專利名稱：一體成型粉壓式電感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線繞式電感器，更具體地說，涉及一種一體成型粉壓式電感器 及其制造方法。
背景技術(shù)：
線繞式電感器的主要構(gòu)成部件是線圈和導(dǎo)磁體，其中的導(dǎo)磁體可以是磁
芯、鐵芯或銅芯。如圖l、圖2和圖3所示，現(xiàn)有的電感器產(chǎn)品中，導(dǎo)磁體101 的形狀通常為圓柱形、工字形、環(huán)形等；漆包線被繞制于導(dǎo)磁體的外面以形成 線圈102，最終分別構(gòu)成圓柱形電感器、工字形電感器、以及環(huán)形電感器；三 種電感器的共同特征是線圈繞制于導(dǎo)磁體的外部。
現(xiàn)有電感器中，線圈與導(dǎo)磁體不是一體成型的構(gòu)造，無法緊密結(jié)合，從而 會造成電感值偏低、抗直流飽和特性差等問題。另外，針對這種電感器，其線 圈通常是以人工方式繞制在導(dǎo)磁體上的，此類傳統(tǒng)加工方法的生產(chǎn)效率低、且 無法保證產(chǎn)品性能參數(shù)的 一致性。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明要解決現(xiàn)有電感器電氣性能差，且制造 效率低等問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明首先提供一種一體成型粉壓式電感器，包括 導(dǎo)磁體和漆包線線圈，所述線圈包括主體和延伸部，其中，所述導(dǎo)磁體與線圈 之間為一體成型結(jié)構(gòu)，構(gòu)成所述導(dǎo)磁體的材料緊密填充于所述主體的內(nèi)部、并 緊密包覆于所述主體的外部；所述延伸部伸出到所述導(dǎo)磁體外部形成該電感器 的電極端。
本發(fā)明的電感器可以是插件式電感器，此時所述延伸部均從所述導(dǎo)磁體的底面伸出，形成插件式電感器的電極端。另外，可在同一個導(dǎo)磁體內(nèi)設(shè)兩組獨 立繞制線圈的主體，所述兩個線圈的延伸部均從所述導(dǎo)磁體的底面伸出，形成 插件式電感器的四個電極端。
本發(fā)明的電感器可以是貼片式電感器，此時所述延伸部為扁平結(jié)構(gòu)，分別 從所述導(dǎo)磁體的相對兩側(cè)面伸出，并分別被彎折至緊貼所述導(dǎo)磁體的底面，形 成貼片式電感器的電極端。
本發(fā)明還提供一種一體成型粉壓式電感器的制造方法，其中包括以下步
驟
(1) 、根據(jù)要制造的電感器的電氣特性制備漆包線線圈，并制備用于構(gòu)成 導(dǎo)磁體的粉料；
(2) 、將所述線圈的主體放入一個壓鑄腔中，所述線圈的延伸部則伸出到 所述壓鑄腔外；
(3) 、在所述壓鑄腔中加入所述粉料，并進行壓鑄處理，使所述粉料緊密 填充于所述主體的內(nèi)部、并緊密包覆于所述主體的外部；所述延伸部伸出到由 所述粉料壓制而成的導(dǎo)磁體的外部并形成該電感器的電極端；
(4) 、從所述壓鑄腔中取出所述電感器坯件并進行烘烤處理。 在本發(fā)明所述方法的步驟(l)中，可按以下步驟制備所述粉料(101)、根
據(jù)要制造的電感器的電氣特性，選取相應(yīng)比例的高磁通合金磁粉、低磁通合金 磁粉；(102)、在這兩種合金磁粉中加入絕緣劑及稀釋劑以進行絕緣處理，其 中將混合材料充分攪拌均勻，再置入烘烤爐中進行烘烤，使絕緣劑得以完全硬 化并在合金磁粉表面形成一層絕緣膜；(103)、在經(jīng)過上述絕緣處理的混合材 料中加入環(huán)氧樹脂，充分攪拌使其成為泥糊狀；(104)、利用造粒機進行造粒 處理，再用篩粉機過篩，以生成微細顆粒；(105)、將通過造粒處理后的混合 材料置入烘烤爐進行烘烤，并于烘烤完成后將潤滑劑加入該其中，混合均勻， 即可得到所述用于構(gòu)成導(dǎo)磁體的粉料。
根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，在所述步驟(101)中，所述兩種合金磁粉 均由羰基鐵粉制成，其中高磁通合金磁粉的顆粒大小為7um 9um，低磁通 合金磁粉的顆粒大小為3 ii m 5 u m;在所述步驟(102)中，所述絕緣劑為聚酯樹脂，所述稀釋劑為丙酮，烘烤時的溫度為100°C 150°C，時間為90 120 分鐘；在所述步驟(104)中，生成的微細顆粒大小范圍在38ixm 48um之間； 在所述步驟(105)中，所述潤滑劑為硬脂酸鋅，烘烤時的為溫度100 120 °C， 時間為30 40分鐘。
根據(jù)本發(fā)明所述的方法，針對貼片式電感器的制造，在所述步驟(l)中， 還包括將線圈的兩個延伸部由圓形壓制成扁平狀的步驟，得到具有扁平電極的 線圈；在所述步驟(4)中，還包括將所述電感器坯件的延伸部分別被彎折至緊 貼所述導(dǎo)磁體的底面的步驟，然后再進行烘烤處理。
在本發(fā)明所述方法的步驟(4)中，進行烘烤時的溫度為100 120°C，時間 為60 90分鐘。
在本發(fā)明所述方法的步驟(2)中，在同一個壓鑄腔內(nèi)裝有兩組獨立繞制線 圈的主體；經(jīng)過所述步驟(3)、步驟(4)，制成具有四個電極端的插件式電感器。 由于采取了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的電感器及其制造方法具有以下優(yōu)點
(1) 、構(gòu)成導(dǎo)磁體的粉料緊密填充了線圈主體的內(nèi)部、并緊密包覆于線圈 主體的外部；與傳統(tǒng)電感器相比緊密度高得多，并且為封密式結(jié)構(gòu)。
(2) 、導(dǎo)磁體會形成封閉式的磁路結(jié)構(gòu)，磁力線被限制在導(dǎo)磁體內(nèi)部，所 以對環(huán)境的電磁干擾會比傳統(tǒng)電感器小得多。
(3) 、可最大化地使用其導(dǎo)磁體空間，所以其體積可做得比傳統(tǒng)電感器小， 具有小型化的優(yōu)勢。
(4) 、由于導(dǎo)磁體的完全填充，所以能在使用較少漆包線線圈的情況下達 成同樣電感值的要求，也就是可以降低線圈的圈數(shù)，這樣一來其直流內(nèi)阻特性 會比傳統(tǒng)電感器小。
(5) 、本發(fā)明電感器的能在高達100兆赫的頻率下有效運作。
(6) 、本發(fā)明電感器為一體成型的整體結(jié)構(gòu)，不需要人工繞制線圈，可提 高生產(chǎn)效率，并保證產(chǎn)品性能的一致性。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是圓柱形電感器的結(jié)構(gòu)示意圖2是工字形電感器的結(jié)構(gòu)示意圖3是環(huán)形電感器的結(jié)構(gòu)示意圖4是圓形漆包線線圈的結(jié)構(gòu)示意圖5是扁平漆包線線圈的結(jié)構(gòu)示意圖6是圓形兩組漆包線線圈的結(jié)構(gòu)示意圖7是將圓形漆包線線圈的兩個延伸部加工為扁平電極的示意圖； 圖8是本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中貼片式電感器的制造流程示意圖； 圖9是本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中插件式電感器的制造流程示意圖； 圖10是本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中具有兩組漆包線線圈的插件式電感器的 制造流程示意圖。
具體實施例方式
根據(jù)前述內(nèi)容可知，本發(fā)明的一體成型粉壓式電感器包括導(dǎo)磁體和漆包線 線圈，其中，所述導(dǎo)磁體與線圈之間為一體成型結(jié)構(gòu)，構(gòu)成所述導(dǎo)磁體的材料 緊密填充于所述線圈主體的內(nèi)部、并緊密包覆于所述線圈主體的外部；所述線 圈的延伸部伸出到所述導(dǎo)磁體外部形成該電感器的電極端。相應(yīng)的制造流程及 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，可參見圖8、圖9和圖10。 一、導(dǎo)磁體粉料的制備
本發(fā)明中的其中的導(dǎo)磁體主要由兩種合金磁粉組成(高磁通合金磁粉、低 磁通合金磁粉)，通常還含有絕緣劑(聚酯樹脂Polyester resin)、環(huán)氧樹脂 (Epoxy)、以及潤滑劑(例如硬脂酸鋅)等材料。其中，兩種合金磁粉均由羰基 鐵粉(Carbonyl Iron Powder)制成，不同的是高磁通合金磁粉的顆粒大小為7 y 9 u m，而低磁通合金磁粉的顆粒大小為3 ix m 5 u m。
由于兩種合金磁粉的顆粒大小不相同，原則上，顆粒大的，其導(dǎo)磁率高、 鐵損較大、應(yīng)用頻率較低；反之，顆粒小的，其導(dǎo)磁率低、鐵損較小、應(yīng)用頻 率較高。因此，利用上述的特性，適當(dāng)調(diào)整兩種合金磁粉的混合比例，即可制 成具有電子產(chǎn)業(yè)所需求的最佳電氣特性電感器。測試表明，本發(fā)明所制成的電感器的導(dǎo)磁率比傳統(tǒng)電感器高出約1.5 3倍，而其耐電流特性則可提升約 30 40%。
具體制造時，先取上述的兩種合金磁粉，并根據(jù)所需的電氣特性當(dāng)調(diào)整其 相關(guān)比例；例如，對于10微亨(uH)以上的電感值，取粉料時，高磁通合金磁 粉占80%，低磁通合金磁粉占20%;對于10微亨(uH)以下的電感值，取粉料時， 高磁通合金磁粉和低磁通合金磁粉各占50%。
然后在這兩種合金磁粉中加入絕緣劑及稀釋劑以進行絕緣處理，具體是將 這些混合材料經(jīng)充分攪拌均勻后，再置入烘烤爐中，烘烤溫度10(rC 15(TC， 烘烤時間90 120分鐘，使絕緣劑得以完全硬化并在磁粉表面形成一層絕緣 膜，其中的稀釋劑采用丙酮(Acetone)。
然后，在經(jīng)過上述絕緣處理的混合材料中加入環(huán)氧樹脂(Epoxy)，充分攪 拌使其成為泥糊狀。
利用造粒機進行造粒處理，再用篩粉機過篩，以生成微細顆粒，顆粒大小 范圍在38 u m 48 u m之間，其目的是在成型時令這些材料具有所需流動性的 需求。
再將該通過造粒處理的混合材料置入烘烤爐，烘烤溫度100 12(TC，烘 烤時間30 40分鐘，并于烘烤完成后將硬脂酸鋅潤滑劑加入該其中，混合均 勻，即可得到用于構(gòu)成導(dǎo)磁體的粉料。
具體制造時，設(shè)已取的兩種合金磁粉為100公斤，則在后續(xù)步驟中，需加 入的絕緣劑為50 60公斤、稀釋劑為100 120公斤、環(huán)氧樹脂為40 50公 斤、潤滑劑為0. 3 0. 5公斤。
二、漆包線線圈的制備
圖4所示的是已制備完成的一組圓形漆包線線圈Al，該線圈的兩個延伸 部是朝同一方向延伸的。
圖5所示為一個扁平漆包線線圈A2。該線圈中漆包線的斷面為扁平結(jié)構(gòu)， 其中間段形成環(huán)形線圈主體，兩端則分別向環(huán)形線圈主體的外側(cè)延伸，形成兩 個延伸部。圖6所示是己制備完成的兩組圓形漆包線線圈A3，該兩組線圈的四個延
伸部是朝同一方向延伸的。
圖7所示是將圓形漆包線線圈的兩個延伸部加工為扁平電極的示意圖，其 中先將圓形漆包線線圈原型B1置于一下模具中B3，并予以固定；隨后，可移 動的上模具B2施壓于下模具B3，進而將圓形漆包線線圈(Bl)的兩個延伸部由 圓形壓制成扁平狀斷面，也就是加工為扁平電極；最后得到具有扁平電極的線 圈B4。
三、 貼片式電感器的制造
本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，貼片式電感器的制造流程如圖8所示，圖中的 大箭頭方面示出了加工的順序，即第一行從左至右、轉(zhuǎn)到第二行從右至左、再 轉(zhuǎn)到第三行從左至右。其中，先將圖5所示的扁平漆包線線圈A2置入下模具 Cl中，線圈的兩個延伸部分別被固定在可移動模棒柱體C2上；然后加入經(jīng)前 述步驟制備好的導(dǎo)磁體粉料II。
隨后，通過可移動的上方模棒柱體C5、以及下方模棒柱體C3加壓，實施 上、下均衡壓鑄，將導(dǎo)磁體粉料Il、扁平漆包線線圈A2壓鑄成一完整的電感 器坯件C6;將電感器坯件C6取出后，由彎折模具C7將其兩個延伸部彎折與 導(dǎo)磁體的底面緊貼。
然后，再將該壓鑄完成的貼片式電感器C8置入一烤爐，烘烤溫度100°C 120°C,烘烤時間60 90分鐘，即可得到成品的貼片式電感器C8，圖中示出 的是底面向上時的情況。
由上述實施例可以看出，其中，由模具C2、 C3、 C5圍成壓鑄腔；線圈的 主體在壓鑄腔內(nèi)，線圈的延伸部則伸出到壓鑄腔外；然后在所述壓鑄腔中加入 粉料并進行壓鑄處理，使粉料緊密填充于主體的內(nèi)部、并緊密包覆于主體的外 部；延伸部伸出到由粉料壓制而成的導(dǎo)磁體的外部并形成該電感器的電極端。
四、 插件式電感器的制造
本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，插件式電感器的制造流程如圖9所示。其中，先將該漆包線線圈Al置入下模具Dl中，該線圈度的兩個延伸部分別被固定在 可移動模棒柱體D2的兩個插孔中；然后加入經(jīng)前述步驟制備好的導(dǎo)磁體粉料 II。
通過可移動的下方模棒柱體D2、以及上方模棒柱體D3進行加壓，實施上、 下均衡壓鑄，將導(dǎo)磁體粉料Il、扁平漆包線線圈A1壓鑄成一完整的插件式電 感器坯件整D4;然后取出插件式電感器坯件整D4。
然后，再將該壓鑄完成的插件式電感器D4置入一烤爐，烘烤溫度100°C 120°C，烘烤時間60 90分鐘，即可得到成品的插件式電感器D5。
由上述實施例可以看出，其中，由模具D1、 D2、 D3圍成壓鑄腔；同樣， 線圈的主體在壓鑄腔內(nèi)，線圈的延伸部則伸出到壓鑄腔外。
五、含兩組線圈的插件式電感器的制造
本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，具有兩組漆包線線圈的插件式電感器的制造流 程如圖10所示。其過程與前述單線圈插件式電感器的過程相同，區(qū)別在于具 有兩組獨立的線圈，從而有四個延伸部。
其中，由模具E1、 E2、 E3圍成壓鑄腔；同樣，線圈A3的主體在壓鑄腔內(nèi)， 線圈的延伸部則伸出到壓鑄腔外。壓鑄得到插件式電感器坯件整E4，再。經(jīng) 過烘烤處理，即可得到成品的插件式電感器E5。
本發(fā)明的電感器及其制造方法并不限于上述的具體實施例，還可在本發(fā)明 技術(shù)方案的基礎(chǔ)上根據(jù)需要作相應(yīng)的改動。由上述具體實施例可以看出，本發(fā) 明的電感器及其制造方法具有以下優(yōu)點
(1) 、導(dǎo)磁體的粉料緊密填充了線圈主體的內(nèi)部、并緊密包覆于線圈主體 的外部；與傳統(tǒng)的圓柱形電感器(圖1)、工字形電感器(圖2)或環(huán)形電感器(圖 3)相比，本發(fā)明電感器的緊密度高得多，并且為封密式結(jié)構(gòu)。
(2) 、漆包線線圈完全被粉料制成的導(dǎo)磁體所包覆，所以會形成封閉式的 磁路結(jié)構(gòu)；這使得電感器的磁力線被限制在導(dǎo)磁體內(nèi)部，所以對環(huán)境的電磁干 擾會比傳統(tǒng)電感器小得多。(3) 、本發(fā)明電感器為一體成型結(jié)構(gòu)，可最大化地使用其導(dǎo)磁體空間，所 以其體積可做得比傳統(tǒng)電感器小，具有小型化的優(yōu)勢。
(4) 、本發(fā)明的電感器中，由于導(dǎo)磁體粉料的完全填充，所以能在使用較
少漆包線線圈的情況下達成同樣電感值的要求，也就是可以降低線圈的圈數(shù)， 這樣一來其直流內(nèi)阻特性會比傳統(tǒng)電感器小，測試表明，本發(fā)明電感器的直流
內(nèi)阻比傳統(tǒng)電感器降低約10 30%。
(5) 、本發(fā)明的制造方法既可適用于貼片式電感器，也可適用于插件式電 感器。
(6) 、本發(fā)明電感器的導(dǎo)磁體采用高絕緣阻抗(在電壓200V的測試條件下， 超過100兆歐姆)的導(dǎo)磁體粉料所制成，該電感器不會在表面粘著線路之間產(chǎn) 生傳感路徑，所以該電感器能在高達100兆赫的頻率下有效運作。
(7) 、本發(fā)明電感器為一體成型的整體結(jié)構(gòu)，不需要人工繞制線圈，可提 高生產(chǎn)效率，并保證產(chǎn)品性能的一致性。
(8) 、本發(fā)明電感器還具有功率損耗小、溫升低等優(yōu)點。
權(quán)利要求
1、一種一體成型粉壓式電感器，包括導(dǎo)磁體和漆包線線圈，所述線圈包括主體和延伸部，其特征在于，所述導(dǎo)磁體與線圈之間為一體成型結(jié)構(gòu)，構(gòu)成所述導(dǎo)磁體的材料緊密填充于所述主體的內(nèi)部、并緊密包覆于所述主體的外部；所述延伸部伸出到所述導(dǎo)磁體外部形成該電感器的電極端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一體成型粉壓式電感器，其特征在于，所述延 伸部均從所述導(dǎo)磁體的底面伸出，形成插件式電感器的電極端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體成型粉壓式電感器，其特征在于，在同一個導(dǎo)磁體內(nèi)有兩組獨立繞制線圈的主體，所述兩個線圈的延伸部均從所述導(dǎo)磁 體的底面伸出，形成插件式電感器的四個電極端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一體成型粉壓式電感器，其特征在于，所述延 伸部為扁平結(jié)構(gòu)，分別從所述導(dǎo)磁體的相對兩側(cè)面伸出，并分別被彎折至緊貼 所述導(dǎo)磁體的底面，形成貼片式電感器的電極端。
5、 一種一體成型粉壓式電感器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟(1) 、根據(jù)要制造的電感器的電氣特性制備漆包線線圈，并制備用于構(gòu)成 導(dǎo)磁體的粉料；(2) 、將所述線圈的主體放入一個壓鑄腔中，所述線圈的延伸部則伸出到 所述壓鑄腔外；(3) 、在所述壓鑄腔中加入所述粉料，并進行壓鑄處理，使所述粉料緊密 填充于所述主體的內(nèi)部、并緊密包覆于所述主體的外部；所述延伸部伸出到由 所述粉料壓制而成的導(dǎo)磁體的外部并形成該電感器的電極端；(4) 、從所述壓鑄腔中取出所述電感器坯件并進行烘烤處理。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步驟(l)中，按以下 步驟制備所述粉料(101) 、根據(jù)要制造的電感器的電氣特性，選取相應(yīng)比例的高磁通合金磁 粉、低磁通合金磁粉；(102) 、在這兩種合金磁粉中加入絕緣劑及稀釋劑以進行絕緣處理，其中將混合材料充分攪拌均勻，再置入烘烤爐中進行烘烤，使絕緣劑得以完全硬化并在合金磁粉表面形成一層絕緣膜；(103) 、在經(jīng)過上述絕緣處理的混合材料中加入環(huán)氧樹脂，充分攪拌使其 成為泥糊狀；(104) 、利用造粒機進行造粒處理，再用篩粉機過篩，以生成微細顆粒；(105) 、將通過造粒處理后的混合材料置入烘烤爐進行烘烤，并于烘烤完 成后將潤滑劑加入該其中，混合均勻，即可得到所述用于構(gòu)成導(dǎo)磁體的粉料。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述步驟(101)中，所述兩種合金磁粉均由羰基鐵粉制成，其中高磁通 合金磁粉的顆粒大小為7"m 9iim，低磁通合金磁粉的顆粒大小為3 u m 5 P m;在所述步驟(102)中，所述絕緣劑為聚酯樹脂，所述稀釋劑為丙酮，烘烤時的溫度為100°C 150°C，時間為90 120分鐘；在所述步驟(104)中，生成的微細顆粒大小范圍在38 u m 48 u m之間； 在所述步驟(105)中，所述潤滑劑為硬脂酸鋅，烘烤時的為溫度100 120°C，時間為30 40分鐘。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，針對貼片式電感器的制造， 在所述步驟(l)中，還包括將線圈的兩個延伸部由圓形壓制成扁平狀的步驟，得到具有扁平電極的線圈；在所述步驟(4)中，還包括將所述電感器坯件的延伸部分別被彎折至緊貼 所述導(dǎo)磁體的底面的步驟，然后再進行烘烤處理。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步驟(4)中，進行烘 烤時的溫度為100°C 120°C，時間為60 90分鐘。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步驟(2)中，在同 一個壓鑄腔內(nèi)裝有兩組獨立繞制線圈的主體；經(jīng)過所述步驟(3)、步驟(4)，制 成具有四個電極端的插件式電感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一體成型粉壓式電感器及其制造方法，為解決現(xiàn)有電感器電氣性能差且制造效率低等問題，本發(fā)明的電感器包括導(dǎo)磁體和漆包線線圈，制造時，將線圈的主體放入一個壓鑄腔中，線圈的延伸部則伸出到所述壓鑄腔外，然后在壓鑄腔中加入導(dǎo)磁體粉料，并進行壓鑄處理，使粉料緊密填充于線圈主體的內(nèi)部、并緊密包覆于線圈主體的外部；線圈延伸部伸出到由粉料壓制而成的導(dǎo)磁體的外部并形成該電感器的電極端。與傳統(tǒng)電感器相比，本發(fā)明的電感器具有電磁干擾小、直流內(nèi)阻小、功率損耗小、溫升低等優(yōu)點；本發(fā)明的方法可適用于貼片式電感器和插件式電感器，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品一致性好。
文檔編號H01F41/00GK101567246SQ20081006667
公開日2009年10月28日 申請日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月23日
發(fā)明者王向群 申請人:深圳感通科技有限公司