CN109903962B - 绕线式电感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种绕线式电感器。所述绕线式电感器包括具有绕线式线圈的主体以及设置在所述主体的外表面上的第一外电极和第二外电极。所述主体包括所述绕线式线圈，第一连接增强部和第二连接增强部另外布置在所述绕线式线圈的第一端和第二端上，并直接连接到所述第一外电极和所述第二外电极。

Description

绕线式电感器
本申请要求于2017年12月7日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0167355号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
技术领域
本公开涉及一种绕线式电感器。
背景技术
随着电子产品已经日益小型化、厚度减小并且多功能化，作为片式组件也已经需求高电流组件。此外，电感器用在各种电子器件和电子装置中。电感器可分为绕线式电感器、薄膜电感器和多层电感器。其中，绕线式电感器的有利之处在于：可通过在多次卷绕的线圈上和多次卷绕的线圈下堆叠磁性片来批量生产紧凑的片式组件。
发明内容
本公开的一方面可提供一种作为可批量生产的小型化的片式组件的绕线式电感器，在所述绕线式电感器中，绕线式线圈和外电极之间的接触面积增大。
根据本公开的一方面，一种绕线式电感器可包括：主体，具有包括第一端和第二端的绕线式线圈；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的外表面上，并电连接到所述绕线式线圈。第一连接增强部和第二连接增强部分别设置在所述第一端和所述第二端上。所述第一连接增强部和所述第二连接增强部分别直接连接到所述第一外电极和所述第二外电极。所述第一连接增强部和所述第二连接增强部具有下表面平坦并且上表面弯曲的形状。
附图说明
通过以下结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征和其他优点将被更加清楚地理解，在附图中：
图1是根据本公开的示例性实施例的绕线式电感器的实施例的示意性透视图；
图2是沿着图1的线I-I'截取的示意性截面图；
图3是根据图2的变型的绕线式电感器的另一实施例的示意性截面图；
图4A是示出在制造图1的绕线式电感器的制造工艺期间在框架上布置多个绕线式线圈的工艺的示图；以及
图4B是示出在框架上布置多个绕线式线圈之后使多个绕线式线圈与框架之间的固定增强的工艺的示图。
具体实施方式
现在将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
在下文中，将描述根据本公开的示例性实施例的绕线式电感器，但不限于此。
图1是根据本公开的示例性实施例的绕线式电感器的示意性透视图，图2是沿着图1的线I-I'截取的示意性截面图。
参照图1和图2，绕线式电感器100包括主体1以及位于主体1的外表面上的第一外电极21和第二外电极22。
主体1可形成绕线式电感器100的整体外观，并具有在厚度方向T上背对的上表面和下表面、在长度方向L上背对的第一端表面和第二端表面以及在宽度方向W上背对的第一侧表面和第二侧表面，主体1具有整体六面体形状，但不限于此。
主体1包括通过堆叠多个磁性片而形成的堆叠结构11。参照图1和图2，堆叠多个磁性片的方向与绕线式线圈12的磁芯的轴向方向基本一致，并且其可以是主体的厚度方向T。然而，这仅仅是示例，考虑到工艺条件和所需规格，本领域技术人员可适当地设置堆叠多个磁性片的堆叠方向。在这种情况下，包括形成主体1的多个磁性片(未示出)的堆叠结构可一体化，从而它们之间的边界在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下会不容易显现。
磁性片的材料和结构不受限制。例如，磁性片可利用树脂和诸如磁性粉末的磁性材料的组合物形成，这里，磁性粉末分散在树脂中。磁性粉末可包含Fe、Cr或Si作为主要组分，并且具体地，磁性粉末可以是包括Fe、Fe-Ni和Fe-Cr-Si的粉末。此外，树脂可包括环氧树脂和聚酰亚胺中的至少一种，可选地，还可用液晶聚合物替代树脂。这里，分散在树脂中的磁性粉末可具有包括壳具有细晶粒尺寸核具有粗晶粒尺寸的核-壳结构颗粒或者具有不同的尺寸的磁性粉末颗粒的双峰尺寸分布或双峰形式。
将描述被主体1的磁性片的堆叠结构密封的绕线式线圈12。绕线式线圈12包括在主体1的长度方向上被平行地引出的第一引线部12a和第二引线部12b。在一些实施例中，在同一方向(图1)上引出第一引线部12a和第二引线部12b。在另外的实施例中，在诸如相反方向的不同方向(未示出)上引出第一引线部12a和第二引线部12b。绕线式线圈12的主体是通过通常的绕线方法卷绕的线圈。绕线方法不受限制，并且本领域技术人员可根据所需规格适当地设置绕线方法。绕线方法可以是例如平式α卷绕(flat-wise alpha winding)或缘向卷绕(edge-wise winding)。
第一连接增强部13a和第二连接增强部13b可分别设置在绕线式线圈12的第一引线部12a和第二引线部12b上。当第一连接增强部13a和第二连接增强部13b基本暴露到主体1的第一端表面和第二端表面时，绕线式线圈12的第一引线部12a和第二引线部12b可电连接到第一外电极21和第二外电极22。
第一引线部12a和第二引线部12b的截面的截面面积(具体地，在包括T和W方向的平面中的截面面积)通常不大，结果，绕线式线圈12与外电极之间的接触失效频繁地发生。此外，绕线式线圈12与外电极之间的接触界面处的DC电阻Rdc显著大，使得电特性差。然而，关于这点，由于围绕第一引线部12a和第二引线部12b的端表面的第一连接增强部13a和第二连接增强部13b设置在根据本公开的示例性实施例的绕线式电感器100中，因此可解决接触界面的接触失效或电阻增大的问题。
由于第一引线部12a和第二引线部12b的端部分别被第一连接增强部13a和第二连接增强部13b覆盖，因此第一引线部12a和第二引线部12b的端部(端部的表面面向图1中的W方向)的截面面积小于第一连接增强部13a和第二连接增强部13b的暴露到主体1的外表面的截面的截面面积。因此，第一连接增强部13a和第二连接增强部13b用于增大第一引线部12a和第二引线部12b与第一外电极21和第二外电极22之间的接触面积。
由于第一连接增强部13a和第二连接增强部13b还具有使第一引线部12a和第二引线部12b与第一外电极21和第二外电极22之间的接触界面的电阻减小的功能，因此第一连接增强部13a和第二连接增强部13b可包括与绕线式线圈12的材料基本相同的材料。然而，第一连接增强部13a和第二连接增强部13b的材料不限于此，并且可包括具有优异的导电性的任何金属材料。例如，第一连接增强部13a和第二连接增强部13b可包括铜(Cu)作为主要组分。
除了第一连接增强部13a和第二连接增强部13b的作为将要连接到第一外电极21和第二外电极22的端表面的暴露到主体1的第一端表面和第二端表面的暴露表面之外，第一连接增强部13a和第二连接增强部13b的整个上表面和整个下表面被主体1覆盖，从而埋在主体1中。这里，暴露表面指的是与W-T表面(W-T表面在片切割工艺期间被切割)平行的表面。
参照图1和图2，第一连接增强部13a和第二连接增强部13b的下表面是平坦的，同时其上表面是弯曲的。第一连接增强部13a和第二连接增强部13b的上表面可以是弯曲的，曲率半径不受限制，并且可基于平坦下表面而具有半球形的表面形状。
由于第一连接增强部13a和第二连接增强部13b的暴露表面分别基本上与第一外电极21和第二外电极22接触，因此绕线式线圈12与第一外电极21和第二外电极22之间的接触表面可随着包括T和W方向的平面中的暴露表面的截面面积增大而增加。
将描述直接连接到第一连接增强部13a和第二连接增强部13b的第一外电极21和第二外电极22。在图1和图2中，在沿着包括L方向和T方向或者L方向和W方向的平面切割的截面图中，第一外电极21和第二外电极22具有C形结构，从主体1的第一端表面和第二端表面延伸到上表面和下表面以及第一侧表面和第二侧表面。然而，本公开不限于此，并且还可构造不延伸到主体的上表面的呈L形结构的外电极和仅延伸到下表面的底部电极。
由于第一外电极21和第二外电极22将被电连接到绕线式线圈12，因此第一外电极21和第二外电极22可包括具有优异的导电性的金属。此外，第一外电极21和第二外电极22可包括多个层，例如，从最内侧开始依次包括含Ag层、含Ni层和含Sn层。本领域技术人员可适当地选择多个层，因此在没有含Ag层的情况下，含Ni层可选择性地设置在直接连接到第一连接增强部13a和第二连接增强部13b的第一外电极21和第二外电极22的最内侧。
图3是根据图2的变型的绕线式电感器100'的示意性截面图。与图2的绕线式电感器100相比，除了仅第一连接增强部13a的暴露表面的截面面积和第二连接增强部13b的暴露表面的截面面积不同之外，图3的绕线式电感器100'包括与图2的绕线式电感器100基本上相同的组件。为了描述的目的，将仅描述与图2的绕线式电感器不同的组件，并且将省略相同组件的描述。此外，相同的标号用于相同的组件。
参照图3，第一连接增强部13a的暴露表面的截面面积小于第二连接增强部13b的暴露表面的截面面积。这意味着可基于第一连接增强部13a和第二连接增强部13b的暴露表面与切割表面匹配的事实通过调整切割表面的位置来区别暴露表面的截面面积。本领域技术人员可适当地设置第一连接增强部13a的暴露表面的截面面积和第二连接增强部13b的暴露表面的截面面积的差异，并且在这里，可考虑第一外电极21和第二外电极22的材料、第一外电极21和第二外电极22是否包括多个层以及绕线式电感器100的整体片尺寸来进行选择。
图4A和图4B是用于解释制造前述绕线式电感器100或100'的部分工艺的示图。具体地，图4A是示出在制造绕线式电感器的制造工艺期间在框架上布置多个绕线式线圈的工艺的示图，图4B是示出在框架上布置多个绕线式线圈之后使多个绕线式线圈与框架之间的固定增强的工艺的示图。
首先，参照图4A的顶部平面图，框架F包括多个腔C，绕线式线圈12的芯的中心设置在多个腔中的每个上。在每个腔的下表面上设置用于临时固定绕线式线圈12的胶带。可通过位于腔C的下表面上的胶带将绕线式线圈12稳定地固定到框架F。以这种方式，由于通过将多个绕线式线圈12安放在框架F内的多个腔C中并随后执行切割以将绕线式线圈12形成为单个片来制造绕线式电感器，因此可显著提高良率。
接着，参照图4B的顶部平面图，为了使图4B的绕线式线圈12稳定地固定到框架F，在围住绕线式线圈12的第一端和第二端的铜Cu上执行激光焊接。也就是说，可通过激光焊接形成连接到绕线式线圈12的第一端和第二端的第一连接增强部和第二连接增强部。在这种情况下，由于在框架F的下表面上设置了胶带，所以当在第一端和第二端上执行激光焊接时将要被焊接的部分P的下表面因胶带而是平坦的。当通过激光焊接使绕线式线圈12与框架F之间的固定增强时，可预先防止当在绕线式线圈12的上表面和/或下表面上堆叠并压制磁性片时频繁地发生的线圈的变形，并且即使在不施加单独的铜预镀的情况下，也可容易地最大化绕线式线圈12与外电极之间的接触面积。此外，虽然没有详细地示出，但是当在绕线式线圈12的上表面和/或下表面上堆叠磁性片之后沿着图4B的X线执行切割时，可提供各自包括一个绕线式线圈12的单个绕线式电感器的主体。在这种情况下，由于通过切割来切割激光焊接部和磁性片的至少一部分，因此主体的第一端表面和第二端表面、主体的第一侧表面和第二侧表面以及焊接部的侧表面形成为切割表面。
针对上述绕线式电感器，通过使用于批量生产绕线式线圈12而引入的框架F与绕线式线圈12之间的连接性增强，可预先防止绕线式线圈12的不必要的变形、匹配不良等，并且由于绕线式线圈12与框架F之间的不良分离减少，因此可提高良率。此外，由于外电极与绕线式线圈12之间的接触面积即使在没有另外的Cu预镀的情况下也可增大，因此在实际产品的使用环境中可增强耐久性并且可减小接触电阻。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，由于提供了其中绕线式线圈与外电极之间的接触面积增大的绕线式电感器，因此，可减小绕线式电感器的界面电阻，并且可解决绕线式线圈与外电极之间的不良接触。
虽然以上已经示出并描述了示例性实施例，但对本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的由所附的权利要求限定的范围的情况下，可做出修改和变型。

Claims (10)

1.一种绕线式电感器，包括：
主体，具有包括第一端和第二端的绕线式线圈；以及
第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的外表面上，并电连接到所述绕线式线圈，
其中，第一连接增强部和第二连接增强部分别设置在所述第一端和所述第二端上，且所述第一端和所述第二端分别被所述第一连接增强部和所述第二连接增强部覆盖，
所述第一连接增强部和所述第二连接增强部分别直接连接到所述第一外电极和所述第二外电极，并且
所述第一连接增强部和所述第二连接增强部具有下表面平坦并且上表面弯曲的形状。
2.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其中，所述主体的使所述第一连接增强部和所述第二连接增强部暴露的所述外表面是在所述主体的长度方向上彼此背对的第一端表面和第二端表面，所述第一端表面和所述第二端表面是切割表面。
3.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其中，所述第一连接增强部和所述第二连接增强部位于所述主体内，并被所述主体内的磁性材料填埋。
4.根据权利要求3所述的绕线式电感器，其中，所述第一连接增强部和所述第二连接增强部在所述主体内具有下表面平坦并且上表面凸起的半球形结构。
5.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其中，所述主体包括通过堆叠多个磁性片而形成的堆叠结构，所述绕线式线圈被填埋在所述堆叠结构内。
6.根据权利要求5所述的绕线式电感器，其中，所述多个磁性片利用树脂和磁性粉末的组合物形成，所述磁性粉末分散在所述树脂中。
7.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其中，所述第一端的截面的面积小于所述第一连接增强部的暴露到所述主体的所述外表面的截面的面积，所述第二端的截面的面积小于所述第二连接增强部的暴露到所述主体的所述外表面的截面的面积。
8.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其中，所述第一连接增强部的上表面相对于所述主体的厚度沿与所述第二连接增强部的上表面取向相同的方向取向。
9.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其中，所述第一连接增强部的暴露到所述主体的所述外表面的截面的截面面积不同于所述第二连接增强部的暴露到所述主体的所述外表面的截面的截面面积。
10.根据权利要求1所述的绕线式电感器，其中，所述第一外电极和所述第二外电极中的每个包括多个层，
所述多个层至少包括含Ag层、含Ni层和含Sn层，并且所述含Ag层与所述第一连接增强部和所述第二连接增强部物理地直接接触。
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