CN101266869B - 一种小尺寸片式功率电感及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种小尺寸片式功率电感，磁环、磁芯组合后的外形是截面为正方形切角的正棱柱，且磁芯外形在所述电极与铜线两端的连接点处设有缺角；电极是由双面镀锡的铜片制作的载带裁切而成的一对倾斜互不导通的铜片，电极构成的凹平面大小及形状与磁芯底平面大小及形状相匹配；电极与铜线两端的连接点设置在凹平面的外沿台阶上；电极与铜线两端的连接采用焊接头预焊接处理与后续点锡加固的两步焊接方法，连接点被封闭在所述磁环、磁芯组合后的轮廓内部。其制作方法，包括对焊点进行两步焊接、将载带切断分离出制品。尺寸小，闭磁路，引出端封闭在制品内部，外形规则，简洁紧凑，便于包装与使用，抗机械振动能力及抗电磁干扰能力强，适合机器自动化快速生产。

Description

一种小尺寸片式功率电感及其制作方法

技术领域

本发明涉及电感，尤其涉及一种适合机器自动生产的小尺寸片式功率电感及其制作方法。

背景技术

现有功率电感的结构及外形种类比较多，制作方法可分为手工生产与机器生产两类。适合手工生产的功率电感，结构及外观设计较好，但体积很大，外形轮廓一般大于4mm。随着技术的发展，对小尺寸功率电感的需求量越来越大，但小尺寸功率电感的手工制作难度比较大，更适合采用机器生产方式。目前的小尺寸功率电感，不论是机器或手工生产的，结构设计普遍不合理，表现为：没有闭合磁路，外形不规则，导线引出端外露等。在生产及使用过程中很容易导致裸露的铜线断线或铜线端头脱落，容易造成使用时性能的不稳定及其它故障。另外，外形不规则给包装及使用带来不便。

发明内容

为了满足技术发展对功率电感尺寸、生产速度及稳定性的要求，克服现有小型功率电感制品在结构与外形上设计的不足，改善制品的外观及使用特性，本发明提供一种适合机器自动生产的小尺寸片式功率电感结构及其制作方法。

本发明采取的技术方案如下：

这种小尺寸片式功率电感，包括构成轮廓的磁环、磁芯、绕制在磁芯上的铜线以及两个与铜线两端分别连接的电极，所述磁环、磁芯外形大小相匹配。

这种小尺寸片式功率电感的特点是：

所述磁环、磁芯组合后的外形是截面为正方形切角的正棱柱，且所述磁芯外形在所述电极与铜线两端的连接点处设有缺角；

所述电极是由双面镀锡的铜片制作的载带裁切而成的一对倾斜互不导通的铜片，电极构成的凹平面大小及形状与磁芯底平面大小及形状相匹配；电极与铜线两端的连接点设置在所述凹平面的外沿台阶上；

所述电极与铜线两端的连接采用焊接头预焊接处理与后续点锡加固的两步焊接方法，连接点被封闭在所述磁环、磁芯组合后的轮廓内部。

采用两步焊接的方法和磁芯、磁环的缺角设计，既提高了抗机械振动能力，又不会破坏制品规则的形状，并且采用载带方式可以使机器对粘接在载带上的5～30个磁芯同时绕线、加工，提高了机器生产的速度。

本发明要解决技术问题采取的进一步技术方案如下：

所述磁环、磁芯外形的宽度为2mm～4mm，高度为0.8mm～2.0mm。

所述载带铜片厚度为0.05mm～0.2mm，载带总宽度为10mm～15mm。

这种小尺寸片式功率电感的制作方法，包括以下步骤：

①将磁芯粘接在载带上并将胶水固化，使磁芯与载带固定；

②对载带上多个磁芯同时采用机器卷绕绝缘铜线，铜线的引入端、引出端分别挂在各个载带两侧设置的挂线凸起上；

③对绕完线的磁芯缺角处的铜线与电极的连接点，进行焊接头预处理与后续点锡加固的两步焊接；

所述焊接头预处理是破坏铜线绝缘漆，使铜线与电极导通并初步焊接固定，同时在焊接部位切断铜线。

所述后续点锡加固是在初步焊接的位置点锡进行第二次焊接，以提高机械强度与导电性能。

④在步骤③的初步焊接同时将铜线拉断，然后将残余的铜线排出，由于焊接头高温、铜线在焊接点位置比较脆弱，因此铜线的断点必定在焊接点处；

⑤在磁芯基部涂胶水，将磁环粘接其上并初次固化；

⑥将载带沿制品的边缘与载带水平方向上切断分离出制品，步骤⑤与步骤④视机器实现的难易程度可以互换；

⑦将磁环与磁芯加热或用紫外线照射方法进行再次固化，即为制品。

本发明借鉴了大尺寸制品的外形规则、引出端封闭、抗机械振动能力强等优点，为能使用机器快速生产而设计的，即小尺寸制品吸收了大尺寸制品的优点。通过改变绕铜线的磁芯和磁环的形状，将铜线引出点用磁环封闭在磁芯的缺角内，并且通过载带与切割工艺的配合使得制品具有简洁、规则的外形并且适合机器快速生产。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：(1)尺寸小，平面尺寸2.0×2.0mm～4.0×4.0mm，高度0.8mm～2.0mm；(2)闭磁路，性能稳定，抗电磁干扰能力强；(3)电极与铜线两端的连接点即引出端被封闭在制品内部，外形规则、简洁紧凑、便于包装与使用；(4)电极与铜线两端的连接点采用两步焊接法，抗机械振动能力强；(5)制作过程采用载带方式，适合机器自动化快速生产。

附图说明

图1是小尺寸片式功率电感的主视结构示意图；

图2是图1所示小尺寸片式功率电感A-A向剖面结构示意图；

图3是图1所示小尺寸片式功率电感后视结构示意图；

图4是小尺寸片式功率电感的磁环主视图；

图5是图4所示磁环的仰视图；

图6是小尺寸片式功率电感的磁芯主视图；

图7是图6所示磁芯的仰视图；

图8是本发明具体实施方式的载带结构示意图；

图9是本发明具体实施方式的载带单元7结构示意图；

图10是图9所示载带单元7侧视结构示意图；

图11本发明具体实施方式的粘磁芯示意图；

图12是本发明具体实施方式的绕铜线示意图；

图13是本发明具体实施方式的焊接及分离制品示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步的说明。

如图1～图3所示的小尺寸片式功率电感，包括构成轮廓的磁环1、磁芯3、绕制在磁芯3上的铜线2以及两个与铜线2两端分别连接的一对电极4，所述磁环1、磁芯3外形大小相匹配，W为3mm、H为1.2mm，由具有导磁性质的材料制作。

磁环1、磁芯3的结构如图4～图7所示，磁环1为正方形切角结构，组合后的外形是截面为正方形切角的正棱柱，且磁芯3外形在所述电极4与铜线2两端的连接点处，即焊点5或扇形台阶9处设有缺角；

电极4是由双面镀锡的铜片制作的载带6裁切而成的一对倾斜互不连通的铜片，电极4构成的凹平面大小及形状与磁芯3底平面大小及形状相匹配；电极4与铜线2两端的连接焊点5设置在凹平面的外沿扇形台阶9上；

电极4与铜线2两端的连接采用焊接头预焊接处理与后续点锡加固的两步焊接方法，焊点5被封闭在磁环1、磁芯3组合后的轮廓内部。

所述载带6的结构如图8所示，载带6总宽度D为12mm，包括10个载带单元7(见图9、10)，载带单元7间距为12mm，各个载带单元7两侧分别设置两个挂线凸起8。载带6用铜片制成，其厚度T为0.1mm。

这种小尺寸片式功率电感的制作方法，包括以下步骤(参见图8～12)：

①将如图6、7所示的磁芯3用胶水粘接在如图8所示载带6的凹平面处并固化，如图11所示。载带单元7上下一对扇形台阶9及左右边缘上弯折的铜片从4个方向卡住磁芯3，起限位作用；

②对载带6上多个磁芯3同时采用机器卷绕绝缘铜线2；利用绕线针引出铜线2在磁芯3上绕线，如图12所示，各个载带单元7两侧分别设置的两个挂线凸起8用来挂住铜线2，使铜线2定位，此时绕线针与制品之间的铜线2并未断开；

③在绕完线的磁芯3缺角处的扇形台阶9上采用焊接头预处理与后续点锡加固的两步焊接方法将铜线焊接到扇形台阶9上，即铜线2端头与电极4连接一起，所述焊接头预处理是用加热到相应温度的焊接头在扇形台阶9上热压铜线2，破坏铜线2的绝缘漆，使铜线2与电极4导通并初步焊接固定，同时在焊接部位拉断铜线；所述后续点锡加固是用出锡针在初步焊接的位置点滴熔化的锡形成焊点5，对铜线2端头进行第二次焊接，增强铜线2与电极4的结合力，有效地避免虚焊，以提高机械强度与导电性能。

④将磁环1粘接在基部蘸有胶水的磁芯3上并初次固化。由于磁环1的轮廓与磁芯3的整体轮廓一致，封装了步骤③中的焊点5，使制品的外形简洁紧凑。

⑤将载带6按照图13所示的切线10切断分离出制品。

步骤⑤与步骤④视机器实现的难易程度可以互换。

⑥将磁环1与磁芯3加热或用紫外线照射方法进行再次固化。完成后的制品是截面为正方形切角的正棱柱，外形大小为W×W×H。制品背面沾有裁切载带留下的两片镀有锡的一对倾斜互不导通的电极4，其通过焊点5分别与铜线2的两端相连接，使用时，将这对电极贴片到电路板焊盘上。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种小尺寸片式功率电感，包括构成轮廓的磁环、磁芯、绕制在磁芯上的铜线以及两个与铜线两端分别连接的电极，所述磁环、磁芯外形大小相匹配，所述磁环、磁芯组合后的外形是截面为正方形切角的正棱柱，且所述磁芯外形在所述电极与铜线两端的连接点处设有缺角，所述电极是由双面镀锡的铜片制作的载带裁切而成的一对倾斜互不导通的铜片，电极构成的凹平面大小及形状与磁芯底平面大小及形状相匹配，电极与铜线两端的连接点设置在所述凹平面的外沿台阶上，其特征在于：

所述电极与铜线两端的连接采用焊接头预焊接处理与后续点锡加固的两步焊接方法，连接点被封闭在所述磁环、磁芯组合后的轮廓内部。

2.如权利要求1所述的小尺寸片式功率电感，其特征在于： 

所述磁环、磁芯外形的宽度为2mm～4mm，高度为0.8mm～2.0mm。 

3.如权利要求1或2所述的小尺寸片式功率电感，其特征在于： 

所述载带铜片厚度为0.05mm～0.2mm，载带总宽度为10mm～15mm。 

4.一种小尺寸片式功率电感的制作方法，其特征在于： 

包括以下步骤： 

①将磁芯粘接在载带上并将胶水固化，使磁芯与载带固定； 

②对载带上多个磁芯同时采用机器卷绕绝缘铜线，铜线的引入端、引出端分别挂在各个载带两侧设置的挂线凸起上； 

③对绕完线的磁芯缺角处的铜线与电极的连接点，进行焊接头预处理与后续点锡加固的两步焊接； 

④在步骤③的初步焊接同时将铜线拉断，然后将残余的铜线排出，由于焊接头高温、铜线在焊接点位置比较脆弱，因此铜线的断点必定在焊接点处； 

⑤在磁芯基部涂胶水，将磁环粘接其上并初次固化； 

⑥将载带沿制品的边缘于载带水平方向上切断分离出制品，步骤⑤与步骤④视机器实现的难易程度可以互换； 

⑦将磁环与磁芯加热或用紫外线照射方法进行再次固化，即为制品。 

5.如权利要求4所述的小尺寸片式功率电感的制作方法，其特征在于： 

所述焊接头预处理是破坏铜线绝缘漆，使铜线与电极导通并初步焊接固定，同时在焊接部位切断铜线。 

6.如权利要求4或5所述的小尺寸片式功率电感的制作方法，其特征在于： 

所述后续点锡加固是在初步焊接的位置点锡进行第二次焊接。 

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