TW201508787A - 具有填充實體間隙之磁性組件總成 - Google Patents

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Ahila Krishnamoorthy
Robert James Bogert
Yi-Peng Yan
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Abstract

本發明揭示一種用於電路板之磁性組件總成，其包含形成有一實體間隙之單個經塑形磁性芯件及經由該等間隙組裝至該等芯之導電繞組。該等芯中之該等實體間隙填充有一磁性材料以增強磁性效能。該等磁性組件總成可界定電力電感器。

Description

具有填充實體間隙之磁性組件總成
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2013年3月15日申請之美國臨時申請案第61/787,950號之權益，該案之整個揭示內容全部以引用之方式併入本文中。
本發明之領域大體係關於用於電路板之磁性組件及相關製造方法，且更具體而言係關於表面安裝磁性組件(諸如，具有經塑形磁性芯及曝露在磁性芯之側壁上及底部上之導電繞組之電力電感器)。
電力電感器用於電力供應管理應用及電路板上之電力管理電路中為電子器件(包含(但不必限於)手持式電子器件)之一主機供電。電力電感器經設計以經由流經一或多個導電繞組之電流感應磁場，並經由產生磁場來將能量儲存在與繞組相關聯之磁性芯中。電力電感器在穿過繞組之電流下降時亦將所儲存能量傳回至相關聯電路且可自快速切換電源供應器提供經調節電力。
為滿足對電子器件(尤其係手持式器件)之漸增需求，每一代電子器件不僅需要更小，而且需要提供增加之功能特徵及能力。因此，電子器件趨向於越來越小之實體封裝中之日益強大之器件。然而，滿足甚至更強大電子器件之增加的電力需求同時持續減小電路板及諸如已相當小之電力電感器之組件之大小已經證明係具挑戰性的。
100‧‧‧磁性組件構造/組件/器件/電力電感器
102‧‧‧單件式預成形磁性芯/單件式芯/芯件/磁性芯件/主體
104‧‧‧預成形導電繞組/繞組/預成形繞組
110‧‧‧頂部側壁/剩餘側壁
112‧‧‧底部側壁/底部壁
114‧‧‧橫向側壁/剩餘側壁/側壁
116‧‧‧橫向側壁/剩餘側壁/側壁/芯側壁
118‧‧‧縱向側壁/剩餘側壁/芯側壁/側壁
120‧‧‧縱向側壁/剩餘側壁/芯側壁/側壁
122‧‧‧突出導引表面/導引表面
124‧‧‧凹入側壁邊緣/凹入側壁區段
126‧‧‧凹入側壁邊緣/凹入側壁區段
128‧‧‧芯間隙/間隙/實體間隙
130‧‧‧主繞組區段
132‧‧‧端子區段
134‧‧‧端子區段
136‧‧‧表面安裝端子區段
138‧‧‧表面安裝端子區段
140‧‧‧間隙/繞組間隙
150‧‧‧磁性材料/材料/磁性條帶
200‧‧‧磁性組件構造/器件/組件/電力電感器
202‧‧‧單件式預成形磁性芯/單件式芯/芯/芯件/經塑形磁性芯件/磁性芯件
204‧‧‧導電繞組/繞組/預成形繞組/預成形繞組夾具/繞組夾具
210‧‧‧頂部側壁/側壁/剩餘側壁
212‧‧‧底部側壁/底部壁
214‧‧‧橫向側壁/側壁/剩餘側壁
216‧‧‧橫向側壁/側壁/剩餘側壁/芯側壁
218‧‧‧縱向側壁/側壁/剩餘側壁/芯側壁
220‧‧‧縱向側壁/側壁/剩餘側壁/芯側壁
222‧‧‧突出導引表面/導引表面
224‧‧‧凹入側壁邊緣/凹入側壁區段
226‧‧‧凹入側壁邊緣/凹入側壁區段
228‧‧‧芯間隙/間隙/實體間隙/初始間隙
230‧‧‧主繞組區段
232‧‧‧端子區段/區段
234‧‧‧端子區段/區段
236‧‧‧表面安裝端子區段/區段/端接部
238‧‧‧表面安裝端子區段/區段/端接部
240‧‧‧間隙/繞組間隙
242‧‧‧黏結劑
250‧‧‧磁性條帶/磁性材料/細磁性條帶/條帶/薄片/磁性材料條帶/磁性薄片/材料
300‧‧‧組件/電力電感器/磁性組件構造
302‧‧‧單件式預成形磁性芯/單件式芯/芯件/磁性芯件/芯/磁性芯/單件式芯
310‧‧‧頂部側壁
312‧‧‧底部側壁
314‧‧‧橫向側壁/側壁
316‧‧‧橫向側壁/側壁
318‧‧‧縱向側壁/側壁/芯側壁
320‧‧‧縱向側壁/側壁/芯側壁
322‧‧‧突出導引表面/導引表面
324‧‧‧凹入側壁邊緣
326‧‧‧凹入側壁邊緣
328‧‧‧間隙/實體間隙
330‧‧‧插嵌表面
332‧‧‧插嵌表面
t‧‧‧厚度/恆定厚度/給定間隙厚度/間隙厚度/所要間隙厚度
c‧‧‧小空間或空隙/空間或空隙/自由空間或空隙
參考以下諸圖闡述了非限制性及非窮盡性實施例，其中除非另外說明，否則所有各圖中相似參考編號指代相似部件。
圖1係在一第一製造階段處之一表面安裝磁性組件之一第一例示性實施例之一組裝視圖。
圖2係在一第一製造階段處之在圖1中展示之表面安裝磁性組件之一側透視圖。
圖3係在一第二製造階段處之在圖1中展示之表面安裝磁性組件之一端部立面視圖。
圖4係一表面安裝磁性組件之一第二例示性實施例之一組裝視圖。
圖5係在一第一製造階段處之在圖4中展示之表面安裝磁性組件之一側透視圖。
圖6係在一第二製造階段處之在圖4中展示之表面安裝磁性組件之一端部立面視圖。
圖7係一表面安裝磁性組件之一第三例示性實施例之一組裝視圖。
圖8係在一第一製造階段處之在圖7中展示之表面安裝磁性組件之一側立面視圖。
圖9係在第一製造階段處之在圖7中展示之表面安裝磁性組件之一端部立面視圖。
圖10係在一第二製造階段處之在圖7中展示之表面安裝磁性組件之一側立面視圖。
圖11係在第二製造階段處之在圖7中展示之表面安裝磁性組件之一端部立面視圖。
圖12係在圖7中展示之完整組件之一透視圖。
為提供具有不斷擴展數目的特徵及能力之日益強大之電子器件，用於電力管理電路之電力電感器一般而言必須在較高位準之電流下操作且在器件操作時供電。然而，製造用於電路板應用之小型化電力電感器之已知技術在較高電流應用之某些態樣中係不具優勢的。
具有在其上可形成一導電繞組之平面部分之若干個磁性層或基板之層壓電力電感器產品係已知的。當各個層之平面繞組部分彼此連接時，在於該器件中之各個層之中完成一較大導電線圈。使用印刷技術、沈積技術或微影技術在磁性基板及其類似者之表面上形成細導電繞組可成功地提供極小組件。然而，藉由此等技術形成之此等繞組在其在高電流、高功率位準下起作用之能力方面受到限制，更不用說為特定應用提供所要效能。
代替在磁性基板及其類似者之表面上形成導電繞組，經塑形之磁性芯有時與分開製作之獨立導體組件組合使用，在製造電力電感器時將該等分開製作之獨立導體組件塑形或彎曲成一導電繞組之最終形式。在諸多例項中，此等獨立導體組件圍繞所利用之磁性芯件之一或多個表面經塑形或彎曲。具體而言，在此等實施例中，導體延伸穿過形成在磁性主體中之一通孔，且導體之一個或兩個端部通常圍繞磁性芯之對置之側壁邊緣彎曲以形成用於將電力電感器端接至一電路板上之對應電路安裝墊之表面安裝端子。
然而，由於經塑形之磁性芯件係相對小的，因此其亦係相對脆弱的。若在製造組件期間損壞磁性芯件或導體，則習用地圍繞芯件彎曲或塑形獨立導體可係成問題的。當然，增加用於製作繞組之導體之剖面面積造成較難以彎曲之一較剛性導體，且因而在不使磁性芯件破裂或不以其他方式損壞該等磁性芯件之情況下僅增加製造電力電感器之困難。對芯件之可難以控制或偵測之損壞可導致所製造之電力電感 器之顯著效能波動，此係本質上非所要的。另外，在高電流應用中可係所要的之較厚且較剛性導體組件進一步呈現當圍繞芯彎曲導體時提供完全平坦表面安裝端子之困難。若表面安裝端子係不平坦的，則當器件安裝至一電路板時，可能會危及機械連接及電連接。
最近，已提出使用所謂的預成形導電繞組，該等預成形導電繞組係與磁性芯分開製作且提前整體塑形以包含將繞組連接至一電路板所需之表面安裝端子墊。此等預成形導電繞組可具有一C形夾具組態，可在不彎曲或塑形所利用之磁性芯件上方之繞組之任何部分的情況下將該C形夾具組態滑動地組裝至磁性芯件。
在特定類型之器件中，經由模製技術自經壓縮磁性粉末材料提供單片式磁性芯件，且在主體中提供一或多個非磁性實體間隙。通常，在一經塑形芯之一經模製磁性粉末構造中，非磁性間隙在芯構造中係簡單的空氣間隙。雖然此等空氣間隙構造對諸多應用而言係令人滿意的，但存在對此一電力電感器構造之效能限制，且改良係所要的。
在其他類型之器件中，繞一導電繞組組裝第一及第二經塑形芯件。在第一與第二經塑形芯之間提供一填充物材料(諸如，玻璃珠)以使第一與第二經塑形芯彼此實體間隔。玻璃珠材料將成本引入至組件構造，且有時難以用一均勻方式可靠地施加該玻璃珠材料以跨大數目個組件維持一致之所要間隙厚度。
在又其他組件中，已提出一單個芯件以避免間隔第一與第二芯件之困難。提供具有一或多個間隙之此等單個芯件使得可將能量儲存在該組件中。通常藉由使用(舉例而言)一金剛石鋸之研磨程序形成該等間隙。由於鋸片之維度態樣，無法形成非常細之間隙。可藉由雷射加工或替代性方法實現較細間隙大小，但其費用較高。
期望一電力電感器製造提供可在較高電流下以經改良磁性效能 操作之表面安裝電力電感器組件。因此，下文闡述提供效能改良之表面安裝電力電感器組件之例示性實施例。在以下闡述中，方法態樣將在某種程度上係顯而易見的且在某種程度上明確地被論述，其中將證明本發明概念之益處及優點。
圖1圖解說明在一第一製造階段處之一磁性組件構造100之一第一例示性實施例。如在圖1中所見，組件100包含一單件式預成形磁性芯102及一預成形導電繞組104。單件式芯102明確區別於具有在組件製作中組裝至彼此之分立的第一及第二經塑形芯件之一組件構造。換言之，在例示性實施例中展示之組件100具有一個芯件102而非如在某些類型之習用組件構造中具有兩個芯件。
圖1之實例中之磁性芯件102包含具有正交壁之一大體為矩形之主體，該等正交壁包含對置之頂部側壁110及底部側壁112、使頂部側壁110與底部側壁112互連之對置之橫向側壁114、116以及使頂部側壁110與底部側壁112以及橫向側壁114、116互連之對置之縱向側壁118、120。底部側壁112形成有在橫向側壁114、116之間縱向延伸之一突出導引表面122以及在導引表面122之任一側壁上延伸之凹入側壁邊緣124、126。剩餘側壁110、114、116、118及120在所展示之例示性實施例中大體係平坦的且平面的。
磁性芯件102進一步形成有延伸至並穿過橫向側壁116且延伸至並穿過縱向側壁118、120之部分之一實體間隙128。因而，間隙128在芯側壁116處係開放的且在芯側壁118、120之部分處亦係開放的。間隙128大體平行於平坦且平面之頂部側壁110而延伸，但與頂部側壁110間隔。在所展示之實例中，間隙128在芯件102中大體自中心延伸且距頂部側壁110與底部側壁112係約等距離的。然而，間隙128不延伸至橫向側壁114。換言之，間隙128在側壁114與側壁116之間僅部分地延伸。更確切而言，橫向側壁114係實心的且無開口形成於其中。間隙 128亦形成有在垂直於頂部側壁110之平面且平行於側壁114、116、118及120之平面的一方向上量測之一恆定厚度t(圖2)。
預成形導電繞組104由一導電材料形成且大體包含一平坦且平面之主繞組區段130、大體垂直於主繞組區段130之平面而延伸之對置之端子區段132、134，以及以與主繞組區段130之一間隔關係但大體平行於主繞組區段130而自端子區段132、134向內延伸之表面安裝端子區段136、138。一間隙140在表面安裝端子區段136、138之遠端之間延伸。主繞組區段130之厚度約等於且略小於形成於芯件102中之間隙128之厚度t(圖2)。繞組104製作為與芯件102分開提供之一部件且提供為用於與芯件102組裝之一獨立結構，如下文所闡述。
如在圖2中所展示，藉由將預成形繞組104之主繞組區段130插入芯間隙128來將預成形導電繞組104組裝至芯件102，其中端子區段132、134沿著芯側壁118及120之側壁延伸且表面安裝端子區段136、138沿著底部壁112之在導引表面122之任一側壁上之凹入側壁區段124、126延伸，導引表面122又接收在繞組間隙140(圖1)中。芯件102之在芯間隙128下方之剖面區域具有與預成形繞組104之一互補性內部開口互相配合之一T形形狀。因而，如在圖1及圖2中所展示，繞組104可與芯件102滑動組裝直至主繞組區段130到達間隙128之端部。一預成形繞組104至芯件102之此滑動組裝由形成於芯件102中之間隙128之均勻厚度而促進，有利地避免較複雜之製造步驟，且亦避免其中穿過一通孔插入一導體且圍繞芯之側壁彎曲該導體之端部以完成表面安裝端接之習用構造之上文論述的相關聯問題。
如在圖3中所展示，在組裝預成形繞組104之後，用一磁性材料150填充芯件102中之間隙128以提供增強之磁性效能。當填充有一磁性材料150時，間隙128變成提供器件100之經改良磁性效能之一磁性間隙，否則間隙128將係非磁性的。
用具一戰略選定之磁導率之磁性材料150填充間隙128可達成組件100之最佳效能。更具體而言，與其中間隙128係非磁性之習用電力電感器構造相比，當在一給定電流位準下操作時，藉助於磁性材料150之組件100可以一減小之邊緣損耗操作。磁性材料150之選擇可進一步配合用於製作芯件102之磁性材料。
在一項實施例中，芯件102可由一鐵氧體材料製作，而磁性材料150係一非鐵氧體材料。歸因於鐵氧體磁性材料與非鐵氧體磁性材料之磁性性質差異，可使用製作芯件102之材料與填充間隙128之材料之一組合物來顯著減小邊緣損耗。
在又一實施例中，可將鐵氧體粒子研磨成一細粉末並與聚合物混合以形成可被塑形成芯件102之散佈式間隙鐵氧體材料。一非鐵氧體磁性材料(諸如，基於鐵之合金或其他磁性材料)可與聚合物混合並形成可用作填充間隙128之磁性材料150之一散佈式間隙材料。
在另一實施例中，非鐵氧體但係磁性之粒子(諸如，基於鐵之合金或其他磁性材料)可與聚合物混合並形成可被塑形成芯件102之一散佈式間隙材料。可將鐵氧體粒子研磨成一細粉末並與聚合物混合以形成可用作填充間隙128之磁性材料150之散佈式間隙鐵氧體材料。
在又其他實施例中，用於形成主體102之磁性材料及用於填充間隙128之材料150可各自係鐵氧體磁性材料或非鐵氧體磁性材料，只要用於形成主體102之磁性材料與用於填充間隙128之材料150具有不同磁性性質即可。
在每一情形中，鑒於所要效能度量(包含(但不必限於)初始磁導率(μi)、飽和磁化(Bsat)及頻率依賴性)來選擇磁性粉末材料。選定磁性材料與聚合物混合以形成一粉末-聚合物混合物。可針對所要電感及邊緣損耗效能來選擇此混合物之組分。
出於填充間隙128之磁性材料150之目的，可以粉末或扁帶形式 提供此混合物並將其填充/放置在由具不同性質之另一磁性材製作之芯件102之間隙128中。舉例而言，可在高溫下按壓並燃燒粉末與聚合物之一混合物(稱為退火或固結)，在此程序期間，可燒盡了聚合物，但粉末粒子熔融在一起形成可用作間隙128中之一高密度插入物之一實心盤。高溫在惰性氣氛中可大約係約400℃至約600℃。否則，金屬粒子將氧化並可能變成非磁性的。與其中聚合物最終以扁帶形式呈現之粉末與聚合物混合物相比，此一程序可提供相對高密度盤。磁性粉末一般而言係金屬的並具有6g/cc至7g/cc之一高密度，而聚合物僅係0.7g/cc。因而，聚合物以扁帶形式呈現顯現其具有一較低密度，而提供一散佈式間隙。在如上文所論述之高密度盤之形成中，金屬或合金粉末可塗佈有基於矽酸鹽之塗層，該等塗層熔化且熔融並圍繞磁性粒子形成一散佈式非磁性間隙，但熔融程序引起粒子之間的空氣間隙減小且因而增加最終材料之密度。
在如在圖2中所展示之預成形繞組104在適當位置中之情況下，間隙128填充有磁性材料150且整個總成固持在適當位置中並在所利用之聚合物之固化溫度下退火。舉例而言，環氧樹脂聚合物樹脂在160℃下固化，而一EPDM類型之橡膠聚合物可在200℃下固化。固化程序用磁性材料150密封間隙128。
雖然圖1至圖3之實例包含一單個間隙128，但可在芯件102中之其他位置處提供額外間隙且亦可用磁性材料150填充該等額外間隙以提供具有增強之磁性效能之組件。特定言之，可在預成形繞組104之主繞組區段130之兩個側壁上提供雙間隙。此雙間隙可需要製作代替一件式之兩件式芯件102，使得間隙128整體跨芯件102自芯件102之側壁116延伸至側壁114。第二芯件則將覆蓋預成形繞組104之主繞組區段130及芯件102。
與一非磁性空氣間隙或以其他方式填充有一非磁性材料相反， 填充有磁性材料150之間隙128之優點包含以下各項。
對於一給定間隙厚度t，藉由用材料150填充間隙128來減小邊緣場損耗。
對於一給定邊緣場，間隙厚度t可係較高的，同時簡化了製造程序。
磁性材料150更易於形成或組裝具有較高間隙大小之芯。
可減小組件100與相鄰組件之電磁干擾。
可藉由變化所利用之磁性材料之磁導率來變化完成之組件100之電感值，包含在具有一非磁性間隙之一組件中不易於提供之電感值。
儘管可以粉末形式提供所利用之磁性材料150，但使用其他形式之變體係可能的。舉例而言，可以液體形式或一已知扁帶或帶組態之固體形式提供填充間隙128之磁性材料150。在液體或半固體形式中，可經由基本灌注方法或藉由注射或轉注模製技術將磁性材料150施加至間隙128。一般而言，可易於以高生產力及減小之成本製造在間隙中包含材料150之組件100。
為製成液體形式之磁性混合物，可利用在室溫下係液體或在注射模製操作之一所要操作溫度下(在所預期之實施例中，較佳地在100℃以下)係液體之樹脂，使得樹脂在流經注射模具中之通道期間僅熔化而不交聯。
磁性材料150之例示性磁性材料及聚合物包含磁性材料之多晶或非晶磁性粉末或其組合物。在所預期之實例中，粒子大小可在約2μm至約200μm之一大範圍內變化。在所預期之實例中，磁性粒子之形狀亦可變化。球形形狀、棒形形狀及隨機形狀以及其他形狀係可能的。磁性粉末材料可包含鐵氧體、基於鐵之合金、基於鈷之合金，或為此項技術者所熟悉之其他磁性材料。
用於與磁性粉末材料混合之例示性聚合物包含熱固性聚合物(諸 如，環氧樹脂或酚醛清漆樹脂)、熱塑性聚合物、熱固性材料與熱塑性材料之組合物，以及為此項技術者所熟悉之其他等效材料。在各項實例中，聚合物可以固體、液體及/或半固體形式提供。
如此項技術者將理解，使組件100固化之處理條帶件範圍將取決於所利用之(若干)特定聚合物及其各別完整交聯屬性而變動。
圖4至圖6圖解說明一磁性組件構造200之一第二例示性實施例。如在圖4中所見，組件200包含一單件式預成形磁性芯202及一導電繞組204。單件式芯202明確區別於具有在組件製作中組裝至彼此之分立的第一及第二經塑形芯件之一組件構造。換言之，組件200具有一個芯件202而非如在某些類型之習用組件構造中具有兩個芯件。組件200亦包含與芯件202分開提供之增強磁性效能之一磁性材料250，如下所闡釋。
圖4之實例中之經塑形磁性芯件202包含具有正交壁之一大體為矩形之主體，該等正交壁包含對置之頂部側壁210及底部側壁212、使頂部側壁210與底部側壁212互連之對置之橫向側壁214、216以及使頂部側壁210與底部側壁212以及橫向側壁214、216互連之對置之縱向側壁218、220。底部側壁212形成有在橫向側壁214、216之間縱向延伸之一突出導引表面222以及在導引表面222之任一側壁上延伸之凹入側壁邊緣224、226。剩餘側壁210、214、216、218及220在所展示之例示性實施例中大體係平坦的且平面的。然而，在特定實施例中，在底部側壁212上之突出導引表面222及凹入側壁邊緣224、226可被視為選用的且可為有利於一平坦底部側壁或具有一不同輪廓線之一底部側壁而被省略。
磁性芯件202進一步形成有延伸至並穿過橫向側壁216且延伸至並穿過縱向側壁218、220之部分之一實體間隙228。因而，間隙228在芯側壁216處係開放的且在芯側壁218、220之部分處亦係開放的。間 隙228大頭平行於平坦且平面之頂部側壁210而延伸，但與頂部側壁210間隔。在所展示之實例中，間隙228在芯件202中大體自中心延伸且距頂部側壁210與底部側壁212係約等距離的。然而，間隙228不延伸至橫向側壁214。換言之，間隙228在側壁214與側壁216之間僅部分地延伸。更確切而言，橫向側壁214係實心的且無開口形成於其中。間隙228亦形成有在垂直於頂部側壁210之平面且平行於側壁214、216、218及220之平面的一方向上量測之一恆定厚度t(圖5)。雖然展示一單個(亦即，一個且僅一個)間隙228，但兩個或兩個以上間隙可形成於芯件中(若需要)。
在一例示性實施例中，芯件202係形成且製作如下。可將不同氧化物混合在一起並模製成如所展示之形狀。用模具在芯件202中界定具一固定大小之一初始間隙228。在將氧化物混合物材料模製成所要形狀之芯件之後，在一高溫(諸如，1500℃)下燃燒材料。氧化物互擴散且形成芯件202之形狀之鐵氧體。
應認識到，在芯件202在燃燒程序之後燃燒至一最終大小以完成芯件202之前，自間隙228之初始大小減小其大小。塑形芯件202之模具設計因而應將此納入考量之中，以便獲得與初始間隙大小相反之一適當的最終間隙大小。最終經模製鐵氧體芯件202因而可一致地生產有所要間隙厚度t(圖5)。與在使用研磨程序、雷射加工或其他技術製作芯件之後形成間隙相反，間隙228與芯件202積體地形成。
導電繞組204由一導電材料形成且大體包含一平坦且平面之主繞組區段230、大體垂直於主繞組區段230之平面而延伸之對置之端子區段232、234，以及以與主繞組區段230之一間隔關係但大體平行於主繞組區段230而自端子區段232、234向內延伸之表面安裝端子區段236、238。一間隙240在表面安裝端子區段236、238之遠端之間延伸。主繞組區段230之厚度小於形成於芯件202中之間隙228之厚度t (圖5)。
在所預期之實施例中，繞組204可由鍍有鎳及錫之銅製作以使端接部236、238可焊接至一電路板。然而，其他材料及合金係可能的，且可用於製成繞組204。
此外，在所預期之實施例中，繞組204製作為與芯件202分開提供之一部件並提供為用於與芯件202組裝之具所展示及所闡述之形狀之一獨立結構，如下文所闡述。由於繞組104係預成形的，因此可將繞組104(有時被稱為一夾具)以其預存在形狀插入穿過間隙228。主繞組區段230容易地滑入穿過間隙228且表面安裝端接部搭設在芯之底部側壁212處。亦即，且如在圖5中所展示，藉由將預成形繞組204之主繞組區段230插入芯間隙228來將導電繞組204組裝至芯件202，其中端子區段232、234沿著芯側壁218及220之側壁延伸且表面安裝端子區段236、238沿著導引表面222之任一側壁上之底部壁212之凹入側壁區段224、226延伸，導引表面222又接收在繞組間隙240(圖4)中。由於繞組204係預成形的且經預塑形，因此在其與芯件202組裝之後不需要彎曲或塑形成最終形式。
在所展示之例示性實施例中，芯間隙228下方之芯件202之剖面區域具有與預成形繞組204之一互補性內部開口互相符合之一T形形狀。如在圖1及圖2中所展示，當繞組204係預成形的時，繞組204可與芯件202滑動組裝直至主繞組區段230到達間隙228之端部。一預成形繞組204至芯件202之此滑動組裝由形成於芯件202中之間隙228之均勻厚度而促進，有利地避免較複雜之製造步驟，且亦避免上文論述之當穿過一通孔插入一導體且圍繞芯之側壁彎曲該導體之端部以完成表面安裝端接時(如在某些習用類型之組件構造中所做出)時之相關聯問題(諸如，芯件破裂)。
雖然相信一預成形繞組夾具204出於所述之因由係有利的，但其 他實施例中之繞組204可在與芯件202組裝之後替代性地繞芯件202彎曲並經塑形。在此情境中，在一項實例中，繞組204可初始地提供為一導電材料(諸如，鍍有鎳及錫之銅)細長條帶。該導電材料細長條帶具有大於將其插入穿過之間隙228之對應尺寸之一軸向長度，使得該導電材料細長條帶之對置之端部自芯件202之每一側壁218、220上之間隙228突出。該細長條帶之突出端部可圍繞芯件202彎曲以形成圍繞芯件202之外部表面延伸之區段232、234、236及238，如在圖5中所展示。當然，在彎曲該條帶之端部時應小心，以避免在如此做時使芯件破裂。
如在圖6中最佳所見，由於主繞組區段230之厚度小於間隙228之厚度t，因此一小空間或空隙c提供於主繞組區段230之上部表面與芯件202之覆蓋表面之間。需要填充此空間或空隙c，使得繞組夾具204附接至芯件202且在操作期間不振動或移動。
因此，且如在圖4中最佳所見，在將繞組204插入間隙228之前，將黏結劑242(諸如，環氧樹脂)施配在繞組204之上部表面上，且具體而言在其主繞組區段230之表面上。黏結劑242將繞組204錨定在適當位置中，促進施加磁性材料250，如下文進一步闡述。
在所預期之實施例中，黏結劑可係可手動地或自動地施配在繞組204上及/或芯件202之間隙228中之一環氧樹脂聚合物黏結劑。作為一項實例，可利用一可施配漿液類型環氧樹脂，諸如來自Epoxyset公司(www.epoxyset.com)之EB350-4T低膨脹黏合劑。可使用一自動或手動施配器將EB30-4T材料一或多滴地施配在繞組204上主繞組區段230之中心處，如所展示在242處，且若必要，施配在主繞組區段230之中心之任一側上。亦可使用一扁平施配尖端將一小滴EB350-4T施配於間隙中最靠近側壁214之間隙228之底部/端部處。在施用黏合劑之後，可藉由將主繞組區段230插入穿過間隙228且將其滑動至間隙228 之底部/端部來組裝繞組204，如在圖5中所展示。在將此繞組204組裝至間隙228時，所施配之環氧樹脂圍繞主繞組區段230擴散。一旦固化，黏結劑242便將繞組204附接並錨固至芯件202且密封主繞組區段230與芯件202之覆蓋部分之間的空間或空隙c。
雖然已識別一例示性黏結劑，但其他黏結劑材料係可能的且可同樣出於類似目的而被利用。應小心控制所施配之黏結劑242，使得在將繞組204組裝至芯件202時，過量黏結劑不會自間隙228滲漏。換言之，在無任何所施配之黏結劑242自間隙洩漏出之情況下，黏結劑242的量應係充足的以填充主繞組區段230與芯件202之覆蓋部分之間的空間或空隙c以將夾具固持並固定在適當位置中且消除使用中之可能的移動及振動。
在所預期之特定實施例中，黏結劑可替代地係在插入繞組204之前被裝填於芯件202中之間隙228內側之一粉末聚合物。粉末聚合物黏結劑應較佳地在程序溫度下熔化以將繞組204黏結至芯件202。來自塑膠工程有限公司(Plastic Engineering Co.)(www.plenco.com)之粉末狀酚醛清漆樹脂(Powdery Novolac)材料(諸如，Plenco 14043材料)係在約70℃下熔化並在約160℃下黏結並交聯之一項適用實例。然而，在其他實施例中，其他粉末聚合物劑係可能的。
為提供又進一步效能增強，可將黏結劑與磁性粉末混合並如上文所闡述施配在繞組204上及/或芯件202之間隙228中。將黏結劑與磁性粉末材料混合為組件200提供增加之電感值。
雖然上文論述了環氧樹脂黏結劑，但可同樣地利用非環氧樹脂材料，只要可施配該黏結劑/材料，且只要當製造程序完成時在繞組204、磁性條帶250與芯件202之間建立了充分黏結即可。舉例而言，當在固化之後聚合物之收縮率小於1%至2%時，淨樹脂(100%)可係可黏合的。因而，固化程序不會在芯202內側留下一空氣間隙。一般而 言，所利用之黏結劑之收縮率越低，其對密封芯件202中之間隙228係越佳的。將樹脂與一溶劑混合可能改良黏結劑之可施配性，但當固化時可非所要地在總成中引發間隙且因而應小心管理溶劑之使用。
如在圖6中所展示，在將繞組204組裝至芯件202之後，用磁性材料250填充芯件202中之間隙228之其餘部分以提供增強之磁性效能。當填充有一磁性材料250時，間隙228變成提供器件200之經改良磁性效能之一磁性間隙，否則間隙228將係非磁性的。進一步增加組件200之電感值因而係可能的。
如所展示，磁性材料250係預切割至芯件202中之間隙228之尺寸之一實心細磁性條帶。將細磁性條帶250插入至間隙228中。提供在繞組204上及間隙228中之黏結劑242藉由毛細管作用在芯202(亦即，間隙228之側面)與條帶250之兩個對置之主表面之間中上升且當固化時將薄片250黏結至芯件202。可調整所施配之黏結劑的量，使得黏結劑經由毛細管作用之上升係充足的以塗佈條帶250之主表面。
另一選擇係，施配在繞組204上方之黏結劑亦可向下流動並在繞組204前面及後面填充間隙228中任何餘留空間，但此係比黏結劑藉由毛細管作用之上升更困難之一議題。
在所預期之實施例中，用於製作條帶250之磁性材料具有高於用於製作芯件202之鐵氧體之Bsat值之一Bsat值，結果係所間隔鐵氧體電感器之等效或更佳飽和效能。更具體而言，用於製作條帶250之磁性材料一般而言係基於鐵之金屬或合金粉末且係鐵磁性的。可同樣地利用基於鐵氧體(基於氧化物的)之永磁材料。金屬磁性材料塗佈有絕緣塗層，因此當電流通過繞組204時，其不會穿過磁性材料條帶250而洩漏。鐵氧體一般而言係高電阻的且因而其不需要絕緣塗層。合金磁性材料之實例係Fe粉末、Fe-Si合金粉末或Fe-4.5Cr-3.5Si粉末等。合金粉末可係非晶或多晶的或其組合。粉末粒子可係圓形的、棒形的、片 形的，或任何形狀的。粉末可具任何磁導率。可藉由研磨鐵氧體芯獲得鐵氧體粉末。例示性鐵氧體係Fe-Mn-Zn或Fe-Ni-Zn氧化物。
不管所利用之特定磁性材料，藉由將磁性粉末與聚合物混合來將其製成條帶形式。所得之混合物有時被稱為一散佈式間隙材料，其中非磁性聚合物在磁性粒子或顆粒之間形成間隙。以達成組件200之所要電感及飽和額定值所需之比例將磁性材料與聚合物混合。
磁性條帶250之例示性聚合物包含(舉例而言)一橡膠材料(諸如，EPDM(三元乙丙橡膠)、LDPE或HDPE(低密度或高密度聚乙烯))。此橡膠材料當與磁性材料混合時使得較易於使該材料形成較大薄片，因而可自該等較大薄片單個化若干個條帶250。另一選擇係，可將磁性材料與一酚醛清漆樹脂或環氧樹脂或任何聚合物粉末(或液體樹脂)混合並經由不同程序製成薄片。作為一項實例，用於壓縮之一粉末混合物包含鐵合金粉末及酚醛清漆樹脂聚合物(或環氧樹脂聚合物)。可將粉末與甲醇混合並乾燥以使其係可壓縮的。
若橡膠材料與磁性材料混合，則相對易於藉由在一雙輥輥壓機之兩個輥之間滾壓粉末混合物(輾壓程序)來形成薄片。舉例而言，多晶或非晶鐵-合金粉末或鐵氧體粉末可在一剪切型混合器(Brabender)中與EPDM橡膠混合。然後饋送粉末混合物穿過輾壓機器(雙輥輥壓機)以製作薄片。可調整輥之間的距離以生產待插入至間隙228中之適當厚度之薄片材料。在促進條帶250插入間隙228中之厚度範圍內提供薄片。舉例而言，若間隙228具有約0.8mm之一厚度，則薄片材料可達約0.7mm厚。各種不同厚度之間隙及磁性材料薄片係可能的以當完成時提供各種效能屬性之組件200。薄片可在(舉例而言)約150℃下固化約30分鐘。
可(在一項實例中，使用一沖頭與沖模)自較大經輾壓薄片切割磁性條帶150並將磁性條帶150插入至經施配環氧樹脂之頂部上之間隙 228中，如上文所論述。環氧樹脂使條帶250之側隆起並將條帶250固持在相對於芯件202及間隙228之適當位置。磁性條帶250可預製作並當製造組件200時提供用於與芯202及繞組204組裝。條帶250之預製作允許以固體形式以及預塑形及尺寸插入磁性材料以促進相對輕鬆地填充間隙228。
至聚合物中之磁性粉末之高裝載量使得難以輾壓粉末(雙輥滾壓成薄片)以形成薄片。然而，使用由經雙輥滾壓之薄片製作之磁性條帶250提供具有自約12nH至約170nH之開路電感(OCL)值之組件200係可能的。
亦可使用(舉例而言)壓縮模製將磁性及聚合物粉末(若呈粉末形式或若聚合物呈液體形式)壓縮成具一所要大小之盤。所形成之盤具有與待填充之間隙228之厚度t相稱之一厚度。可自盤衝壓出達所要長度及寬度之條帶250並當製造組件200時將條帶250提供為與芯202及繞組204組裝之預製作部件。自經壓縮薄片切割之條帶250能夠促進具有比上文論述之經雙輥滾壓之薄片甚至更高之OCL值之組件。相對於上文闡述之經輾壓薄片，經壓縮薄片亦將具有一更高密度(舉例而言，代替4.5g/cc，其可係5.1g/cc)及更高磁導率(舉例而言，代替5，其可係25)。藉由用此一更高磁導率、更高密度材料填充芯件202中之間隙228，可獲得一甚至更高OCL值。舉例而言，可使用自上文闡述之經壓縮盤切割之磁性條帶250獲得約200nH及更大之OCL值。
一旦磁性條帶250自薄片材料形成並與芯件202及繞組204組裝，磁性條帶250便用作間隙228中之一散佈式間隙材料並有助於平滑化電感隨DC電流而變之滾降。因而改良組件200之DC偏壓特性。
在如所闡述插入磁性條帶250之後，將整個總成放置在一烘箱中。取決於所利用之黏結劑或黏結材料，選擇固化或交聯溫度及時間。對於EB350-4T黏合劑，可在150℃下加熱約1小時來達成總成之 固化。在此實例中，此使樹脂完全交聯並將繞組204及磁性條帶250牢固地附接至芯件202。樹脂之交聯亦密封繞組204與芯件202之間的自由空間或空隙c中之大部分(若非全部自由空間或空隙c)。樹脂之交聯亦密封磁性條帶250與芯件202之間以及磁性條帶250與繞組204之間的任何空間或區域中之大部分(若非全部)。在完成固化程序之後無法自芯件202移除磁性薄片250。
代替如上文所論述之薄片材料條帶，可藉由壓實技術(諸如，壓縮模製或層壓)將粉末形式之一磁性材料混合物替代性地裝填至間隙228中。與藉由首先形成為一磁性薄片條帶且隨後將其施加至間隙228之材料之間接施加相比，此係直接將粉末原位按壓至間隙228中。可(舉例而言)藉由注射模製方法將散佈式間隙材料直接擠進間隙228中並固化。為使用此類型之注射模製，聚合物中之磁性粉末裝載量應係低的，否則材料混合物將不流經注射模製通道及澆口。可以以下之此一方式設計模具及方法：通道不太長或模具可具有僅一個部件(而非需要穿過通道饋送混合物之一多部件式模具)，因此易於推動磁性材料穿過而到達模具腔。
作為由薄片材料形成之磁性條帶250之又一替代方案，一擠壓程序亦可用於將散佈式間隙材料裝填於鐵氧體芯件202中之間隙228中。
作為由薄片材料形成之磁性條帶250之再一替代方案，可(藉由使用液體樹脂與溶劑)將液體或漿液形式之散佈式間隙材料施加至間隙228。可使用(舉例而言)一注射器將此散佈式間隙材料填充於間隙228中。若此完成，則應在此之後立即進行固化，否則散佈式間隙材料將流到間隙外側並污染夾具之外部引線。
在進一步及/或替代性實施例，芯件202可包含一個以上間隙、一個以上繞組及/或填充該(等)間隙之磁性材料之一個以上施加。在一多間隙芯實施例中，可使用一個以上類型之磁性材料施加來填充間隙。 舉例而言，一磁性薄片材料可用於填充一個間隙，且注射模製可用於填充另一間隙。作為另一實例，具有不同調配物且具有不同磁性性質之磁性條帶可在相同芯中組合利用。當然，其他變體係可能的。
組件200所要地提供至少以下益處。
由於芯202包含一單個芯件(與兩個芯件相反)，且亦由於在所展示之實施例中，芯202包含一單個間隙(與多個間隙相反)，因此簡化芯之製造且實現成本節約。因而與出於類似目的之諸多習用磁性組件相比，可以較低成本以及減小數目個部件及材料製造組件200。
芯間隙228之厚度內置至芯件設計中，消除用一外部材料(諸如，玻璃珠及其類似者)實現一間隙厚度之困難。藉由在用於製作芯件202之模製中界定芯間隙228，跨以一批次程序製造之大數目個組件可靠且均勻地提供一致之間隙厚度。消除用於界定間隙之外部材料(諸如，相對昂貴之玻璃珠材料)，以及在使用外部材料之情況下與維持均勻間隙厚度相關聯之困難。
藉由在模製芯件202時積體地界定其中之間隙228，較小間隙係可能，而該等較小間隙在使用經由(舉例而言)一金剛石鋸之研磨程序習用地形成間隙中係不可能的。亦可在不引起相比較大費用之雷射加工或替代性方法之情況下但以較大費用達成較細間隙大小。提供較小間隙大小之能力又提供製造較小組件之機會。
當預製作之磁性薄片條帶材料用於填充芯中之間隙時，組件200之製造經簡化且係高度可靠的。
當利用預成形之繞組時，組件200之製造進一步經簡化且係甚至更可靠的。
自一效能角度來看，且藉助於填充間隙之磁性材料250，組件200可在減小之邊緣損耗下操作，且因而可在比習用組件高之效率下操作。此外，組件200之電感可增加而超過習用組件(包含(但不限於) 具有兩個間隙之習用組件)。使用習用組件製作難以達成之增加的OCL值係可能的。
圖7至圖12圖解說明一磁性組件構造300之一第三例示性第二例示性實施例。組件300在某些態樣中類似於組件200，且因此相似參考字符與圖4至圖6及圖7至圖12中之相似參考字符一起使用。
如在圖7中所見，組件300包含一單件式預成形磁性芯302、導電繞組204及與芯件202分開提供之以類似於組件200之一方式增強磁性效能之磁性材料250。
單件式芯302明確區別於具有在組件製作中組裝至彼此之分立的第一及第二經塑形芯件之一組件構造。換言之，組件300具有一個芯件302而非如在某些類型之習用組件構造中具有兩個芯件。
芯件302(與芯件202相同地)包含具有正交壁之一大體為矩形之主體，該等正交壁包含對置之頂部側壁310及底部側壁312、使頂部側壁310與底部側壁312互連之對置之橫向側壁314、316以及使頂部側壁310與底部側壁312以及橫向側壁314、316互連之對置之縱向側壁318、320。底部側壁312視情況地形成有在橫向側壁314、316之間縱向延伸之一突出導引表面322以及在導引表面322之任一側壁上延伸之凹入側壁邊緣324、326。
與其中側壁210、214、216、218及220代替係平坦的且平面之芯件202不同，側壁318及320包含插嵌表面330、332，使得當將繞組204組裝至芯件302時，端子區段232、234之外部表面與側壁318及320之外部非凹入表面係實質上齊平的。
磁性芯件302進一步形成有延伸至並穿過橫向側壁316且延伸至並穿過縱向側壁318、320之部分之一實體間隙328。因而，間隙328在芯側壁316處係開放的且在芯側壁318、320之部分處亦係開放的。間隙328大體平行於平坦的且平面之頂部側壁310而延伸，但與頂部側壁 310間隔。在所展示之實例中，間隙328在芯件302中大體自中心延伸且距頂部側壁310與底部側壁312係約等距離的。然而，間隙328不延伸至橫向側壁314。換言之，間隙328在側壁314與側壁316之間僅部分地延伸。更確切而言，橫向側壁314係實心的且無開口形成於其中。間隙328亦形成有在垂直於頂部側壁310之平面且平行於側壁314、316、318及320之平面的一方向上量測之一恆定厚度t(圖9)。雖然展示一單個(亦即，一個且僅一個)間隙228，但兩個或兩個以上間隙可形成於芯件中(若需要)。
芯件302除了所述之插嵌表面外可由上文關於芯件202論述之相同的材料及程序製作。間隙328可同樣地以實質上類似於上文闡述之芯件202中之間隙228之一方式形成於芯302中。
製作芯302係製造組件300之一方法之一初始步驟。使用上文闡述之技術之任何者調配磁性材料250以及繞組204之初始組態(預成形的或非預成形的)亦表示預備方法步驟，使得可提供組件部件及材料用於組裝成組件300，如下文所論述。
圖8及圖9圖解說明製造組件300之一第一製造階段及進一步方法步驟。一黏結劑242(圖7)施配在間隙328中及繞組204上，如上文關於組件200所論述。繞組204然後組裝至芯件302，其中主繞組區段230在間隙228中延伸且在一預成形繞組之情形中，其他區段232、234、236、238圍繞間隙328下方之磁性芯件302之外部表面延伸。在一非預成形繞組之情形中，繞組之突出端部圍繞間隙328下方之磁性芯件302之外部表面延伸彎曲成如所展示之形狀。無論哪種情形，且根據組件100及200，繞組204之一部分(舉例而言，繞組204之區段232、234、236、238)在芯件之外部曝露於各別側壁及底部側壁上。
在將繞組204插入並組裝至芯件302時，用先前施配之黏結劑242填充以其他方式存在於主繞組區段230與芯202之間的一空間或空隙c (圖8及圖9)，而無黏結劑洩漏至間隙328之外部。可利用上文闡述之黏結劑及技術之任何者。
圖10及圖11圖解說明製造組件300之一第二製造階段及進一步方法步驟。將磁性材料250插入間隙328中。當該材料預製作為一磁性條帶時，所施配之黏結劑經由毛細管作用上升至磁性條帶250之側及表面。可同樣地利用上文論述之磁性材料之其他施加來填充間隙來代替磁性條帶。
一旦將磁性材料250施加至間隙228，便可固化組件總成，此作為一最後製造步驟。總成中之(若干)黏結劑之交聯使繞組204、材料250及芯件302固定至彼此。繞組204、材料250或芯件302中之任一者皆不能夠相對於彼此移動。因此，即使組件300在使用期間經歷振動，其磁性效能仍將保持穩固且可靠的。
圖12圖解說明完全固化且完成之情況下之組件300。黏結劑242及磁性條帶250填充並密封間隙228。
組件300提供類似於組件200之益處。上文關於組件200論述之變體中之任何者亦可應用於組件300。可在涉及一個以上繞組之實施例中及/或將填充一個以上間隙之實施例中重複上文闡述之方法步驟。
在所預期之實施例中，組件100、200、300界定電力電感器。電力電感器100、200、300可用於單相、兩相、三相及其他多相電力管理應用中。當使用所闡述之繞組之表面安裝端接將組件安裝至一電路板時，與具有一非磁性空氣間隙之習用電力電感器器件相比，組件100、200、300可在減小之邊緣損耗下操作。
現在相信鑒於所揭示之例示性實施例充分圖解說明瞭本發明概念之益處。
已揭示了一種表面安裝磁性組件總成之一實施例，其包含：一磁性芯，其由一第一磁性材料製作，該磁性芯具有形成於其中之至少 一個實體間隙；一導電繞組，其延伸穿過至少一個實體間隙；及一第二磁性材料，其與該磁性芯分開提供，填充該實體間隙；其中該第二磁性材料係一散佈式間隙材料；且其中該導電繞組之至少一部分曝露於該磁性芯之一外部上。
視情況地，該第一磁性材料可包含一鐵氧體材料。該第二磁性材料可係一非鐵氧體材料。該第二磁性材料可包含與一聚合物混合之金屬或合金粒子。
該磁性芯可包含一單個芯件。該單個芯件可包含對置之頂部側壁及底部側壁以及對置之橫向側壁，且該實體間隙可在該等對置之橫向側壁之間部分地延伸。該磁性芯件可進一步包含對置之縱向側壁，且該實體間隙可延伸至該等縱向側壁。該實體間隙可平行於該頂部側壁而延伸。在該實體間隙下方延伸之該單個芯件之一部分可具有一T形剖面。
該第二磁性材料可係插入至該實體間隙中之一材料預製作磁性條帶。該磁性材料預製作條帶可包含一橡膠材料。該磁性材料預製作條帶可經壓縮模製。
該導電繞組可係預成形的且與該磁性芯分開提供。該導電繞組可包含一主繞組區段、垂直於該主繞組區段延伸之端子區段，以及垂直於該主繞組區段延伸之表面安裝端子區段。該間隙可具有一厚度，其中該間隙厚度大於該主繞組區段之一厚度，藉以該主繞組區段可以可滑動方式插入至該間隙中。
該表面安裝磁性組件可進一步包含一黏結劑及一磁性材料預製作條帶，其中該黏結劑及該磁性材料預製作條帶填充並密封該實體間隙。
該總成可界定一電力電感器。該第二磁性材料可包含插入至該間隙中之一預製作盤。該預製作盤可在高溫下燃燒以提供一高密度插 入材料。
亦已揭示了一種表面安裝磁性組件總成之一實施例，其包含：一單個經塑形磁性芯件，其由鐵氧體製作並具有在其一部分中之一積體形成之實體間隙；一導電繞組，其包括延伸穿過該實體間隙之一主繞組區段及曝露於該單個經塑形磁性芯件之外部上之端子部分；一黏結劑，其將該主繞組區段固定至該芯件；及一第二磁性材料，其填充該實體間隙之一其餘部分，該第二磁性材料係與單個經塑形磁性芯件分開提供之一散佈式間隙材料。
視情況地，該第二材料可係插入至該實體間隙之一部分中之一預製作磁性條帶。該單個磁性芯件可具有一T形形狀。該導電繞組可依據單個經塑形磁性芯件而預成形。該總成可界定一電力電感器。該黏結劑可包含磁性粒子。
亦已揭示了一種表面安裝磁性組件總成之一實施例，其包含：一單個經塑形磁性芯件，其由一第一磁性材料製作，該單個經塑形磁性芯件形成有對置之橫向側壁並具有通向該等對置之橫向側壁中之一者之一實體間隙；一預成形導電繞組，其包括延伸穿過該實體間隙之一部分之一主繞組區段以及垂直於該主繞組區段延伸之對置之端子區段，該等對置之端子區段與該單個經塑形磁性芯件之該等對置之橫向側壁實質上齊平地延伸；一黏結劑，其填充該實體間隙之一第一部分並將該預成形導電繞組固定至該單個經塑形磁性芯件；及一第二磁性材料，其插入至該實體間隙之一第二部分中，該第二磁性材料包括包含一散佈式間隙材料之一預製作磁性條帶，其中該黏結劑亦將該預製作條帶固定至該單個經塑形磁性芯件；其中該總成界定一電力電感器。視情況地，該黏結劑可包含磁性粒子。
亦已揭示了一種表面安裝磁性組件總成之一實施例，其包含：一單個經塑形磁性芯件，其由一第一磁性材料製作，該磁性芯具有對 置之頂部側壁及底部側壁以及形成於該磁性芯中並在該等對置之頂部側壁與底部側壁之間並平行於該等對置之頂部側壁及底部側壁而延伸之至少一個非磁性間隙；一導電繞組，其延伸穿過該至少一個非磁性間隙之一部分；及一磁性薄片材料條帶，其與該磁性芯分開製作，插入至該至少一個非磁性間隙中。
視情況地，該磁性薄片材料條帶可包含一橡膠材料。該磁性薄片材料條帶可經壓縮模製。
該表面安裝磁性組件可進一步包含將該導電繞組及該磁性薄片材料條帶固定至該單個經塑形磁性芯件之一黏結劑。該黏結劑可係一環氧樹脂。該黏結劑亦可包含磁性粒子。
該單個經塑形磁性芯件之至少一部分可具有一T形剖面。該導電繞組可依據該單個經塑形磁性芯件而預成形。該繞組可包含延伸穿過該實體間隙之一部分之一主繞組區段、垂直於該主繞組區段延伸之對置之端子區段，以及平行於該主繞組區段延伸之表面安裝端子區段。該非磁性間隙可具有一厚度，其中該間隙厚度大於該主繞組區段之一厚度，藉以該主繞組區段可以可滑動方式插入至該非磁性間隙中。該等對置之端子區段可與該單個經塑形磁性芯件之該等對置之橫向側壁之部分實質上齊平地延伸。
該總成可界定一電力電感器。該磁性芯可包含對置之橫向側壁，且其中該非磁性間隙在該等對置之橫向側壁之間部分地延伸。該磁性芯亦可包含對置之縱向側壁，且其中該非磁性間隙延伸至該等縱向側壁。該第二磁性材料可具有不同於該第一磁性材料之磁性性質。該第一磁性材料可包含鐵氧體。該底部側壁可包含一突出導引表面。
此書面說明使用實例揭示本發明(包含最佳模式)，且亦使得任何熟習此項技術者皆能夠實踐本發明，包含製成及使用任何器件或系統及執行任何併入方法。本發明之專利性範疇係由申請專利範圍來界 定，且可包含熟習此項技術者構想出之其他實例。若該等其他實例具有與申請專利範圍之字面語言無差異之結構要素，或若其包含與申請專利範圍之字面語言具有微小差異之等效結構要素，則該等其他實例意欲涵蓋於申請專利範圍之範疇內。
204‧‧‧導電繞組/繞組/預成形繞組/預成形繞組夾具/繞組夾具
230‧‧‧主繞組區段
232‧‧‧端子區段/區段
234‧‧‧端子區段/區段
236‧‧‧表面安裝端子區段/區段/端接部
238‧‧‧表面安裝端子區段/區段/端接部
240‧‧‧間隙/繞組間隙
242‧‧‧黏結劑
250‧‧‧磁性條帶/磁性材料/細磁性條帶/條帶/薄片/磁性材料條帶/磁性薄片/材料
300‧‧‧組件/電力電感器/磁性組件構造
302‧‧‧單件式預成形磁性芯/單件式芯/芯件/磁性芯件/芯/磁性芯/單件式芯
310‧‧‧頂部側壁
312‧‧‧底部側壁
314‧‧‧橫向側壁/側壁
316‧‧‧橫向側壁/側壁
318‧‧‧縱向側壁/側壁/芯側壁
320‧‧‧縱向側壁/側壁/芯側壁
324‧‧‧凹入側壁邊緣
326‧‧‧凹入側壁邊緣
328‧‧‧間隙/實體間隙
330‧‧‧插嵌表面
332‧‧‧插嵌表面

Claims (44)

  1. 一種表面安裝磁性組件總成，其包括：一磁性芯，其由一第一磁性材料製作，該磁性芯具有形成於其中之至少一個實體間隙；一導電繞組，其延伸穿過該至少一個實體間隙；及一第二磁性材料，其與該磁性芯分開提供，填充該實體間隙；其中該第二磁性材料係一散佈式間隙材料；且其中該導電繞組之至少一部分曝露於該磁性芯之一外部上。
  2. 如請求項1之表面安裝磁性組件總成，其中該第一磁性材料包括一鐵氧體材料。
  3. 如請求項1之表面安裝磁性組件總成，其中該第二磁性材料包括一非鐵氧體材料。
  4. 如請求項1之表面安裝磁性組件總成，其中該第二磁性材料包括與一聚合物混合之金屬或合金粒子。
  5. 如請求項1之表面安裝磁性組件總成，其中該磁性芯包括一單個芯件。
  6. 如請求項5之表面安裝磁性組件總成，其中該單個芯件包含對置之頂部側壁及底部側壁以及對置之橫向側壁，且該實體間隙可在該等對置之橫向側壁之間部分地延伸。
  7. 如請求項6之表面安裝磁性組件總成，其中該磁性芯件進一步具有對置之縱向側壁，且其中該實體間隙延伸至該等縱向側壁。
  8. 如請求項6之表面安裝磁性組件總成，其中該實體間隙平行於該頂部側壁而延伸。
  9. 如請求項6之表面安裝磁性組件總成，其中在該實體間隙下方延 伸之該單個芯件之一部分具有一T形剖面。
  10. 如請求項1之表面安裝磁性組件總成，其中該第二磁性材料包括插入至該實體間隙中之一預製作磁性材料條帶。
  11. 如請求項10之表面安裝磁性組件總成，其中該預製作磁性材料條帶包含一橡膠材料。
  12. 如請求項10之表面安裝磁性組件總成，其中該預製作磁性材料條帶經壓縮模製。
  13. 如請求項1之表面安裝磁性組件總成，其中該導電繞組係預成形的且與該磁性芯分開提供。
  14. 如請求項1之表面安裝磁性組件總成，其中該導電繞組具有一主繞組區段、垂直於該主繞組區段延伸之端子區段，以及垂直於該主繞組區段延伸之表面安裝端子區段。
  15. 如請求項14之表面安裝磁性組件總成，其中該間隙具有一厚度，該間隙厚度大於該主繞組區段之一厚度，藉以該主繞組區段可以可滑動方式插入至該間隙中。
  16. 如請求項15之表面安裝磁性組件，其進一步包含一黏結劑及一預製作磁性材料條帶，該黏結劑及該磁性材料預製作條帶填充並密封該實體間隙。
  17. 如請求項1之表面安裝磁性組件總成，其中該總成界定一電力電感器。
  18. 如請求項1之表面安裝磁性組件總成，其中該第二磁性材料包含插入至該間隙中之一預製作盤。
  19. 如請求項18之表面安裝磁性組件總成，其中該預製作盤在升高之溫度下燒製以提供一高密度插入材料。
  20. 一種表面安裝磁性組件總成，其包括：一單個經塑形磁性芯件，其由鐵氧體製作並具有在其一部分 中之一整體形成之實體間隙；一導電繞組，其包括延伸穿過該實體間隙之一主繞組區段及曝露於該單個經塑形磁性芯件之外部上之端子部分；一黏結劑，其將該主繞組區段固定至該芯件；及一第二磁性材料，其填充該實體間隙之一其餘部分，該第二磁性材料係與單個經塑形磁性芯件分開提供之一散佈式間隙材料。
  21. 如請求項20之表面安裝磁性組件總成，其中該第二材料包括插入至該實體間隙之一部分中之一預製作磁性條帶。
  22. 如請求項20之表面安裝磁性組件總成，其中該單個磁性芯件具有一T形狀。
  23. 如請求項20之表面安裝磁性組件總成，其中該導電繞組依據該單個經塑形磁性芯件而預成形。
  24. 如請求項20之表面安裝磁性組件總成，其中該總成界定一電力電感器。
  25. 如請求項20之表面安裝磁性組件總成，其中該黏結劑包含磁性粒子。
  26. 一種表面安裝磁性組件總成，其包括：一單個經塑形磁性芯件，其由一第一磁性材料製作，該單個經塑形磁性芯件形成有對置之橫向側壁並具有通向該等對置之橫向側壁中之一者之一實體間隙；一預成形導電繞組，其包括延伸穿過該實體間隙之一部分之一主繞組區段以及垂直於該主繞組區段延伸之對置之端子區段，該等對置之端子區段與該單個經塑形磁性芯件之該等對置之橫向側壁實質上齊平地延伸；一黏結劑，其填充該實體間隙之一第一部分並將該預成形導 電繞組固定至該單個經塑形磁性芯件；及一第二磁性材料，其插入至該實體間隙之一第二部分中，該第二磁性材料包括包含一散佈式間隙材料之一預製作磁性條帶，其中該黏結劑亦將該預製作條帶固定至該單個經塑形磁性芯件；其中該總成界定一電力電感器。
  27. 如請求項26之表面安裝磁性組件總成，其中該黏結劑包含磁性粒子。
  28. 一種表面安裝磁性組件總成，其包括：一單個經塑形磁性芯件，其由一第一磁性材料製作，該磁性芯具有對置之頂部側壁及底部側壁以及形成於該磁性芯中並在該等對置之頂部側壁與底部側壁之間並平行於該等對置之頂部側壁及底部側壁而延伸之至少一個非磁性間隙；一導電繞組，其延伸穿過該至少一個非磁性間隙之一部分；及一磁性薄片材料條帶，其與該磁性芯分開製作，插入至該至少一個非磁性間隙中。
  29. 如請求項28之表面安裝磁性組件，其中該磁性薄片材料條帶包含一橡膠材料。
  30. 如請求項28之表面安裝磁性組件，其中該磁性薄片材料條帶經壓縮模製。
  31. 如請求項29之表面安裝磁性組件，其進一步包含將該導電繞組及該磁性薄片材料條帶固定至該單個經塑形磁性芯件之一黏結劑。
  32. 如請求項31之表面安裝磁性組件，其中該黏結劑係一環氧樹脂。
  33. 如請求項31之表面安裝磁性組件，其中該黏結劑包含磁性粒子。
  34. 如請求項28之表面安裝磁性組件總成，其中該單個經塑形磁性芯件之至少一部分具有一T形剖面。
  35. 如請求項28之表面安裝磁性組件總成，其中該導電繞組依據該單個經塑形磁性芯件而預成形。
  36. 如請求項28之表面安裝磁性組件總成，其中該繞組包含延伸穿過該實體間隙之一部分之一主繞組區段、垂直於該主繞組區段延伸之對置之端子區段，以及平行於該主繞組區段延伸之表面安裝端子區段。
  37. 如請求項36之表面安裝磁性組件總成，其中該非磁性間隙具有一厚度，該間隙厚度大於該主繞組區段之一厚度，藉以該主繞組區段可以可滑動方式插入至該非磁性間隙中。
  38. 如請求項36之表面安裝磁性組件總成，其中該等對置之端子區段與該單個經塑形磁性芯件之該等對置之橫向側壁之部分實質上齊平地延伸。
  39. 如請求項28之表面安裝磁性組件總成，其中該總成界定一電力電感器。
  40. 如請求項28之表面安裝磁性組件總成，其中該磁性芯進一步包含對置之橫向側壁，且其中該非磁性間隙在該等對置之橫向側壁之間部分地延伸。
  41. 如請求項28之表面安裝磁性組件總成，其中該磁性芯進一步包含對置之縱向側壁，且其中該非磁性間隙延伸至該等縱向側壁。
  42. 如請求項28之表面安裝磁性組件總成，其中該第二磁性材料具有不同於該第一磁性材料之磁性性質。
  43. 如請求項28之表面安裝磁性組件總成，其中該第一磁性材料包含鐵氧體。
  44. 如請求項28之表面安裝磁性組件總成，其中該底部側壁包含一突出導引表面。
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