專利名稱：電感元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電感元件，并更具體地涉及適用于為平滑開關(guān)電源電路中的電流和阻斷高頻分量的扼流圈之類的電感元件。
例如在一個(gè)用于控制高頻范圍中的大電流量的開關(guān)電源電路中，通常人們采用扼流圈去將AC電流變換成DC電流，或去阻斷來自DC電流的高頻分量或低頻的AC電流。
另一方面，可應(yīng)用開關(guān)電源電路的領(lǐng)域由于電子設(shè)備的主要部分趨于小型和越來越薄的傾向而現(xiàn)已得到擴(kuò)展。為滿足這一要求和為使開關(guān)電源電路本身薄型化，故必須使開關(guān)電源的扼流圈之類的部件尺寸小而薄。
例如，為將一種產(chǎn)品的高度減小到半英寸，則從允差觀點(diǎn)出發(fā)，要求構(gòu)成它的一個(gè)部件或元件的高度(或長(zhǎng)度)為10mm或更小。換言之，迄今為止，諸如變壓器，扼流圈之類的這類磁性零件還未能滿足低高度要求，特別在使用10W或更大電功率的場(chǎng)合，還沒有這種小型元部件。
此外，為增強(qiáng)電路的熱輻射效率，還要求電路的總體物理尺寸要薄。
在這種情況下，利用可將鐵磁粉模制或形成某種所需形狀的特性，諸如薄型扼流圈之類的薄型磁性元件已經(jīng)問世。
然而，由于鐵磁材料的飽和磁通密度與金屬磁性材料相比較低，故在對(duì)比相同性能情況下由不同磁性材料制成的各個(gè)扼流圈時(shí)發(fā)現(xiàn)，人們始終未得到由鐵磁材料制成產(chǎn)品的令人滿意的小型化。
鑒于這類觀點(diǎn)，人們的注意力已放到為獲得一種小型扼流圈的技術(shù)上，在該扼流圈中采用了具有比鐵磁材料高得多的飽和磁通密度的非晶質(zhì)磁合金或晶體磁合金制成的薄帶。
為產(chǎn)生這種元件，將具有預(yù)定帶寬的磁合金薄帶纏繞成有一預(yù)定內(nèi)徑的中空中心部分的環(huán)形磁心并加以適當(dāng)熱處理。然后將磁心安放在一個(gè)樹脂容器內(nèi)或涂敷以一樹脂涂層。于是一個(gè)繞組通過預(yù)定匝數(shù)對(duì)其薄帶纏繞部分起作用。
順便一說，應(yīng)注意，如上所說，由于非晶質(zhì)磁合金和結(jié)晶磁合金有比普通鐵氧體更高的飽和磁通密度，故與鐵氧體比較借助這些材料有可能獲得一種結(jié)構(gòu)緊湊的扼流圈。
由于該扼流圈的磁心是通過纏繞上述磁合金薄帶獲得的，在此情況下扼流圈是使導(dǎo)線貫穿環(huán)形磁心而構(gòu)成的，故為降低磁心高度就必需減小薄帶的寬度。
然而，磁合金薄帶的寬度減小使其極難于纏繞成帶。也就是說，由于薄帶寬度減小，該薄帶的抗拉性降低。當(dāng)薄帶承受預(yù)定拉伸去圍繞軸中心纏繞時(shí)，恐怕薄帶極有可能被拉斷。
再者，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)即使考慮到纏繞厚度而減小了樹脂涂層或容器的厚度或減小了薄帶的寬度，對(duì)于扼流圈的總體薄型化的效果也是極微的。
鑒于上述任務(wù)，本發(fā)明的一個(gè)目的便是實(shí)現(xiàn)諸如扼流圈之類電感元件的小型化。
根據(jù)本發(fā)明的電感元件由一磁心構(gòu)成，該磁心通過將磁合金薄帶(條)繞成帶有沿其中心線的中空部分和將一導(dǎo)線貫穿磁心中心部分而構(gòu)成。此外，本說明書中的“磁合金薄帶(條)是指“一條磁合金薄帶(條)，多條磁合金薄帶(條)或疊層磁合金薄片”。
其相對(duì)導(dǎo)磁率μ為在100至10000的范圍內(nèi)。
最好該磁合金薄帶的飽和磁通密度Bs等于或大于0.6T。
0＜BsφO/μφi2≤10同樣最好使用鐵基非晶質(zhì)合金或鐵基結(jié)晶合金作為磁合金薄帶。
“中空部分”是指在由纏繞磁合金薄帶或疊合的磁合金薄層(片)所界定的一個(gè)中心軸部分中形成的空間部分，同時(shí)還包括樹脂之類被填充在該空間部分和使導(dǎo)線穿過該樹脂的殼體。此外，本發(fā)明包括有一個(gè)由陶瓷制成的定位件(spacer)可被插入該空間部分并可將導(dǎo)線插入定位件的裝置。
此外，本發(fā)明中磁合金薄帶也可直接繞在導(dǎo)線上，以形成有磁心?？傊?，將導(dǎo)線插入以最后產(chǎn)品狀態(tài)下纏繞的磁合金薄帶中就夠了。
此外，當(dāng)將磁合金薄帶對(duì)著導(dǎo)線纏繞時(shí)，在開始纏繞磁合金薄帶的那部分可設(shè)置一虛擬帶(dummy tape)。
附帶說，導(dǎo)線電阻最好等于或小于20μΩcm，不大于2μΩcm則更佳。
在按本發(fā)明制造電感元件時(shí)，將非晶質(zhì)磁合金用作薄帶的一個(gè)實(shí)例可描述如下M100-aMa′其中M是至少一種選自Fe和Co構(gòu)成的那類元素，M′是至少一種選自B，SiC和Cr構(gòu)成的那類元素，而a是不小于4但不大于40即鐵基非晶質(zhì)磁合金的原子百分率(atomic percentage)。
在本發(fā)明中，鐵基非晶質(zhì)磁合金是更可取的。
更具體地說，最好將由下列分子式表示的非晶質(zhì)磁合金用作制造本發(fā)明電感元件過程中的非晶質(zhì)磁合金薄帶。
FexSiyBzMw
其中M為至少一種選自Co，Ni，Nb，Ta，Mo，W，Zr，Cu，Cr，Mn，AL，P之類構(gòu)成組，而x，y，z和W是指原子百分率，其值分別滿足如下關(guān)系0≤X≤85，5≤y≤15，5≤z≤25，和0≤w≤10。
由這些合金制成的非晶質(zhì)薄帶可借助稱為熔態(tài)下淬冷(rapidly quenching from the melt)的方法調(diào)節(jié)所需組分和所需薄帶形狀。通常也有可能通過對(duì)其進(jìn)行不低于居里溫度又不高于結(jié)晶溫度下的適當(dāng)熱處理來改善各種特性。
也可舉例說明構(gòu)成用于制造按本發(fā)明電感元件的薄帶的超微晶態(tài)(細(xì)晶態(tài))磁合金例如如下(Fe1-aMa)100-a-bM′xM″y此處M為至少一個(gè)選自Co和Ni構(gòu)成組的元素，M′是至少一種選自構(gòu)成Si，B，Ga，Nb，Mo，Ta，W，Ti，Zr，Cr，Mn和Hf的元素，M″是至少一種構(gòu)成Cu和Al族的元素，和a，x和y是分別滿足關(guān)系0≤a≤0.5，0≤x≤50和0≤y≤10的值(其中x和y是原子百分率)。
在上述合金中，特別是由以下通式(general type)所示類型的微晶態(tài)合金是合乎要求的(Fe1-aMa)100-x-y-z-α-βSixByM′zAlαCuβ式中M是至少一種選自構(gòu)成Co，Ni族的元素，M′是至少一種選自構(gòu)成Ca，Nb，Mo，Ta，W，Ti，Zr，Cr，Mn，Hf族的元素。所述a，x，y，z，α和β值滿足下列關(guān)系式0≤a≤0.5 0≤z≤25
0≤x≤300≤α≤100≤y≤250≤β≤3(0.1≤β≤3更佳)5≤x+y+z≤400.1≤α+β≤10(其中x，y，z，α和β是原子百分率)最好結(jié)晶合金的晶體粒徑為不大于100 ，更可取不大于500 。同樣可取結(jié)晶合金的晶體部分不小于30%，更可取不小于50%。
上述結(jié)晶質(zhì)合金薄帶通?？赏ㄟ^給作為非晶質(zhì)合金帶獲得的薄帶施加不低于結(jié)晶溫度的某一溫度下的適當(dāng)熱處理來得到。同樣有可能通過改變熱處理狀態(tài)來改善各種磁特性(例如，磁導(dǎo)率，鐵損或電流疊加)。
還有可能通過將諸如MgO，SiO2和Sb2O5之類的介質(zhì)粉末累積在薄帶表面的一側(cè)或兩側(cè)表面上以使薄帶纏繞的疊層表面彼此絕緣來改善各種特性(例如，磁導(dǎo)或高頻鐵損)。
本發(fā)明的電感元件的磁心是通過纏繞如此得到的薄帶而產(chǎn)生的。首先，將有預(yù)定寬度和預(yù)定厚度的薄帶纏繞在一個(gè)有預(yù)定形狀的心部件(core member)。該心部件的橫截面可以是園形或諸如矩形等的任何其他多邊形。
在薄帶纏繞部分的厚度達(dá)到預(yù)定程度時(shí)，便終止薄帶的纏繞操作。然后，通過使用有耐熱性的高粘度樹脂帶，如聚酰亞胺(由杜邦化學(xué)公司生產(chǎn)的商標(biāo)名Kapton)帶或通過點(diǎn)焊以防止回繞(wind-back)，將薄帶的纏繞末端固定到磁心。
然后將導(dǎo)線插入已拆去心部件的磁心中。在此情況下，由于將導(dǎo)線用作心部件，故有可能易于獲得由磁心和導(dǎo)線組成的整體組件。此外，可省去拆卸獨(dú)立心部件的工作。這使其有可能降低制造成本和元部件數(shù)目。
在本發(fā)明中，通過將疊合的環(huán)形(troidal)磁合金片用粘接劑將其彼此粘合或注入樹脂，也能獲得有一中空部分的磁心。這種類型的磁心在中心附近也設(shè)有一中空部分以致導(dǎo)線可貫穿配置。
作為實(shí)例可列舉鋁，鋁合金，銅、銅合金，鐵合金或其表面涂有防氧化層的涂Sn銅線或軟的涂Sn銅線，涂焊料的銅線，42合金線和CP線等。在上述實(shí)例中最好使用具有低電阻率的鍍Sn銅線。
附帶說，對(duì)于導(dǎo)線，可沿磁心中心線成束地配置各有相同或不同截面的許多導(dǎo)線。在此情況下，這許多導(dǎo)線彼此是絕緣的(即，導(dǎo)線由涂層或瓷管絕緣)，這些導(dǎo)線可沿縱向繞在磁心的側(cè)壁上用作一個(gè)繞組。
其次，其上已安裝有這樣獲得的導(dǎo)線的磁心經(jīng)受熱處理(例如，為控制相對(duì)導(dǎo)線磁率的磁特性)。附帶說，也可以熱處理后安裝導(dǎo)線。在熱處理?xiàng)l件下為將薄帶保持在非晶態(tài)，最好熱處理溫度不低于居里溫度又不高于結(jié)晶溫度，而為將薄帶保持于超微結(jié)晶態(tài)時(shí)，該溫度不低于結(jié)晶溫度。該熱處理周期的最佳范圍是從30分鐘至24小時(shí)。附帶說，在此情況下，通過在使用諸如氮(N)或氬(Ar)之類的氧化性氣體，還原氣體或惰性氣體作為周圍氣氛下，沿薄帶寬度方向施加0至60KA/m的磁場(chǎng)(例如5KA/m)或沿一個(gè)恒定不變方向給磁心施加一個(gè)力同時(shí)實(shí)施該熱處理即能將各種特性調(diào)到所需值。
此后，將磁心封裝在一殼體內(nèi)或用樹脂例如(環(huán)氧樹脂，聚脂樹脂或硅樹脂)涂層達(dá)到絕緣，以獲得根據(jù)本發(fā)明的電感元件。
在本發(fā)明元件中，為獲得良好的電流疊加特性磁心在100KHz下磁化曲線的原點(diǎn)處的相對(duì)導(dǎo)磁率μ必須滿足下列關(guān)系100≤μ≤10000本發(fā)明的電感元件被用作平滑扼流圈，交流電線扼流圈，有源濾波器扼流圈，開關(guān)變換器或降噪元件扼流圈等等。
現(xiàn)在，為在平滑扼流圈或用于交流電線的扼流圈用于有源濾波器扼流圈和/或開關(guān)變換器的扼流圈情況下獲得優(yōu)良的疊加特性，最好，磁心的相對(duì)導(dǎo)磁率μ滿足關(guān)系式100≤μ≤2000更可取的是通過調(diào)節(jié)熱處理的條件，以使相對(duì)導(dǎo)磁率μ滿足500≤μ≤2000的關(guān)系，則電流疊加特性變得更優(yōu)。
另一方面，為在降噪元件情況下獲得滿意的降噪性能，最好磁心的相對(duì)導(dǎo)磁率μ滿足關(guān)系式5000≤μ≤10000。
附帶說，相對(duì)導(dǎo)磁率μ意指是將導(dǎo)磁率μi除以真空導(dǎo)磁率μo所得到的值。
另一方面，磁性元件的小型化主要取決于飽和磁通過密度。也就是說，假設(shè)相對(duì)導(dǎo)磁率μ保持恒定直至飽和磁通密度Bs，則給出磁性元件的電容量E和磁心的體積V之間的下列關(guān)系E∝(Bs)V/(μ)為獲得現(xiàn)已廣泛和普遍使用并具有比鐵氧體磁性材料更大容量的小型磁元件，該磁合金薄帶的飽和磁通密度最好不小于0.6T。
在本發(fā)明中，在設(shè)計(jì)磁心的外徑φo(m米)和內(nèi)徑φi(m)時(shí)，飽和磁通密度Bs(T泰斯拉)，φoφi，相對(duì)導(dǎo)磁率，真空導(dǎo)磁率μo(4π×10-7H/m)和導(dǎo)線的最大電流密度σ將遵循以下關(guān)系式是合乎要求)的Bsφo/μμo≤σφi2/4通過設(shè)計(jì)滿足上述關(guān)系式的元件可得到一種大容量而小型的磁部件。
所述關(guān)系式可變換成下式
Bsφ0/μφi2≤μ0σ/4同時(shí)考慮到實(shí)現(xiàn)該磁性的帶件，即，φ0，φi＞0便得出以下條件0＜Bsφo/μφi2≤μoσ/4本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)為抑制該元件所產(chǎn)生的熱量，電流密度最好不大于σ＝100/π×106A/m2(約32×106A/m2)。因此，經(jīng)代入σ＝100/π×106A/m2，便得到磁心的飽和磁通量Bs，相對(duì)導(dǎo)磁率μ，磁心的外徑φo(m)和內(nèi)徑φi(m)之間的下列關(guān)系0＜Bsφo/μφi2≤10按照本發(fā)明，該元件滿足該關(guān)系，即，0＜Bsφ0/μφi2≤10，更可取滿足關(guān)系式0.1≤Bsφo/μφi2≤10，其中Bs(T)是磁心的飽和磁通密度，μ是相對(duì)導(dǎo)磁率，φo(m)是磁心的外徑而φ(m)是磁心的內(nèi)徑，從而有可能獲得即使當(dāng)實(shí)際元件制成小型時(shí)，其仍具有較小溫升的元件。
而且，要用于本發(fā)明中的導(dǎo)線電阻最好不大于20μΩcm，更可取不大于2μΩcm。即，若導(dǎo)線電阻不大于20μΩcm，有利于抑制溫升。此外，導(dǎo)線電阻不大于2μΩcm情況的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)一步抑制了溫升。
該電感元件可封裝在諸如合成樹脂或鋁之類的非磁性材料制的殼體中，或按另一方式可由環(huán)氧樹脂之類的物質(zhì)密封。通過給組件的外側(cè)設(shè)置由諸如鋁等非磁性材料制成的葉片，也就是說，在組件的外形呈葉片狀或組件由合成樹脂制成的情況下的殼體，可增強(qiáng)熱輻射性能。
可用作殼體的材料可為稱作塑料的聚酰胺(尼龍)，改進(jìn)型聚酰胺(商標(biāo)名由Mitsui petrochemical公司制造的ARLEN)，PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二酯)，PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)，PPS(聚苯硫醚)和pp(聚丙烯)等。
此外，通過將多個(gè)這樣獲得的電感元件進(jìn)行彼此并聯(lián)或串聯(lián)連接，便可能獲得具有不同電感和電流的元件。在此情況下，能得到有均勻外觀而不改變?cè)叨鹊亩嘤猛驹?，例如通過在并行配置各電感元件之后，用環(huán)氧樹脂之類物質(zhì)密封這些元件以形成一個(gè)單個(gè)組裝元件單元的組件。
附帶一說，也可將這些電感元件封裝在一個(gè)合成樹脂制成的殼體中，以形成單一組裝件。在這種組裝元件情況下，由于產(chǎn)生的熱量也增多，故殼體外形應(yīng)為葉片狀或應(yīng)將鋁之類的非磁性材料設(shè)置在該組件的外側(cè)從而獲得熱輻射性能優(yōu)良的電感組裝部件。
關(guān)于連接多個(gè)元件的方法，可以是封裝事先已被連接的元件或由環(huán)氧樹脂密封它們，或用另一方式借助用印刷線路之類的方法連接實(shí)際安裝在襯底上的這些元件。
以對(duì)諸如電容，電阻等不同元件的同樣方式處理或使用根據(jù)本發(fā)明的元件是可能的。因?yàn)樵旧頍o繞組，故按本發(fā)明元件是易于處理和尺寸小型化的。
附圖中

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一種電感元件的透視圖;
圖2是表示按本發(fā)明電感元件的一個(gè)橫截面視圖;
圖3是表示按本發(fā)明電感元件的一個(gè)前視圖;
圖4是表示一個(gè)組合元件的透視圖，該組合元件通過并行安置多個(gè)本發(fā)明電感元件而形成;
圖5是表示一個(gè)根據(jù)對(duì)照例的環(huán)形扼流圈的透視圖;
圖6是表示按該對(duì)照例的環(huán)形扼流圈的一個(gè)橫截面視圖;
圖7是表示薄帶被直接繞在按本發(fā)明電感元件中的導(dǎo)線上的一種狀態(tài)的透視圖;
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的電感元件的透視圖，其中的殼體是以葉片狀構(gòu)成;
圖9是表示能反映導(dǎo)線的一種改型特征的電感元件透視圖;
圖10是表示由本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)照例所得到的電感電流疊加特性圖;
圖11是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)例2的組合元件外形的一個(gè)透視圖;及圖12是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)例2的一種改型的組合元件外形透視圖。
現(xiàn)將參照諸附圖描述本發(fā)明。
正如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明，用于電感元件1的磁心2是通過纏繞如上所述已獲得的薄帶3而制成的。首先，將有預(yù)定寬度和預(yù)定厚度的薄帶纏繞在呈予選形狀的心部件(未示出)上。該心部件的橫截面不限于園形，而可為矩形或多邊形。
在薄帶纏繞部分的厚度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，便結(jié)束薄帶3的纏繞操作。將薄帶3的纏繞端部固定到磁心2的處理是使用諸如聚酰亞胺(商標(biāo)名Kapton)帶等能耐熱的高粘性樹脂帶或借助點(diǎn)焊實(shí)現(xiàn)的，從而防止了回繞。
導(dǎo)線4被插入已取出心部件的磁心2中。在此情況下，如圖7所示，通過直接使用導(dǎo)線4作為心部件，有可能容易地獲得由磁心2和導(dǎo)線4組成的整體組件。此外，有可能省去拆卸獨(dú)立心部件的工作。這使降低制造成本和減少元部件數(shù)目成為可能。
作為實(shí)例可列舉鋁，鋁合金，銅，銅合金，鐵合金或其表面涂有防氧化層的涂Sn銅線或經(jīng)退火的涂Sn銅線，涂焊錫的銅線，42合金線和CP線等。具體地說，在上述實(shí)例中，使用具有低電阻率的鍍Sn銅線是合乎要求的。
附帶一說，對(duì)于導(dǎo)線4，有可能沿磁心2的中心線排列各有相同或不同截面的許多成束導(dǎo)線4a。在此情況下，多根導(dǎo)線彼此絕緣(即，導(dǎo)線通過涂層或瓷管絕緣)，這些導(dǎo)線可沿縱向繞在待用磁心的側(cè)壁上，繞成如圖9所示的繞組。
接著，使其上已安裝如此得到的導(dǎo)線4的磁心2經(jīng)受熱處理。附帶一說，在熱處理以后安裝導(dǎo)線也是可能的。在熱處理?xiàng)l件下，為保持薄帶處于非晶態(tài)，最好溫度不低于居里溫度但不高于結(jié)晶溫度，而為保持薄帶處于超微晶態(tài)時(shí)，溫度不低于結(jié)晶溫度。熱處理周期范圍為30分鐘至24小時(shí)。附帶說，在此情況下，通過在使用氧化性氣體，還原氣體或惰性氣體作為周圍氣氛下，沿薄帶寬度方向施加0至60KA/m的磁場(chǎng)(例如5KA/m)或沿一個(gè)恒定不變的方向給磁心施加一個(gè)力，同時(shí)實(shí)施該熱處理即能將各種不同特性調(diào)節(jié)到所需值。
可被封裝在諸如合成樹脂或鋁之類的非磁性材料制成的殼體的電感元件1可由環(huán)氧樹脂等密封。在此情況下，如圖8所示，通過給組件的外側(cè)設(shè)置由諸如鋁之類非磁性材料制成的葉片，即，在組件的外形呈葉片狀或組件由合成樹脂制成的情況下的殼體18，可增強(qiáng)熱輻射性能。
此外，通過連接多個(gè)彼此并聯(lián)或串聯(lián)的這樣得到的電感元件1可獲得有不同電感和電流的元件。在此情況下，可得到有均勻外觀而不改變?cè)叨鹊亩嘤猛驹?，例如，如圖4所示通過在并行配置各電感元件1之后，用環(huán)氧樹脂之類物質(zhì)密封這些元件以形成一個(gè)單個(gè)組裝元件單元6的組件5。
附帶一說，雖然多個(gè)電感元件1由圖4中樹脂密封，但這些電感元件1可封裝在一個(gè)由合成樹脂構(gòu)成的殼體中以形成單一組合元件。在這種組合元件情況下，由于產(chǎn)生的熱量也增多，故殼體的外觀應(yīng)類似圖8所示的呈葉片狀或應(yīng)將諸如鋁之類的非磁性材料配置在組件的外側(cè)，從而獲得熱輻射性能優(yōu)異的電感組合單元。
關(guān)于用于連接多個(gè)元件1的方法，可封裝已預(yù)先連接的元件或用環(huán)氧樹脂密封它們，或利用另一方式借助用印刷線路之類的方法連接實(shí)際安裝在襯底上的這些元件。
現(xiàn)說明本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)例和對(duì)照例。
實(shí)例1如圖7所示，由美國(guó)Allied-信號(hào)公司制造的一種鐵基非晶態(tài)磁合金薄帶3(商標(biāo)名“Metglas2605S-2”，成分為Fe78Si9B13(原子%)，厚度20μm，寬15mm)的表面(一側(cè)面)被涂以Sb2O5細(xì)粉，此后，將該帶纏繞在導(dǎo)線4上，該軟的涂Sn銅線(電阻率0.97μΩcm)直徑為1.6mm以形成內(nèi)徑為1.6mm外徑為5mm，長(zhǎng)度為15mm的元件1。
該繞組末端由聚酰亞胺帶(Kapton帶)固定。將其暴露于N氣氛下并在不低于居里溫度和不高于結(jié)晶溫度的一個(gè)溫度下加熱。具體說，熱處理?xiàng)l件為430℃長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)。
各如上所述而產(chǎn)生的五個(gè)元件被并行排列并由環(huán)氧樹脂5密封，以形成一個(gè)組件，線端(導(dǎo)線4)是從組件一側(cè)伸出以便可安裝在印刷電路板上，由此產(chǎn)生一組裝元件6。其外觀示于圖4。
這些線端被電氣短路以使五個(gè)元件1在組件中是串聯(lián)連接的，而電感的電流疊加特性是在100KHz頻率下測(cè)得。
實(shí)例2正如圖7所示，由美國(guó)Allide-信號(hào)公司制造的鐵基非晶質(zhì)磁合金薄帶(商標(biāo)名“Metglas 2605S-2”成分Fe78Si9B13(原子%)厚度20μm，寬度15ml被繞在直徑為1.6mm的繞組芯上，并在完成該繞組后，端部經(jīng)點(diǎn)焊固定。此后，去除繞組芯。這樣便得到一個(gè)內(nèi)徑為1.6mm外徑為5mm和長(zhǎng)度為15mm的磁心。再將其曝露于N2氣氛下，并以一個(gè)不低于居里溫度又不高于結(jié)晶溫度的溫度加熱。具體說，熱處理?xiàng)l件為430℃長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)。
事先已成形為U-字形軟的涂Sn銅線(電阻率0.89μΩcm)被插入該產(chǎn)品并通過加壓機(jī)再成型為導(dǎo)線14。
該產(chǎn)品被封裝在由Mitsui Petrochemical公司制造由改進(jìn)的聚酰胺(商標(biāo)名ARLEN)制成的殼體15中，該殼體15用環(huán)氧體系(epoxysystem)的粘合劑彼此固定，該外觀示于圖11和12中。
對(duì)照例另一方面，作為比較，如圖5和6所示產(chǎn)生一個(gè)具有相同額定容量的環(huán)形扼流圈11(TM線圈6μH-10A)。
以與實(shí)例1相同方式，將由美國(guó)Allide-信號(hào)公司制造的一種鐵基非晶質(zhì)磁合金薄帶(商標(biāo)名“Metglas 2605S-2”，組分為Fe78Si9B13，厚度20μm，寬5mm)的表面(一側(cè)面)繞到外徑為21.5mm，內(nèi)徑為12.0mm的一個(gè)磁心12上。再使該繞組經(jīng)受熱處理并安放在樹脂殼體15內(nèi)。此后將各有1.1mm直徑的兩條導(dǎo)線16圍繞該樹脂制殼體15的園周方向并列繞8圈。于是得到外徑(1)為27mm和高度(h)為12mm的環(huán)形扼流圈11。
對(duì)該環(huán)形扼流圈，在100KHz頻率下測(cè)量其電感的電流疊加特性(對(duì)照例)。圖10示出本發(fā)明實(shí)例與該對(duì)照例之間電感對(duì)疊加電流的變化。下表示出實(shí)例與對(duì)照例之間在組件大小上的對(duì)比。
因此，按照該兩實(shí)例與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，印痕較小，同時(shí)實(shí)際高度約為常規(guī)產(chǎn)品的一半。
在不脫離本發(fā)明精神及保護(hù)范圍情況下可能對(duì)其各種細(xì)節(jié)作出變動(dòng)。此外，前面對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的說明僅為圖解說明而提供的，并不是為限制如由所附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明及其等同物的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電感元件，包括在一中心附近有一中空部分的磁心；和一穿過所述磁心中空部分配置的導(dǎo)線，所述磁心的相對(duì)導(dǎo)磁率μ的范圍為100至10000。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電感元件，其特征在于磁心是由纏繞一磁合金薄帶形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感元件，其特征在于所述磁心是由疊合金片形成的疊層磁心構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的電感元件，其特征在于所述磁合金薄帶的飽和磁通密度Bs不小于0.6T。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一個(gè)電感元件，其特征在于其滿足下式0＜Bsφ0/μφ≤10其中Bs(T)為飽和磁通密度，μ為相對(duì)導(dǎo)磁率，φ0(m)為磁心外徑，φi(m)為磁心內(nèi)徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)的電感元件，其特征在于所述磁合金薄帶是由鐵基非晶質(zhì)合金制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)的電感元件，其特征在于所述磁合金薄帶是由鐵基超微結(jié)晶質(zhì)合金制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)的電感元件，其特征在于所述導(dǎo)線被用作心部件，同時(shí)磁合金薄帶被直接繞在所述心部件上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)的電感元件，其特征在于磁心的相對(duì)導(dǎo)磁率在100至2000范圍內(nèi)，該磁心被用作平滑扼流圈，交流電線的扼流圈，或開關(guān)變換器的扼流圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一電感元件，其特征在于磁心的相對(duì)導(dǎo)磁率在5000至10000的范圍內(nèi)，而且該磁心用作降噪元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的電感元件，其特征在于導(dǎo)線電阻不大于20μΩcm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)電感元件，其特征在于所述導(dǎo)線是涂Sn銅線。
13.由多個(gè)各為如權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)所述電感元件的組合部件，其特征在于這些電感元件并行排列，每個(gè)磁心部分由樹脂密封以形成一個(gè)組件，而且各電感元件的電線從所述組件的側(cè)壁伸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的組合部件，其特征在于一個(gè)用于組件的非磁性材料制成的殼體以替代樹脂密封。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的組合部件，其特征在于非磁性材料制成的殼體是一種用于組件的改進(jìn)的聚酰胺。
16.一種電感元件，包括在中心附近有一中空部分的磁心;一個(gè)樹脂封裝裝置，用以密封所述磁心;和為穿過磁心中空部分而設(shè)置的導(dǎo)線，其中一部分所述導(dǎo)線露出所述樹脂封裝裝置之外，待用作一實(shí)際接線端。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的電感元件，其特征在于所述磁心由纏繞一磁合金薄帶形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的電感元件，其特征在于所述磁心由若干疊合的磁合金片形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18之任一電感元件，其特征在于所述導(dǎo)線被加工成彎向一個(gè)其上固定該露出部分的襯底。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至18的任一電感元件，其特征在于所述磁心的相對(duì)導(dǎo)磁率μ是在100至10000范圍內(nèi)。
全文摘要
為實(shí)現(xiàn)諸如扼流圈之類的電感元件的小型化而提供的一種電感元件，該元件包括一個(gè)具有由磁合金薄帶界定的中空部分的磁心和為通過磁心之中空部分而設(shè)置的導(dǎo)線。所述磁心的相對(duì)導(dǎo)磁率μ在100至10000的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)H01F3/04GK1108790SQ94118448
公開日1995年9月20日 申請(qǐng)日期1994年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月25日
發(fā)明者松本規(guī)雄, 松岡孝, 尾身毅彥 申請(qǐng)人:三井石油化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社