CN1763872B

CN1763872B - 磁性元件

Info

Publication number: CN1763872B
Application number: CN2005101140378A
Authority: CN
Inventors: 佐野完
Original assignee: Sumida Corp
Current assignee: Sumida Corp
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: TWI314330B; US7280025B2; TW200614285A; CN1763872A; JP2006120887A; US20060089022A1

Abstract

本发明提供能够进行导体定位，同时又能够减小外形尺寸的磁性元件；它具备：具有贯通筒状部的贯通孔(21)的磁芯(20)，在表面进行了电镀处理、插通贯通孔(21)的线状的导体(30)，以及一端电连接于导体(30)、另一端位于磁芯(20)的下底面(22a)、在与该下底面(22a)相对的外部安装基板上安装的安装端子；导体(30)与安装端子设置成一整体结构，安装端子具有借助于弯折从导体(30)的一端侧向下底面(22a)侧延伸的下方延伸部(31)，以及借助于弯折而位于下底面(22a)的安装部(32)；在下底面(22a)上，对应于安装端子的个数设置使安装部(32)进入的底面凹部(23)，底面凹部(23)的深度尺寸比安装部(32)的厚度尺寸小。

Description

磁性元件

技术领域

本发明涉及使用于例如计算机的电源部等各种电气产品的磁性元件。

背景技术

在例如计算机的电源部等中，开关电路内使用动作频率高的(高频驱动的)开关元件。这样，在开关电路中动作频率高的情况下，也要求该电路内使用的磁性元件的电感值是微小的值。因此，专利文献1中公开了作为具有这样的微小的电感值的磁性元件的一种。

专利文献1公开的磁性元件中，设置有贯通大致为矩形的磁芯的长度方向的中空部，并具有沿着该中空部的长度方向，在该中空部的内部只配置一卷带状导体(导体)的元件。又，导体的端部从中空部突出，同时，向磁芯的底面侧弯折。

通过采用这样的结构，能够减小磁性元件的外形尺寸，形成具有微小电感值的形态。而且，直流叠加特性良好并能够流过大电流。

专利文献1：特许第3366916号公报(参照图2和段落0011等)

发明内容

但是，在上述专利文献1中公开的磁性元件中，使导体贯通中空部后，将该导体弯折，其后将弯折形成的面安装端子安装于基板等上。在这种情况下，中空部的宽度与导体大致相同，而且在只有一支导体插通中空部的情况下，在中空部的宽度方向上，导体的位置不发生偏差，不会产生特别的问题。但是，在向中空部插通例如两支导体的情况下，在这两支导体的端子之间如果发生位置偏差就会发生短路等情况，这是不希望的。又，即使在例如只插入一支导体的情况下，在与中空部内部之间有间隙时，也存在端子产生位置偏差，发生不稳定的问题。

又，一旦导体的中空部的位置发生偏差，往往会导致磁性元件特性的变动。因此也存在制造的每一个磁性元件的特性有偏差的问题。

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于，提供一种能够进行导体定位，同时能够使外形尺寸减小的磁性元件。

为了解决上述课题，本发明磁性元件，具备：通过将铁氧体材料烧结为筒状、具有筒状部和贯通该筒状部的贯通孔形成的磁芯，具有导电性、并且在其表面进行了电镀处理、插通所述贯通孔的线状的导体，以及，一端电连接于导体、同时另一端位于磁芯的下底面、在与该下底面相对的外部安装基板上安装的安装端子；导体与安装端子设置成一整体结构，该安装端子具有借助于弯折从导体的一端侧向磁芯的下底面侧延伸的下方延伸部，以及借助于弯折而位于磁芯的下底面的安装部；在磁芯的下底面上，对应于安装端子的个数设置使安装部进入的底面凹部。

在这样构成的情况下，导体与安装端子成一整体结构，因此如果将导体弯折，能够形成安装端子的下方延伸部和安装部。而且安装部嵌入磁芯的下底面上设置的底面凹部。因此只要把安装部嵌入底面凹部，就容易对导体进行定位，而且能够可靠地进行定位。又，通过把安装部嵌入底面凹部，能够减少导体的摇动。而且通过将安装部嵌入底面凹部，进行导体定位，能够减少磁性元件的特性波动，特性设计也容易进行。又，能够把磁性元件的厚度尺寸减小安装部插入底面凹部的量，能够谋求使磁性元件薄型化和小型化。

又，本发明磁性元件是，在上述发明的基础上，磁芯中存在贯通孔的开口部分的端面上，对应于安装端子的个数设置使安装端子的下方延伸部进入的端面凹部。

在这样构成的情况下，下方延伸部除了底面凹部外，还嵌入设置于磁芯的端面上的端面凹部，因此能够更加容易且可靠地进行导体的定位。又，通过在端面的凹部嵌入下方延伸部，能够减少导体的摇动。而且，通过将下方延伸部嵌入端面凹部，进行导体定位，能够减少磁性元件的特性的波动，特性的设计也容易实施。又，能够把磁性元件的贯通孔长度方向上的尺寸减小下方延伸部嵌入端面凹部的量，谋求磁性元件的小型化。

而且，本发明磁性元件是在上述发明的基础上，多支导体沿着贯通孔的长度方向以相互保持距离的状态插通所述贯通孔。

在这样构成的情况下，根据导体的支数不同，可以用于例如高频驱动电路的电感、噪声滤波器、普通模式扼流圈、变压器等各种用途。

采用本发明，容易决定磁性元件中的导体的位置。而且，能够减小磁性元件的外形尺寸。

附图说明

图1是表示本发明一实施形态的磁性元件的总体结构，同时配置为下底面位于上方的状态下的立体图。

图2是图1的磁性元件的结构的正视图。

图3是图1的磁性元件的结构的侧剖面图。

图4是图1的磁性元件的变形例，是表示具有宽度较大的底面凹部的磁性元件的结构的，下底面配置于上方位置的状态下的立体图。

图5是图1的磁性元件的变形例，是表示具有宽度较大的底面凹部，同时具有端面凹部的磁性元件的结构的，下底面配置于上方位置的状态下的立体图。

图6是图1的磁性元件的变形例，是表示具有宽度狭窄的两个底面凹部，同时具有端面凹部的磁性元件的结构的，下底面配置于上方位置的状态下的立体图。

图7是图1的磁性元件的变形例，是表示在磁芯上形成缝隙的结构的，下底面配置于上方位置的状态下的立体图。

图8是图7的磁性元件的结构的正视图。

图9是图1的磁性元件的变形例，是表示图4的磁芯上形成缝隙的结构的，下底面配置于上方位置的状态下的立体图。

图10是图1的磁性元件的变形例，是表示图5的磁芯上形成缝隙的结构的，下底面配置于上方位置的状态下的立体图。

图11是图1的磁性元件的变形例，是表示图6的磁芯上形成缝隙的结构的，下底面配置于上方位置的状态下的立体图。

符号说明

10 磁性元件

20 磁芯

21 贯通孔

23 底面凹部

24 缝隙

30 导体

31 下方延伸部(安装端子的一部分)

32 安装部(安装端子的一部分)

具体实施方式

以下根据图1～图3对本发明一实施形态的磁性元件10进行说明。图1是表示磁性元件10的总体结构，同时配置为下底面22a位于上方的立体图。图2是表示磁性元件10的结构的正视图。图3是表示磁性元件10的结构的侧剖面图。

另外，在以下的说明中，所谓上侧是指磁性元件10中与下述下底面22a保持距离的上表面22c侧，所谓下侧是指设置有下述底面凹部23的一侧。又，所谓高度方向是指连接磁性元件10的上表面22c与下底面22a的上下方向。

本实施形态中的磁性元件10，如图1等所示，具备磁芯20和导体30。其中，磁芯20其材料采用Mn-Zn系等铁氧体。但是，磁芯20的材料不限于Mn-Zn系铁氧体，也可以使用Ni-Zn系的铁氧体、铁硅铝磁合金(Fe-Si-Al)、坡莫合金(Fe-Ni)、Fe-Si-Cr等各种磁性材料。

又，磁芯20其外观大致为长方体形状。详细地说，构成大致为长方体形状的磁芯的磁芯20的6个外表面22中，与安装基板(未图示)直接相对的外表面(图1中位于上方的外表面，在以下说明中作为下底面22a。)、以及与其平行的上表面22c，设置为6个外表面22中面积最大的外表面。还有，在以下说明中，6个外表面22除了包括有下底面22a和上表面22c，此外还有与贯通孔21的长度方向平行的侧面22b、22d、存在着贯通孔21的开口部分的端面22e、22f。在对这些外表面22进行说明时，这些下底面22a、上表面22c、侧面22b、22d、端面22e、22f等也分别作为外表面22a～22f被加以说明。

在该磁芯20上设置贯通孔21。贯通孔21沿着磁芯20的长度方向设置，而且贯通孔21被设置为贯穿磁芯20的长度方向。又，构成贯通孔21的内壁面(未图示)，分别与外表面22a～22d仅保持规定的尺寸的距离。但是，为了确保贯通孔21的成型性，该贯通孔21的高度尺寸设定为一定值以上。还有，贯通孔21的高度尺寸的下限有例如0.1mm的例子。又，贯通孔21的宽度尺寸设置得比高度尺寸大得多。

还有，磁芯20由于具有这样的贯通孔21，外观形成筒状。因此，磁芯20中除去贯通孔21的壁厚部分对应于筒状部。

另外，磁芯20中，与安装基板相对的下底面22a上设置有底面凹部23。底面凹部23比下底面22a更向上表面22c侧仅凹进规定的尺寸。该底面凹部23在本实施形态中对应于导体30的支数、设置为2个。在这里，导体30在贯通孔21的内部沿着磁芯20的长度方向配置。因此，底面凹部23也沿着磁芯20的长度方向设置，而且穿过下底面22a，因此，两个底面凹部23其外观形成槽状。

又，底面凹部23夹着沿磁芯22的下底面22a的长度方向的中心线，设置于大致对称的位置上。这两个底面凹部23相互仅保持一定尺寸的距离。因此形成即使在导体30被弯折并嵌入底面凹部23的情况下，也不会在两个导体30之间发生短路的结构。

还有，底面凹部23的深度尺寸设置为比下述安装部32的厚度尺寸小。这样，一旦将安装部32嵌入底面凹部23，安装部32形成从下底面22a突出的状态。

又，导体30如图1所示，为扁平状(带状)的细长构件，其材料采用铜等金属。还有，导体30的材料不限于铜，只要是低电阻而且具有柔软性的材料，什么材料都可以。该导体30的厚度尺寸设置为比上述贯通孔21的高度尺寸小，以便能够容易插入贯通孔21。

对该导体30的表面进行电镀处理。电镀处理为两层结构，该电镀处理的第一层(铜等的母材侧)由与母材能够紧密接合的材料构成。作为这种接合性良好的材料，例如有在铜上的镀镍层。又，电镀处理的第二层由用于确保安装时对焊锡的浸润性的材料构成。作为这样的用于确保浸润性的材料，例如有镀锡层。

又，如图1～图3所示，导体30中从贯通孔21突出的终端部分(对应于安装端子)沿着磁芯20的端面22e、22f向下方弯折。在下述说明中，以该部分(安装端子的一部分)作为下方延伸部31。又，下方延伸部31延伸到下底面22a，从到达该下底面22a的部位开始，再沿着下底面22a弯折。在该情况下，下方延伸部31(导体30)的下端弯折嵌入底面凹部23。在以下说明中，下方延伸部31(导体30)中，嵌入底面凹部23的部分(安装端子的一部分)作为安装部32。该安装部32向远离下方延伸部31侧沿着底面凹部23仅嵌入规定的长度。

以上所述结构的磁性元件10的制造方法将在下面进行说明。首先，利用Mn-Zn系铁氧体形成作为磁芯20的坯料(初始形态)的成型体，接着将该成型体烧结。在这种情况下，成型体中与贯通孔21对应的部位上预先插入例如另外的成型用的模具镶块。这样，在磁性元件10上，烧结后形成贯通孔21。还有，贯通孔21也可以在成型体烧结后，利用切削加工形成。而且，对成型体形成底面凹部23。底面凹部23，通过对下底面22a的表面切削规定深度而形成。

在形成磁芯20之后，接着将规定长度的两支导体30插入贯通孔21的内部。将在插入后、导体30中的从贯通孔21突出的部分向下底面22a略呈垂直弯折。紧接着该弯折，沿着下底面22a将导体30略呈垂直弯折。在这一弯折中，导体30的弯折部分对着底面凹部23的位置进行弯折以嵌入底面凹部23内。利用如上所述的弯折形成下方延伸部31和安装部32。还有，安装部32也可以紧接着在导体30弯折之后，切断多余的部分。又，这样的两个弯曲也可以用例如压力加工装置等依序或同时进行加工。如上所述完成磁性元件10的加工。还有，底面凹部23也可以在磁芯20的烧结工序之后形成。

采用这样的结构的磁性元件10，将底面凹部23设置于下底面22a，利用导体30的弯折形成的安装部32嵌入底面凹部23。因此，只要将安装部32嵌入底面凹部23，就能够进行导体30的定位。也就是说，通过设置底面凹部23，可以容易可靠地进行导体30的定位。以此能够防止两支导体30之间发生短路、能够防止由于短路而损坏磁性元件这样的不利情况的发生。

又，通过将安装部32嵌入底面凹部23，能够减少导体30的摇动。而且，通过将安装部32嵌入底面凹部23，能够进行导体30的定位，因此能够减少磁性元件10的特性波动，能够谋求实现磁性元件10的特性/品质的稳定化。

又，通过将安装部32嵌入底面凹部23，能够谋求将磁性元件10的高度减小相当于该嵌入部分的大小。这样能够减少磁性元件10的高度方向上的尺寸，谋求实现磁性元件10的小型化。

以上是本发明一实施形态的磁性元件10的结构的一个例子，但是，本发明的磁性元件不限于上述磁性元件10，而是可以有种种变形。其例子示于图4～图11。

图4中所示的磁性元件11，与图1所示的磁性元件10相比，底面凹部的形状不同。也就是说，图4所示的磁性元件11的底面凹部231不是设置于每一个导体30。也就是说，在磁性元件11中，将多根导体(本实施形态中为2根)30设置于相同的底面凹部231的内部。

在这种情况下，进行导体30的定位时，使2支导体30分别靠近底面凹部231的边缘部。这样能够对各导体30进行定位。又，在磁性元件11中，导体30位于底面凹部23，因此能够谋求减小磁性元件11的高度，谋求磁性元件11的小型化。

又，图5所示的磁性元件12具有与图4所示的磁性元件11相同的底面凹部231。但是，磁性元件12除了具有底面凹部231以外，在端面22e、22f上还具有端面凹部232。端面凹部232是从端面22e、22f凹进规定尺寸形成的，从下底面22a到贯通孔21，挖去端面22c、22f设置。

在这样的端面凹部232中嵌入下方延伸部31。这样，下方延伸部31则不会使下方延伸部31在磁性元件12的长度方向突出，能够减小长度方向上的磁性元件12的长度尺寸，也就是能够谋求磁性元件12的进一步小型化。又，通过将下方延伸部31嵌入端面凹部232，能够进一步可靠地将导体30定位。

在这里，在图5所示的磁性元件12中，端面凹部232的深度尺寸设置为比下方延伸部31(导体30)的厚度尺寸大。这样形成下方延伸部31不比端面22e、22f突出的凹陷的状态。因此能够减小磁性元件12的长度方向的尺寸，能够谋求磁性元件12的小型化。

还有，在图5以及下面所述的图6、图10、图11中，与端面凹部232同时设置底面凹部23、231。但是，在各图的结构中，也可以采用不设置底面凹部23、231、只设置端面凹部232的结构。

还有，图6所示的磁性元件13具有与图1所示的相同的两个底面凹部23以及与图5所示的相同的两个端面凹部232。通过这些因素的进一步结合，可以谋求磁性元件13的进一步小型化。又，通过使下方延伸部31嵌入端面凹部232，可以更加可靠地使导体30定位。

又，图7～图11中分别表示出的磁性元件14、磁性元件15、磁性元件16以及磁性元件17是在上述图1～图6分别表示的磁性元件10、磁性元件11、磁性元件12以及磁性元件13的各结构上增加缝隙24构成的。缝隙24是作为磁隙起作用的间隙，设置为从下底面22a贯通贯通孔21，同时沿着下底面22a的长度方向的中心切开该下底面22a。也就是下底面22a由于缝隙24的存在而被一分为二，形成相互不接触的状态。

这样构成的磁性元件14、磁性元件15、磁性元件16以及磁性元件17中，除了具有上述定位、矮化等优点外，还能够确保叠加直流的电感值的增加(不降低)。又在下底面22a上设置缝隙24。因此，与例如在上表面22c上设置缝隙的结构相比，在安装这些磁性元件14、磁性元件15、磁性元件16以及磁性元件17的电路中，能够减少来自磁性元件10的上部的磁通泄漏对其他电子产品的影响。

在这里，图7和图8所示的磁性元件14是在图1～图3所示的磁性元件10上形成缝隙24的元件。又，图9所示的磁性元件15是在图4所示的磁性元件11上形成缝隙24的元件。又，图10所示的磁性元件16是在图5所示的磁性元件12上形成缝隙24的元件。还有，图11所示的磁性元件17是在图6所示的磁性元件13上形成缝隙24的元件。

还有，图7、图9～图11是表示磁性元件14～17的结构的立体图。又，图8是表示缝隙24的形状，同时表示磁性元件14的结构的正视图。

又，在上述实施形态中，磁性元件10具有2支导体30，同时具备2个底面凹部23。但是，导体30和底面凹部23不限于2个，也可以是1个，又可以是3个以上。

又，在上述实施形态中，底面凹部23的深度尺寸设置得比安装部32的厚度尺寸小。但是，底面凹部23的深度尺寸也可以与安装部32的厚度尺寸相等或设置得较大。即使是这样构成如果例如安装基板的安装部位突出、或别的导电性构件介于其间，则能够很好地将磁性元件10安装于安装基板上。

还有，在上述图5所示的磁性元件12上，端面凹部232的深度尺寸设置为比下方延伸部31(导体30)的厚度尺寸大。但是，端面凹部232的深度尺寸也可以与下方延伸部31(导体30)的厚度尺寸相同或设置得较小。即使这样构成，通过将下方延伸部31(导体30)嵌入端面凹部232，也能够减小磁性元件12的长度方向的尺寸。

而且，本发明的磁性元件不限于上述用途。例如，磁性元件只有1支导体的情况下，可以将该磁性元件作为高频驱动的电路中使用的电感、噪声滤波器等使用。又，磁性元件具有包括2支的多支导体的情况下，可以将该磁性元件作为高频驱动的电路中使用的多线电感器、多联噪声滤波器、普通模式扼流圈、变压器等使用。

还有，在将该磁性元件作为高频驱动的电路中使用的多线电感器、多联噪声滤波器、普通模式扼流圈、变压器等使用的情况下，最好是设置贯通磁芯的缝隙。

又，在上述实施形态中，磁芯20其外观形成大致长方体形状。但是，磁芯的形状不限于大致长方体，也可以采用大致圆筒形状等各种形状。又，上述实施形态的导体30利用弯折形成下方延伸部31和安装部32。也就是，导体30与由下方延伸部31和安装部32构成的安装端子呈一体结构设置。但是，安装端子并不限于与导体30成一整体结构设置，也可以采用与导体分别设置的结构。

还有，在采用分别设置的结构的情况下，在例如贯通孔21上首先插通导体30的状态下，将另行设置同时预先加工为大约“コ”字形的安装端子的一端以重叠于该导体30的状态插入贯通孔21。在这种情况下，也可以在安装端子的一端上预先涂布导电性粘接剂等。于是，在将导体30插入贯通孔21之后，不必进行弯折加工也能够谋求提高生产效率。

又，在上述实施形态中，底面凹部23为挖穿下底面22a形成槽状的结构。但是，底面凹部不限于挖穿下底面22a形成槽状。例如，也可以沿着下底面22a，从端面22e、22f起形成规定长度尺寸的凹陷。

工业应用性

本发明的磁性元件可以在电气设备领域使用。

Claims

1.一种磁性元件，具备

通过将铁氧体材料烧结为筒状、具有筒状部和贯通该筒状部的贯通孔形成的磁芯，

具有导电性、并且在其表面进行了电镀处理、插通所述贯通孔的线状的导体，

以及，一端电连接于所述导体、同时另一端位于所述磁芯的下底面、在与该下底面相对的外部安装基板上安装的安装端子；

所述导体与所述安装端子设置成一整体结构，

所述安装端子具有借助于弯折从所述导体的一端侧向所述磁芯的下底面侧延伸的下方延伸部，以及借助于弯折而位于所述磁芯的所述下底面的安装部；

在所述磁芯的所述下底面上，对应于所述安装端子的个数设置使所述安装部进入的底面凹部。

2.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于在所述磁芯中，存在所述贯通孔的开口部分的端面上，对应于所述安装端子的个数设置使所述安装端子的所述下方延伸部进入的端面凹部。

3.如权利要求1或2所述的磁性元件，其特征在于多支所述导体，沿着所述贯通孔的长度方向以相互保持距离的状态插通所述贯通孔。