CN114464439A - 一种屏蔽型功率贴片电感器及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种屏蔽型功率贴片电感器的成型方法，其步骤包括配制合金粉、配制粘合剂、制备介质浆料、制备载板、附着电极片、加入线圈、印刷介质浆料、切割巴块和附着外电极，本成型方法在功率型电感器的制造上充分综合了现有技术的叠层型、绕线型、一体成型模压型的电感器的成型方法的优点，实现技术上新的统一，能用于生产最大电感量要求高、额定电流高的电感器，并具有生产效率高、生产成本低、工序复杂度适中、产品合格率高和产品小型化难度一般的优点。

Description

一种屏蔽型功率贴片电感器及其成型方法

技术领域

本发明涉及电子元件技术领域，具体涉及一种屏蔽型功率贴片电感器及其成型方法。

背景技术

现在的功率型电感器有叠层型，绕线型，一体成型模压型，其成型方法各不相同。

叠层型功率电感器成型方法主要是铁氧体粉或合金粉通过配料球磨制备成浆料，再流延成膜片，在膜片上印刷导体浆料电极银浆，通过反复操作完成电感成型，再经过切割、排胶、烧结、封端、电镀、测试完成电感器，此电感电极采用的是银浆，受电极印刷及材料影响，电流比较低，感量低，制备成本高。

绕线型功率电感器是从磁芯厂买回不同形状的磁芯，在磁芯上绕线不同粗细或形状的漆包铜线，再把铜线焊在磁芯的电极面上，铜线上涂覆一层屏蔽磁胶或组装屏蔽罩，该电感器感量高，电流大，但是绕线型电感的生产效率低、产品小型化的难度高。

一体成型模压电感器是先绕制好线圈，配好相关铁粉、合金粉等材料，加入热固化的胶水进行造粒，把绕制好的线圈焊在电极片上，每条电极片有10-20个线圈，焊好的线圈放到模具中，加入造好粒的铁合金材料粉(也有注塑的方式注入粉体材料)，在2-100吨(不同尺寸不同压力，压制温度20-80度)压力下压制成型，压制好的电感器放100-300度条件下干燥固化5-30分钟，折脚电极、测试后形成模压电感，此电感尺寸可以做到1.6mm*1.0mm相对绕线型小，电流相对叠层型大，可靠性高，方便贴装，但是一体成型模压电感的生产效率低、产品小型化的难度高

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种制备出性能达到一体成型模压电感器的特性要求的、制备成本低的、生产效率高的、产品小型化难度一般的屏蔽型功率贴片电感器的成型方法，以及通过该方法制得的屏蔽型功率贴片电感器。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种屏蔽型功率贴片电感器的成型方法，包括以下步骤：

1)配制合金粉：采取搅拌或球磨的方式对颗粒直径为3-10μm的铁合金粉进行混合搭配，制得合金粉；

2)配制粘合剂：把树脂、乙基纤维素、有机溶剂A和固化剂在30℃-70℃的条件下，搅拌混合10min-120min，再静置1h-24h，制得粘合剂；

3)制备介质浆料：采取搅拌或球磨的方式对合金粉、粘合剂、有机溶剂B、增塑剂、颜料和分散剂进行混合，混合时间为1-25h，制得介质浆料；

4)制备载板：根据电感设计的尺寸要求，在金属板上做好相关槽位，再根据电感设计的感量要求及电流要求，在金属板上印刷40m-200m厚度的介质浆料，每印刷一层介质浆料，就需要紫外光固化3min-20min，再在100℃-300℃条件下固化10min-60min分钟，在金属板上重复多次印刷介质浆料，制得载板；

5)附着电极片：把多个金属片粘附至载板上，以使得金属片在载板上形成电极片；

6)加入线圈：根据电感设计的感量要求及电流要求，选择对应尺寸大小铜线绕制成线圈，再把线圈与载板的电极片进行焊接；

7)印刷介质浆料：采用丝网印刷方式在步骤6)的载板上印刷一层10m-300m厚度的介质浆料，每印刷一层介质浆料，就需要紫外光固化3min-20min，再在100℃-300℃的条件下固化10min-60min，在载板上重复多次印刷介质浆料，制得巴块；

8)切割巴块：根据电感设计的尺寸要求把巴块切割成半成品电感器；

9)附着外电极：把电极材料附着在半成品电感器上形成外电极，制得屏蔽型功率贴片电感器。

进一步的，所述步骤1)中的合金粉按重量份计，包括颗粒直径为3μm的铁合金粉450g-650g、颗粒直径为5μm的铁合金粉250g-350g和颗粒直径为8μm的铁合金粉100g-200g。

更进一步的，所述铁合金粉为铁硅铬、铁硅铝和铁粉芯中的一种或多种。

进一步的，所述步骤2)中的粘合剂按重量份计，包括270g-320g的树脂、100g-120g的乙基纤维素、550g-580g的有机溶剂A和20g-30g的固化剂。

更进一步的，所述树脂为丙稀酸树脂、酚醛树脂和环氧树脂中的一种或多种。

更进一步的，所述有机溶剂A为醇类溶剂或酯类溶剂。

进一步的，所述步骤3)中的介质浆料按重量份计，包括550g的合金粉、300g的粘合剂、129g的有机溶剂B、10g的增塑剂、10g的颜料和1g的分散剂。

更进一步的，所述有机溶剂B为醇类溶剂、酯类溶剂和酮类溶剂中的一种。

进一步的，所述步骤9)采用浸封低温固化方式或真空溅射方式把电极材料附着在半成品电感器上，以使得银浆在半成品电感器上形成外电极。

更进一步的，所述步骤9)中的电极材料为银浆或铜浆。

本发明创造与现有技术相比具有以下优缺点，如下表1：

表1

由表1可以看出，本发明创造在功率型电感器的制造上充分综合了现有各种技术的一些优点，实现技术上新的统一，能对最大电感量要求高、额定电流高的电感器进行生产，并具有生产效率高、生产成本低、工序复杂度适中、产品合格率高和产品小型化难度一般的优点。

一种采用上述成型方法制得屏蔽型功率贴片电感器，包括金属板，印刷在所述金属板的顶部的第一介质层，粘附在所述第一介质层的两端的顶部的电极片，位于所述第一介质层的顶部的、且引脚与所述电极片焊接固定的线圈，印刷在所述第一介质层、电极片和线圈的顶部的第二介质层，固化在所述第二介质层的两端的、且与所述电极片相接触的外电极。

附图说明

图1为本发明的一种屏蔽型功率贴片电感器的结构示意图。

附图标记：金属板，第一介质层2，电极片3，线圈4，引脚41，第二介质层5，外电极6。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

在本实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、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，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。

另，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定或钉销固定，或销轴连接等方式，因此，在本实施例中不在详述。

一种屏蔽型功率贴片电感器，如图1所示，包括金属板1，印刷在所述金属板1的顶部的第一介质层2，粘附在所述第一介质层1的两端的顶部的电极片3，位于所述第一介质层2的顶部的、且引脚41与所述电极片3焊接固定的线圈4，印刷在所述第一介质层2、电极片3和线圈4的顶部的第二介质层5，固化在所述第二介质层5的两端的、且与所述电极片3相接触的外电极6。

实施例一

一种屏蔽型功率贴片电感器的高效成型方法，包括以下步骤：

1)配制合金粉：按重量份计，选取颗粒直径为3μm的铁合金粉450g、颗粒直径为5μm的铁合金粉350g和颗粒直径为8μm的铁合金粉200g，在50转/分钟的条件下搅拌混合20min，制得合金粉；

2)配制粘合剂：按重量份计，选取丙稀酸树脂320g、乙基纤维素100g，加入560g的酯类溶剂，添加20g的固化剂，在60℃、60转/分钟的条件下搅拌30min，静置24h，制得粘合剂；

3)制备介质浆料：按重量份计，选取混合好的合金粉550g、粘合剂300g、醇类溶剂129g、10g的增塑剂、10g的颜料和1g的分散剂，球磨6小时，制得介质浆料，且介质浆料在出料后2h之内就需要使用；

4)制备载板：根据型号为252010-R47MT的电感器的设计尺寸要求2.5mm*2.0mm*1.0mm，在金属板上做好相关槽位，再根据型号为252010-R47MT的电感器的设计感量0.47H，电流3.9A，直流电阻DCRMax 28mΩ，先在金属板上印刷80m厚度的介质浆料，每印刷一层介质浆料，就紫外光固化5分钟，再在150℃条件下固化15分钟，在金属板上重复5次印刷介质浆料，制得载板；

5)附着电极片：把多个金属片粘附至载板上，以使得金属片在载板上形成电极片；

6)加入线圈：根据型号为252010-R47MT的电感器的设计尺寸要求2.5mm*2.0mm*1.0mm，再根据型号为252010-R47MT的电感器的设计感量0.47H，电流3.9A，直流电阻DCRMax28mΩ，选择Φ0.25mm粗铜线绕制成线圈，再把线圈与载板的电极片进行焊接；

7)印刷介质浆料：采用丝网印刷方式在步骤6)的载板上印刷一层50m厚度的介质浆料，每印刷一层介质浆料，就需要紫外光固化5min，再在150℃的条件下固化15min，在载板上重复15次印刷介质浆料，制得巴块；

8)切割巴块：按根据型号为252010-R47MT的电感器的设计尺寸要求采用圆刀把巴块切割成半成品电感器；

9)附着外电极：采用浸封低温固化方式把银浆附着在半成品电感器上，以使得银浆在半成品电感器形成外电极，制得屏蔽型功率贴片电感器。

10)外观分选及测试包装：按设计性能及外观要求进行分选包装。

通过实施例一制得的屏蔽型功率贴片电感器的测试数据如下表2

感量(H)	电流(A)	DCR(mΩ)
			0.47±10％	≥4	＜25

表2

由表2可以看出，通过本发明创造的成型方法生产出的屏蔽型功率贴片电感器满足型号252010-R47MT的电感器要求。

实施例二

一种屏蔽型功率贴片电感器的高效成型方法，包括以下步骤：

1)配制合金粉：按重量份计，选取颗粒直径为3μm的铁合金粉550g、颗粒直径为5μm的铁合金粉300g和颗粒直径为8μm的铁合金粉150g，在50转/分钟的条件下搅拌混合20min，制得合金粉；

2)配制粘合剂：按重量份计，选取丙稀酸树脂260g、酚醛树脂60g、乙基纤维素100g，加入550g的酯类溶剂，添加30g的固化剂，在60℃、60转/分钟的条件下搅拌30min，静置24h，制得粘合剂；

3)制备介质浆料：按重量份计，选取混合好的合金粉550g、粘合剂300g、醇类溶剂129g、10g的增塑剂、10g的颜料和1g的分散剂，球磨6小时，制得介质浆料，且介质浆料在出料后2h之内就需要使用；

4)制备载板：根据型号为252010-1ROMT电感器的设计尺寸要求2.5mm*2.0mm*1.0mm，在金属板上做好相关槽位，再根据型号为252010-1ROMT电感器的设计感量1.0H，电流2.7A，直流电阻DCR_Max50mΩ，先在金属板上印刷100m厚度的介质浆料，每印刷一层介质浆料，就紫外光固化5分钟，再在150℃条件下固化15分钟，在金属板上重复3次印刷介质浆料，制得载板；

5)附着电极片：把多个金属片粘附至载板上，以使得金属片在载板上形成电极片；

6)加入线圈：根据型号为252010-1ROMT的电感器的设计尺寸要求2.5mm*2.0mm*1.0mm，再根据型号为252010-1ROMT的电感器的设计感量1.0H，电流2.7A，直流电阻DCR_Max50mΩ，选择φ0.20mm粗铜线绕制成线圈，再把线圈与载板的电极片进行焊接；

7)印刷介质浆料：采用丝网印刷方式在步骤6)的载板上印刷一层60m厚度的介质浆料，每印刷一层介质浆料，就需要紫外光固化5min，再在150℃的条件下固化18min，在载板上重复12次印刷介质浆料，制得巴块；

8)切割巴块：按型号为252010-1ROMT的电感器的设计尺寸要求采用圆刀把巴块切割成半成品电感器；

9)附着外电极：采用浸封低温固化方式把银浆附着在半成品电感器上，以使得银浆在半成品电感器形成外电极，从而制得屏蔽型功率贴片电感器。

10)外观分选及测试包装：按设计性能及外观要求进行分选包装。

通过实施例二制得的屏蔽型功率贴片电感器的测试数据如下表3

感量(H)	电流(A)	DCR(mΩ)
			1.0±20％	≥3	＜45

表3

由表3可以看出，通过本发明创造的成型方法生产出的屏蔽型功率贴片电感器满足型号为252010-1ROMT的电感器要求。

实施例三

一种屏蔽型功率贴片电感器的高效成型方法，包括以下步骤：

1)配制合金粉：选取颗粒直径为3μm的铁合金粉650g、颗粒直径为5μm的铁合金粉250g和颗粒直径为8μm的铁合金粉100g，在50转/分钟的条件下搅拌混合20min，制得合金粉；

2)配制粘合剂：选取丙稀酸树脂270g，乙基纤维素树脂120g，加入580g的酯类溶剂，添加30g的固化剂，在60℃、60转/分钟的条件下搅拌40min，静置24h，制得粘合剂；

3)制备介质浆料：选取混合好的合金粉550g，粘合剂300g，醇类溶剂129g，10g的增塑剂，10g的颜料和1g的分散剂，球磨6小时，制得介质浆料，且介质浆料在出料后2h之内就需要使用；

4)制备载板：根据型号为252010-2R7MT的电感器的设计尺寸要求2.5mm*2.0mm*1.0mm，在载板上做好相关槽位，再根据型号为252010-2R7MT的电感器的电感设计的感量2.7H，电流1.5A，直流电阻DCRMax120mΩ，先在载板上印刷90m厚度的介质浆料，每印刷一层介质浆料，就紫外光固化5分钟，再在150℃条件下固化20分钟，在金属板上重复3次印刷介质浆料，制得载板；

5)附着电极片：把多个金属片粘附至载板上，以使得金属片在载板上形成电极片；

6)加入线圈：根据型号为252010-2R7MT的电感器的设计尺寸要求2.5mm*2.0mm*1.0mm，再根据型号为252010-2R7MT的电感器的电感设计的感量2.7H，电流1.5A，直流电阻DCRMax120mΩ，选择φ0.18mm粗铜线绕制成线圈，再把线圈与载板的电极片进行焊接；

7)印刷介质浆料：采用丝网印刷方式在步骤6)的载板上印刷一层60m厚度的介质浆料，每印刷一层介质浆料，就需要紫外光固化5min，再在150℃的条件下固化20min，在载板上重复12次印刷介质浆料，制得巴块；

8)切割巴块：根据型号为252010-2R7MT的电感器的设计尺寸要求采用圆刀把巴块切割成半成品电感器；

9)附着外电极：采用浸封低温固化方式把银浆附着在半成品电感器上，以使得银浆在半成品电感器形成外电极，制得屏蔽型功率贴片电感器。

10)外观分选及测试包装：按设计性能及外观要求进行分选包装。

通过实施例三制得的屏蔽型功率贴片电感器的测试数据如下表4

感量(H)	电流(A)	DCR(mΩ)
			2.7±20％	≥1.6	＜110

表4

由表4可以看出，通过本发明创造的成型方法生产出的屏蔽型功率贴片电感器满足型号为252010-2R7MT的电感器要求。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种屏蔽型功率贴片电感器的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配制合金粉：采取搅拌或球磨的方式对颗粒直径为3-10μm的铁合金粉进行混合搭配，制得合金粉；

2)配制粘合剂：把树脂、乙基纤维素、有机溶剂A和固化剂在30℃-70℃的条件下，搅拌混合10min-120min，再静置1h-24h，制得粘合剂；

3)制备介质浆料：采取搅拌或球磨的方式对合金粉、粘合剂、有机溶剂B、增塑剂、颜料和分散剂进行混合，混合时间为1-25h，制得介质浆料；

4)制备载板：在金属板上印刷40m-200m厚度的介质浆料，每印刷一层介质浆料，就需要紫外光固化3min-20min，再在100℃-300℃条件下固化10min-60min分钟，在金属板上重复多次印刷介质浆料，制得载板；

5)附着电极片：把多个金属片粘附至载板上，以使得金属片在载板上形成电极片；

6)加入线圈：把线圈与载板的电极片进行焊接；

7)印刷介质浆料：采用丝网印刷方式在步骤6)的载板上印刷一层10m-300m厚度的介质浆料，每印刷一层介质浆料，就需要紫外光固化3min-20min，再在100℃-300℃的条件下固化10min-60min，在载板上重复多次印刷介质浆料，制得巴块；

8)切割巴块：把巴块切割成半成品电感器；

9)附着外电极：把电极材料附着在半成品电感器上形成外电极，制得屏蔽型功率贴片电感器。

2.如权利要求1所述的一种屏蔽型功率贴片电感器的成型方法，其特征在于：所述步骤1)中的合金粉按重量份计，包括颗粒直径为3μm的铁合金粉450g-650g、颗粒直径为5μm的铁合金粉250g-350g和颗粒直径为8μm的铁合金粉100g-200g。

3.如权利要求2所述的一种屏蔽型功率贴片电感器的成型方法，其特征在于：所述铁合金粉为铁硅铬、铁硅铝和铁粉芯中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种屏蔽型功率贴片电感器的成型方法，其特征在于：所述步骤2)中的粘合剂按重量份计，包括270g-320g的树脂、100g-120g的乙基纤维素、550g-580g的有机溶剂A和20g-30g的固化剂。

5.如权利要求4所述的一种屏蔽型功率贴片电感器的成型方法，其特征在于：所述树脂为丙稀酸树脂、酚醛树脂和环氧树脂中的一种或多种。

6.如权利要求4所述的一种屏蔽型功率贴片电感器的成型方法，其特征在于：所述有机溶剂A为醇类溶剂或酯类溶剂。

7.如权利要求1所述的一种屏蔽型功率贴片电感器的成型方法，其特征在于：所述步骤3)中的介质浆料按重量份计，包括550g的合金粉、300g的粘合剂、129g的有机溶剂B、10g的增塑剂、10g的颜料和1g的分散剂。

8.如权利要求7所述的一种屏蔽型功率贴片电感器的成型方法，其特征在于：所述有机溶剂B为醇类溶剂、酯类溶剂和酮类溶剂中的一种。

9.一种屏蔽型功率贴片电感器，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的屏蔽型功率贴片电感器的成型方法制得。

10.如权利要求9所述的一种屏蔽型功率贴片电感器，其特征在于：所述屏蔽型功率贴片电感器包括金属板，印刷在所述金属板的顶部的第一介质层，粘附在所述第一介质层的两端的顶部的电极片，位于所述第一介质层的顶部的、且引脚与所述电极片焊接固定的线圈，印刷在所述第一介质层、电极片和线圈的顶部的第二介质层，固化在所述第二介质层的两端的、且与所述电极片相接触的外电极。

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