TWI355670B - - Google Patents
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Description
1355670 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電感元件及其製造方法，以及使用 其之開關電源。 【先前技術】 搭載在電子機器的開關電源係以FCCI爲代表的方式 依級數別規定雜訊。雖然在電源中之雜訊的發生原因爲各 式各樣，但是主要是發生在開關大電力之半導體元件的周 邊。尤其是高頻成份係成爲放射雜訊而在空中傳遞，導致 各種電子機器的錯誤動作。爲此，在各頻率帶設置規定値 。在開關電源中係對於半導體元件，主要是MOS-FET或 二極體施予雜訊對策。就對於MOS-FET或二極體的雜訊 對策之代表例而言，係舉例如使用CR突波或鐵氧體磁珠 的雜訊對策。 雜訊對策係根據敦效果與成本、進一步兼顧搭載空間 而分類使用。尤其是在考量性能面的情況下，如專利文獻 1記載所示，利用Co系非晶形者係成爲雜訊對策的主流 。由於Co系非晶形係爲磁性特性優，因此雜訊減低效果 係較鐵氧體磁珠更佳。但是，使用Co系非晶形磁性薄帶 的環狀型磁心，由於一般而言都是利用樹脂包覆磁心整體 ，而使樹脂浸入至磁性薄帶的層間，根據乾燥後的樹脂收 縮而對環狀型磁心施加應力，造成有降低磁性特性的問題 -5- 1355670 一方面，在專利文獻2或專利文獻3中係記載了將磁 心***有底形容器，固定蓋後而在容器內收納磁心的雜訊 抑制元件。在使用附蓋容器的情況下，回避了伴隨樹脂收 縮的問題，而能夠抑制磁性特性的降低。但是，附蓋容器 當然是使蓋部與容器本體各別製作，而必須將此等組合固 定。由於要分別利用樹脂材料製作蓋部與容器本體，因此 首先要個別準備模型，並且必須使用此等模型分別實施樹 脂成形。 如上述所示，附蓋容器係必須個別準備蓋部與容器本 體的模型，對於製造成本會有負擔爲大的問題。進一步， 在專利文獻2所記載的雜訊抑制元件中，必須進行將蓋部 ***本體容器的工程。在專利文獻3所記載的雜訊抑制元 件中，必須進行利用熔融接著固定容器本體與蓋部的工程 。使用附蓋容器的雜訊抑制元件係由於必須進行安裝蓋部 的工程，因此會有量產性不佳的問題。 [專利文獻1]日本專利核准第2602843號說明書 [專利文獻2 ]日本特開平1 1 - 3 4 5 7 1 4號公報 [專利文獻3 ]日本特開2 0 0 1 - 3 1 9 8 1 4號公報 【發明內容】 本發明之目的係爲提供除了抑制磁性特性的降低之外 ，並可以省略蓋部而提升量產性的電感元件及其製造方法 ，進一步提供使用這樣的電感元件之開關電源。 關於本發明之態樣的電感元件，係具備：具備磁性薄 -6 - 1355670 帶的捲繞體或層疊體之圈餅型磁心；具有設置在一端 部與設置在另一端的開放部，並收納前述圈餅型磁心 底型容器：插通收納在前述有底型容器內之前述圈餅 心的中空部之導電性導線部：及以覆蓋前述有底型容 前述開放部之方式加以設置，並將前述圈餅型磁心、 有底型容器與前述導電性導線部一體固定之接著劑部 特徵爲：前述接著劑部係由前述有底型容器的前述開 側對於前述圈餅型磁心的厚度平均爲5 %以上5 0 %以 範圍，潛入在前述圈餅型磁心與前述有底型容器的間 及前述有底型容器與前述導電性導線部的間隙。 關於本發明之態樣的電感元件之製造方法，其特 備：將具備磁性薄帶的捲繞體或層疊體之圈餅型磁心 在具有設置在一端的底部與設置在另一端的開放部之 型容器內的步驟；將施予彎折加工之導電性導線部插 納在前述有底型容器內之前述圈餅型磁心的中空部的 :在收納前述圏餅型磁心，且***前述導電性導線部 述有底型容器之前述開放部，塗布接著劑的步驟；利 前述接著劑乾燥固化，形成將前述圈餅型磁心、前述 型容器與前述導線部一體固定之接著劑部的步驟。 關於本發明之態樣的開關電源，其特徵爲具備關 發明之態樣的電感元件作爲雜訊抑制元件。 【寶施方式】 以下參照圖示’說明本發明之實施形態。 的底 之有 型磁 器的 前述 ，其 放部 下的 隙、 爲具 收納 有底 入收 步驟 的前 用使 有底 於本 1355670 以下，針對用以實施本發明之形態加以說明。第1及 2圖係爲顯示根據本發明之實施形態的電感元件之圖面。 第1及2圖所示之電感元件1係具備圈餅型磁心2、有底 型容器3、接著劑部4、及導電性導電部5。圈餅型磁心2 係具備磁性薄帶的捲繞體或是層疊體。就圏餅型磁心2而 言係爲捲繞或層疊磁性薄帶而形成爲圈餅型、所謂環狀型 的磁心，在其中心係形成爲中空部。 在構成圈餅型磁心2的磁性薄帶係適用Co基非晶形 磁性合金、F e基非晶形磁性合金、具有微結晶之f e基磁 性合金、高導磁合金等磁性材料。非晶形合金係以具有下 式（1 )的組合爲佳。 一般式： （Tl.aMa) l00.bXb …（1) (式中’ T表不選自Fe及Co之至少1種的元素，Μ表示
選自 Ti、V、Cr ' Mn、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、Ta 及 W 之至少1種的元素，X表示選自B、Si、C及P之至少1 種的元素’ a及b係滿足OSagO.5、l〇$bS35at%的數値 )° 兀素T係因應磁束密度或鐵損等所要求的磁性特性而 調整組合比例。元素Μ係爲了熱穩定性、耐蝕性、結晶 化溫度的控制而添加的元素。元素Μ係以選自Cr、Μη、 Zr、Nb及Mo之至少1種爲更佳。元素Μ的含有量係使& 値成爲0.5以下。由於當使元素！^的含有量過多時，相對 的兀素T的含有量就會減少，而使非晶形磁性合金薄帶的 1355670 磁性特性降低。表示元素Μ的含有量之a値係在實用性 上以達到〇·〇1以上爲佳。 * 元素X係爲在得到非晶形合金而必須有的元素。尤 • 其是Β係爲對於磁性合金的非晶化很有效的元素。Si係 爲有助於非晶相的形成、或是對於結晶化溫度的提升很有 " 效的元素。當使元素X的添加量過多時，會造成透磁率 * 降低或脆化。當使元素X的添加量過少時，對於磁性合 φ 金的非晶化爲困難的。由此點得知，元素X的含有量係 以10〜35at%的範圍爲佳。 進一步，就構成圈餅型磁心2的磁性薄帶而言，係以 使用可飽和特性優的Co基非晶形合金薄帶爲佳。藉由使 用C 〇基非晶形合金薄帶，能夠提升圈餅型磁心2的磁性 特性。Co基非晶形合金薄帶係以具有下式（2 )所示的組 合爲佳。 —般式： C 〇 a F eb M c S i d B e ··· (2) (式中 a + b + c + d + e= 1 OOat %，3 ^ b ^ 7at %，0.5^c^3at% • ，9 ^ d ^ 1 8at% ，7 ^ e ^ 1 6at% )。 . 在式（2 )中，元素M係以選自Nb、Cr、W、Mo及
Ta之至少1種爲佳。藉由含有這樣的元素M作爲必須成 份，能夠提升Co基非晶形合金薄帶的耐熱性。藉由提升 Co基非晶形合金薄帶的耐熱性，能夠抑制根據後述乾燥 工程造成的圈餅型磁心2之磁性特性降低。元素μ係期 望爲Nb。Nb係尤其是對於Co基非晶形合金薄帶之耐熱
1355670 性提升有所助益。 用來作爲磁性合金薄帶之非晶形合金薄帶保 體急冷法加以製作爲佳。具體而言，藉由從熔 io5t/秒的冷卻速度，急速冷卻調整爲既定組合 金素材，而得到非晶形合金薄帶。利用液體急冷 的非晶形合金之形狀係形成爲薄帶。非晶形合途 度係以3 Ο μ m以下爲佳，以8〜2 0 /z m爲更佳。 磁性薄帶的厚度，能夠得到低損耗的磁心。 具有微結晶之Fe基磁性合金係以具有下式 的組合爲佳。 —般式： FeaCubMcSidBe ·· (3) (式中’ Μ係表示選自周期表中的43族元素、 、6a族元素、Mn、Ni、Co及 A1之至少 1 | a + b + c + d + e= 1 〇〇at %，〇.〇 l ^ b ^ 4at %，0.0 1 ^ c 10$dS25at%，3 ^ e ^ 1 2at%，17^d + e^30at% 在式（3 )中的組合中，cu係爲提高耐蝕1 結晶粒粗大化的同時，且有效改善鐵損或透磁ί 特性的元素。元素Μ係對於結晶粒徑均勻化？ ’且對磁歪或磁異方性的減低、對於溫度改變t 之改善很有效。具有微結晶之磁性金屬係以具； 3 Onm的結晶粒在合金中面積比存在爲5 〇 %以 90%以上的微構造者爲佳。 具有微結晶之Fe基磁性合金薄帶係例如j 以適用液 融狀態以 比例的合 法所製作 薄帶的厚 藉由控制 (3 )所示 5a族元素 的元素， "Oat % ， I 0 :，並防止 等軟磁性 效的同時 磁性特性 粒徑5〜 .，更佳爲 ，下所示加 -10- 1355670 以製作。首先，利用液體急冷法製作具有式（3)之合金 組合的非晶形合金薄帶後，在該非晶形合金薄帶施加對於 結晶化溫度爲-50〜+120 °C，且爲1分鐘〜5小時的熱處理 而析出微結晶。或是控制利用液體急冷法製作合金薄帶時 的急冷溫度，直接析出微結晶。合金薄帶的板厚係與非晶 形合金薄帶相同，以30 下爲佳，以8〜20//m爲更 佳。 捲繞上述所示的磁性薄帶而製作捲繞體。或是層疊磁 性薄帶而製作層疊體。捲繞數或層疊數係因應被要求的磁 性特性而適當設定。因應必要而在磁性薄帶的表面設置絕 緣層亦可。捲繞體係以在其中心部形成爲中空部的方式捲 繞磁性薄帶。藉由捲繞磁性薄帶，而得到在其中心部具有 中空部的磁心。層疊體係以在其中心部形成爲中空部的方 式層疊磁性薄帶。以既定長度切斷磁性薄帶而製作磁性薄 片，在磁性薄片的中心部空出洞孔。藉由層疊這樣的磁性 薄片而形成圈餅型磁心。 圈餅型磁心2係收納在有底型容器3。有底型容器3 係具有筒狀外壁部、及在其內側同心配置的筒狀內壁部。 在筒狀外壁部及筒狀內壁部的一端係以塞住其等之間的方 式設置底部。筒狀外壁部及筒狀內壁部的另一端係形成爲 開放部。在筒狀內壁部的內側係形成爲中空部。圈餅型磁 心2係收納在筒狀外壁部與筒狀內壁部之間。有底型容器 3係以具有絕緣性爲佳。有底型容器3係利用例如PBT ( 聚對苯二甲酸丁二酯）、PET (聚對苯二甲酸乙二酯）、 -11 - 1355670 LCT (液晶聚合物）等絕緣樹脂加以形成爲佳。各部的厚 度係以在〇.〇5〜1mm的範圍爲佳。 在有底型容器3中，筒狀外壁部的高度係較筒狀內壁 部的高度更高爲佳。進一步，筒狀外壁部的高度係較筒狀 內壁部高度高出0.2〜2mm的範圍爲佳。換言之，筒狀外 壁部與筒狀內壁部係如第2圖所示，以[筒狀外壁部高度 hl2筒狀內壁部高度h2]爲佳。進一步，以[筒狀外壁部高 度hi-筒狀內壁部高度h2 = d = 0.2〜2mm]爲佳。藉由使筒狀 外壁部較筒狀內壁部更高，在利用後述的接著劑部4固定 時，使接著劑難以流出外部。 在收納了圈餅型磁心2的有底型容器3之中空部，係 插通導電性導線5。導電性導線5係利用Cu、Fe、以其等 爲主成份的合金等導電性金屬材料加以形成爲佳。導電性 導線5的線徑係只要能通過有底型容器3的中空部的話， 就沒有特別的限定，但是對於導電性導線5線徑之中空部 直徑的比（導線部5的線徑/中空部直徑）爲1〜4的範圍 爲佳。藉此，能夠利用接著劑部4達到良好固定。在導電 性導線部5的表面設置絕緣被覆膜亦可。又藉由在導電性 導線部5表面設置錫電鍍等被覆膜，能夠提升焊接性。 導電性導線部5的長度係爲任意的。導電性導線部5 係如第3至5圖所示，以具有彎折爲3字型的形狀爲佳。 當在構成開關電源等配線基板（母基板）6安裝電感元件 1時，導電性導線部5係被***配線基板6而被焊接。具 有彎折形狀的導電性導線部5係對於配線基板6的安裝性 -12- 1355670 爲優。有底型容器3係例如固定在導電性導線部5之對於 配線基板6爲垂直部份的一方。 在將電感元件1安裝在配線基板6時，電感元件1係 以將接著劑部4位在與配線基板的相反側加以配置爲佳。 導電性導線部5係焊接在配線基板6而被固定。利用焊接 工程的熱能使接著劑部溶融，恐怕會造成圈餅型磁心2從 導電性導線部5脫落。例如有使焊接工程的熱能通過導電 性導線部5而傳達到接著劑部4的情況，或是也有像是迴 焊工程而加熱基板整體的情況。即使熱能傳達到接著劑部 4 ’藉由將接著劑部4配置在與配線基板6的相反側而能 夠不易受到熱能的影響。 在有底型容器3的中空部係以***預先施予彎折加工 的導電性導線部5爲佳。其後形成接著劑部4。藉此，能 夠將有底型容器3的固定位置保持一定。進一步，當在插 入有底型容器3的中空部後彎折加工導電線導線部5時， 恐怕會對圏餅型磁心2或接著劑部4添加應力而使特性降 低。藉由將具有彎折形狀的導電性導線部5***有底型容 器3的中空部，能夠抑制由於應力造成的特性降低。 在將導電性導線部5***收納了圈餅型磁心2的有底 型容器3之中空部後，在有底型容器3的開放部塗布接著 劑，藉由使其乾燥固化而形成接著劑部4。接著劑部4係 以覆蓋有底型容器3的開放部之方式加以設置，進一步使 圈餅型磁心2、有底型容器3、及導電性導線部5成爲一 體接著固定者。在此將接著劑已固化的狀態稱爲接著劑部 -13- 1355670 4。所謂「一體固定」係表示利用連續的接著劑部4固定 圈餅型磁心2、有底型容器3、及導電性導線部5的狀態 〇 在該實施形態之電感元件1中，一邊利用接著劑部4 覆蓋收納圈餅型磁心2的有底型容器3之開放部，一邊利 用接著劑部4使圈餅型磁心2、有底型容器3、及導電性 導線部5成爲一體固定。因此，對於有底型容器3係不必 另外準備蓋部。爲此，不須用以形成蓋部的模型。進一步 也不必進行安裝蓋部的工程。藉由此等，能夠使電感元件 1的製造工程精簡化，又能夠減低製造成本。 接著劑部4係由於爲固化接著劑者，因此能夠容易得 到例如1 kgf以上的接合強度。爲此，在將電感元件1安 裝於配線基板6時，能夠防止收納了圈餅型磁心2之有底 型容器3的脫落等。在此，所謂1 kgf以上的接合強度係 意味利用砝碼等施加lkg的負荷時，接著劑部4不會剝落 。一方面，在將固化樹脂而形成的蓋部壓入容器的型態中 ’容易發生容器的斷落等。進一步，在***導線部時恐怕 會使蓋部脫落。尤其是在只有壓入情況下，當從與壓入方 向的相反側***導線部時，容易使蓋部脫落。此係因爲只 有壓入情況下無法提升接合強度。 形成接著劑部4的接著劑雖然沒有特別的限定，但是 可以使用矽樹脂系接著劑、環氧樹脂系接著劑、酚樹脂系 接著劑、丙烯酸樹脂系接著劑、聚胺酯樹脂系接著劑等。 若是可以在室溫固化接著劑的話，能夠提升電感元件1的 -14- 1355670 製造效率。但是，考量乾燥工程的縮短或固化後之機械性 特性等，接著劑係以在90〜150 °C溫度且30分鐘〜2小時 的條件下進行乾燥處理爲佳。乾燥條件係以成爲1 1 0〜 130°C x50〜70分鐘爲更佳。 當接著劑的乾燥溫度未滿90 °C時，會造成必須延長乾 燥時間。當乾燥時間過長時，會使接著劑之對於圈餅型磁 心2的浸透範圍變得過廣。具體而言，會使接著劑超過圈 餅型磁心2內部的30%而易於浸透。當接著劑的乾燥溫 度超過1 5 (TC時，雖然縮短了乾燥時間，但是恐怕會使圈 餅型磁心2的磁性特性降低。藉由適用這樣的製造條件， 能夠提高電感元件1的製造效率。因此，能夠使電感元件 1的量產性大幅提升。 接著劑係以在固化後的厚度達到0.3〜2mm的範圍加 以塗布爲佳。在此以使用液狀的接著劑爲佳。液狀接著劑 的塗布係可以使用點膠機而易於實施。進一步，藉由將點 膠機的注入口與有底型容器3的開放部配合，能夠易於達 到位置合對。利用調整此時的液狀接著劑的塗布量，能夠 防止洩漏。從接著劑的塗布至乾燥爲止，例如將***有底 型容器3的中空部之導電性導線部（具有彎折的導電性導 線部）5的前端固定在基座再實施。藉此，對於複數個有 底型容器3而言，可以更有效率塗布接著劑，進一步也可 以提升乾燥工程的效率。 固化接著劑而形成接著劑部4的硬度係以邵氏硬度A 爲20〜100的範圍爲佳，以50〜70的範圍爲更佳。當接 -15- 1355670 著劑部4的硬度（邵氏硬度A)超過 型磁心2的應力變大，而恐怕會對圏 性有不良影響。接著劑部4的硬度 7〇以下爲更佳。作爲易於取得這樣 例如丙烯醯基改質矽樹脂系接著劑。 不論構成接著劑部4的接著劑只 合2種種類以上者皆可。雖然接著劑 有特別的限定，但是當考量了接著劑 有利用邵氏硬度A爲20以上的硬度 部4的硬度（邵氏硬度A)係以50 以 JIS-Z-2246 (測試方法）、JIS-E JIS-B-7 73 1 (測試片）爲基準加以測
等硬樹脂之硬度，則是以邵氏硬度I 〇 在該實施形態之電應元件1中， 圈餅型磁心2、有底型容器3、及導1 定時，接著劑部4係被潛入圏餅型磁 的間隙、及有底型容器3與導電性導 接著劑部4係對於圈餅型磁心2 底型容器3的開放部側潛入平均爲5 〃 第2圖係顯示使接著劑部4潛入 2圖中，a係爲圈餅型磁心2的厚度 磁心2厚度方向之接著劑部4的厚度 [(b/a) χ100(%)]的値達到 5〜50 1〇〇時，由於對圈餅 餅型磁心2的磁性特 (邵氏硬度A )係以 的硬度之接著劑係舉 有1種種類，或是混 部4硬度的下限値沒 部4的強度時，以具 爲佳。進一步接著劑 以上爲更佳。硬度係 [-7727 (測試機）、 定者。針對環氧樹脂 〕爲基準加以測定者 當利用接著劑部4將 性導線部5 —體固 心2與有底型容器3 線部5的間隙。 的厚度而言，係從有 〜50%的範圍。 各間隙的狀態。在第 ，b係爲潛入圏餅型 。接著劑部4係以使 %的方式，被潛入圈 -16- 1355670 餅型磁心2與有底型容器3的間隙、及有底型容器3與導 電性導線部5的間隙。又b的厚度係不必全部爲—定，也 可以使一部份接著劑部4沒有潛入（b = 0)。只要使接著 劑部4潛入間隙的比例平均爲5〜5 〇 %的範圍即可。 接著劑部4潛入的狀態係針對4處之圈餅型磁心2與 有底型容器3的間隙（2處外壁部與磁心的間隙+ 2處內壁 部與磁心的間隙）、及2處之有底型容器3與導電性導線 部5的間隙（2處內壁部與導線部的間隙）之總計6處， 分別測定相當於b的厚度，求得其平均値後，利用[(Wa )X 〇〇 ( % )]的數學式求得接著劑部4之潛入範圍（平均 値）者。b的厚度係如第2圖所示，利用包含導線部5的 剖面加以測定者。 當接著劑部4以潛入間隙的狀態存在時，有底型容器 3與導電性導線部5的接著面積變大，而能夠使有底型容 器3與導電性導線部5，進一步使圏餅型磁心2與有底型 容器3的接合強度提高。當接著劑部4的潛入比例未滿5 %時，使與導電性導線部5的接合強度不夠而發生電感元 件1之安裝到配線基板6時的不合宜情況。當接著劑部4 的潛入比例超過5 0 %時，使附加到圏餅型磁心2的應力 變大而使磁性特性降低。從接合強度與磁性特性的觀點來 看，接著劑部4之潛入比例係以1 0〜40 %的範圍爲更佳 〇 進一步，接著劑部4係以浸透至圈餅型磁心2剖面積 之5〜30%的範圍爲佳。以通過圈餅的中心，並與中空部 -17- 1355670 平行切斷收納在有底型容器3的圈餅型磁心2時之磁心2 剖面積爲100%時，接著劑部4係以面積比爲5〜30%的 比例浸透至圈餅型磁心2的內部爲佳。藉此，在可以抑制 圈餅型磁心2的磁性特性降低之外，也可以更進一步提升 圈餅型磁心2與有底型容器3及導電性導線部5的接合強 度。 磁心2的剖面積（100 % )係如第6圖所示，顯示包 圍磁性薄帶21的最外層21A與最內層21B的範圍（斜線 領域）者。捲繞（或是層疊）磁性薄帶時，即使在磁性薄 帶之間有間隙，該間隙係包含在磁心的剖面積（1 〇〇 % ) 。同樣地，在磁性薄帶之間存在有絕緣膜（絕緣被覆膜或 絕緣薄膜）的情況下，該絕緣膜也包含在磁心的剖面積（ 100% )。 藉由形成使接著劑部4的一部份浸透至圏餅型磁心2 內部的構造，利用投錨效果可以使圈餅型磁心2與有底型 容器3及導電性導線部5的接合成爲強固的構造。在浸透 比例未滿5%時，由於投錨效果不夠而造成在有底型容器 3之圈餅型磁心2的固定不強固。因此，搬送時會使圈餅 型磁心2剝離而恐怕在有底型容器3造成嘎啦嗄啦聲音的 狀態。又由於焊接時的熱能使接著劑部4熔融而恐怕會使 圈餅型磁心2脫落。 當接著劑部4之對於圈餅型磁心2的浸透比例超過 3 0 %時，會使施加至圈餅型磁心2的應力變得過大而恐怕 對圈餅型磁心2的磁性特性有不良影響。接著劑部4之對 -18- 1355670 於圈餅型磁心2的浸透比例係以1 〇〜20 %爲更佳 劑部4的浸透比例係能夠利用所使用的接著劑特性 量、乾燥工程的調整而適當調整。 該實施形態的電感元件1係由於利用接著劑部 餅型磁心2、有底型容器3、及導電性導線部5 — ，因此能夠使製造工程精簡化，並圖取大幅成本降 一步，由於收納了圈餅型磁心2的有底型容器3之 電性導線部5的固定性爲佳，因此電感元件1的處 。由於能夠以視線辯識接著劑部4，因此易於確認 件1的方向性。當能夠確認電感元件1的方向性時 平順進行安裝在配線基板時的方向性或位置合對。 電感元件1係具有複數個圏餅型磁心2亦可。 複數個圈餅型磁心2的情況下，如第4圖所示，將 納了圈餅型磁心2的有底型容器3連接複數個亦可 使用收納複個數圈餅型磁心2的有底型容器3亦可 2個以上的圈餅型磁心2配置在有底型容器3之情 利用接著劑部4只固定位在有底型容器3的開放部 餅型磁心2亦可。此時只測定利用接著劑部4加以 圈餅型磁心2的浸透比例。在連接複數個各別收納 型磁心2的有底型容器3之情況下，利用接著劑部 各個圈餅型磁心2爲佳，接著劑部4的浸透比例係 定。 導電性導線部5係如第5圖所示，具有扭結部 。扭結部7係設置在對應於收納圈餅型磁心2之有 。接著 與塗布 4將圈 體固定 低》進 對於導 理性優 電感元 ，能夠 在使用 各自收 ，或是 。在將 況下， 側之圈 固定之 了圈餅 4固定 各自測 7亦可 底型容 -19- 1355670 器3與配線基板之間的位置。藉由在導電性導線部5設置 扭結部7，即使根據焊接時的熱能而使接著劑部4熔融， 也不會使收納了圈餅型磁心2的有底型容器3脫落。在利 用室溫固化接著劑的情況下，利用自然冷卻使接著劑再次 固化，而可以達到使圈餅型磁心2、有底型容器3、及導 電性導線部5 —體固定的狀態。 扭結部7係具有複數個波形，其長度以達到5mm以 上爲佳。藉此，能夠使通過導電性導線部5的熱能有效放 熱。因此，能夠更有效抑制接著劑部4的熔融。在扭結部 7係可以適用波形、S字形、鋸齒形、螺旋形等各種形狀 。扭結部7的長度係以5mm以上爲佳。扭結部7的長度 上限雖然沒有特別的限定，但是當考量了形成扭結部7的 成本時，以15mm以下爲佳。 扭結部7係以具有使其寬幅之對於有底型容器3內徑 的比（扭結部寬幅/有底型容器內徑）爲1.1〜3的範圍之 形狀爲佳。藉由使扭結部7的寬幅較有底型容器3的內徑 更大’能夠防止安裝在配線基板6時之位置偏移或脫落等 不合宜情況。在使有底型容器3通過扭結部7的情況下， 在將導電性導線部5***有底型容器3前已形成扭結部7 爲佳。在使有底型容器3沒通過扭結部7的情況下，在將 導電性導線部5***有底型容器3後再形成扭結部7。扭 結部7係預先形成爲佳。 在對於有底型容器3內徑之扭結部7的寬幅比未滿 1 · 1的情況下’使根據設置扭結部7所得到的效果不夠。 -20- 1355670 —方面其比超過3時，使扭結部7的寬幅過大而在通過有 底型容器3內徑時恐怕會發生使導電性導線部5彎折等的 製造不良。導電性導線部5係大多是銅線等金屬線材。若 是金屬線材的話，由於具有彈性，即使扭結部7較有底型 容器3內徑更大也能夠利用施加小應力而使其插通。爲此 ，能夠在導電性導線部5預先設置扭結部7後再插通至有 底型容器3。 因爲本實施形態的電感元件1係沒有使用蓋部，能夠 使製造工程精簡化，而且能夠使製造成本大幅減低。進一 步，藉由調整接著劑部4的浸透比例，能夠抑制根據接著 劑固化時的應力所造成的磁性特性的降低（例如L値的減 低）。因此，電感元件1係爲能夠發揮良好的雜訊減低效 果。這樣的電感元件1係在開關電源等電子機器適合用來 作爲雜訊抑制元件。 開關電源係使用在PC或伺服器等各種領域。在開關 電源的配線基板係搭載了各種元件。各個元件係利用焊接 固定在配線基板。本實施形態之電感元件1由於是針對根 據焊接的熱能使接著劑部4熔融的情況所施加的對策，因 此不易發生焊接時之所謂圈餅型磁心2的位置偏移或脫落 之不合宜情況。因此，由於電感元件1也能夠對應迴焊工 程，能夠提升開關電源的量產性。 第7圖係爲顯示根據本發明之第1實施形態的開關電 源構成之電路圖。第7圖所示之自勵返馳方式的開關電源 31係具有串聯連接在輸入端子32、33之間的變壓器34 -21 - 1355670 之1次繞線35及作爲開關元件之FET(MOSFET) 36。在 變壓器34係進一步設置Fet36之閘極電路驅動用的繞線 37。換言之’繞線37係爲了使FET自勵發振而被捲繞之 變壓器34的正回饋繞線。 在FET36的閘極端子與正回饋繞線37之間係設置將 正回饋繞線37的訊號傳送至FET36的驅動電路38。驅動 電路38係串聯連接電感器39、電阻40及電容器41加以 構成’並作爲減震器電路的機能。電阻40係爲給予適當 的電流至FET36，電容器41係爲圖取FET36之驅動特性 的提升。電感器39係具有可飽和性，並具有延遲FET3 6 的閘極訊號之機能。前述實施形態的電感元件1係適用在 可飽和性電感器3 9，並有作爲FET3 6的雜訊抑制元件的 機能。 在變壓器34的1次繞線35與輸入端子33之間係串 聯連接吸收發生在變壓器34之1次繞線35的突波電壓之 突波電容器42。突波電容器42係與FET36並聯連接。進 一步，使突波電阻43與突波電容器42串聯連接。在變壓 器34的2次繞線44係連接整流元件45與電容器46來作 爲整流·平滑電路。電阻47係爲負荷。 第8圖係爲顯示根據本發明之第2實施形態的開關電 源的構成之電路圖。第8圖所示之它勵返馳方式的開關電 源15係具備作爲FET36的閘極電路的發訊電路52。在 FET3 6與發訊電路52之間係串聯連接可飽和電感器39及 電阻40。可飽和電感器39係與第1實施形態相同，具有 -22- 1355670 作爲FET36的雜訊抑制元件的機能，並適用前述實施形 態的電感元件1。 其次針對本發明的具體實施例及其評價結果加以闡述 (實施例1〜6、比較例1〜2 ) 捲繞具有（CoowFeG.QsCro.Qi^SiisBis的組合之非晶 形磁性合金薄帶（厚度18/zm)，形成圈餅型磁心（環狀 形磁心）。在磁性薄帶的表面係預先設置絕緣被覆膜。圈 餅型磁心的尺寸係達到外徑3 m m X內徑2 m m X高度3 m m。 其次，將圈餅型磁心收納在P B T製的有底型容器（ 外徑3,4mmx內徑l_6mmx高度4.5mm，容器厚度0.1mm) 。有底型容器係達到[(外壁部高度4.5mm-內壁部高度 3.2mm ) =1.3mm]。其後，***施予彎折加工的線徑 0.8 mm之導電性導線部，使用丙烯醯基改質矽樹脂系接著 劑，將磁心、容器及導線部一體固定。變更乾燥·固化接 著劑的條件，調整接著劑部的潛入比例。 如此一來，製作實施例1〜4及比較例1〜2的電感元 件。在導電性導線部係使用錫電鍍銅線。進一步，用環氧 樹脂系取代接著劑製作實施例5的電感元件。用酚樹脂系 取代接著劑製作實施例6的電感元件。 測定各實施例及比較例的電感元件之L値。L値係爲 顯示測定開始1小時後與1 000小時連續運轉後的値。L 値的測定係利用L C T測量器在頻率5 0 kH z、1 V的條件下 -23- 1355670 進行。結果係顯示在表1。又接著劑部的浸透比例（％) 係以通過中心部在厚度方向垂直切斷，並藉由觀察其剖面 而求得。接著劑部的厚度（邵氏硬度A)係以JIS-Z-2246 爲基準加以測定。 [表1] 接著劑 接著劑部的 潛入比例(％) 接著劑部的硬 度(邵氏A) L値 (μΗ) 1000小時後的 L値變化率(％) 實施例1 丙烯醯基改質 矽樹脂 5 65 5 10〜30%降低 實施例2 丙烯醯基改質 矽樹脂 10 65 4.8 10〜30%降低 實施例3 丙烯醯基改質 矽樹脂 30 65 4.7 10〜30%降低 實施例4 丙烯醯基改質 矽樹脂 50 65 4.7 10〜30%降低 實施例5 環氧樹脂 10 80 4.6 20〜40%降低 實施例6 酚樹脂 10 70 4.6 20〜40%降低 比較例1 丙烯醯基改質 矽樹脂 1 65 5 10〜30%降低 比較例2 丙烯醯基改質 矽樹脂 80 65 4.3 50〜70%降低 從表1可以明確得知，實施例的電感元件係使L値的 値爲大，1 000小時後的惡化也小。在樹脂硬度爲高的實 施例5、6係與接著劑部的潛入比例相同的實施例2比較 ’使L値稍微降低。如比較例2所示，使接著劑部的潛入 比例大到8 0 %者係使L値降低。從該結果可以得知在利 用接著劑一體固定的情況下，根據接著條件而在磁性特性 -24- 1355670 產生差異。 (實施例7〜1 〇 ) 使用實施例2的電感元件，準備變更接著劑部浸透至 磁心內部的比例者’進行相同的測定。其結果係顯示於表 2 » [表2] 接著劑部的浸透比例 (%) L値 (μΗ) 1000小時後的L値變化率 (%) 實施例7 5 4.8 10〜30%降低 實施例8 10 4.7 10〜30%降低 實施例9 30 4.7 10〜30%降低 實施例10 50 4.6 15〜35%降低
從表2可以得知，當使接著劑部浸透至磁心間隙的比 例超過3 0 %時，恐怕會招致磁性特性的降低。 • (實施例1 1〜1 5、比較例3 ) * 使用實施例2的電感元件，如表3所示準備設置扭結 , 部者。爲了比較，也準備比較例1的電感元件。測定將各 電感元件焊接在配線基板時之磁心的位置偏移比例。磁心 的位置偏移比例係爲計算出在焊接工程後使磁心或容器位 置偏移、及將配線基板翻過來時使磁心或容器位置偏移的 數値兩者。又扭結部的長度係統一爲5mm，從配線基板 到電感元件之導線部長度則統一爲1 5mm。將位置偏移的 -25- 1355670 測定結果顯示於表3。 [表3] 電感元件 接著劑部的方向 (扭結部寬幅/ 容器內徑)比 焊接後之位置偏移 發生比例(％) 實施例11 實施例2 與配線基板相反側 (沒有扭結部） 3 實施例12 實施例2 與配線基板相反側 1.8 1 實施例13 實施例2 與配線基板相反側 2 0 實施例14 實施例2 與配線基板相反側 3 0 實施例15 實施例2 與配線基板相同側 (沒有扭結部） 6 比較例3 比較例1 與配線基板相反側 (沒有扭結部） 20 從表3可以得知，實施例的電感元件係使焊接後之磁 心位置偏移的發生比例爲小。此係認爲由於將接著劑部潛 入既定量而使接著效果爲大的原因。可以確認設置扭結部 者係能夠防止位置偏移。此係認爲由於扭結部爲波形形狀 而能夠改善放熱性，使焊接時的熱能難以影響接著劑部》 進一步，扭結部的長度若爲5mm以上的話，可以得知能 夠充分得到脫落防止效果。一方面，比較例3係因爲使接 著劑部的浸透比例爲小，因此投錨效果不足而使脫落情況 變多。 (實施例1 6〜1 9 ) 使用具有表4所示之形狀的磁心1，與實施例1相同 製作電感元件並測定L値。接著劑係統一利用丙烯醯基改 質矽樹脂系接著劑。L値的測定結果係顯示於表4。可以 得知實施例的電感元件係無論磁心尺寸變更也能夠具有良 -26- 1355670 好的L値。
[表4] 磁心尺寸(mm) [外徑X內徑X高度] 容器尺寸(mm) [內外徑χ外內徑χ內高度” 接著劑部的潛 入比例(％) 接著劑部硬度 消氏Α) L値 _ 實施例16 3χ2χ4.5 3.2χ1.8χ4.7 15 65 7.0 實施例π 3χ2χ4.5 3.2χ1.8χ4.7 40 65 6.8 實施例18 4χ2χ4.5 4.2χ1.8χ4.7 15 65 12.0 實施例19 4χ2χ4.5 4.2χ1.8χ4.7 40 65 11.5 :內壁側高度 (實施例2 0〜2 5 ) 使用實施例2的電感元件，如表5所示在變更有底型 容器的外壁部高度與內壁部高度之情況下，測定使接著劑 部溢漏出容器表面而成爲外觀不良者的比例。其結果係顯 示於表5。 [表5] 有底型容器之外壁部高 度(mm) 有底型容器之內壁部高 度(mm) 外觀不良的比例 (%) 實施例20 6 6 5 實施例21 6.2 6 2 實施例22 7 6 1 實施例23 8 6 0 實施例24 10 6 0 實施例25 60 7 10
從表5可以得知，當比較有底型容器的外壁部高度與 -27- 1355670 內壁部高度時，使外壁部高度與內壁部高度相同或是其上 時，因爲接著劑不會溢出容器表面而難以發生外觀不良。 尤其是當使（外壁部高度-內壁部高度）爲0.2mm以上時 ，能夠使外觀不良的發生率變小到2 %以下》即使（外壁 部高度-內壁部高度）超過2mm，也不見其以上的改善。 當考慮容器的製造成本，使（外壁部高度-內壁部高度） 以0.2〜2mm爲佳。 如以上所示，實施例的電感元件係能夠防止磁性特性 降低的同時，而且可以圖取量產性的改善及製造成本的減 低。也因爲對於配線基板的安裝性佳，因此也能夠提高開 關電源等電子機器的製造性。 [產業上的可利用性] 因爲本發明的電感元件係不必使用蓋部，因此能夠圖 取製造成本減低或量產性提升。進一步，由於在利用接著 劑固定時不會降低磁性特性，因此能夠提供具有磁性特性 優的電感元件。這樣的電感元件係可以適用在作爲開關電 源等的雜訊抑制元件（可飽和電感器）。 【圖式簡單說明】 第1圖係爲顯示根據本發明之實施形態的電感元件之 剖面圖。 第2圖係爲顯示擴大第1圖所示之電感元件一部份的 剖面圖。 -28- 1355670 第3圖係爲顯示根據本發明之實施形態的電感元件之 安裝構造圖。 第4圖係爲顯示第3圖所示之電感元件的變形例圖。 第5圖係爲顯示第3圖所示之電感元件的另一變形例 圖。 第6圖係爲用在本發明之實施形態的電感元件之磁心 剖面構造的一例圖。 第7圖係爲根據本發明之第1實施形態的電感元件之 開關電源的構成圖。 第8圖係爲根據本發明之第2實施形態的電感元件之 開關電源的構成圖。 [主要元件符號說明】 1 :電感元件 2 :圈餅型磁心 3 :有底型容器 4 :接著劑部 5 :導電線導線部 6 :配線基板 7 :扭結部
21 :磁性薄帶 3 1，5 1 :開關電源 34 :變壓器 36 : FET -29- 1355670
Claims (1)
1355670 十、申請專利範圍 1. 一種電感元件，其特徵爲：係具備： 具備磁性薄帶的捲繞體或層疊體之圈餅型磁心； 具有設置在一端的底部與設置在另一端的開放部， 收納前述圈餅型磁心之有底型容器； 插通收納在前述有底型容器內之前述圈餅型磁心的 空部之導電性導線部；及 以覆蓋前述有底型容器的前述開放部之方式加以設 ，並將前述圈餅型磁心、前述有底型容器與前述導電性 線部一體固定之接著劑部， 前述接著劑部係由前述有底型容器的前述開放部側 於前述圈餅型磁心的厚度平均爲5%以上50%以下的範 ，潛入在前述圏餅型磁心與前述有底型容器的間隙、及 述有底型容器與前述導電性導線部的間隙。 2. 如申請專利範圍第1項之電感元件，其中，前 有底型容器具有：筒狀外壁部；在前述筒狀外壁部內側 心配置之筒狀內壁部；以塡塞前述筒狀外壁部與前述筒 內壁部之間的方式，設置在前述筒狀外壁部與前述筒狀 壁部的一端之前述底部；設置在前述筒狀外壁部與前述 狀內壁部的另一端之前述開放部；及在前述筒狀內壁部 側設置之中空部，前述圈餅型磁心係配置在前述筒狀外 部與前述筒狀內壁部之間，且導電性導線部係插通前述 底型容器的前述中空部內。 3. 如申請專利範圍第1項之電感元件，其中，前 並 中 置 導 對 圍 前 述 同 狀 內 筒 內 壁 有 述 -31 - 接箸劑部浸透到前述圈餅型磁心剖面積的5 %以上3 〇 %以 下的範圍。 4·如申請專利範圍第1項之電感元件，其中，前述 接箸劑部由丙嫌醯基變質矽樹脂系接著劑的固化體所構成 〇 5·如申請專利範圍第1項之電感元件，其中，前述 導電性導線部具有彎折爲能夠裝配在基板之形狀，且前述 接著劑部配置在與前述基板相反側的位置》 6 ·如申請專利範圍第5項之電感元件，其中’前述 導電性導線部具有設置在對應於前述圈餅型磁心與前述基 板之間的位置之扭結部，使對於前述有底型容器內徑之前 述扭結部的寬幅爲1.1以上3以下的範圍。 7. 如申請專利範圍第1項之電感元件’其中’具備 複數個前述圏餅型磁心。 8. 如申請專利範圍第1項之電感元件’其中’前述 磁性薄帶具備非晶形磁性合金薄帶。 9. 一種電感元件之製造方法’其特徵爲具備· 將具備磁性薄帶的捲繞體或層疊體之圈餅型磁心收納 在具有設置在一端的底部與設置在另一端的開放部之有底 型容器內的步驟； 將施予彎折加工之導電性導線部***收納在前述有底 型容器內之前述圈餅型磁心的中空部的步驟； 在收納前述圈餅型磁心’且***前述導電性導線部的 前述有底型容器之前述開放部’塗布接著劑的步驟； -32- 1355670 藉由使前述接著劑乾燥固化’形成將前述圈餅型磁心 、前述有底型容器與前述導線部一體固定之接著劑部的步 驟。 10. 如申請專利範圍第9項之電感元件之製造方法， 其中，在901以上1501以下的溫度下使前述接著劑乾燥 〇 11. 如申請專利範圍第9項之電感元件之製造方法， 其中，具備在前述導電性導線部形成扭結部的步驟。 12_如申請專利範圍第9項之電感元件之製造方法， 其中，在固定前述導電性導線部的前端之狀態下，於前述 有底型容器之前述開放部塗布前述接著劑。 13.如申請專利範圍第9項之電感元件之製造方法， 其中，前述接著劑部以對於前述圈餅型磁心厚度平均爲5 %以上50%以下的範圍，潛入在前述圈餅型磁心與前述有 底型容器的間隙、及前述有底型容器與前述導電性導線部 的間隙。 1 4· 一種開關電源，其特徵爲具備如申請專利範圍第 1項之電感元件作爲雜訊抑制元件。 -33-
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