CN112640017A - 一体成型电感及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一体成型电感及其制作方法，该方法包括如下步骤：S1、预制有两个引出端的线圈；S2、将所述线圈放置于型腔中；S3、将软磁粉或软磁磁胶注入到所述型腔中，经过压制后在所述线圈上一体成型磁体；S4、对成型好的所述磁体进行研磨降面处理，使所述磁体的厚度降低到预定的尺寸范围内，且所述线圈的所述引出端暴露在处理后的所述磁体外；S5、对暴露在外的所述引出端进行金属化形成电极。此方法可弥补传统的以模压成型工艺制作电感的不足，制作出尺寸较薄且良率较高的一体成型电感，同时可降低对成型工序模具精度要求，降低模具损耗及加工成本。

Description

一体成型电感及其制作方法
技术领域
本发明涉及电子元器件，特别是涉及一体成型电感及其制作方法。
背景技术
随着科技发展，轻便，易携带且不影响整体性能的产品更受消费者亲赖，为了契合消费者的要求，电子元器件的的尺寸逐渐小型化，厚度尺寸日趋降低。
对模压成型一体成型电感而言，当厚度尺寸降低到一定程度时，成型缺陷比例较高，有磁芯的绕组成型时对磁芯叶片厚度及强度要求较高，且模具的加工精度也无法满足要求，所做产品外观缺陷比例很高，影响整体良率，同时模具损耗及维护成本也随厚度的降低而增加，故须寻找一种不增加成本又可制作良率较高的超薄一体成型电感方式。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述技术缺陷，提供一种一体成型电感及其制作方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种一体成型电感的制作方法，包括如下步骤：
S1、预制有两个引出端的线圈；
S2、将所述线圈放置于型腔中；
S3、将软磁粉或软磁磁胶注入到所述型腔中，经过压制后在所述线圈上一体成型磁体；
S4、对成型好的所述磁体进行研磨降面处理，使所述磁体的厚度降低到预定的尺寸范围内，且所述线圈的所述引出端暴露在处理后的所述磁体外；
S5、对暴露在外的所述引出端进行金属化形成电极。
进一步地，所述线圈为具有磁芯的线圈。
进一步地，所述型腔的底部垫有软质材料，成型过程中把电极压到软质材料中，成型后去除电极上的软质材料，以保证成型后电极引线露出。
进一步地，所述软磁磁胶包含软磁合金颗粒、有机胶粘剂、润滑剂和固化剂；所述软磁粉为软磁颗粒或软磁合金颗粒。
进一步地，所述软磁合金颗粒包括Fe-Ni系、Fe-Si-Al系、Fe-Si系、Fe-Si-Cr系和Fe系软磁合金颗粒中的至少一种，粒径为1～50μm。
进一步地，步骤S4中，对所述磁体的上表面和下表面的至少一者进行研磨降面处理。
进一步地，步骤S4中，所述研磨为干磨或湿磨。
进一步地，步骤S4中，将成型好的所述磁体放入研磨限位治具中进行研磨，所述研磨限位治具具有一个或多个限位槽，其中每个限位槽内可放置一个或多个磁体，且成型好的所述磁体放入所述研磨限位治具中时，所述磁体的待研磨面暴露在外以便与磨盘或砂轮接触。
进一步地，步骤S5中，所述金属化的方式为磁控溅射、PVD、化学沉积、电镀中的任一种。
一种一体成型电感，是使用所述的制作方法制作得到的一体成型电感。
本发明具有如下有益效果：
本发明提出一种一体成型电感的制作方法，此方法可弥补传统的以模压成型工艺制作电感的不足，制作出尺寸较薄且良率较高的一体成型电感，同时可降低对成型工序模具精度要求，降低模具损耗及加工成本。
本发明的技术方案中，由于在线圈或绕组与磁体一体成型后进行研磨降面处理达到目标尺寸，可以把成型的磁体设计厚些，适当增加研磨降面尺寸，来规避因成品加工高度公差及研磨降面尺寸不足导致产品表面粗糙度不一致的问题，此方式可大大提升电感产品的良率。
附图说明
图1为本发明一种实施例的成型好的半成品及研磨后半成品的截面图；
图2为本发明另一种实施例的成型好的半成品及研磨后半成品的截面图；
图3是本发明实施例中半成品放于中空限位治具中的示意图；
图4是本发明实施例中半成品放于条形限位治具中的示意图；
图5是本发明实施例中半成品放于单穴限位治具中的示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参阅图1和图2，本发明实施例提供一种一体成型电感的制作方法，包括如下步骤：
S1、预制有两个引出端3的线圈2；
S2、将所述线圈2放置于型腔中；
S3、将软磁粉或软磁磁胶注入到所述型腔中，经过压制后在所述线圈2上一体成型磁体1；
S4、对成型好的所述磁体1进行研磨降面处理，使所述磁体1的厚度降低到预定的尺寸范围内，且所述线圈2的所述引出端3暴露在处理后的所述磁体1外；
S5、对暴露在外的所述引出端3进行金属化形成电极。
在一些实施例中，所述线圈2为具有磁芯的线圈2，例如以磁芯为骨架绕制的线圈2。在另一实施例中，所述线圈2也可以为不带磁芯的线圈2。
所述线圈2可以采用扁平铜线或圆铜线绕制而成。所述磁芯可以采用软磁材料。
在优选的实施例中，所述型腔的底部垫有软质材料，成型过程中把电极压到软质材料中，成型后去除电极上的软质材料以保证成型后电极引线露出。
在一些实施例中，所述软磁磁胶包含软磁合金颗粒、有机胶粘剂、润滑剂和固化剂。
在一些实施例中，所述软磁粉为软磁颗粒或软磁合金颗粒。
在一些实施例中，所述软磁合金颗粒包括Fe-Ni系、Fe-Si-Al系、Fe-Si系、Fe-Si-Cr系和Fe系软磁合金颗粒中的至少一种，粒径为1～50μm。
在一些实施例中，步骤S4中，对所述磁体1的上表面A和下表面B的至少一者进行研磨降面处理。此外，也可以对磁体1的其他面进行研磨降面处理来获得希望的尺寸。
在一些实施例中，步骤S4中，所述研磨为干磨或湿磨。
参阅图3至图5，在优选的实施例中，步骤S4中，将成型好的所述磁体1放入研磨限位治具4中进行研磨，所述研磨限位治具4具有一个或多个限位槽5，其中每个限位槽5内可放置一个或多个磁体1，且成型好的所述磁体1放入所述限位槽5中时，所述磁体1的待研磨面暴露在外以便与磨盘或砂轮接触。
在一些实施例中，步骤S5中，所述金属化的方式为磁控溅射、PVD、化学沉积、电镀中的任一种。
本发明实施例还提供一种一体成型电感，是使用前述任一实施例的制作方法制作得到的一体成型电感。
以下进一步描述本发明具体实施例。
在一些实施例中，一体成型超薄电感的制作方法，包括：预制有引出端3的线圈2，将所述线圈2放置于型腔，将已准备好的软磁粉或磁胶压制到型腔中，进行磁体1成型；将成型好的磁体1进行降面处理，使磁体1的厚度降低到理想尺寸，再对暴露在外的电极铜线进行金属化形成电极，得到电感元器件成品。对磁体1进行降面处理的面可以为如图1所示的磁体1的上表面A，上表面A降低的高度为△H1。对磁体1进行降面处理的面也可以为如图2所示的磁体1的上下表面A、B,上表面A降低的高度为△H2,下表面B降低的高度为△H3。
在一些实施例中，一种超薄电感元器件的制作方法，包括如下步骤：
S1、如图1及图2所示，预制线圈2，线圈2具有两个引出端3；也可以磁芯为骨架，绕制有引出端3的线圈2或绕组；
S2、将所述线圈2置于预制模具的型腔中，所述模具包含多型腔，一个型腔体供放置一个线圈2或绕组，型腔下端垫软质材料，成型过程中把电极压到软质材料中，成型后去除电极上的软质材料保证成型后电极引线露出；
S3、将已经备好的软磁磁胶或磁粉注入型腔中，使软磁磁胶或磁粉包覆线圈2或绕组进行磁体成型；
S4、对成型好的半成品进行研磨降面；
S5、将研磨降面到一定尺寸的磁体1的引出端3金属化形成电极，得到电感元器件成品。
步骤S1中，所述线圈2所用铜线一般为扁平铜线或圆线，若为绕组磁芯为软磁材料。
所述软磁磁胶包含软磁合金颗粒、有机胶粘剂、润滑剂和固化剂；所述磁粉则为软磁颗粒或软磁合金颗粒。
所述软磁合金颗粒包括Fe-Ni系、Fe-Si-Al系、Fe-Si系、Fe-Si-Cr系和Fe系中的至少一种，粒径为1～50μm。
步骤S4中，半成品通过自动上料方式进入到研磨治具中，研磨方式包含干磨和湿磨两种，干磨时不使用磨介，湿磨时使用磨介。可单面研磨，也可上下两面同时研磨；研磨限位治具4的限位槽5可以是中空限位槽结构(参见图3)，田字限位结构、条形限位槽结构(参见图4)及单穴限位槽结构(参见图5)等，限位结构可根据效率，良率及产能灵活设计。半成品置入时，保证半成品研磨面与磨盘或砂轮接触，研磨降面的目标尺寸通过研磨时间及速度控制，研磨磁体表面粗糙度通过磨盘目数，砂轮目数或抛光液中磨介颗粒大小决定。采用此研磨方式，可解决模压成型对磁芯叶片厚度及强度高的要求，同时也可生产出理想尺寸的电感，提升产品产出率。
步骤S5中，可根据不同线圈2或绕组结构决定将1面或两面，将露出铜线一面进行金属化的方式包括磁控溅射、PVD、化学沉积或电镀中的一种或多种。
在一些实施例中，一种超薄电感元器件，包括：一线圈2，其为在治具上绕制有引出端的线圈；也可以磁芯为骨架绕制有引出端铜线的绕组；一磁体1，采用软磁磁胶或磁粉包覆所述线圈2后成型，其中，采用砂轮/磨盘/磨床等方式将所述磁体1研磨到目标厚度尺寸，然后将线圈2的引出端3金属化形成电极，得到具有超薄磁体的电感元器件。
在一些实施例中，一种超薄一体成型电感的制作方法，包括：将预制好的线圈或绕组，通过软磁磁粉或磁胶包覆模压成型成半成品，再将半成品通过研磨降面工艺制作成超薄磁体，再将铜线露出端金属化形成电极。如图1及图2所示，图1及图2中的左部为模压成型后的半成品截面图，图1及图2中的右部为对半成品进行研磨降面后的截面图。
在一些实施例中，一种超薄一体成型电感的制作方法，具体包括如下步骤：
步骤S1、预制线圈，线圈两铜线引出端；也可以磁芯为骨架绕制有引出端铜线的绕组。
步骤S2、将所述线圈或绕组置于预制模具的型腔中，所述模具包含多型腔，一个型腔体供放置一个线圈或绕组，型腔下端垫软质材料，保证成型后电极引线露出。
步骤S3、将软磁磁胶或磁粉注入型腔中，使软磁磁胶或磁粉包裹线圈进行磁体成型，形成半成品如图1及图2的左部所示，所述软磁磁胶包含软磁合金颗粒、有机胶粘剂、润滑剂和固化剂。所述软磁合金颗粒包括Fe-Ni系、Fe-Si-Al系、Fe-Si系、Fe-Si-Cr系和Fe系中的至少一种，粒径为1～50μm。
步骤S4、将成型好的半成品电极相对面进行研磨；具体为半成品通过自动或手工上料方式植入到到研磨限位治具4中。研磨方式包含干磨和湿磨两种，干磨时采用磨介，湿磨时不采用磨介。可单面研磨也可上下两面同时研磨。研磨限位治具4的限位槽5可以使中空限位槽(参见图3)、田字限位槽、条形限位槽(参见图4)及单穴限位槽(参见图5)等。可根据效率，良率及产能灵活设计，半成品置入时，保证半成品研磨面与磨盘或砂轮接触，研磨降面的目标尺寸可通过研磨时间及速度控制，研磨磁体表面粗糙度通过磨盘目数，砂轮目数或抛光液中磨介颗粒大小决定。采用此研磨方式，可满足传递模塑成型对磁芯叶片厚度及强度高的要求，提升产品产出率。
步骤S5、将研磨面降面到一定尺寸的磁体铜线面金属化形成电极，得到电感元器件成品。金属化方式可以为磁控溅射、PVD、化学沉积或电镀中的一种或多种。
上述实施例中为对磁体的一面及两面进行研磨降面，但本发明不限于一面及两面研磨，也可以研磨更多面来满足电感的尺寸要求。
本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (10)

1.一种一体成型电感的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、预制有两个引出端的线圈；
S2、将所述线圈放置于型腔中；
S3、将软磁粉或软磁磁胶注入到所述型腔中，经过压制后在所述线圈上一体成型磁体；
S4、对成型好的所述磁体进行研磨降面处理，使所述磁体的厚度降低到预定的尺寸范围内，且所述线圈的所述引出端暴露在处理后的所述磁体外；
S5、对暴露在外的所述引出端进行金属化形成电极。
2.如权利要求1所述的一体成型电感的制作方法，其特征在于，所述线圈为具有磁芯的线圈。
3.如权利要求1至2任一项所述的一体成型电感的制作方法，其特征在于，所述型腔的底部垫有软质材料，成型过程中把电极压到软质材料中，成型后去除电极上的软质材料，以保证成型后电极引线露出。
4.如权利要求1至3任一项所述的一体成型电感的制作方法，其特征在于，所述软磁磁胶包含软磁合金颗粒、有机胶粘剂、润滑剂和固化剂；所述软磁粉为软磁颗粒或软磁合金颗粒。
5.如权利要求4所述的一体成型电感的制作方法，其特征在于，所述软磁合金颗粒包括Fe-Ni系、Fe-Si-Al系、Fe-Si系、Fe-Si-Cr系和Fe系软磁合金颗粒中的至少一种，粒径为1～50μm。
6.如权利要求1至5任一项所述的一体成型电感的制作方法，其特征在于，步骤S4中，对所述磁体的上表面和下表面的至少一者进行研磨降面处理。
7.如权利要求1至6任一项所述的一体成型电感的制作方法，其特征在于，步骤S4中，所述研磨为干磨或湿磨。
8.如权利要求1至7任一项所述的一体成型电感的制作方法，其特征在于，步骤S4中，将成型好的所述磁体放入研磨限位治具中进行研磨，所述研磨限位治具具有一个或多个限位槽，其中每个限位槽内可放置一个或多个磁体，且成型好的所述磁体放入所述研磨限位治具中时，所述磁体的待研磨面暴露在外以便与磨盘或砂轮接触。
9.如权利要求1至8任一项所述的一体成型电感的制作方法，其特征在于，步骤S5中，所述金属化的方式为磁控溅射、PVD、化学沉积、电镀中的任一种。
10.一种一体成型电感，其特征在于，是使用如权利要求1至9任一项所述的制作方法制作得到的一体成型电感。
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