本發(fā)明涉及電磁元器件的線圈繞組及其應(yīng)用，尤其是表面貼裝電感元器件的線圈繞組及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、開關(guān)電源是通信、數(shù)據(jù)管理、人工智能、汽車電子等動力系統(tǒng)的核心部件，隨著cpu和gpu等芯片速度的提升和運(yùn)行頻率的加快，人們對開關(guān)電源的效率、功率密度、以及制造成本的要求也越來越高。更高的電源轉(zhuǎn)換效率、更小的尺寸、和更低的制造成本是目前以及未來開關(guān)電源的發(fā)展趨勢。作為開關(guān)電源的一個最基本的也是不可或缺的電子元器件，電感尤其是大電流電感在開關(guān)電源的效率、所占的體積、以及成本的影響都十分重要。電感制造廠商一直以來都在致力于優(yōu)化電感的核心材料和核心形狀，以追求更高的電感效率，同時(shí)盡可能地降低成本。

2、電感一般由磁芯和繞在磁芯上或穿過磁芯的線圈繞組組成。磁芯可由磁性材料制成，通常在繞制前形成一定形狀。線圈繞組可由表面絕緣了的導(dǎo)電體繞制一圈或多圈形成，也可由裸露導(dǎo)電體繞制一圈或多圈形成，也可由導(dǎo)電體折彎成一定的形狀形成。

3、數(shù)據(jù)中心或服務(wù)器中給cpu或gpu提供電能動力的開關(guān)電源所采用的電感器件通?？砂ǘ鄠€單獨(dú)離散的電感器件，或采用集成的耦合電感器件。

4、傳統(tǒng)的耦合電感通常包括至少兩個電感集成在一起而形成，比如兩個、三個、甚至五個、六個或更多個電感集成在一起，通常稱作為多相耦合電感。多相的耦合電感通常是每一相配有一個獨(dú)立的線圈繞組，但每一相都和其他相共用一個包含有多相特征的磁芯，其耦合通常是通過某一相的磁通經(jīng)由包含有多相特征的磁芯流通到其他相而產(chǎn)生。傳統(tǒng)的耦合電感器件的線圈繞組通常都是由裸露導(dǎo)電體繞制一圈或多圈形成，或由裸露導(dǎo)電體折成一定的形狀形成。

5、隨著cpu和gpu運(yùn)行速度的提高以及對cpu和gpu輸入電壓穩(wěn)定性要求的提高，一種新型的多相同步開關(guān)電源的電路及運(yùn)行方式被提出，這種新型的多相同步開關(guān)電源的電路需要一種新型的耦合電感，這種新型的耦合電感可以并且優(yōu)選是單獨(dú)離散型的，電路通過將多個單獨(dú)離散的耦合電感接入其中來實(shí)現(xiàn)具有傳統(tǒng)集成式耦合電感所具有的功能。這種新型的耦合電感的磁芯類似于傳統(tǒng)的單相電感，但不同于傳統(tǒng)的單相電感的是這種新型的耦合電感需要兩個線圈繞組，且兩個線圈繞組之間必須要有一定程度的電氣絕緣，比如兩個線圈繞組之間要通過至少100v的直流電壓耐壓測試。因此傳統(tǒng)的通常都是由裸露導(dǎo)電體繞制而成的線圈繞組就不能很好地實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能。

6、本發(fā)明的一個目的就是為了解決并且獲得傳統(tǒng)的由裸露導(dǎo)電體繞制而成的線圈繞組所不能獲得的直流電壓耐壓性能。本發(fā)明的另一個目的是為了提高新型的耦合電感的電氣性能。本發(fā)明的又一個目的也是為了提高新型的耦合電感的可制作性，降低其制作成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電磁元器件的線圈繞組以及其應(yīng)用。

2、本發(fā)明的第一種技術(shù)方案：

3、一種用于制作表面貼裝電磁元器件的線圈繞組，包括：

4、一個由金屬導(dǎo)電材料制作的基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)以及一個基本包裹著基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)并且基本有著均勻厚度的絕緣結(jié)構(gòu)；

5、其中基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的截面形狀基本呈長方形且基本包括第一彎折段、第二彎折段、第三彎折段、第四彎折段和第五彎折段；其中第一彎折段基本垂直于第二彎折段，第二彎折段基本垂直于第三彎折段，第三彎折段基本垂直于第四彎折段，第四彎折段基本垂直于第五彎折段；其中第一彎折段和第五彎折段基本對稱，第二彎折段和第四彎折段基本對稱；其中第一彎折段包括第一表面貼裝焊接端子，第五彎折段包括第二表面貼裝焊接端子；其中第一表面貼裝焊接端子和第二表面貼裝焊接端子基本具有共面性；

6、其中導(dǎo)電結(jié)構(gòu)從其第一彎折段到第五彎折段，其厚度基本相同且其厚度基本在0.15毫米到2毫米之間；

7、其中基本有著均勻厚度的絕緣結(jié)構(gòu)基本包裹在除第一表面貼裝焊接端子的至少部分區(qū)域和第二表面貼裝焊接端子的至少部分區(qū)域之外的基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的大部分區(qū)域。

8、其中所述金屬導(dǎo)電材料為銅或銅合金。

9、其中所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)由銅材沖壓折彎形成，或由帶絕緣層或不帶絕緣層的扁銅線折彎形成，其中所述絕緣結(jié)構(gòu)是由絕緣漆或絕緣膠或其他絕緣材料經(jīng)噴涂、浸潤、或電泳工藝在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上覆蓋形成，或是由在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)周圍注塑的絕緣材料成型而形成，或是由在已包覆絕緣材料的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)周圍再注塑的絕緣材料成型而形成，或是經(jīng)由多種工藝將相同或不同的絕緣材料覆蓋在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上而形成。

10、其中所述的絕緣結(jié)構(gòu)基本包裹在除第一個表面貼裝焊接端子的至少部分區(qū)域和第二個表面貼裝焊接端子的至少部分區(qū)域之外的基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的大部分區(qū)域，其中所述基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的大部分區(qū)域不包括絕緣結(jié)構(gòu)在制作過程中所需要的進(jìn)料點(diǎn)以及對基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)所需要的固定點(diǎn)。

11、利用或根據(jù)本發(fā)明第一種技術(shù)方案所述的用于制作表面貼裝電磁元器件的線圈繞組可制作相應(yīng)的電感，其包括但不限于耦合電感。

12、本發(fā)明的第二種技術(shù)方案：

13、一種用于制作表面貼裝電磁元器件的線圈繞組，包括：

14、一個由金屬導(dǎo)電材料制作的基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)以及一個基本包裹著基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)并且基本有著均勻厚度的絕緣結(jié)構(gòu)；

15、其中所述基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的截面形狀基本呈長方形并且包括至少三個彎折段；其中至少三個彎折段中的其中兩個彎折段包括第一表面貼裝焊接端子和第二表面貼裝焊接端子；第一表面貼裝焊接端子和第二表面貼裝焊接端子基本具有共面性；

16、其中所述基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)所包括的至少三個彎折段，其厚度基本相同且其厚度基本在0.15毫米到2毫米之間；

17、其中所述基本有著均勻厚度的絕緣結(jié)構(gòu)基本包裹在除第一表面貼裝焊接端子的至少部分區(qū)域和第二表面貼裝焊接端子的至少部分區(qū)域之外的基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的大部分區(qū)域；

18、

19、其中所述金屬導(dǎo)電材料為銅或銅合金。

20、其中所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)由銅材沖壓折彎形成，或由帶絕緣層或不帶絕緣層的扁銅線折彎形成。其中所述絕緣結(jié)構(gòu)是由絕緣漆或絕緣膠或其他絕緣材料經(jīng)噴涂、浸潤、或電泳工藝在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上覆蓋形成，或是由在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)周圍注塑的絕緣材料成型而形成，或是由在已包覆絕緣材料的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)周圍再注塑的絕緣材料成型而形成，或是經(jīng)由多種工藝將相同或不同的絕緣材料覆蓋在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上而形成。

21、利用或根據(jù)本發(fā)明第二種技術(shù)方案所述的用于制作表面貼裝電磁元器件的線圈繞組可制作相應(yīng)的電感，其包括但不限于耦合電感。

22、本發(fā)明的第三種技術(shù)方案：

23、一種用于制作表面貼裝電磁元器件的線圈繞組，包括：

24、第一個由金屬導(dǎo)電材料制作成的基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；

25、第二個由金屬導(dǎo)電材料制作成的基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；以及

26、一個絕緣結(jié)構(gòu)，其中所述絕緣結(jié)構(gòu)是由在第一個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)或/和第二個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)周圍注塑的絕緣材料成型而形成，絕緣結(jié)構(gòu)至少包裹第一個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)或/和第二個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的大部分區(qū)域；

27、其中所述第一個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的截面形狀基本呈長方形且包括至少三個彎折段；其中至少三個彎折段中的其中兩個彎折段包括第一表面貼裝焊接端子和第二表面貼裝焊接端子，第一表面貼裝焊接端子和第二表面貼裝焊接端子基本具有共面性；

28、其中所述第二個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的截面形狀基本呈長方形且包括至少三個彎折段；其中至少三個彎折段中的其中兩個彎折段包括第三表面貼裝焊接端子和第四表面貼裝焊接端子，第三表面貼裝焊接端子和第四表面貼裝焊接端子基本具有共面性；

29、其中所述第一個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的第一表面貼裝焊接端子和第二表面貼裝焊接端子與第二個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的第三表面貼裝焊接端子和第四表面貼裝焊接端子基本具有共面性；

30、其中所述第一個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)所包括的至少三個彎折段，其厚度基本相同且其厚度基本在0.15毫米到2毫米之間；

31、其中所述第二個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)所包括的至少三個彎折段，其厚度基本相同且其厚度基本在0.15毫米到1.0毫米之間；

32、其中所述第一個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)至少部分從外圍繞著第二個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的至少部分；

33、其中所述第二個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)與第一個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)通過絕緣結(jié)構(gòu)隔離，且隔離的厚度距離基本在0.1毫米到1毫米之間。

34、其中所述金屬導(dǎo)電材料為銅或銅合金。

35、其中所述第一、第二個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)至少有一個是由銅材沖壓折彎形成，或第一、第二個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)至少有一個是由帶絕緣層或不帶絕緣層的扁銅線折彎形成。

36、其中所述絕緣結(jié)構(gòu)至少包裹第一個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)或/和第二個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的大部分區(qū)域；當(dāng)絕緣結(jié)構(gòu)至少包裹第一個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)時(shí)，絕緣結(jié)構(gòu)至少包裹第一個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中除第一表面貼裝焊接端子的至少部分區(qū)域和第二表面貼裝焊接端子的至少部分區(qū)域之外的大部分區(qū)域；當(dāng)絕緣結(jié)構(gòu)至少包裹第二個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)時(shí)，絕緣結(jié)構(gòu)至少包裹第二個基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中除第三表面貼裝焊接端子的至少部分區(qū)域和第四表面貼裝焊接端子的至少部分區(qū)域之外的大部分區(qū)域。

37、利用或根據(jù)本發(fā)明第三種技術(shù)方案所述的用于制作表面貼裝電磁元器件的線圈繞組可制作相應(yīng)的電感，其包括但不限于耦合電感。

38、第一種技術(shù)方案中的一種基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，一般包括但不限于以下步驟：

39、s1，選取一個有一定長度的基本為長條形的原料板，

40、s2，沿著原料板長度方向從前往后將原料板劃分若干單元片，沿著每一單元片長度方向從前往后依次劃分為第一彎折段、第二彎折段、第三彎折段、第四彎折段和第五彎折段，其中第一彎折段和第五彎折段長度基本相同，第二彎折段和第四彎折段長度基本相同。

41、s3，將第三彎折段固定，第一彎折段向上彎折使得第一彎折段與第二彎折段垂直，第五彎折段向上彎折使得第五彎折段與第四彎折段垂直。

42、s4，第二彎折段向上彎折使得第二彎折段與第三彎折段垂直；第四彎折段向上彎折使得第四彎折段與第三彎折段垂直。

43、一種優(yōu)選方案是還包括s5，彎折第一彎折段、第二彎折段、第三彎折段、第四彎折段、第五彎折段的過程中使用固定裝置導(dǎo)引彎折，使得第一彎折段、第二彎折段、第三彎折段、第四彎折段和第五彎折段中的至少第二彎折段、第三彎折段和第四彎折段的至少大部分的側(cè)面在彎折后基本對齊。

44、一種優(yōu)選方案是還包括s6，對基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的部分或全部表面電鍍。

45、一種優(yōu)選方案是所述原料板為沖壓一定厚度銅材而形成的銅片。

46、一種優(yōu)選方案是所述銅片的厚度基本在0.15毫米到2毫米之間。

47、另一種優(yōu)選方案是所述原料板為扁銅線。

48、第二、三種技術(shù)方案中的基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝基本類似于第一種技術(shù)方案中的一種基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝。

49、第一種技術(shù)方案中的絕緣結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，一般包括但不限于將絕緣漆或絕緣膠或其他絕緣材料經(jīng)噴涂、浸潤、或電泳工藝在上述基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上覆蓋形成，或是將絕緣材料在上述基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)周圍注塑成型而形成，或是將已包覆絕緣材料的基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)周圍再注塑的絕緣材料成型而形成，或是經(jīng)由多種工藝將相同或不同的絕緣材料覆蓋在上述基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上而形成。

50、第一種技術(shù)方案中的一種電磁元器件的線圈繞組的生產(chǎn)工藝，一般包括但不限于以下步驟：

51、s1,預(yù)先制作一個空腔比基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)略大但形狀基本相同的一穴或多穴注塑模具。

52、s2,將已經(jīng)彎折成型并且部分或全部表面電鍍的基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)布置安放并固定在注塑模具的空腔中，使得基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的除第一彎折段的部分的側(cè)面以及全部的底面以及第五彎折段的部分的側(cè)面以及全部的底面之外的所用部分都處于注塑模具的空腔中。

53、s3，將選定的絕緣材料熔化成液體。

54、s4，將熔化成液體的絕緣材料注入到注塑模具模腔中，使其充分填充模腔。

55、s5，冷卻模具使絕緣材料成型。

56、s6，開模、脫模并取出成型的線圈繞組。

57、一種優(yōu)選方案是選擇注塑模具模腔的尺寸以及將基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)安放并定位在注塑模具的模腔中使得注塑絕緣結(jié)構(gòu)的厚度至少基本均勻且基本包裹至少大部分的基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。

58、一種優(yōu)選方案是所述基本包裹至少大部分的基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的絕緣結(jié)構(gòu)的厚度基本在0.1毫米到1毫米之間。

59、一種優(yōu)選方案是基本為u型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的第一彎折段的全部的底面以及第五彎折段的全部的底面均不被絕緣結(jié)構(gòu)包裹。

60、一種優(yōu)選方案是所述絕緣材料為能承受一般smt回流焊爐的塑料材料。

61、第二、三種技術(shù)方案中的一種電磁元器件的線圈繞組的生產(chǎn)工藝，基本類似于第一種技術(shù)方案中的一種電磁元器件的線圈繞組的生產(chǎn)工藝。

62、綜合上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果：在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)折彎之后在其表面包裹了一層絕緣結(jié)構(gòu)，牢固并有效地建立了新型的耦合電感的線圈繞組之間的電氣絕緣，同時(shí)因?yàn)榻^緣結(jié)構(gòu)的厚度可以在注塑中得到很好的管控，線圈繞組之間的耦合系數(shù)也因此可以得到很好的控制。

63、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。