CN1949411A - 电感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电感器，其包括第一磁芯、第二磁芯和导体。导体包括构造成可容纳第二磁芯的凹陷部，其两端彼此反向地向外延伸而形成电极部。第一磁芯设有用于容纳导体的凹陷部的内腔。本发明还提供了制造该电感器的方法。

Description

电感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电感器及其制造方法。

背景技术

电感器作为一种基本的元器件，在各种电路设计中得到了十分广泛的应用。近年来，由于半导体技术和通信技术的迅速发展，对于在数字化的各种电子设备和通信设备中所使用的电感器的性能提出了新的要求，这些要求主要体现在小型化、大工作电流、小电感值、高可靠性等许多方面。

为了满足对电感器的新要求，人们在传统制造技术的基础上对电感器做了许多改进。例如，专利文献JP11-40426公开了一种电感器元件，其中将具有不同磁性能的第一磁芯和第二磁芯组装在一起，各自的至少一个面接触。在第一磁芯的接触面上设有至少一个凹槽。导体置于凹槽内，它的主体部分被第一磁芯和第二磁芯包围。导体中的位于凹槽外侧的端部构造为端子。端子的宽度大于导体主体部分的宽度。该发明的电感器依靠位于凹槽外侧的端子与外部连接，在生产和使用中容易出现诸如端子上翘等变形，从而导致在焊接时不牢靠，甚至会有虚焊现象发生。另外，由于端子向外伸出，因此不利于减小电感器的体积。

另外，专利文献JP2001-52934也公开了一种电感元件，其中在棱柱状铁氧体磁芯的一个面上沿空腔的深度方向设置有狭缝，带状导体插在空腔中。带状导体的两端弯向铁氧体磁芯的底面，以形成面安装端子。通过带状导体多次穿过空腔来增加带状导体的匝数，从而增加电感。在该发明的电感元件中可以看到，由于将安装端子设置在电感元件的底部，因此增加了电感元件的厚度。另外，端子在导体穿过空腔后通过弯曲而形成，该过程容易导致导体镀层脱落和磁芯破裂，并且不容易保证导体的位置，从而影响电感值的精确度，增加了制造的难度。

另外，专利文献JP2000-315610公开了一种扼流线圈，其由电极和两个磁芯构成。该磁芯还设置有可安装电极的弯曲部的凹槽。在该扼流线圈中，电极的弯曲部安装在一个磁芯的凹槽中，并且电极的安装端子安装在同一个磁芯的底部，以便使它们形成为一体。然后将两个磁芯结合起来，使其各自的凹槽彼此面对。在该发明的扼流线圈中，安装端子设于磁芯的底部，因此增加了扼流线圈的厚度。此外，由于其电极数量有限，因此电感量难于变化。另外，为了保证导体在安装后不发生倾斜，导体被设置为截面呈大致M形的形状，并且需要有一定的弹性。然而，具有弹性的材料其导电性必然相对较差，并且弹性材料的微小形变对电感值的精度也存在一定的影响，因此便制约了扼流线圈的性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种在安装时无变形、作业简便、结构简单、可实现大电流且小型化的电感器及其制造方法，其中还可以通过串、并联组合多个导体来改变电感值。

根据本发明的一个方面，提供了一种电感器，其包括第一磁芯、第二磁芯和导体，其中，导体包括构造成可容纳第二磁芯的凹陷部，其两端彼此反向地向外延伸而形成了电极部，而第一磁芯设有用于容纳导体凹陷部的内腔。

根据本发明的一个优选实施例，导体为大致U形。

根据本发明的一个优选实施例，在第一磁芯的内腔的两侧设有凹槽，其可在将导体置于内腔中时容纳电极部。在电极部处于凹槽中之后，其高度不超出或略超出第一磁芯。

根据本发明的一个优选实施例，导体为多个导体。在凹槽上设有定位部，用于隔开多个导体。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造电感器的方法，该电感器包括第一磁芯、第二磁芯和导体，该方法包括步骤：(a)在导体中加工出具有可容纳第二磁芯的凹陷部，并使导体的两端彼此反向地向外弯折，形成电极部；(b)在第一磁芯中加工出适于容纳导体的凹陷部的内腔；以及(c)将导体、第二磁芯和第一磁芯装配在一起，使得导体的凹陷部位于第一磁芯的内腔中，而第二磁芯位于凹陷部中。

根据本发明的一个优选实施例，导体制成为U形。

根据本发明的一个优选实施例，步骤(b)还包括在第一磁芯的内腔的两侧加工出凹槽，其用于容纳电极部并使电极部的高度不超出或略超出第一磁芯。

根据本发明的一个优选实施例，提供有多个导体，并且在凹槽上加工出定位部，用于隔开多个导体。

根据本发明的一个优选实施例，先对第一磁芯、第二磁芯以及导体进行加工成型，然后进行表面涂覆或电镀。

根据本发明的一个优选实施例，第一磁芯、第二磁芯以及导体通过粘性材料进行固定。

本发明的电感器通过层叠式连接来实现导体、第一磁芯和第二磁芯之间的连接，因此在装配期间基本上无变形，同时利用第一磁芯的内腔及其两侧的凹槽来确定导体的位置，这便提高了电感器的性能。另外，这种层叠式结构的装配简单可靠，制造成本低。此外，电极部在装配后不会从组件中向外伸出，并且其高度不超出或略超出第一磁芯，因此可以实现电感器的整体小型化。其它的优点还包括：可以根据需要将多个导体串联或并联起来，实现变化的电感值；电极面积大，焊接牢靠；电磁效应好，可以获得理想的性能。

附图说明

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。在所有图中，相同或相似的部件由相同的标号来表示。

图1是根据本发明的一个实施例的电感器的分解透视图；

图2是安装完成后的图1所示电感器的透视图；和

图3是其中采用了多个导体的本发明电感器的分解透视图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明一个实施例的电感器包括第一磁芯1、第二磁芯2和导体3。在本实施例中优选采用纯铜作为导体3的材料，然而如果需要的话，也可以采用无氧铜。第一磁芯1和第二磁芯2为带涂层的铁氧体磁芯，其可采用具有高磁通性能的MPP或铁粉末或Ni-Zn材料制成。

导体3优选为带状的导体，其被弯曲成大致U形，形成了可将第二磁芯2容纳于其中的凹陷部4。导体3的两端沿着相反的方向向外延伸出来，形成了电极部5。

第一磁芯1设有用于容纳导体3的凹陷部4的内腔6。在内腔6的两侧均设有凹槽7，该凹槽7构造成使得当将导体3置于内腔6中时，凹槽7可容纳电极部5，并且使电极部5的高度不超出第一磁芯1，或者只是略微超出第一磁芯1。在该实施例中，电极部5的表面优选与第一磁芯1的表面大致齐平。

在装配时，将第一磁芯1、第二磁芯2和导体3以层叠的关系装配在一起，使得导体3的凹陷部4位于第一磁芯1的内腔6中，而第二磁芯2位于凹陷部4中。可用粘性材料将第一磁芯1、第二磁芯2和导体3相互间固定住。安装完成后的电感器如图2所示。

利用这种结构，所得到的电感器具有完全闭磁的磁路结构，既可以抗电磁干扰，又不会对其它器件产生电磁干扰。另外，该电感器的厚度可以制成为很小，这便显著地降低了产品的高度，有利于面安装。

在本发明的该实施例中，一个具体的说明性示例如下所述。第二磁芯2为块体，其尺寸为6mm×5mm×2mm。第一磁芯1也为块体，其尺寸为10mm×10mm×3.5mm，内腔6的宽度为6mm，最大深度为3mm，而凹槽7的深度为0.5mm。导体3是尺寸为10mm×6mm×0.5mm的铜片，其被弯曲成大致U形，使得凹陷部4的宽度为5.0mm，深度为2.5mm。容易理解，这些零件均在适当之处倒有圆角。装配后的总高度为3.5mm。通过对该电感器进行实验可以测得，如果电感为400nH，其电流可达DC20A。如果电感为100nH，其电流可达DC40A。因此，本发明实现了一种小型化且性能优良的电感器。

另外，根据具体情况的需要，导体3可以为多个。下面以使用了三个导体3的情况为例进行介绍。如图3所示，在第一磁芯1中的可与导体3的电极部5相接触的凹槽7上各自设有两个彼此间隔开的定位部8，它们将凹槽7分成三段，以便使三个导体3相互间隔开。各段的宽度大致对应于相应导体3的宽度。当然，内腔6应构造成可在其中容纳这三个导体3，其宽度对应于三个导体3与两个定位部8的宽度之和。本领域的技术人员容易理解，在实际使用中可在图中所示的区域A处进行多次叠加，以便按照需要设置其它数量的导体3(例如两个或多于三个)，从而得到所需的电感量。

本发明还提供了一种制造上述电感器的方法，包括步骤：(a)在导体3中加工出具有可容纳第二磁芯2的凹陷部4，并使导体3的两端彼此反向地向外弯折，形成电极部；(b)在第一磁芯1中加工出适于容纳导体3的凹陷部4的内腔6；以及(c)将导体3、第二磁芯2和第一磁芯1装配在一起，使得导体3的凹陷部4位于第一磁芯1的内腔6中，而第二磁芯2位于凹陷部4中。

出于方便性，导体可制成为大致呈U形。在步骤(b)中还可包括在第一磁芯1的内腔6的两侧加工出凹槽7，其用于在装配中容纳电极部5，并使电极部5的高度不超出第一磁芯1，或者只是略微超出第一磁芯1。

如果需要使用多个导体，那么可在凹槽7上加工出定位部8，用于将这些导体间隔开。

优选的是，在制造中先对第一磁芯1、第二磁芯2以及导体3进行加工成型。然后对导体3进行表面镀锡处理。第一磁芯、第二磁芯以及导体可通过粘性材料进行固定，该粘性材料优选为环氧树脂。

以上通过具体的和优选的实施例详细地描述了本发明，然而本领域的技术人员应当理解，本发明并不局限于所述的实施例。在不脱离本发明的权利要求所述范围的前提下，可以对本发明进行各种修改、变更或调整，这些都属于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电感器，包括第一磁芯(1)、第二磁芯(2)和导体(3)，其特征在于：

所述导体(3)包括构造成可容纳所述第二磁芯(2)的凹陷部(4)，其两端彼此反向地向外延伸而形成电极部(5)；和

所述第一磁芯(1)设有用于容纳所述导体(3)的凹陷部(4)的内腔(6)。

2.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于：所述导体(3)大致呈U形。

3.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于：在所述第一磁芯(1)的所述内腔(6)的两侧设有凹槽(7)，其可在将所述导体(3)置于所述内腔(6)中时容纳所述电极部(5)，并使所述电极部(5)的高度不超出或略超出所述第一磁芯(1)。

4.根据权利要求3所述的电感器，其特征在于：

所述导体(3)为多个导体，在所述凹槽(7)上设有定位部(8)，用于隔开所述多个导体(3)。

5.一种制造电感器的方法，所述电感器包括第一磁芯(1)、第二磁芯(2)和导体(3)，其特征在于，所述方法包括步骤：

(a)在所述导体(3)中加工出具有可容纳所述第二磁芯(2)的凹陷部(4)，并使所述导体(3)的两端彼此反向地向外弯折，形成电极部(5)；

(b)在所述第一磁芯(1)中加工出适于容纳所述导体(3)的凹陷部(4)的内腔(6)；和

(c)将所述导体(3)、第二磁芯(2)和第一磁芯(1)装配在一起，使得所述导体(3)的凹陷部(4)位于所述第一磁芯(1)的内腔(6)中，而所述第二磁芯(2)位于所述凹陷部(4)中。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述导体(3)制成为大致U形。

7.根据权利要求5所述的电感器的制造方法，其特征在于：所述步骤(b)还包括在所述第一磁芯(1)的所述内腔(6)的两侧加工出凹槽(7)，其用于容纳所述电极部(5)并使所述电极部(5)的高度不超出或略超出所述第一磁芯(1)。

8.根据权利要求7所述的电感器的制造方法，其特征在于：

提供多个所述导体(3)，并且在所述凹槽(7)上加工出定位部(8)，用于隔开所述多个导体(3)。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的制造电感器的方法，其特征在于：先对所述第一磁芯(1)、第二磁芯(2)以及导体(3)进行加工成型，然后进行表面涂覆或电镀。

10.根据权利要求5至8中任一项所述的制造电感器的方法，其特征在于：所述第一磁芯(1)、第二磁芯(2)以及导体(3)通过粘性材料进行固定。

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