CN117735970A - 封装材料的填充剂及其制备方法、磁性塑封材料与封装器件 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种封装材料的填充剂及其制备方法、磁性塑封材料与封装器件。封装材料的填充剂,包括铁氧体颗粒,所述铁氧体颗粒包括镍铜锌铁氧体(NiaZnbCucFedO4)材料,a的取值范围为0.3‑0.55,b的取值范围为0.45‑0.55,c的取值范围为0‑0.2,d的取值范围为1.8‑2;所述铁氧体颗粒中,粒径为2‑11μm的颗粒的数量占比为50‑70%。该填充剂具有相对密度低、吸收频带宽以及高低温性能好的优点,进而可降低封装器件的整体质量,提高封装器件的抗电磁干扰频段以及适用温度范围。
Description
技术领域
本申请涉及封装领域,具体涉及一种封装材料的填充剂及其制备方法、磁性塑封材料与封装器件。
背景技术
随着电子技术的发展,集成电路与电子产品的发展呈现出高度集成化、布线微细化的发展趋势,芯片也呈现出大型化、大功率、高精度以及多功能化的发展趋势,由此,集成电路内的各功能模块之间因距离的减小和功率的增加,导致各功能模块相互之间的电磁干扰问题日益严重,因此,为减少功能模块之间的电磁干扰,需要对电子封装提出了更高的要求。现有方案之一,是在塑封树脂中加入铁氧体,例如四氧化三铁粉末,混合搅拌均匀后得到所需的磁性塑封材料。四氧化三铁作为一种传统的磁性吸波材料,其存在相对密度大、吸收频带窄、颗粒分散性差、高低温性能差等问题,容易造成封装器件的整体质量偏高,且容易使封装器件的抗电磁干扰频段以及适用温度范围过窄,不适用于宽频段以及温差较大的应用环境。
发明内容
本申请提供了一种封装材料的填充剂及其制备方法、磁性塑封材料与封装器件,以降低磁性封装材料的密度,提高其吸收频带以及高低温性能,进而可降低封装器件的整体质量,提高封装器件的抗电磁干扰频段以及适用温度范围。
第一方面,本申请提供一种封装材料的填充剂,包括铁氧体颗粒,所述铁氧体颗粒包括镍铜锌铁氧体(NiaZnbCucFedO4)材料,其中,a的取值范围为0.3-0.55,b的取值范围为0.45-0.55,c的取值范围为0-0.2,d的取值范围为1.8-2;所述铁氧体颗粒中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为50-70%。
本申请的填充剂,由于含有分子式为NiaZnbCucFedO4的铁氧体材料,且将铁氧体颗粒中粒径为2-11μm的颗粒的数量占比限定在50-70%范围内,以使获得的填充剂在0.5~6GHz之间具有较好的磁损耗性能,拓宽填充剂的吸收频带,使利用该填充剂进行封装的封装器件具有更宽的抗电磁干扰频段。另外,通过实验证明,本申请的填充剂可在更宽的温度范围内(如-40℃~125℃)提供抗干扰能力,从而对使利用该填充剂的封装器件具有更宽的适用温度,避免封装器件因温度变化产生抗磁性能发生较大幅度的衰减。
在一种可选的实现方式中,所述填充剂的磁导率实部在2-5范围内,所述填充剂的磁导率虚部在1.5-2范围内。在一种可选的实现方式中,所述填充剂的吸波频段为0.5~6GHz。由此,该填充剂可具有高磁导率以及宽吸波范围的优点。
在一种可选的实现方式中,所述填充剂中,铁氧体颗粒在填充剂中的质量占比大于等于70%。
在一种可选的实现方式中,填充剂还包括辅助材料,辅助材料的粒径为0.6-2μm。其中,辅助可为非磁性材料,选用粒径为0.6-2μm的非磁性的辅助材料,可有助于提高铁氧体的流动性。
在一种可选的实现方式中,辅助材料包括以下元素中的至少一种:硅、铝或铍。其中,硅、铝或铍可以氧化物的形式存在于填充剂中。
第二方面,本申请提供一种封装材料的填充剂,包括铁氧体颗粒,铁氧体颗粒中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为50-70%;其中,铁氧体颗粒按摩尔百分比计包括以下原料组分:氧化镍15%-27.5%,氧化锌22.5%-27.5%,其余包括三氧化二铁。
本申请的填充剂中,铁氧体颗粒为主要由NiO、ZnO和Fe2O3形成铁氧体颗粒的主体成分,通过控制Ni/Zn比例,可调整铁氧体颗粒的晶体的各项异性,本申请的铁氧体颗粒通过特定组分的NiO、ZnO以及Fe2O3的相互配合,且将铁氧体颗粒中粒径为2-11μm的颗粒的数量占比限定在50-70%范围内,包含该铁氧体颗粒的填充剂在满足塑封材料基础力学性能、电性能、热性能以及可加工性前提下,使其在0.5~6GHz之间具有较好的磁损耗性能,拓宽填充剂的吸收频带,使利用该填充剂的封装器件具有更宽的抗电磁干扰频段。另外,通过实验证明,本申请的填充剂可在更宽的温度范围内提供抗干扰能力,从而对利用该填充剂的封装器件具有更宽的适用温度,避免封装器件因温度变化产生抗磁性能发生较大幅度的衰减。
在一种可选的实现方式中,所述铁氧体颗粒的原料组分还包括氧化铜。通过增加Cu含量,可增大铁氧体的晶粒尺寸,提高烧结密度,由此可进一步调控铁氧体的磁性能。
在一种可选的实现方式中,所述氧化铜的摩尔含量和所述氧化镍的摩尔含量之和为15%-27.5%。在一种可选的实现方式中,所述氧化铜的摩尔含量为7.5%-10%。在一种可选的实现方式中,所述氧化镍的摩尔含量为15%-17.5%。所述NiO的最低摩尔含量可为15%,该组分的铁氧体颗粒,可具有良好的电阻性能,电阻率可大于等于1×1013Ω·cm,且既有较低的热膨胀系数,并且在宽频带0.5~6GHz范围内具有良好的磁损耗性能。
在一种可选的实现方式中,所述铁氧体颗粒在所述填充剂中的质量占比大于等于70%。在一种可选的实现方式中,所述填充剂还包括辅助材料,所述辅助材料的粒径为0.6-2μm。其中,所述辅助材料包括但不限于二氧化硅、三氧化二铝、以及氧化铍中的至少一种。
第三方面,本申请提供一种本申请填充剂的制备方法,该制备方法包括:
含有镍源、锌源和铁源以及可选的铜源的混合原料,依次经烧结、粉碎后得到所述铁氧体颗粒;所述铁氧体颗粒中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为50-70%;
将所述铁氧体和所述辅助材料混合后,得到所述封装材料的填充剂。
利用该制备方法获得的铁氧体的性能与本申请第一方面的铁氧体相似,具体性能可参照本申请第一方面的铁氧体的描述,在此不做重复赘述。
在一种可选的实现方式中,所述混合原料经烧结前还包括一次球磨、预烧结和二次球磨的步骤。
在一种可选的实现方式中,所述一次球磨的时间为3-4h。通过一次球磨,可使各原料形成具有一定集配的小颗粒,可增加各原料颗粒的比表面积,提高预烧结过程中的各原料的反应活性,促进固相反应的进行。
在一种可选的实现方式中,所述预烧结的温度为800-920℃,所述预烧结的时间为4-6h。通过预烧结,可使各原料氧化物发生初步固相反应,减少烧结中物料的收缩率,改善物料的压制性,有助于铁氧体性能的提高。
在一种可选的实现方式中,所述二次球磨的时间为10-12h。通过二次球磨,可将预烧结后的晶粒尺寸分布不均匀以及固相反应也不完全的坯料磨细,获得成型要求的粉料粒度,同时二次球磨可进一步分离预烧后的物料,使其颗粒的表面积增大,达到烧结时所需要的接触面,提高烧结活性,促进产品致密化和晶粒生长。
在一种可选的实现方式中,所述烧结的温度为920-950℃,所述烧结的时间为4-6h。通过烧结处理可使二次球磨后的材料发生固相反应,使内部颗粒间相互粘合,将气体排出,提高材料的密度以及性质。
在一种可选的实现方式中,所述制备方法还包括对烧结后的物料进行破碎的步骤,破碎后所得铁氧体的粒径D50为3.5-7μm。该粒径的铁氧体,更有利于提高铁氧体的分散性。
第四方面,本申请提供一种磁性塑封材料,该磁性塑封材料包括塑封树脂和本申请第三方面的填充剂,所述填充剂在所述磁性塑封材料中的质量占比为75%-92%。
本申请的磁性塑封材料可用于芯片、射频模组或电子元器件的封装,以提高芯片、射频模组或电子元器件的抗电磁干扰能力。
第五方面,本申请提供一种封装器件,所述封装器件利用本申请第四方面的磁性塑封材料封装而成。其中,封装器件包括但不限于芯片、射频模组或电子元器件。
上述第三方面和第五方面可以达到的技术效果,可以参照上述第一方面中的相应效果描述,这里不再重复赘述。
其中,本申请上述各可能实现方式中的数据,例如各组分的摩尔百分比、铁氧体的颗粒粒径、温度、时间等数据,在测量时,工程测量误差范围内的数值均应理解为在本申请所限定的范围内。
附图说明
图1为一种实施例的封装器件的结构示意图;
图2为一种实施例的磁性塑封材料的制备工艺流程图;
图3为一种实施例的磁性塑封材料的结构示意图;
图4为实施例1的磁性塑封材料的磁导率实部测试图;
图5为实施例1的磁性塑封材料的磁导率虚部测试图。
附图标号:
10-封装器件;11-封装壳体;
20-磁性塑封材料;21-铁氧体颗粒;22-辅助材料颗粒;23-塑封树脂。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的,而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样,单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
磁性吸波材料:指吸收或大幅减弱其表面接收到的电磁波,以减少电磁波的干扰的磁性材料。
磁导率:为工程应用中实际测试相对磁导率,相对磁导率为物质的绝对磁导率与磁性常数(又称真空磁导率)的比值,而绝对磁导率是指磁性材料的磁感应强度与磁场强度的比值。
吸波频段:吸波材料的能够吸收或减弱电磁波能量的电磁波频率范围。
摩尔数:物质的量的单位,为物质的质量/物质的摩尔质量的比值。
现有的磁性吸波材料,如四氧化三铁,其相对密度较大,不利于封装器件整体质量的降低;另外,其吸收频带窄,对不同频带的电磁波的抗干扰能力较差,进而使封装器件的应用范围单一,降低其频带应用范围;再者,四氧化三铁的高低温性能较差,在较高温度和较低温度下应用时,抗干扰性能会明显降低。
为解决上述技术问题,本申请提供一种封装材料的填充剂。本申请实施例的填充剂包括铁氧体颗粒,所述铁氧体颗粒包括分子式为NiaZnbCucFedO4的材料,其中,O为氧,在铁氧体颗粒的分子式中,O的原子数为4;Ni为镍,a的取值范围为0.3-0.55;Zn为锌,b的取值范围为0.45-0.55;Cu为铜,c的取值范围为0-0.2;Fe为铁,d的取值范围为1.8-2;其中,“分子式”应理解为铁氧体的元素组成。一种实施方式中,在所述铁氧体的颗粒中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为50-70%。
具有上述分子式的填充剂,其磁导率实部可为2-5,磁导率虚部可为1.5-2。同时,该铁氧体的吸波频段可为0.5~6GHz。
本申请实施例的铁氧体的颗粒中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为50-70%。示例性地,粒径2-11μm的颗粒的数量占比可为50%-55%、55%-60%、60%-65%或65%-70%。
为了提高填充剂的成型性能,在一种可选的实施例中,填充剂中还包括辅助材料。在一个实施例中,该辅助材料可为非磁性材料。在一个实施例中,该辅助材料可为颗粒状。以填充剂的质量为基准计,铁氧体颗粒所占的比例大于等于70%,辅助材料所占的比例小于等于30%。在一个实施例中,辅助材料例如可包括以下元素中的至少一种:硅Si、和/或铝Al、和/或铍Bi。硅、铝或铍可以氧化物的形式存在于填充剂中。其中,辅助材料的粒径可为0.6-2μm。通过添加特定粒径的辅助材料,可有助于提高铁氧体的流动性,进而可提高铁氧体颗粒的分散性,也就是说提高铁氧体颗粒在填充剂中均匀度,铁氧体颗粒更均匀地分布在填充剂中。
基于同样的技术构思,本申请实施例还提供一种填充剂,其中,该填充剂包括铁氧体颗粒,所述铁氧体颗粒中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为50-70%;其中,铁氧体颗粒可包括以下原料成分:氧化镍NiO 15mol%-27.5mol%,氧化锌ZnO 22.5mol%-27.5mol%,其余包括三氧化二铁Fe2O3。在一个实施例中,本申请的填充剂除包括铁氧体颗粒外,还可包括辅助材料,例如可包括二氧化硅SiO2、和/或三氧化二铝Al2O3、和/或氧化铍BiO中的至少一种。
其中,以铁氧体颗粒的摩尔数为基准计,铁氧体颗粒中NiO的摩尔百分比典型但非限制性地为15mol%、15.5mol%、16mol%、16.5mol%、17mol%、17.5mol%、18mol%、18.5mol%、19mol%、20mol%、21mol%、22mol%、23mol%、24mol%、25mol%、26mol%、27mol%或27.5mol%。其中,铁氧体颗粒中,NiO的摩尔百分比的下限可为以上任一数值以及任意两数值的中间数值,例如可为15mol%、15.5mol%、16mol%、16.5mol%或以上任意两数值中的数值;NiO的摩尔百分比的上限可为以上任一数值以及任意两数值的中间数值,例如可为17mol%、17.5mol%、20mol%、22mol%、24mol%、26mol%、27.5mol%或以上任意两数值中的数值。
其中,以铁氧体颗粒的摩尔数为基准计,铁氧体颗粒中ZnO的摩尔百分比典型但非限制性地为22.5mol%、23mol%、23.5mol%、24mol%、24.5mol%、25mol%、25.5mol%、26mol%、26.5mol%、27mol%或27.5mol%。其中,铁氧体颗粒中,ZnO的摩尔百分比的下限可为以上任一数值以及任意两数值的中间数值,例如可为22.5mol%、23mol%、23.5mol%、24mol%或以上任意两数值中的数值;ZnO的摩尔百分比的上限可为以上任一数值以及任意两数值的中间数值,例如可为25.5mol%、26mol%、26.5mol%、27mol%、27.5mol%或以上任意两数值中的数值。
其中,在本申请一种可选实施例中,铁氧体颗粒的原料组成中还可包括CuO。其中,CuO按等摩尔比替换铁氧体中的NiO。当铁氧体颗粒中含有CuO时,NiO的最低摩尔含量为15%。即,当铁氧体中含有CuO时,CuO和NiO的总的摩尔含量在15%-27.5%范围内,同时,NiO的最低摩尔含量为15%。
在一种可选实施例中,CuO的摩尔含量为7.5mol%-10mol%。在一种可选实施例中,按摩尔百分比计,所述铁氧体颗粒包括以下原料组分:NiO 15%-17.5%,ZnO 22.5%-27.5%,CuO7.5%-10%,其余为Fe2O3。以铁氧体颗粒的摩尔数为基准计,铁氧体中CuO的摩尔百分比典型但非限制性地为7.5mol%、8mol%、8.5mol%、9mol%、9.5mol%或10mol%。其中,铁氧体颗粒中,CuO的摩尔百分比的下限可为以上任一数值以及任意两数值的中间数值,例如可为7.5mol%、7.6mol%、7.7mol%、7.8mol%、7.9mol%、8mol%或以上任意两数值中的数值;CuO的摩尔百分比的上限可为以上任一数值以及任意两数值的中间数值,例如可为9mol%、9.1mol%、9.2mol%、9.3mol%、9.4mol%、9.5mol%、9.6mol%、9.7mol%、9.8mol%、9.9mol%、10mol%或以上任意两数值中的数值。
以上对本申请实施例的填充剂的组成做了解释说明,以下将对本申请实施例填充剂的制备方法做解释说明。
本申请实施例填充剂的制备方法,可包括如下步骤S11-S12:
S11、含有镍源、锌源和铁源以及可选的铜源的混合原料,依次经烧结、粉碎后得到所述铁氧体颗粒;所述铁氧体颗粒中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为50-70%。其中,镍源为含有镍元素的物质,例如可为镍单质、镍的氧化物等。锌源可为锌单质、锌的氧化物等。铁源可为铁单质、铁的氧化物等。
S12、将所述铁氧体和可选的所述辅助材料混合后,得到所述封装材料的填充剂。
其中,所述混合原料经烧结前还包括一次球磨、预烧结和二次球磨的步骤。
其中,一次球磨的时间可为3-4小时(单位:h)。示例性地,一次球磨的时间例如可为3h-3.5h或3.5h-4h。
预烧结的温度为800-920℃,预烧结的时间为4-6h。示例性地,预烧结的温度可为800℃、810℃、820℃、830℃、840℃、850℃、860℃、870℃、880℃、890℃或900℃或在以上任一相邻两数值范围之内的温度;预烧结的时间可为4h、4.5h、5h、5.5h或6h或在以上任一相邻两数值范围之内的时间。
二次球磨的时间可为10-12h。示例性地,二次球磨的时间可为10h、11h或12h或在以上任一相邻两数值范围之内的时间。
烧结的温度可为920-950℃,烧结的时间可为4-6h。示例性地,烧结的温度可为920℃、925℃、930℃、935℃、940℃、945℃或950℃或在以上任一相邻两数值范围之内的温度;烧结的时间可为4h、4.5h、5h、5.5h或6h或在以上任一相邻两数值范围之内的时间。
在本申请一种实施例中,铁氧体颗粒的制备方法中,粉碎后所得铁氧体的粒径D50为3.5-7μm。
基于同样的发明目的,本申请实施例还提供一种磁性塑封材料,该磁性塑封材料包括本申请实施例的填充剂,其中,填充剂在磁性塑封材料中的质量占比为75%-92%。磁性塑封材料中还包括有塑封树脂,例如环氧树脂,对填充剂起到粘结作用。树脂材料在磁性塑封材料的中的质量占比例如可为8%-25%。除此之前,磁性塑封材料还可包括偶联剂、增强剂、颜料等添加。
基于同样的发明目的,本申请还提供一种封装器件,图1为一种封装器件的结构示意图,如图1所示,该封装器件10可包括封装壳体11以及设置封装壳体11内的功能器件,其中,封装壳体11可利用本申请实施例的磁性塑封材料封装而成,其中,可利用本。本申请实施例的封装器件,可具有封装质量轻、适用频带宽以及适用温度范围广的优点。
以下将结合具体实施例和对比例对本申请的铁氧体做进一步详细说明。
实施例1
该实施例为一种磁性塑封材料,图2为一种实施例的磁性塑封材料的制备过程示意图,图3为一种实施例的磁性塑封材料的结构示意图。一并参照图2和图3所示,该磁性塑封材料的制备过程包括如下步骤:
步骤S1、提供原料:以NiO、ZnO、CuO、Fe2O3作为原料,含量如下,NiO:16mol%,ZnO:25mol%,CuO:9mol%,余量为Fe2O3;
步骤S2、原料混合:将步骤S1得到的原料进行球磨3-4h、球磨后得到的浆料放入烘箱中烘干,烘干后进行破碎得到混合均匀的粉料;
步骤S3、将步骤S2得到的混合均匀的粉料进行预烧,预烧温度800-920℃,预烧时间4-6h。待其自然冷却后进行破碎,得到预烧料;
步骤S4、将步骤S3得到的预烧料进行二次球磨,球磨时间10-12h。球磨后得到的浆料放入烘箱中烘干,烘干后粉料进行破碎后再进行烧结,烧结温度920-950℃,烧结时间4-6h,自然冷却后得到铁氧体块料;
步骤S5、将步骤S4得到的铁氧体块料进行一次粗破碎,将得到的粗破碎粉料通过机械式破碎机制成细粉,其粒径分布D50=2-11,获得铁氧体颗粒;其中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为50%。
步骤S6、将步骤S5得到的铁氧体颗粒21与非铁氧体(例如,气相二氧化硅)颗粒22充分混合获得填充剂,如图3所示,填充剂中,铁氧体颗粒21的质量占比83%,气相二氧化硅颗粒的质量占比为17%;
步骤S7、将获得的填充剂作为磁性塑封材料的填料制备磁性塑封材料:参照图3,将填充剂(铁氧体颗粒21与非铁氧体颗粒22)与塑封树脂23以及可选的添加剂等混合,经塑封料制备工艺,如模压成型工艺制备得到磁性塑封材料20,其中,磁性塑封材料20中,填充剂的质量占比为90%,塑封树脂23以及添加剂总的质量占比为10%。
图4为本申请实施例中的磁性塑封材料的磁导率实部测试图,图5为实施例1的磁性塑封材料的磁导率虚部测试图。其中,横坐标表示频率,纵坐标表示磁性能。由图4和图5可见,该磁性塑封材料使用频率宽至5GHz,并在3GHz范围内有较高的磁性能,磁导率实部大于2、虚部大于1.5,磁导率虚部峰值所在频率为最佳工作频率。
实施例2
该实施例为一种磁性塑封材料,与实施例1的区别在于,原料组成不同,该实施例磁性塑封材料中的铁氧体的原料组成如下:以NiO、ZnO、CuO、Fe2O3作为原料,含量如下,NiO:15mol%%,ZnO:27.5mol%,CuO:10mol%,余量为Fe2O3。其余制备过程参照实施例1。
实施例3
该实施例为一种磁性塑封材料,与实施例1的区别在于,原料组成不同,该实施例磁性塑封材料中铁氧体的原料组成如下:以NiO、ZnO、CuO、Fe2O3作为原料,含量如下,NiO:16.5mol%,ZnO:25mol%,CuO:8mol%,余量为Fe2O3。其余制备过程参照实施例1。
实施例4
该实施例为一种磁性塑封材料,与实施例1的区别在于,铁氧体的粒径不同,该实施例中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为70%。
对比例1
该实施例为一种磁性塑封材料,与实施例1的区别在于,铁氧体的粒径不同,该实施例中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为40%。
对比例2
该实施例为一种磁性塑封材料,与实施例1的区别在于,铁氧体的粒径不同,该实施例中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为85%。
对比例3
该对比例为一种磁性塑封材料,其原料组成如下:以NiO、ZnO、CuO、Fe2O3作为原料,含量如下,NiO:10mol%,ZnO:15mol%,CuO:5mol%,余量为Fe2O3。其余制备过程参照实施例1。
对比例4
该对比例为一种磁性塑封材料,与实施例1的区别在于,原料组成不同,该实施例的磁性塑封材料的原料组成如下:以NiO、ZnO、CuO、Fe2O3作为原料,含量如下,NiO:20mol%,ZnO:30mol%,CuO:15mol%,余量为Fe2O3。其余制备过程参照实施例1。
对比例5
该实施例为一种磁性塑封材料,与实施例1的区别在于,原料组成不同,该实施例的磁性塑封材料的原料组成如下:以NiO、ZnO、CuO、Fe2O3作为原料,含量如下,NiO:30mol%,ZnO:15mol%,CuO:5mol%,余量为Fe2O3。其余制备过程参照实施例1。
对比例6
该实施例为一种磁性塑封材料,与实施例1的区别在于,原料组成不同,该实施例的磁性塑封材料的原料组成如下:以NiO、ZnO、CuO、Fe2O3作为原料,含量如下,NiO:10mol%,ZnO:25mol%,CuO:17mol%,余量为Fe2O3。其余制备过程参照实施例1。
分别测试各实施例和对比例的磁性塑封材料的各项性能参数,测试结果列于表1。
表1
由表1中的测试数据可以看出,本申请实施例的各磁性塑封材料的磁导率实部和磁导率虚部的最大值均高于对比例1-6。说明,当铁氧体中,各原料组分的配比不在本申请限定的范围内时,其所对应的磁性塑封材料的磁性能并不能达到本申请的效果。
另外,从实施例1、实施例4、对比例1和对比例2的对比数据可以看出,当铁氧体中粒径为2-11μm的颗粒所占的数量占比在50-70%范围外时,所获得的磁性塑封材料的磁损耗性能要略低于实施例1和实施例4,这说明,铁氧体中,颗粒粒径的大小能够影响磁性塑封材料的磁性能。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (23)
1.一种封装材料的填充剂,其特征在于,包括铁氧体颗粒,所述铁氧体颗粒包括镍铜锌铁氧体(NiaZnbCucFedO4)材料,其中,a的取值范围为0.3-0.55,b的取值范围为0.45-0.55,c的取值范围为0-0.2,d的取值范围为1.8-2;所述铁氧体颗粒中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为50-70%。
2.根据权利要求1所述的填充剂,其特征在于,所述填充剂的磁导率实部为2-5,所述填充剂的磁导率虚部为1.5-2。
3.根据权利要求1或2所述的填充剂,其特征在于,所述填充剂的吸波频段为0.5~6GHz。
4.根据权利要求1-3任一项所述的填充剂,其特征在于,所述铁氧体颗粒在所述填充剂中的质量占比大于等于70%。
5.根据权利要求1-4任一项所述的填充剂,其特征在于,所述填充剂还包括辅助材料,所述辅助材料的粒径为0.6-2μm。
6.根据权利要求5所述的填充剂,其特征在于,所述辅助材料包括以下元素中的至少一种:硅、铝或铍。
7.一种封装材料的填充剂,其特征在于,包括铁氧体颗粒,所述铁氧体颗粒中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为50-70%;其中,
所述铁氧体颗粒按摩尔百分比计包括以下原料组分:氧化镍15%-27.5%,氧化锌22.5%-27.5%,其余包括三氧化二铁。
8.根据权利要求7所述的填充剂,其特征在于,所述铁氧体颗粒的原料组分还包括氧化铜。
9.根据权利要求8所述的填充剂,其特征在于,所述氧化铜的摩尔含量和所述氧化镍的摩尔含量之和为15%-27.5%。
10.根据权利要求8或9所述的填充剂,其特征在于,所述氧化铜的摩尔含量为7.5%-10%。
11.根据权利要求10所述的填充剂,其特征在于,所述氧化镍的摩尔含量为15%-17.5%。
12.根据权利要求7-11任一项所述的填充剂,其特征在于,所述铁氧体颗粒在所述填充剂中的质量占比大于等于70%。
13.根据权利要求7-12任一项所述的填充剂,其特征在于,所述填充剂还包括辅助材料,所述辅助材料的粒径为0.6-2μm。
14.根据权利要求13所述的填充剂,其特征在于,所述辅助材料包括二氧化硅、三氧化二铝、以及氧化铍中的至少一种。
15.一种如权利要求1-14任一项所述的填充剂的制备方法,其特征在于,包括:
含有镍源、锌源和铁源以及可选的铜源的混合原料,依次经烧结、粉碎后得到所述铁氧体颗粒;所述铁氧体颗粒中,粒径为2-11μm的颗粒的数量占比为50-70%;
将所述铁氧体和可选的所述辅助材料混合后,得到所述封装材料的填充剂。
16.根据权利要求15所述的制备方法,其特征在于,所述混合原料经烧结前还包括一次球磨、预烧结和二次球磨的步骤。
17.根据权利要求16所述的制备方法,其特征在于,所述一次球磨的时间为3-4h。
18.根据权利要求16或17所述的制备方法,其特征在于,所述预烧结的温度为800-920℃,所述预烧结的时间为4-6h。
19.根据权利要求16-18任一项所述的制备方法,其特征在于,所述二次球磨的时间为10-12h。
20.根据权利要求15-19任一项所述的制备方法,其特征在于,所述烧结的温度为920-950℃,所述烧结的时间为4-6h。
21.根据权利要求15-20任一项所述的制备方法,其特征在于,粉碎后所得铁氧体颗粒的粒径D50为3.5-7μm。
22.一种磁性塑封材料,其特征在于,包括塑封树脂和如权利要求1-12任一项所述的填充剂,所述填充剂在所述磁性塑封材料中的质量占比为75%-92%。
23.一种封装器件,其特征在于,所述封装器件利用如权利要求22所述的磁性塑封材料封装而成。
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