[发明专利]立体式电感

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电感，特别是有关于一种立体式电感。

背景技术

传统电感的结构如图1a所示的平面螺旋形绕线。平面螺旋结构有一些明显的缺点，特别是当集成电路的电路密度高时，以及当电感是用在高频集成电路中时。首先，因为各个循环都位于同一个平面中，所以各循环的截面积皆不相同，造成电感的净电感值不容易精确控制。另外，因为形成电感的材料是导体，所以周围的介电质与导体将和电感耦合而形成所谓的寄生电容，特别是电感与硅底材之间，更容易发生强烈的耦合。由于寄生电容所导致的能量耗损随频率升高而增加，电感品质参数Q在高频时将明显退化，因此这个缺点在高频集成电路将成为重大缺失。

为克服上述缺点，后来又发展出三维螺线型电感，例如图1b与图1c所示的电感。虽然线圈是位于不同平面上，然而线圈绕线所产生的磁场还是同一个方向。其金属导线重叠部分所产生的寄生电容，导致电感的自振频率下降，减少电感的可应用频率范围。另有一种三维螺线型电感，如图1d与1e所示，其占用的电感空间大，且设计的复杂度高，在制程上不易实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立体式电感。

本发明提供一种立体式电感，形成于至少一基板上。基板包括一介电层及第一与第二导线层。立体电感包括第一线圈及第二线圈，第二线圈电性连接第一线圈，第一线圈位于基板的第一平面且形成于第一导线层。第二线圈位于基板的第二平面且形成于第二导线层及介电层。其中第一平面非平行或垂直第二平面，使得第一线圈与第二线圈产生非互相平行或垂直的磁场。

本发明另提供一种立体式电感，其形成于一多层板之中。多层板包括至少一介电层及至少二导线层。立体电感包括第一线圈及第二线圈，第二线圈电性连接第一线圈。第一线圈位于多层板的第一平面且形成于第一导线层。第二线圈电性连接第一线圈。第二线圈位于多层板的第二平面，第二线圈可经过多个介电层与多个导线层。其中第一平面非平行或垂直第二平面，使得第一组线圈与第二组线圈产生非互相平行或垂直的磁场。

以上所述的立体式电感不仅有效利用空间，且具有较高的品质因子，以及较高的自振频率，因此提高电感可应用的频率范围。

附图说明

图1a是传统的平面式电感；

图1b-1c是传统的三维螺线型电感；

图1d是另一种传统的三维螺线型电感的上视图；

图1e是另一种传统的三维螺线型电感的立体图；

图2是本发明的立体式电感的一实施例的示意图；

图3是本发明的实施例的多层板结构；

图4a是本发明的立体式电感的一实施例的示意图；

图4b是图4a的立体式电感的磁场的示意图；

图5a-5b是本发明的立体式电感的一实施例；

图6a-6b是本发明的立体式电感的一实施例；

图7a-7b是本发明的立体式电感的一实施例；

图8a-8b是本发明的立体式电感的一实施例；

图9a-9b是本发明的立体式电感的一实施例；

图10a-10b是本发明的立体式电感的一实施例；

图11a-11b是本发明的立体式电感的一实施例；

图12a-12b是平面式螺线型电感与的本发明立体式电感的感值-频率曲线以及品质因素-频率曲线的示意图；以及

图13a-13b是传统三维螺线型电感与本发明立体式电感的感值-频率曲线以及品质因素-频率曲线的示意图。

【主要组件符号说明】

200、400、500、600、700～立体式电感

210～基板

220、240、L1-L10～导线层

230、M1-M9～介电层

202、402、502、602、702～第一线圈

204、404、504、604、704～第二线圈

504a、508a～金属线

504b、504c、508b、508c～介孔导线

506、606～第一次级线圈

508～第二次级线圈

205、505、605、705、207、507、607、707～外部端点

706～第三线圈

708～第四线圈

709～连接介孔

711～连接线

520、620、720～第一导磁材料

540、640、740～第二导磁材料