CN2726077Y - 电感器 - Google Patents
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Abstract
一种电感器，包括导体线圈及包覆在该导体线圈周围的磁性包覆体，其中该导体线圈除了具有一环形线圈部外，该环形线圈部的两端并分别形成二朝相同方向延伸的延伸部；而该磁性包覆体则呈密封式地包覆固定在该导体线圈所设环形线圈部的外围，另该导体线圈所设二延伸部则延伸出该磁性包覆体外，以形成二可供插置在电路板上的电极端，进而构成一插件型电感器。
Description
技术领域
本实用新型关于一种电感器，尤指一种借磁性包覆体紧密包覆在导体线圈所设环形线圈部外围，而可具有耐高电流特性的电感器。
背景技术
现有电感器，因绝大部分均先制作一个具开放边腔室的框体，再将一配置有磁芯的导体线圈可移动地装置在该腔室内，最后再利用填充物或射出料将该导该体线圈固定在该腔室中，并将该导体线圈的两导线终端分别弯折被覆在该框体外面，以构成一电感器构造。
虽然该现有电感器所设的导体线圈可借填充物或射出料被固定在该框体所设的腔室中，但就因为该导体线圈并非直接与该框体呈一体成型的构造，所以该电感器所能获得的功效打了很大的折扣。
虽然有业者试着先借支撑部件将一导体线圈固定在一模具中，然后再借灌注熔融磁芯模塑材料于该模具中的方式，使该导体线圈可以与该磁芯模塑材料结合成一体，但因该支撑部件必须再予以卸除，并借该磁芯模塑材料进行二次注模的动作，所以其除了会严重影响该电感器的制造效率外，若该导体线圈的置放产生偏差时，则一定会严重影响该电感器所能达到的实际功效。
另外，虽然亦有业者试着借湿加压处理的方法使含磁性陶瓷材料的稀浆得以在一模具中先行被制成一磁模具体，然后，再将该磁模具体固设在另一模具中，并将一导体线圈固设在该磁模具体中，同时于该模具中注入磁性陶瓷材料进行湿加压处理以制成一电感器的磁模具体，最后，再利用烧结的方式，即可令该电感器磁模具体固结成一完整的电感器。但就因为其制造过程中涉及稀浆状磁性陶瓷材料的注浆压模作业，所以其除了会严重影响该电感器的制作效率外，稀浆材料与导体线圈的混合成型作业亦会存在甚多足以影响该电感器使用功效的不确定因素。
发明内容
本实用新型的主要目的在于，提供一种电感器，其借着磁性包覆体可一体紧密包覆在导体线圈外围的构造，以使该电感器除了能够接受更高电流的要求外，其更可形成饱合特性更佳的电感器。
本实用新型的次要目的在于，提供一种电感器，借着磁性包覆体可完全包覆该导体线圈的构造，以获得一内部不带任何空间间隙的电感器。
本实用新型的另一目的在于，提供一种电感器，借着磁性包覆体可完全包覆该导体线圈的构造，以获得一带有封闭式磁路结构的电感器。
本实用新型的又一目的在于，提供一种电感器，用以取代传统E型或环型线圈电感器，由于该电感器使用较少圈数的导体线圈就能达到较高电感值要求，因而能大大提升电感器的DCR性能。
为实现上述目的，本实用新型提供一种电感器，其包括导体线圈及包覆在该导体线圈周围的磁性包覆体，该导体线圈除了具有一环形线圈部外，该环形线圈部的两端并分别形成二朝相同方向延伸的延伸部，而该磁性包覆体则呈密封式地包覆固定在该导体线圈所设环形线圈部的外围，另该导体线圈所设二延伸部则延伸出该磁性包覆体外，以形成二可供插置在电路板上的电极端。
所述的电感器，其中，该导体线圈可由多组绕制而成的圆形导线所构成，而且每组圆形导线分别具有二同向延伸至该磁性包覆体外围的延伸部，以形成可直接连接在电路板上的多组电极端。
所述的电感器，其中，该突伸于该磁性包覆体外侧的导体线圈二延伸部除了呈扁平状构造外，其并分别被弯折至该磁性包覆体顶部以供表面粘着焊接。
所述的电感器，其中，该导体线圈的扁平状构造延伸部进一步包含有一扁平状中空铜套。
为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1-A～1-E为导体线圈冲压的流程示意图；
图2-A～2-E为导体线圈所设二延伸部于附加中空铜套后的冲压流程图；
图3-A～3-J为依据本实用新型所揭露表面粘着型电感器的制造流程示意图；
图3-K为该表面粘着型电感器粘附在电路板上的构造示意图；
图4-A为另一实施例的导体线圈结构图；
图4-B～4-K为依据本实用新型所揭露插件型电感器的制造流程示意图；
图4-L为该插件型电感器粘附在电路板上的构造示意图；
图5-A～5-C为依据本实用新型所揭露具多组导体线圈的插件型电感器构造示意图；
图6-A～6-C为依据本实用新型所揭露另一具多组导体线圈的插件型电感器构造示意图；
图7-A～7-C为依据本实用新型所揭露另一具单组导体线圈的插件型电感器构造示意图；及
图8-A～8-C为依据本实用新型所揭露另一具多组导体线圈的插件型电感器构造示意图。
具体实施方式
本实用新所揭露的电感器包括一导体线圈及一紧密包覆在该导体线圈外并构成电感主体的磁性包覆体，另该导体线圈二延伸部延伸至该磁性包覆体的外部以形成电极端。
该磁性包覆体主要由三种金属磁粉(A磁粉、B磁粉、C磁粉)，加上绝缘剂(聚酯树脂Polyester resin)X、环氧树脂(Epoxy)、硅树脂(Silicone)及润滑剂(硬脂酸锌)等材料所组成。其中该三种金属磁粉均由羰基铁粉(Carbonyl Iron Powder)所构成，所不同的是该A磁粉的颗粒大小为8μm，而B磁粉的颗粒大小为6μm，至于C磁粉的颗粒大小则为4μm。
由于三种金属磁粉的颗粒大小均不相同，原则上，颗料大的，其AL值高，CORE LOSS较大，应用频率较低；反之，颗粒小的，其AL值低，CORE LOSS较小，应用频率较高，因此，利用上述的特性，只要适当调整该三种金属磁粉的混合比例，即可使所制得的电感器具有市场所需求的最佳电气特性。基本上，本实用新型所制成的电感器其AL值比传统型电感器高出约1.8～3.6倍，而其耐电流特性则可提升约10～30％。
有关本实用新型电感器的制造方法大致如下。先将上述的三种磁粉依照电气特性需求适当调整其相关比例，然后，将该三种磁粉加入绝缘剂X及稀释剂(丙酮Acetone)以进行绝缘处理，这些混合材料经充分搅拌均匀后，将其置入烘烤炉中(烘烤温度：60℃～180℃，烘烤时间：30分钟～180分钟)，使绝缘剂得以完全硬化并在磁粉表面形成一层绝缘膜。
随后，将该经过绝缘处理的材料加入环氧树脂(Epoxy)、硅树脂(Silicone)后，充分搅拌使其成为泥糊状，进而利用造粒机进行造粒动作以产生较大颗粒(颗粒大小范围在0.6mm～0.15mm)，得以于成型时令这些材料具有所需流动性的需求，然后，再将该通过造粒动作的材料置入烘烤炉(烘烤温度：100℃，烘烤时间：45分钟)中，并于烘烤完成后将润滑剂(硬脂酸锌)加入该材料中混合均匀，即可形成完整的模塑材料(P1)。
随后，将该完整的模塑材料(P1)冲填入一硬模(例：G2)中使预铸密度约在2.5g/cm3～4.0g/cm3的磁性包覆体(例：P2及P3)，再将该预铸的磁性包覆体及所需的导体线圈(例：W2)置入另一硬模(合成模)中进行压铸动作，使该磁性包覆体的密度可以达到5.5g/cm3～6.5g/cm3，进而形成一经压铸完成的电感器(例：P4)。
最后，再将该压铸完成的电感器置入一隧道烧成炉中(烘烤温度：120℃～200℃，烘烤时间：60分钟)，使添加在该电感器所设磁性包覆体内的环氧树脂(Epoxy)、硅树脂(Silicone)及润滑剂(硬脂酸锌)等材料得以达到热熔解及热硬化的状态，从而完成本实用新型电感器的完整制作过程。
为了令所有熟悉该项技术的人得以充分了解本实用新型的构造技术，特配合附图所示，详细描述本实用新型电感器的制造过程如下：
一、导体线圈的制备：
图1-A所示的是导体线圈原型W1的结构图。该导体线圈原型W1除了由圆形断面的导线所构成外，其中间段并形成有环形线圈部，另该环形线圈部的两端并分别具有一朝该环形线圈部外侧延伸的延伸部。
在制备导体线圈时，先将该导体线圈原型W1置于一硬模G1中，并予以固定，即如图1-B所示。随后，施压于一设于该硬模G1上方的可移动模具T1，使其向下移动以进入该硬模G1中，进而施压于该导体线圈原型W1的二延伸部，即如图1-C所示，使该二延伸部得以由圆形断面的导线变成扁平状的导线，进而形成一导体线圈W2。然后，再施压于一设于该硬模G1下方的可移动模具T2，以使其得以向上移动进而将该导体线圈W2推离该硬模G1，即如图1-D所示。而图1-E所示的是该经制备完成导体线圈W2的结构示意图。
另外，为了避免上述导体线圈因其所组成导线断面积过小，进而造成该二被压扁延伸部发生与电路板接触面积不足的缺点，该导体线圈亦可另以下述的实施例进行制备。即先于该导体线圈原型W1所设的两延伸部处分别套设一中空铜套W3，即如图2-A所示。然后，再将该套设有中空铜套W3的导体线圈原型W1置于该硬模G1中，并予以固定，即如图2-B所示。如上所述，当施压该可移动模具T1，以使其向下移动进入该硬模G1中，并施压于该导体线圈原型W1二延伸部所设的中空铜套W3时，该具有中空铜套W3的二延伸部即可变成扁平状，以形成一导体线圈W4，即如图2-C所示。最后，再施压于该可移动模具T2，以使其向上移动将该导体线圈W4推离该硬模G1，即如图2-D所示，从而完成该导体线圈W4的制备过程。而该导体线圈W4的结构图则如图2-E所示。
二、磁性包覆体的制备：
有关磁性包覆体的制备先将上面所述的粉状模塑材料P1冲填入一硬模G2中，即如图3-A所示。然后，施压于一设于该硬模G2上方的可移动模具T3，使其向下移动进入该硬模G2中，进而施压在该粉状模塑材料P1上，即可预铸成一磁性包覆体P2，即如图3-B所示。故当分别施压设于该硬模G2下方的可移动模具T4、T5及T6时，该磁性包覆体P2即可被推离该硬模G2。该磁性包覆体P2的结构图如图3-C所示，其除了具有一分别朝两侧开放的导体线圈容置槽外，该导体线圈容置槽的中央位置处并形成有一圆柱状凸柱。
另外，并将该粉状模塑材料P1冲填入一硬模G3中，即如图3-D所示。并施压设于该硬模G3上方的可移动模具T7，使其向下移动进入该硬模G3中，进而施压在该粉状模塑材料P1上，即可另行预铸一磁性包覆体P3，即如图3-E所示。随后，当施压设于该硬模G3下方的可移动模具T8时，该磁性包覆体P3即可被推离该硬模G3。而该磁性包覆体P3的结构示意图则如图3-F所示。
三、电感器的制备：
依次将该磁性包覆体P2、导体线圈W2(或W4)及磁性包覆体P3置入一硬模G4中，其中该导体线圈W2(或W4)除了被置于该磁性包覆体P2所设的导体线圈容置槽中外，该导体线圈容置槽中所设的凸柱并被置入该导体线圈W2(或W4)的环形线圈部中央处。另该导体线圈W2(或W4)所设的二延伸部并分别被固定在一可移动模具T12上，即如图3-G所示。
随后，施压一设于该硬模G4上方的可移动模具T9，使其向下移动进入该硬模G4中，则该磁性包覆体P2、导体线圈W2(或W4)及磁性包覆体P3即可被压铸成一完整的电感器P4，即如图3-H所示。然后，再施压设于该硬模G4下方的可移动模具T12，使其向上移动，即可将该电感器P4推离该硬模G4，即如图3-I所示。最后，并将该导体线圈W2(或W4)所设的二延伸部予以弯绕至该电感器P4顶端，即可形成一完整的表面粘着型电感器，如图3-J所示。
此时，如上所述，再将该压铸完成的表面粘着型电感器置入一隧道烧成炉(烘烤温度：120℃～200℃，烘烤时间：60分钟)中，即可完成本实用新型电感器的完整制备过程。
而图3-K所示的是将该制备完成的表面粘着型电感器粘附于一电路板上时的实施例图。
图4-A～4-L所示的是另外一种实施例插件型电感器的制备过程图。其中图4-A所示的导体线圈W5除了亦具有一环形线圈部外，该环形线圈部的两延伸部则呈朝同一方向延伸的构造，另该两延伸部则呈未被压扁的圆形断面构造。
其制备先将该粉状模塑材料P1冲填入一硬模G5中，即如图4-B所示。然后，施压一设于该硬模G5上方的可移动模具T13，使其得以向下移动进入该硬模G5中，进而施压在该粉状模塑材料P1上，以预铸成一磁性包覆体P5，即如图4-C所示。而图4-D所示的是该磁性包覆体P5的结构示意图，该磁性包覆体P5除了具有一导体线圈容置槽外，该导体线圈容置槽的中央位置处并设有一圆柱状凸柱。
另外，再将该粉状模塑材料P1冲填入一硬模G6中，即如图4-E所示。并施压一设于该模具G6上方的可移动模具T17，使其向下移动进入该硬模G6中，进而施压在该粉状模塑材料P1上，以预铸成另一磁性包覆体P6，即如图4-F所示。而该图4-G所示的是该磁性包覆体P6的结构示意图，其中该磁性包覆体P6上设有两个可供该导体线圈W5所设二延伸部分别穿越的孔槽。
故当依次将该磁性包覆体P6、导体线圈W5及磁性包覆体P5置入一硬模G7中，并将该导体线圈W5所设的二延伸部固定在一可移动模具T21中，即如图4-H所示。即可施压一设于该硬模G7上方的可移动模具T19，使其向下移动进入该硬模G7中，进而施压在该磁性包覆体P5、导体线圈W5及磁性包覆体P6上，即可完成该插件型电感器P7的制备过程，即如图4-1所示。此时，施压一设于该硬模G7下方的可移动模具T21，使其向上移动，即可将该插件型电感器P7推离该硬模G7，即如图4-J所示。
最后，再如上所述，将该压铸完成的插件型电感器P7置入一隧道烧成炉中(烘烤温度：120℃～200℃，烘烤时间：60分钟)，即可制备完成一插件型电感器，即如图4-K所示。而图4-L所示的是该插件型电感器被插置于电路板上时的实施例图。
图5-A～5-C所示的是依据本实用新型所制成具有多组导体线圈的插件型电感器构造图。其中图5-A为三组导体线圈呈同心圆排列的构造图，而图5-C则是将该插件型电感器固定在电路板上时的实施例图。
而图6-A～6-C则是依据本实用新型所制成另一具有多组导体线圈的插件型电感器构造图。
至于图7-A～7-C所示的是依据本实用新型所制成具有单组导体线圈的插件型电感器构造图。
而图8-A～8-C则是将数组如图7-A所示导体线圈呈串接排列所构成多组导体线圈的插件型电感器构造图。
根据上面的描述，本实用新型的电感器具有以下几个特征：
1.由于本实用新型电感器的导体线圈完全被磁性包覆体所包围，所以其构造完全与磁芯部及导体线圈呈非封密式构造的传统型E型结构或环型结构的电感器不同，另外，就因为本实用新型电感器的导体线圈完全被磁性包覆体所包围，所以会形成一种具封闭式磁路结构的电感器，而该电感器就因为磁力线被限制在该磁性包覆体周围，所以其特别适合使用于高密度零件的电路板。
2.该电感器因磁性材料的完全填充，所以可以有效最大化地使用该磁体空间，故在体积上比传统型电感器显得小型化。
3.该电感器因磁性材料的完全填充，故能在使用较少圈数的导体线圈下达成同样电感值的要求，也就因为降低了线圈的圈数，其DCR性能会比传统型电感器显得更佳，通常本实用新型电感器的DCR会比传统型电感器降低约10～30％。
4.由于导体线圈的两端透过冲压流程或透过中空铜套衔接冲压流程自然形成两个焊接端点，故而该电感器具有较简易的导体线圈端体，进而降低成本。
5.由于本实用新型可将表面粘着型电感器的制作流程同时应用于插件型电感器上，所以其扩大了该电感器的应用范围。
6.由于本实用新型的电感器采用高阻抗(在100V的测试条件下，超过100MΩ)的磁性材料所制成，所以使得该电感器能在表面粘着线路之间没有传感路径产生，进而使得该电感器亦能在高达100MHz的频率下有效运作。
7.该电感器的整体结构设计亦避免了传统型线圈电感器使用大量人工将线圈缠绕于磁体的缺点。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型后附的权利要求的保护范围。
Claims (4)
1、一种电感器，包括导体线圈及包覆在该导体线圈周围的磁性包覆体，其特征在于，该导体线圈除了具有一环形线圈部外，该环形线圈部的两端并分别形成二朝相同方向延伸的延伸部，而该磁性包覆体则呈密封式地包覆固定在该导体线圈所设环形线圈部的外围，另该导体线圈所设二延伸部则延伸出该磁性包覆体外，以形成二可供插置在电路板上的电极端。
2、如权利要求1所述的电感器，其特征在于，该导体线圈可由多组绕制而成的圆形导线所构成，而且每组圆形导线分别具有二同向延伸至该磁性包覆体外围的延伸部，以形成可直接连接在电路板上的多组电极端。
3、如权利要求1所述的电感器，其特征在于，该突伸于该磁性包覆体外侧的导体线圈二延伸部除了呈扁平状构造外，其并分别被弯折至该磁性包覆体顶部以供表面粘着焊接。
4、如权利要求3所述的电感器，其特征在于，该导体线圈的扁平状构造延伸部进一步包含有一扁平状中空铜套。
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