CN101308719A

CN101308719A - 电感元件

Info

Publication number: CN101308719A
Application number: CNA200710102574XA
Authority: CN
Inventors: 李政鸿; 薛煜霖; 黄逸鸿
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc; Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2008-11-19

Abstract

本发明公开一种电感元件包括一线圈以及一磁性体。磁性体包覆线圈，磁性体包括至少一绝缘磁性材料及至少一树脂混合而成。

Description

电感元件

技术领域

本发明涉及一种电感元件，特别是涉及一种内嵌式电感元件。

背景技术

随着电子产品微小化的趋势，基本且重要的零组件例如电感元件也同样被要求降低重量以及体积以符合元件微小化的目的。然而，如何在降低体积的同时仍具有耗损低以及效率高的特性，更为现今亟欲追求的目标。

为提供耐大电流、高频及低磁损的电感元件，并达到无气隙及高操作效率的目的，内嵌式电感的产品顺应而生。现有的内嵌式电感包括线圈以及磁性体。线圈是由导线绕设而成，线圈具有第一端及第二端，分别与多个引脚连接。磁性体是混合金属磁性粉末及树脂后，压铸成型而成包覆线圈的磁性体。

磁性体除了以磁性粉末作为主要成分外，为了降低涡流耗损(eddycurrent loss)所造成的磁损(core loss)现象，通常会加入如氧化硅(SiO₂)、氧化锌(ZnO)、氧化钛(TiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化铁(Fe₂O₃)、氮化硼(BN)或硫化钡(BaSO₄)等绝缘性粉末。然而，由于该等绝缘性粉末没有磁性，因此会使磁性体的磁性被稀释。另外，亦可将磁性粉末经过高温处理以于其表面形成氧化膜来增加绝缘性。然而，由于整个磁性体中增加了许多不导磁的绝缘性材料，且前述技术所得的磁性粉末因含有硅(Si)、铝(Al)、铬(Cr)、钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)或钽(Ta)等易氧化元素，而使内嵌式电感的饱和磁通密度(saturation magnetic flux density)会大幅下降，上述两种情形皆会大幅影响到内嵌式电感的效能。

有鉴于此，如何解决上述问题，以提供一种高效能的“电感元件”，实为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种具有高绝缘性且不影响磁性的电感元件。

为达上述目的，本发明提出一种电感元件，其包括一线圈以及一磁性体。磁性体系包覆线圈，磁性体系由至少一绝缘磁性材料及至少一树脂混合而成。

本发明另提出一种电感元件，其包括一线圈以及一磁性体。磁性体包覆线圈，磁性体包括至少一磁性材料、至少一绝缘磁性材料及至少一树脂，其中该绝缘磁性材料包覆该磁性材料。

承上所述，本发明的电感元件是由直接使用兼具高绝缘性及磁性的绝缘磁性材料、前述绝缘磁性材料与磁性材料的混合或前述绝缘磁性材料包覆前述磁性材料而得的材料，以使磁性体中的磁性材料间彼此绝缘。与现有技术相比较，由于本发明的绝缘磁性材料兼具高绝缘性及磁性，因此在达到绝缘目的之下，又不失影响磁性体的整体磁性，而具有较佳的磁特性例如导磁率及饱和磁通密度，进而达到高电感效能。

附图说明

图1为依据本发明较佳实施例的一种电感元件的示意图。

元件符号说明：

1电感元件 11线圈

11a第一端 11b第二端

12磁性体 13a、13b引脚

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依据本发明较佳实施例的一种电感元件，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参照图1所示，其显示依据本发明较佳实施例的电感元件1的示意图。电感元件1包括一线圈11以及一磁性体12。在本实施例中，电感元件1是以一内嵌式电感为例说明，但不以此为限。

磁性体12用以包覆线圈11，线圈11可依据实际需要为圆形导线、方形导线或扁形导线所绕设而成。线圈11具有一第一端11a及一第二端11b，其可直接作为电感元件1连接外部元件的接脚，也可以分别与引脚13a、13b连接并以该引脚13a、13b作为电感元件1连接外部元件的接脚。

磁性体12是由至少一绝缘磁性材料及至少一树脂混合而成。详细来说，该绝缘磁性材料及该树脂系可充分混合，并加入少量的偶合剂，混炼使呈融熔状态后，注入一模具中而形成。于此，线圈11可预先置放于模具中。

在本实施例中，该绝缘磁性材料可为氧化锰·三氧化二铁(MnO·Fe₂O₃)、氧化镍·三氧化二铁(NiO·Fe₂O₃)、氧化锌·三氧化二铁(ZnO·Fe₂O₃)或其他铁氧体(ferrite)磁性材料。该绝缘磁性材料可以是粉末或颗粒形式。由于该绝缘磁性材料本身兼具高绝缘性及磁性，故该电感元件1可在具高整体绝缘性的情形下，仍具有良好磁特性。前述磁特性可以是导磁率及/或饱合磁通密度。

在本实施例中，该树脂包括无机树脂，该无机树脂可以是铝硅酸盐类或其他以硅-铝-氧为基体的树脂。该树脂占磁性体12的百分比为10％-40％左右，而使磁性体12的固化温度范围为150℃-300℃左右。由于本实施例的树脂具有400℃以上的耐热性，因而可避免电感元件1在长时间运作下发生热老化现象，并可大幅提升电感元件1的使用寿命。

此外，本实施例树脂内也可包括如环氧树脂(epoxy)等有机树脂。此时，可以大幅降低本实施例树脂的成本，以大幅提高电感元件1的产品竞争性。

另外，本发明的磁性体12还可以进一步包括至少一磁性材料，此磁性材料系可为铁、硅、钴、镍、铝、钼或前述材料的合金。该磁性材料可以是粉末或颗粒形式。此磁性体12可以是先混合前述绝缘磁性材料与该磁性材料再成形，也可以是先以前述绝缘磁性材料包覆前述磁性材料再成形。此外，在该磁性体12中，该绝缘磁性材料占1％-10％的体积百分比。

该绝缘磁性材料包覆磁性材料例如是将该绝缘磁性材料直接涂布(coating)于该磁性材料的表面，其中涂布的方法可以是溶胶/凝胶法(sol-gel)、水热法(hydrothermal)、共沉淀法(coprecipitation)或其他涂布法等。在前述情形下，每一磁性材料被该绝缘磁性材料均匀包覆，而使磁性体兼具高绝缘性及磁特性。

综上所述，本发明的电感元件利用至少一种具有高绝缘性及磁性的绝缘磁性材料，以与磁性材料混合或包覆磁性材料的方式，使磁性体中的磁性材料间彼此绝缘。与现有技术相比较，由于本发明的绝缘磁性材料具有磁性，因此在达到绝缘目的之下，又不失影响磁性体的整体磁性，而具有较佳的磁特性例如导磁率及饱和磁通密度，进而达到高电感效能。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求中。

Claims

1、一种电感元件，包括：

一线圈；以及

一磁性体，其包覆该线圈，该磁性体包括至少一绝缘磁性材料及至少一树脂。

2、如权利要求1所述的电感元件，其中该磁性体更包括至少一磁性材料。

3、如权利要求2所述的电感元件，其中该磁性材料选自铁、硅、钴、镍、铝、钼及其组合所构成的群组。

4、如权利要求2所述的电感元件，其中该磁性体混合该绝缘磁性材料与该磁性材料而成形或以该绝缘磁性材料包覆该磁性材料而成形。

5、如权利要求4所述的电感元件，其中该包覆的方法是溶胶/凝胶法、水热法、共沉淀法或涂布法。

6、如权利要求1所述的电感元件，其中该绝缘磁性材料为氧化锰·三氧化二铁(MnO·Fe₂O₃)、氧化镍·三氧化二铁(NiO·Fe₂O₃)、氧化锌·三氧化二铁(ZnO·Fe₂O₃)或其他铁氧体磁性材料。

7、如权利要求1所述的电感元件，其中该绝缘磁性材料占该磁性体的百分比为1％-10％，且该树脂占该磁性体的百分比为10％-40％。

8、如权利要求1所述的电感元件，其中该树脂为铝硅酸盐类、以硅-铝-氧为基体的树脂、环氧树脂、无机树脂或有机树脂。

9、如权利要求1所述的电感元件，其中该树脂的耐热性高于400℃。

10、如权利要求1所述的电感元件，其中该线圈是由圆形导线、方形导线、扁形导线或一导电线材所绕设而成。

11、如权利要求1所述的电感元件，其中该线圈的二端直接作为该电感元件的接脚或分别与一引脚连接。

12、如权利要求1所述的电感元件，其中该磁性体充分混合该绝缘磁性材料及该树脂，并加入少量的偶合剂，混炼使呈融熔状态后，注入一模具中而形成。

13、如权利要求12所述的电感元件，其中该线圈预先置放于该模具中。

14、如权利要求1所述的电感元件，其中该磁性体的固化温度范围为150℃-300℃左右。