CN117511201A - 树脂复合物，以及电感 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种用于模压电感的树脂复合物。所述树脂复合物包括以下组分：树脂，包括：第一树脂，选自环氧树脂中的一种或以上；第二树脂，氰酸酯树脂中的一种或以上；固化剂，包括：第一固化剂，选自芳香胺固化剂中的一种或以上；第二固化剂，选自脂肪胺固化剂中的一种或以上；其中，所述第一树脂、所述第二树脂以及所述固化剂之间的质量比为(3.5‑4.5)：(0.8‑1.2)：(1.2‑1.8)；所述第一固化剂与所述第二固化剂之间的质量比为2:1‑4:1。
Description
技术领域
本申请涉及电子信息领域，特别是涉及一种树脂复合物，以及至少使用该树脂复合物制备得到的电感。
背景技术
随着现代集成电路设计及制造工艺、芯片设计及制造工艺、机器人自动化制造技术、电子元器件技术以及互联网应用的发展，智能化已经成为信息社会乃至下一代工业技术革命的主流技术趋势。当前，各种具有智能运算功能的负载(包含传感器)在快速地改造着传统行业及人类的生存状态，把人与人、物与物、人与物相互连接起来。
电感作为现代电力电子领域的关键器件之一被广泛应用在以上领域中，其中功率电感因其具有高储能密度而被广泛应用于各种电力变换中，如交流到直流转换、直流到直流转换，因此也形成了形式多样的电感，例如功率因数校正电感、扼流圈电感、模压电感等等。
通常制备这类模压电感的工艺是温压压制，即将模具加热到由软磁金属粉末和热固性树脂构成的复合粉末中的热固性树脂固化所需温度并结合一定的压制力同时完成致密化和树脂固化。包括常温压制、高温压制等。升温与加压可以是为了使产品成形。而较低温度和较低压力则可以有利于改善电路短路风险。
发明内容
本申请实施例所要解决的技术问题在于，如何降低常温温压过程中的压力以改善电路短路风险。
为了解决上述问题，本申请提供了一种树脂复合物，以及至少使用该树脂复合物制备得到的电感。
根据本申请第一个方面，提供一种用于模压电感的树脂复合物。所述树脂复合物包括以下组分：树脂，包括：第一树脂，选自环氧树脂中的一种或以上；第二树脂，氰酸酯树脂中的一种或以上；固化剂，包括：第一固化剂，选自芳香胺固化剂中的一种或以上；第二固化剂，选自脂肪胺固化剂中的一种或以上；其中，所述第一树脂、所述第二树脂以及所述固化剂之间的质量比为(3.5-4.5)：(0.8-1.2)：(1.2-1.8)；所述第一固化剂与所述第二固化剂之间的质量比为2:1-4:1。
在一个可行的实现方式中，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、环氧树脂E20、环氧树脂E44、环氧树脂E50。
在一个可行的实现方式中，所述氰酸酯树脂包括双酚A型氰酸酯树脂、四甲基双酚F型氰酸酯树脂、双酚F型氰酸酯。
在一个可行的实现方式中，所述芳香胺固化剂包括4,4-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯砜。
在一个可行的实现方式中，所述脂肪胺固化剂包括改性脂肪胺固化剂，包括DETA-BGE、591固化剂、T31固化剂。
在一个可行的实现方式中，所述第一固化剂与所述第二固化剂之间的质量比为3:1-4:1。
根据本申请第二个方面，提供一种电感的制备方法。所述方法包括：提供磁性粉末、导电线圈以及模具；所述磁性粉末基于软磁金属粉末以及如上所述的树脂复合物获得；放置所述磁性粉末以及所述导电线圈于所述模具内，并使所述导电线圈被所述磁性粉末包围；加压所述模具以获取模压块体；脱模后对所述模压块体执行后处理操作，以得到所述电感。
根据本申请第三个方面，提供一种电感。所述电感基于如上所述的制备方法制备。
实施本申请，可以实现低压力的常温模压，在保证产品质量的同时降低生产成本。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请一些实施例公开了一种树脂复合物。所述树脂复合物可以至少包括树脂和固化剂。所述树脂可以包括热固性树脂。示例性的，所述树脂可以包括环氧树脂及其改性物、聚酯树脂及其改性物、乙烯基酯树脂及其改性物、双马来酰亚胺树脂及其改性物、聚酰亚胺树脂及其改性物、氰酸酯树脂及其改性物、硅树脂及其改性物等或其任意组合。在一些实施例中，所述树脂可以包括第一树脂和第二树脂。所述第一树脂可以是环氧树脂中的一种或以上。示例性的，所述第一树脂可以是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、杂环型环氧树脂、混合型环氧树脂等或其任意组合。可选地或优选地，所述第一树脂可以是双酚A型环氧树脂。根据环氧树脂的环氧值做区分，所述第一树脂还可以是环氧树脂E20、环氧树脂E44、环氧树脂E50、环氧树脂E51中的一种或以上。所述第二树脂可以是氰酸酯树脂中的一中或以上。示例性的，所述第二树脂可以是双酚A型氰酸酯树脂、四甲基双酚F型氰酸酯树脂、双酚F型氰酸酯等或其任意组合。
所述固化剂可以包括胺类固化剂、酸酐类固化剂、聚合物类固化剂、咪唑类固化剂、潜伏型固化剂、催化剂类固化剂等或其任意组合。示例性的胺类固化剂可以包括脂肪族多元胺、芳香胺、脂环胺、改性胺、混合胺、低分子聚酰胺等。示例性的酸酐类固化剂可以包括酸酐和改性酸酐。例如，苯酐、甲基四氢苯酐、偏苯三酸酐、聚壬二酸酐、70酸酐、647酸酐、HK-021酸酐等。示例性的聚合物类固化剂可以包括酚醛树脂、氨基树脂、聚酯树脂、聚硫化物等。例如，甲阶酚醛树脂、FB树脂、蜜胺树脂、聚氨酯、脲醛树脂、聚硫橡胶等。示例性的咪唑类固化剂可以包括咪唑和改性咪唑。例如，咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、163、704、705、708等。示例性的潜伏型固化剂可以包括双氰胺、癸二酸二酰肼、酮亚胺、239等。示例性的催化剂类固化剂可以包括无机盐和络合物。例如氯化亚锡、三氟化硼络合物等。在一些实施例中，所述固化剂可以包括第一固化剂和第二固化剂。所述第一固化剂可以芳香胺固化剂中的一种或以上。示例性的，所述第一固化剂可以是间苯二胺、间苯二甲胺、4,4′-二氨基二苯甲烷、4,4′-二氨基二苯砜、双羟基邻苯二甲酰亚胺、苄基二甲胺等或其任意组合。可选地或优选地，所述第一固化剂可以是4,4′-二氨基二苯甲烷和/或4,4′-二氨基二苯砜。所述第二固化剂可以是脂肪胺固化剂中的一种。示例性的，所述第二固化剂可以是乙二胺、二亚乙基三胺及其衍生物、三亚乙基四胺及其衍生物、四亚乙基五胺及其衍生物、四亚甲基亚胺、六亚甲基亚胺、双十二亚甲基亚胺、胺乙基乙醇胺、己二胺、三甲基六亚甲基亚胺、二乙氨基丙胺、二丁氨基丙胺、二甲基丙胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、三乙胺、三乙醇胺等或其任意组合。可选地或优选地，所述第二固化剂可以包括改性脂肪胺固化剂，例如，DETA-BGE、591固化剂、T31固化剂等或其任意组合。
在一些实施例中，所述第一树脂、所述第二树脂以及所述固化剂之间的质量比可以是(3.5-4.5)：(0.8-1.2)：(1.2-1.8)。
在一些实施例中，所述第一固化剂与所述第二固化剂之间的质量比为2:1-4:1。可选地或优选地，所述第一固化剂与所述第二固化剂之间的质量比为3:1-4:1。
本申请所披露的树脂复合物，在结合软磁粉末进行常温模压制备电感时可以降低模压时的压力，在保证产品品质的同时降低生产成本。
本申请还披露了一种电感的制备方法，以及基于该制备方法获取的电感。所述制备方法可以包括以下操作。首先，磁性粉末、导电线圈以及模具可以被提供。所述磁性粉末可以是基于软磁金属粉末以及如上所述的树脂复合物获得的。所述软磁金属粉末可以是羰基铁粉、还原铁粉、雾化铁粉、铁硅合金粉末、铁硅铝合金粉末、铁硅铬合金粉末、铁镍合金粉末、铁基非晶软磁粉末、铁基非晶纳米晶粉末、坡莫合金软磁合金粉末的至少一种，可以通过金属粉末制造设备对金属原料进行处理后得到。例如，使用羰基还原法、水雾化、气雾化、机械造粒等方法制备所述软磁金属粉末。示例性的，所述软磁金属粉末经过绝缘处理(例如，软磁金属粉末与成膜剂进行混合、搅拌、烘烤、过筛等操作后，在表面形成被包裹有绝缘层)后，可以与所述树脂复合物进行均匀混合后得到混合粉末。例如，将树脂复合物加入到溶剂中例如丙酮中进行搅拌混合均匀后，再加入经过绝缘处理后的软磁金属粉末继续搅拌均匀得到一混合粉末。该混合粉末经过烘烤过筛后，可以得到所述磁性粉末。所述导电线圈可以由导电金属线(例如，铜、铝、钛、锆、钽、镍、钼等中的一种或以上)进行螺旋盘绕后得到的，用于在电感使用时产生磁场。所述导电线圈还可以包括一外保护层。该外保护层可以是包覆导电金属线的一绝缘材料，用于实现绝缘以及保护导电金属线的功能。例如，漆包线或磁胶粉。所述模具可以是用于执行电感模压成型的设备。例如，可以包括底座和加压部。底座可以形成一个有形空腔，加压部对放置于该有形空腔内的材料施加压力，完毕后可以得到预定形状的产品。
所述磁性粉末和所述导电线圈可以被放置与所述模具内。例如，首先放入导电线圈，再向空腔内加入磁性粉末以使导电线圈埋入到磁性粉末内部。随后，向模具加压，以使包围导电线圈的磁性粉紧致。得到模压块体。在本申请中，加压可以是常温加压，例如，25℃。脱模后可以对模压块体进行后处理比如二次固化(例如，放入干燥箱中继续干燥一段时间)后，可以得到最终的电感。
本申请所披露的电感制备方法，通过常温模压即可进行。模压压力交底，有利于改善电路短路风险。
以下通过实施例对本方案进行进一步的说明，同时以印证本申请技术方案的技术效果。需要注意的时，以下实施例并不对本申请做出限制。
实施例1
本实施例采用水气组合雾化制备的成分为Fe92Cr4.5Si3.5的金属粉末作为原材料，其平均粒径(D50)为10.0um，振实密度为4.30g/cm3。
表面绝缘处理这里简称钝化，钝化剂选择磷酸和磷酸二氢锰的混合物，稀释剂采用纯水，磷酸与磷酸二氢铝重量比为1:1，钝化剂占粉末重量为0.5％，反应到PH＝7时去除多余的水，风干后在80℃下烘烤1小时以彻底去除水分。
造粒采用第一树脂：第二树脂：固化剂分别为(4.0:0.6:1.2)、(4.0:0.8:1.5)、(4.0:1.0:1.8)、(4:1.2:2.2)、(4:1.5:2.8)，第一树脂采用双酚A型氰酸脂，第二树脂采用E44，第一固化剂采用4,4'一二氨基二苯矾，第二固化剂采用T31，第一固化剂：第二固化剂＝4:1，树脂混合物占软磁金属粉末重量的3.5％。将树脂混合物用树脂重量300％的丙酮作为稀释剂进行稀释，混合采用双行星搅拌机，搅拌后去除丙酮并分别造粒为-60目-+200，用油压机将粉末在模具中制备成14mm-8mm的圆环，粉末的重量是2g，对应的压制压力在表1中，常温压制，保压时间2秒，压制过的磁环再用170℃-60分钟的处理工艺再烤箱中将其固化处理，随后测试特性；
作为对比，同样金属粉末采用常规树脂造粒，用油压机将粉末在模具中制备成14mm-8mm的圆环，粉末的重量是2g，压制压力550MPa，常温压制，保压时间2秒，压制过的磁环再用170℃-60分钟的处理工艺再烤箱中将其固化处理，随后测试特性，结果如表1所示。
磁导率采用LCR表测试电感值后用公式L＝uo*ur*N2*Ae/Le,L是电感值，u0是真空磁导率，ur是相对磁导率(简称本案磁导率)，N是磁环绕线的匝数，Ae是磁路面积，Le是磁路长度。
表1：电感制备参数以及性能参数
| 树脂-固化剂比例 | 压力(MPa) | 磁导率 | 霍尔流速(s@2.5mm孔径) |
| 4:0.6:1.2 | 300 | 30 | 58 |
| 4:0.8:1.5 | 320 | 30 | 56 |
| 4:1.0:1.8 | 330 | 30 | 56 |
| 4:1.2:2.2 | 350 | 30 | 55 |
| 4:1.5:2.8 | 400 | 30 | 55 |
| 对比例 | 550 | 30 | 55 |
从表1可以看出，使用本申请所公开的原料的配比，相较于对比例可以降低模压压力，同时保证制备的电感的性能不下降。当树脂与固化剂的比例达到4:1.5:2.8时，压力下降的幅度低于其他比例，只有约28％。
实施例2
本实施例采用水气组合雾化制备的成分为Fe92Cr4.5Si3.5的金属粉末作为原材料，其平均粒径(D50)为10.0um，振实密度为4.30g/cm3。
表面绝缘处理这里简称钝化，钝化剂选择磷酸和磷酸二氢锰的混合物，稀释剂采用纯水，磷酸与磷酸二氢铝重量比为1:1，钝化剂占粉末重量为0.5％，反应到PH＝7时去除多余的水，风干后在80℃下烘烤1小时以彻底去除水分。
造粒采用第一树脂：第二树脂：固化剂为4.0:0.8:1.5，第一树脂采用双酚A型氰酸脂，第二树脂采用E44，第一固化剂采用4,4'一二氨基二苯矾，第二固化剂采用T31且第一固化剂：第二固化剂的比例分别为1.8:1、2：1、3:1、4:1、5:1，树脂混合物占软磁金属粉末重量的3.5％。将树脂混合物用树脂重量300％的丙酮作为稀释剂进行稀释，混合采用双行星搅拌机，搅拌后去除丙酮并分别造粒为-60目-+200，用油压机将粉末在模具中制备成14mm-8mm的圆环，粉末的重量是2g，对应的压制压力在表1中，常温压制，保压时间2秒，压制过的磁环再用170℃-60分钟的处理工艺再烤箱中将其固化处理，随后测试特性；
作为对比，同样金属粉末采用常规树脂造粒，用油压机将粉末在模具中制备成14mm-8mm的圆环，粉末的重量是2g，压制压力550MPa，常温压制，保压时间2秒，压制过的磁环再用170℃-60分钟的处理工艺再烤箱中将其固化处理，随后测试特性，结果如表2所示。
磁导率采用LCR表测试电感值后用公式L＝uo*ur*N2*Ae/Le,L是电感值，u0是真空磁导率，ur是相对磁导率(简称本案磁导率)，N是磁环绕线的匝数，Ae是磁路面积，Le是磁路长度。
表2：电感制备参数以及性能参数
从表2可以看出，不同固化剂比例的选择可以使模压压力下降。当比例达到5:1时压力降低最为明显。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种用于模压电感的树脂复合物，其特征在于，所述树脂复合物包括以下组分：
树脂，包括：
第一树脂，选自环氧树脂中的一种或以上；
第二树脂，氰酸酯树脂中的一种或以上；
固化剂，包括：
第一固化剂，选自芳香胺固化剂中的一种或以上；
第二固化剂，选自脂肪胺固化剂中的一种或以上；
其中，
所述第一树脂、所述第二树脂以及所述固化剂之间的质量比为(3.5-4.5)：(0.8-1.2)：(1.2-1.8)；
所述第一固化剂与所述第二固化剂之间的质量比为2:1-4:1。
2.根据权利要求1所述的树脂复合物，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、环氧树脂E20、环氧树脂E44、环氧树脂E50。
3.根据权利要求1所述的树脂复合物，其特征在于，所述氰酸酯树脂包括双酚A型氰酸酯树脂、四甲基双酚F型氰酸酯树脂、双酚F型氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的树脂复合物，其特征在于，所述芳香胺固化剂包括4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯砜。
5.根据权利要求1所述的树脂复合物，其特征在于，所述脂肪胺固化剂包括改性脂肪胺固化剂，包括DETA-BGE、591固化剂、T31固化剂。
6.根据权利要求1所述的树脂复合物，其特征在于，所述第一固化剂与所述第二固化剂之间的质量比为3:1-4:1。
7.一种电感的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
提供磁性粉末、导电线圈以及模具；所述磁性粉末基于软磁金属粉末以及如权利要求1-6中任一项所述的树脂复合物获得；
放置所述磁性粉末以及所述导电线圈于所述模具内，并使所述导电线圈被所述磁性粉末包围；
加压所述模具以获取模压块体；
脱模后对所述模压块体执行后处理操作，以得到所述电感。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，加压所述模具包括常温加压。
9.一种电感，其特征在于，所述电感由如权利要求7或8所述的方法制备。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310553248.XA CN117511201A (zh) | 2023-05-17 | 2023-05-17 | 树脂复合物，以及电感 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202310553248.XA Pending CN117511201A (zh) | 2023-05-17 | 2023-05-17 | 树脂复合物，以及电感 |
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- 2023-05-17 CN CN202310553248.XA patent/CN117511201A/zh active Pending
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