CN101017727B - 芯片型电感器 - Google Patents
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Abstract
一种芯片型电感器,包括:内部磁性材料;外部磁性材料,被布置在内部磁性材料的相对的侧;以及导电体,形成在内部和外部磁性材料之间的间隔中。内部磁性材料和外部磁性材料形成磁路,由沿所述导电体流动的电流所产生的磁场的磁通量沿该磁路流动。根据至少一个实施例,在内部磁性材料中磁通量的流截面积至少基本等于外部磁性材料中磁通量的流截面积之和。
Description
技术领域
在此所讨论的一个或多个实施例涉及电感器。
背景技术
由于不充分的磁力特性,芯片型电感器仅用于低电流的应用。这些应用包括作为滤波器或执行一种或多种信号控制功能。还已证明芯片型电感器具有差的释热特性,这使得性能恶化。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供一种芯片型电感器,包括:磁性材料主体,包括内部磁性材料、被布置成按预定间隔与所述内部磁性材料的相对的横向侧相对的各外部磁性材料、以及分别设置在所述内部磁性材料和外部磁性材料的顶部表面和底部表面上使得与所述内部磁性材料和外部磁性材料连接的底部磁性材料和顶部磁性材料;非磁性材料,用于填充所述内部磁性材料和外部磁性材料之间的间隔,使得所述非磁性材料与所述内部磁性材料和外部磁性材料协同以形成单一的层;以及导电图形,形成在所述非磁性材料中,使得围绕所述内部磁性材料多次,其中所述内部磁性材料和与所述内部磁性材料的相对的横向侧相对的所述外部磁性材料形成磁路,由沿该导电图形流动的电流所产生的磁场的磁通量沿该磁路流动,并且在该内部磁性材料中磁通量的流截面积至少基本等于所述各外部磁性材料中磁通量的流截面积之和。其中,所述内部磁性材料在其相对端上分别形成有内突部,所述内突部向所述外部磁性材料突出,而所述外部磁性材料在与所述内部磁性材料相对的横向侧的中部区域形成有外突部,所述外突部向所述内部磁性材料突出。
根据本发明的另一方面,提供一种芯片型电感器,包括:磁性材料主体,包括内部磁性材料、被布置成按预定间隔与所述内部磁性材料的相对的横向侧相对的各外部磁性材料、以及分别设置在所述内部磁性材料和外部磁性材料的顶部表面和底部表面上使得与所述内部磁性材料和外部磁性材料连接的底部磁性材料和顶部磁性材料;非磁性材料,用于填充所述内部磁性材料和外部磁性材料之间的间隔,使得与所述内部磁性材料和外部磁性材料协同以形成单一的层;导电图形,形成在所述非磁性材料中,并以螺旋的形式围绕所述内部磁性材料,该导电图形的相对端分别电连接到外部;以及外部端子,与所述导电图形的相对端电连接,构造所述外部端子使得覆盖结合的磁性和非磁性材料的相对端,从而实现到外部的电连接。其中所述内部磁性材料在其相对端上分别形成有内突部,所述内突部向所述外部磁性材料突出,并且所述外部磁性材料在与所述内部磁性材料相对的横向侧的中部区域形成有外突部,所述外突部向所述内部磁性材料突出,并且其中所述内部磁性材料和与该内部磁性材料的相对的横向侧相对的所述外部磁性材料形成磁路,由沿所述导电图形流动的电流所产生的磁场的磁通量沿该磁路流动,并且在所述内部磁性材料中磁通量的流截面积是至少基本上等于各所述外部磁性材料中磁通量的流截面积之和。
根据本发明的又一方面,提供一种芯片型电感器,包括:内部磁性材料;外部磁性材料,被布置成分别与所述内部磁性材料的相对的横向侧相对;以及导电图形,沿着所述内部磁性材料和外部材料之间形成的间隔延伸,从而围绕所述内部磁性材料,其中由沿该导电图形流动的电流所产生的磁场的磁通量流过所述内部磁性材料和外部磁性材料,其中,在所述内部磁性材料中磁通量的流截面积至少基本等于所述外部磁性材料中磁通量的流截面积之和。其中,所述内部磁性材料在其相对端上分别形成有内突部,所述内突部向所述外部磁性材料突出,并且所述外部磁性材料在与该内部磁性材料相对的横向侧的中部区域形成有外突部,所述外突部向所述内部磁性材料突出,从而在分别具有所述内突部和外突部的所述内部磁性材料和外部磁性材料之间均匀地形成间隔。
附图说明
将参考下面的附图说明本发明的实施例,其中相同的附图标记表示相同的元件:
图1是示出芯片型电感器的一个实施例的透视图;
图2是示出图1的电感器的一薄片的视图;
图3是示出图1的电感器的另一视图;
图4是示出芯片型电感器的另一实施例的视图;
图5是示出根据一个或多个前述实施例,可以通过在外部磁性材料中形成缝隙而获得示例特性的视图;
图6A是表和曲线图,其示出根据一个或多个前述实施例,在芯片型电感器的电感和偏置电流间可能存在的关系的示例,而图6B是表和曲线图,其示出根据对比例,电感器的电感和偏置电流之间的关系;
图7是示出该芯片型电感器的另一实施例的视图;
图8是示出图7的电感器中所包含的一薄片;
图9示出图7的电感器的剖视图;
图10是示出另一芯片型电感器的视图;
图11是示出图10的电感器的另一视图;和
图12是示出具有缝隙的芯片型电感器的视图。
具体实施方式
图10和图11示出了一种类型的芯片型电感器,其包括在非磁性材料11上形成的导电图形12,其中该非磁性材料提供在磁性材料主体10内。该磁性材料主体可以包括:内部磁性材料10i、设置在内部材料10i相对侧上的外部磁性材料10s、以及设置在该电感器的顶部和底部部分上的顶部磁性材料10t和底部磁性材料10f。通过堆叠多个磁性材料薄片然后焙烧(fire)这些薄片以将它们结合在一起,来一体地形成该磁性材料主体10。
在前述的电感器中,导电图形12设置在形成该电感器除磁性材料主体10之外的其余部分的非磁性材料11上。以多层的形式提供导电图形12,并且通过将多个非磁性材料层堆叠来形成导电图形12,每一层都具有形成在其表面上的导电图形12。
通过将设置在一个非磁性材料层上的导电图形与恰好设置在所述的这一个非磁性材料层下的另一非磁性材料层互连,来形成这种多层的导电图形中的多个导电图形。然后多层的导电图形12的相对的端分别通过磁性材料主体10的相对端与外部电极电连接。
利用如上所述配置的电感器,如果电流沿导电图形12流动,则绕该多层的导电图形产生磁场。这些磁场重叠,结果是磁通量增加且具有高的磁导率,以允许在该磁性主体内存贮更多的能量。
然而,图10和图11的芯片型电感器存在问题。首先,在内部磁性材料10i和外部磁性材料10s之间,在磁通量流过的流截面积上存在差异。其结果是,磁通量流不平稳,并且因而导致电感器的电感值降低。
另外,由于内部磁性材料10i的结构,流向非磁性材料11的磁通量的密度相对较弱,而不是流向外部磁性材料10s的磁通量密度。结果,不可能获得较高的电感值。
此外,在图10和11的电感器中,由于其结构特性,使磁性材料主体10在饱和时失去了其特质。因此,电感器以相对低水平的饱和电流操作。由于此原因,该电感器不能被采用来作为要求高水平的可用电流的功率电感器。而是该电感器仅能用作滤波器或用于控制信号的电感器。
为了避免上述的问题,如图12中所示,能够通过在磁性材料主体10的内部磁性材料10i中设置缝隙16来防止电流的饱和。在其中内部磁性材料10i形成磁路的位置处,这一缝隙可以在一定程度上干扰磁通量流。然而,内部磁性材料10i起将磁通量运送到整个磁性材料主体10的“发动机”的作用。因此,如果在发动机部分的该部分上形成缝隙16,则干扰了磁场的产生,使得可能恶化产生磁通量的程度。
另外,在电感器工作的同时,从导电图形12中产生较大的热量。然而,由于导电图形12完全被磁性材料主体10密封,放热性能差。并且,当电感器加热到较高的温度时,电感器的工作性能可能降低。
参考图1和3,示出了另一芯片型电感器,其基本具有六面体的形状,其中基本矩形的板形底部磁性材料20和基本矩形的板形顶部磁性材料20’形成该电感器的顶部和底部部分。(所述底部磁性材料和顶部磁性材料并没有配置成与外部磁性材料26和非磁性材料30分开。图1示出了分开情形下的上述磁性和非磁性材料,这仅是出于便于描述的目的。实际上,上述的材料被焙烧,并因而形成在一个主体中。)
在该底部和顶部磁性材料20和20’之间提供内部磁性材料22、外部磁性材料26以及非磁性材料30,以及在非磁性材料30内或上提供导电图形32。在制造过程中,内部磁性材料22、外部磁性材料26和非磁性材料30可以形成为具有与底部和顶部磁性材料20和20’相对应的面积的一层矩形薄片。
换句话说,其中定义并切削了内部磁性材料22和两个外部磁性材料26的薄片,以及形成有导电图形32的非磁性材料30的薄片共同来形成单个平坦的层。因此,如图1中所示,每一薄片包括内部磁性材料22、两个外部磁性材料26和非磁性材料30。然后,在完成该电感器时,这些薄片被堆叠到预定的厚度并相结合,使得它们之间没有形成边界。
在磁性材料22的流动的磁通量的流截面积(即,在顶部和底部磁性材料20和20’之间跨磁通量的流动方向的平面的截面积)可以等于在外部磁性材料26中磁通量的流横截面之和。根据一个实施例,内部磁性材料22的流截面积可以是任一外部磁性材料26的流截面积的两倍或更高。
利用这样的结构,磁通量的流动可以以这样的次序进行:内部磁性材料22、顶部磁性材料20’、外部磁性材料26以及底部磁性材料20,或相反的次序。这是因为磁通量流过的截面积能够被均匀地保持而没有变化。出于这样的目的,可以以这样的方式来设计该底部和顶部磁性材料20和20’的厚度,即,在该底部和顶部磁性材料的每一个中磁通量的流截面积可以等于在外部磁性材料26中的流截面积。
如图2中所示,在以俯视图来看时,内部磁性材料22可以以预定的形状形成(例如,以“I”的形状)。内部磁性材料22可以在其相对的端形成有内突部24。因为内突部24从内部磁性材料22的每一端横向地向相对的两侧伸展,因此,与非磁性材料30相对的内部磁性材料22的一些部分可以具有相对长的宽度W。
在其中在内部磁性材料22的相对端上形成内突部24的状态下,为了更有效地使用内部磁性材料22和外部磁性材料26间的间隔(space),外部磁性材料26可以在其与内部磁性材料22相对的横向侧的中部区域上形成有外突部28。该外突部28允许在电感器内更有效地布置磁性材料22和26,同时使内部磁性材料22和外部磁性材料26间的间隔表现为完全均匀地形成。
在非磁性材料30中形成的导电图形32围绕内部磁性材料22。根据一个实施例,可以以下述的方式形成导电图形32:在如上所述形成一个磁性材料主体之前,每一磁性和非磁性薄片状层都设置有一个导电图形。在一个薄片状层上的导电图形和在另一薄片状层(恰定位在该一个薄片层之下)上的另一导电图形彼此电连接,使得所有导电图形以近乎螺旋的形式连续互连。其结果是,在得到的电感器中形成了单个导电图形32。这样,该导电图形32以多匝围绕内部磁性材料22。
电感器的导电图形32的相对端分别与外部端子34相连。导电图形32的形状(以薄片状层形成的)以及导电图形32与外部端子34的连接并不必须如图1中所示般实现。与之相反,能够采用多种结构和替换。
外部磁性材料26在磁通量前进的方向上形成有预定宽度的磁性材料缝隙27。该磁性材料缝隙27防止在磁通量流过外部磁性材料26时出现磁饱和。
可以通过在堆叠外部磁性材料26的各层时,将非磁性材料定位在一层的一部分上,或者在一层或多层的外部磁性材料26上,来形成磁性材料缝隙27。在一个实施例中,磁性材料缝隙27被示作形成在外部磁性材料26和底部磁性材料20互连的区域上。在替换的实施例中,该磁性材料缝隙可以形成在外部磁性材料的任一侧,或者在外部磁性材料26与顶部磁性材料20’连接的区域上。
另外,为了设计电感器以得到不同的电感值,能够或者仅给一个的外部磁性材料提供这样的磁性材料缝隙27,或者给所有的或某些外部磁性材料26提供这样的磁性材料缝隙27。在这种情况下,外部磁性材料26可以布置成横向相对,以分别与内部磁性材料22的横向侧相对,如附图中所示的。当然,也可能通过调节磁性材料缝隙(或多个缝隙)27的尺寸来调谐,以防止发生磁饱和。
如图3中所示,外部端子34设置在电感器的外部相对端上。该外部端子与导电图形32的相对端电连接。该外部端子可以形成为覆盖以六面体形状或其他形状形成的电感器的相对端表面的全部。
图4示出另一芯片型电感器,其中出于方便将仅仅描述那些与前面的电感器不同的部分。在图4的实施例中,在每一外部磁性材料126的相对端上形成延展部分(extensions)127。该延展部分可以延伸超过内部磁性材料122的相对端。如此,外部磁性材料126中磁通量的绝对通量截面积能够增加。因为绝对面积以这样的方式增加,能够进一步增加要获得的电感值。
作为参考,磁通量的绝对面积与电感之间的关系如下式所定义:
在等式4中,Ae是磁性材料的截面积,Acw是提供的以便于导电线通过的磁性材料间的间隔面积,L是电感,Ip是峰值电流,B是磁通量密度,J是电流密度,而Kf是比例常数。
如从上述等式可以看出的,磁性材料的截面积和电感彼此成比例。因此,如果磁性材料的绝对面积增加,那么磁性材料的电感也增加。当然,此时,内部磁性材料122和外部磁性材料126的截面积之比优选保持等于前述实施例的。
图7示出另一种芯片型电感器,其以基本六面体的形状形成。在该电感器中,底部磁性材料220和顶部磁性材料220’,其每一都以基本矩形板形成,它们分别形成该电感器的顶部和底部部分。(当然,底部磁性材料220和顶部磁性材料220’并没有形成为与内部磁性材料222、外部磁性材料224以及非磁性材料226分开。出于便于说明的目的,附图中将它们以分开的状态示出。实际上,这些部件可以相结合,从而形成一个主体。)
该内部磁性材料222、
外部磁性材料224和非磁性材料226设置在底部磁性材料220和顶部磁性材料之间。在非磁性材料224上形成导电图形228。在实际制造过程中,内部磁性材料222、外部磁性材料224和非磁性材料226可以形成具有与底部和顶部磁性材料220和220’相对应的面积的矩形形状的一个薄片状层。更具体的,具有内部磁性材料222和外部磁性材料(它们被切削成彼此分开)的层,与形成有导电图形228的层,形成单个薄片状层。
如图7中进一步示出的,每一形成有内部磁性材料222、外部磁性材料224和非磁性材料226的多个薄片状层被堆叠到预定的厚度并结合,使得在完成电感器时在这些薄片状层之间没有边界形成。
在以顶视图示出时,内部磁性材料222具有矩形形状,而外部磁性材料224以围绕该内部磁性材料222的形状形成。另外,非磁性材料226布置在内部磁性材料222的外边缘与外部磁性材料224的内边缘之间。当内部磁性材料222和外部磁性材料224以顶视图示出时,在内部磁性材料222的外边缘与外部磁性材料224的内边缘之间形成预定的间隔。
这里,内部磁性材料222中的磁通量的流截面积可以等于外部磁性材料224中磁通量的全部流截面积。如此,磁通量的流动能够平稳地进行。例如,可以以这样的次序形成磁通量:内部磁性材料222、顶部磁性材料220’、外部磁性材料224和底部磁性材料220,或者以相反的次序。这是因为磁通量的流截面积可以被均匀地保持而无变化。出于这样的目的,可以以这样的方式来设计该底部和顶部磁性材料220和220’的厚度,即,在该底部和顶部磁性材料的每一个中磁通量的流截面积可以与外部磁性材料224中的流截面积相同。
可以在非磁性材料226上形成导电图形228,以便围绕内部磁性材料222。换句话说,导电图形228可以以与非磁性材料226对应的形状形成。
可以以这样的下列方式形成导电图形228:由内部磁性材料222、外部磁性材料224和非磁性材料226形成的每一薄片状层在形成一个主体之前都提供有这种导电层228。每一薄片状层上的导电图形与恰好在该一个薄片状层下的另一薄片状层上形成的另一导电图形电连接。因而,所有导电图形可以以近乎螺旋的形式连续互连,从而,在得到的电感器中基本形成单个导电图形228。这样,该导电图形228以多匝围绕内部磁性材料222。
导电图形228的相对端分别与稍后说明的外部端子232相连。当然,导电图形的形状以及导电图形32与外部端子232的连接并非必须如附图中所示那样形成。可以采用多种结构和替换。
可以在外部磁性材料224中在磁通量前进的方向上以预定的宽度形成一个或多个磁性材料缝隙230。如图9中所示,磁性材料缝隙230防止在磁通量流过外部磁性材料224时出现磁饱和。可以通过在堆叠各层的外部磁性材料224时,在一层的外部磁性材料224的一部分上或者在一层或多层的外部磁性材料224上设置非磁性材料,来形成这种磁性材料缝隙230。因而,在形成有这种磁性材料缝隙230的层中,可以将非磁性材料设置在分配给外部磁性材料224的位置处。因此,相应的层除了一个或多个由内部磁性材料222形成的区域外,由非磁性材料226形成。
在前述的实施例中,磁性材料缝隙230被示作形成在外部磁性材料224和底部磁性材料220彼此连接的区域上。然而,磁性材料缝隙230能够形成在外部磁性材料224的任一横向侧,或者在外部磁性材料224与顶部磁性材料220’彼此连接的区域上。另外,为了获得不同电感值,能够在与内部磁性材料222的四侧的任何一个对应的一侧上(即,在外部磁性材料224的任一侧上)形成该磁性材料缝隙。另外,可以通过调节磁性材料缝隙230的宽度来调谐防止发生磁饱和的能力。
电感器的相对端可以分别设有外部端子232,并且该外部端子232可以与导电图形228的相对端电连接。另外,该外部端子232可以形成在以六面体形状形成的电感器的相对端表面整体上。
下面将说明图1至9任一中所示的芯片型电感器的实施例的操作。
最初,该电感器在其外部端子34被连接到外部时,被提供有电力。如果电力提供到电感器的一个外部端子34,电流沿导电图形32流动,并由于流过导电图形32的电流绕导电图形32形成磁场。例如,根据电流的方向,该磁场流的磁通量以这样的次序形成:内部磁性材料22、顶部磁性材料20’、外部磁性材料26和底部磁性材料20,或者相反的次序。另外,电流将以内部磁性材料22、顶部磁性材料20’、非磁性材料30和底部磁性材料的次序,或者相反的次序流动。
因为每一外部磁性材料26的流截面积与内部磁性材料22成比例(例如,其一半),因此由沿着在内部磁性材料22和外部磁性材料26间的导电图形32流动的电流所产生的磁场的磁通量能够流过均匀的流截面积。因此,由沿着导电图形32流动的电流所形成的磁场的磁通量能够平稳地流动,并因此能够获得相对高的电感值。
然后,在设计内部磁性材料22的截面结构时,在内部磁性材料22的相对端形成内突部24。也就是说,在以水平截取的顶视图示出它时,内部磁性材料22可以采取“I”形状的形式。如此,内部磁性材料22与非磁性材料30相对的区域的宽度W相对地增加。
因此,流经由非磁性材料30所形成的磁路的磁通量密度相对增加。此时,聚集(focus)在内部磁性材料22中形成有内突部24的区域,可以确定Ae的值增加。因此,通过应用上述等式,可以发现电感被增加。也就是说,如果用于将磁通量传送到非磁性材料30的内部磁性材料22的区域相对增加,则绝对截面积也能够增加,从而增加了电感。
同时,由于在内部磁性材料22的相对端上形成了内突部24,因而在外部磁性材料和内部磁性材料22之间的间隔能够改变。如此,在内部磁性材料22和外部磁性材料26之间非磁性材料30的宽度增加,并且导电图形32和内部磁性材料22间的距离、以及导电图形32和外部磁性材料26间的距离变得彼此不同。如此,绕导电图形32形成的磁场的一部分可以泄漏到非磁性材料30。
为了防止这一现象,每一外部磁性材料26可以在与内部磁性材料22相对的侧上形成有外突部28,使得外部材料26和内部磁性材料22间的间隔保持均匀。如此,能够使内部磁性材料22和外部磁性材料26的面积最大化,并能够有效地在电感器内布置磁性材料22和26。
另外,在外部磁性材料27上形成磁性材料缝隙27,以防止发生磁饱和。通过在外部磁性材料26中形成这种磁性材料缝隙27,电感器可以表现出相对优异的特性。也就是说,没有显著地影响电感,而极大地提高了直流叠加(direct current overlap)特性。
作为参考,图6A和6B示出了可以通过进行图1、4或7的电感器和图10-12的电感器(其不同之处在于内部和外部磁性材料未设有内和外突部)的对比测试而得到的结果的示例。图6A示出图1、4或7的电感器中电感值和偏置电流之间的关系,而图6B示出在图10-12的电感器中电感值与偏置电流之间的关系。
在图6A和6B所提供的示例测试中,图1、4或7的电感器在相同的电感值表现出比图10-12的电感器的高出大约40%的电流值(基于0.83A)。作为参考,在前一半的测试结果中,由于在估算电感器的材料上的问题,偏置电流的值较低。期望基于临近峰值的区域以百分比来估算电感的降低。
同时,图7中示出的实施例通过连接到外部的外部端子提供有电力。如果电力被提供到一个外部端子232,则电流流过导电图形228,并且由于流经导电图形228的电流绕导电图形228而形成磁场。根据电流的方向,该磁场的磁通量以内部磁性材料222、顶部磁性材料220’、外部磁性材料224和底部磁性材料220的次序,或者以相反的次序流动。
在这一过程中,由于外部磁性材料224的一侧的截面积是内部磁性材料222的一半,由内部磁性材料222和外部磁性材料224间的导电图形228所形成的磁场的磁通量可以流过均匀的流截面积。其结果是,由导电图形228所形成的磁场的磁通量能够平稳地流动,从而能够得到相对高的电感值。
此时,外部磁性材料224的磁性材料缝隙230防止发生磁饱和。通过在外部磁性材料224中形成磁性材料缝隙230,本发明的电感器表现出相对优异的特性。也就是说,没有显著地影响电感,而极大地提高了直流叠加特性。
特别是,由于通过导电图形238所产生的磁场作用于内部磁性材料222,因此内部磁性材料222作为用于将磁场传送到全部磁性材料222和224的“发动机”。因此,由于在内部磁性材料222中没有形成磁性材料缝隙230,内部磁性材料222能够更牢靠地将磁场发送到外部磁性材料224,并且在外部磁性材料224中形成的磁性材料缝隙230防止发生磁饱和。将形成有磁性材料缝隙230的本发明的电感器与常规电感器对比的测试结果与图5中示出的那些并无不同。
因此,根据一个或多个前述实施例的芯片型电感器可以表现出下列效果。
首先,可以在内部和外部磁性材料以及在顶部和底部磁性材料中均匀地形成磁通量流过的流截面积。因此,磁通量平稳地流过磁性材料全体,从而增加了电感。
特别是,从内部磁性材料经底部和顶部磁性材料通过非磁性材料的磁通量的量相对地增加。由于该磁通量还以这样的方式经过非磁性材料,使得磁通量更平稳地流动,从而增加了电感。
另外,在磁性材料中,特别是在形成磁通量流经的磁路的外部磁性材料中,形成磁性材料缝隙,以便防止发生磁饱和。根据通过测试所获得的结果,与在内部磁性材料中形成了缝隙的对比例相比,能够获得相对高的直流叠加特性,从而能够提高得到的电感器的特性。
而且,由于非磁性材料被布置成围绕任意一个外部磁性材料,以便形成磁性材料缝隙,故从内部导电图形所产生的热量能够被相对平稳地通过该非磁性材料而释放,从而进一步改善了得到的电感器的操作特性。
因此,在此说明的一个或多个实施例可以形成这样的一种芯片型电感器,它可以在较高的电流和/或高的电感下工作,并因而可以适于用于一种或多种功率应用中。该电感器还可以具有改善的工作特性,其防止作为允许磁通量流过的此路的磁性材料磁饱和。该电感器还可以进一步允许从电感器产生热量被平稳地释放到外部。
根据一个实施例,该芯片型电感器包括:磁性材料主体,其包括内部磁性材料、被布置成以预定的间隔与该内部磁性材料的相对的横向侧相对的外部磁性材料、以及设置在该内部和外部材料的顶部和底部表面上以与内部和外部磁性材料连接的底部和顶部磁性材料;非磁性材料,其以这样的方式填充该内部和外部磁性材料之间的间隔,即,该非磁性材料与该内部和外部磁性材料协同以便形成单一的层;以及导电图形,其形成在该非磁性材料中,以便围绕该内部磁性材料多次,其中该内部磁性材料和与该内部磁性材料的相对的横向侧相对的外部磁性材料形成磁路,由沿该导电图形流动的电流所产生的磁场的磁通量沿该磁路流动,并且在该内部磁性材料中磁通量的流截面积等于外部磁性材料中流截面积之和。
该内部磁性材料在其相对端上分别形成有内突部,其向该外部磁性材料突出,并且该外部磁性材料在其与该内部磁性材料相对的横向侧的中部区域上,形成有外突部,其向该内部磁性材料突出。
至少一个外部磁性材料在磁通量前进的方向上形成有具有预定宽度的磁性材料缝隙。
该磁性材料缝隙形成在该外部磁性材料和底部磁性材料之间,或在该外部磁性材料和顶部磁性材料之间。
每一该外部磁性材料的相对端延伸以与该内部磁性材料的相对端齐平或超出,并且如果每一该外部磁性材料的相对端延伸超出该内部磁性材料的相对端,则每一该外部磁性材料的相对端延伸到与该顶部和底部磁性材料中的每一个的相对端齐平。
该导电图形是通过将多个导电图形互连而形成的,所述多个导电图形每一都设置在多个磁性和非磁性材料的层之一中,这些层被提供来以这样的方式制造该电感器,即,将形成在一个层上的导电图形连接到恰好与该一个层相邻的另一层上形成的另一导电图形,从而形成电感器的单一导电图形,该电感器的导电图形的相对端分别通过外部端子电连接到外部。
在该顶部和底部磁性材料的每一个中的磁通量的流截面积等于外部磁性材料中流截面积之和。
根据另一实施例,该芯片型电感器包括:磁性材料主体,其包括内部磁性材料、被布置成以预定的间隔与该内部磁性材料的相对的横向侧相对的外部磁性材料、以及设置在该内部和外部磁性材料的顶部和底部表面上以与该内部和外部磁性材料连接的底部和顶部磁性材料;非磁性材料,其填充该内部和外部磁性材料之间的间隔,以便与该内部和外部磁性材料协同,从而形成单一平面;导电图形,其形成在该非磁性材料中,并以螺旋的形式围绕该内部磁性材料,该导电图形的相对端分别电连接到外部;以及外部端子,其与该导电图形的相对端电连接,该外部端子形成为覆盖结合的磁性和非磁性材料的相对端,以便实现到外部的电连接,其中该内部磁性材料在其相对端上分别形成有内突部,其向该外部磁性材料突出,并且该外部磁性材料在其与该内部磁性材料相对的横向侧的中部区域上形成有外突部,其向该内部磁性材料突出,并且其中该内部磁性材料和与该内部磁性材料的相对的横向侧相对的外部磁性材料形成磁路,由沿该导电图形流动的电流所产生的磁场的磁通量沿该磁路流动,并且在该内部磁性材料中磁通量的流截面积等于该外部磁性材料中流截面积之和。
外部磁性区域之一的流截面积等于该顶部和底部磁性材料的每一个的流截面积。
该外部磁性材料的至少一侧在磁通量前进的方向上具有预定宽度的磁性材料缝隙,该磁性材料缝隙形成在该外部磁性材料和底部磁性材料之间,或在该外部磁性材料和顶部磁性材料之间。
每一该外部磁性材料的相对端延伸以与该内部磁性材料的相对端齐平或超出,并且如果每一该外部磁性材料的相对端延伸超出该内部磁性材料的相对端,则每一该外部磁性材料的相对端延伸到与该顶部和底部磁性材料中的每一个的相对端齐平。
根据另一实施例,该芯片型电感器包括:内部磁性材料,被布置成分别与该内部磁性材料的相对的横向侧相对的外部磁性材料,以及导电图形,其沿在该内部磁性材料和外部磁性材料之间形成的间隔延伸,从而围绕该内部磁性材料,使得由沿该导电图形流动的电流所产生的磁场的磁通量流过该内部磁性材料和外部磁性材料,其中,在该内部磁性材料中磁通量的流截面积等于在外部磁性材料中流截面积之和。
该内部磁性材料在其相对端上分别形成有内突部,其向该外部磁性材料突出,并且该外部磁性材料在其与该内部磁性材料相对的横向侧的中部区域上形成有外突部,其向该内部磁性材料突出,从而在分别具有该内突部和外突部的该内部磁性材料和外部磁性材料之间均匀地形成间隔。
每一该外部磁性材料的相对端延伸以与该内部磁性材料的相对端齐平或超出。
该外部磁性材料的至少一侧在磁通量前进的方向上形成有具有预定宽度的磁性材料缝隙。
该芯片型电感器进一步包括顶部和底部磁性材料,其连接到该内部和外部磁性材料的顶部和底部表面,其中在该顶部和底部磁性材料每一个中的流截面积等于该外部磁性材料之一的流截面积。
根据另一实施例,芯片型电感器包括:磁性材料主体,其包括内部磁性材料、被布置成以预定的间隔与该内部磁性材料的相对的横向侧相对的外部磁性材料、以及设置在该内部和外部材料的顶部和底部表面上以与该内部和外部磁性材料连接的底部和顶部磁性材料;非磁性材料,其填充该内部和外部磁性材料之间的间隔,以便与该内部和外部磁性材料协同,从而形成单一平面;以及导电图形,其形成在该非磁性材料上以螺旋地延伸,从而围绕该内部磁性材料的边缘,其中在该外部磁性材料的至少一侧上形成磁性材料缝隙,以便防止流过该外部磁性材料的磁通量饱和。
该磁性材料缝隙是通过用非磁性材料在一个或多个该外部磁性材料的层上、或者在一层的该外部磁性材料的至少一部分上形成而提供。
该磁性材料缝隙提供在该外部磁性材料连接到该顶部或底部磁性材料的位置处。
该磁性材料缝隙形成在该外部磁性材料的任一层的整体上。
该内部磁性材料中磁通量的流截面区域以矩形形状形成,并该外部磁性材料形成为围绕该内部磁性材料,并且其中在该内部磁性材料中的流截面积与该外部磁性材料中流截面积之和至少彼此相等。
根据另一实施例,提供一芯片型电感器,其包括:磁性材料主体,其包括内部磁性材料、被布置成以预定的间隔围绕该内部磁性材料的外部磁性材料、以及设置在该内部和外部材料的顶部和底部表面上以与该内部和外部磁性材料连接的底部和顶部磁性材料;非磁性材料,其填充该内部和外部磁性材料之间的间隔,以便与该内部和外部磁性材料协同从而形成单一平面;导电图形,其形成在该非磁性材料中,并以螺旋的形式绕该内部磁性材料延伸,该导电图形的相对端分别电连接到外部;以及外部端子,其与该导电图形的相对端电连接,该外部端子被形成为覆盖结合的磁性和非联接的相对端,以便实现到外部的电连接,其中在该外部磁性材料的至少一侧中形成磁性材料缝隙,以便防止沿该外部磁性材料流动的磁通量饱和,并且其中该内部磁性材料、外部磁性材料以及顶部和底部磁性材料形成磁路,由沿该导电图形流动的电流所产生的磁场的磁通量沿该磁路流动,并且在该内部磁性材料中磁通量的流截面积、该外部磁性材料中流截面积以及该顶部和底部磁性材料的每一个中的流截面积彼此相等。
通过形成该外部磁性材料层的至少一个,用非磁性材料来设置该磁性材料缝隙。
该磁性材料缝隙形成在与该顶部或底部磁性材料连接的外部磁性材料的区域处。
该磁性材料缝隙形成在该外部磁性材料层的任意一个的整体中。
该磁性材料缝隙填充有非磁性材料。
本说明书中对“一个实施例”、“一个示例”、“示范实施例”、“特定实施例”、“替换实施例”等等的引述,表示结合实施例描述的具体特征、结构或特性被包括在如在此广泛说明的至少一个实施例中。在本说明书中各处出现这种词语并不是必须引用同一实施例。而且,当结合任意的实施例说明具体特征、结构或特性时,认为结合其他的一些实施例影响这些特征、结构或特性,这是在本领域技术人员的认知之内的。
尽管已参考数个示范实施例说明了实施例,但是应当理解,本领域技术人员任意能够推出落在本公开的原理的精神和范围内的其他修改和实施例。更具体的,在本公开、附图以及权利要求的范围内,在组件和/或从属的组合排列的布置上许多的变化和修改都是可能的。除在部件和/或布置上的变化和修改外,各种替换使用对于本领域技术人员而言也将是显而易见的。
Claims (14)
1.一种芯片型电感器,该芯片型电感具有六面体的形状,其中该芯片型电感的顶部形状是矩形,该芯片型电感包括:
磁性材料主体,包括内部磁性材料、沿所述矩形的横向按预定间隔布置在所述内部磁性材料两侧的外部磁性材料、以及分别设置在所述内部磁性材料和外部磁性材料的顶部表面和底部表面上使得与所述内部磁性材料和外部磁性材料连接的底部磁性材料和顶部磁性材料;
非磁性材料,用于填充所述内部磁性材料和外部磁性材料之间的间隔,使得所述非磁性材料与所述内部磁性材料和外部磁性材料协同以形成单一的层;以及
导电图形,形成在所述非磁性材料中,使得围绕所述内部磁性材料多次,其中所述内部磁性材料和所述外部磁性材料形成磁路,由沿该导电图形流动的电流所产生的磁场的磁通量沿该磁路流动,并且在该内部磁性材料中磁通量的流截面积至少等于所述各外部磁性材料中磁通量的流截面积之和,
其中,所述内部磁性材料在沿所述矩形的纵向的相对两端分别形成有内突部,所述内突部向所述外部磁性材料突出,而所述外部磁性材料在与所述内部磁性材料相对的中部区域形成有外突部,所述外突部向所述内部磁性材料突出。
2.如权利要求1所述的芯片型电感器,其中,所述外部磁性材料中的至少一个在磁通量前进的方向上形成有具有预定宽度的磁性材料缝隙。
3.如权利要求2所述的芯片型电感器,其中,所述磁性材料缝隙形成在所述外部磁性材料和所述底部磁性材料之间,或在所述外部磁性材料和所述顶部磁性材料之间。
4.如权利要求1所述的芯片型电感器,其中,所述外部磁性材料的每一个沿所述矩形的纵向的相对端延伸使得与所述内部磁性材料沿所述矩形的纵向的相对端齐平或超出,并且如果所述外部磁性材料的每一个沿所述矩形的纵向的相对端延伸超出所述内部磁性材料沿所述矩形的纵向的相对端,则所述外部磁性材料的每一个沿所述矩形的纵向的相对端延伸到与所述顶部磁性材料和底部磁性材料的每一个沿所述矩形的纵向的相对端齐平。
5.如权利要求1所述的芯片型电感器,其中,所述导电图形是通过将多个导电图形互连而形成的,提供导电图形来制造该电感器,使得把形成在一个层上的导电图形连接到与该一个层邻接的另一层上形成的另一导电图形,从而形成该电感器的单一的导电图形,该电感器的导电图形沿所述矩形的纵向的相对端分别通过外部端子电连接到外部。
6.如权利要求5所述的芯片型电感器,其中,在所述顶部磁性材料和底部磁性材料的每一个中的磁通量的流截面积等于各外部磁性材料中磁通量的流截面积之和。
7.一种芯片型电感器,该芯片型电感具有六面体的形状,其中该芯片型电感的顶部形状是矩形,该芯片型电感包括:
磁性材料主体,包括内部磁性材料、沿所述矩形的横向按预定间隔布置在所述内部磁性材料两侧的外部磁性材料、以及分别设置在所述内部磁性材料和外部磁性材料的顶部表面和底部表面上使得与所述内部磁性材料和外部磁性材料连接的底部磁性材料和顶部磁性材料;
非磁性材料,用于填充所述内部磁性材料和外部磁性材料之间的间隔,使得与所述内部磁性材料和外部磁性材料协同以形成单一的层;
导电图形,形成在所述非磁性材料中,并以螺旋的形式围绕所述内部磁性材料,该导电图形沿所述矩形的纵向的相对端分别电连接到外部;以及
外部端子,与所述导电图形沿所述矩形的纵向的相对端电连接,构造所述外部端子使得覆盖结合的磁性和非磁性材料沿所述矩形的纵向的相对端,从而实现到外部的电连接,
其中所述内部磁性材料在沿所述矩形的纵向的相对端上分别形成有内突部,所述内突部向所述外部磁性材料突出,并且所述外部磁性材料在与所述内部磁性材料相对的中部区域形成有外突部,所述外突部向所述内部磁性材料突出,并且其中所述内部磁性材料和所述外部磁性材料形成磁路,由沿所述导电图形流动的电流所产生的磁场的磁通量沿该磁路流动,并且在所述内部磁性材料中磁通量的流截面积至少等于各所述外部磁性材料中磁通量的流截面积之和。
8.如权利要求7所述的芯片型电感器,其中,外部磁性材料之一的磁通量的流截面积至少等于所述顶部磁性材料和底部磁性材料的每一个的磁通量的流截面积。
9.如权利要求8所述的芯片型电感器,其中,所述外部磁性材料的至少一侧在磁通量前进的方向上具有预定宽度的磁性材料缝隙,该磁性材料缝隙形成在所述外部磁性材料和所述底部磁性材料之间,或在所述外部磁性材料和所述顶部磁性材料之间。
10.如权利要求7所述的芯片型电感器,其中,所述外部磁性材料的每一个沿所述矩形的纵向的相对端延伸使得与所述内部磁性材料沿所述矩形的纵向的相对端齐平或超出,并且如果所述外部磁性材料的每一个沿所述矩形的纵向的相对端延伸超出所述内部磁性材料沿所述矩形的纵向的相对端,则所述外部磁性材料的每一个沿所述矩形的纵向的相对端延伸到与所述顶部磁性材料和底部磁性材料中的每一个沿所述矩形的纵向的相对端齐平。
11.一种芯片型电感器,该芯片型电感具有六面体的形状,其中该芯片型电感的顶部形状是矩形,该芯片型电感包括:
内部磁性材料,
外部磁性材料,沿所述矩形的横向被分别布置在所述内部磁性材料的两侧,以及
导电图形,沿着所述内部磁性材料和外部材料之间形成的间隔延伸,从而围绕所述内部磁性材料,其中由沿该导电图形流动的电流所产生的磁场的磁通量流过所述内部磁性材料和外部磁性材料,其中,在所述内部磁性材料中磁通量的流截面积至少等于所述外部磁性材料中磁通量的流截面积之和,
其中,所述内部磁性材料在沿所述矩形的纵向的相对端上分别形成有内突部,所述内突部向所述外部磁性材料突出,并且所述外部磁性材料在与该内部磁性材料相对的中部区域形成有外突部,所述外突部向所述内部磁性材料突出,从而在分别具有所述内突部和外突部的所述内部磁性材料和外部磁性材料之间均匀地形成间隔。
12.如权利要求11所述的芯片型电感器,其中,所述外部磁性材料的每一个沿所述矩形的纵向的相对端延伸使得与所述内部磁性材料沿所述矩形的纵向的相对端齐平或超出。
13.如权利要求12所述的芯片型电感器,其中,所述外部磁性材料的至少一侧在磁通量前进的方向上形成有具有预定宽度的磁性材料缝隙。
14.如权利要求13所述的芯片型电感器,进一步包括顶部磁性材料和底部磁性材料,分别连接到所述内部磁性材料和外部磁性材料的顶部表面和底部表面,其中在所述顶部磁性材料和底部磁性材料的每一个中的磁通量的流截面积等于在所述外部磁性材料中的磁通量的流截面积之和。
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