CN111710492A - 一种灌注磁组合电感器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种灌注磁组合电感器，所述电感器包括：中柱生坯磁芯和线圈；所述线圈呈螺旋状，所述中柱生坯磁芯设置在所述线圈的空腔中；所述线圈的外侧设置有包覆层，所述包覆层的材质为绝缘材料。本发明的中柱生坯磁芯可以实现超高感量、大电流、更高的使用频率，满足各种电子电路特性要求。本发明包覆层的材质为绝缘材料，解决了产品的老化问题。本发明电感器的制备过程无需机械压力，线圈不变形、不偏移，解决了线圈匝间短路的问题，本发明电感器的产品性能更稳定。本发明的电感器弥补了传统电感器的性能问题，本发明产品的综合性能更强，体积更小型化，本发明电感器的制备方法简单，应用范围更广泛。

Description

一种灌注磁组合电感器及其制备方法
技术领域
本发明属于电感器技术领域，具体涉及一种灌注磁组合电感器及其制备方法。
背景技术
电感器作为一种基本的电子元件，应用非常广泛，电感器广泛应用于噪声过滤、信号处理、发电、电传动系统、开关电源等领域。
传统拼装型电感器的绕线方式单一，产品体积较大，电流较小，线圈和磁芯是分离式，多结构拼装易产生噪音，绕组屏蔽效果差，磁体材质易碎，且加工工艺复杂，可靠性低，产品需经过高温焊接，易损坏漆包线，造成严重不良后果。
一体成型电感器的线圈与磁粉需经过机械压力压制而成，产品目前都达不到高感量，使用的材料有局限性，不能实现组合材料工艺，达不到产品的综合性能效果要求；及线圈绕制后与磁芯粉末一起再经过机器通过较大压力成型，内置线圈经过机器压力后线圈易变形、跑位、损伤，造成产品有层间短路风险，且产品抗老化能力较差，产品受热时磁芯内部变数较大，容易出现裂痕现象，造成机械噪音问题。线圈受高压后容易出现匝间短路现象，造成产品烧坏。影响产品性能稳定性，影响产品在整机的使用。
因此，研发一种可以解决上述技术问题的灌注磁组合电感器及其制备方法具有重要意义。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种灌注磁组合电感器，所述电感器包括：中柱生坯磁芯和线圈；所述线圈呈螺旋状，所述中柱生坯磁芯设置在所述线圈的空腔中；
所述线圈的外侧设置有包覆层，所述包覆层的材质为绝缘材料。
进一步地，所述绝缘材料为硅树脂。
进一步地，所述中柱生坯磁芯由软磁粉末制备而成。
进一步地，所述中柱生坯磁芯的形状为T形。
进一步地，线圈为点焊线圈、打扁线圈、扁平线圈的任意一种。
进一步地，所述电感器还包括两个引脚，两个引脚设置在电感器相对的两侧；两个引脚彼此分开；
所述引脚的一端设置在电感器内，所述引脚的另一端露出于电感器的表面。
进一步地，线圈的材质为银、铜或镍。
本发明还提供上述灌注磁组合电感器的制备方法，所述方法包括以下步骤：
将软磁粉末用压机制成中柱生坯磁芯；
将线圈放入模具内，将绝缘材料灌注模具内，使绝缘材料充分包裹线圈，线圈的空腔部分留空，通过合模，同时模具加热固定，形成固定式结构，在线圈的外侧形成包覆层，包覆层的材质为绝缘材料；
将中柱生坯磁芯添加到线圈的空腔中，进行组合，得到组合产品。
进一步地，所述方法还包括以下步骤：将组合产品转入烤箱加热固化；
对引脚进行整形，得到灌注磁组合电感器。
进一步地，所述方法还包括：用激光焊接自动绕线机绕制线圈的步骤。
本发明的有益效果：
本发明的中柱生坯磁芯可以实现超高感量、大电流、更高的使用频率，满足各种电子电路特性要求。本发明包覆层的材质为绝缘材料，解决了产品的老化问题。本发明电感器的制备过程无需机械压力，线圈不变形、不偏移，解决了线圈匝间短路的问题，本发明电感器的产品性能更稳定。本发明的电感器弥补了传统电感器的性能问题，本发明产品的综合性能更强，体积更小型化，本发明电感器的制备方法简单，应用范围更广泛。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明电感器的示意图；
图2为线圈的俯视图；
图3为线圈的主视图；
图4为中柱生坯磁芯的主视图；
图5为中柱生坯磁芯的仰视图；
图6为向模具内灌注绝缘材料的示意图；
图7为灌注绝缘材料后，模具的内部构造图；
图8为模具的整体结构示意图；
图9为设置有包覆层的线圈的结构示意图；
图10为中柱生坯磁芯与线圈组合的第一结构示意图；
图11为中柱生坯磁芯与线圈组合的第二结构示意图；
图12为成品SMD的结构示意图；
图13为成品DIP的结构示意图。
其中，1-中柱生坯磁芯，1.1-板形磁芯，1.2-柱形磁芯，2-线圈，3-包覆层，4-引脚，5-中柱部分。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“包括”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实施例提供一种灌注磁组合电感器，如图1所示，所述电感器包括：中柱生坯磁芯1和线圈2；所述线圈2呈螺旋状，所述中柱生坯磁芯1设置在所述线圈2的空腔中；所述线圈2的外侧设置有包覆层3，所述包覆层3的材质为绝缘材料。所述电感器还包括两个引脚4，两个引脚4设置在电感器相对的两侧，两个引脚4分别与线圈的两端连接，两个引脚4彼此分开；所述引脚4的一端设置在电感器内，具体地，所述引脚4的一端与所述线圈连接；所述引脚4的另一端露出于电感器的表面。
线圈2为点焊线圈、打扁线圈、扁平线圈的任意一种。所述线圈2的材质可以为银、铜、镍等的任意一种。所述绝缘材料可以为硅树脂。
所述中柱生坯磁芯1的形状为T形。所述中柱生坯磁芯由软磁粉末制备而成。所述软磁粉末是由软磁材料制成的粉末，所述软磁材料使用公知的材料，例如软磁材料为铁氧体(锰锌、镍锌)、合金系列(铁硅合金、铁镍合金、铁硅铝合金、硅锰合金)、非晶及纳米晶软磁合金等的任意一种。
本实施例还提供上述灌注磁组合电感器的制备方法，所述方法包括以下步骤：用激光焊接自动绕线机绕制线圈2，将线材卷绕为螺旋状。图2为线圈的俯视图，如图2所示，线圈2的两端与两个引脚4连接，两个引脚4彼此分开。图3为线圈的主视图，如图3所示，线圈2呈螺旋状。
将软磁粉末用压机制成中柱生坯磁芯1；图4为中柱生坯磁芯1的主视图，如图4所示，中柱生坯磁芯1的形状为T形，所述中柱生坯磁芯1由板形磁芯1.1和柱形磁芯1.2组成，柱形磁芯1.2与板形磁芯1.1的表面相垂直，中柱生坯磁芯1是一体成型的结构，这样设计可以使电感器的制备更加简单，更快速轻易的组装电感器。图5为中柱生坯磁芯的仰视图，如图5所示，当从中柱生坯磁芯1的下方向上看时，整体呈正方形，柱形磁芯1.2的截面为圆形，柱形磁芯1.2位于板形磁芯1.1的中间。
将线圈2放入模具内，将绝缘材料灌注模具内，使绝缘材料充分包裹线圈2，线圈的空腔部分留空，向模具内灌注绝缘材料的示意图如图6所示。灌注绝缘材料后，模具的内部构造图如图7所示。模具的整体结构示意图如图8所示。通过合模，同时模具加热固定，形成固定式结构，在线圈2的外侧形成包覆层3，包覆层3的材质为绝缘材料；设置有包覆层的线圈的结构示意图如图9所示。
将中柱生坯磁芯1添加到线圈2的空腔中，进行组合，得到组合产品；中柱生坯磁芯与线圈组合的第一结构示意图如图10所示，中柱生坯磁芯与线圈组合的第二结构示意图如图11所示；
将组合产品转入烤箱加热固化；所述加热固化的条件可以为在80℃的温度下加热30分钟，随后在120℃的温度下加热60分钟，随后在160℃的温度下加热120分钟。
对引脚4进行整形，达到需要的焊盘端子，得到灌注磁组合电感器。将引脚4折弯，引脚4可以弯曲整形为规定形状。
可以通过整形引脚4，制备成品SMD(表面贴装器件)，引脚4的端部在包覆层3的相对侧面露出，将引脚4的露出的端部沿着电感器的侧面以及下面弯折成L字形，即制备得到如图12所示的成品SMD。
本发明的电感器可以通过整形引脚4，制备成品DIP(双列直插式封装)，引脚4在包覆层3的相对侧面露出，将引脚4的露出的端部沿着电感器的侧面弯折，两个引脚4的端部平行设置，即制备得到如图13所示的成品DIP。
本实施例对线圈的横截面进行了示例性说明，本实施例中线圈2的横截面为圆形，但不限于此，线圈的横截面还可以为正方形、长方形等。本发明对包覆层的厚度、线圈的匝数、线圈的内径不作限制，技术人员可以根据相应的规格及标准进行选择。
首先根据相应的要求制成线圈成品，然后将线圈与绝缘材料用模具加热定形为固定式结构，线圈的空腔部分留空，使线圈周围包覆有绝缘材料，形成环状的包覆层，用于磁屏蔽；制备包覆层时无机器及任何机械压力，线圈不变形、不移位、无匝间短路问题，性能更稳定。再利用包覆有绝缘材料的线圈与中柱生坯磁芯组合，加热固化，端子整形，制备生成电感器。本发明的电感器具有高电感量、超大的电流、低的电阻、更高的应用频率，解决了现有电感器性能的不足。
本发明实现了传统电感器达不到的差间电气性能；线圈与绝缘材料通过灌注加热的方式固定成型，没有机器压力，确保内置线圈不受挤压，从而不变形，不会出现因线圈受挤压导致匝间短路和发热现象；中柱生坯磁芯可根据电感器性能要求组合各种不同的材质，亦可不加中柱生坯磁芯做空芯电感，可应用于高频电路，产品性能灵活，满足不同的应用场合，产品工艺简单，适合自动化作业。
本发明的电感器可实现超高感量、超大应用电流、杜绝线圈匝间短路风险、绝缘材料具体为硅树脂，比环氧树脂对热伸缩问题有很好的改善，产品抗老化能力强，更稳定的电气性能；本发明的电感器大幅度提升了现有电感器的综合性能，使体积更小型化，应用范围更加广泛；生产过程中不使用大型压机，既无安全问题又节约了生产场地，同时节约了成本。
本发明电感器的制备工艺简单，可实现自动化生产。
本发明的中柱生坯磁芯可以实现超高感量、大电流、更高的使用频率，满足各种电子电路特性要求。本发明包覆层材质为绝缘材料，解决了产品的老化问题。电感器的制备过程无需机械压力，线圈不变形、不偏移，解决了线圈匝间短路的问题，本发明制备的电感器的产品性能更稳定。本发明的电感器弥补了传统电感器的性能问题，本发明产品的综合性能更强，体积更小型化，应用范围更广泛。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种灌注磁组合电感器，其特征在于，所述电感器包括：中柱生坯磁芯和线圈；所述线圈呈螺旋状，所述中柱生坯磁芯设置在所述线圈的空腔中；
所述线圈的外侧设置有包覆层，所述包覆层的材质为绝缘材料。
2.根据权利要求1所述的灌注磁组合电感器，其特征在于，所述绝缘材料为硅树脂。
3.根据权利要求1所述的灌注磁组合电感器，其特征在于，所述中柱生坯磁芯由软磁粉末制备而成。
4.根据权利要求2所述的灌注磁组合电感器，其特征在于，所述中柱生坯磁芯的形状为T形。
5.根据权利要求1所述的灌注磁组合电感器，其特征在于，线圈为点焊线圈、打扁线圈、扁平线圈的任意一种。
6.根据权利要求1所述的灌注磁组合电感器，其特征在于，所述电感器还包括两个引脚，两个引脚设置在电感器相对的两侧；两个引脚彼此分开；
所述引脚的一端设置在电感器内，所述引脚的另一端露出于电感器的表面。
7.根据权利要求5所述的灌注磁组合电感器，其特征在于，线圈的材质为银、铜或镍。
8.权利要求1-7任一项所述灌注磁组合电感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将软磁粉末用压机制成中柱生坯磁芯；
将线圈放入模具内，将绝缘材料灌注模具内，使绝缘材料充分包裹线圈，线圈的空腔部分留空，通过合模，同时模具加热固定，形成固定式结构，在线圈的外侧形成包覆层，包覆层的材质为绝缘材料；
将中柱生坯磁芯添加到线圈的空腔中，进行组合，得到组合产品。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：将组合产品转入烤箱加热固化；
对引脚进行整形，得到灌注磁组合电感器。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：用激光焊接自动绕线机绕制线圈的步骤。
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