TW403919B - Surface mounting type coil component - Google Patents

Description

五、發明說明（1) [發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種適合裝戟於DC〜DC變換器 超薄型表面安裝型線圈零件的結構。 、 " 、 [先行技術] 近，來伴隨著可攜式資訊終端機等電子機 化，多採用將所謂的混合IC安裝在主機 J : 容器、電晶體、變壓器、！ 組模塊電路的電 安裝在-個子電路板上。等電子零件，集中後以表面 型中的每個電子零件固然要求小型化及薄 =化（減低'度），尤其對高度尺寸較大的線圈零件（變 壓器、扼流圈等）減低高度的要求更為強烈。 。例如，作為典型的表面安裝線圈零件之表面安裝型變壓 器的結構，一般而言其結構為：在樹脂製成的線圈架上 面，分別捲繞一次線圈及二次線圈，在線圈架的側面或底 面植設有支架引線端子’將各線圈的兩端部分別纏繞在前 述支架引線後，以焊接等導通並固定<，再將磁心嵌裝於 線圈架。但由於使用線圈架’因此在減低高度方面就會有 一個極限存在，而高度尺寸在3mm左右已是最低限度。 於.是做為】型化、減低南度的結構，如圖6之縱剖面 圖所示之表面安裝型變壓器〗〇結構，已完成產品化，該結 構省略了線圈木’在縱轴圓柱體狀鐵氧體磁心4本身上， 直接捲繞絕緣漆包線做為線圈5 ’其中，縱軸圓柱體狀的 鐵氧體磁心4 ’由鐵心部1和與鐵心部體延設於該鐵心部j

五、發明說明（2) 403918 的長度方向的兩端的凸環部2、3所構成，將該捲線端部纏 繞在將金屬板***凸環部3的一側後沖歷成形的細平板狀 的引線端子6上面後’再予以焊接之構造。 另外’又有如圖7之縱剖面圖所示的表面安裝型變壓器 20結構，在縱軸圓柱體狀的鐵氧體4的凸環部3的一側的底 面及周圍，直接印刷固定導通塗層等形成的電極層8用來 代替上述引線端子6，將前述線圈5的兩端部經由圖中未標 示出的導溝後，導通固定在前述電極層8上之結構。 此外，如圖8之斜視圖所示的表面安裝型變壓器30結 構’也已完成產品化，其結構為：形成直接附著於磁心的 電極層2 1 (在虛線所示長方體形狀的鐵心部11的左右兩端 形成矩形凸環部1 2、1 3，該凸環部1 2、1 3與鐵心部11成為 整體共同構成橫軸鐵氧體磁心15，在該橫軸鐵氧體磁心15 的前述凸環部12、13的兩端16、17及底面18、19上，以印 刷形成）’線圈22捲繞在鐵心部1 1，將線圈22的端部，以 焊接使之固定導通於前述各電極層21的端面16、17兩、側。 到目前為止，使用如圖7所示大約高度尺寸h= 1. 6πηπ的前 述縱軸圓柱體型鐵氧體磁心4’的表面安裝型變壓|^2〇，為 高度尺寸最小的表面安裝型線圈零件，其所減低高度之程 度最為進步β [發明所欲解決的課題] 然而，採用如前述圖7所示縱軸圓柱體型鐵氧體磁心 4’的表面安裝型變壓器20的結構，已到達減低高度的極 限，另外，在採用如前述圖8所示橫軸鐵氧體磁心丨5的表

:安裝型變請o t ’要將線圏22之端部拉到電極層21尤 ^因難，線®的引出冑分或者是浮接後***的導通固定部 ^。’導致產品外形尺寸增大，為小型化、減低高度帶來問 =外’如果用焊接做為固定導通線圈端部的手段，由於 蛣虐3層21中’導通固定部分所佔據之凸環部12、13的區 总# i Μ以在焊接時，熱量會傳遞到鐵心、部11，從而容 易產生降低線圈22絕緣性等的影響。 奋 的2二® C中，當將使用上述橫轴鐵氧體磁心15 =安裝型變壓器3。，安裝到子電路板上時， $ =電路板的安裝面和相反一侧的佈線，從 ”，降低的問題。此夕卜，：5 板佈線之間的絕緣。 电蚀禮以與主機 本發月鑒於上述情況，使用了前所未有的 :，同時針對線圈與電極層之間的導通固定部， 良，從而使線圈零件更進一步減低 改 [解決問題的手段] 崎彳于从貫現。 本發明， (1)藉由提供一種表面安裝型後 =徵為，由鐵氧體磁心上ϊ;的， 氧艘磁心具有厚度尺寸t與寬度尺寸其中，纖 以下的扁平型鐵心部，以及在該鐵心部 （：在"3 f與鐵心部成為-體的凸環部；二個至四；電=兩端形 目互隔離’是在前述鐵氧體磁心的凸環部中至少在包：2 及、發明說明_________ 度方向的側面上形成；以及線圈，捲繞於乂 的鐵心部，同時其兩端部分別 ' 二剐述鐵氧體磁心 出，並且在該侧面的電極屏 刖’L展部的側面斜向引 定。 j面的電極層通過熱…方法導通並固 (2)藉由提供一種如上 、 圈零件以達到上述目的，其中.記^载的表面安裝塑線 畢側的端部’於前述磁心凸環伽而線圈至少纏繞完 部的厚度尺寸的延長線上加以 —電極層的前述鐵心 一⑴藉由提供一種如上述（广)通固：： =裝=線圈零件以達到上述目的/其特）中記載的表面 心凸環部的高度尺寸Η在1 · 6_以下Ϊ矿二為：其中前述磁 至150#^^ _】迷線圈的線徑為30 (4) 藉由提供—種如上述十土 :裝型線圈零件.以達到上述目的，5其者(;）中記載的表面 線圈端部的固定部相接觸的 的3徵為：其中與前述 徑以下。 的厚度為前缚線圈的線 (5) 藉由提供一種上述（1)或 :型線圈零件以達到上述 【中記載的表面安 逑電極層Μ述磁心凸環部的周圍2為：丨中在配設前 設(有，成…極層：：=面靠近鐵心部的-侧’ 裝型線ί = 上述（1)或者（2)中記載的表面安 述電= ΐ述目的，ΐ特徵為：其中相對於# 倍的擴寬部。 疋部具有相當於線圈線徑的1. 5〜4. j 403919 五、發明說明（5) (7)藉由提供一種上述（1) 裝型線圈零件以達到上述目的/苴^2 )中記載的表面安 述磁心凸環部的側面的凹溝内形=番徵為：其中在設於前 部的前述電極層的固'定部被包人，I極層，同時與線圈端 ("藉由提供一種上述（1 )3在'述凹溝内。 裝型線圈零件以達到上述目的—有（2 )中記載的表面安 心部上的線圈的安裝電路板一鈿的Ϊ徵為：其中捲繞在鐵 磁性粉的樹脂層。 的表面’平坦配設有加入 [發明之實施形態] 以下根據圖1至圖5的圖式， 面安裝型線圈零件的實施形能。、=明與本發明相關的表 圈零件包括各種變壓二 上，雖然表面安褒型線 了做為外部連接端子的電；：；和但是由於除 安裳塑變壓器加以說=形態中僅對其中最典型的表面 圖圖1圖Κϊΐ:::關之表面安裝型變壓器外觀的斜視 明相關的表面Λ 的縱剖面圖。另夕卜，圖3顯示與本路 線圈的導通固if型變壓器的鐵氧體磁心凸環部側面中= 態的縱剖電路板上的滿合1 C安裝，到主機板上的狀 首先，圖1至圖5所示的表面安裝型變壓器5〇，如囷1所

體磁心凸環心:!的放大斜視。圖4同樣為表示織氣 (〇與放大；：：中線圏的導通固定部，放大側面圖 變壓器安穿在 （b)。另外，圖5為將别述表面安裳 -403 ㈣---- 五、發明說明（6) 示，其整體的寬度尺寸3.6mm、捲線軸長尺寸L為5.5mm左 右，相對於此，其高度尺寸Η為1.2 mm左右的，成為一既 超小型且極扁平的表面安裝型變壓器，其特徵為，由鐵氣 體磁心35、電極層38、線圈39構成；其中，鐵氧體磁心35 具有圖4中之厚度尺寸t與寬度尺寸w之比t /…在1/3 以下的扁平型鐵心部3 1，以及與鐵心部一體延設在圖2所 示之該鐵心部長度方向之兩端的凸環部32、33 ;電極層38 共4個，彼此相互隔離’是在圖1所示之前述鐵氧體磁心35 的凸環部32、33中至少在包含高度方向的側面36上形成； 線圈3 9係捲繞於前述鐵氧體磁心3 5的鐵心部31，同時其兩 端部如圖3所示分別向前述凸環部的側面3 6斜向引出，並 且在該側面3 6的電極層3 8 ’上，經由熱壓接合方法使其導 通並固定之。 》 ' 化和高度 前述之先 裝型變壓 於此，將 面安裝型 足「厚度 一條件的 件的扁平 線圈零件 上述結 明中，如 之降低為 前例所顯 器30，於 本發明所 變壓器50 尺寸t與 磁Θ。附 磁、心，以 減低南度 構與使用 上所述是以表 其第一目的， 示’係使用橫 進行爲平化的 稱之扁平磁心 的鐵氧體磁心 寬摩尺寸▼之 帶說明一下， 前從未有過， 的關鍵所在。 如圖7所示的 面安裝型線圈零件的小型 為了實現這個目的，如同 轴鐵氧體磁心h5的表面安 同時逐步解決相關問題。 定義為：在如上所述的表 3 5的鐵心部3 1中，能夠滿 比t / w在1 / 3以下」此 因為能夠滿足上述扁平條 所以這是實現表面安裝型 ，從前的縱轴圓柱體型鐵

__403919 五、發明說明（7) 氧體磁心4的表面安裝型變壓器20相比較，從結構上更易 於減低其高度，而且由於在扁平鐵氧體磁心35的凸環部 32、33的高度方向的侧面36的電極部分38’上，經由熱壓 接合使之連接導通，所以線圈3 9的引出線部分及導通固定 4分不會增加產品的高度尺寸，就可以達成極低的高度， 即如以上所述’可將高度尺寸壓縮到丨.2mffl左右（估 有可能達到〇.8mm左右）。 另外，由於將線圈端部，經由熱壓接合導通固定在離捲 繞線圈39的鐵心部31最遠的凸環部3 2、33的高度方向的側 面36的電極層部分38，上面，所以傳到鐵心部31的熱傳導 較少’從而使線圈39受到保護。 然而，在上述表面安裝型變壓器50中需要注意的是，如 圖4( a)所示，具有如下特徵，即特別使線圈“的尾端端 部與電極層38的導通固定部分，位於凸環部33侧面36的電 極層38的前述鐵心部31的厚度尺寸的延長線上。藉由 通固定部.分位於凸環部33的側面36，尤其是上述範圍内 後，即使捲繞在磁心扁平鐵心部的線圈的尾端引出部分 =熱f接合變長而造成鬆弛’也可以抑制線圈使其不會 高於高度尺寸的方向鼓蛉，&而具有不容易對線圈 南度尺寸產生影響的優點。 另外，在上述表面安裝型變壓器5〇中，根據本發明 研究顯示：當高度尺寸Η為1_6顧以下時，、線圈39的線和 在30^m〜150㈣範圍内為佳.這是因為，若線徑粗二 超出上述範·®而太粗的話，在熱壓接合時產生的熱量便

第11頁 403919 五、發明說明（8) 過大’從而對線圈的絕绫专 太細的話，會導致在：= 利影響；而如果是 夠的抗拉力強度的後果接5導通固疋部位m导到足 另外’在上述表面安裝型變壓 J ^ 3 9 ^ . ^ ^ ^ V ^ 線圈39的端部受壓變形時，電極㈣，便多少會下 情況τ ’仍然可以於線圈的端部加上足 .，使其能夠與電極層38,確實地被導通固定。 单ίΐ 2上ί表面安裝型變壓器5°中，由於使用橫軸扁 2乳體磁心35，所以有必要更進—步考慮外部佈線與線 圈3 9之間的絕緣性能漏磁通的影響。 :且，在如圖1的表面安裝型變壓器5〇中，設置有未形 成則述電極層38的縫隙區域D ’位於印刷固定形成前述電 極層38的前述磁心35的凸環部32的周圍面，靠近鐵心部31 的一侧。由於該缝隙區域D之存在，即使線圈3 9的匝數太 多，而壓迫到凸環部32、33的周圍邊緣，也能夠與電極層 38保持距離，從而保持良好的絕緣性能。 另外，如圖3之放大斜視圖所示，由於熱壓接合時（例 如點焊接），使得線圈39對電極層38的導通固定部41 ,具 有線圈線徑的1.5〜4.0倍的擴寬部（寬度d)，因此可以得 到足夠的接合強度》這一點，相對於高度尺寸H丨.2mm這 樣十分狹小的側面3 6，由於線圈3 9的端部，由斜向進入 (即與侧端面36的邊緣36 a的角叙g呈2〇。至60。的銳角

IHI 第12頁 403919 五、發明說明（9) )後，導通 的固定面積 另外，在 扁平鐵氧體 刷固定電極 的導通固定 定部41可以 能夠精確確 可能性。另 蓋固定，以 然而，如 板44上的前 性，很有可 通的影響而 固定於電極層38，所以點焊接 。 π 1以獲得較大 圖1、圖3中的表面安裝型變壓 磁心35的凸環部32、33的侧 ，在設於 ，，同時，線圈39的端部H凹=2中印 部41，被容納於前述凹溝42内。如：，玉層二 所容納而不會向側面***，因： ί，‘導：固與其它電子零件接觸的 :到：周圍’最好以樹脂等覆 付到絕緣保護的效果。 & 面剖二圖所示’安裝在混合1 C的子電路 述表面女裝型變壓器5〇，由於其結構上的 J = !電路板44的相反-側的佈線和漏磁 導致電感量降低》 於是，做為上述對策，在圖5中’於混合1 〇的子電路 板44，與安裝後的表面安裝型變壓器5〇的線圈⑶的表面之 間’爽著含有磁性粉的樹脂層46 (塗在線_表面的樹脂 薄膜或樹脂平板）'該樹脂層不僅可以防土漏磁磁束的不 利影響’而且可以達成保護線圈39的作用。另外，在主機 板4 5 —侧的線圈表面’也同樣安裝平坦的上述樹脂層& 6， 除了保護其輿主機板一侧的電子零件及佈線p 2之間的絕 緣專，同時，在通過自動安裝機吸附安裝時還可以提高吸 附效果。 接著，說明關於上述表面安裝型變壓器5〇中，所使用的

第13頁

----403919 五、發明說明（10) 各個零件。 首先’在本發明中所使用的磁心材料，雖然未作特別限 制，但事實上，如同上述實施形態的鐵氧體磁心35，其所 使用材料為，鎳鋅系鐵氧體、鎳一鋅~~鋼系鐵氧體等高且 抗率的物質。其外形尺寸則考慮鐵氧體的物理強度，5 2 若寬度尺寸W = 3. 6mm，則高度尺寸（凸環部32、33的言声 為H = 〇.5mm〜l，6mm，鐵心部31的尚度（厚度）為〇 又） 8mm。於是，鐵心部31的相對於厚度尺寸t沾玄危〇, W見尺寸W 6^7 比例，便成為3以上，最好能達成5以上。而0 e — 叩且，長度尺寸 L必須設計得宜’如圖1之表面安裝型變麼哭5 〇 2 I 5. 5mm在右。 °° 大約是 至於電‘極層38，雖然最簡單的方法是在凸環部32、33 周圍及側面的左右整體印刷，鍍上含有銀粉末及玻璃料的 導電塗料並使之凝固後，再使用噴砂器等修剪等方法分· 割，。但當然也可以單獨印刷固定，還可以採用轉印印^方 法。而且，在前述電極層38的表面上，可以根據需要，施 以焊錫電鍍或銅電鍍等電鍍鍍膜處理。另外，於圖5中， 在靠近主機板45並與之相對的凸環部32、33的周圍，最好 不要形成電極層部分38 b ，這樣對於與主機板45佈線保持 絕緣，可以說是較有益處的。 ' 在以上所詳述之與本發明相眺之以表面安裝型變壓器5〇 為代表的表面安卞型線圈零件.中，其_度尺寸Η在1. 以下’目前可以做到1. 2mm左右，將來可以達到〇. 左右 的減低高度化；如圖5所示’在安裝表面安裝型變屋器5〇

第14頁 c 後的狀態下，可以使容担 薄 0 J M便女裝於主機板45的混舍 達到1 · 8 m m以下。 0尺 刑a τ 月相關的表面安裝塑變廖Μ上掎 戶斤 相同’所以當直接安裝在主機板 「以將面度降低為與主機板的高度相同。 > ¥ 濟

[發明之效果J 具 虞 、f : ί ί本發明相關的表面安裝型線圈零件’ 高 減 述的結構，因此具有以下所述的效果： 起 外 ft ( 1 )可《以實現使南度尺寸達到1. 6mm以下的 適用於安裝到混合I C上。 (2)可以將因熱壓接合而導致之線圈鬆弛 加以抑制。 〜 . (3 )虽採用熱壓接'合，將線圈導通固定在 可以得到最佳的線圈線徑條件。 (4)線圈的端部能確實熱壓接合在磁心的沙 的電極層。 ，说 €換廣 瓖 鄯 (5 )由於存在縫隙區域，，使得捲繞在鐵心 電極層之間保持距離，從而能保持良好的絕緣性能 (6 )由於線圈的固定部具有線圈線徑的^ . 5〜4 . 0.借 的擴寬部，因此其與電極層間熱壓接合區域可以充分確 保，而提高導通固定部位的接觸可靠性。 (7 )由於導通固定部可容納於磁心凸環部 内，因此導通固定部不會向外部***。 的側面凹溝 (8 )與主機板及混合丨c的子電路板之間的名' 纟邑緣

-iiiaaia 五、發明說明（12) 及安全性能較高。 [圖式之簡單說明] 明表面安裝型變壓器之外觀的斜視圖。 圖圖顯不本發明表面安裝型變壓器之橫軸方向的縱剖面 圖3顯示本發明表面安裝型 端面之導通^㈣/之^鐵氧體磁心側 圖4顯不鐵氧體磁心之凸環部 分的放大侧M(a)與放大平面圖⑻。線圈導通固定部 圖5顯不將本發明的表面安裝型變壓器安裝到子電路板 上的混合I C安裝到主機板後的狀態的縱剖面圖。 圖6顯示從前的表面安裝型變壓器結構的縱剖面圖。 圖1顯示從前的表面安裝型變壓器結構的縱剖面圖。 圖8顯示從前的表面安裝型變壓器結構的斜視圖。 [元件符號之說明] , 1 、 11 、 31 一 2、3、1 2、13、32、33 4 5 ' 22 > 39 6 '心部 凸環部 圓拄體型鐵氧體磁心 ，線圈 ' 引線端子 電極層 表面安裝型變麗器 鐵氧體磁心. 端面

第16頁 1 > 8 ' 21 ' 38 10 ' 20 '30 > 50 15 16 ' 17 403919 五、發明說明（13) 18 ' 19 35 36 36 a 38 38 b 41 42 44 45 46 Η W L D P2 h t w

底面 扁平鐵氧體磁心 側面 側面的邊緣 印刷在側面的電極層 靠近主機板並位於其對面的 電極層部分 導通固定部 凹溝 混合I C的子電路板 主機板 加入磁粉的樹脂層 高度尺寸 寬度尺寸 捲軸長度尺寸 缝隙區域 佈線圖型 ' 混，合I C的厚度尺寸 鐵心部的厚度尺寸 鐵心部的寬度尺寸 第17頁

Claims (1)

1. — fJ| Q 申5耷專利範圍 1 鐵：Ξί面⑨裝型、線圈零件，徵為具備： 在工/^以下心，具有厚度尺寸丨與寬度尺寸w之比t/w 鐵心邻县扁平型鐵心部，以及與鐵心部一體延設於該 二#長度方向之兩端的凸環部； 磁心=ΐ Γ彼此相互隔離的電極層，配設於前述鐵氧體 線圈，°卩至少在包含高度方向的側面之周面上；以及 別向十^捲繞於前述鐵氧體磁心的鐵心部’同時其兩端分 二二述凸環部的側面斜向引出，再以熱壓接合方法 、疋在該側面的電極層上。 Α二如申請專利範圍第1項之表面安裝型線圈零件， 刖述線圈至Φ^ 1 Λ产加捲線結束侧之端部，係導通固定在前述磁心 衣°卩側，的電極層的前述鐵心部厚度尺寸的延長線上。 中Α如申请專利範圍第1或2項之表面安裝型線圈零件，其 it磁“凸環部的咼度尺寸η在i，6mm以下，前述 的線徑為30“ mjL15M m。 疋線圈 + 如申凊專利範圍第1或2項之表面安裝型線圈零件，其 一前述線圈端部的固定部相接觸的電極層的厚 述線圈的線徑以下。 為月J Φ 5卢如Ϊ請專利範圍第1或2項之表面安裝型線圈零件，其 、、α配5又有則述電極層的前述磁心凸緣部的周圍面靠近鐵 的側’設有未形成前述電極層的縫隙區域。 6·如申請專利範圍第1或2項之表面安裝型線圈零件，其 中相對於前述電極層的線圈固定部具有相當於線圈線徑的 1.5〜4.0倍的擴寬部。

   403919 六、申請專利範圍 7. 如申請專利範圍第1或2項之表面安裝型線圈零件，其 中在設於前述磁心凸環部的側面的凹溝内形成有電極層， 同時與線圈端部的前述電極層的固定部被收納於前述凹溝 内。 8. 如申請專利範圍第1或2項之表面安裝型線圈零件，其 中於捲繞在鐵心部上的線圈的安裝電路板一側的表面，平 坦配設有加入磁性粉的樹脂層。

   第19頁