JPH06290950A

JPH06290950A - 薄膜インダクタ

Info

Publication number: JPH06290950A
Application number: JP7481893A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Yamakawa; 光明山川
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】周回パターンによる磁束の発生によるインダ
クタンスの減少を抑え、コイルのＱを改善可能な薄膜イ
ンダクタの提供を目的とする。【構成】絶縁基板11上の周縁部に第１のボンディング
パッド13を備え、導電性薄膜パターン12がこの第１のボ
ンディングパッド13を起点として、絶縁基板11上を交差
することなく同一方向に複数回周回しながら前記絶縁基
板の中心に向かうように設けられ、この導電性薄膜パタ
ーン12の終点部に第２のボンディグパッド14が設けられ
た薄膜インダクタ10において、第２のボンディングパッ
ド14の形成位置を、周回導電性薄膜パターン12への通電
時の磁束密度が最大になる絶縁基板11上の位置からずら
せて構成する。この結果、第２のボンディングパッド14
を中心部に設ける場合に比べて第２のボンディングパッ
ド14に発生する渦電流損の大きさが減り、インダクタン
スを大きくできてコイルのＱ特性を改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は薄膜インダクタに関し、
特に、混成集積回路装置においてインダクタ素子として
絶縁基板上に形成された周回パターンからなる薄膜イン
ダクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、混成集積回路装置において、イン
ダクタ素子として銅線などの導体をスパイラル（渦巻
き）状に巻いた空心インダクタ、またはマイクロストリ
ップラインによるインダクタ、あるいは絶縁基板上に薄
膜導体パターンをスパイラル状に形成した薄膜スパイラ
ルインダクタ等が使用されている。

【０００３】図５(a) は、従来の薄膜インダクタ５０の
一例の平面図であり、図５(b) はその側面図である。こ
の薄膜インダクタ５０は、ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃等から
なる絶縁基板５１の上にＮｉＣｒ＋Ａｕ等の薄膜からな
る円形スパイラル状の薄膜パターン５２が形成されたも
のであり、このスパイラル状の薄膜パターン５２の絶縁
基板５１の周縁部側の端部は、絶縁基板５１の周縁部に
設けられたＮｉＣｒ＋Ａｕ等の薄膜からなる第１のボン
ディングパッド５３に接続され、絶縁基板５１の中心部
側のスパイラル状のパターン５２の端部は、絶縁基板５
１の中心部に設けられたＮｉＣｒ＋Ａｕ等の薄膜からな
る第２のボンディングパッド５４に接続されている。こ
の絶縁基板５１の大きさは、一辺が約５００μｍ程度で
ある。第１、第２のボンディングパッド５３，５４は、
図示しないボンディングワイヤによって他の部品と接続
される。

【０００４】一方、従来の薄膜インダクタの別の例とし
て図４(a) に示すような、６００×７５０μｍ程度の長
方形の絶縁基板４１の上に、矩形状に絶縁基板４１を周
回する薄膜パターン４２が設けられた薄膜インダクタ４
０も実用化されている。この例の薄膜インダクタ４０で
も薄膜パターン４２の絶縁基板４１の周縁部側の端部
は、絶縁基板４１の周縁部に設けられたＮｉＣｒ＋Ａｕ
等の薄膜からなる第１のボンディングパッド４３に接続
され、絶縁基板４１の中心部側の矩形パターン４２の端
部は、絶縁基板４１の中心部、または絶縁基板４１の重
心に設けられたＮｉＣｒ＋Ａｕ等の薄膜からなる第２の
ボンディングパッド４４に接続されている。

【０００５】以上説明した２つの従来例からも分かるよ
うに、第２のボンディングパッド４４，５４は絶縁基板
４１，５１の中心部または重心に設けられている。これ
は、ボンディングワイヤの接続時に、第２のボンディン
グパッド４４，５４と第１のボンディングパッド４３，
５３は互いに離れていた方が、ボンディングワイヤの接
続作業性が良いからである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第２の
ボンディングパッド４４，５４が絶縁基板４１，５１の
中心部または重心部に設けられた従来の薄膜インダクタ
４０、５０では、通電時にパターン４２，５２によって
生じる磁束密度がパターン４２，５２の中心部において
最大になるため、上記薄膜インダクタの中心に配設した
第２のボンディングパッド４４，５４において発生する
渦電流損が最大となり、インダクタの特性の低下、すな
わちインダクタンスの減少及びＱ特性の劣化を招くとい
う問題がある。

【０００７】この問題を図４(b) に示す図４(a) のＸ−
Ｘ線上における磁束密度の大きさを示す特性図を用いて
説明する。配線パターンがある点の回りに周回されて形
成されている場合、配線パターンに通電すると配線パタ
ーンの内側に磁界が発生する。この磁界による磁束密度
は図４(b) に示すように、パターン４２，５２の中心部
において最大になる。従って、この部分に第２のボンデ
ィングパッド４４，５４が形成されていると、パターン
４２，５２を流れる電流の変化で磁束が変化し、この磁
束によって第２のボンディングパッド４４，５４に渦電
流が発生する。渦電流が発生すると、第２のボンディン
グパッド４４，５４の導体抵抗によってジュール損（渦
電流損）が発生し、この渦電流損は磁束の周波数が大き
い程大きい。よって、従来の薄膜インダクタ４０，５０
を高周波通信機器に使用する場合は渦電流損が大きくな
り、見かけ上薄膜インダクタ４０，５０のインダクタン
スが減少したのと同じになってしまう。

【０００８】そこで、本発明は、薄膜インダクタにおい
て、周回パターンによる磁束の発生によるインダクタン
スの減少を抑えることができ、コイルのＱを改善するこ
とが可能な薄膜インダクタ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】前記目的を達成する本発
明の薄膜インダクタは、絶縁基板と、この絶縁基板上の
周縁部近傍に設けられた第１のボンディングパッドと、
この第１のボンディングパッドを起点として、前記絶縁
基板上を交差することなく同一方向に複数回周回しなが
ら前記絶縁基板の中心または重心に向かうように設けら
れた導電性薄膜パターンと、この導電性薄膜パターンの
終点部に設けられた第２のボンディグパッドとを備えた
薄膜インダクタであって、前記第２のボンディングパッ
ドの形成位置を、周回された前記導電性薄膜パターンへ
の通電時に磁束密度が最大になる前記導電性薄膜パター
ンの内側の絶縁基板上の位置からずらせたことを特徴と
している。

【００１０】

【作用】本発明の薄膜インダクタによれば、絶縁基板の
上に周回させて設けた導電パターンの内側の領域に設け
る第２のボンディングパッドが、パターンへの通電時の
磁束密度が最大になる絶縁基板上の位置からずれている
ことにより、第２のボンディングパッドが磁束密度が最
大になる薄膜インダクタの中心部に設けられている場合
に比べて第２のボンディングパッドで発生する渦電流損
が減少し、薄膜インダクタのインダクタンスを大きく
し、Ｑ特性を改善することができる。

【００１１】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１２】図１(a) は本発明の薄膜インダクタ１０の
第１の実施例の構成を示すものであり、薄膜インダクタ
１０の平面図を示している。また、図１(b) は図１(a)
のＡ−Ａ線における断面図である。

【００１３】この実施例の薄膜インダクタ１０は、横寸
法が５００〜１００μｍ程度、縦寸法が７５０μｍ程度
の長方形の絶縁基板１１を備えており、絶縁基板１１
は、アルミナ基板、石英（ＳｉＯ2 ）基板、またはシリ
コン基板等の絶縁基板によって形成される。そして、こ
の絶縁基板１１の上に、第１のボンディングパッド１
３、第２のボンディングパッド１４および第１と第２の
ボンディングパッド１３，１４を周回しながら結ぶ配線
パターン（以後周回パターンという）１２がＮｉＣｒ
（ニッケルクロム）を下地とするＡｕ（金）の薄膜パタ
ーンによって形成されている。

【００１４】第１のボンディングパッド１３は１００μ
ｍ程度を一辺とする正方形パターンであり、この実施例
では絶縁基板１１の１つの隅部に設けられている。第１
のボンディングパッド１３に一端が接続する周回パター
ン１２は、パターン幅が２０μｍ程度であり、絶縁基板
１１の四辺に沿って時計回りに延長され、周回する毎に
次第に内側に回り込むように形成される。隣接する周回
パターン１２は２０μｍ程度の間隙を隔てて平行に形成
される。

【００１５】周回パターン１２の他端は、絶縁基板１１
の内側にパターンの非形成領域１５を残す位置で、か
つ、第１のボンディングパッド１３から最も遠い位置に
あり、この位置に第２のボンディングパッド１４が形成
される。この第２のボンディングパッド１４の大きさは
第１のボンディングパッド１３と同程度である。ここ
で、パターンの非形成領域１５の中心をＰとすると、こ
の中心点Ｐは、絶縁基板１１の重心、または絶縁基板１
１上に形成された周回パターン１２の中心点とすれば良
い。

【００１６】以上説明した実施例では、第２のボンディ
ングパッド１４を設ける位置をパターンの非形成領域１
５の、第１のボンディングパッド１３から最も遠い位置
Ａとした。これは、第１のボンディングパッド１３と第
２のボンディングパッド１４の位置が最も離れるので、
ボンディング作業がし易いためであり、このことを除け
ば、図１(a) に示すように、第２のボンディングパッド
１４を設ける位置は、パターンの非形成領域１５におけ
る符号Ｂ，Ｃ，Ｄで示す他の四隅の何れかに設けても良
い。

【００１７】また、以上説明した実施例では、第１のボ
ンディングパッド１３と第２のボンディングパッド１４
の形状を四角形としているが、その形状は特に限定され
るものではなく、円形でも構わない。更に、第１のボン
ディングパッド１３と第２のボンディングパッド１４の
形状を両方同じにする必要もない。

【００１８】このように、周回パターン１２の内部側に
設ける第２のボンディングパッド１４を、周回パターン
１２の中心、即ち、インダクタの中心から外して設ける
と、周回パターン１２が通電された時の第２のボンディ
ングパッド１４における磁束密度は、第２のボンディン
グパッド１４が中心点Ｐに設けられた時よりも小さくな
るので、第２のボンディングパッド１４において発生す
る渦電流損が小さくなり、結果としてコイルの損失が低
下するので、インダクタンスの減少とコイルのＱが改善
される。

【００１９】図２は本発明の薄膜インダクタ２０の第２
の実施例の構成を示すものであり、薄膜インダクタ２０
の平面図を示している。

【００２０】この実施例の薄膜インダクタ２０は、縦横
寸法が共に５００〜１０００μｍ程度の正方形の絶縁基
板２１を備えており、絶縁基板２１は、アルミナ基板、
石英（ＳｉＯ2 ）基板、またはシリコン基板等の絶縁基
板によって形成される。そして、この絶縁基板２１の上
に、第１のボンディングパッド２３、第２のボンディン
グパッド２４および第１と第２のボンディングパッド２
３，２４を結ぶ周回パターン２２がＮｉＣｒ（ニッケル
クロム）を下地とするＡｕ（金）の薄膜パターンによっ
て形成されている。

【００２１】第１のボンディングパッド２３は直径が１
００μｍ程度の円形パターンであり、この実施例では絶
縁基板２１の１つの隅部の近傍の周縁部に設けられてい
る。第１のボンディングパッド２３に一端が接続する周
回パターン２２は、パターン幅が１０μｍ程度であり、
第１のボンディングパッド２３から絶縁基板２１の中心
に向かって時計回りにスパイラル状に延長され、周回す
る毎に次第に内側に回り込むように形成される。隣接す
る周回パターン２２との間隙も１０μｍ程度である。

【００２２】周回パターン２２の他端は、絶縁基板２１
の内側に略円形のパターンの非形成領域２５を残す位置
で、かつ、第１のボンディングパッド２３から最も遠い
位置にあり、この位置に第２のボンディングパッド２４
が形成される。この第２のボンディングパッド２４の大
きさは第１のボンディングパッド２３と同程度である。
このパターンの非形成領域２５の中心点Ｐは、絶縁基板
２１の重心、または絶縁基板２１上に形成された周回パ
ターン２２の中心点とすれば良い。

【００２３】以上説明した実施例では、第２のボンディ
ングパッド２４を設ける位置をパターンの非形成領域２
５の、第１のボンディングパッド２３から最も遠い位置
Ａとした。これは、第１のボンディングパッド２３と第
２のボンディングパッド２４の位置が最も離れるので、
ボンディング作業がし易いためであり、このことを除け
ば、第２のボンディングパッド２４を設ける位置は、パ
ターンの非形成領域２５の外周部のどこに設けても良
い。

【００２４】また、以上説明した実施例では、第１のボ
ンディングパッド２３と第２のボンディングパッド２４
の形状を円形としているが、その形状は特に限定される
ものではなく、前述の実施例のように方形でも構わな
い。更に、第１のボンディングパッド２３と第２のボン
ディングパッド２４の形状を両方同じにする必要もな
い。

【００２５】この実施例でも、周回パターン２２の内部
側に設ける第２のボンディングパッド２４を、周回パタ
ーン２２の中心、即ち、インダクタの中心から外して設
けているので、周回パターン２２が通電された時の第２
のボンディングパッド２４における磁束密度は、第２の
ボンディングパッド２４が中心点Ｐに設けられた時より
も小さくなるので、第２のボンディングパッド２４にお
いて発生する渦電流損が小さくなり、結果としてコイル
の損失が低下するので、インダクタンスの減少とコイル
のＱが改善される。

【００２６】図３は、以上説明した実施例の薄膜インダ
クタ１０，２０における周波数に対するＱの大きさ（点
線で示す）を、図４，５に示した従来の薄膜インダクタ
４０，５０における周波数に対するＱの大きさ（実線で
示す）と比較して示す線図である。この図からも分かる
ように、本発明の薄膜インダクタにおいては、従来の薄
膜インダクタに比べてコイルのＱが改善されている。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
薄膜インダクタにおいて、周回パターンによる磁束によ
る過電流損の減少が図れるのでインダクタンスの減少を
抑えることができ、又コイルのＱが改善されるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明の第１の実施例の薄膜インダクタ
の導電パターンの配置を示す平面図であり、(b) は(a)
のＡ−Ａ線における断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例の薄膜インダクタの導電
パターンの配置を示す平面図である。

【図３】本発明と従来の薄膜インダクタにおける、周波
数に対するＱの大きさを比較して示す線図である。

【図４】(a) は従来の薄膜インダクタにおける矩形状の
導電パターンの配置を示す平面図であり、(b) は(a) の
Ｘ−Ｘ線上における磁束密度の大きさを示す特性図であ
る。

【図５】従来の薄膜インダクタにおけるスパイラル状の
導電パターンの配置を示す平面図である。

【符号の説明】

１０…本発明の第１の実施例の薄膜インダクタ１１，２１…絶縁基板１２，２２…パターン１３，２３…第１のボンディングパッド１４，２４第２のボンディングパッド１５，２５…パターンの非形成領域２０…本発明の第２の実施例の薄膜インダクタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板と、この絶縁基板上に設けられ
た第１のボンディングパッドと、この第１のボンディン
グパッドを起点として、前記絶縁基板上を交差すること
なく複数回周回しながら前記絶縁基板の中心または重心
に向かうように設けられた導電性薄膜パターンと、この
導電性薄膜パターンの終点部に設けられた第２のボンデ
ィグパッドとを備えた薄膜インダクタであって、前記第２のボンディングパッドの形成位置を、周回され
た前記導電性薄膜パターンへの通電時に磁束密度が最大
になる前記導電性薄膜パターンの内側の絶縁基板上の位
置からずらしたことを特徴とする薄膜インダクタ。
【請求項２】前記絶縁基板の形状が矩形であり、前記
導電性薄膜パターンが前記第１のボンディングパッドか
ら前記矩形基板の各辺に沿いながら延長され、交差する
ことなく周回する毎に次第に内側に回り込み、他端が前
記第２のボンディングパッド１４に接続される請求項１
に記載の薄膜インダクタ。
【請求項３】前記第１のボンディングパッドが前記絶
縁基板上の１つの隅部近傍に配置され、前記導電性薄膜
パターンの他端が前記絶縁基板の中央部分にパターンの
非形成領域を残す部分に形成され、前記第２のボンディ
ングパッドがこのパターンの非形成領域の四隅の内のい
ずれか１つの位置に形成されていることを特徴とする請
求項２に記載の薄膜インダクタ。
【請求項４】前記第２のボンディングパッドが、前記
パターンの非形成領域の四隅の内の、前記第１のボンデ
ィングパッドから最も遠い隅部に設けられていることを
特徴とする請求項３に記載の薄膜インダクタ。
【請求項５】前記絶縁基板の形状が矩形であり、前記
導電性薄膜パターンがスパイラル状に前記第１のボンデ
ィングパッドから延長されて前記第２のボンディングパ
ッドに近づいて行く請求項１に記載の薄膜インダクタ。
【請求項６】前記第１のボンディングパッドが前記絶
縁基板上の１つの隅部近傍または周縁部近傍に配置さ
れ、前記スパイラル状の導電性薄膜パターンが前記絶縁
基板の中央部分にパターンの非形成領域を残した状態
で、スパイラル状の導電性薄膜パターンの中心に達する
前に打ち切られ、前記第２のボンディングパッドがこの
パターンの非形成領域の周縁部に形成されていることを
特徴とする請求項５に記載の薄膜インダクタ。
【請求項７】前記第２のボンディングパッドが、前記
パターンの非形成領域の周縁部の、前記第１のボンディ
ングパッドから最も遠い位置に設けられていることを特
徴とする請求項６に記載の薄膜インダクタ。