TW202040605A - 形成多個電氣元件之方法與使用該方法製造的單個電氣元件 - Google Patents

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Abstract

在一第一磁性片上放置多個線圈的單一過程中形成多個電感器的方法，接著在該第一磁性片上堆疊磁性層以封裝該線圈而形成大型磁性體，再將該大型磁性體切割成多個電感器，其中該線圈的一端部設置在該電感器的該磁性體的下表面上，該端部朝遠離線圈的軸線的方向延伸且完全位於該線圈的軸線的同一側。

Description

形成多個電氣元件之方法與使用該方法製造的單個電氣元件
本發明涉及一種用於形成電感器的方法，尤其是用於在單一過程中形成多個電感器的方法。
多功能可攜式電子產品和行動通訊產品越來越小，並且需要不同的電壓以支援LCD螢幕、無線通訊模組、基頻模組和相機模組。因此，對轉換電路和DC-DC轉換器的需求已大幅增加，影響功率轉換效率的電感器也變得非常重要。
傳統電感器是經由纏繞在凸塊或柱子上的線圈緊壓填充的磁性粉末製成的，再使用引線框架形成電感器的電極。然而，引線框架的使用需要大量空間並不適合做較小電氣元件的電極，例如電感器。另外，由於凸塊和填充磁性粉末之間的壓力差，在加熱加壓後線圈容易變形，使得磁性粉末的顆粒滲透到線圈的絕緣層中，而造成短路並增加線圈電阻。
因此，業界需要一更好的解決方案來解決上述問題。
一目的是提供一種在單一過程中形成多個電感器的方法，以節省批量生產的成本和時間。
一目的是提供一種在單一過程中形成多個電感器的方法，其中，在對線圈施加壓力之前，將該電感器的線圈完全封裝，以避免短路和該線圈變形。
一目的是提供一種在單一過程中形成多個電感器的方法，其中，形成該線圈的該導線的一側表面從該電感器的該磁性體露出以增加該端部的接觸面積，用於形成該電氣元件的一電極。
在一實施例中，公開了一種電氣元件，其中該電氣元件包括一磁性體，其包含至少一磁性粉末；一導線，其中該導線包括一線圈和一端部，其中該端部朝遠離線圈的軸線的方向延伸且完全位於該線圈的軸線的同一側，其中該導線的該端部的一側表面從該磁性體的底面露出，用於形成該電氣元件的一電極。
在一實施例中，所述至少一磁性粉末包括第一多個顆粒和第二多個顆粒，其中，該第一多個顆粒中的每一顆粒皆完全設置在該磁性體內，且該第二多個顆粒中的每一顆粒設置在磁性體中且具有從該磁性體暴露出來的一實質平坦表面。
在一實施例中，該導線的該端部的軸線與該磁性體的底面實質平行或對齊。
在一實施例中，所述電氣元件是一電感器。
在一實施例中，該導線的該端部的該側表面是實質平坦的面。
在一實施例中，所述電氣元件還具有用於封裝該磁性體的一保護層。
在一實施例中，所述至少一磁性粉末包括一第一磁性粉末和一第二磁性粉末，所述第一磁性粉末的平均粒徑大於所述第二磁性粉末的平均粒徑。
在一實施例中，公開了一種電感器，其中該電感器包括一磁性體，其包含至少一磁性粉末；一導線，其中該導線包括一線圈和一端部，其中該端部朝遠離線圈的軸線的方向延伸且完全位於該線圈的軸線的同一側，其中該導線的該端部的一側表面從該磁性體的底面露出，用於形成該電感器的一電極。
在一實施例中，所述至少一磁性粉末包括第一多個顆粒和第二多個顆粒，其中，該第一多個顆粒中的每一顆粒皆完全設置在該磁性體內，且該第二多個顆粒中的每一顆粒設置在磁性體中且具有從該磁性體暴露出來的一實質平坦表面。
在一實施例中，該導線的該端部的該側表面是實質平坦的面。
在一實施例中，公開了一種形成電氣元件的方法，其中該方法包括提供一第一磁性片，其中所述第一磁性片包括至少一磁性粉末；在該第一磁性片上設置多個線圈，其中每一線圈由一對應的導線所形成；在該第一磁性片上堆疊至少一第二磁性層，以形成封裝該多個線圈的一磁性體； 以及將該磁性體切割成多塊，其中，每一塊包括該磁性體的一相對應部分封裝的一線圈，其中，形成該線圈的一導線的一端部的一側表面從該磁性體的底面露出，用於形成該電氣元件的一電極。
在一實施例中，多個通孔形成在所述第一磁性片中，其中每個導線的一端部設置在所述第一磁性片的一相對應的通孔中。
在一實施例中，該第二磁性層印刷在所述第一磁性片上。
在一實施例中，所述第二磁性片包括多個通孔，其中，所述第二磁性片設置在所述第一磁性片上，其中每個線圈設置在所述第二磁性片的一相對應的通孔中。
在一實施例中，一第三磁性層設置在所述第二磁性片。
在一實施例中，其中所述至少一磁性粉末包括一第一磁性粉末和一第二磁性粉末，其中所述第一磁性粉末的平均粒徑大於所述第二磁性粉末的平均粒徑。
在一實施例中，公開了一種形成電氣元件的方法，其中該方法包括提供一第一磁性片，其中該第一磁性片包括至少一磁性粉末；在該第一磁性片上設置多個線圈，其中每一線圈由一相對應的導線所形成；在該第一磁性片上堆疊至少一第二磁性層並對所述至少一第二磁性層和所述第一磁性片施加壓力，以形成封裝該多個線圈的一磁性體，其中，在對所述至少一第二磁性層和第一磁性片施加壓力之前，所述線圈被所述至少一第二磁性層和第一磁性片完全包覆；以及將該磁性體切割成多塊，其中，每一塊包括該磁性體的一相對應部分封裝的一線圈。
在一實施例中，其中，在該第一磁性片在施加該壓力之前處於一半固化狀態。
應當理解，以下提供了用於實現本發明不同特徵的許多不同的實施例或示例。下述裝置和佈置的具體示例，用以簡化本發明。當然，這些僅是示例，並非用來限定本發明。例如，在下面的描述中，第一特徵在第二特徵之上或其上的形成，可包括第一特徵和第二特徵以直接接觸形成的實施例，並且還可以包括在第一特徵和第二特徵之間形成附加特徵的實施例，使得第一特徵和第二特徵不直接接觸。另外，本發明可以在各種示例中重複參考數字和/或字母。這些重複是為了簡化和清楚的目的,且本身不指示所討論的各種實施例和/或配置之間的關係。
在本發明的一實施例中，每個磁性片均包含不同顆粒尺寸的兩種磁性粉末，較大磁性粉與較小磁性粉的比例：D50為5：1〜50〜1，其中， 較小的磁性粉末的添加量為10 ~50wt %。將磁性粉末和黏性材料用混合器預先混合，並且可以由刮板形成方法形成磁性片，再將其切割以取得期望尺寸的磁性片。
繞線組的數量和構成線圈的導線類型以形成線圈取決於該線圈的電感需求。為了與外部電極連接，導線的端部的設計為實質平坦，並且使用導線的端部的側表面而非導線的橫截面，以增加與外部電極的接觸面積。
圖1是根據本發明一實施例所形成電氣元件的方法的流程圖，其中該方法包括：步驟S101：提供一第一磁性片，其中所述第一磁性片包括至少一磁性粉末；步驟S102：在該第一磁性片上設置多個線圈，其中每一線圈由一相對應的導線所形成；步驟S103：在該第一磁性片上堆疊至少一第二磁性層，以形成封裝該多個線圈的一磁性體；以及步驟S104：將該磁性體切割成多塊，其中，每一塊包括該磁性體的一相對應部分封裝的一線圈，其中，形成該線圈的一導線的一端部的一側表面從該磁性體的相對應部分露出，用於形成該電氣元件的一電極。
有許多方式可以執行該方法，將在下述說明。 第一實施例
請參閱圖2A-2J，如圖2A所示，在第一磁性片201形成多個通孔201b，其中第一磁性片包括位於第一磁性片上表面201a的多個突起201c，例如凸塊或柱子，其中第一磁性片201的每個元件201u在圖2A-1示出；接著，將多個線圈203設置在第一磁性片上201以形成如圖2D所示的結構204，其中每個線圈203由相對應的一導線形成，如圖2C所示，其中每個導線的一端部203a設置在第一磁性片201的相對應通孔201b中，如圖2D-1所示；接著，第二磁性片202設置在第一磁性片201上以形成結構205，其中第二磁性片202包括多個通孔202a，如圖2B所示，其中第二磁性片202的每個元件202u在圖2B-1中示出；其中每個線圈203設置在第二磁性片202的相對應通孔202a中，如圖2E所示，用於將第二磁性片202與第一磁性片201對齊，如圖2F所示，第二磁性片202設置在第一磁性片201上以形成結構205；接著，將磁性與黏性材料206a印刷到第二磁性片202上以封裝線圈203，而形成結構206，如圖2G所示；接著，可以將結構206施加壓力和/或加熱以使其成為一磁性體207，如圖2H所示；接著，可以沿著多條切割線208a將磁性體207切割成多塊，如圖2I所示，其中每一塊包括由磁性體207的相對應部分207a封裝的相對應線圈203，如圖2J所示，其中形成線圈203的該導線的端部203a、203b的一側表面從磁性體207的所述相對應部分207a露出，用於形成該電氣元件的一電極，如圖2J所示。
圖2J是諸如電感器的磁性裝置的仰視圖，其中導線的兩個端部203a、203b設置在磁性體207a的底表面上。
圖2K示出了可以在磁性體207a上塗覆的保護層211。
圖2L示出了該內部電感器的該端部暴露後，一銅層213a覆蓋在導線的端部203a、203b上。
圖2M示出了一錫層213b覆蓋在銅層213a上。
圖2N根據本發明一實施例示出了該磁性體內的該磁性粉末的該顆粒的形狀；其中該至少一磁性粉末包括第一多個顆粒260和第二多個顆粒261，其中，該第一多個顆粒260中的每一顆粒皆完全設置在該磁性體207a內，且在沿著切割線208a切割了磁性體之後，該第二多個顆粒中的每一顆粒261a設置在磁性體207a中且具有從該磁性體暴露出來的一實質平坦表面。 第二實施例
此實施例與上述第一實施例相似，其中取代第一實施例中所述在第二磁性片202上印刷磁性和黏性材料206a以封裝線圈203，可以在第二磁性片202上設置另一磁性層或片以封裝線圈203。也就是，在圖2G中，取代使用磁性和黏性材料206a封裝線圈203以形成結構一206，磁性和黏性材料206a改變為一磁性層設置在第二磁性片上封裝線圈203以形成一結構206。其他細節的描述可以從第一實施例中推斷，因此將不在此進一部描述此第二實施例。 第三實施例
該第一磁性片201，如圖2A所示，在此如圖3A中提供（關於第一磁性片201的描述，請參考第一實施例）；一多個線圈203設置在該第一磁性片上，如圖3B所示；接著，在第一磁性片201上印刷一磁性和黏性材料300a以封裝線圈203而形成一結構300，如圖3C所示；接著，可以將結構300施加壓力和/或加熱以形成一磁性體350，如圖3D所示；接著，可以沿著多條切割線308a將磁性體350切割成多塊，如圖3E所示，其中每一塊包括由磁性體207的相對應部分207a封裝的相對應線圈203，如圖2J所示，其中形成線圈203的該導線的端部203a、203b的一側表面從磁性體207的所述相對應部分207a露出，用於形成該電氣元件的一電極，如圖2J所示。 第四實施例
請參閱圖4A-4G，如圖4A所示，形成該第一磁性片401；接著，第二磁性片402設置在該第一磁性片上，其中第二磁性片402包括一多個通孔402b，如圖4B所示；接著，一多個線圈203設置在第一磁性片401上，其中每個線圈203設置在第二磁性片402的相對應通孔402b中，如圖4C所示；接著，一多個柱子404設置在第一磁性片401上和第二磁性片402的相對應通孔402b，如圖4D所示；接著，將具有一多個通孔405b的一第三磁性片405設置在第二磁性片402以封裝線圈203而形成一結構，如圖4E所示；接著，可以將在圖4E的結構施加壓力和/或加熱以形成磁性體406，其中形成線圈203的該導線的一端部203a從磁性體406露出以形成一電極，如圖4F所示；接著可以沿著多條切割線407將磁性體406切割成多塊，每一塊包括由磁性體406的相對應部分封裝的相對應線圈，其中形成該線圈的該導線的端部203a的一側表面從磁性體406的所述相對應部分露出，用於形成該電氣元件的一電極，如圖4G所示。
在一實施例中，第一磁性片401和第二磁性片4025整體地形成。
在本發明的一實施例中，所述磁性片或磁性層可以在施以壓力和/或加熱所述磁性片之前處於半固化狀態；接著可以將半固化的磁性片施加壓力和/或加熱以形成一固體磁性體以進行後續的切割步驟。
在本發明的一實施例中，該電氣元件是一電感器，例如扼流圈。
在本發明的一實施例中，該至少一磁性粉末包括至少一第一顆粒和至少一第二顆粒，其中，該第一顆粒中的每一顆粒設置在該磁性體內沒有任何部分從磁性體露出，且該第二顆粒中的每一顆粒設置在磁性體中且具有從該磁性體暴露出來的一實質平坦表面。
在本發明的一實施例中，該第一磁性片包括一第一磁性粉末和一第二磁性粉末，其中所述第一磁性粉末的平均粒徑大於所述第二磁性粉末的平均粒徑。
在本發明的一實施例中，每一突起是一柱子。
在本發明的一實施例中，每一突起是一柱子且具有圓形的形狀。
在本發明的一實施例中，公開了一種電氣元件，其中該電氣元件包括一磁性體，其包含至少一磁性粉末；一導線，包括一線圈和一端部，其中該線圈設置在該磁性體中，該端部朝遠離線圈的軸線的方向延伸且完全位於該線圈的軸線的同一側，其中該導線的該端部的一側表面從該磁性體的底面露出，用於形成該電氣元件的一電極。
在本發明的一實施例中，所述至少一磁性粉末包括一第一磁性粉末和一第二磁性粉末，所述第一磁性粉末的平均粒徑大於所述第二磁性粉末的平均粒徑。
在本發明的一實施例中，該至少一磁性粉末包括第一多個顆粒和第二多個顆粒，其中，該第一多個顆粒中的每一顆粒皆完全設置在該磁性體內，且該第二多個顆粒中的每一顆粒設置在磁性體中且具有從該磁性體暴露出來的一實質平坦表面。
在本發明的一實施例中，該導線的該端部的軸線與該磁性體的底面實質平行或對齊。
在本發明的一實施例中，該導線的該端部的該側表面是實質平坦的面。
在本發明的一實施例中，電氣元件還具有用於封裝該磁性體的一保護層。
在一實施例中，公開了一種電感器，其中該電感器包括一磁性體，其包含至少一磁性粉末；一導線，包括一線圈和一端部，其中該端部朝遠離線圈的軸線的方向延伸且完全位於該線圈的軸線的同一側，其中該導線的該端部的一側表面從該磁性體的底面露出，用於形成該電感器的一電極。
在一實施例中，所述至少一磁性粉末包括第一多個顆粒和第二多個顆粒，其中，該第一多個顆粒中的每一顆粒皆完全設置在該磁性體內，且該第二多個顆粒中的每一顆粒設置在磁性體中且具有從該磁性體暴露出來的一實質平坦表面。
在一實施例中，該導線的該端部的該側表面是實質平坦的面。
從上述內容可以理解，雖然為了說明的目的在此描述了具體實施例，但是在不偏離本發明的精神和範圍的情況下，可以進行各種修改。此外，在針對特定實施例公開替代方案的情況下，該替代方案也可以應用於其它實施例，即使沒有特別說明。
201:第一磁性片 201a:第一磁性片的上表面 201b:通孔 201c:突起 201u:元件 202:第二磁性片 202a:通孔 202u:元件 203:線圈 203a:端部 203b:端部 204:結構 205:結構 206:結構 206a:磁性與黏性材料 207:磁性體 207a:磁性體的相對應部分 207b:保護層 208a:切割線 211:保護層 213a:銅層 213b:錫層 260:磁性粉末的第一多個顆粒 261:磁性粉末的第二多個顆粒 261a:磁性粉末的第二多個顆粒的每一顆粒 300:結構 300a:磁性與黏性材料 308a:切割線 350:磁性體 401:第一磁性片 402:第二磁性片 402b:第二磁性片的相對應通孔 404:多個柱子 405:第三磁性片 405b:通孔 406:磁性體 407:切割線 S101:提供一第一磁性片，其中所述第一磁性片包括至少一磁性粉末 S102:在該第一磁性片上設置多個線圈，其中每一線圈由一相對應的導線所形成 S103:在該第一磁性片上堆疊至少一第二磁性層，以形成封裝該多個線圈的一磁性體 S104:將該磁性體切割成多塊，其中，每一塊包括該磁性體的一相對應部分封裝的一線圈，其中，形成該線圈的一導線的一端部的一側表面從該磁性體的相對應部分露出，用於形成該電氣元件的一電極。
包括附圖以提供對本發明的進一步理解且附圖包含在本說明書中並構成本說明書的一部分。附圖示出本發明的實施例並與說明書一起用於解釋本發明的原理。
圖1是根據本發明一實施例所形成電氣元件的方法的流程圖；
圖2A是根據本發明一實施例示出了一第一磁性片的結構；
圖2A-1是根據本發明一實施例示出了該第一磁性片的結構的元件；
圖2B是根據本發明一實施例示出了一第二磁性片的結構；
圖2B-1是根據本發明一實施例示出了該第二磁性片的結構的元件；
圖2C是根據本發明一實施例示出了一線圈的結構；
圖2D是根據本發明一實施例示出了線圈設置在該第一磁性片上的該第一磁性片結構；
圖2D-1是根據本發明一實施例的圖2D示出了該結構的元件；
圖2E示出了該第一磁性片和該第二磁性片的對齊；
圖2F是根據本發明一實施例示出了該第一磁性片和該第二磁性片彼此連接之後的結構；
圖2G是根據本發明一實施例示出了在該第二磁性片上印刷一黏性材料和磁性材料以封裝線圈的結構；
圖2H是根據本發明一實施例的圖2G示出了在加熱和/施加壓力結構之後的結構；
圖2I是根據本發明一實施例示出了沿著著切割線切割圖2H的結構的方法；
圖2J是根據本發明一實施例的電感器的磁性體的仰視圖，其中導線的兩個端部設置在磁性體的底表面上；
圖2K根據本發明一實施例示出了在磁性體上塗覆的保護層211；
圖2L根據本發明一實施例示出了內部電感器的端部暴露後，銅層覆蓋在導線的端部上；
圖2M根據本發明一實施例示出了錫層覆蓋在銅層上；
圖2N根據本發明一實施例示出了磁性體內的磁性粉末的顆粒的形狀；
圖3A-3E根據本發明一實施例示出了製造電感器的過程；以及
圖4A-4G根據本發明一實施例示出了製造電感器的過程。
203:線圈
204:結構

Claims (20)

  1. 一種電氣元件（electrical component），包括： 一磁性體，其包含至少一磁性粉末；以及 一導線，包括一線圈和一端部，其中該線圈設置在該磁性體中，該端部朝遠離該線圈的軸線的方向延伸且完全位於該線圈的軸線的同一側，其中該導線的該端部的一側表面從該磁性體的底面露出，用於形成該電氣元件的一電極。
  2. 根據請求項1所述的電氣元件，其中，所述至少一磁性粉末包括第一多個顆粒和第二多個顆粒，其中，該第一多個顆粒中的每一顆粒皆完全設置在該磁性體內，且該第二多個顆粒中的每一顆粒設置在磁性體中且具有從該磁性體暴露出來的一實質平坦表面。
  3. 根據請求項2所述的電氣元件，其中，該導線的該端部的軸線與該磁性體的底面實質平行或對齊。
  4. 根據請求項1所述的電氣元件，其中，所述電氣元件是一電感器。
  5. 根據請求項2所述的電氣元件，其中，該導線的該端部的該側表面是實質平坦的面。
  6. 根據請求項1所述的電氣元件，其中所述電氣元件還具有用於封裝該磁性體的一保護層。
  7. 根據請求項1所述的電氣元件，其中，所述至少一磁性粉末包括一第一磁性粉末和一第二磁性粉末，所述第一磁性粉末的平均粒徑大於所述第二磁性粉末的平均粒徑。
  8. 一種電感器，包括： 一磁性體，包含至少一磁性粉末；以及 一導線，包括一線圈和一端部，其中該線圈設置在該磁性體中，其中，該至少一磁性粉末包括第一多個顆粒和第二多個顆粒，其中，該第一多個顆粒中的每一顆粒皆完全設置在該磁性體內，以及該第二多個顆粒中的每一顆粒設置在磁性體中且具有從該磁性體暴露出來的一實質平坦表面。
  9. 一種形成電氣元件的方法，包括： 提供一第一磁性片，其中所述第一磁性片包括至少一磁性粉末； 在該第一磁性片上設置多個線圈，其中每一線圈由一相對應的導線所形成； 在該第一磁性片上堆疊至少一第二磁性層，以形成封裝該多個線圈的一磁性體； 以及 將該磁性體切割成多塊，其中，每一塊包括該磁性體的一相對應部分所封裝的一線圈，其中，形成該線圈的一導線的一端部的一側表面從該磁性體的相對應部分露出，用於形成該電氣元件的一電極。
  10. 根據請求項9所述的方法，其中，多個通孔形成在所述第一磁性片中，其中每個導線的一端部設置在所述第一磁性片的一相對應的通孔中。
  11. 根據請求項9所述的方法，其中，所述至少一第二磁性層包括印刷在所述第一磁性片上的一磁性層。
  12. 根據請求項10所述的方法，其中，所述至少一第二磁性層包括一第二磁性片，其中，所述第二磁性片包括多個通孔，其中，所述第二磁性片設置在所述第一磁性片上，其中每個線圈的一端部設置在所述第二磁性片的一相對應的通孔中。
  13. 根據請求項12所述的方法，其中，所述至少一第二磁性層包括印刷在所述第二磁性片上的一磁性層。
  14. 根據請求項12所述的方法，其中，所述至少一第二磁性層包括設置在所述第二磁性片上的一第三磁性層。
  15. 根據請求項9所述的方法，其中，該至少一磁性粉末包括第一多個顆粒和第二多個顆粒，其中，該第一多個顆粒中的每一顆粒皆完全設置在該磁性體內，且該第二多個顆粒中的每一顆粒設置在磁性體中且具有從該磁性體暴露出來的一實質平坦表面。
  16. 根據請求項9所述的方法，其中，所述電氣元件是一電感器。
  17. 一種形成電氣元件的方法，包括： 提供一第一磁性片，其中該第一磁性片包括至少一磁性粉末； 在該第一磁性片上設置多個線圈，其中每一線圈由一相對應的導線所形成； 在該第一磁性片上堆疊至少一第二磁性層並對所述至少一第二磁性層和所述第一磁性片施加壓力，以形成封裝該多個線圈的一磁性體，其中，在對所述至少一第二磁性層和所述第一磁性片施加壓力之前，所述多個線圈被所述至少一第二磁性層和所述第一磁性片完全包覆； 以及 將該磁性體切割成多塊，其中，每一塊包括該磁性體的一相對應部分所封裝的一線圈。
  18. 根據請求項17所述的方法，其中，所述電氣元件是一電感器。
  19. 根據請求項17所述的方法，其中，該至少一磁性粉末包括第一多個顆粒和第二多個顆粒，其中，該第一多個顆粒中的每一顆粒皆完全設置在該磁性體內，且該第二多個顆粒中的每一顆粒設置在磁性體中且具有從該磁性體暴露出來的一實質平坦表面。
  20. 根據請求項17所述的方法，其中，在該第一磁性片在施加該壓力之前處於一半固化狀態。
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