CN115527768A - 一种电感及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电感及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)将磁性粉末和胶水混合经包覆造粒处理后压制成T‑core，对所述T‑core进行半固化处理；(2)将两根导线并绕，制成具有四条引线的导体线圈，将所述导体线圈的四条引线与导线架焊接得到导线组合，将所述导线组合套置于步骤(1)所述半固化处理后的T‑core上，装填磁性粉末后经冷压处理得到半成品电感；(3)将步骤(2)所述半成品电感进行热压处理，经后处理得到所述电感，本发明所述方法制得电感的线圈变形小，饱和特性较好，品质高，且所述方法对设备要求低，可以满足小尺寸产品的要求。
Description
技术领域
本发明属于电感技术领域，涉及一种电感及其制备方法和应用。
背景技术
目前，市场上电感元件种类较多，但基本上很难解决导体线圈变形、阻抗偏高、饱和偏低的问题，且制作过程工艺复杂。例如现有市面上的一体成型导线架制程电感，需要先将绕制好的线圈焊接在导体电极上，焊接产生的接触阻抗，模压时线圈无定位保护线圈发生形变，阻抗进一步增大，导致成型后的产品包边不居中，饱和偏低，导致产品市面竞争力较差，另外线圈变形大，车用汽车产品对品质要求较高，客户很难接受。另外一种一体成型电感T-core制程，虽然线圈有T-core作为支撑，线圈变形有一定的改善，但T-core需要很高的强度(需要在T-core中柱上绕线)与精度，特别是随着产品尺寸要求越来越小，对设备精度及粉料特性(如球型度、流动性等)的要求会很高。
CN202183292U公开了一种一体冷热压电感，其采用线圈剥漆、点焊后冷热压等一般工艺加工而成，其采用线圈焊接后模压工艺：线圈与端子焊接时会引入接触阻抗，导致直流阻抗一次增加，且模压时线圈与端子会发生变形，导致直流阻抗再次增加，因无法管控，阻抗分布会很大。
CN108648901A公开了一种电子元件以及一种电感的制造方法，其是绕线电感，T-core工艺制程，先压制T-core，然后在T-core上绕线，通过模压等一般工艺加工而成，其虽采用T-core制程，线圈绕制在T-core中柱上，热压时因为有T-core的保护，线圈变形会小，但T-core需要很高的强度(后续要在T-core上绕线)与精度，特别是随产品尺寸变小，对设备精度及粉料特性(如球型度、流动性等)的要求会很高，不适合更小尺寸电感的生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电感及其制备方法和应用，本发明所述方法制得电感的线圈变形小，饱和特性较好，品质高，且所述方法对设备要求低，可以满足小尺寸产品的要求。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种电感的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将磁性粉末和胶水混合经包覆造粒处理后压制成T-core，对所述T-core进行半固化处理；
(2)将两根导线并绕，制成具有四条引线的导体线圈，将所述导体线圈的四条引线与导线架焊接得到导线组合，将所述导线组合套置于步骤(1)所述半固化处理后的T-core上，装填磁性粉末后经冷压处理得到半成品电感；
(3)将步骤(2)所述半成品电感进行热压处理，经后处理得到所述电感。
本发明所述制备方法中，步骤(1)和步骤(2)不分先后顺序可以先进行步骤(1)也可以先进行步骤(2)。
本发明通过简单的方法将两根导线并绕得到具有四条引线的线圈，将四条引线分别与导线架小脚焊接，四个小脚起到固定线圈引线位置的同时，也提高了线圈的居中性，使其内部结构稳定性的同时，电感的导电性也得到了明显提升，而传统的模压工艺引线固定点较少，线圈变形量大且线包不易居中容易破坏其结构，本发明预先对T-core进行半固化处理，半固化工艺可以让T-core表面固化，内部未固化，保证T-core与导线组合结合时本体不会破损，在冷压作用后进行热压，既减小线圈的变形，保证了导线组合的结构稳定性和饱和特性，提升了电感的品质，又预防了界面裂痕的风险。
优选地，步骤(1)所述磁性粉末包括非晶粉和/或合金粉，优选为非晶粉和合金粉。
优选地，所述非晶粉包括铁基非晶粉、镍基非晶粉或锆基非晶粉中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述合金粉包括铁合金粉、铜合金粉、镍合金粉、钴合金粉、铝合金粉或钛合金粉中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述胶水包括环氧树脂胶水。
优选地，所述磁性粉末和胶水的质量比为100:(1～4)，例如：100:1、100:1.5、100:2、100:3或100:4等。
优选地，所述包覆造粒处理后进行过筛。
优选地，所述过筛的筛网目数为80～260目，例如：80目、100目、150目、200目或260目等。
优选地，步骤(1)所述压制前进行烘干。
优选地，所述烘干的温度为50～60℃，例如：50℃、52℃、55℃、58℃或60℃等。
优选地，所述烘干的时间为1～2h，例如：1h、1.2h、1.5h、1.8h或2h等。
优选地，所述压制的压力为60～300MPa，例如：60MPa、80MPa、100MPa、200MPa或300MPa等。
优选地，所述压制的时间为3～8s，例如：3s、4s、5s、6s或8s等。
优选地，步骤(1)所述半固化处理的温度为200～220℃，例如：200℃、205℃、210℃、215℃或220℃等。
优选地，所述半固化处理采用再流焊工艺。
优选地，所述半固化处理的再流焊次数为2～3次。
优选地，步骤(2)所述两根导线的材质包括铜。
优选地，所述两根导线的线径为0.3～0.65mm，例如：0.3mm、0.35mm、0.38mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.60mm或0.65mm等，优选为0.4～0.5mm。
需要说明的是，本申请使用的两根导线的线径需要保持一致，以便二者更紧密地结合。
优选地，步骤(2)所述冷压处理的温度为20～30℃，例如：20℃、22℃、25℃、28℃或3℃0等。
优选地，所述冷压处理的压力为60～300MPa，例如：60MPa、80MPa、100MPa、200MPa或300MPa等。
优选地，所述冷压处理的时间为1～3min，例如：1min、1.5min、2min、2.5min或3min等。
优选地，步骤(3)所述热压处理的压力为60～300MPa，例如：60MPa、80MPa、100MPa、200MPa或300MPa等。
优选地，所述热压处理的温度为100～250℃，例如：100℃、120℃、150℃、200℃或250℃等。
优选地，所述热压处理的时间为1～3min，例如：1min、1.5min、2min、2.5min或3min等。
优选地，步骤(3)所述后处理包括研磨和绝缘处理。
优选地，所述绝缘处理包括在电感表面喷涂绝缘层并固化。
优选地，所述绝缘层的厚度为8～12μm，例如：8μm、9μm、10μm、11μm、或12μm等。
第二方面，本发明提供了一种电感，所述电感通过如第一方面所述方法制得。
第三方面，本发明提供了一种如第二方面所述电感的应用，所述电感用于电子产品。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述方法制得电感的线圈变形小，饱和特性较好，品质高，且所述方法对设备要求低，可以满足小尺寸产品的要求。
(2)本发明所述方法制得电感的感值可达1.05μH以上，饱和电流可达6.4A以上，饱和变化率可达85％以上。
附图说明
图1是本发明实施例1-3所述导体线圈与导线架焊接制成导线组合的示意图，1-导体线圈，2-导线组合。
图2是本发明实施例1-3制得T-core的示意图。
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
本实施例提供了一种电感，所述电感的配方如下：
铁硅粉:合金粉＝4:6，环氧树脂(PH)胶水含量2.2％；
两根线径为0.4mm的铜线，相互卷绕圈数5.5Ts，制备方法具体包括：
按比例称取铁硅粉、合金粉和PH胶水混合造粒，然后用100目筛分造粒料置于烘箱55℃烘烤1.5h，造粒后的粉料在200MPa经一次成型机台压制4s成磁性T-core(如图2所示)，压制好的T-core经过再流焊(Reflow)210℃×2次固化；
(2)将两根铜导线并绕制成包括四条引线的导体线圈，将所述导体线圈的四条引线与导线架焊接得到导线组合(如图1所示，其中，1为导体线圈，2为导线组合)，将所述导线组合套置于步骤(1)所述半固化处理后的T-core上，装填磁性粉末后，在25℃、200MPa下冷压处理2min得到半成品电感；
(3)将步骤(2)所述半成品电感在175℃、200MPa下进行热压处理1.5min，然后将烘烤后的电感表面喷涂一层绝缘层12μm厚度的绝缘层并固化；所述折弯处理包括采用折弯机对伸出电感的导线架进行折弯，得到所述电感。
实施例2
本实施例提供了一种电感，所述电感的配方如下：
铁硅粉:合金粉＝5:5，PH胶水含量2.2％；
两根线径为0.4mm的铜线，相互卷绕圈数5.5Ts，制备方法具体包括：
按比例称取铁硅粉、合金粉和PH胶水混合造粒，然后用100目筛分造粒料置于烘箱55℃烘烤1.5h，造粒后的粉料在200MPa经一次成型机台压制4s成磁性T-core(如图2所示)，压制好的T-core经过再流焊(Reflow)210℃×2次固化；
(2)将两根铜导线并绕制成包括四条引线的导体线圈，将所述导体线圈的四条引线与导线架焊接得到导线组合(如图1所示，其中，1为导体线圈，2为导线组合)，将所述导线组合套置于步骤(1)所述半固化处理后的T-core上，装填磁性粉末后，在25℃、200MPa下冷压处理2min得到半成品电感；
(3)将步骤(2)所述半成品电感在175℃、200MPa下进行热压处理1.5min，然后将烘烤后的电感表面喷涂一层绝缘层12μm厚度的绝缘层并固化；所述折弯处理包括采用折弯机对伸出电感的导线架进行折弯，得到所述电感。
实施例3
本实施例提供了一种电感，所述电感的配方如下：
铁硅粉:合金粉＝6:4，PH胶水含量2.4％；
两根线径为0.4mm的铜线，相互卷绕圈数5.5Ts，制备方法具体包括：
按比例称取铁硅粉、合金粉和PH胶水混合造粒，然后用100目筛分造粒料置于烘箱55℃烘烤1.5h，造粒后的粉料在200MPa经一次成型机台压制4s成磁性T-core(如图2所示)，压制好的T-core经过再流焊(Reflow)210℃×2次固化；
(2)将两根铜导线并绕制成包括四条引线的导体线圈，将所述导体线圈的四条引线与导线架焊接得到导线组合(如图1所示，其中，1为导体线圈，2为导线组合)，将所述导线组合套置于步骤(1)所述半固化处理后的T-core上，装填磁性粉末后，在25℃、200MPa下冷压处理2min得到半成品电感；
(3)将步骤(2)所述半成品电感在175℃、200MPa下进行热压处理1.5min，然后将烘烤后的电感表面喷涂一层绝缘层12μm厚度的绝缘层并固化；所述折弯处理包括采用折弯机对伸出电感的导线架进行折弯，得到所述电感。
对比例1
本对比例与实施例1区别仅在于，将冷压处理换为在80℃下的模压处理，其他条件与参数与实施例1完全相同。
对比例2
本对比例与实施例1区别仅在于，只使用一根铜线制成线圈，焊接两条引线，其他条件与参数与实施例1完全相同。
对比例3
本对比例与实施例1区别仅在于，不使用T-core，其他条件与参数与实施例1完全相同。
性能测试：
对实施例1-3和对比例1-3制得电感的特性进行测试，测试结果如表1所示：
表1
| 感值(μH) | 饱和电流(A) | 饱和变化率(％) | |
| 实施例1 | 1.05 | 6.5 | 85 |
| 实施例2 | 1.06 | 6.4 | 88 |
| 实施例3 | 1.05 | 6.5 | 88.5 |
| 对比例1 | 1.04 | 6.4 | 84 |
| 对比例2 | 1.04 | 5.8 | 78 |
| 对比例3 | 1.04 | 5.5 | 72 |
由表1可以看出，由实施例1-3可得，本发明所述方法制得电感的感值可达1.05μH以上，饱和电流可达6.4A以上，饱和变化率可达85％以上。
由实施例1和对比例1对比可得，本发明采用冷压填core工艺，一方面线圈放置于冷压core中住上，起到了进一步稳定线圈的作用，另一方面线圈内部有中柱的支撑，线包居中性增强，电感饱和大大提升。
由实施例1和大对比例2对比可得，本发明使用两根导线制成包括四条引线的导体线圈，四根引线固定于导线架四个小脚上，引线得到固定，同时线圈也会相对固定，减小线圈形变量，短路风险减少同时电感性能大大提升。
由实施例1和对比例3对比可得，一方面线圈放置于冷压core中住上，起到了进一步稳定线圈的作用，另一方面线圈内部有中柱的支撑，线包居中性增强，电感饱和大大提升。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种电感的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将磁性粉末和胶水混合经包覆造粒处理后压制成T-core，对所述T-core进行半固化处理；
(2)将两根导线并绕，制成具有四条引线的导体线圈，将所述导体线圈的四条引线与导线架焊接得到导线组合，将所述导线组合套置于步骤(1)所述半固化处理后的T-core上，装填磁性粉末后经冷压处理得到半成品电感；
(3)将步骤(2)所述半成品电感进行热压处理，经后处理得到所述电感。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述磁性粉末包括非晶粉和/或合金粉，优选为非晶粉和合金粉；
优选地，所述非晶粉包括铁基非晶粉、镍基非晶粉或锆基非晶粉中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述合金粉包括铁合金粉、铜合金粉、镍合金粉、钴合金粉、铝合金粉或钛合金粉中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述胶水包括环氧树脂胶水；
优选地，所述磁性粉末和胶水的质量比为100:(1～4)；
优选地，所述包覆造粒处理后进行过筛；
优选地，所述过筛的筛网目数为80～260目。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述压制前进行烘干；
优选地，所述烘干的温度为50～60℃；
优选地，所述烘干的时间为1～2h；
优选地，所述压制的压力为60～300MPa；
优选地，所述压制的时间为3～8s。
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述半固化处理的温度为200～220℃；
优选地，所述半固化处理采用再流焊工艺；
优选地，所述半固化处理的再流焊次数为2～3次。
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述两根导线的材质包括铜；
优选地，所述两根导线的线径为0.3～0.65mm，优选为0.4～0.5mm。
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述冷压处理的温度为20～30℃；
优选地，所述冷压处理的压力为60～300MPa；
优选地，所述冷压处理的时间为1～3min。
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述热压处理的压力为60～300MPa；
优选地，所述热压处理的温度为100～250℃；
优选地，所述热压处理的时间为1～3min。
8.如权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述后处理包括研磨和绝缘处理；
优选地，所述绝缘处理包括在电感表面喷涂绝缘层并固化；
优选地，所述绝缘层的厚度为8～12μm。
9.一种电感，其特征在于，所述电感通过如权利要求1-8任一项所述方法制得。
10.一种如权利要求9所述电感的应用，其特征在于，所述电感用于电子产品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211393708.9A CN115527768A (zh) | 2022-11-08 | 2022-11-08 | 一种电感及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211393708.9A CN115527768A (zh) | 2022-11-08 | 2022-11-08 | 一种电感及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115527768A true CN115527768A (zh) | 2022-12-27 |
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Family Applications (1)
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| CN202211393708.9A Pending CN115527768A (zh) | 2022-11-08 | 2022-11-08 | 一种电感及其制备方法和应用 |
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2022
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