TW201503174A

TW201503174A - 薄型化組合電感器結構及其組裝方法

Info

Publication number: TW201503174A
Application number: TW102124347A
Authority: TW
Inventors: Peng-Cheng Luo; Long-Jing Tan
Original assignee: Magic Technology Co Ltd
Priority date: 2013-07-08
Filing date: 2013-07-08
Publication date: 2015-01-16

Abstract

一種薄型化組合電感器結構及其組裝方法，係包括芯體、具有中空部及向外側延伸之兩接腳部的扁平狀線圈、供該芯體和該扁平狀線圈設置於其上表面之板體、以及與該板體接合以包覆該芯體和該扁平狀線圈之上蓋體。據此，本發明係在將芯體置接於板體上後，藉由可供該芯體套設於其中的扁平狀線圈及各自分立的該芯體、該板體、及該上蓋體，可避免習知技術之繞線工藝所造成的繞線不均、各組件難以分別製作及難以使用不同磁性特性的磁性材料、以及因繞線末端之偏移所造成之繞線末端的接腳部無法從掛線槽穿出的問題。

Description

薄型化組合電感器結構及其組裝方法

本發明提供一種電感器結構及其組裝方法，尤指一種具有可供芯體套設於其中之扁平狀線圈的薄型化組合電感器結構，以及該電感器結構的組裝方法。

在現今電子元件的領域中，電感元件常作為電子電路中的被動元件，該電感元件的功能通常是作為抑制高頻電路內之高頻訊號的濾波器。請參照第1圖，係為一習知之電感元件的結構圖，其中，電感元件1具有芯體10、線圈11、基座12、及殼體13。芯體10係由呈一工字狀之磁性材料所製成，且具有一體形成之芯體上板體101、芯體下板體102、及柱體103。芯體下板體102係與柱體103的下表面連接，且可選擇地具有出線槽1011以供線圈11之兩個接腳部111穿出；芯體上板體101係與柱體103的上表面連接。此外，一體形成之芯體上板體101、芯體下板體102、及柱體103係由相同之磁性材料製成，以供在外部電路施加變化之電流於線圈11上時，使線圈11產生的磁力線可由芯體10增強，從而增加電感元件1的電感值。基座12係在芯體10製成後連接到芯體10之芯體下板體102的下表面，且基座12具有兩個掛線腳121，而該些掛線腳121分別各具有掛線槽121a，以在分別供線圈11之兩個接腳部111穿出後，再將兩個接腳部111分別纏繞到該些掛線腳121上。因此，在基座12連接到芯體下板體102的下表面後，線圈11係藉由繞線工藝而纏繞在柱體103上，並在繞線結束時仔細將兩個接腳部111分別對準該些掛線槽121a，以使該些接腳部111可順利從該些掛線槽121a穿出。

在上述習知電感元件的製程中，若基座12與芯體下板體101連接之定位不準確或線圈11之繞線停止位置發生偏差，則會造成該些接腳部111無法從該些掛線槽121a穿出，因此繞線時須以人工監控或調整，以將該些接腳部111與該些掛線槽121a重新對位，從而導致此製程難以自動化。

此外，由於芯體10中之芯體上板體101、芯體下板體102、及柱體103係由相同之磁性材料一體形成，故線圈11僅能使用繞線工藝在柱體103上繞製而成，因此無法將預先製成的線圈11插置(以插入組裝方式)套設在柱體103上，並從而無法從根本上解決上述之問題。另外，柱體103僅能使用與芯體上板體101及芯體下板體102相同的磁性材料，故若在柱體103是須要使用較芯體上板體101(如錳鋅鐵氧體)及芯體下板體102(如鎳鋅鐵氧體)為低之低導磁率但磁力線飽和度較高的磁性材料(如純鐵粉或錳鋅鐵氧體)，以獲得以下優點的情況下，則習知電感元件中一體形成之芯體10無法提供自由選擇材料的功效。而該些優點係以具有減少周長及截面積的柱體103做為受線圈11繞製的組件，卻仍能夠具有足夠的磁力線數以維持電感元件的磁性特性並從而可使用較短之線圈11以得到較低的電阻特性及線材消耗量，以及可依據所須之磁性特性及元件厚度要求(如柱體103可選擇磁力線飽和度較高之材料，而殼體13可選擇磁力線飽和度較低但導磁率較高的材料並可製成較薄的厚度，以從而具有足夠的封閉磁力線數以維持電感元件的磁性特性且具有較薄的元件總厚度)來自由選擇磁性材料。

再者，習知電感元件若在殼體13與芯體10組裝後呈現歪斜狀態，將使殼體13與該外緣之間產生間隙，並從而導致磁力線迴路的發散及電感值的變化。

因此，如何克服上述習知電感元件的諸多缺點，是本領域技術人員的一大課題。

有鑒於上述習知技術之缺失，本發明提供一種薄型化組合電感器結構，係包括：芯體；扁平狀線圈，係具有中空部及向外側延伸之兩接腳部，該中空部用以將該芯體套設其中，且該扁平狀線圈係以插入組裝方式將該芯體設置於該中空部內；板體，係供該芯體和該扁平狀線圈設置於其上表面，且該板體對應該兩接腳部之位置具有兩出線槽，用以容置該兩接腳部；以及上蓋體，係與該板體接合以包覆該芯體和該扁平狀線圈。

本發明又提供一種薄型化組合電感器的組裝方法，係包括以下步驟：將扁平狀線圈置接在板體之上表面上且使兩接腳部分別對應到兩出線槽；將該兩接腳部彎折以從該出線槽穿出；將芯體以插入組裝方式設置於該扁平狀線圈的中空部內；以及將上蓋體與該板體接合以包覆該芯體和該扁平狀線圈，並使該兩接腳部分別自該出線槽外露。

本發明另提供一種薄型化組合電感器的組裝方法，係包括以下步驟：將芯體安置在板體之上表面上；將扁平狀線圈置接在該板體之該上表面上且使該芯體套設於該扁平狀線圈的中空部內，並且使兩接腳部分別對應到兩出線槽；將該兩接腳部彎折以從該出線槽穿出；以及將上蓋體與該板體接合以包覆該芯體和該扁平狀線圈，並使該兩接腳部分別自該出線槽外露。

本發明可藉由供芯體套設於其中之扁平狀線圈及對應該兩接腳部之位置具有兩出線槽的該板體，使該薄型化組合電感器結構可較習知的電感器結構具有更佳的組裝良率，並且由於電感的相關組件可分別製備及可分別選擇不同磁性特性的材料，故大大提昇自動化組裝的生產效率及電感的設計彈性。

1‧‧‧電感元件

10‧‧‧芯體

101‧‧‧芯體上板體

1011‧‧‧出線槽

102‧‧‧芯體下板體

103‧‧‧柱體

11‧‧‧線圈

111‧‧‧接腳部

12‧‧‧基座

121‧‧‧掛線腳

W‧‧‧寬度

121a‧‧‧掛線槽

13‧‧‧殼體

2‧‧‧薄型化組合電感器結構

20‧‧‧芯體

21‧‧‧扁平狀線圈

211‧‧‧接腳部

212‧‧‧中空部

22‧‧‧板體

221‧‧‧出線槽

222‧‧‧容納部

223‧‧‧階梯狀結構

23‧‧‧上蓋體

233‧‧‧階梯狀結構

第1圖係習知之電感器結構的示意圖；第2A圖係本發明最佳實施例之薄型化組合電感器結構及組裝態樣的組裝示意圖；第2B圖係本發明之薄型化組合電感器結構的下視圖；以及第3圖係本發明另一組裝態樣之薄型化組合電感器結構的組裝示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。本發明亦可藉由其它不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

請參閱第2A圖，其係說明根據本發明實施例之一種薄型化組合電感器結構2的最佳實施例，係包括芯體20、扁平狀線圈21、板體22、及上蓋體23，其中扁平狀線圈21可在置接於板體22上後，將芯體20套設在扁平狀線圈21的中空部212內，或是可在芯體20安置於板體22上後，將扁平狀線圈21置接於板體22上且將芯體20插置在扁平狀線圈21的中空部212內，並且使扁平狀線圈21的兩接腳部211容置在板體22的出線槽221中。此後，將上蓋體23與板體22接合以包覆芯體20和扁平狀線圈21。

詳而言之，扁平狀線圈21係較佳地由外表面具有包覆有絕緣材料之衝壓的金屬片(例如為銅，但本發明不限於此)以電性連接之方式(如：焊接、點焊…等)疊合形成為預製完成之迴圈狀的多匝數扁平狀線圈21，且該扁平狀線圈21係具有向外側延伸之兩接腳部211以供與外部電路(未示出)電性連接，其中，該些接腳部211之寬度為W。此外，扁平狀線圈21亦具有可為圓形或多角形的中空部212，用以供該芯體20套設於其中。在本發明之另一實施例中，扁平狀線圈21可為由外表面具有絕緣材料之導線以密繞(繞製時導線一圈挨一圈)和間繞(繞製時每圈導線之間均隔一定的距離)之兩種形式所預先繞製的單層扁平狀線圈21，或再以分層平繞、亂繞、蜂房式繞法等形式所預先繞製的多層扁平狀線圈21，但本發明不限於此。

芯體20，係由磁性材料(例如為矽鋼片、坡莫合金等，但本發明不限於此)所製成，且該芯體20係圓柱體或多角型柱體，以與上述之扁平狀線圈21的中空部212密合。在較佳的實施例中，芯體20係可依使用者需求自由性選擇不同性地由低導磁率與但磁力線飽和磁數密度度較高的材料，及或者選擇較低成本高但性能好的的磁性材料(如：純鐵粉、或高飽和磁數密度的錳鋅鐵氧體或合金系材料)所製成。板體22，可由磁性材料所製成，該磁性材料可為鎳鋅鐵氧體(Ni-Zn)材料，但本發明不限於此。而板體22可具有分別對應於扁平狀線圈21之兩接腳部211的兩出線槽221，該些出線槽221可因應設計上的需求而配置於芯體20及單層扁平狀線圈21與板體22所接觸的區域以外的任意位置，但較佳的是在對應於兩接腳部211所伸出方向之板體22的側邊邊緣處，且該些出線槽221可適當調整其寬度W(約數公厘)以供接腳部211在組裝後具有誤差時仍可容置該兩接腳部211，以避免因兩接腳部211無法從兩出線槽221穿出所造成的問題，並從而可大大提升薄型化組合電感器結構2的生產效率及組裝良率。

上蓋體23，係可由磁性材料所製成，該磁性材料可為錳鋅鐵氧體(Mn-Zn)材料，但本發明不限於此。以與芯體20及上蓋體23形成密閉之磁力線迴路，且上蓋體23係與板體22接合(例如板體22與上蓋體23各具有相對應之階梯狀結構223及233，但本發明不限於此)以包覆芯體20和扁平狀線圈21。

請參照第2B圖，在本發明之另一實施例中，板體22之下表面處可具有兩容納部222，該些容納部222係自該些出線槽221向內側延伸，用以容置彎折後之該些接腳部211。

上述之第2A圖亦說明了本發明的一種組裝態樣。在薄型化組合電感器結構2組裝的過程中，首先將扁平狀線圈21置接在板體22之上表面上且使該些接腳部211分別對應到該些出線槽221，此後，將該些接腳部211彎折以使其從該些出線槽221穿出，其後，可將芯體20以插入組裝方式設置於中空部212內，最後，將上蓋體23與板體22接合以包覆芯體20和扁平狀線圈21，並使該些接腳部211係分別自該些出線槽221外露。如此，通過上述與板體22接合的上蓋體23，本發明可得到具有完全封閉之磁力線迴路且具有穩定之目標電感值(係指在電感之設計誤差內的電感值)的電感器結構。

在上述之態樣中，本發明之另一實施例可在芯體20設置於中空部212內之後，方將該些接腳部211彎折以使其從該些出線槽221穿出。

而在上述之態樣中，本發明之又一實施例可在該些接腳部211彎折後或在上蓋體23與板體22接合後，可選擇性地將該些接腳部211彎折以使其容置在容納部222內。

第3圖係本發明另一組裝態樣之薄型化組合電感器結構的組裝示意圖。本實施例與上述之第2A圖中之態樣的差異僅在於，可先將芯體20置接於板體22之上表面上而後將如上所述之預製完成的扁平狀線圈21套設於芯體20之外，在此狀況下，由於該些出線槽221可適當調整其寬度W(約數公厘)，故在扁平狀線圈21與芯體20組裝後而具有誤差時，該些出線槽221仍可容置該些接腳部211。

綜上所述，相較於習知技術，由於本發明係藉由供芯體套設於其中之扁平狀線圈及在對應該兩接腳部之位置處具有適當調整其寬度W之兩出線槽的板體，而使本發明較習知的電感器結構可具有以下之優點：1.不需精確確定繞製完成後之接腳部的位置，從而避免接腳部無法從出線槽穿出以提高良率及便於自動化組裝；2.各組件可分別預製，以便彈性調度生產；3.上蓋體與板體間可輕易對位及密合，從而避免該兩者間因對位不佳而造成無法密合及接合的不良。

此外，相較於習知技術，由於本發明係將構成封閉磁性迴路的芯體、板體、及上蓋體分開成分立的組件，因此可獲得以下優點：1.可因芯體使用高飽和磁數密度之材料(如：鐵粉芯或合金材)及板體及上蓋體使用高導磁率之材料(如：鎳鋅與錳鋅)組合成閉磁迴路，再與習知柱體面積相等大小的條件下，因本發明芯體選用高飽和磁數密度的材料，因此可以取得較好的飽和電流特性，若本發明將芯體截面積縮小，因材料飽和磁數密度高，所以可以取得同等飽和電流特性，但卻可以縮小芯體周長，進而可以縮短繞線長度降低電阻特性與材料用料；2.可依據所須之磁性及電性特性而自由選擇磁性材料(如芯體可選擇磁力線飽和度較高但導磁率較低之磁性材料、板體可選擇磁力線飽和度較低但導磁率較高且低導電度的材料、而上蓋體可選擇磁力線飽和度較低但導磁率較高的材料)及尺寸(板體及上蓋體可製成較薄的厚度)，以從而使電感元件具有足夠的封閉磁力線數以維持電感元件的磁性特性且具有較薄的元件總厚度，以及使與外部電路接觸的板體不易漏電；3.因該些分立的組件而使預先製成的線圈可插置(以插入組裝的方式)並套設在芯體上，從而避免使用習知之繞線工藝所造成之接腳部與該些掛線槽之間的對位問題及無法自動化的問題。

上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。