电感器及电感器制作方法与流程

1.本发明涉及一种电感器及电感器制作方法，尤其涉及一种一体成型式电感器及其制作方法。


背景技术：

2.一体成型式电感器是将线圈埋于压缩、硬化后的软磁复合材料中来产生电性。电感器本体内部线圈两端以点焊的方式连接于导线架，而露出于本体外部的导线架可作焊接于印刷电路板的电极。
3.当电感器尺寸缩小时，若导线架与线圈点焊的位置太接近线圈本体，点焊时，点焊机的焊头容易碰触到线圈本体，使得线圈绝缘层被破坏，导致电感器短路。为了避免上述问题发生，只能缩小线圈设计的空间，降低电感器的电气规格(电阻值提高、重叠电流降低)。


技术实现要素：

4.鉴于先前技术中的问题，本发明的一目的在于提供一种电感器制程，其线圈的引线具有u形弯折部，可有效避免点焊时，焊头触碰到线圈本体，而且可以增加线圈设计空间。
5.根据本发明的一方面，本发明提供一种电感器，包含：
6.线圈，该线圈包含线圈本体及自该线圈本体突出的第一引线，该第一引线具有一u形弯折部；
7.第一导线架，该第一引线电性固定至该第一导线架上；以及
8.壳体，该壳体包覆该线圈并露出该第一导线架。
9.作为可选的技术方案，该线圈本体具有一螺旋轴，该第一引线整体于平行于该螺旋轴的方向上位于该线圈本体的单一侧。
10.作为可选的技术方案，该线圈本体具有一螺旋轴，该第一引线具有线圈连接部及线架连接部，该第一引线以该线圈连接部连接该线圈本体，该第一引线以该线架连接部连接该第一导线架，该线圈连接部及该线架连接部于平行于该螺旋轴的方向上位于该线圈本体的同一侧或位于该线圈本体的相对两侧。
11.作为可选的技术方案，该线圈本体具有一螺旋轴，该第一引线连接该第一导线架的部分于平行于该螺旋轴的方向上与该线圈本体重叠。
12.作为可选的技术方案，该壳体包含磁性材料且穿过该线圈。
13.作为可选的技术方案，该线圈包含自该线圈本体突出的第二引线，该电感器还包含第二导线架，该第二引线电性固定至该第二导线架上，该壳体露出该第二导线架，该第一导线架及该第二导线架结构上实质平行。
14.本发明的另一目的在于提供一种电感器制作方法，其于电性固定线圈的引线后，再弯折引线以使线圈的本体移至预定位置，以便于后续形成壳体包覆之。
15.根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种电感器制作方法，包含下列步骤：
16.(a)提供一线圈，该线圈包含线圈本体及自该线圈本体突出的第一引线；
17.(b)提供第一导线架；
18.(c)将该第一引线电性固定于该第一导线架上；
19.(d)弯折该第一引线以使该第一引线形成一u形弯折部且使该线圈本体靠近该第一引线连接该第一导线架的部分；以及
20.(e)形成一壳体以包覆该线圈并露出该第一导线架。
21.作为可选的技术方案，该线圈本体具有一螺旋轴，于步骤(d)中，弯折该第一引线使该第一引线整体于平行于该螺旋轴的方向上位于该线圈本体的单一侧。
22.作为可选的技术方案，该线圈本体具有一螺旋轴，该第一引线具有线圈连接部及线架连接部，该第一引线以该线圈连接部连接该线圈本体，于步骤(c)中，该第一引线以该线架连接部电性固定于该第一导线架上，以及于步骤(d)中，弯折该第一引线使该线圈连接部及该线架连接部于平行于该螺旋轴的方向上位于该线圈本体的同一侧或位于该线圈本体的相对两侧。
23.作为可选的技术方案，该线圈本体具有一螺旋轴，于步骤(d)中，弯折该第一引线使该第一引线连接该第一导线架的部分于平行于该螺旋轴的方向上与该线圈本体重叠。
24.作为可选的技术方案，于步骤(b)中，该第一导线架连接至一料带，步骤(e)由下列步骤实施：
25.提供一模具，该模具形成模穴并包含第一模板、相对于该第一模板活动设置的第二模板、滑动设置于该第一模板上的第一冲块及相对于该第一冲块滑动设置于该第二模板上的第二冲块；
26.使该第一导线架及该线圈对应该模穴设置，并使该料带夹置于该第一模板及该第二模板之间；
27.对该模穴填充软磁复合材料；
28.使该第一冲块及该第二冲块相互靠近以压实该模穴内的软磁复合材料；
29.使该第一冲块及该第二冲块一起相对于该第一模板及该第二模板滑动，以将该第一导线架与该料带分开；以及
30.使该压实的软磁复合材料热固化。
31.综上所述，本发明中线圈的引线(第一引线及第二引线)具有u形弯折部，如此可在将引线(第一引线及第二引线)固定于导线架(第一导线架及第二导线架)的过程中有效避免点焊时的焊头触碰到线圈本体，有利于避免损伤线圈本体(例如避免点焊机的电极碰触到线圈本体)，而且可以增加固定操作的工作空间及线圈设计空间。
32.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
33.图1为第一实施例的电感器的示意图；
34.图2为图1中电感器其壳体未显示时的示意图；
35.图3为图2中电感器部分构件的分解图；
36.图4为图2中线圈与第一导线架连接的侧视示意图；
37.图5为图3中线圈的仰视图；
38.图6为另一实施例的线圈与第一导线架连接的侧视示意图；
39.图7为第二实施例的电感器的示意图；
40.图8为图7中电感器其壳体未显示时的示意图；
41.图9为图8中电感器部分构件的分解图；
42.图10为第三实施例的电感器制作方法的流程图；
43.图11为根据该电感器制作方法所提供的线圈的示意图；
44.图12为根据该电感器制作方法所提供的第一导线架及第二导线架的示意图；
45.图13为根据该电感器制作方法将线圈电性固定至第一导线架及第二导线架上后的示意图；
46.图14为根据该电感器制作方法弯折线圈的第一引线及第二引线后的示意图；
47.图15为根据该电感器制作方法形成壳体以包覆线圈后的示意图；
48.图16为根据该电感器制作方法去除料带后以完成电感器的示意图；
49.图17为根据一实施例该电感器制作方法使用模具成形壳体的流程图；
50.图18为该电感器制作方法使用的模具的示意图；
51.图19为根据该电感器制作方法将图14所示的电感器半成品置入模具后的示意图；
52.图20为根据该电感器制作方法于对该模具的模穴填充软磁复合材料后的示意图；
53.图21为根据该电感器制作方法压实该模穴内的软磁复合材料后的示意图；
54.图22为根据该电感器制作方法将第一导线架及第二导线架与料带分开后的示意图；
55.图23为另一实施例弯折线圈的侧视示意图。
具体实施方式
56.请参阅图1至图4。第一实施例的电感器1包含线圈12、第一导线架14、第二导线架16及壳体18。线圈12包含线圈本体122(以圆管状表示于图中，以简化图面)、自线圈本体122突出的第一引线124及自线圈本体122突出的第二引线126。于实际操作中，线圈12可以是由一条绝缘的导线(例如漆包线)卷绕而成，导线的两端作为第一引线124及第二引线126。第一引线124固定至第一导线架14上，第二引线126固定至第二导线架16上。壳体18包覆线圈12、部分的第一导线架14、及部分的第二导线架16。第一导线架14露出于壳体18的第一表面14a及第二导线架16露出于壳体18的第二表面16a即可作为电感器1的接点。
57.于第一实施例中，第一引线124依序具有线圈连接部1242、u形弯折部1244及线架连接部1246(u形弯折部1244的两端分别连接线圈连接部1242和线架连接部1246)。第一引线124以线圈连接部1242连接至线圈本体122，第一引线124以线架连接部1246连接至第一导线架14。于第一引线124的线轴方向上，u形弯折部1244可拉开线圈连接部1242与线架连接部1246之间的距离。藉此，于电性固定线架连接部1246至第一导线架14时(例如去除线架连接部1246的绝缘外层并点焊至第一导线架14上)，第一引线124中作为u形弯折部1244的一部分可先保持平直，以使线圈本体122相对远离线架连接部1246(如图4中虚线所示的配置，其中，图4中的虚线框为u形弯折部1244保持平直状态时的线圈本体122)，方便实施点焊。
58.此外，于第一实施例中，线圈本体122具有一螺旋轴122a(以虚线表示于图中)。第一引线124整体于平行于螺旋轴122a的方向上(或称沿螺旋轴122a的方向上，下同)位于线
圈本体122的单一侧。从另一角度而言，线圈连接部1242及线架连接部1246于平行于螺旋轴122a的方向上位于线圈本体122的同一侧；例如于图4的视角中，线圈连接部1242及线架连接部1246位于线圈本体122的下侧。又，请一并参阅图5。第一引线124连接第一导线架14的部分(即线架连接部1246)于平行于螺旋轴122a(以十字标记于图5中)的方向上与线圈122部分或完全重叠。换句话说，第一引线124连接第一导线架14的部分(即线架连接部1246)沿平行于螺旋轴122a的方向的投影部分或完全重叠于线圈122沿平行于螺旋轴122a的方向的投影。此结构配置有利于小尺寸电感器的制作。但实际操作中不以此为限。
59.此外，于第一实施例中，第二引线126与第一引线124结构实质上相同，亦具有线圈连接部、u形弯折部及线架连接部，故关于第二引线126的说明，可直接参阅第一引线124的相关说明，不另赘述。
60.于第一实施例中，壳体18紧密地贴附线圈12，例如但不限于通过粉末热固化的方式形成。壳体18沿螺旋轴122a穿过线圈12。当壳体18具有磁性时(例如使用磁性材料的粉末热固化形成)，壳体18亦作为线圈12的磁芯。于实际操作中，壳体18可以组合结构制作，此组合结构亦可包含一磁性材料(例如磁铁)，沿螺旋轴122a穿过线圈12以作为线圈12的磁芯。
61.另外，于第一实施例中，第一引线124所在的平面与线圈12的螺旋轴122a平行，但实际操作中不此为限。例如，第一引线124所在的平面与螺旋轴122a不平行(例如歪斜或垂直)，此结构配置可使线圈12整体于平行螺旋轴122a的方向上的长度缩短。又，于电感器1中，线圈连接部1242及线架连接部1246位于线圈本体122的同侧，但实际操作中不以此为限。如图6所示，本发明另一实施例的线圈12'与前述线圈12结构相似，线圈12'原则上沿用线圈12的元件符号，关于线圈12'的其他说明，请直接参阅线圈12的相关说明，不另赘述。线圈12'与线圈12不同之处主要在于，于线圈12'中，第一引线124'的线圈连接部1242及线架连接部1246于平行于螺旋轴122a的方向上位于线圈本体122的相对两侧，u形弯折部1244'则于该方向上横跨线圈本体122。此结构配置亦可使线圈12'整体于平行于螺旋轴122a的方向上的长度比线圈12整体的长度更短，且线圈12'的u形弯折部1244'比线圈12的u形弯折部1244长度更长(此更方便将线圈12'的第一引线124'固定至第一导线架14上)。
62.请参阅图7至图9。本发明第二实施例的电感器3与前述电感器1结构相似，电感器3原则上沿用电感器1的元件符号，关于电感器3的其他说明，请直接参阅电感器1的相关说明，不另赘述。电感器3与电感器1不同之处主要在于，电感器3的第一导线架14'及第二导线架16'呈长条板状，两者结构上平行，无需弯折，于其壳体18'形成后，即可作为电感器3的接点。此结构配置可使电感器3整体于平行螺旋轴122a的方向上的长度(或谓电感器3的高度)比电感器1整体的长度进一步缩短。
63.请参阅图10，其显示本发明第三实施例的电感器制作方法。为简化说明，以制作电感器3为例说明；但于实际操作中，电感器3不限于以此电感器制作方法制作。如图10中步骤s100所示，该电感器制作方法提供一线圈12a，如图11所示。其中，线圈13包含线圈本体123、自线圈本体123突出的第一引线125及自线圈本体122突出的第二引线127。第一引线125具有线圈连接部1252、线架连接部1256及位于线圈连接部1252与线架连接部1256之间的中间部1254。第一引线125以线圈连接部1252连接至线圈本体123。线架连接部1256位于第一引线125的末端段，但实际操作中不以此为限。第二引线127与第一引线125结构实质上相同，亦具有线圈连接部、线架连接部及中间部，不另赘述。
64.如图10中步骤s102所示，该电感器制作方法提供第一导线架14'及第二导线架16'，如图12所示。其中，第一导线架14'及第二导线架16'的两端均接连接至料带20上，如此可便于电感器3半成品于制程中定位。
65.如图10中步骤s104所示，该电感器制作方法将第一引线125电性固定于第一导线架14'上，且将第二引线127电性固定于第二导线架16'上，如图13所示。其中，第一引线125以线架连接部1256电性固定于第一导线架14'上；第二引线127亦同，不另赘述。第一引线125与第一导线架14'及第二引线127与第二导线架16'之间的电性固定可通过点焊实现，但实际操作中不以此为限。另外，原则上，于前述的固定过程中，使线圈本体123脱离第一引线125及第二引线127的线架连接部上方的空间s1(以虚线方块示意于图中，其即为于后续弯折第一引线125及第二引线127后，线圈本体123所在空间)，即可增加前述固定操作的工作空间，亦即方便固定操作(例如便于点焊机的电极平稳接触工件)且有利于避免损伤线圈本体123(例如避免点焊机的电极碰触到线圈本体123)。因此，于图13中，虽然第一引线125及第二引线127因线圈本体123与第一导线架14'及第二导线架16'间的结构干涉而呈非直线状态，但此时的第一引线125及第二引线127仍能使线圈本体123相对远离前述空间s1，故其仍具有方便固定操作、避免损伤线圈本体123的效果。
66.如图10中步骤s106所示，该电感器制作方法弯折第一引线125及第二引线127以使第一引线125及第二引线127分别形成一u形弯折部，并使线圈本体123靠近第一引线125连接第一导线架14'的部分(即线架连接部1256)及第二引线127连接第二导线架16'的部分(即第二引线127的线架连接部)，如图14所示。其中，第一引线125的u形弯折部即由中间部1254形成；第二引线127亦同，不另赘述。于实际操作中，前述弯折可通过治具实现，例如固定第一导线架14'(连同线架连接部1256)、相对于第一导线架14'旋转线圈本体123(其旋转方向可参考图13中箭头方向)以使中间部1254弯折而形成u形弯折部。此外，图14中线圈13呈现的结构配置即有如电感器3中的线圈12的结构配置(即如图8所示)。此外，线圈13弯折后，第一引线125连接第一导线架14'的部分及第二引线127连接第二导线架16'的部分于平行于线圈本体123的螺旋轴122a的方向上与线圈本体123重叠，其示意图与图5相似，故不另以图式表现。
67.如图10中步骤s108所示，该电感器制作方法形成一壳体18'以包覆线圈13并露出第一导线架14'及第二导线架16'，如图15所示。又，如图10中步骤s110所示，该电感器制作方法去除料带20。最后，一个电感器3形成，如图16所示(其另一视角的视图可参阅图7)。另外，关于该电感器制作方法制作的电感器3的其他说明，可参阅前文关于电感器3的相关说明，不另赘述。
68.于实际操作中，于该电感器制作方法中，步骤s108的形成壳体18'可通过热固化软磁复合材料实现。又，步骤s110的去除料带20亦可使用治具实施。故实际操作中可将上述步骤s108及步骤s110整合通过模具而实现。请参阅图17。如步骤s200所示，于一实施例中，该电感器制作方法提供一模具5，如图18所示。模具5包含第一模板52、相对于第一模板52活动设置的第二模板54、滑动设置于第一模板52上的第一冲块56及相对于第一冲块56滑动设置于第二模板54上的第二冲块58。当模具5合模后，即形成一模穴50。
69.如图17中步骤s202所示，该电感器制作方法使第一导线架14'、第二导线架16'及线圈13对应模穴50设置，并使料带20夹置于第一模板52及第二模板54之间，如图19所示；其
中，为便于识图，线圈13、导线架14'、16'及料带20未绘示剖面线。
70.如图17中步骤s204所示，该电感器制作方法对模穴50填充软磁复合材料22，如图20所示。其中，软磁复合材料22也会填充线圈本体123内侧的空间(未显示于图中)。接着，如图17中步骤s206所示，该电感器制作方法使第一冲块56及第二冲块58相互靠近以压实模穴50内的软磁复合材料22，如图21所示。
71.如图17中步骤s208所示，该电感器制作方法使第一冲块56及第二冲块58一起相对于第一模板52及第二模板54滑动，以将第一导线架14'及第二导线架16'与料带20分开，如图22所示。接着，如图17中步骤s210所示，该电感器制作方法热固化该压实的软磁复合材料22，之后即完成一个电感器3，如图16所示(其另一视角的视图可参阅图7)。
72.另外，于第三实施例中，如步骤s106及图14所示，该电感器制作方法弯折第一引线125使第一引线125整体于平行于螺旋轴122a的方向上位于线圈本体123的单一侧；第二引线127亦同，不另赘述。但实际操作中不以此为限。例如，如图23所示，一实施例的线圈13'与前述线圈13结构相似，线圈13'原则上沿用线圈13的元件符号，关于线圈13'的其他说明，请直接参阅线圈13的相关说明，不另赘述。线圈13'与线圈12不同之处主要在于，线圈13'的第一引线125'的中间部1254'的长度比线圈12的第一引线125的中间部1254的长度更长，故于弯折线圈13'后(如图中虚线所示；弯折方向如图中箭头所示)，第一引线125'的线圈连接部1252'及线架连接部1256'于平行于螺旋轴122a的方向上位于线圈本体123'的相对两侧，由中间部1254'弯折形成的u形弯折部则于该方向上横跨线圈本体123'。第一引线125'的中间部1254'的长度较长，故于固定第一引线125'至第一导线架14'上时，可获得更大的工作空间，也能对线圈本体123'提供更佳的保护。
73.另外，第三实施例以制作电感器3为例说明该电感器制作方法，但实际操作红亦可以制作电感器1为例说明该电感器制作方法，两者制作方法实质相同。不同之处主要在于电感器1的第一导线架14及第二导线架16非呈简单平板结构(可参阅图2)，故其第一导线架14及第二导线架16原则上于壳体18热固化后(例如采用粉末热固化形成壳体18)，需再经弯折制程，使其能紧靠壳体18，进而完成电感器1。因此，关于电感器1的制作方法，可参阅关于电感器3的制作方法及上述说明而实现，不另赘述。
74.以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

技术特征：
1.一种电感器，其特征在于，包含：线圈，该线圈包含线圈本体及自该线圈本体突出的第一引线，该第一引线具有一u形弯折部；第一导线架，该第一引线电性固定至该第一导线架上；以及壳体，该壳体包覆该线圈并露出该第一导线架。2.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，该线圈本体具有一螺旋轴，该第一引线整体于平行于该螺旋轴的方向上位于该线圈本体的单一侧。3.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，该线圈本体具有一螺旋轴，该第一引线具有线圈连接部及线架连接部，该第一引线以该线圈连接部连接该线圈本体，该第一引线以该线架连接部连接该第一导线架，该线圈连接部及该线架连接部于平行于该螺旋轴的方向上位于该线圈本体的同一侧或位于该线圈本体的相对两侧。4.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，该线圈本体具有一螺旋轴，该第一引线连接该第一导线架的部分于平行于该螺旋轴的方向上与该线圈本体重叠。5.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，该壳体包含磁性材料且穿过该线圈。6.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，该线圈包含自该线圈本体突出的第二引线，该电感器还包含第二导线架，该第二引线电性固定至该第二导线架上，该壳体露出该第二导线架，该第一导线架及该第二导线架结构上实质平行。7.一种电感器制作方法，其特征在于，包含下列步骤：(a)提供一线圈，该线圈包含线圈本体及自该线圈本体突出的第一引线；(b)提供第一导线架；(c)将该第一引线电性固定于该第一导线架上；(d)弯折该第一引线以使该第一引线形成一u形弯折部且使该线圈本体靠近该第一引线连接该第一导线架的部分；以及(e)形成一壳体以包覆该线圈并露出该第一导线架。8.根据权利要求7所述的电感器制作方法，其特征在于，该线圈本体具有一螺旋轴，于步骤(d)中，弯折该第一引线使该第一引线整体于平行于该螺旋轴的方向上位于该线圈本体的单一侧。9.根据权利要求7所述的电感器制作方法，其特征在于，该线圈本体具有一螺旋轴，该第一引线具有线圈连接部及线架连接部，该第一引线以该线圈连接部连接该线圈本体，于步骤(c)中，该第一引线以该线架连接部电性固定于该第一导线架上，以及于步骤(d)中，弯折该第一引线使该线圈连接部及该线架连接部于平行于该螺旋轴的方向上位于该线圈本体的同一侧或位于该线圈本体的相对两侧。10.根据权利要求7所述的电感器制作方法，其特征在于，该线圈本体具有一螺旋轴，于步骤(d)中，弯折该第一引线使该第一引线连接该第一导线架的部分于平行于该螺旋轴的方向上与该线圈本体重叠。11.根据权利要求7所述的电感器制作方法，其特征在于，于步骤(b)中，该第一导线架连接至一料带，步骤(e)由下列步骤实施：提供一模具，该模具形成模穴并包含第一模板、相对于该第一模板活动设置的第二模板、滑动设置于该第一模板上的第一冲块及相对于该第一冲块滑动设置于该第二模板上的
第二冲块；使该第一导线架及该线圈对应该模穴设置，并使该料带夹置于该第一模板及该第二模板之间；对该模穴填充软磁复合材料；使该第一冲块及该第二冲块相互靠近以压实该模穴内的软磁复合材料；使该第一冲块及该第二冲块一起相对于该第一模板及该第二模板滑动，以将该第一导线架与该料带分开；以及使该压实的软磁复合材料热固化。

技术总结
本发明关于一种电感器包含线圈、导线架及壳体。该线圈包含线圈本体及自该线圈本体突出的引线，该引线具有U形弯折部。该引线电性固定至该导线架上。该壳体包覆该线圈并露出该导线架。一种电感器制作方法包含下列步骤：提供线圈、提供导线架、将该线圈的引线电性固定于该导线架上、弯折该引线以形成U形弯折部并使该线圈的本体靠近该引线连接该导线架的部分、以及形成一壳体以包覆该线圈并露出该导线架。本发明的线圈的引线具有U形弯折部，可有效避免点焊时，焊头触碰到线圈本体，而且可以增加线圈设计空间。圈设计空间。圈设计空间。


技术研发人员：周瑞崇 刘志河 郭瑞温 黄启铭 黄柏瑜 陈耀聪
受保护的技术使用者：达方电子股份有限公司
技术研发日：2022.08.02
技术公布日：2023/8/23