專利名稱：內(nèi)嵌式電感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電感器及其制造方法，特別是涉及一種內(nèi)嵌式電感器(embedded inductor)及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品微小化，基本且重要的零組件如電感組件也同樣地被要求縮小尺寸，以符合組件微小化的趨勢。
如圖1與圖2所示，一種現(xiàn)有內(nèi)嵌式電感器1是預(yù)先形成一磁芯座11，磁芯座11具有一凹槽111及二開口112、113；一線圈12置于凹槽111中，且線圈12具有一第一端121及一第二端122，第一端121與第二端122分別由磁芯座11的開口112、113向外延伸而作為電感器1的兩接腳。接著，填入磁性粉末并壓鑄成形，在磁芯座11上形成一磁性體13，以此單件式磁芯來達到電感器1中無氣隙的目的，然而，在磁芯座11與磁性體13之間存在有一接合界面14。
就電感器1的磁性體13來說，除了以磁性粉末作為主要成分外，通常以加入熱固性樹脂(thermosetting resin)作為絕緣性材料，以有效降低渦流耗損(eddy current loss)所造成的磁損(core loss)現(xiàn)象。
然而，由于磁芯座11與磁性體13之間存在接合界面14，因而容易產(chǎn)生裂痕等面缺陷，且電感器1的電感值與直流偏壓特性較差。另外，若磁芯座11與磁性體13密度不相同則在加熱固化時，電感器1容易因熱應(yīng)力而破裂。
因此，如何提供一種內(nèi)嵌式電感器及其制造方法，以期能夠簡化制造程序，避免接合界面造成的缺陷與不同材料密度的熱應(yīng)力問題，乃為重要的課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的為提供一種簡便、可靠且具一體成形磁芯座的內(nèi)嵌式電感器及其制造方法，以簡化制造程序，避免接合界面造成的缺陷與不同材料密度的熱應(yīng)力問題，并具有較佳特性與效能。
為達上述目的，依本發(fā)明的一種內(nèi)嵌式電感器的制造方法，包括下列步驟預(yù)先成形一磁芯座(magnetic core)，該磁芯座具有至少二側(cè)壁(sidewalls)，該各側(cè)壁圍繞出一容置空間；放置一線圈(coil)在該磁芯座的該容置空間內(nèi)；以及加壓以使得該等側(cè)壁的頂端解構(gòu)與再分布，并包覆該線圈。
為達上述目的，依本發(fā)明的一種內(nèi)嵌式電感器包括一磁芯座以及一線圈，該磁芯座是由一單一E形主體或單一U形主體直接壓合而成，該線圈受到該單一E形主體或單一U形主體側(cè)壁的解構(gòu)與再分布而內(nèi)埋于該磁芯座內(nèi)。
承上所述，因依本發(fā)明的一種內(nèi)嵌式電感器及其制造方法通過單一磁芯座的側(cè)壁的頂端受壓而解構(gòu)與再分布并覆蓋線圈，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明能夠簡化內(nèi)嵌式電感器的制造程序，在電感器內(nèi)部不會有裂痕或界面等面缺陷或孔洞缺陷存在，也不會因不同材料密度受熱應(yīng)力而破裂，因而能夠承受高電流并保有足夠電感值以儲存能量，電感器的電感值與直流偏壓特性也較佳。


圖1與圖2為一種現(xiàn)有內(nèi)嵌式電感器的示意圖；圖3為依本發(fā)明較佳實施例的一種內(nèi)嵌式電感器的制造方法的一流程圖；以及圖4至圖8為依本發(fā)明較佳實施例的一種內(nèi)嵌式電感器的制造方法的示意圖。
組件符號說明1內(nèi)嵌式電感器11磁芯座111凹槽 112、113開口12線圈 121第一端122第二端13磁性體14接合界面2內(nèi)嵌式電感器20磁芯座21底座 211、212開口
22中柱 23、24側(cè)壁231、241頂端 25線圈251第一端部 252第二端部31基模 32固定模33上模S01-S07內(nèi)嵌式電感器之制造方法具體實施方式
以下將參照相關(guān)圖式，說明依本發(fā)明較佳實施例的一種內(nèi)嵌式電感器及其制造方法。
依本發(fā)明較佳實施例的一種內(nèi)嵌式電感器制造方法包括以下步驟預(yù)先成形一磁芯座，該磁芯座具有至少二側(cè)壁，該各側(cè)壁圍繞出一容置空間；放置一線圈于該磁芯座的該容置空間內(nèi)；以及加壓以使得該各側(cè)壁的頂端解構(gòu)與再分布，并包覆該線圈。
如圖3所示，依本發(fā)明較佳實施例的一種內(nèi)嵌式電感器2的制造方法包括步驟S01至步驟S07，在以下步驟說明中也請同時參考圖4至圖8。
如圖4所示，于步驟S01，預(yù)先成形一磁芯座20，其具有一底座21、一中柱22及至少二側(cè)壁23、24，該中柱22與該各側(cè)壁23、24分別位于該底座21的中央與周緣，該各側(cè)壁23、24圍繞出一容置空間，該中柱22位于該容置空間的中央，且該側(cè)壁23的兩端未與該側(cè)壁24的兩端相連。該磁芯座20可由至少一種磁性金屬粉末與一熱固性樹脂粉末混合，經(jīng)由加壓成形而制成類似E形或U形的芯座，其中該磁性金屬粉末可為鐵粉或鐵基合金。
步驟S02是提供一線圈25，該線圈25具有一第一端部251及一第二端部252，并可先進行防銹處理。如圖4與圖5所示，于步驟S03，放置該線圈25于該磁芯座20的該容置空間內(nèi)，該線圈25套設(shè)于該中柱22并放置于該底座21。此時，該磁芯座20放置于一模具內(nèi)，該第一端部251與該第二端部252分別自該磁芯座20的開口211、212向外延伸出該底座21以作為該電感器2的兩端部。模具可以由基模31及固定模32所組成，具體而言，先將該底座21置于該基模31內(nèi)，再將該線圈25置于該底座21上，之后裝上該固定模32，以形成完整的模具。
該線圈25可與該中柱22緊密設(shè)置，使得該線圈25定位于該電感器2中心，如此可避免該線圈25傾斜、偏移、斷裂，甚至避免局部磁飽和不均勻、增加該電感器2的電感值以及降低該電感器2的感值差異(variation)。另外，該線圈25放置于該磁芯座20后也可防銹處理該線圈25的該各端部251、252。
如圖6與圖7所示，于步驟S04，一上模33是對該各側(cè)壁23、24的頂端231、241施加一壓力，以使得該各頂端231、241解構(gòu)與再分布，而包覆除該各端部251、252外的該線圈25。此時，中柱22頂端也可以視實際的狀況，與該各頂端231、241一同解構(gòu)與再分布。該壓力可介于7.0ton/cm2至8.0ton/cm2。在本實施例中，為了使得加壓后的該磁芯座20具較佳的材料特性，也可以使該各側(cè)壁23、24的高度較佳是大于該中柱22的高度，該各側(cè)壁23、24與該中柱22的較佳高度差介于1.4mm至2.0mm。
為了使加壓后的該磁芯座20的密度能夠平均分布，該中柱22的密度高于該各側(cè)壁23、24的密度，其中該中柱22的較佳密度介于4.5g/cm3至5.1g/cm3，該各側(cè)壁23、24的密度介于4.3g/cm3至4.8g/cm3，該磁芯座20的平均密度較佳是不大于5.0g/cm3，為了便于運送，該磁芯座20的較佳平均密度介于4.3g/cm3至4.8g/cm3。另外，該各側(cè)壁23、24與該中柱22的高度也可以相等，此時在步驟S04中，中柱22與側(cè)壁23、24同時解構(gòu)、再分布。還有中柱22也可以高于側(cè)壁23、24，此時在步驟S04中，中柱22單獨或與側(cè)壁23、24同時解構(gòu)、再分布。
與圖1相比較，本發(fā)明在該線圈25上無需再次填入磁性金屬粉末或額外置入一磁性體13，因此可簡化該內(nèi)嵌式電感器2的制造程序。另外，由于該磁芯座20的高度與密度經(jīng)由縝密的設(shè)計，故該磁芯座20的密度均勻分布并均勻地包覆該線圈25，因而較能夠承受溫度變化而避免溫差造成形變。
在步驟S05中，更可加熱固化該磁芯座20，加熱溫度可介于150℃至200℃；步驟S06是對該電感器2外表進行防銹處理；步驟S07是如圖8折彎該等端部251、252，使其平貼于該電感器2外緣。
由于該線圈25的該各端部251、252不需先行沖壓至同一高度，所以該線圈25的電阻不會增加，因而可以提高該線圈25的電流效率，并減少電流流經(jīng)該線圈25時所產(chǎn)生的熱能。
請再參照圖4與圖8，依本發(fā)明較佳實施例的一種內(nèi)嵌式電感器2包括一磁芯座20以及一線圈25，該磁芯座20由一單一E形主體或單一U形主體直接壓合而成，該線圈25受到該單一E形主體或單一U形主體側(cè)壁23、24的解構(gòu)與再分布而內(nèi)埋于該磁芯座20內(nèi)。該磁芯座20呈E形或呈U形。
另外，該磁芯座20具有一底座21、一中柱22及至少二側(cè)壁23、24，該中柱22設(shè)置于該底座21的中央，該各側(cè)壁23、24設(shè)置于該底座21的周緣，且該各側(cè)壁23、24互不接觸，該線圈25的二端部251、252外露于該磁芯座20。
由于本實施例的該內(nèi)嵌式電感器可由前述實施例的內(nèi)嵌式電感器的制造方法所制造，相關(guān)的制造流程與特征，以及該內(nèi)嵌式電感器的實施方式與實施效果已于前述實施例中討論過，故此不再贅述。
綜上所述，因依本發(fā)明的一種內(nèi)嵌式電感器及其制造方法通過單一磁芯座的側(cè)壁的頂端受壓而解構(gòu)與再分布并覆蓋線圈，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明能夠簡化內(nèi)嵌式電感器的制造程序，在電感器內(nèi)部不會有裂痕或界面等面缺陷或孔洞缺陷存在，也不會因不同材料密度受熱應(yīng)力而破裂，因而能夠承受高電流并保有足夠電感值以儲存能量，電感器的電感值與直流偏壓特性也較佳。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于所附的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)嵌式電感器，包括磁芯座，由單一主體直接壓合而成；以及線圈，受到該單一主體壁面的解構(gòu)與再分布而內(nèi)埋于該磁芯座內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌式電感器，其中該單一主體呈E形或U形。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌式電感器，其中該線圈的二端部外露于該磁芯座。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌式電感器，其中該單一主體更具有至少二側(cè)壁，該各側(cè)壁圍繞出該容置空間，且該各側(cè)壁為互不接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)嵌式電感器，其中該單一主體更包括一中柱，該中柱位于該容置空間內(nèi)；以及一底座，該中柱與該各側(cè)壁分別設(shè)置于該底座的中央與周緣。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)嵌式電感器，其中該各側(cè)壁與該中柱的高度差介于1.4mm至2.0mm。
7.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)嵌式電感器，其中該中柱的密度高于該底座及/或該各側(cè)壁的密度。
8.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)嵌式電感器，其中該壁面為該各側(cè)壁、該中柱或該各側(cè)壁與該中柱兩者。
9.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌式電感器，其中該磁芯座的平均密度不大于5.0g/cm3。
10.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌式電感器，其中該磁芯座是由至少一磁性金屬粉末混合于一熱固性樹脂所制成。
11.如權(quán)利要求10所述的內(nèi)嵌式電感器，其中該磁性金屬粉末為鐵粉或鐵基合金。
12.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌式電感器，其中該磁芯座是經(jīng)加熱固化處理。
13.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌式電感器，其中該線圈的該各端部是經(jīng)防銹處理或平貼于該電感器外緣。
14.一種內(nèi)嵌式電感器的制造方法，包括下列步驟預(yù)先成形一磁芯座，該磁芯座具有至少一容置空間；放置一線圈于該磁芯座的該容置空間內(nèi)；以及加壓以使該磁芯座頂端解構(gòu)與再分布，并包覆該線圈。
15.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)嵌式電感器的制造方法，其中該磁芯座更具有至少二側(cè)壁，該各側(cè)壁圍繞出該容置空間。
16.如權(quán)利要求15所述的內(nèi)嵌式電感器的制造方法，其中該磁芯座更包括一中柱，該中柱位于該容置空間內(nèi)；以及一底座，該中柱與該各側(cè)壁分別設(shè)置于該底座的中央與周緣。
17.如權(quán)利要求16所述的內(nèi)嵌式電感器的制造方法，其中在該加壓步驟中，該各側(cè)壁、該中柱或該各側(cè)壁與該中柱頂端是被解構(gòu)與再分布。
18.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)嵌式電感器的制造方法，其中預(yù)先成形該磁芯座的步驟系包括下列步驟混合至少一磁性金屬粉末與一熱固性樹脂粉末于一模穴；以及加壓成形該磁芯座。
19.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)嵌式電感器的制造方法，其中成形該磁芯座的步驟更包括加熱固化該磁芯座的步驟。
20.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)嵌式電感器的制造方法，更包括防銹處理該線圈的該各端部；或折彎該線圈的該各端部，使其平貼于該電感器外緣。
全文摘要
本發(fā)明公開一種內(nèi)嵌式電感器的制造方法，包括下列步驟預(yù)先成形一磁芯座，該磁芯座具有至少二側(cè)壁，該各側(cè)壁圍繞出一容置空間；放置一線圈于該磁芯座的該容置空間內(nèi)；以及加壓以使該各側(cè)壁的頂端解構(gòu)與再分布，并包覆該線圈。
文檔編號H01F41/00GK1983474SQ200510131748
公開日2007年6月20日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者眭明山, 盧清華, 黃智 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司