CN110619987B - 可调式贴片电感器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种可调式贴片电感器及其制备方法，可调式贴片电感器包括磁芯、绕设于磁芯上的线圈绕组以及若干端电极，线圈绕组由导体材料沿着磁芯的周侧间隔绕制于磁芯上，线圈绕组中的单个线圈的底面之两侧分别设有端电极，若干端电极呈阵列式排布于线圈绕组的底面，磁芯设有用于固定各线圈位置的限位槽。通过在线圈绕组的底部设有呈阵列式排布的若干端电极，这样，则可根据实际使用需求选用任意两个端电极做为电感器的输入和输出，通过选用不同的两个端电极实现电感器输入和输出之间线圈绕组圈数的精确调整，从而实现电感量的精确调整和控制，使其具备电感量可调的功能，有效提升贴片电感器的适用性和灵活性。

Description

可调式贴片电感器及其制备方法

技术领域

本发明涉及电感器的技术领域，尤其提供一种可调式贴片电感器及其制备方法。

背景技术

随着科技的不断进步和信息产业的快速发展，大规模、超大规模集成电路成为发展的主流和趋势，贴片式电感器具有体积小、空间利用率高等特点，并且适用于表面组装和高密度贴装，能够很好的满足集成电路的要求，具有很高的实用价值。目前贴片式电感器主要是基于叠层工艺和绕线工艺制备而成，其中基于叠层工艺制备出的电感器在小尺寸和尺寸标准化方面具有一定的优势，但不能很好的满足高感量和大电流的使用要求。基于绕线工艺制备出的电感器具有电感量覆盖范围广、工作电流大等特点，但其电感量相对固定，一般不具备电感量可调的功能，不能够很好的满足用户在使用和电路调试过程中的需求。

发明内容

本发明的目在于提供一种可调式贴片电感器，旨在解决现有技术中的电感器中的电感量不可调节的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种可调式贴片电感器，包括磁芯、绕设于所述磁芯上的线圈绕组以及若干端电极，所述线圈绕组由导体材料沿着所述磁芯的周侧间隔绕制于所述磁芯上，所述线圈绕组中的单个线圈的底面之两侧分别设有所述端电极，若干所述端电极呈阵列式排布于所述线圈绕组的底面，所述磁芯设有用于固定各所述线圈位置的限位槽。

可选地，所述磁芯包括用于支撑所述线圈绕组的底座和盖设于所述底座上的顶盖，所述底座滑动插装于所述线圈绕组内，所述可调式贴片电感器还包括用于使得所述顶盖紧固于所述底座上的固定件。

可选地，所述底座靠近所述顶盖的一面上沿所述底座的周侧凸设有若干限位条，任意相邻两所述限位条配合形成用于定位各所述线圈的所述限位槽，所述顶盖对应各所述限位条的位置设有用于容置各所述限位条的凹槽。

可选地，所述顶盖朝向所述底座的一面之两端凸设有定位块，所述底座对应各所述定位块的位置设有定位槽。

可选地，所述固定件为环氧树脂胶，所述环氧树脂胶覆盖于所述顶盖与底座连接处。

可选地，所述线圈包括水平设于磁芯端面上的第一截、沿着第一截两端朝所述磁芯的高度方向向下延伸的第二截以及于一所述第二截的自由端朝向另一所述第二截方向倾斜延伸的第三截，各所述第二截的底端设有所述端电极，所述第三截与相邻另一所述线圈电性连接。

可选地所述线圈绕组与所述端电极一体成型。

可选地，若干所述端电极平行设于所述磁芯的底面，且任意两所述端电极的底端处于同一水平面上。

本发明的一个目的在于，提供了一种可调式贴片电感器的制备方法，包括包括如下步骤：

S01：制作磁芯，所述磁芯包括底座和盖设在所述底座上的顶盖；

S02：采用机械加工成型的方式将导体材料制成螺旋式线圈绕组，并在线圈绕组的底部形成阵列式若干端电极；

S03：然后将所述线圈绕组、所述底座和所述顶盖进行装配，并采用环氧树脂胶进行粘接固定。

可选地，在所述制作完成所述线圈绕组和所述端电极之后还包括：

在所述线圈绕组靠近所述端电极的一面采用表面处理工艺在所述端电极外表面形成端电极焊接涂层。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的可调式贴片电感器，通过在线圈绕组的底部设有呈阵列式排布的若干端电极，这样，则可根据实际使用需求选用任意两个端电极做为电感器的输入和输出，通过选用不同的两个端电极实现电感器输入和输出之间线圈绕组圈数的精确调整，从而实现电感量的精确调整和控制，使其具备电感量可调的功能，有效提升贴片电感器的适用性和灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的可调式贴片电感器的电路板装配结构示意图；

图2为本发明实施例提供的底座与线圈绕组装配结构示意图一；

图3为本发明实施例提供的底座与线圈绕组装配结构示意图二；

图4为本发明实施例提供的线圈绕组的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的顶盖的结构示意图一；

图6为本发明实施例提供的顶盖的结构示意图二；

图7为本发明实施例提供的底座的结构示意图；

图8本发明实施例提供可调式贴片电感器的制备方法的流程示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1-磁芯；11-底座；12-顶盖；111-限位条；112-限位槽；113-定位槽；121-定位块；122-凹槽；123-避让槽；

2-线圈绕组；21-第一截；22-第二截；23-第三截；24-端电极。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请一并参阅图1及图2，现对本发明实施例提供的可调式贴片电感器进行说明。所述的可调式贴片电感器包括磁芯1、线圈绕组2以及若干端电极24，其中，线圈绕组2绕制在磁芯1上，而端电极24与线圈绕组2相连，以使得外部电流通过线圈绕组2。该线圈绕组2由导体材料沿着磁芯1的周侧间隔绕制在磁芯1上，该导体材材料可以为采用铜合金、铝合金、银合金等具有一定机械强度的常规导体材料，也可以采用高分子金属复合导体材料、石墨烯或碳纳米管掺杂的新导体材料，线圈绕组2中单个线圈的底面分别设有端电极24，则若干端电极24呈阵列式排布在线圈绕组2的底面，这样，便可以根据不同的需求连接两个不同的端电极24，以获取该电感器中不同的电感量，有效提升贴片电感器的适用性和灵活性；磁芯1设有限位槽112，其中该限位槽112的宽度略大于导线材料的宽度，以使得该导线材料可以置入至限位槽112内，以使得该磁芯1的限位槽112限制该线圈绕组2的位移，以便于线圈绕组2固定在该磁芯1上。优选地，在线圈绕组2的间隙处和线圈绕组2与磁芯1的接触处填充有环氧树脂，这样，不仅使得该线圈绕组2固定在磁芯1上，还以更好的保护电感器，减少了外部冲击力对线圈绕组2和磁芯1的影响，提高该贴片式电感器的抗振动、抗冲击性能，保证使用的稳定性。

本发明实施例提供的可调式贴片电感器，与现有技术相比如此结构，通过在线圈绕组2中单个线圈的底面的两侧分别设有端电极24，则若干端电极24采用阵列的方式分布在磁芯1底端的两侧，这样，在使用过程中便可以根据实际需要选用不同的电感，例如，若单圈电感量为L0,线圈绕组2总圈数N,则可调电感量可调范围为[L0、4L0、9L0…N2L0]中任一电感量，则便可通过连接两个不同的端电极24，以获取该电感器中不同的电感量，有效提升贴片电感器的适用性和灵活性，并且使得若干端电极24采用阵列的方式分布在磁芯1底端的两侧，以保证了该电感器的安装可靠性高。另外，通过在磁芯1上设有限位槽112，则限位槽112限制该线圈绕组2的位移，以便于线圈绕组2固定在该磁芯1上。

可选地，请一并参阅图1至图7，作为本发明实施例提供的可调式贴片电感器的一种具体实施方式，磁芯1包括底座11和顶盖12，该底座11可支撑线圈绕组2，顶盖12盖装在底座11，底座11滑动插装在线圈绕组2内，对应地，可调式贴片电感器还包括固定件(图未示)，该固定件可使得顶盖12紧固与底座11上，例如该固定件为不粘胶、钢夹或固定码等。如此结构，通过将磁芯1分体设置，则在安装时，底座11插装在线圈绕组2内，而顶盖12安装在底座11上，而顶盖12相对底座11的一面便会抵持着线圈绕组2，以便于线圈绕组2稳固在该磁芯1上，并且使得线圈绕组2靠近顶盖12一面上的部分导体材料包裹在顶盖12和底座11的接触面上，以减少磁漏量。优选地，该磁芯1可以选用锰锌铁氧体，其可满足该变压器的电磁屏蔽、漏感小及温升的要求。当然在其他实施例中，磁心可由软磁性材料或无磁性材料制成，软磁性材料如软磁铁氧体、铁粉心、软磁性材料掺杂高分子材料等，无磁性材料如氧化铝陶瓷、介电陶瓷、无磁性高分子材料等，在这里并不做限制。

可选地，请一并参阅图1及图7，作为本发明实施例提供的可调式贴片电感器的一种具体实施方式，底座11靠近顶盖12的一面上沿底座11的周侧凸设有若干限位条111，若干限位条111沿着底座11的长度方向间隔设置，任意相邻两限位条111配合形成限位槽112，该限位槽112可用于定位各线圈绕组2，对应地，顶盖12靠近底座11的一面对应各限位条111的位置设有凹槽122，则在装配时，限位条111可以安装在对应的凹槽122内，以使得底座11和顶盖12接触更加紧密，以缩小该电感器的体积。在本实施例中，限位条111的高度小于线圈绕组2的高度，则顶盖12对应各限位槽112的位置设有避让槽123，这样，裸露在限位槽112内的部分导体材料便会伸入至对应的避让槽123内，以使得底座11和顶盖12更为紧凑，从而缩小该可调式贴片电感器的体积。

可选地，请一并参阅图1至图7，作为本发明实施例提供的可调式贴片电感器的一种具体实施方式，顶盖12朝向底座11的一面之两端凸设有定位块121，对应地，底座11对应各定位块121的位置设有定位槽113，这样定位块121扣合至定位槽113内便使得该顶盖12安装在底座11上，以避免两者之间发生滑行，从而有效地保护线圈绕组2。其中该底座11和顶盖12均为长方体结构，且底座11和顶盖12的大小和形状一致，则该电感器的性能好，且便于加工制作。

可选地，请一并参阅图1至图7，作为本发明实施例提供的可调式贴片电感器的一种具体实施方式，该固定件为环氧树脂胶，其环氧树脂覆盖在顶盖12和底座11的连接处，以将线圈绕组2、顶盖12以及底座11进行固定。在本实施例中，环氧树脂为双组份环氧树脂，双组份环氧树脂流动性好、应力小，从而使得可调式贴片电感器的线圈绕组2、顶盖12和底座11形成一个整体，因此可提高电感器的抗振动、抗冲击能力。

可选地，请一并参阅图1及图3，作为本发明实施例提供的可调式贴片电感器的一种具体实施方式，线圈绕组2包括第一截21、两个第二截22以及第三截23，其中第一截21水平设在磁芯1端面上，两个第二截22的分别沿着第一截21的端部朝磁芯1的高度方向向下延伸，第三截23是由其中一个第二截22的自由端朝向另一第二截22方向倾斜延伸形成的，各第二截22的底端设有端电极24，第三截23与相邻另一线圈绕组2电性连接，可以理解为，第一截21和两个第二截22组成了类似框架形的骨架，而第三截23倾斜该骨架的底端并与另一个骨架的底端相连。在本实施例中，使得线圈绕组2中的第一截21水平设置，由于该第一截21是放置在底座11的限位槽112内，以便于限位槽112的加工制作，节约生产成本。另外，通过将第三截23倾斜设置在该磁芯1的底端，则当将该电感器焊接在集成电路上，线圈绕组2内两个端电极24会相互错位，以避免设置该集成电路上的焊盘会相互平行而接触，从而保护电路。具体地，该线圈绕组2可由于顺时针排布或者逆时针排布的导体材料直接成型制作而成，该导体材料可采用铜合金、铝合金、银合金等具有一定机械强度的常规导体材料，也可以采用高分子金属复合导体材料、石墨烯或碳纳米管掺杂的新导体材料，在这里并不做限制。而线圈绕组2中端电极24数量可为24个，也可以是大于等于4个的任意自然数，从而形成可调式贴片电感器，其端电极24阵列排布于电感器底部，则可根据实际使用需求选用任意两个端电极24做为电感器的输入端和输出端，通过选用不同的两个端电极24实现电感器输入和输出之间线圈绕组2圈数的精确调整，从而实现电感量的精确调整和控制，使其具备电感量可调的功能，有效提升贴片电感器的适用性和灵活性。

可选地，请一并参阅图1至图6，作为本发明实施例提供的可调式贴片电感器的一种具体实施方式，线圈绕组2与端电极24一体成型，这样减少了端电极24和线圈绕组2接触处的应力，以使得端电极24的强度高。在本实施例中，采用机械加工成型的方式将导体材料制成螺旋式线圈绕组2，并在线圈绕组2的底部形成阵列式端电极24，将螺旋式线圈绕组2置在磁芯1的限位槽112内与磁心进行机械装配，对线圈绕组2起到约束和固定的作用，这样该电感器的安装可靠程度高，还可以通过连接两个不同的端电极24，以获取该电感器中不同的电感量，有效提升贴片电感器的适用性和灵活性

可选地，请一并参阅图1至图2，作为本发明实施例提供的可调式贴片电感器的一种具体实施方式，若干端电极24平行设在磁芯1的底面，且任意两端电极24的底端处于同一水平面上，从而确保可调式贴片电感器适用于表面贴装，还可有效提升该电感器的安装可靠性。优选地，线圈绕组2对应各端电极24的位置处可采用化学沉积、电化学沉积、物理气相沉积等表面处理工艺形成端电极焊接涂层(图未示)，端电极焊接涂层可为锡合金、钯银或金等焊接浸润性良好的材料，从而有效提升可调式贴片电感器的可焊性。

具体地，本发明所提供的可调式贴片电感器的装配方法如下：先将底座11滑动插装至线圈绕组2内，并使得线圈绕组2置于底座11的限位槽112内，然后再将顶盖12的定位块121与底座11的定位槽113进行装配并采用环氧粘接胶进行粘接固定，从而将线圈绕组2约束在顶盖12和底座11的限位槽112内，进而确保线圈绕组2、顶盖12和底座11位置的相对固定，以保证该电感器的稳定性。

可选地，请一并参阅图1至图3，作为本发明实施例提供的可调式贴片电感器的一种具体实施方式，磁芯1的顶面设有标示牌(图未示)。其中，该标识牌可以采用激光雕刻的技术直接在磁芯1的表面上形成或该标识牌可以通过胶粘的方式固定在磁芯1的顶面上，例如该标识牌上刻有“100-12Ts”，其中100-12Ts中的100和12Ts分别表示1圈时的标称电感量和最大的可调圈数，则在电磁上设有标示牌以便于对不同电性能指标的可调式贴片电感器进行区分和识别。

在本发明中，还提供了一种可调式贴片电感器的制备方法，如图1和图8所示，具体地，该制备方法包括如下步骤：

S01：制作磁芯1，磁芯1包括底座11和盖设在底座11上的顶盖12；

具体地，该底座11和顶盖12可以由相同材料而成，例如该底座11和顶盖12均有软磁性材料或无磁性材料制作而成。当然，底座11和顶盖12还可以由不同的材料制作而成，比如该底座11采用无磁性材料而顶盖12采用无磁性材料或者底座11由无磁性的材料制作而成而顶盖12则采用软磁性材料加工制作。其中该底座11靠近顶盖12一面水平方向设有若干限位条111，任意相邻的两个限位条111之间形成限位槽112，则当线圈绕组2中的导线放置在该限位槽112内，该线圈绕组2便不可随意移动，以保证该压电感器的稳定性。而该顶盖12朝向底座11的一面还设有定位块121，而底座11对应定位块121的位置还设有定位槽113，其中定位块121和定位槽113之间是过盈配合，顶盖12紧固在底座11上。

S02：采用机械加工成型的方式将导体材料制成螺旋式线圈绕组2，并在线圈绕组2的底部形成阵列式端电极24；

具体地，线圈绕组2是由多个单个线圈组成的，而单个线圈的底面的两侧分别设有端电极24，这样在线圈绕组2的底端便形成了阵列式的端电极24，这样，则可根据实际使用需求选用任意两个端电极24做为电感器的输入端和输出端，通过选用不同的两个端电极24实现电感器输入和输出之间线圈绕组2圈数的精确调整，从而实现电感量的精确调整和控制，使其具备电感量可调的功能，有效提升贴片电感器的适用性和灵活性。另外，还需要使用整脚治具对端电极24进行平整度的处理，以使得若干端电极24平行位于磁芯1底面的两侧，并且若干端电极24的底面处于同一水平线上，从而确保可调式贴片电感器适用于表面贴装，同时可有效提升产品的安装可靠性。

S03：然后将线圈绕组2、底座11和顶盖12进行装配，并采用环氧树脂胶进行粘接固定；

具体地，先将底座11滑动插装至线圈绕组2内，并使得线圈绕组2置在底座11的限位槽112内，然后再将顶盖12的定位块121与底座11的定位槽113进行装配并采用环氧粘接胶进行粘接固定，在这里可以在已与线圈绕组2组装完成的底座11上涂有一层环氧树脂胶，接着将顶盖12盖在该底座11上，从而将线圈绕组2约束在顶盖12和底座11的限位槽112内，从而确保线圈绕组2、顶盖12和底座11位置的相对固定，以保证该电感器的稳定性。

可选地，在制作完成线圈绕组2和端电极24之后还包括步骤S021：在线圈绕组2靠近端电极24的一面采用表面处理工艺在端电极24外表面形成端电极焊接涂层。

具体地，线圈绕组2对应各端电极24的位置处可采用化学沉积、电化学沉积、物理气相沉积等表面处理工艺形成端电极焊接涂层，端电极焊接涂层可为锡合金、钯银或金等焊接浸润性良好的材料，从而有效提升可调式贴片电感器的可焊性

在本发明中通过通过在线圈绕组2的底部设有呈阵列排布的若干端电极24，这样，则可根据实际使用需求选用任意两个端电极24做为电感器的输入和输出，通过选用不同的两个端电极24实现电感器输入和输出之间线圈绕组2圈数的精确调整，从而实现电感量的精确调整和控制，使其具备电感量可调的功能，有效提升贴片电感器的适用性和灵活性。另外，通过线圈绕组2和若干端电极24采用一体成型加工制作，且若干端电极24平行阵列位于线圈绕组2的底部，从而确保可调式贴片电感器适用于表面贴装，同时可有效提升产品的安装可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可调式贴片电感器，包括磁芯、绕设于所述磁芯上的线圈绕组以及若干端电极，其特征在于，所述线圈绕组由导体材料沿着所述磁芯的周侧间隔绕制于所述磁芯上，所述线圈绕组中的单个线圈的底面之两侧分别设有所述端电极，若干所述端电极呈阵列式排布于所述线圈绕组的底面，所述磁芯设有用于固定各所述线圈位置的限位槽；其中，根据不同的需求连接两个不同的所述端电极，所述线圈绕组内两个所述端电极相互错位；

所述磁芯包括用于支撑所述线圈绕组的底座和盖设于所述底座上的顶盖，所述底座滑动插装于所述线圈绕组内，所述可调式贴片电感器还包括用于使得所述顶盖紧固于所述底座上的固定件；

所述底座靠近所述顶盖的一面上沿所述底座的周侧凸设有若干限位条，任意相邻两所述限位条配合形成用于定位各所述线圈的所述限位槽，所述顶盖对应各所述限位条的位置设有用于容置各所述限位条的凹槽；

所述顶盖朝向所述底座的一面之两端凸设有定位块，所述底座对应各所述定位块的位置设有定位槽。

2.如权利要求1所述的可调式贴片电感器，其特征在于，所述固定件为环氧树脂胶，所述环氧树脂胶覆盖于所述顶盖与底座连接处。

3.如权利要求1所述的可调式贴片电感器，其特征在于，所述线圈包括水平设于磁芯端面上的第一截、沿着第一截两端朝所述磁芯的高度方向向下延伸的第二截以及于一所述第二截的自由端朝向另一所述第二截方向倾斜延伸的第三截，各所述第二截的底端设有所述端电极，所述第三截与相邻另一所述线圈电性连接。

4.如权利要求1-3任一所述可调式贴片电感器，其特征在于，所述线圈绕组与所述端电极一体成型。

5.如权利要求1-3任一所述的可调式贴片电感器，其特征在于，若干所述端电极平行设于所述磁芯的底面，且任意两所述端电极的底端处于同一水平面上。

6.一种如权利要求1-5任一所述的可调式贴片电感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：制作磁芯，所述磁芯包括底座和盖设在所述底座上的顶盖；

S02：采用机械加工成型的方式将导体材料制成螺旋式线圈绕组，并在线圈绕组的底部形成阵列式若干端电极；其中，根据不同的需求连接两个不同的所述端电极，所述线圈绕组内两个所述端电极相互错位；

S03：然后将所述线圈绕组、所述底座和所述顶盖进行装配，并采用环氧树脂胶进行粘接固定。

7.如权利要求6所述的可调式贴片电感器的制备方法，其特征在于，在制作完成所述线圈绕组和所述端电极之后还包括：

在所述线圈绕组靠近所述端电极的一面采用表面处理工艺在所述端电极外表面形成端电极焊接涂层。