专利名称：电感器及其芯部的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电感器及其芯部，特别是涉及一种适合高频和低频应用的芯部 以及使用前述芯部的电感器。
背景技术：
电感器由导电材料环绕芯部所构成。 一般来说，所述导电材料为铜线，而所述芯部 可由铁磁性物质制作。此外，所述芯部进一步可为空气芯部(air core),并使所述导电 材料和所述芯部组合成为空芯线圈。相较于空芯线圈，使用铁磁性物质所制作的芯部可 有效地将磁力线局限在靠近芯部，并借此提高电感量，以制造出尺寸小且具高电感量的 电感器。
提高操作频率可减小电感器的体积，这是众所周知的技术，利用此技术可制造出符 合日益轻巧的电子产品需求的电感器。然而，当使用频率增加时，铁磁性物质所制作的 芯部会产生明显的铁损(iron loss),而大多数的铁磁性物质在超过100MHz时，会产生 相当大的损耗，因此提高频率带来的损耗限制了其体积縮小的程度。
在相同的电感量下，空芯线圈需要较大且/或较多的线圈匝数，这会加大空芯线圈的 体积。但是，空芯部在高频时除不产生铁损外，还具有较佳的质量因数(Q factor; Q) 和较高的效率，且空芯线圈可设计在高达lGHz的频率下操作。因此，在高频且无须高 电感量的条件下，空芯线圈通常是设计时使用的首选。
在面对高频的需求时，多数对电感器的研发都集中在改进铁磁性物质的特性，使其 在高频应用下能减少涡流损少，以致于能加大其使用频率的范围，并借此进一步縮小电 感器的体积。然而，这些进行铁磁性物质改进的尝试目前获得的成效有限。所以迄今为 止，仍无利用铁磁性物质为芯部的电感器可像空芯线圈那样在高频下拥有无芯部损耗的 优异特性。
综上所述，由于电感器的芯部在高频时会产生明显的铁损，而所述问题仍无有效的 解决方法，所以迄今仍无电感器可同时在低频操作时具有高电感量，且在高频操作时具 有低损耗和高Q值的特点。
实用新型内容
本实用新型揭示一种芯部以及使用所述芯部的电感器，所述芯部包含空芯部，使所述芯部在低频操作时具有较高的电感量，且由于所述空芯部的缘故，使所述芯部在高频 操作时可具有低损耗的性能。
本实用新型的一实施例揭示一种芯部，所述芯部包含凹槽和绕线部，所述凹槽在绕 线轴的方向上穿越所述绕线部，其中所述芯部垂直于所述绕线轴的横截面，所述凹槽的 截面积约占所述横截面的面积的三分之一到二分之一。
本实用新型的一实施例揭示一种电感器，其包含前述的芯部以及线圈，其中所述线 圈设于所述芯部的绕线部。
图1是本实用新型一实施例的电感器的立体示意图； 图2是本实用新型一实施例的芯部的立体示意图； 图3是图2沿A-A割面线的剖面示意图； 图4是本实用新型另一实施例的芯部的立体示意图；以及 图5是本实用新型另一实施例的芯部的立体示意图。
具体实施方式
图1是本实用新型的一实施例的电感器10的立体示意图。本实用新型揭示的电感 器10包含芯部11、线圈12和遮蔽部13。线圈12圈绕于所述芯部U上，而用于提供 屏蔽和集中磁场的遮蔽部13周设于线圈12。电感器IO可利用表面安装技术(Surface Mount Technology; SMT)固定，所以其一表面17上可设有容纳线圈12的凹部18。利 用凹部18可使线圈12不致干扰电感器IO地固设在电路衬底上。在同一表面17上，可 设有多个用于表面安装的焊垫16。线圈12的末端部连接到相对应的焊垫16，外部电源 借此驱动电感器IO。
图2是本实用新型的一实施例的芯部11的立体示意图。参看图1和图2,本实用新 型揭示的芯部11包含绕线部14和凹槽15。绕线部14是线圈12环绕芯部11之处，而 凹槽15依绕线轴19的方向穿越绕线部14。凹槽15的长度L2与绕线部14沿绕线轴19 上的长度L，相比较长，这样可确保线圈12环绕芯部11时，可包围凹槽15内的中空部 分，借此使所述中空部分成为线圈12所围绕的芯部11的一部分。在本实用新型的一实 施例中，凹槽15可设于具有焊垫16的表面17的相对面处。凹槽15的延伸范围则可依 图2所示，在绕线轴19的方向上，延伸到芯部11的两个相对端部20。
图3是图2沿A-A割面线的剖面示意图。参看图2和图3，在绕线部14的长度U 的范围内，垂直于绕线轴19的横截面24，凹槽15的截面积约占横截面24的面积的三分之一到二分之一，所以可将本实用新型所揭示的芯部11视为高导磁与低导磁所组合 的复合芯部。由于绕线部14是导磁性材料所制成，所以可集中线圈12所产生的磁力线， 因而提高电感器10的电感量。而线圈12也同时包围由凹槽15所形成的空气芯部(air core),使电感器10也具有空芯线圈所具备的良好的高频性能，所以本实用新型所揭示 的芯部11在低频操作时具有高电感量，而在高频操作时具有低损耗和高Q值。在本实 施例中，绕线部14的导磁系数可介于60与400之间。绕线部14的材质可选用铁氧体 (Ferrites)、镍锌铁氧体、钼铍莫合金粉铁芯、锰锌铁氧体或镍铜锌铁氧体等。在本案实 施例中，芯部11的横截面24的形状虽为方形，但本实用新型所揭示的技术不限于此， 芯部11的横截面24的形状还可为多边形、圆形或椭圆形等。在本实施例中，凹槽15 的截面形状虽也为方形，但其还可为其它形状，如多边形、圆形或椭圆形等。芯部11 的横截面24的形状与凹槽15的截面形状可如图3显示为相同，两者也可不同。例如， 芯部11的横截面24的形状为方形，而凹槽15的截面形状为圆形等不同的组合。
图4是本实用新型另一实施例的芯部ll'的立体示意图。参看图1和图4，芯部ll' 包含绕线部14和凹槽15'。绕线部14是线圈12环绕芯部ll'之处。凹槽15'在绕线轴19 的方向上穿越所述绕线部14。凹槽15'的长度L2与绕线部14沿绕线轴19上的长度L, 相比较长，这样可确保线圈12环绕芯部ll'时，还可包围凹槽15'内的中空部分，并使所 述中空部分成为线圈12所围绕的一部分。在凹槽15'的两个侧壁21上，靠近开口处可 设有凹部22，借此15'可将绕线轴19的方向的磁场包围在芯部ll'内。凹槽15'可依绕线 轴19的方向，以两个通道23分别贯通到芯部lr的两个相对端部20。
图5是本实用新型另一实施例的芯部ir的立体示意图。参看图i和图5，芯部ir
包含绕线部14和凹槽15'。绕线部14是线圈12环绕芯部ir之处，而凹槽15'依绕线轴 19的方向穿越绕线部14。凹槽15'的长度L2与绕线部14沿绕线轴19上的长度L!相比 较大，这样可确保线圈12环绕芯部ir时，还可包围凹槽15'内的中空部分，并使所述 中空部分成为线圈12所围绕的一部分。
本实用新型利用芯部内包围截面积约占三分之一到二分之一的空气芯部，使所述芯 部具有较宽的应用频率，借此扩展利用所述芯部的电感器的使用范围。
上文己揭示了本实用新型的技术内容和技术特点，然而所属领域的技术人员仍可能 基于本实用新型的教示和揭示内容而作种种不脱离本实用新型的精神的替换和修改。因 此，本实用新型的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不脱离本实用 新型的替换和修改，并为所附权利要求书所涵盖。
权利要求1.一种芯部，所述芯部包含凹槽和绕线部，其特征在于所述凹槽在绕线轴的方向上穿越所述绕线部，其中在所述芯部垂直于所述绕线轴的横截面中，所述凹槽的截面积约占所述横截面的面积的三分之一到二分之一之间。
2. 根据权利要求l所述的芯部，其特征在于其中所述凹槽在所述绕线轴的方向上，延 伸到所述芯部的两个相对端部。
3. 根据权利要求1所述的芯部，其特征在于其中所述凹槽在所述绕线轴的方向上，以 两个通道分别贯通到所述芯部的两个相对端部。
4. 根据权利要求1到3中任一权利要求所述的芯部，其特征在于其中所述绕线部的导 磁系数介于60到400之间。
5. 根据权利要求1所述的芯部，其特征在于其进一步包含多个用于表面安装技术的焊 垫，所述焊垫设于具有容纳绕设线圈的凹部的表面。
6. 根据权利要求1所述的芯部，其特征在于其中所述凹槽沿所述绕线轴方向且介于所 述芯部的两个相对端部之间的长度大于所述绕线部沿所述绕线轴方向的长度。
7. —种电感器，其特征在于其包含芯部，所述芯部包含凹槽和绕线部，所述凹槽在绕线轴的方向上穿越所述绕线部， 其中所述芯部垂直于所述绕线轴的横截面，所述凹槽的截面积约占所述横截面的面 积的三分之一到二分之一之间；以及线圈，其圈设于所述绕线部。
8. 根据权利要求7所述的电感器，其特征在于其中所述凹槽在所述绕线轴的方向上， 延伸到所述芯部的两个相对端部。
9. 根据权利要求7所述的电感器，其特征在于其中所述凹槽在所述绕线轴的方向上， 以两个通道分别贯通到所述芯部的两个相对端部。
10. 根据权利要求7到9中任一权利要求所述的电感器，其特征在于其中所述绕线部的 导磁系数介于60到400之间。
11.根据权利要求7所述的电感器，其特征在于其进一步包含多个用于表面安装技术的焊垫，所述焊垫设于具有容纳所述线圈的凹部的表面。
12.根据权利要求7所述的电感器，其特征在于其中所述凹槽沿所述绕线轴方向且介于所述芯部的两个相对端部之间的长度大于所述绕线部沿所述绕线轴方向的长度。
专利摘要本实用新型涉及一种电感器及其芯部，所述芯部包含凹槽和绕线部，所述凹槽在绕线轴的方向上穿越所述绕线部，其中所述芯部垂直于所述绕线轴的横截面，所述凹槽的截面积约占所述横截面的面积的三分之一到二分之一。
文档编号H01F27/30GK201364804SQ20092000387
公开日2009年12月16日 申请日期2009年2月18日 优先权日2009年2月18日
发明者陈光福 申请人:奇力新电子股份有限公司