CN101458987B - 电感装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电感装置及其制造方法。此一电感装置包括印刷电路板、导磁装置以及金属线。各个印刷电路板具有洞孔，导磁装置贯穿印刷电路板上的洞孔，金属线则以漩涡状围绕导磁装置。采用本发明的电感装置及其制造方法，能够减少电感铁芯以及线圈所需面积，进而减小整体电路面积。

Description

电感装置及其制造方法 

技术领域

本发明涉及一种电感装置及其制造方法。 

背景技术

一般而言，电感由铁芯，以及围绕铁芯的线圈所构成。当电流通过线圈，会延着铁芯产生磁通量。在传统集成电路中，将铁芯设置于印刷电路板的表面，然后沿着铁芯绕线。由于铁芯以及绕线均需要大量面积，整个电路面积也会因而增加。 

因此需要一种新的电感装置，能够减小电感的面积，进而减小整体电路面积。 

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题一方面在于提供一种电感装置，能够减少电感的铁芯以及绕线面积，进而减少整体电路面积。 

另外，本发明所要解决的技术问题另一方面在于提供一种电感装置的制造方法，依照此一方法制造的电感能够减少铁芯以及绕线占用面积，进而减少整体电路面积。 

为实现上述目的，依照本发明的一实施例，本发明所提供的电感装置包括印刷电路板、导磁装置以及金属线。各个印刷电路板具有洞孔，导磁装置贯穿印刷电路板的洞孔，金属线则以漩涡状围绕导磁装置。 

而且，为实现上述目的，依照本发明的另一实施例，本发明所提供的电感制造方法首先预估所需的一电感值，并依照此一电感值、一导磁装置的一截面积以及一长度，预估线圈所需的匝数。接着在至少两印刷电路板上设置具有此匝数的线圈，并在该些印刷电路板上各穿凿至少两洞孔，该些洞孔位于线圈的内围。然后将一第一U型铁芯以及一第二U型铁芯贯穿印刷电路板上的该些洞孔。 

上述实施例的电感装置及其制造方法，能够减少电感铁芯以及线圈所需面 积，进而减小整体电路面积。 

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。 

附图说明

图1绘示本发明一实施例的电感装置剖面图； 

图2绘示本发明一实施例电感装置的制造方法。其中，附图标记在于： 

101：U形铁芯            103：U形铁芯 

105a：印刷电路板        105b：印刷电路板 

109：金属线(线圈)       111：洞孔 

113：洞孔               115：缺口 

117：缺口               201~209：步骤 

具体实施方式

上述实施例的电感装置及其制造方法，将导磁装置贯穿印刷电路板，然后在印刷电路板上或是印刷电路板之间绕线，来制造电感装置。 

请参照图1，其绘示本发明一实施例的电感装置剖面图。电感装置包括印刷电路板105a、印刷电路板105b、金属线109以及导磁装置。印刷电路板105a以及印刷电路板105b分别具有两洞孔111\113。导磁装置，例如U形铁芯101以及U形铁芯103，分别具有第一缺115以及第二缺口117。此两U形铁芯均以缺口115\117面向印刷电路板的方式，由印刷电路板105a\105b的两侧，贯穿印刷电路板105a\105b上的洞孔111以及洞孔113。 

金属线109可由铜箔制成，并以漩涡状围绕U形铁芯101以及U形铁芯103。此一金属线109可由PCB layout(印刷电路板布局)程序设置于印刷电路板105a或印刷电路板105b的表面；或是以人工绕线方式设置于两印刷电路板105a、105b之间。由于金属线109可以PCB layout的方式设置于印刷电路板105a\105b上，因此不再需要使用额外的金属线来制作电感的线圈，减少了整体电路面积；此外，制作电感所需的绕线步骤可与印刷电路板的制作整合，不需要额外的人工绕线步骤，简化了整体电路的制造程序。 

当电流流经金属线109，会沿着U形铁芯101\103产生磁通量φ。假设磁 通密度B与铁芯101\103截面垂直，且流过此平面的磁通密度B是均匀的，则φ＝BA，其中A为铁芯的截面积。又，磁通密度B与磁场强度H的关系为B＝uH，因为磁场强度 $H=\frac{\mathrm{Ni}}{l},$ 所以可得铁芯的总磁通量为 $\mathrm{\φ}=\frac{\mathrm{uNi}}{l}A,$ 其中l为铁芯平均长度，u则为导磁率。导磁率的数值会随着材质不同而相异。再者，根据电感的基本定义， $L=N\frac{\mathrm{d\Φ}}{\mathrm{di}},$ 结果得到图1电感装置的电感值L为 $\frac{{\mathrm{uN}}^{2}A}{l}.$

请参照图2，其绘示本发明一实施例电感装置的制造方法。首先预估所需的电感值(步骤201)，并依照电感值以及导磁装置(例如U形铁芯)的截面积以及长度，预估线圈所需的匝数(步骤203)。电感值L与线圈匝数N之间的关系为 $L=\frac{{\mathrm{uN}}^{2}A}{l},$ 其中A为铁芯的截面积，l为铁芯平均长度，u为导磁率。举例来说，若所需的电感值为1.5uH，铁芯的导磁率u为2.89*10^-3(真空导磁率4π×10^-7乘以相对导磁率2300)，长度为0.032m，截面积为2.42cm²，可得线圈匝数N约为6.45。 

在实际制造电感时，选取最接近6.45的整数7为线圈匝数。为了防止磁饱和，在长度或是宽度上增加0.005m的气隙(air gap)，可得总磁阻为33034392.16，计算出实际电感值为1.48uH，约略等于所需要的电感值。 

在取得线圈匝数之后，继续在印刷电路板上设置具有此一匝数的线圈(步骤205)，此线圈由金属线构成，其材质可为铜箔。线圈可由PCB(printedcircuit board)layout的程序，设置于印刷电路板上；或以人工绕线的方式设置于两印刷电路板之间。 

在线圈设置完成之后，接着在印刷电路板上穿凿洞孔(步骤207)，此洞孔位于线圈的内围。然后将第一U型铁芯以及第二U型铁芯贯穿印刷电路板上的洞孔(步骤209)。第一U型铁芯以及第二U型铁芯分别具有第一缺口以及第二缺口，此两U形铁芯均以缺口面向印刷电路板的方式，由印刷电路板的两面贯 穿印刷电路板上的洞孔。至此，电感装置已设置完成，待线圈通过电流，便会沿着铁芯产生磁通量。 

根据上述实施例，电感装置及其制造方法，将导磁装置贯穿印刷电路板，并在印刷电路板上或是印刷电路板之间绕线，来减少电感装置的面积；此外，可于PCB layout的同时完成绕线，简化了电感制造流程。 

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (10)

1.一种电感装置，其特征在于，包含：

至少两印刷电路板，各个印刷电路板具有至少两洞孔；

一导磁装置，贯穿该些印刷电路板的该些洞孔；以及

至少一金属线，以漩涡状围绕该导磁装置。

2.根据权利要求1所述的电感装置，其特征在于，该金属线为铜箔。

3.根据权利要求1所述的电感装置，其特征在于，该金属线设置于各个印刷电路板的一表面。

4.根据权利要求1所述的电感装置，其特征在于，该金属线设置于该些印刷电路板之间。

5.根据权利要求1所述的电感装置，其特征在于，该导磁装置包含一第一U形铁芯以及一第二U形铁芯，该第一U形铁芯以及该第二U形铁芯分别由该些印刷电路板的两表面贯穿该些洞孔。

6.一种电感制造方法，其特征在于，包含：

预估所需的一电感值；

依照该电感值、一导磁装置的截面积以及长度，预估一线圈所需的一匝数；

在至少两印刷电路板上设置具有该匝数的该线圈；

在该些印刷电路板上各穿凿至少两洞孔，该些洞孔位于该线圈的内围；以及

将一第一U形铁芯以及一第二U形铁芯贯穿该印刷电路板上的该些洞孔。

7.根据权利要求6所述的电感制造方法，其特征在于，该线圈由印刷电路板布局的程序，设置于该印刷电路板上。

8.根据权利要求6所述的电感制造方法，其特征在于，该线圈的材质为铜箔。

9.根据权利要求6所述的电感制造方法，其特征在于，该第一U形铁芯以及该第二U形铁芯分别由该印刷电路板的两面贯穿该印刷电路板。

10.根据权利要求6所述的电感制造方法，其特征在于，该第一U形铁芯的一第一缺口以及该第二U形铁芯的一第二缺口面向该印刷电路板。 

Images