電感元件及製造電感元件的方法

2023-07-24 08:36:26

專利名稱：電感元件及製造電感元件的方法
技術領域：
本發明涉及一種電感元件，特別是涉及一種繞線式電感元件。
背景技術：
一般繞線式電感元件主要由一芯部及一環繞在芯部的繞線所構成。常見的芯部為鐵磁性材料，但也可為空氣芯部(air core)。繞線為漆包線，漆包線通常是以銅線表面塗布絕緣漆層，近來銅的材料成本持續上漲，導致電感元件成本增加。目前已有提出利用鋁製繞線，鋁線表面塗布絕緣漆層的漆包線，做為繞線式電感元件的繞線。然而，電感元件的繞線需通過焊錫與PCB(Printed Circuit Board,印刷電路板)搭接，當採用鋁製繞線時，因鋁線與焊錫接合性不佳，且鋁線的表面容易與外界空氣接觸氧化而形成氧化層，讓焊錫難以完全包覆鋁線，造成空焊，進而使電感元件與PCB導電效果不佳。由此可見，上述現有的繞線式電感元件在方法、產品結構及使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。因此如何能創設一種新的電感元件及製造電感元件的方法，亦成為當前業界極需改進的目標。

發明內容
本發明的目的在於，克服現有的繞線式電感元件存在的缺陷，而提供一種新的電感元件及製造電感元件的方法，所要解決的技術問題是使其提供一種降低成本且與焊錫接合性佳的電感元件。本發明的另一目的在於，克服現有的繞線式電感元件存在的缺陷，而提供一種新型結構的電感元件及製造電感元件的方法，所要解決的技術問題是使其提供一種降低成本且與焊錫接合性佳的製造電感元件的方法。本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種電感元件，包含一鐵磁芯部；其中:該電感元件還包含一招制繞線，該招制繞線包括一環繞該鐵磁芯部預定圈數的圍繞段以及二分別由該圍繞段兩端向下延伸的延伸段；該電感元件還包含二分別包覆相對應的各該延伸段的銅製端子。本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。前述的電感元件,其中所述的該電感元件還包含一承載該鐵磁芯部且供所述銅製端子抵靠及穿設的承載板。前述的電感元件，其中所述的該鐵磁芯部固定在該承載板的一上表面，各該銅製端子包括一穿過該承載板而位於該承載板的一下表面下方的焊接部，以及一形成在該焊接部一端並抵靠在該承載板的上表面的凸緣。前述的電感元件，其中所述的各該銅製端子的焊接部是由一銅片彎折以形成一圍繞體並包覆相對應的各該延伸段。前述的電感元件，其中所述的該鐵磁芯部固定在該承載板的一上表面，各該銅製端子包括一可穿過該承載板而位於該承載板的一下表面下方的焊接部，以及一形成在該焊接部一端並可位於該承載板的上表面上方的包覆部，該包覆部用以包覆相對應的各該延伸段。前述的電感元件，其中所述的該包覆部及該焊接部是由一銅片彎折，且該包覆部被彎折形成一圍繞體，該焊接部被彎折形成一柱狀體，且該包覆部的直徑大於該焊接部的直徑，每一銅製端子還包括一形成在該包覆部與該焊接部間且寬度漸縮的肩部，該肩部位於該承載板內。本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種製造電感元件的方法，該方法包含步驟(A)提供一鐵磁芯部；其中:該方法還包含以下步驟(B)以一鋁製繞線的一圍繞段環繞該鐵磁芯部預定圈數並形成二分別由該圍繞段兩端向下延伸的延伸段；及(C)分別以二銅製端子包覆該鋁製繞線的二延伸段。本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。前述的製造電感元件的方法，其中所述的該方法還包含一位於該步驟(C)後的步驟(D):將該鐵磁芯部固定在一承載板的一上表面，各該銅製端子包括一穿過該承載板而位於該承載板的一下表面下方的焊接部。前述的製造電感元件的方法，其中所述的在該步驟(D)中，使各該銅製端子的焊接部由一銅片彎折形成一圍繞體，各該銅製端子還包括一與焊接部相連的凸緣；在該步驟(C)中，各該焊接部形成一圍繞體以包覆相對應的各該延伸段。前述的製造電感元件的方法，其中所述的在該步驟(D)中，各該銅製端子還包括一包覆部，該包覆部及該焊接部是由一銅片彎折形成，且該包覆部被彎折形成一圍繞體，該焊接部被彎折形成一柱狀體，且該包覆部的直徑大於該焊接部的直徑，每一銅製端子還包括一形成在該包覆部與該焊接部間且寬度漸縮的肩部。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，本發明的主要技術內容如下:電感元件，包含一鐵磁芯部、一鋁製繞線，及二銅製端子。該鋁製繞線包括一環繞該鐵磁芯部預定圈數的圍繞段以及二分別由該圍繞段兩端向下延伸的延伸段。二銅製端子分別包覆相對應的各該延伸段。較佳地，該電感元件還包含一承載該鐵磁芯部且供所述銅製端子抵靠及穿設的承載板。較佳地，該鐵磁芯部固定在該承載板的一上表面，各該銅製端子包括一穿過該承載板而位於該承載板的一下表面下方的焊接部，以及一形成在該焊接部一端並抵靠在該承載板的上表面的凸緣。較佳地，各該銅製端子的焊接部是由一銅片彎折以形成一圍繞體並包覆相對應的各該延伸段。較佳地，該鐵磁芯部固定在該承載板的一上表面，各該銅製端子包括一可穿過該承載板而位於該承載板的一下表面下方的焊接部，以及一形成在該焊接部一端，並可位於該承載板的上表面上方的包覆部，該包覆部以包覆相對應的各該延伸段的。較佳地，該包覆部及該焊接部是由一銅片彎折形成，且該包覆部被彎折形成一圍繞體，該焊接部被彎折形成一柱狀體，且該包覆部的直徑大於該焊接部的直徑，每一銅製端子還包括一形成在該包覆部與該焊接部間且寬度漸縮的肩部，該肩部位於該承載板內。
本發明製造電感元件的方法，該方法包含以下步驟:(A)提供一鐵磁芯部；(B)以一鋁製繞線的一圍繞段環繞該鐵磁芯部預定圈數並形成二分別由該圍繞段兩端向下延伸的延伸段；及(C)分別以二銅製端子包覆該鋁製繞線的二延伸段。較佳地，該製造電感元件的方法還包含一位於該步驟(C)後的步驟(D):將該鐵磁芯部固定在一承載板的一上表面，各該銅製端子包括一穿過該承載板而位於該承載板的一下表面下方的焊接部。較佳地，在該步驟(D)中，使各該銅製端子的焊接部由一銅片彎折形成一圍繞體，各該銅製端子還包括一與焊接部相連的凸緣；在該步驟(C)中，各該焊接部形成一圍繞體以包覆相對應的各該延伸段。較佳地，在該步驟(D)中，各該銅製端子還包括一包覆部，該包覆部及該焊接部是由一銅片彎折形成，且該包覆部被彎折形成一圍繞體，該焊接部被彎折形成一柱狀體，且該包覆部的直徑大於該焊接部的直徑，每一銅製端子還包括一形成在該包覆部與該焊接部間且寬度漸縮的肩部。藉由上述技術方案，本發明電感元件及製造電感元件的方法至少具有下列優點及有益效果:藉由二銅製端子分別包覆鋁製繞線的二延伸段，利用銅與焊錫的優接合效果而使銅製端子焊接於印刷電路板時，讓焊錫完全包覆焊接部，以達兼具導電效果佳與降低成本的功效。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其它目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。


圖1A是一正視圖，說明本發明製造電感元件的方法的第一較佳實施例，且一鋁製繞線環繞一鐵磁芯部預定圈數的鋁製繞線；圖1B是一正視圖，說明本發明製造電感元件的方法的第一較佳實施例，且一鋁製繞線環繞一鐵磁芯部預定圈數的銅製端子；圖2是說明本較佳實施例的流程圖；圖3是一正視圖，說明該延伸段的末端設置一銅製端子；圖4是一正視圖，說明該銅製端子；圖5是一立體圖，說明該銅製端子且移除一料帶；圖6是一剖面圖，說明未壓接時，該延伸段與對應的一焊接部的關係；圖7是一剖面圖，說明壓接後，該焊接部圍繞對應的該延伸段；圖8是一剖視圖，說明該延伸段的與一銅製端子的焊接部壓接；圖9是一剖視圖,說明該鐵磁芯部固定在一承載板的上表面；圖10是一剖視圖，說明一膠體塗布在該鐵磁芯部底部與該承載板間，完成製作的一電感元件；圖11是一側視圖，說明完成製作的該電感元件；圖12是一正視圖，說明本發明製造電感元件的方法的第二較佳實施例，且為一銅製端子；
圖13是一立體圖，說明一銅製端子且移除一料帶；圖14是一不意圖，說明未壓接時一延伸段與對應的一包覆部的關係；及圖15是一剖視圖，說明完成製作的一電感元件。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的電感元件及製造電感元件的方法其具體實施方式
、方法、步驟、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。本發明製造電感元件的方法為製作一繞線式電感元件，電感元件適用於PCB(Printed Circuit Board,印刷電路板)搭接，電感元件可為任意形狀的鐵磁芯部環繞鋁製繞線，如變壓器的方形圍繞鐵磁芯部的感應線圈。而本發明是以圓環形鐵磁芯部環繞鋁製繞線為例作說明。參閱圖1A、圖1B與圖2，製造電感元件的方法的第一較佳實施例，是由下列過程達成:首先進行步驟S61，先提供一圓環形鐵磁芯部I。再進行步驟S62，以一鋁製繞線2的一圍繞段21環繞鐵磁芯部I預定圈數並形成二分別由圍繞段21兩端向下延伸的延伸段22，(因兩個延伸段22位置重疊，圖中只顯示一延伸段22，但可參閱圖11)，鋁製繞線2是由鋁線表面塗布絕緣漆層所製成，且延伸段22剝離絕緣漆層使露出鋁線。接著進行步驟S63，並參閱圖3，分別以二銅製端子3包覆相對應鋁製繞線2的二延伸段22。更確切地說，如圖4所示，銅製端子3是藉由機械衝壓銅片大量製成，衝壓銅製端子3時，兩兩銅製端子3間以一料帶33相連以方便大量連續製作。且如圖5所示，各銅製端子3包括一焊接部31、一與焊接部31 —端相連的凸緣32，且焊接部31是呈一凹槽狀，如圖6所示其橫斷面為一 U形，而具有一開口供延伸段22置入。且如圖7所示，將各延伸段22分別放置在各焊接部31的U形凹槽內，再進行壓接焊接部31動作，使焊接部31彎折形成如圖7所示的一圍繞體30以包覆相對應的各延伸段22。一般利用料帶33將多根銅製端子3定位於設備內，再將延伸段22位於銅製端子3上，自動化完成多個電感元件的鋁製繞線2的二延伸段22分別被二銅製端子3包覆的動作。而本較佳實施例僅圖4顯示銅製端子3包括一料帶33，其餘的圖為方便說明銅製端子3包覆延伸段22，皆移除料帶33。然後，進行步驟S64，並參閱圖8和圖9，將鐵磁芯部I固定在一承載板4的一上表面，並使各銅製端子3的焊接部31穿過承載板4上相對應的穿孔41而位於承載板4的一下表面下方，並使各銅製端子3的凸緣32抵靠在承載板4的上表面，藉此加強焊接部31抵抗振動的功效。最後，如圖10及圖11所不，利用I父體5如環氧樹脂塗布在鐵磁芯部I底部與承載板4間，使鐵磁芯部I及二延伸段22牢固地固定在承載板4上,完成本較佳實施例的電感元件。因此，本實施例的電感元件可藉由承載板4迭置在PCB上，並通過銅製端子3的焊接部31包覆鋁線繞線2的延伸段22，可隔離與外界空氣接觸，進而有效抑制延伸段22的鋁不會產生氧化層，以確保銅製端子3與延伸段22良好的電氣傳導效果，同時，因銅製端子3與焊錫接合效果佳，讓鋁製繞線2可藉由銅製端子3有效電連接至印刷電路板。
另外，本較佳實施例製造電感元件以鋁製繞線2比銅製繞線較節省材料成本約為75%，再計算製作銅製端子3的製作費用，本實施例製作單一個電感元件的成本較一般採用銅製繞線的電感元件節省約20%。因此在工廠大量製造電感元件時，本實施例製造電感元件的方法可為工廠降低材料成本，進而提高市場競爭力。參閱圖12與圖13，是本發明製造電感元件的方法的第二較佳實施例，其與第一較佳實施例不同處在於採用與第一實施例不同的另一銅製端子6。如圖4所示的第一實施例的銅製端子3相較省略凸緣32且其焊接部31的型態也不同，不過同樣都是藉由機械衝壓銅片方式大量製成。因此，如圖12所示的相鄰兩個銅製端子6間以一料帶61相連以方便大量連續製作。具體而言，如圖13及圖14所示，銅製端子6包括一焊接部64、一形成在焊接部64一端的包覆部62、以及一形成在焊接部64與包覆部62間的肩部63。包覆部62及焊接部64是由一銅片彎折形成，包覆部62被彎折為一 U形凹槽以便鋁製繞線2的延伸段22置入，焊接部64被彎折形成一柱狀體，且橫斷面概呈一 V形，肩部63由包覆部62往焊接部64寬度漸縮。將各延伸段22分別放置在各包覆部62的U形凹槽內，再進行壓接包覆部62動作，使包覆部62被彎折形成一圍繞體以包覆相對應的各延伸段22。且如圖15所示，焊接部64穿過承載板4上相對應的穿孔41 (見圖8)，由於包覆部62的直徑大於焊接部64的直徑，因此包覆部62抵靠在承載板4的上表面，而肩部63位於承載板4的穿孔41的倒角內。最後，利用膠體5如環氧樹脂塗布在鐵磁芯部I底部與承載板4間,使鐵磁芯部I及二延伸段22牢固地固定在承載板4上,完成本較佳實施例的電感元件。值得一提的是，可藉由檢驗電感元件的直流電阻(DCR)的阻值，以證實電感元件的可靠度及信賴性。如量測第二實施例的鋁製繞線2的延伸段22所得的DCR數值為171.8m Ω，量測銅製端子6的焊接部64所得的DCR數值為178.4m Ω，在銅製端子6直流電阻相對於鋁製繞線2直流電阻，其阻值的增加量不高，因此可證實鋁製繞線2包覆銅製端子6為有效電連接。參閱圖10及圖15，再者，上述銅製端子3、6包覆相對應的各延伸段22、及使各銅製端子3、6的焊接部31、64穿過承載板4上相對應的穿孔41、以及當承載板4疊置在PCB上使焊接部31、64精準地連接於PC B上等等製作方法，可藉由一個設備(例如:打端子機器)連續進行夾置、定位、過餳等作業，達成製作電感元件及焊接部31、64焊接目的。綜上所述，本發明製造電感元件的方法，藉由二銅製端子3、6分別包覆鋁製繞線2的二延伸段22，利用銅與焊錫的優接合效果而使銅製端子3、6焊接於印刷電路板時，讓焊錫完全包覆焊接部31、64，以達兼具導電效果佳與降低成本的功效，故確實能達成本發明的目的。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種電感元件，包含一鐵磁芯部；其特徵在於:該電感元件還包含一鋁製繞線，該鋁製繞線包括一環繞該鐵磁芯部預定圈數的圍繞段以及二分別由該圍繞段兩端向下延伸的延伸段；該電感元件還包含二分別包覆相對應的各該延伸段的銅製端子。
2.按權利要求1所述的電感元件，其特徵在於:該電感元件還包含一承載該鐵磁芯部且供所述銅製端子抵靠及穿設的承載板。
3.按權利要求2所述的電感元件，其特徵在於:該鐵磁芯部固定在該承載板的一上表面，各該銅製端子包括一穿過該承載板而位於該承載板的一下表面下方的焊接部，以及一形成在該焊接部一端並抵靠在該承載板的上表面的凸緣。
4.按權利要求3所述的電感元件，其特徵在於:各該銅製端子的焊接部是由一銅片彎折以形成一圍繞體並包覆相對應的各該延伸段。
5.按權利要求2所述的電感兀件,其特徵在於:該鐵磁芯部固定在該承載板的一上表面，各該銅製端子包括一可穿過該承載板而位於該承載板的一下表面下方的焊接部，以及一形成在該焊接部一端並可位於該承載板的上表面上方的包覆部，該包覆部用以包覆相對應的各該延伸段。
6.按權利要求5所述的電感元件，其特徵在於:該包覆部及該焊接部是由一銅片彎折，且該包覆部被彎折形成一圍繞體，該焊接部被彎折形成一柱狀體，且該包覆部的直徑大於該焊接部的直徑，每一銅製端子還包括一形成在該包覆部與該焊接部間且寬度漸縮的肩部，該肩部位於該承載板內。
7.一種製造電感元件的方法，該方法包含步驟(A)提供一鐵磁芯部；其特徵在於:該方法還包含以下步驟(B)以一鋁製繞線的一圍繞段環繞該鐵磁芯部預定圈數並形成二分別由該圍繞段兩端向下延伸的延伸段；及(C)分別以二銅製端子包覆該鋁製繞線的二延伸段。
8.按權利要求7所述的製造電感元件的方法，其特徵在於:該方法還包含一位於該步驟(C)後的步驟(D):將該鐵磁芯部固定在一承載板的一上表面，各該銅製端子包括一穿過該承載板而位於該承載板的一下表面下方的焊接部。
9.按權利要求8所述的製造電感元件的方法，其特徵在於:在該步驟(D)中，使各該銅製端子的焊接部由一銅片彎折形成一圍繞體，各該銅製端子還包括一與焊接部相連的凸緣；在該步驟(C)中，各該焊接部形成一圍繞體以包覆相對應的各該延伸段。
10.按權利要求8所述的製造電感元件的方法，其特徵在於:在該步驟(D)中，各該銅製端子還包括一包覆部，該包覆部及該焊接部是由一銅片彎折形成，且該包覆部被彎折形成一圍繞體，該焊接部被彎折形成一柱狀體，且該包覆部的直徑大於該焊接部的直徑，每一銅製端子還包括一形成在該包覆部與該焊接部間且寬度漸縮的肩部。
全文摘要
本發明是有關於一種電感元件，包含一鐵磁芯部、一鋁製繞線，及二銅製端子。鋁製繞線包括一環繞鐵磁芯部預定圈數的圍繞段以及二分別由圍繞段兩端向下延伸的延伸段。二銅製端子分別包覆相對應的各延伸段。藉由二銅製端子分別包覆鋁製繞線的二延伸段，利用銅製端子焊接於印刷電路板，以達兼具導電效果佳與降低成本的功效。
文檔編號H01F27/29GK103093924SQ20111035108
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者餘偉誠, 王家毅 申請人:旭麗電子(廣州)有限公司, 光寶科技股份有限公司