DE112020000121T5

DE112020000121T5 - Verfahren zur herstellung eines geformten verbundinduktors und ein geformter verbundinduktor

Info

Publication number: DE112020000121T5
Application number: DE112020000121.0T
Authority: DE
Inventors: Guohua Wang; Xiongzhi GUO; Zhnoquan Wu; Yunfan ZHANG; Qiang Xiao; Bohui Wang; Zhihang Jiang; Yang Chen; Kai He; Yunkai Cao; Yixuan Li
Original assignee: Huizhou Boke Ind Co Ltd; Huizhou Boke Industry Co Ltd; HUIZHOU POCO MAGNETIC Co Ltd; Shenzhen Boke New Mat Co Ltd; Shenzhen Boke New Material Co Ltd
Current assignee: Huizhou Boke Ind Co Ltd; Huizhou Boke Industry Co Ltd; HUIZHOU POCO MAGNETIC Co Ltd; Shenzhen Boke New Mat Co Ltd; Shenzhen Boke New Material Co Ltd
Priority date: 2020-08-14
Filing date: 2020-08-14
Publication date: 2022-05-05
Also published as: US20220301768A1; JP2022547241A; WO2022032606A1

Abstract

Vorgesehen sind ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors und ein geformter Verbundinduktor. Das Verfahren umfasst: Einsetzen einer Vielzahl von Leitern (1) getrennt von einander in eine Form, und Erweitern von zwei Enden jedes der Vielzahl von Leitern (1) aus der Form heraus; Füllen der Form mit Magnetpulver, so dass das Magnetpulver die Vielzahl von Leitern (1) bedeckt; und Aufbringen von Druck auf das Magnetpulver, so dass das Magnetpulver einen Magnetkörper (2) bildet und mit der Vielzahl von Leitern (1) integriert wird, um ein Induktormodul zu bilden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf das Gebiet der Präparation elektronischer Elemente, z. B. auf ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors und einen geformten Verbundinduktor.
Hintergrund
Mit der rasanten Entwicklung von Halbleitereinrichtungen entwickeln sich die Anforderungen an Induktoren in Richtung hoher Wirkungsgrad, geringe Induktivität, Miniaturisierung und große Ströme. Derzeit sind übliche Induktoren Integralinduktoren und Ferritwickelinduktoren, die einzelne unabhängige Elemente sind. Die aktuelle DC-DC-Umwandlung erfordert jedoch immer höhere Leistungen von einigen hundert Watt bis zu einigen zig Kilowatt, und ein einzelner Induktor kann solch hohen Leistungen überhaupt nicht standhalten. In der Regel werden mehrere Induktoren in Reihe oder parallel verwendet oder auf einer Leiterplatte kombiniert.
Beim Design der Leiterplatte wird eine Kombination aus mehreren Induktoren verwendet, um die Anforderung an eine Hochleistung-Leistungsversorgung zu erfüllen. Die auf der Leiterplatte montierten mehreren Induktoren weisen ein großes Volumen auf und können den Platz auf der Leiterplatte nicht vollständig ausnutzen.
Kurzfassung
Die vorliegende Anmeldung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors bereit. Der durch das Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors hergestellte geformte Verbundinduktor kann nicht nur die Anforderung einer Hochleistung-Leistungsversorgung erfüllen, sondern auch den Raum einer Leiterplatte vollständig ausnutzen, wodurch ein Miniaturisierungsdesign der Leiterplatte erleichtert wird.
Die vorliegende Anmeldung stellt einen geformten Verbundinduktor bereit, der durch das vorstehende Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors hergestellt wird. Der geformte Verbundinduktor kann nicht nur die Anforderung einer Hochleistung-Leistungsversorgung erfüllen, sondern auch den Raum der Leiterplatte vollständig ausnutzen, wodurch das Miniaturisierungsdesign der Leiterplatte erleichtert wird.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors bereit. Das Verfahren umfasst: Einsetzen einer Vielzahl von Leitern getrennt voneinander in eine Form, und Erweitern von zwei Enden jedes der Vielzahl von Leitern aus der Form heraus; Füllen der Form mit Magnetpulver, so dass das Magnetpulver die Vielzahl von Leitern bedeckt; und Aufbringen von Druck auf das Magnetpulver, so dass das Magnetpulver mit der Vielzahl von Leitern integriert wird, um ein Induktormodul zu bilden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung stellt einen geformten Verbundinduktor bereit, der durch das vorstehende Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors hergestellt wird. Der geformte Verbundinduktor umfasst einen Magnetkörper und eine Vielzahl von Leitern. Die Vielzahl von Leitern sind getrennt voneinander verteilt und jeder der Vielzahl von Leitern ist eingerichtet, durch den Magnetkörper zu dringen und weist zwei Enden auf, die sich aus dem Magnetkörper heraus erstrecken.
Figurenliste

1 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
2 ist ein Strukturdiagramm eines geformten Verbundinduktors, der durch ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung hergestellt wird.

Bezugszeichenliste

1: Leiter
2: Magnetkörper

Detaillierte Beschreibung
In der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung gilt, dass Ausrichtungen oder Positionsbeziehungen, die durch Begriffe wie „Mitte“, „längs“, „seitlich“, „Länge“, „Breite“, „Dicke“, „über“, „unter“, „Vorderseite“, „Hinter„seite“, „links“ „rechts“, „vertikal“, „horizontal“, „oben“, „unten“, „innen“, „außen“, „im Uhrzeigersinn“, „entgegen dem Uhrzeigersinn“, „axial“, „radial“ und „umlaufend“ angezeigt werden, auf Ausrichtungen oder Positionsbeziehungen beruhen, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Diese Ausrichtungen oder Positionsbeziehungen dienen nur dazu, die Beschreibung der vorliegenden Anmeldung zu erleichtern und die Beschreibung zu vereinfachen und sollen nicht anzeigen oder implizieren, dass Vorrichtungen oder Elemente, auf die Bezug genommen wird, solch spezifische Ausrichtungen aufweisen müssen oder in solch spezifischen Ausrichtungen eingerichtet sein oder betrieben werden müssen. Somit sind diese Ausrichtungen oder Positionsbeziehungen nicht als Einschränkungen der vorliegenden Anmeldung auszulegen.
Außerdem kann ein als „erstes“ Merkmal oder „zweites“ Merkmal definiertes Merkmal explizit oder implizit eines oder mehr solcher Merkmale umfassen, um Merkmale unabhängig von Reihenfolge oder Gewichtung zu unterscheiden und zu beschreiben. In der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung bedeutet der Begriff „eine Vielzahl von“ oder „mehrere“ zwei oder mehr, wenn nicht anders vermerkt.
In der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung ist zu beachten, dass, sofern nicht ausdrücklich anders spezifiziert und eingeschränkt, der Begriff „montiert“, „miteinander verbunden“ oder „verbunden“ in einem weiten Sinne auszulegen ist als fest verbunden, lösbar verbunden oder integriert; mechanisch verbunden oder elektrisch verbunden; direkt miteinander verbunden oder indirekt über ein Zwischenglied miteinander verbunden; oder zwischen zwei Komponenten verbunden. Von Fachleute können die spezifischen Bedeutungen der vorangehenden Begriffe in der vorliegenden Anmeldung auf der Grundlage spezifischer Situationen verstanden werden.
Ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors in einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung wird im Folgenden mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors in der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung die im Folgenden beschriebenen Schritte.
In S1 werden mehrere Leiter 1 voneinander getrennt in eine Form eingesetzt und zwei Enden jedes der mehreren Leiter 1 erstrecken sich aus der Form heraus.
In S2 wird die Form mit Magnetpulver gefüllt, so dass das Magnetpulver die mehreren Leiter 1 bedeckt.
In S3 wird Druck auf das Magnetpulver aufgebracht, so dass das Magnetpulver einen Magnetkörper 2 bildet und mit den mehreren Leitern 1 integriert wird, um ein Induktormodul zu bilden.
Der durch das Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors hergestellte geformte Verbundinduktor in der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann mehrere induktive Elemente zu dem Induktormodul kombinieren. Bei der tatsächlichen Verwendung muss nur ein Induktormodul auf einer Leiterplatte montiert werden. Im Vergleich zu einzelnen unabhängigen induktiven Elementen, die mehrfach auf der Leiterplatte befestigt sind, kann das Induktormodul der vorliegenden Anmeldung nicht nur die Montageeffizienz der Leiterplatte verbessern, sondern auch das Volumen des Induktormoduls verringern und die Raumausnutzungsrate der Leiterplatte verbessern.
Da die Leiter 1 unterdessen während der Produktion in der Form voneinander getrennt werden, weist das hergestellte Induktormodul sozusagen mehrere Verbindungen der Leiter 1 auf, so dass mehrere unabhängige Induktoren im Induktormodul gebildet werden. Durch ein Schaltungsdesign sind mehrere Induktoren im Induktormodul parallel verbunden oder parallel, oder gekoppelt, um Kombinationen mit mehreren elektrischen Eigenschaften zu erreichen. Die Selbstinduktivität und die gegenseitige Induktivität mehrerer Induktoren im Induktormodul können ebenfalls genutzt werden, um mehrere elektrische Eigenschaften zu erreichen. Somit wird das Induktormodul breiter angewendet.
Mit dem Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors in der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung werden die mehreren Leiter 1 in der Form voneinander getrennt eingesetzt und das Magnetpulver wird hinzugefügt und in einem Herstellungsprozess in Form gepresst, so dass das hergestellte Induktormodul in mehrere unabhängige Induktoren unterteilt werden kann, wodurch der Anwendungsbereich des Induktormoduls verbessert wird, das Volumen des Induktormoduls reduziert wird, die Raumnutzungsrate der Leiterplatte verbessert wird und die Montageeffizienz der Leiterplatte verbessert wird.
In einigen Ausführungsformen wird ferner nach S3 S4 eingefügt.
In S4 wird eine Wärmebehandlung an dem durch Pressdruck geformten Induktormodul durchgeführt, so dass die Oberflächen des Induktormoduls isoliert werden.
Exemplarisch kann die Wärmebehandlung nicht nur die Oberflächen des Induktormoduls isolieren und die Gebrauchssicherheit des Induktormoduls verbessern, sondern auch die beim Pressen erzeugten thermischen Spannungen abbauen, wodurch die strukturelle Stabilität des Induktormoduls gewährleistet und das Ablösen des Magnetpulvers verhindert wird.
In einigen optionalen Ausführungsformen ist ein Prozess der Wärmebehandlung des Induktormoduls Tempern bei einer Temperatur von 450 °C.
Optional wird das Induktormodul in der Umgebung von Luft, Stickstoff oder einer Mischung aus Wasserstoff und Stickstoff getempert.
Im tatsächlichen Produktionsprozess kann der Prozess der Wärmebehandlung gemäß tatsächlichen Anforderungen gewählt werden und ist nicht auf die Einschränkung in dieser Ausführungsform beschränkt.
In einigen Ausführungsformen wird ferner nach S4 S5 eingefügt.
In S5 wird eine Oberflächenbehandlung an Abschnitten jedes Leiters 1, die sich aus dem Magnetkörper 2 heraus erstrecken, durchgeführt.
Zum Beispiel müssen die Abschnitte des Leiters 1, die sich aus dem Magnetkörper 2 heraus erstrecken, in einem eigentlichen Montageprozess mit der Leiterplatte verschweißt werden. Die an den Abschnitten durchgeführte Oberflächenbehandlung kann den Montage des gesamten Induktormoduls erleichtern und damit die Montageeffizienz der Leiterplatte verbessern.
In einigen optionalen Ausführungsformen wird nach S5 ferner S6 eingefügt.
In S6 sind die Abschnitte jedes Leiters 1, die sich aus dem Magnetkörper 2 heraus erstrecken, gebogen.
Dadurch wird die Oberflächenbefestigung oder das Einsetzen des Induktormoduls erleichtert, was die Montageeffizienz der Leiterplatte verbessert.
In einigen optionalen Ausführungsformen umfasst ein Oberflächenbehandlungsprozess Entgraten, Polieren und Verzinnen. Dadurch wird die Oberflächenqualität der sich aus dem Magnetkörper 2 heraus erstreckenden Abschnitte des Leiters 1 gesichert, was das Verschweißen des Leiters 1 mit der Leiterplatte erleichtert.
In einigen optionalen Ausführungsformen ist das Magnetpulver weiches magnetisches Metallpulver. Das weiche magnetische Metallpulver ist gekennzeichnet durch eine hohe Sättigungsmagnetisierung, einen niedrigen Preis und gute Bearbeitungseigenschaften. Die Verwendung des weichen magnetischen Metallpulvers als Magnetpulver kann die Herstellungskosten des Induktormoduls reduzieren und die elektrische Leistung des Induktormoduls sicherstellen.
In einigen optionalen Ausführungsformen umfasst das weiche magnetische Metallpulver eines oder mehrere von Carbonyleisenpulver, Eisen-Silizium-Chrom-Legierungspulver, Eisen-Silizium-Legierungspulver, Eisen-Silizium-Aluminium-Legierungspulver, Eisen-Nickel-Legierungspulver oder Eisen-Nickel-Molybdän-Legierungspulver. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung kann das Magnetpulver auch anderes Pulver annehmen und ist nicht auf die vorstehende Beschreibung beschränkt.
In einigen optionalen Ausführungsformen ist der Leiter 1 ein Kupferstück. So wird die Leitfähigkeit des Leiters 1 besser gesichert. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung kann der Leiter 1 aus anderen leitfähigen Materialien gefertigt sein.
In einigen optionalen Ausführungsformen hat der Leiter 1 eine längliche Form. Der längliche Leiter 1 erleichtert das in Form Pressen des Magnetpulvers und des Leiters 1, wodurch die Zuverlässigkeit des gesamten Induktormoduls gewährleistet wird.
Ausführungsform
Ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors in einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung wird im Folgenden beschrieben.
In einem ersten Schritt werden vier Leiter 1 voneinander getrennt in eine Form eingesetzt und zwei Enden jedes Leiters 1 erstrecken sich aus der Form heraus.
In einem zweiten Schritt wird die Form mit Magnetpulver gefüllt, so dass das Magnetpulver die vier Leiter 1 bedeckt.
In einem dritten Schritt wird Druck auf das Magnetpulver aufgebracht, so dass das Magnetpulver mit den vier Leitern 1 integriert wird, um ein Induktormodul zu bilden.
In einem vierten Schritt wird an dem durch Pressdruck geformten Induktormodul Tempern durchgeführt, so dass die Oberflächen des Induktormoduls isoliert werden, wobei das Tempern an Luft bei einer Temperatur von 450 °C durchgeführt wird.
In einem fünften Schritt wird Entgraten, Polieren und Verzinnen an Abschnitten jedes Leiters 1 durchgeführt, die sich aus einem Magnetkörper 2 heraus erstrecken.
In einem sechsten Schritt sind die Abschnitte jedes Leiters 1, die sich aus dem Magnetkörper 2 heraus erstrecken, gebogen.
Ein geformter Verbundinduktor, der nach dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors in der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung hergestellt wird, umfasst einen Magnetkörper 2 und mehrere Leiter 1. Die mehreren Leiter 1 sind getrennt voneinander verteilt und jeder Leiter 1 dringt durch den Magnetkörper 2 und weist zwei Enden auf, die sich aus dem Magnetkörper 2 heraus erstrecken.
In dem geformten Verbundinduktor in der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung sind die mehreren Leiter 1 voneinander getrennt eingesetzt und dringen durch den Magnetkörper 2, wodurch der Anwendungsbereich eines Induktormoduls verbessert, das Volumen des Induktormoduls reduziert, die Raumnutzungsrate einer Leiterplatte verbessert und die Montageeffizienz der Leiterplatte verbessert wird.
In der Beschreibung der Patentanmeldung soll die Beschreibung von Referenzbegriffen wie „einige Ausführungsformen“ und „andere Ausführungsformen“ bedeuten, dass bestimmte Merkmale, Strukturen, Materialien oder Eigenschaften, die in Verbindung mit solchen Ausführungsformen oder Beispielen beschrieben werden, in mindestens einer Ausführungsform oder einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung enthalten sind. In der Patentanmeldung bezieht sich die illustrative Beschreibung der vorangehenden Begriffe nicht notwendigerweise auf die gleiche Ausführungsform oder das gleiche Beispiel. Darüber hinaus können die beschriebenen spezifischen Merkmale, Strukturen, Materialien oder Eigenschaften in geeigneter Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen oder Beispielen kombiniert werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors, umfassend: Einsetzen einer Vielzahl von Leitern (1) getrennt von einander in eine Form, und Erweitern von zwei Enden jedes der Vielzahl von Leitern (1) aus der Form heraus; Füllen der Form mit Magnetpulver, so dass das Magnetpulver die Vielzahl von Leitern (1) bedeckt; und Aufbringen von Druck auf das Magnetpulver, so dass das Magnetpulver einen Magnetkörper (2) bildet und mit der Vielzahl von Leitern (1) integriert wird, um ein Induktormodul zu bilden.
Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors nach Anspruch 1, nach Aufbringen des Drucks auf das Magnetpulver, so dass das Magnetpulver einen Magnetkörper (2) bildet und mit der Vielzahl von Leitern (1) integriert wird, um ein Induktormodul zu bilden, ferner umfassend: Durchführen einer Wärmebehandlung an dem durch Pressdruck geformten Induktormodul, so dass Oberflächen des Induktormoduls isoliert werden.
Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors nach Anspruch 2, wobei ein Prozess der Wärmebehandlung des Induktormoduls Tempern bei einer Temperatur von 450 °C ist.
Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors nach Anspruch 2, nach Durchführen der Wärmebehandlung an dem durch Pressdruck geformten Induktormodul, so dass die Oberflächen des Induktormoduls isoliert werden, ferner umfassend: Durchführen einer Oberflächenbehandlung an Abschnitten jedes der Vielzahl von Leitern (1), die sich aus dem Magnetkörper (2) heraus erstrecken.
Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors nach Anspruch 4, nach Durchführen der Oberflächenbehandlung an den Abschnitten jedes der Vielzahl von Leitern (1), die sich aus dem Magnetkörper (2) heraus erstrecken, ferner umfassend: Biegen der Abschnitte jedes der Vielzahl von Leitern (1), die sich aus dem Magnetkörper (2) heraus erstrecken.
Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors nach Anspruch 4, wobei die Oberflächenbehandlung Entgraten, Polieren und Verzinnen umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Magnetpulver weiches magnetisches Metallpulver ist.
Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors nach Anspruch 7, wobei das weiche magnetische Metallpulver mindestens eines von Carbonyleisenpulver, Eisen-Silizium-Chrom-Legierungspulver, Eisen-Silizium-Legierungspulver, Eisen-Silizium-Aluminium-Legierungspulver, Eisen-Nickel-Legierungspulver oder Eisen-Nickel-Molybdän-Legierungspulver umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jeder der Vielzahl von Leitern (1) ein Kupferstück in einer länglichen Form ist.
Geformter Verbundinduktor, der nach dem Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundinduktors hergestellt wird, nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend: einen Magnetkörper (2); und eine Vielzahl von Leitern (1), die voneinander beabstandet sind, wobei jeder der Vielzahl von Leitern (1) eingerichtet ist, durch den Magnetkörper (2) zu dringen und zwei Enden aufweist, die sich aus dem Magnetkörper (2) heraus erstrecken.