(57)【要約】【課題】  小形であり、構成が単純であり、製造が容易であり、既存の製造設備をそのまま利用することができ、しかも製造コストも低く押えられたインダクタ構造体を提供すること。【解決手段】  少なくとも１個のインダクタが内部に埋め込まれた基板を含むインダクタ構造体において、前記基板が、複数の基層の積層体からなる多層基板であり、前記基層及び（又は）多層基板を貫通してインダクタが形成されており、その際、前記インダクタが、前記基層及び（又は）多層基板を貫通して形成されたスルーホールの内壁に形成された導体層を選択的に除去して形成されたコイル状導体パターンからなるように、構成する。【選択図】      図１
2006013117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個のインダクタが内部に埋め込まれた基板を含むインダクタ構造体であって、前記基板が、複数の基層の積層体からなる多層基板であり、前記基層及び（又は）多層基板を貫通してインダクタが形成されており、その際、前記インダクタが、
（１）前記基層及び（又は）多層基板を貫通して形成されたスルーホールの内壁に形成された導体層を選択的に除去して形成されたコイル状導体パターンからなるか、もしくは
（２）前記基層及び（又は）多層基板のインダクタ形成部位にねじ込まれたロッド状絶縁体の外周面に予め定められたパターンで巻回された導体コイルからなること
を特徴とするインダクタ構造体。
【請求項２】
前記（１）のインダクタにおいて、前記コイル状導体パターンが、その導体パターンに対応するねじ山、ねじ山数及びピッチをもった切削刃を備えたねじ切り工具を前記スルーホールに挿入して前記内壁が部分的に露出するまでねじ切りすることによって形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のインダクタ構造体。
【請求項３】
前記ねじ切り工具がタッピンねじであることを特徴とする請求項２に記載のインダクタ構造体。
【請求項４】
前記（２）のインダクタにおいて、前記ロッド状絶縁体がねじ切り工具であり、そのねじ溝の部分に前記導体コイルが巻回されており、かつ前記スルーホール内に留置されていることを特徴とする請求項１に記載のインダクタ構造体。
【請求項５】
前記ねじ切り工具がタッピンねじであることを特徴とする請求項４に記載のインダクタ構造体。
【請求項６】
前記導体コイルが、金属製のワイヤであることを特徴とする請求項１、４又は５に記載のインダクタ構造体。
【請求項７】
前記多層基板が多層配線基板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインダクタ構造体。
【請求項８】
能動素子及び（又は）受動素子をさらに有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインダクタ構造体。
【請求項９】
半導体装置であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインダクタ構造体。
【請求項１０】
２個の前記スルーホールと、それらのスルーホールを貫通して配置された環状導体コアとを有する変圧器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインダクタ構造体。
【請求項１１】
前記変圧器において、所望とするインダクタンスに応じて前記導体コアの材質が変更されていることを特徴とする請求項１０に記載のインダクタ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタに関し、さらに詳しく述べると、少なくとも１個のインダクタが内部に埋め込まれた基板を含むインダクタ構造体に関する。本発明のインダクタ構造体は、小形であり、製造が容易であり、設計変更の自由度も大きいので、多層配線基板や、半導体装置、変圧器（トランス）等の各種のデバイスの製造に有利に利用することができる。
【背景技術】
【０００２】
現在、周知の通り、多種多様な半導体装置があり、また、半導体装置の完成に必要な素子などをプリント基板等の基板に実装する方法にもいろいろな方法がある。ここで、プリント基板等は近年小型化されており、半導体装置を製造する場合あるいは半導体装置等を実装する場合には、半導体素子（例えば、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ等）などの能動素子あるいは例えばキャパシタ、レジスタ、インダクタ等の受動素子をプリント基板の上にいかに効率よく配置するかということ、換言すると、基板スペースをいかに有効に利用するかということが重要である。典型的には、プリント基板を多層基板とし、その内部に受動素子であるキャパシタ、レジスタ、インダクタなどを埋め込む実装技術が採用されている。
【０００３】
例えば、パターンコイルを備えたビルドアップ多層基板が公知である（特許文献１）。図１４に示すように、このビルドアップ多層基板１０１の場合、その各層１０１ａ、１０１ｂ及び１０１ｃの表面に、Ｃ字形のコイル用パターン１０２ａ〜１０２ｄを形成し、ビルドアップバイア１０３ａ〜１０３ｃによりコイル用パターン１０２ａ〜１０２ｄを接続し、全体としてらせん状のコイルを形成し、よって、基板パターン内において所望のリアクタンス値を得ることができる。しかし、このビルドアップ多層基板の場合、各層の形成においてコイル用パターンを形成し、さらにビルドアップバイアによりコイル用パターンどうしを接続しなければならないので、正確にパターンの位置合わせを行うことが難しく、製造工程も非常に煩雑である。また、多層基板にインダクタを形成する場合、得られるインダクタンスはその多層基板の各層の積層数に依存するので、基板を多層化すればするほど製造コストも増加することとなる。
【０００４】
従来の方法ではプリント基板の表面にコイル構造を形成していたものを、基板の内部（貫通孔）に形成することで、プリント基板を小型化することも提案されている（特許文献２）。このコイル構造は、図１５に示す、貫通孔２０１ａを有する絶縁基板２０１の表裏両面にそれぞれ配線パターン２０３及び２０２が形成されている。また、貫通孔２０１ａの内壁には、らせん状のねじ状部２０１ｂが形成され、その頂部には、導電膜からなるらせん状のコイル２０４が形成されている。また、コイル２０４の両端部にはそれぞれ導電体２０５及び２０６が接続され、プリント基板Ｐが完成されている。しかし、このコイル構造の場合、携帯電話機に使用されるプリント基板のサイズを単に小形化することが目的であるので、本発明が今解決しようとしている多層基板におけるインダクタの形成や、そのインダクタにおける設計変更の自由度の拡張、インダクタンスの任意のコントロール、既存の製造設備の利用可能性、活用分野の多様化などについて、少しも教示していない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７７５３８号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献２】特開２００１−８５２２８号公報（特許請求の範囲、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、インダクタを備えた多層基板における上記のような問題点を解決することを目的とする。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、基板スペースを有効に活用したものであり、小形であり、構成が単純であり、製造が容易であり、既存の製造設備をそのまま利用することができ、しかも製造コストも低く押えられたインダクタ構造体を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の目的は、多層基板にインダクタを形成することができるとともに、そのインダクタについて、設計変更の自由度の拡張、インダクタンスの任意のコントロールなどが可能なインダクタ構造体を提供することにある。
【０００９】
さらに、本発明の目的は、インダクタ構造体の上述のような特徴を生かして、インダクタ構造体の活用分野を拡張し、多様化することにある。
【００１０】
本発明の上記した目的やその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的は、本発明によれば、少なくとも１個のインダクタが内部に埋め込まれた基板を含むインダクタ構造体であって、前記基板が、複数の基層の積層体からなる多層基板であり、前記基層及び（又は）多層基板を貫通してインダクタが形成されており、その際、前記インダクタが、
（１）前記基層及び（又は）多層基板を貫通して形成されたスルーホールの内壁に形成された導体層を選択的に除去して形成されたコイル状導体パターンからなるか、もしくは
（２）前記基層及び（又は）多層基板のインダクタ形成部位にねじ込まれたロッド状絶縁体の外周面に予め定められたパターンで巻回された導体コイルからなること
を特徴とするインダクタ構造体によって達成することができる。
【００１２】
本発明は、その好ましい一態様において、インダクタを構成するコイル状導体パターンを、その導体パターンに対応するねじ山、ねじ山数及びピッチをもった切削刃を備えたねじ切り工具、例えばタッピンねじをスルーホールにねじ込んで、スルーホールの内壁が導体層の面から部分的に露出するまでねじ切りすることによって形成することができる。
【００１３】
また、もう１つの好ましい態様によれば、ロッド状絶縁体としてねじ切り工具、例えばタッピンねじを使用して、そのねじ切り工具のねじ溝の部分に導体コイル、例えば金属製のワイヤを巻回することで、その導体コイル由来のインダクタを形成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以下の詳細な説明から理解されるように、本発明によれば、インダクタ構造体を製造するに当たって、基板スペースを有効に活用することができるので、構造体の小形化が可能である。また、このインダクタ構造体は、構成が単純であり、製造が容易であり、しかも製造コストを低く押えることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、インダクタ構造体の製造に特別な加工工程を必要としないので、既存の製造設備をそのまま利用して、目的とするインダクタ構造体を製造することができる。基板作製時のプロセスに大幅な変更を加えることなく埋め込み型のインダクタ構造体を製造できるということは、当業者にとって注目できる効果である。
【００１６】
また、本発明によれば、多層基板にインダクタを形成することができるとともに、インダクタをスルーホール内壁にコイル状導体パターンの形で形成するか、もしくは所定の部位に埋め込まれた導体コイルの形で形成することができるので、そのインダクタについて、設計変更の自由度の拡張、インダクタンスの任意のコントロールなどが可能である。例えば、コイル状導体パターンからインダクタを形成する場合、スルーホールの孔径、ねじ切り工具の切削刃の巻き数、ピッチなどを調整することによって、インダクタンスを柔軟に変化させ、最適化されたインダクタンスを備えたインダクタ構造体を提供することができる。また、導体コイルからインダクタを形成する場合、導体コイルの巻き数、ピッチなどを調整することによって、インダクタンスを柔軟に変化させ、最適化されたインダクタンスを備えたインダクタ構造体を提供することができる。
【００１７】
さらに、本発明によれば、インダクタ構造体の上述のような特徴を生かして、インダクタ構造体の活用分野を拡張し、多様化することができる。例えば、本発明のインダクタ構造体は、多層配線基板や、半導体装置、変圧器（トランス）等の各種のデバイスの製造に有利に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明によるインダクタ構造体は、いろいろな形態で有利に実施することができる。以下、本発明をその好適な実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、下記の形態に限定されるものではない。
【００１９】
本発明によるインダクタ構造体は、基板と、その基板の内部に作り込まれた少なくとも１個のインダクタとを含む。ここで、「インダクタ」とは、導体をコイル状（同心円筒状）に巻いた構造を有するもので、その導体の両端を基板の表面及び裏面にそれぞれ設けられた端子に接続することで完成することができる。本発明の場合、インダクタは、基板の内部に埋め込まれた形で形成され、特に、以下において詳細に説明するように、基板の内部にそれを貫通して形成されたスルーホール（ビア、貫通孔などとも呼ばれる）の内壁部分がインダクタの形成に利用される。すなわち、インダクタ形成用の導体は、好ましくは、スルーホールの内壁に形成されたコイル状導体パターンであるか、さもなければ、スルーホールに嵌入されたロッドの外周面にスルーホールの内壁に当接するようにして巻回された導体コイルである。
【００２０】
また、基板は、本発明のインダクタ構造体の作用効果を十分に引き出すため、複数の基層の積層体からなる多層基板である。この多層基板において、スルーホールは、基層のみを貫通している場合もあれば、多層基板の全体を貫通している場合もある。基層及びそれの積層体である多層基板は、それぞれ、多層基板に一般的に採用されているいろいろな導電性及び（又は）絶縁性材料から形成することができる。例えば、基層の形成に適当な導電性の材料は、例えば銅、金、銀等の導電性金属である。導電性の基層は、めっき、コーティング、印刷などによって形成してもよく、箔やフィルムの貼付によって形成してもよい。また、基層の形成に適当な絶縁性の材料は、絶縁性のプラスチック材料、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等、セラミック材料、その他である。絶縁性の基層は、めっき、コーティング、印刷などによって形成してもよく、箔やフィルムの貼付によって形成してもよい。
【００２１】
多層基板において、基層は、同一もしくは類似の性質（導電性もしくは絶縁性）を有する基層が所要の数だけ積層されていてもよく、さもなければ、導電性の基層と絶縁性の基層が交互に積層されていてもよい。多層基板は、任意の数の基層を積層することによって形成することができるけれども、基層の積層数は、通常、約４〜１０層の範囲である。なお、添付の図では、説明の簡略化のため、３枚の基層を積層した多層基板が示されている。
【００２２】
多層基板は、所望とするインダクタ構造体の構成などに応じて、その表面、裏面もしくは内部にいろいろな機能素子やその他の要素（以下、「構成要素」ともいう）を追加的に有することができる。
【００２３】
例えば、多層基板は、その任意の位置に配線パターン（「配線」、「配線層」などとも呼ばれる）を有することができる。すなわち、多層基板は、好ましくは、多層配線基板である。配線パターンは、サブトラクティブ法やアディティブ法によって多層基板の表面もしくは裏面あるいは内部（例えば、基層間）に形成することができる。また、配線パターンを形成する方法として、フォトリソグラフィー法、転写法、マスク印刷法、パターンめっき法等の常用の技術を用いることができ、さらには、スルーホールめっきやＩＶＨ（非貫通ビア・ホール）によって層間で配線パターンを電気的に接続することもできる。配線パターンの形成に適当な材料は、銅、アルミニウム、金、銀などの導電性金属（必要なら、合金でもよい）である。
【００２４】
また、多層基板は、任意の機能素子を多層基板の表面もしくは裏面あるいは内部に有することができる。ここで、「機能素子」とは、例えば半導体素子（例えば、ＩＣチップ、ＶＬＳＩチップ等）などの能動素子、例えばキャパシタ、レジスタなどの受動素子、その他の素子を意味し、特定の素子に限定されるものではない。また、これらの機能素子は、単独で使用してもよく、２個以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２５】
さらに、多層基板は、任意の構成要素を多層基板の表面もしくは裏面あるいは内部に有することができる。ここで、「構成要素」とは、インダクタ構造体の製造に必須であるかもしくは所望により使用される任意の層や膜、部品など、例えば、電極等の回路部品、外部接続端子などを意味する。
【００２６】
本発明のインダクタ構造体において、インダクタは、１つの面において、スルーホールの内壁に形成された導体層を選択的に除去して形成されたコイル状導体パターンから構成することができる。図１は、このように構成された本発明によるインダクタ構造体の好ましい一形態を示した断面図であり、図２は、図１のインダクタ構造体の製造に使用されるねじ切り工具の一例を示した斜視図であり、そして図３は、図１のインダクタ構造体の製造方法を順を追って示した断面図である。なお、図では導体層の形成に銅めっきを使用しているけれども、必要ならば、その他の導体金属を使用してもよく、また、めっき以外の方法で薄膜を形成してもよい。
【００２７】
図１を参照すると、多層基板１は、３枚の基層１−１、１−２及び１−３からなる。これらの基層は、多層基板の作製に一般的に使用されている積層法を使用して一体化することができる。多層基板１の表面には、銅めっきのパターニングによって形成された上部配線パターン１１があり、その末端はランド１３と電気的に接続されている。一方、多層基板１の裏面には、銅めっきのパターニングによって形成された下部配線パターン１２があり、その末端はランド１３と電気的に接続されている。
【００２８】
多層基板１は、それを貫通してスルーホール３を有する。スルーホール３は、多層基板の材質やスルーホールの孔径、形状に応じて機械的ドリル加工、レーザによるドリル加工などを使用して形成することができる。スルーホール３の内壁には、図示される通り、銅めっきからなる導体層を選択的に除去して形成されたコイル状導体パターン２が備わっている。導体パターン２は、帯状であり、スルーホール３の内壁を螺旋状に延在しているので、導体パターン２の切れ目２ａにおいて下地の多層基板１が露出している。このコイル状導体パターン２が多層基板１の表面及び裏面に設けられたランド１３と電気的に接続されて、インダクタが完成している。
【００２９】
コイル状導体パターンは、いろいろな切削工具を使用して、内壁に銅めっきからなる導体層をもったスルーホール３に形成することができるけれども、本発明者の研究によると、ねじ切り工具、例えばタッピンねじ、タップ、ねじ切りダイスなどを有利に使用することができる。特に、図２に示すようなタッピンねじ４が本発明の実施に有用である。タッピンねじ４は、図示のように、切削刃として作用可能なねじ山５をその外周面に有しており、それぞれのねじ山の頂部５ａで導体パターン２の切れ目２ａ（図１を参照）を形成することが可能である。すなわち、コイル状導体パターンは、その導体パターンに対応するねじ山、ねじ山数及びピッチをもった切削刃を備えたねじ切り工具、好ましくはタッピンねじをスルーホールに挿入して多層基板の内壁が部分的に露出するまでねじ切りすることによって有利に形成することができる。
【００３０】
図１に示したインダクタ構造体１０は、図２のタッピンねじ４を使用して、例えば図３に順を追って示すようにして有利に製造することができる。
【００３１】
最初に、図３（Ａ）に示すように、予め用意した多層基板１の所定の位置にスルーホール３を開孔する。開孔手段として、例えばレーザ加工を使用することができる。
【００３２】
次いで、スルーホール３の内壁に銅めっきによって導体層２を形成する。また、この銅めっきと同時に、上部配線パターン１１及び下部配線パターン１２も形成する。なお、上部配線パターン１１及び下部配線パターン１２は、それぞれ、不要部分のマスキング下に銅めっきを行って形成してもよく、さもなければ、銅めっきの形成後に不要部分をエッチングなどで除去してもよい。別法によれば、上部配線パターン１１及び下部配線パターン１２は、それらの形成部位に銅箔を貼り合せた後、不要部分をエッチングなどで除去して形成してもよい。
【００３３】
スルーホール３の内壁に銅めっきによって導体層２を形成した後、図３（Ｂ）に示すように、スルーホール３を貫通するように図２のタッピンねじ４をねじ込む。タッピンねじ４は、スルーホール３の孔径より若干大きめな外径を有していることが好ましい。タッピンねじ４が矢印方向に進行するにつれて、その切削刃によって導体層２及びその下地の多層基板１が螺旋状にえぐられ、導体層２及び多層基板１の切削粉がスルーホール３の外側に排出されていく。残った導体層２がコイル状となり、これでインダクタが完成する。ここで、インダクタの特性値であるインダクタンスは、スルーホールの孔径と、タッピンねじの切削刃の巻き数及びピッチ（間隔）に依存するため、基板の構成に関係なく柔軟に変化させることが可能となる。
【００３４】
図３（Ｃ）は、タッピンねじ４が多層基板１のスルーホール３を貫通し終えた後の状態を示している。引き続いて、タッピンねじ４を多層基板１から引き抜く。上記のような手順でインダクタ構造体を製造することにより、多層基板の層数に依存しないインダクタを形成することができる。
【００３５】
本発明のインダクタ構造体において、インダクタは、別の面において、多層基板のインダクタ形成部位にねじ込まれたロッド状絶縁体の外周面に予め定められたパターンで巻回された導体コイルから構成することができる。図４は、このように構成された本発明によるインダクタ構造体の好ましい一形態を示した断面図であり、図５は、図４のインダクタ構造体の製造に使用されるねじ切り工具の一例を示した斜視図であり、図６は、図４のインダクタ構造体の製造に使用される多層基板の説明図であり、そして図７は、図４のインダクタ構造体の製造方法の内の１つの工程を示した断面図である。
【００３６】
図４を参照すると、インダクタ構造体１０は、多層基板１を有する。多層基板１は、図６において詳細に説明するように、３枚の基層１−１、１−２及び１−３からなる。これらの基層は、多層基板の作製に一般的に使用されている積層法を使用して一体化することができる。多層基板１の基層１−１の上面には、図６（Ｂ）に示すように、銅箔のパターニングによって形成された上部配線パターン１１があり、そのインダクタ形成部位にはランド１１ａが形成されている。一方、多層基板１の基層１−３の下面には、図６（Ｃ）に示すように、銅箔のパターニングによって形成された下部配線パターン１２があり、そのインダクタ形成部位にはランド１２ａが形成されている。
【００３７】
図示のインダクタ構造体１０の場合、多層基板１のインダクタ形成部位に、図７に示すように、外周面に予め定められたパターンで巻回された導体コイル７を有するロッド状インダクタ６（図５を参照されたい）をねじ込むことでインダクタを完成している。図示のように、導体コイル７の一端がランド１１ａに電気的に接続される一方で、その他端が、ランド１２ａに電気的に接続されている。このようにしてインダクタを実装後、上部配線パターン１１を銅めっき１４で被覆し、一方、下部配線パターン１２を銅めっき１５で被覆する。
【００３８】
ここで、インダクタの形成に使用するロッド状インダクタは、図５に一例を示しているが、その他の構成であってもよい。典型的には、ロッド状インダクタは、ねじ切り工具、例えばタッピンねじであることが好ましく、そのねじ切り工具のねじ溝の部分に導体コイルが巻回されていることが好ましい。導体コイルは、いろいろな材料から形成することができるけれども、導電性や、加工性、強度などを考慮した場合、金属製のワイヤ、例えば銅線から形成するのが好ましい。本発明によれば、導体コイルの材質や巻き数などを変更することによって、得られるインダクタンスを柔軟に変化させることができる。
【００３９】
本発明によるインダクタ構造体は、それを機能素子や構成要素と任意に組み合わせることによって、高性能で利用価値のある装置を製造することができる。例えば、多層基板に２個のスルーホールを形成するとともに、それらのスルーホールを貫通して環状導体コアを配置することによって、変圧器を製造することができる。
【００４０】
例えば、図８は、本発明のインダクタ構造体を組み込んだ変圧器の好ましい一例を示した断面図である。変圧器３０は、２個のスルーホールを形成した相違点はあるけれども、先に図１〜図３を参照して説明した手法によって図示のような構成のインダクタ構造体を形成した後、それぞれのスルーホールを貫通する形で環状導体コア３１を配置し、その末端を多層基板１上に設けた銅めっきからなるランド１１ａ及び１１ｂに接続することによって製造することができる。なお、図示の例の場合、変圧器に常用の鉄芯を導体コア３１として使用した。
【００４１】
また、図示の変圧器において、鉄芯を導体コア３１として使用したけれども、所望とするインダクタンスに応じて導体コアの材質を変更することができ、これも本発明の特徴の１つである。すなわち、導体コアは、インダクタンスを増加させる目的で配置されたものであるけれども、透磁率の高いコア材を使用すると、少ない巻き線で大きなインダクタンスを得ることができるけれども、高周波では、損失が増加して、温度係数も大きくなってしまう。そのために、使用周波数を考慮して、コア材を選択する必要がある。換言すると、コア材によってインダクタンスが変化可能であるので、本発明によれば、インダクタ（コイル）の形状を変更しないで、コア材の材質を変更することで、インダクタンスを調整することが可能である。インダクタンスの調整に使用しうるコア材として、例えば、ケイ素鋼板、パーマロイ等の金属合金、フェライト、ダストコアなどを挙げることができる。また、これらのコア材に代えて、有機材料、セラミックスなどからなる非磁性体を使用してもよい。
【００４２】
さらに加えて、本発明のインダクタ構造体は、能動素子、受動素子等と組み合わせることで、半導体装置やその他の電子装置を製造することができる。
【００４３】
例えば、図９は、本発明のインダクタ構造体を組み込んだ半導体装置の好ましい一例を示した断面図である。半導体装置２０は、３枚の基層１−１、１−２及び１−３からなる多層配線基板１を有する。基層１−１は、その上面に配線パターン２１を有し、基層１−２は、その上面に導体パターン２２を有し、また、基層１−３は、その上面に配線パターン２３を有するとともに、その下面に配線パターン２４を有する。図示されるように、図５に示すような導体コイル７付きのロッド状インダクタ６を埋め込むことによって形成されたインダクタが基層１−２に形成されている。よって、図示の半導体装置２０では、配線パターン２１からビア２８を介して配線パターン２２に至り、その配線パターン２２からインダクタを介して配線パターン２３に至り、さらにはその配線パターン２３からビア２９を介して配線パターン２４に至る一連の電気的な回路が完成している。なお、図示の半導体装置２０では、基層１−１の上に接着剤層２５を介して半導体素子（ＩＣチップ）２６が搭載されており、半導体素子２６と配線パターン２１とがボンディングワイヤ２７を介して接続されている。半導体素子２６は、ここでは図示しないが、図示のようなワイヤボンディング法に代えて、フリップチップボンディング法によって配線パターン２１に接続してもよい。
【００４４】
ここで、本発明に従って多層基板のスルーホールにインダクタを形成する場合に、得られるインダクタンスを調整することの必要性について説明する。
【００４５】
図１０は、本発明の実施に適用可能なＬＣ並列共振回路の一例を示した模式図であり、また、図１１は、図１０（Ａ）のＬＣ並列共振回路を使用して、インダクタンスＬ＝１ｎＨでＳパラメータＳ２１（通過特性）のシミュレーションを行った結果をプロットしたグラフである。さらに、図１２は、図１０（Ｂ）のＬＣ並列共振回路を使用して、インダクタンスＬ＝１．５ｎＨでＳパラメータＳ２１（通過特性）のシミュレーションを行った結果をプロットしたグラフである。なお、図１０に示したようなＬＣ並列共振回路は、例えば、携帯電話等の通信機器や、ラジオ等に取り付けられるアンテナなどにおいて、インピーダンスマッチングの目的で有利に使用することができる。
【００４６】
図１１及び図１２に示すＳ２１シミュレーション結果から理解することができるように、インダクタンスを変更することによって共振点が変化し、Ｌ＝１ｎＨの時は周波数＝１ＧＨｚ付近で共振が発生し、一方、Ｌ＝１．５ｎＨの時は周波数＝０．８ＧＨｚ付近で共振が発生する。また、共振点の変化とともに、減衰量も変化し、Ｌ＝１．５ｎＨの時に比べて、Ｌ＝１ｎＨの時のほうが減衰量が大きいことがわかる。なお、減衰量は値が大きいほど、特性インピーダンスが５０Ωに近いことを表しているため、Ｌ＝１ｎＨの時は、Ｌ＝１．５ｎＨの時に比べ、良好な特性が得られていると考察することができる。このように、指定した周波数で共振させるためには、インダクタンスの調整は不可欠である。
【００４７】
引き続いて、図１３を参照して、インダクタンスの調整方法について説明する。図１３は、図５に示したものと同様な構成のインダクタを示し、但し、図示のインダクタの場合、鉄芯７の周囲にコイル７を巻回した構成を採用している。このインダクタにおいて、コイル７は、その断面積Ｓが広いほど、また、磁路（磁束の通る道）ｌが短いほど、磁束を多くすることができる。また、磁束は、磁気抵抗の少ないところに集まる性質をもっている。そこで、透磁率の大きな強磁性体６をコイル７に囲まれた内部空間に挿入することで、磁束を多くすることができる。そのために、大きなインダクタンスを所望とする場合に、コイル７を小形化したいときは、透磁率の大きな強磁性体である鉄芯７を挿入することで、目的を達成することができる。なお、インダクタンスＬは、次式（１）によって表すことができる。
【００４８】
【数１】
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【００４９】
上式において、ｋは長岡係数（コイルの直径と長さとで決まる係数；係数表を使用して求める）であり、μは透磁率であり、ａはコイルの半径であり、そしてｎはコイルの巻き数である。この式から、インダクタンスＬは、巻き数ｎの二乗、コイルの半径ａの二乗、透磁率に比例し、磁路ｌに反比例することが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明によるインダクタ構造体の好ましい一形態を示した断面図である。
【図２】図１のインダクタ構造体の製造に使用されるねじ切り工具の一例を示した斜視図である。
【図３】図１のインダクタ構造体の製造方法を順を追って示した断面図である。
【図４】本発明によるインダクタ構造体のもう１つの好ましい形態を示した断面図である。
【図５】図４のインダクタ構造体の製造に使用されるねじ切り工具の一例を示した斜視図である。
【図６】図４のインダクタ構造体の製造に使用される多層回路基板の説明図である。
【図７】図４のインダクタ構造体の製造方法を示した断面図である。
【図８】本発明のインダクタ構造体を組み込んだ変圧器の好ましい一例を示した断面図である。
【図９】本発明のインダクタ構造体を組み込んだ半導体装置の好ましい一例を示した断面図である。
【図１０】本発明の実施に適用可能なＬＣ並列共振回路の一例を示した模式図である。
【図１１】図１０（Ａ）のＬＣ並列共振回路を使用して通過特性のシミュレーションを行った結果をプロットしたグラフである。
【図１２】図１０（Ｂ）のＬＣ並列共振回路を使用して通過特性のシミュレーションを行った結果をプロットしたグラフである。
【図１３】本発明のインダクタ構造体におけるインダクタンスの調整方法を説明するための模式図である。
【図１４】パターンコイルを備えた従来のビルトアップ多層基板の斜視図である。
【図１５】コイル構造を備えた従来のプリント基板の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    多層基板
２    導体層
３    スルーホール
４    ねじ切り工具
５    ねじ山
６    ロッド状インダクタ
７    導体コイル
１０    インダクタ構造体
１１    導体パターン
１２    導体パターン
１３    ランド
２０    半導体装置
３０    変圧器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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