線圈及用其制備的電感元件和電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及電子器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種線圈及用其制備的電感元件 和電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 電感是電子線路中的一種常用元器件，用于集成電路或者印刷電路板中的電感元 件必須有至少一個(gè)導(dǎo)電線圈。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，通常采用單層導(dǎo)電層或多層導(dǎo)電 層來制備運(yùn)些元器件。不過若是采用單層結(jié)構(gòu)，通常線圈需要占用較大的面積W獲得較大 的電感，因此采用多層導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)的線圈來設(shè)計(jì)電感元件。然而基于多層導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)的線 圈的電感元件具有一些關(guān)鍵的缺陷，例如自諧振頻率和Q值方面的缺陷等。
[0003] 例如，專利公開號(hào)為：2013/0, 106, 554A1的美國專利申請，提供了一種電感元件 及其制備方法，該電感結(jié)構(gòu)包括：一種基層材料和沉積在基層材料上的多個(gè)底層螺旋電感， W及至少一個(gè)沉積在底層螺旋電感的頂層螺旋電感，底層螺旋電感、中層螺旋電感和頂層 螺旋電感通過絕緣材料相互隔離用W構(gòu)成一個(gè)電感線圈。
[0004]此外，專利號(hào)為：7, 489, 220, 8, 941，212, 8, 754, 736, 8, 279, 036, 8, 441，333, 6, 417 ，755, 7, 370, 403, 6, 534, 406, 7, 782, 166, 5, 656, 849的美國專利和公開號(hào)為：20070/00179 6, 2011/0133877, 20050/104158, 2012/0249276,的諸多美國專利文獻(xiàn)中分別公開了各種不 同結(jié)構(gòu)的堆疊式螺旋電感。
[0005] 綜合上述所示的各種堆疊式螺旋電感線圈，其結(jié)構(gòu)通常包括包含一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電 環(huán)，運(yùn)些導(dǎo)電環(huán)分布在多層結(jié)構(gòu)上形成線圈。在多層結(jié)構(gòu)中，每一層至少包括一個(gè)導(dǎo)電環(huán)。 每一層的導(dǎo)電環(huán)通過導(dǎo)電孔對與電解質(zhì)層上的接觸層進(jìn)行電氣連接。
[0006] 然而通常來說，具有多層導(dǎo)電層的電感線圈中，如圖4所示。上層導(dǎo)電層和下層導(dǎo) 電層互相對準(zhǔn)，而且每一導(dǎo)電層上的整齊排列的導(dǎo)電環(huán)通過導(dǎo)電孔進(jìn)行電氣連接，兩個(gè)端 電極分別位于上層導(dǎo)電層和下層導(dǎo)電層的外部導(dǎo)電環(huán)上。運(yùn)樣會(huì)對電感元件的性能影響很 大，例如會(huì)降低電感元件的自諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)Q。因此迫切的需要高Q值和高自諧振頻 率的電感元件的出現(xiàn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 鑒于W上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于制備電感元 件的線圈及電感元件。所述線圈的特征在于：具有高電感值、高自諧振頻率和高品質(zhì)因數(shù) Q。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種線圈，其至少包括：
[0009] 多層導(dǎo)電層，其中至少有兩層導(dǎo)電層各包括至少一個(gè)導(dǎo)電環(huán)；所述導(dǎo)電環(huán)均電氣 連接W形成線圈；所述線圈的第一端電極與外部導(dǎo)電環(huán)相連接，第二端電極與內(nèi)部導(dǎo)電環(huán) 相連接；且至少有一層導(dǎo)電層的導(dǎo)電環(huán)或者導(dǎo)電環(huán)段的幾何中屯、與其上一層和/或下一層 的導(dǎo)電環(huán)或者導(dǎo)電環(huán)段的幾何中屯、在空間上互不對準(zhǔn)。外部導(dǎo)電環(huán)可W是一層導(dǎo)電層的最 外部導(dǎo)電環(huán)，內(nèi)部導(dǎo)電環(huán)可W是其相鄰導(dǎo)電層的最內(nèi)部導(dǎo)電環(huán)，所述外部導(dǎo)電環(huán)與內(nèi)部導(dǎo) 電環(huán)可W被包括在不同的導(dǎo)電層內(nèi)；導(dǎo)電環(huán)可W是螺旋導(dǎo)電環(huán)，螺旋導(dǎo)電環(huán)的寬度并不完 全相同。
[0010] 優(yōu)選地，其中至少有一層導(dǎo)電層包括導(dǎo)電橋，導(dǎo)電橋被配置為將內(nèi)部導(dǎo)電環(huán)與第 二端電極連接。包含導(dǎo)電橋的導(dǎo)電層可W包含導(dǎo)電環(huán)，也可W不包含導(dǎo)電環(huán)。
[0011] 優(yōu)選地，該線圈可W包括兩層導(dǎo)電層，其中每層導(dǎo)電層包括至少一個(gè)導(dǎo)電環(huán)；且每 個(gè)導(dǎo)電環(huán)均電氣連接W形成線圈；所述線圈的第一端電極與第一層導(dǎo)電層的外部導(dǎo)電環(huán)相 連接，所述線圈的第二端電極與第二層導(dǎo)電層的內(nèi)部導(dǎo)電環(huán)相連接；且第一層導(dǎo)電層的的 導(dǎo)電環(huán)或者導(dǎo)電環(huán)段的幾何中屯、與第二層導(dǎo)電層的導(dǎo)電環(huán)或者導(dǎo)電環(huán)段的幾何中屯、在空 間上互不對準(zhǔn)。
[0012] 優(yōu)選地，該線圈的第一層導(dǎo)電層或者第二層導(dǎo)電層進(jìn)一步包括一個(gè)導(dǎo)電橋，該導(dǎo) 電橋被配置為將第二層導(dǎo)電層的內(nèi)部導(dǎo)電環(huán)與第二端電極連接。可替代地，該線圈也可W 進(jìn)一步包括第=層導(dǎo)電層，其中第=層導(dǎo)電層包括一個(gè)導(dǎo)電橋，該導(dǎo)電橋被配置為將第二 層導(dǎo)電層的內(nèi)部導(dǎo)電環(huán)與第二端電極連接。
[0013] 優(yōu)選地，導(dǎo)電環(huán)的形狀可W是類正方形，混合正方形，楠圓，八邊形，圓，閉合曲線 中的一種或者多種。
[0014] 優(yōu)選地，螺旋導(dǎo)電環(huán)被分成多個(gè)導(dǎo)電環(huán)段，其中第一末端環(huán)段與第二末端環(huán)段構(gòu) 成第一組導(dǎo)電環(huán)段，其他的中間導(dǎo)電環(huán)段構(gòu)成第二組導(dǎo)電環(huán)段。
[0015] 優(yōu)選地，所述線圈的一層導(dǎo)電層進(jìn)一步包括一個(gè)單獨(dú)的導(dǎo)電環(huán)段，該導(dǎo)電環(huán)段與 外部導(dǎo)電環(huán)的第一末端環(huán)段平行放置，并通過交叉橫橋或者導(dǎo)電孔對實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。
[0016] 優(yōu)選地，同一導(dǎo)電層中的導(dǎo)電環(huán)段的寬度并不完全相同。
[0017] 優(yōu)選地，同一導(dǎo)電層中的每個(gè)導(dǎo)電環(huán)的第二組導(dǎo)電環(huán)段通過其第一組導(dǎo)電環(huán)段中 的第一末端環(huán)段和/或第二末端環(huán)段與其他層的導(dǎo)電環(huán)相連接。
[0018] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)電環(huán)通過絕緣材料相互隔離，且每一層中的導(dǎo)電環(huán)通過交叉橫橋 或者導(dǎo)電塊對與其他層的導(dǎo)電環(huán)電氣連接。
[0019] 優(yōu)選地，所述的第一組導(dǎo)電環(huán)段有第一寬度，而第二組導(dǎo)電環(huán)段有第二寬度，其中 第一寬度比第二寬度小。
[0020] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)電環(huán)的第一末端環(huán)段和/或第二末端環(huán)段通過交叉橫橋或者導(dǎo)電 孔對與其他導(dǎo)電層的導(dǎo)電環(huán)的第一末端環(huán)段和/或第二末端環(huán)段實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。
[0021] 優(yōu)選地，一層導(dǎo)電層中的每一個(gè)導(dǎo)電環(huán)的第二組導(dǎo)電環(huán)段與其相鄰層的相同位置 的導(dǎo)電環(huán)的第二組的相同位置的導(dǎo)電環(huán)段一一面對面放置。
[0022] 優(yōu)選地，第一端電極與所述外部導(dǎo)電環(huán)的第一末端環(huán)段相連接，第二端電極與所 述內(nèi)部導(dǎo)電環(huán)的第二末端環(huán)段相連接。
[002引優(yōu)選地，該線圈的一層導(dǎo)電層具有N個(gè)導(dǎo)電環(huán)，其相鄰導(dǎo)電層可W包括N個(gè)或者N-I個(gè)或者N+1個(gè)導(dǎo)電環(huán)。
[0024] 優(yōu)選地，線圈由多個(gè)導(dǎo)電環(huán)組成，其中每個(gè)導(dǎo)電環(huán)具有不一樣的寬度。
[00巧]本實(shí)用新型還提供了一種電感元件，其特征在于：包括多個(gè)具有上述特征的的線 圈，其中每個(gè)線圈進(jìn)行串接W形成電感元件。
[00%] 本實(shí)用新型還提供了一種電路，其特征在于：包括至少一個(gè)具有上述特征的電感 元件和/或至少一個(gè)如上所述的線圈。
[0027] 如上所述，本實(shí)用新型的線圈具有W下有益效果：高阻抗值、層間寄生禪合電容 小、高自相應(yīng)頻率和高Q值。
【附圖說明】
[0028] 圖1顯示為本實(shí)用新型用于制作電感元件的具有12圈線圈的優(yōu)選示意圖。
[0029] 圖2顯示為圖1中的線圈的S層導(dǎo)電層分布的優(yōu)選示意圖。
[0030] 圖3顯示為本實(shí)用新型用于制作電感元件的具有4圈線圈的S層導(dǎo)電層分布的優(yōu) 選不意圖。
[0031] 圖4顯示為【背景技術(shù)】中制備具有4圈線圈的S層導(dǎo)電層分布的優(yōu)選示意圖。
[0032] 圖5顯示為如圖3所示的具有4圈線圈的上層導(dǎo)電層和中間導(dǎo)電層的分布路徑的 原理圖。此原理圖展示了沿著路徑的電壓分布。
[0033] 圖6顯示為如圖4中所示的具有4圈線圈的上層導(dǎo)電層和中間導(dǎo)電層的分布路徑 的原理圖。此原理圖展示了當(dāng)線圈的偏置電壓為IV時(shí)沿著分布路徑的電壓分布。
[0034] 圖7顯示為本實(shí)用新型的電感元件的優(yōu)選示意圖。
[0035] 圖8顯示為本實(shí)用新型的3種導(dǎo)電環(huán)的優(yōu)選示意圖。
[0036] 圖9展示了串聯(lián)的兩條相鄰線路的電存儲(chǔ)的方案圖。
[0037] 元件標(biāo)號(hào)說明
[0038] 12 ; 13, 14, 15, 16, 17導(dǎo)電環(huán)
[0039] 18, 19, 20, 21, 22, 23 導(dǎo)電環(huán)
[0040] 33, :34,35,36 導(dǎo)電環(huán)
[0041] 10, 11,30,31 端電極
[0042] 24, 26, 27 交叉橫橋或者導(dǎo)電孔對
[0043] 25,30 單獨(dú)導(dǎo)電環(huán)段
[0044] 81, 82, 83, 84, 85 導(dǎo)電環(huán)段
【具體實(shí)施方式】
[0045] W下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的認(rèn)識(shí)可由本 實(shí)用新型書所掲露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0046] 請參閱圖1至圖9。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例