CN106024359A - 一种模压电感的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模压电感的制作方法，包括以下步骤：S1、制作磁粉浆料：将磁粉、胶黏剂和溶剂按预定比例混合，形成磁粉浆料；S2、压制：将步骤S1所得的磁粉浆料注入模具内，与预先置于模具内的线圈、磁芯一同进行压制，以使磁粉浆料中的至少部分溶剂和至少部分胶黏剂从模具溢出，形成一具备预定形状的模压坯体；S3、加热固化：对步骤S2所得的模压坯体进行加热固化，得到一成型坯体；S4、制作端电极：对步骤S3所得的成型坯体进行外观整形以使引出电极暴露于所述成型坯体之外，并制作端电极，得到所述模压电感。
Description
技术领域
本发明涉及模压电感的制作方法。
背景技术
现有的电子产品功能越来越强大，必然导致电子产品在应用时的电流越来越大，这对产品的供电电路部分提出了更高的电流要求，为满足越来越高的供电电流需求，功率电感的制作技术也在不断改进，从绕线到模压一体成型，完成了成型工艺的升级换代。
目前的模压一体成型工艺为干粉模压方式，其存在一定的局限性：1)干粉模压用的造粒粉一般含有10％左右的胶粘剂，使得模压后产品的磁导率较低，而为了提高磁导率，通常会加大模压压力(高达1200～1800MPa)；2)在模压时，粉体之间存在可压缩的间隙，但预先绕制好的线圈却不能被压缩，因此导致模压时粉体与线圈之间会存在相对运动，粉体会摩擦铜线，容易导致铜线的绝缘层破损，严重时铜线会受压变形或压断，产品存在可靠性隐患；3)过高的模压压力同时也会损害线圈和模具，缩短模具的使用寿命。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种模压电感的制作方法，通过将主体磁粉制作为浆料形式进行压制，解决现有的干粉模压工艺存在的粉体间隙大、磁导率较低以及为提高磁导率而需采用较大的模压力导致线圈绝缘层被破坏、模具受损的技术问题。
本发明为达上述目的所提供的技术方案如下：
一种模压电感的制作方法，包括以下步骤：
S1、制作磁粉浆料：将磁粉、胶黏剂和溶剂按预定比例混合，形成磁粉浆料；
S2、压制：将步骤S1所得的磁粉浆料注入模具内，与预先置于模具内的线圈、磁芯一同进行压制，以使磁粉浆料中的至少部分溶剂和至少部分胶黏剂从模具溢出，形成一具备预定形状的模压坯体；
S3、加热固化：对步骤S2所得的模压坯体进行加热固化，得到一成型坯体；
S4、制作端电极：对步骤S3所得的成型坯体进行外观整形以使引出电极暴露于所述成型坯体之外，并制作端电极，得到所述模压电感。
本发明提供的上述制作方法，与现有的干粉模压制作工艺相比，至少具有以下有益效果：浆料中存在的液相成分在模压(即步骤S2)时起到了润滑和压力传递的作用，因此模压时可以采用较低的模压压力(一般可低至600MPa)来达到比现有的干粉模压工艺更高的磁体密度(可高达6.3～6.5g/cm3)、更高的磁导率，加上使用高温烧结成型的高磁导率磁芯，可以使得最终的模压电感的有效磁导率提升至40～55，远高于现有的干粉模压电感的有效磁导率(28～30)，而现有的干粉模压电感的磁体密度仅为5.8～6.0g/cm3；同时，模压压力的均匀传递，可以保证线圈不会因受力不均而变形、破损，从而避免模压电感经常出现的因线圈绝缘层破损导致的短路问题。基于磁导率的提升，在相同电感量的设计下，本发明制备出的模压电感的DCR(直流电阻)会大幅下降，在大电流应用下，能够有效减小产品的功率损耗。
优选地，步骤S1制作的磁粉浆料中，磁粉的质量百分比为90％以上，并且，以质量份数计，磁粉、胶黏剂和溶剂三者的比例为100:3～5:4～8。
优选地，以质量份数计，磁粉、胶黏剂和溶剂三者的比例为100:3～4:4～6。
优选地，步骤S1制作磁粉浆料时还加入防沉剂、流变助剂以及分散剂。
优选地，所述磁粉为铁合金磁粉，所述胶黏剂为热固性树脂，所述溶剂为可参与所述热固性树脂的固化成型反应的活性溶剂或稀释剂。
优选地，步骤S2中进行压制所采用的压力为600～800MPa，并在压制时的最高压力下进行保压，以得到所述模压坯体。
优选地，步骤S2中进行保压的时间为10～15秒。
优选地，步骤S1中的磁粉按粒径包括两种：第一粒径级磁粉和第二粒径级磁粉，第一粒径级磁粉的平均粒径是第二粒径级磁粉的平均粒径的10倍以上；并且，第二粒径级磁粉的用量是磁粉总质量的10～20％。以较大粒径的磁粉为主，添加粒径较小的细粉(第二粒径级磁粉)，可以增加粉体的堆积密度，使最终的产品磁导率提高。
优选地，步骤S1制作的磁粉浆料的粘度为6500～11000cp。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式和实施例对本发明作进一步说明。
本发明的具体实施方式提供了一种模压电感的制作方法，包括以下步骤S1～S4：
S1、制作磁粉浆料：将磁粉、胶黏剂和溶剂按预定比例混合，形成磁粉浆料。在该磁粉浆料中，磁粉的质量百分比优选为90％以上，并且，以质量份数计，磁粉、胶黏剂和溶剂三者的比例为100:3～5:4～8，即每100份磁粉中可以添加3～5份的胶黏剂，以及4～8份的溶剂。更优选的是，每100份磁粉中添加3～4份的胶黏剂，以及4～6份的溶剂。此外，在一些实施例中，还可以加入防沉剂、流变助剂和/或分散剂等辅助制剂来制作所述磁粉浆料。优选地：在该步骤中，所用的磁粉包括两种：第一粒径级磁粉和第二粒径级磁粉，第一粒径级磁粉(以下可称为粗磁粉)的平均粒径是第二粒径级磁粉(以下可称为细磁粉)的平均粒径的10倍以上；并且，第二粒径级磁粉的用量是磁粉总质量的10～20％。
S2、压制：将步骤S1所得的磁粉浆料注入模具内，与预先置于模具内的线圈(线圈可以是预先焊接在导线架上)、磁芯(T型或I型或其它形状皆可)一同进行压制，以使磁粉浆料中的至少部分溶剂和至少部分胶黏剂从模具溢出，形成一具备预定形状的模压坯体。在本步骤中，磁粉浆料中所含的溶剂会大部分被挤出，同时被挤出的还有溶解于溶剂中未被磁粉吸附的部分胶黏剂，从模具中溢出可经模具配合缝隙或专门设计的溢胶通道。本步骤中进行压制时所采用的模压压力是600～800MPa，在压制时，压力不断升高，需控制升压(指压力)的速度，并在最高压力时进行保压。
S3、加热固化：对步骤S2所得的模压坯体进行加热固化，得到一成型坯体。具体地，将模压坯体进行加热升温，以使所述模压坯体中的胶黏剂与溶剂发生固化反应。此处采用的胶黏剂具体是热固性树脂，在固化时仅有较小的体积收缩，不至于让模压坯体在固化成型后变形，例如可以采用单组分热固化型环氧树脂，但不限于此，固化温度一般为环氧树脂的通用固化温度区间120～150℃。
S4、制作端电极：对步骤S3所得的成型坯体进行外观整形以使引出电极暴露于所述成型坯体之外，并制作端电极，得到所述模压电感。
下面通过具体的实施例和对比例来对本发明的原理和效果作进一步的说明。
表1：各实施例的磁粉浆料的原料组分及其质量份数
在上述表1中，粗磁粉具体是平均粒径20μm的铁合金磁粉，细磁粉具体是平均粒径2μm的铁合金磁粉，胶黏剂为环氧树脂，溶剂为叔丁基缩水甘油醚。
按照上述表1的原料配比，根据前述步骤S1～S4，对应得到如下表2所示的产品参数：
表2
从实施例3在表1和表2的数据可以看出，当磁粉全部采用粗磁粉时，磁体密度和磁导率与其他配有少量细磁粉的实施例相比有所下降，可见加入一定量的细磁粉，可以增加粉体的堆积密度，从而使得产品的磁体密度和磁导率有所提升。
对比例——采用现有的干粉模压工艺制备模压电感，如下：
采用与实施例4相同用量的磁粉(即粗磁粉85份、细磁粉15份)，加入胶黏剂溶液充分混合，进行造粒，造粒后的磁粉混合物中含胶黏剂约为8.5％，烘干后得到具有流动性的干粉颗粒，将干粉颗粒填充进与前述实施例相同的模具中进行压制，分两种情况，分别采用1200MPa、1800MPa的压力进行压制，得到的两种试样坯体密度(即产品的磁体密度)分别为5.6g/cm3、5.75g/cm3，磁导率分别为26、28。与实施例4相比可知，现有技术即便采用较大的模压压力，但得到的产品与本发明的制备方法所制备的产品相比，磁体密度和磁导率仍较小。
从实施例与对比例的实验对比可知：与现有的干粉模压制作工艺相比，本发明的制备方法，不论采用何种原料配比，得到的产品的磁体密度和磁导率都远高于现有的干粉模压制备工艺所制备的产品，因为浆料中存在的液相成分在模压(即步骤S2)时起到了润滑和压力传递的作用，因此模压时可以采用较低的模压压力(一般可低至600MPa)来达到比现有的干粉模压工艺更高的磁体密度(可高达6.3～6.5g/cm3)、更高的磁导率(40～55)。在同样的线圈设计情况下，本发明方法制备产品将具有更高的电感量，换言之，在相同的电感量要求下，本发明可以采用更少的线圈数量，从而降低产品的DCR。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种模压电感的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、制作磁粉浆料：将磁粉、胶黏剂和溶剂按预定比例混合，形成磁粉浆料；
S2、压制：将步骤S1所得的磁粉浆料注入模具内，与预先置于模具内的线圈、磁芯一同进行压制，以使磁粉浆料中的至少部分溶剂和至少部分胶黏剂从模具溢出，形成一具备预定形状的模压坯体；
S3、加热固化：对步骤S2所得的模压坯体进行加热固化，得到一成型坯体；
S4、制作端电极：对步骤S3所得的成型坯体进行外观整形以使引出电极暴露于所述成型坯体之外，并制作端电极，得到所述模压电感。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于：步骤S1制作的磁粉浆料中，磁粉的质量百分比为90％以上，并且，以质量份数计，磁粉、胶黏剂和溶剂三者的比例为100:3～5:4～8。
3.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于：以质量份数计，磁粉、胶黏剂和溶剂三者的比例为100:3～4:4～6。
4.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于：步骤S1制作磁粉浆料时还加入防沉剂、流变助剂以及分散剂。
5.如权利要求4所述的制作方法，其特征在于：所述磁粉为铁合金磁粉，所述胶黏剂为热固性树脂，所述溶剂为可参与所述热固性树脂的固化成型反应的活性溶剂或稀释剂。
6.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于：步骤S2中进行压制所采用的压力为600～800MPa，并在压制时的最高压力下进行保压，以得到所述模压坯体。
7.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于：步骤S2中进行保压的时间为10～15秒。
8.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于：步骤S1中的磁粉按粒径包括两种：第一粒径级磁粉和第二粒径级磁粉，第一粒径级磁粉的平均粒径是第二粒径级磁粉的平均粒径的10倍以上；并且，第二粒径级磁粉的用量是磁粉总质量的10～20％。
9.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于：步骤S1制作的磁粉浆料的粘度为6500～11000cp。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |