TWI578344B - 製造電感元件的方法及電感元件 - Google Patents

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Description

製造電感元件的方法及電感元件
本發明係關於一種製造電感元件的方法及一種由此方法製造之電感元件。
已知一種製造一電感元件或電感器之方法(KR 10-1044607)。此處，製造由一金屬磁粉末製成之一線圈芯、一線圈殼及一罩蓋且其等與先前捲繞線圈在一模具中按壓。繞組端位於因而製造之電感器之端側之區域中。
在一進一步已知方法(KR 10-1044 608)之情況中，多個連接端子併入於一第一模具中及多個個別線圈併入於一第二模具中。該等兩個模具之一者定位於另一者之上且該等線圈連接經焊接至連接端子。
在又一進一步已知方法(KR 10-2011-0100096)之情況中，一線圈芯、線圈殼及線圈罩蓋與線圈一起在一模具中按壓。藉由濺鍍在繞組端處製成電接觸件，該等繞組端係位於所得電感器之端表面中。
本發明之一目的係提供一種製造電感元件之方法，其產生高品質電感元件且易於實行。
為達成此目的，本發明提出具有技術方案1中所提及之特徵之一方法。本發明之開發方案形成附屬技術方案之標的。
因此，該方法提供待捲繞之個別線圈。此等線圈可具有任意所要形狀。用於此目的之線可同樣具有任意所要橫截面。製造由一特定 粉狀及/或鐵磁基質製成之一塊，且線圈以預定定向嵌入於其中。此處確保形成繞組之起始部之繞組端具有有關該塊的一特定定向。接著，發生一預按壓操作以在該塊內製造一特定位準之均勻性且將該等線圈在空間上固定於該塊內。
經預按壓之塊定位於一板上，該板針對各線圈具有一標記。該標記特定指派給繞組之起始部。按壓由塊及板組成之組合。此處，塊之基質經壓實，且尤其言之，在該塊之指派給板之該側中產生該標記之一壓痕。該標記指示吾人線圈之定向，且特定言之，線圈之繞組之起始部之位置。較佳地，情況係以預定間隔配置線圈及相關聯標記。該塊之表面可經再分割成非重疊區域，各區域被精確指派至一線圈。接著，該等標記經配置使得其等在每一情況中最終定位於被指派至一特定線圈之一區域內。該等標記經有利地配置使得一旦該塊經分割成電感元件，則各電感元件在其上側上具有一標記之一壓痕。該電感元件之上側係與該電感元件之一下側相對而定位，使得連接接觸件及/或繞組端被曝露。
可均衡地發生該預按壓操作以依儘可能均勻及無碎裂之一方式壓實該塊之基質。
繼該按壓操作之後，該塊自軸承板釋放且曝露線圈繞組之端。在一橫截面圓形之繞組線之情況中，亦可移除高達近似該線之一半之橫截面。
線圈繞組之經曝露端具有連接接觸件。
該塊經分割以形成各含有至少一線圈或一雙線圈之電感元件。
若期望在任意個別情況中，亦可將塊分割成含有一個以上線圈之電感元件。
在本發明之一開發方案中，可規定以一加壓程序按壓憑藉鐵磁粉末形成之塊。例如，可利用具有(例如)98%之鐵分率之鐵粉末混合 物。
在本發明之一開發方案中，線圈之繞組端(必須在該等繞組端處製成電接觸件)可經彎曲使得其等之端區域橫向延伸至線圈之軸。
特定言之，可規定繞組端突出超出線圈體之外輪廓。
在又一進一步開發方案中，根據本發明可規定利用絕緣線(特定言之，瓷漆(enamel)絶緣線)來製造線圈。
在嵌入於塊中之前，使一線圈具有一芯係可行的且落入本發明之內文中。在繞組操作期間，此芯亦可用作(例如)線之一固持器。在此情況中，線因而捲繞至該芯上。
在沒有一芯之情況下捲繞且在沒有一芯之情況下嵌入塊中之線圈同樣落入本發明之內文中。在此情況中，可藉由將基質粉末引入至線圈之內部中且隨後進行按壓操作來形成線圈芯。
為實行預按壓操作，可規定其中***線圈之塊或基質併入於一模壓機中且在此模壓機中實行一預按壓操作。
較佳地，可根據一時間/壓力分佈發生該預按壓操作。此處，選擇此分佈使得對線圈線之絕緣物或對線圈其等自身沒有損害。
在介紹中提及，在實行均衡按壓操作之前，其中併入線圈之塊定位於一軸承板上。位於軸承板上之塊之該側稍後形成電感元件之上側，該上側因而與下側相對而定位，該下側意欲施加至印刷電路板。使用具有一低位準表面粗糙度之一軸承板確保電感元件之上側同樣光滑。在一吸取夾持器之輔助下，此改良拾取及放置電感元件之可能性。例如，利用具有R=0.1微米或更少之一表面粗糙度之一軸承板，結果可使用極小的吸取夾持器。
在本發明之開發方案中，在實行均衡按壓操作之前，由一彈性材料(例如，一聚矽氧墊)製成之一材料層定位於線圈之繞組端定位於其上之塊之該側上。此意欲避免在均衡按壓操作期間所得電感元件之 下側(尤其在繞組端且因此隨後線出口之區域中)之不利變形。
在本發明之一開發方案中，可規定由軸承板、經預按壓塊及彈性材料層組成之單元被依一氣密的方式抽空且被引入至一經液體填充之壓力容器中，其中在某一壓力下及/或某一溫度下實行均衡按壓操作。該壓力及/或溫度可遵循一預定時程。
繼完成均衡按壓操作之後，可機械地發生曝露繞組端之操作，不僅移除繞組端之絕緣物，且線可具有一更大觸點式表面。例如，可藉由研磨發生曝露繞組端之操作，可能磨除高達其橫截面的一半之一圓形繞組線。
接著，使用一已知方法在經曝露繞組端處製成電接觸件。
在已知方法(例如，藉由將塊機械地鋸成小塊)之輔助下，可實行分割含有多個線圈之塊之以下操作。
自下文本發明之較佳實施例之描述且參考圖式，可自申請專利範圍及摘要(其中兩者之措辭以引用之方式併入描述之內容中)收集本發明之進一步特徵、細節及優點。
現將參考一實例解釋由本發明提出之方法。
圖1展示一線圈8之透視圖，該線圈8在其如圖1中之頂部處所繪示之一軸向端處具有繞組端6、7。該兩個繞組端6、7經彎曲使得其等橫向延伸至線圈8之軸且向外突出超出線圈8之外輪廓。兩繞組端6、7亦沿著線圈之一直徑延伸。線圈8具有經配置使一者在另一者內側之兩層繞組。
圖2自側面展示來自圖1之線圈8。此處亦可見線圈形成繞組之繞組端6、7突出超出線圈之外輪廓且位於一共同平面中。
接著，繼續該方法，複數個線圈8嵌入於由一基質製成之一塊中，其中該基質特定言之係由一粉末(特定言之一鐵粉末混合物)形成。
接著，圖3展示一模壓機9中之一塊1之配置，其中在該模壓機關閉之前塊1可由一第一基質粉末構成。對於將線圈嵌入於塊1中之操作，確保繞組端呈現有關塊1之側邊緣的一特定定向。繞組端6、7位於一層10中。塊1位於該模壓機中之一支撐板11上。模壓機9之上部分12係在箭頭13之方向上經壓力啟動，其中該壓力所採用之進程對應於一時間/壓力分佈。此分佈經選擇使得所吸收之能量不會對線絕緣物或對經預按壓結構導致損害。例如，在第一基質粉末之此按壓操作期間，可施加250kg/cm2之一壓力。若適當，為維持塊1之所要尺寸，繼第一按壓操作之後，可施加一第二基質粉末至塊1且發生一第二按壓操作。若需要，為達成塊1之所要尺寸或由模壓機9中製造之電感元件之尺寸，塊1可具有由基質粉末製成之一進一步層，接著按壓此層。此處，該基質粉末可與第一基質粉末相同或不同。針對個別按壓操作使用具有不同磁性質之不同基質粉末使得可對所製造之電感元件設定一所要位準之電感。例如，可在此第二按壓操作期間施加200kg/cm2至270kg/cm2之一壓力。一旦對應於該分佈之時間量過去，則因此完成預按壓帶有線圈8之塊1之操作。
接著，自圖3之模壓機9移除塊1且將塊1引入至一壓力容器14(其示意地繪示於圖4中)中。壓力容器14含有一軸承板15，其具有朝向塊1引導之一上側且該上側之表面品質並不超出0.1微米之一粗糙度，因此，該軸承板亦可稱為一拋光板。對每一線圈8，該上側16含有一突起部17，該突起部17呈一小圓錐之形式且形成一標記。圓錐17之各者係與各自線圈8之繞組端6、7之定向相關聯，特定言之，與繞組之起始部相關聯。換言之，各線圈8之繞組之起始部係與一各自圓錐17相對而定位。塊1在軸承板15上依一近似定向方式定位。接著，一聚矽氧層18定位於已施加至塊1之上側2之層10上。接著，依一液密方式方便地封裝且(若適當)抽空由塊1、軸承板15及聚矽氧層 18組成之單元。其後，用液體(例如，用水)完全填充壓力容器14，且壓力容器14經受全部側上之壓力，如箭頭19所指示。聚矽氧層18應防止對繞組端6、7之損害，繞組端6、7在壓力啟動期間包含於層10中。壓力啟動造成圓錐17在塊1之下側3中產生一互補凹陷21。在均衡按壓操作期間之壓力比前導按壓操作期間之壓力顯著較高，例如，約至少10倍的壓力，特定言之4500kg/cm2。均衡按壓操作在一時間內可有利地遵循一溫度及壓力分佈。
在壓力啟動操作期間，亦可發生溫度啟動。根據一預定時間/壓力分佈有利地發生壓力啟動。溫度啟動可同樣地遵循一預定時間/溫度分佈。
繼完成均衡按壓操作之後，自壓力容器14移除具有層10之所得塊。線圈8完全嵌入於塊1中。塊1之下側3之中已形成圓錐17所製造之凹陷21；各者構成一標記且與線圈8之繞組之各自起始部相對而定位。
接著，在一研磨切割機22之輔助下移除層10之上側(其在圖5之左手側處仍可見)至其中各線圈8之繞組端6、7擺脫其等之絕緣物且特定言之曝露高達近似其橫截面之一半的程度。此繪示於圖5之右手部分。
結果係其中已曝露全部線圈8之繞組端6、7之一塊1，參見圖6。接著，可藉由一已知方法使繞組端6、7具有連接接觸件。
其後，憑藉分割塊1製造電感元件(其係所要最終產品)，參見圖7。自圖6開始，圖7展示如何由連續塊1憑藉隨後鋸成小塊來製造個別電感器24。
以下圖式(圖8)展示一電感器24之一透視圖。塊1之前述下側3現形成電感器24之上側。可見此上側含有一孔21，其已由支撐板15之圓錐17產生。兩個連接接觸器件25施加於塊1之前述上側(該前述上側形 成電感器24之下側)且電連接及機械連接至一各自繞組端6、7。接觸器件25與繞組端6、7之間之此連接係於圖9中指示，圖9未繪示實際上緊密圍封線圈8之基質。由於其已經由拋光軸承板15按壓，所以電感器之上側具有一極低位準之表面粗糙度且因此為拾取及放置之目的可藉由極小吸取夾持器可靠地夾持。通常，電感器24具有介於近似1毫米與5毫米之間之一邊緣長度。孔21(其經設計呈一錐形盲孔之形式)係繞組之起始部之定向之一指示，且因此可以繞組之起始部之所要定向自動定位電感元件24。
1‧‧‧塊
2‧‧‧上側
3‧‧‧下側
6‧‧‧繞組端
7‧‧‧繞組端
8‧‧‧線圈
9‧‧‧模壓機
10‧‧‧層
11‧‧‧支撐板
12‧‧‧上部分
13‧‧‧箭頭
14‧‧‧壓力容器
15‧‧‧軸承板
16‧‧‧上側
17‧‧‧突起部/圓錐
18‧‧‧聚矽氧層
19‧‧‧箭頭
21‧‧‧互補凹陷
22‧‧‧研磨切割機
24‧‧‧電感器
25‧‧‧接觸器件
圖1展示一線圈之一透視圖；圖2展示來自圖1之線圈之側視圖；圖3展示在預按壓操作期間，穿過其中併入線圈之塊之一截面；圖4展示均衡按壓操作；圖5展示曝露線圈之繞組端之方法步驟；圖6展示曝露繞組端之操作之結果；圖7展示藉由分割塊製造之電感元件；圖8展示根據本發明之一電感元件之透視圖；及圖9展示處於一部分打開狀態之來自圖8之電感元件。
1‧‧‧塊
3‧‧‧下側
14‧‧‧壓力容器
15‧‧‧軸承板
16‧‧‧上側
17‧‧‧突起部/圓錐
18‧‧‧聚矽氧層
19‧‧‧箭頭

Claims (16)

  1. 一種製造電感元件(24)之方法，其具有以下方法步驟：製造其中繞組之兩端(6、7)自線圈體突出之多個個別線圈(8)；該多個線圈(8)之各線圈(8)以該等繞組端(6、7)之預定定向嵌入於由一粉狀基質製成之一塊(1)中；該塊(1)定位於針對各線圈(8)具有一標記(17)之一板(15)上，其中標記(17)之數目對應於線圈(8)之數目；按壓由塊(1)及板(15)組成之組合。
  2. 如請求項1之方法，其中該等標記(17)經配置使得一旦該塊(1)被分割成個別電感元件(24)，則各電感元件(24)在其上側上具有一標記(17)之一壓痕，其中該上側係與該電感元件(24)之一下側相對而定位使得繞組端被曝露。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該等標記(17)經配置使得該等標記(17)在每一情況中最終定位於被指派至一各自線圈之該塊(1)之一表面區域內，其中被指派至該等個別線圈之該塊(1)之該等表面區域並不重疊。
  4. 如請求項1或2之方法，其中該塊(1)經預按壓且該經預按壓之塊定位於該板(15)上。
  5. 如請求項1或2之方法，其中均衡地按壓由塊(1)及板(15)組成之組合。
  6. 如請求項1或2之方法，其具有以下方法步驟：繼按壓由塊(1)及板(15)組成之組合之步驟後，曝露該等線圈繞組之該等端(6、7)；該等線圈繞組之經曝露該等端(6、7)具有連接接觸件； 接著，分割該塊(1)以形成該等個別電感元件(24)。
  7. 如請求項6之方法，其中該按壓操作係一均衡按壓操作。
  8. 如請求項1或2之方法，其中該等繞組端(6、7)經彎曲使得其等橫向延伸至該線圈之軸。
  9. 如請求項1或2之方法，其中該等繞組端(6、7)突出超出該線圈體之外輪廓。
  10. 如請求項1或2之方法，其中一線圈(8)在被嵌入於該塊(1)中之前具有一芯。
  11. 如請求項1或2之方法，其中在該多個線圈(8)之各線圈(8)以該等繞組端(6、7)之預定定向嵌入於由一粉狀基質製成之一塊(1)中之步驟中，根據一時間/壓力分佈發生該預按壓操作。
  12. 如請求項1或2之方法，其中利用具有R=0.1微米或更少的一低位準表面粗糙度之一板(15)。
  13. 如請求項1或2之方法，其中在按壓由塊(1)及板(15)組成之組合之步驟之前，由彈性材料製成之一層定位於該塊(1)之側(2)上，該側與該板(15)相對而定位，且其中該按壓操作係一均衡按壓操作。
  14. 如請求項1或2之方法，其中按壓由塊(1)及板(15)組成之組合之步驟，係在一經液體填充之壓力容器(14)中實行該按壓操作，且其中該按壓操作係一均衡按壓操作。
  15. 如請求項1或2之方法，其中機械地發生曝露該等繞組端(6、7)之該操作。
  16. 一種具有一線圈(8)之電感元件(24)，該線圈係以該其繞組之兩端(6、7)之預定定向嵌入於由一粉狀基質製成之一塊(1)中，各電感元件(24)在其上側上具有一標記(17)之一壓痕，其中該上側係與該電感元件(24)之一下側相對而定位使得繞組端被曝露。
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