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TWI760275B - 電感元件及其製造方法 - Google Patents

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TWI760275B
TWI760275B TW110131567A TW110131567A TWI760275B TW I760275 B TWI760275 B TW I760275B TW 110131567 A TW110131567 A TW 110131567A TW 110131567 A TW110131567 A TW 110131567A TW I760275 B TWI760275 B TW I760275B
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鍾瑞民
陳家楨
林弘彬
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奇力新電子股份有限公司
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Abstract

本發明公開一種電感元件及其製造方法。電感元件包括磁性基座、線圈結構以及封裝結構。磁性基座包括底板、外牆及芯柱。外牆與芯柱凸出於底板的一表面，且底板、外牆及芯柱共同定義出定位槽。線圈結構包括線圈主體、第一延伸線段及第二延伸線段。線圈主體設置於定位槽內，並環繞芯柱。第一延伸線段包括彼此連接的第一彎折部以及第一引腳部。第一彎折部由線圈主體朝遠離底板的方向彎折並具有第一連接端，且第一引腳部由第一連接端延伸至外牆上方。第二延伸線段包括彼此連接的第二彎折部以及第二引腳部。第二彎折部由線圈主體朝遠離底板的方向彎折並具有第二連接端。第二引腳部由第二連接端延伸至外牆上方。第一連接端與第二連接端之間定義的一虛擬連線與芯柱的一中心軸之間的最短距離小於線圈主體的最小外半徑。封裝結構包覆磁性基座以及線圈結構。第一引腳部的一第一導電部分以及第二引腳部的一第二導電部分裸露在封裝結構之外。

Description

電感元件及其製造方法
本發明涉及一種被動元件及其製造方法，特別是涉及一種電感元件及其製造方法。
電感是廣泛應用於電路設計中的被動元件，依據不同應用需求而具有不同的結構。在其中一種現有的電感結構中，線圈會盤繞設置在磁芯上。具體而言，現有的磁芯包括底板以及凸出於底板的芯柱。在繞製線圈時，可以芯柱作為支撐結構，來形成線圈的捲繞部，而未捲繞在芯柱上的非捲繞部會向下彎折並固定在磁芯的底板上。然而，在將非捲繞部彎折固定在底板上的步驟中，很容易導致底板破損而產生裂紋。
另外，後續進行模壓製程以形成包覆磁芯以及線圈的磁性包覆結構時，線圈因受擠壓而很容易變形，或者是移位。底板產生裂紋、線圈變形與移位將導致電感的電性不良且降低電感可靠度。因此，改善電感的結構及製造方法，以維持電感的可靠度以及使電感具有較佳的電性，仍為本領域技術人員所欲解決的問題之一。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種電感元件及其製造方法，可避免影響電感元件的電性以及降低電感元件的可靠度。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種電感元件，其包括磁性基座、線圈結構以及封裝結構。磁性基座包括底板、外牆及芯柱。外牆與芯柱凸出於底板的一表面，且底板、外牆及芯柱共同定義出定位槽。線圈結構包括線圈主體、第一延伸線段及第二延伸線段。線圈主體設置於定位槽內，並環繞芯柱。第一延伸線段包括彼此連接的第一彎折部以及第一引腳部。第一彎折部由線圈主體朝遠離底板的方向彎折並具有第一連接端，且第一引腳部由第一連接端延伸至外牆上方。第二延伸線段包括彼此連接的第二彎折部以及第二引腳部。第二彎折部由線圈主體朝遠離底板的方向彎折並具有第二連接端。第二引腳部由第二連接端延伸至外牆上方。第一連接端與第二連接端之間定義的第一虛擬連線與芯柱的一中心軸之間的最短距離小於線圈主體的最小外半徑。封裝結構包覆磁性基座以及線圈結構。第一引腳部的一第一導電部分以及第二引腳部的一第二導電部分裸露在封裝結構之外。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是提供一種電感元件的製造方法，包括下列步驟：提供一磁性基座，磁性基座具有一芯柱，且磁性基座定義出環繞芯柱的一定位槽；繞製一線圈結構；將所述線圈結構套設於所述芯柱而設置於所述定位槽內；以及形成一封裝結構。線圈結構包括一線圈主體、第一延伸線段以及一第二延伸線段，其中，所述線圈主體具有一貫孔，第一延伸線段包括彼此連接的一第一彎折部以及一第一引腳部，第二延伸線段包括彼此連接的一第二彎折部以及一第二引腳部。第一彎折部與第二彎折部由線圈主體朝相同側彎折，並分別具有一第一連接端以及一第二連接端。第一連接端與第二連接端之間定義的第一虛擬連線與貫孔的一中心軸之間的最短距離小於線圈主體的最小外半徑，且第一引腳部與第二引腳部分別由第一連接端與第二連接端沿著大致平行的方向延伸至超過線圈主體的側表面。另外，第一引腳部的一第一導電部分以及所述第二引腳部的一第二導電部分裸露在所述封裝結構之外。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的電感元件及其製作方法，其能通過“磁性基座具有芯柱，且磁性基座定義出環繞芯柱的定位槽＂、“線圈結構設置於定位槽內，且包括線圈主體、第一延伸線段以及第二延伸線段，第一延伸線段包括彼此連接的第一彎折部以及第一引腳部，第二延伸線段包括彼此連接的第二彎折部以及第二引腳部” 以及“第一彎折部與第二彎折部由線圈主體朝相同側彎折，並分別具有第一連接端以及第二連接端，第一連接端與第二連接端之間定義的第一虛擬連線與芯柱的一中心軸之間的最短距離小於線圈主體的最小外半徑，且第一引腳部與第二引腳部分別由第一連接端與第二連接端延伸至超過線圈主體的側表面＂的技術方案，可維持電感元件的可靠度以及使電感元件具有較佳的電性。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“電感元件及其製造方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[第一實施例]
請參閱圖1，顯示本發明實施例的電感元件的製造方法的流程圖。在步驟S100中，提供一磁性基座，其中，磁性基座具有一芯柱，且磁性基座定義出環繞所述芯柱的一定位槽。在步驟S110中，繞製一線圈結構，線圈結構包括一線圈主體、一第一延伸線段以及一第二延伸線段。在步驟S120中，將線圈結構套設於芯柱而設置於定位槽內。在步驟S130中，形成封裝結構包覆磁性基座以及線圈結構。在步驟S140中，形成第一電極部與一第二電極部於封裝結構上，並分別電性連接第一延伸線段以及第二延伸線段。以下進一步說明電感元件在各步驟中的細節。
詳細而言，請配合參照圖2，其顯示本發明實施例的線圈結構與磁性基座的立體分解示意圖。如圖2所示，磁性基座1定義出一定位槽H1。進一步而言，磁性基座1包括共同定義出定位槽H1的底板10、外牆11以及芯柱12，且外牆11與芯柱12凸出於底板10的表面10S。進一步而言，外牆11會環設在芯柱12周圍，而定義出呈封閉迴路形狀的定位槽H1。舉例而言，定位槽H1的俯視形狀可以是圓環形、橢圓環形、方環形、D字形或其他不對稱形狀。另外，在本實施例中，外牆11為一封閉式外牆，且外牆11的頂表面11S為平坦表面，但本發明不以此為限。
在一實施例中，磁性基座1是由磁性材料所構成。前述的磁性材料，包含結晶型金屬磁性粉末(Crystalline magnetic metal powder)以及非結晶型金屬磁性粉末(Amorphous magnetic metal powder)中的至少其中一種。結晶型金屬磁性粉末(Crystalline magnetic metal powder)例如: 鐵矽(Fe-Si)、鐵矽鉻(Fe-Si-Cr)、鐵矽鋁(Fe-Si-Al)、鐵鎳(Fe-Ni)、羰基鐵粉（Carbonyl Iron Powder, CIP）、鐵(Iron)、鐵鎳鉬(Fe-Ni-Mo)、鐵鈷釩(Fe-Co-V)，包含但不限以上材料。非結晶型金屬磁性粉末(Amorphous magnetic metal powder)可以是以鐵為基礎的非結晶型金屬磁性粉末(Fe-based amorphous magnetic metal power)，例如: 鐵矽硼碳(FeSiBC)、鐵矽鉻硼磷碳(FeSiCrBPC)，包含但不限以上材料。本發明實施例的磁性基座1主要採用結晶型金屬磁性粉末，例如: 混合羰基鐵粉的材料。另外，磁性基座1可以通過冷壓、熱壓、轉注成型(transfer molding)或壓塑成型(compression molding)等已知工藝來製作。
請參照圖2，線圈結構2可以是通過繞製一導線而形成線圈主體20、第一延伸線段21以及第二延伸線段22。舉例而言，可以採用平繞法、內外繞法或是阿爾法(alpha)繞法來繞製導線，以形成線圈結構2。前述的導線可以是扁線、方線或者是圓線，並可包括一絕緣披覆層以及內導電線體，但本發明不以此為限。
本實施例的線圈主體20包括多個環體(未標號)，且多個環體圍繞同一中心軸Y而設置。據此，線圈主體20會具有貫孔20H。須說明的是，在本實施例中，在將線圈結構2置入於磁性基座1的定位槽H1之前，第一延伸線段21與第二延伸線段22會預先被彎折而形成彎折角。進一步而言，如圖1所示，第一延伸線段21與第二延伸線段22會先朝線圈主體20的相同側(如頂側)被向上地彎折且延伸超過最頂側環體。之後，第一延伸線段21與第二延伸線段22再次被彎折而分別沿著最頂側環體的兩個切線方向延伸，而超過線圈主體20的側表面。
在本實施例中，第一延伸線段21與第二延伸線段22在被向上地彎折之後，會朝線圈主體20的相同側彎折之後再延伸，但本發明不以此為限。在另一實施例中，第一延伸線段21與第二延伸線段22在被向上地彎折之後，會分別朝線圈主體20的不同側被彎折之後朝不同方向延伸。
詳細而言，第一延伸線段21包括彼此連接的一第一彎折部210以及一第一引腳部211，且第二延伸線段22包括彼此連接的一第二彎折部220以及一第二引腳部221。第一彎折部210與第二彎折部220向上地延伸而凸出於線圈主體20的最頂側環體。
在本實施例中，第一彎折部210具有第一彎折起始端210b以及第一連接端210a。第一彎折起始端210b是指第一彎折部210由其中一個環體開始向上彎折的起始端，而第一連接端210a是第一彎折部210與第一引腳部211的連接端。相似地，第二延伸線段22的第二彎折部220具有第二彎折起始端220b以及第二連接端220a。第二彎折起始端220b是指第二彎折部220由其中一個環體開始向上彎折的起始端，而第二連接端220a是第二彎折部220與第二引腳部221的連接端。
第一引腳部211由第一連接端210a沿著線圈主體20的最頂側環體的其中一切線方向延伸，並凸出於線圈主體20的側表面。相似地，第二延伸線段22的第二彎折部220具有第二彎折起始端220b以及第二連接端220a，且第二引腳部221由第二連接端220a沿著線圈主體20的最頂側環體的另一切線方向延伸，並凸出線圈主體20的側表面。第一引腳部211的延伸方向不一定平行於第二引腳部221的延伸方向。
須說明的是，在本實施例中，第一連接端210a與第二連接端220a之間定義的第一虛擬連線A會跨越線圈主體20的貫孔20H。在一實施例中，在俯視方向上，第一連接端210a與第二連接端220a之間定義的第一虛擬連線A會通過線圈主體20的中心軸Y與線圈主體20的外緣之間的範圍。另外，第一彎折起始端210b與第二彎折起始端220b定義的第二虛擬連線B落在一縱向參考面上，且縱向參考面通過線圈主體20的貫孔20H。如此，可以使第一引腳部211與第二引腳部221具有較長的延伸長度。
請參照圖3至圖5A。圖3為本發明實施例線圈結構設置於磁性基座內的立體示意圖，圖4與圖5A分別是本發明實施例的線圈結構設置於磁性基座內的剖面示意圖以及俯視示意圖。
如圖3與圖4所示，線圈結構2被套設於芯柱12而設置在磁性基座1的定位槽H1內。進一步而言，線圈主體20的貫孔20H會對準於芯柱12，而設置於定位槽H1內。須說明的是，磁性基座1的外牆11與芯柱12可以輔助線圈結構2設置於中央位置，並且可避免在後續製程中，線圈結構2受到擠壓而移位或者變形，影響電感元件的電性與良率。
另外，芯柱12相對於底板10的高度h2可以不一定等於外牆11相對於底板10的高度h1。在較佳實施例中，芯柱12相對於底板10的高度h2等於或者小於外牆11相對於底板10的高度h1。另外，芯柱12相對於底板10的高度h2大於或等於線圈主體20的高度T1的一半。在本發明中，線圈主體20的高度T1是指線圈主體的最頂端與最底端之間的距離。在一實施例中，芯柱12相對於底板10的高度h2大於線圈主體20的高度T1。也就是說，線圈主體20的頂端的高度位置低於芯柱12的頂面，但本發明不以此為限。
由於預成型的磁性基座1相較於通過模壓磁性粉末而形成的磁性體而言具有較高的密度，因此，芯柱12相對於底板10的高度h2越接近於線圈主體20的高度T1，在線圈主體20的貫孔20H內的磁性物質的密度越高，而可使電感元件具有較高的感值。
另外，外牆11相對於底板10的高度h1是大於或等於三分之一線圈主體20的高度T1。在一實施例中，外牆11相對於底板10的高度h1是高於線圈主體20的高度T1。換言之，線圈主體20的頂端的高度位置會低於外牆11的頂表面11S。
然而，請參照圖3與圖4，在線圈結構2設置於定位槽H1內之後，第一延伸線段21的第一引腳部211與第二引腳部221會延伸到外牆11的上方。如圖4所示，在本實施例中，第一引腳部211與第二引腳部221會高於外牆11，且與頂表面11S彼此分隔一距離，但本發明不以此為限。在另一實施例中，第一引腳部211與第二引腳部221也可正好抵靠於外牆11的頂表面11S上。另外，第一連接端210a的高度位置與第二連接端220a的高度位置都高於磁性基座1的外牆11的頂表面11S。
須說明的是，在本實施例中，外牆11的頂表面11S為平坦表面。但在另一實施例中，外牆11的頂表面11S可以具有兩個凹槽，其分別對應於第一引腳部211與第二引腳部221的位置。在將線圈結構2設置在定位槽H1之後，第一引腳部211與第二引腳部221可以分別被容納在兩個凹槽內。
如圖4所示，在本實施例中，定位槽H1的寬度由上到下皆保持一致，但本發明不以此為限。在另一實施例中，定位槽H1的寬度也可由上到下漸縮，而使定位槽H1的剖面形狀呈梯形。另外，外牆11的內表面以及芯柱12靠近於底板10的區域各具有倒角或者圓角。
請參照圖3與圖5A，須說明的是，本實施例的線圈主體20的俯視形狀並不一定是圓形，因此線圈主體20會具有一最小外半徑Ra與最大外半徑Rb。在線圈結構2設置於定位槽H1內之後，在俯視方向上，第一連接端210a與第二連接端220a之間的一第一虛擬連線A會跨越線圈主體20上方。進一步而言，第一連接端210a與第二連接端220a之間定義第一虛擬連線A，第一虛擬連線A與芯柱12(或者線圈主體20)的中心軸Y之間的最短距離d1會小於線圈主體20的最小外半徑Ra。在一實施例中，第一連接端210a與第二連接端220a之間定義的第一虛擬連線A與芯柱12(或者線圈主體20)的中心軸Y之間的最短距離d1小於或等於線圈主體20的最大外半徑Rb的2/3倍。如此，可以增加第一引腳部211與第二引腳部221與外部電極的接觸面積。
在本實施例中，第一連接端210a與第二連接端220a之間定義的第一虛擬連線A會通過芯柱12(或者貫孔20H)。另外，如圖5A所示，第一彎折起始端210b與第二彎折起始端220b定義的第二虛擬連線B落在一縱向參考面上，且縱向參考面包含芯柱的一中心軸Y。然而，本發明不以此為限。
請參照圖5B至圖5E，顯示本發明其他實施例的線圈結構設置於磁性基座內的俯視示意圖。如圖5B所示，第一連接端210a與第二連接端220a之間定義的第一虛擬連線A也可正好通過芯柱12(或者貫孔20H)的中心軸Y。如圖5C所示，第一連接端210a與第二連接端220a之間定義的第一虛擬連線A通過芯柱12(或者貫孔20H)。然而，在圖5D的實施例中，第一連接端210a與第二連接端220a之間定義的第一虛擬連線A也可以不通過芯柱12(或者貫孔20H)，但第一虛擬連線A與中心軸Y之間的最短距離d1仍會小於線圈主體20的最小外半徑Ra。
在圖5A至圖5D的實施例中，第一連接端210a與第二連接端220a之間的第一虛擬連線A平行於線圈主體20的最大外半徑Rb。在另一實施例中，如圖5E所示，第一連接端210a與第二連接端220a也不一定要落在同一條水平參考線上。據此，圖5E的實施例中，第一引腳部211與第二引腳部221可分別具有不同的長度。
之後，形成包覆磁性基座1以及線圈結構2的封裝結構。請參照圖6至圖8，為本發明實施例形成封裝結構的各步驟中的立體示意圖。如圖6所示，可以冷壓、熱壓、轉注成型(transfer molding)或壓塑成型(compression molding)等方式來形成覆蓋線圈結構2以及磁性基座1的磁性封裝體3A。另外，磁性封裝體3A也可以分多階段來形成，而在不同的階段分別採用不同的磁性材料或是不同的成型工藝。
在一實施例中，通過模壓成型製程來形成磁性封裝體3A。詳細而言，可將線圈結構2以及磁性基座1共同置入模具的模穴內。之後，在模穴內填入用以形成磁性封裝體3A的粉末。前述的粉末可以只包括磁性材料粉末，也可以包括磁性材料粉末及非磁性材料粉末。
磁性粉末可包含結晶型金屬磁性粉末(Crystalline magnetic metal powder)以及非結晶型金屬磁性粉末(Amorphous magnetic metal powder)中的至少其中一種。結晶型金屬磁性粉末(Crystalline magnetic metal powder)例如: 鐵矽(Fe-Si)、鐵矽鉻(Fe-Si-Cr)、鐵矽鋁(Fe-Si-Al)、鐵鎳(Fe-Ni)、羰基鐵粉（Carbonyl Iron Powder, CIP）、鐵(Iron)、鐵鎳鉬(Fe-Ni-Mo)、鐵鈷釩(Fe-Co-V)，包含但不限以上材料。非結晶型金屬磁性粉末(Amorphous magnetic metal powder)可以是以鐵為基礎的非結晶型金屬磁性粉末(Fe-based amorphous magnetic metal power)，例如: 鐵矽硼碳(FeSiBC)、鐵矽鉻硼磷碳(FeSiCrBPC)，包含但不限以上材料。本發明之實施例的磁性封裝體3A主要採用結晶型金屬磁性粉末，例如: 混合羰基鐵粉的材料，但本發明不以此為限。另外，用來形成磁性封裝體3A的材料不一定要和磁性基座1的材料相同。
須說明的是，在此步驟中，前述的粉末會填滿磁性基座1的定位槽H1內的剩餘空間。之後，再利用沖壓機具對填入模穴內的粉末施加壓力，促使粉末可被擠壓而填滿模穴與線圈結構2及磁性基座1之間的間隙而形成磁性封裝體3A。也就是說，磁性封裝體3A的一部分會填入磁性基座1的定位槽H1內。
值得一提的是，在本實施例中，在將線圈結構2設置在定位槽H1之前，可以先裁掉第一引腳部211與第二引腳部221凸出於外牆11的部分，再形成封裝結構3。如圖6所示，因此，在將線圈結構2設置在定位槽H1後，第一引腳部211與第二引腳部221不會凸出外牆11的外側表面。
在本實施例的製造方法中，可以在取出磁性封裝體3A之後，對磁性封裝體3A進行一固化熱處理，以進一步增加磁性封裝體3A的機械強度。在一較佳實施例中，於執行固化熱處理時，一併對磁性封裝體3A施加壓力，可使磁性封裝體3A更緻密。
須說明的是，當磁性封裝體3A與磁性基座1的材料相同時，在經過前述沖壓步驟以及熱處理步驟之後，磁性封裝體3A與磁性基座1實質上會相互結合而一體成型。在另一實施例中，磁性封裝體3A與磁性基座1也可以分別由不同的材料所構成。進一步而言，構成磁性封裝體3A的材料以及構成磁性基座1的材料可分別包含不同的磁性材料。舉例而言，構成磁性封裝體3A的材料可以是混合羰基鐵粉的材料，而構成磁性基座1的材料可以是鐵矽鉻，但本發明不以此例為限。
如圖6所示，磁性封裝體3A具有第一凸出部31與第二凸出部32。第一凸出部31與第二凸出部32位於磁性封裝體3A的同一側，且彼此分隔設置。在本實施例中，第一凸出部31與第二凸出部32為條狀凸台，且第一凸出部31與第二凸出部32會分別對應於第一引腳部211的延伸方向與第二引腳部221的延伸方向。進一步而言，第一凸出部31與第一引腳部211朝大致相同方向延伸，且第二凸出部32與第二引腳部221朝大致相同方向延伸。
請參照圖7，形成封裝結構的步驟還進一步包括形成一絕緣層3B覆蓋磁性封裝體3A以及磁性基座1的外表面。在一實施例中，可以通過霧化噴塗、液態浸置、化學氣相沉積等方式來形成絕緣層3B。
之後，如圖8所示，去除一部分絕緣層3B以及一部分磁性封裝體3A，以裸露第一引腳部211的第一導電部分211S及第二引腳部221的第二導電部分221S。進一步而言，可以研磨第一凸出部31以及覆蓋於其上的絕緣層3B，以及研磨第二凸出部32以及覆蓋於其上的絕緣層3B，直到裸露第一引腳部211與第二引腳部221。
在本實施例中，第一引腳部211的一部分與第二引腳部221的一部分也會在研磨步驟中一併被去除，以使第一引腳部211的第一導電部分211S裸露在第一凸出部31上，以及使第二引腳部221的第二導電部分221S裸露在第二凸出部32上。由於第一凸出部31與第一引腳部211的延伸方向大致相同，且第二凸出部32與第二引腳部221的延伸方向大致相同，因此在進行上述研磨步驟之後，可以在第一凸出部31與第二凸出部32的表面裸露出較大面積的第一導電部分211S以及第二導電部分221S。
值得注意的是，在本實施例中，第一引腳部211的延伸方向與第二引腳部221的延伸方向所定義出的平面大致與外牆11的頂表面11S大致平行。因此，在進行研磨步驟之後，可以在第一凸出部31露出較大面積的第一導電部分211S，以及在第二凸出部32上露出較大面積的第二導電部分221S。
在一實施例中，裸露的第一導電部分211S(或第二導電部分221S)的面積會大於第一引腳部211(或第二引腳部221)的截面的面積。詳細而言，裸露的第一導電部分211S(或第二導電部分221S)的長度大於第一引腳部211(或第二引腳部221)的線徑。
之後，形成第一電極部4與一第二電極部5於封裝結構3上，以分別電性連接第一延伸線段21以及第二延伸線段22。請參照圖9以及圖10，圖9為本發明第一實施例的電感元件的立體示意圖。圖10為圖9的X-X剖面的剖面示意圖。
在本實施例的電感元件Z1中，第一電極部4位於第一凸出部31並接觸第一導電部分211S，以電性連接第一引腳部211。第二電極部5位於第二凸出部32並接觸第二導電部分221S，以電性連接第二引腳部221。如前所述，相較於現有的電感結構，本發明中，由於裸露的第一導電部分211S與第二導電部分221S的面積較大，因此可增加第一電極部4(或第二電極部5)與第一導電部分211S(或第二導電部分221S)之間的接觸面積，而增加第一電極部4(或第二電極部5)與第一導電部分211S(或第二導電部分221S)之間的接著力。當電感元件Z1受到外力時，可避免由第一電極部4(或第二電極部5)與第一導電部分211S(或第二導電部分221S)的介面處斷裂，進而提升電感元件Z1的可靠度。
形成第一電極部4第二電極部5的手段可以是利用電鍍、濺鍍或蒸鍍等製程，本發明並不限制。在本實施例中，第一電極部4與第二電極部5都是位於電感元件Z1的相同側，且彼此分隔設置。將電感元件Z1設置在另一電路板上時，會將圖9所示的電感元件Z1翻轉，而使第一電極部4與第二電極部5朝向電路板而設置。
進一步而言，目前電子產品趨向輕薄短小，且電子產品內部的元件密度也越來越高，使兩相鄰的元件之間的間距也隨之縮減。因此，在本實施例的電感元件Z1中，第一電極部4與第二電極部5都位於相同側，如：電感元件Z1的底側，而不是分別位於相對側，可以避免電感元件Z1被設置在電路板上時，與相鄰的元件之間相互搭接。另一方面，電感元件Z1的表面有磁漏問題，通常會需要額外增設電性接地的屏蔽件，遮蓋住電感元件Z1。將電感元件Z1的第一電極部4與第二電極部5都設置在同一側（底側），可以避免第一電極部4或第二電極部5接觸到屏蔽件，而導致短路。
然而，上述實施例的電極的結構並不用於限制本發明。請參照圖11，其顯示本發明另一實施例的電感元件的剖面示意圖。本實施例的電感元件Z2與前一實施例的電感元件Z1相同的元件具有相同的標號，且相同的部分不再贅述。
如圖11所示，當電感元件Z2設置在另一電路板上，且元件之間的間距較寬時，電感元件Z2的第一電極部4與第二電極部5也可以是L形電極。也就是說，第一電極部4包括第一底側部分40以及延伸到電感元件Z2的側表面的第一側面部分41，其中第一底側部分40是位於第一凸出部31上，並電性連接於第一引腳部211。另外，第二電極部5包括第二底側部分50以及延伸到電感元件Z1的側表面的第二側面部分51，且第二底側部分50是位於第二凸出部32並電性連接於第二引腳部221。
當電感元件Z2設置在另一電路板上時，是以第一底側部分40與第二底側部分50朝向電路板而設置。另外，第一側面部分41與第二側面部分51可以增加焊料（如：錫膏）的爬錫能力，而增加電感元件Z2與電路板之間的接合強度。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的電感元件及其製作方法，其能通過“磁性基座1具有芯柱12，且磁性基座1定義出環繞芯柱12的定位槽H1＂、“線圈結構2設置於定位槽H1內，且包括線圈主體20、第一延伸線段21以及第二延伸線段22，第一延伸線段21包括彼此連接的一第一彎折部210以及第一引腳部211，第二延伸線段22包括彼此連接的一第二彎折部220以及第二引腳部221” 以及“第一彎折部210與第二彎折部220由線圈主體20朝相同側彎折，並分別具有第一連接端210a以及第二連接端220a，第一連接端210a與第二連接端220a之間的一第一虛擬連線A與芯柱12的一中心軸Y之間的最短距離d1小於線圈主體20的最小外半徑Ra，且第一引腳部211與第二引腳部221分別由第一連接端210a與第二連接端220a延伸至超過線圈主體20的側表面＂的技術方案，可維持電感元件Z1、Z2的可靠度以及使電感元件Z1、Z2具有較佳的電性。
更進一步來說，將線圈結構2先設置在預成型的磁性基座1的定位槽H1內，不僅可以避免線圈結構2在製造過程中受到擠壓而移位或者變形，影響電感元件Z1、Z2的電性與良率，也可更有效控制電感元件Z1、Z2的尺寸。除此之外，預成型的磁性基座1相較於通過模壓磁粉而形成的磁性體而言具有較高的密度。因此，本實施例的電感元件Z1、Z2在線圈主體20的貫孔20H內的磁性物質的密度較高，而可使電感元件Z1、Z2具有較高的感值。
既然第一連接端210a與第二連接端220a之間的第一虛擬連線A與芯柱12的一中心軸Y之間的最短距離d1小於線圈主體20的最小外半徑Ra，且第一引腳部211與第二引腳部221分別是由第一連接端210a與第二連接端220a延伸，可以增加第一引腳部211與第一電極部4之間的接觸面積(即第一導電部分211S)，進而提升第一引腳部211與第一電極部4之間的接著力，進而提升電感元件Z1、Z2的可靠度。同樣地，使第二引腳部221與第二電極部5之間的接觸面積(即第二導電部分221S)也會增加而降低第二引腳部221與第二電極部5之間的阻抗，而使電感元件Z1、Z2具有較佳的電性。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
Z1,Z2:電感元件 1:磁性基座 10:底板 10S:表面 11:外牆 11S:頂表面 12:芯柱 H1:定位槽 2:線圈結構 20:線圈主體 20H:貫孔 21:第一延伸線段 210:第一彎折部 210a:第一連接端 210b:第一彎折起始端 211:第一引腳部 211S:第一導電部分 22:第二延伸線段 220:第二彎折部 220b:第二彎折起始端 220a:第二連接端 221:第二引腳部 221S:第二導電部分 Ra:最小外半徑 Rb:最大外半徑 d1:最短距離 A:第一虛擬連線 B:第二虛擬連線 h1:外牆高度 h2:芯柱高度 T1:線圈高度 Y:中心軸 3:封裝結構 3A:磁性封裝體 31:第一凸出部 32:第二凸出部 3B:絕緣層 4:第一電極部 40:第一底側部分 41:第一側面部分 5:第二電極部 50:第二底側部分 51:第二側面部分 S100~S140:流程步驟
圖1為本發明實施例的電感元件的製造方法的流程圖。
圖2為本發明實施例的線圈結構與磁性基座的立體分解示意圖。
圖3為本發明實施例線圈結構設置於磁性基座內的立體示意圖。
圖4為圖3的IV-IV剖面的剖面示意圖。
圖5A為圖3的線圈結構設置於磁性基座內的俯視示意圖。
圖5B至5E為本發明其他實施例的線圈結構設置於磁性基座內的俯視示意圖。
圖6至圖8為本發明實施例形成封裝結構的各步驟中的立體示意圖。
圖9為本發明第一實施例的電感元件的立體示意圖。
圖10為圖9的X-X剖面的剖面示意圖。
圖11為本發明第二實施例的電感元件的剖面示意圖。
Z1:電感元件
1:磁性基座
11:外牆
2:線圈結構
20:線圈主體
21:第一延伸線段
210:第一彎折部
211:第一引腳部
211S:第一導電部分
22:第二延伸線段
220:第二彎折部
221:第二引腳部
221S:第二導電部分
3:封裝結構
3A:磁性封裝體
31:第一凸出部
32:第二凸出部
3B:絕緣層
4:第一電極部
5:第二電極部

Claims (24)

  1. 一種電感元件，其包括： 一磁性基座，其包括一底板、一外牆以及一芯柱，其中，所述外牆與所述芯柱凸出於所述底板的一表面，且所述底板、所述外牆及所述芯柱共同定義出一定位槽； 一線圈結構，其包括： 一線圈主體，其設置於所述定位槽內，並環繞所述芯柱； 一第一延伸線段，其包括彼此連接的一第一彎折部以及一第一引腳部，其中，所述第一彎折部由所述線圈主體朝遠離所述底板的方向彎折並具有一第一連接端，且所述第一引腳部由所述第一連接端延伸至所述外牆上方；以及 一第二延伸線段，其包括彼此連接的一第二彎折部以及一第二引腳部，其中，所述第二彎折部由所述線圈主體朝遠離所述底板的方向彎折並具有一第二連接端，所述第二引腳部由所述第二連接端延伸至所述外牆上方，其中，所述第一連接端與所述第二連接端之間定義的一第一虛擬連線與所述芯柱的一中心軸之間的最短距離小於所述線圈主體的最小外半徑；以及 一封裝結構，其包覆所述磁性基座以及所述線圈結構，其中，所述第一引腳部的一第一導電部分以及所述第二引腳部的一第二導電部分裸露在所述封裝結構之外。
  2. 如請求項1所述的電感元件，其中，所述第一連接端的高度位置與所述第二連接端的高度位置都高於所述外牆的頂表面，且所述第一引腳部與所述第二引腳部未延伸超過所述外牆的外緣。
  3. 如請求項1所述的電感元件，其中，所述第一虛擬連線與所述芯柱的所述中心軸之間的所述最短距離小於或等於所述線圈主體的最大外半徑的2/3倍。
  4. 如請求項1所述的電感元件，其中，所述第一連接端與所述第二連接端之間的所述第一虛擬連線通過所述芯柱。
  5. 如請求項1所述的電感元件，其中，所述第一彎折部具有一第一彎折起始端，所述第二彎折部具有一第二彎折起始端，所述第一彎折起始端與所述第二彎折起始端定義的一第二虛擬連線落在一縱向參考面上，所述縱向參考面包含所述芯柱的一中心軸。
  6. 如請求項1所述的電感元件，其中，所述外牆為封閉式外牆，且所述外牆的頂表面為平坦表面。
  7. 如請求項1所述的電感元件，其中，所述芯柱相對於所述底板的高度等於或小於所述外牆相對於所述底板的高度。
  8. 如請求項1所述的電感元件，其中，所述線圈主體的頂端的高度位置低於所述外牆的頂表面，且低於所述芯柱的頂面。
  9. 如請求項1所述的電感元件，還進一步包括：一第一電極部以及一第二電極部，其中，所述第一電極部覆蓋並電性連接所述第一引腳部的所述第一導電部分，且所述第二電極部覆蓋並電性連接所述第二引腳部的所述第二導電部分。
  10. 如請求項1所述的電感元件，其中，所述封裝結構包括一第一凸出部以及一第二凸出部，所述第一凸出部與所述第二凸出部的位置分別對應於所述第一引腳部與所述第二引腳部且彼此分隔設置，所述第一導電部分與所述第二導電部分分別裸露在所述第一凸出部的頂面以及所述第二凸出部的頂面。
  11. 如請求項10所述的電感元件，其中，所述第一凸出部與所述第一引腳部朝相同方向延伸，且所述第二凸出部與所述第二引腳部朝相同方向延伸。
  12. 如請求項10所述的電感元件，還進一步包括：一第一電極部以及一第二電極部，所述第一電極部位於所述第一凸出部並接觸所述第一導電部分，以電性連接所述第一引腳部，且所述第二電極部位於所述第二凸出部並接觸所述第二導電部分，以電性連接所述第二引腳部。
  13. 一種電感元件的製造方法，其包括： 提供一磁性基座，其中，所述磁性基座具有一芯柱，且所述磁性基座定義出環繞所述芯柱的一定位槽； 繞製一線圈結構，所述線圈結構包括一線圈主體、一第一延伸線段以及一第二延伸線段，其中，所述線圈主體具有一貫孔，所述第一延伸線段包括彼此連接的一第一彎折部以及一第一引腳部，所述第二延伸線段包括彼此連接的一第二彎折部以及一第二引腳部； 其中，所述第一彎折部與所述第二彎折部由所述線圈主體朝相同側彎折，並分別具有一第一連接端以及一第二連接端，所述第一連接端與所述第二連接端之間定義的一第一虛擬連線與所述貫孔的一中心軸之間的最短距離小於所述線圈主體的一最小外半徑，且所述第一引腳部與所述第二引腳部分別由所述第一連接端與所述第二連接端延伸並凸出於所述線圈主體的側表面； 將所述線圈結構套設於所述芯柱而設置於所述定位槽內；以及 形成一封裝結構包覆所述磁性基座以及所述線圈結構，所述第一引腳部的一第一導電部分以及所述第二引腳部的一第二導電部分裸露在所述封裝結構之外。
  14. 如請求項13所述的電感元件的製造方法，其中，在將所述線圈結構設置於所述定位槽的步驟之後，所述第一連接端的高度位置與所述第二連接端的高度位置都高於所述磁性基座的頂表面。
  15. 如請求項13所述的電感元件的製造方法，其中，所述第一虛擬連線與所述貫孔的所述中心軸之間的所述最短距離小於或等於所述線圈主體的最大外半徑的2/3倍。
  16. 如請求項13所述的電感元件的製造方法，其中，在將所述線圈結構設置於所述定位槽的步驟之後，所述第一連接端與所述第二連接端之間定義的所述第一虛擬連線通過所述芯柱。
  17. 如請求項13所述的電感元件的製造方法，其中，所述第一彎折部具有一第一彎折起始端，所述第二彎折部具有一第二彎折起始端，所述第一彎折起始端與所述第二彎折起始端定義的一第二虛擬連線落在一縱向參考面上，且所述縱向參考面通過所述貫孔。
  18. 如請求項13所述的電感元件的製造方法，其中，所述磁性基座還包括一底板以及一外牆，所述外牆與所述芯柱凸出於所述底板的一表面，所述底板、所述外牆及所述芯柱共同定義出所述定位槽，且所述外牆為封閉式外牆，且所述外牆的頂表面為平坦表面。
  19. 如請求項18所述的電感元件的製造方法，其中，所述線圈主體的頂端的高度位置低於所述外牆的頂表面，且低於所述芯柱的頂面。
  20. 如請求項13所述的電感元件的製造方法，其中，所述芯柱的高度小於所述外牆的頂表面高度。
  21. 如請求項13所述的電感元件的製造方法，其中，形成所述封裝結構的步驟包括： 通過一模壓成型製程形成一磁性封裝體，所述磁性封裝體覆蓋所述線圈結構以及所述磁性基座； 形成一絕緣層覆蓋所述磁性封裝體以及所述磁性基座的外表面；以及 去除一部分絕緣層以及一部分磁性封裝體，以裸露所述第一導電部分及所述第二導電部分。
  22. 如請求項13所述的電感元件的製造方法，其中，所述第一引腳部的所述第一導電部分與所述第二引腳部的所述第二導電部分皆裸露於所述封裝結構的同一側，且所述電感元件的製造方法還進一步包括： 形成一第一電極部與一第二電極部於所述封裝結構上，其中，所述第一電極部與所述第二電極部分別覆蓋且電性連接所述第一導電部分與所述第二導電部分。
  23. 如請求項13所述的電感元件的製造方法，其中，所述封裝結構包括一第一凸出部以及一第二凸出部，所述第一凸出部與所述第二凸出部位於所述封裝結構的同一側且彼此分隔設置，所述第一導電部分與所述第二導電部分分別裸露在所述第一凸出部以及所述第二凸出部。
  24. 如請求項23所述的電感元件的製造方法，其中，所述第一凸出部與所述第一引腳部朝相同方向延伸，且所述第二凸出部與所述第二引腳部朝相同方向延伸。
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