JP3548643B2 - プレーナーインダクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平坦な担体上に配置された少なくとも１個の螺旋状のコイルと、この担体上に配置されたコーティング（被覆）強磁性材料とを具えるプレーナーインダクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ国公開特許明細書第2441317号から、薄膜技術で製造される平坦なコイルのインダクタンスを調整する方法が知られている。この方法においては、設定されたインダクタンス値からの実際のインダクタンス値の偏位に応じて、平坦なコイルの大部分若しくは小部分が、結合剤と混合した磁化可能な粉末から構成されたペーストで被覆され、又は被覆するペーストの厚さが増大する。平坦なコイルのインダクタンスを調整するために、適用範囲の角度により規定されるコイル面の一部がペーストにより被覆される。適用範囲の角度は、インダクタンスの変化と線形に関連するが、ペーストの厚さは、インダクタンスの変化に対して非線形な影響を及ぼす。上記明細書は、ペーストで平坦なコイルを被覆することによってインダクタンスを調整するプロセスを自動化できることを記載している。
【０００３】
欧州公開特許明細書第310396 号は、介在した絶縁層によって強磁性層間に挟まれた螺旋状導体コイルを有するプレーナーインダクタを開示している。その螺旋状導体コイルは、同一平面で互いに接近して配置された同一外形の２個のコイルを形成する。さらに、これら２個の螺旋状コイルは、互いに電気的に接続されているので、互いに相違する方向の電流が、個々のコイルを流れる。また、強磁性層は、２個の導体コイルの表面の合計より大きい表面を有する。そのような装置は、個々の素子が一体に結合された場合にインダクタンスの低下を防止し、かつ、単位体積当たりのインダクタンス値を増大する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記明細書に記載されたインダクタは、多数の層又は矩形の絶縁材料又は強磁性素子によって比較的複雑に構成されている。一方、これは、製造のコストを大幅に増大し、製造中の磁気結合の変化も、調整も行うことができない。
【０００５】
本発明の目的は、インダクタンス値が製造中に簡単な方法で正確に調整又は設定し、及び／又は、インダクタの各々の複数のコイル又は巻線の磁気結合がそれに応じて簡単で正確に設定しうるプレーナーインダクタを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的は、コーティング（被覆）工程中、担体へ固定された絶縁窓の内側の強磁性材料を担体に配置するように構成した、冒頭で説明したタイプのプレーナーインダクタにより達成される。
【０００７】
本発明によるタイプのプレーナーインダクタを、集積回路とすることができる複数の電子素子をプレーナー担体例えばＰＣボードに配置されるハイブリッド技術又はマルチチップモジュラー技術に好適に使用できる。このプレーナー担体は、好適にはエッチング技術によって予め規定された線構造に切り出された導電層を有している。これらの（導電性の）線構造は、担体上に配置された素子の電気的接続のために用いられる。それに加えて、これらの線構造から、簡単、正確かつ強固な方法で製造されるプレーナーインダクタを好適に形成することもできる。素子を収容するそのようなプレーナー担体を機械的に保護するために、保護層が、最終的にはいわゆる被覆工程で配置され、その保護層は、素子とそれらの接続線とを包む硬化被覆材料から構成される。
【０００８】
担体の所定の範囲のみが、この方法で製造される電子回路の特定の態様で素子を収容するのに対して、その担体の他の範囲が線構造（プリント線）を有する場合には、素子を収容する担体の範囲のみを被覆材料により覆うのが有利である。この被覆材料を規定して設ける前に、先ず、絶縁窓が、例えば担体上へ張りつけられて設けられ、その窓は、フレームのように担体表面の素子収容範囲を包囲する。この被覆工程中、被覆材料がこれらの絶縁窓の内側に設けられる。
【０００９】
本発明によるプレーナーインダクタの場合には、絶縁窓がそれぞれ、１個又は複数個のコイル上にも設けられる。この窓は、プレーナーインダクタ全体を包囲するが、一部のみプレーナーインダクタとも重なる。担体の表面に対して垂直な絶縁窓の高さを、互いに相違するように選択することができ、このために、好適には、他の素子の被覆のためにも用いられる高さが用いられ、その結果、製造中の間の簡素化及び一様性が達成される。担体の表面に平行な絶縁窓の大きさの結果として、及びプレーナーインダクタによって被覆される担体の全表面の大部分又は小部分の絶縁窓の位置決めの結果として、インダクタンス値、すなわち、プレーナインダクタの複数のコイル間のカップリングがそれぞれ設定される。絶縁窓は、被覆工程中に強磁性材料が充填される。原理的には、上記素子の被覆のために用いられるのと同一製造工程及び方法が、製造を非常に簡単化する。また、ほぼ同一の被覆材料が用いられ、この材料に添加された強磁性体のみが、磁気結合又はインダクタンス値を増大するためにそれぞれ用いられる。このようにして、強磁性材料が、被覆材料とも称される被覆剤から非常に簡単な方法で得ることができ、同時に、被覆材料に添加される強磁性体の混合比と、各絶縁窓に設けられる材料の量とが、結合又はインダクタンスを設定するためにそれぞれ選択される。好適には、これらのパラメータが、製造されるべき特定のプレーナーインダクタに対して、絶縁窓の寸法，形状及び位置並びに強磁性材料の組成を、予め設定された値に固定する。絶縁窓内の担体に配置される際に所定の量の強磁性材を添加することにより、インダクタンス又は結合をそれぞれ、正確に所望の値に設定することができ、強磁性材料が配置されている間に電気的測定が調整される。絶縁窓によって、製造過程を非常に良好に機械的に制御できるようにし、すなわち、非常に精密なトレランスが、僅かな費用で達成される。
【００１０】
特許請求の範囲の従属項は、本発明によるプレーナーインダクタの好適例を示す。
【００１１】
本発明によるプレーナーインダクタの一例によって、特に、少なくとも１個のコイルが完全に被覆されている場合、橋磁性材料は、線構造特に接続ワイヤの機械的保護を同時に行うことができる。好適には強磁性材料が非導電性であるので、この材料は、１動作中にプレーナーインダクタのみならずそれに隣接する電子素子をも機械的保護として被覆することができる。線構造への強磁性材料の影響及びその伝送特性(transmission property)を、それに応じて考慮すべきである。
【００１２】
現在知られている被覆材料（コーティング材料）及び強磁性添加物は、本発明によるタイプのプレーナーインダクタの不変のコンパクトな線構造の場合、インダクタンスの品質の向上、すなわち、磁気結合又はインダクタンス値の設定、特に増加に加えて、線構造のオーミック抵抗に対するインダクタンス値の比の向上を行うこともできる。例えば、通信技術に対する周波数選択回路において使用される場合には、これによって回路の伝送特性を向上する。
【００１３】
【発明の実施の態様】
本発明のこれら及びその他の態様を、以下に記載する実施例を参照して説明する。
【００１４】
図１に示した図式的表現において、参照符号は、ハイブリッド技術又はマルチチップモデュラー技術で好適に用いられるように、プレーナー担体の詳細を示す。このプレーナー担体には、２個のプレーナー、特に、いわゆるプリントライン構造の形態でプレーナー担体上に好適に配置された螺旋状コイル２及び３が配置されている。結合ワイヤ４及び５がそれぞれ、端子領域６，７及び８，９の間の接続ブリッジを形成し、したがって、螺旋の中央のコイルの端部と、螺旋の外側に配置された線構造10及び11の各々との間の導電性接続線を確立する。プレーナー担体１は点在する半導体本体の形状の（図１に示されない）集積回路でもある別の素子も支持しており、その素子の電気的接続部はそれぞれ、コイル２及び３の線構造に対応する線構造、すなわち、線構造10, 11を介して確立され、かつ、同一製造工程で製造される。
【００１５】
プレーナー担体１は、（部分的にコイル２及び３を被覆する）絶縁窓12を収容し、この窓は、プレーナー担体１に張り付けられる。この絶縁窓12の取り付けを、好適には（図示しない）前記の別の素子の製造工程に含んでもよい。絶縁窓12によって包囲されるプレーナー担体１の表面の一部は、強磁性材料13、すなわち、その絶縁窓へ液状で設けられてその場で硬化する被覆材料と強磁性添加物との混合物によって被覆される。
【００１６】
図２は、ラインＺ−Ｚに沿う縦断面図の平坦な担体上のプレーナーインダクタを示す。また、この表現は、特に図式的な方法でのみ材料の厚さを示す。
【００１７】
図２に示した実施例では、強磁性材料13は、プレーナーインダクタの一部のみを被覆しており、特に、結合ワイヤ４及び５は保護されない状態である。その機械的保護のために、関連する結合ワイヤ及び接続線を有するプレーナーインダクタ全体が可能な限り包囲され、かつ、強磁性材料によって被覆されるように絶縁窓12を形成するのが有利である。そのような装置を、例えば、交互に配置された螺旋状コイルによる変形が選択された平面図で図３に示す。この図において、端子領域ＡとＢとの間の第１コイル20によって、端子領域ＣとＤとの間の第２コイル21が包囲される。結合ワイヤ22, 23が端子領域ＢとＣ及びＤをそれぞれ線構造24に接続して、プレーナーインダクタの内側コイル線を、プレーナー担体１に存在する回路の（図３に示さない）外部に置かれたパーツに接続する。強磁性材料13は、プレーナーインダクタの全体を被覆する。
【００１８】
特に図３に示した実施例では、コイル20及び21の配置を、互いに相違する機能又は大きさに対して使用することができる。それに応じて結合ワイヤ22, 23と、第１コイル20又は第２コイル21とをのみ変化させることによって、コイル20, 21の同一方向に巻かれた直列組み合わせ、又はコイル20, 21の互いに逆に巻かれた直列組み合わせによって、任意に所望のインダクタを形成することができる。プレーナーインダクタの不変の幾何学的配置により、所望のインダクタは、互いに相違するアプリケーションに対する互いに相違して導かれた結合ワイヤのみによって、互いに相違する大きさを得ることができ、その結果、更に大きいインダクタンス値が、強磁性材料とともに現れる。図３に示した結合ワイヤ22, 23の配置は、コイル20, 21を接続する別の可能性、すなわち、変圧器を示している。好適には、端子領域Ａ〜Ｄは、外部素子、特にこれらの互いに相違する相互接続が選択的に実現される電子スイッチに個別に接続される。
【００１９】
この図面に示された例を、多くの態様で変形することができる。例えば、別の線構造又は素子を、プレーナー担体１の背面に配置することができる。絶縁層と交互に配置された線構造の多層構造を有する平坦な担体を用いることもできる。絶縁窓12の外側のプレーナー担体１の表面を、強磁性添加物を含まない被覆剤又は被覆材料によりそれぞれ被覆することができる。少なくとも、簡単な製造工程で複雑な回路装置さえも製造することができる。本発明によるプレーナーインダクタの製造及び調整がそれぞれハイブリッド技術又はマルチチップモデュラー技術の通常の製造工程で行われるので、ハイブリッド技術又はマルチチップモデュラー技術で既に使用されている製造装置に加えて、別の機械、装置又は器具を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプレーナーインダクタの第１実施例を平面図で示す。
【図２】図１に示したプレーナーインダクタのラインＺ−Ｚを横切る断面図を示す。
【図３】本発明によるプレーナーインダクタの第２実施例を平面図で示す。
【符号の説明】
１ プレーナー担体
２，３ 螺旋状コイル
４，５ 結合ワイヤ
６，７，８，９ 端子領域
10, 11 線構造
12 絶縁窓
13 強磁性材料
20，21 コイル
22, 23 結合ワイヤ
24 線構造
Ａ〜Ｄ 端子領域

Claims (5)

1. 平坦な担体上に配置された少なくとも１個の螺旋状のコイルと、この担体上に配置されたコーティング強磁性材料とを具えるプレーナーインダクタにおいて、
   被覆工程中、前記担体に固定された絶縁窓の内側の強磁性材料を、前記担体に配置するように構成したことを特徴とするプレーナーインダクタ。
2. 前記絶縁窓が、前記担体に張り付けられたことを特徴とする請求項１記載のプレーナーインダクタ。
3. 前記強磁性材料を、強磁性添加物を混合した被覆材料から構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のプレーナーインダクタ。
4. 前記強磁性添加物を、フェライト粉末から構成したことを特徴とする請求項３記載のプレーナーインダクタ。
5. 前記コイルのインダクタンス値の大きさと前記コイルの間の結合の双方又はいずれか一方を、前記絶縁窓の調整、前記絶縁窓の外形、前記強磁性材料の層の高さ、及び前記強磁性材料の組成のうちの少なくとも一つによって決定したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のプレーナーインダクタ。

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