磁性元件及其制造方法技术

本发明专利技术磁性元件，包括软磁外壳，软磁外壳为中空结构；线圈，线圈设置在软磁外壳内，线圈的端部从软磁外壳中伸出或与外接端子连接；混合物，混合物填充在外壳内，线圈浸没在混合物内。与现有技术相比，本发明专利技术磁性元件具有以下优点：通过软磁外壳与磁性粉末和树脂组成的混合物组成的混合磁路设计，可以将该混合物的导磁率控制在易于生产的合理范围内，同时磁性元件的空间利用率几乎达到100％，有助于实现大电流。进而实现了一种易自动化生产的磁屏蔽大电流磁性元件，其饱和电流远大于一般的铁氧体组装磁性元件、和一体成型磁性元件相当，但是可靠性远胜后者，且更适合批量自动化生产。

Magnetic Component and Its Manufacturing Method

The magnetic element of the invention comprises a soft magnetic shell with a hollow structure; a coil and a coil are arranged in the soft magnetic shell, and the end of the coil extends from the soft magnetic shell or is connected with an external terminal; a mixture is filled in the outer shell, and the coil is immersed in the mixture. Compared with the prior art, the magnetic element of the invention has the following advantages: through the design of a mixed magnetic circuit composed of a soft magnetic shell and a mixture of magnetic powder and resin, the permeability of the mixture can be controlled within a reasonable range for easy production, and the space utilization ratio of the magnetic element can reach almost 100%, which is helpful to realize high current. The saturated current of a magnetic shielding high current magnetic element which is easy to produce automatically is much higher than that of a general ferrite assembly magnetic element, but its reliability is much better than that of the latter, and it is more suitable for batch automation production.

【技术实现步骤摘要】
磁性元件及其制造方法
本专利技术涉及一种磁性元件及制造方法，尤其涉及一种高可靠性、大电流的磁屏蔽元件及其制造方法，应用领域为功率电感、耦合电感、共模电感、变压器、电抗器等磁性元件。
技术介绍
目前产业应用的磁性元件产品主要有两种方式：一种使用传统的铁氧体组装方式，此种产品感值范围宽广，缺点是所承受的电流一般较小，工艺上难以完全自动化；另外一种是最近十几年在民用消费电子上取得较大市场成功的一体成型磁性元件，采用更高饱和磁通密度的合金铁粉和树脂的混合物与线圈一体压制而成。特点是承受电流较大，全磁屏蔽结构；缺点是这种合金铁粉和树脂的混合物在高温下有热老化风险，另外此种结构生产时线圈所受压力较大，亦会带来损伤风险。近年来汽车电子需求逐年旺盛，而可靠性是汽车电子行业的最高门槛。基于以上原因一体成型磁性元件在汽车电子领域虽有涉足，但并不能成为主流，但是汽车电子行业对其大电流特性一直很有期待，因为和传统的铁氧体组装式磁性元件相比，一体成型磁性元件在满足同样电路参数需求的情况下，所占体积要比前者小一半以上，这在汽车全面电子化的今天和未来都变得非常有吸引力。先前技术中有使用磁性粉末和树脂的混合物来灌封磁性元件的方案被提出过。现有技术1，中国专利技术专利《具有预成型壳体的晶片电感器及其制造方法》(申请公布号：CN102867614A)提出一种具有预成型壳体的晶片电感器，包括一个形成有一个容室的预成型壳体，一个容纳于该容室、具有两个端部的线圈，一组分别将该两个端部电气导接至壳体外的电极，及填充于该壳体容室的铁磁性胶体。该预成型壳体提供了铁磁性胶体的容器，可以由塑胶射出成型、陶瓷共烧、光刻显影等方式实现，有助于实现元件结构简单，但是该预成型外壳不能屏蔽磁场，也无助于实现大电流。现有技术2，中国专利技术专利《利用软磁性模塑液的线圈埋入型感应器的制造方法及利用上述制造方法制造而成的线圈埋入型感应器》(申请公布号：CN107683515A)提出一种线圈埋入型感应器的制造方法，将软磁性粉末与有机载体混炼后注入带有线圈的外壳内部固化，此方案实施简单，但是由于仅有该混炼模塑液形成磁路，所需导磁率高，会导致所需粒径最大到50μm～150μm，涡流损耗偏大，另外模塑液中软磁性粉末固含量太高难于流动，导致封装可能产生气泡或者缺口。现有技术3，中国专利技术专利《电抗器及制造该电抗器的方法》(申请公布号：CN103098153A)公开了一种电抗器，包括线圈、外壳、磁芯，在磁芯的至少外壳开口部侧由含有磁性粉末和树脂的成型硬化体形成，该方案有良好的散热功能和防锈蚀能力，基于散热需求，外壳优选采用铝、铝合金、镁或镁合金等导电的非磁性材料形成。现有技术4，中国专利技术专利《电感》(申请公布号：CN103208347A)公开了一种电感，其包括设有开口的外框、收容于外框内的磁芯、缠绕在磁芯上的线圈，所述电感还包括磁胶，密封于外框的开口处，其磁胶主要功能用来在现有组装电感基础上增加感值，饱和电流在原有基础上会下降。因此，如何实现一种易自动化生产的磁屏蔽大电流磁性元件，尤其是如何同时实现长期高温运行下线圈、磁材及元件的高可靠性，是目前磁性元件行业特别是汽车电子应用上非常关键的开发方向。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术目的在于提供一种实现高可靠性的磁性元件及其制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术磁性元件，包括软磁外壳，软磁外壳为中空结构；线圈，线圈设置在软磁外壳内，线圈的端部从软磁外壳中伸出或与外接端子连接；混合物，混合物填充在外壳内，线圈浸没在混合物内。优选地，软磁外壳为一端开口的中空结构，软磁外壳包括底板以及连接在底板上、沿底板边缘并朝底板垂直方向延长的侧壁，侧壁与底板形成容置空间，且侧壁的自由端形成开口部；在软磁外壳的开口部设有磁性部件。优选地，在软磁外壳与线圈的螺旋轴相垂直的内壁面上设有凹陷。优选地，线圈的螺旋轴与底板所在的平面垂直。优选地，软磁外壳的材质为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体或镁锌铁氧体。优选地，磁性部件为混合物固化物或磁性部件块体。优选地，磁性部件块体为金属合金粉芯块体，优选为铁氧体块体。优选地，混合物为磁性粉末和树脂组成的混合物；其中磁性粉末包括但不限于羰基铁、铁硅合金、铁硅铝合金、铁硅铬合金、铁镍合金、铁镍钼合金或非晶合金；树脂包括但不限于环氧树脂、硅酮树脂或酚醛树脂。一种磁性元件的制造方法，包括如下步骤：步骤1，在底板上形成侧壁，侧壁沿底板边缘形成并朝底板垂直方向延长，侧壁与底板形成容置空间，且侧壁的自由端形成开口部；步骤2，将线圈放入软磁外壳内，使线圈置于的软磁外壳容置空间内，线圈的端部从软磁外壳中伸出或与外接端子连接；步骤3，注入混合物，使线圈浸没在混合物内并固化混合物；步骤4，在软磁外壳的开口部封上磁性部件。优选地，步骤3包括：步骤3.1，搅拌混合物至均匀；步骤3.2，注入混合物，使线圈浸没在混合物内并固化混合物。与现有技术相比，本专利技术磁性元件具有以下优点：通过软磁外壳与磁性粉末和树脂组成的混合物组成的混合磁路设计，可以将该混合物的导磁率控制在易于生产的合理范围内，同时磁性元件的空间利用率几乎达到100％，有助于实现大电流。进而实现了一种易自动化生产的磁屏蔽大电流磁性元件，其饱和电流远大于一般的铁氧体组装磁性元件、和一体成型磁性元件相当，但是可靠性远胜后者，且更适合批量自动化生产。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征目的和优点将会变得更明显。图1本专利技术实施例一的表面贴装功率电感的透视剖面图；图2(a)为本专利技术实施例二的双绕组表面贴装磁性元件图；图2(b)为本专利技术实施例二的双绕组表面贴装磁性元件的剖面图；图3本专利技术实施例三的插装磁性元件及制造流程图。图中：1-软磁外壳1a-底板1b-侧壁1c-开口部1d-凹陷2-线圈2a-端部3-混合物4-磁性部件5-外置绝缘底座6-外接端子具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和修改。上述现有技术中使用磁性粉末和树脂的混合物来灌封磁性元件的方案，带来的好处是对于磁性元件中的线圈基本没有损伤，有助于实现高可靠性。但是也存在一些问题：1)外壳采用塑胶或者金属等非导磁材料，增大了磁性元件的占位空间而无助于实现更大电流；2)试图采用磁胶来封闭全部磁路，而磁胶导磁率较低导致无法达到主流磁性元件的特性，屏蔽效果也较差；3)在现有组装电感基础上增加密封磁胶的过程，其饱和特性基本由插入线圈内的磁芯的饱和磁通密度决定，其达到的技术效果与现有组装电感减小气隙的效果一样，都是增大感量而降低饱和电流，并没有实现特性的提升，反而增加了工艺难度。根据本专利技术的一种磁性元件，包括：一软磁外壳，具有一底板、沿底板边缘形成并朝底板垂直方向延长的侧壁、以及和底板相对的开口部，并在其内提供一容置空间；至少一空心线圈放置于容置空间；磁性粉末和树脂组成的混合物填充该容置空间，该混合物完全淹没空心线圈；空心线圈的两端部从软磁铁氧体外壳中伸出或连接外接端子，以提供用于将磁性元件连接到电路的电接触。软磁外壳的开口部由磁性部件闭合磁路。前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性元件，其特征在于，包括：软磁外壳，软磁外壳为中空结构；线圈，线圈设置在软磁外壳内，线圈的端部从软磁外壳中伸出或与外接端子连接；混合物，混合物填充在外壳内，线圈浸没在混合物内。

【技术特征摘要】
1.一种磁性元件，其特征在于，包括：软磁外壳，软磁外壳为中空结构；线圈，线圈设置在软磁外壳内，线圈的端部从软磁外壳中伸出或与外接端子连接；混合物，混合物填充在外壳内，线圈浸没在混合物内。2.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，软磁外壳为一端开口的中空结构，软磁外壳包括底板以及连接在底板上、沿底板边缘并朝底板垂直方向延长的侧壁，侧壁与底板形成容置空间，且侧壁的自由端形成开口部；在软磁外壳的开口部设有磁性部件。3.根据权利要求2所述的磁性元件，其特征在于，在软磁外壳与线圈的螺旋轴相垂直的内壁面上设有凹陷。4.根据权利要求2所述的磁性元件，其特征在于，线圈的螺旋轴与底板所在的平面垂直。5.根据权利要求1、2或3所述的磁性元件，其特征在于，软磁外壳的材质为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体或镁锌铁氧体。6.根据权利要求2所述的磁性元件，其特征在于，磁性部件为混合物固化物或磁性部件块体。7.根据权利要求6所述的磁性元件，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄智，褚江，端悦涛，
申请(专利权)人：墨尚电子技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31