專利名稱：電感及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電感及其生產(chǎn)方法，特別是涉及一種用于消除在電子裝置中產(chǎn)生或進(jìn)入到電子裝置內(nèi)的噪聲的大電流電感及其生產(chǎn)方法。
隨著近年來的電子線路的集成度和所用頻率越來越高，從而對小型化的表面安裝電感的需求也與日俱增。
這種電感的一個例子是在日本專利特開平57-39521中所公開的多層電感。該多層電感是通過交替地疊放生鐵片與用作線圈的導(dǎo)電圖案，它把它們烘烤使其結(jié)合在一起，而制成包含串聯(lián)在一起的線圈導(dǎo)電圖案的多層部件。
還有一種傳統(tǒng)的線繞電感是通過在用于支承磁芯的襯底上形成電極，并把導(dǎo)線的端子連接到基片的電極上制成的。
但在生產(chǎn)多層電感的傳統(tǒng)方法中，需要多次重復(fù)印刷步驟，這使生產(chǎn)工藝變得復(fù)雜，生產(chǎn)成本增大。雖然線繞電感的結(jié)構(gòu)相對簡單，但在把導(dǎo)線繞在磁芯上、處理導(dǎo)線端子、把處理后的導(dǎo)線端子焊接到用于支承磁芯的基片的電極上等步驟難以實現(xiàn)自動化。因此，由于這些操作由人工進(jìn)行，從而增加生產(chǎn)線繞電阻的成本。
為了克服上述問題，在本發(fā)明的一個最佳實施例中提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高和低生產(chǎn)成本的電感以及生產(chǎn)這種改進(jìn)的電感的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例，所提供的電感中包括其中混合有磁粉的絕緣模制部件、嵌于該絕緣模制部件中的繞成線圈的金屬線以及分別固定于絕緣模制部件兩端并與所述金屬線圈的兩端電連接的金屬蓋，其中在絕緣模制部件的兩端面與金屬蓋之間留有空隙。絕緣模制部件最好由樹脂或橡膠等類似材料制成。
對于上述最佳實施例的這種結(jié)構(gòu)，金屬蓋用作為外部接線端，混合于絕緣模制部件內(nèi)的磁粉增加該絕緣模制部件的導(dǎo)磁性。該絕緣模制部件用作為在金屬線圈周圍產(chǎn)生的磁流的磁路。由于在該絕緣模制部件的兩端面與金屬蓋之間的空隙吸收了絕緣模制部件與金屬線圈之間的熱膨脹差別，從而可以減小金屬與金屬線圈之間焊接部位上的熱應(yīng)力。
在本發(fā)明的另一個最佳實施例中提供了一種生產(chǎn)電感的方法，該方法包括如下步驟通過把金屬線圈置于模子中，并往模子中注入混合著磁粉的絕緣材料，形成絕緣模制部件；把金屬蓋固定于該絕緣模制部件的兩端并與金屬蓋線圈的兩端接觸；把金屬蓋焊接到金屬線圈的兩端，并通過在焊接中產(chǎn)生的熱量在絕緣模制部件的兩端與金屬蓋之間形成空隙。
根據(jù)上述方法的最佳實施例，金屬蓋分別電連接到金屬線圈的兩個端子上，而絕緣部件的兩端頭被在焊接中產(chǎn)生的熱量所熔化、收縮，從而在絕緣模制部件的兩端面與金屬蓋之間分別形成空隙。
在本發(fā)明最佳實施例的電感中，在金屬蓋與絕緣部件之間留有空隙，從而可以吸收絕緣模制部件與金屬蓋之間熱膨脹的差別。
在本發(fā)明另一種最佳實施例的電感中，通過在焊接中產(chǎn)生的熱量使絕緣模制部件的兩端頭熔化、收縮并與金屬蓋相分離，從而形成金屬蓋與絕緣模制部件之間的空隙。
在本發(fā)明又一種最佳實施例的電感中，金屬線圈的兩端子從絕緣模制部件的兩端面伸出。
在下文參照附圖的實施例的說明中，本發(fā)明的其他目的，特點和優(yōu)點將變得更加清楚。
圖1為表示一根據(jù)本發(fā)明一個最佳實施例的電感結(jié)構(gòu)的部分剖面的主視圖；圖2為金屬線圈的主視圖，表現(xiàn)圖1所示電感的一個生產(chǎn)步驟；圖3為其中嵌有金屬線圈的絕緣部件的透視圖，表面在圖2所示的生產(chǎn)步驟之后執(zhí)行的另一個生產(chǎn)步驟；圖4為表示在圖3所示的絕緣模制部件上固定金屬蓋的一個生產(chǎn)步驟的解釋圖5為表示焊接金屬線圈與金屬蓋的生產(chǎn)步驟的解釋圖。
下面參照


根據(jù)本發(fā)明一個最佳實施例的電感及其生產(chǎn)方法。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明一個最佳實施例的電感。該電感21中包括金屬線圈22、在其中嵌有金屬線圈22的絕緣模制部件23、固定于絕緣模制部件23的兩端頭上的金屬蓋24。
金屬線圈22包括繞成螺線形的線圈部分22a、位于線圈部分22a的兩端子上的直線狀引出部分22b。該金屬線圈22由包含銀、鈀、鉑、金和銅這些金屬中的一種或多種組成的合金或金屬單質(zhì)構(gòu)成。
絕緣模制部件23的形狀最好基本上為長方體形，其橫截面為矩形。金屬線圈22的引出部分22b的端面分別從絕緣模制部件23的兩端面暴露出來。該絕緣模制部分23由混合著鐵磁粉或類似材料的樹脂(如環(huán)氧樹脂等人造樹脂)或橡膠(如硅膠等人造橡膠)等材料制成。這種材料在把電感21安裝于印刷電路板上的過程中，對焊接溫度和回流具有良好的耐熱性能。
把金屬蓋24最好模制成蓋子形狀，使得金屬蓋24可以固定于絕緣模制部件23的兩端頭上，并通過焊接或其他合適的方法分別把金屬蓋24分別電連接到金屬線圈22的兩端子上。在把金屬蓋24固定于絕緣模制部件23之前，最好把金屬蓋24的端頭制成尖頂狀，從而確保金屬蓋能固定于絕緣模制部件23上。金屬蓋24由鐵、銅、鎳和銀這幾種金屬中的一種或多種形成的金屬單質(zhì)或合金制成。在金屬蓋24與絕緣模制部件23的兩端面之間留有空隙25。
在該表面安裝的電感21中，金屬蓋24分別固定于絕緣模制部分23的兩端頭上，在該絕緣模制部件23中嵌有金屬線圈22，金屬蓋24分別與該金屬線圈22的兩端子電連接。因此，這種結(jié)構(gòu)十分簡單，并且減少了元件的數(shù)目。由于金屬蓋24與絕緣模制部件23的端面之間的空隙吸收了絕緣模制部件23與金屬線圈22之間的差別，從而即使使當(dāng)絕緣模制部件23膨脹時，也不會在金屬蓋24與金屬線圈22之間的焊接部位產(chǎn)生的熱應(yīng)力。這樣就顯著地提高了金屬蓋24與金屬線圈22之間的連接的可靠性。
現(xiàn)在參照圖2至圖5說明一種生產(chǎn)具有圖1中的結(jié)構(gòu)的電感21的方法。
首先，如圖2所示，直徑約為200μm的銀線繞成金屬線圈22。最好金屬線圈22的線圈部分的直徑D約為1.5mm，長度L1約為2.5mm，引出端部分22b的長度L2約為0.75mm。
接著，把金屬線圈22置于用聚苯乙烯制成的用于制作絕緣模制部分23的模子中，使得線圈軸基本與該模子的軸線相對齊。在這種情況下，如果該模子具有一個讓金屬線圈22的引出端部分22b插入其中的定位孔，則可以較容易地使金屬線圈22在該模子內(nèi)定位。
把人造樹脂混合物注入內(nèi)置金屬線圈22的模子中，該人造樹脂中主要由聚乙烯對酞酸分散劑和Ni-Cu-Zn鐵氧體按35∶5∶60的比率混合而成。在該混合物固化后把模子除去，這樣就獲得如圖3所示的基本上為長方形的模塊的絕緣模制部件23。在本最佳實施例中，該絕緣模制部件23的尺寸是長為4.5mm、寬為2.5mm、高為2.5mm。
此后，用薄銅片制成蓋狀的金屬蓋24，并固定于絕緣模部件23的兩端，使該金屬蓋24與金屬線圈22的兩端相接觸，如圖4的箭頭A所示，在這種情況中，把金屬蓋24的尺寸做得比絕緣模制部件23的尺寸小許多，通過利用絕緣模制部件23的彈性，從而使金屬蓋24更好地固定于絕緣模制部件23上。在這種狀態(tài)下，電源26連接到金屬蓋24上，電流通過金屬線圈22，如圖5所示。因此，金屬線圈22和金屬蓋24之間的連接部位產(chǎn)生焦耳熱并熔化，使得金屬蓋24焊接到金屬線圈22的兩端。在該焊接過程中產(chǎn)生的熱也把絕緣模制部件23的兩端熔化，使得絕緣模制部件的端頭收縮并與金屬蓋24表面脫離(例如與金屬蓋的間距約為200μm)，從而分別在金屬蓋24與絕緣膜制部件23的兩端之間形成空隙25。
接著，在金屬蓋24上鍍上用于提高可焊性和抗氧化性的金屬膜，這樣就獲得其有如圖1所示結(jié)構(gòu)的電感21。
在這些工藝過程中，通過利用模子可以簡單而有效地制成內(nèi)嵌有金屬線圈22的絕緣模制部件23。使連接到金屬蓋24的電源26所提供的電流通過金屬蓋24，則在金屬線圈22與金屬蓋24之間的連接部位產(chǎn)生焦耳熱并熔化，使得金屬蓋24焊接到金屬線圈22的兩端上。絕緣模制部件23的兩端也熔化并收縮，從而在金屬蓋24與絕緣模制部件23的兩端面之間產(chǎn)生空隙2 。這制造過程能夠提高生產(chǎn)電感21的效率。
在上文中根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例對本發(fā)明作了描述，但本發(fā)明不只限于該公開的最佳實施例。相反地，本發(fā)明包括本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種變化和等同的次序調(diào)整。
例如，絕緣模制部件除了基本為矩形外也可以是基本為圓形或其他形狀。另外，絕緣模制部件也可以由有機(jī)材料制成，這樣在焊接過程中，該絕緣模制部件的端頭會燒去一部分，從而在金屬蓋與絕緣模制部分兩端面之間形成空隙。對金屬蓋可以先鍍金屬膜再焊接到金屬線圈上。
如上文所述，根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例，金屬線圈是嵌于絕緣模制部件內(nèi)的，作為電極的金屬蓋固定于絕緣模制部件的兩端，使得金屬蓋與金屬線圈的兩端電連接。因此，這樣就可獲得一種能夠進(jìn)行大批量產(chǎn)生，結(jié)構(gòu)簡單，包含零件少的表面安裝電感。由于形成于金屬蓋與絕緣模制部件兩端面之間的空隙吸收了絕緣模制部件與金屬線圈之間熱膨脹的差別，從而減小金屬蓋與金屬線圈之間的焊接部位中的熱應(yīng)力，這樣只以較低成本就可得到性能可靠的電感。
另外，根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例，由于在把金屬線圈嵌入絕緣模制部件內(nèi)的步驟中，用模子來形成絕緣模制部件，則該電感可以做得尺寸精確且體積小、從而可易于增加集成度。另外，由于金屬蓋是通過焊接的方式電連接到金屬線圈的兩端的，則在焊接中產(chǎn)生的熱量使絕緣模制部件的兩端面發(fā)生熔化、吸縮并與金屬蓋表面脫離。從而在絕緣模制部件的兩端面與金屬蓋之間形成空隙。這樣可以簡單而有效地生產(chǎn)電感。
權(quán)利要求
1.一種電感，其中包括如下部件一個其中混合著磁粉的絕緣模制部件；一個內(nèi)嵌于所述絕緣模制部件中的金屬線圈；固定于所述絕緣模制部件兩端頭上的金屬蓋；其特征在于，所述金屬蓋電連接到所述金屬線圈的兩端，并在所述絕緣模制部件的兩端面與所述金屬蓋之間的形成空隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感，其特征在于，所述絕緣模制部件至少由樹脂材料或橡膠材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感，其特征在于，所述空隙位于所述絕緣模制部件的兩端面與所述金屬蓋之間，使得所述絕緣模制部件與所述金屬蓋之間的熱膨脹的差別可以被該空隙所吸收。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感，其特征在于，位于所述絕緣模制部件的兩端面與所述金屬蓋之間的所述空隙是通過在焊接中產(chǎn)生的熱量使絕緣模制部分融化、收縮，并且使所述絕緣模制部件的端面與所述金屬蓋相脫離形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感，其特征在于，所述金屬線圈的兩端從所述絕緣模制部件的端面伸出來。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感，其特征在于，每個所述金屬蓋包括上部分、下部分和側(cè)面部分，所述側(cè)面部分把所述上部分和下部分連接起來。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電感，其特征在于，每個所述金屬蓋的所述上部分和下部分與所述絕緣模制部件相接觸，而每個所述金屬蓋的所述側(cè)面部分與所述絕緣模制部分相分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電感，其特征在于，所述金屬線圈的兩端分別從所述絕緣模制部件的兩端面伸出來，并且與所述金屬蓋的側(cè)面部分電連接和物理連接。
9.一種電感，其中包括如下部件一個絕緣模制部件；一個內(nèi)嵌于所述絕緣模制部件中的金屬線圈；置于所述絕緣模制部件的相對端面上的金屬電極；其特征在于，所述金屬電極電連接到所述金屬線圈的兩端，并且所述絕緣模制部件的所述相對端面與所述金屬電極相分離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電感，其特征在于，所述絕緣模制部件中混合著磁粉。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電感，其特征在于，所述金屬電極由金屬蓋構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電感，其特征在于，所述絕緣模制部件至少由樹脂材料或橡膠材料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電感，其特征在于，在所述絕緣模制部件的兩端面與所述金屬蓋之間形成空隙，使得所述絕緣模制部件與所述金屬蓋之間的熱膨脹的差別可以被該空隙所吸收。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電感，其特征在于，位于所述絕緣模制部件的兩端面與所述金屬蓋之間的所述空隙是通過在焊接中產(chǎn)生的熱量使絕緣模制部分融化、收縮，并且使所述絕緣模制部件的端面與所述金屬蓋相脫離形成的。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電感，其特征在于，所述金屬線圈的兩端從所述絕緣模制部件的相對端面伸出來。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電感，其特征在于，每個所述金屬電極包括上部分、下部分和側(cè)面部分，所述側(cè)面部分把所述上部分和下部分連接起來。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電感，其特征在于，每個所述金屬電極的所述上部分和下部分與所述絕緣模制部件相接觸，而每個所述金屬電極的所述側(cè)面部分與所述絕緣模制部分相分離。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電感，其特征在于，所述金屬線圈的兩端分別從所述絕緣模制部件的兩端面伸出來，并且與所述金屬電極的側(cè)面部分電連接和物理連接。
19.一種生產(chǎn)電感的方法，其特征在于，其中包括如下步驟把金屬線圈置于一個模子中，并把混合著磁粉的絕緣材料注入到所述模子中以形成絕緣模制部件；把金屬蓋固定于所述絕緣模制部件的兩端并使所述金屬蓋與所述金屬線圈的兩端相接觸；把所述金屬蓋焊接到所述金屬線圈的兩端，并利用在焊接中產(chǎn)生的熱量，在所述絕緣模制部件的兩端面與所述金屬蓋表面之間形成空隙。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，形成于所述金屬蓋與所述絕緣模制部件之間的空隙是通過利用在焊接中產(chǎn)生的熱量，使所述絕緣模制部件及其兩端面熔化、收縮并與所述金屬蓋脫離形成的。
全文摘要
一種電感中包括:一個金屬線圈、一個由嵌著該金屬線圈的絕緣模制部件、以及固定于該絕緣模制部件兩端的金屬蓋。該金屬蓋焊接于金屬線圈的兩端。在金屬蓋與絕緣模制部件的兩端面之間分別形成空隙。該絕緣模制部件可以用樹脂或橡膠制成。
文檔編號H01F27/02GK1215900SQ9812044
公開日1999年5月5日 申請日期1998年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月24日
發(fā)明者鹿間隆, 杉谷昌美, 山本高弘, 大島序人 申請人:株式會社村田制作所