CN109036779A - 模具灌注成型绕线式电感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的模具灌注成型绕线式电感器的制备方法，它包括有以下步骤，预制软磁磁芯—软磁磁芯外涂覆层处理—软磁磁芯端子电极形成—线圈导线卷绕、点焊—治具灌磁性胶—烘胶—下治具—外检—印字—测试，即成，本发明采用软磁锰锌铁氧体材料作为绕线本体，锰锌铁氧体材料具有相对高的初始导磁率，锰锌铁氧体材料初始导磁率约是镍锌铁氧体材料初始导磁率的5倍以上，同时锰锌铁氧体材料涡流损耗小，品质因素高。
Description
技术领域
本发明涉及电感器，尤其是指一种采用模具灌注成型的绕线式电感器及其制备方法。
背景技术
目前半屏蔽磁胶绕线式电感器所用软磁磁芯材料是镍锌铁氧体材料或合金铁硅铬材料，工艺采用精密点胶机将混合好的磁胶，均匀涂覆于绕线电感器线包幅宽区域内，实现电感线圈磁屏蔽；目前软磁材料选用是镍锌铁氧体材料或合金铁硅铬材料，由于镍锌铁氧体材料或合金铁硅铬材料初始导磁率低，矫顽力大；材料损耗高；在生产绕线电感器时需要卷绕的圈数也较多，导到卷绕漆包线长度相当长，从而绕组直流阻抗高，最终产品在通电工作时发热量大，效能低；而且线圈卷绕圈数多，导致电感线包比较饱满，涂覆磁胶时，易形成胶水垂流，影响电感器与PCB之间焊接；同时由于软磁磁芯外露，受外界冲击力有限，易发生磁芯本体崩缺，破损问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用模具灌注成型的绕线式电感器及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：模具灌注成型绕线式电感器的制备方法，它包括有以下步骤，预制软磁磁芯—软磁磁芯外涂覆层处理—软磁磁芯端子电极形成—线圈导线卷绕、点焊—治具灌磁性胶—烘胶—下治具—外检—印字—测试，即成；所述治具灌磁性胶是先在治具中安放产品，然后灌磁性胶，再在治具中取出产品，其具体为：将配制好的磁性磁胶用精密点胶机等量注入治具的穴中，再将卷绕好漆包线的电感器件焊锡面上倒置放入对应每一个穴中，静止一段时间后让磁胶胶水对产品表面形成均匀包覆，最后对每一块治具进行烘干，烘烤温度为150-180℃，时间1小时，然后静置冷却，取出产品。
所述磁性胶由树脂材料、固化剂，再加入一定量磁粉和助剂均匀搅拌形成；树脂材料、固化剂、助剂、磁粉的重量比为10-60：1-10：0；5-6：10-90。
所述的磁粉由镍锌铁氧体、锰锌铁氧体、合金铁硅、铁硅铬、铁硅铝、铁镍或3-5um直径德国BASF羰基铁中的一种或多种混合形成；树脂材料为UV树脂、硅树脂或环氧树脂。
按上述所述方法制备的电感器，它包括软磁磁芯，安置在软磁磁芯上的线圈，软磁磁芯采用锰锌铁氧体材料制成，软磁磁芯及线圈表面设有磁性灌注层，与线圈相连的电极暴露在外；所述的软磁磁芯外型包括有DR型、T型，线圈绕制于软磁磁芯本体上，或先成型好线圈，再套合组装于T型软磁磁芯上，线圈截面包括有圆线或扁平线。
所述的磁性灌注层通过模具灌注方式将磁性胶封层于所述软磁磁芯与线圈上，灌注时与线圈相连的电极暴露在外。
所述的软磁磁芯表面通过高温绝缘涂覆材料涂覆形成绝缘层，再经过水镀或PVD真空溅射镀膜方式进行电极处理；所述耐高压绝缘材料层是将二氧化矽、乙基纤维素并添加微量金属元素溶于二乙二醇丁醚制成浆料，将该浆料涂覆于整个软磁磁芯本体外表面，烘烤烧结后形成所述耐高压绝缘材料层，耐高压绝缘材料层耐温范围在700℃～900℃,是一种无机绝缘层；所述二氧化矽：乙基纤维素：二乙二醇丁醚的重量百分比分别为50-70%：2-20%：15-40%；或者所述耐高压绝缘材料层是将高温树脂、氮甲基吡咯烷酮并加入少量特殊树脂溶于甲基异丁酮制成浆料，将该浆料涂覆整个软磁磁芯本体外表面，烘烤烧结后形成所述耐高压绝缘材料层，耐高压绝缘材料层耐温范围在350℃～450℃,是一种有机绝缘层；所述耐高温树脂：氮甲基吡咯烷酮：甲基异丁酮的重量百分比分别为2-15%：50-75%：15-41%；
所述的PVD真空溅射镀膜，先在耐高压绝缘材料层上真空溅射铬材料层、再在铬材料层上真空溅射镍材料层，最后在镍材料层上真空溅射银材料层；或者于耐高压绝缘材料层上真空溅射铝材料层，位于铝材料层上真空溅射镍材料层，位于镍材料层上真空溅射锡材料层。
本发明采用软磁锰锌铁氧体材料作为绕线本体，锰锌铁氧体材料具有相对高的初始导磁率，锰锌铁氧体材料初始导磁率约是镍锌铁氧体材料初始导磁率的5倍以上，同时锰锌铁氧体材料涡流损耗小，品质因素高，在卷绕电感器件时卷绕圈数可以减少，从而降低卷绕漆包线的直流阻抗，电感元器件工作时的发热也随之降低，提高产品效能，由于电感器卷绕的线圈少，则线包的饱满程度减小，故锰锌铁氧体材料设计可以增加磁芯中柱外径大小，达到提高绕线电感器产品耐直流叠加Isat的能力。
附图说明
图1、图2、图3、图4为方形外壳与圆形软磁磁芯示意图。
图5为线圈截面为圆形的示意图。
图6为治具示意图。
图7、图8、图9、图10、图11、图12为方形外壳与方形软磁磁芯示意图。
图13、图14、图15、图16、图17为方形外壳与轨道形软磁磁芯示意图。
图18、图19、图20、图21、图22为方形外壳与椭圆形软磁磁芯示意图。
具体实施方式
下面结合所有附图对本发明作进一步说明，本发明的较佳实施例为：参见附图1至附图22，本实施例所述的模具灌注成型绕线式电感器的制备方法包括有以下步骤，预制软磁磁芯—软磁磁芯外涂覆层处理—软磁磁芯端子电极形成—线圈导线卷绕、点焊—治具灌磁性胶—烘胶—下治具—外检—印字—测试，即成，所述治具灌磁性胶是先在治具中安放产品，然后灌磁性胶，再在治具中取出产品，其具体为：将配制好的磁性磁胶用精密点胶机等量注入治具的穴中，再将卷绕好漆包线的电感器件焊锡面上倒置放入对应每一个穴中，静止一段时间后让磁胶胶水对产品表面形成均匀包覆，最后对每一块治具进行烘干，烘烤温度为150-180℃，时间1小时，然后静置冷却，取出产品。
所述磁性胶由树脂材料、固化剂，再加入一定量磁粉和助剂均匀搅拌形成；树脂材料、固化剂、助剂、磁粉的重量比为10-60：1-10：0；5-6：10-90。
磁粉由镍锌铁氧体、锰锌铁氧体、合金铁硅、铁硅铬、铁硅铝、铁镍或3-5um直径德国BASF羰基铁中的一种或多种混合形成；树脂材料为UV树脂、硅树脂或环氧树脂。
按上述所述方法制备的电感器，它包括软磁磁芯1，安置在软磁磁芯1上的线圈2，软磁磁芯1采用合金材料、镍锌铁氧体或锰锌铁氧体材料制成，软磁磁芯1及线圈2表面设有磁性灌注层3，与线圈2相连的电极4暴露在外；
所述的软磁磁芯1外型包括有DR型、T型，线圈2绕制于软磁磁芯1本体上，或先成型好线圈，再套合组装于T型磁芯上1，线圈2截面包括有圆线或扁平线。
所述的磁性灌注层3通过模具灌注方式将磁性胶封层于所述软磁磁芯1与线圈2上，灌注时与线圈2相连的电极4暴露在外。
所述的软磁磁芯1表面通过高温绝缘涂覆材料涂覆形成绝缘层，再经过水镀或PVD真空溅射镀膜方式进行电极处理，所述耐高压绝缘材料层是将二氧化矽、乙基纤维素并添加微量金属元素溶于二乙二醇丁醚制成浆料，将该浆料涂覆于整个软磁磁芯本体外表面，烘烤烧结后形成所述耐高压绝缘材料层，耐高压绝缘材料层耐温范围在700℃～900℃,是一种无机绝缘层；所述二氧化矽：乙基纤维素：二乙二醇丁醚的重量百分比分别为50-70%：2-20%：15-40%；或者所述耐高压绝缘材料层是将高温树脂、氮甲基吡咯烷酮并加入少量特殊树脂溶于甲基异丁酮制成浆料，将该浆料涂覆整个软磁磁芯本体外表面，烘烤烧结后形成所述耐高压绝缘材料层，耐高压绝缘材料层耐温范围在350℃～450℃,是一种有机绝缘层；所述耐高温树脂：氮甲基吡咯烷酮：甲基异丁酮的重量百分比分别为2-15%：50-75%：15-41%；
所述的PVD真空溅射镀膜，先在耐高压绝缘材料层上真空溅射铬材料层、再在铬材料层上真空溅射镍材料层，最后在镍材料层上真空溅射银材料层；或者于耐高压绝缘材料层上真空溅射铝材料层，位于铝材料层上真空溅射镍材料层，位于镍材料层上真空溅射锡材料层。
治具（附图6）用于对产品进行表面磁胶涂覆，当磁胶树脂是UV材料，则烘烤胶可采用紫外线灯进行照射烘干，从而达到节能、节省成本的目的。
本方案的电感器的优势在于：比市场上传统NR电感器直流叠加值Isat有大幅提升，损耗更低，达到产品效能提升的效果；
软磁磁芯锰锌铁氧体材料通过绝缘涂覆工艺，从而实现将锰锌铁氧体材料应用进行拓展至NR卷绕式电感市场；
通过磁胶胶水对产品进行一个五个面的完全包覆(除底部焊盘面)，对产品进行一种有效保护，从而大大提高产品耐冲击能力。
本发明采用软磁锰锌铁氧体材料作为绕线本体，锰锌铁氧体材料具有相对高的初始导磁率，锰锌铁氧体材料初始导磁率约是镍锌铁氧体材料初始导磁率的5倍以上，同时锰锌铁氧体材料涡流损耗小，品质因素高，在卷绕电感器件时卷绕圈数可以减少，从而降低卷绕漆包线的直流阻抗，电感元器件工作时的发热也随之降低，提高产品效能，由于电感器卷绕的线圈少，则线包的饱满程度减小，故锰锌铁氧体材料设计可以增加磁芯中柱外径大小，达到提高绕线电感器产品耐直流叠加Isat的能力。
以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、无需经过创造性劳动即可等到的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。
Claims (6)
1.模具灌注成型绕线式电感器的制备方法，其特征在于：它包括有以下步骤，预制软磁磁芯—软磁磁芯外涂覆层处理—软磁磁芯端子电极形成—线圈导线卷绕、点焊—治具灌磁性胶—烘胶—外检—印字—测试，即成，
所述治具灌磁性胶是先在治具中安放产品，然后灌磁性胶，再在治具中取出产品，其具体为：将配制好的磁性磁胶用精密点胶机等量注入治具的穴中，再将卷绕好漆包线的电感器件焊锡面上倒置放入对应每一个穴中，静止一段时间后让磁胶胶水对产品表面形成均匀包覆，最后对每一块治具进行烘干，烘烤温度为150-180℃，时间1小时，然后静置冷却，取出产品。
2.根据权利要求1所述的模具灌注成型绕线式电感器的制备方法，其特征在于：所述磁性胶由树脂材料、固化剂，再加入一定量磁粉和助剂均匀搅拌形成；树脂材料、固化剂、助剂、磁粉的重量比为10-60：1-10：0；5-6：10-90。
3.根据权利要求1所述的模具灌注成型绕线式电感器的制备方法，其特征在于：磁粉由镍锌铁氧体、锰锌铁氧体、合金铁硅、铁硅铬、铁硅铝、铁镍或3-5um直径德国BASF羰基铁中的一种或多种混合形成；树脂材料为UV树脂、硅树脂或环氧树脂。
4.根据权1所述方法制备的电感器，它包括软磁磁芯（1），安置在软磁磁芯（1）上的线圈（2），其特征在于：软磁磁芯（1）及线圈（2）表面设有磁性灌注层（3），与线圈（2）相连的电极（4）暴露在外；所述的软磁磁芯（1）外型包括有DR型、T型，线圈（2）绕制于软磁磁芯（1）本体上，或先成型好线圈，再套合组装于T型磁芯上（1），线圈（2）截面包括有圆线或扁平线。
5.根据权利要求3所述的电感器，其特征在于：磁性灌注层（3）通过模具灌注方式将磁性胶封层于所述软磁磁芯（1）与线圈（2）上，灌注时与线圈（2）相连的电极（4）暴露在外。
6.根据权利要求3所述的电感器，其特征在于：软磁磁芯（1）表面通过高温绝缘涂覆材料涂覆形成绝缘层，再经过水镀或PVD真空溅射镀膜方式进行电极处理；
所述耐高压绝缘材料层是将二氧化矽、乙基纤维素并添加微量金属元素溶于二乙二醇丁醚制成浆料，将该浆料涂覆于整个软磁磁芯本体外表面，烘烤烧结后形成所述耐高压绝缘材料层，耐高压绝缘材料层耐温范围在700℃～900℃,是一种无机绝缘层；所述二氧化矽：乙基纤维素：二乙二醇丁醚的重量百分比分别为50-70%：2-20%：15-40%；或者所述耐高压绝缘材料层是将高温树脂、氮甲基吡咯烷酮并加入少量特殊树脂溶于甲基异丁酮制成浆料，将该浆料涂覆整个软磁磁芯本体外表面，烘烤烧结后形成所述耐高压绝缘材料层，耐高压绝缘材料层耐温范围在350℃～450℃,是一种有机绝缘层；所述耐高温树脂：氮甲基吡咯烷酮：甲基异丁酮的重量百分比分别为2-15%：50-75%：15-41%；
所述的PVD真空溅射镀膜，先在耐高压绝缘材料层上真空溅射铬材料层、再在铬材料层上真空溅射镍材料层，最后在镍材料层上真空溅射银材料层；或者于耐高压绝缘材料层上真空溅射铝材料层，位于铝材料层上真空溅射镍材料层，位于镍材料层上真空溅射锡材料层。
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