CN205656934U - 可表面安装的电感部件 - Google Patents

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CN205656934U CN201620139625.0U CN201620139625U CN205656934U CN 205656934 U CN205656934 U CN 205656934U CN 201620139625 U CN201620139625 U CN 201620139625U CN 205656934 U CN205656934 U CN 205656934U
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Abstract

本公开提供一种可表面安装的电感部件,包括:小型化贴片结构,该小型化贴片结构具有主水平部和从主水平部延伸出来的支承部;端子,该端子连接至支承部以用于将所述小型化贴片结构电连接至印刷电路板;以及线,该线绕贴片结构的主水平部的至少一部分缠绕并且具有形成所述端子或连接至相应端子的第一端部和第二端部,其中所述电感部件具有在约2.1至约2.5的范围内的长宽比。

Description

可表面安装的电感部件
技术领域
本公开总体上涉及可表面安装的电感部件。更具体地,本公开涉及具有减小的尺寸的以与较大部件可比的方式工作的尺寸减小的可表面安装的电感部件及相关方法。
背景技术
电子产业不断致力于使产品更小且更强大。产品如移动电子设备(例如,智能手机)、便携式计算机、计算机附件、手持电子产品等产生了对更小型的电子部件的需求。这些产品进一步推进技术研究关于使电子产品小型化的新领域和想法。
电路主要受限于在印刷电路板(“PCB”)上使用的部件的尺寸。也就是说,如果电子部件制造得较小,则电路也可以制造得较小。遗憾的是,由于当使用小型部件时不能达到部件的期望参数,因此难以在不牺牲有价值的一些东西如性能或结构完整性的情况下减小一些电子部件的尺寸。
由于在这些电感部件中使用的零部件的尺寸会容易影响许多性能参数,因此电感部件很好地展现了这种尺寸/性能折衷。例如,线规格(线的直径)可以影响直流电阻(DCR)、自谐振频率(SRF)和/或电感部件的电流承载能力。也就是说,一般而言,更小或更细的线具有更高的电阻,并且因此限制电感器的效果。因此,尽管更细规格的线允许构建更小的部件,但是这些较小的部件可能无法以与原先的大型部件(例如,具有可比的电感、频率范围、Q值、自谐振频率等)可比的方式工作。
实用新型内容
本公开内容描述了可表面安装的电感部件的示例及相关方法。在一些结构中,部件包括具有主水平部和从主水平部延伸出来的支承部的小型化贴片结构(miniature chip form)。部件还包括连接至支承部以用于将贴片结构电连接至印刷电路板的端子。线特别是52至56号线绕贴片结构的 主水平部的至少一部分缠绕并且具有连接至相应端子的第一端部和第二端部。在一些结构中,端子为形成在部件的外表面上的金属化垫,而在其他结构中,端子可以通过线自身的端部或利用连接至部件的贴片的形式来形成。电感部件具有在约2.1至约2.5的范围内的长宽比,更具体地在约2.2至约2.4的范围内的长宽比,以及甚至更具体地具有约2.4的长宽比。
在本公开的一个方面,提供一种可表面安装的电感部件,包括:小型化贴片结构,所述小型化贴片结构具有主水平部和从所述主水平部延伸出来的支承部;端子,所述端子连接至所述支承部以用于将所述小型化贴片结构电连接至印刷电路板;以及线,所述线绕所述小型化贴片结构的所述主水平部的至少一部分缠绕并且具有形成所述端子或连接至相应端子的第一端部和第二端部,其中,所述电感部件具有在2.1至2.5的范围内的长宽比。
优选地,所述电感部件具有在2.2至2.4的范围内的长宽比。
优选地,所述电感部件具有2.4的长宽比。
优选地,所述电感部件还包括芯。
优选地,所述电感部件和/或芯包括铁氧体材料。
优选地,所述电感部件和/或芯包括哑铃构型和H形构型中的至少一个。
优选地,所述电感部件具有在400nH至600nH的范围内的电感。进一步地,所述电感部件具有560nH的电感。
优选地,所述电感部件具有大于1GHz的自谐振频率。进一步地,所述电感部件具有至少1.2GHz的自谐振频率。在一实施例中,所述电感部件具有至少1.5GHz的自谐振频率。在另一实施例中,所述电感部件具有至少1.6GHz的自谐振频率。在可替换的实施例中,所述电感部件具有至少1.7GHz的自谐振频率。
优选地,所述电感部件具有不超过550nH/Ω的电感-直流电阻比。进一步地,所述电感部件具有不超过510nH/Ω的电感-直流电阻比。在一实施例中,所述电感部件具有不超过300nH/Ω的电感-直流电阻比。在另一实施例中,所述电感部件具有不超过240nH/Ω的电感-直流电阻比。在可替换的实施例中,所述电感部件具有不超过150nH/Ω的电感-直流电阻比。
优选地,所述电感部件具有小于0.36mm的宽度。
优选地,所述电感部件具有小于0.25mm2的板面积。进一步地,所述电感部件具有小于0.20mm2的板面积。在一实施例中,所述电感部件具有小于0.18mm2的板面积。在另一实施例中,所述电感部件具有大于0.17mm2的板面积。
优选地,所述电感部件具有2.4的长宽比、0.18mm2的板面积、1.6GHz的自谐振频率值、240nH/Ω的电感-直流电阻比以及2.4:1GHz/mm的自谐振频率/长度比。
优选地,所述线具有在52号至56号的范围内的尺寸。进一步地,所述线为54号线。
优选地,所述电感部件包括磁性材料。进一步地,所述电感部件包括硬磁性材料和软磁性材料中的至少一个。在一实施例中,所述电感部件包括铁氧体。
优选地,所述电感部件被用在移动电子设备中。进一步地,所述电感部件被用在智能手机中。在一实施例中,所述电感部件被用在腕戴式移动电子设备中。
在本公开的另一方面,提供一种可表面安装的电感部件,包括:小型化贴片结构,所述小型化贴片结构具有主水平部和从所述主水平部延伸出来的扩大端部,所述主水平部具有小于所述扩大端部的截面;以及线,所述线绕所述小型化贴片结构的所述主水平部的至少一部分缠绕并且具有连接至端子或在每个扩大端部上形成相应端子以用于将所述电感部件安装至电路的第一端部和第二端部;其中,所述电感部件具有在2.1至2.5的范围内的长宽比。
在本公开的再另一方面,提供一种形成电感元件的方法,包括:提供具有减小的直径/宽度部以及在2.1至2.5范围内的长宽比的芯,以及绕所述芯的所述减小的直径/宽度部缠绕线,所述线具有第一线端部和第二线端部,其中,所述第一线端部和所述第二线端部连接至端子或形成端子以用于将所述电感元件安装至电路。
优选地,所述线为52号至56号线。进一步地,所述线为54号线。
附图说明
图1是根据本公开内容的电子部件的示例的侧视图。
图2A至图2B是根据本文描述的示例的具有覆盖件或其他拾取和放置材料的电子部件的侧视图。
图2C至图2D分别是图2A和图2B的电子部件的另一示例的底视图。
图3是根据本文描述的示例的电子部件的H形芯的立体图。
图4是根据本文描述的一个示例的电子部件的狗骨状或哑铃状芯的立体图。
图5A至图5D分别是本文描述的电子部件的一个示例的立体图、前视图、侧视图以及底视图。
图6A至图6B分别是现有技术中已知为0402系列贴片电感器的电子部件和贴片结构的立体图。
具体实施方式
本公开内容描述了这样一种电感器,该电感器减小了现有技术中已知的其他电感器的尺寸同时保持现有电感器的性能能力和/或要求。已经惊奇地发现提供了具有在约2.1至约2.5的范围内的长宽比的电感器,所述电感器允许在不明显影响关于电感值的性能能力或操作参数如SRF或DCR的情况下减小电感器的尺寸。在一些示例中,约2.2至约2.4的更窄的长宽比可以产生更理想的结果。并且在一些情况下,约2.4的长宽比可以优选用于减小电感器的尺寸同时优化性能参数。在其他示例中,其他长宽比可以适于针对一些应用来优化尺寸和性能,例如2.33的长宽比。
图6A示出了在现有技术中已知为0402系列贴片电感器的贴片电感器。该贴片电感器(chip inductor)具有1.19mm的长度、0.635mm的宽度以及0.66mm的高度。(注意:附图中图示的尺寸以英寸而非毫米为单位)。此外,如图6B中所示,贴片电感器具有芯和限定狗骨形或哑铃形贴片结构的支承部,该支承部具有1.02mm的长度、0.51mm的宽度以及0.51mm的高度。部件的电感可以设置在1nH至100nH之间并且具有在31至77(在900MHz)之间或32至100(在1.7GHz)之间变化的Q值。尽管该部件的性能参数是吸引人的,然而,部件的尺寸可能妨碍该部件在一些应用如密集组装的电路和/或具有在PCB上的用于放置这样的部件的有限空间的产品中使用。
为了保持0402系列贴片电感器的性能参数,不能简单地减小部件的尺寸。例如,如果部件的尺寸简单减小了25%,则部件将不能提供与原先0402系列贴片电感器可选的一系列的电感、频率、Q值以及自谐振频率值。作为特定示例,由于线绕组的匝数将因部件的尺寸减小而减小,部件将不能达到在0402系列贴片电感器的范围中规定的较高的电感值。不能达到这些电感值将减少可以使用部件的应用的数量并且可能会使得部件不足以在任何电路中使用。应指出的是,0402系列贴片的长宽比约为2.0。
本公开内容提供了改进的电子部件,该电子部件克服了上述限制并且进一步提供了现有器件所不具备的能力、特征和功能。本公开内容提供了改进的电子部件,该电子部件减小了0402的电子部件的尺寸,由此占用PCB上的更小的面积,同时仍保持相同、相似或甚至提升的性能特征。例如,本公开内容提供了如下电子部件,该电子部件减小0402系列贴片尺寸超过60%(例如,65%尺寸减小或甚至更多),同时也增大了SRF并且减小了部件具有的电感-直流电阻比,电子部件中的每个电子部件体现了期望的改进。
改进的电子部件通过修改部件的长宽比使比更大来实现这些期望的结果,从约2至1的值修改至约2.1至约2.5的范围内的值,更具体地在约2.2至约2.4的范围内,并且甚至更具体地约为2.4。惊奇地发现使部件的长宽比增大允许部件尺寸减小至比通常以标准改进实现的更大的比例。例如,历史上,部件将在标准改进中尺寸减小约50%至56%。然而,在这里,可以在不引起性能参数下降的情况下实现比60%更大的尺寸减小。此外,这种比例上的增加也惊奇地形成如下部件:该部件实际上展现了比先前的部件(例如,0402系列贴片)更高的SRF值以及更低的电感-直流电阻比。
本文描述的小型化电子部件的一个示例包括具有第一端部和第二端部的芯以及用于支承该芯的第一支承部和第二支承部,其中,主水平部在第一端部与第二端部之间延伸。第一支承部和第二支承部从细长芯的第一端部和第二端部延伸出来并且与芯一起限定贴片结构。端子如金属化垫可以连接至部件以用于将部件在电气上和机械上附接至印刷电路板(PCB)上的相关焊接区(land)。该部件还包括线,所述线绕芯的主水平部的至少一部分缠绕并且具有各自电连接至端子中的一个的第一端部和第二端部。然而,如上面提及的,在可替换结构中,线的端部可以用作端子自身 (例如,使其形成自引线部件)或贴片式端子可以贴合(clip)至部件。
在一种结构中,支承部和芯限定具有一定长度、宽度和高度的贴片结构。该贴片结构可以设置为狗骨形/哑铃形或H形。在一些示例中,贴片可以由各种材料形成,包括但不限于,磁性材料(例如,铁氧体)、硬磁性材料和软磁性材料以及陶瓷。在一些示例中,支承部和芯可以由不同材料制成,如具有陶瓷支承部的铁体芯。另外,贴片结构优选地以在约2.1至约2.5的范围内的长宽比设计。
线绕组优选地包括绕芯的至少一部分缠绕的单层绝缘线,其中,绝缘线的每个绕组与芯的至少一部分直接接触。线可以例如是54号线。在其他示例中,线可以在52号至56号线的范围内。在可替换结构中,线可以成排地缠绕,其中,仅一排线与芯接触。尽管到目前为止已经讨论了圆形绝缘线,然而应当理解的是在可替换结构中,可以使用其他类型的导电体或导电材料如扁线等。
在一些示例中,部件还可以包括覆盖线绕组的至少一部分的覆盖件或顶部。优选地,覆盖件具有大体平的上表面,通过该上表面,部件可以使用工业标准的拾取和放置设备进行拾取和放置。在一个结构中,覆盖件由丙烯酸材料制成并且具有大致矩形的水平板结构,其中,壁从板的周缘向下延伸以形成箱式盖结构。然而,应当理解的是,覆盖件可以由可替换材料如非磁性材料(例如,陶瓷等)或磁性材料(例如,铁氧体等)制成,并且具有可替换形状如在部件的顶部上延伸的平板或在部件的整个顶部和侧部延伸的壳体。例如,芯和覆盖件可以由磁性材料如铁氧体制成以允许部件在结合电感部件使用时能够利用铁氧体的磁性能。在另一结构中,覆盖件和绕组可以经由注塑或压缩模制过程或经由铸造过程利用这种材料包覆模制。这种包覆模制(over-molding)不必形成在部件的带凸缘的端部上,而是在不增大部件的整体高度的情况下需要屏蔽线圈时,仅形成在芯的线缠绕部上。
图1和图2A至图2D提供了根据当前描述技术的电子部件的示例。图1示出了总体以附图标记10表示的下轮廓电子部件。图2A至图2D示出了与图1中所示的部件基本上相同的部件,只是具有连接至部件用于提供平坦化的表面的顶部或覆盖件38(或拾取和放置材料,如标签),部件可以使用工业标准部件放置设备如拾取和放置机器利用平坦化的表面进行拾取。
在这些实施方式中,部件10包括具有大致矩形形状芯12的下轮廓贴 片电感器,该大致矩形形状芯12具有第一端部12a和第二端部12b,其中,在第一端部12a和第二端部12b之间延伸有主水平部12c。芯12的矩形形状有助于保持部件10的下轮廓。例如,与所示矩形芯的体积相同或相似的圆形芯会增大部件的高度,由此使得其在具有严格高度限制的应用中不太适用。第一支承部20和第二支承部22连接至芯12并且优选地形成为一体。在图1中所示实施方式中,芯12和支承部20和22可以由陶瓷实心件形成。
然而,应当理解的是,在可替换实施方式中,支承部20和22可以是分开结构以增强部件10和/或允许支承部和芯由不同材料制成。例如,在可替换实施方式中,支承部20和22可以具有陶瓷接收器(receptacle)的形式,铁氧体芯12设置在该陶瓷接收器内,正如2004年2月10日公布的专利No.US 6,690,255 B2中公开的,该专利的全部公开内容在此通过引用被并入本文。这种设计允许部件10利用铁氧体的磁性能和陶瓷的结构强度,由此增大部件的磁通密度并且增强部件吸收和/或承受部件10经受的机械力的能力。可替换地,支承部可以被连接形成基部,芯12连接至该基部。例如,支承部可以形成陶瓷基部,铁氧体芯搁置在该陶瓷基部上,正如2004年4月6日公布的专利No.US 6,717,500 B2中公开的,该专利的全部公开内容通过引用被并入本文。
如图1和图2A至图2D中所示,支承部20和22也具有相应的金属化垫28和30,该金属化垫28和30用于经由焊接将部件在电气上和机械上连接至PCB上的对应焊接区。以这种方式,部件可以被添加到位于PCB上的电路中。金属化垫28和30优选地结合至支承部并且为L形以增强金属化垫与支承部之间的耦接并且以增强部件与PCB上的焊接区之间产生的焊接连接部。更具体地,L形金属化垫增大了将垫连接至支承部以及将垫连接至PCB焊接区的表面面积的量。这种在表面面积上的增大导致部件的这些部分与PCB之间的更强的耦接。通过使金属化垫28和30覆盖支承部20和22的整个底表面而非仅覆盖这些表面的一部分实现了类似益处。
在可替换实施方式中,可以设置不同形状和尺寸的金属化垫28和30。例如,在一种结构中,垫可以为在支承部20和22的底表面和侧表面上延伸的大致U形的垫。这种构型可以增强金属化垫28和30与支承部20和22之间的连接,以及部件焊接至PCB上的对应焊接区时的部件10与PCB上的对应焊接区之间的连接。例如,垫的附加侧壁部增大了将金属化垫连 接至支承部的表面面积的量,由此增大了垫与支承部之间的强度。类似地,金属化垫包含可以焊接至PCB上的对应焊接区的更多表面面积,由此增大了这两个物件之间的连接的机械强度。
在其他结构中,金属化垫28和30可以以类似于按压在部件上的贴片的方式形成。例如,垫可以为大致U形或C形贴片,所述大致U形或C形贴片被按压在支承部20和22的端部上(例如,在U形的情况下)或被按压在芯或部件的两侧以及底部和顶部上。更具体地,贴片可以压配合或摩擦配合到支承部20和22上,或可以通过粘合剂固定至支承部20和22,或者贴片既压配合或摩擦配合到支承部22和22上又通过粘合剂固定至支承部20和22。在其他结构中,金属化垫28和30可以仅包括应用于支承部20和22的底表面的金属涂层。在其他结构中,线端部可以形成如上所述的端子或焊接垫(例如,自引线)。
如图1和图2A至图2D中所示,电子部件10也包括绕芯12的主水平部12c的至少一部分缠绕的线32。在所示实施方式中,线32由导电材料如铜制成并且具有电连接至金属化垫28和30的第一端部32a和第二端部32b,使得部件可以在焊接至PCB上的电路时电连接至PCB上的电路。更具体地,第一端部32a连接至金属化垫28而第二端部32b连接至金属化垫30。端部32a和32b被平坦化或按压成使各自从金属化垫28和30的底部突出的量最小化。这使金属化垫28和30将从PCB上的对应焊接区上升的量最小化并且有助于确保线端部32a和32b以及垫28和30在部件焊接至PCB时被覆盖有焊料。此外,平坦化的端部32a、32b允许部件10更加成直角地搁置在PCB上从而使部件的放置更简单。如上面指出的,线32可以采用各种尺寸或直径。例如,在一个实施方式中,线32可以是52号至56号线。在一些实施方式中,根据部件的构型和形状,已经发现54号线可以生产最佳地工作的尺寸减小的部件。
如图2A至图2D中所示,电子部件10也可以具有连接至部件以用于提供平坦化的表面的顶部或覆盖件38,通过顶部或覆盖件38,部件可以使用工业标准部件放置设备如拾取和放置机器进行拾取。这种顶部38允许部件以电子部件的购买者广泛使用且偏爱的以带卷封装的方式进行封装。在所示实施方式中,顶部38的形状为大致矩形,其中,外侧壁从顶部38向下延伸。这种构型允许顶部38操作为在线缠绕芯12的至少一部分上的覆盖件,并且优选地在芯12、支承部20和22以及线32上的覆盖件。在整个贴片结构和线上延伸的覆盖件也提供覆盖电流承载线32的附 加保护,使得电流承载线在承载电流时不会意外被触及或短路。
在一种结构中,顶部38由丙烯酸制成并且提供用于真空拾取和放置设备的大致平坦的顶表面以获得卷和从卷移除部件并且将封装的部件10放置在PCB上。然而,在可替换形式中,顶部10可以由磁性材料如铁氧体制成以进一步提升部件10的性能。铁氧体顶部将显著增大部件10的电感并且降低其漏电感,正如已经通过引用被并入本文的专利US No.6,717,500 B2中进一步描述的。在一些示例中,顶部或覆盖件30可以形成为标签如塑料(或其他聚合物)标签或纸标签。在其他实施方式中,在不需要这样的提升性能的情况下,顶部38可以由塑料或其他类似材料制成。
这种部件可以在各种应用中使用并且甚至可以被设计用于特定用途。更具体地,用于部件的各个部分(例如,芯12、支承部20和22、线32以及覆盖件38)的实际材料可以针对将使用部件的特定应用而具体选择。例如,在需要更敏感的线圈32的应用中,将可以使用具有更高磁导率的芯材料。材料的磁导率越高,部件的电感会越高并且线圈会更敏感,即使在低频下操作也是如此。可替换地,如果应用需要部件在高频下操作或具有较不敏感的线圈,可以选择具有低磁导率值的材料。
在一种结构中,部件具有约0.76mm(约0.030英寸)的长度、约0.33mm(约0.013英寸)的宽度以及约0.56mm(约0.022英寸)的高度。与本申请一起附上的是包括关于这种电子部件的一个或更多个示例的进一步说明和信息的产品数据表。
这些构型将允许部件提供与较大部件如0402贴片电感器提供的电感和Q值可比或甚至更大的电感和Q值,同时提供显著减小的部件尺寸。线32的绕组的选定的精确尺寸和数量将确定整个部件的性能参数。例如,更小的长度尺寸和/或线的更压缩的绕组将迫使线32形成更圆或环形的线圈而非细长螺旋线圈。这将增大部件的磁通密度,进而增大部件的电感和电抗。更具体地,部件的电抗可以通过如下等式确定:
电抗=2π×频率×电感
因此,附加绕组将增大电感,并且进而增大部件的电抗。部件的Q值可以通过如下等式确定:
Q = Re a c tan c e Re s i s tan c e
因此,假定部件的阻抗将被保持或降低,电抗的增加也将引起部件的 Q值的增加。在图3、图4和图5A至图5D中所示实施方式中,线绕组的间隔也被改变以在需要的情况下进一步改变部件的电感。
下面讨论生产具有与较大贴片电感器如0402贴片电感器可比的电感和Q值的部件的实施方式的特定示例。然而,应当理解的是,这些实施方式仅为根据本实用新型制成的部件的示例并且不应被解释为本实用新型采用的唯一实施方式。
贴片结构的芯12保持与支承部20和22相同的宽度而非如图6A至图6B中所示那样减小尺寸来形成狗骨形或哑铃形贴片结构。这增大了芯的圆周和绕组的直径,进而允许部件以与较大的0402贴片电感器线圈部件可比的方式运行。例如,0402贴片电感器的截面面积为0.014”(长度)×0.014”(长度),等于1.96×10-4in2。图2C的芯的截面面积为0.0145”(长度)×0.020”(宽度),等于2.9×10-4in2。
此外,本实施方式的长度与宽度的长宽比接近值1,并且比0402贴片电感器更接近该理想值。更具体地,图6A至图6B的0402贴片电感器的长宽比为:
这种长宽比为电子部件10产生了更好的Q值。
尽管本实施方式能够产生与0402贴片电感器可比或甚至更好的一系列电感和Q值,但总体的贴片结构可以甚至进一步减小并且仍产生一系列可比的电感和Q值。这种减小的贴片结构的示例在图1至图4和图5A至图5D中示出。
图3和图4是电子部件10的另一实施方式的立体图,以狗骨构型或哑铃构型(图3)或以H形贴片结构(图4)示出。在图5A中所示的实施方式中,使用了图4的H形贴片结构。在这些实施方式中,示出了贴片相对于部件的高度(H)、长度(L)以及宽度(W)的尺寸。图5A至图5D分别是H形贴片结构的一个实施方式的立体图、前视图、侧视图、以及底视图。如本文中描述的,已经惊奇地发现调节这些尺寸使得电子部件具有特定长宽比允许部件尺寸减小,而不会显著不利地影响部件的性能,在一些情形下,甚至允许提升性能参数。
在开发当前描述的改进的电子部件中,存在提供如下电感器的目标, 该电感器具有产生大于1GHz的SRF值的、在400nH至600nH的范围内的电感值,同时具有宽度小于0.36mm或以其他方式减小0402系列贴片的板面积尺寸至少60%的部件。由于0402系列贴片具有约0.52mm2的板面积,因此,目的是生产板面积小于0.21mm2(表示从0.52减少60%)的部件。
1
表1示出了考虑这些目的进行测试的各种电子部件的性能值。更具体地,表1描绘了彼此抵靠测试的具有560nH的电感的6个不同电子部件的各种参数和值。在表1中确定为0402和0201的第一两个部件表示现有技术部件。0402部件表示本文讨论的现有技术的0402系列贴片,抵靠贴片测得尺寸减小。正如命名所指示的,0402部件具有40mil(或0.040”)的长度和20mil(或0.020”)的宽度,由此形成2.0的长宽比。如表中可见的,该产品具有比1.0GHz阈值更大的1.2GHz的SRF,但具有0.52mm2的板面积。第二现有技术部件、0201器件具有1.70至1的长宽比。该部件将板面积尺寸显著减小至0.144mm2,但不能实现1.0GHz SRF值的目标。
在范围的另一端,测试样例4为具有3.25的长宽比的部件。尽管该部件能够满足1.0GHz SRF值,然而,板面积仅减小至0.25mm2,这仍表示由0402系列贴片超过50%的尺寸下降,不足以满足60%尺寸下降的目标。
为满足对在400至600nH的范围内的电感值的1GHz SRF的这些目标,惊奇地发现将部件的长宽比修改为在约2.1至约2.5的范围内允许实现这些结果。如表1示出的,样例1、2和3各自表示具有超过60%的尺 寸下降但仍能够满足1.0GHz最小值SRF目标的电子部件。这些部件中的每个部件被生产为具有在约2.1至约2.4的范围内的长宽比。在这三个样例中,样例1形成最小部件,其中,板面积为0.17mm2,并且最大SRF值为1.7GHz,然而,150nH/Ω的电感-直流电阻比(相当高的性能)比样例2和样例3的电感-直流电阻比小。样例2表示具有与样例1的尺寸和SRF值非常类似的尺寸和SRF值(分别为0.18mm2和1.6GHz)的部件,其中,电感-直流电阻比为240nH/Ω,明显高于样例1的电感-直流电阻比。因此,在一些示例中,具有在约2.2至2.4的范围内并且更具体地为约2.4的长宽比的电子部件将优化部件的尺寸和性能表现。
本公开内容提供了可表面安装的电感部件的示例。该部件包括具有主水平部和从主水平部延伸出来的支承部的小型化贴片结构。一些示例也包括垫,包括例如连接至支承部以用于将贴片结构电连接至印刷电路板的金属化垫。线绕贴片结构的主水平部的至少一部分缠绕。线可以是例如52号至56号线(例如,54号线)。线具有连接至相应垫的第一端部和第二端部。电感部件具有在约2.1至约2.5的范围内的长宽比。在一些示例中,电感部件具有在约2.2至约2.4的范围内的长宽比。在另一示例中,电感部件具有约2.4的长宽比。
在一些实施方式中,电感部件包括芯。电感部件和/或芯可以包括铁氧体物质。电感部件和/或芯还可以包括狗骨构型、哑铃构型和H形构型中的至少一个。
特定实施方式包括具有在约400nH至约600nH的范围内并且更具体地约560nH的电感的电感部件。
电感部件具有大于1GHz的SRF。在一些示例中,部件具有至少约1.2GHz、至少约1.5GHz、至少约1.6GHz或至少约1.7GHz的SRF。
在一些示例中,电感部件具有不超过约550nH/Ω的电感-直流电阻比。在其他示例中,电感部件具有不超过约510nH/Ω、不超过约300nH/Ω、不超过约240nH/Ω、不超过约150nH/Ω的电感-直流电阻比。
电感部件具有小于约0.36mm的宽度。电感部件的一些示例将具有小于或等于约0.25mm2的板面积。在一些示例中,电感部件将具有小于或等于约0.21mm2或比0402系列贴片的面积小60%的面积,其中,0402系列贴片具有约0.52mm2的面积。在其他示例中,电感部件将具有小于或等于约0.20mm2、小于或等于约0.18mm2或小于或等于约0.18mm2 的板面积。
在一些结构中,电感部件具有约2.4的长宽比、约0.18mm2的板面积、约1.6GHz的SRF值、约240Nh/Ω的电感-直流电阻比以及约2.4:1GHz/mm的SRF/长度的比。
电子部件可以采用在52号至56号的范围内的线。例如,电子部件可以采用54号线。
电子部件可以由各种材料——包括磁性材料如硬磁性材料和软磁性材料,和/或铁氧体——形成或包括各种材料。
当前描述的电子部件可以在各种设备——包括例如移动电子设备如智能手机或腕戴式移动电子设备(例如,智能手表)——中使用。
本公开内容还提出了形成电子部件的方法。在一个示例中,该方法包括提供芯和/或电子部件,例如本文描述的芯和/或部件中的一个。在一些实施方式中,芯/部件具有窄部(例如,减小的直径/宽度部),线可以缠绕在窄部上。芯/部件具有在约2.1至约2.5的范围内的长宽比。该方法包括具有围绕窄部的第一端部和第二端部的缠绕线(例如,54号线或在52号至56号的范围内的其他线)。该方法还包括将第一端部和第二端部连接至端子,或由第一端部和第二端部形成端子来将电子部件安装至电路。
线的第一端部和第二端部可以嵌在金属化薄层中以形成端子,从而当部件经由常规焊接技术焊接至PCB时在部件与PCB之间会形成牢固的电连接。然而,在可替换实施方式中,线端部可以使用其他常规方法如通过将线端部固定或焊接至端子来连接至部件的端子或其他垫。
本公开内容描述了本技术的优选实施方式和示例。本领域的技术人员将认识到可以在不脱离如权利要求中陈述的本实用新型的范围的情况下做出针对上述实施方式的多种修改、改变和组合,并且这些修改、改变和组合应视为在本实用新型构思的范围内。另外,还应当理解的是一个实施方式的特征可以与其他实施方式的特征结合来根据需要提供其他实施方式。本公开内容中引用的所有参考文献的全部内容在此通过引用被并入。

Claims (33)

1.一种可表面安装的电感部件,包括:
-小型化贴片结构,所述小型化贴片结构具有主水平部和从所述主水平部延伸出来的支承部;
-端子,所述端子连接至所述支承部以用于将所述小型化贴片结构电连接至印刷电路板;以及
-线,所述线绕所述小型化贴片结构的所述主水平部的至少一部分缠绕并且具有形成所述端子或连接至相应端子的第一端部和第二端部,
所述电感部件的特征在于,所述电感部件具有在2.1至2.5的范围内的长宽比。
2.根据权利要求1所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有在2.2至2.4的范围内的长宽比。
3.根据权利要求1所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有2.4的长宽比。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件还包括芯。
5.根据权利要求4所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件和/或芯包括铁氧体材料。
6.根据权利要求4所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件和/或芯包括哑铃构型和H形构型中的至少一个。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有在400nH至600nH的范围内的电感。
8.根据权利要求7所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有560nH的电感。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有大于1GHz的自谐振频率。
10.根据权利要求9所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有至少1.2GHz的自谐振频率。
11.根据权利要求10所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件 具有至少1.5GHz的自谐振频率。
12.根据权利要求11所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有至少1.6GHz的自谐振频率。
13.根据权利要求12所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有至少1.7GHz的自谐振频率。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有不超过550nH/Ω的电感-直流电阻比。
15.根据权利要求14所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有不超过510nH/Ω的电感-直流电阻比。
16.根据权利要求15所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有不超过300nH/Ω的电感-直流电阻比。
17.根据权利要求16所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有不超过240nH/Ω的电感-直流电阻比。
18.根据权利要求17所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有不超过150nH/Ω的电感-直流电阻比。
19.根据权利要求1至3中任一项所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有小于0.36mm的宽度。
20.根据权利要求1至3中任一项所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有小于0.25mm2的板面积。
21.根据权利要求20所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有小于0.20mm2的板面积。
22.根据权利要求21所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有小于0.18mm2的板面积。
23.根据权利要求22所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有小于0.17mm2的板面积。
24.根据权利要求1所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件具有2.4的长宽比、0.18mm2的板面积、1.6GHz的自谐振频率值、240nH/Ω的电感-直流电阻比以及2.4:1GHz/mm的自谐振频率-长度比。
25.根据权利要求1至3中任一项所述的电感部件,其特征在于,所述线具有在52号至56号的范围内的尺寸。
26.根据权利要求25所述的电感部件,其特征在于,所述线为54号线。
27.根据权利要求1至3中任一项所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件包括磁性材料。
28.根据权利要求27所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件包括硬磁性材料和软磁性材料中的至少一个。
29.根据权利要求28所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件包括铁氧体。
30.根据权利要求1至3中任一项所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件被用在移动电子设备中。
31.根据权利要求30所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件被用在智能手机中。
32.根据权利要求30所述的电感部件,其特征在于,所述电感部件被用在腕戴式移动电子设备中。
33.一种可表面安装的电感部件,包括:
-小型化贴片结构,所述小型化贴片结构具有主水平部和从所述主水平部延伸出来的扩大端部,所述主水平部具有小于所述扩大端部的截面;以及
-线,所述线绕所述小型化贴片结构的所述主水平部的至少一部分缠绕并且具有连接至端子或在每个扩大端部上形成相应端子以用于将所述电感部件安装至电路的第一端部和第二端部;
所述电感部件的特征在于,所述电感部件具有在2.1至2.5的范围内的长宽比。
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