TW201346953A - 電感器製造方法及該電感器 - Google Patents

Abstract

一種電感器製造方法及該電感器，上述電感器包括一具有平坦作用面的基座、一組包括至少一對接點對的預定迴路、至少一個具有鐵芯的線圈組及一個鐵磁性膠體。製作時，先在具有複數基座的基板上形成具有接點對的預定迴路；再於接點對設置焊錫；接著把每一個線圈組纏繞至個別的鐵芯上，並將線圈組的兩端部分別安裝、焊接至接點對；再來將焊接有線圈組的基板置入模具中，模具形成有複數個模穴，每個模穴分別對應基板上的複數個線圈組，基板與模具接合後以鐵磁性膠體注入模具，以封裝線圈組；膠體凝固後脫模；並切割基板將基座彼此分離。

Description

電感器製造方法及該電感器

本發明係關於一種電感器製造方法及該電感器。

電感器作為一種可產生一定自感量的電子元件，具有濾波、抑制瞬間電流、降低EMI雜訊及功率轉換等多種功能特性；因此被廣泛應用於電子電路領域，如振盪、調諧、耦合、濾波、延遲與偏轉等電路中。其製造通常是利用線圈纏繞在一個鐵芯上所構成，當電流流經線圈時，根據法拉第電磁感應定律，線圈將產生一個電動勢以反抗此變化，即磁滯現象。

電感器的結構包括有線圈與鐵芯，線圈通電後形成磁力線，磁力線由鐵芯的端部向外發散，經由空氣返回鐵芯另一端而構成封閉磁力線迴圈，但由於空氣的磁阻較大，造成電感器整體的導磁係數不佳。要提高導磁係數，可將鐵芯作為一個封閉環形，由線圈內部一直環繞至外部，使得磁力線主要通行於鐵磁性材質中，即可降低磁阻而提升導磁效率。因此，目前的電感器亦有設計成具有封閉的鐵芯迴圈而供導磁，以增強其磁場效果。另有業者提出藉由點膠或模塑成型，將混有鐵、鈷、鎳粉等的膠質作為封裝外殼，藉以形成導磁迴圈。

目前注模的技術如圖1所示，需將作為鐵芯的底座64預先埋入下模62的模穴中，並將多個線圈66分別裝設於各底座64上，而將線圈66的兩端電極朝底座64兩邊缺口延伸出，並搭配上模60而合模；隨後朝模穴中注入鐵磁性膠質，使其充滿模穴，完整封裝各底座64與線圈66，形成完整的電感器。

然而，一方面若要以自動化機械將底座64埋入至下模62時，會面臨精準度上的考驗，一旦有些許公差或放置略有錯位，強行合模將導致模具與底座64的損壞；因此必須停機示警，由操作人員介入處理，不僅大幅降低產出效率、也提升產品製作的人力成本。另方面，線圈66中央形成有通孔，無法被自動化吸取，而將線圈66置入底座64上的動作也有同樣對位問題。因此，埋入的動作通常仍以人工作業為準，不易自動化處理。再方面，由於混有鐵、鈷、鎳粉的膠體具有高黏稠度，在朝模穴中注膠時，膠體流動性不佳，不易注滿模穴，封裝因而產生氣泡或缺口，使得產品封裝良率不高，無法順利運作。

因此，如何提供一種電感器製作方法及依照此方法製作的電感器，可以解決上述點膠、注模的問題，同時提升產出效率與產品良率，且藉由結構的簡化而降低製作成本，已成為電感器製作方法中一個重要的課題。

本發明的一個目的在提供一種全面自動化的電感器製造方法，完全經由自動化機具與步驟，大幅提高產出效率。

本發明再一個目的是提供一種自動化電感器製造方法，透過預先埋入以及加壓成型的流程，確保膠體封裝位置正確且完整，有效提升產品良率。

本發明另一目的是提供一種結構簡易、製造成本因而降低的電感器製造方法。

本發明又一目的是提供一種批次大量製造生產、再進行切割分離的電感器製造方法，更進一步提升製作的效率。

本發明又另一目的是提供一種利用本發明之電感器製作方法而達到量產目的之電感器。

依照本發明揭露的批次製造電感器的方法，包括下列步驟：a)在一片具有複數基座的基板上形成預定迴路，該預定迴路包括複數分別設置於前述基座的接點對，每一前述基座上至少形成有一對接點對；b)在上述接點對分別設置焊錫；c)將複數具有兩端部的線圈組的前述兩端部分別安裝及焊接至上述接點對，前述線圈組具有分別纏繞於各別鐵芯上的線圈；d)將上述焊接有上述線圈組的基板置入一個形成有複數分別對應上述線圈組的模穴的模具中，並以鐵磁性膠體，批次模注封裝上述線圈組；e)脫模；及f)將上述基座彼此分離。

經由上述揭露之方法所製作的電感器，包括：一個具有一個平坦作用面的基座；一組形成於該基座的預定迴路，其中該預定迴路包括至少一對形成於該平坦作用面上的接點對；至少一個焊接至上述接點對的具有鐵芯的線圈組；及一個封裝上述線圈組的鐵磁性膠體，使得當該線圈組被供電時，形成的磁力線可由上述鐵芯經該鐵磁性膠體形成一個磁迴路。

透過本發明所揭露的電感器製造方法及該電感器，首先是選擇平面形式的基板，方便一次性的佈局線路；隨後以自動化機具，藉由表面安裝技術，吸取搬移各線圈組，使所有線圈組被分別放置在預先佈局好的多個接點對上，並且批次迴焊而固定妥當；並於點膠時，以基板為底座，由上方覆蓋模具及施壓，使得膠體依照模穴形狀分佈，確保封裝完整且形狀符合預期；最後再一次性的將膠體封裝的基板切割，達到批次、快速注模來提升產品的製作效率。全面自動化的流程，完全避免鐵磁性膠體黏滯性過高的困擾，解決產品良率與產出效率的問題。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現；相同或相似的元件，將以相似的標號標示。

圖2為本發明第一較佳實施例電感器製造方法的流程圖，圖中的第一步驟101如圖3所示，加工具有複數個基座10的基板1。首先於基板1上佈好預定迴路12，預定迴路12包括分佈在每一個基座10上的複數導電的接點對120，每一基座10上具有至少一對接點對120。第二步驟102如圖4所示，在每一個基座10的接點對120上設置焊錫100。一併參考圖5，第三步驟103將釋例為導電線圈的線圈組14接合至基座10，其中線圈組14具有一個可供吸嘴使力的吸附面145，每一組線圈組14的線圈149分別纏繞於一個鐵芯140之上，線圈組14的兩側為說明方便命名為兩端部141，本例中，金屬材質的兩端部141分別與中央的鐵芯絕緣設置，每一個端部分別對應基座10上的接點對120之一的焊錫100位置，並且讓線圈149例如直接焊接導通兩端部141。經由上述的配置擺設後，透過焊錫100迴焊焊接線圈組14與基座10，使每一基座10都設置有至少一組線圈組14。

其中熟知本技術領域者可輕易推知，上述的焊錫可經由壓印的方式，一次佈置於基板的每一基座之上。此種步驟設計，使得基板與線圈組的接合可由機械化的方式進行表面安裝，整片基板一次打印焊錫，吸嘴將線圈組移動至個別基座設置，再一次回焊全部的基座與線圈組；達到機械化量產的目的，同時省去前案為確保線圈組的埋入，而配置的人力。使得電感器得以全面機械化生產，提升產品製作的效率。

圖6為第四步驟104的兩個次步驟1041與1042，具體的嵌合情形如圖7所示，將基板1上的每一組線圈組14埋入對應的模具2之模穴20。模具2下壓至基板1後，再將鐵磁性膠體3注入模穴20中，鐵磁性膠體3會從中通的模具2穿過每一個模穴20，使一整批的線圈組14皆為鐵磁性膠體3所包覆封裝。每一模穴20中殘餘的空氣會隨鐵磁性膠體3的注入往後一個模穴20推移，因此大幅降低鐵磁性膠體3中殘存氣泡的可能性。同時，在一貫的通路上，鐵磁性膠體3注入時碰上的轉彎較少，搭配平面的基板1為鐵磁性膠體3的流動底面，得以降低注模所需時間。當然，熟知本領域技術者可輕易推知，本發明也可先在基板上灌膠，再將模具下壓，形塑未凝固之膠體。

當鐵磁性膠體3凝固後，進入第五步驟105，將上述的模具2與基板1分離。隨後第六步驟106，如圖8所示對基板1進行最後加工，分割基板1上的每一個基座10，使每一基座10具有預定迴路12、至少焊接有一組線圈組14與鐵芯140。此種方法可以避開上述點膠技術的各種麻煩，不會產生膠體黏著無法散開或膠體中殘留氣泡等問題，且省下點膠技術的成本。同時，相對先前的注模技術，本發明更可一次性的注模、切割，達到快速量產的目的。更重要的是先注模後分割，省去將分離的基座個別置入模具注模的麻煩。

本發明第二較佳實施例進一步改良上述第四步驟，更動注膠與基板、模具貼合的順序，並增加第七步驟107’。如流程圖9所示，第四步驟更改為兩個次步驟為1041’與1042’。請一併參考圖10，步驟1041’先將模具2’的每個模穴20’注入鐵磁性膠體3’。再進行1042’步驟，將設置有複數線圈組14’的基板1’對準模具2’，使每一線圈組14’對應已注入鐵磁性膠體3’的模穴20’後，將基板1’下壓至模具2’，等待乾固後的鐵磁性膠體3’封裝線圈組14’。最後如圖11的第七步驟107’，於鐵磁性膠體3’凝固後，分離個別基座10’，再加上一層如樹脂或金屬殼體的保護層4’。

由上述方法製作之電感器之較佳實施例，請參考圖12所示，此種電感器5”包括從上述基板分離而出的基座50”，基座50”其中一面適用以安裝組件、佈置電路，在此定義為平坦作用面500”。預定迴路52”於平坦作用面500”上更形成有至少一對用來導電或焊接的接點對520”。線圈組54”以鐵芯540”為中心纏繞，焊接佈置於平坦作用面500”之上，並由一凝固於上述平坦作用面500”的鐵磁性膠體53”所封裝包覆。而鐵芯540”與包覆封裝的鐵磁性膠體53”兩者共同形成一個磁迴路58”，從鐵芯540”的一端出發，於鐵磁性膠體53”中繞一弧形回到鐵芯540”的另一端，如虛線所示的磁力線的路徑完全涵蓋在鐵磁性材質中，以提供穩定的磁強度。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

60．．．上模

62．．．下模

64．．．底座

66、149．．．線圈

1、1’．．．基板

10、10’．．．基座

100．．．焊錫

12、52”．．．預定迴路

120、520”．．．接點對

14、14’、54”．．．線圈組

140、540”．．．鐵芯

141．．．兩端部

2、2’．．．模具

20、20’．．．模穴

4’．．．保護層

3、3’、53”．．．鐵磁性膠體

5”．．．電感器

50”．．．基座

500”．．．平坦作用面

58”．．．磁迴路

145．．．吸附面

圖1為本發明先前技術之示意圖；

圖2為本發明第一較佳實施例的流程圖；

圖3為本發明第一較佳實施例的俯視圖，用以說明加工基板的結構；

圖4是圖3實施例中，用以說明焊錫壓印的側視圖；

圖5是圖3實施例中，線圈組與基座接合的側視圖；

圖6是圖2第四步驟的兩個次步驟之流程圖；

圖7是圖3實施例中，模具與基板接合、注模的示意圖；

圖8是圖3實施例中，基板分割的俯視圖；

圖9為本發明第二較佳實施例的流程圖；

圖10是圖9實施例中，先注模、後接合基板與模具的示意圖；

圖11是圖9實施例中，於分離的基座上設置保護層的示意圖；

圖12為本發明電感器的立體透視圖，是用以說明本發明製作方法所生產的電感器之結構。

5”．．．電感器

50”．．．基座

500”．．．平坦作用面

52”．．．預定迴路

520”．．．接點對

53”．．．鐵磁性膠體

54”．．．線圈組

540”．．．鐵芯

58”．．．磁迴路

Claims (10)

1. 一種電感器製造方法，包括下列步驟：a)在一片具有複數基座的基板上形成預定迴路，該預定迴路包括複數分別設置於前述基座的接點對，每一前述基座上至少形成有一對接點對；b)在上述接點對分別設置焊錫；c)將複數具有兩端部的線圈組的前述兩端部分別安裝及焊接至上述接點對，前述線圈組具有分別纏繞於各別鐵芯上的線圈；d)將上述焊接有上述線圈組的基板置入一個形成有複數分別對應上述線圈組的模穴的模具中，並以鐵磁性膠體，批次模注封裝上述線圈組；e)脫模；及f)將上述基座彼此分離。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電感器製造方法，其中該步驟d)更包括下列次步驟：d1)將上述焊接有上述線圈組的基板預先埋入一個形成有複數分別對應上述線圈組的模穴的模具中；及d2)以上述鐵磁性膠體，批次模注填滿上述模穴。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電感器製造方法，其中該步驟d)更包括下列次步驟：d3)以上述鐵磁性膠體，填滿上述模具的上述複數模穴；及d4)將上述焊接有上述線圈組的基板對應置入上述模具，使得每個上述線圈組進入對應的上述模穴中，並且被上述鐵磁性膠體封裝。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的電感器製造方法，其中該步驟b)是將焊錫壓印至上述接點對的步驟。
5. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的電感器製造方法，更包括在步驟f)將各基座分離後，在鐵磁性膠體外部設置保護層的步驟g)。
6. 一種電感器，包括：一個具有一個平坦作用面的基座；一組形成於該基座的預定迴路，其中該預定迴路包括至少一對形成於該平坦作用面上的接點對；至少一個焊接至上述接點對的具有鐵芯的線圈組；及一個封裝上述線圈組的鐵磁性膠體，使得當該線圈組被供電時，形成的磁力線可由上述鐵芯經該鐵磁性膠體形成一個磁迴路。
7. 如申請專利範圍第6項所述的電感器，其中該線圈組包括：一根鐵芯；絕緣設置於鐵芯兩端、供分別焊接至上述接點對的兩端部；及纏繞上述鐵芯且導接上述兩端部的線圈。
8. 如申請專利範圍第6或7項所述的電感器，更包括用以封裝上述鐵磁性膠體的保護層。
9. 如申請專利範圍第8項所述的電感器，其中該保護層包括一層樹脂。
10. 如申請專利範圍第8項所述的電感器，其中該保護層包括一層金屬殼體。