一種繞線電感線圈部件的製作方法

2023-04-30 04:29:26

專利名稱：一種繞線電感線圈部件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電感器，特別是涉及一種繞線電感線圈部件。
背景技術：
近年來，要求繞線電感線圈部件小型化的同時，更加注重產品製作成本及使用可 靠性，要求產品在溫度劇烈變化及外部強力衝擊的情況下，仍能保持產品使用性能而不出 現大幅度劣化。已知多種類型的繞線電感線圈部件，在這些類型中，專利文獻1 公開號CN 1637964A公開了在鼓型磁芯的線軸部存在線圈，在該線圈周圍配置有具有特殊固化特性的 磁性粉封裝樹脂；另外，專利文獻2 公開號CN 101004967A公開了用磁性樹脂覆蓋鼓型磁 芯，在線圈部件底部安裝端子部件的產品結構。專利文獻1所公開構成中在鼓型磁芯的填充含有磁性粉的封裝樹脂，其固化後為 橡膠狀態，由於橡膠狀態下樹脂對磁芯、上下磁芯葉片、內部繞線之間的粘結作用較弱，故 產品在外圍劇烈衝擊波動下，易出現電性偏移及耐物理衝擊性能降低。專利文獻2所公開的構成設置了具有多角形的底部和從該底部的任意側邊樹立 設置的多個周壁部，同時，多個上述周壁部分別有與上磁芯葉片及下磁芯葉片的至少一方 的外周邊緣進行部分接觸的多個端子部件，從而便於在周壁部與磁芯形成空間中填充混合 材料；另外，在周壁部任意一個上設置外部電極連接點。由於部件件數多，增大了產品的安 裝空間，與元件小型化趨勢相反；同時，部件多使得製作工序繁瑣，導致產品成本增大，性價 比較低。

實用新型內容本實用新型的主要目的就是針對現有技術的不足，提供一種具有強抗物理衝擊性 能，電氣性能穩定，同時成本低廉的繞線電感線圈部件。為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案一種繞線電感線圈部件，包括磁芯、纏繞在所述磁芯上的繞線線圈以及膠水固化 部，由包含膠水和磁性粉的磁性混合材料固化形成的膠水固化部覆蓋所述繞線線圈並填充 所述繞線線圈與所述磁芯之間的間隙。優選地，所述磁芯為鼓型磁芯，所述鼓型磁芯包括上磁芯葉片、下磁芯葉片和連接 上、下磁芯葉片的卷芯部，所述繞線線圈纏繞於所述卷芯部上且其兩端部與在上、下磁芯葉 片之一上形成的外部連接電極電連接。優選地，所述外部連接電極包括在所述下磁芯葉片的底部開設的兩個金屬化凹 槽，所述繞線線圈兩端分別電連接至其中一個金屬化凹槽內。優選地，所述金屬化凹槽經浸錫處理以加固所述外部連接電極。優選地，所述外部連接電極包括固定在所述下磁芯葉片上的兩個金屬引腳，所述 繞線線圈兩端分別電連接其中一個金屬引腳。優選地，所述下磁芯葉片的底面開有連接通孔，所述金屬引腳通過所述連接通孔
3引出。優選地，所述金屬引腳經浸錫處理以加固所述外部連接電極。本實用新型有益的技術效果是在本實用新型的繞線電感線圈部件中，覆蓋繞線線圈並填充繞線線圈與磁芯間的 間隙的膠水固化部由包含膠水和磁性粉的磁性混合材料固化形成，固化後其物理性能可達 到邵氏硬度為D60或以上，有利於穩定線圈結構，提高磁芯抗衝擊能力，從而保證在劇烈外 部振動過程中產品的電氣性能與產品的可靠性不會出現劣化。信賴性實驗結果表明，當固 化後磁性混合材料邵氏硬度為D60或以上時，產品在5-55HZ，振幅1. 5mm情況下，振動2小 時後電感量變化幅度小於1 %。同時，膠水固化部與磁芯緊密連接，當外界物理衝擊發生時， 固化後的磁性混合材料對磁芯起支撐、穩固以及傳遞應力作用，從而使得產品抗物理衝擊 性能大幅提升，產品機械可靠性增加。此外，除了起到粘結劑的作用，由於含有特定配比的 磁性粉，膠水固化部形成閉合磁路能在相同線圈參數的情況下達到較大的電感量。與普通 的sleeve型結構磁芯相比，在相同線圈結構的情況下，本實用新型的膠水固化部可以使產 品電感量提高0% 150%，從而降低產品製作成本。再者，該磁性混合材料固化前為具有 較好流動性的膏體狀，適合用於點膠工藝，因此，僅通過控制點膠參數，便可完成前述專利 文獻2中多個部件所能起的作用，從而可簡化用於形成電感元件的工序。

圖1是本實用新型一種實施例繞線電感線圈部件的鼓形磁芯的立體圖；圖2a_2c分別是圖1所示的鼓形磁芯的正視圖、右視圖和俯視圖；圖3是本實用新型一種實施例繞線電感線圈部件的立體圖；圖4a_4c分別是圖3所示的繞線電感線圈部件的正視圖、右視圖和俯視圖；圖5是圖3所示的繞線電感線圈部件的側剖面圖，即表示以通過鼓形磁芯的中心、 同時垂直於上、下磁芯葉片的平面切斷後狀態的示意圖；圖6是膠水固化部不同邵氏硬度對應振動實驗後電感量變化幅度的曲線示意圖；圖7是隨鐵氧體磁性粉比膠水的比例上升，產品電感量下降15%時對應的飽和電 流示意圖；圖8是本實用新型另一種實施例繞線電感線圈部件之引腳型的立體圖。本實用新型的特徵及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。
具體實施方式
如圖1 圖5所示，一種實施例的繞線電感線圈部件包括鐵氧體鼓型磁芯和繞線 線圈。鼓型磁芯具有上磁芯葉片11、下磁芯葉片12和連接上、下磁芯葉片的柱形卷芯部 13，繞線線圈31纏繞在卷芯部13上，且其兩端部電連接至下磁芯葉片12上的外部連接電 極22。該繞線電感線圈部件還具有混合了磁性粉和膠水的磁性混合材料，該磁性混合材料 固化後形成介於上下磁芯葉片之間的膠水固化部4，其覆蓋上、下磁芯葉片之間的繞線線圈 並填充在上、下磁芯葉片11、12之間的空間內。其中，磁性粉與膠水的重量比優選不低於 10 8。採用磁性粉與膠水的磁性混合材料，固化後其邵氏硬度可為D60或以上，如此利於 穩定線圈結構，提高磁芯葉片抗衝擊能力，從而保證在劇烈外部振動過程中產品電氣性能與產品可靠性不會出現劣化。請參考圖6，由圖可知，伴隨膠水固化部硬度的不斷增加，產品電感量變化幅度不 斷收窄，當邵氏硬度達到D60後，電感量變化幅度基本不再改變信。賴性實驗結果表明，當 固化後混合材料邵氏硬度為D60或以上時，產品在5-55HZ，振幅1. 5mm情況下，振動2小時 後電感量變化幅度小於1%。同時，由於含有該特定配比的磁性粉，膠水固化部形成的閉合磁路能在相同線圈 參數的情況下達到較大的電感量。與普通的sleeve型結構磁芯相比，在相同線圈結構的情 況下，該繞線電感線圈部件的膠水固化部可以使產品電感量提高0% 150%，從而降低產 品製作成本。另一方面，膠水固化部與上、下磁芯葉片緊密連接，起到粘結劑的作用，當外界物 理衝擊發生時，固化後的磁性混合材料對磁芯葉片起支撐、穩固以及傳遞應力作用，從而使 得產品抗物理衝擊性能大幅提升，產品機械可靠性增加。優選地，所述磁性粉為鐵氧體磁性粉，所述膠水主體為環氧樹脂。磁性混合材料還 可以採用其它配方，如丙二醇、環氧樹脂混合體系、矽樹脂體系等。具體例如，磁性混合材料 可以是包含鐵氧體磁性粉、環氧樹脂、碳酸鈣、三氧化二鋁、二氧化矽及醇類稀釋劑的膏狀 體，也可以是包含磁性粉、矽樹脂及三氧化二鋁、二氧化矽添加劑的膏狀體。如表1所示，其中說明了為磁性粉與膠水不同配比情況下，膠水固化部對產品性 能的影響。伴隨鐵氧體磁性粉比例增加，產品電感量不斷提高；且鐵氧體粉比例增加的同 時，膠水固化部41的硬度也由質軟轉變為質硬，即硬度逐漸增加。由於所用的環氧樹脂固 化後具有正的熱膨脹係數，故在進行冷熱衝擊實驗過程中，當膠水固化部中環氧樹脂含量 較高時，對應較大的膨脹幅度，此時膠水固化部41與上、下磁芯葉片11、12之間存在較大的 應力，易致使磁芯葉片出現開裂。如表1所示，當固化部中環氧樹脂含量超過50%時，冷熱 衝擊實驗過程中，產品磁芯葉片出現了開裂現象。表1磁性膠水不同配比和固化後的物理特性 注(1)冷熱衝擊條件為-40 +125°C冷熱衝擊10個循環；
5[0034](2) ☆磁芯葉片無裂紋★磁芯葉片有裂紋。另外，該磁性混合材料固化前為具有較好流動性的膏體，適合用於點膠工藝，僅通 過控制點膠參數，便可完成前述專利文獻2中多個部件所能起的作用，從而可簡化用於形 成電感元件的工序。在更優選的實施例中，所述磁性粉與所述膠水的重量比為10 8。膠水固化部磁 性粉含量不宜過高。磁性粉含量提高雖有利於提高產品電感量及增加產品可靠性，但當磁 性粉含量過高時，膠水固化部氣隙率減小，線圈外圍磁場氣隙率有所減小，導致產品耐電流 特性弱化，直流偏置特性有劣化趨勢，劣化產品應用環境。圖7說明了伴隨鐵氧體磁性粉比 膠水比例的上升，產品電感量下降15%時對應的飽和電流降低。兼顧產品直流偏置特性與 產品機械可靠性，認為鐵氧體粉比膠水為10 8的比例較為合適，即膠水固化部的邵氏硬 度處於D60附近較為適宜。另，考慮到在導電線圈外圍空間填充磁性膠水，將使得閉合磁路結構，從而影響電 感產品的直流偏置特性，故有必要對固化部磁性粉顆粒大小的影響進行對比分析。實際實 驗結果表明，當磁性顆粒大小介於l-200um範圍內時，產品的直流偏執特性沒有顯著變化， 即當磁性顆粒大小介於l-200um範圍內時，可以不用考慮其對產品直流偏執的影響。如圖2c、圖4b和圖5所示，在一些實施例中，鼓型磁芯的下磁芯葉片的底面具有金 屬化凹槽21，繞線線圈纏繞在卷芯上且其兩端部電連接到下磁芯葉片的金屬化凹槽中，優 選再通過浸錫而形成產品外部連接電極22。該電極在-40°C ^+85°C 200個冷熱衝擊循環 後，仍能夠承受50N以上的剝離力。如圖8所示，在一些實施例中，鼓型磁芯的下磁芯葉片的底面開有連接通孔，鼓型 磁芯還具有金屬引腳，可為金屬腳或金屬針21'，繞線線圈纏繞在卷芯上且其兩端部32被 電連接到金屬腳或金屬針21'上，金屬腳或金屬針21'通過下磁芯葉片的連接通孔被引 出，優選再通過浸錫而形成外部連接電極22 『。以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能 認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新型所屬技術領域的普通技術 人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視 為屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求一種繞線電感線圈部件，包括磁芯、纏繞在所述磁芯上的繞線線圈以及膠水固化部，其特徵在於，由包含膠水和磁性粉的磁性混合材料固化形成的膠水固化部覆蓋所述繞線線圈並填充所述繞線線圈與所述磁芯之間的間隙。
2.如權利要求1所述的繞線電感線圈部件，其特徵在於，所述磁芯為鼓型磁芯，所述鼓 型磁芯包括上磁芯葉片、下磁芯葉片和連接上、下磁芯葉片的卷芯部，所述繞線線圈纏繞於 所述卷芯部上且其兩端部與在上、下磁芯葉片之一上形成的外部連接電極電連接。
3.如權利要求2所述的繞線電感線圈部件，其特徵在於，所述外部連接電極包括在所 述下磁芯葉片的底部開設的兩個金屬化凹槽，所述繞線線圈兩端分別電連接至其中一個金 屬化凹槽內。
4.如權利要求3所述的繞線電感線圈部件，其特徵在於，所述金屬化凹槽經浸錫處理 以加固所述外部連接電極。
5.如權利要求2所述的繞線電感線圈部件，其特徵在於，所述外部連接電極包括固定 在所述下磁芯葉片上的兩個金屬引腳，所述繞線線圈兩端分別電連接其中一個金屬引腳。
6.如權利要求5所述的繞線電感線圈部件，其特徵在於，所述下磁芯葉片的底面開有 連接通孔，所述金屬引腳通過所述連接通孔引出。
7.如權利要求5或6所述的繞線電感線圈部件，其特徵在於，所述金屬引腳經浸錫處理 以加固所述外部連接電極。
專利摘要本實用新型公開了一種繞線電感線圈部件，包括磁芯、纏繞在所述磁芯上的繞線線圈以及膠水固化部，所述膠水固化部覆蓋所述繞線線圈並填充所述繞線線圈與所述磁芯間的間隙，所述膠水固化部為包含膠水和磁性粉的磁性混合材料固化形成。採用本實用新型，有利於穩定線圈結構，提高了磁芯抗衝擊能力，保證在劇烈外部振動過程中產品的電氣性能與產品的可靠性不會出現劣化。
文檔編號H01F27/26GK201655472SQ20092026618
公開日2010年11月24日 申請日期2009年10月27日 優先權日2009年10月27日
發明者侯勤田, 吳錦超, 孫峰, 李有雲, 楊亞冰 申請人:深圳順絡電子股份有限公司