JPH11214619A - 平面コイルを有する磁気素子及びその製造方法 - Google Patents
平面コイルを有する磁気素子及びその製造方法Info
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- JPH11214619A JPH11214619A JP10011288A JP1128898A JPH11214619A JP H11214619 A JPH11214619 A JP H11214619A JP 10011288 A JP10011288 A JP 10011288A JP 1128898 A JP1128898 A JP 1128898A JP H11214619 A JPH11214619 A JP H11214619A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】渦電流損失の少ない磁気素子を提供する。
【解決手段】基体と、基体上に形成された、パッドを有
する平面コイルと、基体上に形成され、平面コイルを絶
縁体を介して挟持する第１及び第２磁性膜とを有し、基
体に近い第１磁性膜と基体の間に、平面コイルの引き出
し線を有することを特徴とする。更に第１磁性膜に、パ
ッド用開孔を有し、引き出し線は第1 構成と第２構成を
有し、パッドに接続する第１引き出し線をパッド用開孔
内に有し、第２領域は第１磁性膜と基体の間に有する。
この構成によれば、パッドを第１磁性膜の近くに形成し
ているためパッドを小さく、薄く形成することが出来
る。また、第２引き出し電極の長さを細く、短く形成出
来る。このため渦電流損失を発生させる渦巻状コイルの
中心部分を極力低下させることが出来る。
する平面コイルと、基体上に形成され、平面コイルを絶
縁体を介して挟持する第１及び第２磁性膜とを有し、基
体に近い第１磁性膜と基体の間に、平面コイルの引き出
し線を有することを特徴とする。更に第１磁性膜に、パ
ッド用開孔を有し、引き出し線は第1 構成と第２構成を
有し、パッドに接続する第１引き出し線をパッド用開孔
内に有し、第２領域は第１磁性膜と基体の間に有する。
この構成によれば、パッドを第１磁性膜の近くに形成し
ているためパッドを小さく、薄く形成することが出来
る。また、第２引き出し電極の長さを細く、短く形成出
来る。このため渦電流損失を発生させる渦巻状コイルの
中心部分を極力低下させることが出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、平面コイルの上下
を磁性体で挟み込んだ平面インダクタを有する磁気素子
及びその製造方法に関する。
を磁性体で挟み込んだ平面インダクタを有する磁気素子
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種電子機器の小型化が盛んに進
められ、これに伴って各種デバイスが薄膜プロセスを用
いて作成されるようになった。この流れの中でインダク
タ、トランスなどの磁気素子も従来のバルク磁性材料に
巻線を施したものに対し、平面コイルを磁性体で覆った
外鉄型の構造を有する平面型磁気デバイスが開発されて
いる。特に、バッテリー駆動する携帯機器においては、
利便性の観点から使用可能時間を長くする事が重要であ
り各種電気部品の効率向上が求められる。
められ、これに伴って各種デバイスが薄膜プロセスを用
いて作成されるようになった。この流れの中でインダク
タ、トランスなどの磁気素子も従来のバルク磁性材料に
巻線を施したものに対し、平面コイルを磁性体で覆った
外鉄型の構造を有する平面型磁気デバイスが開発されて
いる。特に、バッテリー駆動する携帯機器においては、
利便性の観点から使用可能時間を長くする事が重要であ
り各種電気部品の効率向上が求められる。
【０００３】まず最初に、平面スパイラル構造のコイル
について図１１を用いて説明する。図１１（ａ）はスパ
イラルコイルの平面図であり、コイル１０３とパッド１
０５から構成される。ここでパッド１０５（内側）の一
端はコイル１０３の内部に形成され、電気的接触を確保
するためにに外部と接触をさせている。また、図１１
（ｂ）はダブルスパイラル構造の平面図であり、パッド
１０５がコイル１０３内部及び外部に形成されている。
について図１１を用いて説明する。図１１（ａ）はスパ
イラルコイルの平面図であり、コイル１０３とパッド１
０５から構成される。ここでパッド１０５（内側）の一
端はコイル１０３の内部に形成され、電気的接触を確保
するためにに外部と接触をさせている。また、図１１
（ｂ）はダブルスパイラル構造の平面図であり、パッド
１０５がコイル１０３内部及び外部に形成されている。
【０００４】図１１に示したコイルを基板に搭載した磁
気素子の斜視図及び断面図を図１２及び図１３に示す。
図１２は外部回路との接続にボンディングワイヤを使用
した磁気素子の斜視図（ａ）と断面図（ｂ）である。コ
イルは上部磁性膜１０９と下部磁性膜１０７に挟まれ、
パッド１０５上の上部磁性膜１０９に開孔が形成されて
いる。パッド１０５と外部回路素子１１５とパッド１０
５はボンディングワイヤ１１１により接続されている。
必要なコイル端子の大きさは、ボンディングワイヤを使
用する場合、必要な引き出し線の太さ、数量に依存し、
引き出し線を使用する場合は引き出し線作成のためのビ
アホール加工に依存する。例えば、直径３０μｍのワイ
ヤを用いたワイヤボンディングをする場合は直径２００
μｍあるいは２００μｍ四方程度の端子が必要となる。
さらにワイヤ数を多くする場合はほぼ本数に比例した大
きさの端子を必要とする。
気素子の斜視図及び断面図を図１２及び図１３に示す。
図１２は外部回路との接続にボンディングワイヤを使用
した磁気素子の斜視図（ａ）と断面図（ｂ）である。コ
イルは上部磁性膜１０９と下部磁性膜１０７に挟まれ、
パッド１０５上の上部磁性膜１０９に開孔が形成されて
いる。パッド１０５と外部回路素子１１５とパッド１０
５はボンディングワイヤ１１１により接続されている。
必要なコイル端子の大きさは、ボンディングワイヤを使
用する場合、必要な引き出し線の太さ、数量に依存し、
引き出し線を使用する場合は引き出し線作成のためのビ
アホール加工に依存する。例えば、直径３０μｍのワイ
ヤを用いたワイヤボンディングをする場合は直径２００
μｍあるいは２００μｍ四方程度の端子が必要となる。
さらにワイヤ数を多くする場合はほぼ本数に比例した大
きさの端子を必要とする。
【０００５】図１３は外部回路との接続に引き出し線を
使用した磁気素子の斜視図（ａ）と断面図（ｂ）であ
る。コイルは上部磁性膜１０９と下部磁性膜１０７に挟
まれ、パッド１０５上の上部磁性膜１０９に開孔が形成
されている。パッド１０５と外部回路素子１１５とパッ
ド１０５は引き出し線１１７により接続されている。引
き出し線を使用する場合は、コイル／上部磁性膜間絶縁
膜の厚さ、上部磁性膜の厚さ、パシベーション膜の厚さ
などに引き出し線用ビアホール深さが依存する。例えば
２０〜３０μｍの絶縁体を加工してビアホールを作成す
る場合、ビアホールが大きくなってしまうために引き出
し線の幅が３０〜４０μｍと大きくなってしまう。しか
も引き出し部の電気的接触を確保しかつ引き出し線部分
の直流抵抗を小さくするためには該引き出し線の厚さを
厚くする必要がある。
使用した磁気素子の斜視図（ａ）と断面図（ｂ）であ
る。コイルは上部磁性膜１０９と下部磁性膜１０７に挟
まれ、パッド１０５上の上部磁性膜１０９に開孔が形成
されている。パッド１０５と外部回路素子１１５とパッ
ド１０５は引き出し線１１７により接続されている。引
き出し線を使用する場合は、コイル／上部磁性膜間絶縁
膜の厚さ、上部磁性膜の厚さ、パシベーション膜の厚さ
などに引き出し線用ビアホール深さが依存する。例えば
２０〜３０μｍの絶縁体を加工してビアホールを作成す
る場合、ビアホールが大きくなってしまうために引き出
し線の幅が３０〜４０μｍと大きくなってしまう。しか
も引き出し部の電気的接触を確保しかつ引き出し線部分
の直流抵抗を小さくするためには該引き出し線の厚さを
厚くする必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
コイルのパッドでの直流抵抗を低くするためにはボンデ
ィングワイヤ数を増やすか、引き出し線を厚くする必要
が生じる。しかし、ボンディングワイヤ数を増やした
り、引き出し線を厚くした場合に、コイルのパッド付近
での渦電流損失が増加するという問題が発生してしま
う。これは、上部磁性膜に開孔を形成しているために、
パッドはコイルと同時に形成されるためにコイルと同じ
厚さに形成されてしまうためである。また、直流抵抗を
低減するためにワイヤを太く形成しているためである。
コイルのパッドでの直流抵抗を低くするためにはボンデ
ィングワイヤ数を増やすか、引き出し線を厚くする必要
が生じる。しかし、ボンディングワイヤ数を増やした
り、引き出し線を厚くした場合に、コイルのパッド付近
での渦電流損失が増加するという問題が発生してしま
う。これは、上部磁性膜に開孔を形成しているために、
パッドはコイルと同時に形成されるためにコイルと同じ
厚さに形成されてしまうためである。また、直流抵抗を
低減するためにワイヤを太く形成しているためである。
【０００７】図１４は、巻数２０ターン（片側１０ター
ン）、コイル高さ４０μｍ、Ｌ／Ｓ＝２５／５０μｍ、
磁性膜厚さ６μｍ、磁性膜比透磁率１１４３、上下磁性
膜間ギャップ６０μｍ、コイル電流２００ｍＡとした場
合の磁束密度分布を示したものであり、この図を用いて
コイルで損失される渦電流損失について説明する。
（ａ）は磁性体内部を通る面内成分を、（ｂ）はコイル
を垂直に鎖交する垂直成分の磁束密度分布を示してい
る。
ン）、コイル高さ４０μｍ、Ｌ／Ｓ＝２５／５０μｍ、
磁性膜厚さ６μｍ、磁性膜比透磁率１１４３、上下磁性
膜間ギャップ６０μｍ、コイル電流２００ｍＡとした場
合の磁束密度分布を示したものであり、この図を用いて
コイルで損失される渦電流損失について説明する。
（ａ）は磁性体内部を通る面内成分を、（ｂ）はコイル
を垂直に鎖交する垂直成分の磁束密度分布を示してい
る。
【０００８】まず、（ｂ）に示すように該デバイスでは
コイル中央部で磁束の磁性膜面法線方向成分が大きくな
るため、高周波で駆動する場合にコイル中央部分での渦
電流損失が大きくなる。この磁束分布は、上下に磁性膜
を有しその間に渦巻状コイルを配置した外鉄構造の磁気
素子に特有の磁束分布である。渦電流損失は、次式より
求められる。
コイル中央部で磁束の磁性膜面法線方向成分が大きくな
るため、高周波で駆動する場合にコイル中央部分での渦
電流損失が大きくなる。この磁束分布は、上下に磁性膜
を有しその間に渦巻状コイルを配置した外鉄構造の磁気
素子に特有の磁束分布である。渦電流損失は、次式より
求められる。
【０００９】Ｗｅ＝（π2ｆ2Ｂｇｙ2／（４ρ））・ｗ3
・Ｌ3・ｔ・（ｗ2＋Ｌ2） ｆ：周波数 Ｂｇｙ：コイルパッドに鎖交する磁束成分 ｗ：パッド幅 Ｌ：パッド奥ゆき ｈ：パッド高さ ρ：コイルの体積抵抗率 1.6 ×１０-8Ω・m 磁束の磁性膜面法線方向成分をＢｇｙ：２００Ｇ（０．
０２Ｔ）、コイルパッドのディメンジョンを２００w×
４００L×４０tμｍ、回路の流す電流の周波数を５ＭＨ
ｚとした場合、パッドにおける渦電流損失約１００ｍＷ
を得る。
・Ｌ3・ｔ・（ｗ2＋Ｌ2） ｆ：周波数 Ｂｇｙ：コイルパッドに鎖交する磁束成分 ｗ：パッド幅 Ｌ：パッド奥ゆき ｈ：パッド高さ ρ：コイルの体積抵抗率 1.6 ×１０-8Ω・m 磁束の磁性膜面法線方向成分をＢｇｙ：２００Ｇ（０．
０２Ｔ）、コイルパッドのディメンジョンを２００w×
４００L×４０tμｍ、回路の流す電流の周波数を５ＭＨ
ｚとした場合、パッドにおける渦電流損失約１００ｍＷ
を得る。
【００１０】磁束の磁性膜面法線方向成分をＢｇｙ：２
００Ｇ（０．０２Ｔ）、引き出し線との接続部分のコイ
ル端子部分のディメンジョンを１００w×１００L×４０
tμｍ、回路の流す電流の周波数を５ＭＨｚとした場合
の渦電流損失は、約２０ｍＷとなる。例えば先に説明し
たようなパッドを有するインダクタを出力２０００ｍＷ
のＤＣ−ＤＣコンバータに用いた場合、インダクタパッ
ド部分の渦電流損失のみで前者で５％の損失を、後者で
１％の損失を発生する事となり、損失に及ぼす影響が大
きい。このため、本願発明ではパッド部での渦電流損失
が小さい磁気素子及びこの磁気素子の製造方法を提供す
ることを目的とする。
００Ｇ（０．０２Ｔ）、引き出し線との接続部分のコイ
ル端子部分のディメンジョンを１００w×１００L×４０
tμｍ、回路の流す電流の周波数を５ＭＨｚとした場合
の渦電流損失は、約２０ｍＷとなる。例えば先に説明し
たようなパッドを有するインダクタを出力２０００ｍＷ
のＤＣ−ＤＣコンバータに用いた場合、インダクタパッ
ド部分の渦電流損失のみで前者で５％の損失を、後者で
１％の損失を発生する事となり、損失に及ぼす影響が大
きい。このため、本願発明ではパッド部での渦電流損失
が小さい磁気素子及びこの磁気素子の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】以上に示したような課題
を解決するために、本願発明に示す磁気素子は基体と、
基体上に形成された、パッドを有する平面コイルと、基
体上に形成され、平面コイルを絶縁体を介して挟持する
第１及び第２磁性膜とを有し、基体に近い第１磁性膜と
基体の間に、平面コイルの引き出し線を有することを特
徴とする。更に第１磁性膜に、パッド用開孔を有し、引
き出し線は第１構成と第２構成を有し、パッドに接続す
る第１引き出し線をパッド用開孔内に有し、第２領域は
第１磁性膜と基体の間に有することを特徴とする。更に
パッドは、第１軟磁性膜と第２軟磁性膜との中間点よ
り、第１磁性膜側にあることを特徴とする。
を解決するために、本願発明に示す磁気素子は基体と、
基体上に形成された、パッドを有する平面コイルと、基
体上に形成され、平面コイルを絶縁体を介して挟持する
第１及び第２磁性膜とを有し、基体に近い第１磁性膜と
基体の間に、平面コイルの引き出し線を有することを特
徴とする。更に第１磁性膜に、パッド用開孔を有し、引
き出し線は第１構成と第２構成を有し、パッドに接続す
る第１引き出し線をパッド用開孔内に有し、第２領域は
第１磁性膜と基体の間に有することを特徴とする。更に
パッドは、第１軟磁性膜と第２軟磁性膜との中間点よ
り、第１磁性膜側にあることを特徴とする。
【００１２】本願発明の特徴によれば、パッドを第１磁
性膜の近くに形成しているためパッドを小さく、薄く形
成することが出来る。また、第２引き出し電極の長さを
細く、短く形成出来る。このため渦電流損失を発生させ
る渦巻状コイルの中心部分体積を極力低下させることが
出来る。本願発明の更なる特徴は、引き出し線の第１領
域は複数に分割されていることを特徴とする。
性膜の近くに形成しているためパッドを小さく、薄く形
成することが出来る。また、第２引き出し電極の長さを
細く、短く形成出来る。このため渦電流損失を発生させ
る渦巻状コイルの中心部分体積を極力低下させることが
出来る。本願発明の更なる特徴は、引き出し線の第１領
域は複数に分割されていることを特徴とする。
【００１３】本願発明の更なる特徴によれば、引き出し
線の直流抵抗を低減することが出来、渦巻き状コイルの
中心部で発生する渦電流損失を低減することが出来る。
本願発明に示す磁気素子の製造方法は、基体上に第１引
き出し線を形成する工程と、基体及び第１引き出し線上
に第１磁性膜を形成する工程と、第１磁性膜に開孔を形
成し、引き出し線を露出する工程と、第１磁性膜の開孔
に前記第１引き出し線と接続する第２引き出し線を形成
する工程と、第２引き出し線と前記第１磁性膜上に第１
金属膜を形成して、パッドと平面コイル領域を形成する
工程と、平面コイル領域上のみに第２金属層を形成する
工程と、パッド及び平面コイル領域上に第２磁性膜を形
成する工程とを有することを特徴とする。更に第２引き
出し線はフォトエッチング法により形成され、複数分割
して形成されることを特徴とする。
線の直流抵抗を低減することが出来、渦巻き状コイルの
中心部で発生する渦電流損失を低減することが出来る。
本願発明に示す磁気素子の製造方法は、基体上に第１引
き出し線を形成する工程と、基体及び第１引き出し線上
に第１磁性膜を形成する工程と、第１磁性膜に開孔を形
成し、引き出し線を露出する工程と、第１磁性膜の開孔
に前記第１引き出し線と接続する第２引き出し線を形成
する工程と、第２引き出し線と前記第１磁性膜上に第１
金属膜を形成して、パッドと平面コイル領域を形成する
工程と、平面コイル領域上のみに第２金属層を形成する
工程と、パッド及び平面コイル領域上に第２磁性膜を形
成する工程とを有することを特徴とする。更に第２引き
出し線はフォトエッチング法により形成され、複数分割
して形成されることを特徴とする。
【００１４】本願発明に示す製造方法によれば、第１引
き出し線と第２引き出し線を別個に製造するため、パッ
ドを小さく且つ薄く形成出来、第２引き出し電極を細く
分割することが出来る。これにより巻き状コイルの中心
部で発生する渦電流損失を低減することが出来る。
き出し線と第２引き出し線を別個に製造するため、パッ
ドを小さく且つ薄く形成出来、第２引き出し電極を細く
分割することが出来る。これにより巻き状コイルの中心
部で発生する渦電流損失を低減することが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】本願発明に示す実施の形態を、図
面を参酌して以下に示す。図１〜図３は本願発明に示す
磁気素子であり、図１は断面図、図２は斜視図、図３は
パッド付近の拡大した断面図を示している。
面を参酌して以下に示す。図１〜図３は本願発明に示す
磁気素子であり、図１は断面図、図２は斜視図、図３は
パッド付近の拡大した断面図を示している。
【００１６】本願発明に示す磁気素子は、基体と、基体
上に形成されたパッドを有する平面コイルと、基体上に
形成されて平面コイルを絶縁体を介して挟持する第１及
び第２磁性膜とを有し、基体に近い第１磁性膜と基体の
間に、平面コイルの引き出し線を有することを特徴とす
る。更に第１磁性膜に、パッド用開孔を有し、引き出し
線は第１構成と第２構成を有し、パッドに接続する第１
引き出し線をパッド用開孔内に有し、第２領域は第１磁
性膜と基体の間に有することを特徴とする。更にパッド
は、第１軟磁性膜と第２軟磁性膜との中間点より、第１
磁性膜側にあることを特徴とする。更に本願発明では、
引き出し線の第１領域は複数に分割されている。
上に形成されたパッドを有する平面コイルと、基体上に
形成されて平面コイルを絶縁体を介して挟持する第１及
び第２磁性膜とを有し、基体に近い第１磁性膜と基体の
間に、平面コイルの引き出し線を有することを特徴とす
る。更に第１磁性膜に、パッド用開孔を有し、引き出し
線は第１構成と第２構成を有し、パッドに接続する第１
引き出し線をパッド用開孔内に有し、第２領域は第１磁
性膜と基体の間に有することを特徴とする。更にパッド
は、第１軟磁性膜と第２軟磁性膜との中間点より、第１
磁性膜側にあることを特徴とする。更に本願発明では、
引き出し線の第１領域は複数に分割されている。
【００１７】まず、図１に示すように平面コイル３は上
部磁性膜９と下部磁性膜７に挟まれた状態で基体１上に
形成されている。基体１はガラス樹脂、半導体基板等が
用いられている。
部磁性膜９と下部磁性膜７に挟まれた状態で基体１上に
形成されている。基体１はガラス樹脂、半導体基板等が
用いられている。
【００１８】下部磁性膜７にはパッド用のビアホール１
７が形成され、ビアホール１７内にパッド５が形成さ
れ、パッド５は引き出し線（電極）１３、端子１５を介
して、外部回路素子に接続している。更に、コイル３、
上部磁性膜９、下部磁性膜７、引き出し線１３同士の導
通を防ぐためにそれぞれの層間に層間絶縁膜１９が形成
されている。
７が形成され、ビアホール１７内にパッド５が形成さ
れ、パッド５は引き出し線（電極）１３、端子１５を介
して、外部回路素子に接続している。更に、コイル３、
上部磁性膜９、下部磁性膜７、引き出し線１３同士の導
通を防ぐためにそれぞれの層間に層間絶縁膜１９が形成
されている。
【００１９】また図３に示されるように、コイル３の上
層にメッキ層４が形成されている。また、パッド５下部
に複数に分割された引き出し電極１１が形成され、引き
出し電極１１は引き出し電極１３を介して外部回路素子
に接続している。
層にメッキ層４が形成されている。また、パッド５下部
に複数に分割された引き出し電極１１が形成され、引き
出し電極１１は引き出し電極１３を介して外部回路素子
に接続している。
【００２０】図４は引き出し電極１１の上方から見た断
面図である。パッド５の大きさは一辺が１５０μｍ程度
の正方形であり、この領域内に一辺が１０μｍ程度の正
方形が９個分割されて形成され、パッド５と引き出し電
極１１の間に並列接続されている。このように複数に分
割した構造にすれば、パッド５に電流が流れた場合でも
直流抵抗を小さくすることが出来る。
面図である。パッド５の大きさは一辺が１５０μｍ程度
の正方形であり、この領域内に一辺が１０μｍ程度の正
方形が９個分割されて形成され、パッド５と引き出し電
極１１の間に並列接続されている。このように複数に分
割した構造にすれば、パッド５に電流が流れた場合でも
直流抵抗を小さくすることが出来る。
【００２１】本願発明に示すような構成にした場合、通
常コイルと同程度のビアホールで接続可能であり、通常
コイルと同程度の直流抵抗で電流を流すことが出来る。
この部分における渦電流損失は、磁束の磁性膜面法線方
向成分をＢｇｙ：２００Ｇ、ビアホール接触領域のディ
メンジョンを３０×３０×４０μｍ、回路の流す電流の
周波数を５ＭＨｚとした場合に、０．００１ｍＷ程度で
あり十分小さくなり、渦電流損失の小さい磁気素子を提
供することが出来る。
常コイルと同程度のビアホールで接続可能であり、通常
コイルと同程度の直流抵抗で電流を流すことが出来る。
この部分における渦電流損失は、磁束の磁性膜面法線方
向成分をＢｇｙ：２００Ｇ、ビアホール接触領域のディ
メンジョンを３０×３０×４０μｍ、回路の流す電流の
周波数を５ＭＨｚとした場合に、０．００１ｍＷ程度で
あり十分小さくなり、渦電流損失の小さい磁気素子を提
供することが出来る。
【００２２】次に本願発明に示す平面インダクタを搭載
する磁気素子の製造工程の断面図を、順を追って図５〜
図１０に示す。まず、図５に示すようにガラス等の基体
１上に引き出し線１３、端子１５を同時に形成する。材
料は通常のＣｕ、Ａｌ、Ａｕ等の導体を用いる。導体の
厚さは直流抵抗低減のために２〜３μｍ程度以上が望ま
しい。次に図６に示すように、下部磁性膜７、引き出し
線１３、端子１５との接触を抑制するための層間絶縁膜
１９を形成する。この膜は２〜３μｍあれば十分であ
る。更に層間絶縁膜１９上に下部磁性膜７を形成する。
下部磁性膜７では端子材料と後工程で作成するコイルと
が接触できるように中央部にビアホール１７を形成す
る。パッド１７の大きさは、ビアホール加工深さが数μ
ｍであるため、ビアホールの大きさより１０μｍ程度大
きければ十分である。
する磁気素子の製造工程の断面図を、順を追って図５〜
図１０に示す。まず、図５に示すようにガラス等の基体
１上に引き出し線１３、端子１５を同時に形成する。材
料は通常のＣｕ、Ａｌ、Ａｕ等の導体を用いる。導体の
厚さは直流抵抗低減のために２〜３μｍ程度以上が望ま
しい。次に図６に示すように、下部磁性膜７、引き出し
線１３、端子１５との接触を抑制するための層間絶縁膜
１９を形成する。この膜は２〜３μｍあれば十分であ
る。更に層間絶縁膜１９上に下部磁性膜７を形成する。
下部磁性膜７では端子材料と後工程で作成するコイルと
が接触できるように中央部にビアホール１７を形成す
る。パッド１７の大きさは、ビアホール加工深さが数μ
ｍであるため、ビアホールの大きさより１０μｍ程度大
きければ十分である。
【００２３】次に図７に示すように、下部磁性膜９上に
層間絶縁膜１９を形成する。絶縁膜の膜厚は３〜５μｍ
あれば十分である。次に、端子１５とコイルを接触させ
るために層間絶縁膜１９にもビアホール１７を開孔す
る。この場合の加工深さは５〜８μｍ程度であり、下地
の凹凸、ウェハ反りなどもなく良好なＰＥＰなどが実現
した場合には３０μｍ四方程度のビアホールが容易に形
成できる。ビアホールは、１つでもよいが小さなものを
複数作成しコイルと接続する方が直流抵抗低減、渦電流
低減の観点から望ましい。
層間絶縁膜１９を形成する。絶縁膜の膜厚は３〜５μｍ
あれば十分である。次に、端子１５とコイルを接触させ
るために層間絶縁膜１９にもビアホール１７を開孔す
る。この場合の加工深さは５〜８μｍ程度であり、下地
の凹凸、ウェハ反りなどもなく良好なＰＥＰなどが実現
した場合には３０μｍ四方程度のビアホールが容易に形
成できる。ビアホールは、１つでもよいが小さなものを
複数作成しコイルと接続する方が直流抵抗低減、渦電流
低減の観点から望ましい。
【００２４】次に、図８に示すように層間絶縁膜１９上
にコイル３を形成する。コイル３は例えば銅のスパッタ
リングとＣｕの電解メッキにより２層構造に形成され
る。この時に、コイルパターンの一部がビアホール１７
上に配置されれば、めっき時にコイルの一部がビアホー
ル内に成長するため、引き出し線１３とコイル３は電気
的に良好に接続される。コイルは２０μｍ程度あるいは
それ以上の厚さに形成することが望ましい。従来では取
り出し電極を上部に形成する必要があったために、取り
出し電極の厚さ５０μｍ〜１００μｍ程度にする必要が
あった。またその他の理由として、引き出し電極が上部
磁性膜に形成されるため、下地が平坦でなく電気抵抗が
安定して低い引き出し線を形成するためには十分厚い膜
を形成する必要があった。
にコイル３を形成する。コイル３は例えば銅のスパッタ
リングとＣｕの電解メッキにより２層構造に形成され
る。この時に、コイルパターンの一部がビアホール１７
上に配置されれば、めっき時にコイルの一部がビアホー
ル内に成長するため、引き出し線１３とコイル３は電気
的に良好に接続される。コイルは２０μｍ程度あるいは
それ以上の厚さに形成することが望ましい。従来では取
り出し電極を上部に形成する必要があったために、取り
出し電極の厚さ５０μｍ〜１００μｍ程度にする必要が
あった。またその他の理由として、引き出し電極が上部
磁性膜に形成されるため、下地が平坦でなく電気抵抗が
安定して低い引き出し線を形成するためには十分厚い膜
を形成する必要があった。
【００２５】次に図９に示すよう、コイル間層間絶縁膜
１９、上部磁性膜９の形成を行い、デバイス信頼性向上
のためにパシベーション膜２１を形成する。さらに図１
０に示すように、コイルパターンの外部に形成した端子
部分が露出するようにスルーホール２３を形成し、場合
によってはボンディング性向上のためにパッドメタル２
５を形成する。また端子部分上にコイル形成時に端子を
同時にメッキ形成してもよい。
１９、上部磁性膜９の形成を行い、デバイス信頼性向上
のためにパシベーション膜２１を形成する。さらに図１
０に示すように、コイルパターンの外部に形成した端子
部分が露出するようにスルーホール２３を形成し、場合
によってはボンディング性向上のためにパッドメタル２
５を形成する。また端子部分上にコイル形成時に端子を
同時にメッキ形成してもよい。
【００２６】以上に示した製造方法によれば、フォトエ
ッチング法により取り出し電極を形成することが出来る
ため、複数に微細に分割した電極を形成することが出来
る。これにより、パッド付近で生じる渦電流損失を小さ
くすることが出来、エネルギー損失の少ない磁気素子を
提供することが出来る。
ッチング法により取り出し電極を形成することが出来る
ため、複数に微細に分割した電極を形成することが出来
る。これにより、パッド付近で生じる渦電流損失を小さ
くすることが出来、エネルギー損失の少ない磁気素子を
提供することが出来る。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本願発明では、第１
磁性膜に開孔を形成して、パッドの引き出し線を基体側
に形成したために、パッドの面積を小さく且つパッドを
薄くすることが出来る。またパッドを基体近くに形成し
たために、第１磁性膜の開孔内の引き出し線を短くする
ことが出来る。またパッド面積を小さくすることによ
り、平面コイルのサイズを小さくすることが出来る。更
に引き出し線をフォトエッチング法により分割して形成
しているために、引き出し線の直流抵抗を小さくするこ
とが出来る。これにより、渦巻き型コイルの中心部で発
生する渦電流損失を低減することが出来、Ｑ値の高い磁
気素子を提供することが出来る。
磁性膜に開孔を形成して、パッドの引き出し線を基体側
に形成したために、パッドの面積を小さく且つパッドを
薄くすることが出来る。またパッドを基体近くに形成し
たために、第１磁性膜の開孔内の引き出し線を短くする
ことが出来る。またパッド面積を小さくすることによ
り、平面コイルのサイズを小さくすることが出来る。更
に引き出し線をフォトエッチング法により分割して形成
しているために、引き出し線の直流抵抗を小さくするこ
とが出来る。これにより、渦巻き型コイルの中心部で発
生する渦電流損失を低減することが出来、Ｑ値の高い磁
気素子を提供することが出来る。
【図１】図１は本願発明に示す平面インダクタの断面図
である。
である。
【図２】図２は本願発明に示す平面インダクタの斜視図
である。
である。
【図３】図３は本願発明に示す平面インダクタのパッド
付近の拡大した断面図である。
付近の拡大した断面図である。
【図４】図４は本願発明に示す平面インダクタのパッド
付近の平面図である。
付近の平面図である。
【図５】図５は本願発明に示す平面インダクタの製造工
程を順に追って示す断面図である。
程を順に追って示す断面図である。
【図６】図６は本願発明に示す平面インダクタの製造工
程を順に追って示す断面図である。
程を順に追って示す断面図である。
【図７】図７は本願発明に示す平面インダクタの製造工
程を順に追って示す断面図である。
程を順に追って示す断面図である。
【図８】図８は本願発明に示す平面インダクタの製造工
程を順に追って示す断面図である。
程を順に追って示す断面図である。
【図９】図９は本願発明に示す平面インダクタの製造工
程を順に追って示す断面図である。
程を順に追って示す断面図である。
【図１０】図１０は本願発明に示す平面インダクタの製
造工程を順に追って示す断面図である。
造工程を順に追って示す断面図である。
【図１１】図１１は従来の平面インダクタの概要を示す
断面図である。
断面図である。
【図１２】図１２は従来の平面インダクタの概要を示す
断面図である
断面図である
【図１３】図１３は従来の平面インダクタの概要を示す
断面図である
断面図である
【図１４】図１４は従来の平面インダクタの垂直成分分
布表である。
布表である。
１ 基体 ３ コイル ５ パッド ７ 下部磁性膜 ９ 上部磁性膜 １１ 引き出し電極 １３ 引き出し電極 １５ 端子 １７ ビアホール １９ 層間絶縁膜 ２１ パッシベーション膜 ２３ スルーホール ２５ パッドメタル
Claims (8)
- 【請求項１】基体と、 前記基体上に形成された、パッドを有する平面コイル
と、 前記基体上に形成され、前記平面コイルを絶縁体を介し
て挟持する第１及び第２磁性膜とを有し、 前記基体に近い前記第１磁性膜と前記基体の間に、前記
平面コイルの引き出し線を有することを特徴とする磁気
素子。 - 【請求項２】前記第１磁性膜に、パッド用開孔を有する
ことを特徴とする請求項１記載の磁気素子。 - 【請求項３】前記引き出し線は第1 構成と第２構成を有
し、前記パッドに接続する第１構成を前記パッド用開孔
内に有し、第２構成は前記第１磁性膜と前記基体の間に
有することを特徴とする請求項２記載の磁気素子。 - 【請求項４】前記引き出し線の前記第１構成は複数に分
割されていることを特徴とする請求項１乃至３記載の磁
気素子。 - 【請求項５】前記パッドは、前記第１磁性膜と前記第２
磁性膜との中間点より、前記第１磁性膜側にあることを
特徴とする請求項１乃至３記載の磁気素子。 - 【請求項６】基体上に第１引き出し線を形成する工程
と、 前記基体及び前記第１引き出し線上に第１磁性膜を形成
する工程と、 前記第１磁性膜に開孔を形成し、前記引き出し線を露出
する工程と、 前記第１磁性膜の開孔に前記第１引き出し線と接続する
第２引き出し線及び前記第１磁性膜上に第１金属膜を形
成する工程と、 前記第２引き出し線上及び前記第１金属膜上に第２金属
膜を形成してパッドと平面コイル領域を形成する工程
と、前記パッド及び平面コイル領域上に第２磁性膜を形
成する工程とを有することを特徴とする磁気素子の製造
方法。 - 【請求項７】前記パッドは前記第１磁性膜の開孔上のみ
に形成、前記第２引き出し線と接続していることを特徴
とする請求項６記載の磁気素子の製造方法。 - 【請求項８】前記第２引き出し線はフォトエッチング法
により形成され、複数に分割して形成されることを特徴
とする請求項６記載の磁気素子の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10011288A JPH11214619A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 平面コイルを有する磁気素子及びその製造方法 |
| US09/152,246 US6136458A (en) | 1997-09-13 | 1998-09-11 | Ferrite magnetic film structure having magnetic anisotropy |
| US09/594,551 US6335050B1 (en) | 1997-09-13 | 2000-06-15 | Method of manufacturing a ferrite magnetic film structure having magnetic anisotropy |
| US09/985,760 US6611035B2 (en) | 1997-09-13 | 2001-11-06 | Ferrite magnetic film structure having magnetic anisotropy, method of manufacturing the same, and planar magnetic device employing ferrite magnetic film structure having magenetic anisotropy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10011288A JPH11214619A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 平面コイルを有する磁気素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214619A true JPH11214619A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11773820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10011288A Pending JPH11214619A (ja) | 1997-09-13 | 1998-01-23 | 平面コイルを有する磁気素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11214619A (ja) |
-
1998
- 1998-01-23 JP JP10011288A patent/JPH11214619A/ja active Pending
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