DE102008025032A1

DE102008025032A1 - Spiralförmiger Induktor

Info

Publication number: DE102008025032A1
Application number: DE102008025032A
Authority: DE
Inventors: Sang Gyu Suwon Park; Yu Sin Kim; Kwang Du Lee; Dong Ok Suwon Han; Jeong Hoon Suwon Kim; Moon Suk Suwon Jeong
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2008-05-24
Publication date: 2008-12-18
Also published as: US20080303622A1; KR100862489B1; JP2008306185A

Abstract

Es wird ein spiralförmiger Induktor beschrieben, der aufweist: eine Isolierplatine, die in einer flachen Plattenform gebildet ist; eine Leiterbahn in Form einer Spirale, die an wenigstens einer Oberfläche der Isolierplatine gebildet ist, wobei die Leiterbahn eine sich verändernde Leitungsbreite entsprechend dem Abstand von einem Ende der Leiterbahn aufweist und eine Spirale bildet.

Description

Für diese Anmeldung wird die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2007-56853 , angemeldet am 11. Juni 2007 beim koreanischen Patentamt, beansprucht, deren Offenbarung durch Bezugnahme hier eingeschlossen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen spiralförmigen Induktor, und insbesondere einen spiralförmigen Induktor mit einer spiralförmigen Leiterbahn, die einen Induktor bildet, dessen Leitungsbreite sich in Längenrichtung der Spirale verändert.
Beschreibung des Stands der Technik
1 ist eine Ansicht, in welcher die Struktur eines Induktors gemäß dem Stand der Technik dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Leiterbahn 12 mit einer spiralförmigen Struktur auf einer Isolierplatine 11 gebildet.
Die Isolierplatine 11 ist aus einer gedruckten Leiterplatine oder Ähnlichem gebildet. Die Leiterbahn 12, die einen Induktor bildet und spiralförmig ist, ist auf einer Oberfläche der Isolierplatine 11 gebildet.
Die Leiterbahn 12, die den Induktor bildet, weist in Längenrichtung der Spiralform eine konstante Breite auf, wobei die Schleifen der Spirale gleichmäßig voneinander beabstandet sind.
Des Weiteren können das eine Ende 12a, das am Rand der Leiterbahn 12 angeordnet ist, und das andere Ende 12b, das in deren Mitte angeordnet ist, jeweils mit einem Eingangs- und einen Ausgangsanschluss verbunden werden. Wenn ein Strom von dem einen Anschluss 12a fließt, fließt der Strom in den durch die Pfeile A1, A2, A3 und A4 angezeigten Richtungen zum anderen Anschluss 12b.
Wie oben beschrieben, kann die Induktivität des Induktors reduziert sein, wenn die Leitungsbreite der Leiterbahn des spiralförmigen Induktors konstant ist und die Schleifen des Leiters gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Das heißt, wenn dem spiralförmigen Induktor Strom zugeführt wird, dann fließt der Strom durch die Schleifen der Spirale der den Induktor bildenden Leiterbahn 12, die einander bezüglich der Mitte O der Leiterbahn 12 gegenüberliegen, entlang entgegengesetzter Richtungen (A1 und A3 sowie A2 und A4). Die Schleifen der Spirale des Leiters, die einander gegenüberliegen, werden durch magnetische Feldlinien, die einander umlaufend erzeugt werden, beeinflusst, wodurch die Induktivität des Induktors reduziert wird.
Als solches weist der spiralförmige Induktor gemäß dem Stand der Technik eine Struktur auf, bei welcher der Induktor eine gleichmäßige Breite hat und die Spiralschleifen der Leiterbahn von magnetischen Feldlinien, die einander umlaufend erzeugt werden, beeinflusst wird. Dadurch werden eine reduzierte Induktivität und ein reduzierter Qualitäts-(Q-)Faktor verursacht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen spiralförmigen Induktor zu schaffen, der einen hohen Qualitätsfaktor aufweist, indem eine Verschlechterung der Leistung, die durch Wechselwirkung zwischen Schleifen der spiralförmigen Leiterbahn verursacht wird, verhindert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein spiralförmiger Induktor vorgesehen, der aufweist: eine Isolierplatine, die in einer flachen Plattenform gebildet ist; eine Leiterbahn in Form einer Spirale, die an wenigstens einer Oberfläche der Isolierplatine gebildet ist, wobei die Leiterbahn eine sich verändernde Leitungsbreite entsprechend dem Abstand von einem Ende der Leiterbahn aufweist und eine Spirale bildet.
Die Leiterbahn kann gebildet sein, indem sich ein erster Bereich mit abnehmender Leitungsbreite mit einem zweiten Bereich mit zunehmender Leitungsbreite abwechselt, entsprechend dem Abstand von einem Ende der Leiterbahn, die die Spirale bildet.
Jeder erste Bereich und zweite Bereich der Leiterbahn kann eine Windung bilden.
Die Leiterbahnen können auf beiden Oberflächen der Isolierplatine gebildet sein und ihre Enden können miteinander durch ein leitendes Durchgangsloch verbunden sein, das in der Isolierplatine gebildet ist.
Wenigstens Bereiche der Leiterbahnen, die auf beiden Oberflächen der Isolierplatine gebildet sind, können einander überlappen.
Gemäß einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein spiralförmiger Induktor vorgesehen, welcher aufweist: eine Mehrzahl an Leiterbahnen, die die Form einer Spirale aufweisen; wenigstens eine Isolierplatine, die zwischen den Leiterbahnen gebildet ist, wobei die Leitungsbreite der Mehrzahl an Leiterbahnen unterschiedlich ist entsprechend Abständen von Enden der einzelnen Leiterbahnen, die Spiralen bilden und miteinander in Reihe durch ein leitendes Durchgangsloch verbunden sind, das in der Isolierplatine gebildet ist.
Jede der Mehrzahl an Leiterbahnen kann gebildet sein, indem sich ein erster Bereich mit abnehmender Leitungsbreite mit einem zweiten Bereich mit zunehmender Leitungsbreite abwechselt, entsprechend dem Abstand von einem Ende der Leiterbahn, die die Spirale bildet.
Jeder erste Bereich und zweite Bereich jeder der Mehrzahl an Leiterbahnen kann eine Windung bilden.
Wenigstens Bereiche der Mehrzahl an Leiterbahnen können einander überlappen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der folgenden genauen Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen:
1 ein Diagramm ist, in welchem die Struktur eines spiralförmigen Induktors gemäß dem Stand der Technik dargestellt ist.
2 eine Ansicht ist, in welcher die Struktur eines spiralförmigen Induktors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
3 eine Ansicht ist, in welcher die Struktur eines spiralförmigen Induktors gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
4 eine perspektivische Explosionsansicht ist, in welcher ein spiralförmiger Induktor gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
5 ein Diagramm ist, in welchem der Q-Wert eines spiralförmigen Induktors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
2 ist eine Ansicht, in welcher die Struktur eines spiralförmigen Induktors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 2 weist ein spiralförmiger Induktor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung eine Isolierplatine 21 und eine Leiterbahn 22 auf. Die Leiterbahn 22 in Form einer Spirale ist auf der Platine gebildet.
Die Leitungsbreite der spiralförmigen Leiterbahn 22 kann entsprechend dem Abstand von dem einen Ende 22a der spiralförmigen Leiterbahn variieren.
Die spiralförmige Leiterbahn 22 kann gebildet sein, indem sich ein erster Bereich mit steigender Leitungsbreite und ein zweiter Bereich mit abnehmender Leitungsbreite abwechseln.
Bei dieser Ausführungsform kann die spiralförmige Leiterbahn eine Rotationszahl (Windungszahl) von 3,5 aufweisen. Die spiralförmige Leiterbahn 22 kann eine erste Leitung 22-1, deren Leitungsbreite abnimmt, eine zweite Leitung 22-2, deren Leitungsbreite zunimmt, eine dritte Leitung 22-3, deren Leitungsbreite abnimmt und eine vierte Leitung 22-4, deren Leitungsbreite zunimmt, entsprechend Abständen von dem einen Ende 22a der Leiterbahn, aufweisen.
Die erste Leitung 22-1 weist ein Ende 22a auf, das mit einem Eingangsanschluss EIN verbunden sein kann, durch welchen der Leiterbahn Strom zugeführt werden kann. Die vierte Leitung 22-4 weist ein Ende 22b auf, das mit einem Ausgangsanschluss AUS verbunden sein kann.
Der Eingangsanschluss EIN kann auf der gleichen Ebene wie die Leiterbahn gebildet sein. Der Ausgangsanschluss AUS kann auf einer anderen Ebene als die Leiterbahn gebildet sein und mit der vierten Leitung 22-4 mittels eines leitenden Durchgangsloches verbunden sein.
Die erste Leitung 22-1 und die dritte Leitung 22-3 entsprechen zweiten Bereichen, deren Leitungsbreite entsprechend den Abständen von dem einen Ende 22a der Leiterbahn abnimmt, und die zweite Leitung 22-2 und die vierte Leitung 22-4 entsprechen den ersten Bereichen, deren Leitungsbreite in Längsrichtung zunimmt.
Bei dieser Ausführungsform wird die spiralförmige Leiterbahn durch Abwechseln einer Anordnung, bei welcher die Leitungsbreite zunimmt, und einer Anordnung, bei welcher die Leitungsbreite abnimmt, entsprechend den Abständen von dem einen Ende 22a der spiralförmigen Leiterbahn gebildet. Somit ist es möglich, die oben genannten Probleme, das heißt, Reduzierungen der Induktivität und des Q-Faktors aufgrund der Wechselwirkung zwischen den magnetischen Feldlinien, die um die Schleifen der spiralförmigen Leiterbahnen des spiralförmigen Induktors mit gleichmäßiger Breite erzeugt werden, zu lösen.
Das heißt, wenn Strom an die Leiterbahn 22 angelegt wird, fließt der Strom in der Reihenfolge der Richtungen A₁, A₂, A₃, A₄, A₅, A₆ und A₇. Der Strom fließt durch die Schleifen der spiralförmigen Leiterbahn 22, die einander bezüglich des Mittelpunkts O₁ der spiralförmigen Leiterbahn 22 in entgegengesetzten Richtungen (A₁ und A₂, A₃ und A₄, A₅ und A₆) gegenüberliegen. Jedoch haben die Schleifen der spiralförmigen Leiterbahn nicht die jeweils gleiche Leitungsbreite, sondern diese nimmt stufenweise zu oder ab. Da die Schleifen mit veränderlichen Abständen von dem Mittelpunkt O₁ angeordnet sind, können sie weniger durch magnetische Feldlinien, die einander umlaufend erzeugt werden, beeinflusst werden, und die Induktivität kann steigen.
Als solches steigt, wenn die Induktivität des aus der spiralförmigen Leiterbahn gebildeten Induktors steigt, ebenfalls der Q-Faktor.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines spiralförmigen Induktors gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 3 umfasst ein spiralförmiger Induktor gemäß dieser Ausführungsform eine Isolierplatine 31, eine erste Leiterbahn 32 und eine zweite Leiterbahn 33. Die erste und die zweite Leiterbahn 32 und 33 sind auf beiden Oberflächen der Isolierplatine 31 gebildet.
Die Isolierplatine 31 kann aus ferromagnetischer Keramik, wie beispielsweise Ferrit mit einer vorbestimmten Dielektrizitätskonstante, oder nicht ferromagnetischer Keramik gebildet sein.
Die Leitungsbreite der ersten Leiterbahn 32 und der zweiten Leiterbahn 33 kann entsprechend den Abständen von den Enden 32a und 33a der Leiterbahnen, die eine Spirale bilden, jeweils unterschiedlich sein.
Sowohl die erste Leiterbahn 32 als auch die zweite Leiterbahn 33 der Spirale können durch Abwechseln eines ersten Leitungsbereichs mit ansteigender Leitungsbreite und eines zweiten Bereichs mit abnehmender Leitungsbreite entsprechend Abständen von dem einen Ende der Leiterbahn gebildet sein.
Bei dieser Ausführungsform kann die erste Leiterbahn 32 eine Rotationszahl (Windungszahl) von 3,5 aufweisen. Die erste Leiterbahn 32 kann eine erste Leitung 32-1, deren Leitungsbreite abnimmt, eine zweite Leitung 32-2, deren Leitungsbreite zunimmt, eine dritte Leitung 32-3, deren Leitungsbreite abnimmt und eine vierte Leitung 32-4, deren Leitungsbreite zunimmt, aufweisen.
Die erste Leiterbahn 32 kann ein Ende 32a aufweisen, das mit einem Eingangsanschluss EIN verbunden ist, über welchen Strom an die Leiterbahn 32 angelegt werden kann. Das andere Ende 32b der ersten Leiterbahn 32 kann mit dem einen Ende 33a der zweiten Leiterbahn durch ein leitendes Durchgangsloch 31-1 verbunden sein, das in der Isolierplatine 31 gebildet ist.
Die zweite Leiterbahn 33 kann eine Rotationszahl (Windungszahl) von 3 aufweisen. Die zweite Leiterbahn 33 kann eine erste Leitung 33-1, deren Leitungsbreite abnimmt, eine zweite Leitung 33-2, deren Leitungsbreite zunimmt, eine dritte Leitung 33-3, deren Leitungsbreite abnimmt, entsprechend dem Abstand von dem einen Ende 33a der Leiterbahn aufweisen.
Das eine Ende 33a der zweiten Leiterbahn ist mit dem anderen Ende 32b der ersten Leiterbahn durch das in der Isolierplatine 31 gebildete leitende Durchgangsloch 31-1 verbunden. Das andere Ende 33b der zweiten Leiterbahn kann mit dem Ausgangsanschluss AUS für den Strom verbunden sein.
Bei dieser Ausführungsform kann der Eingangsanschluss EIN auf der gleichen Ebene wie die erste Leiterbahn gebildet sein, und der Ausgangsanschluss AUS kann auf der gleichen Ebene wie die zweite Leiterbahn gebildet sein.
Bei dieser Ausführungsform werden sowohl die erste als auch die zweite Leiterbahn durch Abwechseln einer Anordnung, bei welcher die Leitungsbreite zunimmt, und einer Anordnung, bei welcher die Leitungsbreite abnimmt, entsprechend den Abständen von jedem der Enden 32a und 33a der Leiterbahn, die die Spirale bildet, gebildet. Somit ist es möglich, die oben genannten Probleme, das heißt, Reduzierungen der Induktivität und des Q-Faktors aufgrund der Wechselwirkung zwischen den magnetischen Feldlinien, die um die Schleifen der spiralförmigen Leiterbahn des spiralförmigen Induktors mit gleichmäßiger Breite erzeugt werden, zu lösen.
Das heißt, dass der Strom in der Reihenfolge der Richtungen A₁, A₂, A₃, A₄, A₅, A₆ und A₇ fließt. Der Strom fließt durch die Schleifen der spiralförmigen Leiterbahn, die einander bezüglich des Mittelpunkts O₁ der spiralförmigen Leiterbahn 32 gegenüberliegen, in entgegengesetzten Richtungen A₁ und A₂, A₃ und A₄, A₅ und A₆. Jedoch haben die Schleifen der spiralförmigen Leiterbahn jeweils die gleiche Leitungsbreite, aber diese nimmt stufenweise zu oder ab. Somit werden, da die Abstände von dem Mittelpunkt O₁ gleich zueinander sind, die Schleifen der Leiterbahn, die einander bezüglich des Mittelpunkts O₁ gegenüberliegen, weniger durch magnetische Feldlinien, die einander umlaufend erzeugt werden, beeinflusst, und die Induktivität der Leiterbahn kann steigen.
Der Strom, der durch die erste Leiterbahn 32 fließt, wird an die zweite Leiterbahn 33 durch das leitende Durchgangsloch 31-1 geliefert. Der Strom fließt durch die zweite Leiterbahn 33 in Reihenfolge der Richtungen B₁, B₂, B₃, B₄, B₅ und B₆.
Wie bei der ersten Leiterbahn fließt der Strom durch die Schleifen der zweiten Leiterbahn 33, die die Form einer Spirale hat, die einander bezüglich des Mittelpunkts O₂ der zweiten Leiterbahn 33 gegenüberliegen, in Form einer Spirale in entgegengesetzten Richtungen B₁ und B₂, B₃ und B₄, B₅ und B₆. Somit werden die Schleifen der Leiterbahn, die einander bezüglich des Mittelpunkts O₂ gegenüberliegen, weniger durch magnetische Feldlinien, die einander ringsum erzeugt werden, beeinflusst, und die Induktivität der zweiten Leiterbahn kann steigen.
Der Mittelpunkt O₁ der ersten Leiterbahn 32 und der Mittelpunkt O₂ der zweiten Leiterbahn 33 können entlang der gleichen vertikalen Linie angeordnet sein.
Die erste Leiterbahn 32 und die zweite Leiterbahn 33 können einander teilweise überlappen. Des Weiteren kann Strom durch den überlappenden Bereich zwischen der ersten und der zweiten Leiterbahn in der gleichen Richtung fließen.
Die Schleifen jeder der beiden Spiralen sind so voneinander beabstandet, dass die äußersten Schleifen der Spiralen einander entsprechen.
Bei dieser Ausführungsform überlappen sich teilweise die erste Leitung 32-1 der ersten Leiterbahn und die erste Leitung 33-1 der zweiten Leiterbahn, und der Strom kann durch den sich überlappenden Bereich in der gleichen Richtung (A₁ und B₆ sowie A₂ und B₅) fließen.
Des Weiteren überlappen sich teilweise die zweite Leitung 32-2 der ersten Leiterbahn und die zweite Leitung 33-2 der zweiten Leiterbahn, und der Strom kann durch den sich überlappenden Bereich in der gleichen Richtung (A₃ und B₄ sowie A₄ und B₃) fließen. Die dritte Leitung 32-3 der ersten Leiterbahn und die dritte Leitung 33-3 der zweiten Leiterbahn überlappen einander teilweise, und der Strom kann durch den sich überlappenden Bereich in der gleichen Richtung (A₅ und B₂ sowie A₆ und B₁) fließen.
Als solches kann, da sich wenigstens Bereiche der spiralförmigen Leiterbahn, die auf beiden Oberflächen der Isolierplatine gebildet sind, überlappen und der Strom durch die sich überlappenden Bereiche in gleicher Richtung fließt, die elektrische Länge des Induktors mit der gleichen Fläche erhöht werden, um so die Größe des Induktors zu reduzieren.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, in welcher ein spiralförmiger Induktor gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 4 kann ein spiralförmiger Induktor gemäß dieser Ausführungsform eine Mehrzahl an Leiterbahnen 42, 52 und 62 aufweisen, die jeweils die Form einer Spirale haben, sowie eine Mehrzahl an Isolierplatinen 41, 51 und 61, die jeweils zwischen den Leiterbahnen gebildet sind.
Bei dieser Ausführungsform können die Isolierplatinen 41, 51 und 61 eine erste Isolierplatine 41, eine zweite Isolierplatine 51 und eine dritte Isolierplatine 61 sein. Die erste, zweite und dritte Isolierplatine 41, 51 und 61 können leitende Durchgangslöcher 41-1, 51-1 und 61-1 aufweisen, die jeweils in der Isolierplatine gebildet sind. Jedes der Durchgangslöcher 41-1, 51-1 und 61-1 verbindet die auf der oberen und der unteren Oberfläche jeder der Isolierplatinen gebildeten Leiterbahnen.
Bei dieser Ausführungsform kann die Mehrzahl an spiralförmigen Leiterbahnen die erste Leiterbahn 42, die zweite Leiterbahn 52 und die dritte Leiterbahn 62 aufweisen. Die Leitungsbreite jeder der Leiterbahnen 42, 52 und 62 kann sich in Längsrichtung der leitenden Drähte, die die Spiralform bilden, ändern.
Jede der ersten, zweiten und dritten Leiterbahn 42, 52 und 62 in Spiralform kann durch Abwechseln eines ersten Leitungsbereichs mit ansteigender Leitungsbreite und eines zweiten Bereichs mit abnehmender Leitungsbreite entsprechend Abständen von dem einen Ende jeder der Leiterbahnen gebildet sein.
Bei dieser Ausführungsform kann die erste Leiterbahn 42 eine Rotationszahl (Windungszahl) von 3,5 aufweisen. Die erste Leiterbahn 42 kann eine erste Leitung 42-1, deren Leitungsbreite abnimmt, eine zweite Leitung 42-2, deren Leitungsbreite zunimmt, eine dritte Leitung 42-3, deren Leitungsbreite abnimmt und eine vierte Leitung 42-4, deren Leitungsbreite zunimmt, entsprechend dem Abstand von einem Ende 42a der Leiterbahn 42 aufweisen.
Das eine Ende 42a der ersten Leiterbahn 42 kann mit einem Eingangsanschluss EIN verbunden sein, über welchen Strom an die Leiterbahn angelegt werden kann. Das andere Ende 42b der ersten Leiterbahn 42 kann mit dem einen Ende 52a der zweiten Leiterbahn durch ein leitendes Durchgangsloch 41-1 verbunden sein, das in der Isolierplatine 41 gebildet ist.
Die zweite Leiterbahn 52 kann eine Rotationszahl (Windungszahl) von 3,5 aufweisen. Die zweite Leiterbahn 52 kann eine erste Leitung 52-1, deren Leitungsbreite abnimmt, eine zweite Leitung 52-2, deren Leitungsbreite zunimmt, eine dritte Leitung 52-3, deren Leitungsbreite abnimmt, und eine vierte Leitung 52-4, deren Leitungsbreite zunimmt, entsprechend dem Abstand von dem einen Ende 52a der Leiterbahn, aufweisen.
Das eine Ende 52a der zweiten Leiterbahn ist mit dem anderen Ende 42b der ersten Leiterbahn durch das leitende Durchgangsloch 41-1 verbunden. Das andere Ende 52b der zweiten Leiterbahn kann mit dem einen Ende 62a der dritten Leiterbahn durch das leitende Durchgangsloch 51-1, das in der zweiten Isolierplatine gebildet ist, verbunden sein.
Die dritte Leiterbahn 62 kann eine Rotationszahl (Windungszahl) von 3,5 aufweisen. Die dritte Leiterbahn 62 kann eine erste Leitung 62-1, deren Leitungsbreite abnimmt, eine zweite Leitung 62-2, deren Leitungsbreite zunimmt, eine dritte Leitung 62-3, deren Leitungsbreite abnimmt, und eine vierte Leitung 62-4, deren Leitungsbreite zunimmt, entsprechend dem Abstand von dem einen Ende 62a der Leiterbahn, aufweisen.
Das eine Ende 62a der dritten Leiterbahn kann mit dem anderen Ende 52b der zweiten Leiterbahn durch das leitende Durchgangsloch 51-1 der Isolierplatine 51 verbunden sein. Das andere Ende der dritten Leiterbahn kann durch das Durchgangsloch 61-1, das in der dritten Isolierplatine gebildet ist, mit einem Ausgangsanschluss AUS verbunden sein.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Leiterbahn, die den Induktor bildet, durch Abwechseln einer Anordnung, bei welcher die Leitungsbreite zunimmt, und einer Anordnung, bei welcher die Leitungsbreite abnimmt, entsprechend dem Abstand von einem Ende der spiralförmigen Leiterbahn gebildet. Somit ist es möglich, die oben genannten Probleme, das heißt, Reduzierung der Induktivität und des Q-Faktors aufgrund der Wechselwirkung zwischen den magnetischen Feldlinien, die um die Schleifen der spiralförmigen Leiterbahnen des spiralförmigen Induktors mit gleichmäßiger Breite erzeugt werden, zu lösen.
Das heißt, dass der Strom in der Reihenfolge der Richtungen A₁, A₂, A₃, A₄, A₅, A₆ und A₇ durch die erste Leiterbahn 42 fließt. Der Strom fließt durch die Schleifen der spiralförmigen Leiterbahn 42, die einander bezüglich des Mittelpunkts O₁ der spiralförmigen Leiterbahn 42 gegenüberliegen, in entgegengesetzten Richtungen (A₁ und A₂, A₃ und A₄, A₅ und A₆). Da jedoch die Schleifen nicht die gleiche Leitungsbreite haben, sondern diese stufenweise zu- oder abnimmt, sind die Abstände zum Mittelpunkt O₁ unterschiedlich. Somit werden die Schleifen weniger durch magnetische Feldlinien, die einander umlaufend erzeugt werden, beeinflusst, und die Induktivität der ersten Leiterbahn kann steigen.
Der Strom, der durch die erste Leiterbahn 42 fließt, wird an die zweite Leiterbahn 52 durch das leitende Durchgangsloch 41-1 geliefert. Der Strom fließt durch die zweite Leiterbahn in der Reihenfolge der Richtungen B₁, B₂, B₃, B₄, B₅, B₆ und B₇.
Der Strom, der durch die zweite Leiterbahn 52 fließt, wird an die dritte Leiterbahn 62 durch das leitende Durchgangsloch 51-1 geliefert. Der Strom fließt durch die dritte Leiterbahn 62 in der Reihenfolge der Richtungen C₁, C₂, C₃, C₄, C₅, C₆ und C₇.
Auf gleiche Weise kann der Strom durch die Schleifen sowohl der zweiten Leiterbahn 52 als auch der dritten Leiterbahn 62 in Form einer Spirale, die einander bezüglich des Mittelpunkts (O₂ oder O₃) gegenüberliegen, in entgegengesetzten Richtungen (B₁ und B₂, B₃ und B₄, B₅ und B₆ oder C₁ und C₂, C₃ und C₄, C₅ und C₆) fließen. Somit wird der Einfluss der Schleifen der spiralförmigen Leiterbahn, die einander bezüglich jedes der Mittelpunkte O₂ oder O₃ gegenüberliegen, weniger durch magnetische Linien, die einander ringsum erzeugt werden, beeinflusst, und die Induktivität der spiralförmigen Leiterbahn kann steigen.
Der Mittelpunkt O₁ der ersten Leiterbahn 42, der Mittelpunkt O₂ der zweiten Leiterbahn 52 und der Mittelpunkt O₃ der dritten Leiterbahn 62 können entlang der gleichen vertikalen Linie angeordnet sein.
Die erste Leiterbahn 42, die zweite Leiterbahn 52 und die dritte Leiterbahn 62 können einander teilweise überlappen. Des Weiteren kann Strom durch die sich überlappenden Bereiche zwischen den Leiterbahnen in der gleichen Richtung fließen.
Die Schleifen jeder der drei Spiralen sind gleich voneinander beabstandet, so dass die äußersten Schleifen der Spiralen einander entsprechen.
Bei dieser Ausführungsform überlappen sich teilweise die erste Leitung 42-1 der ersten Leiterbahn, die erste Leitung 52-1 der zweiten Leiterbahn und die erste Leitung 62-1 der dritten Leiterbahn, und die Richtungen (A₁, B₆ und C₁), in denen der Strom durch die sich überlappenden Bereiche fließt, können einander entsprechen.
Des Weiteren überlappen sich teilweise die zweite Leitung 42-2 der ersten Leiterbahn, die zweite Leitung 52-2 der zweiten Leiterbahn und die zweite Leitung 62-2 der dritten Leiterbahn. Die Richtungen (A₃, B₄ und C₃), in denen der Strom durch die sich überlappenden Bereiche fließt, können einander entsprechen. Die dritte Leitung 42-3 der ersten Leiterbahn, die dritte Leitung 52-3 der zweiten Leiterbahn und die dritte Leitung 62-3 der dritten Leiterbahn überlappen sich teilweise, und die Richtungen (A₅, B₂ und C₅), in denen der Strom durch die sich überlappenden Bereiche fließt, können einander entsprechen.
Als solches ist die Mehrzahl an spiralförmigen Leiterbahnen und die Mehrzahl an Isolierplatinen geschichtet, und es überlappen sich wenigstens Bereiche der geschichteten spiralförmigen Leiterbahnen, und der Strom fließt durch die sich überlappenden Bereiche in gleicher Richtung. Deshalb kann die elektrische Länge des Induktors bei gleicher Fläche erhöht werden, um so die Induktivität zu reduzieren.
5 ist ein Diagramm, in welchem der Q-Wert eines spiralförmigen Induktors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 5 gibt die Kurve A den Q-Wert entsprechend der Frequenz des spiralförmigen Induktors gemäß dem Stand der Technik an, und die Kurve B gibt den Q-Wert entsprechend der Frequenz eines spiralförmigen Induktors gemäß der Ausführungsform der Erfindung an.
Bei dieser Ausführungsform umfasst der spiralförmige Induktor gemäß dem Stand der Technik acht Schichten von Leiterbahnen, jeweils mit einer Fläche von 346 × 204 μm² und einer Leitungsbreite von 9 μm. Die innerste Schleife der spiralförmigen Leiterbahn weist einen Durchmesser von 120 μm auf und die Schleifen der Spirale sind 3 μm voneinander beabstandet. Die Spirale weist eine Windungszahl von 3,5 auf.
In dem Diagramm aus 5 hat der spiralförmige Induktor gemäß der Ausführungsform der Erfindung einen maximalen Q-Wert von ungefähr 21, und der Induktor gemäß dem Stand der Technik hat einen maximalen Q-Wert von ungefähr 15. Somit sind, gemäß der Ausführungsform der Erfindung, die charakteristischen Eigenschaften des spiralförmigen Induktors gemäß der Ausführungsform der Erfindung um ungefähr 30% besser als die des spiralförmigen Induktors mit gleichmäßiger Leitungsbreite gemäß dem Stand der Technik.
Wie oben gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, ist es möglich, einen spiralförmigen Induktor herzustellen, dessen Größe verglichen mit dem spiralförmigen Induktor gemäß dem Stand der Technik reduziert werden kann und der eine höhere Induktivität und einen höheren Q-Wert bei gleichem Bereich aufweist.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben und dargestellt wurde, wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche definiert abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- KR 2007-56853 [0001]

Claims

Spiralförmiger Induktor, welcher aufweist: eine Isolierplatine, die in einer flachen Plattenform gebildet ist; eine Leiterbahn in Form einer Spirale, die an wenigstens einer Oberfläche der Isolierplatine gebildet ist, wobei die Leiterbahn eine sich verändernde Leitungsbreite entsprechend dem Abstand von einem Ende der Leiterbahn aufweist und eine Spirale bildet.
Spiralförmiger Induktor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn gebildet ist, indem sich ein erster Bereich mit abnehmender Leitungsbreite mit einem zweiten Bereich mit zunehmender Leitungsbreite abwechselt, entsprechend dem Abstand von einem Ende der Leiterbahn, die die Spirale bildet.
Spiralförmiger Induktor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder erste Bereich und zweite Bereich der Leiterbahn eine Windung bildet.
Spiralförmiger Induktor gemäß Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen auf beiden Oberflächen der Isolierplatine gebildet sind, und ihre Enden miteinander durch ein leitendes Durchgangsloch verbunden sind, das in der Isolierplatine gebildet ist.
Spiralförmiger Induktor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens Bereiche der Leiterbahnen, die auf beiden Seiten der Isolierplatine gebildet sind, überlappen.
Spiralförmiger Induktor, welcher aufweist: eine Mehrzahl an Leiterbahnen, die die Form einer Spirale aufweisen; wenigstens eine Isolierplatine, die zwischen den Leiterbahnen gebildet ist, wobei die Leitungsbreite der Mehrzahl an Leiterbahnen unterschiedlich ist entsprechend dem Abstand von dem Ende der einzelnen Leiterbahnen, die Spiralen bilden und miteinander in Reihe durch ein leitendes Durchgangsloch verbunden sind, das in der Isolierplatine gebildet ist.
Spiralförmiger Induktor gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Mehrzahl an Leiterbahnen gebildet ist, indem sich ein erster Bereich mit abnehmender Leitungsbreite mit einem zweiten Bereich mit zunehmender Leitungsbreite abwechselt, entsprechend dem Abstand von einem Ende der Leiterbahn, die die Spirale bildet.
Spiralförmiger Induktor gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder erste Bereich und zweite Bereich jeder der Mehrzahl an Leiterbahnen eine Windung bildet.
Spiralförmiger Induktor gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens Bereiche der Mehrzahl an Leiterbahnen überlappen.