磁性部件及其制造方法技术

有利地使用包括线圈耦合构造的磁性部件组件，以提供诸如电感器和变压器之类的表面安装磁性部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利
总地涉及磁性部件及其制造，并且更确切地涉及诸如电感器和变压器之类的磁性表面安装电子部件。随着电子封装的进步，制造更小但具更大功率的电子装置已变得可行。为了减小这些电子装置的总体尺寸，用于制造这些电子装置的电子部件已变得日益小型化。制造电子部件来满足这些需求存在许多困难，因此使得制造工艺更加昂贵，并且不理想地增大电子部件的成本。类似于其它部件那样，用于诸如电感器和变压器之类的磁性部件的制造工艺已被仔细审查，以减小高度竞争的电子制造业的成本。当被制造的电子部件是低成本的并且是高容量的部件时，对于制造成本的降低是尤为理想的。在这些电子部件、以及使用这些电子部件的电子装置的高容量大规模生产工艺中，制造成本的任何降低当然是显著的。
技术实现思路
本文披露了磁性部件组件以及制造这些磁性部件组件的方法的示范性实施例，且这些示范性实施例有利地用于实现以下益处中的一个或多个：部件结构更顺应以小型化水平进行生产；部件结构更易于在小型化水平下进行组装；部件结构允许免除已知的磁性部件构造常用的制造步骤；通过更有效的制造技术，部件结构具有提高的可靠性；与现有的磁性部件相比，在封装尺寸类似或减小情况下，部件结构具有改进的性能；与传统的小型化磁性部件相比，部件结构具有增大的功率容量；以及与已知的磁性部件构造相比，部件结构具有独特的芯部和线圈构造，以提供显著的性能优点。示例的部件组件应被认为尤其有利于构造例如电感器和变压器。能以较小的封装尺寸来可靠地提供这些组件，且这些组件可包括表面安装特征，以易于安装于电路板。附图说明参照以下附图来描述非限制和非穷举的实施例，其中除非另有说明，类似的附图标记指代所有各个附图中的类似部件。图1示出根据本专利技术一示例实施例的小型化功率电感器的顶侧的立体图和分解视图。图2示出根据一示例实施例的、在中间制造步骤中图1所示小型化功率电感器的顶侧的立体图。图3示出根据一示例实施例的图1所示小型化功率电感器的底侧的立体图。图4示出根据一示例实施例的图1、图2和图3所示小型化功率电感器的示例绕组构造的立体图。图5示出根据本专利技术一实施例的线圈构造。图6示出包括图5所示线圈构造的磁性部件的剖视图。图7是包括根据本专利技术一示例性实施例的耦合线圈的磁性部件的示意俯视图。图8是包括耦合线圈的另一磁性部件组件的示意俯视图。图9是图8所示部件组件的剖视图。图10是包括耦合线圈的另一磁性部件组件的示意俯视图。图11是图10所示部件的剖视图。图12是包括根据本专利技术一示例性实施例的耦合线圈的磁性部件的另一实施例的示意俯视图。图13是图12所示部件的剖视图。图14是包括根据本专利技术一示例性实施例的耦合线圈的磁性部件的另一实施例的立体图。图15是图14所示部件的俯视图。图16是图14所示部件的顶侧立体图。图17是图14所示部件的底侧立体图。图18是包括根据本专利技术一示例性实施例的耦合线圈的磁性部件的另一实施例的立体图。图19是图18所示部件的顶侧示意图。图20是图18所示部件的底侧立体图。图21是包括根据本专利技术一示例性实施例的耦合线圈的磁性部件的另一实施例的立体图。图22是图21所示部件的顶侧示意图。图23是图21所示部件的底侧立体图。图24是包括根据本专利技术一示例性实施例的耦合线圈的磁性部件的另一实施例的立体图。图25是图24所示部件的顶侧示意图。图26是图24所示部件的底侧立体图。图27示出包括根据本专利技术一示例实施例的耦合线圈的磁性部件与具有物理隔开的离散芯部件的部件相比的模拟和测试结果。图28是包括根据本专利技术一示例性实施例的耦合线圈的磁性部件的又一分析。图29示出包括根据本专利技术一示例实施例的耦合线圈的磁性部件与具有物理隔开的离散芯部件的部件相比的模拟数据。图30是包括根据本专利技术一示例性实施例的耦合线圈的磁性部件的又一分析。图31是包括根据本专利技术一示例性实施例的耦合线圈的磁性部件的又一分析。图32是包括根据本专利技术一示例性实施例的耦合线圈的磁性部件的模拟和测试结果。图33示出从图27-31的信息中所得到的耦合结论。图34示出磁性部件组件和电路板设计布局的实施例。图35示出具有耦合线圈的另一种磁性部件组件。图36是图35所示组件的剖视图。图37示出具有耦合线圈的本专利技术一实施例与不具有耦合线圈的离散磁性部件的波纹电流的比较。具体实施方式本文描述了独创的电子部件设计的示例实施例，这些电子部件克服了本领域的各种难题。为了最完整地理解本专利技术，以下披露具有不同部段或部分，其中部分I讨论具体问题和难题，而部分II描述用于克服这些问题的示例部件构造和组件。I.对于本专利技术的引言诸如电感器之类的用于电路板应用的传统磁性部件通常包括磁性芯部和位于磁性芯部内的导电绕组(有时被称为线圈)。芯部可由离散的芯部件制成，这些芯部件由磁性材料制成，同时将绕组放置在芯部件之间。各种形状和类型的芯部件以及组件对于那些本领域技术人员是已知的，包括但并不必要局限于U芯部和I芯部组件、ER芯部和I芯部组件、ER芯部和ER芯部组件、壶形芯部和T芯部组件以及其它匹配的形状。这些离散芯部件可利用粘合剂粘结在一起，并且通常在物理上彼此隔开或间隔开。例如，在一些已知的部件中，线圈由导电金属丝制成，该导电金属丝卷绕于芯部或端子线夹。也就是说，在芯部件已完全形成之后，金属丝可围绕于芯部件，该芯部件有时称为滚筒芯部或线轴芯部。线圈的每个自由端可称作引线，并且可用于经由直接附连于电路板或者经由通过端子线夹的间接连接、而将电感器联接于电路。尤其是对于较小的芯部件来说，以成本有效并且可靠的方式来卷绕线圈是富有挑战性的。手绕部件在它们的性能方面趋于不稳定。芯部件的形状致使它们相当脆弱，并且在卷绕线圈时、芯部易于破裂，且芯部件之间的间隙变化会使部件性能产生不理想的变化。又一难题在于：DC阻抗(“DCR”)会由于在卷绕工艺过程中、不均匀地卷绕和张力而不理想地变化。在其它的已知部件中，已知表面安装磁性部件的线圈通常与芯部件分开制成，并且之后与芯部件组装起来。也就是说，这些线圈有时被认为是被预成形或预卷绕的，以避免手绕线圈所产生的问题，并且简化磁性部件的组装。这些预成形线圈对于较小的部件尺寸来说尤其有利。为了当将磁性部件表面安装于电路板上时、进行与线圈的电连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.04 US 61/175,2691.一种磁性部件组件，包括：
单体式磁性体，以及
多个不同的相互耦合的线圈，所述多个不同的相互耦合的线圈位于所述磁
性体中，其中所述相互耦合线圈以彼此磁通共享的关系设置在所述磁性体中。
2.如权利要求1所述的磁性部件组件，其特征在于，所述不同的相互耦
合的线圈包括位于所述磁性体内的多个基本上平面的线圈，且所述多个线圈中
的每个限定由所述线圈产生的磁通可通过的中心磁通区域，其中由每个相应线
圈产生的磁通的一部分仅仅返回到所述相应线圈的中心磁通区域中，而不通过
相邻线圈的中心磁通区域。
3.如权利要求2所述的磁性部件组件，其特征在于，所述多个基本上平
面的线圈包括沿垂直于所述线圈平面的方向彼此隔开的至少第一和第二线圈。
4.如权利要求3所述的磁性部件组件，其特征在于，每个线圈的中心磁
通面积和沿垂直于所述线圈平面的方向距离相邻线圈的间隔限定所产生的磁
通在所述磁性体中所通过的横截区段区域。
5.如权利要求4所述的磁性部件组件，其特征在于，所述多个线圈的相
邻线圈之间的横截区段区域是不相等的。
6.如权利要求2所述的磁性部件组件，其特征在于，至少第一和第二相
邻线圈沿正交于所述线圈平面的方向彼此隔开，使得所述第一和第二线圈的中
心磁通区域彼此隔开第一距离。
7.如权利要求6所述的磁性部件组件，其特征在于，还包括第三线圈，
所述第三线圈沿正交于所述线圈平面的方向与所述第二线圈隔开，其中所述第
三线圈沿正交于所述线圈平面的方向与所述第二线圈隔开，使得所述第二和第
三线圈的中心磁通区域彼此隔开与所述第一距离不同的第二距离。
8.如权利要求1所述的磁性体，其特征在于，所述磁性体包括由非磁性
材料围绕的磁性金属粉末颗粒，其中相邻的金属粉末颗粒由非磁性材料彼此分
离开。
9.如权利要求1所述的磁性部件组件，其特征在于，所述不同的相互耦
合的线圈构造成承载电源的不同相位。
10.如权利要求1所述的磁性部件组件，其特征在于，所述不同的相互耦
合的线圈中的每个包括从所述磁性体突出的第一和第二引线。
11.如权利要求10所述的磁性部件组件，其特征在于，所述磁性体包括
多个侧部，且每个相应线圈的第一和第二引线中的每个从所述磁性体的多个侧
部中的单个侧部突出。
12.如权利要求10所述的磁性部件组件，其特征在于，所述磁性体包括
多个侧部，且每个相应线圈的第一和第二引线从所述磁性体的多个侧部中的不
同侧部突出。
13.如权利要求10所述的磁性部件组件，其特征在于，每个相应线圈的
第一和第二引线从所述磁性体的多个侧部中的相对侧部突出。
14.如权利要求10所述的磁性部件组件，其特征在于，所述磁性体包括
多个侧部，且每个相应线圈的端子引线围绕于所述侧部中至少一个侧部的周
围。
15.如权利要求1所述的磁性部件组件，其特征在于，所述多个线圈是基
本上C形的。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜毅鹏，R·J·博格特，
申请(专利权)人：库柏技术公司，
类型：发明
国别省市：