基底电感装置与方法

专利名称：基底电感装置与方法
技术领域：
本发明一般涉及电路组件，特别是在一个示例性方面中涉及具有各种期望电气和 /或机械性质的电感器或电感装置，以及利用和制造它的方法。
背景技术：
在现有技术中已知电感器和电感装置的无数不同结构。制造高效电感器和电感装置的一种常见手段是使用磁性穿透环形磁芯。环形磁芯在保持被限制在磁芯本身内的电感装置的磁通量方面非常有效。通常，这些磁芯(环形的或非环形的)用一个或多个磁体导线绕组缠绕，由此形成电感器或电感装置。现有技术的电感器和电感装置的范例具有许多种形状和制造配置。例如，参见于 1971年10月19日发布的授予Siield等人的美国专利号3614554，其名称为“Miniaturized Thin Film Inductors for use in Integrated Circuits (用于集成电路的小型薄膜电感器)”;于1981年3月3日发布的授予Nouet的美国专利号4253231，其名称为“Method of making an inductive circuit incorporated in a planar circuit support member (ffj[J 造被整合到平面电路支撑组件中的电感电路的方法)”；于1985年10月22日发布的授予 Bokil 等人的美国专利号 4547961，其名称为 “Method of manufacture of miniaturized transformer (制造小型变压器的方法)，，；于1989年7月18日发布的授予Meinel的美国专禾Ij号 4847986，其名禾尔为"Method of making square toroid transformer for hybrid integrated circuit (制造用于混合集成电路的正方环形变压器的方法)”；于1991年10月 8日发布的授予Altman等人的美国专利号5055816，其名称为“Method for fabricating an electronic device (用于制造电子装置的方法)”；于1992年6月30日发布的授予Johnson 的美国专利号5U6714，其名称为“Integrated circuit transformer (集成电路变压器)”;于1993年10月沈日发布的授予Billings等人的美国专利号5257000，其名称为“Circuit elements dependent on core inductance and fabrication thereof ( {衣靠石兹芯电感白勺电路组件及其制造)”；于1996年1月30日发布的授予Walters的美国专利号M87214， 其名禾尔为“Method of making a monolithic magnetic device with printed circuit interconnections (制造具有印刷电路互连的单片磁性装置的方法)，，；于1998年7月14 日发布的授予Krone等人的美国专利号5781091，其名称为“Electronic inductive device and method for manufacturing (电子电感装置及制造方法)”；于2002年8月27日发布的授予Feygenson等人的美国专利号6440750，其名称为“Method of making integrated circuit having a micromagnetic device (制造具有微磁装置的集成电路的方法)”；于 2002年9月3日发布的授予Johnson的美国专利号6445271，其名称为“Three-dimensional micro-coils in planar substrates (平面基板上的三维微磁芯)”；于2006年8月10 日公布的属于Pleskach的美国专利公开号20060176139，其名称为“Embedded toroidal inductor (嵌入式环形电感器)”;于2006年12月观日公布的属于Lee等人的美国专利公开号 20060290457,其名称为"Inductor embedded in substrate, manufacturing method thereof, micro device package, and manufacturing method of cap for micro device package(嵌入基板中的电感器及其制造方法，微装置封装，以及用于微装置封装的帽体的制造方法)”；于2007年1月4日公布的属于Waffenschmidt等人的美国专利公开号 20070001796，其名称为 “Printed circuit board with integrated inductor (具有集成电感器的印刷电路板)”;以及于2007年9月20日公布的属于Jeong等人的美国专利公开号 20070216510，其名称为Inductor and method of forming the same (电感器及其制造方法)”。然而，尽管现有技术的电感器配置的种类多种多样，但是在以下两个方面都对电感装置有突出要求(1)制造成本低；和( 提供优于现有技术装置的改进的电性能。理想地，这样的解决方案将不仅仅为电感器或电感装置提供非常低的制造成本和改进的电性能，而且还提供在批量生产制造的装置之间的更高的一致性，即，通过限制产生装置误差的可能性来提高性能的一致性和可靠性。

发明内容
在本发明的第一方面中，公开了一种改进的无线环形电感装置。在一个实施例中， 该电感装置包括多个具有延伸端的通路，这些通路用作在磁性穿透磁芯周围设置的绕组的一部分。然后印刷位于基板的导电层上的轨迹，从而完成绕组。在另一实施例中，无线环形电感装置是自引线的。在另一实施例中，在前述电感装置上提供用于电子部件的安装位置。在另一实施例中，该无线电感装置包括多个基板，所述基板具有一个或多个在其上形成的绕组；以及一磁性穿透磁芯，该磁芯至少部分被设置在多个可印刷的基板之间。在本发明的第二方面中，公开了上述电感装置的制造方法。在本发明的第三方面中，公开了一种包括无线环形电感装置的电子组件和电路。在本发明的第四方面中，公开了一种改进的无线非环形电感装置。在一个实施例中，该非环形电感装置包括多个具有延伸端的通路，这些通路用作在磁性穿透磁芯的周围设置的绕组的一部分。然后印刷位于基板的导电层上的印刷绕组，从而完成该绕组。在另一实施例中，该电感装置包括多个连接插件，它们用作在磁性穿透磁芯周围设置的部分绕组。 在又一实施例中，该无线非环形电感装置是自引线的。在另一实施例中，在前述电感装置上提供用于电子部件的安装位置。在本发明的第五方面中，公开了一种制造前述非环形电感装置的方法。在一个实施例中，该方法包括将绕组材料设置到第一和第二基板磁头上；将磁芯至少部分地设置在第一和第二磁头之间；和将第一和第二磁头结合，从而形成所述无线电感装置。在本发明的第六方面中，公开了一种包括无线非环形电感器的电子组件和电路。在本发明的第七方面中，公开了一种部分布线的环形电感装置。在一个实施例中， 该电感装置包括多个具有延伸端的通路，这些通路与布线磁芯中心协同作用，以形成在磁性穿透磁芯周围设置的部分绕组。然后印刷位于基板的导电层上的轨迹，从而完成绕组。在另一实施例中，部分布线的环形电感装置是自引线的。在另一实施例中，在前述电感装置上提供用于电子部件的安装位置。在另一实施例中，该部分布线的电感装置包括多个基板，所述基板具有一个或多个在其上形成的绕组；以及一磁性穿透磁芯，该磁芯至少部分地设置在多个可印刷基板之间。在本发明的第八方面中，公开了一种制造前述部分布线的电感装置的方法。在本发明的第九方面中，公开了一种制造前述布线磁芯中心的方法。在本发明的第十方面中，公开了一种包括部分布线的环形电感装置的电子组件和电路。在本发明的第十一方面中，公开了一种改进的部分布线的非环形电感装置。在一个实施例中，该非环形电感装置包括多个具有延伸端的通路，这些通路用作在磁性穿透磁芯周围设置的一部分绕组。然后印刷位于基板的导电层上的印刷绕组，从而完成该绕组。在另一实施例中，该电感装置包括多个具有延伸端的通路，这些通路与布线磁芯中心协同作用，形成在磁性穿透磁芯周围设置的部分绕组。在另一实施例中，该部分布线的非环形电感装置是自引线的。在又一实施例中，在前述电感装置上提供用于电子部件的安装位置。


通过下面结合附图的详细描述使本发明的特征、目的和优点更容易理解，其中图1是表示根据本发明的原理的无线环形电感装置的第一实施例的透视分解图。图Ia是表示图1的电感装置的底部磁头的延伸端通路绕组的透视图。图Ib是表示用于图1的电感装置的底部磁头的延伸端通路绕组的第二配置的透视图。图Ic是表示图1的电感装置的底部磁头的腔室内的环形磁芯的位置的透视图。图Id是表示连接图1的电感装置的绕组的电路径的透视图。图Ie是表示图1的电感装置的顶部磁头和底部磁头的侧视图。图If是表示围绕图1的电感装置的环形磁芯的示例绕组的透视图。图Ig是表示根据本发明的原理的无线多环形电感装置的透视图。图Ih是图Ig的多环形电感装置的顶部磁头的透视图。图Ii是图Ig的多环形电感装置的底部磁头的透视图。
图Ij是图Ig的多环形电感装置的透视图，表示顶部磁头和底部磁头的配接。图Ik是根据本发明原理的多环形电感装置的第二配置的底部磁头的透视图。图11是根据本发明原理的多环形电感装置的第三配置的底部磁头的透视图。图Im是图11的多环形电感装置的底部磁头的侧视图。图In是图11的多环形电感装置的底部磁头的底侧的透视图，其示出延伸端通路之间的电路径。图Io是图11的多环形电感装置的底部磁头的底侧的透视图，其示出连接这些通路的电路径。图Ip表示可以很容易地在根据本发明原理的多环形电感装置中实施的电子电路。图2是表示根据本发明原理的部分布线环形电感装置的第一配置的透视分解图。图加是图2的部分布线环形电感装置的底部磁头和环形的透视图。图2b是表示围绕图2的部分布线电感装置的环形磁芯的示例绕组的透视图。图2c是用在图2的部分布线的环形电感装置中的单个布线磁芯中心的透视图。图2D是表示根据本发明原理的部分布线的多环形电感装置的第一配置的透视图。图加是图2D的部分布线的多环形电感装置的基板磁头的透视图。图2f是图2的部分布线多环形电感装置的分解透视图，表示基板磁头内的环形磁芯的设置。图3是示例环形电感装置的底部磁头的顶部平面图，其示出表示根据本发明原理的围绕环形磁芯腔的绕组通路的位置。图4是根据本发明原理的示例自引线环形电感装置的透视图。图5是表示扭曲对绕组的示例环形电感装置的透视图。图6是表示在印刷基板上实现的绕组的示例环形电感装置的透视分解图。图7是表示电子部件接收焊盘的示例环形电感装置的顶部磁头的透视图。图8是表示在根据本发明原理的电感装置中使用的示例电容结构的透视图。图是表示设置在电感装置的磁头内的示例电容结构的透视图。图8b是表示在包括平行的、多层电容焊盘中的另一示例电容结构的电感装置中使用的又一示例电容结构的透视图。图9a是表示用于制造根据本发明原理制造的无线电感装置的第一示例方法的逻辑流程图。图9b是表示用于制造根据本发明原理制造的部分布线电感装置的第二示例方法的逻辑流程图。图10是表示用于制造用在根据本发明原理的部分布线电感装置中的布线磁芯中心的示例方法的逻辑流程图。在此公开的所有图形都是 版权2007美商·帕斯脉冲工程有限公司。所有的权利被保留。现在参见附图进行描述，其中相同的标记表示相同的部件。
具体实施例方式现参照图式进行说明，其中近似的组件符号代表全文中近似的部件。正如这里所用的，术语“集成电路”应该包括具有任何功能的任何类型的集成装置，而不管是单芯片或多芯片，或者小规模或大规模集成，包括但不限于专用集成电路 (ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)，数字处理器(例如DSP、CISC微处理器、或RISC处理器)，以及所谓的“系统单芯片”(SoC)装置。如这里使用的，术语“信号调节”或“调节”应被理解为包括但不限于信号电压变换、滤波和噪声减缓、信号分离、阻抗控制和校正、电流限制、电容控制以及时间延迟。如这里使用的，术语“电部件”和“电子部件”可以互换使用并表示适于提供某些电和/或信号调节功能的部件，包括但不限于电感电抗器(“扼流线圈”)、变压器、滤波器、 晶体管、有隙环形磁芯(gapped core toroids)、电感器(耦合的或其它)、电容器、电阻器、 运算放大器、和二极管，而不管其是分立部件还是集成电路，也不管是单独的还是组合的。如这里使用的，术语“磁性穿透”指的是常用于形成电感磁芯或类似部件的任何数量的材料，包括但不限于由铁氧体制成的各种配方。如这里使用的，术语“顶”、“底”、“侧”、“上”、“下”等仅仅意指一个部件相对于另一个部件的相对位置或几何形状，而无论如何都不是意指绝对参照或任何要求的方位。例如， 当一部件被安装到另一装置(例如，被安装到PCB的下侧)时，该部件的“顶”部可能实际上位于“底”部的下方。概述本发明尤其提供了一种改进的低成本电感装置及其制造和利用的方法。在电子工业中，如同众多工业那般，与制造各种装置相关的成本直接与材料的成本、在该装置中使用的部件的数量、和/或组装工艺的复杂性相关。因此，在如电子工业的高度成本竞争环境中，具有使成本最少化(比如通过使上文着重提到的成本因素最小化) 的设计的电子装置的制造商，将保持优越于竞争制造商的明显优势。一种这样的装置包括具有绕线磁性穿透磁芯的装置。然而，这些现有技术的电感装置由于尤其是以下因素而存在电气变化的问题(1)非均勻的缠绕间隔和分布；以及(2) 操作者误差(例如错误的匝数、错误的缠绕图案、未对准等)。此外，这种现有技术装置经常不能有效地与其它电子部件集成在一起，和/或存在制造工艺问题，这些制造工艺本质上为高度手工的，导致较高的产量损失并且增加了这些装置的成本。本发明尤其是通过消除这些高度手工的现有技术工艺(例如手工缠绕环形磁芯) 来努力将成本最小化，并通过提供一种制造方法来改进电性能，这种制造方法能够自动地和以高度均勻的方式控制例如缠绕节距、缠绕间隔、匝数等。因此，本发明提供了不仅明显降低乃至消除了精密装置制造中的“人为”因素(由此能够实现更好的性能和一致性)、而且还明显降低制造该装置的成本的装置和方法。在一个示例性的实施例中，公开了一种改进的“无线”电感装置。该电感装置包括至少一个磁头组件(header element)，该磁头组件具有多个通孔通路。在上述“无线”电感装置实施例的一个变型中，所述通路较佳包括与通孔通路相关联的延伸端，所述通孔通路当完成时用作在磁性穿透磁芯周围设置的绕组的一部分。印刷(蚀刻)的绕组部分也被施加于该磁头上，由此完成在磁性穿透磁芯周围设置的所述“绕组”。
在又一实施例中，尤其是为了电容效应，使用基本平坦的和平行的板结构。示例性实施例的详细说明现在，将详细描述本发明的所述装置和方法的各种实施例和变型。无线环形电感装置现在参见图1，其中详细示出和描述了本发明的第一示例性实施例。应该认识到尽管就电感器作出了如下讨论，然而本发明同样可适用于其它电感装置(包括但不限于扼流线圈、电感电抗器、变压器、滤波器等)。这些和其它应用将在下面更全面讨论。图1的电感装置100包括磁性穿透环形磁芯110和两个无线基板磁头102、108。 如前所述，在本上下文中使用的术语“无线”指的是这样的事实本发明的电感装置100不需要如现有技术中常规在环形磁芯周围设置的磁性导线绕组，也没有完全排除可能由该术语所暗指的任何种类的绕组。还应该注意到，尽管主要参考环形磁芯进行讨论(主要是由于它们在整个工业中的常用性)，但应认识到可以很容易地使用本领域中公知类型的任何数量的磁芯形状(即矩形、双筒形(binocular)、三角形等)来代替这里所讨论的环形磁芯。 实际上，应该知悉正如本领域普通技术人员在获知本公开内容之后将所理解的，通过适当的改造，几乎可以使用任何形状。图1中所示的本实施例将其绕组整合到一个或多个可印刷和/或可蚀刻的基板磁头上，以及于一些构造中(如图1所示者)；这些绕组是借助于包括延伸端的通孔通路实现的。具有“延伸端”的通路类似于本领域公知的传统通孔通路，其包括在印刷电路板或其它连接铜的基板中的镀覆孔(可以被电镀或铆接)、或其它导电材料轨迹、或从板的一层到基板的另一层的通道。然而，在“延伸端”通路中，所述镀覆部分延伸超出镀覆孔的表面并刺穿基板表面。所述延伸端提供了优越于绕线现有技术装置的优点，这将在下面更加全面地讨论。然而应该注意到，尽管下面的讨论主要就包括延伸端通路的电感装置实施例而言，但是也构思了传统通孔通路的使用，这种改造可以很容易地由已阅读本公开文本的本领域技术人员实现。使用延伸端通路配置尤其是解决了电感装置设计中的如下常见问题其中低密度通路需要延伸穿过具有深宽比(aspect ratio)很高的基板(包括PCB)的电感装置。 低密度通路的尺寸较大，因此限制了可放置在单个电感装置上的量。相应地，本发明的一些实施例通过如下方式来试图克服这种缺陷其通过使导体在基板的表面上方延伸，也就是使通路的端部延伸，来提供包括高密度通路的电感装置。可以通过可光成像材料工艺或其它技术，以与焊料凸块装载相同的方式将延伸端通路设置在基板上。也可以很容易地替换所使用的本领域技术人员已知的其它方法和材料。回到图1，本实施例的环形磁芯110属于本领域普遍使用的类型。可选的是，可以使用公知的涂料(如聚对二甲苯(parylene))来涂敷环形磁芯110，以便尤其是改善磁芯和任何相邻绕组之间的隔离。而且，环形磁芯110可选地形成间隙(无论是部分地还是全部地)，以便改进磁芯的饱和特性。例如，于2003年11月4日发布的、名称为“Advanced electronic microminiature coil and method of manufacturing( 1 级电子微/J、型线 15 及制造方法)”的共同所有的美国专利号6642827中公开了这些和其它的可选的磁芯配置， 于此引用其全部内容供参考。还可以容易地依据本发明使用其它环形磁芯实施例，尤其包括在 2006 年 9 月 19 日发布的、名称为“Controlled inductance device and method(受控电感装置和方法)”的共同所有的美国专利号7109837的第13-16图中示出和相关描述的那些内容，这里引用该文献的全部内容供参考。而且，可依据本发明使用在2004年6月30 日申请的、名称为“Controlled inductance device and method(受控电感装置和方法)” 的共同所有和共同未决的美国申请序号10/8拟864的第17a-17f图中示出并在此处引作参考的实施例，例如，其中将一个或多个“垫片(washer) ”设置在一个或多个磁头102、108内。 通过获知本公开内容和前面引作参考的那些内容，本领域技术人员可以理解到无数的其它配置，而前面的引用仅仅是举例说明更广泛的原理。可选地，装置100的顶部磁头102可以包括可电路印刷的材料，比如但不限于陶瓷基板(例如，低温共烧陶瓷，或“LTCC”)、合成的(例如基于石墨的，软性FR-4(Flex on FR-4)等)材料，或者本领域中常用的基于玻璃纤维的材料，如FR-4等。就成本和全世界广泛可用性而言，基于玻璃纤维的材料具有优于LTCC的优点；然而LTCC也一样具有优点。 具体地说，LTCC技术在以下方面表现出优点由于特殊的材料组分，可以在低于约900°C的温度下焙烧陶瓷。这使得能够与其它高导电材料(即银、铜、金等)共烧。LTCC还实现了将被动组件如电阻器、电容器和电感器嵌入到主要(underlying)下方陶瓷封装中的能力。就维度稳定性和吸湿性而言，LTCC也具有优于很多基于玻璃纤维的或者合成的材料的优点， 由此提供了用于主要电感器或电感装置的维度可靠的基础材料。所示出的实施例的顶部磁头102包括使用例如公知的印刷或镂空版 (stenciling)技术，在顶部磁头102上直接印刷或者设置的多个绕组部分104。尽管本实施例整合了多个印刷的绕组部分104，然而本发明绝不局限于此。例如，如果需要的话，还可以容易地使用单匝绕组。如由图Ia最佳所示的，底部磁头108包括多个绕组通路106、116以及适于接收环形磁芯(还参见图lc，110)的可选腔室112。如前所述，该绕组通路在一种变型中可以包括延伸端。图Ia的底部磁头108还包括多个绕组通路，这些绕组通路被布置为沿着腔室112 的外部边缘设置的多个外部绕组通路106 ；以及在腔室112的中心设置的多个内部绕组通路116。图Ia中的图示的目的本质上是示例性的，因此在底部磁头108上设置的绕组通路 106,116的精确数量可以根据所希望的电气/磁性特性而显著地变化。腔室112的形状基本上是具有凸起中心114的圆形(实际上形成了圆柱形腔室)，该凸起中心适于装配到环形磁芯的中心的开口中。凸起中心114具有在其上设置的内部绕组通路116。还应该注意的是，中心114不一定总要是凸起区域。该中心也可以包括符合本发明的任何数量的结构， 尤其是包括将内部绕组通路116直接设置在腔室112或底部磁头108底板内。显而易见的是，可以根据需要，将腔室112设置在顶部和/或底部磁头102、108的任一个中，或布置在两者中。例如，在一个实施例中，两个磁头102、108包括基本相同的部件，每个部件包括适于接收环形110的(垂直方向上)大致一半的腔室。在另一个实施例中，环形110完全被接收在磁头102、108的一中，并且另一个完全没有腔室(实际上包括平板)。在又一实施例中，两个磁头102、108每个均具有腔室，但是各自的深度彼此不同。然后，内部绕组通路116和外部绕组通路106为电互连(参见图 If)。还应该理解的是，可以按照任何数量的配置，将内部绕组通路116和外部绕组通路106布置在环形磁芯110周围。例如，图Ib示出这样的变形例其中与图Ia中所示的成对的外部通路106配置不同，外部通路106完全分布在腔室112周围。然而，如前所述，在获知本公开内容后，将容易地理解得出内部绕组通路116和外部绕组通路106的各种其它配置。例如，可以利用通路邻近性来感应所希望的电容效应，这样的电容效应可导致非均勻的绕组分布。图Ic示出将环形磁芯110放置到底部磁头108的接收腔室112中。如下面更详细论述的，包括内部绕组通路(图la)的凸起中心装配到环形磁芯110的中心内，同时外部绕组通路106被布置为恰恰在环形磁芯110的边缘外侧。图Id示出图1中所示的底部磁头108的下侧。如图所示，外部绕组通路106通过绕组部分118电连接到内部绕组通路。该绕组部分118类似于参照顶部磁头102所示的那些绕组部分(即绕组部分104)。此外，外部通路106将从绕组部分118的第一端1181延伸出。然后，绕组部分118在绕组部分118的第二端1182处，将外部通路106连接到内部通路 116。应该注意的是，通过底部磁头绕组部分118和顶部磁头绕组部分104示出的特定路径本质上只是示例性的，因此仅仅示出了用于这些电路径的多种可能配置中的一种。任何数量的路径配置都可用于与本发明相符地将外部绕组通路和内部绕组通路连接起来，比如尤其是交叉路径、调制(例如正弦)路径、直连路径等。还应该理解的是，可以基于几何学和电学两者的原因来构造这些路径。例如，对于绕组部分118的宽度、间隔和/或长度的调节可以影响绕组部分118的电容效应和/或电感效应。图Ie示出包括三个部分的示例电感装置100(即三部分实施例)(i)顶部磁头 102，其与(ii)底部磁头108以及(iii)放置在顶部磁头102和底部磁头108之间的磁性穿透环形磁芯110配接。然而，应该理解的是，与可以与本发明相符地实现使用更多或更少磁头部分的其它配置，或者替代的磁头材料。顶部磁头通路120从设置在顶部磁头102的表面上的绕组部分104延伸出。底部磁头通路106从设置在底部磁头108的表面上的绕组部分118延伸出。当顶部磁头102与底部磁头108配接时，顶部磁头通路120与底部磁头通路106成为电连接。如图Ie所示，顶部通路120和底部通路106之间的电连接完成了环形磁芯110周围的“绕组”。图If描述了其中成环的环形磁芯110已被接收到腔室112中、且所有绕组通路已被配接的实施例。这包括内部的顶部绕组通路122和外部的顶部绕组通路120，以及内部的底部绕组通路116和外部的底部绕组通路106。为了清楚起见，视图中去除了顶部和底部磁头。如图所示，下部的外部绕组通路106的延伸端与上部的外部绕组通路120的延伸端配接。上部的外部绕组通路120通过绕组部分104连接到上部的内部绕组通路122。上部的内部绕组通路122的延伸端类似地连接到下部的内部绕组通路116的延伸端。接下来，它们通过绕组部分118与下部的外部绕组通路106配接。因此，通过将磁芯110接收到腔室 112中，绕组通路(外部绕组通路106、120和内部绕组通路116、12幻与上部磁头绕组部分 104和下部磁头绕组部分118结合包围磁芯110，由此与现有技术的绕线电感器或电感装置相仿。尽管仅仅描述了单匝，但是可以看出，正如本领域普通技术人员在获知本公开内容后所能够理解的，前述图案可被重复，以便完成多匝电感装置100。图If中的绕组部分104被示为交叉配置。可以以高度的位置精确度来印刷顶部磁头102的每个绕组部分104，这便带来了这一技术优越于现有技术中常用的磁体绕线式电感器的另一突出优点。因为位于顶部磁头部分102和底部磁头部分108两者上的这些绕组是使用高度受控的工艺来印刷或布置的，因此可以使用非常高的精确度来控制这些绕组的间隔和/或节距，由此提供了现有技术的绕线电感装置所不能比拟的电性能一致性，这些现有技术的绕线电感装置本质上包括某种程度的变化，取决于如所用绕线机器的类型、 为各个磁芯绕线的人员等等因素。还应该认识到，术语“间隔”可表示绕组与磁芯的外部表面之间的距离，以及绕组与绕组之间的间隔或间距。有利的是，所示装置100非常精确地控制“绕组”(通路和印刷的磁头部分)与磁芯Iio之间的间隔，这是因为在磁头102、108中形成的腔室112具有相对于通路和磁头的外部表面的精确位置和维度。因此，绕组便不会被无意中绕到彼此上方， 或者在它们和磁芯之间形成的不希望的间隙，这种间隙例如是由于在导线缠绕时导线松弛导致的，如现有技术可能发生的。同样，每个绕组部分104、118的厚度、宽度和其它特征和尺寸都可以被精确地控制，由此在一致的电参数(例如电阻或阻抗，涡电流密度等)方面提供了有益优点。因此， 该主要制造工艺的特性带来大量装置中的高度一致的电性能。例如，在现有技术中可获得的方案中，由于现有技术的缠绕工艺的手工和高度可变的特质，诸如绕组间电容、漏电感等电特性往往存在相当大的变化性。在某些应用中，已经广泛证实这些现有技术的缠绕工艺难以控制。例如，在大量的所制造电感装置中，已经证实难以在批量生产中一致地调整绕组节距(间隔)。此外，电感装置100的本实施例具有以下优点通过磁头结构以及使用自动的印刷工艺，还精确地控制匝数，由此消除了可能导致例如将错误匝数应用于磁芯这样的取决于操作者的误差。尽管在许多的现有技术应用中，在很多情况下已经证实上述的这些变化性不是很严重，然而随着持续增加的数据率在数据网络上使用，对于电感装置的更加精确的和一致的电性能的需求变得越来越普遍。在近年来客户对于更高性能电子部件的需求持续增加的同时，这些要求还伴随着对于更低成本电子部件的增长需求。因此，非常期望的是，任何改进的电感装置不仅相对于现有技术的绕线装置在电性能方面有所改进，而且还为客户提供成本竞争性的方案。在涉及制造电感装置100的自动工艺事实上相对于现有技术的绕线电感装置是有成本竞争性的。本文随后将相对于示例制造方法和第9a_10图更详细地描述这些自动制造工艺。本发明还允许绕组和环形磁芯的物理分离，以使得绕组不直接与磁芯接触，避免由于其它匝的过度缠绕(over winding)等产生的变化性。而且，由于没有常规绕组缠绕到磁芯上，因此避免了对环形(包括所述的涂层，如聚对二甲苯基)造成的损伤，由此避免由导线在环形的表面中或其涂层中造成切口。示例实施例还物理地将环形磁芯110与磁头 102,108以及绕组部分104、116去耦合，使得能够单独分离或处理这些部件。相反地，使用“分离的”绕组和环形使得能够在很多情况下无需额外的部件或涂层。例如，在示例实施例中可以不需要聚对二甲苯基涂层、硅封胶(silicone encapsulant) 等(它们经常被用于现有技术的绕线装置上)，这是因为绕组和磁芯之间的关固定的，并且这些部件被分离开。
本发明还提供了使用多配置磁头的机会。例如，在一个替代实施例中，磁头102、 108可被配置为具有任意数量(N)的通路，从而可由此形成利用用于“绕组”的所有N条通路的装置，或者形成具有N的分数(例如N/2、N/3等)的绕组的装置。在示例情况下，当形成N/2绕组装置时，有利的是，未被使用的延伸端通路在制造期间不需要特殊处理。具体地说，其可以与用于绕组的通路相同地镀覆和放置，而仅仅是不“连接”到另一磁头表面上的匹配通路上，或者如果匹配到另一通路上，则不通过绕组部分电连接。替代地，如果希望N 个绕组，则如图1所示地连接所有通路(在任一情况下都被镀覆)。这可以是很有用的，例如在对多种电配置的磁头平台进行标准化时。在又一实施例(未示出)中，与上述三部分实施例不同，电感装置100组件可以包括两个部分(i)下部磁头108组件和(ii)环形磁芯110。根据本实施例，可选的是，下部磁头可以包括可电路印刷材料，诸如但不限于陶瓷基板(例如低温共烧陶瓷，或“LTCC”)、 合成的(例如基于石墨的)材料、或者本领域中常用的基于玻璃纤维的材料，比如FR-4。与上文描述的布置在下部磁头组件上的那些组件类似，本实施例包括下部绕组部分118，以及具有延伸端的多个内部的下部通路116和外部的下部通路106。为了完成由内部通路116 和外部通路106的延伸端建立的“绕组”，绕组部分被直接布置在环形磁芯110表面上。替代地，在另一变型中，绕组部分包括延伸经过环形磁芯110的顶部的铜轨迹或其它导电材料带。在又一实施例中，多重(例如三个或更多个)磁头组件(未示出)可被迭置在一起，以便形成对于磁芯的封装。例如，在一个变型中，使用顶部、中部和底部磁头来形成环形磁芯封装。而且，应该理解的是用于磁头部件的材料不必是相同的，也可以在特质方面是异质的(heterogeneous)。例如，在前述的“平坦顶部磁头”的情况下，顶部磁头实际上可以包括PCB或其它此类基板(例如FR-4)，而下部磁头包括另一种材料(例如LTCC、PBT塑料等)。这可用于减少制造成本，并且还使得能够容易地在其上放置其它电子部件(例如被动组件，如电阻器、电容器等)。无线多环形电感装置现在参见图lg，其中详细示出和描述了利用多环形设计的本发明的示例实施例。 应该认识到，与本文前面讨论的实施例相同，尽管下面的讨论是就电感器而言的，然而本发明同样可应用于其它电感装置(包括但不限于扼流线圈、电感电抗器、变压器、滤波器等)。图Ig的电感装置100包括多个磁性穿透环形磁芯110和两个无线基板磁头102、 108。该图解说明本质上是示例性的，尽管只描述了四(4)个环形磁芯，但是可以与本发明相符地使用任何数量(η)的环形磁芯。此外，如前所述，术语“无线”指的是这样的事实电感装置100不需要围绕环形磁芯110布置的磁体导线绕组，而是将其绕组整合到一个或多个可印刷和/或可蚀刻的基板磁头以及具有延伸端的通路上。应该注意到，在一个替代实施例(未示出)中，还可以整合通孔通路。而且，可以与本发明相符地使用任何数量的无线基板磁头102、108，包括两个，或更多个，或更少个。而且，应该理解的是，用于磁头部件的材料不必是相同的，也可以在特质方面是异质的。例如，一个或多个无线基板磁头102、108可包括印刷电路板、LTCC或基于聚合物的材料。类似于前面相对于第I-If图所述的磁头，所述装置100的顶部磁头102可选地包括可电路印刷材料，诸如但不限于陶瓷基板(例如“LTCC”)，合成的(例如基于石墨的) 材料，或者本领域中常用的基于玻璃纤维的材料，如FR-4或软性FR-4等。图标实施例的顶部磁头102包括多个绕组部分104，它们是使用例如公知的印刷或镂空版技术直接印刷或设置在顶部磁头102上的。如图Ig中所述的，设置在顶部磁头 102上的绕组部分104的数量N将直接随着在任一特定实施例中提供的环形磁芯100的数量(N)而变化。在本图中，由于描述了四(4)个环形磁芯，因此示出四(4)个绕组部分。此外，由图Ig中所示的实施例中的绕组部分建立的特定路径仅仅是举例说明性的；无数种其它路径配置也是可行的。例如，在图Ih中可看到利用直接路径10 的顶部磁头102的实施例。其它路径配置(未示出)，尤其包括交叉路径和多次交叉路径，也可以用于本发明。再回到图lg，其中示出了将环形磁芯110设置到底部磁头108的接收腔室112中。 如下面更详细所述的，在一个示例实施例中的接收腔室112包括具有内部绕组通路(也未示出)的凸起中心(未示出)，其适于装配到环形磁芯110的中心；外部绕组通路106被布置为恰恰在底部磁头108上的环形磁芯110的外侧。如图Ii中最佳所示的，本实施例的底部磁头108包括多个绕组通路和适于接收环形磁芯110(如图Ig所述的)的几个腔室112。该绕组通路包括延伸端，该延伸端具有明显优于现有技术中常用的磁体绕线电感器的突出优点，如上所述。底部磁头108上的腔室 112的数量(N)对应于要在其中接收的环形磁芯110的数量N。几个绕组通路被设置在底部磁头108上，并包括外部绕组通路106和内部绕组通路116。沿着每个腔室112的外部边缘设置几个外部绕组通路106。正如之前相对于单个环形电感装置论述的，可以在单个腔室112周围设置任何数量(N)的外部绕组通路106η。 外部绕组通路106在腔室112周围的分布图案同样可以改变。事实上，应该理解的是，可以在环形磁芯110周围按照任何配置方式设置内部绕组通路116和外部绕组通路106。内部绕组通路116的延伸端和外部绕组通路106的延伸端电互连。该电连接在图Ij中示出。图Ij示出包括三个部分的示例多环形电感装置100 :(i)顶部磁头102，与(ii) 底部磁头108和(iii)放置在顶部磁头102和底部磁头108之间的多个磁性穿透环形磁芯 110相配接。如前所述，应该理解的是，可以与本发明相符地实现使用更多或更少磁头部分或环形的其它配置，或者替代的磁头材料。例如，图Ik描述了使用八(8)个环形110实现的本发明，其它数量也是可行的。在又一实施例中，如第Il-Io图所示，多个电感装置100组件包括两个部件(“两部分实施例”)，而不是上文相对于图Ig所述的三个部分。这两个部分是(i)底部磁头108 和(ii)多个环形磁芯(未示出，不过其与上文讨论的环形磁芯110类似)。图11示出所述两部分实施例的底部磁头组件108。应该理解的是，尽管图11的底部磁头组件108整合设置了四(4)个环形磁芯，但是也可以与本发明相符地利用任何数量 (N)的环形磁芯(未示出)。该两部分实施例的底部磁头组件108包括上述材料的基板。底部磁头组件108还包括具有延伸端的多个内部绕组通路116和外部绕组通路106。如前所述，在其它实施例 (未示出)中，可以通过使用通孔通路来代替使用具有延伸端的通路。内部绕组通路116通过设置在底部磁头108(参见第In和Io图)的表面上的绕组部分118，电连接到外部绕组通路106。只要为设置环形磁芯(未示出)维持了足够的空间，可以以无数种配置，将内部绕组通路116和外部绕组通路106设置在底部磁头108表面上。放置内部绕组通路116和外部绕组通路106，以使得内部绕组通路116被设置在环形(未示出)的空腔中心内，外部绕组通路106被设置在环形结构(未示出)的外侧。这样，外部绕组通路106—般将形成环形磁芯的轮廓，而内部绕组通路106—般形成环形磁芯中心。本发明也可以采用其它配置。在一个实施例中，如前所述，“绕组”是通过在整个环形磁芯的顶部上置换铜轨迹或其它类似导电材料带来完成的。在另一实施例(未示出)中，绕组是通过在环形磁芯本身的表面上置换电路径来完成的，其中当将该环形磁芯放置在底部磁头108上时，它与内部绕组通路116和外部绕组通路106电连接。使用前述多磁芯电感装置的另一突出优点是可以以任何数量的变化配置来制造多磁芯电感装置内的各个电感装置。如图Ip所示，在电信应用中使用磁性组件是有用的， 比如对双绞线缆上的话音和数据信号进行滤波。利用多磁芯电感装置，人们可以很容易地在单个装置中实现整个电路(如图Ip所示)。例如，在图Ip所示的电路中，所示电路可以利用上部和下部磁头和四(4)个环形磁芯来实现。然后，电阻器和电容器可以被模制到磁头本身中，或者替代地，这些磁头也可使用用于分立电子部件的分立安装位置。通过这种方式，可以利用上文所论述的技术，很容易地按照精确和成本有效的方式实现完整的电路 (比如图Ip中所示电路)。这一方法还具有将导体延伸长度(例如，不得不将轨迹或额外导线延出到在更远位置处安装的分立组件)最小化的优点，由此减轻EMI、涡电流效应、和与这种更长导体延伸相关的其它不利效应。部分布线的环形电感装置现在参照图2，其中详细地示出和描述了本发明的另一示例实施例。应该认识到， 尽管下面的讨论是就电感器而言的，但是本发明同样可适用于其它电感装置(包括但不限于扼流线圈、电感电抗器、变压器、滤波器等)。图2的电感装置200包括磁性穿透环形磁芯210和两个部分布线的基板磁头202、 208。本特定上下文中的术语“部分布线”指的是如下事实本实施例的电感装置200利用围绕环形磁芯设置的绕组，部分所述绕组包括磁体导线、一个或多个可印刷和/或可蚀刻的基板磁头和通路。在图2的实施例中，有利的是，通路包括延伸端。这一方法相对于完全绕线的现有技术装置而言，提供了明显的优点，本文随后将对其更加详细地论述。在另一实施例(未示出)中，所述通路包括传统通路或通孔通路。本实施例的环形磁芯210属于本领域中常用的类型，因此不再进一步详细讨论。 也可以与本发明相符地利用其它配置，例如，环形磁芯可以被平坦化(在下面详细描述)， 可以被涂覆，或者可以形成间隙(无论是部分地或是完全地)。本领域普通技术人员在获知本公开内容后，将很容易地理解无数种其它配置，包括在共同所有的美国专利号6642827、 7109837以及共同所有和共同未决的美国申请序号10/882864中公开的那些内容，这里引用每一篇上述文献的全部内容供参考。所述装置200的顶部磁头202可选地包括可电路印刷材料，诸如但不限于陶瓷基板(例如LTCC)、合成的(例如基于石墨的、软性FR-4等)材料，或者基于玻璃纤维的材料， 如FR-4，前面已经描述了每一种的相关优点。所示实施例的顶部磁头202包括使用例如公知的印刷或镂空版技术直接印刷或设置在顶部磁头202上的多个绕组部分204。尽管本实施例整合了多个印刷的绕组部分204，但本发明绝不限于此。例如，如果需要的话，也可以容易地使用单匝绕组。此外，本实施例中所示的电路径只是无数种可能电路径的示例。如由图加最佳地看出，底部磁头208包括多个绕组通路(下面所述)和适于接收环形磁芯210的腔室212。可选的是，底部磁头208可包括可电路印刷材料，诸如但不限于陶瓷基板或基于玻璃纤维的材料。此外如前所述，有利的是，绕组通路可包括延伸端(未示出)。图加也示出了将环形磁芯210放置到底部磁头208的接收腔室212中。腔室212 的形状是具有布线磁芯中心222的圆形，所述布线磁芯中心222适于装配到环形磁芯210 的中心的开口中。如下面更详细描述的，布线磁芯中心222主要包括一模制成束的磁体导线224。多个外部绕组通路206被布置为恰恰腔室212的边缘外侧，以致当环形磁芯210被放置到接收腔室212内时，所述多个外部绕组通路206保留在环形磁芯210的外侧。外部绕组通路206通过底部磁头208表面上的电路径218，与布线磁芯中心222的磁体导线224电气互连。电路径218可以通过刻蚀、或本领域普通技术人员已知的其它类似电连接方法来形成。此外，当底部磁头208与顶部磁头202配接时，完成了围绕在所配接顶部磁头202和底部磁头208内设置的环形磁芯210周围的“绕组”。图2b代表一种这样的绕组。尽管仅仅示出单匝，然而应该理解的是，上述图案可以根据需要进行重复，以便产生多匝电感装置200。如图2b所述，布线磁芯中心(未示出)的磁体导线2M通过设置在底部磁头208 上的电路径218，电连接到外部绕组通路206。外部绕组通路206通过设置在顶部磁头202 上的电路径204，再次电连接回到相同的磁体导线224。因此，通过将磁芯210接收到腔室 212中，布线磁芯中心222的磁体导线2M和外部绕组通路206结合上部磁头绕组部分204 和下部磁头绕组部分218包围磁芯210，由此与现有技术的绕线电感器或电感装置相仿，却具有明显的优点，正如本文其它地方也描述的。这里，为了简便起见，示出了单匝实施例 ’然而，普通技术人员在获知本公开内容后，能容易地理解对于该配置的改进，以实现期望的电配置。在另一实施例中，电路径204、218的至少一端(未示出)终止于延伸端通路。延伸端通路(未示出)有助于顶部磁头202和底部磁头208的配接，并提供了优于现有技术的上述优点。再参考图2a，还应该理解的是，可以按照任何多种配置将外部绕组部分206布置在环形磁芯210周围。这尤其包括将通路均勻和完全地分布在腔室周围，或者是采取成对的配置。而且，与本公开内容相符地设想了各种其它通路配置。此外，如下面相对于布线磁芯中心222的制造所详细论述的，还可按照相对于彼此的各种广泛配置来设置磁体导线 224，以使得在有些实施方式中能够改进提高电特性。图2c中示出了布线磁芯中心222的一个示例实施例。这个布线磁芯中心222包括以基本平行的方位设置的多个磁体导线224。布线磁芯中心222可包括任何数量N的磁体导线224η。此外，通过在每跟导线之间注入塑料或其它合适的聚合物材料模制230，将磁体导线2Μ捆束成一个共同结构。替代地，也可以很容易地替换为无数种不同的工艺，比如线缆(cable)、热缩(heat-shrink)、可浇注热固(pourable thermoset)、挤压(extruded) 等。然后可选的是将导线束封入护套232内，该护套232包括相同的内部捆束材料、或一些其它合适的材料。下面将会详细描述用来制造布线磁芯中心222的方法。可以通过例如任何表面安装技术方法，将布线磁芯中心直接配接到底部基板(在有些实施例中为PCB)上， 所述表面安装技术方法包括但不限于球栅数组、焊料凸块装载、或随后还进行回流焊的镂空版印刷。回到图2，对于顶部绕组部分204和底部绕组部分218，还应该理解的是所示的特定电路径可采用任何数量的配置。可与本发明相符地形成任何数量的不同路径配置，以将外部绕组通路206连接到磁体导线224，比如尤其是交叉路径、直连路径等。而且，尽管图2的实施例举例说明了包括三个部分(即，顶部磁头202，其与底部磁头208和放置在顶部磁头202和底部磁头208之间的磁性穿透环形磁芯210配接)的示例电感装置200，然而还可以与本发明相符地实现包括使用更多或更少的磁头部分的其它配置。例如，该装置可以包括两个部分，或者替代地，该装置可包括多于两个的基本包住环形磁芯的磁头组件。而且，用于磁头部件的材料可以在特质方面是异质的，例如包括将PCB 或其它这样的基板(例如FR-4)用作一个磁头，而其它磁头包括其它材料(例如LTCC、PBT 塑料等)。这种方法可以用于降低制造成本，并且还使得能够在其上放置其它电子部件(例如被动组件，如电阻器，电容器等)。还应该理解的是，在包括两个或更多个磁头的实施例中，可以根据需要(取决于使用的磁头数量)，将腔室212设置在任一磁头中/两个磁头都设置/设置在所有磁头中。例如，在具有两个磁头202、208的实施例中，它们可以各包括适于接收大致一半环形 210(垂直方向上)的腔室。在另一实施例中，环形210被完全接收到磁头之一中，并且其它磁头根本没有腔室(实际上包括平板)。在又一实施例中，每个磁头具有腔室，但是每个腔室的深度不同。在再一实施例(未示出)中，与上述三部分实施例不同，部分布线电感装置200组件可包括两个部分(两部分实施例):(i)下部磁头208组件(包含布线磁芯中心222)和 (ii)环形磁芯210。根据这个两部分实施例，可选的是，下部磁头218可包括PCB或其它这样的基板(例如FR-4)、下部绕组部分218以及多个外部通路206和布线磁芯中心222。在另一实施例中，类似于上文所述，外部绕组通路206具有延伸端。为了完成由布线磁芯中心 222的磁体导线2 和外部绕组通路206建立的“绕组”，绕组部分(未示出)可以被直接设置在环形磁芯210表面上。作为另一替代方案，绕组部分(未示出)包括延伸经过环形磁芯210的顶部的铜轨迹、导线或带。部分布线的多环形电感装置图2D示出利用多个上述布线磁芯中心222来建立部分布线装置的本发明的示例实施例。本实施例的特征还在于多个环形磁芯。应该认识到，这里所述的实施例可适用于各种电感装置(包括但不限于扼流线圈、电感电抗器、变压器、滤波器等)。图2D的电感装置200包括多个磁性穿透环形磁芯210和部分布线中心磁头208。 布线磁芯中心222η的数量将随着所使用的环形磁芯210η的数量成比例地变化。正如在上文所述其它实施例中那样，本实施例的环形磁芯210属于本领域常用的类型，因此这里不再进一步详细论述。应该理解，尽管图2D的实施例包括四个环形磁芯，但是可本发明相符地使用任何数量。如图加最佳示出的，中心磁头208包括多个绕组通路(如下所述)，以及适于接收多个环形磁芯(未示出)和多个布线磁芯中心(未示出)的多个腔室212。腔室212的数量(以及布线磁芯中心222的数量)将直接随着环形磁芯210的数量而变化。可选的是， 底部磁头208可包括可电路印刷材料，诸如但不限于陶瓷基板或基于玻璃纤维的材料。此外，绕组通路可包括延伸端(未示出)，其具有优于现有技术中常用的磁体绕线电感器的突出优点，如上所述。沿着多个腔室212的每一边缘设置多个外部绕组通路206，以致当磁芯被放置在它们各自的接收腔室212中时，所述多个外部绕组通路206保留在各自环形磁芯210的外侧。可以按照相对于彼此和相对于腔室212的任何多种不同配置来放置外部绕组通路206 ； 图2D只是举例说明用于这种放置的一个实施例。图2f示出将布线磁芯中心222和环形磁芯210放置到底部磁头208的接收腔室 212中。本实施例的腔室212的形状是圆形的，并且尺寸大到足以容纳布线磁芯中心222和环形磁芯210两者。布线磁芯中心222类似于上文在图2c中所述的布线磁芯中心，其具有通过塑料 (或其它材料)模制230捆束的、并且可选地由护套232包住的多个磁体导线224，根据所需的性质所述护套232包括相同的内部捆束材料或一些其它材料。第2d-2f图的布线磁芯中心222还可包括任何数量的磁体导线224，并可以相对于彼此的多种配置来放置。将在下面详细描述用来制造布线磁芯中心222的方法。如图2f所述，每个布线磁芯中心222被单独地适配用于装配到相应的环形磁芯 210的中心空腔内。在所示实施例中，在放置环形磁芯210之前，将布线磁芯中心222放置在底部磁头208的腔室212的中心中。在又一实施例(未示出)中，首先将布线磁芯中心 222放置在环形磁芯210内，然后将每一磁芯组件(未示出)放置在底部磁头208的相应接收腔室212内。外部绕组通路206通过中心磁头208下表面上的电路径(未示出)，与布线磁芯中心222的磁体导线224电气互连。所述电路径可以通过蚀刻或者通过本领域普通技术人员普遍知晓的其它类似的电连接方法来形成。仍需注意的是，可以依据本发明形成任何数量的路径配置，以便将外部绕组通路206连接到磁体导线224，比如尤其是交叉路径、直连路径等。“绕组”是当布线磁芯中心222的磁体导线2M被电连接回到环形磁芯210的顶部上方的外部绕组通路206时形成的。替代地，中心磁头也可以被迭置在两个基板之间，从而避免中心磁头208上的电路径。在一个实施例中，这种形成是通过将底部磁头208与顶部磁头(未示出)配接来完成的。此外，当底部磁头208与顶部磁头配接时，设置在顶部磁头上的绕组部分将磁体导线2M电连接到外部绕组通路206。如前所述，可以通过蚀刻或通过本领域中已知的类似方法，将电路径放置在顶部磁头上。因此，在这种三部分实施例中，通过如上所述的围绕在包括磁体导线、顶部磁头绕组部分、外部绕组通路和底部磁头绕组部分的环形磁芯210周围的“绕组”，基本上与现有技术的绕线电感器或电感装置相仿。然而，本实施例的绕组具有显著的优点(如上所述)。此外，应该理解的是，尽管图中仅仅示出了单匝，然而可以通过重复前述图案来形成多匝电感装置200。在另一实施例中(未示出)，为了完成通过布线磁芯中心222的磁体导线2M和外部绕组通路206建立的“绕组”，绕组部分可被直接设置在环形磁芯210的表面上。在又一替代方案中，包括绕组部分(未示出)的铜导线带延伸经过每个环形磁芯210的顶部。在又一实施例中，电路径的至少一端(未示出)终止于延伸端通路。延伸端通路 (未示出)帮助在前述三部分实施例中的顶部磁头和底部磁头208的配接，或者帮助在环形磁芯和/或底部磁头208上设置的电路径与磁体导线2 和/或外部绕组通路206的配接，这取决于所使用的方案。还应该理解，也可以与本发明相符地类似实现使用一个以上磁头部分的其它实施例。例如，这样的装置可包括基本包住环形磁芯的两个或多个磁头组件。替代地，这些磁头组件也可以被设计成使得它们中的一个或多个包含适于接收环形磁芯210的腔室212。而且，还应该理解的是，如前所述，用于磁头组件的材料可以在特质方面是异质的。如上所述， 这种方法可以尤其用于降低制造成本，并且还使得能够在其上放置其它电子部件(例如被动组件，如电阻器、电容器等)。如上文相对于第I-If和2- 图所述的，可以以高度位置精确度来印刷每个绕组部分，这强调了优于在现有技术中常用的磁体绕线电感器的另一突出优点。对于在底部磁头208上、顶部磁头(在三部分实施例中，未示出)上、或者铜带上(未示出)、或在环形磁芯的表面上设置的绕组部分而言，也是如此。由于使用高度受控工艺来印刷或设置这些绕组，因此可以以非常高的精确度来控制绕组的间隔和/或节距，由此提供电性能一致性，而这是现有技术的绕线电感装置无法比拟的。本上下文中使用的术语“间隔”既可以指绕组与磁芯的外部表面之间的距离，也可以指绕组与绕组之间间隔或节距。有利的是，在前述实施例中，“绕组”的间隔受到非常精确的控制，因为腔室具有相对于通路的精确位置和维度。因此，绕组不会由于例如现有技术中可能常常发生的缠绕导线时的导线松弛，而不利地绕到另一个上面，或者在它们和磁芯之间形成不希望的间隙或不规则物。类似地，每个绕组部分的厚度和维度可以受到非常精确的控制，由此在一致的电参数(例如电阻或阻抗、涡电流密度等)方面提供优点。因此，该主要制造工艺的特性带来在大量装置中的高度一致的电性能。此外，部分布线电感装置200(为单环形、多环形)的前述实施例具有以下优点亦通过磁头配置和使用自动印刷工艺来精确控制匝数，由此消除可能导致例如将错误匝数应用于磁芯的取决于操作者的误差。有利的是，本发明还能够实现绕组和环形磁芯的物理分离，从而绕组不直接与磁芯接触，并避免由于其它匝的过缠绕等等导致的变化。因此，避免了对环形的损伤，这是因为没有将常规的绕组缠绕到磁芯上，由此避免了由导线在环形表面或其涂层(如果存在的话；使用“分离的”绕组和环形在有些情况下可以排除额外的部件或涂层的需求)中产生切口。例如，在示例实施例中，可以不需要聚对二甲苯基涂层、硅封胶等(如经常用在现有技术的绕线装置上)，这是因为绕组和磁芯之间的关固定的，并且这些部件分离开。这个特征在材料和劳动力两方面都节约了成本。本发明还提供使用多配置磁头的机会。例如，在一个替代实施例中，底部磁头208 可被配置为具有任何数量的通路，使得可由其形成利用“绕组”的所有通路的装置，或者可以形成具有数量N的分数(例如Ν/2、N/3等)的通路的装置。连接间隔现在参见图3，来说明上述实施例的电感装置100、200的另一突出优点。在底部磁头208处从顶部向下看，对应于环形磁芯110、210的内径和外径的多个连接302、106分别产生限定的角度间隔。本实施例的底部磁头108、208可包括部分布线或无线的装置，由此使得内部连接302或者在无线实施例中成为特定通路116 (无论是通孔还是延伸端)；或者在部分布线实施例中成为特定磁体导线224。外部连接106可以是部分布线和无线实施例两者中的通路(无论是通孔还是延伸端)。如前所述，在某些应用中，控制绕组之间的角度间隔对于电感器或电感装置100、200的正常运作而言是非常关键的。如图3所示，示出了一组三⑶个外部绕组通路106a、106b、106c，以分别限定角度间隔θ和φ。因此，本发明的电感装置100、200优于现有技术的绕线装置的另一突出优点是可以根据任何数量的表示函数来紧密控制这些角度间隔θ和Φ，如在式⑴到(3)中所示的。式(1)角θ =角 φ ;式O)角θ〈角φ ；以及式(3)角θ >角 φ因此，与现有技术的绕线方法不同，几乎可以与本发明各实施例的原理相符地使用任何数量的预定义角度间隔。这种控制绕组的间隔和布置的能力使得能够控制装置的电和/或磁属性(比如环形形成间隙之处，以及绕组相对于该间隙的放置来控制磁通密度
寸乂 O多匝电感装置尽管为了举例说明的目的，已经主要在之前的实施例中示出和描述了单个绕组电感装置100、200，然而本发明的原理可同样适用于多绕组实施例，比如在名称为“WIRE-LESS INDUCTIVE DEVICE AND METHODS (无线电感装置及方法)”的共同所有和共同未决的美国专利申请序号11/985156的第Id和Ie图中所示的那些，这里引用该文献的全部内容供参考。具体地说，该申请描述了通过使用多层印刷基板形成次级绕组，以便在内部通路和外部通路和/或导线之间延伸轨迹。还公开了三(3)个或更多绕组的使用。自引线电感装置图4标出电感装置100、200的又一实施例，其中底部磁头108、208利用两⑵个电镀焊盘402，以便将电感装置100、200表面安装到外部装置(未示出)上。实际上，本实施例的焊盘402使电感装置100、200成为自引线装置。焊盘402用作外部装置(未示出) 和电感器的绕组端部之间的接口。这些焊盘402包括电镀轨迹，其类似于与例如在顶部磁头102上示出的顶部磁头绕组104相关地使用的轨迹。然后，可使用在电子领域中现在常用的公知焊接技术(如顶回流焊)，将电感装置100、200表面安装到外部装置上。此外，应该理解的是，可容易地与本发明相符地使用任何数量和形状的焊盘。而且，焊盘402可包括单个焊盘，或者可以被完全或部分地放置在装置100、200的一个边缘(多个边缘)上，或者被完全或部分地放置在装置100、200的表面上。在获知本文提供的这些公开内容后，焊盘布局的这些变型完全属于一名普通技术人员的知识，因此不再进一步详述。而且，尽管描述图4特征的实施例与相对于上面图2的单环形、部分布线实施例描述的实施例大致类似，但是可以与本发明相符地使用上述实施例中的任何一个(包括但不限于多环形和/或无线实施例)。双绞线绕组现在参照图5，详细示出和描述了电感装置100、200的又一实施例。在图5的实施例中，双绞线绕组被集成到电感装置100、200的一个或多个磁头中。如现有技术公知的， 双绞线绕组是如下的布线形式其中两个或多个导体围绕彼此缠绕，其目的尤其是为了消除由外部源和/或相邻导体之间的串扰引起的电磁干扰(“EMI”)。这种配置还可提供电容耦合。绕组的缠绞比率(twist rate)(通常被定义为每米缠绞数或每英寸缠绞数)构成任何给定的双绞线绕组分类的规格的一部分。一般情况下，缠绞的数量越大，诸如串扰的不利电干扰减少得越多。缠绞的导线减少了与导线之间的回路面积有关的干扰，这进而确定被引入主要信号中的磁耦合。例如，在网络应用中，经常存在承载相等和相反信号的两个导体，这两种信号将在目的地通过相减来组合。被引入或接收到两根导线上的噪声信号在目的地相减操作中彼此抵消，这是因为两根导线曾暴露于相同等级的电磁干扰噪声。类似地，两个“绕组”能够仅仅彼此大致平行地、不过很接近地布线，从而在它们之间产生期望程度的电容和/或电磁耦合。例如，在变压器实施例中，“绕组”的接近性可被用于耦合在变压器的初级和次级之间的电磁能量。装置100、200上的任何两个或多个轨迹都是如此，即，通过将它们放置在期望的位置(例如平行)和距离中，可以实现绕组之间的期望程度的耦合。而且，这种耦合方法可用在该装置的多个层或级别上。图5示出了在外部绕组通路106处的底部磁头108的缠绞的一个例子。然而可以理解的是，存在多种其它实施例，包括但不限于如下实施例其中在适当的情况下(即在无线实施例中)，顶部磁头的外部绕组通路102、顶部磁头的内部绕组、和/或底部磁头的内部绕组包括缠绞绕组。从图5中可以看出，底部磁头的相邻外部绕组通路106将在磁头108、 208的顶部表面502和底部表面504之间一起形成双绞。在中间级别的磁头108、208处(或者在堆栈多个磁头的实施例中)，形成轨迹，该轨迹有效地围绕彼此“螺旋卷绕”，由此在单独的通路106中提供双绞效果。尽管主要是参考双线双绞进行了论述，但是可以理解的是可以将三线/四线绕组等等添加到电感装置设计中(未示出)。在获知此处提供的本公开内容后，这些修改和改造都属于本领域普通技术人员的技能知识范围内，因此这里不再进一步详述。还可以理解的是，尽管描述图5特征的实施例与相对于与上文参考图2中的单环形、部分布线实施例描述的实施例大致类似，但是可以与本发明相符地使用上述实施例 (包括但不限于多环形和/或无线实施例)中的任一种。可PCB安装的电感装置现在参考图6，详细示出和描述了电感装置100、200的另一个实施例。然而可以理解的是，尽管解释说明了单环形实施例，然而也可以依据图6中示出的特征，采用多种其它实施例，例如包括多环形、部分布线、和/或无线实施例。另外，本实施例还可以和具有延伸端的通路一起实施，其优点在这之前已经详细描述过了。如图6可以看出的，现在直接在母(例如用户的)印刷电路板602上实现之前曾被整合到底部磁头(例如在图Id中描述的，参见底部磁头108)上的底部绕组118。在电感装置100/200与在电路板602上提供的其它电子部件之间布置输入轨迹604和输出轨迹 602的路线。在本实施例中，顶部磁头102是对如下实施例的解释说明其中绕组(也就是图1上的绕组104)在电感装置100、200的顶部表面上不再是可见的，或是电气暴露的。这可以通过例如在形成绕组104之后，在磁头102的顶部表面上沉积非导电材料层来实现。这种“覆盖”的方法使得能够使用诸如拾取-放置机器等自动工艺来表面安装装置100、200，而不会潜在地损坏主要印刷绕组。相同磁头电感装置在上面讨论的两磁头实施例(也就是具有三部分的实施例)中，这两个磁头可以基本相同。在一种变型中，两个基本相同的磁头具有在它们各自外部表面上设置的基本相同的绕组部分，使得最终的(和印刷的)磁头也基本相同。这产生了一组交迭的或者“互相缠绕”的绕组，实际包括松散的螺旋状或者双线布局。这种方法具有这样的优点其能够利用相同的磁头构造最终得到的装置100、200 ；即顶部磁头和底部磁头可以是相同的，由此免于需要不同的部件。这明显地降低了制造成本，因为不需要制造、储藏和处理不同配置的磁头。这些基本相同的部件(未示出)还可以具有至少两度的非手性(achiality， 也就是non-handedness)，由此使得它们能够在组装过程中基本上与方位无关 (orientation-agnostic)。例如，机器可以以随机的旋转(角度)方位放置“顶部”磁头， 然后以相反的、但角度方面仍然是随机的方位放置第二个底部磁头。举例来说，如果磁头的外形是方形的，那么所需做的不过是对准顶部磁头和底部磁头的拐角，由此确保每个磁头的通路将也是对准的。可以理解的是，制造其它形状的磁头也可以实现上述的相同非手性。 这极大地改善了制造灵活性并降低了成本，这是因为例如用于制造这些装置的机器只需要具有足以拾取两个磁头、以相对于另一个磁头相反的方位放置一个磁头、然后对准拐角的恵、。集成电感装置现在参考图7，示出了多个环形电感装置的示例性顶部基板磁头702。在本实施例中，磁头702包括多个绕组108，以及一个或者多个电子部件接收焊盘704。可以理解的是， 可以结合任何上述的实施例一起使用图7中的顶部基板磁头702的特征，包括但不限于单环形、部分布线、和/或无线实施例。本实施例的示例顶部基板702还具有优于现有技术绕线电感装置的另一个优点。 也就是，可以和一个或者多个电子部件接收焊盘704组合地印制绕组部分104、204。然后使用这些电子部件接收焊盘704，在环形电感装置100、200的各个绕组108之间安装例如可表面安装的电子部件(例如芯片电容器、电阻器、集成电路等等)。这实现了不仅仅使用环形磁芯的集成电感装置，并提供了集成的用户解决方案。这还排除分立的电容器/电阻器的需求。另外，可以将RLC匹配网络或者其它此类电路嵌入到PCB或者其它基板中。例如，比如在千兆位以太网(Gigabit Ethernet)电路拓扑中使用的很多公知磁路利用了工业中已知的俗称“Bob Smith(鲍勃史密斯)”终端的终端。这些终端通常使用与接地电容器并联连接的多个电阻器。例如，参见于1998年4月7日发布的授予Townsend等人的、 名禾尔为 “Modular iack connector with a flexible laminate capacitor mounted on a circuit board(具有在电路板上安装的柔性层合电容器的模块式插座连接器)”的美国专利号5736910，该文献在这里全部引作参考。通过为这些电路组件提供直接安装到基板磁头 702上的安装位置，可以以最小的附加成本提供集成磁学解决方案。其它环形结构电感装置在另一个实施例中，可以使用平坦环形磁芯(未示出)，而不使用上面第1-7图的示例实施例中的传统形状的环形磁芯110、210。可以在所有所述上述实施例中使用平坦环形磁芯，包括但不限于部分布线、无线、单环形和多环形的实施例。平坦环形磁芯具有如下优点其较薄，并由此能够使用更薄PCB和更高密度的通路。平坦环形磁芯还具有如下优点其具有增大的表面面积(大于传统环形磁芯的表面面积)。有利的是，该增大的表面面积可用于容纳更多的轨迹和更多种轨迹配置(例如包括交叉轨迹)，并能够在电路路径之间实现变化的距离。另外，平坦环形磁芯可以被部分地集成，其中信号调节电路被放置在磁芯表面上。非环形电感装置在又一个实施例中，上述电感装置的腔室、绕组通路和布线中心磁芯(在适当的情形中)可被适配用于接收非环形形状的一个或者多个磁性穿透磁芯(未示出)。非环形磁芯的一些例子包括但不限于E形磁芯、圆柱杆、“C”型或者“U”型磁芯、EFD或者ER型磁芯、双筒(binocular)磁芯和罐型磁芯。然而可以认识到，环形磁芯，比如本文相对于第1_6 图描述的那些环形磁芯(参见环形磁芯110、210)，具有许多由这些磁芯的几何形状所带来的优点。即，环形的几何形状为电感装置提供具有空间和功率有效的装置，其具有相当低的 EMI特性。高频耦合如第8_8b图中所示，多个绕组轨迹还可以彼此很靠近地、但在装置100、200的磁头或相关基板的不同层中设置。这种配置例如对于高频信号耦合而言，可以很有用。可以理解的是，第8-8b图的实施例可以和任何上述的电感装置100、200的实施例一起使用，包括但不限于多环形、单环形、无线和部分布线的实施例。具体来讲，可以在磁头或者基板(例如FR-4PCB等等)的不同层中设置耦合变压器的地(G)、正(+)和负(-)绕组，并通过电介质将它们分隔开。然后可以使用所述绕组和电介质形成电容结构800，以及在不同绕组之间提供感应(磁)场耦合。这种配置类似于在模块式连接器领域内的用于串扰降低和补偿的方法，例如， 参见于2001年12月25日发布的授予Bareel的、名称为“Modular telecommunication jack-type connector with crosstalk reduction( Φ ΛWll
器)”的美国专利号6332810，其全部内容在此引作参考，该文献公开了一种具有串扰补偿设置的模块式插座连接器，其包括连接到端子的弹簧梁接触部分(S4、S6)的平行金属板 (P4、P6)。根据该发明，所述板是平行安装的金属表面，以便形成物理电容器，来降低不同导线对之间的公知串扰效应，特别是近端串扰(Near End CrossTalk)或者NEXT。作为另一个例子，于2002年6月25日发布的授予Reede的、名称为“Modular connectors with compensation structures (具有补偿结构的模块式连接器)，，的美国专利号6409547公开了一种包括模块式连接器系统，其包括均被设置用于高频数据传输的插头和插座，该文献也全部在此引作参考。该连接器系统包括几个反耦合(counter-coupling)或者补偿结构， 每一结构都具有专门的降低串扰功能。所述补偿结构被设计用于对取决于频率的电容和电感耦合进行抵消(offset)、并由此进行电平衡。所描述的一种补偿结构被设置在触点附近， 并在插座的连接器端子和插头的连接器端子之间形成导电路径，该补偿结构包括几个平行的电容板。根据该发明，所述板被放置在旋臂弹簧触点的后侧、以及下述电流所流过的路径的外侧，所述电流将来自插头与插座的触点的高频信号传送到从插头到插座的高频信号路径中的补偿结构。
在图8中，示出了被放置到磁头或者基板内的示例电容结构800。在本实施例中， 可以在其上设置绕组的磁头基板的层包括电容板802。每个电容板802被物理地附着到绕组对806的单独绕组804。所述绕组804可以是底部磁头的外部绕组(也就是图If中的 106)，或者可以是顶部磁头的外部或者内部绕组(也就是，分别是图If的102和12 。还可以理解的是，在无线实施例中，绕组804可以作为底部磁头的内部绕组的例子(也就是， 图If中的116)。以层状构造，基本彼此平行地放置图8的实施例中的电容板802，以便在绕组对 806 (包括绕组804)之间建立上述的感应(磁)场耦合。电容板802被设计为具有预先选定的重迭，该重迭使得板之间的电容最大化，并由此使得触点之间的高频能量耦合的量最大化。另外，为了获得最好的补偿，计算和调节电容板802的尺寸和维度的选择，以及它们相对于彼此和/或相对于电介质的距离。电容板802可以包括金属或者金属合金，或者任何其它适当的导电材料。图的实施例示出了以非层状的平行对放置电容板802。而是，虽然仍然是平行的，但是将图8a的电容板802放置在彼此相同的平面上，由此建立旨在增强绕组对806 (包括绕组804)的高频耦合的有利电容场，其中电容板802是从所述绕组对806延伸出的。图还描述了在磁头或者基板812的主体内放置电容结构800。如上所述，磁头或者基板可以包括但不限于顶部磁头、底部磁头或者PCB。另外，如图8b所示，可以在电容结构800中层迭任何数量的电容板802，以增加绕组对806的高频耦合。这是通过如下方式实现的在绕组804上放置某一数量的电容板 802，以便建立足够量的空间以在彼此之间的期望距离(如果需要的话，这可以随不同板而变化)处容纳电介质和其它电容板。然后，以和第一绕组804的相同方式，在绕组对806的另一绕组804上放置设定数量的电容板802。电容板802在第一和第二绕组804上的位置将有所偏移(offset)，以使得第一绕组804的电容板802落在第二绕组804的电容板802 之间，由此建立具有电容板8021、8022. . . 802η的结构。当彼此相邻地放置绕组对806的绕组804时，建立了电容结构800的大表面面积，由此提供了增加的高频耦合。装有护套的绕组除了物理和制造的考虑之外，还可以考虑电感装置的电性能。用来测定电性能的一种手段是高电位(耐压)测试。为了提供足够的绝缘、并由此提供更高的耐受力，于 2001 ip 5 ^ 1 Η^^ ^ ^ Machado"Advanced electronic microminiature package and method(高级电子微型封装和方法)”的共同所有的美国专利号6225560公开了一种装有护套的绝缘导线，其用作环形变压器的至少一个绕组，该文献在此全部引作参考。例如，可以依据本发明的部分布线实施例来使用该装有护套的导线。底部填充而且，装置的上述实施例还可以利用标准的底部填充或者真空底部填充技术，以增加耐受力和防止闪络(flashover)。为了使本文描述的电感装置能够耐受在相邻导电组件之间施加高电位电压(耐压)，必须用电介质材料将每个导电组件有效地绝缘，以防止电弧。在已公开的电感装置中找到的示例导电组件是在上部、下部磁头或者其它磁头变型上形成的延伸通路，在上部和下部磁头之间的BGA互连，在上部和下部磁头之间的镂空版印刷和回流焊料互连，在上部和下部磁头之间的导电环氧树脂互连，在磁头上形成的导电绕组组件，和在磁芯上形成的导电绕组组件等等。可以采用无数种工艺来实现上述的和类似的导电组件的电隔离。在半导体电子封装领域中公知的一种这样的工艺俗称“底部填充”。底部填充材料包括环氧树脂，其通常与包含陶瓷、二氧化硅或者其它类似常用化合物的固体颗粒混合在一起。底部填充材料具有影响特定性质的很多配方，比如热膨胀系数、热传递、以及对于每种独特应用所需要的毛细管流动特性。正如此处所述，还存在多种应用底部填充的公知方法；然而这些方法仅仅是示例方法，它们并不限制将其它已知方法用于所公开的电感装置。一种这样的常见应用方法是利用底部填充材料和磁头之间的毛细管力，以将该材料拖拉或者吸到限定的间隔或者“间隙”中，例如组装之后的磁头之间的间隔或者间隙。所述材料在所述间隔附近分布，并借助于毛细管力流遍所述间隔，由此完全封住设置在所述间隔内的所有暴露的导电组件。然后将所述组件暴露于升高的温度，该升高的温度使得环氧树脂交联并固化。底部填充应用的另一常见方法称为“B阶固化(B-stage curing)”。这种应用方法包括在基板(比如磁头)上丝网印刷或者镂空版印刷该底部填充。基板装有导电互连结构，其通常终止于焊料层中。电子封装领域的普通技术人员可以理解的是，基板实际上可以包含在统一面板化数组中布置的多个单独部件，由此能够进行大容量处理。然后将印制后的基板暴露于特定的温度下，该温度部分地固化并凝固聚合物层，由此使其不黏干燥，但未被完全固化。然后可以轻松地处理已被涂敷的基板，并进行到部件放置工艺，由此将部件放置在部分固化的聚合物层的顶部，并与放置在基板顶层上的与其对应的电互连对准。一旦部件放置完成，则将组件暴露在焊料回流工艺中，在该工艺中，所述部分固化的底部填充液化，围绕设置在所述间隔内的导电组件流动。随着环境温度进一步升高，焊料结构液化，在部件上的电互连和设置在基板上的对应电互连之间形成焊接点。随着温度降低，焊料凝固， 并且底部填充材料随后完全交联，并围绕导电组件固化，由此围绕所有导电组件形成环氧树脂涂层。将底部填充材料应用到组件的另一种此类工艺是采用称作真空底部填充的工艺。 通常，该工艺是作为在已经将磁头和部件焊接或者组合在一起之后的最终处理步骤来执行的。组件被放置在腔室中，在其中借助于真空泵或者类似装置将空气基本抽空。然后将底部填充材料分配在磁头之间的所述间隔附近，有时分配到所述间隔内，然后使空气回到腔室中，由此借助于空气压差，将底部填充压入组件内的所有缝隙中。在电介质涂层内封装导电组件的另一示例方法是使用气相淀积工艺。这些工艺在电子和半导体领域中是常见的，其中将组件暴露于化学气体，所述化学气体通过热解或者电磁手段而发生改性，并随后沉积在所述组件上。一种这样的工艺是应用聚对二甲苯涂层，其中在真空下蒸发二聚烃聚合物(dimer hydrocarbon polymer)，产生烃二聚物 (hydrocarbon dimer)气体。然后将产生的二聚物气体热解，将其结构改性成单体。随后将该单体作为连续聚合物膜，沉积在整个电感装置结构上，由此将所有的组件(导电和不导电的)封装在电介质材料中。这个工艺的突出优点是结果得到的沉积聚合物膜的高介电强度，该工艺的大容量制造能力，以及气体穿透到该结构的所有缝隙的能力，由此在所有导电组件上建立无空隙的连续涂层，而不管它们的几何形状如何。
示例电感器或者电感装置应用电感器和电感装置，比如之前相对于第1-7图描述的那些电感器和电感装置，可被广泛地应用于各种模拟和信号处理电路中。电感器和电感装置结合电容器和其它部件形成调谐电路，所述调谐电路可以增强或者滤除特定的信号频率(例如，DSL滤波器)。本发明的各种实施例可以容易地适用于任何数量的不同电感器或者电感装置应用。这些应用可以从较大电感器在电源方面的使用、到用于防止在网络中的各个装置之间传输射频干扰的较小电感。本发明的电感器或者电感装置还可以容易地适用于共模扼流线圈或者电感电抗器，所述共模扼流线圈或者电感电抗器在防止电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)应用的广泛方面都是有用的。还可以在用无线电接收和/或广播中使用的调谐电路中使用较小的电感器/电容器组合。具有耦合磁通的两个(或者多个)电感器可以形成变压器，所述变压器在例如需要装置之间隔离的应用中是有用的。本发明的电感器和电感装置还可以应用在电源和/或数据传输系统中，在这些应用场合中使用它们以有意地抑制系统电压或者限制故障电流等等。电感器和电感装置以及它们的应用在电子领域中是公知的，在此将不再对其进一步论述。在另一个方面中，可以将这里描述的装置和方法适配用于形成小型电机所用的部件，例如小型鼠笼式感应电机的部件。如所公知的，这种感应电机使用转子 “笼”(rotor “cage”)，该转子“笼”由以圆柱形配置设置的基本平行的导条构成。例如可以使用之前描述的通路和绕组部分来形成这种笼，或者还可以形成该电机的磁场绕组(定子)。由于感应电机没有施加到转子绕组的磁场，所以不需要与转子的电连接(例如换向器等等)。因此，通路和绕组部分可以形成它们自己电互连、不过仍然电气分离的导电路径，以供电流在其中流动(如通过移动定子场而感应的)。无线电感装置的制造方法现在详细描述上面相对于第I-Io图所述的无线电感装置100、200的制造方法。为了下面讨论的目的，假定磁头102、108是借助于任何数量的公知制造工艺提供的，所述工艺例如包括LTCC共烧、形成多层基于纤维的磁头等等，不过这些材料和形成工艺绝不对本发明施加任何限制。还应认识到，尽管下述的描述是就本文先前描述的实施例而言的，但是本发明的方法通常可通过适当地改造，应用于此处所公开的电感装置的各种其它配置和实施例，这种改造属于电子装置制造领域的本领域普通技术人员的知识能力范围内。现在参考图9a，详细示出和描述了制造无线电感装置(例如图1所示的)的第一个示例方法900。在步骤902中，对顶部磁头进行布线和印刷，以便为电感装置形成绕组的顶部部分。基板(比如，基于玻璃纤维的基板)的布线和印刷是公知的。在布线和印制顶部磁头的第一示例工艺中，通常用固体碳化钨其它适当材料制成的微型钻头钻出通路。通常通过将通孔设置在精确位置的自动钻孔机器来执行所述钻孔。在需要极小通路的某些实施例中，由于高速率的磨损和损坏，所以用机械钻头钻孔可能很昂贵。在这种情形下，可以通过使用本领域公知的激光来“蒸发”所述通路。还可以使用提供通路的其它技术(包括在母基板/磁头模制或者成形的时候)。然后对于具有两层或多层的基板，用铜或者其它材料或者合金镀覆这些钻出的或者形成的孔的壁，以形成镀覆通孔，这些通孔电连接磁头基板的导电层，从而形成位于磁头的顶部表面和底部表面之间的绕组部分。在一个实施例中，用于形成通孔的镀覆部分的材料被延伸穿过磁头表面。可以使用任何数量的公知的加成工艺或者减成工艺来印刷顶部绕组104。三种最常用的减成工艺是(1)丝网印刷，其通常使用抗蚀墨水保护基板上的镀铜-随后的刻蚀工艺去除不想要的镀铜；(2)光刻(photoengraving)，其使用“光屏蔽”和化学刻蚀工艺从基板上去除铜箔；(3)PCB研磨，其使用2或者3轴机械研磨系统从基板上研磨掉铜层，然而后一工艺通常不用于大批量制造的产品。还可以使用所谓的加成工艺，例如激光直接成型。这些工艺对于本领域普通技术人员是公知的，并且能够在获知本公开内容后，容易地应用到本发明中，在此不再对其作进一步讨论。在步骤904中，布线并印制底部磁头，类似于上面相对于步骤902讨论的那些处理步骤。在步骤906，将磁芯放置在顶部磁头和底部磁头之间。在步骤908，结合顶部磁头和底部磁头，由此形成围绕所放置磁芯的绕组。存在用于结合顶部磁头和底部磁头的许多可能性。一种示例方法包括例如在底部磁头的内部通路和外部通路上添加球栅数组(BGA)型焊球。然后将顶部磁头放置(并且可选地夹钳)在底部磁头的顶部，并使用焊料回流工艺(比如顶回流工艺)来结合所述顶部磁头和底部磁头。例如，可以使用镂空版印制工艺和回流焊，其可以是超声波焊接技术，或者甚至可以使用导电黏合剂(由此避免回流焊)。在步骤910，测试所结合的组件，以确保已经形成了其应当具有的正确连接和零件功能。可以理解的是，通过少许改造，可以为单环形以及多环形装置的形式使用无线环形电感装置组件的上述方法。另外，可认识到，在两部分实施例中，仅仅需要一个磁头，避免了形成和结合第二个磁头的步骤，这有利于在环形磁芯的表面上、或者在延伸经过环形磁芯的铜带上放置绕组。现在参考图％，公开和描述了制造部分布线电感装置200 (例如图2所示的)的第二示例方法950。在步骤952，对磁头进行布线和印制，这与之前在上面讨论的步骤902类似，不过除了只对外部绕组通路进行钻孔/成形、镀覆和/或延伸，在本实施例中不需要对内部绕组通路进行。在步骤954，将布线磁芯中心放置在磁头的腔室中。将布线磁芯中心连接到分布在磁头上的绕组。下面将详细描述布线磁芯中心的制造。在步骤956，将磁芯放置在磁头的腔室内。按照步骤958，接下来将顶部绕组放置在磁芯的顶部。可以将绕组直接放置在磁芯的表面上，或者可以将绕组放置在铜带上，然后将铜带放置在磁芯顶部。在步骤960，可选的是，对组件进行测试，并然后准备安装到用户产品上，比如通信系统内的印刷电路板等等。制造布线磁芯中心的方法如图10中所示，现在将详细描述制造部分布线电感装置200(上面相对于第2_2f 图描述的)的布线磁芯中心202的示例方法1000。如按照步骤1002，首先将磁体导线放置在挤压装置中。步骤1004中，通过冲模拉伸导线，并将其拉到塑模中。所述塑模将确定导线相对于彼此的位置，例如，塑模可以将导线形成为线束内的同心圆，或者在另一个例子中，塑模可以将导线形成为精确间隔的布局。可以理解的是，可以根据塑模结构形成多种导线配置。 例如，如之前讨论的，将导线放置为彼此更靠近(或者更远离)将能够改变由于电容效应引起的装置电特性在步骤1006，将捆束材料注入到包含较小直径导线的塑模中。所述捆束材料可以是塑料或者任何其它的具有适当特性的合适材料。在步骤1008，将成束线封入护套中。护套可由上述材料制成，或者可以包括更加适于增加耐压测试的材料。最后，在步骤1010，将已封入护套的、成束的导线断开或缝合成小的圆柱部分，该圆柱部分将被放置到电感装置的环形磁芯中。还应理解的是，这里所描述的示例装置100、200能够经得起大批量生产方法的考验。例如，在一个实施例中，使用共同的磁头材料片或者组件平行地形成多个装置。然后， 通过例如切块、切割、断裂预先制成的连接等等，从共同组件上分离出(singulate)这些单个装置。在一个变型中，在例如LTCC或者FR-4的共同片或者层内形成每一装置的顶部和底部磁头104、106，并在每一装置的暴露出的底部或者顶部表面上设置端子焊盘(例如通过镂空版镀覆或者相当的过程)。然后将顶部和底部磁头“片”浸渍在电镀溶液中，以便同时对通路以及在所有装置上形成的绕组部分108/208进行镀覆。然后将环形磁芯插在各片之间，并且如之前描述的，对两个片进行回流焊或者黏接，由此形成平行的多个装置。然后分离开这些装置，形成多个单个装置。这种方法实现了高程度的制造效率和工艺一致性，由此降低了由于工艺变化性引起的制造成本以及损耗。应认识到，尽管就方法的特定步骤顺序描述了本发明的某些方面，但是这些描述仅仅是本发明的更广泛方法的例证，并且可以按照特定应用的要求进行修改。在某些情形下，某些步骤可能是不必要的或者是可选的。而且，可以将某些步骤或者功能添加到公开的实施例中，或者交换顺序的两个或者多个步骤的执行顺序。所有这些变型都被认为是包含在所公开的、并在此处请求保护的本发明的范围内。尽管上述的详细说明书已经示出、描述和指出应用到多个实施例的本发明的新颖特征，但是可以理解的是，在不脱离本发明的条件下本领域技术可以对所说明的装置或者工艺的形式和细节作出多种省略、代替和改变。上文的说明是目前构思实施本发明的最佳方式。该说明书决不意味著作出限制，而是应当将其作为对本发明的一般原理的举例说明。 本发明的范围应当参考权利要求书来确定。
权利要求
1.一种无线电感装置，包括多个基板，每个基板包括至少部分镀铜的外部表面，每一所述基板具有一或多个在其上形成的绕组，并还包括多个延伸导体，所述多个延伸导体的至少一部分从所述外部镀铜表面延伸出，并基本上延伸穿过所述基板，该延伸导体在基板之间提供一电气连接；以及一磁性穿透磁芯，所述磁芯至少部分被设置在所述多个基板之间。
2.如权利要求1所述的无线电感装置，其中所述基板中一第一基板的所述多个延伸导体在所述第一基板的一内部表面上方延伸，从而与所述基板中一第二基板的所述延伸导体中的对应者配接。
3.如权利要求2所述的无线电感装置，其中所述一或多个绕组和所述多个延伸导体与所述磁性穿透磁芯物理隔离。
4.如权利要求1所述的无线电感装置，其中所述多个基板包括至少三个基板，其包括一顶部基板、一底部基板以及一或多个中间基板。
5.如权利要求2所述的无线电感装置，其中所述多个基板中的至少一个还包括一整合的电子部件。
6.如权利要求4所述的无线电感装置，还包括一第二磁性穿透磁芯，所述第二磁性穿透磁芯和所述多个基板、所述整合的电子部件以及所述的磁性穿透磁芯组合在一起，形成一完整的滤波电路。
7.如权利要求1所述的无线电感装置，还包括一设置在所述多个基板的至少一个内的电容结构，所述电容结构包括多个电容板，所述多个电容板以层状构造彼此基本上平行地放置。
8.—种制造一无线电感装置的方法，其包括将多个导电绕组设置在一第一和第二基板磁头上；将一磁芯至少部分地设置在所述第一和第二磁头之间；以及通过多个从所述第一基板磁头的表面延伸出的延伸端，将所述第一和第二磁头结合， 从而形成所述无线电感装置。
9.如权利要求8所述的方法，还包括形成所述第一和第二基板磁头，使得它们基本上彼此相同，所述第一和第二基板磁头还包括至少两度的非手性。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述设置所述多个导电绕组的动作包括按照至少两不同限定的角度间隔来设置所述多个导电绕组。
11.如权利要求8所述的方法，还包括在所述第一或第二基板磁头的至少一个上设置一自引线触点。
12.如权利要求8所述的方法，还包括对所述结合的第一和第二磁头进行底部填充，以增加对于高电位电压的抵抗。
13.—种部分布线的电感装置，其包括多个基板，每一个所述基板具有一或多个在其上形成的导电路径；一布线磁芯中心；以及一磁性穿透磁芯，所述磁芯至少部分地设置在所述多个可印制的基板之间。
14.如权利要求13所述的部分布线的电感装置，其中所述布线磁芯中心包括一模制成束的磁体导线。
15.如权利要求14所述的部分布线的电感装置，还包括多个设置在所述多个基板的每一者中的外部绕组通路。
16.如权利要求15所述的部分布线的电感装置，其中每一所述多个基板还包括多个在其上设置的延伸通路，所述多个延伸通路的至少一部分与所述多个基板互连。
17.如权利要求15所述的部分布线的电感装置，其中所述多个外部绕组通路通过所述一或多个在所述多个基板上形成的导电路径，与所述布线磁芯中心电连通。
18.—种制造部分布线的电感装置的方法，其包括设置一与第一和第二基板磁头电连通的绕组材料，其中所述绕组材料的至少一部分包括一布线磁芯中心；将一磁芯至少部分地设置在所述第一和第二磁头之间；以及将所述第一和第二磁头结合，从而形成所述部分布线的电感装置。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述用在所述部分布线的电感装置中的布线磁芯中心根据下列方法形成，其包括获得多个磁体导线； 模制所述多个磁体导线；以及断开所述模制的磁体导线。
20.如权利要求18所述的方法，其中通过用一护套材料封住所述模制的磁体导线，进一步形成所述布线磁芯中心。
21.一种无线电感装置，包括一第一基板，所述基板包括一至少部分导电镀覆的外部表面，所述第一基板具有一或多个在其上形成的绕组部分，并还包括一第一多个延伸导体，所述第一基板的所述第一多个延伸导体的至少一部分从其表面至少部分被导电镀覆的外部延伸出，并延伸穿过所述第一基板，从而在所述第一基板的一内部表面上方升高；一第二基板，所述基板包括一至少部分导电镀覆的外部表面，所述第二基板具有一或多个在其上形成的绕组部分；以及一磁性穿透磁芯，所述磁芯至少部分地设置在所述第一和第二基板之间； 其中当组装所述无线装置时，每一所述第一多个延伸导体与所述第二基板电连通，从而形成至少部分地围绕所述磁芯设置的电路径。
22.如权利要求21所述的无线电感装置，还包括一第二磁性穿透磁芯，所述第二磁性穿透磁芯和所述基板、所述整合的电部件以及所述磁性穿透磁芯组合在一起，形成一完整的滤波电路。
23.如权利要求21所述的无线电感装置，还包括一设置在所述基板的至少一者内的电容结构，所述电容结构包括多个电容板，所述多个电容板以一层状构造彼此基本上平行地放置。
24.如权利要求21所述的无线电感装置，其中所述第一和第二基板的至少一个包括一适于接收至少一部分所述磁芯的凹槽。
25.如权利要求M所述的无线电感装置，其中所述第一基板两者的所述多个延伸导体中的数者都以基本同心的形式设置在所述凹槽的径向的内侧和外侧两者中，从而围绕所述凹槽形成延伸导体的内环和外环。
全文摘要
于此揭示用以提供低成本和高精确度电感装置的方法和装置。在一个实施例中，电感装置包括多个具有延伸端的通路，其取代了围绕磁性穿透磁芯设置的绕组。在另一个实施例中，电感装置包括一布线中心磁芯以及多个具有延伸端的通路，其作为在磁性穿透磁芯周围设置的绕组。在本发明的第二个方面中，公开了上述电感装置以及布线磁芯中心的制造方法。
文档编号H05K1/16GK102301435SQ200980128651
公开日2011年12月28日 申请日期2009年8月24日 优先权日2009年7月15日
发明者A·J·格特瑞茨, A·W·林德纳, C·P·谢弗 申请人:脉冲电子(新加坡)私人有限公司