电感器以及功率放大模块的制作方法

本实用新型涉及电感器以及功率放大模块。

背景技术：

便携式终端多数情况下具备如下的功率放大模块，该功率放大模块具有对发送信号的功率进行放大的功率放大器和设置在对功率放大器的电源电压供给路径的电感器。电感器将电源电压高效地传递到功率放大器，并且抑制功率放大器的输出向电源泄漏。因此，电感器优选电阻值小且电感大。例如，在专利文献1公开了一种功率放大模块，该功率放大模块包含具备多个导体层且在该导体层中的一个以上的层设置有具有电感器功能的导体的多层基板，使具有所述电感器功能的导体的至少一部分的导体厚度比形成在该基板内的绝缘基材上的具有该电感器功能的导体以外的导体厚。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-210044号公报

然而，在专利文献1公开的功率放大模块虽然能够降低具有电感器功能的导体部的损耗，但是有时无法充分确保电感器的电感。

技术实现要素：

实用新型要解决的课题

本实用新型是鉴于这样的情形而完成的，其目的在于，提供一种能够在减小电阻值的同时确保电感的电感器以及功率放大模块。

用于解决课题的技术方案

本实用新型的一个侧面涉及的电感器具备：第一布线，呈漩涡状形成在层叠基板的第一面，其中，所述层叠基板是通过在给定的方向上层叠多个电介质层而形成的层叠基板，具备第一层和第二层，所述第一层具有作为所述给定的方向上的端面的所述第一面，所述第二层具有处于所述层叠基板的内部的第二面；以及第二布线，呈漩涡状形成在所述第二面，所述第二布线的宽度比所述第一布线的宽度窄，所述第一布线和所述第二布线并联地进行电连接，在将所述第一布线以及所述第二布线在所述给定的方向上投影到所述第一面的情况下，所述第二布线的投影像整体包含于所述第一布线的投影像。

优选地，所述第一布线的电感和所述第二布线的电感大致相等。

优选地，所述第一布线具备外周由曲线构成的至少一个第一弯曲部，所述第二布线具备外周由曲线构成的至少一个第二弯曲部。

优选地，所述第一弯曲部的内周弯曲为大致直角，所述第二弯曲部的内周弯曲为大致直角。

优选地，还具备对所述第一布线和所述第二布线进行电连接的过孔，所述第一弯曲部、所述第二弯曲部以及所述过孔配置为，在所述给定的方向上投影到所述第一面的情况下投影像重叠。

优选地，还具备第三层，所述第三层在所述给定的方向上层叠在所述第一面以及所述第一布线上，相对介电常数比所述多个电介质层小。

本实用新型的一个侧面涉及的功率放大模块具备：功率放大器，对输入信号进行放大并输出；以及电感器，在一端被供给电源，另一端与所述功率放大器的输出端子连接，所述电感器具备：第一布线，呈漩涡状形成在层叠基板的第一面，其中，所述层叠基板是通过在给定的方向上层叠多个电介质层而形成的层叠基板，具备第一层和第二层，所述第一层具有作为所述给定的方向上的端面的所述第一面，所述第二层具有处于所述层叠基板的内部的第二面；以及第二布线，呈漩涡状形成在所述第二面，所述第二布线的宽度比所述第一布线的宽度窄，所述第一布线和所述第二布线并联地进行电连接，在将所述第一布线以及所述第二布线在所述给定的方向上投影到所述第一面的情况下，所述第二布线的投影像整体包含于所述第一布线的投影像。

实用新型效果

根据本实用新型，能够提供一种能够在减小磁场强度、电阻值以及尺寸的同时确保电感的电感器以及功率放大模块。

附图说明

图1是示出本实施方式涉及的功率放大模块具备的功率放大器、电感器以及匹配电路的图。

图2是示出本实施方式涉及的电感器、层叠基板以及第三层的图。

图3是示出将本实施方式涉及的第一布线以及第二布线在Z方向上投影到第一面的情况下的投影像的图。

图4是示出比较例涉及的电感器的图。

图5是示出本实施方式涉及的电感器的电感以及比较例涉及的电感器的电感的图。

图6是示出本实施方式涉及的电感器、使本实施方式涉及的电感器的第二布线相对于第一布线向图1所示的+Y方向偏移了40μm的电感器、比较例涉及的电感器以及使比较例涉及的电感器的第二布线相对于第一布线向图1所示的+Y方向偏移了40μm的电感器的电感的图。

图7是示出其它实施方式涉及的电感器的一个例子的图。

图8是示出在电感器的弯曲部以外也配设了过孔的结构的一个例子的图。

图9是示出第一弯曲部与第二弯曲部未通过过孔进行连接且第一弯曲部以及第二弯曲部的外周以及内周弯曲为大致直角的电感器的磁场强度分布的一个例子的图。

图10是示出第一弯曲部与第二弯曲部未通过过孔进行连接且第一弯曲部以及第二弯曲部的外周以及内周由曲线构成的电感器的磁场强度分布的一个例子的图。

图11是示出第一弯曲部与第二弯曲部通过过孔进行连接且第一弯曲部以及第二弯曲部的外周以及内周由曲线构成的电感器的磁场强度分布的一个例子的图。

图12是示出第一弯曲部与第二弯曲部未通过过孔进行连接且第一弯曲部以及第二弯曲部的外周由曲线构成、内周弯曲为大致直角的电感器的磁场强度分布的一个例子的图。

图13是示出第一弯曲部与第二弯曲部通过过孔进行连接且第一弯曲部以及第二弯曲部的外周由曲线构成、内周弯曲为大致直角的电感器的磁场强度分布的一个例子的图。

图14是示出图9、图10、图11以及图13所示的电感器的Q值的仿真结果的图。

图15是示出图9、图10、图11以及图13所示的电感器的电感的仿真结果的图。

图16是示出本实施方式涉及的电感器的一个例子的图。

附图标记说明

1a、1b：功率放大模块，2：层叠基板，4：第一层，6：第二层，10a、10b、10c、10d：电感器，11a、11b、11d：第一布线，12a、12b、12d：第二布线，13d：第三布线，14d：第四布线，101a、101b、102a、102b、103a、103b、104a、104b、105a、105b、106a、106b、107a、107b、108a、108b：第一弯曲部，201a、201b、202a、202b、203a、203b、204a、204b、205a、205b、206a、206b、207a、207b、208a、208b：第二弯曲部，300a、300b、301a、301b、302b、303b、304b、305b、306b、307b、308b、309a、309b：过孔，40：功率放大器，50：匹配电路，60：电源，70：输出端子。

具体实施方式

参照附图，对本实用新型的优选的实施方式进行说明。另外，在各图中，标注了相同的附图标记的部分具有相同或同样的结构。

[实施方式]

首先，参照图1至图3，对本实施方式涉及的功率放大模块1a的结构进行说明。图1是示出本实施方式涉及的功率放大模块具备的功率放大器、电感器以及匹配电路的图。图2是示出本实施方式涉及的电感器、层叠基板以及第三层的图，相当于图1的A-A剖面。图3是示出将本实施方式涉及的第一布线以及第二布线在Z方向上投影到第一面的情况下的投影像的图。

如图1所示，功率放大模块1a具备电感器10a、功率放大器40以及匹配电路50。在以下的说明中，使用图1所示的X轴、Y轴以及Z轴。如图1至图3所示，X轴、Y轴以及Z轴相互正交，形成了三维直角坐标。

电感器10a的一端与电源60连接，另一端与功率放大器40的输出端子以及匹配电路50的输入端子连接。电感器10a将电源60输出的直流的电源电压供给到功率放大器40，同时抑制功率放大器40的输出向电源60泄漏。

功率放大器40例如对无线频率(RF：Radio Frequency)的输入信号进行放大并输出放大信号。功率放大器40例如是双极晶体管、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)。匹配电路50使功率放大器40的输出阻抗与输出端子70的输入阻抗匹配。电源60向功率放大器40供给直流的电源电压。输出端子70将通过匹配电路50输出的放大信号输出到功率放大模块1a的外部。

如图2所示，电感器10a具备形成在层叠基板2的第一布线11a以及第二布线12a。层叠基板2通过在给定的方向，即，Z方向上层叠多个电介质层而形成，例如，具有第一层4以及第二层6。第一层4具有作为层叠基板2的给定的方向上的端面的第一面41。第二层6具有处于层叠基板2的内部的第二面61。第一面41以及第二面61与XY平面平行。第一布线11a是呈漩涡状形成在第一面41的平坦的布线。第二布线12a是呈漩涡状形成在第二面61的平坦的布线。另外，所谓漩涡状，是指随着旋绕而从漩涡的中心远离(或者接近漩涡的中心)的曲线，在本实施方式中，具备多个弯曲部。

第二布线12a的宽度比第一布线11a的宽度窄。第一布线11a和第二布线12a通过过孔300a以及过孔309a(参照图1)并联地进行电连接，电感在制造误差的范围内相等。过孔300a以及过孔309a例如在与Z方向平行的方向上延伸。此外，如图3所示，在将第一布线11a以及第二布线12a在给定的方向，即，Z方向上投影到第一面41的情况下，图3所示的第二布线12a的投影像12m整体包含于第一布线11a的投影像11m。

第一布线11a具备第一弯曲部101a、102a、103a、104a、105a、106a、107a、108a。在第一弯曲部101a、102a、103a、104a、105a、106a、107a、108a中，外周可以由曲线构成，内周可以在制造误差的范围内弯曲为直角。此处所说的曲线例如是圆弧。此外，第一布线11a也可以具备第一弯曲部101a、102a、103a、104a、105a、106a、107a、108a中的至少一个。

第二布线12a具备第二弯曲部201a、202a、203a、204a、205a、206a、207a、208a。在第二弯曲部201a、202a、203a、204a、205a、206a、207a、208a中，外周可以由曲线构成，内周可以在制造误差的范围内弯曲为直角。此处所说的曲线例如是圆弧。此外，第二布线12a也可以具备第二弯曲部201a、202a、203a、204a、205a、206a、207a、208a中的至少一个。

另外，虽然在图1中，电感器10a的一端(过孔300a侧)与电源60连接，电感器10a的另一端(过孔309a侧)与功率放大器40的输出端子连接，但是连接关系也可以相反。即，也可以是，电感器10a的一端(过孔300a侧)与功率放大器40的输出端子连接，电感器10a的另一端(过孔309a侧)与电源60连接。

接着，参照图4至图6，对通过第二布线12a的宽度比第一布线11a的宽度窄而得到的效果进行说明。

图4是示出比较例涉及的电感器的图。如图4所示，比较例涉及的电感器1000a具有第一布线1100a和第二布线1200a。第一布线1100a的宽度、第二布线1200a的宽度以及本实施方式涉及的第一布线11a的宽度相等。此外，第一布线1100a和第二布线1200a在Z方向上整体相互重叠。

图5是示出本实施方式涉及的电感器的电感以及比较例涉及的电感器的电感的图。在图5中，横轴是频率(GHz)，纵轴是电感(nH)。图5的虚线D1表示具有第一布线1100a以及第二布线1200a的电感器1000a的电感器的电感。图5的实线S1表示具有第一布线11a以及第二布线12a的电感器10a的电感。

如图5所示，本实施方式涉及的电感器10a具有大于比较例涉及的电感器1000a的电感。这是因为，通过多个布线并联地进行电连接而形成的电感器的电感在各布线的电感彼此相等时变得最大，另一方面，在给定的方向上，第一布线11a以及第一面的表面的相对介电常数比第一层以及第二层的相对介电常数小，因此在第二布线12a的宽度比第一布线11a的宽度窄时，两者的阻抗一致。另外，第一布线11a的表面可以用相对介电常数比第一层以及第二层小的电介质层进行覆盖。

图6是示出本实施方式涉及的电感器、使本实施方式涉及的电感器的第二布线相对于第一布线向图1所示的+Y方向偏移了40μm的电感器、比较例涉及的电感器以及使比较例涉及的电感器的第二布线相对于第一布线向图1所示的+Y方向偏移了40μm的电感器的电感的图。

在图6中，横轴是频率(GHz)，纵轴是电感(nH)。图6的实线S2示出将第一布线11a的宽度设为0.12mm、将第二布线12a的宽度设为0.09mm的电感器10a的电感。图6的虚线D2示出将第一布线11a的宽度设为0.12mm、将第二布线12a的宽度设为0.09mm并使第二布线12a相对于第一布线11a向+Y方向偏移了40μm的电感器10a的电感。图6的实线S3示出将第一布线的宽度设为0.12mm、将第二布线的宽度设为0.12mm的电感器的电感。图6的虚线D3示出将第一布线的宽度设为0.12mm、将第二布线的宽度设为0.12mm并使第二布线相对于第一布线向+Y方向偏移了40μm的电感器的电感。

如图6的实线S2以及虚线D2所示，在第一布线11a的宽度为0.12mm且第二布线12a的宽度为0.09mm的情况下，即使使第二布线12a相对于第一布线11a向+Y方向偏移40μm，在全部的频率，电感器10a的电感的减少也都比较小。另一方面，如图6的实线S3以及虚线D3所示，在第一布线的宽度为0.12mm、第二布线的宽度为0.12mm的情况下，在使第二布线相对于第一布线向+Y方向偏移了40μm的情况下，在全部的频率，电感器的电感的减少都比较大。

这是因为，在第一布线11a的宽度为0.12mm且第二布线12a的宽度为0.09mm的情况下，即使第二布线12a相对于第一布线11a稍微偏移，第二布线12a的整体也与第一布线11a重叠。另一方面，在第一布线的宽度为0.12mm且第二布线的宽度为0.12mm的情况下，若第二布线相对于第一布线哪怕偏移一点，则第一布线与第二布线的一部分也会变得不相互重叠。除此以外，若产生不重叠的部位，则基板的上下的互感减少。

接着，参照图7，对其它实施方式涉及的电感器的一个例子进行说明。图7是示出其它实施方式涉及的电感器的一个例子的图。此外，对于与上述的事项重复的事项，将省略说明。

电感器10b具备形成在层叠基板的第一布线11b以及第二布线12b。第一布线11b是呈漩涡状形成在第一面的平坦的布线。第二布线12b是呈漩涡状形成在第二面的平坦的布线。第一布线11b具备第一弯曲部101b、102b、103b、104b、105b、106b、107b、108b。第二布线12b具备第二弯曲部201b、202b、203b、204b、205b、206b、207b、208b。

此外，电感器10b具备过孔300b、301b、302b、303b、304b、305b、306b、307b、308b、309b。过孔300b以及过孔309b将第一布线11b和第二布线12b并联地进行连接。过孔301b将第一弯曲部101b和第二弯曲部201b电连接。过孔302b将第一弯曲部102b和第二弯曲部202b电连接。同样地，过孔303b将第一弯曲部103b和第二弯曲部203b电连接。此外，过孔304b将第一弯曲部104b和第二弯曲部204b电连接。过孔305b将第一弯曲部105b和第二弯曲部205b电连接。过孔306b将第一弯曲部106b和第二弯曲部206b电连接。过孔307b将第一弯曲部107b和第二弯曲部207b电连接。过孔308b将第一弯曲部108b和第二弯曲部208b电连接。

由此，电荷经由过孔301b、302b、303b、304b、305b、306b、307b、308b适当地移动并分散，因此可抑制向第一弯曲部101b、102b、103b、104b、105b、106b、107b、108b以及第二弯曲部201b、202b、203b、204b、205b、206b、207b、208b的电场集中。此外，电场强度和磁场强度成比例。因此，过孔301b、302b、303b、304b、305b、306b、307b、308b能够抑制在第一弯曲部101b、102b、103b、104b、105b、106b、107b、108b以及第二弯曲部201b、202b、203b、204b、205b、206b、207b、208b产生的磁场，能够抑制该磁场对周围的电子部件造成不良影响。

此外，第一弯曲部101b、第二弯曲部201b以及过孔301b可以配置为，在给定的方向，即，Z方向上投影到第一面的情况下投影像重叠。同样地，第一弯曲部102b、第二弯曲部202b以及过孔302b也可以配置为，在给定的方向，即，Z方向上投影到第一面的情况下投影像重叠。第一弯曲部103b、第二弯曲部203b以及过孔303b也可以配置为，在给定的方向，即，Z方向上投影到第一面的情况下投影像重叠。第一弯曲部104b、第二弯曲部204b以及过孔304b也可以配置为，在给定的方向，即，Z方向上投影到第一面的情况下投影像重叠。

第一弯曲部105b、第二弯曲部205b以及过孔305b也可以配置为，在给定的方向，即，Z方向上投影到第一面的情况下投影像重叠。第一弯曲部106b、第二弯曲部206b以及过孔306b也可以配置为，在给定的方向，即，Z方向上投影到第一面的情况下投影像重叠。第一弯曲部107b、第二弯曲部207b以及过孔307b也可以配置为在给定的方向，即，Z方向上投影到第一面的情况下投影像重叠。第一弯曲部108b、第二弯曲部208b以及过孔308b也可以配置为，在给定的方向，即，Z方向上投影到第一面的情况下投影像重叠。

另外，虽然在图7中，在电感器10b的弯曲部设置有过孔，但是过孔的结构不限于此。例如，也可以如图8所示，在电感器10c的弯曲部以外的地方设置过孔310。如图8所示，通过在电感器10c的弯曲部以外的地方也设置过孔310，从而能够在不使电感器的电感值下降的情况下降低电感器具备的寄生电阻分量。因此，通过减少寄生电阻分量，从而能够降低由寄生电阻造成的RF信号的损耗。另外，过孔的结构不限于图7、图8所示的例子。只要没有制造上的限制，就能够通过设置许多的过孔来提高寄生电阻分量的削减效果。

接着，参照图9至图15，对本实施方式涉及的电感器进行说明。

图9是示出第一弯曲部与第二弯曲部未通过过孔进行连接且第一弯曲部以及第二弯曲部的外周以及内周弯曲为大致直角的电感器的磁场强度分布的一个例子的图。图10是示出第一弯曲部与第二弯曲部未通过过孔进行连接且第一弯曲部以及第二弯曲部的外周以及内周由曲线构成的电感器的磁场强度分布的一个例子的图。图11是示出第一弯曲部与第二弯曲部通过过孔进行连接且第一弯曲部以及第二弯曲部的外周以及内周由曲线构成的电感器的磁场强度分布的一个例子的图。图12是示出第一弯曲部与第二弯曲部未通过过孔进行连接且第一弯曲部以及第二弯曲部的外周由曲线构成、内周弯曲为大致直角的电感器的磁场强度分布的一个例子的图。图13是示出第一弯曲部与第二弯曲部通过过孔进行连接且第一弯曲部以及第二弯曲部的外周由曲线构成、内周弯曲为大致直角的电感器的磁场强度分布的一个例子的图。图14是示出图9、图10、图11以及图13所示的电感器的Q值的仿真结果的图。图15是示出图9、图10、图11以及图13所示的电感器的电感的仿真结果的图。

图9所示的电感器具备并联地进行电连接的第一布线和第二布线，因此电阻值比较小，如图14的曲线C1所示，Q值比较大，因此能够将电源供给的功率高效地传递到功率放大器。除此以外，通过减小DC电阻，从而降低供给到功率放大器的电压的电压下降，因此能够提高功率放大器的效率。进而，尽管将电感并联地进行连接，但是仍能够得到一定的电感值，因此能够防止RF信号绕入到电源。

此外，如图15的曲线C10所示，图9所示的电感器的电感比较大。这是因为，图9所示的电感器的弯曲部的外周以及内周弯曲为大致直角。

进而，如图9所示，图9所示的电感器的磁场强度比较小。图9所示的电感器通过使磁场强度比较小，从而能够降低对周围的电子部件造成的影响。

图10所示的电感器具备并联地进行电连接的第一布线和第二布线，因此电阻值比较小，并如图14的曲线C2所示，Q值比较大，因此能够将电源供给的功率高效地传递到功率放大器。

此外，如图15的曲线C20所示，图10所示的电感器的电感比较大。这是因为，图10所示的电感器的弯曲部的外周是曲线且内周由大致直角构成。

进而，如图10所示，图10所示的电感器的磁场强度整体上比图9所示的电感器小。此外，该倾向在弯曲部的外周的附近特别显著。因此，图10所示的电感器通过比图9所示的电感器进一步减小磁场强度，从而能够更加降低对周围的电子部件造成的影响。

图11所示的电感器具备并联地进行电连接的第一布线和第二布线，因此电阻值比较小，并如图14的曲线C3所示，Q值比较大，因此能够将电源供给的功率高效地传递到功率放大器。

此外，如图15的曲线C30所示，图11所示的电感器的电感比较小。这是因为，图11所示的电感器的弯曲部的外周由曲线构成。

进而，如图11所示，图11所示的电感器的磁场强度整体上比图10所示的电感器小。此外，该倾向在弯曲部的外周的附近特别显著。这是因为，图11所示的电感器的弯曲部通过过孔进行电连接。因此，图11所示的电感器通过比图10所示的电感器进一步减小磁场强度，从而能够更加降低对周围的电子部件造成的影响。另外，若将相互连接的弯曲部以及过孔投影到层叠基板的端面，则投影像相互重叠。

如图12所示，图12所示的电感器的磁场强度整体上比图11所示的电感器小。此外，该倾向在弯曲部的外周的附近特别显著。因此，图12所示的电感器的弯曲部通过比图11所示的电感器进一步减小磁场强度，从而能够更加降低对周围的电子部件造成的影响。

图13所示的电感器具备并联地进行电连接的第一布线和第二布线，因此电阻值比较小，并如图14的曲线C4所示，Q值比较大，因此能够将电源供给的功率高效地传递到功率放大器。

此外，如图15的曲线C40所示，图13所示的电感器的电感比较大。这是因为，图13所示的电感器的弯曲部的外周由曲线构成，内周弯曲为大致直角。

进而，如图13所示，图13所示的电感器的磁场强度比较小。此外，该倾向在弯曲部的外周的附近特别显著。这是因为，图13所示的电感器的弯曲部通过过孔进行电连接。因此，图13所示的电感器通过减小磁场强度，从而能够更加降低对周围的电子部件造成的影响。另外，若将相互连接的弯曲部以及过孔投影到层叠基板的端面，则投影像相互重叠。

另外，本实施方式涉及的电感器不限定于图1或图7所示的电感器。图16是示出本实施方式涉及的电感器的一个例子的图。例如，如图16所示，本实施方式涉及的电感器10d也可以具备相互并联地进行电连接的第一布线11d和第二布线12d、以及相互并联地进行电连接的第三布线13d和第四布线14d。第一布线11d以及第二布线12d并联地进行连接的电感器与第三布线13d以及第四布线14d并联地进行连接的电感器也可以串联地进行连接。

以上说明的各实施方式用于使本实用新型容易理解，并非用于对本实用新型进行限定解释。本实用新型能够在不脱离其主旨的情况下进行变更/改良，并且本实用新型还包含其等价物。即，只要具备本实用新型的特征，本领域技术人员对各实施方式适当地施加了设计变更的实施方式也包含于本实用新型的范围。例如，各实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等，能够适当地进行变更。此外，各实施方式是例示，能够进行在不同的实施方式中示出的结构的部分置换或组合，这是不言而喻的，只要包含本实用新型的特征，这些也包含于本实用新型的范围。