TWI442845B

TWI442845B - 用於印刷電路板上之組件的電感

Info

Publication number: TWI442845B
Application number: TW100138945A
Authority: TW
Inventors: Alexandr Ikriannikov
Original assignee: Volterra Semiconductor Corp
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2014-06-21
Also published as: US8299882B2; US8941459B2; WO2012061618A1; US20120103672A1; TW201223360A; US20140198461A1; US20110043317A1; US8674798B2

Description

用於印刷電路板上之組件的電感

本發明係有關於用於高密度印刷電路板之薄型電感設計的領域，特定而言係有關於適合用於處理器散熱器下方以及其他會發生傳統電感干擾其他元件之區域的薄型電感。

許多高密度印刷電路板組件(printed circuit board assemblies)係安裝於緊密之外殼中，或者會有體積龐大之元件附著於其上，因此部份的印刷電路板中之元件高度必須受到限制。例如，在鄰近個人電腦主機板之處理器的區域中，元件高度必須加以限制，以避免與處理器散熱器產生機械性干擾。同樣地，PCMCIA或Cardbus裝置上之厚型(high profile)元件亦不受到偏好，乃因其可能會使裝置需要佔據膝上型電腦之連接器中兩個插槽，而非一個插槽；佔據多個插槽會限制進一步之系統可擴充性，且會阻礙用於僅有單一插槽可使用之機器。

用以提供電力至膝上型及桌上型個人電腦之微處理器積體電路之電壓調節型降轉換器(voltage regulated down-converters)係眾所皆知。此種降轉換器一般包含一個或以上之電感。

於一實施例中，一種用於印刷電路板上之組件的電感包含由磁性材料所形成之磁芯，以及至少部份纏繞於至少一部分之磁芯的周圍或穿過其中之第一箔片繞線。上述第一繞線之第一端係從磁芯延伸開來以形成一第一延伸輸出舌片，而上述第一繞線之第二端係形成一焊錫片。相對於磁芯之底表面，焊錫片及至少一部分之第一延伸輸出舌片係形成於相同高度上，用以表面黏著裝附於印刷電路板。第一延伸輸出舌片係設置並配置成輔助或用作為印刷電路板表面上所設置之第一箔片導線的替代物。

於一實施例中，一種用於印刷電路板上之組件的電感包含由磁性材料所形成之磁芯，至少部份纏繞於至少一部分之磁芯的周圍或穿過其中之第一繞線，以及附著於磁芯之第一接地回流導體。第一繞線及第一接地回流導體係設置並配置成使得相對於沒有磁芯之相似電感，第一接地回流導體之感應係數不會因磁芯之存在而大幅增加，而第一繞線之感應係數會因磁芯之存在而大幅增加。

於一實施例中，一種用於印刷電路板上之組件的電感包含一狹長之接地回流導體，其每一端形成有至少一焊錫片。接地回流導體更包含設置於接地回流導體上之至少二個間隔元件，以及在繞線之每一端形成至少一焊錫片之狹長箔片繞線。上述繞線係設置於間隔元件上，藉此間隔元件將接地回流導體與繞線分離，以在接地回流導體與繞線之間產生通道。

於一實施例中，一種印刷電路板組件具有一落入式電感，其附著於印刷電路板。上述落入式電感包含纏繞穿過磁芯中之開孔的第一箔片繞線，以及附著於磁芯之第一接地回流導體。上述第一箔片繞線與第一接地回流導體係設置並配置成使得相對於沒有磁芯之相似電感，第一接地回流導體之感應係數不會因磁芯之存在而大幅增加，而第一箔片繞線之感應係數會因磁芯之存在而大幅增加。上述第一箔片繞線與第一接地回流導體具有形成作為焊錫片之終端，用以附著於印刷電路板，而相對於磁芯之底表面，第一箔片繞線與第一接地回流導體之焊錫片係形成在相同高度上。第一箔片繞線之焊錫片與第一接地回流導體之焊錫片係附著至印刷電路板之同一層的箔片。印刷電路板形成一孔洞，而電感之磁芯延伸進入前述孔洞。

於一實施例中，一種印刷電路板組件包含一印刷電路板、附著於上述印刷電路板之至少一切換裝置，以及附著於上述印刷電路板之一電感。上述電感包含由磁性材料所形成之磁芯，以及至少部份纏繞於至少一部分之磁芯的周圍或穿過其中之箔片繞線。上述繞線之第一端係從磁芯延伸開來以形成一延伸輸入舌片。至少一部分之延伸輸入舌片係焊接至印刷電路板外表面上所設置之第一箔片導線並輔助之，其中上述第一箔片導線將上述至少一切換裝置電性耦合至繞線之第一端。

於一實施例中，一種印刷電路板組件包含一印刷電路板、附著於上述印刷電路板之至少一切換裝置，以及附著於上述印刷電路板之一電感。上述電感包含由磁性材料所形成之磁芯，以及至少部份纏繞於至少一部分之磁芯的周圍或穿過其中之箔片繞線。上述繞線之第一端係電性耦合於至少一切換裝置，而上述繞線之第二端係從磁芯延伸開來以形成一延伸輸出舌片。至少一部分之延伸輸出舌片係焊接至印刷電路板外表面上所設置之第一箔片導線並輔助之。

於一實施例中，一種用於印刷電路板上之組件的電感包含由磁性材料形成之一磁芯以及一繞線。上述磁芯具有第一側及相對於上述第一側之第二側。在磁芯之第一側與第二側之間的一線性相隔距離係定義磁芯之長度。上述繞線包含(a)一磁芯繞線部份，纏繞穿過上述磁芯，(b)一箔片輸入舌片，於上述磁芯之第一側且於一縱向方向上從上述磁芯延伸開來，以及(c)一箔片輸出舌片，於上述磁芯之第二側且於上述縱向方向上從磁芯延伸開來。相對於磁芯之一底表面，至少一部分的箔片輸入舌片及箔片輸出舌片係形成於相同高度上，用以表面黏著裝附於上述印刷電路板，其中上述高度大體上垂直於上述縱向方向。

應注意者為，為了清楚說明本發明，圖式中某些元件可能未依比例繪製。一物件之特定實例係利用括號中的數字來加以參照(例如繞線1802(1))，而沒有括號的數字係指任何此樣物件(例如繞線1802)。

於高密度印刷電路板組件中，例如使用於個人電腦中之處理器主機板100組件(第一圖)，可能會有部份之組件的電路高度受到限制，但在此類區域中或鄰近此類區域之裝置可能需要相當大之電力。例如，主機板100組件可具有多層印刷電路板102，其在處理器插槽104中裝附有處理器103。由於處理器103可能會耗費相當大之電力-於某些情況中於電腦最大效能時超過一百瓦-故散熱器及風扇組件106係裝附於處理器103，以冷卻處理器103。散熱器及風扇組件106通常為體積龐大之大型裝置，其下方需要相當大之排除區域(keep-out zone)120，僅有薄型元件(low-profile components)允許設置於主機板100上之該排除區域，以防止主機板100上之元件與散熱器及風扇組件106產生機械性干擾。

於某些系統中，散熱器及風扇組件106可實際上僅佔據圖中所示之空間的某些部份；然而，系統製造商可保留較大之體積以允許空氣流進散熱器，且允許未來使用不同之散熱器或風扇並在未來搭配速度更快且更加電力飢渴(power-hungry)之處理器。於其他系統及子系統中，例如PCMCIA或CARDBUS卡，高度限制可能源自於其他因素，例如整體上卡或系統之尺寸。此外，由於欲限制機器之厚度，故元件高度在膝上型系統中係嚴格限制。

雖然處理器週邊之電壓可能較高，但處理器103會汲取相當大之電流，乃因其所消耗之電力中許多是於低「核心」電壓，一般在一到二伏特之間。上述「核心」電壓一般由板上直流轉直流降轉換器(on-board DC-to-DC down-converter)所提供。直流轉直流降轉換器具有一個或以上之電感，例如電感110，以及若干個電容112。電感110通常具有高度114，若電感110位於散熱器及風扇組件106之下方，則會與散熱器及風扇組件106產生干擾。因此，電感110設置於離開處理器插槽104一段距離。類似之情況亦可能發生於高效能繪圖晶片，因其亦消耗相當大之電力且通常需要散熱器。

一概要式示意圖(第二圖)係顯示寄生阻抗(parasitic impedance)所造成之問題。於此實例中，降轉換器202為多相式降壓轉換器(multiphase buck converter)，其具有切換裝置204，上述切換裝置204快速地將連結交替至若干相位電感206之每一者以切換於供電狀態(powered state)、接地狀態(grounded state)與未供電狀態(unpowered state)之間。切換裝置204透過各自的切換節點(Vx)216連接至各自之相位電感206。當每一相位電感206被供電時，電流會產生於其中，而當每一相位電感206被接地時，其中之電流則會衰減。輸出電壓及電流係為每一相位電感206被供電之時間的百分比之函數。如第二圖所示，相位電感206可加以磁耦合。

相位電感206之輸出端係耦合在一起，且透過輸出節點(Vo)218耦合至電容208及處理器210。若從相位電感206至電容208及處理器210之連結僅透過一般之薄箔片印刷電路板導線(例如第一圖之導線116)所製成，則明顯且非期望之寄生阻抗212可能會存在於處理器210、電容208與相位電感206之間。寄生阻抗212可具有一電感元件及一電阻元件。

一般在一與二伏特之間的低處理器電壓以及通常到達五十到一百安培之最大電流的高處理器電流，會使系統對於何者可能似乎為相當低之寄生阻抗212相當敏感。例如，二毫歐姆(milliohm)之寄生阻抗中之一百安培電流足以提供二百毫伏特之壓降；於一伏特之核心電壓時，此可代表百分之二十的操作電壓。此種起因於百安培之壓降亦有關於二十瓦之傳導損耗(conduction loss)，且在環境上係非期望的，乃因此傳導損耗代表未使用於電路之電力，但為用來產生浪費於電路板佈線(board layout)之熱量的電力。

因此寄生阻抗212不但浪費電力，而且可使處理器210之電壓脫離於期望操作限值之外，故所期望的是將寄生阻抗212最小化。同樣之理由可應用在相位電感206與切換裝置204例如電力半導體之間的寄生阻抗214，所期望的亦為將此寄生阻抗214最小化。

為了將相位電感206中之寄生阻抗最小化，此些電感通常會在鐵粉、鐵氧體(ferrite)或適合用於高頻之類似的鐵磁芯的周圍或內部纏繞一圈或僅幾圈之厚箔片(即導電材料例如具有至少大體上為矩形之橫切面的銅)或導線，上述高頻可於20千赫茲至1兆赫茲以上之範圍內，其可為切換裝置204一般操作之頻率。通常會使用多個相位電感206，其輸出以並聯方式連接且操作為多相式轉換器(multiphase converter)，以處理必要之電流。相位電感206所纏繞之箔片一般會明顯地相較於用於印刷電路板上之導線116的箔片為厚。於第一圖之實施例中，電感之箔片一般會向下延伸且通常會纏繞於磁芯下，以形成連接至印刷電路板之導線116的箔片之焊錫片(solder tab)122。

第三圖係顯示安裝於印刷電路板302上之一電感300的側視平面圖，而第四圖係顯示電感300之上視平面圖。電感300，例如用以至少部份解決以上所討論之問題中的一者或以上者，且電感300可用於直流轉直流轉換器應用(例如作為降壓轉換器輸出電感)。電感300包含至少一導電之繞線304，其至少部份纏繞於至少一部分的磁芯306之周圍或穿過其中。例如，繞線304可纏繞穿過磁芯306中之一開孔，例如第三圖及第四圖所示，其中虛線表示被磁芯306所遮蓋的繞線304之輪廓。磁芯306例如由鐵氧體及/或鐵粉材料所形成，且可由一個或多個磁性元件所組成。於一實施例中，繞線304例如為單圈U形釘型箔片繞線，藉此有助於將繞線長度及電阻最小化。

電感300更包含一延伸輸出舌片308，其從磁芯306延伸開來。延伸輸出舌片308具有類似於繞線304之厚度，且延伸輸出舌片308係電性耦合至繞線304之一端。延伸輸出舌片308例如為繞線304之延伸一此結構可有助於簡化電感300之架構且/或減少繞線304及延伸輸出舌片308之組合電阻。至少一部分之延伸輸出舌片308係設置成附著(例如焊接)至箔片印刷電路板導線或焊錫墊。雖然延伸輸出舌片308係顯示成具有寬度402，其與穿過磁芯306或至少部份纏繞磁芯306周圍之繞線304部份的寬度404相同，但寬度402與寬度404可為不同。例如，寬度402可較寬度404為大，以助於將延伸輸出舌片308之阻抗最小化。於主機板應用中，延伸輸出舌片308一般係電性耦合至一輸出節點(例如降壓轉換器輸出節點)。然而，電感300並不限於此種使用。例如，延伸輸出舌片308可耦合至一電源供應中間節點。

電感300更包含焊錫片310，其電性耦合至繞線304之另一端，用以焊接至箔片印刷電路板焊錫墊。於主機板應用中，焊錫片310一般係電性耦合至輸入節點(例如降壓轉換器中之切換節點)。於替代實施例中，焊錫片310可替代性地由不同類型之連接器所代替，例如通孔針腳(through-hole pin)。

相對於磁芯306之底表面316，至少一部分之延伸輸出舌片308及焊錫片310例如係形成在相同高度上，以促進電感300對印刷電路板之表面黏著連結。部份此種實施例能夠利用取放設備(pick-and-place equipment)設置於印刷電路板上，且能夠利用迴焊技術(reflow soldering techniques)(例如紅外線迴焊(infrared reflow)、熱氣對流(hot gas convection)、汽相迴焊(vapor phase reflow))或波峰焊接技術(wave soldering)焊接於印刷電路板之導線或焊錫墊。

於某些實施例中，焊錫片310係以一延伸輸入舌片代替。例如，第五圖係顯示安裝於印刷電路板302上之一電感500之側視平面圖。電感500係為電感300之一實施例，其中焊錫片310係替換成延伸輸入舌片502。相對於磁芯306之底表面316，至少各自部份的延伸輸出舌片308及延伸輸入舌片502例如係形成在相同高度上，以促進電感500對印刷電路板之表面黏著連結。延伸輸入舌片502例如為繞線304之延伸。延伸輸入舌片502一般具有類似於延伸輸出舌片308之機械特性(例如寬度、厚度)。然而，延伸輸入舌片502在電感500之大部分實施例中係相較於延伸輸出舌片308為短，乃因切換裝置一般位在鄰近電感500之磁芯306處。

延伸輸出舌片308可用以提供至電感300之低阻抗電性連結。例如，延伸輸出舌片308可設置並配置成輔助連接至電感300之箔片印刷電路板導線。於某些實施例中，至少一部分之延伸輸出舌片308係用以焊接至印刷電路板外部表面上之箔片導線並沿著其延伸，藉此作為與上述導線平行之導體。延伸輸出舌片308一般具有相較於印刷電路板導線大得多之厚度-因此延伸輸出舌片308一般具有相較於印刷電路板導線小得多之電阻抗及熱阻抗。沿著印刷電路板導線延長延伸輸出舌片308以輔助該導線，可顯著地降低導線之有效阻抗，藉此減少導線中之壓降及電力損耗，並改善導線之散熱能力。於另一實例中，延伸輸出舌片308可用來代替印刷電路板導線以提供至繞線304之一端的低阻抗電性連結，且因此空出一印刷電路板層以用於其他用途，例如用以規劃訊號導線。同樣地，延伸輸入舌片502(第五圖)亦可輔助或可用以代替印刷電路板導線以提供至繞線304之低阻抗電性連結。

延伸輸出舌片308亦可作為散熱器，藉此有助於冷卻延伸輸出舌片308所附著之電感300及印刷電路板。延伸輸出舌片308一般亦具有薄型尺寸，其優點在於可允許在鄰近延伸輸出舌片308之處利用重工(rework)設備、取放設備及/或測試探針。再者，由於延伸輸出舌片308係為電感300之一部份，故延伸輸出舌片308可承受來自於熱空氣重工設備之壓力而不會從印刷電路板被吹落。

於代表性之實施例中，繞線304及延伸輸出舌片308係由銅箔片所形成，例如在三與五毫米寬之間，且從0.2至0.5毫米厚。延伸輸出舌片308之寬度402較佳為至少1毫米，以促進延伸輸出舌片308之低阻抗。一般用於繞線304及延伸輸出舌片308之箔片繞線材料大體上係相較於一般之印刷電路板銅箔片(例如第一圖之導線116)為厚，乃因一般用於需要細微線條之印刷電路板層的0.5盎司銅箔片大約為0.018毫米厚。即使是可用於特殊用途的電力及接地平面層之三盎司銅箔片僅約為0.1毫米厚。由於銅導體之直流片電阻率(sheet-resistivity)係與其厚度成反比，故延伸輸出舌片308之片電阻率可為相等長度及寬度之裸印刷電路板導線之片電阻率的五十分之一。延伸輸出舌片308一般具有至少一釐米之長度406，以在電感300與另一元件或部份之印刷電路板之間橋接一段距離。然而，若延伸輸出舌片308僅需要橋接短距離，則延伸輸出舌片308可大為短小(例如2毫米)。包含較短之延伸舌片的電感一般相較於包含較長之延伸舌片的電感較容易製造及組裝。

第三圖係顯示電感300之一可能用途，其係用在具有高度限制312(例如起因於散熱器組件)之應用。於第三圖之實例中，電感300係連接於直流轉直流轉換器(例如降壓轉換器)切換節點(Vx)(例如第二圖之節點216)與轉換器輸出節點(Vo)(例如第二圖之節點218)之間。一負載(load)314(例如處理器)係從輸出節點(Vo)供電。儘管高度限制312規定電感300須設置遠離於負載314，延伸輸出舌片308仍於電感300與負載314之間提供低阻抗路徑。若電感300不包含延伸輸出舌片308，則從電感300至負載314之電流一般必須流經印刷電路板302之較高阻抗導線。然而，電感300並不限於用在降壓轉換器或甚至用在直流轉直流轉換器應用。例如，電感300之某些實施例可用於反相器(inverter)應用。

第六圖及第七圖係顯示電感300之一實施例的可能應用。尤其，第六圖係顯示電感600之側視平面圖，而第七圖係顯示電感600之上視平面圖，其係為電感3()0之一實施例且安裝於印刷電路板602上。於第六圖及第七圖之實例中，電感600係作用為降壓轉換器輸出電感。延伸輸入舌片604係將繞線606之一端連接至直流轉直流轉換器切換節點(Vx)，而焊錫片608係將繞線606之另一端連接至直流轉直流轉換器輸出節點(Vo)。繞線606係至少部份纏繞於至少一部分之磁芯610之周圍或穿過其中。虛線係表示被磁芯610所遮蓋之繞線606的輪廓。延伸輸入舌片604係橫跨電感600與切換裝置612之間的距離702中之一顯著部份，藉此明顯降低切換裝置612與電感600之間之阻抗。如此之降低阻抗可顯著地減少電力耗損，乃因切換節點(Vx)一般會導通大量之電流。

由於以上所討論之延伸舌片(例如第三圖之延伸輸出舌片308、第五圖之延伸輸入舌片502)可明顯改善從直流轉直流轉換器應用中之切換裝置(例如電力半導體)到負載之導電率及導熱率，故使厚箔片與薄印刷電路板導線平行之概念亦可應用至接地回流電流(ground return currents)(即從負載返回至直流轉直流轉換器之電流)。將裸箔片應用到印刷電路板導線所會發生之問題係為此種箔片係難以處理。

一個或以上之接地回流導體可裝附於電感，以改善電感附近之接地回流導電率。接地回流導體例如係設置並配置成使得相對於沒有磁芯之相似電感，其感應係數不會因電感之磁芯的存在而被顯著地增加，而電感之繞線的感應係數會因電感之磁芯的存在而被顯著地增加。於一實例中，接地回流導體可設置並配置成使得電感之磁芯不會環繞接地回流導體形成磁路徑迴圈(magnetic path loop)。於此實施例中，接地回流導體係在磁芯之外部，且接地回流導體可具有類似於印刷電路板接地平面之感應係數，上述印刷電路板接地平面係在標準表面黏著電感之下方延伸(無接地回流導體)，其中接地平面緊鄰標準表面黏著電感之磁芯。

於許多應用中，電流係從切換裝置流經電感再至負載。回流電流一般係從負載流經電感下方之印刷電路板導電層，再返回切換裝置。因此，使用包含接地回流導體之電感可減少接地回流路徑阻抗，且同時維持印刷電路板之一般電流路徑。

再者，將接地回流導體裝附於電感可允許電感與接地回流導體兩者得以在單一步驟放置，藉此削除放置分離電感與分離導體所需要之多個放置操作。此外，由於箔片具有彈性，故難以將箔片導體應用至印刷電路板，但將箔片接地回流導體裝附於電感可增加導體之堅固性且可因此使得導體放置於印刷電路板上的步驟變為容易。

例如，第八圖係顯示安裝於印刷電路板802上之電感800之側視平面圖，而第九圖係顯示電感800之上視平面圖。除了至少部份纏繞於至少一部分之磁芯810之周圍或穿過其中之繞線808，電感800還包含接地回流導體804、806。於第八圖及第九圖中，虛線係表示被磁芯810所遮蓋之繞線808及接地回流導體804、806之輪廓。磁芯810不會環繞接地回流導體804、806形成磁路徑迴圈。因此，接地回流導體804、806之感應係數不會因電感之磁芯810的存在而被顯著地增加，且接地回流導體804、806相較於繞線808具有較低之感應係數。第十圖係顯示已移除磁芯810之電感800之上視圖，而第十一圖係顯示用於電感800之可能的印刷電路板覆蓋區(footprint)之上視平面圖。

於某些實施例中，相對於磁芯810之底表面816，接地回流導體804、806之每一端以及繞線808之每一端係在相同高度上形成各自之焊錫片，以促進電感800對印刷電路板之表面黏著連結。接地回流導體804、806例如具有類似於繞線808之厚度，且相較於一般形成印刷電路板接地回流平面之箔片係明顯較為厚。因此，接地回流導體804、806可用以輔助(或代替)印刷電路板(例如印刷電路板802)中之接地回流導體，且藉此明顯降低電感800附近之接地回流阻抗。由於接地回流導體804、806係裝附於磁芯810且因此裝附於電感800，故接地回流導體804、806相較於分離之導體較易於處理且可藉由取放設備與電感800之放置同時進行放置。

因此，如第八圖至第十一圖之實例所示，電感800可用以提供低阻抗雙向路徑予直流轉直流轉換器(例如降壓轉換器)切換裝置與負載之間的電流。尤其，如箭頭812所示，繞線808可荷載從切換節點(Vx)至輸出節點(Vo)之電流。如箭頭814所示，接地回流導體804、806可輪流荷載從負載返回切換裝置之接地回流電流的至少一部份。

接地回流導體804、806之配置及數量可加以變化，而某些變化之實例將於以下討論。再者，雖然電感800係於本文中討論成繞線808荷載至負載之電流，接地回流導體804、806荷載接地回流電流，但電感800可以其他方式加以利用。例如，一個或以上之接地回流導體804、806可用以荷載電流，例如從記憶體保持活動(memory-keep alive)電源供應器(未圖示)至負載之電流，而非接地回流電流。再者，電感800並不限於用在直流轉直流轉換器應用。例如，電感800之某些實施例可用在反相器應用。

電感800之變化係顯示於第十二圖至第十四圖。第十二圖係為安裝於印刷電路板1202上之電感1200之側視平面圖，而第十三圖係為電感1200之上視平面圖。電感1200係類似於第三圖之電感300；然而，除了至少部份纏繞於至少一部分之磁芯1210之周圍或穿過其中之繞線1208，電感1200還包含接地回流導體1204、1206。虛線係表示被磁芯1210所遮蓋之繞線1208及接地回流導體1204、1206之輪廓。接地回流導體1204、1206係裝附於磁芯1210之底表面1216，且磁芯1210不會環繞接地回流導體1204、1206形成磁路徑迴圈。因此，接地回流導體1204、1206之感應係數不會因電感之磁芯1210的存在而被顯著地增加。延伸輸出舌片1302係電性耦合至繞線1208，而接地回流導體1204、1206例如至少部份沿著延伸輸出舌片1302之長度1304延伸。第十四圖係顯示已移除磁芯1210之電感1200之上視圖。相對於磁芯1210之底表面1216，部份之接地回流導體1204、1206例如形成於與延伸輸出舌片1302相同之高度上，以促進電感1200對印刷電路板之表面黏著連結。第十二圖係顯示電感1200之可能應用，其中儘管高度限制1214規定電感1200須設置遠離於負載1212，延伸輸出舌片1302及接地回流導體1204、1206仍在電感1200與負載1212之間提供雙向低阻抗路徑。

第十五圖至第十七圖係顯示電感800之另一變化。尤其，第十五圖係顯示安裝於印刷電路板1502上之電感1500之側視平面圖。第十六圖係顯示電感1500之上視平面圖，而第十七圖係顯示電感1500之上視圖。電感1500係類似於電感1200(第十二圖至第十四圖)，但電感1500包含延伸輸入舌片1504，其電性耦合至繞線1506。接地回流導體1508、1510至少部份沿著延伸輸出舌片1604之長度1602延伸。繞線1506係至少部份纏繞於至少一部分之磁芯1514之周圍或穿過其中。於第十五圖及第十六圖之平面圖中，虛線係表示被磁芯1514所遮蓋之繞線1506及接地回流導體1508、1510之輪廓。於第十七圖中，磁芯1514係顯示為透明。相對於磁芯1514之底表面1520，延伸輸出舌片1604、延伸輸入舌片1504以及沿著延伸輸出舌片1604延伸之部份接地回流導體1508、1510例如係形成在相同高度上，以促進電感1500對印刷電路板之表面黏著連結。電感1500例如係用以在直流轉直流轉換器切換裝置與電感1500之間以及在電感1500與因高度限制1518而與電感1500分離的負載1516之間提供雙向低阻抗路徑。

具有延伸舌片之電感(例如第三圖之電感300)以及具有接地回流導體之電感(例如第八圖之電感800)的某些實施例係為多重繞線電感，其具有N個繞線，其中N為大於1之整數。例如，第十八圖係顯示耦合電感1800之上視平面圖，耦合電感1800包含三個繞線1802，其藉由磁芯1804磁耦合在一起。虛線係表示被磁芯1804所遮蓋之繞線1802的輪廓。各自之延伸輸出舌片1806係電性耦合至每一繞線1802之一端，而各自的延伸輸入舌片1808係電性耦合至每一繞線1802之另一端。每一延伸輸出舌片1806與每一延伸輸入舌片1808例如係為各自之繞線1802的延伸。第十九圖係顯示繞線1802之上視圖。

相對於磁芯1804之底表面，至少部份之延伸輸出舌片1806與延伸輸入舌片1808例如係形成於相同高度上，以促進電感1800對印刷電路板之表面黏著連結。每一延伸輸出舌片1806例如係輔助或代替將電感1800連接至負載(例如處理器)之印刷電路板導線。每一延伸輸入舌片1808例如係輔助或代替將電感1800連接至直流轉直流轉換器切換裝置之印刷電路板導線。雖然第十八圖係將電感1800顯示成包含三個繞線，但電感1800可具有任何大於1的數量之繞線。例如，第二十圖係顯示電感1800之四個繞線實施例之上視圖。

於某些實施例中，多重繞線電感(例如電感1800)之每一繞線可為多相式直流轉直流轉換器之個別相位的一部分，例如先前關於第二圖所討論者。

第二十一圖係顯示耦合電感2100之上視平面圖，其類似於電感1800(第十八圖)；然而，電感2100包含接地回流導體2102，其沿著延伸輸出舌片2104設置，其中每一延伸輸出舌片2104係電性耦合至各自的繞線2106。接地回流導體2102例如係在電感2100與另一元件(例如負載，如處理器)之間提供低阻抗接地回流路徑。接地回流導體2102以及延伸輸出舌片2104亦可用作為散熱器，以冷卻其上安裝有電感2100之印刷電路板。第二十一圖中之虛線係表示被電感2100之磁芯2108所遮蓋之繞線2106及接地回流導體2102的輪廓。相對於電感2100之底表面，至少各自部份之接地回流導體2102、延伸輸出舌片2104及延伸輸入舌片2110例如係形成在相同高度上，以促進對印刷電路板之表面黏著連結。

應注意者為，繞線之數量以及接地回流導體之數量與配置可予以改變。例如，第二十二圖係為耦合電感2200之上視平面圖，而第二十三圖係為耦合電感2200之側視平面圖，其係為耦合電感2100之一實施例，且包含至少一機械性隔離器(mechanical isolator)2202，其連接到至少某些的接地回流導體2204及/或延伸輸出舌片2206。機械性隔離器2202會增加電感2200之機械性強度，以及增加接地回流導體2204及/或延伸輸出舌片2206之平面性。第二十三圖係顯示安裝於印刷電路板2302上之電感2200。虛線係表示被磁芯2208或機械性隔離器2202所遮蓋之繞線及接地回流導體2204的輪廓。

第二十四圖係為耦合電感2400之上視平面圖，第二十五圖係為安裝於印刷電路板2502上之耦合電感2400之側視平面圖，而第二十六圖係為耦合電感2400之四個繞線實施例的上視圖。耦合電感2400係類似於耦合電感2200(第二十二圖)。然而，與耦合電感2200相反，耦合電感2400之磁芯2402不包含特徵(例如間隔之外部腳)以提升漏電感值。反之，磁芯2402及繞線2404係形成一近似理想(nearly-ideal)之變壓器，而接地回流導體2406與延伸輸出舌片2408所形成之區域或通道2502係用作為「空氣磁芯電感」，其可提升繞線2404之漏電感值。上述空氣磁芯之優點係為具有接近於零之磁芯損耗。隔離器2410可選擇性由磁性材料(例如鐵氧體及/或鐵粉材料)所形成，以增加電感2400之漏電感值。此種磁性材料可選擇成使得隔離器2410在電感2400之正常操作期間至少部份飽和，藉此造成在高但正常之繞線電流下漏電感值會顯著地降低。虛線係表示被磁芯2402或隔離器2410所遮蓋之繞線2404與接地回流導體2406之輪廓。

第二十七圖係顯示耦合電感2700之上視平面圖，而第二十八圖係顯示安裝於印刷電路板2802上之耦合電感2700之側視平面圖。耦合電感2700係類似於耦合電感2400(第二十四圖)。然而，於耦合電感2700中，相對於磁芯2708，接地回流導體2702與延伸輸出舌片2704係至少部份形成於相同高度上，且不形成空氣磁芯電感。隔離器2706係由磁性材料所形成，前述磁性材料可選擇成使得隔離器2706在電感2700之正常操作期間至少部份飽和，藉此造成在高但正常之繞線電流下漏電感值會顯著地降低。虛線係表示被磁芯2708所遮蓋之繞線與接地回流導體2702之輪廓。

於其他實施例中，如第二十九圖至第三十二圖、第三十三圖至第三十五圖，或第三十六圖至第三十八圖所顯示之薄型電感可具有低電阻箔片繞線，其例如部份用以橋接從印刷電路板之高度未受限區域至負載的距離。

第二十九圖係顯示安裝於印刷電路板2902上之具有薄型尺寸之電感2900的側視平面圖，而第三十圖係顯示電感2900之上視平面圖。電感2900包含一狹長箔片繞線2904，其設置於一狹長箔片接地回流導體2906之上。如第二十九圖所示，狹長箔片接地回流導體2906例如係設置成使得其僅部份接觸印刷電路板。隔離器2908、2910係分離狹長箔片繞線2904與狹長箔片接地回流導體2906，藉此電感2900形成一用作為空氣磁芯之區域或通道2912。狹長箔片繞線2904與狹長箔片接地回流導體2906例如係沿著通道2912之方向至少大體上平行。一個或以上之隔離器2908、2910可選擇性包含一磁性材料(例如鐵氧體材料及/或鐵粉材料)，以提升電感2900之感應係數。第三十一圖係為已移除隔離器2908、2910之電感2900的上視圖，而第三十二圖係為可用於電感2900之印刷電路板覆蓋區域的上視平面圖。如第二十九圖所示，電感2900之一可能應用係為橋接負載2916附近之高度限制2914。

第三十三圖係顯示安裝於印刷電路板3302上之具有薄型尺寸的電感3300之側視平面圖，而第三十四圖係顯示電感3300之上視平面圖。電感3300包含箔片繞線3304，其設置於箔片接地回流導體3306之上。電感3300包含至少一磁性區域3308，其由磁性材料(例如鐵氧體材料及/或鐵粉材料)所形成且設置於箔片接地回流導體3306之上。箔片繞線3304係延伸通過每一磁性區域3308中之一開孔。磁性區域3308會增加電感3300之感應係數，提供機械支撐並使電感3300被「遮蔽」。包含數個較小之磁性區域3308以取代一個大型之磁性區域對電感3300可為有利，乃因較小之磁性區域可促進可製造性、防止破裂並容忍印刷電路板之彎曲，且同時仍然提供有效之集體磁芯(collective core)橫切面，其有助於最小化在切換電源供應應用中之磁芯損耗。於第三十三圖及第三十四圖中，箔片繞線3304與箔片接地回流導體3306被磁芯3308所遮蓋之處的輪廓係以虛線顯示。第三十五圖係顯示已移除磁性區域3308之電感3300之上視圖。如第三十三圖所示，電感3300之一可能應用係為橋接負載3312附近之高度限制3310。

第三十六圖係顯示安裝於印刷電路板3602上之薄型的電感3600之側視平面圖，而第三十七圖係顯示電感3600之上視平面圖。電感3600包含箔片繞線3604，其設置於接地回流導體3606、3608之間。至少一磁性區域3610(例如由鐵氧體材料及/或鐵粉材料所形成)係設置於接地回流導體3606、3608之間。於第三十六圖及第三十七圖中，箔片繞線3604係纏繞穿過每一磁性區域3610中之一開孔。與先前對於電感3300(第三十三圖至第三十五圖)所討論者相同理由，包含數個較小之磁性區域3610以取代一個大型之磁性區域對電感3600可為有利。箔片繞線3604與接地回流導體3606、3608被磁芯3610所遮蓋之處的輪廓係以虛線顯示。第三十八圖係顯示已移除磁性區域3610之電感3600之上視圖。電感3600相較於電感3300而言可允許使用較大橫切面之磁性區域，乃因接地回流導體3606、3608僅設置於電感3600之側邊上，而允許磁性區域3610佔據部份電感之高度，前述高度不然則係由接地回流導體所佔據。如第三十六圖所示，電感3600之一可能應用係為橋接負載3614附近之高度限制3612。

最先進之切換裝置當組裝於印刷電路板上時普遍具有小於1毫米之高度。其他常用之表面黏著元件，例如陶瓷電容，亦具有相似之低高度。然而，電感一般具有若干毫米之高度，藉此其磁芯具有足夠大之橫切面以將磁芯損耗保持在可接受之程度。

是故，於高度受限之應用中，較佳為利用「落入式(drop-in)」電感，其設置於一印刷電路板孔洞中。例如，第三十九圖係顯示安裝於印刷電路板3904之孔洞3902中之習知技術落入式電感3900之側視橫切面示意圖。落入式電感3900包含焊錫片3906、磁芯3908以及環繞磁芯3908纏繞且連接至焊錫片3906之軟性多圈繞線(未顯示於第三十九圖)。

較佳地，落入式電感3900可利用印刷電路板3904兩側之高度以及印刷電路板3904之厚度。然而，落入式電感3900所需之孔洞會減少回流電流穿過接地平面或電感附近之印刷電路板互連層(interconnect layer)的路徑，藉此增加回流路徑阻抗及相關損耗。例如，第四十圖係顯示印刷電路板3904之孔洞3902中所安裝之電感4000的上視平面圖。回流電流不能流動通過孔洞3902-因此回流電流必須環繞孔洞3902流動，如箭頭4002所表示，如此會增加回流路徑阻抗。是故，若具有典型之落入式電感，則必須在環繞孔洞3902處提供足夠之空間以用於回流電流導通。此外，感應係數係由回流電流路徑所影響，且孔洞3902將會影響落入式電感3900之感應係數(inductance)，乃因回流電流並非在落入式電感3900下方流動。此種情況在多相式應用中可能會增強，例如第四十一圖所示，其中印刷電路板4104中之複數個孔洞4102係為習知技術之落入式電感4100所需要。孔洞4102顯著地增加回流路徑阻抗，且孔洞4102之間的明顯間隔4106係為必需以提供回流電流路徑。

再者，落入式電感3900當安裝於印刷電路板孔洞內時通常係為脆弱。尤其，因落入式電感3900之磁芯3908一般不會接觸印刷電路板3904，故落入式電感3900之焊錫片3906一般會支撐落入式電感3900之整體重量。因此，焊錫片3906一般會承受明顯的機械應力，且可使一般由相對較脆弱之磁性材料所形成之磁芯3908破裂。

以上所討論之問題的至少某些部分可藉由包含一個或以上之接地回流導體的落入式電感加以降低或消除。例如，第四十二圖係顯示安裝於印刷電路板4202之孔洞中之落入式電感4200之側視橫切面圖，而第四十三圖係顯示安裝於印刷電路板4202之孔洞中之落入式電感4200之上視平面圖。第四十四圖係顯示落入式電感4200之上視圖。

落入式電感4200包含一繞線4204，其至少部份纏繞於至少一部分之磁芯4206(例如由鐵氧體及/或鐵粉材料所形成)之周圍或穿過其中。繞線4204例如延伸穿過磁芯4206中之通道。第四十五圖係顯示已移除磁芯4206之落入式電感4200之上視圖。落入式電感4200亦包含接地回流導體4208、4210。於第四十三圖中虛線表示被磁芯4206所遮蓋的繞線4204及接地回流導體4208、4210之輪廓，而於第四十四圖中磁芯4206係顯示為透明。如第四十二圖至第四十五圖所示，繞線4204及/或接地回流導體4208、4210例如為箔片導體。此種箔片導體可為，但不一定要為，足夠厚以相對地較堅固。磁芯4206不會環繞接地回流導體4208、4210形成磁路徑迴圈。因此，接地回流導體4208、4210之感應係數例如不會因磁芯4206之存在而大幅增加。

落入式電感4200例如可用以提供用於回流電流之路徑，如第四十三圖中之箭頭4304所示，以及可用以提供用於至一負載之電流的路徑，如箭頭4306所示。因此，與習知技術之落入式電感相比，回流電流不需要環繞落入式電感4200流動-反而回流電流可流動通過裝附於落入式電感4200之接地回流導體4208、4210。

與習知技術之落入式電感相比，利用落入式電感4200不一定會增加回流路徑阻抗。接地回流導體4208、4210之厚度通常與繞線4204之厚度相似，且經常為一般印刷電路板導線箔片之厚度的十至五十倍。儘管落入式電感4200需要一印刷電路板孔洞，使用落入式電感4200仍可因此顯著地降低回流路徑阻抗。再者，因回流電流流動通過落入式電感4200，故落入式電感4200之感應係數相較於習知技術之落入式電感受印刷電路板佈線(PCB layout)之影響較少。

此外，由於落入式電感4200可提供用於回流電流之路徑，故數個落入式電感4200可相隔緊密而無須在電感之間提供用於回流電流路徑之空間，例如第四十一圖之習知技術的落入式電感4100之間所需要之間隔4106。接地回流導體4208、4210甚至可允許數個落入式電感4200放置於單一孔洞中。因此，數個落入式電感4200相較於相同數量之習知技術的落入式電感在印刷電路板上可需要較少空間，乃因落入式電感4200相較於習知技術之落入式電感可放置得較緊密，或者數個落入式電感4200可放置於一共用孔洞中。

繞線4204及接地回流導體4208、4210例如具有各自之焊錫片4302，其電性耦合至其終端，以促進落入式電感4200對印刷電路板之表面黏著連結。相對於磁芯4206之底表面4212，焊錫片4302一般形成在相同高度上，以促進落入式電感4200對印刷電路板之表面黏著連結。於某些實施例中，焊錫片4302為繞線4204或接地回流導體4208、4210之延長，其可促進落入式電感4200之可製造性。例如，繞線4204及其各自之焊錫片4302可由單一箔片繞線所形成。例如，每一焊錫片4302連接至共同印刷電路板層上之印刷電路板導線。

落入式電感4200相較於習知技術之落入式電感於機械性上可較為堅固。例如，於繞線4204為相對較堅固之箔片且其延伸通過磁芯4206中之通道之實施例中，繞線4204可提供落入式電感4200顯著的機械支撐。相對地，習知之落入式電感3900的軟性多圈繞線一般提供少量甚至無法提供落入式電感3900機械支撐。

再者，接地回流導體4208、4210可增加落入式電感4200之機械強度。例如，耦合至接地回流導體4208、4210之焊錫片4302可提供額外之支撐點以支撐印刷電路板上之落入式電感4200，藉此減少落入式電感4200之焊錫片上的應力並因此降低磁芯4206破裂之可能性。例如，若繞線4204及接地回流導體4208、4210之每一者具有各自之焊錫片4302耦合至其終端，則與習知之落入式電感3900僅在兩個位置被支撐相反，落入式電感4200可在六個不同位置被支撐於印刷電路板上。此外，接地回流導體4208、4210可促進落入式電感4200之整體機械強度。

具有接地回流導體之落入式電感可具有其他配置。例如，第四十六圖係顯示一落入式電感4600之上視圖，其為落入式電感4200(第四十二圖至第四十五圖)之變化。落入式電感4600包含一繞線4602，其至少部份纏繞於至少一部分之磁芯4604(於第四十六圖顯示為透明)之周圍或穿過其中。落入式電感4600更包含接地回流導體4606、4608。第四十七圖係顯示已移除磁芯4604之落入式電感4600之分解圖。各自之焊錫片4610可電性耦合至繞線4602及接地回流導體4606、4608之每一端。相對於磁芯4604之底表面4604，每一焊錫片4610例如係形成在相同高度上，以促進落入式電感4200對印刷電路板之表面黏著連結。

接地回流導體4606、4608各自包含夾具4612、4614，其可允許接地回流導體更輕易地夾緊磁芯4604。夾具4612、4614亦可增加接地回流導體4606、4608之堅固性、物理附著強度及散熱能力。第四十八圖係顯示電感4800之上視圖，其為落入式電感4600之替代實施例，其包含接地回流導體4802、4804，以提供強化之夾鉗能力以夾緊磁芯4806以及強化之導電性。繞線4808係至少部份纏繞於至少一部分之磁芯4806之周圍或穿過其中，磁芯4806於第四十八圖中係顯示為透明。第四十九圖係已移除磁芯4806之電感4800之分解圖。

將接地回流導體增加至落入式電感的概念可延伸至包含多個磁耦合繞線之電感。例如，第五十圖係顯示落入式耦合電感5000之上視圖，其包含接地回流導體5002、5004。落入式耦合電感5000更包含繞線5006、5008，其至少部份纏繞於至少一部分之磁芯5010(於第五十圖係顯示為透明)之周圍或穿過其中。第五十一圖係已移除磁芯5010之落入式耦合電感5000之上視圖。各自之焊錫片5012例如係電性耦合至接地回流導體5002、5004及繞線5006、5008之每一者。相對於磁芯5010之底表面5014，焊錫片5012例如係形成在相同高度上，以促進落入式耦合電感5000對印刷電路板之表面黏著連結。雖然落入式耦合電感5000係顯示為具有二個繞線之耦合電感，但落入式耦合電感5000可延伸成支撐三個或以上之繞線。亦可增加額外之接地回流導體，或者接地回流導體5002、5004可結合成單一導體。

第五十二圖係顯示一印刷電路板組件5200之上視平面圖，其顯示落入式耦合電感5000之一可能應用。於印刷電路板組件5200中，不僅繞線5006、5008會各自荷載從電源級5202、5204至負載之電流，接地回流導體5004亦會荷載至負載之電流。然而，接地回流導體5002係用以荷載回流電流。

第五十三圖係顯示具有N個繞線之耦合電感5300之上視圖，其為包含接地回流導體之落入式電感的另一實例。耦合電感5300包含N個繞線5302，其中N為大於1之整數。雖然耦合電感5300係顯示為包含四個繞線，但耦合電感5300可修改成包含任何大於1的數量之繞線。每一繞線5302係至少部份纏繞於磁芯5304之各自腳部的周圍。各自之焊錫片5306係電性耦合至每一繞線5302之每一端。焊錫片5306使得繞線5302可被焊接至印刷電路板，其具有一孔洞以安裝耦合電感5300。焊錫片5306例如係為其各自之繞線5302之延伸。第五十四圖係顯示繞線5302之上視圖。

耦合電感5300更包含一接地回流導體，其係以回流電流結構5308之形式呈現，以提供用於回流電流之低阻抗路徑。第五十五圖係顯示回流電流結構5308之上視圖。較佳地，回流電流結構5308亦可用作為用於印刷電路板及所安裝之耦合電感5300的散熱器。回流電流結構5308例如包含若干個焊錫片5310用以焊接至印刷電路板。相對於磁芯5304之底表面5312，焊錫片5306及5310例如係形成在相同高度上，以促進耦合電感5300對印刷電路板之表面黏著連結。回流電流結構5308選擇性包含一隔離器5502，用以防止回流電流結構5308電性短路至繞線5302。隔離器5502例如為一介電塗佈或隔離層，例如介電膠帶。於第五十三圖之實例中，回流電流結構5308係設置於耦合電感5300之底側上-因此，僅有回流電流結構5308之焊錫片5310可見於第五十三圖中。

第五十六圖係顯示耦合電感5300之一可能應用的實例。尤其，第五十六圖係為安裝於印刷電路板5602之孔洞中的耦合電感5300之側視橫切面圖。耦合電感5300相對於印刷電路板5602之垂直位置可藉由改變繞線5302及回流電流結構5308之尺寸而加以變化。

雖然於第五十三圖及第五十六圖中回流電流結構5308係設置於耦合電感5300之底側上，但回流電流結構5308可替代性地設置於耦合電感5300之頂側上，如第五十七圖所示。將回流電流結構5308放置於頂側上可利於提供平坦之(或大體上平坦之)表面，以允許耦合電感5300之取放安裝，而無需頂側標記。當在印刷電路板之特定側上有較多之空氣流動時，將回流電流結構5308放置於耦合電感5300之頂側上亦可促進冷卻。

雖然回流電流結構5308係顯示為接地回流導體，其可修改成荷載額外之信號。例如，回流電流結構5308之一替代性實施例包含二個電性隔離之電性導體，其中一個導體係用作為接地回流導體，而另一導體係用作為低電流電源供應導體(例如用於保持活動(keep-alive)之電源供應器的導體)。

第五十八圖係顯示具有N個繞線之落入式耦合電感5800之上視圖，其中N為大於1之整數。落入式耦合電感5800係類似於耦合電感5300(第五十三圖)；然而，落入式耦合電感5800之繞線5802相較於耦合電感5300之繞線5302具有較短之長度且因此具有較低之阻抗。第五十九圖係顯示繞線5802之上視圖，其例如係為對稱以減少繞線長度。落入式耦合電感5800包含磁芯5804，且各自之焊錫片5806係電性耦合至每一繞線5802之每一端。類似於耦合電感5300，落入式耦合電感5800包含一接地回流結構5808，其例如包含若干個焊錫片5810。相對於磁芯5804之底表面5812，焊錫片5806、5810可形成在相同高度上，以促進落入式耦合電感5800對印刷電路板之表面黏著連結。

如第五十八圖所示，磁芯5804例如係由成對之對應磁性元件5814、5816及5818、5820所形成。於此種實施例中，焊錫片5806係從對應磁性元件5814、5816及5818、5820之間的空間延伸出。於繞線5802為對稱之實施例中，對應磁性元件5814、5816及5818、5820之每一者具有例如相同之形狀與尺寸。

第六十圖係顯示落入式耦合電感5800之一可能應用的實例。尤其，第六十圖係為安裝於印刷電路板6002之孔洞中之落入式耦合電感5800之側視橫切面圖。落入式耦合電感5800相對於印刷電路板6002之垂直位置可藉由改變繞線5802及接地回流結構5808之尺寸而加以變化。雖然於第五十八圖及第六十圖中接地回流結構5808係安裝於落入式耦合電感5800之底側上，但接地回流結構5808可安裝於落入式耦合電感5800之頂側上，如第六十一圖所示。

如以上所討論，使用習知之落入式電感一般會造成包含大幅增加回流電流路徑之阻抗、薄弱之機械堅固性及需要在習知之落入式電感中分隔數段距離等之問題。然而，具有接地回流導體之落入式電感，例如以上所述電感的某些實施例，可減少或消除單一或多個上述問題。因此，將接地回流導體附加於落入式電感可允許落入式電感使用在習知之落入式電感所無法應用之領域。使用落入式電感替代標準(非落入式)表面黏著電感可提供數個優點，例如下列：(1)減少相對於印刷電路板表面之電感高度；(2)增加電感磁芯尺寸及橫切面面積，其有助於將磁芯損耗最小化；(3)降低電感所需之印刷電路板表面面積；及/或(4)使電感高度接近於其他電源供應元件之高度，以提升電源供應之空間使用率。

將一個或以上之接地回流導體附加於落入式電感亦可顯著地減少或消除感應係數對於佈線及/或印刷電路板孔洞配置之相依性。尤其，將一個或以上之接地回流導體附加於落入式電感可有助於將輸出電感應用中之電感的電流迴圈長度最小化，其中電流迴圈係由電流從電感流至負載及從負載流回至電感所行經之路徑所定義。感應係數係由電流迴圈之配置所影響，且增加電流迴圈之尺寸一般會增加感應係數。因此，藉由使用接地回流導體將電流迴圈長度最小化，可使電流迴圈長度顯著地或完全地不受印刷電路板佈線及/或孔洞配置所影響，藉此減少或消除感應係數對此種應用特徵之相依性。相對地，於第三十九圖至第四十一圖之習知落入式電感中，電流迴圈尺寸係明顯取決於印刷電路板佈線及孔洞配置。例如，於習知之落入式電感3900(第三十九圖至第四十圖)之例中，若孔洞3902之尺寸或環繞孔洞3902之印刷電路板佈線改變，則落入式電感3900之感應係數將會改變。

第六十二圖至第六十四圖係各自顯示電感6200之上視圖、側視平面圖及上視平面圖。電感6200係類似於電感500(第五圖)，但具有至少大體上相同長度之箔片延伸輸入及輸出舌片6202、6204。電感6200包含箔片繞線6206以及由磁性材料形成之磁芯6208。磁芯6208具有第一側6210，其相對於第二側6212。磁芯6208之第一側6210與第二側6212之間的線性相隔距離係定義磁芯6208之長度6214。

箔片繞線6206包含一磁芯繞線部份6216，其纏繞穿過磁芯6208。延伸輸入及輸出舌片6202、6204係電性耦合至箔片繞線6206之各自相對終端。於某些實施例中，延伸輸入及輸出舌片6202、6204均為繞線6206之延伸。延伸輸入舌片6202係在磁芯6208之第一側6210且於縱向方向6218上從磁芯6208延伸開來，而延伸輸出舌片6204係在磁芯6208之第二側6212且於縱向方向6218上從磁芯6208延伸開來。虛線係表示被磁芯6208所遮蓋之繞線6206的輪廓。延伸輸入及輸出舌片6202、6204例如輔助或用作為設置於印刷電路板表面上之各自箔片導線的替代物。例如，一個或以上之延伸輸入及輸出舌片6202、6204可配置成焊接至各自之印刷電路板箔片導線且沿著其延伸。

延伸輸入舌片6202具有長度6220，而延伸輸出舌片6204具有長度6222。長度6220至少大體上等於長度6222。於某些實施例中，延伸輸入舌片6202及延伸輸出舌片6204之長度6220、6222的每一者係相較於磁芯6208之長度6214為短。相對於磁芯6208之底表面6224，延伸輸入舌片6202及延伸輸出舌片6204之每一者係形成在相同高度上，以促進延伸輸入舌片6202及延伸輸出舌片6204對印刷電路板之表面黏著連結。

第六十五圖至第六十七圖係各自顯示電感6500之上視圖、側視平面圖及上視平面圖，其為電感6200(第六十二圖至第六十四圖)之替代實施例，且包含二個接地回流導體6502、6504。電感6500係類似於電感1500(第十五圖至第十七圖)，但具有接地回流導體延伸及至少大體上相同長度之延伸輸入及輸出舌片。接地回流導體6502、6504係裝附於磁芯6208之底表面6224，磁芯6208不會環繞接地回流導體6502、6504形成磁路徑迴圈。因此，相對於沒有磁芯6208之相似電感，雖然繞線6206之感應係數會因磁芯6208之存在而增加，但接地回流導體6502、6504之感應係數不會因磁芯6208之存在而大幅增加。如第六十五圖及第六十七圖所可見，接地回流導體6502、6504均鄰近於縱向方向6218上之箔片繞線6206。

接地回流導體6502、6504兩者均包含各自之第一延伸部6506、6508，其係於磁芯6208之第一側6210且於縱向方向6218上從磁芯6208延伸開來。同樣地，接地回流導體6502、6504兩者均包含各自之第二延伸部6510、6512，其係於磁芯6208之第二側6212且於縱向方向6218上從磁芯6208延伸開來。相對於磁芯6208之底表面6224，每一延伸部6506、6508、6510、6512以及延伸輸入及輸出舌片6202、6204係形成在相同高度上，以促進表面黏著焊接至印刷電路板。每一第一延伸部6506、6508具有與延伸輸入舌片6202相同之長度6220，而每一第二延伸部6510、6512具有與延伸輸出舌片6204相同之長度6222。如以上所述，每一延伸輸入及輸出舌片6202、6204具有相同之長度，每一延伸部6506、6508、6510、6512因此具有與每一舌片相同之長度。

第六十八圖係顯示電感6800之上視圖，其類似於電感6500(第六十五圖至第六十七圖)，但具有替代之接地回流導體配置。如第六十八圖所示，電感6800包含接地回流導體6802、6804，其類似於電感6500之接地回流導體，但至少部份沿著磁芯6208之第一側6210、第二側6212、第三側6806、第四側6808向上延伸。接地回流導體6802、6804之此種沿著磁芯6208之側邊延伸的延伸部可利於促進電感6800之機械堅固性且亦增加接地回流導體6802、6804之有效橫切面面積。所增加之接地回流導體6802、6804橫切面面積可促進接地回流導體之低阻抗以及冷卻電感6800及與電感6800接觸之印刷電路板。再者，接地回流導體6802、6804之沿著磁芯6208之側邊延伸的部份在一般應用中係暴露出(即不與印刷電路板接觸)，且因此對冷卻電感6800而言特別有效。

於此處所揭露之電感的某些實施例中，磁芯係由粉末型磁性材料，例如於黏合劑(binder)內之鐵粉(powdered iron)所形成，而上述一個或以上之繞線係至少部份內嵌於磁芯中。例如，第六十九圖係顯示電感6900之上視圖，其類似於電感6200(第六十二圖至第六十四圖)，但以箔片形成之磁芯繞線部份6216係以內嵌於磁芯6208中以導線形成之磁芯繞線部份6902取代。於另一實例中，第七十圖係顯示電感7000之上視圖，其類似於電感6500(第六十五圖至第六十七圖)，但以箔片形成之磁芯繞線部份6216係以內嵌於磁芯6208中以導線形成之磁芯繞線部份7002取代。

應可預期者為，此處所述之箔片繞線及接地回流導體係為相當厚，且因此相較於使用在許多印刷電路板上之一盎司銅箔片，本發明之箔片繞線及接地回流導體可提供相當低之片電阻率。更可預期者為，此處所述之箔片繞線及接地回流導體係由高度導電材料所製成，上述高度導電材料主要包含銅。於替代實施例中，箔片繞線及接地回流導體係由非亞銅金屬(non-cuprous metal)例如鋁或塗佈有可焊接之低電阻銅的鋼所製成，且可輪替鍍有錫或包含錫之合金，以增加可焊接性。

在不脫離本發明之範圍下可對上述方法及系統進行若干變更。因此應得以注意者為，上述敘述所包含及後附圖式所顯示之內容應用以說明本發明，而非用以限制本發明。下述申請專利範圍應涵蓋此處所述之所有廣義特徵及特定特徵以及本方法及系統之範圍中文義上可被認為落入其中的所有敘述。

100．．．主機板

102．．．印刷電路板

103．．．處理器

104．．．處理器插槽

106．．．散熱器及風扇組件

110．．．電感

112．．．電容

114．．．高度

116．．．導線

120．．．排除區域

122．．．焊錫片

202．．．降轉換器

204．．．切換裝置

206．．．相位電感

208．．．電容

210．．．處理器

212、214．．．寄生阻抗

216、218．．．節點

300．．．電感

302．．．印刷電路板

304．．．繞線

306．．．磁芯

308．．．延伸輸出舌片

310．．．焊錫片

312．．．高度限制

314．．．負載

316．．．底表面

402、404．．．寬度

406．．．長度

500．．．電感

502．．．延伸輸入舌片

600．．．電感

602．．．印刷電路板

604．．．延伸輸入舌片

606．．．繞線

608．．．焊錫片

610．．．磁芯

612．．．切換裝置

702．．．距離

800．．．電感

802．．．印刷電路板

804、806．．．接地回流導體

808．．．繞線

810．．．磁芯

812、814．．．箭頭

816．．．底表面

1200．．．電感

1202．．．印刷電路板

1204、1206．．．接地回流導體

1208．．．繞線

1210．．．磁芯

1212．．．負載

1214．．．高度限制

1216．．．底表面

1302．．．延伸輸出舌片

1304．．．長度

1500．．．電感

1502．．．印刷電路板

1504．．．延伸輸入舌片

1506．．．繞線

1508、1510．．．接地回流導體

1514．．．磁芯

1516．．．負載

1518．．．高度限制

1520．．．底表面

1602．．．長度

1604．．．延伸輸出舌片

1800．．．耦合電感

1802、1802(1)~1802(3)．．．繞線

1804．．．磁芯

1806、1806(1)~1806(3)．．．延伸輸出舌片

1808、1808(1)~1808(3)．．．延伸輸入舌片

2100．．．耦合電感

2102、2102(1)~2102(4)．．．接地回流導體

2104、2104(1)~2104(3)、2104(5)．．．延伸輸出舌片

2106、2106(1)~2106(3)．．．繞線

2108．．．磁芯

2110、2110(1)~2110(3)．．．延伸輸入舌片

2200．．．耦合電感

2202．．．機械性隔離器

2204、2204(1)~2204(3)．．．接地回流導體

2206、2206(1)~2206(3)．．．延伸輸出舌片

2208．．．磁芯

2302．．．印刷電路板

2400．．．耦合電感

2402．．．磁芯

2404、2404(1)~2404(3)．．．繞線

2406、2406(1)~2406(4)．．．接地回流導體

2408、2408(1)~2408(4)．．．延伸輸出舌片

2410．．．隔離器

2502．．．區域或通道

2700．．．耦合電感

2702、2702(1)~2702(3)．．．接地回流導體

2704、2704(1)~2704(3)．．．延伸輸出舌片

2706．．．隔離器

2708．．．磁芯

2802．．．印刷電路板

2900．．．電感

2902．．．印刷電路板

2904．．．狹長箔片繞線

2906．．．狹長箔片接地回流導體

2908、2910．．．隔離器

2912．．．區域或通道

2914．．．高度限制

2916．．．負載

3300．．．電感

3302．．．印刷電路板

3304．．．箔片繞線

3306．．．箔片接地回流導體

3308、3308(1)~3308(3)．．．磁性區域

3310．．．高度限制

3312．．．負載

3600．．．電感

3602．．．印刷電路板

3604．．．箔片繞線

3606、3608．．．接地回流導體

3610、3610(1)~3610(3)．．．磁性區域

3612．．．高度限制

3614．．．負載

3900．．．落入式電感

3902．．．孔洞

3904．．．印刷電路板

3906．．．焊錫片

3908．．．磁芯

4002．．．箭頭

4100．．．落入式電感

4102．．．孔洞

4104．．．印刷電路板

4106．．．間隔

4200．．．落入式電感

4202．．．印刷電路板

4204．．．繞線

4206．．．磁芯

4208、4210．．．接地回流導體

4212．．．底表面

4302、4302(1)~4302(6)．．．焊錫片

4304、4306．．．箭頭

4600．．．落入式電感

4602．．．繞線

4604．．．磁芯

4606、4608．．．接地回流導體

4610、4610(1)~4610(6)．．．焊錫片

4612、4614．．．夾具

4800．．．電感

4802、4804．．．接地回流導體

4806．．．磁芯

4808．．．繞線

5000．．．落入式耦合電感

5002、5004．．．接地回流導體

5006、5008．．．繞線

5010．．．磁芯

5012、5012(1)~5012(8)．．．焊錫片

5014．．．底表面

5200．．．印刷電路板組件

5202、5204．．．電源級

5300．．．耦合電感

5302、5302(1)~5302(4)．．．繞線

5304．．．磁芯

5306、5306(1)~5306(4)．．．焊錫片

5308．．．回流電流結構

5310、5310(1)~5310(8)．．．焊錫片

5312．．．底表面

5502．．．隔離器

5602．．．印刷電路板

5800．．．落入式耦合電感

5802、5802(1)~5802(4)．．．繞線

5804．．．磁芯

5806、5806(1)~5806(4)．．．焊錫片

5808．．．接地回流結構

5810、5810(1)~5810(4)．．．焊錫片

5812．．．底表面

5814、5816、5818、5820．．．對應磁性元件

6002．．．印刷電路板

6200．．．電感

6202．．．箔片延伸輸入舌片

6204．．．箔片延伸輸出舌片

6206．．．舌片

6208．．．磁芯

6210．．．第一側

6212．．．第二側

6214．．．長度

6216．．．磁芯繞線部份

6218．．．縱向方向

6220、6222．．．長度

6224．．．底表面

6500．．．電感

6502、6504．．．接地回流導體

6506、6508．．．第一延伸部

6510、6512．．．第二延伸部

6800．．．電感

6802、6804．．．接地回流導體

6806．．．第三側

6808．．．第四側

6900．．．電感

6902．．．磁芯繞線部份

7000．．．電感

7002．．．磁芯繞線部份

第一圖係顯示習知之主機板之橫切面示意圖。

第二圖係顯示習知之主機板之概要示意圖。

第三圖係根據一實施例顯示安裝於印刷電路板上之電感之側視平面圖。

第四圖係顯示第三圖之電感的上視平面圖。

第五圖係顯示第三圖中安裝於印刷電路板上之電感的另一實施例的側視平面圖。

第六圖係顯示第三圖中安裝於印刷電路板上之電感的又另一實施例的側視平面圖。

第七圖係顯示第六圖之電感之上視平面圖。

第八圖係根據一實施例顯示安裝於印刷電路板上之包含有接地回流導體的電感之側視平面圖。

第九圖係顯示第八圖之電感之上視平面圖。

第十圖係顯示已移除磁芯之第八圖及第九圖之電感之上視圖。

第十一圖係根據一實施例顯示用於第八圖至第十圖之電感的印刷電路板覆蓋區之上視平面圖。

第十二圖係為第八圖中安裝於印刷電路板上之電感的另一實施例的側視平面圖。

第十三圖係為第十二圖之電感的上視平面圖。

第十四圖係為已移除磁芯之第十二圖及第十三圖之電感之上視圖。

第十五圖係顯示第八圖中安裝於印刷電路板上之電感的又另一實施例的側視平面圖。

第十六圖係顯示第十五圖之電感的上視平面圖。

第十七圖係顯示第十五圖及第十六圖之電感之上視圖。

第十八圖係根據一實施例顯示包含有延伸輸出舌片之耦合電感之上視平面圖。

第十九圖係顯示第十八圖之電感的繞線之上視圖。

第二十圖係顯示第十八圖之電感之另一實施例的上視圖。

第二十一圖係根據一實施例顯示包含有接地回流導體及延伸輸入與輸出舌片之耦合電感之上視平面圖。

第二十二圖係顯示第二十一圖之耦合電感之一實施例之上視平面圖，其包含有隔離器。

第二十三圖係顯示第二十二圖之電感的側視平面圖。

第二十四圖係根據一實施例顯示包含有接地回流導體及延伸輸出舌片之耦合電感之上視平面圖。

第二十五圖係顯示第二十四圖中安裝於印刷電路板上之耦合電感的側視平面圖。

第二十六圖係為第二十四圖與第二十五圖之耦合電感之上視圖。

第二十七圖係根據一實施例顯示包含有接地回流導體及延伸輸出舌片之耦合電感之上視平面圖。

第二十八圖係顯示第二十七圖中安裝於印刷電路板上之耦合電感的側視平面圖。

第二十九圖係根據一實施例顯示安裝於印刷電路板上且具有薄型尺寸的電感之側視平面圖。

第三十圖係顯示第二十九圖之電感的上視平面圖。

第三十一圖係顯示已移除隔離器之第二十九圖及第三十圖之電感的上視圖。

第三十二圖係根據一實施例顯示用於第二十九圖至第三十一圖之電感的印刷電路板覆蓋區之上視平面圖。

第三十三圖係根據一實施例顯示安裝於印刷電路板上且具有薄型尺寸的電感之側視平面圖。

第三十四圖係顯示第三十三圖之電感的上視平面圖。

第三十五圖係顯示已移除磁性區域之第三十三圖及第三十四圖之電感之上視圖。

第三十六圖係根據一實施例顯示安裝於印刷電路板上且具有薄型尺寸的電感之側視平面圖。

第三十七圖係顯示第三十六圖之電感的上視平面圖。

第三十八圖係顯示已移除磁性區域之第三十六圖及第三十七圖之電感之上視圖。

第三十九圖係顯示安裝於印刷電路板孔洞中之習知落入式電感之側視橫切面圖。

第四十圖係顯示第三十九圖中安裝於印刷電路板孔洞中之電感的上視平面圖。

第四十一圖係顯示安裝於各自之印刷電路板孔洞中之複數個習知落入式電感之上視平面圖。

第四十二圖係根據一實施例顯示安裝於印刷電路板孔洞中且包含有接地回流導體之落入式電感之側視橫切面圖。

第四十三圖係顯示第四十二圖中安裝於印刷電路板孔洞中之電感之上視平面圖。

第四十四圖係顯示第四十二圖及第四十三圖之電感的上視圖。

第四十五圖係顯示已移除磁芯之第四十二圖至第四十四圖之電感的上視圖。

第四十六圖係根據一實施例顯示包含有接地回流導體之落入式電感之上視圖。

第四十七圖係顯示已移除磁芯之第四十六圖之電感的分解圖。

第四十八圖係顯示第四十六圖至第四十七圖之電感的另一實施例之上視圖。

第四十九圖係顯示已移除磁芯之第四十八圖之電感的分解圖。

第五十圖係根據一實施例顯示包含有接地回流導體之落入式耦合電感之上視圖。

第五十一圖係顯示已移除磁芯之第五十圖之電感的上視圖。

第五十二圖係顯示包含有第五十圖至第五十一圖之電感實施例之印刷電路板組件之上視平面圖。

第五十三圖係根據一實施例顯示包含有接地回流結構之具有N個繞線的耦合電感之上視圖。

第五十四圖係顯示第五十三圖之電感的繞線之上視圖。

第五十五圖係顯示第五十三圖之電感的接地回流結構之上視圖。

第五十六圖係顯示第五十三圖中安裝於印刷電路板中之電感的一實施例。

第五十七圖係顯示第五十三圖之電感的替代實施例。

第五十八圖係根據一實施例顯示包含有接地回流結構之具有N個繞線的耦合電感之上視圖。

第五十九圖係顯示第五十八圖之電感的繞線之上視圖。

第六十圖係顯示第五十八圖中安裝於印刷電路板中之電感的一實施例。

第六十一圖係顯示第五十八圖之電感的替代實施例。

第六十二圖至第六十四圖係根據一實施例各自顯示包含有二個延伸舌片之電感的上視圖、側視平面圖及上視平面圖。

第六十五圖至第六十七圖係各自顯示第六十二圖至第六十四圖之電感的一實施例之上視圖、側視平面圖及上視平面圖，其包含有接地回流導體。

第六十八圖係根據一實施例顯示類似於第六十五圖至第六十七圖之電感的電感之上視圖。

第六十九圖係根據一實施例顯示類似於第六十二圖至第六十四圖之電感的電感之上視圖。

第七十圖係根據一實施例顯示類似於第六十五圖至第六十七圖之電感的另一電感之上視圖。