[發明專利]一種一體成型電感器的制造方法

有效

• 申請號: 202010070192.9
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111151740B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 柯昕
• 申請（專利權）人: 柯昕
• 主分類號: B22F1/052
• 分類號: B22F1/052;B22F1/16;B22F3/22;B22F7/08;H01F41/02;H01F1/22;H01F17/04
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 高濱

本發明的公開了一種一體成型電感器的制造方法，包括以下步驟：預置線圈：將預制好的空心線圈置入注射模具的模穴內或者將預制好的空心線圈內放入軟磁磁芯，然后再置入注射模具的模穴內；混合造粒：軟磁粉末與粘結劑混合造粒，得到軟磁復合顆粒，所述軟磁粉末的平均沃德爾球形度為75%~100%，優選為80%~100%，更優選為85%~100%；注塑成型：將所述軟磁復合顆粒通過注射成型設備熱熔形成軟磁復合材料，注入所述模具的模穴內，制得一體成型電感器。

技術領域

本發明涉及電感器的制造領域，尤其涉及一種一體成型電感器的制造方法。

背景技術

目前市面上銷售的一體成型電感器大多是沿用粉末冶金工藝制備的，采用金屬粉末模壓成型，所以也被稱作模壓電感，其具體制造工藝如下：先將預制好的空心線圈放置于模穴中，再加入經絕緣包覆處理的金屬粉末，然后壓制成型，最后進行低溫熱固化處理，制得一體成型電感器。雖然相較于其他工藝，粉末冶金工藝相對簡單，但其也存在諸多技術問題：

1.在壓制過程中，金屬粉末容易對空心線圈的絕緣層造成破壞，產生短路，存在安全隱患，所以只能使用相對較低的壓力進行壓制。低壓壓制就會導致電感器中的磁材料密度低，使該材料固有的特性不能充分體現，最終導致電感器的綜合性能較差；

2.由于空心線圈在金屬粉末的內部，壓制時會導致空心線圈產生一定的彈性變化，造成空心線圈和磁粉之間分層，為了解決該技術問題，主要通過以下兩個辦法來解決：(1)采用顆粒形貌為不規則的金屬粉末，不規則形狀的金屬粉末在壓制過程中，顆粒和顆粒之間容易相互咬合，便于成型;(2)采用小顆粒金屬粉末，微小顆粒的金屬粉末相對大顆粒而言，容易成型不分層，一般D50在30μm以下，市面上經常采用碳基鐵粉，其顆粒很小，一般D50在5μm左右，也有采用D50在25μm左右的不規則形狀的鐵硅鉻合金粉末。對磁性材料而言，如果能采用顆粒形貌為球形或類球形的金屬粉末而且是合金粉末的話，其綜合性能遠遠要好于不規則形的金屬粉末，但是球形或者類球形的合金粉末其成型性要大大差于不規則形合金粉末。正是由于球形或類球形合金粉末顆粒的成型難度大，所以目前采用合金粉末干粉壓制的一體成型電感器均采用粒徑較細的顆粒形貌為不規則形的合金粉末。最近也有新的報道，在碳基鐵粉中添加少量球形或者類球形顆粒的合金金屬粉末干粉壓制的一體成型電感器來提升產品性能的報道，由于純鐵粉占比較高，其綜合性能提升有限；

3.粉末冶金工藝一般只能應用在小功率電感器上，無法制備大功率一體成型電感器，因此，無法滿足市場對中大型電感器的需求。

近年來，針對粉末冶金工藝制備的一體成型電感器存在的技術問題，新的流體填充的工藝和方法被提出，比如專利CN101552091B公布了一種金屬粉末注射成型電感器及其加工方法、專利CN10486760B公布了一種電感用高密度新型磁性復合材料、專利CN105741997B公布了一種注射成型塑料與軟磁粉體復合材料及其制備方法、專利CN107778847A公布了一體注射成型的電感用軟磁性復合材料及其制備。雖然專利文獻中提出了很多流體填充工藝相關的技術，但是仍然沒有類似的產品上市，目前市面上銷售的還是以采用粉末冶金工藝技術干粉成型的模壓電感器為主。究其原因，現有公開的流體填充工藝主要有以下技術問題：

1.專利中公開的流體填充工藝大多采用注射成型工藝，現有注射成型工藝沒有對軟磁粉末的形狀進行限定，而正是由于目前生產的一體成型電感器大多采用粉末冶金工藝，為了便于成型，往往采用不規則的金屬粉末，由于慣性思維，現有注射成型工藝往往采用的也是這種軟磁粉末，不規則的軟磁粉末的流動性差，因此為了滿足注射工藝的需求，往往需要添加更多的粘結劑；

2.為了增加在注射成型時的流動性，都采用很小顆粒的金屬粉末材料，一般都在30μm以下。從理論上說，單個小顆粒金屬粉末相較于大顆粒金屬粉末，流動性會更好。但是多個金屬粉末緊密結合在一起時，金屬粉末顆粒越小其比表面積越大，松裝比越小，因此需要添加更多的粘結劑才能滿足其流動性的要求。