一种一体式多层线圈电感及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种一体式多层线圈电感及其制备方法，所述的制备方法包括：制备具有弹簧状结构的导线圈，使导线圈内相邻两层线圈间隔，将导线圈置于二氧化硅包覆的磁粉中并压制整型形成具有导线圈的磁粉芯，磁粉芯在含氧气氛下退火，制备得到所述的一体式多层线圈电感。本发明专利技术利用具有弹簧状结构的导线圈，并且利用二氧化硅包覆的磁粉将弹簧状结构内相邻两层线圈隔开，避免短路，此外在制备过程中在含氧气氛下退火，有效去除磁体应力，磁体绝缘电阻高，充分发挥磁性能，具有效磁导率高、绕组电阻低、损耗低和温升低等特点。电阻低、损耗低和温升低等特点。电阻低、损耗低和温升低等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种一体式多层线圈电感及其制备方法


[0001]本专利技术属于电感
，尤其涉及一种一体式多层线圈电感及其制备方法。

技术介绍

[0002]电感器是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组，电感器具有一定的电感，它只阻碍电流的变化，如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。
[0003]传统的一体成型电感中，磁体存在压制应力，使磁性能不能充分发挥出来。其有效磁导率一般为25～35，一般通过增加圈数来提高感值，但是会增加绕组的电阻及损耗。
[0004]CN107564698A公开了一种热压一体成型电感器及其制作方法，包括磁体压制成型部和线圈，所述磁体压制成型部由线圈放置于热压成型模中加入磁性材料和/或非磁性材料干式热压成型；所述线圈的引脚端相互平行或处于同一直线上；在所述线圈的引脚端焊接有电极片；对所述线圈的引脚端压扁并镀锡，从而获得电极片。该电感器具有磁体磁感应效果好、性能好的特点。
[0005]CN112489972A公开了一种电感及其制备方法。所述方法包括以下步骤：(1)将导体线圈置于下基板的凹槽中，并将上基板与所述下基板组合在一起，得到半成品，所述上基板包含凸台，所述半成品中上基板的凸台均插入到下基板的凹槽中；(2)对步骤(1)所述半成品进行热压成型，成型后切割成半成品毛坯；(3)对步骤(2)所述半成品毛坯进行热处理并制备功能层，得到所述电感。该电感制备方法操作简单，流程短，能够实现多颗电感一次成型，特别适合小尺寸产品的生产，显著提升生产效率。
[0006]现有技术中电感均存在有效磁导率低、绕组电阻高、损耗高和温升高等问题，因此，如何在保证电感具有效磁导率高、绕组电阻低、损耗低和温升低等情况下，还能够使电感的制备方法简单，尺寸小，成为目前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种一体式多层线圈电感及其制备方法，通过具有弹簧状结构的导线圈，并且二氧化硅包覆的磁粉将弹簧状结构内相邻两层线圈隔开，避免短路，此外在制备过程中在含氧气氛下退火，有效去除磁体应力，充分发挥磁性能，具有效磁导率高、内阻低、损耗低和温升低等特点。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种一体式多层线圈电感，所述的一体式多层线圈电感包括磁粉芯，以及设置于磁粉芯内部具有弹簧状结构的导线圈，所述弹簧状结构内相邻两层线圈间隔设置，所述磁粉芯内的磁粉包括二氧化硅包覆的磁粉。
[0010]本专利技术通过将具有弹簧状结构的导线圈设置在磁粉芯的内部，并且弹簧状结构内相邻两层线圈间隔设置，二氧化硅包覆的磁粉填充包覆整个导线圈，形成一体式结构的电
感，磁粉经过二氧化硅包覆后，使电感内部具有较高的绝缘阻抗，将相邻两层线圈隔开避免短路；本专利技术相比传统一体电感，具有高密度和抗电磁干扰的特性，又是软磁合金材料，有良好散热效果，在同等电感值下其线圈绕组少，具有高电感、低绕组电阻、低损耗和温升低的特点。
[0011]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述弹簧状结构内相邻两层线圈之间的距离为0.2～0.8mm，例如为0.20mm、0.25mm、0.30mm、0.35mm、0.40mm、0.45mm、0.50mm、0.55mm、0.60mm、0.65mm、0.70mm、0.75mm或0.80mm。
[0012]本专利技术通过控制弹簧状结构内相邻两层线圈之间的距离为0.2～0.8mm，从而具有综合的优点，若距离低于0.2mm，导致绝缘电阻低，若距离高于0.8mm，导致电感值下降，使电感的特性偏低。
[0013]优选地，所述导线圈中的导线呈平扁线结构，所述平扁线结构为导线的截面呈矩形。
[0014]优选地，所述导线圈包括位于导线圈前端的前端引脚，以及位于导线圈末端的末端引脚。
[0015]优选地，所述末端引脚的引出端与前端引脚的引出端朝向相同。
[0016]优选地，所述末端引脚所在轴线与所述前端引脚所在轴线平行。
[0017]优选地，所述末端引脚与导线圈的弹簧状结构之间的距离为0.4～1.0mm，例如为0.4mm、1.0mm、2.0mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm、6.0mm、7.0mm、8.0mm、9.0mm或10.0mm。
[0018]本专利技术通过控制末端引脚与导线圈的弹簧状结构之间的距离为0.4～1.0，能够保证引脚与导线圈绝缘。
[0019]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述的前端引脚和末端引脚弯折至磁粉芯的表面形成电极。
[0020]优选地，所述电极的表面设置有锡层。
[0021]本专利技术通过在电极的表面设置锡层，能够对电极起到保护作用，而且易于PCB(印刷电路板)贴装工艺的实施。
[0022]优选地，所述导线圈的材质包括Cu、Ag或Au中的一种或至少两种的组合。
[0023]优选地，所述磁粉的材质包括FeSi、FeSiAl、Fe、FeNi或FeSiCr中的一种或至少两种的组合。
[0024]优选地，所述二氧化硅包覆的磁粉中二氧化硅的包覆量为磁粉质量的1～6％，例如为1％、2％、3％、4％、5％或6％。
[0025]第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述的一体式多层线圈电感的制备方法，所述的制备方法包括：
[0026]制备具有弹簧状结构的导线圈，使导线圈内相邻两层线圈间隔，将导线圈置于二氧化硅包覆的磁粉中并压制整型形成具有导线圈的磁粉芯，磁粉芯在含氧气氛下退火，制备得到所述的一体式多层线圈电感。
[0027]本专利技术中，通过制作具有弹簧状结构的导线圈，并与磁粉一体压制并在含氧气氛下退火，能够使电感具有高密度，并充分去除应力，提高电感的磁导率和磁通密度，降低损耗。此外，本专利技术的磁粉进行绝缘包覆处理，并在含氧气氛中高温退火，充分去除有机成分，保留无机成份的包覆层，从而提高电感绝缘性，使二氧化硅包覆的磁粉成为弹簧结构相邻
两层线圈之间的绝缘层。
[0028]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述导线圈的制备方法包括：将导线圈弯绕成邻两层线圈间隔的弹簧状，并将末端引脚弯折，使末端引脚的引出端与前端引脚的引出端位于弹簧状导向圈的同一侧。
[0029]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述二氧化硅包覆的磁粉的制备方法包括：将纳米二氧化硅溶胶与磁粉湿法混合，分散并干燥后制备得到所述二氧化硅包覆的磁粉。
[0030]优选地，所述纳米二氧化硅溶胶中二氧化硅的质量为磁粉质量的1～6％，例如为1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、5.5％或6.0％。
[0031]优选地，所述湿法混合中加入溶剂，所述溶剂的加入量为磁粉质量的20～40％，例如为20％、22％、24％、26％、28本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体式多层线圈电感，其特征在于，所述一体式多层线圈电感包括磁粉芯，以及设置于磁粉芯内部具有弹簧状结构的导线圈，所述弹簧状结构内相邻两层线圈间隔设置，所述磁粉芯内的磁粉包括二氧化硅包覆的磁粉。2.根据权利要求1所述的一体式多层线圈电感，其特征在于，所述弹簧状结构内相邻两层线圈之间的距离为0.2～0.8mm；优选地，所述导线圈中的导线呈平扁线结构，所述平扁线结构为导线的截面呈矩形；优选地，所述导线圈包括位于导线圈前端的前端引脚，以及位于导线圈末端的末端引脚；优选地，所述末端引脚的引出端与前端引脚的引出端朝向相同；优选地，所述末端引脚所在轴线与所述前端引脚所在轴线平行；优选地，所述末端引脚与导线圈的弹簧状结构之间的距离为0.4～1.0mm。3.根据权利要求1或2所述的一体式多层线圈电感，其特征在于，所述的前端引脚和末端引脚弯折至磁粉芯的表面形成电极；优选地，所述电极的表面设置有锡层；优选地，所述导线圈的材质包括Cu、Ag或Au中的一种或至少两种的组合；优选地，所述磁粉的材质包括FeSi、FeSiAl、Fe、FeNi或FeSiCr中的一种或至少两种的组合；优选地，所述二氧化硅包覆的磁粉中二氧化硅的包覆量为磁粉质量的1～6％。4.一种权利要求1
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3任一项所述的一体式多层线圈电感的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：制备具有弹簧状结构的导线圈，使导线圈内相邻两层线圈间隔，将导线圈置于二氧化硅包覆的磁粉中并压制整型形成具有导线圈的磁粉芯，磁粉芯在含氧气氛下退火，制备得到所述的一体式多层线圈电感。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述导线圈的制备方法包括：将导线圈弯绕成邻两层线圈间隔的弹簧状，并将末端引脚弯折，使末端引脚的引出端与前端引脚的引出端位于弹簧状导向圈的同一侧。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅包覆的磁粉的制备方法包括：将纳米二氧化硅溶胶与磁粉湿法混合，分散并干燥后制备得到所述二氧化硅包覆的磁粉；优选地，所述纳米二氧化硅溶胶中二氧化硅的质量为磁粉质量的1～6％；优选地，所述湿法混合中加入溶剂，所述溶剂的加入量为磁粉质量的20～40％；优选地，所述分散的方式包括搅拌；优选地，所述干燥的温度为100～120℃；优选地，所述二氧化硅包覆的磁粉的粒径为100～200目。7.根据权利要求4
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【专利技术属性】
技术研发人员：伍卓权，郭雄志，王国华，蒋技航，陈阳，王伯辉，杨逸群，
申请(专利权)人：惠州铂科磁材有限公司惠州铂科实业有限公司成都市铂科新材料技术有限责任公司河源市铂科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：