TW202030750A - 電感元件及其製法 - Google Patents

Abstract

本案揭示一種電感元件及其製法，電感元件包括遮蔽件、嵌埋有線圈之磁芯、及電性連接線圈之端子。遮蔽件包含容置空間、相對的頂覆蓋片和底覆蓋片、連接頂覆蓋片和底覆蓋片之側覆蓋片、自頂覆蓋片向底覆蓋片彎折延伸之檔片、及自底覆蓋片向頂覆蓋片彎折延伸之定位片。於檔片與定位片之間形成有連通容置空間之開口時，令嵌埋有線圈之磁芯置入容置空間並藉由檔片和定位片以定位於容置空間中，接著令頂覆蓋片與底覆蓋片以側覆蓋片為軸相互接近以使開口逐漸變小，直到檔片和定位片相鄰以覆蓋磁芯之同一側面。

Description

電感元件及其製法

本案係關於一種被動元件，詳而言之，係關於具有屏蔽功能之電感元件及其製法。

電感元件為一種能將電能以磁通量的形式儲存起來的被動電子元件，會因為通過的電流的改變而產生電動勢，從而抵抗電流的改變，這屬性即稱為電感。電感元件在電路中可具有濾波和震盪作用，另亦具有電磁波的干擾、電磁輻射屏蔽、過濾電流中的雜訊等功能。電感元件的應用範圍廣泛，包括電源供應器、監視器、交換機、主機板、掃描器、電話機、數據機等。

一般而言，電感元件可包括線圈和包覆線圈之磁性材料外罩，對於這種電感元件通常會設計有屏蔽結構以避免電路板上的電子零件被電感元件的電磁輻射所影響，例如，在電路板上設計大屏蔽板來遮蔽電路板上之需要被遮蔽的電子零件，惟製程上複雜以不便於自動化設計。

因此，如何提供一種克服前述問題之電感元件，為目前業界積極研發之方向。

為了克服上述議題和其他問題，本案提供一種具有遮蔽功能之電感元件。

本案之電感元件係包括：遮蔽件，包含相對的頂覆蓋片和底覆蓋片、連接該頂覆蓋片和該底覆蓋片之側覆蓋片、自該頂覆蓋片向該底覆蓋片彎折延伸之複數個檔片、自該底覆蓋片向該頂覆蓋片彎折延伸之定位片、及形成於該頂覆蓋片、該底覆蓋片、該側覆蓋片、該檔片和該定位片之間的容置空間；磁芯，係容置於該遮蔽件中以藉由該檔片以及該定位片定位於該容置空間中，且該磁芯嵌埋有線圈；以及二端子，係與嵌埋於該磁芯內的線圈電性連接並外露於該遮蔽件。

本案之電感元件之製法係包括：形成嵌埋有線圈之磁芯，該磁芯並外露有電性連接該線圈的二端子；形成遮蔽件，該遮蔽件包含相對的頂覆蓋片和底覆蓋片、連接該頂覆蓋片和該底覆蓋片之側覆蓋片、自該頂覆蓋片向該底覆蓋片彎折延伸之檔片、自該底覆蓋片向該頂覆蓋片彎折延伸之定位片、及形成於該頂覆蓋片、該底覆蓋片、該側覆蓋片、該檔片和該定位片之間的容置空間；於該頂覆蓋片與該底覆蓋片相遠離以於該檔片與該定位片之間形成連通該容置空間之開口時，令該磁芯自該開口置入該遮蔽件以藉由該檔片和該定位片定位於該容置空間內，並使該二端子外露於該遮蔽件；以及令該頂覆蓋片與該底覆蓋片以該側覆蓋片為軸相接近以使該開口逐漸變小，直到該檔片和該定位片相鄰以覆蓋該磁芯之同一側面。

本案形成嵌埋有線圈之磁芯係包括：藉由磁芯粉末包覆該線圈以一體成形嵌埋有該線圈並外露有電性連接該線圈的二端子之磁芯。

本案形成遮蔽件係包括：由金屬板經沖壓和彎折以一體成形該遮蔽件。

本案之磁芯尚未置入該遮蔽件之前，該頂覆蓋片與該底覆蓋片之間的夾角大於90度；而於本案之磁芯置入該遮蔽件之後，該頂覆蓋片與該底覆蓋片以該側覆蓋片為軸相接近以使該開口逐漸變小，直到該檔片和該定位片相鄰以覆蓋該磁芯之同一側面之時，該頂覆蓋片與該底覆蓋片分別平行該磁芯的頂面和底面。

此外，本案之磁芯包括相對的頂面和底面以及連接該頂面和底面之相對的第一側面和第三側面以及相對的第二側面和第四側面，本案之複數個檔片包括第一檔片以及相對的第二檔片和第三檔片，該第一檔片和該定位片相鄰以共同覆蓋該第一側面，該側覆蓋片則覆蓋該第三側面，該第二檔片和該第三檔片分別覆蓋該第二側面和該第四側面。

再者，本案之遮蔽件更包含形成於該底覆蓋片之二焊接部以及外露該二端子之二通口，其中一通口形成於該側覆蓋片和該底覆蓋片，另一通口形成於該定位片和該底覆蓋片。

因此，藉由本案一體成形之遮蔽件，將可視為閉磁路電感器之嵌埋有線圈之磁芯套入，且該閉磁路電感器可藉由檔片和定位片之設計以定位於遮蔽件中，再將頂覆蓋片向下彎折後包覆該閉磁路電感器，藉此形成電磁遮蔽。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式， 熟習此項技藝之人士可由本文所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

請參閱第1A和1B、2A~2C和3A~3C圖，其中第1A和1B圖分別為本案之電感元件之不同視角的分解示意圖，第2A、2B和2C圖分別為本案之電感元件之不同視角的組合示意圖，第3A、3B和3C圖分別為本案之電感元件之不同視角的立體示意圖。

本案之電感元件包括嵌埋有線圈(未圖示)之磁芯3、電性連接線圈並自磁芯3內向外穿出之端子21和23、包覆磁芯3並外露端子21和23之遮蔽件4。

磁芯3包含相互連接之第一側面31、第二側面32、第三側面33和第四側面34、以及連接於第一側面31、第二側面32、第三側面33和第四側面34之相對的頂面35和底面36。端子21電性連接嵌埋於磁芯3內之線圈並可自第一側面31穿出，而端子23電性連接嵌埋於磁芯3內之線圈並可自第三側面33穿出。

一般而言，磁芯3的材料可例如鐵、鐵合金、鐵粉、鐵合金粉末、鐵氧體或其他磁性材料，其中，鐵氧體可為含有鎳鋅或錳鋅之鐵氧體化合物，而鐵合金粉末可包括鐵鎳鉬合金、鐵鋁矽合金、或鐵鎳合金。此外，磁芯3可由一些磁性材料(如一種或多種鐵粉)和非磁性材料(如樹脂等黏著劑或填料)混合成型，同時將導電線圈包覆於其中而一體成型。舉例來說，在模具中放入由磁性粉末和樹脂粉末等所構成之混合的磁芯粉末，並使磁芯粉末完全包圍線圈僅露出線圈的兩末端， 接著進行沖壓作業以一體成形嵌埋有線圈之磁芯。此外，線圈外露的兩末端可向下彎折並壓扁以延伸至磁芯3的底面36來構成L形的端子21和23，或線圈本身即為扁狀設計，或著於外露的兩末端焊接端子片並向下彎折以延伸至磁芯3的底面36來構成L形的端子21和23，以便於表面黏貼技術(surface mount technology; SMT)之採用。

遮蔽件4包含檔片411、定位片412、檔片42、側覆蓋片43、檔片44、頂覆蓋片45、底覆蓋片46、形成於檔片411、定位片412、檔片42、側覆蓋片43、檔片44、頂覆蓋片45和底覆蓋片46之間的容置空間47、以及連通容置空間47之開口48。

檔片411自頂覆蓋片45向底覆蓋片46彎折延伸，定位片412自底覆蓋片46向頂覆蓋片45彎折延伸，組合完成時，檔片411和定位片412相鄰以共同覆蓋第一側面31。此外，檔片42自頂覆蓋片45向底覆蓋片46彎折延伸並部分地覆蓋第二側面32，檔片44自頂覆蓋片45向底覆蓋片46彎折延伸並部分地覆蓋第四側面34，側覆蓋片43連接頂覆蓋片45和底覆蓋片46並覆蓋第三側面33。

於磁芯3尚未放入遮蔽件4的容置空間47之前，頂覆蓋片45與底覆蓋片46相遠離以於檔片411與定位片412之間形成開口48，即頂覆蓋片45與底覆蓋片46之間的夾角大於90度；於磁芯3放入遮蔽件4的容置空間47之後，可令頂覆蓋片45與底覆蓋片46以側覆蓋片43為軸相接近以使開口48逐漸變小，直到檔片411和定位片412相鄰以共同覆蓋第一側面31，此時頂覆蓋片45平行於頂面35，始為組裝完成。

遮蔽件4可由金屬板經執行沖壓(stamping)或引伸(drawing)作業而一體成形。例如，屏蔽件4可例如將一薄銅板壓印並形成覆蓋磁芯3的形狀而產生。另外，於沖壓金屬板之前，可於未來形成檔片411與檔片42之間及與檔片44之間、以及檔片42和檔片44與側覆蓋片43之間設計開縫410，以利於沖壓作業時，檔片411、42和44以及側覆蓋片43能向下彎折。

再者，遮蔽件4更可包括形成於底覆蓋片46之焊接部462和464以及通口461和463，其中通口461和463分別外露端子21和23，可透過焊接部462和464而將電感元件焊接於電路板上，以作為電連接或接地用，另可提供電連接至端子21和23。

據此，本案嵌埋有線圈之磁芯3基本上即為一電感器，其具有封閉磁路，可直接套入一體成形之夾子型的遮蔽件4，藉此讓磁路封閉效果更佳，並藉由定位片412和檔片411定位於其中，且焊接部462和464亦已設計於底覆蓋片46上故無需再進行彎折。

接著參閱第4圖，其概略說明本案電感元件之製法的流程實施例。

於步驟S401中，形成嵌埋有線圈之磁芯，磁芯並外露有電性連接於線圈的兩末端之兩端子。須說明的是，嵌埋有線圈之磁芯乃一體成形，詳言之，首先於模具中放入由磁性粉末和樹脂粉末等構成的混合的磁芯粉末，且磁芯粉末包覆線圈僅露出線圈的兩末端，接著利用沖頭進行壓鑄作業以令磁性粉末和樹脂粉末彼此壓合並黏合以成形，藉此將線圈包覆於其中以構成嵌埋有線圈之磁芯。此外，外露之線圈兩末端即為兩端子或另焊接端子片以作為兩端子，兩端子可被彎折至磁芯的底面。

於步驟S402中，形成遮蔽件。遮蔽件包含相對的頂覆蓋片和底覆蓋片、連接頂覆蓋片和底覆蓋片之側覆蓋片、自頂覆蓋片向底覆蓋片彎折延伸之檔片、自底覆蓋片向頂覆蓋片彎折延伸之定位片、及形成於頂覆蓋片、底覆蓋片、側覆蓋片、檔片和定位片之間的容置空間。須說明的是，遮蔽件乃由金屬板經沖壓作業而一體成形，可先於金屬板中未來會出現在檔片和檔片之間、或檔片和側覆蓋片之間的部位設計開縫，以利於檔片和側覆蓋片之彎折，且檔片經彎折後並未連接至底覆蓋片。另外，遮蔽件更可包含形成於底覆蓋片之兩焊接部和供兩端子外露之兩通口。

步驟S401之形成嵌埋有線圈的磁芯以及步驟S402之形成遮蔽件可不受本圖之順序限制，即可先形成遮蔽件再形成嵌埋有線圈之磁芯。

於步驟S403中，於頂覆蓋片與底覆蓋片相遠離以於檔片與定位片之間形成有連通容置空間之開口時，將嵌埋有線圈之磁芯自開口置入遮蔽件的容置空間中。此外，磁芯進入容置空間乃以底面坐落在遮蔽件的底覆蓋片上，並藉由檔片和定位片而定位於遮蔽件的容置空間中，且兩端子可自遮蔽片的兩通口露出。

於步驟S404中，將頂覆蓋片與底覆蓋片以側覆蓋片為軸相互接近以使開口逐漸變小，直到檔片和定位片相鄰以覆蓋磁芯之同一側面。須說明的是，於嵌埋有線圈之磁芯尚未放入遮蔽件的容置空間之前，頂覆蓋片與側覆蓋片之夾角乃大於90度；於嵌埋有線圈之磁芯放入遮蔽件的容置空間之後，將頂覆蓋片以側覆蓋片為軸向底覆蓋片靠近(也就是朝磁芯的頂面靠近)，使得檔片與定位片之間的開口逐漸變小，即頂覆蓋片與側覆蓋片之夾角逐漸變小，直至接近0度，此時頂覆蓋片大致平行於磁芯的頂面，且檔片鄰近於定位片以與定位片共同覆蓋磁芯的同一側面。

藉此，遮蔽件可類似於夾子，以將磁芯夾在頂覆蓋片和底覆蓋片之間，並藉由檔片和定位片將磁芯定位於遮蔽件的容置空間中。

綜上所述，本案之電感元件及其製法藉由將遮蔽件的頂覆蓋片向下彎折以包覆可視為閉磁路電感器的磁芯和線圈，以形成電磁遮蔽，且焊接部即設計於底覆蓋片上故無需再行彎折，方便自動化設計。

上述實施樣態僅例示性說明本發明之功效，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，對上述該些實施態樣進行修飾與改變。此外，在上述該些實施態樣中之結構的數目僅為例示性說明，亦非用於限制本發明。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。

21、23:端子 3:磁芯 31:第一側面 32:第二側面 33:第三側面 34:第四側面 35:頂面 36:底面 4:遮蔽件 410:開縫 411:檔片 412:定位片 42:檔片 43:側覆蓋片 44:檔片 45:頂覆蓋片 46:底覆蓋片 462、464:焊接部 461、463:通口 47:容置空間 48:開口 步驟:S401~S404

第1A和1B圖分別為本案之電感元件之不同視角的分解示意圖； 第2A、2B和2C圖分別為本案之電感元件之不同視角的組合示意圖； 第3A、3B和3C圖分別為本案之電感元件之不同視角的立體示意圖；以及 第4圖為本案之電感元件之製法之實施例的示意流程圖。

21:端子

3:磁芯

31:第一側面

32:第二側面

35:頂面

4:遮蔽件

410:開縫

411:檔片

412:定位片

42:檔片

43:側覆蓋片

45:頂覆蓋片

462、464:焊接部

48:開口

Claims (10)

1. 一種電感元件，係包括： 遮蔽件，包含相對的頂覆蓋片和底覆蓋片、連接該頂覆蓋片和該底覆蓋片之側覆蓋片、自該頂覆蓋片向該底覆蓋片彎折延伸之複數個檔片、自該底覆蓋片向該頂覆蓋片彎折延伸之定位片、及形成於該頂覆蓋片、該底覆蓋片、該側覆蓋片、該檔片和該定位片之間的容置空間； 磁芯，係容置於該遮蔽件中以藉由該檔片以及該定位片定位於該容置空間中，且該磁芯嵌埋有線圈；以及 二端子，係與嵌埋於該磁芯內的線圈電性連接並外露於該遮蔽件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電感元件，其中，該磁芯包括相對的頂面和底面以及連接該頂面和底面之相對的第一側面和第三側面及相對的第二側面和第四側面，該複數個檔片包括第一檔片以及相對的第二檔片和第三檔片，該第一檔片和該定位片相鄰以共同覆蓋該第一側面，該側覆蓋片則覆蓋該第三側面，該第二檔片和該第三檔片分別覆蓋該第二側面和該第四側面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電感元件，其中，該遮蔽件更包含形成於該底覆蓋片之二焊接部。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電感元件，其中，該遮蔽件更包含外露該二端子之二通口，其中一通口形成於該側覆蓋片和該底覆蓋片，另一通口形成於該定位片和該底覆蓋片。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電感元件，其中，該遮蔽件係由金屬板一體成形。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電感元件，其中，藉由磁芯粉末包覆該線圈以一體成形嵌埋有該線圈並外露有電性連接該線圈的二端子之磁芯。
7. 一種電感元件之製法，係包括： 形成嵌埋有線圈之磁芯，該磁芯並外露有電性連接該線圈的二端子； 形成遮蔽件，該遮蔽件包含相對的頂覆蓋片和底覆蓋片、連接該頂覆蓋片和該底覆蓋片之側覆蓋片、自該頂覆蓋片向該底覆蓋片彎折延伸之檔片、自該底覆蓋片向該頂覆蓋片彎折延伸之定位片、及形成於該頂覆蓋片、該底覆蓋片、該側覆蓋片、該檔片和該定位片之間的容置空間； 於該頂覆蓋片與該底覆蓋片相遠離以於該檔片與該定位片之間形成連通該容置空間之開口時，令該磁芯自該開口置入該遮蔽件以藉由該檔片和該定位片定位於該容置空間內，並使該二端子外露於該遮蔽件；以及 令該頂覆蓋片與該底覆蓋片以該側覆蓋片為軸相接近以使該開口逐漸變小，直到該檔片和該定位片相鄰以覆蓋該磁芯之同一側面。
8. 如申請專利範圍第7項所述之製法，其中，形成嵌埋有線圈之磁芯係包括：藉由磁芯粉末包覆該線圈以一體成形嵌埋有該線圈並外露有電性連接該線圈的二端子之磁芯。
9. 如申請專利範圍第7項所述之製法，其中，形成遮蔽件係包括：由金屬板經沖壓和彎折以一體成形該遮蔽件。
10. 如申請專利範圍第7項所述之製法，其中，於該磁芯尚未置入該遮蔽件之前，該頂覆蓋片與該底覆蓋片之間的夾角大於90度，而於該磁芯置入該遮蔽件之後，該頂覆蓋片與該底覆蓋片以該側覆蓋片為軸相接近以使該開口逐漸變小，直到該檔片和該定位片相鄰以覆蓋該磁芯之同一側面之時，該頂覆蓋片與該底覆蓋片分別平行該磁芯的頂面和底面。

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