CN1215900A - 电感及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种电感中包括:一个金属线圈、一个由嵌着该金属线圈的绝缘模制部件、以及固定于该绝缘模制部件两端的金属盖。该金属盖焊接于金属线圈的两端。在金属盖与绝缘模制部件的两端面之间分别形成空隙。该绝缘模制部件可以用树脂或橡胶制成。

Description

电感及其生产方法
本发明涉及一种电感及其生产方法，特别是涉及一种用于消除在电子装置中产生或进入到电子装置内的噪声的大电流电感及其生产方法。
随着近年来的电子线路的集成度和所用频率越来越高，从而对小型化的表面安装电感的需求也与日俱增。
这种电感的一个例子是在日本专利特开平57-39521中所公开的多层电感。该多层电感是通过交替地叠放生铁片与用作线圈的导电图案，它把它们烘烤使其结合在一起，而制成包含串联在一起的线圈导电图案的多层部件。
还有一种传统的线绕电感是通过在用于支承磁芯的衬底上形成电极，并把导线的端子连接到基片的电极上制成的。
但在生产多层电感的传统方法中，需要多次重复印刷步骤，这使生产工艺变得复杂，生产成本增大。虽然线绕电感的结构相对简单，但在把导线绕在磁芯上、处理导线端子、把处理后的导线端子焊接到用于支承磁芯的基片的电极上等步骤难以实现自动化。因此，由于这些操作由人工进行，从而增加生产线绕电阻的成本。
为了克服上述问题，在本发明的一个最佳实施例中提供一种结构简单、可靠性高和低生产成本的电感以及生产这种改进的电感的方法。
根据本发明的一个最佳实施例，所提供的电感中包括：其中混合有磁粉的绝缘模制部件、嵌于该绝缘模制部件中的绕成线圈的金属线以及分别固定于绝缘模制部件两端并与所述金属线圈的两端电连接的金属盖，其中在绝缘模制部件的两端面与金属盖之间留有空隙。绝缘模制部件最好由树脂或橡胶等类似材料制成。
对于上述最佳实施例的这种结构，金属盖用作为外部接线端，混合于绝缘模制部件内的磁粉增加该绝缘模制部件的导磁性。该绝缘模制部件用作为在金属线圈周围产生的磁流的磁路。由于在该绝缘模制部件的两端面与金属盖之间的空隙吸收了绝缘模制部件与金属线圈之间的热膨胀差别，从而可以减小金属与金属线圈之间焊接部位上的热应力。
在本发明的另一个最佳实施例中提供了一种生产电感的方法，该方法包括如下步骤：
通过把金属线圈置于模子中，并往模子中注入混合着磁粉的绝缘材料，形成绝缘模制部件；
把金属盖固定于该绝缘模制部件的两端并与金属盖线圈的两端接触；
把金属盖焊接到金属线圈的两端，并通过在焊接中产生的热量在绝缘模制部件的两端与金属盖之间形成空隙。
根据上述方法的最佳实施例，金属盖分别电连接到金属线圈的两个端子上，而绝缘部件的两端头被在焊接中产生的热量所熔化、收缩，从而在绝缘模制部件的两端面与金属盖之间分别形成空隙。
在本发明最佳实施例的电感中，在金属盖与绝缘部件之间留有空隙，从而可以吸收绝缘模制部件与金属盖之间热膨胀的差别。
在本发明另一种最佳实施例的电感中，通过在焊接中产生的热量使绝缘模制部件的两端头熔化、收缩并与金属盖相分离，从而形成金属盖与绝缘模制部件之间的空隙。
在本发明又一种最佳实施例的电感中，金属线圈的两端子从绝缘模制部件的两端面伸出。
在下文参照附图的实施例的说明中，本发明的其他目的，特点和优点将变得更加清楚。
图1为表示一根据本发明一个最佳实施例的电感结构的部分剖面的主视图；
图2为金属线圈的主视图，表现图1所示电感的一个生产步骤；
图3为其中嵌有金属线圈的绝缘部件的透视图，表面在图2所示的生产步骤之后执行的另一个生产步骤；
图4为表示在图3所示的绝缘模制部件上固定金属盖的一个生产步骤的解释图；
图5为表示焊接金属线圈与金属盖的生产步骤的解释图。
下面参照附图说明根据本发明一个最佳实施例的电感及其生产方法。
图1表示根据本发明一个最佳实施例的电感。该电感21中包括：金属线圈22、在其中嵌有金属线圈22的绝缘模制部件23、固定于绝缘模制部件23的两端头上的金属盖24。
金属线圈22包括：绕成螺线形的线圈部分22a、位于线圈部分22a的两端子上的直线状引出部分22b。该金属线圈22由包含银、钯、铂、金和铜这些金属中的一种或多种组成的合金或金属单质构成。
绝缘模制部件23的形状最好基本上为长方体形，其横截面为矩形。金属线圈22的引出部分22b的端面分别从绝缘模制部件23的两端面暴露出来。该绝缘模制部分23由混合着铁磁粉或类似材料的树脂(如环氧树脂等人造树脂)或橡胶(如硅胶等人造橡胶)等材料制成。这种材料在把电感21安装于印刷电路板上的过程中，对焊接温度和回流具有良好的耐热性能。
把金属盖24最好模制成盖子形状，使得金属盖24可以固定于绝缘模制部件23的两端头上，并通过焊接或其他合适的方法分别把金属盖24分别电连接到金属线圈22的两端子上。在把金属盖24固定于绝缘模制部件23之前，最好把金属盖24的端头制成尖顶状，从而确保金属盖能固定于绝缘模制部件23上。金属盖24由铁、铜、镍和银这几种金属中的一种或多种形成的金属单质或合金制成。在金属盖24与绝缘模制部件23的两端面之间留有空隙25。
在该表面安装的电感21中，金属盖24分别固定于绝缘模制部分23的两端头上，在该绝缘模制部件23中嵌有金属线圈22，金属盖24分别与该金属线圈22的两端子电连接。因此，这种结构十分简单，并且减少了元件的数目。由于金属盖24与绝缘模制部件23的端面之间的空隙吸收了绝缘模制部件23与金属线圈22之间的差别，从而即使使当绝缘模制部件23膨胀时，也不会在金属盖24与金属线圈22之间的焊接部位产生的热应力。这样就显著地提高了金属盖24与金属线圈22之间的连接的可靠性。
现在参照图2至图5说明一种生产具有图1中的结构的电感21的方法。
首先，如图2所示，直径约为200μm的银线绕成金属线圈22。最好金属线圈22的线圈部分的直径D约为1.5mm，长度L1约为2.5mm，引出端部分22b的长度L2约为0.75mm。
接着，把金属线圈22置于用聚苯乙烯制成的用于制作绝缘模制部分23的模子中，使得线圈轴基本与该模子的轴线相对齐。在这种情况下，如果该模子具有一个让金属线圈22的引出端部分22b插入其中的定位孔，则可以较容易地使金属线圈22在该模子内定位。
把人造树脂混合物注入内置金属线圈22的模子中，该人造树脂中主要由聚乙烯对酞酸分散剂和Ni-Cu-Zn铁氧体按35∶5∶60的比率混合而成。在该混合物固化后把模子除去，这样就获得如图3所示的基本上为长方形的模块的绝缘模制部件23。在本最佳实施例中，该绝缘模制部件23的尺寸是长为4.5mm、宽为2.5mm、高为2.5mm。
此后，用薄铜片制成盖状的金属盖24，并固定于绝缘模部件23的两端，使该金属盖24与金属线圈22的两端相接触，如图4的箭头A所示，在这种情况中，把金属盖24的尺寸做得比绝缘模制部件23的尺寸小许多，通过利用绝缘模制部件23的弹性，从而使金属盖24更好地固定于绝缘模制部件23上。在这种状态下，电源26连接到金属盖24上，电流通过金属线圈22，如图5所示。因此，金属线圈22和金属盖24之间的连接部位产生焦耳热并熔化，使得金属盖24焊接到金属线圈22的两端。在该焊接过程中产生的热也把绝缘模制部件23的两端熔化，使得绝缘模制部件的端头收缩并与金属盖24表面脱离(例如与金属盖的间距约为200μm)，从而分别在金属盖24与绝缘膜制部件23的两端之间形成空隙25。
接着，在金属盖24上镀上用于提高可焊性和抗氧化性的金属膜，这样就获得其有如图1所示结构的电感21。
在这些工艺过程中，通过利用模子可以简单而有效地制成内嵌有金属线圈22的绝缘模制部件23。使连接到金属盖24的电源26所提供的电流通过金属盖24，则在金属线圈22与金属盖24之间的连接部位产生焦耳热并熔化，使得金属盖24焊接到金属线圈22的两端上。绝缘模制部件23的两端也熔化并收缩，从而在金属盖24与绝缘模制部件23的两端面之间产生空隙2 。这制造过程能够提高生产电感21的效率。
在上文中根据本发明的最佳实施例对本发明作了描述，但本发明不只限于该公开的最佳实施例。相反地，本发明包括本发明精神和范围内的各种变化和等同的次序调整。
例如，绝缘模制部件除了基本为矩形外也可以是基本为圆形或其他形状。另外，绝缘模制部件也可以由有机材料制成，这样在焊接过程中，该绝缘模制部件的端头会烧去一部分，从而在金属盖与绝缘模制部分两端面之间形成空隙。对金属盖可以先镀金属膜再焊接到金属线圈上。
如上文所述，根据本发明的最佳实施例，金属线圈是嵌于绝缘模制部件内的，作为电极的金属盖固定于绝缘模制部件的两端，使得金属盖与金属线圈的两端电连接。因此，这样就可获得一种能够进行大批量产生，结构简单，包含零件少的表面安装电感。由于形成于金属盖与绝缘模制部件两端面之间的空隙吸收了绝缘模制部件与金属线圈之间热膨胀的差别，从而减小金属盖与金属线圈之间的焊接部位中的热应力，这样只以较低成本就可得到性能可靠的电感。
另外，根据本发明的最佳实施例，由于在把金属线圈嵌入绝缘模制部件内的步骤中，用模子来形成绝缘模制部件，则该电感可以做得尺寸精确且体积小、从而可易于增加集成度。另外，由于金属盖是通过焊接的方式电连接到金属线圈的两端的，则在焊接中产生的热量使绝缘模制部件的两端面发生熔化、吸缩并与金属盖表面脱离。从而在绝缘模制部件的两端面与金属盖之间形成空隙。这样可以简单而有效地生产电感。

Claims (20)

1、一种电感，其中包括如下部件：
一个其中混合着磁粉的绝缘模制部件；
一个内嵌于所述绝缘模制部件中的金属线圈；
固定于所述绝缘模制部件两端头上的金属盖；
其特征在于，所述金属盖电连接到所述金属线圈的两端，并在所述绝缘模制部件的两端面与所述金属盖之间的形成空隙。
2、根据权利要求1所述的电感，其特征在于，所述绝缘模制部件至少由树脂材料或橡胶材料制成。
3、根据权利要求1所述的电感，其特征在于，所述空隙位于所述绝缘模制部件的两端面与所述金属盖之间，使得所述绝缘模制部件与所述金属盖之间的热膨胀的差别可以被该空隙所吸收。
4、根据权利要求1所述的电感，其特征在于，位于所述绝缘模制部件的两端面与所述金属盖之间的所述空隙是通过在焊接中产生的热量使绝缘模制部分融化、收缩，并且使所述绝缘模制部件的端面与所述金属盖相脱离形成的。
5、根据权利要求1所述的电感，其特征在于，所述金属线圈的两端从所述绝缘模制部件的端面伸出来。
6、根据权利要求1所述的电感，其特征在于，每个所述金属盖包括上部分、下部分和侧面部分，所述侧面部分把所述上部分和下部分连接起来。
7、根据权利要求6所述的电感，其特征在于，每个所述金属盖的所述上部分和下部分与所述绝缘模制部件相接触，而每个所述金属盖的所述侧面部分与所述绝缘模制部分相分离。
8、根据权利要求7所述的电感，其特征在于，所述金属线圈的两端分别从所述绝缘模制部件的两端面伸出来，并且与所述金属盖的侧面部分电连接和物理连接。
9、一种电感，其中包括如下部件：
一个绝缘模制部件；
一个内嵌于所述绝缘模制部件中的金属线圈；
置于所述绝缘模制部件的相对端面上的金属电极；
其特征在于，所述金属电极电连接到所述金属线圈的两端，并且所述绝缘模制部件的所述相对端面与所述金属电极相分离。
10、根据权利要求9所述的电感，其特征在于，所述绝缘模制部件中混合着磁粉。
11、根据权利要求9所述的电感，其特征在于，所述金属电极由金属盖构成。
12、根据权利要求9所述的电感，其特征在于，所述绝缘模制部件至少由树脂材料或橡胶材料制成。
13、根据权利要求9所述的电感，其特征在于，在所述绝缘模制部件的两端面与所述金属盖之间形成空隙，使得所述绝缘模制部件与所述金属盖之间的热膨胀的差别可以被该空隙所吸收。
14、根据权利要求9所述的电感，其特征在于，位于所述绝缘模制部件的两端面与所述金属盖之间的所述空隙是通过在焊接中产生的热量使绝缘模制部分融化、收缩，并且使所述绝缘模制部件的端面与所述金属盖相脱离形成的。
15、根据权利要求9所述的电感，其特征在于，所述金属线圈的两端从所述绝缘模制部件的相对端面伸出来。
16、根据权利要求9所述的电感，其特征在于，每个所述金属电极包括上部分、下部分和侧面部分，所述侧面部分把所述上部分和下部分连接起来。
17、根据权利要求16所述的电感，其特征在于，每个所述金属电极的所述上部分和下部分与所述绝缘模制部件相接触，而每个所述金属电极的所述侧面部分与所述绝缘模制部分相分离。
18、根据权利要求17所述的电感，其特征在于，所述金属线圈的两端分别从所述绝缘模制部件的两端面伸出来，并且与所述金属电极的侧面部分电连接和物理连接。
19、一种生产电感的方法，其特征在于，其中包括如下步骤：
把金属线圈置于一个模子中，并把混合着磁粉的绝缘材料注入到所述模子中以形成绝缘模制部件；
把金属盖固定于所述绝缘模制部件的两端并使所述金属盖与所述金属线圈的两端相接触；
把所述金属盖焊接到所述金属线圈的两端，并利用在焊接中产生的热量，在所述绝缘模制部件的两端面与所述金属盖表面之间形成空隙。
20、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，形成于所述金属盖与所述绝缘模制部件之间的空隙是通过利用在焊接中产生的热量，使所述绝缘模制部件及其两端面熔化、收缩并与所述金属盖脱离形成的。
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