專利名稱：立體式電感的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種電感，特別是有關(guān)于一種立體式電感。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)電感的結(jié)構(gòu)如圖Ia所示的平面螺旋形繞線。平面螺旋結(jié)構(gòu)有一些明顯的缺點(diǎn)，特別是當(dāng)集成電路的電路密度高時(shí)，以及當(dāng)電感是用在高頻集成電路中時(shí)。首先，因?yàn)楦鱾€(gè)循環(huán)都位于同一個(gè)平面中，所以各循環(huán)的截面積皆不相同，造成電感的凈電感值不容易精確控制。另外，因?yàn)樾纬呻姼械牟牧鲜菍?dǎo)體，所以周圍的介電質(zhì)與導(dǎo)體將和電感耦合而形成所謂的寄生電容，特別是電感與硅底材之間，更容易發(fā)生強(qiáng)烈的耦合。由于寄生電容所導(dǎo)致的能量耗損隨頻率升高而增加，電感品質(zhì)參數(shù)Q在高頻時(shí)將明顯退化，因此這個(gè)缺點(diǎn)在高頻集成電路將成為重大缺失。為克服上述缺點(diǎn)，后來又發(fā)展出三維螺線型電感，例如圖Ib與圖Ic所示的電感。 雖然線圈是位于不同平面上，然而線圈繞線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)還是同一個(gè)方向。其金屬導(dǎo)線重疊部分所產(chǎn)生的寄生電容，導(dǎo)致電感的自振頻率下降，減少電感的可應(yīng)用頻率范圍。另有一種三維螺線型電感，如圖Id與Ie所示，其占用的電感空間大，且設(shè)計(jì)的復(fù)雜度高，在制程上不易實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種立體式電感。本發(fā)明提供一種立體式電感，形成于至少一基板上?；灏ㄒ唤殡妼蛹暗谝慌c第二導(dǎo)線層。立體電感包括第一線圈及第二線圈，第二線圈電性連接第一線圈，第一線圈位于基板的第一平面且形成于第一導(dǎo)線層。第二線圈位于基板的第二平面且形成于第二導(dǎo)線層及介電層。其中第一平面非平行或垂直第二平面，使得第一線圈與第二線圈產(chǎn)生非互相平行或垂直的磁場(chǎng)。本發(fā)明另提供一種立體式電感，其形成于一多層板之中。多層板包括至少一介電層及至少二導(dǎo)線層。立體電感包括第一線圈及第二線圈，第二線圈電性連接第一線圈。第一線圈位于多層板的第一平面且形成于第一導(dǎo)線層。第二線圈電性連接第一線圈。第二線圈位于多層板的第二平面，第二線圈可經(jīng)過多個(gè)介電層與多個(gè)導(dǎo)線層。其中第一平面非平行或垂直第二平面，使得第一組線圈與第二組線圈產(chǎn)生非互相平行或垂直的磁場(chǎng)。以上所述的立體式電感不僅有效利用空間，且具有較高的品質(zhì)因子，以及較高的自振頻率，因此提高電感可應(yīng)用的頻率范圍。


圖Ia是傳統(tǒng)的平面式電感；圖Ib-Ic是傳統(tǒng)的三維螺線型電感；圖Id是另一種傳統(tǒng)的三維螺線型電感的上視圖Ie是另一種傳統(tǒng)的三維螺線型電感的立體圖；圖2是本發(fā)明的立體式電感的一實(shí)施例的示意圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的多層板結(jié)構(gòu)；圖如是本發(fā)明的立體式電感的一實(shí)施例的示意圖；圖4b是圖如的立體式電感的磁場(chǎng)的示意圖；圖fe-恥是本發(fā)明的立體式電感的一實(shí)施例；圖6a_6b是本發(fā)明的立體式電感的一實(shí)施例；圖7a_7b是本發(fā)明的立體式電感的一實(shí)施例；圖8a_8b是本發(fā)明的立體式電感的一實(shí)施例；圖9a_9b是本發(fā)明的立體式電感的一實(shí)施例；圖IOa-IOb是本發(fā)明的立體式電感的一實(shí)施例；圖Ila-Ilb是本發(fā)明的立體式電感的一實(shí)施例；圖12a_12b是平面式螺線型電感與的本發(fā)明立體式電感的感值-頻率曲線以及品質(zhì)因素-頻率曲線的示意圖；以及圖13a_13b是傳統(tǒng)三維螺線型電感與本發(fā)明立體式電感的感值-頻率曲線以及品質(zhì)因素-頻率曲線的示意圖。主要組件符號(hào)說明200、400、500、600、700 立體式電感210 基板220、240、Ll-LlO 導(dǎo)線層230、M1_M9 介電層202、402、502、602、702 第一線圈204、404、504、604、704 第二線圈504a、508a 金屬線504b、5(Mc、508b、508c 介孔導(dǎo)線506、606 第一次級(jí)線圈508 第二次級(jí)線圈205、505、605、705、207、507、607、707 外部端點(diǎn)706 第三線圈708 第四線圈709 連接介孔711 連接線520、620、720 第一導(dǎo)磁材料540、640、740 第二導(dǎo)磁材料760 第三導(dǎo)磁材料710 第五線圈712 第六線圈
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下圖2是本發(fā)明的立體式電感的一實(shí)施例的示意圖。立體式電感200形成于一個(gè)基板210上?；?10包括介電層230及第一導(dǎo)線層220與第二導(dǎo)線層M0。立體式電感200 包括第一線圈202及第二線圈204。第二線圈204電性連接第一線圈202。第一線圈202 位于基板210的第一平面且形成于第一導(dǎo)線層220。第二線圈204位于基板210的第二平面且形成于第一導(dǎo)線層220、第二導(dǎo)線層240及介電層230之中，(例如由第一導(dǎo)線層220 經(jīng)過介電層230到第二導(dǎo)線層M0，再由介電層230回到第一導(dǎo)線層220)。其中第一平面非平行或垂直第二平面，使得第一線圈202與第二線圈204產(chǎn)生非互相平行或垂直的磁場(chǎng)。 其中第一平面定義為與基板210及第一導(dǎo)線層220、第二導(dǎo)線層240平行，而第二平面定義為與基板210及第一導(dǎo)線層220、第二導(dǎo)線層240垂直。圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的多層板結(jié)構(gòu)。于本實(shí)施例中，多層板結(jié)構(gòu)包括介電層 Ml到M9以及導(dǎo)線層Ll到L10。立體式電感生長于多層板結(jié)構(gòu)之中。其中，介電層M3、M7 可為具有高介電常數(shù)(high dielectric constant, high DK)的銅箔基板(Copper clad laminate，CCL)，而其他介電層M1、M2、M4 M6、M8、M9為預(yù)浸膠片(Pre-Preg)。其中，銅箔基板在PCB領(lǐng)域是指將基板材料于上下面加入銅箔，并經(jīng)高溫壓合后的C-Styge基板。預(yù)浸膠片，在PCB領(lǐng)域是指將玻璃纖維布經(jīng)浸入有機(jī)樹脂膠中，再做熱烘而成的B-Stage基板材料。于另一實(shí)施例中，多層板結(jié)構(gòu)可能由至少一個(gè)介電層及至少二個(gè)導(dǎo)線層所組成，例如介電層Ml以及導(dǎo)線層Ll與L2，或者介電層Ml到M5以及導(dǎo)線層Ll到L6，但不限于此。于一實(shí)施例中，立體式電感可成長于多層板結(jié)構(gòu)的至少任何兩個(gè)導(dǎo)線層之間。例如只成長于導(dǎo)線層L2到L3之間(貫穿過介電層M2)，或成長于導(dǎo)線層L4到LlO之間(貫穿過介電層 M4-M9)，但不限于此。圖如本發(fā)明的立體式電感的示意圖。立體式電感400可包括位于第一平面的第一線圈402及位于第二平面的第二線圈404，且第一線圈402與第二線圈404電性連接。其中第一平面與第二平面非平行或垂直相交，因此使第一線圈402與第二線圈404亦呈非平行或垂直。第一線圈402形成于第一導(dǎo)線層，于本實(shí)施例中是導(dǎo)線層Li，但不限于此。此外，第二線圈404不同于形成于第一導(dǎo)線層上的第一線圈402，第二線圈404是形成于導(dǎo)線層及介電層之中(亦即是貫穿過至少一個(gè)介電層與至少一個(gè)導(dǎo)線層)。于本實(shí)施例中，第二線圈404由導(dǎo)線層Ll貫穿介電層M1-M9及導(dǎo)線層L2-L9到導(dǎo)線層L10，但不限于此。由于第一平面非平行或垂直第二平面，使得第一線圈402與第二線圈404也是非平行或垂直地而產(chǎn)生非互相平行的磁場(chǎng)。圖4b本發(fā)明的立體式電感的磁場(chǎng)的一示意圖。若根據(jù)圖如的立體電感的示意圖來說明，磁場(chǎng)B1是XY平面的線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)化則是TL平面的線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。圖如-恥是本發(fā)明的立體式電感的一實(shí)施例。于本實(shí)施例中，立體式電感包括在同一個(gè)平面的單一線圈以及另一平面的單一線圈。其中線圈數(shù)是至少四分之一圈。參考圖 5a，立體式電感500包括第一線圈502、第二線圈504、第一次級(jí)線圈506及第二次級(jí)線圈 508。第一線圈502形成于介電層Ml上的導(dǎo)線層Li，但不限此。第一線圈502為四分之一圈數(shù)的線圈。第一線圈502位于第一平面，例如是XY平面。第二線圈504電性連接第一線圈502，且貫穿介電層M1-M9及導(dǎo)線層L2-L9而形成在介電層M1-M9及導(dǎo)線層Ll-LlO之中，但不限于此。于另一實(shí)施例中，第二線圈504可能貫穿介電層M1-M5與導(dǎo)線層L2-L5而形成在介電層M1-M5以及導(dǎo)線層L1-L6之中，或形成在介電層Ml以及導(dǎo)線層L1-L2之中，但不限于此。第二線圈504位于第二平面，例如)(Z平面。其中第二線圈504包括至少一金屬線50 及二介孔導(dǎo)線504b、504c，舉例來說，金屬線50 可能形成于導(dǎo)線層L10，而介孔導(dǎo)線504b與5(Mc都貫穿介電層M1-M9及導(dǎo)線層Ll-LlO且連接金屬線50如。介孔導(dǎo)線可以是多邊形或是圓形。再參考圖5a，于另一實(shí)施例中，立體式電感包括在同一個(gè)平面的數(shù)個(gè)線圈以及另一平面的數(shù)個(gè)線圈。立體電感500包括位于XY平面的一個(gè)四分之一螺旋形狀的線圈，如第一線圈502，與一個(gè)半螺旋形狀的次級(jí)線圈，如第一次級(jí)線圈506，以及位于TL面的二個(gè)半螺旋形狀的線圈，例如第二線圈504與第二次級(jí)線圈508。其中第二線圈504分別電性連接第一線圈502與半螺旋形狀的第一次級(jí)線圈506且第一線圈502與半螺旋形狀的第一次級(jí)線圈506形成于導(dǎo)線層Li。半螺旋形狀的第二次級(jí)線圈508電性連接第一次級(jí)線圈506， 且第二次級(jí)線圈508形成于介電層M1-M8及導(dǎo)線層L1-L9之中。其中第二線圈504包括至少一金屬線50 及二介孔導(dǎo)線504b、504c，金屬線50 形成于第二導(dǎo)線層L10，而介孔導(dǎo)線504b與5(Mc都貫穿介電層M1-M9及導(dǎo)線層Ll-LlO且連接金屬線50如。第二次級(jí)線圈 508包括至少一金屬線508a及二介孔導(dǎo)線508b、508c，金屬線508a形成于導(dǎo)線層L9，介孔導(dǎo)線508b與508c均貫穿介電層M1-M8及導(dǎo)線層L1-L9且連接金屬線508a。此外，第一線圈502設(shè)有一外部端點(diǎn)505，而第二次級(jí)線圈508設(shè)有一外部端點(diǎn)507。于另一實(shí)施例中， 可能包括數(shù)個(gè)第一次級(jí)線圈及數(shù)個(gè)第二次級(jí)線圈。因此，第一平面，如XY平面，與第二平面，如YL平面，非平行或垂直相交，因此使第一線圈502與第二線圈504亦呈非平行或垂直，及第一次級(jí)線圈506與第二次級(jí)線圈508亦呈非平行或垂直。其中第一線圈502與第一次級(jí)線圈506可位于同一平面或非同一平面， 而第二線圈504與第二次級(jí)線圈508可位于同一平面或非同一平面。參考圖5b，于另一實(shí)施例中，為了增高電感的功效，立體式電感500還包括第一導(dǎo)磁材料520及第二導(dǎo)磁材料M0。第一導(dǎo)磁材料520垂直地設(shè)置于第一線圈502的中心，而第二導(dǎo)磁材料540垂直地設(shè)置于第二線圈504的中心。于另一實(shí)施例中，參考圖6a，第二線圈604可位于H平面。立體式電感600包括位于XY平面的一半螺旋形狀的線圈以及位于TL平面的一半螺旋形狀的線圈。例如第一線圈602與第二線圈604。因此，XY平面與YL平面非平行或垂直相交使得XY平面的一半螺旋形狀的線圈以及位于TL平面的一半螺旋形狀的線圈呈非平行或垂直。XY平面的一半螺旋形狀的線圈設(shè)有一外部端點(diǎn)605，而XY平面的另一半螺旋形狀的線圈(亦即是第一次級(jí)線圈606)設(shè)有一外部端點(diǎn)607。XY平面的一半螺旋形狀的線圈與XY平面的另一半螺旋形狀的線圈位于同平面或非同平面。于另一實(shí)施例中，參考圖6b，為了增高電感的功效，會(huì)設(shè)置導(dǎo)磁材料于貫穿線圈中心。立體式電感600還包括第一導(dǎo)磁材料620及第二導(dǎo)磁材料640。第一導(dǎo)磁材料620垂直地設(shè)置于第一組線圈602的中心，而第二導(dǎo)磁材料640垂直地設(shè)置于第二組線圈604的中心。另外，于一實(shí)施例中，繞線的方式除了由外而內(nèi)之外，例如圖fe所示，先繞在外圍的第一線圈502與第二線圈504，之后再繞內(nèi)部的第一次級(jí)線圈506及第二次級(jí)線圈508。 于另一實(shí)施例中，繞線方式亦可以由內(nèi)而外。又，于一實(shí)施例中，繞線方式可能如圖fe所示的四角形螺旋形狀繞線。于另一實(shí)施例中，繞線方式可以是多角形的螺旋形狀繞線或是圓形的螺旋形狀繞線。于一實(shí)施例中，立體式電感包括一平面的螺旋形狀的第一線圈及另一平面的螺旋形狀的第二線圈。第一線圈與第二線圈可能有一或更多的圈數(shù)。圖7a_7b是本發(fā)明的立體式電感的另一實(shí)施例。立體式電感700包括第一線圈 702及第二線圈704。第一線圈702形成于介電層Ml上的導(dǎo)線層Li，但不限此。第一線圈 702位于第一平面，例如是XY平面。第二線圈704電性連接第一線圈702，其形成于介電層 M3-M9及導(dǎo)線層L2-L10之中(包括貫穿介電層M3-M9及導(dǎo)線層L3-L9)，但不限于此。第二線圈704位于第二平面，例如TL平面。第一平面非平行或垂直第二平面，使得第一線圈 702與第二線圈704產(chǎn)生非互相平行或垂直的磁場(chǎng)。此外，在繞線時(shí)，可能需要利用連接介孔709及連接線711連接第一線圈702及第二線圈704。第一線圈702與第二線圈704可為多個(gè)圈數(shù)的線圈。連接介孔709可以是多邊形或是圓形。因此，XY平面與YL平面非平行或垂直相交，因此使XY平面的線圈以及位于YL平面的線圈呈非平行或垂直。XY平面的第一線圈702設(shè)有一外部端點(diǎn)705，而XY平面的設(shè)有一外部端點(diǎn)707。于本實(shí)施例中，繞線路徑是由第一線圈702到第二線圈704，亦可能先繞第二線圈 704再繞第一線圈702。于另一實(shí)施例中，參考圖7b，為了增高電感的功效，會(huì)設(shè)置導(dǎo)磁材料貫穿于線圈中心。立體式電感700還包括第一導(dǎo)磁材料720及第二導(dǎo)磁材料740。第一導(dǎo)磁材料720垂直地設(shè)置于第一組線圈702的中心，而第二導(dǎo)磁材料740垂直地設(shè)置于第二組線圈704的中心。圖8a是本發(fā)明的立體式電感的另一實(shí)施例。立體式電感700包括第一線圈702、 第二線圈704以及第三線圈706。第一線圈702形成于介電層Ml上的導(dǎo)線層Li，但不限此。 第一線圈702位于第一平面，例如是XY平面。第二線圈704電性連接第一線圈702，其形成于介電層M3-M9及導(dǎo)線層L2-L10之中(包括貫穿介電層M3-M9及導(dǎo)線層L3-L9)，但不限于此。第二線圈704位于第二平面，例如)(Z平面。第一平面非平行或垂直第二平面，使得第一線圈702與第二線圈704產(chǎn)生非互相平行或垂直的磁場(chǎng)。第三線圈706電性連接第一線圈702。第三組線圈706位于第三平面，例如YL平面，且其形成于介電層M3-M9及導(dǎo)線層L2-L10之中(包括貫穿介電層M3-M9及導(dǎo)線層L3-L9)，但不限于此。第三平面垂直第一平面且平行第二平面。此外，在繞線時(shí)，可能需要利用連接介孔709及連接線711在每一線圈轉(zhuǎn)折處連接線圈彼此。第一線圈702與第二線圈704可為多個(gè)圈數(shù)的線圈。于本實(shí)施例中，繞線路徑是由第二線圈704到第一線圈702再到第三線圈706，但不限于此。于另一實(shí)施例中，參考圖8b，為了增高電感的功效，立體電感700還包括第一導(dǎo)磁材料720及第二導(dǎo)磁材料740。第一導(dǎo)磁材料720垂直地設(shè)置于該第一線圈702的中心。 第二導(dǎo)磁材料740垂直地設(shè)置于第二線圈704及第三線圈706的中心。圖9a是本發(fā)明的立體式電感的另一實(shí)施例。立體式電感700還包括第四線圈708， 其電性連接一線圈，可以是第一線圈702、第二線圈704或第三線圈706。第四線圈708位于第四平面，例如TL平面，且其形成于介電層M3-M9及導(dǎo)線層L2-L10之中(包括貫穿介電層 M3-M9及導(dǎo)線層L3-L9)，但不限于此。第四平面垂直第一平面、第二平面與第三平面。于本實(shí)施例中，繞線路徑是由第二線圈704到第一線圈702到第三線圈706再到第四線圈708， 但不限于此。于另一實(shí)施例中，參考圖％，為了增高電感的功效，立體式電感700還包括第一導(dǎo)磁材料720、第二導(dǎo)磁材料740及第三導(dǎo)磁材料760。第一導(dǎo)磁材料720垂直地設(shè)置于第一線圈702的中心。第二導(dǎo)磁材料740垂直地設(shè)置于第二線圈704及第三線圈706的中心。 第三導(dǎo)磁材料760垂直地設(shè)置于第四線圈708的中心。圖IOa是本發(fā)明的立體式電感的另一實(shí)施例。立體式電感700還包括第五線圈 710，其電性連接一線圈，可以是第一線圈702、第二線圈704、第三線圈706或第四線圈708。 第五線圈710位于第五平面，例如TL平面，且其形成于介電層M3-M9及導(dǎo)線層L2-L10之中 (包括貫穿介電層M3-M9及導(dǎo)線層L3-L9)。第五平面垂直第一平面、第二平面與第三平面且平行第四平面。于本實(shí)施例中，繞線路徑是由第二線圈704到第四線圈708到第一線圈 702到第五線圈710圈再到第三線圈706，但不限于此。于另一實(shí)施例中，參考圖10b，為了增高電感的功效，立體電感還包括第一導(dǎo)磁材料720、第二導(dǎo)磁材料740及第三導(dǎo)磁材料760。第一導(dǎo)磁材料720垂直地設(shè)置于第一線圈 702的中心。第二導(dǎo)磁材料740垂直地設(shè)置于第二線圈704及第三線圈706的中心。第三導(dǎo)磁材料760垂直地設(shè)置于第四線圈708及第五線圈710的中心。圖Ila是本發(fā)明的立體式電感的另一實(shí)施例。于一實(shí)施例中，立體式電感700更包括第六線圈712，其電性連接一線圈，可以是第一線圈702、第二線圈704、第三線圈706、 第四線圈708或第五線圈710。第六線圈712位于第六平面，例如XY平面，且其形成于導(dǎo)線層L10。第六平面垂直第二平面、第三平面、第四平面與第五平面且平行第一平面。于本實(shí)施例中，繞線路徑可能是由第二線圈704到第四線圈708到第一線圈702到第五線圈710 再到第六線圈712，最后到第三線圈706，但不限于此。于另一實(shí)施例中，參考圖11b，為了增高電感的功效，立體式電感700還包括第一導(dǎo)磁材料720、第二導(dǎo)磁材料740及第三導(dǎo)磁材料760。第一導(dǎo)磁材料720垂直地設(shè)置于第一線圈702與第六線圈712的中心。第二導(dǎo)磁材料740垂直地設(shè)置于第二線圈704與第三線圈706的中心。第三導(dǎo)磁材料760垂直地設(shè)置于第四線圈708與第五線圈710的中心。于上述實(shí)施例中，每一線圈之間通過一介孔連接線或一金屬連接線彼此連接。第一線圈、第二線圈、第三線圈、第四線圈、第五線圈及第六線圈可以是一個(gè)圈數(shù)以上的螺旋形狀，可能是多角形或圓形的螺旋形狀。而且繞線方式可以由內(nèi)圈向外圈擴(kuò)大繞線，亦可以由外圈向內(nèi)圈縮小繞線。第二線圈、第三線圈、第四線圈、第五線圈包括至少一金屬線及二介孔導(dǎo)線而形成一圈。于本實(shí)施例中，金屬線可形成于導(dǎo)線層Ll-LlO的任何一層。介孔導(dǎo)線則可貫穿介電層M1-M9與導(dǎo)線層L1-10以連接金屬線。介電層可能是高介電常數(shù)、低介電常數(shù)或?qū)Т挪牧?，但不限于此。常用的磁性材料有鐵磁材料與陶瓷化合物。由上所知，同一平面的各線圈可依實(shí)際需求設(shè)計(jì)為1/4圈、半圈、一圈、二圈至多圈的結(jié)構(gòu)。于一實(shí)施例中，立體式電感適用于印刷電路板(PCB)制程、低溫共燒陶瓷(LTCC) 制程、集成電路制程、薄膜制程、厚膜制程或其它內(nèi)藏電感制程。
圖12a_12b是平面式螺線型電感與的本發(fā)明立體式電感的感值-頻率曲線的示意圖。于本實(shí)施例中，比較基準(zhǔn)是在于平面式螺線型電感(參考圖la)與立體式電感(參考圖 7a)的感值相同之下。參考圖12a，兩者的自振頻率相當(dāng)接近(曲線重疊)，都是大約6GHz。 參考圖12b，平面式螺線型電感的Q值與頻率之間的關(guān)系以虛線曲線A表示，立體式電感的 Q值與頻率之間的關(guān)系以實(shí)線曲線B表示?？砂l(fā)現(xiàn)到，當(dāng)在頻率大約l-5GHz之間時(shí)，立體式電感的Q值明顯優(yōu)于平面式螺線型電感的Q值。圖13a_i;3b是傳統(tǒng)三維螺線型電感與本發(fā)明立體式電感的品質(zhì)因素-頻率曲線的示意圖。于本實(shí)施例中，比較基準(zhǔn)是在于傳統(tǒng)三維螺線型電感(參考圖Ic)與本發(fā)明立體式電感(參考圖7a)的感值相同之下。參考圖13a，傳統(tǒng)三維螺線型電感的自振頻率大約是4. 5GHz，立體式電感的自振頻率大約是6GHz，分別如虛線曲線C與實(shí)線曲線D所示。參考圖13b，傳統(tǒng)三維螺線型電感的Q值與頻率之間的關(guān)系以虛線曲線E表示，立體式電感的 Q值與頻率之間的關(guān)系以實(shí)線曲線F表示?？砂l(fā)現(xiàn)到在高頻2-8GHz區(qū)間，立體式電感的Q 值明顯優(yōu)于傳統(tǒng)三維螺線型電感的Q值。因此，本案的立體電感不僅有效利用空間，且具有較高的品質(zhì)因子，以及較高的自振頻率，因此提高電感可應(yīng)用的頻率范圍。最后，熟此技藝者可體認(rèn)到他們可以輕易地使用揭露的觀念以及特定實(shí)施例為基礎(chǔ)而變更及設(shè)計(jì)可以實(shí)施同樣目的的其它結(jié)構(gòu)且不脫離本發(fā)明以及申請(qǐng)專利范圍。
權(quán)利要求
1.一種立體式電感，其特征在于，形成于一多層板之中，其中該多層板包括至少一介電層及至少二導(dǎo)線層，該立體式電感包括一第一線圈，位于一第一平面，形成于一第一導(dǎo)線層；及一第二線圈，電性連接該第一線圈，位于一第二平面，形成于一介電層及一第二導(dǎo)線層之中；其中該第一平面非平行或垂直該第二平面，使得該第一線圈與該第二線圈產(chǎn)生非互相平行或垂直的磁場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體式電感，其特征在于，還包括一第一次級(jí)線圈，電性連接該第二線圈，位于該第一平面，形成于該第一導(dǎo)線層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體式電感，其特征在于，還包括一第二次級(jí)線圈，電性連接該第一次級(jí)線圈，位于該第二平面，形成于該介電層及該第二導(dǎo)線層之中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的立體式電感，其特征在于，該第一線圈及該第一次級(jí)線圈是至少四分之一圈數(shù)，且該第一線圈、該第二線圈、該第一次級(jí)線圈及該第二次級(jí)線圈是多角形螺旋狀線圈或圓形螺旋狀的線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立體式電感，其特征在于，該第二線圈包括至少一金屬線及二介孔導(dǎo)線，該金屬線形成于該第二導(dǎo)線層，該介孔導(dǎo)線貫穿該介電層且連接該金屬線；及該第二次級(jí)線圈包括至少一金屬線及二介孔導(dǎo)線，該金屬線形成于該第二導(dǎo)線層，該介孔導(dǎo)線貫穿該介電層且連接該金屬線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體式電感，其特征在于，還包括一第三線圈，電性連接一線圈，該第三線圈位于一第三平面，且形成于該介電層及各導(dǎo)線層，其中該第三平面垂直該第一平面且平行該第二平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的立體式電感，其特征在于，還包括一第四線圈，電性連接一線圈，該第四線圈位于一第四平面，且形成于該介電層及各導(dǎo)線層，其中該第四平面垂直該第一平面與該第二平面、第三平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的立體式電感，其特征在于，還包括一第五線圈，電性連接一線圈，該第五線圈位于一第五平面，且形成于該介電層及各導(dǎo)線層，其中該第五平面平行該第四平面，而該第五平面垂直該第一平面、該第二平面與第三平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的立體式電感，其特征在于，還包括一第六線圈，電性連接一線圈，該第六線圈位于一第六平面，且形成于該介電層及第二導(dǎo)線層，其中該第六平面平行該第一平面，而該第六平面垂直該第二平面、第三平面、第四平面與第五平面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的立體式電感，其特征在于，該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈、該第四線圈、該第五線圈及該第六線圈是至少一個(gè)圈數(shù)，且是多角形螺旋狀線圈或圓形螺旋狀的線圈。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的立體式電感，其特征在于，該第二線圈、該第三線圈、該第四線圈、該第五線圈由至少一金屬線及二介孔導(dǎo)線結(jié)合成一個(gè)線圈，該金屬線形成于該第二導(dǎo)線層，該二介孔導(dǎo)線經(jīng)由該第一導(dǎo)線層貫穿該介電層到該第二導(dǎo)線層而連接該金屬線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的立體式電感，其特征在于，每一線圈之間通過一連接介孔或一連接線彼此連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體式電感，其特征在于，該介電層是高介電常數(shù)材料、低介電常數(shù)材料或?qū)Т挪牧?，其中?dǎo)磁材料的導(dǎo)磁系數(shù)大于等于1。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體式電感，其特征在于，其適用于印刷電路板制程、低溫共燒陶瓷制程、集成電路制程、薄膜制程、厚膜制程或其它內(nèi)藏電感制程。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體式電感，其特征在于，還包括一第一導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第一線圈的中心，以及一第二導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第二線圈的中心。
16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的立體式電感，其特征在于，還包括一第一導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第一線圈的中心以及一第二導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第二線圈及第三線圈的中心。
17.根據(jù)權(quán)利要求7所述的立體式電感，其特征在于，還包括一第一導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第一線圈的中心、一第二導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第二線圈及第三線圈的中心，以及一第三導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第四線圈的中心。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的立體式電感，其特征在于，還包括一第一導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第一線圈的中心、一第二導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第二線圈及第三線圈的中心，以及一第三導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第四線圈及第五線圈的中心。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的立體式電感，其特征在于，還包括一第一導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第一線圈與第六線圈的中心、一第二導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第二線圈與該第三線圈的中心以及一第三導(dǎo)磁材料垂直地設(shè)置于該第四線圈與該第五線圈的中心。
20.根據(jù)權(quán)利要求5或12所述的立體式電感，其特征在于，還包括一第一外部接點(diǎn)設(shè)置于該立體式電感的線圈的起始端以及一第二外部接點(diǎn)設(shè)置于該立體式電感的線圈的結(jié)束端。
全文摘要
本發(fā)明提供一種立體式電感。立體式電感形成于一多層板上，多層板包括至少一介電層及至少二導(dǎo)線層。立體電感包括第一線圈及第二線圈，第二線圈電性連接第一線圈。第一線圈位于多層板的第一平面且形成于第一導(dǎo)線層。第二線圈位于多層板的第二平面，第二線圈可經(jīng)過多個(gè)介電層與多個(gè)導(dǎo)線層。其中第一平面非平行或垂直第二平面使得第一線圈與第二線圈產(chǎn)生非互相平行或垂直的磁場(chǎng)。
文檔編號(hào)H01F37/00GK102569249SQ201010621758
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者劉昌熾, 張永忠, 張立奇, 蔡承樺, 陳昌升 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院