CN116168936A - 复合式电感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种复合式电感器。复合式电感器包括:一线圈结构以及一磁性封装结构。线圈结构具有一贯穿孔,线圈结构埋设于磁性封装结构内。磁性封装结构至少包括一第一磁性体与一第二磁性体,以磁性封装结构的总厚度为100%,第一磁性体与第二磁性体的厚度各自大于或等于16%。通过第一磁性体与第二磁性体的使用,复合式电感器的特性可被提升或调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合式电感器,尤其涉及一种包含多种磁性体的复合式电感器。
背景技术
电感器是广泛应用于电路设计中的被动组件,依据不同应用需求,而具有不同的结构设计。在其中一种现有的电感结构中,线圈盘绕设置在磁芯上,封装结构完整包覆线圈与磁芯。具体而言,现有的磁芯包括底板以及凸出于底板的芯柱。在绕制线圈时,可以芯柱作为支撑结构,来形成线圈的卷绕部,而未卷绕在芯部上的非卷绕部会固定在磁芯的底板上。
由于电子设备的功能不断增加,连带对电感器的特性需求也不断提升。在相同电感值的情况下,如何通过结构设计的改良,来降低电感器的直流电阻值,已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足提供一种复合式电感器。
为了解决上述的技术问题,本发明所采用的其中一技术方案是提供一种复合式电感器。复合式电感器包括:一线圈结构以及一磁性封装结构。线圈结构具有一贯穿孔,线圈结构埋设于磁性封装结构内。磁性封装结构至少包括一第一磁性体与一第二磁性体,以封装结构的总厚度为100%,第一磁性体与第二磁性体的厚度各自大于或等于16%。
本发明的其中一有益效果在于,本发明所提供的复合式电感器,其能通过“磁性封装结构至少包括第一磁性体与第二磁性体”以及“以封装结构的总厚度为100%,第一磁性体与所述第二磁性体的厚度各自大于或等于16%”的技术方案,以提升或调整复合式电感器的特性。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明第一实施例的复合式电感器的立体示意图。
图2为本发明第一实施例的复合式电感器的剖面示意图。
图3为本发明第一实施例的线圈结构的立体示意图。
图4为本发明第一实施例的线圈结构组装于第一磁性体上的立体示意图。
图5至图7为本发明第一实施例的复合式电感器的制造步骤示意图。
图8为本发明第二实施例的复合式电感器的剖面示意图。
图9为本发明第三实施例的复合式电感器的剖面示意图。
图10为本发明第四实施例的复合式电感器的剖面示意图。
图11为本发明第五实施例的复合式电感器的剖面示意图。
图12为本发明第六实施例的复合式电感器的剖面示意图。
图13为本发明第七实施例的复合式电感器的剖面示意图。
图14至15为本发明第八实施例的复合式电感器在制造过程中的俯视示意图。
图16为本发明第八实施例的复合式电感器的剖面示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“复合式电感器”的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外,本发明的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。另外,本文中所使用的术语“或”,应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
请参阅图1所示,本发明的复合式电感器Z1包括一线圈结构2以及一磁性封装结构3,部分的线圈结构2埋设于磁性封装结构3内。磁性封装结构3是由两种或两种以上的磁性体所构成,也就是说,磁性封装结构3至少包括一第一磁性体31与一第二磁性体32。
[第一实施例]
请合并参阅图1至图4所示,图1为本发明第一实施例的复合式电感器的立体示意图,图2为本发明第一实施例的复合式电感器的剖面示意图,图3为本发明第一实施例的线圈结构的立体示意图,图4为本发明第一实施例的线圈结构与第一磁性体的立体示意图。
线圈结构2包括一线圈主体20、一第一延伸线段21以及一第二延伸线段22。线圈主体20是由一导线沿着一轴心绕制而形成,举例而言,导线可采用平绕法或是阿尔法(alpha)绕法形成,也称为外外绕法。线圈主体20包括多个环体,且多个环体围绕一贯穿孔20h而设置。前述的导线可以是扁平导线或者是圆形导线,并可包括一绝缘披覆层以及内导电线体。图示仅为示意,本发明并不以此为限。
请合并参阅图2及图3所示,在第一实施例中,第一延伸线段21与第二延伸线段22分别为导线未被卷绕形成环体的两末段。第一延伸线段21是由最顶部的环体朝向第一磁性体31的方向弯折,形成第一弯折段210,再延伸至第一磁性体31的底面31b,形成第一引脚部211。另外,第二延伸线段22是由最底部的环体沿着第一磁性体31的组装面31a朝向第一磁性体31的侧表面延伸形成第二弯折段220,再延伸至第一磁性体31的底面31b,形成第二引脚部221。因此,线圈结构2可与第一磁性体31相组装,但本发明不以此为限。
图1中示例的第一磁性体31为无芯柱磁性底座。也就是说,在第一磁性体31的组装面31a并不具有凸出于设置区表面的芯柱。然而,本发明不限于此,第一磁性体31也可以是芯柱磁性底座。
第一磁性体31在组装面31a被定义出一设置区,以设置线圈结构2。第一磁性体31的设置区可以是平坦表面,于另一实施例中,第一磁性体31的设置区也可具有定位凹槽,以利于将线圈结构2组装于第一磁性体31的位置。
第一磁性体31包括一中间部310以及连接于中间部310的两个延伸翼部311、312。进一步而言,两个延伸翼部311、312是由中间部310的两相反侧朝向两相反方向延伸。在本实施例中,每一个延伸翼部311、312的外观大致呈楔形。进一步而言,每一个延伸翼部311、312的厚度是由靠近中间部310朝远离中间部310的方向递增。换句话说,延伸翼部311、312内侧(靠近中间部310的一侧)的厚度会小于延伸翼部311、312外侧(远离中间部310)的厚度。于其他实施例中,延伸翼部311、312的形状不限于楔形,也可以是矩形。
第一磁性体31是由一磁性材料与一黏结剂材料所构成,磁性材料包含结晶型金属磁性粉末(Crystalline magnetic metal powder)以及非结晶型金属磁性粉末(Amorphousmagnetic metal powder)中的至少其中一种。
具体来说,磁性材料可以是选自于下列的其中一种材料:铁、铁镍系合金、铁钴系合金、铁硅系合金、铁钒系合金、铁硅铬合金、铁硅铝合金、铁硅铝系合金、铁钴钒系合金、铁基非晶质合金、铁基纳米晶合金、镍锌系铁氧体、镍铜锌系铁氧体及锰锌系铁氧体。黏结剂材料可以是环氧树脂、聚硅氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂或聚乙烯醇。
通过材料的选用以及磁性粉末粒径的控制,可调整磁性体的相对磁导率。关于具体的磁性体成分,请参照表1所述。详细来说,形成第一磁性体31的材料中包括一种磁性粉末,磁性粉末是中值粒径为4微米至5微米羰基铁粉。基于磁性粉末的总重为100重量份,黏结剂材料的添加量为1重量份至6重量份,较佳的,黏结剂材料的添加量为3重量份至6重量份。
请合并参阅图5至图7所示,在制造第一实施例的复合式电感器的步骤中,先将线圈结构2组装于预先成型的第一磁性体31上。第一磁性体31的组装面31a朝向线圈主体20,并卡固于第一弯折段210与第二弯折段220之间。
请参阅图5所示,将组装在一起的线圈结构2以及第一磁性体31置入模具M1的模穴H1内。在模穴H1内填入用以形成第二磁性体32的粉末32A。粉末32A包括磁性材料与黏结剂材料。
请参照图6,利用冲压机具M2挤压填入模穴H1内的粉末32A,以促使粉末32A包覆线圈结构2及第一磁性体31,并形成初始封装体32B。通过冲压机具M2对粉末32A施加压力,促使粉末32A可被挤压而填满模穴H1与线圈结构2及第一磁性体31之间的间隙。请参照图7,经于220℃以下的温度热压,形成初始封装体32B之后,将其由模具M1取出。
另外,在本实施例的制造方法中,可以在取出初始封装体32B之后,对初始封装体32B进行一热处理,例如是固化烘烤处理,以使初始封装体32B进一步被固化,形成磁性封装结构3。磁性封装结构3是由第一磁性体31与第二磁性体32构成,且磁性封装结构3的一部分会填入线圈主体20的贯穿孔20h内。
具体来说,第二磁性体32设置于第一磁性体31上,使线圈结构2埋设于磁性封装结构3中。由于第一实施例中的第一磁性31并未具有芯柱,一部分的第二磁性体32会填入贯穿孔20h中。具体而言,以磁性封装结构3的总厚度为100%,第一磁性体31的厚度h1为16.7%(1/6),第二磁性体32的厚度h2为83.3%(5/6)。
第二磁性体32是由一磁性材料与一黏结剂材料所构成,磁性材料包含结晶型金属磁性粉末(Crystalline magnetic metal powder)以及非结晶型金属磁性粉末(Amorphousmagnetic metal powder)中的至少其中一种。
具体来说,磁性材料可以是选自于下列的其中一种材料:铁、铁镍系合金、铁钴系合金、铁硅系合金、铁钒系合金、铁硅铬合金、铁硅铝合金、铁硅铝系合金、铁钴钒系合金、铁基非晶质合金、铁基纳米晶合金、镍锌系铁氧体、镍铜锌系铁氧体及锰锌系铁氧体。黏结剂材料可以是环氧树脂、聚硅氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂或聚乙烯醇。
通过混用不同中值粒径的磁性粉末,可达到调整磁性体的相对磁导率以及饱和磁场强度的效果。关于磁性体的具体成分,请参照表1所述。形成第二磁性体32的磁性材料包括两种磁性粉末(第一磁性粉末及第二磁性粉末),第一磁性粉末的中值粒径为1微米至5微米,第二磁性粉末的中值粒径为10微米至30微米。
于第一实施例中,形成第二磁性体32的材料中包括中值粒径为1微米至2微米的羰基铁粉,以及中值粒径为14微米至16微米的铁基纳米晶合金粉(较佳为15微米)。并且,羰基铁粉与铁基纳米晶合金粉的重量比为10:90至30:70。基于磁性粉末的总重为100重量份,黏结剂材料的添加量为4重量份。
通过材料的选用以及磁性粉末粒径的控制,第二磁性体32的相对磁导率(25至小于30)大于第一磁性体31的相对磁导率(20至小于25),第一磁性体31的饱和磁场强度(170Oe至215Oe)大于第二磁性体32的饱和磁场强度(140Oe至小于170Oe)。
于本发明中,磁性封装主体30是由至少两种不同相对磁导率的磁性体(第一磁性体31以及第二磁性体32)所构成。于本发明中,第二磁性体32的相对磁导率(relativepermeability)大于第一磁性体31的相对磁导率。通过选用多种磁性体,可调整复合式电感器Z1的饱和电流(saturation current)及直流电阻值(DC resistance),以符合应用需求。
另外,磁性封装结构3还可包括绝缘层37。绝缘层37覆盖第一磁性体31以及第二磁性体32的外表面。
表1
[第二实施例]
请参阅图8所示,本发明第二实施例的复合式电感器具有前述的线圈结构2以及磁性封装结构3。在第二实施例中,磁性封装结构3包括水平堆叠设置的第一磁性体31以及第二磁性体32。
第二实施例的复合式电感器与第一实施例的复合式电感器的结构相似,其差异在于:线圈结构2组装设置于第二磁性体32上,第一磁性体31则设置于第二磁性体32上,由此将线圈结构2埋设于磁性封装结构3中。由于第二实施例中的第二磁性体32并未具有芯柱,一部分的第一磁性体31会填入贯穿孔20h中。
具体而言,以磁性封装结构3的总厚度为100%,第一磁性体31的厚度h1为83.3%(5/6),第二磁性体32的厚度h2为16.7%(1/6)。
第二实施例中使用的第一磁性体31与第二磁性体32如第一实施例中所述,第二实施例中复合式电感器的制造方式与第一实施例相似,故于此不再赘述。
[第三实施例]
请参阅图9所示,本发明第三实施例的复合式电感器Z1具有前述的线圈结构2以及磁性封装结构3。在第三实施例中,磁性封装结构3包括依序水平堆叠设置的第一磁性体31、第二磁性体32与第三磁性体33。
第三实施例的复合式电感器与第一实施例的复合式电感器的结构相似,其差异在于:磁性封装结构3进一步包括第三磁性体33。
将线圈结构2组装设置于第一磁性体31上,第二磁性体32与第三磁性体33设置于第一磁性体31之上,由此将线圈结构2埋设于磁性封装结构3中。
第二磁性体32设置于第一磁性体31以及第三磁性体33之间。由于第三实施例中的第一磁性体31并未具有芯柱,一部分的第二磁性体32以及一部分的第三磁性体33会填入贯穿孔20h中。并且,第二磁性体32在线圈结构2周围的水平厚度与第二磁性体32在贯穿孔20h内的水平高度相同。
具体而言,以封装结构3的总厚度为100%,第一磁性体31的厚度h1为16.7%(1/6),第二磁性体32的厚度h2为41.65%(5/12),第三磁性体33的厚度h3为41.65%(5/12)。
形成第三磁性体33的材料中包括中值粒径为4微米至5微米的羰基铁粉,以及中值粒径为14微米至16微米(较佳为15微米)的铁基纳米晶合金粉。并且,羰基铁粉与铁基纳米晶合金粉的重量比为20:80至50:50。基于磁性粉末的总重为100重量份,黏结剂材料的添加量为4重量份。
通过材料的选用以及磁性粉末粒径的控制,第三磁性体33的相对磁导率(30至小于35)大于第二磁性体32的相对磁导率(25至小于30),也大于第一磁性体31的相对磁导率(20至小于25)。第三磁性体33的饱和磁场强度(115Oe至小于140Oe)小于第二磁性体32的饱和磁场强度(140Oe至小于170Oe),也小于第一磁性体31的饱和磁场强度(170Oe至215Oe)。
第三实施例中使用的第一磁性体31与第二磁性体32,如第一实施例中所述,故于此不再赘述。
在制作第三实施例的复合式电感器时,先将线圈结构组装于预先成型的第一磁性体31上,再置于模具中,并依序填入形成第二磁性体32的材料以及形成第三磁性体33的材料,使线圈结构2埋设于磁性封装主体30内,形成一未成形产品。接着,于220℃以下的温度热压未成形产品,以制得复合式电感器。
[第四实施例]
请参阅图10所示,本发明第四实施例的复合式电感器具有前述的线圈结构2以及磁性封装结构3。在第四实施例中,磁性封装主体30包括第一磁性体31、第二磁性体32与第三磁性体33。
第四实施例的复合式电感器与第一实施例的复合式电感器的结构相似,其差异在于:磁性封装主体30进一步包括第三磁性体33。第三磁性体33设置于贯穿孔20h内,第三磁性体33的一顶部与线圈结构2最顶部的环体的上表面齐平。第三磁性体33具有类似芯柱的功能。
具体而言,以磁性封装结构3的总厚度为100%,第一磁性体31的厚度h1为16.7%(1/6),第二磁性体32的厚度h2为83.3%(5/6)。
第四实施例中使用的第一磁性体31、第二磁性体32及第三磁性体33,如第三实施例中所述,故于此不再赘述。
在制作第四实施例的复合式电感器时,第一磁性体31预先成形为底板后,将线圈结构2设置于第一磁性体31上,再置于模具中。另将预成型的第三磁性体33设置于线圈结构2的贯穿孔20h内,再填入形成第二磁性体32的材料。将线圈结构2埋设于磁性封装结构3内,形成一未成形产品。接着,于220℃的温度下热压未成形产品,以制得复合式电感器。
[第五实施例]
请参阅图11所示,本发明第五实施例的复合式电感器具有前述的线圈结构2以及磁性封装结构3。在第五实施例中,磁性封装结构3包括第一磁性体31、第二磁性体32、第三磁性体33与第四磁性体34。
第五实施例的复合式电感器与第四实施例的复合式电感器相似,其差异在于:磁性封装结构3进一步包括第四磁性体34。第四磁性体34水平堆叠设置于第一磁性体31与第二磁性体32之间,但第四磁性体34并未填入贯穿孔20h内。
具体而言,以封装结构3的总厚度为100%,第一磁性体31的厚度h1为16.7%(1/6),第二磁性体32的厚度h2为16.7%(1/6),第四磁性体34的厚度h3为66.6%(2/3)。
形成第四磁性体34的材料包括中值粒径为1微米至3微米的铁硅铬粉末,以及中值粒径为14微米至16微米的铁硅铬粉末。并且,中值粒径为1微米至3微米的铁硅铬粉末与中值粒径为14微米至16微米的铁硅铬粉末的重量比为5:95至20:80。基于磁性粉末的总重为100重量份,黏结剂材料的添加量为4重量份。
通过材料的选用以及磁性粉末粒径的控制,第四磁性体34的相对磁导率(45至60)大于第三磁性体33的相对磁导率(30至小于35),大于第二磁性体32的相对磁导率(25至小于30),也大于第一磁性体31的相对磁导率(20至小于25)。第四磁性体34的饱和磁场强度(60Oe至小于90Oe)小于第三磁性体33的饱和磁场强度(115Oe至小于140Oe),小于第二磁性体32的饱和磁场强度(140Oe至小于170Oe),也小于第一磁性体31的饱和磁场强度(170Oe至215Oe)。
在第五实施例中使用的第一磁性体31、第二磁性体32及第三磁性体33,如第四实施例中所述,故于此不再赘述。第五实施例中复合式电感器的制造方式与第四实施例相似,故于此不再赘述。
[第六实施例]
请参阅图12所示,本发明第六实施例的复合式电感器具有前述的线圈结构2以及封装结构3。在第六实施例中,磁性封装主体30包括依序水平堆叠设置的第一磁性体31、第四磁性体34、第五磁性体35与第二磁性体32。
第六实施例的复合式电感器与第一实施例的复合式电感器相似,其差异在于:磁性封装主体30进一步包括第四磁性体34与第五磁性体35。
第四磁性体34与第五磁性体35设置于第一磁性体31与第二磁性体32之间。由于第六实施例中的第一磁性体31并未具有芯柱,一部分的第四磁性体34填入贯穿孔20h中,第四磁性体34在线圈结构2周围的水平厚度与第四磁性体34在贯穿孔20h内的水平高度相同。一部分的第五磁性体35填入贯穿孔20h中,第五磁性体35在线圈结构2周围的水平高度与第五磁性体35在贯穿孔20h内的水平高度相同。如此一来,第四磁性体34与第五磁性体35具有类似芯柱的功能。
具体而言,以封装结构3的总厚度为100%,第一磁性体31的厚度h1为16.7%(1/6),第四磁性体34的厚度h4为33.3%(1/3),第五磁性体35的厚度h5为33.3%(1/3),第二磁性体32的厚度h2为16.7%(1/6)。
形成第五磁性体35的材料中包括中值粒径为1微米至2微米的铁镍粉末,以及中值粒径为24微米至26微米(较佳为25微米)的铁基纳米晶合金粉末。并且,铁镍粉末与铁基纳米晶合金粉末的重量比为40:60至10:90。基于磁性粉末的总重为100重量份,黏结剂材料的添加量为4重量份。
通过材料的选用以及磁性粉末粒径的控制,第五磁性体35的相对磁导率(40至小于45)大于第二磁性体32的相对磁导率(25至小于30),也大于第一磁性体31的相对磁导率(20至小于25),但第五磁性体35的相对磁导率(40至小于45)小于第四磁性体34的相对磁导率(45至60)。第五磁性体35的饱和磁场强度(90Oe至小于100Oe)小于第二磁性体32的饱和磁场强度(140Oe至小于170Oe),也小于第一磁性体31的饱和磁场强度(170Oe至215Oe),但第五磁性体35的饱和磁场强度(90Oe至小于100Oe)大于第四磁性体34的饱和磁场强度(60Oe至小于90Oe)。
第六实施例中使用的第一磁性体31、第二磁性体32及第四磁性体34,如第五实施例中所述,故于此不再赘述。第六实施例中复合式电感器的制造方式与第三实施例相似,故于此不再赘述。
[第七实施例]
请参阅图13所示,本发明第七实施例的复合式电感器具有前述的线圈结构2以及封装结构3。在第七实施例中,磁性封装主体30包括第一磁性体31、第二磁性体32、第三磁性体33、第四磁性体34、第五磁性体35与第六磁性体36。
第七实施例的复合式电感器与第六实施例的复合式电感器相似,其差异在于:磁性封装主体30进一步包括第三磁性体33与第六磁性体36。第三磁性体33填入贯穿孔20h中,第六磁性体36填入贯穿孔20h中,且第三磁性体33位于第一磁性体31与第六磁性体36之间。第四磁性体34在线圈结构2周围的水平厚度与第三磁性体33在贯穿孔20h内的水平高度相同,第五磁性体35在线圈结构2周围的水平厚度与第六磁性体36在贯穿孔20h内的水平高度相同。
具体而言,以封装结构3的总厚度为100%,第一磁性体31的厚度h1为16.7%,第四磁性体34的厚度h4为33.3%,第五磁性体35的厚度h5为33.3%,第二磁性体32的厚度h2为16.7%。
形成第六磁性体36的材料包括中值粒径为1微米至2微米的铁镍粉末,以及中值粒径为14微米至16微米的铁基纳米晶合金粉末。并且,铁镍粉末与铁基纳米晶合金粉末的重量比为50:50至90:10。基于磁性粉末的总重为100重量份,黏结剂材料的添加量为4重量份。
通过材料的选用以及磁性粉末粒径的控制,第六磁性体36的相对磁导率(35至小于40)大于第三磁性体33的相对磁导率(30至小于35),大于第二磁性体32的相对磁导率(25至小于30),也大于第一磁性体31的相对磁导率(20至小于25),但第六磁性体36的相对磁导率(35至小于40)小于第五磁性体35的相对磁导率(40至小于45),也小于第四磁性体34的相对磁导率(45至60)。第六磁性体36的饱和磁场强度(100Oe至小于115Oe)小于第三磁性体33的饱和磁场强度(115Oe至小于140Oe),小于第二磁性体32的饱和磁场强度(140Oe至小于170Oe),也小于第一磁性体31的饱和磁场强度(170Oe至215Oe),但第六磁性体36的饱和磁场强度(100Oe至小于115Oe)大于第五磁性体35的饱和磁场强度(90Oe至小于100Oe),也大于第四磁性体34的饱和磁场强度(60Oe至小于90Oe)。
第七实施例中,第一磁性体31、第二磁性体32、第四磁性体34与第五磁性体35如第五实施例中所述,第三磁性体33如第三实施例中所述,故于此不再赘述。
在制作第七实施例的复合式电感器时,先于模具中填入已预成型的第一磁性体31,并将线圈结构2、预成型的第三磁性体33以及预成型的第六磁性体36置于第一磁性体31上(预成型的第三磁性体33及预成型的第六磁性体36位于线圈结构2的贯穿孔20h内),再依序填入形成第四磁性体34、第五磁性体35与第二磁性体32的材料,形成一未成形产品。接着,于220°C以下的温度热压未成形产品,以制得复合式电感器。
[实验数据]
为了比较本发明复合式电感器与现有电感器的差异,使用单一磁性体(第一磁性体31或第二磁性体32)作为封装结构3,制备比较例1及2的电感器。具体来说,比较例1中的磁性封装主体30只包含第一磁性体31,比较例2中的磁性封装主体30只包含第二磁性体32。另根据上述第一实施例至第七实施例的结构,依序制备实施例1至7的复合式电感器。
接着,测量实施例1至7的复合式电感器以及比较例1、2的电感器的电感值、饱和电流与直流电阻值,并将结果列于表2中。实施例1至7与比较例1、2中线圈主体20的圈数以及使用的磁性体,也列于表2中。实施例1至7的复合式电感器以及比较例1、2的电感器具有相同的尺寸规格(长×宽×高尺寸为2.5毫米×2.0毫米×1.2毫米)。
表2
根据实施例1与比较例2的结果,当磁性封装主体中包括两种磁性体时,在具有相同饱和电流的情况下,本发明的复合式电感器可具有较低的直流电阻值。根据实施例2与比较例1的结果,当磁性封装主体中包括两种磁性体时,在具有相同直流电阻值的情况下,本发明的复合式电感器可具有较低的饱和电流。由此可知,本发明选用两种或两种以上的磁性体,可达到调整或提升电感器特性的效果。
根据实施例1至7的结果,通过控制磁性封装主体中磁性体的种类及结构设计,可达到调整复合式电感器特性的效果,以根据不同应用需求。举例来说,在电感值为0.40微亨(μH)至0.50微亨的情况下,本发明的复合式电感器的可具有15毫欧姆至30毫欧姆的直流电阻值(较佳为18毫欧姆至30毫欧姆的直流电阻值),以及1.2安培至5.0安培的饱和电流(较佳为1.6安培至4.5安培的饱和电流)。
更具体来说,当线圈结构20中含有芯柱,且第一磁性体31与第二磁性体32之间水平设置有其他磁性体时(例如:实施例5及实施例7),本发明的复合式电感器可具有较高的饱和电流以及较低的直流电阻值。
[第八实施例]
请参阅图14至图16所示,复合式电感器还可进一步包括一导线架1。线圈结构2通过焊接的方式设置于一导线架1上,导线架1可作为线圈结构2与外部电路连接的管道。
具体来说,导线架1是Y字型导线架,导线架1具有两个连接端11,12,连接端11,12可与线圈主体20连接。然而,导线架1的形状不限于Y字型,也可以是一字型或其他形状。当线圈结构2包含多个线圈主体20时,可通过调整线圈主体20与不同的连接端11,12连接,达到调整电流方向的效果。另外,为了提升导线架1与线圈结构2的焊接效果,可于导线架1上镀一层锡,再将线圈结构2焊接于导线架1的连接端11上。
磁性封装结构3完整包覆线圈结构2,且磁性封装结构3是由两种或两种以上的磁性体所构成,例如前述的第一磁性体31与第二磁性体32。磁性封装结构3部分包覆导线架1,未被磁性封装结构3包覆的导线架1,会沿着磁性封装结构3的外表面弯折至磁性封装结构3的底部,以方便与外部电路连接。
在制造第八实施例的复合式电感器的步骤中,会使用具有多个导线架1的支架板,并焊接线圈结构2于连接端11上。与前述实施例相似,将组装在一起的线圈结构2与导线架1置入模具的模穴内。在模穴内填入用以形成磁性体的粉末。粉末包括磁性材料与黏结剂材料。经冲压机挤压、热压及热处理之后,便可形成磁性封装结构3。值得说明的是,第八实施例中的磁性封装结构3包括第一磁性体31与第二磁性体32。以磁性封装结构3的总厚度为100%,第一磁性体31的厚度h1为16.7%(1/6),第二磁性体32的厚度h2为83.3%(5/6)。
在形成磁性封装结构3之后,将导线架1自支架板上切割下来,未被磁性封装结构3包覆的导线架1,沿着磁性封装结构3的外表面弯折至底部,即可完成第八实施例的复合式电感器。
[实施例的有益效果]
本发明的其中一有益效果在于,本发明所提供的复合式电感器,其能通过“封装结构包括叠层设置的第一磁性体与第二磁性体”以及“第一磁性体的厚度大于或等于16%,第二磁性体的厚度大于或等于16%”的技术方案,以提升或调整复合式电感器的特性。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例,并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围,所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。
Claims (29)
1.一种复合式电感器,其特征在于,所述复合式电感器包括:
一线圈结构,所述线圈结构具有一贯穿孔;以及
一磁性封装结构,所述线圈结构埋设于所述磁性封装结构内,其中,所述磁性封装结构至少包括一第一磁性体与一第二磁性体,以所述磁性封装结构的总厚度为100%,所述第一磁性体与所述第二磁性体的厚度各自大于或等于16%。
2.根据权利要求1所述的复合式电感器,其特征在于,所述第二磁性体的相对磁导率大于所述第一磁性体的相对磁导率。
3.根据权利要求2所述的复合式电感器,其特征在于,所述第一磁性体位于邻近所述磁性底座的一端,所述第二磁性体设置于所述第一磁性体上。
4.根据权利要求2所述的复合式电感器,其特征在于,所述第二磁性体位于邻近所述磁性底座的一端,所述第一磁性体设置于所述第二磁性体上。
5.根据权利要求2所述的复合式电感器,其特征在于,所述第一磁性体的相对磁导率为20至小于25,所述第二磁性体的相对磁导率为25至小于30。
6.根据权利要求3所述的复合式电感器,其特征在于,所述封装结构进一步包括一第三磁性体,所述第三磁性体的相对磁导率大于所述第二磁性体的相对磁导率。
7.根据权利要求6所述的复合式电感器,其特征在于,所述第二磁性体叠层设置于所述第一磁性体与所述第三磁性体之间。
8.根据权利要求6所述的复合式电感器,其特征在于,所述第三磁性体受所述线圈结构环绕并设置于所述贯穿孔内,所述第三磁性体位于所述第一磁性体与所述第二磁性体之间。
9.根据权利要求6所述的复合式电感器,其特征在于,所述第三磁性体的相对磁导率为30至小于35。
10.根据权利要求8所述的复合式电感器,其特征在于,所述封装结构进一步包括一第四磁性体,所述第四磁性体的相对磁导率大于所述第三磁性体的相对磁导率。
11.根据权利要求10所述的复合式电感器,其特征在于,所述第四磁性体叠层设置于所述第一磁性体与所述第二磁性体之间,并环绕所述线圈结构。
12.根据权利要求10所述的复合式电感器,其特征在于,所述第四磁性体的相对磁导率为45至60。
13.根据权利要求3所述的复合式电感器,其特征在于,所述封装结构进一步包括一第四磁性体与一第五磁性体,所述第四磁性体的相对磁导率大于所述第五磁性体的相对磁导率,所述第五磁性体的相对磁导率大于所述第二磁性体的相对磁导率。
14.根据权利要求13所述的复合式电感器,其特征在于,所述第四磁性体与所述第五磁性体夹设于所述第一磁性体与所述第二磁性体之间。
15.根据权利要求14所述的复合式电感器,其特征在于,所述第四磁性体设置于所述第五磁性体与所述第一磁性体之间。
16.根据权利要求13所述的复合式电感器,其特征在于,所述第四磁性体的相对磁导率为45至小于60,所述第五磁性体的相对磁导率为40至小于45。
17.根据权利要求15所述的复合式电感器,其特征在于,所述封装结构进一步包括一第三磁性体与一第六磁性体,所述第五磁性体的相对磁导率大于所述第六磁性体的相对磁导率,所述第六磁性体的相对磁导率大于所述第三磁性体的相对磁导率。
18.根据权利要求17所述的复合式电感器,其特征在于,所述第三磁性体与所述第六磁性体受所述线圈结构环绕并设置于所述贯穿孔内,所述第三磁性体与所述第六磁性体位于所述第一磁性体与所述第二磁性体之间。
19.根据权利要求17所述的复合式电感器,其特征在于,所述第三磁性体设置于所述第一磁性体与所述第六磁性体之间。
20.根据权利要求17所述的复合式电感器,其特征在于,所述第三磁性体的相对磁导率为30至小于35,所述第六磁性体的相对磁导率为35至小于40。
21.根据权利要求1所述的复合式电感器,其特征在于,所述封装结构的总厚度大于或等于0.1毫米。
22.根据权利要求1所述的复合式电感器,其特征在于,所述封装结构是以压铸方式一体成型。
23.根据权利要求1所述的复合式电感器,其特征在于,形成所述第一磁性体的材料包括一磁性粉末与一黏结剂材料,所述磁性粉末是铁、铁镍系合金、铁钴系合金、铁硅系合金、铁钒系合金、铁硅铬系合金、铁硅铝系合金、铁钴钒系合金、铁基非晶质合金、铁基纳米晶合金、镍锌系铁氧体、镍铜锌系铁氧体及锰锌系铁氧体中的其中一种,所述磁性粉末的中值粒径为4微米至5微米。
24.根据权利要求1所述的复合式电感器,其特征在于,形成所述第二磁性体的材料包括一磁性粉末与一黏结剂材料,所述磁性粉末包括铁、铁镍系合金、铁钴系合金、铁硅系合金、铁钒系合金、铁硅铬系合金、铁硅铝系合金、铁钴钒系合金、铁基非晶质合金、铁基纳米晶合金、镍锌系铁氧体、镍铜锌系铁氧体及锰锌系铁氧体中的至少两种或两种以上,所述磁性粉末包括中值粒径为1微米至2微米的第一磁性粉末以及中值粒径为14微米至16微米的第二磁性粉末,所述第一磁性粉末与所述第二磁性粉末的重量比为10:90至30:70。
25.根据权利要求6所述的复合式电感器,其特征在于,形成所述第三磁性体的材料包括一磁性粉末与一黏结剂材料,所述磁性粉末包括铁、铁镍系合金、铁钴系合金、铁硅系合金、铁钒系合金、铁硅铬系合金、铁硅铝系合金、铁钴钒系合金、铁基非晶质合金、铁基纳米晶合金、镍锌系铁氧体、镍铜锌系铁氧体及锰锌系铁氧体中的至少两种或两种以上,所述磁性粉末包括中值粒径为4微米至5微米的第一磁性粉末以及中值粒径为14微米至16微米的第二磁性粉末,所述第一磁性粉末与所述第二磁性粉末的重量比为20:80至50:50。
26.根据权利要求13所述的复合式电感器,其特征在于,形成所述第四磁性体的材料包括一磁性粉末与一黏结剂材料,所述磁性粉末包括铁、铁镍系合金、铁钴系合金、铁硅系合金、铁钒系合金、铁硅铬系合金、铁硅铝系合金、铁钴钒系合金、铁基非晶质合金、铁基纳米晶合金、镍锌系铁氧体、镍铜锌系铁氧体及锰锌系铁氧体中的至少两种或两种以上,所述磁性粉末包括中值粒径为1微米至3微米的第一磁性粉末以及中值粒径为14微米至16微米的第二磁性粉末,所述第一磁性粉末与所述第二磁性粉末的重量比为5:95至20:80。
27.根据权利要求13所述的复合式电感器,其特征在于,形成所述第五磁性体的材料包括一磁性粉末与一黏结剂材料,所述磁性粉末包括铁、铁镍系合金、铁钴系合金、铁硅系合金、铁钒系合金、铁硅铬系合金、铁硅铝系合金、铁钴钒系合金、铁基非晶质合金、铁基纳米晶合金、镍锌系铁氧体、镍铜锌系铁氧体及锰锌系铁氧体中的至少两种或两种以上,所述磁性粉末包括中值粒径为1微米至3微米的第一磁性粉末以及中值粒径为24微米至26微米的第二磁性粉末,所述第一磁性粉末与所述第二磁性粉末的重量比为40:60至10:90。
28.根据权利要求17所述的复合式电感器,其特征在于,形成所述第六磁性体的材料包括一磁性粉末与一黏结剂材料,所述磁性粉末包括铁、铁镍系合金、铁钴系合金、铁硅系合金、铁钒系合金、铁硅铬系合金、铁硅铝系合金、铁钴钒系合金、铁基非晶质合金、铁基纳米晶合金、镍锌系铁氧体、镍铜锌系铁氧体及锰锌系铁氧体中的至少两种或两种以上,所述磁性粉末包括中值粒径为1微米至2微米的第一磁性粉末以及中值粒径为14微米至16微米的第二磁性粉末,所述第一磁性粉末与所述第二磁性粉末的重量比为50:50至90:10。
29.根据权利要求1所述的复合式电感器,其特征在于,所述复合式电感器进一步包括:与所述线圈结构电性连接的一导线架,所述导线架延伸至所述磁性封装结构外,以与一外部电路连接。
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