TWI675385B - 合金材積層電感製法 - Google Patents

Abstract

一種合金材積層電感製法，其包含下列步驟：材料製備步驟，粉末珠擊步驟，粉末混合步驟，印刷泥漿製作步驟，製帶/裁片步驟，薄帶整平步驟，打孔步驟，印刷步驟，堆疊步驟，壓合步驟，切割步驟，燒除步驟，燒結步驟，移轉印刷端電極步驟，電鍍步驟。本發明之電感製法可使合金粉末之間間隙更小進而達到提升磁導率的功效。

Description

合金材積層電感製法

本發明係關於一種電感製法，特別是關於一種合金材積層電感製法。

按，一般積層電感製法，請參閱第一圖所示，其主要係由數個薄帶11堆疊，且該薄帶11上具有電感線圈圖形，該數個薄帶11堆疊藉由導電漿料12讓電感線圈圖形連接，進而達到電感小型化之效能。

該一般積層電感製法，其雖可製作出小型化的積層電感，然卻因小型化導致磁導量不足，而當欲提升磁導量時，往往因圓形合金粉末111與圓形合金粉末111間隙，致使固定體積之磁導率提升效果有限，因而造成需變換材料或增大體積的不便。

因此，本案發明人鑑於上述之缺失，因而乃亟思加以創新開發，並經多年苦心孤詣潛心研究，終於研發出一種可提升磁導率，同時不須增大積層電感體積之方法。

本發明之主要目的係提供一種合金材積層電感製法，其包含下列步驟：材料製備步驟，該材料製備步驟準備鐵合金粉末，其中該鐵合金粉末粒徑為1~20μm，該鐵合金粉末為鐵矽鉻合金粉末或鐵矽鋁合金粉 末，該鐵矽鉻合金粉末組成為82~97wt%鐵(wt%為質量百分濃度或為重量百分濃度)、2~9wt%矽、1~9wt%鉻，又該鐵矽鋁合金粉末組成為82~97wt%鐵、2~9wt%矽、1~9wt%鋁。

粉末珠擊步驟，將材料製備步驟之鐵合金粉末放置於磨桶內，並將球體放入磨桶內，該球體直徑為1~10mm，該球體為氧化鋯珠或氧化鋁珠，該磨桶上具有一馬達，該馬達連接一攪拌棒，該攪拌棒上具有數個擾動部，該攪拌棒轉動使該擾動部擾動該磨桶內之球體撞擊該鐵合金粉，使該鐵合金粉被撞擊成扁平合金粉末，該攪拌棒轉動速度為50~200rpm(Revolution Per Minute，每分鐘轉速)且該攪拌棒轉動時間為2~8小時。

粉末混合步驟，將粉末珠擊步驟產生之扁平合金粉末對比該黏結劑及溶劑以1：5~1：10混合製成漿料，該黏結劑為PVB(聚乙烯醇縮丁醛)，該溶劑為酒精或甲苯。

印刷泥漿製作步驟，將粉末混合步驟之漿料經由均勻混合攪拌製成印刷泥漿。

製帶/裁片步驟，將粉末混合步驟之漿料經由捲對捲塗布設備及烤箱烘烤製成厚度10~50μm之生胚薄帶，該生胚薄帶再裁成15*15~22*22cm²之片狀薄帶，該捲對捲塗布設備帶動速度為1~10m/min，該烤箱烘烤溫度為40~90℃。

薄帶整平步驟，將製帶/裁片步驟之片狀薄帶經由油壓方式將表面壓平，使該片狀薄帶更為平整，以利後續印刷時銀漿接觸面更為密合，該油壓的壓力為1~2噸/cm²。

打孔步驟，將薄帶整平步驟之片狀薄帶經由雷射或機械打出 所需孔部。

印刷步驟，將打孔步驟之片狀薄帶係經由對位印刷導電漿料，並將印刷泥漿製作步驟之印刷泥漿在片狀薄帶上印刷成電感線圈圖形，再經烤箱烘烤，該烤箱烘烤溫度為55~80℃烘烤時間為30~60min，該導電漿料係供上下層片狀薄帶之電感線圈圖形相連接，該導電漿料為銀漿或銅漿。

堆疊步驟，將經由印刷步驟之片狀薄帶堆疊至所需厚度形成多個電感線圈圖形。

壓合步驟，將堆疊步驟形成之堆疊片狀薄帶加熱、加壓使堆疊片狀薄帶與電感線圈圖形壓實密合，該加熱溫度為40~85℃且該加壓壓力為50000~150000psi(Pound per Square Inch，磅每平方英寸)。

切割步驟，將壓合步驟之堆疊片狀薄帶以切割成型，形成共燒元件生胚。

燒除步驟，將切割步驟之共燒元件生胚經250~450℃持續2~6hr將電感線圈圖形和片狀薄帶內的黏結劑和脂類燒除。

燒結步驟，經由燒除步驟後進行600~800℃持續2~6hr的燒結，以形成一高強度、高硬度的合金材積層電感本體。

移轉印刷端電極步驟，經由燒結步驟形成之合金材積層電感本體使用導電漿料移轉印刷端電極，該導電漿料為銀漿或銅漿，該端電極形成可測試、焊接的腳位再經由烤箱55~80℃烘烤30~60min。

電鍍步驟，經由移轉印刷端電極步驟後在端電極上鍍上鎳做保護，在鎳上方再鍍錫使端電極具有良好的焊性。

藉由鐵合金粉末經由球體撞擊成扁平合金粉末，再將該扁平合金粉末製成薄帶，再將薄帶堆疊熱壓燒結製成積層電感，其可因扁平合金粉末之間間隙更小進而達到提升磁導率的功效。

S1‧‧‧材料製備步驟

S2‧‧‧粉末珠擊步驟

S3‧‧‧粉末混合步驟

S41‧‧‧印刷泥漿製作步驟

S42‧‧‧製帶/裁片步驟

S43‧‧‧薄帶整平步驟

S5‧‧‧打孔步驟

S6‧‧‧印刷步驟

S7‧‧‧堆疊步驟

S8‧‧‧壓合步驟

S9‧‧‧切割步驟

S10‧‧‧燒除步驟

S11‧‧‧燒結步驟

S12‧‧‧移轉印刷端電極步驟

S13‧‧‧電鍍步驟

1‧‧‧習用積層電感

11‧‧‧薄帶

111‧‧‧圓形合金粉末

12‧‧‧導電漿料

2‧‧‧馬達

21‧‧‧攪拌棒

22‧‧‧擾動部

3‧‧‧磨桶

4‧‧‧鐵合金粉末

41‧‧‧球體

5‧‧‧合金材積層電感

51‧‧‧薄帶

511‧‧‧扁平合金粉末

52‧‧‧電感線圈圖形

53‧‧‧孔部

54‧‧‧導電漿料

第一圖係為習用積層電感結構示意圖。

第二圖係為本發明之製作流程示意圖。

第三圖係為本發明之粉末珠擊步驟示意圖。

第四圖係為本發明之薄帶堆疊示意圖。

第五圖係為本發明結構示意圖。

為使 貴審查員方便簡捷瞭解本發明之其他特徵內容與優點及其所達成之功效能夠更為顯現，茲將本發明配合附圖，詳細說明如下：請參閱第二圖所示，本發明之主要目的係提供一種合金材積層電感製法，其包含下列步驟：

材料製備步驟S1，該材料製備步驟S1準備鐵合金粉末4，其中該鐵合金粉末4粒徑為1~20μm，該鐵合金粉末4為鐵矽鉻合金粉末或鐵矽鋁合金粉末，該鐵矽鉻合金粉末組成為82~97wt%鐵(wt%為質量百分濃度或為重量百分濃度)、2~9wt%矽、1~9wt%鉻，又該鐵矽鋁合金粉末組成為82~97wt%鐵、2~9wt%矽、1~9wt%鋁。

粉末珠擊步驟S2，將材料製備步驟S1之鐵合金粉末4放置於磨桶3內，並將球體41放入磨桶3內，該球體41直徑為1~10mm，該球體41為 氧化鋯珠或氧化鋁珠，該磨桶3上具有一馬達2，該馬達2連接一攪拌棒21，該攪拌棒21上具有數個擾動部22，該攪拌棒21轉動使該擾動部22擾動該磨桶3內之球體41撞擊該鐵合金粉末4，使該鐵合金粉末4被撞擊成扁平合金粉末511，該攪拌棒21轉動速度為50~200rpm且該攪拌棒21轉動時間為2~8小時，如第三圖配合第五圖所示。

粉末混合步驟S3，將粉末珠擊步驟S2產生之扁平合金粉末511對比該黏結劑及溶劑以1：5~1：10混合製成漿料，該黏結劑為PVB，該溶劑為酒精或甲苯。

印刷泥漿製作步驟S41，將粉末混合步驟S3之漿料經由均勻混合攪拌製成印刷泥漿。

製帶/裁片步驟S42，將粉末混合步驟S3之漿料經由捲對捲塗布設備及烤箱烘烤製成厚度10~50μm之生胚薄帶，該生胚薄帶51再裁成15*15~22*22cm²之片狀薄帶51，該捲對捲塗布設備帶動速度為1~10m/min，該烤箱烘烤溫度為40~90℃。

薄帶整平步驟S43，將製帶/裁片步驟S42之片狀薄帶51經由油壓方式將表面壓平，使該片狀薄帶51更為平整，以利後續印刷步驟S6時導電漿料接觸面更為密合，該油壓的壓力為1~2噸/cm²。

打孔步驟S5，將薄帶整平步驟S43之片狀薄帶51經由雷射或機械打出所需孔部53，如第四圖所示。

印刷步驟S6，將打孔步驟S5之片狀薄帶51係經由對位印刷導電漿料54，並將印刷泥漿製作步驟S41之印刷泥漿在片狀薄帶51上印刷成電感線圈圖形52，再經烤箱烘烤，該烤箱烘烤溫度為55~80℃烘烤時間為 30~60min，該導電漿料54係供上下層片狀薄帶51之電感線圈圖形52相連接，該導電漿料54為銀漿或銅漿。

堆疊步驟S7，將經由印刷步驟S6之片狀薄帶51堆疊至所需厚度形成多個電感線圈圖形52。

壓合步驟S8，將堆疊步驟S7形成之堆疊片狀薄帶51加熱、加壓使堆疊片狀薄帶51與電感線圈圖形52壓實密合，該加熱溫度為40~85℃且該加壓壓力為50000~150000psi。

切割步驟S9，將壓合步驟S8之堆疊片狀薄帶51以切割成型，形成共燒元件生胚。

燒除步驟S10，將切割步驟S9之共燒元件生胚經250~450℃持續2~6hr將電感線圈圖形52和片狀薄帶內的黏結劑和脂類燒除。

燒結步驟S11，經由燒除步驟S10後進行600~800℃持續2~6hr的燒結，以形成一高強度、高硬度的合金材積層電感本體，如第五圖所示。

移轉印刷端電極步驟S12，經由燒結步驟S11形成之合金材積層電感本體使用導電漿料移轉印刷端電極，該導電漿料為銀漿或銅漿，該端電極形成可測試、焊接的腳位再經由烤箱55~80℃烘烤30~60min。

電鍍步驟S13，經由移轉印刷端電極步驟S12後在端電極上鍍上鎳做保護，在鎳上方再鍍錫使端電極具有良好的焊性。

藉由鐵合金粉末經由球體撞擊成扁平合金粉末，再將該扁平合金粉末製成薄帶，再將薄帶堆疊熱壓燒結製成積層電感，其可因扁平合金粉末之間間隙更小進而達到提升磁導率的功效。

惟上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說 明，該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，而凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

Claims (6)

1. 一種合金材積層電感製法，其包含下列步驟：材料製備步驟，該材料製備步驟準備鐵合金粉末，該鐵合金粉末粒徑為1~20μm，其中該鐵合金粉末為鐵矽鉻合金粉末或鐵矽鋁合金粉末，該鐵矽鉻合金粉末組成為82~97wt%鐵、2~9wt%矽、1~9wt%鉻，又該鐵矽鋁合金粉末組成為82~97wt%鐵、2~9wt%矽、1~9wt%鋁；粉末珠擊步驟，將材料製備步驟之鐵合金粉末放置於磨桶內，並將數個球體放入磨桶內，該磨桶上具有一馬達，該馬達連接一攪拌棒，該攪拌棒上具有數個擾動部，該粉末珠擊步驟之攪拌棒轉動速度為50~200rpm，且該攪拌棒轉動時間為2~8hr；粉末混合步驟，將粉末珠擊步驟產生之扁平合金粉末對比該黏結劑及溶劑以1：5~1：10混合製成漿料；印刷泥漿製作步驟，將粉末混合步驟之漿料經由均勻混合攪拌製成印刷泥漿；製帶/裁片步驟，將粉末混合步驟之漿料經由捲對捲塗布設備及烤箱烘烤製成厚度10~50μm之生胚薄帶，該生胚薄帶再裁成片狀薄帶，該烤箱烘烤溫度為40~90℃；薄帶整平步驟，將製帶/裁片步驟之片狀薄帶經由油壓方式將表面壓平，該油壓的壓力為1~2噸/cm²；打孔步驟，將薄帶整平步驟之片狀薄帶經由雷射或機械打出所需孔部；印刷步驟，將打孔步驟之片狀薄帶經對位印刷導電漿料，並將印刷泥漿製作步驟之印刷泥漿在片狀薄帶上印刷成電感線圈圖形，再經烤箱烘 烤，該烘烤為55~80℃持續30~60min；堆疊步驟，將經由印刷步驟之片狀薄帶堆疊形成電感線圈圖形；壓合步驟，將堆疊步驟形成之堆疊片狀薄帶加熱、加壓，該加熱溫度為40~85℃，該加壓壓力為50000~150000psi；切割步驟，將壓合步驟之堆疊片狀薄帶以切割成型，形成共燒元件生胚；燒除步驟，將切割步驟之共燒元件生胚經燒除將黏結劑和脂類燒除，該燒除溫度為250~450℃且持續2~6hr；燒結步驟，經由燒除步驟後進行燒結形成一合金材電感本體，該燒結溫度為600~800℃且持續2~6hr；移轉印刷端電極步驟，經由燒結步驟形成之合金材積層電感本體使用導電漿料移轉印刷端電極，該合金材積層電感本體再經烘烤，該烘烤溫度為55~80℃且持續30~60min；電鍍步驟，經由移轉印刷端電極步驟後在端電極上先鍍鎳再鍍錫。
2. 如請求項1所述之合金材積層電感製法，其中該粉末珠擊步驟之球體直徑為1~10mm，該球體為氧化鋯珠或氧化鋁珠。
3. 如請求項1所述之合金材積層電感製法，其中該粉末混合步驟之黏結劑為PVB，該粉末混合步驟之溶劑為酒精或甲苯。
4. 如請求項1所述之合金材積層電感製法，其中該製帶/裁片步驟之該捲對捲塗布設備帶動速度為1~10m/min。
5. 如請求項1所述之合金材積層電感製法，其中該印刷步驟之導電漿料為銀漿或銅漿。
6. 如請求項1所述之合金材積層電感製法，其中該移轉印刷端電極步驟之導電漿料為銀漿或銅漿。