(57)【要約】【課題】複数のコイルを含むインダクタアレイにおいてすべてのコイル間の結合係数を特定の結合係数以下に下げることができる構造を有するインダクタアレイを提供する。【解決手段】本発明は、少なくとも３つのコイルを含む本体と、上記本体の外部面上に配置される外部電極と、を含むインダクタアレイに関するものである。上記少なくとも３つのコイルは、上記本体の一方向に沿って所定の距離だけ離隔するように配置される。このとき、上記少なくとも３つのコイルは、同一の特性値を有する。上記少なくとも３つのコイルのうち、互いに隣接するコイル間の最小距離は、互いに隣接するコイルのコア中心間に形成される領域内に含まれるコイルパターンの巻取数に応じて変更される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅方向において互いに対向する第１側面及び第２側面、長さ方向において互いに対向する第１端面及び第２端面、厚さ方向において互いに対向する上面及び下面を含み、長さ方向に沿って互いに離隔して配置された少なくとも３つのコイルを含む本体と、
前記本体の外部面上に配置される外部電極と、を含み、
前記少なくとも３つのコイルのうち第１コイル、第２コイル、及び第３コイルはコイルパターンの線幅及びコイルパターンの巻取数が互いに同一であり、
前記第１コイル及び前記第２コイル間の最小距離は、前記第２コイル及び前記第３コイル間の最小距離よりも大きく、前記第１コイル及び前記第２コイルの中心間の領域における前記第１コイル及び前記第２コイルのコイルパターンの巻取数は、前記第２コイル及び前記第３コイルの中心間の領域における前記第２コイル及び前記第３コイルのコイルパターンの巻取数よりも多い、インダクタアレイ。
【請求項２】
前記第２コイルは、前記第１コイルと前記第３コイルの間に配置される、請求項１に記載のインダクタアレイ。
【請求項３】
前記第１コイル及び前記第３コイルは互いに同一の方向に巻き取られ、前記第２コイルは前記第１コイル及び前記第３コイルとは逆の方向に巻き取られる、請求項２に記載のインダクタアレイ。
【請求項４】
前記第１コイルは、前記第２コイルと鏡対称の関係にあるように配置され、前記第３コイルは、前記第２コイルと鏡対称の関係にあるように配置される、請求項２又は３に記載のインダクタアレイ。
【請求項５】
前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルのうち互いに隣接するコイル間の結合係数は０．０５以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載のインダクタアレイ。
【請求項６】
前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルのそれぞれの両端部は、本体の幅方向において互いに対向する前記外部電極と接続される、請求項１から５のいずれか一項に記載のインダクタアレイ。
【請求項７】
前記コイルは薄膜型コイルである、請求項１から６のいずれか一項に記載のインダクタアレイ。
【請求項８】
前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルのそれぞれは同一の材料で構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載のインダクタアレイ。
【請求項９】
前記本体は磁性物質を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のインダクタアレイ。
【請求項１０】
前記磁性物質は前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルの全体を同時に封止する、請求項９に記載のインダクタアレイ。
【請求項１１】
前記本体の長さは１．０ｍｍであり、前記本体の幅は０．６ｍｍである、請求項１から１０のいずれか一項に記載のインダクタアレイ。
【請求項１２】
前記本体の厚さは０．４５ｍｍである、請求項１１に記載のインダクタアレイ。
【請求項１３】
前記本体は４つのコイルを含む、請求項１１又は１２に記載のインダクタアレイ。
【請求項１４】
幅方向において互いに対向する第１側面及び第２側面、長さ方向において互いに対向する第１端面及び第２端面、厚さ方向において互いに対向する上面及び下面を含み、長さ方向に沿って互いに離隔して配置された少なくとも３つのコイルを含む本体と、
前記本体の外部面上に配置される外部電極と、を含み、
前記少なくとも３つのコイルのうち第１コイル、第２コイル、及び第３コイルはコイルパターンの線幅及びコイルパターンの巻取数が互いに同一であり、
前記第１コイル及び前記第２コイル間の最小距離は、前記第２コイル及び前記第３コイル間の最小距離と同一であり、前記第１コイル及び前記第２コイルの中心間の領域における前記第１コイル及び前記第２コイルのコイルパターンの巻取数は、前記第２コイル及び前記第３コイルの中心間の領域における前記第２コイル及び前記第３コイルのコイルパターンの巻取数と同一である、インダクタアレイ。
【請求項１５】
前記第２コイルは、前記第１コイルと前記第３コイルの間に配置される、請求項１４に記載のインダクタアレイ。
【請求項１６】
前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルは互いに同一の巻取方向を有する、請求項１５に記載のインダクタアレイ。
【請求項１７】
前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルのそれぞれは前記第２コイルから前記本体の長さ方向においてだけ対向する方向に所定の間隔で移動して配置される、請求項１５又は１６に記載のインダクタアレイ。
【請求項１８】
前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルのうち互いに隣接するコイル間の結合係数は０．０５以下である、請求項１４から１７のいずれか一項に記載のインダクタアレイ。
【請求項１９】
前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルのそれぞれの両端部は、前記本体の幅方向において互いに対向する前記外部電極と接続される、請求項１４から１８のいずれか一項に記載のインダクタアレイ。
【請求項２０】
前記本体は長さ１．０ｍｍ及び幅０．６ｍｍを有し、第４コイルをさらに含む、請求項１４から１９のいずれか一項に記載のインダクタアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタアレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンなどの小型化した電子製品が活発に開発されるにつれて、高電流用の、高効率を有し、且つ高性能化された、小型及び薄型化されたパワーインダクタに対するニーズが増加している。
【０００３】
これにより、従来は、厚さ１ｍｍを有する２５２０サイズの製品が用いられてきたが、現在は、厚さ１ｍｍを有する２０１６サイズの製品が採用されており、厚さ０．８ｍｍを有する１６０８サイズまでサイズを減少させた製品に向かって小型化される見通しである。
【０００４】
同時に、実装面積を減らすことができる利点を有するアレイに対するニーズも増加している。そこで、アレイは、複数のコイル部間の結合係数もしくは相互インダクタンスに応じてノンカップルド（Ｎｏｎｃｏｕｐｌｅｄ）又はカップルド（Ｃｏｕｐｌｅｄ）インダクタの形、あるいは上記形の混合形態を有することができる。
【０００５】
一方、複数のコイルが互いに離隔して配置されて、互いに磁束の影響を受けないノンカップルド（Ｎｏｎｃｏｕｐｌｅｄ）インダクタアレイチップの場合、各コイルのインダクタンスを同一に実現することができれば、実装面積の減少効果に加え、インダクタアレイチップの効率を増加させることができる。
【０００６】
ノンカップルドインダクタアレイの場合には、二つのコイル間の結合係数を下げることで、相互インダクタンスを最小限に抑えることが重要である。特定の結合係数以上の場合、二つのコイル間の相互インダクタンスが原因で微小電流領域での電圧上昇現象が発生する。これを防止すべく結合係数が約０．０５以下であることが要求されるが、二つのコイル間の結合係数を下げるためには、二つのコイル間の距離を増加させる必要がある。しかし、チップサイズの限界により、すべてのコイル間の結合係数を特定の結合係数以下に同様に下げるべく、二つのコイル間の距離を増加させることは難しいのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国公開特許第２００８−０１０２９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題の一つは、複数のコイルを含むインダクタアレイにおいてすべてのコイル間の結合係数を特定の結合係数以下に下げることができる構造を有するインダクタアレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一例によるインダクタアレイは、本体と、上記本体の外部面上に配置される外部電極と、を含む。上記本体は、幅方向において互いに対向する第１側面及び第２側面を含み、長さ方向において互いに対向する第１端面及び第２端面を含み、厚さ方向において互いに対向する上面及び下面を含み、上記本体内に含まれる複数のコイルは、長さ方向に沿って互いに離隔するように配置される。上記複数のコイルのそれぞれは、同一のコイルパターンの線幅及び巻取数を含む。上記複数のコイルのうち、第１及び第２コイル間の最小距離は、上記第１コイルの中心コアから第２コイルの中心コアまでを接続する領域を基準に、第１及び第２コイルのコイルパターンの巻取数が多ければ多いほど大きい値を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のいくつかの効果のうちの一つは、定められたチップサイズにおいて互いに隣接するコイル間の結合係数を下げることで、相互インダクタンスを最小限に抑えることにより、微小電流領域での電圧上昇を防止することができるインダクタアレイを提供できることである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態によるインダクタアレイの概略的な斜視図である。
【図２】図１に示すインダクタアレイを上面から見た平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態によるインダクタアレイの概略的な斜視図である。
【図４】図３に示すインダクタアレイを上面から見た平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態によるインダクタアレイの概略的な斜視図である。
【図６】図５に示すインダクタアレイを上面から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（又は強調表示や簡略化表示）がされることがあり、図面上の同一の符号で示される要素は同一の要素である。
【００１３】
なお、本発明を明確に説明すべく、図面において説明と関係ない部分は省略し、様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示し、同一思想の範囲内において機能が同一である構成要素に対しては同一の参照符号を用いて説明する。
【００１４】
さらに、明細書全体において、ある構成要素を「含む」というのは、特に反対である記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
【００１５】
以下では、本発明の一例によるインダクタアレイを説明するが、必ずしもこれに制限されるものではない。
【００１６】
図１は本発明の第１実施形態によるインダクタアレイの概略的な斜視図であり、図２は図１に示すインダクタアレイを上面から見た平面図である。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、第１実施形態によるインダクタアレイ１００は、本体１と、上記本体の外部面上に配置される外部電極２と、を含む。
【００１８】
上記本体１は、インダクタアレイの全体的な外観を形成し、本体の厚さ方向において互いに対向する上面及び下面、長さ方向において互いに対向する第１端面及び第２端面、幅方向において互いに対向する第１側面及び第２側面を含む実質的に六面体形状を含むことができるが、これに限定されるものではない。
【００１９】
上記本体１は、磁性物質１４によって封止された第１から第３コイル１１、１２、１３を含む。
【００２０】
上記磁性物質１４は、磁性粒子が樹脂に分散された構造を有することができる。上記磁性粒子は、例えば、金属系軟磁性粉末であって、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニオブ（Ｎｂ）、及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択された一つ以上を含む結晶質又は非晶質の金属で構成されることができる。また、上記樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよい。上記熱硬化性樹脂の例としては、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリビニルベンジルエーテル樹脂などを挙げることができる。また、熱可塑性樹脂の例としては、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリブテン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などを挙げることができる。
【００２１】
次に、上記磁性物質によって封止された第１から第３コイル１１、１２、１３を説明すると、上記第１から第３コイルは、本体の長さ（Ｌ）方向において所定の距離で離隔している。
【００２２】
上記コイルは、形成方法に応じて積層型コイル、巻線型コイル、薄膜型コイルに区別することができ、要求される特性に応じて当業者が適宜選択することができる。特に、最近、高アスペクト比を有するコイルが要求される傾向にあり、高アスペクト比を有するコイルを形成するためには薄膜型コイルが有利であるため、第１から第３コイルは異方性メッキなどの方式が適用された薄膜型コイルであることが好ましい。
【００２３】
上記第１から第３コイル１１、１２、１３のそれぞれのコイルパターンの巻取数及び線幅は、要求される仕様に応じて当業者が適切に設定することができることは言うまでもない。但し、各コイル間の結合係数の制御のために、第１から第３コイルのコイルパターンの巻取数及び線幅をすべて一致させることが好ましい。換言すると、第１から第３コイルのそれぞれは、同一の特性値を有する同一のコイルで構成されることが好ましい。また、第１から第３コイルの材料もすべて同一である際に、第１から第３コイルの特性値をより容易に同一に制御することができることから、第１から第３コイルの材料を同一にすることが好ましい。
【００２４】
上記第１コイル１１の両端部のそれぞれは、本体の幅方向において対向する第１及び第２外部電極２１、２２と電気的に接続される。同様に、第２コイル１２の両端部のそれぞれは、本体の幅方向において対向する第３及び第４外部電極２３、２４と電気的に接続され、第３コイル１３の両端部のそれぞれは、第５及び第６外部電極２５、２６と電気的に接続される。このように、コイルと外部電極は互いに電気的に接続される必要があるため、外部電極は、電気伝導性に優れた金属を含むことが好ましく、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、又はスズ（Ｓｎ）を単独又はこれらの合金で含むことができる。
【００２５】
第１から第３コイル１１、１２、１３が配列された方式をより詳細に見ると、第１及び第２コイル間は互いに平行（ｐａｒａｌｌｅｌ）対称に形成される。ここで、平行対称とは、第１コイルを本体の長さ方向にのみ所定の距離に移動して配置したことを意味する。同様に、第２及び第３コイル間は互いに平行対称に形成される。すなわち、第１実施形態によるインダクタアレイ１００では、第１及び第２コイルの組み合わせが、それに隣接する第２及び第３コイルの組み合わせと同一の構造を実現する。
【００２６】
この場合、第１及び第２コイル間の最小距離Ｄ１２は、第２及び第３コイル間の最小距離Ｄ２３と同一である。これは、互いに隣接する２つのコイル間の最小距離（Ｄ）は、第１コイルのコア中心から第２コイルのコア中心までを互いに接続する領域（Ａ）を基準に、上記第１及び第２コイルのコイルパターンの巻取数が多ければ多いほど大きくなるように制御する必要があるためである。通常、インダクタアレイ内に同一の複数のコイルを配置する際に、隣接するコイル間の結合係数は、複数のコイルが離隔している距離による影響を受ける。つまり、離隔距離が広いほど結合係数は低くなる。但し、定められたサイズ内で結合係数を下げるためにコイル間の離隔距離を増加させることは難しいため、本発明のインダクタアレイでは、第１及び第２コイルのコア中心間に形成される領域（Ａ）を基準に、コイルパターンの巻取数に応じてコイル間の最小距離を差別化する。
【００２７】
次に、図３は本発明の第２実施形態によるインダクタアレイの概略的な斜視図であり、図４は図３に示すインダクタアレイを上面から見た平面図である。
【００２８】
図３及び図４に示すインダクタアレイ２００は、図１及び図２に示すインダクタアレイ１００に比べて、第１から第３コイル間の配列における違いがあるため、説明の便宜のために、図１及び図２のインダクタアレイと重複する説明は省略する。
【００２９】
図３及び図４を参考にすると、インダクタアレイ２００は、本体２１０と、上記本体の外部面上に配置される外部電極２２０と、を含む。
【００３０】
上記本体２１０の内部には、磁性物質２１４によって封止された第１から第３コイル２１１、２１２、２１３が長さ方向に沿って互いに離隔するように配列される。
【００３１】
上記第１及び第２コイル２１１、２１２間は互いに鏡（ｍｉｒｒｏｒ）対称に形成される。ここで、鏡対称とは、第１コイルを本体の長さ方向に所定の距離移動し、且つ第１及び第２コイル間のＷ−Ｔ面に鏡があるように対称性を有することを意味する。同様に、第２及び第３コイル間も互いに鏡対称に形成される。換言すると、上記第１及び第２コイルと上記第２及び第３コイルとは、互いに鏡対称に配置される。
【００３２】
一方、第１及び第２コイル間の最小距離Ｄ１２は、第２及び第３コイル間の最小距離Ｄ２３よりも大きい。互いに隣接する２つのコイル間の最小距離（Ｄ）は、第１コイルのコア中心から第２コイルのコア中心までを互いに接続する領域（Ａ）を基準に、上記第１及び第２コイルのコイルパターンの巻取数が多ければ多いほど大きくなるように制御する必要があるためである。第１及び第２コイルのコア中心間に形成される領域Ａ１２のコイルパターンの巻取数は、第２及び第３コイルのコア中心間に形成される領域Ａ２３のコイルパターンの巻取数よりもさらに多いため、コイル間の結合係数を下げるためには、第１及び第２コイル間の最小距離が第２及び第３コイル間の最小距離よりも広くなるように制御する必要がある。
【００３３】
第１から第３コイル２１１、２１２、２１３の両端部はそれぞれ、第１及び第２外部電極２２１、２２２、第３及び第４外部電極２２３、２２４、第５及び第６外部電極２２５、２２６と互いに接続される。
【００３４】
次に、図５は本発明の第３実施形態によるインダクタアレイの概略的な斜視図であり、図６は図５に示すインダクタアレイを上面から見た平面図である。
【００３５】
図５及び図６を参照すると、インダクタアレイ３００は、本体３１０と、上記本体の外部面上に配置される外部電極３２０と、を含む。
【００３６】
インダクタアレイ３００の本体３１０は、磁性物質３１５によって封止される４つのコイルを含み、且つ第１から第４コイル３１１、３１２、３１３、３１４は、本体の幅方向において互いに並んで配置される第１及び第２外部電極３２１、３２２、第３及び第４外部電極３２３、３２４、第５及び第６外部電極３２５．３２６、第７及び第８外部電極３２７、３２８とそれぞれ接続される。
【００３７】
上記第１から第４コイルは、本体の長さ方向に沿って離隔するように配列される。
【００３８】
上記第１及び第２コイル３１１、３１２、第２及び第３コイル３１２、３１３、第３及び第４コイル３１３、３１４のそれぞれは、第１及び第２コイル間のＷ−Ｔ面、第２及び第３コイル間のＷ−Ｔ面、第３及び第４コイル間のＷ−Ｔ面を鏡面とする鏡対称に配置される。
【００３９】
上記第１及び第２コイル間の最小距離Ｄ１２は、第２及び第３コイル間の最小距離Ｄ２３よりも狭い。これは、第１及び第２コイルのコア中心間に形成される領域Ａ１２における第１及び第２コイルのコイルパターンの巻取数が、第２及び第３コイルのコア中心間に形成される領域Ａ２３における第２及び第３コイルのコイルパターンの巻取数よりも少ないためである。
【００４０】
同様に、第３及び第４コイル間の最小距離Ｄ３４は、第２及び第３コイル間の最小距離Ｄ２３よりも狭い。これは、第３及び第４コイルのコア中心間に形成される領域Ａ３４における第３及び第４コイルのコイルパターンの巻取数が、第２及び第３コイルのコア中心間に形成される領域Ａ２３における第２及び第３コイルのコイルパターンの巻取数よりも少ないためである。
【００４１】
上記第１から第４コイルが配列された構造に基づいてコイル間の最小距離を差別化することにより、限られたサイズ内においてコイル間の結合係数の総和を所定の値以下に小さくすることができる。特に、コイル間の結合係数がすべて０．０５以下であることが好ましい。これは、結合係数が０．０５以下に制御される場合には、ノンカップルドインダクタアレイ内において隣接するコイル間の相互インダクタンスにより、微小電流領域での電圧上昇現象が発生することを防止することができるためである。
【００４２】
下記表１は、第３実施形態によるインダクタアレイ３００の構造を、１００６サイズ（長さ×幅：１．０ｍｍ×０．６ｍｍ）０．４５Ｔ  ４５μＨの条件を有するインダクタアレイに適用した際のコイル間の結合係数を具体的に示すものである。
【００４３】
【表１】
2019075537.tif 000003
【００４４】
上記表１から分かるように、隣接コイル間の結合係数はそれぞれ、０．０５以下に制御され、実質的に類似した程度の値を有する。
【００４５】
これは、限られたチップサイズ内におけるコイル間の距離を決定する際に、隣接コイルのコア中心間に形成される領域内に含まれるコイルパターンの巻取パターンの総和を考慮して決定することにより、小型化したサイズにおいても結合係数を０．０５以下レベルに調節できるという点で意味がある。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【００４７】
一方、本発明で用いられた一例という表現は、互いに同一の実施例を意味せず、それぞれ互いに異なる固有の特徴を強調して説明するために提供されるものである。しかし、上記提示された一例は、他の一例の特徴と結合して実施される場合を排除しない。例えば、特定の一例で説明された事項が他の一例で説明されていなくても、他の一例でその事項と反対の説明がされているかその事項と矛盾する説明がされていない限り、他の一例に関連する説明であると解釈することもできる。
【００４８】
また、本発明で用いられた用語は、一例を説明するために説明されたものであるだけで、本発明を限定しようとする意図ではない。このとき、単数の表現は文脈上明確に異なる意味でない限り、複数を含む。
【符号の説明】
【００４９】
１００  インダクタアレイ
１  本体
２１、２２、２３、２４、２５、２６  第１から第６外部電極
１１、１２、１３  第１から第３コイル
１４  磁性物質
【図１】
2019075537.tif 000004
【図２】
2019075537.tif 000005
【図３】
2019075537.tif 000006
【図４】
2019075537.tif 000007
【図５】
2019075537.tif 000008
【図６】
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