一种电感的线圈封装制造方法

文档序号:139468 发布日期:2021-10-22 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种电感的线圈封装制造方法 (Coil packaging manufacturing method of inductor ) 是由 霍利山 郭海 余凡 陈宏杰 于 2021-06-18 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种电感的线圈封装制造方法,先将预先绕好线圈的磁芯坯件植入成型模具的模穴内,并筛选得到第一粉材和第二粉材,所述第一粉材的平均粒径小于所述第二粉材的平均粒径;然后将所述第一粉材填充所述磁芯坯件的所述线圈与所述模穴侧壁之间的空隙,所述第二粉材填充所述磁芯坯件的顶部;最后将载有所述磁芯坯件、第一粉材和第二粉材的所述成型模具移到成型压机上进行压制然后脱模,完成线圈封装,获得电感半成品。本发明有益效果是:有效改善了一体成型电感成品侧壁的致密度,避免了线圈裸露、粉末搭桥现象,而且电感性能显著提升且稳定,极有利于电感器件的高频化和小型化,且为后端电感器件的针对性设计和材料选择提供了更多可能性。(The invention provides a coil packaging manufacturing method of an inductor, which comprises the steps of firstly implanting a magnetic core blank wound with a coil in advance into a mold cavity of a forming mold, and screening to obtain a first powder and a second powder, wherein the average particle size of the first powder is smaller than that of the second powder; then filling the first powder material into a gap between the coil of the magnetic core blank and the side wall of the mold cavity, and filling the second powder material into the top of the magnetic core blank; and finally, moving the forming die carrying the magnetic core blank, the first powder and the second powder to a forming press for pressing and then demolding to finish coil packaging to obtain a semi-finished inductor product. The invention has the beneficial effects that: the density of the side wall of the integrally formed inductor finished product is effectively improved, the phenomena of exposed coils and powder bridging are avoided, the inductance performance is remarkably improved and stabilized, high frequency and miniaturization of an inductor are greatly facilitated, and more possibilities are provided for targeted design and material selection of a rear-end inductor.)

一种电感的线圈封装制造方法

技术领域

本发明涉及电感制造的技术领域,具体是涉及一种电感的线圈封装制造方法。

背景技术

贴片式电感在移动通讯、计算机、汽车电子、高分辨电视、广播卫星等领域获得广泛应用,其中一体成型电感由于其线圈被软磁粉材完全包裹封装,因而具有传统绕线式电感所不可比拟的屏蔽效果和稳定性。

目前,一体成型电感的线圈通常做法是采取一次填粉装置来封装,其生产流程包括:(1)将配比好的粉末压制成T型的坯体;(2)在T型坯体的柱状凸起处精密绕制漆包线;(3)将绕好线圈的T型坯体放入模具的模穴内进行一次填粉并压制成型;(4)模压成型后脱模,制得一体成型电感。

当前随着智能手机、智能穿戴产品等应用场合对一体成型电感小型化、高频化和大电流化的要求不断提升,其内部线圈尺寸与电感成品的尺寸越来越接近,即在模压成型过程中,线圈与模穴侧壁之间的空间越来越小,这对软磁粉材的封装提出了更高的要求。上述现有的一体成型电感线圈封装技术已不适于小尺寸、大电流一体成型电感的制造,主要存在以下问题:线圈与模穴壁之间的空隙太小,若不对填充粉材进行区分,仍采用统一造粒的大颗粒粉材进行封装,容易造成电感侧壁上粉料填充密度低、甚至线圈裸露现象,显著降低电感成品的屏蔽性能和电感值;若全部采用细颗粒粉材进行填充封装,则存在细颗粒粉材生产的收得率低,显著提高制造成本,且易造成电感顶部的粉材压实密度不够,同样会影响电感成品的性能。

因此,针对目前一体成型电感线圈封装制造方法上的不足,有待于做进一步的改进。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题,现旨在提供一种电感的线圈封装制造方法,以提高电感的粉料填充密度与电感性能,并降低生产成本。

具体技术方案如下:

一种电感的线圈封装制造方法,先将预先绕好线圈的磁芯坯件植入成型模具的模穴内,并筛选得到第一粉材和第二粉材,所述第一粉材的平均粒径小于所述第二粉材的平均粒径;然后将所述第一粉材填充所述磁芯坯件的所述线圈与所述模穴侧壁之间的空隙,所述第二粉材填充所述磁芯坯件的顶部;最后将载有所述磁芯坯件、所述第一粉材和所述第二粉材的所述成型模具移到成型压机上进行压制,然后脱模,完成线圈封装,获得电感半成品。

优选的,预先配置一填粉装置,采用所述填粉装置对所述磁芯坯件进行封装,所述填粉装置包括:

至少一第一填粉盒,用于装载所述第一粉材;

至少一第二填粉盒,用于装载所述第二粉材;

所述第一填粉盒和第二填粉盒的下方分别对应设有一定量填粉治具,所述定量填粉治具沿竖直方向开设至少一粉料导向孔,所述定量填粉治具下方设置一安装所述成型模具并驱动所述成型模具移动的对位装置,所述对位装置连接一控制系统。

优选的,采用所述填粉装置对所述磁芯坯件进行封装时,包括以下步骤:

步骤S1、预准备:将筛选得到的所述第一粉材和所述第二粉材分别装入所述第一填粉盒和所述第二填粉盒,并将所述磁芯坯件植入所述成型模具的所述模穴内,然后将所述成型模具安装固定在所述填粉装置的所述对位装置上;

所述第一粉材的平均粒径小于所述第二粉材的平均粒径;

步骤S2、第一次填粉:启动所述对位装置以驱动所述模具与所述第一填粉盒对应的所述定量填粉治具的底部贴合且所述模穴对准所述粉料导向孔,随后控制所述第一粉材经由所述粉料导向孔落入所述模穴侧壁与所述磁芯坯件之间的容置空间内,完成第一次填粉;

步骤S3、第二次填粉:启动所述对位装置以驱动所述模具与所述第二填粉盒对应的所述定量填粉治具的底部贴合且所述模穴对准所述粉料导向孔,随后控制所述第二粉材经由所述粉料导向孔落入所述模穴中所述磁芯坯件顶部的容置空间内,完成第二次填粉;

步骤S4、压制脱模:将载有所述磁芯坯件、所述第一粉材和所述第二粉材的所述成型模具移到一成型压机上进行压制,然后脱模,完成线圈封装,获得所述电感半成品。

优选的,所述第一填粉盒底部根据所述成型模具中所述模穴的数量和位置开设相对应的第一填粉孔,则执行所述步骤S2之前,还包括:

所述控制系统控制所述第一填粉盒下方对应的所述定量填粉治具移动,使得所述第一填粉孔连通于所述粉料导向孔,而后控制所述第一粉材通过所述第一填粉孔定量填充至对应的所述定量填粉治具内。

优选的,所述第二填粉盒底部根据所述成型模具中所述模穴的数量和位置开设相对应的第二填粉孔,则执行所述步骤S3之前,还包括:

所述控制系统控制所述第二填粉盒下方对应的所述定量填粉治具移动,使得所述第二填粉孔连通于所述粉料导向孔,而后控制所述第二粉材通过所述第二填粉孔定量填充至对应的所述定量填粉治具内。

优选的,所述定量填粉治具内填充完成所述第一粉材或所述第二粉材后,还包括:

所述控制系统控制所述定量填粉治具移动,使得所述粉料导向孔与对应的所述第一填粉孔或对应的所述第二填粉孔错位。

优选的,所述粉料导向孔内设置有控制阀,连接所述控制系统,所述模穴与对应的所述粉料导向孔对准后,所述控制系统控制所述控制阀开启,使得所述粉料导向孔连通于所述模穴,所述第一粉材或所述第二粉材经所述粉料导向孔落入所述模穴内。

优选的,所述模具的下方设置有第一振动器,所述第一振动器连接所述控制系统,所述第一粉材或所述第二粉材落入所述模穴的过程中,所述控制系统控制所述第一振动器启动。

优选的,所述第一填粉盒的侧壁上设置有第二振动器,所述第二振动器连接所述控制系统,所述第一粉材通过所述第一填粉孔填充至对应的所述定量填粉治具的过程中,所述控制系统控制所述第二振动器启动。

优选的,所述第二填粉盒的侧壁上设置有第三振动器,所述第三振动器连接所述控制系统,所述第二粉材通过所述第二填粉孔填充至对应的所述定量填粉治具的过程中,所述控制系统控制所述第三振动器启动。

优选的,所述第一粉材是软磁合金粉末、粘结剂、润滑剂和固化剂经配比混合、并经造粒设备捏合、造粒制成,粒径在50~180μm范围。

优选的,所述第二粉材是软磁合金粉末、粘结剂、润滑剂和固化剂经配比混合、并经造粒设备捏合、造粒制成,粒径在100~350μm范围。

优选的,所述软磁合金粉末为非晶软磁合金粉末、纳米晶软磁合金粉末、铁硅铝合金粉末、铁硅铬合金粉末、铁硅合金粉末、铁硅镍合金粉末、铁硅铝镍合金粉末、铁镍合金粉末、铁镍铝合金粉末和羰基铁粉中的至少一种。

上述技术方案的积极效果是:

(1)在线圈封装时,针对电感的侧壁和顶部的不同粉材需求,分别选取相应粒径的粉材进行填充,有效改善了电感成品的侧壁的致密度,其电感性能显著提升且稳定,同时有效提升电感成品的生产合格率;

(2)针对电感的侧壁和顶部,在填充时,将对应粒径的粉材分开两次分别对侧壁和顶部进行填粉操作,提高了电感的侧壁的粉材密度,减少了由于电感的侧壁较薄而导致的线圈外露的情况,同时提高了电感的顶部的压实密度,能够避免因粉材粒径大小的差异产生搭桥的现象,极有利于电感器件的高频化和小型化,且为后端电感器件的针对性设计和材料选择提供了更多可能性。

附图说明

图1为本发明的一种电感的线圈封装制造方法的流程示意图;

图2为本发明的填粉装置的结构示意图;

图3为本发明第一次填粉后模穴的剖面图;

图4为本发明第二次填粉后模穴的剖面图;

图5为本发明的第一填粉盒对应的定量填粉治具的粉料导向孔的横截面示意图;

图6为本发明的第二填粉盒对应的定量填粉治具的粉料导向孔的横截面示意图;

图7为本发明的控制原理示意图;

图8为采用统一造粒的大颗粒粉材制备电感时模穴的剖面图。

附图中:1、第一填粉盒;1-1、第一填粉孔;2、第一粉材;3、第二填粉盒;3-1、第二填粉孔;4、第二粉材;5、定量填粉治具;5-1、粉料导向孔;6、模具;6-1、模穴;7、控制系统;8、坯件;8-1、线圈;9、控制阀;10、第一振动器;11、第二振动器;12、第三振动器;13、模具底座;14、工作平台;15、平台底座;16、滚珠丝杠;17、螺母组件;18、滑轨;19、第一滑块;20、第一驱动器;21、第二驱动器;22、导轨;23、第二滑块;24、固定板;25、第三驱动器。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,以下实施例结合附图1至附图8对本发明提供的技术方案作具体阐述,但以下内容不作为本发明的限定。

本实施例提供的一种电感的线圈封装制造方法,包括:如图1至图7所示,预先配置一填粉装置,填粉装置包括填粉盒、定量填粉治具5以及驱动模具6移动的一对位装置;

填粉盒设置有两个,根据两个填粉盒分别填充粒径不同的粉料,将两个填粉盒分别定义为第一填粉盒1和第二填粉盒3,第一填粉盒1和第二填粉盒3下方各对应设置一个定量填粉治具5,各定量填粉治具5沿竖直方向开设有至少一个粉料导向孔5-1,定量填粉治具5下方设置有用于安装成型模具6并驱动模具6移动的对位装置,对位装置连接一控制系统7。

则线圈封装制造方法包括以下步骤:

步骤S1、预准备:将筛选得到的第一粉材2和第二粉材4分别装入第一填粉盒1和第二填粉盒3,并将预先绕好线圈8-1的磁芯坯件8植入成型模具6的模穴6-1内,然后将成型模具6安装固定在填粉装置的对位装置上;

第一粉材2的平均粒径小于第二粉材4的平均粒径;

步骤S2、第一次填粉:启动对位装置以驱动模具6与第一填粉盒1对应的定量填粉治具5的底部贴合且模穴6-1对准粉料导向孔5-1,随后控制第一粉材2经由粉料导向孔5-1落入模穴6-1侧壁与磁芯坯件8之间的容置空间内,完成第一次填粉;

步骤S3、第二次填粉:启动对位装置以驱动模具6与第二填粉盒3对应的定量填粉治具5的底部贴合且模穴6-1对准粉料导向孔5-1,随后控制第二粉材4经由粉料导向孔5-1落入模穴6-1与磁芯坯件8顶部的容置空间内,完成第二次填粉;

步骤S4、压制脱模:将载有磁芯坯件8、第一粉材2和第二粉材4的模具6移到一成型压机上进行压制,然后脱模,完成线圈封装,获得电感半成品。

具体地,本实施例中,在对磁芯坯件8进行压制封装时,分两次进行填粉,第一次填粉将粒径相对较小的第一粉材2填充至模穴6-1侧壁与磁芯坯件8之间的容置空间,第二次填粉将粒径相对较大的第二粉材4填充至模穴6-1与磁芯坯件8顶部的容置空间内,在两次填粉完成后,将模具6移到成型压机上进行压制成型,以制备得到电感半成品。通过上述第一次填粉,提高了制备得到的电感半成品的侧壁的粉材密度,减少了由于电感的侧壁较薄而导致的线圈外露的情况,通过第二次填粉,提高了电感半成品的顶部的压实密度,进而提高了电感的可靠性。进一步优选的,通过设置两个填粉盒即第一填粉盒1和第二填粉盒3,实现同一填粉装置能够满足电感侧壁和顶部的不同粉材需求。

进一步具体地,在执行步骤S2之前,即进行填粉操作之前,首先需要进行填粉预准备,包括筛选合适粒径的第一粉材2和第二粉材4,且第一粉材2的粒径小于第二粉材4的粒径,随后将第一粉材2装入第一填粉盒1,将第二粉材4装入第二填粉盒3,以备后续填粉操作使用。在进行填粉操作之前,还包括预先绕好线圈8-1的磁芯坯件8植入模穴6-1内,其中,磁芯坯件8植入模穴6-1的操作与上述筛选粉材以及将筛选得到的相应粒径的粉材装入对应填粉盒的操作的执行顺序可以不作区分。作为优选,上述第一粉材2和第二粉材4是软磁合金粉末,该软磁粉末包括但不限于非晶软磁合金粉末、纳米晶软磁合金粉末、铁硅铝合金粉末、铁硅铬合金粉末、铁硅合金粉末、铁硅镍合金粉末、铁硅铝镍合金粉末、铁镍合金粉末、铁镍铝合金粉末和羰基铁粉末。进一步优选的,上述第一粉材2可以是软磁合金粉末、粘结剂、润滑剂和固化剂经配比混合、并经造粒设备捏合、造粒制成,粒径可以在50~180μm范围;上述第二粉材4可以是软磁合金粉末、粘结剂、润滑剂和固化剂经配比混合、并经造粒设备捏合、造粒制成,粒径可以在100~350μm范围。

作为优选的实施方式,上述填粉预准备还包括预先根据需要制备的电感尺寸和结构设计处理得到填粉操作需要的粉材量,该粉材量包括第一次填粉所需填充的第一粉材2的第一粉材量以及第二次填粉所需填充的第二粉材4的第二粉材量,随后根据第一粉材量选择与第一填粉盒1对应相适配的定量填粉治具5,该定量填粉治具5具有与第一粉材量相适配的粉材容量,并根据第二粉材量选择与第二填粉盒3对应相适配的定量填粉治具5,该定量填粉治具5具有与第二粉材量相适配的粉材容量,以保证后续填粉操作时的定量填粉。

进一步地,在上述填粉预准备完成后,可以进行填粉操作,该填粉操作包括步骤S2中的第一次填粉以及步骤S3中的第二次填粉。其中,第一次填粉使得第一粉材2填充至模穴6-1侧壁与磁芯坯件8之间的容置空间,即填充至模穴6-1侧壁与磁芯坯件8之间的间隙,第一次填粉完成后,为如图3所示的填充状态,可以看出第一粉材2已填充至模穴6-1侧壁与磁芯坯件8之间的间隙,其中,磁芯坯件8已预先绕好线圈8-1;随后进行第二次填粉,使得第二粉材4填充至模穴6-1与磁芯坯件8顶部的容置空间内,第二次填粉完成后,为如图4所示的填充状态;图4中可以看出,经过两次填粉操作后,第一粉材2和第二粉材4的填充紧密,无线圈裸露和搭桥现象,但并不以此作为对本发明的限定。

进一步具体地,在第一次填粉时,首先需要控制系统7启动对位装置实现模穴6-1与第一填粉盒1下方对应的定量填粉治具5上的粉料导向孔5-1精确定位,进而使得第一粉材2能够经由粉料导向孔5-1落入模穴6-1侧壁与磁芯坯件8之间的容置空间内。优选的,在第一次填粉前,可以先将第一填粉盒1中的第一粉材2按设定质量装入相适配的定量填粉治具5中,作为优选的实施方式,第一填粉盒1底部根据成型模具6中模穴6-1的数量和位置开设有相对应的第一填粉孔1-1,则执行步骤S2之前,即第一次填粉前,还包括:

控制系统7控制第一填粉盒1对应的定量填粉治具5移动,使得第一填粉孔1-1连通于粉料导向孔5-1,而后控制第一粉材2通过第一填粉孔1-1填充至对应的定量填粉治具5内。本实施例中,该第一填粉孔1-1可以设置多个,实现一次填充多个电感坯件,提高生产效率。为实现使得第一粉材2能够经由粉料导向孔5-1落入模穴6-1侧壁与磁芯坯件8之间的容置空间,本实施例中,将第一填粉盒1对应的定量填粉治具5的粉料导向孔5-1的横截面形状设计为适配模穴6-1与磁芯坯件8的侧壁之间的容置空间的形状,如图5所示,相应地,第一填粉孔1-1的横截面形状与上述粉料导向孔5-1的横截面形状相同。

进一步优选的,在第一粉材2填充至定量填粉治具5之后,还可以通过控制系统7控制该定量填粉治具5移动,使得粉料导向孔5-1与对应的第一填粉孔1-1错位,完成第一次填粉的定量填粉治具5中第一粉材2的定量填充,随后控制系统7启动对位装置实现模穴6-1与第一填粉盒1对应的定量填粉治具5的粉料导向孔5-1之间的对准。

同样地,在第二次填粉时,需要控制系统7启动对位装置实现模穴6-1与第二填粉盒3对应的定量填粉治具5上的粉料导向孔5-1精确定位,进而使得第二粉材4能够经由粉料导向孔5-1落入模穴6-1与磁芯坯件8顶部的容置空间内。优选的,在第二次填粉前,可以先将第二填粉盒3中的第二粉材4按设定质量装入相适配的定量填粉治具5中,作为优选的实施方式,第二填粉盒3底部根据成型模具6中模穴6-1的数量和位置开设有相对应的第二填粉孔3-1,则执行步骤S3之前,即第二次填粉前,还包括:

控制系统7控制第二填粉盒3对应的定量填粉治具5移动,使得第二填粉孔3-1连通于粉料导向孔5-1,而后控制第二粉材4通过第二填粉孔3-1填充至对应的定量填粉治具5内。该第二填粉孔3-1可以设置多个,实现一次填充多个电感坯件,提高生产效率。为实现使得第二粉材4能够经由粉料导向孔5-1落入模穴6-1与磁芯坯件8顶部的容置空间,本实施例中,将第二填粉盒3对应的定量填粉治具5的粉料导向孔5-1的横截面形状设计为适配模穴6-1与磁芯坯件8顶部的容置空间的形状,如图6所示,相应地,第二填粉孔3-1的横截面形状与上述粉料导向孔5-1的横截面形状相同。

同样地,在第二粉材4填充至定量填粉治具5之后,还可以通过控制系统7控制该定量填粉治具5移动,使得粉料导向孔5-1与对应的第二填粉孔3-1错位,完成第二次填粉的定量填粉治具5中第二粉材4的定量填充,随后控制系统7启动对位装置实现模穴6-1与第二填粉盒3对应的定量填粉治具5的粉料导向孔5-1之间的对准。

作为优选的实施方式,粉料导向孔5-1内设置有一控制阀9,连接控制系统7,模穴6-1与对应的粉料导向孔5-1对准后,控制系统7控制控制阀9开启,使得粉料导向孔5-1连通于模穴6-1,第一粉材2或第二粉材4经粉料导向孔5-1落入模穴6-1内。本实施例中,在第一粉材2或第二粉材4落入粉料导向孔5-1时,控制该控制阀9处于闭合状态,在填粉操作时,控制该控制阀9处于开启状态,则粉材从粉料导向孔5-1落入模穴6-1。

作为优选的实施方式,模具6的下方设置有至少一第一振动器10,第一振动器10连接控制系统7,第一粉材2或第二粉材4落入模穴6-1的过程中,控制系统7控制第一振动器10启动。该第一振动器10可以是超声波振动器,在填粉过程中控制第一振动器10启动进行振动,使得填充至模穴6-1中的第一粉材2或第二粉材4更加均匀、密实,且粉材颗粒间隙小,电感的压实密度增加,进而使磁导率升高,产品性能更为优异。

作为优选的实施方式,第一填粉盒1的侧壁上设置有至少一第二振动器11,第二振动器11连接控制系统7,第一粉材2通过第一填粉孔9填充至对应的定量填粉治具5的过程中,控制系统7控制第二振动器11启动。该第二振动器11可以是超声波振动器,在第一粉材2由第一填粉盒1填充至定量填粉治具5的过程中控制第二振动器11启动进行振动,使得填充至定量填粉治具5中的第一粉材2更加均匀、密实,进而使得后续填充至模穴6-1中的第一粉材2更加均匀、密实。

作为优选的实施方式,第二填粉盒3的侧壁上设置有至少一第三振动器12,第三振动器12连接控制系统7,第二粉材4通过第二填粉孔10填充至对应的定量填粉治具5的过程中,控制系统7控制第三振动器12启动。该第三振动器12可以是超声波振动器,在第二粉材4由第二填粉盒3填充至定量填粉治具5的过程中控制第三振动器12启动进行振动,使得填充至定量填粉治具5中的第二粉材4更加均匀、密实,进而使得后续填充至模穴6-1中的第二粉材4更加均匀、密实。

本发明提出的线圈封装制造方法可以基于预先配置的填粉装置实现,其中,该填粉装置中的填粉盒可以多于两个,以便根据电感设计,将不同粒径的粉材根据具体的填粉需求多次填充于模具6内封装线圈。

作为优选的实施方式,填粉装置中的对位装置可以包括:

横向驱动装置,连接一平台底座15,模具6通过一模具底座13安装固定于平台底座15上方的工作平台14内,控制系统7连接横向驱动装置并控制横向驱动装置驱动平台底座15使工作平台14沿水平方向滑移,进而带动模具6沿水平方向移动;

纵向驱动装置,设置于平台底座15上方并连接用于固定模具6的模具底座13,控制系统7连接纵向驱动装置并控制纵向驱动装置驱动模具底座13沿竖直方向升降,进而带动模具6沿竖直方向移动。

基于上述对位装置的结构,在第一次填粉时,控制系统7可以分别控制横向驱动装置和纵向驱动装置实现模穴6-1与第一填粉盒1对应的定量填粉治具5的粉料导向孔5-1之间的对准。

由于在第一次填粉完成时刻,模穴6-1与第一填粉盒1对应的定量填粉治具5的粉料导向孔5-1之间仍处于贴合且对准状态,因此,在第一次填粉完成后,可以先控制对位装置带动模具6远离第一填粉盒1对应的定量填粉治具5的粉料导向孔5-1,随后分别控制横向驱动装置和纵向驱动装置实现模穴6-1与第二填粉盒3对应的定量填粉治具5的粉料导向孔5-1之间的对准,进而进行第二次填粉。

上述控制对位装置带动模具6远离第一填粉盒1对应的定量填粉治具5的粉料导向孔5-1可以是仅控制纵向驱动装置带动模具沿竖直方向远离第一填粉盒1运动,使得模具6与粉料导向孔5-1在竖直方向上具有一间隙,随后分别控制横向驱动装置和纵向驱动装置实现模穴6-1与第二填粉盒3对应的定量填粉治具5的粉料导向孔5-1之间的对准;上述控制对位装置带动模具6远离第一填粉盒1对应的定量填粉治具5的粉料导向孔5-1也可以是通过预先配置一初始位置,以带动模具6回到该初始位置,并将该初始位置作为起点,随后分别控制横向驱动装置和纵向驱动装置实现模穴6-1与第二填粉盒3对应的定量填粉治具5的粉料导向孔5-1之间的对准。上述初始位置可以是第一次填粉之前模具6所处的位置,换言之,第一次填粉时也是将该初始位置作为起点,并在第一次填粉完成后将该初始位置作为终点,即使得模具6回到初始位置,随后第二次填粉时将该初始位置作为起点,以此类推。

作为优选的实施方式,上述横向驱动装置可以包括用于驱动模具6沿水平方向滑移的一滚珠丝杠16、套设于滚珠丝杠16上的一螺母组件17、套设于两条滑轨18并与平台底座15固定连接的四个第一滑块19,一第一驱动器20连接于滚珠丝杠16,第一驱动器20采用伺服电机并与控制系统7相连接,控制系统7控制第一驱动器20以驱动工作平台14沿滚珠丝杠16的延伸方向滑移,模具6随之滑移,螺母组件17固连于平台底座15的下方,工作平台14滑移时,第一滑块19沿滑轨18的延伸方向滑移以保证工作平台14的平稳移动,从而降低模具6发生位置偏移的几率。

上述纵向驱动装置可以是第二驱动器21。第二驱动器21固定于平台底座15上,第二驱动器21可以选用气缸,气缸的输出轴竖直向上设置且一端焊接固定于模具底座13底部。控制系统7控制气缸的输出轴沿竖直方向往复运动,进而控制模具底座13沿竖直方向往复移动。

上述纵向驱动装置还可以包括至少两个竖直方向设置的导轨22,导轨22相对设置于平台底座15上,且导轨22的端面上分别设有一第二滑块23,第二滑块23沿竖直方向开设有滑移孔,第二滑块23分别套设于导轨22上。则第二驱动器21控制模具6沿竖直方向移动时,第二滑块23相对导轨22滑移,使得模具底座13于水平方向相对平台底座15固定,增强了模具底座13升降时的稳定性,降低了气缸驱动模具底座13沿竖直方向移动时,模具底座13发生位置偏移的几率。

作为优选的实施方式,填粉装置还包括供第一填粉盒1以及第二填粉盒3安装的一固定板24,该固定板24通过支撑柱固定于地面或该填粉装置的底座上。优选的,第一填粉盒1以及第二填粉盒3可以分别设置有一卡扣,第一填粉盒1以及第二填粉盒3通过卡扣固定于固定板24上,相应的,固定板24远离定量填粉治具5的端面上分别开设有两个供卡扣卡接的卡槽。第一填粉盒1以及第二填粉盒3安装于固定板24上时,卡扣卡接于卡槽内,以起到固定第一填粉盒1以及第二填粉盒3的作用。

作为优选的实施方式,填粉装置还包括驱动定量填粉治具5移动的横向驱动结构,该横向驱动结构连接控制系统7,通过控制系统7控制横向驱动结构,以驱动定量填粉治具5移动,使第一填粉孔1-1或第二填粉孔3-1分别与对应的粉料导向孔5-1进行相对位置调整。

进一步的,上述横向驱动结构可以是连接于定量填粉治具5的侧壁上的一第三驱动器25,第三驱动器25可以是气缸,该气缸可以通过螺栓固定在固定板24的下端,该气缸可以通过导柱连接定量填粉治具5的侧壁,固定板24与定量填粉治具5之间开设有一平行于滑轨18的延长方向的滑槽,该滑槽可以通过螺栓固定于固定板24的下端,滑槽的滑片可以通过螺栓固定于定量填粉治具5的上端,滑片卡接于滑槽内,滑片与滑槽之间可以相对滑动,在气缸的驱动作用下,滑片在滑槽中滑动以实现定量填粉治具5的横向移动,进而使第一填粉孔1-1或第二填粉孔3-1分别与对应的粉料导向孔5-1进行相对位置调整。

作为优选的实施方式,模具6上还设有定位结构,本实施例中定位结构为一定位凸起,实现粉料导向孔5-1与模穴6-1之间的精准对接。定位凸起一体成型于模具6左侧上部,定量填粉治具5开设有一供定位凸起插接的凹槽,第二驱动器21控制模具6朝向定量填粉治具5抬升时,定位凸起插接至凹槽内,进而更加准确地将粉料导向孔5-1与模穴6-1相对准,降低因粉料导向孔5-1与模穴6-1未处于同轴状态而导致粉料未能全部从粉料导向孔5-1内落入模穴6-1,使得部分粉料残留在粉料导向孔5-1与模具6靠近定量填粉治具5的端面形成的空间内的几率,从而提高填粉时的精度。

实施例1

本发明的一个优选的实施例中,可以采用本发明的线圈封装制造方法制备标准电感量为0.47μH,尺寸为2.0mm×1.2mm×1.0mm的电感。本实施例中,第一粉材2和第二粉材4的材料为软磁粉材,该软磁粉材选用Fe-Si-B非晶软磁合金粉材与羰基铁粉混合的复合粉材,所用粘结剂为环氧树脂,所用润滑剂为石墨烯,经配比、混合后,造粒,并筛选出两种粒径范围的造粒粉材,其中第一种造粒粉材为第一粉材2,其粒径可以是100~180μm,第二种造粒粉材为第二粉材4,其粒径可以是150~300μm。

在筛选得到上述第一粉材2和第二粉材4后,依次执行本发明的线圈封装制造方法的步骤S1至步骤S4得到电感,其中,步骤S4中,在填粉压制时,采用以下压制参数:施加频率为20KHz的超声波振动,保压压力为6t/cm2,保压时间120s,保压温度170℃。脱模后在180℃的烘箱中惰性气氛下保温5h,然后冷却至常温取出,得到固化的电感半成品样品。

在上述填粉压制完成后,对得到的电感样品进行电气性能测试,该电气性能测试具体可以选用阻抗分析仪,在1V、1MHz条件下,得到电感样品的电感平均值Ls为0.488μH,满足制备需求。

对比例1

对比例1中采用常规的填粉方法,制备同样的标准电感量为0.47μH、尺寸为2.0mm×1.2mm×1.0mm的电感。采用与实施例1中相同的线圈和磁芯坯件、相同的配方但粒径范围仅为常规的150~300μm的软磁粉材,采用一次填粉的方式进行填粉封装,即采用统一造粒的粉材一次对磁芯坯件8与模穴6-1侧壁之间的容置空间以及磁芯坯件8的顶部与模穴6-1之间的容置空间进行填粉,且在进行压制时采用与实施例1中相同的压制参数。在填粉完成后模具6内的剖面如图8所示,可以看出,直接一次填粉会使得粉材间隙较大。通过对制得的电感样品进一步进行电气性能测试,选用阻抗分析仪,在1V、1MHz条件下,得到的电感样品的电感平均值Ls为0.431μH,具体性能参数如表1中所示。

表1实施例1及对比例1得到的电感样品的性能参数

实施例2

作为本发明的另一个优选的实施例,采用本发明的线圈封装制造方法制备标准电感量为1μH、尺寸为2.0mm×1.2mm×1.0mm的电感。优选的实施例中,第一粉材2和第二粉材4的材料为软磁粉材,该软磁粉材选用Fe-Si-B非晶软磁合金粉材与羰基铁粉混合的复合粉材,所用粘结剂为环氧树脂,所用润滑剂为石墨烯,经配比、混合后,造粒,并筛选出两种粒径范围的造粒粉材,其中第一种造粒粉材为第一粉材2,其粒径可以是50~150μm,第二种造粒粉材为第二粉材4,其粒径可以是150~250μm。

在筛选得到上述第一粉材2和第二粉材4后,依次执行本发明的线圈封装制造方法的步骤S1至步骤S4得到电感,其中,步骤S4中,在填粉压制时,采用以下压制参数:施加频率为20KHz的超声波振动,保压压力为6t/cm2,保压时间120s,保压温度170℃。脱模后在180℃的烘箱中氮气气氛下保温5h,然后冷却至常温取出,得到固化的电感半成品样品。

在上述填粉压制完成后,对得到的电感进行电气性能测试,该电气性能测试具体可以选用阻抗分析仪,在1V、1MHz条件下,得到的电感的电感值为Ls为1.133μH,满足制备需求。

对比例2

对比例2中采用常规的填粉方法,制备同样的标准电感量为1μH、尺寸为2.0mm×1.2mm×1.0mm的电感。采用与实施例2中相同的线圈和磁芯坯件、相同的配方但粒径范围仅为常规的150~250μm的软磁粉末材料,采用一次填粉的方式进行填粉封装,即采用统一造粒的粉材一次对磁芯坯件8与模穴6-1侧壁之间的容置空间以及磁芯坯件8的顶部与模穴6-1之间的容置空间进行填粉,且在进行压制时采用与实施例2中相同的压制参数。通过对制得的电感样品进一步进行电气性能测试,选用阻抗分析仪,在1V、1MHz条件下,得到的电感样品的电感平均值Ls为0.996μH,具体性能参数如表2中所示。

表2实施例2及对比例2得到的电感样品的性能参数

实施例3

作为本发明的又一优选的实施例,采用本发明的线圈封装制造方法制备标准电感量为1μH、尺寸为2.5mm×2.0mm×1.0mm的电感。优选的实施例中,第一粉材2和第二粉材4的材料为软磁粉材材料,该软磁粉材材料选用Fe-Si-B非晶软磁合金粉材与羰基铁粉混合的复合粉材,所用粘结剂为环氧树脂,所用润滑剂为石墨烯,经配比、混合后,造粒,并筛选出两种粒径范围的造粒粉材,其中第一种造粒粉材为第一粉材2,其粒径可以是100~180μm,第二种造粒粉材为第二粉材4,其粒径可以是200~350μm。

在筛选得到上述第一粉材2和第二粉材4后,依次执行本发明的线圈封装制造方法的步骤S1至步骤S4得到电感,其中,步骤S4中,在填粉压制时,采用以下压制参数:施加频率为20KHz的超声波振动,保压压力为6t/cm2,保压时间120s,保压温度170℃。脱模后在180℃的烘箱中氮气气氛下保温5h,然后冷却至常温取出,得到固化的电感半成品样品。在上述填粉压制完成后,对得到的电感进行电气性能测试,该电气性能测试具体可以选用阻抗分析仪,在1V、1MHz条件下,得到的电感的电感值为Ls为1.087μH,满足制备需求。

对比例3

对比例3中采用常规的填粉方法,制备同样标准电感量为1μH、尺寸为2.0mm×1.2mm×1.0mm的电感时,采用与实施例3中相同的线圈和磁芯坯件、相同的配方但粒径范围仅为常规的200~350μm的软磁粉末材料,采用一次填粉的方式进行填粉封装,即采用统一造粒的粉材一次对磁芯坯件8与模穴6-1侧壁之间的容置空间以及磁芯坯件8的顶部与模穴6-1之间的容置空间进行填粉,且在进行压制时采用与实施例3中相同的压制参数。通过对制得的电感样品进一步进行电气性能测试,选用阻抗分析仪,在1V、1MHz条件下,得到的电感样品的电感平均值Ls为0.975μH,具体性能参数如表3中所示。

表3实施例3及对比例3的软磁粉末不同填粉方法得到的电感性能参数

从表1、表2、表3中可知,在利用不同软磁粉材制备不同规格电感时,采用二次填粉的装置和方法对线圈进行封装,均能够提高电感的电感量,这也正能说明在对大粒径软磁粉材、小粒径软磁粉材分开进行二次填粉设计,可以使粉材填充时更为均匀,线圈包覆更为完全,解决了粉材搭桥、线圈裸露的问题;其次,在填充粉料过程中施加的超声波振动,使得电感中的粉材颗粒间隙明显降低,致密度大幅提高,最终使得电感量显著提升,这极有利于电感器件的高频化和小型化,且为后端电感器件的针对性设计和材料选择提供了更多可能性。

以上仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。

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