CN215644034U - 一种电感元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电感元件，包括线圈部；所述线圈部包括多个层叠设置的线圈层；所述线圈部顶部和底部的所述线圈层的预设部分形成电极部；通过在线圈部中形成多个层叠设置的线圈层，可以形成具有高的线圈横截面积和高的磁性材料填充率的电感元件，从而降低了电感元件的直流电阻和提高了电感元件的电感值，并且位于线圈部顶部和底部的线圈层的预设部分直接形成电极部，因此电极部和线圈部的连接处不存在焊接点，可变形能力强，不易发生电极断裂等失效问题，从而提高了电感元件的可靠性。

Description

一种电感元件

技术领域

本实用新型涉及电感技术领域，尤其涉及一种电感元件。

背景技术

随着电子产品的快速发展，高频化、集成化、小型化是其技术发展的趋势，对功率型电感元件总体上要求是小型化、薄型化、高频、低DCR、大电流、低EMI(电磁干扰)和低制造成本。

现有技术中，常采用三种方式制备电感，第一种方式是通过在制备的磁芯部件上绕线后进行压制，来制备一体成型电感，但这种方式不利于小型化和大规模批量制备，且会产生较大的磁滞损耗，较大的磁滞损耗会影响电感磁芯的使用寿命，时间长可能会导致产品失效和电感值降低，从而影响电感元件的可靠性；

第二种方式是通过在固定基板上形成立式的铜柱，再生长为线圈层，但这种方式对设备的对位精度要求极高，且不能提高成型压力从而导致磁粉填充率低下，较低的磁粉填充率不利于提高电感元件的电感值；

第三种方式是采用支撑基板与外部电极连接，但这种方式中电极连接处的接触面积极小，易发生折裂、断路等产品失效问题，从而影响电感元件的可靠性。

据此，需要一种新的电感元件来克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种电感元件，提高电感元件的可靠性和电感值。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的一种技术方案为：

一种电感元件，包括线圈部；

所述线圈部包括多个层叠设置的线圈层；

所述线圈部顶部和底部的所述线圈层的预设部分形成电极部。

进一步地，所述线圈层包括具有绝缘性的基板和具有导电性的线圈图案；

所述线圈图案设置在所述基板的至少一个表面；

所述线圈图案的形状和所述基板的形状适配。

进一步地，所述基板的厚度值D₁和宽度值W₁、所述线圈图案的厚度值D₂和宽度值W₂满足关系2D₁＜D₂＜W₂≤W₁。

进一步地，所述基板包括预设通孔；

所述预设通孔填充有导电材料；

相邻所述线圈层的所述线圈图案通过所述预设通孔连接。

进一步地，不同所述线圈层的所述预设通孔呈分散错位排布；

不同所述线圈层的所述预设通孔沿垂直所述线圈层的方向不存在重合区域。

进一步地，所述线圈部顶部和底部的所述线圈层具有可挠性。

进一步地，还包括主体部；

所述主体部包括软磁材料；

所述线圈部嵌套在所述主体部内。

进一步地，所述线圈部顶部的所述线圈层的预设部分包括依次连接的第一弯折部、第二弯折部和第三弯折部；

所述线圈部底部的所述线圈层的预设部分包括依次连接的第四弯折部、第五弯折部和第六弯折部；

所述第一弯折部与所述线圈部顶部的所述线圈层共面；

所述第四弯折部与所述线圈部底部的所述线圈层共面；

所述第二弯折部和所述第五弯折部分别贴合所述主体部两个相对的侧面；

所述第三弯折部和所述第六弯折部分别贴合所述主体部的同一侧面。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的一种电感元件，通过在线圈部中形成多个层叠设置的线圈层，可以形成具有高的线圈横截面积和高的磁性材料填充率的电感元件，从而降低了电感元件的直流电阻和提高了电感元件的电感值，并且位于线圈部顶部和底部的线圈层的预设部分直接形成电极部，因此电极部和线圈部的连接处不存在焊接点，可变形能力强，不易发生电极断裂等失效问题，从而提高了电感元件的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种电感元件的结构示意图；

图2为图1中电感元件沿AA’线剖开的截面图；

图3为图1中电感元件的俯视示意图。

标号说明：

20、线圈部；10、主体部；201a、基板；201b、线圈图案；201-205、线圈层；201c-204c、预设通孔；211-212、电极部。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图3，本实用新型实施例提供了一种电感元件，包括线圈部；

所述线圈部包括多个层叠设置的线圈层；

所述线圈部顶部和底部的所述线圈层的预设部分形成电极部。

由上述描述可知，通过在线圈部中形成多个层叠设置的线圈层，可以形成具有高的线圈横截面积和高的磁性材料填充率的电感元件，从而降低了电感元件的直流电阻和提高了电感元件的电感值，并且位于线圈部顶部和底部的线圈层的预设部分折弯直接形成电极部，因此电极部和线圈部的连接处不存在焊接点，可变形能力强，不易发生电极断裂等失效问题，从而提高了电感元件的可靠性。

进一步地，所述线圈层包括具有绝缘性的基板和具有导电性的线圈图案；

所述线圈图案设置在所述基板的至少一个表面；

所述线圈图案的形状和所述基板的形状适配。

由上述描述可知，通过在绝缘性基板的表面形成具有导电性的线圈图案以制作线圈层，且所述线圈图案的形状和所述基板的形状适配，可以方便灵活地制造电感线圈。

进一步地，所述基板的厚度值D₁和宽度值W₁、所述线圈图案的厚度值D₂和宽度值W₂满足关系2D₁＜D₂＜W₂≤W₁。

由上述描述可知，通过设置所述基板的厚度值D₁和宽度值W₁、所述线圈图案的厚度值D₂和宽度值W₂满足关系2D₁＜D₂＜W₂≤W₁，能够使得在满足器件支撑强度的条件下，可以减少基板占据的内部空间，从而减少整体尺寸，并且可以形成具有高的宽厚比的电感线圈，从而降低了电感元件的直流电阻和提高了电感元件的电感值，以及满足了相邻线圈层间的绝缘特性，避免短路。

进一步地，所述基板包括预设通孔；

所述预设通孔填充有导电材料；

相邻所述线圈层的所述线圈图案通过所述预设通孔连接。

由上述描述可知，通过在基板设置具有导电性的通孔，且相邻线圈层的线圈图案通过所述通孔实现电气连接，可以形成具有大厚宽比的均匀线圈，能够增大线圈部的截面面积，降低直流电阻，降低电感损耗，改善电感特性。

进一步地，不同所述线圈层的所述预设通孔呈分散错位排布；

不同所述线圈层的所述预设通孔沿垂直所述线圈层的方向不存在重合区域。

由上述描述可知，通过设置不同线圈层的所述通孔呈分散错位排布，且沿垂直所述线圈层方向不存在重合区域，可以缓解电感线圈集中受力和减轻电感元件成型及使用时压力的不对称性。

进一步地，所述线圈部顶部和底部的所述线圈层具有可挠性。

由上述描述可知，通过设置线圈部顶部和底部的所述线圈层具有可挠性，可以灵活地将线圈部顶部和底部的所述线圈层的所述预设部分弯折以形成不同形状的电极部，从而适应不同电感元件的设计需求。

进一步地，还包括主体部；

所述主体部包括软磁材料；

所述线圈部嵌套在所述主体部内。

由上述描述可知，通过填充软磁材料形成主体部，并将线圈部嵌套在所述主体部，由于软磁材料导磁率很高，线圈部内部的软磁材料可以作为磁芯，线圈部外部的软磁材料可以作为外磁体，并且磁芯与外磁体一体成型，整体实现全封闭磁屏蔽结构，提高了电感元件的耐电流性能，同时保持电感结构稳定，可以减少磁性损耗及降低工作噪音。

进一步地，所述线圈部顶部的所述线圈层的预设部分包括依次连接的第一弯折部、第二弯折部和第三弯折部；

所述线圈部底部的所述线圈层的预设部分包括依次连接的第四弯折部、第五弯折部和第六弯折部；

所述第一弯折部与所述线圈部顶部的所述线圈层共面；

所述第四弯折部与所述线圈部底部的所述线圈层共面。

所述第二弯折部和所述第五弯折部分别贴合所述主体部两个相对的侧面；

所述第三弯折部和所述第六弯折部分别贴合所述主体部的同一侧面。

由上述描述可知，由于线圈部顶部和底部的所述线圈层具有可挠性，能够延伸出主体部并适应性地弯折成电感元件产品设计所需要的结构，且基板上的线圈图案具有导电性，可以作为电极端子实现和外部的电连接，并且两个电极端子位于主体的同一面，避免将电极端子分布在不同面可能会引起无用的一面接触短路。

本实用新型上述电感元件可以应用于任何类型的电子器件，比如智能手机、笔电等产品多采用电源管理IC统一管理各项功能模块，电感元件可以起到降低纹波电流的作用，以下通过具体实施方式进行说明：

实施例一

请参照图1和图2，一种电感元件，包括线圈部20；

所述线圈部20包括多个层叠设置的线圈层，如图2中线圈层201、202、203、204、205；

在一种可选的实施方式中，以线圈层201为例，所述线圈层201包括具有绝缘性的基板201b和具有导电性的线圈图案201a，线圈图案201a包括金、银、铜等导电材料，线圈图案201a设置在所述基板201b的至少一个表面，线圈图案201a的形状和所述基板201b的形状适配，包括但不限于圆形，椭圆形，跑道型，方型等，线圈部20中线圈图案201a表面可包覆有绝缘膜，用于满足线圈层彼此间及其与外界的绝缘特性；

其中，由于基板占据电感元件的内部空间，而不能提供电感量，通常在满足器件支撑强度的条件下，以减少基板的厚度D₁为宜，一般需要小于线圈图案厚度值D₂的二分之一，且通常尺寸在15-30um之间，优选尺寸可为15um、25um、30um，基板的宽度值W₁要大于线圈图案的宽度值W₂，以保证相邻线圈层间的绝缘性，又因为要保证具有较高的线圈横截面积，使产品具有高磁通和低直流电阻，线圈图案的厚度D₂通常小于线圈图案的宽度W₂，线圈图案的厚度D₂与宽度W₂的比值可在0.3-0.8之间，因而所述基板的厚度值D₁和宽度值W₁、所述线圈图案的厚度值D₂和宽度值W₂满足关系2D₁＜D₂＜W₂≤W₁较佳；

所述线圈部20顶部和底部的所述线圈层205和201的预设部分形成电极部221和222；

其中，不同线圈层中基板和线圈图案的厚度可根据实际生产的需要进行调整，如将所述线圈部20顶部和底部的线圈图案的厚度值D₂减小以降低电极部221和222的厚度，从而进一步减少电感元件的尺寸，也可以将线圈部顶部和底部的基板的厚度D₁增大以提高电极部221和222的耐冲击和抗挤压性能，还可以将如图2所示线圈部中心线圈层203中的线圈图案厚度D₂提高，以提高电感线圈的磁通量。

实施例二

请参照图3，本实施例在实施例一的基础上，对所述基板进行了进一步限定；

所述基板包括预设通孔；

所述预设通孔填充有导电材料；

相邻所述线圈层的所述线圈图案通过所述预设通孔连接；

其中，导电通孔形状包括圆形和椭圆形，导电通孔沿所在平面垂直线圈方向的最大长度小于线圈层的宽度值，不同所述线圈层的所述预设通孔呈分散错位排布，且不同所述线圈层的所述预设通孔沿垂直所述线圈层的方向不存在重合区域，如图3所示，所述预设通孔201c、202c、203c、204c可进一步地分散排列，以缓解集中受力和减轻成型及使用时压力的不对称性；

具体地，线圈部顶部线圈层205和底部线圈层201的基板具有可挠性，便于弯折形成电极部221和222以适应产品设计需要，基板材料包括具有高折弯形变性能的材料，比如聚酰亚胺和聚酯薄膜，基板材料也可为表面有绝缘层保护，内部填充有具有高折弯形变性能的导电材料；线圈部中间线圈层的基板材料可以包括柔性材料，如环氧基树脂、酚醛基树脂、氰酸基树脂及聚对苯基树脂等，也可以包括刚性材料，如铁氧体、硅酸盐、氧化硅、金属软磁材料等。

实施例三

请参照图2，本实施例在实施例二的基础上，对电感元件的结构进行了进一步限定；

还包括主体部10；

所述主体部10包括软磁材料；

具体地，软磁材料由磁性材料粉末和绝缘树脂组成，其中，磁性材料粉末包括纯铁、铁硅基、铁硅铬基、铁硅铝基、铁镍基、铁镍钼基合金的非晶或结晶粉末的一种或多种，磁性材料粉末直径范围为从0.1um到50um，可由一种或多种不同粒径的粉末混合而成，且不同粒径粉末所占据的质量比例不受限制，绝缘树脂包括环氧基、酚醛基、糠醛基、脲醛基、氰酸基树脂及它们的组合物；

在一种可选的实施方式中，在所述线圈部20的内部和外部采用软磁材料进行填充及压制，形成主体部10；

具体地，可通过先形成单层的磁性板，在进行压机成型，以提高压制成主体部的效率和降低成型压力，其中，由于采用的线圈图案在同一线圈层由外到内为连续的线圈图案，即只有一圈，不存在间隙，具有较高的宽厚比，可以保证电感线圈在承受较大的成型压力时，不会发生线圈图案的扭曲引起断路或短路；且即使进一步加大成型压力导致线圈图案沿其所在平面发生延伸，可适当提高其对应基板的宽度以保证不同线圈层间彼此保持独立和绝缘性；也可适当提高线圈部顶部和底部的基板厚度，以避免成型压力过大或磁性材料的过于尖锐导致刺穿线圈部顶部和底部的基板，且基本不会影响整体线圈部的厚度；

所述线圈部20嵌套在所述主体部10内；

具体地，如图2所示，所述线圈部20顶部的所述线圈层205的预设部分包括依次连接的第一弯折部、第二弯折部和第三弯折部；

所述线圈部20底部的所述线圈层201的预设部分包括依次连接的第四弯折部、第五弯折部和第六弯折部；

所述第一弯折部与所述线圈部顶部的所述线圈层205共面；

所述第四弯折部与所述线圈部底部的所述线圈层201共面；

所述第二弯折部和所述第五弯折部分别贴合所述主体部10两个相对的侧面；

所述第三弯折部和所述第六弯折部分别贴合所述主体部10的同一侧面；

其中，如图2所示，所述电极部211和212位于主体部10外部且远离所述主体部10的一侧为裸露的线圈图案211a和212a，表面无基板保护，用于实现和外部电路的电气连接。

综上所述，本实用新型提供的一种电感元件，所述电感元件包括线圈部，所述线圈部包括多个层叠设置的线圈层，其中每个线圈层中采用的线圈图案在同一线圈层由外到内为连续的线圈图案，即只有一圈，不存在间隙，具有较大的线圈横截面积和较高的宽厚比，因此可以承受较大的成型压力而不会引起电感线圈断路或者短路，能够提高磁性材料填充率，多个线圈层层叠设置能够提高线圈部整体的高度，可以增大线圈磁通量，从而降低了电感元件的直流电阻和提高了电感元件的电感值；并且位于线圈部顶部和底部的线圈层的预设部分具有可挠性，可以直接形成电极部，因此电极部和线圈部的连接处不存在焊接点，可变形能力强，不易发生电极断裂等失效问题，从而提高了电感元件的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电感元件，其特征在于，包括线圈部；

所述线圈部包括多个层叠设置的线圈层；

所述线圈部顶部和底部的所述线圈层的预设部分形成电极部。

2.根据权利要求1所述的一种电感元件，其特征在于，所述线圈层包括具有绝缘性的基板和具有导电性的线圈图案；

所述线圈图案设置在所述基板的至少一个表面；

所述线圈图案的形状和所述基板的形状适配。

3.根据权利要求2所述的一种电感元件，其特征在于，所述基板的厚度值D₁和宽度值W₁、所述线圈图案的厚度值D₂和宽度值W₂满足关系2D₁＜D₂＜W₂≤W₁。

4.根据权利要求2或3所述的一种电感元件，其特征在于，所述基板包括预设通孔；

所述预设通孔填充有导电材料；

相邻所述线圈层的所述线圈图案通过所述预设通孔连接。

5.根据权利要求4所述的一种电感元件，其特征在于，不同所述线圈层的所述预设通孔呈分散错位排布；

不同所述线圈层的所述预设通孔沿垂直所述线圈层的方向不存在重合区域。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种电感元件，其特征在于，所述线圈部顶部和底部的所述线圈层具有可挠性。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种电感元件，其特征在于，还包括主体部；

所述主体部包括软磁材料；

所述线圈部嵌套在所述主体部内。

8.根据权利要求7所述的一种电感元件，其特征在于，所述线圈部顶部的所述线圈层的预设部分包括依次连接的第一弯折部、第二弯折部和第三弯折部；

所述线圈部底部的所述线圈层的预设部分包括依次连接的第四弯折部、第五弯折部和第六弯折部；

所述第一弯折部与所述线圈部顶部的所述线圈层共面；

所述第四弯折部与所述线圈部底部的所述线圈层共面；

所述第二弯折部和所述第五弯折部分别贴合所述主体部两个相对的侧面；

所述第三弯折部和所述第六弯折部分别贴合所述主体部的同一侧面。

Images