CN106298130A - 一体成型电感粉料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一体成型电感粉料的制备方法。它通过对还原铁粉添加合适的耐高温绝缘材料，及合适的绝缘包覆工艺，制作出合格的一体成型电感，具体制备方法如下：进行在磷化成膜处理后，低温烘烤并取出晾凉；进行在陶化成膜处理后，低温烘烤并取出晾凉；在两次成膜处理后，加入绝缘剂搅拌匀后添加用稀释剂稀释的有机粘接剂搅拌均匀；进行造粒并放进烘箱干燥；成型前加入润滑剂，混合均匀后制得一体成型电感粉料。本发明的有益效果是：通过对其添加合适的耐高温绝缘材料，及合适的绝缘包覆工艺，制备所得的电感具有低损耗高感值的特点，可以在一些领域部分替代羰基铁粉，从而有效的下降原材料成本。
Description
技术领域
本发明涉及电感相关技术领域，尤其是指一体成型电感粉料的制备方法。
背景技术
一体成型电感，是由空心线圈、端子与绝缘处理的粉料成型而成，其结构特征适合于电子产品不断小型化的发展要求，故广泛应用于电脑主板、显卡、工控机、服务器上、手机、平板电脑及汽车电子产品中。一体成型电感具有高饱和磁通密度(Bs)，能在大电流的条件下长期稳定供工作，主要的作用是滤波。良好的特性使其应用范围和数量逐年增加，各大公司现在都在加大投入提高性能，降低成本，提高产品竞争力。
现在市场上所用粉料主要有两种，一个为羰基铁粉，一个为FeSiCr粉料。前者直流叠加特性好和损耗低，后者主要是抗氧化性能好，前者成本价格高于后者。根据制备工艺的不同市场上的铁粉主要分为三种：还原铁粉，羰基铁粉和雾化铁粉，市场上三款铁粉的纯度均可以做到99％以上，且纯度和成本依次增加。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种能够降低原材料成本的一体成型电感粉料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一体成型电感粉料的制备方法，通过对还原铁粉添加合适的耐高温绝缘材料，及合适的绝缘包覆工艺，制作出合格的一体成型电感，具体制备方法如下：
(1)将还原铁粉在浓度为0.5～1.5％的磷化液中浸泡10～30分钟，滤出液体；
(2)粉料在磷化成膜处理后，放入抽风烘箱中进行100～160℃低温烘烤，90～120分钟，取出晾凉；
(3)粉料再次放入浓度为0.3～0.8％的陶化液浸泡30～50分钟，滤出液体；
(4)粉料在陶化成膜处理后，放入抽风烘箱中进行150～180℃低温烘烤，90～120分钟，取出晾凉；
(5)粉料在两次成膜处理后，加入绝缘剂高岭土、云母粉、氧化锆或氧化铝粉中的一种或几种搅拌均匀；
(6)粉料与绝缘剂搅拌均匀后添加有机粘接剂环氧树脂、聚酰亚胺，酚醛树脂和氰酸脂中的任一种或多种，用无水乙醇或丙酮为稀释剂；
(7)粉料在干燥前进行造粒；
(8)将粉料放进烘箱，50～80℃烘烤30～60分钟；
(9)成型前加入0.1-2％的硬脂酸锌或硬脂酸镁的一种作为润滑剂，混合均匀后制得一体成型电感粉料。
其中：在粉料干燥前进行造粒，是为了增加粉料的流动性；将粉料放进烘箱，50～80℃烘烤30～60分钟，是为了加速稀释剂的蒸发。通过对其添加合适的耐高温绝缘材料，及合适的绝缘包覆工艺，再将设计好的线圈埋至包覆好的一体成型电感粉料中压制成电感，再进行低温烘烤工艺，可制备出合格的一体成型电感产品。通过上述制备方法制备所得的电感具有低损耗高感值的特点，可以在一些领域部分替代羰基铁粉，从而有效的下降原材料成本。
作为优选，所选用的还原铁粉粒度分布为-200～+300目占总重量的20～30％，-300～+400目占总重量的70～80％。
作为优选，在步骤(1)中，在反应过程中要不断搅拌，磷化液的温度控制在40-50℃之间与还原铁粉进行反应。
作为优选，在步骤(3)中，在反应过程中要不断搅拌，陶化液的温度控制在50-80℃之间与还原铁粉进行反应。
作为优选，在步骤(5)中，绝缘剂的加入量占还原铁粉总量的质量分数为0.5-1.5％。
作为优选，在步骤(6)中，有机粘接剂与稀释剂的稀释比例为1∶20，有机粘接剂的添加量占还原铁粉总量的质量分数为1-4％。
本发明的有益效果是：通过对其添加合适的耐高温绝缘材料，及合适的绝缘包覆工艺，制备所得的电感具有低损耗高感值的特点，可以在一些领域部分替代羰基铁粉，从而有效的下降原材料成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
选粒度分布为-200+300目占总重量的20％，-300～+400目占总重量的80％的还原铁粉末，在浓度为0.6％温度为50℃的磷化液中浸泡20分钟后，放入抽风烘箱中进行120℃低温烘烤90分钟，取出晾凉；再次将粉末放进浓度0.3％温度60℃的陶化液浸泡50分钟后，放入抽风烘箱中进行160℃低温烘烤90分钟，取出晾凉。将两次成膜后粉料与0.25％云母粉、0.25氧化锆搅拌匀后，在用无水乙醇为稀释剂并添加3％环氧树脂有机粘接剂的溶液中，其中稀释比例为1∶20，混匀后机械造粒，放进60℃烘箱中烘烤30分钟，然后加入1.5％的硬脂酸锌润滑剂，搅拌均匀。将点焊线圈线径0.5mm，内径2.2mm，圈数5.5匝放入粉末中，以6吨/cm2压力压制成7mm×7mm×3mm的电感，然后喷涂整脚，只作为一体成型电感。考虑粉料叠加和损耗测试的准确性和便易性，同时将粉料以6吨/cm2压力压制成外径27.0mm、内径14.8mm、厚度11.0mm的标准磁环。
用HP4284电感分析仪在100kHz、1V情况下测试一体成型电感的感值L和品质因素Q。铜线采用Φ0.8mm，线圈匝数25匝，用HP4284电感分析仪在100kHz、0.25V情况下测试标准磁环0A电感和加20A(即100Oe)直流叠加电感，计算出在100Oe情况下叠加百分比。标环的功率损耗用Φ0.5mm铜线以30匝加5匝的方式测得，结果见表1。从表中可以看出电感为0.98uH，电感符合市场上0730-1R0产品规格要求；功率损耗在50kHz、100mT的损耗值为1420mW/cm3；叠加性能100Oe：61.3％。
实施例2：
粉料的制备方法同实施例1，只是陶化液量减少为0.1％，绝缘剂改为加入0.1％云母粉和0.1％的高岭土，有机粘接剂改用丙酮为稀释剂的2％酚醛树脂溶液，烘烤温度改为70℃，线圈规格不变，成型压力不变，测试结果见表。从表中可看出，一体成型电感感值为1.02uH，电感在市场上0730-1R0产品规格要求中值附近；功率损耗在50kHz、100mT的损耗值为1462mW/cm3；叠加性能100Oe：61％。
实施例3：
粉料的制备方法同实施例1，只是配方中的还原铁粉换成羰基铁粉，粉末粒度和点焊线圈规格均相同；压制尺寸仍然为7mm×7mm×3mm的电感，表中可看出，电感值为0.82uH，为市场上常见的0730-R82产品；功率损耗在50kHz、100mT的损耗值为1360mW/cm3；叠加性能50Oe：65％。可以看出相同工艺下，还原铁粉比羰基铁粉的电感高，但是叠加差几个百分点。
实施例4：
粉料的制备方法同实施例2，只是配方中的还原铁粉换成雾化铁粉，润滑剂换为0.2％硬脂酸镁，点焊线圈改成打扁线圈，线圈规格：线径1.5mm，内径4.5mm，圈数2.5匝；压制尺寸为13mm×13mm×5mm。从表中可看出，电感值为0.33uH，为市场上常见的1350-R33产品；功率损耗在50kHz、100mT的损耗值为1450mW/cm3；叠加性能100Oe：61％。
表1实施例性能测试结果
Claims (6)
1.一体成型电感粉料的制备方法，其特征是，通过对还原铁粉添加合适的耐高温绝缘材料，及合适的绝缘包覆工艺，制作出合格的一体成型电感，具体制备方法如下：
(1)将还原铁粉在浓度为0.5～1.5％的磷化液中浸泡10～30分钟，滤出液体；
(2)粉料在磷化成膜处理后，放入抽风烘箱中进行100～160℃低温烘烤，90～120分钟，取出晾凉；
(3)粉料再次放入浓度为0.3～0.8％的陶化液浸泡30～50分钟，滤出液体；
(4)粉料在陶化成膜处理后，放入抽风烘箱中进行150～180℃低温烘烤，90～120分钟，取出晾凉；
(5)粉料在两次成膜处理后，加入绝缘剂高岭土、云母粉、氧化锆或氧化铝粉中的一种或几种搅拌均匀；
(6)粉料与绝缘剂搅拌均匀后添加有机粘接剂环氧树脂、聚酰亚胺，酚醛树脂和氰酸脂中的任一种或多种，用无水乙醇或丙酮为稀释剂；
(7)粉料在干燥前进行造粒；
(8)将粉料放进烘箱，50～80℃烘烤30～60分钟；
(9)成型前加入0.1-2％的硬脂酸锌或硬脂酸镁的一种作为润滑剂，混合均匀后制得一体成型电感粉料。
2.根据权利要求1所述的一体成型电感粉料的制备方法，其特征是，所选用的还原铁粉粒度分布为-200～+300目占总重量的20～30％，-300～+400目占总重量的70～80％。
3.根据权利要求1或2所述的一体成型电感粉料的制备方法，其特征是，在步骤(1)中，在反应过程中要不断搅拌，磷化液的温度控制在40-50℃之间与还原铁粉进行反应。
4.根据权利要求1或2所述的一体成型电感粉料的制备方法，其特征是，在步骤(3)中，在反应过程中要不断搅拌，陶化液的温度控制在50-80℃之间与还原铁粉进行反应。
5.根据权利要求1或2所述的一体成型电感粉料的制备方法，其特征是，在步骤(5)中，绝缘剂的加入量占还原铁粉总量的质量分数为0.5-1.5％。
6.根据权利要求1或2所述的一体成型电感粉料的制备方法，其特征是，在步骤(6)中，有机粘接剂与稀释剂的稀释比例为1∶20，有机粘接剂的添加量占还原铁粉总量的质量分数为1-4％。
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Denomination of invention: Preparation method of integrated inductor powder Granted publication date: 20180817 Pledgee: Dongyang Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: HENGDIAN GROUP DMEGC MAGNETICS Co.,Ltd. Registration number: Y2024330001130 |