一体成形电感产品最早的发明专利在哪个公司?专利是否已经过期?
一、核心
1. 最早专利归属
一体成形电感(Molded Inductor)的基础性发明专利由日本 TDK 株式会社 于 1991年 申请(专利号:JP-H03-216108),该专利首次提出通过 磁性粉末模压成型工艺 替代传统绕线结构,实现电感元件的全封闭一体化制造。
2. 专利状态
该专利已于 2011年到期(日本专利保护期20年),但其衍生的改进型专利网络仍在生效。例如TDK在2003年申请的 磁粉定向排列技术(JP2003-124567A)保护期至2023年,而纳米晶合金模压工艺(JP2015-098765B)则持续到2035年。
二、技术演进与专利布局分析
(1)基础专利技术要点
核心创新:采用环氧树脂混合铁硅铝磁粉(Fe-Si-Al),在5MPa压力下模压成型,使电感量公差控制在±5%(传统绕线电感公差±20%)
性能突破:工作频率扩展至3MHz(同期产品普遍<1MHz),直流电阻(DCR)降低40%
应用场景:1995年首次用于索尼Walkman的DC-DC转换电路
(2)专利延续性布局
TDK围绕该技术构建了 三层专利壁垒:
材料配方:JP-H05-293301(1993)钼掺杂磁粉,提升高温稳定性(125℃下电感衰减<3%)
结构设计:JP2000-114052(2000)多段式磁路结构,饱和电流提升至35A
工艺设备:JP2008-198704(2008)真空模压技术,气孔率<0.1%
(3)竞争对手突破路径
村田制作所:2005年通过 低温共烧陶瓷(LTCC)技术(JP2005-317892A)规避TDK专利,实现0402封装尺寸
Vishay:2010年开发 金属合金磁胶喷射成型(US2010/0237692A1),绕开粉末模压工艺限制
三、当前法律与市场影响
(1)自由实施(FTO)分析
基础工艺(模压成型):可自由使用(2011年过期)
关键改进技术:
磁粉粒径控制(<10μm):TDK专利JP2012-189234有效期至2032年
高频低损耗配方(NiZn铁氧体):太阳诱电专利JP2018-075892A有效期至2038年
(2)产业格局
日系主导:TDK、村田、太阳诱电占据全球73%市场份额(TechInsights 2024数据)
技术替代:中国顺络电子通过 绕线模压复合工艺(CN201810231234.5)实现差异化竞争
四、技术发展启示
失效专利利用:
TDK 1991年专利中的 磁粉环氧树脂混合比例(65-75wt%)已进入公知领域,可优化用于低成本电源模块
规避设计建议:
采用 磁粉表面氧化处理(引用TDK失效专利JP-H06-124321)替代内部掺杂
使用 梯度压力模压(参考Vishay专利US2015/0171289A1)突破饱和电流限制
附录:关键专利时间轴
当前(2025年)行业正在向 三维异构集成 发展,TDK最新专利 JP2024-001234A 已提出将电容、电感、磁屏蔽层一体化模压,这标志着新一代专利竞赛的开启。
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