TW473748B - Multi-layered inductor array - Google Patents

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473748 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（f ) 發明背景 1. 發明之領域 本發明係有關於包含複數個電感器之多層電感器陣列 〇 2. 習知技術之說明 諸如此種多層電感器陣列，一種傳統的多層電感器陣 列^顯示於圖5中。多層電感器陣列1由具有形成於其上 的線圈導體3a至6e之磁性薄片2及相似物所構成。線圈 導體3a至3e經由設置在磁性薄片2之上的通孔12而彼此 電氣地串聯連接，藉以形成螺旋狀的電感器L1。同樣地， 線圈導體4a至4e、5a至5e、以及6a至6e同樣也經由設 置在磁性薄片2之上的通孔12而彼此電氣地串聯連接，分 別藉以形成螺旋狀的電感器L2、L3以及L4。 如圖5所示的，按順序地堆疊個別的磁性薄片2，並 且ΐ疊層磁性薄片i的上與下部份上，預先設置表面上不 具有所形成的導體之覆蓋磁性薄片（並無顯示）。其後’將 疊層磁性薄片2整體地燒結，藉以形成如圖6所示的多層 結構15。在多層結構15的前後之側邊表面上，分別設置 電感L1至L4的外部電極21a至24a、以及21b至24b。 在由以上排列所形成的多層電感器陣列1中，爲了減 小電感器陣列1的尺寸，當電感器L1至L4以多層結構15 中彼此靠近的方式排列時，則電感L1至L4的磁性路徑之 間的獨立性便會降低，並因而致使電感器L1至L4之間的 磁耦合變得無法避免。因此，在多層結構15中的電感器 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） --------------------訂------—線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 473748 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（V) L1至L4通常會具有不同的電感値。 如圖7所示的，由於設置在多層結構15右側以及左側 末端表面上的螺旋電感器L1與L4 .之鐵性嚴逕直甚苤雙穿 邊λ，因此電感器L1與L4的電感値會變得較低 。爲了解決此一問題，則要增加螺旋電麗器L1和L4的繞 組匝數成爲大於螺旋電感器L2和L3的繞組匝數’且要製 作螺旋電感器L1和L4的螺旋部份之直徑較大於電感器L2 和L3的螺旋部份之直徑，藉以補償電感値的減小。然而 ，-於電感器L1和L4的線圏導體之長度不同於電感器L2 和L3的線圏導體之長度’因此這些的排列會導致另一個 問題產生，即是其中的電感器L1至L4之DC電阻値會有 所變化。 發明槪要 所以，本發明的目的乃是提供一種多層電感器陣列’ 其會降低電感値以及三個或者更多包含於多層結構中的電 感_間之DC電阻値的變化。 爲了實現上述之目的，根據本發明的一個觀點’設有 一種多層電感器陣列包含（1)一個多層結構’其乃是藉由堆 疊複數個磁性層以及複數個線圏導體所形成的’（2)至少三 個或者更多的螺旋電感器’其乃是藉由電氣連接其線圈導 體而在多層結構內部排成一線所形成的’以及(3)外部電極 ，設置在多層結構上’並且電氣連接到多數螺旋電感器弓丨 線的末端部份。在這種多層電感器陣列中’複數個螺旋電 4 ♦ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 473748 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（纟） 感器具有相等數目的繞組匝數，並且在螺旋電感器排成一 線的方向上，位於多層結構兩末端的電感器螺旋部份之長 度設爲較短於其餘的螺旋電感器螺旋部份之長度。 ♦位於多層結構兩末端的螺旋電感器之磁性路徑在其末 端表面上變窄，其電感器的電感値則變得較低。然而，由 於這些位於多層結構兩端上的電感器螺旋部份之長度比其 餘的電感器螺旋部份之長度爲長’因此能夠將其餘的電感 器螺旋部份之電感値調整爲較低的數値。因此’能夠抑制 螺旋電感器之間的電感値之變動° 圖式簡單說明 ♦圖1爲根據本發明第一實施例的多層電感器陣列之分 解立體圖； 圖2爲圖1所示的多層電感器陣列外觀之立體圖； 圖3爲在圖2所示的多層電感器陣列中由直線III - III 所剖開的剖面圖； 圖4爲根據本發明第二實施例的多層電感器陣列之分 解立體圖； 圖5爲顯示傳統多層電感器陣列結構的分解立體圖； ，圖6爲圖5所示的多層電感器陣列外觀之立體圖；以 及 圖7爲在圖6所示的多層電感器陣列中由直線VII -VII所剖開的剖面圖。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 473748 A7 ♦ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4) 元件符號說明 1 傳統的多層電感器陣列 2 磁性薄片 3a 線圈導體 3b 線圏導體 3c 線圏導體 3d \線圈導體 3e 線圏導體 4a 線圏導體 4b 線圈導體 4c 線圏導體 4d 線圏導體 4e 線圈導體 5a 線圈導體 ♦5b \線圏導體 5c 線圈導體 5d 線圈導體 5e 線圈導體 6a 線圏導體 6b 線圈導體 6c 線圏導體 6d 線圏導體 6e '線圏導體 LI 螺旋狀的電感器 6 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 473748 A7 B7 五、發明說明（s) 丄2 L3 L4 15 31 32 33a 33b .33c 33d 34a 34b 34c 34e 35a 35b ,35c 35e 36a 36b 36c 36e 38a 38b .螺旋狀的電感器 螺旋狀的電感器 螺旋狀的電感器 多層結構 多層電感器陣列 磁性薄片 線圈導體 線圏導體 .線圈導體 線圏導體 線圈導體 線圏導體 線圈導體 線圏導體 線圈導體 線圈導體 .線圏導體 線圏導體 線圈導體 線圏導體 線圈導體 線圈導體 引線導體 引線導體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線ί 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 473748 A7 __ B7 五、發明說明（ 39a 引線導體 39b 引線導體 40a 引線導體 40b 引線導體 41a 引線導體 41b 引線導體 42 通孔 45 多層結構 45a 多層結構45的左末端表面 45b 多層結構45的右末端表面 46a 電感器L1的外部電極 46b ’電感器L1的外部電極 47a 電感器L1的外部電極 47b 電感器L1的外部電極 48a 電感器L1的外部電極 48b 電感器L1的外部電極 49a 電感器L1的外部電極 49b 電感器L1的外部電極 51 多層電感器陣列 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 較佳實施例之說明 [第一實施例：圖1至3] 如圖1所示的，多層電感器陣列31由具有形成於其上 的線圈導體34a、35a、33a、36a、33b至36b(觀視圖3)、 *—*··" .—^ — -—f 〜· - i ______- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ，磁性薄 473748 A7 __；_ ._B7____ 五、發明說明（Ί ) 33c 至 36c(觀視圖 3)、33e、36e、34e、以及 35e 之’ 耀 片32及相似物所構成。線圈導體33a至36e藉由印刷。 射、蒸發或者其它的方法，形成於磁性薄片32的表面上^ ^ Ni的材 線圈導體33a至36e乃是由諸如Ag、Ag-Pd、Cu、、 餐 質所形成的。磁性薄片32則是由諸如陶鐵磁體的磁性材〃 所形成的。 、，孔 線圈導體33a至33e經由設置在磁性薄片32上的>螺 42彼此電氣地串聯連接，藉以形成具有3·5繞組®數的二 旋電感器L1。同樣地，線圏導體34a至34e、至氣 36a至36e經由設置在磁性薄片32上的通孔42彼此，^ 地串聯連接，藉以形成具有3·5繞組匝數的螺旋竃感器 、L3、以及 L4。 / 在此一範例中，螺旋電感器L1和/2以纟噴時針方， 製，同時螺旋電感器L3和L4以參時針方#製。換言Z ，形成電感器L1和L2的線圏導fi'33a至33e以及34a至 34e之圖樣以及形成電感g|JL3和jL4的線圈導體35a至35e 以及36a至36e之圖樣置>薄片32之上。 電感器L1的末端部份，亦即連接到線圏導體33a的引 線導體38a，接觸到薄片32煎建韵左側。其另—末端部份 ，亦即連接到線圏導體33e的引線導體38b，則接觸到薄 片32彳色_·左姐。電感器L2的末端部份，亦即連接到線 圏導體34a的引線導體39a，接觸到靠近薄片32前緣中心 s - 左側的位置。其另一末端部份，亦即連接到線圏導體34e 的引線導體39b，則接觸到靠近薄片32後緣中心左側的位 C請先閲讀背面Μ涑意事頊存填寫本買) 1T線巍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 473748 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 發明說明（S ) 置…電感器L3的末端部份，亦即連接到線圈導體35a的引 線導體40a，接觸到靠近薄片32前緣中心右側的位置。其 另一末端部份，亦即連接到線圈導體35e.的引線導體40b ，則接觸到靠近薄片32後緣中心右側的位置。電感器L4 的末端部份，亦即連接到線圈導體36a的引線導體41a， 接觸到薄片32前緣的右側。其另一末端部份，亦即連接到 線圈導體36e的引線導體41b ’則接觸到薄片32後緣的右 側。 ，如圖1所示的，.依序地堆疊上述的磁性薄片32，並且 在所疊層的磁性薄片的上及下部之上，預先設置於其上不 具有所形成的導體之覆蓋磁性薄片（並無顯示）。此後，整 體地燒結其疊層磁性薄片，藉以形成如圖2所示的多層結 構45。在多層結構45的前後表面上，設置電感器L1的外 部電極46a至49a、以及46b至49b。外部電極46a至49a 電氣地連接到在電感器L1至L4 一側之上的引線導體38a 至41a。外部電極46b至49b則電氣地連接到在電感器L1 至L4另一側之上的引線導體38b至41b。在應用一種諸如 Ag、Ag-Pd、Cu或Ni的傳導性材質之後，藉由燒結或者 額外的濕式電鍍，來形成外部電極46a至49a、以及46b 至 49b。 如圖3所示的，在具有上述安排的多層電感器陣列31 中四個螺旋電感器L1至L4在多層結構45的內部從左末 端表面4|a至右末端表面45b排成一線。在螺旋電感器L1 至L4排成—線的方向上，位於多層結構45中心的電感器 一^^产國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 473748 A7 五、發明說明（1 ) L2和L3螺旋部份之長度b較長於位於多層結構45左右末 端的電感器L1和L4螺旋部份之長度a。當電感器螺旋部 * _________一一，— … 份的長度增加，同時將其繞組匣數設爲相等時，則電感舞 磁通會增加，而致使其電感値變低。 在多層結構45的左末端表面45a上，螺旋電感器L1 的磁性路徑之有效面積小。在多層結構45的右末端表面 45b上，螺旋電感器L4的磁性路徑之有效爾g小。所以’ 電感器L1和L4每一個的電感値變得較低。在此一範例中 A.", ι^^,ι^ι,ρί- ，當將電感器L2和L3螺旋部份的長度b設爲較長於電感 器L1和L4螺旋部份的長度b時，則電_f租L3的電 感降低速率便能夠充分地等於電感器L1和L4的電感降低 €ΐ。所以，在多層電感器陣列31中，便能夠減少電感器 L1至L4電感値的變動。 能夠藉由改變於其上具有所設置的線圏導體34a和 35a之磁性薄片32的厚度以及於其上具有所設置的線圈導 體33e和36e之磁性薄片32的厚度，來調整螺旋電感器 L2和L3的電感降低速率。以如此的安排，便能夠簡易地 調整電感値的變動。此外，在電感器陣列中並不需要形成 一額外的線圏導體之圖樣，且不需要準備一種通孔42所需 的樣板，諸如鑄造的金屬模具。 再者，在每一個電感器L1至L4中，不需要改變其線 圈的直徑以及其線圏繞組的匝數，並且電感器L1至L4的 線圏電感器之長度實質上相等。因此，沒有電感器L1至 L4之DC電阻値變動的問題。 11 張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線赢 經濟部智慧財產局員X消費合作杜印製 473748 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明說明（叫） [第二實施例：圖4] 如圖4所示的，根據本發明第二實施例的多層電感器 陣列51具有充分相同於圖1至3所示的多層電感器陣列 31之結構，其中分別形成電感器LI、L2、L3和L4的線 圈導體33a至33e、34a至34e、35a至35e、以及36a至 36e以相同的方向安排於薄片32之上。然而，在第二實施 ♦ * 例的多層電感器陣列51中，線圏導體33e至36e形成於相 同的磁性薄片32之上。換言之，在電感器陣列51中，位 於電感器L2和L3上部的線圏導體34a和35a形成在不同 於線圈導體33a和36a形成於其上的薄片32之上。以如此 的安排，將電感器L2和L3螺旋部份的長度設爲較長於電 感器L1和4螺旋部份的長度。然而，可替代的是，藉由 將線圈導體33a至36a形成於相同的磁性薄片32之上，同 時將位於電感器L2和L3下部的線圏導體34e和35e形成 s · 在不同於線圈導體33e和36e所形成於其上的薄片32，則 可以將長度b設爲較長於長度a。 具有上述安排的多層電感器陣列51能夠提供相同於根 據第一實施例的多層電感器陣列31之效應以及優點。此外 ，具有相同配置的線圏導體33至36e能夠依序地安排於相 同的薄片32之上，而通孔42則能夠以相等的距離形成。 所以，當藉由鑄造金屬模具或其相似物來形成通孔42時， 並巧需要考慮通孔42之間距離的極限値，而能形成其通孔 42。因此，不像通孔42不以等距來形成的範例，本發明甚 至能夠應用於較小的電感器陣列之範例中。再者，由於依 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 473748 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（v\) 序地安排具有相同配置的線圈導體33a至36e，因此當線 圏導體33a至36e印刷於相同薄片32之上時，則在線圈導 體33e至36e之間便能夠減少諸如塗敷的印刷之變動或者 偏差。 [其它實施例] 根據本發明的多層電感器陣列並不受限於以上的實施 例。在本發明的範疇之內，能夠從事各種的修改以及變體 。例如，包含於多層結構中的電感器數目可以是三個、五 個或者更多，除了四個之外。 再者，在以上的實施例中，儘管將其上具有所形成的 圖樣之磁性薄片堆疊，以便整體地燒結，然而此並非唯一 能夠應用於本發明的範例。可以在堆疊之前先行燒結其磁 性薄片。此外，本發明的電感器陣列能夠藉由如下所要說 明的方法來產生之。在藉由印刷或其相似物將糊狀磁性材 質所製成的磁性層形成之後，則於其磁性層之上，應用一 種糊狀的傳導性圖樣，藉以形成任意的圖樣。之後則在任 意的圖樣上，再次地應用糊狀的磁性材質，藉以形成包含 圖樣的磁性層。同樣地，藉由依序地重複應用的程序，便 能夠得到一種具有多層結構的電感器陣列。 [範例] 在將會於下提供的條件下，表1顯示圖1至3所示的 多層電感器陣列31(樣本A)的電感値之變動。表1同樣也 顯示圖5至7所示的傳統多層電感器陣列1之電感値變動 ，用以比較。在表1所示的傳統範例以及樣本A中，產生 < . 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 >c 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 473748 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 A7 B7 五、發明說明（p) 試驗的模型，其螺旋電感器具有不同的匝數，並且測量其 模型的電感値，以便在3·5圏的條件下校準繞組匝數。 晶片的尺寸：3.2mmxl.6mmx〇.8mm 線圏導體圖樣的寬度：120μπι(當印刷時） 線圏導體的厚度：15μπι(當印刷時） 磁性薄片的厚度：50μιη(當印刷時） [表1] 在1MHz下的電感値 (μΗ) 電感値的變動 (%) L1 L2 L3 L4 樣本A 1.578 1.593 1.593 1.568 1.6 傳統的範例 1.574 1.779 1.778 1.570 12.5 在表1中，藉由以下的公式來得到電感値的變動： {(Lmax - Lmin)/Lx}xl〇〇 Lmax :最大的電感値 Lmin :最小的電感値 ^ Lx:電感的平均値 表1顯示相對於傳統範例的電感値，其大大地降低樣 本A電感値的變動。 如同上述的，根據本發明，當位於多層結構兩末端的 電感器螺旋部份之長度係設爲較短於其餘的電感器螺旋部 份之長度時，則能夠將其餘的電感器之電感値調整爲較低 ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 1 , 1 , 15 473748 A7 B7 五、發明說明（勹） 。所以，所餘的螺旋電感器之電感降低速率能夠充分地等 於位於多層結構兩末端上的螺旋電感器之電感降低速率。 以如此的安排，位於具有受限尺寸的多層結構內部的三個 或者更多個電感器電感値之變動便能夠減小。再者，由於 並不會改變在電感之間的線圏長度以及圖樣寬度，因此電 感_ DC電阻的變動不會增加。 儘管已經說明了較佳實施例，然而所要了解的逞，$ 熟知此技術者而言，其修改將會是顯而易見的，而不 本發明的精神。 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------------------------^ (請先閱讀背面之注咅9事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 473748 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1.一種多層電感器陣列，包含： 一個多層結構，其藉由堆疊複數個磁性層以及複數個 線圏導體所形成； ，至少三個螺旋電感器，其藉由電氣地連接對齊於多層 結構內部之線圏導體所形成； 外部電極，設置於多層結構的表面上，以便電氣地連 接到複數個螺旋電感器的引線末端部份； 其中複數個螺旋電感器具有相等數目的繞組匝數，並 且將位於多層結構兩末端的電感器螺旋部份之長度設爲比 於螺旋電感器之方向上所餘電感螺旋部份的長度爲短。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）