封裝的感應組件制造技術

根據本發明專利技術，一種封裝的感應組件包括感應元件和包圍該感應元件的電絕緣封裝。該封裝包括由導熱材料構成的第一區域和由隔熱材料構成的第二區域。第一區域具有第一表面，該第一表面是封裝的感應組件的外表面。封裝的感應組件的外表面沒有任何電勢。封裝的感應組件允許改進的散熱。特別地，由感應元件中的功率損耗產生的熱通過封裝的第一區域消散到封裝的感應組件的外表面。這導致負擔得起的封裝的感應組件。感應元件可以是例如電感器或變壓器。

【技術實現步驟摘要】
封裝的感應組件
本專利技術涉及一種封裝的感應組件，其包括感應元件和包圍感應元件的電絕緣封裝。該封裝包括由導熱材料構成的第一區域和由隔熱材料構成的第二區域。本專利技術還涉及一種用于制造封裝的感應組件的方法。此外，本專利技術涉及一種包括封裝的感應組件的功率轉換器以及該功率轉換器的使用。
技術介紹
諸如封裝的電感器或封裝的變壓器的封裝的感應組件是公知的并被廣泛使用。特別地，它們用在用于轉換功率的功率轉換器中。除了它們的感應特性之外，這種封裝的感應組件必須滿足諸如電絕緣和導熱性的其它要求，以消散由于能量耗散而在感應組件中產生的熱。通常，感應元件的封裝由塑料或如鋁的金屬制成。雖然塑料提供良好的電絕緣，但是它們的導熱性差，即它們不允許熱耗散。另一方面，如鋁的金屬提供良好的導熱性，但它們也是良好的電導體，即不能提供電絕緣。陶瓷也被認為是用于封裝感應元件的材料，因為它們提供良好的電絕緣和良好的導熱性。然而，陶瓷易碎且昂貴。US7276998(Enpirion，2006)公開了一種用于包括磁芯的磁性裝置的可密封的封裝。該封裝包括位于磁芯周圍的屏蔽結構，該屏蔽結構被配置為在其周圍創建腔室。屏蔽結構被配置為限制密封劑進入腔室以保護磁芯不受覆蓋的模制化合物，所述模制化合物是諸如在制造工藝期間適用的并且具有與磁性材料的熱膨脹系數可能不同的熱膨脹系數的環氧樹脂模制化合物。諸如保護蓋的屏蔽結構可以由諸如陶瓷材料、鋁、銅、模制塑料材料或其它適當的足夠剛性的材料形成。屏蔽結構和保持芯的基板(例如PCB)之間的開口允許模制化合物部分地進入到腔室中。不利的是，由于密封劑具有有限的導熱性，因此磁性裝置的散熱受到限制。US8922327(Sumitomo，2012)公開了一種閉合磁路，以防止芯接觸空氣，并因此防止被腐蝕。該芯是包含樹脂和鐵粉的模制固體。在殼體的開口部分處，提供形成在磁芯表面上并包含與磁芯的樹脂類似的樹脂的表面層，而不是制備單獨的覆蓋組件并將其附接到殼體。表面層不包含磁性粉末。芯的磁性粉末具有高的導熱率，并且傾向于聚集在殼體的底表面側。因此，當殼體的底表面在電抗器的安裝表面側上時，當諸如冷卻基座的冷卻裝置提供在殼體的底表面側上時，由線圈產生的熱量容易被消散掉。除了用作粘合劑的磁性粉末和樹脂之外，可以將由例如氧化鋁或二氧化硅形成的陶瓷的填充物混合到模制固體的材料中。若填充物由具有良好導熱性的材料形成，則填充物能夠有助于散熱性質的提高。使用具有高導熱性的陶瓷顆粒，可以改善表面層的散熱性質。在磁路的內部部分中使用的樹脂由絕緣材料形成。當該樹脂使用混合物時，其混合有由選自包括氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氮化硼和碳化硅的群組的至少一種陶瓷形成的填充物，由線圈產生的熱量容易被消散掉，并且可以獲得具有良好散熱性質的電抗器。殼體優選地由導電且非磁性的材料（諸如，例如鋁）形成。不利的是，沒有給出磁路的殼體的電絕緣。US9087634(Sumida，2014)公開了一種用于制造具有高產率并且其中不發生電磁干擾具有線圈的電子組件(諸如電感器元件)的方法。該方法包括：將T形芯和空心線圈放置在模具中；將復合磁性材料和樹脂的混合物注入到該模具中，從而T形芯和空心線圈被混合物嵌入。優選地，用于T形芯的材料具有磁性和絕緣性質。絕緣材料優選地是樹脂，例如環氧樹脂、玻璃材料或陶瓷。不利的是，這種絕緣材料或者不適于散熱或者相當昂貴。US20070279172(Huang，2007)公開了一種電氣裝置，其可以承受用于熔化無鉛焊料組合物的回流爐的溫度。該電氣裝置具有外殼，至少一個線圈單元設置在該外殼中。其包括芯和纏繞在該芯上的漆包線，以及設置在外殼中并覆蓋線圈單元的至少一側的熱絕緣體。熱絕緣體由聚合物、陶瓷及其組合制成。不利的是，該電氣裝置沒有提供導熱外殼來消散線圈在其工作期間所產生的熱量。
技術實現思路
本專利技術的目的是創造一種與最初提到的
有關的封裝的感應組件，其是負擔得起的、電絕緣的和散熱的。本專利技術的解決方案由權利要求1的特征限定。根據本專利技術，封裝的感應組件包括感應元件和包圍該感應元件的電絕緣封裝。該封裝包括由導熱材料構成的第一區域和由隔熱材料構成的第二區域。第一區域具有第一表面，該第一表面是封裝的感應組件的外表面。封裝的感應組件的外表面是浮動的，即沒有任何電勢，因為封裝的感應組件的封裝是電絕緣的，并且特別地是因為封裝的第一區域以及第二區域的每個都是由電絕緣材料構成的。換句話說，感應元件與封裝的感應組件的外表面電絕緣。此外，封裝的感應組件允許散熱。特別地，由感應元件中的功率損耗而產生的熱通過封裝的第一區域消散到封裝的感應組件的外表面。這樣就可以得到可負擔的起的封裝的感應組件，因為不是整個封裝而僅僅是其第一區域是導熱的。感應元件例如可以是電感器或變壓器。該感應元件適用于功率應用。優選地，感應元件適用于大于100mA、大于1A或甚至大于10A的電流。并且，感應元件優選地適用于大于1V、大于10V或甚至大于100V的電壓。當暴露于這樣的電流和/或電壓時，也就是說在操作中，在感應元件內，特別地在芯和/或一個或多個繞組內產生熱。電絕緣封裝具有三維形狀并且包圍感應元件，其繼而具有三維形狀。第一區域和第二區域也具有三維形狀。第一和第二區域是電絕緣封裝的部分，或者是電絕緣封裝的區帶。第一和第二區域例如可以具有板、圓柱體、具有開口側的中空立方體或任何其它殼狀部分的形狀。優選地，電絕緣封裝完全包圍感應元件。感應元件的封裝是電絕緣的。優選地，封裝的第二區域由一種類型的材料制成，該材料是類似塑料的聚合物材料。然而，其它電絕緣體（如玻璃）也是可能的。導熱率可在0.7至1.2W/(m·K)（即，瓦特/米×開爾文）的范圍內。優選地，關于第二區域的產出方式，封裝的第二區域不僅由聚合物材料制成，而且還可以由通常包括作為粉末的兩種成分和作為例如樹脂的液體的商業可得到的模制材料制成。模制材料可以包含顆粒以改善導熱性，例如金屬或陶瓷顆粒。然而，必須注意到以下事實：電絕緣可能不會由此而降低，即，顆粒必須不能引起感應元件的一個或多個繞組的涂層的絕緣損壞。優選地，第一區域和第二區域一起圍繞感應元件的除了底側之外的所有側。底側被定義為其中一個或多個繞組的端子引腳離開感應元件的一側。感應元件的底側與封裝的感應組件的底側相對應。優選地，第一區域位于鄰近感應元件的需要散熱和/或冷卻的表面。同樣優選地，第一區域形成封裝的感應組件的頂側。頂側位于與底側相對。在優選實施例中，第二區域具有與感應元件接觸的第二表面。第二區域的第二表面與感應元件的這種接觸確保了良好的電絕緣，因為第二區域提供比空氣或真空更好的電絕緣性質。因此，封裝的感應組件的總尺寸可以減小，從而導致較高功率密度。可替代地，第二區域可以被布置在距感應元件一定距離處。第一區域和第二區域可以重疊。如果由第一區域提供的電絕緣不足以用于封裝的感應組件，則第二區域的厚度可以被設計為滿足考慮到第一區域的電絕緣貢獻的電絕緣要求。如果由第一區域提供的電絕緣對于封本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種封裝的感應組件(1)，包括：/n1.1感應元件(2)/n1.2封閉所述感應元件的電絕緣封裝，所述封裝包括：/n1.2.1由導熱材料構成的第一區域(10)，以及/n1.2.2由絕熱材料構成的第二區域(6)，/n特征在于：/n1.3所述第一區域(10)具有作為所述封裝的感應組件(1)的外表面的第一表面(11)。/n

【技術特征摘要】
20190111 EP 19151499.11.一種封裝的感應組件(1)，包括：
1.1感應元件(2)
1.2封閉所述感應元件的電絕緣封裝，所述封裝包括：
1.2.1由導熱材料構成的第一區域(10)，以及
1.2.2由絕熱材料構成的第二區域(6)，
特征在于：
1.3所述第一區域(10)具有作為所述封裝的感應組件(1)的外表面的第一表面(11)。


2.根據權利要求1所述的封裝的感應組件(1)，其中所述第二區域(6)具有與所述感應元件(2)接觸的第二表面(7)。


3.根據前述權利要求中任一項所述的封裝的感應組件(1)，其中所述第一區域(10)是板，優選地是環形、矩形或方形板，或者是優選地包括彼此連接的兩個或更多個圓形部分的板。


4.根據前述權利要求中任一項所述的封裝的感應組件(1)，其中所述第一區域(10)由陶瓷構成。


5.根據前述權利要求中任一項所述的封裝的感應組件(1)，其中所述第一區域(10)通過導熱粘合劑，優選地通過導熱粘合劑層連接到所述感應元件(2)。


6.根據前述權利要求中任一項所述的封裝的感應組件(1)，其中所述第一區域(10)與所述第二區域(6)接觸。


7.根據前述權利要求中任一項所述的封裝的感應組件(1)，其中所述封裝還包括具有用于定位所述感應元件的端子引腳(3)的至少兩個孔的基板(4)。


8.根據前述權利要求中任一項所述的封裝的感應組件(1)，其中所述封裝還包括圍繞所述第二區域(6)的殼體(5)，優選地所述殼體(5)由電絕緣和/或熱絕緣材料構成。

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【專利技術屬性】
技術研發人員：H尼恩德，R格里格，
申請(專利權)人：泰達電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：泰國;TH