TW201921389A - 利用磁性膜的耦合電感器結構 - Google Patents

Abstract

本文揭示一種電感器，其包括一第一導線、一非導電材料、與一外殼。該非導電材料可覆蓋該第一導線，其中該第一導線的各端部的一部分未被覆蓋。該外殼可包括一頂部與一底部，且包括至少一磁化層以及在第一部分與第二部分之間的至少一間隙。該外殼還可圍繞該非導電材料的一部分。

Description

利用磁性膜的耦合電感器結構

本文敘述的實施例係關於磁性被動電路組件的領域。更具體地，這些實施例係關於用於創建電感裝置的結構與方法。

磁性裝置，諸如例如電感器，可用於各種電路中。可使用電感器來抵抗電流的波動。電感器的電流穩定特性使其在電源供應電路與電壓調節電路中是有用的，有助於產生低雜訊功率信號。電感器也可以用在無線電路中，特別是作為天線電路的一部分。
相較於其他電路組件，電感器設計可能佔據大量的電路板空間。因此，一些電子裝置，具體來說諸如智慧型手機的小型可攜式裝置，例如，可能使用最少量的電感器來節省空間。限制電感器的數量可能導致更複雜的電路設計，且性能降低。需要一種電感器設計，其可實施至電路中而不會佔據大量的空間。

揭示了電感裝置的各種實施例。廣地來說，揭示一種電感器，其包括一第一導線、一非導電材料、與一外殼。該非導電材料可覆蓋該第一導線，其中該第一導線的各端部的一部分未被覆蓋。該外殼可包括一頂部與一底部，且包括至少一磁化層以及在第一部分與第二部分之間的至少一間隙。該外殼還可圍繞該非導電材料的一部分。
在一進一步實施例中，該第一導線的橫截面可包括至少四個側邊。在另一實施例中，該外殼的該頂部可包括複數個磁化層，其中各層由一層非導電材料分隔，且其中各磁化層的磁性特性彼此不同。
在一實施例中，一第二導線可由該非導電材料圍繞。該第二導線可平行於該第一導線，且該非導電材料可填充在該第二導線與該外殼之間以及在該第二導線與該第一導線之間的一區域。
在另一實施例中，該第一導線與該第二導線兩者的橫截面可各自對應於六邊形形狀。該第一導線的至少一相鄰側邊可傾斜於該第二導線的一最近側邊。
在一進一步實施例中，該外殼的該頂部的橫截面可包括形成於該第一導線與該第二導線之間的一通道。該通道的深度可經組態成給予預定量的電感給該第一導線與該第二導線。在一實施例中，該外殼的該頂部可包括一第一部分與一第二部分，其中在該第一部分與該第二部分之間有另一間隙。

本申請案主張美國臨時專利申請案第62/398,352號的優先權，其標題為「COUPLED INDUCTOR STRUCTURES UTILIZING MAGNETIC FILMS」，申請於2016年9月22日，在此將其全文以引用方式併入本文中，如同在本文中完全且完整地提出一般。
因為尺寸與成本的限制，電感器可能未充分利用於小型可攜式電子設備中。電感器可改良一些電源供應、電壓調節、無線、與電流調節設計的性能。因此，優點可存在於具有小型且具成本效率的電感器設計來用於可攜式電子設備中。在一些實施例中，可為有利的是，納入一或多個電感電路元件，該等電感電路元件經耦合至一積體電路(IC)、安裝在IC的封裝上或內，藉此釋放一電路板上的空間。
注意到，「電感器」是指抵抗流過其中的電流的變化的電子組件。當電流流過電感器時，因電流流動產生的一些能量會暫時儲存在磁場中。當通過電感器的電流改變時，所產生的磁場變化會引起電感器中的電壓，此電壓對抗電流的變化。磁場所施加之對抗電流變化的量係以電壓對電流變化率的比率來表示其特徵，其通常稱為電感。電感器可用於各種電路應用中，且可使用各種製造方法來建構，以實現期望的電感值。
圖1中呈現了電感器的實施例的兩個視圖。電感器100的三維視圖展示於圖1a中，而橫截面視圖展示於圖1b中。電感器100包括由非導電材料104圍繞的導線101a與101b。一磁化外殼係創建自上磁化外殼區段102與下磁化外殼區段103。磁化外殼區段102與103藉由外殼間隙105a與105b而彼此分離。導線101a與101b的各端部延伸超過非導電材料104與磁化外殼區段102與103，並且可耦合至各別的電路節點，藉此將電感添加至經由導線101a-b傳輸的信號。在一些實施例中，端子可耦合至導線101a-b的各端部，從而提供從電感器100至各別電路節點的連接點。
導線101a-b可由任何合適的導電材料組成，例如但不限於金、銅、鋁等。導線101a-b係展示為形狀大約相等。但是，在其他實施例中，導線101b可具有與導線101a不同的形狀。雖然展示了兩條導線101，但是可使用任何合適的數量，例如一條導線、或者三或更多條導線。非導電材料104可包括任何合適的物質，例如但不限於二氧化矽（即，玻璃）、橡膠、塑料、或其組合。非導電材料104可用於填充介於導線101a-b與磁化外殼區段102a-b及103a-b之間的空間，從而提供對於導線101a-b的支撐，並且將導線101a-b彼此傳導隔離以及將導線101a-b與磁化外殼區段102與103傳導隔離。上磁化外殼區段102與下磁化外殼區段103沿著導線101a-b的長度共同形成一磁化外殼，從而增加與導線101a-b相關聯的電感量。磁化外殼區段102與103可由能夠磁化的任何合適化合物組成，包括但不限於，用鐵、鈷、或鎳製成的材料。
各導線101a-b中的電感量可基於電感器100的幾個特性來決定。例如，磁化外殼區段102與103的長度以及磁化外殼區段102與103的磁性特性可影響在導線101a-b任一者中流動的電流所產生的磁場。導線101a-b的各者曝露於磁場的表面積可進一步影響電感量，以及介於導線101a-b的各者的外表面與磁化外殼區段102與103的內表面之間的距離。
在所示的實施例中，導線101a-b彼此傳導隔離，但係電感耦合。行經通過導線101a的電流可增加或減小導線101b上的電感，且反之亦然。若各導線中的電流是呈相同的方向，則可增加各導線上的電感量。相反地，若電流是呈相反的方向，則可減少各導線中的電感量。
可包括外殼間隙105a-b，來控制電感器100的飽和電流。如本文所使用的，「飽和電流(saturation current)」對應於：導致磁化外殼區段102與103中的一或兩者達到磁場極限之通過導線101a或導線101b的電流量。通過導線101a或導線101b的電流增加了磁化外殼區段102與103中的磁場。當通過導線的電流增加時，外殼區段的磁場也增加。飽和電流對應於導致磁化外殼區段102或103（或兩者）達到磁化極限（即，磁化外殼區段102或103中的磁場以相同速率停止增加）之通過導線的電流量。若通過電感器100的任一導線的電流達到飽和電流，則行經電感器100的信號可能不會受到預期的電感量，且耦合至電感器100的電路的操作可能受到負面影響。
可在電感器100的製造期間調整外殼間隙105a-b的形狀與相對間隔，以修改飽和電流的位準。例如，增加外殼間隙105a及/或外殼間隙105b的寬度可增加飽和電流，從而允許電感器100傳遞更高的電流值。外殼間隙105a與105b還可使得電感器100的製造更容易，因為磁化外殼區段102與103之間的輕微的不對準可能不會對電感器100的特性有顯著的影響。
注意到，圖1的電感器100僅是實例，用於示範所揭示的概念。所示的組件不一定按比例繪示。所示的形狀雖然用直線繪示，但可包括符合製造製程（例如半導體製造製程）的曲線與鋸齒狀邊緣。
移往圖2，繪示了另一電感器的實施例的橫截面。電感器200是圖1的電感器100的變型，且包括由非導電材料204圍繞的導線201a與201b。一磁化外殼係創建自上磁化外殼區段202a與202b以及下磁化外殼區段203a與203b。各磁化外殼區段202a-b與203a-b藉由外殼間隙205a-d之一者而與最接近的相鄰外殼區段分開。類似於電感器100，導線201a與201b的各端部可耦合至各別的電路節點，藉此將電感添加至經由導線201a與201b傳輸的信號。電感器200的組件對應於電感器100的類似命名與編號的組件的敘述，除了以下所述的差異之外。
可加入外殼間隙205c與205d，來進一步控制電感器200的飽和電流。類似於電感器100的敘述，磁化外殼區段202a-b與203a-b之間的間隙可增加電感器200的飽和電流。加入外殼間隙205c-d至外殼間隙205a-b可進一步增加飽和電流位準，從而允許電感器200傳遞比沒有外殼間隙205c-d時更高的電流。
另外，在一些製造製程中，外殼間隙205c-d的寬度可以比外殼間隙205a-b的寬度更容易控制。雖然示出了四個間隙，但是可包括任何合適數量的外殼間隙205，諸如例如，移除外殼間隙205d，使得僅包括三個間隙。此外，外殼間隙205c-d可以放置在沿著磁化外殼區段202a-b與203a-b的任何合適的點處。但是，外殼間隙205c-d的不對稱對準可能會導致導線201a的飽和電流相較於導線201b來說有所不同。
注意到，圖2的電感器200 僅是一個實例，用於示範的目的。一些操作細節已經省略，以聚焦於所揭示的技術特徵。所示的組件可能非按比例繪示。其他實施例可包括更多的組件。
轉看圖3，繪示了電感器的兩個類似實施例。圖3(a)描繪了一電感器的一進一步實施例的橫截面，且圖3(b)描繪了一電感器的一類似實施例的橫截面，該電感器包括在一磁性外殼中的一通道。電感器300是圖1的電感器100的另一實施例，且包括由非導電材料304圍繞的導線301a與301b。如同電感器100，一磁化外殼係創建自上磁化外殼區段302a與下磁化外殼區段303。磁化外殼區段302a與303藉由外殼間隙305a與305b而彼此分離。導線101a與101b的各端部延伸超過非導電材料104與磁化外殼區段102與103，且可耦合至各別的電路節點。
在所示實施例中，電感器300的形式與功能類似於電感器100的敘述。相較於電感器100，電感器300包括上磁化外殼區段302a的延伸部，該等延伸部在外殼間隙305a與305b的旁邊。這些延伸部可提供額外的控制，用於設定電感器300中的所欲飽和電流。
此外，導線301a與301b具有六邊形形狀，此係藉由去除各導線的頂部兩個隅角來創建倒角或斜面邊緣而創建。在一些實施例中，藉由減小導線301a與301b各者的相鄰相向側邊的表面積，靠近電感器300的中心的兩個斜面邊緣可減少導線301a與導線301b之間的電感耦合量。最接近電感器300的外部邊緣的兩個斜面邊緣允許使上磁化外殼區段302a更接近各導線301a-b。使磁化外殼更靠近導線可以允許導線301a-b處於來自上磁化外殼區段302a的磁場的較強部分中，藉此創建通過導線301a-b的更高位準電感。
圖3(b)的電感器310包括電感器300的特徵，其中添加通道306至上磁化外殼區段302b。類似於電感器300，電感器310包括導線301a-b、非導電材料304、與下磁化外殼區段303。
相較於電感器300，電感器310包括平行於導線301a-b的通道306。在所示的實施例中，通道306允許上磁化外殼區段302b的部分更靠近各導線301a-b，藉此增加上磁化外殼區段302b與導線301a-b之間的電感耦合。在一些實施例中，當通道306的添加與導線301a-b的斜面邊緣設計組合時，可藉由允許通道306更接近各導線301a-b而不發生電性接觸而進一步獲益。
可調整通道306的深度（由圖3(b)中的標號「d」表示），以給予特定的特性給電感器310。更大的深度可提供上磁化外殼區段302b與導線301a-b之間更多的耦合，但是會減少導線301a與導線301b之間的電感耦合。可同樣地調整通道306的寬度（由圖6中的標號「h」表示），以修改電感器310的特定特性。
注意到，圖3的電感器300與310是實例，用於示範的目的。一些操作細節已經省略，以聚焦於所揭示的技術特徵。在其他實施例中，可包括額外的組件，例如額外的導線301。所示組件的相對尺寸與形狀並非意欲按比例繪示，且可基於各電感器300與310的結構中使用的製造製程而有不同。雖然電感器310展示出通道306作為上磁化外殼區段302b的一部分，但是在其他實施例中，除了通道306之外或代替通道306，可創建另一通道作為下磁化外殼區段303的一部分。
進行至圖4，描繪了一電感器的一實施例的一部分的橫截面，該電感器具有一梯度式磁性外殼。電感器400可對應於電感器100或電感器200的一部分，且繪示出了一磁化外殼的一更詳細實施例。電感器400包括導線401與下磁化外殼區段403。多個磁化外殼區段層402a-d放置在多個非導電材料層404a至404d之間。
在所示的實施例中，藉由層疊磁化外殼區段層402a-d，且用非導電材料層404b至404d分隔各磁化層，來創建一上外殼區段。在一些實施例中，各磁化外殼區段層402a-d可具有不同的磁性特性。磁化物體的磁場在與物體距離增加的情況下較弱。若來自磁化外殼區段層402a的磁場與磁化外殼區段層402d相同，則導線401將更多地受到層402a的磁場的影響，相較於層402d來說。藉由相對於層402a增加磁化外殼區段層402d的磁場的強度，導線401可受到來自各磁化層的相似量的磁場。
在所示的實施例中，各磁化外殼區段層402a-d的磁場對應於其離導線401的各別距離而增加。在一些實施例中，各磁化外殼區段層402a-d的磁場可藉由下列決定：調整層402的厚度、使用不同的材料來創建各層402、使各層受到不同的磁化處理、或其任何組合。此外，可調整各非導電材料層404a至404d的厚度及/或組成物，以產生電感器400的所需特性。
層疊的磁性外殼可提供一種方法來調整通過導線401的電感量，以及提供一種方法來調整電感器400的飽和電流。雖然未示出，但也可使用此層疊方法來創建下磁化外殼區段403。
注意到，圖4中所示的實施例是例示性結構。僅展示電感器400的一部分來突顯所揭示技術特徵的特定態樣。在其他實施例中，可使用任何合適數量的層。所示實施例可與本文揭示的其他電感器結構結合使用。
現在前往圖5，展示了一電感器的一實施例，其具有不同形狀的導線。電感器500是圖1中的電感器100的另一變型。類似於電感器100，電感器500包括由非導電材料504圍繞的兩導線501a-b。上與下磁化外殼區段（分別為502與503）共同地形成圍繞導線501a-b的磁化外殼。電感器100的敘述適用於電感器500，除了以下的說明之外。
在所示的實施例中，電感器500與電感器100的不同之處在於導線501a-b的橫截面形狀。電感器100的導線101a-b的橫截面係展示為矩形，而導線501a-b的橫截面係繪示為不對稱的五邊形形狀。導線501a-b的相向側邊506彼此有角度地遠離，例如彼此傾斜，藉此減少導線501a與導線501b之間的電感耦合量。可調整側邊506的角度，以達到導線501a與501b之間的所欲耦合量。
導線501a-b的其他側邊可大約平行於上與下磁化外殼區段502與503的對應側邊而創建。藉由使導線501a-b的側邊平行於磁化外殼的對應側邊，導線501a與501b以及上與下磁化外殼區段502與503之間耦合的磁場可以增加，且在一些實施例中，可更均勻，相較於電感器100來說。導線501a-b係展示為形狀大約相等。但是，在其他實施例中，導線501b可具有與導線501a不同的尺寸及/或形狀。
注意到，如本文所使用的，「平行(parallel)」並非意在暗示兩個完全等距的物體。相反地，「平行」意在敘述在當代製造能力的限制內，二或更多個彼此距離大約統一的物體。注意到，所屬技術領域中具有通常知識者將理解到，如本文所使用的，平行的導線是指彼此實質上平行的二或更多條導線，但是因為製造能力的限制，彼此可歪斜數度。
進一步注意到，圖5只是實例。在其他實施例中，電感器500的結構可能與所示的結構不同。例如，雖然展示了各導線的五個側邊，但是可使用任何合適數量的側邊，以對應於對應的磁性外殼的各種形狀。
現在轉往圖6，展示了一電感器的另一實施例，其具有在一磁性外殼中的一通道。電感器600在結構上類似於圖3(b)中的電感器310。電感器600的組件如同上面相關於電感器310所描述的，除非另有說明。電感器600包括導線601a-b、非導電材料604、以及上與下磁化外殼區段602與603。通道606包括在上磁化外殼602中。電感器600不同於電感器310之處在於不包括上磁化外殼區段302a的延伸部，留下類似於相關於圖1中的電感器100所述的外殼間隙105a與105b之外殼間隙605a與605b。排除這些延伸部可簡化製造電感器600的製程。
注意到，圖6中的電感器600僅是一個實例，用於示範的目的。一些操作細節已經省略，以聚焦於所揭示的技術特徵。所示的結構可能非按比例繪示。其他實施例可包括更多的組件。
轉看圖7，繪示了一電感器的一實施例，其係藉由組合兩個類似的電感結構而創建。第一電感結構700a包括導線701a-b，導線701a-b由非導電材料704a圍繞並且由磁化外殼區段702a部分覆蓋。第二電感結構700b包括導線701c-d，導線701c-d由非導電材料704b圍繞並且由磁化外殼區段702b部分覆蓋。
電感器700係藉由將結構700b反轉並且將其附接至結構700a的底部以組合電感結構700a與700b而形成。在一些實施例中，電感結構700a與700b兩者可在半導體製造製程中創建。結構700a可使用任何合適的黏著劑（諸如例如非導電環氧樹脂）而附接至結構700b。間隙703可包括黏著劑以及額外的非導電材料。類似於相關於圖1中的電感器100所討論的外殼間隙105a-b，可調整結構700a與700b之間的間隙703，以實現所需的特性，例如電感量，並且控制通過導線701a-d的飽和電流的位準。在一些實施例中，導線701a-d可彼此傳導隔離，從而導致電感器700能夠傳送四個個別的信號。在其他實施例中，導線701a與701b可分別傳導地耦合至導線701c與701d，從而導致電感器700能夠傳送兩個信號。在此種實施例中，可使用任何合適的方法來附接導線701a與701c以及導線701b與701d，例如毗鄰側上的金屬凸塊、金屬通孔等。
注意到，圖7只是實例。雖然在結構700a與700b的各者中展示了兩條導線，但是可使用任何合適數量的導線。在本文中揭示的其他電感結構可與相關於電感器700所揭示的概念結合使用。
移往圖8，繪示了一電感器的另一實施例，其係藉由組合兩個類似的電感結構（具有減少數量的導線）而創建。一第一電感結構800a包括導線801a，導線801a由非導電材料804a圍繞並且由磁化外殼區段802a部分覆蓋。第二電感結構800b包括導線801b，導線801b由非導電材料804b圍繞並且由磁化外殼區段802b部分覆蓋。
電感器800在設計上類似於電感器700，且電感器700的敘述可因此適用於電感器800。電感器800示範了各結構800a與800b使用不同數量的導線。結構800a與800b各分別包括導線801a與801b，而不是每個結構有兩條導線。導線801a-b可經附接，以形成通過電感器800之一單個導體，或者可經隔離，以使電感器800包括兩個導體。如上面針對電感器700所述的，可調整結構800a與800b之間的一間隙（間隙803）的寬度，以修改電感器800的電感參數。
注意到，圖8僅是實例，用於示範所揭示的概念。所示組件的相對尺寸與形狀並非意欲按比例繪示，且可基於電感器800的結構中使用的製造製程而有不同。
現在轉看圖9，展示兩個圖式。圖9(a)繪示了一電感器的一實施例，其係藉由組合兩個類似的電感結構而創建，其包括在兩個結構之間的一間隙，而圖9(b)繪示了一電感器的一類似實施例，但是在兩個結構之間沒有間隙。電感器900是圖7中展示的電感器700的另一變型。電感器900包括一第一電感結構900a，第一電感結構900a包括導線901a-b，導線901a-b由非導電材料904a圍繞並且由磁化外殼區段902a部分覆蓋。一第二電感結構900b包括導線901c-d，導線901c-d由非導電材料904b圍繞並且由磁化外殼區段902b部分覆蓋。電感結構900a與900b還分別包括通道905a與905b。
電感器900可如同上面相關於電感器700所述地創建。通道905a與905b的添加可提供用於控制電感器900的參數（例如導線901a至901d上的電感位準與飽和電流位準）之額外能力。雖然通道905a-b係展示為具有類似的形狀（包括寬度與深度），但各通道可獨立地塑形，以實現所需的特性。在一些實施例中，可省略通道905a-b的任一者，而在電感器900的一側上留下單個通道。
類似於相關於圖7中的電感器700所討論的間隙703，可調整結構900a與900b之間的間隙903，結合通道905a與905b，以進一步實現所欲的特性。導線901a-d可彼此傳導隔離，從而導致電感器900能夠傳送四個個別的信號。
類似於電感器900，圖9(b)中的電感器910包括電感結構910a與910b，電感結構910a與910b各自具有一各別的磁化外殼，磁化外殼區段902c與磁化外殼區段902d。磁化外殼區段902c與902d各自包括通道905c與通道905d的各別一者。電感器910不同於電感器900之處在於去除了間隙903。電感器900的導線901a與901c相接以及導線901b與901d相接，以分別創建導線901e與901f。導線901e與901f的兩個半部各自包括在電感結構910a與910b中，且可使用任何合適的方法附接，例如毗鄰側上的金屬凸塊、金屬通孔等。類似地，非導電材料904a與904b係相接，以形成單個非導電材料904c而圍繞導線901e與901f兩者。
磁化外殼902c與902d係繪示為相接觸的。但是，在其他實施例中，磁化外殼902c與902d可經修整或以其他方式縮短，以在電感器910的一側或兩側上的兩個磁化外殼之間留下一間隙。另外，電感器910不同於電感器900之處在於關於導線901e與901f的形狀，導線901e與901f在隅角處呈斜面，類似於圖3的導線301a與301b。對導線901e與901f的這些隅角進行斜面處理，可增加對磁化外殼區段902c與902d的電感耦合。
在一些實施例中，針對類似尺寸的電感器，電感器910可提供比本文揭示的其他實施例的一些電感器更高的電感量。導線901e與901f的相鄰側邊可在兩條導線之間提供例如大於圖3中的導線301a與301b之更大量的電感耦合。此外，改變通道905c與905d各者的寬度與深度的能力，可提供用於調整從磁化外殼902c與902d耦合至各導線901e與901f的電感量之能力。
注意到，圖9中的電感器900與910僅是實例。組件的相對形狀與尺寸針對各種實施例也可不同，包括，例如，本文別處所示的各種幾何形狀。例如，可省略導線901e與901f的斜面隅角，使導線為矩形形狀。在其他實施例中，包括在電感器900中的導線901的數量可改變。
現在移往圖10，繪示了一電感器的一實施例的對準，該電感器係藉由組合兩個類似的電感結構而創建。電感器1000是圖7中的電感器700所揭示的概念的一進一步變型。電感器1000包括一第一電感結構1000a，第一電感結構1000a包括導線1001a-b、非導電材料1004a、磁性外殼區段1002a、與通道1005。一第二電感結構1000b包括導線1001c-d、非導電材料1004b、與磁性外殼區段1002b。
注意到，在繪示的實施例中，電感結構1000a-b是不相似的，因為結構1000a包括通道1005，而結構1000b不包括一通道。此外，導線1001a-b係大致五邊形形狀，而導線1001c-d是矩形形狀。包括不相似處係為了說明要連接成一單個電感器的電感結構不需要是彼此的「鏡像」。
放大視圖1003繪示結構1000a與結構1000b的不對準的詳細圖像。在繪示的實施例中，兩個結構的不對準（具體來說是磁性外殼區段1002a至1002b）可能導致電感器1000的非所欲特性。在一些實施例中，通過電感器1000的電感量可能因為不對準而減少。可利用其他調整（如本文所揭示的）來減輕因為不對準所產生的可能減少。例如，導線1001a-d的尺寸與形狀的任何組合、通道1005的寬度與深度、磁性外殼區段1002a至1002b的厚度、以及其他特性都可調整，以補償因為製造製程的公差所導致之電感量的可能減少。
注意到，電感器1000不包括在磁化外殼區段1002a-b的最接近點處之磁化外殼區段1002a-b的延伸部。參見圖1中的電感器100，上磁化外殼區段102與下磁化外殼區段103兩者向外延伸、遠離導線101a-b並且大致彼此平行。若磁化外殼區段102與103係使用相關於圖4所敘述的層疊處理而創建，則外部層比在外殼間隙105a-b處的內部層相距更遠。此不相等的距離可能導致當電流流經導線101a或101b時所產生的磁場的損失。
相反地，磁化外殼區段1002a-b結束為彼此歪斜。如在放大視圖1003中所示，若磁化外殼區段1002a-b是層疊的，則各層大約與相對的磁化外殼區段1002中的一對應層相距相同的距離。即使結構1000a未對準於結構1000b，磁化外殼區段1002a-b的各別層之間的距離針對各層可為類似的。相較於電感器100，磁化外殼區段1002a-b的層之間的此種較高位準的一致性可導致當電流流經導線101a-d的任一者時所產生的磁場的損失減少。
注意到，圖10僅為一個實施例。電感裝置1000的元件可以與本文揭示的其他概念進行組合。繪示的組件的相對比例可在其他實施例中有所不同。
亦應注意，本文所揭示的電感器結構的任何適當組合係經設想。例如，圖2中的電感器200中所示的外殼間隙可與圖5中的電感器500的經塑形導線相結合，並且與一第二個此種結構相結合，以形成一鏡像電感器設計，其類似於圖9中的電感器900。也可加入一或多個通道至磁化外殼。
移往圖11，繪示了一種用於建構一電感器之方法的一實施例的流程圖。方法1100可應用至一用於創建一電感結構的製造製程，諸如例如，本文中所呈現的任何電感器100至1000。共同參見圖1與圖11的流程圖，方法1100開始於方塊1101。
創建一外殼的一頂部（方塊1102）。以例如上磁化外殼區段102的形狀形成一磁化外殼的一頂部。各種方法可用於創建磁化外殼的頂部，諸如例如，經由物理氣相沉積(PVD)製程或化學氣相沉積(CVD)製程來沉積磁性材料。磁性材料可包括鐵、鎳、鈷、或其他磁性物質。在沉積磁性材料之前，可對其先進行磁化，或者可在沉積之後磁化。在一些實施例中，磁化外殼的頂部可如同針對圖4中的磁化外殼區段層402a-d所敘述地藉由交替磁性材料層與非磁性、非導電材料層而創建。磁性外殼的頂部可對應於任何合適的形狀，包括在本文中示出的上磁化外殼區段的任何形狀。在一些實施例中，在外殼已經創建之後，藉由蝕刻間隙進入外殼中，可創建一或多個外殼間隙在磁化外殼中，以創建類似於圖2中的上磁性外殼區段202a-b之磁性外殼的一頂部。
將一非導電材料放置在磁性外殼的頂部內（方塊1104）。一非導電材料，諸如例如，氧化矽（玻璃）、氮化物、塑料、橡膠等，經放置在先前形成的磁性外殼的頂部內。塑料或橡膠化合物可用類似的CVD或PVD製程來沉積。玻璃材料可藉由先放置一矽層（例如，一多晶矽層），且在高溫下將其曝露於高氧位準而創建。氮化物層可用一藉由用氮替換氧的類似製程來創建。當完成時，非導電材料可填充磁性外殼的頂部內所有或大部分的空間。
將一或多條導線創建在非導電材料內（方塊1106）。在可加入一導電金屬以形成導線之前，可需要在非導電材料中蝕刻出通道。參見圖1，添加非導電材料之後，導線101a-b所佔據的空間可由非導電材料填充。蝕刻製程可用於形成與導線的期望形狀相對應的通道，包括對應於導線101a-b、圖3中的導線301a-b、或圖5中的導線501a-b的形狀。在創建通道用於一或多條導線之後，一導電金屬，諸如例如，鋁、銅、或金，係使用例如沉積製程而經放置至通道中。在一些實施例中，可添加額外的非導電材料，以覆蓋新形成的導線。
創建磁性外殼的一底部（方塊1108）。磁性外殼的底部係使用類似於用於創建頂部的製程來形成，如同在方塊1102中所述。在一些實施例中，在創建磁性外殼的底部之前，可執行一平坦化步驟。若製造例如圖7至圖10中所示的一電感器結構，那麼磁性外殼的底部可省略，且取而代之，使用操作1102至1106來創建兩個結構，且然後使用黏著劑將兩個結構相接合。該方法在方塊1110結束。
注意到，圖11中的方法1100僅為一用於製造一電感器的一實施例之例示性製程。為了清楚起見，已簡化該等操作。在其他實施例中，可包括更多或更少的操作。
前往圖12，繪示了一種用於建構一電感器之方法的一實施例的流程圖。方法1200類似於圖11中的方法1100，可應用至用於製造一電感結構（諸如例如，本文中所呈現的任何電感器100至600）的一製程。共同參見圖1與圖12的流程圖，方法1200開始於方塊1201。
創建一外殼的一下部（方塊1202）。以例如下磁化外殼區段103的形狀形成一磁化外殼的一下部。磁化外殼的下部可使用如上於方法1100的方塊1102中敘述的類似製程、由類似的材料創建。如先前揭示的，在沉積磁性材料之前，可對其先進行磁化，或者可在沉積之後磁化。在一些實施例中，磁化外殼的下部可如同針對圖4中的磁化外殼區段層402a-d所敘述地藉由交替磁性材料層與非磁性、非導電材料層而創建。磁性外殼的下部可或可不包括如同相關於圖6所敘述的一通道間隙。在一些實施例中，在外殼已經創建之後，藉由蝕刻間隙進入外殼中，可創建一或多個外殼間隙在磁化外殼中，以創建類似於圖2中的下磁性外殼區段203a-b之磁性外殼的一下部。
將一非導電材料放置在磁性外殼的下部之上（方塊1204）。一非導電材料，諸如例如，氧化矽（玻璃）、氮化物、塑料、橡膠等，經放置在先前形成的磁性外殼的下部之上。任何合適的製程，例如上面相關於方法1100的方塊1104所述的，可用來放置非導電材料。非導電材料可以對應於一間隙（諸如例如圖2中的外殼間隙205a-b）的一所欲寬度的一厚度放置。在其他實施例中，非導電材料可經放置成比間隙的所欲寬度更厚，且然後使用諸如例如蝕刻或平坦化製程來移除過量的部分。
將一或多條導線創建在非導電性材料之上（方塊1206）。一導電金屬，諸如例如，鋁、銅、或金，係使用例如沉積製程而經放置在非導電材料之上。在一些實施例中，金屬可沉積在所有的非導電材料之上，且然後蝕刻掉過量的金屬，使導線有所欲的形狀。此外，非導電材料可塑形為支持非矩形的導線形狀，例如圖5所示之導線101a-b與非導電材料504。
額外的非導電材料經放置在一或多條導線之上及周圍（方塊1208）。額外的非導電材料經放置在方塊1206中創建的一或多條導線的周圍。在一些實施例中，在放置非導電材料之後，非導電材料經蝕刻，以符合磁化外殼的一上部的所欲形狀。
創建磁性外殼的一上部（方塊1210）。磁性外殼的上部係使用類似於用於創建下部的製程來形成，如同在方塊1202中所述的。在創建磁性外殼的上部之前，可蝕刻一或多條導線周圍的非導電材料，以建立上部的形狀。例如，參見圖6，可在非導電性材料中蝕刻出一通道，以創建通道605。上磁性外殼係使用一或多層磁性材料（諸如例如，鐵、鎳、鈷、或其他磁性物質）創建。如上述，上磁化層可在施加之前或在創建之後進行磁化。該方法在方塊1212結束。
注意到，圖12中的方法1200僅為一用於製造一電感器的一實施例之例示性製程。為了清楚起見，已簡化該等操作。在其他實施例中，可包括更多或更少的操作。
雖然上文已描述特定實施例，但是這些實施例非意欲限制本揭露之範疇，即使針對一特定特徵僅描述一單一實施例。在本揭露中所提供之特徵之實例意欲為闡釋性而非限制性，除非另有陳述。上面的敘述係旨在涵蓋此類替代例、修改例、與均等物，這些對於受益於本揭露之所屬技術領域中具有通常知識者來說將是顯而易見的。
本揭露之範疇包括本文中所揭露（明示或隱含地）之任何特徵或特徵組合，或其任何概括(generalization)，無論其是否緩和本文中解決之任何或所有問題。據此，在此申請案之審查期間（或主張其優先權之申請案）可對特徵之任何此類組合制定新請求項。具體而言，參照隨附申請專利範圍，可組合來自附屬請求項的特徵與獨立請求項之特徵，且可依任何適合方式組合來自各別獨立請求項之特徵，而非僅在隨附申請專利範圍中列舉之特定組合。

100‧‧‧電感器

101a、101b‧‧‧導線

102‧‧‧上磁化外殼區段

103‧‧‧下磁化外殼區段

104‧‧‧非導電材料

105a、105b‧‧‧外殼間隙

200‧‧‧電感器

201a、201b‧‧‧導線

202a、202b‧‧‧上磁化外殼區段

203a、203b‧‧‧下磁化外殼區段

204‧‧‧非導電材料

205、205a-d‧‧‧外殼間隙

300‧‧‧電感器

301a、301b‧‧‧導線

302a‧‧‧上磁化外殼區段

303‧‧‧下磁化外殼區段

304‧‧‧非導電材料

305a、305b‧‧‧外殼間隙

306‧‧‧通道

310‧‧‧電感器

400‧‧‧電感器

401‧‧‧導線

402a-d‧‧‧磁化外殼區段層

403‧‧‧下磁化外殼區段

404a-404d‧‧‧非導電材料層

500‧‧‧電感器

501a-b‧‧‧導線

502‧‧‧上磁化外殼區段

503‧‧‧下磁化外殼區段

504‧‧‧非導電材料

506‧‧‧側邊

600‧‧‧電感器

601a-b‧‧‧導線

602‧‧‧上磁化外殼區段

603‧‧‧下磁化外殼區段

604‧‧‧非導電材料

605a、605b‧‧‧外殼間隙

700‧‧‧電感器

700a‧‧‧第一電感結構

700b‧‧‧第二電感結構

701a-b、701c-d‧‧‧導線

702a、702b‧‧‧磁化外殼區段

703‧‧‧間隙

704a、704b‧‧‧非導電材料

800‧‧‧電感器

800a‧‧‧第一電感結構

800b‧‧‧第二電感結構

801a、801b‧‧‧導線

802a、802b‧‧‧磁化外殼區段

803‧‧‧間隙

804a、804b‧‧‧非導電材料

900‧‧‧電感器

900a‧‧‧第一電感結構

900b‧‧‧第二電感結構

901a-b、901c-d、901e、901f‧‧‧導線

902a、902b、902c、902d‧‧‧磁化外殼區段

903‧‧‧間隙

904a、904b、904c‧‧‧非導電材料

905a、905b、905c、905d‧‧‧通道

910‧‧‧電感器

910a、910b‧‧‧電感結構

1000‧‧‧電感器

1000a‧‧‧第一電感結構

1000b‧‧‧第二電感結構

1001a-b、1001c-d‧‧‧導線

1002a、1002b‧‧‧磁性外殼區段

1003‧‧‧放大視圖

1004a、1004b‧‧‧非導電材料

1005‧‧‧通道

1100‧‧‧方法

1101、1102、1104、1106、1108、1110‧‧‧方塊

1200‧‧‧方法

1201、1202、1204、1206、1208、1210、1212‧‧‧方塊

下文實施方式將參照隨附圖式，以下將簡單說明隨附圖式。

［圖1］包括圖(1a)及圖(1b)，繪示一電感器的一實施例的兩個視圖：(a)三維視圖，與(b)橫截面視圖。

［圖2］繪示一電感器的另一實施例的橫截面。

［圖3］包括兩個圖式。圖3(a)繪示一電感器的一進一步實施例的橫截面。圖3(b)繪示一電感器的一類似實施例的橫截面，其包括在一磁性外殼中的一通道。

［圖4］繪示一電感器的一實施例的一部分的橫截面，其具有一梯度式(graded)磁性外殼。

［圖5］繪示一電感器的一實施例，其具有不同形狀的導線。

［圖6］繪示另一電感器的一實施例，其具有在一磁性外殼中的一通道。

［圖7］繪示一電感器的一實施例，其係藉由組合兩個類似的電感結構而創建。

［圖8］繪示一電感器的另一實施例，其係藉由組合兩個類似的電感結構（具有減少數量的導線）而創建。

［圖9］包括兩個圖式。圖9(a)繪示一電感器的一實施例，其係藉由組合兩個類似的電感結構而創建，其包括該兩個結構之間的一間隙。圖9(b)繪示一電感器的一類似實施例，其使用兩個類似的電感結構而創建，該兩個結構之間沒有間隙。

［圖10］繪示一電感器的一實施例的對準，該電感器係藉由組合兩個類似的電感結構而創建。

［圖11］展示一種用於建構一電感器之方法的一實施例的流程圖。

［圖12］展示一種用於建構一電感器之方法的另一實施例的流程圖。

雖然本揭露可受到各種修改及具有替代形式，其特定實施例係以圖式中實例之方式提出，且將在本文中詳細說明。然而，應理解，圖式及其詳細說明並非意欲將本揭露侷限於所揭示之具體形式，而是意欲涵括所有落於所附申請專利範圍所界定之本揭露的精神與範圍內的修改、均等例及替代例。本文所用之標題僅為排列組織之目的，並非用以限制說明之範疇。如本申請案中各處所用，用語「可(may)」係以許可的意涵（即，意指具有可能性）使用，而非以強制意涵（即，意指必須）使用。同樣地，用語「包括(include, including, includes)」意指包括但不限於。

可敘述各種單元、電路、或其他組件為「經組態以(configured to)」執行一任務或多個任務。在這種情況下，「經組態以」是廣泛的結構敘述，通常意味著「具有電路系統」在操作期間執行該任務或多個任務。因而，即使當單元/電路/組件當前並不接通，該單元/電路/組件仍可經組態以執行任務。一般而言，形成對應於「經組態」之結構的電路系統可包括硬體電路。類似地，為了方便敘述，可以將各種單元/電路/組件敘述為執行一任務或多個任務。此種描述應被解讀成包括用語「經組態以」。描述一單元/電路/組件經組態以執行一或多個任務，係明確地意欲不援引35 U.S.C. § 112(f)對該單元/電路/組件進行解讀。更一般來說，任何元件的陳述明確地意欲不援引35 U.S.C. § 112(f)對該元件進行解讀，除非具體敘述出用語「手段用於(means for)」或「步驟用於(step for)」。

Claims (20)

1. 一種器件，其包含： 一電感器，其包括： 一第一導線； 一第二導線，其平行於該第一導線； 一非導電材料，其覆蓋該第一導線與該第二導線；及 一外殼，其包括一上部與一下部，且覆蓋該非導電材料的一部分，其中該上部與該下部各自包括至少一磁化層，其中該外殼包括在該上部與該下部之間的一第一間隙，在該第一間隙處未覆蓋該非導電材料，及其中該外殼之該上部包括一第一部分與一第二部分，且在該第一部分與一第二部分之間具有一第二間隙，在該第二間隙處未覆蓋該非導電材料。
2. 如請求項1之器件，其中該第二間隙的一寬度經選擇以給予一特定量的飽和電流至該電感器。
3. 如請求項1之器件，其中該外殼之該下部包括一第一部分及一第二部分，且在該外殼之該下部之該第一部分與一第二部分之間具有一第三間隙，在該第三間隙處未覆蓋該非導電材料。
4. 如請求項3之器件，其中該第二間隙及該第三間隙係彼此不對稱對準以相較於該第二導線，給予一不同量的飽和電流至該第一導線。
5. 如請求項1之器件，其中該外殼之該上部包括複數個磁化層，其中各層由一層非導電材料分隔，且其中各磁化層的磁性特性彼此不同。
6. 如請求項1之器件，其中該第一導線與該第二導線兩者的一橫截面各自對應於一矩形形狀。
7. 如請求項1之器件，其中該第一導線與該第二導線兩者的一橫截面各自對應於一五邊形形狀，且其中該第一導線的至少一相鄰側邊係傾斜於該第二導線的一最接近側邊。
8. 一種器件，其包含： 一電感器，其包括： 一第一導線； 一第二導線，其平行於該第一導線； 一非導電材料，其覆蓋該第一導線與該第二導線；及 一外殼，其包括一上部與一下部，且覆蓋該非導電材料的一部分，其中該上部與該下部各自包括至少一磁化層，其中該外殼包括在該上部與該下部之間的一第一間隙，在該第一間隙處未覆蓋該非導電材料，其中該外殼之該上部的端部延伸超過該外殼之該下部的端部。
9. 如請求項8之器件，其中該上部的經延伸之該等端部的一長度經選擇以給予一特定量的飽和電流至該電感器。
10. 如請求項8之器件，其中該第一導線之一形狀不同於該第二導線之一形狀。
11. 如請求項8之器件，其中該外殼的該上部包括複數個磁化層，其中各層由一層非導電材料分隔，且其中各磁化層的磁性特性彼此不同。
12. 如請求項8之器件，其中該第一導線與該第二導線兩者的一橫截面各自對應於一矩形形狀。
13. 如請求項8之器件，其中該第一導線與該第二導線兩者的一橫截面各自對應於一五邊形形狀，且其中該第一導線的至少一相鄰側邊係傾斜於該第二導線的一最接近側邊。
14. 如請求項8之器件，其中該第一導線與該第二導線兩者的一橫截面各自對應於一六邊形形狀。
15. 一種器件，其包含： 一第一電感器，其包括： 一第一導線； 一第一非導電材料，其覆蓋該第一導線；及 一第一上外殼，其圍繞該第一非導電材料的一部分， 其中該第一上外殼包括至少一磁化層；及 一第二電感器，其包括： 一第二導線； 一第二非導電材料，其覆蓋該第二導線；及 一第二上外殼，其圍繞該第二非導電材料的一部分， 其中該第二上外殼包括至少一磁化層； 其中該第二電感器經反轉並且附接至該第一電感器的一底部上，以形成一電感裝置，其中該第一導線與該第二導線平行於彼此。
16. 如請求項15之器件，其中該第一導線係傳導地耦合至該第二導線。
17. 如請求項16之器件，其中經傳導地耦合的該第一導線與該第二導線的一橫截面對應於一八邊形形狀。
18. 如請求項15之器件，其進一步包含在該第一上外殼與該第二上外殼之間的一間隙，且其中該間隙的一寬度經選擇以給予一特定位準的飽和電流通過該第一導線與該第二導線。
19. 如請求項15之器件，其中該第一上外殼與該第二上外殼各自包括複數個磁化層，其中各層由一層非導電材料分隔，且其中各磁化層的磁性特性彼此不同。
20. 如請求項15之器件，其進一步包含在該第一導線與該第二導線之間的一間隙且其中該間隙的一寬度經選擇以給予一特定量的電感耦合至該第一導線與該第二導線之間。