CN104425121A - 镶埋式合金电感的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镶埋式合金电感的制造方法，其特点包括以下步骤：首先，造粉后压铸异形合金胚体，形成容纳槽与线槽。之后，植入线圈，放入模穴，压铸成型。接着，研磨电极后对电极镀层处理。最终，包覆皆可。由此，线圈能够通过锥形柱体便捷的放入异形合金胚体内，提升饱和电流特性，提升压铸后产品的良率。同时，降低破皮短路风险。同时，线圈起始端和末端入槽，固定出脚角度，提高电感值稳定性。再者，线圈起始端和末端折弯研磨，增大与镀层接触的截面积，可以降低RDC。

Description

镶埋式合金电感的制造方法

技术领域

本发明涉及一种电感的制造方法，尤其涉及一种镶埋式合金电感的制造方法。

背景技术

常见的电感可由电导材料盘绕磁芯制成，典型的如铜线，也可把磁芯去掉或者用铁磁性材料代替。比空气的磁导率高的芯材料可以把磁场更紧密的约束在电感组件周围，因而增大了电感。电感有很多种，大多以外层瓷釉线圈（enamel coated wire ）环绕铁素体（ferrite）线轴制成，而有些防护电感把线圈完全置于铁素体内。一些电感组件的芯可以调节。由此可以改变电感大小。小电感能直接蚀刻在PCB板上，用一种铺设螺旋轨迹的方法。小值电感也可用以制造晶体管同样的工艺制造在集成电路中。在这些应用中，铝互连线被经常用做传导材料。不管用何种方法，基于实际的约束应用最多的还是一种叫做“旋转子”的电路，它用一个电容和主动组件表现出与电感组件相同的特性。用于隔高频的电感组件经常用一根穿过磁柱或磁珠的金属丝构成。

但是，现有的电感，尤其是合金电感在制造过程中容易出现线圈漆包膜导致破皮短路。同时整体的结合紧密程度差，密度低，影响电感的使用效果。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种镶埋式合金电感的制造方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

镶埋式合金电感的制造方法，其包括以下步骤：步骤①，造粉；步骤②，压铸异形合金胚体；步骤③，植入线圈；步骤④，放入模穴，压铸成型；步骤⑤，研磨电极；步骤⑥，电极镀层包覆处理。

上述的镶埋式合金电感的制造方法，其中：所述的造粉过程为，选用铁为主体金属元素的铁系烧结合金粉末，辅助金属元素为硅、铬，镍，钛，铝，锰，钴，钼，铜，镁，锌的一种或是多种进行混合，其中铁含量为49%~99.8%，通过磷化后，静置24H或是烘烤80℃/4小时，之后，筛选出不同粒径粗细分布的粉末配置，添加1.5%~6.5%的粘结剂混合搅拌，过筛造粒，烘烤约60℃/1小时，构成铁系合金粉末，所述不同粒径粗细分布的粉末配置为粗粒径粉末占30%~40%，细粒径粉末占60%~70%。

进一步地，上述的镶埋式合金电感的制造方法，其中：所述的压铸异形合金胚体的过程为，采用步骤①获取的粉末，在压铸设备上压制出异形合金胚体，所述的异形合金胚体上分布有锥形柱体，或是，在异形合金胚体上设置有容纳槽，或是，在异形合金胚体上设置有容纳槽，所述的容纳槽内设置有锥形柱体或是直立柱体，所述锥形柱体或是直立柱体的横截面为U形，或是为矩形，或是为椭圆形，或是为五边形，或是为六边形，所述锥形柱体顶部横截面外形小于底部的横截面外形。

更进一步地，上述的镶埋式合金电感的制造方法，其中：所述的异形合金胚体的侧面分布有预埋槽，所述的容纳槽上开设有线槽。

更进一步地，上述的镶埋式合金电感的制造方法，其中：所述的植入线圈过程为，将线圈植入异形合金胚体，线圈居中卡位，线圈的起始端和末端分布在异形合金胚体外侧，所述的线圈为圆形漆包线或是为扁平长方体漆包线，所述线圈的起始端在线圈的内层或是外层，所述线圈的末端在线圈的外层，所述的线圈起始端及末端在线圈的底层或是底层之上。

更进一步地，上述的镶埋式合金电感的制造方法，其中：所述放入模穴，压铸成型的过程为，在常温状态或是将模具套组加温至120℃及以上温度的热压压铸状态下把已植入线圈的异形合金胚体放进模穴，填入铁系合金粉末进行二次压铸，形成合金体；或是，在常温状态或是将模具套组加温至120℃及以上温度的热压压铸状态下，填入铁系合金粉末，把已植入线圈的异形合金胚体放进模穴，进行二次压铸，形成合金体；或是，另外压铸一与先前异形合金胚体相对应的副异形合金胚体，一起填入模穴进行二次压铸，密度增加，形成合金体。

更进一步地，上述的镶埋式合金电感的制造方法，其中：所述的研磨电极为，对线圈起始端和末端露出面进行研磨，研磨深度0.02~0.2mm。

更进一步地，上述的镶埋式合金电感的制造方法，其中：所述的电极镀层包覆处理过程为三层包覆，第一层采用低温银浆沾银或是溅镀铜或是溅镀银构成首次包覆，采用电镀镍层构成二次包覆，采用电镀锡层构成三次包覆后完成包覆。

更进一步地，上述的镶埋式合金电感的制造方法，其中：所述的电极镀层包覆处理过程为一次成型，采用直接溅镀银镍锡合金完成，或是，采用铜镍锡合金完成。

再进一步地，上述的镶埋式合金电感的制造方法，其中：所述的电极镀层的包覆区域为产品电极单侧的顶面、底面、左侧面、右侧面、外侧面的一面或是多面或是全部。

本发明技术方案的优点主要体现在：线圈能够通过锥形柱体便捷的放入异形合金胚体内，提升饱和电流特性，提升压铸后产品的良率。同时，锥形柱体具有一定的密度，再经二次填铁系合金粉末后压铸成型，其中柱密度会再增加0.2~2g/cm3，线圈中心粉的密度越大电感值越高，此合金电感的设计可使电感值增加5%~15%以上。在制造过程中，线圈起始端和末端不用剥漆和点焊，降低破皮短路风险。同时，线圈起始端和末端入槽，固定出脚角度，提高电感值稳定性。再者，线圈起始端和末端折弯研磨，增大与镀层接触的截面积，可以降低RDC(直流电阻)。

附图说明

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。这些附图当中，

图1是造粉中铁损耗配比示意图。

图2是异形合金胚体压铸成型示意图。

图3、图4是植入线圈示意图。

图5是填入铁系合金粉末进行二次压铸的示意图。

图6是压铸副异形合金胚体进行压铸的示意图。

图7是研磨电极后的成品示意图。

图8是包覆位置透视示意图。

图9是线圈与异形合金胚体的结合示意图。

1	异形合金胚体	2	锥形柱体
				3	线圈	4	副异形合金胚体
5	压铸设备	6	铁系合金粉末
				7	顶面	8	底面
9	左侧面	10	右侧面
				11	外侧面

。

具体实施方式

如图1～8所示的镶埋式合金电感的制造方法，其与众不同之处在于包括以下步骤：步骤①，造粉；步骤②，压铸异形合金胚体1；步骤③，植入线圈3；步骤④，放入模穴，压铸成型；步骤⑤，研磨电极；步骤⑥，电极镀层包覆处理。并且，考虑到某些领域的特殊应用，也可以先把异形合金胚体1放入模穴中，再填粉并植入线圈3。

就本发明一较佳的实施方式来看，为了降低电学损耗，造粉过程为，选用铁为主体金属元素的铁系烧结合金粉末，辅助金属元素为硅、铬，镍，钛，铝，锰，钴，钼，铜，镁，锌的一种或是多种进行混合，其中铁含量为49%~99.8%，通过磷化后，静置24H或是烘烤80℃/4小时，之后，筛选出不同粒径粗细分布的粉末配置，添加1.5%~6.5%的粘结剂混合搅拌，过筛造粒，烘烤约60℃/1小时，构成铁系合金粉末6，所述不同粒径粗细分布的粉末配置为粗粒径粉末占30%~40%，细粒径粉末占60%~70%。结合图1来看，图1中细粉占66.7%最佳，铁损耗最低。

采用的压铸异形合金胚体1的过程为，使用先前获取的粉末，在压铸设备5上压制出异形合金胚体1。具体来说，异形合金胚体1上分布有锥形柱体2。也可以是，在异形合金胚体1上设置有容纳槽。亦可以是，在异形合金胚体1上设置有容纳槽，容纳槽内设置有锥形柱体2或是直立柱体。同时，锥形柱体2或是直立柱体的横截面为U形，或是为矩形，或是为椭圆形，或是为五边形，或是为六边形，锥形柱体2顶部横截面外形小于底部的横截面外形。为了能够对后续安装的线圈3端头进行引导容纳，有利于后续的电极形成，异形合金胚体1的侧面分布有预埋槽，容纳槽上导通开设有线槽。

进一步来看，植入线圈3过程为，将线圈3植入异形合金胚体1，线圈3居中卡位。由此，线圈3的起始端和末端分布在异形合金胚体1外侧。为了适应不同的使用需要，线圈3为圆形漆包线或是为扁平长方体漆包线，圈的起始端在线圈3的内层或是外层，线圈3的末端在线圈3的外层。线圈起始端及末端在线圈的底层或是底层之上。同时，为了便于对线圈3进行辅助定位，提升整体的电学性能，线圈3的起始端和末端折弯放入线槽中，如图4所示。当然，亦可以采用如图9所示的方式，对线圈3的起始端和末端折弯进行更好的定位。

采用放入模穴，压铸成型的过程为，在常温状态或是将模具加温至120℃及以上温度的热压压铸状态下，把已植入线圈3的异形合金胚体1放进模穴，填入铁系合金粉末6进行二次压铸，形成合金体。或者，在常温状态或是将模具套组加温至120℃及以上温度的热压压铸状态下，填入铁系合金粉末6，把已植入线圈3的异形合金胚体1放进模穴，进行二次压铸，形成合金体。当然，考虑到不同的加工需求，也可以另外压铸一与先前异形合金胚体1相对应的副异形合金胚体41，一起填入模穴进行二次压铸，密度增加，形成合金体。并且，采用120℃及以上温度压铸，能够提高成型后的精度。

再进一步来看，如图7所示的研磨电极为，对线圈3起始端和末端露出面进行研磨，研磨深度0.02~0.2mm。当然，为了提高加工效果，研磨完毕后采用稀酸液清洗后经纯水超音波再清洗3~10分种，再经40℃~60℃/20~30分种烘干。同时，采用的电极镀层包覆处理过程为三层包覆，具体来说：第一层采用低温银浆沾银或是溅镀铜或是溅镀银构成首次包覆。在此期间，低温银浆的烘烤温度为220℃以下，时间0.5-2小时，可以起到较佳的效果。采用电镀镍层构成二次包覆，采用电镀锡层构成三次包覆后完成包覆。或者是，电极镀层包覆处理过程为一次成型，既采用直接溅镀银镍锡合金完成。同时，也可以采用铜镍锡合金完成一次成型。

并且，考虑到满足环保的同时节约成本，如图8所示，电极镀层的包覆区域为产品电极单侧的顶面7、底面8、左侧面9、右侧面10、外侧面11的一面或是多面或是全部。同时，包覆区域内设置有没有包覆的预留区域，防止与后续装配的金属部件或是有电极镀层的其它零件出现意外导通。

通过上述的文字表述可以看出，采用本发明后，线圈能够通过锥形柱体便捷的放入异形合金胚体内，提升饱和电流特性，提升压铸后产品的良率。同时，锥形柱体具有一定的密度，再经二次填铁系合金粉末后压铸成型，其中柱密度会再增加0.2~2g/cm3，线圈中心粉的密度越大电感值越高，此合金电感的设计可使电感值增加5%~15%以上。在制造过程中，线圈起始端和末端不用剥漆和点焊，降低破皮短路风险。同时，线圈起始端和末端入槽，固定出脚角度，提高电感值稳定性。再者，线圈起始端和末端折弯研磨，增大与镀层接触的截面积，可以降低RDC(直流电阻)。

Claims (10)

1.镶埋式合金电感的制造方法，其特征在于包括以下步骤：步骤①，造粉；步骤②，压铸异形合金胚体；步骤③，植入线圈；步骤④，放入模穴，压铸成型；步骤⑤，研磨电极；步骤⑥，电极镀层包覆处理。

2.根据权利要求1所述的镶埋式合金电感的制造方法，其特征在于：所述的造粉过程为，选用铁为主体金属元素的铁系烧结合金粉末，辅助金属元素为硅、铬，镍，钛，铝，锰，钴，钼，铜，镁，锌的一种或是多种进行混合，其中铁含量为49%~99.8%，通过磷化后，静置24H或是烘烤80℃/4小时，之后，筛选出不同粒径粗细分布的粉末配置，添加1.5%~6.5%的粘结剂混合搅拌，过筛造粒，烘烤约60℃/1小时，构成铁系合金粉末，所述不同粒径粗细分布的粉末配置为粗粒径粉末占30%~40%，细粒径粉末占60%~70%。

3.根据权利要求1所述的镶埋式合金电感的制造方法，其特征在于：所述的压铸异形合金胚体的过程为，采用步骤①获取的粉末，在压铸设备上压制出异形合金胚体，所述的异形合金胚体上分布有锥形柱体，或是，在异形合金胚体上设置有容纳槽，或是，在异形合金胚体上设置有容纳槽，所述的容纳槽内设置有锥形柱体或是直立柱体，所述锥形柱体或是直立柱体的横截面为U形，或是为矩形，或是为椭圆形，或是为五边形，或是为六边形，所述锥形柱体顶部横截面外形小于底部的横截面外形。

4.根据权利要求3所述的镶埋式合金电感的制造方法，其特征在于：所述的异形合金胚体的侧面分布有预埋槽，所述的容纳槽上开设有线槽。

5.根据权利要求1所述的镶埋式合金电感的制造方法，其特征在于：所述的植入线圈过程为，将线圈植入异形合金胚体，线圈居中卡位，线圈的起始端和末端分布在异形合金胚体外侧，所述的线圈为圆形漆包线或是为扁平长方体漆包线，所述线圈的起始端在线圈的内层或是外层，所述线圈的末端在线圈的外层，所述的线圈起始端及末端在线圈的底层或是底层之上。

6.根据权利要求1所述的镶埋式合金电感的制造方法，其特征在于：所述放入模穴，压铸成型的过程为，在常温状态或是将模具套组加温至120℃及以上温度的热压压铸状态下把已植入线圈的异形合金胚体放进模穴，填入铁系合金粉末进行二次压铸，形成合金体；或是，在常温状态或是将模具套组加温至120℃及以上温度的热压压铸状态下，填入铁系合金粉末，把已植入线圈的异形合金胚体放进模穴，进行二次压铸，形成合金体；或是，另外压铸一与先前异形合金胚体相对应的副异形合金胚体，一起填入模穴进行二次压铸，密度增加，形成合金体。

7.根据权利要求1所述的镶埋式合金电感的制造方法，其特征在于：所述的研磨电极为，对线圈起始端和末端露出面进行研磨，研磨深度0.02~0.2mm。

8.根据权利要求1所述的镶埋式合金电感的制造方法，其特征在于：所述的电极镀层包覆处理过程为三层包覆，第一层采用低温银浆沾银或是溅镀铜或是溅镀银构成首次包覆，采用电镀镍层构成二次包覆，采用电镀锡层构成三次包覆后完成包覆。

9.根据权利要求1所述的镶埋式合金电感的制造方法，其特征在于：所述的电极镀层包覆处理过程为一次成型，采用直接溅镀银镍锡合金完成，或是，采用铜镍锡合金完成。

10.根据权利要求1所述的镶埋式合金电感的制造方法，其特征在于：所述的电极镀层的包覆区域为产品电极单侧的顶面、底面、左侧面、右侧面、外侧面的一面或是多面或是全部。