專利名稱：表面安裝磁性部件及其制造方法
表面安裝磁性部件及其制造方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明領(lǐng)域總地涉及磁性部件及其制造，并且更確切地涉及諸如電感器和變壓器之類的磁性表面安裝電子部件。隨著電子封裝的進(jìn)步，制造更小但具更大功率的電子裝置已變得可行。為了減小這些電子裝置的總體尺寸，用于制造這些電子裝置的電子部件已變得日益小型化。制造電子部件來(lái)滿足這些需求存在許多困難，因此使得制造工藝更加昂貴，并且不理想地增大電子部件的成本。類似于其它部件那樣，用于諸如電感器和變壓器之類的磁性部件的制造工藝已被仔細(xì)審查，以減小高度競(jìng)爭(zhēng)的電子制造業(yè)的成本。當(dāng)被制造的電子部件是低成本的并且是高容量的部件時(shí)，對(duì)于制造成本的降低是尤為理想的。在這些電子部件、以及使用這些電子部件的電子裝置的高容量大規(guī)模生產(chǎn)工藝中，制造成本的任何降低當(dāng)然是顯著的。

發(fā)明內(nèi)容
本文披露了磁性部件組件以及制造這些磁性部件組件的方法的示范性實(shí)施例，且這些示范性實(shí)施例有利地用于實(shí)現(xiàn)以下益處中的一個(gè)或多個(gè)部件結(jié)構(gòu)更順應(yīng)以小型化水平進(jìn)行生產(chǎn)；部件結(jié)構(gòu)更易于在小型化水平下進(jìn)行組裝；部件結(jié)構(gòu)允許免除已知的磁性構(gòu)造常用的制造步驟；通過(guò)更有效的制造技術(shù)，部件結(jié)構(gòu)具有提高的可靠性；與現(xiàn)有的磁性部件相比，在封裝尺寸類似或減小情況下，部件結(jié)構(gòu)具有改進(jìn)的性能；與傳統(tǒng)的小型化磁性部件相比，部件結(jié)構(gòu)具有增大的功率容量；以及與已知的磁性部件構(gòu)造相比，部件結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的芯部和線圈構(gòu)造，以提供顯著的性能優(yōu)點(diǎn)。示例的部件組件應(yīng)被認(rèn)為尤其有利于構(gòu)造例如電感器和變壓器。能以較小的封裝尺寸來(lái)可靠地提供這些組件，且這些組件可包括表面安裝特征，以易于安裝于電路板。


參照以下附圖來(lái)描述非限制和非窮舉的實(shí)施例，其中除非另有說(shuō)明，類似的附圖標(biāo)記指代所有各個(gè)附圖中的類似部件。圖1是根據(jù)本發(fā)明一示例實(shí)施例的示例表面安裝磁性部件的部分分解視圖。圖2是圖1所示磁性部件的頂側(cè)立體示意圖。圖3是圖1所示磁性部件的頂側(cè)組件立體視圖。圖4是圖1所示磁性部件的底側(cè)組件立體視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明一示范實(shí)施例的另一示范的表面安裝磁性部件的部分分解視圖。圖6是圖5所示磁性部件的頂側(cè)立體示意圖。圖7是圖5所示磁性部件的頂側(cè)組件立體視圖。圖8是圖5所示磁性部件的底側(cè)立體組裝視圖。圖9示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例而形成的端子組件。
圖10是圖9所示組件的一部分的放大視圖。圖11示出使用圖9和圖10所示端子組件的制造步驟；其中圖IlA代表制造磁性部件的第一階段；圖IlB代表制造磁性部件的第二階段；圖IlC示出從圖IlB中所得到的組件的頂側(cè)視圖；圖IlD示出從圖IlB中所得到的組件的底側(cè)視圖；圖IlE代表制造磁性部件的第三階段；圖IlF代表制造磁性部件的第四階段；圖IlG代表制造磁性部件的第五階段；圖IlH示出完成的磁性部件。圖12示出另一磁性部件。
具體實(shí)施例方式本文描述了獨(dú)創(chuàng)的電子部件設(shè)計(jì)的示例實(shí)施例，這些電子部件克服了本領(lǐng)域的各種難題。為了最完整地理解本發(fā)明，以下披露具有不同部段或部分，其中部分I討論具體問(wèn)題和難題，而部分II描述用于克服這些問(wèn)題的示例部件構(gòu)造和組件。I.對(duì)于本發(fā)明的引言諸如電感器之類的用于電路板應(yīng)用的傳統(tǒng)磁性部件通常包括磁性芯部和位于磁性芯部?jī)?nèi)的導(dǎo)電繞組(有時(shí)被稱為線圈)。芯部可由離散的芯部件制成，這些芯部件由磁性材料制成，同時(shí)將繞組放置在芯部件之間。各種形狀和類型的芯部件以及組件對(duì)于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的，包括但并不必要局限于U芯部和I芯部組件、ER芯部和I芯部組件、ER芯部和ER芯部組件、壺形芯部和T芯部組件以及其它匹配的形狀。這些離散芯部件可利用粘合劑粘結(jié)在一起，并且通常在物理上彼此隔開或間隔開。例如，在一些已知的部件中，線圈由導(dǎo)電金屬絲制成，該導(dǎo)電金屬絲卷繞于芯部或端子線夾。也就是說(shuō)，在芯部件已完全形成之后，金屬絲可圍繞于芯部件，該芯部件有時(shí)稱為滾筒芯部或線軸芯部。線圈的每個(gè)自由端可稱作引線，并且可用于經(jīng)由直接附連于電路板或者經(jīng)由通過(guò)端子線夾的間接連接、而將電感器聯(lián)接于電路。尤其是對(duì)于較小的芯部件來(lái)說(shuō)，以成本有效并且可靠的方式來(lái)卷繞線圈是富有挑戰(zhàn)性的。手繞部件在它們的性能方面趨于不穩(wěn)定。芯部件的形狀致使它們相當(dāng)脆弱，并且在卷繞線圈時(shí)、芯部易于破裂，且芯部件之間的間隙變化會(huì)使部件性能產(chǎn)生不理想的變化。又一難題在于DC阻抗(“DCR”) 會(huì)由于在卷繞工藝過(guò)程中、不均勻地卷繞和張力而不理想地變化。在其它的已知部件中，已知表面安裝磁性部件的線圈通常與芯部件分開制成，并且之后與芯部件組裝起來(lái)。也就是說(shuō)，這些線圈有時(shí)被認(rèn)為是被預(yù)成形或預(yù)卷繞的，以避免手繞線圈所產(chǎn)生的問(wèn)題，并且簡(jiǎn)化磁性部件的組裝。這些預(yù)成形線圈對(duì)于較小的部件尺寸來(lái)說(shuō)尤其有利。為了當(dāng)將磁性部件表面安裝于電路板上時(shí)、進(jìn)行與線圈的電連接，通常提供導(dǎo)電端子或線夾。線夾組裝在成形芯部件上，并且電連接于線圈的相應(yīng)端部。端子線夾通常包括大體平坦且平面的區(qū)域，這些區(qū)域可使用例如已知的軟釬焊(soldering)技術(shù)電連接于電路板上的導(dǎo)電跡線和焊盤。當(dāng)如此連接時(shí)并且當(dāng)電路板通電時(shí)，電流可從電路板流至其中一個(gè)端子線夾、通過(guò)線圈流至另一個(gè)端子線夾并返回至電路板。在電感器的情形中，流過(guò)線圈的電流會(huì)在磁性芯部中感應(yīng)產(chǎn)生磁場(chǎng)和磁能?？商峁┮粋€(gè)以上的線圈。在變壓器的情形中，設(shè)置有初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，其中流過(guò)初級(jí)線圈的電流在次級(jí)線圈中感應(yīng)產(chǎn)生電流。變壓器部件的制造具有與電感器部件類似的問(wèn)題。對(duì)于日益小型化的部件來(lái)說(shuō)，提供在物理上間隔開的芯部是具有挑戰(zhàn)性的。難于以成本有效的方式來(lái)可靠地實(shí)現(xiàn)建立并維持恒定間隙尺寸。關(guān)于在小型化的表面安裝磁性部件中、在線圈和端子線夾之間進(jìn)行電連接方面也存在多個(gè)實(shí)際問(wèn)題。線圈和端子線夾之間的相當(dāng)易損連接通常在芯部外部進(jìn)行，且因此在分開時(shí)易損壞。在一些情形中，已知將線圈的端部圍繞于線夾的一部分纏繞，以確保線圈和線夾之間的可靠機(jī)械和電連接。然而，從制造角度，這已被證明是繁瑣的，且更容易且更快速的端接方案會(huì)是理想的。此外，線圈端部的纏繞對(duì)于某些類型的線圈并不適用，例如具有帶有平坦表面的矩形橫截面的線圈，此種線圈并不具有如薄且圓的導(dǎo)線構(gòu)造那樣的撓性。隨著電子裝置持續(xù)變得日益大功率化的近期趨勢(shì)，還需要諸如電感器之類的磁性部件來(lái)傳導(dǎo)增大的電流量。于是，通常增大用于制造線圈的線規(guī)。由于用于制造線圈的導(dǎo)線的尺寸增大，當(dāng)圓形導(dǎo)線用于制造線圈時(shí)，端部通常壓扁至合適的厚度和寬度，以令人滿意地適用例如軟釬焊、熔焊或?qū)щ娬澈蟿┲惻c端子線夾進(jìn)行機(jī)械和電連接。然而，線規(guī)越大，則越難于將線圈的端部壓扁，以適當(dāng)?shù)貙⑦@些端部連接于端子線夾。這些難題已在線圈和端子線夾之間引致不穩(wěn)定的連接，而這會(huì)在使用中使磁性部件產(chǎn)生不理想的性能問(wèn)題和變化。減小此種變化已被證明非常困難且成本。對(duì)于某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，由平坦的而非圓形導(dǎo)電體制造線圈可緩解這些問(wèn)題，但平坦的導(dǎo)電體首先趨于更剛性并且更難于成形為線圈，因此引起其它的制造問(wèn)題。與圓形導(dǎo)電體相反，使用平坦的導(dǎo)電體還會(huì)有時(shí)不理想地在使用中改變部件的性能。此外，在一些已知構(gòu)造中，尤其是那些包括由平坦導(dǎo)電體制成的線圈的構(gòu)造中，諸如鉤或其它結(jié)構(gòu)特征之類的端接特征可形成到線圈的端部中，以便于與端子線夾的連接。然而，將這些特征形成到線圈的端部中會(huì)在制造工藝中引起進(jìn)一步的費(fèi)用。對(duì)于減少電子裝置的尺寸、但又要增大它們的功率和容量的新趨勢(shì)仍存在更多的挑戰(zhàn)。隨著電子裝置的尺寸減小，用于這些電子裝置中的電子部件的尺寸須相應(yīng)地減小，因此已試圖經(jīng)濟(jì)地制造功率電感器和變壓器，而這些功率電感器和變壓器具有相對(duì)較小、有時(shí)是微型化的結(jié)構(gòu)，但又承載增大電流量來(lái)為電子裝置供電。磁性芯部結(jié)構(gòu)理想地相對(duì)于電路板具有低得多的輪廓(型面高度低)，以獲得細(xì)長(zhǎng)且有時(shí)非常薄的電子裝置輪廓。滿足這些需求還存在更多的困難。對(duì)于連接于多相電力系統(tǒng)的部件來(lái)說(shuō)還存在其它一些難題， 其中在小型化裝置中容納電源的不同相位是困難的。試圖使磁性部件的覆蓋區(qū)域和輪廓優(yōu)化、對(duì)于期望滿足現(xiàn)代電子裝置的尺寸需求的部件制造商來(lái)說(shuō)具有更大的意義。電路板上的每個(gè)部件可通常由在平行于電路板的平面中所測(cè)得的垂直的寬度和深度尺寸所限定，該寬度和深度的乘積確定由部件在電路板上所占據(jù)的表面積，該表面積有時(shí)被稱為部件的“覆蓋區(qū)域”。另一方面，在沿正交于或垂直于電路板的方向所測(cè)得的部件總高有時(shí)被稱為部件的“輪廓”。部件的覆蓋區(qū)域部分地確定有多少部件可安裝在電路板上，而輪廓部分地確定在電子裝置中、平行的電路板之間所允許的空間。較小的電子裝置通常需要存在更多的部件安裝于每個(gè)電路板上，減小相鄰電路板之間的間隙，或者同時(shí)需要上述兩者。然而，用于磁性部件的許多已知端子線夾傾向于在表面安裝于電路板時(shí)、增大部件的覆蓋區(qū)域和/或輪廓。也就是說(shuō)，線夾傾向于在安裝于電路板時(shí)、延長(zhǎng)部件的深度、寬度和/或高度并且不理想地增大部件的覆蓋區(qū)域和/或輪廓。尤其是對(duì)于裝配在位于芯部的頂部、底部或側(cè)部處的磁性芯部件的外表面上的線夾來(lái)說(shuō)，完成部件的覆蓋區(qū)域和/或輪廓會(huì)由于端子線夾延長(zhǎng)。即使部件輪廓或高度的延長(zhǎng)相對(duì)較小，但隨著在任何給定的電子裝置中、部件和電路板的數(shù)量增大，后果會(huì)是嚴(yán)重的。II.示例創(chuàng)造件磁件部件組件及其制造方法現(xiàn)在將描述會(huì)解決本領(lǐng)域傳統(tǒng)磁性部件的其中一些問(wèn)題的磁性部件組件的示例實(shí)施例。與所描述裝置相關(guān)聯(lián)的制造步驟部分顯而易見(jiàn)而部分在下文進(jìn)行確切地描述。類似的，與所描述方法步驟相關(guān)聯(lián)的裝置部分顯而易見(jiàn)而部分在下文進(jìn)行確切地描述。也就是說(shuō)，本發(fā)明的裝置和方法將沒(méi)有必要在下文的描述中進(jìn)行單獨(dú)地描述，而被相信良好地位于本領(lǐng)域技術(shù)人員的認(rèn)識(shí)范圍內(nèi)，而無(wú)需進(jìn)一步解釋。圖1-4是根據(jù)本發(fā)明示范實(shí)施例的示范的表面安裝磁性部件100的各種視圖。更確切地說(shuō)，圖1是表面安裝磁性部件100的部分分解圖，圖2是磁性部件100的頂部示意立體圖，圖3是磁性部件100的頂部組件立體圖，而圖4是磁性部件100的底側(cè)組件立體圖。該部件100通常包括磁性芯部102、基本包含在芯部102中的線圈104以及端子線夾106、108。在圖1-4所示的示范實(shí)施例中，芯部102制造成單個(gè)部件110，然而在其它實(shí)施例中，芯部102可根據(jù)需要而包括一個(gè)以上的芯部件，且芯部件在組裝時(shí)彼此物理地間隔開?？墒褂美玷F粉材料或無(wú)定形芯部材料來(lái)將芯部件110制造成一體部件，且如本領(lǐng)域已知的，鐵粉材料或無(wú)定形芯部材料可壓制到線圈104周圍。這些鐵粉材料和無(wú)定形芯部材料可呈現(xiàn)分布式的間隙特性，這可避免對(duì)于芯部結(jié)構(gòu)中物理間隙的需求。在一示范實(shí)施例中，用于部件100的單個(gè)芯部件110可由本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的磁性粉末材料制成， 且該材料可壓制或壓布到線圈104周圍，以形成一體的芯部和線圈構(gòu)造。在又一和/或替代實(shí)施例中，芯部件110可由磁性粉末材料層或片形成，該磁性粉末材料堆疊并壓制在線圈104周圍。制造這些材料層或片的示范性磁性粉末顆?？砂ㄨF氧體顆粒、鐵顆粒、鐵硅鋁合金(Sendust)顆粒、鎳鉬鐵合金(MPP)顆粒、鎳鐵合金 (HighFlux)顆粒、鐵硅合金(Megaflux)顆粒、鐵基無(wú)定形粉末顆粒、鈷基無(wú)定形粉末顆?；蛘弑绢I(lǐng)域已知的其它等同材料。當(dāng)這些磁性粉末顆粒與聚合物粘合劑材料混合時(shí)，所合成的磁性材料呈現(xiàn)分布式間隙特性，而這避免對(duì)于物理間隙或者分開不同件磁性材料的需要。這樣，可有利地避免與建立并維持一致的物理間隙尺寸相關(guān)聯(lián)的難題和費(fèi)用。對(duì)于高電流應(yīng)用來(lái)說(shuō)，預(yù)退火磁性無(wú)定形金屬粉末與聚合物粘合劑組合會(huì)是有利的。在圖2中最佳示出的線圈104由一定長(zhǎng)度的圓形導(dǎo)線制成，并且包括第一端部或引線150、與第一端相對(duì)的第二端部或引線152以及在線圈端部150和152之間的卷繞部分 154，其中，金屬線圍繞線圈軸線156卷繞多圈，以實(shí)現(xiàn)所希望的效果，例如對(duì)于部件100的選定端部使用應(yīng)用來(lái)說(shuō)的理想電感值。此外，線圈既沿軸線156以螺旋方式卷繞又相對(duì)于軸線156卷繞成螺旋形式，以提供更緊湊的線圈設(shè)計(jì)來(lái)滿足較低的輪廓需求，同時(shí)仍提供所希望的電感值。端部150、152相對(duì)于卷繞部分IM彎曲，使得端部平行于線圈軸線156
7延伸，以便于線圈端部150、152如下文所述進(jìn)行端接。如果需要的話，用于形成線圈104的導(dǎo)線可涂敷有搪瓷涂層及類似物，以對(duì)線圈 104的結(jié)構(gòu)和功能方面作出改進(jìn)。那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解地是，線圈104的電感值部分地取決于線型、線圈中導(dǎo)線的繞圈數(shù)和線徑。這樣，線圈104的電感額定值對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合可顯著地變化。線圈104可使用已知技術(shù)獨(dú)立于芯部件110制造而成，并且可提供成用于部件100組裝的預(yù)卷繞結(jié)構(gòu)。在一示范實(shí)施例中，線圈104以自動(dòng)化方式形成，從而為完成的線圈提供一致電感值，但如果需要的話，能以替代方式手工卷繞線圈。應(yīng)理解的是，如果提供一個(gè)以上線圈，則會(huì)類似地需要附加端子線夾，以與所使用的所有線圈進(jìn)行電連接。線圈104僅僅是示意性的，且應(yīng)理解的是可替代地使用其它類型的線圈。例如，除了圖2所示的圓導(dǎo)線以外，平坦導(dǎo)電體可用于制造線圈。此外，卷繞部分154可具有各種替代的形狀和構(gòu)造，包括但不局限于螺旋形的或螺線形的構(gòu)造(兩者并未都在圖2中示出)， 且卷繞部分的構(gòu)造具有直線的、多邊形剖面而非彎曲剖面(例如，蛇形，C形等等)。類似地，如果需要的話，可使用一個(gè)以上的線圈。如所說(shuō)明的實(shí)施例中所示，芯部件110成形為大體矩形本體，該矩形本體具有基壁114和多個(gè)大體正交的側(cè)壁116、118、120以及122，這些側(cè)壁從基壁114的側(cè)緣延伸。在圖1-4所示的實(shí)施例中，基壁114有時(shí)可被稱作底壁。側(cè)壁116和118彼此相對(duì)，并且可有時(shí)分別被稱作左側(cè)右側(cè)。側(cè)壁120和122彼此相對(duì)，并且可有時(shí)分別被稱作前側(cè)后側(cè)。側(cè)壁116、118、120和122在基壁114上方限定封殼或空腔，該封殼或空腔通常在部件被組裝好時(shí)容納線圈104。如圖1所示，第一芯部件110的側(cè)壁116還包括凹陷表面123，而相對(duì)的側(cè)壁118 包括相對(duì)應(yīng)的凹陷表面125。凹陷表面123和125沿相對(duì)應(yīng)側(cè)壁116和118的長(zhǎng)度僅僅延伸部分距離。凹陷表面123和125還從基壁114向上延伸一定距離，該距離小于側(cè)壁116 和118沿垂直于底面的方向所測(cè)得的高度。這樣，凹陷表面123和125與側(cè)壁116和118 的頂緣隔開，同時(shí)對(duì)于側(cè)壁116和118的相鄰基壁114延伸的長(zhǎng)度的一部分與基壁114的凹陷表面126和128鄰接。芯部件110的基壁114的外表面具有一定輪廓并且包括非凹陷表面124，且該非凹陷表面1 將第一和第二凹陷表面1 和1 分開。凹陷表面1 和1 在非凹陷表面124的相對(duì)兩側(cè)上延伸。在基壁114的相對(duì)的角部上還設(shè)有第三和第四凹陷表面130和 132。第五和第六凹陷表面134、136在芯部件110的剩余角部上與第三和第四凹陷表面130 和132相對(duì)。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，第五和第六凹陷表面134、136相對(duì)于彼此以大體共面關(guān)系延伸，并且還相對(duì)于第三和第四凹陷表面130和132以大體共面關(guān)系延伸。因此，基壁114分級(jí)成三個(gè)表面層，第一層是非凹陷表面124，第二層是與第一層隔開第一量值的凹陷表面1 和128，而第三層是與第一層和第二層中的每個(gè)層均隔開的凹陷表面130、132、 134U360凹陷表面126、132和134通過(guò)非凹陷表面124與凹陷表面128、130和136隔開并且分離開。凹陷表面130和136通過(guò)凹陷表面128而隔開并且分離開，而凹陷表面132 和1；34通過(guò)凹陷表面126而隔開并且分離開。圖1所示的示例端子線夾106和108在構(gòu)造上基本上相同，但當(dāng)施加于第一芯部件110時(shí)逆轉(zhuǎn)180°，并因此作為彼此的鏡像延伸。部件100的端子線夾106和108各自相應(yīng)地包括安裝部段140、大體平坦且平面的底部段142以及在底部段142的與安裝部段140 相對(duì)的端部上延伸的線圈部段144。直立定位片部段145還大致垂直于每個(gè)線夾106和108 中的底部段142延伸。定位片部段的形狀和尺寸設(shè)計(jì)成接納在第一芯部件110的側(cè)壁116 和118中的凹陷表面123、125中。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，安裝部段140相對(duì)于線圈部段144以大體共面關(guān)系延伸，并且相對(duì)底部段142的平面偏離或隔開。線夾106、108通過(guò)將底部段142抵靠于凹陷表面 126和128、將線圈部段144抵靠于凹陷表面130和132并且將安裝部段140抵靠于凹陷表面134和136而組裝至芯部件110。此外如圖1和2所示，線圈端部150和152延伸通過(guò)端子線夾106的線圈部段144中的通孔146，在此這些線圈端部能通過(guò)軟釬焊、熔焊或者其它方式進(jìn)行附連，以確保線圈端部150、152和線圈104之間的電連接。然而，由于線圈端部 150,152定位于芯部件110的基壁114上的凹入表面上，這些線圈端部并不從芯部件110的整個(gè)外表面突出，并且在操縱部件100時(shí)較不會(huì)不理想地分開。能通過(guò)切割、彎曲或其它從導(dǎo)電材料中形成端子線夾106和108、以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式來(lái)制造所描述的線夾106、108及其所有部段。在一示范實(shí)施例中，端子從鍍銅板沖壓而成并且彎曲成最終形狀，但還可替代地使用其它材料和成形技術(shù)。線夾106、108可預(yù)成形并且在之后的生產(chǎn)階段組裝至芯部件110。由于芯部件110壓靠于線圈104周圍，因而線圈端部150、152和端子線夾106、108 之間的電連接位于芯部結(jié)構(gòu)的外部。如圖3所示，當(dāng)部件100安裝于電路板180時(shí)，第一芯部件110的基壁114面向并且抵靠于電路板表面184，且每個(gè)端子線夾106、108的平坦且平面的底部段142經(jīng)由軟釬焊技術(shù)或者本領(lǐng)域已知的其它技術(shù)、電連接于電路板180上的導(dǎo)電跡線182。每個(gè)線夾106、108的線圈部段144各自面向電路板180，且線圈端部150、152 和線夾的線圈部段144之間的電連接基本上被保護(hù)在芯部結(jié)構(gòu)下方。線夾106和108有利于在相對(duì)簡(jiǎn)單、高效且成本有效的制造工藝中、實(shí)現(xiàn)線圈端部150和152的安全且可靠的電連接。圖5-8是根據(jù)本發(fā)明示范實(shí)施例的另一表面安裝磁性部件200的各種視圖。圖5 是部件200的部分分解圖。圖6是部件200的頂側(cè)立體示意圖，而圖7是部件200的頂側(cè)組件立體視圖。圖8是磁性部件200的底側(cè)立體組裝視圖。部件200類似于部件100，但包括離散的芯部件110和112，在線圈104定位于第二芯部件112和第一芯部件110之間的情形下、將第二芯部件112組裝至第一芯部件110。 芯部件110和112可由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的合適磁性材料制成，包括但不局限于鐵磁性材料和亞鐵磁性材料、上述其它材料以及根據(jù)已知技術(shù)的本領(lǐng)域已知材料。圖9部分地說(shuō)明使用端接預(yù)制層380的端接技術(shù)。端子預(yù)制層380可由導(dǎo)電材料 (例如，銅)或者根據(jù)已知技術(shù)的本領(lǐng)域已知的導(dǎo)電合金所制成。預(yù)制層可成形為包括引線框382，該引線框382具有連接于引線框382的邊緣的相對(duì)的成對(duì)端子線夾384。雖然示出兩對(duì)端子線夾384，但可替代地的設(shè)置更多或更少數(shù)量的端子線夾。在每對(duì)端子線夾中的每個(gè)端子線夾384之間限定間隙或空間。如下文所述，磁性體可形成在這些間隙或空間中。如圖10所示，且類似于上述端子線夾106和108，每個(gè)端子線夾384包括在側(cè)面與偏移凸片或凸耳388、390相接的中心部分386，這些凸片或凸耳在與中心部分386的平面隔開的平面中延伸。雖然，凸片或凸耳388、390在圖10所示的立體圖中看起來(lái)從中心部分386升起，但當(dāng)線夾翻轉(zhuǎn)時(shí)，凸片或凸耳388、390會(huì)以上述類似于線夾106和108的方式相對(duì)于中心部分386凹陷。這樣，可將中心部分386認(rèn)為是如上所述線夾106和108中的底部段142，而可將凸耳或凸片388、390認(rèn)為是部段140和144。在一示范實(shí)施例中，每個(gè)端子線夾384中的其中一個(gè)升起凸耳388包括芯部柱樁 392，而另一個(gè)升起凸耳390包括端接槽394。相應(yīng)的芯部柱樁392有助于將線夾384固定于磁性體，而端接槽394用作用于線圈引線的連接點(diǎn)。雖然在一個(gè)實(shí)施例中設(shè)有端接槽394， 但在另一實(shí)施例中可替代地設(shè)有通孔以接納線圈引線。如圖9和10所示，在一個(gè)示例中，相應(yīng)的成對(duì)端子線夾384成形為彼此成鏡像，但在至少一些實(shí)施例中它們并不需要是鏡像。圖11說(shuō)明使用端接預(yù)制層380來(lái)制造小型化磁性部件的制造工藝。如圖IlA所示，可將端接預(yù)制層380插到模具400中，且線圈402可設(shè)在每對(duì)端子線夾384(圖9和圖 10)之間。此外如圖IlA所示，每個(gè)端子線夾384中的端接槽384接納其中一個(gè)線圈端部 403。然后，可以是上述材料中的任何一種材料的磁性材料能施加于并且壓靠于線圈周圍， 以如圖IlB所示圍繞每個(gè)線圈402形成磁性體404。端子線夾384中的芯部柱樁392(圖 10)在它們被模制時(shí)埋設(shè)在磁性體404中。然后，可從模具400中移除磁性體404和所附連的包括線夾384的引線框。圖IlC以頂視圖示出所得到的組裝件，而圖IlD以底視圖示出所得到的組裝件。如圖IlD和IlE所示，可在切割線384處修剪或切斷引線框382，該切割線384位于離開磁性體404的側(cè)緣預(yù)定距離處，且每個(gè)端子線夾384的一部分可如圖IlF所示圍繞磁性體的側(cè)緣彎曲。線夾384的該部分以基本上90°的角度彎曲，并且沿磁性體的側(cè)壁延伸。由于切割線384離開磁性體404的預(yù)定距離相對(duì)較小，因而線夾384的彎曲部分僅僅沿磁性體404的側(cè)部向上延伸一半。也就是說(shuō)，線夾384的彎曲部分的高度小于磁性體404 的側(cè)壁的高度。如圖IlF所示，線夾384的彎曲部分可基本上與用于端子線夾106和108的上述定位部段145相對(duì)應(yīng)。與上文的實(shí)施例中所描述的凹口 123和125相類似的凹口可模制到磁性體的側(cè)壁中，以容納端子線夾384的彎曲部分，而不會(huì)不利地影響磁性部件的覆蓋區(qū)域。 如圖IlG所示，線圈端部403可經(jīng)由軟釬焊工藝、熔焊工藝或者本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的其它技術(shù)來(lái)電連接于線夾384。當(dāng)使用相對(duì)較大的線規(guī)來(lái)制造線圈時(shí)，軟釬焊會(huì)是較佳的，但當(dāng)使用相對(duì)較小的線規(guī)來(lái)制造線圈時(shí)，熔焊會(huì)是較佳的。圖IlH示出包括端子線夾384的已完成磁性部件。一旦磁性部件420完成，這些磁性部件可如上所述經(jīng)由線夾384的中心部分386表面安裝于電路板。圖12示出磁性部件450的另一實(shí)施例，且該磁性部件能以類似于上述方法的方法來(lái)制造。在制造部件450的過(guò)程中，在修剪引線框382時(shí)，切割線410(圖11D)與磁性體 404隔開得更遠(yuǎn)。因此，當(dāng)線夾386圍繞磁性體404彎曲時(shí)，線夾的被剪下的部分足夠長(zhǎng)，以致能沿磁性體404的側(cè)壁的整個(gè)高度延伸，并且進(jìn)一步以約90°的角度彎曲，從而沿磁性體的頂壁的一部分延伸，頂壁可包括凹口，以容納彎曲線夾而不會(huì)不利地影響部件的輪廓。 如圖12所示的實(shí)施例中，使切割線遠(yuǎn)離磁性體404更遠(yuǎn)地隔開，這可降低在形成磁性體404 時(shí)、由于模制操作或其它制造步驟而引起污染問(wèn)題和不利影響的風(fēng)險(xiǎn)。所描述基本方法的許多變型是可能的。例如，線圈能在修剪引線框之前和/或在線夾386圍繞磁性體的側(cè)部彎曲之前、軟釬焊、熔焊或以其它方式連接于線圈端部403。也就是說(shuō)，不必按照上述的步驟順序。此外，其它形狀的端子線夾可形成在引線預(yù)制層中，并且具有類似的效果和優(yōu)點(diǎn)。 也就是說(shuō)，線夾需要具有在其它替代實(shí)施例中所說(shuō)明和描述的精確形狀。類似地，在某些實(shí)施例中，在模制工藝中，無(wú)需獨(dú)立于用于組裝的端接預(yù)制層380 提供線圈。反而，在某些實(shí)施例中，線圈可預(yù)附連于預(yù)制層或者以其它方式與端接預(yù)制層一體地形成。此外，能以各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)將線圈端部軟釬焊、熔焊或以其它方式電連接于線夾。 例如，線夾中的槽394(圖10)可被認(rèn)為是可選的，而通孔或便于與線圈引線配合的其它機(jī)械特征也是可以替代使用的。作為另一示例，在一些實(shí)施例中，線夾中的通孔和槽可被認(rèn)為是可選的，但也可例如將線圈引線403熔焊于線夾的表面，而不使用機(jī)械配合特征。此外， 如在2009年4月M日所提交的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)12/429，856所描述得那樣(該文獻(xiàn)以參見(jiàn)的方式將該申請(qǐng)引入本文)，可在芯部件內(nèi)部的一個(gè)位置處，將端子線夾熔焊或軟釬焊至引線的端部。另外，線圈引線能軟釬焊或熔焊于線夾的向內(nèi)面向表面(即，在已完成的部件中面向磁性體的表面)以及線夾的向外面向表面(即，在已完成的部件中遠(yuǎn)離磁性體面向的表面)。III.披露的示范件實(shí)施例現(xiàn)在顯而易見(jiàn)的是，所描述的各種特征能以各種組合來(lái)結(jié)合和匹配。可有利地提供具有不同磁性、不同數(shù)量和類型的線圈并且具有不同性能特性的多種磁性部件組件，以滿足特定應(yīng)用的需求。此外，能有利地在具有離散芯部件的結(jié)構(gòu)中使用所描述的其中某些特征，而這些離散芯部件彼此在物理上間隔開和分開。在上文所闡述的內(nèi)容范圍內(nèi)的各種可能性之中，至少以下實(shí)施例應(yīng)被認(rèn)為相對(duì)于傳統(tǒng)的電感部件是有利的。披露一種表面安裝磁性部件的示例實(shí)施例，其中該組件包括磁性芯部，該磁性芯部限定具有階梯狀底面的至少一個(gè)外側(cè)；導(dǎo)電線圈，該導(dǎo)電線圈位于磁性芯部?jī)?nèi)部，且該線圈包括第一和第二端部；第一和第二端部中的至少一個(gè)延伸通過(guò)階梯狀底面的一部分；以及端子線夾，該端子線夾成形為與分層表面互補(bǔ)，且端子線夾抵靠于分層表面并且連接于至少一個(gè)線圈端部。可選的是，階梯狀表面包括非凹陷表面和至少兩層面的凹陷表面。線夾可包括中心部段和位于凹陷部段的任一側(cè)上的第一和第二凹陷部段。線夾的其中一個(gè)凹陷部段可包括埋設(shè)在芯部中的柱樁，而另一個(gè)凹陷部段可連接于線圈端部。線夾還可包括接納至少一個(gè)線圈端部的通孔，或者接納至少一個(gè)線圈端部的端接槽。磁性體能可選地模制在端子線夾之上。線夾可包括至少一個(gè)90°彎曲。磁性體可包括從底面伸出的側(cè)壁，且線夾的一部分沿該側(cè)壁延伸。磁性體可包括與階梯狀底面相對(duì)的頂面，且線夾的一部分沿該頂面延伸。該組件還能可選地包括電路板，且底面抵靠在該電路板上。磁性體和線圈可形成電感器。還披露一種制造磁性部件的方法的示例實(shí)施例。該方法包括在至少一個(gè)端子線夾上形成磁性體，并且形成與端子線夾相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)線圈，藉此端子線夾一體地附連于所形成的磁性體的底面。
11
可選的是，形成磁性體包括形成具有階梯狀底面的磁性部件以及一體地附連于分層底面的端子線夾。端子線夾可包括至少一個(gè)柱樁，且該方法還可包括在磁性體形成時(shí)、將柱樁埋設(shè)在磁性體中。該端子線夾可附連于引線框，且該方法還可包括修剪引線框，以從引線框中切斷線夾。該方法還能可選地包括使線夾的一部分繞磁性體的側(cè)壁彎曲。該方法還可包括使線夾彎曲成沿磁性體的頂面延伸。此外可選的是，該方法還可包括將端子線夾電連接于線圈端部。電連接端子線夾可包括將線圈端部熔焊或軟釬焊至線夾。電連接端子線夾可類似地包括將線圈端部接納在通孔或端接槽中的一種中，并且將磁性體底面上的外露線圈端部附連于線夾。形成磁性體能可選地包括將磁性體模制在至少一個(gè)線夾上。至少一個(gè)端子線夾可包括成對(duì)端子線夾，該對(duì)端子線夾通過(guò)引線框連結(jié)成在該對(duì)線夾之間具有間隙，且磁性體形成在該對(duì)端子線夾之間的間隙中。端子線夾可包括中心部分以及位于該中心部分各側(cè)上的第一和第二凹陷部分，且該方法還包括將線圈連接于凹陷部分之一。IV.結(jié)論現(xiàn)在可認(rèn)為，本發(fā)明的益處通過(guò)前述示例和實(shí)施例是顯而易見(jiàn)的。雖然已特定地描述各種實(shí)施例和示例，但只要在所披露的示例裝置、組件以及方法的范圍和精神內(nèi)，則其它的示例和實(shí)施例也是可能的。此書面描述使用示例來(lái)披露包括最佳模式的本發(fā)明，并且還用于使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能實(shí)踐本發(fā)明，包括制造并使用任何設(shè)備或系統(tǒng)以及實(shí)施任何所包含的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權(quán)利要求所限定，并且可包括由本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到的其它示例。如果一些其它示例具有并不與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者這些示例包括不與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言具有本質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些示例仍可被認(rèn)為落在這些權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
1.一種表面安裝磁性部件組件，包括磁性芯部，所述磁性芯部限定具有階梯狀底面的至少一個(gè)外側(cè)；導(dǎo)電線圈，所述導(dǎo)電線圈位于所述磁性芯部?jī)?nèi)部，且所述線圈包括第一和第二端部；所述第一和第二端部中的至少一個(gè)延伸通過(guò)所述階梯狀底面的一部分；以及端子線夾，所述端子線夾成形為與所述階梯狀表面互補(bǔ)，且所述端子線夾抵靠于所述階梯狀表面并且連接于至少一個(gè)線圈端部。
2.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述階梯狀表面包括非凹陷表面和至少兩層面的凹陷表面。
3.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述線夾可包括中心部段和位于凹陷部段的任一側(cè)上的第一和第二凹陷部段。
4.如權(quán)利要求3所述的磁性部件組件，其特征在于，所述凹陷部段中的一個(gè)包括埋設(shè)在所述芯部中的柱樁。
5.如權(quán)利要求4所述的磁性部件組件，其特征在于，所述凹陷部段中的另一個(gè)連接于所述線圈端部。
6.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述線夾包括接納至少一個(gè)線圈端部的通孔。
7.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述線圈包括接納至少一個(gè)線圈端部的端接槽。
8.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述線夾包括至少一個(gè)埋設(shè)在所述芯部中的柱樁。
9.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述磁性體模制在所述端子線夾之上。
10.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述線夾包括至少一個(gè)90°彎曲ο
11.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述磁性體包括從所述底面伸出的側(cè)壁，且所述線夾的一部分沿所述側(cè)壁延伸。
12.如權(quán)利要求11所述的磁性部件組件，其特征在于，所述磁性體包括與所述階梯狀底面相對(duì)的頂面，且所述線夾的一部分沿所述頂面延伸。
13.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，還包括電路板，且所述底面抵靠在所述電路板上。
14.如權(quán)利要求1所述的磁性部件組件，其特征在于，所述磁性體和所述線圈形成電感ο
15.一種制造磁性部件的方法，包括在至少一個(gè)端子線夾上形成磁性體，并且形成與所述端子線夾相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)線圈，藉此所述端子線夾一體地附連于所形成的磁性體的底面。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，形成所述磁性體包括形成具有階梯狀底面的磁性部件以及一體地附連于所述分層底面的端子線夾。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述端子線夾包括至少一個(gè)柱樁，且所述方法還包括在所述磁性體形成時(shí)、將所述柱樁埋設(shè)在所述磁性體中。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述端子線夾附連于引線框，且所述方法還包括修剪所述引線框，以從所述引線框中切斷所述線夾。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括使所述線夾的一部分繞所述磁性體的側(cè)壁彎曲。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括使所述線夾彎曲成沿所述磁性體的頂面延伸。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括將所述端子線夾電連接于所述線圈端部。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，電連接所述端子線夾包括將所述線圈端部熔焊或軟釬焊至所述線夾。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，電連接所述端子線夾包括將所述線圈端部接納在通孔或端接槽中的一種之中。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，電連接所述端子線夾包括將所述磁性體的底面上外露的線圈端部附連于所述線夾。
25.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，形成所述磁性體包括將所述磁性體模制在至少一個(gè)線夾上。
26.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)端子線夾包括成對(duì)端子線夾，所述成對(duì)端子線夾通過(guò)引線框連結(jié)成在所述成對(duì)線夾之間具有間隙，且所述磁性體形成在所述成對(duì)端子線夾之間的間隙中。
27.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述端子線夾包括中心部分以及位于所述中心部分各側(cè)上的第一和第二凹陷部分，且所述方法還包括將所述線圈連接于凹陷部分之一。
全文摘要
披露包括可模制的磁性材料的磁性部件組件以及用于這些磁性部件組件的制造方法，且這些磁性部件組件包括表面安裝端接特征，并且這些磁性部件組件及其制造方法有利地用于提供諸如電感器和變壓器之類的表面安裝磁性部件。
文檔編號(hào)H01F3/10GK102428526SQ201080020152
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月4日
發(fā)明者R·J·博格特, 顏毅鵬 申請(qǐng)人:庫(kù)柏技術(shù)公司