电感器及其制作方法

电感器及其制作方法
【专利摘要】本发明是有关于一种电感器及其制作方法，该电感器包括一磁性体以及一导线。磁性体包括一第一磁性粉末与一第二磁性粉末，其中第一磁性粉末的维氏硬度大于第二磁性粉末的维氏硬度，且第一磁性粉末的平均粒径大于第二磁性粉末的平均粒径，第一磁性粉末与第二磁性粉末相混合。
【专利说明】
电感器及其制作方法
[00011 本发明是申请日为2009年05月27日，申请号为200910143076.9，发明名称为"电感 器及其制作方"的中国专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种磁性元件及其制作方法，特别是涉及一种电感器及其制作方法。
【背景技术】
[0003] 电感器的功用在于稳定电路中的电流并达到滤除杂讯的效果，作用与电容器类 似，同样是以储存、释放电路中的电能来调节电流的稳定性，而且相较于电容是以电场（电 荷）的形式来储存电能，电感器则是以磁场的形式来达成。电感器在应用上，会有导线的能 量损失以及磁蕊的能量损失(一般称为磁损，core loss)。
[0004] 现有习知技术中的一种电感器的导线是内埋于磁性体中，且形成此种电感器的方 法是先将导线置于模具中，并将具有黏着剂的粒径大小相当的铁粉填充于模具中，以包覆 导线，然后，再利用压力成型将铁粉压合成磁性体，之后，加热黏着剂，以使其固化。由于以 铁粉作为磁性体的电感器在IOKHz以上的高频时，导磁率会剧降。因此，现有习知的电感器 无法作为高频的应用。
[0005] 由此可见，上述现有的电感器及其制作方法在产品结构、制作方法与使用上，显然 仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费 尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法 又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如 何能创设一种新的电感器及其制作方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极 需改进的目标。

【发明内容】

[0006] 本发明的目的在于，克服现有的电感器存在的缺陷，而提供一种新的电感器，所要 解决的技术问题是使其磁性体含有不同硬度及不同平均粒径的多种磁性粉末，以提升电感 器的导磁率，非常适于实用。
[0007] 本发明的另一目的在于，克服现有的电感器的制造方法存在的缺陷，而提供一种 新的电感器的制造方法，所要解决的技术问题是使其采用不同硬度及不同平均粒径的多种 磁性粉末来形成磁性体，以提升电感器的导磁率，从而更加适于实用。
[0008] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种电感器包括一磁性体以及一导线。磁性体包括一第一磁性粉末与一第二磁性粉末， 其中第一磁性粉末的维氏硬度(Vicker ' s Hardness)大于第二磁性粉末的维氏硬度，且第 一磁性粉末的平均粒径大于第二磁性粉末的平均粒径，第一磁性粉末与第二磁性粉末相混 合。
[0009] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0010]在本发明的一实施例中，第一磁性粉末的维氏硬度大于或等于150,且第二磁性粉 末的维氏硬度小于或等于100。
[0011]在本发明的一实施例中，第一磁性粉末的维氏硬度大于或等于250,且第二磁性粉 末的维氏硬度小于或等于80。
[0012] 在本发明的一实施例中，第一磁性粉末的平均粒径实质上为10微米至40微米。
[0013] 在本发明的一实施例中，第二磁性粉末的平均粒径小于或等于10微米。
[0014] 在本发明的一实施例中，第二磁性粉末的平均粒径实质上为小于或等于4微米。
[0015] 在本发明的一实施例中，第一磁性粉末的平均粒径与第二磁性粉末的平均粒径的 比值大于2。
[0016] 在本发明的一实施例中，第一磁性粉末的平均粒径与第二磁性粉末的平均粒径的 比值为2.5至10。
[0017] 在本发明的一实施例中，第一磁性粉末的材质包括金属合金。
[0018] 在本发明的一实施例中，第一磁性粉末的材质包括铁铬硅合金、铁镍合金、非晶质 合金、铁硅合金或铁铝硅合金。
[0019] 在本发明的一实施例中，第二磁性粉末的材质包括铁或铁合金。
[0020] 在本发明的一实施例中，第一磁性粉末的材质包括非晶质合金，且第二磁性粉末 的材质包括铁。
[0021] 在本发明的一实施例中，第一磁性粉末的重量与第二磁性粉末的重量的比值为 0.25 至4。
[0022] 在本发明的一实施例中，当第一磁性粉末的材质包括非晶质合金，且第二磁性粉 末的材质包括铁时，第一磁性粉末的重量与第二磁性粉末的重量的比值为〇. 67至1.5。
[0023] 在本发明的一实施例中，当第一磁性粉末的材质包括铁铬硅合金，且第二磁性粉 末的材质包括铁时，第一磁性粉末的重量与第二磁性粉末的重量的比值为1.5至4。
[0024] 在本发明的一实施例中，电感器更包括一黏着剂，其接合第一磁性粉末与第二磁 性粉末，黏着剂的含量为磁性体的总重量的2重量百分比(wt% )~3wt%。
[0025] 在本发明的一实施例中，黏着剂的材质为热固性树脂。
[0026] 在本发明的一实施例中，导线具有一内埋于磁性体中的内埋部或具有一缠绕于磁 性体上的绕线部。
[0027] 在本发明的一实施例中，磁性体利用一成型工艺（即制程，本文均称为工艺）而形 成，成型工艺的成型压力为6吨每平方厘米至11吨每平方厘米。
[0028]在本发明的一实施例中，磁性体施以一加热工艺，加热工艺的温度为300°C以下。
[0029] 本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的 一种电感器的制造方法如下所述。首先，提供一导线。接着，提供一混合物，混合物包括一第 一磁性粉末、一第二磁性粉末与一黏着剂，其中第一磁性粉末的维氏硬度大于第二磁性粉 末的维氏硬度，且第一磁性粉末的平均粒径大于第二磁性粉末的平均粒径。黏着剂与该第 一磁性粉末及该第二磁性粉粉末相混合。然后，对混合物进行一成型工艺，以形成一磁性 体。之后，固化黏着剂。
[0030] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0031 ]在本发明的一实施例中，以一加热的方式固化黏着剂，加热的温度为300°C以下。
[0032] 在本发明的一实施例中，在成型工艺中，施加一成型压力于混合物，成型压力为6 吨每平方厘米至11吨每平方厘米。
[0033] 在本发明的一实施例中，对混合物进行成型工艺中，磁性体包覆导线的一内埋部。
[0034] 在本发明的一实施例中，于固化黏着剂之后，使导线的一绕线部缠绕于磁性体上。
[0035] 借由上述技术方案，本发明电感器及其制作方法至少具有下列优点及有益效果： 本发明是采用平均粒径不同的磁性粉末来形成磁性体，因此，在成型工艺中，平均粒径小的 磁性粉末会填补于平均粒径大的磁性粉末间的空隙中，而使得压缩密度增加，进而提升电 感器的导磁率。此外，本发明是采用硬度不同的磁性粉末来形成磁性体，故磁性粉末在成型 工艺中所产生的应变大幅降低，进而可降低本发明的电感器的磁损。此外，本发明可避免对 电感器进行高温热处理来消除磁性粉末的应变而可防止导线因无法承受高温而氧化的问 题。
[0036] 综上所述，本发明电感器及其制作方法，该电感器包括一磁性体以及一导线。磁性 体包括一第一磁性粉末与一第二磁性粉末，其中第一磁性粉末的维氏硬度大于第二磁性粉 末的维氏硬度，且第一磁性粉末的平均粒径大于第二磁性粉末的平均粒径，第一磁性粉末 与第二磁性粉末相混合。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新 颖、进步、实用的新设计。
[0037] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0038] 图1绘示本发明一实施例的电感器的剖面图。
[0039]图2A~图2D为本发明图1的电感器的工艺剖面图。
[0040]图3绘示本发明另一实施例的电感器的示意图。
[0041 ]图4绘示本发明又一实施例的电感器的剖面图。
[0042]图5A~图5C为本发明图4的电感器的工艺剖面图。
[0043] 图6绘示本发明再一实施例的电感器的示意图。
[0044] 图7绘示第一磁性粉末与第二磁性粉末在磁性体中的比例改变时，电感器在二种 频率下的电感值的变化情形示意图。
[0045] 图8绘示当第一磁性粉末与第二磁性粉末在磁性体中的比例改变时，电感器在二 种频率下的电感值的变化情形示意图。
[0046] 图9绘示采用不同线径的导线的电感器的电感值变化曲线图。
[0047] 图IOA绘示第一磁性粉末与第二磁性粉末在磁性体中的比例改变时，电感器的电 感值与磁性体密度的变化情形示意图。
[0048] 图IOB绘示第一磁性粉末与第二磁性粉末在磁性体中的比例改变时，电感器的磁 性体密度与导磁率的变化情形示意图。
[0049] 图IIA绘示当第一磁性粉末与第二磁性粉末在磁性体中的比例改变时，电感器的 电感值变化情形，并绘示电感器在二种施加频率下的电感值变化情形示意图。
[0050] 图IIB绘示当第一磁性粉末与第二磁性粉末在磁性体中的比例改变时，电感器的 电感值变化情形，并绘示以二种成型压力所形成的电感器的电感值变化情形示意图。
[0051 ]图12绘示当第一磁性粉末与第二磁性粉末在磁性体中的比例改变时，电感器在二 种频率下的电感值的变化情形示意图。
[0052] 100、200、300:电感器 110、210、310、410:磁性体
[0053] 112:第一磁性粉末 114:第二磁性粉末
[0054] 116:黏着剂 120、320、420、320:导线
[0055] 122、222:内埋部 222a:弯折结构
[0056] 124、322、422、322:绕线部 312:中柱
[0057] 314:第一板状体 316:第二板状体
[0058] 312a、312b:端 330:磁性材料
[0059] 412:第一表面 414:第二表面
[0060] 416:贯孔 418:第三表面
[0061 ] 310:成型体 C:绕线空间
[0062] D1、D2:平均粒径 E1、E2:端部
[0063] G:狭缝 M:混合物
[0064] S1、S2:侧壁 S3:-侧
【具体实施方式】
[0065] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电感器及其制作方法其【具体实施方式】、结构、方 法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
[0066] 有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实 施例的详细说明中将可清楚呈现。通过【具体实施方式】的说明，当可对本发明为达成预定目 的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说 明之用，并非用来对本发明加以限制。
[0067] 图1绘示本发明一实施例的电感器的剖面图。请参照图1，本实施例的电感器100包 括一磁性体110以及一导线120。磁性体110包括一第一磁性粉末112与一第二磁性粉末114， 且第一磁性粉末112与第二磁性粉末114相混合。其中，磁性体110利用成型工艺而形成。第 一磁性粉末112的维氏硬度(Vicker ' S Hardness)大于第二磁性粉末114的维氏硬度。第一 磁性粉末112的维氏硬度例如是大于或等于150，较佳地，第一磁性粉末112的维氏硬度大于 或等于250。第二磁性粉末114的维氏硬度例如是小于或等于100,较佳地，第二磁性粉末114 的维氏硬度小于或等于80。
[0068] 第一磁性粉末112的平均粒径(Mean particle diameter)Dl大于第二磁性粉末 114的平均粒径D2,第二磁性粉末114的平均粒径D2小于或等于10微米。
[0069]第一磁性粉末112的平均粒径Dl实质上可为10微米至40微米，且第二磁性粉末114 的平均粒径D2实质上可为小于或等于4微米。第一磁性粉末112的平均粒径Dl与第二磁性粉 末114的平均粒径D2的比值例如是大于2,较佳地，平均粒径Dl与平均粒径D2的比值为2.5至 10。
[0070]第一磁性粉末112的材质例如为金属合金，且金属合金例如为铁铬硅合金、铁镍合 金、非晶质(Amorphous)合金、铁硅合金或铁铝硅合金。第二磁性粉末114的材质例如为铁或 铁合金。较佳地，第一磁性粉末112的材质例如为非晶质合金，且第二磁性粉末114的材质例 如为铁。磁性体110更包括一黏着剂(未绘不），且黏着剂与第一磁性粉末112与第二磁性粉 末114相混合。第一磁性粉末112与第二磁性粉末114可藉由黏着剂相互接合。黏着剂的材质 可为热固性树脂，例如环氧树脂。黏着剂的含量为磁性体110的总重量的2重量百分比 (wt % )~3wt %，第一磁性粉末112与第二磁性粉末114的含量为磁性体110的总重量的 98wt%~97wt%。而第一磁性粉末的重量比例为20wt%~80wt%且第二磁性粉末的比例为 80wt%~20wt%，即第一磁性粉末112的重量与第二磁性粉末114的重量的比值可为0.25至 4〇
[0071] 导线120具有一内埋于磁性体110中的内埋部122以及分别自内埋部122的二端延 伸出磁蕊110的二端部El、E2，端部EI、E2适于与其他的电子元件(未绘示）电性连接。详细而 言，磁性体110为一矩形体，端部E1、E2可分别沿磁性体110的相对二侧壁S1、S2延伸至磁性 体110的一侧S3,如此一来，电感器100可以表面黏着的方式电性连接至其他的电子元件。导 线120例如是一铜导线，且内埋部122例如为一卷绕的线圈。
[0072] 值得注意的是，本实施例采用的第一磁性粉末112的平均粒径及硬度均大于第二 磁性粉末114的平均粒径及硬度，因此，在成型工艺中，第二磁性粉末114会容易填补于第一 磁性粉末112间的空隙中，且第二磁性粉末114与第一磁性粉末112相互挤压而产生的应变 也可降低，故使得压缩密度增加而可提升所形成的电感器的导磁率，而且可避免利用较大 的成型压力及高温热处理来提升压缩密度及导磁率。
[0073]再者，由于磁性体110中包含磁损较铁粉低的第一磁性粉末112,故相较于现有习 知的全部以铁粉作为磁性体的电感器，本实施例可提供磁损较低的电感器，而使电感器的 效率提升。再者，采用包含第一磁性粉末112与第二磁性粉末114的磁性体110其材料成本可 较全部以金属合金制作磁性体的材料成本低。
[0074]图2A~图2D为本发明图1的电感器的工艺剖面图。有关图1的电感器100的详细制 造流程，请参照图2A~图2D。首先，请参照图2A，提供一导线120。接着，请参照图2B，提供一 混合物M，混合物M包括第一磁性粉末112、第二磁性粉末114与黏着剂(未绘示）。之后，请参 照图2C，将导线120的一内埋部122配置于模穴（图未示）内，且导线120的二端部El、E2延伸 出模穴外，再将混合物M填充于模穴内。之后，对混合物M进行一成型工艺，以形成一包覆内 埋部122的磁性体110,成型工艺例如是对混合物M施加一成型压力，以压合第一磁性粉末 112、第二磁性粉末114与黏着剂。在本实施例中，对混合物M所进行的成型工艺为压力成型 工艺，且施加于混合物M的压力例如为6吨每平方厘米至11吨每平方厘米。在其他实施例中， 成型工艺亦可为铸造成型工艺或射出成型工艺等适合的成型工艺。之后，例如以加热的方 式固化黏着剂，且加热的温度等于或略高于黏着剂的固化温度，例如为300°C以下，值得注 意的是，本实施例中采用的加热的温度仅适于固化黏着剂。最后，请参照图2D，弯折端部EU E2,以使端部El、E2分别沿磁性体110的相对二侧壁SI、S2延伸至磁性体110的一侧S3。
[0075]图3为绘示本发明另一实施例的电感器的示意图。请参照图3,在本实施例中，磁性 体210的材质与图1中的磁蕊110的材质相同，在此不再赘述。本实施例的电感器200与图1的 电感器100的差异之处在于，内埋部222可具有多个弯折结构222a，且这些弯折结构222a实 质上位于同一平面。
[0076]图4绘示本发明又一实施例的电感器的剖面图。请参照图4,在本实施例中，磁性体 310的材质与图1中的磁蕊110的材质相同，在此不再赘述。本实施例的电感器300与图1的电 感器100的差异之处在于本实施例的磁性体310为一鼓型结构，且导线320是位于磁性体310 外。本实施例的磁性体310包括一中柱312、一第一板状体314以及一第二板状体316,其中中 柱312的两端312a、312b分别连接第一板状体314与第二板状体316,且导线320缠绕于中柱 312上。具体而言，第一板状体314、第二板状体316与中柱312之间形成一绕线空间C，而导线 320具有二端部El、E2及位于二端部El、E2间的绕线部322。绕线部322位于绕线空间C内并缠 绕于中柱312上，而二端部El、E2由绕线空间C内部延伸至绕线空间C外部，以与其他的电子 元件(未绘示）电性连接。此外，还可在绕线空间C中可选择性地填充一磁性材料330或一树 脂材料(图未示），以填满绕线空间C并包覆导线320的绕线部322。
[0077]图5A~图5C为本发明图4的电感器的工艺剖面图。有关图4的电感器300的详细制 造流程，请参照图5A~图5C。首先，请参照图5A，提供一混合物M，混合物M的材质相同于图2B 的混合物M的材质。接着，请参照图5B，对混合物M进行一成型工艺，以形成磁性体310。在本 实施例中，成型工艺包括压力成型工艺、铸造成型工艺或射出成型工艺，且在压力成型工艺 中，施加于混合物M的压力例如为6吨每平方厘米至11吨每平方厘米。之后，例如以加热的方 式固化黏着剂(未绘示），且加热的温度等于或略高于黏着剂的固化温度，例如为300°C以 下，值得注意的是，本实施例中采用的加热的温度仅适于固化黏着剂。最后，请参照图5C，将 导线320的绕线部322缠绕于磁性体310上。
[0078]图6绘示本发明再一实施例的电感器的示意图。请参照图6,在本实施例中，磁性体 410的材质与图1中的磁性体110的材质相同，在此不再赘述。在本实施例中，磁性体410具有 一第一表面412、一相对于第一表面412的第二表面414以及一贯穿第一表面412与第二表面 414的贯孔416。导线420例如为一导电条片，导线420具有二端部El、E2及位于二端部El、E2 间的绕线部422。绕线部422贯穿贯孔416,且端部El、E2分别沿第一表面412与第二表面414 延伸至磁性体410的一第三表面418。第三表面418连接于第一表面412与第二表面414之间。 磁性体410可选择性地具有一贯穿第三表面418并与贯孔416连通的狭缝G。
[0079]以下将介绍对具有不同比例的第一磁性粉末与第二磁性粉末的电感器100、300所 做的电性测试的结果。
[0080] 【实验1】
[0081] 实验1的电感器的结构相同于图1的电感器100的结构，且导线120的线径A为0.32 毫米，线圈的直径B为2.4毫米，线圈的圈数为11.5圈，且磁性体110的成型压力为11吨每平 方厘米。实验1所采用的第一磁性粉末与第二磁性粉末的主要成分、平均粒径及硬度皆详列 于表1中。
[0082] 表 1
[0084] 由表1可知，Dl与D2的比值为2.5。图7绘示第一磁性粉末与第二磁性粉末于磁性体 中的比例改变时，电感器于二种频率(25KHz及I OOKHz)下的电感值的变化情形。请参照图7， 第一磁性粉末的比例为20wt %~80wt %时的电感器的电感值均大于第一磁性粉末或第二 磁性粉末的比例为10 0 w t %时的电感器的电感值。较佳的情况是第一磁性粉末的比例为 60wt%且第二磁性粉末的比例为40wt %，即第一磁性粉末的重量与第二磁性粉末的重量的 比值为1.5，或者是第一磁性粉末的比例为60wt%~80wt%且第二磁性粉末的比例为 40wt%~20wt%，即第一磁性粉末的重量与第二磁性粉末的重量的比值为1.5至4。
[0085] 【实验2】
[0086] 实验2的电感器的结构相同于图1的电感器100的结构，且导线120的线径A为0.32 毫米，线圈的直径B为2.4毫米，线圈的圈数为11.5圈，且磁性体110的成型压力为11吨每平 方厘米。实验2所采用的第一磁性粉末与第二磁性粉末的主要成分、平均粒径及硬度皆详列 于表2中。
[0087]表 2
[0089] 图8绘示当第一磁性粉末与第二磁性粉末于磁性体中的比例改变时，电感器于二 种频率下的电感值的变化情形。请参照图8,当第二磁性粉末的成份为铁且Dl与D2的比值为 10时，第一磁性粉末的比例为20wt %~80wt %时的电感器的电感值均大于第一磁性粉末或 第二磁性粉末的比例为I OOwt %时的电感器的电感值。较佳的情况是第一磁性粉末的比例 为40wt %且第二磁性粉末的比例为60wt%，即第一磁性粉末的重量与第二磁性粉末的重量 的比值为0.67,或者是第一磁性粉末的比例为40wt %~60wt %且第二磁性粉末的比例为 60wt%~40wt%，即第一磁性粉末的重量与第二磁性粉末的重量的比值为0.67至1.5。
[0090] 而当第二磁性粉末的成份为铁铬硅合金且Dl与D2的比值为4时，第一磁性粉末的 比例为20wt %~80wt %时的电感器的电感值大于第一磁性粉末的比例为IOOwt %时的电感 器的电感值，而第一磁性粉末的比例为20wt %~40wt %时的电感器的电感值略高于第二磁 性粉末的比例为IOOwt %时的电感器的电感值，因此，较佳的情况是第一磁性粉末的比例为 20wt %~40wt %且第二磁性粉末的比例为80wt %~60wt %，即第一磁性粉末的重量与第二 磁性粉末的重量的比值为0.25至0.67。
[0091]由上可知，以不同平均粒径的第二磁性粉末搭配相同的第一磁性粉末，可得到平 均粒径越小，提升电感器的电感值的效果较好。
[0092]以下以含有40微米的非晶质合金40wt%与4微米的铁粉60wt%的磁性体进行实 验。表3列出磁损的变化情形，表4列出效率的变化情形，图9绘示采用不同线径的导线的电 感器的电感值变化曲线图。表3的实验的频率为300KHz，磁感应强度为30mT。表4的施加电流 为2安培。
[0093]表 3
[0097]由表3可知，本实施例中采用40微米的非晶质合金为第一磁性粉末，4微米的铁粉 为第二磁性粉末，且第一磁性粉末的比例为40wt%，而第二磁性粉末的比例为60wt%，所得 到的磁损可较铁粉比例为IOOwt %、非晶质合金比例为IOOwt %及非晶质合金比例为 lOOwt% (在成形工艺后进行高温热处理)低，且成型压力越大磁损越低。因此，可证实本实 施例透过适当选用不同平均粒径及硬度的第一磁性粉末及第二磁性粉末磁性体可在不需 进行高温热处理下得到较低的磁损，故可省去高温热处理步骤，而简化工艺。而且采用包含 第一磁性粉末112与第二磁性粉末114的磁性体110其材料成本可较第一磁性粉末的比例为 IOOwt %的材料成本低。
[0098]由表4可知，频率在25KHz时，本实施例电感器的效率可达76%以上，而频率在 300KHz时，本实施例电感器的效率可达90 %以上，可见本实施例的电感器具有极佳的效率 表现。值得注意地是，成型压力在8.5吨每平方厘米的效率较11吨每平方厘米的效率佳。
[0099] 由图9可知，在相同的线圈直径B与圈数下，导线的线径愈小，电感器的电感值愈 高。因此，可藉由改变导线的线径来调整电感器的电感值。
[0100] 【实验3】
[0101] 实验3的电感器的结构相同于图1的电感器100的结构，且导线120的线径A为0.32 毫米，线圈的直径B为2.4毫米，线圈的圈数为13.5圈，且磁性体110的成型压力为11吨每平 方厘米。实验3所采用的第一磁性粉末与第二磁性粉末的主要成分、平均粒径及硬度皆详列 于表5中。 「01021 弃 Fi
[0104]由表5可知，Dl与D2的比值为5。图IOA绘示第一磁性粉末与第二磁性粉末于磁性体 中的比例改变时，电感器的电感值与磁性体密度的变化情形。图IOB绘示第一磁性粉末与第 二磁性粉末在磁性体中的比例改变时，电感器的磁性体密度与导磁率的变化情形。
[0105] 请参照图IOA与图IOB，第一磁性粉末的比例为20wt %~60wt %时的电感器的电感 值、磁性体密度及导磁率均大于第一磁性粉末或第二磁性粉末的比例为IOOwt %时的电感 器的电感值、磁性体密度及导磁率。较佳的情况是第一磁性粉末的比例为40wt %且第二磁 性粉末的比例为60wt%，即第一磁性粉末的重量与第二磁性粉末的重量的比值为0.67,或 者是第一磁性粉末的比例为40wt%~60wt%且第二磁性粉末的比例为60wt%~40wt%，即 第一磁性粉末的重量与第二磁性粉末的重量的比值为0.67至1.5。
[0106] 表6列出本实施例的电感器的在相同电流(2安培）、相同成型压力（11吨每平方厘 米)以及二种频率下的效率表现。
[0107] 表6
[0109]由表6可知，非晶质合金的比例为20wt%~40wt%且铁粉的比例为80wt%~ 60wt %时的电感器，在频率于25KHz时，效率可达75 %以上，而频率于300KHz时，效率可达 90%以上，可见本实施例的电感器具有极佳的效率表现。
[0110]【实验4】
[0111] 实验4的电感器的结构相同于图4的电感器300的结构，且导线320的线径A为0.32 毫米，线圈的直径B为2.4毫米，线圈的圈数为11.5圈，且磁性体310的成型压力为8或11吨每 平方厘米。实验4所采用的第一磁性粉末与第二磁性粉末的主要成分、平均粒径及硬度皆详 列于表7中。
[0112] 表7
[0114] 由表7可知，Dl与D2的比值为2.5。图IlA绘示当第一磁性粉末与第二磁性粉末在磁 性体中的比例改变时，电感器的电感值变化情形，并绘示电感器在二种施加频率下的电感 值变化情形。图IIB绘示当第一磁性粉末与第二磁性粉末在磁性体中的比例改变时，电感器 的电感值变化情形，并绘示以二种成型压力所形成的电感器的电感值变化情形。
[0115] 由图IIA可知，第一磁性粉末的比例为20wt %~80wt %时的电感器的电感值均大 于第一磁性粉末或第二磁性粉末的比例为l〇〇wt%时的电感器的电感值。较佳的情况是第 一磁性粉末的比例为60wt %且第二磁性粉末的比例为40wt %，即第一磁性粉末的重量与第 二磁性粉末的重量的比值为1.5,或者是第一磁性粉末的比例为60wt %~80wt %且第二磁 性粉末的比例为40wt%~20wt%，即第一磁性粉末的重量与第二磁性粉末的重量的比值为 1.5至4。此外，由图IlB可知，当成型压力愈大时，电感器的导磁率愈大。因此，可藉由改变成 型压力来调整电感器的导磁率。
[0116] 【实验5】
[0117] 实验5的电感器的结构相同于图4的电感器300的结构，且导线320的线径A为0.32 毫米，线圈的直径B为2.4毫米，线圈的圈数为11.5圈，且磁性体310的成型压力为11吨每平 方厘米。实验5所采用的第一磁性粉末与第二磁性粉末的主要成分、平均粒径及硬度皆详列 于表8中。
[0118] 表8
[0120]请参照图12,当第二磁性粉末的成份为铁且Dl与D2的比值为10时，第一磁性粉末 的比例为20wt %~80wt %时的电感器的电感值均大于第一磁性粉末或第二磁性粉末的比 例为I OOwt %时的电感器的电感值。较佳的情况是第一磁性粉末的比例为40wt %且第二磁 性粉末的比例为60wt%，即第一磁性粉末的重量与第二磁性粉末的重量的比值为0.67,或 者是第一磁性粉末的比例为40wt%~60wt%且第二磁性粉末的比例为60wt%~40wt%，即 第一磁性粉末的重量与第二磁性粉末的重量的比值为0.67至1.5。
[0121] 而当第二磁性粉末的成份为铁铬硅合金且Dl与D2的比值为4时，第一磁性粉末的 比例为20wt %~80wt %时的电感器的电感值大于第一磁性粉末的比例为IOOwt %时的电感 器的电感值，而第一磁性粉末的比例为20wt %~40wt %时的电感器的电感值略大于第二磁 性粉末的比例为IOOwt %时的电感器的电感值，因此，较佳的情况是第一磁性粉末的比例为 20wt %~40wt %且第二磁性粉末的比例为80wt %~60wt %，即第一磁性粉末的重量与第二 磁性粉末的重量的比值为0.25至0.67。
[0122] 由上可知，以不同平均粒径的第二磁性粉末搭配相同的第一磁性粉末，可得到平 均粒径越小，提升电感器的电感值的效果较好。
[0123] 综上所述，本发明至少具有下列优点：
[0124] 1.本发明是采用平均粒径不同的磁性粉末来形成磁性体，因此，在成型工艺中，平 均粒径小的磁性粉末会填补于平均粒径大的磁性粉末间的空隙中，而使得压缩密度增加， 进而提升电感器的导磁率。
[0125] 2.本发明是采用硬度不同的磁性粉末来形成磁性体，且平均粒径小的磁性粉末容 易填补于平均粒径大的磁性粉末间的空隙中，故磁性粉末在成型工艺中所需的成形压力以 及所产生的应变大幅降低，进而可降低本发明的电感器的磁损。并且，本发明可避免对电感 器进行高温热处理来消除磁性粉末的应变而可防止导线因无法承受高温而氧化的问题。
[0126] 3.本发明是采用第一磁性粉末与第二磁性粉末来制作磁性体，故本发明的电感器 于高频率(25KHz或IOOKHz)的情况下，导磁率及对应的电感值较现有习知采用铁粉来制作 磁性体高。
[0127] 4.本发明是采用金属合金粉末的第一磁性粉末与第二磁性粉末来制作磁性体，其 材料成本可较全部以金属合金粉末来制作磁性体的材料成本低。
[0128] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更 动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案 的范围内。
【主权项】
1. 一种电感器，其特征在于，其包括： 一第一磁性粉末； 一第二磁性粉末，该第一磁性粉末与该第二磁性粉末相混合，该第一磁性粉末的平均 粒径与该第二磁性粉末的平均粒径不同，该第一磁性粉末的维氏硬度与该第二磁性粉末的 维氏硬度具有一硬度差值;以及 一具有绝缘层的导线，其中相混合的该第一磁性粉末与该第二磁性粉末及内埋于其中 的该具有绝缘层的导线通过该硬度差值能够在低于该导线的绝缘层的熔点下一体成型以 形成一磁性体。2. 根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述第一磁性粉末的平均粒径为10微米 至40微米。3. 根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述第二磁性粉末的平均粒径小于或等 于10微米。4. 根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述第一磁性粉末的材质包括铁铬硅合 金、铁镍合金、非晶质合金、铁娃合金或铁错娃合金。5. 根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，该第一磁性粉末的平均粒径与该第二磁 性粉末的平均粒径的比值大于2,该第二磁性粉末填补于第一磁性粉末间的空隙中，以增加 该磁性体的密度，从而提升该电感器的导磁率。6. -种电感器，其特征在于，其包括： 一第一磁性粉末； 一第二磁性粉末，该第一磁性粉末与该第二磁性粉末相混合，该第一磁性粉末的平均 粒径与该第二磁性粉末的平均粒径不同，该第一磁性粉末的维氏硬度与该第二磁性粉末的 维氏硬度具有一硬度差值;以及 一线圈，该线圈由具有绝缘层的一导线所形成，其中相混合的该第一磁性粉末与该第 二磁性粉末及内埋于其中的该线圈通过该硬度差值能够在低于该导线的绝缘层的熔点下 一体成型以形成一磁性体。7. -种电感器，其特征在于，其包括： 一第一磁性粉末； 一第二磁性粉末，该第一磁性粉末与该第二磁性粉末相混合，其中该第一磁性粉末的 平均粒径与该第二磁性粉末的平均粒径的比值大于2,该第一磁性粉末的维氏硬度与该第 二磁性粉末的维氏硬度具有一硬度差值;以及 一具有绝缘层的导线，其中相混合的该第一磁性粉末与该第二磁性粉末及内埋于其中 的该具有绝缘层的导线通过该硬度差值能够在低于该导线的绝缘层的熔点下一体成型以 形成一磁性体。8. -种电感器，其特征在于，其包括： 一第一磁性粉末； 一第二磁性粉末，该第一磁性粉末与该第二磁性粉末相混合，该第一磁性粉末的平均 粒径与该第二磁性粉末的平均粒径的比值介于2.5至10之间，其中该第一磁性粉末的维氏 硬度与该第二磁性粉末的维氏硬度具有一硬度差值;以及 一具有绝缘层的导线，其中相混合的该第一磁性粉末与该第二磁性粉末及内埋于其中 的该具有绝缘层的导线通过该硬度差值能够在低于该导线的绝缘层的熔点下一体成型以 形成一磁性体。9. 一种电感器，其特征在于，其包括： 一第一磁性粉末； 一第二磁性粉末，该第一磁性粉末与该第二磁性粉末相混合，该第一磁性粉末的平均 粒径大于该第二磁性粉末的平均粒径，其中，所述第一磁性粉末的材质包括非晶质合金，且 该第二磁性粉末的材质包括铁，该第一磁性粉末的维氏硬度与该第二磁性粉末的维氏硬度 具有一硬度差值;以及 一具有绝缘层的导线，其中相混合的该第一磁性粉末与该第二磁性粉末及内埋于其中 的该具有绝缘层的导线通过该硬度差值能够在低于该导线的绝缘层的熔点下一体成型以 形成一磁性体。10. -种电感器，其特征在于，其包括： 一第一磁性粉末； 一第二磁性粉末，该第一磁性粉末与该第二磁性粉末相混合，该第一磁性粉末的平均 粒径大于该第二磁性粉末的平均粒径，其中该第一磁性粉末的材质包括铁铬硅合金，该第 二磁性粉末的材质包括铁，该第一磁性粉末的维氏硬度与该第二磁性粉末的维氏硬度具有 一硬度差值；以及 一具有绝缘层的导线，其中相混合的该第一磁性粉末与该第二磁性粉末及内埋于其中 的该具有绝缘层的导线通过该硬度差值能够在低于该导线的绝缘层的熔点下一体成型以 形成一磁性体。11. 一种电感器，其特征在于，其包括： 一第一磁性粉末； 一第二磁性粉末，该第一磁性粉末与该第二磁性粉末相混合，该第一磁性粉末的平均 粒径大于该第二磁性粉末的平均粒径，其中，所述第二磁性粉末的平均粒径为小于或等于4 微米，该第一磁性粉末的维氏硬度与该第二磁性粉末的维氏硬度具有一硬度差值;以及 一具有绝缘层的导线，其中相混合的该第一磁性粉末与该第二磁性粉末及内埋于其中 的该具有绝缘层的导线通过该硬度差值能够在低于该导线的绝缘层的熔点下一体成型以 形成一磁性体。12. -种电感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤： 提供一具有绝缘层的导线； 提供一混合物，该混合物包括： 一第一磁性粉末； 一第二磁性粉末，该第一磁性粉末的平均粒径与该第二磁性粉末的平均粒径不同，该 第一磁性粉末的维氏硬度与该第二磁性粉末的维氏硬度具有一硬度差值;以及 一黏着剂，与该第一磁性粉末及该第二磁性粉粉末相混合； 对该导线及该混合物进行一成型工艺，其中相混合的该第一磁性粉末与该第二磁性粉 末及内埋于其中的该具有绝缘层的导线通过该硬度差值能够在低于该导线的绝缘层的熔 点下一体成型以形成一磁性体；以及 固化该黏着剂。13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，该第一磁性粉末的平均粒径与该第二磁 性粉末的平均粒径的比值大于2。14. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，该第一磁性粉末的平均粒径与该第二磁 性粉末的平均粒径的比值介于2.5至10之间。15. -种电感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤： 提供一线圈，该线圈由具有绝缘层的一导线所形成； 提供一混合物，该混合物包括： 一第一磁性粉末； 一第二磁性粉末，该第一磁性粉末的平均粒径与该第二磁性粉末的平均粒径不同，该 第一磁性粉末的维氏硬度与该第二磁性粉末的维氏硬度具有一硬度差值;以及 一黏着剂，与该第一磁性粉末及该第二磁性粉粉末相混合； 对该导线及该混合物进行一成型工艺，其中相混合的该第一磁性粉末与该第二磁性粉 末及内埋于其中的该线圈通过该硬度差值能够在低于该导线的绝缘层的熔点下一体成型 以形成一磁性体；以及 固化该黏着剂。
【文档编号】H01F17/04GK105914002SQ201610395522
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2009年5月27日
【发明人】廖玟雄, 谢明家, 生田英雄, 陈约郎
【申请人】乾坤科技股份有限公司