專利名稱：電感裝置及其制造方法
技術領域：
本發明涉及電感裝置及其制造方法，具體地，涉及電感裝置之線圈與其封套構件之間的間隙所引起的磁力線效應的控制問題。
電感器通常是將一條導線纏繞在一磁心上而構成。為了改善電感器之性能，其繞組通常用一種磁性材料所制的外殼予以封閉，從而使磁力線不能外漏。美國專利No.4，498，067公開過這種做法。該專利將其外殼之邊緣打光，然后安裝在從帶繞的磁心凸出之邊緣上。由于改進上述外殼之安裝方式，使外殼與上述凸出邊緣之間的空間減小，其電感性能得到改善。
美國專利No.4，769，900也公開過用一種含有磁性分子且模鑄成塊的熱塑樹脂圍繞安裝在電感裝置之繞組周圍，此種模鑄樹脂塊可作相當緊密的安裝，因此可減小間隙而防止電感裝置的性能變壞。另外，美國專利No.3，201，729和美國專利No.3，255，512將電感裝置的繞組置于一個模型之中，然后將含有磁性分子的樹脂灌入該模型之內而完全將該繞組封閉。
雖然上述已知方法可以改善電感裝置之性能，但就小型電感裝置而言，上述各種方法卻不能達到所希望的精確度，而且其制造方法也不經濟。將配對的外殼打光所需成本也相當昂貴，大量生產時，其效果更不可靠。另外，模鑄技術的成本也高，而且電感裝置的性能也難以控制。
因此，本發明的主要目的在于解決現有技術存在的問題，提供一種電感裝置及其制造方法，該電感裝置具有一繞組、一磁心和一封閉套殼，該方法能生產出成本低但是精確的電感裝置。為了實現本發明的上述目的，本發明提供了一種電感裝置，具有一磁心，在磁心上繞有一線圈，該線圈由一封閉套殼與上述磁心的套合而封閉，該封閉套殼與上述磁心之間的間隙則灌入一種經選擇的具有磁性的填料。并且也提供了一種制造電感裝置的方法，包括下列步驟將一線圈繞在磁心上，用一封閉套殼與該磁心套合，從而完全封閉該線圈;在該封閉套殼與磁心之間的間隙中注入一定量的可流動的材料，在該材料中含有經選擇的磁性微粒。
下面參考附圖詳細敘述本發明的原理，附圖中
圖1A示出本發明的一種磁心的構造情形;
圖1B示出圖1A的磁心上繞有一繞組的情形;
圖1C示出有一封閉套殼套在該磁心和繞組上的情形;
圖2是圖1C所示電感裝置之斷面圖，其中示出在磁心與封閉套殼之間的間隙中注有磁性分子材料;
圖3示出本發明的另一種電感裝置的斷面圖;
圖4示出本發明的又一種電感裝置的斷面圖;
圖5示出本發明的再一種電感裝置的斷面圖;
圖6示出本發明的又再一種電感裝置的斷面圖;
圖7示出本發明的又再一種電感裝置的斷面圖;
圖8示出本發明的又再一種電感裝置的斷面圖。
雖然下面將通過一實施例來說明本發明的原理，但并非因此就將本發明的范圍局限在該實施例中，有關本發明的范圍均包含在下述的權利要求書之內。
參見圖1A、1B和1C。其中圖1A示出一帶繞磁心12，該磁心12置于一非磁性基板(通常是陶瓷、塑料或酚類化合物)14的上面。導線16繞在磁心上(圖1B)，線端則固定在基板14上。封閉套殼18套在上述帶繞磁心上(圖1C)。封閉套殼18與磁心12套合，因而將磁心包含在封閉套殼18之內。磁心12和封閉套殼18通常用含鐵材料構成，因此可將電感裝置所產生的磁力線封閉在套殼18之內。磁心12通常粘接在基板14之上面，封閉套殼18則粘接在磁心12之下部。
從圖1C可以看出，磁心的上部32與封閉套殼18之間有一小間隙30，該間隙30因隔斷磁力線而使該電感裝置的電感性能降低。
如圖2所示，本發明在上述間隙中注入一種含有磁性微粒的材料40而對磁力線具有決定性的作用。該材料呈流體狀，其本質為一種粘接劑、塑料樹脂或環氧樹脂，一旦被灌入間隙之中立即硬化，這種材料可含有經選擇的磁性微粒或非磁性微粒，或兩者之混合，而其微粒的大小、數量和比例則依所需磁性而定。例如，可用含鐵微粒作為磁性材料，另以鋁或黃銅作為非磁性材料。通過選擇特定的微粒尺寸、含量或混合比例，并確定電感裝置之形狀后，其間隙效應即可由注入上述材料之數量加以有效的控制，進而使該電感裝置的特性控制在極準確的標準值之內。
下面再通過圖3至圖8所示的實施例來說明通過控制上述間隙效應而進一步控制電感裝置的性能的情況。在所述每實施例中，其磁心52a至52f均各繞有一繞組50a至50f。當封閉套殼54a至54f與磁心52a至52f套合后，即產生一間隙56a至56f。電感裝置的性能因而大受影響。根據上述本發明的原理對上述間隙注入一種含有經過選擇的微粒并可硬化的液料。
和前面一樣，這種可硬化的材料也屬于一種粘接劑、熱塑性樹脂和環氧樹脂。彌散在液料中的微粒可以是一種磁性材料，例如鐵或含鐵微料，以增加電感量，也可以是一種非磁性材料，例如鋁或黃銅，以減小電感量，或者可以是將上述兩種材料的混合物，在制造時，可以調整微粒尺寸、數量或微粒混合之比例，同時控制注入上述間隙的材料之數量，以獲得所需要的電感性能。
例如，設有一線圈繞在一磁心上，然后插入一封閉套殼之中。若在100千赫芝(KHz)、0.050均方根電壓值(VRMS)和0自動消磁電路(ADC)條件下對上述電感裝置進行測試，則其電氣特性如下L＝65.2μH，Q＝56若在上述磁心與封閉套殼之間的間隙中灌入由0.001英寸至0.002英寸(0.025mm至0.051mm)大小而透磁系數為10，000的磁性微粒與環氧樹脂的混合物，并且仍在100千赫芝(KHz)、0.050均方根電壓值(VRMS)和0自動消磁電路(ADC)條件下測試該電感裝置的性能，則發現有如下改善L＝98.0μH，Q＝66這說明L值增加約50%，Q值改善約18%。
從以上所述應當了解，在不背離本發明的主要宗旨的情況下，可對上述的裝置和方法進行改進，以應所需。本發明的范圍僅限于下面所附之權利要求書中。
權利要求
1.一種電感裝置，具有一磁心，在該磁心上繞有一線圈，該線圈由一封閉套殼與上述磁心的套合而封閉，該封閉套殼與上述磁心之間的間隙則灌入一種經選擇的具有磁性的填料。
2.根據權利要求1的電感裝置，其特征在于所述填料是一種可流動的材料，它一旦被定位后即可硬化，該填料含有磁性微粒。
3.根據權利要求2的電感裝置，其特征在于所述填料包含一種由不同的磁性微粒按照一定的比例混合而成的混合物。
4.一種根據權利要求1的電感裝置，其特征在于所述封閉套殼呈一筒狀構造，用以封閉該磁心并與該磁心的兩端相配合，所述填料被注入該筒狀結構與該磁芯端部之間的間隙內，該填料包括一種其中含有鐵微粒的環氧樹脂。
5.一種電感裝置由一磁芯、一繞在該線軸上的繞組和一套在該磁心上的封閉套殼所組成，該封閉套殼與該磁心套合后即使得該繞組基本一封閉，并在該磁心與封閉套殼之間形成一個間隙，該電感裝置的特征在于其結構還包含灌注入所選間隙以影響該裝置的磁性能的填料，該填料是可流動的，它含有經選擇的磁性微粒，一旦灌注定位即可硬化。
6.根據權利要求5的電感裝置，其特征在于所述填料的磁性效果是通過選擇彌散在該填料中的磁性微粒而達到的，以產生所需電感性能。
7.根據權利要求6的電感裝置，其特征在于所述的微粒選擇包括下列指標之一項或多項按磁特性選擇微粒類型;微粒尺寸選擇;各種微粒順型之比例的選擇以及在所述填料中的微粒濃度的選擇。
8.根據權利要求6的電感裝置，其特征在于所述封閉套殼呈筒狀態構造，用以封閉所述磁心并與該磁心主之兩端相配合;所述填料包括一種其中含有彌散的鐵微粒的環氧樹脂，該填料被注入該筒狀構造與該磁心端部之間的間隙中。
9.一種制造電感裝置的方法包含下列步驟將一線圈纏繞在一磁心上，用一封閉套殼與該磁心套合，從而完全封閉該線圈;在該封閉套殼與該磁心之間的間隙中注入一定量的可流動的材料，在該材料中含有經選擇的磁性微粒。
10.根據權利要求9的制造電感裝置的方法，其特征在于所述微粒的選擇包含下列指標中的一項或幾項按磁特性選擇微粒的類型;選擇微粒的尺寸;選擇各種微粒的比例;選擇所述填塞材料扣微粒和濃度。
11.根據權利要求10的制造黽感裝置的方法，其特征在于所述封閉套殼呈筒狀構造，用以封閉所述磁心并與該磁心之兩端相配合;所述填料包括一種其中含有彌散分布的鐵質微粒的環氧樹脂，該填料被灌入上述筒狀結構與所述磁心之間的間隙中。
12.一種制造電感裝置的方法，該電感裝置包含一個繞在一磁心上的繞組、一個與該磁心相套合從而將上述繞組完全封閉的封閉套殼，在該封閉套殼與上述磁心之間有一間隙;一種控制該間隙的磁效應的方法包含這樣一個步驟將一定量的含有經選擇性的微粒的可流動的填料注入上述間隙中。
13.根據權利要求12的制造電感裝置的方法，其特征在于其步驟還包括首先確定所述填料要達到的效果，然后選擇彌散在該填料中的微粒，以便在定量填料下產生所需的效果。
14.根據權利要求13的制造電感裝置的方法，其特征在于所述微粒的選擇包含下列指標中的一項或幾項按磁特性選擇微粒的類型;選擇微粒的尺寸;選擇各種微粒的比例;并選擇在該填粒中的微粒濃度。
15.根據權利要求12的制造電感裝置的方法，其特征在于所述封閉套殼呈筒狀構造，用以封閉所述磁心并與該線軸之端部相配合;在上述筒狀結構與所述磁心端部之間的間隙中注入所述填料，該填料包括一種含有鐵質微粒的環氧樹脂。
16.一種電感裝置包含一磁心，在該磁心上繞一線圈，一封閉套殼與該磁心套合而將該線圈完全封閉，該封閉套殼與該磁心之間便形成一個間隙，將一種填料注入該間隙中，該填料由一種原始可流動的材料與一種磁性材料混合而成，該磁性材料的初期透磁系數為10，000，而磁性微粒尺寸為0.025mm至0.051mm。
全文摘要
一種可控制其閉路中的間隙效應的電感裝置的結構及其制造方法，首先將一線圈繞在一磁心上，然后用一封套構件與線圈套合，再在該封套構件與上述磁心之間有間隙中注入一定量的含有按磁性選擇的微粒的可硬化的液料。
文檔編號H01F41/02GK1062051SQ9110911
公開日1992年6月17日 申請日期1991年9月20日 優先權日1990年9月21日
發明者海倫·格尼, 杜尼爾得·伊·維斯特, 杰穆斯·格·鮑特 申請人:美商擴可夫有限公司