一种绕线功率电感元件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种绕线功率电感元件，包括：鼓型磁芯，包括上摆、下摆及连接所述上摆和所述下摆的芯柱；外部电极，形成在所述下摆的底部；线圈，绕制在所述芯柱上，且两端电连接所述外部电极；还包括覆盖在所述线圈、所述上摆和所述下摆上的磁性热缩材料部件。本实用新型专利技术的绕线功率电感元件抗冲击性能强、电气性能稳定、可靠性高、电磁兼容性较好。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子元器件，明确地说涉及一种绕线功率电感元件。
技术介绍
随着电子技术的发展，电子元器件逐渐向小型化、轻量化、高频化、大电流、低 EMI (电磁干扰)和低制造成本、以及高可靠性发展，要求产品在温度剧烈变化及强力外力 冲击的情况下，仍能保持优良的性能。目前，各种绕线功率电感元件种类繁多，但几乎没有 能够较好的兼顾以上全部要求的产品。对于普通开磁路绕线功率电感产品，虽然可以做到较高的使用频率，但器件本身 尺寸规格和质量较大，且存在严重的EMI问题。对于加磁环或磁桶式闭磁路绕线功率电感产品，虽然可以较好的解决EMI问题， 产品额定电流亦可以做到较大程度，但器件使用频率较低，重叠特性较差，且制造成本高， 产品抗机械冲击及撞击能力较差。对于涂覆磁性胶水式闭磁路绕线功率电感产品，虽然可以较好的解决EMI问题， 产品额定电流及使用频率均较高，但对胶水的均勻性、胶水和磁芯的收缩一致性以及对磁 芯上下摆轴向强度要求较高。
技术实现思路
本技术的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种具有抗冲击性能强、 电气性能稳定、可靠性高、电磁兼容性较好的闭合磁路绕线功率电感元件。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案一种绕线功率电感元件，包括鼓型磁芯，包括上摆、下摆及连接所述上摆和所述下摆的芯柱；外部电极，形成在所述下摆的底部；线圈，绕制在所述芯柱上，且两端电连接所述外部电极；还包括覆盖在所述线圈、所述上摆和所述下摆上的磁性热缩材料部件。优选地，所述磁性热缩材料部件呈套管状包覆所述鼓型磁芯且覆盖所述上摆顶面 的一部分。优选地，所述下摆的底部设置有用于形成外部电极的金属导针或金属化凹槽或金 属片或基板，所述线圈的两端电连接所述金属导针或所述金属化凹槽或所述金属片，或电 连接设置在所述基板两端的金属片，或直接缠绕在所述基板两端。本技术有益的技术效果是根据本技术，在线圈和鼓型磁芯的上、下摆上覆盖有磁性热缩材料部件，由 于磁性热缩材料部件具有良好的弹性，加热时径向收缩大，轴向收缩小，因此经历-40°C +125°C的冷热冲击循环时对鼓型磁芯上、下摆所产生的轴向应力很小，保证产品具有优良 的抗热冲击和机械冲击特性。信赖性实验结果表明，产品在5-55Hz，振幅1. 5mm情况下，振动6小时及1米高度自由跌落2次后，产品本体无任何机械损伤。同时，磁性热缩材料部件 与磁芯上下摆及线圈紧密连接，当受到外界物理冲击时，弹性的磁性热缩材料部件外壳能 起到良好的缓冲作用，极大地降低了外力对磁芯本体的冲击力量，从而使得产品抗物理冲 击能力大幅提升，机械可靠性能明显增加。磁性热缩材料部件不但具有保护线圈的作用，同时由于有磁性，可以提供闭合磁 路，从而在不增加线圈圈数或磁芯尺寸及磁导率的情况下，可以达到较大的电感量，与普通 开磁路绕线功率电感型相比，相同线圈圈数和磁芯结构的情况下，磁性热缩材料部件可以 使产品电感量提高0 % 100 %，从而使得产品制作成本降低。磁性热缩材料部件为磁性物质，可以通过热烘烤工艺与磁芯上下摆及线圈部紧密 连接，从而构成完整的闭合磁路结构，与开磁路及加磁环或磁桶型结构相比，不存在明显的 气隙，大大降低了磁路由于气隙导致的漏磁，可以极大的降低EMI辐射。磁性热缩材料部件可以由混合磁性粉末和高分子材料形成，通过调节磁粉与高分 子材料的比例，或磁粉材质及磁性热缩材料部件厚度，可以调节产品电感量上升幅度和重 叠特性。这种混合材料分布均勻，磁损耗小，产品适用频率高，最高可达数百兆赫兹，相对 目前各种闭磁路绕线功率电感，不必通过点胶固化或组装磁环及磁桶工艺实现闭合磁路结 构，仅通过简单的磁性热缩材料部件加热定型即可制成成品，简化了产品制作工艺。本技术结构合理，制造成本低，物理尺寸小，且保持了直流重叠特性好，耐电 流大、使用频率高，可靠性优良的特点。附图说明图1是本技术一个实施例的鼓形磁芯结构示图；图2a_2c分别是本技术一个实施例的鼓型磁芯主视图、左视图和俯视图；图3是本技术一个实施例的绕线功率电感元件结构示图；图4a_4c是本技术一个实施例的绕线功率电感元件主视图、左视图和俯视 图；图5是本技术一个实施例采用粘接金属片形成电极的结构示图；图6是本技术一个实施例采用金属化凹槽形成电极的结构示图；图7a、7b是本技术一个实施例采用粘接基板形成电极的结构示图，其中图7a 为线端连接金属片形成电极，图7b为线端直接缠绕形成电极。图8是本技术一个实施例的制作工艺流程图；图9是与图8中的各个工艺对应的产品状态图。具体实施方式以下通过实施例结合附图对本技术进行进一步的详细说明。请参考图1至图4c，一种实施例的绕线功率电感元件包括鼓型磁芯、线圈31、外部 电极21a、21b及连接鼓型磁芯与外部电极21a、21b的连接部22，鼓型磁芯具有上摆11、下 摆12、及连接上、下摆的芯柱13，线圈31绕制在芯柱13上，线圈31的两端与外部电极21a、 21b电连接，根据本技术的特点，该绕线功率电感元件还具有覆盖在线圈31和上摆11、 下摆12上的磁性热缩材料部件41。磁性热缩材料部件为热缩弹性固体，加热时会收缩且具有较好的弹性。当受到外 部环境冷热冲击或者机械撞击时，磁性热缩材料部件对产品能起到较好的缓冲作用，避免 磁芯出现破损或开裂现象，保证产品优良的抗冲击性能。磁性热缩材料部件加热时径向收 缩大，轴向收缩小，例如，经历-40°C +125°C的冷热冲击循环时对磁芯上下摆所产生的轴 向应力很小，不会致使0. 2mm以下厚度磁芯上摆11或下摆12开裂，因此可靠性高。同时，由于磁性热缩材料部件具有磁性，在外加磁场的情况下能产生自感应磁场， 当磁性热缩材料部件与磁芯上、下摆及线圈紧密相接时，可为绕线功率电感元件提供闭合 磁路。由于磁性热缩材料部件的存在，绕线功率电感元件可在不增加线圈圈数或磁芯尺寸 及磁导率的情况下达到较大的电感量。优选的实施例中，磁性热缩材料部件呈套管状包覆 鼓型磁芯的周侧，而且覆盖磁芯上摆顶面的一部分。由于磁性热缩材料部件与磁芯形成了 完整的闭合磁路结构，与开磁路及加磁环或磁桶型结构相比，绕线功率电感元件不存在明 显的气隙，大大降低了磁路由于气隙导致的漏磁，可以极大的降低EMI辐射。如图3至图4c所示，鼓型磁芯的下摆12底部可粘接金属导针作为电极固定部，芯 柱13上绕制的线圈31的两端电连接至金属导针上，再通过浸锡处理，从而形成外部电极 21a、21b。如图5所示，鼓型磁芯的下摆12可粘接金属片作为电极固定部，芯柱13上绕制的 线圈31的两端电连接至金属片上，再通过浸锡或焊接处理，从而形成外部电极21a、21b。如图6所示，鼓型磁芯的下摆12底部可具有金属化凹槽，芯柱13上绕制的线圈31 的两端电连接至金属化凹槽内，再通过浸锡或焊接处理，从而形成外部电极21a、21b。如图7a、7b所示，鼓型磁芯的下摆可粘接有塑料、铁氧体或陶瓷基板，芯柱13上绕 制的线圈31的两端电连接至基板两端的金属片上或缠绕在基板两端，再通过浸锡或焊接 处理，从而形成外部电极21a、21b。根据不同的实施例，芯柱上绕制的线圈可以是单股线缠绕，也可以是多股线缠绕。如图8、9所示，一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绕线功率电感元件，包括：　　鼓型磁芯，包括上摆、下摆及连接所述上摆和所述下摆的芯柱；　　外部电极，形成在所述下摆的底部；　　线圈，绕制在所述芯柱上，且两端电连接所述外部电极；　　其特征在于，还包括覆盖在所述线圈、所述上摆和所述下摆上的磁性热缩材料部件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李有云，黄敬新，赵卫北，
申请(专利权)人：深圳顺络电子股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]