CN1153231C - 直立及平躺式两用电感 - Google Patents

Abstract

一种直立式及卧式两用电感及其形成方法，所述方法包括：提供一具有凹槽及开口的铁芯座，铁芯座开口位于铁芯座的一侧壁上；形成一扁平线圈于铁芯座的凹槽中，扁平线圈具有第一端及第二端，它们相平行并由铁芯座开口向外延伸或露出而形成电感的两接脚；形成一铁芯盖板于所述扁平线圈及所述铁芯座之上，铁芯盖板和铁芯座共同作为电感的铁芯；或者，形成一侧盖于铁芯座开口之上，第一端及第二端分别由侧盖开口向外延伸或露。

Description

直立及平躺式两用电感

本发明有关一种电感及其形成方法，特别是一种直立及卧式两用电感。

电感(inductor)是电气产品中经常使用的被动组件之一。然而，在追求电气产品轻、薄、短、小的努力中，欲缩小电感的体积同时兼顾其电气特性却一直是个问题难以克服的问题。例如，虽然缩小了电感的体积但是其直流电阻值却增加了。

在电感的实际使用上，有时欲将电感以直立式的方式使用于电路板上以减少所占的投影面积，然而采用现有的电感来实现却不够理想，以图1的现有的电感100为例，其具有一铁芯(core)20及一线圈(coil)300。其中线圈300部份是以铜线卷绕于铁芯200的外表面的方式形成的。因此，整个现有的电感100的投影面积是铁芯200的投影面积加上铜线截面积的两倍，也即整个现有的电感10的投影面积必定大于铁芯200的投影面积。

仍请参阅图1，此铜线为传统的圆形截面，所以卷绕而成的线圈将会占去电感中绝大部分的体积，并且在数圈层叠的线圈中会形成圆周与圆周之间的空隙而徒增体积。当欲减少所述电感的体积及厚度以减少投影面积时，如试着由减少铜线的截面积着手(例如缩小铜线的半径)时又会使直流电阻值增大，因为电阻与截面积成反比。而这也正是现有技术中电感体积无法缩小的原因之一。因此，如何在某一电感值时，以不增加直流电阻值的方式来缩小电感的体积或是厚度，将是电感设计者所必须面对的课题之一。

本发明的目的是提供一种电感及其形成方法，这种电感体积小、厚度薄以及可按需求选择卧式或直立式两种方式用于电路板，例如，当欲减少电气装置的厚度时，可采用卧式；当欲减少电气装置的面积时，则可采用直立式。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，它提供一种形成电感的方法，该方法包括：提供一具有一凹槽及两个铁芯座开口的铁芯座，所述铁芯座开口位于所述铁芯座的同一侧壁上；形成一扁平线圈于所述铁芯座的所述凹槽中，所述扁平线圈具有第一端及第二端，所述第一端及所述第二端的延伸方向相平行，所述第一端及所述第二端可由所述铁芯座开口向外延伸或露出而形成所述电感的两接脚；以及形成一铁芯盖板于所述扁平线圈及所述铁芯座之上，所述铁芯盖板及所述铁芯座共同作为所述电感的铁芯。

为实现上述目的，根据本发明的第二方面，它提供一种形成电感的方法，该方法包括：提供一具有一凹槽及一铁芯座开口的铁芯座，所述铁芯座开口位于所述铁芯座的侧壁上；形成一扁平线圈于所述铁芯座的所述凹槽中，所述扁平线圈具有第一端及第二端，所述第一端及所述第二端的延伸方向相平行，所述第一端及所述第二端可由所述铁芯座开口向外延伸或露出而形成所述电感的两接脚；形成一铁芯盖板于所述扁平线圈及所述铁芯座之上，所述铁芯盖板及所述铁芯座共同作为所述电感的铁芯；以及形成一侧盖于所述铁芯座开口上，所述侧盖具有两个侧盖开口，所述第一端及所述第二端可由所述侧盖开口向外延伸或露出而形成所述电感的两接脚。

按本发明的方法所形成的电感一种电感，至少包括下列组件：一扁平线圈，所述扁平线圈系由一薄片导线以平行层叠方式卷绕至少一圈而成，所述扁平线圈的高度大致为所述薄片导线的厚度乘上所述扁平线圈的圈数，且所述扁平线圈具有第一端及第二端，所述第一端及所述第二端的延伸方向相平行；一铁芯，它进一步包括：一铁芯座，具有一凹槽及两个铁芯座开口，所述铁芯座开口位于所述铁芯座的同一侧壁上，且所述扁平线圈的第一端及第二端可由所述铁芯座开口向外延伸以作为所述电感的两接脚；及一铁芯盖板；所述扁平线圈置于所述铁芯座的凹槽中，所述铁芯盖板位于所述扁平线圈及所述铁芯座之上。

由于铁芯座的铁芯座开口位于所述铁芯座的同一侧壁上，并且扁平线圈的第一端及第二端的延伸方向相平行，所以本发明的电感的接脚可以形成于铁芯座的同一侧壁上，并可视需求决定是否将接脚朝向铁芯座的底面弯折。若无弯折，则本发明的电感可以直立方式使用于电路板上；若有弯折，则本发明的电感可以卧式使用于电路板上。

下面将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。

图1是一现有的电感的立体示意图；

图2(a)是本发明电感的第一实施例的分解立体图；

图2(b)是本发明电感的第二实施例的分解立体图；

图3(a)是本发明电感的第一实施例的外观示意图；

图3(b)是本发明电感的第二实施例的外观示意图；

图4是本发明的电感使用于电路板上的示意图。

本发明揭示一种直立式及卧式两用电感及其形成方法。如图2(a)所示，本发明的第一实施例的超薄型直立式电感至少包括铁芯座200a、扁平线圈300以及铁芯盖板400。形成所述电感的方法至少包括下列步骤：首先，提供一如图2(a)所示的铁芯座200a，所述铁芯座200a具有一凹槽210及两个铁芯座开口220，所述两个铁芯座开口220位于所述铁芯座200a的同一侧壁上。即所述铁芯座200a的外观类似一矩形盒状物，它具有一底面、四个侧壁以及一可容纳对象的凹槽210，其中某一侧壁上具有两个铁芯座口220。

仍请参阅图2(a)，接着形成一具有第一端310及第二端320的扁平线圈300于所述铁芯座200a的所述凹槽210中，并且使所述扁平线圈300的第一端310及第二端320可由所述铁芯座开口220向外延伸或露出以作为所述电感的两接脚。此扁平线圈300的形状吻合于(closely meet)所述凹槽210，因此扁平线圈300可以几乎不产生空隙的方式形成于(嵌入)所述凹槽210中。

值得注意是，因为所述扁平线圈300并非卷绕于铁芯的表面上，而是形成于铁芯座200a的所述凹槽210中，所以明显地所述扁平线圈300可以预先制作好再将其与铁芯座200a结合；即所述扁平线圈300所述铁芯座200a的制作可以同时进行，而不需待得到铁芯的后再绕线(然而现有技术中必须如此)，此点对于缩短制程时间有很大的助益。

仍请参阅图2(a)，值得注意的是，所述扁平线圈300是由一均匀地披覆着绝缘层的薄片导线以各圈平行层叠方式卷绕至少一圈而成的。所述薄片导线是一极为扁平的狭长带状薄片，剖面为宽度远大于高(厚)度的矩形(例如相差10倍)且具有一上表面及一下表面，所述薄片导线卷绕后所述上表面可平贴于上一圈的下表面，因此层叠的各圈间的空隙可以减至最少或是几乎没有。此外，若所述薄片导线的厚度为t且卷绕圈数为N，则所述扁平线圈300的厚度(高度)大致为tN。在一较佳实施例中，所述薄片导线的厚度及宽度分别约为0.24mm及2.4mm。然而，所述薄片导线的厚度及宽度并无限制，可视需要更改。

仍请参阅图2(a)，所述第一端310及第二端320的延伸方向相平行。因此，为使平行延伸的第一端310及第二端320能延伸出所述铁芯座200a外，所述两个铁芯座开口220必须位于同一侧壁上。

仍请参阅图2(a)，然后，形成一铁芯盖板400于所述铁芯座200a及所述扁平线圈300之上，并且使所述扁平线圈300的第一端310及第二端320可由所述铁芯座开口220向外延伸或露出以作为所述电感的两接脚。其中，所述铁芯座200a及所述铁芯盖板400系共同作为所述电感的铁芯(core)，且所述铁芯座200a及铁芯盖板400的材质为铁硅合金。

仍请参阅图2(a)，在将铁芯座200a、扁平线圈300及铁芯盖板400三者结合后，还包括一形成电感接脚的步骤：再将第一端310及第二端320朝向铁芯座200a的底面方向弯折后，将可形成一如图3(a)所示的电感100a。

本发明的第二实施例如图2(b)所示，它至少包括铁芯座200b、扁平线圈300、铁芯盖板400以及侧盖500。形成电感的方法至少包括下列步骤：首先，提供一如图2(b)所示的铁芯座200b，所述铁芯座200b具有一凹槽210及一铁芯座开口220，且所述铁芯座开口220位于所述铁芯座200b的侧壁上。即所述铁芯座200b的外观类似一矩形盒状物，具有一底面、四个侧壁以及一可容纳对象的凹槽210，其中某一侧壁上具有一个铁芯座开口220。

仍请参阅图2(b)，接着形成一扁平线圈300于所述铁芯座200b的所述凹槽210中，并且使所述扁平线圈300的第一端310及第二端320可由所述铁芯座开口220向外延伸或露出以作为所述电感的两接脚。此扁平线圈300与第一实施例所述完全相同，因此与第一实施例相同是所述扁平线圈300并非卷绕于铁芯的表面上，而是形成于铁芯座200b的所述凹槽210中，所以明显所述扁平线圈300可以预先制作好再将其与铁芯座200b结合；即所述扁平线圈300所述铁芯座200b的制作可以同时进行，而不需待得到铁芯的后再绕线(然现有技术中必须如此)，此点对于缩短制程时间有很大的助益。

仍请参阅图2(b)，然后，形成一铁芯盖板400于所述铁芯座200b及所述扁平线圈300之上，并且使所述扁平线圈300的第一端310及第二端320可由所述铁芯座开口220向外延伸或露出以作为所述电感的两接脚。其中，所述铁芯座200b及所述铁芯盖板400共同作为所述电感的铁芯，且所述铁芯座200b及铁芯盖板400的材质为铁硅合金。

仍请参阅图2(b)，形成一侧盖500于所述铁芯座开口220上，所述侧盖500具有两个铁芯座开口510，用以使所述扁平线圈300的第一端310及第二端320可由所述铁芯座开口510向外延伸或露出。所述侧盖500的面积等于或稍大于铁芯座200b的侧壁面积与铁芯盖板400的侧壁面积之和。所述侧盖500的材质为绝缘物质，例如塑料。所述侧盖500可使所述铁芯座200a及所述铁芯盖板400的边缘可以切齐，这样，所述电感的边缘可以非常平整。

仍请参阅图2(b)，在将铁芯座200b、扁平线圈300、铁芯盖板400及侧盖500结合后，还包括一形成电感接脚的步骤以形成一如图3(b)所示的电感100b，但此形成电感接脚的步骤与第一实施例所述相同，因此不再赘述。

值得注意的是，由于本发明的电感100a或100b的接脚并非针脚状，所以电感100a或100b可以表面黏着技术(surface mountingtechnology；SMT)黏着于电路板上，而不须以人工方式插件。并且，由于电感100a或100b的两接脚均位于所述铁芯座200a或200b的同一侧壁，所以电感100a或100b可以如图4所示直立式地使用于一电路板600上，图中的组件100表示电感100a或100b。换言之，所述电感100a或100b使用时所占的投影面积甚小；即电感100a或100b特别适用于面积必须较小的电气装置中。

明显地，在直立式使用时本发明的电感100a或100b的投影面积会远小于相同电感值的现有电感，因为本发明的电感并不使用传统的绕线方式来形成线圈，例如本发明的线圈300的剖面并非圆形而是成一扁平状；本发明的线圈并非卷绕于铁芯的外表面上，而是预先制作好再形成于铁芯座200a的中。因此，本发明的电感100a或100b的厚度就是铁芯座200a的厚度加上铁芯盖400的厚度，也即电感100a或100b的厚度等于铁芯(铁芯座加上铁芯盖)的厚度，然而现有的电感的整个厚度通常会大于铁芯的厚度。

在一较佳实施例中，当电感值介于0.8~2.0微亨利，且在最大负载电流22安培及直流电阻2.5至4.3欧姆的要求下，本发明的电感的厚度、长度及宽度分别约为4mm、12mm及12mm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的保护范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神而完成的等效改变或替换，例如薄片导线宽度及厚度的改变，均应包括在本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种形成电感的方法，其特征在于，至少包括下列步骤：

提供一铁芯座，所述铁芯座具有一凹槽及两个铁芯座开口，所述铁芯座开口位于所述铁芯座的同一侧壁上；

形成一扁平线圈于所述铁芯座的所述凹槽中，且所述扁平线圈具有第一端及第二端，所述第一端及所述第二端的延伸方向相平行，且所述第一端及所述第二端可由所述铁芯座开口向外延伸或露出而形成所述电感的两接脚；且

形成一铁芯盖板于所述扁平线圈及所述铁芯座之上，所述铁芯盖板及所述铁芯座共同作为所述电感的铁芯。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扁平线圈由一薄片导线以平行层叠方式卷绕至少一圈而成，所述薄片导线的剖面为矩形且具有一上表面及一下表面，所述薄片导线卷绕后所述上表面平贴于上一圈的下表面。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄片导线均匀地披覆至少一层绝缘膜。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁芯座的凹槽吻合于所述扁平线圈的形状。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁芯座的材质为铁硅合金。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁芯盖板的材质为铁硅合金。

7.一种形成电感的方法，其特征在于，至少包括下列步骤：

提供一铁芯座，所述铁芯座具有一凹槽及一铁芯座开口，所述铁芯座开口位于所述铁芯座的侧壁上；

形成一扁平线圈于所述铁芯座的所述凹槽中，且所述扁平线圈具有第一端及第二端，所述第一端及所述第二端的延伸方向相平行，且所述第一端及所述第二端可由所述铁芯座开口向外延伸或露出而形成所述电感的两接脚；

形成一铁芯盖板于所述扁平线圈及所述铁芯座之上，所述铁芯盖板及所述铁芯座共同作为所述电感的铁芯；以及

形成一侧盖于所述铁芯座开口上，所述侧盖具有两个侧盖开口，所述第一端及所述第二端可分别由所述侧盖开口向外延伸或露出。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述扁平线圈由一薄片导线以平行层叠方式卷绕至少一圈而成，所述薄片导线的剖面为矩形且具有一上表面及一下表面，所述薄片导线卷绕后所述上表面平贴于上一圈的下表面；所述薄片导线均匀地披覆至少一层绝缘膜；所述铁芯座的凹槽吻合于所述扁平线圈的形状；且所述铁芯座或所述铁芯盖板的材质为铁硅合金。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，均匀地披覆在所述薄片导线上的至少一层绝缘膜的材质为铁硅合金。

10.一种形成电感的方法，其特征在于，至少包括下列步骤：

提供一铁芯座，所述铁芯座具有一凹槽以及一铁芯座开口，所述铁芯座开口位于所述铁芯座的侧壁上；

形成一扁平线圈于所述铁芯座的所述凹槽中，所述扁平线圈由一薄片导线以平行层叠方式卷绕至少一圈而成，所述扁平线圈的高度大致为所述薄片导线的厚度乘上所述扁平线圈的圈数，且所述扁平线圈具有第一端及第二端，所述第一端及所述第二端的延伸方向相平行，且所述第一端及所述第二端可由所述铁芯座开口向外延伸或露出而形成所述电感的两接脚；

形成一铁芯盖板于所述扁平线圈及所述铁芯座之上，所述铁芯盖板及所述铁芯座系共同作为所述电感的铁芯；以及形成一侧盖于所述铁芯座开口上，所述侧盖具有两个侧盖开口，所述第一端及所述第二端可分别由所述侧盖开口向外延伸或露出。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述铁芯座的凹槽吻合(closely meet)于所述扁平线圈的形状。

12.一种电感，其特征在于，至少包括下列组件：

一扁平线圈，所述扁平线圈系由一薄片导线以平行层叠方式卷绕至少一圈而成，所述扁平线圈的高度大致为所述薄片导线的厚度乘上所述扁平线圈的圈数，且所述扁平线圈具有第一端及第二端，所述第一端及所述第二端的延伸方向相平行；

一铁芯，它进一步包括：

一铁芯座，具有一凹槽及两个铁芯座开口，所述铁芯座开口位于所述铁芯座的同一侧壁上，且所述扁平线圈的第一端及第二端可由所述铁芯座开口向外延伸以作为所述电感的两接脚；及

一铁芯盖板；

所述扁平线圈置于所述铁芯座的凹槽中，所述铁芯盖板位于所述扁平线圈及所述铁芯座之上。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述铁芯座或所述铁芯盖板的材质系铁硅合金。

14.一种电感，其特征在于，至少包括下列组件：

一扁平线圈，所述扁平线圈系由一薄片导线以平行层叠方式卷绕至少一圈而成，所述扁平线圈的高度约略为所述薄片导线的厚度乘上所述扁平线圈的圈数，且所述扁平线圈具有第一端及第二端，所述第一端及所述第二端的延伸方向系为平行；

一铁芯，它进一步包括：

一铁芯座，具有一凹槽及一铁芯座开口，所述铁芯座开口位于所述铁芯座的侧壁上，且所述扁平线圈的第一端及第二端可由所述铁芯座开口向外延伸以作为所述电感的两接脚；

一铁芯盖板；

所述扁平线圈置于所述铁芯座的凹槽中，所述铁芯盖板位于所述扁平线圈及所述铁芯座之上；及

一侧盖，形成于所述铁芯座开口上，所述侧盖具有两个侧盖开口，且所述扁平线圈的第一端及第二端可分别由所述侧盖开口向外延伸。

15.如权利要求14所述的电感，其特征在于，所述薄片导线均匀地披覆至少一层绝缘膜，而所述铁芯座的凹槽吻合(closely meet)于所述扁平线圈的形状。

Images