CN107316736A - 贴片式功率电感器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种贴片式功率电感器包括导磁体、线圈和端极片，所述线圈为扁平线线圈，包括线圈主体和线圈引出线；所述导磁体与所述线圈之间为一体成型结构；构成所述导磁体的材料紧密包覆于所述线圈主体；所述线圈引出线伸出到所述导磁体的外部形成该电感器的电极；所述电极上焊接有与导磁体紧贴的端极片；在所述导磁体上至少设置有一道凹槽结构和/或翅片结构。如此设置，一方面增大了导磁体外表面的散热面积，提高了电感器的散热性能，使得电感线圈不易老化，延长寿命；另一方面增大了电感器的漏磁量，使得电感器不易饱和，提高了电感器的抗饱和能力。本发明提供了一种贴片式功率电感器的制造方法。

Description

贴片式功率电感器及其制造方法
技术领域
本发明涉及电子元件领域，特别是涉及一种贴片式功率电感器及其制造方法。
背景技术
贴片式电感器可分为小功率电感器及大功率电感器两类。小功率电感器主要用于视频及通信方面(如选频电路、振荡电路等)；大功率电感器主要用于DC/DC变换器(如用作储能元件或LC滤波元件)。小功率贴片式电感器有3种结构：绕线型片状电感器、多层式片状电感器、高频型片状电感器，而大功率电感器都是绕线型结构。现有的一体式功率电感器因导磁体与线圈压铸成一规则且紧密的整体，其主要存在以下两方面的缺点：
1.散热性能不好，容易使线圈老化，可靠性降低；
2.抗饱和性能差，容易出现大电流烧毁器件。
发明内容
基于上述，提供一种贴片式功率电感器。
此外，还提供一种贴片式功率电感器的制造方法。
一种贴片式功率电感器，包括导磁体、线圈和端极片，所述线圈为扁平线线圈，包括线圈主体和线圈引出线；所述导磁体与所述线圈之间为一体成型结构；构成所述导磁体的材料紧密包覆于所述线圈主体；所述线圈引出线伸出到所述导磁体的外部形成该电感器的电极；所述电极上焊接有与导磁体紧贴的端极片；
所述导磁体上至少设置有一道凹槽结构和/或翅片结构，用于增加散热面积和漏磁量。
在其中一个实施例中，所述凹槽和所述翅片为连续型结构或间断型结构，且所述凹槽横截面的形状和大小沿着所述凹槽的长度方向相同；所述翅片横截面的形状和大小沿着所述翅片的长度方向相同。
在其中一个实施例中，当所述导磁体上设置两道以上所述凹槽和/或所述翅片时，所述凹槽或所述翅片之间平行设置，且所述凹槽的最大宽度以及两个所述翅片相邻边的最大间距小于2.5毫米。
在其中一个实施例中，所述凹槽的深度介于所述导磁体表面至所述线圈主体之间。
在其中一个实施例中，同一所述凹槽或所述翅片的横截面形状为圆弧形、多边形或圆弧形与多边形的组合中的任意一种。
在其中一个实施例中，所述凹槽或所述翅片在所述导磁体的上表面上沿着以所述线圈主体的轴线为中心的圆周、或正多边形设置；
所述凹槽或所述翅片在所述导磁体的外侧表面上沿着所述导磁体外侧的周向设置，且所述凹槽或所述翅片的设置方向与所述线圈主体轴线的夹角介于0至180度内。
一种贴片式功率电感器的制造方法，包括根据要制造的电感器的电器特性制备漆包线线圈，并制备用于构成导磁体的粉料；将所述线圈主体放入一个压铸腔中，所述线圈的引出线则伸出到所述压铸腔外；在所述压铸腔中加入所述粉料，并进行压铸处理，使所述粉料紧密填充于所述线圈主体的内部并紧密包覆于所述线圈主体的外部；所述线圈引出线伸出到由所述粉料压制而成的导磁体外部形成该电感器的电极；从所述压铸腔中取出所述电感器坯件并将所述电感器坯件的引出线分别折弯至紧贴所述导磁体的底面，在电极上焊上端极片后进行烘烤处理；所述方法还包括：
在所述导磁体上至少切削或压制出一道凹槽结构和/或翅片结构，用于增加散热面积和漏磁量；
所述线圈主体采用耐220℃以上高温的扁平线以扁平线所在平面与所述线圈主体的轴线的空间夹角为0-90度的任意一个角度绕制；
所述端极片采用铜材，表面镀锡处理。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：设置所述凹槽和所述翅片为连续型结构或间断型结构，且所述凹槽横截面的形状和大小沿着所述凹槽的长度方向相同；所述翅片横截面的形状和大小沿着所述翅片的长度方向相同。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：设置所述凹槽的深度介于所述导磁体表面至所述线圈主体之间。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：在所述导磁体的上表面上，将所述凹槽或所述翅片沿着以所述线圈主体轴线为中心的圆周、或正多边形设置；
在所述导磁体的外侧表面上，将所述凹槽或所述翅片沿着所述导磁体外侧的周向设置，且所述凹槽或所述翅片的设置方向与所述线圈主体轴线的夹角控制在0至180度内。
一种贴片式功率电感器及其制造方法，通过在一体式的贴片式功率电感器的外表面的周向设置规则形状的凹槽，使得一体式的贴片式功率电感器获得以下有益效果：
1.增大了导磁体外表面的散热面积，提高了电感器的散热性能，进而改善了电感线圈的工作温度环境，使得电感线圈不易老化，延长寿命；
2.在导磁体外表面设置的凹槽相当于在磁路的流通面上设置了突变截面，增大了电感器的漏磁量，使得电感器不易饱和，提高了电感器的抗饱和能力。
附图说明
图1为电感器上凹槽和/或翅片连续的正面局部剖视结构示意图；
图2为电感器上凹槽和/或翅片连续的俯视透视结构示意图；
图3为电感器上凹槽和/或翅片连续的左视结构示意图；
图4为电感器上凹槽和/或翅片连续的仰视透视结构示意图；
图5为电感器上凹槽和/或翅片间断设置的俯视透视结构示意图；
图6为电感器上凹槽和/或翅片间断设置的左视结构示意图。
附图标记说明：100.导磁体；110.凹槽；120.翅片；200.线圈；210.线圈主体；220.线圈引出线；300.端极片。
具体实施方式
在本专利文件中，下面讨论的图1-6和用于描述本公开的原理或方法的各种实施例只用于说明，而不应以任何方式解释为限制了本公开的范围。本领域的技术人员应理解的是，本公开的原理或方法可在任何适当布置的电感器中实现。参考附图，本公开的优选实施例将在下文中描述。在下面的描述中，将省略众所周知的功能或配置的详细描述，以免以不必要的细节混淆本公开的主题。而且，本文中使用的术语将根据本发明的功能定义。因此，所述术语可能会根据用户或操作者的意向或用法而不同。因此，本文中使用的术语必须基于本文中所作的描述来理解。
一种贴片式功率电感器，如图1-6所示，包括导磁体100、线圈200和端极片300，所述线圈200为扁平线线圈，包括线圈主体210和线圈引出线220；所述导磁体100与所述线圈200之间为一体成型结构；构成所述导磁体100的材料紧密包覆于所述线圈主体210；所述线圈引出线220伸出到所述导磁体100的外部形成该电感器的电极；所述电极上焊接有与导磁体紧贴的端极片300；所述导磁体100上至少设置有一道凹槽110结构和/或翅片120结构，用于增加散热面积和漏磁量。在所述导磁体100上沿着与磁力线相交的截面设置所述凹槽110，能够在励磁回路中设置突变截面，从而使一部份励磁泄露掉，达到增强电感器抗饱和能力的作用；此外，由于设置所述凹槽110增大了散热面积，也使得电感器的散热能力得到增强，改善了所述线圈主体200的工作环境，可延长线圈主体200使用寿命。
其中，如图2图3图4所示，所述凹槽110和所述翅片120设置为连续型结构，或如图5图6所示的间断型结构，且所述凹槽110横截面的形状和大小沿着所述凹槽110的长度方向相同；所述翅片120横截面的形状和大小沿着所述翅片120的长度方向相同。如此设置，能够使所述导磁体100内的磁力线在周向方向的分布更加均匀。
如图1至图6所示，当所述导磁体上设置两道以上所述凹槽110和/或所述翅片120时，所述凹槽110或所述翅片120之间平行设置，且所述凹槽110的最大宽度以及两个所述翅片120相邻边的最大间距小于2.5毫米。其中，所述凹槽110或所述翅片120之间平行设置能够使所述凹槽110或所述翅片120之间的间距相同，磁阻以及漏磁量分布更加均匀；限制所述凹槽110的最大宽度以及两个所述翅片120相邻边的最大间距的范围能够使磁阻不至于过大导致电感器的性能下降。
所述凹槽110的深度介于所述导磁体100表面至所述线圈主体200之间。如此设置，可最大限限度的延伸所述凹槽110的深度，而控制所述凹槽110的宽度，使得相同的凹槽宽度获得更大的漏磁量，拓宽所述电感器的抗饱和范围。
同一所述凹槽110或所述翅片120的横截面形状为圆弧形、多边形或圆弧形与多边形的组合中的任意一种。如图1-6所示为所述凹槽110和所述翅片120的横截面形状为矩形的情况。如此设置，一是为了便于加工，二是为了使两道以上的所述凹槽110能够便于平行设置，使所述导磁体100的周向的各个参数趋于均匀分布。
所述凹槽110或所述翅片120在所述导磁体的上表面上沿着以所述线圈主体210的轴线为中心的圆周、或正多边形设置。如此设置，一是为了便于量产，二是为了使两道以上的所述凹槽110能够平行设置，使所述导磁体100的周向的各个参数趋于均匀分布，三是为了让所述电感器的外观更加美观整洁。
所述凹槽110或所述翅片120在所述导磁体100的外侧表面上沿着所述导磁体100外侧的周向设置，且所述凹槽110或所述翅片120的设置方向与所述线圈主体210轴线的夹角介于0至180度内，如图1图3图6所示为所述翅片120的设置方向与所述线圈主体210轴线的夹角为90度的情况。
在其中一个实施例中，所述凹槽110的横截面积为矩形，以使相邻的两面平行。
在其中一个实施例中，所述翅片120的横截面积为矩形，以使相邻的两面平行。
在其中一个实施例中，所述导磁体上表面设置两道以上所述凹槽110，以增大上表面的散热面积和拓宽所述电感器的抗饱和范围。
在其中一个实施例中，所述凹槽110为连续的圆环形闭合结构，以方便加工和使所述导磁体100的周向参数趋于均匀。
在其中一个实施例中，所述翅片120为连续的圆环形闭合结构，以方便加工和使所述导磁体100的周向参数趋于均匀。
在其中一个实施例中，所述凹槽110的宽度为1-2毫米，以防止磁阻过大影响电感器的其他性能。
在其中一个实施例中，两个相邻所述翅片120的相邻边的距离为1-2毫米，以防止磁阻过大影响电感器的其他性能。
在其中一个实施例中，所述凹槽110的深度延伸至所述线圈主体210，以获得最大的突变面积。
在其中一个实施例中，所述线圈主体210采用耐220℃以上高温的扁平线，以增强电感器的工作温度范围。
在其中一个实施例中，所述扁平线所在平面与所述线圈主体的轴线的空间夹角为90度，以便于绕制和与所述导磁体100压制成一体结构。
在其中一个实施例中，所述翅片120在所述导磁体100外侧面的设置方向与所述线圈主体210轴线的夹角为90度，以方便加工。
一种贴片式功率电感器，通过在一体式的贴片式功率电感器的外表面的周向设置规则形状的凹槽，使得一体式的贴片式功率电感器获得以下有益效果：
1.增大了导磁体外表面的散热面积，提高了电感器的散热性能，进而改善了电感线圈的工作温度环境，使得电感线圈不易老化，延长寿命；
2.在导磁体外表面设置的凹槽相当于在磁路的流通面上设置了突变截面，增大了电感器的漏磁量，使得电感器不易饱和，提高了电感器的抗饱和能力。
根据上述所述内容，本方案还提供了上述所述贴片式电感器的制造方法，包括：根据要制造的电感器的电器特性制备漆包线线圈200，并制备用于构成导磁体100的粉料；将所述线圈主体210放入一个压铸腔中，所述线圈的引出线220则伸出到所述压铸腔外；在所述压铸腔中加入所述粉料，并进行压铸处理，使所述粉料紧密填充于所述线圈主体210的内部并紧密包覆于所述线圈主体210的外部；所述线圈引出线220伸出到由所述粉料压制而成的导磁体100外部形成该电感器的电极；从所述压铸腔中取出所述电感器坯件并将所述电感器坯件的引出线分别折弯至紧贴所述导磁体100的底面，在电极上焊上端极片300后进行烘烤处理。
所述方法还包括在所述导磁体100上至少切削或压制出一道凹槽110结构和/或翅片120结构，用于增加散热面积和漏磁量；
所述线圈主体200采用耐220℃以上高温的扁平线，并以扁平线所在平面与所述线圈主体210的轴线的空间夹角为0-90度的任意一个角度绕制；
所述端极片300采用铜材，表面镀锡处理以降低接触电阻和防止铜片氧化。
设置所述凹槽110和所述翅片120为连续型结构或间断型结构，且设置所述凹槽110横截面的形状和大小沿着所述凹槽110的长度方向相同；所述翅片120横截面的形状和大小沿着所述翅片120的长度方向相同。如此设置，可方便加工，提高生产效率。
将两道以上的所述凹槽110或所述翅片120平行设置，并设置所述凹槽110的最大宽度以及两个所述翅片120相邻边的最大间距小于2.5毫米。如此设置，即可方便加工，提高生产效率，又可保障电感器的其他特性参数。
设置所述凹槽110的深度介于所述导磁体100表面至所述线圈主体210之间。如此设置，可最大限限度的延伸所述凹槽110的深度，而控制所述凹槽110的宽度，使得相同的凹槽宽度获得更大的漏磁量，拓宽所述电感器的抗饱和范围。
此外，在所述导磁体100的上表面上，将所述凹槽110或所述翅片120沿着以所述线圈主体210轴线为中心的圆周、或正多边形设置。如此设置，一是为了便于量产，二是为了使两道以上的所述凹槽110能够平行设置，使所述导磁体100的周向的各个参数趋于均匀分布，三是可使所述电感器的外观更加美观整洁。
在所述导磁体100的外侧表面上，将所述凹槽110或所述翅片120沿着所述导磁体100外侧的周向设置，且所述凹槽110或所述翅片120的设置方向与所述线圈主体轴线的夹角控制在0至180度内。如图1图3图6所示为所述翅片120的设置方向与所述线圈主体210轴线的夹角为90度的情况。
在其中一个实施例中，将所述凹槽110的横截面积设置为矩形，以方便加工，和使相邻的两面平行。
在其中一个实施例中，将所述翅片120的横截面积设置为矩形，以方便加工，和使相邻的两面平行。
在其中一个实施例中，在所述导磁体100上表面设置两道以上所述凹槽110，以增大上表面的散热面积和拓宽所述电感器的抗饱和范围。
在其中一个实施例中，将所述凹槽110设置为连续的圆环形闭合结构，以方便加工和使所述导磁体100的周向参数趋于均匀。
在其中一个实施例中，将所述翅片120设置为连续的圆环形闭合结构，以方便加工和使所述导磁体100的周向参数趋于均匀。
在其中一个实施例中，设置所述凹槽110的宽度为1-2毫米，以防止磁阻过大影响电感器的其他性能。
在其中一个实施例中，设置两个相邻所述翅片120的相邻边的距离为1-2毫米，以防止磁阻过大影响电感器的其他性能。
在其中一个实施例中，将所述凹槽110的深度延伸至所述线圈主体210，以获得最大的突变面积。
在其中一个实施例中，所述线圈主体210采用耐220℃以上高温的扁平线，以增强电感器的工作温度范围。
在其中一个实施例中，设置所述扁平线所在平面与所述线圈主体的轴线的空间夹角为90度，以便于绕制和与所述导磁体100压制成一体结构。
在其中一个实施例中，将所述翅片120在所述导磁体100外侧面的设置方向与所述线圈主体210轴线的夹角为90度，以方便加工。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种贴片式功率电感器，包括导磁体、线圈和端极片，所述线圈为扁平线线圈，包括线圈主体和线圈引出线；所述导磁体与所述线圈之间为一体成型结构；构成所述导磁体的材料紧密包覆于所述线圈主体；所述线圈引出线伸出到所述导磁体的外部形成该电感器的电极；所述电极上焊接有与导磁体紧贴的端极片；其特征在于：
所述导磁体上至少设置有一道凹槽结构和/或翅片结构，用于增加散热面积和漏磁量。
2.根据权利要求1所述的贴片式功率电感器，其特征在于：所述凹槽和所述翅片为连续型结构或间断型结构，且所述凹槽横截面的形状和大小沿着所述凹槽的长度方向相同；所述翅片横截面的形状和大小沿着所述翅片的长度方向相同。
3.根据权利要求1或2所述的贴片式功率电感器，其特征在于：当所述导磁体上设置两道以上所述凹槽和/或所述翅片时，所述凹槽或所述翅片之间平行设置，且所述凹槽的最大宽度以及两个所述翅片相邻边的最大间距小于2.5毫米。
4.根据权利要求3所述的贴片式功率电感器，其特征在于：所述凹槽的深度介于所述导磁体表面至所述线圈主体之间。
5.根据权利要求3所述的贴片式功率电感器，其特征在于：同一所述凹槽或所述翅片的横截面形状为圆弧形、多边形或圆弧形与多边形的组合中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的贴片式功率电感器，其特征在于：所述凹槽或所述翅片在所述导磁体的上表面上沿着以所述线圈主体的轴线为中心的圆周、或正多边形设置；
所述凹槽或所述翅片在所述导磁体的外侧表面上沿着所述导磁体外侧的周向设置，且所述凹槽或所述翅片的设置方向与所述线圈主体轴线的夹角介于0至180度内。
7.一种贴片式功率电感器的制造方法，包括根据要制造的电感器的电器特性制备漆包线线圈，并制备用于构成导磁体的粉料；将所述线圈主体放入一个压铸腔中，所述线圈的引出线则伸出到所述压铸腔外；在所述压铸腔中加入所述粉料，并进行压铸处理，使所述粉料紧密填充于所述线圈主体的内部并紧密包覆于所述线圈主体的外部；所述线圈引出线伸出到由所述粉料压制而成的导磁体外部形成该电感器的电极；从所述压铸腔中取出所述电感器坯件并将所述电感器坯件的引出线分别折弯至紧贴所述导磁体的底面，在电极上焊上端极片后进行烘烤处理；其特征在于，所述方法还包括：
在所述导磁体上至少切削或压制出一道凹槽结构和/或翅片结构，用于增加散热面积和漏磁量；
所述线圈主体采用耐220℃以上高温的扁平线以扁平线所在平面与所述线圈主体的轴线的空间夹角为0-90度的任意一个角度绕制；
所述端极片采用铜材，表面镀锡处理。
8.根据权利要求7所述的贴片式功率电感器的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：
设置所述凹槽和所述翅片为连续型结构或间断型结构，且所述凹槽横截面的形状和大小沿着所述凹槽的长度方向相同；所述翅片横截面的形状和大小沿着所述翅片的长度方向相同。
9.根据权利要求7所述的贴片式功率电感器的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：
设置所述凹槽的深度介于所述导磁体表面至所述线圈主体之间。
10.根据权利要求7所述的贴片式功率电感器的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述导磁体的上表面上，将所述凹槽或所述翅片沿着以所述线圈主体轴线为中心的圆周、或正多边形设置；
在所述导磁体的外侧表面上，将所述凹槽或所述翅片沿着所述导磁体外侧的周向设置，且所述凹槽或所述翅片的设置方向与所述线圈主体轴线的夹角控制在0至180度内。
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