[發明專利]一種高磁導率高效能模壓電感的制備方法及其電感

在審

• 申請號: 201810265036.0
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN110323052A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 郭峰;黃裕茂;汪賢
• 申請（專利權）人: 昆山磁通新材料科技有限公司
• 主分類號: H01F41/00
• 分類號: H01F41/00;H01F1/20;H01F17/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種高磁導率高效能模壓電感的制備方法及其電感。其中，高磁導率是通過將模壓電感進行去應力退火后獲得；另外，通過對模壓電感進行去應力退火，鐵芯的鐵損和線圈阻抗大大降低；最后，通過開發耐高溫的絕緣層、耐高溫的絕緣包覆粉末處理技術以及耐高溫的粘結劑配方使得模壓電感在去應力退火后具有足夠的絕緣特性。綜合而言，通過對模壓電感進行去應力退火獲得了一種高磁導率、高效率模壓電感，其重載效率可以達到90%及以上。

技術領域

本發明屬于電子信息元器件領域，涉及一種高磁導率高效能模壓電感的制備方法及其電感。

背景技術

隨著現代集成電路設計及制造工藝、芯片設計及制造工藝、機器人自動化制造技術、電子元器件技術以及互聯網應用的發展，智能化已經成為信息社會乃至下一代工業技術革命的主流技術趨勢。當前，各種具有智能運算功能的直流負載(包含傳感器)在快速地改造著傳統行業及人類的生存狀態，把人與人、物與物、人與物相互連接起來。

這些復雜的連接都有賴于信息的傳遞、通訊與計算，因此智能化的終端應運而生，它可以是信息的傳送端，也可以是信息的接收端以及信息通訊、運算的工具。一般而言，這些智能化的終端都需要采用芯片作為運算的工具，因此為其提供電能的前置電感就必不可少。其中，模壓電感作為主流的前置電感之一具有能量轉換效率高、體積小、EMI特性好、頻率范圍寬等原因而被廣泛應用，例如智能手機、智能電視、平板電腦、筆記本電腦、LED電視、各種通訊終端及服務器、智能家電等。

模壓電感在各種應用中的應用原理是BUCK或BOOST電路，其通過電感磁通量的變化在電感兩端產生感應電動勢的變化，再利用這個感應電動勢與電路中的其它電壓配合從而產生降壓或升壓的功能，同時具備能量有序存儲及有序傳遞功能。

模壓電感又稱為“Power Choke”，它的主要技術特征在于將勵磁的銅線圈置于軟磁金屬粉末內部并在成型機上與軟磁金屬粉末同時成型并構成封閉磁回路，因此免去了繁瑣的繞線工序并獲得良好的EMI(電磁干擾)特性，同時依靠模具設計構成的電極方便在集成電路上自動化貼裝?？偠灾?，模壓電感是一類具有短流程、高性能、自動化程度高的現代電子元器件，是現代直流負載設備 (尤其是智能電子設備)不可或缺的重要電子元器件。

模壓電感的材料由金屬軟磁粉末和銅線構成，金屬軟磁粉末通常是羰基鐵粉、FeCrSi合金粉末、FeSi合金粉末、霧化鐵粉等，以上金屬粉末具有較好的軟磁特性、較好的成型性以及合適的成本并得到廣泛使用；但是隨著移動電子設備尤其是智能手機的發展，要求電子元器件功率密度越來越高、體積越來越小、厚度越來越薄、效率越來越高，因此常規的金屬軟磁粉末越來越難以滿足行業的發展要求。于是各種提高模壓電感的技術逐漸出現，具有代表性的有采用非晶軟磁粉末的模壓電感、熱壓法模壓電感、積層式電感(材料為鎳鋅鐵氧體)。但是，目前這種工藝存在的難點在于損耗高，通常在重載下其效率只有80％左右。構成這種問題的原因在于：

(1)目前模壓電感為了滿足粘結劑固化后外觀無裂紋的要求，通常采用有機類高分子粘結劑，例如環氧樹脂、酚醛樹脂等，其經過高溫退火會導致電感開裂以及絕緣阻抗失效；因此目前的模壓電感其磁性材料初始磁導率在20-30之間，粘結劑固化應力較大，帶來的問題則是必須增加線圈匝數滿足電感量的需求，因此銅損較大且成為模壓電感能量損耗和器件發熱的主要來源；

(2)模壓電感的粘結劑固化后在磁性材料內部產生很大的內應力，一方面降低了材料的磁導率，另一方面導致其磁滯損耗較大，通常鐵損達到10000mW/cm³@ (100kHz,100mT)以上；

(3)模壓電感內部線圈的表面依靠聚酯薄膜具有高絕緣阻抗特性，在去應力退火條件下由于模壓電感粘結劑的失效導致氧化介質滲入電感內部氧化聚酯薄膜，因此通常電感退火后產品絕緣特性失效，而這是電子產品中最大的風險之一。

發明內容