JP3204112U - 電子構成部品 - Google Patents

Abstract

【課題】縮小されたサイズの表面実装可能な表面実装誘導性構成部品を提供する。【解決手段】表面実装可能な誘導性構成部品１０は、主水平部分１２ｃ、およびそこから延びるサポートを有する小型チップフォームと、チップフォームをプリント回路板に電気的に接続するためにサポート２０、２２に接続された金属化パッド２８、３０と、チップフォームの主水平部分１２ｃの少なくとも一部分の周りに巻かれ、それぞれの金属化パッド２８、３０に接続される第１の端部１２ａ、３２ａおよび第２の端部１２ｂ、３２ｂを有するワイヤ３２とを含む。誘導性構成部品は、約２．１から約２．５の範囲内の長さ対幅比を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、一般に電子構成部品に関する。より詳細には、本開示は、より大きい構成部品と比較可能に機能する縮小されたサイズを有する縮小されたサイズの表面実装可能な誘導性構成部品、および関連の方法に関する。

エレクトロニクス産業は、より小さくより強力な製品を作ることを継続的に目指している。モバイルエレクトロニクスデバイス（たとえば、スマートフォン）、ポータブルコンピュータ、コンピュータアクセサリ、手持ち式エレクトロニクスなどの製品は、より小さな電子構成部品に対する需要を生み出す。これらの製品は、エレクトロニクスの小型化に関して新しいエリアおよびアイデアを調査するための技術をさらに推進する。

電子回路は、主にプリント回路板（ＰＣＢ）上で使用される構成部品のサイズによって制限される。すなわち、電子構成部品が小さくされれば、それらの回路もまた小さくされ得る。残念ながら、性能または構造的な完全性など価値のあるものを犠牲にすることなしにいくつかの電子構成部品のサイズを縮小することは困難となり得る。なぜなら、より小さな部品を使用するとき、構成部品に所望のパラメータが達成され得ないからである。

米国特許第６６９０２５５号明細書 米国特許第６７１７５００号明細書

誘導性構成部品は、これらの誘導性構成部品に使用される部品のサイズが多数の性能パラメータに容易に影響を及ぼし得るため、このサイズ／性能の兼ね合いをよく示す。たとえば、ワイヤゲージ（ワイヤの直径）は、ＤＣ抵抗（ＤＣＲ）、自己共振周波数（ＳＲＦ）、および／または誘導性構成部品の電流搬送能力に影響を及ぼす可能性がある。すなわち、一般に、より小さい、またはより細いワイヤは、より高い抵抗を有し、したがってインダクタの有効性を制限する。したがって、より細いゲージのワイヤはより小さい構成部品の構築を可能にするが、それらのより小さい構成部品は、その構成部品の元のより大きいバージョンと比較可能に（たとえば、比較可能なインダクタンス、周波数範囲、Ｑ値、自己共振周波数などで）機能することができない可能性がある。

本開示は、表面実装誘導性構成部品、およびそれに関する方法の例について述べる。いくつかの形態では、構成部品は、主水平部分と、そこから延びるサポートとを有する小型チップフォームを含む。構成部品は、チップフォームをプリント回路板に電気的に接続するためにサポートに接続された端子を含む。ワイヤ、特に５２〜５６ゲージのワイヤが、チップフォームの主水平部分の少なくとも一部分の周りに巻かれ、第１の端部および第２の端部がそれぞれの端子に接続されている。いくつかの形態では、これらの端子は、構成部品の外部表面上に形成された金属化パッドであり、他の形態では、それらは、ワイヤ自体の端部によって形成されても、構成部品に接続されたチップの形状をとってもよい。誘導性構成部品は、約２．１から約２．５の範囲内、より具体的には約２．２から約２．４の範囲内、さらに具体的には約２．４の長さ対幅比を有する。

本開示による電子構成部品の一例の側面図である。 本明細書に記載の例による、カバーを有する電子構成部品の側面図である。 本明細書に記載の別の例による、他のピックアンドプレース材料を有する電子構成部品の側面図である。 図２Ａの電子構成部品の例の底面図である。 図２Ｂの電子構成部品の例の底面図である。 本明細書に記載の例による電子構成部品のためのＨ字形コアの斜視図である。 本明細書に記載の例による電子構成部品のための犬の骨形またはダンベル形コアの斜視図である。 本明細書に記載の電子構成部品の一例の斜視図である。 本明細書に記載の電子構成部品の一例の正面図である。 本明細書に記載の電子構成部品の一例の側面図である。 本明細書に記載の電子構成部品の一例の底面図である。 当技術分野でＣｏｉｌｃｒａｆｔ（登録商標）０４０２シリーズチップインダクタとして知られている電子構成部品の斜視図である。 当技術分野でＣｏｉｌｃｒａｆｔ（登録商標）０４０２シリーズチップインダクタとして知られているチップフォームの斜視図である。

本開示は、当技術分野で知られている他のインダクタからサイズが縮小され、一方、既存のインダクタのパフォーマンスケイパビリティおよび／または要件を維持するインダクタについて述べる。驚くべきことに、約２．１から約２．５の範囲内の長さ対幅比を有するインダクタを提供することにより、パフォーマンスケイパビリティ、またはインダクタンス値にわたるＳＲＦまたはＤＣＲなど動作パラメータに著しい影響を及ぼすことなしに、インダクタのサイズを縮小することができることが発見された。いくつかの例では、約２．２から約２．４のより狭い長さ対幅比でさえ、さらに望ましい結果を生むことができる。状況によっては、約２．４の長さ対幅比が、性能パラメータを最適化しながらインダクタのサイズを縮小するのに最適なものとなり得る。他の例では、他の長さ対幅比、たとえば２．３３の長さ対幅比が、いくつかの応用例のためにサイズおよび性能を最適化するのに適したものとなり得る。

図６Ａは、当技術分野でＣｏｉｌｃｒａｆｔ（登録商標）０４０２シリーズチップインダクタとして知られているチップインダクタを示す。このチップインダクタは、１．１９ｍｍの長さ、０．６３５ｍｍの幅、および０．６６ｍｍの高さを有する。（注：添付の図面に示されている寸法は、ミリメートルではなくインチである。）さらに、図６Ｂに示されているように、このチップインダクタは、１．０２ｍｍの長さ、０．５１ｍｍの幅、および０．５１ｍｍの高さを有する犬の骨形またはダンベル形チップフォームを画定するコアおよびサポートを有する。この構成部品は、１〜１００ｎＨの間のインダクタンスで、また３１〜７７（９００ＭＨｚ時）または３２〜１００（１．７ＧＨｚ時）の間に及ぶＱ値と共に提供され得る。この構成部品の性能パラメータは魅力的であるが、この構成部品のサイズは、そのような構成部品を配置するためのＰＣＢ上の空間が制限された密集した回路および／または製品など、いくつかの応用例でそれが使用されることを妨げることがある。

０４０２シリーズチップインダクタの性能パラメータを維持するために、構成部品は、単にサイズを縮小させることができない。たとえば、構成部品の寸法が単に２５％縮小された場合、構成部品は、元の０４０２シリーズチップインダクタと比較可能なインダクタンス、周波数、Ｑ値、および自己共振周波数値の範囲を提供することができない。特定の例として、構成部品は、０４０２シリーズチップインダクタの範囲内で指定されたより高いインダクタ値に到達することができない。なぜなら、構成部品の縮小されたサイズにより、ワイヤの巻き数が減少されることになるからである。これらのインダクタンス値に到達できないことは、構成部品を使用することができる応用例の数を減少させ、どんな電気回路で使用するにも構成部品を不十分なものにすることになる。特に、０４０２シリーズチップの長さ対幅比は、約２．０である。

本開示は、前述の限界を克服する改善された電子構成部品を提供し、現在のデバイスで使用可能でない能力、特徴、および機能をさらに提供する。本開示は、０４０２のものからサイズが縮小され、それによりＰＣＢ上でより少ない面積を占有し、一方、依然として同じ、同様の、または同等の性能特性を維持する改善された電子構成部品を提供する。たとえば、本開示は、０４０２よりも６０％（たとえば、６５％サイズ縮小またはそれ以上）サイズが縮小され、一方、やはりＳＲＦを増大し、構成部品によって示されるインダクタンス対ＤＣＲ比を減少させ、これらのそれぞれは、望ましい改善を表す、電子構成部品を提供する。

これらの改善された電子構成部品は、構成部品の長さ対幅比を修正し、その比を、約２から１の値から、約２．１から約２．５の範囲内、より具体的には約２．２から約２．４の範囲内、さらに具体的には約２．４の値に大きくすることによってこれらの望ましい結果を達成する。驚くべきことに、構成部品のこの長さ対幅比を拡大することは、標準的な進歩で達成されるものより大きい比率に構成部品のサイズを縮小することを可能にすることが発見された。たとえば、従来、構成部品は、標準的な改善において約５０〜５６％だけサイズが縮小する。しかし、ここでは、性能パラメータを低下させることなしに６０％を超えるサイズ縮小を達成することができる。さらに、比のこの増大は、驚くべきことに、以前の構成部品（たとえば、０４０２シリーズチップ）のものより高いＳＲＦ値および低いインダクタンス対ＤＣＲ比を実際に示す構成部品をもたらした。

本明細書に記載の小型電子構成部品の一例は、主水平区間が間に延在する第１の端部および第２の端部を有するコアと、コアを支持するための第１のサポートおよび第２のサポートとを備える。第１のサポートおよび第２のサポートは、細長いコアのそれぞれの第１の端部および第２の端部から延び、コアと共に、チップフォームを画定する。構成部品をプリント回路板（ＰＣＢ）上の関連のランドに電気的かつ機械的に取り付けるために、金属化パッドなど端子が構成部品に接続され得る。構成部品は、コアの主水平区間の少なくとも一部分の周りに巻かれ、端子の１つにそれぞれ電気的に接続される第１の端部および第２の端部を有するワイヤをさらに含む。しかし、前述のように、代替的形態では、ワイヤの端部は、端子それ自体として使用されても（たとえば、自己リード接続構成部品にする）、クリップタイプの端子が構成部品にクリップ止めされてもよい。

一形態では、サポートおよびコアは、長さ、幅、および高さを有するチップフォームを画定する。チップフォームは、犬の骨／ダンベル形またはＨ字形で提供されてもよい。いくつかの例では、チップは、それだけには限らないが、磁性材料（たとえば、フェライト）、硬磁性材料および軟磁性材料、ならびにセラミックを含めて、様々な材料から形成され得る。いくつかの例では、サポートおよびコアは、セラミックサポートを有するフェライトコアなど、異なる材料製であってもよい。さらに、チップフォームは、約２．１から約２．５の範囲内である長さ対幅比で設計されることが好ましい。

ワイヤ巻き線は、コアの少なくとも一部分の周りに巻かれた絶縁ワイヤの単一の層を備え、絶縁ワイヤの各巻き線は、コアの少なくとも一部分と直接接触することが好ましい。ワイヤは、たとえば５４ゲージのワイヤとすることができる。他の例は、ワイヤは、５２ゲージから５６ゲージのワイヤの範囲内とすることができる。代替的形態では、ワイヤは、列をなして巻かれてもよく、ワイヤの１つの列だけがコアと接触する。ここまで丸い絶縁ワイヤについて論じられているが、代替的形態では、フラットワイヤなど他のタイプの導体または導電性材料が使用されてもよいことを理解されたい。

いくつかの例では、構成部品は、ワイヤ巻き線の少なくとも一部分を覆うカバーまたは上部部分をも含むことができる。好ましくは、カバーは、業界標準のピックアンドプレース機器を使用して構成部品がピックアンドプレースされ得る概して平坦な上面を有する。一形態では、カバーは、アクリル材料製であり、概して矩形の水平プレート構造を有し、プレートの周囲から壁が延び、ボックスタイプの蓋構造を形成する。しかし、カバーは、非磁性材料（たとえば、セラミックなど）または磁性材料（たとえば、フェライトなど）など代替の材料製であってもよく、構成部品の上部の上に延在する平坦なスラブ、または構成部品の上部および側部の上に延在するハウジングなど、代替的形態を有してもよいことを理解されたい。たとえば、コアおよびカバーは、フェライトなど磁性材料製であり、導電性構成部品と共に使用されたとき構成部品がフェライトの磁気特性を利用することを可能にしてもよい。他の形態では、カバーおよび巻き線は、射出成形プロセスもしくは圧縮成形プロセスを介して、または注型プロセスを介してそのような材料でオーバーモールドされてもよい。そのようなオーバーモールディングは、構成部品のフランジ付き端部の上に形成されなくてもよく、構成部品の全体的な高さを増大することなしにコイルをシールドすることが望ましい場合、コアのワイヤが巻かれた部分だけでもよい。

図１および図２Ａ〜図２Ｄは、本記載の技術による電子構成部品の例を提供する。図１は、薄型の電子構成部品を全体的に符号１０で示す。図２Ａ〜Ｄは、図１に示されているものと本質的に同じ構成部品であるものを示し、上部部分またはカバー３８（またはラベルなどピックアンドプレース材料）が、ピックアンドプレース機械など業界標準の構成部品配置機器を使用して構成部品を拾い上げることができる平坦化された表面を提供するために構成部品に接続されているだけである。

これらの実施形態では、構成部品１０は、主水平区間１２ｃが間に延在する第１の端部１２ａおよび第２の端部１２ｂを有する概して矩形形状のコア１２を有する薄型のチップインダクタを構成する。コア１２の矩形形状は、構成部品１０の薄型を維持する助けとなる。たとえば、図の矩形のコアと同じまたは同様の体積の丸いコアは、構成部品に高さを追加することになり、それにより、それを厳しい高さ限界を有する応用例であまり望ましくないものにする。第１のサポート２０および第２のサポート２２がコア１２に接続され、好ましくはそれと一体化される。図１に示されている実施形態では、コア１２およびサポート２０、２２は、セラミックの固体片から形成され得る。

しかし、代替的実施形態では、サポート２０、２２は、構成部品１０を強化する、および／またはサポートとコアが異なる材料から作製されることを可能にするために、別々の構造物であってもよい。たとえば、代替的実施形態では、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２００４年２月１０日に発行された特許文献１に開示されているように、サポート２０、２２は、中にフェライトコア１２が配設されるセラミックレセプタクルの形態にあってもよい。この設計は、構成部品１０がフェライトの磁気特性およびセラミックの構造的強度を利用することを可能にし、それにより、構成部品の磁束密度を増大し、構成部品１０が受ける機械的な力を吸収する、および／またはそれに耐えるための構成部品の能力を強化する。あるいは、サポートは、コア１２が接続されるベースを形成するように接続されてもよい。たとえば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２００４年４月６日に発行された特許文献２に開示されているように、サポートは、その上にフェライトコアが置かれるセラミックベースを形成してもよい。

図１および図２Ａ〜Ｄに示されているように、サポート２０、２２はまた、はんだを介してＰＣＢ上の対応するランドに構成部品を電気的かつ機械的に接続するために使用されるそれぞれの金属化パッド２８、３０を有する。このようにして、構成部品は、ＰＣＢ上に位置する回路内に追加され得る。金属化パッド２８、３０は、金属化パッドとサポートとの間の結合を強化するために、また構成部品とＰＣＢ上のランドとの間に生み出されるはんだ接続を強化するために、サポートに接合され、Ｌ字形であることが好ましい。より具体的には、Ｌ字形金属化パッドは、パッドをサポートに、またパッドをＰＣＢランドに接続する表面積の量を増大する。表面積のこの増大は、構成部品のこれらの部分とＰＣＢとの間のより強力な結合をもたらす。サポート２０、２２の底面全体を、これらの表面の一部分だけを覆うのではなく、金属化パッド２８、３０に覆わせることによって、同様の利益が達成される。

代替的実施形態では、金属化パッド２８、３０は、異なる形状およびサイズで提供されてもよい。たとえば、一形態では、パッドは、サポート２０、２２の底面および側面の上に延在する概してＵ字形のパッドであってもよい。そのような構成は、金属化パッド２８、３０とサポート２０、２２との間の接続、および構成部品１０とＰＣＢ上に位置する対応するランドとの間の接続を、構成部品がそこにはんだ付けされた後で、強化することができる。たとえば、パッドの追加の側壁部分は、金属化パッドをサポートに接続する表面積の量を増大し、それにより、パッドとサポートとの間の強度を増大する。同様に、金属化パッドは、ＰＣＢ上の対応するランドにはんだ付けされ得るより多くの表面積を含み、それにより、これらの２つの物品間の接続の機械的強度を増大する。

他の形態では、金属化パッド２８、３０は、構成部品上に押圧されるクリップのように形成されてもよい。たとえば、パッドは、サポート２０、２２の端部の上に（たとえば、Ｕ字形の場合）、またはコアもしくは構成部品の側部と上部および底部との上に（たとえば、Ｃ字形の場合）押圧される概してＵ字形またはＣ字形であってよい。より具体的には、クリップは、サポート２０、２２上に押し嵌めまたは摩擦嵌めされても、接着剤によって固定されても、その両方であってもよい。他の形態では、金属化パッド２８、３０は、サポート２０、２２の底面に付着された金属コーティングを単に備えてもよい。さらに他の形態では、ワイヤ端部は、上記で論じたように、端子またははんだパッドを形成してもよい（たとえば、自己リード接続）。

図１および図２Ａ〜Ｄに示されているように、電子構成部品１０は、コア１２の主水平区間１８の少なくとも一部分の周りに巻かれたワイヤ３２をも含む。図の実施形態では、ワイヤ３２は、銅など導電性材料から作製され、構成部品がはんだ付けされたときＰＣＢ上の回路に電気的に接続され得るように金属化パッド２８、３０に電気的に接続される第１の端部３２ａおよび第２の端部３２ｂを有する。より具体的には、第１の端部３２ａは、金属化パッド２８に接続され、第２の端部３２ｂは、金属化パッド３０に接続される。両端部３２ａ〜ｂは、それぞれが金属化パッド２８、３０の底部からはみ出す量を最小限に抑えるように平坦化または押圧される。これは、金属化パッド２８、３０がＰＣＢ上の対応するランドから盛り上がることになる量を最小限に抑え、構成部品がＰＣＢにはんだ付けされたときワイヤ端部３２ａ〜ｂおよびパッド２８、３０が共にはんだで確実にコーティングされることになるようにする助けとなる。さらに、平坦化された端部３２ａ〜ｂは、構成部品１０がＰＣＢ上でよりまっすぐに置かれることを可能にし、構成部品の配置をより容易にする。上記のように、ワイヤ３２は、様々なサイズまたは寸法をとることができる。たとえば、一実施形態では、ワイヤ３２は、５２ゲージから５６ゲージのワイヤとすることができる。いくつかの実施形態では、構成部品の構成および形状に応じて、５４ゲージのワイヤが最適に機能する縮小されたサイズの構成部品をもたらすことができることが判明している。

図２Ａ〜Ｄに示されているように、電子構成部品１０は、ピックアンドプレース機械など業界標準の構成部品配置機器を使用して構成部品を拾い上げることができる平坦化された表面を提供するために構成部品に接続された上部部分またはカバー３８をも有してもよい。そのような上部部分３８は、電子構成部品の購入者によって広く使用され好まれるテープおよびリールのパッケージングでパッケージ化されることを可能にする。図の実施形態では、上部部分３８は、形状が概して矩形であり、外側側壁がそこから下向きに延びている。そのような構成は、上部部分３８が、ワイヤが巻かれたコア１２の少なくとも一部分の上、好ましくはコア１２、サポート２０、２２、およびワイヤ３２の上でカバーとして動作することを可能にする。チップフォーム全体およびワイヤの上に延在するカバーはまた、電流を搬送するワイヤ３２を覆い、それが電流を搬送している間、不注意で触れられることも短絡することもできないようにする追加の保護を提供する。

一形態では、上部部分３８は、アクリル製であり、真空ピックアンドプレース機器が構成部品をリールから取得および除去し、パッケージ化された構成部品１０をＰＣＢ上に配置するための大きい、概して平坦な上部表面を提供する。しかし、代替的形態では、上部部分３８は、構成部品１０の性能をさらに向上させるために、フェライトなど磁性材料製であってもよい。フェライトの上部部分は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている特許文献２でさらに論じられているように、構成部品１０のインダクタンスを著しく増大し、その漏れインダクタンスを低減することになる。いくつかの例では、上部部分またはカバー３８は、プラスチック（または他のポリマー）ラベルまたは紙ラベルなど、ラベルとして形成され得る。そのような向上された性能が必要とされない他の実施形態では、上部部分３８は、プラスチックまたは他の同様の材料から作製されてもよい。

そのような構成部品は、様々な応用例で使用され得、さらに応用例特有の使用のために設計され得る。より具体的には、構成部品の様々な部品（たとえば、コア１２、サポート２０、２２、ワイヤ３２、およびカバー３８）に使用される実際の材料は、構成部品が使用されることになる特定の応用例のために特に選択されてもよい。たとえば、より敏感なコイル３２を必要とする応用例では、より高い透磁率を有するコア材料が使用されることになる。材料の透磁率が高くなるほど、構成部品のインダクタンスが高くなり、より低い周波数で動作しているにもかかわらず、コイルが敏感になる。あるいは、構成部品がより高い周波数で、またはそれほど敏感でないコイルで動作することを応用例が必要とする場合、より低い透磁率値を有する材料が選択されてもよい。

一形態では、構成部品は、約０．７６ｍｍ（約０．０３０インチ）の長さ、約０．３３ｍｍ（約０．０１３インチ）の幅、および約０．５６ｍｍ（約０．０２２インチ）の高さを有する。本願には、そのような電子構成部品の１つまたは複数の例に関するさらなる仕様および情報を含む製品データシートが添付されている。

これらの構成は、Ｃｏｉｌｃｒａｆｔ（登録商標）０４０２チップインダクタなど、より大きい構成部品によって提供されるものと比較可能な、さらにはそれらより大きいインダクタンスおよびＱ値を構成部品が提供することを可能にすることになり、一方、著しく縮小された構成部品サイズを提供する。ワイヤ３２の選択されるその寸法、および巻き線の数が、全体的な構成部品性能パラメータを決定することになる。たとえば、ワイヤのより小さな長さ寸法および／またはより圧縮された巻き線は、細長い螺旋コイルではなく、より円形または環状のコイルをワイヤ３２に形成させることになる。これは、構成部品の磁束密度を増大することになり、これは、構成部品のインダクタンスおよびリアクタンスを増大させる。より具体的には、構成部品のリアクタンスは、この式によって決定され得る。

リアクタンス＝２π×周波数×インダクタンス

したがって、追加の巻き線は、インダクタンスを増大させることになり、次いで構成部品のリアクタンスを増大させる。構成部品のＱ値は、この式によって決定され得る。

したがって、リアクタンスの増大はまた、構成部品の抵抗が維持される、または低減されることになると仮定して、構成部品のＱ値の増大をもたらすことになる。図３〜図５に示されている実施形態では、ワイヤ巻き線の間隔もまた、望むなら、構成部品のインダクタンスをさらに変えるために変更されてもよい。

以下は、Ｃｏｉｌｃｒａｆｔ（登録商標）０４０２チップインダクタなど、より大きい構成部品と比較可能なインダクタンスおよびＱ値を有する構成部品を作り出す実施形態の特定の例について論じる。しかし、これらの実施形態は本発明に従って作製される構成部品の例にすぎず、本発明が当てはまる唯一の実施形態と解釈されるべきでないことを理解されたい。

両チップフォームのコア１２は、図６Ａ〜Ｂに示されている犬の骨形またはダンベル形チップフォームを形成するようにサイズが減少するのではなく、サポート２０、２２と同じ幅を維持する。これは、コアの周囲長および巻き線の直径を増大し、これは、構成部品がより大きい０４０２チップインダクタコイル構成部品と比較可能に動作することを可能にする。たとえば、０４０２チップインダクタの断面積は、０．０１４インチ（０．３５６ｍｍ）（長さ）×０．０１４インチ（０．３５６ｍｍ）（幅）であり、これは１．９６×１０^-4平方インチ（０．１２６４５ｍｍ²）に等しい。図２Ｃのコアの断面積は、０．０１４５インチ（０．３６８ｍｍ）（長さ）×０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）（幅）であり、これは２．９×１０^-4平方インチ（０．１８７１ｍｍ²）に等しい。

さらに、この実施形態についての長さ対幅比のアスペクト比は、値１に近づき、０４０２チップインダクタよりこの理想値に近い。より具体的には、図６Ａ〜Ｂの０４０２チップインダクタのアスペクト比は、次式である。

そのようなアスペクト比は、電子構成部品１０にとってより良好なＱ値を生む。

この実施形態は、Ｃｏｉｌｃｒａｆｔ（登録商標）０４０２チップインダクタと比較可能な、さらにはそれより良好なインダクタンスおよびＱ値の範囲を生ずることができるが、チップフォーム全体が縮小されることが可能であり、依然として比較可能なインダクタンスおよびＱ値の範囲を生ずる。そのような縮小されたチップフォームの例が図１〜図５に示されている。

図３および図４は、電子構成部品１０の別の実施形態の斜視図であり、Ｈ字形形態で（図３）、または犬の骨もしくはダンベル構成で（図４）示されている。図５に示されている実施形態では、図４のＨ字形チップフォームが使用される。これらの実施形態では、チップの高さ（Ｈ）、長さ（Ｌ）、および幅（Ｗ）が構成部品に関して示されている。図５Ａ〜Ｄは、Ｈ字形チップフォームの一実施形態のそれぞれ斜視図、正面図、側面図、および底面図である。本明細書に記載のように、驚くべきことに、電子構成部品がある長さ対幅比を有するようにこれらの寸法を操作することにより、構成部品の性能に著しく負の影響を及ぼすことなしに、構成部品のサイズを縮小することができ、さらには性能パラメータが改善することを可能にすることが発見された。

本記載の改善された電子構成部品を開発する際、１ＧＨｚより大きいＳＲＦ値を生じた４００〜６００ｎＨの範囲内のインダクタンス値を有し、一方、０．３６ｍｍ未満の構成部品幅を有する、または他の方法で０４０２シリーズチップのボード面積サイズを少なくとも６０％縮小するインダクタを提供するという目的があった。０４０２シリーズチップは、約０．５２ｍｍ²のボード面積を示すので、この目的は、ボード面積が０．２１ｍｍ²（０．５２からの６０％縮小を表す）より小さい構成部品を作り出すことであった。

表１は、これらの目的を念頭にテストされた様々な電子構成部品の性能値を示す。より具体的には、表１は、互いに照らしてテストされた５６０ｎＨのインダクタンスを有する６つの異なる電子構成部品の様々なパラメータおよび値を示す。表１において０４０２および０２０１として識別されている最初の２つの構成部品は、従来技術の構成部品を表す。０４０２構成部品は、本明細書で論じられている従来技術の０４０２シリーズチップを表し、これに照らしてサイズ縮小が測定される。名前が示すように、０４０２構成部品は、４０ミル（または０．０４０インチ（１．０２ｍｍ））の長さ、および２０ミル（または０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ））の幅を有し、それにより２．０の長さ対幅比をもたらす。表でわかるように、この製品は、１．０ＧＨｚ閾値より大きい１．２ＧＨｚのＳＲＦを有するが、０．５２ｍｍ²のボード面積を有する。第２の従来技術の構成部品、０２０１デバイスは、１．７０対１の長さ対幅比を有する。この構成部品は、ボード面積サイズを０．１４４ｍｍ²に著しく縮小したが、１．０ＧＨｚＳＲＦ値の目標を達成することができなかった。

この範囲（ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の他端では、テストサンプル４は、３．２５の長さ対幅比を有する構成部品であった。この構成部品は、１．０ＧＨｚＳＲＦ値を満たすことができるが、ボード面積は、０．２５ｍｍ²に縮小されただけであり、これは、０４０２シリーズチップから５０％を超えるサイズ減を依然として表しているが、６０％サイズ減の目的を満たすには十分でなかった。

４００〜６００ｎＨ範囲内のインダクタンス値について１ＧＨｚＳＲＦのこれらの目的を満たすためには、驚くべきことに、構成部品の長さ対幅比を約２．１から約２．５の範囲内に修正することにより、これらの結果を達成することができることが発見された。表１が示すように、サンプル１、２、３はそれぞれ、６０％を超えるサイズ減を示し、一方、１．０ＧＨｚの最小ＳＲＦの目的を満たすこともできる電子構成部品を表す。これらの構成部品のそれぞれは、約２．１から約２．４の範囲内の長さ対幅比で作り出される。これらの３つのサンプルのうち、サンプル１は、０．１７ｍｍ²のボード面積および１．７ＧＨｚの最高ＳＲＦ値を有する最も小さい構成部品をもたらしたが、１５０ｎＨ／Ω（高いことが望ましい特性）のインダクタンス対ＤＣＲ比は、サンプル２、３のものより低かった。サンプル２は、サンプル１のものより著しく高い２４０ｎＨ／Ωのインダクタンス対ＤＣＲ比を有する、サイズおよびＳＲＦ値がサンプル１のものに非常に似ている構成部品（それぞれ０．１８ｍｍ²および１．６ＧＨｚ）を表す。したがって、いくつかの例では、約２．２から２．４の範囲内、より具体的には２．４の長さ対幅比を有する電子構成部品が、構成部品のサイズおよび性能特性を最適化することになる。

本開示は、表面実装誘導性構成部品の例を提供する。構成部品は、主水平部分と、そこから延びるサポートとを有する小型チップフォームを含む。いくつかの例はパッドをも含み、たとえばチップフォームをプリント回路板に電気的に接続するためにサポートに接続された金属化パッドを含む。ワイヤが、チップフォームの主水平部分の少なくとも一部分の周りに巻かれる。ワイヤは、たとえば５２ゲージから５６ゲージのワイヤ（たとえば、５４ゲージのワイヤ）とすることができる。ワイヤは、第１の端部および第２の端部がそれぞれのパッドに接続されている。誘導性構成部品は、約２．１から約２．５の範囲内の長さ対幅比を有する。いくつかの例では、誘導性構成部品は、約２．２から約２．４の範囲内の長さ対幅比を有する。他の例では、誘導性構成部品は、約２．４の長さ対幅比を有する。

いくつかの実施形態では、誘導性構成部品は、コアを含む。誘導性構成部品および／またはコアは、フェライト材料を含むことができる。また、誘導性構成部品および／またはコアは、犬の骨、ダンベル、またはＨ字形構成の少なくとも１つを含むことができる。

いくつかの実施形態は、約４００ｎＨから約６００ｎＨの範囲内のインダクタンス、より具体的には、約５６０ｎＨのインダクタンスを有する誘導性構成部品を含む。

誘導性構成部品は、１ＧＨｚより大きいＳＲＦを示す。いくつかの例では、構成部品は、少なくとも約１．２ＧＨｚ、少なくとも約１．５ＧＨｚ、少なくとも約１．６ＧＨｚ、または少なくとも約１．７ＧＨｚのＳＲＦを示す。

いくつかの例では、誘導性構成部品は、約５５０ｎＨ／Ω以下のインダクタンス対ＤＣＲ比を示す。他の例では、誘導性構成部品は、約５１０ｎＨ／Ω、約３００ｎＨ／Ω、約２４０ｎＨ／Ω、または約１５０ｎＨ／Ω以下のインダクタンス対ＤＣＲ比を示す。

誘導性構成部品は、約０．３６ｍｍ未満の幅を有する。誘導性構成部品のいくつかの例は、約０．２５ｍｍ²以下のボード面積を有することになる。いくつかの例では、誘導性構成部品は、誘導性構成部品は、０．２１ｍｍ²以下、または約０．５２ｍｍ²の面積を有する０４０２シリーズチップのものより６０％小さい面積を有することになる。他の例では、誘導性構成部品は、約０．２０ｍｍ²以下、約０．１８ｍｍ²以下、または約０．１７ｍｍ²以下のボード面積を有することになる。

いくつかの形態では、誘導性構成部品は、約２．４対１の長さ対幅比、約０．１８ｍｍ²のボード面積、約１．６ＧＨｚのＳＲＦ値、約２４０ｎＨ／Ωのインダクタンス対ＤＣＲ比、および／または約２．４：１ＧＨｚ／ｍｍのＳＲＦ／長さ比を有する。

電子構成部品は、５２ゲージから５６ゲージの範囲内のワイヤを使用することができる。たとえば、電子構成部品は、５４ゲージのワイヤを使用することができる。

電子構成部品は、硬磁性材料および軟磁性材料、ならびに／またはフェライトなど、磁性材料を含めて、様々な材料から形成され、またはそれらを含むことができる。

本記載の電子構成部品は、たとえば、スマートフォンまたは手首着用のモバイル電子デバイス（たとえば、スマートウォッチ）などモバイル電子デバイスを含めて、様々なデバイスで使用され得る。

本開示はまた、電子構成部品を形成する方法を提供する。一例では、この方法は、コアおよび／または電子構成部品、たとえば本明細書に記載のコアおよび／または構成部品のうちの１つを提供することを含む。いくつかの実施形態では、コア／構成部品は、ワイヤが巻かれ得る狭い部分（たとえば、縮小された直径／幅部分）を有する。コア／構成部品は、約２．１から約２．５の範囲内の長さ対幅比を有する。この方法は、狭い部分周りに第１の端部および第２の端部を有するワイヤ（たとえば、５４ゲージのワイヤ、または５２ゲージから５６ゲージの範囲内の他のワイヤ）を含む。この方法は、第１の端部および第２の端部を端子に接続すること、または電子構成部品を回路に取り付けるために第１の端部および第２の端部から端子を形成することをさらに含む。

ワイヤの第１のもの、および第２のものは、構成部品が従来のはんだ付け技法を介してＰＣＢにはんだ付けされたとき構成部品とＰＣＢとの間に強い電気接続がなされるように、端子を形成するために厚膜を金属化する際に埋め込まれ得る。しかし、代替的実施形態では、ワイヤ端部は、端子に積み重ねること、または溶接することによってなど、他の従来の方法を使用して、構成部品の端子または他のパッドに接続されてもよい。

本開示は、本技術の好ましい実施形態および例について述べている。当業者なら、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなしに上述の実施形態に関して多種多様な修正、変更、および組合せをなすことができること、およびそのような修正、変更、および組合せは、本発明の概念の範囲内にあると見なされるべきであることを理解するであろう。さらに、一実施形態の特徴は、望むならさらに他の実施形態を提供するように他の実施形態の特徴と組み合わされ得ることをも理解されたい。本開示内に引用されている参照はすべて、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。

１０ 電子構成部品
１２ コア
１２ａ、３２ａ 第１の端部
１２ｂ、３２ｂ 第２の端部
１２ｃ 主水平区間
２０ 第１のサポート
２２ 第２のサポート
２８、３０ 金属化パッド
３２ ワイヤ
３８ カバー

Claims (33)

1. 表面実装可能な誘導性構成部品であって、
   主水平部分、およびそこから延びるサポートを有する小型チップフォームと、
   前記チップフォームをプリント回路板に電気的に接続するために前記サポートに接続された端子と、
   前記チップフォームの前記主水平部分の少なくとも一部分の周りに巻かれたワイヤであって、前記端子を形成する、またはそれぞれの端子に接続される第１の端部および第２の端部を有するワイヤとを備え、
   約２．１から約２．５の範囲内の長さ対幅比を有することを特徴とする誘導性構成部品。
2. 約２．２から約２．４の範囲内の長さ対幅比を有することを特徴とする請求項１に記載の誘導性構成部品。
3. 約２．４の長さ対幅比を有することを特徴とする請求項１に記載の誘導性構成部品。
4. コアをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
5. 前記誘導性構成部品および／またはコアは、フェライト材料を含むことを特徴とする請求項４に記載の誘導性構成部品。
6. 前記誘導性構成部品および／またはコアは、犬の骨、ダンベル、またはＨ字形構成の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４または５に記載の誘導性構成部品。
7. 約４００ｎＨから約６００ｎＨの範囲内のインダクタンスを示すことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
8. 約５６０ｎＨのインダクタンスを示すことを特徴とする請求項７に記載の誘導性構成部品。
9. １ＧＨｚより大きいＳＲＦを示すことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
10. 少なくとも約１．２ＧＨｚのＳＲＦを示すことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
11. 少なくとも約１．５ＧＨｚのＳＲＦを示すことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
12. 少なくとも約１．６ＧＨｚのＳＲＦを示すことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
13. 少なくとも約１．７ＧＨｚのＳＲＦを示すことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
14. 約５５０ｎＨ／Ω以下のインダクタンス対ＤＣＲ比を示すことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
15. 約５１０ｎＨ／Ω以下のインダクタンス対ＤＣＲ比を示すことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
16. 約３００ｎＨ／Ω以下のインダクタンス対ＤＣＲ比を示すことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
17. 約２４０ｎＨ／Ω以下のインダクタンス対ＤＣＲ比を示すことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
18. 約１５０ｎＨ／Ω以下のインダクタンス対ＤＣＲ比を示すことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
19. 約０．３６ｍｍ未満の幅を有することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
20. 約０．２５ｍｍ²未満の面積を有することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
21. 約０．２０ｍｍ²未満の面積を有することを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
22. 約０．１８ｍｍ²未満の面積を有することを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
23. 約０．１７ｍｍ²未満の面積を有することを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
24. 約２．４対１の長さ対幅比、約０．１８ｍｍ²のボード面積、約１．６ＧＨｚのＳＲＦ値、約２４０ｎＨ／Ωのインダクタンス対ＤＣＲ比、および約２．４：１ＧＨｚ／ｍｍのＳＲＦ／長さ比を有することを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
25. 前記ワイヤは、５２ゲージから５６ゲージの範囲内のサイズを有することを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
26. 前記ワイヤは、５４ゲージのワイヤであることを特徴とする請求項１乃至２５のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
27. 磁性材料を含むことを特徴とする請求項１乃至２６のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
28. 硬磁性材料および軟磁性材料のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至２７のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
29. フェライトを含むことを特徴とする請求項１乃至２８のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
30. モバイル電子デバイス内で使用されることを特徴とする請求項１乃至２９のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
31. スマートフォン内で使用されることを特徴とする請求項１乃至３０のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
32. 手首着用のモバイル電子デバイス内で使用されることを特徴とする請求項１乃至３１のいずれか一項に記載の誘導性構成部品。
33. 表面実装可能な誘導性構成部品であって、
    主水平部分、およびそこから延びる細長い端部を有する小型チップフォームであって、前記水平部分は、前記細長い端部より小さい断面を有する、小型チップフォームと、
    前記チップフォームの前記主水平部分の少なくとも一部分の周りに巻かれたワイヤであって、構成部品を回路に取り付けるために各細長い端部に接続される、または各細長い端部上にそれぞれの端子を形成する第１の端部および第２の端部を有するワイヤとを備え、
    約２．１から約２．５の範囲内の長さ対幅比を有することを特徴とする誘導性構成部品。

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