TW201508788A - 在複合功率電感的兩側表面上提供電終端的方法 - Google Patents

在複合功率電感的兩側表面上提供電終端的方法 Download PDF

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Abstract

除了在一現存複合功率電感的該底側上形成兩個電終端之外，甚至於該電感的兩側表面上也會藉由蒸鍍形成電終端，藉由該方法，其係連接至該底側終端，其中該電感與一電路板的該軟性焊接強度可被大幅增加。 換句話說，此說明書中係描述一種在複合電感的兩側表面上提供電終端的方法，該方法包含下列步驟：將一電線連續地纏繞於一繞線圈盤上的複數個繞線圈銷周圍，以得到複數個互相連接的空芯線圈；將該具有空芯線圈纏繞的該繞線圈盤置於該電感的一上半部成型模具中，將功率鐵磁物件放入該模具中，並將該物件下壓以形成一初步模製物，其包含複數個獨立電感；將經由自該模具移除該繞線圈盤所得的初步模製物置於一下半部成形模具中，並額外導入相同的功率鐵磁物件於該模具中，並接著將該鐵磁物件下壓以形成二次模製物，該二次模製物具有嵌入於其中的複數個電感；將一片終端絕緣遮罩黏著至該二次模製物的底側，其上係形成兩個底側終端，於該等遮罩黏著位置間的空間中的一者處形成一長軸方向延伸的窄縫，藉由濺鍍製程的方式蒸鍍一金屬膜於該電感的該等側邊與底側之 上，以同時整體形成該等底側與側邊電終端，並接著將該遮罩剝除。

Description

在複合功率電感的兩側表面上提供電終端的方法
本發明係關於一種在現存複合功率電感(下文中，係稱為”電感”)的兩側上提供金屬膜的電終端的方法，該電感具有僅形成於其一個外側(例如其底側)上的兩個電終端。
一現存電感具有僅形成於其一個外側之上(即底側上)的兩個線圈終端。因此，當該電感係組合至一電路板時，將該電感的具有該等線圈終端的底側以軟焊料黏著或接合至該電路板為可能的。
本技藝領域中，已揭示許多製造電感的方法，例如於韓國專利第10-1044607號、韓國專利第10-1044608號，與韓國專利申請案第10-2010-0019188號，其係於2010年3月3日申請。尤其是如韓國專利第10-1044608號的圖6(d)所示，每一個電感CI皆具有一對電終端片13，其僅形成於其單一底側上。相同地，韓國專利申請案第10-2010-0019188號中的電感具有兩電終端Ta與Tb，其僅形成於電感的一預定側上，該等終端可由已知濺鍍技術提供。
如前文先前技藝中專利與專利申請案中所描述，構成一電感的主要基本材料為一鐵磁物件(粉末狀)，以及提供於該電感中的一空芯(抗 流)線圈。除了其上形成該兩個電終端的該底側以外，一接合或黏著材料(例如軟焊料或類似物)無法直接接合或直接黏著於上述電感的其他外表面(即由該模製鐵磁物件所組成的側邊或表面)。(該軟焊料與該鐵磁物件並不相容)。因此，事實上無法藉由軟焊料將該電感的兩側邊與其底側接合或黏著於一電路板。
更進一步，根據所應用的該製造過程，可以兩個線圈終端係個別由該電感的兩側邊的一預定部分露出的方式來製出電感。該狀況中，為了使自該等預定側邊露出的線圈終端做為電終端，該等終端必須以一L形部分電性連結至該電感的底側。接著，由於該軟焊料對該等側邊終端的每一者可具黏著力，該電感可對一電路板有絕加黏著強度。
本發明係提供一種方法，其於一電感的兩側邊上提供側向電終端，例如金屬膜，該電感的底側上係已提供兩終端。當分別於兩側邊上與底側上形成電終端的一電感以一黏著材料(例如軟焊料)黏著至一電路板，該電感與該電路板間的黏著強度可大為增加。
本發明的上述物件於本文中廣泛的描述與例示，其可由下面方法完成：
(1)一種在複合電感的兩側表面上提供電終端的方法，其包含：將一電線連續地纏繞於一繞線圈盤上的複數個繞線圈銷周圍，以得到複數個互相連接的空芯(air-core)線圈；將該具有空芯線圈纏繞的該繞線圈盤置於該電感的一上半 部成型模具中，將功率鐵磁物件放入該模具中，並將該物件下壓以形成初步模製物，其包含複數個電感；將經由自該模具裡移去該繞線圈盤所得的初步模製物置於一下半部成形模具中，並額外置入相同的功率鐵磁物件於該模具中，並接著將該鐵磁物件下壓以形成一二次模製物，其中嵌入了複數個電感；將一片終端絕緣遮罩黏著至該二次模製物的底側，其上係形成兩個底側終端，於該遮罩黏著位置間的空間形成一長軸方向延伸的窄縫，藉由濺鍍製程蒸鍍一金屬膜於該電感的該等側邊與底側之上，以同時整體地形成該等側邊電終端與底側電終端，並接著將該遮罩剝除。
(2)根據前述方法(1)的方法，其中該等嵌入電感中的每一個電感的空芯線圈的兩個引線係由該電感的底側於適當位置露出或由該電感的兩側邊於適當位置露出。
(3)根據前述方法(1)或(2)的該方法，其中該長軸方向延伸的窄縫係於該遮罩黏著前形成。
根據本發明該方法，可輕易提供一具有外部電極的電感(即金屬膜的電終端)，其係同時一體地於其底側與兩側邊，且直接連結至該底側。因此，此方法可用於電感的量產，其便於形成一致的外觀與大小(尺寸)。更進一步，由於該電感的兩側邊黏著強度與其結構強度皆可強化，該電感可緊黏於一電路板上。因此，具有本發明該電感於其上的電性及/或電子產品的強度與抗震/抗衝擊力也可被實質上增進，且因此本發明對於其中組裝有本發明電感的各種電性及/或電子產品的失效率有顯著減低的效果。
1a‧‧‧左電終端
1b‧‧‧右電終端
2‧‧‧空芯線圈
30‧‧‧繞線圈盤
31‧‧‧繞線圈銷
33‧‧‧空芯線圈
34’‧‧‧上部模具
34”‧‧‧下部模具
35‧‧‧功率鐵磁物件
36‧‧‧上部模製物
37‧‧‧模製物
38‧‧‧引線
39‧‧‧遮罩
39’‧‧‧剝除的遮罩
40‧‧‧窄縫
A‧‧‧基板
B‧‧‧印刷電路
Bs‧‧‧底側
CI‧‧‧電感
Du‧‧‧空芯線圈上端與模製物上表面線間的空隙
Dw‧‧‧空芯線圈圓周與模製物內側壁間的空隙
EI‧‧‧電性絕緣區
La,Lb‧‧‧引線
MS‧‧‧模製電感
P‧‧‧活塞
Q-Q‧‧‧截線
Sa,Sb‧‧‧焊接部件
Sw‧‧‧內側壁
Ta’,Tb’‧‧‧底側終端
Ta”,Tb”‧‧‧側邊終端
Us‧‧‧模製物上表面線
圖1係顯示其上可形成電終端的一表面，該等電終端係形成於一具複數個嵌入的複合功率電感的模製物，其係可根據韓國專利第10-1044608號中所申請專利範圍與所描述的方法所得；圖2所示係根據圖1該電感的一例示狀態，其係以軟焊料黏著於一電路之上；圖3(a)至3(f)所示係根據本發明方法的一流程圖；圖4(a)至4(e)係簡單描述本發明原則圖示，其例示如何於一電感的兩側表面與底表面上同時提供該等電終端，其係藉由一濺鍍技術；圖5所示係根據本發明以軟焊料將該電感黏著至一電路上的一例示狀態。
下文中會伴隨附圖對本發明有更多詳細的描述與例示。
圖1所示係一模製物，其具有複數個嵌入的電感CI，其係經由一種模製法形成，該方法係如上文提及，於韓國專利第10-1044607號與韓國專利第10-1044608號中揭示。此處，圖示元件符號1a與1b係標註為一組左電終端與右電終端，其係形成於該電感CI的一預定底側上。
韓國專利第10-1044608號中，兩個外電極(即外加電終端)係藉由將一片薄金屬片軟焊接於定位上所形成，製於該處的一空芯線圈的引線係於其中露出。韓國專利公開案第10-2010-0019188號中，電終端係僅藉由蒸鍍金屬膜於一電感CI的一預定表面之上，該方法亦稱為濺鍍技術。該濺鍍技術係指蒸鍍金屬於一基板上形成膜狀，且長久為熟習本技藝人士熟知。該技術內容廣為熟習該技藝人士所知，其係於韓國專利公開案第 10-2010-0019188號的專利說明書中配合附圖詳述；因此，本處省略其解釋。本發明中，該方法係經由實行該濺鍍技術以形成一電終端，但任何濺鍍技術以外的金屬-氣化-鍍膜方法皆可使用。
圖1中，一模製電感係標示為圖示元件圖號MS，有複數個模製電感CI內嵌於其中(圖1中係例示嵌入169個(13×13)電感CI，但根據該電感的一設計值可變化其數目)。圖1中，陰影部分係表示該等部分做為電終端1a與1b。此等電終端可藉由蒸鍍一薄金屬片或濺鍍一金屬膜於該電感CI的一預定側上(即該底側)而輕易形成。更進一步，圖1標註一圖示元件符號EI於該等終端1a與1b之間，其係於該兩終端間用於確保電性絕緣的一區域。使用濺鍍製成的例子中，該電性絕緣區域EI可由進一步適當的遮蔽該區域提供，而達到電性絕緣。圖1中的該等陰影部分(即1a與1b)係藉由蒸鍍一金屬(例如金(Au)、銀(Ag)、錫(Sn)、銅(Cu)、鎳(Ni)與類似物)於該電感CI的所須側邊上，其係藉由一已知濺鍍製程。
然而，如上文所描述，該發明者可基於一想法而達成本發明，即若可以軟焊料將該電感CI兩側邊(右表面與左表面)以及底側黏著於一電路板，且該電感至該電路板的黏著強度可被明顯增進。
本發明的特性特徵係描述且以實施例圖示包含於圖3(a)至圖3(f)。
參考圖3(a)與3(b)，由一自動繞線機(未顯示於圖中)所供應的一電線係自動纏繞預定數量的繞線圍繞一繞線圈銷31，其係形成於一繞線圈盤30中，以形成一空芯線圈33。本發明中，所應用的該電線直徑範圍係自0.05mm至0.15mm，但其直徑範圍可無限制地選定，其係取決於該 所希電感的尺寸。該繞線圈銷31的直徑與高度也可隨所希電感的尺寸而變化。該狀況中，該高度與該直徑的適當比例約為3：5。為方便實行本發明，係使用直徑0.3mm與高度0.5mm的繞線圈銷31。
接著，將具有該空芯線圈33的該繞線圈盤30小心的傳送到一上部模具34’中，並自該模具的頂部施加一預定數量的功率鐵磁物件35，並在預定情形下以一活塞P於該模具中施加壓力，以實行模製製程來獲得該電感的一上部模製物36。此處該施加之壓力可隨該設計電感的尺寸變化，但其可於3ton/cm2至7ton/cm2的範圍內。本文中，該繞線圈盤30係自該所得上部模製物36移除。接著，該上部模製物36係被反置入一下部模具34”中，並自該模具的頂部施加相同的功率鐵磁物件35，並接著於所設計情形下致動該活塞P，使得該鐵磁物件35在壓力下被壓入該線圈33的空芯中。完成模製製程後，自該模具34”中取出該最終的電感37。
圖3(f)中，一圖示元件符號Bs係指該模製物37的底側，該空芯線圈33的引線38係由該底側露出。如下文中將描述，該引線38可由該電感的每一側邊露出。
圖4(a)描繪該模製物37的一內部結構，其形成係藉由實施前述製程並關於圖3(a)至3(f)所例示，其具有複數個電感(圖示實施例中為4列電感×4排電感=16個電感)其中內嵌一單一空芯線圈33。根據一適當方法，沿著該模製物37中的空芯線圈33列(圖4(b))，將一由合成樹脂板或類似材料形成的遮罩39黏著至該表面，其中該引線38係由該表面露出。接著，形成延伸窄縫40於該等空芯線圈33各列之間(圖4(c))。圖4(d)圖示標註該窄縫40的結構與配置。黏著該遮罩39的製程可於形成該窄縫40的製程後 實行，或兩製程可同時執行。接著，該模製物37係被置入一濺鍍裝置中(未顯示於圖中，且韓國專利申請案第10-2010-0019188的申請人係已於其中揭示其原則)，其中係揭示一用於蒸鍍一金屬膜於該模製物上的已知製程。如圖4(d)的放大圖中所示，此處該模製物37係放置以使得在該濺鍍裝置中，該等線圈引線La與Lb由此露出的表面係轉朝上，但此於該濺鍍裝置中放置該模製物37的方式會取決於該所應用裝置的結構。該用於蒸鍍的金屬可由下列具適當導電性的材料選出：金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、錫(Sn)、鎳(Ni)等等，其係根據所要製造的電感CI的設計規格。本發明中，係用銀(Ag)做為蒸鍍金屬。
圖4(d)為圖4(c)沿線Q-Q’所取的截面圖，並簡單的顯示出一底側終端Ta’整體地連結至其對應側邊終端Ta”，且另一底側終端Tb’整體地連結至其對應側邊終端Tb”，其係經由前述濺鍍製程所完成，且利用該遮罩39形成跨越該電感CI該底側的中心部分的電性絕緣區EI，且其係置於該等底側終端Ta’與Tb’之間。該等終端每一者皆由蒸鍍銀(Ag)為薄膜形成，特別說來，該等終端Ta”與Tb”皆提供於該窄縫40的表面上，改等窄縫表面最終會成為並對應於該電感CI的側邊。因此，該等兩對外終端Ta’-Ta”與Tb’-Tb”截面為L形，且整體地形成於該電感之上。圖4(d)中，該空芯線圈33的兩端引線La與Lb圖示分別畫出該電感CI的底側，但這些引線也可由該電感CI的兩側邊露出，因此係電性連接至其對應的側邊終端Ta”與Tb”，其係形成於該等側邊的各邊上(未顯示於圖中)。
在該濺鍍製程完成後，以適當方式將該遮罩39係自該底側剝離並移除，其係如圖4(e)的圖示元件符號39’所指。接下來，當該模製 物37分別沿圖4(e)中的點虛線所指的水平與垂直切割線切下，可輕易得到根據所希設計標準的複數個電感CI。圖4(e)中所示實施例中，所製造的電感數量為16個(4×4=16)。
該等整體形成的終端組Ta’-Tb’與Ta”-Tb”可分別調整，以使其厚度範圍可自數千Å至數個μm，其係取決於其所使用濺鍍條件，舉例來說，例如濺鍍電壓、時間，等等，包含各種其他所須參數。熟習本技藝人士可顯見且可輕易實行之。本發明中，該等各個終端的厚度平均量測值約為2μm。
圖5係圖示說明當根據本發明方法製造的電感CI置於一基板A上的一印刷電路B之預定位置中，該電感可如何被焊接至該電路上。意即，根據本發明的電感CI中可便於提供焊接部件Sa與Sb將該電感黏著至該印刷電路上，其係以軟焊料於其左與右側邊以及底側焊接，其左與右側邊具有側邊終端Ta”與Tb”，而其底側具有底側終端Ta’與Tb’，且其間有電性絕緣區EI插置。因此，相對於圖2中所示該現存電感產品僅以兩個底側黏著部件Sa與Sb所產生的黏著強度，其可於該電感與該印刷電路間提供一強大的黏著強度。此實施例中，該空芯線圈33的上端與該模製物37的上表面線Us間的空隙Du以及該內側壁Sw與該空芯線圈圓周之間的空隙Dw可有變化範圍，其係自約0.05mm至約2mm，其係取決於該產品的設計規格，但本發明並不特別限於此限制。
本發明特徵可在本發明特性範疇內有各種不同形式的實施例，應瞭解，除非有其他特別說明，否則上述實施例不因前述任何細節所限制，而應以申請專利範圍的範疇做廣泛考量，因此該申請專利範圍界線 範圍內的所有變化與修改，或等效的界線範圍皆包含於該申請專利範圍內。
30‧‧‧繞線圈盤
31‧‧‧繞線圈銷
33‧‧‧空芯線圈
34’‧‧‧上部模具
34”‧‧‧下步模具
35‧‧‧功率鐵磁物件
36‧‧‧上部模製物
37‧‧‧模製物
38‧‧‧引線
Bs‧‧‧底側
P‧‧‧活塞

Claims (3)

  1. 一種在複合電感的兩側表面上提供電終端的方法，其包含下列步驟：將一電線連續地纏繞於一繞線圈盤上的複數個繞線圈銷周圍，以得到互相連接的複數個空芯線圈；將具有該些空芯線圈纏繞的該繞線圈盤置於該電感的一上半部成型模具中，將功率鐵磁物件放入該模具中，並將該物件下壓以獲得包含複數個電感的初步模製物；將經由自該模具移除該繞線圈盤所得的該初步模製物置於一下半部成形模具中，並額外導入相同的功率鐵磁物件於該模具中，並接著將該鐵磁物件下壓以形成具有嵌入於其中的複數個電感的一二次模製物；將一片終端絕緣遮罩黏著至該二次模製物的底側，其上係形成兩個底側終端，於該遮罩所黏著的位置間的空間之各者處形成一長軸方向延伸的窄縫，藉由濺鍍製程的方式蒸鍍一金屬膜於該電感的該底側與側邊之上，以同時整體形成該底側電終端與側邊電終端，並接著將該遮罩剝除。
  2. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中嵌入的該等電感中的的每一個電感的該空芯線圈的兩個引線係由該電感的底側在適當位置所露出或由該電感的兩側邊在適當位置所露出。
  3. 根據申請專利範圍第1項或第2項的方法，其中該長軸方向延伸的窄縫係於該遮罩黏著前形成。
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