一种软磁铁氧体材料、电感器及制造工艺制造技术

技术编号:3117526 阅读:172 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供了一种软磁铁氧体材料,其包括下述重量份的原料:Fe↓[2]O↓[3]:55~70%wt,ZnO:9.5~19.5%wt,NiO:15~30%wt,CuO:5~10%wt,助烧剂:0.2~0.5%wt和矿化剂:0.3~0.6%wt。采用上述材料制成的电感器,包括软磁铁氧体磁心、包覆于所述磁心上之线圈、与所述磁心相连的导线以及包覆于所述磁心和线圈外表面之环氧树脂层,在所述线圈外表面与环氧树脂层之邻接面上,还设有一缓冲层。本发明专利技术还提供了一种电感器的制造工艺。采用本发明专利技术制作的电感器,可提高磁心材料居里温度,达到高性能模压电感器所需的铁氧体磁性材料要求,成型后的电感器的工作温度范围可由目前的-40℃~+105℃范围提高至-55℃~+125℃,环境类别达到2B。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及软磁铁氧体材料领域,尤其涉及一种用于制造电感器磁心之镍 锌软磁铁氧体材料、采用该种材料制作的电感器及电感器的制造工艺。
技术介绍
软磁铁氧体材料是电子工业中应用最广泛的磁性材料之一,随着信息产业、 数字技术及光纤通信技术等的发展,软磁铁氧体的应用领域不断扩展,已在国 民经济的各个领域得到广泛的应用。电感器是在通讯设备和其它无线电装置中 使用最为广泛的器件,它既要求高的品质因素和稳定性,又要求体积小,其磁导率值应能满足于通讯、计算机等it行业和电子整机对各种器件超小型化、微型化、轻量化、标准化发展需求。LGA、 LGB型是一种高性能模压电感器,所 用磁心采用尖晶石结构软i兹铁氧体制作,根据不同的参数要求选^^相应的初始 磁导率。但是,市场上适合生产模压电感器的铁氧体材料的居里温度不高于120 。C,经16(TC左右的高温数十分钟模压,铁氧体转变为顺磁,冷却到室温后磁 矩不能完全恢复。因此,要制作高性能模压电感器,就必须解决铁氧体磁性材 料的居里温度、模压封装时的热应力和热固性环氧树脂封装后的机械应力问题。另外,在电感器的制造工艺中,无源元件的封装形式一4殳有无封装、热缩 套管封装、液体环氧树脂浸渍封装、热固性树脂模压封装、金属外壳密闭封装、 陶瓷外壳密闭封装等,其环境适应性由劣到优。分析了日本TDK、太阳诱电和 国内七星飞行、金山益昕等厂家的产品结构,均采用热缩套管封装或液体环氧 树脂浸渍封装,由于热縮套管和液体环氧树脂本身的性能所限,电感器无法适 应- 55 +125。C的工作温度。热固性树脂模压封装、金属外壳密闭封装以及陶瓷外壳密闭封装可适应很 宽的工作温度范围,但后二种结构成本较高。热固性树脂模压封装是比较合适 的。但热固性树脂模压成型过程中要经历数十分钟16(TC以上的高温, 一方面, 高温传导将改变磁心的磁矩,导致电感器电性能变化,另一方面,磁心、铜线 和树脂的热膨胀系数差异很大,温度变化极易? I起机械损伤。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种软磁铁氧体材料,旨在解决现有技术中 电感器磁心铁氧体材料的居里温度不高,使模压后电感器在高温环境下工作不 太稳定的问题。本专利技术实施例是这样实现的, 一种软磁铁氧体材料,包括下述重量份的原料Fe203 : 55 ~70%wt, Zn0: 9. 5~i9. 5%wt, Ni0 : 15~30%wt, CuO: 5~ 10 % wt ,助烧剂:0. 2 ~ 0. 5 % wt和矿化剂:0. 3 ~ 0. 6 % wt 。采用本专利技术的软磁铁氧体材料,通过在其组分配比中增加磁性氧化物 Fe203、 Ni0的含量,可提高尖晶石结构的稳定性,减少性能缺陷。同时,通过 添加微量的助烧剂和矿化剂,可提高烧结密度和减緩磁畴转动,从而提高材料 居里温度,达到高性能模压电感器所需的铁氧体磁性材料要求,使生产出来的 磁心经模压后的性能变化控制在合适的范围内。本专利技术实施例的另 一 目的在于提供一种由所述软^t铁氧体材料制作的电感 器,包括软磁铁氧体磁心、包覆于所述磁心上之线圈、与所述磁心相连的导线 以及包覆于所述磁心和线圈外表面之环氧树脂层,本专利技术电感器在所述线圈外 表面与环氧树脂层之邻接面上,还设有一緩沖层。本专利技术实施例的另 一 目的在于提供一种由所述软石兹铁氧体材料制作的电感 器的制造工艺,其具体步骤为1)将Fe2。3: 55~70%wt, ZnO: 9. 5~19. 5%wt, Ni0 : 15~30%wt, CuO:55 ~ 10 % wt,助烧剂0. 2 ~ 0. 5 % wt和矿化剂0. 3 ~ 0. 6 % wt原料混合,然后 采用二次还原烧结法或平衡气氛烧结法制备粉料;2) 将步骤l)粉料采用粉末冶金后沖压成型制成所需的磁心形状;3) 采用粉料假烧工艺,去除粉料中的杂质并形成初步的尖晶石结构;4 )在磁心上绕制线圈后,采用流延涂布工艺将热塑性材料涂敷于线圈表面, 并经低温3Q。C ~ 65。C烘烤干燥;5 )将热固性塑性材料从温度为0°C ~ l(TC的低温箱中取出,至少放置24 小时,使其达到环境温度;6 )将夹具和绕有线圈的磁心放入烤箱内预热,满足165 ± 15。C的工艺要求 后,将夹具连同有线圈的磁心放在下模上,合模,然后加入已预热充分的热固 性塑性材料注塑,注塑完毕后,启动脱模程序自动脱模;7) 将模压后的电感器从模具中取出,自然冷却后,去除溢料;8) 将产品固化即可。本专利技术所设计的电感器结构,在结构上采用双层树脂包封设计,其内层采用 热塑性材料,可保护漆包铜线在模压高温成型过程中不受树脂损伤,并緩沖热 应力作用;外层采用热固性塑料材料,耐高温性能好,具有优异的高温性能。采用本专利技术制作工艺成型后的电感器的工作温度范围可由目前的-4(TC ~ +105°(:范围提高至-55°C ~+125°C,环境类别达到2B。同时,在16(TC以上的高 温传导时,磁心的磁矩无改变,各方面性能均达到了较高的水平。附图说明图1是本专利技术软磁铁氧体材料与现有技术软磁铁氧体材料初始导磁率/温 度曲线图2是本专利技术提供的实施例LGA电感器结构示意图; 图3是图2之A —A一见图4是本专利技术提供的实施例LGB电感器结构示意图。图5是图4之B —B一见图。 具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实 施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。在软磁铁氧体材料
里,其主要成分主要为Fe203、 Zn0、 Ni0、 Cu0、 MgO等等,其选用原则主要根据如下几点要求(1)根据客户的使用要求,给 出具体测量条件下的磁导率或阻抗等参数的数据进行选取;(2)根据客户的来 样,同工厂进行了测量后确定相近的材料牌号。(3)根据客户提供的同行生产 的材料牌号来查找确定。(4)客户有特别性能要求的,根据客户的开发产品进 行确定。上述要求中,各组分的选择、配比以及添加剂的选择和配比是生产适 合的磁导率以及适配所需性能的关键。实际生产中必须严格控制各成分含量, 否则对铁氧体材料性能产生很大影响。本专利技术LGA型、LGB型电感器类似产品所用磁心采用尖晶石结构软磁铁氧 体,根据不同的参数要求选择相应的初始磁导率。但由于目前现有技术中适合 生产模压电感器的铁氧体材料居里温度不高于12(TC,经160。C左右的高温数十 分钟模压,铁氧体转变为顺磁,冷却到室温后磁矩不能完全恢复。因此,本发 明在软磁铁氧体材料选择中,调整了金属氧化物配比,并采用二次烧结法或平 衡气氛烧结法制备粉料,同时采用一定的热处理工艺进一步改善粉料的显微结 构性能,促使其均匀化,以消除内应力,调节离子、空位的稳定分布状态,提 高磁性材料的居里温度。本专利技术包括下述重量份的原料Fe203 : 55 ~70%wt, ZnO: 9. 5-19.5 %wt, NiO : 15~30%wt, CuO: 5~10%wt,助烧剂0. 2 ~ 0. 5 % wt和矿化剂0. 3 ~ 0. 6%wt。上述组分中,增加磁性氧化物Fe203、 NiO的含量有助于提高尖晶石结构的稳定性,减少性能缺陷,同时通过添加微量的助烧剂和矿化剂,本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种软磁铁氧体材料,其特征在于包括下述重量份的原料: Fe↓[2]O↓[3]:55~70%wt,ZnO:9.5~19.5%wt,NiO:15~30%wt,CuO:5~10%wt,助烧剂:0.2~0.5%wt和矿化剂:0.3~0.6%w t。

【技术特征摘要】
1、一种软磁铁氧体材料,其特征在于包括下述重量份的原料Fe2O355~70%wt,ZnO9.5~19.5%wt,NiO15~30%wt,CuO5~10%wt,助烧剂0.2~0.5%wt和矿化剂0.3~0.6%wt。2、 如权利要求1所述的软磁铁氧体材料,其特征在于,所述助烧剂为Bi203, 所述矿化剂为Si02、匸02和LiOH,其中,所述的矿化剂中,Si02: 0. 15~0.2 %wt、 Ti02: 0. 1~0. 3%wt、 LiOH: 0. 05~0. l%wt。3、 一种采用权利要求1或2所述的软磁铁氧体材料制成的电感器,包括软 磁铁氧体磁心、包覆于所述磁心上之线圈、与所述^f兹心相连的导线以及包覆于 所述磁心和线圈外表面之环氧树脂层,其特征在于在所述线圈外表面与环氧 树脂层之邻接面上,还设有一緩冲层。4、 如权利要求3所述的电感器,其特征在于所述緩沖层采用热塑性材料。5、 如权利要求4所述的电感器,其特征在于所述热塑性材料优选硅橡胶、 聚酯或由铁氧体粉料、有机溶剂和粘结剂组成的复合填料。6、 一种软磁铁氧体电感器制造工艺,其特征在于包括下述步骤1) 将Fe2。3: 55~70%wt, ZnO: 9. 5~19. 5%wt, NiO : 15~30%wt, CuO: 5 ~ 10 % wt ,助烧剂0.2-0.5 % wt和矿化剂0. 3 ~ 0. 6 % wt原料混...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁晓鸿付贤民王胜刚滕林樊应县肖倩黄寒寒王上衡王裕凡
申请(专利权)人:深圳振华富电子有限公司
类型:发明
国别省市:94[中国|深圳]

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