(57)【要約】【課題】インダクタ特性の対称性を保つことができ、層数を増やすことなく配線を外側に引き出すことができるスパイラルインダクタおよびそれを備えた回路装置または差動回路を提供する。【解決手段】配線端部１０１と配線端部１０３とは配線部１０５で接続され、配線端部１０２と配線端部１０４とは配線部１０６で接続されている。配線部１０５と配線部１０６は対称線１００に関して線対称になっている。対称線１００上では、配線部１０５と配線部１０６とが立体的に交差する交差部１１０，１１１が形成されている。対称線１００上以外の位置では配線部１０５自身が立体的に交差する交差部１２０と、配線部１０６自身が立体的に交差する交差部１２１とが形成されている。交差部１１０，１１１，１２０，１２１における配線間には絶縁体を形成している。【選択図】図１
2005191217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の対称線に関して線対称な形状を有するスパイラルインダクタにおいて、
第一の端子と、
上記対称線に関して上記第一の端子と線対称な位置に形成された第二の端子と、
第三の端子と、
上記対称線に関して上記第三の端子と線対称な位置に形成された第四の端子と、
上記第一の端子と上記第三の端子とを接続する第一の配線と、
上記対称線に関して上記第一の配線と線対称になるように形成され、上記第二の端子と上記第四の端子とを接続する第二の配線と、
上記対称線上で、上記第一の配線と上記第二の配線とが立体的に交差する少なくとも２つの第一の交差部と、
上記対称線上以外の位置で、上記第一の配線自身または上記第二の配線自身が立体的に交差する少なくとも１つの第二の交差部と
を備え、
上記第一の交差部では、上記第一の配線と上記第二の配線とが絶縁部材を挟んで電気的に絶縁され、
上記第二の交差部では、上記第一の配線自身または上記第二の配線自身が絶縁部材を挟んで電気的に絶縁されている
ことを特徴とするスパイラルインダクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のスパイラルインダクタにおいて、
上記対称線上以外の位置で、上記第一の配線と上記第二の配線とが立体的に交差する少なくとも２つの第三の交差部を備え、
上記第三の交差部では、上記第一の配線と上記第二の配線とが絶縁部材を挟んで電気的に絶縁されている
ことを特徴とするスパイラルインダクタ。
【請求項３】
請求項１に記載のスパイラルインダクタにおいて、
上記第一の配線自身による上記第二の交差部が、上記対称線の両側のそれぞれに少なくとも１つ設けられ、
上記第二の配線自身による上記第二の交差部が、上記対称線の両側のそれぞれに少なくとも１つ設けられている
ことを特徴とするスパイラルインダクタ。
【請求項４】
請求項１に記載のスパイラルインダクタにおいて、
上記第一の端子と上記第二の端子、または、上記第三の端子と上記第四の端子とが、上記対称線上で共通端子を構成している
ことを特徴とするスパイラルインダクタ。
【請求項５】
請求項１に記載のスパイラルインダクを備えたことを特徴とする回路装置。
【請求項６】
請求項１に記載のスパイラルインダクを備えたことを特徴とする差動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパイラルインダクタおよびスパイラルインダクタを用いた回路装置または差動回路に関する。特に、所定の対称線に関して線対称な形状を有するスパイラルインダクタおよびそれを用いた回路装置または差動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スパイラルインダクタとしては、図２５に示すようなものがある。上記スパイラルインダクタでは、配線端２５０１から配線部２５０４が配線端２５０３までスパイラル状に回りながら内側に入る構造になっている。上記配線端２５０３はビアホール２５０７を介して、別層に形成された配線部２５０５の一方の端部に接続されている。また、上記配線部２５０５の他方の端部は、ビアホール２５０８および配線部２５０６を介して配線端２５０２に導かれる。
【０００３】
しかし、上記スパイラルインダクタでは両端から見た場合の構造が異なるため、一端から見たインダクタ特性と、他端から見たインダクタ特性とが異なってしまう。
【０００４】
そこで、スパイラルインダクタの両端から見たインダクタ特性を等価にするために、米国特許第６３８０８３５号明細書（特許文献１）において、図２６（ａ），（ｂ）に示すような線対称構造のスパイラルインダクタが提案されている。図２６（ａ）には上記スパイラルインダクタの上層の構造を示し、図２６（ｂ）には上記スパイラルインダクタの下層の構造を示している。
【０００５】
図２６（ａ）に示す配線端２６０１から上層配線部２６０３が対称線２６５０上の配線端２６０９までスパイラル状に配線され、この配線端２６０９はビアホールを介して図２６（ｂ）に示す配線端２６３９に導かれている。そして、上記配線端２６３９から下層配線部２６３１が対称線２６５０上の配線端２６３５までスパイラル状に配線され、この配線端２６３５はビアホールを介して図２６（ａ）に示す配線端２６１２に導かれている。同様にして、対称線２６５０上で、下層配線部の配線端が上層配線部の配線端に導かれることと、上層配線部の配線端が下層配線部の配線端に導かれることとを交互に繰り返して、配線端２６０１は最後に上層配線部にある配線端２６０２に導かれる。また、上記配線端２６０１と配線端２６０２とから等しい距離にある配線端２６４５は、共通配線部２６４６を介して共通配線端２６４７に接続されている。このように、上記スパイラルインダクタは対称線２６５０に関して線対称な形状を有するので、配線端２６０１から見たインダクタ特性と、配線端２６０２から見たインダクタ特性とが等価になっている。
【０００６】
ところで、図２６（ａ），（ｂ）に示す構成では、共通配線端２６４７をスパイラルインダクタの外側に配線するために、新しい層を形成し、その新しい層でスパイラルインダクタの外側に配線することで、スパイラルインダクタの対称性を保っている。したがって、図２６（ａ），（ｂ）のスパイラルインダクタでは、構成層数が増えてしまうという問題がある。
【０００７】
また、上記スパイラルインダクタを設ける箇所の厚さが決まっている場合、スパイラルインダクタの構成層数が増えると、層と層との間隔が狭くなり、インダクタとしての性質が劣化してしまう。したがって、上記構成層数が増えるのは好ましくない。
【０００８】
なお、図２６（ａ），（ｂ）において、２６１０，２６１１，２６１３〜２６１８，２６３６，２６３７，２６３８，２６４０〜２６４４は配線端であり、２６０４〜２６０８は上層配線部であり、２６３０，２６３２〜２６３４は下層配線部であり、２６１９，２６２０は配線端部である。
【特許文献１】米国特許第６３８０８３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の課題は、インダクタ特性の対称性を保つことができ、層数を増やすことなく配線を外側に引き出すことができるスパイラルインダクタおよびそれを備えた回路装置または差動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、第１の発明のスパイラルインダクタは、
所定の対称線に関して線対称な形状を有するスパイラルインダクタにおいて、
第一の端子と、
上記対称線に関して上記第一の端子と線対称な位置に形成された第二の端子と、
第三の端子と、
上記対称線に関して上記第三の端子と線対称な位置に形成された第四の端子と、
上記第一の端子と上記第三の端子とを接続する第一の配線と、
上記対称線に関して上記第一の配線と線対称になるように形成され、上記第二の端子と上記第四の端子とを接続する第二の配線と、
上記対称線上で、上記第一の配線と上記第二の配線とが立体的に交差する少なくとも２つの第一の交差部と、
上記対称線上以外の位置で、上記第一の配線自身または上記第二の配線自身が立体的に交差する少なくとも１つの第二の交差部と
を備え、
上記第一の交差部では、上記第一の配線と上記第二の配線とが絶縁部材を挟んで電気的に絶縁され、
上記第二の交差部では、上記第一の配線自身または上記第二の配線自身が絶縁部材を挟んで電気的に絶縁されている
ことを特徴としている。
【００１１】
上記構成のスパイラルインダクタによれば、スパイラルインダクタの内側にある端子をスパイラルインダクタの外部にある端子と接続するためには、スパイラルインダクタの内側にある端子をスパイラルインダクタの内側から外側に配線する必要がある。ここでは、スパイラルインダクタの内側から外側へ配線することを、配線を引き出すと表現する。
【００１２】
従来の構成では、配線を引き出そうとすると、スパイラルインダクタの対称性を保つために、上記対称線上で引き出さざるをえないが、対称線上で配線を引き出そうとすると必ず、配線が上記第一の交差部を通ってしまう。この第一の交差部では、上記第一の配線と上記第二の配線が立体的に交差するため、少なくとも二層必要である。さらに引き出す配線を形成するために、新たに別の層を形成する必要があり、スパイラルインダクタは少なくとも三層以上の構造であった。ここで層とは導電層のことをさす。
【００１３】
上記第一の交差部では少なくとも二層必要であるが、第一の交差部以外は一層で形成できるので、第一の交差部以外で配線を引き出せば、新たに別の層を形成する必要がなく、少なくとも二層で平面的に線対称な形状のスパイラルインダクタが形成できる。
【００１４】
そこで、上記第二の交差部を形成して、対称線に対して対称に配線を引き出すことにより、新たな層を形成する必要がなく、上記第一の端子、第二の端子、第三の端子、第四の端子すべてがスパイラルインダクタの外側に配置され、平面的に線対称なスパイラルインダクタが形成できる。
【００１５】
上記第一の端子と第二の端子とが対称線に関して線対称の位置に配置されているので、第一の端子から見たインダクタ特性と、第二の端子から見たインダクタ特性とが等価である。また、上記かつ、第三の端子と第四の端子とが対称線に関して線対称の位置に配置されているので、第三の端子から見たインダクタ特性と、第四の端子から見たインダクタ特性は等価である。以降、インダクタ特性が等価であることを、インダクタ特性が対称であると表現する。
【００１６】
ここで、上記対称線を通り、スパイラルインダクタを形成している基板に対して垂直な面を対称面とする。上記第一の交差部での配線の立体交差はその対称面に対する面対称性が崩れる場合があるが、スパイラルインダクタとしては極一部の領域にすぎず、特性に影響は少ないので、概略平面上対称なスパイラルインダクタである。このとき、上記第一の交差部は、対称面に対して面対称性が崩れる場合があるが、平面的に見ると対称に配置されているので概略平面上対称であるとする。
【００１７】
また、上記第二の交差部においても、第一の交差部同様、配線が立体的に交差する。上記対称面に関して第一の配線の第二の交差部と第二の配線の第二の交差部との面対称性が崩れても、スパイラルインダクタとしては極一部の領域にすぎず、特性に影響は少ないので、対称面に関して第一の配線の第二の交差部と第二の配線の第二の交差部との面対称性が崩れてもよい。特に、上記第一の配線の第二の交差部と第二の配線の第二の交差部とを対称面に関して面対称に形成すると、イダンダクタ特性の対称性が向上するので、第一の配線の第二の交差部と第二の配線の第二の交差部とを対称面に関して面対称に形成することが望ましい。
【００１８】
スパイラルインダクタの構成層数が少なくなることで、第一の配線または第二の配線を形成している導電層を厚くでき、基板と配線層との間の容量を少なくできる。このスパイラルインダクタの構成層数とは、スパイラルインダクタを形成している導電層の層数である。ここで、上記導電層には金属配線、導電性高分子など導電性材料を用いることができ、基板には半導体基板、絶縁体基板、誘電体基板、磁性体基板などの材料を用いることができる。
【００１９】
本発明のスパイラルインダクタは対称線に関して対称性を保ちながら、第一の端子、第二の端子、第三の端子、第四の端子がすべてスパイラルインダクタの外側にあるので、第一の端子と第二の端子とを接続してものを共通端子として用いることができる。または、上記第三の端子と第四の端子とを接続したものを共通端子として用いることができる。また、上位第一の端子と第二の端子とを接続しない場合、または、第三の端子と第四の端子とを接続しない場合は、第一の配線と第二の配線とを対称的なトランスとして用いることで、別の効果を有する。
【００２０】
ところで、同層で隣り合って形成している第一の配線と第二の配線のとの間、第一の配線自身または第二の配線自身の間では容量を生じる。ここでは、上記容量を配線間容量という。配線をスパイラル状に引き出すと、その配線と自身の配線との間で生じる配線間容量が増加する。
【００２１】
そこで、一実施形態のスパイラルインダクタでは、上記対称線上以外の位置で、上記第一の配線と上記第二の配線とが立体的に交差する少なくとも２つの第三の交差部を備え、上記第三の交差部では、上記第一の配線と上記第二の配線とが絶縁部材を挟んで電気的に絶縁されている。
【００２２】
これにより、スパイラルを形成せずに配線を引き出すことができる。したがって、上記配線をスパイラル状に引き出した場合と比べると、配線自身の間で生じる配線間容量を減らすことができる。
【００２３】
上記第三の交差部においても、第一，第二の交差部同様、配線が立体的に交差する。上記対称線を通り、スパイラルインダクタを形成している基板に対して垂直な対称面を想定した場合、その端正面に関して第三の交差部の立体的な面対称性が崩れても、スパイラルインダクタとしては極一部の領域にすぎず、特性に影響は少ないので、対称面に関して第三の交差部の立体的な面対称性は崩れてもよい。特に、上記第三の交差部は、その対称面に対して立体的に面対称に形成するとインダクタ特性の対称性が向上するので、対称面に対して立体的に面対称に形成することが望ましい。
【００２４】
スパイラルで巻かれている配線を立体的に交差させる場合、隣り合う配線間にそれぞれ立体交差用のビアホールを形成しなければいけないので、隣り合う配線間の間隔を十分に大きくとる必要がある。
【００２５】
しかし、本発明のスパイラルインダクタでは、自身の配線と自身以外の配線とが隣り合っている場合、自身の配線と自身以外の配線との間にビアホールを形成せずに、第二の交差部と第三の交差部とにおける立体交差を共通化できる。つまり、上記第二の交差部と第三の交差部とを同時に形成することができる。
【００２６】
本発明のスパイラルインダクタでは、隣り合っている配線間に立体交差用のビアホールや配線を形成しなくてもよいので、隣り合っている配線の間隔を十分に大きくとる必要がない。つまり、隣り合っている配線の間隔を狭くすることができる。したがって、小さい面積でスパイラルインダクタを形成することができる。
【００２７】
また、本発明のスパイラルインダクタでは、スパイラルインダクタの内側に少なくとも一箇所ビアホールを形成することにより、配線を引き出すことができる。このとき、上記第二の交差部と第三の交差部との立体交差が共通化されていれば、配線を引き出す途中の経路は何でもよいが、特に第二の交差部と第三の交差部とが平面的に同一直線状にのるように引き出すことは、引き出し配線を短く形成でき、スパイラルインダクタの抵抗を減少させることができるので好ましい。概略平面上対称で立体的に交差し、電気的に絶縁されていれば、ビアホール構造でなくてもよい。
【００２８】
ところで、上記第三の交差部では第一の配線と第二の配線とが立体的に交差し、上層配線と下層配線とを形成し、上層配線と下層配線の間で容量が生じる。特に、スパイラルの巻数が多くなると、上層配線と下層配線の間で生じる容量の増加は顕著になる。上記容量が増加することでインダクタとしての特性が劣化し、共振周波数が下がってしまう。
【００２９】
そこで、一実施形態のスパイラルインダクタでは、上記第一の配線自身による上記第二の交差部が、上記対称線の両側のそれぞれに少なくとも１つ設けられ、上記第二の配線自身による上記第二の交差部が、上記対称線の両側のそれぞれに少なくとも１つ設けられている。
【００３０】
これにより、スパイラルの巻数が多くても、第三の交差部を減らすことができ、スパイラルインダクタ全体の容量を減らしインダクタとしての特性を向上させ、共振周波数を高くできる。  
【００３１】
また、上記第一の配線の第二の交差部と第二の配線の第二の交差部をスパイラルの配線方向に対してずらして形成することにより、隣り合う配線との間隔を狭くでき、スパイラルインダクタを小さい面積で形成できる。
【００３２】
また、上記第一の端子、第二の端子、第三の端子、第四の端子がすべてスパイラルインダクタの外側にあるので、平面的に対称に配置された第一の端子と第二の端子とを対称線上で接続するか、または、第三の端子と第四の端子とを対称線上で接続することで、層数を増やすことなく、共通端子を形成できる。ここでは、共通端子のことをセンタータップと表現する。
【００３３】
つまり、一実施形態のスパイラルインダクタは、上記第一の端子と上記第二の端子、または、上記第三の端子と上記第四の端子とが、上記対称線上で共通端子を構成している。
【００３４】
従来技術では、センタータップを引き出すのに、スパイラルインダクタの対称性を保つため、新しい層を形成し、その新たに形成した層でスパイラルインダクタの外側に配線していた。
【００３５】
そこで、本発明では対称性を保つため、上記対称線上以外で第一の配線と第二の配線とが対称になるようにスパイラルインダクタの外側に第三の端子と第四の端子とを引き出し、引き出された第三の端子と第四の端子とをスパイラルインダクタの外側の対称線上で接続することによって、対称性を保ち、構成層数を増やすことなくセンタータップを形成できる。ここで、上記第三の端子と第四の端子とが、第一の端子と第二の端子とであっても同様の効果を奏する。
【００３６】
第２の発明の回路装置は、上記第１の発明のスパイラルインダクを備えたことを特徴としている。
【００３７】
上記構成の回路装置によれば、上記第１の発明のスパイラルインダクタは平面的に対称のため、特性が対称であるので、スパイラルインダクタを回路装置の一部に用いることで、回路装置のバランスを損なうことなく、回路装置の特性が向上する。
【００３８】
第３の発明の差動回路は、上記第１の発明のスパイラルインダクを備えたことを特徴としている。
【００３９】
上記構成の差動回路によれば、上記第１の発明のスパイラルインダクタは平面的に対称であってインダクタ特性が対称であるから、そのスパイラルインダクタを差動回路の一部に用いることで、差動のバランスを損なうことなく差動回路の特性が向上する。
【００４０】
差動増幅回路において、トランジスタの入力部には対称性をもったインダクタが必要となる。従来はインダクタの対称性を保つために二つのスパイラルインダクタを対称に配置しており、大きな面積が必要であった。そこで、本発明のスパイラルインダクタを用いることにより、対称性を保ちながら、構成層数を増やすことなく、小さい面積で形成できる。トランジスタの出力部においても、対称性をもったスパイラルインダクタ、もしくは対称性をもち共通端子を備えたインダクタが必要となる。従来の対称に配置したインダクタを用いると、共通端子を引き出す際に、新たに別の層を形成する必要があった。またはインダクタの対称性を保つために二つのスパイラルインダクタを対称に配置し、その二つのスパイラルインダクタを接続して、中心から共通端子を引き出しており、スパイラルインダクタが見かけ上二つ必要になり、大きな面積が必要であった。そこで、本発明のスパイラルインダクタを用いることにより、対称性を保ちながら、構成層数を増やすことなく、小さい面積で形成できる。
【００４１】
差動型発振回路のように、対称性をもち、かつ入力部と出力部で共通のインダクタを用いるような回路においても、本発明のスパイラルインダクタを用いることにより、対称性を保ちながら、構成層数を増やすことなく、小さい面積で形成できる。
【発明の効果】
【００４２】
第１の発明のスパイラルインダクタによれば、スパイラルで内側に回った端子をスパイラルインダクタの外側に引き出す際、対称性を保ち、構成層数を増やすことなく引き出すことができ、配線端部がすべてスパイラルインダクタの外側にあるので、センタータップを取り出す場合、対称性を保ちながら構成層数を増やすことなく取り出すことができる。また、センタータップとして接続せず対称的なトランスとして用いることができる。
【００４３】
また、上記スパイラルインダクタは、対称性をもち、小さい面積で形成できるので、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタなどのトランジスタを用いた差動増幅回路、差動型発振回路など差動回路の一部として用いることができる。したがって、上記スパイラルインダクタを備えた差動回路は、差動のバランスを損なうことなく、特性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、図面を参照しながら、本発明の各実施の形態におけるスパイラルインダクタについて説明する。なお、図面の記載において、同じ働きのものには、同一参照番号を付しており、必ずしも同―の形状を示すものではない。
【実施の形態１】
【００４５】
図１に、本発明の実施の形態１におけるスパイラルインダクタの概略平面図を示す。
【００４６】
上記スパイラルインダクタは基板上に導電性物質からなる配線部を形成した構造を有している。上記基板としては、半導体基板、絶縁体基板、誘電体基板および磁性体基板などを用いることができるが、本実施の形態では半導体基板を用いる。また、上記導電性物質としては、金や銅などの金属や、導電性高分子などの導電性のものを用いることができるが、本実施の形態では金を用いる。
【００４７】
図１のスパイラルインダクタは、配線端部１０１から配線端部１０３まで配線された配線部１０５と、配線端部１０２から配線端部１０４まで配線された配線部１０６とを備えている。上記配線部１０５および配線部１０６の巻数はそれぞれ１巻半である。ここでは、上記配線端部１０１が第一の端子の一例を構成し、配線端部１０２が第二の端子の一例を構成し、配線端部１０３が第三の端子の一例を構成し、配線端部１０４が第四の端子の一例を構成し、配線部１０５が第一の配線の一例を構成し、そして、配線部１０６が第二の配線の一例を構成している。
【００４８】
上記配線端部１０１と配線端部１０２とは対称線１００に対して基板表面上で対称な位置に配置されている。また、上記配線端部１０３と配線端部１０４も対称線１００に対して基板表面上で対称な位置に配置されている。そして、上記配線部１０５と配線部１０６も対称線１００に対して基板表面上で対称な位置に配置されている。つまり、上記配線端部１０１は対称線１００に関して配線端部１０２と線対称の位置に設けられ、かつ、配線端部１０３は対称線１００に関して配線端部１０４と線対称の位置に設けられ、かつ、配線部１０５は対称線１００に関して配線部１０６と線対称になるように設けられている。
【００４９】
上記配線部１０５と配線部１０６とは対称線１００上の２箇所で交差している。つまり、上記対称線１００上では、配線部１０５と配線部１０６とが交差する交差部１１０，１１１を設けている。ここでは、上記交差部１１０と交差部１１１とは、それぞれ、第一の交差部の一例を構成している。
【００５０】
上記交差部１１０と交差部１１１とは、それぞれ、配線部１０５と配線部１０６とが立体交差して構成されている。このような立体交差は、例えば、図２（ａ）のビアホール構造や、図２（ｂ）のエアーブリッジ構造などで実現することができる。
【００５１】
図２（ａ）では、上層配線部２０１はビアホール２０５を介して下層配線部２０４の一方の端部に導かれ、さらに、下層配線部２０４の他方の端部からビアホール２０６を介して上層配線部２０２に導かれている。これにより、上層配線部２０１は上層配線部２０３と立体的に交差することができる。なお、上記上層配線部２０１、上層配線部２０２および下層配線部２０４は、それぞれ、上層配線部２０３と電気的に絶縁されている。
【００５２】
図２（ｂ）では、配線部２１１はエアーブリッジ構造を形成している配線部２１２を介して、配線部２１３へと導かれ、配線部２１０と立体的に交差している。配線部２１０、２１１および２１２はそれぞれ配線部２１０と電気的に絶縁されている。なお、上記配線部２１０は、配線部２１１、配線部２１２および配線部２１３と電気的に絶縁されている。
【００５３】
ここでは、一般的なビアホール構造とエアーブリッジ構造を例にとって示したが、配線部１０５と配線部１０６とはお互いが電気的に絶縁されていれば、他の構造で立体交差してもよい。
【００５４】
以下、「立体的に交差」と表記している場合、特に断りのない限り、図２（ａ），（ｂ）のような立体構造をしているものとする。
【００５５】
上記対称線１００上以外の位置においては、配線部１０５が自身の配線と立体的に交差している交差部１２０が設けられていると共に、配線部１０６が自身の配線と立体的に交差している交差部１２１が設けられている。上記交差部１２０と交差部１２１とは対称線１００に対して基板表面上に対称に配置されている。つまり、上記交差部１２０は、対称線１００に関して交差部１２１と線対称の位置に設けられている。ここでは、上記交差部１２０が第一の配線自身で形成された第二の交差部の一例を構成し、交差部１２１が第二の配線自身で形成された第二の交差部の一例を構成している。
【００５６】
上記構成のスパイラルインダクタによれば、配線部１０５自身による交差部１２０と、配線部１０６自身による交差部１２１とを持ち、平面的に対称に配線を引き出すことで、配線を引き出すための層を新たに形成する必要がなく、配線端部１０１、配線端部１０２、配線端部１０３そして配線端部１０４の全てをスパイラルインダクタの外側に配置することができる。そして、上記配線端部１０１と配線端部１０２とが基板表面上に対称に配置されているので、配線端部１０１から見たインダクタ特性と、配線端部１０２から見たインダクタ特性が等価である。また、上記配線端部１０３と配線端部１０４についても同様である。
【００５７】
上記スパイラルインダクタを構成するための層数が多くなると、各層間の間隔は大きくできないので、層と層の間で生じる容量が生じ、インダクタとしての特性が劣化する場合があるので、スパイラルインダクタを形成する層数は少ないほうが望ましい。
【００５８】
図２６に示した従来のスパイラルインダクタは配線を外側に引き出すには構成層数を増やす必要があったが、本実施の形態のスパイラルインダクタは、立体交差に最低限必要な配線の二層構造から実質的に構成層数を増加させることなく、配線を引き出すことが可能である。
【００５９】
図３に、図１のスパイラルインダクタから外部の配線端部に共通配線を取り出した例を示す。
【００６０】
上記配線端部１０１はワイヤー３０１に接続し、配線端部１０２はワイヤー３０２に接続している。そして、上記ワイヤー３０１とワイヤー３０２とを用いて、スパイラルインダクタの外側にある配線端部３０３に配線することで、共通配線を取り出すことができる。上記ワイヤー３０１は、対称線１００に関してワイヤー３０２と線対称に設けている。なお、上記配線端部１０１と配線端部１０２とを対称線上に共通配線端部として配置してもよい。あるいは、上記配線端部１０３と配線端部１０４とのどちらか一方を対称線上に共通配線端部として配置してもよい。
【００６１】
図４に、図１のスパイラルインダクタの配線端部１０１と配線端部１０２とを対称線１００上に共通配線端部４０１として配置した例を示す。ここでは、上記共通配線端部４０１が第一の端子の一例と第二の端子の一例とを構成している。
【００６２】
図１のスパイラルインダクタは、配線部１０５と配線部１０６との間で相互インダクタンスが生じ、対称的なトランスとして用いることができる。
【００６３】
図１では巻数が１巻半のスパイラルインダクタを示したが、スパイラルの巻数は変化させてもよい。その一例として、図５にスパイラルの巻数を２巻半にした例を示す。ここで、「巻数」とは配線部１０５または配線部１０６の巻数である。図５のスパイラルインダクタでは、スパイラルの巻数を２巻半にすることで、交差部５１０、交差部５１１、交差部５２０および交差部５２１が新たに設けられている。つまり、図５のスパイラルインダクタは、交差部５１０、交差部５１１、交差部５２０および交差部５２１を備える点が図１のスパイラルインダクタと異なる。上記交差部１２０と交差部５２１とはスパイラルの配線方向に対して隣接し、交差部５２０と交差部１２１とはスパイラルの配線方向に対して隣接している。より詳しくは、上記交差部１２０と交差部５２１とは対称線１００と平行な方向において隣接し、交差部５２０と交差部１２１とは対称線１００に垂直な方向において隣接している。ここでは、上記交差部５１０と交差部５１１とが、それぞれ、第一の交差部の一例を構成している。また、上記交差部５２０が第一の配線自身で形成された第二の交差部の一例を構成し、交差部５２１が第二の配線自身で形成された第二の交差部の一例を構成している。
【００６４】
図５のスパイラルインダクタは、図１のスパイラルインダクタと比べると、スパイラルの巻数や立体的に交差する交差部が増加したが、図１のスパイラルインダクタと同様の効果を奏する。
【００６５】
図６（ａ），（ｂ）に、図５のスパイラルインダクタと巻数は等しく、対称線１００上以外の交差部１２０〜５２０をスパイラルの配線方向に対してずらして離した位置にあるスパイラルインダクタの例を示す。
【００６６】
図６（ａ）では、交差部１２０および交差部５２０は配線部１０５が自身に立体的に交差する交差部であり、交差部１２１および交差部５２１は配線部１０６が自身に立体的に交差する交差部である。上記交差部１２０は、交差部５２１に対して対称線１００と平行な方向においてずらして配置されている。このため、上記交差部１２０は、交差部５２１に近傍に配置されているが、対称線１００に垂直な方向において交差部５２１に隣接していない。同様に、上記交差部１２１は、交差部５２０に近傍に配置されているが、対称線１００に垂直な方向において交差部５２０に隣接していない。ここでは、上記交差部１２０および交差部５２０は、それぞれ、第一の配線自身で形成された第二の交差部の一例を構成している。また、上記交差部１２１および交差部５２１は、それぞれ、第二の配線自身で形成された第二の交差部の一例を構成している。
【００６７】
図６（ｂ）においても、交差部１２０および交差部５２０は配線部１０５が自身に立体的に交差する交差部であり、交差部１２１および交差部５２１は配線部１０６が自身に立体的に交差する交差部である。上記交差部１２０および交差部５２１は対称線１００と平行な直線上に配置され、交差部１２１および交差部５２０は対称線１００と平行な他の直線上に配置されている。ここでは、上記交差部１２０および交差部５２０は、それぞれ、第一の配線自身で形成された第二の交差部の一例を構成している。また、上記交差部１２１および交差部５２１は、それぞれ、第二の配線自身で形成された第二の交差部の一例を構成している。
【００６８】
図７（ａ）に図５の点線で囲んだ部分を示し、図７（ｂ）に図６(ａ)の点線で囲んだ部分を示す。
【００６９】
図７（ａ）に示すように、交差部１２１と交差部５２０とがスパイラルの配線方向で隣接している場合、交差部１２１および交差部５２０におけるそれぞれの立体交差のためのビアホールを形成するときに、配線部１０５と配線部１０６とが短絡しないように、配線部１０５と配線部１０６との間隔を十分に大きくとる必要がある。そこで、図７（ｂ）に示すように、交差部１２１と交差部５２０とをスパイラルの配線方向に対してずらして離した位置に配置することにより、スパイラルの配線方向に対して隣接した位置では、交差部１２１と交差部５２０との一方だけの立体交差のためのビアホールを形成すればよく、配線部１０５と配線部１０６との間隔を十分に大きくとる必要がない。したがって、図６（ａ）のスパイラルインダクタにおいては、スパイラルインダクタ全体の面積を減らすことができる。
【００７０】
また、図６（ａ）のスパイラルインダクタにおいては、交差部１２０と交差部５２１とは隣接せず、かつ、交差部１２１と交差部５２０とは隣接しないが、交差部１２０は対称線１００に関して交差部１２１の線対称の位置にあり、かつ、交差部５２０は対称線１００に関して交差部５２１の線対称の位置にある。したがって、図６（ａ）のスパイラルインダクタは、スパイラルインダクタとして概略平面上の対称性は保っている。
【００７１】
また、図６（ｂ）のようにスパイラルインダクタを形成すると、対称線方向に交差部を形成しなくてもよい。具体的には、上記交差部１２１から対称線１００までの最短距離と、交差部５２０から対称線１００までの最短距離とを等しくし、かつ、交差部１２０から対称線１００までの最短距離と、交差部５２１から対称線１００までの最短距離とを等しくしている。したがって、図６（ｂ）のスパイラルインダクタは、図６（ａ）のスパイラルインダクタに比べて、対称線１００に垂直な方向の幅を狭くでき、より小さい面積で形成することができる。
【００７２】
図６（ａ），（ｂ）ではスパイラルの巻数が２巻半のスパイラルインダクタを示したが、巻数に関わらず、図６（ａ），（ｂ）のように、対称線１００上以外の交差部同士をずらして離した位置に配置することができる。つまり、図６（ａ），（ｂ）に示す構成は、２巻半を超える巻数のスパイラルであっても実現することができる。また、上記対称線１００上以外の交差部同士をずらして離して配置することで、スパイラルインダクタのパターン密度を下げることができるので歩留まりを向上できる。また、配線間隔をより小さくして小面積でスパイラルインダクタを形成できる。これは巻数が変化しても同様の効果がある。
【００７３】
図６（ａ），（ｂ）のスパイラルインダクタは、スパイラルの巻数が変わっても、配線端部１０１と配線端部１０２とを対称線１００上に共通配線端部として配置するか、あるいは、配線端部１０３と配線端部１０４とを対称線１００上に共通配線端部として配置してもよい。つまり、配線端部１０１と配線端部１０２との代わりに１つの共通端部を用いてもよいし、配線端部１０３と配線端部１０４との代わりに１つの共通端部を用いてもよい。
【００７４】
図８に、図５のスパイラルインダクタの配線端部１０１と配線端部１０２とを対称線１００上で共通配線端部８０１として配置した例を示す。ここでは、上記共通配線端部８０１が第一の端子の一例と第二の端子の一例とを構成している。
【００７５】
図９に、図６（ａ）のスパイラルインダクタの配線端部１０３と配線端部１０４とを対称線１００上で共通配線端部９０１として配置した例を示す。ここでは、上記共通配線端部９０１が第一の端子の一例と第二の端子の一例とを構成している。
【００７６】
図１０（ａ），（ｂ）に、本発明のスパイラルインダクタの配線端部と接続する外部配線端部を示す。
【００７７】
図１０（ａ）に示すように、スパイラルインダクタが接続される外部の配線の形状は変わってもよい。つまり、上記配線端部１０３を外部配線端部１００１に接続する配線部１００５の形状は、配線端部１０４を外部配線端部１００２に接続する配線部１００６の形状と異なってもよい。また、形状に変化はなくても配線されている層は変わってもよい。つまり、上記配線部１００５の形状と配線部１００６の形状とを同じにして、配線部１００５と配線部１００６とを異なる層に設けてもよい。
【００７８】
図１０（ｂ）に示すように、形状に変化はなく配線の方向は変わってもよい。また、形状や配線の方向に変化がなくてもよい。つまり、上記配線端部１０３を外部配線端部１００３に接続する配線部１００７の形状は、配線端部１０４を外部配線端部１００４に接続する配線部１００８の形状と同じにし、かつ、配線部１００７が延びる方向と、配線部１００８が延びる方向とを異なるようにしてもよい。このとき、上記配線部１００５と配線部１００６とは、異なる層に設けてもよいし、あるいは、同層に設けてもよい。
【００７９】
なお、図１０（ａ），（ｂ）の外部配線端部１００１，１００２，１００３，１００４はスパイラルインダクタの配線端部ではない。
【００８０】
以下、図１１を用いて本発明のスタック構造について説明する。
【００８１】
本発明のスパイラルインダクタにおいて、立体交差している部分は少なくとも二層必要であるが、立体交差部以外は一層で形成できる。そこで、本発明のスパイラルインダクタは立体交差している部分以外はスパイラルの配線をスタック構造にしてもよい。このスタック構造により各層を電気的に接続することで、直流電流抵抗を減少させることができる。
【００８２】
図１１（ａ）は図１のスパイラルインダクタの概略平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＢ−Ｂ線から見た断面図である。図１１（ｂ）において、第一層１１０３に形成されている配線部１０５ａと、第二層１１０４に形成されている配線部１０５ｂとはビアホール１１０２を介して電気的に接続されていて、配線部１０５ａと配線部１０５ｂとでスパイラルを形成している。そして、上記第一層１１０３に形成されている配線部１０６ａと、第二層１１０４に形成されている配線部１０６ｂとはビアホール１１０２を介して電気的に接続されていて、配線部１０６ａと配線部１０６ｂとでスパイラルを形成している。図１１（ａ）では、配線部１０５ａと配線部１０５ｂとをまとめて配線部１０５と表示し、配線部１０６ａと配線部１０６ｂとをまとめて配線部１０６と表示している。図１１（ａ），（ｂ）では図１のスパイラルインダクタを例にとって示したが、他の本発明のスパイラルインダクタにおいても、スタック構造を形成することにより、直流電流抵抗を下げることができ、インダクタとしての特性を向上させことができる。
【００８３】
図１のスパイラルインダクタにおいて、交差部１１０およびと交差部１１１では、配線部１０５と配線部１０６とが立体的に交差している。上記対称線１００を通り基板に垂直な面を対称面とすると、交差部１１０と交差部１１１とはスパイラルインダクタとしては極一部の領域にすぎず、特性に影響は少ないので、上記対称面に対して交差部１１０と交差部１１１との対称性は崩れてもよい。
【００８４】
また、上記交差部１２０は配線部１０５自身が立体的に交差し、交差部１２１は配線部１０６自身が立体的に交差している。上記交差部１２０および交差部１２１はスパイラルインダクタとしては極一部の領域にすぎず、特性に影響は少ないので、上記対称面に対して交差部１２０と交差部１２１との対称性は崩れてもよい。しかし、上記交差部１２０と交差部１２１とは、上記対称面に対して対称に形成することで特性の対称性が向上するので、上記対称面に対して対称に形成することが望ましい。
【００８５】
以下の実施の形態においても本実施の形態と同様に、立体的に交差している交差部は、スパイラルインダクタとしては極一部にすぎず、特性に影響は少ないので、上記対称面に対して対称性は崩れてもよい。特に、上記対称面に対して対称に形成することが可能である場合は、特性の対称性が向上するので対称に形成するほうが望ましい。
【実施の形態２】
【００８６】
図１２に、本発明の実施の形態２におけるスパイラルインダクタの概略平面図を示す。
【００８７】
上記スパイラルインダクタは、配線端部１０１から配線端部１０３に配線された配線部１０５と、配線端部１０２から配線端部１０４に配線された配線部１０６を備えている。上記配線部１０５および配線部１０６の巻数は共に１巻半である。なお、上記配線端部１０１、配線端部１０２、配線端部１０３、配線端部１０４、配線部１０５および配線部１０６は、図示しない基板上に形成されている。
【００８８】
上記配線端部１０１は、対称線１００に対して平面的に配線端部１０２と対称な位置に配置されている。また、上記配線端部１０３は、対称線１００に対して平面的に配線端部１０４と対称な位置に配置されている。そして、上記配線部１０５は、対称線１００に対して配線部１０６と基板表面上で対称な位置に配置されている。
【００８９】
上記配線部１０５と配線部１０６とは対称線１００上で立体的に交差している。つまり、上記対称線１００上において、配線部１０５と配線部１０６とが立体的に交差する交差部１２１０，１２１１を設けている。ここでは、上記交差部１２１０と交差部１２１１とは、それぞれ、第一の交差部の一例を構成している。
【００９０】
上記対称線１００上以外では、配線部１０５が自身に立体的に交差する交差部１２２０が設けられていると共に、配線部１０６が自身に立体的に交差する交差部１２２１が設けられている。上記交差部１２２０は、対称線１００に対して交差部１２２１と基板表面上で対称な位置に配置されている。ここでは、上記交差部１２２０が第一の配線自身で形成された第二の交差部の一例を構成し、交差部１２２１が第二の配線自身で形成された第二の交差部の一例を構成している。
【００９１】
また、上記配線部１０５と配線部１０６とが対称線１００上以外でも立体的に交差している。つまり、上記対称線１００上以外において、配線部１０５と配線部１０６とが立体的に交差する交差部１２３０，１２３１を設けている。ここでは、上記交差部１２３０と交差部１２３１とは、それぞれ、第三の交差部の一例を構成している。
【００９２】
本実施の形態のスパイラルインダクタは、配線が自身以外の配線と対称線１００上以外で立体的に交差していることが特徴である。
【００９３】
上記構成のスパイラルインダクタによれば、対称線１００上以外で自身の配線との交差部１２２０と交差部１２２１を持ち、自身以外の配線との交差部１２３０と交差部１２３１を持ち、平面的に対称に配線を引き出すことにより、新たに層を形成する必要がなく、配線端部１０１、配線端部１０２、配線端部１０３および配線端部１０４の全てをスパイラルインダクタの外側に配置することができる。また、上記配線端部１０１と配線端部１０２が基板表面上に対称に配置されているので、配線端部１０１から見たインダクタ特性と、配線端部１０２から見たインダクタ特性とが等価である。また、上記配線端部１０３と配線端部１０４についても同様である。
【００９４】
図１２では巻数が１巻半のスパイラルインダクタを示したが、スパイラルの巻数は変化させてもよい。その一例として図１３にスパイラルの巻数を２巻半にした例を示す。ここで、「巻数」とは配線部１０５および配線部１０６の巻数である。図１３のスパイラルインダクタでは、スパイラルの巻数を２巻半にすることで、交差部１３１０、交差部１３１１、交差部１３２０、交差部１３２１、交差部１３３０および交差部１３３１が新たに形成された。つまり、図１３のスパイラルインダクタは、交差部１３１０、交差部１３１１、交差部１３２０、交差部１３２１、交差部１３３０および交差部１３３１を備える点が図１２のスパイラルインダクタと異なる。ここでは、上記交差部１３１０と交差部１３１１とが、それぞれ、第一の交差部の一例を構成している。また、上記交差部１３２０が第一の配線自身で形成された第二の交差部の一例を構成し、交差部１３２１が第二の配線自身で形成された第二の交差部の一例を構成している。そして、上記交差部１３３０と交差部１３３１とが、それぞれ、第三の交差部の一例を構成している。
【００９５】
図１３のスパイラルインダクタは、図１２のスパイラルインダクタと比べると、スパイラルの巻数や立体的に交差する交差部が増加したが、図１２のスパイラルインダクタと同様の効果を奏する。
【００９６】
また、図１３のスパイラルインダクタにおいても、上記実施の形態１と同様に、配線端部１０１と配線端部１０２とを対称線１００上で共通配線端部として配置してもよい、あるいは、配線端部１０３と配線端部１０４とを対称線１００上で共通配線端部として配置してもよい。
【００９７】
図１４に、図１２のスパイラルインダクタの配線端部１０３と配線端部１０４とを対称線１００上で共通配線端部１４０１として配置した例を示す。ここでは、上記共通配線端部１４０１が第三の端子の一例と第四の端子の一例とを構成している。
【００９８】
図１５に、図１２のスパイラルインダクタの配線端部１０１と配線端部１０２とを対称線１００上で共通配線端部１５０１として配置した例を示す。ここでは、共通配線端部１５０１が第一の端子の一例と第二の端子の一例とを構成している。
【００９９】
図１６に、図１３のスパイラルインダクタの配線端部１０３と配線端部１０４とを対称線１００上で共通配線端部１６０１として配置した例を示す。ここでは、上記共通配線端部１６０１が第三の端子の一例と第四の端子の一例とを構成している。
【０１００】
図１７に、図１３のスパイラルインダクタの配線端部１０１と配線端部１０２とを対称線１００上で共通配線端部１７０１として配置した例を示す。ここで、上記共通配線端部１７０１が第一の端子の一例と第二の端子の一例とを構成している。
【０１０１】
図１８（ａ）に図５の点線で囲まれた部分を示し、図１８（ｂ）に図１３の点線で囲まれた部分を示す。
【０１０２】
図１８（ａ）では配線がスパイラル状に引き出され、配線部１０５と配線部１０５とが隣り合い、配線部１０６と配線部１０６とが隣り合っている。このように、スパイラル状に配線を引き出すと、配線が同層で自身と隣り合って巻かれる場合がある。配線が同層で自身と隣り合って巻かれると、自身の配線の間で配線間容量を生じる。
【０１０３】
図１８（ｂ）では配線を引き出すときにスパイラルを形成せずに引き出しており、配線部１０５が自身と同層で隣り合って巻かれておらず、配線部１０６が自身と同層で隣り合って巻かれていない。このように、上記対称線１００上以外で自身以外の配線と交差することでスパイラルを形成せずに引き出すことができるので、自身の配線との同層で自身の配線が隣り合って巻かれることが少なくなり、自身の配線との間で生じる配線間容量を減らすことができる。
【０１０４】
また、本実施の形態は上記実施の形態１と同じく、スパイラルインダクタを平面的に対称に配置し、配線を引き出すとき、新たにスパイラルインダクタの構成層数を増やすことなく、引き出すことが可能であり、配線部１０５と配線部１０６との間で相互インダクタンスが生じ、対称的なトランスとして用いることができる。
【０１０５】
図１９（ａ），（ｂ）に、スパイラルで巻かれている配線をそれぞれ単独で立体的に交差する例を示す。図１９（ａ）にはビアホール構造を示し、図１９（ｂ）には絶縁部を挟んで立体的に交差する構造を示している。
【０１０６】
図１９（ａ）では、配線部１９０６と、この配線部１９０６に隣接する配線部１９０７とを、ビアホール１９０８〜１９１１を用いて配線部１９０１〜１９０５に立体的に交差させている。上記ビアホール１９０８〜１９１１を用いた立体交差の場合、配線部１９０６と配線部１９０７との間にビアホール形成のための配線部１９０３を形成する必要があり、配線部１９０６と配線部１９０７との間隔を十分に大きくとる必要がある。
【０１０７】
図１９（ｂ）では、配線部１９２１は、配線部１９２２、配線部１９２３および配線部１９２４を介して配線部１９２５に導かれている。そして、上記配線部１９２２と配線部１９２６との間には絶縁部材の一例としての絶縁体１９２８を設け、かつ、配線部１９２４と配線部１９２７との間には絶縁部材の一例としての絶縁体１９２９を設けている。これにより、上記配線部１９２６および配線部１９２７は、配線部１９２１〜１９２５に対して立体的に交差している。このような構造を用いると、配線部１９２６と配線部１９２７との間に配線部１９２３を形成する必要があるので、配線部１９２６と配線部１９２７との間隔を十分に大きくとる必要がある。
【０１０８】
したがって、配線が自身以外の配線と隣り合っている場合、配線と、この配線以外の配線との間に立体交差のための配線（配線部１９０３や配線部１９２３）を設けなければ、配線と、この配線以外の配線との間隔を狭くすることができる。つまり、上記間隔を狭くするには、第二の交差部と第三の交差部とにおける立体交差を共通化するのが好ましい。具体的に説明すると、図１９（ａ）では、上記配線部１９０３、ビアホール１９０９およびビアホール１９１０を用いずに、配線部１９０２と配線部１９０４とを一本の配線部とすることにより、配線部１９０６と配線部１９０７との間の距離を狭くすることができる。また、図１９（ｂ）では、上記配線部１９２３を用いずに、配線部１９２２と配線部１９２４とを一本の配線部とすることにより、配線部１９２６と配線部１９２７との間の距離を短くすることができる。この場合、上記絶縁体１９２８と絶縁体１９２９との代わりに、配線部１９２６と配線部１９２７とを覆う絶縁体を設け、この絶縁体上に上記一本の配線部を設けるのが好ましい。
【０１０９】
以下、図１３のスパイラルインダクタを用いて立体交差の共通化を説明する。
【０１１０】
上記交差部１２２０と交差部１２３０との間には立体交差のための配線を設けていない。上記交差部１２２０は配線が自身と立体的に交差している第二の交差部の一例であり、交差部１２３０は配線が自身以外と立体的に交差している第三の交差部の一例である。
【０１１１】
上記配線部１０５は、上層に設けられた部分と、下層に設けられた部分とを有している。上記配線部１０５の下層の部分は、交差部１３２０、交差部１３３０、交差部１２２０および交差部１２３０下を通っていて、ビアホール１３０１およびビアホール１３０３を介して配線部１０５の上層の部分と接続している。これにより、上記交差部１３２０と交差部３３０との間、交差部１３３０と交差部１２２０との間、交差部１２２０と交差部１２３０との間に、立体交差を形成するための配線部を設ける必要がないので、それらの全ての間の距離を縮めることができる。
【０１１２】
上記配線部１０６も、配線部１０５と同様に、上層に設けられた部分と、下層に設けられた部分とを有している。上記配線部１０６の下層の部分は、交差部１３２１、交差部１３３１、交差部１２２１および交差部１２３１下を通っていて、ビアホール１３０２およびビアホール１３０４を介して配線部１０６の上層の部分と接続している。これにより、上記交差部１３２１と交差部１３３１との間、交差部１３３１と交差部１２２１との間、交差部１２２１と交差部１２３１との間に、立体交差を形成するための配線部を設ける必要がないので、それらの全ての間の間隔を狭くすることができる。
【０１１３】
したがって、図１３のスパイラルインダクタは、対称線１００に垂直な方向の幅を狭くすることができるので、小さい面積で形成することができる。
【０１１４】
また、上記配線部１０５および配線部１０６が上述のような構造を有することにより、立体交差のためのビアホールの数を減らすことができる。
【０１１５】
図１３ではビアホールを４箇所形成しているが、配線端部１０３および配線端部１０４が、配線端部１０３および配線端部１０４より下層に設けられた外部の配線と接続する場合、ビアホール１３０３およびビアホール１３０４を設けなくてもよい。また、立体交差を構成する２つの配線が互いに絶縁されていれば、ビアホール構造以外の構造で立体交差を構成してもよい。
【０１１６】
図２０に、立体交差共通化の例を示す。図２０（ａ）にはビアホール構造による立体交差共通化の例を示し、図２０（ｂ）には絶縁部による立体交差共通化の例を示している。
【０１１７】
図２０（ａ）では、配線部２００４および配線部２００５が設けられている層よりも下の層に、配線部２００２を設けている。この配線部２００２は、配線部２００４および配線部２００５が設けられた層にある配線部２００１，２００３にビアホール２００６，２００７で接続されている。これにより、上記配線部２００４と配線部２００５との間の間隔を狭くすることができると共に、ビアホールの数を減らすことができる。
【０１１８】
図２０（ｂ）では、配線部２０１０上に絶縁部材の一例である絶縁体２０１７を設け、この絶縁体２０１７上に配線部２０１２および配線部２０１５を設けている。この配線部２０１２が配線部２０１１を配線部２０１３に導き、配線部２０１５が配線部２０１４を配線部２０１６に導いている。このように、上記配線部２０１２下の絶縁部材と、配線部２０１５下の絶縁部材とを共通化することにより、配線部２０１１と配線部２０１４との間に立体交差のための配線を形成しなくてもよい。したがって、上記配線部２０１１と配線部２０１４との間の間隔を狭くすることができる。
【０１１９】
したがって、図２０（ａ），（ｂ）のように立体交差部を共通化することにより、小さい面積でスパイラルインダクタを形成できる。なお、図１９や図２０で示す絶縁体が空気のときは、特にエアーブリッジ構造という。
【０１２０】
図１３では交差部１２３０，１２２０，１３３０，１３２０が平面的に同一直線状にのるように配線部１０５，１０６を引き出しているが、交差部１２３０，１２２０，１３３０，１３２０が平面的に同一直線状にのらない任意の形状で配線部１０５，１０６を引き出してもよい。特に、上記交差部１２３０，１２２０，１３３０，１３２０が平面的に同一直線状にのるように配線部１０５，１０６を引き出せば、スパイラルインダクタの抵抗を減少させることができるので好ましい。
【０１２１】
例えば、図２１に示すように、引き出す配線とスパイラルで巻かれている配線とは９０度以外の角度で立体的に交差してもよい。
【０１２２】
つまり、交差部１２３０，１２２０，１３３０，１３２０がのる直線が対称線１００に直角以外の角度で交差するように配線部１０５，１０６を引き出してもよい。特に、上記配線部１０５，１０６の引き出し線を短く形成することで、スパイラルインダクタの抵抗を減らすことができるので、引き出す配線とスパイラルで巻かれている配線は９０度の角度で立体的に交差することが望ましい。これは、巻数が変化しても同様の効果がある。
【０１２３】
スパイラルインダクタの配線が立体的に交差すると、立体的に交差する箇所において、上層配線部と下層配線部との間で容量が生じてしまう。このような容量が生じると、インダクタ特性が劣化する場合がある。そこで、図５のように立体的に交差する箇所を減少させて配線を引き出すことで、上記容量を減少させる。その結果、インダクタとしての特性を向上させ、共振周波数を高くできる。
【０１２４】
図１３のスパイラルインダクタは、図１２のスパイラルインダクタに比べ、配線部１０５および配線部１０６の巻数は１巻増加している。図１３のスパイラルインダクタは、図１２のスパイラルインダクタよりも巻数が１巻増加したことにより、配線が自身以外の配線と立体的に交差する交差部は４箇所増加し、配線が自身と立体的に交差する交差部は１箇所増加した。例えば、同様の巻き方で、さらに巻数を増加させると、ｎ巻のとき、配線が自身と立体的に交差する交差部は（ｎ−１）箇所となり、配線が自身以外の配線と立体的に交差する交差部は２ｎ箇所となる。
【０１２５】
図５のスパイラルインダクタは、図１のスパイラルインダクタに比べ、配線部１０５および配線部１０６の巻数は１巻増加している。これにより、図５のスパイラルインダクタは、図１のスパイラルインダクタに比べ、配線が自身以外の配線と立体的に交差する交差部は２箇所増加し、配線が自身に立体的に交差する交差部は１箇所増加している。例えば、図１や図５と同様の配線の巻き方で、さらに巻数を増加させると、ｎ巻のとき、配線が自身に立体的に交差する交差部は（ｎ−１）箇所であり、配線が自身以外の配線と立体的に交差する交差部はｎ箇所である。
【０１２６】
また、図５のスパイラルインダクタにおいて、交差部１２０および交差部５２０は配線部１０５が自身に立体的に交差する交差部であり、交差部１２１および交差部５２１は配線部１０６が自身に立体的に交差する交差部である。つまり、図５のスパイラルインダクタの構造は、配線が自身に立体的に交差して形成された交差部が対称線の両側にそれぞれ１つ設けられ、かつ、他の配線が自身に立体的に交差して形成された交差部が対称線の両側にそれぞれ１つ設けられた構造となっている。図１３のスパイラルインダクタと図５のスパイラルインダクタとにおいて、配線部１０５および配線部１０６の巻数は同じである。
【０１２７】
本発明のスパイラルインダクタの対称線上以外において、配線が自身以外の配線と立体的に交差する交差部を設けると、交差部の数が増え、巻数が増加したときに、配線と他の配線との間で生じる容量が増加する場合がある。そこで、図５のスパイラルインダクタのように配線を引き出すことで、対称線上以外で、配線が自身以外の配線と立体的に交差する交差部の数を減らすことができる。したがって、配線と他の配線との間で生じる容量を減少させることができる。これは巻数が変化しても同様の効果がある。
【０１２８】
本発明のスパイラルインダクタの対称線上以外において、配線が自身以外の配線と立体的に交差することによって、配線と、この配線と同層で隣り合っている自身の配線との間で生じる配線間容量を減らすことができる。
【０１２９】
特に、上記対称線以外において、配線が自身以外の配線と立体的に交差する交差部を減らすことで、配線と他の配線との間で生じる容量を減らすことができる。
【０１３０】
特に、本発明のスパイラルインダクタを形成する際、用途に応じて、対称線上以外で、配線が自身以外の配線と立体的に交差する交差部の数や大きさを調節することによって、スパイラルインダクタの容量を調節できる。図１のスパイラルインダクタと図１２のスパイラルインダクタとを併せた構造とすることで、スパイラルインダクタの容量を調節できる。
【０１３１】
図２２に、図１のスパイラルインダクタと図１２のスパイラルインダクタを併せた構造の例を示す。図２２において、２２２１，２２２２，２２２４は配線部１０５が自身に立体的に交差する交差部、２２２０，２２２３，２２２５は配線部１０６が自身に立体的に交差する交差部、２２１０，２２１１，２２１２，２２１３，２２１４，２２１５，２２３０，２２３１は配線部１０５が配線部１０６に立体的に交差する交差部である。
【実施の形態３】
【０１３２】
本発明のスパイラルインダクタはある対称線に関して平面的に線対称に形成し、特性の対称性をもっているので差動回路の一部として用いることで、差動のバランスを損なうことがないので差動回路の特性が向上する。
【０１３３】
図２３に、上記実施の形態１，２のスパイラルインダクタを備えた差動増幅回路の例を示す。
【０１３４】
図２３（ａ）において、トランジスタＴ１，Ｔ２の入力部にそれぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２を入れることにより、それぞれの抵抗Ｒ１，Ｒ２がバラスト抵抗となり、トランジスタＴ１，Ｔ２の熱暴走を抑えることができるが、対称性をもったインダクタが必要となる。そこで、上記実施の形態１，２に記載のスパイラルインダクタＬ１を用いると、対称性を保ちながら、層数は増やすことなく、小さい面積で形成できる。なお、図２３（ａ）において、Ｃ１，Ｃ２はコンデンサであり、Ｒ３は抵抗である。
【０１３５】
また、上記入力部は図２３（ｂ）のような回路で仮想的な接地をつくってもよい。つまり、上記抵抗Ｒ１とスパイラルインダクタＬ１との間を、抵抗Ｒ２とスパイラルインダクタＬ１との間にコンデンサＣ３を介して接続してもよい。図２３（ｂ）の構造にすることによって、差動の同相の信号は打ち消されて、逆相の信号のみを通すので、高調波が除去でき、回路の特性が向上する。
【０１３６】
図２３（ａ）におけるトランジスタＴ１，Ｔ２の出力部のように、２つのインダクタを共通配線端部として配線されている場合は、センタータップが形成されたスパイラルインダクタＬ２を用いることにより、対称性を保ちながら、層数は増やすことなく、小さい面積で形成できる。また、上記出力部は図２３（ｃ）のような回路を用いてもよい。つまり、上記スパイラルインダクタＬ２をＲ４，Ｒ５に接続してもよい。
【０１３７】
図２４に、上記実施の形態１，２のスパイラルインダクタを備えた差動型発振回路の例を示す。図２４（ａ）は共通のインダクタとしてスパイラルインダクタＬ３を用いた場合を示し、図２４（ｂ）はそれぞれの差動信号に対してスパイラルインダクタＬ４を用いた場合を示している。
【０１３８】
図２４（ａ）においては、スパイラルインダクタＬ３の外部に対称に配置された配線端部を接続し、共通配線端部として取り出さない構造を用いることで対称性をもち、層数を増やすことなく形成できる。上記スパイラルインダクタＬ３の一端が、トランジスタＴ３の出力端と、トランジスタＴ４の入力端とに接続している。そして、上記スパイラルインダクタＬ４の他端が、トランジスタＴ３の入力端と、トランジスタＴ４の出力端とに接続している。なお、図２４（ａ）において、Ｃ４，Ｃ５はコンデンサである。
【０１３９】
図２４（ｂ）では、本発明のスパイラルインダクタが差動増幅回路の入力部および出力部に接続されている。つまり、スパイラルインダクタＬ４の一方のインダクタの一端が、トランジスタＴ５の出力端と、トランジスタＴ６の入力端とに接続している。そして、上記スパイラルインダクタＬ４の他方のインダクタの一端が、トランジスタＴ５の入力端と、トランジスタＴ６の出力端とに接続している。
【０１４０】
スパイラルインダクタを２つ並べて配置した従来の構造と比較すると、相互インダクタンスのため、図２３や図２４のような差動回路に用いた場合、インダクタンス値が大きくなる効果を有し、回路の特性が向上する。
【０１４１】
本発明のスパイラルインダクタは、対称性を有しているのでバイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタなどのトランジスタを用いた差動増幅回路や差動型発振回路など差動回路の一部として用いることができ、その際構成層数を増やすことなく小さい面積で形成することが可能である。
【０１４２】
上記実施の形態１，２ではスパイラルインダクタのスパイラル形状は四角形状であったが、四角形以外の多角形状にしてもよいし、円形形状にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】図１は本発明の実施の形態１におけるスパイラルインダクタの概略平面図である。
【図２】図２は上記実施の形態１のスパイラルインダクタの立体交差部を説明するための図である。
【図３】図３は上記実施の形態１のスパイラルインダクタの共通配線を説明するための図である。
【図４】図４は上記実施の形態１のスパイラルインダクタの変形例の概略平面図である。
【図５】図５は上記実施の形態１のスパイラルインダクタの変形例の概略平面図である。
【図６】図６（ａ），（ｂ）は上記実施の形態１のスパイラルインダクタの変形例の概略平面図である。
【図７】図７（ａ）は図５の点線で囲んだ部分の図であり、図７（ｂ）は図６(ａ)の点線で囲んだ部分の図である。
【図８】図８は上記実施の形態１のスパイラルインダクタの変形例の概略平面図である。
【図９】図９は上記実施の形態１のスパイラルインダクタの変形例の概略平面図である。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は上記実施の形態１のスパイラルインダクタの配線端部と接続する外部配線端部を説明するための図である。
【図１１】図１１（ａ）は図１のスパイラルインダクタの概略平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態２におけるスパイラルインダクタの概略平面図である。
【図１３】図１３は上記実施の形態２のスパイラルインダクタの変形例の概略平面図である。
【図１４】図１４は上記実施の形態２のスパイラルインダクタの変形例の概略平面図である。
【図１５】図１５は上記実施の形態２のスパイラルインダクタの変形例の概略平面図である。
【図１６】図１６は上記実施の形態２のスパイラルインダクタの変形例の概略平面図である。
【図１７】図１７は上記実施の形態２のスパイラルインダクタの変形例の概略平面図である。
【図１８】図１８（ａ）は図５の点線で囲まれた部分を示す図であり、図１８（ｂ）は図１３の点線で囲まれた部分を示す図である。
【図１９】図１９（ａ），（ｂ）は本発明のスパイラルインダクタの立体交差を説明するための図である。
【図２０】図２０（ａ），（ｂ）は本発明のスパイラルインダクタの立体交差の共通化を説明するための図である。
【図２１】図２１は上記実施の形態２のスパイラルインダクタの変形例の概略平面図である。
【図２２】図２２は上記実施の形態１と上記実施の形態２とを併せたスパイラルインダクタの概略平面図である。
【図２３】図２３は、本発明のスパイラルインダクタを備えた差動増幅回路の回路図である。
【図２４】図２４は、本発明のスパイラルインダクタを備えた差動型発振回路の回路図である。
【図２５】図２５は従来のスパイラルインダクタの構造図である。
【図２６】図２６（ａ）は他の従来のスパイラルインダクタの上層の構造図であり、図２６（ｂ）は上記他の従来のスパイラルインダクタの下層の構造図である。
【符号の説明】
【０１４４】
Ｌ１〜Ｌ４  スパイラルインダクタ
１００  対称線
１０１〜１０４  配線端部
１０５，１０６  配線部
１１０，１１１，１２０，１２１，５１０，５１１，５２０，５２１，１２１０，１２１１，１２２０，１２２１，１２３０，１２３１，１３１０，１３１１，１３２０，１３２１，１３３０，１３３１，２２１０，２２１１，２２１２，２２１３，２２１４，２２１５，２２２０，２２２１，２２２２，２２２３，２２２４，２２２５，２２３０，２２３１  交差部
４０１，８０１，９０１，１４０１，１５０１，１６０１，１７０１  共通配線端部
１９２８，１９２９，２０１７  絶縁体
【図１】
2005191217.tif 000003
【図２】
2005191217.tif 000004
【図３】
2005191217.tif 000005
【図４】
2005191217.tif 000006
【図５】
2005191217.tif 000007
【図６】
2005191217.tif 000008
【図７】
2005191217.tif 000009
【図８】
2005191217.tif 000010
【図９】
2005191217.tif 000011
【図１０】
2005191217.tif 000012
【図１１】
2005191217.tif 000013
【図１２】
2005191217.tif 000014
【図１３】
2005191217.tif 000015
【図１４】
2005191217.tif 000016
【図１５】
2005191217.tif 000017
【図１６】
2005191217.tif 000018
【図１７】
2005191217.tif 000019
【図１８】
2005191217.tif 000020
【図１９】
2005191217.tif 000021
【図２０】
2005191217.tif 000022
【図２１】
2005191217.tif 000023
【図２２】
2005191217.tif 000024
【図２３】
2005191217.tif 000025
【図２４】
2005191217.tif 000026
【図２５】
2005191217.tif 000027
【図２６】
2005191217.tif 000028