JP2007142157A

JP2007142157A - Variable inductor

Info

Publication number: JP2007142157A
Application number: JP2005334031A
Authority: JP
Inventors: Isao Ishigaki; 功石垣
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2005-11-18
Filing date: 2005-11-18
Publication date: 2007-06-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable inductor wherein the variable range of the inductance thereof can be extended. <P>SOLUTION: This variable inductor comprises a piezoelectric substrate 1 whose both sides are sandwiched between a pair of bias electrode layers 2a and 2b, first ferromagnetic films 3a and 3b formed on the pair of bias electrode layers 2a and 2b, respectively, first and second spiral coils 4A and 4B provided on the first ferromagnetic films 3a and 3b, respectively, a perimeter electrode 4a provided on one end of the perimeter side of the first spiral coil 4A, a perimeter electrode 4a provided on one end of the perimeter side of the second spiral coil 4B, a central electrode 4b provided on the other end of central side of the first spiral coil 4A, a central electrode 4b provided on the other end of central side of the second spiral coil 4B, and an internal conductor (connecting member) 12 for conductively connecting one central electrode 4b and the other central electrode 4b. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、インダクタンスを外部からの制御することにより可変することが可能な可変インダクタに係わり、特に可変範囲を拡大できるようにした可変インダクタに関する。 The present invention relates to a variable inductor capable of varying an inductance by controlling the inductance from the outside, and more particularly to a variable inductor capable of expanding a variable range.

図６は従来の可変インダクタを示す平面図、図７は図６の６−６線における断面図である。なお、図６及び図７は下記の特許文献１に図１及び図２として記載されているものである。 6 is a plan view showing a conventional variable inductor, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG. 6 and 7 are described in FIG. 1 and FIG. 2 in Patent Document 1 below.

図６及び図７に示すように、従来の可変インダクタでは、圧電体基板２１の両面に電極２２ａ，２２ｂを形成するとともに、一方の電極２２ａの上に磁歪層２３ａを形成し、さらにその上に角型スパイラルコイル２４を形成している。前記スパイラルコイル２４の一端は入出力端子２５ａに接続され、前記磁歪層２３ａの上に前記スパイラルコイル２４を覆うようにして磁歪層２３ｂを形成し、前記磁歪層２３ｂに形成されたスルーホール２６を介してスパイラルコイル２４の他端が入出力端子２５ｂに接続されている（特許文献１）。 As shown in FIGS. 6 and 7, in the conventional variable inductor, electrodes 22a and 22b are formed on both surfaces of the piezoelectric substrate 21, and a magnetostrictive layer 23a is formed on one of the electrodes 22a, and further thereon. A square spiral coil 24 is formed. One end of the spiral coil 24 is connected to an input / output terminal 25a, a magnetostrictive layer 23b is formed on the magnetostrictive layer 23a so as to cover the spiral coil 24, and a through hole 26 formed in the magnetostrictive layer 23b is formed. The other end of the spiral coil 24 is connected to the input / output terminal 25b (Patent Document 1).

前記可変インダクタでは、外部から印加される電圧によって圧電体基板２１の応力歪みを生じさせるとともに、この応力歪みによって前記磁歪層２３ａ，２３ｂの透磁率を変化させることにより、スパイラルコイル２４のインダクタンスが可変制御させられる。
特開平８−２８８１４３号公報 In the variable inductor, the stress of the piezoelectric substrate 21 is caused by an externally applied voltage, and the permeability of the magnetostrictive layers 23a and 23b is changed by the stress strain, whereby the inductance of the spiral coil 24 is variable. To be controlled.
JP-A-8-288143

しかし、上記特許文献１に記載に可変インダクタでは、前記磁歪層２３ａ，２３ｂの透磁率の変化が小さく、その結果、前記インダクタンスの可変幅として所要の値が得られず、用途としては極めて限定されるという問題があった。 However, in the variable inductor described in Patent Document 1, a change in the magnetic permeability of the magnetostrictive layers 23a and 23b is small, and as a result, a required value cannot be obtained as the variable width of the inductance, and the application is extremely limited. There was a problem that.

本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、磁歪層における透磁率の変化の幅が小さくでも、インダクタンスの可変範囲を拡大させることができるようにした可変インダクタを提供することを目的としている。 The present invention is to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a variable inductor capable of expanding the variable range of inductance even when the width of change in magnetic permeability in the magnetostrictive layer is small. It is said.

本発明は、両面が一対のバイアス電極層で挟まれた圧電体基板と、前記一対のバイアス電極層の上部にそれぞれ設けられた第１及び第２のスパイラルコイルと、前記第１及び第２のスパイラルコイルのそれぞれを上下方向から覆う強磁性体膜と、第１のスパイラルコイルの外周部側の一端に設けられた外周電極と、第２のスパイラルコイルの外周部側の一端に設けられた外周電極と、前記第１のスパイラルコイルの中心部側の他端に設けられた中心電極と、前記第２のスパイラルコイルの中心部側の他端に設けられた中心電極と、前記一方の中心電極と他方の中心電極との間を導通接続する結線部材と、を有することを特徴とするものである。 The present invention includes a piezoelectric substrate having both surfaces sandwiched between a pair of bias electrode layers, first and second spiral coils respectively provided on the pair of bias electrode layers, and the first and second A ferromagnetic film covering each of the spiral coils from above and below, an outer peripheral electrode provided at one end on the outer peripheral side of the first spiral coil, and an outer periphery provided at one end on the outer peripheral side of the second spiral coil An electrode, a center electrode provided at the other end on the center side of the first spiral coil, a center electrode provided at the other end on the center side of the second spiral coil, and the one center electrode And a connecting member for conducting connection between the other central electrode and the other central electrode.

本発明の可変インダクタでは、圧電体基板の両面に配置した第１の強磁性体膜の透磁率を可変制御することができるため、第１及び第２のスパイラルコイルが形成するインダクタンスの可変範囲を従来に比較して拡大することができる。 In the variable inductor according to the present invention, the magnetic permeability of the first ferromagnetic film disposed on both surfaces of the piezoelectric substrate can be variably controlled. Therefore, the variable range of the inductance formed by the first and second spiral coils can be reduced. It can be enlarged compared to the conventional case.

例えば、前記結線部材が、前記圧電体基板及び第１の強磁性体膜に共通して形成されたスルーホールと、このスルーホール内に埋設された内部導体とで形成されており、前記第１及び第２のスパイラルコイルの中心電極間が前記内部導体の両端で接続されるものとすることができる。 For example, the connecting member is formed of a through hole formed in common with the piezoelectric substrate and the first ferromagnetic film, and an internal conductor embedded in the through hole, and the first member In addition, the center electrodes of the second spiral coil may be connected at both ends of the inner conductor.

上記手段では、第１及び第２のスパイラルコイル間を最短距離で結線することができる。 With the above means, the first and second spiral coils can be connected with the shortest distance.

または前記結線部材が、圧電体基板の内部に積層された導電層と、前記第１のスパイラルコイルの中心電極と前記導電層とを導通接続する第１の内部導体と、前記第２のスパイラルコイルの中心電極と前記導電層とを接続する第２の内部導体と、を有するものとすることができる。 Alternatively, the connection member includes a conductive layer laminated inside a piezoelectric substrate, a first internal conductor that electrically connects the central electrode of the first spiral coil and the conductive layer, and the second spiral coil. And a second inner conductor connecting the conductive layer to the central electrode.

上記手段では、前記圧電体基板に歪みが生じ板厚寸法が変化したときにも、前記導電層が第１の内部導体と第２の内部導体との間の接続を保持することができる。 In the above means, the conductive layer can maintain the connection between the first inner conductor and the second inner conductor even when the piezoelectric substrate is distorted and the plate thickness is changed.

上記においては、前記圧電体基板内の異なる層に形成された複数の導電層と、上下の位置関係にある前記導電層の間を導通接続する複数の内部導体とが設けられており、一つの導電層の上層側に配置された内部導体と下層側に配置された内部導体とが板厚方向において重ならない位置に配置されているものが好ましい。 In the above, there are provided a plurality of conductive layers formed in different layers in the piezoelectric substrate and a plurality of internal conductors for conductively connecting the conductive layers in a vertical positional relationship, What is arrange | positioned in the position where the internal conductor arrange | positioned at the upper layer side of an electroconductive layer and the internal conductor arrange | positioned at the lower layer side do not overlap in a plate | board thickness direction is preferable.

上記手段では、複数の導電層がそれぞれ歪みを吸収することができるため、より大きな板厚方向の変化に対応することが可能となり、上下のスパイラルコイル間の接続を保持することができる。 In the above means, each of the plurality of conductive layers can absorb the strain, so that it is possible to cope with a larger change in the thickness direction, and the connection between the upper and lower spiral coils can be maintained.

さらには、前記圧電体基板が、複数の薄膜状の圧電体を積層することにより形成されているものが好ましい。
上記手段では前記圧電体基板内に前記導電層を形成することができる。 Furthermore, it is preferable that the piezoelectric substrate is formed by laminating a plurality of thin film piezoelectric members.
In the above means, the conductive layer can be formed in the piezoelectric substrate.

さらには、前記結線部材が、前記圧電体基板の外部の空中配線されたフレキシブルケーブルであることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the connecting member is a flexible cable wired in the air outside the piezoelectric substrate.

上記手段では、前記圧電体基板が歪に応じてフレキシブルケーブルの変形することができるため、さらなる故障の発生を抑制することができる。 In the above means, since the piezoelectric substrate can deform the flexible cable according to the strain, the occurrence of further failure can be suppressed.

またスパイラルの外周部から中心部に向かう方向を前記スパイラルコイルの巻き方向としたときに、前記第１のスパイラルコイルの巻き方向と前記第２のスパイラルコイルの巻き方向とが逆向きに形成されていることが好ましい。 When the direction from the outer periphery of the spiral toward the center is the winding direction of the spiral coil, the winding direction of the first spiral coil and the winding direction of the second spiral coil are formed in opposite directions. Preferably it is.

上記手段では、一方の強磁性体膜と他方の強磁性体膜内にそれぞれ形成される内部磁界が互いに相殺し合うのを避けることができるため、インダクタンスの低下を防止できる。 In the above-described means, it is possible to prevent the internal magnetic fields formed in the one ferromagnetic film and the other ferromagnetic film from canceling each other, so that a reduction in inductance can be prevented.

さらには、前記第１及び第２のスパイラルコイルが、第２の強磁性体膜で覆われていることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the first and second spiral coils are covered with a second ferromagnetic film.

上記手段では、第１及び第２のスパイラルコイルを第１の強磁性体膜と第１の強磁性体膜で完全に覆うことができるため、インダクタンスの可変範囲に影響を与える透磁率を大きくすることができる。 In the above means, since the first and second spiral coils can be completely covered with the first ferromagnetic film and the first ferromagnetic film, the magnetic permeability affecting the variable range of inductance is increased. be able to.

さらには、前記第１の強磁性体膜及び第２の強磁性体膜が、圧縮応力が加わったときに透磁率が小さくなる磁性材料で形成されているものが好ましい。
上記手段では、インダクタンスを確実に可変することができる。 Furthermore, it is preferable that the first ferromagnetic film and the second ferromagnetic film are formed of a magnetic material that reduces the magnetic permeability when compressive stress is applied.
In the above means, the inductance can be varied reliably.

また前記強磁性体膜が、下層側に設けられた第１の強磁性体膜と上層側に設けられた第２の強磁性体膜とで形成されるものが好ましい。
上記手段では、第１及び第２のスパイラルコイルをそれぞれ容易に覆うことができる。 The ferromagnetic film is preferably formed of a first ferromagnetic film provided on the lower layer side and a second ferromagnetic film provided on the upper layer side.
In the above means, the first and second spiral coils can be easily covered.

本発明では、可変範囲の広い可変インダクタを提供することができる。
また両面に設けられたスパイラルコイル間の接続が、圧電体基板に生じた歪みによって切断され難くすることができる。 In the present invention, a variable inductor having a wide variable range can be provided.
Further, the connection between the spiral coils provided on both surfaces can be made difficult to be cut by the distortion generated in the piezoelectric substrate.

図１は本発明の可変インダクタの基本構成を示す平面図、図２は図１の２−２線における断面図、図３は可変インダクタの第１の実施の形態を示す図２同様の断面図、図４は可変インダクタの第２の実施の形態を示す図２同様の断面図、図５は可変インダクタの第３の実施の形態を示す図２同様の断面図である。 1 is a plan view showing a basic configuration of a variable inductor according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view similar to FIG. 4 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 showing a second embodiment of the variable inductor, and FIG. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 illustrating a third embodiment of the variable inductor.

まず、本発明の可変インダクタの基本構成について図１及び図２を参照しつつ説明する。 First, the basic configuration of the variable inductor of the present invention will be described with reference to FIGS.

可変インダクタは、例えばＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃系の薄板状の圧電体からなる圧電体基板１を有している。前記圧電体基板１の上面（Ｚ１側の面）にはそのほぼ全面と右側面（Ｘ１側の側面）を覆うバイアス電極層２ａが設けられ、下面（Ｚ２側の面）にもそのほぼ全面と左側面（Ｘ２側の側面）を覆うバイアス電極層２ｂが設けられている。ただし、前記バイアス電極層２ａとバイアス電極層２ｂとは電気的には絶縁された状態にあり、両バイアス電極層２ａ，２ｂ間には外部に設けられた電源を介して所定の電圧を印加できるようになっている。 The variable inductor has a piezoelectric substrate 1 made of, for example, a Pb (Zr, Ti) O ₃ thin plate-like piezoelectric material. The upper surface (Z1 side surface) of the piezoelectric substrate 1 is provided with a bias electrode layer 2a covering almost the entire surface and the right side surface (X1 side surface), and the lower surface (Z2 side surface) also has substantially the entire surface. A bias electrode layer 2b is provided to cover the left side surface (side surface on the X2 side). However, the bias electrode layer 2a and the bias electrode layer 2b are in an electrically insulated state, and a predetermined voltage can be applied between the bias electrode layers 2a and 2b via an external power source. It is like that.

一方のバイアス電極層２ａの表面（Ｚ１側の面）には所定の膜厚寸法からなる第１の強磁性体膜３ａが積層され、同じく他方のバイアス電極層２ｂの表面（Ｚ２側の面）にも同じ所定の膜厚寸法からなる第１の強磁性体膜３ｂが積層されている。前記第１の強磁性体膜３ａ，３ｂは絶縁性を有するとともに圧縮応力が生じると透磁率μが小さくなる材料が好ましく、例えばＮｉＺｎなどを用いることができる。 A first ferromagnetic film 3a having a predetermined film thickness is laminated on the surface (Z1 side surface) of one bias electrode layer 2a, and similarly the surface (Z2 side surface) of the other bias electrode layer 2b. In addition, the first ferromagnetic film 3b having the same predetermined film thickness is laminated. The first ferromagnetic films 3a and 3b are preferably made of a material having an insulating property and a magnetic permeability μ that is reduced when a compressive stress is generated. For example, NiZn can be used.

前記バイアス電極層２ａ，２ｂの上部に相当する前記第１の強磁性体膜３ａ，３ｂの両表面には、銅箔を角型のスパイラル（渦巻き）状にパターニングすることにより形成された第１のスパイラルコイル４Ａと第２のスパイラルコイル４Ｂがそれぞれ設けられている。前記第１，第２のスパイラルコイル４Ａ，４Ｂの外周部側の一端には外周電極４ａ，４ａが形成され、中心部側の他端には中心電極４ｂ，４ｂがそれぞれ形成されている。これら外周電極４ａ，４ａおよび／または中心電極４ｂ，４ｂを介して前記、第１，第２のスパイラルコイル４Ａ，４Ｂに外部からの信号源から電気信号を供給することが可能とされている。 The first ferromagnetic films 3a and 3b corresponding to the upper portions of the bias electrode layers 2a and 2b are formed on both surfaces by patterning a copper foil into a square spiral shape. The spiral coil 4A and the second spiral coil 4B are provided. Outer peripheral electrodes 4a and 4a are formed at one end on the outer peripheral side of the first and second spiral coils 4A and 4B, and central electrodes 4b and 4b are formed at the other end on the central side. An electric signal can be supplied from an external signal source to the first and second spiral coils 4A and 4B via the outer peripheral electrodes 4a and 4a and / or the center electrodes 4b and 4b.

図１に示すように、スパイラルの外周部から中心部に向かう方向を、第１，第２のスパイラルコイル４Ａ，４Ｂの巻き方向としたときに、第１のスパイラルコイル４Ａの巻き方向は時計回り方向であり、第２のスパイラルコイル４Ａの巻き方向は反時計回り方向である。すなわち、第１のスパイラルコイル４Ａと第２のスパイラルコイル４Ｂの巻き方向は互いに逆向きとなるように形成されている。 As shown in FIG. 1, when the direction from the outer periphery of the spiral toward the center is the winding direction of the first and second spiral coils 4A and 4B, the winding direction of the first spiral coil 4A is clockwise. The winding direction of the second spiral coil 4A is counterclockwise. That is, the winding directions of the first spiral coil 4A and the second spiral coil 4B are formed to be opposite to each other.

前記第１のスパイラルコイル４Ａの中心電極４ｂと前記第２のスパイラルコイル４Ｂの中心電極４ｂとは後述するような結線部材を介して直列接続されている。このため、一方の前記第１のスパイラルコイル４Ａの外周電極４ａから他方の前記第２のスパイラルコイル４Ｂの外周電極４ａに向けて電流Ｉを流すと、前記電流Ｉは、前記第１のスパイラルコイル４Ａでは外周電極４ａから中心電極４ｂに向かって時計回り方向に流れ、前記第２のスパイラルコイル４Ｂでは中心電極４ｂから外周電極４ａに向かって時計回り方向に流れる。 The center electrode 4b of the first spiral coil 4A and the center electrode 4b of the second spiral coil 4B are connected in series via a connecting member as will be described later. For this reason, when the current I flows from the outer peripheral electrode 4a of one of the first spiral coils 4A toward the outer peripheral electrode 4a of the other second spiral coil 4B, the current I is converted into the first spiral coil. In 4A, it flows in the clockwise direction from the outer peripheral electrode 4a toward the central electrode 4b, and in the second spiral coil 4B, it flows in the clockwise direction from the central electrode 4b toward the outer peripheral electrode 4a.

つまり、この可変インダクタでは、面対向配置された直列スパイラルコイル４Ａ，４Ｂに対し電流Ｉを常に同じ方向（時計回り方向）に流すことが可能とされている。このため、前記電流Ｉによって生じる、前記第１のスパイラルコイル４Ａでの内部の磁界の向きと、前記第２のスパイラルコイル４Ｂでの内部の磁界の向きとをＺ方向に一致させることができる。よって、前記内部磁界どうしが相殺されてしまうのを避けることができるため、この可変インダクタで形成されるインダクタンスの低下を防止することが可能とされている。 In other words, in this variable inductor, the current I can always flow in the same direction (clockwise direction) with respect to the series spiral coils 4A and 4B arranged face to face. Therefore, the direction of the internal magnetic field in the first spiral coil 4A generated by the current I and the direction of the internal magnetic field in the second spiral coil 4B can be made to coincide with the Z direction. Therefore, it is possible to prevent the internal magnetic fields from being canceled out, and it is possible to prevent a decrease in inductance formed by the variable inductor.

前記第１，第２のスパイラルコイル４Ａ，４Ｂの表面には、前記第１の強磁性体膜３ａ，３ｂと同じ強磁性体からな第２の強磁性体膜５ａ，５ｂが積層されている。すなわち、前記第１のスパイラルコイル４Ａは前記第１の強磁性体膜３ａと前記第２の強磁性体膜５ａとで上下方向から覆われており、同じく前記第２のスパイラルコイル４Ｂは前記第１の強磁性体膜３ｂと前記第２の強磁性体膜５ｂとで上下方向から覆われている。 Second ferromagnetic films 5a and 5b made of the same ferromagnetic material as the first ferromagnetic films 3a and 3b are laminated on the surfaces of the first and second spiral coils 4A and 4B. . That is, the first spiral coil 4A is covered from above and below by the first ferromagnetic film 3a and the second ferromagnetic film 5a, and the second spiral coil 4B is also the first spiral coil 4B. The first ferromagnetic film 3b and the second ferromagnetic film 5b are covered from above and below.

前記バイアス電極層２ａとバイアス電極層２ｂ間に図示しない電源から印加電圧を与えて圧電体基板１が厚さ方向に膨張させると、前記第１の強磁性体膜３ａ，３ｂ及び第２の強磁性体膜５ａ，５ｂに圧縮応力が加わるため、面内方向に縮んで透磁率μが小さくなる。そして印加電圧を増大させて圧電体基板１の膨張を大きくさせると、これに逆比例するように前記透磁率μを小さくする方向に変化させることができ、また印加電圧を減少させると前記透磁率μが大きくなる方向に変化させることができる。すなわち、前記透磁率μは電圧の正の変化に対し負の傾き特性を持つ。 When an applied voltage is applied from a power source (not shown) between the bias electrode layer 2a and the bias electrode layer 2b to expand the piezoelectric substrate 1 in the thickness direction, the first ferromagnetic films 3a and 3b and the second strong film Since compressive stress is applied to the magnetic films 5a and 5b, the magnetic films 5a and 5b contract in the in-plane direction and the magnetic permeability μ decreases. When the applied voltage is increased to increase the expansion of the piezoelectric substrate 1, the permeability μ can be changed in a direction inversely proportional thereto, and when the applied voltage is decreased, the permeability is increased. It can be changed in the direction in which μ increases. That is, the magnetic permeability μ has a negative slope characteristic with respect to a positive change in voltage.

ここで、インダクタンスは前記第１の強磁性体膜３ａと前記第２の強磁性体膜５ａとの中、および第１の強磁性体膜３ｂと前記第２の強磁性体膜５ｂとの中に形成される磁束および前記透磁率μに比例する。このため、また前記印加電圧を増大又は減少させることにより、可変インダクタのインダクタンスを自在に可変させることができる。 Here, the inductance is in the first ferromagnetic film 3a and the second ferromagnetic film 5a, and in the first ferromagnetic film 3b and the second ferromagnetic film 5b. Is proportional to the magnetic flux and the magnetic permeability μ. For this reason, the inductance of the variable inductor can be freely varied by increasing or decreasing the applied voltage.

しかも、本発明では圧電体基板１の上下両面に、それぞれ第１の強磁性体膜３ａ，３ｂと前記第２の強磁性体膜５ａ，５ｂに覆われた第１のスパイラルコイル４Ａ及び第２のスパイラルコイル４Ｂを有する構成であるため、従来に比較して透磁率μの可変範囲を２倍にすることができる。すなわち、可変インダクタの可変範囲を理論上２倍に拡大させることが可能である。 In addition, in the present invention, the first spiral coil 4A and the second spiral coil 4A and the second ferromagnetic film 5a and 5b covered with the first ferromagnetic films 3a and 3b and the second ferromagnetic films 5a and 5b, respectively, on the upper and lower surfaces of the piezoelectric substrate 1. Therefore, the variable range of the magnetic permeability μ can be doubled as compared with the conventional case. That is, the variable range of the variable inductor can theoretically be doubled.

なお、前記圧電体基板１が厚さ方向に膨張すると、第１のスパイラルコイル４Ａと第２のスパイラルコイル４Ｂとの間の対向距離が広がるため、この作用によってもインダクタンスを小さくすることができる。 Note that when the piezoelectric substrate 1 expands in the thickness direction, the opposing distance between the first spiral coil 4A and the second spiral coil 4B increases, so that the inductance can also be reduced by this action.

次に、第１のスパイラルコイル４Ａの中心電極４ｂと第２のスパイラルコイル４Ｂの中心電極４ｂとの間を導通接続するための結線部材について説明する。 Next, a connection member for electrically connecting between the center electrode 4b of the first spiral coil 4A and the center electrode 4b of the second spiral coil 4B will be described.

図３に示す第１に実施の形態では、前記圧電体基板１の中心部と前記第１の強磁性体膜３ａ，３ｂに形成された共通のスルーホール１ａと、このスルーホール１ａ内に形成された内部導体（結線部材）１２とで形成されている。前記内部導体１２の両端は前記中心電極４ｂ，４ｂに導通接続されている。前記内部導体１２はフォトリソグラフィ技術やメッキ技術などを駆使することにより形成される。 In the first embodiment shown in FIG. 3, the central portion of the piezoelectric substrate 1, the common through hole 1a formed in the first ferromagnetic films 3a and 3b, and the through hole 1a are formed. The inner conductor (connection member) 12 is formed. Both ends of the inner conductor 12 are conductively connected to the center electrodes 4b and 4b. The inner conductor 12 is formed by making full use of a photolithography technique, a plating technique, or the like.

なお、前記バイアス電極層２ａ，２ｂには、前記内部導体１２をよりも十分な大きさの径寸法からなる穴、あるいは内部導体１２を避けるのに十分な大きさからなる切欠部などが形成されており、前記バイアス電極層２ａ，２ｂと内部導体１２との間は導通接続されないように十分な絶縁処理が施されている。 The bias electrode layers 2a and 2b are formed with a hole having a larger diameter than the inner conductor 12, or a notch having a size sufficient to avoid the inner conductor 12. The bias electrode layers 2a and 2b and the internal conductor 12 are sufficiently insulated so as not to be conductively connected.

図４に示す第２の実施の形態では、前記第１のスパイラルコイル４Ａの中心電極４ｂから前記導電層１３に向かって延びる第１のスルーホール１ｂと、前記第２のスパイラルコイル４Ｂの中心電極４ｂから前記導電層１３に向かって延びる第２のスルーホール１ｃが設けられている。 In the second embodiment shown in FIG. 4, a first through hole 1b extending from the center electrode 4b of the first spiral coil 4A toward the conductive layer 13, and a center electrode of the second spiral coil 4B. A second through hole 1c extending from 4b toward the conductive layer 13 is provided.

前記第１のスルーホール１ｂと第２のスルーホール１ｃとは板厚方向において重なる配置であってもよいが、図４に示すようにＸ方向又はＹ方向にずらすことにより板厚方向において重ならない構成が好ましい。 The first through hole 1b and the second through hole 1c may be arranged so as to overlap in the plate thickness direction, but they do not overlap in the plate thickness direction by shifting in the X direction or the Y direction as shown in FIG. A configuration is preferred.

前記第１のスルーホール１ｂには前記第１のスパイラルコイル４Ａの中心電極４ｂと前記導電層１３とを導通接続する第１の内部導体１４ａが設けられ、前記第２のスパイラルコイル４Ｂの中心電極４ｂと前記導電層１３とを導通接続する第２の内部導体１４ｂが設けられている。すなわち、第１のスパイラルコイル４Ａの中心電極４ｂと第２のスパイラルコイル４Ｂの中心電極４ｂとの間が、前記第１のスルーホール１ｂ内に設けられた第１の内部導体１４ａ、前記導電層１３および前記第２のスルーホール１ｃ内に設けられた第２の内部導体１４ｂからなるクランク状の結線部材を介して直列に導通接続されている。 The first through-hole 1b is provided with a first inner conductor 14a that electrically connects the central electrode 4b of the first spiral coil 4A and the conductive layer 13, and the central electrode of the second spiral coil 4B. A second internal conductor 14b is provided for electrically connecting 4b and the conductive layer 13. That is, between the center electrode 4b of the first spiral coil 4A and the center electrode 4b of the second spiral coil 4B, the first inner conductor 14a provided in the first through hole 1b, the conductive layer 13 and the second through-hole 1c and a second inner conductor 14b provided in the second through-hole 1c are connected in series through a crank-shaped connecting member.

前記第１の実施の形態に示す内部導体１２は長手方向を圧電体基板１の板厚方向としているため、前記圧電体基板１に生じる板厚方向の圧縮歪みに追従して変形することが難しい。このため、前記圧縮歪みが大きい場合には前記内部導体１２に断線などが生じる可能性がある。 Since the inner conductor 12 shown in the first embodiment has the longitudinal direction as the plate thickness direction of the piezoelectric substrate 1, it is difficult to deform following the compressive strain in the plate thickness direction generated in the piezoelectric substrate 1. . For this reason, when the compressive strain is large, the internal conductor 12 may be disconnected.

しかし、前記第２の実施の形態では、水平方向（Ｘ方向）に延びるとともに、前記圧電体基板１の内部に前記板厚方向の圧縮歪みに対しては、これに追従して比較的変形しやすい導電層１３が設けられている。 However, in the second embodiment, it extends in the horizontal direction (X direction) and relatively deforms following the compressive strain in the plate thickness direction inside the piezoelectric substrate 1. An easy conductive layer 13 is provided.

また図４に示すように第１の内部導体１４ａと第２の内部導体１４ｂとはＸ方向又はＹ方向にずれており、板厚方向において重ならない状態にあるため、圧電体基板１の板厚寸法が多少変化しても、前記導電層１３がこれを吸収することができ、第１のスパイラルコイル４Ａと第２のスパイラルコイル４Ｂとの間の接続を保持することができる。 Further, as shown in FIG. 4, the first inner conductor 14a and the second inner conductor 14b are displaced in the X direction or the Y direction and do not overlap in the plate thickness direction. Even if the dimensions change somewhat, the conductive layer 13 can absorb this, and the connection between the first spiral coil 4A and the second spiral coil 4B can be maintained.

なお、上記のように前記圧電体基板１の内部に導電層１３を有する構成とするには、複数の薄膜状の圧電体を積層して形成した積層型の圧電体基板１を用いることにより実現することができる。 Note that the configuration having the conductive layer 13 inside the piezoelectric substrate 1 as described above is realized by using the laminated piezoelectric substrate 1 formed by laminating a plurality of thin film piezoelectric members. can do.

上記第２の実施の形態では、結線部材を圧電体基板１の内部に第１及び第２のスルーホール１ｂ，１ｃと１つの導電層１３を用いてクランク状に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、圧電体基板１の内部に複数のスルーホールと導電層を配置することにより、階段状、あるいはジグザグ状の結線部材とする構成であってもよい。 In the second embodiment, the case where the connecting member is formed in a crank shape inside the piezoelectric substrate 1 using the first and second through holes 1b and 1c and one conductive layer 13 has been described. The present invention is not limited to this, and a configuration in which a plurality of through holes and a conductive layer are arranged inside the piezoelectric substrate 1 to form a stair-like or zigzag connection member may be used.

すなわち、前記積層型の圧電体基板１内の異なる層に複数の導電層１３を形成するとともに、上下の位置関係にある前記導電層１３の間を導通接続する複数の内部導体１４をスルーホール内に形成する。そして、一つの導電層１３の上層側に配置された内部導体１４と前記導電層１３の下層側に配置された内部導体１４とが板厚方向において重ならないように配置することにより、階段状、あるいはジグザグ状の結線部材とすることが可能である（図示せず）。 That is, a plurality of conductive layers 13 are formed in different layers in the laminated piezoelectric substrate 1, and a plurality of internal conductors 14 that are conductively connected between the conductive layers 13 that are in a vertical positional relationship are formed in the through holes. To form. And by arranging the inner conductor 14 arranged on the upper layer side of one conductive layer 13 and the inner conductor 14 arranged on the lower layer side of the conductive layer 13 so as not to overlap in the plate thickness direction, a staircase shape, Or it can be set as a zigzag connection member (not shown).

このように圧電体基板１内に複数の導電層１３を階段状、あるいはジグザグ状配置すると、各導電層１３がそれぞれ歪みを吸収することができるため、圧電体基板１が大きく板厚方向に変化してもこれに対応することが可能となり、前記第１のスパイラルコイル４Ａと前記第２のスパイラルコイル４Ｂとの間の接続を確実に保持することができる。 When the plurality of conductive layers 13 are arranged stepwise or in a zigzag manner in the piezoelectric substrate 1 in this way, each conductive layer 13 can absorb strain, so that the piezoelectric substrate 1 changes greatly in the thickness direction. However, this can be dealt with, and the connection between the first spiral coil 4A and the second spiral coil 4B can be reliably maintained.

次に、図５に示す第３の実施の形態はいわゆる空中配線である。
図５に示すように第３の実施の形態では、前記第２の強磁性体膜５ａ，５ｂの中心部に孔５ａ１，５ｂ１が形成されており、内部に設けられた中心電極４ｂ，４ｂが露出されている。そして、第１のスパイラルコイル４Ａの中心電極４ｂと第２のスパイラルコイル４Ｂの中心電極４ｂとが、圧電体基板１の外部に設けられた絶縁性及び可撓性を有するフレキシブルケーブル（結線部材）１５を用いて導通接続されている。 Next, the third embodiment shown in FIG. 5 is a so-called aerial wiring.
As shown in FIG. 5, in the third embodiment, holes 5a1 and 5b1 are formed at the center of the second ferromagnetic films 5a and 5b, and the center electrodes 4b and 4b provided inside are formed. Exposed. The center electrode 4b of the first spiral coil 4A and the center electrode 4b of the second spiral coil 4B are provided with an insulating and flexible flexible cable (connection member) provided outside the piezoelectric substrate 1. 15 is conductively connected.

この第３の実施の形態では、前記圧電体基板１に圧縮歪みが生じても、前記フレキシブルケーブル１５が容易に追従して変形することができるため、さらに断線などの故障の原因を排除することが可能である。 In the third embodiment, even if compressive strain occurs in the piezoelectric substrate 1, the flexible cable 15 can easily follow and be deformed, thereby further eliminating the cause of failure such as disconnection. Is possible.

上記各実施に形態では角型状のスパイラルコイルを用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、スパイラルコイルの形状は三角形状、多角形状、円状などどのような形状であってもよい。 In each of the above embodiments, the description has been given using a square spiral coil. However, the present invention is not limited to this, and the shape of the spiral coil may be any shape such as a triangle, a polygon, or a circle. May be.

また第１のスパイラルコイル４Ａと第２のスパイラルコイル４Ｂとは、中心電極４ｂ，４ｂ間で導通接続され、外周電極４ａ，４ａが外部の信号源と接続される入出力電極として説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、外周電極４ａ，４ａ間で導通接続され、前記中心電極４ｂ，４ｂが外部の信号源と接続される入出力電極とした構成であってもよい。 The first spiral coil 4A and the second spiral coil 4B are described as input / output electrodes that are conductively connected between the center electrodes 4b and 4b, and the outer peripheral electrodes 4a and 4a are connected to an external signal source. The present invention is not limited to this, and a configuration in which the outer peripheral electrodes 4a and 4a are conductively connected and the center electrodes 4b and 4b are connected to an external signal source may be used.

あるいは場合によっては、第１のスパイラルコイル４Ａの中心電極４ｂと第２のスパイラルコイル４Ｂの外周電極４ａとの間が導通接続され、前記第１のスパイラルコイル４Ａの外周電極４ａと第２のスパイラルコイル４Ｂの中心電極４ｂとが外部の信号源と接続される入出力電極とした構成であってもよい。 Alternatively, in some cases, the central electrode 4b of the first spiral coil 4A and the outer peripheral electrode 4a of the second spiral coil 4B are electrically connected, and the outer peripheral electrode 4a of the first spiral coil 4A and the second spiral coil are connected. A configuration may be employed in which the central electrode 4b of the coil 4B is an input / output electrode connected to an external signal source.

図１は本発明の可変インダクタの基本構成を示す平面図、FIG. 1 is a plan view showing a basic configuration of a variable inductor according to the present invention, 図１の２−２線における断面図、Sectional drawing in the 2-2 line of FIG. 可変インダクタの第１の実施の形態を示す図２同様の断面図、FIG. 2 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 showing the first embodiment of the variable inductor; 可変インダクタの第２の実施の形態を示す図２同様の断面図、Sectional drawing similar to FIG. 2 which shows 2nd Embodiment of a variable inductor, 可変インダクタの第３の実施の形態を示す図２同様の断面図、FIG. 2 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 showing a third embodiment of the variable inductor; 従来の可変インダクタを示す平面図、A plan view showing a conventional variable inductor, 図６の６−６線における断面図、Sectional drawing in the 6-6 line of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１圧電体基板
１ａスルーホール
１ｂ第１のスルーホール
１ｃ第２のスルーホール
２ａ，２ｂバイアス電極層
３ａ，３ｂ第１の強磁性体膜
４Ａ第１のスパイラルコイル
４Ｂ第２のスパイラルコイル
４ａ外周電極
４ｂ中心電極
５ａ，５ｂ第２の強磁性体膜
５ａ１，５ｂ１孔
１２内部導体（結線部材）
１３導電層（結線部材）
１４内部導体（結線部材）
１４ａ第１の内部導体（結線部材）
１４ｂ第２の内部導体（結線部材）
１５フレキシブルケーブル（結線部材） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric substrate 1a Through hole 1b 1st through hole 1c 2nd through hole 2a, 2b Bias electrode layer 3a, 3b 1st ferromagnetic film 4A 1st spiral coil 4B 2nd spiral coil 4a Peripheral electrode 4b Center electrodes 5a, 5b Second ferromagnetic films 5a1, 5b1 Hole 12 Internal conductor (connection member)
13 Conductive layer (connection member)
14 Inner conductor (connection member)
14a First inner conductor (connection member)
14b Second inner conductor (connection member)
15 Flexible cable (connection member)

Claims

両面が一対のバイアス電極層で挟まれた圧電体基板と、前記一対のバイアス電極層の上部にそれぞれ設けられた第１及び第２のスパイラルコイルと、前記第１及び第２のスパイラルコイルのそれぞれを上下方向から覆う強磁性体膜と、第１のスパイラルコイルの外周部側の一端に設けられた外周電極と、第２のスパイラルコイルの外周部側の一端に設けられた外周電極と、前記第１のスパイラルコイルの中心部側の他端に設けられた中心電極と、前記第２のスパイラルコイルの中心部側の他端に設けられた中心電極と、前記一方の中心電極と他方の中心電極との間を導通接続する結線部材と、を有することを特徴とする可変インダクタ。 A piezoelectric substrate having both surfaces sandwiched between a pair of bias electrode layers, first and second spiral coils respectively provided on the pair of bias electrode layers, and each of the first and second spiral coils. The outer peripheral electrode provided at one end on the outer peripheral side of the first spiral coil, the outer peripheral electrode provided on one end on the outer peripheral side of the second spiral coil, A center electrode provided at the other end on the center side of the first spiral coil, a center electrode provided at the other end on the center side of the second spiral coil, the one center electrode and the other center A variable inductor comprising: a connecting member that conducts and connects between the electrodes.

前記結線部材が、前記圧電体基板及び前記強磁性体膜に共通して形成されたスルーホールと、このスルーホール内に埋設された内部導体とで形成されており、前記第１及び第２のスパイラルコイルの中心電極間が前記内部導体の両端で接続されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の可変インダクタ。 The connecting member is formed of a through hole formed in common to the piezoelectric substrate and the ferromagnetic film, and an internal conductor embedded in the through hole, and the first and second 2. The variable inductor according to claim 1, wherein the center electrodes of the spiral coil are connected at both ends of the inner conductor.

前記結線部材が、圧電体基板の内部に積層された導電層と、前記第１のスパイラルコイルの中心電極と前記導電層とを導通接続する第１の内部導体と、前記第２のスパイラルコイルの中心電極と前記導電層とを接続する第２の内部導体と、を有することを特徴とする請求項１記載の可変インダクタ。 The connection member includes a conductive layer laminated inside a piezoelectric substrate, a first internal conductor that electrically connects the central electrode of the first spiral coil and the conductive layer, and a second spiral coil The variable inductor according to claim 1, further comprising a second inner conductor that connects a center electrode and the conductive layer.

前記圧電体基板内の異なる層に形成された複数の導電層と、上下の位置関係にある前記導電層の間を導通接続する複数の内部導体とが設けられており、一つの導電層の上層側に配置された内部導体と下層側に配置された内部導体とが板厚方向において重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項３記載の可変インダクタ。 A plurality of conductive layers formed in different layers in the piezoelectric substrate, and a plurality of internal conductors for conductively connecting the conductive layers in the upper and lower positional relationship are provided, and an upper layer of one conductive layer 4. The variable inductor according to claim 3, wherein the internal conductor arranged on the side and the internal conductor arranged on the lower layer side are arranged at positions where they do not overlap in the thickness direction.

前記圧電体基板が、複数の薄膜状の圧電体を積層することにより形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の可変インダクタ。 5. The variable inductor according to claim 3, wherein the piezoelectric substrate is formed by laminating a plurality of thin film piezoelectric members.

前記結線部材が、前記圧電体基板の外部の空中配線されたフレキシブルケーブルであることを特徴とする請求項１記載の可変インダクタ。 The variable inductor according to claim 1, wherein the connecting member is a flexible cable wired in the air outside the piezoelectric substrate.

スパイラルの外周部から中心部に向かう方向を前記スパイラルコイルの巻き方向としたときに、前記第１のスパイラルコイルの巻き方向と前記第２のスパイラルコイルの巻き方向とが逆向きに形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の可変インダクタ。 The winding direction of the first spiral coil and the winding direction of the second spiral coil are formed in opposite directions when the direction from the outer peripheral portion of the spiral toward the center portion is the winding direction of the spiral coil. The variable inductor according to claim 1, wherein:

前記強磁性体膜が、圧縮応力が加わったときに透磁率が小さくなる磁性材料で形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の可変インダクタ。 The variable inductor according to any one of claims 1 to 7, wherein the ferromagnetic film is formed of a magnetic material having a permeability that is reduced when a compressive stress is applied.

前記強磁性体膜が、下層側に設けられた第１の強磁性体膜と上層側に設けられた第２の強磁性体膜とで形成されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の可変インダクタ。 9. The ferromagnetic film according to claim 1, wherein the ferromagnetic film is formed of a first ferromagnetic film provided on a lower layer side and a second ferromagnetic film provided on an upper layer side. The variable inductor according to any one of claims.