CN1053760C - 电子元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子元件，具有电感元件和电容元件；由一对S形部、第1端子部、与S形部另一端连接的连接部、设置于该连接部的中央部的电极部和设置于该电极部的延长方向上的第2端子部组成电感元件，在中央部具有空隙以便使第2端子部的近电极部的前端部和电极部的近第2端子部的前端部露出外封装，电容器装入空隙内并与第2端子部的前端部和电极部的前端部连接。

Description

电子元件及其制造方法
本发明涉及各种电子设备所用的电感元件、LC滤波器等电子元件及其制造方法。
以往的电感元件如图24(a)～图24(c)所示。三个图表示的结构都是将铁合金等板材冲裁，在中间部位形成S形部1，S形部1的两端设直线端子部2，并使S形部1成形为立体状。另外，以往的LC滤波器如图25(a)～25(d)所示。图25(a)表示的结构是在1对管状烧结铁氧体磁芯3中插入弯成U字形的引线4，引线4的中间接带电容元件引线的电容器5。图25(b)表示的结构是采用两端和中间具有轴环6、7的成形线圈骨架8，成形线圈骨架8两端的轴环6中插入外接用引线9，中间的轴环7的凹部10中插入带引线的电容器11，将绕线12卷绕在成形线圈骨架8的轴环6、7之间的槽沟内，将绕线12的引出线绕接在外接用引线9和带引线的电容器11的引线上再用焊锡连接而构成。
图25(c)表示准备一对绕上线圈13、并带引线的卷筒磁芯14和带引线的电容器15，通过将带引线的磁芯14与带引线的电容器15的一端引线连接，构成LC滤波器。
图25(d)表示的结构是在U形铁氧体磁芯16上设置14个贯穿孔17，向贯穿孔17插入引线或作导体镀复，用导体18将贯穿孔17之间连接，构成电感，在U形铁氧体磁芯16的凹部设置片状电容器19，与导体18部分连接后构成LC滤波器。另外，上述各LC滤波器一般是用树脂塑模或树脂作外封装。
以往电感元件、LC滤波器等电子元件的制造如图26(a)-图26(d)所示。将导电性带钢材21冲裁后形成的端子板22弯曲后接至电子元件单元20的半成品置于成形金属模23内，向成形金属模23内注入树脂，做成如图26(b)所示的状态，接着将导电性带钢材21与端子板22断开，制造图26(c)的元件，最后将端子板22沿外封装24的侧面弯曲制造图26(d)所示的平面安装用电子元件。也就是说，用这制造方法的电子元件的结构具有一对端子板22，而端子部22又分别在外封装24的底面具有底面端子22a、在外封装24侧面具有侧面端子22b。若选用这样的结构，则因形成外封装24时端子板22的底面端子部22a的表面沾粘外封装用树脂而形成毛刺，对平面安装时的锡焊性能带来很大障碍，从而需要增加去毛刺作业，使生产效率降低。还有，端子板22与金属带钢材21分离后，以外封装24的棱角为支点沿侧面弯曲，此情况下，因端子板22的弹性变形回复，弯曲部分不成直角，侧面端子部22b会从外封装24的侧面翘起，底面端子部22a会从外封装24的底面翘起，作为平面安装用电子元件，质量差且安装时的锡焊性能也差。为此，也有如图27所示，从外封装24的底面垂直引出端子板22构成成形金属模25的方法，但此方法对成形金属模25的端子板22的引出部需高精度加工，而且还必须将导电性带钢材21的端子板22预先弯成直角方向，且端子板22也不能完全弯成直角。
还有如图28(a)～图28(d)所示的方法，即将与导电性带钢材21成一体的端子板22从外封装24的侧面引出，再如图28(b)所示，将端子板22按所定尺寸从导电性带钢材21上切下，分离后如图28(c)所示将端子板22弯成直角后，再将它沿外封装侧面弯曲形成底面端子部22a和侧面端子部22b。
然而，图24(a)～图24(c)所示的电感元件，用渗入磁粉的树脂铸型作单独的电感元件是有效的，但用来作LC滤波器时，因必须连接2个电感元件并组合电容元件，所以形状变大，组装费时间等造成生产效率低。而且，若用渗入磁粉的树脂，则因电感磁耦合增加，衰减量增多，同时在电容元件上产生涡流而使损耗(tand)增加，陷波衰减量也增加。而且当在中空状态下对S形部1作树脂注模，会因S形部变形而发生层间短路，电感量降低或不一致等，从而不能实现稳定的生产。
另外，对于图25(a)～图25(d)所示的LC滤波器，向铁氧体磁芯插入引线费时间，且必须进行高可靠性的镀复。再因连接绕线的引出线等，引线的连接处较多，所以生产效率较低，引出线与引线的连接部易发生断线等接触不良。还有，以往电子元件的制造方法，将电感元件切离导电性带钢材后，如图28(c)所示那样作弯曲加工时，不能使端子部沿外封装侧面紧贴。美国专利NO.5,023,578揭示了一种具有多个电容元件的滤波器列，其众多输入输出端平行于介质板主面朝外突出，其公共端延介质板长度(即宽度)方向朝外延伸。因此，该滤波器列也不能使端子部沿外封装侧面紧贴。
本发明的目的是要提供一种较以往例更高质量、更高生产效率的电子元件及其制造方法。
本发明的电子元件，具有电感元件和电容元件；一对S形部；与该S形部一端连接的一对第1端子部，其特征在于，由所述S形部、所述第1端子部、与所述S形部另一端连接的连接部、设置于该连接部的中央部的电极部和设置于该电极部的延长方向上的第2端子部组成所述电感元件，在所述中央部具有空隙以便使所述第2端子部的近电极部的前端部和所述电极部的近第2端子部的前端部露出外封装，所述电容器装入所述空隙内并与所述第2端子部的前端部和所述电极部的前端部连接。
本发明的电子元件的制造方法，其特征在于：用成形金属模冲裁导电性带钢材，制造由一对S形部、连接该S形部一端的第1端子部、连接上述S形部另一端的连接部和设置在该连接部与上述第1端子部之间的电极构成的电感元件，接着用浇注模方法形成具有空隙的外封装，以便使上述电极部露出，接着将上述第1端子部切离上述导电性带钢材，同时通过切断上述电极部而形成第2端子部，使第1和第2端子部脱离导电性带钢材后，将电容元件装入空隙内，接着将电容元件接至第2端子部的前端部和电极部的前端部。
根据上述结构，用外封装材料成形时，能用成形金属模保持S形部、端子部、连接部和电极部，因此能防止S形部变形。
以下利用附图说明本发明的实施例。
图1是本发明一实施例中电感元件的俯视图；
图2是图1实施例制造方法的正视图；
图3是本发明实施例中LC滤波器的部分透视斜视图；
图4是本发明实施例中LC滤波器的另一实施例的部分透射斜视图；
图5是图4实施例的斜视图；
图6是图4实施例的正视图；
图7是本发明与比较例的LC滤波器的衰减特性图；
图8是本发明第3LC滤波器的剖视图；
图9是本发明的第4LC滤波器的剖视图；
图10是本发明的第5LC滤波器的剖视图；
图11是本发明的第6LC滤波器的正视图；
图12是本发明的具有立体感应零件的电感元件的部分透视斜视图；
图13是图12实施例形成外封装时的俯视图；
图14是图12实施例的正视图；
图15是图12实施例的侧视图；
图16是在制造本发明电感元件中用浇口形成外封装时的正视图；
图17是图16实施例用定位片形成外封装时的正视图；
图18(a)是本发明的平面安装用LC滤波器的正视图；(b)是侧视图，(c)是仰视图；
图19是本发明的平面安装用电子元件的制造过程的斜视图；
图20是本发明的平面安装用电子元件的另一制造过程的斜视图；
图21是本发明中具有线圈的LC滤波器的部分透视斜视图；
图22是本发明的另一实施例的电感元件的部分透视斜视图；
图23是本发明的第3实施例的电感元件的部分透视斜视图；
图24(a)是以往电感元件的斜视图，(b)是以往另一电感元件的斜视图，(c)是以往第3种电感元件的斜视图；
图25(a)是以往LC滤波器的剖视图，(b)是以往另一LC滤波器的部分缺口正视图，(c)是以往第3LC滤波器的剖视图；(d)是以往第4LC滤波器的部分透视斜视图；
图26(a)是以往平面安装用电子元件的制造过程的剖视图，(b)-(d)是该制造过程的斜视图；
图27是以往平面安装用电子元件的另一制造过程的部分透视斜视图；
图28是以往平面安装用电子元件的第3制造过程的斜视图。
首先说明图1所示的电感元件。
该图中，28是通过冲裁由铁合金、铜或者铜合金构成的导电性带钢材而制成的电感元件。该电感元件结构具有1对S形部30a、30b、与该S形部一端连接的1对第1端子部29a、29b、与S形部另一端连接的连接部31、设置在该连接部中央部的电极部32，以及设置在该电极部延长方向上的第2端子部33。并且为了使第二端子部近电极方的前端部和电极部近第2端子部方的前端部露出，用浇注模形成中央部具有空隙35的外封装34。其制造方法如图2所示，在铁合金、铜或铜合金构成的导电性带钢材26的一边上，每隔一定间隔设送入孔27，用成形金属模连续冲裁电感元件28。接着，用成形金属模，以浇注模法制造具有空隙35的外封装，以便使端子部的前端部和电极部的前端部露出，最后沿A-B线切离导电性带钢材26，同时将电极部与端子部之间切开形成第2端子部33。用此制造方法，因外封装成形时，用成形金属模固定S形部、连接部和电极部，能显著减少成形压力引起的变形，所以能制造较以往例质量高的电感元件。
另外，可以用合成树脂作外封装34，而用掺入磁粉的合成树脂，能提高电感元件28的阻抗特性和去噪效果。
以下用图3～图4说明用图1电感元件作LC滤波器的实施例。
图3所示的LC滤波器，是在图1所示的电感元件的外封装34的空隙处插入两端具有外部端子36的电容元件一片状陶瓷电容器37，用锡焊等将外部端子36接至电极部32和第2端子部33。而且其结构是从外封装34引出第1端子部29a、29b和第2端子部33，可直接用来插入电路底板。
图4～图6所示的实施例是平面安装用LC滤波器，与图3所示实施例一样，在外封装34的空隙35处装入陶瓷片状电容器37，用锡焊等接至电极部32和第2端子部33，将外封装34的下面引出的第1端子部29a、29b和第2端子部33沿外封装的侧面弯曲。而且外封装34上设有凹部38，让端子部沿该凹部弯曲，使外封装的侧面布置成同样高度，实现平面安装时的稳定性。还有，使用掺入磁粉的树脂制成的外封装34时，由于在一对S形部30a和30b之间形成空隙，因此磁耦合加粗，结果如图7所示，衰减量获得改善。也就是说，相对无空隙的比较例C，有空隙的实施例D的衰减量为少。而且由于在后面将片状陶瓷电容器插装入外封装的空隙，因而片状陶瓷电容器与外封装之间能存在间隙，即使片状陶瓷电容器上有电流通过也不会产生涡流，片状陶瓷电容器的损耗(tanδ)不会增加，因此陷波衰减量不增多。
以下说明实现片状陶瓷电容器安装稳定化的实施例。
图8所示的第3个LC滤波器实施例，其结构是在外封装上形成的空隙35处露出的电极部32和第2端子部33上，设置使片状陶瓷电容器37的外部端子定位的突部39，通过安装定位和扩大焊接面积，提高片状陶瓷电容器的安装强度。
图9所示的第4个LC滤波器实施例，其结构是用弹性金属构成从空隙35内露出的电极部32和第2端子部33，因插入空隙35内的片状陶瓷电容器会使弹性材料变形，在弹性挟持片状陶瓷电容器状态下加锡焊。
图10所示的第5LC滤波器实施例，其结构是让外封装上形成的空隙35的尺寸，从片状陶瓷电容器插入一侧向固定位置的方向变小，使插入片状陶瓷电容器变得容易，插入到电极部32和第2端子部33的位置时，片状陶瓷电容器压入空隙而定位。
图11所示的第6LC滤波器实施例，是在空隙35的内壁上形成凸缘40，以便将片状陶瓷电容器压入空隙时用凸缘40将片状陶瓷电容器定位。
接下用图12～图15说明通过立体构成S形部增大电感的实施例。在该实施例中，L形的水平部41接至一对第1端子部29a、29b，该L形水平部上接上升部42，该上升部上接L形水平部43，该水平部上接下降部44，该下降部上接L形水平部，如此重复构成而具有一对立体的S形部30a、30b。然后用连接部31接S形部30a、30b的另一端，电极部32和第2端子部33连接后一体地设置于连接部31的中间，将从S形部30a、30b部分延长的定位部45接至电极部32和第2端子部33的连接部而形成电感元件。用树脂将它们注模成形，形成使第1端子部29a、29b、电极部32、第2端子部33和定位部45的一部分外露并具有空隙35的外封装34。空隙35让电极部32、第2端子部33和定位部45同第1端子部29a、29b和第2端子部33的前端部一起定位成形，以便在形成外封装时用成形金属模将立体的S形部30a、30b定位，S形部30a、30b不会因成形时的压力而变形。外封装34成形后，利用空隙35冲裁电极部32、第2端子部33及定位部45的连接部而做成电感元件。由于立体S形部30a、30b的机械强度弱，树脂浇注模时易变形，因此如图13-图16所示，使用在对应于S形部30a、30b的各个中空部的位置上设置浇口46的成形金属模，注入树脂，则压力不会直接加至S形部30a、30b。进行树脂注模后，根据用途将第1端子部29a、29b和第2端子部33从导电性带钢材断开，或是直接从外封装34穿出，或者沿外封装34的侧面弯曲加工后做成电感元件。
图17所示实施例，设置S形部30a、30b中间部向外突出的定位片47替代定位部45，成形时用金属模定位。
为了把具有立体S形部30a、30b的电感元件做成LC滤波器，将片状陶瓷电容器37插入形成于外封装34中央部的空隙35内，并用锡焊连接到电极部32和第2端子部33上。
图18(a)～图18(c)所示的实施例是平面安装用LC滤波器的正视图、侧视图和仰视图。由外封装34的底面引出的一对第1端子部29a、29b和第2端子部33弯曲成与设在底面的凹部38嵌合，第1端子部29a和29b的一部分弯曲成与形成在外封装34的侧面下部的凹部38嵌合，由于第1端子部29a、29b、第2端子部33与外封装高度一样，因此平面安装稳固且能扩大锡焊面积，从而提高了安装强度。
以下用图19(a)～图19(d)说明平面安装用电子元件的制造方法。
图19(a)是冲裁导电性带钢材26后，将由一对第1端子部29a、29b、第2端子部33、连接部31、一对S形部30a和30b构成的电感元件28(参见图1、图2)用树脂注模而形成具有空隙35的外封装34后的斜视图。此时，由外封装34引出的第1端子部29a、29b和第2端子部33从成型金属模的接合面引出，第2端子部33、连接部31和电极部32的一部分用成形金属模的一部分定位。并且，在由外封装34的两端部引出的第1端子部29a、29b上一体化形成与引出方向垂直的突部48a和48b。
接着，如图19(b)所示，在连接导电性带钢材26的状态下用冲压金属模等将第1端子部29a、29b的突部48a、48b弯成直角。接着，如图19(c)所示，将第1端子部29a、29b和保留所定长度后的第2端子33切断，从带钢材26上切下，这时也同时切断电极部32和第2端子部33的连接部，使电极部32同第2端子部33分离。最后如图19(d)所示，将外封装34底面引出的第1端子部29a、29b和第2端子部33弯曲得能被形成于外封装侧面的凹部38所收容。此时，第1端子部29a、29b的突部48a、48b被外封装34侧面的凹部38所收容。然后将片状陶瓷电容器37放入空隙35内并在电极部32和第2端子部33上加锡焊做成LC滤波器。
根据本实施例的制造方法，因端子连接部是在连接状态下以导电性带钢材为基准弯曲端子部的突部，所以易形成直角，而且弯曲端子部时能使之正好收容于外封装侧面的凹部中。从而能获得外观性也好、平面安装性也好都为上乘的LC滤波器。
以下用图20(a)-图20(d)说明另一制造方法。如图20(a)所示，本实施例让第1端子部29a、29b从外封装34的底面向侧面方向引出，在同第2端子部33的引出方向垂直的方向上设置突部48a、48b，如图20(b)所示那样将此突部弯成直角，如图20(c)所示，将第1端子部29a、29b和留有必要长度的第2端子部33，从导电性带钢材26切下，接着，在外封装34的空隙35内将片状陶瓷电容器锡焊在电极部32和第2端子部33上，做成图20(d)所示的LC滤波器。
另外，在图19和图20中说明了LC滤波器的制造方法，但是不将片状陶瓷电容器装入空隙35中也能制造电感元件。
至此为止的实施例是冲裁导电性带钢材而形成电感元件28，但有时根据用途必需电感大的元件。以下用图21说明大电感的LC滤波器实施例。
用导电性带钢材冲裁形成第1端子部29a、29b、连接部31、电极部32、第2端子部33，分别在第1端子部29a、29b与连接部31之间连接卷绕绝缘包皮铜线的线圈49a、49b，并在其上形成外封装34，将片状陶瓷电容器37装入电极部32和第2端子部33之间形成的空隙35中，用锡焊接到电极部32和第2端子部33，构成大电感的LC滤波器。
还有，本发明的单纯电感元件的实施例如图22和图23所示，在导电性带钢材两端备有一对端子部29，在该端子部之间形成S形部30，在S形部30的中间设置1个或几个向外突出的定位片47，形成外封装34时，用成形金属模使端子部29、定位片47定位并固定，防止一对S形部30变形，可获得质量稳定的电感元件。
综上所述，本发明因用外封装材料成形时用成形金属模定位、固定电极部，能防止S形部变形，从而电感元件的变形比以往的小、性能不一致性减小，并能稳定地制造高质量的电子元件。而且，LC滤波器将电容元件装入外封装的空隙内，因此能使之小型化，且生产效率也高。
还有，若用掺入磁粉的材料制成的外封装，则因存在空隙，电感的磁耦合被抑制因而能获得衰减量小的电感元件。而且不会因涡流而增加电容元件的损耗(tanδ)，因此也不会增加陷波衰减量，所以能获得性能特别上乘的LC元件。

Claims (12)

1.一种电子元件，具有电感元件和电容元件；一对S形部；与该S形部一端连接的一对第1端子部，其特征在于，由所述S形部、所述第1端子部、与所述S形部另一端连接的连接部、设置于该连接部的中央部的电极部和设置于该电极部的延长方向上的第2端子部组成所述电感元件，在所述中央部具有空隙以便使所述第2端子部的近电极部的前端部和所述电极部的近第2端子部的前端部露出外封装，所述电容器装入所述空隙内并与所述第2端子部的前端部和所述电极部的前端部连接。
2.根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于：用掺入磁粉的树脂作外封装。
3.根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于：在引出端子部的外封装侧面和与该外封装侧面邻接的另一外封装侧面上设置凹部，将上述端子部弯曲后收容在该凹部内。
4.根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于：S形部的中间具有外封装成形时由成形金属模固定的定位部或者定位片。
5.根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于：一对S形部具有1个以上的下述立体结构的重复结构，该立体结构是这样依次连接，即L形水平部与一对第1端子部的一端连接，该L形水平部连接上升部，该上升部连接L形水平部，该L形水平部连接下降部，该下降部连接L形水平部。
6.根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于：使外封装的空隙内具有使电容元件定位的定位突部。
7.根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于：使从外封装空隙内露出的端子部或者电极部的至少一方用弹性金属挟持电容元件。
8.根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于：使外封装的空隙内的尺寸沿电容元件插入一侧至固定位置的方向变小。
9.根据权利要求1所述的电子元件，外封装的空隙内设有用于固定电容元件的凸缘。
10.根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于：用卷绕绝缘包皮导线的线圈替代S形部。
11.一种电子元件的制造方法，其特征在于：用成形金属模冲裁导电性带钢材，制造由一对S形部、连接该S形部一端的第1端子部、连接上述S形部另一端的连接部和设置在该连接部与上述第1端子部之间的电极构成的电感元件，接着用浇注模方法形成具有空隙的外封装，以便使上述电极部露出，接着将上述第1端子部切离上述导电性带钢材，同时通过切断上述电极部而形成第2端子部，使第1和第2端子部脱离导电性带钢材后，将电容元件装入空隙内，接着将电容元件接至第2端子部的前端部和电极部的前端部。
12.根据权利要求11所述的电子元件的制造方法，其特征在于：将端子部从导电性带钢材切下后，使上述端子沿外封装面弯曲。
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