专利名称：内嵌式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，特别是涉及一种内嵌式电感器(embedded inductor)及其制造方法。
背景技术：
随着电子产品微小化，基本且重要的零组件如电感组件也同样地被要求缩小尺寸，以符合组件微小化的趋势。
如图1与图2所示，一种现有内嵌式电感器1是预先形成一磁芯座11，磁芯座11具有一凹槽111及二开口112、113；一线圈12置于凹槽111中，且线圈12具有一第一端121及一第二端122，第一端121与第二端122分别由磁芯座11的开口112、113向外延伸而作为电感器1的两接脚。接着，填入磁性粉末并压铸成形，在磁芯座11上形成一磁性体13，以此单件式磁芯来达到电感器1中无气隙的目的，然而，在磁芯座11与磁性体13之间存在有一接合界面14。
就电感器1的磁性体13来说，除了以磁性粉末作为主要成分外，通常以加入热固性树脂(thermosetting resin)作为绝缘性材料，以有效降低涡流耗损(eddy current loss)所造成的磁损(core loss)现象。
然而，由于磁芯座11与磁性体13之间存在接合界面14，因而容易产生裂痕等面缺陷，且电感器1的电感值与直流偏压特性较差。另外，若磁芯座11与磁性体13密度不相同则在加热固化时，电感器1容易因热应力而破裂。
因此，如何提供一种内嵌式电感器及其制造方法，以期能够简化制造程序，避免接合界面造成的缺陷与不同材料密度的热应力问题，乃为重要的课题之一。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种简便、可靠且具一体成形磁芯座的内嵌式电感器及其制造方法，以简化制造程序，避免接合界面造成的缺陷与不同材料密度的热应力问题，并具有较佳特性与效能。
为达上述目的，依本发明的一种内嵌式电感器的制造方法，包括下列步骤预先成形一磁芯座(magnetic core)，该磁芯座具有至少二侧壁(sidewalls)，该各侧壁围绕出一容置空间；放置一线圈(coil)在该磁芯座的该容置空间内；以及加压以使得该等侧壁的顶端解构与再分布，并包覆该线圈。
为达上述目的，依本发明的一种内嵌式电感器包括一磁芯座以及一线圈，该磁芯座是由一单一E形主体或单一U形主体直接压合而成，该线圈受到该单一E形主体或单一U形主体侧壁的解构与再分布而内埋于该磁芯座内。
承上所述，因依本发明的一种内嵌式电感器及其制造方法通过单一磁芯座的侧壁的顶端受压而解构与再分布并覆盖线圈，与现有技术相比较，本发明能够简化内嵌式电感器的制造程序，在电感器内部不会有裂痕或界面等面缺陷或孔洞缺陷存在，也不会因不同材料密度受热应力而破裂，因而能够承受高电流并保有足够电感值以储存能量，电感器的电感值与直流偏压特性也较佳。
图1与图2为一种现有内嵌式电感器的示意图；图3为依本发明较佳实施例的一种内嵌式电感器的制造方法的一流程图；以及图4至图8为依本发明较佳实施例的一种内嵌式电感器的制造方法的示意图。
组件符号说明1内嵌式电感器11磁芯座111凹槽 112、113开口12线圈 121第一端122第二端13磁性体14接合界面2内嵌式电感器20磁芯座21底座 211、212开口
22中柱 23、24侧壁231、241顶端 25线圈251第一端部 252第二端部31基模 32固定模33上模S01-S07内嵌式电感器之制造方法具体实施方式
以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种内嵌式电感器及其制造方法。
依本发明较佳实施例的一种内嵌式电感器制造方法包括以下步骤预先成形一磁芯座，该磁芯座具有至少二侧壁，该各侧壁围绕出一容置空间；放置一线圈于该磁芯座的该容置空间内；以及加压以使得该各侧壁的顶端解构与再分布，并包覆该线圈。
如图3所示，依本发明较佳实施例的一种内嵌式电感器2的制造方法包括步骤S01至步骤S07，在以下步骤说明中也请同时参考图4至图8。
如图4所示，于步骤S01，预先成形一磁芯座20，其具有一底座21、一中柱22及至少二侧壁23、24，该中柱22与该各侧壁23、24分别位于该底座21的中央与周缘，该各侧壁23、24围绕出一容置空间，该中柱22位于该容置空间的中央，且该侧壁23的两端未与该侧壁24的两端相连。该磁芯座20可由至少一种磁性金属粉末与一热固性树脂粉末混合，经由加压成形而制成类似E形或U形的芯座，其中该磁性金属粉末可为铁粉或铁基合金。
步骤S02是提供一线圈25，该线圈25具有一第一端部251及一第二端部252，并可先进行防锈处理。如图4与图5所示，于步骤S03，放置该线圈25于该磁芯座20的该容置空间内，该线圈25套设于该中柱22并放置于该底座21。此时，该磁芯座20放置于一模具内，该第一端部251与该第二端部252分别自该磁芯座20的开口211、212向外延伸出该底座21以作为该电感器2的两端部。模具可以由基模31及固定模32所组成，具体而言，先将该底座21置于该基模31内，再将该线圈25置于该底座21上，之后装上该固定模32，以形成完整的模具。
该线圈25可与该中柱22紧密设置，使得该线圈25定位于该电感器2中心，如此可避免该线圈25倾斜、偏移、断裂，甚至避免局部磁饱和不均匀、增加该电感器2的电感值以及降低该电感器2的感值差异(variation)。另外，该线圈25放置于该磁芯座20后也可防锈处理该线圈25的该各端部251、252。
如图6与图7所示，于步骤S04，一上模33是对该各侧壁23、24的顶端231、241施加一压力，以使得该各顶端231、241解构与再分布，而包覆除该各端部251、252外的该线圈25。此时，中柱22顶端也可以视实际的状况，与该各顶端231、241一同解构与再分布。该压力可介于7.0ton/cm2至8.0ton/cm2。在本实施例中，为了使得加压后的该磁芯座20具较佳的材料特性，也可以使该各侧壁23、24的高度较佳是大于该中柱22的高度，该各侧壁23、24与该中柱22的较佳高度差介于1.4mm至2.0mm。
为了使加压后的该磁芯座20的密度能够平均分布，该中柱22的密度高于该各侧壁23、24的密度，其中该中柱22的较佳密度介于4.5g/cm3至5.1g/cm3，该各侧壁23、24的密度介于4.3g/cm3至4.8g/cm3，该磁芯座20的平均密度较佳是不大于5.0g/cm3，为了便于运送，该磁芯座20的较佳平均密度介于4.3g/cm3至4.8g/cm3。另外，该各侧壁23、24与该中柱22的高度也可以相等，此时在步骤S04中，中柱22与侧壁23、24同时解构、再分布。还有中柱22也可以高于侧壁23、24，此时在步骤S04中，中柱22单独或与侧壁23、24同时解构、再分布。
与图1相比较，本发明在该线圈25上无需再次填入磁性金属粉末或额外置入一磁性体13，因此可简化该内嵌式电感器2的制造程序。另外，由于该磁芯座20的高度与密度经由缜密的设计，故该磁芯座20的密度均匀分布并均匀地包覆该线圈25，因而较能够承受温度变化而避免温差造成形变。
在步骤S05中，更可加热固化该磁芯座20，加热温度可介于150℃至200℃；步骤S06是对该电感器2外表进行防锈处理；步骤S07是如图8折弯该等端部251、252，使其平贴于该电感器2外缘。
由于该线圈25的该各端部251、252不需先行冲压至同一高度，所以该线圈25的电阻不会增加，因而可以提高该线圈25的电流效率，并减少电流流经该线圈25时所产生的热能。
请再参照图4与图8，依本发明较佳实施例的一种内嵌式电感器2包括一磁芯座20以及一线圈25，该磁芯座20由一单一E形主体或单一U形主体直接压合而成，该线圈25受到该单一E形主体或单一U形主体侧壁23、24的解构与再分布而内埋于该磁芯座20内。该磁芯座20呈E形或呈U形。
另外，该磁芯座20具有一底座21、一中柱22及至少二侧壁23、24，该中柱22设置于该底座21的中央，该各侧壁23、24设置于该底座21的周缘，且该各侧壁23、24互不接触，该线圈25的二端部251、252外露于该磁芯座20。
由于本实施例的该内嵌式电感器可由前述实施例的内嵌式电感器的制造方法所制造，相关的制造流程与特征，以及该内嵌式电感器的实施方式与实施效果已于前述实施例中讨论过，故此不再赘述。
综上所述，因依本发明的一种内嵌式电感器及其制造方法通过单一磁芯座的侧壁的顶端受压而解构与再分布并覆盖线圈，与现有技术相比较，本发明能够简化内嵌式电感器的制造程序，在电感器内部不会有裂痕或界面等面缺陷或孔洞缺陷存在，也不会因不同材料密度受热应力而破裂，因而能够承受高电流并保有足够电感值以储存能量，电感器的电感值与直流偏压特性也较佳。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求中。
权利要求
1.一种内嵌式电感器，包括磁芯座，由单一主体直接压合而成；以及线圈，受到该单一主体壁面的解构与再分布而内埋于该磁芯座内。
2.如权利要求1所述的内嵌式电感器，其中该单一主体呈E形或U形。
3.如权利要求1所述的内嵌式电感器，其中该线圈的二端部外露于该磁芯座。
4.如权利要求1所述的内嵌式电感器，其中该单一主体更具有至少二侧壁，该各侧壁围绕出该容置空间，且该各侧壁为互不接触。
5.如权利要求4所述的内嵌式电感器，其中该单一主体更包括一中柱，该中柱位于该容置空间内；以及一底座，该中柱与该各侧壁分别设置于该底座的中央与周缘。
6.如权利要求5所述的内嵌式电感器，其中该各侧壁与该中柱的高度差介于1.4mm至2.0mm。
7.如权利要求5所述的内嵌式电感器，其中该中柱的密度高于该底座及/或该各侧壁的密度。
8.如权利要求5所述的内嵌式电感器，其中该壁面为该各侧壁、该中柱或该各侧壁与该中柱两者。
9.如权利要求1所述的内嵌式电感器，其中该磁芯座的平均密度不大于5.0g/cm3。
10.如权利要求1所述的内嵌式电感器，其中该磁芯座是由至少一磁性金属粉末混合于一热固性树脂所制成。
11.如权利要求10所述的内嵌式电感器，其中该磁性金属粉末为铁粉或铁基合金。
12.如权利要求1所述的内嵌式电感器，其中该磁芯座是经加热固化处理。
13.如权利要求1所述的内嵌式电感器，其中该线圈的该各端部是经防锈处理或平贴于该电感器外缘。
14.一种内嵌式电感器的制造方法，包括下列步骤预先成形一磁芯座，该磁芯座具有至少一容置空间；放置一线圈于该磁芯座的该容置空间内；以及加压以使该磁芯座顶端解构与再分布，并包覆该线圈。
15.如权利要求14所述的内嵌式电感器的制造方法，其中该磁芯座更具有至少二侧壁，该各侧壁围绕出该容置空间。
16.如权利要求15所述的内嵌式电感器的制造方法，其中该磁芯座更包括一中柱，该中柱位于该容置空间内；以及一底座，该中柱与该各侧壁分别设置于该底座的中央与周缘。
17.如权利要求16所述的内嵌式电感器的制造方法，其中在该加压步骤中，该各侧壁、该中柱或该各侧壁与该中柱顶端是被解构与再分布。
18.如权利要求14所述的内嵌式电感器的制造方法，其中预先成形该磁芯座的步骤系包括下列步骤混合至少一磁性金属粉末与一热固性树脂粉末于一模穴；以及加压成形该磁芯座。
19.如权利要求14所述的内嵌式电感器的制造方法，其中成形该磁芯座的步骤更包括加热固化该磁芯座的步骤。
20.如权利要求14所述的内嵌式电感器的制造方法，更包括防锈处理该线圈的该各端部；或折弯该线圈的该各端部，使其平贴于该电感器外缘。
全文摘要
本发明公开一种内嵌式电感器的制造方法，包括下列步骤预先成形一磁芯座，该磁芯座具有至少二侧壁，该各侧壁围绕出一容置空间；放置一线圈于该磁芯座的该容置空间内；以及加压以使该各侧壁的顶端解构与再分布，并包覆该线圈。
文档编号H01F41/00GK1983474SQ200510131748
公开日2007年6月20日 申请日期2005年12月16日 优先权日2005年12月16日
发明者眭明山, 卢清华, 黄智 申请人:台达电子工业股份有限公司