CN215643922U

CN215643922U - 一种热压一体成型电感

Info

Publication number: CN215643922U
Application number: CN202121582664.5U
Authority: CN
Inventors: 饶金火; 林伙利; 王俊文
Original assignee: SANJIRUI TECHNOLOGY (SUZHOU) CO LTD
Current assignee: SANJIRUI TECHNOLOGY (SUZHOU) CO LTD
Priority date: 2021-07-13
Filing date: 2021-07-13
Publication date: 2022-01-25
Anticipated expiration: 2031-07-13

Abstract

本实用新型揭示了一种热压一体成型电感，包括线圈部分、磁芯部分以及包覆绝缘体，线圈部分为一个由条状铜材弯折成型的成型铜框，成型铜框的等效圈数为3/4，磁芯部分为一块超合金中柱，超合金中柱的外周侧设置有两处凸台结构，成型铜框整体套设于超合金中柱的外周侧并借助两处凸台结构实现其在超合金中柱上的置中设置；线圈部分及磁芯部分均埋设于包覆绝缘体内部，在电感器件的热压成型状态下，成型铜框上的端头作为电感器件的引脚、凸出于包覆绝缘体的一侧端面。本实用新型大幅增加了电感器件中线圈部分的横截面积、降低了电感器件的DCR。而且线圈部分的置中也确保了电感器件的屏蔽性能、降低了电感器件的EMI、提升了其使用稳定性。

Description

一种热压一体成型电感

技术领域

本实用新型涉及一种电感器件，具体而言，涉及一种经热压加工而成的一体成型电感，属于电感加工技术领域。

背景技术

随着我国的硬件发展水平逐步提高、各类智能化硬件设备陆续出现，特别是在近年来，部分热点行业的蓬勃发展也催生出了更多的硬件类型，诸如国家、企业层面的数据中心、云端服务器等大型数据处理设备，个人层面的无人驾驶汽车等。在这样的发展趋势下，各类硬件设备的设计和制造也开始逐步迈向集成化、高效化，这也就给设备内各电器元件的应用提出了更高的要求。

举例而言，考虑到智能化硬件设备在外部尺寸、内部结构方面的需要，在其设计之初就应当考虑充分利用设备的内部空间，因此对于其中所使用到的电感器件的效能要求也十分严苛。

目前，市面上常见的热压成型电感一般由内部的磁芯、线圈以及外部的包覆材料压合形成。受限于线圈结构及加工流程等方面的原因，现有电感成品的可靠性相对较差、DCR（Direct Current Resistance，直流电阻）和EMI（Electro Magnetic Interference，电磁干扰）较高，而且这种电感在实际使用时还存在着可承受的最大电流较低、交流损耗高、产品能耗大等问题。

因此，如何在各类现有技术的基础上，提出一种全新的、适配于各类高端电子设备的电感器件，保证其能够适用于各种要求较高的应用场景、具备较高的可靠性，也就成为了目前本领域内技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本实用新型的目的是提出一种经热压加工而成的一体成型电感，具体如下。

一种热压一体成型电感，包括位于内部的线圈部分、磁芯部分以及包覆于外部的包覆绝缘体，所述线圈部分为一个由条状铜材弯折成型的成型铜框，所述成型铜框的等效圈数为3/4，所述磁芯部分为一块超合金中柱，所述超合金中柱的外周侧设置有两处凸台结构，所述成型铜框整体套设于所述超合金中柱的外周侧并借助两处所述凸台结构实现其在所述超合金中柱上的置中设置；所述线圈部分及所述磁芯部分均埋设于所述包覆绝缘体内部，在电感器件的热压成型状态下，所述成型铜框上的两个端头作为电感器件的引脚、凸出于所述包覆绝缘体的一侧端面。

优选地，所述条状铜材的截面呈矩形，所述条状铜材的截面长度为2.5mm、所述条状铜材的截面宽度为0.7mm。

优选地，所述成型铜框可以划分为一段水平段、两段垂直段以及两个端头，两段所述垂直段分别连接于所述水平段的一侧并保持与所述水平段的垂直、三者共同构成一个带有直角转折的C型结构，每段所述垂直段的端部均连接有一个所述端头，所述端头的设置方向与所述垂直段相垂直、与所述水平段相平行，两个所述端头水平方向上的中心轴相重合且两个所述端头间存在间隙。

优选地，所述超合金中柱的主体呈立方体结构，所述超合金中柱的主体的下端面沿其中心线设置有一条连接凸台，所述连接凸台的高度小于所述条状铜材的截面宽度，所述连接凸台的宽度等于两个所述端头间的间隙；所述超合金中柱的主体的下端面中心位置处还开设有一个用于在装配过程中实现对所述超合金中柱整体定位的定位孔。

优选地，所述超合金中柱的主体的上端面边沿位置处还设置一条有用于实现所述成型铜框在所述超合金中柱上的置中设置的限位凸台，所述限位凸台的高度小于所述条状铜材的截面宽度。

优选地，在所述成型铜框与所述超合金中柱的组合状态下，所述成型铜框的内周侧的端面与所述超合金中柱外周侧的端面相触接、两个所述端头分别与所述连接凸台的两侧端面相触接，所述成型铜框一侧的端面与所述限位凸台上相对应一侧的端面相触接。

优选地，所述超合金中柱由磁性粉末冷压成型，经冷压成型后的所述超合金中柱的密度为6g/cm³～6.5g/cm³。

本实用新型的优点主要体现在以下几个方面：

本实用新型中的一种一体成型式电感器件，经热压成型、喷漆、激光剥漆、电镀等步骤加工而成。在结构层面，本实用新型通过成型铜框的使用，大幅增加了电感器件中线圈部分的横截面积、降低了成型后电感器件的DCR。而且在装配过程中，本实用新型中磁芯部分的结构能够保证线圈部分置中设置，进而确保电感器件的屏蔽性能、降低成型后电感器件的EMI、提升其使用稳定性。

此外，在本实用新型的电感器件的装配过程中，器件下端面可以被整体焊接于PCB上、使得二者间的接触电阻几乎可以忽略不计，不仅保证了电感器件的效能，而且也为其应用提供了便利，使其能够更好地应用于数据中心、云端服务器、无人驾驶汽车等高精密度场景中。

最后，本实用新型还为同领域内的其他相关方案提供了参考依据，可以以此进行拓展延伸，将类似结构运用于其他电感器件的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。

以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1为本实用新型中电感功能器件在未组合状态下的结构示意图；

图2为本实用新型中热压成型后、电感加工中间件的整体结构示意图；

图3为本实用新型中电感成品的整体结构示意图。

其中：1、包覆绝缘体；2、成型铜框；21、水平段；22、垂直段；23、端头；3、超合金中柱；31、连接凸台；32、定位孔；33、限位凸台。

具体实施方式

本实用新型提出了一种经热压加工而成的一体成型电感，具体方案如下。

一种热压一体成型电感，包括位于内部的线圈部分、磁芯部分以及包覆于外部的包覆绝缘体1，所述线圈部分为一个由条状铜材弯折成型的成型铜框2，所述成型铜框2的等效圈数为3/4，所述磁芯部分为一块超合金中柱3，所述超合金中柱3的外周侧设置有两处凸台结构，所述成型铜框2整体套设于所述超合金中柱3的外周侧并借助两处所述凸台结构实现其在所述超合金中柱3上的置中设置；所述线圈部分及所述磁芯部分均埋设于所述包覆绝缘体1内部，在电感器件的热压成型状态下，所述成型铜框2上的两个端头23作为电感器件的引脚、凸出于所述包覆绝缘体1的一侧端面。

如图1所示图中为了便于展示，上下端面倒置，所述成型铜框2由条状铜材弯折加工而成，所述条状铜材的截面呈矩形，从参数选择范围而言，所述条状铜材的截面长度为2.0mm～3.0mm、所述条状铜材的截面宽度为0.5mm～1.0mm。在本实施例中，优选方案为，所述条状铜材的截面长度为2.5mm、所述条状铜材的截面宽度为0.7mm。

所述成型铜框2可以划分为一段水平段21、两段垂直段以及两个端头23，两段所述垂直段22分别连接于所述水平段21的一侧并保持与所述水平段21的垂直、三者共同构成一个带有直角转折的C型结构，每段所述垂直段22的端部均连接有一个所述端头23，所述端头23的设置方向与所述垂直段22相垂直、与所述水平段21相平行，两个所述端头23水平方向上的中心轴相重合且两个所述端头23间存在间隙。

所述超合金中柱3的主体呈立方体结构，所述超合金中柱3的主体的下端面沿其中心线设置有一条连接凸台31，所述连接凸台31的高度小于所述条状铜材的截面宽度，所述连接凸台31的宽度等于两个所述端头23间的间隙；所述超合金中柱3的主体的下端面中心位置处还开设有一个用于在装配过程中实现对所述超合金中柱3整体定位的定位孔32。

所述超合金中柱3的主体的上端面边沿位置处还设置一条有用于实现所述成型铜框2在所述超合金中柱3上的置中设置的限位凸台33，所述限位凸台33的高度小于所述条状铜材的截面宽度。

在所述成型铜框2与所述超合金中柱3的组合状态下，所述成型铜框2的内周侧的端面与所述超合金中柱3外周侧的端面相触接、两个所述端头23分别与所述连接凸台31的两侧端面相触接，所述成型铜框2一侧的端面与所述限位凸台33上相对应一侧的端面相触接。

以下结合上述结构方案，对本实用新型的加工流程进行简述。

一种热压一体成型电感的制造方法，包括如下步骤：

S1、零部件加工，选择磁性粉末、通过冷压成型得到对应材质的超合金中柱3，选择条状铜材、通过弯折成型得到成型铜框2。

在这一步骤中需要说明的是，所述磁性粉末的选择范围包括FeSiCr、FeSiAl、FeSi、FeSiCrB以及Fe基合金中的任意一种或多种。且经冷压成型后的所述超合金中柱3的密度为6g/cm³～6.5g/cm³。

S2、电感功能器件装配加工，将所述成型铜框2套设于所述超合金中柱3的外周侧、使所述成型铜框2在所述超合金中柱上置中设置，得到完整的电感功能器件。

S3、包覆粉末调配加工，将金属粉末、绝缘粉末、粘接剂、润滑剂及固化剂混合，得到压制用包覆粉末。

在这一步骤中需要说明的是，所述金属粉末的选材范围包括FeSiCr、FeSiCrB、FeSi以及Fe基合金中的任意一种或多种；所述绝缘粉末的选材范围包括环氧树脂、电木树脂以及硅酮树脂中的任意一种或多种。

S4、热压成型加工，将所述电感功能器件放置于与最终电感成品形状一致的加工模具内，利用所述超合金中柱3上的定位孔使所述电感功能器件置中，随后注入经过预热的所述压制用包覆粉末，使所述电感功能器件大体埋没于所述压制用包覆粉末中、所述成型铜框2的端头23露出于所述压制用包覆粉末外，随后通过热压成型使所述电感功能器件与压制用包覆粉末成为一体、得到如图2所示的电感加工中间件。

在这一步骤中需要说明的是，所述压制用包覆粉末的预热温度为55℃～90℃、预热时长为4sec～7sec；热压成型过程中，所述电感功能组件与所述包覆粉末在150℃～180℃的温度条件、1.0t/6.6*6.6mm²～2.5t/6.6*6.6mm²的压力条件下保压60sec～120sec。

S5、喷漆加工，使用绝缘材料在所述电感加工中间件上露出有所述端头21的一侧端面上进行全覆盖式喷涂，使所述电感加工中间件的该侧端面上形成一层致密的绝缘涂层；

S6、激光剥漆加工，对所述电感加工中间件外周侧的所述端头23进行激光剥漆处理，使所述端头23表面的绝缘涂层被完全剥离、所述端头23暴露并凸出于所述电感加工中间件的端面；

S7、电镀加工，对所述电感加工中间件上的所述端头23进行电镀加工处理，使所述端头23的外露面上形成一层致密的电镀层、得到如图3所示的成型后的电感器件。

综上所述，本实用新型中的一种一体成型式电感器件，经热压成型、喷漆、激光剥漆、电镀等步骤加工而成。在结构层面，本实用新型通过成型铜框的使用，大幅增加了电感器件中线圈部分的横截面积、降低了成型后电感器件的DCR。并且本实用新型的电感器件具有较高的电感值，可以承受较高的最大电流，在其实际应用过程中的交流损耗低、最大限度上地提升了电感器件整体的节能效果。

而且在装配过程中，本实用新型中磁芯部分的结构能够保证线圈部分置中设置，进而确保电感器件的屏蔽性能、降低成型后电感器件的EMI、提升其使用稳定性。

同时，在本实用新型的电感器件的装配过程中，器件下端面可以被整体焊接于PCB上、使得二者间的接触电阻几乎可以忽略不计，不仅保证了电感器件的效能，而且也为其应用提供了便利，使其能够更好地应用于数据中心、云端服务器、无人驾驶汽车等高精密度场景中。

此外，本实用新型还为同领域内的其他相关方案提供了参考依据，可以以此进行拓展延伸，将类似结构运用于其他电感器件的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

最后，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种热压一体成型电感，包括位于内部的线圈部分、磁芯部分以及包覆于外部的包覆绝缘体（1），其特征在于：所述线圈部分为一个由条状铜材弯折成型的成型铜框（2），所述成型铜框（2）的等效圈数为3/4，所述磁芯部分为一块超合金中柱（3），所述超合金中柱（3）的外周侧设置有两处凸台结构，所述成型铜框（2）整体套设于所述超合金中柱（3）的外周侧并借助两处所述凸台结构实现其在所述超合金中柱（3）上的置中设置；所述线圈部分及所述磁芯部分均埋设于所述包覆绝缘体（1）内部，在电感器件的热压成型状态下，所述成型铜框（2）上的两个端头（23）作为电感器件的引脚、凸出于所述包覆绝缘体（1）的一侧端面。

2.根据权利要求1所述的一种热压一体成型电感，其特征在于：所述条状铜材的截面呈矩形，所述条状铜材的截面长度为2.5mm、所述条状铜材的截面宽度为0.7mm。

3.根据权利要求2所述的一种热压一体成型电感，其特征在于：所述成型铜框（2）可以划分为一段水平段（21）、两段垂直段以及两个端头（23），两段所述垂直段（22）分别连接于所述水平段（21）的一侧并保持与所述水平段（21）的垂直、三者共同构成一个带有直角转折的C型结构，每段所述垂直段（22）的端部均连接有一个所述端头（23），所述端头（23）的设置方向与所述垂直段（22）相垂直、与所述水平段（21）相平行，两个所述端头（23）水平方向上的中心轴相重合且两个所述端头（23）间存在间隙。

4.根据权利要求3所述的一种热压一体成型电感，其特征在于：所述超合金中柱（3）的主体呈立方体结构，所述超合金中柱（3）的主体的下端面沿其中心线设置有一条连接凸台（31），所述连接凸台（31）的高度小于所述条状铜材的截面宽度，所述连接凸台（31）的宽度等于两个所述端头（23）间的间隙；所述超合金中柱（3）的主体的下端面中心位置处还开设有一个用于在装配过程中实现对所述超合金中柱（3）整体定位的定位孔（32）。

5.根据权利要求4所述的一种热压一体成型电感，其特征在于：所述超合金中柱（3）的主体的上端面边沿位置处还设置一条有用于实现所述成型铜框（2）在所述超合金中柱（3）上的置中设置的限位凸台（33），所述限位凸台（33）的高度小于所述条状铜材的截面宽度。

6.根据权利要求5所述的一种热压一体成型电感，其特征在于：在所述成型铜框（2）与所述超合金中柱（3）的组合状态下，所述成型铜框（2）的内周侧的端面与所述超合金中柱（3）外周侧的端面相触接、两个所述端头（23）分别与所述连接凸台（31）的两侧端面相触接，所述成型铜框（2）一侧的端面与所述限位凸台（33）上相对应一侧的端面相触接。

7.根据权利要求1所述的一种热压一体成型电感，其特征在于：所述超合金中柱（3）由磁性粉末冷压成型，经冷压成型后的所述超合金中柱（3）的密度为6g/cm³～6.5g/cm³。