膜コイル導体をその厚み方向に絶縁層を介し重ねて多
層化して設け、少なくとも前記薄膜コイル導体の巻き始
め端部と巻き終わり端部でそれぞれ各薄膜コイル導体を
電気的に接続した構成としている。
【0010】
【作用】本発明の渦巻状薄膜コイルは、絶縁基板上に使
用最高周波数でのδより薄い複数の薄膜コイル導体をそ
の厚み方向に絶縁層を介して所望の層数積層して設け、
少なくとも前記薄膜コイル導体の巻き始め端部と巻き終
わり端部でそれぞれ各コイル導体を連絡(電気的に接
続)することにより、導体幅を大きくすることなく直流
抵抗を小さくし、高周波での表皮効果を抑えかつコイル
導体内での渦電流損も小さく抑えることができるので、
高周波でのQ値を大幅に改善することができる。
用最高周波数でのδより薄い複数の薄膜コイル導体をそ
の厚み方向に絶縁層を介して所望の層数積層して設け、
少なくとも前記薄膜コイル導体の巻き始め端部と巻き終
わり端部でそれぞれ各コイル導体を連絡(電気的に接
続)することにより、導体幅を大きくすることなく直流
抵抗を小さくし、高周波での表皮効果を抑えかつコイル
導体内での渦電流損も小さく抑えることができるので、
高周波でのQ値を大幅に改善することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明に係る渦巻状薄膜コイルの実施
例を図面に従って説明する。
例を図面に従って説明する。
【0012】図1及び図2において、1は低誘電率の絶
縁材のガラス、又はアルミナ等のセラミックで形成され
ている0.5mm厚の絶縁基板であり、その絶縁基板1上
には、4ターンの渦巻状の薄膜コイル導体2A,2B,2
Cが絶縁層3A,3Bを介して3層に積層されて設けら
れており、各層の薄膜コイル導体2A,2B,2Cの巻き
始め端部と巻き終わりが入出力端部4を構成している。
前記薄膜コイル導体2A,2B,2Cは、真空蒸着やスパ
ッタ等により形成した厚さ2μmのCu導体薄膜をホトリ
ソグラフィ技術によって幅68μmの渦巻状に形成した
ものであり、その薄膜コイル導体を含む面上に低誘電率
で耐熱性に優れたポリイミド樹脂を塗布して厚さ2μm
の絶縁層を形成し、さらにその絶縁層上に薄膜コイル導
体を同様に形成することを繰り返して積層することで多
層化されている。この際、前記絶縁層3A,3Bの少な
くとも巻き始め端部と巻き終わり端部の部分はエッチン
グ等の手段で穴をあけ、それら巻き始め端部及び巻き終
わり端部では絶縁層を介さずに薄膜コイル導体2A,2
B,2Cのみを直接積層することで薄膜コイル導体2A,
2B,2C相互を電気的に接続した前記入出力端部4を
構成している。
縁材のガラス、又はアルミナ等のセラミックで形成され
ている0.5mm厚の絶縁基板であり、その絶縁基板1上
には、4ターンの渦巻状の薄膜コイル導体2A,2B,2
Cが絶縁層3A,3Bを介して3層に積層されて設けら
れており、各層の薄膜コイル導体2A,2B,2Cの巻き
始め端部と巻き終わりが入出力端部4を構成している。
前記薄膜コイル導体2A,2B,2Cは、真空蒸着やスパ
ッタ等により形成した厚さ2μmのCu導体薄膜をホトリ
ソグラフィ技術によって幅68μmの渦巻状に形成した
ものであり、その薄膜コイル導体を含む面上に低誘電率
で耐熱性に優れたポリイミド樹脂を塗布して厚さ2μm
の絶縁層を形成し、さらにその絶縁層上に薄膜コイル導
体を同様に形成することを繰り返して積層することで多
層化されている。この際、前記絶縁層3A,3Bの少な
くとも巻き始め端部と巻き終わり端部の部分はエッチン
グ等の手段で穴をあけ、それら巻き始め端部及び巻き終
わり端部では絶縁層を介さずに薄膜コイル導体2A,2
B,2Cのみを直接積層することで薄膜コイル導体2A,
2B,2C相互を電気的に接続した前記入出力端部4を
構成している。
【0013】図4において、上記実施例による渦巻状薄
膜コイルのQ値の周波数特性を(イ)で示し、比較例とし
て同一平面形状の渦巻状の薄膜コイル導体を厚さ6μm
で1層だけ設けた構成(その他は実施例と同じもの)の
渦巻状薄膜コイルのQ値の周波数特性を(ロ)に示す。こ
れによると、上記実施例では1GHz付近でのQ値が大
幅に改善されていることがわかる。
膜コイルのQ値の周波数特性を(イ)で示し、比較例とし
て同一平面形状の渦巻状の薄膜コイル導体を厚さ6μm
で1層だけ設けた構成(その他は実施例と同じもの)の
渦巻状薄膜コイルのQ値の周波数特性を(ロ)に示す。こ
れによると、上記実施例では1GHz付近でのQ値が大
幅に改善されていることがわかる。
【0014】なお、上記実施例では薄膜コイル導体を3
層としたが、ホトリソグラフィ技術の許す限り、任意の
層数で構成することが可能である。また、絶縁基板1は
ガラス、アルミナ以外の他の低誘電率の絶縁材で構成し
てもよく、薄膜コイル導体2A,2B,2CはCu以外の
導電率の大きな金属も採用でき、さらに絶縁層3A,3
Bの材質についても耐熱性で低誘電率のものであれば、
ポリイミド樹脂以外の材質であってもよい。また、薄膜
コイル導体の幅、ターン数はコイルの大きさ、インダク
タンス値から適当な値に決められ、薄膜コイル導体の厚
みは最高使用周波数から適当な値で決められる(すなわ
ち、最高使用周波数で求めた(1)式のδよりも薄い膜
厚が望ましい。)。
層としたが、ホトリソグラフィ技術の許す限り、任意の
層数で構成することが可能である。また、絶縁基板1は
ガラス、アルミナ以外の他の低誘電率の絶縁材で構成し
てもよく、薄膜コイル導体2A,2B,2CはCu以外の
導電率の大きな金属も採用でき、さらに絶縁層3A,3
Bの材質についても耐熱性で低誘電率のものであれば、
ポリイミド樹脂以外の材質であってもよい。また、薄膜
コイル導体の幅、ターン数はコイルの大きさ、インダク
タンス値から適当な値に決められ、薄膜コイル導体の厚
みは最高使用周波数から適当な値で決められる(すなわ
ち、最高使用周波数で求めた(1)式のδよりも薄い膜
厚が望ましい。)。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の渦巻状薄
膜コイルによれば、絶縁基板上に複数の薄膜コイル導体
をその厚み方向に絶縁層を介し重ねて多層化して設けた
ので、高周波での表皮効果を抑えかつ直流抵抗を小さく
し、さらにコイル導体内での渦電流損を小さく抑えるこ
とができ、高周波でのQ値を大幅に改善することができ
る。
膜コイルによれば、絶縁基板上に複数の薄膜コイル導体
をその厚み方向に絶縁層を介し重ねて多層化して設けた
ので、高周波での表皮効果を抑えかつ直流抵抗を小さく
し、さらにコイル導体内での渦電流損を小さく抑えるこ
とができ、高周波でのQ値を大幅に改善することができ
る。
【図1】本発明に係る渦巻状薄膜コイルの実施例を示す
正断面図である。
正断面図である。
【図2】同平面図である。
【図3】従来例を示す斜視図である。
【図4】本発明の実施例と1層の薄膜コイル導体を持つ
比較例とによるQ値の周波数特性を示したグラフであ
る。
比較例とによるQ値の周波数特性を示したグラフであ
る。
1 絶縁基板 2A,2B,2C 薄膜コイル導体 3A,3B 絶縁層 4 入出力端部
Claims (1)
- 【請求項1】 絶縁基板上に複数の薄膜コイル導体をそ
の厚み方向に絶縁層を介し重ねて多層化して設け、少な
くとも前記薄膜コイル導体の巻き始め端部と巻き終わり
端部でそれぞれ各薄膜コイル導体を電気的に接続したこ
とを特徴とする渦巻状薄膜コイル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26815791A JPH0582349A (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 渦巻状薄膜コイル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26815791A JPH0582349A (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 渦巻状薄膜コイル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0582349A true JPH0582349A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17454697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26815791A Withdrawn JPH0582349A (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 渦巻状薄膜コイル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0582349A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0226877A (ja) * | 1988-07-14 | 1990-01-29 | Agency Of Ind Science & Technol | 粒子分散強化した繊維強化セラミックス複合材およびその製造方法 |
EP0716434A1 (en) * | 1994-12-06 | 1996-06-12 | AT&T Corp. | High Q intergrated inductor |
JP2005116647A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Tdk Corp | コモンモードチョークコイル及びその製造方法並びにコモンモードチョークコイルアレイ |
JP2012165017A (ja) * | 2012-04-27 | 2012-08-30 | Tdk Corp | 積層型インダクタ及び積層型インダクタのインダクタンス調整方法 |
JP2013008859A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | ワイヤレス給電又は受電用コイルと、それを用いたユニット |
JP2014207458A (ja) * | 2011-04-27 | 2014-10-30 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | 無接点電力伝送装置及びこれを備える電子機器 |
US10868444B2 (en) | 2016-12-09 | 2020-12-15 | Nucurrent, Inc. | Method of operating a system having a substrate configured to facilitate through-metal energy transfer via near field magnetic coupling |
US10879705B2 (en) | 2016-08-26 | 2020-12-29 | Nucurrent, Inc. | Wireless connector receiver module with an electrical connector |
US10903688B2 (en) | 2017-02-13 | 2021-01-26 | Nucurrent, Inc. | Wireless electrical energy transmission system with repeater |
-
1991
- 1991-09-21 JP JP26815791A patent/JPH0582349A/ja not_active Withdrawn
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0226877A (ja) * | 1988-07-14 | 1990-01-29 | Agency Of Ind Science & Technol | 粒子分散強化した繊維強化セラミックス複合材およびその製造方法 |
JPH0582350B2 (ja) * | 1988-07-14 | 1993-11-18 | Kogyo Gijutsuin | |
EP0716434A1 (en) * | 1994-12-06 | 1996-06-12 | AT&T Corp. | High Q intergrated inductor |
JP2005116647A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Tdk Corp | コモンモードチョークコイル及びその製造方法並びにコモンモードチョークコイルアレイ |
JP2014207458A (ja) * | 2011-04-27 | 2014-10-30 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | 無接点電力伝送装置及びこれを備える電子機器 |
JP2013008859A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | ワイヤレス給電又は受電用コイルと、それを用いたユニット |
JP2012165017A (ja) * | 2012-04-27 | 2012-08-30 | Tdk Corp | 積層型インダクタ及び積層型インダクタのインダクタンス調整方法 |
US10931118B2 (en) | 2016-08-26 | 2021-02-23 | Nucurrent, Inc. | Wireless connector transmitter module with an electrical connector |
US10879705B2 (en) | 2016-08-26 | 2020-12-29 | Nucurrent, Inc. | Wireless connector receiver module with an electrical connector |
US10879704B2 (en) | 2016-08-26 | 2020-12-29 | Nucurrent, Inc. | Wireless connector receiver module |
US10897140B2 (en) | 2016-08-26 | 2021-01-19 | Nucurrent, Inc. | Method of operating a wireless connector system |
US11011915B2 (en) | 2016-08-26 | 2021-05-18 | Nucurrent, Inc. | Method of making a wireless connector transmitter module |
US11764614B2 (en) | 2016-12-09 | 2023-09-19 | Nucurrent, Inc. | Method of fabricating an antenna having a substrate configured to facilitate through-metal energy transfer via near field magnetic coupling |
US10868444B2 (en) | 2016-12-09 | 2020-12-15 | Nucurrent, Inc. | Method of operating a system having a substrate configured to facilitate through-metal energy transfer via near field magnetic coupling |
US11418063B2 (en) | 2016-12-09 | 2022-08-16 | Nucurrent, Inc. | Method of fabricating an antenna having a substrate configured to facilitate through-metal energy transfer via near field magnetic coupling |
US11223235B2 (en) | 2017-02-13 | 2022-01-11 | Nucurrent, Inc. | Wireless electrical energy transmission system |
US11177695B2 (en) | 2017-02-13 | 2021-11-16 | Nucurrent, Inc. | Transmitting base with magnetic shielding and flexible transmitting antenna |
US11223234B2 (en) | 2017-02-13 | 2022-01-11 | Nucurrent, Inc. | Method of operating a wireless electrical energy transmission base |
US11264837B2 (en) | 2017-02-13 | 2022-03-01 | Nucurrent, Inc. | Transmitting base with antenna having magnetic shielding panes |
US10958105B2 (en) | 2017-02-13 | 2021-03-23 | Nucurrent, Inc. | Transmitting base with repeater |
US11431200B2 (en) | 2017-02-13 | 2022-08-30 | Nucurrent, Inc. | Method of operating a wireless electrical energy transmission system |
US11502547B2 (en) | 2017-02-13 | 2022-11-15 | Nucurrent, Inc. | Wireless electrical energy transmission system with transmitting antenna having magnetic field shielding panes |
US11705760B2 (en) | 2017-02-13 | 2023-07-18 | Nucurrent, Inc. | Method of operating a wireless electrical energy transmission system |
US10903688B2 (en) | 2017-02-13 | 2021-01-26 | Nucurrent, Inc. | Wireless electrical energy transmission system with repeater |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3686908B2 (ja) | 積層型コイル部品及びその製造方法 | |
JP2001085230A (ja) | インダクタ | |
TWI248091B (en) | Chip inductor and manufacturing method therefor | |
JP2002095269A (ja) | スイッチトモード電源 | |
JPH0582349A (ja) | 渦巻状薄膜コイル | |
JPH097835A (ja) | 積層ノイズ対策部品 | |
US4641113A (en) | Delay line device having symmetrical delay path | |
JP2002093623A (ja) | 積層インダクタ | |
JP3109839B2 (ja) | 高周波用薄膜トランス | |
JP3186776B2 (ja) | 電子部品の製造方法 | |
JPH06124843A (ja) | 高周波用薄膜トランス | |
US5844460A (en) | Wound, solid state inductor | |
JPH05291044A (ja) | 積層型コイル | |
JP2003347123A (ja) | 薄膜インダクタ及びそれを利用した電子機器 | |
JP4138956B2 (ja) | コイル部品 | |
JP3135941B2 (ja) | 高周波用薄膜トランスおよび高周波用薄膜インダクタ | |
JP4738182B2 (ja) | 薄膜コンデンサ | |
JP2002110423A (ja) | コモンモードチョークコイル | |
JPS6015905A (ja) | 誘導性部品 | |
JPH04152507A (ja) | インダクタ | |
JPH09298115A (ja) | 積層型インダクタ | |
JPH0729737A (ja) | チップインダクタ | |
JP2001155923A (ja) | インダクタ素子 | |
JPS6050046B2 (ja) | 複合部品のトリミング方法 | |
JP2000021634A (ja) | 螺旋インダクタ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |