CN112466599B - 一种高低脚线圈电感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高低脚线圈电感器及其制造方法。高低脚线圈电感器包括磁芯、设于磁芯内的线圈以及设于磁芯两端的电极，线圈的两端分别为高脚引线端和低脚引线端，高脚引线端与低脚引线端一高一低设置，还包括：第一端子，连接高脚引线端与两个电极中的一个电极，第一端子为板状，以使第一端子能在高低脚线圈电感器冲压成型时支撑在模具上；第二端子，连接低脚引线端与两个电极中的另一个电极，第二端子上设置有向下延伸的承托部，承托部能托住低脚引线端，第二端子的顶部设有板状部，板状部水平延伸，以使板状部能在高低脚线圈电感器冲压成型时支撑在模具上。本发明提供一种能防止线圈的引线端在成型时被压断及抗振性能较好的高低脚线圈电感器。

Description

一种高低脚线圈电感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及电感器技术领域，尤其涉及一种高低脚线圈电感器及其制造方法。

背景技术

一体成型电感器包括线圈、磁芯和电极，将线圈埋入金属磁性粉末内部压铸而成，线圈的引脚(引线端)从线圈上引出以连接电极。由于一体成型电感器的全封闭结构磁屏蔽效果好，可有效降低电磁干扰、避免发生噪音，同尺寸直流阻抗最低，又可确保耐电流电感值降幅平顺，其应用频率可达5MHz，所以一体成型电感器目前被广泛应用于汽车、医用、笔电设备及物联网等领域。

传统的一体成型电感器的线圈均采用圆线绕制，但圆线占积比大，相同体积的电感器，采用圆线所能达到的性能远低于扁线所能达到的性能。

扁线通常采用图1的绕法进行绕制，绕完后在线圈120’的上下两侧有两个高低不同的引线伸出，此引线即为引脚，这两个处于不同高度的引线，在成型过程中容易被压伤或压断。

业内通常会采用如图2所示的方法，将高脚沿着线圈本体折弯至与低脚处于同一水平的方法来解决此高低脚的问题，但此方法导致引线折弯后增加线圈120’的总尺寸，从而在电感器外形尺寸一定的情况下，需大幅压缩线圈120’内径，违背了采用扁线提升产品整体性能的初衷。

另外，由于扁线的厚度有限，若直接将扁线线圈的引脚作为电感器的端子，难以通过10G以上的振动测试，强度过低。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能防止线圈引线端在成型时被压伤或压断及抗振性能较好的高低脚线圈电感器及其制造方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高低脚线圈电感器，包括磁芯、设于所述磁芯内的线圈以及设于所述磁芯两端的电极，所述线圈的两端作为引线端，两个所述引线端分别为高脚引线端和低脚引线端，所述高脚引线端与所述低脚引线端一高一低设置，还包括：

第一端子，所述第一端子连接所述高脚引线端与两个所述电极中的一个所述电极，所述第一端子为板状，以使所述第一端子能在所述高低脚线圈电感器冲压成型时支撑在模具上；

第二端子，所述第二端子连接所述低脚引线端与两个所述电极中的另一个所述电极，所述第二端子上设置有向下延伸的承托部，所述承托部能托住所述低脚引线端，所述第二端子的顶部设置有板状部，所述板状部水平延伸，以使所述板状部能在所述高低脚线圈电感器冲压成型时支撑在模具上。

作为上述高低脚线圈电感器的一种可选方案，所述第一端子及所述第二端子与所述线圈接触的一端均为弧形，所述弧形的弧度与所述线圈的外部轮廓匹配。

作为上述高低脚线圈电感器的一种可选方案，所述板状部沿所述线圈径向的两端中，靠近所述线圈的一端与所述线圈抵接，远离所述线圈的一端与所述电极连接，靠近所述线圈的一端为弧形。

作为上述高低脚线圈电感器的一种可选方案，所述承托部从所述板状部的靠近所述线圈的一端向下延伸。

作为上述高低脚线圈电感器的一种可选方案，所述板状部靠近所述线圈的一端的宽度大于所述板状部远离所述线圈的一端的宽度。

作为上述高低脚线圈电感器的一种可选方案，所述第一端子沿所述线圈的径向上靠近所述线圈的一端的宽度，大于所述第一端子沿所述线圈的径向上远离所述线圈的一端的宽度。

作为上述高低脚线圈电感器的一种可选方案，所述承托部包括竖直向下延伸的连接板，以及从所述连接板的下端向所述线圈延伸的承托板。

作为上述高低脚线圈电感器的一种可选方案，所述承托板的末端宽度小于所述承托板的根部宽度。

作为上述高低脚线圈电感器的一种可选方案，所述线圈为扁线线圈。

一种用于制作上述高低脚线圈电感器的制造方法，包括如下步骤：

将所述线圈的所述高脚引线端与所述第一端子焊接，将所述线圈的所述低脚引线端与所述第二端子的所述承托部焊接；

将所述线圈置于模具的模腔中，所述第一端子及所述第二端子的所述板状部支撑在所述模具上，以托住所述引线端；

向所述模腔中添加磁粉，将所述磁粉与所述线圈冲压成型。

本发明的有益之处在于：设置了第一端子和第二端子，第一端子和第二端子在高低脚线圈电感器冲压成型时能托住线圈的高脚引线端和低脚引线端，避免高脚引线端和低脚引线端被压伤或压断；同时将第一端子和第二端子与线圈的引线端连接来作为高低脚线圈电感器的端子，而不是直接将线圈的引线端作为端子，可提升电感器的抗振性能。

附图说明

图1是现有技术中扁线线圈第一种结构的侧视结构示意图；

图2是现有技术中扁线线圈第二种结构的侧视结构示意图；

图3是本发明中高低脚线圈电感器的立体结构示意图；

图4是本发明中高低脚线圈电感器的截面结构示意图；

图5是本发明中第一端子和第二端子的结构示意图；

图6是本发明中高低脚线圈电感器的成型过程示意图。

图中：

100-高低脚线圈电感器；110-磁芯；120、120’-线圈；121-高脚引线端；122-低脚引线端；130-电极；140-第一端子；141-缺口；150-第二端子；151-承托部；1511-连接板；1512-承托板；152-板状部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供了一种高低脚线圈电感器，图3是本发明中高低脚线圈电感器的立体结构示意图，图4是本发明中高低脚线圈电感器的截面结构示意图；如图3和图4所示，高低脚线圈电感器100包括磁芯110、线圈120和电极130。线圈120采用扁线线圈，扁线线圈的占积比小，在相同体积的电感器中，采用扁线线圈所能达到的性能远高于圆线线圈所能达到的性能。电极130为两个，两个电极130分别设置在磁芯110的左右两端，通过电极130将电感器与外部器件连接。线圈120绕卷完成后包括一高一低的两个引线端，两个引线端分别为高脚引线端121和低脚引线端122，现有技术中一般是直接将高脚引线端121和低脚引线端122作为端子，与电极130连接。本发明中，如图4所示，设置了第一端子140和第二端子150，第一端子140连接高脚引线端121与两个电极130中的一个电极130，第二端子150连接低脚引线端122与两个电极130中的另一个电极130。第一端子140为板状，以使第一端子140能在高低脚线圈电感器100冲压成型时支撑在模具上，第一端子140能承托住高脚引线端121避免高脚引线端121被压伤或压断。第二端子150上设置有向下延伸的承托部151，承托部151能托住低脚引线端122，第二端子150的顶部设置有板状部152，板状部152水平延伸，如图4所示中，板状部152水平向右延伸，向着远离线圈120的方向延伸，以使板状部152能在高低脚线圈电感器100冲压成型时支撑在模具上，避免低脚引线端122被压伤或压断。将两个引线端(121、122)分别焊接在两个端子(140、150)上，从而可避免由于引线端强度不够而导致抗振能力弱的问题，使得高低脚线圈电感器100能通过10G以上的振动测试。

图5是本发明中第一端子和第二端子的结构示意图，如图5所示，在一种实施方式中，第一端子140和第二端子150与线圈120接触的一端均为弧形，弧形的弧度与线圈120的外部轮廓匹配，一方面可使端子与线圈120更贴合，便于端子与线圈120之间定位，另一方面可以充分的利用空间来增加端子的体积，使端子的强度更强。

请结合图4和图5，板状部152沿线圈120径向的两端中，靠近线圈120的一端与线圈120抵接，远离线圈120的一端与电极130连接，靠近线圈120的一端为弧形。直接将板状部152作为第二端子150上的用于连接线圈120和电极130的连接件，同时又将板状部152作为在电感器冲压成型时支撑在模具上的支撑件，这样将板状部152设计为两种功能，可以简化第二端子150的结构，降低第二端子150的制造成本，避免需要通过两个不同的结构来分别实现连接和支撑两种功能。

进一步的，如图4和图5所示，承托部151从板状部152的靠近线圈120的一端向下延伸，从而使承托部151尽量靠近线圈120，便于将线圈120的低脚引线端122焊接在承托部151上。

如图5所示，板状部152靠近线圈120的一端的宽度大于板状部152远离线圈120的一端的宽度，以使板状部152靠近线圈120的一端具有足够的宽度来形成弧形，足够的宽度可更好的与线圈120贴合定位。

如图5所示，第一端子140沿线圈120的径向上靠近线圈120的一端的宽度，大于第一端子140沿线圈120的径向上远离线圈120的一端的宽度，也有利于将第一端子140靠近线圈120的一端设置成弧形，便于第一端子140与线圈120贴合定位。

另外，如图5所示，还可以在第一端子140靠近线圈120的一端设置缺口141，在将线圈120的高脚引线端121焊接至第一端子140上时，缺口141可以起到一定的避让作用，避免引线焊接至第一端子140上时直角转弯而折伤或折断。

请结合图4及图5，第二端子150的承托部151包括连接板1511及承托板1512，连接板1511竖直向下延伸，承托板1512从连接板1511的下端向线圈120延伸，也就是说承托板1512水平向线圈120延伸，图4所示中，承托板1512向左延伸。低脚引线端122可以焊接在承托板1512上，也可以焊接在连接板1511上，在此不作限制。通过连接板1511和承托板1512来构成承托部151，使得承托部151结构简洁，易于成型。在一种实施方式中，第二端子150一体成型，第一端子140也一体成型。

如图5所示，承托板1512的末端宽度小于承托板1512的根部宽度，也就是说，承托板1512与连接板1511连接的一端较宽，承托板1512的自由端较窄，将承托板1512末端的宽度设置为较小，可以减轻第二端子150的重量，降低成本。而承托板1512与连接板1511连接的一端较宽也就是说连接板1511较宽，这样可以保证承托强度，避免连接板1511折断。

图6是本发明中高低脚线圈电感器的成型过程示意图，如图6所示，本发明的高低脚线圈电感器100在成型时，将线圈120与磁粉一起放在模具的模腔中，将磁粉和线圈120冲压形成电感半成品，磁粉经过冲压后形成磁芯110，然后在电感半成品上安装电极130。

本发明还提供一种用于制作上述高低脚线圈电感器100的制造方法，包括如下步骤：

A、将线圈120的高脚引线端121与第一端子140焊接，将线圈120的低脚引线端122与第二端子150的承托部151焊接；

B、将线圈120置于模具的模腔中，第一端子140及第二端子150的板状部152支撑在模具上，以托住线圈120的引线端；

C、向模腔中添加磁粉，将磁粉与线圈120冲压成型。

上述制造方法中，第一端子140和第二端子150在高低脚线圈电感器100冲压成型时能托住线圈120的高脚引线端121和低脚引线端122，避免高脚引线端121和低脚引线端122被压伤或压断。

为验证本发明高低脚线圈电感器100的优异性能，本发明准备了下述实验，实验中实施例为本发明的高低脚线圈电感器100，对比例为现有的电感器。

实施例：

线圈120条件：3.0*1.1*φ8.0*4.5Ts

a)根据产品特性需要，绕制如图4中所示的具有高低脚的线圈120，线圈120两端采用机械或者激光剥皮的方式去掉漆皮；

b)设计如图5所示结构的第一端子140和第二端子150；

c)将线圈120的高脚与第一端子140焊接，将线圈120的低脚与第二端子150的承托部151焊接；

d)根据产品特性及信赖性的需要制作磁粉；

e)将焊接好的线圈120放置于成型模腔中，此时在上模盖牙齿以外的部分，将模穴以外部分由一高一低的两个高低脚的状态变为两边等高的端子，使两个端子处于同一水平面上；

f)在成型模腔中填充磁粉，以6-7T/cm²的压力进行压制；

g)将步骤f)中压制好的半成品进行烘烤处理，达到固化及去应力的目的；

h)将步骤g)中所得的产品，通过裁脚、折弯，安装电极130后得到如图3所示的产品。

i)将步骤h)中产品经过外观全检、特性测试、包装入卷后入库。

对比例1

线圈条件：3.0*1.1*φ7.0*5.5Ts，采用如图2所示的线圈120’，因线圈120’的高脚向下折弯导致线圈120’外径增大，只能缩小中柱来满足外径的需求，中柱缩小后，在圈数上增加一圈补偿初感；

1)根据产品特性需要，绕制线圈120’，线圈120’两端采用机械或者激光剥皮的方式去掉漆皮。

2)线圈120’引线高脚的部分沿着线圈本体向下折弯到与低脚同一水平面，再将线材两端打扁至7.0mm，使其两端组作为端子，形成如图2所示的线圈120’；

3)根据产品特性及信赖性的需要制作磁粉；

4)将图2所示的线圈120’置于成型模腔中；

5)在成型模腔中填充磁粉，以6-7T/cm²的压力进行压制；

6)将步骤5)中压制好的半成品进行烘烤处理，达到固化及去应力的目的；

7)将步骤6)中所得的产品，通过裁脚，折弯得到电感器，由于对比例中电感器的端子宽度为线圈两端打扁的宽度7.0mm，实施例中端子宽度一般采用16mm，对比例中电感器的端子宽度7.0mm远小于实施例中端子宽度16mm，使得对比例中电感器的性能也不如实施例中的高低脚线圈电感器100；

8)将步骤7)中所得的产品经过外观全检、特性测试、包装入卷后入库。

实施例和对比例中的产品的特性及信赖性上的对比如下：

从上表可以看出，实施例的产品在尺寸公差、饱和、温升、直流电阻及耐震动测试方面都有较好。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高低脚线圈电感器，其特征在于，包括磁芯(110)、设于所述磁芯(110)内的线圈(120)以及设于所述磁芯(110)两端的电极(130)，所述线圈(120)的两端作为引线端，两个所述引线端分别为高脚引线端(121)和低脚引线端(122)，所述高脚引线端(121)与所述低脚引线端(122)一高一低设置，还包括：

第一端子(140)，所述第一端子(140)连接所述高脚引线端(121)与两个所述电极(130)中的一个所述电极(130)，所述第一端子(140)为板状，以使所述第一端子(140)能在所述高低脚线圈电感器冲压成型时支撑在模具上；所述第一端子(140)靠近所述线圈(120)的一端设置缺口(141)；

第二端子(150)，所述第二端子(150)连接所述低脚引线端(122)与两个所述电极(130)中的另一个所述电极(130)，所述第二端子(150)上设置有向下延伸的承托部(151)，所述承托部(151)能托住所述低脚引线端(122)，所述第二端子(150)的顶部设置有板状部(152)，所述板状部(152)水平延伸，以使所述板状部(152)能在所述高低脚线圈电感器冲压成型时支撑在模具上；所述承托部(151)从板状部(152)的靠近线圈(120)的一端向下延伸；

所述承托部(151)包括竖直向下延伸的连接板(1511)，以及从所述连接板(1511)的下端向所述线圈(120)延伸的承托板(1512)；

所述承托板(1512)的末端宽度小于所述承托板(1512)的根部宽度；

所述线圈(120)为扁线线圈。

2.根据权利要求1所述的高低脚线圈电感器，其特征在于，所述第一端子(140)及所述第二端子(150)与所述线圈(120)接触的一端均为弧形，所述弧形的弧度与所述线圈(120)的外部轮廓匹配。

3.根据权利要求1所述的高低脚线圈电感器，其特征在于，所述板状部(152)沿所述线圈(120)径向的两端中，靠近所述线圈(120)的一端与所述线圈(120)抵接，远离所述线圈(120)的一端与所述电极(130)连接，靠近所述线圈(120)的一端为弧形。

4.根据权利要求3所述的高低脚线圈电感器，其特征在于，所述板状部(152)靠近所述线圈(120)的一端的宽度大于所述板状部(152)远离所述线圈(120)的一端的宽度。

5.根据权利要求1所述的高低脚线圈电感器，其特征在于，所述第一端子(140)沿所述线圈(120)的径向上靠近所述线圈(120)的一端的宽度，大于所述第一端子(140)沿所述线圈(120)的径向上远离所述线圈(120)的一端的宽度。

6.一种用于制作权利要求1至5任一项所述的高低脚线圈电感器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述线圈(120)的所述高脚引线端(121)与所述第一端子(140)焊接，将所述线圈(120)的所述低脚引线端(122)与所述第二端子(150)的所述承托部(151)焊接；

将所述线圈(120)置于模具的模腔中，所述第一端子(140)及所述第二端子(150)的所述板状部(152)支撑在所述模具上，以托住所述引线端；

向所述模腔中添加磁粉，将所述磁粉与所述线圈(120)冲压成型。

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