[發明專利]一種具有自我修復功能的模壓電感

有效

• 申請號: 201910332158.1
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN111863371B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 郭峰;汪賢;黃裕茂;金葉萍;許玉成
• 申請（專利權）人: 昆山磁通新材料科技有限公司
• 主分類號: H01F1/24
• 分類號: H01F1/24;H01F1/26;H01F41/00;H01F41/02;H01F17/04;H01F27/255;B22F7/08;B22F3/02
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本發明提供了一種具有自我修復功能的模壓電感。本發明在軟磁金屬粉末表面設計三層不同性質和功能的絕緣層。內層具有最優的絕緣性、耐熱性，中間層是具有熱塑性的涂層，外層具有最佳的強度、韌性、耐吸濕性及最厚的薄膜厚度，且最外層作為造粒用粘結劑樹脂。然后將該造粒粉末在模具中壓制為模壓電感行并固化處理。由此方法制備的模壓電感在使用過程中(一般在85?165℃之間)具有自我修復內部絕緣層裂紋的功能，從而抑制電感短路甚至燒機等故障，該發明的特殊之處在于利用模壓電感使用過程的熱能和裂紋等缺陷出現的內部未占用空間將熱塑性的樹脂熔融體自動填補缺陷處的為占用空間，從而保證模壓電感的絕緣特性不明顯下降甚至還有所提高。

技術領域

本發明涉及一種具有自我修復功能的模壓電感，屬于電子元器件領域。

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。例如，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，其中的電感作為主要的電磁轉換材料被廣泛應用；還有，智能手機、智能電視、智能家電、平板電腦、筆記本電腦、各種通訊終端及服務器等都不可或缺地使用金屬粉末制品。

在各種電子、電力電子設備中通常要求器件具有功能性的同時具有良好的絕緣性以及抗EMI（電磁干擾）特性，因此利用金屬粉末制作的該類器件需要對粉末進行表面絕緣處理，該類器件主要是各種貼片式模壓電感。常規的應用對金屬粉末粒度的要求通常在10-100um之間，該類粉末常采用水霧化、氣霧化或機械球磨法生產，粉末的絕緣處理采用常規的機械混合并干燥即可實現。隨著電動汽車、物聯網、云端服務器、智能化技術及新一代半導體材料的普及應用，器件的穩定性要求越來越高，且器件的使用工況卻越來越苛刻，因此要求相關的具有功能性的金屬粉末器件（例如模壓電感）的熱穩定性及時效特性越來越高，例如汽車電子要求模壓電感長期使用過程的絕緣阻抗=100M?/cm,因此提高金屬粉末表面的絕緣特性將是必然趨勢。

但是，常規的表面處理方法都是在常溫或小于200℃的工藝條件下完成鈍化膜或絕緣膜的制備，在高溫下長期使用或多或少存在可靠性問題，因此無法從根本上解決該問題。例如，物理包覆法通常將硅樹脂、硅酸鹽、金屬氧化物等用溶劑稀釋后形成薄膜；化學轉化膜法通常利用氧化還原反應降金屬粉末表面的金屬原子氧化后形成化學轉化膜，例如磷化。

但是，以上現有技術在物性上無法適應高溫下長期使用，例如硅樹脂發生龜裂，磷化膜龜裂甚至脫落，從本質上講是因為以上薄膜與基體地結合力不能適應高溫下長期使用，一方面是薄膜物性發生變化，另一方面是基體與薄膜熱脹冷縮系數相差較大，因此都無法從根本上解決該問題。

本發明提供了一種具有自我修復功能的模壓電感，本發明在軟磁金屬粉末表面設計三層不同性質和功能的絕緣層，內能具有最優的絕緣性、耐熱性及最薄的薄膜厚度，外層具有最佳的強度、韌性、耐吸濕性及最厚的薄膜厚度，中間層的制備方法是通過將最內層生成后的軟磁金屬粉末與一種特殊熱塑性樹脂粉末混和，使得在具有內層絕緣的軟磁金屬粉末表面均勻分布有該熱塑性粉末。最內層一般采用還學轉化法或物理包覆法獲得，最外層一般是將粘結劑與以上混合物攪拌均勻并造粒為具有一定流動性的造粒粉末而獲得。然后將具有三層絕緣層的金屬粉末與其線圈繞組在模具中壓制為模壓電感，并進行固化處理使得外層絕緣層的粘結劑樹脂固化完全。由此方法制備的模壓電感在使用過程中具有自我修復內部絕緣層裂紋的功能，其原理在于電感使用溫度越高其內部粉末絕緣層越易老化，越容易出現裂紋等缺陷，從而發生短路甚至燒機等故障，該發明的特殊之處在于利用模壓電感使用過程的熱能（一般在85-165℃之間）和裂紋等缺陷出現的內部未占用空間將熱塑性的樹脂熔融體自動填補缺陷處的為占用空間，從而保證模壓電感的絕緣特性不明顯下降甚至還有所提高。