专利名称：贴片式功率电感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及线绕式电感器，更具体地说，涉及一种贴片式功率电感
器°
背景技术：
现有贴片式功率电感器的主要构成部件是线圈和导磁体，其中的导磁体
可以是磁芯、铁芯或铜芯。如图1和图2所示，现有的贴片式功率电感器产 品中，导磁体102的形状通常为圆柱形、工字形(如图2)、环形等；漆包线 103被绕制于导磁体102的外面以形成线圈，然后用胶水101将磁环104粘 接在导磁体102上，再在导磁体102上焊接电极105和电极端片106，最终 分别构成圆柱形贴片式功率电感器、工字形贴片式功率电感器(如图l和图 2)、以及环形贴片式功率电感器；三种功率电感器的共同特征是线圈绕制 于导磁体102的外部。
上述现有贴片式电感器中，线圈与导磁体不是一体成型的构造，无法紧 密结合，从而会造成电感值偏低、抗直流饱和特性差、容易受到电磁干扰等 电气性能差问题。另外，这种电感器，其线圈通常是以人工方式绕制在导磁 体上的，此类传统加工方法的生产效率低、且无法保证产品性能参数的一致 性。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述电感器的电气 性能差，制造效率低的缺陷，提供一种贴片式功率电感器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种贴片式功率 电感器，包括导磁体和漆包线线圈，所述线圈包括主体和延伸部，所述导磁体与线圈之间为一体成型结构，构成所述导磁体的材料紧密填充于所述主体
的内部、并紧密包覆于所述主体的外部；所述延伸部伸出到所述导磁体外部 形成该电感器的电极；所述电极上焊接有与导磁体紧贴的电极端片。
在本实用新型所述的贴片式功率电感器中，在同一个导磁体内有至少两 组独立绕制线圈的主体，所述至少两个线圈的延伸部均从所述导磁体的底面 伸出，形成贴片式电感器的至少四个电极端。
在本实用新型所述的贴片式功率电感器中，所述漆包线线圈具有N层缠 绕结构，所述N为大于1的正整数。
在本实用新型所述的贴片式功率电感器中，所述延伸部为扁平结构，分 别从所述导磁体的相对两侧面伸出，并分别被弯折至紧贴所述导磁体的底面。
由于采取了上述技术方案，本实用新型的贴片式功率电感器具有以下优
点
(1) 、构成导磁体的粉料紧密填充了线圈主体的内部、并紧密包覆于线 圈主体的外部；与传统电感器相比紧密度高得多，并且为封密式结构。
(2) 、导磁体会形成封闭式的磁路结构，磁力线被限制在导磁体内部， 所以对环境的电磁干扰会比传统电感器小得多。
(3) 、可最大化地使用其导磁体空间，所以其体积可做得比传统电感器 小，具有小型化的优势。
(4) 、由于导磁体的完全填充，所以能在使用较少漆包线线圈的情况下 达成同样电感值的要求，也就是可以降低线圈的圈数，这样一来其直流内阻 特性会比传统电感器小。
(5) 、本实用新型电感器能在高达100兆赫的频率下有效运作。
(6) 、本实用新型电感器为一体成型的整体结构，不需要人工绕制线圈， 可提高生产效率，并保证产品性能的一致性。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中 图1是现有的圆柱形贴片式功率传感器的结构示意图；图2是现有的圆柱形贴片式功率电感器的内部结构示意图； 图3是圆形漆包线线圈的结构示意图； 图4是扁平漆包线线圈的结构示意图； 图5是圆形两组漆包线线圈的结构示意图； 图6是具有多层缠绕结构的漆包线线圈的结构示意图； 图7是具有多层缠绕结构的漆包线线圈的剖视图； 图8是具有多层缠绕结构的漆包线线圈的俯视图； 图9是具有多层缠绕结构的漆包线线圈的外部结构示意图； 图10是将圆形漆包线线圈的两个延伸部加工为扁平电极的示意图； 图11是本实用新型一个优选实施例中贴片式功率电感器的制造流程示 意图12是本实用新型的功率电感器的内部结构示意图； 图13是本实用新型的功率电感器的外部结构示意图； 图14是本实用新型的一个优选实施例中有两组漆包线线圈的贴片式功 率电感器的制造流程示意图。
具体实施方式
本实用新型的贴片式功率电感器包括导磁体和漆包线线圈，其中，线圈 包括主体和延伸部，所述导磁体与线圈之间为一体成型结构，构成所述导磁 体的材料紧密填充于所述线圈主体的内部、并紧密包覆于所述线圈主体的外 部；所述线圈的延伸部伸出到所述导磁体外部形成该电感器的电极，所述电 极上焊接有与导磁体紧贴的电极端片。优选地，所述延伸部为扁平结构，分 别从所述导磁体的相对两侧面伸出，并分别被弯折至紧贴所述导磁体的底面。 详细的制造流程及产品结构，详见下文。 一、导磁体粉料的制备
本实用新型中的其中的导磁体主要由两种合金磁粉组成(高磁通合金磁 粉、低磁通合金磁粉)，通常还含有绝缘剂(聚酯树脂Polyester resin)、环 氧树脂(Epoxy)、以及润滑剂(例如硬脂酸锌)等材料。其中，两种合金磁粉均由羰基铁粉(Carbony 1 Iron Powder)制成，不同的是高磁通合金磁粉的颗粒 大小为7 u 9 li m，而低磁通合金磁粉的颗粒大小为3 u m 5 u m。
由于两种合金磁粉的颗粒大小不相同，原则上，颗粒大的，其导磁率高、 铁损较大、应用频率较低；反之，颗粒小的，其导磁率低、铁损较小、应用 频率较高。因此，利用上述的特性，适当调整两种合金磁粉的混合比例，即 可制成具有电子产业所需求的最佳电气特性电感器。测试表明，本实用新型 所制成的电感器的导磁率比传统电感器高出约1. 5 3倍，而其耐电流特性则 可提升约30 40%。
具体制造时，先取上述的两种合金磁粉，并根据所需的电气特性当调整 其相关比例；例如，对于10微亨(uH)以上的电感值，取粉料时，高磁通合金 磁粉占80%，低磁通合金磁粉占20%;对于10微亨(uH)以下的电感值，取粉 料时，高磁通合金磁粉和低磁通合金磁粉各占50%。
然后在这两种合金磁粉中加入绝缘剂及稀释剂以进行绝缘处理，具体是 将这些混合材料经充分搅拌均匀后，再置入烘烤炉中，烘烤温度10(TC 150 °C，烘烤时间90 120分钟，使绝缘剂得以完全硬化并在磁粉表面形成一层 绝缘膜，其中的稀释剂采用丙酮(Acetone)。
然后，在经过上述绝缘处理的混合材料中加入环氧树脂(Epoxy)，充分 搅拌使其成为泥糊状。
利用造粒机进行造粒处理，再用筛粉机过筛，以生成微细颗粒，颗粒大 小范围在38 P m 48 u m之间，其目的是在成型时令这些材料具有所需流动性 的需求。
再将该通过造粒处理的混合材料置入烘烤炉，烘烤温度100 120 °C， 烘烤时间30 40分钟，并于烘烤完成后将硬脂酸锌润滑剂加入该混合材料 中，混合均匀，即可得到用于构成导磁体的粉料。
具体制造时，设已取的两种合金磁粉为IOO公斤，则在后续步骤中，需 加入的绝缘剂为50 60公斤、稀释剂为100 120公斤、环氧树脂为40 50 公斤、润滑剂为0. 3 0. 5公斤。 二、漆包线线圈的制备图3所示的是已制备完成的一组圆形漆包线线圈Al，该线圈的两个延伸
部是朝同一方向延伸的。
图4所示为一个扁平漆包线线圈A2。该线圈中漆包线的断面为扁平结构，
其中间段形成环形线圈主体，两端则分别向环形线圈主体的外侧延伸，形成 两个延伸部。
图5所示是己制备完成的两组圆形漆包线线圈A3，该两组线圈的四个延 伸部是朝同一方向延伸的。该线圈A3可用于制造在同一个导磁体内有至少两 组独立绕制线圈主体的贴片式功率电感器，参见下文中对图14的说明。
图6所示是已制备完成的具有N层缠绕结构的漆包线线圈A4， N为大于 l的正整数。图6中，N等于3，即漆包线线圈A4的层数为3层。这种具有 多层缠绕结构的漆包线线圈A4，适用于制造电感值较大的主要用于电源滤波 的电感器。
图7所示是具有N层缠绕结构的漆包线线圈A4的剖视图。线圈A4的各
层之间相连续缠绕，每层线圈均为螺旋状。
图8所示是具有N层缠绕结构的漆包线线圈A4的俯视图。图8中，线 圈A4的层数为3，每层线圈均为螺旋状，且其最内层的线圈部分的内径为A。
图9所示是具有N层缠绕结构的漆包线线圈A4的外部结构示意图。图9 中，线圈A4的漆包线绕成多层螺旋状，其漆包线的直径为B，其两个电极之 间的距离为C，从最内层线圈引出的那个延伸部的长度为D。
图10所示是将圆形漆包线线圈的两个延伸部加工为扁平电极的示意图， 其中先将圆形漆包线线圈原型Bl置于一下模具中B3，并予以固定；随后， 可移动的上模具B2施压于下模具B3，进而将圆形漆包线线圈(Bl)的两个延 伸部由圆形压制成扁平状断面，也就是加工为扁平电极；最后得到具有扁平 电极的线圈B4。
三、贴片式功率电感器的制造
本实用新型一个优选实施例中，贴片式功率电感器的制造流程如图11 所示，图中的大箭头方面示出了加工的顺序，即第一行从左至右、转到第二 行从右至左、再转到第三行从左至右。其中，先将图4所示的扁平漆包线线圈A2置入下模具C1中，线圈的两个延伸部分别被固定在可移动模棒柱体C2 上；然后加入经前述步骤制备好的导磁体粉料Il。
随后，通过可移动的上方模棒柱体C5、以及下方模棒柱体C3加压，实 施上、下均衡压铸，将导磁体粉料II、扁平漆包线线圈A2压铸成一完整的 电感器坯件C6;将电感器坯件C6取出后，由弯折模具C7将其两个延伸部(即 线圈的电极)弯折与导磁体的底面紧贴形成电极，然后将扁平状的电极端片 106与导磁体的底面上的电极相焊接(参见图12和图13)。
然后，再将该压铸完成的贴片式功率电感器C8置入一烤炉，烘烤温度 10(TC 12(TC，烘烤时间60 90分钟，即可得到成品的贴片式功率电感器 C8，图11中示出的是底面向上时的外部结构情况。
图12示出了成品的贴片式功率电感器的内部结构示意图。贴片式功率 电感器包括由导磁体粉料压铸成形的导磁体102以及与之一体化成型的线圈 103，线圈103的末端的扁平电极上焊接有电极端片106。
图13示出了成品的贴片式功率电感器的外部结构示意图。贴片式功率 电感器的底面的电极上焊接有便于进行贴片式焊接的扁平状电极端片106。
由上述实施例可以看出，其中，由模具C2、 C3、 C5围成压铸腔；线圈 的主体在压铸腔内，线圈的延伸部则伸出到压铸腔外；然后在所述压铸腔中 加入粉料并进行压铸处理，使粉料紧密填充于主体的内部、并紧密包覆于主 体的外部;延伸部伸出到由粉料压制而成的导磁体的外部形成电感器的电极， 并且在电极上焊接该电感器的电极端片。
显然，在实施时，也可将上述实施例中的线圈A2替换成图6至图9所 示的具有N层缠绕结构的线圈A4，则可得到本实用新型的另一优选实施例。 如果采用具有多层缠绕结构的线圈，则线圈匝数多，电感值大，则得到的贴 片式功率电感器的电感值也更大，适合在需要对电源进行滤波等场合使用。 四、含两组线圈的贴片式功率电感器的制造
本实用新型一个优选实施例中，具有两组漆包线线圈的贴片式功率电感 器的制造流程如图14所示，其过程与前述单线圈贴片式功率电感器的过程相 同，区别在于具有两组独立的线圈，从而有四个延伸部形成的电极，以及电极上焊接的电极端片。
其中，由模具E1、 E2、 E3围成压铸腔；同样，线圈A3的主体在压铸腔 内，线圈的延伸部则伸出到压铸腔外，将上述延伸部弯折使之与导磁体底面 紧贴。然后将电极端片焊接到上述延伸部形成的电极，压铸得到贴片式功率 电感器坯件整E4，再经过烘烤处理。即可得到成品的贴片式共模功率电感器 E5。
本实用新型的电感器并不限于上述的具体实施例，还可在本实用新型技 术方案的基础上根据需要作相应的改动。由上述具体实施例可以看出，本实
用新型的电感器具有以下优点
a)、导磁体的粉料紧密填充了线圈主体的内部、并紧密包覆于线圈主
体的外部；与传统的圆柱形贴片式电感器、工字形贴片式电感器(图1和图 2)或环形贴片式电感器相比，本实用新型电感器的紧密度高得多，并且为封 密式结构。
(2) 、漆包线线圈完全被粉料制成的导磁体所包覆，所以会形成封闭式 的磁路结构；这使得电感器的磁力线被限制在导磁体内部，所以对环境的电 磁干扰会比传统电感器小得多。
(3) 、本实用新型电感器为一体成型结构，可最大化地使用其导磁体空 间，所以其体积可做得比传统电感器小，具有小型化的优势。
(4) 、本实用新型的电感器中，由于导磁体粉料的完全填充，所以能在 使用较少漆包线线圈的情况下达成同样电感值的要求，也就是可以降低线圈 的圈数，这样一来其直流内阻特性会比传统电感器小，测试表明，本实用新 型电感器的直流内阻比传统电感器降低约10 30%。
(5) 、本实用新型电感器的导磁体采用高绝缘阻抗(在电压200V的测试 条件下，超过100兆欧姆)的导磁体粉料所制成，该电感器不会在表面粘着线 路之间产生传感路径，所以该电感器能在高达100兆赫的频率下有效运作。
(6) 、本实用新型电感器为一体成型的整体结构，不需要人工绕制线圈， 可提高生产效率，并保证产品性能的一致性。
(7) 、本实用新型电感器还具有功率损耗小、温升低等优点。
权利要求1、一种贴片式功率电感器，包括导磁体和漆包线线圈，所述线圈包括主体和延伸部，其特征在于，所述导磁体与线圈之间为一体成型结构，构成所述导磁体的材料紧密填充于所述主体的内部、并紧密包覆于所述主体的外部；所述延伸部伸出到所述导磁体外部形成该电感器的电极；所述电极上焊接有与导磁体紧贴的电极端片。
2、 根据权利要求1所述的贴片式功率电感器，其特征在于，在同一个 导磁体内有至少两组独立绕制线圈的主体，所述至少两个线圈的延伸部均从 所述导磁体的底面伸出，形成贴片式电感器的至少四个电极端。
3、 根据权利要求1所述的贴片式功率电感器，其特征在于，所述漆包 线线圈具有N层缠绕结构，所述N为大于1的正整数。
4、 根据权利要求1所述的贴片式功率电感器，其特征在于，所述延伸 部为扁平结构，分别从所述导磁体的相对两侧面伸出，并分别被弯折至紧贴 所述导磁体的底面。
专利摘要本实用新型涉及一种贴片式功率电感器，包括导磁体和漆包线线圈，所述线圈包括主体和延伸部，所述导磁体与线圈之间为一体成型结构，构成所述导磁体的材料紧密填充于所述主体的内部、并紧密包覆于所述主体的外部；所述延伸部伸出到所述导磁体外部形成该电感器的电极；所述电极上焊接有与导磁体紧贴的电极端片。本实用新型的贴片式功率电感器，其电气性能优良，生产效率高，产品性能的一致性好。
文档编号H01F27/28GK201369205SQ20092012970
公开日2009年12月23日 申请日期2009年1月21日 优先权日2009年1月21日
发明者王向群 申请人:深圳感通科技有限公司