一体成型电感粉料的制备方法与流程

文档序号:12369219阅读:1230来源:国知局

本发明涉及电感相关技术领域,尤其是指一体成型电感粉料的制备方法。



背景技术:

一体成型电感,是由空心线圈、端子与绝缘处理的粉料成型而成,其结构特征适合于电子产品不断小型化的发展要求,故广泛应用于电脑主板、显卡、工控机、服务器上、手机、平板电脑及汽车电子产品中。一体成型电感具有高饱和磁通密度(Bs),能在大电流的条件下长期稳定供工作,主要的作用是滤波。良好的特性使其应用范围和数量逐年增加,各大公司现在都在加大投入提高性能,降低成本,提高产品竞争力。

现在市场上所用粉料主要有两种,一个为羰基铁粉,一个为FeSiCr粉料。前者直流叠加特性好和损耗低,后者主要是抗氧化性能好,前者成本价格高于后者。根据制备工艺的不同市场上的铁粉主要分为三种:还原铁粉,羰基铁粉和雾化铁粉,市场上三款铁粉的纯度均可以做到99%以上,且纯度和成本依次增加。



技术实现要素:

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足,提供了一种能够降低原材料成本的一体成型电感粉料的制备方法。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一体成型电感粉料的制备方法,通过对还原铁粉添加合适的耐高温绝缘材料,及合适的绝缘包覆工艺,制作出合格的一体成型电感,具体制备方法如下:

(1)将还原铁粉在浓度为0.5~1.5%的磷化液中浸泡10~30分钟,滤出液体;

(2)粉料在磷化成膜处理后,放入抽风烘箱中进行100~160℃低温烘烤,90~120分钟,取出晾凉;

(3)粉料再次放入浓度为0.3~0.8%的陶化液浸泡30~50分钟,滤出液体;

(4)粉料在陶化成膜处理后,放入抽风烘箱中进行150~180℃低温烘烤,90~120分钟,取出晾凉;

(5)粉料在两次成膜处理后,加入绝缘剂高岭土、云母粉、氧化锆或氧化铝粉中的一种或几种搅拌均匀;

(6)粉料与绝缘剂搅拌均匀后添加有机粘接剂环氧树脂、聚酰亚胺,酚醛树脂和氰酸脂中的任一种或多种,用无水乙醇或丙酮为稀释剂;

(7)粉料在干燥前进行造粒;

(8)将粉料放进烘箱,50~80℃烘烤30~60分钟;

(9)成型前加入0.1-2%的硬脂酸锌或硬脂酸镁的一种作为润滑剂,混合均匀后制得一体成型电感粉料。

其中:在粉料干燥前进行造粒,是为了增加粉料的流动性;将粉料放进烘箱,50~80℃烘烤30~60分钟,是为了加速稀释剂的蒸发。通过对其添加合适的耐高温绝缘材料,及合适的绝缘包覆工艺,再将设计好的线圈埋至包覆好的一体成型电感粉料中压制成电感,再进行低温烘烤工艺,可制备出合格的一体成型电感产品。通过上述制备方法制备所得的电感具有低损耗高感值的特点,可以在一些领域部分替代羰基铁粉,从而有效的下降原材料成本。

作为优选,所选用的还原铁粉粒度分布为-200~+300目占总重量的20~30%,-300~+400目占总重量的70~80%。

作为优选,在步骤(1)中,在反应过程中要不断搅拌,磷化液的温度控制在40-50℃之间与还原铁粉进行反应。

作为优选,在步骤(3)中,在反应过程中要不断搅拌,陶化液的温度控制在50-80℃之间与还原铁粉进行反应。

作为优选,在步骤(5)中,绝缘剂的加入量占还原铁粉总量的质量分数为0.5-1.5%。

作为优选,在步骤(6)中,有机粘接剂与稀释剂的稀释比例为1∶20,有机粘接剂的添加量占还原铁粉总量的质量分数为1-4%。

本发明的有益效果是:通过对其添加合适的耐高温绝缘材料,及合适的绝缘包覆工艺,制备所得的电感具有低损耗高感值的特点,可以在一些领域部分替代羰基铁粉,从而有效的下降原材料成本。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1

选粒度分布为-200+300目占总重量的20%,-300~+400目占总重量的80%的还原铁粉末,在浓度为0.6%温度为50℃的磷化液中浸泡20分钟后,放入抽风烘箱中进行120℃低温烘烤90分钟,取出晾凉;再次将粉末放进浓度0.3%温度60℃的陶化液浸泡50分钟后,放入抽风烘箱中进行160℃低温烘烤90分钟,取出晾凉。将两次成膜后粉料与0.25%云母粉、0.25氧化锆搅拌匀后,在用无水乙醇为稀释剂并添加3%环氧树脂有机粘接剂的溶液中,其中稀释比例为1∶20,混匀后机械造粒,放进60℃烘箱中烘烤30分钟,然后加入1.5%的硬脂酸锌润滑剂,搅拌均匀。将点焊线圈线径0.5mm,内径2.2mm,圈数5.5匝放入粉末中,以6吨/cm2压力压制成7mm×7mm×3mm的电感,然后喷涂整脚,只作为一体成型电感。考虑粉料叠加和损耗测试的准确性和便易性,同时将粉料以6吨/cm2压力压制成外径27.0mm、内径14.8mm、厚度11.0mm的标准磁环。

用HP4284电感分析仪在100kHz、1V情况下测试一体成型电感的感值L和品质因素Q。铜线采用Φ0.8mm,线圈匝数25匝,用HP4284电感分析仪在100kHz、0.25V情况下测试标准磁环0A电感和加20A(即100Oe)直流叠加电感,计算出在100Oe情况下叠加百分比。标环的功率损耗用Φ0.5mm铜线以30匝加5匝的方式测得,结果见表1。从表中可以看出电感为0.98uH,电感符合市场上0730-1R0产品规格要求;功率损耗在50kHz、100mT的损耗值为1420mW/cm3;叠加性能100Oe:61.3%。

实施例2:

粉料的制备方法同实施例1,只是陶化液量减少为0.1%,绝缘剂改为加入0.1%云母粉和0.1%的高岭土,有机粘接剂改用丙酮为稀释剂的2%酚醛树脂溶液,烘烤温度改为70℃,线圈规格不变,成型压力不变,测试结果见表。从表中可看出,一体成型电感感值为1.02uH,电感在市场上0730-1R0产品规格要求中值附近;功率损耗在50kHz、100mT的损耗值为1462mW/cm3;叠加性能100Oe:61%。

实施例3:

粉料的制备方法同实施例1,只是配方中的还原铁粉换成羰基铁粉,粉末粒度和点焊线圈规格均相同;压制尺寸仍然为7mm×7mm×3mm的电感,表中可看出,电感值为0.82uH,为市场上常见的0730-R82产品;功率损耗在50kHz、100mT的损耗值为1360mW/cm3;叠加性能50Oe:65%。可以看出相同工艺下,还原铁粉比羰基铁粉的电感高,但是叠加差几个百分点。

实施例4:

粉料的制备方法同实施例2,只是配方中的还原铁粉换成雾化铁粉,润滑剂换为0.2%硬脂酸镁,点焊线圈改成打扁线圈,线圈规格:线径1.5mm,内径4.5mm,圈数2.5匝;压制尺寸为13mm×13mm×5mm。从表中可看出,电感值为0.33uH,为市场上常见的1350-R33产品;功率损耗在50kHz、100mT的损耗值为1450mW/cm3;叠加性能100Oe:61%。

表1实施例性能测试结果

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