一种低温烧结铜电极合金铁粉芯功率电感制造方法技术

本发明专利技术公开了一种低温烧结铜电极合金铁粉芯功率电感制造方法，通过预制的铜浆在电感胚体上转印并烧结形成铜电极，相较于传统的采用点沾银浆的方式，大大降低了原料成本；本发明专利技术中纳米玻璃粉的玻璃相为B

【技术实现步骤摘要】
一种低温烧结铜电极合金铁粉芯功率电感制造方法


[0001]本专利技术属于电子元器件
，具体的，涉及一种低温烧结铜电极合金铁粉芯功率电感制造方法。

技术介绍

[0002]目前对电子元件模块化，贴片化的要求越来越迫切，功率电感更是当务之急。而且产品的环保要求也越来越高，所有产品必须符合ROSH标准和卤素等各项测试的标准。
[0003]传统的磁芯生产工艺主要包括磁芯端点沾银浆、高温烧结、电镀镍、锡等过程，其存在能耗高、污染大、成本昂贵、可靠性差的缺点，与当前建设节约型社会与绿色工艺技术的发展趋势相违背，已经不适合继续应用于铁粉芯贴片功率磁芯的加工生产。因此，寻求一种绿色工艺及低成本材料对铁粉芯功率电感进行产业升级势在必行。
[0004]专利CN105895301A提供的一种铁粉芯电感及其制备方法，其原料组成为铁80
‑
90％、铬5
‑
15％、锌5
‑
15％，将上述粉末溶解于丙酮中并加入磷酸做表面绝缘处理，烘干制得合金粉末，和氧化铁、氧化镁、氧化铬、其他溶剂粘合剂等混合成复合材料，通过湿流延和铜浆印制内电路制得成型的巴块，最后对所述巴块进行烘干、切割、排胶、烧结、倒角、铜浆封端、烧端、电镀工艺，得到所述铁粉芯电感。该专利技术解决了铁粉芯存在的磁导率较低、生产成本高、不利于小型化的技术问题。但是由于铁粉芯含有导电金属，电镀过程必然会存在电镀延展、生锈等不可回避的缺陷。
[0005]专利CN205428622U提供的一种金属化铁粉芯磁芯和贴片电感，通过采用磁控溅射制备得到特殊结构的金属镀层，具有附着力高、耐热性强、可焊性好等优点，且整体镀层厚度减少，不但提高了焊接质量，而且大大提高了生产效率，降低了金属化成本。该专利提供的方案可靠性很高，但是该专利技术存在三个问题：一是生产设备投入昂贵；二是靶材利用率不高，非溅射区要用掩膜覆盖，导致生产成本过高；三是工艺窗口过窄，很难同时在产品正面、侧面同时溅射上金属层，溅射技术无法保证深槽或者特殊曲面溅射金属层的可靠性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种低温烧结铜电极合金铁粉芯功率电感制造方法，以解决现有铁粉芯电镀技术困难、能耗高、成本昂贵，且得到的金属层可靠性差，性能不佳的问题。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种低温烧结铜电极合金铁粉芯功率电感制造方法，包括如下步骤：
[0009]S1、制备铜浆；
[0010]S2、制备电感胚体；
[0011]S3、将铜浆移印至电感胚体上；
[0012]S4、低温烧结使铜浆固化形成铜电极；
[0013]S5、电镀形成镍锡金属层。
[0014]作为本专利技术的进一步方案，铜浆包含70
‑
80wt％纳米铜粉、5
‑
10wt％纳米玻璃粉、10
‑
25wt％有机载体和1
‑
5wt％抗收缩剂。
[0015]作为本专利技术的进一步方案，铜浆制备包括如下步骤：
[0016]第一步，往容器中加入溶剂、分散剂、流平剂、增塑剂，在60
‑
80℃温度下以300
‑
600rpm/min的速率搅拌并逐步加入树脂粉末，加热搅拌4
‑
10小时后，制得有机载体；
[0017]将第一步中制得的有机载体加入双行星真空搅拌机中，加入纳米铜粉、玻璃粉和抗收缩剂，以1200
‑
2000rpm/min的速率真空搅拌6
‑
12小时制得混合物b；
[0018]将混合物b置于三辊机中研磨，研磨次数为3
‑
5次，制得混合物c；
[0019]用300
‑
400目的丝网过滤混合物c，制得铜浆。
[0020]作为本专利技术的进一步方案，纳米铜粉为纯度大于99％，粒径400
‑
800nm的纳米片状铜粉，纳米玻璃粉纯度大于99％，粒径200
‑
600nm。
[0021]作为本专利技术的进一步方案，纳米玻璃粉由B2O3、BaCO3、ZnO、SiO2与Li2O按比例混合均匀后置于1400℃马弗炉中保温60min后，直接出料，热压成小片，再进行粉碎并砂磨制得；各组分的比例为20
‑
40wt％B2O3、15
‑
35wt％SiO2、10
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30wt％ZnO、1
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10wt％BaCO3与1
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10wt％Li2CO3。
[0022]作为本专利技术的进一步方案，树脂粉末包括8
‑
14％水溶性酚醛树脂、3
‑
7％氨基树脂、4
‑
8％醇基树脂、13
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17％环氧树脂；
[0023]溶剂为38
‑
48％二乙二醇丁醚醋酸酯、9
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12％松油醇与10
‑
15％丁基卡必醇醋酸酯；
[0024]分散剂为1
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3％聚乙烯蜡；
[0025]流平剂为1
‑
3％改性聚酰胺蜡粉；
[0026]上述百分比为对应物料占有机载体总体的质量比。
[0027]作为本专利技术的进一步方案，抗收缩剂包括钙矾石、ZrO、NaHCO3与聚乙烯中的一种或者至少两种的混合物。
[0028]作为本专利技术的进一步方案，电感胚体通过制粉、粉末还原、绝缘包覆、压制成型、热处理工艺制得。
[0029]作为本专利技术的进一步方案，步骤S4中低温烧结温度为650
‑
750℃，设备为氮气保护烧结炉。
[0030]作为本专利技术的进一步方案，本专利技术还公开了一种低温烧结铜电极合金铁粉芯功率电感制造方法制备的功率电感。
[0031]本专利技术的有益效果：
[0032](1)本专利技术通过预制的铜浆在电感胚体上转印并烧结形成铜电极，相较于传统的采用点沾银浆的方式，大大降低了原料成本；
[0033](2)本专利技术中纳米玻璃粉的玻璃相为B
‑
Si
‑
Zn
‑
Ba
‑
Li玻璃体系，具有抗还原气氛、耐酸腐蚀特点，从而提升铜电极的耐腐蚀能力；
[0034](3)本专利技术通过控制铜浆烧结的收缩率，使烧结膜的收缩率为5
‑
10％，从而能够有效解决电镀过程中出现的电镀延展问题；
[0035](4)通过氮气保护低温烧结调节烧结膜收缩致密化及玻璃相耐腐蚀能力来降低元件缺陷，从而获得更低的直流电阻损耗。
具体实施方式
[0036]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温烧结铜电极合金铁粉芯功率电感制造方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、制备铜浆；S2、制备电感胚体；S3、将铜浆移印至电感胚体上；S4、低温烧结使铜浆固化形成铜电极；S5、电镀形成镍锡金属层。2.根据权利要求1所述的一种低温烧结铜电极合金铁粉芯功率电感制造方法，其特征在于，铜浆包含70
‑
80wt％纳米铜粉、5
‑
10wt％纳米玻璃粉、10
‑
25wt％有机载体和1
‑
5wt％抗收缩剂。3.根据权利要求2所述的一种低温烧结铜电极合金铁粉芯功率电感制造方法，其特征在于，铜浆制备包括如下步骤：第一步，往容器中加入溶剂、分散剂、流平剂、增塑剂，在60
‑
80℃温度下以300
‑
600rpm/min的速率搅拌并逐步加入树脂粉末，加热搅拌4
‑
10小时后，制得有机载体；将第一步中制得的有机载体加入双行星真空搅拌机中，加入纳米铜粉、玻璃粉和抗收缩剂，以1200
‑
2000rpm/min的速率真空搅拌6
‑
12小时制得混合物b；将混合物b置于三辊机中研磨，研磨次数为3
‑
5次，制得混合物c；用300
‑
400目的丝网过滤混合物c，制得铜浆。4.根据权利要求3所述的一种低温烧结铜电极合金铁粉芯功率电感制造方法，其特征在于，纳米铜粉为纯度大于99％，粒径400
‑
800nm的纳米片状铜粉，纳米玻璃粉纯度大于99％，粒径200
‑
600nm。5.根据权利要求3所述的一种低温烧结铜电极合金铁粉芯功率电感制造方法，其特征在于，纳米玻璃粉由B2O3、BaCO3、ZnO、SiO2与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建权，胡邦伟，
申请(专利权)人：广州三则电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：