专利名称：电感元件的制造方法
技术领域：
本发明提供一种电感元件的制造方法，尤指利用下模仁及上模仁相对移动于填料 位置及挤压位置，使其制造出一体成型、成本低廉且具有低损耗高导磁率的电感元件。
背景技术：
电感元件一般属于辅助性质，其主要作用在于阻碍电流的变化，用以维持电子产 品的稳定性。其结构的形式可依应用线路搭配的不同，而设计出不同构造。目前电感器的 应用线路主要分为两大类，一为信号用途，例如能量储存及抑制瞬间电流等的应用 ’另一类 则为噪声抑制用途，如电磁干扰(ElectromagneticDisturbance，EMI)抑制及噪声滤波等。电感元件的产品特性主要受到铁芯材料所影响。铁芯位于线圈中心位置，分为陶 瓷及铁氧体材料两种。陶瓷铁芯为信号用途，如陶瓷绕线电感及积层陶瓷电感；铁氧体铁 芯则用于抑制电磁干扰，如扼流器(Power Choke)、陶铁磁珠(Ferrite Bead, FB)及磁铁心 (Ferrite Core)。而电感元件依构造亦可分为绕线型及积层型两种，其中绕线型为普遍使用的技 术，其具有损耗小、容许电流大、简单、成本低等优点，但其结构却受到小型化的限制。根据 电磁理论，以线圈卷绕铁芯即为电感组件，过去传统的电感元件多以绕线形式来生产。绕线 型电感元件一方面可利用线圈粗细来控制耐电流，另一方面亦可控制绕圈圈数来调整电感 值，产品设计较具弹性，然而体积较大为其缺点。现有利用铁硅合金制造电感元件的制造方法为利用片状式或块状式的铁硅合金 材料利用组装的方式形成电感元件，请参考图10，是现有电感元件的侧视剖面图，可由图中 清楚看出，此电感元件A包括有线圈Al，并于线圈Al外部组设有片状式或块状式的铁硅合 金材料A2，且铁硅合金材料A2的内外表面皆形成有绝缘层A3，而组设方式必须通过点胶 黏合加工，便会造成繁杂作业及增加成本，另一方面，通过组装的方式使线圈Al通过通孔 Al 1套合于铁硅合金材料A2内，难免会存在空隙A4，如此线圈Al外围便产生较大的磁路径 (Le)，且线圈Al的通孔All内圆周受到空隙A 4的影响而产生较小的截面积，便使得线圈 Al造成较大的电磁率损耗，且亦无法有效降低线圈的粗细与圈数，使金属材料日渐稀少下， 企业所需负担的材料成本越趋昂贵。所以，根据上述诸点缺失的考虑，发明人乃针对电感元件的特性上作一深入分析 与探讨，并经由多方评估及考虑，且通过苦心钻研与研发，始设计出此种电感元件的制造方 法的发明专利。
发明内容
发明人有鉴于现有技术的缺失，乃依其从事电感元件的制造经验和技术累积，针 对上述缺失悉心研究各种解决的方法，在经过不断的研究与改良后，终于开发设计出一种 全新的电感元件的制造方法的发明诞生。本发明的主要目的为一体成型出电感元件，其方法在于利用一模具，其包括有下模仁及上模仁，可延一轴向相对移动至填料位置及挤压位置，便可使铁硅合金材料填充至下模仁位于填料位置所形成的第一空间中，再置放线圈于第一空间的铁硅合金材料内，并将线圈的延伸部置于铁硅合金材料外，再次填充铁硅合金材料于上模仁移动至填料位置所形成的第二空间中，使线圈本体由铁硅合金材料所覆盖，之后移动上模仁及下模仁于挤压位置，令铁硅合金材料受到挤压进而与线圈结合，再进行铁硅合金材料的固化步骤，使线圈本体被固定于铁硅合金材料中，如此，一体成型的电感元件内不具有空隙，使线圈孔洞周围的本体为形成有较大的截面积，且孔洞周围本体分别形成有较短的磁路径，便可产生低损耗高导磁率的电感元件，使铁硅合金材料配合一体成型的结构为具有高导磁率的功效，便可使线圈本体的线圈数量不需缠绕过多，亦可达到相同或更好的导磁效果，进而减少材料成本。
本发明的次要目的在于将铁硅合金材料覆盖线圈本体后，利用上模仁及下模仁挤压铁硅合金材料，当铁硅合金材料受到挤压后便会与线圈进行结合，之后，再进行加热的固化步骤便可使线圈稳固地与铁硅合金材料相互紧合。
[oo10] 图l为本发明电感元件的制造流程图。[oo11] 图2为本发明下模仁及上模仁开合的侧视图。[oo12] 图3为本发明填充铁硅合金材料的侧视图。[oo13] 图4为本发明置放线圈于下模仁上的侧视图。[oo14] 图5为本发明上模仁位于填充位置的侧视图。[oo15] 图6为本发明再次填充铁硅合金材料的侧视图。[oo16] 图7为本发明下模仁及上模仁冲挤铁硅合金材料的侧视。[oo17] 图8为本发明电感元件成型的立体外观图。[oo18] 图9为本发明电感元件成型的侧视剖面图。[oo19] 图lo为现有电感元件的侧视剖面图。
[主要元件符号说明]
l1下模仁
lol1第一空间1121凹槽
111基座121下冲
11l1通孔
21上模仁
2l1中模221上冲
2111通孔20l1第二空间
31电感元件
3l1铁硅合金材料3221延伸部
321线圈32lo1孔洞
32l1本体
41送料装置
A1电感元件
Al、线圈 A3、绝缘层All、通孔 A4、空隙A2、铁硅合金材料
具体实施例方式为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本发明的 较佳实施例详加说明其特征与功能如下，俾利完全了解。请同时参考图1 图7，为本发明电感元件的制造流程图、下模仁及上模仁开合 的侧视图、填充铁硅合金材料的侧视图、置放线圈于下模仁上的侧视图、上模仁位于填充位 置的侧视图、再次填充铁硅合金材料的侧视图及下模仁及上模仁冲挤铁硅合金材料的侧视 图，可由图中清楚看出，本发明为利用一模具来制造出一体成型的电感元件，其模具为包括 有下模仁1及上模仁2，并可使下模仁1及上模仁2为可延一轴向相对移动至填料位置及挤 压位置，其制造流程包括有(100)填充材料，使下模仁1位于填料位置，将铁硅合金材料31填充至下模仁1所 形成的第一空间101中。(101)置放线圈，置放线圈32于第一空间101的铁硅合金材料31中，并使线圈32 的延伸部322露出铁硅合金材料31外。(102)填充材料，使上模仁2位于填料位置，上模仁2与线圈32本体321形成第二 空间201，将铁硅合金材料31填充至第二空间201中，覆盖线圈32本体321。(103)模具冲挤，将上模仁2及下模仁1位于挤压位置，令铁硅合金材料31与线圈 32相互结合。(104)固化成型，固化铁硅合金材料31，并固设线圈32本体321于铁硅合金材料 31内。(105)成型电感元件3。本发明一体成型电感元件的制造方法为先开合下模仁1及上模仁2，并移动下模 仁1至填料位置，进行第一次充填材料步骤(1st Fill With Material)，详而言之，下模仁 1为包括有基座11，且基座11为具有通孔111，使下冲12可活动位移于通孔111内，而基座 11与下冲12于填料位置时为具有落差，意即，下冲12位于远离上模仁2，而基座11较近于 上模仁2的方式设置，且下冲12及基座11因落差而围合有第一空间101，如此，便可使下模 仁1开合于填料位置时，送料装置4为可将铁硅合金材料31填充至第一空间101内。再者，于铁硅合金材料31填入第一空间101后，进行置放线圈步骤(Position Coil)，意即进一步将线圈32置放于下模仁1与上模仁2间，使线圈32的部分本体321能 置放于第一空间101内的铁硅合金材料31中，且基座11邻近于上模仁2的表面为具有L 型态的凹槽112，便可使线圈32的延伸部322置放其中，使线圈32的延伸部322露出铁硅 合金材料31外，避免线圈32的延伸部322被铁硅合金材料31所包覆，造成无法与电路板 电性连接的产品瑕疵情况，此凹槽112的型态可随延伸部322的样式或位置而有不同的设 置型态或方式，然而，上述的设置型态或方式仅为本发明说明的实施例，并不局限于本发明 中。之后，再移动上模仁2于填料位置，进行第二次充填材料步骤Qst Fill WithMaterial)，详而言之，上模仁2为包括有中模21，且中模21为具有通孔211，使上冲22可活 动位移于通孔211内，当上冲22与中模21于初始位置时为具有落差，此落差的定义在于， 上冲22远离下模仁1，而中模21较近于下模仁1的方式设置，若上模仁2移动至填料位置 时，则表示中模21为移动至基座11设有线圈32延伸部111的表面，此时，中模21与线圈 32为可产生第二空间201，且亦可使线圈32的延伸部111夹合于基座11和中模21间，并 固定线圈32于下模仁1及上模仁2之间的位置，再进行第二次的填料动作，同样地，其为利 用送料装置4将铁硅合金材料31填充至第二空间201内，使第二空间201覆盖线圈32，如 此便可令线圈32的本体321外部包覆有铁硅合金材料31。并于线圈32的本体321包覆铁硅合金材料31后，移动下模仁1及上模仁2至挤 压位置，也就是说，下模仁1及上模仁2合模后分别利用下冲12由下往上及上冲22冲挤 (Compacting Press)第一空间101及第二空间201内的铁硅合金材料31，并使铁硅合金材 料31相互结合线圈32本体321，再进行铁硅合金材料31的固化步骤，此固化步骤为包括有 紫外线的照射或加热，去除原本为流体性质铁硅合金材料31中所含的水分，使线圈32本体 321被固设于铁硅合金材料31内，如此便可成型电感元件3。之后，再进行退模步骤⑴nloading thefforking Article)，将成型的电感元件3退 出下模仁1及上模仁2间，且电感元件3本身亦会进行绝缘处理。再请同时参考图8、9，为本发明电感元件成型的立体外观图及侧视剖面图，可由图 中清楚看出，成型后的电感元件3为包含有铁硅合金材料31及线圈32，本发明成型后的电 感元件3为表面黏着型态，其利用表面粘着方式(Surface mount technology, SMT)与电路 板(图式未示出)相固接。一般来说，为使电感元件3为具有良好的导磁特性，因此本发明为利用铁硅合金 来包覆线圈32，其铁硅合金可为一粉末型态，且铁硅合金粉末为进一步包含有胶材，此胶材 与铁硅合金粉末为均勻混合形成铁硅合金材料31。由上述得知，电感元件3为包括有线圈32及包覆线圈32外部的铁硅合金材料31， 其中线圈32为金属材质所制成，其为具有本体321，此本体321为一绕圈型态，其为用以形 成磁场，并于本体321 二侧边具有延伸部322，而延伸部322为可与电路板进行固接步骤的 正负两极部。且因本体321为一绕圈型态，其为贯穿有孔洞3210，同样地，此孔洞3210内亦成型 有铁硅合金材料31，此时孔洞3210周围的本体321间为形成有较大的截面积(Ae)，且孔洞 3210周围的本体321分别形成有较短的磁路径(Le)，不仅可使此种电感元件3为具有导磁 率更高，功率损耗率低的优势，亦可有效降低铁硅合金材料31材料的成本。一般来说，线圈32皆由金属材料，如铜、铜铝合金等所制造，然而，此些金属材料 逐日稀少下，材料价格日益昂贵，利用铁硅合金材料31包覆线圈32本体321，进而成型电感 元件3，便可因铁硅合金材料31本身所产生的高导磁率并搭配此一体成型的结构，使电感 元件3可达到相同或更好导磁效果下，为可相对减少线圈32本体321的圈数，有效降低金 属材料的成本。且利用上述的制造方式便可将电感元件3的铁硅合金材料31为相互结合线圈32 并不会具有空间，因此电感元件3亦可具有较小的体积型态，在电子装置日趋微小化下，此 较小的电感元件3型态为可在提供更好的功能的情况下，占有更小的空间。
综上所述，本发明上述电感元件3于制造时，为具有下列的优点(1)本发明为利用下模仁1及上模仁2移动于填料位置及挤压位置间，使铁硅合 金材料31可填入下模仁1位于填料位置时所形成的第一空间101中，再置放线圈32于第 一空间101的铁硅合金材料31内，并露出线圈32的延伸部322于铁硅合金材料31外，再 填充铁硅合金材料31至上模仁3移动至填料位置所形成的第二空间201中，并使铁硅合金 材料32覆盖线圈32本体321，再移动下模仁1及上模仁2于挤压位置，挤压铁硅合金材料 31与线圈32结合，再固化铁硅合金材料31，使线圈32本体被固定于铁硅合金材料31中， 通过一体成型的制造方式，便可使电感元件3内避免产生空隙，令线圈32孔洞3210两侧的 本体321为形成有较大的截面积，且两侧本体321分别形成有较短的磁路径，便可产生低损 耗高导磁率的电感元件3，且使此一体成型的电感元件3配合利用铁硅合金材料31来包覆 线圈32外部，在铁硅合金材料31具有高导磁效率上，便可使线圈32本体321的线圈数量 不需缠绕过多，亦可达到相同或更好的导磁效果，便可有效减少线圈的材料成本。(2)本发明的电感元件3为利用下模仁1及上模仁2同时挤压铁硅合金材料31， 并使铁硅合金材料31与线圈32结合，再进行加热固化步骤，便可使线圈32本体322稳固 地被固定于铁硅合金材料31内部。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，故凡 是运用本发明说明书及附图内容所为的简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明 的专利范围内。综上所述，本发明上述的电感元件于制造时，为确实能达到其功效及目的，故本发 明诚为一实用性优异的发明，为符合发明专利的申请要求，依法提出申请。
权利要求
1.一种电感元件的制造方法，尤指针对表面粘着型态的电感元件的一体成型方法，此 电感元件为包括有线圈及铁硅合金材料，其特征在于步骤包括有(A)使下模仁位于填料位置，将铁硅合金材料填充至下模仁所形成的第一空间中；(B)置放线圈于第一空间的铁硅合金材料中，并使线圈的延伸部露出铁硅合金材料外；(C)使上模仁位于填料位置，上模仁与线圈本体形成第二空间，将铁硅合金材料填充至 第二空间中，覆盖线圈本体；(D)模具冲挤，将上模仁及下模仁位于挤压位置，令铁硅合金材料与线圈相互结合；(E)固化成型，固化铁硅合金材料，并固设线圈本体于铁硅合金材料内；(F)成型电感元件。
2.如权利要求1所述电感元件的制造方法，其特征在于，该下模仁为包括有基座，且基 座为具有通孔，使下冲可活动位移于通孔内并产生填料位置及挤压位置。
3.如权利要求2所述电感元件的制造方法，其特征在于，该第一空间为由下冲及基座 所围合。
4.如权利要求2所述电感元件的制造方法，其特征在于，该基座邻近于上模仁的表面 为具有凹槽，便可使线圈的延伸部置放其中。
5.如权利要求4所述电感元件的制造方法，其特征在于，该凹槽为L型态。
6.如权利要求1所述电感元件的制造方法，其特征在于，该上模仁为包括有中模，且中 模为具有通孔，使上冲可活动位移于通孔内并产生填料位置及挤压位置，若上模仁移动至 填料位置时，中模为移动至基座设有线圈延伸部的表面，且中模与线圈为可产生第二空间。
7.如权利要求1所述电感元件的制造方法，其特征在于，该固化步骤为通过加热的方 式，使铁硅合金材料内的胶材硬化。
全文摘要
一种电感元件的制造方法，利用一模具来制造出电感元件，模具包括下模仁及上模仁，并使下模仁及上模仁延一轴向相对移动至填料位置及挤压位置，当下模仁位于填料位置时可将铁硅合金材料填充至下模仁所形成的第一空间中，再置放线圈于第一空间的铁硅合金材料内，使线圈的延伸部露出铁硅合金材料外，再将上模仁位于填料位置，填充铁硅合金材料至上模仁所形成的第二空间中，覆盖线圈本体，之后移动上模仁及下模仁于挤压位置，令铁硅合金材料与线圈相互结合，并固化铁硅合金材料，使线圈本体被固定于铁硅合金材料中，且铁硅合金材料配合一体成型的结构产生高导磁性，减少线圈圈数，低线圈金属材料成本，可一体成型具有低成本低损耗高导磁率的电感元件。
文档编号H01F41/00GK102122560SQ20101000149
公开日2011年7月13日 申请日期2010年1月12日 优先权日2010年1月12日
发明者陈明琦 申请人:台北沛波电子股份有限公司