CN104575941A - 线圈组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线圈组件及其制造方法。线圈组件能够在将多个线圈部分作为单个组件实施的同时有效地降低线圈之间的干扰。根据本公开的示例性实施例的线圈组件可包括：至少两个鼓芯；多个线圈，缠绕在各个鼓芯的每个上；基底，介于两个鼓芯之间。

Description

线圈组件及其制造方法

本申请要求于2013年10月23日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0126668号韩国专利申请的权益，该申请公开的内容通过引用被包含于此。

技术领域

本公开涉及一种线圈组件及其制造方法，更具体地讲，涉及一种在容许多个线圈作为单个组件被实施的同时容许线圈之间的干扰显著降低的线圈组件。

背景技术

开关模式电源(SMPS)通常被用作电气装置和电子装置(例如，显示装置、打印机等)中的电源装置。

作为模块式电源（将商业用电转换为适用于各种电气装置和电子装置(例如，计算机、电视机(TV)、盒式磁带录像机(VCR)、配电盘、无线通信装置等)的形式）的这样的SMPS用于以高于商用频率的频率控制开关，并利用半导体开关特性缓解冲击。

最近，随着TV尺寸的增加，需要高量的功率。因此，为了满足该需要，多个线圈组件可安装在SMPS中，用于为大面板的背光的照明供电。

通常，在根据现有技术的安装在SMPS中的线圈组件的情况下，一个组件中包括一个线圈。

然而，随着面板的尺寸的增加，多个线圈组件可安装在SMPS中，因此，可能存在的问题在于：SMPS的尺寸会增加。此外，由于多个线圈组件应安装在基底上，所以可能存在的缺点在于：生产率会降低并且制造成本会升高。

[现有技术文献]

（专利文献1）韩国专利特许公开：第2009-0040798号

发明内容

本公开的一方面可提供一种容许线圈自动地缠绕的线圈组件及其制造方法。

本公开的一方面可提供一种容许在芯和基底结合的状态下缠绕线圈的线圈组件及其制造方法。

此外，本公开的一方面还可提供一种能够容易地在相对小的电子装置中使用的线圈组件及其制造方法。

此外，本公开的一方面还可提供即使在多个线圈部分一体到单个组件中的情况下，也可显著地降低线圈之间的干扰的线圈组件及其制造方法。

根据本公开的一方面，一种线圈组件可包括：至少两个鼓芯；多个线圈，缠绕在各个鼓芯的每个上；基底，介于两个鼓芯之间。

所述鼓芯可结合到基底以使鼓芯和基底的中心轴按照线性方式设置。

所述鼓芯可包括：主体部，所述线圈缠绕在所述主体部上；凸缘部，从所述主体部的两端延伸。

所述鼓芯的至少一个凸缘部可附着到所述基底的一个表面。

所述基底可包括至少一个芯容纳槽，所述鼓芯的凸缘部插入地结合到所述芯容纳槽中。

多个外部连接端子可结合到所述基底的下表面或侧部。

所述基底可包括从基底的侧部突出的端子部，并且所述外部连接端子可结合到所述端子部。

所述鼓芯可由锰-锌（Mn-Zn）铁氧体形成。

由绝缘树脂形成的绝缘层可形成在所述鼓芯的外表面上。

根据本公开的另一方面，一种线圈组件可包括：基底；至少两个线圈部分，分别结合到所述基底的两个表面。

所述线圈部分中的每个可包括：鼓芯，结合到所述基底；线圈，缠绕在所述鼓芯上。

所述两个线圈部分可结合到所述基底以使各个鼓芯的每个中心轴按照线性方式设置。

所述两个线圈部分可形成为使得线圈部分之间的结合因子为0.3或更小。

根据本公开的另一方面，提供一种线圈组件的制造方法，所述制造方法包括：将鼓芯分别结合到基底的两端；将鼓芯结合到其上的基底设置在自动缠绕装置中；使用所述自动缠绕装置将线圈缠绕在鼓芯上。

将线圈缠绕在鼓芯上可包括在使鼓芯和基底彼此结合的组件旋转的同时缠绕线圈。

将线圈缠绕在鼓芯上可包括使用鼓芯的中心轴作为旋转轴使组件旋转。

所述鼓芯可包括：主体部，所述线圈缠绕在所述主体部上；凸缘部，从所述主体部的两端延伸，并且将所述基底设置在自动缠绕装置中可包括将鼓芯的凸缘部结合到所述自动缠绕装置。

根据本公开的另一方面，一种线圈组件可以通过如上所述的制造方法而制造。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的上述和其他方面、特点及其他优点将会被更加清楚地理解，在附图中：

图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的线圈组件的透视图；

图2是图1中示出的线圈被去除的线圈组件的侧视图；

图3是图1中示出的线圈被去除的线圈组件的分解透视图；

图4是根据本公开的示例性实施例的用于解释线圈组件的制造方法的视图；

图5是示意性地示出根据本公开的另一示例性实施例的线圈组件的透视图；

图6是图5中示出的线圈被去除的线圈组件的侧视图。

具体实施方式

现在，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。

图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的线圈组件的透视图，图2是图1中示出的线圈被去除的线圈组件的侧视图，图3是图1中示出的线圈被去除的线圈组件的分解透视图。

参照图1至图3，根据本公开的示例性实施例的线圈组件100可以是在设置在电源中的直流（DC）/DC转换器中使用的线圈组件，并且可包括鼓芯80、线圈70和基底50。

鼓芯80（线圈70缠绕在鼓芯80的一部分上，下面将要描述）可包括圆柱形的主体部82和从主体部82的两端延伸的凸缘部84。

鼓芯80的凸缘部84可形成为具有圆盘形状。此外，凸缘部84可形成为在主体部82的两端处具有相同的形状。

凸缘部84可根据其形成位置划分成内凸缘部84a和外凸缘部84b。内凸缘部84a可指结合到基底50的部分，并且外边缘部84b可指暴露到外部的部分。

同时，在该示例性实施例中，通过示例描述了在主体部82的两端处的凸缘部84a和84b彼此具有相同的尺寸的情况，但本公开不限于此。也就是说，如果需要，凸缘部84可以不同地实施。例如，形成在任何一端的凸缘部84可比形成在另一端的凸缘部84大。

例如，结合到基底50的内凸缘部84a的尺寸可形成为比外凸缘部84b的尺寸相对小。在这种情况下，由于基底50的尺寸可减小为与内凸缘部84a的尺寸对应，因此，线圈组件100的整体尺寸可减小。

此外，在本公开的该示例性实施例中，通过示例描述了全部凸缘部84形成为圆形形状的情况。然而，本公开的构造不限于此，并且根据需要，凸缘部84可形成为具有不同的形状（例如，多边形形状等）。

如上所述的鼓芯80可由与其他材料相比具有高磁导率、低损耗、高饱和磁通密度、稳定性强以及低生产成本的铁氧体形成。

例如，根据该示例性实施例的鼓芯80可由镍（Ni）基铁氧体或锰（Mn）基铁氧体形成。具体地讲，在根据该示例性实施例的线圈组件100用作驱动线圈70的情况下，当鼓芯80由锰基铁氧体形成时，可实现更高的效率。

更具体地讲，鼓芯80可由锰锌（Mn-Zn）铁氧体形成。与使用镍锌（Ni-Zn）铁氧体的情况相比，在使用Mn-Zn铁氧体形成鼓芯80的情况下，电流容量可增加。因此，在使用大电流的驱动线圈70中优选地使用Mn-Zn铁氧体。

同时，在使用Mn-Zn铁氧体形成鼓芯80的情况下，可使鼓芯80的绝缘电阻减弱。因此，在这种情况下，可将绝缘层（未示出）添加到鼓芯80的外表面。这里，绝缘层可由绝缘树脂（例如，环氧树脂）形成。

根据如上所述构造的该示例性实施例的线圈组件100可包括两个鼓芯80。线圈70缠绕在两个鼓芯80中的每个上，以作为独立的线圈部分（即，线圈组件）操作。

线圈70可缠绕在鼓芯80的主体部82上。

可使用单股线作为线圈70或者可使用通过将多股线绞结到一起而形成的李兹线作为线圈70。在线圈70的两个端部处的引线可电连接和物理连接到设置在基座50（将在下面进行描述）中的外部连接端子60。

另外，在根据该示例性实施例的线圈组件100中，缠绕在两个鼓芯80上的线圈70可沿着彼此不同的方向（即，相反的方向）分别缠绕。例如，在线圈70沿着顺时针方向缠绕在一个鼓芯80上的情况下，线圈70可沿着逆时针方向缠绕在另一个鼓芯80上。然而，本公开不限于此，并且如果需要，线圈的缠绕可以不同地实施。例如，线圈可如上所述沿着相反的方向缠绕或者两个线圈70可沿着彼此相同的方向缠绕。

鼓芯80的内凸缘部84a可结合到基底50。因此，基底50可具有这样的结构，在该结构中，鼓芯80可稳固地牢固地附着到基底50，同时，鼓芯80的主体部82可被暴露，用于自动缠绕。

更具体地讲，根据该示例性实施例的基底50可具有呈平板形的主体并且可包括芯容纳槽55和外部连接端子60。

芯容纳槽55可分别形成在基底50的两个平面中。芯容纳槽55是鼓芯80被容纳并被结合的部分。因此，芯容纳槽55可按照槽形形成，鼓芯80的凸缘部84可插入到所述芯容纳槽55中。

详细地讲，芯容纳槽55可按照凸缘部84的形状（即，圆形槽）形成。此外，芯容纳槽55可具有小于或等于凸缘部84的厚度的深度。

在根据该示例性实施例的线圈组件100中，可使用自动缠绕装置（图4中的90）将线圈70自动缠绕在鼓芯80上。因此，鼓芯80的主体部82（线圈70缠绕在其上的区域）需要完全被暴露到外部。

为此，在根据该示例性实施例的线圈组件100中，当鼓芯80结合到芯容纳槽55时，鼓芯80被插入，使得鼓芯80的主体部82被完全暴露到外部。也就是说，内凸缘部84a的内表面可结合到基底50的外表面，以与基底50的外表面设置在相同的平面上或从基底50的外表面突出。

此外，形成在基底50的两个表面中的两个芯容纳槽55可形成为按照线性（linear）方式（即，两个芯容纳槽55同轴地设置）设置。因此，当鼓芯80结合到两个芯容纳槽55的每个时，两个鼓芯80可设置为使得主体部82的中心轴P按照线性方式形成（即，两个主体部82同轴地设置）。

这里，在缠绕线圈70时，鼓芯80的中心轴P可用作线圈组件100的旋转轴。

此外，鼓芯80可通过粘结剂等稳固地牢固地结合到基底50。

外部连接端子60可按照外部连接端子60从基底50向外突出的形状结合到基底50。在该示例性实施例中，通过示例描述了外部连接端子60从基底50向下突出的情况。

然而，本公开不限于此。也就是说，外部连接端子60可结合为朝向基底50的侧部而不是朝向基底50的下部突出并且可按照外部连接端子60部分地弯曲的形状形成。

此外，如图3所示，根据该示例性实施例的基底50可包括四个外部连接端子60。理由是根据该示例性实施例的线圈组件100被构造为包括两个线圈70。因此，根据本公开的示例性实施例的线圈组件100不限于此，并且包括在线圈组件100中的外部连接端子60的数量可与包括在线圈组件100中的线圈70的数量对应。

如上所述的基底50可通过注射成型容易地制造，但是不限于此，并且可以通过不同的方法（例如，冲压加工（press processing）方法）制造。此外，优选地，根据该示例性实施例的基座50可由绝缘树脂材料和具有高耐热性和高耐电压性的材料形成。

聚苯硫醚(PPS)、液晶聚酯(LCP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、酚醛树脂等可被用作形成基底50的材料。

在如上所述构造的根据该示例性实施例的线圈组件100中，在单个线圈组件100中可实施彼此独立操作的两个线圈部分。在单个组件中实施多个独立的线圈部分的情况下，需要使在各个线圈部分中产生的磁通之间的干扰最小化。

也就是说，优选地使在两个线圈部分中产生的磁通形成为使它们之间的结合因子K接近于‘0’，并且当形成磁通使得结合因子至少为0.3或更少时，可使输出电流的偏差降低。

为此，根据该示例性实施例的线圈组件100被构造为具有这样的结构，在该结构中，两个鼓芯80结合到一个基底50而基底50介于两个鼓芯80之间，并且通过该结构可使线圈部分之间的结合因子保持在0.3或者更少。

因此，线圈70缠绕在其上的各个鼓芯80中的每个可作为独立的线圈部分执行功能。

同时，根据该示例性实施例的线圈组件100被构造为适于自动的制造方法。也就是说，在根据该示例性实施例的线圈组件100中，可在全部鼓芯80与基底50彼此结合的状态下使用单独的自动缠绕装置将线圈70缠绕在鼓芯80上。

以下，将描述根据本公开的线圈组件的制造方法。也将通过下面的描述清楚地描述上述线圈组件的构造。

图4是根据本公开的示例性实施例的用于解释线圈组件的制造方法的视图。

参照图3和图4，在根据该示例性实施例的线圈组件的制造方法中，首先，可执行将鼓芯80结合到基底50的步骤。

在这种情况下，如果需要，可在基底50接触鼓芯80的部分设置粘结剂。也就是说，在鼓芯80结合到基底50之前，可将粘结剂施加到芯容纳槽55中。然而，本公开不限于此，并且在鼓芯80和基底50之间的结合力足够的情况下，在该步骤中可省略粘结剂。

当鼓芯80和基底50彼此结合时，然后，可执行将线圈缠绕在鼓芯80上的步骤。该步骤可通过单独的自动缠绕装置90执行。

如图4所示，鼓芯80和基底50彼此结合的组件可设置在自动缠绕装置90中。在这种情况下，自动缠绕装置90的旋转轴S和上述组件的旋转轴P可按照线性方式设置。这里，所述组件的旋转轴P可以是如上所述的鼓芯80的主体部82的中心轴P。

此外，组件的两个鼓芯80中的任何一个的凸缘部84可固定地结合到自动缠绕装置90的结合部92。在这种情况下，组件被结合为使得自动缠绕装置90的结合部92不朝向主体部82突出。

因此，当组件结合到自动缠绕装置90的结合部92时，鼓芯80的主体部82保持在整个主体部82被暴露到外部的状态下。

然后，在线圈70的一端连接到外部连接端子60之后，在组件旋转的同时可将线圈70缠绕在鼓芯80的主体部82上。因此，线圈70在插入到鼓芯80的凸缘部84之间的空间中的同时缠绕在主体部82的外周表面上。

这里，可通过使自动缠绕装置90的旋转轴94旋转而执行线圈70的缠绕。此外，自动缠绕装置90的管嘴95在主体部82的长度范围D内往复运动的同时可从主体部82的外部持续地供应线圈70。

同时，线圈70的缠绕可以按照这样的方式执行，一个鼓芯80完全缠绕上线圈，然后，另一个鼓芯80缠绕线圈70。然而，在自动缠绕装置90中设置有两个管嘴95的情况下，可同时将线圈70缠绕到两个鼓芯80上。在这种情况下，可有效地减少制造时间。

当完成线圈70的缠绕时，线圈70的远端（即，引出线）连接到外部连接端子60。因此，可完成根据图1中示出的该示例性实施例的线圈组件100。

此后，如果需要，还可执行使用软焊料等将外部连接端子60和线圈70的引出线彼此结合的步骤或者将线圈组件100浸渍在填充有绝缘树脂（例如，漆等）的溶液中，以使用绝缘树脂使线圈70、鼓芯80和基底50彼此固定地结合的步骤。

在根据如上所述构造的该示例性实施例的线圈组件的制造方法中，可在鼓芯80和基底50彼此结合的状态下缠绕70。因此，线圈组件100可仅使用装配鼓芯80和基底50的过程以及将线圈70缠绕在鼓芯80上以将线圈连接到外部连接端子60的过程来制造。

因此，与首先将线圈70缠绕在鼓芯80上、将鼓芯80固定到基底50，然后连接线圈70和外部连接端子60的方法相比，其优势在与：线圈组件可容易地制造。

此外，在根据该示例性实施例的线圈组件100中，鼓芯80的中心轴P可设置为按照线性方式形成。因此，由于可使用自动缠绕装置90自动地将线圈70缠绕到鼓芯80上，所以可减少用于缠绕线圈70消耗的时间，从而可减少其制造时间。

此外，在根据该示例性实施例的线圈组件100中，两个线圈部分可作为单个组件被实施。因此，与根据现有技术的两个线圈部分被构造为单独的组件并分别安装的情况相比，可减小线圈组件安装到其上的基底的空间（或区域），并且可降低制造成本。

此外，在根据该示例性实施例的线圈组件100中，即使在两个线圈部分一体到单个线圈组件中的情况下，由于鼓芯中的结合因子是0.3甚至更少，所以线圈组件100也可取得与两个线圈部分分别被构造为单独的组件的情况相同的效果。

同时，本公开不限于上述实施例，而是可以不同地实施。

图5是示意性地示出根据本公开的另一示例性实施例的线圈组件的透视图，图6是图5中示出的线圈组件的侧视图。这里，在图6中省略了线圈。

除了基底50的结构，根据该示例性实施例的线圈组件200具有与根据上述示例性实施例的线圈组件（图1的100）类似的结构。因此，将省略对相同组件的详细的描述，并且将主要详细地描述基底50的结构。此外，相同的标号将用于描述与上述实施例中的部件相同的部件。

参照图5和图6，与上述实施例类似，根据该示例性实施例的线圈组件200可包括线圈70、鼓芯80和基底50。

在根据该示例性实施例的基底50中，外部连接端子60不是结合到基底50的下部而是可以结合到从基底50的一侧突出的端子部52。

此外，端子部52可从基底50的侧部向外突出。更具体地讲，端子部52可沿着垂直于鼓芯80的中轴线的方向突出。

由于单独的端子部52设置在基底50中，所以可显著地降低根据该示例性实施例的基底50的厚度。也就是说，根据该示例性实施例的基底50可形成为具有与鼓芯80的凸缘部84的直径相等的厚度。因此，线圈组件200的高度可显著地降低。

同时，根据本公开的线圈组件及其上述制造方法不限于上述实施例，而是可以不同地实施。

此外，虽然在该示例性实施例中描述了在应用于电源的DC/DC转换器中使用的线圈组件，但是线圈组件不限于此，而是线圈组件可广泛地应用于电子组件和电子装置中，只要线圈组件使用线圈和芯即可。

如上所述，在根据本公开的示例性实施例的线圈组件中，两个线圈部分被构造为单个组件。因此，与根据现有技术的两个线圈部分被构造为单独的组件并分别安装的情况相比，除了可降低制造成本外，还可减小线圈组件安装到其上的基底的空间（或区域）。

此外，在根据该示例性实施例的线圈组件中，即使在两个线圈部分一体到单个线圈组件中的情况下，由于鼓芯中的结合因子是0.3或者更少，所以线圈组件也可取得与两个线圈部分分别被构造为单独的组件的情况相同程度的效果。

此外，在根据本公开的线圈组件的制造方法中，可在鼓芯和基底彼此结合的状态下缠绕线圈。因此，线圈组件可仅使用将鼓芯和基底彼此固定的过程和将线圈缠绕在鼓芯上以将线圈连接到外部连接端子的过程来制造。

因此，与首先将线圈缠绕在鼓芯上、将鼓芯装配到基底，然后连接线圈和外部连接端子的方法相比，其优势在于：线圈组件可容易地制造。

此外，在根据本公开的线圈组件中，鼓芯的中心轴可设置为按照线性方式形成。因此，由于可使用自动缠绕装置将线圈自动地缠绕到鼓芯上，因此可降低用于缠绕线圈所消耗的时间，从而降低其需要的制造时间。

尽管上面已经示出并描述了示例性实施例，但是本领域技术人员将清楚的是，在不脱离由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以进行修改和变型。

Claims (18)

1.一种线圈组件，包括：

至少两个鼓芯；

多个线圈，缠绕在各个鼓芯的每个上；

基底，介于两个鼓芯之间。

2.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述鼓芯结合到基底，以使所述鼓芯和基底的中心轴按照线性方式设置。

3.如权利要求1所述的线圈组件，其中，每个鼓芯包括：主体部，线圈缠绕在所述主体部上；凸缘部，从所述主体部的两端延伸。

4.如权利要求3所述的线圈组件，其中，鼓芯的至少一个凸缘部附着到所述基底的一个表面。

5.如权利要求3所述的线圈组件，其中，所述基底包括至少一个芯容纳槽，鼓芯的凸缘部插入地结合到所述至少一个芯容纳槽中。

6.如权利要求1所述的线圈组件，其中，多个外部连接端子结合到所述基底的下表面或侧部。

7.如权利要求6所述的线圈组件，其中，所述基底包括从基底的侧部突出的端子部，并且所述外部连接端子结合到所述端子部。

8.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述鼓芯由锰-锌铁氧体形成。

9.如权利要求1所述的线圈组件，其中，由绝缘树脂形成的绝缘层形成在鼓芯的外表面上。

10.一种线圈组件，包括：

基底；

至少两个线圈部分，分别结合到所述基底的两个表面。

11.如权利要求10所述的线圈组件，其中，所述线圈部分中的每个包括：

鼓芯，结合到所述基底；

线圈，缠绕在所述鼓芯上。

12.如权利要求11所述的线圈组件，其中，两个线圈部分结合到所述基底，以使各个鼓芯的每个的中心轴按照线性方式设置。

13.如权利要求10所述的线圈组件，其中，两个线圈部分形成为使得线圈部分之间的结合因子为0.3或更小。

14.一种线圈组件的制造方法，所述制造方法包括：

将鼓芯分别结合到基底的两端；

将鼓芯结合到上面的基底设置在自动缠绕装置中；

使用所述自动缠绕装置将线圈缠绕在鼓芯上。

15.如权利要求14所述的制造方法，其中，将线圈缠绕在鼓芯上包括在使鼓芯和基底彼此结合的组件旋转的同时缠绕线圈。

16.如权利要求15所述的制造方法，其中，将线圈缠绕在鼓芯上包括使用鼓芯的中心轴作为旋转轴使组件旋转。

17.如权利要求14所述的制造方法，其中，所述鼓芯包括：主体部，线圈缠绕在所述主体部上；凸缘部，从所述主体部的两端延伸，

将所述基底设置在自动缠绕装置中包括将鼓芯的凸缘部固定地结合到所述自动缠绕装置。

18.一种通过权利要求14的制造方法制造的线圈组件。