CN115547657A - 一种功率电感及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种功率电感及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)磁性浆料经流延，分别制成基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片；(2)从下至上依次放置基层磁片和中间层磁片，将呈阵列间隔排列固定在热敏胶上的空心线圈嵌入到中间层磁片中，之后将覆盖层磁片压合在最上层，构成电感组合体；(3)切割所述电感组合体，得到电感单元；所述电感单元依次经固化、滚喷、激光剥漆、电镀和测试，得到所述功率电感。本发明所述制备方法操作流程简单，制备工序少，制备成本较低，可实现功率电感一次性大批量生产，具有大规模工业化推广应用前景。

Description

一种功率电感及其制备方法
技术领域
本发明涉及电感技术领域，尤其涉及一种功率电感及其制备方法。
背景技术
当前功率电感以模压一体成型电感为主流，通常该型电感采用先压制一体成型电感，再在压制一体成型电感的中柱上进行绕线，绕好线圈的一体成型电感放置到模腔内进行填粉、热压，然后再进行滚喷、电镀等后道工序。但是这种工艺生产效率低，压制成型时通常采用一穴一颗为单元进行生产。同时，一体成型对压机和模具要求较高，受压机吨位和模具成本影响，电感的生产成本居高不下。
此外，一体成型电感工艺所需的成型压力很大，电感内部线圈容易产生较大的形变导致电感周边出现露铜现象，或是铜线表面的绝缘漆遭到破坏导致开路、短路。
CN105355408A公开了一种模压表面贴装电感的制造方法，采用磁粉制造底座，在底座上阵列间隔排列N个凸台或者N个凹槽，再将N个空心线圈一一对应装配在N个凸台外侧或N个凹槽之内，得到N个空心线圈与底座的装配体。将装配体置于冷压模具的模腔之内，往模腔中填入磁粉并进行冷压处理，再经过热压、烘烤便得到电感母体毛坯；将电感母体毛坯按照N个空心线圈排成的阵列进行切割，获得N个电感本体，每个电感本体中线圈两端的引线外露；最后经过后道处理得到模压表面贴装电感；但在该方法中，如果底座上阵列间隔排列为凸台，空心线圈套在凸台外侧时凸台容易断裂，如果底座上阵列间隔排列凹槽时，填充磁粉时线圈又容易活动导致线圈两端引线错乱。
CN114188139A公开了一种复合式的一体电感制备方法，一体电感制备方法，包括以下步骤：对磁芯粉料进行压制制得磁芯坯体、退火制得磁芯；在制得的磁芯上进行绕制线圈，制得磁芯线圈；对制得的磁芯线圈设置屏蔽层和电极，制得一体电感。通过直接单独预制磁芯，能使用更高的成型压力，提高磁芯的密实度，同时线圈不会因压制形变导致直流阻抗增大；单独预制磁芯能够对磁芯高温退火，使得磁芯因压制时产生的内应力消除，减少损耗；结合绕线电感高效绕线的方法，可以很大程度提升电感的生产效率，有利于降低生产成本。但该方法只能是一穴一颗的生产方式，电感制备效率低。
CN114373626A公开了一种高频、高效率一体式电感制备方法，其主要是通过将磁粉、树脂和溶剂等助剂混合制成磁性浆料，再将磁性浆料注入到固定有空心线圈的模腔内进行60℃低温烘烤，烘干磁性浆料中的溶剂后，再升温至180℃高温烘烤，致使树脂完全固化后脱模得到成品。但该方法的不足在于：要将溶剂低温烘干和高温固化树脂都需要过长时间，导致生产效率不高。
因此，开发一种功率电感及其制备方法，实现一次成型制得成百上千颗电感产品具有重要意义。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种功率电感及其制备方法，所述制备方法中磁性浆料的粘接剂中具有特定含量的树脂，将该磁性浆料流延，分别制成基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片后，将排列好的数颗空心线圈一次性嵌入中间层磁片中，可实现功率电感一次性大批量生产。本发明所述制备方法操作流程简单，制备工序少，制备成本较低，得到的功率电感性能优异，具有大规模工业化推广应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种功率电感的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)磁性浆料经流延，分别制成基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片；
(2)从下至上依次放置基层磁片和中间层磁片，将呈阵列间隔排列固定在热敏胶上的空心线圈嵌入到中间层磁片中，之后将覆盖层磁片压合在最上层，构成电感组合体；
(3)切割所述电感组合体，得到电感单元；所述电感单元依次经固化、滚喷、激光剥漆、电镀和测试，得到所述功率电感。
本发明所述的功率电感的制备方法将磁性浆料制成基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片，之后从下至上依次放置基层磁片和中间层磁片，将呈阵列间隔排列固定在热敏胶上的空心线圈嵌入到中间层磁片中，之后将覆盖层磁片压合在最上层，构成电感组合体；通过切割所述电感组合体，得到功率电感。这样的操作步骤可以将排列好的数颗空心线圈一次性嵌入磁体，实现功率电感一次性大批量制备。相较于传统方法在磁性粉料中放置空心线圈，通过一体成型压制处理制备得到功率电感的方式而言，可有效避免线圈变形，解决了模压一体成型工艺中一穴一颗的问题，提高了功率电感的生产效率，而且制备工序少，制备成本低，具有工业化推广应用前景。
优选地，步骤(1)所述磁性浆料包括软磁合金粉料1000份、粘结剂20～45份、有机溶剂60～100份、增韧剂为3～8份，固化剂4～8份和促进剂0.5～2份；其中粘结剂20～45份，例如可以是20份、25份、30份、35份、40份或45份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
有机溶剂60～100份，例如可以是60份、70份、80份、90份、95份或100份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
增韧剂为3～8份，例如可以是3份、4份、5份、6份、7份或8份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
固化剂4～8份，例如可以是4份、5份、6份、7份、7.5份或8份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
促进剂0.5～2份，例如可以是0.5份、0.8份、1份、1.3份、1.5份或2份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述软磁合金粉料包括铁硅铝粉末、铁硅粉末、铁硅铬粉末、铁镍粉末、非晶粉末或纳米晶粉末中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括铁硅铝粉末和铁硅粉末的组合，铁硅铬粉末和铁镍粉末的组合，纳米晶粉末和铁硅铝粉末的组合或铁硅粉末、铁镍粉末和纳米晶粉末三者的组合。
优选地，所述软磁合金粉料的粒度D50为15μm～40μm，例如可以是15μm、20μm、25μm、30μm、35μm或40μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；D99≤120μm，例如可以是120μm、115μm、100μm、90μm、70μm或50μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明优选所述软磁合金粉料的粒度D50为15μm～40μm，D99≤120μm是为了避免在线圈的嵌入到中间时，粗颗粒的存在会导致线圈挤压变形量过大。
优选地，所述粘结剂包括热固性树脂和热塑性树脂。
本发明优选所述粘结剂包括热固性树脂和热塑性树脂，相较于传统的磁性浆料而言树脂成份高，能够有效地在软磁合金粉料颗粒表面形成绝缘层，因此软磁合金材料无需进行钝化包覆即可获得较低的涡流损耗，简化了制备流程。当粘接剂仅为热固性树脂，磁片的韧性很差，空心线圈无法嵌入磁体，即使嵌入磁体，也会发生巨大的变形，最后无法得到合格的功率电感产品；当粘接剂仅为热塑性树脂，得到的功率电感的强度太差，最后也无法得到合格的功率电感产品。
优选地，所述热固性树脂包括环氧树脂。
优选地，所述环氧树脂的环氧当量为160～240g/eq，例如可以是160g/eq、170g/eq、190g/eq、200g/eq、210g/eq或240g/eq等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述环氧树脂的Tg温度为140℃～200℃，例如可以是140℃、150℃、170℃、180℃、190℃或200℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述热塑性树脂包括丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩醛树脂或缩丁醛树脂类树脂中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括丙烯酸树脂和聚乙烯醇缩醛树脂的组合，缩丁醛树脂类树脂和丙烯酸树脂的组合或缩丁醛树脂类树脂、丙烯酸树脂和聚乙烯醇缩醛树脂三者的组合。
优选地，所述热塑性树脂的分子量为8～20万g/mol，例如可以是8万g/mol、8.5万g/mol、9万g/mol、10万g/mol、15万g/mol或20万g/mol等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述热塑性树脂的Tg温度为80℃～120℃，例如可以是80℃、90℃、100℃、110℃、115℃或120℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述热固性树脂与热塑性树脂的质量比为3:1～1:1，例如可以是3:1、2.7:1、2.5:1、2:1、1.5:1或1:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明优选所述热固性树脂与热塑性树脂的质量比为3:1～1:1，当热固性树脂的占比过高，会导致磁片在加热时韧性较差，空心线圈嵌入磁体时容易变形过大，在后续切割电感组合体时会切割到内部线圈，或得到的功率电感会出现空心线圈外露现象；当热固性树脂的占比较低时，固化后的功率电感的强度和耐温性能将会降低，功率电感无法达不到技术要求。
本发明中由磁性浆料流延分别制成的基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片可以采用不同的原材料及不同的粒度进行制备，而且基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片的厚度可以不同。
优选地，所述有机溶剂包括乙醇、丙醇、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯或丙酮等中至少两种的组合，其中典型但非限制的组合包括乙醇和丙醇的组合，乙酸乙酯和甲苯的组合，丙醇和甲苯的组合或丙醇、乙酸乙酯和甲苯三者的组合。
优选地，所述增韧剂包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或聚苯乙烯中的任意一种。
优选地，所述固化剂包括间苯二胺、二乙基甲苯二胺或间二甲苯二胺中的任意一种。
优选地，所述促进剂包括过氧化苯甲酰、邻羟基苯甲酸或叔丁基过苯甲酸酯中的任意一种。
优选地，步骤(2)所述空心线圈的两端具有引线。
优选地，所述空心线圈是由具有自粘层的漆包线绕制而成。
优选地，所述漆包线的形状包括圆线或方形。
优选地，所述空心线圈的内部形状包括圆形或椭圆跑道形。
优选地，所述热敏胶的解胶温度为100℃～135℃，例如可以是100℃、105℃、110℃、120℃、133℃或135℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述热敏胶的附着力为800～1200gf/25mm，例如可以是800gf/25mm、850gf/25mm、900gf/25mm、1000gf/25mm、1100gf/25mm或1200gf/25mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中对所述热敏胶的解胶温度和附着力进行限制，是为了保证在使用时不会出现脱落，而且使得用完以后便于剥离，使得制备流程简单，易操作。
优选地，所述空心线圈嵌入到中间层磁片中在温度为80℃～135℃条件下进行，并保温放置20～60s，其中温度为80℃～135℃，例如可以是80℃、90℃、100℃、110℃、120℃或135℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；保温放置20～60s，例如可以是20s、25s、30s、40s、50s或60s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述空心线圈嵌入到中间层磁片中的压强为20MPa～40MPa，例如可以是20MPa、22MPa、25MPa、30MPa、35MPa或40MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明优选所述空心线圈嵌入到中间层磁片中在温度为80℃～135℃条件下进行，是因为本发明中的基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片在80℃～135℃的温度时会发生软化，具有良好的柔软性，后续只需在压强为20MPa～40MPa的低压条件下即可获得较高强度和致密的空心线圈与磁片组成的磁体，而且在该温度条件下，便于热敏胶解胶剥离，便于进行后续操作。
优选地，步骤(2)所述压合的温度为100℃～150℃，例如可以是100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述压合的压强为100MPa～200MPa，例如可以是100MPa、110MPa、130MPa、150MPa、180MPa或200MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述压合的保压时间为10s～40s，例如可以是10s、15s、20s、30s、35s或40s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述电感单元在进行固化前，先将电感单元的两端头打磨至设定尺寸，使得空心线圈两端的铜线头露出。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)磁性浆料经流延，分别制成基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片；所述磁性浆料包括软磁合金粉料1000份、粘结剂20～45份、有机溶剂60～100份、增韧剂为3～8份，固化剂4～8份和促进剂0.5～2份；所述软磁合金粉料包括铁硅铝粉末、铁硅粉末、铁硅铬粉末、铁镍粉末、非晶粉末或纳米晶粉末中的任意一种或至少两种的组合；所述软磁合金粉料的粒度D50为15μm～40μm，D99≤120μm；所述粘结剂包括热固性树脂和热塑性树脂；所述热固性树脂包括环氧树脂，其环氧当量为160～240g/eq，Tg温度为140℃～200℃；所述热塑性树脂包括丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩醛树脂或缩丁醛树脂类树脂中的任意一种或至少两种的组合；所述热塑性树脂的分子量为8～20万g/mol，Tg温度为80℃～120℃；所述热固性树脂与热塑性树脂的质量比为3:1～1:1；所述有机溶剂包括乙醇、丙醇、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯或丙酮中至少两种的组合；所述增韧剂包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或聚苯乙烯中的任意一种；所述固化剂包括间苯二胺、二乙基甲苯二胺或间二甲苯二胺中的任意一种；所述促进剂包括过氧化苯甲酰、邻羟基苯甲酸或叔丁基过苯甲酸酯中的任意一种；
(2)从下至上依次放置基层磁片和中间层磁片，在温度为80℃～135℃的条件下保温放置20～60s，采用压强为20MPa～40MPa将呈阵列间隔排列固定在热敏胶上的空心线圈嵌入到中间层磁片中，之后将覆盖层磁片压合在最上层，构成电感组合体；
所述空心线圈的两端具有引线；所述空心线圈是由具有自粘层的漆包线绕制而成；所述空心线圈呈阵列间隔排列在热敏胶上，进行胶粘固定；
所述压合的温度为100℃～150℃，压强为100MPa～200MPa，保压时间为10s～40s；
(3)切割所述电感组合体，得到电感单元；所述电感单元的两端头打磨至设定尺寸，使得空心线圈两端的铜线头露出，然后依次经固化、滚喷、激光剥漆、电镀和测试，得到所述功率电感。
第二方面，本发明还提供一种功率电感，所述功率电感采用第一方面所述的功率电感的制备方法制备得到；所述功率电感从下至上依次包括基层、中间层和覆盖层；所述中间层中嵌有线圈。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供的功率电感的制备方法操作流程简单，制备工序少，制备成本较低，得到的功率电感性能优异，适合大规模工业化推广应用。
附图说明
图1是基层磁片与中间层磁片的叠放示意图。
图2是呈阵列间隔排列固定在热敏胶上的空心线圈的示意图。
图3是空心线圈嵌入中间层的示意图。
图4是电感组合体的示意图。
图5是电感单元的示意图。
图6是功率电感的示意图。
图中：1-基层磁片；2-中间层磁片；3-空心线圈；31-铜线头；4-覆盖层磁片；5-热敏胶；6-电感单元；7-功率电感。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供一种功率电感的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)磁性浆料经流延，分别制成基层磁片1、中间层磁片2和覆盖层磁片4；
(2)从下至上依次放置基层磁片1和中间层磁片2(如图1所示)，将呈阵列间隔排列固定在热敏胶5上的空心线圈3(如图2所示)嵌入到中间层磁片2中(如图3所示)，之后将覆盖层磁片4压合在最上层，构成电感组合体(如图4所示)；
(3)切割所述电感组合体，得到电感单元6；所述电感单元6的两端头打磨至设定尺寸，使得空心线圈两端的铜线头31露出(如图5所示)，然后依次经固化、滚喷、激光剥漆、电镀和测试，得到所述功率电感7(如图6所示)。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
实施例1
本实施例提供一种功率电感的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)磁性浆料经流延，分别制成基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片；其中基层磁片与覆盖层磁片的厚度均为0.33±0.01mm，中间层磁片厚度为0.65±0.02mm；
所述磁性浆料包括软磁合金粉料1000份、粘结剂30份、有机溶剂体积比为1:1的乙醇和丙醇80份、增韧剂聚乙烯为4.5份，固化剂间苯二胺4.5份和促进剂过氧化苯甲酰0.8份；所述软磁合金粉料是质量比1:1混合铁镍和铁硅铝粉料，其中，铁镍粉料的D50＝21.6μm、D99＝40.4μm，铁硅铝粉料的D50＝22.9μm、D99＝96.36μm；所述粘结剂是环氧当量为190±5g/eq、Tg为168℃的环氧树脂和分子量为12万g/mol、Tg为98℃丙烯酸树脂按2:1质量比混合而成；
(2)从下至上依次放置基层磁片和中间层磁片，在温度为100℃，保温放置30s后，在压强为26MPa条件下，将呈阵列间隔排列固定在热敏胶上的空心线圈嵌入到中间层磁片中保压20s后，将覆盖层磁片压合在最上层，构成电感组合体；
所述空心线圈的两端具有引线；所述空心线圈是由具有自粘层的漆包线绕制而成，漆包线为方形线，线厚为0.09mm，线宽为0.3mm，绕制2层共计7.5匝；空心线圈的内部为椭圆跑道的形状；所述空心线圈成阵列间隔排列在热敏胶上，进行胶粘固定；空心线圈压合后，上部压板收起，下模腔移出并冷却，热敏胶脱胶后剥离；所述压合的温度为100℃，压强为150MPa，保压时间为20s；
(3)切割所述电感组合体，得到电感单元；所述电感单元的两端头打磨至设定尺寸，使得空心线圈两端的铜线头露出，然后依次经固化、滚喷、激光剥漆、电镀和测试，得到所述功率电感。
实施例2
本实施例提供一种功率电感的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)磁性浆料经流延，分别制成基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片；其中基层磁片与覆盖层磁片的厚度均为0.33±0.01mm，中间层磁片厚度为0.65±0.02mm；
所述磁性浆料包括软磁合金粉料1000份、粘结剂40份、有机溶剂体积比为1:1的乙酸乙酯和甲苯100份、增韧剂聚丁烯为6份，固化剂二乙基甲苯二胺6.75份和促进剂叔丁基过苯甲酸酯1.2份；所述软磁合金粉料是质量比1:1混合铁镍和铁硅铝粉料，其中，铁镍粉料的D50＝21.6μm、D99＝40.4μm，铁硅铝粉料的D50＝22.9μm、D99＝96.36μm；所述粘结剂是环氧当量为170±5g/eq、Tg为149℃的环氧树脂和分子量为10万g/mol、Tg为86℃丙烯酸树脂按3:1质量比混合而成；
(2)从下至上依次放置基层磁片和中间层磁片，在温度为80℃，保温放置40s后，在压强为36MPa条件下，将呈阵列间隔排列固定在热敏胶上的空心线圈嵌入到中间层磁片中保压30s后，将覆盖层磁片压合在最上层，构成电感组合体；
所述空心线圈的两端具有引线；所述空心线圈是由具有自粘层的漆包线绕制而成，漆包线为方形线，线厚为0.09mm，线宽为0.3mm，绕制2层共计7.5匝；空心线圈的内部为椭圆跑道的形状；所述空心线圈成阵列间隔排列在热敏胶上，进行胶粘固定；空心线圈压合后，上部压板收起，下模腔移出并冷却，热敏胶脱胶后剥离；所述压合的温度为120℃，压强为180MPa，保压时间为10s；
(3)切割所述电感组合体，得到电感单元；所述电感单元的两端头打磨至设定尺寸，使得空心线圈两端的铜线头露出，然后依次经固化、滚喷、激光剥漆、电镀和测试，得到所述功率电感。
实施例3
本实施例提供一种功率电感的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)磁性浆料经流延，分别制成基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片；其中基层磁片与覆盖层磁片的厚度均为0.30±0.01mm，中间层磁片厚度为0.7±0.02mm；
所述磁性浆料包括软磁合金粉料1000份、粘结剂24份、有机溶剂体积比为1:1的乙酸乙酯和二甲苯75份、增韧剂聚苯乙烯为5.5份，固化剂间二甲苯二胺4.05份和促进剂邻羟基苯甲酸0.72份；所述软磁合金粉料是质量比2:1混合铁镍和铁硅铝粉料，其中，铁镍粉料的D50＝23.53μm、D99＝88.47μm，铁硅铝粉料的D50＝22.9μm、D99＝96.36μm；所述粘结剂是环氧当量为190±5g/eq、Tg为168℃的环氧树脂和分子量为18万g/mol、Tg为104℃丙烯酸树脂按3:1质量比混合而成；
(2)从下至上依次放置基层磁片和中间层磁片，在温度为120℃，保温放置20s后，在压强为22MPa条件下，将呈阵列间隔排列固定在热敏胶上的空心线圈嵌入到中间层磁片中保压25s后，将覆盖层磁片压合在最上层，构成电感组合体；
所述空心线圈的两端具有引线；所述空心线圈是由具有自粘层的漆包线绕制而成，漆包线为方形线，线厚为0.08mm，线宽为0.32mm，绕制2层共计8.5匝；空心线圈的内部为椭圆跑道的形状；所述空心线圈成阵列间隔排列在热敏胶上，进行胶粘固定；空心线圈压合后，上部压板收起，下模腔移出并冷却，热敏胶脱胶后剥离；所述压合的温度为140℃，压强为120MPa，保压时间为35s；
(3)切割所述电感组合体，得到电感单元；所述电感单元的两端头打磨至设定尺寸，使得空心线圈两端的铜线头露出，然后依次经固化、滚喷、激光剥漆、电镀和测试，得到所述功率电感。
实施例4
本实施例提供一种功率电感的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)磁性浆料经流延，分别制成基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片；其中基层磁片与覆盖层磁片的厚度均为0.33±0.01mm，中间层磁片厚度为0.65±0.02mm；
所述磁性浆料包括软磁合金粉料1000份、粘结剂36份、有机溶剂体积比为1:1的丙醇和乙酸乙酯90份、增韧剂聚丙烯为6份，固化剂间二甲苯二胺4.05份和促进剂过氧化苯甲酰0.72份；所述软磁合金粉料是质量比1:1混合铁镍和铁硅铝粉料，其中，铁镍粉料的D50＝21.6μm、D99＝40.4μm，铁硅铝粉料的D50＝22.9μm、D99＝96.36μm；所述粘结剂是环氧当量为170±10g/eq、Tg为149℃的环氧树脂和分子量为10万g/mol、Tg为86℃丙烯酸树脂按1:1质量比混合而成；
(2)从下至上依次放置基层磁片和中间层磁片，在温度为90℃，保温放置45s后，在压强为30MPa条件下，将呈阵列间隔排列固定在热敏胶上的空心线圈嵌入到中间层磁片中保压35s后，将覆盖层磁片压合在最上层，构成电感组合体；
所述空心线圈的两端具有引线；所述空心线圈是由具有自粘层的漆包线绕制而成，漆包线为方形线，线厚为0.09mm，线宽为0.3mm，绕制2层共计7.5匝；空心线圈的内部为椭圆跑道的形状；所述空心线圈成阵列间隔排列在热敏胶上，进行胶粘固定；空心线圈压合后，上部压板收起，下模腔移出并冷却，热敏胶脱胶后剥离；所述压合的温度为110℃，压强为160MPa，保压时间为25s；
(3)切割所述电感组合体，得到电感单元；所述电感单元的两端头打磨至设定尺寸，使得空心线圈两端的铜线头露出，然后依次经固化、滚喷、激光剥漆、电镀和测试，得到所述功率电感。
实施例5
本实施例提供一种功率电感的制备方法，所述制备方法除了将步骤(1)中将热固性树脂与热塑性树脂的质量比2:1替换为4:1外，其余均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种功率电感的制备方法，所述制备方法除了将步骤(1)中热固性树脂与热塑性树脂的质量比2:1替换为1:2外，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种功率电感的制备方法，所述制备方法除了将步骤(1)中空心线圈嵌入到中间层磁片中的温度100℃替换为70℃外，其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种功率电感的制备方法，所述制备方法除了将步骤(1)中空心线圈嵌入到中间层磁片中的温度100℃替换为150℃外，其余均与实施例1相同。
采用温科WK6500B阻抗分析仪测试以上实施例得到的功率电感在1MHz条件下的电感值、温升电流和饱和电流；采用日置RM3542电阻计测试功率电感的直流电阻，结果如表1所示。采用显微镜对切割得到的电感单元进行观察，其外观缺陷情况如表1所示。
表1
Figure BDA0003892922570000151
Figure BDA0003892922570000161
表1中“/”表示没有数据。
从表1可以看出：
(1)综合实施例1与实施例5～6可以看出，实施例5热固性树脂的占比过高，对切割得到的电感单元进行显微镜观察，发现覆盖层磁片与中间层磁片之间出现“分层”现象，导致最终得到的功率电感感值降低，仅为0.65μH；；实施例6热固性树脂的占比较低时，固化后的功率电感的硬度不够，滚喷时出现“掉角”、“磁体脱落”等缺陷，电感值也会大幅度降低；
(2)综合实施例1实施例7～8可以看出，由于实施例7空心线圈嵌入到中间层磁片中在温度较低，中间层磁片较硬，在与实施例1相同的压强条件下，空心线圈不能很好地嵌入中间层磁片中，切割后得到的电感单元出现空心线圈外露，有些电感单元的空心线圈被切断；而且通过工业CT透视发现空心线圈向外扩充较大，导致空心线圈外径增大，而且功率电感的电感值也会大幅度降低；由于实施例8空心线圈嵌入到中间层磁片中在温度较高，嵌入空心线圈后剥离热敏胶时出现大量黏胶残留在空心线圈表面；另外，切割后得到的电感单元通过显微镜观察，发现覆盖层与中间层之间出现“分层”现象，导致最终得到的功率电感感值降低。
综上所述，本发明采用特定的磁性浆料制成磁片，在特定的温度条件下将排列好的数个空心线圈嵌入中间层磁片中，可以一次压制成型得到包含数个合格功率电感的电感组合体，经过切割及后续操作即可得到性能优异的合格功率电感，解决了模压一体成型工艺中一穴一颗的问题，提高了功率电感的生产效率，具有工业化推广应用前景。
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)

1.一种功率电感的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)磁性浆料经流延，分别制成基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片；
(2)从下至上依次放置基层磁片和中间层磁片，将呈阵列间隔排列固定在热敏胶上的空心线圈嵌入到中间层磁片中，之后将覆盖层磁片压合在最上层，构成电感组合体；
(3)切割所述电感组合体，得到电感单元；所述电感单元依次经固化、滚喷、激光剥漆、电镀和测试，得到所述功率电感。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述磁性浆料包括软磁合金粉料1000份、粘结剂20～45份、有机溶剂60～100份、增韧剂为3～8份，固化剂4～8份和促进剂0.5～2份。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述软磁合金粉料包括铁硅铝粉末、铁硅粉末、铁硅铬粉末、铁镍粉末、非晶粉末或纳米晶粉末中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述软磁合金粉料的粒度D50为15μm～40μm，D99≤120μm。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括热固性树脂和热塑性树脂；
优选地，所述热固性树脂包括环氧树脂；
优选地，所述环氧树脂的环氧当量为160～240g/eq；
优选地，所述环氧树脂的Tg温度为140℃～200℃；
优选地，所述热塑性树脂包括丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩醛树脂或缩丁醛树脂类树脂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述热塑性树脂的分子量为8～20万g/mol；
优选地，所述热塑性树脂的Tg温度为80℃～120℃；
优选地，所述热固性树脂与热塑性树脂的质量比为3:1～1:1。
5.根据权利要求2～4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括乙醇、丙醇、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯或丙酮中至少两种的组合；
优选地，所述增韧剂包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或聚苯乙烯中的任意一种；
优选地，所述固化剂包括间苯二胺、二乙基甲苯二胺或间二甲苯二胺中的任意一种；
优选地，所述促进剂包括过氧化苯甲酰、邻羟基苯甲酸或叔丁基过苯甲酸酯中的任意一种。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述空心线圈的两端具有引线；
优选地，所述空心线圈是由具有自粘层的漆包线绕制而成；
优选地，所述空心线圈嵌入到中间层磁片中在温度为80℃～135℃条件下进行，并保温放置20～60s；
优选地，所述空心线圈嵌入到中间层磁片中的压强为20MPa～40MPa。
7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述压合的温度为100℃～150℃；
优选地，所述压合的压强为100MPa～200MPa；
优选地，所述压合的保压时间为10s～40s。
8.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述电感单元在进行固化前，先将电感单元的两端头打磨至设定尺寸，使得空心线圈两端的铜线头露出。
9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)磁性浆料经流延，分别制成基层磁片、中间层磁片和覆盖层磁片；
所述磁性浆料包括软磁合金粉料1000份、粘结剂20～45份、有机溶剂60～100份、增韧剂为3～8份，固化剂4～8份和促进剂0.5～2份；所述软磁合金粉料包括铁硅铝粉末、铁硅粉末、铁硅铬粉末、铁镍粉末、非晶粉末或纳米晶粉末中的任意一种或至少两种的组合；所述软磁合金粉料的粒度D50为15μm～40μm，D99≤120μm；所述粘结剂包括热固性树脂和热塑性树脂；所述热固性树脂包括环氧树脂，其环氧当量为160～240g/eq，Tg温度为140℃～200℃；所述热塑性树脂包括丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩醛树脂或缩丁醛树脂类树脂中的任意一种或至少两种的组合；所述热塑性树脂的分子量为8～20万g/mol，Tg温度为80℃～120℃；所述热固性树脂与热塑性树脂的质量比为3:1～1:1；所述有机溶剂包括乙醇、丙醇、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯或丙酮中至少两种的组合；所述增韧剂包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或聚苯乙烯中的任意一种；所述固化剂包括间苯二胺、二乙基甲苯二胺或间二甲苯二胺中的任意一种；所述促进剂包括过氧化苯甲酰、邻羟基苯甲酸或叔丁基过苯甲酸酯中的任意一种；
(2)从下至上依次放置基层磁片和中间层磁片，在温度为80℃～135℃的条件下保温放置20～60s，采用压强为20MPa～40MPa将呈阵列间隔排列固定在热敏胶上的空心线圈嵌入到中间层磁片中，之后将覆盖层磁片压合在最上层，构成电感组合体；
所述空心线圈的两端具有引线；所述空心线圈是由具有自粘层的漆包线绕制而成；所述压合的温度为100℃～150℃，压强为100MPa～200MPa，保压时间为10s～40s；
(3)切割所述电感组合体，得到电感单元；所述电感单元的两端头打磨至设定尺寸，使得空心线圈两端的铜线头露出，然后依次经固化、滚喷、激光剥漆、电镀和测试，得到所述功率电感。
10.一种功率电感，其特征在于，所述功率电感采用权利要求1～9任一项所述的功率电感的制备方法制备得到；
所述功率电感从下至上依次包括基层、中间层和覆盖层；所述中间层中嵌有线圈。
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