卷绕式矩形片式电感器制作工艺制造技术

一种卷绕型矩形片式电感器，其将由铁氧体瓷粉组成的浆料制成矩形瓷坯体，并在瓷体内部形成内线圈，在矩形芯片两端涂覆银浆作为内引出电极，然后在具有银端头的矩形芯片两端形成Ｎｉ、Ｐｂ／Ｓｎ镀层，作为外电极。本发明专利技术设计的矩形片状电感器，外形尺寸理想、电性能达到要求，适于表面安装技术的高密度组装要求。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适合于表面安装技术、具有三层端电极的卷绕型矩形片式电感器制作工艺。通常，圆柱形片式电感器，也称金属面结合型元件，即MELF型片式元件。该电感器是在铁氧体坯体薄片上印刷金属导电浆料，然后卷绕成圆筒状并烧结成一个闭磁路的整体。其采用铜或铁作为电极材料，成本较低，但因圆柱型尺寸不理想，用于表面安装技术时，接触面较小，不适合于表面安装技术。本专利技术的目的在于针对上述不足，提出一种卷绕型矩形片式电感器，它采用矩形片式结构，适于表面安装技术的高密度组装要求。本专利技术的制作工艺包括浆料制备、流延、印刷、卷绕、搓紧干燥、干压成型、切割、排胶、烧成、倒角、封端、烧银、电镀。现结合附图对本专利技术做进一步详述附附图说明图1是本专利技术薄坯状态示意图；附图2是本专利技术电感器外结构示意图；附图3是附图2局部放大图。首先，浆料制备。本专利技术中铁氧体材料采用Ni-Cu-Zn铁氧体，加入少量的低熔点氧化物或低熔点玻璃粉，并且通过超细粉技术制成超细铁氧体磁粉，可使烧结温度降低到880℃±20℃。先将铁氧体磁粉放在专用烘箱内于150℃±10℃下烘12±0.5小时；将烘好的铁氧体磁粉与树脂、有机溶剂按(4.5～5)∶1∶(4.5～5)的比例配制。本专利技术中采用易挥发溶剂，目的是使玻璃板上通过湿法流延形成的一层湿浆料能在短时间内干燥成具有一定韧性、厚度的铁氧体薄膜。通过调整浆料中铁氧体磁粉、树脂、表面活性剂、增塑剂和有机溶剂的比例，然后再选择适当的球磨时间，使浆料混合均匀、颗粒均匀分散，从而达到浆料的粘度、固体含量、颗粒均匀分散，从而达到浆料的粘度、固体含量、颗粒度等参数良好的浆料。铁氧体磁粉与球磨介质的比例按1∶(2.5～3.5)的比例，球磨时间15±0.5小时，浆料粘度控制在26～30S。其次，流延、印刷、卷绕工艺。如附图所示，采用湿法流延成型技术在玻璃载板上形成具有一定厚度的铁氧体薄膜，采用平面脱离-接触印刷方法，在有干燥的铁氧体薄膜3的载板上印刷形成具有一定图型尺寸、厚度的内线圈2，并将引出端1显露出来。然后用钢刀片，以45°角、沿K方向缓缓铲动，薄坯自然卷绕成圆筒形，用表面光洁的塑料平板沿卷绕方向将圆筒形坯体搓紧。流延过程中，烘干湿度、时间和速度、抽风情况都会对膜片质量造成影响，控制不当易使膜片产生气泡、针孔、龟裂，内线圈可能产生匝间短路，磁体内部分层等缺陷。制作过程中需定时测量膜片质量、检测膜片质量。本专利技术中采用了二次流延法，为了避免内线圈在干压成型时变形、线圈拐弯处断线，本专利技术中在印刷内线圈并烘干后采用湿法流延在内线圈上覆盖一层铁氧体薄膜，这样上、下铁氧体薄膜将内线圈保护起来，同时也有效地避免了匝间短路的产生。内线圈图型、印刷银层厚度主要影响产品性能。内线圈越长，电感量越大；内线圈越宽，电感量越低，但这都不是线性的关系。因此根据不同的工艺、材料状况，通过试验找出不同图型在不同状态下对应的电感量。同时内线圈的丝网设计图型决定了芯片的尺寸，内线圈图形尺寸应根据不同的芯片尺寸来设计，芯片的尺寸设计则根据生坯烧成收缩率设计。内线圈印刷厚度的选择要求严格，印刷太薄，烧结后其直流电阻较大，影响产品的额定电流和可靠性；印刷太厚，又易造成产品从中间线间处分层。经过试验，本专利技术理想的内线圈印刷银层厚度范围15～20μm。内线圈材料的选择也非常重要。从导电性、耐氧化性及成本考虑，本专利技术采用全银浆料印刷内线圈。本专利技术中设计电感量就是在确定了丝网印刷图型和成型工艺后，通过改变无线圈的中间空芯部分(磁芯)和铁氧体薄膜卷绕圈数来设计，从而达到不同性能参数的电感器。卷绕时要严格控制铲动的角度和速度、搓紧的力度和速度。铲动的角度和速度的选择将决定铁氧体薄膜是否会自然卷绕；搓紧的力度和速度会影响内线圈的状态，影响生坯内部致密及规则程度，搓紧时应注意左右两边的边要对齐，避免产生内线圈移位。干燥、干压成型、切割。搓紧的圆筒型坯体放在专用烘箱内于50℃±5℃干燥2～3小时，干燥时的坯体放于矩形坯体切割成单个矩形芯片。本专利技术中采用矩形模具将圆筒型坯体干压成要适合于表面安装技术的矩形坯体。模具尺寸根据印刷丝网图型的尺寸设计。干压成型时的干压压力、时间、温度将会影响坯体内部致密程度和内线圈状况。排胶选择合适的排胶升温曲线，控制好排胶箱的进风和抽风速率，将上述生坯中成型时所加的粘合剂及少量残余溶剂缓慢排除。在本专利技术中，由于采用了干压成型方法，所以要求排胶升温速率缓慢，避免产生坯体内部分层。烧成经排胶后的坯体在隧道炉中于880℃±20℃下烧成。通过烧结使坯体致密，晶粒均匀生长，使芯片形成具有一定电感量、Q值的独石结构。在烧结过程中，控制烧成炉温的波动和保持烧成气氛的均匀一致。电镀本专利技术克服圆柱型片式电感器的不足之处，采用全银内导体6，且端头采用三层电镀结构，即Ni电镀层7和Pb/Sn电镀层8。本专利技术中电镀目的在于使芯片适于表面安装，提高芯片的可焊性和耐焊性、一般情况Ni层厚度1.5～3μm之间，而sn/Pb层厚度在3～5μm。如附图2、附图3所示，电感器包括矩形铁氧体瓷体3、内线圈2、外电极4等。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卷绕式矩形片式电感器，其特征在于：其制作工艺包括铁氧体浆料制备→→第一次湿法流延→＊＊＊→烘干→第二次湿法流延→卷绕、搓紧→干燥→干压成型→切割→排胶→烧结→倒角→封端→烧银→电镀。

【技术特征摘要】
1.一种卷绕式矩形片式电感器，其特征在于其制作工艺包括铁氧体浆料制备→→第一次湿法流延→全银内电极浆料↓...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝忠勇，刘会冲，陈锦清，熊茂仁，凌志远，欧明，
申请(专利权)人：广东肇庆风华电子工程开发有限公司，华南理工大学材料科学与工程学院，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]