线圈磁粉一体成型式电感及其制作方法技术

一种线圈磁粉一体成型式电感，包括一个立方体形的磁性材料块（5），内有一个埋入式线圈（4），两个相对面上各有一个端电极（6），端电极分别与线圈的一端相连，磁性材料块由两种以上不同平均粒径组成的磁粉和绝缘树脂组成，磁粉的组成通式为Fe100-x-y-zSixCryBz。其制作方法为：（一）将不同粒度的磁粉相均匀混合；（二）将磁粉与绝缘树脂混和成复合磁性材料料团；（三）制作空芯线圈；（四）把成型模具和下冲头加热，填入复合磁性材料料团和空芯线圈，加压压制成型，保温到树脂固化后脱模；（五）将两个端面抛光；（六）真空溅射制成电极。用较小的压力即可完成压制成型操作，压制过程对磁粒和线圈的损伤皆很小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电子产品用的。
技术介绍
近年来，随着笔记本电脑、服务器用的MPU处理速度向高速化发展，推进了供应电流的大电流化。这其中，用于DC/DC转换器的功率电感，由于小型化大电流的需要，图I所示的一体成型电感也在走向产品化。中国专利CN1304145A详细描述了该类电感的制造方法。这类电感所用的磁性材料通常是由金属磁性粉末和树脂等绝缘材料结合而成的，将金属磁性粉末和树脂混合混炼而成的粉末颗粒用模具冷压压粉成型的方法压制得到电感器，这种方法已普遍使用。已有的这类电感器，因为磁芯是用饱和磁感应强度高的金属磁粉压成的，所以不 仅体积小，而且与铁氧体磁芯电感器相比，电流重叠特性优越，满足了大电流化的要求。但是它的缺点是，与铁氧体磁芯电感器相比，很难获得高的磁导率。为了提高磁导率，就必须提高金属磁粉的体积占有率，因此成型体的密度就不得不提高，由于粉末颗粒之间的摩擦，单位每平方厘米就必须施加从数吨到数十吨的成型压力，在此成型压力作用下，成型体的金属磁粉会受力而发生变形；压力过大时，颗粒会碎裂；受到外部磁场作用时，损耗增加导致器件发热，应用于DC/DC转换器中的功率电感就会削弱回路效率；同时，电感器件内的空芯线圈也承受了比较大的成型压力，线材与粉体接触时，线材的绝缘皮层就容易破坏，这样就很可能出现短路问题。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种线圈磁粉一体成型式电感，能用较小的成型压力来制作，并且磁体密度高，磁性器件的损耗较小；本专利技术另一目的是提出这种线圈磁粉一体成型式电感的制作方法。这种线圈磁粉一体成型式电感包括一个立方体形的磁性材料块，磁性材料块内有一个埋入式线圈，磁性材料块的两个相对面上各有一个端电极，每个端电极分别与线圈的一端相连。这种线圈磁粉一体成型式电感中的磁性材料块由两种以上不同平均粒径组成的磁粉和绝缘树脂组成，此磁粉的分子组成用通式Fei(l(l_x_y_zSixCryBz表示，其中3^x^8, 2^y^6, l-5^z^ 4，所述的绝缘树脂均匀包裹在磁粉颗粒表面。这种线圈磁粉一体成型式电感的制作方法采用温压成型法，步骤为(—)按预定的比例将两种以上不同粒度的磁粉相均匀混合；(二)按预定的比例将第一步所得的磁粉与绝缘树脂均匀混和成在80°C "120°C间呈塑性粘质体的粘土状的复合磁性材料料团；(三)制作空芯线圈；(四)把成型模具和下冲头加热至80°C 120°C，把第二步整备好的复合磁性材料料团和第三步整备好的空芯线圈填充到加热了的模具里面，令空芯线圈埋在复合磁性材料里；加压压制成型，压力范围每平方厘米Ikgf lX103kgf ;在保持成型压力的同时加热模具至14(T160°C，保温到树脂固化后脱模，得到一个线圈埋于磁性材料体内的块体；(五)将上步得到的块体上有空芯线圈引线端的两个端面抛光；(六)用真空溅射法，在抛光好的两个端面上制成电极。这种线圈磁粉一体成型式电感由于采用组成用通式Fe1(l(l_x_y_zSixCryBz表示的低损耗的非晶合金磁粉，并且磁粉的组成为两种以上不同平均粒径，热压得到的磁体密度很高，故磁性器件的损耗相对较小。又由于磁粉中加入了绝缘树脂，在压制时预先对磁粉团和模具加热，磁粉团在此温度下呈塑性粘质体，便于压制成型，用较小的压力即可完成压制成型操作，压制过程对磁粒和线圈的损伤皆很小。 附图说明图I为已有的一体成型电感的结构示意图；图2为本专利技术的线圈磁粉一体成型式电感的结构图；图3为线圈磁粉一体成型式电感的压制成型的原理图；图4本专利技术的产品的加工过程示意图。具体实施例方式已有的一体成型电感的结构如图I所示,包括磁性材料2、埋入磁性材料内的线圈I的两个引线端3。如图2所示，本专利技术的这种线圈磁粉一体成型式电感包括一个立方体形的磁性材料块5，磁性材料块内有一个埋入式线圈4，磁性材料块的两个相对面上各有一个端电极6，每个端电极分别与线圈的一端相连。磁性材料块5由两种以上不同平均粒径组成的磁粉和绝缘树脂组成，所述的磁粉的组成用通式Fei(l(l_x_y_zSixCryBz表示，其中3^x^8, 2^y^6, l-5^z^ 4，所述的绝缘树脂均匀包裹在磁粉颗粒表面。与绝缘树脂相混合成的磁粉团固化前在80°C _120°C间呈塑性粘质体，便于压制成型。这种线圈磁粉一体成型式电感中的绝缘树脂可以为环氧树脂、酚醛树脂或硅酮树月旨，只要绝缘树脂的软化温度在80°C 120°C之间、固化温度在140°C 160°C之间并且耐温大于320°C都可以使用，加入量以重量计可以为磁粉重量的4 6%。这种线圈磁粉一体成型式电感中的磁粉的平均粒径可以为两种，其平均粒径分别为2(T25iim和3. 5 6iim，混合比为重量比75 25(即平均粒径20 25 y m的磁粉的重量平均粒径3. 5 6 u m的磁粉的重量=75 :25)。实施例I用平均颗粒直径23 ii m和4. 6 ii m的Fe89Si6.5Cr2.5B2铁系非晶金属磁性粉，分别以重量比100比0、75比25和50比50三种比率混合。再在每种磁性粉中加入磁性粉重量4.8%的E5284单组分高温固化耐高温环氧树脂(北京航通舟科技有限公司生产)，混合。将磁性粉末和树脂混合成粘土状的料团。将粘土状料团预先加热到100°C，填充到环形模具里。以每平方厘米Ikgf的压力压制成型。样品尺寸为外径17mm,内径7. Omm,高度5. Omm,保持最高压力状态，使模具加热到140-160°C，保温8-15分肿，使树脂固化。用B-H分析器在300Khz-40mT的条件下测定磁材的性能,测试结果如表I所示。表I不同粒度的磁粉混合对产品性能的影响 不同粒度的磁粉混合热塑压制成型压力lkgf/cm2细粉所占重量比(wt%)—jg对密度％ 相对磁导率损耗(kw/cm3)0— 91.5 —16.533025— 97.5 —22.3385 5094.318.4347·由表中结果可知，两种不同平均粒径的磁粉混合，可以提高填充率，在平均颗粒直径23 ii m和4. 6 ii m的磁粉重量比为75比25时，在lkgf/cm2的较低压力压制下，其相对密度为97. 5%，接近理论密度。且其磁导率最大、损耗最小。按此实施例I的结果可知,这种线圈磁粉一体成型式电感中的磁粉采用两种不同平均粒径时，优的选混合比为重量比75 25。这种线圈磁粉一体成型式电感的制作步骤如图4所示(一)混合不同粒度的磁粉按预定的比例将两种以上不同粒度的磁粉相均匀混合；(二)混合绝缘树脂、制备成粘土状料团按预定的比例将第一步所得的磁粉与绝缘树脂均匀混和成在80°C 120°C间呈塑性粘质体的粘土状的复合磁性材料料团；(三)制作线圈空芯线圈的铜线最好是扁平状的，线圈外的绝缘树脂要求耐高温，最好选用220级的；(四)温压成型、保压状态下固化树脂把成型模具和下冲头9加热至80°C 120°C，如图3 Ca)所示，把第二步整备好的复合磁性材料料团8和第三步整备好的空芯线圈4填充到加热了的模具7里面，令空芯线圈埋在复合磁性材料里；如图3 (b)所示，合上上冲头10，加压压制成型，压力范围每平方厘米Ikgf lX103kgf ;在保持成型压力的同时加热模具至140 160°C，保温9-10分钟，到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线圈磁粉一体成型式电感，包括一个立方体形的磁性材料块（5），磁性材料块内有一个埋入式线圈（4），磁性材料块的两个相对面上各有一个端电极（6），每个端电极分别与线圈的一端相连，其特征是所述的磁性材料块由两种以上不同平均粒径组成的磁粉和绝缘树脂组成，所述的磁粉的组成用通式Fe100？x？y？zSixCryBz表示，其中3≦x≦8,2≦y≦6,1.5≦z≦4，所述的绝缘树脂均匀包裹在磁粉颗粒表面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：童元丰，朱金良，戴黎明，张兴元，
申请(专利权)人：浙江嘉康电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：