CN102956352A - 一种无线传输电力用线圈软磁磁芯制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线传输电力用线圈软磁磁芯制造方法，工艺步骤为：对已烧结好的软磁体进行碎化、研磨，得到粉状原料；分别称量上述粉状原料与塑料粉体混合均匀；将上述混合后的材料经模塑成型得到软磁磁芯成品。本发明的有益效果在于采用了软磁体经烧结并碎化研磨的粉状原料，因此在模塑后不需要烧结，不需要担心成品碎裂等问题，对配方的控制相对宽松，强度高，成品尺寸精度相对较高且不需要研磨或切削整形，可成型各种复杂的形状。

Description

一种无线传输电力用线圈软磁磁芯制造方法

技术领域

本发明属于线圈零件制造方法，具体涉及一种无线传输电力用线圈软磁磁芯制造方法。

背景技术

无线充电是采用无线电波及电磁感应技术，通过无线充电器内的线圈和待充电设备内的线圈感应产生电流，并将感应电流转换成电磁波信号，而电磁波信号从无线充电器传输到待充电设备后，通过待充电设备内的接收装置对接收的电磁波信号进行解调，转换成设备充电所使用的直流电源，从而实现对设备的可重复充电电池进行充电。

目前无线充电用线圈软磁磁芯的生产工艺通常是将数种精炼后的矿石粉末与凝聚剂按一定比例混合，再压制成待烧结的毛胚，然后送入窑炉烧结成型，再将成型品进行磨削、清洗、分捡、包装、入库检验后得到磁芯成品。随着电子产品小型化的发展，对线圈部件的小型化提出了更高的要求，当需要生产较薄的磁芯部件时，通常需要先做成厚底板磁芯，再研磨成薄底板，但是易发生碎裂导致不良，同时模腔的可串联或并联个数有限，且较难成型复杂形状的制品。

发明内容

为了解决上述不足，本发明提供一种无线传输电力用线圈软磁磁芯制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无线传输电力用线圈软磁磁芯制造方法，其特征在于工艺步骤为：

1）对已烧结好的软磁体进行碎化、研磨，得到粉状原料，研磨后该粉状原料粒径<20μm，平均值<10μm；

2）分别称量上述粉状原料与塑料粉体混合均匀，混合重量百分比为粉状原料占30-50%，塑料粉体占70-50%；

3）将上述混合后的材料经模塑成型得到软磁磁芯成品。

所述塑料粉体为热塑性塑料或热固性塑料中的任意一种。

利用本法制造无线传输电力用线圈磁芯时，相比于现有技术通常采用数种精炼后的矿石作为原料，本发明采用的是已经烧结好的软磁体并对其进行碎化、研磨，研磨后粒径<20μm，平均值<10μm，得到粉状原料。其中已经烧结好的软磁体为市售的软磁材料，可以是块状、片状或者粉末状等各种形态，并且根据不同产品的需要可以按照行业标准选用具有合适磁导率的软磁材料，比如采用磁导率为2400左右的软磁材料。另外可根据需要选购不同厂商不同类型的软磁材料，以江门安磁电子生产的软磁材料为例，可以根据需要选择MnZn功率类软磁材料、MnZn高导类软磁材料或者NiZn类软磁材料，以上仅举一例，但不限于以上厂商及产品类型。软磁材料研磨后与研磨前的最大差异是两者的形状与密度不同，为了获得近似于研磨前或比研磨前更佳的特性，可以通过增加粉状原料浓度或减少面积或体积来达成。

上述粉状原料与塑料的配比根据对不同产品的效率要求，在一定范围内进行配比选择。其中影响效率的主要因素之一是在谐振频率及电路上是否调整至最佳化，另外线圈尺寸形状、接收端与发送端的距离、线路参数优化等也是实际应用上的影响因素。效率也和感应的高度呈负相关的关系，但是当应用在手机的场合时和高度的关系不大。本发明选用的配比为软磁体经烧结并碎化研磨的粉状原料（软磁粉）占30-50%，塑料粉体占70-50%，在此配比范围内软磁磁芯成品具有较好的效率，通过后续调整线路参数到最佳化时可达65%以上，并且随着软磁粉含量的增加可以提升电感量，增加效率。因此使用本发明的线圈磁芯并进一步对后续的谐振频率及电路上进行调整使其达到最佳化，即可获得高于65%的效率。

对上述粉状原料和塑料粉体进行模塑成型，其模塑参数如温度、速度、压力、模具温度等根据所选用的塑料种类按照行业标准确定，其中塑料粉体为适于模塑的塑料，可以选用热固性塑料，如三聚氰胺（即美耐皿（Melamine））、PM9820等，也可以选用热塑性塑料，如LCP E4008等。

另外，PCBA电路或者外界电磁波有可能会造成干扰，即EMI问题，而只要是轻金属材质本身即具备电磁波吸收的效果，因此在模塑成品底部增加遮磁材质，即可达到阻隔磁力线的作用。对于本发明来说，针对成品进一步改善EMI问题，可以在需要的位置，在模塑完成后以扣件(Snap on)或粘贴的方式使金属片与手机后盖、电源插座等其它部品上预设的凹槽或凸缘结合，也可在模塑前预先在模腔内添加屏蔽EMI用的金属片，再填充入软磁粉与塑料的混合物实施模塑成型。在综合考虑成本、散热效果、是否产生磁场、加工的难易程度等因素后，上述金属片优选采用铝合金片，例如Al ADC12或Al 6061。作为改善EMI问题的另一种方法，也可在双注塑模塑时，直接采用导电塑料作为外壳注塑，使其镶嵌到手机后盖等部件上，比如采用磁导率为800的含镍锌系磁粉的塑料混合物。

本发明的有益效果是：由于采用了软磁体经烧结并碎化研磨的粉状原料（软磁粉），因此在模塑后不需要再进行烧结，不需要担心成品碎裂，不需要考虑在烧结时涂覆抵抗高温的涂料以保护线圈等问题；相对于烧结所要求严格控制凝聚磁粉的配方，本发明由于不需要烧结因此对配方的控制相对宽松；成型后的产品强度高，在水泥地面经150cm高度落下试验后结构无损坏，基本功能正常；在成型上，成品缩水情况较小，精度相对较高且不需要研磨或切削整形；模腔可以根据需要灵活设置单个或者多个串联，可成型各种复杂的形状，底板厚度可薄至0.6mm或更薄；一般工艺不良率为7-15%，本发明可控制在2%以内。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

对已烧结好的软磁体进行碎化、研磨，得到粉状原料，研磨后该粉状原料粒径<20μm，平均值<10μm，其磁导率为2400。将上述粉状原料与热固性塑料粉体美耐皿混合均匀，混合重量百分比为粉状原料占50%，热固性塑料粉体美耐皿占50%。将上述混合后的材料填充入模塑机台内的模腔，按照所选用的热固性塑料美耐皿的模塑参数，经模塑成型得到本发明的软磁磁芯成品。

为了进一步改善EMI问题，在模塑完成后以扣件(Snap on)或粘贴的方式使金属片与相关部品上预设的凹槽或凸缘结合，所述金属片材质为Al ADC12。

实施例2

对已烧结好的软磁体进行碎化、研磨，得到粉状原料，研磨后该粉状原料粒径<20μm，平均值<10μm，其磁导率为2400。将上述粉状原料与热塑性塑料粉体LCP E4008混合均匀，混合重量百分比为粉状原料占30%，热塑性塑料粉体LCP E4008占70%。将上述混合后的材料填充入模塑机台内的模腔，按照所选用的热塑性塑料LCP E4008的模塑参数，经模塑成型得到本发明的软磁磁芯成品。

为了进一步改善EMI问题，在模塑前预先在模腔内添加屏蔽EMI用的金属片，所述金属片材质为Al 6061，再填充入软磁粉与塑料的混合物实施模塑成型。

实施例3

对已烧结好的软磁体进行碎化、研磨，得到粉状原料，研磨后该粉状原料粒径<20μm，平均值<10μm，其磁导率为2400。将上述粉状原料与热固性塑料粉体PM9820混合均匀，混合重量百分比为粉状原料占40%，热固性塑料粉体PM9820占60%。将上述混合后的材料填充入模塑机台内的模腔，按照所选用的热固性塑料PM9820的模塑参数，经模塑成型得到本发明的软磁磁芯成品。

为了进一步改善EMI问题，将模塑完成的成品，使用导磁率为800的含镍锌系磁粉的塑料混合物经双注射模塑使其镶嵌到手机后盖上，得到具有EMI屏蔽功能的产品。

应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以以任何相同或相似手段对本发明作各种变换或修改，这些等价形式同样落于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种无线传输电力用线圈软磁磁芯制造方法，其特征在于工艺步骤为：

1）对已烧结好的软磁体进行碎化、研磨，得到粉状原料，研磨后该粉状原料粒径<20μm，平均值<10μm；

2）分别称量上述粉状原料与塑料粉体混合均匀，混合重量百分比为粉状原料占30-50%，塑料粉体占70-50%；

3）将上述混合后的材料经模塑成型得到软磁磁芯成品。

2.根据权利要求1所述的无线传输电力用线圈软磁磁芯制造方法，其特征在于：所述塑料粉体为热塑性塑料或热固性塑料中的任意一种。

3.根据权利要求2所述的无线传输电力用线圈软磁磁芯制造方法，其特征在于：所述塑料粉体为三聚氰胺。