一种高可靠性模压电感的制备方法及其模压电感

文档序号:831913 发布日期:2021-03-30 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 一种高可靠性模压电感的制备方法及其模压电感 (Preparation method of high-reliability molded inductor and molded inductor thereof ) 是由 郭峰 汪贤 黄裕茂 陈赛 许玉成 付邦良 于 2019-09-30 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种高可靠性模压电感的制备方法及其电感。本发明通过改善模压电感线圈绕组变形量及金属粉末对线圈绕组的破损作用使得该方法制备的模压电感解决了模压电感短路问题。具体方法为,(1)通过线圈绕组中心填充预制铁芯实现线圈变形量减少50%及以上,(2)通过提高造粒粉末的松装密度到2.2g/cm3及以上使得线圈变形量减少10%及以上,(3)通过在线圈绕组外缘涂覆3um及以上厚度的磁粉胶,从本质上使得金属粉末在模压过程对线圈的破损作用消失,(4)软磁金属粉末的塑性变形强度σ-(0.2)与模压电感的成型压强之比必须大于等于0.33而小于0.80。该发明的创新之处在于从原理上解决了模压电感在使用过程中的短路问题,具体而言,模压电感耐直流电压达到&gt;=1000V/cm以上。(The invention provides a preparation method of a high-reliability molded inductor and the inductor. The die-pressing inductor prepared by the method solves the problem of short circuit of the die-pressing inductor by improving the deformation of the die-pressing inductor coil winding and the damage effect of metal powder on the coil winding. The specific method comprises (1) reducing coil deformation by 50% or more by filling prefabricated iron core in the center of coil winding, (2) reducing coil deformation by 10% or more by increasing the loose packed density of granulated powder to 2.2g/cm3 or more, and (3) coating magnetic powder glue with thickness of 3um or more on the outer edge of coil windingEssentially the effect of the metal powder on the breakage of the coil during the die-pressing process is eliminated, (4) the plastic deformation strength σ of the soft-magnetic metal powder 0.2 The ratio of the molding pressure to the molding pressure of the molded inductor must be 0.33 or more and less than 0.80. The invention has the innovation that the short circuit problem of the molded inductor in the use process is solved in principle, and particularly, the molded inductor resists direct-current voltage to reach&gt;And (5) =1000V/cm or more.)

一种高可靠性模压电感的制备方法及其模压电感

技术领域

本发明涉及一种高可靠性模压电感的制备方法及其模压电感,属于电子元器件领域。

背景技术

随着网络技术、计算机技术、通信技术、人工智能技术的逐步发展和相互融合,人类开始进入第四次工业革命时代;这个时代的主要特征在于人与人、物与物、人与物建立紧密的连接和信息互动,于是出现了智能手机、智能家居、智慧城市等新的生活方式,并随着相关瓶颈技术的逐渐突破会出现智能交通(包括互联网汽车、智能停车等)、AI机器人、甚至迟早出现的AI机器人社会、农业与工业的智能化及相关的物联网。这些复杂的连接都有赖于硬件系统对信息的传递、通讯与处理,可以是信息的传送端,也可以是信息的接收端以及云端,智能化硬件的关键是芯片和相关的元器件。

其中的模压电感作为芯片周边的主要被动原件之一被广泛应用于各种智能硬件系统,例如智能手机、智能电视、智能家电、平板电脑、笔记本电脑、各种通讯终端及服务器等,其主要功能在于电磁信号及能量的转换、存储及滤波。模压电感有线圈绕组和铁芯构成,线圈预置在模具中,通过金属软磁粉末将绕组内部及周边的空余空间填充并压制成型而获得,其具有优秀的抗EMI干扰能力及完全封闭的磁结构。

在各种电子、电力电子设备中通常要求器件具有功能性的同时具有良好的绝缘性以及抗EMI(电磁干扰)特性,因此利用金属粉末制作的模压电感需要对粉末首先进行表面绝缘处理,包括钝化及造粒,另外线圈绕组使用的铜线必须表面具有绝缘层(俗称为漆包线)。且随着电动汽车、物联网、云端服务器、智能化技术及新一代半导体材料的普及应用,对器件的稳定性要求越来越高,使用频率也越来越高,因此出现了一些可靠性问题,例如汽车电子要求模压电感长期使用过程的绝缘阻抗>=100MΏ/cm,还有耐压等级由现在的50V提升到300V甚至更高。

但是,模压电感的模压过程恰好是线圈绕组被破损的过程,线圈绕组受到粉末的挤压出现整体变形、铜线截面积变形、划伤等缺陷。导致线圈初始耐压能力由1000V及以上衰减到300V及以下。

本发明提供了一种高可靠性模压电感的制备方法及其模压电感,由此方法制备的模压电感线圈横截面变形量减少50%及以上,模压电感端子与铁芯之间的耐直流电压达到>=1000V/cm及以上。本发明通过改善模压电感线圈绕组的变形量及金属粉末对线圈绕组的破损作用使得该方法制备的模压电感从根本上解决了模压电感短路问题。具体方法为,(1)通过线圈绕组中心填充预制铁芯实现线圈变形量减少50%及以上,(2)通过提高造粒粉末的松装密度到2.2g/cm3及以上使得线圈变形量减少10%及以上,(3)通过在线圈绕组外缘涂覆磁粉胶,从本质上使得金属粉末在模压过程对线圈的破损作用消失,(4)软磁金属粉末的塑性变形强度与模压电感的成型压强之比必须大于等于0.33而小于0.80,以保证在提高密度的同时尽量减少金属粉末的变形,从而减少在模压过程中粉与线圈紧密接触过程相对位移的距离。该发明的创新之处从机理上将线圈短路的破环因素统筹考虑并结合模压电感制备工艺综合施策,从原理上及本质上解决了模压电感在使用过程中的短路问题。

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