TWI401706B - 電感元件及其基座 - Google Patents

Description

電感元件及其基座

本案係關於一種電感元件，尤指一種可限定高度之電感元件及其基座。

一般而言，電器設備中常設有許多電感元件，為了因應電子裝置之薄型化，電感元件及內部使用之導電繞組亦須朝薄型化的趨勢發展，以降低電子裝置之整體體積。

以電感元件為例，習知電感元件係如第一圖所示，電感元件1主要由繞組11以及基座12所組成，其中，繞組11係設置於基座12之上表面120上，並由磁心110及繞線111所組成，磁心110係為圓環形磁心，繞線111係纏繞設置於環形磁心110上。以及，在基座12上更具有複數個接腳121，接腳121係為折彎之結構，繞線111之兩端即分別纏繞於兩不同接腳121上，接腳121之底面121a係連接於一電路板(未圖示)，用以使繞線111透過接腳121而與該電路板電導接。

然而在習知電感元件1中，由於繞線111係直接纏繞於接腳121上，因此當繞線111之線徑較大時，極容易在纏繞過程中導致接腳121出現變形之情形，進而影響電感元件1之效能，以及，由於習知技術中之電感元件1係為適用於表面黏著技術(Surface Mount Technology，SMT)之表面黏著裝置(Surface Mount Device，SMD)，因此當SMT之置件機(未圖示)將電感元件1設置於電路板上時，係藉由過錫爐之方式將電感元件1之接腳121焊接於電路板上，此時若接腳121具有變形之情形，則易造成電感元件1產生接觸不良之問題。

除此之外，由於繞線111係直接纏繞於磁心110之上，故當繞線111的線徑較大時，則係會增加繞組11之高度h1，且其不易平整，因此難以控制其繞組高度h1，以及，由於繞組11係設置於基座12之上表面120上，因此電感元件1之總高度係為繞組11之高度h1加上基座之高度h2，如此一來，其總高度亦難以控制於特定範圍中，當其所設置的空間有限的情況下，極易造成設置上的困擾。

並且，由於繞線111纏繞於磁心110上會造成繞組11之表面不平整的情形，因此當電感元件1運用於SMT之自動化組裝製程時，因無法提供一平整之上表面供置件機吸附用，故無法使用自動化組裝製程，而需用人力作業，造成作業上的不便，無疑是增加製造的成本。基於前述電感元件1之接腳易折彎變形、高度無法控制以及無法提供吸附平面等種種缺失，使得電感元件1於其製程以及應用性、廣泛性等均受到限制。

本案之主要目的在於提供一種電感元件及其基座，俾解決習知電感元件因繞線不平均而無法提供平整之吸附表面，以及電感元件之高度無法控制之缺失。

本案之另一目的在於提供一種電感元件及其基座，俾解決習知電感元件之接腳容易變形之缺失。

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種電感元件，其係包括：基座，包括：外框，具有第一上表面；中心部，設置於外框中，中心部係具有第二上表面；以及連接部，連接外框及中心部，並與外框及中心部共同定義出容置槽；以及繞組，設置於容置槽中；其中，中心部之第二上表面係實質上高於外框之第一上表面，藉由中心部之第二上表面及連接部之第三上表面之間之高度差定義出容置槽之第一高度，繞組之第二高度係低於第一高度，俾使繞組設置於容置槽內時，繞組之第四上表面係實質上低於第二上表面。

為達前述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一種基座，適用於電感元件，基座係包括：外框，具有第一上表面；中心部，設置於外框中，中心部具有第二上表面；以及連接部，連接外框及中心部，並與外框及中心部共同定義出容置槽；其中，中心部之第二上表面係實質上高於外框之第一上表面，藉由中心部之第二上表面及連接部之第三上表面之間之高度差定義出容置槽之第一高度，電感元件之繞組之第二高度係低於第一高度，俾使繞組設置於容置槽內時，繞組之第四上表面係實質上低於第二上表面。

為達前述目的，本案之又一較廣義實施態樣為提供一種基座，適用於電感元件，基座係包括：外框；中心部，設置於該外框中；連接部，連接該外框及該中心部；以及複數個導腳，設置於外框上，其中每一導腳之一端係與電感元件之繞組相連接，另一端則與對應之接腳相連接，接腳係設置於外框上且與電路板電連接。

為達前述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一種基座，適用於電感元件，基座係包括：外框，具有第一上表面；中心部，設置於外框中，中心部具有第二上表面；連接部，連接外框及中心部，並與外框及中心部共同定義出容置槽；以及複數個導腳，設置於外框上，其中每一導腳之一端係與電感元件之繞組相連接，另一端則與對應之接腳相連接，接腳係設置於外框上且與電路板電連接；其中，中心部之第二上表面係實質上高於外框之第一上表面，藉由中心部之第二上表面及連接部之第三上表面之間之高度差定義出容置槽之第一高度，繞組之第二高度係低於第一高度，俾使繞組設置於容置槽內時，繞組之第四上表面係實質上低於第二上表面。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第二圖，其係為本案第一較佳實施例之電感元件之爆炸結構示意圖，如圖所示，本案之電感元件2主要由繞組21以及基座22所組成。

繞組21係包含繞線210及磁心211，以本實施例為例，磁心211係為一圓環形鐵心，並具有貫穿通道212，但不以此為限，繞線210係纏繞於環形磁心211上，且係可為2組繞線或4組繞線，其數量係可依實際施作情形而任施變化，並不以此為限，且繞組21之高度H2係為繞線210纏繞於磁心211上之高度，即自繞線210之第四上表面210a與第四下表面210b之間的高度差H2。

基座22係包含外框220、中心部221以及連接部222。於本實施例中，外框220係為方形之框架，並不以此為限，且其內部係為圓形之鏤空結構，其係具有第一上表面220a及第一下表面220b(如第三圖A所示)。中心部221係具有第二上表面221a，且中心部221之第二上表面221a係實質上高於外框220之第一上表面220a。連接部222係連接於外框220及中心部221，且連接部222係具有第三上表面222a以及兩沿外框220之內壁面向上延伸之延伸臂222c，藉由連接部222之第三上表面222a可與外框220及中心部221共同定義出容置槽223，用以容置繞組21，並可藉由第三上表面222a支撐繞組21。當繞組21具有兩組繞線時，連接部222係可隔離此兩組繞線，以作為絕緣阻隔之用。此外，藉由連接部222之兩延伸臂222c之間的距離係可定義出容置槽223之寬度D1，其係可用於控制繞組21之外徑大小。而中心部221之第二上表面221a之長度D2則可用於控制繞組21之內徑大小。

此外，中心部221之第二上表面221a與連接部222之第三上表面222a之間的高度差係可定義出第一高度H1，且第一高度H1係高於繞組21之第二高度H2，如此一來，當繞組21容設於基座22之容置槽223內時，該繞組21之第四上表面210a係實質上低於中心部221之第二上表面221a，俾可減小電感元件1之整體高度及體積，使電感元件1於設置上更為便利，且可節省設置空間。

請同時參閱第二圖、第三圖A及第三圖B，其中，第三圖A及第三圖B係分別為第二圖中所示之基座之背面結構示意圖及剖面結構示意圖，如第二圖及第三圖A所示，基座22之外框220係具有第一下表面220b，以及，連接於外框220及中心部221之連接部222係具有第三上表面222a以及第三下表面222b，其中連接部222之第三上表面222a係切齊於外框220之第一下表面220b或是低於第一下表面220b，且其第三下表面222b係實質上低於該外框220之第一下表面220b，即於本實施例中，連接部222係為低於外框220之第一下表面220b之結構，如此一來，藉由低於連接部222之第三上表面222a以及高於外框220之中心部221之第一上表面221a之間的高度差H1，即可定義出相較於外框220之深度更大之容置槽223，故即便繞組21使用線徑較粗之繞線210，使得繞組21之第二高度H2較高，亦可透過將中心部221之第一上表面221a向上加高或是將連接部222之第三上表面222a向下降低之設計，使基座22之容置槽223之深度於垂直方向向上或向下加深，使得具有較高之第二高度H2之繞組21可容設於加深之第一高度H1之容置槽223中。此外，當電感元件2設置於電路板(未圖示)上時，係於電路板上對應設置一鏤空凹槽(未圖示)，用以對應容置低於外框220之連接部222，使電感元件2設置於電路板上時，連接部222恰可埋設於電路板中，更能節省電感元件2之設置空間。並且，於一些實施例中，連接部222與中心部221以及外框220至少其中之二係可為一體成型之結構，但不以此為限。

請再同時參閱第二圖、第三圖A及第三圖B，如第二圖所示，在基座22上更具有複數個導腳224以及複數個與導腳224對應之接腳225，其中每一導腳224露出於外框220之一端係與繞線210相連接，而埋設於外框220中之另一端則與對應之接腳225相連接(如第三圖B所示)，且接腳225露出於外框220之一端係與電路板(未圖示)電連接，用以使電感元件2所產生之電磁感應透過導腳224與接腳225而傳遞至該電路板上。如第三圖B所示，導腳224係設置於外框220之第一側面220c上，而與導腳224對應連接之接腳225則設置於鄰接於第一側面220c之第二側面220d上。於本實施例中，適用於SMD之基座22的接腳225係為一梯形折彎結構，具有一底面225b，用以平貼於電路板(未圖示)上，並可藉由過錫爐而使接腳225之底面225b焊接於電路板上，且在接腳225中央更具有一鏤空溝槽225a，用以降低彎腳成型之彈回，並可增加接腳225於焊錫時之附著力。此外，於一些實施例中，基座22更包含輔助腳26，其係設置於外框220之第一下表面220b，用以標記特定腳位，且其標記之方式係可依實際施作情形而任施變化，並不以此為限。

於另一些實施例中，如第三圖C所示，適用於DIP之基座32亦具有接腳325，且接腳325係為針腳結構，其係設置於基座32之外框320之第二側面320d上，且一端係連接於設置於外框320之第一側面320c之導腳324，另一端則直接穿設於電路板(未圖示)上對應之貫穿孔洞(未圖示)中，且於接腳325穿設於該貫穿孔洞後，透過過錫爐之過程，將接腳325焊接於電路板中，俾使基座32固定設置於電路板上，換言之，此兩實施例之適用於SMD之基座22與適用於DIP之基座32之間的差異僅在於接腳225及接腳325之結構不同，其餘均為相同之結構，因此基座22以及基座32在製造時係可共模製造，僅需在設置接腳時分別設置梯型接腳225或是針腳接腳325，即可分別製出適用於SMD之基座22或是適用於DIP之基座32，如此一來，適用於SMD之電感元件2及適用於DIP之電感元件於製造時係可共模製造，可大幅節省SMD及DIP之電感元件之製造成本。

請同時參閱第二圖及第四圖，第四圖係為第二圖之組裝結構示意圖，當繞組21組裝設置於基座22之容置槽223內時，係將繞組21之貫穿通道212對應於基座22之中心部221而向下設置，使中心部221穿設於貫穿通道212中，俾使繞組21對應容設於基座22之容置槽223中，且繞組21之第四上表面210a係低於中心部221之第二上表面221a，如此一來，則可藉由第二上表面221a及第三下表面222b之間的高度差來限定電感元件2之整體高度，且由於繞組21係完整容設於基座22之容置槽223中，更可有效減少電感元件2之高度，俾使電感元件2之整體高度及體積減小，更符合電感元件2微小化之目的，且更利於設置，使電感元件2之應用性更為廣泛。

以及，以本實施例為例，基座22之外框220之第二側面220d及其相對側面上更分別具有一開口220e，且在開口220e兩端上方更具有凸塊220h，當繞組21設置於容置槽223中時，繞線210之輸入端210c及輸出端210d係可沿開口220e、凸塊220h以及其兩側之引道220f及220g而使該輸入端210c及該輸出端210d分別繞設於外框220上，藉由凸塊220h以控制繞線210之平整度，並使繞組21設置於容置槽223內可維持平衡、不高翹之情形，並使輸入端210c及輸出端210d分別沿著引道220f及220g而連接於設置在第一側面220c上的導腳224及其相對側之導腳224(未圖示)，再藉由與導腳224對應連接之接腳225而分別與電路板進行電連接。

於一些實施例中，繞線210之輸入端210c及輸出端210d係以纏繞之方式連接於對應之導腳224上，以完成導接。而於另一些實施例中，則如第四圖所示，導腳224上係具有開口224a，用以供繞線210之輸入端210c及輸出端210d對應設置於該開口224a中，且開口224a之型態係可為長條式之溝槽或為線徑之圓形開口，並不以此為限，其主要係便於使繞線210跨入設置於導腳224之開口224a內，其後，再藉由焊接之方式，使繞線210之輸入端210c及輸出端210d固定連接於對應之導腳224上，但繞線210及導腳224之連接方式係可依實際施作情形而任施變化，並不以此為限。於本實施例中，導腳224係用以導接繞線210與基座22，接腳225係用以導接基座22與電路板(未圖示)，如此一來，當電感元件2與電路板電連接時，即便繞線210於纏繞導腳224時導致導腳224出現變形之情形，亦不會影響到接腳225與電路板之間的導接關係，且在接腳225焊接至電路板時亦不受到導腳224焊接或是變形之影響而導致電感元件2出現接觸不良之問題，使得電感元件2與電路板之電連接更為穩定。

此外，在電感元件2設置於電路板之SMT製程中，當SMT之置件機欲吸取電感元件2時，亦可直接吸附中心部221之平整的第二上表面221a，不會因繞線210之纏繞不平整而導致SMT吸附到不平整之表面，而造成製程上的不便，以及，當作業人員欲量測電感元件2之產品高度及平整度時，僅需將平面紙張或量測物平置於電感元件2之第二上表面221a，即可判斷電感元件2之高度及平整度是否符合要求，可簡化產品檢驗及量測方式，降低製程所需耗費之工時、提高產品的良率及產能。

綜上所述，本案提供一種電感元件，該電感元件係具有繞組及基座，藉由基座之中心部之第二上表面及連接部之第三上表面之間的高度差定義出第一高度，且第一高度係實質上高於繞組之第二高度，當繞組容設於基座內之容置槽，該容設於容置槽內之繞組之第四上表面係低於基座之中心部之第二上表面，俾使電感元件可藉以限定產品高度，且可藉由該第二上表面提供SMT製程之吸附表面。此外，藉由基座上分離設置之導腳與接腳，可使電感元件與電路板之間的電連接不受繞組接線之影響，因而可增加產品設置上之良率及穩定性，故本案之電感元件不僅可控制產品高度，更可使電感元件在SMT製程中提供吸附表面、簡化產品平整度與高度之量測方式，且其分離式之導腳與接腳更能避免接腳變形，使電感元件可降低產品的製程工時，提升產品之良率與產能，此外，更具有可使SMD及DIP產品共模製造之優點，大幅減小製造成本，並具有減小電感元件整體體積之優點。是以，本案之電感元件及其基座極具產業之價值，且符合各項專利要件，爰依法提出申請。

本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1、2．．．電感元件

11、21．．．繞組

110、211．．．磁心

111、210．．．繞線

12、22、32．．．基座

121、225、325．．．接腳

121a、225b．．．底面

120．．．上表面

210a．．．第四上表面

210b．．．第四下表面

210c．．．輸入端

210d．．．輸出端

212．．．貫穿通道

220、320．．．外框

220a．．．第一上表面

220b．．．第一下表面

220c、320c．．．第一側面

220d、320d．．．第二側面

220e．．．開口

220f、220g．．．引道

220h．．．凸塊

221．．．中心部

221a．．．第二上表面

222．．．連接部

222a．．．第三上表面

222b．．．第三下表面

222c．．．延伸臂

223．．．容置槽

224、324．．．導腳

224a．．．開口

225a．．．鏤空溝槽

226．．．輔助腳

h1．．．繞組高度

h2．．．基座高度

D1．．．容置槽之寬度

D2．．．第二上表面之長度

H1．．．第一高度

H2．．．第二高度

第一圖：其係為習知電感元件之結構示意圖。

第二圖：其係為本案第一較佳實施例之電感元件之爆炸結構示意圖。

第三圖A：其係為第二圖所示之基座之背面結構示意圖。

第三圖B：其係為第二圖所示之基座之剖面結構示意圖。

第三圖C：其係為本案第二較佳實施例之電感元件之基座之部分剖面結構示意圖。

第四圖：其係為第二圖之組裝結構示意圖。

2．．．電感元件

21．．．繞組

211．．．磁心

210．．．繞線

210a．．．第四上表面

210b．．．第四下表面

212．．．貫穿通道

22．．．基座

220．．．外框

220a．．．第一上表面

221．．．中心部

221a．．．第二上表面

222．．．連接部

222a．．．第三上表面

222c．．．延伸臂

223．．．容置槽

224．．．導腳

224a．．．開口

225．．．接腳

225a．．．鏤空溝槽

225b．．．底面

D1．．．容置槽之寬度

D2．．．第二上表面之長度

H1．．．第一高度

H2．．．第二高度

Claims (29)

1. 一種電感元件，其係包括：一基座，包括：一外框，具有一第一上表面；一中心部，設置於該外框中，該中心部係具有一第二上表面；以及一連接部，連接該外框及該中心部，並與該外框及該中心部共同定義出一容置槽；以及一繞組，設置於該容置槽中；其中，該中心部之該第二上表面係實質上高於該外框之該第一上表面，藉由該中心部之該第二上表面及該連接部之一第三上表面之間之高度差定義出該容置槽之一第一高度，該繞組之一第二高度係低於該第一高度，俾使該繞組設置於該容置槽內時，該繞組之一第四上表面係實質上低於該第二上表面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電感元件，其中該外框及該中心部及該連接部至少其中之二係為一體成型之結構。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電感元件，其中該外框更具有一第一下表面，該連接部亦具有一第三下表面，且該第三下表面係實質上低於該第一下表面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電感元件，其中該繞組係包含一磁心及至少一繞線，且該繞線係繞設於該磁心上。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電感元件，其中該磁心係為一圓環形鐵心，並具有一貫穿通道。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電感元件，其中該繞組設置於該基座之該容置槽時，係將該貫穿通道對應於該基座之該中心部，使該中心部穿設於該貫穿通道中，俾使該繞組對應容設於該容置槽中。
7. 如申請專利範圍第4項所述之電感元件，其中該繞線數目係為二，且該二組繞線係藉由該連接部相互隔離。
8. 如申請專利範圍第4項所述之電感元件，其中該基座更具有複數個導腳，其中每一該導腳之一端係與該繞線相連接，另一端則與對應之一接腳相連接。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電感元件，其中該複數個導腳與該複數個接腳係分別設置於該外框之一第一側面及一鄰接於該第一側面之第二側面上。
10. 如申請專利範圍第8項所述之電感元件，其中該繞線係纏繞於該導腳上，以完成導接。
11. 如申請專利範圍第8項所述之電感元件，其中該導腳與該繞線相連接之該端係具有一開口，該繞線係設置於該開口中。
12. 如申請專利範圍第8項所述之電感元件，其中該接腳係與一電路板電連接。
13. 一種基座，適用於一電感元件，該基座係包括：一外框，具有一第一上表面；一中心部，設置於該外框中，該中心部係具有一第二上表面；以及一連接部，連接該外框及該中心部，並與該外框及該中心部共同定義出一容置槽；其中，該中心部之該第二上表面係實質上高於該外框之該第一上表面，藉由該中心部之該第二上表面及該連接部之一第三上表面之間之高度差定義出該容置槽之一第一高度，該電感元件之一繞組之一第二高度係低於該第一高度，俾使該繞組設置於該容置槽內時，該繞組之一第四上表面係實質上低於該第二上表面。
14. 如申請專利範圍第13項所述之基座，其中該外框及該中心部及該連接部至少其中之二係為一體成型之結構。
15. 如申請專利範圍第13項所述之基座，其中該外框更具有一第一下表面，該連接部亦具有一第三下表面，且該第三下表面係實質上低於該第一下表面。
16. 如申請專利範圍第13項所述之基座，其中該繞組係包含一磁心及至少一繞線，且該繞線係繞設於該磁心上。
17. 如申請專利範圍第16項所述之基座，其中該基座更具有複數個導腳，其中每一該導腳之一端係與該繞線相連接，另一端則與對應之一接腳相連接。
18. 如申請專利範圍第17項所述之基座，其中該複數個導腳與該複數個接腳係分別設置於該外框之一第一側面及一鄰接於該第一側面之第二側面上。
19. 如申請專利範圍第17項所述之基座，其中該繞線係纏繞於該導腳上，以完成導接。
20. 如申請專利範圍第17項所述之基座，其中該導腳與該繞線相連接之該端係具有一開口，該繞線係設置於該開口中。
21. 一種基座，適用於一電感元件，該基座係包括：一外框；一中心部，設置於該外框中；一連接部，連接該外框及該中心部；以及複數個導腳，設置於該外框上，其中每一該導腳之一端係與該電感元件之一繞組相連接，另一端則與對應之一接腳相連接，該接腳係設置於該外框上且與一電路板電連接。
22. 如申請專利範圍第21項所述之基座，其中該外框具有一第一上表面，該中心部係具有一第二上表面；以及該連接部與該外框及該中心部共同定義出一容置槽；其中該中心部之該第二上表面係實質上高於該外框之該第一上表面，藉由該中心部之該第二上表面及該連接部之一第三上表面之間之高度差定義出該容置槽之一第一高度，該繞組之一第二高度係低於該第一高度，俾使該繞組設置於該容置槽內時，該繞組之一第四上表面係實質上低於該第二上表面。
23. 如申請專利範圍第21項所述之基座，其中該複數個導腳與該複數個接腳係分別設置於該外框彼此鄰接之一第一側面及一第二側面上。
24. 如申請專利範圍第21項所述之基座，其中該繞組係包含一磁心及至少一繞線，且該繞線係繞設於該磁心上。
25. 如申請專利範圍第24項所述之基座，其中該導腳之一端係與該繞線相連接。
26. 如申請專利範圍第24項所述之基座，其中該繞線係纏繞於該導腳上，以完成導接。
27. 如申請專利範圍第24項所述之基座，其中該導腳與該繞組相連接之該端係具有一開口，該繞組之繞線係設置於該開口中。
28. 一種基座，適用於一電感元件，該基座係包括：一外框，具有一第一上表面；一中心部，設置於該外框中，該中心部係具有一第二上表面；一連接部，連接該外框及該中心部，並與該外框及該中心部共同定義出一容置槽；以及複數個導腳，設置於該外框上，其中每一該導腳之一端係與該電感元件之一繞組相連接，另一端則與對應之一接腳相連接，該接腳係設置於該外框上且與一電路板電連接；其中，該中心部之該第二上表面係實質上高於該外框之該第一上表面，藉由該中心部之該第二上表面及該連接部之一第三上表面之間之高度差定義出該容置槽之一第一高度，該繞組之一第二高度係低於該第一高度，俾使該繞組設置於該容置槽內時，該繞組之一第四上表面係實質上低於該第二上表面。
29. 如申請專利範圍第28項所述之基座，其中該複數個導腳與該複數個接腳係分別設置於該外框彼此鄰接之一第一側面及一第二側面上。