CN1949410A - 电感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电感器，其包括第一磁芯、第二磁芯以及具有本体部和电极部的至少一个导体。该导体是带缺口的环形件。在第一磁芯的侧部设有接合部，导体可沿该接合部套接在第一磁芯上。第二磁芯具有至少可容纳导体本体部的凹槽。本发明还提供了一种制造电感器的方法。

Description

电感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电感器及其制造方法。

背景技术

电感器作为一种基本的元器件，在各种电路设计中得到了十分广泛的应用。近年来，由于半导体技术和通信技术的迅速发展，对于在数字化的各种电子设备和通信设备中所使用的电感器的性能提出了新的要求，这些要求主要体现在小型化、大工作电流、小电感值、高可靠性等许多方面。

为了满足对电感器的新要求，人们在传统制造技术的基础上对电感器做了许多改进。例如，专利文献JP11-40426公开了一种电感器元件，其中将具有不同磁性能的第一磁芯和第二磁芯组装在一起，各自的至少一个面接触。在第一磁芯的接触面上设有至少一个凹槽。导体置于凹槽内，它的主体部分被第一磁芯和第二磁芯包围。导体中的位于凹槽外侧的端部构造为端子。端子的宽度大于导体主体部分的宽度。该发明的电感器依靠位于凹槽外侧的端子与外部连接，在生产和使用中容易出现诸如端子上翘等变形，从而导致在焊接时不牢靠，甚至会有虚焊现象发生。另外，由于端子向外伸出，因此不利于减小电感器的体积。

另外，专利文献JP2001-52934也公开了一种电感元件，其中在棱柱状铁氧体磁芯的一个面上沿空腔的深度方向设置有狭缝，带状导体插在空腔中。带状导体的两端弯向铁氧体磁芯的底面，以形成面安装端子。通过带状导体多次穿过空腔来增加带状导体的匝数，从而增加电感。在该发明的电感元件中可以看到，由于将安装端子设置在电感元件的底部，因此增加了电感元件的厚度。另外，端子在导体穿过空腔后通过弯曲而形成，该过程容易导致导体镀层脱落和磁芯破裂，并且不容易保证导体的位置，从而影响电感值的精确度，增加了制造的难度。

另外，专利文献JP2000-315610公开了一种扼流线圈，其由电极和两个磁芯构成。该磁芯还设置有可安装电极的弯曲部的凹槽。在该扼流线圈中，电极的弯曲部安装在一个磁芯的凹槽中，并且电极的安装端子安装在同一个磁芯的底部，以便使它们形成为一体。然后将两个磁芯结合起来，使其各自的凹槽彼此面对。在该发明的扼流线圈中，安装端子设于磁芯的底部，因此增加了扼流线圈的厚度。此外，由于其电极数量有限，因此电感量难于变化。另外，为了保证导体在安装后不发生倾斜，导体被设置为截面呈大致M形的形状，并且需要有一定的弹性。然而，具有弹性的材料其导电性必然相对较差，并且弹性材料的微小形变对电感值的精度也存在一定的影响，因此便制约了扼流线圈的性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种在安装时无变形、作业简便、结构简单、可实现大电流且小型化的电感器及其制造方法，其中还可以通过串、并联组合多个导体来改变电感值。

根据本发明的一个方面，提供了一种电感器，其包括第一磁芯、第二磁芯以及具有本体部和电极部的至少一个导体，其中，该导体是带缺口的环形件，在第一磁芯的侧部设有接合部，导体可沿该接合部套接在第一磁芯上，第二磁芯具有至少可容纳导体本体部的凹槽。

根据本发明的一个优选实施例，导体与第一磁芯的套接是无形变套接，在第一磁芯上设有用于确定导体的套接位置的定位部。在套接后电极部的高度不超出或略超出第一磁芯。

根据本发明的一个优选实施例，第一磁芯设有沿垂直于导体的套入方向延伸的定位部。导体为两个带状导体，其两端对向弯起并构成电极部，两个导体可在定位部的两侧套接于第一磁芯上。凹槽构造成还可容纳第一磁芯，使得第一磁芯和导体完全容纳于凹槽中。

根据本发明的一个优选实施例，第一磁芯设有沿垂直于导体的套入方向延伸的定位部。导体为两个带状导体，其两端对向弯起并构成电极部，两个导体可在定位部的两侧套接于第一磁芯上。凹槽构造成仅能容纳本体部，使得第一磁芯位于第二磁芯之上。

根据本发明的一个优选实施例，第一磁芯设有沿平行于导体的套入方向延伸的定位部。导体为两个并列的带状U形导体，它们的同一端连接在连接部上，但相互间隔开一段对应于定位部宽度的距离，该带状U形导体的连接在连接部上的所述同一端构成了本体部，而其相对于本体部的自由端则构成了电极部，其中导体可在定位部的两侧套接于第一磁芯上。凹槽构造成还可容纳第一磁芯，使得第一磁芯和导体完全容纳于凹槽中。

根据本发明的一个优选实施例，在第一磁芯的接合部上设有台阶状的定位部。导体为带状导体，其两端对向弯起并构成电极部。凹槽构造成仅能容纳本体部，使得第一磁芯位于第二磁芯之上。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种制造电感器的方法，其中该电感器包括第一磁芯、第二磁芯以及具有本体部和电极部的至少一个导体，该方法包括步骤：(a)将导体制成带缺口的环形构件；(b)在第一磁芯上加工出接合部；(c)在第二磁芯上加工出至少可容纳导体的本体部的凹槽；(d)沿接合部将导体套接在第一磁芯上，并将所形成的子组件放入到第二磁芯中，使得本体部容纳于凹槽中。

根据本发明的一个优选实施例，步骤(b)还包括在第一磁芯上加工出用于确定导体的套接位置的定位部。另外，接合部被加工成使得在套接后电极部的高度不超出或略超出第一磁芯。

根据本发明的一个优选实施例，步骤(c)还包括将凹槽加工成还可容纳第一磁芯。

根据本发明的一个优选实施例，导体与第一磁芯和第二磁芯之间采用粘性材料固定。

本发明的电感器通过套接来实现导体与第一磁芯之间的连接，因此在装配期间基本上无变形，同时利用第一磁芯的定位部和第二磁芯的凹槽来确定导体的位置，这便提高了电感器的性能。另外，这种套接式结构的装配简单可靠，制造成本低。此外，由于电极部通过将导体内弯来形成，在装配后不会从组件中向外伸出，并且其高度不超出或略超出第一磁芯，因此可以实现电感器的整体小型化。其它的优点还包括：可以根据需要将多个导体串联或并联起来，实现变化的电感值；电极面积大，焊接牢靠；电磁效应好，可以获得理想的性能。

附图说明

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。在所有图中，相同或相似的部件由相同的标号来表示。

图1是根据本发明第一实施例的电感器的分解透视图；

图2是安装完成后的图1所示电感器的透视图；

图3是根据本发明第二实施例的安装完成后的电感器的透视图；

图4是根据本发明第三实施例的电感器的分解透视图；

图5是安装完成后的图4所示电感器的透视图；

图6是根据本发明第四实施例的电感器的分解透视图；

图7是安装完成后的图6所示电感器透视图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明第一实施例的电感器包括第一磁芯1、第二磁芯2和两个导体3。在本实施例中优选采用纯铜作为导体3的材料，然而如果需要的话，也可以采用无氧铜。第一磁芯1和第二磁芯2为带涂层的铁氧体磁芯，其可采用具有高磁通性能的MPP或铁粉末或Ni-Zn材料制成。

导体3为两个带状导体，其各自的两端向同一侧弯成两个C形弯头9，进而形成带缺口的环形构件，C形弯头9的端部形成为电极部5。

第一磁芯1为板状，在其中一对相对的侧部上设有接合部6，其大小和形状加工成适于供两端为C形弯头9的导体3套入，并且在导体3套入到第一磁芯1上之后，电极部5的高度不超出第一磁芯1，或者只是略微超出第一磁芯1。本领域的技术人员容易理解，通过适当的设计和加工，可以使得这种套接是无变形的，即没有明显可见的宏观变形。在第一磁芯1的一个表面(在图中显示为下表面)上设有定位部8，其沿着垂直于导体3的套入方向延伸。

第二磁芯2为设有凹槽7的长方体。在该实施例中，凹槽7为两端敞开的通槽，其构造成能够完全容纳由导体3套接于第一磁芯1上而形成的子组件。

在装配期间，将这两个带状导体3在定位部8的两侧沿着第一磁芯1的接合部6套接在第一磁芯1上，直到导体3的本体部4与定位部8对接为止。之后，将由导体3套接于第一磁芯1上而形成的子组件放入到第二磁芯2的凹槽7中，使得导体3的本体部4与凹槽7的表面接触，并且该子组件完全地容纳在凹槽7中。安装完成后的电感器如图2所示。

利用这种结构，所得到的电感器具有完全闭磁的磁路结构，既可以抗电磁干扰，又不会对其它器件产生电磁干扰。另外，该电感器的厚度可以制成为很小，这便显著地降低了产品的高度，有利于面安装。

在图3中显示了本发明的第二实施例。该实施例的电感器的主要结构与第一实施例中的大致相同，因此略去对这些部分的介绍。不同之处在于，第二磁芯的凹槽7构造成仅能够容纳导体3的本体部4。这样，在装配完成后，只有导体3的本体部4处于第二磁芯的凹槽7中，而第一磁芯1位于第二磁芯2之上。

在本发明的第二实施例中，一个具体的示例如下所述。带状导体3的尺寸为10mm×2.5mm×0.5mm，其被弯曲成大致C形，使得两个电极部5之间的间距为6mm，并且中空部分的高度为1.1mm。第二磁芯2为块体，其尺寸为10mm×10mm×2mm，其中凹槽7的宽度为6mm，深度为0.6mm。第一磁芯1的尺寸为10mm×9mm×2mm，其中接合部6的宽度均为2mm，定位部8的高度为0.6mm，宽度为1mm。容易理解，这些零件均在适当之处倒有圆角。装配后的总高度为4mm。通过对该电感器进行实验可以测得，如果电感为400nH，其电流可达DC20A。如果电感为100nH，其电流可达DC40A。因此，本发明实现了一种小型化且性能优良的电感器。

下面将参见图4和5来介绍本发明的第三实施例，其中导体3以及第一磁芯1和第二磁芯2的材料与第一实施例中的相同。

在该实施例中，导体3包括两个被弯成U形的带状导体，以及连接部10。其中，两个U形导体的同一端并列地连接在连接部10上，但相互间隔开一定的距离。这两个导体的所述同一端构成了导体的本体部4，而与本体部4相对的自由端则构成了电极部5。连接部10的中间设有深度可容纳定位部8的凹槽(未示出)。

第一磁芯1为板状，在其中一对相对的侧部上设有接合部6，其大小和形状加工成适于供U形导体3套入，并且在导体3套入到第一磁芯1上之后，电极部5的高度不超出第一磁芯1，或者只是略微超出第一磁芯1。在第一磁芯1的相对的上、下表面上设有定位部8，其沿着垂直于导体3的套入方向延伸，并且宽度对应于两个导体3之间的距离。

第二磁芯2与第一实施例中所描述的相同，因此这里略去对它的介绍。

在装配期间，将该U形导体3在定位部8的两侧沿着第一磁芯1的接合部6套接在第一磁芯1上，直到U形导体的内凹底部与第一磁芯的一端相接触为止。由于定位部8的宽度对应于两个导体3之间的距离，因此可以防止U形导体3在侧向上的偏移。之后，将由导体3套接于第一磁芯1上而形成的子组件放入到第二磁芯2的凹槽7中，使得导体3的本体部4与凹槽7的表面接触，并且该子组件完全地容纳在凹槽7中。安装完成后的电感器如图5所示。

作为该实施例的一种优选实施方式，如图5所示，连接部10制成为从导体3的连接端处沿着垂直于本体部4的方向伸出的凸缘10。相应地，在凹槽7的一端加工出切口，其宽度对应于凸缘10的宽度。这样，凸缘10在装配时可嵌于切口中，使得装配更加简便和准确。

下面将参见图6和7来介绍本发明的第四实施例，其中导体3以及第一磁芯1和第二磁芯2的材料与第一实施例中的相同。

在该实施例中，导体3与第一实施例中所描述的相同，而第二磁芯2与第二实施例中所描述的相同，因此这里略去对它们的介绍。

第一磁芯1为板状，在其中一对相对的侧部上设有接合部6，其大小和形状加工成适于供两端为C形弯头9的导体3套入，并且在导体3套入到第一磁芯1上之后，电极部5的高度不超出第一磁芯1，或者只是略微超出第一磁芯1。接合部6并不延伸过第一磁芯1的整个长度，而是在第一磁芯1的一端附近终止，形成了台阶状的定位部11。

第四实施例中的装配与上述基本上类似。将导体3套接于第一磁芯1上，其套接位置由定位部11限定。然后将所形成的子组件放入到第二磁芯2的凹槽7中，使得在装配完成后，只有导体3的本体部4处于第二磁芯的凹槽7中，而第一磁芯1位于第二磁芯2之上，如图7所示。

在第一、第二和第四实施例中，当需要使用不止一个导体3时，可将它们顺序地套接在第一磁芯1上，并在它们之间利用高电阻率的材料进行隔离。相应地，凹槽7构造成至少可容纳所使用的多个导体3和隔离材料。这样就可根据需要采用多个导体3的串、并联组合，从而实现所需的电感量。

本发明还提供了一种制造上述电感器的方法，包括以下步骤：(a)将导体制成带缺口的环形构件；(b)在第一磁芯上加工出接合部；(c)在第二磁芯上加工出至少可容纳导体本体部的凹槽；(d)沿接合部将导体套接在第一磁芯上，并将所形成的子组件放入到第二磁芯中，使得本体部容纳于凹槽中。

根据具体情况的需要，可以在第一磁芯上加工出用于确定导体的套接位置的定位部。而且，接合部可被加工成使得在将导体套接在第一磁芯上之后，电极部的高度不超出第一磁芯或只是略微超出第一磁芯。另外，可将凹槽加工成还可容纳第一磁芯。导体与第一磁芯以及第二磁芯之间的固定可利用粘性材料来进行，该粘性材料优选为环氧树脂。

根据本发明的制造电感器的方法，最好是先对第一和第二磁芯以及导体进行加工成型，然后对导体进行表面镀锡处理。另外，主要采用锻压工艺来进行加工，当然不排除其他加工制造方法，如铸造等。

以上通过具体的和优选的实施例详细地描述了本发明，然而本领域的技术人员应当理解，本发明并不局限于所述的实施例。在不脱离本发明的权利要求所述范围的前提下，可以对本发明进行各种修改、变更或调整，这些都属于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电感器，包括第一磁芯(1)、第二磁芯(2)以及具有本体部(4)和电极部(5)的至少一个导体(3)，其特征在于：

所述导体(3)是带缺口的环形件；

在所述第一磁芯(1)的侧部设有接合部(6)，所述导体(3)可沿所述接合部(6)套接在所述第一磁芯(1)上；

所述第二磁芯(2)具有至少可容纳所述导体(3)的本体部(4)的凹槽(7)。

2.如权利要求1所述的电感器，其特征在于：所述导体(3)与所述第一磁芯(1)的套接为无变形套接，在所述第一磁芯(1)上设有定位部(8)，用于确定所述导体(3)的套接位置，套接后所述电极部(5)的高度不超出或略超出所述第一磁芯(1)。

3.如权利要求1或2所述的电感器，其特征在于：所述第一磁芯(1)设有沿垂直于所述导体(3)的套入方向延伸的定位部(8)；所述导体(3)为两个带状导体，其两端(9)对向弯起并构成电极部(5)，所述两个导体(3)可在所述定位部(8)的两侧套接于所述第一磁芯(1)上；所述凹槽(7)构造成还可容纳所述第一磁芯(1)，使得所述第一磁芯(1)和导体(3)完全容纳于所述凹槽(7)中。

4.如权利要求1或2所述的电感器，其特征在于：所述第一磁芯(1)设有沿垂直于所述导体(3)的套入方向延伸的定位部(8)；所述导体(3)为两个带状导体，其两端(9)对向弯起并构成电极部(5)，所述两个导体(3)可在所述定位部(8)的两侧套接于所述第一磁芯(1)上；所述凹槽(7)构造成仅能容纳所述本体部(4)，使得所述第一磁芯(1)位于所述第二磁芯(2)之上。

5.如权利要求1或2所述的电感器，其特征在于：所述第一磁芯(1)设有沿平行于所述导体(3)的套入方向延伸的定位部(8)；所述导体(3)为两个并列的带状U形导体，它们的同一端连接在连接部(10)上，但相互间隔开一段对应于所述定位部(8)的宽度的距离，所述带状U形导体的连接在连接部(10)上的所述同一端构成了本体部(4)，而其相对于所述本体部(4)的自由端构成了电极部(5)，所述导体(3)可在所述定位部(8)的两侧套接于所述第一磁芯(1)上；所述凹槽(7)构造成还可容纳所述第一磁芯(1)，使得所述第一磁芯(1)和导体(3)完全容纳于所述凹槽(7)中。

6.如权利要求1或2所述的电感器，其特征在于：在所述第一磁芯(1)的接合部(6)上设有台阶状的定位部(11)；所述导体(3)为带状导体，其两端(9)对向弯起并构成电极部(5)；所述凹槽(7)构造成仅能容纳所述本体部(4)，使得所述第一磁芯(1)位于第二磁芯(2)之上。

7.一种制造电感器的方法，所述电感器包括第一磁芯(1)、第二磁芯(2)以及具有本体部(4)和电极部(5)的至少一个导体(3)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(a)将所述导体(3)制成带缺口的环形构件；

(b)在所述第一磁芯(1)上加工出接合部(6)；

(c)在第二磁芯(2)上加工出至少可容纳所述导体(3)的本体部(4)的凹槽(7)；

(d)沿所述接合部(6)将所述导体(3)套接在所述第一磁芯(1)上，并将所形成的子组件放入到所述第二磁芯(2)中，使得所述本体部(4)容纳于所述凹槽(7)中。

8.如权利要求7所述的制造电感器的方法，其特征在于：所述步骤(b)还包括在所述第一磁芯(1)上加工出用于确定所述导体(3)的套接位置的定位部(8)，并且所述接合部(6)被加工成使得在套接后所述电极部(5)的高度不超出或略超出所述第一磁芯(1)。

9.如权利要求7或8所述的制造电感器的方法，其特征在于：所述步骤(c)还包括将所述凹槽(7)加工成还可容纳所述第一磁芯(1)。

10.如权利要求7所述的制造电感器的方法，其特征在于：所述导体(3)与所述第一磁芯(1)和第二磁芯(2)之间采用粘性材料固定。

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