JP4138956B2

JP4138956B2 - Coil parts

Info

Publication number: JP4138956B2
Application number: JP23026698A
Authority: JP
Inventors: 英彦山岡; 博奥山; 治篠浦
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2018-07-31
Also published as: JP2000058323A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも２個以上の近接するスパイラル形状部を備えるコイル部品に関するものであり、例えば、薄膜インダクタンス、薄膜トランス等の薄膜デバイスに用いられるコイル部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等の電子装置の小型化に伴い、それに用いられている個々の電子部品にもより小型化が求められている。このような要望に応じるべくこれらの電子装置に用いられるコイル部品であるインダクタ、トランス等もバルクの導線を巻き線したバルクデバイスから薄膜堆積法やフォトリソグラフィー技術によって製造される薄膜コイルを用いた薄膜デバイスへと移行しつつある。
【０００３】
例えば、薄膜インダクタンスの大きさ（表面積）は、１．６ｍｍ×０．８ｍｍ、もしくはさらに小さいものが主流であり、さらにより小さくなる傾向にある。そしてより高いインダクタンス、低い直流抵抗が要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インダクタンスを上昇させるために巻線回数Ｎを増やすと、素子面積が大きくなり、チップサイズの小型化に対応できないという問題が生じる。この一方で、素子面積を変えずに巻線回数Ｎを増やすためにパターンの幅（導電幅）Ｌを狭くすると素子の直流抵抗Ｒが増加してしまうという問題が生じる。このように直流抵抗Ｒを下げたままでインダクタンスを上昇させ、しかも同時に素子サイズの小型化を実現することは重要な課題であるものの、実際にその課題を解決する手段は困難を極め、具体的な解決手段の提案はなされていないのが実状であった。
【０００５】
このような実状のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、直流抵抗Ｒを下げたままでインダクタンスを上昇させ、素子サイズの小型化を同時に実現することができるコイル部品を提供することにある。
【０００６】
なお、本発明に関連する先行技術として、特開平９−８２５２５号公報には、２つのスパイラル形状のコイルを有するプレーナインダクタおよびプレーナインダクタを実装した電子部品が開示されている。また、特開平９−１９９３２７号公報には、２つのスパイラルコイル部分を接続させたコイルパターンを備えるコイル部品が開示されている。しかしながら、これらの先行技術に開示されているコイルパターンにおいては、パターン幅およびパターン間隔の設定に関する技術的開示はなんらなされておらず、本願発明と同様な作用および効果が得られるものではない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のコイル部品は、基板と、この基板の上に形成された少なくとも２個以上の近接するスパイラル形状部を備える導電性薄膜パターンと、を有するコイル部品であって、前記近接するスパイラル形状部は、当該スパイラル形状部の中心を通過する磁束の方向が互いに逆方向になるように構成されており、前記スパイラル形状部を構成するパターンの幅をＬ、隣接するパターンの間隔をＳとした場合、スパイラル形状部が互いに近接するエリア側における（Ｌ₁ ＋Ｓ₁ ）の値を、スパイラル形状部の遠方エリア側における（Ｌ₂ ＋Ｓ₂ ）の値よりも小さくしてなるように構成される。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様として、スパイラル形状部が互いに近接するエリア側におけるＬ₁ の値を、スパイラル形状部の遠方エリア側におけるＬ₂ の値よりも小さくしてなるように構成する。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様として、スパイラル形状部が互いに近接するエリア側におけるＳ₁ の値を、スパイラル形状部の遠方エリア側におけるＳ₂ の値よりも小さくしてなるように構成する。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様として、スパイラル形状部が互いに近接するエリア側におけるＬ₁ およびＳ₁ の値を、スパイラル形状部の遠方エリア側におけるＬ₂ およびＳ₂ の値よりも小さくしてなるように構成する。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様として、スパイラル形状部が互いに近接するエリア側における（Ｌ₁ ＋Ｓ₁ ）の値が、スパイラル形状部の遠方エリア側における（Ｌ₂ ＋Ｓ₂ ）の値に対して５％以上７０％以下の範囲内であるように構成する。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様として、スパイラル形状部が互いに近接するエリア側における（Ｌ₁ ＋Ｓ₁ ）の値が、スパイラル形状部の遠方エリア側における（Ｌ₂ ＋Ｓ₂ ）の値に対して１０％以上５０％以下の範囲内であるように構成する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコイル部品の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１および図２には、本発明のコイル部品の第１の実施の形態が示されており、図１はコイル部品１の平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面矢視図である。
【００１５】
図１に示されるように、基板５の上には２個の近接するスパイラル形状部１０および２０を備える導電性薄膜パターン３０が形成されている。スパイラル形状部１０および２０は、本実施の形態の場合、図面の中央部の近接部で連結された一繋がりの導電性薄膜パターン３０となっている。
【００１６】
スパイラル形状部１０および２０の中央部には、配線取り出し用の電極１０ａ，２０ａが形成されている。さらに、基板５の左右端部方向には、電極パッド４１，４５がそれぞれ形成されている。配線の一例を挙げると、電極パッド４１から取り出し用の電極１０ａに配線が行われ、取り出し用の電極１０ｂから電極パッド４５に配線が行われる。その結果、図示のごとくスパイラル形状部１０とスパイラル形状部２０との電流方向は逆になり、図２に示されるようにスパイラル形状部１０およびスパイラル形状部２０の中心部を通過する各々の磁束（α）および磁束（β）の方向は互いに、逆方向になる。これにより、図２に示されるような磁路Ｍが形成される。
【００１７】
スパイラル形状部１０および２０は、そのスパイラルに巻かれた形状を構成するパターンの幅をＬ、隣接するパターンの間隔をＳとした場合、図示のごとくスパイラル形状部１０および２０が互いに近接するエリア側Ｅ１（図面の中央部分）でのパターンの幅Ｌ₁ およびパターンの間隔Ｓ₁ が、スパイラル形状部の遠方エリア側Ｅ２（図面の中央部分から離れた部分）でのパターンの幅Ｌ₂ およびパターンの間隔Ｓ₂ と比べて、ともに狭くなっているのがわかる。
【００１８】
つまり、スパイラル形状部１０および２０が互いに近接するエリア側Ｅ１における（Ｌ₁ ＋Ｓ₁ ）の値は、スパイラル形状部の遠方エリア側Ｅ２（図面の中央部分から離れた部分）における（Ｌ₂ ＋Ｓ₂ ）の値よりも小さくなっている。そして、近接側エリアＥ１における（Ｌ₁ ＋Ｓ₁ ）の値は、遠方エリア側Ｅ２における（Ｌ₂ ＋Ｓ₂ ）の値の７０％以下、特に好ましくは、５０％以下に設定される。この値が７０％を超えると、本発明の効果が顕著に現われにくくなる。この値の下限値は、特に制限はないが、生産性等の観点から考察すれば５％以上、特に１０％以上とするのが好ましい。なお、この％の数値を規定するに際し、（Ｌ₂ ＋Ｓ₂ ）の値は、遠方エリア側Ｅ２の全域においてさほど変動はないがスパイラル形状部における最大値の数値を採択し、（Ｌ₁ ＋Ｓ₁ ）の値もまた近接側エリアＥ１の全域においておいてさほど変動はないが、スパイラル形状部における最小値の数値を採択する。
【００１９】
Ｌ１，Ｓ１およびＬ２，Ｓ２は、それぞれ、各領域における最小値および最大値である。Ｌ，Ｓともに２つの値のどちらかを選ぶのではなく、最大値と最小値の間で連続的に変化させることも可能である。例えば、近接部中央をＬ１とし、その反対側中央部をＬ２とし、その間は近接部中央に向けてＬ１とＬ２の間の幅で滑らかな曲線を形成するように連続的に変化している形態も可能である。もちろん、Ｌ１からＬ２への変化はステップ的で、例えば、Ｌ１，（Ｌ１＋Ｌ２）／２，Ｌ２のように３種類の幅を有する形態も可能である。
【００２０】
図１に示されるスパイラル形状部１０および２０の構造を具体的な数値を用いて例示すると、近接エリア側Ｅ１におけるパターンの幅Ｌ₁ ＝５μｍ、およびパターンの間隔Ｓ₁ ＝３μｍ；遠方エリア側Ｅ２におけるパターンの幅Ｌ₂ ＝２０μｍ、およびパターンの間隔Ｓ₂ ＝１０μｍであり、（Ｌ₁ ＋Ｓ₁ ）の値は、（Ｌ₂ ＋Ｓ₂ ）の値の２７％となっている。なお、スパイラル形状部１０および２０は磁気回路を形成しており、これらから発生する磁束による磁路長は、従来の先行技術のコイル部品と比べて短くなり、インダクタンスの向上およびデバイスのコンパクト化等が図れる。
【００２１】
以下、本発明のコイル部品と、従来のコイル部品との比較を簡潔に説明する。従来のコイル部品は、パターンの幅Ｌ（コイルの導体幅）およびパターンの間隔Ｓ（コイル間隔）が、それぞれ、スパイラル形状部のスパイラル１周の中で変化せず一定値をとる。
【００２２】
まず最初に、一定面積の基板上に一定のパターンの幅（導電幅）Ｌ₂ と一定のパターンの間隔（導電間隔）Ｓ₂ で変化させることなく巻線した従来品と、本発明品とを比較する。本発明品は、狭幅のＬ₁ 部分を含むために従来品と比べるとやや大きい直流抵抗になるが、一定面積の基板当たりの巻数は本発明品の方が多くなる。また、磁路長は本発明品の方が小さくなるためにインダクタンスは本発明品の方が格段と大きくなる。
【００２３】
次いで、一定面積の基板上に一定のパターンの幅Ｌ₁ と一定のパターンの間隔Ｓ₁ で変化させることなく巻線した従来品と本発明品とを比較する。本発明品は、この従来品と比べて巻線数は減ってしまうが、磁路長が短くなるのでインダクタンスそのものの差はほとんどなくなり、直流抵抗は本発明品の方が小さくなる。
【００２４】
このように、一定面積上にスパイラル形状部（コイル）をつくる場合、インダクタンスを上げるためにコイルの巻数を増やしていくと、パターンの幅（導電幅）は小さくなり、直流抵抗が上昇し、性能の低下につながる。この一方で直流抵抗を下げるためにパターンの幅（導電幅）を広くすると、巻数がかせげなくなりインダクタンスは低下してしまう。本発明は、効率的に巻かれたスパイラル形状部を備えおり、従来品と同じターン数を巻線した場合、インダクタンスは従来品よりも優れた性能を有する。また、従来品と同じインダクタンスとした場合、本発明は直流抵抗値を下げることができる。
【００２５】
次いで、本発明のコイル部品の第２の実施の形態を図３に基づいて説明する。図３は、第２の実施の形態であるコイル部品２の平面図である。このコイル部品２は、基板５の上に、２個の近接するスパイラル形状部１１および２１を備える導電性薄膜パターン３１が形成されている。スパイラル形状部１１および２１は、本実施の形態の場合、図面の中央部の近接部で連結された一繋がりの導電性薄膜パターン３１となっている。第２の実施の形態におけるスパイラル形状部１１および２１が、前記第１の実施の形態（図１）におけるスパイラル形状部１０および２０と異なるのは、スパイラル形状部１１および２１が互いに近接するエリア側Ｅ１（図面の中央部分）でのパターンの幅Ｌ₁ のみを、スパイラル形状部の遠方エリア側Ｅ２（図面の中央部分から離れた部分）でのパターンの幅Ｌ₂ と比べて、狭くしている点にある。スパイラル形状部の近接エリア側Ｅ１でのパターンの間隔Ｓ₁ と、スパイラル形状部の遠方エリア側Ｅ２でのパターンの間隔Ｓ₂ は図示のごとく同じである。このようにして、Ｌ₁ ＜Ｌ₂ とすることによって、近接エリア側Ｅ１における（Ｌ₁ ＋Ｓ₁ ）の値を、遠方エリア側Ｅ２における（Ｌ₂ ＋Ｓ₂ ）の値よりも小さくすることができる。遠方エリア側Ｅ２における（Ｌ₂ ＋Ｓ₂ ）に対する（Ｌ₁ ＋Ｓ₁ ）の比率（％）の好適な範囲は、すでに上述したとおりである。
【００２６】
次いで、本発明のコイル部品の第３の実施の形態を図４に基づいて説明する。図４は、第３の実施の形態であるコイル部品３の平面図である。このコイル部品３は、基板５の上に、２個の近接するスパイラル形状部１２および２２を備える導電性薄膜パターン３２が形成されている。スパイラル形状部１２および２２は、本実施の形態の場合、図面の中央部の近接部で連結された一繋がりの導電性薄膜パターン３２となっている。第３の実施の形態におけるスパイラル形状部１２および２２が、前記第１の実施の形態（図１）におけるスパイラル形状部１０および２０と異なるのは、スパイラル形状部１２および２２が互いに近接するエリア側Ｅ１（図面の中央部分）でのパターンの間隔Ｓ₁ を、スパイラル形状部の遠方エリア側Ｅ２（図面の中央部分から離れた部分）でのパターンの間隔Ｓ₂ と比べて、狭くしている点にある。スパイラル形状部の近接エリア側Ｅ１でのパターンの幅Ｌ₁ と、スパイラル形状部の遠方エリア側Ｅ２でのパターンの幅Ｌ₂ は同じである。このようにして、Ｓ₁ ＜Ｓ₂ とすることによって、近接エリア側Ｅ１における（Ｌ₁ ＋Ｓ₁ ）の値を、遠方エリア側Ｅ２における（Ｌ₂ ＋Ｓ₂ ）の値よりも小さくすることができる。遠方エリア側Ｅ２における（Ｌ₂ ＋Ｓ₂ ）に対する（Ｌ₁ ＋Ｓ₁ ）の比率（％）の好適な範囲は、すでに上述したとおりである。
【００２７】
次いで、本発明のコイル部品の第４の実施の形態を図５に基づいて説明する。図５は、第４の実施の形態であるコイル部品４の平面図である。このコイル部品４は、基板５の上に、４個の近接する変形スパイラル形状部１３，１４，１５および１６を備える導電性薄膜パターン３３が全体構成で略円形状となるように形成されている。４つの変形スパイラル形状部１３，１４，１５および１６は、図示のごとく互いに他のコイルと向かい合っている近接側エリア部分（図面の中央の十字部分）のパターンの間隔とパターンの幅（図面では一定幅で描かれているが、実際は、図１に示されるのと同じ技術が適用されている）が小さくしてある。符号１３ａ〜１６ａ，および１３ｂ〜１６ｂは、取り出し用の電極を示している。このように１素子あたりのスパイラル形状部の数や形状が変化しても、前述してきた他の実施形態と同様な効果が得られることがわかる。なお、コイル部品４において、４つの変形スパイラル形状部１３，１４，１５および１６は、それぞれ独立しており、近接部で連結されていない。本発明においては、複数のスパイラル形状部からそれぞれ発生される磁束の方向にのみ注意すれば、各スパイラル形状部は、独立して分離させてもよいし、あるいは近接部で連結させた一繋がりのパターンとしてもよい。
【００２８】
本発明における基板５としては、マセライト、アルミナ、ガラス、パーマロイ板、アモルファス薄板、あるいはフェライト、ポリイミドフィルム、ポリカーボネート樹脂等、公知の種々の材料を用いることができる。また、基体の導電性が高い場合には、適宜、非導電性の絶縁層をその上に形成したものを基板として用いることもなんら差し支えない。
【００２９】
スパイラル形状部を有するコイル導電性薄膜パターンは、銅、アルミニウム、金、銀等の導電性の高い材料が好適に用いられる。パターンの形成には、パターンめっき法や真空イオンミリング法、湿式エッチング法等が好ましく用いられる。さらに、本発明のコイル部品（薄膜デバイス）のコイルの磁路付近を磁性材料で構成することにより、より効率の良いデバイスを得ることが可能となる。このためには、薄膜コイルの上下および磁路付近に磁性材料、例えばフェライトや軟磁性薄膜を用いる。コイルとの間の絶縁が必要な場合には、適宜、絶縁層を設けるようにすればよい。
【００３０】
なお、本発明の実施の形態は、１つの基板の上に、コイル導電性薄膜パターンを一層設けた単層の場合のみ例示してきたが、この部品を公知の種々の手法を用いて何層にも積み重ねた積層のコイル部品としてもよい。
【００３１】
【実施例】
次に、具体的実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【００３２】
厚さ０．５ｍｍ、直径５インチのセラミック基板の上に、スパッタ法により下地層として０．２μｍのＣｕ膜を全面に成膜した。その後、フォトリソグラフィ手法により図１で代表されるコイル形状のレジストパターンを形成した。このコイルパターンの詳細仕様は下記表１に示される通り、種々作製した。
【００３３】
フレームめっき手法を用いて４μｍの電気銅めっきを行った後、レジスト剥離、イオンミリング法を用いて、余分なＣｕスパッタ膜の除去を行った。そして膜厚１０μｍの薄膜コイル構造を形成した。さらにポリイミド膜を絶縁層として形成、硬化処理した後、取り出し電極を形成し、ポリイミド膜を保護膜として最上部に設けた。個々の素子は２．１ｍｍ×１．２ｍｍのチップ形状であり、薄膜工程後に、個々の素子に切断した。さらに端部電極（電極パッド）を形成しチップインダクタンスとした。
【００３４】
各々の素子をＬＣメータを用い、インダクタンスおよび直流抵抗値を測定した。
【００３５】
結果を下記表１に示した。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【発明の効果】
上記の結果より本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明は、基板と、この基板の上に形成された少なくとも２個以上の近接するスパイラル形状部を備える導電性薄膜パターンと、を有するコイル部品であって、前記近接するスパイラル形状部は、当該スパイラル形状部の中心を通過する磁束の方向が互いに逆方向になるように構成されており、前記スパイラル形状部を構成するパターンの幅をＬ、隣接するパターンの間隔をＳとした場合、スパイラル形状部が互いに近接するエリア側における（Ｌ₁ ＋Ｓ₁ ）の値を、スパイラル形状部の遠方エリア側における（Ｌ₂ ＋Ｓ₂ ）の値よりも小さくしてなるように構成しているので、直流抵抗Ｒを下げたままでインダクタンスを上昇させ、素子サイズの小型化を同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コイル部品の第１の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図３】コイル部品の第２の実施の形態を示す平面図である。
【図４】コイル部品の第３の実施の形態を示す平面図である。
【図５】コイル部品の第４の実施の形態を示す平面図である。
【符号の説明】
１，２，３，４…コイル部品
１０，２０；１１，２１；１２，２２…スパイラル形状部
３０，３１，３２，３３…導電性薄膜パターン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coil component including at least two or more adjacent spiral-shaped portions, and relates to a coil component used for a thin film device such as a thin film inductance or a thin film transformer.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the miniaturization of electronic devices such as mobile phones, there is a demand for further miniaturization of individual electronic components used therein. In order to meet these demands, inductors, transformers, etc., which are coil components used in these electronic devices, are also thin films using thin film coils manufactured by a thin film deposition method or a photolithography technique from a bulk device in which a bulk conductive wire is wound. Moving to devices.
[0003]
For example, the size (surface area) of the thin film inductance is 1.6 mm × 0.8 mm or smaller, and it tends to be even smaller. And higher inductance and lower DC resistance are required.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the number N of windings is increased in order to increase the inductance, the element area becomes large, and there is a problem that the chip size cannot be reduced. On the other hand, if the pattern width (conductive width) L is reduced in order to increase the number N of windings without changing the element area, there arises a problem that the direct current resistance R of the element increases. Although it is important to increase the inductance while reducing the DC resistance R and to reduce the element size at the same time, the means for actually solving the problem is extremely difficult. In reality, no solution has been proposed.
[0005]
The present invention was devised under such circumstances, and its purpose is to provide a coil component capable of simultaneously increasing the inductance while reducing the DC resistance R and simultaneously reducing the element size. It is to provide.
[0006]
As a prior art related to the present invention, JP-A-9-82525 discloses a planar inductor having two spiral coils and an electronic component on which the planar inductor is mounted. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-199327 discloses a coil component having a coil pattern in which two spiral coil portions are connected. However, in the coil patterns disclosed in these prior arts, there is no technical disclosure regarding the setting of the pattern width and pattern interval, and the same operations and effects as those of the present invention cannot be obtained.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a coil component of the present invention is a coil component having a substrate and a conductive thin film pattern having at least two adjacent spiral-shaped portions formed on the substrate. The adjacent spiral shape portions are configured such that directions of magnetic fluxes passing through the centers of the spiral shape portions are opposite to each other, and the width of the pattern constituting the spiral shape portion is L, adjacent to each other. When the interval of the pattern to be performed is S, the value of (L ₁ + S ₁ ) on the area side where the spiral shape portions are close to each other is made smaller than the value of (L ₂ + S ₂ ) on the far area side of the spiral shape portion. It is comprised so that it may become.
[0008]
As a preferred embodiment of the present invention, the L ₁ value on the area side where the spiral shaped portions are close to each other is configured to be smaller than the L ₂ value on the far area side of the spiral shaped portion.
[0009]
As a preferred embodiment of the present invention, the S ₁ value on the area side where the spiral shaped portions are close to each other is configured to be smaller than the S ₂ value on the far area side of the spiral shaped portion.
[0010]
Further, as a preferred embodiment of the present invention, the values of L ₁ and S ₁ on the area side where the spiral shaped part is close to each other are made smaller than the values of L ₂ and S ₂ on the far side of the spiral shaped part. Configure.
[0011]
As a preferred embodiment of the present invention, the value of (L ₁ + S ₁ ) on the side of the area where the spiral shaped parts are close to each other is 5% of the value of (L ₂ + S ₂ ) on the far side of the spiral shaped part. It is configured to be within the range of 70% or less.
[0012]
As a preferred embodiment of the present invention, the value of (L ₁ + S ₁ ) on the area side where the spiral shaped parts are close to each other is 10% of the value of (L ₂ + S ₂ ) on the far side of the spiral shaped part. It is configured to be within the range of 50% or less.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the coil component of the present invention will be described in detail.
[0014]
1 and 2 show a first embodiment of a coil component according to the present invention. FIG. 1 is a plan view of the coil component 1 and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. is there.
[0015]
As shown in FIG. 1, a conductive thin film pattern 30 including two adjacent spiral-

shaped portions

10 and 20 is formed on a substrate 5. In the case of the present embodiment, the spiral-

shaped portions

10 and 20 form a continuous conductive thin film pattern 30 that is connected at a proximity portion at the center of the drawing.
[0016]
Wiring extraction electrodes 10a and 20a are formed at the center of the spiral-

shaped portions

10 and 20. Furthermore,

electrode pads

41 and 45 are respectively formed in the left and right end portions of the substrate 5. As an example of wiring, wiring is performed from the electrode pad 41 to the extraction electrode 10a, and wiring is performed from the extraction electrode 10b to the electrode pad 45. As a result, the current directions of the spiral-shaped portion 10 and the spiral-shaped portion 20 are reversed as shown in FIG. 2, and the magnetic fluxes passing through the central portions of the spiral-shaped portion 10 and the spiral-shaped portion 20 as shown in FIG. The directions of α) and magnetic flux (β) are opposite to each other. Thereby, the magnetic path M as shown in FIG. 2 is formed.
[0017]

Spiral shape parts

10 and 20 are the area sides where

spiral shape parts

10 and 20 are close to each other as shown in the figure, where L is the width of the pattern constituting the shape wound around the spiral and S is the interval between adjacent patterns. E1 spacing S ₁ of width L ₁ and the pattern of the pattern at (center portion of the drawing), the width L ₂ and the pattern of the pattern of the far area side E2 of the spiral-shaped portion (a portion away from the central portion of the drawing) compared with the interval S _2, it can be seen that has become both narrower.
[0018]
That is, the value of (L ₁ + S ₁ ) on the area side E1 where the spiral shaped

parts

10 and 20 are close to each other is (L ₂ + S ₂ ) on the far area side E2 of the spiral shaped part (a part away from the central part of the drawing). ) Is smaller than the value. The value of (L ₁ + S ₁ ) in the near area E1 is set to 70% or less, particularly preferably 50% or less, of the value of (L ₂ + S ₂ ) in the far area E2. If this value exceeds 70%, the effect of the present invention is not likely to appear. The lower limit of this value is not particularly limited, but is preferably 5% or more, particularly 10% or more from the viewpoint of productivity. In defining this numerical value of%, the value of (L ₂ + S ₂ ) is the same as the value of (L ₁ + S ₁ ), although it does not fluctuate so much across the far area E 2. The value of) also does not vary so much in the entire vicinity area E1, but the numerical value of the minimum value in the spiral shape portion is adopted.
[0019]
L1, S1 and L2, S2 are the minimum value and the maximum value in each region, respectively. It is also possible to continuously change between the maximum value and the minimum value instead of selecting one of the two values for both L and S. For example, the center of the proximity portion is L1, the center portion on the opposite side is L2, and the space between them is continuously changed to form a smooth curve with a width between L1 and L2 toward the center of the proximity portion. Is also possible. Of course, the change from L1 to L2 is stepwise, and for example, a configuration having three types of widths such as L1, (L1 + L2) / 2, and L2 is possible.
[0020]
The structure of the spiral-shaped

portions

10 and 20 shown in FIG. 1 is illustrated using specific numerical values. The pattern width L ₁ = 5 μm and the pattern interval S ₁ = 3 μm on the near area side E1; The pattern width L ₂ = 20 μm and the pattern interval S ₂ = 10 μm, and the value of (L ₁ + S ₁ ) is 27% of the value of (L ₂ + S ₂ ). The spiral-shaped

portions

10 and 20 form a magnetic circuit, and the magnetic path length due to the magnetic flux generated therefrom is shorter than that of the conventional prior art coil component, so that the inductance is improved and the device is made compact. Can be planned.
[0021]
Hereinafter, a comparison between the coil component of the present invention and a conventional coil component will be briefly described. In the conventional coil component, the pattern width L (coil conductor width) and the pattern interval S (coil interval) do not change within one spiral of the spiral-shaped portion, and take constant values.
[0022]
First, a conventional product wound on a substrate having a constant area with a constant pattern width (conducting width) L ₂ and a constant pattern interval (conducting interval) S ₂ , and a product of the present invention. Compare. Since the product of the present invention includes a narrow L ₁ portion, the direct current resistance is slightly larger than that of the conventional product, but the number of turns per substrate of a certain area is greater in the product of the present invention. Further, since the magnetic path length of the product of the present invention becomes smaller, the inductance of the product of the present invention becomes much larger.
[0023]
Next, the product of the present invention is compared with the product of the present invention which is wound on the substrate having a constant area without changing with the constant pattern width L ₁ and the constant pattern interval S ₁ . The product of the present invention reduces the number of windings compared to the conventional product, but since the magnetic path length is shortened, there is almost no difference in inductance itself, and the direct current resistance is smaller in the product of the present invention.
[0024]
Thus, when creating a spiral-shaped part (coil) on a certain area, if the number of turns of the coil is increased in order to increase the inductance, the pattern width (conducting width) decreases, the DC resistance increases, and the performance Leading to a decline. On the other hand, if the width of the pattern (conducting width) is increased in order to reduce the direct current resistance, the number of turns cannot be reduced and the inductance decreases. The present invention includes a spirally wound portion that is efficiently wound. When the same number of turns as a conventional product is wound, the inductance has a performance superior to that of the conventional product. Further, when the inductance is the same as that of the conventional product, the present invention can reduce the DC resistance value.
[0025]
Next, a second embodiment of the coil component of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a plan view of the coil component 2 according to the second embodiment. In the coil component 2, a conductive thin film pattern 31 including two adjacent spiral-shaped

portions

11 and 21 is formed on a substrate 5. In the case of the present embodiment, the spiral-shaped

portions

11 and 21 form a continuous conductive thin film pattern 31 that is connected at a proximity portion at the center of the drawing. The

spiral shape parts

11 and 21 in the second embodiment are different from the

spiral shape parts

10 and 20 in the first embodiment (FIG. 1) in that the

spiral shape parts

11 and 21 are close to each other. Only the width L ₁ of the pattern at E1 (the center portion of the drawing) is made narrower than the width L ₂ of the pattern at the far area side E2 (the portion away from the center portion of the drawing) of the spiral shape portion. In the point. The distance S ₁ of the pattern in a close area side E1 of the spiral portion, the spacing S ₂ of the pattern of the far area side E2 of the spiral portion is the same as shown in the drawing. In this way, by setting L ₁ <L ₂ , the value of (L ₁ + S ₁ ) on the near area side E1 can be made smaller than the value of (L ₂ + S ₂ ) on the far area side E2. . The preferable range of the ratio (%) of (L ₁ + S ₁ ) to (L ₂ + S ₂ ) in the far area side E2 is as described above.
[0026]
Next, a third embodiment of the coil component of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a plan view of the coil component 3 according to the third embodiment. In this coil component 3, a conductive thin film pattern 32 including two adjacent spiral-shaped

portions

12 and 22 is formed on a substrate 5. In the case of the present embodiment, the spiral-shaped

portions

12 and 22 form a continuous conductive thin film pattern 32 that is connected at a proximity portion at the center of the drawing. The

spiral shape portions

12 and 22 in the third embodiment are different from the

spiral shape portions

10 and 20 in the first embodiment (FIG. 1) in that the

spiral shape portions

12 and 22 are close to each other. The pattern interval S ₁ at E1 (center portion of the drawing) is narrower than the pattern interval S ₂ at the far area side E2 (part away from the center portion of the drawing) of the spiral-shaped portion. It is in. The width L ₁ of the pattern in a close area side E1 of the spiral portion, the width L ₂ of the pattern of the far area side E2 of the spiral portion is the same. In this way, by setting S ₁ <S ₂ , the value of (L ₁ + S ₁ ) on the near area side E ₁ can be made smaller than the value of (L ₂ + S ₂ ) on the far area side E _2. . The preferable range of the ratio (%) of (L ₁ + S ₁ ) to (L ₂ + S ₂ ) in the far area side E2 is as described above.
[0027]
Next, a fourth embodiment of the coil component of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a plan view of the coil component 4 according to the fourth embodiment. The coil component 4 is formed on a substrate 5 such that a conductive thin film pattern 33 including four adjacent deformed spiral-shaped

portions

13, 14, 15, and 16 has a substantially circular shape as a whole. . As shown in the figure, the four deformed spiral-shaped

portions

13, 14, 15 and 16 have a pattern interval and a pattern width (constant in the drawing) of the adjacent area portion (cross portion in the center of the drawing) facing each other coil. Although drawn in width, in practice the same technique as shown in FIG. 1 is applied). Reference numerals 13a to 16a and 13b to 16b denote extraction electrodes. Thus, it can be seen that even if the number and shape of spiral-shaped portions per element change, the same effects as those of the other embodiments described above can be obtained. In the coil component 4, the four deformed spiral-shaped

portions

13, 14, 15, and 16 are independent from each other and are not connected at the proximity portion. In the present invention, if attention is paid only to the direction of magnetic flux generated from each of the plurality of spiral-shaped portions, each spiral-shaped portion may be separated independently, or a single chain connected at the proximity portion. It is good also as a pattern.
[0028]
As the substrate 5 in the present invention, various known materials such as macerite, alumina, glass, permalloy plate, amorphous thin plate, ferrite, polyimide film, polycarbonate resin and the like can be used. Further, when the substrate has high conductivity, it is possible to use a substrate in which a non-conductive insulating layer is appropriately formed as a substrate.
[0029]
A highly conductive material such as copper, aluminum, gold, or silver is preferably used for the coil conductive thin film pattern having the spiral shape portion. For pattern formation, pattern plating, vacuum ion milling, wet etching, and the like are preferably used. Furthermore, it is possible to obtain a more efficient device by configuring the vicinity of the magnetic path of the coil of the coil component (thin film device) of the present invention with a magnetic material. For this purpose, a magnetic material such as ferrite or a soft magnetic thin film is used above and below the thin film coil and near the magnetic path. If insulation from the coil is necessary, an insulating layer may be provided as appropriate.
[0030]
Although the embodiment of the present invention has been illustrated only in the case of a single layer in which a single layer of a coil conductive thin film pattern is provided on one substrate, the number of layers of this component can be increased using various known methods. Alternatively, stacked coil parts may be used.
[0031]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with specific examples.
[0032]
On a ceramic substrate having a thickness of 0.5 mm and a diameter of 5 inches, a Cu film having a thickness of 0.2 μm was formed on the entire surface by sputtering. Thereafter, a resist pattern having a coil shape represented by FIG. 1 was formed by a photolithography technique. Various specifications of the coil pattern were produced as shown in Table 1 below.
[0033]
After performing copper electroplating of 4 μm using the frame plating method, the excess Cu sputtered film was removed using resist stripping and ion milling. A thin film coil structure having a thickness of 10 μm was formed. Further, after forming and curing a polyimide film as an insulating layer, an extraction electrode was formed, and the polyimide film was provided on the top as a protective film. Each element has a chip shape of 2.1 mm × 1.2 mm, and was cut into individual elements after the thin film process. Further, an end electrode (electrode pad) was formed as a chip inductance.
[0034]
Each element was measured for inductance and DC resistance using an LC meter.
[0035]
The results are shown in Table 1 below.
[0036]
[Table 1]

[0037]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are clear from the above results. That is, the present invention is a coil component having a substrate and a conductive thin film pattern including at least two adjacent spiral-shaped portions formed on the substrate, wherein the adjacent spiral-shaped portions are , The direction of the magnetic flux passing through the center of the spiral shape portion is configured to be opposite to each other, the width of the pattern constituting the spiral shape portion is L, and the interval between adjacent patterns is S, Since the value of (L ₁ + S ₁ ) on the side of the area where the spiral shaped parts are close to each other is configured to be smaller than the value of (L ₂ + S ₂ ) on the far side of the spiral shaped part, The inductance can be increased while the direct current resistance R is lowered, and the element size can be reduced at the same time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a coil component.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the coil component.
FIG. 4 is a plan view showing a third embodiment of a coil component.
FIG. 5 is a plan view showing a fourth embodiment of the coil component.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3, 4 ...

Coil parts

10, 20; 11, 21; 12, 22 ... Spiral shaped

portions

30, 31, 32, 33 ... conductive thin film patterns

Claims

A substrate,
A conductive thin film pattern having at least two or more adjacent spiral-shaped portions formed on the substrate, and a coil component comprising:
The adjacent spiral shapes are configured such that the directions of magnetic flux passing through the center of the spiral shapes are opposite to each other.
When the width of the pattern constituting the spiral shape portion is L and the interval between adjacent patterns is S, the value of (L ₁ + S ₁ ) on the area side where the spiral shape portions are close to each other is expressed as the far area of the spiral shape portion. Coil parts characterized by being made smaller than the value of (L ₂ + S ₂ ) on the side.

The coil component according to claim ₁ , wherein the value of L _{1 on} the side of the area where the spiral shaped parts are close to each other is made smaller than the value of L ₂ on the far side of the spiral shaped part.

The value of S ₁ in the area side spiral portion are close to each other, a coil component according to claim 1 comprising smaller than the value of S ₂ in the distance area side of the spiral portion.

The coil component according to claim ₁ , wherein the values of L ₁ and S _{1 on} the side of the area where the spiral shaped part is close to each other are made smaller than the values of L ₂ and S ₂ on the far side of the spiral shaped part.

The value of (L ₁ + S ₁ ) on the area side where the spiral shape portions are close to each other is in the range of 5% to 70% with respect to the value of (L ₂ + S ₂ ) on the far area side of the spiral shape portion. The coil component according to claim 1.

The value of (L ₁ + S ₁ ) on the area side where the spiral shaped parts are close to each other is in the range of 10% to 50% with respect to the value of (L ₂ + S ₂ ) on the far side of the spiral shaped part. The coil component according to claim 1.