CN208489108U - 一种表面贴装电感 - Google Patents

Abstract

一种表面贴装电感及其制造方法，该电感包含：一卷绕线圈(1)，由扁铜线短边面(SW)垂直于一螺旋轴(AX)卷绕而成，使得卷绕线圈(1)的两个端部(1a)位于最外周；一电感芯体(2)，采用磁性粉末和树脂形成的混合材料，将卷绕线圈(1)密封到内部而成，并形成一上表面、一下表面(2a)和四个侧面，上、下表面(2a)垂直于卷绕线圈(1)的螺旋轴(AX)，且下表面(2a)设置有一收线槽(2c)；一外部电极(3)，外部电极(3)是将卷绕线圈(1)的两个端部(1a)在电感芯体(2)内部完成90度旋转，使得卷绕线圈(1)的扁铜线长边面(SL)垂直于螺旋轴(AX)后从电感芯体(2)同一侧面出线，然后电感芯体(2)外的端部(1a)经过折弯后收纳在电感芯体(2)下表面(2a)的收线槽(2c)内形成。由此不会带来额外的涡流损耗，且可以减小直流电阻、提升电感的感值；适合于表面贴装电感的系列化设计和生产。

Description

一种表面贴装电感

技术领域

本实用新型涉及一种表面贴装电感。

背景技术

通过一体成型的方式形成的表面贴装电感器近年来被广为利用，此种电感一般包括线圈、包覆线圈的由磁性粉末和树脂组成的芯体、外部电极等几部分组成。

现有技术中，有两种表面贴装电感的制造方法。

在产业中被广泛采用的一种制造方法是，将预制好的线圈容纳在由上模和下模构成的模具中，然后该线圈的引出端焊接在外部导线架上，利用模具将部分导线架和线圈一起固定在模穴内，然后向模穴内填充由磁粉和树脂组成的复合材料，并在高压下利用模具和冲头对它们进行加压成型，最后将外部导线架进行冲切、折弯以形成外部电极。该制造方法由于外部导线架和线圈的引出端在电感的内部焊接，会占用电感的内部空间，且带来较大的涡流损耗，此问题在表面安装电感器小型化的情况下会变得愈加突出。

另外一种制造方法是将卷绕扁铜线而形成的线圈配置在由磁粉和树脂的复合材料形成的预制件上，该预制件可为T字形状(中国专利申请公开号：CN102610363B)或者U字形状(中国专利申请公开号：CN103295754A，CN101859641B)，以线圈的引出端被预制件和模具的内壁夹持的方式，将线圈容纳在由下模和上模构成的模具内。然后在该预制件上部填充由磁粉和树脂的复合材料或者填充由该复合材料形成的预制件，再通过模具和冲头对它们进行热压缩从而形成表面贴装电感器。该制造方法需要在铁芯的表面涂覆导电性浆料并使之固化，然后还要进行镀敷处理以形成电极。该制造方法因为需要将磁粉和树脂的复合材料预先成型变得较为繁琐，而且所需预制件在随着表面安装电感器小型化的情况下，会面临形状复杂、强度不够的问题。且该制造方法形成的电极一般都有五个面，在电子设备进一步小型化的趋势下，上表面的电极可能会与屏蔽板短路，存在一定风险。

除此之外,已知还有一种使用扁铜线的表面贴装电感的制造方式,如图1所示，为现有技术的扁铜线立绕线圈示意图。从图中可以看出与扁铜线截面SC垂直相交有两个面SL和SW，其中SL面与截面SC相交于长边，称之为长边面；其中SW面与截面SC相交于短边，称之为短边面。所谓立绕，是指扁铜线的长边面SL垂直于线圈螺旋轴AX绕线的一种绕线方法；与之对应的，卷绕则是指扁铜线的短边面SW垂直于线圈螺旋轴AX绕线的一种绕线方法。图1中可以看出，扁铜线立绕线圈在形成电极方面有着天然的优势，只需将扁铜线的端部折弯即可轻松形成电极。但是扁铜线立绕线圈的使用范围非常有限，基本上只适合低感值大电流或者较厚的表面贴装电感，究其原因在于，对于较高感值或者薄型的表面贴装电感，所需的扁铜线厚度较薄，必然导致铜线的扁平比过大，难于采用立绕的方式绕制；于是所能够取得的铜线尺寸范围严重受限，对于日益薄型化的表面贴装电感，不太适合做为通用的方案。

实用新型内容

针对上述问题，本申请提供一种制程简便的表面贴装电感，能够减少对电感内部空间的占用，且可避免电感的上表面出现电极，能够实现降低直流电阻、提高电感值等特性的提升。

为了达到上述发明目的，本实用新型提供了一种技术方案包括：

一种表面贴装电感，其特征在于，包含：

一卷绕线圈，由扁铜线短边面垂直于一螺旋轴卷绕而成，使得所述卷绕线圈的两个端部位于最外周；

一电感芯体，采用磁性粉末和树脂形成的混合材料，将所述卷绕线圈密封到内部而成，并形成一上表面、一下表面和四个侧面，所述上、下表面垂直于所述卷绕线圈的螺旋轴，且所述下表面设置有一收线槽；

一外部电极，所述外部电极是将所述卷绕线圈的两个端部在所述电感芯体内部完成90度旋转，使得所述卷绕线圈的扁铜线长边面垂直于所述螺旋轴后从所述电感芯体同一侧面出线，然后所述电感芯体外的端部经过折弯后收纳在所述电感芯体下表面的所述收线槽内形成。

比较好的是，本实用新型提供的所述的表面贴装电感，其特征在于，

所述90度旋转包括顺时针旋转90度和逆时针旋转90度。

比较好的是，本实用新型提供的所述的表面贴装电感，其特征在于，

所述卷绕线圈形状包括圆形、方形、长方形、椭圆形、跑道形。

本申请的表面贴装电感方案相比现有的技术，没有在电感内部引入电极材料，所以不会带来额外的涡流损耗，且可以减小直流电阻、提升电感的感值；制程简单，适合于表面贴装电感的系列化设计和生产。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1现有技术的扁铜线立绕线圈示意图；

图2本实用新型实施例一的端部旋转90度的卷绕椭圆形线圈；

图3本实用新型实施例一的端部未折弯的表面贴装电感透视图；

图4本实用新型实施例一的端部折弯并形成电极的表面贴装电感透视图；

图5本实用新型实施例二的端部旋转90度的卷绕圆形线圈；

图6本实用新型实施例二的端部未折弯的表面贴装电感透视图；

图7本实用新型实施例二的端部折弯并形成电极的表面贴装电感透视图；

图8给出了本实用新型的制造流程图。

附图标示

AX---卷绕线圈螺旋轴

SC---扁铜线截面

SL---扁铜线长边面

SW---扁铜线短边面

1---卷绕线圈

1a---卷绕线圈的端部

2---电感芯体

2a---电感芯体下表面

2b---电感芯体出线侧表面

2c---电感芯体下表面的收线槽

2d---电感芯体出线侧表面的收线槽

2e---电感芯体出线侧相对表面的收线槽

3---电感电极

具体实施方式

对于表面贴装电感的电极，如前所述，采用外部导线架焊接或者采用预制件成型并在铁芯的表面涂覆导电性浆料和镀敷处理以形成电极的方式均不能达成很好的效果。申请人的改进是，采用铜线圈本身端部来形成电极，考虑到电感底部电极需要平整的要求，扁铜线绕制的线圈是一个合适的考虑。

实施例1

本第一实施例涉及的表面贴装电感，其外形尺寸为 2.5mm*2.0mm*1.0mm，属于小尺寸薄型电感。如图2所示，首先将符合设计的扁铜线的短边面SW垂直于螺旋轴AX卷绕形成一卷绕线圈 1，该卷绕线圈1的形状为椭圆形，使得线圈1的两个端部1a位于最外部，且该卷绕线圈的端部1a的皮膜预先剥离并浸锡。将卷绕线圈1的两个端部1a旋转90度，使得扁铜线长边面SL垂直于螺旋轴 AX，然后沿椭圆形的短轴方向平行伸出。如图3所示，将铁基磁性金属粉末和环氧树脂混合后造粒以形成密封材料，在模具中使用粉末热压成型法将该卷绕线圈1和密封材料一体化，形成电感芯体2，并形成一上表面、一下表面和四个侧面(图示中仅仅标注了下表面 2a)，该上、下表面须垂直于卷绕线圈1的螺旋轴AX。且在电感芯体2的一下表面2a形成收线槽2c。已经旋转90度的线圈端部1a 从电感芯体2的同一侧面2b平行伸出。如图4所示，将此线圈端部 1a经过两次折弯后收纳于收线槽2c中形成电极3。

实施例2

本第二实施例涉及的表面贴装电感，其外形尺寸为 4.0mm*4.0mm*1.2mm，属于小尺寸薄型电感。如图5所示，首先将符合设计的扁铜线短边面SW垂直于卷绕线圈螺旋轴AX卷绕形成卷绕线圈1，该卷绕线圈1的形状为圆形，使得卷绕线圈1的两个端部 1a位于最外部。然后将卷绕线圈1的两个端部1a旋转90度，使得扁铜线长边面SL垂直于卷绕线圈螺旋轴AX，并使之在圆形的直径方向平行伸出，且该卷绕线圈端部1a的皮膜预先剥离并浸锡。如图 6所示，将铁基磁性金属粉末和环氧树脂混炼后在模具中使用注塑成型法将该卷绕线圈1和密封材料一体化，形成电感芯体2，并形成一上表面、一下表面和四个侧面(图示中仅仅标注了下表面2a)，且该上、下表面垂直于卷绕线圈1的螺旋轴AX。旋转90度后的线圈端部1a从电感芯体2的同一侧面2b平行伸出。在电感芯体2的垂直于线圈螺旋轴的下表面2a形成收线槽2c，在出线侧面2b和其相对侧面分别形成收线槽2d和2e。如图7所示，将此线圈端部1a 经过两次折弯后依次收纳于收线槽2d、2c、2e中形成电极3。

综合两个实施例以及图8的制造流程图，可以进一步了解到，本实用新型的表面贴装电感，包含卷绕线圈1、电感芯体2、外部电极3组成；其中，卷绕线圈1由扁铜线短边面SW垂直于卷绕线圈螺旋轴AX卷绕而成，使得卷绕线圈1的两个端部均位于最外周；其中电感芯体2采用磁性粉末和树脂形成的混合材料，将卷绕线圈1密封到内部而成，并形成一上表面、一下表面和四个侧面，该上下表面垂直于线卷绕圈的螺旋轴AX，且该电感芯体下表面2a设置有收线槽2c。其中外部电极3是将卷绕线圈1的两个端部在电感芯体2 内部完成90度旋转，使得扁铜线长边面SL垂直于螺旋轴AX后从电感芯体2同一侧面出线，然后该电感芯体2外的端部经过折弯后收纳在电感芯体下表面的收线槽2c内形成的。

由于卷绕制程适用于不同扁平比的扁铜线，所以本实用新型的表面贴装能以不同厚度、宽度相同的扁铜线，形成系列规格：对于高感值，只需用较薄的扁铜线配合较多的匝数；对于低感值，则用较厚的扁铜线配合较少的匝数。而将卷绕线圈1的两个端部在电感芯体2内部完成90度旋转，使得扁铜线长边面SL垂直于螺旋轴AX 后出线折弯，则可如扁铜线立绕线圈一样轻松形成电极，制程非常简便，且能够减少对电感内部空间的占用，有助于降低直流电阻、提升电感值。在电感芯体下表面2a设置收线槽2c的目的主要是形成底部电极3的同时，减少电极3对整个电感高度的影响。

所说旋转90度可包括顺时针旋转90度和逆时针旋转90度，但必须在电感芯体2内部完成内部旋转90度，并使得扁铜线长边面 SL垂直于卷绕线圈的螺旋轴AX，以保证外部电极的平整性。基于扁铜线的特性，旋转90度同时有助于卷绕线圈在电感芯体2成型模穴中上下、左右方向的定位。所说线圈的端部皮膜可预先剥离并浸锡以形成可靠的电气连接，如若线圈制程较软，可采用增加焊锡深度来增加定位能力。

其中，线圈形状可为圆形、方形、长方形、椭圆形、跑道形等，可根据表面贴装电感的形状来设计，只需保证线圈端部能够在电感芯体2内部旋转90度后从电感芯体同一侧面出线即可。

所说电感芯体2的出线侧面也可设置收线槽以减少对电感外形尺寸的影响，可减少模具支撑的长度，以提高线圈托举的支撑力度；同时可以减少线圈折弯时电感破损的几率。

本实用新型之电感需要用磁性粉末和树脂形成的混合材料将线圈密封起来，适合的封装制程可以为粉末压制成型法和注塑成型法，特别的，因为注塑成型法封装的成型压力更小，且注塑模具锁定后线圈在其中的形变量更小，更适合高精度成型。综上，本实用新型还涉及一种表面贴装电感的制造方法，应包含如下工序：通过扁铜线短边面垂直于螺旋轴卷绕形成线圈，使得线圈的两个端部均位于最外周的工序；将线圈的两个端部旋转90度，使得扁铜线长边面垂直于螺旋轴的工序；将磁性粉末和树脂混合形成密封材料的工序；使用注塑成型法或者粉末压制成型法使该线圈和该密封材料一体化，形成电感芯体，使得旋转90度后的线圈端部从电感芯体同一侧面伸出，并在电感芯体的下表面形成收线槽的工序。将伸出电感芯体的线圈端部折弯后收纳在电感芯体的收线槽内以形成电极的工序。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本实用新型。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本实用新型将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。

Claims (3)

1.一种表面贴装电感，其特征在于，包含：

一卷绕线圈，由扁铜线短边面垂直于一螺旋轴卷绕而成，使得所述卷绕线圈的两个端部位于最外周；

一电感芯体，采用磁性粉末和树脂形成的混合材料，将所述卷绕线圈密封到内部而成，并形成一上表面、一下表面和四个侧面，所述上、下表面垂直于所述卷绕线圈的螺旋轴，且所述下表面设置有一收线槽；

一外部电极，所述外部电极是将所述卷绕线圈的两个端部在所述电感芯体内部完成90度旋转，使得所述卷绕线圈的扁铜线长边面垂直于所述螺旋轴后从所述电感芯体同一侧面出线，然后所述电感芯体外的端部经过折弯后收纳在所述电感芯体下表面的所述收线槽内形成。

2.根据权利要求1所述的表面贴装电感，其特征在于，

所述90度旋转包括顺时针旋转90度和逆时针旋转90度。

3.根据权利要求1所述的表面贴装电感，其特征在于，

所述卷绕线圈形状包括圆形、方形、长方形、椭圆形、跑道形。