CN117612838A - 一种电感的封装结构和电感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电感的封装结构和电感器,包括电感和印制线路板,所述电感的绕组各端部散开形成若干引脚,若干引脚焊接在印制线路板上且同一绕组端部的引脚之间通过焊料粘连。本发明通过将绕组的端部分散开形成两个引脚或多个引脚,在插装在印制线路板上过波峰焊时,两个引脚或多个引脚在焊锡张力作用下,引脚之间粘连焊锡,焊锡在引脚的爬锡高度有效增加。带离锡炉时焊点的焊锡量明显增加,锡量的增加意味着每个焊点在波峰焊锡炉的焊接温度得到提高,对于扼流圈大型吸热元器件,焊接温度增加使得焊点焊接质量效果显著提高,同时,波峰焊工序后不需要额外增加员工对于扼流圈引脚进行加锡。
Description
技术领域
本发明涉及电感封装技术领域,特别是一种电感的封装结构和电感器。
背景技术
目前电感或扼流圈采用两股截面积较小的细线合并的方式去替代单股截面积较大的粗线。双股线合并后的大引脚整体较粗,经过引脚加工镀锡之后,引脚截面呈现类似椭圆形。这种双股线的引脚所对应的印制线路板(PCB)上的器件焊接封装为单孔大焊盘的封装,单孔径和焊盘都比较大。经过波峰焊焊接工序之后,这种引脚的PCB板大焊点爬锡不够、透锡不良等是行业中普遍存在的难点问题。
上述电感应用与印制线路板上强电位置,如果引脚锡量不足往往会导致焊点强度不够,通常会因为电流过大造成售后打火烧板的问题。行业内是通过手工焊接工序对扼流圈的每个双股线引脚进行加锡补焊,这导致生产效率低,需要耗费大量人工作业。
发明内容
针对上述电感在焊接时引脚锡量不足导致焊点强度不够的问题,本发明提供一种电感的封装结构和电感器,改善引脚排布和对应印制线路板的焊接封装结构,解决大引脚爬锡不够、透锡不良问题,并保证引脚有足够的焊锡量。
为实现上述目的,本发明选用如下技术方案:一种电感的封装结构,包括电感和印制线路板,所述电感的绕组各端部散开形成若干引脚,若干引脚焊接在印制线路板上且同一绕组端部的引脚之间通过焊料粘连。
作为本发明的进一步改进:所述电感的底座对应引脚数量设有若干针孔,同一绕组端部的若干针孔呈环形阵列排布,引脚穿过针孔后焊接在印制线路板上使得同一绕组端部的若干引脚通过在环形阵列的中心堆积的焊料粘连。
作为本发明的进一步改进:所述印制线路板对应各绕组端部设有焊盘,所述焊盘对应同一绕组端部的引脚数设有若干引脚孔,若干引脚孔呈圆周阵列排布。
作为本发明的进一步改进:所述引脚孔外侧设有环形区域,相邻的环形区域的部分区域重叠使得若干环形区域连通,连通的若干环形区域的外环连线构成焊盘的轮廓。
作为本发明的进一步改进:所述电感的底座对应所述绕组的各端部分别设有双针孔,绕组的端部分散开穿过双针孔形成双引脚,所述双引脚焊接在所述印制线路板的焊盘上且使得双引脚之间的焊料堆积。
作为本发明的进一步改进:所述焊盘上设有若干双引脚孔,所述双引脚孔的外侧设有环形焊盘且两环形焊盘部分区域重叠连通以使所述焊盘整体呈“8”字形状。
作为本发明的进一步改进:所述环形焊盘的直径尺寸是引脚孔的孔径尺寸的1.8-2.5倍,所述双引脚孔的中心距小于所述环形焊盘的直径。
作为本发明的进一步改进:所述电感的引脚的线径为1.5-2.5mm,同一绕组端部分散开的引脚之间的中心距为4-6mm。
作为本发明的进一步改进:所述电感的绕组具有四个端部,每个端部分散开形成双引脚,引脚在电感的底座上的排布为4排2列或4列2排。
另一方面,本发明选用如下技术方案:一种电感器,包括如上述任一项的一种电感的封装结构。
相较于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明通过将绕组的端部分散开形成两个引脚或多个引脚,在插装在印制线路板上过波峰焊时,两个引脚或多个引脚焊盘在焊锡张力作用下,引脚之间粘连焊锡,焊锡在引脚的爬锡高度有效增加。带离锡炉时焊点的焊锡量明显增加,锡量的增加意味着每个焊点在波峰焊锡炉的焊接温度得到提高,对于扼流圈大型吸热元器件,焊接温度增加使得焊点焊接质量效果显著提高。
本发明的电感或扼流圈在封装后,引脚上锡量充足饱满,极大的改善了大焊点爬锡高度问题,增强了焊点的焊接质量,同时,波峰焊工序后不需要额外增加员工对于扼流圈引脚进行加锡。
附图说明
为了更清楚地说明技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的电感引脚的结构示意图。
图2为现有技术的印制线路板焊盘的结构示意图。
图3为实施例的电感双引脚的结构示意图。
图4为实施例的印制线路板焊盘的结构示意图。
图5为实施例的电感三引脚的结构示意图。
图6为实施例的印制线路板焊盘的结构示意图。
图中标记表示:
100:现有的引脚截面,200:现有的单孔大焊盘,10:电感,11引脚,20:印制线路板,21:焊盘,31:三引脚,32:三个环形焊盘。
具体实施方式
为了能够清楚、完整地理解技术方案,现结合实施例和附图对本发明进一步说明,显然,所记载的实施例仅仅是本发明部分实施例,所属领域的技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解,在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
本发明的实施例提供一种电感的封装结构,解决现有电感或扼流线圈的大引脚和单孔大焊盘的封装存在爬锡不够问题。扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸相同,匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件。
需要说明的是,扼流圈流过的电流能力与制作扼流圈的电线截面积有关,当线圈的线径过小时,电流过大时会导致损坏。扼流圈器件为增大流过的电流能力,常见于使用在30A以上强电电路较大型扼流圈器件,扼流圈的电线就需要加粗,为了控制生产成本,生产厂家普遍会采用两股截面积较小的细线合并的方式去替代单股截面积较大的粗线。所以这类扼流圈器件引脚是采用双股细线合并成一个大的引脚结构。
现有的双股线合并后的大引脚整体较粗,经过引脚加工镀锡之后,引脚截面呈现类似椭圆形,如图1所示的引脚截面100。这种双股线的引脚所对应的印制线路板(PCB)上的器件焊接封装为单孔大焊盘的封装,单孔径和焊盘都比较大,如图2所示的单孔大焊盘200。经过波峰焊焊接工序之后,这种引脚的PCB板大焊点爬锡不够、透锡不良等是行业中普遍存在的难点问题。
本实施例提供的一种电感的封装结构,如图3和4所示,包括电感10和印制线路板20,所述电感10的绕组各端部散开形成若干引脚11,若干引脚11焊接在印制线路板20上且同一绕组端部的引脚之间通过焊料粘连。
本实施例通过将绕组的端部分散开形成两个引脚或多个引脚,在插装在PCB上过波峰焊时,两个引脚或多个引脚焊盘在焊料(锡液)张力作用下,引脚之间粘连焊锡,焊锡在引脚的爬锡高度有效增加。带离锡炉时焊点的焊锡量明显增加,锡量的增加意味着每个焊点在波峰焊锡炉的焊接温度得到提高,对于扼流圈大型吸热元器件,焊接温度增加使得焊点焊接质量效果显著提高。
本领域技术人员能够理解的是,在本实施例中,印制线路板上用于绕组同一端部的若干引脚的焊盘21为连通的,使得焊料在引脚之间堆积,增加焊点的焊锡量。
需要说明的是,本实施例的绕组的线体股数可以是两股或两股以上,其是双股细线合并的绕组,端部则分散形成双引脚;其是三股细线合并的绕组,端部则分散形成三引脚,如图5和6所示。若是四股及以上细线合并的绕组,其也可以两股或多股为一组地分散形成双引脚,针对更多的股数绕组可以分散形成更多的引脚数,技术人员可以根据实际使用需求自行设定,只要使得分散开的引脚通过焊料在焊盘上和引脚之间粘连起来达到爬锡高度增加即可,其目的是为了提高焊点的焊接质量。
在一个可选的实施例中,所述电感的底座对应引脚数量设有若干针孔,所述针孔用于绕组端部的线体穿过后镀锡形成引脚,本实施例的若干针孔可以将同一绕组端部的两股或多股细线进行分散开,然后加工镀锡形成若干引脚。
进一步地,同一绕组端部的若干针孔呈环形阵列排布,即若干引脚呈环形阵列排布,如分散为双引脚,则为以180°/项填充整个环形,即两引脚或两针孔并列;如分散为三引脚,则为120°/项填充整个环形,更多引脚数在以此类推。
引脚穿过针孔后焊接在印制线路板上使得同一绕组端部的若干引脚通过在环形阵列的中心堆积的焊料粘连,双引脚则通过两引脚中间在锡液张力作用下粘连焊接,使得双引脚形成一个整体焊点,焊锡量明显增加,引脚的爬锡高度也得到有效提高,锡量的增加意味着每个焊点在波峰焊锡炉的焊接温度得到提高,对于扼流圈大型吸热元器件,焊接温度增加使得焊点焊接质量效果显著提高。同理,绕组统一端部分散为三引脚的,则在三个引脚中间进行焊料堆积和粘连使得三个引脚形成一个整体的焊点。
相对应地,所述印制线路板对应各绕组端部设有焊盘,所述焊盘对应同一绕组端部的引脚数设有若干引脚孔,若干引脚孔呈圆周阵列排布,所述引脚孔的中心与引脚的中心对齐。
进一步地,所述引脚孔外侧设有环形区域,相邻的环形区域的部分区域重叠使得若干环形区域连通,连通的若干环形区域的外环连线构成焊盘的轮廓。
需要说明的是,本实施例不对引脚孔和焊盘的类型和形式作任何形式的限制,技术人员可以根据实际使用情况自行设定引脚孔和焊盘的类型和形式,如引脚孔可以是通孔或盲孔形式,也可以是盲孔形式,焊盘可以热焊盘或隔离焊盘等类型。本实施例的目的是为了使得分散开的引脚之间在焊盘中能够使得焊锡进行堆积进而提高引脚的爬锡高度,本领域技术人员能够理解的是,无论环形阵列中心是否被若干环形区域所覆盖,中心位置用于堆积焊料进行提高引脚爬锡高度,其均填充有铜箔作为焊盘,因此,在所述焊盘轮廓内的区域均为填充有铜箔的焊盘区域,如在双引脚情况下,焊盘上的两个环形区域是连通的,两个环形区域呈“8”字形状的区域为焊盘区域,在三引脚的情况下,三个环形区域未能覆盖到所围绕的阵列中心位置,也填充有铜箔。
显然,上述实施例仅仅用来阐述本发明的电感引脚和印制线路板的结构,并非旨在与限制本发明的保护范围,在不偏离本发明构思的条件下,本领域技术人员能够对上述结构进行调整,以便本发明能够应用于更加具体的应用场景。
本发明的另一实施例提供了一种电感的封装结构,所述电感的绕组为双股细线合并,所述电感的底座对应所述绕组的各端部分别设有双针孔,绕组的端部分散开穿过双针孔形成双引脚,所述电感的绕组具有四个端部,每个端部分散开形成双引脚,引脚在电感的底座上的排布为4排2列或4列2排。如图3所示,靠近底座的长边为两个引脚,靠近底座短边为四个引脚,呈4排2列排布,显然,技术人员可以根据实际情况使得双引脚横向放置,形成靠近底座的长边为四个引脚和靠近底座的短边为两个引脚的4列2排形式。所述双引脚焊接在所述印制线路板的焊盘上且使得双引脚之间的焊料堆积,4排2列的排布使得电感或元器件支撑更稳固
进一步地,所述焊盘上设有四组双引脚孔,所述双引脚孔的外侧设有环形焊盘且两环形焊盘部分区域重叠连通以使所述焊盘整体呈“8”字形状。当上述的四端8股细线引脚结构的器件,配合“8”字形状的PCB焊盘封装,器件插装在PCB上过波峰焊时,双股细线引脚焊盘在锡液张力作用下,引脚中间粘连焊锡,由于焊盘封装表面“8”字连通,焊锡在引脚的爬锡高度有效增加。带离锡炉时焊点的焊锡量明显增加,锡量的增加意味着每个焊点在波峰焊锡炉的焊接温度得到提高,对于扼流圈大型吸热元器件,焊接温度增加使得焊点焊接质量效果显著提高。
同理,在一些实施例中,所述绕组为三股细线合并的,通过底座的针孔形成三引脚的绕组端部,如图5和6所示,焊盘设有四组三引脚孔,对应三引脚孔31分别设有同心的三个环形焊盘32,相邻环形焊盘部分重叠连通,且三个环形焊盘围绕的中心也填充有铜箔,使得三引脚焊接在焊盘上且在三引脚之间粘连焊锡,有效提高引脚的爬锡高度。
在上述实施例的基础上,本发明还提供了另一实施例,对引脚之间或引脚孔之间的尺寸作出限定,具体地:
所述环形焊盘的直径尺寸是引脚孔的孔径尺寸的1.8-2.5倍,所述双引脚孔的中心距小于所述环形焊盘的直径。即环形焊盘的焊盘宽度为引脚孔孔径的1.8-2.5倍,优选2倍。
需要说明的是,引脚孔的孔径尺寸根据引脚的横截面直径确定,如绕组为双股细线,将绕组端部分散为双引脚,单引脚的横截面直径即为单股细线的直径,当单股细线的直径为2mm,优先引脚孔的孔径为2.6mm,对应的环形焊盘的外环直径优选为5.2mm。
本领域技术人员能够理解是,所述双引脚孔的中心距小于所述环形焊盘的直径。当双引脚孔的中心距大于所述环形焊盘的直径时,两个环形焊盘则不存在重叠区域,两者连通构成一个整体焊盘则需要通过在两者之间增加铜箔进行连通,因此在本实施例中,引脚孔之间的中心距需小于环形焊盘的直径,使得两个环形焊盘存在部分重叠进而连通构成一个整体焊盘。
在一个可选的实施例中,所述电感的引脚的线径为1.5-2.5mm,同一绕组端部分散开的引脚之间的中心距为4-6mm。本领域技术人员能够理解的是,本实施例所述电感的引脚的线径是绕组端部经过分散后穿过针孔后镀锡形成的引脚的直径。
以下以双股细线合并的绕组分散为双引脚进行说明,即电感的引脚的线径为单股细线的线径,优选地:
所述电感的引脚的线径为2mm,引脚孔的孔径优选为2.6mm,环形焊盘的宽度优选为5.2mm,而双引脚的焊盘呈“8”字形状使得两个环形焊盘相邻处部分重叠进而连通,因此,双引脚的中心距最优值为5mm,即引脚孔的中心距也为5mm,考虑公差尺寸为5±0.5mm。
针对不同尺寸横截面的双股绕组引脚,本实施例还提供了另一优选:所述电感的引脚的线径为1.8mm,引脚孔的孔径优选为2.4mm,环形焊盘的宽度优选为4.8mm,双引脚的中心距最优值为4.6mm,即引脚孔的中心距也为4.6mm。
优选地:所述电感的引脚的线径为2.2mm,引脚孔的孔径优选为2.8mm,环形焊盘的宽度优选为5.6mm,而双引脚的焊盘呈“8”字形状使得两个环形焊盘相邻处部分重叠进而连通,因此,双引脚的中心距最优值为5.3mm,即引脚孔的中心距也为5.3mm。
上述实施例的优选方式仅仅用来阐述不同尺寸横截面的引脚所对应的引脚孔和中心距以及焊盘的尺寸,本领域技术人员可以根据实际使用需求对上述优选方式进行调整,只要使得引脚孔的环形焊盘连通以及引脚之间粘连焊锡来提高爬锡高度即可。
本发明通过上述实施例,电感或扼流圈的引脚上锡量充足饱满,极大的改善了大焊点爬锡高度问题,增强了焊点的焊接质量,同时,波峰焊工序后不需要额外增加员工对于扼流圈引脚进行加锡。
本发明还提供了另一实施例,一种电感器,包括如上述一个实施例或一个可选实施例的一种电感的封装结构。具体示例可以参考上述实施例及可选实施例中所描述的示例,本实施例在此不再赘述,通过上述阐述,本领域的技术人员已能实施。
此外,需要说明的是,本说明书中所描述的具体实施例,其零、部件的形状、所取名称等可以不同,本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化,均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电感的封装结构,包括电感和印制线路板,其特征在于:所述电感的绕组各端部散开形成若干引脚,若干引脚焊接在印制线路板上且同一绕组端部的引脚之间通过焊料粘连。
2.根据权利要求1所述的一种电感的封装结构,其特征在于:所述电感的底座对应引脚数量设有若干针孔,同一绕组端部的若干针孔呈环形阵列排布,引脚穿过针孔后焊接在印制线路板上使得同一绕组端部的若干引脚通过在环形阵列的中心堆积的焊料粘连。
3.根据权利要求1所述的一种电感的封装结构,其特征在于:所述印制线路板对应各绕组端部设有焊盘,所述焊盘对应同一绕组端部的引脚数设有若干引脚孔,若干引脚孔呈圆周阵列排布。
4.根据权利要求3所述的一种电感的封装结构,其特征在于:所述引脚孔外侧设有环形区域,相邻的环形区域的部分区域重叠使得若干环形区域连通,连通的若干环形区域的外环连线构成焊盘的轮廓。
5.根据权利要求1所述的一种电感的封装结构,其特征在于:所述电感的底座对应所述绕组的各端部分别设有双针孔,绕组的端部分散开穿过双针孔形成双引脚,所述双引脚焊接在所述印制线路板的焊盘上且使得双引脚之间的焊料堆积。
6.根据权利要求5所述的一种电感的封装结构,其特征在于:所述焊盘上设有若干双引脚孔,所述双引脚孔的外侧设有环形焊盘且两环形焊盘部分区域重叠连通以使所述焊盘整体呈“8”字形状。
7.根据权利要求6所述的一种电感的封装结构,其特征在于:所述环形焊盘的直径尺寸是引脚孔的孔径尺寸的1.8-2.5倍,所述双引脚孔的中心距小于所述环形焊盘的直径。
8.根据权利要求1所述的一种电感的封装结构,其特征在于:所述电感的引脚的线径为1.5-2.5mm,同一绕组端部分散开的引脚之间的中心距为4-6mm。
9.根据权利要求1所述的一种电感的封装结构,其特征在于:所述电感的绕组具有四个端部,每个端部分散开形成双引脚,引脚在电感的底座上的排布为4排2列或4列2排。
10.一种电感器,其特征在于:包括如权利要求1-9任一项所述的一种电感的封装结构。
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- 2024-01-23 CN CN202410089565.5A patent/CN117612838A/zh active Pending
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