一种小尺寸、高饱和电流的电感及其生产工艺的制作方法

专利2025-04-08  8


本申请涉及电感制备,尤其是涉及一种小尺寸、高饱和电流的电感及其生产工艺。


背景技术:

1、在手机和pc应用领域,电源的稳定性至关重要。可控饱和电感因其能够控制开关电源的占空比和输出功率,进而实现电压的稳定输出而被广泛应用。然而,当前市面上的电感存在饱和电流低、尺寸大等缺点,无法满足高端应用的需求。

2、目前,制造小尺寸、高饱和电流、高强度的电感存在技术难点,对于一体成型电感,如果成型压力太小,则会导致电感中磁性部密度低、初始磁导率小,从而无法达到所需的电磁特性;如果成型压力太大,则会造成位于磁性粉末内部的绕组受到过大的挤压力,漆包铜线表面的绝缘层因摩擦而破损,导致产品绝缘耐压低、甚至短路,产品可靠性风险大。


技术实现思路

1、为了改善现有电感的饱和电流低、尺寸大等问题,本申请提供一种小尺寸、高饱和电流的电感及其生产工艺。

2、第一方面,本申请提供一种小尺寸、高饱和电流的电感,采用如下的技术方案:一种小尺寸、高饱和电流的电感,包括磁芯、绕制铜线和绝缘漆,所述磁芯包括以下重量份的原料:金属磁粉50-70份,粘结剂1-3份,润滑剂1-3份;所述金属磁粉包覆有氧化镁和氧化硅双层绝缘层。

3、通过采用上述技术方案,对金属磁粉进行双层绝缘包覆,能够增强电感的绝缘性,优化磁粉的分布和排列,提高磁通密度,进而提升电感的饱和电流能力,同时双层的设计,也减少了单层电感绝缘层摩擦破损而产生的风险。氧化镁和氧化硅绝缘层具有较好的热稳定性,能够有效降低电感在高电流工作时的温度,进而减少因为温度升高导致的电感磁性能下降,进而提高电感的饱和电流能力。

4、优选的,所述金属磁粉为fesicr粉。

5、通过采用上述技术方案,fesicr粉具有较高的饱和磁通密度,能够承受更大的直流偏置电流,进而提高电感的饱和电流能力。fesicr粉能够提供较好的磁导率,减少电感在高频下的损耗,有助于提高电感的效率和稳定性。

6、优选的,所述粘结剂为酚醛树脂、环氧树脂和硅树脂中的一种。

7、通过采用上述技术方案,酚醛树脂、环氧树脂和硅树脂作为粘结剂,能够固定和保护磁芯材料,显著增强磁芯的强度,促使磁芯在高电流、高频下保持结构稳定,提高电感的机械强度。酚醛树脂、环氧树脂和硅树脂作为粘结剂能够增强磁芯的填充度和结构密实度,减少磁通漏磁,提高电感饱和电流。

8、优选的,所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸钙中的一种。

9、通过采用上述技术方案,硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸钙作为润滑剂,能够减少磁芯与线圈之间的摩擦,降低磨损,确保磁芯和线圈的完整性,提高电感的耐久性和可靠性。

10、优选的,所述绝缘漆包括以下重量份的原料:环氧树脂30-50份,纤维素硝酸酯30-40份,溶剂100-120份,固化剂1-5份。

11、通过采用上述技术方案,环氧树脂具有较强的附着力、热稳定性和电绝缘性,能够对电感材料进行保护,提高电感材料的稳定性。纤维素硝酸酯具有较好的柔韧性和绝缘性能,能够减少绝缘漆在电感表面开裂,能够增强绝缘漆与基体的附着力,确保绝缘漆在电感表面牢固的附着,不易脱落,提高电感绝缘层的稳定性。

12、优选的,所述绝缘漆还包括聚酰亚胺20-30份,环氧基偶联剂3-5份。

13、通过采用上述技术方案,聚酰亚胺具有较好的耐热性、耐低温性能,能够促使电感材料在高、低温能够保持较高的稳定性。同时聚酰亚胺能够增强绝缘漆的硬度和耐磨性能,提高电感材料的机械强度和抗冲击性能。使用环氧基偶联剂能够促使聚酰亚胺与环氧树脂更好的结合在一起,提高绝缘漆的均匀性。

14、第二方面,本申请提供一种小尺寸、高饱和电流的电感的生产工艺,采用如下的技术方案:

15、一种小尺寸、高饱和电流的电感的生产工艺,包括以下具体步骤:

16、使用溶胶凝胶法预先在金属磁粉表面包覆一层氧化镁绝缘层,再包覆一层氧化硅绝缘层,得到绝缘包覆后的金属磁粉,将绝缘包覆后的金属磁粉、粘结剂、润滑剂混合,压制成型,制得t-core磁芯;在t-core磁芯上绕制铜线后,再进行填粉热压成型、烘烤,再滚喷绝缘漆、剥漆、电镀,即得成品电感。

17、通过采用上述技术方案,打压制成t-core磁芯,并在t-core磁芯上绕制铜线的方法,制备的电感材料结构牢固,特性精准,能够很好实现电感的小型化和一体化,提高电感的制备效率和可靠性。

18、优选的,所述t-core磁芯压制成型的压力为3-10t/cm2,所述压制后t-core磁芯的密度为5.5-7.5g/cm3。

19、通过采用上述技术方案,调节磁芯压制压力在合理范围内,能够促使磁芯较好的成型,具有较好的密度。

20、优选的,所述金属磁粉预先进行催化热处理、机械破碎和气流破碎处理。

21、通过采用上述技术方案,预先对金属磁粉进行预处理,能够得到粒径较小且分布均匀的磁粉,进而满足小尺寸电感的要求。

22、优选的,所述电镀为在成品电感的电极区域内电镀一层铜或银层。

23、综上所述,本申请具有以下有益效果:

24、1、由于本申请采用对金属磁粉进行双层绝缘包覆,能够增强电感的绝缘性,提高磁通密度,进而提升电感的饱和电流能力。利用氧化镁和氧化硅绝缘层,减少电感由于温度升高导致电感磁性能下降的问题,进而提高电感的饱和电流能力。

25、2、本申请中采用酚醛树脂、环氧树脂和硅树脂作为粘结剂,添加到磁芯材料中,能够增强磁芯强度,促使磁芯在高电流、高频下保持结构稳定,减少电感在使用过程中的损坏率,提高电感的可靠性。使用硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸钙作为润滑剂,减少磁芯与线圈之间的摩擦,降低磨损,确保磁芯和线圈的完整性,提高电感产品的使用寿命。



技术特征:

1.一种小尺寸、高饱和电流的电感,其特征在于,包括磁芯、绕制铜线和绝缘漆,所述磁芯包括以下重量份的原料:金属磁粉50-70份,粘结剂1-3份,润滑剂1-3份;所述金属磁粉包覆有氧化镁和氧化硅双层绝缘层。

2.根据权利要求1所述的小尺寸、高饱和电流的电感,其特征在于,所述金属磁粉为fesicr粉。

3.根据权利要求1所述的小尺寸、高饱和电流的电感,其特征在于,所述粘结剂为酚醛树脂、环氧树脂和硅树脂中的一种。

4.根据权利要求1所述的小尺寸、高饱和电流的电感,其特征在于,所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸钙中的一种。

5.根据权利要求1所述的小尺寸、高饱和电流的电感,其特征在于,所述绝缘漆包括以下重量份的原料:环氧树脂30-50份,纤维素硝酸酯30-40份,溶剂100-120份,固化剂1-5份。

6.根据权利要求1所述的小尺寸、高饱和电流的电感,其特征在于,所述绝缘漆还包括聚酰亚胺20-30份,环氧基偶联剂3-5份。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的小尺寸、高饱和电流的电感的生产工艺,其特征在于,包括以下具体步骤:

8.根据权利要求7所述的小尺寸、高饱和电流的电感的生产工艺,其特征在于,所述t-core磁芯压制成型的压力为3-10t/cm2,所述压制后t-core磁芯的密度为5.5-7.5g/cm3。

9.根据权利要求7所述的小尺寸、高饱和电流的电感的生产工艺,其特征在于,所述金属磁粉预先进行催化热处理、机械破碎和气流破碎处理。

10.根据权利要求7所述的小尺寸、高饱和电流的电感的生产工艺,其特征在于,所述电镀为在成品电感的电极区域内电镀一层铜或银层。


技术总结
本申请涉及电感制备技术领域,具体公开了一种小尺寸、高饱和电流的电感及其生产工艺;一种小尺寸、高饱和电流的电感,包括磁芯、绕制铜线和绝缘漆,所述磁芯包括以下重量份的原料:金属磁粉50‑70份,粘结剂1‑3份,润滑剂1‑3份;所述金属磁粉包覆有氧化镁和氧化硅双层绝缘层;本申请制备的小尺寸、高饱和电流的电感,通过各个组分的协同作用,以及各个制备工艺的结合,提高了电感材料的强度和饱和电流。

技术研发人员:田林,李全章,武卫锋,卢亚平
受保护的技术使用者:深圳市艺感科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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