JP2012526387A - 磁性部品用の薄型層状コイル及びコア - Google Patents

Abstract

薄型磁性部品７００、７２０は、中央エリアと中央エリアの周りに延びる所定数の巻きとを有する概して平面的なコイル巻線を形成する少なくとも１つのコイル層７１０を含む。本体はコイル層を囲繞し、誘電材料及び磁性材料の一方から製作される。磁気コア材６５０、６６０、６７０は、少なくともコイル層の中央エリアを占める。

Description

本発明は、概略的には、磁気コアを含む電子部品の製造に関し、より詳細には、磁気コア及び導電コイル巻線を有する表面実装電子部品の製造に関する。

インダクタ及びトランスを含めて（ただし、これに限定されない）、多様な磁性部品は、磁気コアの周りに配置された少なくとも１つの導電性巻線を含む。このような部品は、電子デバイスを含めて（ただしこれに限定されない）電気装置の中の出力操作デバイスとして使用できる。電子実装の進歩は、電子デバイスのサイズを劇的に減らすことを可能にした。従って、現在の手持ち電子デバイスは特にスリムであり、時にはロープロフィールまたは薄さを持つと言われる。

下記の図面に関連して非限定的かつ非網羅的実施形態について説明する。図面において、同様の参照番号は、特に明記されない限り図面全体を通じて同様の部品を指す。

本発明に係る磁性部品の斜視図である。 図１の部品の分解図である。 図２の部品の一部の部分分解図である。 部分的に組み立てられた状態の図１の部品の別の分解図である。 図1〜４の部品を製造する方法のフローチャートである。 本発明に係る磁性部品の別の実施形態の斜視図である。 図６の磁性部品の分解図である。 図６及び７の部品の一部の概略図である。 図６〜８の部品を製造する方法のフローチャートである。 代表的磁性部品組立体の上面からの斜視図及び分解図である。 図１０ａの磁性部品の底面からの斜視図及び分解図である。 図１０ａ及び１０ｂの磁性部品の巻線構成体の斜視図である。 本発明の代表的実施形態に従って形成された別の磁性部品組立体の分解図である。 本発明の代表的実施形態に従って形成された第七の代表的磁性部品組立体の分解図である。 本発明の代表的実施形態に従って形成された代表的ドラムコアの斜視図である。 本発明の代表的実施形態に従って形成された第一の代表的ロッドコアの斜視図である。 本発明の代表的実施形態に従って形成された第二の代表的ロッドコアの斜視図である。 ロッドコアを含む磁性部品組立体の断面図である。 ドラムコアを含む別の磁性部品組立体の断面図である。

電気部品の製造工程は、非常に競争の激しい電子部品製造業においてコストを削減する手段として精査されてきた。製造コストの削減は、製造される部品が低コスト・大量生産の部品である場合、特に望ましい。大量生産部品においては、製造コストの削減はどのようなものでも当然有意義である。本明細書において使用される場合、製造コストは、材料コスト及び人件費を意味し、製造コストの削減は、消費者にとってもメーカーにとっても有益である。従って、部品のサイズを増大することなくまた印刷回路基板上で不当な量の空間を占めることなく、効率を高め製造可能性を向上させた回路基板用磁性部品を提供することが望ましい。

携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）デバイス及びその他のデバイスなど手持ち電子デバイスを含めて（ただし、これに限定されない）新製品の薄型スペース要件（low profile spacing requirements）を満たす磁性部品の小型化は、多くの課題と困難を提示する。特に、スタック回路基板を持つデバイス（この種のデバイスの機能性を付加するために現在一般的なもの）の場合、デバイスのサイズの全体的薄型要件を満たすために基板間のクリアランスを小さくすることは、実践上の制約を課すことになる。この制約は、従来の回路基板素子が全く満たすことができないか、あるいは適格デバイスを製造するために従来の技術を望ましくないほどコスト高にしている。

技術上のこのような短所は、本発明によって効果的に克服される。下に説明する本発明の代表的実施形態の発明的特徴を充分に理解できるように、本明細書における開示をいくつかの節に区分する。第Ｉ部は、従来の磁性部品及びその短所を紹介する。第II部は、本発明に係るコンポーネントデバイス及びその製造方法の代表的実施形態を開示する。第III 部は、本発明に係るモジュール構成デバイス及びその製造方法の代表的実施形態を開示する。

Ｉ．薄型磁性部品の紹介
従来、インダクタ及びトランスを含めて（ただし、これに限定されない）磁性部品は、磁気コアの周りに配置された導電性巻線を利用する。回路基板用の既存の磁性部品において、磁性部品は、時にドラムと呼ばれる薄型磁気コアの上にらせん状に巻かれた細いワイヤを使って製作できる。しかし、小さいコアの場合、ドラムの周りにワイヤを巻くことは難しい。代表的装置において、磁性部品は０.６５ｍｍ未満の小さい側面高さを持つことが望ましい。このサイズのコアにワイヤコイルを巻こうとすると、部品の製造コストが増大する傾向があり、もっとコストの低い解決法が望まれる。

高温有機誘電体基板（例えば、ＦＲ−４、フェノール材料またはその他の材料）への溶着金属被覆法及びＦＲ４基板、セラミック基板材料、回路基板材料、フェノール及びその他の剛性基板上にコイル及びコアを形成する多様なエッチング及び形成の技法を用いて、薄型磁性部品（時にチップインダクタと呼ばれる）を製作するために力が注がれてきた。しかし、これらの既知のチップインダクタ製造技術は、複雑な多段階製造工程及び精巧な制御を伴う。特定の製造段階においてこの工程の複雑さを減少し、それによってこの製造段階に要する時間及び労働力を減少することが望ましい。さらに、いくつかの工程段階を排除して製造コストを削減することが望ましい。

II．集積コイル層を有する磁性デバイス
図１は、本発明の利点が実証される磁性部品またはデバイス１００の第一の例証的実施形態の上面図である。代表的実施形態において、デバイス１００はインダクタであるが、下に説明する本発明の利点は他の種類のデバイスにも生じることが分かる。下に説明する材料及び技法は、薄型インダクタの製造に特に有利であると思われるが、インダクタ１００は本発明の利点が認められる電気部品の１つの種類に過ぎない。従って、下の説明は単なる例証のためのものであり、本発明の利点は他のサイズ及びタイプのインダクタ並びにトランスを含めて（ただし、これに限定されない）他の受動電子部品にも生じることが想定される。従って、本明細書に示される発明概念の実施を本明細書において説明され図面に示される例証的実施形態に限定する意図はない。

本発明の代表的実施形態によれば、インダクタ１００は、下に詳細に説明する層状構成を持つことができる。層状構成は、外側誘電体層１０４、１０６の間に延びるコイル層１０２を含む。磁気コア１０８は、下に説明するようにコイル（図１には図示せず）の上下にかつコイルの中央（図１には図示せず）を通過して延びる。図１に示すように、インダクタ１００は、概して長方形であり、対向するコーナーカットアウト１１０、１１２を有する。表面実装端子１１４、１１６は、コーナーカットアウト１１０、１１２に隣接して形成され、端子１１４、１１６は各々、平面的な端子パッド１１８、１２０と、例えば導電性メッキで金属被覆された垂直面１２２、１２４とを含む。表面実装パッド１１８、１２０が回路基板（図示せず）上の回路トレースに接続されたとき、金属被覆垂直面１２２、１２４は、端子パッド１１８、１２０とコイル層１０２との間の導電路を確立する。表面実装端子１１４、１１６は、時にはキャストレイテッド接点端子（castellated contact termination）と呼ばれるが、本発明の別の実施形態において、接触リード（すなわち、ワイヤ端子）、ラップアラウンド端子、浸漬金属被覆端子、メッキ端子、はんだ付け接点及びその他の既知の接続構成など他の終端構造体を代わりに採用して、回路基板（図示せず）の導体、端子、接点パッドまたは回路端子へ電気接続できる。

代表的実施形態において、インダクタ１００は、薄型寸法Ｈを有する。寸法Ｈは、１つの例においては０.６５ｍｍ未満であり、より明確に言うと、約０.１５ｍｍである。薄型寸法Ｈは、回路基板に実装したとき回路基板の表面に直角の方向に測定したインダクタ１００の垂直高さに相当する。基板の平面において、インダクタ１００は、１つの実施形態において長さ約２.５ｍｍの辺を有するほぼ正方形である。インダクタ１００は、長方形（時にチップ形態と呼ばれる）で示され、代表的な寸法が開示されるが、本発明の別の実施形態において、代わりに他の形状及びこれより大きいまたは小さい寸法を利用できるものとする。

図２は、インダクタ１００の分解図であり、図示するコイル層１０２は、上側誘電体層１０４と下側誘電体層１０６との間に延びる。コイル層１０２は、実質的に平面的な基礎誘電体層１３２上に延びるコイル巻線１３０を含む。コイル巻線１３０は、例えばインダクタ１００の選択された最終用途の要求インダクタンス値など要求効果を得る所定数の巻きを含む。コイル巻線１３０は、基礎層１３２のそれぞれ対向する面１３４（図２）及び１３５（図３）上に２つの部分１３０Ａ及び１３０Ｂとして配列される。すなわち、部分１３０Ａ及び１３０Ｂを含む両面コイル巻線１３０がコイル層１０２に延在する。各コイル巻線部１３０Ａ及び１３０Ｂは、基礎層１３２の主要面１３４、１３５の平面に延びる。

コイル層１０２は、さらに、基礎層１３２の第一表面１３４上の端子パッド１４０Ａ及び１４２Ａと、基礎層１３２の第二表面１３５上の端子パッド１４０Ｂ及び１４２Ｂとを含む。コイル巻線部１３０Ｂの端部１４４は、表面１３５の端子パッド１４０Ｂ（図３）に接続され、コイル巻線部１３０Ａの端部は表面１３４の端子パッド１４２Ａ（図２）に接続される。コイル巻線部１３０Ａと１３０Ｂは、基礎層１３２の開口１３６の周囲の導電性バイア（ via ）１３８（図３）によって直列に相互接続できる。このようにして、端子１１４及び１１６が加圧された回路に結合されたとき、コイル巻線部１３０Ａ及び１３０Ｂを介して端子１１４と１１６との間に導電路が確立される。

基礎層１３２は、概して長方形であり、中央コア用開口１３６が基礎層１３２の対向する表面１３４と１３５の間に延びるように基礎層を形成できる。コア用開口１３６は、図示するように概して円形に形成できるが、他の実施形態において、開口は円形である必要はないものとする。コア用開口１３６は、下に説明する磁性材料を受け入れて、コイル巻線部１３０Ａ及び１３０Ｂ用の磁気コア構造体を形成する。

コイル巻線部１３０Ａ及び１３０Ｂは、コア用開口１３６の周りに延び、各コイル巻線部１３０Ａ及び１３０Ｂにおいてコイル巻線１３０の１巻きごとに、コイル層１０２に確立された導電路は、開口１３６の中心からの半径を増大して延びる。代表的実施形態において、コイル巻線１３０は、コイル巻線部１３０Ａにおいて基礎層１３２表面１３４上の巻線導電路において所定の巻き数分基礎層１３２上に延び、同様に、コイル巻線部１３０Ｂにおいて表面１３５上で所定の巻き数分基礎層１３２の下に延びる。コイル巻線１３０は、基礎層１３２の両面において例えば１０巻き（結果として、直列接続されたコイル部１３０Ａ及び１３０Ｂにおいて合計で２０巻き）など、所定の巻き数分、基礎層１３２の対向する主要表面１３４及び１３５の各々の上に延在できる。例証的実施形態において、２０巻きのコイル巻線１３０は、約４〜５μＨのインダクタンス値を生じ、インダクタ１００を低出力用のパワーインダクタとして充分に適するものにする。または、コイル巻線１３０を任意の巻き数で製作して、コイルを特定の用途または最終用途に特に合わせて製作できる。

当業者には分かるように、インダクタ１００のインダクタンス値は、主に、コイル巻線１３０におけるワイヤの巻き数、コイル巻線１３０を製作する際に使用される材料、及び基礎層１３２におけるコイルの巻きの分布の仕方（すなわち、コイル巻線部１３０Ａ及び１３０Ｂにおける巻きの断面積）によって決まる。つまり、インダクタ１００のインダクタンス定格は、コイルの巻き数、巻きの配列及びコイルの巻きの断面積を変動させることによって、様々な用途のためにかなり変えることができる。従って、コイル巻線部１３０Ａ及び１３０Ｂにおいては１０巻きを例示しているが、もっと多いまたは少ない数の巻きを利用して、４〜５μＨより大きいまたは小さいインダクタンス値を持つインダクタを生産できる。さらに、両面コイルを例示しているが、別の実施形態においては、基礎層の表面の一面１３４または１３５のみに延びる片面コイルを同様に利用できる。

コイル巻線１３０を、例えば、上側及び下側誘電体層１０４及び１０６から独立して製作され形成される電気鋳造金属箔とすることができる。明確に言うと、例証的実施形態において、基礎層１３２の主表面の各々１３４、１３５上に延びるコイル部１３０Ａ及び１３０Ｂを、電気鋳造法など既知の添加法に従って製作できる。この工法においては、コイル巻線１３０の要求形状及び巻き数が焼き付けされ、陰画が、フォトレジストコーティングされた基礎層１３２上にキャストされる。その後、基礎層１３２上にキャストされた陰画の上に、銅、ニッケル、亜鉛、錫、アルミニウム、銀、これらの合金（例えば、銅／錫、銀／錫及び銅／銀合金）などの金属の薄い層をメッキして、コイル部１３０Ａ及び１３０Ｂを同時に形成できる。本発明の様々な実施形態において、様々な金属材料、導電性合成物及び合金を使用して、コイル巻線１３０を形成できる。

誘電体層１０４及び１０６とは別個に独立してコイル巻線１３０を形成することは、例えば無機基板に金属溶着法を用い、その後エッチング工程及びこれに類似する工程を用いて溶着金属を除去するまたは取り去る既知のチップインダクタの構成方法に比べて有利である。例えば、コイル巻線１３０を別個に独立して形成すると、インダクタ１００を組み立てる際誘電体層１０４、１０６に対するコイル巻線１３０の制御及び位置の精度を高めることができる。また、コイル巻線１３０を独立して形成することによって、この種の既知のデバイスのエッチング工程に比べて、コイルの導電路の形状に対する制御を強めることができる。エッチングは、形成された導電路の横縁が斜めになったり傾斜したりする傾向があるが、電気鋳造法の場合実質的に直角の横縁が得られるので、インダクタの作動特性においてより反復可能な性能を提供する。さらに、別個の独立した形成工程において複数の金属または合金を使用して、デバイスの性能特性を変動できる。

誘電体層１０４及び１０６とは別個にコイル巻線１３０を電気鋳造することは有利と思われるが、代わりに他の方法によってコイル巻線１３０を形成しても、本発明の利点のいくつかを得ることができる。例えば、コイル巻線１３０を既知の技法に従って基礎層１３２に貼り付けられた電気溶着金属箔とすることができる。スクリーン印刷及び沈着法など他の添加法も利用でき、また、化学的エッチング、プラズマエッチング、レーザートリミング及び技術上既知の類似する技法などのサブトラクティブ（削減）法を利用してコイルを形成できる。

上側及び下側誘電体層１０４、１０６は、それぞれコイル層１０２の上及び下に重なる。すなわち、コイル層１０２は上側誘電体層１０４と下側誘電体層１０６との間に延び、これらと密接する。代表的実施形態において、上側誘電体層１０４及び下側誘電体層１０６はコイル層１０２を間に挟み、上側誘電体層１０４及び下側誘電体層１０６は、各々、これを貫通して形成された中央コア用開口１５０、１５２を含む。コア用開口１５０、１５２は、図示するように概して円形に形成できるが、他の実施形態において、開口は円形である必要はないものとする。

それぞれ第一誘電体層１０４及び第二誘電体層１０６の開口１５０、１５２は、コイル部１３０Ａ及び１３０Ｂを露出させ、磁気コア１０８を形成するために、それぞれコイル部１３０Ａ及び１３０Ｂが延びる両面コイル層１０２の上下に磁性材料の導入用レセプタクルを形成する。すなわち、開口１５０、１５２は、磁気コアのピース１０８Ａ及び１０８Ｂのために限定された設置位置を提供する。

図４は、スタック関係にあるコイル層１０２及び誘電体層１０４及び１０６を示す。層１０２、１０４、１０６は、積層加工工程など既知の方法で相互に固定できる。図４に示すように、コイル巻線１３０は、コア用開口１５０及び１５２（図２）内部で露出され、コアピース１０８Ａ及び１０８Ｂを開口１５０、１５２及びコイル層１０２の開口１３６に充当できる。

代表的実施形態において、コアピース１０８Ａ及び１０８Ｂを粉末またはスラリー材料として充当して、上側誘電体層１０４及び下側誘電体層１０６の開口１５０及び１５２及びコイル層１０２のコア用開口１３６（図２及び３）に充填する。コア用開口１３６、１５０及び１５２が充填されたとき、磁性材料はコイル部１３０Ａ及び１３０Ｂを取り囲むまたは囲繞する。硬化したら、コアピース１０８Ａ及び１０８Ｂはモノリシックコアピースを形成し、コイル部１３０Ａ及び１３０Ｂはコア１０８の中に埋め込まれ、コアピース１０８Ａ及び１０８Ｂは上側誘電体層１０４及び下側誘電体層１０６と同平面上に取り付けられる。すなわち、開口を通過して延びるコアピース１０８Ａ及び１０８Ｂの結合高さは、ほぼ層１０４、１０６及び１３６の厚みの合計である。言い換えると、コアピース１０８及び１０８Ｂも薄型寸法Ｈ（図１）の要件を満たす。コア１０８は、１つの実施形態においてはフェライトまたは鉄粉末など既知の透磁性材料から製作できるが、透磁性を有する他の材料も同様に利用できる。

例証的実施形態において、第一誘電体層１０４及び第二誘電体層１０６、及びコイル層１０２の基礎層１３２は、各々、ポリマーを主原料とする誘電体フィルムから製作される。上側誘電体層１０４及び下側誘電体層１０６は、相互に及びコイル層１０２に誘電体層を固定するために接着フィルムを含むことができる。ポリマーを主原料とする誘電体フィルムは、層状構成におけるその熱流特性の点で有利である。インダクタ１００内部における熱流量は、使用される材料の熱伝導率に比例し、熱流はインダクタ１００において力損を生じる可能性がある。いくつかの代表的な既知の材料の熱伝導率を下の表に示す。使用される誘電体層の伝導率を下げることによって、インダクタ１００内部の熱流量をかなり減少できることが分かる。ポリイミドの熱伝導率が際立って低いことは注目に値するので、本発明の例証的実施形態において、ポリイミドを層１０４、１０６及び１３２の絶縁材料として採用できる。

層１０４、１０６および１３２に適するこの種のポリイミドフィルムの１つは市販されており、商標ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）でデュポン社（デラウェア州ウィルミントン）が販売している。ただし、別の実施形態において、ＣＩＲＬＥＸ（登録商標）無接着剤ポリイミド積層材（adhesiveless polyimide lamination material）、Ｕｂｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから市販されているＵＰＩＬＥＸ（登録商標）ポリイミド材、Ｐｙｒｏｌｕｘ、ジカルボン酸ポリエチレンナフタレン（時にＰＥＮと呼ばれる）、Ｒｏｇｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＺｙｖｒｅｘ高分子液晶材料及びその類似品など他の適切な電気絶縁材料（ポリイミド及び非ポリイミド）を、ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）の代わりに採用できる。また、第一誘導体層１０４及び第二誘導体層１０６に無接着剤材料を採用できる。例えば既知のエッチング工程によってコイル層の例えば巻線部及び端子パッドなど特定の回路を形成するために成形できる、例えば銅箔及び銅フィルム及びその類似品を含む予備金属被覆ポリイミドフィルム及びポリマーを主原料とするフィルムも使用できる。

ポリマーを主原料とするフィルムは、ミクロン程度の非常に小さい厚みで利用でき、層を積み重ねることによって非常に薄型のインダクタ１００が得られるという点で製造上有利である。層１０４、１０６及び１３２は、単純に接着剤で積層加工でき、代わりに無接着剤積層法も採用できる。

インダクタの構成は、図５に示す下記の方法２００に従って相互に別々に用意され組み立てられる部分組立体に適する。

コイル巻線１３０を、これより大きい誘電体基礎層１３２のピースまたはシート上に大量に形成して（２０２）、コイル層１０２をこれより大きい誘電材料のシート上に形成できる（２０２）。巻線１３０は、上記の任意の方法または技術上既知の他の技法を用いて形成できる。コア用開口１３６は、コイル巻線１３０形成前にまたは後にコイル層１０２に形成できる。コイル巻線１３０は両面でも片面でも良く、金属被覆表面を形成する添加電気鋳造法またはサブトラクティブ法により形成できる。コイル巻線部１３０Ａ及び１３０Ｂは、代表的実施形態において、端子パッド１４０、１４２及び相互接続体１３８（図３）と一緒に、基礎層１３２上に設置されて、コイル層１０２を形成する。

誘電体層１０４及び１０６は、同様に、それぞれこれより大きい誘電材料のピースまたはシートから形成できる。誘電体層のコア用開口１５０、１５２は、打ち抜き法を含めて（ただし、これに限定されない）任意の既知の方法で形成でき、代表的実施形態において、コア用開口１５０、１５２は、コイル層上への層１０４及び１０６の組立前に形成される。

ステップ２０２から得られたコイル層１０２を含むシート及びステップ２０４において形成された誘電体層１０４、１０６を含むシートを、その後積み重ねて（２０６）、積層加工して（２０８）、図４に示す組立体を形成できる。それぞれコイル層１０２及び誘電体層１０４及び１０６を形成するシートを積み重ねて（２０６）、積層加工した（２０８）後、それぞれの層の予形成されたコア用開口１３６、１５０及び１５２に磁気コア材を充当して、コアを形成できる。磁性材料が硬化した後、層状シートをカット、ダイシング、またはその他の方法で個々の磁性部品１００にシンギュレート（ singulate; 個別化）できる（２１２）。端子１１４、１１６（図１）の垂直表面１２２、１２４を、例えばメッキ加工によって金属被覆して２１１、コイル層１０２の端子パッド１４０、１４２（図２及び３）を誘電体層１０４の端子パッド１１８、１２０（図１）と相互接続できる。

上述の層状構成体及び積層方法を用いて、インダクタなど磁性部品を、迅速かつ効率よく提供でき、しかも、完成品に対する高度な制御及び信頼性を維持できる。コイル層及び誘電体層を予形成することによって、既知の製造方法に比べてより精度の高いコイルの形成及びより迅速な組立が可能になる。層を組み立てた後にコイルを被覆してコア用開口の中にコアを形成することによって、別個に用意されるコア構造体及び製造時間及び費用の必要がない。コイルをコアの中に埋め込むことによって、従来の部品構成の場合のようにコア表面に巻線を別個に貼り付ける必要もない。従って、磁性部品を製造する既知の方法より低いコストでかつ小さい困難で薄型インダクタ部品を製造できる。

上述の基本的方法から逸脱することなく、これより多いまたは少ない層を製作して、部品１００に組み立てることができると想定される。上述の方法を用いて、比較的安価な技法及び工程を用いる一括処理で、低コストで広く入手可能な材料を用いて、インダクタ及びその類似品用の部品を効率よく形成できる。さらに、この方法は、従来の部品構成より少ない製造ステップでより大きなプロセス制御を与える。つまり、より低いコストでより高い製造収益が得られる。

III ．モジュール式

図６及び７は、上下に積み重ねられて上側誘電体層３０４と下側誘電体層３０６との間に延びるコイルモジュール３０１を形成する実質的に同様の複数のコイル層を含む、磁性部品３００の別の実施形態を示す。より明確には、コイルモジュール３０１は、相互に直列に接続されて表面実装端子３０５、３０７の間のコイル層３０２を通過する連続的電流路を形成するコイル層３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄ、３０２Ｅ、３０２Ｆ、３０２Ｇ、３０２Ｈ、３０２Ｉ及び３０２Ｊを含むことができる。表面実装端子は、上述の端子接続構造体のいずれでも含むことができる。

上述の部品１００と同様、上側誘電体層３０４及び下側誘電体層３０６は、部品１００について述べたのと同様に磁気コア部３０８Ａ及び３０８Ｂのレセプタクルを形成する予形成開口３１０、３１２を含む。

コイル層３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄ、３０２Ｅ、３０２Ｆ、３０２Ｇ、３０２Ｈ、３０２Ｉ及び３０２Ｊは、各々、それぞれの誘電体基礎層３１４Ａ、３１４Ｂ、３１４Ｃ、３１４Ｄ、３１４Ｅ、３１４Ｆ、３１４Ｇ、３１４Ｈ、３１４Ｉ及び３１４Ｊと、概して平面的なコイル巻線部３１６Ａ、３１６Ｂ、３１６Ｃ、３１６Ｄ、３１６Ｅ、３１６Ｆ、３１６Ｇ、３１６Ｈ、３１６Ｉ及び３１６Ｊとを含む。コイル巻線部３１６Ａ、３１６Ｂ、３１６Ｃ、３１６Ｄ、３１６Ｅ、３１６Ｆ、３１６Ｇ、３１６Ｈ、３１６Ｉ及び３１６Ｊは、各々、図示される実施形態のように２巻きなど所定数の巻きを含むが、別の実施形態においては、これより多いまたは少ない数の巻きを利用できる。コイル巻線部３１６は、各々、１つの実施形態においては片面に設置できる。すなわち、上述のコイル層１０２と異なり、コイル層３０２は、基礎層３１４の主要表面の一方のみに延びるコイル巻線部３１６を含むことができ、隣り合うコイル層３０２のコイル巻線部３１６を誘電体基礎層３１４によって相互に電気的に隔離できる。別の実施形態においては、両面コイル巻線を利用できるが、ショートしないように、コイル部は積重ね時に相互に適切に隔離されるものとする。

さらに、コイル層３０２は、各々、終端開口３１８を含み、選択的に開口に導電材料を充填して、下に説明するようにコイル層３０２のコイル巻線３１６を相互に直列に接続できる。例えば、開口３１８を、コイル層３０２において巻線３１６の外周付近に打ち抜き、穿孔またはその他の方法で形成できる。図８に概略的に示すように、各コイル層３０２は、所定数の外側コイル終端開口３１８Ａ、３１８Ｂ、３１８Ｃ、３１８Ｄ、３１８Ｅ、３１８Ｆ、３１８Ｇ、３１８Ｈ、３１８Ｉ及び３１８Ｊを含む。代表的実施形態において、終端開口３１８の数は、コイル層３０２の数と同じであるが、別の実施形態においては、これより多いまたは少ない終端開口３１８を設置して同様の効果を得ることができる。

同様に、各コイル層３０２は、所定数の内側コイル終端開口３２０Ａ、３２０Ｂ、３２０Ｃ、３２０Ｄ、３２０Ｅ、３２０Ｆ、３２０Ｇ、３２０Ｈ、３２０Ｉ及び３２０Ｊを含む。これらの開口は、同様にコイル層３０２において打ち抜き、穿孔またはその他の方法で形成できる。内側終端開口３２０の数は、代表的実施形態においては、外側終端開口の数と同じであるが、他の実施形態においては、内側終端開口３２０と外側終端開口３１８の相対的数を変えることができる。外側終端開口３１８は、各々、関連する回路トレース３２２Ａ、３２２Ｂ、３２２Ｃ、３２２Ｄ、３２２Ｅ、３２２Ｆ、３２２Ｇ、３２２Ｈ、３２２Ｉ及び３２２Ｊによってコイル３１６の外側領域に接続可能である。内側終端開口３２０は、各々、同様に、関連する回路トレース３２４Ａ、３２４Ｂ、３２４Ｃ、３２４Ｄ、３２４Ｅ、３２４Ｆ、３２４Ｇ、３２４Ｈ、３２４Ｉ及び３２４Ｊによってコイル３１６の内側領域に接続可能である。また、各コイル層３０２は、端子パッド３２６、３２８及び中央コア用開口３３０を含む。

代表的実施形態において、各コイル層には外側終端開口３１８及び内側終端開口３２０の全てが存在しているが、コイル層３０２の各々において、実際には外側終端開口３１８の１つに関連するトレース３２２が１つあり、内側終端開口３２０の１つに関連するトレース３２４が１つある。すなわち、各層には複数の外側終端開口３１８及び内側終端開口３２０が設置されるが、実際には、利用される特定の終端開口３１８、３２０用の関連トレースを形成することによって、各層３０２において、コイル巻線３１６の外側領域用に１つの終端開口３１８だけが、また各コイル巻線３１６の内側領域用に１つの終端開口３２０だけが、利用される。利用されない他の終端開口３１８、３２０については、各コイル層３０２において接続トレースは形成されない。

図７に示すように、コイル層３０２は対で配列され、例えばコイル層３０２Ａと３０２Ｂにおける対のコイル巻線部３１６Ａと３１６Ｂにおいて、終端開口３１８及び３２０の１つ及び関連トレースによって確立された終端点は、相互に整列して、接続体を形成する。ただし、スタックにおいて隣接する対のコイル層（例えば層３０２Ｃと３０２Ｄ）において、終端開口３１８及び３２０の１つ及び関連するトレースによって確立されたコイル巻線部３１６Ｃと３１６Ｄのための終端点は、コイルモジュール３０１の中で隣接する対のコイル層の終端点と食い違う。すなわち、図示する実施形態において、コイル層３０２Ｃと３０２Ｄの終端点は、隣接する対３１６Ａ、３１６Ｂ及び対３１６Ｅ、３１６Ｆの終端点と食い違う。スタックにおける終端点の食い違いは、隣り合う対のコイル層３０２のコイル巻線部３１６の電気ショートを防止し、一方で、各コイル層３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄ、３０２Ｅ、３０２Ｆ、３０２Ｇ、３０２Ｈ、３０２Ｉ及び３０２Ｊにおけるコイル巻線部３１６全ての効果的な直列接続をもたらす。

コイル層３０２が積み重ねられたとき、基礎層３１４の各々に形成された内側終端開口３１８及び外側終端開口３２０は相互に整列して、積み重ねられたコイル層３０２全体を通過する連続的開口を形成する。連続開口の各々に導電材料を充填できるが、開口３１８及び３２０から選択された１つだけがそれぞれの導電トレース３２２及び３２４を含むので、トレース３２２及び３２４が存在するところにのみコイル層３０２のコイル巻線部３１６の間に電気接続が確立され、トレース３２２及び３２４が存在しないところには電気接続は確立されない。

図７に示す実施形態においては、１０個のコイル層３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄ、３０２Ｅ、３０２Ｆ、３０２Ｇ、３０２Ｈ、３０２Ｉ及び３０２Ｊが設置され、図示する実施形態において、コイル層３０２のそれぞれのコイル巻線部３１６は、各々、２巻きを含む。コイル巻線部３１６Ａ、３１６Ｂ、３１６Ｃ、３１６Ｄ、３１６Ｅ、３１６Ｆ、３１６Ｇ、３１６Ｈ、３１６Ｉ及び３１６Ｊは直列接続されるので、積み重ねられたコイル層３０２には合計で２０巻きが与えられる。２０巻きのコイルは、１つの例において、約４〜５μＨのインダクタンス値を生じ、インダクタ１００を低出力用のパワーインダクタに充分に適するものにする。ただし、代わりに、任意の数のコイル層３０２及びコイル層の各巻線部において任意の巻き数を持つように部品３００を製作して、特定の用途または最終用途に特に合わせてコイルを製作できる。

上側及び下側誘電体層３０４、３０６及び誘電体基礎層３１４を、上述のポリマーを主原料とする金属箔材料から製作して、同様の利点を得られる。コイル巻線部３１６を上述の技法を含めて任意の方法で形成して、同様の利点及び効果を得られる。コイル層３０２をモジュール形式で用意でき、スタックに使用されるコイル層３０２の数に応じて、様々な定格及び特性のインダクタを提供できる。スタックコイル層３０２なので、インダクタ３００は、部品１００の寸法Ｈ（代表的実施形態において、約０.１５ｍｍ）より大きな薄型寸法Ｈ（代表的実施形態において、約０.５ｍｍ）を持つが、それでも、スタック回路基板及びその類似品に使用される多くの薄型用途に対処するのに充分な薄さである。

また、部品３００の構成は、図９に示される下記の方法３５０の方法に従って別個に用意され相互に組み立てられる部分組立体に適する。

コイル巻線を、これより大きい誘電体基礎層の上に大量に形成して、コイル層３０２をこれより大きい誘電材料のシートの上に形成できる（３５２）。コイル巻線は、上述の任意の方法または技術上既知の他の技法に従って形成できる。コア用開口３３０は、コイル巻線形成前または後に材料のシートに形成できる。コイル巻線は、両面でも片面でもよく、金属被覆表面に添加電気鋳造法またはサブトラクティブ法で形成できる。コイル巻線部３１６は、終端トレース３２２、３２４及び端子パッド３２６、３２８と一緒に、各コイル層３０２の基礎層３１４上に設置される。ステップ３５２においてコイル層３０２が形成されたら、コイル層３０２を積み重ねて（３５４）、積層加工して（３５６）、コイル層モジュールを形成できる。終端開口３１８、３２０は、コイル層の積重ね及び積層加工の前にまたは後に形成できる。コイル層が積層加工された３５６後、コイル層の終端開口３１８、３２０を充填して３５８、上述のようにコイル層のコイルを直列に相互接続できる。

誘電体層３０４及び３０６も、それぞれ、これより大きい誘電材料のシートから形成できる３６０。誘電体層３０４、３０６のコア用開口３１０、３１２は、打ち抜きまたは穿孔を含めて（ただし、これに限定されない）任意の既知の方法で形成でき、代表的実施形態においては、コア用開口３１０、３１２は、誘電体層３０４及び３０６をコイル層モジュールに対して組み立てる前に形成される。

その後、外側誘電体層３０４及び３０６をコイル層モジュールに積み重ねて、積層加工できる（３６２）。磁気コア材を積層加工されたスタックに充当して（３６４）、磁気コアを形成できる。磁性材料が硬化した後、積み重ねられたシートをカット、ダイシングまたはその他の方法で個々のインダクタ部品３００にシンギュレートできる（３６６）。部品のシンギュレーション（ singulation; 個別化）前または後に、端子３０５、３０７（図７）の垂直表面を、例えばメッキ工程によって、金属被覆して３６５、部品３００を完成できる。

層状構成及び積層方法３５０を用いて、インダクタ及びその類似品など磁性部品を迅速かつ効率よく提供でき、しかも、完成品に対して高度の制御及び信頼性を維持できる。コイル層及び誘電体層を予形成することにより、既知の製造方法に比べて、コイル形成の精度が高まり、組立が迅速になる。層を組み立ててからコイルを被覆してコア用開口の中にコアを形成することによって、別個に用意されるコア構造体及び製造時間及び費用が必要ない。コアの中にコイルを埋め込むことによって、コアの表面に巻線を別個に貼り付ける必要もない。従って、既存の磁性デバイス製造方法より低いコストでかつ小さい困難で薄型インダクタデバイスを製造できる。

上述の基本的方法から逸脱することなく、これより多いまたは少ない層を製作し、組み立てて、部品３００にすることができる。上述の方法を用いて、比較的安価な既知の技法及び工程を用いる一括処理で、低コストで広く入手可能な材料を用いて、磁性部品を効率よく形成できる。さらに、この方法は、従来の部品構成より少ない製造ステップでより大きなプロセス制御を与える。つまり、より低いコストでより高い製造収益が得られる。

上記の理由から、インダクタ３００及び方法３５０は、既知の構成の製造上の難題及び困難を回避すると考えられ、従って、従来の磁性部品より低コストで製造可能でありながら、満足できるデバイスの生産高をより高くする。

IV．さらなる適応
上に開示する概念は、さらに、下記の代表的実施形態において拡大され、小型インダクタ及びトランス部品を含めて（ただし、これに限定されない）従来の磁性部品組立体よりさらに付加的な利点及び長所を与える。明確には、下に説明するように、薄型磁性部品を形成する際に上述の誘電体層を使用する代わりに、磁気シート層を利用して、さらなる性能上の利点を与えることができる。

図１０ａ〜１０ｃを参照すると、代表的磁性部品組立体４００のいくつかの図が示される。図１０ａは、代表的実施形態に従った、第一巻線形態の巻線と、少なくとも１枚の磁粉シートと、垂直向きのコアエリアとを有する組立体の上からの斜視図及び分解図である。図１０ｂは、代表的実施形態に従った図１０ａの組立体の下からの斜視図及び分解図である。図１０ｃは、代表的実施形態に従った図１０ａ及び１０ｂの組立体の第一巻線形態の斜視図である。

図示する代表的実施形態によれば、部品組立体４００は、少なくとも１枚の磁粉シート４１０、４２０、４２０と、少なくとも１枚の磁粉シート４１０、４２０、４３０に結合された第一巻線形態４５０の巻線４４０とを含む。この実施形態から分かるように、組立体４００は、下面４１２及び上面４１４を有する第一磁粉シート４１０と、下面４２２及び上面４２４を有する第二磁粉シート４２０と、下面４３２及び上面４３４を有する第三磁粉シート４３０とを備える。代表的実施形態において、各磁粉シートを、Ｃｈａｎｇ Ｓｕｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（韓国仁川）が製造し商品名２０ｕ−ｅｆｆ Ｆｌｅｘｉｂｌ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｈｅｅｔで販売される磁粉シートとすることができる。また、これらの磁粉シートは、ほとんどが特定の方向を向く粒子を有する。従って、支配的な粒子方向に磁場が生成されたとき、より高いインダクタンスが得られる。この実施形態においては３枚の磁粉シートが示されるが、代表的実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく、磁粉シートの枚数を増減して、巻線の巻き数を増減するかまたはコアエリアを増減できる。また、この実施形態においては、磁粉シートが示されるが、代表的実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく、積層加工できる任意の可撓性シートを使用できる。

また、第一磁粉シート４１０は、第一磁粉シート４１０の下面４１２の対向する長手縁に結合された第一端子４１６及び第二端子４１８を含む。端子４１６、４１８は、小型パワーインダクタを電気回路に結合するために使用できる。電気回路は、例えば、印刷回路基板（図示せず）上にある。端子４１６、４１８は、各々、端子４１６、４１８を１つまたはそれ以上の巻線層（下で説明する）に結合するバイア４１７、４１９も備える。バイア４１７、４１９は、下面４１２の端子４１６、４１８から第一磁粉シート４１０の上面４１２へ至る導電接続体である。バイアは、磁粉シートに貫通穴を穿孔し、穿孔された穴の内側円周を導電材料で被覆することによって形成できる。または、導電性ピンを穿孔穴に配置して、バイアにおける導電接続を確立できる。

図示するバイア４１７、４１９は円筒形であるが、バイアは、代表的実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく別の形状（例えば長方形）をとることができる。１つの代表的実施形態において、バイアを穿孔する前に、組立体全体を形成して、これを圧迫できる。図示する端子は対向する長手縁に結合されるが、代表的実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく第一磁粉シートの下面の別の場所に端子を結合できる。また、図示する各端子は１つのバイアを持つが、代表的実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく、用途に応じて、直列ではなく並列に１つまたはそれ以上の巻線層を配置するように、端子の各々に付加的バイアを形成できる。

第二磁粉シート４２０は、第二磁粉シート４２０の下面４２２に結合された第一巻線層４２６と、上面４２４に結合された第二巻線層４２８とを有する。２つの巻線層４２６、４２８は、組み合わされて巻線４４０を形成する。第一巻線層４２６は、バイア４１７を介して端子４１６に結合される。第二巻線層４２８は、バイア４２７を介して第一巻線層４２６に結合される。バイア４２７は第二磁粉シート４２０に形成される。バイア４２７は、第二磁粉シート４２０の下面４２２から上面４２４へ至る。第二巻線層４２８は、バイア４２９、４１９を介して第二端子４１８に結合される。バイア４２９は、第二磁粉シート４２０の上面４２４から下面４２２へ至る。この実施形態において、図では２つの巻線層が第二磁粉シートに結合されるが、代表的実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく、１つの巻線層を第二磁粉シートに結合できる。

巻線層４２６、４２８は、導電性金属層から形成される。金属層は、銅または上述のような他の金属であり、これが第二磁粉シート４２０に結合される。この導電性金属層は、代表的実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく、上述の素子（例えば、電気鋳造素子、スクリーン印刷素子など）、スタンプ銅箔、エッチング銅トレースまたは予形成コイルを含めて（ただし、これに限定されない）様々な方法で設置できる。エッチング銅トレースは、化学的工程、フォトリソグラフ法またはレーザーエッチング法（ただし、これに限定されない）を用いて形成できる。この実施形態に示すように、巻線層は長方形の渦巻き型である。ただし、代表的実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく、他のパターンを用いて巻線を形成できる。代表的実施形態においては、導電材料として銅が使用されるが、代表的実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく、他の導電材料を使用できる。また、端子４１６、４１８は、スタンプ銅箔、エッチング銅トレースを用いてまたはその他の適切な方法によって形成できる。

この実施形態によると、第三磁粉シート４３０は、第二巻線層を絶縁できるように、またコアエリアを増大してより大きい電流の流れを処理できるように、第二磁粉シート４２０の上面４２４の上に配置される。

図では第三磁粉シートは巻線層を持たないが、代表的実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく、第二磁粉シートの上面の巻線層の代わりに第三磁粉層の下面に巻線層を追加できる。さらに、図では、第三磁粉シートは巻線層を持たないが、代表的実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく、第三磁粉層の上面に巻線層を追加できる。

巻線層４２６、４２８及び（または）端子４１６、４１８と一緒に磁粉シート４１０、４２０、４３０の各々を形成したら、シート４１０、４２０、４３０を、高圧例えば液圧で圧迫して、一緒に積層加工して、小型パワーインダクタ４００を形成する。シート４１０、４２０、４３０を一緒に圧迫した後、前述のようにバイアを形成する。この実施形態によれば、巻線とコアとの間の物理的ギャップ（従来のインダクタに一般に見られる）が取り除かれる。このような物理的ギャップの排除は、巻線の振動による可聴ノイズを最小限に抑える傾向がある。

部品組立体４００は立方体として示されているが、代表的実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく、長方形、円形または楕円形を含めて（ただし、これに限定されない）他の幾何学的形状を使用できる。

巻線４４０は、第一巻線層４２６と、第二巻線層４２８とを含み、垂直向きコア４５７を有する第一巻線形態４５０を形成する。第一巻線形態４５０は、第一端子４１６から始まり、その後第一巻線層４２６へ進み、第二巻線層４２８へ進み、第二端子４１８へ進む。従って、この実施形態において、磁粉シートが押出し成形される方向次第で、粒子方向に直角の向きに磁場を生成して、より低いインダクタンスにするか、または粒子方向に平行の向きに磁場を生成して、より高いインダクタンスを得られる。

関連する米国特許出願第１２／１８１４３６号（参照により本明細書に組み込まれる）において説明されるように、部品組立体において垂直向きまたは水平向きの多様な巻線形態を、同様に利用できる。また、磁性体層及びコイル層の数も、様々な実施形態において変動可能である。組立体４００など組立体は、小型パワーインダクタ部品に特に有利であると考えられるが、小型トランス部品を含めて他のタイプの部品も、同様の技法を用いて有利に提供できる。

図１１は、フレキシブル回路基板法を用いて製作されたコイル５０２、５０４を含む磁性部品組立体５００を示す。上または下で説明するものなど磁性材料の層５０６、５０８をコイル５０２、５０４の周りに圧迫し、これに結合して、コイル５０２、５０４を収容する磁性体を形成できる。

図１１には２つのコイル５０２、５０４が示されるが、他の実施形態においてはこれより多いまたは少ない数のコイルを設置できる。さらに、図１１にはほぼ正方形のコイル５０２、５０４が示されるが、他の形状のコイルが可能であり、利用できる。フレキシブル印刷回路コイル５０２、５０４は、磁性体内部においてフラックスシェアリング（磁束共有）式に配置できる。

フレキシブル回路コイル５０２、５０４は、１つの例においては端子パッド５１０及び磁性体の側面の金属被覆開口５１２を介して電気的に接続されるが、別の実施形態においては他の終端構造体を使用できる。

図１２は、フレキシブル印刷回路コイル６０２と成形可能磁性体層６０４、６０６及び６０８とを含む別の磁性部品組立体６００を示す。磁性材料は成形可能材料とすることができ、上述の材料のいずれからでも製作できる。磁性体層をフレキシブル印刷回路コイル６０２の周りに圧迫して、これに固定できる。

図１１に示す組立体５００と異なり、組立体６００は、図１２に示すように、層６０４、６０８に形成された開口６１０、６１２を含む。開口６１０、６１２は、対応する形状のコア素子６１４、６１６を受け入れる。コア素子は、磁性体層６０４、６０６とは異なる磁性材料から製作できる。コア素子６１６は、コイル６０２の開口６２０を通過して延びる中央隆起６１８を含むことができる。コア素子６１４および６１６は、磁性体を磁性体層で形成する前にまたは後に設置できる。

図１２に示す実施形態とは別の実施形態においては、これより多いまたは少ない数の層を設置できる。さらに、複数のコイル６０２を設置でき、コイル６０２を両面コイルにすることができる。様々な形状のコイルを利用できる。

図１１及び１２に示す実施形態は磁性体層から製作されるが、上述のようにまず層に形成せずに、代わりにフレキシブル印刷回路コイルの周りに磁粉材料を直接圧迫してこれを製作できる。

代表的実施形態においては、磁性体層６０４、６０６及び６０８は、各々、成形可能な磁性材料から製作される。成形可能磁性材料は、例えば、当業者には周知のように分散間隙特性（distributed gap properties）を有する磁粉粒子とポリマー結合剤との混合物である。

磁性体層６０４、６０６及び６０８を形成する際に使用される磁粉粒子としては、様々な実施形態において、フェライト粒子、鉄（Ｆｅ）粒子、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ）粒子、ＭＰＰ（Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ）粒子、ＨｉｇｈＦｌｕｘ（Ｎｉ−Ｆｅ）粒子、Ｍｅｇａｆｌｕｘ（Ｆｅ−Ｓｉ合金）粒子、鉄を主原料とするアモルフォス粉末粒子、コバルトを主原料とするアモルフォス粉末粒子または技術上既知のその他の同等の材料が考えられる。この種の磁粉粒子をポリマー結合剤と混合すると、その結果磁性材料は分散間隙特性を示す。この特性は、磁性材料のピースを物理的に離間または分離する必要をなくす。つまり、一貫した物理的間隙サイズの確立及びその維持に関連する困難及び費用が必要なくなり、有利である。高電流の場合、予備焼きなまし磁性アモルフォス金属粉をポリマー結合剤と組み合わせると有利であると思われる。

実施形態によって、磁性体層６０４、６０６及び６０８を同じタイプの磁粉からまたは異なるタイプの磁粉から製作できる。すなわち、１つの実施形態においては、磁性体層６０４、６０６及び６０８が（同一ではないとしても）同様の磁気特性を持つように、全ての磁性体層６０４、６０６及び６０８を同一タイプの磁粉から製作できる。別の実施形態においては、層６０４、６０６及び６０８の１つまたはそれ以上を他の層とは異なるタイプの磁粉粒子から製作できる。例えば、内側磁性体層６０６が外側磁性体層６０４及び６０８とは異なる特性を持つように、内側磁性体層６０６は、外側磁性体層６０４及び６０８とは異なるタイプの磁粉を含むことができる。使用される磁性体層の数及び磁性体層の各々を形成するために使用された磁性材料のタイプ次第で、完成部品の性能特性を変えることができる。

既存の磁性部品に比べて製造上及び組立上利点を有する磁性体構成及びコイル構成を含む磁性部品の様々な実施形態について説明した。下記のことから分かるように、利点は、少なくとも部分的に、使用される磁性材料によって与えられる。すなわち、磁性材料はコイルを被覆して成形でき、それによって、別個の離間したコアとコイルを組み立てるステップが排除される。また、磁性材料は分散間隙特性を有し、磁性材料の様々なピースを物理的に離間または分離する必要がない。

さらに、磁性材料は、例えば圧縮成形法またはその他の技法によって希望の形状に成形可能であり、層をコイルに結合して、磁性体を希望の形状に形成できる。磁性材料を成形できることは、磁性体をコイル層の周りでコイルを含む一体的構造体すなわちモノリシック構造体に形成でき、かつ磁性構造体にコイルを組み立てる別個の製造ステップの必要がない点で有利である。様々な実施形態において、様々な形状の磁性体を提供できる。

磁性体を形成する成形可能磁性材料は、上述の材料または技術上既知の他の適切な材料のいずれでも良い。結合剤と混合された磁粉材料は有利であると思われるが、磁性体を形成する磁性材料のために、磁粉も非磁性結合剤も必ずしも必要とされない。さらに、成形可能磁性材料は、上述のようにシートまたは層として用意される必要はなく、圧縮成形法または技術上既知のその他の技法を用いてコイルに直接結合できる。

図１３〜１７は、さらなる性能上の利点を有する磁性部品組立体を提供するさらに別の特徴を示す。明確に言うと、別個に用意されたコアピースを磁粉材料と組み合わせて、希望の性能特性を有する磁性部品組立体を提供できる。

図１３は、概して円筒形の中央部６５２と、円筒形中央部６５４の一端から延びる概して環状のフランジ部６５４とを有する代表的ドラムコア６５０を示す。従って、図示するドラムコア６５０は、それぞれ図２及び１２に示すコア素子１０８及び６１６と同様の形状を持つ。ただし、ドラムコア６５０とコアピース１０８及び６１６の大きさの比率は、図が示すように異なる。明確に言うと、ドラムコア６５０はよりコンパクトで（すなわち、直径がより小さい）、環状フランジ部６５４の厚みが大きく、円筒形中央部６５２は、コアピース１０８及び６１６の対応する部分に比べて高い。ドラムコア６５０の代表的寸法は、ミリメートルの単位で図１３に示すが、別の実施形態においては、寸法は変動する可能性がある。

ドラムコア６５０は、上述の材料または技術上既知の材料のいずれからでも製作できる。コア６５０はさらに、圧縮成形法及びこれに類似するものを含めて（ただし、これに限定されない）既知の技法を用いて製作できる。ドラムコア６５０は、さらに材料の層から製作するか、非層状構成体とすることができる。１つまたはそれ以上のタイプの材料を用いてドラムコアを製作して、ドラムコアに変動する磁気特性及び電気特性を与えることができる。

図１４及び１５は、ドラムコア６５０のように環状フランジ６５４（図１３）を持たない、概して円筒形の磁性体を含む代表的ロッドコア６６０及び６７０を示す。図１４及び１５に示す実施形態において、ロッドコア６６０及び６７０は、薄型要件を満たすように先端が切られているので、ホッケー用パックに似たディスク形である。ロッドコア６６０及び６７０の代表的寸法をミリメートルの単位で図１４及び１５に示すが、別の実施形態において、寸法は変動する可能性がある。

ドラムコア６５０と同様、ロッドコア６６０及び６７０は、上述のまたは技術上既知の材料のいずれからでも製作できる。コア６５０は、さらに、圧縮成形法及びこれに類似するものを含めて（ただし、これに限定されない）既知の技法を用いて製作できる。さらに、ロッドコア６６０及び６７０は、材料の層から製作するか、非層状構成を持つことができる。１つまたはそれ以上の異なるタイプの材料を用いてロッドコアを製作して、ロッドコアに変動する磁気特性及び電気特性を与えることができる。

図１６は、ロッドコア６７０を含む代表的磁性部品組立体７００の断面図である。ロッドコアは、外面部７０６及び７０８と密接しかつこれらに挟まれた中央コイル部７０４を含む磁性体７０２の中央に配置される。１つまたはそれ以上のコイル７１０がコイル部７０４に埋め込まれ、ロッドコア６７０はコイル７１０の中央部を通過して延びる。相互に対向する磁性体７０２の外面部７０６および７０８は、ロッドコア６７０、コイル７１０及び磁性体コイル部７０４をその間に効果的に包囲し囲繞する。

コイル部７０４及び外面部７０６及び７０８を含む磁性体７０２は、上述のまたは技術上既知の材料のいずれからでも製作できる。さらに、磁性体７０２は、圧縮成形法及びこれに類似するものを含めて（ただし、これに限定されない）既知の技法を用いて製作できる。さらに、磁性体７０２は、材料の層から製作するかまたは非層状構成を持つことができる。１つまたはそれ以上の異なるタイプの材料を用いて磁性体７０２を製作して、変動する磁性特性及び電気特性を与えることができる。

例えば、図１６に示すように、１つの例において、コイル部７０４は、Ｃｈａｎｇ Ｓｕｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから販売されるＭｅｇａＦＬＵＸなどの第一磁性材料（層状あるいは非層状）から製作され、使用時に、第一のセットの磁気特性及び電気特性を示す。これに対して、磁性体７０２の外面部７０６及び７０８は、センダストなど第二の磁性材料（層状あるいは非層状）から製作されて、使用時に、第二のセットの磁気特性及び電気特性を示す。図示する実施形態においては、磁性体７０２の外面部７０６及び７０８は同じ材料から製作され、同じ磁気特性及び電気特性を持つが、別の実施形態においては、外面部も使用時に異なる磁気特性及び電気特性を持つように異なる磁性材料から製作できる。

図１６の例に示すように、ロッドコア６７０はフェライト粉末など第三の磁性材料（層状あるいは非層状）から製作されて、使用時に第三のセットの磁気特性及び電気特性を示す。ロッドコア６７０は、組立体７００の長手軸７１２に平行の方向に、磁性体７０２の外面部７０６と７０８の間を端から端まで延びる。つまり、ロッドコア６７０のどの部分も露出せず、組立体７００の外部から見えない。従って、ロッドコア６７０は、磁性体の外面部７０６と７０８との間に埋め込まれる。

３つの異なる磁性材料を用いて磁性体７０２のロッドコア６７０、コイル部７０４及び外面部７０６及び７０８を形成することにより、別個の異なる材料が使用されその電気特性が異なるので、組立体の電気特性及び磁気特性は、組立体７００の部分によって変動する。その結果、大きな性能上の利点を生じることができ、組立体７００は、従来の例えば１つの材料を含む磁性部品構成の場合には可能ではないレベルの性能を示すことができる。また、組立体７００を異なる磁性材料を用いて巧妙に構成して、本明細書で開示する他の実施形態の場合には可能でないレベルの性能を得ることができる。

磁性体７０２のロッドコア６７０、コイル部７０４及び外面部７０６、７０８の形成について特定の磁性材料を指摘したが、これらの材料は単に代表的なものであり、同様に他の材料を使用して、組立体７００の磁気特性及び電気特性を変動させて同様の目的を達成できる。

磁性体７０２に利用されロッドコア６７０を取り囲むコイル７１０のタイプ及び特性を変えることによって、当然、さらなる性能の変動が可能である。上述のコイルのタイプのいずれでも利用できる。すなわち、予形成コイル層を誘電体基礎層の上に設置するか、フレキシブル印刷回路基板法を用いて予形成コイルを製作するか、または、ワイヤ導体を所定巻き数巻いたコイルから予形成ワイヤコイルを製作できる。使用されるコイルのタイプ及び巻線の構成を変えることによって、例えば様々なインダクタンス値が得られる。どのように形成するとしても、組立体７００を回路基板に表面実装してコイル７１０を通過する電気回路を確立できるように、コイル７１０を上述のまたは技術上既知の任意の方法で終端して、磁性体７０２の外部への電気経路を確立できる。

組立体７００は、多段階の製作及び組立工程で製造できる。すなわち、代表的実施形態において、磁性体コイル部７０４のロッドコア６７０及び埋込みコイル７１０を、相互に別個に製作し、組み立てることができる。このような実施形態において、磁性体コイル部を通過して延びる中央開口または穴を持つように磁性体コイル部７０４を形成し、この穴を通過して予備製作ロッドコア６７０を延ばすことができる。別の実施形態においては、予備製作ではなく、射出成形法及びこれに類似する技法を用いて、ロッドコア６７０を磁性体コイル部７０４の中央開口または穴の中に形成できる。その後、圧縮成形法及びこれに類似する技法を用いて、磁性体コイル部７０４及びロッドコア６７０組立体の端面に磁性体外面部７０６及び７０８を形成できる。その後、終端を完了できる。従って、組立体７００は、以前開示した実施形態のいくつかより製造の点で複雑であるが、本明細書において説明した他の実施形態に比べて製造コストが上がったとしても、性能上の利点はそれを充分に上回る。

さらに、例えば図１４に示すロッドコア６６０のようなより小さいロッドコアを使用することによって、組立体７００の薄型寸法をさらに変動できる。使用されるロッドコアのサイズは、使用時の組立体の性能パラメータ全体にも影響を与える。

図１７は、上述の組立体７００と同様であるが、ロッドコア６７０（図１６）の代わりにドラムコア６５０を利用する別の磁性部品組立体７２０を示す。ドラムコア６５０及びその環状フランジ６５４（図１３）は、ロッドコアの場合に比べて第一のタイプの磁性材料が追加されるので、比較可能なサイズの組立体７００に比べて組立体７２０の磁気性能及び電気性能を変化させる。

図１７に示すように、ドラムコア６５０の環状フランジ６４５は、磁性体７０２の端面で外面部７０８から露出しており、中央部６５２の反対端は、磁性体７０２の外面部７０６まで延びるがこれを通過しない。つまり、ドラムコアの中心部６５２の端は、組立体７２０の外部に露出せず、外部から見えない。従って、ドラムコア中心部６５２は、磁性体の外面部７０６と７０８との間に埋め込まれ、組立体７２０の長手軸７１２に平行の方向に、環状フランジ６５４と外側部７０６との間で端から端まで延びる。

説明した実施形態の特定の特徴を、説明した実施形態の別の特徴と組み合わせて、本開示の範囲の中で、さらに別の変形例を提供できる。例えば、誘電体層について説明する場合、代わりに磁性体層を利用するか、または磁性体層と誘電体層の組合せを利用できる。磁性シートについて説明する場合、代わりに磁粉材料を利用できる。上記のコイルまたは巻線層または構成体のいずれも、磁性体または誘電体と組み合わせて利用できる。説明した実施形態のいずれかに関連して説明された終端技術は、いずれも、説明した他の実施形態に利用できる。このような変形例は、特許請求の範囲において明白に除外しない限り、本発明の範囲及び思想の範囲内にあると見なされるものとする。

IV．結論
本発明の長所及び利点は充分に論証されたと思う。

中央エリアと中央エリアの周りに延びる所定数の巻きとを有するコイル巻線を形成する少なくとも１つのコイルと、コイル層を囲繞しこれを埋め込む本体と、少なくともコイル層の中央エリア及び本体の中央エリアを占める磁気コア材と、を含む磁性部品組立体の実施形態を開示した。本体は誘電材料及び磁性材料の一方から製作され、本体と磁気コア材の電気特性及び磁気特性は相互に異なる。

任意に、本体は、第一層を含む。第一層は、磁気コア材導入のためのレセプタクルを形成するコア用開口を含む。本体は、さらに、第二層を含むことができ、第一層及び第二層の両方が、これらを通過して延びるコア用開口を含むことができる。少なくとも１つのコイル層は中央エリアにおいてこれを通過して延びるコア用開口を含むことができる。磁気コア材は、第一層及び第二層とは別個に用意された磁気コア素子を含むことができる。磁気コア素子は、第一及び第二磁性シートのコア用開口及び少なくとも１つのコイル層のコア用開口を通過して延びる。第一層及び第二層は両方とも磁気材料を含み、第一層及び第二層の磁気コア材は、磁気コア素子とは異なる磁気特性を有する。磁気コア材をドラムコア及びロッドコアの一方に形成できる。

本体は、第一磁性材料から製作されたコイル部と、第二磁性材料から製作された外面部とを備えることができ、第二磁性材料は第一磁性材料とは異なる磁気特性を有する。磁気コア材を第三磁性材料から製作でき、第三磁性材料は、第一及び第二磁性材料とは異なる磁気特性を有する。磁気コア材は、磁性体の外面部の間に実質的に全体的に埋め込まれる中央部を含むことができる。

また、任意に、少なくとも１つのコイル層を両面コイルとすることができ、またフレキシブル回路コイルとすることができる。フレキシブル回路コイルは、少なくとも１つの端子パッドを含むことができる。少なくとも１つのコイルは複数の離間したコイル層を含むことができる。離間コイル層は、少なくとも１つのバイアによって接続できる。

本体は第一層を含み、第一層は、ポリマーを主原料とするフィルムを含むことができる。ポリマーを主原料とするフィルムとしては、ポリイミドフィルムまたは液晶ポリマーがある。少なくとも１つのコイル層を、第一層及び第二層から独立して形成された電気鋳造コイル巻線とすることができる。本体は第一層を含み、第一層は成形可能磁性材料を含むことができる。成形可能磁性材料は、フェライト粒子、鉄（Ｆｅ）粒子、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ）粒子、ＭＰＰ（Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ）粒子、ＨｉｇｈＦｌｕｘ（Ｎｉ−Ｆｅ）粒子、Ｍｅｇａｆｌｕｘ（Ｆｅ−Ｓｉ合金）粒子、鉄を主原料とするアモルフォス粉末粒子、コバルトを主原料とするアモルフォス粉末粒子及びこれらの同等物及び組合せの少なくとも１つを含むことができる。また、本体は第二層を含み、第二層は成形可能磁性材料を含むことができる。第二層の成形可能磁性材料は、第一層の成形可能磁性材料と異なる磁気特性を持つことができる。

磁性部品組立体は、さらに、表面実装端子を含むことができる。磁性部品をインダクタとすることができる。特に小型インダクタとすることができる。本体は、スタック磁性体層を備え、磁気コア材を磁性体層と一体的に設置できる。

いくつかの特定の実施形態に関連して本発明を説明したが、当業者には、本発明は特許請求の範囲の思想及び範囲内で修正を加えて実施できることが分かるはずである。

Claims (27)

1. 中央エリアと前記中央エリアの周りに延びる所定数の巻きとを有するコイル巻線を形成する、少なくとも１つのコイルと、
   前記コイル層を囲繞し埋め込む本体であり、該本体が誘電材料及び磁性材料の一方から製作される、本体と、
   少なくとも前記コイル層の前記中央エリア及び前記本体の中央エリアを占める磁気コア材であり、前記本体と該磁気コア材の電気特性及び磁気特性が相互に異なる、磁気コア材と、
   を備える、磁性部品組立体。
2. 前記本体が、第一層を含み、前記第一層が磁気コア材導入のためのレセプタクルを形成するコア用開口を含むことを特徴とする、請求項１に記載の磁性部品組立体。
3. 前記本体が、さらに、第二層を含み、前記第一層及び第二層の両方が、前記第一層及び第二層を通過して延びるコア用開口を備えることを特徴とする、請求項２に記載の磁性部品組立体。
4. 前記少なくとも１つのコイル層が前記中央エリアにおいて前記コイル層を通過して延びるコア用開口を含むことを特徴とする、請求項３に記載の磁性部品組立体。
5. 前記磁気コア材が、前記第一層及び第二層と別個に用意された磁気コア素子を含み、前記磁気コア素子が、前記第一及び第二磁性シートの前記コア用開口及び前記少なくとも１つのコイル層の前記コア用開口を通過して延びることを特徴とする、請求項４に記載の磁性部品組立体。
6. 前記磁気コア材がドラムコア及びロッドコアの一方に形成されることを特徴とする、請求項５に記載の磁性部品組立体。
7. 前記本体が第一磁性材料から製作されたコイル部と、第二磁性材料から製作された外面部とを備え、前記第二磁性材料が前記第一磁性材料とは異なる磁気特性を有することを特徴とする、請求項６に記載の磁性部品組立体。
8. 前記磁気コア材が第三磁性材料から製作され、前記第三磁性材料が前記第一及び第二磁性材料とは異なる磁気特性を有することを特徴とする、請求項７に記載の磁性部品組立体。
9. 前記磁気コア材が、前記磁性体の前記外面部の間に実質的に全体的に埋め込まれる中央部を含むことを特徴とする、請求項６に記載の磁性部品組立体。
10. 前記第一層及び第二層の両方が磁性材料を含み、前記第一層及び第二層の前記磁気コア材が前記磁気コア素子とは異なる磁気特性を有することを特徴とする、請求項５に記載の磁性部品組立体。
11. 前記少なくとも１つのコイル層が両面コイルを備えることを特徴とする、請求項１に記載の磁性部品組立体。
12. 前記少なくとも１つのコイル層がフレキシブル回路コイルを備えることを特徴とする、請求項１に記載の磁性部品組立体。
13. 前記フレキシブル回路コイルが少なくとも１つの端子パッドを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の磁性部品組立体。
14. 前記少なくとも１つのコイルが複数の離間したコイル層を備えることを特徴とする、請求項１に記載の磁性部品組立体。
15. 前記離間したコイル層が少なくとも１つのバイア（ via ）によって接続されることを特徴とする、請求項１４に記載の磁性部品組立体。
16. 前記本体が第一層を含み、前記第一層がポリマーを主原料とするフィルムから成ることを特徴とする、請求項１に記載の磁性部品組立体。
17. 前記ポリマーを主原料とするフィルムがポリイミドフィルムであることを特徴とする、請求項１６に記載の磁性部品組立体。
18. 前記本体が第一層を含み、前記第一層が液晶ポリマーを含むことを特徴とする、請求項１に記載の磁性部品組立体。
19. 前記少なくとも１つのコイル層が、前記第一層及び第二層から独立して形成された電気鋳造コイル巻線を備えることを特徴とする、請求項１に記載の磁性部品組立体。
20. 前記本体が第一層を含み、前記第一層が成形可能磁性材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の磁性部品組立体。
21. 前記成形可能磁性材料が、フェライト粒子、鉄（Ｆｅ）粒子、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ）粒子、ＭＰＰ（Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ）粒子、ＨｉｇｈＦｌｕｘ（Ｎｉ−Ｆｅ）粒子、Ｍｅｇａｆｌｕｘ（Ｆｅ−Ｓｉ合金）粒子、鉄を主原料とするアモルフォス粉末粒子、コバルトを主原料とするアモルフォス粉末粒子及びこれらの同等物及び組合せの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項２０に記載の磁性部品組立体。
22. 前記本体が第二層を含み、前記第二層が成形可能磁性材料を含むことを特徴とする、請求項２１に記載の磁性部品組立体。
23. 前記第二層の前記成形可能磁性材料が前記第一層の前記成形可能磁性材料と異なる磁気特性を有することを特徴とする、請求項２２に記載の磁性部品組立体。
24. さらに、表面実装端子を備える、請求項１に記載の磁性部品組立体。
25. 前記磁性部品組立体がインダクタであることを特徴とする、請求項１に記載の磁性部品組立体。
26. 前記インダクタが小型インダクタであることを特徴とする、請求項１に記載の磁性部品組立体。
27. 前記本体がスタック磁性体層を備え、かつ前記磁気コア材が前記磁性体層と一体的に設置されることを特徴とする、請求項１に記載の磁性部品組立品。

Images