一种大功率扁平电感器及其制作方法技术

一种大功率扁平电感器及其制作方法，涉及到电感器及电感器的制作方法技术领域，具体涉及一种具有高电流叠加特性和高频特性的功率电感器。解决现有电感器由于容易磁饱和，感应系数低，直流叠加特性差；传统的多层功率电感器中，插入用于形成间隙的非磁体层，容易产生磁泄露，包括有磁性实心填充体，在磁性实心填充体中设有由扁平铜导体在平面上绕制成两层以上螺旋层后堆叠的构成的电感线圈。线圈内部温差小，所以散热性能和磁场效率可获得更好的效能；可有效降低泄露磁通，容易提供手机，平板电脑，笔记本电脑，平板显示器等使用。本发明专利技术涉及一种线圈内填充有软磁铁氧体材料和高磁化密度的金属合金材料混合体的功率电感器，保证高直流叠加特性而无需使用单独的非磁性体。适合于高电流的应用，大于1Tesla的高磁饱和特性，适合于高频率的应用，稳定的磁导率和较低的芯损，高磁饱和使得在高电流应用时有很出色的表现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到电感器及电感器的制作方法
，具体涉及ー种具有高电流叠加特性和高频特性的功率电感器。
技术介绍
由于便携式设备的多样化，用于便携式设备的电源电路的工作电源的类型已经多样化。工作电源用于便携式设备，诸如LCD驱动器、功率放大模块、基带IC等。电源中的每一个功能均需要不同的工作电压，并且需要用于将从电源供给的电压转换成器电路的工作电压的电源电路。由于半导体尺寸的减小，其电源电路的电压相应减小，导致即使电压的小的变化也会导致设备发生故障。为了防止这种问题，通常使用分布式电源(POL)方案，其中电源布置在每个LSI (大規模集成电路)附近，通过利用电源和LSI或者配线电阻之间的线 多电源电路。便携式设备的电源电路主要分成两组线性调节器和开关调节器。近期趋势已朝向減少能量消耗以延长电池寿命，并且因此已经更普遍地使用在电压转换中受到较少功率损耗的开关调节器(通常称为DC-DC转换器)同时，在小型化方面，DC-DC转换器包括另外的附加部件(诸如电感器、电容器等)，这增大了电源电路的尺寸；因而，为了使该设备小型化，可以通过増大DC-DC转换器的开关频率来减小电感器或者电容器的必需的常数。通常用作多层功率电感器的磁体的铁氧体基金属氧化物具有高导磁性和高电阻而具有低的饱和磁通密度。因而，铁氧体基金属氧化物由于容易磁饱和，感应系数低，直流叠加特性差。另外，在传统的多层功率电感器中，为了保证直流叠加特性，需要在层间插入用于形成间隙的非磁体层，容易产生磁泄露。另外，在利用铁氧体制造电感器的过程中，将电路放置在铁氧体薄膜上，然后将其烧结；然而，在烧结过程中会使电感器变形，这在保证感应系数和直流叠加特性高于一定水平造成阻碍。
技术实现思路
综上所述，本专利技术的目的是主要是为了解决现有电感器由于容易磁饱和，感应系数低，直流叠加特性差；传统的多层功率电感器中，插入用于形成间隙的非磁体层，容易产生磁泄露，以及在烧结过程中会使电感器变形等技术不足，而提出的ー种大功率扁平电感器及其制作方法。为解决本专利技术所提出技术问题，采用的技术方案为ー种大功率扁平电感器，其特征在于所述电感器包括有磁性实心填充体，在磁性实心填充体中设有由扁平铜导体在平面上绕制成两层以上螺旋层后堆叠的构成的电感线圏。所述的磁性实心填充体由软磁铁氧体材料和磁化的金属合金材料混合粉末填充构成。所述的软磁铁氧体材料粉末的材料规格为至少包含重量百分比609Γ80%的铁和重量百分比209Γ30%的氧化锌；软磁铁氧体材料粉末平均粒径(d50，um) =O ;初始磁导率:200 500 ;功率因数(O. 5MHz) :80 100。所述的磁化的金属合金材料粉末的材料规格为至少包含重量百分比989Γ99. 5%的铁；磁化的金属合金材料粉末平均粒径(d50，um) =O ;初始磁导率37飞3 ;功率因数(0·5ΜΗζ) :120 160。所述的软磁铁氧体材料和磁化的金属合金材料均为粒径4-8微 米的球形粉末。所述的电感线圈由两层以上同心圆形的螺旋层堆叠构成。ー种制作上述电感器的制作方法，其特征在于所述方法包括有如下步骤 1)、绕制线圈，用一根扁平的铜导体绕制两层以上依次相连同心圆形的螺旋层； 2)、压制磁性实心填充体，将成型模具置于第I步绕制完成的线圈外部，在成型模具中填充粒径4-8微米的软磁铁氧体材料和磁化的金属合金材料混合粉末,并添加粘合剂压合成型，填充包覆线圈； 3)、切出线圈的引脚，分离出单体的电感器； 4)、上端电极，将线圈的引脚放入自动沾银机沾银，烘干； 5)、表面处理，在银层上通过电镀覆盖镍层和锡层。ー种制作上述电感器的另ー种制作方法，所述方法包括有如下步骤 1)、制作电极脚，于薄板金属料带上冲压成型出两电极脚，该两电极脚的第二端部连接于料带上，两电极脚的第一端部正对并保持电气间隙； 2)、绕制线圈，用一根扁平的铜导体绕制两层以上依次相连同心圆形的螺旋层，将线圈的两端引脚分别与两电极脚的第一端部相连，然后在相连处涂覆锡膏； 3)、过烘烤炉，将前述步骤2组装有线圈的料带送入烘烤炉中进行加热，使锡膏熔化而将引脚与电极脚焊接连接； 4)、压制磁性实心填充体，将成型模具置于第2步绕制完成的线圈外部，在成型模具中填充粒径4-8微米的软磁铁氧体材料和磁化的金属合金材料混合粉末,并添加粘合剂压合成型，填充包覆线圈和两电极脚的第一端部； 5)、切电极脚,于料带上切断料带与电极脚第二端部的连接，分离出单体的电感器； 6)、折弯电极脚，将前述単体的电感器的电极脚折弯，使其第二端部紧贴于磁性实心填充体表面上。所述的软磁铁氧体材料粉末的材料规格为至少包含重量百分比609Γ80%的铁和重量百分比209Γ30%的氧化锌；软磁铁氧体材料粉末平均粒径(d50，um) =O ;初始磁导率20(Γ500 ;功率因数(O. 5MHz) :8(Tl00 ;所述的磁化的金属合金材料粉末的材料规格为至少包含重量百分比989Γ99. 5%的铁；磁化的金属合金材料粉末平均粒径(d50，um) :4 8 ；初始磁导率:37 63 ;功率因数(O. 5MHz) :120 160。本专利技术的益效果为本专利技术内部线圈采用薄型的扁平线圈构造，扁平线圈与圆线材相比，扁平线在相同体积下，产品重量轻、电阻低、效率高，噪音小，低趋肤效应损失的特点。线圈内部温差小，所以散热性能和磁场效率可获得更好的效能；同时该结构线圈中无间隙，可有效降低泄露磁通，属于ー种小尺寸，低损耗，大电流的功率电感器，可以容易提供手机，平板电脑，笔记本电脑，平板显示器等使用。本专利技术具有高电流叠加特性和高频特性，具体而言涉及一种线圈内填充有软磁铁氧体材料和高磁化密度的金属合金材料混合体的功率电感器，保证高直流叠加特性而无需使用単独的非磁性体。适合于高电流的应用，大于ITesla的高磁饱和特性，适合于高频率的应用，稳定的磁导率和较低的芯损，高磁饱和使得在高电流应用时有很出色的表现，球形结构使得在SMD的加工过程中有了很好的成型性倉^:。附图说明图I为本专利技术的立体结构示意 图2为本专利技术的主视结构示意 图3为本专利技术的线圈部分的立体结构示意 图4为本专利技术为银端电极时的立体结构示意图； 图5为本专利技术的电感量根据功率电感器的频率而变化的曲线 图6为本专利技术的电感量根据功率电感器的电流而变化的曲线图。具体实施例方式以下结合附图和本专利技术优选的具体实施例，对本专利技术作进ー步地说明。參照图I、图2及图3中所示，本专利技术主要由电感线圈I和磁性实心填充体2组成。电感线圈I由一根扁平铜导体在平面上绕制成两同心圆形的螺旋层11、12，将两螺旋层11、12堆叠在一起后构成，附图中以两层螺旋层为例说明，在具体实施过程中，螺旋层的数量可以是三层或更多。电感线圈I镶嵌于磁性实心填充体2内，电感线圈I的两引脚伸出磁性实心填充体2外。磁性实心填充体2由具有低损耗，高饱和磁通密度的软磁铁氧体材料和高磁化密度的金属合金材料的混合粉末填充构成混合体。软磁铁氧体材料粉末的材料规格为至少包含重量百分比609Γ80%的铁和重量百分比209Γ30%的氧化锌；软磁铁氧体材料粉末平均粒径(d50, um) :4 8 ;初始磁导率:200 500 ;功率因数(O. 5MHz) :80 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种大功率扁平电感器，其特征在于所述电感器包括有磁性实心填充体，在磁性实心填充体中设有由扁平铜导体在平面上绕制成两层以上螺旋层后堆叠的构成的电感线圈。2.根据权利要求I所述的ー种大功率扁平电感器，其特征在于所述的磁性实心填充体由软磁铁氧体材料和磁化的金属合金材料混合粉末填充构成。3.根据权利要求2所述的ー种大功率扁平电感器，其特征在于所述的软磁铁氧体材料粉末的材料规格为:至少包含重量百分比60°/Γ80%的铁和重量百分比20°/Γ30%的氧化锌；软磁铁氧体材料粉末平均粒径(d50，um) =O ;初始磁导率20(Γ500 ;功率因数(O. 5MHz)80 100。4.根据权利要求2所述的ー种大功率扁平电感器，其特征在于所述的磁化的金属合金材料粉末的材料规格为至少包含重量百分比989Γ99. 5%的铁；磁化的金属合金材料粉末平均粒径(d50, um) :4 8 ;初始...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚平，陈鑫，
申请(专利权)人：深圳市麦捷微电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：