TWI636468B - Inductive component of coil conductor with conductive adhesive - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種具導電膠成型的線圈導體之電感元件，其係於絕緣膠座之本體內部容置空間為設有定位部，並於定位部具有間隔排列之複數U形板及各二相鄰U形板間所形成之分隔槽，且各U形板表面上分別設有導電膠所固化成型之導體，而本體之容置空間內為安裝有導磁元件，並於導磁元件之磁芯內部形成有可供U形板一側處穿入之通孔，且各導體為跨置於磁芯外部，便可將絕緣膠座與導磁元件設置於連接載體上，並使導體之引腳分別與線路陣列上對應之接點組電性連接，搭配磁芯形成連續捲繞式磁感效應之線圈迴路，且複數導體成型的方向及密度可依實際的需求精準的控制，確保製造的品質與良率，進而達到結構簡單、提高生產效率及可節省成本之效用。

Description

具導電膠成型的線圈導體之電感元件

本發明係提供一種具導電膠成型的線圈導體之電感元件，尤指絕緣膠座之複數U形板上為設有導電膠所固化成型之導體，並於絕緣膠座內安裝有導磁元件，且各導體為與連接載體上之線路陣列電性連接，搭配導磁元件形成磁感效應之線圈迴路。

按，隨著電子技術快速成長，使得電子產品內部之電路板上皆會使用到主動元件與被動元件，其中主動元件(如微處理器或晶片等)可單獨執行運算、處理功能，而被動元件(如電阻、電容與電感等)相對於主動元件則是在進行電流或電壓改變時，可使電阻或阻抗不會隨之改變的元件，並在使用時亦必須考慮各元件之間的電路特性，以相互搭配應用於資訊、通訊、消費電子等，達成電子迴路控制之功能。

再者，電感元件會因電路中通過電流的改變產生電動勢，從而抵抗電流的改變，電感元件有多種型式，其中常作為電磁鐵和變壓器中使用的電感依外觀稱為線圈，可對高頻提供較大的電阻，而通過直流或低頻使用的則依功用常稱為扼流圈或抗流圈，並常配合鐵磁性材料來安裝在變壓器、電動機和發電機中所使用的較大電感，亦稱為繞組，且電感元件依電磁感應也可分為自感應和互感應，當纏繞磁性體(如磁芯或鐵磁性 材料)的導線匝數增多時，導體的電感也會變大，不僅是匝數、每匝(環路)的面積等，連導線材料都會影響到電感大小。

而一般電感元件為由鐵磁性之磁芯或比空氣磁導率高的芯材所製成，並於芯材外部纏繞有一環形線圈，便可藉由芯材配合線圈通過電流時產生的磁通量變化，並利用變動的磁場感應誘發出電流，惟該電感元件於實際應用時，仍存在有以下諸多缺失：

(1)當電感元件之芯材外部纏繞線圈時，由於人工纏繞手法及方向的不同，常會因繞線分佈上的差異造成線圈疏密不均的情況，並使電感元件上的雜散電容將難以控制，導致相同規格的線圈之間雜訊抑制能力的差異增大，而必須準確的控制線圈繞線彼此間之間距，且因芯材體積較小，採用人工繞線方式不僅整體工序相當耗費工時，亦無法因應製程的需求大量生產，使製造成本也無法降低。

(2)電感元件為求得較大的電感量，一般會將線圈繞線進行重疊，所以在人工繞線過程中很容易刮傷漆包線的絕緣層，而芯材外部纏繞線圈後，亦會造成芯材體積變大，並將佔用其焊固於電路板上較大的空間而影響到整體電路佈局，而電感元件焊接的過程中，也容易因體積較大與其他電子元件碰觸，導致線圈可能產生刮傷的現象，進而影響到電感元件電氣特性和充放電功能。

是以，習用電感元件纏繞線圈的方式，無論是在整體結構及製程上所衍生之問題都必須予以改善，並因應生產線治具與製程的需求大量生產，使生產效率提高而降低成本，即為從事此行業者所亟欲研究改善之關鍵所在。

故，發明人有鑑於上述之習用電感元件很容易因線圈相鄰間距之差異而影響產品的電氣特性，繞線工序複雜所導致生產效率較差及耗費工時與成本之問題與缺失，乃搜集相關資料經由多方的評估及考量，並利用從事於此行業之多年研發經驗不斷試作與修改，始有此種具導電膠成型的線圈導體之電感元件的發明專利誕生。

本發明之主要目的乃在於絕緣膠座之本體內部容置空間為設有定位部間隔排列之複數U形板，並於U形板表面上分別設有導電膠所固化成型出之導體，而本體之容置空間內為安裝有導磁元件之磁芯，並於磁芯內部形成有可供U形板一側處穿入至其中之通孔，且各導體二側處之引腳為分別位於通孔內側與磁芯外側處以跨置於磁芯外部，再將絕緣膠座與導磁元件設置於連接載體上，並使導體之引腳分別與線路陣列上對應之接點組電性連接後，此種導電膠固化成型出導體結構設計，在不增加整體的高度情況下可有效縮減體積，並於線路陣列導通電流時可使複數導體電性導通搭配磁芯形成連續捲繞式磁感效應之線圈迴路，以提供電感元件具有穩定的電感效應與整流特性，且複數導體成型的方向及密度可依實際需求精準的控制，確保製造的品質與良率，進而達到結構簡單、方便組裝、提高生產效率及可節省成本之效用。

1‧‧‧絕緣膠座

10‧‧‧容置空間

11‧‧‧本體

111‧‧‧隔板

112‧‧‧容置槽

12‧‧‧定位部

121‧‧‧U形板

122‧‧‧分隔槽

13‧‧‧導體

130‧‧‧導電膠

131‧‧‧引腳

2‧‧‧導磁元件

21‧‧‧磁芯

211‧‧‧通孔

212‧‧‧絕緣層

3‧‧‧連接載體

31‧‧‧基板

32‧‧‧線路陣列

320‧‧‧感應區

321‧‧‧接點組

322‧‧‧輸入側

323‧‧‧輸出側

4‧‧‧轉印治具

41‧‧‧底模

411‧‧‧限位滑槽

412‧‧‧轉印部

4121‧‧‧凸軌

42‧‧‧上模

421‧‧‧儲存空間

4211‧‧‧開口

422‧‧‧塗膠部

4221‧‧‧軌槽

G‧‧‧間隙

第一圖 係為本發明之立體分解圖。

第二圖 係為本發明絕緣膠座上成型有線圈用導體之立體外觀圖。

第三圖 係為本發明之前視剖面圖。

第四圖 係為本發明較佳實施例刷覆導電膠前之立體外觀圖。

第五圖 係為本發明較佳實施例刷覆導電膠前之側視剖面圖。

第六圖 係為本發明較佳實施例刷覆導電膠後之立體外觀圖。

第七圖 係為本發明絕緣膠座於轉印導電膠時之前視剖面圖。

第八圖 係為本發明絕緣膠座於轉印導電膠後之前視剖面圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其構造與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三圖所示，係分別為本發明之立體分解圖、絕緣膠座上成型有線圈用導體之立體外觀圖及前視剖面圖，由圖中可清楚看出，本發明之具導電膠成型的線圈導體之電感元件為包括有絕緣膠座1、導磁元件2及連接載體3，其中：該絕緣膠座1包含塑料材質通過射出模具以射出加工的方式所一體成型之本體11，而絕緣膠座1之本體11內部為形成有開口向上之凹陷狀容置空間10，並於容置空間10內凸設有一個或一個以上並排或陣列狀間隔排列之隔板111，且各隔板111與本體11內壁面處及二相鄰隔板111之間分別形成有水平方向貫通之容置槽112，再於容置槽112內分別設有定位部12水平方向間隔排列之複數U形板121及各二相鄰U形板121間所形成之分隔槽122，且各U形板121二側處為向外延伸凸出至本體11的頂部一距離位置；另，定位部12之 複數U形板121表面上為設有由導電膠130分別固化成型出彼此隔開一距離之導體13，並於導體13二側處分別形成有沿著U形板121向上延伸而外露於本體11外部之引腳131，且各導體13之二引腳131端部為形成一共平面。

該導磁元件2可為鐵、鈷、鎳或其合金材質所製成並包含一個或一個以上呈一矩形環狀或其他中空環狀之磁芯21，而磁芯21內部則形成有至少一個上下貫通之通孔211，且磁芯21外表面上以塗佈方式形成有可為絕緣漆之絕緣層212。

該連接載體3包含一基板31，基板31包含但不限於電木板、玻璃纖維板、塑膠板、陶瓷基板、預浸漬材料等絕緣材質所製成，並於基板31表面上設有可由銅箔所製成之線路陣列32，而線路陣列32包含至少二組接點組321，並於每一組接點組321各具有二排斜向錯位間隔排列且位於不同排之複數接點，且起始與終點位置之接點分別電性連接有輸入側322及輸出側323。

當本發明於組裝時，係先將導磁元件2之磁芯21分別置入絕緣膠座1於本體11之容置槽112內，並使定位部12之複數U形板121一側處分別穿入至磁芯21之通孔211中，且各導體13之二引腳131係分別位於通孔211內側與磁芯21外側處，便可將複數導體13跨置於磁芯21外部形成並排、環狀或陣列狀間隔排列，在本實施例中係以絕緣膠座1與導磁元件2先進行組裝為說明，並於磁芯21組裝於本體11內，亦可利用點膠方式進行固定，但於實際應用時，也可依製程或結構設計變更組裝的順序，例如可先將導磁元件2之磁芯21設置於 連接載體3上，再與絕緣膠座1進行組裝與焊接之動作，所以在以下說明書內容中皆一起進行說明，合予陳明。

在本實施例中係將絕緣膠座1與導磁元件2設置於連接載體3之基板31表面上，並使導體13二側處之引腳131端部分別抵貼於線路陣列32上對應之接點組321及其焊料(如錫膏、錫球或導電膠等)形成一共平面，再利用表面黏著技術(SMT)焊接的方式焊固形成電性連接，藉此可組構成電感元件、變壓器或其他電感性元件，當線路陣列32之輸入側322導通電流時，可使電流通過接點組321與複數導體13間所形成之感應區320後再由輸出側323向外傳輸，並搭配導磁元件2之磁芯21形成連續捲繞式磁感效應之線圈迴路，以提供電感元件具有穩定的電感效應與整流特性，此種絕緣膠座1之定位部12上利用導電膠130固化成型出線圈用之導體13結構設計，在不增加整體的高度情況下，可有效縮減產品體積而不會佔用較大空間，且因複數導體13成型的方向及密度可依實際需求精準的控制，使電感元件可具有相同或接近之電氣特性，確保製造的品質與良率，進而達到結構簡單、方便組裝、提高生產效率及可節省成本之效用。

請搭配參閱第四、五、六、七、八圖所示，係分別為本發明較佳實施例刷覆導電膠前之立體外觀圖、側視剖面圖、刷覆導電膠後之立體外觀圖、絕緣膠座於轉印導電膠時之前視剖面圖及絕緣膠座於轉印導電膠後之前視剖面圖，由圖中可清楚看出，在本實施例中，當定位部12之複數U形板121表面上成型出導體13時，係利用轉印治具4之上模42先沿著底模41之限位滑槽411由後向前滑動，其上模42內部儲 存空間421所裝填有未固化之導電膠130便會通過開口4211處而直接覆蓋在底模41之轉印部412上，並經由塗膠部422之軌槽4221可分別將轉印部412之凸軌4121上多餘之導電膠130刮除，且因軌槽4221與凸軌4121彼此之間為形成有一間隙G，可使凸軌4121上之導電膠130保持一間隙G的厚度，同時藉由塗膠部422將導電膠130均勻刷覆在轉印部412表面上。

續將絕緣膠座1倒置，使其定位部12之U形板121分別向下抵靠於轉印部412上對應互補狀之凸軌4121，並由複數U形板121將凸軌4121表面上之導電膠130沾起，使導電膠130分別轉印至U形板121表面上，且可透過分隔槽122有效控制各二相鄰U形板121上之導電膠130分隔形成一距離，或者是可進一步利用刮板伸入至分隔槽122內將殘膠刮除而不會相互接觸，再將絕緣膠座1為由底模41處移出取下，並於導電膠130經由烘烤或紫外光固化的過程後，可使導電膠130在定位部12之複數U形板121表面上分別成型出彼此隔開一距離之導體13，且各導體13二側處分別形成有向上延伸之引腳131，便可藉由定位部12之複數U形板121結構設計，精準的控制複數導體13成型的方向及密度，故可消除導體13相鄰間距之差異，並達到良率高、低成本及提高產品一致性之效用。

是以，本發明主要針對絕緣膠座1之本體11內部為設有定位部12上間隔排列之複數U形板121，並於U形板121表面上分別設有導電膠130所固化成型之導體13，而本體11之容置空間10內為安裝有導磁元件2之磁芯21，並於磁芯21內部形成有可供U形板 121一側處穿入至其中之通孔211，且各導體13二側處之引腳131為分別位於通孔211內側與磁芯21外側處，便可將絕緣膠座1與導磁元件2設置於連接載體3上，並使導體13之引腳131分別與線路陣列32上對應之接點組321電性連接，搭配磁芯21形成連續捲繞式磁感效應之線圈迴路，且複數導體13成型的方向及密度可依實際的需求精準的控制，確保製造的品質與良率，進而達到結構簡單、提高生產效率及可節省成本之效用。

上述詳細說明為針對本發明一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，凡其他未脫離本發明所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本發明所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本發明上述之具導電膠成型的線圈導體之電感元件於使用時為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，實符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

Claims (5)

1. 一種具導電膠成型的線圈導體之電感元件，係包括有絕緣膠座、導磁元件及連接載體，其中：該絕緣膠座包含一本體，並於本體內部之容置空間設有一個以上間隔排列之定位部，且各定位部分別具有間隔排列之複數U形板及各二相鄰U形板間所形成之分隔槽，再於U形板表面上分別設有由導電膠所固化成型出彼此隔開一距離之導體，且各導體二側處分別形成有外露於本體外部之引腳；該導磁元件包含一個或一個以上安裝於本體內部容置空間內之磁芯，並於磁芯內部形成有至少一個可供U形板一側處穿入至其中之通孔，且各導體之二引腳係分別位於通孔內側與磁芯外側處；該連接載體於基板表面上之線路陣列包含至少二組接點組，而絕緣膠座與導磁元件係設置於基板上，且各導體之二引腳端部係分別電性連接至接點組上搭配磁芯形成磁感效應之線圈迴路。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具導電膠成型的線圈導體之電感元件，其中該絕緣膠座之本體內部凹陷狀之容置空間為凸設有一個或一個以上間隔排列之隔板，並於隔板與本體內壁面處及二相鄰隔板之間分別形成有容置槽，且各容置槽內分別設有定位部水平方向間隔排列之複數U形板及分隔槽，而導磁元件之磁芯係分別置入本體之容置槽內，以供複數導體跨置於磁芯外部。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具導電膠成型的線圈導體之電感元件，其中該絕緣膠座於定位部之U形板二側處為向外延伸凸出至本體的外 部一距離位置，並於導體二側處之引腳係分別沿著U形板向上延伸而外露於本體外部形成一共平面。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具導電膠成型的線圈導體之電感元件，其中該絕緣膠座於導體之引腳端部為分別抵貼於連接載體在線路陣列上對應之接點組形成一共平面，再利用表面黏著技術焊接的方式焊固形成電性連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具導電膠成型的線圈導體之電感元件，其中該導磁元件之磁芯外表面上為形成有絕緣層。