CN116168942A - 一种功率电感制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种功率电感制备方法，涉及电感制备技术领域，包括：制备磁性粉体，并将磁性粉体压制形成带有凹槽的矩形磁芯，凹槽沿矩形磁芯的侧面分别开口；制备银浆，并将银浆印刷至凹槽内，随后烘烤得到烘烤后磁芯；绕制与凹槽的形状相适配的平面线圈，平面线圈具有向外引出的两个引出端子，随后将平面线圈和烘烤后磁芯压合为一体，使得两个引出端子分别由凹槽的侧面开口处引出，形成电感半成品；对电感半成品进行退火处理，随后对引出端子进行电极成型处理，以制备得到功率电感。有益效果是将低温银浆和矩形磁芯一起进行烘烤、退火处理，使电感固有的交流损耗降至最低；在压制成型的矩形磁芯中印刷银浆，使大电流能够安全通过。
Description
技术领域
本发明涉及电感制备技术领域，尤其涉及一种功率电感制备方法。
背景技术
随着信息化、智能化发展的快速推进，电子产品对应用于大电流低损耗器件的需求越来越广泛。目前在此应用中较为广泛的包括一体成型电感和铁氧体电感，但一体成型电感因为铜线圈表面的绝缘层的耐温等级在220℃以下，粉体材料无法在高温下进行退火以达到降低损耗的目的。而铁氧体电感的烧结温度需要达到800℃以上，且烧结后的损耗远高于在350-600℃左右进行退火处理的金属软磁合金，如何制备得到大电流低损耗的功率电感成为亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种功率电感制备方法，包括：
步骤S1，制备磁性粉体，并将所述磁性粉体压制形成带有凹槽的矩形磁芯，所述凹槽沿所述矩形磁芯的侧面分别开口；
步骤S2，制备银浆，并将所述银浆印刷至所述凹槽内，随后烘烤得到烘烤后磁芯；
步骤S3，绕制与所述凹槽的形状相适配的平面线圈，所述平面线圈具有向外引出的两个引出端子，随后将所述平面线圈和所述烘烤后磁芯压合为一体，使得两个所述引出端子分别由所述凹槽的侧面开口处引出，形成电感半成品；
步骤S4，对所述电感半成品进行退火处理，随后对所述引出端子进行电极成型处理，以制备得到功率电感。
优选的，所述磁性粉体包括软磁金属材料和树脂材料，所述树脂材料在所述磁性粉体中的占比为1％～5％。
优选的，所述软磁金属材料包括羰基铁粉材料、铁硅合金材料、铁镍合金材料、铁镍钼材料和纳米晶软磁材料中的至少一种；
所述树脂材料包括环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种。
优选的，所述步骤S3包括：
步骤S31，采用包覆有无机绝缘层的单层多股铜线绕制形成与所述凹槽的形状相适配的所述平面线圈，所述平面线圈具有向外引出的两个所述引出端子；
步骤S32，将所述平面线圈放置于所述烘烤后磁芯的所述凹槽内，两个所述引出端子分别由所述凹槽的侧面开口处引出；
步骤S33，向所述凹槽内填充粉材后压制为一体，使得所述粉材填平所述平面线圈的各股所述铜线之间以及所述凹槽，形成电感半成品。
优选的，所述无机绝缘层由无机物颗粒材料制备而成，所述无机物颗粒材料包括二氧化硅、氧化铝和碳化硅中的至少一种。
优选的，所述步骤S2中，将所述银浆印刷至所述凹槽内，随后烘烤的烘烤温度为100℃-200℃。
优选的，所述步骤S4中，对所述电感半成品进行退火处理的退火温度为400℃-700℃。
优选的，所述银浆的烧结温度在700℃以下。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
1)将低温银浆和矩形磁芯一起进行烘烤、退火处理，使电感固有的交流损耗降至最低；
2)在压制成型的矩形磁芯中印刷银浆，使大电流能够安全通过；
3)采用包覆有无机绝缘层的铜线绕制形成平面线圈，由于无机绝缘层能够耐高温，使得电感半成品能够在较高的退火温度下进行退火处理以进一步降低损耗。
附图说明
图1为本发明的较佳的实施例中，一种功率电感制备方法的流程示意图；
图2为本发明的较佳的实施例中，步骤S3的子流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种功率电感制备方法，如图1所示，包括：
步骤S1，制备磁性粉体，并将磁性粉体压制形成带有凹槽的矩形磁芯，凹槽沿矩形磁芯的侧面分别开口；
步骤S2，制备银浆，并将银浆印刷至凹槽内，随后烘烤得到烘烤后磁芯；
步骤S3，绕制与凹槽的形状相适配的平面线圈，平面线圈具有向外引出的两个引出端子，随后将平面线圈和烘烤后磁芯压合为一体，使得两个引出端子分别由凹槽的侧面开口处引出，形成电感半成品；
步骤S4，对电感半成品进行退火处理，随后对引出端子进行电极成型处理，以制备得到功率电感。
具体地，本实施例中，上述凹槽的形状以及侧面的开口位置不作限定，凹槽的形状可以是几字形，对应的开口对称开设于矩形磁芯的两侧面，可以理解的是，两个开口也可以均设置于矩形磁芯的同一个侧面。
上述银浆优选为烧结温度在700℃以下的低温银浆，通过在矩形磁芯的凹槽内印刷银浆，实现低温银浆和矩形磁芯一起进行烘烤，能有效降低制备得到的功率电感固有的交流损耗。
上述凹槽优选为矩形凹槽，银浆印刷需要保证平整度，银浆粘度优选为1100～1800dPa.s。在此粘度范围内,银浆印刷时银胶线光滑平整,无渗透,毛刺,缺口等不良,且烘烤后银胶附着力强，从而使得平面线圈能够平稳放置于放置于凹槽，进而在将平面线圈和烘烤后磁芯压合为一体时，实现平面线圈的整体受力均匀性。在压合完成后，即可对电感半成品进行退火处理后制备电极。优选的，可以先将两个引线端子沿开口背离平面线圈的方向二次弯折至矩形磁芯的背离平面线圈的一侧，随后采用激光方式去除两个引出端子包覆的无机绝缘层和铜线，进而电镀形成电极。
进一步地，将低温银浆和矩形磁芯一起进行烘烤后进一步一起进行退火处理，使得制备得到的功率电感固有的交流损耗降至最低；另外，在压制成型的矩形磁芯中印刷银浆，使大电流能够安全通过，满足大电流低功耗的器件需求。
本发明的较佳的实施例中，磁性粉体包括软磁金属材料和树脂材料，树脂材料在磁性粉体中的占比为1％～5％。
本发明的较佳的实施例中，软磁金属材料包括羰基铁粉材料、铁硅合金材料、铁镍合金材料、铁镍钼材料和纳米晶软磁材料中的至少一种；
树脂材料包括环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种。
本发明的较佳的实施例中，如图2所示，步骤S3包括：
步骤S31，采用包覆有无机绝缘层的单层多股铜线绕制形成与凹槽的形状相适配的平面线圈，平面线圈具有向外引出的两个引出端子；
步骤S32，将平面线圈放置于烘烤后磁芯的凹槽内，两个引出端子分别由凹槽的侧面开口处引出；
步骤S33，向凹槽内填充粉材后压制为一体，使得粉材填平平面线圈的各股铜线之间以及凹槽，形成电感半成品。
具体地，本实施例中，无机绝缘层由无机物颗粒材料制备而成，无机物颗粒材料包括二氧化硅、氧化铝和碳化硅中的至少一种。采用无机绝缘层包覆铜线，相较于现有绝缘层，有效提升耐温等级，使得步骤S4中，对电感半成品进行退火处理的退火温度可以达到400℃-700℃，相较于现有的在220℃以下进行退火处理，能够进一步达到降低损耗的目的。进一步地，采用无机绝缘层不仅具有绝缘性，还具有优良的抗高压性能，能够有效保护铜线内芯，克服了现有包覆铜线内芯的绝缘层在压制时易破损从而导致产品短路的问题，且基于此，能够在压制时，允许相对较高的压制压强，从而提高成型密度，进而提高产品的磁导率。
本发明的较佳的实施例中，步骤S2中，将银浆印刷至凹槽内，随后烘烤的烘烤温度为100℃-200℃。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种功率电感制备方法，其特征在于，包括：
步骤S1，制备磁性粉体，并将所述磁性粉体压制形成带有凹槽的矩形磁芯，所述凹槽沿所述矩形磁芯的侧面分别开口；
步骤S2，制备银浆，并将所述银浆印刷至所述凹槽内，随后烘烤得到烘烤后磁芯；
步骤S3，绕制与所述凹槽的形状相适配的平面线圈，所述平面线圈具有向外引出的两个引出端子，随后将所述平面线圈和所述烘烤后磁芯压合为一体，使得两个所述引出端子分别由所述凹槽的侧面开口处引出，形成电感半成品；
步骤S4，对所述电感半成品进行退火处理，随后对所述引出端子进行电极成型处理，以制备得到功率电感。
2.根据权利要求1所述的功率电感制备方法，其特征在于，所述磁性粉体包括软磁金属材料和树脂材料，所述树脂材料在所述磁性粉体中的占比为1％～5％。
3.根据权利要求2所述的功率电感制备方法，其特征在于，所述软磁金属材料包括羰基铁粉材料、铁硅合金材料、铁镍合金材料、铁镍钼材料和纳米晶软磁材料中的至少一种；
所述树脂材料包括环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的功率电感制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31，采用包覆有无机绝缘层的单层多股铜线绕制形成与所述凹槽的形状相适配的所述平面线圈，所述平面线圈具有向外引出的两个所述引出端子；
步骤S32，将所述平面线圈放置于所述烘烤后磁芯的所述凹槽内，两个所述引出端子分别由所述凹槽的侧面开口处引出；
步骤S33，向所述凹槽内填充粉材后压制为一体，使得所述粉材填平所述平面线圈的各股所述铜线之间以及所述凹槽，形成电感半成品。
5.根据权利要求4所述的功率电感制备方法，其特征在于，所述无机绝缘层由无机物颗粒材料制备而成，所述无机物颗粒材料包括二氧化硅、氧化铝和碳化硅中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的功率电感制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，将所述银浆印刷至所述凹槽内，随后烘烤的烘烤温度为100℃-200℃。
7.根据权利要求1所述的功率电感制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，对所述电感半成品进行退火处理的退火温度为400℃-700℃。
8.根据权利要求1所述的功率电感制备方法，其特征在于，所述银浆的烧结温度在700℃以下。
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