CN108630374A - 一种电感用软磁性复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电感用软磁性复合材料及其制备方法。包括如下步骤：采用环氧树脂粉末和固化剂溶于有机溶剂中，然后加入混好脱模剂的锰锌铁氧体粉末，低温下真空排出溶剂，然后加入到模具中，加热加压、冷却固化后得到粘结锰锌铁氧体电感外壳。相比传统电感外壳的制备方法，采用本发明的粘结软磁复合材料制备的电感外壳具有工序简单、生产效率高、电感制品密封性好、不漏磁，绝缘性好的优点。

Description

一种电感用软磁性复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及粘结磁性材料领域，特别涉及一种粘结软磁复合材料及其制备方法。
背景技术
电感器是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件；具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性，频率越高，线圈阻抗越大。传统的电感器外壳的制备方法是将用石蜡粘结的磁粉，模压成型，然后放入高温炉中脱脂、烧成，得到两个半盒状的电感外壳，将线圈绕好磁芯放入后，用热固性树脂对两个半盒状外壳进行热封，这种方法制备的电感器件虽然磁导率高，但是密封性差，不时会产生漏磁的现象；而且生产过程能耗特别高、污染严重。近年也开发出一部分可注塑成型的电磁材料，都是采用热固性胶黏剂和铁粉一起混合后注塑成型的，这种工艺相比传统烧结贴片的方法具有工艺简单，生产效率高的优点，但是热固性树脂固化收缩率比较大、内部容易产生气孔、成型产品的一致性比较低的问题。
随着电子元器件逐渐向小型化、集成化发展，对电感器件的电磁屏蔽效果要求也日益提高，产品尺寸、形状要求也逐渐提高。此外，电感外壳对产品绝缘性要求也高，烧结铁氧体外壳最终需要对其外表面绝缘处理才能满足使用要求。电感器件的屏蔽效果除了与其结构设计关系大之外，其本质磁粉形貌也具有明显的影响。因此，本发明采用环氧树脂溶液和椭球形的锰锌铁氧体磁粉混合后，保温、排气然后加压加热后固化，冷却脱模后得到一体化的电感外壳。相比传统烧结工艺，本发明提供的方法具有加工工艺简单、生产效率高、产品不漏磁且绝缘性强，避免二次进行绝缘处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有电感成型技术工艺复杂、产品容易漏磁、绝缘性差等缺陷，提供粘结软磁材料工艺及其制备方法。相比传统工艺，该工艺工序简单、生产效率高、成本低、产品绝缘强度高等特点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电感用软磁性复合材料及其制备方法，该软磁复合材料包括的组分及各组分的质量百分数如下：
软磁粉末 80% ~ 96%
环氧树脂树脂 2% ~ 10%
固化剂 1% ~ 5%
脱模剂 1% ~ 5%。
该电感器件的制备方法包括如下步骤：
步骤（一）、将环氧树脂粉末和固化剂按照95：5的质量比溶解到适量的有机溶剂丙酮中，缓慢搅拌到环氧树脂粉末完全溶解；
步骤（二）、将锰锌铁氧体磁粉、脱模剂一起混合好后与步骤（一）溶解好的环氧树脂溶液按照一定的质量比，轻轻搅拌均匀，得到环氧基锰锌铁氧体浆料；然后在40~60℃的温度下真空干燥3小时，将溶剂排出，保证浆料仍有一定的流动性；
步骤（三）、将步骤（二）得到的浆料浇注入模具中，然后将模具加热到150~180℃，加压、排气、保压保温、固化冷却后脱模得到电感外壳。
进一步，一种电感用软磁性复合材料所述的环氧树脂粉末粒径d90≤10μm，其环氧值(当量/100g)是0.09～0.14、环氧当量(g/当量)为714～1111、分子量是2000；所述的固化剂是胺类固化剂。
再进一步，一种电感用软磁性复合材料所述的锰锌铁氧体粉末粒径d50≤50μm，呈近椭圆形；所述的脱模剂是硬脂酸。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明所述注射成型用软磁颗粒料的制备方法做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此，对本发明所做的任何形式上的改变都应在本发明的保护范围内。
实施例1
取95g环氧树脂粉末和5g胺类固化剂溶于适量丙酮中，搅拌至完全溶解；然后加入4900g锰锌铁氧体和硬脂酸锌的混合物，其中硬脂酸锌的用量为49g，搅拌均匀后，在50℃的温度下真空干燥3小时后待用。
将步骤（二）得到的浆料分别注入电感外壳模具和磁环模具中，其中，磁环尺寸是外径Ø=10mm、内径Ø=8mm、高度h=5mm；电感外壳的外部尺寸40mm×10mm×8mm。然后将模具分别加热到150~180℃，加压、排气、保压保温、固化冷却后脱模得到磁环、电感外壳。
将上述模压得到磁环和内部包含磁芯的电感器件。根据相关测试标准，线圈匝数10匝，测得样品的初始磁导率为µi=500，饱和磁化强度为Bs=1100mT；电感的感量L=246nH。
实施例2
取95g环氧树脂粉末和5g胺类固化剂溶于适量丙酮中，搅拌至完全溶解；然后加入1900g锰锌铁氧体和硬脂酸锌的混合物，其中硬脂酸锌的用量为19g，搅拌均匀后，在50℃的温度下真空干燥3小时后待用。
将步骤（二）得到的浆料分别注入电感外壳模具和磁环模具中，其中，磁环尺寸是外径Ø=10mm、内径Ø=8mm、高度h=5mm；电感外壳的外部尺寸40mm×10mm×8mm。然后将模具分别加热到150~180℃，加压、排气、保压保温、固化冷却后脱模得到磁环、电感外壳。
将上述模压得到磁环和内部包含磁芯的电感器件。根据相关测试标准，线圈匝数10匝，测得样品的初始磁导率为µi=270，饱和磁化强度为Bs=650mT；电感的感量L=163nH。
实施例3
取95g环氧树脂粉末和5g胺类固化剂溶于适量丙酮中，搅拌至完全溶解；然后加入900g锰锌铁氧体和硬脂酸锌的混合物，其中硬脂酸锌的用量为9g，搅拌均匀后，在60℃的温度下真空干燥3小时后待用。
将步骤（二）得到的浆料分别注入电感外壳模具和磁环模具中，其中，磁环尺寸是外径Ø=10mm、内径Ø=8mm、高度h=5mm；电感外壳的外部尺寸40mm×10mm×8mm。然后将模具分别加热到150~180℃，加压、排气、保压保温、固化冷却后脱模得到磁环、电感外壳。
将上述模压得到磁环和内部包含磁芯的电感器件。根据相关测试标准，线圈匝数10匝，测得样品的初始磁导率为µi=150，饱和磁化强度为Bs=350mT；电感的感量L=102nH。
实施例4
取95g环氧树脂粉末和5g胺类固化剂溶于适量丙酮中，搅拌至完全溶解；然后加入400g锰锌铁氧体和硬脂酸锌的混合物，其中硬脂酸锌的用量为4g，搅拌均匀后，在50℃的温度下真空干燥3小时后待用。
将步骤（二）得到的浆料分别注入电感外壳模具和磁环模具中，其中，磁环尺寸是外径Ø=10mm、内径Ø=8mm、高度h=5mm；电感外壳的外部尺寸40mm×10mm×8mm。然后将模具分别加热到150~180℃，加压、排气、保压保温、固化冷却后脱模得到磁环、电感外壳。
将上述模压得到磁环和内部包含磁芯的电感器件。根据相关测试标准，线圈匝数10匝，测得样品的初始磁导率为µi=60，饱和磁化强度为Bs=450mT；电感的感量L=95nH。

Claims (4)

1.一种电感用软磁性复合材料及其制备方法，其特征在于该软磁复合材料包括的组分及各组分的质量百分数如下：
软磁粉末 80% ~ 96%
环氧树脂树脂 2% ~ 10%
固化剂 1% ~ 5%
脱模剂 1% ~ 5%。
2.如权利要求1所述的一种电感用软磁性复合材料及其制备方法，其特征在于所述的软磁复合材料按如下步骤制备：
步骤（一）、将环氧树脂粉末和固化剂按照95：5的质量比溶解到适量的有机溶剂丙酮中，缓慢搅拌到环氧树脂粉末完全溶解；
步骤（二）、将锰锌铁氧体磁粉、脱模剂一起混合好后与步骤（一）溶解好的环氧树脂溶液按照一定的质量比，轻轻搅拌均匀，得到环氧基锰锌铁氧体浆料；然后在40~60℃的温度下真空干燥3小时，将溶剂排出，保证浆料仍有一定的流动性；
步骤（三）、将步骤（二）得到的浆料浇注入模具中，然后将模具加热到150~180℃，加压、排气、保压保温、固化冷却后脱模得到电感外壳。
3.如权利要求1所述的一种电感用软磁性复合材料及其制备方法，其特征在于所述的环氧树脂粉末粒径d90≤10μm，其环氧值(当量/100g)是0.09～0.14、环氧当量(g/当量)为714～1111、分子量是2000；所述的固化剂是胺类固化剂。
4.如权利要求1所述的一种电感用软磁性复合材料及其制备方法，其特征在于所述的锰锌铁氧体粉末粒径d50≤50μm，呈近椭圆形；所述的脱模剂是硬脂酸锌。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110148509A (zh) * 2019-01-08 2019-08-20 天通控股股份有限公司 一种高可靠性FeSiCr一体成型电感颗粒料及制备方法
CN112480607A (zh) * 2020-12-03 2021-03-12 慧迈材料科技(广东)有限公司 一种电感用新型磁性复合材料
CN113096951A (zh) * 2021-04-09 2021-07-09 江苏瑞德磁性材料有限公司 一种截面为圆形的环状金属软磁粉芯的制备方法
CN113450993A (zh) * 2020-03-25 2021-09-28 株式会社Mst科技 注塑成型用软磁复合材料及利用其的注塑成型体制备方法

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