(57)【要約】  薄型のシールド磁性部品は、自己センタリングするコアとコイル組立体を含む。【選択図】図１０
2010538447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄型磁性部品であって、
磁気透過性材料から形成されて容器を形成する第一コア、
磁気透過性材料から形成されかつ前記第一コアとは別個に形成される第二コア、及び
前記第一コア及び第二コアから別個に形成されると共に少なくとも第一リード、第二リード及び前記第一、第二リード間の複数の巻回線を有するコイル、を含み、
前記第一コアは前記コイルを収容する容器を形成し、かつ前記第一コア、及び前記第二コアの少なくとも１つは前記コイル内に適合する突起を含む薄型磁性部品。
【請求項２】
前記第二コアは前記突起を形成し、前記突起は前記コイルの中心開口部内に伸長している請求項１に記載の薄型磁性部品。
【請求項３】
前記突起は、前記コア相互が組み立てられたときに前記第一コアと前記第二コアとの間の距離よりも短い距離侵入し、それにより第一コアと第二コア間に間隙を形成する請求項１に記載の薄型磁性部品。
【請求項４】
前記第一コアは前記突起を形成し、前記突起は前記コイルの中心開口部を貫通する請求項１に記載の薄型磁性部品。
【請求項５】
前記突起は前記第一コアのベースから伸長する柱を含み、前記柱は前記第一コアと前記第二コアが組み立てられたときに前記第二コアから離隔している請求項１に記載の薄型磁性部品。
【請求項６】
前記第一コアは、前記コイルリードのための表面実装端子を含む請求項１に記載の薄型磁性部品。
【請求項７】
前記第一コイルリードと第二コイルリードを、夫々、収容する第一導電性クリップ及び第二導電性クリップを更に含む請求項１に記載の薄型磁性部品。
【請求項８】
前記コイルは更に第三リードと第四リードを含む請求項１に記載の薄型磁性部品。
【請求項９】
前記コイルは内周と外周を有し、前記第一リードと第二リードの夫々は前記外周でコイルに連結している請求項１に記載の薄型磁性部品。
【請求項１０】
前記部品はパワーインダクタである請求項１に記載の薄型磁性部品。
【請求項１１】
薄型磁性部品であって、
磁気透過性材料から形成されて容器を形成する第一コア、
前記第一コアの前記容器内に収容され、少なくとも第一リード、第二リード、及び前記両リード間の複数の巻回線を含む予備成形されたコイル、及び
磁気透過性材料から形成される共に前記第一コアとは別個に形成される第二コアであって、前記コイルの中心開口部を貫通しかつ第一コアとの間で間隙を形成する柱を有する第二コア、を含む薄型磁性部品。
【請求項１２】
前記第一コアは、前記コイルリードのための表面実装端子を含む請求項１１に記載の薄型磁性部品。
【請求項１３】
前記第一コイルリードと第二コイルリードを、夫々、収容する第一導電性クリップ及び第二導電性クリップを更に含む請求項１１に記載の薄型磁性部品。
【請求項１４】
前記コイルは更に第三リードと第四リードを含む請求項１１に記載の薄型磁性部品。
【請求項１５】
前記コイルは内周と外周を有し、前記第一リードと第二リードの夫々は前記外周でコイルに連結している請求項１１に記載の薄型磁性部品。
【請求項１６】
前記部品はパワーインダクタである請求項１１に記載の薄型磁性部品。
【請求項１７】
前記第一コアは、ベースと前記ベースから起立した側壁とを含み、前記間隙は前記ベースと前記柱の先端との間で延在する請求項１１に記載の薄型磁性部品。
【請求項１８】
前記第一コアは、前記コイル上方に重なる本体を更に含み、前記本体は前記柱よりも大きな外周を有する請求項１１に記載の薄型磁性部品。
【請求項１９】
前記柱は実質的円筒形である請求項１１に記載の薄型磁性部品。
【請求項２０】
薄型磁性部品であって、
磁気透過性材料から形成されて容器を形成し、かつ前記容器内へ上方に突出する柱を有する第一コア、及び
前記第一コアの前記容器内に収容される予備成形されたコイルを含み、
前記柱は前記コイルの内周を貫通し、
前記コイルは第一リード、第二リード及び、前記第一リードと第二リード間に複数の巻回線を含む、薄型磁性部品。
【請求項２１】
更に、磁気透過性材料から形成される共に前記第一コアとは別個に形成され、前記コイル上方に重なる第二コアを有する請求項２０に記載の薄型磁性部品。
【請求項２２】
前記第二コアは実質的平坦な本体を含み、前記本体は前記柱よりも大きな外周を有する請求項２０に記載の薄型磁性部品。
【請求項２３】
前記第一コアは、前記コイルリードのための表面実装端子を含む請求項２０に記載の薄型磁性部品。
【請求項２４】
前記第一コアに取り付けられ、前記第一コイルリードと第二コイルリードを、夫々、収容する第一導電性クリップ及び第二導電性クリップを更に含む請求項２０に記載の薄型磁性部品。
【請求項２５】
前記コイルは更に第三リードと第四リードを含む請求項２０に記載の薄型磁性部品。
【請求項２６】
前記コイルは内周と外周を有し、前記第一リードと第二リードの夫々は前記外周で前記コイルに連結している請求項２０に記載の薄型磁性部品。
【請求項２７】
前記部品はパワーインダクタである請求項２０に記載の薄型磁性部品。
【請求項２８】
前記第一コアは、ベースと前記ベースから起立した側壁とを有し、前記間隙は前記第二コアと前記柱の先端との間に延在する請求項２０に記載の薄型磁性部品。
【請求項２９】
薄型磁性部品であって、
予備成形されたコイル、
第一磁性コアを提供し、かつ前記予備成形されたコイルを収容するための第一手段、及び
第二磁性コアを提供し、第一磁性コアを提供する前記第一手段から分離しかつ、前記第一手段内に前記予備成形されたコイルを封入する第二手段、及び
前記コアに対して前記コイルをセンタリングする手段であって、前記第一磁性コアと前記第二磁性コアの一方に一体的に設けられ磁性コアを提供するセンタリング手段、を含む薄型磁性部品。
【請求項３０】
前記第一磁性コア、前記第二磁性コア、及び前記予備成形されたコイルは、相互に対して取り付けられている請求項２９に記載の薄型磁性部品。
【請求項３１】
前記コイルは、第一リード、第二リード、内周、及び外周を有し、前記第一リードと前記第二リードの夫々は、前記外周で前記コイルに連結している請求項２９に記載の薄型磁性部品。
【請求項３２】
前記部品はパワーインダクタである請求項２９に記載の薄型磁性部品。
【請求項３３】
前記コイルは１回を越えて巻回した巻線を含む請求項２９に記載の薄型磁性部品。
【請求項３４】
磁気透過性材料から形成されて容器を形成する第一コアを提供し、
磁気透過性材料から形成されかつ前記第一コアとは別個に形成される第二コアを提供し、かつ
前記第一コア及び第二コアから別個に形成されると共に第一リード、第二リード、及び前記第一と第二リード間に複数の巻回線を含むコイルを提供する、薄型磁性部品の製造方法であって、
前記容器は前記コイルを収容し、かつ前記第一コア及び前記第二コアの少なくとも１つは前記コイル内に適合する突起を有する方法。
【請求項３５】
前記コイルは内周と外周を有し、前記第一リードと第二リードの夫々は前記外周で前記コイルに連結している請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記コイルは、前記第一コアと第二コアとの間の距離が最小化されるように形成される請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
薄型磁性部品であって、
磁気透過性材料から形成されて容器を形成する第一コア、
磁気透過性材料から独立して形成されかつ前記第一コアとは別個に形成される第二コア、
前記第一コア及び第二コアから別個に形成されると共に少なくとも第一リード、第二リード、及び前記第一リードと第二リード間に複数の巻回線を有するコイルであって、内周と外周を有し、前記１リードと第二リードは前記外周で前記コイルに連結しているコイル、及び
前記第一リードと第二リードを夫々収容する第一導電性クリップと第二導電性クリップを含み、
前記第一コアは前記コイルを収容するように構成された容器を形成し、前記第一コアと前記第二コアの少なくとも一方は突起を含み、前記突起は前記コイルの中に挿入されるように構成されている薄型磁性部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、Ｙｉｐｅｎｇ  Ｙａｎ、Ｒｏｂｅｒｔ  Ｊ．  Ｂｏｇｅｒｔ及びＢａｏｑｉ  Ｗａｎｇにより“小型シールド磁性部品”の名称で２００７年６月１５日付けで出願された中国特許出願第二００７１０１１１０９６．９号の優先権を主張し、その全部がここで参照により組み込まれる。
【０００２】
本発明は一般に電子部品の製造に関し、更に詳しくは、例えばインダクタのような小型磁性部品の製造に関する。
【０００３】
ここでは、電子装置のための薄型部品を合理的なコストで確実に製造するにあたり、従来技術の様々な課題を克服する磁性部品の例示実施形態が開示される。特に、開示されるのはインダクタや変圧器などの例示小型シールド電力部品及びこれを製造する手法である。部品はユニークなコア構造、予備成形されたコイル、及び前記予備成形コイルのための終端構造を形成する溶接・メッキ技術を使用する。コアにおけるギャップのサイズは、大量の生産ロットサイズに亘って厳格に管理することができ、一層厳格に制御されたインダクタンス値を提供する。回路基板用途のための既知磁性部品と比較すると、より簡単な組立体と良好な歩留まりのおかげで、部品をより低価格で提供することが可能である。部品は又、既知部品と比べて出力密度を増加するため、電子装置の電源供給回路に特に適している。
【０００４】
十分な範囲まで本発明を理解していただくために、以下の開示はそれぞれ異なる部分、即ち従来のシールド（ｓｈｉｅｌｄｅｄ）磁性部品とその課題を開示するパートＩと、本発明の例示実施形態によって形成された磁性部品の例示実施形態を開示するパートIIに分割する。
【背景技術】
【０００５】
Ｉ. 本発明への序論
多くの種類の電子装置において、増加の一途をたどる一連の特徴と機能性を、より小さな物理的パッケージサイズにすることが望ましくなってきている。 例えば、携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）装置やパーソナルな音楽・エンターテインメント装置などのような携帯用電子装置では現在、装置に望まれる機能性が増えたことにより、これに対応して搭載する電子部品の数が増加してきている。 そのような装置に対して、縮少した物理的パッケージサイズに、増加した数の部品を収容することは、比較的小さな高さを持って回路基板の表面から突出する“薄型”部品の多用をもたらした。部品の薄型化は、電子装置内において基板上に必要な間隙を減少し、装置内において縮少した空間内に複数の回路基板の積み重ねを可能にする。
【０００６】
しかしながら、そのような薄型部品の製造にあたって多くの現実的課題があり、ますます小型化される電子装置の生産に必要な、より小さな薄型形態の製造は困難であり、かつ高価になる。インダクタや変圧器等、非常に小さな磁性部品において一定の性能を生み出すことは困難であり、特に部品が、製造中の管理が困難な間隙付きのコア構造を含むような場合には、結果として性能や価格の問題が発生する。大量の電子部品の世界にあって、部品間の性能における如何なるバラツキも好ましくなく、比較的小さなコスト削減さえも重要になり得る。
【０００７】
限定的でないが、電子装置に使用されるインダクタや変圧器を含め、回路基板アプリケーションのための様々な磁性部品は、磁気コアの周りに少なくとも１つの導電性巻線を具備している。幾つかの磁性部品においてコア組立体はフェライトコアから作られ、同コアには隙間が設けられ、共に接着される。使用時に、コア間の間隙はコアにエネルギを蓄えるのに必要とされ、限定的でないが回路インダクタンスやＤＣバイアス特性を含む磁気特性に間隙が影響を与える。小型部品では特に、信頼でき高品質の磁性部品を一貫して製造するにあたってコア間に均一な間隙を生じることは重要なことである。
【０００８】
それ故、部品のサイズを増加したり、プリント基板上の空間を過度に占めることなく、回路基板アプリケーションに対して高い効率と向上した製造可能性をもつような磁性部品を提供することが望ましい。
【０００９】
図１は電子装置のための既知の磁性部品１００の斜視図である。図１に示すように、部品１００は、例えば非導電性回路基板材料、即ち例えばフェノール樹脂から作られた基部１０２を備えたパワーインダクタである。時々、“巻取りボビン”と呼ばれるフェライトドラムコア１０４は、エポキシベースの接着剤のような接着剤１０６を用いて基部に取り付けられる。巻線又はコイル１０８は、指定された巻数にわたってドラムコア１０４に巻き付けられる導線の形態で提供され、更に巻線１０８は、ドラムコア１０４から延びるコイルリード（ｃｏｉｌ  ｌｅａｄｓ）１１０、１１２の各反対端で終端する。金属の端子クリップ１１４、１１６が基部１０２の対向する側縁に設けられるが、クリップ１１４、１１６は、例えば金属板から分離した状態で形成され、基部１０２に組み立てられるようにしてもよい。それぞれのクリップ１１４、１１６の一部は電子装置の回路基板（図示せず）の導電トレースにはんだ付けしてよく、更にクリップ１１４、１１６の一部が機械的かつ電気的にコイルリード１１０、１１２に接続される。フェライトのシールドリングコア１１８は、実質的にドラムコア１０４を囲み、ドラムコア１０４に対して隔置される。
【００１０】
巻線１０８は直接、ドラムコア１０４上に巻き付けられ、シールドリングコア１１８がドラムコア１０４に対して組み立てられる。インダクタンス値を制御して、導体に関するＤＣバイアス性能を確実にするには、シールドコア１１８の組立体に対しドラムコア１０４を慎重にセンタリングすることが求められる。端子クリップ１１４、１１６にリード線１１０、１１２をはんだ付けするために、比較的高い温度のはんだ付け加工が代表例として使用される。
【００１１】
シールドコア１１８内でドラムコア１０４をセンタリングすることは、小型化された薄型部品にとっては数多くの実践上の問題点がある。フェライトコア１０４、１１８を接着して磁性部品のための接着コア組立体を形成するために、エポキシが使用されてきた。一貫してコアに間隙を作る目的で非磁性ビーズ、通常、ガラスビーズが時々、粘着性の絶縁体材料に混ぜられ、コア１０４、１１８間に供給されて間隙を形成する。熱硬化時には、エポキシはコア１０４、１１８と接合し、かつ前記ビーズはコア１０４、１１８相互を分離して、間隙を形成する。しかしながら、コア１０４、１１８間の接着は主としてエポキシの粘性と、コア間に供給される接着性混合物のエポキシ・ビーズ比率に依存する。適用例によっては接着されたコア１０４、１１８は意図された使用に対しては不十分な接着状態であり、接着性混合物におけるエポキシ／ガラスビーズ比率を制御するのはかなり困難であることが分かっている。
【００１２】
シールドコア１１８内にドラムコア１０４をセンタリングする別の既知方法は、コア１０４、１１８間に非磁性スペーサ材（図示せず）を置く。スペーサ材は高い頻度で紙やマイラー絶縁材により作られる。通常、コア１０４、１１８とスペーサ材は、コア半体の外側に巻かられたテープにより、更にコア半体相互を固着する接着剤を使用するか、或いはコア半体間に間隙を残したまま半体相互を固着するクランプを使用して、相互に固着される。構造物を一括して固着する問題は非常に複雑かつ困難であり、またコストもかかるため、まれに複数片（例えば２片以上）のスペーサ材が使用される。
【００１３】
コイルリード１１０、１１２を端子クリップ１１４、１１６に電気的に接続するはんだ付け加工時に、特に非常に小さいコアを用いた場合、クラックがドラムコア１０４とシールドコア１１８の一方又はその両方に生じる可能性がある。更に、はんだ付け加工時に電気的短絡が巻線１０８内に生じるかもしれない。どちらの状態も使用時のインダクタ部品について性能と信頼性の問題を提起する。
【００１４】
図２及び図３は、ある観点では図１の部品１００よりも製造、組立容易な別の既知タイプのシールド磁性部品１５０の分解図、及び斜視図を夫々示している。更に、部品１５０はまた、部品１００よりも低い形状で提供される。
【００１５】
部品１５０はドラムコア１５２とシールドコア１５６とを備え、ドラムコア１５２上にコイルや巻線１５４が多数回の巻回され、シールドコア１５６はドラムコアを収容する。シールドコア１５６の表面には電気メッキされた端子１６０がある。リード線１６２、１６４は巻線１５４から延び、端子１５８、１６０の側縁に電気的に接続される。電気メッキされた端子１６０により、クリップ１１４、１１６が組み立てられる基部１０２（図１に示す）と同様、図１に示すクリップ１１４、１１６のように端子クリップを夫々別個に製造する手間が解消される。要求されるように、クリップ１１４、１１６や基部１０２の除去により材料や組み立てコストを節約でき、更に部品１００（図１）に比較して、更に低い高さ形状の部品１５０が提供される。
【００１６】
しかしながら、部品１５０はより一層薄型に製造する課題を残している。シールドコア１５６に対してドラムコア１５２をセンタリングすることは依然として困難かつ費用がかかる。部品１５０は又、部品１５０の製造中、コイルリード１６２、１６４をシールドコア１５６の端子１５８、１６０に繋ぐ高温はんだ付け加工による熱衝撃や潜在的損傷を受けやすく、或いは部品１５０を回路基板に表面実装する際の熱衝撃を受けやすい。熱衝撃はコア１０４、１１８の一方、或いは両方の構造的強度を下げる傾向がある。薄型部品へ向う傾向により、ドラムコア１５２とシールドコア１５６の寸法は縮少し、熱衝撃問題に対してそれらを更に弱化する。シールドコア１５６のクラック現象は端子形成のための電気メッキ工程中に観察され、性能・信頼性の問題と、満足できる部品についての好ましくはない低生産収率を誘引する。
【００１７】
図４及び図５は、ある観点では部品１５０に同様の部品１８０の別実施形態を示している。図２及び図３の類似の参照文字が、共通の機能に対して図４及び図５においても使用される。部品１５０と違い、部品１８０はシールドコア１５６に埋め込まれた端子スロット１８２、１８４（図４）を具備する。埋め込まれた端子スロット１８２、１８４はシールドコア１５６の表面でリード線１６６、１６８（図５）を収容し、それらは電子装置の回路基板に表面実装される。埋め込まれた端子スロット１８２、１８４のおかげで部品１５０と比較して部品の高さを低くし、又は部品の形状を小さくすることができるが、依然として、コアのセンタリングに関しては前述した困難、端子１５８、１６０を電気メッキすることからのコアの潜在的損傷、更に、部品１８０を回路基板に表面実装する際の高温はんだ付け加工による熱衝撃問題にさらされている。
【００１８】
図６は、部品１５０又は部品１８０のどちらかに従って構成され、それぞれ別個に設けられてコイルリード１６６、１６８（図２乃至図５）をより確実に保持するコイル端子クリップ２０２、２０４を備えた、更に別の既知部品２００を示す。クリップ２０２、２０４は、電気メッキされた端子１５８、１６０（図２乃至図５）上に設けられ、コイルリード１６６、１６８を捕捉する。コイルリード１６６、１６８のより信頼できる端子は別として、部品２００にはシールドコア１５６の中でのドラムコア１５４のセンタリングの際の同様な困難性、端子を電気メッキする際のコア損傷に関連する同様の問題、及び使用時の部品２００の信頼性と性能に不利な影響を与える同様の熱衝撃問題を抱えている。
【００１９】
益々小型化するドラムコア１５２にコイルを巻き付ける際の困難を避けつつ、そのような部品の低い形状高さを一層減少させることに配慮し、コア構造上に巻き付ける代わりに、別々に形成されてコア構造に組み立て可能な予備成形されたコイル構造を使用することが提案された。図７は、薄型インダクタ部品を構成するのに使用可能な、一従来型の予備成形されたコイル２２０の平面図である。コイル２２０は、第一リード２２２、第二リード２２４、及び各リード間で多数回巻回される所定長のワイヤを有する。コイル２２０を巻き付ける従来様式であるため、１つのリード２２２はコイル２２０の内周から延び、片方のリード２２４はコイル２２０の外周から延びている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は従来技術の問題を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決する手段は特許請求の範囲の請求項に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】電子装置のための既知の磁性部品の斜視図である。
【図２】従来のシールド磁性部品の分解図である。
【図３】図２に示した部品の底部組立図である。
【図４】別の従来シールド磁性部品の分解図である。
【図５】図４に示す部品の底部組立図である。
【図６】別の従来シールド磁性部品の底部組立図である。
【図７】薄型インダクタ部品のための従来の予備成形コイルの平面図である。
【図８】発明によって形成されたコイルの平面図である。
【図９】発明の例示実施形態によって形成された部品の分解図である。
【図１０】組み立てられた状態にある図９に示す部品の斜視図である。
【図１１】図１０に示す部品の底部斜視図である。
【図１２】部品を除去した状態での図１０乃至図１２に示す部品の側部斜視図である。
【図１３】発明の別の実施形態によって形成された部品の分解図である。
【図１４】組み立てられた状態の図１３に示す部品の斜視図である。
【図１５】図１４に示す部品の底部斜視図である。
【図１６】図１３乃至図１５に示す側部斜視図である。
【図１７】発明の例示実施形態によって形成された別の部品の部分的分解図である。
【図１８】部品を除去した状態での図１７に示す部品の側部斜視図である。
【図１９】部分的に組み立てられた状態の図１７の部品を示した図である。
【図２０】図１９に示す部品の底部斜視図である。
【図２１】完全に組み立てられた状態の図１７に示す部品の上部斜視図である。
【図２２】発明の別の例示実施形態によって形成された更に別の磁性部品の斜視図である。
【図２３】製造の別段階の図２２の部品を示す図である。
【図２４】完全に組み立てられた状態の図２３に示す部品の上部斜視図である。
【図２５】図２３に示す部品の底部斜視図である。
【図２６】発明の別の例示実施形態によって形成された更に別の磁性部品の斜視図である。
【図２７】製造の別段階での図２６の部品を示す図である。
【図２８】完全に組み立てられた状態にある図２６に示す部品の上部斜視図である。
【図２９】図２８に示す部品の底部斜視図である。
【図３０】工程ダウンコンバータの基本回路図である。
【図３１】工程アップコンバータの基本回路図である。
【図３２】高圧ドライバの回路図である。
【図３３】例示装置のためのインダクタンス対電流性能を示すグラフである。
【図３４】例示装置のためのインダクタンスロールオフを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図８は、本発明に従って形成された小型又は薄型磁性部品のための予備成形された巻線又はコイル２４０の平面図である。コイル２２０（図７）に似て、コイル２４０は、第一リード２４２、第二リード２４４、及び所望の効果、即ち例えば、選択された最終使途アプリケーションのための所望のインダクタンス値を達成するために、第一及び第二リード間で所定回数の巻回が可能な所定長のワイヤを有する。
【００２４】
図示された実施形態では、コイル２４０は既知技術により導電性ワイヤから形成することができる。所望により、コイル２４０を形成するのに使用されるワイヤにエナメル塗料等をコーティングし、コイル２４０の構造的かつ機能的な性状を改善してよい。当業者に理解されるように、コイル２４０のインダクタンス値は部分的に、ワイヤの種類、ワイヤのコイル巻回数、及びワイヤ直径に依存する。そのように、コイル２４０のインダクタンス定格（ｒａｔｉｎｇ）は異なったアプリケーションに応じてかなり変化する。
【００２５】
コイル２２０とは異なり、双方のリード２４２、２４４はコイル２４０の外周２４６から伸長している。換言すれば、リード２４２、２４４のどちらも内周２４８やコイル２４０の中心開口部から伸長してはいない。どちらのリード２４２、２４４もコイル内周２４８から伸長していないため、コア構造（図８に示されないが後述する）中の巻回スペースが、コイル２２０のそれよりも一層効果的に使用される。コイル２４０間の巻回スペースをより効果的に使用することにより、磁性部品の性能優位性や、薄型形態の更なる薄型化が提供される。
【００２６】
さらに、巻回スペースの、より効果的な使用は、より小さい線番から作られた従来のコイルと同じ物理的な領域を占めながらコイルの製作においてより大きい線番の使用を含め、付加的な利益をもたらす。 あるいは、与えられた線番に対しては、より少ない巻数の従来のコイルが使われない空域を排除することによって占めるのと同じ物理的な空間において、より大きな巻数のコイルが提供される。更に又、巻回スペースの、より効果的な使用は、使用時の部品２６０の直流抵抗（ＤＣＲ）を減少し、電子装置の電力損を低減する。
【００２７】
予備成形されたコイル２４０は、如何なるコア構造からも独立して製造することができ、更に後で製造の指定された段階でコア構造と共に組み立てることも可能である。後述するように、実質的に自己センタリングする磁気コア構造と共に使用した場合、コイル２４０の構造が有利である。
【００２８】
図９乃至図１２は、本発明の例示実施形態に従って形成された磁性部品２６０の様々な状態を示している。部品２６０は、第一コア２６２、シールドコア２６２に挿入可能な予備成形コイル２４０（図８にも示す）、及びこのコイル２４０の上方に重なり、第一コア２６２内に自己センタリングの形で収容される第二コア２６４を具備する。 第一コア２６２は先に説明したシールドコアに若干似ており、第二コア２６４は時々、第一コア２６２内にコイル２４０を封入する“シュラウド”と呼ばれる。
【００２９】
図９に最良な形で示されるように、第一コア２６２は磁気透過性材料から、中実の平坦なベース２６６と、ベース２６６の法線方向又はこれに略垂直な方向に延びる起立壁２６８、２７０とに形成されてよい。壁２６８、２７０により、その間でかつベース２６６上に略円筒形の巻回スペース又は巻回容器２７２が形成され、コイル２４０を収容するようになっている。切欠き又は開口部２７３が、側壁２６８、２７０の端部間に延在し、夫々のコイルリード２４２、２４４のための間隙を提供する。
【００３０】
コア２６２の製造に適した様々な磁気材料が知られている。例えば、鉄粉コア、粉末状のニッケルと鉄とモリブデンを有するモリパーマロイ粉末（ＭＰＰ）、フェライト材料、及びハイフラックス・トロイドの材料が知られており、それらは、部品が電源や電力変換回路に使われるか、或いは他の用途、例えばフィルタ・インダクタなどに使われるかに応じて使用される。例としてのフェライト材には、マンガン亜鉛フェライト、特にパワーフェライト、ニッケル亜鉛フェライト、リチウム亜鉛フェライト、マグネシウム・マンガンフェライト等、これまで商業的に使用され、かなり広範囲に入手可能なものが含まれる。本発明の利点の少なくとも幾つかを達成しつつコアを作るべく、低損失の粉末鉄や鉄ベースのセラミック材、或いは他の既知材料の使用が更に意図されている。
【００３１】
図１０乃至図１２に示すように、第一コア２６２は外面に表面実装端子２７６、２７８を形成することができる。端子２７６、２７８は、当前記技術で一般的に使用される電気メッキの代わりに、例えば物理的気相成長（ＰＶＤ）プロセスによる導電性材料からコア２６２上に形成されてよい。 物理的気相成長法は、従来使用された電気メッキプロセスに比べ、より良い工程管理と、非常に小さなコア構造上にある端子２６８、２７０の品質向上を可能にする。物理的気相成長法は又、電気メッキが抱えていたコア損傷と、これに関連する問題を回避することができる。物理的気相成長プロセスが端子２６８、２７０を形成するのに有効であると思われるが、電気メッキされた端子や端子クリップ、コア２６２の一部を導電性インク等に浸すことによって形成される表面端子、更に他の終端方法や当前記技術で既知の構造を含め、他の端子構造も同様に提供可能である。
【００３２】
更に、図１０乃至図１２に示すように、端子２７６、２７８は夫々、コイルリード２４２、２４４の端部を収容する、埋め込み端子スロット２８０と共に形成されてよい。図９に最良の状態で示すように各図に示された例では、コイル２４０が第一コア２６２に組み立てられる時にコイル２４０のリードはベース２６６に隣接するように配向られ、リードは曲げられて端子スロット２８０と係合する。次いで、リード２４２、２４４は例えば端子２７６、２７８に溶接され、コイルリード２４２、２４４と端子２７６、２７８との適正な機械的かつ電気的接続を確実にしてよい。特に、コイルリード２４２、２４４を終端するために、スパーク溶接やレーザー溶接が利用され得る。
【００３３】
はんだ付けと対照的に、端子２７６、２７８にコイルリード２４２、２４４を溶接することにより、部品２６０の全高にわたるはんだ付けという好ましくない効果を回避し、はんだ付けが抱えていた、望ましくない熱衝撃問題やコイル２４０高温化の影響や潜在的なコア損傷を回避する。しかしながら、このような溶接の利点にもかかわらず、本発明の幾つかの実施形態では、本発明の利点の多くを獲得しつつ、はんだ付けが使用される可能性がある。
【００３４】
端子２７６、２７８は第一コアベース２６６の底面を包み込み、回路基板の上の導電性回路トレースと電気的に接続するための表面実装パッドを提供する。
【００３５】
第二コア２６４は、第一コア２６２とは別に形成され、後述するように後で第一コア２６２に組み立てられてよい。第二コア２６４は、上述したような磁気透過性の材料から、第一の直径を有する略平坦なディスク状本体２９０と、本体２９０に一体形成され、一側部から外側に延びるセンタリング突起２９２に形成されてよい。センタリング突起２９２は中心に配置され、例えば、本体２９０より小さい径を有する略円筒形のプラグや柱として形成されてよい。更に、柱２９２はコイル２４０の内周２４８に密接に適合する寸法に形成され、その中に収容されてよい。それ故、柱２９２は、部品２６０が組み立てられる際、第二コア２６４の整列又はセンタリング機構として作用することができる。柱２９２はコイル内周２４８でコイルの開口部の中に伸長し、本体２９０の外周は第一コア２６２の側壁２６８、２７０の上面に対して着座することができる。コア２６２、２６４が、例えばエポキシベースの接着剤を使用して接着される場合には、コイル２４０はコア２６２、２６４間に挟まれ、第二コア２６４の柱２９２によってその位置に保持される。
【００３６】
特に、コイル２４０の外周（図８では参照番号２４６で示される）が第一コア２６２の容器２７２の内側寸法に密接に適合する時、コア２６２、２６４とコイル２４０からなる相互結合した組立体は、外部のセンタリング要素を必要としない、特に小型でかつ機械的に安定した部品２６０を提供する。 コア２６２、２６４と予備成形されたコイル２４０の独立した別々の製作により、コイルが小さなコア構造上に直接巻き付けられるような従来の部品とは対照的に、容易な部品組み立てと簡素化された部品２６０の製造が提供される。
【００３７】
図１２に最良な形で示されるように（コイル２４０が示されない側面図において）、第二コア２６４の柱２９２は、本体２９０からコイル内周２４８（図９）を経て第一コア２６２のベース２６６まで続く距離の一部まで伸長する。即ち、柱２９２の端部は第一コア２６２のベース２６６まで達しないで、ベース２６６から離隔して、物理的なコア間隙２９６を提供する。物理的な間隙２９６は、コア内のエネルギ貯蔵を可能にすると共に、開回路インダクタンスやＤＣバイアス特性といった部品２６０の磁気特性に影響を与える。柱２９２とベース２６６との間に間隙２９６を設けることで、電子装置のための従来の薄型磁性部品と比較して、多数の部品２６０を横切る間隙２９６の安定かつ一定した製造が直接的にかつ比較的低い費用で提供される。それ故、部品２６０のインダクタンス値を、既存の部品構造に比べて比較的安いコストで、厳密に制御できる。基準に合った部品のより高い生産収率は、よりよい工程管理の結果としてもたらされるものである。
【００３８】
図１３乃至図１６は、本発明の別の実施形態により形成される別の部品３００の様々な図を示す。多くの点で部品３００は、図９乃至図１２に関して上述された部品２６０に類似し、従って類似の参照文字は共通の特徴に対して図１４乃至図１６に使用される。以下に述べられる場合を除いて、部品３００は、構造が実質的に部品２６０と同じであり、実質的に同様の利点を有する。
【００３９】
部品３００の第一コア２６２は、部品２６０と異なり、予備形成コイル２４０のための容器２７２を形成する、実質的に中実の連続した側壁３０２を伴って形成される。即ち、部品３００は第一コア２６２の中に図９に示されるような切欠き２７３を有しない。又、図１３に最良な形で示すように、ベース２６６に隣接するコイル２４０の底面にリードが位置決めされるような図９の形態ではなく、コイル２４０の上面から延びるリード２４２、２４４によりコイル２４０は配向される。コイル２４０、及び切欠き無き中実壁３０２の配向によって、端子２７６、２７８における端子スロット２８０は、同端子スロット２８０がベース２６６の高さ分だけ延在する図９の実施形態と対照的に、第一コア１６２の全高にわたって延びている。壁３０２の全高にわたる程、端子２７６、２７８とスロット２８０の延長により、端子２７６，２７８上でのコイルリード２４２、２４４の接着領域を増やすことができ、これにより第一コア２６２の端子２７６、２７８へコイルリード２４２、２４４を固定するためのはんだ付けや溶接作業を容易にすることができる。
【００４０】
図１７乃至図２１は、本発明の別の実施形態に従って形成された別の部品３２０の様々な図を示す。多くの点で部品３２０は、図９乃至図１２に関して上述した部品２６０に類似し、類似の参照文字は共通の特徴に対し図１７乃至図２１で使用されている。以下の説明を除き、部品３２０は、構造が実質的に部品２６０と同じであり、実質的に同様の利点がある。
【００４１】
図１７乃至図２２に示すように、部品３２０は、予備形成された導電性端子クリップ３２２、３２４を備え、これらのクリップはコア２６２とは別個に作られ、コア２６２に組み立てられる独立構造体を成している。クリップ３２２、３２４は、例えば導電性シート材から作ることができるが、型打ちしたり、曲げたり、或いは別の方法で所望の形状に形成されてよい。端子クリップ３２２、３２４は、回路基板のための表面実装端子パッドと同様に、コイルリード２４２、２４４の端子となる。クリップ３２２は、上述した端子２７６、２７８の代わりとして、或いはこれらに加えて使用できる。
【００４２】
図２２乃至図２５は、本発明の別の例示実施形態に従って形成された別の磁性部品３５０の様々な図を示す。多くの点で部品３５０は、図９乃至図１２に関して上述した部品２６０に類似し、類似の参照文字は共通の特徴に対し図２２乃至図２５で使用される。以下の点を除き、部品３５０は、構造が実質的に部品２６０と同じであり、実質的に同様の利点を有する。
【００４３】
部品２６０と異なり、部品３５０は上述した第二コア２６４の代わりに、第一コア２６２に形成されたセンタリング突起又は柱３５２を備えている。柱３５２は、第一コア２６２の容器２７２の中央に位置し、第一コア２６２のベース２６６から上方へ延在してよい。そのようにして、柱３５２はコイル２４０の内周２４８の中へ上方へ伸長し、コア２６２に対してコイル２４０を、不変かつ所定の中央位置に保持することができる。これに対しコア２６４は本体２９０だけを具有している。即ち、コア２６４は、例示実施形態である図９及び図１２に示したような柱２９２を備えていない。
【００４４】
柱３５２は、第一コア２６２のベース２６６と、コア２６４の本体２９２との間の距離の一部分だけに伸長し、柱３５２の端部とコア２６４との間に着実に信頼できる方法で間隙を設けるようにしてよい。所望により全部又は一部において間隙を形成するために、例えば、紙やマイラー絶縁材料からなる非磁性スペーサ要素（図示せず）をコア２６２、２６４の上面上に設け、両コア２６２、２６４間に伸長してコア２６２を柱３５２から持ち上げ分離させるようにしてもよい。さもなければ、容器２７２を形作るコア２６２の側壁より比較的低い高さを持つように柱２６４を形成し、結果として、部品が組み立て時にポスト３５２とコア２６４の間に物理的な間隙が生じるようにしてよい。
【００４５】
追加実施形態及び／又は代替の実施形態において、コア２６２、２６４の各々にセンタリング突起や柱を形成し、柱の端部間に間隙が生じるように柱の寸法を選択してよい。そのような実施形態において、全部又は一部において間隙が形成されるようにスペーサ要素を設けてよい。
【００４６】
図２６乃至図２７は、本発明の別の例示実施形態に従って形成された別の磁性部品３７０の様々な図を示す。多くの点で部品３７０は、図２２乃至図２５２に関して上述した部品３５０に類似し、類似の参照文字は共通の特徴に対し図２６乃至図２７で使用されている。以下の点を除き、部品３７０は、構造が実質的に部品３５０と同じであり、実質的に同様の利点を有する。
【００４７】
部品３７０のコイル２４０は、一対のリードに連結する複数の巻回を含む。即ち、第一リード２４２と第二リード２４４が設けられ、コイル２４０の第一組の巻回で終端して電気的に接続し、かつ第三リード３７２と第四リード３７４が設けられコイル２４０の第二組の巻回で終端して電気的に接続する。従って、コア２６２には第一、第二コイルリード２４２、２４４のための端子２７６、２７８が夫々設けられ、第三、第四コイルリード３７２、３７４のための端子３７６、３７８が夫々設けられる。コイル２４０に追加の巻線の組を収容するために追加のコイルリードと端子が設けられてよい。
【００４８】
対または組のインダクタが望ましい場合、或いはゲート駆動変圧器等のような変圧器の製造には、コイル２４０の複数巻線組が特に有益である。
【００４９】
ここに提供されるインダクタは、例えば工程ダウン（ｓｔｅｐ  ｄｏｗｎ）コンバータや工程アップ（ｓｔｅｐ  ｕｐ）コンバータのように様々な装置で使用することができる。例えば、図３０は工程ダウンコンバータ又はバックコンバータの例示回路図を示し、図３１は工程アップコンバータ又はブーストコンバータの例示回路図を示す。また、本発明に従って準備されたインダクタは又、例えば携帯電話やＰＤＡ装置やＧＰＳ装置等、様々な電子装置に使用できる。１つの例示実施形態では、図３２の回路図に示したように、ここで説明した方法に従って準備されたインダクタが、例えば携帯電話のような電子装置に使用される電界発光ランプを駆動するように設計された高電圧ドライバに含まれてよい。
【００５０】
例示実施形態として、寸法２．５ｍｍ×２．５ｍｍ×０．７ｍｍのインダクタが提供される。例示装置のためのピークインダクタンスは、ピーク電流０．７Ａ、平均電流０．４６Ａ下で４．７μＨ±２０％である。ワイヤ抵抗は０．８３オームと測定される。表１に示したように、例示装置の特性は２台の競合装置と比較される。比較例１は型番ＬＱＨ３２ＣＮのムラタ製インダクタであり、比較例２は型番 のＴＤＫインダクタである。表に示されたように、例示インダクタ（例１）は、かなり小さなパッケージながらもインダクタンスとピーク電流に関して同じ性能である。例１の性能は、そのインダクタンスを電流の関数で示した図３３に示されている。例１のインダクタのためのロールオフ（Ｒｏｌｌ  ｏｆｆ）（増加する電流に伴うインダクタンスの損失パーセント）は図３４に示され、０．７Ａのピーク電流値において約２０％となる。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
III . 結論
【００５３】
本発明の利点と優位性は、上述した実施形態で十分明らかであると思われる。ユニークなコア構造、予備形成コイル、及びこの予備形成コイルのための端子構造を形成するための溶接・メッキ技術によって、従来の部品構造が影響され易かった熱衝撃問題を回避し、隙間のあるコア構造を形成するための外部の間隙要素と媒介物の使用を回避し、更にコアの間隙サイズを大量生産ロットサイズにわたって厳密に制御することができ、各部品に対し一層厳密に制御されたインダクタンス値を与えることができる。回路基板用としての公知磁性部品に比べ、より簡単な組み立て性とより良い歩留まり性のおかげで一層低価格な部品が提供できる。
【００５４】
このように様々な実施形態を開示してきたが、本発明の範囲と趣旨から逸脱することなく、ここで開示した例示実施形態の更なる変形や応用が当業者に想起されることが予想される。例えば、鉄粉と樹脂バインダを粒子レベルで混合することで構造物中に分離した間隙を形成することなく間隙効果をもたらすような分散型空隙コア材が利用可能であって、製造工程を簡素化し、可能ならＤＣバイアス特性を向上させ、部品のＡＣ巻線損失を低減する等の目的から同コア材を使用し、分離した物理的間隙無しに大部分が自己センタリング可能なコア・コイル構造を提供するようにしてよい。
【００５５】
以上記述してきた薄型磁性部品は、磁気透過性材料から形成されその中に容器を具備する第一コアと、磁気透過性材料から形成された第二コアとを有し、更に第二コアは第一コアとは別個に形成されている。部品は更に、第一、第二コアとは別個に形成されるコイルを有し、前記コイルは少なくとも第一リード、第二リード、及び両リード間の複数の巻回を含む。第一コアはこのコイルを収容する容器を備え、第一、第二コアの少なくとも一方にはコイル内に適合する突起を有する。
【００５６】
一実施形態では、突起は第二コアからコイルの中心開口部に侵入している。また別の実施形態では、前記コアが組み立てられるときに突起は、第一コアと第二コアとの間の距離よりも短かい長さだけ容器内へ侵入し、それにより第一、第二コア間に間隙を形成する。別の実施形態では、第一コアはコイルの中心開口部を貫通する突起を具備する。更に別の実施形態では、突起は第一コアのベースから伸長し、第一コアと第二コアが組み立てられたときには、柱が第二コアから離隔する。
【００５７】
別の実施形態では、第一コアはコイルリードのための表面実装端子を備える。別の実施形態では、部品は又、第一コイルリードと第二コイルリードを夫々、収容するように形成される第一導電性クリップ及び第二導電性クリップを備える。別の実施形態では、コイルは更に第三リードと第四リードを備える。別の実施形態では、コイルは内周と外周を有し、前記第一リードと第二リードの夫々は前記外周でコイルに連結している。そのような薄型磁性部品はパワーインダクタ（ｐｏｗｅｒ  ｉｎｄｕｃｔｏｒ）として使用できる。
【００５８】
別の形態において、上述した薄型磁性部品は、磁気透過性材料から形成されその中に容器を有する第一コアを備える。部品は、第一コアの容器内に収容される、予備成形されたコイルを備え、前記コイルは少なくとも第一リード、第二リード、及び両リード間の複数回巻回した線を含む。部品は更に、磁気透過性材料から形成される第二コアを有し、第二コアは第一コアとは別個に形成されると共にコイルの中心開口部を貫通しかつ第一コアとの間で間隙を形成する柱を備える。
【００５９】
一実施形態では、前記第一コアはコイルリードのための表面実装端子を備える。別の実施形態では、部品は更に、第一コイルリードと第二コイルリードを夫々、収容する第一導電性クリップ及び第二導電性クリップを備える。別の実施形態では、コイルは更に第三リードと第四リードを備える。更に別の実施形態では、コイルは内周と外周を有し、第一リードと第二リードの夫々は外周でコイルに連結されている。更に別の実施形態では、第一コアは、ベースと前記ベースから起立した側壁とを有し、間隙は前記ベースと前記柱の先端との間で延在する。別の実施形態では、柱は実質的円筒形である。別の実施形態では、第一コアは更にコイル上方で重なる本体を有し、前記本体は前記柱よりも大きな外周を持つ。
【００６０】
別の形態において、ここで記述された薄型磁性部品は、磁気透過性材料から形成され、第一コアを備え、前記第一コアは容器と、前記容器内へ上方に突出する柱を有する。部品は、第一コアの容器内に収容される予備成形されたコイルを有し、柱はコイルの内周を貫通するようになっている。コイルは、少なくとも第一リード、第二リード、及び両リード間の複数の巻回線を含む。
【００６１】
一実施形態では、部品は、磁気透過性材料から形成される第二コアを備え、前記第二コアは第一コアとは別個に形成され、前記コイル上方に重なる。別の実施形態では、第二コアは、柱よりも大きな外周を持つ、実質的平坦な本体を有する。別の実施形態では、第一コアは、コイルリードのための表面実装端子を備える。別の実施形態では、部品は、第一コアに据え付けられ、第一コイルリードと第二コイルリードを夫々、収容する第一導電性クリップ及び第二導電性クリップを備える。別の実施形態では、コイルは更に第三リードと第四リードを備える。別の実施形態では、コイルは内周と外周を有し、第一リードと第二リードの夫々はその外周でコイルにつながっている。別の実施形態では部品はパワーインダクタである。別の実施形態では、第一コアは、ベースと前記ベースから起立した側壁とを有し、間隙は前記第二コアと柱の先端との間で延在する。
【００６２】
別の形態において、薄型磁性部品は、予備成形されたコイルと、第一磁性コアを提供し、前記予備成形されたコイルを収容するための第一手段と、第二磁性コアを提供する第二手段とを備える。第二手段は、第一磁性コアを提供する前記手段とは分離して提供され、第一手段の内部に前記予備成形されたコイルを封入する。部品は又、コアに対してコイルをセンタリングする手段であって、第一磁性コアと第二磁性コアの一方に一体的に設けられ磁性コアを提供するセンタリング手段を備える。
【００６３】
別の形態において、記述された薄型磁性部品の製造方法は、（ａ）磁気透過性材料から形成されて容器を成す第一コアを提供し、（ｂ）磁気透過性材料から形成されかつ前記第一コアとは別個に形成される第二コアを提供し、更に、（ｃ）前記第一コア及び第二コアから別個に形成されるコイルを提供する、各工程を有し、前記コイルは第一リード、第二リード及び前記第一、第二リード間の複数の巻回線を有し、前記第一コア内に形成された前記容器は前記容器は前記コイルを収容し、前記第一コア及び前記第二コアの少なくとも１つは前記コイル内に適合する突起を有する。
【００６４】
別の形態において、薄型磁性部品は第一コアを備え、前記第一コアは磁気透過性材料から形成される。第一コアはその中に容器を形成する。磁性部品は又、第二コアを備え、前記第二コアは磁気透過性材料から形成されると共に前記第一コアとは別個に形成される。部品は第一コア及び第二コアから別個に形成されるコイルを備え、前記コイルは第一リード、第二リード、及び両リード間の複数の巻回線を有する。コイルは内周と外周を有し、前記１リードと第二リードは外周で前記コイルに連結されている。部品は又、前記第一リードと第二リードを夫々収容する第一導電性クリップと第二導電性クリップを備える。第一コアに形成された前記容器は、コイルを収容するように形成され、前記第一コアと前記第二コアの少なくとも一方は突起を備え、前記突起は前記コイルの中に挿入されるようになっている。
【００６５】
以上、本発明を様々な特定実施形態に基づいて説明してきたが、当業者であれば、請求の範囲の趣旨とその範囲内にある変形例を以て本発明が実施可能であることを認識するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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