特許 6801091 磁性膜を利用した結合インダクタ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6801091

(24)【登録日】2020年11月27日

(45)【発行日】2020年12月16日

(54)【発明の名称】磁性膜を利用した結合インダクタ構造

(51)【国際特許分類】

   H01F 17/04 20060101AFI20201207BHJP

   H01F 17/00 20060101ALI20201207BHJP

【ＦＩ】

   H01F17/04 F

   H01F17/04 A

   H01F17/00 B

【請求項の数】20

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2019-511928(P2019-511928)

(86)(22)【出願日】2017年8月24日

(65)【公表番号】特表2019-530216(P2019-530216A)

(43)【公表日】2019年10月17日

(86)【国際出願番号】US2017048506

(87)【国際公開番号】WO2018057227

(87)【国際公開日】20180329

【審査請求日】2019年2月28日

(31)【優先権主張番号】62/398,352

(32)【優先日】2016年9月22日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503260918

【氏名又は名称】アップル インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100121979

【弁理士】

【氏名又は名称】岩崎 吉信

(72)【発明者】

【氏名】カッパビアンカ デイヴィッド ピー

(72)【発明者】

【氏名】ディベネ ザ セカンド ジョセフ ティー

(72)【発明者】

【氏名】サールズ ショーン

(72)【発明者】

【氏名】ワン レ

(72)【発明者】

【氏名】ヤン イージャン

(72)【発明者】

【氏名】オマスーナ ショーン キアン

(72)【発明者】

【氏名】クルカルニ サントシュ

(72)【発明者】

【氏名】マクロスキー ポール

(72)【発明者】

【氏名】パヴロヴィッチ ゾラン

(72)【発明者】

【氏名】ロートン ウィリアム

(72)【発明者】

【氏名】マックスウェル グレーム

(72)【発明者】

【氏名】オブライエン ジョセフ

(72)【発明者】

【氏名】スミディ ヒュー チャールズ

【審査官】 鈴木 孝章

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００１／００５２８３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５０４００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０００３６９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−２２３６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１５８２９８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ １７／０４

Ｈ０１Ｆ １７／００

Ｈ０１Ｆ ２７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インダクタであって、
第１のワイヤと、
前記第１のワイヤと平行な第２のワイヤと、
前記第１のワイヤ及び前記第２のワイヤを被覆する非導電性材料と、
前記非導電性材料の一部分を被覆する上部部分及び下部部分を含み、前記上部部分及び前記下部部分は各々少なくとも１つの磁化層を含む、シェルであって、前記上部部分と前記下部部分との間に前記非導電性材料が被覆されていない第１の空隙を含み、前記上部部分は第１の部分及び第２の部分を含み、前記第１の部分と前記第２の部分との間に前記非導電性材料が被覆されていない第２の空隙を有し、前記第２の空隙は、前記第１のワイヤと前記第２のワイヤとの間に配置されている、シェルと、を含む、インダクタ、を備える、装置。

【請求項2】

前記シェルの前記下部部分は第１の部分及び第２の部分を含み、前記シェルの前記下部部分の前記第１の部分と前記第２の部分との間に前記非導電性材料が被覆されていない第３の空隙を有する、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記シェルの前記上部部分は複数の磁化層を含み、各層が非導電性材料の層によって分離され、各磁化層の磁気特性が互いに異なる、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記第１のワイヤと前記第２のワイヤの両方の断面が各々矩形形状に対応する、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記第１のワイヤと前記第２のワイヤの両方の断面が各々五角形形状に対応し、前記第１のワイヤの少なくとも１つの隣接する辺が前記第２のワイヤの最も近い辺に対して傾斜している、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記シェルの前記上部部分の端部が前記シェルの前記下部部分の端部を越えて延び、前記上部部分の前記延びた端部の長さが、前記インダクタ内に特定量の飽和電流を与えるように選択される、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

インダクタであって、
第１のワイヤと、
前記第１のワイヤと平行な第２のワイヤと、
前記第１のワイヤ及び前記第２のワイヤを被覆する非導電性材料と、
前記非導電性材料の一部分を被覆する上部部分及び下部部分を含み、前記上部部分及び前記下部部分は各々少なくとも１つの磁化層を含む、シェルであって、前記上部部分と前記下部部分との間に、前記非導電性材料が被覆されていない第１の空隙を含む、シェルと、を含み、前記シェルの前記上部部分の断面が、前記第１のワイヤと前記第２のワイヤとの間に形成されたチャネルを含み、前記シェルの前記上部部分の端部は、前記シェルの前記下部部分の端部を越えて延びる、インダクタ、を備える、装置。

【請求項8】

前記チャネルの深さ及び幅が、前記第１のワイヤ及び前記第２のワイヤに特定量のインダクタンスを与えるように選択される、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記上部部分の前記延びた端部の長さが、前記インダクタに特定量の飽和電流を与えるように選択される、請求項７に記載の装置。

【請求項10】

前記シェルの前記上部部分が複数の磁化層を含み、各層が非導電性材料の層によって分離され、各磁化層の磁気特性が互いに異なる、請求項７に記載の装置。

【請求項11】

前記第１のワイヤと前記第２のワイヤの両方の断面が各々矩形形状に対応する、請求項７に記載の装置。

【請求項12】

前記第１のワイヤと前記第２のワイヤの両方の断面が各々五角形形状に対応し、前記第１のワイヤの少なくとも１つの隣接する辺が前記第２のワイヤの最も近い辺に対して傾斜している、請求項７に記載の装置。

【請求項13】

前記第１のワイヤと前記第２のワイヤの両方の断面が各々六角形状に対応する、請求項７に記載の装置。

【請求項14】

第１のインダクタであって、
第１のワイヤと、
前記第１のワイヤと平行な第２のワイヤと、
前記第１のワイヤ及び前記第２のワイヤを被覆する第１の非導電性材料と、
前記第１の非導電性材料の一部分を囲む第１の上部シェルであって、
少なくとも１つの磁化層と、前記第１のワイヤと前記第２のワイヤとの間に形成されたチャネルとを含む、第１の上部シェルと、を含む、第１のインダクタと、
第２のインダクタであって、
第３のワイヤと、
前記第３のワイヤと平行な第４のワイヤと、
前記第３のワイヤ及び前記第４のワイヤを被覆する第２の非導電性材料と、
前記第２の非導電性材料の一部分を囲む第２の上部シェルであって、
少なくとも１つの磁化層を含む、第２の上部シェルと、を含む、第２のインダクタと、を備え、
前記第２のインダクタは、反転されて前記第１のインダクタの底部部分に取り付けられて誘導性デバイスを形成し、前記第１のワイヤと前記第３のワイヤとは互いに平行である、装置。

【請求項15】

前記第１のワイヤは前記第３のワイヤに導電可能に結合され、前記第２のワイヤは前記第４のワイヤに導電可能に結合される、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記導電可能に結合された第１のワイヤ及び第３のワイヤの断面は八角形形状に対応する、請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

前記チャネルの深さ及び幅は、前記第１のワイヤ及び前記第２のワイヤに特定量のインダクタンスを与えるように選択される、請求項１４に記載の装置。

【請求項18】

前記第２の上部シェルの断面は、前記第３のワイヤと前記第４のワイヤとの間に形成されたチャネルを含み、前記チャネルの深さ及び幅は、前記第３のワイヤ及び前記第４のワイヤに特定量のインダクタンスを与えるように選択される、請求項１７に記載の装置。

【請求項19】

前記第１の上部シェル及び前記第２の上部シェルは各々複数の磁化層を含み、各層は非導電性材料の層によって分離され、各磁化層の磁気特性が互いに異なる、請求項１４に記載の装置。

【請求項20】

前記第１の上部シェルと前記第２の上部シェルとの間に空隙を更に備え、前記空隙の幅は、前記誘導性デバイスに特定量の飽和電流を与えるように選択される、請求項１４に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１６年９月２２日に出願された「ＣＯＵＰＬＥＤ ＩＮＤＵＣＴＯＲ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＦＩＬＭＳ，」と題する米国仮特許出願第６２／３９８，３５２号の優先権を主張するものであり、参照により、十分にかつ完全に本明細書に記載されるかのように、その全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

本明細書に記載の実施形態は、磁気受動回路構成要素の分野に関する。より詳細には、これらの実施形態は、誘導デバイスの構造及び誘導デバイスを製造するための方法に関する。

【背景技術】

【0003】

例えばインダクタなどの磁気デバイスは、様々な回路で使用することができる。インダクタは、電流の変動に抵抗するために使用することができる。インダクタの電流安定化特性は、電源回路及び電圧調整回路において有用であり、低ノイズの電力信号を生成するのに役立つ。インダクタは、特にアンテナ回路の一部として無線回路にも使用することができる。

【0004】

インダクタの設計により、他の回路構成要素と比べて顕著な量の回路基板スペースを消費する可能性がある。このため、いくつかの電子デバイス、特にスマートフォンなどの小型携帯デバイスは、最小数のインダクタを使用してスペースを節約することができる。インダクタの数を制限すると、性能が低下した、より複雑な回路設計をもたらす可能性がある。大きなスペースを消費することなく回路に実装できるインダクタ設計が望まれる。

【発明の概要】

【0005】

誘導デバイスの様々な実施形態が開示される。大まかに言って、第１のワイヤ、非導電性材料、及びシェルを含むインダクタが開示される。非導電性材料は、第１のワイヤを被覆することができ、第１のワイヤの各端部の一部分は被覆されない。シェルは、頂部部分及び底部部分を含み、少なくとも１つの磁化層及び第１の部分と第２の部分との間の少なくとも１つの空隙を含むことができる。シェルは、非導電性材料の一部分を囲むこともできる。

【0006】

更なる実施形態では、第１のワイヤの断面は、少なくとも４つの辺を含むことができる。別の実施形態では、シェルの頂部部分は複数の磁化層を含むことができ、各層は非導電性材料の層によって分離され、各磁化層の磁気特性は互いに異なる。

【0007】

一実施形態では、第２のワイヤは非導電性材料によって囲まれてもよい。第２のワイヤは第１のワイヤに平行であることができ、非導電性材料は第２のワイヤとシェルとの間、及び第２のワイヤと第１のワイヤとの間の領域を充填することができる。

【0008】

別の実施形態では、第１のワイヤ及び第２のワイヤの両方の断面は、各々、五角形形状に対応することができる。第１のワイヤの少なくとも１つの隣接する辺は、第２のワイヤの最も近い辺に対して傾斜していてもよい。

【0009】

更なる実施形態では、シェルの頂部部分の断面は、第１のワイヤと第２のワイヤとの間に形成されたチャネルを含むことができる。チャネルの深さは、所定量インダクタンスを第１のワイヤ及び第２ワイヤに与えるように構成することができる。一実施形態では、シェルの頂部部分は、第１の部分及び第２の部分を含むことができ、第１の部分と第２の部分との間に別の空隙を有する。

【0010】

以下の詳細な説明は、以下に簡単に記載する添付の図面を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A】インダクタの一実施形態の３次元図を示す。

【図1B】インダクタの一実施形態の断面図を示す。

【図2】インダクタの別の実施形態の断面を示す。

【図3A】インダクタの更なる実施形態の断面を示す。

【図3B】磁性シェル内にチャネルを含む、同様のインダクタの一実施形態の断面を示す。

【図4】傾斜磁性シェルを有するインダクタの一実施形態の一部分の断面を示す。

【図5】異なる形状のワイヤを有するインダクタの一実施形態を示す。

【図6】磁性シェル内にチャネルを有する別のインダクタの一実施形態を示す。

【図7】２つの同様の誘導構造を組み合わせて作成されたインダクタの一実施形態を示す。

【図8】２つの同様の誘導構造を少ない数のワイヤと組み合わせることによって作成されたインダクタの別の実施形態を示す。

【図9A】２つの構造間に空隙を含む、２つの同様の誘導構造を組み合わせることによって作成されたインダクタの一実施形態を示す。

【図9B】２つの構造間に空隙がない、２つの同様の誘導構造を使用して作成されたインダクタの同様の実施形態を示す。

【図10】２つの同様の誘導構造を組み合わせて作成されたインダクタの一実施形態のアライメントを示す。

【図11】インダクタを構築するための方法の一実施形態のフロー図を示す。

【図12】インダクタを構築するための方法の別の実施形態のフロー図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本開示は様々な修正形態及び代替形態を受け入れることができるが、その特定の実施形態は、例として図面に示されており、本明細書で詳細に説明される。だが、図面及びこれに関する詳細な説明は、図示の特定形態に本開示を制限することを意図しておらず、むしろその目的は、添付の特許請求の範囲により定義される本開示の精神や範囲に含まれる全ての変形形態、等価形態、及び代替形態を網羅することを、理解されるべきである。本明細書において用いられる表題は、構成を目的とするに過ぎず、説明の範囲を制限するために用いることを意図していない。本出願を通して使用される場合、「〜することができる、〜し得る、〜してもよい（may）」という語は、義務的な意味（すなわち、〜しなければならないことを意味する）ではなく、許容的な意味（すなわち、〜する可能性を有することを意味する）で使用される。同様に、「含む（include）」、「含む（including）」、及び「含む（includes）」という語は、含むがそれに限定されないことを意味する。

【0013】

様々なユニット、回路、又は他の構成要素については、タスク（複数可）を実行「するように構成されている（configured to）」ものとして記載する場合がある。そのような状況では、「〜するように構成されている」は、動作中にタスク（複数可）を実行する「回路を備えている（having circuitry）」ことを一般に意味する構造の広義の記述である。したがって、ユニット／回路／構成要素は、そのユニット／回路／構成要素が現在動作していないときでも、タスクを実行するように構成することができる。一般に、「〜するように構成されている」に対応する構造を形成する回路は、ハードウェア回路を含んでいてもよい。同様に、各種のユニット／回路／構成要素は、説明の便宜上、タスク（単数又は複数）を実施すると記載される場合がある。このような記載は、「〜するように構成されている」という語句を含むと解釈されるべきである。１つ以上のタスクを実行するように構成されているユニット／回路／構成要素の記載は、そのユニット／回路／構成要素に対して３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２，ｐａｒａｇｒａｐｈ（ｆ）の解釈を行使しないことを明確に意図している。より一般的には、全ての要素に関する記述は、言語「ｍｅａｎｓ ｆｏｒ（〜するための手段）」、又は「ｓｔｅｐ ｆｏｒ（〜するためのステップ）」が具体的に記述されていない限り、その要素に対して３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２，ｐａｒａｇｒａｐｈ（ｆ）の解釈を行使しないことを明確に意図している。

【0014】

サイズ及びコストの制約のため、インダクタは小型の携帯用電子デバイスではあまり利用されていない可能性がある。インダクタは、電源、電圧調整、無線、及び電流調整設計のいくつかの性能を向上させることができる。したがって、携帯用電子デバイスで使用するために小型で費用効率が高いインダクタ設計を有することに利点が存在し得る。いくつかの実施形態では、集積回路（ＩＣ）に結合され、ＩＣのパッケージングの上又はその中のいずれかに搭載された１つ以上の誘導回路素子を含むことが有利であることができ、それによって回路基板上のスペースを解放する。

【0015】

「インダクタ」は、それを流れる電流の変化に抵抗する電子部品を指すことが留意される。インダクタに電流が流れると、電流の流れに起因する一部のエネルギが一時的に磁界に蓄えられる。インダクタに流れる電流が変化すると、その結果得られる磁界の変化は、電流の変化に対抗するインダクタに電圧を誘起する。磁界によって与えられる電流変化の対抗量は、電圧対インダクタンスと通常呼ばれる電流変化率の比によって特徴付けられる。インダクタは、様々な回路用途に使用することができ、所望のインダクタンス値を達成するために様々な製造方法を使用して構成することができる。

【0016】

インダクタの一実施形態の２つの図を、図１Ａ及び図１Ｂに示す。インダクタ１００の３次元図を図１Ａに示し、断面図を図１Ｂに示す。インダクタ１００は、非導電性材料１０４によって囲まれたワイヤ１０１ａ及び１０１ｂを含む。磁化シェルは、上部磁化シェルセグメント１０２及び下部磁化シェルセグメント１０３から作成される。磁化シェルセグメント１０２及び１０３は、シェル空隙１０５ａ及び１０５ｂによって互いに分離される。ワイヤ１０１ａ及び１０１ｂの各端部は、非導電性材料１０４並びに磁化シェルセグメント１０２及び１０３を越えて延びて、それぞれの回路ノードに結合することができ、それによってワイヤ１０１ａ、ｂを介して送信される信号にインダクタンスを追加する。いくつかの実施形態では、端子はワイヤ１０１ａ、ｂの各端部に結合することができ、インダクタ１００からそれぞれの回路ノードへの接続点を提供する。

【0017】

ワイヤ１０１ａ、ｂは、金、銅、アルミニウムなどであるがこれらに限定されない、任意の適切な導電性材料からなることができる。ワイヤ１０１ａ、ｂは、形状がほぼ等しいものとして示されている。しかしながら、他の実施形態では、ワイヤ１０１ｂはワイヤ１０１ａとは異なる形状を有することができる。２つのワイヤ１０１が示されているが、１つのワイヤ、又は３つ以上のワイヤなどの任意の適切な数が使用されてもよい。非導電性材料１０４は、二酸化ケイ素（すなわち、ガラス）、ゴム、プラスチック、又はそれらの組み合わせなどであるがこれらに限定されない、任意の適切な物質を含むことができる。非導電性材料１０４を使用して、ワイヤ１０１ａ、ｂと磁化シェルセグメント１０２ａ、ｂ及び１０３ａ、ｂとの間の空間を充填して、ワイヤ１０１ａ、ｂを支持し、ワイヤ１０１ａ、ｂを互いに並びに磁化シェルセグメント１０２及び１０３から導電的に絶縁することができる。上部磁化シェルセグメント１０２及び下部磁化シェルセグメント１０３は、ワイヤ１０１ａ、ｂの長さに沿って集合的に磁化シェルを形成し、ワイヤ１０１ａ、ｂに関連付けられたインダクタンス量を増加させる。磁化シェルセグメント１０２及び１０３は、鉄、コバルト、又はニッケルからできている材料を含むが、これらに限定されない、磁化することができる任意の適切な化合物からなることができる。

【0018】

ワイヤ１０１ａ、ｂの各々におけるインダクタンスの量は、インダクタ１００のいくつかの特性に基づいて決定することができる。例えば、磁化シェルセグメント１０２及び１０３の長さ、並びに磁化シェルセグメント１０２及び１０３の磁気特性は、ワイヤ１０１ａ、ｂのいずれかを流れる電流によって発生する磁界に影響を及ぼすことができる。磁界にさらされる各ワイヤ１０１ａ、ｂの表面積は、インダクタンスの量、並びに各ワイヤ１０１ａ、ｂの外面と磁化シェルセグメント１０２及び１０３の内面との間の距離に更に影響を及ぼすことができる。

【0019】

図示の実施形態では、ワイヤ１０１ａ、ｂは互いに導電的に絶縁されているが、誘導的に結合されている。ワイヤ１０１ａを通って流れる電流は、ワイヤ１０１ｂ上のインダクタンスを増加又は減少させることができ、その逆もまた同様である。各ワイヤの電流が同じ方向である場合、インダクタンスの量は各ワイヤで増加することができる。逆に、電流が反対方向である場合、インダクタンスの量は各ワイヤで減少し得る。

【0020】

シェル空隙１０５ａ、ｂは、インダクタ１００の飽和電流を制御するために含むことができる。本明細書で使用される場合、「飽和電流」は、磁化シェルセグメント１０２及び１０３のいずれか又は両方が磁界限界に達することをもたらす、ワイヤ１０１ａ又はワイヤ１０１ｂのいずれかを通る電流量に対応する。ワイヤ１０１ａ又はワイヤ１０１ｂのいずれかを通る電流は、磁化シェルセグメント１０２及び１０３内の磁界を増大させる。ワイヤを通る電流が増加するにつれて、シェルセグメントの磁界も増加する。飽和電流は、ワイヤを通る電流量に対応し、磁化シェルセグメント１０２又は１０３いずれか（又はその両方）を磁化限界に到達させる、すなわち磁化シェルセグメント１０２又は１０３内の磁界が同じ割合で増大するのを止めさせる。インダクタ１００のいずれかのワイヤを通る電流が飽和電流に達すると、インダクタ１００を通過する信号は予想される量のインダクタンスを受けず、インダクタ１００に結合された回路の動作が悪影響を受ける可能性がある。

【0021】

インダクタ１００の製造中にシェル空隙１０５ａ、ｂの形状及び相対的な間隔を調整して、飽和電流レベルを修正することができる。例えば、シェル空隙１０５ａ及び／又はシェル空隙１０５ｂの幅を増加させると、飽和電流が増加し、インダクタ１００がより高い電流値を通過させることが可能になる。磁化シェルセグメント１０２と１０３との間のわずかなミスアライメントはインダクタ１００の特性に大きな影響を及ぼさない場合があるので、シェル空隙１０５ａ及び１０５ｂは、インダクタ１００の製造を容易にすることもできる。

【0022】

図１Ａ及び図１Ｂのインダクタ１００は、開示された概念を示すための単なる例であることが留意される。図示の構成要素は必ずしも縮尺通りに示されていない。図示の形状は、直線で示されているが、半導体製造プロセスなどの製造プロセスと一致する曲線及びギザギザの縁部を含むことができる。

【0023】

図２に移ると、別のインダクタの一実施形態の断面が示されている。インダクタ２００は、図１Ａ及び図１Ｂのインダクタ１００の変形であり、非導電性材料２０４によって囲まれたワイヤ２０１ａ及び２０１ｂを含む。磁化シェルは、上部磁化シェルセグメント２０２ａ及び２０２ｂ並びに下部磁化シェルセグメント２０３ａ及び２０３ｂから作成される。磁化シェルセグメント２０２ａ、ｂ及び２０３ａ、ｂのそれぞれは、シェル空隙２０５ａ〜ｄのうちの１つによって最も近い隣接するシェルセグメントから分離されている。インダクタ１００と同様に、ワイヤ２０１ａ及び２０１ｂの各端部はそれぞれの回路ノードに結合されてもよく、それによってワイヤ２０１ａ及び２０１ｂを介して送信される信号にインダクタンスを追加する。インダクタ２００の構成要素は、以下に記載する相違点を除いて、インダクタ１００の同様の名称及び番号の構成要素の記載に対応する。

【0024】

シェル空隙２０５ｃ及び２０５ｄを追加して、インダクタ２００の飽和電流を更に制御することができる。インダクタ１００の記載と同様に、磁化シェルセグメント２０２ａ、ｂと２０３ａ、ｂとの間の空隙は、インダクタ２００の飽和電流を増加させることができる。シェル空隙２０５ａ、ｂにシェル空隙２０５ｃ、ｄを追加すると、飽和電流レベルが更に増加し、インダクタ２００は、シェル空隙２０５ｃ、ｄがない場合よりも高い電流を流すことが可能になる。

【0025】

更に、いくつかの製造工程では、シェル空隙２０５ｃ、ｄの幅は、シェル空隙２０５ａ、ｂの幅よりも制御が容易であり得る。４つの空隙が示されているが、例えば３つの空隙のみが含まれるようにシェル空隙２０５ｄを除去するなど、任意の適切な数のシェル空隙２０５が含まれてもよい。更に、シェル空隙２０５ｃ、ｄは、磁化シェルセグメント２０２ａ、ｂ及び２０３ａ、ｂに沿った任意の適切な点に配置されてもよい。しかしながら、シェル空隙２０５ｃ、ｄの非対称的なアライメントは、ワイヤ２０１ｂと比較してワイヤ２０１ａに対して異なる飽和電流をもたらし得る。

【0026】

図２のインダクタ２００は、デモンストレーション目的の一例であることが留意される。開示された主題に焦点を合わせるために、いくつかの動作上の詳細は省略されている。示された構成要素は縮尺通りに示されていないことがある。他の実施形態はより多くの構成要素を含むことができる。

【0027】

図３Ａ及び図３Ｂに移ると、インダクタの２つの同様の実施形態が示されている。図３Ａは、インダクタの更なる実施形態の断面を示し、図３Ｂは、磁性シェル内にチャネルを含むインダクタの同様の実施形態の断面を示す。インダクタ３００は、図１Ａ及び図１Ｂのインダクタ１００の別の実施形態であり、非導電性材料３０４によって囲まれたワイヤ３０１ａ及び３０１ｂを含む。インダクタ１００と同様に、磁化シェルは、上部磁化シェルセグメント３０２ａ及び下部磁化シェルセグメント３０３から作成される。磁化シェルセグメント３０２ａ及び３０３は、シェル３０５ａ及び３０５ｂによって互いに分離されている。ワイヤ１０１ａ及び１０１ｂの各端部は、非導電性材料１０４並びに磁化シェルセグメント１０２及び１０３を越えて延びており、それぞれの回路ノードに結合することができる。

【0028】

図示の実施形態では、インダクタ３００の形態及び機能は、インダクタ１００の記載と同様である。インダクタ１００と比較して、インダクタ３００は、シェル３０５ａ及び３０５ｂの隣に上部磁化シェルセグメント３０２ａの延長部を含む。これらの延長部は、インダクタ３００において所望の飽和電流を設定するための追加の制御を提供することができる。

【0029】

更に、ワイヤ３０１ａ及び３０１ｂは六角形形状をしており、各ワイヤの上部の２つの角部を除去して面取りされた又は斜めの縁部を生成することによって作成されている。インダクタ３００の中心付近の２つの傾斜した縁部は、いくつかの実施形態では、ワイヤ３０１ａ及び３０１ｂのそれぞれの隣接する対向辺の表面積を減らすことによってワイヤ３０１ａとワイヤ３０１ｂとの間の誘導結合の量を低減することができる。インダクタ３００の外側端部に最も近い２つの傾斜端部は、上部磁化シェルセグメント３０２ａを各ワイヤ３０１ａ、ｂにより近く持ってくることを可能にする。磁化シェルをワイヤに近づけることにより、ワイヤ３０１ａ、ｂを上部磁化シェルセグメント３０２ａからの磁界のより強い部分に入れることができ、それによってワイヤ３０１ａ、ｂを介してより高レベルのインダクタンスを作成することができる。

【0030】

図３Ｂのインダクタ３１０は、上部磁化シェルセグメント３０２ｂにチャネル３０６を追加した、インダクタ３００の特徴を含む。インダクタ３００と同様に、インダクタ３１０は、ワイヤ３０１ａ、ｂ、非導電性材料３０４、及び低磁化シェルセグメント３０３を含む。

【0031】

インダクタ３００と比較して、インダクタ３１０は、ワイヤ３０１ａ、ｂと平行に延びるチャネル３０６を含む。図示の実施形態では、チャネル３０６は、上部磁化シェルセグメント３０２ｂの一部をワイヤ３０１ａ、ｂのそれぞれに近づけることを可能にし、それによって上部磁化シェルセグメント３０２ｂとワイヤ３０１ａ、ｂとの間の誘導結合を増大させる。チャネル３０６を追加することは、いくつかの実施形態では、チャネル３０６を電気的に接触させることなく各ワイヤ３０１ａ、ｂに近づけることを可能にすることによって、ワイヤ３０１ａ、ｂの傾斜端部設計と組み合わせると、更に有利になり得る。

【0032】

図３Ｂにおいてラベル「ｄ」によって示す、チャネル３０６深さを調整して、特定の特性をインダクタ３１０に与えることができる。深さが大きいほど、上部磁化シェルセグメント３０２ｂとワイヤ３０１ａ、ｂとの間の結合が大きくなるが、ワイヤ３０１ａとワイヤ３０１ｂとの間の誘導結合は低減され得る。チャネル３０６の幅（図６では「ｈ」とラベル付けされている）を同様に調整して、インダクタ３１０の特定の特性を修正することができる。

【0033】

図３Ａ及び図３Ｂのインダクタ３００及び３１０は、デモンストレーション目的の例であることが留意される。開示された主題に焦点を合わせるために、いくつかの動作上の詳細は省略されている。他の実施形態では、追加のワイヤ３０１などの追加の構成要素が含まれ得る。図示された構成要素の相対的なサイズ及び形状は、縮尺通りに示すことを意図しておらず、各インダクタ３００及び３１０の構成において使用される製造プロセスに基づいて異なり得る。インダクタ３１０はチャネル３０６を上部磁化シェルセグメント３０２ｂの一部として示しているが、他の実施形態では、チャネル３０６に加えて、又はその代わりに、他のチャネルを下部磁化シェルセグメント３０３の一部として作成することができる。

【0034】

図４に進むと、傾斜磁性シェルを有するインダクタの一実施形態の一部分の断面が示されている。インダクタ４００は、インダクタ１００又はインダクタ２００の一部に対応する可能性があり、磁化シェルのより詳細な実施形態を図示する。インダクタ４００は、ワイヤ４０１及び下部磁化シェルセグメント４０３を含む。複数の磁化シェルセグメント層４０２ａ〜ｄは、複数の非導電性材料層４０４ａ〜４０４ｄの間に配置されている。

【0035】

図示の実施形態では、上部シェルセグメントは、磁化シェルセグメント層４０２ａ〜ｄを、各磁化層を分離する非導電性材料層４０４ｂ〜４０４ｄで積層することによって形成される。いくつかの実施形態では、磁化シェルセグメント層４０２ａ〜ｄの各々は、異なる磁気特性を有することができる。磁化されたオブジェクトの磁界は、オブジェクトからの距離が大きくなるにつれて弱くなる。磁化シェルセグメント層４０２ａからの磁界が磁化シェルセグメント層４０２ｄと同じである場合、ワイヤ４０１は層４０２ｄよりも多くの層４０２ａの磁界にさらされることになる。層４０２ａに対して磁化シェルセグメント層４０２ｄの磁界の強度を増大させることによって、ワイヤ４０１は各磁化層から同様の量の磁界にさらされ得る。

【0036】

図示の実施形態では、各磁化シェルセグメント層４０２ａ〜ｄの磁界は、ワイヤ４０１からのそれぞれの距離に対応して増加する。いくつかの実施形態では、磁化シェルセグメント層４０２ａ〜ｄの各々の磁界は、層４０２の厚さを調整することによって、各層４０２を作成するために異なる材料を使用することによって、各層に異なる磁化プロセスを施すことによって、又はそれらの任意の組み合わせによって、決定することができる。更に、各非導電性材料層４０４ａ〜４０４ｄの厚さ及び／又は組成は、インダクタ４００の所望の特性を生成するように調整することができる。

【0037】

層状磁性シェルは、ワイヤ４０１を通るインダクタンスの量を調整するためのプロセス、並びにインダクタ４００のための飽和電流を調整するためのプロセスを提供することができる。図示しないが、下部磁化シェルセグメント４０３もこの層状アプローチを使用して作成することができる。

【0038】

図４に示す実施形態は、構成例であることが留意される。開示された主題の特定の態様を強調するためにインダクタ４００の一部のみが示されている。他の実施形態では、任意の適切な数の層を使用することができる。図示の実施形態は、本明細書に開示した他のインダクタ構造と組み合わせて使用することができる。

【0039】

ここで図５に移ると、異なる形状のワイヤを有するインダクタの実施形態が示されている。インダクタ５００は、図１Ａ及び図１Ｂのインダクタ１００の他の変形例である。インダクタ１００と同様に、インダクタ５００は、非導電性材料５０４によって囲まれた２本のワイヤ５０１ａ、ｂを含む。上部及び下部磁化シェルセグメント５０２及び５０３は、それぞれ集合的にワイヤ５０１ａ、ｂの周りに磁化シェルを形成する。以下に示した例外を除いて、インダクタ１００の記載はインダクタ５００に適用される。

【0040】

図示の実施形態では、インダクタ５００は、ワイヤ５０１ａ、ｂの断面形状によってインダクタ１００とは異なる。インダクタ１００のワイヤ１０１ａ、ｂの断面は矩形として示されているが、ワイヤ５０１ａ、ｂの断面は非対称五角形形状として示されている。ワイヤ５０１ａ、ｂの対向する辺５０６は、互いに離れるように角度がついており、例えば、互いに傾斜しており、それによってワイヤ５０１ａとワイヤ５０１ｂとの間の誘導結合の量を低減する。辺５０６の角度を調整して、ワイヤ５０１ａ、ｂ間の所望の量の結合を達成することができる。

【0041】

ワイヤ５０１ａ、ｂの他の辺は、上部及び下部磁化シェルセグメント５０２及び５０３の対応する辺とほぼ平行に形成されてもよい。ワイヤ５０１ａ、ｂの辺を磁化シェルの対応する辺と平行にすることによって、ワイヤ５０１ａ及び５０１ｂと上部及び下部磁化シェルセグメント５０２及び５０３との間で結合される磁界を増大させることができ、いくつかの実施形態では、インダクタ１００と比較してより均一にすることができる。ワイヤ５０１ａ、ｂは、形状がほぼ等しく示されている。しかしながら、他の実施形態では、ワイヤ５０１ｂはワイヤ５０１ａとは異なるサイズ及び／又は形状を有することができる。

【0042】

本明細書で使用される場合、「平行」は、２つの完全に等距離のオブジェクトを意味することを意図していないことが留意される。代わりに、「平行」は、現代の製造能力の限界内で、互いからの距離がほぼ均一である２つ以上のオブジェクトを記載することを意図している。本明細書で使用される場合、平行ワイヤとは、実質的に互いに平行であるが、製造能力の限界のために互いに数度だけ斜めに延びることがある２つ以上のワイヤを指すことを当業者は理解するであろうということが留意される。

【0043】

図５は一例にすぎないことに更に留意されたい。他の実施形態では、インダクタ５００の構造は、図示の構造とは異なり得る。例えば、各ワイヤについて５つの辺が示されているが、任意の適切な数の辺を、対応する磁性シェルの様々な形状に対応するために利用することができる。

【0044】

ここで図６に移ると、磁性シェル内にチャネルを有するインダクタの別の実施形態が示されている。インダクタ６００は、図３Ｂのインダクタ３１０と構造が同様である。インダクタ６００の構成要素は、特に断らない限り、インダクタ３１０に関して上述した通りである。インダクタ６００は、ワイヤ６０１ａ、ｂ、非導電性材料６０４、並びに上部及び下部磁化シェルセグメント６０２及び６０３を含む。チャネル６０６は上部磁化シェル６０２に含まれる。インダクタ６００は、上部磁化シェルセグメント３０２ａの延長部を排除することによってインダクタ３１０と異なっており、図１Ａ及び図１Ｂのインダクタ１００に関して記載したシェル空隙１０５ａ及び１０５ｂと同様のシェル空隙６０５ａ及び６０５ｂを残している。これらの延長部を排除することにより、インダクタ６００を製造するためのプロセスを単純化することができる。

【0045】

ここで、図６のインダクタ６００は、デモンストレーション目的の一例であることが留意される。開示された主題に焦点を合わせるために、いくつかの操作上の詳細は省略されている。図示の構造は縮尺通りに示されていない。他の実施形態はより多くの構成要素を含むことができる。

【0046】

図７に移ると、２つの同様の誘導構造を組み合わせることによって作成されたインダクタの実施形態が示されている。第１の誘導構造７００ａは、非導電性材料７０４ａによって囲まれ、磁化シェルセグメント７０２ａによって部分的に被覆されたワイヤ７０１ａ、ｂを含む。第２の誘導構造７００ｂは、非導電性材料７０４ｂによって囲まれ、磁化シェルセグメント７０２ｂによって部分的に被覆されたワイヤ７０１ｃ〜ｄを含む。

【0047】

インダクタ７００は、構造７００ｂを反転させてそれを構造７００ａの底部に取り付けることによって誘導構造７００ａ及び７００ｂを組み合わせることによって形成される。いくつかの実施形態では、両方の誘導構造７００ａ及び７００ｂは、半導体製造プロセスにおいて作成することができる。構造７００ａは、例えば、非導電性エポキシなどの任意の適切な接着剤を使用して構造７００ｂに取り付けることができる。空隙７０３は、接着剤及び追加の非導電性材料を含むことができる。図１Ａ及び図１Ｂのインダクタ１００に関して記載したシェル空隙１０５ａ、ｂと同様に、構造７００ａと７００ｂとの間の空隙７０３を調整して、インダクタンス量などの所望の特性を達成し、ワイヤ７０１ａ〜ｄを通る飽和電流のレベルを制御することができる。いくつかの実施形態では、ワイヤ７０１ａ〜ｄは導電的に互いに絶縁されてもよく、その結果、インダクタ７００は４つの別々の信号を通過させることができる。他の実施形態では、ワイヤ７０１ａ及び７０１ｂはそれぞれワイヤ７０１ｃ及び７０１ｄに導電可能に結合されてもよく、その結果、インダクタ７００は２つの信号を通過させることができる。そのような実施形態では、ワイヤ７０１ａ及び７０１ｃ、並びにワイヤ７０１ｂ及び７０１ｄは、金属ビア、隣接する辺上の金属バンプなどの任意の適切な方法を使用して取り付けることができる。

【0048】

図７は例にすぎないことが留意される。２つのワイヤが構造７００ａ及び７００ｂのそれぞれに示されているが、任意の適切な数のワイヤを使用することができる。本明細書に開示の他の誘導構造は、インダクタ７００に関して開示されている概念と組み合わせて使用することができる。

【0049】

図８に移ると、２つの同様の誘導構造を削減された数のワイヤと組み合わせることによって作成されたインダクタの別の実施形態が示されている。第１の誘導構造８００ａは、非導電性材料８０４ａによって囲まれ、磁化シェルセグメント８０２ａによって部分的に被覆されたワイヤ８０１ａを含む。第２の誘導構造８００ｂは、非導電性材料８０４ｂによって囲まれ、磁化シェルセグメント８０２ｂによって部分的に被覆されたワイヤ８０１ｂを含む。

【0050】

インダクタ８００は、インダクタ７００と設計が同様であり、したがって、インダクタ７００の記載は、インダクタ８００にも当てはまる。インダクタ８００は、構造８００ａ及び８００ｂの各々毎に異なる数のワイヤの使用を示す。構造毎に２つのワイヤの代わりに、各構造８００ａ及び８００ｂは、ワイヤ８０１ａ及び８０１ｂをそれぞれ含む。ワイヤ８０１ａ、ｂは、インダクタ８００を通して単一の導体を形成するように取り付けられてもよく、又はインダクタ８００が２つの導体を含むように絶縁されてもよい。上記のインダクタ７００について記載したように、構造８００ａと８００ｂとの間の空隙（空隙８０３）の幅を調整して、インダクタ８００の誘導パラメータを修正することができる。

【0051】

図８は、開示された概念を示す例であることが留意される。図示した構成要素の相対的なサイズ及び形状は、縮尺通りに示すことを意図しておらず、そしてインダクタ８００の構成において使用される製造プロセスに基づいて異なることができる。

【0052】

ここで図９Ａ及び図９Ｂに移ると、２つの図が示されている。図９Ａは、２つの構造間の空隙を含む、２つの同様の誘導構造を組み合わせることによって作成されたインダクタの実施形態を示し、図９Ｂは、２つの構造間に空隙がないインダクタの同様の実施形態を示す。インダクタ９００は、図７に示すインダクタ７００の別の変形である。インダクタ９００は、非導電性材料９０４ａによって囲まれ、磁化シェルセグメント９０２ａによって部分的に被覆されたワイヤ９０１ａ、ｂを含む第１の誘導構造９００ａを含む。第２の誘導構造９００ｂは、非導電性材料９０４ｂによって囲まれ、磁化シェルセグメント９０２ｂによって部分的に被覆されたワイヤ９０１ｃ、ｄを含む。誘導構造９００ａ及び９００ｂは、それぞれチャネル９０５ａ及び９０５ｂも含む。

【0053】

インダクタ９００は、インダクタ７００に関して上述したように作成することができる。チャネル９０５ａ及び９０５ｂの追加は、ワイヤ９０１ａ〜９０１ｄ上のインダクタンスのレベル及び飽和電流レベルなどのインダクタ９００のパラメータを制御するための更なる機能を提供することができる。チャネル９０５ａ、ｂは幅及び深さを含む同様の形状を有するように示されているが、各チャネルを独立して成形して、所望の特性を達成することができる。いくつかの実施形態では、チャネル９０５ａ、ｂのいずれかを省略して、インダクタ９００の一方の辺に単一のチャネルを残すことができる。

【0054】

図７のインダクタ７００に関して説明した空隙７０３と同様に、構造９００ａと９００ｂとの間の空隙９０３を、チャネル９０５ａ及び９０５ｂと組み合わせて調整して、更に望ましい特性を達成することができる。ワイヤ９０１ａ〜ｄは導電的に互いに絶縁されてもよく、その結果インダクタ９００は４つの別々の信号を通過させることができる。

【0055】

インダクタ９００と同様に、図９Ｂのインダクタ９１０は、誘導構造９１０ａ及び９１０ｂを含み、各々、それぞれの磁化シェル、磁化シェルセグメント９０２ｃ及び磁化シェルセグメント９０２ｄを有する。磁化シェルセグメント９０２ｃ及び９０２ｄは各々、チャネル９０５ｃ及びチャネル９０５ｄのうちのそれぞれ１つを含む。インダクタ９１０は、空隙９０３を排除したことにより、インダクタ９００と異なる。ワイヤ９０１ａと９０１ｃ、及びインダクタ９００のワイヤ９０１ｂと９０１ｄを接合して、ワイヤ９０１ｅ及び９０１ｆをそれぞれ作成する。誘導構造９１０ａ及び９１０ｂに各々含まれるワイヤ９０１ｅ及び９０１ｆの２つの半分は、金属ビア、隣接する辺上の金属バンプなどの任意の適切な方法を使用して取り付けることができる。同様に、非導電性材料９０４ａ及び９０４ｂは接合されて、ワイヤ９０１ｅ及び９０１ｆの両方を囲む単一の非導電性材料９０４ｃを形成する。

【0056】

磁化シェル９０２ｃ及び９０２ｄは接触しているように示されている。しかしながら、他の実施形態では、磁化シェル９０２ｃ及び９０２ｄをトリミングするか、又は他の方法で短くして、インダクタ９１０の片側又は両側の２つの磁化シェル間に空隙を残すことができる。更に、インダクタ９１０は、図３Ａ及び図３Ｂのワイヤ３０１ａ及び３０１ｂと同様に、角部が面取りされたワイヤ９０１ｅ及び９０１ｆの形状に関してインダクタ９００とは異なる。ワイヤ９０１ｅ及び９０１ｆのこれらの角部を面取りすることは、磁化シェルセグメント９０２ｃ及び９０２ｄへの誘導結合を増大させる可能性がある。

【0057】

インダクタ９１０は、いくつかの実施形態では、同様のサイズのインダクタに対して、本明細書に開示された他のいくつかの実施形態よりも高い量のインダクタンスを提供することができる。ワイヤ９０１ｅ及び９０１ｆの隣接する辺は、例えば、図３Ａ及び図３Ｂのワイヤ３０１ａ及び３０１ｂよりも、２本のワイヤ間に大量の誘導結合をもたらすことができる。更に、チャネル９０５ｃ及び９０５ｄのそれぞれの幅及び深さを変更する能力は、磁化シェル９０２ｃ及び９０２ｄからワイヤ９０１ｅ及び９０１ｆのそれぞれに結合されるインダクタンスの量を調整する能力を提供することができる。

【0058】

図９Ａ及び図９Ｂのインダクタ９００及び９１０は、単なる例であることが留意される。構成要素の相対的な形状及びサイズは、例えば、本明細書の他の個所に示されているさまざまな幾何学的形状を含む、さまざまな実施形態について異なることもできる。例えば、ワイヤ９０１ｅ及び９０１ｆの面取りされた角部を省略して、ワイヤを矩形形状にしてもよい。他の実施形態では、インダクタ９００に含まれるワイヤ９０１の数は変わり得る。

【0059】

ここで図１０に移ると、２つの同様の誘導構造を組み合わせることによって作成されたインダクタの実施形態のアライメントが示されている。インダクタ１０００は、図７のインダクタ７００について開示された概念の更なる変形である。インダクタ１０００は、ワイヤ１００１ａ、ｂ、非導電性材料１００４ａ、磁性シェルセグメント１００２ａ、及びチャネル１００５を含む第１の誘導構造１０００ａを含む。第２の誘導構造１０００ｂは、ワイヤ１００１ｃ、ｄ、非導電性材料１００４ｂ、及び磁性シェルセグメント１００２ｂを含む。

【0060】

図示の実施形態では、構造１０００ａはチャネル１００５を含むが、構造１０００ｂはチャネルを含まないということにおいて、誘導構造１０００ａ、ｂは異なることが留意される。更に、ワイヤ１００１ａ、ｂはほぼ五角形形状をしているのに対して、ワイヤ１００１ｃ、ｄは矩形形状をしている。相違点は、誘導構造が単一のインダクタに結合されるために互いに「鏡像」である必要がないことを示すために含まれている。

【0061】

拡大図１００３は、構造１０００ａと構造１０００ｂとのミスアライメントの詳細画像を示す。図示の実施形態では、２つの構造、特に磁性シェルセグメント１００２ａ、１００２ｂのミスアライメントは、インダクタ１０００にとって望ましくない特性をもたらす可能性がある。インダクタ１０００を通るインダクタンスの量は、いくつかの実施形態では、ミスアライメントのために低減される可能性がある。本明細書で開示されるように、他の調整を使用して、ミスアライメントによる潜在的低下を軽減することができる。例えば、ワイヤ１００１ａ〜ｄのサイズ及び形状、チャネル１００５の幅及び深さ、磁性シェルセグメント１００２ａ、１００２ｂの厚さの任意の組み合わせは、他の特性と共に、製造プロセスの公差によるインダクタンス量の潜在的な低下を補償するために、調整することができる。

【0062】

インダクタ１０００は、それらの最も近い点で磁化シェルセグメント１００２ａ、ｂの延長部を含まないことが留意される。図１Ａ及び図１Ｂのインダクタ１００を参照すると、上部磁化シェルセグメント１０２及び下部磁化シェルセグメント１０３は両方とも、ワイヤ１０１ａ、ｂから離れるように互いにほぼ平行に外側に延びる。磁化シェルセグメント１０２及び１０３が、図４に関して説明したような積層プロセスを使用して作成される場合、次いで外層は、シェル空隙１０５ａ、ｂにおいて内層よりも更に離れている。この不均等な距離は、電流がワイヤ１０１ａ又は１０１ｂのいずれかを通って流れるときに生成される磁界の損失を引き起こす可能性がある。

【0063】

対照的に、磁化シェルセグメント１００２ａ、ｂは互いに傾斜している。拡大図１００３に示すように、磁化シェルセグメント１００２ａ、ｂが層状になっている場合、次いで、各層は、対向する磁化シェルセグメント１００２内の対応する層からほぼ同じ距離にある。構造１０００ａが構造１０００ｂに対してアライメント不良であっても、磁化シェルセグメント１００２ａ、ｂのそれぞれの層の間の距離は各層について同様であり得る。インダクタ１００と比較して、磁化シェルセグメント１００２ａ、ｂの層間のこのより高いレベルの一貫性は、電流がワイヤ１０１ａ〜ｄのいずれかを通って流れるときに生成される磁界の損失の低減をもたらし得る。

【0064】

図１０は一実施形態にすぎないことが留意される。誘導デバイス１０００の要素は、本明細書に開示された他の概念と組み合わせることができる。図示された構成要素の相対的な縮尺は他の実施形態では異なり得る。

【0065】

本明細書に開示のインダクタ構造の任意の適切な組み合わせが企図されることも留意される。例えば、図２のインダクタ２００に示されたシェル空隙は、図５のインダクタ５００の成形ワイヤと組み合わせることができ、第２のそのような構造と組み合わせて、図９Ａ及び図９Ｂのインダクタ９００と同様の鏡像インダクタ設計を形成することができる。１つ以上のチャネルを磁化シェルに追加することもできる。

【0066】

図１１に移ると、インダクタを構成する方法の一実施形態のフロー図が示されている。方法１１００は、例えば、本明細書に提示されるインダクタ１００〜１０００のうちのいずれかなどの誘導構造を作成するための製造プロセスに適用することができる。図１Ａ及び図１Ｂ並びに図１１のフロー図をまとめて参照すると、方法１１００はブロック１１０１で開始する。

【0067】

シェルの頂部部分を作成する（ブロック１１０２）。磁化シェルの頂部部分は、上部磁化シェルセグメント１０２などの形状に形成される。例えば、物理蒸着（ＰＶＤ）プロセス又は化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスを介して磁性材料を堆積することなど、磁化シェルの頂部部分を形成するために様々な方法を利用することができる。磁性材料は、鉄、ニッケル、コバルト、又は他の磁性物質を含むことができる。磁性材料は、堆積前に磁化されてもよく、堆積後に磁化されてもよい。いくつかの実施形態では、磁化シェルの頂部部分は、図４の磁化シェルセグメント層４０２ａ〜ｄについて記載したように、磁性材料の層を非磁性、非導電性材料の層と交互にすることによって、作成することができる。磁性シェルの頂部部分は、本明細書に示す任意の形状の上部磁化シェルセグメントを含む、任意の適切な形状に対応することができる。いくつかの実施形態では、シェルに空隙をエッチングして図２の上部磁性シェルセグメント２０２ａ、ｂと同様の磁性シェルの頂部部分を形成することによってシェルを作成した後に、１つ以上のシェル空隙を磁化シェルに作成することができる。

【0068】

非導電性材料が磁性シェルの上部部分内に配置される（ブロック１１０４）。例えば、酸化ケイ素（ガラス）、窒化物、プラスチック、ゴムなどの非導電性材料が、以前に形成された磁性シェルの頂部部分内に配置される。プラスチック又はゴムコンパウンドは、同様のＣＶＤ又はＰＶＤプロセスを用いて堆積させることができる。ガラス材料は、最初にシリコン層（例えば、ポリシリコン層）を配置し、それを高温下で高酸素レベルにさらすことによって作成することができる。酸素を窒素で置換することにより、窒化物層を同様の方法で作成することができる。完成すると、非導電性材料は磁性シェルの頂部部分内の空間の全部又は大部分を充填することができる。

【0069】

１つ以上のワイヤが非導電性材料内に作成される（ブロック１１０６）。導電性金属を加えてワイヤを形成する前に、チャネルを非導電性材料にエッチングする必要があり得る。図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、非導電性材料が加えられた後、ワイヤ１０１ａ、ｂによって占められた空間は、非導電性材料によって充填することができる。エッチングプロセスを使用して、図３Ａ及び図３Ｂのワイヤ１０１ａ、ｂ、ワイヤ３０１ａ、ｂ、又は図５のワイヤ５０１ａ、ｂに対応する形状を含む、ワイヤの所望の形状に対応するチャネルを形成することができる。１つ以上のワイヤ用にチャネルが作成された後、例えば、堆積プロセスを使用して、例えばアルミニウム、銅、又は金などの導電性金属を、チャネル内に配置する。いくつかの実施形態では、新たに形成されたワイヤを被覆するために追加の非導電性材料を追加することができる。

【0070】

磁性シェルの底部部分が作成される（ブロック１１０８）。ブロック１１０２に記載されているように、磁性シェルの底部部分は、頂部部分を作成するために使用されたのと同様のプロセスを使用して作成される。幾つかの実施形態では、磁性シェルの底部部分を作成する前に平坦化ステップが実行されてもよい。図７〜図１０に示すようなインダクタ構造が製造される場合、次いで磁性シェルの底部部分を省略することができ、その代わりに、操作１１０２〜１１０６を用いて２つの構造を作成し、次いで２つの構造を、接着剤を用いて接合する。方法はブロック１１１０で終了する。

【0071】

図１１の方法１１００は、インダクタの一実施形態を製造するための例示的なプロセスであることが留意される。明確化のために、操作は単純化されている。他の実施形態では、より多い又はより少ない操作が含まれてもよい。

【0072】

図１２に進んで、インダクタを構築する方法の一実施形態のフロー図が示されている。図１１の方法１１００と同様である方法１２００は、例えば、本明細書に提示されるインダクタ１００〜６００のうちのいずれかなどの誘導構造を製造するためのプロセスに適用することができる。図１Ａ及び図１Ｂ並びに図１２のフロー図をまとめて参照すると、方法１２００はブロック１２０１で開始する。

【0073】

シェルの下部部分が作成される（ブロック１２０２）。磁化シェルの下部部分は、下部磁化シェルセグメント１０３などの形状に形成されている。磁化シェルの下部部分は、方法１１００のブロック１１０２で上述したのと同様のプロセスを使用して、同様の材料から形成することができる。上記に開示したように、磁性材料は、それが堆積される前に磁化されてもよく、又は堆積後に磁化されてもよい。いくつかの実施形態では、磁化シェルの下部部分は、図４の磁化シェルセグメント層４０２ａ〜ｄについて記載したように、磁性材料の層を非磁性の非導電性材料の層と交互にすることによって、作成することができる。磁性シェルの下部部分は、図６に関して記載したように、チャネル空隙を含んでも含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、シェルに空隙をエッチングして図２の下部磁性シェルセグメント２０３ａ、ｂと同様の磁性シェルの下部部分を形成することによってシェルを作成した後に、１つ以上のシェル空隙を磁化シェルに作成することができる。

【0074】

非導電性材料が磁性シェルの下部部分内に配置される（ブロック１２０４）。例えば、酸化ケイ素（ガラス）、窒化物、プラスチック、ゴムなどの非導電性材料が、以前に形成された磁性シェルの下部部分の上部に配置される。方法１１００のブロック１１０４に関して上述したような任意の適切なプロセスを使用して、非導電性材料を配置することができる。非導電性材料は、例えば図２のシェル空隙２０５ａ、ｂなどの空隙の所望の幅に対応する厚さで配置することができる。他の実施形態では、非導電性材料を空隙の所望の幅よりも厚く配置し、次いで、例えばエッチング又は平坦化プロセスなどのプロセスを使用して過剰なものを除去することができる。

【0075】

１つ以上のワイヤが非導電性材料の上に形成される（ブロック１２０６）。例えば、アルミニウム、銅、又は金などの導電性金属が、例えば堆積プロセスを用いて、非導電性材料の上部に配置される。いくつかの実施形態では、金属をすべての非導電性材料にわたって堆積させ、次いで過剰の金属をエッチング除去してワイヤを所望の形状にすることができる。更に、非導電性材料は、図５に示すように、ワイヤ１０１ａ、ｂ及び非導電性材料５０４によって、非矩形ワイヤ形状を支持するように成形することができる。

【0076】

追加の非導電性材料を、１つ以上のワイヤの上部及び周囲に配置する（ブロック１２０８）。追加の非導電性材料を、ブロック１２０６で作成された１つ以上のワイヤの周りに配置する。いくつかの実施形態では、非導電性材料は、磁化シェルの上部部分の所望の形状に適合するように配置された後にエッチングされる。

【0077】

磁性シェルの上部部分を作成する（ブロック１２１０）。ブロック１２０２に記載したように、磁性シェルの上部部分は、下部部分を作成するのに使用したのと同様のプロセスを使用して形成される。１つ以上のワイヤを囲む非導電性材料は、上部部分の形状を確定するために、磁性シェルの上部部分を形成する前にエッチングすることができる。例えば、図６を参照すると、チャネル６０５を形成するために、チャネルを非導電性材料にエッチングすることができる。上部磁性シェルは、例えば鉄、ニッケル、コバルト、又は他の磁性物質などの磁性材料の１つ以上の層を使用して作成される。上述のように、上部磁化層は、適用前又は作成後に磁化することができる。方法はブロック１２１２で終了する。

【0078】

図１２の方法１２００は、インダクタの一実施形態を製造するための例示的な工程であることが留意される。明確化のために、操作は単純化されている。他の実施形態では、より多い又はより少ない操作が含まれてもよい。

【0079】

具体的な実施形態が上に記載されているが、これらの実施形態は本開示の範囲を限定する意図はなく、特定の特徴に対して単一の実施形態のみが記載されている場合でも同様である。本開示で提供されている機能の実施例は、別途記載がない限り、例示的な性質のものであって、限定的な目的を意図していない。上記の記載は、本開示の利点を有する当業者に明らかであるように、そのような代替物、改変例、及び均等物などを網羅することが意図されている。

【0080】

本開示の範囲は、本願で取り組まれている問題の一部又は全てを軽減するかどうかに関係なく、本願で（明示的又は暗黙的に）開示されている全ての機能若しくはそれら機能の組み合わせ、又はそれらの一般化を含む。したがって、新しい特許請求は、本願のこのような機能の組み合わせに対する本願（又は、本願に対する優先権を主張する出願）の手続き中に策定し得る。特に、特許請求の範囲に関しては、従属クレームの機能は独立クレームの機能と組み合わされる場合があり、それぞれの独立クレームの機能は、任意の適切な方法で、かつ、単に特許請求の範囲で列挙されている特定の組み合わせではない形で組み合わされる場合がある。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】