CN115295299A - 一体成型电感的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一体成型电感的制备方法，包括如下步骤：S1、在环氧黑胶中添加导电粉制备导电胶；S2、将导电胶印刷至一体成型电感的铜线区域，进行烘烤固化；S3、通过滚喷进行环氧涂层包覆；S4、将电极区域通过研磨进行研磨出来；S5、进行水镀Cu+Ni+Sn，即得一体成型电感。本发明通过在环氧黑胶中加入特定种类以及特定复配质量比的导电粉制备得到导电胶，使一体成型电感的电极可以直接水镀Cu+Ni+Sn，可以直接省去PVD(真空离子溅射镀)工序，大幅节约成本，且该制备方法制备出来的一体成型电感的电极的电极剥离力实验(侧推+极限推力)和跌落测试得到了显著提高，具有更高的机械可靠性。

Description

一体成型电感的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及电感器技术领域，特别涉及一体成型电感的制备方法及其应用。
背景技术
一体成型电感包括座体和绕组本体，座体将绕组本体埋入金属磁性粉末内部 压铸而成，SMD引脚为绕组本体的引出脚直接成形于座体表面，较传统电感有 更高的电感和更小的漏电感，电感为SMD结构设计，使用时既不会损坏电感， 又能提高生产效率。一体成型电感已被广泛应用于工控主板、显卡、平板电脑、 笔记本电脑、车载设备、分配电源系统、DC/DC转换器、LED路灯设备、通讯 设备和医疗设备等电子行业领域。
而传统一体成型电感的制备方法为：一体电感成型—刷环氧黑胶—固化—包覆—固化—铜线研磨—PVD(Cr+Ni+Ag)—水镀(Ni+Sn)。由于铜线及磁芯本 身基本尺寸比较大，而成品的尺寸要求比较矮；在制作过程中需要研磨把铜线高 度降低来满足成品总高要求。但是铜线材质比较软，研磨是容易产生毛边，因此 需要将铜线用环氧黑胶包裹起来；环氧黑胶在研磨过程中一方面起到固定铜线作 用，另一方面防止铜线产生毛边。
此外，现有的环氧黑胶不导电，而由于铜线本身宽度比较不足以构成整个电 极，所以铜线两边的胶水也是电极区域。且由于目前的环氧黑胶不导电，因此只 能先用PVD(真空离子溅射镀)工艺刷环氧黑胶的电极面上做电极。常规的金 属化PVD工艺的镀层结构为Cr、Ni、Ag，但由于存在PVD的技术难点：PVD 镀层中Cr跟铜线结合力弱，从而会对一体成型电感贴板后可靠性有影响，主要 表现为电极剥离力实验(侧推+极限推力)与跌落测试不合格。
发明内容
为了解决传统一体成型电感的制备方法中由于存在PVD的技术难点：PVD 镀层中Cr跟铜线结合力弱，从而会对一体成型电感贴板后可靠性有影响，主要 表现为电极剥离力实验(侧推+极限推力)与跌落测试不合格的技术问题，本发 明的目的提出了一体成型电感的制备方法，该制备方法制备得到的一体成型电感 的电极剥离力实验(侧推+极限推力)和跌落测试得到了显著提高。
本发明第一方面提供了一体成型电感的制备方法，包括如下步骤：
S1、在环氧黑胶中添加导电粉制备导电胶；
S2、将导电胶印刷至一体成型电感的铜线区域，进行烘烤固化；
S3、通过滚喷进行环氧涂层包覆；
S4、将电极区域通过研磨进行研磨出来；
S5、进行水镀Cu+Ni+Sn，即得一体成型电感。
进一步作为本发明技术方案的改进，步骤S1中，所述导电粉选自Cu粉和/ 或磁粉；所述磁粉选自Ni粉、羰基Fe粉、Fe-Si粉、Fe-Al粉、Fe-Cr粉、Fe-Si-Al 粉、Fe-Si-Cr粉、Fe-Al-Cr粉、Fe-Ni粉、Fe-Ni-Mo粉、Fe基非晶粉、Fe基纳 米晶粉中的至少一种。
进一步作为本发明技术方案的改进，步骤S1中，所述环氧黑胶与导电粉的 复配质量比为1：(1～5)，优选为1：(2～3)。
进一步作为本发明技术方案的改进，步骤S2中，所述印刷是按照电极尺寸 要求，通过网板印刷完成。
进一步作为本发明技术方案的改进，步骤S2中，所述烘烤的工艺条件为： 在120～150℃条件下烘烤60～120分钟。
进一步作为本发明技术方案的改进，步骤S3中，所述滚喷的工艺条件为： 将产品在滚筒中加热到50-120℃，将油漆喷到产品表面，边喷边固化。
进一步作为本发明技术方案的改进，步骤S4中，所述电极区域包括铜线及 其周围的导电胶；所述研磨是采用砂轮研磨。
进一步作为本发明技术方案的改进，步骤S5中，所述Cu层厚度为5～10um， Ni层厚度≥2um，Sn层厚度为5～10um。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述一体成型电感的电极剥离力实验 (侧推+极限推力)≥21.13N，跌落测试≥90次不脱落。
本发明第二方面还提供了上述制备方法得到的一体成型电感在线路板、电子 元器件中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过在环氧黑胶中加入特定种类以及特定复配质量比的导电粉制备 得到导电胶，使一体成型电感的电极可以直接水镀Cu+Ni+Sn，可以直接省去PVD (真空离子溅射镀)工序，大幅节约成本，且该制备方法制备出来的一体成型电 感的电极的电极剥离力实验(侧推+极限推力)和跌落测试得到了显著提高，具 有更高的机械可靠性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述 的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
各性能指标的测试方法：
电极剥离力实验(侧推+极限推力)的测试方法：如下表1所示。
表1
Figure BDA0003618886550000031
跌落测试的测试方法：如下表2所示。
表2
Figure BDA0003618886550000032
实施例1
一体成型电感的制备方法，包括如下步骤：
S1、在环氧黑胶中添加导电粉制备导电胶；所述导电粉选自Cu粉；所述环 氧黑胶与导电粉的复配质量比为1：2；
S2、按照电极尺寸要求，通过网板印刷将导电胶印刷至一体成型电感的铜线 区域，在130℃条件下烘烤90分钟进行烘烤固化；
S3、通过滚喷进行环氧涂层包覆；所述滚喷的工艺条件为：将产品在滚筒中 加热到80℃，将油漆喷到产品表面，边喷边固化；
S4、将包括铜线及其周围的导电胶的电极区域采用砂轮研磨进行研磨出来；
S5、通过水镀进行水镀Cu+Ni+Sn，所述Cu层厚度为7um，Ni层厚度3um， Sn层厚度为8um，即得一体成型电感。制备得到的一体成型电感的电极剥离力 实验(侧推+极限推力)和跌落测试的试验结果如表3所示。
实施例2
一体成型电感的制备方法，包括如下步骤：
S1、在环氧黑胶中添加导电粉制备导电胶；所述导电粉选自Ni粉；所述环 氧黑胶与导电粉的复配质量比为1：3；
S2、按照电极尺寸要求，通过网板印刷将导电胶印刷至一体成型电感的铜线 区域，在120℃条件下烘烤120分钟进行烘烤固化；
S3、通过滚喷进行环氧涂层包覆；所述滚喷的工艺条件为：将产品在滚筒中 加热到50℃，将油漆喷到产品表面，边喷边固化；
S4、将包括铜线及其周围的导电胶的电极区域采用砂轮研磨进行研磨出来； S5、通过水镀进行水镀Cu+Ni+Sn，所述Cu层厚度为10um，Ni层厚度4um， Sn层厚度为5um，即得一体成型电感。制备得到的一体成型电感的电极剥离力 实验(侧推+极限推力)和跌落测试的试验结果如表3所示。
实施例3
一体成型电感的制备方法，包括如下步骤：
S1、在环氧黑胶中添加导电粉制备导电胶；所述导电粉选自Fe-Si粉；所述 环氧黑胶与导电粉的复配质量比为1：2.5；
S2、按照电极尺寸要求，通过网板印刷将导电胶印刷至一体成型电感的铜线 区域，在150℃条件下烘烤60分钟进行烘烤固化；
S3、通过滚喷进行环氧涂层包覆；所述滚喷的工艺条件为：将产品在滚筒中 加热到120℃，将油漆喷到产品表面，边喷边固化；
S4、将包括铜线及其周围的导电胶的电极区域采用砂轮研磨进行研磨出来； S5、通过水镀进行水镀Cu+Ni+Sn，所述Cu层厚度为5um，Ni层厚度2um，Sn 层厚度为10um，即得一体成型电感。制备得到的一体成型电感的电极剥离力实 验(侧推+极限推力)和跌落测试的试验结果如表3所示。
实施例4
一体成型电感的制备方法，包括如下步骤：
所述环氧黑胶与导电粉的复配质量比为1：1，其他步骤同实施例1。制备得 到的一体成型电感的电极剥离力实验(侧推+极限推力)和跌落测试的试验结果 如表1所示。
实施例5
一体成型电感的制备方法，包括如下步骤：
所述环氧黑胶与导电粉的复配质量比为1：5，其他步骤同实施例1。制备得 到的一体成型电感的电极剥离力实验(侧推+极限推力)和跌落测试的试验结果 如表3所示。
对比例1
一体成型电感的制备方法，包括如下步骤：
所述环氧黑胶与导电粉的复配质量比为1：0.1，其他步骤同实施例1。制备 得到的一体成型电感的电极剥离力实验(侧推+极限推力)和跌落测试的试验结 果如表3所示。
对比例2
一体成型电感的制备方法，包括如下步骤：
所述环氧黑胶与导电粉的复配质量比为1：8，其他步骤同实施例1。制备得 到的一体成型电感的电极剥离力实验(侧推+极限推力)和跌落测试的试验结果 如表3所示。
对比例3
传统一体成型电感的制备方法为：刷环氧黑胶—固化—包覆—固化—铜线研磨—PVD(Cr+Ni+Ag)—水镀(Ni+Sn)，具体步骤如下：
S1、将环氧黑胶印刷至一体成型电感的铜线区域，进行烘烤固化；
S2、通过滚喷进行环氧涂层包覆；
S3、将电极区域通过研磨进行研磨出来；
S4、将电极区域用PVD(Cr+Ni+Ag)工艺进行金属化；
S5、在PVD镀层上进行水镀Cu+Ni+Sn，即得一体成型电感。
制备得到的一体成型电感的电极剥离力实验(侧推+极限推力)和跌落测试 的试验结果如表3所示。
表3
Figure BDA0003618886550000061
以上内容是结合具体的优选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，还可以做出若干简单推演或替换，都 应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一体成型电感的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在环氧黑胶中添加导电粉制备导电胶；
S2、将导电胶印刷至一体成型电感的铜线区域，进行烘烤固化；
S3、通过滚喷进行环氧涂层包覆；
S4、将电极区域通过研磨进行研磨出来；
S5、进行水镀Cu+Ni+Sn，即得一体成型电感。
2.根据权利要求1所述的一体成型电感的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述导电粉选自Cu粉和/或磁粉；所述磁粉选自Ni粉、羰基Fe粉、Fe-Si粉、Fe-Al粉、Fe-Cr粉、Fe-Si-Al粉、Fe-Si-Cr粉、Fe-Al-Cr粉、Fe-Ni粉、Fe-Ni-Mo粉、Fe基非晶粉、Fe基纳米晶粉中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的一体成型电感的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述环氧黑胶与导电粉的复配质量比为1：(1～5)，优选为1：(2～3)。
4.根据权利要求1所述的一体成型电感的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述印刷是按照电极尺寸要求，通过网板印刷完成。
5.根据权利要求1所述的一体成型电感的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述烘烤的工艺条件为：在120～150℃条件下烘烤60～120分钟。
6.根据权利要求1所述的一体成型电感的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述滚喷的工艺条件为：将产品在滚筒中加热到50-120℃，将油漆喷到产品表面，边喷边固化。
7.根据权利要求1所述的一体成型电感的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述电极区域包括铜线及其周围的导电胶；所述研磨是采用砂轮研磨。
8.根据权利要求1所述的一体成型电感的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述Cu层厚度为5～10um，Ni层厚度≥2um，Sn层厚度为5～10um。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一体成型电感的制备方法，其特征在于，所述一体成型电感的电极剥离力实验(侧推+极限推力)≥21.13N，跌落测试≥90次不脱落。
10.如权利要求1～9任一项所述的制备方法得到的一体成型电感在线路板、电子元器件中的应用。
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