特表 2023-515487 フレキシブル回路から作成された電磁コイル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-13

(54)【発明の名称】フレキシブル回路から作成された電磁コイル

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/20 20060101AFI20230406BHJP

   H05K 3/36 20060101ALI20230406BHJP

   H05K 1/16 20060101ALI20230406BHJP

   H05K 1/14 20060101ALI20230406BHJP

【ＦＩ】

H05K3/20 A

H05K3/36 Z

H05K1/16 B

H05K1/14 G

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022549873

(86)(22)【出願日】2021-02-01

(85)【翻訳文提出日】2022-10-18

(86)【国際出願番号】 US2021015976

(87)【国際公開番号】W WO2021167771

(87)【国際公開日】2021-08-26

(31)【優先権主張番号】16/798,351

(32)【優先日】2020-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】500049141

【氏名又は名称】ケーエルエー コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フロレンド オスカー

【テーマコード（参考）】

4E351

5E343

5E344

【Ｆターム（参考）】

4E351AA04

4E351AA16

4E351BB09

4E351BB11

4E351BB25

4E351BB49

4E351DD04

4E351GG20

5E343AA07

5E343AA18

5E343AA33

5E343BB24

5E343GG11

5E343GG20

5E344AA01

5E344AA10

5E344AA19

5E344AA22

5E344BB05

5E344BB10

5E344BB20

5E344CC09

5E344CC17

5E344CD12

5E344DD08

5E344EE21

(57)【要約】

電磁石製造方法であり、１本又は複数本の第１導電コイル状トレースを有する第１フレキシブルＰＣＢを取得し、１本又は複数本の第２導電コイル状トレースを有する第２フレキシブルＰＣＢを取得するものである。少なくとも１個の湾曲部又は隅部を有する形状へとその第１フレキシブルＰＣＢを曲げる。第１フレキシブルＰＣＢがその形状に曲がった状態で第２フレキシブルＰＣＢをその形状へと曲げ、その第２フレキシブルＰＣＢを第１フレキシブルＰＣＢの隣に位置決めして第１フレキシブルＰＣＢに寄り添わせる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１本又は複数本の第１導電コイル状トレースを備える第１フレキシブル印刷回路基板（ＰＣＢ）を取得し、
１本又は複数本の第２導電コイル状トレースを備える第２フレキシブルＰＣＢを取得し、
少なくとも１個の湾曲部又は隅部を有する形状へと前記第１フレキシブルＰＣＢを曲げ、
前記第１フレキシブルＰＣＢが前記形状に曲がった状態で前記第２フレキシブルＰＣＢを前記形状へと曲げ、その際に前記第２フレキシブルＰＣＢを前記第１フレキシブルＰＣＢの隣に位置決めして前記第１フレキシブルＰＣＢに寄り添わせる方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、更に、前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレースを前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースと電気的に接続する方法。

【請求項3】

請求項１に記載の方法であって、前記形状が円錐台状である方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法であって、前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレースと前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースとが長方形螺旋状トレースである方法。

【請求項5】

請求項１に記載の方法であって、
前記曲げに際し、前記第１フレキシブルＰＣＢを取付具に巻き付ける方法であり、更に、
前記第１フレキシブルＰＣＢを前記取付具に巻き付けた後に、前記取付具を取り除く方法。

【請求項6】

請求項１に記載の方法であって、更に、前記形状に曲がった状態で、接着剤を用い前記第２フレキシブルＰＣＢを前記第１フレキシブルＰＣＢに機械的に連結する方法。

【請求項7】

請求項１に記載の方法であって、
前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレースが、前記第１フレキシブルＰＣＢの第１側にある第１導電コイル状トレースと、前記第１フレキシブルＰＣＢの第２側にある第２導電コイル状トレースと、を含み、前記第１フレキシブルＰＣＢが、前記第１側を前記第２側から分離する絶縁層を備え、
前記第１フレキシブルＰＣＢが、更に、前記絶縁層を貫いており前記第１導電コイル状トレースを前記第２導電コイル状トレースと電気的に接続するビアを備え、
前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースが、前記第２フレキシブルＰＣＢの第１側にある第３導電コイル状トレースと、前記第２フレキシブルＰＣＢの第２側にある第４導電コイル状トレースと、を含み、前記第２フレキシブルＰＣＢが、前記第１側を前記第２側から分離する絶縁層を備え、
前記第２フレキシブルＰＣＢが、更に、前記絶縁層を貫いており前記第３導電コイル状トレースを前記第４導電コイル状トレースと電気的に接続するビアを備える方法。

【請求項8】

請求項１に記載の方法であって、更に、
１本又は複数本の第３導電コイル状トレースを備える第３フレキシブルＰＣＢを取得し、
１本又は複数本の第４導電コイル状トレースを備える第４フレキシブルＰＣＢを取得し、
前記第１及び第２フレキシブルＰＣＢが前記形状に曲がった状態で前記第３フレキシブルＰＣＢを前記形状へと曲げ、その際に前記第３フレキシブルＰＣＢを前記第２フレキシブルＰＣＢの隣に位置決めして前記第２フレキシブルＰＣＢに寄り添わせ、
前記第１、第２及び第３フレキシブルＰＣＢが前記形状に曲がった状態で前記第４フレキシブルＰＣＢを前記形状へと曲げ、その際に前記第４フレキシブルＰＣＢを前記第３フレキシブルＰＣＢの隣に位置決めして前記第３フレキシブルＰＣＢに寄り添わせる方法。

【請求項9】

請求項８に記載の方法であって、更に、
前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレースを前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースと電気的に接続し、
前記１本又は複数本の第３導電コイル状トレースを前記１本又は複数本の第４導電コイル状トレースと電気的に接続する方法。

【請求項10】

請求項８に記載の方法であって、更に、前記１本又は複数本の第３導電コイル状トレース及び前記１本又は複数本の第４導電コイル状トレースを、前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレース及び前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースと同極性で以て電流を通すよう構成する方法。

【請求項11】

請求項８に記載の方法であって、更に、
前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレース及び前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースを、第１極性で以て電流を通すよう構成し、
前記１本又は複数本の第３導電コイル状トレース及び前記１本又は複数本の第４導電コイル状トレースを、前記第１極性とは逆の第２極性で以て電流を通すよう構成する方法。

【請求項12】

請求項８に記載の方法であって、更に、
前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレース及び前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースを、同極性で以て電流を通すよう構成し、
前記１本又は複数本の第３導電コイル状トレース及び前記１本又は複数本の第４導電コイル状トレースを、逆極性で以て電流を通すよう構成する方法。

【請求項13】

請求項１に記載の方法であって、更に、
前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレースを、第１極性で以て電流を通すよう構成し、
前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースを、前記第１極性とは逆の第２極性で以て電流を通すよう構成する方法。

【請求項14】

請求項１に記載の方法であって、更に、静電デフレクタを、前記第１及び第２フレキシブルＰＣＢに対し同心配置する方法。

【請求項15】

１本又は複数本の第１導電コイル状トレースを備える第１フレキシブル印刷回路基板（ＰＣＢ）を備え、前記第１フレキシブルＰＣＢが、少なくとも１個の湾曲部又は隅部を有する形状へと曲げられており、
前記形状へと曲げられており且つ１本又は複数本の第２導電コイル状トレースを備える第２フレキシブルＰＣＢを備え、前記第２フレキシブルＰＣＢが前記第１フレキシブルＰＣＢの隣にあり且つそれに寄り添っている電磁石。

【請求項16】

請求項１５に記載の電磁石であって、前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレースが前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースと電気的に接続されている電磁石。

【請求項17】

請求項１５に記載の電磁石であって、前記形状が円錐台状である電磁石。

【請求項18】

請求項１５に記載の電磁石であって、前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレースと前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースとが長方形螺旋状トレースである電磁石。

【請求項19】

請求項１５に記載の電磁石であって、前記第１及び第２ＰＣＢが接着剤により機械的に連結されている電磁石。

【請求項20】

請求項１５に記載の電磁石であって、
前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレースが、前記第１フレキシブルＰＣＢの第１側にある第１導電コイル状トレースと、前記第１フレキシブルＰＣＢの第２側にある第２導電コイル状トレースと、を含み、前記第１フレキシブルＰＣＢが、前記第１側を前記第２側から分離する絶縁層を備え、
前記第１フレキシブルＰＣＢが、更に、前記絶縁層を貫いており前記第１導電コイル状トレースを前記第２導電コイル状トレースと電気的に接続するビアを備え、
前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースが、前記第２フレキシブルＰＣＢの第１側にある第３導電コイル状トレースと、前記第２フレキシブルＰＣＢの第２側にある第４導電コイル状トレースと、を含み、前記第２フレキシブルＰＣＢが、前記第１側を前記第２側から分離する絶縁層を備え、
前記第２フレキシブルＰＣＢが、更に、前記絶縁層を貫いており前記第３導電コイル状トレースを前記第４導電コイル状トレースと電気的に接続するビアを備える電磁石。

【請求項21】

請求項１５に記載の電磁石であって、更に、
前記形状へと曲げられており且つ１本又は複数本の第３導電コイル状トレースを備える第３フレキシブルＰＣＢを備え、前記第３フレキシブルＰＣＢが前記第２フレキシブルＰＣＢの隣にあり且つそれに寄り添っており、
前記形状へと曲げられており且つ１本又は複数本の第４導電コイル状トレースを備える第４フレキシブルＰＣＢを備え、前記第４フレキシブルＰＣＢが前記第３フレキシブルＰＣＢの隣にあり且つそれに寄り添っている電磁石。

【請求項22】

請求項２１に記載の電磁石であって、前記１本又は複数本の第３導電コイル状トレース及び前記１本又は複数本の第４導電コイル状トレースが、前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレース及び前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースと同極性で以て電流を通すよう構成されている電磁石。

【請求項23】

請求項２１に記載の電磁石であって、
前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレース及び前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースが、第１極性で以て電流を通すよう構成されており、
前記１本又は複数本の第３導電コイル状トレース及び前記１本又は複数本の第４導電コイル状トレースが、前記第１極性とは逆の第２極性で以て電流を通すよう構成されている電磁石。

【請求項24】

請求項１５に記載の電磁石であって、
前記１本又は複数本の第１導電コイル状トレースが、第１極性で以て電流を通すよう構成されており、
前記１本又は複数本の第２導電コイル状トレースが、前記第１極性とは逆の第２極性で以て電流を通すよう構成されている電磁石。

【請求項25】

請求項１５に記載の電磁石であって、更に、前記第１及び第２フレキシブルＰＣＢに対し同心配置された静電デフレクタを備える電磁石。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本件開示は磁気コイルに関し、より具体的には、フレキシブル印刷回路基板（ＰＣＢ）を用い作成された電磁コイルに関する。

【背景技術】

【0002】

旧来、電磁石は、ワイヤを指定巻数で以て所定形状に手巻きし、それにより磁気コイルを形成することで形成されている。こうした手巻きでは、ワイヤ配置が非精密で再現不能なものとなる。この非精密性及び再現不能性によって、その磁気コイルが用いられるシステムの校正が面倒なものとなっている。手巻きは、そのコイルの形状を指定幾何形状にする能力も限定的である。例えば、巻半径が制約されるので、くっきりとした隅部を実現することができない。更に、手巻きのプロセス及び得られた磁気コイルを電源（例．電流源）に接続するプロセスにて人的過誤が起きやすい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１６／００１３６６５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電磁石は単層フレキシブル印刷回路基板（ＰＣＢ）、即ちその上の導電トレースによりコイルが形成されているＰＣＢを用い、製造されてもいる。とはいえ、単層で実現されうるコイルの巻数は限られており、従ってその電磁石の強度も限られている。このＰＣＢに付加的な諸層を追加することは、そのＰＣＢの剛性が増すため、ひいてはそのＰＣＢをその電磁石に望ましい形状（即ち指定幾何形状）へと曲げる上で妨げとなるため、現実的でない。

【0005】

そうした電磁石の適用例の一つが、直交電磁界を用い帯電粒子（例．電子）に関し速度フィルタリングを実行するウイーンフィルタである。ウイーンフィルタは電子顕微鏡にて用いられている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述の諸問題は、複数枚のフレキシブルＰＣＢを用い電磁石を形成することで解決される。

【0007】

ある種の実施形態に係る方法では、１本又は複数本の第１導電コイル状トレースを有する第１フレキシブルＰＣＢを取得し、１本又は複数本の第２導電コイル状トレースを有する第２フレキシブルＰＣＢを取得する。第１フレキシブルＰＣＢを、少なくとも１個の湾曲部又は隅部を有する形状へと曲げる。その上で、第１フレキシブルＰＣＢがその形状に曲がった状態で第２フレキシブルＰＣＢをその形状へと曲げ、その第２フレキシブルＰＣＢを第１フレキシブルＰＣＢの隣に位置決めして第１フレキシブルＰＣＢに寄り添わせる。

【0008】

ある種の実施形態に係る電磁石は、１本又は複数本の第１導電コイル状トレース付の第１フレキシブルＰＣＢを有する。第１フレキシブルＰＣＢは曲げられ、少なくとも１個の湾曲部又は隅部を有する形状になっている。本電磁石は、更に、その形状へと曲げられており且つ１本又は複数本の第２導電コイル状トレースを有する、第２フレキシブルＰＣＢを有する。第２フレキシブルＰＣＢが第１フレキシブルＰＣＢの隣にあり且つ寄り添うものである。

【0009】

様々な記載実現形態のより良好な理解のため、後掲の詳細記述と併せ、以下の図面を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ある種の実施形態に従い指定形状へと曲げられた複数枚のフレキシブル印刷回路基板（ＰＣＢ）を有する電磁石を示す図である。

【図2】ある種の実施形態に従いフレキシブルＰＣＢ及びそれに付随するコネクタを示す図である。

【図3A】ある種の実施形態に従い、２枚のフレキシブルＰＣＢ上の導電コイル状トレースを、それら導電コイル状トレース間の電気的接続と併せ示す図である。

【図3B】ある種の実施形態に従い、図３Ａ中のフレキシブルＰＣＢのうち一部分の断面を示す図である。

【図4】ある種の実施形態に従い、同心寄添い要領にて指定形状へと曲げられた一対のフレキシブルＰＣＢを有すると共に、静電デフレクタ向けの接続リングをも有するシステムを、示す図である。

【図5】ある種の実施形態に従い電磁石及び静電デフレクタが同心配列されているアセンブリの断面及び部分斜視外観を示す図である。

【図6A】ある種の実施形態に従い複数枚のフレキシブルＰＣＢを用い電磁石を製造する方法を示すフローチャートである。

【図6B】ある種の実施形態に従い、図６Ａの方法のオプション的継続部分を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

同様の参照符号は、明細書及び図面を通じ、対応する諸部分のことを指している。

【0012】

以下、添付図面のその例が描かれている様々な実施形態を詳細に参照する。以下の詳細記述では、数多くの具体的細部を説明することで、様々な記載実施形態についての一貫した理解を図っている。しかしながら、本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）には察せられる通り、それら様々な記載実施形態を、そうした具体的細部無しで実施することもできる。他方、周知な方法、手順、部材、回路及びネットワークについては、諸実施形態の諸側面を不必要に曖昧化させないよう詳細記述を省いている。

【0013】

図１に、ある種の実施形態に従い指定形状へと曲げられた複数枚のフレキシブル印刷回路基板（ＰＣＢ）１０２を有する電磁石１００を示す。フレキシブルＰＣＢ１０２には第１フレキシブルＰＣＢ１０２－１と第２フレキシブルＰＣＢ１０２－２とがある。各ＰＣＢ１０２は１本又は複数本の導電コイル状トレース１０４を有しており、例えば第１フレキシブルＰＣＢ１０２－１は１本又は複数本の導電コイル状トレース１０４－１、第２フレキシブルＰＣＢ１０２－２は１本又は複数本の導電コイル状トレース１０４－２を有している。第２フレキシブルＰＣＢ１０２－２は第１フレキシブルＰＣＢ１０２－１に寄り添い概ねそれを囲んでいるが、実施形態によっては、それら第１及び第２フレキシブルＰＣＢ１０２－１及び１０２－２が同サイズであることで生じる小さなギャップ１０６がその例外となる。ある種の実施形態では、１枚又は複数枚の付加的フレキシブルＰＣＢ１０２であり、１本又は複数本の個別的な導電コイル状トレース１０４をめいめい有するものが、第１フレキシブルＰＣＢ１０２－１・第２フレキシブルＰＣＢ１０２－２間に配置される。隣り合うフレキシブルＰＣＢ１０２を機械的に連結（例．接着剤により連結）してもよい。

【0014】

図１の例における指定形状、即ちフレキシブルＰＣＢ１０２が曲げられていく形状は円錐台状であり、第１フレキシブルＰＣＢ１０２－１と第２フレキシブルＰＣＢ１０２－２とが放射軸を中心にして同心配列されている。他の形状にすることもできる。例えば、フレキシブルＰＣＢ１０２を円筒形、楕円形、長方形又は多角形断面を有する形状へと曲げてもよい。

【0015】

導電コイル状トレース１０４に電流を流すと、それらフレキシブルＰＣＢ１０２により囲まれている空間内に磁界が発生する。その電流を導電コイル状トレース１０４に供給するため、この電磁石１００にはコネクタ１０８－１及び１０８－２が設けられている。コネクタ１０８－１は第１フレキシブルＰＣＢ１０２－１に機械的に連結されており、且つ１本又は複数本の導電コイル状トレース１０４－１に電気的に接続された１個又は複数個の導体（例．導電トレース）を有している。コネクタ１０８－２は第２フレキシブルＰＣＢ１０２－２に機械的に連結されており、且つ１本又は複数本の導電コイル状トレース１０４－２に電気的に接続された１個又は複数個の導体（例．導電トレース）を有している。ある種の実施形態では、コネクタ１０８－１が、フレキシブルＰＣＢ１０２－１と一体に形成されたフレキシブルＰＣＢとされ、コネクタ１０８－２が、フレキシブルＰＣＢ１０２－２と一体に形成されたフレキシブルＰＣＢとされる。コネクタ１０８－１及び１０８－２は電源、例えば電流源（図示せず）に接続される。ある種の実施形態では、隣り合うフレキシブルＰＣＢ１０２上の１本又は複数本の導電コイル状トレース１０４が、それらフレキシブルＰＣＢ１０２の表面上のコンタクトを介し電気的に接続される。例えば、フレキシブルＰＣＢ１０２－１及び１０２－２が隣り合っている場合、それらフレキシブルＰＣＢ１０２－１及び１０２－２上の１個又は複数個のコンタクト（例．図２中のコンタクト２０２）を介し、１本又は複数本の導電コイル状トレース１０４－１を１本又は複数本の導電コイル状トレース１０４－２に、電気的に接続することができる。

【0016】

図２に、ある種の実施形態に従いフレキシブルＰＣＢ２００及びそれに付随するコネクタ２０６を示す。図２に示したフレキシブルＰＣＢ２００はまだ指定形状に曲げられていない。フレキシブルＰＣＢ２００はフレキシブルＰＣＢ１０２（図１）の例たりうるものであり、これには第１フレキシブルＰＣＢ２００－１、第２フレキシブルＰＣＢ２００－２、第３フレキシブルＰＣＢ２００－３及び第４フレキシブルＰＣＢ２００－４がある。各フレキシブルＰＣＢ２００は１本又は複数本の導電コイル状トレース（図示せず）を有している（例．図３Ａ中の導電コイル状トレース３０２－１、３０２－２、３０４－１及び３０４－２）。第１フレキシブルＰＣＢ２００－１はコンタクト２０２を有しており、それを第２フレキシブルＰＣＢ２００－２上の同様のコンタクト（見えず）に電気的に接触させることで、第１及び第２ＰＣＢ２００－１及び２００－２上の導電コイル状トレースを電気的に接続することができる。同様に、第３フレキシブルＰＣＢ２００－３はコンタクト２０２を有しており、それを第４フレキシブルＰＣＢ２００－４上の同様のコンタクト（見えず）に電気的に接触させることで、第３及び第４ＰＣＢ２００－３及び２００－４上の導電コイル状トレースを電気的に接続することができる。

【0017】

コネクタ２０６は、第１フレキシブルＰＣＢ２００－１に機械的且つ電気的に連結・接続されている第１アーム２０４－１と、第３フレキシブルＰＣＢ２００－３に機械的且つ電気的に連結・接続されている第２アーム２０４－２とを有している。第１アーム２０４－１はコネクタ１０８－１の一例たりうるものであり、第２アーム２０４－２はコネクタ１０８－２の一例たりうるものである（その逆も可）。ある種の実施形態では、コネクタ２０６が、第１アーム２０４－１及び／又は第２アーム２０４－２を含め、第１フレキシブルＰＣＢ２００－１及び／又は第３フレキシブルＰＣＢ２００－３と一体に形成される。コネクタ２０６はコンタクトパッド２０８に機械的且つ電気的に連結・接続されており、また、フレキシブルＰＣＢ２００－１～２００－４上の導電コイル状トレースをコンタクトパッド２０８上のコンタクト２１０と電気的に結合させる導体（図示せず）を有している（例．図３Ａ中の導体３１２及び３１４、図４中のトレース４０６－１及び４０６－２）。コネクタ２０６内のそれらの導体は、導電トレースとすることができる。コンタクト２１０は電源（例．電流源）に電気的に結合させることができ、従って、フレキシブルＰＣＢ２００－１～２００－４上の導電コイル状トレースをその電源に電気的に結合させることが可能である。

【0018】

ある種の実施形態によれば、これら４枚のフレキシブルＰＣＢ２００－１～２００－４を同じ形状へと曲げ、同心寄添い要領にて互いに差し向かいに（即ち隣り合わせに）配置することで、単一の電磁石（例．図１中の電磁石１００）を形成することができる。この例によれば、それら４枚のフレキシブルＰＣＢ２００－１～２００－４上の導電コイル状トレースを直列接続することで、その電流極性を全４枚のフレキシブルＰＣＢ２００－１～２００－４上の導電コイル状トレースで同じとすることができる。第３及び第４フレキシブルＰＣＢ２００－３及び２００－４によって提供される付加的な導電コイル状トレースがあるので、２枚のフレキシブルＰＣＢ２００－１及び２００－２しか用いられていない場合よりも強い電磁石が得られる。

【0019】

他のある種の実施形態によれば、第１及び第２フレキシブルＰＣＢ２００－１及び２００－２を同じ形状へと曲げ、同心寄添い要領にて互いに差し向かいに（即ち隣り合わせに）配置することで、第１電磁石（例．図１中の第１電磁石１００）を形成することができる。第３及び第４フレキシブルＰＣＢ２００－３及び２００－４を同じ形状へと曲げ、同心寄添い要領にて互いに差し向かいに（即ち隣り合わせに）配置することで、第１電磁石とは別な第２電磁石（例．図２中の第２電磁石１００）を形成することができる。

【0020】

ある種の実施形態では、第１及び第２フレキシブルＰＣＢ２００－１及び２００－２内の導電コイル状トレースが電気的に直列接続され、それによりその電流極性が第１及び第２ＰＣＢ２００－１及び２００－２上の導電コイル状トレースで同じとされる。即ち第１及び第２フレキシブルＰＣＢ２００－１及び２００－２により電磁石が形成される。他方、第３フレキシブルＰＣＢ２００－３内の１本又は複数本の導電コイル状トレースは、第４フレキシブルＰＣＢ２００－４内の１本又は複数本の導電コイル状トレースと直列接続されない。その代わりに、第３フレキシブルＰＣＢ２００－３内の１本又は複数本の導電コイル状トレースが、第４フレキシブルＰＣＢ２００－４内の１本又は複数本の導電コイル状トレースを通る電流の極性とは逆の極性で以て電流を通すように配線される。この構成は、第３及び第４ＰＣＢ２００－３及び２００－４の導電コイル状トレースを、コンタクトパッド２０８上にあり所望極性の電流をもたらす個別的なコンタクト２１０に電気的に結合させることによって、実現することができる。この構成では、第４フレキシブルＰＣＢ２００－４内の１本又は複数本の導電コイル状トレースにより生成される磁界が、第３フレキシブルＰＣＢ２００－３内の１本又は複数本の導電コイル状トレースにより生成される磁界とは逆のものになり、ひいては相殺されることとなろう。同心寄添い要領にて互いに差し向かいに（即ち隣り合わせに）配置された第３及び第４ＰＣＢ２００－３及び２００－４のこうした組合せにより、それを用い第１及び第２ＰＣＢ２００－１及び２００－２の組合せ（同心寄添い要領にて互いに差し向かいに配置されたもの）に係る熱変動を打ち消せるヒータが得られよう。第１及び第２ＰＣＢ２００－１及び２００－２に供給される電流が減少（又は増加）したときに、第３及び第４ＰＣＢ２００－３及び２００－４に供給される電流を相応量だけ増加（又は減少）させることで、発熱の変化を打ち消し全体として定常的な加熱をもたらすことができる。定常加熱により、望ましいことに、校正状態を保ちそのシステムの均質な性能を確保することができる。

【0021】

図３Ａに、ある種の実施形態に従い、２枚のフレキシブルＰＣＢ３００－１及び３００－２上の導電コイル状トレース、並びにそれら導電コイル状トレース間の電気的接続を示す。フレキシブルＰＣＢ３００－１及び３００－２はフレキシブルＰＣＢ２００－１及び２００－２（図２）、フレキシブルＰＣＢ２００－３及び２００－４（図２）及び／又はフレキシブルＰＣＢ１０２－１及び１０２－２（図１）の例たりうるものである。フレキシブルＰＣＢ３００－１及び３００－２は、それぞれ、第１側３０８にある一対の導電コイル状トレース３０２－１及び３０２－２と、第２側３１０にある一対の導電コイル状トレース３０４－１及び３０４－２とを有している。第１側３０８は、絶縁（例．ポリイミド）層（例．図３Ｂ中の絶縁層３２２）により第２側３１０から分離されている。第１側３０８の導電コイル状トレース３０２－１及び３０２－２は、第１絶縁（例．ポリイミド）カバー層（例．図３Ｂ中のカバー層３２０）により覆われている。同様に、第２側３１０の導電コイル状トレース３０４－１及び３０４－２は、第２絶縁（例．ポリイミド）カバー層（例．図３Ｂ中のカバー層３２４）により覆われている。

【0022】

導電コイル状トレース３０２及び３０４は長方形螺旋であり、指定された巻数をそれぞれ有している。長方形螺旋であるので相連なる辺が互いに垂直であり、ほぼ直角で会合している（とはいえ、実施形態によっては幾ばくかの湾曲がその隅部に設けられよう）。図３Ａに示した巻数は４であるが、一般に巻数は変えうるものである。例えば、巻数を５、６又はそれ以上とすることもできる。更に、フレキシブルＰＣＢ３００－１及び３００－２それぞれを、第１側３０８に導電コイル状トレース３０２が１本しかなく第２側３１０側に導電コイル状トレース３０４が１本しかないものとしてもよいし、第１側３０８に２本超の導電コイル状トレース３０２があり第２側３１０側に２本超の導電コイル状トレース３０４があるものとしてもよい。ある種の実施形態では導電コイル状トレース３０２及び３０４が銅とされる。

【0023】

導電コイル状トレース３０２－１は導電コイル状トレース３０２－２に電気的に接続されており、その双方が図示の通り１本の長尺トレースによって形成されている。導電コイル状トレース３０２－１の内端は、ビア３０６－１を介し導電コイル状トレース３０４－１の内端に、電気的に接続されている。同様に、導電コイル状トレース３０２－２の内端は、ビア３０６－２を介し導電コイル状トレース３０４－２の内端に、電気的に接続されている。ある種の実施形態ではそれらのビア３０６－１及び３０６－２が銅とされる。フレキシブルＰＣＢ３００－１の導電コイル状トレース３０４－１の外端は、コンタクト３０７（例．図２中のコンタクト２０２）を介しフレキシブルＰＣＢ３００－２の導電コイル状トレース３０４－２の外端に、電気的に接続されている。フレキシブルＰＣＢ３００－２の導電コイル状トレース３０４－１の外端は、導体３１２（例．図２中のコネクタ２０６及び／又は図１中のコネクタ１０８内の導電トレース、図４中の導電トレース４０６）に、電気的に接続されている。フレキシブルＰＣＢ３００－１の導電コイル状トレース３０４－２の外端は、導体３１４（例．図２中のコネクタ２０６及び／又は図１中のコネクタ１０８内の導電トレース）に、電気的に接続されている。これらの導体３１２及び３１４により、それら導体３１２・３１４間に直列接続されている導電コイル状トレース３０２及び３０４に電流が供給される。図３Ａに示したのは導電コイル状トレース３０２及び３０４の直列接続の一例であり、他のものにすることも可能である。

【0024】

図３Ｂに、ある種の実施形態に従いフレキシブルＰＣＢ３００（例．図３Ａ中のフレキシブルＰＣＢ３００－１又は３００－２）のうち一部分の断面を示す。導電コイル状トレース３０２（例．図３Ａ中の導電コイル状トレース３０２－１又は３０２－２）が、ＰＣＢ３００の第１側に配置されている。導電コイル状トレース３０４（例．図３Ａ中の導電コイル状トレース３０４－１又は３０４－２）が、そのＰＣＢ３００の第２側に配置されている。絶縁（例．ポリイミド）層３２２がそのフレキシブルＰＣＢ３００の中半にあり、導電コイル状トレース３０２を導電コイル状トレース３０４から分離している。ビア３０６により、導電コイル状トレース３０２が導電コイル状トレース３０４に、電気的に接続されている。ある種の実施形態では、それら導電コイル状トレース３０２及び３０４並びにビア３０６が銅とされる。絶縁（例．ポリイミド）カバー層３２０により第１側の導電コイル状トレース３０２が覆われており、絶縁（例．ポリイミド）カバー層３２４により第２側の導電コイル状トレース３０４が覆われている。フレキシブルＰＣＢ３００は、導電コイル状トレース３０２及び３０４を別のフレキシブルＰＣＢ上の導電コイル状トレース（例．フレキシブルＰＣＢ３００の別の実現物に至るそれ）と電気的に接続するための１個又は複数個のコンタクト（見えず）を有している（例．図２中のコンタクト２０２）。フレキシブルＰＣＢ３００は、導電コイル状トレース３０２及び３０４をコネクタ（例．図２中のコネクタ２０６、図１中のコネクタ１０８、図４中のコネクタ４０４）内導体と電気的に接続するための１個又は複数個のコンタクト（見えず）をも有している。

【0025】

図４に、ある種の実施形態に従い、一対のフレキシブルＰＣＢ４００－１及び４００－２が同心寄添い要領にて指定形状へと曲げられており、ひいてはそのフレキシブルＰＣＢ４００－２によりフレキシブルＰＣＢ４００－１が概ね囲まれているシステムを示す。フレキシブルＰＣＢ４００－１及び４００－２は、それぞれ１本又は複数本の導電コイル状トレース（図示せず）を有している。例えば、フレキシブルＰＣＢ４００－１及び４００－２を、フレキシブルＰＣＢ１０２－１及び１０２－２（図１）、２０２－１及び２０２－２（図２）、２０２－３及び２０２－４（図２）及び／又は３００－１及び３００－２（図３Ａ）の実現物とすることができる。フレキシブルＰＣＢ４００－１及び４００－２の１本又は複数本の導電コイル状トレースは、コネクタ４０４の第１アーム４０２－１を介しコンタクトパッド４０８（例．図２中のコンタクトパッド２０８）に、電気的に接続されている。トレース４０６－１（例．それに加え第１アーム４０２－１の見えない側にある別のトレース）を初めとする導電トレースにより、コンタクトパッド４０８と、フレキシブルＰＣＢ４００－１及び４００－２の導電コイル状トレースとの間に、回路を完成させることができる。そのコネクタは、１本又は複数本の導電トレースを有する第２アーム４０２－２（例．図２中のアーム２０４－２）を有しており、その導電トレースのうちトレース４０６－２（例．それに加え第２アーム４０２－２の見えない側にある別のトレース）により、例えば図２との関連で記述した第２対のフレキシブルＰＣＢ（図示せず）上の導電コイル状トレースに電気的に接続すること、或いはそれに代えフレキシブルＰＣＢ４００－２上の１本又は複数本の導電コイル状トレースに電気的に接続することができる。

【0026】

図４のシステムは、ある種の実施形態に従い静電デフレクタ（例．図５に示されているそれ）向けの接続リング４１２をも有している。接続リング４１２は、その静電コネクタの個々の極（例．図５中の極５０４）との電気的接続を担うコンタクト４１４を有している。接続リング４１２は、コネクタ４１０を介し（例．コネクタ４１０内導電トレースを介し）コンタクトパッド４０８に、電気的に接続されている。コンタクトパッド４０８を、その静電デフレクタの極をバイアスするための電源（例．電圧源）に結合させることができる。

【0027】

図５に、ある種の実施形態に従い電磁石５０２及び静電デフレクタが同心配列されているアセンブリ５００の断面及び部分斜視外観を示す。本アセンブリ５００はウイーンフィルタ（例．電子顕微鏡用のそれ）とすることができる。電磁石５０２は、導電コイル状トレース付の複数枚のフレキシブルＰＣＢを有している（例．図１中のフレキシブルＰＣＢ１０２－１及び１０２－２、図２中の２００－１、２００－２、２００－３及び／又は２００－４、図３Ａ中の３００－１及び３００－２、図４中の４００－１及び４００－２）。それら複数枚のフレキシブルＰＣＢが、個々のフレキシブルＰＣＢが互いに隣り合う同心寄添い要領にて配列されている。静電デフレクタは、それぞれ導電面を有する複数個の極５０４を有するものとする（例．８極構成を有する静電デフレクタとなるよう８個の極５０４を有するものとする）。それらの極５０４は、電磁石５０２により囲まれている開口内に、放射状に配置されている。これらの極５０４をバイアスすると、電磁石５０２により囲まれている開口内で電界が発生する。これらの極５０４を、それら複数枚のフレキシブルＰＣＢに電流が供給されるのと同時点でバイアスすると、その開口内に同時的な電界及び磁界が発生する。その同時的な電界及び磁界を直交させることができる。接続リング５０６（例．図４中の接続リング４１２）には、極５０４用の導電コンタクト（見えず）が設けられている（例．図４中のコンタクト４１４）。ネジ５０８その他の好適な連結機構により、接続リング５０６がその場で保持されており、且つ個々の導電コンタクトを極５０４と接触させている。

【0028】

図６Ａは、ある種の実施形態に従い複数枚のフレキシブルＰＣＢを用い電磁石（例．図１中の電磁石１００、図５中の電磁石５０２）（或いは実施形態によってはゼロ磁界のデバイス）を製造する６００を示すフローチャートである。本方法６００では、１本又は複数本の第１導電コイル状トレース（例．図１中の導電コイル状トレース１０４－１、図３Ａ中の導電コイル状トレース３０２－１、３０２－２、３０４－１及び３０４－２）を有する第１フレキシブルＰＣＢ（例．図１中のフレキシブルＰＣＢ１０２－１、図２中の２００－１又は２００－３、図３Ａ中の３００－１、図４中の４００－１）が取得される。ある種の実施形態ではその１本又は複数本の第１導電コイル状トレースが長方形螺旋状トレースとされる（６０４）。１本又は複数本の第２導電コイル状トレース（例．図１中の導電コイル状トレース１０４－２、図３Ａ中の導電コイル状トレース３０２－１、３０２－２、３０４－１及び３０４－２）を有する第２フレキシブルＰＣＢ（例．図１中のフレキシブルＰＣＢ１０２－２、図２中の２００－２又は２００－４、図３Ａ中の３００－２、図４中の４００－２）も、取得される（６０６）。ある種の実施形態ではその１本又は複数本の第２導電コイル状トレースが長方形螺旋状トレースとされる（６０８）。

【0029】

その第１フレキシブルＰＣＢが、少なくとも１個の湾曲部又は隅部を有する形状へと曲げられる（６１０）。ある種の実施形態ではその形状が円錐台状とされる（６１２）。その形状の別例としては、これに限られるものではないが、円筒形、楕円形、長方形又は多角形の断面を有する形状がある。ある種の実施形態では、その第１フレキシブルＰＣＢが、その形状を有する取付具の周りに巻き付けることによって曲げられる（６１４）。この取付具は後に（例．全てのフレキシブルＰＣＢがその形状へと曲げられた後に）取り外される。

【0030】

その上で、第１フレキシブルＰＣＢがその形状に曲がった状態で第２フレキシブルＰＣＢがその形状へと曲げられ（６１６）、その第２フレキシブルＰＣＢが、第１フレキシブルＰＣＢの隣に位置決めされて（例．同心要領にて）寄り添わされる。ある種の実施形態では、その形状に曲がった状態で、第２フレキシブルＰＣＢが第１フレキシブルＰＣＢに機械的に連結される（６１８）。例えば、接着剤を用い（６２０）、第２フレキシブルＰＣＢが第１フレキシブルＰＣＢに装着される。

【0031】

ある種の実施形態では、１本又は複数本の第１導電コイル状トレースが、（例．図２中のコンタクト２０２を介し、図３Ａ中のコンタクト３０７を介し）１本又は複数本の第２導電コイル状トレースと電気的に直列接続される（６２２）。第１及び第２フレキシブルＰＣＢは方法６００に従い配列されているので、これにより電磁石が形成される。

【0032】

他のある種の実施形態では、１本又は複数本の第２導電コイル状トレースが、１本又は複数本の第１導電コイル状トレースとは逆極性で以て電流を通す（即ち１本又は複数本の第１導電コイル状トレースが第１極性で以て電流を通し１本又は複数本の第２導電コイル状トレースがその第１極性とは逆の第２極性で以て電流を通す）よう構成される（６２４）。従って、第１フレキシブルＰＣＢにより生成される磁界が、第２フレキシブルＰＣＢにより生成される磁界を打ち消すこととなるため、ヒータとして機能するゼロ磁界デバイスが得られる。

【0033】

図６Ｂは、ある種の実施形態に従い本方法６００のオプション的継続部分を示すフローチャートである。方法６００のこの継続部分では、１本又は複数本の第３導電コイル状トレース（例．図３Ａ中の導電コイル状トレース３０２－１、３０２－２、３０４－１及び３０４－２）を有する第３フレキシブルＰＣＢ（例．図２中のフレキシブルＰＣＢ２００－３、図３Ａ中のＰＣＢ３００－１の実現物）が取得される（６３２）。ある種の実施形態ではその１本又は複数本の第３導電コイル状トレースが長方形螺旋状トレースとされる（６３４）。１本又は複数本の第４導電コイル状トレース（例．図３Ａ中の導電コイル状トレース３０２－１、３０２－２、３０４－１及び３０４－２）を有する第４フレキシブルＰＣＢ（例．図２中のフレキシブルＰＣＢ２００－４、図３Ａ中のＰＣＢ３００－２の実現物）も、取得される（６３６）。ある種の実施形態ではその１本又は複数本の第４導電コイル状トレースが長方形螺旋状トレースとされる（６３８）。

【0034】

その上で、第１及び第２フレキシブルＰＣＢがその形状に曲がった状態で第３フレキシブルＰＣＢがその形状へと曲げられ（６４０）、第３フレキシブルＰＣＢが、第２フレキシブルＰＣＢの隣に位置決めされて第２フレキシブルＰＣＢに（例．同心要領にて）寄り添わされる。ある種の実施形態では、その形状に曲がった状態で、第３フレキシブルＰＣＢが第２フレキシブルＰＣＢに機械的に連結される（６４２）。例えば、接着剤を用い（６４４）、第３フレキシブルＰＣＢが第２フレキシブルＰＣＢに装着される。

【0035】

その上で、第１、第２及び第３フレキシブルＰＣＢがその形状に曲がった状態で第４フレキシブルＰＣＢがその形状へと曲げられ（６４６）、第４フレキシブルＰＣＢが、第３フレキシブルＰＣＢの隣に位置決めされて第３フレキシブルＰＣＢに（例．同心要領にて）寄り添わされる。ある種の実施形態では、その形状に曲がった状態で、第４フレキシブルＰＣＢが第３フレキシブルＰＣＢに機械的に連結される（６４８）。例えば、接着剤を用い（６５０）、第４フレキシブルＰＣＢが第３フレキシブルＰＣＢに装着される。

【0036】

ある種の実施形態では、１本又は複数本の第３導電コイル状トレースが（例．図２中のコンタクト２０２を介し、図３Ａ中のコンタクト３０７を介し）１本又は複数本の第４導電コイル状トレースと電気的に接続される（６５２）。例えば、１本又は複数本の第３及び第４導電コイル状トレースが、１本又は複数本の第１及び第２導電コイル状トレースと同極性で以て電流を通すよう構成される（６５４）（例．１個又は複数個の第１、第２、第３及び第４導電コイルが直列接続される）。それら４枚のフレキシブルＰＣＢは、方法６００に従い配列されているので、電磁石が形成される。別例にあっては、１本又は複数本の第３及び第４導電コイル状トレースが、１本又は複数本の第１及び第２導電コイル状トレースと逆極性で以て電流を通す（即ち１本又は複数本の第１及び第２導電コイル状トレースが第１極性で以て電流を通し１本又は複数本の第３及び第４導電コイル状トレースが第１極性とは逆の第２極性で以て電流を通す）よう構成される（６５６）。従って、第１及び第２フレキシブルＰＣＢにより生成される磁界が、第３及び第４フレキシブルＰＣＢにより生成される磁界を打ち消すこととなるため、ヒータとして機能するゼロ磁界デバイスが得られる。

【0037】

更に他のある種の実施形態では、１本又は複数本の第１及び第２導電コイル状トレースが、同極性で以て電流を通すよう構成され（６５８）（例．直列接続され）、ひいては方法６００に従い配列された第１及び第２フレキシブルＰＣＢにより電磁石が形成される。他方で、１本又は複数本の第３導電コイル状トレースが、１本又は複数本の第４導電コイル状トレースとは逆極性で以て電流を通す（即ち１本又は複数本の第３導電コイル状トレースが第１極性で以て電流を通し１本又は複数本の第４導電コイル状トレースが第１極性とは逆の第２極性で以て電流を通す）よう構成される（６５８）。第３及び第４フレキシブルＰＣＢは方法６００に従い配列されているので、ヒータとして機能するゼロ磁界デバイスがこれにより形成される。このヒータによって、第１及び第２フレキシブルＰＣＢにより形成された電磁石による発熱の変化を打ち消すことができる。

【0038】

本方法６００は、より多数又は少数の動作を含むものとすることができる。順序非依存的な動作の順序を変えてもよく、及び／又は、複数個の動作を結合させて単一の動作としてもよい。例えば、ステップ６３２及び６３６を、他のあらゆるステップの実行に先立ち、ステップ６０２及び６０６と同時に実行してもよい。また例えば、個々のフレキシブルＰＣＢを曲げるステップ、別のＰＣＢに機械的に連結するステップ、及び／又は、別のＰＣＢに電気的に接続するステップを、組み合わせて単一のステップにしてもよい。

【0039】

本方法６００、並びに本願開示の如く配列されたフレキシブルＰＣＢによれば、導電コイルを構成する複数個の層を電磁石の態に積層して強い磁界を得ることができ、それでいてなお、その電磁石を所望形状とすることができる。その磁気コイル（即ち導電コイル状トレース）を、くっきりとした隅部を有するもの又はタイトな巻半径を有するものとすることができる。そうした電磁石を、些少な過誤で以て再現性良く製造することができる。

【0040】

以上の記述は説明目的のものであり、具体的な諸実施形態を参照して記述されている。とはいえ、上掲の例証的議論は、開示されている綿密な諸形態に厳格化すること、即ち特許請求の範囲をそれら形態に限定することを企図していない。上掲の教示に鑑み多くの修正及び変形をなすことができる。それら実施形態が選ばれたのは、特許請求の範囲の下地をなす諸原理及びそれらの実際的応用を最も良好に説明するため、ひいては想定されている具体的用途に相応しくそれら実施形態に様々な修正を施したものをいわゆる当業者のうち他の者が最も良好に使用しうるようにするためである。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【国際調査報告】