專利名稱：電感器及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電感器及其制造方法。
背景技術：
電感器作為一種基本的元器件，在各種電路設計中得到了十分廣泛的應用。近年來，由于半導體技術和通信技術的迅速發(fā)展，對于在數(shù)字化的各種電子設備和通信設備中所使用的電感器的性能提出了新的要求，這些要求主要體現(xiàn)在小型化、大工作電流、小電感值、高可靠性等許多方面。
為了滿足對電感器的新要求，人們在傳統(tǒng)制造技術的基礎上對電感器做了許多改進。例如，專利文獻JP11-40426公開了一種電感器元件，其中將具有不同磁性能的第一磁芯和第二磁芯組裝在一起，各自的至少一個面接觸。在第一磁芯的接觸面上設有至少一個凹槽。導體置于凹槽內(nèi)，它的主體部分被第一磁芯和第二磁芯包圍。導體中的位于凹槽外側(cè)的端部構(gòu)造為端子。端子的寬度大于導體主體部分的寬度。該發(fā)明的電感器依靠位于凹槽外側(cè)的端子與外部連接，在生產(chǎn)和使用中容易出現(xiàn)諸如端子上翹等變形，從而導致在焊接時不牢靠，甚至會有虛焊現(xiàn)象發(fā)生。另外，由于端子向外伸出，因此不利于減小電感器的體積。
另外，專利文獻JP2001-52934也公開了一種電感元件，其中在棱柱狀鐵氧體磁芯的一個面上沿空腔的深度方向設置有狹縫，帶狀導體插在空腔中。帶狀導體的兩端彎向鐵氧體磁芯的底面，以形成面安裝端子。通過帶狀導體多次穿過空腔來增加帶狀導體的匝數(shù)，從而增加電感。在該發(fā)明的電感元件中可以看到，由于將安裝端子設置在電感元件的底部，因此增加了電感元件的厚度。另外，端子在導體穿過空腔后通過彎曲而形成，該過程容易導致導體鍍層脫落和磁芯破裂，并且不容易保證導體的位置，從而影響電感值的精確度，增加了制造的難度。
另外，專利文獻JP2000-315610公開了一種扼流線圈，其由電極和兩個磁芯構(gòu)成。該磁芯還設置有可安裝電極的彎曲部的凹槽。在該扼流線圈中，電極的彎曲部安裝在一個磁芯的凹槽中，并且電極的安裝端子安裝在同一個磁芯的底部，以便使它們形成為一體。然后將兩個磁芯結(jié)合起來，使其各自的凹槽彼此面對。在該發(fā)明的扼流線圈中，安裝端子設于磁芯的底部，因此增加了扼流線圈的厚度。此外，由于其電極數(shù)量有限，因此電感量難于變化。另外，為了保證導體在安裝后不發(fā)生傾斜，導體被設置為截面呈大致M形的形狀，并且需要有一定的彈性。然而，具有彈性的材料其導電性必然相對較差，并且彈性材料的微小形變對電感值的精度也存在一定的影響，因此便制約了扼流線圈的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種在安裝時無變形、作業(yè)簡便、結(jié)構(gòu)簡單、可實現(xiàn)大電流且小型化的電感器及其制造方法，其中還可以通過串、并聯(lián)組合多個導體來改變電感值。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電感器，其包括第一磁芯、第二磁芯以及具有本體部和電極部的至少一個導體，其中，該導體是帶缺口的環(huán)形件，在第一磁芯的側(cè)部設有接合部，導體可沿該接合部套接在第一磁芯上，第二磁芯具有至少可容納導體本體部的凹槽。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，導體與第一磁芯的套接是無形變套接，在第一磁芯上設有用于確定導體的套接位置的定位部。在套接后電極部的高度不超出或略超出第一磁芯。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，第一磁芯設有沿垂直于導體的套入方向延伸的定位部。導體為兩個帶狀導體，其兩端對向彎起并構(gòu)成電極部，兩個導體可在定位部的兩側(cè)套接于第一磁芯上。凹槽構(gòu)造成還可容納第一磁芯，使得第一磁芯和導體完全容納于凹槽中。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，第一磁芯設有沿垂直于導體的套入方向延伸的定位部。導體為兩個帶狀導體，其兩端對向彎起并構(gòu)成電極部，兩個導體可在定位部的兩側(cè)套接于第一磁芯上。凹槽構(gòu)造成僅能容納本體部，使得第一磁芯位于第二磁芯之上。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，第一磁芯設有沿平行于導體的套入方向延伸的定位部。導體為兩個并列的帶狀U形導體，它們的同一端連接在連接部上，但相互間隔開一段對應于定位部寬度的距離，該帶狀U形導體的連接在連接部上的所述同一端構(gòu)成了本體部，而其相對于本體部的自由端則構(gòu)成了電極部，其中導體可在定位部的兩側(cè)套接于第一磁芯上。凹槽構(gòu)造成還可容納第一磁芯，使得第一磁芯和導體完全容納于凹槽中。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，在第一磁芯的接合部上設有臺階狀的定位部。導體為帶狀導體，其兩端對向彎起并構(gòu)成電極部。凹槽構(gòu)造成僅能容納本體部，使得第一磁芯位于第二磁芯之上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供了一種制造電感器的方法，其中該電感器包括第一磁芯、第二磁芯以及具有本體部和電極部的至少一個導體，該方法包括步驟(a)將導體制成帶缺口的環(huán)形構(gòu)件；(b)在第一磁芯上加工出接合部；(c)在第二磁芯上加工出至少可容納導體的本體部的凹槽；(d)沿接合部將導體套接在第一磁芯上，并將所形成的子組件放入到第二磁芯中，使得本體部容納于凹槽中。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，步驟(b)還包括在第一磁芯上加工出用于確定導體的套接位置的定位部。另外，接合部被加工成使得在套接后電極部的高度不超出或略超出第一磁芯。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，步驟(c)還包括將凹槽加工成還可容納第一磁芯。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，導體與第一磁芯和第二磁芯之間采用粘性材料固定。
本發(fā)明的電感器通過套接來實現(xiàn)導體與第一磁芯之間的連接，因此在裝配期間基本上無變形，同時利用第一磁芯的定位部和第二磁芯的凹槽來確定導體的位置，這便提高了電感器的性能。另外，這種套接式結(jié)構(gòu)的裝配簡單可靠，制造成本低。此外，由于電極部通過將導體內(nèi)彎來形成，在裝配后不會從組件中向外伸出，并且其高度不超出或略超出第一磁芯，因此可以實現(xiàn)電感器的整體小型化。其它的優(yōu)點還包括可以根據(jù)需要將多個導體串聯(lián)或并聯(lián)起來，實現(xiàn)變化的電感值；電極面積大，焊接牢靠；電磁效應好，可以獲得理想的性能。


下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。在所有圖中，相同或相似的部件由相同的標號來表示。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電感器的分解透視圖；圖2是安裝完成后的圖1所示電感器的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的安裝完成后的電感器的透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電感器的分解透視圖；圖5是安裝完成后的圖4所示電感器的透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的電感器的分解透視圖；圖7是安裝完成后的圖6所示電感器透視圖。
具體實施例方式
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電感器包括第一磁芯1、第二磁芯2和兩個導體3。在本實施例中優(yōu)選采用純銅作為導體3的材料，然而如果需要的話，也可以采用無氧銅。第一磁芯1和第二磁芯2為帶涂層的鐵氧體磁芯，其可采用具有高磁通性能的MPP或鐵粉末或Ni-Zn材料制成。
導體3為兩個帶狀導體，其各自的兩端向同一側(cè)彎成兩個C形彎頭9，進而形成帶缺口的環(huán)形構(gòu)件，C形彎頭9的端部形成為電極部5。
第一磁芯1為板狀，在其中一對相對的側(cè)部上設有接合部6，其大小和形狀加工成適于供兩端為C形彎頭9的導體3套入，并且在導體3套入到第一磁芯1上之后，電極部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。本領域的技術人員容易理解，通過適當?shù)脑O計和加工，可以使得這種套接是無變形的，即沒有明顯可見的宏觀變形。在第一磁芯1的一個表面(在圖中顯示為下表面)上設有定位部8，其沿著垂直于導體3的套入方向延伸。
第二磁芯2為設有凹槽7的長方體。在該實施例中，凹槽7為兩端敞開的通槽，其構(gòu)造成能夠完全容納由導體3套接于第一磁芯1上而形成的子組件。
在裝配期間，將這兩個帶狀導體3在定位部8的兩側(cè)沿著第一磁芯1的接合部6套接在第一磁芯1上，直到導體3的本體部4與定位部8對接為止。之后，將由導體3套接于第一磁芯1上而形成的子組件放入到第二磁芯2的凹槽7中，使得導體3的本體部4與凹槽7的表面接觸，并且該子組件完全地容納在凹槽7中。安裝完成后的電感器如圖2所示。
利用這種結(jié)構(gòu)，所得到的電感器具有完全閉磁的磁路結(jié)構(gòu)，既可以抗電磁干擾，又不會對其它器件產(chǎn)生電磁干擾。另外，該電感器的厚度可以制成為很小，這便顯著地降低了產(chǎn)品的高度，有利于面安裝。
在圖3中顯示了本發(fā)明的第二實施例。該實施例的電感器的主要結(jié)構(gòu)與第一實施例中的大致相同，因此略去對這些部分的介紹。不同之處在于，第二磁芯的凹槽7構(gòu)造成僅能夠容納導體3的本體部4。這樣，在裝配完成后，只有導體3的本體部4處于第二磁芯的凹槽7中，而第一磁芯1位于第二磁芯2之上。
在本發(fā)明的第二實施例中，一個具體的示例如下所述。帶狀導體3的尺寸為10mm×2.5mm×0.5mm，其被彎曲成大致C形，使得兩個電極部5之間的間距為6mm，并且中空部分的高度為1.1mm。第二磁芯2為塊體，其尺寸為10mm×10mm×2mm，其中凹槽7的寬度為6mm，深度為0.6mm。第一磁芯1的尺寸為10mm×9mm×2mm，其中接合部6的寬度均為2mm，定位部8的高度為0.6mm，寬度為1mm。容易理解，這些零件均在適當之處倒有圓角。裝配后的總高度為4mm。通過對該電感器進行實驗可以測得，如果電感為400nH，其電流可達DC20A。如果電感為100nH，其電流可達DC40A。因此，本發(fā)明實現(xiàn)了一種小型化且性能優(yōu)良的電感器。
下面將參見圖4和5來介紹本發(fā)明的第三實施例，其中導體3以及第一磁芯1和第二磁芯2的材料與第一實施例中的相同。
在該實施例中，導體3包括兩個被彎成U形的帶狀導體，以及連接部10。其中，兩個U形導體的同一端并列地連接在連接部10上，但相互間隔開一定的距離。這兩個導體的所述同一端構(gòu)成了導體的本體部4，而與本體部4相對的自由端則構(gòu)成了電極部5。連接部10的中間設有深度可容納定位部8的凹槽(未示出)。
第一磁芯1為板狀，在其中一對相對的側(cè)部上設有接合部6，其大小和形狀加工成適于供U形導體3套入，并且在導體3套入到第一磁芯1上之后，電極部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。在第一磁芯1的相對的上、下表面上設有定位部8，其沿著垂直于導體3的套入方向延伸，并且寬度對應于兩個導體3之間的距離。
第二磁芯2與第一實施例中所描述的相同，因此這里略去對它的介紹。
在裝配期間，將該U形導體3在定位部8的兩側(cè)沿著第一磁芯1的接合部6套接在第一磁芯1上，直到U形導體的內(nèi)凹底部與第一磁芯的一端相接觸為止。由于定位部8的寬度對應于兩個導體3之間的距離，因此可以防止U形導體3在側(cè)向上的偏移。之后，將由導體3套接于第一磁芯1上而形成的子組件放入到第二磁芯2的凹槽7中，使得導體3的本體部4與凹槽7的表面接觸，并且該子組件完全地容納在凹槽7中。安裝完成后的電感器如圖5所示。
作為該實施例的一種優(yōu)選實施方式，如圖5所示，連接部10制成為從導體3的連接端處沿著垂直于本體部4的方向伸出的凸緣10。相應地，在凹槽7的一端加工出切口，其寬度對應于凸緣10的寬度。這樣，凸緣10在裝配時可嵌于切口中，使得裝配更加簡便和準確。
下面將參見圖6和7來介紹本發(fā)明的第四實施例，其中導體3以及第一磁芯1和第二磁芯2的材料與第一實施例中的相同。
在該實施例中，導體3與第一實施例中所描述的相同，而第二磁芯2與第二實施例中所描述的相同，因此這里略去對它們的介紹。
第一磁芯1為板狀，在其中一對相對的側(cè)部上設有接合部6，其大小和形狀加工成適于供兩端為C形彎頭9的導體3套入，并且在導體3套入到第一磁芯1上之后，電極部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。接合部6并不延伸過第一磁芯1的整個長度，而是在第一磁芯1的一端附近終止，形成了臺階狀的定位部11。
第四實施例中的裝配與上述基本上類似。將導體3套接于第一磁芯1上，其套接位置由定位部11限定。然后將所形成的子組件放入到第二磁芯2的凹槽7中，使得在裝配完成后，只有導體3的本體部4處于第二磁芯的凹槽7中，而第一磁芯1位于第二磁芯2之上，如圖7所示。
在第一、第二和第四實施例中，當需要使用不止一個導體3時，可將它們順序地套接在第一磁芯1上，并在它們之間利用高電阻率的材料進行隔離。相應地，凹槽7構(gòu)造成至少可容納所使用的多個導體3和隔離材料。這樣就可根據(jù)需要采用多個導體3的串、并聯(lián)組合，從而實現(xiàn)所需的電感量。
本發(fā)明還提供了一種制造上述電感器的方法，包括以下步驟(a)將導體制成帶缺口的環(huán)形構(gòu)件；(b)在第一磁芯上加工出接合部；(c)在第二磁芯上加工出至少可容納導體本體部的凹槽；(d)沿接合部將導體套接在第一磁芯上，并將所形成的子組件放入到第二磁芯中，使得本體部容納于凹槽中。
根據(jù)具體情況的需要，可以在第一磁芯上加工出用于確定導體的套接位置的定位部。而且，接合部可被加工成使得在將導體套接在第一磁芯上之后，電極部的高度不超出第一磁芯或只是略微超出第一磁芯。另外，可將凹槽加工成還可容納第一磁芯。導體與第一磁芯以及第二磁芯之間的固定可利用粘性材料來進行，該粘性材料優(yōu)選為環(huán)氧樹脂。
根據(jù)本發(fā)明的制造電感器的方法，最好是先對第一和第二磁芯以及導體進行加工成型，然后對導體進行表面鍍錫處理。另外，主要采用鍛壓工藝來進行加工，當然不排除其他加工制造方法，如鑄造等。
以上通過具體的和優(yōu)選的實施例詳細地描述了本發(fā)明，然而本領域的技術人員應當理解，本發(fā)明并不局限于所述的實施例。在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求所述范圍的前提下，可以對本發(fā)明進行各種修改、變更或調(diào)整，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電感器，包括第一磁芯(1)、第二磁芯(2)以及具有本體部(4)和電極部(5)的至少一個導體(3)，其特征在于所述導體(3)是帶缺口的環(huán)形件；在所述第一磁芯(1)的側(cè)部設有接合部(6)，所述導體(3)可沿所述接合部(6)套接在所述第一磁芯(1)上；所述第二磁芯(2)具有至少可容納所述導體(3)的本體部(4)的凹槽(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的電感器，其特征在于所述導體(3)與所述第一磁芯(1)的套接為無變形套接，在所述第一磁芯(1)上設有定位部(8)，用于確定所述導體(3)的套接位置，套接后所述電極部(5)的高度不超出或略超出所述第一磁芯(1)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電感器，其特征在于所述第一磁芯(1)設有沿垂直于所述導體(3)的套入方向延伸的定位部(8)；所述導體(3)為兩個帶狀導體，其兩端(9)對向彎起并構(gòu)成電極部(5)，所述兩個導體(3)可在所述定位部(8)的兩側(cè)套接于所述第一磁芯(1)上；所述凹槽(7)構(gòu)造成還可容納所述第一磁芯(1)，使得所述第一磁芯(1)和導體(3)完全容納于所述凹槽(7)中。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電感器，其特征在于所述第一磁芯(1)設有沿垂直于所述導體(3)的套入方向延伸的定位部(8)；所述導體(3)為兩個帶狀導體，其兩端(9)對向彎起并構(gòu)成電極部(5)，所述兩個導體(3)可在所述定位部(8)的兩側(cè)套接于所述第一磁芯(1)上；所述凹槽(7)構(gòu)造成僅能容納所述本體部(4)，使得所述第一磁芯(1)位于所述第二磁芯(2)之上。
5.如權(quán)利要求1或2所述的電感器，其特征在于所述第一磁芯(1)設有沿平行于所述導體(3)的套入方向延伸的定位部(8)；所述導體(3)為兩個并列的帶狀U形導體，它們的同一端連接在連接部(10)上，但相互間隔開一段對應于所述定位部(8)的寬度的距離，所述帶狀U形導體的連接在連接部(10)上的所述同一端構(gòu)成了本體部(4)，而其相對于所述本體部(4)的自由端構(gòu)成了電極部(5)，所述導體(3)可在所述定位部(8)的兩側(cè)套接于所述第一磁芯(1)上；所述凹槽(7)構(gòu)造成還可容納所述第一磁芯(1)，使得所述第一磁芯(1)和導體(3)完全容納于所述凹槽(7)中。
6.如權(quán)利要求1或2所述的電感器，其特征在于在所述第一磁芯(1)的接合部(6)上設有臺階狀的定位部(11)；所述導體(3)為帶狀導體，其兩端(9)對向彎起并構(gòu)成電極部(5)；所述凹槽(7)構(gòu)造成僅能容納所述本體部(4)，使得所述第一磁芯(1)位于第二磁芯(2)之上。
7.一種制造電感器的方法，所述電感器包括第一磁芯(1)、第二磁芯(2)以及具有本體部(4)和電極部(5)的至少一個導體(3)，其特征在于，所述方法包括以下步驟(a)將所述導體(3)制成帶缺口的環(huán)形構(gòu)件；(b)在所述第一磁芯(1)上加工出接合部(6)；(c)在第二磁芯(2)上加工出至少可容納所述導體(3)的本體部(4)的凹槽(7)；(d)沿所述接合部(6)將所述導體(3)套接在所述第一磁芯(1)上，并將所形成的子組件放入到所述第二磁芯(2)中，使得所述本體部(4)容納于所述凹槽(7)中。
8.如權(quán)利要求7所述的制造電感器的方法，其特征在于所述步驟(b)還包括在所述第一磁芯(1)上加工出用于確定所述導體(3)的套接位置的定位部(8)，并且所述接合部(6)被加工成使得在套接后所述電極部(5)的高度不超出或略超出所述第一磁芯(1)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的制造電感器的方法，其特征在于所述步驟(c)還包括將所述凹槽(7)加工成還可容納所述第一磁芯(1)。
10.如權(quán)利要求7所述的制造電感器的方法，其特征在于所述導體(3)與所述第一磁芯(1)和第二磁芯(2)之間采用粘性材料固定。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電感器，其包括第一磁芯、第二磁芯以及具有本體部和電極部的至少一個導體。該導體是帶缺口的環(huán)形件。在第一磁芯的側(cè)部設有接合部，導體可沿該接合部套接在第一磁芯上。第二磁芯具有至少可容納導體本體部的凹槽。本發(fā)明還提供了一種制造電感器的方法。
文檔編號H01F37/00GK1949410SQ20051011635
公開日2007年4月18日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者王金盛, 胡強 申請人:勝美達電機(香港)有限公司