專利名稱：平面型鐵氧體磁芯的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及安裝于形成有線圈圖形的電路基板等上的平面型鐵氧體磁芯。
背景技術：
有時為了在電路基板上安裝變壓器、電感器等線圈元件，在電路基板的形成有線圈圖形的部分上安裝所謂E型的平面型鐵氧體磁芯(參照專利文獻1特開2003-151838號公報)。
E型的平面型鐵氧體磁芯一般具有長方形的平板部；從平板部的兩端向相對于平板部的平面大致成直角的方向突出的一對外腳部；從位于一對外腳部之間的平板部向與外腳部相同方向突出的中腳部。
以往，對于這種E型的平面型鐵氧體磁芯，中腳部的長度方向上的兩端部大多呈直角面。電路基板上形成的線圈圖形形成為包圍中腳部周圍的圖形。因此，如果中腳部的兩端部為直角面，則基板上形成的線圈圖形成為線圈繞遠地卷繞在該直角面的外側的圖形，會形成死空間。
在對包含有電路基板的電子零件的小型化要求不高的時代，即使是那種線圈圖形也沒有問題，但如今，隨著電源小型化的推進，就出現(xiàn)了問題。也就是說，在盡可能提高電源的輸出電流密度上開發(fā)競爭日趨激烈，因此確保搭載電子零件的空間便成為開發(fā)的要素之一。
另外，對于使用平面型鐵氧體磁芯的薄型電源，為了改善其功率利用系數(shù)，降低焦耳熱也同樣成為開發(fā)的重要要素。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于這一現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供這樣一種平面型鐵氧體磁芯，其能夠縮短線圈的總延長距離，能夠降低由流通電流產(chǎn)生的焦耳熱，能夠在因線圈的小型化而產(chǎn)生的面積部分上安裝電子零件，而且能夠實現(xiàn)電源的小型化和高密度化。
為達到上述目的，本發(fā)明的平面型鐵氧體磁芯具有長方形的平板部；從前述平板部兩端向相對于前述平板部的平面大致成直角的方向突出的一對外腳部；從位于一對前述外腳部之間的前述平板部向與前述外腳部相同的方向突出的中腳部；其特征是，在前述中腳部的兩端，分別形成有規(guī)定曲率半徑的圓弧面，前述中腳部的長度方向的長度為前述平板部寬度的90％以上。
根據(jù)本發(fā)明的平面型鐵氧體磁芯，在中腳部的兩端分別形成有規(guī)定曲率半徑的圓弧面，所以在與形成于中腳部周圍的線圈圖形之間沒有死空間。因而能謀求線圈圖形的小型化，縮短線圈的總延長距離，并能降低由流通電流產(chǎn)生的焦耳熱。還能在因線圈的小型化而產(chǎn)生的面積部分上安裝電子零件，實現(xiàn)電源的小型化和高密度化。
另外，根據(jù)本發(fā)明，中腳部的長度方向的長度為平板部寬度的90％以上，所以當中腳部的長度與以往相同時，能夠縮短平板部的寬度。其結果，能實現(xiàn)磁芯整體的緊湊化，由磁芯小型化產(chǎn)生的面積部分可安裝電子零件，實現(xiàn)電源的小型化及高密度化。
優(yōu)選地，前述中腳部的長度方向的長度與前述平板部的寬度大致相同。也就是說，中腳部的長度方向的長度優(yōu)選地為平板部寬度的100％。這種情況下將增大本發(fā)明的效果。
優(yōu)選地，形成于前述中腳部兩端的各圓弧面的曲率半徑為前述中腳部寬度的大約1/2，小于前述中腳部的長度方向的長度的1/2。當圓弧面的曲率半徑為中腳部寬度的大約1/2時，圓弧面為正圓形圓柱的外周面的半個面。該情況下，若圓弧面的曲率半徑為中腳部長度方向的長度的1/2，中腳部將形成正圓的圓柱，難以實現(xiàn)磁芯的小型化。因此，圓弧面的曲率半徑優(yōu)選地為中腳部寬度的大約1/2，且小于中腳部長度方向的長度的1/2。
優(yōu)選地，前述中腳部的長度方向的長度為形成于前述中腳部兩端的各圓弧面的曲率半徑的3～9倍。在該范圍內(nèi)，本發(fā)明的效果顯著。
優(yōu)選地，前述外腳部是沿前述平板部的寬度方向形成的。外腳部是使通過中腳部的磁力線返回而形成閉磁路的部分，外腳部的長度方向的長度優(yōu)選地與中腳部的長度相同。
優(yōu)選地，前述中腳部插入到形成于線圈圖形的中央部的中腳插通孔中，所述線圈圖形形成于電路基板上，前述外腳部插入到形成于前述電路基板上的線圈圖形的外側的外腳插通孔中。
在安裝本發(fā)明的平面型鐵氧體磁芯的電路基板的相反側，可安裝相同形狀的E型平面型鐵氧體磁芯或單純的平板狀的I型平面型鐵氧體磁芯，形成閉磁路線圈裝置。


以下根據(jù)附圖所示的實施方式對本發(fā)明進行說明。
圖1為本發(fā)明一實施方式的平面型鐵氧體磁芯的立體圖；圖2為圖1的II-II線剖視圖；圖3(A)為圖1所示磁芯的俯視圖；圖3(B)為其右側視圖；圖3(C)為其左側視圖；圖3(D)為其后視圖；圖3(E)為其主視圖；圖4為圖1所示磁芯的底面圖；圖5為表示圖1所示磁芯使用狀態(tài)的剖視圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明一實施方式的平面型鐵氧體磁芯2具有長方形的平板部4。在該平板部4的長度方向X的兩端，一體地形成有從各端向相對于平板部4的平面成大致直角的方向突出的一對外腳部6。
從平板部4的、位于一對外腳部6之間的中間位置上的平面向與外腳部6相同的方向平行地形成有中腳部8。如圖3所示，外腳部6的高度H1與中腳部8的高度相同，雖無特別限定，但一般為1～10mm。
外腳部6沿平板部4的各端部而形成，其長度方向的長度與平板部4的寬度W0相同。平板部4的寬度W0無特別限定，一般為5～30mm。又，平板部4的長度方向的長度L0無特別限定，為寬度W0的100～400％。
又，平板部4的厚度T1無特別限定，一般為0.5～5mm。在平板部4的寬度W0方向的兩端上表面，形成有倒角部10。
在中腳部8的長度方向的兩端，分別形成有規(guī)定曲率半徑R1的圓弧面(半圓柱側面)12。該中腳部8的長度方向的長度L1為平板部4的寬度W0的90％以上，本實施方式為100％。也就是說，中腳部8的長度方向的長度L1與平板部4的寬度W0大致相同。
形成于中腳部8的兩端的各圓弧面12的曲率半徑R1為中腳部8的寬度W1的大約1/2，且小于中腳部8的長度方向的長度L1的1/2。當圓弧面12的曲率半徑R1為中腳部8寬度的大約1/2時，圓弧面12形成正圓形圓柱的外周面的半個面。在這種情況下，若圓弧面12的曲率半徑R1為中腳部8長度方向的長度L1的1/2，中腳部8將形成正圓形圓柱，難以實現(xiàn)磁芯的小型化。因此，優(yōu)選地，圓弧面12的曲率半徑R1為中腳部8的寬度W1的大約1/2，且小于中腳部8的長度方向的長度L1的1/2。
優(yōu)選地，中腳部8的長度方向的長度L1為形成于中腳部8兩端的各圓弧面12的曲率半徑R1的3～9倍。在該范圍內(nèi)，本發(fā)明的作用效果顯著。曲率半徑R1為中腳部8寬度W1的大約一半，雖無特別限定，但優(yōu)選地為1.4～3.2mm左右。各外腳部6的寬度W2無特別限定，但優(yōu)選地為中腳部8寬度W1的40～80％左右的寬度。
本發(fā)明的鐵氧體磁芯2的材質(zhì)無特別限定，可例示出例如Ni-Zn類鐵氧體、或Ni-Zn-Cu類鐵氧體、Mn-Zn類鐵氧體、Mn-Mg-Zn類鐵氧體等。該鐵氧體磁芯2例如以下述方法制造。
首先，將根據(jù)最終制得的鐵氧體的用途而適當選擇的各種鐵氧體原料粉末(原材料)按規(guī)定的配比進行秤量、混合，得到原料混合物。作為混合方法，有諸如使用球磨機的濕法混合和使用攪拌機的干法混合。
接著，對原料混合物進行煅燒，得到煅燒材料。煅燒旨在引起原料的熱分解、成分的均勻化、鐵氧體的生成、通過燒結而實現(xiàn)的超微粉的消除和向適當粒子尺寸的粒生長、將原料混合物轉換為適合于后面工序的形態(tài)。這種煅燒優(yōu)選地在800～1100℃的溫度下進行，一般進行1～3小時。煅燒可在大氣(空氣)中進行，也可在氧氣成分壓力比大氣中高的氣體環(huán)境中進行。另外，當鐵氧體中包含副成分時，主成分原料與副成分原料的混合可在煅燒前進行，也可在煅燒后進行。
接著，將煅燒材料粉碎，使其達到規(guī)定的平均粒徑、粒度分布，得到粉碎材料。粉碎旨在破壞煅燒材料的凝集、得到具有適度的燒結性的粉體。煅燒材料的粉碎可采用以往公知的裝置，例如使用球磨機、烘干粉碎機、濕式介質(zhì)攪拌型粉碎機。粉碎方法則無論濕法粉碎干法粉碎皆可。當煅燒材料形成為大塊時，優(yōu)選地在進行粗粉碎之后再使用球磨機、烘干粉碎機等進行濕法粉碎。濕法粉碎優(yōu)選地掌握在使煅燒材料的平均粒徑達到0.5～2μm左右。
接著，進行粉碎材料(鐵氧體粉末)的造粒(顆粒)，得到造粒物(鐵氧體顆粒)。造粒旨在將粉碎材料變?yōu)檫m度大小的凝集粒子、轉換成適合于成形的形態(tài)。作為造粒方法，有諸如噴霧干燥造粒法及搖擺擠壓造粒法等。具體地說，是將粉碎材料、粘結劑分散于水中，并根據(jù)需要而在水中加入各種添加劑后而成的漿液進行調(diào)制，再用噴霧干燥裝置(噴霧干燥器)等對該調(diào)制后的漿液進行噴霧干燥；或是將粉碎材料、粘結劑及根據(jù)需要所選擇的各種添加劑用攪拌造粒機進行混合造粒后制成造粒粉，再用搖擺擠壓造粒機將該造粒粉反復進行擠壓造粒和干燥。通過應用上述方法制成鐵氧體顆粒。
這些造粒方法可根據(jù)鐵氧體顆粒的造粒量、最終鐵氧體成形體的性質(zhì)等進行適當選擇。另外，所謂搖擺擠壓造粒法，是指通過網(wǎng)眼依次變細的數(shù)道工序，進行將造粒成例如數(shù)mm大小粒徑的粒子在網(wǎng)上壓碎、并使變細了的粒子落下這一作業(yè)，得到規(guī)定粒徑以下的粒子的方法。
造粒所得的鐵氧體顆粒的平均粒徑可根據(jù)造粒方法及最終成形體的形狀等進行適當選擇。一般來說，若平均粒徑過小的話，鐵氧體顆粒的流動性及向模具的填充性將變差，得到的成形體尺寸及成形體質(zhì)量的離散將變大。還存在微粉易于附著(粘附)到模具上的傾向。相反，若平均粒徑過大的話，則有在成形體中殘留許多顆粒粒界、而導致成型不良的情況、以及成形體的尺寸和單位質(zhì)量的離散增大的情況。因此，通過對該成形體燒結而得到的鐵氧體磁芯因顆粒粒界造成的缺陷變少，燒結體強度也較高。
進行鐵氧體顆粒的造粒時所使用的粘結劑可從一直以來用于鐵氧體顆粒造粒的粘結劑中根據(jù)使用目的而適當選擇。代表性的有諸如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯乙縮醛、聚丙烯類樹脂、纖維素類樹脂、丙烯酰胺類樹脂等。這些粘結劑可單獨使用或二種以上混合使用。
在造粒成鐵氧體顆粒之時，除粉碎材料(鐵氧體粉末)及粘結劑之外，根據(jù)要求，在無損本發(fā)明目的·效果的范圍內(nèi)還可包含以往公知的各種添加物。作為這種添加物，有諸如聚碳酸鹽、縮合萘磺酸等分散劑；丙三醇、乙二醇類、三元醇等增塑劑；蠟、硬脂酸(鹽)等潤滑劑；聚醚類、尿烷改性聚醚類、聚丙烯酸類、改性丙烯酸類高分子等有機類高分子凝集劑；硫酸鋁、氯化鋁、硝酸鋁等無機類凝集劑等。
接著，將造粒物(鐵氧體顆粒)通過各種壓縮成形法，例如單力擠壓法(single-force molding method)、雙力擠壓法(double-force moldingmethod)、浮沉模具法(floating die method)、提取法(withdrawalmethod)等形成圖1所示的形狀，得到成形體。作為造粒物的成形，有諸如干法成形、濕法成形、擠壓成形等。干法成形法是通過將造粒物填充入模具并進行壓縮加壓(壓力)的成形法。作為壓力機，可根據(jù)大小、形狀及數(shù)量來適當選擇機械壓力、液壓壓力、伺服壓力等。
接著，進行成形體的釉燒，得到燒結體(本實施方式的鐵氧體磁芯2)。釉燒旨在以融點以下的溫度使含有許多空隙的成形體的粉體粒子之間產(chǎn)生使粉體凝集的燒結，得到致密的燒結體。作為用于燒結的爐，列舉有諸如箱式、推式、臺車式等。燒結溫度優(yōu)選地為1000～1300℃，更優(yōu)選地為1000～1200℃。燒結時間優(yōu)選地為20～24小時左右。燒結可在大氣(空氣)中進行，也可在氧氣成分的壓力比大氣中高的環(huán)境中進行。
這樣得到的鐵氧體磁芯2如圖5所示，安裝在電路基板20上。也就是說，在形成于電路基板20上的線圈圖形22的中央部形成的中腳插通孔24中插入中腳部8，在形成于電路基板20的線圈圖形22外側的外腳插通孔26中插入各外腳部6。
在安裝本實施方式的鐵氧體磁芯2的電路基板20的相反側，可安裝同樣形狀的E型平面型鐵氧體磁芯2或單純平板狀的I型平面型鐵氧體磁芯30，形成閉磁路的線圈裝置。
對于本實施方式的平面型鐵氧體磁芯2，因在中腳部8的兩端分別形成有規(guī)定曲率半徑R1的圓弧面12，所以在與形成于中腳部8周圍的線圈圖形22之間沒有死空間。因而能謀求線圈圖形22的小型化，縮短線圈的總延長距離，并能降低由流通電流產(chǎn)生的焦耳熱。還能在電路基板20上因線圈的小型化而產(chǎn)生的面積部分安裝其他電子零件，實現(xiàn)電源的小型化和高密度化。
又，本實施方式中，因中腳部8的長度方向的長度L1為平板部4寬度W0的90％以上，所以當中腳部8的長度L1與以往相同時，能夠縮短平板部4的寬度W0。其結果，能實現(xiàn)磁芯2整體的緊湊化，因磁芯2小型化而產(chǎn)生的電路基板20上的面積部分可安裝其他電子零件，實現(xiàn)電源的小型化及高密度化。
另外，本發(fā)明不僅限于上述實施方式，可在本發(fā)明的范圍內(nèi)進行各種改變。
權利要求
1.一種平面型鐵氧體磁芯，具有長方形的平板部；從前述平板部兩端向相對于前述平板部的平面大致成直角的方向突出的一對外腳部；從位于一對前述外腳部之間的前述平板部向與前述外腳部相同的方向突出的中腳部；其特征是，在前述中腳部的兩端，分別形成有規(guī)定曲率半徑的圓弧面，前述中腳部的長度方向的長度為前述平板部寬度的90％以上。
2.根據(jù)權利要求1所述的平面型鐵氧體磁芯，其特征是，前述中腳部的長度方向的長度與前述平板部的寬度大致相同。
3.根據(jù)權利要求1所述的平面型鐵氧體磁芯，其特征是，形成于前述中腳部兩端的各圓弧面的曲率半徑為前述中腳部寬度的大約1/2，小于前述中腳部的長度方向的長度的1/2。
4.根據(jù)權利要求2所述的平面型鐵氧體磁芯，其特征是，形成于前述中腳部兩端的各圓弧面的曲率半徑為前述中腳部寬度的大約1/2，小于前述中腳部的長度方向的長度的1/2。
5.根據(jù)權利要求1所述的平面型鐵氧體磁芯，其特征是，前述中腳部的長度方向的長度為形成于前述中腳部兩端的備圓弧面的曲率半徑的3～9倍。
6.根據(jù)權利要求2所述的平面型鐵氧體磁芯，其特征是，前述中腳部的長度方向的長度為形成于前述中腳部兩端的各圓弧面的曲率半徑的3～9倍。
7.根據(jù)權利要求1所述的平面型鐵氧體磁芯，其特征是，前述外腳部是沿前述平板部的寬度方向形成的。
8.根據(jù)權利要求2所述的平面型鐵氧體磁芯，其特征是，前述外腳部是沿前述平板部的寬度方向形成的。
9.根據(jù)權利要求1所述的平面型鐵氧體磁芯，其特征是，前述中腳部插入到形成于線圈圖形的中央部的中腳插通孔中，所述線圈圖形形成于電路基板上，前述外腳部插入到形成于前述電路基板上的線圈圖形的外側的外腳插通孔中。
10.根據(jù)權利要求2所述的平面型鐵氧體磁芯，其特征是，前述中腳部插入到形成于線圈圖形的中央部的中腳插通孔中，所述線圈圖形形成于電路基板上，前述外腳部插入到形成于前述電路基板上的線圈圖形的外側的外腳插通孔中。
全文摘要
本發(fā)明的平面型鐵氧體磁芯(2)具有長方形的平板部(4)；從平板部(4)兩端向相對于平板部(4)的平面大致成直角的方向突出的一對外腳部(6)；從位于一對外腳部(6)之間的平板部(4)向與外腳部(6)相同的方向突出的中腳部(8)；在中腳部(8)的兩端，分別形成有規(guī)定曲率半徑的圓弧面(12)，中腳部(8)的長度方向的長度(L1)為平板部(4)寬度的90％以上。根據(jù)本發(fā)明可縮短線圈的總延長距離，并能降低由流通電流產(chǎn)生的焦耳熱，還能在因線圈的小型化而產(chǎn)生的面積部分安裝電子零件，實現(xiàn)電源的小型化和高密度化。
文檔編號H01F27/08GK1677580SQ20051006271
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權日2004年3月30日
發(fā)明者佐藤裕紀 申請人:Tdk株式會社