CN104332299B - 片式电感器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种片式电感器的制备方法。一种片式电感器的制备方法包括以下步骤：在片式电感器的磁芯的两个电极端面上浸渍一层铜浆，烘干后烧结形成铜层；在所述铜层表面依次电镀形成镍层及锡层形成两个端电极；在所述片式电感器的磁芯的中柱部分绕上铜线形成电感线圈，使用陶瓷焊头热压的方式将铜线的两端分别焊接在两个端电极上；在所述磁芯远离所述端电极的一端形成塑封层；使用UV油墨采用丝网印刷的方式在所述塑封层的表面印刷标示；及将印刷有所述标示的片式电感器烘干。上述片式电感器的制备方法成本较低且制备的片式电感器方便识别。
Description
技术领域
本发明涉及一种片式电感器的制备方法。
背景技术
电感器是一种储能元件，能把电能转变为磁场能，并在磁场能中储存能量。随着科技的进步和社会的发展，电子设备日益小型化、轻量化、高性能化，推动了表面组装技术的发展，片式电子元器件也迅速的发展起来。
片式电感器也成为表面贴装电感器，与其他的片式元器件如片式电容、片式电阻等元件一样，是适用于表面贴装技术的新一代无引线或短引线微型电子元件，其引出端和焊接面在同一平面上。
传统的片式电感器的端电极为银电极，银为贵金属，因此成本较高。同时，在将片式电感器的铜线焊接在端电极上时，传统的合金焊头加热时焊头会氧化从而引起焊接不良，导致合格率较低，从而制造成本较高。由于片式电感器往小型化发展，目前只能在尺寸1812或更大规格系列的电感器的表面印刷标示，对于尺寸为0603-1812系列规格的电感器的表面无法印刷，从而小型化的片式电感器的识别具有一定难度。
发明内容
基于此，有必要提供一种生产成本较低且方便识别的片式电感器的制备方法。
一种片式电感器的制备方法，包括以下步骤：
在片式电感器的磁芯的两个电极端面上浸渍铜浆，烘干后烧结形成铜层；
在所述铜层表面依次电镀形成镍层及锡层形成两个端电极；
在所述片式电感器的磁芯的中柱部分绕上铜线形成电感线圈，使用陶瓷焊头热压的方式将铜线的两端分别焊接在两个端电极上；
在所述磁芯远离所述端电极的一端形成塑封层；
使用UV油墨采用丝网印刷的方式在所述塑封层的表面印刷标示；及
将印刷有所述标示的片式电感器烘干。
在其中一个实施例中，所述铜浆的厚度为5μm～25μm；所述镍层的厚度为1μm～10μm；所述锡层的厚度为1μm～10μm。
在其中一个实施例中，所述铜浆烘干的温度为90℃～180℃，所述铜浆烘干的时间为10分钟～20分钟。
在其中一个实施例中，所述铜浆烧结的温度为600℃～910℃。
在其中一个实施例中，所述焊接的温度为400℃～800℃。
在其中一个实施例中，在所述磁芯远离所述端电极的一端形成塑封层的具体操作为：将所述磁芯远离端电极的一端放入注有UV胶的模具中，固化后得到所述塑封层。
在其中一个实施例中，所述固化的具体步骤为：先在能量为800-1000mj/cm2、温度为70℃-85℃下UV固化，再在温度为100℃～120℃下加热固化。
在其中一个实施例中，所述UV胶为丙烯酸酯体系UV胶。
在其中一个实施例中，将印刷有所述标示的片式电感器烘干在能量为800-1000mj/cm2、温度为70℃-85℃下UV烘干。
在其中一个实施例中，所述UV油墨为丙烯酸酯体系UV油墨。
上述片式电感器的制备方法通过使用铜代替银作为端电极的底层电极，极大的降低了生产成本，通过在铜层表面镀镍层及锡层形成的端电极的强度高，各项性能可以达到银电极的水平；在绕线焊接时采用陶瓷焊头热压的方式将铜线的两端分别焊接在两个端电极上，陶瓷焊头的恒温性能好，相比传统使用的合金加热焊头，避免金属材料焊接过程产生氧化引起的虚焊、焊点不牢及焊点差等焊接不良，且陶瓷焊头寿命约是合金焊头的10倍，可以进一步降低成本及提高焊接质量；采用丝网印刷UV油墨的方式在片式电感器的塑封层上印刷标示，可以实现尺寸0603-1812系列规格感量符号的印刷，且牢固度高、大小适合，相比其它印字方式只能在尺寸1812或更大规格系列规格感量符号印刷，有利于电子元件小开型化发展且方便识别。
附图说明
图1为一实施方式的片式电感器的结构示意图；
图2为图1中的片式电感器的磁芯的结构示意图；
图3为另一实施方式中的片式电感器的瓷芯的结构示意图；
图4为图1中的片式电感器的端电极的结构示意图；
图5为一实施方式的片式电感器的制备方法中绕设铜线的操作示意图；
图6为一实施方式的片式电感器的制备方法中注胶操作的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1，一实施方式的片式电感器100包括磁芯10、端电极20、电感线圈30及塑封层40。
片式电感器为U型片式电感器或I型片式电感器，U型片式电感器的磁芯结构如图2所示，I型片式电感器的磁芯结构如图3所示。磁芯10包括位于中部的中柱及凸设于中柱的两个电极端。每个电极端均具有电极端面。本实施方式中，磁芯为铁氧体磁芯。
端电极20形成于位于磁芯10同侧的两个凸起的电极端面上。端电极20共有两个。请参阅图4，端电极20包括依次层叠的铜层22、镍层24及锡层26。
电感线圈30绕设于磁芯10的中柱。
塑封层40包覆磁芯10远离端电极20的一端，且包覆部分电感线圈30。
塑封层40的表面形成有标示50。
现以上述片式电感器100为例对片式电感器的制备方法进行描述。
一实施方式的片式电感器的制备方法，包括以下步骤：
步骤S110、在片式电感器的磁芯的两个电极端面上浸渍铜浆，烘干后烧结形成铜层。
具体在本实施方式中，片式电感器的磁芯为U型结构，当然其他结构的片式电感器也可以。
优选的，铜浆的厚度为5μm～25μm。
本实施方式中，铜浆以质量百分含量计，包括铜65～75％、粘合剂6％～12％、溶剂4％～10％、助剂2％～5％。优选的，铜为微粒。优选的，粘合剂为双酚环氧树脂；溶剂为乙酸丁脂或活性稀释剂；助剂选自酸酐类固化剂、甲基咪唑及酞酸四乙酯中的至少一种。
优选的，铜浆烘干的温度为90℃～180℃，铜浆烘干的时间为10分钟～20分钟。
本实施方式中，烘干在烘炉中进行。
优选的，铜浆烧结的温度为600℃～910℃。具体在本实施方式中，烧结在无氧气氛下的链带式隧道炉中进行。
步骤S120、在铜层表面依次电镀形成镍层及锡层形成两个端电极。
镍层的厚度为1μm～10μm。
锡层的厚度为1μm～10μm。
本步骤中形成的端电极的结构示意图如图4所示。
优选的，镀镍的参数：电流20A～50A，时间2h±10分钟；镀锡的参数：电流15～35A，时间2h±10分钟；
步骤S130、在片式电感器的磁芯的中柱部分绕上铜线形成电感线圈，使用陶瓷焊头热压的方式将铜线的两端分别焊接在两个端电极上。
优选的，焊接的温度为400℃～800℃。
本实施方式中，绕设铜线时，铜线通过张力器进行张紧并经过线嘴进行定位，磁芯通过夹具进行固定，通过磁芯旋转或者线嘴采用360°旋转的方式进行绕制，具体请参阅图5。
本实施方式中，采用陶瓷焊头将铜线焊在两个端电极上并同时将漆包线头打断。
陶瓷焊头主要成份为氮化硅和氮化铝，外形为片状或圆状，其中一端为加热端，另一端为固定端并有导线引出，该陶瓷焊头最高工作温度达到1000℃，升温时间少于0.5S。
步骤S140、在磁芯远离端电极的一端形成塑封层。
优选的，在磁芯远离端电极的一端形成塑封层的具体操作为：将磁芯远离端电极的一端放入注有UV胶的模具中，固化后得到塑封层。进一步的，固化的具体步骤为：先在能量为800-1000mj/cm2、温度为70℃-85℃下UV固化，再在温度为100℃～120℃下加热固化。更进一步的，模具为塑料模，塑料模为片状或带状，塑料膜设有用于容置磁芯的凹形槽，UV胶的注胶量为在放入磁芯后凹形槽的底部能填满且UV胶水不会溢出，具体注胶示意图请参阅图6。
该步骤中，完成固化后通过撞针将包封有塑封层的磁芯从模具中打出。
优选的，UV胶为丙烯酸酯体系UV胶，进一步的，UV胶的表面电阻大于5×1014Ω·cm，在25℃时粘度为2000～10000cps。
步骤S150、使用UV油墨采用丝网印刷的方式在塑封层的表面印刷标示。
优选的，UV油墨为丙烯酸酯体系UV油墨、细度为15～25μm、在25℃时粘度为50000～120000cps。
该步骤中，将形成有塑封层的磁芯的端电极朝下放入开设有凹槽的模具中进行丝网印刷，凹槽的深度小于磁芯的高度。
优选的，丝网所采用材料为尼龙网或钢丝网，丝网目数为250～500目，绷网角度为40°～60°，张力12～20N/cm2。
步骤S110、将印刷有标示的片式电感器烘干。
优选的，将印刷有标示的片式电感器烘干在能量为800-1000mj/cm2、温度为70℃-85℃下UV烘干。进一步的，烘干在烘炉中进行。
上述片式电感器的制备方法，具有以下优点：
(1)通过使用铜代替银作为端电极的底层电极，极大的降低了生产成本，通过在铜层表面镀镍层及锡层形成的端电极的强度高，各项性能可以达到银电极的水平；
(2)在绕线焊接时采用陶瓷焊头热压的方式将铜线的两端分别焊接在两个端电极上，陶瓷焊头的恒温性能好，相比传统使用的合金加热焊头，避免金属材料焊接过程产生氧化引起的虚焊、焊点不牢及焊点差等焊接不良，且陶瓷焊头寿命约是合金焊头的10倍，可以进一步降低成本及提高焊接质量；
(3)采用丝网印刷UV油墨的方式在片式电感器的塑封层上印刷标示，可以实现尺寸0603-1812系列规格感量符号的印刷，且牢固度高、大小适合，相比其它印字方式只能在尺寸1812或更大规格系列规格感量符号印刷，有利于电子元件小开型化发展。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种片式电感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在片式电感器的磁芯的两个电极端面上浸渍铜浆，烘干后烧结形成铜层，所述铜浆的厚度为5μm～25μm；
在所述铜层表面依次电镀形成镍层及锡层形成两个端电极，所述镍层的厚度为1μm～10μm，所述锡层的厚度为1μm～10μm；
在所述片式电感器的磁芯的中柱部分绕上铜线形成电感线圈，使用陶瓷焊头热压的方式将铜线的两端分别焊接在两个端电极上，所述焊接的温度为400℃～800℃；
在所述磁芯远离所述端电极的一端形成塑封层，在所述磁芯远离所述端电极的一端形成塑封层的具体操作为：将所述磁芯远离端电极的一端放入注有UV胶的模具中，固化后得到所述塑封层；
使用UV油墨采用丝网印刷的方式在所述塑封层的表面印刷标示；及
将印刷有所述标示的片式电感器烘干。
2.根据权利要求1所述的片式电感器的制备方法，其特征在于，所述铜浆烘干的温度为90℃～180℃，所述铜浆烘干的时间为10分钟～20分钟。
3.根据权利要求1所述的片式电感器的制备方法，其特征在于，所述铜浆烧结的温度为600℃～910℃。
4.根据权利要求1所述的片式电感器的制备方法，其特征在于，所述固化的具体步骤为：先在能量为800-1000mj/cm2、温度为70℃-85℃下UV固化，再在温度为100℃～120℃下加热固化。
5.根据权利要求1所述的片式电感器的制备方法，其特征在于，所述UV胶为丙烯酸酯体系UV胶。
6.根据权利要求1所述的片式电感器的制备方法，其特征在于，将印刷有所述标示的片式电感器在能量为800-1000mj/cm2、温度为70℃-85℃下UV烘干。
7.根据权利要求1所述的片式电感器的制备方法，其特征在于，所述UV油墨为丙烯酸酯体系UV油墨。
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