CN112435844A - 一种一体共烧电感及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种一体共烧电感及其制备方法，所述的制备方法包括：向模腔内填入磁粉，将至少一根导线埋入磁粉中，导线两端伸出模腔，随后依次进行模压成型和热处理得到磁芯，对伸出磁芯外的导线进行折弯上锡后得到所述的共烧电感。本发明提供的制备方法采用一体式成型工艺制备电感，避免了过多组件的组装工序，一体成型后进行热处理，充分释放应力，降低材料的磁滞损耗，轻载工况下，器件的损耗降低，导线与磁芯之间没有额外空隙，磁芯中均匀分布气隙，减少涡流损耗的振动噪声。

Description

一种一体共烧电感及其制备方法
技术领域
本发明属于电感制造技术领域，涉及一种一体共烧电感及其制备方法。
背景技术
近年来，随着移动设备、家电、汽车、工业设备、数据中心服务器、通讯基站服务器等设备的大规模使用，能耗成为一个关键的考量因素。组件的小型化、多机能、高性能化、省电化不断发展，搭载的电子元件就更加要求小型/薄型化且高性能化。提升在DC-DC转换器中的效率，减少发热是电子元件小型化的关键条件。尤其是核心电源电路伴随着DC-DC转换器IC的高速转换，以及使用的电感器的低阻抗化的进一步发展，也越来越要求小型/薄型化、低直流阻抗、对应大电流、高可靠性。
第三代半导体目前用于功率器件已经逐渐成为主流，尤其是氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)的技术已经相对成熟，适用于制造耐高温、耐高压、耐大电流的高频大功率器件，其中，功率半导体为其主要的应用领域。氮化镓在高频电路中优势凸显，是当前移动通讯中有力竞争者，当前主要运用场景主要集中于基站端功率放大器、航空航天等军用领域，同时也逐步走向消费电子领域，其具有的高输出功率、高能效特性，使其能在既定功率水平下能够做到更小的体积，因此在电源快充产品中得以应用。而碳化硅材料物理性能优于硅等材料，碳化硅单晶的禁带宽度约为硅材料禁带宽度的3倍，导热率为硅材料的3.3倍，电子饱和迁移速度是硅的2.5倍，击穿场强是硅的5倍，在高温、高压、高频、大功率电子器件具有不可替代的优势。随着碳化硅功率半导体在特斯拉等高端车市场成功运用，未来汽车领域将是碳化硅成长主要动力。
功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，是实现电子装置中电压、频率、直流交流转换等功能的核心部件。功率IC、IGBT、MOSFET、二极管是四种运用最为广泛的功率半导体产品。与功率半导体协调作用，提升电源电能转换效率的电感电容等电子元器件同样需要配合第三代半导体的发展趋势。高频、大电流、高饱和电流、高可靠性的电感也是高能效电源的必要组成部分。
传统的耐大电流电感，一般通过将软磁材料做成分立的组件，再将线圈置于磁芯上，通过设计气隙来实现电感器件的高饱和叠加电流。这种形式的电感由于需要开气隙和组织的需要，尺寸往往比较大，尤其是厚度方向往往超过3mm甚至达到7mm。这是由于软磁铁氧体材料本身的特点，虽然磁导率较高，但是由于其饱和磁感应强度低，在外场下容易饱和，为了提高耐饱和电流能力，需要开气隙降低有效磁导率。增加的气隙就增加了器件的尺寸，同时在制造工艺上需要组装和公差匹配，对产品生产的良率造成一定影响。
金属磁粉芯材料由于其高饱和磁感应强度、高温度稳定性、耐冲击、低噪声的特性，最近几年发展迅速，尤其是在一体成型电感领域，以FeSiCr、羰基铁、铁镍等金属软磁材料的应用突飞猛进。一体式成型电感，采用金属软磁材料，将线圈置于金属粉芯后一体成型。
CN205230770U公开了一种立式薄型大电流电感器，该电感器包括上磁芯、下磁芯及设置在上磁芯、下磁芯之间的电感线圈，所述电感线圈由扁平型金属铜线绕制后，伸出的上下两个扁平引脚折弯成90度，且两个扁平引脚方向为相对的方向，所述上磁芯为方体，下磁芯设置有收纳电感线圈凹槽，凹槽中部设置一用于固定电感线圈的定位柱。这种电感元件，由于绕线的原因，线圈要采用漆包线，成型压力不易过大，否则容易造成线圈绝缘层被破坏造成层间短路。其次，由于成型压力带来的应力，使磁芯材料产生应力各向异性，从而增加材料的磁滞损耗。鉴于此，也有人开发了DUI型电感产品，即将金属粉芯做成U片和I片，烧成磁粉芯后，再将扁铜线夹在中间，组装而成电感。
CN110718359A公开了一种表面贴装一体成型电感器的制造结构及其方法，具有采用磁性粉末和热固性树脂的混合物预成型为两组完全相同的压板主体，压板主体具有压合面，压合面具体为两侧高，中间低。在成型模具中，将两组压板主体分别放置在内置线圈的正上方和正下方，压板主体的压合面需朝向内置线圈，且内置线圈的两极需分别超出压板主体的两端部范围，采用加压、或和加热，使两组压板主体与内置线圈一体成型为坯体。成型后内置线圈的两极暴露在坯体之外，在坯体两端形成外部电极。
但是这种方式制作电感，需要将几个组件装配在一起，容易在线圈和磁芯之间额外引入气隙，从而降低有效磁导率，再者由于某一组件需要做成薄片，产品的成型精度不够，需要做磨加工，提高了工艺成本，降低了产品良率。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种一体共烧电感及其制备方法，本发明提供的制备方法采用一体式成型工艺制备电感，避免了过多组件的组装工序，一体成型后进行热处理，充分释放应力，降低材料的磁滞损耗，轻载工况下，器件的损耗降低，导线与磁芯之间没有额外空隙，磁芯中均匀分布气隙，减少涡流损耗的振动噪声。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种一体共烧电感的制备方法，所述的制备方法包括：
向模腔内填入磁粉，将至少一根导线埋入磁粉中，导线两端伸出模腔，随后依次进行模压成型和热处理得到磁芯，对伸出磁芯外的导线进行折弯上锡后得到所述的共烧电感。
本发明提供的制备方法采用一体式成型工艺制备电感，避免了过多组件的组装工序，一体成型后进行热处理，充分释放应力，降低材料的磁滞损耗，轻载工况下，器件的损耗降低，导线与磁芯之间没有额外空隙，磁芯中均匀分布气隙，减少涡流损耗的振动噪声。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的导线为无漆包线的裸线。
优选地，所述的导线为铜线。
优选地，所述的导线为矩形截面的扁平导线。
优选地，所述的导线形状为直导线或异形导线。
优选地，所述的异形导线的形状包括S形、L形、U形、W形或E形。
优选地，所述的导线在水平面上并排间隔铺设于磁粉内部。
本发明设计的电感要求低直流电阻且铜线要与金属软磁材料一起进行高温热处理，采用无漆包线的扁平铜导线，可以进行高温热处理，更进一步降低粉芯的损耗，也可以根据需要设计铜线的形状，包括I型、S型、L型、U型，W型和E型等。可以采用一模一件的成型工艺，也可以采用导线架固定的方式进行联排压制成型。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的模压方式为热压或冷压。
根据造粒粉的特性和电感的需求，可以采用热压成型的方式。热压成型时，所需要的压力更小，热压压制成型后磁芯与导线可以更紧密的接触且需要的压力更小，但是热压会带来压制效率降低。
优选地，所述的热压压力≥800Mpa/cm2，例如可以是800Mpa/cm2、810Mpa/cm2、820Mpa/cm2、830Mpa/cm2、840Mpa/cm2、850Mpa/cm2、860Mpa/cm2、870Mpa/cm2、880Mpa/cm2、890Mpa/cm2或900Mpa/cm2，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，进一步优选为2000MPa/cm2。
在本发明中，由于没有漆包线的限制，可以采用磁粉的成型压力，获得更高密度的磁芯，优选压力大于800Mpa/cm2，甚至可以达到2000MPa/cm2，根据模具寿命和压机能力选择适合电感的最佳压力。
优选地，所述热压温度为90～180℃，例如可以是90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃或180℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的热压时间为5～100s，例如可以是5s、10s、20s、30s、40s、50s、60s、70s、80s、90s或100s，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的热处理为退火处理。
优选地，所述的热处理过程在保护性气氛下进行。
优选地，所述的保护性气氛采用的气体为氮气和/或惰性气体。
优选地，所述的热处理温度为650～850℃，例如可以是650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、700℃、710℃、720℃、730℃、740℃、750℃、760℃、770℃、780℃、790℃、800℃、910℃、920℃、930℃、940℃或950℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的热处理时间为30～50min，例如可以是30min、32min、34min、36min、38min、40min、42min、44min、46min、48min或50min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明将压制好的生坯电感进行热处理使磁芯致密化，获得更高的饱和磁感应强度、更高的磁导率和更低的损耗，同时提升电感器件的强度。针对不同的材料，选择不同的热处理温度。例如，对于FeSiB、FeSiBCr、FeNiSiBPC等非晶金属软磁粉，热处理温度不能超过粉末的晶化温度；对于纳米晶金软磁合金粉，热处理温度要高于晶化温度但是不得高于晶粒长大温度，具体的热处理温度要根据差示扫描热仪测试的曲线设定热处理工艺；对于气雾化或水雾化或水气联合雾化或多级雾化的FeSiAl、FeNi、FeNiMo、FeSi等软磁粉末，需要根据粉末的搭配选择高温热处理，热处理温度高于650度低于850度。热处理时，可以采用氮气、氩气等惰性气体保护，也可以采用氢气、氢气/氮气混合气体等还原性气体保护的方式进行热处理。由于本发明采用的是没有漆包线的导线，且导线形状为I型、S型、L型、U型，W型和E型等，没有导线的相互接触，不存在导线间的短路问题。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的制备方法还包括：在折弯上锡前，对磁芯依次进行含浸和喷涂。
优选地，所述的含浸处理为真空含浸。
优选地，所述的喷涂采用的喷涂液包括环氧树脂、油漆或派瑞林。
本发明将热处理好的电感元件进行含浸和喷涂处理，以进一步提升电感元件的强度、耐蚀性、可靠性。含浸喷涂时，需要将露在磁芯外面的导线保护起来，以免含浸喷涂时使导线绝缘。含浸可以采用真空含浸也可以采用普通含浸，对电感的电感特性没有影响。喷涂可以采用环氧树脂、油漆、派瑞林等常见的喷涂体系。对于特定的耐蚀性较好的软磁粉末材料，也可以不进行含浸喷涂，直接进行导线折弯上锡即可。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的磁粉采用如下方法制备得到：软磁粉末依次经绝缘包覆、二次包覆和造粒处理后得到所述的磁粉。
优选地，所述的软磁粉末由两种不同粒径的粉料复配得到，其中，大粒径的粉料的D50介于6～50μm，例如可以是6μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm；小粒径的粉料的D50介于1～6μm，例如可以是1μm、2μm、3μm、4μm、5μm或6μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的粉料包括FeSiCr、FeSi、FeNi、FeSiAl、羰基铁粉、羰基铁镍粉、FeNiMo、Fe基非晶纳米晶材料、Co基非晶纳米晶软磁材料或Ni基非晶纳米晶软磁材料。
在本发明中，软磁粉末的复配主要针对磁导率、直流偏置能力和磁芯损耗特性进行优化设计，满足电感特性需求。通过控制粉料的粒度、包覆和复合搭配，压制磁环评估复合磁粉的磁导率特性、直流偏置特性和损耗特性，根据设计选择合适的复配体系。作为优选方案，一般采用粗粉与细粉混合搭配的方式。粉末的形状也可以是圆球状，也可以是椭球状或者液滴状，作为优选方案，软磁粉末可以采用雾化工艺，包括气雾化、水雾化及水气联合雾化工艺制得；羰基铁粉和羰基铁镍粉由羰基与铁或铁镍的化合物，如Fe(CO)5、(FeNi)(CO)x热分解制得。细粉指的是激光粒度分析测得D50介于1～6μm的粉末，粗粉指的是激光粒度分析仪测得D50介于6～50μm的粉末。通过粉末的复配方法，可以提升软磁复合材料的成型密度，调整饱和磁感应强度、直流偏置特性和损耗特性。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的绝缘包覆采用的包覆工艺包括磷化、酸化、氧化或氮化，进一步优选地，采用磷化处理对软磁粉末进行绝缘包覆。
优选地，所述的磷化处理包括：软磁粉末与稀释后的磷酸混合搅拌，烘干后得到磷化处理后的软磁粉末。
优选地，采用丙酮对磷酸进行稀释。
优选地，所述的磷酸与丙酮的质量比为1:(60～70)，例如可以是1:60、1:61、1:62、1:63、1:64、1:65、1:66、1:67、1:68、1:69或1:70，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的磷酸与丙酮混合搅拌1～6min，例如可以是1mi、2min、3min、4min、5min或6min；随后静置5～10min备用例如可以是5min、6min、7min、8min、9min或10min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的软磁粉末与稀释后的磷酸混合搅拌30～60min，例如可以是30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的烘干温度为90～110℃，例如可以是90℃、92℃、94℃、96℃、98℃、100℃、103℃、104℃、106℃、108℃或110℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的烘干时间为1～1.5h，例如可以是1.0h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h或1.5h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明涉及的绝缘包覆工艺指的是金属软磁材料的包覆工艺，提升金属软磁粉末表面的绝缘性和耐蚀性，包括磷化、酸化、缓慢氧化、氮化等表面处理；提升金属软磁粉末之间的绝缘性，主要通过添加高电阻率的粉末材料或在金属软磁颗粒表面原位生长一层高电阻率包覆层，包括二氧化硅、氧化铝、氧化镁、高岭土、氧化锆、云母粉等材料。不同种类的金属软磁合金粉末要采用不同的包覆方法与包覆工艺，达到最佳的包覆效果。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的二次包覆包括：包覆料与绝缘包覆后的软磁粉末混合搅拌。
优选地，所述的包覆料为软磁粉末的2～10wt％，例如可以是2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的包覆料包括酚醛树脂、环氧树脂或硅树脂。
优选地，所述的包覆料与软磁粉末混合搅拌40～60min，例如可以是40min、42min、44min、46min、48min、50min、52min、54min、56min、58min或60min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的造粒处理包括：
对二次包覆后的软磁粉末进行造粒，造粒完成后依次经晾晒、干燥和冷却，得到所述的磁粉。
优选地，所述的造粒过程在40～60目网造粒机中进行，例如可以是40目、42目、44目、46目、48目、50目、52目、54目、56目、58目或60目，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的晾晒时间≤3h，例如可以是0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h或3h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，晾晒后的软磁粉末过30～50目筛，随后进行干燥处理，例如可以是30目、32目、34目、36目、38目、40目、42目、44目、46目、48目或50目，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的干燥温度为50～70℃，例如可以是50℃、52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、66℃、68℃或70℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的干燥时间为0.8～1.2h，例如可以是0.8h、0.9h、1.0h、1.1h或1.2h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的冷却过程为自然冷却。
优选地，冷却后的软磁粉末过30～50目筛，随后向过筛后的软磁粉末中添加辅料得到所述的磁粉，例如可以是30目、32目、34目、36目、38目、40目、42目、44目、46目、48目或50目，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的辅料包括氧化镁、润滑粉或脱模粉。
第二方面，本发明提供了一种采用第一方面所述的制备方法制备得到的共烧电感，所述的共烧电感包括磁芯以及位于磁芯内部的至少一根导线，导线两端伸出磁芯外部，伸出磁芯的导线部分弯折后贴紧磁芯外壁。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的导线为无漆包线的裸线。
优选地，所述的导线为铜线。
优选地，所述的导线为矩形截面的扁平导线。
优选地，所述的导线形状为直导线或异形导线。
优选地，所述的异形导线的形状包括S形、L形、U形、W形或E形。
优选地，所述的导线在水平面上并排间隔铺设于磁粉内部。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的制备方法采用一体式成型工艺制备电感，避免了过多组件的组装工序，一体成型后进行热处理，充分释放应力，降低材料的磁滞损耗，轻载工况下，器件的损耗降低，导线与磁芯之间没有额外空隙，磁芯中均匀分布气隙，减少涡流损耗的振动噪声。
附图说明
图1为本发明一个具体实施方式提供的共烧电感的结构图。
其中，1-磁芯；2-导线。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供了一种一体共烧电感的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)向模腔内填入磁粉，将一条矩形截面的扁平铜导线2去除漆包线后埋入磁粉中，导线2两端伸出模腔，导线2形状为直导线2，长度为14mm，宽度为2.2mm，厚度为0.35mm；
(2)对埋入导线2的磁粉进行模压成型，模压方式为热压，热压压力为500Mpa/cm2，热压温度为180℃，热压时间为20s；
(3)成型后，在保护性气氛下进行退火热处理得到磁芯1，热处理温度为700℃，热处理时间为30min；
(4)对伸出磁芯1外的导线2依次进行含浸喷涂和折弯上锡后得到尺寸为10.0mm×5.0mm×2.0mm的共烧电感(如图1所示)，其中，含浸处理为真空含浸，喷涂过程采用的喷涂液为环氧树脂；
其中，步骤(1)所述的磁粉采用如下方法制备得到：
(a)配粉：将D50＝20.2μm的FeSi粉与D50＝3μm的羰基铁粉，按照7:3的质量比进行混合得到复配后的软磁粉末；
(b)绝缘包覆：采用丙酮对磷酸进行稀释，磷酸与丙酮的质量比为1:60，磷酸与丙酮混合搅拌1min，随后静置5min备用；步骤(a)得到的复配后的软磁粉末与稀释后的磷酸混合搅拌30min，在90℃下烘干1h后得到磷化处理后的软磁粉末；
(c)二次包覆：包覆料与步骤(c)得到的软磁粉末混合搅拌40min，包覆料为软磁粉末的2wt％，包覆料为酚醛树脂；
(d)造粒处理：对二次包覆后的软磁粉末在40目网造粒机中进行造粒，造粒完成后进行晾晒，晾晒时间为2h，晾晒后的软磁粉末过30目筛，随后在50℃下干燥处理0.8h，自然冷却后过30目筛，随后向过筛后的软磁粉末中添加辅料得到所述的磁粉，辅料为氧化镁。
对制备得到的共烧电感进行电感特性测试，测得初始感量L(0A)＝120nH，饱和电流70A，温升电流65A。采用12V-1V的降压电路，进行效率测试，测试时开关电源频率500kHz，电子负载为5A时，效率达到79.5％，电子负载为15A时，效率达到88.3％。
实施例2
本实施例提供了一种一体共烧电感的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)向模腔内填入磁粉，将一条矩形截面的扁平铜导线2去除漆包线后埋入磁粉中，导线2两端伸出模腔，导线2形状为S形，长度为10mm，宽度为2.6mm，厚度为0.30mm；
(2)对埋入导线2的磁粉进行模压成型，模压方式为热压，热压压力为400Mpa/cm2，热压温度为175℃，热压时间为25s；
(3)成型后，在保护性气氛下进行退火热处理得到磁芯1，热处理温度为650℃，热处理时间为50min；
(4)对伸出磁芯1外的导线2依次进行含浸喷涂和折弯上锡后得到尺寸为8.0mm×6.0mm×1.9mm的共烧电感(如图1所示)，其中，含浸处理为真空含浸，喷涂过程采用的喷涂液为环氧树脂。
其中，步骤(1)所述的磁粉采用如下方法制备得到：
(a)配粉：将D50＝18.3μm的FeSiAl粉与D50＝2.8μm的FeNi粉，按照75:25的质量比进行混合得到复配后的软磁粉末；
(b)绝缘包覆：采用丙酮对磷酸进行稀释，磷酸与丙酮的质量比为1:63，磷酸与丙酮混合搅拌3min，随后静置6min备用；步骤(a)得到的复配后的软磁粉末与稀释后的磷酸混合搅拌40min，在95℃下烘干1.2h后得到磷化处理后的软磁粉末；
(c)二次包覆：包覆料与步骤(c)得到的软磁粉末混合搅拌45min，包覆料为软磁粉末的5wt％，包覆料为环氧树脂；
(d)造粒处理：对二次包覆后的软磁粉末在43目网造粒机中进行造粒，造粒完成后进行晾晒，晾晒时间为2.3h，晾晒后的软磁粉末过35目筛，随后在55℃下干燥处理1h，自然冷却后过35目筛，随后向过筛后的软磁粉末中添加辅料得到所述的磁粉，辅料为润滑粉。
对制备得到的共烧电感进行电感特性测试，测得初始感量L(0A)＝100nH，饱和电流50A，温升电流50A。采用6V-0.8V的降压电路，进行效率测试，测试时开关电源频率1000kHz，电子负载为5A时，效率达到81.5％，电子负载为25A时，效率达到90.3％；
实施例3
本实施例提供了一种一体共烧电感的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)向模腔内填入磁粉，将一条矩形截面的扁平铜导线2去除漆包线后埋入磁粉中，导线2两端伸出模腔，导线2形状为w形，长度为18mm，宽度为2.8mm，厚度为0.26mm；
(2)对埋入导线2的磁粉进行模压成型，模压方式为冷压，冷压压力为1600Mpa/cm2；
(3)成型后，在保护性气氛下进行退火热处理得到磁芯1，热处理温度为690℃，热处理时间为40min；
(4)对伸出磁芯1外的导线2依次进行含浸喷涂和折弯上锡后得到尺寸为7.5.0mm×6.5mm×1.8mm的共烧电感(如图1所示)，其中，含浸处理为真空含浸，喷涂过程采用的喷涂液为环氧树脂。
其中，步骤(1)所述的磁粉采用如下方法制备得到：
(a)配粉：将D50＝17.5μm的FeNi粉与D50＝2.6μm的FeSi粉，按照80:20的质量比进行混合得到复配后的软磁粉末；
(b)绝缘包覆：采用丙酮对磷酸进行稀释，磷酸与丙酮的质量比为1:65，磷酸与丙酮混合搅拌5min，随后静置8min备用；步骤(a)得到的复配后的软磁粉末与稀释后的磷酸混合搅拌50min，在100℃下烘干1.3h后得到磷化处理后的软磁粉末；
(c)二次包覆：包覆料与步骤(c)得到的软磁粉末混合搅拌55min，包覆料为软磁粉末的7wt％，包覆料为硅树脂；
(d)造粒处理：对二次包覆后的软磁粉末在50目网造粒机中进行造粒，造粒完成后进行晾晒，晾晒时间为2.5h，晾晒后的软磁粉末过40目筛，随后在63℃下干燥处理1.1h，自然冷却后过40目筛，随后向过筛后的软磁粉末中添加辅料得到所述的磁粉，辅料为脱模粉。
对制备得到的共烧电感进行电感特性测试，测得初始感量L(0A)＝150nH，饱和电流80A，温升电流75A。采用5V-1V的降压电路，进行效率测试，测试时开关电源频率750kHz，电子负载为5A时，效率达到78.2％，电子负载为45A时，效率达到92.5％；
实施例4
本实施例提供了一种一体共烧电感的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)向模腔内填入磁粉，将一条矩形截面的扁平铜导线2去除漆包线后埋入磁粉中，导线2两端伸出模腔，导线2形状为直导线2，长度为10mm，宽度为2.0mm，厚度为0.36mm；
(2)对埋入导线2的磁粉进行模压成型，模压方式为冷压，冷压压力为1500Mpa/cm2；
(3)成型后，在保护性气氛下进行退火热处理得到磁芯1，热处理温度为850℃，热处理时间为30min；
(4)对伸出磁芯1外的导线2依次进行含浸喷涂和折弯上锡后得到尺寸为8.0mm×5.0mm×3.0mm的共烧电感(如图1所示)，其中，含浸处理为真空含浸，喷涂过程采用的喷涂液为环氧树脂。
其中，步骤(1)所述的磁粉采用如下方法制备得到：
(a)配粉：将D50＝23μm的FeSiB非晶粉与D50＝2μm的羰基铁镍粉，按照80:20的质量比进行混合得到复配后的软磁粉末；
(b)绝缘包覆：采用丙酮对磷酸进行稀释，磷酸与丙酮的质量比为1:70，磷酸与丙酮混合搅拌6min，随后静置10min备用；步骤(a)得到的复配后的软磁粉末与稀释后的磷酸混合搅拌60min，在110℃下烘干1.5h后得到磷化处理后的软磁粉末；
(c)二次包覆：包覆料与步骤(c)得到的软磁粉末混合搅拌60min，包覆料为软磁粉末的10wt％，包覆料为硅树脂；
(d)造粒处理：对二次包覆后的软磁粉末在60目网造粒机中进行造粒，造粒完成后进行晾晒，晾晒时间为3h，晾晒后的软磁粉末过50目筛，随后在70℃下干燥处理1.2h，自然冷却后过50目筛，随后向过筛后的软磁粉末中添加辅料得到所述的磁粉，辅料为氧化镁。
对制备得到的共烧电感进行电感特性测试，测得初始感量L(0A)＝60nH，饱和电流15A，温升电流12A。采用5V-1V的降压电路，进行效率测试，测试时开关电源频率1500kHz，电子负载为0.5A时，效率达到89.5％，电子负载为5A时，效率达到90.5％。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种一体共烧电感的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：
向模腔内填入磁粉，将至少一根导线埋入磁粉中，导线两端伸出模腔，随后依次进行模压成型和热处理得到磁芯，对伸出磁芯外的导线进行折弯上锡后得到所述的共烧电感。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的导线为无漆包线的裸线；
优选地，所述的导线为铜线；
优选地，所述的导线为矩形截面的扁平导线；
优选地，所述的导线形状为直导线或异形导线；
优选地，所述的异形导线的形状包括S形、L形、U形、W形或E形；
优选地，所述的导线在水平面上并排间隔铺设于磁粉内部。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的模压方式为热压或非热压；
优选地，所述的热压压力≥800Mpa/cm2，进一步优选为2000MPa/cm2；
优选地，所述热压温度为90～180℃；
优选地，所述的热压时间为5～100s；
优选地，所述的热处理为退火处理；
优选地，所述的热处理过程在保护性气氛下进行；
优选地，所述的保护性气氛采用的气体为氮气和/或惰性气体；
优选地，所述的热处理温度为650～850℃；
优选地，所述的热处理时间为30～50min。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法还包括：在折弯上锡前，对磁芯依次进行含浸和喷涂；
优选地，所述的含浸处理为真空含浸；
优选地，所述的喷涂采用的喷涂液包括环氧树脂、油漆或派瑞林。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的磁粉采用如下方法制备得到：软磁粉末依次经绝缘包覆、二次包覆和造粒处理后得到所述的磁粉；
优选地，所述的软磁粉末由两种不同粒径的粉料复配得到，其中，大粒径的粉料的D50介于6～50μm，小粒径的粉料的D50介于1～6μm；
优选地，所述的粉料包括FeSiCr、FeSi、FeNi、FeSiAl、羰基铁粉、羰基铁镍粉、FeNiMo、Fe基非晶纳米晶材料、Co基非晶纳米晶软磁材料或Ni基非晶纳米晶软磁材料。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的绝缘包覆采用的包覆工艺包括磷化、酸化、氧化或氮化，进一步优选地，采用磷化处理对软磁粉末进行绝缘包覆；
优选地，所述的磷化处理包括：软磁粉末与稀释后的磷酸混合搅拌，烘干后得到磷化处理后的软磁粉末；
优选地，采用丙酮对磷酸进行稀释；
优选地，所述的磷酸与丙酮的质量比为1:(60～70)；
优选地，所述的磷酸与丙酮混合搅拌1～6min，随后静置5～10min备用；
优选地，所述的软磁粉末与稀释后的磷酸混合搅拌30～60min；
优选地，所述的烘干温度为90～110℃；
优选地，所述的烘干时间为1～1.5h。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的二次包覆包括：包覆料与绝缘包覆后的软磁粉末混合搅拌；
优选地，所述的包覆料为软磁粉末的2～10wt％；
优选地，所述的包覆料包括酚醛树脂、环氧树脂或硅树脂；
优选地，所述的包覆料与软磁粉末混合搅拌40～60min。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的造粒处理包括：
对二次包覆后的软磁粉末进行造粒，造粒完成后依次经晾晒、干燥和冷却，得到所述的磁粉；
优选地，所述的造粒过程在40～60目网造粒机中进行；
优选地，所述的晾晒时间≤3h；
优选地，晾晒后的软磁粉末过30～50目筛，随后进行干燥处理；
优选地，所述的干燥温度为50～70℃；
优选地，所述的干燥时间为0.8～1.2h；
优选地，所述的冷却过程为自然冷却；
优选地，冷却后的软磁粉末过30～50目筛，随后向过筛后的软磁粉末中添加辅料得到所述的磁粉；
优选地，所述的辅料包括氧化镁、润滑粉或脱模粉。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的共烧电感，其特征在于，所述的共烧电感包括磁芯以及位于磁芯内部的至少一根导线，导线两端伸出磁芯外部，伸出磁芯的导线部分弯折后贴紧磁芯外壁。
10.根据权利要求9所述的共烧电感，其特征在于，所述的导线为无漆包线的裸线；
优选地，所述的导线为铜线；
优选地，所述的导线为矩形截面的扁平导线；
优选地，所述的导线形状为直导线或异形导线；
优选地，所述的异形导线的形状包括S形、L形、U形、W形或E形；
优选地，所述的导线在水平面上并排间隔铺设于磁粉内部。
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