特表 2024-523404 複数の厚さをもつ素子を有する電磁デバイス、および複数の厚さもつ素子を有する電磁デバイスの製造方法

(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】2024-06-28

(54)【発明の名称】複数の厚さをもつ素子を有する電磁デバイス、および複数の厚さもつ素子を有する電磁デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 41/04 20060101AFI20240621BHJP

   H01F 41/10 20060101ALI20240621BHJP

【ＦＩ】

H01F41/04 C

H01F41/10 B

【審査請求】有

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2023577939

(86)(22)【出願日】2022-06-15

(85)【翻訳文提出日】2024-02-01

(86)【国際出願番号】 US2022033579

(87)【国際公開番号】W WO2022266191

(87)【国際公開日】2022-12-22

(31)【優先権主張番号】17/351,782

(32)【優先日】2021-06-18

(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】510060327

【氏名又は名称】ヴィシェイ デール エレクトロニクス エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100079980

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 伸行

(74)【代理人】

【識別番号】100167139

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 和彦

(72)【発明者】

【氏名】ハンソン，ベンジャミン

(72)【発明者】

【氏名】ブルーン，ロドニー

(72)【発明者】

【氏名】ヒューバー，マット

【テーマコード（参考）】

5E062

【Ｆターム（参考）】

5E062FF01

5E062FF04

5E062FG13

(57)【要約】

【構成】導電素子および複数の厚さを有するリードを有する電磁デバイスを提供する。押し出し加工、スカイビング加工、スエージング加工、３Ｄ印刷法または機械加工によって形成した、電磁デバイスの製造するためのテンプレートを提供する。複数の厚さのある電磁デバイスはより厚手の領域を有する導電素子、および少なくとも一つの薄手の厚さを有する領域であって、その厚手の領域よりも薄い薄手の領域を有する一つかそれ以上のリードを有する。コア材料から形成した本体内に収めた、より厚手の導電素子、およびこの導電素子に接続した、薄手のリードまたはリード部分を有する電磁デバイスを提供することができる。
【選択図】図１Ｃ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電材料を設ける工程、
押し出し加工、スカイビング加工、または平坦加工を行うことによって前記導電材料を複数の厚さを有するテンプレートに形成する工程、および
前記複数の厚さを有するテンプレートを、第１厚さを有する導電素子、第２厚さを有する第１リード部分、および第３厚さを有する第２リード部分に形成する工程を有し、
前記第１厚さが前記第２厚さとは異なり、そして
前記第１厚さが前記第３厚さとは異なる
ことを特徴とする、複数の厚さを有する電磁デバイスの製造方法。

【請求項2】

前記第１厚さが前記第２厚さよりも厚手であり、前記第１厚さが前記第３厚さよりも厚手である請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記複数の厚さを有するテンプレートを、第１厚さを有する導電素子、第２厚さを有する第１リード部分、および第３厚さを有する第２リード部分に形成する前記工程において、前記の複数の厚さを有するテンプレートをスタンプ加工する請求項１に記載の製造方法

【請求項4】

前記導電素子が曲がりくねった形状か、あるいは略矩形形状を有する請求項１に記載の製造方法。

【請求項5】

前記導電素子、第１リード部分、および第２リード部分が、導電材料の連続的な、巻かれていないピースから形成される請求項１に記載の製造方法。

【請求項6】

前記導電素子のいずれの部分も、この導電素子の別の部分の上で、あるいは下で交差しない請求項１に記載の製造方法。

【請求項7】

前記第１リード部分の厚さがこの第１リード部分の略全長に沿って均一であり、そして第２リード部分の厚さがこの第２リード部分の略全長に沿って均一である請求項１に記載の製造方法。

【請求項8】

前記第１リード部分が前記導電素子に隣接して第１幅を有し、前記第１リード部分の端部において第２幅を有し、この第２幅が前記第１幅とは異なる請求項１に記載の製造方法

【請求項9】

前記第２リード部分が前記導電素子に隣接して第１幅を有し、前記第２リード部分の端部において第２幅を有し、この第２幅が前記第１幅より大きい請求項１に記載の製造方法

【請求項10】

導電材料を設ける工程、
前記導電材料を複数の厚さを有するテンプレートに形成する工程であって、前記テンプレートは、第１厚さを有する導電素子、第２厚さを有する第１リード部分、および第３厚さを有する第２リード部分を有する複数の厚さを有し、前記第１厚さは前記第２厚さと異なるとともに、前記第１厚さは前記第３厚さとも異なる工程、および
前記導電素子および前記第１リード部分の少なくとも一部および前記第２リード部分の少なくとも一部の周囲にコア材料をプレス加工して、本体を形成する工程、
を有することを特徴とする電磁デバイスの製造方法。

【請求項11】

さらに前記第１リード部分をトリム加工し、前記第２リード部分をトリム加工する工程を有する請求項１０に記載の製造方法。

【請求項12】

さらに前記本体の外面に沿って前記第１リード部分の少なくとも一部を位置付けるとともに、前記本体の底面に沿って前記第１リード部分の少なくとも一部を延在させる工程を有し、そしてさらに前記本体の外面に沿って前記第２リード部分の少なくとも一部を位置付けるとともに、前記本体の底面に沿って前記第２リード部分の少なくとも一部を延在させる工程を有する請求項１１に記載の製造方法。

【請求項13】

前記導電材料を複数の厚さを有するテンプレートに形成する工程において押し出し加工を行う請求項１０に記載の製造方法。

【請求項14】

前記導電材料を複数の厚さを有するテンプレートに形成する工程において、この導電材料をシートに形成し、そしてさらにスカイビング加工を行う請求項１０に記載の製造方法。

【請求項15】

前記導電材料を複数の厚さを有するテンプレートに形成する工程において、この導電材料をシートに形成し、そしてさらに平坦加工を行う請求項１０に記載の製造方法。

【請求項16】

前記導電材料を複数の厚さを有するテンプレートに形成する工程において、この導電材料をシートに形成し、そしてさらにこのシートをスタンプ加工して前記導電素子、前記第１リード部分および前記第２リード部分を形成する請求項１０に記載の製造方法。

【請求項17】

前記導電素子が曲がりくねった形状または略矩形の形状を有する請求項１０に記載の製造方法。

【請求項18】

前記導電素子、第１リード部分、および第２リード部分が、導電材料の連続的な、巻かれていないピースから形成される請求項１０に記載の製造方法。

【請求項19】

前記導電素子のいずれの部分も、この導電素子の別の部分の上で、あるいは下で交差しない請求項１０に記載の製造方法。

【請求項20】

さらに前記導電材料にニッケル層またはスズ層をメッキする工程を有する請求項１０に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願に関する相互参照】

【0001】

本出願は２０２１年６月１８日を出願日とし、全文を本出願に援用する米国特許出願第１７/３５１，７８２号の優先権を主張する出願である。

【発明の分野】

【0002】

本出願は電子成分の分野、特にインダクターなどのデバイス用の導電素子やリードなどの複数の厚さをもつ電磁デバイス、そして複数の厚さをもつ電磁デバイスおよび本明細書に記載する複数の厚さをもつテンプレートを使用して形成した電磁デバイスに関する。

【背景】

【0003】

インダクターなどの電磁デバイスは一般には受動的な２端子電子部品である。インダクターは全体としてコイル状に巻き付けたワイヤなどの導体を有する。電流がコイルに流れると、コイル内の磁場に一時的にエネルギーが蓄えられる。インダクターに流れる電流が変化すると、電磁誘導のファラデーの法則に従って時間的に変動する磁場がコンダクター内に電圧を誘導する。

【0004】

一部の公知インダクターは全体として磁性材料のコア本体を有するものとして形成され、内部に巻き線コイルなどの導体を有し、時にはこの導体を巻き線コイルとして形成する。公知インダクターの実例は米国特許第６１９８３７５号（“インダクターコイル構造”）および第６２０４７４４号（“高電流、低プロファイルインダクター”）に開示されている。なお、両公報は本明細書に援用する。

【0005】

ワイヤやコイルなどの一部の素子の特徴やパラメータを変更することによって電磁デバイスの性能特徴を形成、設定または調節することが必要になることが多い。多くの電磁デバイスの場合、導電材料から形成した巻き線コイルを使用する。このようなデバイスの特徴はコイルのターンを増やすことによってコイル巻き線数を増やすなどして調節することができる。従って、専用の機械および注意深い調節が必要である。

【0006】

積層体層または折り畳み層として形成したコイルを必要とする電磁デバイスを設計するさいは、付加的な機械加工や調節が必要である。異なる被加工ピースのはんだ付け処理を必要とする設計は付加的な機械加工や調節を必要とし、弱点がある。

【0007】

より厚みのあるリード部分を有する電磁デバイスを設計するさいには、リード部分のコア本体周囲への折り曲げ時にリード部分を取り囲むコア本体が割れる可能性がある。

【0008】

直流抵抗（ＤＣＲ）の小さいインダクターなどの特性にバラツキのない電磁デバイスを製造する簡単で、費用対効果の高い方法が求められている。

【0009】

さらに性能を改善する方法でインダクターなどの電磁デバイスを製造する必要性も求められている。

【0010】

さらに異なるサイズをもつが、まかれていない、またはワイヤの巻き線ピースから形成しないコイルやワイヤなどの導電素子をもつインダクターなどの電磁デバイスを製造する必要性も求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】米国特許第６１９８３７５号

【特許文献2】米国特許第６２０４７４４号

【発明の概要】

【0012】

本明細書に開示するのは複数の厚さを有する導電素子およびリード、複数の厚さを有する電磁デバイスの形成または製造方法である。

【0013】

本明細書で使用する“複数の厚さを有するまたはもつ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）”は一つ以上の厚さ、少なくとも２つの異なる厚さ、複数の厚さ、各種厚さ、または複数の異なる厚さを有する状態を指す表現である。一部の態様では、この厚さは電磁デバイスまたはリードフレームの配向に応じてこれらの長さ、幅、または高さにそって測定することができる。本明細書で使用する用語“複数の厚さを有する電磁デバイス”はコイル、導体または導体素子および一つかそれ以上のリードを有する電磁デバイスを指す。但し、これらコイル、導体または導体素子および一つかそれ以上のリードは、以下に詳しく記載するように、各種の厚さまたは異なる厚さを有する。例えば、コイル、および導体または導体素子は第１厚さを有していればよく、リードの一つは第２厚さを有していればよく、そしてリードのもう一つは第３厚さを有していればよく、第１厚さは第２厚さとは異なり、また第１厚さは第３厚さとは相違する。

【0014】

本発明の一態様に係る電磁デバイスは第１リードおよび第２リードに接続した導電材料から形成した導電素子を有する。導電素子は第１厚さを有し、第１リードは第２厚さを有し、そして第２リードは第３厚さを有する。第１厚さは第２厚さとは相違していればよい。そして第１厚さは第３厚さとは相違していればよく、また第１厚さは第２厚さよりも大きければよい。第１厚さは第３厚さよりも大きければよい。導電素子は各種形状を取ることができる。

【0015】

本発明の一態様に係る電磁デバイスの製造方法は以下の工程：導電材料を設ける工程、およびこの導電材料を、第１厚さを有する導電素子、第２厚さを有する第１リード部分、および第３厚さを有する第２リード部分を有する導電素子に形成する工程を有する。但し、第１厚さは第２厚さより大きく、第１厚さは第３厚さより大きい。この製造方法ではさらに場合に応じて、導電素子、第１リードの少なくとも一部および第２リードの少なくとも一部の周囲に本体をプレス加工することができる。

【0016】

本発明の一態様に係る複数の厚さを有する電磁デバイス形成用テンプレートの製造方法は以下の工程を有する：導電材料を設ける工程、およびこの導電材料を複数の厚さを有するテンプレートに形成する工程を有する。この複数の厚さを有するテンプレートは第１厚さを有する導電素子、第２厚さを有する第１リード部分、および第３厚さを有する第２リード部分を有し、第１厚さは第２厚さより大きく、そして第１厚さは第２厚さよりも大きい。テンプレートはリードフレームの形を取ることができる。

【0017】

本発明の一態様は複数の厚さを有する電磁デバイス用のテンプレートの製造方法に関する。この製造方法では、導電材料を複数の厚さを有する金属押し出し成形物または異なる厚さまたは高さをもつ領域を有するシートを押し出し成形する。押し出し成形導電材料は導電金属などの導電材料の単体で、連続的なまたは一体的なピースである。押し出された導電材料の概ね中心領域に当たる厚手の領域の厚さは、その押し出された導電材料の一部に当たる。その中心領域の外側すなわち両サイドの側部領域の厚さよりも大きい。複数の厚さを有する押し出し加工導電材料は第1層としてニッケル、第２層または外層としてスズなどをメッキすることができる。この複数の厚さを有する押し出し加工導電材料はスタンプ加工して、第１リードおよび第２リードに接続した導電素子を有する目的形状の複数の厚さを有するテンプレートを形成する。従って、このスタンプ加工の複数の厚さを有するテンプレートはコイル、コイル領域またはワイヤ領域と見做すことができ、ここでは全体として“導電素子”と呼ぶことができる成形領域を有する。この導電素子はテンプレートの中心領域すなわち内側領域をテンプレートの厚手の領域内に概ね形成する。導電素子、第１リード、および第２リードはすべて導電材料の単体の、連続的な、あるいは一体的なピースから形成する。

【0018】

本発明のもう一つの態様は電磁デバイス用の複数の厚さを有するテンプレートの製造方法に関する。この製造方法では、均一な厚さまたは高さをもって始まる導電材料の金属プレート、金属シートまたは金属ストリップを設ける。この導電材料は導電材料の単体の、連続的または一体的なピースである。各種寸法の表面を有する切断ツール、例えば第１高さに切断表面およびより低い第２高さに少なくとも一つの非切断表面を有するブレードを使用して導電材料を金属スカイビング加工または切断加工して、複数の厚さを有する金属シートを形成する。導電材料には第１層としてニッケルを、そして第２層または外層としてスズなどをメッキすることができる。この導電材料をスタンプ加工して、第１リードおよび第２リードに接続した導電素子の目的形状のテンプレートを形成する。複数の厚さを有するテンプレートのより厚さのある厚手の領域に対応する導電素子は、複数の厚さを有するテンプレートおよび/またはリードの外側領域すなわち側部領域よりも大きな厚さである。

【0019】

本発明の別な態様は電磁デバイス用の複数の厚さを有するテンプレートを製造する方法に関する。この製造方法では、均一な厚さまたは高さをもって始まる導電材料の金属プレート、金属シートまたは金属ストリップを設ける。この導電材料は導電材料の単体の、連続的または一体的なピースである。導電材料には第１層としてニッケルを、そして第２層または外層としてスズなどをメッキすることができる。この導電材料をスタンプ加工して、目的とする形状を有する導電素子、およびこの導電材料から延在するリードを有するテンプレートを製造する。導電材料および/またはリードの外側領域または側部領域のより大きな厚さを有する導電素子を使用して複数の厚さを有するテンプレートを製造するためには、リードを備えてもよいテンプレートの所定の外側領域をスエージング加工やプレス加工などによって平坦化する。このように構成すると、所定の外側領域の厚さや高さが導電素子の厚さや高さよりも小さくなる。

【0020】

本発明の一つの態様では、導電素子の厚さは第１リードの厚さより小さく、および/または第２リードの厚さより小さい。本発明のこの態様では、前記と同様な製造方法を実施でき、導電素子の厚さを小さくでき、また第１リードまたは第２リードの厚さを導電素子の厚さよりも厚手にできる。

【0021】

本発明の一つの態様では、本明細書に開示するテンプレートを使用して、電磁デバイスを形成することができる。

【0022】

本発明の一つの態様では、異なる厚さを有する一つのみの導電素子およびリード部分を有する電磁デバイスを形成することができ、この場合には任意のコア本体をまたはコア材料を導電素子またはリード部分の周囲に形成しない。

【0023】

本発明の一つの態様に係る電磁デバイスの場合、例えば導電素子およびリードの導電素子に隣接する部分などの導電素子および導電素子部分の周囲に圧縮した、および/または成形した磁性粉、本体またはコア本体を有していればよい。この場合、リードを本体の外面の周囲に設け、かつ折り曲げてこれを包み込んで、本体の一つの外面に接触点を形成することができる。リードの一部については、本体の底面にそって設けて表面実装リードを形成することが好ましい。他の態様では、リードはこのような方法で折り曲げない。

【0024】

導電材料は曲がりくねった形状などの特定の形状を有する導電素子として形成することができ、“Ｓ”字状や円形状、長円体状またはオメガ（Ω）状などの折り曲げ領域や湾曲領域を有する他の形状を有する導電素子として形成することができる。導電素子は全体としてビーム上の矩形状、“Ｉ”字状や“Ｈ”字状、“バーベル”状などの所定形状、あるいはその他の所定形状を有する導電素子として形成することができる。電磁デバイスの本体が導電素子を取り囲み、導電素子の周囲にプレス加工することができ、リードが本体の表面（複数の場合もある）から延在した状態になる。

【0025】

なお、本発明の導電素子はワイヤやコイルの複数の層を設ける必要なく、あるいは巻き付ける必要なく形成する。本発明の複数の態様の場合、金属のシートを押し出し成形加工、スタンプ加工、プレス加工および/または切断加工することによって取り付けられたリードとともに一体的なピースとして形成する、より大きな厚さ（厚手）すなわち高さを増した領域を有する形状の非巻き線導電素子を提供するものである。一方のリードから導電素子にそって他方のリードにまでの経路にそって導電素子に中断や破断がないことが好ましい。導電素子は非巻き線形状であり、導電素子の一方の部分が他方の部分の上下を通ることはなく、また他方の部分の上下において交差することはない。

【0026】

また、本分野において公知な、コイルや導電素子に使用されている他の材料などの他の導電材料も本発明の教示から逸脱することなく使用することができる。具体的な用途に応じて必要な場合には、導電素子および/またはリードの一部の周囲を、あるいはこれら部分間を絶縁することも可能である。

【0027】

リード部分は全体として直線状の経路にそって整合していればよく、あるいは全体として同じ平面にそって位置していればよく、所定の高さおよび幅を有していればよい。

【0028】

リードおよび導電素子は製造プロセス時に同時に形成することができる。導電素子は溶接などによってリードに接合する必要はない。

【0029】

本発明の教示に従って、単体ピース、連続ピースまたは均一ピース内に複数の導電材料厚さを有する電磁デバイスを形成することができる。

【0030】

大きな厚さを有するコイル領域または導電素子はインダクターの直流抵抗（ＤＣＲ）を低減する部分的な機能を発揮する。

【0031】

（リード部分などの）外側部分の厚さが小さく薄いため、リードの形成が容易になる。さらに、本発明の態様（複数の場合もある）に従ってリード部分を形成すると、リード部分の半田可能な表面積が広くなり、この素子の実装安定性が改善するので耐衝撃性および耐振動性も向上する。加えて、本発明に従って形成したリード部分によって電磁デバイスと、このデバイスを実装する印刷回路基板（ＰＣＢ）などの回路基板との間の伝熱が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0032】

本発明の前記態様およびこれらに伴う作用効果の多くは添付図面を参照して以下の詳細な説明からも容易に理解できるはずである。

【0033】

図１Ａは本発明の一態様に係る電磁デバイスを一部透明にした状態で示す等側投影図である。

【0034】

図１Ｂは図１Ａに示す本発明の一態様に係る電磁デバイスを一部透明にした状態で示す上面図である。

【0035】

図１Ｃは図１Ａに示す本発明の一態様に係る電磁デバイスを一部透明にした状態で示す側面図である。

【0036】

図２Ａは本発明の一態様に係る電磁デバイスを一部透明にした状態で示す等側投影図である。

【0037】

図２Ｂは図２Ａに示す本発明の一態様に係る電磁デバイスを一部透明にした状態で示す上面図である。

【0038】

図２Ｃは図２Ａに示す本発明の一態様に係る電磁デバイスを一部透明にした状態で示す側面図である。

【0039】

図３は本発明の一態様に係る複数の厚みをもつテンプレートおよび電磁デバイスの製造方法を示すフローチャートである。

【0040】

図４は本発明の複数の態様に係る導電材料から形成した金属シートを示す図である。

【0041】

図５Ａは本発明の一態様に係る複数の厚みをもつ金属シートを示す図である。

【0042】

図５Ｂは図５Ａの複数の厚みをもつ金属シートを示す側面図である。

【0043】

図６は本発明の一態様に係る複数の厚みをもつテンプレートを示す図である。

【0044】

図７は本体をテンプレートの複数領域周囲に形成した、本発明の一態様に係る複数の厚みをもつテンプレートを示す図である。

【0045】

図８は本発明の一態様に係る複数の厚みをもつテンプレートを示す図である。

【0046】

図９は本発明の一態様に係る複数の厚みをもつテンプレートおよび電磁デバイスの製造方法を示すフローチャートである。

【0047】

図１０は金属シートにスカイビング加工を行って複数の厚みをもつシートを形成するブレードを示す図である。

【0048】

図１１は本発明の一態様に係る複数の厚みをもつテンプレートおよび電磁デバイスを製造する方法を示すフローチャートである。

【0049】

図１２は本発明の一態様に係るテンプレートを示す図である。

【0050】

図１３は平坦化したリード部分を有する、本発明の一態様に係る複数の厚みをもつテンプレートを詳細に示す図である。

【0051】

図１４は本発明の一態様に係る電磁デバイスを示す等側投影図である。

【0052】

図１５は本発明の一態様に係る電磁デバイスまたはテンプレートを示す等側投影図である。

【0053】

図１６は本発明の一態様に係るテンプレートを示す図である。

【詳細な説明】

【0054】

以下の記載において説明のみを目的とし、かつ限定を意図しないいくつかの用語を使用する。用語“右”、“左”、“上部”および“下部または底部”は参照する図面における方向を示す。特許請求の範囲および明細書の対応する箇所で使用する単数表現は、具体的に反対のことを記載していない限り、対象となる素子などを一つかそれ以上含むものとして定義する。この用語法は、具体的に言及した単語、その誘導語、および同様な意味を有する語を包含する。“Ａ、Ｂ、またはＣ”などの２つかそれ以上の語句の前にある“少なくとも一つ”はＡ、ＢまたはＣの任意の一つを意味するだけでなく、任意の組み合わせを意味する。なお、一部の図面には部分的に透明な部分を示すが、いずれも説明のみを、図示のみを、また実証のみを意図している。また、これら図面は最終の製造形態においてある素子が透明であることを示しているわけではない。

【0055】

図１Ａ～図１Ｃに本発明の一態様に従って形成することができ、所定形状の導電素子１５０を有する電磁デバイス１００の実施例を示す。この導電性素子については、“コイル”または“コイル領域”と呼ぶこともある。図１Ａ～図１Ｃに示す実施態様では、導電素子１５０は曲がりくねった（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ ｏｒ ｍｅａｎｄｅｒｉｎｇ）素子を有し、この素子は例えば図１Ａおよび図１Ｂの配向状態で見た場合、あるいは上からまたは下から見た場合、“Ｓ”形素子、“Ｓ字形”素子または“Ｓ－導電素子”によって構成することができる。第１湾曲部分Ｃ１はリード１４０ａの一つに隣接して延在する第１端部１５２（“リード部分”とも呼ぶ）、および第２端部１５３を有し、この第１湾曲部分Ｃ１は導電素子１５０の中心の周りで湾曲する。第２湾曲部分Ｃ２はリード１４０ｂ（“リード部分”とも呼ぶ）のもう一つから延在する第１端部１５５、および第２端部１５４を有し、この第２湾曲部分は第１湾曲部分Ｃ１から反対方向に導電素子１５０の中心の周りで湾曲する。各湾曲部分は導電素子１５０の中心の一部を取り囲むアークを形成する。湾曲部分それぞれは導電デバイスの中心領域周囲の円周経路にそって形成する。電磁デバイスの同様な形状構成は、本明細書に全体を援用する米国特許第１０，８５４，３６７号に記載がある。導電素子１５０の中心部分１５１が全体として対角線方向において交差し、第２端部１５３と第２端部１５４との間に延在し、これら端部を接続する。この中心部分については、導電素子の中心領域を通過できることが好ましい。中心部分１５１は全体として直線状である。

【0056】

Ｓ－導電素子または“Ｓ”形状は本発明の一態様の例示である。アーク形状導電素子、Ｚ－形状導電素子またはＮ－形状導電素子を始めとする他の構成も考えられ、湾曲導電素子または直線状導電素子も考えられ、いずれも本発明の範囲に包摂できる構成である。リード間の曲がりくねった経路にそって延在し、一部が導電素子または電磁本体の中線または中心部分と交差する導電素子構成については、“曲がりくねった”導電素子と考えることができる。限定を意図するものではないが、例示すると、Ｓ－状導電素子、Ｚ－状導電素子、Ｎ－状導電素子や一方のリードから他方のリードへの曲がりくねった経路を有する他の形状の導電素子があり、いずれも“曲がりくねった”導電素子と考えることができる。導電素子１５０の形状については、抵抗を最小化しかつインダクタンスを最大化した状態で、電磁体内のスペースに対応する経路長さを最適化できるように設計することができる。このスペースについては、使用スペースの電磁本体内のスペースに対する比が大きくなるように設計することができる。本発明の一実施態様では、導電素子１５０は平坦な、すなわち平面内において本質的に配向するのが好ましい上面を有する。曲がりくねった導電素子はコイルまたはコイル領域と考えることができるが、電磁コアの中心部分または軸線を中心にして巻き付け、これを取り囲む導電材料のワイヤまたはピースから形成した“巻き線”導電素子とは異なる。

【0057】

図１Ａ～図１Ｃに示すように、図示の電磁デバイス１００はＸ１－Ｘ２軸またはX方向にそって長さＬ１を有し（ただしＸ１は第１方向であり、そしてＸ２は第１方向とは逆の第２方向で、またＹ１－Ｙ２軸またはＹ方向にそって長さＬ２を有し（ただしＹ１は第３方向であり、そしてＹ２は第３方向とは逆の第４方向である）、そしてＺ１－Ｚ２軸またはＺ方向にそって厚さＨ１（図１Ｃように側部から見た場合には高さ。ただしＺ１は第５方向であり、Ｚ２は第５方向とは逆の第６方向である）。理解しやくするために、Ｚ１－Ｚ２軸は“厚さ”と呼ぶ。同じように、より厚さのある、あるいはより高さのある導電素子の（複数の）領域については、“より厚さのある厚手領域”と呼ぶことができる。

【0058】

本発明の一態様の場合、図１Ｃに示すように、導電素子１５０はより厚みのある厚さ領域１５９を有し、この領域は導電素子１５０の外側の側端部１７４、１７５に隣接するリード部分１５６、１５７を有するリード１４０ａ、１４０ｂなどの導電材料の部分の第２厚さＴ２および第３厚さＴ３と比較してより厚さのある第１厚さＴ１を図１Ｃに示すようにＺ１－Ｚ２軸に沿って有する。この構成では、“Ｓ”－形状の導電素子１５０の実質的に全体がより厚みのある領域１５９を有する。なお、より厚みのある領域を有する導電素子の一部は“Ｓ”－形状の導電素子の全体よりも薄くすることも可能である。例えば、ある一つの導電素子の場合、より厚い部分とより薄い部分とで構成することができ、より厚い部分のそれぞれをより厚みのある領域とすることができる。このように構成すると、リード１４０ａはリード１４０ａの実質的に全長にそって厚さＴ２を有し、そしてリード１４０ｂは当該リードの実質的に全長にそって厚さＴ３を有する。

【0059】

本発明の一つの態様の場合、図１Ａ～図１Ｃに示すように、インダクター１００などの完成電磁デバイスはコア本体とも呼ぶ本体１３３を有することができ、一部を透明状態で示すように、導電素子および少なくともリードの一部にプレス加工するか、あるいは他の手段でこれらを収めるか、あるいは取り囲む。この本体は第１本体部分１１０および第２本体部分１２０として形成することが可能である。第１本体部分１１０および第２本体部分１２０は導電素子１５０およびリード１４０ａ、１４０ｂを挟み込むか、これらの周囲にプレス加工するか、あるいはその他の手段でこれらを取り囲んでインダクター１００を完成する。導電素子およびリードの一部の周囲に圧縮する場合には、第１本体部分１１０および第２本体部分１２０が単体の一体圧縮体になり、単に“本体”かあるいは“コア本体”と呼ぶことできる。

【0060】

本体１３３は鉄系材料などの磁性材料から形成することができ、上面１３４およびこれに対向する下面または底面１３５、第１側部１３６およびこれに対向する第２側部１３７、第１リード１４０ａに隣接する第１側面１７０およびこれに対向し、第２リード１４０ｂに隣接する第２側面１７２を有する。この本体は例えば鉄製、金属合金製および/またはフェライト製でもよく、あるいはこれらを併用したものでもよく、従来公知でこの種の本体を形成するために使用されてきた他の材料で構成することができる。第１本体部分１１０および第２本体部分１２０は鉄粉や同様な材料から構成することができる。電磁デバイス分野で知られている、公知材料などの他の許容可能な材料も本体または本体部分を形成するために使用することができる。いずれも全文を本明細書に援用する米国特許第６１９８３７５号（“電磁導電素子構造体”）および米国特許第６２０４７４４号（“高電流、低プロファイルインダクター”）公報に開示されている鉄粉、充填剤、樹脂や潤滑剤などを含有する磁性成形材料を本体に使用することができる。本体１３３は鉄、鉄合金および/またはフェライト、および/またはこれらの併用物の一種かそれ以上を含有する磁性材料から形成することができる。例えば、本体１３３は鉄、鉄合金またはフェライト、これらの併用物、またはインダクター分野でにおいて公知で、このような本体を形成するために使用されてきた他の材料から形成してもよい。米国特許第６１９８３７５号および第６２０４７４４号公報に記載されている材料や、これらの併用物その他の当該分野において公知な等価物などを使用することができ、一般に“コア材料”（複数の場合もある）と呼ばれている。なお、第１本体部分１１０および第２本体部分１２０は同じ形成方法で同じコア材料から形成するが、第１本体部分１１０および第２本体部分１２０は異なるプロセスを使用して、当該分野において公知な異なるコア材料から形成してもよい。

【0061】

本体１３３のより厚さのある領域Ｔ１と外側面１７０、１７２との間にある導電材料の領域については、リード１４０ａおよび１４０ｂの開始部分または一部分と見做してもよく、あるいはより厚さのある領域の間から側面１７０、１７２のそれぞれに延在する厚さがより小さいいか、あるいは高さがより小さい導電素子１５０の遷移部分と見做してもよい。便宜上、この領域を第１内側リード部分１５６および第２内側リード部分１５７と呼ぶ。以下に記載するように、これら部分は本体１３３に収容されるか、あるいはその他の手段で本体１３３によって取り囲まれることになる。

【0062】

第１本体部分１１０および第２本体部分１２０が導電素子およびリードの一部を取り囲み、これらを導電素子１５０の周囲にプレスするか、あるいはオーバーモールディングすると、図１および図２の一部透明な実施例に示す最終状態から見て取れるように、第１本体部分１１０の下に折りたたまれるまで最初はリード１４０ａ、１４０ｂの一部が露出する。完成した電磁デバイスまたは“部分”では、図１Ａ～図１Ｃに示すように、各リード１４０ａ、１４０ｂの一部が第１本体部分１１０の側部または側面にそって延在する。第１リード１４０ａは表面実装接触部分１３０ａ内で終端してもよく、また第２リード１４０ｂは表面実装接触部分１３０ｂ内で終端してもよく、図１Ａ～図１Ｃに示すように、それぞれは第１本体部分１１０であってもよい本体１３３の下面１３５の下で折曲がる。

【0063】

なお、本発明の態様に係る電磁デバイスの場合、コア本体がなくても形成することができる。リードを折り曲げて、表面実装終端部を形成することができる。一実施例を図１４に示す。リードが直線状、即ち折曲がっていない状態で、導電素子から上向きに直線状に延在するか、あるいは所定角度で延在した、コア本体を使用せずに形成することができる本発明態様に係る電磁デバイスを図１５に示す。図１４および図１５に、複数の厚さを有する導電素子およびリードで構成することができ、コア材料を使用しない、あるいはこれら素子を取り囲むコア本体を使用しない完成した電磁デバイスの実施例を示す。電磁デバイス１００´は曲がりくねった形状の導電素子１５０´で構成することができる。第１湾曲部分Ｃ１´はリード１４０ａ´の一つ（“リード部分”とも呼ぶ）に沿って延在する第１端部１５２´および第２端部１５３´を有し、この第１湾曲部分Ｃ１´は導電素子１５０´の中心の周りで湾曲する。第２湾曲部分Ｃ２´はリード１４０ｂ´の他方（“リード部分”とも呼ぶ）から延在する第１端部１５５´および第２端部１５４´を有し、この第２湾曲部分は第１湾曲部分Ｃ１´の対向位置にあり、導電素子１５０´の中心の周りに湾曲している。各湾曲部分が導電素子１５０´の中心を円弧上に取り囲む部分を形成する。湾曲部分はデバイスの中心領域の周りの円周方向経路にそって延在していればよい。導電素子１５０´の中心部分１５１´は全体として対角方向に交差し、第２端部１５３´を第２端部１５４´に接続し、そして好ましくは導電素子の中心領域を通過していればよい。中心部分１５１´は概ね直線状である。第１内側リード部分１５６´は第１端部１５２´に隣接し、そして第２内側リード部分１５７´は第２端部１５５´に隣接する。導電素子１５０´はより厚さのある厚手領域１５９´を有する。図１５に示すように、リード１４０ａ´、１４０ｂ´は導電素子１５０´から直線状に外向きに延在する。図１４に示すように、リード１４０ａ´、１４０ｂ´は折り曲げて、表面実装リード部分１３０ａ´、１３０ｂ´を形成する。図１５に示すように、導電素子１５０´はより厚さのある厚手領域を有し、この領域は外側端部１７４´に隣接する第２厚さ部分ＴＨ２Ｂより厚手の第１厚さ部分ＴＨ１Ｂを有し、そして外側端部１７５´に隣接する第３厚さ部分ＴＨ３Ｂを有する。

【0064】

リード１４０ａ、１４０ｂは各リードの全長にそって同じ均一な厚さ、あるいは実質的に同じ均一な厚さを有していればよい。

【0065】

本発明の別な態様を示す図２Ａ～図２Ｃは成形導電素子２５０を有する、本発明の一態様に従って形成することができる電磁デバイス２００の一実施例を示す図である。図２Ａ～図２Ｃに示すデバイスでは、導電素子２５０は“Ｉ”形または“Ｈ”形導電素子として構成した実質的に直線状の導電素子か、あるいは図２Ｂに示すように上から見た場合に“バーベル”形の導電素子を有する。このような導電素子については、さらにコイルと見做してもよく、あるいはコイルと呼ぶことも可能である。このような構成では、導電素子２５０の中心部分２５２は図２Ａ～図２Ｃにおいて見た場合にＹ１－Ｙ２軸またはＹ方向にそって幅Ｗ１を有し、第１側部２５３は図２Ａ～図２Ｃにおいて見た場合にＹ１－Ｙ２軸またはＹ方向にそって幅Ｗ１よりも大きい外側幅Ｗ２、デバイス２００の第１側部２５３とは反対側にあり、図３において見た場合にＹ１－Ｙ２軸またはＹ方向にそって幅Ｗ１よりも大きい幅Ｗ３を有する第２側部２５４を有している。Ｗ３はＷ２と同じであってもよい。導電素子２５０については、第１側部２５３と第２側部２５４との間において概ね矩形であってもよい。

【0066】

図２Ａ～図２Ｃに示す本発明の一態様の導電素子２５０では、導電素子２５０はより厚さのある厚手領域２５９を有し、この領域は図２Ｃに示すようにＺ１－Ｚ２軸または方向にそって導電素子２５０の外側端部２７４、２７５に隣接する第１内側リード部分２５５および第２内側リード部分２５７を始めとするリード部分などの導電材料の他の部分の第２厚さＴ２´および第３厚さＴ３´より厚さのある第１厚さＴ１´を有する。この構成では、“バーベル”－形状をもつ導電素子の実質的に全体がより厚さのある第１厚さＴ１´をもつことができる。より大きな厚さをもつ導電素子の部分は“バーベル”－形状をもつ導電素子の全体よりも小さくてもよく、また導電素子２５０は軸に巻き付いていない。

【0067】

本発明に係る完成電磁デバイスは、図２Ａ～図２Ｃに示すようにコア本体を使用せずに形成することができるが、本発明の一つの態様では、インダクターなどの完成電磁デバイス２００は部分的に透明状態で示す本体２３３、またはコア本体については、導電素子２５０およびリード１４０ａ、２４０ｂの少なくとも一部にプレス加工するか、あるいは他の手段でこれらを収めるか取り囲むことができる。上面２３４、この上面に対向する下面または底面２３５、第１側部２３６およびこれに対向する第２側部２３７、および第１リード２４０ａ（または“リード部分”に隣接する第１側面２７０およびこれに対向し、第２リード２４０ｂ（または“リード部分”）に隣接する第２側面２７２を有する本体２３３を形成することができる。この本体は第１本体部分２１０および第２本体部分２２０として形成することができる。第１本体部分２１０および第２本体部分２２０は導電素子１５０およびリード２４０ａおよび２４０ｂの一部を挟み、これらの周囲にプレス加工するか、あるいは他の手段でこれらを収納して、インダクター２００を完成する。導電素子およびリードの一部の周囲に圧縮する場合には、第１本体部分２１０および第２本体部分２２０はコア材料（複数の場合もある）から単体の一体的圧縮体として見做すことができる。

【0068】

第本体部分２１０および第２本体部分２２０が導電素子およびリードの一部を取り囲み、導電素子２５０の周囲にプレスまたはオーバーモールディング加工することができ、リード２４０ａおよび２４０ｂの露出部分が図２Ａ～図２Ｃの一部が透明な実施例の最終状態に示すように第１本体部分２１０の下に折りたたまれるまで初期にはこれら露出状態を維持する。完成した電磁デバイスまたは“パーツ”では、図２Ａ～図２Ｃに示すように第１本体部分２１０の側部２７０、２７２にそって各リード２４０ａおよび２４０ｂが延在することができる。第１リード２４０ａは第１接触部分２３０ａで終端してもよく、また第２リード２４０ｂは第２接触部分２３０ｂで終端してもよい。各接触部分は図２Ａ～図２Ｃに示すように第１本体部分２１０などの本体２３３の下面２３５の下で折曲げる。

【0069】

以下、図１Ａ～図２Ｃまたは図１４～図１６に例示する電磁デバイス、あるいは図１Ａ～図２Ｃまたは図１４～図１６に示す電磁デバイスを形成するさいに使用することができる複数の厚さのある素子または複数の厚さのあるテンプレートを有する同様な電磁デバイス、あるいは同種の電磁デバイスの製造方法を説明する。一部の態様では、テンプレートはリードフレームとして形成することができる。

【0070】

本発明の一つの態様では、電磁デバイスの製造方法を図３のフローチャートによって説明する。

【0071】

工程１０１０では導電材料が提供される。この導電材料は加熱して、溶融導電材料を形成し、本明細書に開示するように成形を行えばよい。限定を意図するものではないが、導電材料を例示すると、銅、鋼、アルミニウム、亜鉛、青銅やこれらの併用物あるいは合金を挙げることができる。使用することができる導電材料の例としてはさらに銅ワイヤ、アルミニウムワイヤや白金ワイヤのワイヤ形態の導電材料を挙げることができる。

【0072】

工程１０１２では導電材料を金属押し出し加工によって押し出し成形して、複数の厚さのあるシートを形成する。例えば所定形状の開口に加熱された、あるいは溶融した導電材料を押し出し成形する。押し出し成形加工では、目的とするプロファイルまたは形状を有するダイに金属などの溶融状態に近いか、あるいは加熱された導電材料を押し込めばよい。図５Ａおよび図５Ｂに複数の厚さのあるシート３１０を示す。このシートは厚手の第１厚さＴＨ１をもつ厚手の領域３１４を有する中心領域３１２、厚さＴＨ１より薄手の第２厚さＴＨ２をもつより厚い厚手の領域３１４の第１側部３１８に隣接する第１外側部分３１６、および厚さＴＨ１より薄手の第３厚さＴＨ３をもつより厚さのある領域３１４の第２側部３２９に隣接する第２外側部分３２０を有する。図示のように、第１外側部分３１６および第２外側部分３２０はより厚さのある領域３１４の対向する両再度の両サイドの両側部であってもよい。以下に記載するように、複数の厚さのあるシート３１０を使用してテンプレートを形成する。

【0073】

工程１０１４で電気メッキや同種の加工プロセスを使用して、複数の厚さのあるシート３１０に第１層としてニッケルをメッキし、そして第２層としてニッケル上にスズを形成してもよい。公知のメッキ方法を使用して、ニッケル層およびスズ層を形成することができる。これらの層によってはんだ付け性が改善する。

【0074】

工程１０１６では複数の厚さのあるシート３１０を打ち抜き加工するかあるいはその他の手段で機械加工または成形を行って、図１Ａ～図１Ｃに示すような電磁デバイスに使用する複数の厚さのあるテンプレート３２２を形成する。図６に図１Ａ～図１Ｃに示す構成に係る導電素子１５０をもつ複数の厚さのあるテンプレート３２２を示す。なお、本明細書の教示から逸脱しなくても各種形状の導電素子を形成できる。打ち抜き加工やその他の機械加工を行う場合、テンプレート３２２はより厚さのある領域を有し、この領域がテンプレート３２２を形成するために使用する複数の厚さのあるシート３１０のより大きな厚さＴＨ１をもつより厚さのある領域３１４に対応する。導電素子１５０はこのテンプレートの中心領域または内側領域に位置していればよい。

【0075】

図６に一つ以上の導電素子を例示するが、テンプレートは単体の導電素子を設ける場合にも設けることができる。さらに、テンプレートには２つ以上の任意の数の導電素子を設けることができる。

【0076】

なお、工程１０１４および１０１６は任意の順で実施可能である。例えば、複数の厚さのあるシート３１０は工程１０１６に従って複数の厚さのあるシート３２２として形成してもよく、次に工程１０１４に従ってメッキを行うことができる。

【0077】

図６に示すように、テンプレート３２２は導電素子１５０に接続したリード１４０ａ、１４０ｂを有し、これらリード１４０ａ、１４０ｂを形成する領域が厚さＴＨ２をもつ第１外側部分３１６、および第３厚さＴＨ３をもつ第２外側部３２０ａに対応する。従って、リード１４０ａおよび１４０ｂそれぞれの厚さは導電素子１５０のより厚さのあるＴＨ１よりも小さい。導電素子１５０に隣接する第１の内側リード部分１５６および第２の内側リード部分１５７があるため、折り曲げ加工などによってリードの形成が容易になる。リードの厚さが小さいため、折り曲げ加工が容易になり、また表面実装リードの形成が容易になり、割れることもなく、また破裂することもない。図１Ｂおよび図６に示すように、リード１４０ａ、１４０ｂはＹ１－Ｙ２軸またはＹ方向にそって幅を有し、この幅は導電素子１５０の幅よりも小さくなっていればよい。

【0078】

例えば図１Ａ～図１Ｃおよび図６に例示するように、第１リード１４０ａの第１の内側リード部分１５６、および第２リード１４０ｂの第２の内側部分１５７は（Ｙ１－Ｙ２軸または方向にそって）幅を有し、この幅は第１表面実装接触部分１３０ａおよび第２表面実装接触部分１３０ｂなどのリード１４０ａ、１４０ｂの他の部分の幅よりも狭いか小さくなっていればよい。

【0079】

導電素子１５０の上面は実質的に平面内に、あるいは平面にそって位置するように形成することができる。導電素子１５０の下面は実質的に平面内に、あるいは平面にそって位置するように形成することができる。導電素子の上面または下面は全体として平坦であってもよい。

【0080】

リード１４０ａ、１４０ｂは実質的に平面内、あるいは平面にそって位置する上面または下面を有するように形成することができる。リード１４０ａ、１４０ｂの上面または下面は全体として平坦であってもよい。

【0081】

第６図に示すように、テンプレート３２２はリードフレームとして形成し、このリードフレーム３２２の対向する外部に少なくとも第１および第２のキャリヤストリップ３２４、３２６を有していればよい。キャリヤストリップ３２４、３２６は製造装置への接続時のアライメントに使用するプログレッシブホール（progressive hole）３２８を有していればよい。従って、これらキャリヤストリップ３２４、３２６については適宜使用する部材と見做すことができる。

【0082】

なお、導電素子１５０およびリード１４０ａ、１４０ｂ、そして使用する場合にはキャリヤストリップ３２４、３２６については、すべて導電材料の単体ピースから形成する。この導電材料ピースは厚さがリード１４０ａ、１４０ｂの厚さより大きくなるように予め形成しておく。導電素子１５０は所定形状に形成し、金属ストリップや金属ワイヤを巻き付ける必要や曲げる必要はない。導電素子１５０のどの部分も導電素子１５０の別な部分の上下において交差することはない。本明細書の記載に従って製造した電磁デバイスのインダクタンスは例えば導電素子の厚さ、幅、形状やその他の寸法を変更することによって、コア材料を変更することによって、コア材料の厚さを増減することによって、熱間または冷間プレスなどを行ってコア材料の密度を変更することによって、および/またはコア本体内の導電素子の位置を変更することによって調節できる。

【0083】

さらに図１５については、リード１４０ａ´、１４０ｂ´を例えばトリミングするか折り曲げることによって電磁デバイス用のテンプレートを示す図としても見ることができる。この例では、テンプレートは複数の厚さをもつ導電材料を図１５に示す形状にスタンプ加工することによって形成することになる。

【0084】

工程１０１８で、デバイスがコア本体を有する場合、導電素子１５０および第１の内側リード部分１５６および第２の内側リード部分１５７を始めとするリード１４０ａ、１４０ｂの一部の周囲に一種かそれ以上のコア材料、好ましくは鉄粉および/またはフェライト粉を有するコア材料をプレス加工して、本体１３３を形成する。この本体１３３を形成するためには、圧縮プレス機にメッキしたテンプレート３２２を挿入し、全体として矩形状などの目的の形状のリードフレームのコイル部分に一種かそれ以上のコア材料をプレス加工する。なお図示のように、形状としては円形角部や円形縁部であってもよい。図７は本体１３３を一部透明化した状態で示す本体１３３を有するテンプレート３２２を示し、導電素子１５０およびリード１４０ａ、１４０ｂの一部の周囲に形成した本体を示す図である。なお、電磁デバイスをコア本体なしで形成する場合には、工程１０１８は適宜実施する工程である。

【0085】

工程１０２０では、リードに隣接するテンプレートの部分を所定サイズにトリミングし、本体１３３の周囲に設け、表面実装リードを形成する。これら表面実装リードは現在の回路基板の組み立てプロセスに望まれているものである。リード１４０ａ、１４０ｂそれぞれの少なくとも一部は本体１３３の側面にそって設け、リード１４０ａ、１４０ｂの少なくとも端部部分１３０は本体１３３の底面１３５の下に折り曲げるとともに、これらにそって設ける。既に説明したように、完成した電磁デバイス１００の一例を図１Ａに示す。

【0086】

図８に図３に示す工程に従って形成し、図２Ａ～図２Ｃに示すように導電素子２５０を有する電磁デバイスに対応するテンプレート３３０を示す。図８に示すように、テンプレート３３０の導電素子２５０は“Ｉ”形や“Ｈ”形導電素子などの直線形導電素子、あるいは上から見た場合“バーベル”形の導電素子を有する。テンプレートは図３に概要を示し、かつ上述した工程に従って形成してもよい。工程１０１６では、導電素子２５０は図２Ａ～図２Ｃに示す所定形状を有する。

【0087】

図８に示すように、テンプレート３３０は導電素子２５０だけでなくリード２４０ａ、２４０ｂを有する。テンプレート３３０をリードフレームとして形成する場合、例えば、キャリヤストリップ３３２、３３４を設けることができる。導電素子２５０およびリード２４０ａ、２４０ｂはいずれも導電材料の同じ単体ピースから形成する。キャリヤストリップ３３２、３３４は製造装置への接続時のアライメントに使用するプログレッシブホール３３６を有していればよい。導電素子２５０は厚さＴＨ１ａのより厚さのある厚手領域を有する領域２８０を有していればよい。第１リード２４０ａは厚さがＴＨ２ａであり、第２リード２４０ｂは厚さがＴＨ３ａである。従って、リード２４０ａ、２４０ｂのそれぞれの厚さは導電素子１５０のより厚さのある厚さＴＨ１ａよりも薄い。第１の内側リード部分２５５および導電素子１５０に隣接する第２の内側リード部分２５７がより薄い厚さを有するため、リードの折り曲げなどによる形成が容易になる。リードがより薄い厚さを有するため、これら領域は折り曲げがより容易になり、亀裂や破断を発生することなく表面実装リードを形成できる。図２Ｂおよび図８に例示するように、第１の内側リード部分２５５および第２の内側リード部分２５７の（Ｙ１－Ｙ２軸またはＹ方向にそった）幅は、第１表面実装接触部分２３０ａまたは第２表面実装接触部分２３０ｂなどのリード２４０ａ、２４０ｂの他の部分の幅よりも狭くてもよく、あるいは小さくてもよい。

【0088】

スカイビング加工または切断加工を使用しても、本発明の態様に係る電磁デバイスを製造することも可能である。スカイビング加工では切断ブレードを使用して材料をすくいとる。

【0089】

本発明の一態様の電磁デバイスの製造方法を図９のフローチャートを参照して説明する。工程２０１０で、圧延加工やプレス加工などによって導電材料から形成することができる出発材料として導電材料のシートを使用する。図４に導電材料から形成したシート３００を例示する。ここで使用する用語“シート”は本発明のテンプレートを形成するため出発材料として使用する導電材料のピースからなるシート、プレートまたはストリップの概念を包摂する用語である。導電材料のシート３００としては銅などの金属シートが好ましい。シート３００を形成するために使用することができる導電材料としては、限定する意図はないが、銅、鋼、アルミニウム、亜鉛、青銅やこれらの併用物または合金を例示することができる。金属シートの厚さについて、シートから形成する導電素子のより厚さのある厚手領域の厚さになるように選択してもよい。また、導電材料については、本発明の態様から逸脱することなく本明細書の教示に従って加工または形成できるロッド、ワイヤなどとして形成または提供でき、あるいはこれらの形から出発することができる。このように、シートを例示するが、他の形状を備えた他の導電材料を使用して、図示のおよび本明細書に開示の電磁デバイスを形成できる。

【0090】

工程２０１２で、スカイビング加工を行い、ブレードを使用してシートを形成し、複数の厚さのあるシート４１０を形成する。

【0091】

図１０にカッティングブレード４３７を示す。このブレードは導電材料のシートを切断して、複数の厚さのあるシート４１０を形成する過程にある凸状の中心切断部分４３９を有する。得られた複数の厚さのあるシート４１０はより厚さのある厚手領域としての中心領域４１２、中心領域４１２の厚さよりも薄手の第２厚さを有するより大きい厚手の領域４１４の第１側部４１８に隣接する第１の外側部分４１６、および中心領域の厚さより小さいが、第１の外側部分４１６の厚さに等しくできる第３厚さを有するより厚手の厚手領域４１４の第２側部４２２に隣接する第２の外側部分４２０を有する。図示のように、第１の外側部分４１６および第２の外側部分４２０はより厚手の厚さを有する領域４１４の両側にあってもよい。この複数の厚さを有するシート４１０を使用して、以下に記載するようにテンプレートを形成する。

【0092】

工程２０１４で、電気メッキや同様な加工を使用して、複数の厚さのあるシートをメッキし、第１層としてニッケル、そしてこのニッケル上にスズを第２層として形成する。

【0093】

工程２０１６で、複数の厚さのあるシート４１０をスタンプ加工やその他の手段で機械加工して、図１Ａ～図１Ｃに示すような電磁デバイスに使用する複数の厚さのあるテンプレートを形成する。この工程では、図６に示すような複数の厚さのあるテンプレートが得られる。

【0094】

工程２０１８で、一種かそれ以上のコア材料、好ましくは鉄粉および/またはフェライト粉を有するコア材料を、導電素子および第１の内側リード部分および第２の内側リード部分を有するリードの部分の周囲にプレス加工して本体を形成する。この工程では、図７を参照して説明したように、本体１３３がテンプレートの一部の周囲に形成する。コア本体を望まない場合には、工程２０１８は適宜実施してもよい。

【0095】

工程２０２０で、リードに隣接するテンプレートの部分を所定大きさにトリム加工して本体の周囲に設け、表面実装リードを形成する。これら表面実装リードは現在の回路基板の組み立てプロセスに望まれているものである。リードそれぞれの少なくとも一部は本体の側面にそって設け、リードの少なくとも端部部分は本体の底面の下に折り曲げるとともに、これらにそって設ける。既に説明したように、完成した電磁デバイス１００の一例を図１Ａに示す。

【0096】

スカイビング加工を使用しても、図２Ａ～図２Ｃに示す構成を有する電磁設計を形成することができる。このスカイビング加工を使用しても、各種形状、各種の大きさ、各種配向および/または各種構成を有する導電素子を形成することができる。

【0097】

スエージング加工および/またはプレス加工および/または平坦加工を使用して、本発明の態様に係る電磁デバイスを形成することも可能である。

【0098】

本発明の一態様に係る電磁デバイスの製造方法を図１１のフローチャートに従って説明する。工程３０１０で、導電材料のシートを出発原料として使用する。図４に示すシート３００は導電材料の例示的なシートである。

【0099】

工程３０１２で、電気メッキや類似の加工方法を使用してシートをメッキし、ニッケルを第１層として、そしてニッケルの上に第２層としてスズを形成する。このメッキ段階では、シートは厚さが均一である。以下に説明するように、この厚さが導電素子の厚さより厚くなる。

【0100】

工程３０１４で、スタンプ加工や他の機械加工を行って、厚さが均一なテンプレートを形成する。

【0101】

図１２に形成過程のテンプレート５００を示す。このテンプレートは成形導電素子５２０、第１リード５３０ａおよび第２リード５３０ｂを有し、いずれもシートを形成する同じ導電材料の単体ピースから形成する。テンプレート５００をリードフレームとして形成する場合には、キャリヤストリップ５４０、５４２を設けることができる。キャリヤストリップ５４０、５４２は製造装置への接続時のアライメントに使用するプログレッシブホール５４４を有していればよい。

【0102】

工程３０１６で複数の厚さのあるテンプレートを得るためには、第１リード５３０ａおよび第２リード５３０ｂ、あるいはこれらのそれぞれの一部はスエージング加工やプレス加工などによって平坦化する。

【0103】

図１３はテンプレート５００の一部を詳細に示す図である。第１リード５３０ａおよび第２リード５３０ｂを平坦化または圧縮し、これによってこれらリードに導電素子５２０の厚さよりも薄い厚さを付与する。スタンピング、コイニング、ロールフォーミングやミリングなどの異なる加工法を使用して、薄手の厚さ部分を形成できる。

【0104】

第１リード５３０ａおよび第２リード５３０ｂの平坦化時、テンプレート５００は元のシートの厚さを有するより厚さのある領域５１４として形成された中心領域５１２有する導電素子５２０、中心領域５１２の厚さよりも薄い厚さをもつ第１リード５３０ａ、および中心領域５１２の厚さよりも薄いが、第１リード５３０ａと同じ厚さであってもよい小さな厚さをもつ第２リード５３０ｂを有する。これら領域を平坦化しない場合には、キャリヤストリップ５４０、５４２は導電素子５２０と同じ厚さであってもよい。

【0105】

工程３０１８では、導電素子５２０およびリード５３０ａ、５３０ｂの一部の周囲に一種かそれ以上のコア材料、好ましくは鉄粉および/またはフェライト粉を有するコア材料をプレス加工して、本体５４６を形成する。この本体５４６を形成するためには、圧縮プレス機にメッキしたテンプレート５００を挿入し、全体として矩形状などの目的の形状のリードフレームのコイル部分に一種かそれ以上のコア材料をプレス加工する。この段階で、リード本体およびフレームは上記に説明した図７と同様に構成する。コア本体を望まない場合には、工程３０１８は適宜選択する工程である。

【0106】

工程３０２０で、リードに隣接するテンプレートの部分を所定サイズにトリミングし、本体５４６の周囲に設け、表面実装リードを形成する。これら表面実装リードは現在の回路基板の組み立てプロセスに望まれているものである。リード５３０ａ、５３０ｂそれぞれの少なくとも一部は本体１３３の側面にそって設け、リード５３０ａ、５３０ｂの少なくとも端部部分は本体５４６の底面の一部の下に折り曲げるとともに、これらにそって設ける。

【0107】

なお、図１１に示す工程を利用して、“I”または“Ｈ”形状の導電素子としての直線状導電素子をもつ導電素子、または図２Ａ～図２Ｃなどに示すように、上から見た場合に“バーベル”形状の導電素子を有するテンプレートを形成することができる。

【0108】

さらに、より厚さのある領域を有する導電素子を形成するさいには、図１２に示すような全体として均一な厚さをもつテンプレートを出発原料とし、導電素子５２０の上にメッキによってこれを積み増すことができる。例えば、一定厚さになるまで導電素子の上全体に銅をメッキできる。この“積み増し（ｂｕｉｌｄ ｕｐ）”加工は例えばメッキ材を３Ｄプリントすることによって、あるいは金属加工分野で公知な方法（例えばスパッタリング）で金属を導電素子５２０に堆積することによって実施できる。

【0109】

また、本明細書に開示する方法を使用して、一つかそれ以上のリードの厚さよりも小さい成形導電素子を有する電磁デバイスを形成できる。例えば、図３を参照して説明すると、工程１０１２において、シートの中心部分の厚さが薄く、シートの外側が中心部分よりも厚い複数の厚さをもつシートを押し出し成形することができる。さらに図９を参照して説明を続けると、工程２０１２において、シートの中心部分の厚さが薄く、シートの外側が中心部分よりも厚い複数の厚さを有するシートをスカイビング加工することができる。さらに図１１を参照して説明を続けると、工程３０１６において、リードではなく導電素子を平坦加工して、リードよりも厚さが薄い導電素子を形成することができる。

【0110】

このように、図１６に例示するように、テンプレート７００は図４に示すシートなどの均一な厚さをもつ導電材料ピースからスタンプ加工したものである。いずれも同じ導電材料ピースから形成した曲がりくねった導電素子、第１リード７４０ａ、および第２リード７４０ｂであってもよい導電素子７５０をスタンプ加工やその他の加工によって形成する。この態様の場合、導電素子７５０をスタンプ加工、プレス加工、スエージング加工またはスカイビング加工して、リード７４０ａ、７４０ｂよりも厚さの薄い導電材料を有する電磁デバイスを形成する。導電素子７５０は曲がりくねった形状、バーベル形状やその他の所定形状を有していればよく、また全体として平坦であって、一つかそれ以上の表面が平面内にあるか、あるいはこの平面にそって存在していればよい。リード７４０ａ、７４０ｂについては公知なように、あるいは本明細書に記載するように、折り曲げ加工またはトリミング加工してもよい。コア本体は導電素子７５０およびリードの一部の周囲に成形加工してもよい。

【0111】

導電材料や導電材料のシートについては、導電素子を形成するために使用する領域が第１リード部分や第２リード部分を形成するために使用する領域とは異なる硬度をもつように形成してもよい。例えば、導電材料の第１部分は第１硬度（例えば半硬質）を有し、導電材料の第２部分は第２硬度（例えば焼きなまし程度の軟度）を有していればよい。あるいは、導電材料の第１部分は第１硬度（ビッカース硬度１００ＨＶ１０）を有し、導電材料の第２部分は第２硬度（ビッカース硬度３０ＨＶ１０）を有していればよい。

【0112】

なお、本明細書に開示する導電素子および/またはリードの表面は導電素子を形成するために使用する加工方法に応じてやや、あるいはわずかに丸くてもよく、弓形の形状でもよく、あるいは湾曲していてもよく、側縁部も丸くてもよく、弓形の形状でもよく、あるいは湾曲していてもよい。導電素子およびリードを形成するために使用する許容可能な金属は銅、アルミニウム、白金や当分野で知られているように、電磁導電素子として使用されている他の金属であってもよい。本明細書で使用する“平坦”は“全体として平坦”を意味する。即ち、通常の製造許容誤差内にあることを意味する。なお、本明細書に開示する導電素子および/またはリードの表面は使用する加工方法に応じてやや、あるいはわずかに丸くてもよく、弓形の形状でもよく、湾曲していてもよく、あるいは波形でもよく、側縁部もやや、あるいはわずかに丸くてもよく、弓形の形状でもよく、湾曲していてもよく、あるいは波形でもよく、いずれも“平坦”であると見做すことができる。

【0113】

本明細書に記載する導電素子の厚さのある部分または領域は、このような導電素子を有するインダクターなどの電磁デバイスの直流抵抗（ＤＣＲ）を低減する作用を示す。

【0114】

本明細書に記載するテンプレートは単独の一体ピースにおいて複数の厚さを設定するものである。本明細書に記載するテンプレートも３Ｄプリント技術によって形成することも可能である。

【0115】

テンプレートのリードまたはリード部分が薄い厚さを有する領域をもつため、例えば成形加工および/または折り曲げ加工などによってリードを形成するのが容易になる。さらに、リード部分がより薄く幅広であるため、回路基板への実装時の伝熱性が改善するだけでなく、実装強度が改善するとともに表面実装リードまたは終端部の幅を原因とするショックや振動に対する抵抗が強くなる。

【0116】

なお、以上の説明は例示のみを目的とし、制限を意図するものではなく、また本発明の精神および範囲から逸脱しなくとも説明してきた実施態様に変更や修正を加えることができる。以上本発明を詳細に説明してきたが、当業者ならば、ごく一部のみを発明の詳細な説明に記載した物理的な多くの変更を、記載してきた実施態様の発明性のある考え方および原理を変更することなく実施できることを明白に理解できるはずである。また、好適な実施態様のうちのごく一部のみを包含する多数の実施態様が可能であり、いずれもこれら部分の発明性のある考え方および原理を変更するものではない。本発明の実施態様の構成および適宜採用できる構成はあらゆる点において例示を意図するもので限定を意図するものではない。発明の範囲は以上の記載ではなく、特許請求の範囲によって定義されるもので、この範囲と同義な意味および範囲内にあるすべての代替実施態様および実施態様に対する変更はいずれも本発明に包含されるものである。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【手続補正書】

【提出日】2024-02-19

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電材料を設ける工程と、
第１厚さを有する第１部分、第２厚さを有する第２部分、および第３厚さを有する第３部分を設けた複数の厚さを有するシートであって、押し出し加工、スカイビング加工、または平坦加工を行うことによって、前記導電材料を前記の複数の厚さを有するシートに形成する工程と、
前記の複数の厚さを有するシートの前記第１部分を導電素子に形成し、そして、前記の複数の厚さを有するシートの前記第２部分を第１リード部分に形成し、さらに、前記の複数の厚さを有するシートの前記第３部分を第２リード部分に形成することで、前記の複数の厚さを有するテンプレートを形成する工程と、
を有し、
前記第１厚さが前記第２厚さよりも厚手であり、および、
前記第１厚さが前記第３厚さよりも厚手である
ことを特徴とする、複数の厚さを有する電磁デバイスの製造方法。

【請求項2】

前記の複数の厚さを有するテンプレートの少なくとも一部は、前記の複数の厚さを有するシートをスタンプ加工で形成する請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記導電素子が曲がりくねった形状, 矩形の形状、Ｉ形の形状、Ｈ形の形状あるいはバーベル形の形状を有する請求項１に記載の製造方法。

【請求項4】

前記導電素子、前記第１リード部分、および前記第２リード部分が、導電材料の連続的な、巻かれていないピースから形成される請求項１に記載の製造方法。

【請求項5】

前記導電素子のいずれの部分も、この導電素子の別の部分の上で、あるいは下で交差しない請求項１に記載の製造方法。

【請求項6】

前記第１リード部分の厚さがこの第１リード部分の略全長に沿って均一であり、そして前記第２リード部分の厚さがこの第２リード部分の略全長に沿って均一である請求項１に記載の製造方法。

【請求項7】

前記第１リード部分が前記導電素子に隣接して第１幅を有し、前記第１リード部分の端部において第２幅を有し、この第２幅が前記第１幅とは異なる請求項１に記載の製造方法。

【請求項8】

前記第２リード部分が前記導電素子に隣接して第１幅を有し、前記第２リード部分の端部において第２幅を有し、この第２幅が前記第１幅より大きい請求項１に記載の製造方法。

【請求項9】

導電材料を設ける工程と、
第１厚さを有する導電素子を形成する第１部分、第２厚さを有する第１リード部分を形成する第２部分、および第３厚さを有する第２リード部分を形成する第３部分を設け、前記第１厚さが前記第２厚さよりも厚く、前記第１厚さが前記第３厚さよりも厚い複数の厚さを有するシートであって、前記導電材料をこの複数の厚さを有するシートに形成する工程と、
この複数の厚さを有するシートの前記第１部分を前記導電素子に形成し、前記の複数の厚さを有するシートの前記第２部分を前記第１リード部分に形成し、前記の複数の厚さを有するシートの前記第３部分を前記第２リード部分に形成して、複数の厚さを有するテンプレートを形成する工程と、
を有し、
前記導電素子、前記第１リード部分の少なくとも一部および前記第２リード部分の少なくとも一部の周囲にコア材料をプレス加工して、本体を形成する工程と、
を有することを特徴とする電磁デバイスの製造方法。

【請求項10】

さらに前記第１リード部分をトリム加工し、前記第２リード部分をトリム加工する工程を有する請求項９に記載の製造方法。

【請求項11】

さらに前記本体の外面に沿って前記第１リード部分の少なくとも一部を位置付けるとともに、前記本体の底面に沿って前記第１リード部分の少なくとも一部を延在させる工程を有し、そしてさらに前記本体の外面に沿って前記第２リード部分の少なくとも一部を位置付けるとともに、前記本体の底面に沿って前記第２リード部分の少なくとも一部を延在させる工程を有する請求項１０に記載の製造方法。

【請求項12】

前記導電材料を複数の厚さを有するシートに形成する工程は、押し出し加工を含む請求項９に記載の製造方法。

【請求項13】

前記導電材料を複数の厚さを有するシートに形成する工程は、スカイビング加工を含む請求項９に記載の製造方法。

【請求項14】

前記導電材料を複数の厚さを有するシートに形成する工程は、平坦加工を含む請求項９に記載の製造方法。

【請求項15】

前記導電材料を前記の複数の厚さを有するテンプレートをスタンプ加工する前記の複数の厚さを有するテンプレートを形成する工程で、前記導電素子、前記第１リード部分、前記第２リード部分を形成する請求項９に記載の製造方法。

【請求項16】

前記導電素子が曲がりくねった形状, 矩形の形状、Ｉ形の形状、Ｈ形の形状あるいはバーベル形の形状を有する請求項９に記載の製造方法。

【請求項17】

前記導電素子、第１リード部分、および第２リード部分が、導電材料の連続的な、巻かれていないピースから形成される請求項９に記載の製造方法。

【請求項18】

前記導電素子のいずれの部分も、この導電素子の別の部分の上で、あるいは下で交差しない請求項９に記載の製造方法。

【請求項19】

さらに前記の複数の厚さを有するシートあるいは前記の複数の厚さを有するテンプレートにニッケル層またはスズ層をメッキする工程を有する請求項９に記載の製造方法。

【国際調査報告】