TWI431782B - 用來減低電感器所發出之逸散磁場的方法、系統和裝置 - Google Patents

Description

用來減低電感器所發出之逸散磁場的方法、系統和裝置

本專利申請案大致上乃關於一種導電性屏蔽裝置，用來減低電感器所發出之逸散磁場。

電感器可由一根銅線與包覆它的核心所構成。該核心可由鐵磁性材料所形成，並含有空氣間隙。電感器在運作時會產生逸散磁場。在某些作法中，可以用導電性帶狀物(例如銅帶)包覆電感器，來減低從該電感器所發射出來的逸散磁場。利用導電性帶狀物包覆電感器是一種減低電感器所發出之逸散磁場的方法；然而卻可能有不利之處。例如，要以導電帶包覆住電感器可能是很困難的。

本專利申請案大致上乃關於一種導電性屏蔽裝置，用來減低電感器所發出之逸散磁場。

總括來說，以某項觀點來看，本發明的特徵為一種方法，其包括附著電感器到印刷電路板上。該方法還包括在印刷電路板的導電性襯墊上附著一U形的導電性屏蔽構件，使得該電感器的縱長部分實質上由導電性襯墊與U形的導電性屏蔽構件所環繞。

具體態樣可包括下列的一或多項。

將電感器附著在印刷電路板上的方法可包括：附著電 感器，使得電感器的間隙位在該電感器靠近印刷電路板的部份上。該U形的導電性屏蔽構件可具有：第一面，其和印刷電路板實質上垂直；第二面，其和印刷電路板實質上垂直，並和第一面實質上平行；第三面，其與第一面和第二面連結在一起，並與印刷電路板實質上平行。該方法也可包括使用金屬衝壓的過程來形成U形的導電性屏蔽構件。將U形的導電性屏蔽構件附著在印刷電路板上的導電性襯墊的方法可包括：焊接該U形的導電性屏蔽構件到印刷電路板上的導電性襯墊。

總括來說，以某項觀點來看，本發明的特徵為一種系統，其用來減低電感器所發出之逸散磁場。該系統包括導電性屏蔽裝置。該導電性屏蔽裝置包括：第一面、實質上平行於該第一面的第二面、附著在第一與第二面之間的第三面，該第三面實質上與第一與第二面垂直。

具體態樣可包括下列的一或多項。

該導電性屏蔽裝置的第一面可以實質上垂直於印刷電路板的表面。該導電性屏蔽裝置的第二面可以實質上垂直於印刷電路板的表面。該導電性屏蔽裝置的第三面可以實質上平行於印刷電路板的表面。該系統也可包括印刷電路板。該印刷電路板的表面上可以包含導電性襯墊。該導電性屏蔽裝置還可包括：自第一面以一角度延伸出來的第一附著部分，以及自第二面以一角度延伸出來的第二附著部分。第一附著部分與第二附著部分能和導電性襯墊進行電交流。該導電性屏蔽裝置可為壓製的金屬構件。該導電性 屏蔽裝置可以用銅製作。該導電性屏蔽裝置可以用錫製作。該系統也可以包括附著在印刷電路板上的電感器。該導電性襯墊、導電性屏蔽裝置的第一面、導電性屏蔽裝置的第二面、導電性屏蔽裝置的第三面可以實質上環繞著該電感器的縱長部分。

總括來說，以某項觀點來看，本發明的特徵為一種裝置，其用來減低電感器所發出之逸散磁場。該裝置包括實質上U形的壓製金屬構件，其建構成附著於印刷電路板的導電性表面，並在電感器的三面上建構成實質上環繞該電感器的縱長部分。

一或多項範例的細節會在以下的附圖與敘述中闡明。本發明更多的特色、觀點與好處將從下面敘述、圖式與申請專利範圍中變得顯而易見。

第一圖所示的是以下的展開圖：用來屏蔽電感器的裝置10(在下文中稱為「屏蔽裝置」或「導電性屏蔽構件」)、電感器的核心11、導線18、印刷電路板(PCB)20。導線18包括17a與17b的部分，其延伸自電感器的核心11，並與印刷電路板20上的接點襯墊22與26形成電接點。17a與17b的部分也可以實際上將電感器12固定在印刷電路板20上。屏蔽裝置10實質上為U形的(例如具有實質上U形的部分)。該屏蔽裝置10可附著到印刷電路板20上，使得屏蔽裝置10實質上包圍住電感器12三面的縱長部分(像 是縱長部分13)，而印刷電路板20上的導電性表面24則實質上包圍住電感器12第四面的縱長部分。當將屏蔽裝置10附著在導電性表面24之上，該屏蔽裝置10與導電性表面24便實質上環繞住電感器12的縱長部分。由於導電性表面24與屏蔽裝置10的結合會在電感器12的縱長部分四周形成導電性圓筒，故與不具有屏蔽裝置的電感器相較之下，便能降低發自電感器12的逸散磁場。

一般說來，屏蔽裝置10是由導電材料所製成。典型的導電材料包括銅、錫以及鈹銅合金。

使用導電性表面24與屏蔽裝置10來屏蔽發自電感器12的逸散磁場有多方面的好處。舉例來說，由於屏蔽裝置10是附著在印刷電路板20上而在電感器12的四周部分形成導電性的周邊，因此該屏蔽裝置10可適用於表面安裝方法。此外，由於屏蔽裝置10本身不需要是封閉的結構，屏蔽裝置10便能容易製作以及組裝(如下所述)。

第二圖至第五圖分別是屏蔽裝置10的立體圖、俯視圖以及兩個側視圖。該屏蔽裝置10包含30、32、34三個面，當附著在印刷電路板20的導電性表面24的時候，會形成U形的結構而可環繞住電感器12的縱長部分。面30與面34可實質上互相平行；而面32連接面30與面34，並可實質上和面30與面34垂直。因此，當位於印刷電路板20上時，面30與面34可實質上和印刷電路板20的表面21垂直，而面32可實質上平行於印刷電路板20的表面21。

屏蔽裝置10的面30，其高度與長度可為高36與長38。 屏蔽裝置10的面34，其高度與長度可為高40與長42。屏蔽裝置10的一種作法是高36與高40以及長38與長42可實質上是相同的。而另一種作法是屏蔽裝置10的高36與高40以及長38與長42可以是不同的。為了容納電感器12，一種作法是調整高36與高40以及長38與長42以讓電感器12能裝進屏蔽裝置10中。舉例來說，高36與高40可從約0.1英吋到約1英吋，而長38與長42可從約0.2英吋到約2英吋。

屏蔽裝置10的面32，其寬度與長度可為寬44與長46。屏蔽裝置10的其中一種作法是長38、42、46可實質上是相同的。為了容納電感器12的長度與寬度，某些作法是調整寬44與長46以讓電感器12能裝進屏蔽裝置10中。舉例來說，寬44可從約0.2英吋到約2英吋，而長46可從約0.2英吋到約2英吋。

屏蔽裝置10包括一對附著部分50a與50b。附著部分50a與50b分別延伸自面30與34，用來附著屏蔽裝置10到印刷電路板20的導電性表面24。附著部分50a與50b分別包含區域54a與54b，其可近似垂直於面30與面34。因此，當位於印刷電路板之上，附著部分50a與50b可以是實質上平行於印刷電路板20，而在屏蔽裝置10與印刷電路板20的導電性表面24之間，同時形成機械與電的連結。舉例來說，可以使用導電性黏著劑(例如焊料)連接附著部分50a與50b以及印刷電路板20的導電性表面24。區域54a與54b的寬度可為寬56。在屏蔽裝置10的其中 一種作法中，為了便於將屏蔽裝置10附著到印刷電路板20上，寬度56可覆蓋著導電性黏著劑。

屏蔽裝置10也包括兩組末端片(例如末端片60a與60b以及末端片62a與62b)。末端片60a與62a以一角度延伸自面30，並指向面34。在一些作法中，末端片60a與62a實質上垂直於面30。類似地，末端片60b與62b以一角度延伸自面34，並指向面30。在一些作法中，末端片60b與62b實質上垂直於面34。

末端片60a、60b、62a、62b的長度可為長68。屏蔽裝置10的其中一種作法是選取長68，使得在末端片60a與60b之間以及末端片62a與62b之間存在一個間隙64。在某些作法中可以選取間隙64的寬度，使得自電感器12核心11所延伸出來的導線18，其一部份可以裝在末端片60a、60b、62a、62b之間，但是不會接觸到末端片60a、60b、62a、62b。

咸信屏蔽裝置10具有容易製作的優點。因為屏蔽裝置10並不需要是一種封閉的結構(舉例來說，因為第四個具導電性的面是由印刷電路板20的導電性表面24所提供)。該屏蔽裝置10可以從一張導電性材料的薄板壓製而得。例如像是第六圖所示，可以彎曲單片的導電性材料來形成屏蔽裝置10。裁剪該片導電性材料以形成一種長方形的部分100，其具有四塊較小的部分102、104、106、108延伸自該長方形部分100。

線段110、116、118、122、126、130、134、138標示 出該單片導電性材料形成屏蔽裝置10所要彎曲的位置。更詳細地說，頂端的表面32是由沿著線段118與126彎曲(如箭頭120與128所標示)該片導電性材料100而得。面30與34以及附著部分50a與50b是由沿著線段134與110彎曲(如箭頭112與136所標示)該片導電性材料100而得。末端片60a、60b、62a、62b是由沿著線段116、122、130、138彎曲(如箭頭114、124、132、140所標示)該片導電性材料100而得。因此，屏蔽裝置10便能藉由沿著指定的位置，彎曲該單片剪裁的材料來製作。

儘管以上說明了屏蔽裝置10的許多作法，一般來說，具有典型尺寸的屏蔽裝置10會基於電感器的尺寸來定做。此外，屏蔽裝置10可同時應用在單間隙與雙間隙的電感器上。

舉例來說，第七A至7C圖顯示單間隙電感器141。通常，單間隙電感器141可由導線143與包覆於線143周圍的核心142所構成。核心142包含一溝槽，可以讓導線143延伸穿過。導線143的144a與144b部分在核心142之外延伸，並形成用來與接點襯墊22與26(見第一圖)的電接點部分。核心142包括一間隙145。該間隙145提供電感器141的電感效應。在本例中，間隙145位於電感器141的底面上，並且延伸穿過核心142直至導線143所延伸穿過的溝槽。

如果所使用的是具有單間隙的電感器，則該電感器的縱長部分可以環繞有屏蔽裝置10與印刷電路板20的導電 性表面24，使得發自該電感器的逸散磁場能實質上被屏蔽。電感器141可依需要決定在屏蔽裝置內的指向。例如，可以調整電感器141的指向，讓該電感器141的間隙145位在該電感器靠近印刷電路板的部份上。一般來說，咸信電感器間隙的長度會和電感器141所產生的磁場強度成正比。

為了減低逸散磁場，在一些作法中使用具有雙間隙的電感器是有利的。第七D圖所示為一種雙間隙電感器146的範例，其包括一核心148與一導線。在此舉例的電感器146中，核心148是由相接的兩個構件所形成。構件相接的位置便形成了間隙。具有雙間隙的電感器146可依需要決定在屏蔽裝置內的指向。例如，可以調整電感器的指向，讓該電感器位於兩間隙之間的部分靠近印刷電路板。

儘管以上說明了屏蔽裝置的許多作法，其中該屏蔽裝置是藉由連接三個面以形成實質上U形的屏蔽裝置，然而其他實質上U形的安排方式也是可行的。

第八圖所示為屏蔽裝置150其中一種作法的截面圖，該屏蔽裝置150包括面154、156、158、160、162，而形成實質上U形的屏障，建構成包圍住電感器12的縱長部分。如以上所述的作法，在附著到印刷電路板20上的導電性表面24的時候(例如利用附著部分152與164)，屏蔽裝置150以及導電性表面24會實質上環繞著電感器12的縱長部分。

第九圖所示為屏蔽裝置170其中一種作法的截面圖， 該屏蔽裝置170包括面174、176、178、180，而形成實質上U形的屏障，建構成包圍住電感器12的縱長部分。如以上所述的作法，在附著到印刷電路板20上的導電性表面24的時候(例如利用附著部分172與182)，屏蔽裝置170以及導電性表面24會實質上環繞著電感器12的縱長部分。

第十圖所示為屏蔽裝置190其中一種作法的截面圖，該屏蔽裝置190包括面194、196、197，而形成實質上U形的屏障，建構成包圍住電感器12的縱長部分。如以上所述的作法，在附著到印刷電路板20上的導電性表面24的時候(例如利用附著部分192與198)，屏蔽裝置190以及導電性表面24會實質上環繞著電感器12的縱長部分。

第十一圖所示為屏蔽裝置200其中一種作法的截面圖，該屏蔽裝置200包括單一的彎曲部分204，而形成實質上U形的屏障，建構成包圍住電感器12的縱長部分。如以上所述的作法，在附著到印刷電路板20上的導電性表面24的時候(例如利用附著部分202與206)，屏蔽裝置200以及導電性表面24會實質上環繞著電感器12的縱長部分。

如第十二至十六圖所示，在一些作法中，附著部分可以向內延伸，而指向屏蔽裝置的中心。

雖然上述屏蔽裝置10的作法是用來屏蔽電感器，但是屏蔽裝置10也能用來屏蔽其他種類的裝置。舉例來說， 屏蔽裝置10可以用來屏蔽變壓器。在屏蔽裝置10用來屏蔽變壓器的作法中，屏蔽裝置10可以根據變壓器的尺寸來定做。

此處所敘述的不同作法的元件可以做組合，以形成未在上文中特別闡明的其他作法。沒有在此特別描述的它項作法，也包含在下面申請專利範圍中。

10‧‧‧屏蔽裝置

11‧‧‧電感器的核心

12‧‧‧電感器

13‧‧‧電感器的縱長部分

17a、17b‧‧‧導線的一部份

18‧‧‧導線

20‧‧‧印刷電路板

21‧‧‧印刷電路板的表面

22‧‧‧接點襯墊

24‧‧‧導電性表面

26‧‧‧接點襯墊

30、32、34‧‧‧屏蔽裝置的面

36‧‧‧面30的高

38‧‧‧面30的長

40‧‧‧面34的高

42‧‧‧面34的長

44‧‧‧面32的寬

46‧‧‧面32的長

50a、50b‧‧‧附著部分

54a‧‧‧50a的某區域

54b‧‧‧50b的某區域

56‧‧‧區域54a與54b的寬

60a、60b、62a、62b‧‧‧末端片

64‧‧‧間隙

68‧‧‧末端片60a、60b、62a、62b的長

100‧‧‧導電性材料

102、104、106、108‧‧‧較小塊部分

110‧‧‧線段，標明要彎曲的位置

112‧‧‧箭頭，標明要彎曲的方向

114‧‧‧箭頭，標明要彎曲的方向

116‧‧‧線段，標明要彎曲的位置

118‧‧‧線段，標明要彎曲的位置

120‧‧‧箭頭，標明要彎曲的方向

122‧‧‧線段，標明要彎曲的位置

124‧‧‧箭頭，標明要彎曲的方向

126‧‧‧線段，標明要彎曲的位置

128‧‧‧箭頭，標明要彎曲的方向

130‧‧‧線段，標明要彎曲的位置

132‧‧‧箭頭，標明要彎曲的方向

134‧‧‧線段，標明要彎曲的位置

136‧‧‧箭頭，標明要彎曲的方向

138‧‧‧線段，標明要彎曲的位置

140‧‧‧箭頭，標明要彎曲的方向

141‧‧‧單間隙電感器

142‧‧‧電感器的核心

143‧‧‧導線

144a、144b‧‧‧導線的某部份

145‧‧‧電感器的間隙

146‧‧‧雙間隙電感器

147‧‧‧電感器的間隙

148‧‧‧電感器的核心

150‧‧‧屏蔽裝置

152‧‧‧附著部分

154、156、158、160、162‧‧‧屏蔽裝置的面

164‧‧‧附著部分

170‧‧‧屏蔽裝置

172‧‧‧附著部分

174、176、178、180‧‧‧屏蔽裝置的面

182‧‧‧附著部分

190‧‧‧屏蔽裝置

192‧‧‧附著部分

194、196、197‧‧‧屏蔽裝置的面

198‧‧‧附著部分

200‧‧‧屏蔽裝置

202‧‧‧附著部分

204‧‧‧屏蔽裝置的彎曲部分

206‧‧‧附著部分

第一圖是印刷電路板、電感器、屏蔽裝置的圖解，並有線條指示其間的連接方式；第二圖是第一圖中屏蔽裝置的立體圖；第三圖是第一圖中屏蔽裝置的俯視圖；第四圖是第一圖中屏蔽裝置的側視圖；第五圖是第一圖中屏蔽裝置的側視圖；第六圖是第一圖中屏蔽裝置之金屬圖案的圖解；第七A圖是電感器的俯視圖；第七B圖是電感器的側視圖；第七C圖是電感器的仰視圖；第七D圖是電感器的的邊緣視圖；以及第八至十六圖顯示屏蔽裝置之其他作法的截面圖。

在不同的圖中，類似的參考編號表示類似的元件。

10‧‧‧屏蔽裝置

11‧‧‧電感器的核心

12‧‧‧電感器

13‧‧‧電感器的縱長部分

17a、17b‧‧‧導線的一部份

18‧‧‧導線

20‧‧‧印刷電路板

21‧‧‧印刷電路板的表面

22‧‧‧接點襯墊

24‧‧‧導電性表面

26‧‧‧接點襯墊

Claims (16)

1. 一種用來減低電感器所發出之逸散磁場的方法，其包括：將該電感器附著到印刷電路板，該印刷電路板具有導線性襯墊，該電感器包括核心構件；以及將U形的導電性屏蔽構件附著到該印刷電路板上的導電性襯墊，使得：該導電性襯墊與該U形的導電性屏蔽構件實質上環繞著該電感器的縱長部分，並且該U形的導電性屏蔽構件至少部分地覆蓋該電感器及該核心構件。
2. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中將該電感器附著到該印刷電路板上的導電性襯墊包括：附著該電感器，使得該電感器的間隙位在該電感器靠近該印刷電路板的部份上。
3. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該U形的導電性屏蔽構件包括：第一面，其和該印刷電路板實質上垂直；第二面，其和該印刷電路板實質上垂直，並和該第一面實質上平行；以及第三面，其與該第一面和該第二面連結在一起，並與該印刷電路板實質上平行。
4. 根據申請專利範圍第1項的方法，進一步包括：使用金屬衝壓的過程來形成該U形的導電性屏蔽構件。
5. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中將該U形的導電性屏蔽構件附著到該印刷電路板上的導電性襯墊包括：焊接該U形的導電性屏蔽構件到該印刷電路板上的導電性襯墊。
6. 一種用來減低電感器所發出之逸散磁場的系統，該系統包括：印刷電路板，其具有導線性襯墊；該電感器之核心構件，該核心構件被組構用於附著到該導線性襯墊；導電性屏蔽裝置，其被組構用於在被附著到該導電性襯墊時係至少部分地覆蓋該核心構件，該導電性屏蔽裝置包括：第一面；第二面，其實質上平行於該第一面；以及第三面，其附著在該第一面與該第二面之間，該第三面實質上垂直於該第一面與該第二面。
7. 根據申請專利範圍第6項的系統，其中：該導電性屏蔽裝置的第一面和該印刷電路板的表面實質上垂直；該導電性屏蔽裝置的第二面和該印刷電路板的表面實質上垂直；以及該導電性屏蔽裝置的第三面和該印刷電路板的表面實質上平行。
8. 根據申請專利範圍第6項的系統，其中該導電性襯墊 係在該印刷電路板的表面上。
9. 根據申請專利範圍第6項的系統，其中該導電性屏蔽裝置進一步包括：第一附著部分，其自該第一面以一角度延伸出來；以及第二附著部分，其自該第二面以一角度延伸出來。
10. 根據申請專利範圍第9項的系統，其中該第一附著部分與該第二附著部分係被組構用於和該導電性襯墊進行電交流。
11. 根據申請專利範圍第6項的系統，其中該導電性屏蔽裝置包括壓製的金屬構件。
12. 根據申請專利範圍第6項的系統，其中該導電性屏蔽裝置含有銅。
13. 根據申請專利範圍第6項的系統，其中該導電性屏蔽裝置含有錫。
14. 根據申請專利範圍第6項的系統，其中該核心構件係將該電感器附著到該印刷電路板上。
15. 根據申請專利範圍第6項的系統，其中該導電性襯墊、該導電性屏蔽裝置的第一面、該導電性屏蔽裝置的第二面、該導電性屏蔽裝置的第三面實質上環繞著該電感器的縱長部分。
16. 一種用來減低電感器所發出之逸散磁場的裝置，該裝置包括：實質上U形的壓製金屬構件，其係建構成： (i)附著於印刷電路板的導電性表面，(ii)在該電感器的三側上實質上環繞該電感器的縱長部分，及(iii)當該核心構件被附著到該印刷電路板的導電性表面時，至少部分地覆蓋該電感器的核心構件。