專利名稱：用于磁部件的低輪廓層疊的線圈和芯部的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總體涉及包括磁芯的電子部件的制造，具體來說，涉及具有磁芯和導電線圈繞組的表面安裝的電子部件的制造。
背景技術(shù)：
各種磁部件包括但不限于電感器和變壓器，它們包括圍繞磁芯布置的至少一個導電繞組。如此的部件可用作包括但不限于電子器件的電氣系統(tǒng)中的功率控制器件。電子封裝的進步已能使電子裝置的尺寸有了顯著的減小。這樣，現(xiàn)代手持的電子裝置特別地纖小， 有時也稱其為具有低輪廓(低的剖面高度)或厚度。


參照以下附圖來描述非限制性和非排他的實施例，附圖中，除非另有規(guī)定，否則全部的各種附圖中相同的附圖標記表示相同的零件。圖1是根據(jù)本發(fā)明的磁部件的立體圖。
圖2是圖1所示器件的分解圖。
圖3是圖2所示器件的一部分的部分分解圖。
圖4是處于部分組裝狀態(tài)中的圖1中所示器件的另一分解圖。
圖5是制造圖1-4中所示部件的方法的流程圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明磁部件的另一實施例的立體圖。
圖7是圖6所示磁部件的分解圖。
圖8是圖6和7所示部件的一部分的示意圖。
圖9是制造圖6-8中所示部件的方法的流程圖。
圖IOa示出示例的磁部件組件頂側(cè)的分解立體圖。
圖IOb示出圖IOa所示磁部件底側(cè)的分解立體圖。
圖IOc示出圖IOa和圖IOb所示磁部件繞組結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明示例實施例形成的另一磁部件組件的分解圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明示例實施例形成的第七示例磁部件組件的分解圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明示例實施例形成的示例的鼓形芯部立體圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明示例實施例形成的第一示例的桿形芯部立體圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明示例實施例形成的第二示例的桿形芯部立體圖。
圖16是包括桿形芯部的磁部件組件的截面圖。
圖17是包括鼓形芯部的另一磁部件組件的截面圖。
具體實施例方式
電氣部件的制造工藝在競爭激烈的電子制造行業(yè)中已被細察為降低成本的一種方法。當制造的部件是低成本大體積的部件時，那么就特別地希望制造成本的降低。在大體積的部件中，制造成本的降低自然是很顯著的。這里所述制造成本是指材料成本和勞動力成本，降低制造成本對于消費者和制造商來說都是有利的。因此，對于電路板的應用，希望能提供效率提高且制造工藝性改進的磁部件，而不增加部件的體積和在印刷電路板上占據(jù)不合適的空間量。新產(chǎn)品包括但不限于諸如移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)設備以及其它設備的手持電子器件，對如此新產(chǎn)品，為滿足低輪廓占據(jù)空間的要求，磁部件的小型化則提出了許多挑戰(zhàn)和困難。特別是對具有堆疊電路板的器件來說，其現(xiàn)普遍要對如此器件提供增加的功能，在電路板之間減小間隙來滿足器件體積的總體低輪廓的要求，這強加上了傳統(tǒng)電路板部件根本無法滿足的實用限制，或?qū)е轮圃煜嗳莸钠骷膫鹘y(tǒng)技術(shù)以不希望有的花費。憑借本發(fā)明有效地克服了該技術(shù)領域中如此的缺點。為了完整地認識下面所述本發(fā)明示例實施例的發(fā)明方面，這里公開的內(nèi)容將被分為幾個部分，其中，部分I是對傳統(tǒng)磁部件和其缺點的介紹；部分II揭示根據(jù)本發(fā)明的部件器件和制造部件器件的方法的示例實施例；以及部分III公開根據(jù)本發(fā)明的模塊化部件器件和制造模塊化部件器件的方法的示例實施例。I.低輪廓磁部件的介紹傳統(tǒng)上，包括但不限于電感器和變壓器的各種磁部件采用了圍繞磁芯設置的導電繞組。在現(xiàn)有的用于電路板應用的部件中，磁部件可用細導線來制成，導線螺旋地纏繞在低輪廓的磁芯上，磁芯有時也被稱為磁鼓。然而，對于小芯部，圍繞磁鼓來纏繞導線很困難。在示例裝置中，希望有高度小于0. 65mm的低輪廓磁部件。將導線線圈繞到如此尺寸的芯部上的挑戰(zhàn)，提高了部件的制造成本，因此需要有低成本的解決方案。為制成有時稱作芯片電感器的低輪廓的磁部件，已經(jīng)作了各種努力，在高溫的有機電介質(zhì)襯底上使用金屬沉積技術(shù)(例如，F(xiàn)R-4，酚醛塑料或其它材料)，以及各種蝕刻和成形技術(shù)，以在FR4板、陶瓷襯底材料、電路板材料、酚醛和其它剛性襯底上形成線圈和芯部。然而，這樣已知的制造如此芯片電感器的技術(shù)，包括著錯綜復雜的多步驟制造過程以及復雜的控制。在某些制造步驟中，理想地是希望降低如此過程的復雜性，因此減少與如此步驟相關(guān)的所需時間和勞力。還進一步希望消除某些過程步驟，總地降低制造成本。II.具有集成線圈層的磁性器件圖1是顯示出本發(fā)明益處的磁部件或器件100的第一說明性實施例的俯視平面圖。在示例實施例中，器件100是電感器，但可以理解，下面描述的本發(fā)明的益處對于其它類型的器件自然會體現(xiàn)出來。盡管可以認為下述的材料和技術(shù)對低輪廓電感器的制造是特別有利的，但可以明白，電感器100只是可認識本發(fā)明益處的一種類型的電氣部件。因此， 下面闡述的描述僅是為了說明的目的，可以想到，本發(fā)明的益處自然體現(xiàn)到其他尺寸和類型的電感器以及其它無源的電子部件，包括但不限于變壓器。因此，這里并無意圖將本發(fā)明概念的實踐僅限于本文所述和附圖中所示的實施例。根據(jù)本發(fā)明示例的實施例，電感器100可具有層疊的結(jié)構(gòu)，下文中將會詳細地描述，層疊結(jié)構(gòu)包括延伸在外部電介質(zhì)層104、106之間的線圈層102。磁芯108延伸在線圈上方、下方并穿過線圈的中心(圖1中未示出)，其方式將在下文中解釋。如圖1所示，電感器100通常為矩形，其包括兩個相對的切去角110、112。表面安裝的終端114、116形成在切去角110、112附近，而終端114、116各包括平面的終端焊盤118、120和金屬化的垂直表面122、124，例如，用導電的電鍍法來金屬化。當表面安裝焊盤118、120連接到電路板(未示出)上的電路跡線時，金屬化的垂直表面122、1M在終端焊盤118、120和線圈層102之間建立起導電路徑。表面安裝的終端114、116有時被稱之為堞形接觸終端，但在本發(fā)明其它的實施例中，可替代地采用其它的終端結(jié)構(gòu)，例如，接觸引線(即，導線終端)、包卷的終端、浸漬金屬化終端、電鍍終端、釬焊觸頭以及其它已知的連接方案，以對導體、端子、觸頭焊盤，或電路板(未示出)的電路終端提供電氣連接。在示例的實施例中，電感器100具有低輪廓的尺寸H，在一個實例中H小于 0. 65mm，具體地說約為0. 15mm。當電感器安裝到電路板上時，低輪廓的尺寸H對應于電感器 100的垂直高度，該高度沿著垂直于電路板表面的方向進行測得。在電路板的平面內(nèi)，在一個實施例中，電感器100可近似為側(cè)邊約為2. 5mm長的方形。盡管電感器100顯示為矩形， 其有時被稱之為芯片結(jié)構(gòu)，而且還公開了示例的尺寸，但應該理解到，在本發(fā)明替代的實施例中，可替換地采用其它的形狀和或大或小些的尺寸。圖2是電感器100的分解圖，其中，線圈層102顯示為在上和下電介質(zhì)層104和106 之間延伸。線圈層102包括延伸在基本上平坦的電介質(zhì)基層132上的線圈繞組130。線圈繞組130包括多匝線圈，以使選定的電感器100最終使用應用達到要求的效果，例如，達到要求的電感值。線圈繞組130布置在基層132的各相應的相對表面134(圖2、和135(圖 3)上的兩個部分130A和130B內(nèi)。S卩，包括部分130A和130B的雙側(cè)線圈繞組130在線圈層102內(nèi)延伸。每個線圈繞組部分130A和130B在在基層132的主表面134、135上的平面內(nèi)延伸。線圈層102還包括基層132第一表面134上的終端焊盤140A和142A，以及基層 132第二表面135上的終端焊盤140B和142B。線圈繞組部分130B的端部144連接到表面 135(圖3)上的終端焊盤140B，而線圈繞組部分130A的端部連接到表面134(圖2)上的終端焊盤142A。線圈繞組部分130A和130B可在基層132內(nèi)的開口 136周緣處通過導電通路 138(圖3)串聯(lián)地互連。因此，當終端114和116聯(lián)接而接通電路時，通過終端114和116 之間的線圈繞組部分130A和130B建立起導電路徑?；鶎?32可大致為矩形的形狀，并可形成有延伸在基層132相反表面134和135 之間的中央芯部開口 136。如圖所示，中央芯部開口 136可形成為大致的圓形，但應該理解到，在其它實施例中，該開口不一定是圓形的。中央芯部開口 136接納下述的磁性材料，以為線圈繞組部分130A和130B形成磁芯結(jié)構(gòu)。線圈部分130A和130B圍繞著中央芯部開口 136的周緣延伸，每個線圈繞組部分 130A和130B中有各個相繼匝的線圈繞組130，建立在線圈層102內(nèi)的導電路徑，在離開口 136中心遞增的半徑處延伸。在示例的實施例中，對于在線圈繞組部分130A內(nèi)的在表面134 上的基層132頂上繞組導電路徑的多匝線圈，線圈繞組130在基層132上延伸，而對于在線圈繞組部分130B內(nèi)的在表面135上的基層132下面的多匝線圈，線圈繞組130也在基層 132上延伸。對于基層132各側(cè)上的，線圈繞組130可在基層132的每個相反的主表面134 和135上延伸諸如10匝那樣的規(guī)定匝數(shù)(對串聯(lián)連接的線圈部分130A和130B，產(chǎn)生總數(shù) 20匝)。在圖示的實施例中，20匝的線圈繞組130產(chǎn)生約為4至5 μ H的電感值，致使電感器100很好地適合用于低功率應用的功率電感器。線圈繞組130可替代地制成為具有任何匝數(shù)的線圈，以為特殊應用或最終用途定制線圈。
正如本技術(shù)領域內(nèi)的技術(shù)人員將會認識到的，電感器100的電感值主要取決于線圈繞組130中的導線匝數(shù)、制成線圈繞組130所用的材料、線圈匝在基層132上分布的方式 (即，線圈部分130A和130B內(nèi)線圈匝的橫截面積)。這樣，對于不同的應用，通過改變線圈匝數(shù)、線圈匝的排列以及線圈匝的橫截面積，就可顯著地改變電感器100的電感額定值。因此，盡管在線圈繞組部分130A和130B中圖示了 10匝，但根據(jù)需要可使用或多或少的匝數(shù)來產(chǎn)生電感值大于或小于4至5μ H的電感器。此外，盡管示出的是雙側(cè)線圈，但應該理解到，在替代的實施例中，同樣地可采用僅在基層表面134或135之一上延伸的單側(cè)線圈。例如，線圈繞組130可以是電鍍形成的金屬箔，其獨立于上和下電介質(zhì)層104和 106進行制作和形成。具體來說，在所示的實施例中，在基層132的各主表面134、135上延伸的線圈部分130Α和130Β，可根據(jù)已知的添加過程進行制作，諸如電鍍形成工藝過程，其中，所要求的形狀和匝數(shù)的線圈繞組130可電鍍上去，將負圖像翻轉(zhuǎn)到涂敷光阻材料的基層132上。其后可將諸如銅、鎳、鋅、錫、鋁、銀、它們的合金(例如，銅/錫、銀/錫，以及銅 /銀合金)之類的薄金屬層，電鍍到翻轉(zhuǎn)到基層132上的負圖像上，以便同時形成線圈部分 130Α和130Β。在本發(fā)明各種實施例中，各種金屬材料、導電成分和合金可被用來形成線圈繞組130。與已知的芯片電感器的結(jié)構(gòu)相比，與電介質(zhì)層104和106獨立地和分開地形成線圈繞組130是有利的，例如，在無機襯底上使用金屬沉積技術(shù)，其后，通過蝕刻過程等來除去或減去沉積的金屬，以形成線圈結(jié)構(gòu)。例如，在構(gòu)造電感器100時，分開地和獨立地形成線圈繞組130，可使線圈繞組130相對于電介質(zhì)層104、106的控制和定位有更大的精確性。 與已知的如此器件的蝕刻工藝相比，獨立地形成線圈繞組130還允許對線圈的導電路徑的形狀有更大的控制。蝕刻一旦形成，盡管它會趨于產(chǎn)生導電路徑的傾斜或有坡度的側(cè)邊緣， 但用電鍍工藝過程卻可產(chǎn)生基本上垂直的側(cè)邊緣，因此，在電感器100的操作特征中提供了更加可重復的特性。還有，多金屬或金屬合金可用于分開的和獨立的形成工藝中，也會改變器件的性能特征。盡管以可以相信獨立于且不同于電介質(zhì)層104和106的方式對線圈繞組130進行電鍍成形是有利的，但應該理解到，線圈繞組130可替代地用其它方法來形成，同時仍可獲得本發(fā)明的某些優(yōu)點。例如，線圈繞組130可以是根據(jù)已知技術(shù)施加到基層132的電鍍沉積金屬箔。還可使用諸如絲網(wǎng)印刷和沉積技術(shù)的其它添加技術(shù)，以及可使用諸如化學蝕刻、 等離子蝕刻、激光修整等為本領域公知的減除技術(shù)來成形線圈。上和下電介質(zhì)層104、106分別位于線圈層102上方和下方。即，線圈層102延伸在上和下電介質(zhì)層104、106之間并與上和下電介質(zhì)層104、106緊密接觸。在示例的實施例中，上和下電介質(zhì)層104、106夾住線圈層102，上和下電介質(zhì)層104、106各包括貫穿其中形成的中央芯部開口 150、152。中央芯部開口 150、152可形成如圖所示的大致圓形，但應該理解到，在其它實施例中開口不一定是圓形的。相應的第一和第二電介質(zhì)層104和106內(nèi)的開口 150、152，露出線圈部分130Α和 130Β，并在線圈部分130Α和130Β延伸的雙側(cè)線圈層102上方和下方分別形成孔座，以便引入磁性材料來形成磁芯108。S卩，開口 150、152為磁芯的部分108Α和108Β提供了界限的部位。圖4示出成堆疊關(guān)系的線圈層102和電介質(zhì)層104和106。這些層102、104、106可以公知的方式彼此固定，例如采用層壓工藝過程。如圖4所示，線圈繞組130暴露在芯部開口 150和152(圖2)內(nèi)，芯部塊108A和108B可施加到開口 150、152以及線圈層102內(nèi)的開口 136。在示例的實施例中，芯部部分108A和108B作為粉末或漿料來施加，填滿上和下電介質(zhì)層104和106內(nèi)的開口 150和152，還填滿線圈層102內(nèi)的芯部開口 136(圖2和3)。 當芯部開口 136、150和152被填滿時，磁性材料包圍或圍住線圈部分130A和130B。在固化時，芯部部分108A和108B形成單一的芯塊，線圈部分130A和130B被嵌入在芯部108內(nèi)， 芯塊108A和108B與上和下電介質(zhì)層104和106齊平地安裝。S卩，芯塊108A和108B具有延伸通過開口的組合高度，其近似地等于層104、106和132厚度之和。換句話說，芯塊108A 和108B也滿足了低輪廓尺寸H (圖1)。芯部108可用公知的透磁材料制成，在一個實施例中，例如，用鐵素體粉末或鐵粉末制成，但同樣地可采用具有透磁性能的其它材料。在所示實施例中，第一和第二電介質(zhì)層104和106以及線圈層102的基層132各用基于聚合物的電介質(zhì)膜進行制作。上和下電介質(zhì)層104和106可包括粘結(jié)膜，以使各層彼此固定并固定到線圈層102?；诰酆衔锏碾娊橘|(zhì)膜由于其在層疊結(jié)構(gòu)中的熱流動特性而富有優(yōu)點。電感器100內(nèi)的熱流動正比于所用材料的熱導率，熱流動可導致電感器100 內(nèi)的功率損失。某些示例的公知材料的熱導率在下面表中闡明，可以看到，通過減小所用絕緣層的熱導率，可顯著地減小電感器100內(nèi)的熱流動。要特別加以注意的是，聚酰亞胺顯著較低的熱導率，其在本發(fā)明所示實施例中可用作層104、106和132內(nèi)的絕緣材料。襯底熱導率(W/mK)
氧化鋁(Al2O3)19鎂橄欖石(2Mg0-Si02)7堇青石(2Mg0-Ml203-5Si02)1. 3滑石(2Mg0-SiO2)3聚酰胺0. 12FR-4環(huán)氧樹脂/玻璃纖維層合物0. 293如此一種適于104、106和132諸層的聚酰胺膜，在市場上由可從美國特拉華州威爾明頓市的杜邦公司(Ε· 1. du Pont de Nemours and Company of Wilmington)公司，以商標名KAPTON 出品和銷售。然而，應該認識到，在替代的實施例中，也可以使用其它合適的電絕緣材料(聚酰胺和非聚酰胺)來代替ΚΑΡΤ0Ν ，例如，CIRLEX 無粘性聚酰胺層合材料、烏博工業(yè)公司(Ube Industries)出品的UPILEX 聚酰胺材料、Pyrolux、聚乙烯萘二羧基(有時稱作PEN)、邏格斯公司(Rogers Corporation)出品的Zyvrex液晶聚合物材料等。還可認識到，在第一和第二電介質(zhì)層104和106中可使用無粘性的材料。還可采用預金屬化膜和基于聚合物的膜，例如，銅箔和銅膜等，通過已知的蝕刻工藝過程，將它們成形而形成諸如繞組部分和終端焊盤那樣的專用電路?；诰酆衔锏哪み€提供了制造上的優(yōu)點，該優(yōu)點在于，它們可提供微米級的非常小的厚度，通過堆疊各層可生成非常低輪廓的電感器100。諸層104、106和132可以直接方式粘結(jié)地層疊在一起，或者可替代地采用無粘性的層合技術(shù)。電感器的結(jié)構(gòu)還適用于子組件，根據(jù)以下如圖5所示的方法200，子組件可分開地提供和彼此組裝起來。線圈繞組130可在較大塊或片的電介質(zhì)基層132上大批地形成(步驟20 ，以在較大的電介質(zhì)材料片上形成(步驟20 線圈層102。線圈繞組130可以上述的任何方式形成，或通過行內(nèi)公知的其它技術(shù)形成。芯部開口 136可在線圈繞組130形成之前或之后形成在線圈層102內(nèi)。線圈繞組130按照需要可以是雙側(cè)的或單側(cè)的，并可用添加電鍍形成技術(shù)或減除技術(shù)來形成，以形成金屬化的表面。在示例的實施例中，線圈繞組部分130A和 130B連同終端焊盤140、142以及任何的互連接138(圖幻一起，設置在基層132上以形成 (步驟202)線圈層102。電介質(zhì)層104和106同樣地可分別由較大塊或片的電介質(zhì)材料形成(步驟204)。 在示例的實施例中，電介質(zhì)層內(nèi)的芯部開口 150、152可以任何已知方式來形成，包括但不限于沖切技術(shù)，芯部開口 150、152在線圈層上組裝諸層104和106之前形成。然后可將由步驟202形成的包括線圈層102的板片和在步驟204中形成的包括電介質(zhì)層104、106的板片，堆疊(步驟206)和層合(步驟208)起來以形成如圖4所示的組件。在堆疊(步驟206)和/或?qū)雍?步驟208)形成相應線圈層102和電介質(zhì)層104和106 的板片之后，可將磁芯材料到相應層內(nèi)的預形成的芯部開口 136、150和152中以形成芯部 (步驟210)。磁性材料固化之后，層合的板片可進行切割、切片或其它方式分割成各個磁部件100(步驟21幻。終端114、116(圖1)的垂直表面122、IM例如可通過電鍍工藝進行金屬化(步驟211)，以將線圈層102的終端焊盤140、142(圖2和3)互連到電介質(zhì)層104的終端焊盤118、120(圖1)。采用上述的層合結(jié)構(gòu)和方法，可快速且高效地提供諸如電感器那樣的磁部件，同時在完成的產(chǎn)品上仍保留高度的可控性和可靠性。通過預形成線圈層和電介質(zhì)層，則與已知的制造方法相比，在線圈的形成過程中可達到更高的精度和更快的組裝。一旦諸層組裝起來后，通過在芯部開口內(nèi)的線圈上形成芯部，就可避免單獨地提供芯部結(jié)構(gòu)以及制造時間和花費。通過將線圈嵌入在芯部內(nèi)，還可避免傳統(tǒng)部件結(jié)構(gòu)中的單獨地將繞組施加到芯部表面上。因此，可以比制造磁器件的已知方法更低的成本和較少困難地制造低輪廓的電感器部件。可以想到，還可制作更多或更少些的層并組裝到部件100中，這不會脫離上述基本的方法。使用上述方法，可高效地形成用于電感器等的磁部件，該方法使用相當便宜的技術(shù)和工藝過程，在批量過程中采用了低成本、到處可得的材料。此外，該方法在比傳統(tǒng)部件構(gòu)造少的制造步驟中，提供了更高的過程控制。這樣，可以較低成本獲得較高的生產(chǎn)量。III.模塊化方法圖6和7示出了磁部件300的另一實施例，其包括多個彼此堆疊的基本上類似的線圈層，以形成延伸在上和下電介質(zhì)層304和306之間的線圈模塊301。具體來說，線圈模土夬 301 可包括彼此串聯(lián)連接的線圈層 302A、302B、302C、302D、302E、302F、302G、302H、302I和302J，它們形成通過表面安裝的終端305、307之間的線圈層302的連續(xù)電流路徑，表面安裝的終端305、307可包括上述任何的終端連接結(jié)構(gòu)。與上述部件100相同，上和下電介質(zhì)層304和306包括預形成的開口 310、312，它們以與以上對部件100所述類似的方式形成用于磁芯部分308A和308B的孔座。線圈層302A、302B、302C、302D、302E、302F、302G、302H、302I 和 302J各包括相應的電介質(zhì)基層 314A、314B、314C、314D、314E、314F、314G、314H、314I 和 314J,以及大致平面的線圈繞組部分 316A、316B、316C、316D、316E、316F、316G、316H、316I 和 316J。每個線圈繞組部分 316A、316B、316C、316D、316E、316F、316G、316H、316I 和 316J 包括多匝線圈，在所示實施例中，例如為兩匝，但在其它實施例中可以采用或多或少的匝數(shù)。在一個實施例中，每個線圈繞組部分316可以是單側(cè)的。即，與以上所述的線圈層102不同，線圈層302可包括僅在基層314的多個主表面之一上延伸的線圈繞組部分316，而相鄰線圈層302內(nèi)的線圈繞組部分316可通過電介質(zhì)基層314彼此電氣地隔絕。在另一個實施例中，可采用雙側(cè)的線圈繞組，只要線圈部分在堆疊時合適地彼此隔絕而能避免電氣短路發(fā)生就可。此外，每個線圈層302包括終端開口 318，其可用導電材料有選擇地進行填充，以下面解釋的方式彼此串聯(lián)地互連起各線圈層302的線圈繞組316。例如，開口 318可在繞組 316外周緣附近用沖切、鉆孔或其它方式形成在線圈層402內(nèi)。如圖8中示意地所示，每個線圈層 302 包括多個外線圈終端開口 318A、318B、318C、318D、318E、318F、318G、318H、318I 和318J。在示例的實施例中，終端開口 318的數(shù)量與線圈層302的數(shù)量相同，但在替代的實施例中，可以類似的效果提供或多或少的終端開口 318。同樣地，每個線圈層302包括多個內(nèi)線圈終端開口 320A、320B、320C、320D、320E、 320F、320G、320H、320I和320J，其同樣地可用沖切、鉆孔或其它方式形成在線圈層302內(nèi)。 在示例的實施例中，內(nèi)終端開口 320的數(shù)量與外終端開口 318的數(shù)量相同，但在其它的實施例中，內(nèi)和外終端開口 320和318的相對數(shù)量可以變化。每個外終端開口 318可通過相關(guān)的電路跡線 322A、322B、322C、322D、322E、322F、322G、322H、322I 和 322J 連接到線圈 316 的外部區(qū)域。每個內(nèi)終端開口 320也可通過相關(guān)的電路跡線324A、3MB、324C、3MD、324E、 324F、3MG、324H、324I和324J連接到線圈316的內(nèi)部區(qū)域。每個線圈層302還包括終端焊盤326,328和中央芯部開口 330。在示例的實施例中，對于每個線圈層302，實際上存在著與外終端開口 318之一關(guān)聯(lián)的跡線322之一，實際上存在著與內(nèi)終端開口 322之一關(guān)聯(lián)的跡線3 之一，同時，在每一層內(nèi)存在著所有外和內(nèi)終端開口 318和320。這樣，盡管每一層設置有多個外和內(nèi)終端開口 318、320，但通過對要被利用的專用終端開口 318、320形成相關(guān)的跡線322和324，實際上對每一層302內(nèi)的線圈繞組部分316的外部區(qū)域僅使用了單個終端開口 318，對每一線圈繞組部分316的內(nèi)部區(qū)域僅使用了單個終端開口 320。對于未被使用的其它的終端開口 318、320，在每一線圈層302內(nèi)未形成連接跡線。如圖7所示，線圈層302成對地布置，其中，由終端開口 318和320中一個開口和一對的線圈繞組部分316A和316B (諸如線圈層302A和302B)中的相關(guān)跡線建立的終端點彼此對齊而形成連接。然而，堆疊中諸如線圈層302C和302D的相鄰對的線圈層，具有用于線圈繞組部分316C和316D的終端點，其由終端開口 318和320之一和成對線圈層中的相關(guān)跡線建立，它們相對于線圈模塊301中的相鄰對交錯布置。即，在所示實施例中，用于線圈層302C和302D的終端點與鄰近對的316A、316B和對316E和316F的終端點錯開。堆疊中的終端點的錯列，防止鄰近對線圈層302中線圈繞組部分316的電短路，同時高效地提供了每個線圈層 302A、302B、302C、302D、302E、302F、302G、302H、302I 和 302J 內(nèi)的所有線圈繞組部分316的串聯(lián)連接。當線圈層302堆疊時，形成在每個基層314內(nèi)的內(nèi)和外終端開口 318和320彼此對齊，在全部堆疊的線圈層302內(nèi)形成連續(xù)的開口。每個連續(xù)開口可用導電材料填充，但因為僅選出的終端開口 318和320包括了相應的導電跡線322和324，所以，僅在跡線322和 324存在的線圈層302中的線圈繞組部分316之間建立起電連接，不能在跡線322和3M不存在的地方建立起電連接。在圖7所示的實施例中，設置10個線圈層302A、302B、302C、302D、302E、302F、 302G、302H、302I和302J，在所示實施例中，線圈層302內(nèi)的每個相應的線圈繞組部分316 包括兩匝線圈。因為線圈繞組部分316A、316B、316C、316D、316E、316F、316G、316H、316I和 316J串聯(lián)連接，所以，總數(shù)20匝的線圈設置在堆疊的線圈層302內(nèi)。在一個實例中，20匝線圈可產(chǎn)生約為4至5 μ H的電感值，使得電感器100可很好地適用于低功率應用的功率電感器。然而，部件300可替代地用任何數(shù)量的線圈層302制成，以及用線圈層的各繞組部分內(nèi)的任何數(shù)量匝數(shù)來制成，以對特殊應用或最終用途定制線圈。上和下電介質(zhì)層304、306以及電介質(zhì)基層314可用如上所述的基于聚合物的金屬箔材料制成，其具有同樣的優(yōu)點。線圈繞組部分316可以任何要求的方式來形成，包括以上所述的各種技術(shù)，也提供類似的優(yōu)點和效果。線圈層302可以模塊形式提供，且根據(jù)堆疊中所用的線圈層302的數(shù)量，可提供各種額定值和特征的電感器。因為堆疊的線圈層302，所以雖然電感器300具有比部件100的尺寸H(在示例實施例中，約為0. 15mm)大的低輪廓尺寸H(在示例實施例中，約為0. 5mm)，但仍然小得足以滿足用于堆疊電路板等的許多低輪廓的應用。電感器300的結(jié)構(gòu)還適用于子組件，根據(jù)以下如圖9所示的方法350，子組件可分開地提供且彼此組裝起來。線圈繞組可在較大塊的電介質(zhì)基層上大批地形成，以在較大的電介質(zhì)材料片上形成(步驟352)線圈層302。線圈繞組可以上述的任何方式形成，或根據(jù)行內(nèi)公知的其它技術(shù)形成。芯部開口 330可在線圈繞組形成之前或之后形成在材料片內(nèi)。線圈繞組按照需要可以是雙側(cè)的或單側(cè)的，并可用添加的電鍍形成技術(shù)或減除技術(shù)來形成在金屬化的表面上。在示例的實施例中，線圈繞組部分316連同終端跡線322、324以及終端焊盤326、328 一起，設置在每個線圈層302內(nèi)的基層314上。一旦在步驟352中形成線圈層302，線圈層 302可堆疊(步驟354)和層合(步驟356)而形成線圈層模塊。終端開口 318、320可在線圈層302堆疊和層合之前或之后提供。在線圈層302層合(步驟356)之后，各層的終端開口 318、320可被填充(步驟358)而以上述方式串聯(lián)地互連線圈層的線圈。電介質(zhì)層304和306還可分別由較大塊或片的電介質(zhì)材料形成(步驟360)。在示例的實施例中，電介質(zhì)層304、306內(nèi)的芯部開口 310、312可以任何已知方式來形成，包括但不限于沖切或鉆孔技術(shù)，芯部開口 310、312在組裝諸電介質(zhì)層304和306以形成線圈層模塊之前形成。然后，可將外電介質(zhì)層304和306堆疊和層合(步驟36 成為線圈層模塊?？蓪⒋判静牧鲜┘?步驟364)到層合的堆疊中以形成磁芯。在磁性材料固化之后，堆疊的諸板片可進行切割、切片或其它方式分切割(步驟366)成各個電感器部件300。在分割部件之前或之后，終端305、307(圖7)的垂直表面例如可通過電鍍工藝進行金屬化(步驟365)，以完成該部件300。采用層合結(jié)構(gòu)和方法350，可快速和高效地提供諸如電感器那樣以及諸如此類的磁部件，同時在完成的產(chǎn)品上仍保留高度的可控性和可靠性。通過預形成線圈層和電介質(zhì)層，則與已知的制造方法相比，在線圈的形成過程中可達到更高的精度和更快的組裝。一旦諸層組裝起來后，通過在芯部開口內(nèi)的線圈層上形成芯部，就可避免單獨地提供芯部結(jié)構(gòu)以及制造時間和花費。通過將線圈嵌入在芯部內(nèi)，還可避免單獨地將繞組施加到芯部表面上。因此，可以比制造磁器件的已知方法更低的成本和較少困難地制造小輪廓的電感器器件?？梢韵氲剑€可制作更多或更少些的層并組裝到部件300中，這不會脫離上述基本的方法。使用上述方法，可高效地形成磁部件，該方法使用相當便宜的已知技術(shù)和工藝過程，在批量過程中采用了低成本、到處可得的材料。此外，該方法在比傳統(tǒng)部件構(gòu)造少的制造步驟中，提供了更高的過程控制。這樣，可以較低成本獲得較高的生產(chǎn)量。出于上述的原因，可以相信，電感器300和方法350避免了已知結(jié)構(gòu)的制造上的挑戰(zhàn)和困難，因此，可以比傳統(tǒng)磁部件低的成本進行制造，同時，提供更高產(chǎn)量的滿意器件。IV.進一步的改適以上公開的理念可在下面示例實施例中進一步擴展，提供比傳統(tǒng)磁部件組件好的附加益處和優(yōu)點，包括但不限于小型化的電感器和變壓器部件。具體來說，如下面所解釋的，代替使用如上所述用來形成低輪廓磁部件的電介質(zhì)層，可采用磁性片層來提供進一步的性能優(yōu)點。參照圖lOa-lOc，圖中示出示例的磁部件組件400的若干個視圖。圖IOa示出根據(jù)示例實施例的組件的頂側(cè)的立體圖和分解圖，該組件具有第一繞組結(jié)構(gòu)中的繞組、至少一個磁性粉末板以及垂直定向的芯部區(qū)域。圖IOb示出根據(jù)示例實施例的圖IOa所示組件的底側(cè)的立體圖和分解圖。圖IOc示出根據(jù)示例實施例的圖IOa和IOb所示組件的第一繞組結(jié)構(gòu)的立體圖。根據(jù)所示的示例實施例，部件組件400包括至少一個磁性粉末板410、420、430和聯(lián)接到第一繞組結(jié)構(gòu)450內(nèi)的至少一個磁性粉末板410、420、430的繞組440。如該實施例所示，組件400包括具有下表面412和上表面414的第一磁性粉末板410、具有下表面422 和上表面424的第二磁性粉末板420，以及具有下表面432和上表面434的第三磁性粉末板430。在示例的實施例中，每個磁性粉末板可以是由韓國仁川的長松公司(Chang Sung Incorporated)制造以產(chǎn)品號為20u_eff Flexible Magnetic Sheet出售的磁性粉末板。還有，這些磁性粉末板具有主要沿特定方向定向的顆粒。因此，當沿顆粒主定向的方向建立起磁場時，可獲得較高的電感。盡管該實施例示出了三個磁性粉末板，但磁性粉末板的數(shù)量可以增加或減少，以增加或減小繞組中的匝數(shù)，或增加或減小芯部區(qū)域，而不脫離示例實施例的范圍和精神。還有，盡管該實施例示出磁性粉末板，但可使用能夠被層合的任何柔性板， 而不脫離示例實施例的范圍和精神。第一磁性粉末板410還包括聯(lián)接到第一磁性粉末板410的下表面412的相對縱向
12邊緣的第一端子416和第二端子418。這些端子416、418可用來將小型化功率電感器400 聯(lián)接到電路上，例如，電路可以是在印刷電路板(未示出)上。每個端子416、418還包括通路417、419，用來將端子416、418聯(lián)接到一個或多個繞組層，這將在下文中進一步討論。通路417、419是導電連接件，其從下表面412上的端子416、418前進到第一磁性粉末板410 的上表面414。通路可通過穿透磁性粉末板的鉆孔并用導電材料來電鍍鉆孔的內(nèi)周緣而形成?；蛘撸蓪щ婁N放置到鉆孔內(nèi)以在通路內(nèi)建立起導電連接。盡管通路417、419顯示為圓柱形，但通路可以是不同的幾何形狀，例如，矩形，而不脫離示例實施例的范圍和精神。在一個示例的實施例中，全部組件可在鉆削通路之前形成和壓制。盡管端子顯示為聯(lián)接到相對的縱向邊緣上，但端子也可聯(lián)接到第一磁性粉末板下表面上的替代的部位處，而不脫離示例實施例的范圍和精神。還有，盡管各端子顯示為具有一個通路，但根據(jù)應用，也可在每個端子內(nèi)也可形成附加的通路，以便并聯(lián)地定位一個或多個繞組層，而不是串聯(lián)地定位，而不脫離示例實施例的范圍和精神。第二磁性粉末板420具有聯(lián)接到下表面422的第一繞組層4 和聯(lián)接到第二磁性粉末板420的上表面424的第二繞組層428。繞組層似6、似8組合而形成繞組440。第一繞組層4 通過通路417聯(lián)接到端子416。第二繞組層4 通過通路427連接到第一繞組層426，其形成在第二磁性粉末板420內(nèi)。通路427從第二磁性粉末板420的下表面422前進到上表面424。第二繞組層4 通過通路429、419聯(lián)接到第二端子418。通路4 從第二磁性粉末板420的上表面似4前進到下表面422。盡管在該實施例中兩個繞組層顯示為聯(lián)接到第二磁性粉末板，但可以有一個繞組層聯(lián)接到第二磁性粉末板，而不脫離示例實施例的范圍和精神。繞組層426、428由導電金屬層形成，它可以是銅或諸如以上所述的其它材料，它聯(lián)接到第二磁性粉末板420。該導電金屬層可以各種方式提供，包括但不限于以上所述的任何元件(例如，電鍍形成的元件、絲網(wǎng)印刷的元件等)、沖切的銅箔、蝕刻的銅跡線，或預形成的線圈，而不脫離示例實施例的范圍和精神。蝕刻的銅跡線可使用以下的方法形成，包括但不限于化學過程、照相平板技術(shù)，或通過激光蝕刻技術(shù)形成。如該實施例中所示，繞組層是矩形的螺旋形圖形。然而，也可使用其他的圖形來形成繞組，而不脫離示例實施例的范圍和精神。盡管在示例實施例中用銅作為導電材料，但也可使用其它導電材料，而不脫離示例實施例的范圍和精神。端子416、418還可使用沖切的銅箔、蝕刻的銅跡線或通過任何其它合適方法來形成。根據(jù)該實施例的第三磁性粉末板430放置在第二磁性粉末板420的上表面似4 上，以使第二繞組層4 可被絕緣，還可使芯部區(qū)域增大以運載更高的電流。盡管第三磁性粉末板未顯示為具有繞組層，但繞組層可添加到第三磁性層的下表面上，以代替第二磁性粉末板上表面上的繞組層，而不脫離示例實施例的范圍和精神。此外，盡管第三磁性粉末板未顯示為具有繞組層，但繞組層可添加到第三磁性層的上表面上， 而不脫離示例實施例的范圍和精神。一旦形成每個帶有繞組層似6、似8和/或端子416、418的磁性粉末板410、420、 430，則用高壓來壓制磁性粉末板410、420、430，例如，用液壓壓力，并層合在一起而形成小型化的功率電感器400。在磁性粉末板410、420、430壓制在一起之后，如上所討論的，就可形成通路。根據(jù)該實施例，可在傳統(tǒng)的電感器中發(fā)現(xiàn)的繞組和芯部之間的實體間隙可被除去。該實體間隙的消除，趨于將繞組振動引起的聲噪音減到最小。部件組件400顯示為立方體形狀。然而，也可使用其它的幾何形狀，包括但不限于矩形、圓形或橢圓形，而不脫離示例實施例的范圍和精神。繞組440包括第一繞組層似6和第二繞組層428，并形成具有垂直定向的芯部457 的第一繞組結(jié)構(gòu)450。第一繞組結(jié)構(gòu)450起始于第一端子416，然后，前進到第一繞組層426， 再然后前進到第二繞組層428，然后前進到第二端子418。因此，在該實施例中，根據(jù)磁性粉末板的擠壓方向，可在垂直于顆粒定向方向的方向上建立起磁場，由此，達到低的電感，或者，可在平行于顆粒定向方向的方向上建立起磁場，由此，達到較高的電感。各種繞組結(jié)構(gòu)，在部件組件中不管是垂直的還是水平的定向，同樣地可被使用，就如以上所提出的美國專利申請系列No. 12/181,436中所描述的，本文以參見方式引入其內(nèi)容。還有，在考慮的不同實施例中，磁性層和線圈層的數(shù)量可以變化。盡管諸如組件400那樣的組件被認為對于小型化的功率電感器部件是特別地有利，但應該認識到，也可使用類似技術(shù)，來有利地提供其它類型的部件，包括小型化的變壓器部件。圖11示出磁性部件組件500，其包括使用柔性電路板技術(shù)制成的線圈502、504。諸如以上或以下所述的磁性材料506、508的諸層可圍繞線圈502、504壓縮并聯(lián)接到線圈502、 504，以形成含有線圈502、504的磁性本體。盡管圖11中示出了兩個線圈502、504，但應該認識到，在其它的實施例中，可提供或多或少數(shù)量的線圈。此外，盡管圖11中顯示了大致方形的線圈502、504，但其它形狀的線圈也是可能的，并可被使用。柔性印刷電路線圈502、504可以磁通共享的關(guān)系定位在磁性本體內(nèi)。在一個實例中，柔性電路線圈502、504可通過終端焊盤510和磁性本體兩側(cè)內(nèi)的金屬化開口 512電連接，但在其它實施例中，可替代地使用其它的終端結(jié)構(gòu)。圖12示出另一磁性部件組件600，其包括柔性印刷電路線圈602和可模制的磁性材料層604、606和608。磁性材料可以是可模制的，且可由以上討論的任何材料制成。磁性材料層可圍繞柔性印刷電路線圈602壓制并固定到其上。與圖11中所示組件500不同，如圖12所示，組件600包括形成在諸層604、608內(nèi)的開口 610、612。開口 610、612接納成形的芯部元件614、616，它們可由不同于磁性層604、 606和608的磁性材料制成。芯部元件616可包括通過線圈602中的開口 620延伸的中心突臺618。芯部元件614和616可在磁性本體形成有磁性層之前或之后提供。應該認識到，在其它實施例中，可設置比圖12中所示多或少的層數(shù)。此外，可設置一個以上的線圈602，線圈602可以是雙側(cè)的?？刹捎酶鞣N形狀的線圈。盡管圖11和12所示的實施例是由磁性層制成，但它們替代地可用磁性粉末材料直接壓在柔性印刷電路線圈周圍來制成，而不必首先形成在如上所述的諸層內(nèi)。在示例的實施例中，每個磁性層604、606和608由可模制的磁性材料制成，該磁性材料例如可以是磁性粉末顆粒和聚合物粘結(jié)劑的混合物，該聚合物粘結(jié)劑具有如本領域內(nèi)技術(shù)人員無疑義地會認識到的分布間隙特性。在各種實施例中，用來形成磁性層604、606和608的磁性粉末顆?？梢允氰F素體顆粒、鐵(Fe)顆粒、鋁硅鐵粉(Fe-Si-Al)顆粒、MPP(Ni-Mo-Fe)顆粒、高通材料(Highflux) (Ni-Fe)顆粒、超高通材料(Megaflux) (Fe-Si合金)顆粒、鐵基無定形粉末顆粒、鈷基無定形粉末顆粒，或本領域內(nèi)公知的其它等同材料。當如此的磁性粉末顆粒與聚合物粘結(jié)劑材料混合時，則生成的磁性材料顯現(xiàn)出分布間隙特性，該特性使得不再需要實體地間距或分離開不同磁性材料塊。這樣，有利地避免了與建立和維持一致的實體間隙尺寸相關(guān)的困難和花費。對于大電流的應用，預退火的磁性無定形金屬粉末與聚合物粘結(jié)劑的組合，可認為是有利的。在不同實施例中，磁性層604、606和608可用同樣類型的磁性顆?；虿煌愋偷拇判灶w粒制成。即，在一個實施例中，所有磁性層604、606和608可用同一類磁性顆粒制成， 使得磁性層604、606和608具有基本上類似(若不完全相同)的磁性能。然而，在另一實施例中，磁性層604、606和608中的一層或多層可用類型不同于其它層的磁性粉末顆粒制成。例如，內(nèi)磁性層606可包括與外磁性層604和608不同類型的磁性顆粒，這樣，內(nèi)層606 具有不同于外磁性層604和608的特性。因此，完成部件的性能特征可根據(jù)所用磁性層數(shù)量和所用磁性材料類型變化，以形成每個磁性層。磁部件的各種實施例已經(jīng)作了描述，其包括磁性本體結(jié)構(gòu)和線圈結(jié)構(gòu)，它們提供了優(yōu)于現(xiàn)有磁部件的制造上和組裝上的優(yōu)點。正如下面將會認識到的，因為所用磁性材料可模制在線圈上，所以至少部分地提供了優(yōu)點，由此，消除分開、間距開的芯部和線圈的組裝步驟。還有，磁性材料具有分布的間隙特性，這避免了實體地間距或分離開不同磁性材料塊的任何需要。此外，磁性材料可有利地模制成要求的形狀，例如，采用壓縮模制技術(shù)或其它技術(shù)，將諸層聯(lián)接到線圈上并使磁性本體形成為要求的形狀。模制該材料的能力有利之處在于，磁性本體可圍繞線圈層形成在集成的或一體的包括線圈的結(jié)構(gòu)中，并避免了將線圈組裝到磁性結(jié)構(gòu)上的單獨的制造步驟。在各種實施例中，可提供各種形狀的磁性本體。形成磁性本體的可模制的磁性材料，可以是以上提及的任何材料，或是本領域內(nèi)公知的其它合適的材料。盡管與粘結(jié)劑混合的磁性粉末材料可認為是有利的，但對于形成磁性本體的磁性材料來說，無論是粉末顆粒還是非磁性粘結(jié)劑材料都不是一定需要的。此外，如上所述，可模制的磁性材料不需要以板片或?qū)有问教峁?，但相反，可使用壓縮模制技術(shù)或其它本領域內(nèi)公知的技術(shù)直接聯(lián)接到線圈上。圖13-17還示出了提供具有進一步特性優(yōu)點的磁部件組件的其它特征。具體來說，分開提供的芯部塊可與磁性粉末材料組合，以提供具有理想性能特征的磁部件組件。圖13示出了示例的鼓形磁芯650，其包括大致圓柱形的中心部分652和大致環(huán)形突緣部分654，該突緣部分從圓柱形中心部分652的一端延伸出來。因此，所示鼓形磁芯650 在形狀上分別類似于圖2和12中所示的芯部元件108和616。然而，鼓形磁芯650和芯部元件108和616的比例，如圖所示是不同的。具體來說，鼓形磁芯650更加緊湊(即，具有更小的直徑)，并在環(huán)形突緣部分654內(nèi)具有較大的厚度，且圓柱形中心部分652高于芯部塊108和616的對應部分。鼓形磁芯650的示例尺寸顯示在圖13中，單位為毫米，但應該理解到，在其它的和/或替代的實施例中，該尺寸可以變化。鼓形磁芯650可用以上討論的或本領域內(nèi)已知的任何材料制成。鼓形磁芯650還可使用已知的技術(shù)進行制作，包括但不限于壓縮模制技術(shù)等。鼓形磁芯650還可由材料層制成，或可具有非層疊的結(jié)構(gòu)。一種或多種不同類型的材料可用來制成鼓形磁芯，以對鼓形磁芯提供變化的磁性能和電特征。
圖14和15示出了示例的桿形芯部660和670，其包括大致圓柱形的本體，不帶有如鼓形磁芯650中那樣的環(huán)形突緣654(圖13)。在圖14和15所示的實施例中，桿形芯部 660和670被截頭以滿足低輪廓的要求，因此呈類似于冰球的盤形的形狀。桿形芯部660和 670的示例尺寸顯示在圖14和15中，單位為毫米，但應該理解到，在其它的和/或替代的實施例中，該尺寸可以變化。與鼓形磁芯650相同，桿形芯部660和670可用以上討論的或本領域內(nèi)已知的任何材料制成。鼓形磁芯650還可使用已知的技術(shù)進行制作，包括但不限于壓縮模制技術(shù)等。 桿形芯部660和670還可由材料層制成，或可具有非層疊的結(jié)構(gòu)。一種或多種不同類型的材料可用來制成鼓形磁芯，以對桿形芯部提供變化的磁性能和電特征。圖16是示例的磁部件組件700的截面圖，組件700包括中心地位于磁性本體702 內(nèi)的桿形芯部670，本體包括中心線圈部分704，線圈部分704與外部分706和708緊密接觸并被夾心在外部分706和708之間。一個或多個線圈710嵌入在線圈部分704內(nèi)，而桿形芯部670延伸通過線圈710的中心部分。磁性本體702的外部分706和708彼此相對， 并有效地包絡和包圍桿形芯部670、線圈710和其間的磁性本體的線圈部分704。包括線圈部分704和外部分706和708的磁性本體702，可用以上討論的或本領域內(nèi)已知的任何材料制成。磁性本體702還可使用已知的技術(shù)進行制作，包括但不限于壓縮模制技術(shù)等。磁性本體702還可由材料層制成，或可具有非層疊的結(jié)構(gòu)。一種或多種不同類型的材料可用來制成磁性本體702，以提供變化的磁性能和電特征。例如，如圖16所示，在一個實施例中，線圈部分714用諸如超高通材料(MegaFLUX) 粉末材料的第一磁性材料制成，該材料是長松公司(Chang Sung Corporation)出品的粉末材料，呈層疊或非層疊的形式，因此在使用中顯現(xiàn)出第一組磁特性和電特性。然而，磁性本體702的外部分706和708還可用如鋁硅鐵粉的第二磁性材料制成，該材料呈層疊或非層疊的形式，因此在使用中顯現(xiàn)出第二組磁特性和電特性。盡管在所示實施例中，磁性本體 702的外部分706和708用相同的材料制成并具有相同的磁特性和電特性，但應該理解到， 在另一實施例中，它們也可用不同的電材料制成，使得它們在使用時具有不同的磁特性和電特性。如圖16的實例中所示，桿形芯部670用諸如鐵素體粉末的第三磁性材料制成，該材料呈層疊或非層疊的形式，因此在使用中顯現(xiàn)出第三組磁特性和電特性。桿形芯部670 沿著平行于組件700的縱向軸線712的方向，端對端地延伸在磁性本體702的外部分706 和708之間。這樣，桿形芯部670沒有哪一部分暴露于組件700的外部，或從組件700的外部可以看見。因此，桿形芯部670嵌入在磁性本體的外部分706和708之間。借助于用來形成桿形芯部670和線圈部分704以及磁性本體702的外部分706和 708的三種不同的磁性材料，憑借所用的獨特和不同的材料以及它們不同的電特征，組件的電和磁性特性可在組件700的不同部分變化?？纱_保相當?shù)奶匦詢?yōu)點，而與包括一種材料的傳統(tǒng)磁部件指令相比，組件700可實現(xiàn)其它方式不可能實現(xiàn)的性能水平。組件700還可在策略地由不同的磁性材料構(gòu)造，以達到本文公開的其它實施例所不能達到的性能水平。盡管以上已經(jīng)對形成桿形芯部670和線圈部分704以及磁性本體702的外部分 706和708，指出了具體的磁性材料，但它們僅是示例性的，同樣可采用其它材料以達到類似的目的，改變組件700的磁性和電性能。
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當然，通過改變磁性本體702內(nèi)所用和包圍桿形芯部670的線圈710的類型和特性，可有進一步其它的性能變化?？梢允褂蒙鲜鋈魏蔚木€圈類型。即，預形成的線圈層可設置在電介質(zhì)的基層上，該預形成的線圈可使用柔性印刷電路板技術(shù)制成，或該預形成的線圈可從纏繞成一定匝數(shù)線圈的導線制成。通過改變所用線圈的類型和繞組的結(jié)構(gòu)，例如可獲得不同的電感值。不管采用何種方法來形成，線圈710總可以上述任何方式或行內(nèi)公知的方式端接，以建立起通向磁性本體702外部的電路徑，這樣，組件700可表面安裝到電路板上而建立起通過線圈710的電流。組件700可用多級制作和組裝工藝過程來制造。即，在示例的實施例中，桿形芯部 670和嵌入在磁性本體線圈部分704內(nèi)的線圈710可分開制成并相互組裝起來。在如此一個實施例中，磁性本體線圈部分704可形成有中心開口，或可形成延伸通過其中的鉆孔，預制作的桿形芯部670可延伸通過芯部。在另一實施例中，可使用注塑模制技術(shù)等，將桿形芯部670形成在磁性本體線圈部分704的中心開口或鉆孔內(nèi)，而無需進行預加工。其后可使用壓縮模制技術(shù)等，使磁性本體的外部分706和708形成在磁性本體線圈部分704和桿形芯部670的端部上。然后可完成端接。因此，從制造觀點來看，組件700比先前所公開的某些實施例更加復雜，但相對于這里所描述的其它實施例，其性能優(yōu)點可遠優(yōu)于增加的制造成本。例如，通過使用諸如圖14中所示的桿形芯部660的較小的桿形芯部，可進一步改變組件700的低輪廓的尺寸。所用桿形芯部的尺寸還影響到使用中組件的整體性能參數(shù)。圖17示出另一磁部件組件720，其類似于上述的組件700，但采用鼓形磁芯 650(圖1 代替桿形芯部670(圖16)。鼓形磁芯650及其環(huán)形突緣654 (圖1 提供了不同于桿形芯部的附加的第一類型磁性材料，因此，相對于相當大小的組件700，改變了組件 720的磁和電特性。如圖17所示，鼓形磁芯650的環(huán)形突緣645通常通過外部分708暴露在磁性本體 702的端部上，同時，中心部分652的相對端延伸到磁性本體702的外部分706但不穿過其中。這樣，鼓形磁芯的中心部分652的端部不暴露于組件720的外部，或從組件720的外部可以看見。因此，鼓形磁芯的中心部分652嵌入在磁性本體的外部分706和708之間，同時， 沿著平行于組件720的縱向軸線712的方向，大致端對端地延伸在環(huán)形突緣肪4和外部分 706之間。應該認識到，所述實施例的某些特征可與所述實施例的又一些其它特征相組合， 以提供本發(fā)明范圍之內(nèi)的又一些其它變化。例如，在描述電介質(zhì)層時，可替代地使用磁性層，或可使用磁性層和電介質(zhì)層的組合。在描述磁性板時，可替代地使用磁性粉末材料。任何上述的線圈或繞組層或結(jié)構(gòu)可與磁性本體或電介質(zhì)體組合起來使用。與所述實施例相關(guān)地描述的任何終端技術(shù)，可用于其它所述的實施例。如此的變化應被認為納入本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)，除非附后權(quán)利要求書另外具體地排除。IV.結(jié)論現(xiàn)在可以相信，已經(jīng)充分地展示了本發(fā)明的益處和優(yōu)點。已經(jīng)公開了磁部件組件的實施例，該實施例包括形成具有中心區(qū)域和圍繞該中心區(qū)域延伸的多匝線圈的線圈繞組的至少一個線圈；封閉和嵌入線圈層的本體，其中，本體由電介質(zhì)材料和磁性材料之一制成，磁芯材料占據(jù)線圈層的至少中心區(qū)域和本體的中心區(qū)域，其中，本體和磁芯材料的電氣和磁芯材料的電特性和磁特性彼此不同?？晒┻x擇地，本體包括第一層，該第一層包括形成用于引入磁芯材料的孔座的芯部開口。本體還可包括第二層，第一層和第二層可包括延伸通過其中的芯部開口。至少一個線圈層可包括在中心區(qū)域內(nèi)延伸穿過其中的芯部開口。磁芯材料可包括分別由第一和第二層提供的磁芯元件，使磁芯元件延伸穿過第一和第二磁性板的芯部開口以及至少一個線圈層的芯部開口。第一和第二層包括磁性材料，第一和第二層的磁芯材料具有不同于磁芯元件的磁特性。磁芯材料可形成為鼓形磁芯和桿形芯部之一。本體可包括由第一磁性材料制成的線圈部分以及由第二磁性材料制成的外部，第二磁性材料具有不同于第一磁性材料的磁特性。磁芯材料還可由第三磁性材料制成，該第三磁性材料具有不同于第一和第二磁性材料的磁特性。磁芯材料可包括中心部分，該中心部分基本上完全地嵌入在磁性本體的外部之間。還可供選擇的是，至少一個線圈層可以是雙側(cè)線圈，且可以是柔性電路線圈。柔性電路線圈可包括至少一個終端焊盤。該至少一個線圈可包括多個間距開的線圈層。間距開的線圈層可通過至少一個通路連接。本體可包括第一層，第一層包括基于聚合物的膜?；诰酆衔锏哪た梢允蔷埘０纺せ蛞壕Ь酆衔?。該至少一個線圈層可以是電鍍形成的線圈繞組，其獨立于第一和第二層而形成。本體可包括第一層，第一層包括可模制的磁性材料。該可模制的磁性材料可包括以下中的至少一個鐵素體顆粒、鐵(Fe)顆粒、鋁硅鐵粉(Fe-Si-Al)顆粒、MPP (Ni-Mo-Fe)顆粒、高通材料(Highflux) (Ni-Fe)顆粒、超高通材料(Megaflux) (Fe-Si合金)顆粒、鐵基無定形粉末顆粒、鈷基無定形粉末顆粒，以及它們的等同物和組合物。本體還可包括第二層， 該第二層包括可模制的磁性材料。第二層的可模制的磁性材料可具有不同于第一層的可模制磁性材料的磁特性。磁部件組件還可包括表面安裝終端。部件可以是電感器，具體來說，可以是小型化的電感器。本體可包括堆疊的磁性層，磁芯材料可與磁性層一體地設置。盡管借助于各種具體實施例描述了本發(fā)明，但本技術(shù)領域內(nèi)的技術(shù)人員將會認識到，本發(fā)明可在權(quán)利要求書的精神和范圍之內(nèi)作出修改。
權(quán)利要求
1.一種磁部件組件，包括形成線圈繞組的至少一個線圈，所述線圈繞組具有中心區(qū)域和圍繞所述中心區(qū)域延伸的多匝線圈；封閉和嵌入所述線圈層的本體，其中，所述本體由電介質(zhì)材料和磁性材料之一制成，以及至少占據(jù)所述線圈層的中心區(qū)域和所述本體的中心區(qū)域的磁芯材料，其中，所述本體和所述磁芯材料的電特性和磁特性彼此不同。
2.如權(quán)利要求1所述的磁部件組件，其特征在于，所述本體包括第一層，所述第一層包括芯部開口，所述芯部開口形成用于引入磁芯材料的孔座。
3.如權(quán)利要求2所述的磁部件組件，其特征在于，所述本體還包括第二層，所述第一層和第二層包括穿過所述第一層和第二層延伸的芯部開口。
4.如權(quán)利要求3所述的磁部件組件，其特征在于，至少一個線圈層包括在所述中心區(qū)域內(nèi)穿過所述至少一個線圈層延伸的芯部開口。
5.如權(quán)利要求4所述的磁部件組件，其特征在于，所述磁芯材料包括單獨地由第一和第二層提供的磁芯元件，所述磁芯元件延伸穿過所述第一和第二磁片的所述芯部開口和所述至少一個線圈層的所述芯部開口。
6.如權(quán)利要求5所述的磁部件組件，其特征在于，所述磁芯材料形成為鼓形磁芯和桿形磁芯之一。
7.如權(quán)利要求6所述的磁部件組件，其特征在于，所述本體包括由第一磁性材料制成的線圈部分和由第二磁性材料制成的外部，所述第二磁性材料具有不同于所述第一磁性材料的磁特性。
8.如權(quán)利要求7所述的磁部件組件，其特征在于，所述磁芯材料由第三磁性材料制成， 所述第三磁性材料具有不同于所述第一和第二磁性材料的磁特性。
9.如權(quán)利要求6所述的磁部件組件，其特征在于，所述磁芯材料包括中心部分，所述中心部分基本上完全地嵌入在所述磁性本體的所述外部之間。
10.如權(quán)利要求5所述的磁部件組件，其特征在于，第一和第二層包括磁性材料，所述第一和第二層的所述磁芯材料具有不同于所述磁芯元件的磁特性。
11.如權(quán)利要求1所述的部件，其特征在于，所述至少一個線圈層包括雙側(cè)的線圈。
12.如權(quán)利要求1所述的磁部件組件，其特征在于，所述至少一個線圈層包括柔性的電路線圈。
13.如權(quán)利要求12所述的磁部件組件，其特征在于，所述柔性電路線圈包括至少一個終端焊盤。
14.如權(quán)利要求1所述的磁部件組件，其特征在于，所述至少一個線圈包括多個間隔開的線圈層。
15.如權(quán)利要求14所述的磁部件組件，其特征在于，所述間隔開的線圈層通過至少一個通路連接。
16.如權(quán)利要求1所述的磁部件組件，其特征在于，所述本體包括第一層，所述第一層包括基于聚合物的膜。
17.如權(quán)利要求16所述的磁部件組件，其特征在于，所述基于聚合物的膜是聚酰胺膜。
18.如權(quán)利要求1所述的磁部件組件，其特征在于，所述本體包括第一層，所述第一層包括液晶聚合物。
19.如權(quán)利要求1所述的磁部件組件，其特征在于，所述至少一個線圈層包括獨立于第一和第二層形成的電鍍形成的線圈繞組。
20.如權(quán)利要求1所述的磁部件組件，其特征在于，所述本體包括第一層，所述第一層包括可模制磁性材料。
21.如權(quán)利要求20所述的磁部件組件，其特征在于，所述可模制的磁性材料包括以下中的至少一個鐵素體顆粒、鐵(Fe)顆粒、鋁硅鐵粉(Fe-Si-Al)顆粒、MPP(Ni-Mo-Fe)顆粒、高通材料(Highflux) (Ni-Fe)顆粒、超高通材料(Megaflux) (Fe-Si合金)顆粒、鐵基無定形粉末顆粒、鈷基無定形粉末顆粒，以及它們的等同物和組合物。
22.如權(quán)利要求21所述的磁部件組件，其特征在于，所述本體包括第二層，所述第二層包括可模制的磁性材料。
23.如權(quán)利要求22所述的磁部件組件，其特征在于，所述第二層的所述可模制磁性材料具有不同于所述第一層的可模制磁性材料的磁特性。
24.如權(quán)利要求1所述的磁部件組件，其特征在于，還包括表面安裝的終端。
25.如權(quán)利要求1所述的磁部件組件，其特征在于，所述部件是電感器。
26.如權(quán)利要求1所述的磁部件組件，其特征在于，所述電感器是小型化的電感器。
27.如權(quán)利要求1所述的磁部件組件，其特征在于，所述本體包括堆疊的磁性層，且所述磁芯材料與所述磁性層一體地設置。
全文摘要
低輪廓的磁部件700、720包括至少一個形成大致平面的線圈繞組的線圈層710，線圈繞組具有中心區(qū)域和圍繞中心區(qū)域延伸的多匝線圈。本體封閉線圈層，并由電介質(zhì)材料和磁性材料之一制成。磁芯材料650、660、670占據(jù)至少線圈層的中心區(qū)域。
文檔編號H01F3/10GK102428528SQ201080020350
公開日2012年4月25日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月4日
發(fā)明者F·A·多爾杰克, H·P·卡馬斯, R·J·博格特, 顏毅鵬 申請人:庫柏技術(shù)公司