CN103035395A

CN103035395A - 电感元件的成型方法

Info

Publication number: CN103035395A
Application number: CN2011103010919A
Authority: CN
Inventors: 莫家平
Original assignee: HONGYE TECHNOLOGY Inc
Current assignee: HONGYE TECHNOLOGY Inc
Priority date: 2011-10-09
Filing date: 2011-10-09
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明有关一种电感元件的成型方法，其成型步骤是在模具的下模的下模穴内，填注适量的铁硅合金材料，而下模穴的铁硅合金材料上，堆置成型于线路板上的扁平状线圈，且扁平状线圈的二极脚，分别延伸至外侧的二容置槽内，再于下模上方堆叠上模并叠压于二侧极脚上，而于上模的上模穴注入适量铁硅合金材料，以覆盖于扁平状线圈上，并通过冲头穿入上模穴，冲压上、下模穴内的铁硅合金材料，将铁硅合金材料、扁平状线圈相互融合成一体，并经加工固化成型即成型为电感元件，利用扁平状线圈减缩电感元件的体积厚度，成型具有低损耗、高导磁率的电感元件。

Description

电感元件的成型方法

技术领域

本发明设计一种电感元件的成型方法，尤指成型薄形状电感元件具良好导磁效果的成型方法，通过上、下模穴分别填注铁硅合金材料、扁平状线圈，经过冲压、挤制、固化成型后，即缩减电感元件厚度、缩减整体体积，但具有良好导磁性。

背景技术

在众多的电子元件中，电感元件属于辅助性质，而主要作用在于阻碍电流的变化，以维持电子产品的稳定性，则电感元件的结构形式可依应用线路搭配不同，设计出不同构造，且在目前常用的电感元件，其应用的模式大概分为二大类，一为信号用途，例如：能量储存及抑制瞬间电流等，另一类即为杂讯抑制用途，例如：防电磁干扰的抑制(Electromagnetic Disturbance，EMI)及杂讯滤波等功能。

而电感元件的特性受到铁芯材料所影响，铁芯位于电感内部线圈中心位置处，并分为陶瓷及铁氧体材料，且陶瓷铁芯为应用于信号用途，如：陶瓷绕线电感及积层陶瓷电感；至于铁氧铁芯则用于抑制电瓷干扰，如：扼流器(PowerChoke)、陶铁磁珠(Ferrite Bead，FB)及磁铁芯(Ferrite Core)。

且电感元件依构造可分为绕线型及积层型，其中又以绕线型为最普遍使用的技术，因具有损耗小、容许电流大、简单、成本低等优点，但其结构却受到限制无法小型化；然而，根据电磁理论，以线圈卷绕铁芯即为电感组件，传统型式电感元件大都利用绕线型式生产，可利用线圈的粗细，控制耐电流的程度，也可凭借线圈卷绕圈数以调整电感值，设计上具有较大的弹性空间，但体积不易缩小则是最大的缺点。

则在传统现有铁硅合金制造电感元件的方法，通过利用片状或块状的铁硅合金材料，凭借组装方式成型电感元件，请参阅图13所示，是现有电感元件的侧视剖面图，传统现有的电感元件A，是在线圈A1外部组设片状或块状的铁硅合金材料A2，而铁硅合金材料A2于内、外表面都形成绝缘层A3，于组设时必须通过点胶粘合加工，但作业步骤繁琐、复杂，导致成本增加；另，通过组装方式成型电感元件A，将线圈A1通过通孔A11套合于铁硅合金材料2内，则难免会在线圈A1与铁硅合金材料A2间，存在有空隙A4，便容易于线圈A1外围形成较大的磁路径(Le)，并于线圈A1的通孔A11内圆周受到空隙A4的影响，产生较小的截面积，即使的线圈A1造成较大的电磁率损耗，因此，传统电感元件A并无法减少线圈A1卷绕的圈数，也不能选用太细的线圈A1，则相对使得材料的负担、成本都提高。

如此，如何解决现有电感元件电磁率损耗大、体积不易缩减的问题与缺失，且因使用线圈的材料而造成本提高等问题，即为本发明人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究、改善的方向所在。

发明内容

故，发明人有鉴于上述现有电子元件的散热功效的不足与缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考虑，更以从事此行业多年的经验，通过不断的构思、修改，始设计出此种不使用线圈而降低电感元件制造成本，且凭借扁平状线圈缩减电感元件的体积、并减少电磁损耗的电感元件的成型方法的发明专利诞生。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电感元件的成型方法，是利用模具高压冲制一体成型电感元件的方法，该电感元件包括铁硅合金材料及扁平状线圈，其特征在于，该成型方法包括以下步骤：

(a)在模具的下模的下模穴内，填注预设数量的铁硅合金材料；

(b)将扁平状线圈堆置于下模穴的铁硅合金材料上，且扁平状线圈的两个极脚，则分别延伸至下模穴外侧的两个容置槽内；

(c)将模具的上模堆叠于下模上方，上模并叠压于扁平状线圈二侧极脚上；

(d)由上模的上模穴再注入预设数量的铁硅合金材料，且覆盖于下模穴的扁平状线圈；

(e)通过上模的上模穴供冲头穿入，而由冲头冲压上、下模穴内的铁硅合金材料；

(f)待上模穴与下模穴内的铁硅合金材料、扁平状线圈相互融合成一体，并固化成型，扁平状线圈的两侧极脚分别延伸出铁硅合金材料外；

(g)成型为电感元件。

该扁平状线圈是在线路板上成型的涡卷式线圈、环形线圈、矩形线圈或几何形状线圈或多边形状线圈。

在该扁平状线圈两端分别向外延伸极脚，该两个极脚分别在扁平状线圈外侧成型为表面粘着型式。

该扁平状线圈的两侧极脚，分别延伸出线路板相同表面二侧外部或相异表面二侧外部。

该模具的上模在上模穴中设置有能够向下活动冲击并挤压于下模的下模穴的冲头。

该铁硅合金材料、扁平状线圈相互融合成一体的固化成型加工，是高温烧结。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

该电感元件的成型步骤，是在模具的下模的下模穴内，填注适量的铁硅合金材料、并堆置成型于线路板上的扁平状线圈，且扁平状线圈的二极脚，为分别延伸至外侧的二容置槽内，再于下模上方堆叠上模并叠压于二侧极脚上，而于上模的上模穴注入适量铁硅合金材料，以覆盖于扁平状线圈上，并通过冲头穿入上模穴，冲压上、下模穴内的铁硅合金材料，将铁硅合金材料、扁平状线圈相互融合成一体，并经加工固化成型，即成型为电感元件，利用扁平状线圈减缩电感元件的体积厚度，成型具有低损耗、高导磁率的电感元件。

该扁平状线圈，成型于线路板上，且于线路板上成型为涡卷式线圈、环形线圈、矩形线圈或几何形状线圈或多边形状线圈等，各种型式的线圈，并于扁平状线圈的二端分别延伸出极脚，而二极脚分别延伸出线路板外侧，并呈表面粘着型式的极脚。

该电感元件的铁硅合金材料内，结合成型于线路板上的扁平状线圈，可有效减缩电感元件的厚度，并降低电感元件的制造成本。

附图说明

图1是本发明的制造流程图；

图2是本发明的加工作业侧视图(一)；

图3是本发明的加工作业侧视图(二)；

图4是本发明的加工作业侧视图(三)；

图5是本发明的加工作业侧视图(四)；

图6是本发明的加工作业侧视图(五)；

图7是本发明的加工作业侧视图(六)；

图8是本发明扁平状线圈的立体外观图；

图9是本发明电感元件的立体外观图；

图10是本发明电感元件的侧视剖面图；

图11是本发明较佳实施例的侧视剖面图；

图12是本发明较佳实施例的立体外观图；

图13是现有电感元件的侧视剖面图。

附图标记说明：1-铁硅合金材料；2-线圈；21-线路板；23-极脚；22-极脚；3-模具；31-下模；32-上模；310-下模穴；320-上模穴；3101-容置槽；33-冲头；3102-容置槽。

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其特征、功能如下，俾利完全了解。

请参阅突1、2、3、4、5、6、7、8所示，是本发明的制造流程图、加工作业侧视图(一)、加工作业侧视图(二)、加工作业侧视图(三)、加工作业侧视图(四)、加工作业侧视图(五)、加工作业侧视图(六)、扁平状线圈的立体外观图，由图中所示可以清楚看出，本发明的电感元件包括铁硅合金材料1、线圈2，其加工成型的步骤为：

(100)将预设数量的铁硅合金材料1，填注入模具3的下模31的下模穴310内。

(101)且将成型于线路板21上的扁平状线圈2，置入下模穴310内，且堆置于铁硅合金材料1上方，且扁平状线圈2的二极脚22、23，则分别延伸至下模穴310外侧的二容置槽3101、3102内。

(102)将模具3的上模32堆叠于下模31上方，上模32并叠压于扁平状线圈2二侧极脚22、23上。

(103)则由上模32的上模穴320，再注入预设数量的铁硅合金材料1，且覆盖于下模穴310的扁平状线圈2上。

(104)通过上模32的上模穴320供冲头33穿入，而由冲头33冲压上模穴320、下模穴310内的铁硅合金材料1。

(105)待上模穴320与下模穴310内的铁硅合金材料1、扁平状线圈2相互融合成一体，并经过加工而固化成型，且扁平状线圈2的二侧极脚22、23，则分别延伸出铁硅合金材料1外，位于线路板21的相同表面二侧或相异表面二侧。

(106)通过铁硅合金材料1、扁平状线圈2一体成型为电感元件。

上述铁硅合金材料1，呈粉末、砂粒状，经由送料装置11运送，并移动至下模31的下模穴310处，再将铁硅合金材料1填注入下模穴310中，依据下模穴310的容量填注适量铁硅合金材料1，并于下模穴310的铁硅合金材料1上放置成型于线路板21上的扁平状线圈2，并供扁平状线圈2二端向外延伸的极脚22、23，分别延伸至下模穴310外侧的容置槽3101、3102内，即可利用上模32堆叠于下模31上方，且以上模32叠压在扁平状线圈2的二极脚22、23上，可限位扁平状线圈2、线路板21及二极挑脚22、23不致偏移，则可再由上模32的上模穴320供送料装置11，进行填注铁硅合金材料1于上模穴320内，并覆盖于下模穴310的铁硅合金材料1及扁平状线圈2上，即可达到利用铁硅合金材料1包覆扁平状线圈2的目的，且因扁平状线圈2体积薄、小，即可配合少量的铁硅合金材料1，即可包覆扁平状线圈2，并供扁平状线圈2二侧极脚22、23分别延伸出线路板21的相同表面二侧，或者该扁平状线圈2二侧极脚22、23分别延伸出线路板21的相异表面二侧(请同时参阅图7、8、11、12所示)，且可降低制造成本、加速制造流程，且成型厚度较薄、体积缩减的电感元件，更降低电感元件的制造成本。

且上述扁平状线圈2，成型于线路板21上，且于线路板21上可利用药剂蚀刻、电镀或机械加工铣削或贴附等方式，利用金属材料(如：铜、铝、铜铝合金或其它金属或其它金属合金材料等)成型为涡卷式线圈、环形线圈、矩形线圈或几何形状线圈或多边形状线圈等，各种型式的线圈2，并于扁平状线圈2的二端分别延伸出极脚22、23，可在同一平面或相异平面延伸出线路板21外侧(请同时参阅图7、8、11、12所示)，而二极脚22、23分别延伸出线路板21外侧，并呈表面粘着型式的极脚22、23；且扁平状线圈2成平面状的延展、扩张，为形成较大的截面积，可降低电磁损耗、提升电磁感应的导磁率，并降低功率损耗，加强电感元件的电感效能。

而模具3的上模32，为于上模穴320中，供冲头33或动式穿入，并供冲头33由上模穴320朝下模穴310内冲击、挤压，将位于上模穴320、下模穴310内的铁硅合金材料1冲压予以紧实，不会产生孔洞或间隙，且可将扁平状线圈2夹紧于铁硅合金材料1中，即可通过固化成型的加工作业，以高温烧结方式、高周波加工或紫外线照射等方式，使铁硅合金材料1内部的水分除去，将铁硅合金材料1与扁平状线圈2结合，即可一体成型为电感元件(请同时参阅图7所示)。

请参阅图7、8、9、10、11、12所示，是本发明的加工作业侧视图(六)、扁平状线圈的立体外观图、电感元件的立体外观图、电感元件的侧视剖面图、较佳实施例的侧视剖面图、较佳实施例的立体外观图，由图中所示可以清楚看出，为将模具3的上模穴320、下模穴310中一体成型的电感元件，进行退模程序(Unloading the Working Article)，而由上模穴320、下模穴310中将电感元件取出后，进行绝缘处理的后续加工，且成型后的电感元件因包覆在铁硅合金材料1中的扁平状线圈2，可缩减电感元件的大部分厚度，成型为符合电子元件轻、薄、短、小的诉求理念。

而扁平状线圈2，为于线路板21二侧向外延伸出极脚22、23，且二极脚22、23为可由线路板21的相同平面向外延伸，也可供二极脚22、23由线路板21的相异表面分别向外延伸，可视扁平状线圈2的使用模式，调整二极脚22、23的延伸方向与位置。

如此，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此局限本发明的专利范围，本发明的电感元件成型方法，利用模具3的下模31的下模穴310，填注适量的铁硅合金材料1，再将成型于线路板21上的扁平状线圈2，叠置于下模穴310的铁硅合金材料1上，并使扁平状线圈2的二极脚22、23分别延伸出下模穴310外，分别置入容置槽3101、3102内，即可将上模32堆叠于下模31上方，并叠压在扁平状线圈2的二极脚22、23上，并由上模32的上模穴320填注适量的铁硅合金材料1，并覆盖于扁平线圈2，则经过冲头33冲压、固化成型加工作业后，成型电感元件，俾可达到缩减电感元件厚度、整体体积以降低制造成本、提升导磁率的目的，而制造符合轻、薄、短、小诉求的电感元件，则具有不占空间的优点。

上述本发明的电感元件的成型方法，于实际使用实施时，为可具有下列各项优点，如：

(一)利用扁平状线圈2于模具3中，被适量铁硅合金材料1包覆，经过冲压及固化成型加工，成型缩减厚度、体积小的电感元件，可降低制造成本、加速制造流程。

(二)铁硅合金材料1、扁平状线圈2在上、下模31、32的上模穴320、下模穴310中，经过冲头33冲压紧实，不易产生孔洞、且扁平状线圈2截面积大，易于降低损耗、提升电磁导磁率。

故，本发明为主要针对电感元件的成型方法的设计，为凭借模具的上、下模，以下模穴填注铁硅合金材料后，叠放扁平状线圈，再堆叠上模后也填注铁硅合金材料，并经由冲头冲压及固化成型加工，成型缩减厚度体积的电感元件，而达到电感元件体积小、成本低、电感导磁率佳为主要保护重点，且通过扁平状线圈可使用少量铁硅合金材料包覆，也达到节省制造材料、加速制造流成的效用，并成型轻、薄、短、小的电感元件，使用时不占用太大空间。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电感元件的成型方法，是利用模具高压冲制一体成型电感元件的方法，该电感元件包括铁硅合金材料及扁平状线圈，其特征在于，该成型方法包括以下步骤：

(g)成型为电感元件。

2.根据权利要求1所述电感元件的成型方法，其特征在于：该扁平状线圈是在线路板上成型的涡卷式线圈、环形线圈、矩形线圈或几何形状线圈或多边形状线圈。

3.根据权利要求1所述电感元件的成型方法，其特征在于：在该扁平状线圈两端分别向外延伸极脚，该两个极脚分别在扁平状线圈外侧成型为表面粘着型式。

4.根据权利要求1所述电感元件的成型方法，其特征在于：该扁平状线圈的两侧极脚，分别延伸出线路板相同表面二侧外部或相异表面二侧外部。

5.根据权利要求1所述电感元件的成型方法，其特征在于：该模具的上模在上模穴中设置有能够向下活动冲击并挤压于下模的下模穴的冲头。

6.根据权利要求1所述电感元件的成型方法，其特征在于：该铁硅合金材料、扁平状线圈相互融合成一体的固化成型加工，是高温烧结。