CN1267066A - 线圈和表面安装型线圈元件 - Google Patents

Abstract

一种表面固定型线圈元件,包含一个线圈、一个箱形的芯件、和一个盖芯件。通过线圈上绕线终止端的两个位置,两个延伸的部分彼此相对的进行延伸,从而在穿过由沿边缠绕所形成的绕组中心的直线上被分开180度。箱形的芯件包含一个凹部。箱形芯件的四个角已经被去除。在以90度的间隔限定出的侧壁中形成槽。将两个延伸部分容纳在槽中,每个延伸部分的一端设置在箱形芯件的安装面上,从而向外延伸。

Description

线圈和表面安装型线圈元件

本发明涉及一种线圈和表面安装型线圈元件，更具体的涉及一种已经通过将平的直线沿边方向进行缠绕而形成的线圈和一种包含线圈的表面安装型线圈元件。

传统的表面安装型线圈元件包含沿边进行缠绕而形成的线圈，如图8和9所示。在图8中所示的线圈元件1中，线圈2被夹在一对E-形铁氧体芯件3之间。通过同心的将直线缠绕成环状的结构(或沿边进行缠绕)而形成线圈2。线圈2的延伸部分2a和2b彼此平行的在一个方向上进行延伸。

在图9中所示的线圈元件5中，线圈6被容纳在箱形铁氧体芯件7中。通过将平的直线沿边进行缠绕而形成线圈6。将铁氧体芯件8插入到线圈6中心部分的孔6c中，并将限定盖的铁氧体芯件9放置在芯件8和线圈6之上将它们盖住。线圈6的延伸部分6a和6b彼此在同一方向上进行延伸。

通常的，为了作为表面安装型外部电极使用，线圈元件1的线圈2的延伸部分2a和2b被沿铁氧体芯件3和3的表面进行弯曲。类似的，线圈元件5的线圈6的延伸部分6a和6b被沿铁氧体芯件7的表面弯曲，以便被用做表面安装型外部电极。然而，传统的线圈元件1的延伸部分2a和2b和传统的线圈元件5的延伸部分6a和6b被分别形成在线圈2的绕组中心的一侧和线圈6的绕组的中心的一侧。因此，在轴向上的线圈2和6的结构如下，即形成有延伸部分2a和2b的边和形成有延伸部分6a和6b的边分别比未形成延伸部分2a和2b的相对边及未形成延伸部分6a和6b的相对边高。结果，当如图10中所示，线圈2的延伸部分2a和2b沿铁氧体芯件3的表面弯曲，线圈2变得倾斜，这样通常会使得延伸部分2a和2b的端部相对铁氧体芯件3的表面伸出。这样可防止传统的线圈元件1的安装面被放置在很难将其安装到印刷电路板中的水平位置。

另外，当将线圈元件1和5安装到印刷电路板或其他的基片上时，分别只在线圈元件1和线圈元件5的一侧上设置通过弯曲延伸部分2a和2b而限定的表面安装外部电极和通过弯曲延伸部分6a和6b而形成的表面安装电极。因此，可将线圈元件1和5拉到一侧并被安装成倾斜的状态。另外，在安装到印刷电路板上后，线圈元件1和5会不稳定。

箱形铁氧体芯件7、铁氧体芯件8和线圈元件5的铁氧体芯件9组成磁电路，其性能优于通过线圈元件1的一对E-形铁氧体芯件3所限定出的电路。然而，即使是线圈元件5的磁电路，被设置在线圈5的绕组中心一侧的线圈6的延伸部分6a和6b会局部的干扰磁路，从而磁力线会集中到与延伸部分6a和6b的侧面相对的未设置延伸部分6a和6b的侧面上(图9中的侧面A)。因此，容易发生磁饱和，从而很难产生高效的电感。另外，位于线圈元件1的芯件3四角处的部分P1和位于线圈元件5的芯件7的四角处的部分P2无法有效的充当磁电路的作用，其结果是造成空间的浪费。

为了克服上述的问题，本发明的最佳实施例提供一种线圈和表面安装型线圈元件，其可易于安装并可获得高效的电感。

根据本发明的最佳实施例，线圈包含：

沿边缠绕部分和两个延伸部分，两个延伸部分从沿边缠绕部分的两个位置延伸，两个延伸部分彼此相对进行延伸，从而沿穿过沿边缠绕部分的中心的直线分开180度角。

此独特的结构和设置使得可以沿边缠绕直线的方式延伸线圈的延伸部分，换句话说，通过沿边进行弯曲可容易的延伸来自沿边绕组的各个端的延伸部分。

通过沿边绕组终止端两处所限定出的角度与两个延伸部分所限定出的角度可以不同。这是由于对延伸部分的延伸方向并无限制，可设定线圈的电感值。

根据本发明的最佳实施例，所提供的表面安装型线圈元件包含：

一个线圈，该线圈包含沿边缠绕部分和两个延伸部分，两个延伸部分从沿边缠绕部分的两个位置延伸，两个延伸部分彼此相对进行延伸，从而沿穿过沿边缠绕部分的中心的直线分开180度角。及用于在其中容纳线圈的芯件。

芯件最好为第一芯件，其具有一个用于在其中容纳线圈的凹陷，和第二芯件，限定一个盖体，并设置成覆盖住第一芯件的凹陷。

第一芯件最好为箱形，并可包含用于在其中容纳线圈的延伸部分的槽，槽被形成在以90度间隔或180度间隔形成有凹部的侧壁中。

通过上述的结构，线圈的两个延伸部分在相反的方向上进行延伸，从而沿穿过沿边进行缠绕部分的中心的直线分开成180度。因此，即使当沿芯件的表面弯曲延伸部分，它们也不会从芯件的表面升高。另外，通过弯曲延伸部分而限定出的表面安装外部电极被设置在线圈元件的两侧上。因此，印刷电路板或其他基片上的线圈元件不会被安装成倾斜状态，从而不会造成已经被安装到印刷电路板的线圈元件不稳定。另外，由于在线圈的绕组的中心一侧上未设置线圈的延伸部分，在芯件的局部不会造成磁力线的集中，从而可提高磁饱和性能。

当芯件包含一个箱形芯件和另外一个限定盖体的芯件时，可去掉箱形芯件的角。这样可使整个的箱形芯件充当磁电路的作用。

当箱形芯件包含用于在其中容纳线圈的延伸部分的槽时，可去掉箱形芯件的角。

通过下面结合相应附图的详细描述会对本发明的其他的特点和优点有更清楚的了解。

图1为根据本发明的第一最佳实施例的线圈和表面安装型线圈元件的分解透视图。

图2为从图1的安装面一侧看到的表面安装型线圈元件的外部透视图；

图3为根据本发明的第二最佳实施例的线圈和表面安装型线圈元件的分解透视图。

图4为图3中的表面安装型线圈元件的竖直截面示意图。

图5为图3中的表面安装型线圈元件的仰视图。

图6为图3中的表面安装型线圈元件的另外一个实例的仰视图。

图7为根据本发明的第三最佳实施例的线圈和表面安装型线圈元件的分解透视图。

图8为传统的线圈元件的分解透视图。

图9为另一个传统的线圈元件的分解透视图。

图10为图8中所示的线圈元件的侧视图。

下面将参考附图对根据本发明的最佳实施例的线圈和表面安装型线圈元件进行描述。

下面将参考图1和图2对根据本发明的第一最佳实施例的表面安装型线圈元件进行描述。如图1中所示，表面安装型线圈元件11包含线圈12、第一芯件13，其最好具有基本上为长方形的箱形；和第二芯件14，其限定出一个用于覆盖线圈12和第一芯件的盖。通过将平的直线缠绕为环形(或通过沿边对直线进行缠绕)而形成线圈12。直线可为在其表面上形成诸如聚胺酯膜或聚酯膜的绝缘膜的直铜线(带状或金属薄片)。

在线圈12中，延伸部分12b通过从轴向上的线圈12的上端处的缠绕终止位置25沿边进行弯曲而向外进行延伸。类似的，通过从位于轴向上的线圈12的下端的缠绕终止位置沿边弯曲而使延伸部分12a向外进行延伸。当延伸部分12a向外延伸时，该部分以大约90度的角度向上进行弯曲，然后再次以大约90度的角度进行弯曲，从而其与延伸部分12b位于同一个平面上。换句话说，延伸部分12a和12b以相反的方向进行延伸，从而它们沿穿过缠绕部分12c的直线L上分开大约180度。相应的，通过进行沿边的弯曲，可容易的使延伸部分12a和12b从沿边进行缠绕部分向外进行延伸，即通过沿边缠绕技术。

为了在其中容纳线圈12，在基本上为长方形的箱形芯件13的安装面13b的中心部分上形成一个长方形凹部21。在凹部21的中心部分中形成柱状的芯部22。使用盖芯件14覆盖箱形芯件13中的凹部21。芯件13和14由绝缘材料或磁性材料构成。在第一实施例中，用诸如铁氧体材料的磁性材料构成箱形芯件13和盖芯件14。因此，芯件13和14结合限定出闭合磁路。

事先去除形成在线圈12的延伸部分12a和12b表面上的绝缘膜，此后，如果需要，可对延伸部分12a和12b进行焊镀操作和浸入焊料操作。在形成线圈元件11的过程中，没有必要提前进行对延伸部分12a和12b的焊镀操作或从延伸部分12a和12b去除绝缘膜。可在形成线圈元件11过程中的后面进行。然后将线圈12容纳在箱形芯件13的凹部21中，将芯部22插入到限定在线圈12的中心部分中的孔12c中。在插入芯部22后，将线圈12的延伸部分12a和12b设置到箱形芯件13的安装面13b上，以便向外进行延伸。在延伸部分12a和12b已经向外延伸后，为了覆盖凹部21的开孔，将盖芯件14安放在线圈12上。此后，如果需要的话，可用树脂(或黏结剂)18填充凹部21。

如图2中所示，被设置在箱形芯件13的安装面13b上的线圈12的延伸部分12a和12b被沿箱形芯件13的各个外侧壁13a弯曲，以便被用做表面安装型外部电极。

在具有如上结构的表面安装型线圈元件11中，线圈12的延伸部分12a和12b彼此相对延伸，从而它们在穿过沿边缠绕部分12c的中心的直线L上彼此分开大约180度。因此，即使当沿箱形芯件13的各个侧壁13a弯曲延伸部分12a和12b时，它们也不会从安装面13b上升高。其结果，线圈元件11的安装面13b可可靠的位于正确的水平位置，从而大大的提高印刷电路板或其他的基片上的元件的可安装性。

另外，在表面安装型线圈元件11中，由于彼此相对设置通过弯曲延伸部分12a和12b而限定出的表面安装外部电极，从而可将线圈元件11可靠并稳定的安装到印刷电路板上的水平位置。因此，在将其已经安装到印刷电路板上后，线圈元件11可被稳定并可靠的安装，而不会产生摇动或不稳定。

另外，在表面安装型线圈元件11中，由于相对于线圈12的绕组的中心彼此相对对称设置线圈12的延伸部分12a和12b，从而可分离大约180度，在由芯件13和14所构成的磁路中的磁力线不会集中到一侧。磁力线不会偏置或倾斜。这样可大大的提高磁饱和性能，从而线圈元件11可高效的产生电感。

下面将参考图3到图6对本发明的第二实施例的表面安装型线圈元件进行描述。如图3中所示，表面安装型线圈元件31最好包含线圈32、第一芯件33，其具有基本上为长方形的形状；和第二芯件34，其用于覆盖元件31和第一芯件33。最好通过将平直线同心缠绕成环形(或通过沿边进行缠绕)而形成线圈32。

在线圈32中，延伸部分32b通过从轴向上的线圈32的上端处的缠绕终止位置45沿边进行弯曲而向外进行延伸。当延伸部分32b向外延伸时，该部分以大约90度的角度向上进行弯曲，然后预定部分再次以大约90度的角度向着外侧进行弯曲。相类似，延伸部分32a通过从轴向上的线圈32的下端处的缠绕终止位置沿边进行弯曲而向外进行延伸。当延伸部分32a向外延伸时，该部分以90度的角度向上进行弯曲，然后预定部分再次以90度的角度向着外侧进行弯曲，从而其与延伸部分32b位于同一个平面上。延伸部分32a和32b以相反的方向进行延伸，从而它们沿穿过沿边缠绕部分的中心的直线L分开大约180度。相应的，通过进行沿边的弯曲，可容易的使延伸部分32a和32b向外进行延伸，即通过沿边缠绕技术。

为了在其中容纳线圈32，在长方形箱形芯件33的安装面33b的中心部分上形成一个大致上为长方形的凹部41。削平并去除掉箱形芯件33的四个角。在凹部41的中心中形成一个柱状的芯部42。此芯部42不一定与箱形芯件33形成为一体。在限定凹部41的侧壁中以90度间隔形成槽43。换句话说，通过形成槽43从而与各个切除部分(或削平角)33a相对，其中的切除部分是通过去除箱形芯件33的四个角而形成的。以大约90度的间隔设置四个槽43，从而在组装线圈元件31时可消除方向上的限制。可在任意的方向上组装线圈元件31。

在箱形芯件33中用盖芯件34覆盖凹部41。芯件33和盖芯件34由绝缘材料或磁性材料构成。在第二最佳实施例中，可用铁氧体或其他的磁性材料构成芯件33和34。芯件33和34共同限定出一个闭合磁路。

将线圈32容纳在形成在芯件33中的凹部41中，将芯部42插入到形成在线圈32的中心中的孔32c中。然后，将延伸部分32a的一部分和延伸部分32b的一部分容纳在任何两个相对的槽43中。在芯件33的安装面33b处设置延伸部分32a的一个端部和延伸部分32b的一个端部，以便向外延伸。此后，将芯件34设置在线圈32上，以便盖住凹部41的开口，此后，如果需要的话，可用树脂或黏结剂38填充凹部41(参见图4)。

如图4和图5中所示，沿芯件33的各自相应的切除部分(削平角)33a弯曲设置在芯件33的安装面33b处的延伸部分32a和32b，以便用做表面安装外部电极。

在具有上述结构的表面安装型线圈元件31中，延伸部分32a和32b彼此相对延伸，从而它们沿穿过沿边缠绕部分的中心的直线L分开大约180度。因此，即使当沿箱形芯件33的各个切除部分33a弯曲延伸部分32a和32b时，它们也不会从安装面33b上升高。其结果，可将线圈元件31的安装面33b设置在其适当的高度位置，这样可增强其相对诸如印刷电路板的可安装性。

另外，在表面安装型线圈元件31中，由于彼此相对设置通过弯曲延伸部分32a和32b而限定出的表面安装外部电极，当将其安装到印刷电路板上时，可将线圈元件31放置到适当的高度位置。因此，在将其已经安装到印刷电路板上后，不会产生线圈元件31不稳定的问题。

另外，在表面安装型线圈元件31中，由于相对于线圈32的绕组的中心彼此相对对称设置线圈32的延伸部分32a和32b，从而可分离大约180度，在由芯件33和34所限定的磁路中的磁力线不会集中到一侧。这样可提高磁饱和性能，从而线圈元件31可高效的产生电感。

另外，通过去除芯件33的角，基本上整个的箱形芯件33都可起到磁电路的功能，从而不会浪费空间。这可保证更有效的产生电感。在限定凹部41的侧壁中可以大约180度的间隔形成切口43，如图6中所示。

下面将参考图7对表面安装型线圈元件的第三最佳实施例进行描述。第三最佳实施例的表面安装型线圈元件51包含一个线圈，其中两个绕组终止位置限定出的角和两个延伸部分限定出的角彼此不同。如图7中所示，表面安装型线圈元件51包含一个线圈52，一个第一芯件53，其具有一个基本上为长方形的箱形；和第二芯件54，其限定出一个用于覆盖线圈52和第一芯件53的盖。通过将直线沿边进行缠绕可形成线圈52。芯件53和54可由绝缘材料或磁性材料构成。

在线圈52中，在轴向上通过在线圈的上侧的缠绕终止位置65沿边弯曲可使延伸部分52b向外延伸。类似的，在轴向上通过在线圈52的下侧的缠绕终止位置沿边弯曲可使延伸部分52a向外延伸。当延伸部分52a向外延伸时，该部分以大约90度角度向上弯曲，然后在与延伸部分52b所处的同样平面上以大约90度的角度向内弯曲。然后，沿边弯曲延伸部分52a以向外延伸。线圈52的两个绕组终止位置65彼此相对限定出一个大约90度角，而两个延伸部分52a和52b彼此相对限定出一个180度角。

在大致长方形箱形芯件53的安装面53b的大致中心部分中形成凹部61，以便在其中容纳线圈52。凹部61的形状最好是通过相对的曲线限定出的，每个凹部的周长为圆周的大约1/4，且与曲线线性相切。通过此形状可容易的将盖芯件54设置在凹部61中的适当的位置，从而可减少电感值的变化。在凹部61的中心设置大致柱状的芯部62。

线圈52被容纳在箱形芯件53中的凹部61中，将大致柱状的芯部62插入到形成在线圈52的大致中心部分中的孔52c中。然后，在箱形芯件53的安装面53b上设置线圈52的延伸部分52a和52b。此后，在线圈52上设置芯件54，从而覆盖凹部61，如果需要的话，可用树脂或黏结剂38填充凹部61(参看图4)。

沿芯件53的各个侧壁53a弯曲设置在箱形芯件53的安装面53b上的线圈52的延伸部分52a和52b，以便用做表面安装外部电极。

具有上述结构的表面安装型线圈元件51具有与第最佳一实施例的表面安装型线圈元件11相同的工作优点。在第一实施例的线圈元件11中，由线圈12的两个绕组终止位置25限定出的角度和由延伸部分12a和12b所限定出的角度相同，(换句话说，绕组终止位置25的方向和延伸部分12a和12b的延伸方向相同)。相反的，在第三实施例的线圈元件51中，延伸部分52a和52b延伸，从而线圈52的两个绕组终止位置65的走向不受延伸部分52a和52b的延伸方向的影响。将由两个绕组终止位置65限定的角度设定的不同于由延伸部分52a和52b的延伸方向所限定的角度。其结果，可将由两个绕组终止位置65(即两个绕组终止的位置)限定出的角度限定在任意的数值，这样可将线圈52的电感设定在所需的数值。

需注意的是，本发明并不限于上述的最佳实施例的表面安装型线圈元件的结构，从而在本发明的范围内可做各种的变化和修改。例如，可对箱形芯件的形状进行改进。虽然图3中所示的箱形芯件由于去除了四个角而成为大致八角形，而图6中的箱形芯件由于去除了两个角而成为大致六角形，其也可形成为其他的形状，或根据用户对产品的要求形成为大致环形或长方形。另外，线圈容纳部分也可为不同的结构。虽然在上述的最佳实施例中，通过将箱形件和盖芯件结合而形成线圈容纳部分，也可在容纳线圈的内部通过将两个箱形芯件组合并彼此啮合或彼此相对抵住而形成。

通过上面的描述可看出，根据本发明，线圈的两个延伸部分在相反的方向上进行延伸，从而沿穿过线圈的沿缠绕部分中心的直线分开大致180度。因此，即使当沿芯件的表面弯曲延伸部分时，它们也不会升高。这样可保证线圈元件的安装面被可靠稳定的安装，从而增强其相对诸如印刷电路板或其他的基片的可安装性。另外，通过沿边缠绕直线的技术可使线圈的延伸部分进行延伸。换句话说，从各个绕组终止位置，延伸部分可容易的彼此相对延伸，从而通过沿边弯曲可分开大约180度。

另外，根据本发明，由于通过弯曲延伸部分而形成的表面安装型外部电极被设置在线圈元件的两侧上，在线圈元件安装到印刷电路板上时其可被设置到适宜的水平位置。其结果，可减少其产生晃动。在本发明中，只在线圈的绕组的中心一侧上不形成线圈的延伸部分，且其不设置在倾斜的位置，从而在芯件中不会产生磁力线的局部集中的情况。这样可提高芯件的磁饱和性能，可生产出高效产生电感的线圈元件。

另外，根据本发明，通过切除箱形芯件的角，基本上整个箱形芯件都充当磁电路的功能。因此，可在不浪费空间的情况下更高效的产生电感。

虽然已经对本发明的最佳实施例进行了描述，各种的变化形式都在本发明的范围之内。因此，需明确本发明的范围只由所附的权利要求进行限定。

Claims (19)

1.一种线圈，其特征在于包含：

一个沿边缠绕部分；和

两个延伸部分，其从沿边缠绕部分的两个位置进行延伸，两个延伸部分被设置成彼此相对延伸，从而沿穿过沿边缠绕部分中心的直线分开大约180度的角度。

2.根据权利要求1所述的线圈，其特征在于由沿边缠绕部分所限定出的角度和由两个延伸部分所限定出的角度彼此不同。

3.一种表面安装型线圈，其特征在于包含：

一个线圈，其包含一个沿边缠绕部分和两个延伸部分，两个延伸部分从沿边缠绕部分两个位置进行延伸，两个延伸部分彼此相对设置，从而在沿穿过沿边缠绕部分的中心的直线分开成180度角；和在其中用于容纳线圈的芯。

4.根据权利要求3所述的表面安装型线圈元件，其特征在于芯件包含第一芯件，其具有用于容纳线圈的凹部，和第二芯件，其被设置成可覆盖箱-形芯件的凹部的开口。

5.根据权利要求3所述的表面安装型线圈元件，其特征在于凹部基本上为长方形。

6.根据权利要求4所述的表面安装型线圈元件，其特征在于凹部基本上为环形。

7.根据权利要求4所述的表面安装型线圈元件，其特征在于第一芯件具有基本上为箱-形的结构。

8.根据权利要求4所述的表面安装型线圈元件，其特征在于第一芯件包含用于在其中容纳线圈的延伸部分的槽，槽被形成在侧壁中，该侧壁以大约90度间隔或大约180度间隔限定出凹部。

9.根据权利要求4所述的表面安装型线圈元件，其特征在于去除第一芯件的角。

10.根据权利要求4所述的表面安装型线圈元件，其特征在于第一芯件和第二芯件由磁性材料构成。

11.根据权利要求4所述的表面安装型线圈元件，其特征在于沿第一芯件的外侧壁弯曲延伸部分，延伸部分限定出表面安装型外部电极。

12.根据权利要求3所述的表面安装型线圈元件，其特征在于至少其中的一个延伸部分包含第一部分，其以大约90度角度向上弯曲，和第二部分，其相对第一部分以大约90度角度弯曲。

13.根据权利要求3所述的表面安装型线圈元件，其特征在于第一和第二芯件的结构可限定出一个闭合磁路。

14.根据权利要求3所述的表面安装型线圈元件，其特征在于第一芯件为箱形且箱形芯件的四个角被去除并削平。

15.根据权利要求3所述的表面安装型线圈元件，其特征在于延伸部分包含被设置在第一芯件的安装面上的部分并被弯曲限定出表面安装外部电极。

16.根据权利要求3所述的表面安装型线圈元件，其特征在于第一芯件为箱形，且基本上整个的箱形芯件限定出一个磁路。

17.根据权利要求3所述的表面安装型线圈元件，其特征在于芯包含一个第一芯件，其具有用于在其中容纳线圈的凹部，和第二芯件，其限定出一个用于覆盖线圈和第一芯件的盖，第一芯件具有由相对的曲线限定出的凹陷形状，每个凹部的周边为大约1/4圆，且与曲线相切。

18.根据权利要求17所述的表面安装型线圈元件，其特征在于第一芯件包含位于凹部的中心的柱状的芯部。

19.根据权利要求3所述的表面安装型线圈元件，其特征在于芯包含一个芯件，其具有多边形、大致环形、和大致长方形中的其中的一种形状。

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