JP2008177574A - 改善されたqのためのトロイダルインダクタの設計 - Google Patents

改善されたqのためのトロイダルインダクタの設計 Download PDF

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Abstract

【課題】インダクタの直流抵抗を低減し、品質ファクタQを増加できる改善されたトロイダルインダクタ100及びトロイダルインダクタを作製する方法を提案する。
【解決手段】本発明は、本発明は、トロイダルインダクタ回路の直流抵抗(DCR)を減少することが意図される。回路の品質ファクタQにおける増加が生成される。トロイダルインダクタは、コア材料の周りに延びて、複数の巻きを定義する細長い導体から形成されるコイルを含む。細長い導体は、1以上のコイルセグメントから構成される。コイルセグメントは、第一のタイプのセグメント101及び第二のタイプのセグメントの交互するパターンで配置される。第一のタイプのコイルセグメントのそれぞれは、離れて配置され、それらのそれぞれの長さに沿って予め決定されたインターバルで導電性のリンクにより電気的に接続される複数の細長いパラレルな導体104,105を含む。第二のタイプのコイルセグメントは、基板に形成される導電性のビア302,304により定義される単一の導体から形成される。
【選択図】図1

Description

本発明は、インダクタ全般に関し、より詳細には、トロイダルインダクタに関する。
埋め込まれたトロイダルインダクタが当該技術分野で知られている。たとえば、Pleskach等による米国特許第6,990,729号は、埋め込まれたトロイダルインダクタを形成する方法を開示している。この方法は、内側の円周を定義するように、中心軸から第一の距離だけ半径方向に配置された第一の複数の導電性のビアをセラミック基板に形成するステップを含む。第二の複数の導電性のビアは、外側の円周を定義するように、中心軸に関して第二の距離だけ半径方向に配置されて形成される。第一の複数の導電性のビアと第二の複数の導電性のビアのうちの実質的に隣接するビア間の電気的な接続を形成する第一の複数の導電性のトレースは、セラミック基板の第一の表面に形成される。さらに、第一の複数の導電性のビアと第二の複数の導電性のビアのうちの円周方向にオフセットされるビア間の電気的な接続を形成する第二の複数の導電性のトレースは、3次元のトロイダルコイルを定義するために第一の基板から対向するセラミック基板の第二の表面に形成される。
当該技術分野におけるコンベンショナルな埋め込まれたインダクタの設計では、導電性のトレース及び導電性のビアというトロイダルインダクタコイルを有する2つのコンポーネントが存在する。これら2つのコンポーネントのうち、導電性トレースは、導電性ビアに比較して、それらの非常に小さい断面領域のために大部分が直流抵抗(DCR)となる。DCRは、直流を使用して測定されたときにインダクタの巻き線の抵抗として定義される。特に、DCRの値における増加は、インダクタの品質ファクタ(Q)における減少を引き起こす。
Qは、インダクタにおける相対的な損失の速度であるので、DCRが高くなると、システムにおけるQが低くなる。多くの応用では、非常に高いQをもつインダクタを提供することが望まれる。したがって、インダクタの直流抵抗を低減することができ、これによりQを増加することができる改善されたトロイダルインダクタの設計が望まれている。同時に、設計は、トロイダルのフットプリントのx−y平面のサイズを増加するべきではなく、更なるマシニング又は後処理ステップを必要とするべきではない。
本発明は、インダクタ及びインダクタを形成する方法に関する。インダクタは、コア材料の周りに延び、複数の巻きを定義する細長いコンダクタから形成されるコイルを有する。細長いコンダクタは、第一のタイプの1以上のコイルセグメントを含む。第一のタイプのそれぞれのコイルセグメントは、離れて配置され、それぞれの長さに沿って予め決定されたインターバルで導電性のリンクにより電気的に接続される複数の細長い平行のコンダクタからなる。それぞれの細長い平行のコンダクタは、基板の表面に配置される導電性のトレースから構成される。さらに、導電性のリンクは、基板に定義されるビアから形成される。
さらに、インダクタは、第二のタイプの1以上のコイルセグメントから構成される。第二のタイプのそれぞれのコイルセグメントは、単一の導体から形成される。特に、第二のタイプのコイルセグメントを有する単一のコンダクタは、基板に形成される導電性のビアを有する。第一のタイプのコイルセグメント及び第二のタイプのコイルセグメントは、細長い導体を形成するために直列の構成で配置される。
本発明の1態様によれば、細長い導体は、第一のタイプの複数のコイルセグメントと第二のタイプの複数のコイルセグメントから構成される。第二のタイプのそれぞれのコイルセグメントは、第一のタイプのコイルセグメント間の直列の電気的な接続を定義する。
本発明の更に別の態様によれば、導体は、コア材料の周りに延び、複数の巻きを定義する細長い導体から形成されるコイルを有する。細長い導体は、第一のタイプのセグメントと第二のタイプのセグメントの交互するパターンで配置される複数のコイルセグメントを含む。第一のタイプのセグメントは、離れて配置され、複数のパラレルコンダクタの長さに沿って予め決定されたインターバルで電気的に接続される複数のパラレルコンダクタを有する。第二のタイプのセグメントは、基板に形成される導電性のビアから構成される単一の長く延びたコンダクタを有する。さらに、導電性トレースは、1以上の導電性ビアにより予め決定されたインターバルで接続される。
また、本発明は、インダクタを形成する方法を有する。本方法は、複数の巻きを定義するため、コア材料の周りに延びる細長い導体からコイルを形成することを含む。また、本方法は、離れて配置される複数の細長いパラレルの導体から構成される第一のタイプの少なくとも1つのコイルセグメントを含むために細長い導体を形成するステップを含む。細長いパラレルの導体は、複数の細長いパラレルの導体の長さに沿って、予め決定されたインターバルで配置される導電性のランクにより電気的に接続される。さらに、それぞれのパラレルの導体は、基板の表面に配置される導電性トレースとして形成される。導電性リンクは、基板に定義されるビアから形成される。
また、本方法は、第二のタイプの少なくとも1つのコイルセグメントの細長い導体を形成するステップを含む。第二のタイプのコイルセグメントは、単一の導体から形成される。第二のタイプのそれぞれのコイルセグメントは、基板に形成される導電性のビアとして形成される。さらに、第一のタイプの1以上のコイルセグメント及び第二のタイプの1以上のコイルセグメントは、細長い導体を形成するために直列の構成で配置される。1態様によれば、本方法は、第一のタイプの複数のコイルセグメント間の直列の電気的な接続を第二のタイプの少なくとも1つのコイルセグメントで形成するステップを含む。
本発明の更に別の態様によれば、本発明は、コイルを定義するためにコア材料の周りに複数の巻き(turns)を拡張する長く延びたコンダクタを形成するステップを含む。細長い導体は、第一のタイプのセグメントと第二のタイプのセグメントの交互するパターンで配置される複数のコイルセグメントを含むように選択される。第一のタイプのセグメントは、離れて配置され、複数のパラレルの導体の長さに沿って予め決定されたインターバルで互いに電気的に接続される複数のパラレルの導体を含むために選択される。第二のタイプのセグメントは、単一の導体を含む。本方法は、基板内に配置される導電性ビアとして第二のタイプのセグメントを形成するステップを更に含む。
さらに、それぞれのパラレルの導体は、基板の表面に配置される導電性トレースとして形成される。導電性トレースは、1以上の導電性ビアにより予め決定されたインターバルで接続される。
本発明は、セラミック基板内に集積された改善されたトロイダルインダクタ、及び改善されたトロイダルインダクタを作製する方法に関する。便宜のため、基板は、セラミック基板として本明細書で記載される。しかし、本発明はこの点に関して限定されないことが理解される。他の材料から形成される基板を使用することもできる。たとえば、係る材料は、限定されるものではないが、液晶ポリマー(LCP)、ポリマーフィルム、ポリマイドフィルム、エポキシーラミネート、若しくは、シリコン、ガリウム砒素、ガリウム窒化物、ゲルマニウム又はインジウムリン化物のような半導体材料を含む。
図1を参照して、改善されたトロイダルインダクタ100の概念図が示される。インダクタ100は、複数の巻きを定義し、コア材料103の周りに細長い導体から形成されるコイルを有する。改善されたトロイダルコイルの構造は、交互するパターンで配置される複数のコイルセグメントを含む。コイルセグメントは、第一のタイプのコイルセグメント101及び第二のタイプのコイルセグメント102を含む。第一のタイプのコイルセグメント101は、複数の細長いパラレルな導体104,105から構成される。第一の細長いパラレルな導体104は、第二の細長いパラレルな導体105と第一のパラレルな導体のペアを形成する。パラレルな導体104,105は、互いに離れて配置され、少なくとも1つの第一の導電性のリンク108によりそれらの細長い長さに沿った位置で電気的に接続される。第二のタイプのコイルセグメント102は、第一のタイプのコイルセグメント101のうちで離れて配置されるセグメント間に直列の電気的な接続を提供する。
コンベンショナルな埋め込まれたトロイダルインダクタでは、第一のタイプのコイルセグメント101は、基板の表面に配置される単一の導電性のトレースから形成される。しかし、かかる導電性のトレースは、比較的低い断面領域を有する。したがって、これらは比較的高い抵抗を有する傾向がある。本発明では、この問題は、直流の抵抗を減少するために、複数の細長いパラレルの導体104,105を使用することで克服される。コンベンショナルな埋め込まれたトロイダルインダクタは、第一のタイプのコイルセグメント101を形成するために個別のパラレルな導体を利用しない。本発明では、導電性のリンク108は、細長いパラレルな導体104,105の間として存在するキャパシタンスの作用を最小にするために使用される。第二のタイプのコイルセグメント102は、コンベンショナルな回路ボードの製作技術を使用して導体が充填されたビアとして形成される。
図1に示される形式を有するトロイダルインダクタを製造する方法は、図2A及び図2Bにおけるフローチャート、及び図1及び図3乃至19を参照して記載される。ここで図3及び図4を参照して、本方法は、加熱されていないセラミック基板レイヤ300の適切に寸法設計された部分を形成することで、ステップ202で開始する。セラミック基板レイヤ300は、800℃〜1050℃でか焼(calcined)されるように設計される多様な商業的に入手可能なガラスセラミック基板とすることができる。このクラスの材料は、LTCC(low-temperature co-fired ceramics)と一般に呼ばれる。かかるLTCC材料は、RFシステムの基板として特に有効にする多数の利点を有する。たとえば、Dupont(登録商標)からのlow temperature 951 co-fire Green Tape TMは、金及び銀と互換性があり、TCE(Thermal Coefficient of Expansion)、及び多数の用途に適した相対的な強度を有する。他の類似のタイプのセラミックテープも使用することができる。セラミックテープのサイズは、特定の用途に依存して様々なファクタにより決定される。たとえば、トロイダルインダクタが大型のRF回路の一部を形成する場合、セラミックテープは、トロイダルインダクタがコンポーネントを形成するRF回路を収容するように設計することができる。
第一の複数の導電性のビア302及びビア312は、加熱されていないセラミック基板レイヤ300で形成される。このステップは、コンベンショナルな技術を使用して実行することができる。たとえば、ビアは、加熱されていないセラミックの基板レイヤ300においてパンチング、レーザカッティング又はエッチングによりホールを設けることで形成される。図3及び図4に示されるように、第一の複数の導電性のビア302は、トロイダルインダクタの内部の円周を定義するように、中心軸401から第一の距離d1だけ半径方向に配置される。ステップ206では、第二の複数の導電性のビア304は、外側の円周を定義するように、中心軸401に関して第二の距離d2だけ半径方向に離れて形成される。図4に示されるように、ビアは、セラミック基板レイヤ300の対向する表面306,408の間に実質的に延びる。それぞれの導電性のビア302は、導電性のビア304に半径方向に隣接して位置することができる。
一般に、用語「半径方向に隣接して」とは、2つのビアが、中心軸401に関して近似的に半径方向に揃えられ、互いに隣り合って位置されることを意味する。ビア302A及び304Aは、半径方向に隣接するビアの例である。しかし、半径方向に隣接する導電性のビアは、その用語が本明細書で使用されるように、必ずしも正確に半径方向に配列される必要はない。かかる半径方向に隣り合うビアは、ある程度互いに円周方向にオフセットされるビアを含むこともできる。対照的に、ビア302A及び304Bは、円周方向のオフセットされたビアを表す。図3に見られるように、円周方向にオフセットされたビアは、半径方向に揃えられない。ステップ208では、第一及び第二の複数の導電性のビア302,304のビアホールは、導電性のペースト又は他の適切な導電性のエレメントで充填される。
ここで、図5及び図6を参照して、プロセスは、セラミック基板レイヤ300に第一の複数の導電性のトレース510を配置することで、ステップ210で継続する。表面306の第一の複数の導電性トレース510は、先に定義されたように、実質的に半径方向に隣接する第一の複数の導電性のビアと第二の複数の導電性のビアのうちのそれぞれのビア間に電気的な接続を形成する。さらに、更なる導電性のトレース514及び516は、電気的な端子の形成を容易にするために追加することもできる。導電性のトレース510は、厚膜スクリーンプリンティング、写真製版及びPCBミリングのような、当業者にとって公知のコンベンショナルなPCB方法を使用して形成することができる。
ここで図7、図8A及び図8Bを参照して、プロセスは、第二のセラミック基板レイヤ700を形成することで継続する。ステップ212では、第三の複数の導電性のビア803は、第二のセラミックの基板レイヤ700を通して予め決定されたインターバルで形成される。第三の複数のビア803は、(以下に説明される)第二の導電性のトレースのそれぞれの長さのそれぞれに対応する予め決定されたエリア内に位置される。このコンセプトは、図8Bを参照することで良好に理解される。図8Bに示されるように、それぞれのトレース710は、トレース710の長さに沿った位置であって、トレース710の対向する端に位置される第三の複数のビア803を有する。ステップ214では、第三の複数の導電性のビア803は、導電性のペースト又は他の適切な導電性エレメントで充填される。ステップ216では、第二の複数の導電性トレース710は、第二の基板レイヤ700の表面706に設けられる。さらに、更なる導電性トレース717は、電気的な端子の形成を容易にするために追加することもできる。第一及び第二のセラミック基板レイヤ300,700が図9及び図10に示されるように揃えられ、スタックされるとき、表面706のトレース710が第一及び第二の複数の導電性のビア302,304のうちで円周方向にオフセットされたビア間で電気的な接続を提供するように、第二の複数の導電性トレース710が配置される。
ここで図11及び図12を参照して、プロセスは、第三のセラミック基板レイヤ1100を形成することで継続する。ステップ218では、第四の複数の導電性ビア1203は、第三のセラミック基板レイヤ1100を通して予め決定されたインターバルで形成される。ホールの位置は、(以下に説明される)第三の導電性のトレース1110のそれぞれの長さ内で定義される。ステップ220では、第四の複数の導電性のビア1203は、導電性のペースト又は他の適切な導電性エレメントで充填される。ステップ222では、第三の複数の導電性のトレース1110は、第三の基板レイヤ1100の表面1106で提供される。さらに、更なる導電性トレース1114,1116は、電気的な端子の形成を容易にするために追加することもできる。
セラミック基板レイヤ300及び1100が図13及び図14に示されるように揃えられ、スタックされるとき、表面1106のトレース1110及び表面306の導電性のトレース510が複数の細長いパラレルの導体を定義するように、第三の複数の導電性のトレース1110が配置される。細長いパラレルの導体は、互いに揃えられ、離れて配置され、第四の複数の導電性のビア1203により定義される導電性のリンクにより電気的に接続される。
ここで図15及び図16を参照して、第四のセラミック基板レイヤ1500を形成することでプロセスが継続する。ステップ224では、第四の複数の導電性のトレース1510は、第四の基板レイヤ1500の表面1506に設けられる。第四の複数の導電性のトレース1510は、第二の複数の導電性のトレース710と同じやり方で配置される。さらに、更なる導電性トレース1517は、電気的な端子の形成を容易にするために追加することができる。
セラミック基板レイヤ700及び1500が図17及び図18に示されるように整列され、スタックされるときに、表面706のトレース710及び表面1506の導電性のトレース1510が複数の細長いパラレルの導体を定義するように、第四の複数の導電性トレース1510が配置される。細長いパラレルの導体は、互いに整列され、離れて配置され、第四の複数の導電性ビア1203により定義される導電性のリンクにより電気的に接続される。細長いパラレルの導体と導電性のリンクの組み合わせは、トレースの有効な断面のエリアが増加され、これによりインダクタの品質ファクタ(Q)が改善されることで、システムにおける直流抵抗を低下する役割を果たす。たとえば、標準的なDCR測定機器を使用した検査において、改善されたトロイダルインダクタ設計は、コンベンショナルなトロイダルインダクタに比較して低いDCR値を有する。特に、DCR値は、約2分の1だけ低減される。
導電性のトレース510,710,1110及び1510は、適切な導電性フィルム、ペースト、又は、選択されたLTCC材料のco-firingプロセスと互換性があるインクから形成することができる。さらに、標準的なLTCC処理と整合させるため、図6、図8A、図12及び図16に示されるセラミック基板レイヤのそれぞれは、それぞれのセラミック基板レイヤの一方のサイドにのみ配置される導電性のトレースを含む。しかし、本発明は、そのように限定されない。当業者であれば、導電性のトレースを単一レイヤのセラミックテープの反対のサイドに配置することが可能であることを理解されるであろう。かかる代替的なアレンジメントは、本発明の範囲内であることが意図される。たとえば、かかる代替的なアレンジメントは、図19に示されており、この図19では、図18に共通の構造は同じ参照符号化を使用して識別される。図19は、対向するサイドに配置される導電性のトレース710及び1510を含む第二のセラミック基板レイヤ700を示す。ステップ226では、様々なLTCCレイヤ300,700,1100及び1500は、従来の処理技術を利用して積層化される(laminated)のと同様に、スタックされ(stacked)、互いに整列される(aligned)。
図18に示されるそれらスタックされたコンフィギュレーションでは、図18における導電性のビア302,304,803,1203及び導電性のトレース510,710,1110及び1510は、図1における概念的な表現により最良に例示される3次元の導電性のトロイダルコイル100を互いに定義する。特に、図1は本発明のアレンジメントのトロイダルコイル構造を理解するために有効である。この点に関して、本発明は、図18に例示されるようなビア302,304,803,1203及びトレース510,710,1110,1510の正確なアレンジメント又はパターンに限定されないことが理解されるべきである。代わりに、図1に例示されたものに類似の種類の実質的なトロイダルコイルのアレンジメントが得られるとすると、セラミック基板レイヤで形成される任意のパターン、幾何学的形状、並びに、ビア及びトレースの数が使用される。
図1及び図3乃至19では、パラレルな導電性のトレースが2つのみの細長いパラレルの導体104,105から構成されるトロイダルコイルが示される。しかし、本発明はこの点に限定されないことが理解される。3以上のパラレルの細長い導体を使用することもでき、それぞれ細長いパラレルの導体は、それぞれ細長いパラレルの導体の細長い長さに沿って配置される複数の導電性のリンクにより隣接するレイヤとリンクされる。
図3、図5、図7及び図11を参照して、更なる導電性のビア312及び更なる導電性のトレース514,516、717、1114、1116及び1517は、トロイダルインダクタの電気的なコンタクトのセットを定義するために提供される。
ひとたび全てのビア及びトレースが完成されると、セラミック基板レイヤ、ビア及びトレースは、焼結(sinter)及び付加剤をしみ込ませる(densify)特定のタイプのセラミックテープに適した温度及び時間に従って、ステップ228で互いに加熱される。
改善されたトロイダルインダクタの構造を理解するために有効な概念図である。 本発明を製作する方法を理解するために有効なフローチャートである。 本発明を製作する方法を理解するために有効なフローチャートである。 本発明を理解するために有利な、そこに形成されるビアを持つセラミック基板レイヤの上面図である。 ライン4−4に沿って取られる図3のセラミック基板レイヤの断面図である。 導電性トレースのパターンの適用後の図3におけるセラミック基板レイヤの上面図である。 ライン6−6に沿って取られる図5のセラミック基板レイヤの断面図である。 本発明を理解するために有利な第二のセラミック基板レイヤの上面図である。 ライン8A−8Aに沿って取られる図7の第二のセラミック基板レイヤの断面図である。 ライン8B−8Bに沿って取られる図7の第二のセラミック基板レイヤの部分的に拡大された断面図である。 第二のセラミック基板レイヤの上に位置される第一のセラミック基板レイヤを示す断面図である。 本発明を理解するために有効なスタックされたコンフィギュレーションにおける第一及び第二のセラミック基板レイヤの断面図である。 本発明を理解するために有効な第三のセラミック基板レイヤの上面図である。 ライン12−12の沿って取られる図11の第三のセラミック基板レイヤの断面図である。 第一及び第二のセラミック基板レイヤの上に位置される第三のセラミック基板レイヤを示す断面図である。 本発明を理解するために有効なスタックされたコンフィギュレーションにおける第一、第二及び第三のセラミック基板レイヤの断面図である。 本発明を理解するために有効な第四のセラミック基板レイヤの上面図である。 ライン16−16に沿って取られる図15の第四のセラミック基板レイヤの断面図である。 第一、第二及び第三のセラミック基板レイヤの下に位置される第四の基板レイヤを示す断面図である。 本発明を理解するために有効なスタックされたコンフィギュレーションにおける第一、第二、第三及び第四のセラミック基板レイヤの断面図である。 図18に示されるトロイダルコイルの第二の代替的な実施の形態の断面図である。
符号の説明
100:トロイダルインダクタ
101:第一のタイプのコイルセグメント
102:第二のタイプのコイルセグメント
103:コア材料
104,105:複数の細長いパラレルな導体
108:第一の導電性のリンク

Claims (17)

  1. コア材料の周りに延び、複数の巻きを定義する細長い導体から形成されるコイルを有するインダクタであって、
    前記細長い導体は、第一のタイプの少なくとも1つのコイルセグメントから構成され、前記第一のタイプのコイルセグメントのそれぞれは、離れて配置され、それらのそれぞれの長さに沿った予め決定されたインターバルで導電性のリンクにより電気的に接続される複数の細長いパラレルの導体から構成される、
    ことを特徴とするインダクタ。
  2. 前記細長い導体は、第二のタイプの少なくとも1つのコイルセグメントから更に構成され、前記第二のタイプの前記コイルセグメントは、単一の導体から形成される、
    請求項1記載のインダクタ。
  3. 前記第一のタイプのコイルセグメントと前記第二のタイプのコイルセグメントは、前記細長い導体を形成するために直列接続で配置される、
    請求項2記載のインダクタ。
  4. 前記細長い導体は、複数の前記第一のタイプのコイルセグメントと複数の前記第二のタイプのコイルセグメントとから構成され、前記第二のタイプのコイルセグメントのそれぞれは、前記第一のタイプのコイルセグメント間の直列の電気的な接続を定義する。
    請求項3記載のインダクタ。
  5. 前記第二のタイプのコイルセグメントを有する単一の導体は、基板に形成される導電性のビアから構成される、
    請求項2記載のインダクタ。
  6. 前記細長いパラレルの導体のそれぞれは、基板の表面に配置される導電性のトレースから構成される、
    請求項1記載のインダクタ。
  7. 前記導電性のリンクは、基板において画定されるビアから形成される、
    請求項1記載のインダクタ。
  8. コア材料の周りに延び、複数の巻きを定義する細長い導体から形成されるコイルを有するインダクタであって、
    前記細長い導体は、第一のタイプのセグメントと第二のタイプのセグメントの交互するパターンで配置される複数のコイルセグメントから構成され、前記第一のタイプのセグメントは、離れて配置され、前記複数のパラレルのコンダクタの長さに沿った予め決定されたインターバルで電気的に接続される複数のパラレルの導体を有し、前記第二のタイプのセグメントは、単一の細長い導体を有する、
    ことを特徴とするインダクタ。
  9. 前記第二のタイプのセグメントは、基板で形成される導電性のビアから構成される、
    請求項8記載のインダクタ。
  10. 前記パラレルの導体のそれぞれは、基板の表面に配置される導電性のトレースから構成され、前記導電性のトレースは、少なくとも1つの導電性のビアにより前記予め決定されたインターバルで接続される、
    請求項8記載のインダクタ。
  11. 複数の巻きを定義するためにコア材料の周りに延びる細長い導体からコイルを形成するステップと、
    離れて配置される複数の細長いパラレルの導体から構成される第一のタイプの少なくとも1つのコイルセグメントを含むために前記細長い導体を形成するステップと、
    前記複数の細長いパラレルの導体の長さに沿って予め決定されたインターバルで配置される導電性リンクにより前記細長いパラレルの導体を電気的に接続するステップと、
    を有するインダクタを製造する方法。
  12. 第二のタイプの少なくとも1つのコイルセグメントの前記細長い導体を形成するステップを更に有し、前記第二のタイプのコイルセグメントは、単一の導体から形成される、
    請求項11記載の方法。
  13. 前記第一のタイプの少なくとも1つのコイルセグメントと前記第二のタイプの少なくとも1つのコイルセグメントを直列接続で配置して、前記細長い導体を形成するステップを更に含む、
    請求項12記載の方法。
  14. 前記第一のタイプの複数のコイルセグメントの間で直列の電気的な接続を、前記第二のタイプの少なくとも1つのコイルセグメントにより形成するステップを更に含む、
    請求項13記載の方法。
  15. 基板に形成される導電性のビアとして前記第二のタイプのコイルセグメントを形成するステップを更に含む、
    請求項12記載の方法。
  16. 基板の表面に配置される導電性のトレースとして前記パラレルの導体のそれぞれを形成するステップを更に含む、
    請求項11記載の方法。
  17. 基板に定義されるビアから前記導電性のリンクを形成するステップを更に含む、
    請求項11記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013098310A (ja) * 2011-10-31 2013-05-20 Kyocera Corp インダクタ部品および電子装置
WO2016147845A1 (ja) * 2015-03-16 2016-09-22 株式会社村田製作所 インダクタ部品
US10158293B2 (en) 2014-11-12 2018-12-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Power supply module and mounting structure therefor

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2589485A1 (en) * 2004-12-07 2006-06-15 Ronald W. Whittaker Miniature circuitry and inductive components and methods for manufacturing same
US7436282B2 (en) * 2004-12-07 2008-10-14 Multi-Fineline Electronix, Inc. Miniature circuitry and inductive components and methods for manufacturing same
DE102006025194A1 (de) * 2006-05-29 2007-12-06 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Induktiver Leitfähigkeitssensor
US7524731B2 (en) * 2006-09-29 2009-04-28 Freescale Semiconductor, Inc. Process of forming an electronic device including an inductor
WO2008152641A2 (en) * 2007-06-12 2008-12-18 Advanced Magnetic Solutions Ltd. Magnetic induction devices and methods for producing them
DE102008062870A1 (de) * 2008-12-17 2010-07-01 Würth Elektronik eiSos Gmbh & Co. KG Induktionsbauteil
US9431473B2 (en) 2012-11-21 2016-08-30 Qualcomm Incorporated Hybrid transformer structure on semiconductor devices
US10002700B2 (en) 2013-02-27 2018-06-19 Qualcomm Incorporated Vertical-coupling transformer with an air-gap structure
US9634645B2 (en) 2013-03-14 2017-04-25 Qualcomm Incorporated Integration of a replica circuit and a transformer above a dielectric substrate
US9449753B2 (en) 2013-08-30 2016-09-20 Qualcomm Incorporated Varying thickness inductor
US9906318B2 (en) 2014-04-18 2018-02-27 Qualcomm Incorporated Frequency multiplexer
US9947456B2 (en) * 2015-11-24 2018-04-17 The University Of North Carolina At Charlotte High power density printed circuit board (PCB) embedded inductors
JP6838548B2 (ja) * 2017-12-07 2021-03-03 株式会社村田製作所 コイル部品およびその製造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289436A (ja) * 2001-03-28 2002-10-04 Niigata Seimitsu Kk インダクタンス素子
US20030112114A1 (en) * 2001-12-13 2003-06-19 International Business Machines Corporation Embedded inductor and method of making
JP2004006458A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 Canon Inc コイル
WO2004112138A1 (ja) * 2003-06-16 2004-12-23 Nec Corporation 半導体デバイスおよびその製造方法
WO2005027193A2 (en) * 2003-09-05 2005-03-24 Harris Corporation Embedded toroidal inductors
JP2005259878A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Murata Mfg Co Ltd 積層コイル部品
WO2005099280A2 (en) * 2004-03-26 2005-10-20 Harris Corporation Embedded toroidal transformers in ceramic substrates
JP2006165212A (ja) * 2004-12-07 2006-06-22 Sony Corp インダクタンス素子及びその製造方法、並びに配線基板
JP2006173145A (ja) * 2004-12-10 2006-06-29 Sharp Corp インダクタ、共振回路、半導体集積回路、発振器、通信装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63272020A (ja) * 1987-04-30 1988-11-09 Harada Kogyo Kk トロイダルコイル装置およびその製造方法
US5055816A (en) * 1989-06-26 1991-10-08 Motorola, Inc. Method for fabricating an electronic device
DE4027994A1 (de) * 1990-09-04 1992-03-05 Gw Elektronik Gmbh Hf-magnetspulenanordnung und verfahren zu ihrer herstellung
US5781091A (en) * 1995-07-24 1998-07-14 Autosplice Systems Inc. Electronic inductive device and method for manufacturing
JP4030028B2 (ja) * 1996-12-26 2008-01-09 シチズン電子株式会社 Smd型回路装置及びその製造方法
US6054914A (en) 1998-07-06 2000-04-25 Midcom, Inc. Multi-layer transformer having electrical connection in a magnetic core
US6198374B1 (en) 1999-04-01 2001-03-06 Midcom, Inc. Multi-layer transformer apparatus and method
EP1325545A4 (en) * 2000-09-22 2004-11-24 Flex Multi Fineline Electronix ELECTRONIC TRANSMITTER / INDUCTIVITY COMPONENTS AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289436A (ja) * 2001-03-28 2002-10-04 Niigata Seimitsu Kk インダクタンス素子
US20030112114A1 (en) * 2001-12-13 2003-06-19 International Business Machines Corporation Embedded inductor and method of making
JP2004006458A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 Canon Inc コイル
WO2004112138A1 (ja) * 2003-06-16 2004-12-23 Nec Corporation 半導体デバイスおよびその製造方法
WO2005027193A2 (en) * 2003-09-05 2005-03-24 Harris Corporation Embedded toroidal inductors
JP2005259878A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Murata Mfg Co Ltd 積層コイル部品
WO2005099280A2 (en) * 2004-03-26 2005-10-20 Harris Corporation Embedded toroidal transformers in ceramic substrates
JP2006165212A (ja) * 2004-12-07 2006-06-22 Sony Corp インダクタンス素子及びその製造方法、並びに配線基板
JP2006173145A (ja) * 2004-12-10 2006-06-29 Sharp Corp インダクタ、共振回路、半導体集積回路、発振器、通信装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013098310A (ja) * 2011-10-31 2013-05-20 Kyocera Corp インダクタ部品および電子装置
US10158293B2 (en) 2014-11-12 2018-12-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Power supply module and mounting structure therefor
WO2016147845A1 (ja) * 2015-03-16 2016-09-22 株式会社村田製作所 インダクタ部品
JPWO2016147845A1 (ja) * 2015-03-16 2017-12-28 株式会社村田製作所 インダクタ部品

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CA2618688A1 (en) 2008-07-18

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