专利名称：珠状电感器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种为噪音控制使用的珠状电感器及其制造方法。
作为一种控制噪音的器件，特别是例如需要通过大电流的用于微处理器的器件，可以使用珠状电感器。珠状电感器是一种还没有公开发表的实验性电子器件，其构成是将导体线圈埋嵌在含有粉末磁性材料(如铁氧体粉)的树脂或橡胶之中。在该珠状电感器中，导体线圈是通过注模等方法埋嵌在树脂或橡胶之中的，将所形成的成形体的两端面截断就会使埋嵌的线圈的两端暴露出来。然后使用导电树脂膏或点焊连接上金属帽便构成了外接端子。
图5和图6分别为示意珠状电感器制造方法的截面图。参考图5和图6，一个用于注模以制造珠状电感器的金属模具包括上模1和下模2。由上模1构成的空腔就是注模树脂部件的空间。在下模2中有一个销栓4，位于在上下模合模时所构成的空腔3的里面。在上模1中还有一个注口1a用于向空腔3中供给熔化的树脂材料。
为了使用图5所示的金属模来制造珠状电感器的成形体，销栓4要插在导体线圈的中间，该线圈由覆有绝缘涂层的金属线材(如表面被覆聚酯树脂等绝缘层的铜线)绕制构成。然后将含有粉末磁性材料(如铁氧体粉)的熔融态树脂通过注口1a注射进空腔3之中。结果，套在销栓4上的导体线圈的外部就被埋嵌在熔融树脂的成形体中了。
图6为用此法注模的线圈5外部的状态截面示意图。经过图5所示的步骤之后，移去销栓4，在其留下的空间注入与线圈5外部同样的树脂材料，从而使线圈内外全部埋嵌在树脂材料之中。
图7为用此方法制出的成形体的截面示意图。成形体7由注模成形的树脂6和埋嵌于其中的导体线圈5构成。在图7以及其它相关的图中，位于导体线圈5的内侧5a里面的树脂6部分被省略。在导体线圈5的内侧5a里面所填充的是和其外侧同样材料的树脂6。
在图7中，线A-A和B-B所示的是切割线，延此线用切割锯等将成形体7的两端截断，使线圈5的连接端头暴露在成形体的端面上。使用导电树脂膏、点焊或其它方法使金属帽和线圈的端头电连接起来。
图11和图12分别是使用此方法装上金属帽之后的珠状电感器的侧视图和平面图。如图11和图12所示，金属帽8和9被安装在成形体7的两端头上成为外接端子。如上所述，金属帽8和9分别与成形体7中的导体线圈5的两连接端头导电连接。
当使用上述方法制造传统的珠状电感器时，存在有内部线圈和外部端子的电连接可靠性低的问题。即当沿着切割线A-A，B-B将图7所示的成形体7的两端头截断时，有时会使内部导体线圈并没有沿着切割线在一个平面上被切断，因而造成电连接的可靠度低。
图8是在此情况下导体线圈的截面示意图。沿着图7中切割线A-A切断成形体7形成切割平面7a，其导体线圈的端面5c与切割平面7a相齐平。图9是线圈端面5c的横截面示意图，图中导线材料(如覆有绝缘涂层的铜导线)被暴露出来。
相反，如图8所示沿着切割线B-B(图7)截断成形体7形成了切割平面7b，但导体线圈5并没有沿着切割平面7b切掉，从而使导体线圈5的导线材料被撕断，形成了图8所示的端面5b。
图10是线圈端面5b的横截面示意图，由于导体线圈5的导线材料涂覆有树脂绝缘层，所露出的内部导电材料部分仅为图10所示的在切割平面上的端面5b，其余的部分均处于绝缘态。这样，线圈端面5b与金属帽之间具有很小的接触面积，从而造成电接触的可靠度很低。
正因为如此，本发明的目的是要提供一种制造珠状电感器的方法，使由此制出的珠状电感器能够增加在导体线圈和外接端子之间的连接可靠性。
根据本发明的第一方面，一种制造珠状电感器的方法包括如下步骤形成含有粉末磁性材料的树脂或橡胶与埋嵌在其中的由一段覆有绝缘涂层的金属导线绕成的导体线圈的一成形体；截掉成形体的两端头使导体线圈的端面暴露出来；在导体线圈的端面上附加外接端子使其相互之间电连接；该导体线圈的两端头在成形步骤之前被浸入到熔锡槽中以致于包括在那里的成形体两端部的截断区的端头，以致使导体线圈露出端上的绝缘涂层被除去。
根据本发明的第一方面，由于导体线圈的两端头在成形步骤之前被浸入到熔锡槽中，从而除掉了导体线圈两端头的绝缘涂层，这样即使出现了象图8中的7b那样的切割平面，线圈在该平面7b上的露出部分也已经被除去了绝缘层。因此，保证了它与外接端子有足够大的接触面积，使之提高了连接可靠性。
根据本发明的第一方面，附加外接端子的工艺可以是将外接端子锡焊在导体线圈的露出端面上。
在此情况下，可以采用预先将导体线圈的露出端浸入到熔锡槽中进行焊接。因此，在焊接外部端子时，其良好的沾锡特性可允许满意的锡焊连接，从而进一步提高了连接的可靠性。
根据本发明的一个方面的导体线圈的端头浸入熔锡槽中的部位为距离端面1至5圈的部位，最好是1至3圈。
在此情况下，在珠状电感器的常规设计中，按照上面所述的导体线圈的一个端部浸入熔锡槽的区域范围，被浸入熔锡槽中的导体线圈包括切割区域。
根据本发明的第二方面，一种珠状电感器包括由一段覆有绝缘涂层的金属导线绕成的导体线圈，其两端区域涂覆的绝缘被除去；由含有粉末磁性材料的树脂或橡胶制模成形的成形体，使上述线圈埋嵌在成形体中，并且在成形体的两端暴露出除去了绝缘的导体线圈的端部；外接端子附加在位于成形体的端部的线圈端部上从而使相互之间电连接。本发明所述第二方面的珠状电感器可以使用本发明的第一方面的方法制造。
根据本发明的第二方面的外接端子可以是安装在成形体两端部上的金属帽。
图1为本发明实施例的导体线圈的截面示意图。
图2为埋嵌着导体线圈的树脂成形体的截面示意图。
图3为截掉了两端头的图2所示树脂成形体的截面示意图。
图4为在切割后的图3所示树脂成形体的端面上安装了金属帽而形成珠状电感器的截面示意图。
图5为注射成形埋嵌导体线圈的金属模具的截面示意图。
图6为注射成形埋嵌导体线圈的金属模具、线圈和树脂形成的线圈外部状态的截面示意图。
图7为使用传统方法制造的具有埋嵌在树脂中的导体线圈的珠状电感器成形体的截面示意图。
图8截掉了两端头的图7所示的成形体的截面示意图。
图9为在图8所示割断平面7a的导体线圈的侧面示意图。
图10为在图8所示割断平面7b的导体线圈的侧面示意图。
图11为珠状电感器结构的侧面示意图。
图12为珠状电感器结构的平面示意图。
图1为本发明实施例中所示的导体线圈的截面示意图。导体线圈10由一段被覆绝缘涂层的金属导线(如被覆聚酯树脂绝缘层的铜线)环绕构成。然后将线圈10的端头浸入熔锡槽中使之除去其端部的绝缘层并上好锡。在图1中，阴影斜线所示部分为经过了上述浸锡处理的端部11和12。在浸锡的部分11和12，其绝缘层已经在浸入熔锡槽时被熔化和除去，进而使锡积覆在该处金属线的表面并使相邻的金属线相互连接。在本实施例中，导体线圈的总长度是6mm(毫米)，而浸锡部分11和12的长度分别为约1mm。线圈浸锡部分11和12分别距离一端面为4圈。
使用由图5所示的用于注模的金属模具，将经过浸锡处理的导体线圈10埋嵌在含有铁氧体粉末的树脂中形成该成形体。
图2为以这种方式注模成形的其中埋嵌着导体线圈10的成形体14的截面示意图。作为含有铁氧体粉末的树脂，可以采用如含有重量比88％的Ni-Cu-Zn铁氧体粉末的PPS(polyphenylene sulfide聚苯撑硫)树脂。
如图2所示，在成形体14中，导体线圈10埋嵌在成形树脂材料13中。在图2中线圈10内部的树脂材料13的图示被省略，从而图示出线圈10来。线A-A和B-B表示沿此线用切割锯等方法将成形体14的两端头截掉。如图2所示，切割线A-A包括在线圈10的浸锡部分12的区域内，而切割线B-B包括在线圈10的浸锡部分11的区域内。
在本发明实施例中，建立每条切割线以致使沿切割线A-A和B-B切割后的成形体14的长度为4.3mm。
图3为沿图2所示的切割线截掉了两端后的成形体的截面示意图。在本实施例中，在通过沿着图2所示切割线A-A切断所暴露出的切割平面14a中，导体线圈10也被沿着该平面切割从而使其端面与切割平面14a相齐平；而在通过沿着图2所示切割线B-B切断所暴露的切割平面14b中，线圈10的线材在切割时被撕断，形成如图8所示的成形体的切断端面7b。
然而，是在浸锡区域11内做切割，该区域线材表面的绝缘涂层已在注模成形前的浸锡工序中被除去。也就是说，在切割平面14b上线圈10的露出部分已除去了绝缘涂层。因此该露出部分可以和外接端子如金属帽连接起来。
由于在平面14a一侧切割也是在浸锡区域12内进行的，所以在该平面14a一侧露出部分的绝缘涂层已经被除去。
图4为在端面上安装了金属帽的图3所示成形体的的截面示意图。将图3所示的成形体14的两端浸入熔锡槽中，使在切割端面14a和14b上露出的线圈10的金属线材部分进一步附着焊锡。如上所述，因为在切割端面14a和14b上露出的线圈10的金属线材部分已经除去了绝缘涂层，焊锡就会附着于整个露出部分。安装金属帽的工序为把金属帽15和16分别压接在成形体14的两端，然后再加热金属帽。
如图4所示，通过焊锡区域17使金属帽15与线圈10的端部10a相互电连接起来；同样金属帽16与线圈10的端部10b也通过焊锡区域18而相互电连接起来。如图4所示，尽管导体线圈10在端面10b上被切割成撕裂状态，由于这部分线材表面的绝缘涂层已经被除去，焊锡仍然能够被附着，从而使金属帽16与线圈10的端部10b通过焊锡区域18而相互电连接起来。其结果显著地增加了金属帽的电连接的可靠性。由于线圈10的两端部10a和10b分别位于浸锡部位12和11之内，而该部位都具有很好的焊锡润湿性，因此可以满足锡焊要求。从而更进一步提高了电连接的可靠性。
在上述实施例中的树脂含有磁性粉末，本发明并不局限于实例所述的铁氧体粉末，还可以使用其它各种磁性粉末材料。也可以使用含有粉末磁性材料的橡胶。
在上述实施例中的金属帽是通过锡焊来与线圈露出端接合的，本发明并不局限于实例所述的锡焊连接方式，还可以采用导电胶或点焊的方式来安装外接端子金属帽。
在上述实施例中的导体线圈是由覆有聚酯树脂涂层的铜线构成的，本发明并不局限于实例所述的铜线材，还可以使用其它覆有绝缘涂层的金属线材。
根据本发明的一个方面，在成形工序之前将线圈的两端浸入熔锡槽中，使之除去两端头部分的绝缘层，从而切割成形体时就会将无绝缘层的端部露出。因此，可以保证线圈端部与外接端子间有足够的电接触面积，使二者的电连接的可靠性显著提高。
根据本发明的一个方面，由于采用良好的锡焊工艺使外接端子与具有良好焊锡润湿性的线圈露出端连接，所以可以实现满意的焊接，从而使外接端子与线圈之间电连接的可靠性进一步提高。
在珠状电感器的常规设计中，根据本发明的一个方面，在浸入熔锡槽中的线圈部分中包括其中的切割区域。
根据本发明的另一方面，由于在成形体端部的线圈露出端处的绝缘涂层已被预先除去，从而确保线圈端部与外接端子有足够的电接触面积，使二者的电连接的可靠性显著提高。
根据本发明的另一方面，外接端子可以使用常规金属制造，从而制造出一种价廉电感器其外接端子金属帽与线圈端头的电连接具有很高的可靠性。
权利要求
1.一种制造珠状电感器的方法，其中包括如下步骤成形含有粉末磁性材料的树脂或橡胶的成形体，其中埋嵌有由一段覆有绝缘涂层的金属导线绕成的导体线圈；截掉成形体的两端头部使导体线圈的端面暴露出来；在导体线圈的露出端上附加外接端子使它们相互之间电连接；其中该导体线圈的两头端部在成形步骤之前被浸入到熔锡槽中以致于其中包括成形体的两端头部的切割区，从而致使导体线圈露出端上的绝缘涂层被除去。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，所述的附接步骤是通过将外接端子焊接到导体线圈的露出端面进行的。
3.根据权利要求1和2中的一项所述的方法，其特征还在于，导体线圈的端头浸入熔锡槽中的区域是距离其端面为导体线圈的1至5圈的区域。
4.一种珠状电感器，其中包括由一段覆有绝缘涂层的金属导线绕成的导体线圈，其两端区域涂覆的绝缘被除去；由含有粉末磁性材料的树脂和橡胶中至少一种制模成形的成形体，其中埋嵌有所述线圈，致使除去了绝缘的导体线圈的端部暴露在成形体的两端头部；以及外接端子，其与位于所述成形体的两端头部的所述线圈端部附接以便使它们相互之间电连接。
5.根据权利要求4所述的珠状电感器，其特征还在于，所述的外接端子是被安装在所述成形体的两端头部的金属帽。
全文摘要
一种制造珠状电感器的方法包括如下步骤成形含有粉末磁性材料的树脂或橡胶的成形体，其中埋嵌有由覆有绝缘涂层的金属线绕成的线圈；截掉成形体两端以露出线圈的端部；在线圈的露出端上附接外接端子并使其相互电连接。为提高线圈与外接端子之间电连接的可靠性，线圈的端头在成形前浸入熔锡槽，并在此区域内切割成形体的端头，从而保证线圈露出端除去绝缘涂层并附着焊锡。用这种导体线圈可以制造出一种珠状电感器。
文档编号H01F41/10GK1239808SQ9910922
公开日1999年12月29日 申请日期1999年6月22日 优先权日1998年6月23日
发明者鹿间隆, 杉谷昌美, 大岛序人 申请人:株式会社村田制作所