[發明專利]導磁性膠水及其應用

有效

• 申請號: 201210464407.0
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102942886A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 劉偉德;劉其林;姜疆;胡志鈞;高飛
• 申請（專利權）人: 明尼蘇達礦業制造特殊材料（上海）有限公司
• 主分類號: C09J133/00
• 分類號: C09J133/00;C09J163/00;C09J175/04;C09J11/04;C09J9/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳平

技術領域

本發明涉及一種具有導磁性的膠水及其應用，具體地涉及一種能夠在磁芯縫隙粘結中使用并且能夠獲得更好磁導率特性和可靠的粘結強度的膠水，以及該膠水在磁芯縫隙粘結中的應用。

發明背景

隨著高速通信和電子技術的發展，對于精制電源的需求已經成為了支持更高速度集成電路的關鍵并且是支持更強功能的芯片的關鍵。二次電源可以滿足精制電源的要求，其具有小的尺寸，能夠供給不同的電壓，提供具有良好的功率調節的穩定直流電。因此它被廣泛應用于通信設備中。二次電源模塊由具有帶有繞線的磁芯和PCB板構成。在電源模塊中使用的磁芯通常由鐵氧體材料Fe₂O₃-Mn-Zn構成。

在電源模塊的形成過程中，通常需要采用膠水或粘合劑將兩個這樣的磁芯結合在一起，而且通常采用環氧膠水來粘結磁芯。然而，粘結得到的產品通常存在問題，例如通常導致磁通回路的磁通損耗比較大。原因在于在兩個鐵氧體磁芯之間存在磁芯縫隙。這樣的縫隙將對電源模塊產生巨大的磁阻，因為空氣或聚合物具有大的磁阻(μ₀接近于0)。磁場強度在跨過這兩個磁芯之間的氣隙時產生明顯的磁場強度降低。而且，磁阻將降低Lm值(電路的感應系數)。Lm值降低，將導致Im值(電流值)增加。隨著Im值增加，線圈的損耗將增加。這將影響二次電源模塊的效率，而二次電源的低效率將影響集成電路的正常工作。這樣，電源的能量不能滿足影響集成電路的要求，并且導致不能滿足系統要求。

因此，需要開發一種具有更高鐵磁性質的膠水進行縫隙的填充，以極大地降低兩個芯部分之間的磁阻，減少磁通損耗，從而可以提高二次電源的效率，或者減少(或取消)打磨工藝來提高磁芯磁通量，從而提升變壓器的轉換效率等。

發明內容

為了解決上述現有技術的問題，本發明人進行了深入的研究之后，得到了一種能夠解決至少部分上述技術問題的導磁性膠水，從而完成了發明。為此，本發明提供了如下的幾個方面：

本發明的一個方面是提供一種導磁性膠水，其包含化學固化性膠水、磁性顆粒，其中相對于所述導磁性膠水的總重量，磁性顆粒的填充量(重量百分比含量)不低于50％的總重量。這種膠水具有很好的導磁效果，因而在用于粘結磁芯縫隙時，能夠具有增大磁通效果的作用。

在本發明的一個優選實施方案中，所述導磁性膠水還包含納米分散添加劑，其中相對于所述導磁性膠水的總重量，所述納米分散添加劑的加入量為0.01％至不高于1％。本發明通過在膠水中添加納米分散添加劑，極大地改善了磁性顆粒在膠水中的分散效果。

本發明的另一個方面是提供一種制備上述導磁性膠水的方法，包括將磁性顆粒和任選的納米分散添加劑添加到化學固化性膠水中并且混合均勻。

本發明的再一個方面是提供一種上述導磁性膠水在磁芯縫隙粘結中的應用。

本發明的導磁性膠水能夠在磁芯縫隙粘結中保持很好的粘結強度，而且導磁性能相對于現有技術的膠水能夠得到極大增加，例如電感參數能夠提升20％。

附圖簡述

圖1是可以在本發明中使用的磁性顆粒的商購產品DMR40和DMR95的SEM照片。

圖2是可以在本發明中使用的SMN的微結構示意圖。

圖3是本發明的膠水在磁性能測試和分析中獲得的三種可切割的固態克樣品原坯。

圖4是本發明的膠水在磁性能測試和分析中使用的一次成型測試樣品。

圖5是本發明的膠水在磁性能測試和分析中使用的測試系統構建示意圖。

圖6是顯示本發明的膠水的磁導率測試結果，其中顯示了50％，70％及80％，85％的粒子填充密度樣品的磁導率曲線。

圖7是用于電感測試的實物樣品，其中繞線為20匝。

圖8是顯示納米改性二氧化硅顆粒Silica?SMN對改善高密度顆粒的分散效果的圖。

圖9是顯示納米改性二氧化硅顆粒Silica?SMN對改善高密度顆粒的分散效果的示意圖。

具體實施方式

本發明的一個方面是提供一種導磁性膠水，其包含化學固化性膠水和磁性顆粒，其中相對于導磁性膠水的總重量，磁性顆粒的填充量不低于50％的總重量。在本發明中，磁性顆粒的填充量是指相對于導磁性膠水(包括化學固化性膠水、磁性顆粒和任選的其他組分)的總重量，磁性顆粒的重量百分比。本發明的磁性顆粒的填充量優選不低于70％，更優選不低于80％。考慮到導磁性膠水的粘接強度和穩定性，磁性顆粒的填充量優選為95％以下，更優選90％以下。