CN114551074B - 一种电感制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电感制作方法，包括：S1、将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体，所述磁粉为硬磁材料或软磁材料；S2、将所述多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后进行压合，形成半成品；S3、对所述半成品进行烧结固化，形成电感，采用硬磁材料或软磁材料作为磁粉，采用导片堆叠的方式代替线圈，配以高压成型和高温烧结，提高了电感的能量密度，进而提高电感的感值，导片外部无绝缘层，直接利用磁粉进行绕组间的绝缘隔离，提高了电感的耐温等级，将耐温等级从125℃～180℃提高到300℃以上，从而在保证电感小尺寸的同时，提高耐温等级和能量密度。
Description
技术领域
本发明涉及电感技术领域，尤其涉及一种电感制作方法。
背景技术
近年来，随着半导体器件的高速发展，电感的需求朝着高效率、低感量、小型化、大电流化演变；常见的电感包括一体成型电感和铁氧体电感，其中，一体成型电感在除传统电力相关领域外的汽车、航空航天等特殊领域中也被广泛应用，对于一体成型电感的耐温等级和磁导率的要求也越来越高。目前，一体成型电感的制作一般需要磁粉和线圈，在模具内将线圈和磁粉压合封装形成一个整体，从而形成电感；现有技术通常采用软磁复合材料作为磁粉，即软磁粉和树脂的混合物，采用树脂类材料作为铜线的绝缘层，这导致了电感的耐温等级只有180℃左右，且磁粉的磁导率较低，其相对磁导率一般在22～36左右，从而导致电感的能量密度低，电感的尺寸无法继续做小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种电感制作方法，能够在保证电感小尺寸的同时，提高耐温等级和能量密度。
为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：
一种电感制作方法，包括：
S1、将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体，所述磁粉为硬磁材料或软磁材料；
S2、将所述多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后进行压合，形成半成品；
S3、对所述半成品进行烧结固化，形成电感。
本发明的有益效果在于：将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体，将多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并连接相邻预成型组合体的连接位后进行压合，形成半成品，对半成品进行烧结固化，形成电感，不再像现有技术中采用软磁复合材料作为磁粉，且在铜线外设置树脂材料的绝缘层，而是采用硬磁材料或软磁材料作为磁粉，采用导片堆叠的方式代替线圈，配以高压成型和高温烧结，提高了电感的能量密度，进而提高电感的感值，导片外部无绝缘层，直接利用磁粉进行绕组间的绝缘隔离，提高了电感的耐温等级，将耐温等级从125℃～180℃提高到300℃以上，从而在保证电感小尺寸的同时，提高耐温等级和能量密度。
附图说明
图1为本发明实施例的一种电感制作方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例电感制作方法的多个带有连接位的预成型组合体示意图；
图3为本发明实施例电感制作方法的外接片示意图；
图4为本发明实施例电感制作方法的半成品示意图；
图5为本发明实施例电感制作方法的半成品的截面示意图；
标号说明：
1、磁粉；2、导片；3、外接片；4、预成型组合体；5、端子；6、连接位。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，本发明实施例提供了一种电感制作方法，包括：
S1、将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体，所述磁粉为硬磁材料或软磁材料；
S2、将所述多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后进行压合，形成半成品；
S3、对所述半成品进行烧结固化，形成电感。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体，将多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并连接相邻预成型组合体的连接位后进行压合，形成半成品，对半成品进行烧结固化，形成电感，不再像现有技术中采用软磁复合材料作为磁粉，且在铜线外设置树脂材料的绝缘层，而是采用硬磁材料或软磁材料作为磁粉，采用导片堆叠的方式代替线圈，配以高压成型和高温烧结，提高了电感的能量密度，进而提高电感的感值，导片外部无绝缘层，直接利用磁粉进行绕组间的绝缘隔离，提高了电感的耐温等级，将耐温等级从125℃～180℃提高到300℃以上，从而在保证电感小尺寸的同时，提高耐温等级和能量密度。
进一步地，所述S1中将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体包括：
将多层导片的预设连接部分别连接外接片后放入磁粉中，使所述磁粉覆盖所述导片但不覆盖所述外接片的连接面并进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体。
由上述描述可知，将多层导片的预设连接部分别连接外接片后放入磁粉中，便于磁粉对连接部上的外接片进行避空，能够利用连接有外接片的连接位将每层导片连接在一起，从而形成完整的回路，保证了电感的工作性能。
进一步地，所述S1中将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体包括：
将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，得到多个预成型组合体；
对所述多个预成型组合体的预设连接部进行打孔，形成多个带有连接位的预成型组合体；
所述S2包括：
将所述多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并通过铜柱导体连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后进行压合，形成半成品。
由上述描述可知，除了将多层导片的预设连接部分别连接外接片，还可以对所述多个预成型组合体的预设连接部进行打孔，形成多个带有连接位的预成型组合体，再将多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并通过铜柱导体连接相邻预成型组合体的连接位后进行压合，以此将每层导片连接在一起，从而形成完整的回路，保证了电感的工作性能。
进一步地，所述导片为裸铜片，且所述导片呈“ㄇ”形。
由上述描述可知，导片为裸铜片，且导片为有开口的“ㄇ”形，便于后续将导片堆叠后形成一个完整的顺时针或逆时针线路，从而达到绕组的效果。
进一步地，所述磁粉的平均粒径为80～130μm。
由上述描述可知，磁粉的平均粒径为80～130μm，能够保证磁粉具有较好的流动性，确保磁粉在填充时的一致性；且此粒径磁粉在压制后的密度可以保持在7g/cm3以上，不会因为粒径太粗而导致压制密度低，也不会因为粒径太细导致流动性不好，从而降低填粉效率和一致性。
进一步地，所述S1中将多层导片分别放入磁粉中进行预成型包括：
将多层导片分别放入磁粉的中间位置进行预成型。
由上述描述可知，将多层导片分别放入磁粉的中间位置，能够确保后续多个预成型组合体压制后，层与层之间的导片的磁粉厚度保持一致，更好地利用每层导片的磁粉进行绝缘隔离，防止每层导片短路，同时确保能够充分利用磁粉对磁感线的聚合作用，不会因为偏向某一边导致磁感线在此边发生更多的外露，从而影响产品的感值或者饱和特性。
进一步地，所述压合的压力为15～20T/cm2。
由上述描述可知，压合的压力为15～20T/cm2，能够保证压合效果，确保每层预成型组合体之间都被压合在一起，从而保证了电感的质量。
进一步地，所述S3包括：
在惰性气体中对所述半成品使用600℃以上的烧结温度进行烧结固化，形成电感。
由上述描述可知，当采用的磁粉特性为易氧化时，在惰性气体中对半成品使用600℃以上的烧结温度进行烧结固化，防止磁粉在烧结的过程中出现氧化，保证了电感质量。
进一步地，所述S1还包括：
将第一层导片放入磁粉中进行预成型时，在所述磁粉的侧面裸露所述第一层导片的一端；
将最后一层导片放入磁粉中进行预成型时，在所述磁粉的侧面裸露所述最后一层导片的一端。
由上述描述可知，在磁粉侧面预留出导片，便于后续对其进行电镀，从而能够形成端子电极。
进一步地，所述S3之后还包括：
S4、对所述第一层导片的所述一端与所述最后一层导片的所述一端进行电镀，形成端子。
由上述描述可知，对裸露的导片进行电镀，形成端子，利用端子可将电感焊接在电路板上的，从而实现电感的工作性能。
本发明上述的一种电感制作方法适用于任何电感的制作上，以下通过具体实施方式进行说明：
实施例一
请参照图1-5，本实施例的一种电感制作方法，包括：
S1、将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体，所述磁粉为硬磁材料或软磁材料；
其中，所述导片为裸铜片，且所述导片呈“ㄇ”形，如图2所示；
所述导片的层数可根据实际需要进行设置，导片的层数越多后续形成的电感的感值越高，本实施例中，所述导片的层数为7层；
所述磁粉的平均粒径为80～130μm，所述磁粉为铁粉、铁硅、铁硅铝或铁氧体等；
具体的，将多层导片的预设连接部分别连接外接片后放入磁粉的中间位置，使所述磁粉覆盖所述导片但不覆盖所述外接片的连接面并进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体，外接片的连接面即为连接位，如图5所示，图5中的连接位6即为外接片的连接面；
将第一层导片放入磁粉中进行预成型时，在所述磁粉的侧面裸露所述第一层导片的一端；
将最后一层导片放入磁粉中进行预成型时，在所述磁粉的侧面裸露所述最后一层导片的一端，如图2所示；
其中，所述预成型的压力为1～2T/cm2；所述预设连接部位于所述导片的一端或两端，具体的，第一层导片和最后一层导片的预设连接部位于第一层导片和最后一层导片的一端或另一端，中间层导片的预设连接部位于中间层导片的两端，从而在设置外接片后能够分别连接相邻的两个导片；所述外接片与所述导片一样为裸铜片，所述外接片的形状不作限制，可以为矩形、圆形或多边形，本实施例中，所述外接片的形状为圆形，如图3所示；
在一种可选的实施方式中，将多层导片的预设连接部分别连接外接片后放入磁粉的中间位置，使所述磁粉覆盖所述导片但不覆盖所述外接片的连接面并在1T/cm2压力下进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体；
在另一种可选的实施方式中，将多层导片的预设连接部分别连接外接片后放入磁粉的中间位置，使所述磁粉覆盖所述导片但不覆盖所述外接片的连接面并在1.5T/cm2压力下进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体；
在另一种可选的实施方式中，将多层导片的预设连接部分别连接外接片后放入磁粉的中间位置，使所述磁粉覆盖所述导片但不覆盖所述外接片的连接面并在2T/cm2压力下进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体；
S2、将所述多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后进行压合，形成半成品；
其中，所述压合的压力为15～20T/cm2；所述预设顺序为顺时针旋转90°或逆时针旋转90°，本实施例中，所述预设顺序为逆时针旋转90°；
具体的，如图2、4、5所示，将所述多个带有连接位的预成型组合体按照逆时针旋转90°依次放入模具中并连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后进行压合，形成半成品，使得所述半成品内的每层导片形成一个完整的线路，从而达到绕组的效果；
在一种可选的实施方式中，将所述多个带有连接位的预成型组合体按照逆时针旋转90°依次放入模具中并连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后在15T/cm2压力下进行压合，形成半成品；
在另一种可选的实施方式中，将所述多个带有连接位的预成型组合体按照逆时针旋转90°依次放入模具中并连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后在18T/cm2压力下进行压合，形成半成品；
在另一种可选的实施方式中，将所述多个带有连接位的预成型组合体按照逆时针旋转90°依次放入模具中并连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后在20T/cm2压力下进行压合，形成半成品；
S3、对所述半成品进行烧结固化，形成电感；
具体的，在惰性气体中对所述半成品使用600℃以上的烧结温度进行烧结固化，形成电感；
其中，所述烧结固化包括升温、保温、降温，其时间为2～4小时，具体可根据产品的尺寸进行设置，小尺寸产品烧结时间短，大尺寸产品烧结时间长；
所述惰性气体为氦气，可在烧结炉中通氦气对所述半成品使用600℃以上的烧结温度进行烧结固化；
在一种可选的实施方式中，在惰性气体中对所述半成品使用600℃的烧结温度进行烧结固化4小时，形成电感；
在另一种可选的实施方式中，在惰性气体中对所述半成品使用700℃的烧结温度进行烧结固化3小时，形成电感；
在另一种可选的实施方式中，在惰性气体中对所述半成品使用800℃的烧结温度进行烧结固化2小时，形成电感；
其中，当磁粉的特性为需要被氧化时，可无需通惰性气体对磁体进行烧结固化；
S4、对所述第一层导片的所述一端与所述最后一层导片的所述一端进行电镀，形成端子；
形成端子后，可通过端子将电感焊接在电路板上。
实施例二
请参照图1、5，本实施例提供了另一种形成多个带有连接位的预成型组合体的方式，具体为：
S1、将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体，所述磁粉为硬磁材料或软磁材料；
具体的，将多层导片分别放入磁粉的中间位置进行预成型，得到多个预成型组合体；
对所述多个预成型组合体的预设连接部进行打孔，形成多个带有连接位的预成型组合体；
将第一层导片放入磁粉中进行预成型时，在所述磁粉的侧面裸露所述第一层导片的一端；
将最后一层导片放入磁粉中进行预成型时，在所述磁粉的侧面裸露所述最后一层导片的一端；
其中，所述预设连接部位于与所述导片的一端或两端对应的位置，具体的，第一层的预成型组合体和最后一层的预成型组合体的预设连接部位于第一层的预成型组合体中的导片和最后一层的预成型组合体中的导片的一端或另一端对应的位置，中间层的预成型组合体的预设连接部位于中间层的预成型组合体中的导片的两端对应的位置；所述打孔并不是对导片打孔，而是对预成型后的预成型组合体打孔；
S2、将所述多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后进行压合，形成半成品；
具体的，将所述多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并通过铜柱导体连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后进行压合，形成半成品；
其中，所述预设顺序为顺时针旋转90°或逆时针旋转90°，本实施例中，所述预设顺序为逆时针旋转90°；
具体的，将所述多个带有连接位的预成型组合体按照逆时针旋转90°依次放入模具中并通过铜柱导体连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后进行压合，形成半成品，使得所述半成品内的每层导片形成一个完整的线路，从而达到绕组的效果；
如图5所示，图5中的连接位6若不通过导片连接外接片的方式形成，还可通过对预成型组合体打孔后放入铜柱导体形成。
综上所述，本发明提供的一种电感制作方法，将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体，所述磁粉为硬磁材料或软磁材料，形成多个带有连接位的预成型组合体时，可将多层导片的预设连接部分别连接外接片后放入磁粉中，便于磁粉对连接部上的外接片进行避空，能够利用连接有外接片的连接位将每层导片连接在一起，或者对所述多个预成型组合体的预设连接部进行打孔，形成多个带有连接位的预成型组合体，再将多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并通过铜柱导体连接相邻预成型组合体的连接位后进行压合，以此将每层导片连接在一起，从而形成完整的回路，保证了电感的工作性能；将所述多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后进行压合，形成半成品；对所述半成品进行烧结固化，形成电感；采用硬磁材料或软磁材料作为磁粉，采用导片堆叠的方式代替线圈，配以高压成型和高温烧结，提高了电感的能量密度，进而提高电感的感值，导片外部无绝缘层，直接利用磁粉进行绕组间的绝缘隔离，提高了电感的耐温等级，将耐温等级从125℃～180℃提高到300℃以上，从而在保证电感小尺寸的同时，提高耐温等级和能量密度。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种电感制作方法，其特征在于，包括：
S1、将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体，所述磁粉为硬磁材料或软磁材料；
S2、将所述多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后进行压合，形成半成品；
S3、对所述半成品进行烧结固化，形成电感；
所述压合的压力为15~20T/cm2；
所述S3包括：
在惰性气体中对所述半成品使用600℃以上的烧结温度进行烧结固化，形成电感；
所述导片外部无绝缘层。
2.根据权利要求1所述的一种电感制作方法，其特征在于，所述S1中将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体包括：
将多层导片的预设连接部分别连接外接片后放入磁粉中，使所述磁粉覆盖所述导片但不覆盖所述外接片的连接面并进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体。
3.根据权利要求1所述的一种电感制作方法，其特征在于，所述S1中将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，形成多个带有连接位的预成型组合体包括：
将多层导片分别放入磁粉中进行预成型，得到多个预成型组合体；
对所述多个预成型组合体的预设连接部进行打孔，形成多个带有连接位的预成型组合体；
所述S2包括：
将所述多个带有连接位的预成型组合体按照预设顺序依次放入模具中并通过铜柱导体连接相邻所述预成型组合体的所述连接位后进行压合，形成半成品。
4.根据权利要求1所述的一种电感制作方法，其特征在于，所述导片为裸铜片，且所述导片呈“ㄇ”形。
5.根据权利要求1所述的一种电感制作方法，其特征在于，所述磁粉的平均粒径为80~130μm。
6.根据权利要求1所述的一种电感制作方法，其特征在于，所述S1中将多层导片分别放入磁粉中进行预成型包括：
将多层导片分别放入磁粉的中间位置进行预成型。
7.根据权利要求1所述的一种电感制作方法，其特征在于，所述S1还包括：
将第一层导片放入磁粉中进行预成型时，在所述磁粉的侧面裸露所述第一层导片的一端；
将最后一层导片放入磁粉中进行预成型时，在所述磁粉的侧面裸露所述最后一层导片的一端。
8.根据权利要求7所述的一种电感制作方法，其特征在于，所述S3之后还包括：
S4、对所述第一层导片的所述一端与所述最后一层导片的所述一端进行电镀，形成端子。
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