TWI281173B - Circuit board type windings device and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

1281173 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種繞組元件及其製造方法，特別是 指一種電路板式繞組元件及其製造方法。 【先前技術】 吊見的繞組元件如電感器、變壓器、網路濾波器···等 、在叹计上都具有預定數量之鐵心，及繞設於鐵心上之一

或多數線圈’列的繞組元件料，會隨所需求之特性、 ，格與使料合的差異而有所不同，冑的是由鐵心與線圈 、、且成獨立…有些則是由鐵心與線圈搭配設計在電路板 上所構成。 就電感器與變壓器而言，較容易由鐵心與線圈組成獨 立凡件’當然也有籍由單層戋多戶 曰及夕層電路板上之銅箔層來構 ，繞狀之線圈，再以兩片組合方式將兩半邊之鐵心，分 別由電路板兩相反面對接而 u疋仕电路板上，使設置在電 t上之線圈對應繞設在鐵心上，而組成所需之繞組元件 ^人以可具有較小之體積，但其鐵心部份由兩半邊固 疋接5之構造，仍有進—步改良之需 黏合方式，或利用如杜^ 勹…娜疋才』用 過程定兩半邊之鐵心，不僅製造 通…丄 與鐵心間，免存在空隙·，除了 通電運作時容易產生振動與噪音外，並會造成較大的磁損 卜’網路濾波器通常是由車交容旦 ,, 車乂夕數置之鐵心與線圈搭 而難以單獨由鐵心 配連接所組成，在安裝上較無一體性， 5 1281173 與線圈架構而成，必須將多數結μ ， 竹夕数、、凡δ又有預定數量線圈之鐵心 配合安裝在附有線路之電路板上， 文衣日寸母一線圈之繞减 必須與電路板上之電路預作連 ^ ^ 二… ？貝作運接，因此不僅安裝甚為麻煩 ，而且較無一體性之結構，f項 、 一 μ 構t須配合其他後續之相關加工 二输型態被使用’此處所稱之後續相關加 工料@疋!再配合引出導線架，並利用封裝技術以絕緣 封膠包復於荊述基板與該等鐵、 執 、、果圈外部，而將整體網 路濾波器組裝成為具有一體性 心、凡、、且几件，使整體繞組元 件具有一般ic元件之外顴刑能 〜i, 卜硯型悲，以利於插裝並焊接在較大 型之電路板。 【發明内容】 因此，本發明之目的，即在提供一種利用將導磁材料 -體模製成型為可供預設在電路板上之線圈繞設之鐵心， 使製程簡單且導磁材料與電路板間不致存在空隙之電路板 式繞組元件及其製造方法。 於是，本發明電路板式繞組元件之製造方法，所述電路 板式繞組元件包含-電路板及至少—固結在該電路板上之鐵 心’該電路板包括-水平之板本體，及至少—被覆在該板本 體上並環繞預定圈數之線圈，該鐵心、是以導磁粉末一體模製 成型地固結在該電路板之板本體上，且該鐵心呈環狀並穿繞 過該線圈之-中心。該製造方法包含··⑷備製—電路板，使 該電路板包括一水平板本體，及至少一被覆在該板本體上並 環繞預定圈數之線圈。⑻備製一模具。⑹將該電路板放置 在該模具内，以導磁粉末掩埋該電路板上、下方，並固結成 6 1281 型出-呈環狀且穿繞過該線圈 T。的鐵心。 L貫施方式】 有關本發明之前述及豆他 、汉，、他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之三較隹每 一旱么只知例的詳細說明中，將町清 楚的呈現。 对 在本發明被詳細描述以前，要注意的是，在以下的說 明内各中’類似的元件是以相同的編號來表示。

圖 2所示，本杳明第一實施例之製造方法所製造 出的電路板式繞組元件2包含右一堂攸。立 , 丁 匕各百電路板3，及一模製成型 地固結在該電路板3上之鐵心4。

該電路板3包括有-水平之板本體31、一被覆在該板 本體31❻面上並環繞職圈數之線圈32，及—覆蓋在該線 圈32頂面以提供絕緣、保護效果之絕緣層33。該板本體 31疋由絕緣材料製成，並具有二間隔之第一、第二穿孔3Π 、312。該線圈32便是圍繞在第一穿孔311周圍，也就是說 線圈32是以該第一穿孔311為中心環繞被覆在板本體3丨頂 面上’且該第二穿孔312是位在線圈32外圍。 该鐵心4是以模製成型方式固結在該電路板3上，實 施上可採用如壓鑄成型、射出成型…等一體模製成型方式 ’在本實施例中是以壓鑄成型方式為例作說明。該鐵心4 在製造時是將粉末狀之導磁材料，以壓鑄成型方式固結在 该電路板3之板本體31上，使該鐵心4呈環圈狀並穿繞過 弟、第一穿孔3 11、3 12，也就是說該鐵心4固結在板本 體3 1上時，是穿繞過該線圈32中心。 7 1281173 、如W 3户斤示，本發明第一實施例藉以達成上述電路板 式繞組元# 2 tit方法之製造模具大至支是包含有一下模5, 及一可對應壓合在該下模5上之上模6。 /其製造過程’大致是使電路板3定位在該模具期間， 讓電路板3上、下方欲固結鐵心、4之部位受導磁粉末掩埋 亚固結成型出該鐵心4。 /下扠5包括了杈座5卜及一安裝在該下模座”内 ^下模仁52。該下模座51呈水平長片狀板體，具有—凹陷 广了員面中央之長方下模穴511。該下模仁52可容裝入 ^下模座^之下模穴511内，且其—頂端面521是設計成 L凹面狀’该弧凹形狀是對應於該鐵心4底面形狀。 該上模6包括—用來對應壓合在該下模座Μ頂面之上 /1，及—可往下壓覆地安裝在該上模座61内之上模仁 2。该上模座61呈可盘命、十、y 、， 、刚述下杈座5丨對應蓋合之長片狀 板體，並具有—由盆& —s /、底面中央往上延伸且對應於前述下模 之上輪611 ’及二對稱連通於該上模穴611中間高 度處並^斜:^延伸貫穿之人料通道⑴。該上模仁62是可 t地谷衣在该上模穴611内，且其-底端面621的形 狀也疋壬弧凹狀，而對應於該鐵心4頂面形狀。 有關利用該模具來製造出電路板式繞組元件2之過程 如下· Η \ ^ —欠人料：如圖4在上、下模6、5未對應蓋合 之下拉仁52容置入下模座5丨之下模穴511 W，並將定量之導磁粉末7倒入下模穴川内，使導 8 1281173 tf末堆積在下模仁52上方，也就是容裝在下模穴川上 而:内A過私所倒入之導磁粉末，大致是用來成型出前 述鐵心4下端部。 旛：放置電路板：如圖1 2所示，在上、下模6、5未對 應盍5以前’將該電路板3放置在該下模座Μ頂面，並覆 蓋：下模：51所容裝之導磁粉末7上方，設計上電路板3 之弟一、弟二穿孔311、312是對應於下mu的左、右 側上方。 第人入料，如圖3所示，將上模座61蓋合在下 模座51頂面’並經由上模座6!之該等人料通道612倒入 定量之導磁粉末4，使導磁粉末堆積在電路板3上方，當然 電路板3之弟-、第二穿孔311、312也已填滿導磁粉末7 。該過程中所倒人之導磁粉末7,大致是絲成型出鐵心4 上端部。 1 、進行壓鑄：如圖4所示，藉由上、下模仁62、52 相向壓合力，將電路板3上、下方之上、下模穴“：”内 的導磁粉末壓鑄成型為固態之鐵4,而 經由該二穿孔311、312連通固#把μ ± 1 埂通固結在一起，此時便已完成如 2 前述圖1、2所示電路板式繞組元件2之整體構造。 3 本實施例上述利用壓鑄成型之製造方法具有如下多項 優點： 、 4 1、在將導磁粉末壓鑄成固態鐵心4的同時，便完成 其鐵心4與電路板3的結合’並使鐵心4成型為穿繞:電 路板3之線圈32中^的環形結構’因此製程非常簡單，完 1281173 全不需要進行如發左 °方法所進行的黏合或扣接等加工組裝 作業，可有效降低製造成本。 …2、所製成的電路板式繞組元件2由於其鐵心4是壓 麵成型地固結在雷政^ m、 板3上’且與f路板3間不會存在空 ” &可避免產生振動與噪音，並能減少磁損。 值得一提的是，—體模製成型該鐵心4之方式，另< 利用射出成型方式，脸、六^ 將⑺L悲V磁粉末注入模具内，同樣矸 藉由導磁粉末經第—、第二穿孔3li、3i2充填於電路板3 ^下方’而成型出—體固結在該電路板3上並穿繞過線 圈32中心之環形鐵心4。 雨圖9所7’本發明第二實施例之製造方法所製造 出的電路板式繞組元件2盤命、+、隹 ^ 兀件2與則述弟一實施例不同處在於： 本實施例之繞組元件2的電路板3是採用—般多層式電路 板，使本實施例之電路板3包括有多數相疊接之板本體Μ ’及多數分別右、左間隔被覆在該等板本體3ι τ頁面之線圈 32、32。該等線圈32、32,是分別圍繞在第一、第二穿孔 扣、312周圍。為避免圖示過於複雜，本實施例中每一線 圈二:3:都只：環繞一圈為例揭露於圖式中。由於該鐵心 U第、弟一牙孔311、312，因此也同時穿繞過每-線圈32、32’中心。 此外，在此須進-步說明的是，該電路板3所設置的 線圈32數量可視需要增加’例如更可在電路板3之板本體 31底面也被覆線圈32、32，，來被覆更多數量的線圈32。 且可視設計需求，將各層板本體31間經由導通孔技術作電 10 1281173 連接，使各線圈32間獲得所需的連接關係。 如圖10、11所f ; 丄心 V不，本發明第三實施例之製造方法 造出之電路板式繞組 义 — 牛 吳弟一實施例不同處在於：第 一實施例之繞組元件2僅勺人 、 一 匕5 一鐵心4，而本實施例之繞組 兀件2則包含有多數個 、、 4，相對地本實施例中該電路板 3之板本體31上，#門< 1更開故有多數對相間隔對應之第一、篦 二穿孔311、312，以分別供該等鐵心4固結。 本實施例所採用之模具與第一實施例的不同處在於·· 為了因應所要設置鐵心找 数里雙多，除了上、下模座須 設對應數量之上、下模 、頁開 镇八U外，也要增設對應數量的上、 下模仁（不再以圖式詳兩 ^ ^ 、、 1路），至於製造過程同樣必須進行 刖述之弟一次入料、定/ # 耸兒路板、第二次入料及進行壓鑄 等過私，而旎一次壓鎮屮 ~出、，Ό合在電路板3上之該等鐵心4， 並使σ鐵心4成型為穿繞過所對;Λ垮圈D + 程非常簡單。 斤對I表圈32之中心，因此製 猎此所製成具備右吝者} 爾有夕數鐵心4之繞組元件2，適合作為 網路濾波器使用，由於爷笨 卞局 田於34鐵心4是與電路板3 ，使整體繞線元件2 mu 版 / 、 具備甚佳之一體性結構，而能免除以 彺網路濾波器組裝時，必須 ’、 ^ 員$政地將多數繞設有預定數量 線圈之鐵心女裝在電路板上 .A 〕焦頊I耘’更！須進行線圈 與線圈之線端間，以及岣圃+ μ 以及、'表圈之線端與電路板間的連接，因 此本貫施例之設計確實可 煩之困擾。 、”'、、耆文“知網路濾波器製造麻 此外’值得一提的是’因應一般網路濾波器之設計， 1281173 通常其所設置之多數鐵心’往往不會全部採用相同的導磁 材料’以提供不同特性，針對此，，當本實施例中該 等鐵心4有採用不同導磁材料之需要時，例如有些鐵心* 採用第-種導磁粉末材料、其餘鐵4採用第：種導磁粉 末材料，則其製造過程，只要將不同的導磁粉末材料填入 所對應之模穴中即可，至於壓鑄過程，可—次壓鑄成型， 也可分兩次壓鑄成型。 又，為了使本實施例之繞組元件2能配合插裝在大型 之電路板上，該繞組元件2更可如圖12所示，設計成更包 含有多數間隔由該電料3兩彳目反録下延伸分別用來電 連接於該料圈32之線端料、㈣21，及—封裝於電路板 3與各鐵心4外部之封裝體22，使整體繞組元件2.具有- 般1C元件之外觀型態，以利於插裝並焊接在較大型之電路 板0 歸納上述，本發明之製造方法藉由模製成型方式，將 導磁粉末-體包覆於具有_ 32之電路板3上所製成之電 路板式繞組元件2，不僅製造過程簡單，並可使所製成結合 -體之鐵心4與電路板3間不會存在空隙，而可降低製造 成本，並有效提升品質，故確實能達到發明之目的。 ▲惟以上所述者’僅為本發明之三較佳實施例而已，當 不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申嗜專 利範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆 仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圓式簡單說明】 12 1281173 圖1是本發明之製造方法的第一較佳實施例所 電路板式徺組元件的立體圖； ' 圖2是圖1中該電路板式繞組元件的正視剖面圖； #圖3是一製造模具之簡略立體分解圖，說明本發明該 弟—較佳實施例之製造方法； 囷4疋圖3中该模具進行第一次入料時之狀態； 圖5是圖3中該模具放置一電路板時之狀態； 圖6疋圖3中该模具進行第二次入料時之狀態； 圖7是圖3中該模具進行壓鑄時之狀態； “圖8是本發明之製造方法的第二較佳實施例所製成之 一電路板式繞組元件的立體圖； · 圖9是圖8中該電路板式繞組元件的正視剖面圖； 圖10是本發明之製造方法的第三較佳實施例所製成之 電路板式繞組元件的立體圖； 圖11是圖10中該電路板式繞組元件的正視剖面圖；及 圖12是該第三較佳實施例所進一步製造出呈型態 之電路板式繞組元件的立體圖。 13 1281173 【主要元件符號說明】 ^ ί .? Ψ νί- 繞組元件 5 1 * …* 1 巧 Ψ »：.今‘ ΐ 丨 》 > 導線架 5 11，… 封裝體 5 2 — ^ 電路板 5 2 1 …, 3 1…"… 板本體 )♦ * JC * « 1 1 *r ® ^ ^ ^ 第一穿孔 6 1 ”… 3 12…… 第二穿孔 6 11* … 32 、 32’ 線圈 6 12，… 33……… 絕緣層 6 2…… 4…《…… 鐵心 6 21 …， 下模 η……" …下模座 Μ下模穴 "下模仁 …頂端面 …上模 …上模座 …上模穴 …入料通道 …下模仁 …底端面 …導磁粉末 14

Claims (1)

1281173 十、申請專利範圍： 1 · 一種電路板式繞組元件，包含： 一電路板，包括有至少一水平之板本體，及至少一 被覆在該板本體上並環繞預定圈數之線圈；及 干至少一鐵心，以導磁粉末一體模製成型地固結在該 电路板之板本體上’且該鐵心呈環狀並穿繞過該線圈之 一中心〇 2·依射請專利範圍第1項所述之電路板式繞組元件，其 中’該電路板更包括-被覆在該板本體上並將該線圈覆 蓋之絕緣層。 3.依據申請專利範圍第i項所述之電路板式繞組元件，1 中’該電路板之板本體具有二間隔之第一、第 :、 該線圈便是圍繞在該第一穿孔周圍，且該牙’ 在該線圈外圍，該鐵心便是呈環圈狀地穿-位 •二穿孔。 、第 依據申％專利補第3項所述之電路板式繞組元件 中’該電路板是包括多數相疊接之板本體，及 被覆在該等板本體上並圍繞在該第一穿孔 刀別 康申請專利範圍第3項所述之電路板式繞叙元 二’該電路板是包括多數相疊接之板本體：其 間隔被覆在該等板本體上並分別圍繞在第一、第：別 周圍之線圈。 弟一导孔 6·依據申請專利蔚圖 包含有多數以導磁=之電路板式繞組元件，是 ¥ “末—體模製成型地固結在該電路板 15 1281173 之板本體上的鐵心，且該電路板是包括有多數線圈，該 等鐵心皆呈環狀並分別穿繞過該等線圈中心。 7·依據申請專利範圍第1項所述之電路板式繞組元件，更 包含多數間隔由該電路板往下延伸分別用來電連接於該 等線圈之線端的導線架，及一封裝於該電路板外部之封 裝體。 8· —種電路板式繞組元件之製造方法，包含： (A) 備製一電路板，使該電路板包括一水平板本體， 及至少一被覆在該板本體上並環繞預定圈數之線圈；及 (B) 備製一模具； (C) 將該電路板放置在該模具内，以導磁粉末掩埋該 電路板上、下方，並固結成型出一呈環狀且穿繞過該線 圈之一中心的鐵心。 9.依據申請專㈣圍第8項所述電路板式繞組元件之製造 方法，其中： 該步驟⑷所備之電路板的板本體具有相間隔之第一 :f二穿孔，且該線圈是圍繞在該第—穿孔周圍，該第 一穿孔是位在線圈外圍； .該步驟⑻所備製之模具包括可對應壓合之上、下模 該步驟（C)包括： 口朝 (C11)將定量之導放斗八古 里〈V磁叔末倒入該下模之一開 上的下模穴内； ' 下模上，使該電路板 (C12)將該電路板放置在該 16 1281173 之第一、第二穿孔對應位在該 1候八的兩相反侧上 方； (⑶）將該上模蓋合在該下模上，並將^量之導 磁粉末填人該上模之―開口朝下並對接於該下模穴 的上模穴内；及 士（C14)相向壓合上、下模穴内之導磁粉末，两壓 鑄成型出該鐵心。 癱10.依據申請專利範圍第8項所述電路板式繞組元件之製造 •=法，其中，該步驟(Α)所備製之電路板是包括有多數被 覆在該板本體上之線圈，該步驟（c)是固結成型出多數分 別穿繞過該等線圈之中心的鐵心。 11·依據申請專利範圍第10項所述電路板式繞組元件之製造 方法，其中： 該步驟（A)所備之電路板的板本體是具有多數對間隔 之第 第一牙孔，且該等線圈是分別圍繞在該等第一 牙孔周圍，该荨第二穿孔是分位在所對應線圈外圍； 該步驟（Β)所備製之模具包括可對應壓合之上、下模 該步驟（C)包括： 、 （C21)將定量之導磁粉末倒入該下模之多數開口 朝上之下模穴内； (C 2 2)將該電路板放置在該下模上，使該等成對 對應之第一、第二穿孔分別位在該等下模穴的兩相 反侧上方； 17 1281173 (C23)將該上模蓋合在該下模上，並將定量之導 磁粉末填入該上模之多數開口朝下並分別對接於該 等下模穴上的上模穴内；及 (C24)相向壓合該等上、下模穴之導磁粉末，而 壓鑄成型出該等鐵心。 ·

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