CN107633934A - 合金材穿孔无间隙电感制法 - Google Patents

Abstract

一种合金材穿孔无间隙电感制法，其包含如下步骤：准备至少一个金属导电板以及磁芯材料；将该金属导电板以及该磁芯材料置于模具内并加压，使磁芯材料成型为磁芯压制体，并使磁芯压制体包覆该金属导电板，同时令该金属导电板的两个端部分别外露于磁芯压制体外部，而可得到电感半成品；将该电感半成品以680～720℃的温度，烧结14小时以进一步热固化定型，再将该金属导电板的端部进行弯折加工，以制作出端电极，即可得到最后的电感成品；通过本发明的磁芯材料中不包含有机的绝缘材料，并且采用高温的烧结工艺而非低温的烘烤工艺来热固化该磁芯压制体，而使磁芯可避免或减少热老化的问题，进而使本发明可达到大幅提高产品寿命与可靠度的功效。

Description

合金材穿孔无间隙电感制法

技术领域

本发明关于一种电感的制备方法。

背景技术

请参阅图1所示为一种现有的电感，其具有一磁性体组件10与一大致呈倒U字状的导电板15，该磁性体组件10包含有一第一磁性体11与一设置于该第一磁性体11上方的第二磁性体12，且该磁性体组件10于第一磁性体11与第二磁性体12两者的接合处设有一容置槽13，用以供该导电板15容置并穿设该磁性体组件10，又该第一磁性体11底部设有端子容置槽14，该导电板15两端分别向内弯折形成一端子部16，用以作为电感的端电极，且该导电板15其端子部16埋设并卡抵该端子容置槽14。

前述电感其磁芯(core)为组立式(由第一磁性体11与第二磁性体12所构成)，因此组装后仍存在一定的间隙(Gap，或称气隙)，导致此种电感的磁芯具有较大的漏磁，从而降低了导磁率，对此，中国台湾专利第I297505号「磁性组件」揭露了一种无间隙的电感，于一模具内设置一金属导电板，同时再将由磁性材料、环氧树脂及有机溶剂混合而成的造粒粉末填入该模具内，使金属导电板除了两侧突出于造粒粉末之外，其余部分则被造粒粉末所包覆，然后再驱动模具的上模和下模相互靠近，进行加压动作，将模具内的造粒粉末压制成型为一粉末压制体，接下来，再对该粉末压制体施予温度为180℃，时间为1.5小时的烘烤，使粉末压制体进一步热固成型，最后，再将金属导电板的两侧进行弯折加工与必要的端电极镀层处理，即可获得最终的电感成品。

前述的「磁性组件」虽揭示一种无间隙电感的制法，然而其热固化的步骤采用温度较低的烘烤，且造粒粉末中包含有机溶剂成分，导致电感磁芯的绝缘性能会随着时间而降低，也即此种现有的无间隙电感会存在着明显的热老化(thermal aging)问题，降低了产品的寿命与可靠度，因此，如何针对上述等缺陷加以改进，即为本案发明人所欲解决的技术困难点所在。

发明内容

有鉴于现有无间隙电感的制备方法，其热固化步骤采用温度较低的烘烤，且造粒粉末包含有机溶剂成分，导致磁芯具有明显的热老化问题，降低了产品的寿命与可靠度，因此本发明的目的在于发展一种可避免或减轻热老化问题的无间隙电感的制备方法。

为达成以上的目的，本发明提供一种合金材穿孔无间隙电感制法，其包含如下步骤：准备至少一个金属导电板以及磁芯材料，其中，该金属导电板具有两个端部，该磁芯材料包含有合金粉末与非有机绝缘材料，该合金粉末系由铁、硅及铬等三种金属粉末混合而成；将该金属导电板以及该磁芯材料置于模具内并加压，使磁芯材料成型为磁芯压制体，并使磁芯压制体包覆该金属导电板，同时令该金属导电板的两个端部分别外露于磁芯压制体外部，即可得到电感半成品；将该电感半成品以680～720℃的温度，烧结14小时，使磁芯压制体进一步热固化定型，然后，再将该金属导电板的端部进行弯折加工，以制作出端电极，如此即可得到最后的电感成品。

其中，该非有机绝缘材料为纳米无机树脂。

其中，以合金粉末的总重量计，铁粉占87～92wt％，硅粉占3～7wt％，铬粉占4～9wt％。

其中，该金属导电板为长条状扁型薄板或为U字状扁型薄板。

其中，具有圆形金属导线用以代替该金属导电板。

其中，该加压的压力大小为8～10吨/平方公分。

通过本发明的磁芯材料中不包含有机的绝缘材料，并且采用高温的烧结工艺而非低温的烘烤工艺来热固化该磁芯压制体，如此可使磁芯避免或减少热老化的问题，进而使本发明可达到大幅提高产品寿命与可靠度的功效。

附图说明

图1为现有具有间隙的电感的结构示意图。

图2为本发明的步骤流程方块示意图。

图3为本发明其第一实施例完成成型步骤后的结构示意图。

图4为本发明其第一实施例的电感成品的结构示意图。

图5为本发明其第二实施例完成成型步骤后的结构示意图。

图6为本发明其第二实施例的电感成品的结构示意图。

图7为本发明其第三实施例完成成型步骤后的结构示意图。

图8为本发明的热老化特性曲线图。

附图标记说明：

〔现有技术〕10-磁性体组件；11-第一磁性体；12-第二磁性体；13-容置槽；14-端子容置槽；15-导电板；16-端子部；

〔本发明〕3-金属导电板；3a-金属导电板；31a-第一轴向段；32a-第二轴向段；33-端部；4-磁芯压制体；5-电感半成品；6-电感成品。

具体实施方式

请参阅图2所示，本发明提供一种合金材穿孔无间隙电感制法，其包含如下步骤：

步骤S1，备料：请再配合参阅图3所示为本发明的第一实施例，准备金属导电板3以及磁芯材料，该金属导电板3具有两个端部33，其中该磁芯材料包含有合金粉末与非有机绝缘材料(non organic insulat ing material)，该非有机绝缘材料具体可以是纳米无机树脂(nano inorganic res in)，该合金粉末由铁(Fe)、硅(Si)及铬(Cr)等三种金属粉末混合而成，其中，以合金粉末的总重量计，铁粉占87～92wt％，硅粉占3～7wt％，铬粉占4～9wt％；

其中，在第一实施例中，该金属导电板3的数量为一个，且该金属导电板3为长条状扁型薄板，因此，该金属导电板3的两个端部33分别背对而朝向相反的方向；此外，请再参阅图5为本发明的第二实施例，其揭示了另一种金属导电板3a，该金属导电板3a为由一个位于中间的第一轴向段31a以及两个位于两侧的第二轴向段32a相连接所构成的U字状扁型薄板，且该金属导电板3a的第二轴向段32a比第一轴向段31a长，因此，在第二实施例中，该金属导电板3a的两个端部33均远离该第一轴向段31a并且朝同一个方向；另外，请再参阅图7为本发明的第三实施例，其与第一实施例的差别在于其具有两个金属导电板3，也即，本发明可以有一个以上的金属导电板3、3a；又，可以一提的是，本发明也可以用一般的圆形金属导线(图未示)来代替前述各实施例中的金属导电板3、3a；

步骤S2，成型：将前述各实施例的金属导电板3、3a以及磁芯材料置于模具内并加压，使磁芯材料成型为磁芯压制体4，并使磁芯压制体4包覆该金属导电板3、3a，同时令各该金属导电板3、3a的两个端部33分别外露于磁芯压制体4外部，而如图3、图5及图7所示，如此，即可得到包含有磁芯压制体4与金属导电板3、3a的电感半成品5，其中，加压的压力大小较佳设定于8～10吨/平方公分，藉此，以提高压制成型后的产品的结构强度，又，本成型步骤的模具与加压工艺中所涉及的其他软硬件设备及工艺参数均属本领域的技术人员所熟知的通常知识且非本案技术特征，故在此不予详述；

步骤S3，烧结：将该电感半成品5以680～720℃的温度，烧结14小时，使磁芯压制体4进一步热固化定型，然后，再将该金属导电板3、3a的端部33进行弯折加工，以制作出端电极，如此即可得到最后的电感成品6，如图4与图6所示，在此，该电感成品6即为一种无间隙电感；

请参阅图2所示，通过本发明的磁芯材料中不包含有机的绝缘材料如有机树脂或有机溶剂，并且采用高温的烧结工艺而非低温的烘烤工艺来热固化该磁芯压制体4，如此可使本发明的磁芯能显著避免或减少热老化(thermal aging)的问题，请再配合参阅图8所示为本发明的磁芯(即经过烧结步骤后的磁芯压制体4)其热老化特性曲线图，此图在频率为350KHz，磁通量为280高斯(G)，工作环境温度为150℃的条件下量测而得，由该热老化特性曲线图可以看出，本发明的磁芯在上述条件下经过长达10000小时以上的测试后，磁损(core loss)仍无明显的增加或变化，说明了磁芯的绝缘性能并未随着时间而降低，从而证实本发明的磁芯可有效避免或减轻热老化的问题，进而使本发明可达到大幅提高产品寿命与可靠度的功效。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种合金材穿孔无间隙电感制法，其特征在于，包含如下步骤：

准备至少一个金属导电板以及磁芯材料，其中，该金属导电板具有两个端部，该磁芯材料包含有合金粉末与非有机绝缘材料，该合金粉末由铁、硅及铬等三种金属粉末混合而成；

将该金属导电板以及该磁芯材料置于模具内并加压，使磁芯材料成型为磁芯压制体，并使磁芯压制体包覆该金属导电板，同时令该金属导电板的两个端部分别外露于磁芯压制体外部，如此，即可得到包含有磁芯压制体与金属导电板的电感半成品；

将该电感半成品以680～720℃的温度，烧结14小时，使磁芯压制体进一步热固化定型，然后，再将该金属导电板的端部进行弯折加工，以制作出端电极，如此即可得到最后的电感成品。

2.如权利要求1所述的合金材穿孔无间隙电感制法，其特征在于，该非有机绝缘材料为纳米无机树脂。

3.如权利要求1所述的合金材穿孔无间隙电感制法，其特征在于，以合金粉末的总重量计，铁粉占87～92wt％，硅粉占3～7wt％，铬粉占4～9wt％。

4.如权利要求1所述的合金材穿孔无间隙电感制法，其特征在于，该金属导电板为长条状扁型薄板。

5.如权利要求1所述的合金材穿孔无间隙电感制法，其特征在于，该金属导电板为U字状扁型薄板。

6.如权利要求1所述的合金材穿孔无间隙电感制法，其特征在于，具有圆形金属导线用以代替该金属导电板。

7.如权利要求1所述的合金材穿孔无间隙电感制法，其特征在于，该加压的压力大小为8～10吨/平方公分。