TW201327594A - 磁性元件及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種磁性元件的製造方法，包括以下步驟：(1)在磁芯表面塗覆絕緣材料，以形成絕緣磁芯；(2)將導電材料彎折成一定的形狀，形成預先成型的導電體；以及(3)將預先成形的導電體與所述絕緣磁芯組合，形成磁性元件。本發明之方法簡單可行，製造的磁性元件體積小、導電體與磁芯間絕緣性好。

Description

磁性元件及其製造方法

本發明係關於一種磁性元件及其製作方法，特別是關於一種無繞線支架的磁性元件及其製造方法。

隨著對高頻化、高功率密度的要求的提高，磁性元件產品會變的越來越小。通常磁性元件由三部分組成，磁芯、導電體及繞線支架。對於磁性元件整體體積這三部分約是各佔三分之一，而實際對於電氣性能起作用的部分僅是磁芯與導電體，繞線支架只有支撐、絕緣等作用。在磁性元件小型化的趨勢下，省去繞線支架是減小磁性元件體積的一種技術手段。但省去繞線支架後，會造成如何繞線以及如何將導電體與磁芯絕緣等問題。另外，去除繞線支架會導致導電體直接面對磁芯，若絕緣性不佳，雖然在低電壓(小於直流DC 72V)的情況，導電體對磁芯打火電流很微小，不會發生危險，但是隨著電壓升高，就會發生導電體對磁芯打火，導致電源發生燒毀機器的現象。

目前，習知技術解決上述打火問題採用的常用的方法都存在一些缺點，下面列舉兩個例子進行說明。

一種方法是在導電體外加套管等保護層，第1圖是習知技術中導電體外加套管的結構示意圖，請參考第1圖所示，其中101為導電體，102為套管，103為導電體焊錫面，套管102套在導電體101外面，其中套管102具有電絕緣的作用。該方法的缺點一是套管102與焊錫面103接觸的地方需要精確控制尺寸，如果尺寸控制不好，還是會導致導電體與磁芯打火。另一缺點是套上套管的方法只適用於對較短的線或者銅箔片這種圈數少形狀規則的導電體，而不適用於對圈數較多形狀不規則的導電體，第2圖是銅線繞組的結構示意圖，請參考第2圖所示，該銅線繞組纏繞的圈數較多，因此無法使用穿套管的方法進行絕緣。

一種方法是在導電體上塗佈絕緣塗層。第3圖是習知技術中在導電體上塗覆絕緣塗層的磁性元件的結構示意圖。請參考第3圖所示，201為磁芯，202為塗有絕緣塗層的導電體，203為焊錫面。同樣地，該方法的缺點之一是絕緣塗層與焊錫面203接觸之處，如標號204處需要精確控制尺寸，如果尺寸控制不好，則會導致導電體與磁芯之間打火，會導致製程複雜，該方法的另一缺點二是塗有絕緣塗層的導電體202與磁芯201接觸，會發生摩擦，如果導電體是銅箔片則其邊緣很銳利，在使用時摩擦會導致鍍層破壞，從而燒毀電源。

上述僅列舉出兩個例子，當然還有其他方法來防止磁芯與導電體之間打火，比如在導電體上貼膠布，該方法的缺陷是當對規則的銅片採用該方法時，銅片與磁芯配合的中心孔會使得膠布無法密合，導致導電體與磁芯無法絕緣，而且，第2圖所示的銅線繞組也不適用該方法。

綜上所述，需要找到一種適合的方法解決沒有繞線支架時導電體與磁芯之間打火的問題。

本發明的目的在於解決上述存在的問題，提供一種磁性元件及其製造方法，該方法簡單易行且製造的磁性元件的磁芯和導電體之間有良好的絕緣性。

為實現上述目的，在一實施方式中，本發明提供的技術手段為：一種磁性元件的製造方法，包括以下步驟：

(1)在磁芯表面塗覆絕緣材料，以形成絕緣磁芯；

(2)將導電材料彎折成一定的形狀，形成預先成型的導電體；以及

(3)將預先成形的導電體與所述絕緣磁芯組合，形成磁性元件。

進一步，所述預先成型的導電體表面繞制有三層絕緣線。

進一步，所述預先成型的導電體表面套有套管。

進一步，所述預先成型的導電體表面貼有膠布。

進一步，所述預先成型的導電體表面塗覆有絕緣材料。

進一步，所述磁芯進行倒角處理。

進一步，所述磁芯表面均勻地塗覆絕緣材料，或厚度不等地塗覆絕緣材料。

進一步，所述磁芯表面全部或部分塗佈絕緣材料。

進一步，所述磁芯為可以和預先成形的導電體組成磁性元件的任何形狀的磁芯。

進一步，所述磁芯由至少兩部分組成。

一種根據本發明的製造方法製造的磁性元件，所述磁性元件包括磁芯及預先成型的導電體，所述預先成形的導電體放在磁芯的表面，所述磁芯在與預先成型的導電體接觸處塗佈有絕緣材料形成絕緣磁芯。

在一實施方式中，所述磁芯具有倒角結構。

在一實施方式中，磁芯表面均勻地塗覆絕緣材料，或厚度不等地塗覆絕緣材料。

在一實施方式中，所述磁芯表面全部或部分塗佈有絕緣材料。

在一實施方式中，所述磁芯為可以和預先成形的導電體組成磁性元件的任何形狀的磁芯。

進一步，所述磁芯由至少兩部分組成。

在一實施方式中，所述絕緣材料為環氧樹脂、氧化鎂、氧化鋁、石英粉中的一種或幾種。

在一實施方式中，一種轉換器包括上述的磁性元件、印刷電路板及至少一個電子元件，所述磁性元件及至少一個電子元件安裝在印刷電路板上，所述磁性元件與至少一個電子元件接觸，所述磁性元件在與電子元件接觸處塗佈有絕緣材料。

本發明通過在磁性元件的磁芯表面塗佈絕緣層，形成絕緣磁芯，然後將預先成型的導電體與絕緣磁芯組合，形成磁性元件。所述磁性元件的預先成型的導電體與絕緣磁芯之間存在絕緣層，使得兩者電絕緣，解決了磁芯與導電體之間高壓電打火的問題。

下面對本發明的磁性元件及所述磁性元件的製造方法的具體實施方式做進一步說明。

第4圖是本發明一實施方式的磁性元件的製造方法的流程圖。第5圖是本發明一實施方式的根據第4圖的製造方法製造的磁性元件的結構分解示意圖。參見第4圖並配合第5圖所示，磁性元件305的製造方法的具體實施方式的步驟如下：

S400：在磁芯的第一部分301和磁芯的第二部分302的表面塗覆絕緣材料，形成絕緣塗層303(標示於第7圖中)，從而形成絕緣磁芯307。塗覆的方法可以採用刷、噴等方式，本發明所屬技術領域中具有通常知識者熟知的方法，塗層的材料選用電絕緣的材料，比如環氧樹脂、氧化鎂、氧化鋁等絕緣材料。噴塗區域可以是磁芯與預先成型的導電體304接觸的部分，也可以是磁芯的所有表面，實際噴塗絕緣材料的區域可以根據實際製程的需要自行選擇。

S401：將導電材料彎折成一定的形狀，形成預先成型的導電體304。導電材料可以是銅等本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以用在磁性元件上的導電材料。利用本發明所屬技術領域中具有通常知識者技術將導電材料彎折形成一定的形狀，以形成預先成型的導電體304，比如將銅線纏繞成數匝的銅線繞組，本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以根據需要採用適當方法將導電材料彎折成需要的形狀。

S402：將預先成型的導電體304與所述絕緣磁芯307組合，形成磁性元件305。根據絕緣磁芯307即塗有絕緣層的磁芯第一部分301和第二部分302與預先成型的導電體305的形狀，將預先成型的導電體304與絕緣磁芯307即塗有絕緣層的磁芯第一部分301和第二部分302組合，形成磁性元件305。比如，所述預先成型的導電體304為銅線繞組，所述磁芯的第一部分301和磁芯的第二部分302的中柱308為圓柱體，則預先成型的導電體304放在塗有絕緣層的磁芯第一部分301和/或第二部分302的中柱的表面，以形成磁性元件305。

預先成型的導電體表面也可以包覆絕緣材料或者貼有絕緣層，帶有絕緣層的預先成型的導電體與絕緣磁芯共同作用，能夠使導電體與絕緣磁芯之間的絕緣效果更好。

在上述步驟中，由於步驟S400和步驟S401是獨立進行的，因此步驟S400和S401可以同時進行也可以順序進行，根據用戶實際情況自行選擇。

第5圖是本發明一實施方式的根據上述方法製造的磁性元件的結構分解示意圖。請參考第5圖所示，其中，磁芯為一”EE”形磁芯，包括第一部分301，第二部分302。在本實施方式中，所述的磁芯的第一部分301和磁芯的第二部分302表面均塗有絕緣材料，以形成絕緣塗層303(標示於第7圖)，在本實施方式中，絕緣塗層303均勻地分佈在磁芯表面，在其他實施方式中，絕緣塗層303可厚度不等地分佈在磁芯表面，附圖標記304是預先成形的導電體，在本實施方式中，所述預先成型的導電體是銅線繞組，所述的預先成型的導電體304放在絕緣磁芯的中柱308的表面，磁芯的第一部分301與磁芯的第二部分302閉合，形成磁性元件305。預先成型的導電體304表面也可以包覆絕緣材料或者貼有絕緣層，帶有絕緣層的預先成型的導電體與絕緣磁芯共同作用，能夠使導電體與絕緣磁芯之間的絕緣效果更好。

第6圖是如第5圖所示的磁性元件的整體結構示意圖。請參考第6圖所示，磁性元件305包括塗有絕緣塗層303的磁芯即絕緣磁芯307和放在磁芯表面上的預先成形的導電體304。

第7圖是如第6圖所示的磁性元件沿著A-A剖面線的剖視圖，請參考第7圖所示，可以看到在磁芯的第一部分301和磁芯的第二部分302的表面覆蓋有絕緣塗層303以實現磁芯301和302與導電體304之間的絕緣，從而避免打火以及電源燒機的現象。

在本發明中，磁芯形狀是不受限制的，可以是外形規則的或不規則的，比如第5圖中的EE磁芯，也可以是如EI、UU形等可以和預先成形的導電體組成磁性元件的任何形狀的磁芯，在本發明一實施方式中，所述磁芯由至少兩部分組成，在所述磁芯的表面覆蓋絕緣塗層以形成絕緣磁芯，上述絕緣磁芯和預先成形的導電體組成磁性元件，本發明的磁性元件不僅省去了繞線支架而且解決了磁芯和導電體間的打火而引起電源燒機的問題。本發明的磁性元件可以是電感元件，也可以是變壓器。

本發明一實施方式中，當磁芯帶有鋒利的邊緣時，為了避免磁芯鋒利的邊緣破壞塗層的完整性，在塗佈絕緣塗層之前，將磁芯鋒利的邊緣進行倒角處理，這樣就避免鋒利的邊緣破壞絕緣塗層，如第5圖所示，磁芯的第二部分302的與預先成型的銅線繞組304接觸的鋒利的邊緣存在倒角306。

從上文描述可以看出，磁芯與導電體接觸的位置均有絕緣塗層，這樣可以解決導電體與磁芯接觸後高壓打火的問題。

第8圖是本發明一實施方式的根據如第4圖所示的方法製造的磁性元件的使用的具體實施方式的示意圖。請參考第8圖所示，磁性元件4與電子元件5、6安裝在印刷電路板7上。磁性元件4的磁芯401表面塗佈絕緣塗層以形成絕緣磁芯，預先成形的導電體402放在絕緣磁芯的表面。所述磁性元件4在與電子元件5、6接觸處塗佈有絕緣材料，當電子元件與磁性元件接觸時，由於磁芯表面覆蓋有絕緣塗材料，則電子元件與磁性元件不會發生電接觸，從而避免了由於電接觸而引發的絕緣不良問題。當然，本發明中，電子元件並不限於兩個，可以根據設計者的需要任意選擇。

本發明磁性元件的製造方法簡單易行，製造的磁性元件體積小，且由於磁芯上絕緣塗層的存在，使得導電體與磁芯間具有良好的絕緣性，從而避免了導電體與磁芯間高壓打火。

雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

4．．．磁性元件

5．．．電子元件

6．．．電子元件

7．．．印刷電路板

101．．．導電體

102．．．套管

103．．．導電體焊錫面

201．．．磁芯

202．．．塗有絕緣塗層的導電體

203．．．焊錫面

204．．．絕緣塗層與焊錫面接觸處

301．．．磁芯的第一部分

302．．．磁芯的第二部分

303．．．絕緣塗層

304．．．預先成型的導電體

305．．．磁性元件

306．．．倒角

307．．．絕緣磁芯

308．．．磁芯的中柱

401．．．絕緣塗層

402．．．預先成型的導電體

第1圖是習知技術中導電體外加套管的結構示意圖。

第2圖是習知技術中銅線繞組的結構示意圖。

第3圖是習知技術中在導電體上塗覆絕緣塗層的磁性元件的結構示意圖。

第4圖是根據本發明一個實施方式的磁性元件的製造方法的流程圖。

第5圖是根據本發明一個實施方式根據第4圖的製造方法製造的磁性元件的結構分解示意圖。

第6圖是根據本發明第5圖所示的磁性元件的整體結構示意圖。

第7圖是根據本發明第6圖所示的磁性元件沿著A-A剖面線的剖視圖。

第8圖是根據本發明一實施方式根據第4圖所示的製造方法製造的磁性元件的使用的具體實施方式。

301．．．磁芯的第一部分

302．．．磁芯的第二部分

304．．．預先成型的導電體

305．．．磁性元件

306．．．倒角

308．．．磁芯的中柱

Claims (18)

1. 一種磁性元件的製造方法，包括以下步驟：(1)在磁芯表面塗覆絕緣材料，以形成絕緣磁芯；(2)將導電材料彎折成一定的形狀，形成預先成型的導電體；以及(3)將預先成形的導電體與所述絕緣磁芯組合，形成磁性元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述的磁性元件的製造方法，其中所述預先成型的導電體表面繞制有三層絕緣線。
3. 如申請專利範圍第1項所述的磁性元件的製造方法，其中所述預先成型的導電體表面套有套管。
4. 如申請專利範圍第1項所述的磁性元件的製造方法，其中所述預先成型的導電體表面貼有膠布。
5. 如申請專利範圍第1項所述的磁性元件的製造方法，其中所述預先成型的導電體表面塗覆有絕緣材料。
6. 如申請專利範圍第1項所述的磁性元件的製造方法，其中所述磁芯進行倒角處理。
7. 如申請專利範圍第1項所述的磁性元件的製造方法，其中所述磁芯表面均勻地塗覆絕緣材料，或厚度不等地塗覆絕緣材料。
8. 如申請專利範圍第1項所述的磁性元件的製造方法，其中所述磁芯表面全部或部分塗佈絕緣材料。
9. 如申請專利範圍第1項所述的磁性元件的製造方法，其中所述磁芯為可以和預先成形的導電體組成磁性元件的任何形狀的磁芯。
10. 如申請專利範圍第1項所述的磁性元件的製造方法，其中所述磁芯由至少兩部分組成。
11. 一種如申請專利範圍第1項的方法製造的磁性元件，其中所述磁性元件包括磁芯及預先成型的導電體，所述預先成形的導電體放在磁芯的表面，所述磁芯在與預先成型的導電體接觸處塗佈有絕緣材料形成絕緣磁芯。
12. 如申請專利範圍第11項所述的磁性元件，其中所述磁芯具有倒角結構。
13. 如申請專利範圍第11項所述的磁性元件，其中磁芯表面均勻地塗覆絕緣材料，或厚度不等地塗覆絕緣材料。
14. 如申請專利範圍第11項所述的磁性元件，其中所述磁芯表面全部或部分塗佈有絕緣材料。
15. 如申請專利範圍第11項所述的磁性元件，其中所述磁芯為可以和預先成形的導電體組成磁性元件的任何形狀的磁芯。
16. 如申請專利範圍第11項所述的磁性元件的製造方法，其中所述磁芯由至少兩部分組成。
17. 如申請專利範圍第11項所述的磁性元件，其中所述絕緣材料為環氧樹脂、氧化鎂、氧化鋁、石英粉中的一種或幾種。
18. 一種轉換器，包括申請專利範圍第11項所述的磁性元件、印刷電路板及至少一個電子元件，所述磁性元件及至少一個電子元件安裝在印刷電路板上，所述磁性元件與至少一個電子元件接觸，所述磁性元件在與電子元件接觸處塗佈有絕緣材料。