TWI447759B - 表面安裝磁性元件總成 - Google Patents

Description

表面安裝磁性元件總成

本發明之領域一般而言係關於磁性元件及其製造，且更具體而言係關於磁性表面安裝電子元件，諸如電感器及變壓器。

本申請案請求對2009年5月4日提出申請之美國臨時申請案第61/175,269號及2008年7月11日提出申請之61/080,115之權益，且係2009年4月24日提出申請之美國申請案第12/429,856號之一部分接續申請案，該等申請案之全部揭示內容以引用方式併入本文中。

本申請案亦與以下共同擁有且共同待決專利申請案中所揭示之標的物相關：2008年10月8日提出申請且標題為「High Current Amorphous Powder Core Inductor」之美國專利申請案第12/247,281號；2008年7月29日提出申請且標題為「A Magnetic Electrical Device」之美國專利第12/181,436號；2008年7月11日提出申請且標題為「High Performance High Current Power Inductor」之美國臨時專利申請案第61/080,115號，及2008年6月13日提出申請且標題為「Miniature Shielded Magnetic Component」之美國專利申請案第12/138,792號；及2006年9月12日提出申請且標題為「Low Profile Layered Coil and Cores for Magnetic Components」之美國專利申請案第11/519,349號。

隨著電子封裝之進步，製造更小但又更強大之電子裝置已成為可能。為減小此等裝置之一總大小，用於製造此等裝置之電子元件已變得愈來愈微型化。製造滿足此等需求之電子元件呈現諸多困難，因此使得製程更加昂貴，且不合意地增加該等電子元件之成本。

如同其他元件，一直以來研究用於諸如電感器及變壓器等磁性元件之製程以便在高競爭性的電子製造商業中降低成本。當正製造之元件係低成本大量生產的元件時，製造成本之降低係尤其合意的。在用於此等元件以及利用該等元件之電子裝置之大批量生產過程中，製造成本之任何降低當然係顯著的。

本文中揭示磁性元件總成及製造該等總成之方法之實例性實施例，其有利地用來達成以下益處中之一或多者：更適合於以一微型化位準生產之元件結構；更易於以一微型化位準組裝之元件結構；允許消除已知磁性構造常見之製造步驟之元件結構；藉由更有效之製造技術而具有一增加之可靠性之元件結構；與現有磁性元件相比，在類似或減小之封裝大小中具有改良之效能之元件結構；與習用微型化磁性元件相比具有增加之功率能力之元件結構；及相對於已知磁性元件構造，具有提供不同效能優點之唯一芯及線圈構造之元件結構。

據信，該等實例性元件總成尤其有利於構造(舉例而言)電感器及變壓器。可可靠地以小封裝大小提供該等總成且其可包括易於安裝至電路板之表面安裝特徵。

本文中闡述克服此項技術中之眾多困難之發明性電子元件設計之實例性實施例。為在其最大程度上理解本發明，以不同分段或部分提供以下揭示內容，其中第部分論述特定問題及困難，且第II部分闡述用於克服此等問題之實例性元件構造及總成。

I.本發明之介紹

用於電路板應用之諸如電感器等習用磁性元件通常包括一磁芯及該芯內之一導電繞組(有時稱作一線圈)。該芯可由離散芯件(其由磁性材料製作)製作，其中繞組置於該等芯件之間。熟習此項技術者熟悉各種形狀及類型之芯件及總成，其包括但未必限於U芯與I芯總成、ER芯與I芯總成、ER芯與ER芯總成、一罐形芯與T芯總成及其他匹配形狀。該等離散芯件可藉由一黏合劑黏接在一起且通常在實體上彼此分隔開或間隔開。

在某些已知元件中，舉例而言，線圈係由纏繞在芯或一端子夾上之一導線製作。亦即，在芯件已完全形成之後，該線可捲繞一芯件(有時稱作一鼓芯或其他線軸芯)。線圈之每一自由端可稱作一引線且可用於將電感器耦合至一電路(藉由直接附接至一電路板或藉由借助一端子夾之一間接連接)。特別對於小芯件，以一成本高效且可靠之方式纏繞線圈係一挑戰。手纏式元件往往在其效能上不一致。芯件之形狀使其相當脆弱且在纏繞線圈時易發生芯破裂，且芯件之間的間隙的變化可產生不合意之元件效能變化。 一進一步困難係DC電阻(「DCR」)可因不均勻之纏繞及纏繞過程期間之張力而不合意地變化。

在其他已知元件中，已知表面安裝磁性元件之線圈通常與芯件分開製作且稍後與該等芯件組裝在一起。亦即，有時將該等線圈稱為預形成或預纏繞，以避免因用手纏繞線圈而產生之問題且簡化磁性元件之組裝。此等預形成之線圈對於小元件大小而言特別有利。

為在磁性元件表面安裝於一電路板上時完成至線圈之電連接，通常提供導電端子或夾。該等夾係組裝於所成形之芯件上且電連接至線圈之各別端。該等端子夾通常包括大體扁平且平坦之若干區，該等區可使用(舉例而言)已知軟焊技術電連接至一電路板上之導電跡線及墊。當如此連接且致能該電路板時，電流可自該電路板流動至該等端子夾中之一者，流過線圈到達該等端子夾中之另一者，且流動回至該電路板。在一電感器之情形下，穿過線圈之電流流動感應磁芯中之磁場及磁能量。可提供多於一個線圈。

在一變壓器之情形下，提供一一次線圈及一二次線圈，其中穿過該一次線圈之電流流動感應該二次線圈中之電流流動。變壓器元件之製造呈現與電感器元件類似之挑戰。

對於愈來愈微型化之元件，提供實體上間隔開之芯係一挑戰。建立並維持一致之間隙大小難以可靠地以一成本高效方式實現。

在完成微型化表面安裝磁性元件中之線圈與端子夾之間的電連接方面亦呈現若干實際問題。通常在芯外部完成線圈與端子夾之間的一相當脆弱之連接且該連接因此易於斷開。在一些情形下，已知使線圈之端捲繞夾之一部分來確保線圈與夾之間的一可靠機械與電連接。然而，此自一製造觀點來看已證明係繁重的且將需要更容易且更快速之端接解決方案。另外，線圈端進行捲繞對於某些類型之線圈係不實際的，諸如具有矩形剖面之線圈，該等線圈不具有像薄的圓形線構造那樣柔韌之扁平表面。

隨著電子裝置繼續變得愈來愈強大之最近趨勢，亦要求諸如電感器等磁性元件傳導增加之電流量。因此，通常增加用於製造線圈之線規格。由於用於製作線圈之線之大小增加，當使用圓形線來製作線圈時，通常使端變平至一合適厚度及寬度以使用(舉例而言)軟焊、焊接或導電黏合劑等令人滿意地完成至端子夾之機械與電連接。然而，線規格越大，越難以使線圈之端變平以合適地將其連接至端子夾。此等困難已導致線圈與端子夾之間的連接不一致，此可導致使用中之磁性元件之不合意效能問題及變化。減小此變化已證明極為困難且成本高昂。

自扁平導體而非圓形導體製作線圈對於某些應用而言可減輕此等問題，但扁平導體往往更具剛性且在第一實例中更難以形成為線圈且因此引入其他製造問題。使用扁平導體而非圓形導體亦可改變使用中之元件之效能，有時是不合意地改變。另外，在某些已知構造中，尤其是包括由扁平導體製作之線圈之彼等構造，諸如鉤等端接特徵或其他結構特徵可形成至線圈之端中以促進至端子夾之連接。然而，將此等特徵形成至線圈之端中可在製程中引入進一步的費用。

減小大小但又增加電子裝置之功率及能力之最近趨勢呈現更進一步之挑戰。隨著電子裝置之大小減小，該等電子裝置中所利用之電子元件之大小必須相應地減小。且因此一直努力經濟地製造具有相對小(有時為微型化)之結構但攜載一增加之電流量以給該裝置供電之功率電感器及變壓器。該等磁芯結構合意地具備相對於電路板之愈來愈低之輪廓以達成電裝置之纖小且有時極薄之輪廓。滿足此要求呈現更進一步之困難。對於連接至多相電力系統之元件存在另外其他困難，其中在一微型化裝置中接納不同相之電力係困難的。

尋求滿足現代電子裝置之尺寸要求之元件製造商對努力最佳化磁性元件之佔用面積及輪廓極感興趣。一電路板上之每一元件通常可由在平行於該電路板之一平面中量測之一垂直寬度及深度尺寸界定，該寬度與深度之乘積確定該元件在該電路板上佔據之表面面積，該表面面積有時稱作該元件之「佔用面積」。另一方面，沿法向於或垂直於該電路板之一方向量測之該元件之總高度有時稱作該元件之「輪廓」。元件之佔用面積部分地確定在一電路板上可安裝多少元件，且輪廓部分地確定電子裝置中之並聯電路板之間所允許之間距。較小之電子裝置通常要求在所存在之每一電路板上安裝較多元件、減小毗鄰電路板之間的間隙或兩者。

然而，與磁性元件一同使用之諸多已知端子夾在元件表面安裝至一電路板時具有增加該元件之佔用面積及/或輪廓之一趨勢。亦即，該等夾往往在元件安裝至一電路板時延伸元件之深度、寬度及/或高度且不合意地增加元件之佔用面積及/或輪廓。尤其對於在芯之頂部、底部或側部分裝配於磁芯件之外部表面上方之夾，成品元件之佔用面積及/或輪廓可由端子夾延伸。即使元件輪廓或高度之延伸相對小，但隨著任一給定電子裝置中元件及電路板之數目增加結果亦可係實質性的。

II.實例性發明性磁性元件總成及製造方法

現在將論述解決此項技術中之習用磁性元件之一些問題之磁性元件總成之實例性實施例。與所闡述裝置相關聯之製造步驟係部分顯而易見且部分下文具體闡述。此外，與所闡述方法步驟相關聯之裝置係部分顯而易見且部分下文明確闡述。亦即，本發明之裝置與方法在下文論述中將未必分開闡述，但相信在不進一步闡釋之情形下熟習此項技術者亦能很好地理解。

圖1至圖4係根據本發明之一實例性實施例之一實例性表面安裝磁性元件100之各種視圖。更具體而言，圖1係表面安裝磁性元件100之一部分分解圖，圖2係磁性元件100之一俯視透視示意圖，圖3係磁性元件100之一俯視透視組裝圖，且圖4係磁性元件100之一仰視透視組裝圖。

元件100通常包括一磁芯102、通常含於芯102中之一線圈104及端子夾106、108。在圖1至圖4中所示之實例性實施例中，芯102係製作為一單個件110，但在另一實施例中，芯102可視情況包括多於一個芯件，其中在經組裝時芯件實體上彼此間隔開。

芯件110可使用(舉例而言)可壓製於線圈104周圍之鐵粉材料或非晶形芯材料(亦為在此項技術中已知)製作為一整體件。此等鐵粉材料及非晶形芯材料可展現分佈式間隙性質，此避免對芯結構中之一實體間隙之任何需要。在一個實例性實施例中，用於元件100之單個芯件110可由熟習此項技術者所熟悉之一磁粉材料製作，且該材料可壓製或壓縮於一線圈104周圍以形成一整體芯與線圈構造。

在一進一步及/或替代實施例中，芯件110可由堆疊及壓製於線圈104周圍之磁粉材料層或薄片形成。用以製作此等層或薄片之實例性磁粉粒子可包括鐵氧體粒子、鐵(Fe)粒子、鐵矽鋁(Fe-Si-Al)粒子、MPP(Ni-Mo-Fe)粒子、HighFlux(Ni-Fe)粒子、Megaflux(Fe-Si合金)粒子、以鐵為主之非晶形粉末粒子、以鈷為主之非晶形粉末粒子或此項技術中已知之其他等效材料。當此等磁粉粒子與一聚合物黏結劑材料混合時，所得磁性材料展現分佈式間隙性質，此避免實體上間隔開或分離不同磁性材料件之任何需要。因此，有利地避免與建立並維持一致實體間隙大小相關聯之困難及費用。對於高電流應用，藉由一聚合物黏結劑結合之一預退火磁性非晶形金屬粉末可係有利的。

最佳見於圖2中，線圈104由一長度之圓形線製作且包括一第一末端或引線150、與該第一端相對之一第二末端或引線152及線圈端150與152之間的一繞組部分154，其中該線係纏繞一線圈軸156數匝以達成一合意效應，諸如用於元件100之一選定最終用途應用之一合意電感值。另外，該線圈沿軸156以一螺旋方式且相對於軸156以盤旋形式兩者纏繞以提供一更緊湊線圈設計，以滿足低剖面要求同時仍提供一合意電感值。端150、152相對於繞組部分154彎曲，以使得該等端平行於線圈軸156延伸，以促進線圈端150、152之端接，如下文所闡釋。

視需要，用以形成線圈104之線可塗佈瓷釉塗層及類似塗層以改良線圈104之結構及功能方面。如熟習此項技術者將瞭解，線圈104之一電感值部分取決於線類型、線圈中線之匝數及線直徑。因此，線圈104之電感額定值可針對不同應用而相當大地變化。線圈104可使用已知技術獨立於芯件110製作且可提供為用於元件100之組裝之一預纏繞結構。在一實例性實施例中，線圈104係以一自動化方式形成以提供成品線圈之一致電感值，但可視需要替代地用手纏繞線圈。應理解，若提供多於一個線圈，則同樣可需要額外端子夾來實現至所有所利用線圈之電連接。

線圈104僅係實例性且應理解，可替代利用其他類型之線圈。舉例而言，扁平導體可替代圖2中所圖解說明之圓形線用以製作一線圈。另外，繞組部分154可採用各種替代形狀及組態(包括但不限於螺旋或盤旋組態(但非如圖2中所示之兩者))及具有替代彎曲區段(例如，蛇形形狀、C形等)之筆直多邊形區段之繞組部分組態。同樣，可視需要利用多於一個線圈。

如所圖解說明之實施例中所示，芯件110形成為一大體矩形體，該體具有一基底壁114及自基底壁114之橫向邊緣延伸之複數個大體正交側壁116、118、120及122。在圖1至圖4中所示之實施例中，基底壁114有時可稱作一底部壁。側壁116及118彼此相對且有時可分別稱作一左側一右側。壁120及122彼此相對且有時可分別稱作一前側一後側。側壁116、118、120及122在基底壁114上方界定一室或腔，當組裝該元件時該室或腔通常含有線圈104。

亦如圖1中所示，第一芯件110之側壁116亦包括一下陷表面123，且相對側壁118包括一對應下陷表面125。下陷表面123及125僅沿各別側壁116及118之一長度延伸一部分距離。下陷表面123及125亦自基底壁114向上延伸小於側壁116及118之在垂直於底部表面之一方向上量測之高度之一距離。因此，下陷表面123及125與側壁116及118之頂部邊緣分隔開，同時在毗鄰基底壁114延伸之側壁116及118之長度之一部分上毗連基底壁114之下陷表面126及128。

芯件110之基底壁114之外部表面係起伏的且包括分離第一及第二下陷表面126及128之一非下陷表面124。下陷表面126及128在非下陷表面124之相對側上延伸。第三及第四下陷表面130及132亦提供於基底壁114之相對角上。第五及第六下陷表面134、136在芯件110之剩餘角上與第三及第四下陷表面130及132相對。在所圖解說明之實施例中，第五及第六下陷表面134、136以彼此大體共面之一關係且亦以與第三及第四下陷表面130及132大體共面之一關係延伸。因此，基底壁114係分級為三個表面等級，其中第一等級係非下陷表面124，第二等級係與第一等級分隔開一第一量之下陷表面126及128，且第三等級係與第一及第二等級中之每一者分隔開之下陷表面130、132、134、136。下陷表面126、132及134藉由非下陷表面124與下陷表面128、130及136分隔開及分離。下陷表面130與136藉由下陷表面128分隔開及分離，且下陷表面132與134藉由下陷表面126分隔開及分離。

圖1中所示之實例性端子夾106及108在構造上大致相同但當施加至第一芯件110時反轉180。且因此作為彼此之鏡像延伸。元件100之端子夾106及108各自分別包括安裝區段140、大體扁平且平坦之底部區段142及在底部區段142之與安裝區段140之相對端上延伸之線圈區段144。一立式定位連接片區段145亦在每一夾106及108中大體垂直於底部區段142延伸。該等定位連接片區段經成形及尺寸確定以接納於第一芯件110之側壁116及118中之下陷表面123、125中。

在所圖解說明之實施例中，安裝區段140以與線圈區段144大體共面之一關係延伸且自底部區段142之平面偏移或分隔開。夾106、108組裝至芯件110，其中底部區段142鄰接下陷表面126及128，線圈區段144鄰接下陷表面130及132，且安裝區段140鄰接下陷表面134及136。亦如圖1及圖2中所示，線圈端150及152延伸穿過端子夾106、108之線圈區段144中之通孔146，其中其可軟焊、焊接或以其他方式附接以確保線圈端150、152與線圈104之間的電連接。然而，由於線圈端150、152係定位於芯件110之基底壁114上之凹陷表面上，其不自芯件110之總外部表面凸出且在處置元件100時較不易於發生不合意之分離。

端子夾106、108及其所有區段(如所闡述)可藉由自一導電材料切割、彎曲或以其他方式成形夾106及108來以一相對簡單方式製造。在一個實例性實施例中，端子係自一經電鍍銅薄片衝壓且彎曲為最終形式，但可替代利用其他材料及形成技術。夾106、108可預形成且在一稍後生產階段組裝至芯件110。

由於芯件110係壓製於線圈104周圍，因此線圈端150、152與端子夾106、108之間的電連接定位於芯結構外部。如圖3中所示，當元件100安裝至電路板180時，第一芯件110之基底壁114面向且鄰接板表面184且每一端子夾106、108之扁平且平坦底部區段142經由軟焊技術或此項技術中已知之其他技術電連接至板180上之導電跡線182。每一夾106、108之線圈區段144各自面向電路板180且線圈端150、152與夾之線圈區段144之間的電連接大致保護於芯結構下方。夾106及108促進線圈端150及152在一相對簡單、有效且成本高效之製程中之安全且可靠之電連接。

圖5至圖8係根據本發明之一實例性實施例之另一表面安裝磁性元件200之各種視圖。圖5係元件200之一部分分解圖。圖6係元件200之一俯視透視示意圖，且圖7係元件200之一俯視透視組裝圖。圖8係磁性元件200之一仰視透視組裝圖。

元件200類似於元件100，但包括離散芯件110及112，其中第二芯件112係組裝至第一芯件，其中線圈104定位於其之間。芯件110及112可根據已知技術由熟習此項技術者已知之一合適磁性材料製作，包括但不限於鐵磁材料及亞鐵磁材料、如上文所闡述之其他材料及此項技術中已知之材料。

圖9部分圖解說明利用一端接製作層380之一端接技術。端接製作層380可根據已知技術由此項技術中已知之一導電材料(例如，銅)或導電合金製作。該製作層可經形成以包括一引線框架382，引線框架382具有連接至引線框架382之邊緣之相對端子夾384對。雖然顯示兩對端子夾384，但可替代提供更多或更少數目個端子夾。間隙或空間係界定於每一對中之端子夾384中之每一者之間。如下文所闡釋，磁體可形成於此等間隙或空間中。

如圖10中所示且類似於上文所闡述之端子夾106及108，每一端子夾384包括一中心部分386，中心部分386側邊相接於在與中心部分386之平面分隔開之一平面中延伸之偏移連接片或突出部388、390。雖然連接片或突出部388、390在圖10中所示之觀點上看似自中心部分386升起，但當該等夾翻轉時，連接片或突出部388、390將以與上文所闡述之夾106及108類似之一方式相對於中心部分386下陷。因此，可將中心部分386視為底部區段142且可將突出部或 連接片388、390視為上文所闡述之夾106及108中之區段140及144。

在一實例性實施例中，每一端子夾384中之升起突出部中之一者388包括一芯柱392且升起突出部中之另一者390包括一端接槽394。各別芯柱392有助於將夾384固定至一磁體，且端接槽394充當用於一線圈引線之一連接點。雖然在一個實施例中提供端接槽394，但在另一實施例中可替代提供通孔以接納線圈引線。如圖9及圖10中所示，各別對端子夾384在一個實例中形成為彼此之鏡像，但在至少某些實施例中其不需要係鏡像。

圖11圖解說明利用端接製作層380來製造一微型化磁性元件之製程。如圖11A中所見，端接製作層380可插入一模具400中，且一線圈402可提供於每一對端子夾384(圖9及圖10)之間。亦如圖11A中所示，每一端子夾384中之端接槽394接納線圈端403中之一者。然後，磁性材料(其可係上文所闡述材料中之任一者)可施加並壓製於該等線圈周圍以在每一線圈402周圍形成磁體404，如圖11B中所示。端子夾384中之芯柱392(圖10)在模製磁體404時嵌入於磁體404中。然後可自模具400移除磁體404及包括夾384之所附接引線框架。圖11C以俯視圖圖解說明所得總成且圖11D以仰視圖圖解說明所得總成。

如圖11D及圖11E中所示，可在一切割線處修剪或切斷引線框架382，切割線位置距磁體404之橫向邊緣一預定距離，且每一端子夾384之一部分可繞磁體之一側邊緣彎 曲，如圖11F中所示。夾384之該部分以大致90°之一角度彎曲且並靠磁體之側壁延伸。由於切割線距磁體404之預定距離相對小，因此夾384之彎曲部分僅延伸至磁體404之側之一半。亦即，夾384之彎曲部分之一高度小於磁體404之側壁之高度。

如圖11F中所示之夾384之彎曲部分可大致對應於上文針對端子夾106及108所闡述之定位區段145。凹陷(類似於以上實施例中所闡述之凹陷123及125)可模製於磁體之側壁中以容納端子夾384之彎曲部分而不會負面影響磁性元件之佔用面積。線圈端403可經由軟焊過程、焊接過程或熟習此項技術者所熟悉之其他技術電連接至夾384，如圖11G中所示。當使用相對大之線規格來製作線圈時軟焊可係較佳的，且當使用相對較小之線規格來製作線圈時焊接可係較佳的。

圖11H圖解說明包括端子夾384之一成品磁性元件。一旦完成磁性元件420，則可經由夾384之中心部分386將其表面安裝至一電路板，如上文所闡述。

圖12圖解說明一磁性元件450之另一實施例，其可類似於上文所闡述之方法製造。在製造元件450時，當修剪引線框架382時，切割線410(圖11D)係與磁體404分隔開較遠。因此，當夾386繞磁體404彎曲時，夾之經修剪部分充分長以延伸磁體404之側壁之整個高度且進一步以約90°之一角度彎曲以並靠磁體之頂部壁之一部分延伸，該磁體可包括一凹陷以容納該彎曲夾而不會負面影響元件之剖面。 使切割線與磁體404分隔開更遠(如在圖12之實施例中)呈現降低之污染問題風險且及因在形成磁體404時之模製操作或其他製造步驟而產生之負面效應。

所闡述之基本方法之諸多變化形式係可行的。舉例而言，可在修剪引線框架之前及/或在繞磁體之側彎曲夾386之將線圈前軟焊、焊接或以其他方式連接至線圈端403。亦即，未必需要如上文所闡述之步驟次序。

另外，可在引線製作層中形成具有類似效應及優點之其他形狀之端子夾。亦即，在其他替代實施例中，該等夾需要具有所圖解說明及闡述之精確形狀。

同樣，在某些實施例中，線圈不需要與端接製作層380分開提供而在模製過程中進行組裝。而是，在某些實施例中，線圈可預附接至該製作層或以其他方式與端子製作層整體形成。

更進一步，可以各種方式實現將線圈端軟焊、焊接或以其他方式電連接至夾。舉例而言，夾中之槽394(圖10)可視為可選的且可替代使用通孔或促進線圈引線之嚙合之其他機械特徵。作為另一實例，夾中之通孔及槽在某些實施例中可視為可選的，且線圈引線403可焊接(舉例而言)至夾之表面而不利用機械嚙合特徵。更進一步，可如已以引用方式併入本文中之2009年4月24日提出申請之美國申請案第12/429,856中所闡述在一芯件內部一位置處將端子夾焊接或軟焊至引線之端。此外，線圈引線可軟焊或焊接至夾之內部面向表面(即，在成品元件中面向磁體之一表面)以及 夾之外部面向表面(即，成品元件中與磁體相對之一表面)。

圖13係根據一實例性實施例形成之一磁性元件之一芯件450之一透視圖。

在如圖所示之一實例性實施例中，芯件450係由一已知材料及已知技術(諸如，上文所闡述之彼等材料及技術)預製作且經提供以在一稍後製造階段與其他元件組裝。如圖13中所示，芯件450包括一大體平坦且矩形基底部分452及自基底部分452之平面向上且大體垂直延伸之一圓柱形或管狀部分454。所示實例性實施例中之基底部分452相對於圓柱形部分454之直徑在尺寸上實質更長且更寬，且圓柱形部分454中心大致在矩形基底部分452上。基底部分452及圓柱形部分454因此界定用於一線圈(諸如線圈402(圖11A及圖11B))或本文中所闡述之其他線圈之一接納區域。

更具體而言，且如圖14中所示，芯件450之圓柱形部分454延伸穿過線圈402之一開放中心區域，以使得圓柱形部分454大致填充線圈402之該開放中心區域。圖14中亦顯示端接製作層380具有上文所闡述之線圈端接特徵，其中該總成置於一模具中。當如此組裝時，每一芯件450之圓柱形部分454延伸穿過且大體佔據每一線圈之中心開口。芯件450可藉由一固定件固持到位，該固定件亦將端接製作層380及所附接電感器線圈402固定到位以進行進一步製程。

一磁體458(顯示於圖15中且亦在圖13中以陰影顯示)因 此可形成於線圈402及磁芯件450及端接製作層380之若干部分周圍。在一個實例中，接著可將一電感器體壓縮模製於經組裝線圈402、端接製作層380之端子夾及芯件450上方。分開提供之芯件450之圓柱形部分454防止用以形成磁體458之材料在模製過程期間進入芯之中心區域。尤其在芯件450與磁體458由具有不同磁性性質之不同材料製作時，相當多之效能優點可藉由經簡化之製程產生。一整體或單塊式芯結構可自芯件450與磁體458產生，其中該芯結構之不同部分中具有變化之磁性性質，同時消除用於與習用磁性元件構造相關聯之分離芯件之間隔及黏接步驟。

可以與上文關於圖11D至圖11H所闡述之方式類似之一方式完成在模製過程完成之後的圖15中所示之總成。

III.所揭示之實例性實施例

現在應顯而易見，可以各種組合形式混合及匹配所闡述之各種特徵。可有利地提供具有不同磁性性質、不同數目及類型之線圈且具有不同效能特性之各種各樣之磁性元件總成，以滿足具體應用之需要。

此外，所闡述特徵中之某些特徵可有利地用於具有實體上彼此間隔開且分隔開之離散芯件之結構中。

在如上文所列舉之在本發明之範疇內之各種可能性中，相信至少以下實施例相對於習用電感器元件係有利的。

已揭示一種表面安裝磁性元件總成，其包括：一導電線圈，其具有一繞組部分及自該繞組部分延伸之相對第一及第二末端；一磁芯，其形成於該繞組部分周圍且包封該繞組部分，該磁芯具有一基底壁及自該基底壁延伸之正交側壁，該第一及第二末端延伸穿過該磁芯之該基底壁；及第一及第二端子夾，其連接至各別第一及第二末端，該第一及第二端子夾毗鄰該磁芯之相對側壁定位於該基底壁上。

視情況，該第一及第二端子夾完全在該磁芯外部延伸。該第一及第二端子夾可包括經組態以接納該第一及第二末端中之一者之一開口及一槽中之一者。該第一及第二末端可延伸穿過該磁芯之該基底壁上之分隔開之凹陷表面。該等末端可在該等凹陷表面處連接至該第一及第二端子夾。該第一及第二端子夾中之至少一者可包括嵌入於該芯中之一柱。該第一及第二端子夾可提供於一端接製作層上。

該磁性元件總成可進一步包括該磁芯內之一分開製作之芯件。該繞組部分可具有一開放中心區域，其中該分開製作之芯件之一部分佔據該開放中心區域。該分開製作之芯件之該部分可係圓柱形。該分開提供之芯件亦可包括一矩形基底部分及自該基底部分延伸之一圓柱形部分。該分開提供之芯件可由不同於該磁芯之一磁性材料製作。

該磁性元件總成可進一步包括一電路板，其中該基底壁係擱置於該電路板上。該磁體與線圈可形成一電感器。

亦已揭示一種製造一磁性元件之方法，其包括：在一對端子夾之曝露表面及與該對端子夾相關聯之至少一個線圈上方形成一磁體；藉此，該線圈之一繞組部分係完全嵌入於該磁體中且該線圈之相對末端係附接至該所形成磁體之一共同壁上之端子夾。

視情況，該方法可進一步包括：組裝一分開提供之芯件與該線圈；及在該分開提供之芯件與該線圈之總成上方形成一磁體。組裝該所提供之芯件與該線圈可包括使該分開提供之芯件之一部分延伸穿過該線圈之一開放中心區域。該等端子夾可包括至少一個柱，其中該方法進一步包含在形成該磁體時將該柱嵌入於該磁體中。該對端子夾亦可附接至一引線框架，其中該方法進一步包含修剪該引線框架以自該引線框架切斷該等夾。

該方法亦可包括繞該磁體之一側壁彎曲夾之一部分，及將該端子夾電連接至線圈端。電連接該端子夾可包括將該線圈端焊接或軟焊至該夾。電連接該端子夾亦可包括將該線圈端接納於一通孔或端子槽中之一者中，及將該磁體之底部表面上之一曝露線圈端附接至該夾。

形成該體包含在該至少一個夾上方模製該體。該對端子夾可由一引線框架接合，其中該對夾之間具有一間隙，且該磁體係形成於該對端子夾之間的該間隙中。

每一端子夾可包括一中心部分及該中心部分之任一側上之第一及第二下陷部分，且該方法可進一步包括將該線圈連接至該等下陷部分中之一者。該方法亦可包括配置該對端子夾以使其作為彼此之鏡像延伸。

IV.結論

現在，相信自前述實例及實施例顯而易見本發明之益處。雖然已具體闡述眾多實施例及實例，但所揭示之實例性裝置、總成及方法之範疇及精神內可存在其他實例及實施例。

此書面說明使用實例來揭示本發明，包括最佳模式，且亦使得熟習此項技術者能夠實踐本發明，包括製作並使用任何裝置或系統及執行任何所併入之方法。本發明之專利範疇由申請專利範圍界定，且可包括熟習此項技術者想到之其他實例。若此等其他實例具有不與申請專利範圍之書面語言不同之結構組件，或若其包括具有與申請專利範圍之書面語言無實質不同之等效結構組件，則此等其他實例意欲歸屬於申請專利範圍之範疇內。

100．．．表面安裝磁性元件

102．．．芯

104．．．線圈

106．．．端子夾

108．．．端子夾

110‧‧‧件

112‧‧‧芯件

114‧‧‧芯件

116‧‧‧側壁

118‧‧‧側壁

120‧‧‧側壁

122‧‧‧側壁

123‧‧‧下陷表面

124‧‧‧下陷表面

125‧‧‧下陷表面

126‧‧‧下陷表面

128‧‧‧下陷表面

130‧‧‧下陷表面

132‧‧‧下陷表面

134‧‧‧下陷表面

136‧‧‧下陷表面

140‧‧‧安裝區段

142‧‧‧底部區段

144‧‧‧線圈區段

145‧‧‧立式定位連接片區段

146‧‧‧通孔

150‧‧‧線圈端

152‧‧‧線圈端

154‧‧‧繞組部分

156‧‧‧線圈軸

180‧‧‧電路板

182‧‧‧導電跡線

184‧‧‧板表面

200‧‧‧磁性元件

380‧‧‧端接製作層

382‧‧‧引線框架

384‧‧‧端子夾

386‧‧‧中心部分

388‧‧‧偏移連接片或突出部

390‧‧‧偏移連接片或突出部

392‧‧‧芯柱

394‧‧‧端接槽

400‧‧‧模具

402‧‧‧線圈

403‧‧‧線圈端

404‧‧‧磁體

410‧‧‧切割線

420‧‧‧磁性元件

450‧‧‧磁性元件

452‧‧‧基底部分

454‧‧‧圓柱形部分

458‧‧‧磁體

參照以下圖式闡述非限制性及非窮盡性實施例，其中除非另有規定，各圖式中相同參考編號指代相同部件。

圖1係根據本發明之一實例性實施例之一實例性表面安裝磁性元件之一部分分解圖。

圖2係圖1中所示之磁性元件之一俯視透視示意圖。

圖3係圖1中所示之磁性元件之一俯視透視組裝圖。

圖4係圖1中所示之磁性元件之一仰視透視組裝圖。

圖5係根據本發明之一實例性實施例之另一實例性磁性元件之一部分分解圖。

圖6係圖5中所示之磁性元件之一俯視透視示意圖。

圖7係圖5中所示之磁性元件之一俯視透視組裝圖。

圖8係圖5中所示之磁性元件之一仰視透視組裝圖。

圖9圖解說明根據本發明之另一實施例形成之一端子總成。

圖10係圖9中所示之總成之一部分之一放大圖。

圖11圖解說明利用圖9及圖10中所示之端子總成之製造步驟；其中

圖11A表示一磁性元件之一第一製造階段；

圖11B表示該磁性元件之一第二製造階段；

圖11C圖解說明來自圖11B之所得總成之一俯視圖；

圖11D圖解說明來自圖11B之所得總成之一仰視圖；

圖11E表示該磁性元件之一第三製造階段；

圖11F表示該磁性元件之一第四製造階段；

圖11G表示該磁性元件之一第五製造階段；

圖11H顯示成品磁性元件。

圖12圖解說明另一磁性元件。

圖13係根據一實例性實施例形成之一磁性元件之一芯件之一透視圖。

圖14圖解說明圖13中所示之一芯件在一模製製造階段中與一端子引線框架組裝。

圖15圖解說明在模製過程之後圖14中所示之總成之一部分。

380‧‧‧端接製作層

402‧‧‧線圈

452‧‧‧基底部分

454‧‧‧圓柱形部分

Claims (26)

1. 一種表面安裝磁性元件總成，其包含：一導電線圈，其具有一繞組部分及自該繞組部分延伸之相對第一及第二末端；一磁芯，其形成於該繞組部分周圍且包封該繞組部分，該磁芯具有一基底壁及自該基底壁延伸之正交側壁，該第一及第二末端延伸穿過該磁芯之該基底壁；及第一及第二端子夾，其與該導電線圈分離地形成，該第一及第二端子夾連接至該導電線圈之各別第一及第二末端，該第一及第二端子夾毗鄰該磁芯之相對側壁之一者而各別地定位於該基底壁上，其中該第一及第二端子夾的至少一者包括在一第一平面延伸的一中心部份，該中心部份側邊相接於在與該第一平面分隔開但大致平行之一第二平面中延伸之偏移突出部。
2. 如請求項1之磁性元件總成，其中該第一及第二端子夾完全在該磁芯外部延伸。
3. 如請求項1之磁性元件總成，其中該第一及第二端子夾包括經組態以接納該第一及第二末端中之一者之一開口及一槽中之一者。
4. 如請求項1之磁性元件總成，其中該第一及第二末端可延伸穿過該磁芯之該基底壁上之分隔開之凹陷表面。
5. 如請求項4之磁性元件總成，其中該等末端係在該等凹陷表面處連接至該第一及第二端子夾。
6. 如請求項1之磁性元件總成，其中該第一及第二端子夾中之至少一者包括嵌入於該芯中之一柱。
7. 如請求項1之磁性元件總成，其中該第一及第二端子夾係提供於一端接製作層上。
8. 如請求項1之磁性元件總成，其進一步包含該磁芯內之一分開製作之芯件。
9. 如請求項8之磁性元件總成，其中該繞組部分可具有一開放中心區域，該分開製作之芯件之一部分佔據該開放中心區域。
10. 如請求項9之磁性元件總成，其中該分開製作之芯件之該部分係圓柱形。
11. 如請求項8之磁性元件總成，其中該分開製作之芯件包含一矩形基底部分及自該基底部分延伸之一圓柱形部分。
12. 如請求項8之磁性元件總成，其中該分開製作之芯件係由不同於該磁芯之一磁性材料製作。
13. 如請求項1之磁性元件總成，其進一步包含一電路板，該基底壁係擱置於該電路板上。
14. 如請求項1之磁性元件總成，其中該磁芯與線圈形成一電感器。
15. 如請求項1之磁性元件總成，其中該等偏移突出部的其中一者包括一芯柱。
16. 如請求項1之磁性元件總成，其中該等偏移突出部的其中一者包括一端子槽。
17. 如請求項1之磁性元件總成，其中該等偏移突出部的其中一者包括一芯柱，且等偏移突出部的其中另一者包括一端子槽。
18. 如請求項1之磁性元件總成，其中該基底壁係由一非下陷表面及用於與該端子夾的該中心部份鄰接的一第一下陷表面形成。
19. 如請求項18之磁性元件總成，其中該基底壁進一步由毗鄰該第一下陷表面的一第二下陷表面形成，且該第二下陷表面鄰接該端子夾的該等偏移突出部。
20. 如請求項1之磁性元件總成，其中該第一及第二端子夾的至少一者進一步包含一在大致垂直該第一平面延伸的彎曲部分。
21. 如請求項1之磁性元件總成，其中該導電線圈的該第一及第二末端係在該至少一端子夾中附接至該等偏移突出部之一者。
22. 如請求項21之磁性元件總成，其中該等偏移突出部的該一者包括作為用於線圈引線的一連接點的一端子槽。
23. 如請求項1之磁性元件總成，其中該第一及第二端子夾係大致相同地形成。
24. 如請求項1之磁性元件總成，其中該第一及第二端子夾係彼此成鏡像的配置在該磁芯上。
25. 如請求項1之磁性元件總成，其中該磁芯係圍繞該繞組部分模製。
26. 如請求項1之磁性元件總成，其中該端子夾的該中心部份界定用於安裝至一電路板的一表面安裝區域。