磁粉-绕组共烧式电感元件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了磁粉

【技术实现步骤摘要】
磁粉
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绕组共烧式电感元件及其制备方法


[0001]本专利技术主要涉及电感元件领域，特别涉及磁粉
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绕组共烧式电感元件及其制备方法。

技术介绍

[0002]功率电感器一般是指用于DC
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DC转换器等电源电路中的电感器，主要在电路中起到稳压、滤波及信号处理的作用。随着电子技术的高速发展，CPU、GPU等频率越来越高，对电路的稳定供电和滤波提出了更高的需求，推动功率电感向小型化、薄型化和轻量化等方向发展。同时，还要求功率电感具有高可靠性，以维持电子设备的正常运行。
[0003]常见的功率电感有两种，绕线式和一体成型式。
[0004]绕线式电感器主要使用铁氧体作为磁性材料。铁氧体材料具有饱和磁通密度低的劣势，如果工作电流较大会产生饱和现象；同时绕线式为组装结构，铁氧体和绕组之间存在空隙，两方面均从原理上阻碍了电感器的小型化。
[0005]一体成型式电感是将磁性粉末与有机树脂混合，将复合物和绕组放置在模具中并加压成型，来得到磁性部内部埋设线圈的电感。对于一体成型电感，如果成型压力太小，则会导致电感中磁性部密度低、初始磁导率小，从而无法达到所需的电磁特性；如果成型压力太大，则会造成位于磁性粉末内部的绕组(线圈)受到过大的挤压力，漆包铜线表面的绝缘层因摩擦而破损，导致产品绝缘耐压低、甚至短路，产品可靠性风险大。现有技术的体成型式电感成型时，成型压力低于10T/cm2，否则因线圈绝缘电阻较低，组合到电路中时容易出现短路。
[0006]中国专利技术公告第CN103714961B号专利技术专利揭露的电感，绕线部内周部的磁性体密度高于外周部磁性体，以达到起始磁导率高的效果。但该方式需要多次填粉、多次压制，增加了制作工序和难度，降低了生产效率。中国专利公告第CN111151740B号专利技术专利揭露的电感，采用注射成型的方式，磁导率为21.6，为达到所需感量要求，需使用多层线圈，导致电感直流电阻大，降低效率，同时不利于产品扁平化。另外注射成型的生产效率较低。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种磁粉
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绕组共烧式电感元件及其制备方法，解决现有技术制备的电感无法达到所需的电磁特性，或者制作工序或材料选择受限、生产效率低等问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种磁粉
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绕组共烧式电感元件，形成由软磁性粉末制成的磁性部和埋入磁性部内部的绕组，所述软磁性粉末中包含50wt％以上的球形粉；所述磁粉
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绕组共烧式电感元件是通过模压成型制成，成型压力为12～24T/cm2。
[0010]在一些实施例中，所述球形粉的球形度≥95％；所述软磁性粉末中包含80wt％以上的球形粉；所述成型压力为16～22T/cm2。
[0011]进一步地，所述软磁性粉末全部使用球形粉；所述成型压力为18～20T/cm2。
[0012]在一些实施例中，所述软磁性粉末为Fe、Fe
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Si、Fe
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Ni、Fe
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Si
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Cr、Fe
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Si
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Al金属磁性粉、Fe基非晶磁性粉、纳米晶磁性粉中的一种或两种以上的混合物。
[0013]在一些实施例中，所述绕组可以采用截面为矩形或圆形的金属导体；所述绕组为直线型或螺旋形线圈，其中，螺旋形线圈的螺线圈数小于4。
[0014]在一些实施例中，所述螺旋形线圈的螺线圈数为2。
[0015]在一些实施例中，所述软磁性粉末表面设有绝缘层。
[0016]本专利技术还提供一种制备方法，用于制备如上任一实施例所述的磁粉
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绕组共烧式电感元件，包括以下工序：
[0017]成型工序，将软磁性粉末和绕组放置于模具中，施加压力进行模压成型，成型压力为12～24T/cm2，得到绕组埋于磁性部内部的电感生坯，引脚/电极暴露于磁性部表面；其中，所述软磁性粉包含50wt％以上的球形粉；
[0018]退火工序，将电感生坯放置于热处理炉内并加热保温，使电感生坯内部因部的残余应力得以释放，获得电感元件。
[0019]在一些实施例中，退火温度为400～850℃。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术提供的电感元件，具有初始磁导率高和绝缘耐压特性好的优势。即该电感即使在大的成型压力下，依旧能保持高耐压特性，确保该电感同时具有优秀的电磁特性和可靠性。同时该电感制备方法简便，生产效率高。
[0022]上述技术特征，以及本专利技术技术方案的其他特征、目的和优点将结合本专利技术的各种实施例及附图进行描述。然而，所揭露的说明性实施例仅仅是示例，并不用于限定本专利技术的范围。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例软磁性粉末的球形度标示图。
[0024]图2是本专利技术实施例球形度≥95％的铁硅铝合金粉末SEM图像。
[0025]图3是本专利技术实施例球形度≥50％的铁硅铬合金粉SEM图像
[0026]图4是异形的铁硅铝合金粉末SEM图像。
[0027]图5是成型压力与电感磁性部相对密度的关系曲线图。
[0028]图6是磁导率与绝缘电阻的关系曲线图。
[0029]图7(a)粉末颗粒与绕组铜线的作用原理图。
[0030]图7(b)粉末颗粒之间的作用原理图。
[0031]图8(a)
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8(e)为绕组与磁性部的结构示意图，其中8(a)、8(d)、8(e)为1圈绕组；图8(b)为2圈绕组，图8(c)为3圈绕组。
具体实施方式
[0033]本专利技术所提供的附图及下述某些实施例的描述并非将专利技术限制在这些实施例中，而是提供给本领域任何一个普通技术人员来制造和使用本专利技术。
[0034]下述实例中所述实验方法或检测方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和
材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0035]本专利技术所披露的端点值的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应视为在本文中具体公开。
[0036]本专利技术提供了一种电感元件，包含由软磁性粉末制成的磁性部和埋入磁性部内部的绕组。制备磁性部的软磁性粉末包含：球形度大于95％、且表面没有明显凸起、组成比例50wt％以上的球形粉。
[0037]软磁性粉末球形粉，其球形度通过以下公式计算。
[0038]参照图1所示，其中，R
max
是指：与粉末外轮廓相切的最小圆的半径；R
min
是指：与粉末外轮廓相切的最小圆的圆心O到粉体表面距离的最小值。
[0039]本专利技术通过使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁粉
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绕组共烧式电感元件，形成由软磁性粉末制成的磁性部和埋入磁性部内部的绕组，其特征在于，所述软磁性粉末中包含50wt％以上的球形粉；所述磁粉
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绕组共烧式电感元件是通过模压成型制成，成型压力为12～24T/cm2。2.如权利要求1所述的电感元件，其特征在于，所述球形粉的球形度≥95％；所述软磁性粉末中包含80wt％以上的球形粉；所述成型压力为16～22T/cm2。3.如权利要求2所述的电感元件，其特征在于，所述软磁性粉末全部使用球形粉；所述成型压力为18～20T/cm2。4.如权利要求1所述的电感元件，其特征在于，所述软磁性粉末为Fe、Fe
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Si、Fe
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Ni、Fe
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Si
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Cr、Fe
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Si
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Al金属磁性粉、Fe基非晶磁性粉、纳米晶磁性粉中的一种或两种以上的混合物。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云帆，郭雄志，张丽娜，黎亚庆，
申请(专利权)人：深圳市铂科新材料股份有限公司惠州铂科实业有限公司河源市铂科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：