JPH07326514A - 低プロフィル表面マウント磁気デバイス及びその部品 - Google Patents
低プロフィル表面マウント磁気デバイス及びその部品Info
- Publication number
- JPH07326514A JPH07326514A JP7126960A JP12696095A JPH07326514A JP H07326514 A JPH07326514 A JP H07326514A JP 7126960 A JP7126960 A JP 7126960A JP 12696095 A JP12696095 A JP 12696095A JP H07326514 A JPH07326514 A JP H07326514A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- components
- substrate
- magnetic device
- magnetic
- conductive element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
- H01F17/0033—Printed inductances with the coil helically wound around a magnetic core
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、低プロフィル表面マウント磁気デ
バイス及びその部品を提供する。 【構成】 本発明に従うと、各種の磁気デバイスが、プ
リント回路ボード上の2ないしそれ以上の低プロフィル
表面マウント部品で、作ることができる。たとえば、ギ
ャップU−コア対及びギャップE−コア対誘導子又は変
圧器と比較しうる低プロフィルデバイスが、それぞれ2
個又は3個の部品で形成でき、4個の部品はギャップト
ロイダル変圧器又は誘導子に組立てられる。部品は線形
及び非線形誘導子の両方の形に作ることができる。
バイス及びその部品を提供する。 【構成】 本発明に従うと、各種の磁気デバイスが、プ
リント回路ボード上の2ないしそれ以上の低プロフィル
表面マウント部品で、作ることができる。たとえば、ギ
ャップU−コア対及びギャップE−コア対誘導子又は変
圧器と比較しうる低プロフィルデバイスが、それぞれ2
個又は3個の部品で形成でき、4個の部品はギャップト
ロイダル変圧器又は誘導子に組立てられる。部品は線形
及び非線形誘導子の両方の形に作ることができる。
Description
【0001】技術分野 本発明は誘導子及び変圧器のような磁気デバイス。具体
的には、プリント回路ボード又はメタライゼーション基
板上に低プロフィル表面マウントデバイスとして組立て
られる磁気デバイスに係る。
的には、プリント回路ボード又はメタライゼーション基
板上に低プロフィル表面マウントデバイスとして組立て
られる磁気デバイスに係る。
【0002】本発明の背景 誘導子及び変圧器のような磁気デバイスは、多くの電子
デバイスにおいて、広範囲の本質的機能を果たす。たと
えば、パワー供給において、誘導子はエネルギー蓄積の
ため及び雑音とACリップルを最小にするため、チョー
クコイルとして用いられ、変圧器は電圧レベルを変え、
分離するために用いられる。そのようなデバイスは、し
ばしば鉄又はフェライトのような磁気コアで作られ、導
電性コイルが巻かれる。そのため、それらは時には巻線
コアデバイスとよばれる。
デバイスにおいて、広範囲の本質的機能を果たす。たと
えば、パワー供給において、誘導子はエネルギー蓄積の
ため及び雑音とACリップルを最小にするため、チョー
クコイルとして用いられ、変圧器は電圧レベルを変え、
分離するために用いられる。そのようなデバイスは、し
ばしば鉄又はフェライトのような磁気コアで作られ、導
電性コイルが巻かれる。そのため、それらは時には巻線
コアデバイスとよばれる。
【0003】巻線コアデバイスに伴う1つの大きな難点
は、それらを微細化するのが、困難であったことであ
る。抵抗、ダイオード、容量及びトランジスタのような
部品は、顕微鏡レベルまで縮小されたが、巻線コアデバ
イスはバルク状のままで、典型的な場合、ハイブリッド
回路に応用される前に、完成したユニットとして、組立
てなければならない。
は、それらを微細化するのが、困難であったことであ
る。抵抗、ダイオード、容量及びトランジスタのような
部品は、顕微鏡レベルまで縮小されたが、巻線コアデバ
イスはバルク状のままで、典型的な場合、ハイブリッド
回路に応用される前に、完成したユニットとして、組立
てなければならない。
【0004】本発明の要約 各種の磁気デバイスが、プリント回路ボード上に、2な
いしそれ以上の低プロフィル表面マウント部品として作
製できる。たとえば、ギャップU−コア対及びギャップ
E−コア対誘導子又は変圧器と比較しうる低プロフィル
デバイスは、それぞれ2個及び3個の部品で形成でき、
4個の部品はギャップ・トロイダル変圧器又は誘導子に
組立てられる。部品は線形及び非線形誘導子の両方に形
成できる。
いしそれ以上の低プロフィル表面マウント部品として作
製できる。たとえば、ギャップU−コア対及びギャップ
E−コア対誘導子又は変圧器と比較しうる低プロフィル
デバイスは、それぞれ2個及び3個の部品で形成でき、
4個の部品はギャップ・トロイダル変圧器又は誘導子に
組立てられる。部品は線形及び非線形誘導子の両方に形
成できる。
【0005】詳細な記述 図面を参照すると、図1は基体の主要な長さ方向に沿っ
て分布した複数の導電性要素12を含む磁性材料の基体
11を含む低プロフィル表面マウント磁気部品10の第
1の実施例の透視図である。各要素12は部分的に、基
体の一部を囲み、それぞれが共通面上に配置された一対
の接触表面14を有する。好ましい低プロフィル実施例
の場合、基体11は0.10インチ以下の距離Hだけ離
れた一対の平行な主表面16及び17を有する。要素が
基体の最上部より上に突き出ないように、導電性要素1
2の厚さにほぼ等しい量Tだけくぼんだ1ないし複数の
領域18を、主表面16が有すると有利である。図2の
断面でよりよく示されるように、導電性要素12が基体
11を貫いて延びるように、開孔13が作られる。各導
電性要素は、接触表面14として働くよう、基体端部の
方へ延びた曲がった端部が形成された固いU形要素であ
ると有利である。くぼみ15は、接触部14が基体11
の底面の下に最小量だけしか突き出さないように、表面
17中に形成されると有利である。図2からわかるよう
に、各導電性要素は、その面内で基体断面の一部分のみ
を、部分的に囲む。
て分布した複数の導電性要素12を含む磁性材料の基体
11を含む低プロフィル表面マウント磁気部品10の第
1の実施例の透視図である。各要素12は部分的に、基
体の一部を囲み、それぞれが共通面上に配置された一対
の接触表面14を有する。好ましい低プロフィル実施例
の場合、基体11は0.10インチ以下の距離Hだけ離
れた一対の平行な主表面16及び17を有する。要素が
基体の最上部より上に突き出ないように、導電性要素1
2の厚さにほぼ等しい量Tだけくぼんだ1ないし複数の
領域18を、主表面16が有すると有利である。図2の
断面でよりよく示されるように、導電性要素12が基体
11を貫いて延びるように、開孔13が作られる。各導
電性要素は、接触表面14として働くよう、基体端部の
方へ延びた曲がった端部が形成された固いU形要素であ
ると有利である。くぼみ15は、接触部14が基体11
の底面の下に最小量だけしか突き出さないように、表面
17中に形成されると有利である。図2からわかるよう
に、各導電性要素は、その面内で基体断面の一部分のみ
を、部分的に囲む。
【0006】好ましい実施例において、基体11は磁性
亜鉛フェライト(Mn1-xZnxFeO4)又はニッケル
−亜鉛フェライト(Mi1-xZnxFeO4)(0<x<
1)のようなフェライト材料である。導電性要素12は
ニッケル、スズ及びはんだがメッキされたU字止め金が
好ましい。開孔13を有する基体は、粉末の乾式加圧及
びシンタにより形成される。基体は幅Wより大きな長さ
Lを有する平行なパイプをつけた長方形で、導電性要素
12はそれぞれが幅の方向に平行に、長さ方向に分布す
るのが望ましい。U字止め金は開孔中に挿入され、それ
らの端部は、横に曲げられる。カプトンラベル(図示さ
れていない)を基体の主表面上に置き、完成した部品
が、磁気デバイスを回路ボード上に組立てる時、真空ヘ
ッドでつまみあげられるようにすると、有利である。た
とえば、基体の寸法は高さ0.075in、長さ0.3
75in及び幅0.220inである。上部のくぼみT
(及びU字止め金の厚さも)は、0.012inにで
き、下部のくぼみは0.007inにできる。これらの
寸法から認識されるように、部品は低いプロフィルをも
ち、著しく引き締まっている。
亜鉛フェライト(Mn1-xZnxFeO4)又はニッケル
−亜鉛フェライト(Mi1-xZnxFeO4)(0<x<
1)のようなフェライト材料である。導電性要素12は
ニッケル、スズ及びはんだがメッキされたU字止め金が
好ましい。開孔13を有する基体は、粉末の乾式加圧及
びシンタにより形成される。基体は幅Wより大きな長さ
Lを有する平行なパイプをつけた長方形で、導電性要素
12はそれぞれが幅の方向に平行に、長さ方向に分布す
るのが望ましい。U字止め金は開孔中に挿入され、それ
らの端部は、横に曲げられる。カプトンラベル(図示さ
れていない)を基体の主表面上に置き、完成した部品
が、磁気デバイスを回路ボード上に組立てる時、真空ヘ
ッドでつまみあげられるようにすると、有利である。た
とえば、基体の寸法は高さ0.075in、長さ0.3
75in及び幅0.220inである。上部のくぼみT
(及びU字止め金の厚さも)は、0.012inにで
き、下部のくぼみは0.007inにできる。これらの
寸法から認識されるように、部品は低いプロフィルをも
ち、著しく引き締まっている。
【0007】磁性デバイスは、要素12の適切な接触面
を相互接続するための複数の接触要素を有する絶縁性基
板の表面上に、複数の部品(図1及び図2に示される)
をマウントすることにより作られる。具体的には、部品
は第1の導電性要素12の接触表面を、第2の導電性要
素12の接触表面に、相互接続された導電性要素が、磁
性体の一部の周囲の巻線を形成するように、相互接続す
るための導電体のパターンを有するプリント回路ボード
上に、マウントされる。更に、回路ボード上の導電性要
素は、磁性部品を磁気回路中に結合させるよう、構成さ
れる。
を相互接続するための複数の接触要素を有する絶縁性基
板の表面上に、複数の部品(図1及び図2に示される)
をマウントすることにより作られる。具体的には、部品
は第1の導電性要素12の接触表面を、第2の導電性要
素12の接触表面に、相互接続された導電性要素が、磁
性体の一部の周囲の巻線を形成するように、相互接続す
るための導電体のパターンを有するプリント回路ボード
上に、マウントされる。更に、回路ボード上の導電性要
素は、磁性部品を磁気回路中に結合させるよう、構成さ
れる。
【0008】図1及び図2の部品及びプリント回路ボー
ドを用いると、各種の磁性デバイスが組立てられる。た
とえば、図3は2個の部品10A及び10Bを直列に相
互接続し、磁気回路中に並んでマウントすることによ
り、低プロフィルギャップU−コア対誘導子を生じるよ
うにした印刷された導電性リボン31のパターンを示
す。図4は間に一様な間隙Gを有し、並んでマウントさ
れた2個の部品10A及び10Bを示す。このデバイス
のインダクタンス−dc電流特性が、図5に示されてい
る。
ドを用いると、各種の磁性デバイスが組立てられる。た
とえば、図3は2個の部品10A及び10Bを直列に相
互接続し、磁気回路中に並んでマウントすることによ
り、低プロフィルギャップU−コア対誘導子を生じるよ
うにした印刷された導電性リボン31のパターンを示
す。図4は間に一様な間隙Gを有し、並んでマウントさ
れた2個の部品10A及び10Bを示す。このデバイス
のインダクタンス−dc電流特性が、図5に示されてい
る。
【0009】図6は線形誘導子を形成するのに適した磁
性部品の第2の実施例の透視図である。具体的には、図
6の部品は図1のそれと同様であるが、各導電性要素1
2と基体端部の間の領域中に、間隙60が形成されてい
ることが異なる。これらの間隙は、U字止め金と基体端
部の間の磁界を最小にし、DC電流が増しても一定のイ
ンダクタンスを生じる。たとえば、もし2個の図6の部
品70A及び70Bを並べて配置し、ギャップU−コア
対誘導子を形成するよう、直列に接続するなら、磁束路
は図7に示されるようになり、インダクタンス−dc電
流特性は、図8に示されるように、直線になる。図6の
実施例において、各導電性要素は導電性要素の面内で、
基体断面全体を部品的に囲む。
性部品の第2の実施例の透視図である。具体的には、図
6の部品は図1のそれと同様であるが、各導電性要素1
2と基体端部の間の領域中に、間隙60が形成されてい
ることが異なる。これらの間隙は、U字止め金と基体端
部の間の磁界を最小にし、DC電流が増しても一定のイ
ンダクタンスを生じる。たとえば、もし2個の図6の部
品70A及び70Bを並べて配置し、ギャップU−コア
対誘導子を形成するよう、直列に接続するなら、磁束路
は図7に示されるようになり、インダクタンス−dc電
流特性は、図8に示されるように、直線になる。図6の
実施例において、各導電性要素は導電性要素の面内で、
基体断面全体を部品的に囲む。
【0010】図9は低プロフィルE−コア誘導子又は変
圧器を形成するよう、磁気回路中で並べてマウントした
3個の部品70A、70B、70Cを示し、図7はギャ
ップトロイドに等価な長方形磁気回路中にマウントした
4個の部品70A〜70Dを示す。
圧器を形成するよう、磁気回路中で並べてマウントした
3個の部品70A、70B、70Cを示し、図7はギャ
ップトロイドに等価な長方形磁気回路中にマウントした
4個の部品70A〜70Dを示す。
【0011】複数の部品を磁気的に結合することによ
り、有利な磁性デバイスの作製が可能になる。部品基体
内に磁束を閉じ込めることに加え、磁気的に結合された
部品は、対応する数の結合していない部品より、高水準
のインダクタンスが得られる。(本発明の目的のために
は、部品1、2の磁気結合は、結合効率K>0.5をも
つ。ここで、Kは相互インダクタンスM12を各インダク
タンスL1及びL2の積の平方根で割ったものであ
る。)
り、有利な磁性デバイスの作製が可能になる。部品基体
内に磁束を閉じ込めることに加え、磁気的に結合された
部品は、対応する数の結合していない部品より、高水準
のインダクタンスが得られる。(本発明の目的のために
は、部品1、2の磁気結合は、結合効率K>0.5をも
つ。ここで、Kは相互インダクタンスM12を各インダク
タンスL1及びL2の積の平方根で割ったものであ
る。)
【0012】図11は図1に示された型の磁気的に結合
された部品の利点を示す。丸い線は単一の部品について
のDC電流のプロットとして、インダクタンスを示す。
三角の線は、単一の部品についてのインダクタンスの2
倍をプロットしたもので、正方形の線はG=0.030
inの間隔で、図4に示されるように磁気的に結合した
2個の部品デバイスについての、インダクタンスのプロ
ットを示す。大きな電流において、結合されたデバイス
は、2個の結合されない部品より大きなインダクタンス
を有し、単一の部品の約3.8倍である。結合された部
品は、図1のデバイスの特徴的な非線形プロフィルを保
持している。
された部品の利点を示す。丸い線は単一の部品について
のDC電流のプロットとして、インダクタンスを示す。
三角の線は、単一の部品についてのインダクタンスの2
倍をプロットしたもので、正方形の線はG=0.030
inの間隔で、図4に示されるように磁気的に結合した
2個の部品デバイスについての、インダクタンスのプロ
ットを示す。大きな電流において、結合されたデバイス
は、2個の結合されない部品より大きなインダクタンス
を有し、単一の部品の約3.8倍である。結合された部
品は、図1のデバイスの特徴的な非線形プロフィルを保
持している。
【0013】図12は図6に示された型の磁気的に結合
された部品の利点を、同様に示す。やはり、2個の結合
された部品は、単一部品の2倍より大きいインダクタン
スをもち、図6のデバイスの直線的プロフィルを保持し
ている。
された部品の利点を、同様に示す。やはり、2個の結合
された部品は、単一部品の2倍より大きいインダクタン
スをもち、図6のデバイスの直線的プロフィルを保持し
ている。
【図1】プリント回路ボード上に誘導子及び変圧器を形
成するのに適した部品の第1の実施例の、透視図及び断
面図である。
成するのに適した部品の第1の実施例の、透視図及び断
面図である。
【図2】プリント回路ボード上に誘導子及び変圧器を形
成するのに適した部品の第1の実施例の、透視図及び断
面図である。
成するのに適した部品の第1の実施例の、透視図及び断
面図である。
【図3】2個の図1の部品を、ギャップU−コア対構成
に相互接続するためにパターン形成されたプリント回路
ボードを示す図である。
に相互接続するためにパターン形成されたプリント回路
ボードを示す図である。
【図4】2個の図1の部品を、部分的なギャップU−コ
ア対誘導子と比較しうる構成に組立てたものを示す図で
ある。
ア対誘導子と比較しうる構成に組立てたものを示す図で
ある。
【図5】異なる間隙長に対する図4のデバイスの電流−
インダクタンス特性を、グラフにプロットした図であ
る。
インダクタンス特性を、グラフにプロットした図であ
る。
【図6】図1のものと同様であるが、線形誘導子に適し
た部品の第2の実施例の透視図である。
た部品の第2の実施例の透視図である。
【図7】図6の部品を2個部品誘導子又は変圧器に組立
てたものを示す図である。
てたものを示す図である。
【図8】図7のギャップU−コア対誘導体についての電
流−インダクタンス特性をグラフにプロットした図であ
る。
流−インダクタンス特性をグラフにプロットした図であ
る。
【図9】図6の部品を、それぞれ3個及び4個の部品の
誘導子又は変圧器に組立てたものを示す図である。
誘導子又は変圧器に組立てたものを示す図である。
【図10】図6の部品を、それぞれ3個及び4個の部品
の誘導子又は変圧器の組立てたものを示す図である。
の誘導子又は変圧器の組立てたものを示す図である。
【図11】図1に示された型の部品を、磁気的に結合す
る効果を説明するのに有用なグラフにプロットした図で
ある。
る効果を説明するのに有用なグラフにプロットした図で
ある。
【図12】図6に示された型の部品を、磁気的に結合す
る効果を説明するグラフを示す図である。
る効果を説明するグラフを示す図である。
【符号の説明】 10 磁気部品 10A、10B 部品 11 基体 12 導電性要素、要素 13 開孔 14 接触表面 15 くぼみ 16、17 主表面 18 領域 (30 本文中になし) 31 リボン 60 間隙 70A〜70D 部品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スチーヴン オーブレイ シェウメイク アメリカ合衆国 75181 テキサス,メス クワイト,スティルウォーター ドライヴ 2019 (72)発明者 ジェームス キャロル ワドリントン アメリカ合衆国 75248 テキサス,ダラ ス,キルマイケル 7611
Claims (11)
- 【請求項1】 それぞれが磁性材料の基体と、複数の導
電性要素を含み、各導電性要素は前記基体の少なくとも
一部を、部分的に囲み、共通平面に沿って配置された一
対の接触面を有する複数の部品;前記各部品の前記基体
の一部分の周囲に、導電性巻線を形成するように、各部
品の導電性要素の接触表面を相互接続するために、前記
基板の表面に固着した第2の複数の導電性要素を含む絶
縁性基板を含み、 前記絶縁性基板上の前記導電性要素は、前記複数の部品
を、磁気回路に磁気的に結合するよう配置された磁気デ
バイス。 - 【請求項2】 前記部品の少なくとも1個は、フェライ
ト基体を含む請求項1記載の磁気デバイス。 - 【請求項3】 少なくとも1個の前記部品の各導電性要
素は、U形導電性要素を含む請求項1記載の磁気デバイ
ス。 - 【請求項4】 前記絶縁性基板はプリント回路ボードを
含み、前記第2の複数の導電性要素のそれぞれは、前記
ボード上に印刷された導電性ストライプを含む請求項1
記載の磁気デバイス。 - 【請求項5】 前記磁気回路は前記基板上にマウントさ
れた前記部品の対を含む請求項1記載の磁気デバイス。 - 【請求項6】 前記磁気回路は前記基板上に並んでマウ
ントされた3個の前記部品を含む請求項1記載の磁気デ
バイス。 - 【請求項7】 前記磁気回路は前記基板上にマウントさ
れた4個の前記部品を含む請求項1記載の磁気デバイ
ス。 - 【請求項8】 少なくとも1個の前記部品の前記基体
は、0.1インチ以下の距離だけ離れた一対の主表面を
含む請求項1記載の磁気デバイス。 - 【請求項9】 少なくとも1個の前記部品の前記基体
は、幅より大きな長さを有する平行なパイプをもった長
方形で、前記部品の前記導電性要素は前記基体の長さに
沿って分布し、幅の長さ方向に、それぞれが平行である
請求項1記載の磁気デバイス。 - 【請求項10】 少なくとも1個の前記部品の前記各導
電性要素は、前記基体の一部を部分的に囲む請求項1記
載の磁気デバイス。 - 【請求項11】 少なくとも1個の前記部品の前記各導
電性要素は、前記基体を部分的に囲む請求項1記載の磁
気デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/250075 | 1994-05-27 | ||
| US08/250,075 US5574420A (en) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | Low profile surface mounted magnetic devices and components therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07326514A true JPH07326514A (ja) | 1995-12-12 |
Family
ID=22946216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7126960A Pending JPH07326514A (ja) | 1994-05-27 | 1995-05-26 | 低プロフィル表面マウント磁気デバイス及びその部品 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5574420A (ja) |
| EP (1) | EP0684616A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07326514A (ja) |
| AU (1) | AU690240B2 (ja) |
| TW (1) | TW256922B (ja) |
Families Citing this family (58)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020121959A1 (en) * | 1998-07-22 | 2002-09-05 | Lucent Technologies Inc. | Magnetic devices having single piece ferrite cores and methods of manufacture thereof |
| US6094123A (en) * | 1998-09-25 | 2000-07-25 | Lucent Technologies Inc. | Low profile surface mount chip inductor |
| US6342778B1 (en) | 2000-04-20 | 2002-01-29 | Robert James Catalano | Low profile, surface mount magnetic devices |
| EP1301931A1 (de) | 2000-07-14 | 2003-04-16 | Forschungszentrum Karlsruhe GmbH | I-induktor als hochfrequenz-mikroinduktor |
| DE10144380A1 (de) | 2001-09-10 | 2003-03-27 | Infineon Technologies Ag | Magnetisches Bauelement |
| US6792667B2 (en) * | 2001-10-23 | 2004-09-21 | Di/Dt, Inc. | Fully automatic process for magnetic circuit assembly |
| US8416043B2 (en) | 2010-05-24 | 2013-04-09 | Volterra Semiconductor Corporation | Powder core material coupled inductors and associated methods |
| US8299885B2 (en) | 2002-12-13 | 2012-10-30 | Volterra Semiconductor Corporation | Method for making magnetic components with M-phase coupling, and related inductor structures |
| US7352269B2 (en) | 2002-12-13 | 2008-04-01 | Volterra Semiconductor Corporation | Method for making magnetic components with N-phase coupling, and related inductor structures |
| US8952776B2 (en) | 2002-12-13 | 2015-02-10 | Volterra Semiconductor Corporation | Powder core material coupled inductors and associated methods |
| US9013259B2 (en) | 2010-05-24 | 2015-04-21 | Volterra Semiconductor Corporation | Powder core material coupled inductors and associated methods |
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