CN109887642A - 绝缘包覆剂、一体成型电感的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘包覆剂，包括以下组分：4‑氯苯基氰酸酯、苯基缩水甘油酯、钛酸四正丁酯、双酚A型环氧树脂、硅烷偶联剂和丙酮，且上述组分质量比依次为(3‑4)∶(2.5‑3.8)∶(4.2‑5.5)∶(10‑15)∶(0.1‑0.3)∶(0.8‑1.2)，以上组分混合、乳化后得到所述绝缘包覆剂。本发明还公开了一种一体成型电感的制备方法，其是在线圈和导线架的焊点处包覆所述绝缘包覆剂。本发明的优点在于，通过绝缘包覆剂包覆焊点，在几乎不降低电感值的情况下，大幅度提升了其绝缘特性和耐压特性。

Description

绝缘包覆剂、一体成型电感的制备方法

技术领域

本发明属于电子元件的制备技术领域，具体涉及一种绝缘包覆剂、一体成型电感的制备方法及一体成型电感。

背景技术

一体成型电感包括座体和绕组本体，所述座体是将绕组本体埋入金属磁性粉末内部压铸而成，SMD引脚为绕组本体的引出脚，其直接成形于座体表面。因其全封闭结构磁屏蔽效果好，可有效降低电磁干扰、避免发生噪音，同尺寸直流阻抗最低，又可确保耐电流电感值降幅平顺，应用频率可达5MHz，目前已经广泛应用于车载、医用、笔电设备、航空航天等领域。

一体成型电感的制备原料一般为软磁金属粉末，如铁硅铬合金、羰基铁合金等具有较高软磁特性的材料。在压制一体成型电感之前，需要将软磁金属粉末进行绝缘钝化处理，常规工艺是先将粉末表面进行无机钝化，如利用磷酸钝化或二氧化硅包覆，之后再将该粉末与胶黏剂混合造粒，通过“无机+有机”混合包覆，大幅度地提升粉末的绝缘特性和耐压特性。目前，一体成型电感的耐压水平可以达到DC500V/3s/20mA PASS、绝缘水平可以达到DC500V/3s/200MΩ PASS。一体成型电感所使用的自粘铜线包含经聚酰亚胺处理的漆包层和自粘层，同样具有良好的绝缘与耐压水平。

然而，利用铜线与粉末压制的一体成型电感的绝缘和耐压性难以有进一步的提升，这是因为处于粉末包裹中的铜线部分，包含线圈和导线架的焊点，该焊点未经任何处理时具有一定的导电性，由此降低了产品的绝缘性和耐压性。

目前，大多数的电子元件厂用以提高一体成型电感的一般工艺仍是通过改善软磁金属粉末颗粒的绝缘耐压特性来提高一体成型电感的性能。例如专利号为CN201510524515.6的一种铁基金属软磁粉芯的制备方法、专利号为CN201310291601.8的一种无机绝缘粘结颗粒制备金属软磁粉芯的方法等，这些方法都是在牺牲粉末磁导率的前提下提升粉末与粉末之间的耐压水平，对于一体成型电感的耐压、绝缘性的提升存在局限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：常规方法难以进一步提升一体成型电感的耐压性和绝缘性。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

绝缘包覆剂，包括以下组分：4-氯苯基氰酸酯、苯基缩水甘油酯、钛酸四正丁酯、双酚A型环氧树脂、硅烷偶联剂和丙酮，且上述组分质量比依次为(3-4)∶(2.5-3.8)∶(4.2-5.5)∶(10-15)∶(0.1-0.3)∶(0.8-1.2)。

以上组分混合、乳化后得到所述绝缘包覆剂。

优选地，本发明所述的绝缘包覆剂，所述乳化采用乳化机进行。

优选地，本发明所述的绝缘包覆剂，所述乳化参数为：转速300-600r/min，温度20-30℃，时间15-25min。

本发明还提供了一种一体成型电感的制备方法，在线圈与导线架焊接完成后，在焊点处包覆如权利要求1-3任一项所述的绝缘包覆剂，待绝缘包覆剂干燥后，再将线圈和导线架埋入合金粉末压制成型。

优选地，本发明所述的一种一体成型电感的制备方法，所述绝缘包覆剂通过点胶工艺包覆于焊点处。

优选地，本发明所述的一种一体成型电感的制备方法，所述点胶工艺的参数设置为：气压0.1-0.3MPa，点胶阀电压30-40V，点胶模式为直线模式，点胶时间2.0-2.8s。

优选地，本发明所述的一种一体成型电感的制备方法，所述干燥在氮气烤箱内进行。

优选地，本发明所述的一种一体成型电感的制备方法，所述氮气烤箱的参数设置为：温度45-55℃，烘烤时间55-65min。

本发明技术有益效果：

本发明技术方案通过在焊点处包覆绝缘剂，在不损失元件电磁特性的同事，大幅提升了一体成型电感的绝缘特性和耐压水平；

通过点胶工艺来完成绝缘剂的包覆，具有操作简单、工艺可控、能够实现连续自动化作业的优点。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书具体实施例对本发明技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提供了一种具有良好绝缘特性和耐压特性的一体成型电感，该一体成型电感采用以下方法制备而成：

(1)焊接线圈和导线架，备用。本实施例中使用的线圈型号为CETC-1050-2R2M-B。

(2)制备绝缘包覆剂，称取4-氯苯基氰酸酯35g、苯基缩水甘油酯30g、钛酸四正丁酯45g、双酚A型环氧树脂100g、550硅烷偶联剂1.5g、丙酮10g，混合均匀后，采用乳化机乳化，得到绝缘包覆剂，备用。

在采用乳化机进行乳化操作时，乳化条件如下：转速400r/min，温度25℃、时间15min。

(3)在线圈与导线架的焊点处包覆所述绝缘包覆剂。为了达到简化生产、保证包覆效果、提高生产效率的目的，本实施例中采用点胶工艺来完成绝缘包覆剂的包覆工作。具体地，将步骤(2)制备得到的绝缘包覆剂加入点胶机，将点胶机的气压设置为0.15MPa，点胶阀的电压设置为35V，然后采用直线模式在焊点处点胶至绝缘包覆剂完全包覆所述焊点，该点胶时间一般为2-2.8s，本实施例中优选为2.2s。

点胶完成后，将线圈和导线架置于温度为50℃的氮气烤箱内烘烤60min，至绝缘包覆剂完全干燥，随后关闭电源，使线圈和导线架一起随炉冷却即可。

(4)最后将线圈和导线架一起埋入合金粉末，利用一体成型机压铸成型。

对比例1

采用未经绝缘包覆剂包覆焊点的线圈和导线架制备一体成型电感，该一体成型电感中所使用的合金粉末与实施例1中的合金粉末完全相同。

性能测试

对实施例1和对比例1获得的一体成型电感分别测试电感值、耐压特性和掘特性，结果见表1。

表1

测试项目	电感值	耐压特性3s/20mA	绝缘特性0.20KV/3s
				点胶电感	2.19uH	DC0.25KV	45MΩ
无点胶电感	2.20uH	DC0.10KV	10MΩ

经对比可知，利用绝缘包覆剂包覆焊点后的一体成型电感，在电感值几乎无损失的情况下，耐压特性和绝缘特性得到了较大幅度的提升。本实施例中所使用的绝缘包覆剂是以氰酸酯为基础的有机胶黏剂，经过交联反应后具有极高的绝缘性和耐热性，同时吸湿性能低、热膨胀性能小，能够有效改善焊点处的性能，从而提高一体成型电感的整体绝缘性和耐压性。

实施例2

本实施例中，包覆绝缘剂各组分的用量如下：

4-氯苯基氰酸酯39g、苯基缩水甘油醚38g、钛酸四正丁酯52g、双酚A型环氧树脂130g、550硅烷偶联剂2.5g与丙酮的12g。

乳化参数为：转速500r/min，温度25℃，时间20min。

点胶参数为：点胶机气压0.2MPa，点胶阀电压40V，点胶时间2.5s。

线圈型号为CETC-1050-3R3M-B。

其余操作与实施例1相同。

对比例2

对比例2与实施例2的区别在于，线圈与导线架的焊点处未包覆绝缘包覆剂。

性能测试

对实施例2和对比例2获得的一体成型电感分别测试电感值、耐压特性和掘特性，结果见表1。

表2

测试项目	电感值	耐压特性3s/20mA	绝缘特性0.20KV/3s
				点胶电感	3.26uH	DC0.35KV	55MΩ
无点胶电感	3.29uH	DC0.20KV	16MΩ

上述实施例中，4-氯苯基氰酸酯、苯基缩水甘油醚、钛酸四正丁酯由巴斯夫股份公司生产销售；双酚A型环氧树脂与550硅烷偶联剂由南京化学工业有限公司生产销售；丙酮为南京创世化工助剂有限公司生产销售。当然，市售其他具有相同性能参数的试剂亦可以使用。

测试仪器：电感测试采用应该Wayne Kerr Electronics公司生产的6500B磁学分析仪；绝缘特性与耐压特性测试采用同惠9201测试仪。

此外，需要说明的是，上文中仅给出了两个具体的制备实施例，实际上，只要绝缘包覆剂中各组分的质量比在合适的范围内调整，再采用适当方式将绝缘包覆剂包覆于焊点处就可以实现提高一体成型电感的绝缘特性、耐压特性的目的。上述的绝缘包覆剂中各组分的质量比范围为4-氯苯基氰酸酯∶苯基缩水甘油醚∶钛酸四正丁酯∶双酚A型环氧树脂∶硅烷偶联剂∶丙酮＝(3-4)∶(2.5-3.8)∶(4.2-5.5)∶(10-15)∶(0.1-0.3)∶(0.8-1.2)。

本发明技术方案在上面结合具体实施例对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.绝缘包覆剂，其特征在于，包括以下组分：

4-氯苯基氰酸酯、苯基缩水甘油酯、钛酸四正丁酯、双酚A型环氧树脂、硅烷偶联剂和丙酮，且上述组分质量比依次为(3-4)∶(2.5-3.8)∶(4.2-5.5)∶(10-15)∶(0.1-0.3)∶(0.8-1.2)，

以上组分混合、乳化后得到所述绝缘包覆剂。

2.根据权利要求1所述的绝缘包覆剂，其特征在于，所述乳化采用乳化机进行。

3.根据权利要求2所述的绝缘包覆剂，其特征在于，所述乳化参数为：转速300-600r/min，温度20-30℃，时间15-25min。

4.一种一体成型电感的制备方法，其特征在于，在线圈与导线架焊接完成后，在焊点处包覆如权利要求1-3任一项所述的绝缘包覆剂，待绝缘包覆剂干燥后，再将线圈和导线架埋入合金粉末压制成型。

5.根据权利要求4所述的一种一体成型电感的制备方法，其特征在于，所述绝缘包覆剂通过点胶工艺包覆于焊点处。

6.根据权利要求5所述的一种一体成型电感的制备方法，其特征在于，所述点胶工艺的参数设置为：气压0.1-0.3MPa，点胶阀电压30-40V，点胶模式为直线模式，点胶时间2.0-2.8s。

7.根据权利要求4所述的一种一体成型电感的制备方法，其特征在于，所述干燥在氮气烤箱内进行。

8.根据权利要求7所述的一种一体成型电感的制备方法，其特征在于，所述氮气烤箱的参数设置为：温度45-55℃，烘烤时间55-65min。