一種大電流功率電感及其制作方法
【專利摘要】一種大電流功率電感，包括軟磁磁帽磁芯、軟磁棒狀磁芯、間隔層和導體，所述軟磁磁帽磁芯內部有一截面為特定形狀的凹槽，所述軟磁棒狀磁芯有一截面與所述軟磁磁帽磁芯的凹槽截面為相似形，從而所述軟磁棒狀磁芯可適配地裝入所述凹槽，在所述軟磁棒狀磁芯包覆有間隔層，所述間隔層為非磁性材料，所述間隔層使得所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯組裝時不直接接觸，所述導體置于所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯之間并形成電極，所述軟磁磁帽磁芯、所述軟磁棒狀磁芯、所述間隔層和所述導體相互之間采用粘結膠水粘結固定。還公開了一種相應的大電流功率電感制作方法。本發(fā)明提供了一種可高自動化生產、高性能的組裝式大電流電感。
【專利說明】
一種大電流功率電感及其制作方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種磁性電子元器件，特別是涉及一種大電流功率電感及其制作方法。
【背景技術】
[0002]隨著半導體技術的發(fā)展，單個CPU的工作電流50A以上。對于給PC供電的DC-DC電路而言，就要求其周邊的功率電感的工作電流也隨之增大。同時由于高能效的要求，電感的電阻值也要求越來越小，以減小電流產生的熱量。同時為了器件的小型化，電感的工作頻率也隨之提升，目前主流頻率在500KHz?1MHz，常見感值范圍為50nH?680nH，目前現有的應用與該電路的大電流功率電感值常采用以下兩種主流模式:
[0003]—是采用整體磁芯模式。將FT磁芯或BDS磁芯進行精密氣隙切割，繞后將導電繞組穿入形成大電流功率電感。
[0004]二是采用粘接磁芯。目前通常是Cl磁芯或EI磁芯。在C磁芯和I磁芯，或E磁芯和I磁芯之間采用高尺寸精度的墊片加粘結膠水或含有高強度、高尺寸精度的球形顆粒粘結膠水進行粘結。然后在Cl磁芯組合間隙中引入導電繞組形成大電流功率電感。
[0005]目前這兩種制作工藝都存在較大的技術難點:
[0006]對于整體磁芯方案而言，主要有三個技術難點:(I)整體磁芯的通孔在壓制成型時，模具易損傷，使用壽命短；(2)通孔尺寸受限制，對于尺寸小于0.2mm時，很難進行壓制；
(3)精密氣隙在切割時，工藝窗口窄，生產合格率低；
[0007]對于粘結磁芯方案而言，主要的技術難點在于粘結膠水固化時，需對結合界面施加較大預緊力。一般高溫膠水的固化時間通常在30min?120min，
[0008]在固化期間長時間施加預緊力，一般只能半自動化進行，自動化程度難以提高。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的主要目的在于克服現有技術的不足，提供大電流功率電感及其制作方法，避免現有技術的難點，能夠實現電感高自動化程度的生產，并且提高電感的品質和制作良率。
[0010]為實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0011]—種大電流功率電感，包括軟磁磁帽磁芯、軟磁棒狀磁芯、間隔層和導體，所述軟磁磁帽磁芯內部有一截面為特定形狀的凹槽，所述軟磁棒狀磁芯有一截面與所述軟磁磁帽磁芯的凹槽截面為相似形，從而所述軟磁棒狀磁芯可適配地裝入所述凹槽，在所述軟磁棒狀磁芯包覆有間隔層，所述間隔層為非磁性材料，所述間隔層使得所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯組裝時不直接接觸，所述導體置于所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯之間并形成電極，所述軟磁磁帽磁芯、所述軟磁棒狀磁芯、所述間隔層和所述導體相互之間采用粘結膠水粘結固定。
[0012]進一步地:
[0013]所述導體置于所述軟磁磁帽磁芯和所述間隔層之間，或者置于所述間隔層和所述軟磁棒狀磁芯之間。
[0014]所述特定形狀為等腰梯形。
[0015]所述軟磁棒狀磁芯的所述截面與所述軟磁磁帽磁芯的凹槽截面的高度差值在
0.1mm以上。
[0016]所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯之間存在均勻的間隙。
[0017]所述凹槽的兩端具有遮蓋所述軟磁棒狀磁芯的端壁，所述端壁靠近凹槽上緣的位置開設槽缺口，所述軟磁棒狀磁芯上開設有用于使所述導體嵌入的安裝槽，所述導體設置于所述安裝槽中且所述導體的兩端從所述槽缺口引出并形成暴露的電極。
[0018]所述凹槽為兩端開放的通槽，所述軟磁棒狀磁芯的兩端從所述凹槽露出，所述導體從所述凹槽內彎折延伸到所述軟磁棒狀磁芯的兩端并進一步彎折到所述軟磁棒狀磁芯靠近所述凹槽開口的外表面上，形成暴露的電極。
[0019]所述導體為扁平銅線、沖壓銅帶或單層多股圓銅線。
[0020]所述間隔層的形狀為卷帶狀、線狀、片狀或分散的點狀物。
[0021]—種制作所述的大電流功率電感的制作方法，包括:將包覆有所述間隔層的所述軟磁棒狀磁芯適配地裝入所述軟磁磁帽磁芯的所述凹槽中，其中所述間隔層使得所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯組裝時不直接接觸，所述導體置于所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯之間并形成電極，采用粘結膠水將所述軟磁磁帽磁芯、所述軟磁棒狀磁芯、所述間隔層和所述導體相互之間粘結固定。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]采用本發(fā)明的技術方案有如下優(yōu)勢:
[0024](I)使磁芯的加工生產精度要求大大降低，所需要的磁芯尺寸精度目前大都磁芯廠家均能批量穩(wěn)定生產；
[0025](2)兩個軟磁磁芯之間的間隙大小可通過管控間隔層的厚度進行保證，在組裝過程中三者是緊密組裝在一起，在后續(xù)的粘結膠水固化過程中無需施加預緊力；
[0026](3)電感量的調整和拓展簡單，只需調整間隔層的厚度；
[0027](4)可以實現全自動化批量生產，產品質量穩(wěn)定性高。
[0028]本發(fā)明提供的大電流功率電感及其制作方法，能夠避免現有技術的難點，實現電感高自動化程度的生產，并且提高電感的品質和制作良率。尤其是提供了一種可高自動化生產、高性能的組裝式大電流電感。
【附圖說明】
[0029]圖1a和圖1b分別為本發(fā)明大電流功率電感一種實施例的爆炸示意圖和組裝圖。
[0030]圖2a至圖2d為不同導體位置及形狀的截面示意圖；
[0031 ]圖3a和圖3b是兩種實施例的軟磁磁帽磁芯的結構示意圖；
[0032]圖4為一種實施例的的軟磁棒狀磁芯的結構不意圖；
[0033]圖5a和圖5b是對應于圖3b和圖3a的兩種實施例的導體結構示意圖；
[0034]圖6a至圖6d是大電流功率電感實施例的4種成品效果圖。
【具體實施方式】
[0035]以下對本發(fā)明的實施方式作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。
[0036]參閱圖1&至圖6(1，在一種實施例中，一種大電流功率電感，包括軟磁磁帽磁心1、軟磁棒狀磁芯4、間隔層2和導體3，所述軟磁磁帽磁芯I內部有一截面為特定形狀的凹槽，所述軟磁棒狀磁芯4有一截面與所述軟磁磁帽磁芯I的凹槽截面為相似形，從而所述軟磁棒狀磁芯4可適配地裝入所述凹槽，在所述軟磁棒狀磁芯4包覆有間隔層2，所述間隔層2為非磁性材料，所述間隔層2使得所述軟磁磁帽磁芯I和所述軟磁棒狀磁芯4組裝時不直接接觸，所述導體3置于所述軟磁磁帽磁芯I和所述軟磁棒狀磁芯4之間并形成電極，所述軟磁磁帽磁芯
1、所述軟磁棒狀磁芯4、所述間隔層2和所述導體3相互之間采用粘結膠水粘結固定。間隔層的磁導率優(yōu)選接近真空磁導率。該大電流電感作為一種組裝式電感，其電感值可以通過調節(jié)間隔層2的厚度進行。
[0037]在一些實施例中，所述導體3可置于所述軟磁磁帽磁芯I和所述間隔層2之間。在另一些實施例中，所述導體3可置于所述間隔層2和所述軟磁棒狀磁芯4之間。
[0038]在優(yōu)選的實施例中，所述特定形狀為等腰梯形。
[0039]軟磁棒狀磁芯4的等腰梯形截面上底尺寸大于等于軟磁磁帽磁芯I的等腰梯形截面的上底尺寸。
[0040]在優(yōu)選的實施例中，所述軟磁棒狀磁芯4的所述截面與所述軟磁磁帽磁芯I的凹槽截面的高度差值在0.1mm以上。
[0041 ]在優(yōu)選的實施例中，所述軟磁磁帽磁芯I和所述軟磁棒狀磁芯4之間存在均勻的間隙。
[0042]參見圖la、圖lb、圖3a、圖5b和圖6a，在一種具體的優(yōu)選實施例中，所述凹槽的兩端具有遮蓋所述軟磁棒狀磁芯4的端壁，所述端壁靠近凹槽上緣的位置開設槽缺口，所述軟磁棒狀磁芯4上開設有用于使所述導體3嵌入的安裝槽，所述導體3設置于所述安裝槽中且所述導體3的兩端從所述槽缺口引出并形成暴露的電極。
[0043]參見圖3b、圖5a和圖6b，在另一種具體的優(yōu)選實施例中，所述凹槽為兩端開放的通槽，所述軟磁棒狀磁芯的兩端從所述凹槽露出，所述導體從所述凹槽內彎折延伸到所述軟磁棒狀磁芯的兩端并進一步彎折到所述軟磁棒狀磁芯靠近所述凹槽開口的外表面上，形成暴露的電極。
[0044]在不同的實施例中，所述導體可以為扁平銅線、沖壓銅帶或單層多股圓銅線。
[0045]在不同的實施例中，所述間隔層的形狀可以為卷帶狀、線狀、片狀或分散的點狀物。
[0046]粘結膠水優(yōu)選環(huán)氧樹脂類或高溫雙組份膠水。
[0047]參閱圖1a至圖6d，在另一種實施例中，一種制作所述的大電流功率電感的制作方法，包括:將包覆有所述間隔層的所述軟磁棒狀磁芯適配地裝入所述軟磁磁帽磁芯的所述凹槽中，其中所述間隔層使得所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯組裝時不直接接觸，所述導體置于所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯之間并形成電極，采用粘結膠水將所述軟磁磁帽磁芯、所述軟磁棒狀磁芯、所述間隔層和所述導體相互之間粘結固定。
[0048]制作例
[0049]實例1(單顆電感)
[0050](I)將沖壓成特定形狀的銅帶裝入軟磁磁帽磁芯凹槽中；
[0051](2)在凹槽內點入低粘度環(huán)氧樹脂膠水；
[0052 ] (3)將間隔層包覆在軟磁棒狀磁芯上；
[0053](4)將包覆有間隔層的軟磁棒狀磁芯壓入凹槽內；
[0054](5)組裝體放入網帶爐或烤箱進行固化，固化后得到最終成品。
[0055]實例2(電感排)
[0056](I)將沖壓成特定形狀的銅帶裝入軟磁磁帽磁芯的各個凹槽中；
[0057](2)在各個凹槽內點入低粘度環(huán)氧樹脂膠水；
[0058](3)將間隔層包覆在軟磁棒狀磁芯上；
[0059](4)將包覆有間隔層的軟磁棒狀磁芯壓入各個凹槽內；
[0060](5)組裝體放入網帶爐或烤箱進行固化，固化后得到最終成品。
[0061 ]圖6a至圖6d示出了大電流功率電感的4種實例成品效果圖。
[0062]以上內容是結合具體/優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種大電流功率電感，其特征在于，包括軟磁磁帽磁芯、軟磁棒狀磁芯、間隔層和導體，所述軟磁磁帽磁芯內部有一截面為特定形狀的凹槽，所述軟磁棒狀磁芯有一截面與所述軟磁磁帽磁芯的凹槽截面為相似形，從而所述軟磁棒狀磁芯可適配地裝入所述凹槽，在所述軟磁棒狀磁芯包覆有間隔層，所述間隔層為非磁性材料，所述間隔層使得所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯組裝時不直接接觸，所述導體置于所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯之間并形成電極，所述軟磁磁帽磁芯、所述軟磁棒狀磁芯、所述間隔層和所述導體相互之間采用粘結膠水粘結固定。2.如權利要求1所述的大電流功率電感，其特征在于，所述導體置于所述軟磁磁帽磁芯和所述間隔層之間，或者置于所述間隔層和所述軟磁棒狀磁芯之間。3.如權利要求1所述的大電流功率電感，其特征在于，所述特定形狀為等腰梯形。4.如權利要求1所述的大電流功率電感，其特征在于，所述軟磁棒狀磁芯的所述截面與所述軟磁磁帽磁芯的凹槽截面的高度差值在0.1mm以上。5.如權利要求1所述的大電流功率電感，其特征在于，所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯之間存在均勻的間隙。6.如權利要求1至5任一項所述的大電流功率電感，其特征在于，所述凹槽的兩端具有遮蓋所述軟磁棒狀磁芯的端壁，所述端壁靠近凹槽上緣的位置開設槽缺口，所述軟磁棒狀磁芯上開設有用于使所述導體嵌入的安裝槽，所述導體設置于所述安裝槽中且所述導體的兩端從所述槽缺口引出并形成暴露的電極。7.如權利要求1至5任一項所述的大電流功率電感，其特征在于，所述凹槽為兩端開放的通槽，所述軟磁棒狀磁芯的兩端從所述凹槽露出，所述導體從所述凹槽內彎折延伸到所述軟磁棒狀磁芯的兩端并進一步彎折到所述軟磁棒狀磁芯靠近所述凹槽開口的外表面上，形成暴露的電極。8.如權利要求1至7任一項所述的大電流功率電感，其特征在于，所述導體為扁平銅線、沖壓銅帶或單層多股圓銅線。9.如權利要求1至8任一項所述的大電流功率電感，其特征在于，所述間隔層的形狀為卷帶狀、線狀、片狀或分散的點狀物。10.—種制作如權利要求1至9任一項所述的大電流功率電感的制作方法，其特征在于，包括:將包覆有所述間隔層的所述軟磁棒狀磁芯適配地裝入所述軟磁磁帽磁芯的所述凹槽中，其中所述間隔層使得所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯組裝時不直接接觸，所述導體置于所述軟磁磁帽磁芯和所述軟磁棒狀磁芯之間并形成電極，采用粘結膠水將所述軟磁磁帽磁芯、所述軟磁棒狀磁芯、所述間隔層和所述導體相互之間粘結固定。
【文檔編號】H01F27/24GK105914008SQ201610235886
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】何海根, 劉燕, 李緒輝, 王永杰
【申請人】深圳順絡電子股份有限公司