CN215896160U - 一种绕线式电感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种绕线式电感器，包括：磁芯构件，包括卷芯部及分别设置在所述卷芯部相对两端的上摆部及下摆部；线圈导线，环绕所述卷芯部设置且位于所述上摆部与所述下摆部之间；端子电极，设置在所述下摆部远离所述卷芯部的一面上，并与所述线圈导线的相对两端分别连通；磁性屏蔽件，环绕所述线圈导线设置，其侧壁与所述下摆部的侧壁平齐，其远离下摆部的一面与上摆部远离卷芯部的一面平齐。本实用新型提供的绕线式电感器增加了磁性屏蔽件与磁芯构件的接触面积以确保形成在磁芯构件上的磁性屏蔽件与磁芯构件紧密结合，在提高绕线式电感器电感值的同时使绕线式电感器结构稳定，防止磁性屏蔽件与线圈导线之间产生开裂或脱离。

Description

一种绕线式电感器

技术领域

本实用新型涉及电感器技术领域，尤其涉及一种绕线式电感器。

背景技术

在电子产品的设计及生产过程中，会使用到各式各样的线圈部件，包括绕线式线圈部件。

现有的绕线式线圈部件中，用于卷绕线圈的芯通常由铁氧体、氧化铝等烧结体构成，并在芯上形成端子电极，然后采用树脂胶等粘结材料包覆整个线圈，但是这样的绕线式线圈部件屏蔽效果较差、工作频率低，且绝缘效果不佳。因而市面上出现采用含有磁性粉的树脂包裹线圈的绕线式线圈部件，通过树脂内的磁性粉提高线圈部件的电感值，但是含有磁性粉的树脂粘结性能较弱且强度不高，与线圈部件的连接处容易产生脱离或开裂，导致绕线式线圈部件整体的结构稳定性较差，对电子产品的性能及使用寿命产生不良影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种结构稳定性好的绕线式电感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种绕线式电感器，包括：磁芯构件，包括卷芯部及分别设置在所述卷芯部相对两端的上摆部及下摆部；线圈导线，环绕所述卷芯部设置且位于所述上摆部与所述下摆部之间；端子电极，设置在所述下摆部远离所述卷芯部的一面上，并与所述线圈导线的相对两端分别连通；磁性屏蔽件，环绕所述线圈导线设置，其侧壁与所述下摆部的侧壁平齐，其远离下摆部的一面与上摆部远离卷芯部的一面平齐。

进一步的，所述的磁芯构件的材质为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体和铁硅铬合金中的一种或多种。

进一步的，所述下摆部靠近所述上摆部的一面为第一面，所述上摆部在所述第一面上的正投影围成的区域位于所述第一面围成的区域内。

进一步的，所述上摆部的横截面积与所述下摆部的横截面积之比为0.35-0.85。

进一步的，所述下摆部靠近所述上摆部的一面为第一面，所述上摆部在所述第一面上的正投影围成的区域与所述线圈导线在所述第一面上的正投影围成的区域重合。

进一步的，所述下摆部远离所述卷芯部的一面对称设有两个线槽，所述线圈导线的两端分别位于所述线槽内且所述端子电极覆盖所述线槽的开口处。

进一步的，所述的磁性屏蔽件的材质为含有磁性粒子的树脂粘结剂。

进一步的，所述磁性粒子为还原铁粉、羰基铁粉、铁硅合金和铁硅铬合金中的一种或多种，树脂粘结剂为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、氰酸酯树脂和氨基树脂中的一种或多种。

进一步的，所述磁性屏蔽件中所述树脂粘结剂的质量分数为所述磁性粒子的质量分数的2％-10％。

进一步的，所述的树脂粘结剂的软化温度小于树脂粘结剂的固化温度。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的绕线式电感器通过对磁芯构件及磁性屏蔽件的结构进行设置，使磁性屏蔽件的侧壁与磁芯构件的下摆部的侧壁平齐，并且磁性屏蔽件远离下摆部的一面与磁芯构件的上摆部远离卷芯部的一面平齐，增加磁性屏蔽件与磁芯构件的接触面积以确保形成在磁芯构件上的磁性屏蔽件与磁芯构件紧密结合，在提高绕线式电感器电感值的同时使绕线式电感器结构稳定，防止磁性屏蔽件与线圈导线之间产生开裂或脱离。

附图说明

图1为本实用新型实的绕线式电感器结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的绕线式电感器制造方法的步骤图；

图3为本实用新型实施例二的绕线式电感器制造方法中获得的绕线式电感器的部分结构示意图；

图4为本实用新型实施例二的绕线式电感器制造方法中获得的绕线式电感器另一部分的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二的绕线式电感器制造方法中获得的绕线式电感器第三部分的结构示意图；

图6为本实用新型实施例二的绕线式电感器制造方法中样品一至六在不同直流偏置下的电感特性图；

图7为本实用新型实施例二的绕线式电感器制造方法中样品一至六在不同频率下的电感特性图。

标号说明：

1、磁芯构件；11、卷芯部；12、上摆部；13、下摆部；14、第一面；15、线槽；2、线圈导线；3、端子电极；4、磁性屏蔽件。

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5，一种绕线式电感器，包括：磁芯构件1，包括卷芯部11及分别设置在所述卷芯部11相对两端的上摆部12及下摆部13；线圈导线2，环绕所述卷芯部11设置且位于所述上摆部12与所述下摆部13之间；端子电极3，设置在所述下摆部13远离所述卷芯部11的一面上，并与所述线圈导线2的相对两端分别连通；磁性屏蔽件4，环绕所述线圈导线2设置，其侧壁与所述下摆部13的侧壁平齐，其远离下摆部13的一面与上摆部12远离卷芯部11的一面平齐。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的绕线式电感器增加了磁性屏蔽件4与磁芯构件1的接触面积以确保形成在磁芯构件1上的磁性屏蔽件4与磁芯构件1紧密结合，在提高绕线式电感器电感值的同时使绕线式电感器结构稳定，防止磁性屏蔽件4与线圈导线2之间产生开裂或脱离。

进一步的，所述的磁芯构件1的材质为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体和铁硅铬合金中的一种或多种。

进一步的，所述下摆部13靠近所述上摆部12的一面为第一面14，所述上摆部12在所述第一面14上的正投影围成的区域位于所述第一面14围成的区域内。

由上述描述可知，通过对上摆部12及下摆部13的位置和横截面积进行设置，确保磁性屏蔽件4与磁芯构件1稳定接触。

进一步的，所述上摆部12的横截面积与所述下摆部13的横截面积之比为0.35-0.85。

由上述描述可知，上摆部12的横截面积小于下摆部13的横截面积，以使磁性屏蔽件4能够方便的设置在磁芯构件1上。

进一步的，所述下摆部13靠近所述上摆部12的一面为第一面14，所述上摆部12在所述第一面14上的正投影围成的区域与所述线圈导线2在所述第一面14上的正投影围成的区域重合。

由上述描述可知，对线圈导线2及上摆部12进行设置使线圈导线2的边缘位于上摆部12在第一面14上的正投影围成的区域内，防止在磁芯构件1上封装磁性屏蔽件4时产生的压力导致线圈导线2损坏。

进一步的，所述下摆部13远离所述卷芯部11的一面对称设有两个线槽15，所述线圈导线2的两端分别位于所述线槽15内且所述端子电极3覆盖所述线槽15的开口处。

由上述描述可知，在下摆部13上设置线槽15容纳线圈导线2的端部，以方便的将线圈导线2与端子电极3导通。

进一步的，所述的磁性屏蔽件4的材质为含有磁性粒子的树脂粘结剂。

进一步的，所述磁性粒子为还原铁粉、羰基铁粉、铁硅合金和铁硅铬合金中的一种或多种，树脂粘结剂为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、氰酸酯树脂和氨基树脂中的一种或多种。

进一步的，所述磁性屏蔽件4中所述树脂粘结剂的质量分数为所述磁性粒子的质量分数的2％-10％。

由上述描述可知，磁性屏蔽件4选用含有磁性粒子的树脂粘结剂并对磁性屏蔽件4中树脂粘结剂和磁性粒子的质量分数进行调整，以使绕线式电感器具有高电感值。

进一步的，所述的树脂粘结剂的软化温度小于树脂粘结剂的固化温度。

实施例一

请参照图1，本实用新型的实施例一为：一种绕线式电感器，包括磁芯构件1、卷绕在磁芯构件1上的线圈导线2、设置在磁芯构件1上并与线圈导线2导通的端子电极3及包裹线圈导线2的磁性屏蔽件4。

具体的，所述磁芯构件1包括卷芯部11，所述卷芯部11的相对两端分别设有上摆部12及下摆部13，所述上摆部12及所述下摆部13分别相对于所述卷芯部11凸出设置以使所述磁芯构件1整体呈工字形，所述线圈导线2绕在所述卷芯部11上，即所述线圈导线2位于所述上摆部12与所述下摆部13之间，所述磁性屏蔽件4包裹所述线圈导线2远离所述卷芯部11的一侧，且所述磁性屏蔽件4的侧壁与所述下摆部13的侧壁平齐、所述磁性屏蔽件4远离所述下摆部13的一面与所述上摆部12远离所述卷芯部11的一面平齐，即所述磁性屏蔽件4与所述线圈导线2远离所述卷芯部11的一面、所述下摆部13靠近所述卷芯部11的一面、所述上摆部12靠近所述卷芯部11的一面及所述上摆部12的侧面贴合，以确保所述磁性屏蔽件4与所述线圈导线2及所述磁芯构件1连接稳定。

可选的，所述的磁芯构件1的材质为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体和铁硅铬合金中的一种或多种。

如图1所示，在本实施例中，所述卷芯部11的形状设置为圆形以减少达到电感值需卷绕的所述线圈导线2的长度，所述上摆部12及所述下摆部13分别设置为方形。所述上摆部12靠近所述下摆部13的一面为第一面14，其中所述上摆部12在所述第一面14上的正投影围成的区域位于所述第一面14围成的区域内，且所述下摆部13的横截面积大于所述上摆部12的横截面积，以使所述磁性屏蔽件4成型在所述磁芯构件1上时与所述线圈导线2远离所述所述线圈导线2远离所述卷芯部11的一面、所述上摆部12靠近所述卷芯部11的一面及所述上摆部12的侧面接触，利于所述磁性屏蔽件4成型。

可选的，所述卷芯部11的横截面还可以设置为多边形，所述上摆部12及所述下摆部13可分别设置为圆形或多边形。且所述上摆部12的横截面积与所述下摆部13的横截面积之比为0.35-0.85。

优选的，所述线圈导线2在所述第一面14上的投影围成的区域与所述上摆部12在所述第一面14上的投影围成的区域重合，以通过所述上摆部12承受在所述磁芯构件1上热压成型所述磁性屏蔽件4时产生的压力，防止所述线圈导线2在成型所述磁性屏蔽件4时损坏，并确保所述磁性屏蔽件4与所述线圈导线2接触的区域形成紧密的实体。

请参照图1，所述下摆部13的厚度大于所述上摆部12的厚度且所述下摆部13远离所述卷芯部11的一面设有一组对称的线槽15，所述线槽15的数量为两个且两个所述线槽15内分别容纳有所述线圈导线2的两端，所述线槽15的深度不小于所述线圈导线2的半径。所述线槽15的开口处设有与所述线圈导线2导通的端子电极3，所述端子电极3为沿所述线槽15的内部设置的导电层且所述端子电极3的材质可选用银、铜、锡和镍等金属材料中一种或多种，或采用导电树脂粘结剂材料与金属材料共同构成，所述端子电极3外露于所述线槽15的部分的厚度不小于所述线圈导线2的半径，以确保将所述线圈导线2的端部包裹在内。

可选的，所述端子电极3采用点锡、溅射法、辊印或丝网印刷等方法成型在所述磁芯构件1上。

如图1所示，在本实施例中，所述磁性屏蔽件4由包含磁性粒子的树脂粘结剂热压成型在所述磁芯构件1上，树脂粘结剂包裹磁性粒子以使磁性粒子环绕所述线圈导线2，进而提高所述绕线式电感器的电感值。其中磁性粒子包括还原铁粉、羰基铁粉、铁硅合金和铁硅铬合金中的一种或多种，树脂粘结剂包括环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、氰酸酯树脂、氨基树脂中的一种或多种，且在所述磁性屏蔽件4中树脂粘结剂的质量分数为磁性粒子的质量分数的2％-10％，当树脂粘结剂占比质量分数小于2％时，会导致所述磁性屏蔽件4封装后与所述磁芯构件1之间容易发生脱落或开裂，且磁屏蔽效果差，当树脂粘结剂占比质量分数大于2％时，不利于提高所述绕线式电感器的电感量。

详细的，树脂粘结剂粘结剂的软化温度T1小于树脂粘结剂的固化温度T2，以在所述磁性屏蔽件4热压封装时，树脂粘结剂在成型前优先发生形变，树脂粘结剂与所述磁芯构件1完全接触后固化即可完成所述磁性屏蔽件4封装。其中树脂粘结剂的软化温度T1在70～120℃之间，固化温度T2在120～180℃之间，若树脂粘结剂的软化温度低于70℃，不利于含磁性粒子树脂粘结剂的形成，树脂粘结剂的固化温度低于120℃，会导致所述磁性屏蔽件4封装的时间延长，当树脂粘结剂的固化温度高于180℃，会在所述磁性屏蔽件4封装时产生高温，并对所述线圈导线2或所述端子电极3等产生负面影响。

优选的，在选择树脂时，树脂在加工使用的温度范围内-20℃～200℃的线性热膨胀系数在10ppm/K～20ppm/K之间。

实施例二

请参照图1至图5，本实用新型的实施例二为：一种绕线式电感器的制备方法，用于制备实施例一中的绕线式电感器。

如图2所示，本实施例提供的绕线式电感器的制备方法包括以下步骤：

S1、制备磁芯构件1。

如图3所示，在步骤S1中，先将磁性粒子诸如锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等一种或多种与粘结剂混合，然后使用粉末成型压机将磁性粒子与粘结剂的混合物压成胚体，并对胚体进行高温煅烧和脱碳处理获得成型体，以在磁性粒子表面形成金属氧化物，保证粒子间的绝缘性。获得成型体后，可采用削切机、研磨机等去除成型体上的部分区域形成上摆部12、下摆部13及卷芯部11，并在卷芯部11的下方加工出线槽15。即可获得所述磁芯构件1。

S2、在磁芯构件1上形成端子电极3。

如图4所示，在步骤S2中，可通过点锡、溅射法、辊印、丝网印刷等方式在所述线槽15下方形成端子电极3。

S3、在磁芯构件1上卷绕线圈导线2。

如图5所示，在步骤S3中，将线圈导线2围绕卷芯部11卷绕指定圈数后，将线圈导线2的两端沿所述线槽15卷绕，以使所述线圈导线2的两端分别与端子电极3相连。

S4、填充含有磁性粒子的树脂粘结剂，形成磁性屏蔽件4。

如图1所示，在步骤S4中，将含有所述线圈导线2的所述磁芯构件1填充到成型模具中，向成型模具中填充指定数量的含磁性粒子的树脂粘结剂，并在合适的温度和压力下成型，即可在所述磁芯构件1上成型磁性屏蔽件4。

或采用粉末成型压机预先将含磁性粒子的树脂粘结剂压制成与所述磁芯构件1相配合的所述磁性屏蔽件4的预制体，再将预制体热压封装到所述磁芯构件1上。当采用这种方法时，为保证封装的工艺简便性，可根据所述线圈导线2绕成的形状调整所述上摆部12的形状，以使预制体的形状易于加工，且所述磁性屏蔽件4与所述磁芯构件1套合时所述线圈导线2能够与所述磁性屏蔽件4紧密结合。采用先成型所述磁性屏蔽件4的预制体，再进行热压封装，可减轻热压封装的需求压力，防止所述线圈导线2受到高温影响产生短路或所述线圈导线2位错。

S5、线圈导线2剥漆后与端子电极3接合。

在步骤S5中，可采用激光照射、溶剂刻蚀等方式去除所述线圈导线2端部表面的绝缘层，并将所述线圈导线2与所述端子电极3结合，即可获得所述绕线式电感器。

在本实施例中，采用上述制备方法制备样品一，其中样品一的磁芯构件1由表面具有氧化膜的锰锌铁氧体粒子群组成，且磁芯构件1的长度为40mm，宽度为40mm，高度为12.5mm，磁芯构件1的上摆部12的截面为直径为30mm的圆形，磁芯构件1的卷芯部11的截面为直径为15mm的圆形，线圈导线2采用直径为1.5mm的导线在卷芯部11上卷绕5层，每层的匝数为5圈。且样品一的磁性屏蔽件4采用填充含有磁性粒子的树脂粘结剂并热压封装形成，磁性屏蔽件4包括90％质量分数的铁硅合金、8％的环氧树脂和2％的固化剂，其中固化剂的固化温度为130℃。

制备样品二，样品二的磁芯构件1和线圈导线2与样品一相同且采用相同的制造方法及尺寸制备，样品二的磁性屏蔽件4样品一的磁性屏蔽件4的配方相同，样品二与样品一的区别在于样品二中的磁性屏蔽件4采用预先制成可与磁芯构件1套合的预制体，再进行热压封装。

制备样品三，样品三的磁芯构件1和线圈导线2采用与样品一相同的制造方法及尺寸制备，且磁性屏蔽件4通过填充含有磁性粒子的树脂粘结剂并热压封装形成，样品三与样品一的区别在于样品三的磁性屏蔽件4中铁硅合金的质量分数为98％、环氧树脂的质量分数为1.5％、固化剂的质量分数为0.5％，且固化剂的固化温度为130℃。

制备样品四，样品四的磁芯构件1和线圈导线2采用与样品一相同的制造方法及尺寸制备，且磁性屏蔽件4通过填充含有磁性粒子的树脂粘结剂并热压封装形成，样品四与样品一的区别在于样品四的磁性屏蔽件4中铁硅合金的质量分数为60％、羟基铁粉的质量分数为30％、环氧树脂的质量分数为4％、改性酚醛树脂的质量分数为4％、固化剂的质量分数为2％，且固化剂的固化温度为150℃。

制备样品五，样品五的磁芯构件1及线圈导线2采用与样品一相同的制造方法及尺寸制备，样品五与样品一的区别在于线圈导线2采用环氧树脂进行包覆绝缘。

制备样品六，样品六的磁芯构件1及线圈导线2采用与样品一相同的制造方法及尺寸制备，样品六采用与样品一相同的配方制备预制体，并通过预制体对线圈导线2进行包覆，但不进行热压封装。

如图6所示，图6为样品一至六在1KHz下电感测试性能图。相比于样品五和样品六，样品一至四的初始电感值(Ls值)更高，且相同直流偏置值(Idc)下，样品一至四的电感保留值更高。由此，采用本实施例提供的绕线式电感器的制备方法的制造的绕线式电感器具有更高的电感直流偏置特性。

如图7所示，图7为样品一至六在不同频率下电感测试性能图，相比于样品五和样品六，在频率逐步提高的前提下，样品一至四仍有较高的电感值。由此，采用本实施例提供的绕线式电感器的制备方法的制造的绕线式电感器具有更高的磁屏蔽效果，可在更高的频率下工作。

综上所述，本实用新型提供的绕线式电感器通过对磁性屏蔽件及磁芯构件的形状进行设置，增大磁性屏蔽件与磁芯构件的接触面积，以使磁性屏蔽件热压封装在磁芯构件上后与线圈导线及磁芯构件稳定接触，防止磁性屏蔽件与线圈导线或磁芯构件的连接处出现脱落或开裂，提高绕线式电感器的结构稳定性，确保绕线式电感器长时间稳定运行。

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 (10)

1.一种绕线式电感器，其特征在于，包括：

磁芯构件，包括卷芯部及分别设置在所述卷芯部相对两端的上摆部及下摆部；

线圈导线，环绕所述卷芯部设置且位于所述上摆部与所述下摆部之间；

端子电极，设置在所述下摆部远离所述卷芯部的一面上，并与所述线圈导线的相对两端分别连通；

磁性屏蔽件，环绕所述线圈导线设置，其侧壁与所述下摆部的侧壁平齐，其远离下摆部的一面与上摆部远离卷芯部的一面平齐。

2.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其特征在于：所述的磁芯构件的材质为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体和铁硅铬合金中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其特征在于：所述下摆部靠近所述上摆部的一面为第一面，所述上摆部在所述第一面上的正投影围成的区域位于所述第一面围成的区域内。

4.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其特征在于：所述上摆部的横截面积与所述下摆部的横截面积之比为0.35-0.85。

5.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其特征在于：所述下摆部靠近所述上摆部的一面为第一面，所述上摆部在所述第一面上的正投影围成的区域与所述线圈导线在所述第一面上的正投影围成的区域重合。

6.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其特征在于：所述下摆部远离所述卷芯部的一面对称设有两个线槽，所述线圈导线的两端分别位于所述线槽内且所述端子电极覆盖所述线槽的开口处。

7.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其特征在于：所述的磁性屏蔽件的材质为含有磁性粒子的树脂粘结剂。

8.根据权利要求7所述的绕线式电感器，其特征在于：所述磁性粒子为还原铁粉、羰基铁粉、铁硅合金和铁硅铬合金中的一种或多种，树脂粘结剂为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、氰酸酯树脂和氨基树脂中的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的绕线式电感器，其特征在于：所述磁性屏蔽件中所述树脂粘结剂的质量分数为所述磁性粒子的质量分数的2％-10％。

10.根据权利要求7所述的绕线式电感器，其特征在于：所述的树脂粘结剂的软化温度小于树脂粘结剂的固化温度。

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