CN112927929B - 电感元件及其制造方法 - Google Patents
电感元件及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112927929B CN112927929B CN202110099879.XA CN202110099879A CN112927929B CN 112927929 B CN112927929 B CN 112927929B CN 202110099879 A CN202110099879 A CN 202110099879A CN 112927929 B CN112927929 B CN 112927929B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wire
- magnet
- pressing
- powder
- magnetic powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 72
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 claims abstract description 29
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 188
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 169
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 claims description 164
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 124
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 124
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 72
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 67
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 62
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 62
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 62
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 62
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 56
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 56
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 52
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 51
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 42
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 38
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 38
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 35
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 28
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 24
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 22
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 22
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 21
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 20
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 19
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 18
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 18
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 18
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 16
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 13
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 13
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 8
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 claims description 5
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 claims description 4
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 4
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 4
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940115440 aluminum sodium silicate Drugs 0.000 claims description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 186
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 57
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 40
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 29
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 26
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 23
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 21
- 235000019580 granularity Nutrition 0.000 description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 21
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 20
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 20
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 20
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 20
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 20
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 20
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 20
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 19
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 16
- 238000009689 gas atomisation Methods 0.000 description 16
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 16
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 6
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 6
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 6
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N trizinc;diborate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000009692 water atomization Methods 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000007849 furan resin Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 2
- XEVZIAVUCQDJFL-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Fe].[Si] Chemical compound [Cr].[Fe].[Si] XEVZIAVUCQDJFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000007688 edging Methods 0.000 description 1
- 229940116007 ferrous phosphate Drugs 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N iron silicon Chemical compound [Si].[Fe] XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000155 iron(II) phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- SDEKDNPYZOERBP-UHFFFAOYSA-H iron(ii) phosphate Chemical compound [Fe+2].[Fe+2].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O SDEKDNPYZOERBP-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- -1 iron-silicon aluminum Chemical compound 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
- H01F41/12—Insulating of windings
- H01F41/125—Other insulating structures; Insulating between coil and core, between different winding sections, around the coil
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/06—Insulating conductors or cables
- H01B13/16—Insulating conductors or cables by passing through or dipping in a liquid bath; by spraying
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/30—Drying; Impregnating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
- H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
- H01F1/24—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
- H01F2017/048—Fixed inductances of the signal type with magnetic core with encapsulating core, e.g. made of resin and magnetic powder
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
本发明提供一种电感元件及其制造方法,包括导线与磁体,导线两端露于磁体外,所述导线表面包覆有纳米复合绝缘层,所述纳米复合绝缘层均匀分布有纳米氧化物,纳米氧化物可以承受较高退火温度而不发生特性的改变,纳米复合绝缘层厚度薄时,可以在不影响电感量的情况下显著提升电感的耐直流电压。
Description
技术领域
本发明涉及电气元件制造领域,尤其涉及一种电感元件的制造方法。
背景技术
随着市场的发展和电子技术的进步,电感元件不断向大电流、高频、小型和低功耗的目标发展。流过电感的纹波电流频率和大小也不断增加,导致电感发热量增加,对电感的磁体损耗和导体损耗提出了更高的要求,也要求电感中线圈与磁芯生成的热能快速有效地散出,因为发热量更多,并且不断积累会提高电感运行的温度并降低其效能,甚至可能导致整个元件烧坏。尤其5G通讯与车用电子领域的发展,对于电感元件的尺寸和特性会有更加严格的规范与要求。
一些电感元件会被安装在汽车上,在汽车的行驶过程中,车身会一直存在不同频率和幅度的震动,尤其经过坑洼不平的路段时,车身会剧烈晃动。现有的贴片电感,其仅利用粘接胶来固定电感磁体和引脚,当该电感被晃动或震动时,用来固定电感磁体和引脚的粘接胶可能会松脱,导致电感磁体或引脚剥离,致使电感元件失效。
现有等效圈数≤1的大电流电感以组装工艺为主,磁体与导体之间装配需要配合公差,磁芯之间粘接的胶水存在一定厚度,这些空隙对于电感的DCR和饱和电流都没有提升,造成了电感空间的浪费,无法制造出相同性能体积更小的电感器,或者相同体积性能更好的电感器,也存在粘接胶松脱的可靠性风险。
专利CN107749340A公开了一种高可靠性大电流模压电感及制造方法,使得导线的中间部分设置在磁体中与磁体成为一体,减小了磁体与导体之间的间隙,但常规的铜线使用树脂漆包裹在铜线表面进行绝缘,树脂漆仅能在200℃以下的低温条件下使用,在经过700℃退火后将发生碳化而失去绝缘功效,碳化时的挥发物将渗透进绝缘磁粉颗粒间,降低粉末之间的绝缘性,导致电感功耗上升、电感量下降。
发明内容
本发明的一方面涉及一种电感元件的制造方法,包括以下步骤:
S1c、将铁基磁性粉末与粘结剂、润滑剂按一定比例混合后得到压制用磁粉;
S2c、对导线使用纳米氧化物进行表面绝缘处理,在导线的表面形成纳米复合绝缘层,所述纳米复合绝缘层均匀分布有纳米氧化物;
S3c、将经表面绝缘处理导线放置于模具内;
S4c、将压制用磁粉填入模具中,使导线两端露于压制用磁粉外,压制使得导线与压制用磁粉成为一体后脱模,制得一体的电感压坯;
S5c、对电感压坯进行高温热处理后,制成电感元件。
常规的导线使用树脂漆包裹在铜线表面进行绝缘,树脂漆仅能在200℃以下的低温条件下使用,在经过高温退火后将发生碳化而失去绝缘功效,碳化时的挥发物将渗透进压制用磁粉颗粒间,降低粉末之间的绝缘性,导致电感功耗上升、电感量下降。本发明通过使用纳米氧化物进行表面绝缘处理,在导线的表面形成纳米复合绝缘层,纳米氧化物能够承受更高的退火温度而不发生特性的改变,纳米复合绝缘层厚度薄时,可以在略微降低电感量的情况下显著提升电感的耐直流电压。
进一步地,所述步骤S2c中导线为铜线,所述表面绝缘处理是将铜线浸入硅烷偶联剂与稀释剂重量比1:2~10,优选1:4~6的混合液2~10min,优选2~5min,取出沥干表面残留液体后,放入纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝、硅酸钠的水性悬浮液,优选重量比纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=2~5:2~5:90~96的水性悬浮液中浸泡1-3min,取出后放入60~100℃,优选70~80℃的烘箱内烤干,在导线表面形成一层纳米复合绝缘层,所述纳米复合绝缘层均匀分布有纳米氧化物。
在铜线表面吸附纳米二氧化硅,并添加纳米三氧化二铝使纳米二氧化硅充分分散在悬浮液中,使纳米二氧化硅更均匀的吸附在铜线表面,在导线的表面形成纳米复合绝缘层,形成的纳米氧化物能承受700℃退火的温度而不发生特性的改变,纳米复合绝缘层厚度薄时,能在略微降低电感量的情况下显著提升电感的耐直流电压。
进一步地,还包括以下步骤:
S1a、对所述S1c铁基磁性粉末进行表面成膜反应,在表面生成亚铁盐与二氧化硅的复合绝缘层。
铁基磁性粉末受到大的压制压力挤压时会发生塑性变形产生晶界的位错和滑移,导致磁体的内部应力增加影响磁畴的转动,导致磁性能恶化,必须高温退火热处理去除压制应力才能获得较好的磁性能。
本发明对铁基磁性粉末进行表面成膜反应,在表面生成亚铁盐与二氧化硅的复合绝缘层,相较于传统使用有机胶粘剂,如硅树脂对铁基磁性粉末进行包覆时能承受更高的温度,使得磁体能选择更高的退火温度,从而使得电感元件的电感量、功耗、耐高温及耐直流电压性能方面得以提升,可以根据电感的不同性能需求,选择退火温度,并且使得电感元件在能在更高的温度工作状态下稳定服役。
进一步地,所述步骤S1a中表面成膜反应是将铁基磁性粉末加入磷酸、磷酸盐、铬酸、铬酸盐、硅树脂,硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐和硼酸盐中的至少一种与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应。
在表面反应生成亚铁盐与二氧化硅的复合绝缘层,最高可承受960℃的高温。
进一步地,所述步骤S5c的高温热处理包括预热和退火两个阶段,预热温度为100~300℃,保持时间≥30min,退火温度为500~960℃,优选650~800℃,再优选700~750℃,保持时间10~40min,优选20~30min,使用氮气、氢气、氩气中的至少一种作为保护气氛,或抽真空<0.1Pa,优选<0.02Pa。
铁基磁性粉末受到大的压制压力挤压时会发生塑性变形产生晶界的位错和滑移,导致磁体的内部应力增加影响磁畴的转动,导致磁性能恶化,通过退火热处理可以消除压制应力,退火温度越高,去应力效果越好,当退火温度超过磁性粉末居里温度时,可接近完全消除压制应力,能获得最好的磁性能。传统使用有机胶粘剂,如硅树脂对铁基磁性粉末进行包覆时,硅树脂可以在低温烘烤条件下转化成玻璃态实现对磁粉的绝缘包覆,但是硅树脂的碳氢氧基团分解温度点远低于大部分铁基磁性粉末的居里温度。使用远低于居里温度的退火条件无法达到磁粉的最佳性能,在超过500℃的高温退火时会分解成气体跑出磁体,破坏玻璃态包覆层导致磁性能恶化。
本发明对铁基磁性粉末进行表面成膜反应,在表面生成亚铁盐与二氧化硅的复合绝缘层,最高能承受960℃的高温,已经能覆盖大部分铁基磁性粉末的居里温度,因此本发明选择500~960℃,优选650~800℃,再优选700~750℃的退火温度,以使电感元件性能提升。
进一步地,还包括以下步骤:
S6c、将高温热处理后的电感元件浸入树脂0.2~3h,优选0.5~1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,在保护气体气氛下,放入烘箱中烘烤固化1~3h,该步骤优选在抽真空<1Pa条件下进行。
压制用磁粉中的粘结剂、脱模剂含有碳氢氧基团,在高温退火过程中会分解成气体离开电感内部,粘结剂、脱模剂分解会在磁体内部留下大量细小的孔隙。将电感浸入在树脂中,树脂在毛细作用下吸入磁体,填充满磁体内部的孔隙。通过高温烘烤将孔隙内的树脂进行固化,固化后的树脂将铁基磁性粉末粘结在一起,可以大幅提升电感的机械强度,又不会降低电感量或增大电感功耗,不同种类的树脂可以获得不同的抗弯强度和抗拉强度组合,可以根据电感的使用场景选择树脂种类。
进一步地,还包括以下步骤:
S3b、将所述步骤S1c压制用磁粉压制为预制底坯,所述预制底坯设有限位导线槽,将所述步骤S2c处理的铜线按设计的方向放置于限位导线槽内;
所述S3c步骤中将组装好的预制底坯和铜线放置于模具底部。
限位导线槽对导线进行支撑和定位,防止在压制过程中,由于受力不均导致导线的偏移。
进一步地,还包括以下步骤:
S7c、用高温胶带对露出磁体部分的导线进行覆盖保护,或者将露出的导线浸离型剂进行保护。
S8c、将电感预热至130~160℃,在电感表面喷涂一层0.02-0.1mm厚的灰醇酸漆、环氧漆、酚醛清漆、环氧聚酯酚醛漆中的至少一种,喷涂后130~160℃烘烤固化。
铁基磁性粉末由于比表面积大,表面活性高,金属界面容易发生化学或电化学多相反应,使金属转入氧化状态,发生锈蚀反应,影响产品外观。本发明通过在金属表面附着一层漆膜来封闭金属基材与空气及有害物质的接触,从而达到防锈的目的。同时由于漆层可以提高铜线与磁性粉末间的绝缘阻抗,在达到防锈目的同时可以提高耐直流电压。
进一步地,还包括以下步骤:
S9c、把露在磁体外的铜线两端折弯,使铜线两端依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除铜线表面纳米复合绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡处理。
进一步地,还包括以下步骤:
S9d、将镀锡的铜片进行冲孔、折弯,预制电极引脚,将露在磁体外的铜线两端与电极引脚进行组装,将铜线两端与电极引脚焊接。
当导线比较厚时,由于翻折过程容易导致磁体的损坏,就预先制造好电极引脚,再将电极引脚与电感露出磁体部分的导线进行组装,通过两者的配合间隙和工装夹具进行定位,通过钎焊或激光焊接等焊接技术进行机械和电气连接。
进一步地,所述S3b步骤中预制底培上设有多个限位导线槽,将所述步骤S2c处理的相对应数量的铜线按设计的方向放置于限位导线槽内。
能根据施加到功率电感器上的两相或三相电源的管理需求,提供多个导线,以制备多相电感元件。
本发明的另一方面涉及一种电感元件,包括导线与磁体,导线两端露于磁体外,其特征在于,所述导线表面包覆有纳米复合绝缘层,所述纳米复合绝缘层均匀分布有纳米氧化物。
纳米氧化物能承受700℃高温不发生特性的改变,使得电感元件在能在更高的温度工作状态下稳定服役,纳米复合绝缘层厚度薄时,能在不影响电感量的情况下显著提升电感的耐直流电压。
进一步地,所述磁体包括铁基磁性粉末颗粒,所述铁基磁性粉末颗粒包覆有亚铁盐与二氧化硅的复合绝缘层,所述电感元件能在500~960℃下,优选700~900℃下保持效能。
亚铁盐与二氧化硅的复合绝缘层最高能承受960℃的高温,使得电感元件在能在更高的温度工作状态下稳定服役。
进一步地,所述电感元件外包覆有一层树脂。
树脂将铁基磁性粉末粘结在一起,可以大幅提升电感的机械强度,又不会降低电感量或增大电感功耗,不同种类的树脂可以获得不同的抗弯强度和抗拉强度组合,可以根据电感的使用场景选择树脂种类。
进一步地,所述磁体内设有从磁体一端延伸贯穿到磁体另一端的导线插槽,导线穿插设置在导线插槽中,且导线的两端露出导线插槽;导线的两端连接有电极引脚,磁体两端的顶面边缘设有用于容纳电极引脚的线槽,线槽的宽度等于磁体的宽度;所述电极引脚由导线外露在磁体外的导线两端折弯形成,导线两端对称依附在磁体表面,导线两端部宽度大于导线中部。
将线槽的宽度设置为等于磁体的宽度,解决了传统内直角线槽在压制时直角位置存在加工应力,容易产生微裂纹的问题。一体冲裁成型的工字型导线可以增加焊盘的焊接面积,减小接触电阻,增加焊接强度。由于不存在打边、焊接等后加工工序,具有高可靠性,适合用于车载等恶劣场景。通过增加线槽宽度可以降低线槽长度,从而增加电感器的磁路截面积,可以有限提高电感器的电感量和饱和电流,减低电感器功耗。
进一步地,所述磁体内设有从磁体一端延伸贯穿到磁体另一端的导线插槽,导线穿插设置在导线插槽中,且导线的两端露出导线插槽;导线的两端连接有电极引脚,磁体两端的顶面边缘设有用于容纳电极引脚的线槽,线槽的宽度等于磁体的宽度;所述电极引脚由镀锡导线中部折弯预制成,且折弯形成第一折脚与第二折脚;电极引脚的第一折脚上设有引脚固定槽,导线的两端能插入电极引脚第一折脚上的引脚固定槽中,通过钎焊或激光焊接于引脚固定槽内,电极引脚的第二折脚能贴紧在磁体的线槽中;第二折脚的宽度大于导线的宽度,且第二折脚的宽度小于等于磁体的宽度。
将线槽的宽度设置为等于磁体的宽度,解决了传统内直角线槽在压制时直角位置存在加工应力,容易产生微裂纹的问题。当导线比较厚时,由于翻折过程容易导致磁体的损坏,就预先制造好电极引脚,再将电极引脚与电感露出磁体部分的导线进行组装,通过两者的配合间隙和工装夹具进行定位,通过钎焊或激光焊接等焊接技术进行机械和电气连接。较大宽度的第二折脚可以增加焊盘的焊接面积,减小接触电阻,增加焊接强度。通过增加线槽宽度可以降低线槽长度,从而增加电感器的磁路截面积,可以有限提高电感器的电感量和饱和电流,减低电感器功耗。
进一步地,所述磁体由预制底坯和顶坯组成;导线放置在预制底坯上,且两端露于预制底坯外;预制底坯顶面设有与预制底坯长度方向平行的限位导线槽,导线中部置于该限位导线槽中,且导线两侧与限位导线槽两侧壁相抵;预制底坯能与顶坯配合压紧导线。
限位导线槽对导线进行支撑和定位,防止在压制过程中,由于受力不均导致导线的偏移。
附图说明
图1为本发明实施例13说明图。
图2为本发明实施例14说明图。
图3为本发明实施例15说明图。
图4为本发明实施例15爆炸图。
图5为本发明磁体说明图。
图中:磁体1,线槽11,预制底坯12,限位导线槽121,顶坯13;导线2,导线端部21;电极引脚3,第一折脚31,引脚固定槽311,第二折脚32。
具体实施方式
下文将对本发明的各个方面进行具体说明,但本发明并不限于这些具体的实施方式。本领域技术人员可以根据下文公开内容的实质对本发明进行一些修改和调整,这些调整也属于本发明的范围。
发明人经过广泛而深入的研究,开发了一种电感元件的制造方法,使用该方法制造的电感元件具有电感量高、功耗低,耐高温、耐直流电压性能强,抗弯强度、抗拉强度性能强,防锈的优点。
磁性粉末的表面成膜反应
现有技术中的铁基磁性粉末的种类有铁镍粉、铁硅粉、羰基铁粉、铁硅铝粉、铁硅铬粉、非晶粉、纳米晶粉,发明人选择了其中常用的气雾化制造的FeNi50粉末,以不进行表面成膜反应的FeNi50粉末为对比组,以进行表面成膜反应的FeNi50粉末为实施组,在其他制备工艺相同的情况下,分别以退火温度300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、960℃、1000℃制成电感元件,分别对这些电感元件的电感量、功耗和耐直流电压进行测定。
对比组
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeNi50粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目 25%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉,筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将0.5x2.0x18mm铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
三、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度分别取300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、960℃、1000℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
实施组
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeNi50粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目 25%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比为磷酸:硅烷偶联剂:水=0.5:0.5:99的磷酸与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为100℃,反应时间为 0.5h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将0.5x2.0x18mm铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
三、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度分别取300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、960℃、1000℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
使用3255B LCR分析仪测试对比组和实施组制备的电感元件100kHz/1V的电感量,使用SY8219 BH分析仪测试500kHz/50mT的功耗,使用3153 HIPOT测试仪(DC量程50~200V)测试电感的耐直流电压,测定结果见表1。
表1
铁基磁性粉末受到大的压制压力挤压时会发生塑性变形产生晶界的位错和滑移,导致磁体的内部应力增加影响磁畴的转动,导致磁性能恶化,通过退火热处理可以消除压制应力,退火温度越高,去应力效果越好,当退火温度超过磁性粉末居里温度时,可接近完全消除压制应力,能获得最好的磁性能。使用硅树脂对金属粉末进行包覆时,硅树脂可以在低温烘烤条件下转化成玻璃态实现对磁粉的绝缘包覆,但是硅树脂的碳氢氧基团分解温度点远低于大部分铁基磁性粉末的居里温度。使用远低于居里温度的退火条件无法达到磁粉的最佳性能,在超过500℃的高温退火时会分解成气体跑出磁体,破坏玻璃态包覆层导致磁性能恶化。
本发明使用磷酸和硅基绝缘剂对铁基磁性粉末进行绝缘,反应生成的磷酸亚铁和二氧化硅复合绝缘层可以承受960℃的高温,当退火温度达到1000℃时绝缘层发生破坏,磁体损耗剧烈升高,电感性能变差。960℃已经可以覆盖大部分铁基磁性粉末的居里温度,所以使用本发明的磁粉绝缘方法获得最优的电磁性能,并且可以根据电感的不同性能需求,选择优选的退火温度。
导线的表面绝缘处理
发明人在上述实施组工艺的基础上,综合电感量和磁体损耗和耐电压的最佳平衡值,选取退火温度700℃,将纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,分别浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=2:2:96、5:2:93、2:5:93、5:5:90的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线,以对铜线进行表面绝缘处理,在导线的表面形成纳米复合绝缘层。将未进行铜线绝缘的电感作为对比组1,普通树脂漆绝缘的铜线作为对比组2进行比较,分别对些电感元件的功耗和耐直流电压进行测定。具体实施步骤如下:
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeNi50粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目 25%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比为磷酸:硅烷偶联剂:水=0.5:0.5:99的磷酸与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为100℃,反应时间为 0.5h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,分别浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=2:2:96、5:2:93、2:5:93、5:5:90的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
使用3255B LCR分析仪测试对比组和实施组制备的电感元件100kHz/1V的电感量,使用SY8219 BH分析仪测试500kHz/50mT的功耗,使用3153 HIPOT测试仪(DC量程50~200V)测试电感的耐直流电压,测定结果见表2。
表2
常规的铜线使用树脂漆包裹在铜线表面进行绝缘,树脂漆仅能在200℃以下的低温条件下使用,在经过700℃退火后将发生碳化而失去绝缘功效,碳化时的挥发物将渗透进磁粉颗粒间,降低粉末之间的绝缘性,导致电感功耗上升、电感量下降。本发明通过在铜线表面吸附纳米二氧化硅,并添加纳米三氧化二铝使纳米二氧化硅充分分散在悬浮液中,使纳米二氧化硅更均匀的吸附在铜线表面,在导线的表面形成纳米复合绝缘层,纳米氧化物可以承受700℃退火而不发生特性的改变,纳米复合绝缘层厚度薄时,可以在略微降低感量的情况下显著提升电感的耐直流电压。
含浸树脂
发明人在上述实施组工艺的基础上,选取纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93水性悬浮液对铜线进行表面绝缘处理,分别对热处理后的电感分别浸入环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、醇酸树脂、硅树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气,制成电感元件,分别对些电感元件的电感量、功耗、耐直流电压、抗弯强度、抗拉强度进行测定。具体实施步骤如下:
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeNi50粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目 25%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比为磷酸:硅烷偶联剂:水=0.5:0.5:99的磷酸与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为100℃,反应时间为 0.5h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感分别浸入环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、醇酸树脂、硅树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
使用3255B LCR分析仪测试对比组和实施组制备的电感元件100kHz/1V的电感量,使用SY8219 BH分析仪测试500kHz/50mT的功耗,使用3153 HIPOT测试仪(DC量程50~200V)测试电感的耐直流电压,使用SD2000万能材料试验机对不同种类的树脂制得的样品性能进行抗弯强度、抗拉强度测试,测定结果见表3。
表3
压制用磁粉中的粘结剂、脱模剂含有碳氢氧基团,在700℃退火过程中会分解成气体离开电感内部,粘结剂、脱模剂分解会在磁体内部留下大量细小的孔隙。将电感浸入在树脂中,树脂在毛细作用下吸入磁体,填充满磁体内部的孔隙。通过高温烘烤将孔隙内的树脂进行固化,固化后的树脂将压制用磁粉粘结在一起,可以大幅提升电感的机械强度,又不会降低电感量或增大电感功耗,不同种类的树脂可以获得不同的抗弯强度和抗拉强度组合,可以根据电感的使用场景选择树脂种类。
表面喷涂涂层
对于使用环境对电感防锈性能要求较高,或者电感工作电压较高时,由铁基磁性粉末制成的一体裸电感可能存在无法满足要求的风险,发明人在上述实施组工艺的基础上,选取环氧树脂作为含浸树脂,通过电感表面喷涂涂层来提高电感的耐压等级和防锈等级,将电感预热至150℃,在电感表面喷涂一层0.02-0.1mm厚的灰醇酸漆、环氧漆、酚醛清漆、环氧聚酯酚醛漆中的至少一种,喷涂后150℃烘烤固化,制成电感元件,分别对些电感元件的耐直流电压进行测定并进行中性盐雾试验。具体实施步骤如下:
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeNi50粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目 25%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比为磷酸:硅烷偶联剂:水=0.5:0.5:99的磷酸与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为100℃,反应时间为 0.5h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、保护导线
用高温胶带对露出磁体部分的导线进行覆盖保护,或者将露出的导线浸离型剂进行保护。
七、喷涂涂层
将电感预热至150℃,在电感表面喷涂一层0.02-0.1mm厚的灰醇酸漆、环氧漆、酚醛清漆、环氧聚酯酚醛漆中的至少一种,喷涂后150℃烘烤固化。
八、清理导线
将步骤七中保护导线用高温胶带或离型剂去除,彻底清理导线表面附着物。
九、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
使用3153 HIPOT测试仪(DC量程50~200V)测试电感的耐直流电压,将电感放入35±3℃、含有5±0.5%氯化钠、pH值为6.5~7.2的盐水喷雾装置中进行中性盐雾试验,经过8h观察其表面腐蚀面积,测定结果见表4。
表4
铁基磁性粉末由于比表面积大,表面活性高,金属界面容易发生化学或电化学多相反应,使金属转入氧化状态,发生锈蚀反应,影响产品外观。本发明通过在金属表面附着一层漆膜来封闭金属基材与空气及有害物质的接触,从而达到防锈的目的。同时由于漆层可以提高铜线与磁性粉末间的绝缘阻抗,在达到防锈目的同时可以提高耐直流电压。
实施例1:
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeNi50粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目 25%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比为磷酸:硅烷偶联剂:水=0.5:0.5:99的磷酸与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为100℃,反应时间为 0.5h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠的重量比=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
实施例2:
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeNi50粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目 25%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比为铬酸:硅烷偶联剂:水=0.5:1.5:98的铬酸与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为130℃,反应时间为 0.3h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
实施例3:
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeNi50粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目 25%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比硅酸钾:硅烷偶联剂:水=1:1:98的硅酸钾与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为 110℃,反应时间为1h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
实施例4:
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeNi50粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目 25%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比硼酸锌:硅烷偶联剂:水=1:2:97的硼酸锌与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为 80℃,反应时间为 0.5h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
对比例1
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeNi50粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目 25%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉,筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将0.5x2.0x18mm铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
三、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度分别取500℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗。
实施例5:
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeSi9.6Al5.7粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目40%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比磷酸:硅烷偶联剂:水=0.5:0.5:99的磷酸与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为 100℃,反应时间为 0.5h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
实施例6:
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeSi9.6Al5.7粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目40%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比铬酸:硅烷偶联剂:水=0.5:1.5:98的铬酸与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为 130℃,反应时间为 0.3h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
实施例7:
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeSi9.6Al5.7粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目40%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比硅酸钾;硅烷偶联剂;水=1:1:98的硅酸钾与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为 110℃,反应时间为1h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
实施例8:
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeSi9.6Al5.7粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目40%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比硼酸锌:硅烷偶联剂:水=1:2:97的硼酸锌与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为 80℃,反应时间为 0.5h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
对比例2
一、压制用磁粉的制备
将气雾化制造的FeSi9.6Al5.7粉末,按照重量配比为 +200 目 5%、-200~+325 目40%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉,筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将0.5x2.0x18mm铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
三、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度分别取500℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗。
实施例9:
一、压制用磁粉的制备
将水雾化制造的FeSi5.5Cr5粉末,按照重量配比为 -200~+325 目 10%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比为0.5:0.5:99的磷酸和硅烷偶联剂和水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为 100℃,反应时间为 0.5h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
实施例10:
一、压制用磁粉的制备
将水雾化制造的FeSi5.5Cr5粉末,按照重量配比为 -200~+325 目 10%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比铬酸:硅烷偶联剂:水=0.5:1.5:98的铬酸与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为 130℃,反应时间为 0.3h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
实施例11:
一、压制用磁粉的制备
将水雾化制造的FeSi5.5Cr5粉末,按照重量配比为 -200~+325 目 10%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比硅酸钾:硅烷偶联剂:水=1:1:98的硅酸钾与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为 110℃,反应时间为1h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
实施例12:
一、压制用磁粉的制备
将水雾化制造的FeSi5.5Cr5粉末,按照重量配比为 -200~+325 目 10%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将原粉加入重量比为硼酸锌:硅烷偶联剂:水=1:2:97的硼酸锌与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,反应的温度为 80℃,反应时间为 0.5h。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉;筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、铜线表面绝缘处理
将0.5x2.0x18mm的纯铜线浸入硅烷偶联剂与酒精重量比1:4的混合液5min,取出沥干表面残留液体后,浸入纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=5:2:93的水性悬浮液中浸泡1min,取出后放入80℃烘箱内烤干获得不同绝缘程度的绝缘铜线;
三、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将步骤二中得绝缘铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
四、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度为700℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗,使用纯氮气作为保护气氛。
五、含浸树脂
对热处理后的电感浸入环氧树脂中浸泡1h,取出电感后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,放入烘箱中180℃烘烤固化3h,保护气氛为氮气。
六、折整引脚
把外露在磁体外的导线两端折弯,使导线两端对称依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线表面耐绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡,形成电感。
对比例3
一、压制用磁粉的制备
将水雾化制造的FeSi5.5Cr5粉末,按照重量配比为 -200~+325 目 10%、-325~+800 目45%,余量为-800目粉末进行混合制得原粉。将硅树脂和酒精按照重量比为1:15混合制得硅树脂溶液,将所述原粉与所述硅树脂溶液按照重量比1:0.015混合,用硅树脂包覆住原粉制得次粉,筛选次粉中粒度为80目~200目之间的造粒粉末,加入重量比为0.2%的硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物作为润滑剂,得到压制用磁粉;
二、模压成型
在4x10x2mm模具中填入步骤一中制备的压制用磁粉,再将0.5x2.0x18mm铜线放置在模具中,铜线的两端夹在模具中露于压制用磁粉外。用1600MPa的压力进行压制,保持压力0.5s,最后脱模得到铜线与压制用磁粉成为一体的电感压坯;
三、高温热处理
将电感压坯放入气氛炉中进行热处理,所述热处理温度主要分为预热和退火两个主要阶段,预热温度为150℃,保持时间80 min,主要目的在于避免润滑剂快速挥发导致磁体开裂,退火温度分别取500℃,保持时间20 min,消除压制时产生的加工应力,提高磁导率降低磁损耗。
发明人分别对实施例1-12,对比例1-3制备的磁体损耗电感元件分别测试电感量、60A叠加电感量、磁导率、磁体损耗、耐直流电压、抗压强度、抗弯强度,测定结果见表5。
表5
实施例13
如图1所示,一种电感元件,包括磁体1与导线2,所述磁体1包括不同粒度的铁基磁性粉末颗粒,所述铁基磁性粉末颗粒包覆有亚铁盐与二氧化硅的复合绝缘层,导线2表面包覆有绝缘保护层,所述导线2表面包覆有纳米复合绝缘层,所述纳米复合绝缘层均匀分布有纳米氧化物,所述电感元件外包覆有一层树脂。磁体1大体为长方体,且长高平面的面积小于长宽平面的面积。磁体1内设有从磁体1一端延伸贯穿到磁体1另一端的导线插槽,导线插槽平行于磁体1的长度方向。导线2穿插导线插槽设置,导线2的中部设置在导线插槽中,导线2的两端露出导线插槽的两槽口。外露在磁体1外的导线2两端折弯,使导线2两端对称依附在磁体1顶面,形成电极引脚。将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线2表面绝缘保护层后,对电极引脚进行浸锡或镀锡。磁体1的顶面上设有用于安装电极引脚的线槽11,导线2的两端部贴紧在磁体1的线槽11中。
实施例14
如图2所示,一种电感元件,包括磁体1与导线2,所述磁体1包括不同粒度的铁基磁性粉末颗粒,所述铁基磁性粉末颗粒包覆有亚铁盐与二氧化硅的复合绝缘层,导线2表面包覆有绝缘保护层,所述导线2表面包覆有纳米复合绝缘层,所述纳米复合绝缘层均匀分布有纳米氧化物,所述电感元件外包覆有一层树脂。磁体1大体为长方体,且长高平面的面积小于长宽平面的面积。磁体1内设有从磁体1一端延伸贯穿到磁体1另一端的导线插槽,导线插槽平行于磁体1的长度方向。导线2穿插导线插槽设置,导线2的中部设置在导线插槽中,导线2的两端露出导线插槽的两槽口。露出导线插槽的槽口的导线2的两端能向上折叠伸至磁体1两端外侧。外露在磁体1外的导线2两端折弯,使导线2两端对称依附在磁体1顶面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除导线2表面绝缘保护层后,对电极引脚进行浸锡或镀锡。
本实施例中,磁体1顶面的线槽11的宽度等于磁体1的宽度。相对于现有技术中的实施方式,这种实施方式更便于加工。在磁体1压制的同时线槽11也压制成型,而现有技术中加工时传统内直角线槽在压制时直角位置存在加工应力,容易导致磁体1产生微裂纹。由于电极引脚贴紧在磁体1的线槽11中,为了使电感焊接到电路板上时具有更大的焊接面积,导线2的两端部21的电极引脚的宽度大于导线2中部的宽度,甚至导线2的两端部21的电极引脚的宽度可以等于线槽11的宽度。通过增加线槽11宽度可以降低线槽11长度,从而增加电感器的磁路截面积,可以有限提高电感器的电感量和饱和电流,减低电感器功耗。
实施例15
如图3、图4、图5所示,一种电感元件,包括磁体1与导线2,所述磁体1包括不同粒度的铁基磁性粉末颗粒,所述铁基磁性粉末颗粒包覆有亚铁盐与二氧化硅的复合绝缘层,所述导线2表面包覆有纳米复合绝缘层,所述纳米复合绝缘层均匀分布有纳米氧化物,所述电感元件外包覆有一层树脂。磁体1大体为长方体,且长高平面的面积小于长宽平面的面积。磁体1内设有从磁体1一端延伸贯穿到磁体1另一端的导线插槽,导线插槽平行于磁体1的长度方向。导线2穿插导线插槽设置,导线2的中部设置在导线插槽中,导线2的两端露出导线插槽的两槽口。
如图5所示,所述磁体1由预制底坯12和顶坯13组成,预制底坯12上设有限位导线槽121,即前面所述的导线插槽,导线2中部能置入该限位导线槽121,且两端露于预制底坯12外。限位导线槽121中能卡住该导线2。实际制造过程中,加工方式会导致预制底坯12的一端比另一端稍微高上一点,顶坯13的一端比另一端也稍微高上一点,为消除这种加工误差,在预制底坯12和底坯压合时,将预制底坯12的较高一端与顶坯13的较低一端放置在同一侧进行压合。顶坯13可以通过在放置预制底坯12和导线2的压制槽中填充绝缘磁粉并在高温下对绝缘磁粉施加压力压制成型。压制成型形成的顶坯13能与预制底坯12配合形成所述磁体1;顶坯13也可以由绝缘磁粉单独压制成型后,再放入压制槽中,与预制底坯12在高温下配合压制成该磁体1。
在本实施例关于限位导线槽121的两侧壁的高度的实施方式中,限位导线槽121的两侧壁的高度小于导线2的高度时,顶坯13的底面设置有与限位导线槽121相对应的限位补充槽,使预制底坯12与顶坯13能压紧该导线2;当限位导线槽121的两侧壁的高度等于导线2的高度时,顶坯13的底面为平面;当限位导线槽121的两侧壁的高度大于导线2的高度时,顶坯13的底面设置有与为预制底坯12上限位导线槽121相对应的限位槽填充块,使预制底坯12与顶坯13能压紧该导线2。
如图5所示,所述磁体1由预制底坯12和顶坯13压合而成。当导线2的厚度比较薄时,导线2两端部与所述电极引脚一体连接,通过导线2两端部露出导线插槽向翻折至磁体1顶面,使导线2两端对称依附在磁体1顶面,形成电极引脚;但当导线2比较厚时,如图3所示,由于翻折过程由于导线2比较厚,且容易导致磁体1压合结构的损坏,就预先制造好电极引脚,再将电极引脚与电感露出磁体1部分的导线2进行组装。
Claims (16)
1.一种电感元件的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1a、将铁基磁性粉末加入磷酸、磷酸盐、铬酸、铬酸盐、硅树脂,硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐和硼酸盐中的至少一种与硅烷偶联剂的水溶液中进行表面成膜反应,在表面生成亚铁盐与二氧化硅的复合绝缘层;
S1c、将铁基磁性粉末与粘结剂、润滑剂按一定比例混合后得到压制用磁粉;
S2c、对导线使用纳米氧化物进行表面绝缘处理,所述表面绝缘处理是将导线浸入硅烷偶联剂与稀释剂的混合液,取出沥干表面残留液体后,放入纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝、硅酸钠的水性悬浮液中,取出后烤干,在导线的表面形成纳米复合绝缘层,所述纳米复合绝缘层均匀分布有纳米氧化物;
S3c、将经表面绝缘处理导线放置于模具内;
S4c、将压制用磁粉填入模具中,使导线两端露于压制用磁粉外,压制使得导线与压制用磁粉成为一体后脱模,制得一体的电感压坯;
S5c、对电感压坯进行高温热处理后,包括退火,退火温度为500~960℃,制成电感元件。
2.根据权利要求1所述电感元件的制造方法,其特征在于,所述步骤S4c用1600Mpa压力进行压制,保持压力0.5S,所述步骤S2c中导线为铜线,所述表面绝缘处理是将铜线浸入硅烷偶联剂与稀释剂重量比1:2~10混合液2~10min,取出沥干表面残留液体后,放入纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝、硅酸钠的水性悬浮液,取出后放入60~100℃,烘箱内烤干。
3.根据权利要求1所述电感元件的制造方法,其特征在于,所述步骤S4c用1600Mpa压力进行压制,保持压力0.5S,所述步骤S2c中导线为铜线,所述表面绝缘处理是将铜线浸入硅烷偶联剂与稀释剂重量比1:4~6的混合液2~5min,取出沥干表面残留液体后,放入重量比纳米二氧化硅:纳米三氧化二铝:硅酸钠=2~5:2~5:90~96的水性悬浮液中浸泡1-3min,取出后放入70~80℃的烘箱内烤干。
4.根据权利要求1-3任意一项所述电感元件的制造方法,其特征在于,所述步骤S5c的高温热处理包括预热和退火两个阶段,预热温度为100~300℃,保持时间≥30min,退火温度为500~960℃,保持时间10~40min,使用氮气、氢气、氩气中的至少一种作为保护气氛,或抽真空<0.1Pa。
5.根据权利要求1-3任意一项所述电感元件的制造方法,其特征在于,所述步骤S5c的高温热处理包括预热和退火两个阶段,预热温度为100~300℃,保持时间≥30min,退火温度为700~750℃,保持时间20~30min,使用氮气、氢气、氩气中的至少一种作为保护气氛,或抽真空<0.02Pa。
6.根据权利要求4所述电感元件的制造方法,其特征在于,还包括以下步骤:
S6c、将高温热处理后的电感元件浸入树脂0.2~3h,取出电感元件后用有机溶剂清洗掉表面残留的树脂,在保护气体气氛下或者抽真空<1Pa条件下进行,放入烘箱中180℃烘烤固化1~3h。
7.根据权利要求6所述电感元件的制造方法,其特征在于,还包括以下步骤:
S3b、将所述步骤S1c压制用磁粉压制为预制底坯,所述预制底坯设有限位导线槽,将所述步骤S2c处理的铜线按设计的方向放置于限位导线槽内;
所述S3c步骤中将组装好的预制底坯和铜线放置于模具底部。
8.根据权利要求6所述电感元件的制造方法,其特征在于,还包括以下步骤:
S7c、用高温胶带对露出磁体部分的导线进行覆盖保护,或者将露出的导线浸离型剂进行保护;
S8c、将电感预热至130~160℃,在电感表面喷涂一层0.02-0.1mm厚的灰醇酸漆、环氧漆、酚醛清漆、环氧聚酯酚醛漆中的至少一种,喷涂后130~160℃烘烤固化。
9.根据权利要求6所述电感元件的制造方法,其特征在于,还包括以下步骤:
S9c、把露在磁体外的铜线两端折弯,使铜线两端依附在磁体表面,形成电极引脚,将电极引脚表面通过机械打磨或用激光刻蚀,去除铜线表面纳米复合绝缘层后,对引脚进行浸锡或镀锡处理。
10.根据权利要求6所述电感元件的制造方法,其特征在于,还包括以下步骤:
S9d、将镀锡的铜片进行冲孔、折弯,预制电极引脚,将露在磁体外的铜线两端与电极引脚进行组装,将铜线两端与电极引脚焊接。
11.根据权利要求7所述电感元件的制造方法,其特征在于,所述S3b步骤中预制底培上设有多个限位导线槽,将所述步骤S2c处理的相对应数量的铜线按设计的方向放置于限位导线槽内。
12.一种电感元件,其特征在于,包括根据权利要求1-11任意一项所述的电感元件的制造方法制造的导线与磁体,导线两端露于磁体外,所述导线表面包覆有纳米复合绝缘层,所述纳米复合绝缘层均匀分布有纳米氧化物,所述磁体包括铁基磁性粉末颗粒,所述铁基磁性粉末颗粒包覆有亚铁盐与二氧化硅的复合绝缘层,所述电感元件能在500~960℃下保持效能,所述磁体内设有从磁体一端延伸贯穿到磁体另一端的导线插槽,导线穿插设置在导线插槽中,且导线的两端露出导线插槽;导线的两端连接有电极引脚,磁体两端的顶面边缘设有用于容纳电极引脚的线槽,线槽的宽度等于磁体的宽度;所述电极引脚由导线外露在磁体外的导线两端折弯形成,导线两端对称依附在磁体表面,导线两端部宽度大于导线中部。
13.根据权利要求12所述的电感元件,其特征在于,所述磁体包括铁基磁性粉末颗粒,所述铁基磁性粉末颗粒包覆有亚铁盐与二氧化硅的复合绝缘层,所述电感元件能700~900℃下保持效能。
14.根据权利要求13所述的电感元件,其特征在于,所述电感元件外包覆有一层树脂。
15.根据权利要求12-14任意一项所述的电感元件,其特征在于,所述磁体内设有从磁体一端延伸贯穿到磁体另一端的导线插槽,导线穿插设置在导线插槽中,且导线的两端露出导线插槽;导线的两端连接有电极引脚,磁体两端的顶面边缘设有用于容纳电极引脚的线槽,线槽的宽度等于磁体的宽度;所述电极引脚由镀锡导线中部折弯预制成,且折弯形成第一折脚与第二折脚;电极引脚的第一折脚上设有引脚固定槽,导线的两端能插入电极引脚第一折脚上的引脚固定槽中,通过钎焊或激光焊接于引脚固定槽内,电极引脚的第二折脚能贴紧在磁体的线槽中;第二折脚的宽度大于导线的宽度,且第二折脚的宽度小于等于磁体的宽度。
16.根据权利要求12、14任一项所述的电感元件,其特征在于,所述磁体由预制底坯和顶坯组成;导线放置在预制底坯上,且两端露于预制底坯外;预制底坯顶面设有与预制底坯长度方向平行的限位导线槽,导线中部置于该限位导线槽中,且导线两侧与限位导线槽两侧壁相抵;预制底坯能与顶坯配合压紧导线。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110099879.XA CN112927929B (zh) | 2021-01-25 | 2021-01-25 | 电感元件及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110099879.XA CN112927929B (zh) | 2021-01-25 | 2021-01-25 | 电感元件及其制造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112927929A CN112927929A (zh) | 2021-06-08 |
CN112927929B true CN112927929B (zh) | 2023-07-18 |
Family
ID=76165850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110099879.XA Active CN112927929B (zh) | 2021-01-25 | 2021-01-25 | 电感元件及其制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112927929B (zh) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1140426A (ja) * | 1997-07-18 | 1999-02-12 | Tdk Corp | インダクタンス素子 |
CN1862720A (zh) * | 2006-05-19 | 2006-11-15 | 北京七星飞行电子有限公司 | 一种线圈内嵌式金属磁粉心贴片电感器 |
CN104183359B (zh) * | 2014-09-07 | 2016-03-02 | 资兴市弘电电子科技有限公司 | 铁硅铝粉一体压制电感及其生产工艺 |
CN107286840A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-10-24 | 芜湖乾凯材料科技有限公司 | 一种包裹有纳米复合绝缘材料的铜线及其制备方法 |
CN108133801A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-08 | 贵阳顺络迅达电子有限公司 | 一种一体成型电感器及其制作方法 |
CN108269670B (zh) * | 2018-02-01 | 2020-06-05 | 广东美瑞克微金属磁电科技有限公司 | 一种铁硅铝软磁合金粉末的绝缘及包裹处理方法 |
CN111360245B (zh) * | 2019-12-12 | 2021-02-09 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种高阻抗铁硅铬材料的制备方法 |
CN111508685B (zh) * | 2020-03-30 | 2021-10-19 | 深圳顺络电子股份有限公司 | 一种塑模成型功率电感元件及制作方法 |
-
2021
- 2021-01-25 CN CN202110099879.XA patent/CN112927929B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112927929A (zh) | 2021-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112927915B (zh) | 一种电感元件以及其制造方法 | |
KR20070088554A (ko) | 자성 소자 | |
EP2584574A1 (en) | Reactor | |
JP2016076559A (ja) | インダクタンス素子および電子機器 | |
WO2021197513A2 (zh) | 一种一体成型电感及其制造方法 | |
CN1862720A (zh) | 一种线圈内嵌式金属磁粉心贴片电感器 | |
CN112435845A (zh) | 一种一体共烧电感及其制备方法 | |
JP2022101859A (ja) | コイル部品及び回路基板 | |
US20030071707A1 (en) | Component core with coil terminations | |
EP1703527A2 (en) | Composite-type magnetic core and method of manufacturing same | |
CN112927929B (zh) | 电感元件及其制造方法 | |
KR101164210B1 (ko) | 인덕터 제조방법 및 그에 따른 인덕터 | |
CN116670314A (zh) | 用于制造磁体的磁性粉末、磁体和磁性元件 | |
US20150014899A1 (en) | Method for manufacturing laminated coil component | |
JP2010258314A (ja) | 巻線型インダクタ | |
US20240006121A1 (en) | Integrated co-fired inductor and preparation method therefor | |
CN112927916A (zh) | 一种电感元件及其制造方法 | |
JP2006319020A (ja) | インダクタンス部品 | |
CN112927917A (zh) | 一种电感元件 | |
JP2013045928A (ja) | 巻線型インダクタ及びその製造方法 | |
JP2016167497A (ja) | インダクタ素子およびその製造方法 | |
JP2005005644A (ja) | 巻線型電子部品及び樹脂組成物 | |
KR100808888B1 (ko) | 표면 실장형 칩 타입 전자 부품 및 그 제조 방법 | |
CN112614673A (zh) | 一种电感及其制造方法 | |
CN102306530B (zh) | 磁导率μ=60的铁镍合金软磁材料及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |