CN114843060A - 一种磁芯组合件及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁芯组合件及其制备方法和应用，所述磁芯组合件包括依次设置的第一磁芯、粘结层和第二磁芯，所述粘结层的材料包括胶水和氧化铝粉体；本发明提供的磁芯组合件通过在粘结层的材料中添加氧化铝粉体作为气隙材料，并利用所述胶水将氧化铝粉末均匀分散并固定在粘结层中，进而使得到的磁芯组合件的剪切力较高，发生脱落的风险较低，且在后续组装以及使用过程中的使用温度以及产生的噪音较低。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种磁芯组合件及其制备方法和应用。
背景技术
磁芯结构被广泛应用到生活的各个领域，例如家用电冰箱低温热补偿结构、汽车温度传感器等，这些结构的核心部件是控温精准的磁敏温控开关，而磁敏温控开关的核心元件就是磁芯组件(包括磁芯结构和磁敏元件)。传统的磁芯组件一般包括软磁和设置在软磁两侧的两个硬磁，软磁和硬磁通过胶水粘合固定。由于软磁和硬磁的组分不同，传统的生产工艺是将两个硬磁与软磁单独成型出来，然后再利用胶水粘合组装固定。
但是，传统的磁芯结构部件多，包括一个软磁和两个硬磁，组装麻烦，生产效率低，同时胶水的存在还对磁芯结构的磁性稳定性造成不良的影响，尤其是在低温或高温状态，极大的影响磁性结构磁性的稳定性，使磁敏温控开关的反应速度降低。
CN104900368A公开了一种一体式磁芯结构及其制作方法和磁芯组件，包括软磁部和设置在软磁部两端的硬磁部，所述软磁部和硬磁部中设置有放置磁敏元件的空腔，软磁部和硬磁部一体化成型设置；软磁部宽度小于硬磁部，使磁芯结构的侧面形成便于对硬磁部进行充磁的凹槽。该发明提出的磁芯结构，由软磁部和硬磁部一体成型，同时一次充磁制得，无需对硬磁分别充磁后再利用胶水粘合组装，极大的提高了生产效率，同时该发明的磁芯结构性能好，稳定性强，即使在低温段或高温段也可以保持很高的磁导率。CN105529128A公开了一种电感及其制造方法，电感包括第一软磁芯和第二软磁芯，还包括粘结物，所述粘结物包括胶水和软磁物质，所述第一软磁芯通过所述粘结物与第二软磁芯粘结，所述软磁物质的饱和磁场强度小于等于15A/m，初始磁导率大于等于1；电感提高了电感在小电流区域抑制纹波和电流冲击的能力。
但是，传统的磁芯组合工艺通过在产品中间添加适量的组合胶水，再将相应厚度的气隙纸放入组合胶中来调节产品电感量的这种工艺会造成气隙纸的位置无法固定，进而会导致整个产品表面气隙不均匀，得到的磁芯组合件在组装后装机使用过程中会产生整机测试温升偏高以及噪音偏高的风险。
因此，开发一种在装机使用过程中温升很低且噪音较小的磁芯组合件，是本领域急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种磁芯组合件及其制备方法和应用，所述磁芯组合件包括依次设置的第一磁芯、粘结层和第二磁芯；所述粘结层的材料包括胶水和氧化铝粉体；通过在粘结层的材料中添加氧化铝粉体，使得到磁芯组合件的在组装后装机使用过程中产生的温度和噪音均较低。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种磁芯组合件，所述磁芯组合件包括依次设置的第一磁芯、粘结层和第二磁芯；
所述粘结层的材料包括胶水和氧化铝粉体。
本发明提供的磁芯组合件的剖面结构示意图如图1所示，图1中，1代表第一磁芯，2代表粘结层，3代表第二磁芯；其中，第一磁芯1和第二磁芯3通过粘结层2连接在一起；粘结层2的俯视结构示意图如图2所示，图2中，2-1代表氧化铝粉体，2-2代表胶水，从图2可以看出，氧化铝粉体2-1作为气隙材料均匀的分布在胶水2-2中，且被胶水2-2固定在粘结层2中，使其在后续安装和使用时也不会发生位移，进而可以使制备得到的磁芯组合件在组装后装机使用过程的温升降低，产生噪音较小。
优选地，所述第一磁芯的材料包括合金软磁材料。
优选地，所述第二磁芯的材料包括合金软磁材料。
优选地，所述合金软磁材料包括铁硅或铁硅铝合金。
优选地，所述第一磁芯的厚度为10～25mm，例如12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm或24mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第二磁芯的厚度为10～25mm，例如12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm或24mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述粘结层的厚度为0.1～0.5mm，例如0.15mm、0.18mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.40mm、0.45mm或0.5mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述粘结层的材料中氧化铝粉体的质量百分含量为1～6％，例如1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％或6％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为本发明的优选技术方案，所述粘结层的材料中氧化铝粉体的质量百分含量为1～6％，可以使得制备得到磁芯组合件的温升最低，产生的噪音最小；一方面，如果粘结层中氧化铝粉体的添加量过低，则会导致气隙不均匀，同时存在噪音、温升上升风险；另一方面，如果粘结层中添加的氧化铝粉体的添加量过高，则会导致第一磁芯与第二磁芯的粘接强度下降，在使用时增加噪音、温升上升风险。
优选地，所述胶水为环氧树脂胶水。
优选地，所述氧化铝粉体的D50粒径为0.1～0.5mm，例如0.15mm、0.18mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.40mm、0.45mm或0.5mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为本发明的优选技术方案，选择D50粒径为0.1～0.5mm的氧化铝粉体添加到粘结层中是为了得到温升最低、噪音最小的磁芯组合件。一方面，如果在粘结层中添加的氧化铝粉体的D50粒径小于0.1mm，则会导致磁芯组合件的磁性能达不到需求；另一方面，如果在粘结层中添加的氧化铝粉体的D50粒径＞0.5mm，则会导致粘接强度下降，增加噪音、温升上升的风险。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述磁芯组合件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将氧化铝粉体和胶水混合，得到粘结层的材料；
(2)在第一磁芯表面涂覆步骤(1)得到的粘结层的材料，贴合第二磁芯，得到所述磁芯组合件。
优选地，所述贴合第二磁芯结束后还包括固化的步骤。
优选地，所述固化的温度为140～160℃，例如142℃、144℃、146℃、148℃、150℃、152℃、154℃、156℃或158℃等。
第三方面，本发明提供一种电子产品，所述电子产品包括如第一方面所述的磁芯组合件。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的磁芯组合件包括依次设置的第一磁芯、粘结层和第二磁芯，所述粘结层的材料包括胶水和氧化铝粉体；本发明提供的磁芯组合件通过在粘结层的材料中添加氧化铝粉体作为气隙材料，并利用所述胶水将氧化铝粉末均匀分散并固定在粘结层中，进而使得到的磁芯组合件在后续组装以及使用过程中的温度较低，且产生的噪音较低；具体而言，本发明提供的磁芯组合件装机后的使用温度为145～156℃，产生的噪音为65～76dB，且剪切力为532～659kg，说明粘结层的强度较高，进而装机后发生脱落的风险较低，同时所述磁芯组合件在300A下感量为62～68μH，满足使用要求。
附图说明
图1为实施例1提供的磁芯组合件的剖面结构示意图；
图2为实施例1中粘结层的俯视结构示意图；
图3为对比例2提供的磁芯组合件中粘结层的俯视结构示意图；
其中，1-第一磁芯，2-粘结层，3-第二磁芯，2-1-氧化铝粉体，2-2-胶水，4-1气隙纸。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种磁芯组合件，其剖面结构示意图如图1所示，包括第一磁芯1，粘结层2和第二磁芯3；
其中，第一磁芯1的材料为铁硅，厚度为20mm；
粘结层2的厚度为0.25mm，粘结层2的俯视结构示意图如图2所示，由胶水2-2和均匀分散在胶水2-2中的氧化铝粉体2-1组成，其中，胶水2-2和氧化铝粉体2-1的质量比为98:2，胶水2-2为环氧树脂胶水(回天、6065)，氧化铝粉体2-1的D50为0.15mm；
第二磁芯3的材料为铁硅，厚度为20mm；
本实施例提供的磁芯组合件的制备方法包括如下步骤：
(1)将环氧树脂胶水和氧化铝粉体混合，得到粘结层的材料；
(2)将步骤(1)得到的粘结层的材料涂覆在第一磁芯表面，粘结第二磁芯，150℃下固化60min，得到所述磁芯组合件。
实施例2
一种磁芯组合件，其剖面结构与实施例1相同，包括第一磁芯，粘结层和第二磁芯；
其中，第一磁芯的材料为铁硅，厚度为20mm；
粘结层的厚度为0.15mm，粘结层的俯视结构与实施例1相同，由胶水和均匀分散在胶水中的氧化铝粉体组成，其中，胶水和氧化铝粉体的质量比为99:1，胶水为环氧树脂胶水(回天、6065)，氧化铝粉体的D50为0.2mm；
第二磁芯的材料为铁硅，厚度为20mm；
本实施例提供的磁芯组合件的制备方法包括如下步骤：
(1)将环氧树脂胶水和氧化铝粉体混合，得到粘结层的材料；
(2)将步骤(1)得到的粘结层的材料涂覆在第一磁芯表面，粘结第二磁芯，150℃下固化60min，得到所述磁芯组合件。
实施例3
一种磁芯组合件，其剖面结构与实施例1相同，包括第一磁芯，粘结层和第二磁芯；
其中，第一磁芯的材料为铁硅，厚度为25mm；
粘结层的厚度为0.22mm，粘结层的俯视结构与实施例1相同，由胶水和均匀分散在胶水中的氧化铝粉体组成，其中，胶水和氧化铝粉体的质量比为97:3，胶水为环氧树脂胶水(回天、6065)，氧化铝粉体的D50为0.3mm；
第二磁芯的材料为铁硅，厚度为25mm；
本实施例提供的磁芯组合件的制备方法包括如下步骤：
(1)将环氧树脂胶水和氧化铝粉体混合，得到粘结层的材料；
(2)将步骤(1)得到的粘结层的材料涂覆在第一磁芯表面，粘结第二磁芯，150℃下固化60min，得到所述磁芯组合件。
实施例4
一种磁芯组合件，其与实施例1的区别仅在于，粘结层中的胶水和氧化铝粉体的质量比为90:10，其他结构、参数和制备方法均与实施例1相同。
实施例5
一种磁芯组合件，其与实施例1的区别仅在于，粘结层中的胶水和氧化铝粉体的质量比为99.5:0.5，其他结构、参数和制备方法均与实施例1相同。
实施例6
一种磁芯组合件，其与实施例1的区别仅在于，氧化铝粉体的D50粒径为0.55mm，其他结构、参数和制备方法均与实施例1相同。
实施例7
一种磁芯组合件，其与实施例1的区别仅在于，氧化铝粉体的D50粒径为0.6mm，其他结构、参数和制备方法均与实施例1相同。
对比例1
一种磁芯组合件，其与实施例1的区别仅在于，粘结层不添加氧化铝粉体，完全由环氧树脂胶水组成，其他结构、参数和制备方法与实施例1相同。
对比例2
一种磁芯组合件，其剖面结构与实施例1相同，包括第一磁芯，粘结层和第二磁芯；
其中，第一磁芯的材料为铁硅，厚度为20mm；
粘结层的厚度为0.25mm，粘结层的俯视结构如图3所示，由胶水2-2和气隙片4-1组成，其中，胶水2-2为环氧树脂胶水(回天、6065)，气隙片4-1为PET聚酯薄膜；
第二磁芯的材料为铁硅，厚度为20mm；
本对比例提供的磁芯组合件的制备方法包括：将环氧树脂胶水涂覆在第一磁芯表面，放置气隙片，粘结第二磁芯，150℃下固化60min，得到所述磁芯组合件。
性能测试：
(1)装机后的使用温度：采用感温线贴于磁芯组合件的粘贴位置处，利用测温仪监控其使用过程中的实际温度；
(2)装机后的噪音：先将磁芯组合件加热至工作温度，再将磁芯组合件放入噪音测试仪的封闭箱中，连接测试线与分贝分析仪，记录实际分贝值；
(3)脱落风险：将磁芯组合件放入测试夹具中，采用强度测试仪进行剪切力的检测；
(4)感量：将磁芯组合件套上测试线圈，连接测试仪器夹头，采用DPG测试仪器测试，测试电流为300A。
按照上述测试方法对实施例1～7和对比例1～2提供的磁芯组合件进行测试，测试结果如表1所示：
表1
| 使用温度(℃) | 噪音(dB) | 剪切力(kg) | 感量(μH) | |
| 实施例1 | 145 | 65 | 635 | 68 |
| 实施例2 | 148 | 67 | 586 | 67.9 |
| 实施例3 | 150 | 70 | 569 | 66.8 |
| 实施例4 | 156 | 76 | 532 | 66 |
| 实施例5 | 152 | 66 | 596 | 62 |
| 实施例6 | 151 | 72 | 468 | 67 |
| 实施例7 | 153 | 73 | 465 | 66 |
| 对比例1 | 153 | 67 | 589 | 60 |
| 对比例2 | 172 | 82 | 569 | 67 |
根据表1数据可以看出：本发明提供的磁芯组合件在使用时的温升较低，产生的噪音较小，且剪切力较大，说明粘结牢固，不易发生脱落，在300A下的感量也满足要求。
具体而言，实施例1～7得到的磁芯组合件装机后的使用温度为145～156℃，产生的噪音为65～76dB，剪切力为465～659kg，300A下感量为62～68μH。
比较实施例1和对比例1可以发现，粘结层不添加氧化铝粉体会导致得到的磁芯组合件的感量降低很多，不能满足使用要求。
比较实施例1和对比例2可以发现，现有常规的磁芯组合件在装机使用后温度较高且产生的噪音较大。
进一步比较实施例1和实施例4～5可以发现，如果粘结层的氧化铝粉体的添加量高于本发限定的优选范围，会导致磁芯组合件剪切力下降，粘结强度较低，脱落的仍显增加；而如果粘结层的胶水的添加量高于本发明限定的优选范围，则会导致磁芯组合件的感量有所下降。
再进一步比较实施例6～7可以发现，粘结层的氧化铝粉末的粒径不在本发明限定的优选范围内，同样会导致得到的磁芯组合件的剪切力下降，同时噪音也有所增加，脱落风险增加。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种磁芯组合件及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种磁芯组合件，其特征在于，所述磁芯组合件包括依次设置的第一磁芯、粘结层和第二磁芯；
所述粘结层的材料包括胶水和氧化铝粉体。
2.根据权利要求1所述的磁芯组合件，其特征在于，所述第一磁芯材料包括合金软磁材料；
优选地，所述第二磁芯的材料包括合金软磁材料；
优选地，所述合金软磁材料包括铁硅或铁硅铝合金。
3.根据权利要求1或2所述的磁芯组合件，其特征在于，所述第一磁芯的厚度为10～25mm；
优选地，所述第二磁芯的厚度为10～25mm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的磁芯组合件，其特征在于，所述粘结层的厚度为0.1～0.5mm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的磁芯组合件，其特征在于，所述粘结层的材料中氧化铝粉体的质量百分含量为1～6％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的磁芯组合件，其特征在于，所述胶水为环氧树脂胶水。
7.根据权利要求1～6任一项所述的磁芯组合件，其特征在于，所述氧化铝粉体的D50粒径为0.1～0.5mm。
8.一种如权利要求1～7任一项所述磁芯组合件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将氧化铝粉体和胶水混合，得到粘结层的材料；
(2)在第一磁芯表面涂覆步骤(1)得到的粘结层的材料，贴合第二磁芯，得到所述磁芯组合件。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述贴合第二磁芯结束后还包括固化的步骤；
优选地，所述固化的温度为140～160℃。
10.一种电子产品，其特征在于，所述电子产品包括如权利要求1～7任一项所述的磁芯组合件。
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