CN115206643B - 一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电感技术领域，具体为一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法，包括电感本体，电感本体由软磁基板、软磁磁芯、外部磁体以及外部电极组成，软磁基板内设置有四个电极，四个电极均通过内部导体进行电连接，软磁磁芯由两个金属化端头端电极、绕线部和漆包线线圈组成，漆包线线圈卷绕在绕线部的外部，两个金属化端头端电极分别设置在绕线部的两端。本发明通过叠层工艺、绕线工艺、组装及灌封工艺，实现小尺寸功率电感的集成型批量化生产。该集成型小尺寸功率电感具有显著的高集成和小体积技术优势；该小尺寸功率电感可以广泛的应用在可穿戴设备、智能手机、医疗设备等各类电子设备中。

Description

一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法

技术领域

本发明涉及电感技术领域，具体为一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法。

背景技术

电感器指的是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件，电感器被广泛应用于电子终端产品中。

随着常规的电子终端产品的规格原来越小，相应地，电感器规格小型化的需求也越来越高。而且人们也期望电感器小型化的同时，其性能也有所提高。目前在1.2*1.0*1.0mm以上的小尺寸功率功率电感大多采用T型磁芯绕线模压而成。在1.2*1.0*1.0mm以下尺寸产品，目前技术路线都在评估验证中。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种集成型小尺寸功率电感，以解决场目前市场以及未来对更小尺寸的功率电感需求的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法，包括电感本体，所述电感本体由软磁基板、软磁磁芯、外部磁体以及外部电极组成，所述软磁基板内设置有四个电极，四个所述电极均通过内部导体进行电连接，所述软磁磁芯由两个金属化端头端电极、绕线部和漆包线线圈组成，所述漆包线线圈卷绕在绕线部的外部，两个所述金属化端头端电极分别设置在绕线部的两端，两个所述金属化端头端电极的一侧均点焊有线尾；所述软磁磁芯的两个端头端电极分别与软磁基板内部其中两个电极连接；所述软磁基板嵌设在外部电极内，所述软磁磁芯置于外部磁体内，所述外部磁体与外部电极连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述软磁基板采用叠层工艺制备，其厚度为0.1-0.30mm之间，所述软磁基板的软磁材料均为FeSiCr材料；所述软磁基板的相对有效磁导率在15-60之间。

作为本发明的一种优选技术方案，软磁磁芯为高饱和镍锌铁氧体磁芯或高饱和软磁金属粉芯，所述软磁磁芯的两个金属化端头端电极为电镀或PVD工艺方式制成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述漆包线线圈为耐热等级180℃以上的漆包圆线或漆包扁线。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外部磁体为灌封或注塑工艺制成，所述外部磁体的软磁材料为合金软磁金属材料，所述合金软磁金属材料的相对磁导率在10-40之间。

一种集成型小尺寸功率电感制造方法，包括以下步骤：

S1：按照成品结构尺寸和工艺要求，采用叠层工艺制备含有内外电极的大尺寸软磁材料的叠层矩阵基板；

S2：采用传统压制烧结成型加沾银烧结电镀工艺制备软磁磁芯，并在软磁磁芯上绕制漆包线线圈；两个所述线尾分别点焊在软磁磁芯的两个金属化端头端电极上；

S3：采用回流焊焊接，将绕好漆包线线圈的软磁磁芯贴在叠层矩阵基板上；

S4：采用灌封工艺，在S3获得的半成品上进行外部磁体的形成；

S5：将S4的半成品进行切割，得到目标单体产品的半成品；

S6：将S5获得的单体半成品进行电镀处理获得外部电极，得到此电感。

作为本发明的一种优选技术方案，叠层矩阵基板的软磁材料为金属软磁粉料，内外电极均为银电极。

本发明的有益效果是：该种集成型小尺寸功率电感及其制造方法，通过叠层工艺、绕线工艺、组装及灌封工艺，实现小尺寸功率电感的集成型批量化生产；

该集成型小尺寸功率电感具有显著的高集成和小体积技术优势；该小尺寸功率电感可以广泛的应用在可穿戴设备、智能手机、医疗设备等各类电子设备中。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法的整体结构示意图；

图2是本发明一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法的爆炸结构示意图；

图3是本发明一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法的软磁磁芯结构示意图；

图4是本发明一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法的软磁基板1的叠层工艺矩阵设计结构示意图；

图5是本发明一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法的软磁磁芯焊接在软磁基板1上的结构示意图；

图6是本发明一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法的灌封后半成品结构示意图；

图7是本发明一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法的切割后的半成品单体结构示意图。

图中：1、软磁基板；2、软磁磁芯；21、金属化端头端电极；22、绕线部；23、漆包线线圈；3、外部磁体；4、外部电极。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1-图3所示，本发明一种集成型小尺寸功率电感及其制造方法，包括电感本体，电感本体由软磁基板1、软磁磁芯2、外部磁体3以及外部电极4组成，软磁基板1内设置有四个电极，四个电极均通过内部导体进行电连接，软磁磁芯2由两个金属化端头端电极21、绕线部22和漆包线线圈23组成，漆包线线圈23卷绕在绕线部22的外部，两个金属化端头端电极21分别设置在绕线部22的两端，两个金属化端头端电极21的一侧均点焊有线尾；软磁磁芯2的两个端头端电极21分别与软磁基板1内部其中两个电极连接；软磁基板1嵌设在外部电极4内，软磁磁芯2置于外部磁体3内，外部磁体3与外部电极4连接。

软磁磁芯2为高饱和镍锌铁氧体磁芯或高饱和软磁金属粉芯，软磁磁芯2的两个金属化端头端电极21为电镀或PVD工艺方式制成。

漆包线线圈23为耐热等级180℃以上的漆包圆线或漆包扁线。

外部磁体3为灌封或注塑工艺制成，外部磁体3的软磁材料为合金软磁金属材料，合金软磁金属材料的相对磁导率在10-40之间。

S1：按照成品结构尺寸和工艺要求，采用叠层工艺制备含有内外电极的大尺寸软磁材料的叠层矩阵基板；

S2：采用传统压制烧结成型加沾银烧结电镀工艺制备软磁磁芯2，并在软磁磁芯2上绕制漆包线线圈23；两个线尾分别点焊在软磁磁芯2的两个金属化端头端电极21上；

S3：采用回流焊焊接，将绕好漆包线线圈23的软磁磁芯2贴在叠层矩阵基板上；

S4：采用灌封工艺，在S3获得的半成品上进行外部磁体3的形成；

S5：将S4的半成品进行切割，得到目标单体产品的半成品；

S6：将S5获得的单体半成品进行电镀处理获得外部电极4，得到此电感。

叠层矩阵基板的软磁材料为金属软磁粉料，内外电极均为银电极。

通过叠层工艺、绕线工艺、组装及灌封工艺，实现小尺寸功率电感的集成型批量化生产，该集成型小尺寸功率电感具有显著的高集成和小体积技术优势。

实施例：如图4-图7所示，以1.6*0.8*0.8mm的小尺寸功率电感为例。

S1：将多个(图3所示的)软磁磁芯2以叠层矩阵结构设计(如图4所示)焊接在软磁基板1上形成如图5所示。

S1.1：将D50＝1μm的FeSiCr粉体与PVB为主的粘结剂溶剂体系配置成软磁粉体浆料；

S1.2：将银浆和软磁粉体浆料交付印刷得到软磁基板1的坯体；

S1.3：将软磁基板1的坯体进行烧结，采用空气气氛，烧结温度780～900℃；烧结后得到软磁基板1。

S1.4：按照图3在软磁磁芯2上进行漆包线线圈3的绕制。

S1.5：按照产品特性及工艺特性要求设计软磁磁芯2；

S1.6：自产软磁磁芯2或对外委托加工软磁磁芯2；

S1.7：在软磁磁芯2上，采用耐热等级180℃的漆包线进行漆包线线圈3的绕制；

S3：将S2制备得到的半成品，通过回流焊工艺与软磁基板1进行矩阵贴装。

S4：将S3得到的半成品置于适配的模腔中，通过加压灌封，将软磁粉体和环氧树脂的混合浆料注入模具中并进行加热固化。

S5：将S4得到的半成品进行精细切割，得到目标单体产品的半成品(如图6和7所示)。

S6：将S5得到的半成品进行电镀，将外部电极制备好得到最终的成品。

该电感较之传统通过相对现有同行友商的工艺路线更简便快捷，具有显著的高集成和小体积技术优势。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种集成型小尺寸功率电感的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：按照成品结构尺寸和工艺要求，采用叠层工艺制备含有内外电极的大尺寸软磁材料的叠层矩阵基板，所述叠层矩阵基板设置四个电极；

S2：采用传统压制烧结成型加沾银烧结电镀工艺制备软磁磁芯(2)，并在软磁磁芯(2)上绕制漆包线线圈(23)；两个线尾分别点焊在软磁磁芯(2)的两个金属化端头端电极(21)上；

S3：采用回流焊焊接，将绕好漆包线线圈(23)的软磁磁芯(2)贴在叠层矩阵基板上；

S4：采用灌封工艺，在S3获得的半成品上进行外部磁体(3)的形成；

S5：将S4的半成品进行切割，得到目标单体产品的半成品；

S6：将S5获得的单体半成品进行电镀处理获得外部电极(4)，得到此电感；

其中：将多个软磁磁芯(2)以叠层矩阵结构设计焊接在软磁基板(1)上；

将D50＝1μm的FeSiCr粉体与PVB为主的粘结剂溶剂体系配置成软磁粉体浆料；

将银浆和软磁粉体浆料交付印刷得到软磁基板(1)的坯体；

将软磁基板(1)的坯体进行烧结，采用空气气氛，烧结温度780～900℃；烧结后得到软磁基板(1)；

将得到的半成品置于适配的模腔中，通过加压灌封，将软磁粉体和环氧树脂的混合浆料注入模具中并进行加热固化。

2.根据权利要求1所述的集成型小尺寸功率电感制造方法，其特征在于，叠层矩阵基板的软磁材料为金属软磁粉料，内外电极均为银电极。

3.一种集成型小尺寸功率电感，通过权利要求1或2所述的集成型小尺寸功率电感制造方法制成，其特征在于，包括电感本体，所述电感本体由软磁基板(1)、软磁磁芯(2)、外部磁体(3)以及外部电极(4)组成，所述软磁基板(1)内设置有四个电极，四个所述电极均通过内部导体进行电连接，所述软磁磁芯(2)由两个金属化端头端电极(21)、绕线部(22)和漆包线线圈(23)组成，所述漆包线线圈(23)卷绕在绕线部(22)的外部，两个所述金属化端头端电极(21)分别设置在绕线部(22)的两端，两个所述金属化端头端电极(21)的一侧均点焊有线尾；所述软磁磁芯(2)的两个金属化端头端电极(21)分别与软磁基板(1)内部其中两个电极连接；所述软磁基板(1)嵌设在外部电极(4)内，所述软磁磁芯(2)置于外部磁体(3)内，所述外部磁体(3)与外部电极(4)连接。

4.根据权利要求3所述的集成型小尺寸功率电感，其特征在于：所述软磁基板(1)采用叠层工艺制备，其厚度为0.1-0.30mm之间，所述软磁基板(1)的软磁材料均为FeSiCr材料；所述软磁基板(1)的相对有效磁导率在15-60之间。

5.根据权利要求3所述的集成型小尺寸功率电感，其特征在于：软磁磁芯(2)为高饱和镍锌铁氧体磁芯或高饱和软磁金属粉芯，所述软磁磁芯(2)的两个金属化端头端电极(21)为电镀或PVD工艺方式制成。

6.根据权利要求3所述的集成型小尺寸功率电感，其特征在于：所述漆包线线圈(23)为耐热等级180℃以上的漆包圆线或漆包扁线。

7.根据权利要求3所述的集成型小尺寸功率电感，其特征在于：所述外部磁体(3)为灌封或注塑工艺制成，所述外部磁体(3)的软磁材料为合金软磁金属材料，所述合金软磁金属材料的相对磁导率在10-40之间。

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