TW201503176A - 磁芯、電感器及包含電感器之模組 - Google Patents

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Abstract

一包括電路板及電感器的模組。電路板具有位於在上下方向彼此相反之兩側的接觸面及後部面。電感器具有磁芯及線圈。磁芯係由軟磁性金屬材料製成。磁芯具有位於在上下方向彼此相反之兩側的接觸面及散熱面。磁芯的接觸面以上下方向面向電路板的接觸面。磁芯的散熱面可向外散熱。線圈具有線圈部份及連接端部。線圈部份至少部分地纏繞磁芯。連接端部連接至電路板的接觸面。

Description

磁芯、電感器及包含電感器之模組
本發明係關於一種包含電路板及電感器的模組。例如，該模組係電源模組，用以安裝於電子設備中以供應電力。本發明亦關於適用於該模組的磁芯及電感器。
一般而言，安裝在電路板上的電子元件，例如，開關電晶體、電源控制積體電路(IC)、或電感器，會產生熱。當電路板的尺寸縮小時，每單位體積的熱增加。尤其是，電感器傾向產生大量的熱。因此，包含電路板及電感器的模組必須具有能有效率地向外散熱的結構。例如，在專利文件1(US 2007/0230221A)中揭露了具有如此結構之模組，其內容被納入本文中作為參考。
專利文件1的模組包括主動層(電路板)及被動層。被動層包含由低溫共燒陶瓷(LTCC)製成的LTCC電感器。該電路板透過散熱器被放在LTCC電感器上。由於該模組係如此設置，LTCC電感器及電路板產生的熱可通過散熱器而消散。
專利文件2(JP 2002-289419A)揭露了由軟磁性燒結合金層及絕緣層互相交替堆疊而形成的磁芯。專利文件2之內容被納入本文中作為參考。
專利文件1的模組需要含有散熱器以冷卻LTCC電感器及電路板。此外，專利文件1的模組需要包含散熱片(heat sink)以更有效率地散發LTCC電感器及電路板產生的熱。換而言之，必須在模組中安裝用以散 熱的構件，即散熱器、散熱片等。因此，該模組傾向於具有複雜的結構及大的體積。此外，如LTCC這樣的陶瓷係脆性材料。因此，當被其他構件，例如被用以散熱的構件擠壓時，LTCC電感器容易被損壞。此外，如專利文件1中所描述，LTCC電感器具有低熱傳導率。因此，即使當該模組具有用以散熱的構件時，仍難以有效率地散熱。
此外，上述的缺點不限於LTCC電感器。一般而言，雖然在模組中電感器係主要的熱產生者，但現存的電感器具有低熱傳導率。因此，難以有效率地散發電感器產生的熱。
當以專利文件2中揭露之磁芯形成電感器時，必須在每一軟磁性燒結合金層中形成窗部，並在每一絕緣層中形成貫孔。此外，必須以窗部與貫孔恰當地互相重疊的方式，堆疊軟磁性燒結合金層及絕緣層。上述的程序係繁複的。因此，不容易形成具有適用於模組的形狀及尺寸之電感器。
因此本發明的目的係提供一模組，該模組具有可有效率地將電感器產生的熱散發的簡單結構。而提供適用於該模組之磁芯及電感器亦為本發明的另一目的。
本發明的第一態樣提供一模組，其中包括一電路板及一電感器。該電路板具有位於在上下方向彼此相反之兩側的一接觸面及一後部面。該電感器具有一磁芯及一線圈。該磁芯係由軟磁性金屬材料製成。該磁芯具有位於在上下方向彼此相反之兩側的一接觸面及一散熱面。磁芯的接觸面在上下方向面向電路板的接觸面。磁芯的散熱面係用以向外散熱。該線圈具有一線圈部份及一連接端部。該線圈部份至少部分地纏繞磁芯。該連接端部連接至電路板的接觸面。
本發明的第二態樣提供一由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，該軟磁性金屬粉具有扁平狀的形狀且被一黏合劑成分所黏合。該磁芯具有彈性。該磁芯包含60vol%或更多的軟磁性金屬粉末及介於10vol%與25vol%(包含兩者)之間的空洞。該黏合劑成分包含一作為主成分的矽氧化物。
本發明的第三態樣提供一電感器，其中包括第二態樣的磁芯及一線圈。該線圈具有一線圈部份及一連接端部。
根據本發明的第一態樣之模組的電感器之磁芯係由軟磁性金屬材料製成。因此，可藉由增加軟磁性金屬材料之體積填充比(體積比)而改善磁芯的熱傳導率。此外，由於熱傳導率可被如此改善之磁芯的散熱面係用以向外散熱，因此可有效率地散發電感器產生的熱。此外，由於根據本發明的第二態樣的磁芯具有彈性，可輕易地對該磁芯進行處理。因此，相對容易形成具有適用於模組的形狀及尺寸之磁芯及電感器。
藉由研讀以下較佳實施例的描述及參考隨附圖式，可體會本發明的目標並更完全地理解其結構。
10‧‧‧模組
10A‧‧‧模組
10B‧‧‧模組
200‧‧‧電路板
200A‧‧‧電路板
200B‧‧‧電路板
210‧‧‧側壁
220‧‧‧接觸面
230‧‧‧後部面
240‧‧‧電子元件
250‧‧‧連接部份
260‧‧‧接頭
300‧‧‧電感器
300A‧‧‧電感器
300X‧‧‧電感器
310‧‧‧磁芯
310A‧‧‧磁芯
310X‧‧‧磁芯
312‧‧‧軟磁性金屬粉末
314‧‧‧黏合劑
314X‧‧‧黏合劑成分
318X‧‧‧空洞
320‧‧‧接觸面
330‧‧‧散熱面
340‧‧‧貫孔
342‧‧‧內壁
346‧‧‧支撐孔
346X‧‧‧支撐孔
350‧‧‧線圈
360‧‧‧線圈部分
362‧‧‧穿透部分
364‧‧‧第一連結部份
366‧‧‧第二連結部份
370‧‧‧連接部分
372‧‧‧連接端部
400‧‧‧散熱構件
410‧‧‧支撐孔
500‧‧‧連結構件
600‧‧‧塗層
800‧‧‧外部電路板
810‧‧‧冷卻構件
820X‧‧‧間隔物
822X‧‧‧主體部份
824X‧‧‧支撐部份
IV‧‧‧切線
XI‧‧‧切線
XIII‧‧‧切線
Rh‧‧‧直徑
Rc‧‧‧直徑
圖1為一立體圖，示意性地顯示根據本發明之第一實施例的模組。
圖2為一立體圖，顯示圖1之模組的電路板。
圖3為一側視圖，顯示圖1之模組，其中安裝於模組之電路板上的電子元件沒有被繪示。
圖4為一橫剖面圖，沿著切線IV-IV顯示圖1之模組，其中安裝於模組之電路板上的電子元件沒有被繪示。
圖5為一立體圖，顯示圖1之模組的電感器，其中電感器之線圈的隱藏部份以虛線繪示，而其中電感器之磁芯的材料則被示意性地繪示在由鏈線畫出的橢圓中。
圖6為一立體圖，顯示圖5之電感器的磁芯，其中磁芯之貫孔的隱藏部份被以虛線繪示。
圖7為一立體圖，顯示圖5之電感器的線圈，其中線圈之穿透部份與連接部份之間的邊界之每一假想線被以鏈線繪示。
圖8A為一局部放大的立體圖，顯示圖5之磁芯的貫孔及線圈的穿透部份，其中穿透部份尚未被嵌入貫孔中。
圖8B為一局部放大的側視橫剖面圖，顯示圖5之磁芯的貫 孔及線圈的穿透部份。
圖9A為一局部放大的俯視橫剖面圖，顯示圖5之磁芯的貫孔及線圈的穿透部份。
圖9B為一俯視橫剖面圖，顯示圖9A之貫孔的修改及穿透部份。
圖9C為一俯視橫剖面圖，顯示圖9A之貫孔的另一修改及穿透部份。
圖10為一立體圖，示意性地顯示根據本發明之第二實施例的模組，其中磁芯之隱藏的第一連結部份被以虛線繪示，且其中該模組隱藏的支撐孔其中一者亦被以虛線繪示。
圖11係一橫剖面圖，沿著切線XI-XI顯示圖10之模組，其中安裝於模組之電路板上的電子元件沒有被繪示。
圖12係一立體圖，示意性地顯示根據本發明之第三實施例的模組，其中線圈之隱藏的第一連結部份、隱藏的穿透部份其中一者、及隱藏的連接部份其中一者被以虛線繪示。
圖13為一橫剖面圖，沿著切線XIII-XIII顯示圖12之模組。
圖14為一側視圖，示意性地顯示根據本發明之第四實施例的電感器，其中電感器之線圈的隱藏部份及間隔物的隱藏部份被以虛線繪示，且其中電感器之磁芯的成分則被示意性地繪示在由鏈線畫出的圓圈中。
圖15為一影像的副本，顯示根據本發明之第四實施例的磁芯之橫剖面的一部份。
圖16為一立體分解圖，示意性地顯示本發明之範例1至4及比較性範例1至6其中每一者之電感器的組件。
圖17為一立體圖，示意性地顯示本發明之範例1至3及比較性範例1至6其中每一者之電感器。
圖18A為一立體圖，示意性地顯示本發明之範例4的磁芯及支撐該磁芯的預浸體。
圖18B為一立體圖，示意性地顯示本發明之範例4的電感 器。
圖19為一曲線圖，顯示本發明之範例1及比較性範例1至3的電感器之電感對頻率的曲線。
圖20為一曲線圖，顯示本發明之範例1及比較性範例1至3的電感器之電感對偏壓電流的曲線。
圖21為一曲線圖，顯示本發明之範例2及比較性範例4至6的電感器之電感對頻率的曲線。
圖22為一曲線圖，顯示本發明之範例2及比較性範例4至6的電感器之電感對偏壓電流的曲線。
圖23為一曲線圖，顯示本發明之範例3與4及比較性範例1至3的電感器之電感對頻率的曲線。
圖24為一曲線圖，顯示本發明之範例3與4及比較性範例1至3的電感器之電感對偏壓電流的曲線。
雖然本發明容許各樣的修改及變化的形式，其特定實施例仍被以範例的方式顯示於圖式中且將於本文中被詳述。然而，吾人應了解，其圖式及詳盡的說明並非意圖將本發明限制於被揭露的特定形式，而是剛好相反，意圖如隨附申請專利範圍所定義般涵蓋所有屬於本發明的精神及範圍內之修改、同等物、及變化。
在以下說明中，指示位置的字，例如"上"或"下"，不表示絕對位置，而僅表示圖式中的相對位置。
(第一實施例)
如圖1中顯示，根據本發明之第一實施例的一模組(電源模組)10，包括一電路板200及一電感器300。根據本實施例的模組10係一電源模組，用以安裝於，例如，一電子設備(未顯示)中，以從模組10向外供應電力。然而，本發明亦適用於電源模組10以外的模組。
如圖1至4中顯示，電路板200具有位於在上下方向彼此相反之兩側的一接觸面220及一後部面230。根據本實施例的接觸面220及後 部面230其中每一者係一與上下方向垂直之水平平面。
如圖2中顯示，模組10中設置有電子元件240，例如開關電晶體、電源控制IC、電容器，諸如此類。根據本實施例，電子元件240被安裝於接觸面220上，而後部面230上則不安裝任何電子元件240。具體而言，後部面230被均勻鍍覆。然而，可不同地形成該電路板200。例如，電子元件240可被安裝於後部面230上，而接觸面220可被均勻鍍覆。換而言之，接觸面220上可不安裝任何電子元件240。
該接觸面220具有信號線(未顯示)，其中每一者係以導體製成。電子元件240藉由信號線互相連接。此外，接觸面220具有二連接部分250。連接部分250其中每一者連接至信號線。
如圖1及3至5中顯示，電感器300具有由具有高熱傳導率之材料或金屬所製成的一磁芯310及一線圈350。
如圖5中顯示，根據本實施例的磁芯310係藉由使用軟磁性金屬材料(軟磁性金屬粉末)312而製成。具體而言，該磁芯310主要由具有扁平狀之形狀的軟磁性金屬粉末312及由絕緣樹脂製成之黏合劑(絕緣材料)314所製成。該磁芯310可藉由以黏合劑314黏合軟磁性金屬粉末312之顆粒而形成。例如，將軟磁性金屬粉末312與溶劑、黏度改善劑、及熱固型黏合劑成分(亦即黏合劑314)混合以形成漿體。塗佈並加熱該漿體俾使溶劑揮發。如此處理的漿體可作為磁芯310的材料或成分。
因為軟磁性金屬粉末312的顆粒係被黏合劑314(亦即絕緣體)所黏合，所以根據本實施例的磁芯310具有高電阻率。具體而言，磁芯310具有10KΩ．cm或更高的電阻率。換而言之，磁芯310具有良好的絕緣特性。因此，磁芯310可直接與導體接觸。此外，根據本實施例的磁芯310具有高強度及一定的彈性。換而言之，磁芯310被形成為可彈性變形的。
由於根據本實施例的磁芯310被如上述般形成，可藉由增加軟磁性金屬粉末312(亦即金屬材料)之體積填充比(體積比)而改善磁芯310的飽和磁通量密度、相對導磁率、及熱傳導率其中每一者。具體而言，為了在得到足夠的熱傳導率同時維持足夠的磁性特徵，磁芯310包含介於55vol%至85vol%(包含兩者)之軟磁性金屬粉末312為較佳。當軟磁性金屬粉 末312的體積比在上述之範圍內時，高飽和磁通量密度、高相對導磁率、及高熱傳導率全部可以被得到。另一方面，若軟磁性金屬粉末312的體積比大於85vol%，電阻率會急遽降低，導致電感器300內的渦電流損失(Eddy current loss)變大。
由於根據本實施例的磁芯310包含55vol%或更多的軟磁性金屬粉末312，磁芯310具有高飽和磁通量密度、高相對導磁率、及高熱傳導率。為了進一步提高磁芯310的相對導磁率，磁芯310包含60vol%或更多之軟磁性金屬粉末312為較佳，且磁芯310包含70vol%或更多之軟磁性金屬粉末312為更佳。
即使與由鐵氧體製成之鐵氧體磁芯比較，根據本實施例的磁芯310具有同等或更好的磁性特徵。更具體而言，磁芯310具有與鐵氧體磁芯同等的電感及電阻率，及優於鐵氧體磁芯的疊加直流特徵。此外，該磁芯310較習知上被認為係最好磁芯的鐵氧體磁芯具有更高的熱傳導率。此外，不同於鐵氧體磁芯，即使磁芯310遭受壓力時，磁芯310也幾乎不會損壞，且磁芯310的磁性特徵幾乎不會衰減。如從上述說明可見，根據本實施例的磁芯310尤其適合於電源模組10中被供以大電流的電感器300。
假設磁芯310係由軟磁性金屬材料形成，該具有高熱傳導率之磁芯310可藉由一不同於本實施例的方法而形成。例如，可如下述般形成磁芯310。首先，藉由濺鍍方法於一絕緣層上形成一由基於Zr-Co-Ta的合金、透磁合金、或類似物所製成的薄金屬膜。然後，具有薄金屬膜的絕緣層被作為磁芯的組件。具體而言，將數十或更多如此形成的組件互相堆疊，俾使一具有約1mm的厚度及高熱傳導率的磁芯形成。
如圖1、5、及6中顯示，磁芯310具有板狀的形狀。具體而言，磁芯310具有位於在上下方向彼此相反之兩側的接觸面320及散熱面330。根據本實施例的接觸面320及散熱面330其中每一者係一與上下方向垂直的水平平面。磁芯310具有佈置成兩排之複數貫孔340。具體而言，根據本實施例的磁芯310具有二貫孔群組，其中每一貫孔群組包含被佈置成一排的五貫孔340。貫孔340其中每一者具有以上下方向穿過磁芯310的 圓柱形形狀。貫孔340具有內壁342(見圖6)。
如圖5、及7中顯示，該線圈350具有一線圈部分360及二連接部分370。該線圈部分360具有複數穿透部分(介層導體)362、複數第一連結部份(連結導體)364、及複數第二連結部份(連結導體)366。
將穿透部份362嵌入磁芯310之各自的貫孔340。因此，根據本實施例，線圈部份360包含二穿透部份群組，其中每一群組包含被佈置成一排的五穿透部份362。第一連結部份364將屬於穿透部份群組其中一者的穿透部份362之上端部與屬於穿透部份群組剩下一者的穿透部份362之上端部互相連接。第二連結部份366將屬於穿透部份群組其中一者的穿透部份362之下端部與屬於穿透部份群組剩下一者的穿透部份362之下端部互相連接。因此，穿透部份362、第一連結部份364、及第二連結部份366係互相連接的，以便纏繞磁芯310的一部份。換而言之，線圈部份360至少部分地纏繞磁芯310。
參照圖2至5，穿透部份362其中相互距離最遠的二者，從貫孔340一直往下延伸並形成為具有各自的連接部份370。連接部份370具有於其下端部形成的連接端部372。因此，線圈350具有二連接端部372。該等連接端部372連接至電路板200之接觸面220的各自的連接部份250，俾使線圈350透過電路板200上的訊號線(未顯示)電連接至電子元件240。
如圖8A及8B中顯示，根據本實施例的穿透部份362具有類似貫孔340的圓柱形狀。然而，穿透部份362的直徑Rc較貫孔340的直徑Rh略大。由於根據本實施例的磁芯310具有彈性，即使直徑Rc較直徑Rh更大時，穿透部份362仍可嵌入貫孔340。此外，當直徑Rc與直徑Rh幾乎相同時，該穿透部份362可在嵌入貫孔340後被擠壓而向外延展以得到擴大的直徑。
如上述般被嵌入貫孔340之線圈部分360的穿透部份362，在使貫孔340的內壁342彈性變形的同時穿透貫孔340。彈性變形的內壁342對線圈部分360的穿透部份362施加壓力或彈性力。因此，從貫孔340的內壁342對線圈部分360之穿透部份362施加的壓力支撐著線圈350。
如從上述說明可見，根據本實施例的磁芯310具有恰當的彈 性，不僅使具有較貫孔340更大直徑的穿透部份362可以嵌入，而且亦使嵌入的穿透部份362可以被穩固地支撐。因此，磁芯310可只藉由彈性力(亦即內壁342的壓力)支撐線圈350。此外，在貫孔340暫時支撐線圈350後，穿透部份362及貫孔340可藉由填充在兩者之間的接著劑以互相固定。即使內壁342的彈性力相對較小，線圈350可藉由如此填充的接著劑而被穩固地支撐。因此，根據本實施例，可只藉由貫孔340支撐線圈350。
如圖9A中顯示，根據本實施例，穿透部份362及貫孔340其中每一者具有圓形橫剖面。因此，嵌入貫孔340的穿透部份362係藉由貫孔340之內壁342的整個表面而固定。然而，假如穿透部份362被固定於內壁342的二或更多點，穿透部份362及貫孔340其中每一者可具有其他形狀的橫剖面。例如，如圖9B中顯示，穿透部份362可具有一圓形橫剖面，而貫孔340可具有一矩形橫剖面。此外，如圖9C中顯示，穿透部份362可具有一矩形橫剖面，而貫孔340可具有一圓形橫剖面。然而，為了更穩固地支撐穿透部份362，穿透部份362及貫孔340以類似本實施例的設置為較佳。
如圖1、3、及4中顯示，如上述般設置的電感器300的磁芯310之接觸面320被佈置以上下方向面向電路板200的接觸面220。接觸面320與接觸面220藉由具有高熱傳導率的線圈350而互相連接。此外，磁芯310的散熱面330從模組10向外暴露。
因為模組10係如上述般設置，模組10可將電路板200產生的熱，主要透過線圈350的連接部份370，從接觸面220傳導至磁芯310的接觸面320。由於磁芯310具有高熱傳導率，接觸面320接收的熱及電感器300產生的熱一起被有效率地傳導至散熱面330。被傳導至散熱面330的熱可被從模組10向外散發。如從上述說明可見，當磁芯310的散熱面330至少部分地從模組10向外暴露時，模組10向外的散熱加速，俾使模組10可被有效率地冷卻。
根據本實施例，產生大量熱的電感器300可被作為用以散熱的構件。因此，電路板200及電感器300產生的熱可被散發而無須提供用以散熱的構件，例如在電路板200的接觸面220與電感器300的接觸面320 之間的散熱板。根據本實施例，模組10可被有效率地冷卻，同時具有縮小的尺寸。
根據本實施例，磁芯310的接觸面320與電路板200的接觸面220只藉由線圈350的連接部份370互相連接。然而，在線圈350之外，磁芯310與電路板200還可藉由另一構件互相連接。例如，磁芯310與電路板200可藉由一具有高熱傳導率例如銅或鋁的金屬構件互相連接。當如此設置模組10時，電感器300可被更穩固地固定於電路板200，且可增加散熱路徑的數目。
根據本實施例，散熱面330完全從模組10向外暴露。然而，假如熱可以向外散發，則散熱面330可被另一構件覆蓋。例如，可以薄樹脂塗佈部分或全部的散熱面330。此外，可以樹脂或金屬覆蓋電感器300的外部周邊。此外，可以樹脂或金屬覆蓋模組10的外部周邊。
散熱面330可至少部分地與模組10外的冷卻構件接觸，例如散熱片(heat sink)。如前面描述，即使當磁芯310遭受壓力時，磁芯310也幾乎不會損壞，且磁芯310的磁性特徵幾乎不會衰減。因此，該外部冷卻構件可藉由高壓力緊密貼附於散熱面330。當如此設置模組10時，模組10可被更有效率地冷卻。如從上述說明可見，當具有高熱傳導率的磁芯310的表面其中之一的散熱面330可向外散熱，電路板200及電感器300產生的熱可被有效率地散發。
(第二實施例)
如從圖1及10可見，根據本發明第二實施例的一模組(電源模組)10A係根據本發明第一實施例(見圖1)的模組10的一修改。該模組10A包括與模組10相同的電路板200、及與模組10之電感器300略為不同的電感器300A。此外，模組10A包含模組10中不包括的一散熱構件400、複數(根據本實施例，四)連結構件500及一塗層600。在下文中，主要對模組10A與模組10間的差異點做說明。
如圖10及11中顯示，電感器300A具有磁芯310A及線圈350。磁芯310A具有與磁芯310(見圖6)幾乎相同的結構。然而，磁芯310A具有四支撐孔346。支撐孔346被分別形成於磁芯310A的四角落。支撐孔 346其中每一者以上下方向穿透磁芯310A。
散熱構件400係由具有優秀的熱傳導率之熱導體形成，例如金屬，並具有一矩形框架的形狀。該散熱構件400貼附於磁芯310A的散熱面330。由於磁芯310A具有高電阻率，由金屬製成的散熱構件400可與散熱面330接觸而無須絕緣。此外，由於磁芯310A係由類似磁芯310(見圖6)的材料製成，所以磁芯310A幾乎不會損壞，即使當磁芯310A受到壓力時，磁芯310A的磁性特徵也幾乎不會衰減。因此，可藉由高壓力將散熱構件400緊密貼附於磁芯310A。
散熱構件400具有四支撐孔410。支撐孔410被形成於與磁芯310A的各自支撐孔346對應的四個位置。支撐孔410其中每一者以上下方向穿透散熱構件400。
連結構件500其中每一者係由熱導體製成並具有圓柱形狀。該連結構件500被散熱構件400的支撐孔410及磁芯310A的支撐孔346所支撐。類似於磁芯310(見圖6)，磁芯310A具有恰當的彈性。因此，當連結構件500的直徑較支撐孔346的直徑略大，連結構件500可被磁芯310A穩固的支撐而無須使用接著劑。連結構件500可被裝配於散熱構件400的支撐孔410中並且被其固定。連結構件500可與散熱構件400一體成形。
連結構件500其中每一者從散熱構件400向下延伸以連接至電路板200的接觸面220。換而言之，連結構件500透過磁芯310A將電路板200與散熱構件400連結。
根據本實施例的塗層600係由薄樹脂製成。磁芯310的散熱面330具有不與散熱構件400接觸的中央區域。該塗層600塗佈於散熱面330的中央區域上。由於塗層600被如此塗佈於散熱面330，當線圈350的第一連結部份364被暴露於散熱面330上時，線圈350的第一連結部份364可以被保護。此外，當塗層600具有恰當的厚度時，不會大程度地阻礙散熱面330的散熱。如從上述說明可見，根據本實施例的散熱面330係可從模組10A向外散熱的。然而，若需要模組10A更有效率地散發熱，則散熱表面330可不被塗層600塗佈。
根據本實施例，電路板200及電感器300A產生的熱可被傳 導至散熱構件400並從散熱構件400散發。因此，根據本實施例的模組10A在延伸穿過線圈350之連接部份370的散熱路徑外，還具有延伸穿過連結構件500的散熱路徑。因此，模組10A可被更有效率地冷卻。
類似於第一實施例，電感器300A的外部周邊或模組10A的外部周邊可被樹脂或金屬覆蓋。此外，散熱面330可至少部分地與模組10A外的冷卻構件接觸，例如散熱片(heat sink)。此外，散熱構件400可至少部分地與模組10A外的一冷卻構件接觸。如前面所述，即使當磁芯310A遭受壓力時，磁芯310A也幾乎不會被損壞，且磁芯310A的磁性特徵幾乎不會衰減。因此，可藉由高壓力將外部冷卻構件緊密貼附於散熱構件400。如此設置的模組10A可被更有效率地冷卻。
(第三實施例)
如從圖10及12可見，根據本發明第三實施例的模組(電源模組)10B係模組10A(見圖10)的修改。模組10B包括與電路板200略為不同的電路板200B。此外，模組10B包括與模組10A相同的電感器300A、散熱構件400、連結構件500、及塗層600。在下文中，主要對模組10B與模組10A間的差異點做說明。
如從圖12及13可見，電路板200B具有盒狀的形狀。具體而言，電路板200B具有四側壁210。側壁210分別從接觸面220的四邊向上延伸。例如，如此設置的電路板200B可由每一者皆具有板狀形狀之複數電路板形成。根據本實施例，在電路板200B的接觸面220上不安裝任何電子元件240，而在電路板200B的後部面230上安裝各樣的電子元件240。
電感器300A及散熱構件400被容納於接觸面220與側壁210所圍繞的空間中。線圈350的第二連結部份366被佈置以與接觸面220接觸或接近。因此，線圈350的連接部份370延長的短(見圖12)。
如圖12及13中顯示，側壁210設置有複數(根據本實施例，八)接頭260。接頭260其中每一者透過訊號線(未顯示)連接至電子元件240。接頭260係用以電連接至模組10B外的設備(未顯示)，例如，用以輸出/輸入電流、用以監控輸出電壓、及用以控制開關頻率。
如圖13中顯示，被如上述般設置的模組10B可連接至一外 部電路板800。根據本實施例的外部電路板800設置有一具有高熱傳導率的冷卻構件810。例如，冷卻構件810可由金屬形成。冷卻構件810被佈置於與模組10B的散熱構件400對應的位置。當接頭260連接至外部電路板800，散熱構件400係緊密地貼附於冷卻構件810。因此，模組10B產生的熱可被從散熱構件400有效率地散發至冷卻構件810。散熱構件400可被固定於冷卻構件810，例如，藉由焊接。在此例中，模組10B可被更有效率地冷卻。
(第四實施例)
如從圖5及14可見，根據本發明第四實施例的電感器300X及磁芯310X係根據第一實施例的電感器300及磁芯310的修改。電感器300X及磁芯310X具有類似於電感器300及磁芯310之結構及功能。在下文中，對電感器300X及磁芯310X做較第一實施例更詳細的說明。
如圖14中顯示，根據本實施例的電感器300X包括磁芯310X、線圈350、及間隔物820X。根據本實施例的線圈350本質上與根據第一實施例的線圈350相同。具體而言，線圈350係由金屬製成，例如銅。線圈350不具有絕緣塗層。然而，線圈350可具有絕緣塗層。線圈350具有一線圈部份360及一連接部份370。
類似於第一實施例，根據本實施例的磁芯310X係藉由以黏合劑成分314X黏合軟磁性金屬粉末312之顆粒所形成的粉體磁芯。磁芯310X具有與上下方向垂直的板狀形狀。磁芯310X之板狀形狀具有1mm或更小的厚度。
類似於第一實施例，具有扁平形狀的軟磁性金屬粉末312係藉由，例如使用球磨機，將粒狀軟磁性金屬粉末(材料粉末)扁平化所形成。材料粉末(軟磁性金屬粉末312)由基於Fe的合金製成為較佳，以便具有必須的磁性特徵。此外，軟磁性金屬粉末312由基於Fe-Si的合金製成為較佳。此外，軟磁性金屬粉末312由基於Fe-Si-Al的合金(鋁矽鐵粉)或基於Fe-Si-Cr的合金製成為較佳。當軟磁性金屬粉末312包含Si及Al時，Si相對於全部軟磁性金屬粉末312的比例以介於3wt%至18wt%(包含兩者)為較佳，且Al相對於全部軟磁性金屬粉末312的比例以介於1wt%至12wt%(包含兩者) 為較佳。當軟磁性金屬粉末312包含上述比例之Si及Al時，磁芯310X的磁晶異向性常數及磁致伸縮常數其中每一者被降低，同時磁芯310X的磁性特徵被改善。此外，當磁芯310X形成時，軟磁性金屬粉末312的顆粒之表面係形成為具有鈍態膜。因此，磁芯310X的電阻率被改善。
用以黏合具有扁平狀形狀之軟磁性金屬粉末312顆粒之黏合劑成分314X，包含一作為主成分的矽氧化物。黏合劑成分314X可由含Si之黏合劑314形成。具體而言，類似於第一實施例，將軟磁性金屬粉末312與溶劑、黏度改善劑、及黏合劑314混合以形成漿體。例如，包含有機成分及固體成分的甲基苯基矽氧樹脂可作為黏合劑314。塗佈並加熱該漿體俾使溶劑揮發。如此處理的漿體形成磁芯310X之組件的初步主體。因為如此形成的初步主體不是以鐵氧體這樣的脆性材料所形成，該初步主體可被加壓成形。預定數目的初步主體被壓力壓縮以形成一受壓主體。當該受壓主體被暴露於高溫的熱處理時，例如600℃，可得到磁芯310X。
當初步主體被壓力壓縮時，可能發生結構扭曲。一般而言，結構扭曲可能降低相對導磁率。然而，根據本實施例，即使相對導磁率暫時被降低，相對導磁率藉可被上述的高溫熱處理恢復以具有高位值。
甲基苯基矽氧樹脂的有機成分被上述的高溫熱處理分解。其間，甲基苯基矽氧樹脂的固體成分變成由含有矽氧化物作為主成分的玻璃材料所製成之黏合劑成分314X，同時黏合軟磁性金屬粉末312的顆粒。因為軟磁性金屬粉末312被無機物質、或黏合劑成分314X如此黏合，如此形成的磁芯310X可抵抗在約高溫260℃的回流焊接(reflow soldering)。此外，因為軟磁性金屬粉末312被絕緣體黏合，磁芯310X具有優秀的頻率特徵及10KΩ．cm或更多的高電阻率。由於根據本實施例的磁芯310X具有類似於磁芯310(見圖5)的高電阻率，由導體製成的線圈部份360可直接與磁芯310X接觸。
黏合劑314的有機成分被上述的高溫熱處理損耗。換而言之，黏合劑314被熱處理損耗其一部份的重量及體積。因此，在磁芯310X內形成孔隙(亦即空洞318X)。因此，磁芯310X包含軟磁性金屬粉末312、黏合劑成分314X、及空洞318X。
在上述的高溫熱處理下，因為受壓主體的不同部分具有彼此不同的溫度，受壓主體的不同部分以不同速率熱膨脹。此外，黏合劑314在不同部分以不同的速率收縮並分解。因此，在上述的高溫熱處理下引起一內部應力。當受壓主體具有大的厚度時，該內應力可能很大，導致受壓主體形成裂縫或間隙。此外，在上述的高溫熱處理下，黏合劑314的分解導致受壓主體內形成氣體。當受壓主體具有大的厚度時，形成於受壓主體深處的氣體幾乎不能向外擴散。因此，受壓主體內部的氣體壓力可能提高，導致受壓主體形成裂縫或間隙。在另一方面，當受壓主體具有1mm或更小的厚度時，即使在上述的高溫熱處理下也不形成裂縫或間隙。因此，受壓主體具有1mm或更小的厚度為較佳。受壓主體具有0.7mm或更小的厚度為更佳。
為了改善磁性特徵，磁芯310X包含60vol%或更多的軟磁性金屬粉末312為較佳。在此條件下，磁芯310X具有類似於鐵氧體的高飽和磁通量密度、高導磁率。具體而言，可得到具有0.5T或更高的飽和磁通量密度之磁芯310X。由於根據本實施例的磁芯310X係很難達到磁性飽和的，因此磁芯310X可具有縮小的尺寸。此外，可得到磁芯310X，其相對導磁率在1MHz的頻率具有50或更高的實數部分。此外，可得到磁芯310X，其相對導磁率在1MHz的頻率具有100或更高的實數部分。具體而言，根據本實施例，在初始導磁率範圍中相對導磁率的實數部分藉由在1MHz或更高的預定頻率(X MHz)之磁共振變成最大值(Y)。此預定頻率(X MHz)及最大值(Y)符合X×Y300的條件。因此，可能防止渦電流損失的增加、磁心損失的增加、及雜訊吸收性能的衰減。
如圖15中顯示，磁芯310X的軟磁性金屬粉末312之顆粒被佈置為與厚度方向(亦即上下方向)大約垂直。換而言之，軟磁性金屬粉末312的顆粒被佈置為與預定平面(亦即水平面)大約平行。因此，磁芯310X在與預定平面平行的方向具有低去磁因子，以得到上述之改善的相對導磁率。因此，磁芯310X具有沿預定平面平行延伸之易磁化軸。為了進一步改善在與預定平面平行的方向之相對導磁率，軟磁性金屬粉末312具有10或更高的平均寬高比為較佳。
此外，當軟磁性金屬粉末312的顆粒在與預定平面平行的方向互相交錯的同時，軟磁性金屬粉末312的顆粒在厚度方向互相堆疊。因此，即使當磁芯310X形成裂縫時，可防止裂縫的發展。根據本實施例，磁芯310X不僅可具有1mm或更少的厚度、或0.5mm或更少的厚度，而且與陶瓷材料(亦即鐵氧體)比較亦具有高韌性。
參照圖14，磁芯310X包含介於10vol%與25vol%之間(包含兩者)的空洞318X為較佳。換而言之，較佳地，磁芯310X包含空洞318X，其中空洞318X具有介於10vol%與25vol%之間(包含兩者)的體積比(亦即孔隙率)。較佳的孔隙率可藉由在形成漿體時調整黏合劑314的添加量，或藉由在壓縮初步主體時調整壓力而得到。當孔隙率為10vol%或更高時，磁芯310X具有彈性，俾使磁芯310X可輕易地被進行多樣的處理。當孔隙率為25vol%或更少時，磁芯310X可包含足夠量的軟磁性金屬粉末312。
較佳地，磁芯310X包含黏合劑成分314X，其中黏合劑成分314X具有介於10vol%與30vol%之間(包含兩者)的體積填充比(體積比)。當黏合劑成分314X的體積比較10vol%少時，磁芯310X不具有足夠的強度。當黏合劑成分314X的體積比較30vol%多時，磁芯310X不能具有60vol%或更多的軟磁性金屬粉末312、及10vol%或更多的孔隙率。
簡而言之，根據本實施例的磁芯310X包含：60vol%或更多的軟磁性金屬粉末312、介於10vol%與30vol%之間(包含兩者)的黏合劑成分314X、介於10vol%與25vol%之間(包含兩者)的空洞318X。依照ISO7619 D型，磁芯310X具有介於92與96之間(包含兩者)的橡膠硬度。因此，磁芯310X係可彈性變形的。
由於磁芯310X係彈性體，可如下述般測量其楊氏模數。首先，準備一具有寬度w及厚度t的板狀磁芯310X。然後，從下方支撐磁芯310X的二支撐部份。支撐部份在磁芯310X的縱軸方向彼此相隔距離L。然後，在縱軸方向位於支撐部份之間的受壓部份，被一負載P從上方擠壓。然後，測量負載P產生的抗拉應變δ。如眾所皆知的，可從上述的寬度w、厚度t、距離L、負載P、及抗拉應變δ計算出楊氏模數。根據本實施例，可得到楊氏模數介於10GPa與90GPa之間(包含兩者)的磁芯310X。此外， 藉由主要調整磁芯310X的孔隙率，可得到楊氏模數介於20GPa與50GPa之間(包含兩者)的磁芯310X。
如從圖14可見，如上述般設置的磁芯310X可被進行多樣的處理。例如，根據本實施例的磁芯310X具有複數貫孔340。類似於第一實施例(見圖5)，線圈350的線圈部份360具有複數穿透部份(介層導體)362、一或更多的第一連結部份(連結導體)364、及一或更多的第二連結部份(連結導體)366。線圈部份360的穿透部份362以上下方向分別穿透貫孔340。具體而言，穿透部份362在使貫孔340的內壁342彈性變形的同時穿透貫孔340。線圈350被從貫孔340的內壁342對穿透部份362施加的壓力支撐。因此，根據本實施例，類似於第一實施例，被嵌入貫孔340中的穿透部分362具有足夠的拉力降伏強度而無須黏著。
具體而言，由於磁芯310X包含恰當vol%的空洞318X，在內壁342附近的部份(壓接部份)被恰當地壓縮與變形，俾使在壓接部份產生的應力不影響整個磁芯310X。因此，可防止磁芯310X因變形而損壞。
類似於第一實施例(見圖5)，第一連結部份364及第二連結部份366其中每一者係貼附於磁芯310X。第一連結部份364於磁芯310X的上表面將二穿透部份362的端部互相連結。第二連結部份366於磁芯310X的下表面將二穿透部份362的端部互相連結。第一連結部份364及第二連結部份366可透過各樣的方法，例如電阻式熔接及超音波熔接，被穩固地固定至穿透部份362並貼附於磁芯310X，。
當第一連結部份364及第二連結部份366貼附於磁芯310X時，磁芯310X被第一連結部份364及第二連結部份366夾在中間並在上下方向作為一個整體被擠壓。因此，在第一連結部份364及第二連結部份366被貼附於磁芯310X之前，磁芯310X的厚度係t0，而在第一連結部份364及第二連結部份366被貼附於磁芯310X之後，磁芯310X的另一厚度係t1，t1相對於t0減少了2.5%至5.0%(包含兩者)。若線圈部份360被從磁芯310X卸除，磁芯310X於貼附後的厚度t1向磁芯310X於貼附前的厚度t0恢復。換而言之，磁芯310X減少之厚度(約介於厚度t0的2.5%與5%之間)幾乎被恢復。
如從上述說明可見，根據本實施例的磁芯310X具有這樣的特性，使磁芯310X可輕易被壓縮以得到預定的厚度，同時輕易地從壓縮狀態恢復至其初始狀態。磁芯310X具有上述的特性，不僅是因為磁芯310X包含空洞318X，而是也因為軟磁性金屬粉末312的彈性。由於磁芯310X具有上述的特性，磁芯310X在厚度方向(上下方向)的彈性力使磁芯310X的上表面及下表面分別擠壓第一連結部份364及第二連結部份366。因此，即使磁芯310X在線圈350的穿透部份362與貫孔340的內壁342之間具有一間隙，磁芯310X可支撐並固定第一連結部份364及第二連結部份366。
如上述般設置的磁芯310X不僅可以穩固地支撐線圈部份360，亦可穩固地支撐各樣的構件。磁芯310X的可加工性類似於可被釘牢的木材的可加工性。此可加工性使磁芯310X的處理極為容易，並改善了處理的可靠度。
例如，如在圖14中顯示，根據本實施例的磁芯310X具有一支撐孔346X。間隔物820X具有一主體部份822X及一支撐部份824X。在與上下方向垂直的水平面，該主體部份822X較支撐孔346X大相當多，而支撐部份824X則稍微較支撐孔346X更大。類似於穿透部份362，如此設置的支撐部份824X可被壓接進入支撐孔346X中並被其支撐。當支撐部份824X被壓接進入支撐孔346X中，主體部份822X的下表面與磁芯310X的上表面接觸。由於主體部份822X在水平面具有大尺寸，主體部份822X可防止在支撐部份824X的壓接時產生的灰塵脫落。
類似於第一實施例，根據本實施例的電感器300X及磁芯310X可進行各樣的修改。例如，穿透部份362在水平面的尺寸可較貫孔340的尺寸更小。換而言之，穿透部份362可能不壓接進入貫孔340中，而是穿過貫孔340的內部而沒有被內壁342支撐。在此例中，穿透部份362可藉由，例如接著劑，被固定於貫孔340。此外，第一連結部份364及第二連結部份366其中每一者可藉由壓力或焊接被接合至穿透部份362。此外，磁芯310X分別與第一連結部份364及第二連結部份366接觸的部份，可形成分別與第一連結部份364及第二連結部份366對應的凹陷。當凹陷形成時，磁芯310更穩固地支撐第一連結部份364及第二連結部份366其中每一者。
此外，磁芯310X的表面可完全地或部分地被絕緣樹脂覆蓋。例如，丙烯酸樹脂或聚烯烴樹脂可作為該絕緣樹脂。磁芯310X被如此包覆之表面具有更加改善的絕緣性。另外，即使當磁芯310X被形成裂縫時，可更穩固地防止裂縫的發展。部分的絕緣樹脂浸漬磁芯310X的外層。因此，可更穩固地防止裂縫的形成及發展。
此外，一磁芯可包括複數的磁芯組件，其中每一磁芯組件係作為根據本實施例的磁芯310X。更具體而言，複數的磁芯組件，例如，複數的磁芯310X可透過黏著劑互相堆疊以形成單一的疊片磁芯。如前面所述，根據本實施例的磁芯310X具有幾乎不會形成裂縫的結構。即使在堆疊的磁芯組件(磁芯310X)互相擠壓並結合時，也可防止裂縫的形成。因此，可得到厚度超過1mm的疊片磁芯。為了得到疊片磁芯同時防止裂縫，堆疊的磁芯310X其中每一者具有1mm或更少的厚度是足夠的。然而，堆疊的磁芯310X其中每一者具有0.5mm或更小的厚度為較佳。
一般而言，陶瓷材料的鐵氧體，在MHz範圍的頻率具有50或更高、或100或更高的高相對導磁率。此外，鐵氧體具有足夠的剛性而無須加固構件或類似的構件。鐵氧體因此普遍地被作為磁芯的材料。然而，由於鐵氧體係脆性材料，很難使用簡單、精準、並可靠的接合方法形成磁芯，例如押入、敲入、壓接、或強壓接。
在另一方面，由於根據本實施例的磁芯係由具有扁平狀形狀的軟磁性金屬粉末形成，即使當磁芯較薄時，形成於磁芯中的裂縫或破損也不會在厚度方向發展。因此，根據本發明的磁芯具有較鐵氧體形成的磁芯更高的剛性。此外，當形成於磁芯中的空洞之體積比在預定的範圍內時，磁芯具有彈性。因此，可輕易地將磁芯進行處理。例如，磁芯可形成為具有一孔。此外，當一些構件被壓接進入該形成在磁芯中的孔，在磁芯的孔附近的部份被彈性變形，俾使壓接產生的壓力不影響整個磁芯。因此，可防止磁芯310X變形而損壞。如從上述說明可見，當電感器包括根據本發明的磁芯時，可大幅改善電感器的設計靈活性，俾使具有縮小尺寸及高可靠度的電感器可以形成。
此外，本發明適用於磁芯及電感器以外的磁性組件。
(範例)
在下文中，參照特定範例對根據本實施例的磁芯及電感器做更詳細的說明。
首先，參照範例1及2對孔隙或空洞的孔隙率做詳細說明，其中該孔隙或空洞形成於根據本實施例的磁芯中。
(範例1之初步主體的形成)
以軟磁性金屬粉末做為範例1之初步主體的材料。具體而言，使用由基於Fe-Si-Cr的合金製成的水霧化粉末。該粉末包含3.5wt%的Si及2wt%的Cr。該粉末具有33μm的平均粒徑(D50)。藉由使用球磨機將該粉末扁平化。具體而言，在對該粉末進行8小時鍛造處理後，將該粉末在氮氣大氣下暴露於3小時800℃的熱處理，以得到扁平粉體(亦即具有扁平狀形狀的基於Fe-Si-Cr的粉末)。然後，將該扁平粉體與溶劑、黏度改善劑、及熱固黏合劑成分混合以形成漿體。以乙醇作為溶劑。以聚丙烯酸酯作為黏度改善劑。以甲基苯基矽氧樹脂作為熱固黏合劑成分。聚丙烯酸酯的添加量為相對於扁平粉體的3wt%，而甲基苯基矽氧樹脂的固體成分之添加量為相對於扁平粉體的4wt%。藉由使用縫鑄模將該漿體塗佈在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜上。然後，以在60℃溫度的一小時乾燥使溶劑揮發以形成初步主體。
(範例1之平板的形成)
藉由使用修邊模將初步主體切割成複數方塊形狀以形成複數片狀物，其中每一片狀物具有30mm的寬度及30mm的長度。將預定數量的片狀物堆疊並嵌入金屬模中。在150℃以2MPa的成形壓力將金屬模中的片狀物加壓成形一小時長以得到一受壓主體。具體而言，藉由改變堆疊數量(亦即片狀物的預定數量)以形成具有不同厚度的十一受壓主體。例如，具有1mm厚度的受壓主體係由大約三十片狀物形成。將受壓主體暴露於大氣中600℃兩小時的熱處理以形成十一平板。黏度改善劑幾乎完全被熱處理分解而不殘留於平板中。此外，藉由此熱處理，甲基苯基矽氧樹脂的固體成分在變成被熱處理過的黏合劑成分(亦即由含有矽氧化物作為主成分的玻璃材料製成的黏合劑成分)的同時，損耗其重量的一部分。例如，當於大氣中被以550° C熱處理一小時，甲基苯基矽氧樹脂之固體成分的加熱損耗為20wt%。
(範例1之平板的孔隙率測量及範例1之平板的裂縫發生率檢驗)
以阿基米德方法測量每一如此形成的平板之成形密度。具體而言，預先計算扁平粉體的真密度為7.6g/cm3，且預先計算硬化的甲基苯基矽氧樹脂(黏合劑成分)的密度為1.3g/cm3。藉由使用上述的數值計算金屬成分(扁平粉體)的體積填充比(體積比)、熱處理過的黏合劑成分(黏合劑成分)之體積填充比(體積比)、及在平板中空洞的孔隙率。亦藉目視觀察平板的四側表面以檢驗裂縫發生率。
上述的測量及檢驗結果顯示於表1中。
在任何平板中的裂縫皆十分地細微，所以可藉由，例如以樹酯塗佈其側表面而防止平板裂開。此外，當平板的厚度為1.0mm或更少時，裂縫幾乎不會形成，所以不需要上述的預防措施。
(範例2之初步主體的形成)
以軟磁性金屬粉末做為範例2之初步主體的材料。具體而言，使用由 基於Fe-Si-Cr的合金製成的水霧化粉末。該粉末包含3.5wt%的Si及2wt%的Cr。該粉末具有33μm的平均粒徑(D50)。藉由使用球磨機將該粉末扁平化。具體而言，在對該粉末進行8小時鍛造處理後，將該粉末在氮氣大氣下暴露於3小時800℃的熱處理，以得到扁平粉體(亦即具有扁平狀形狀的基於Fe-Si-Cr的粉末)。然後，將該扁平粉體與溶劑、黏度改善劑、及熱固黏合成分混合以形成漿體。以乙醇作為溶劑。以聚丙烯酸酯作為黏度改善劑。以甲基苯基矽氧樹脂作為熱固黏合劑成分。甲基苯基矽氧樹脂之固體成分的添加量在相對於扁平粉體的2wt%與20wt%之間變化，以形成十一類型的漿體。藉由使用縫鑄模將該漿體塗佈在PET膜上。然後，以在60℃溫度的一小時乾燥使溶劑揮發以形成初步主體。藉由上述的形成程序，形成含有不同的甲基苯基矽氧樹脂量之十一類型的初步主體。
(範例2之平板的形成)
藉由使用修邊模將每一初步主體切割成複數方塊形狀以形成複數片狀物，其中每一片狀物具有30mm的寬度及30mm的長度。因此，形成十一類型的片狀物，每一類型含有不同的甲基苯基矽氧樹脂量，其中每一類型包含具有相同的甲基苯基矽氧樹脂量之複數片狀物。將每一類型之預定數量的片狀物堆疊並嵌入金屬模中。在150℃以2MPa的成形壓力將金屬模中的片狀物加壓成形一小時長以得到受壓主體。因此，形成含有不同甲基苯基矽氧樹脂量之十一類型的受壓主體，其中每一類型包含具有相同甲基苯基矽氧樹脂量的十五受壓主體。將受壓主體在氮氣大氣下暴露於一小時550℃的熱處理以形成十一類型的平板。十一類型的的甲基苯基矽氧樹脂量彼此不同。十一類型中每一者包含具有相同甲基苯基矽氧樹脂量的十五平板。每一平板具有0.7mm的厚度。黏度改善劑幾乎完全被此熱處理分解而不殘留於平板中。此外，藉由此熱處理，甲基苯基矽氧樹脂的固體成分在變成被熱處理過的黏合劑成分(亦即由含有矽氧化物作為主成分的玻璃材料製成的黏合劑成分)的同時，損耗其重量的一部分。例如，當在大氣中被以550℃熱處理一小時，甲基苯基矽氧樹脂之固體成分的加熱損耗為20wt%。
(範例2之平板的孔隙率測量)
以阿基米德方法測量每一如此形成的平板之成形密度。具體而言，預先計算扁平粉體的真密度為7.6g/cm3，且預先計算硬化的甲基苯基矽氧樹脂(黏合劑成分)的密度為1.3g/cm3。藉由使用上述的數值計算金屬成分(扁平粉體)的體積填充比(體積比)、熱處理過的黏合劑成分(黏合劑成分)之體積填充比(體積比)、及在平板中空洞的孔隙率。
(範例2之堆疊主體的形成)
十一類型其中每一者的十五平板形成十一類型其中每一者的五堆疊主體。換而言之，每一堆疊主體係由含有相同甲基苯基矽氧樹脂量的三平板形成。具體而言，三平板透過黏著劑互相堆疊。以一件式環氧樹脂，即RESINOUS KASEI公司的S-71作為黏著劑。堆疊的平板被鏡面拋光。然後，堆疊的平板被二不鏽鋼板夾在中間，每一不鏽鋼板具有10mm的厚度。透過不鏽鋼板擠壓堆疊的平板。具體而言，藉由使用液壓機以15MPa的壓力在170℃擠壓堆疊的平板三小時，俾使堆疊的平板互相結合而成為單一堆疊主體。藉由上述形成程序，以每一型態的十五平板形成五堆疊主體。
(範例2之堆疊主體的裂縫發生率檢驗)
在堆疊平板完全結合後，藉目視觀察堆疊主體的四側表面而檢驗裂縫發生的機率。
上述的測量及檢驗結果顯示於表2中。
如表2中顯示，當黏合劑成分的體積填充比為7vol%且孔隙率為33vol%時，堆疊主體不具有足夠強度而形成間隙。此外，當孔隙率為10vol%或更少時，堆疊主體形成裂縫。當孔隙率為10vol%或更少時，堆疊主體其內不含有足夠的空洞，導致堆疊主體幾乎完全不能壓縮變形。因此，當以壓力結合堆疊主體並導致剪應力於堆疊主體內產生時，堆疊主體不能藉由壓縮變形而吸收足夠的剪應力。裂縫應該因此而形成。另一方面，當黏合劑成分的體積填充比介於9.5vol%與37vol%之間(包含兩者)且孔隙率介於10vol%與25.5vol%之間(包含兩者)時，堆疊主體不形成裂縫。在此例中，堆疊主體包含恰當的黏合劑成分的量以具有足夠強度。此外，堆疊主體具有恰當的孔隙率。因此，以壓力結合堆疊主體時於堆疊主體內產生的剪應力，應該被堆疊主體的壓縮變形所吸收。於是，當堆疊主體的孔隙率被控制在10vol%與25.5vol%(包含兩者)之間時，堆疊主體內的空洞使壓縮變形可以發生，以防止堆疊主體形成時具有裂縫。
接下來，說明範例1及比較性範例1至3其中每一者的磁芯及電感器。
(範例1之磁芯的初步主體之形成)
以軟磁性金屬粉末做為範例1之初步主體的材料。具體而言，使用由基於Fe-Si-Al的合金(矽鋁鐵粉)製成的氣霧化粉末。該粉末具有55μm的平均粒徑(D50)。藉由使用球磨機將該粉末扁平化。具體而言，在對該粉末進行8小時鍛造處理後，將該粉末在氮氣大氣下暴露於3小時700℃的熱處理以得到扁平粉體(亦即具有扁平狀形狀的矽鋁鐵粉末)。然後，將該扁平粉體與溶劑、黏度改善劑、及熱固黏合劑成分混合以形成漿體。以乙醇作為溶劑。以聚乙烯丁醛作為黏度改善劑。以甲基苯基矽氧樹脂作為熱固黏合劑成分。藉由使用縫鑄模將該漿體塗佈在PET膜上。以在60℃溫度的一小時乾燥使溶劑揮發以形成初步主體。
(平板的形成，用以測量範例1之磁芯的特徵)
藉由使用修邊模將初步主體切割成複數方塊形狀以形成複數片狀物，其中每一片狀物具有30mm的寬度及30mm的長度。將預定數量的片狀物堆疊並嵌入金屬模中。在150℃下以200MPa的成形壓力將金屬模中的片狀物加壓成形一小時長以得到一受壓主體。該受壓主體具有0.25mm的厚度。將受壓主體於氮氣大氣下暴露於600℃一小時的熱處理以形成一平板。
(範例1之平板的特徵)
如此形成的平板具有4.9g/cm3的密度及10KΩ．cm或更高的體積電阻率(電阻率)。藉由平板的密度而計算平板中的金屬成分(扁平粉體)之體積填充比(體積比)。金屬成分的體積填充比約為67vol%。該平板被由阻燃劑4型(FR4)製成的二玻璃環氧樹脂板夾在中間。每一玻璃環氧樹脂板具有1.5mm的厚度、50mm的寬度、及50mm的長度。當被夾在中間的平板被以100MPa的壓力擠壓時，該平板完全不受損。因此，不同於現存的基於陶瓷的磁芯材料例如基於Ni-Zn的鐵氧體，形成的該平板對於垂直於平板之平坦表面的外力具有極高的強度。
(範例1之磁芯的平板之形成)
藉由使用修邊模將初步主體切割成複數矩形形狀以形成複數片狀物，其中每一片狀物具有15mm的寬度及11mm的長度。將預定數量的片狀物堆疊並嵌入金屬模中。在150℃下以200MPa的成形壓力將金屬模中的片狀物加壓成形一小時長以得到一受壓主體(平板)。該受壓主體具有0.9mm的厚度。
(範例1之磁芯的形成)
如圖16中顯示，範例1的電感器之磁芯係由受壓主體形成。具體而言，藉由鑽孔切割而在受壓主體之預定位置形成四介層孔(亦即貫孔)。每一貫孔具有0.8mm的直徑。然後，將受壓主體於氮氣大氣下暴露於600℃下1小時的熱處理俾使磁芯形成。如此形成的磁芯具有4.9g/cm3的密度及10KΩ．cm或更高的體積電阻率(電阻率)。藉由磁芯的密度而計算磁芯中的金屬成分(扁平粉體)之體積填充比(體積比)。金屬成分的體積填充比約為67vol%。
(比較性範例1至3之磁芯的形成)
以磁芯成分1至3(亦即商用基於Ni-Zn的鐵氧體燒結體的三類型)分別作為比較性範例1至3之電感器的磁芯。該磁芯成分1至3在1MHz頻率的相對導磁率分別具有200、260、及500的實數部分。磁芯成分1至3其中每一者具有10KΩ．cm或更高的體積電阻率(電阻率)。將磁芯成分1至3其中每一者切割並在厚度方向拋光，以得到具有15mm的寬度、11mm的長度、及0.9mm的厚度之板狀形狀。如圖16中顯示，每一板狀燒結體在其預定位置藉由超音波處理形成四介層孔(亦即貫孔)。每一貫孔具有0.8mm的直徑。藉由上述程序，形成比較性範例1至3之磁芯。比較性範例1至3其中每一者之磁芯係由基於Ni-Zn的鐵氧體製成以具有良好的高頻特性。
(範例1及比較性範例1至3其中每一者之線圈的導電組件之形成)
如圖16中顯示，形成複數銅導線，其中每一者不具有絕緣塗層。每一銅導線具有直徑為0.8mm、長度為1.8mm之圓柱形的形狀。以如此形成的銅導線作為介層導體，亦即作為線圈的穿透部份而嵌入磁芯的介層孔中。線圈的複數連結部份亦被形成。具體而言，連結導體係分別由銅板形成。每一銅板不具有絕緣塗層，但具有2mm的寬度、及0.3mm的厚度。切割銅板以得到預定的長度。如此切割的銅板藉由鑽孔切割而在其預定的位置形成孔。每一孔具有0.8mm的直徑。
(範例1及比較性範例1至3之電感器的形成)
如從圖16及17可見，介層導體被嵌入範例1之磁芯的各自之介層孔。以連結導體的孔與各自的介層導體重疊的方式，將連結導體佈置於磁芯的上及下表面上。如此佈置的磁芯、介層導體、及連結導體被夾在兩不銹鋼板之間。對不鏽鋼板施以15kgf的壓力，俾使介層導體與連結導體互相結合。介層導體具有被如此結合至連結導體的結合部份。壓力使得介層導體的結合部份大程度地變形。具體而言，結合部份具有較0.8mm的初始直徑更大的直徑。如圖17中顯示，範例1的電感器係藉由上述程序形成。類似於範例1之電感器，分別使用比較性範例1至3的磁芯形成比較性範例1至3的電感器。
(範例1及比較性範例1至3之電感器的特徵測量)
測量範例1及比較性範例1至3之電感其中每一者的在1MHz頻率的電感、電感的頻率特徵、及熱傳導率。藉由使用電感電容電阻測試器(LCR meter)，即Agilent Technologies公司的HP-4284A，從而測量在1MHz頻率的電感。藉由使用阻抗分析儀，即Agilent Technologies公司的HP-4294A，從而測量電感的頻率特徵。藉由使用ULVAC-RIKO公司的FTC-1而測量熱傳導率。
(範例1及比較性範例1至3其中每一者的特徵：電感及電感的頻率特徵)
如圖19中顯示，本發明之範例1的電感器具有與基於Ni-Zn的鐵氧體電感器(亦即比較性範例1至3其中每一者之電感器)同等的電感。此外，範例1的電感器之電感在較約4MHz更低的頻率不被渦電流損失或類似的效應降低。此外，即使在高頻率，範例1的電感器較比較性範例1至3之具有優秀高頻特性的電感器具有同等或更高的高電感。
(範例1及比較性範例1至3其中每一者的特徵：電感對偏壓電流)
如圖20中顯示，當對線圈施加大的偏壓電流時，範例1之電感器的電感明顯地優於比較性範例1至3之電感器的電感。例如，在施加5A的偏壓電流之狀態下，範例1之電感器的電感約為比較性範例1至3其中每一者之電感器的兩倍。因為範例1之電感器的磁芯係由具有較基於Ni-Zn的鐵氧體更高飽和磁通量密度的金屬粉末製成，因此範例1的電感器具有上述的高電感。如從上述說明可見，即使當線圈被供以大電流時，範例1之電感器的電感也幾乎不會被降低。因此，範例1的電感器適合做為被供以大電流的電感器。
(範例1及比較性範例1至3其中每一者的特徵：熱傳導率)
範例1的電感器具有7.5W/m．K的熱傳導率，而比較性範例1至3的電感器其中每一者具有介於3.5W/m．K與4.5W/m．K之間的熱傳導率。換而言之，範例1之電感器的熱傳導率約為比較性範例1至3之電感器其中每一者的熱傳導率的兩倍。
如從上述說明可見，與現存的基於Ni-Zn的鐵氧體電感器比較，根據本發明的電感器具有高強度、即使被供以大的電流時也幾乎不會降低的電感、及高熱傳導率。因此，根據本發明的電感器可做為上述各實施例之模組其中每一者的電感器。
接下來，說明範例2及比較性範例4至6其中每一者的磁芯及電感器。
(範例2之磁芯的初步主體之形成)
以軟磁性金屬粉末做為範例2之初步主體的材料。具體而言，使用由基於Fe-Si-Al的合金(矽鋁鐵粉)製成的氣霧化粉末。該粉末具有55μm的平均粒徑(D50)。藉由使用球磨機將該粉末扁平化。具體而言，在對該粉末進行8小時鍛造處理後，將該粉末在氮氣大氣下暴露於3小時700℃的熱處理，以得到扁平粉體(亦即具有扁平狀形狀的矽鋁鐵粉末)。然後，將該扁平粉體與溶劑、黏度改善劑、及熱固黏合劑成分混合以形成漿體。以乙醇作為溶劑。以聚丙烯酸酯作為黏度改善劑。以甲基矽氧樹脂作為熱固黏合劑成分。藉由使用縫鑄模將該漿體塗佈在PET膜上。然後，以在60℃溫度的一小時乾燥使溶劑揮發以形成初步主體。
(範例2之磁芯的平板之形成)
藉由使用修邊模將初步主體切割成複數矩形形狀以形成複數片狀物，其中每一片狀物具有15mm的寬度及11mm的長度。將預定數量的片狀物堆疊並嵌入金屬模中。在150℃以20kg/cm2的成形壓力將金屬模中的片狀物加壓成形一小時長以得到一受壓主體(平板)。該受壓主體具有0.9mm的厚度。
(範例2之磁芯的形成)
如圖16中顯示，範例2的電感器之磁芯係由受壓主體形成。具體而言，藉由鑽孔切割而在受壓主體之預定位置形成四介層孔(亦即貫孔)。每一貫孔具有0.8mm的直徑。然後，將受壓主體於氮氣大氣下暴露在600℃一小時的熱處理俾使磁芯形成。如此形成的磁芯具有4.9g/cm3的密度及10KΩ．cm或更高的體積電阻率(電阻率)。藉由磁芯的密度而計算磁芯中的金屬成分(扁平粉體)之體積填充比(體積比)。金屬成分的體積填充比約為67 vol%。
(範例2及比較性範例4至6其中每一者之線圈的導電組件之形成)
如圖16中顯示，藉由先前描述的形成程序，形成範例2及比較性範例4至6其中每一者的介層導體及連結導體。例如，類似於範例1，介層導體係由不具有任何絕緣塗層的銅導線所形成，且連結導體係由不具有任何絕緣塗層的銅板所形成。
(範例2之電感器的形成)
如從圖16及17可見，介層導體被嵌入範例2之磁芯的各自的介層孔。以連結導體的孔與各自的介層導體重疊的方式，將連結導體佈置於磁芯的上及下表面上。如此佈置的磁芯、介層導體、及連結導體被夾在兩不銹鋼板之間。對不鏽鋼板施以15kgf的壓力，俾使介層導體與連結導體互相結合。介層導體具有被如此結合至連結導體的結合部份。壓力使得介層導體的結合部份大程度地變形。具體而言，結合部份具有較0.8mm的初始直徑更大的直徑。將如上述般形成的電感器，在氮氣大氣下暴露於一小時650℃的熱處理以形成範例2之電感器。藉由此熱處理，介層導體的結合部份被擴散並熔接至連結導體，俾使在結合部份的電阻值降低。
(比較性範例4至6之電感器的形成)
藉由先前描述的形成程序形成比較性範例1至3之電感器。然後，分別以比較性範例1至3之電感器形成比較性範例4至6之電感器。具體而言，類似於範例2，比較性範例1至3之電感器在氮氣大氣下被暴露於650°C一小時的熱處理以形成比較性範例4至6之電感器。
於形成範例2及比較性範例4至6之電感器時，其中每一者損壞的電感器之比率顯示於表3中。
(範例2及比較性範例4至6之電感器的特徵測量)
測量範例2及比較性範例4至6其中每一者之電感的在1MHz頻率的的電感、及電感的頻率特徵。藉由使用電感電容電阻測試器(LCR meter)，即Agilent Technologies公司的HP-4284A，從而測量在1MHz頻率的電感。藉由使用阻抗分析儀，即Agilent Technologies公司的HP-4294A，從而測量電感的頻率特徵。
(範例2及比較性範例4至6其中每一者的特徵：電感及電感的頻率特徵)
如圖21中顯示，本發明之範例2的電感器具有與基於Ni-Zn的鐵氧體電感器(亦即比較性範例4至6其中每一者之電感器)同等的電感。此外，範例2的電感器之電感在較約4MHz更低的頻率不被渦電流損失或類似的效應降低。此外，即使在高頻率，範例2的電感器較比較性範例4至6之具有優秀高頻特性的電感器具有同等或更高的高電感。此外，如同可從顯示在圖21中之範例2的測量結果了解，雖然在由介層導體及連結導體形成的線圈部份被緊密地貼附於磁芯的狀態下，範例2之電感器被進行高溫的熱處理，但線圈部份仍沒有短路。
在5A的偏壓電流下，範例2及比較性範例4至6其中每一者之電感器的電感顯示在表4中。
(範例2及比較性範例4至6其中每一者的特徵：電感對偏壓電流)
如圖22及表4中顯示，當對線圈施加大的偏壓電流時，範例2之電感器的電感明顯地優於比較性範例4至6之電感器(由基於Ni-Zn的鐵氧體磁芯形成的電感器)的電感。例如，在施加5A的偏壓電流之狀態下，範例2之電感器的電感約為比較性範例4至6其中每一者之電感器的兩倍。因為範例2之電感器的磁芯係由具有較基於Ni-Zn的鐵氧體更高飽和磁通量密度的金屬粉末製成，因此範例2的電感器具有上述的高電感。如從上述說明可見，即使當線圈被供以大電流時，範例2之電感器的電感也幾乎不會被降低。因此，範例2的電感器適合做為被供以大電流的電感器。
接下來，說明比較性範例3及4其中每一者之磁芯及電感器。
(範例3及4其中每一者之磁芯的金屬粉末之形成)
以軟磁性金屬粉末做為範例3及4其中每一者之初步主體的材料。具體而言，使用由基於Fe-Si-Al的合金(矽鋁鐵粉)製成的氣霧化粉末。該粉末具有55μm的平均粒徑(D50)。藉由使用球磨機將該粉末扁平化。具體而言，在對該粉末進行8小時鍛造處理後，將該粉末在氮氣大氣下暴露於3小時700℃的熱處理，以得到扁平粉體(亦即具有扁平狀形狀的矽鋁鐵粉末)。測量如此形成的扁平粉體之平均長軸Da、平均最大厚度ta、及平均寬高比Da/ta。具體而言，以樹脂浸漬該扁平粉體以使其硬化。因此，形成一硬化主體。然後，將硬化主體拋光。然後，使用掃描式電子顯微鏡檢驗位於硬化主體的拋光面的扁平金屬顆粒之形狀。具體而言，為三十扁平金屬顆粒測量其中每一者的長軸D及在最厚部分的最大厚度t。從長軸D及最大厚度t計算每一者的寬高比D/t。將如此得到的寬高比D/t平均以得到平均寬高比Da/ta。平均長軸Da為60μm。平均最大厚度ta為3μm。平均寬高比Da/ta為20。
(範例3及4其中每一者之磁芯的初步主體之形成)
將扁平粉體與溶劑、黏度改善劑、及熱固黏合劑成分混合以形成漿體。以乙醇作為溶劑。以聚丙烯酸酯作為黏度改善劑。以甲基矽氧樹脂作為熱固黏合劑成分。藉由使用縫鑄模將該漿體塗佈在PET膜上。然後，以在60℃溫度的一小時乾燥使溶劑揮發以形成範例3及4其中每一者的初步主體。
(範例3之磁芯的平板之形成)
藉由使用修邊模將初步主體切割成複數矩形形狀以形成複數片狀物，其中每一片狀物具有15mm的寬度及11mm的長度。將預定數量的片狀物堆疊並嵌入金屬模中。在150℃以2MPa的成形壓力將金屬模中的片狀物加壓成形一小時長以得到受壓主體(平板)。該受壓主體具有0.9mm的厚度。
(範例3之磁芯的形成)
如圖16中顯示，範例3的電感器之磁芯係由受壓主體形成。具體而言，藉由鑽孔切割而在受壓主體之預定位置形成四介層孔(亦即貫孔)。每一貫孔具有0.8mm的直徑。然後，將受壓主體於氮氣大氣下暴露於1小時650℃的熱處理俾使範例3之磁芯形成。如此形成的磁芯具有4.9g/cm3的密度及10KΩ．cm或更高的體積電阻率(電阻率)。藉由磁芯的密度而計算磁芯中的金屬成分(扁平粉體)之體積填充比(體積比)、被熱處理過的黏合劑成分(黏合劑成分)之體積填充比(體積比)、及空洞之孔隙率。金屬成分的體積填充比約為67vol%。黏合劑成分係硬化的甲基矽氧樹脂(亦即由含有矽氧化物作為主成分的玻璃材料所製成之黏合劑成分)，其體積填充比約為18vol%。孔隙率約為15vol%。黏度改善劑幾乎完全被上述的熱處理分解而不殘留於磁芯中。
(範例3之線圈的導電組件之形成)
如圖16中顯示，藉由先前描述的形成程序，形成範例3之介層導體及連結導體。
(範例3之電感器的形成)
如從圖16及17可見，類似於範例1及2，形成範例3之電感器。
(範例4之磁芯的形成)
藉由使用修邊模將範例4之初步主體切割成複數矩形形狀以形成複數片狀物，其中每一片狀物具有15mm的寬度及11mm的長度。將預定數量的片狀物堆疊並嵌入金屬模中。在150℃以2MPa的成形壓力將金屬模中的片狀物加壓成形一小時長以得到受壓主體(平板)。該受壓主體具有0.9mm的厚度。將受壓主體在氮氣大氣下暴露於一小時650℃的熱處理以形成範例4之磁芯。
(範例4之線圈的介層導體之形成)
如從圖16及18B可見，藉由與前面描述的形成程序類似的形成程序，形成範例4之介層導體。
(範例4之電感器的形成)
如圖18A中顯示，準備三片狀物(亦即三片狀的預浸材)，其中每一者具有0.3mm的厚度。每一片狀物具有一矩形開口，該矩形開口具有15mm的寬度及11mm的長度。將如此形成的三片狀物堆疊以形成具有0.9mm厚度的預浸材。將範例4之磁芯放置於預浸材的開口中。如圖18B中顯示，準備二樹脂基板，其中每一者具有0.5mm的厚度。每一樹脂基板係一單面銅箔基板。具體而言，每一樹脂基板具有一銅箔面，該銅箔面具有一或更多由銅箔製成之導電圖樣(連結導體)。將二樹脂基板佈置在預浸材與磁芯的上及下表面上以形成堆疊主體。具體而言，樹脂基板其中一者的銅箔面係位於堆疊主體的上表面上，而樹脂基板其中剩下一者之銅箔面係位於堆疊主體的下表面上。在180℃以3MPa的成形壓力將如此形成的疊層體加壓成型一小時長。範例4之電感器係由如此加壓的堆疊主體(受壓主體)形成。具體而言，藉由鑽孔切割而在受壓主體之預定位置形成四介層孔(亦即貫孔)(見圖16及18)。每一貫孔具有0.8mm的直徑。然後，其中每一者係由銅製成並具有0.8mm的直徑之介層導體，被嵌入各自的介層孔。介層導體與樹脂基板的導電圖樣藉由焊接互相結合以形成範例4之電感器。如圖18B中顯示，範例4之磁芯被放置於包含預浸材之堆疊的樹脂基板內。
(範例3及4之電感器的特徵測量)
測量範例3及4其中每一者之電感的在1MHz頻率的電感、及電感的 頻率特徵。藉由使用電感電容電阻測試器(LCR meter)，即Agilent Technologies公司的HP-4284A，從而測量在1MHz頻率的電感。藉由使用阻抗分析儀，即Agilent Technologies公司的HP-4294A，從而測量電感的頻率特徵。
(範例4及比較性範例1至3其中每一者的特徵：電感及電感的頻率特徵)
如圖23中顯示，本發明之範例4的電感器具有與基於Ni-Zn的鐵氧體電感器(亦即比較性範例1至3其中每一者之電感器)同等的電感。此外，範例4的電感器之電感在較約4MHz更低的頻率不被渦電流損失或類似的效應降低。此外，即使在高頻率，範例4的電感器較比較性範例1至3之具有優秀高頻特性的電感器具有同等或更高的高電感。
(範例4及比較性範例1至3其中每一者的特徵：電感對偏壓電流)
如圖24中顯示，當對線圈施加大的偏壓電流時，範例4之電感器的電感明顯地優於比較性範例1至3之電感器(由基於Ni-Zn的鐵氧體磁芯形成的電感器)的電感。例如，在施加5A的偏壓電流之狀態下，範例4之電感器的電感約為比較性範例1至3其中每一者之電感器的兩倍。因為範例4之電感器的磁芯係由具有較基於Ni-Zn的鐵氧體更高飽和磁通量密度的金屬粉末製成，因此範例4的電感器具有上述的高電感。如從上述說明可見，即使當線圈被供以大電流時，範例4之電感器的電感也幾乎不會被降低。因此，範例4的電感器適合做為被供以大電流的電感器。
(範例3及4之電感器的特徵)
如圖23及24中顯示，雖然與範例3之電感器不同，範例4之電感器包含在堆疊樹脂基板內的磁芯，但範例4之電感器具有與範例3之電感器幾乎相同的磁性特徵。因此，根據本發明的磁芯即使被夾在樹脂基板之間時也不會被施加的壓力損壞。此外，在磁芯被夾在樹脂基板之間後，磁芯的優秀磁性特徵被保留。
根據本發明的黏度改善劑及熱固黏合劑成分(例如有機黏合劑)不受限於上述範例的範圍。例如，可根據軟磁性金屬粉末恰當地準備特 定的有機黏合劑。此外，可根據軟磁性金屬粉末恰當地調整有機黏合劑的添加量。此外，按比例地根據軟磁性金屬粉末的表面積調整熱固黏合劑成分的添加量時，可以得到類似於上述範例的良好效果。
雖然在上述範例及比較性範例中作為線圈部分的導體其中每一者不具有任何絕緣塗層，但亦可使用在預定部份具有絕緣塗層的導體。此外，當介層導體及連結導體藉由壓力而互相結合時，可藉由同步的熔合或脈衝電流的施加而加速結合的過程。此外，結合的部分可能不被熱處理擴散或熔接。相反地，必要時可藉由將奈米金屬粉末顆粒插入至結合部份而加速擴散及熔接。
本發明係以於2013年二月4號提交給日本特許廳審理的第JP2013-019649號日本專利申請案及在2013年九月25號提交給日本特許廳審理的JP2013-198965號日本專利申請案為基礎，其內容被納人本文中作為參考。
雖然已經對本發明的較佳實施例加以說明，然而熟悉本技藝者將認知到其他及進一步的修改可以被做出而不離開本發明之精神，所以吾人之申請專利範圍應包含所有屬於本發明的範圍之實施方法。
10‧‧‧模組
200‧‧‧電路板
220‧‧‧接觸面
230‧‧‧後部面
240‧‧‧電子元件
300‧‧‧電感器
310‧‧‧磁芯
320‧‧‧接觸面
330‧‧‧散熱面
350‧‧‧線圈
360‧‧‧線圈部分
364‧‧‧第一連結部份
370‧‧‧連接部分
372‧‧‧連接端部
IV‧‧‧切線

Claims (33)

  1. 一種模組，包括：一電路板，具有位於在上下方向彼此相反之兩側的一接觸面及一後部面；及一電感器，具有一磁芯及一線圈，該磁芯係由一軟磁性金屬材料製成，該磁芯具有位於在上下方向彼此相反之兩側的一接觸面及一散熱面，該磁芯的該接觸面係配置為在上下方向面向該電路板的該接觸面，該磁芯的該散熱面係配置為可向外散熱，該線圈具有一線圈部份及一連接端部，該線圈部份至少部分地纏繞該磁芯，該連接端部連接至該電路板的該接觸面。
  2. 如申請專利範圍第1項之模組，其中該磁芯的該散熱面至少部分地從該模組向外暴露。
  3. 如申請專利範圍第1項之模組，其中該磁芯的該散熱面至少部分地與該模組外的一冷卻構件接觸。
  4. 如申請專利範圍第1項之模組，其中：該磁芯係形成為可彈性變形的；該磁芯係形成為具有一貫孔；該線圈的該線圈部份在穿透該貫孔的同時使該貫孔的一內壁彈性變形；及該線圈被從該貫孔的該內壁對該線圈部分施加的壓力支撐。
  5. 如申請專利範圍第1項之模組，該模組更包括一散熱構件，其中該散熱構件貼附於該磁芯的該散熱面。
  6. 如申請專利範圍第5項之模組，該模組更包括一連結構件，該連結構件係由一熱導體製成，其中該連結構件透過該磁芯將該電路板與該散熱構件連結。
  7. 如申請專利範圍第5項之模組，其中該散熱構件至少部份地與該模組外的一冷卻構件接觸。
  8. 如申請專利範圍第1項之模組，其中一電子元件被安裝於該電路板的該接觸面上。
  9. 如申請專利範圍第1項之模組，其中任何電子元件不被安裝於該電路板的該接觸面上。
  10. 如申請專利範圍第1項之模組，其中該模組係一電源模組，用以從該模組向外供應電力。
  11. 如申請專利範圍第1項之模組，其中：該軟磁性金屬材料係一具有扁平狀之形狀的軟磁性金屬粉末；及該磁芯係由被一絕緣材料黏合的該軟磁性金屬粉末所製成。
  12. 如申請專利範圍第11項之模組，其中該磁芯包含55vol%或更多的該軟磁性金屬粉末。
  13. 如申請專利範圍第11項之模組，其中該磁芯包含60vol%或更多的該軟磁性金屬粉末。
  14. 如申請專利範圍第11項之模組，其中該磁芯包含70vol%或更多的該軟磁性金屬粉末。
  15. 如申請專利範圍第11項之模組，其中該磁芯具有10KΩ．cm或更高的電阻率。
  16. 一種由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，該軟磁性金屬粉末具有扁平狀的形狀並被一黏合劑成分所黏合，其中：該磁芯具有彈性；該磁芯包含60vol%或更多的該軟磁性金屬粉末及介於10vol%與25vol%(包含兩者)之間的空洞；及該黏合劑成分包含一作為主成分的矽氧化物。
  17. 如申請專利範圍第16項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，其中該磁芯依照ISO7619 D型具有介於92與96之間(包含兩者)的橡膠硬度。
  18. 如申請專利範圍第16項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，其中該磁芯具有介於10GPa與90GPa之間(包含兩者)的楊氏模數。
  19. 如申請專利範圍第18項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，其中該磁芯具有介於20GPa與50GPa之間(包含兩者)的楊氏模數。
  20. 如申請專利範圍第16項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，其中該磁芯具有10KΩ．cm或更高的電阻率。
  21. 如申請專利範圍第16項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，其中該磁芯具有在1MHz的頻率具有100或更高的實數部分之相對導磁率。
  22. 如申請專利範圍第16項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，其中該軟磁性金屬粉末係由一基於Fe的合金製成。
  23. 如申請專利範圍第16項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，其中該軟磁性金屬粉末係由一基於Fe-Si的合金製成。
  24. 如申請專利範圍第16項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，其中該軟磁 性金屬粉末係由一基於Fe-Si-Al的合金或一基於Fe-Si-Cr的合金製成。
  25. 如申請專利範圍第16項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，其中：該磁芯具有一板狀的形狀；及該板狀的形狀具有1mm或更少的一厚度。
  26. 一種包括複數磁芯組件的磁芯，該複數磁芯組件其中每一者係如申請專利範圍第25項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，其中該等磁芯組件透過黏著劑互相堆疊。
  27. 如申請專利範圍第16項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，其中：該磁芯的一表面的至少一部分被一絕緣樹脂覆蓋；及該絕緣樹脂的一部分浸漬該磁芯的一外層。
  28. 如申請專利範圍第16項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯，其中該磁芯具有0.5T或更高的一飽和磁通量密度。
  29. 一種電感器，包含如申請專利範圍第16項之由軟磁性金屬粉末製成的磁芯及一線圈，其中該線圈具有一線圈部份及一連接端部。
  30. 如申請專利範圍第29項之電感器，其中：該磁芯係形成為具有一貫孔；該線圈的該線圈部份具有一穿透部份；及該穿透部份穿透該貫孔。
  31. 如申請專利範圍第30項之電感器，其中：該磁芯係形成為具有複數該貫孔；該線圈的該線圈部份具有複數該穿透部份及一連結導體；該等穿透部份分別穿透該等貫孔； 該連結導體係貼附於該磁芯；該連結導體在該磁芯的一上或下面處將二穿透部份的複數端部互相連結；該磁芯在該連結導體貼附至該磁芯後的一厚度，相對於該磁芯在該連結導體貼附至該磁芯前的另一厚度，減少了2.5%至5.0%(包含兩者)；及當該線圈部份被從該磁芯拆卸，該磁芯於該貼附後的該厚度向該磁芯於該貼附前的該厚度恢復。
  32. 如申請專利範圍第30項之電感器，其中：該線圈的該穿透部份在穿透該貫孔的同時使該貫孔的一內壁彈性變形；及該線圈被從該貫孔的該內壁對該穿透部分施加的壓力支撐。
  33. 如申請專利範圍第29項之電感器，其中該線圈不具有一絕緣塗層。
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