本發(fā)明涉及一種電感元件技術(shù)領(lǐng)域，且特別涉及一種一體成型電感及其制作方法。

背景技術(shù)：

電感元件是電子產(chǎn)業(yè)中極為重要的元器件，傳統(tǒng)電感元件是在磁性材料元件上繞線制成，或是在線圈外包覆一導(dǎo)磁材料所制成的包覆體，從而構(gòu)成電感元件。傳統(tǒng)的電感元件，由一上一下兩個(gè)磁芯和一線圈組合而成，下位的磁芯設(shè)有一凹槽，用于容置線圈，上位的磁芯與其對應(yīng)蓋合，再經(jīng)點(diǎn)膠粘接、烘烤等工藝，使兩磁芯結(jié)合成為一包覆體。這種電感元件，在兩塊磁芯組合處會(huì)存在空隙，這是一個(gè)很大的導(dǎo)磁缺陷，由此會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，還會(huì)造成磁損加大，影響電感的品質(zhì)因數(shù)(qualityfactor，簡稱Q值)。另一方面，這樣的制造方法需要手工作業(yè)，而且上下兩磁芯還需要表面涂裝，還污染環(huán)境，加工成本也較高，不利于大量生產(chǎn)。為克服傳統(tǒng)磁性元件繞線問題，業(yè)界已逐漸改采柱狀磁芯，其產(chǎn)品除了載流線圈周圍可形成磁力線回圈外，大多都呈現(xiàn)放射線狀由磁芯中心向外逸散，此為電磁干擾(EMI)的主要來源，且其磁力線路徑都外曝在空氣中，并無增強(qiáng)磁場感應(yīng)的功能。為改善開放式磁性元件缺點(diǎn)，市場多采用在磁芯外部增加一外蓋的方式，俗稱組合式磁芯元件(DrumCore)，但此種設(shè)計(jì)仍有組件空隙(Gap)問題，而此部份空隙將造成50％以上的磁損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種一體成型電感制作方法，該制作方式簡單，可大量生產(chǎn)，以得到耐電流性能顯著提高，電感結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠減少磁性損耗及降低工作時(shí)的噪音的一體成型電感。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種一體成型電感，由上述方法制得，其耐電流性能顯著提高，且電感結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠減少磁性損耗及降低工作時(shí)的噪音。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種一體成型電感制作方法，其包括：

將銅線繞制成線圈并與電極腳電連接；

將導(dǎo)磁材料與液態(tài)硅膠按照重量比為100：2～15混合均勻形成填料，將填料在溫度為70℃～80℃條件下保溫0.2h～1h；

將連接有電極腳的線圈置于模具中，將填料注入模具內(nèi)，沖壓形成一體成型電感。

本發(fā)明較還提供一種一體成型電感，其由上述方法制得。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種一體成型電感及其制作方法的有益效果是：

1)本發(fā)明是將連接有電極腳的線圈直接置于模具中，將填料注入模具內(nèi)，一體沖壓成型，使磁芯與外磁體完全一體成型，整體實(shí)現(xiàn)全封閉磁屏蔽結(jié)構(gòu)，提高了該電感的耐電流性能的同時(shí)，使電感結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，減少磁性損耗及降低工作時(shí)的噪音。

2)將填料注入模具內(nèi)，一體沖壓成型的制造方式，節(jié)省工藝步驟，從而降低生產(chǎn)成本；不存在機(jī)械應(yīng)力對線圈的破壞，即不損傷或破壞線圈的表面，提高一體成型電感的使用時(shí)間。

3)將導(dǎo)磁材料與液態(tài)硅膠按照重量比為100：2～15混合均勻形成填料，將所述填料在溫度為70℃～80℃條件下保溫0.2h～1h；使得導(dǎo)磁材料與液態(tài)硅膠之間的粘接性更優(yōu)，從而使制得的一體成型電感的密度更高，相對導(dǎo)磁率也更高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的一體成型電感的制作方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例3提供的一體成型電感的制作方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例6提供的一體成型電感的制作方法的流程圖；

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對本發(fā)明實(shí)施例的一種一體成型電感及其制作方法進(jìn)行具體說明。

本發(fā)明提出一種一體成型電感制作方法，其包括：

首先，將銅線繞制成線圈并與電極腳電連接；優(yōu)選地，利用繞線機(jī)制備線圈，使線圈的各線距相同的同時(shí)節(jié)省人工成本。電極腳包括第一電極腳和第二電極腳，將第一電極腳及第二電極腳分別點(diǎn)焊于線圈的兩端，從而第一電極腳、第二電極腳與線圈實(shí)現(xiàn)電連接。

然后，將導(dǎo)磁材料與液態(tài)硅膠混合均勻形成填料。

導(dǎo)磁材料，是指其在受到磁場作用下，往往會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的磁場，而且在外磁場撤去以后，磁性可以保留的一種材料。優(yōu)選地，本發(fā)明中導(dǎo)磁材料為鐵氧體磁性材料、金屬磁性材料、非晶磁性材料和納米超微晶磁性材料中的一種或多種，例如導(dǎo)磁材料為鐵氧體磁性材料和金屬磁性材料的混合物，例如導(dǎo)磁材料為鐵氧體磁性材料等，增大原材料的選用范圍。

具體地，鐵氧體磁性材料是由鐵和其他一種或多種金屬組成的復(fù)合氧化物的非金屬磁性材料，在電性上屬于半導(dǎo)體范疇，所以又稱磁性半導(dǎo)體，包括錳鐵氧體(MnO·Fe2O3)、鋅鐵氧體(ZnO·Fe2O3)、鎳鋅鐵氧體(Ni-Zn·Fe2O4)、錳鎂鋅鐵氧體(Mn-Mg-Zn·Fe2O4)、鋇鐵氧體(BaO·6Fe2O3)和鍶鐵氧體(SrO·6Fe2O3)等。金屬磁性材料包括還原鐵粉、鐵硅粉和碳基鐵粉等，非晶磁性材料包括鐵基非晶合金、鈷基非晶合金和鐵基納米晶合金等。

液態(tài)硅膠，是由硅膠制品制作而成，有良好的彈性和防水防潮性，耐酸、堿等多種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，具有流動(dòng)性好，硫化快，更安全環(huán)保。

具體地，填料由導(dǎo)磁材料與液態(tài)硅膠按照重量比為100：2～15均勻混合，該重量比過小，無法實(shí)現(xiàn)液態(tài)硅膠的粘接作用，該重量比過大，使混合后的填料的導(dǎo)磁性能下降。優(yōu)選地，填料中導(dǎo)磁材料與液態(tài)硅膠的重量比為100：3～8，使混合后的填料的導(dǎo)磁性能保持在最佳范圍的同時(shí)，液態(tài)硅膠的粘接作用也保持在較佳的范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，將填料在溫度為70℃～80℃條件下保溫0.2h～1h；使液態(tài)硅膠與導(dǎo)磁材料之間的粘接性更好，從而使一體成型電感的密度更大，相對導(dǎo)磁率更高。

優(yōu)選地，填料還可以包括硅烷偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑是一類在分子中同時(shí)含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)基團(tuán)的有機(jī)硅化合物，硅烷偶聯(lián)劑主要作為增粘劑，其作用原理在于它本身有兩種基團(tuán)；一種基團(tuán)可以和被粘的導(dǎo)磁材料結(jié)合；而另一種基團(tuán)則可以與液態(tài)硅膠結(jié)合，從而在粘接界面形成強(qiáng)力較高的化學(xué)鍵，大大提高粘接強(qiáng)度。硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用一般有三種方法：一是作為骨架材料的表面處理劑；二是加入到粘接劑中，三是直接加入到高分子材料中，本發(fā)明較優(yōu)實(shí)施例中是直接加到液態(tài)硅膠中，使其與液態(tài)硅膠充分接觸，增強(qiáng)液態(tài)硅膠的粘接性能。

優(yōu)選地，硅烷偶聯(lián)劑與液態(tài)硅膠的重量比為1：95～99，該重量比過小，硅烷偶聯(lián)劑的粘接促進(jìn)效果微弱，幾乎無效，而重量比過大，則會(huì)影響液態(tài)硅膠的固化性質(zhì)，使得液態(tài)硅膠不易固化成型。

硅烷偶聯(lián)劑的種類有許多，包括γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲基硅烷和γ-環(huán)氧丙氧基丙基三甲基硅烷等，均起到粘接促進(jìn)的作用。本發(fā)明中，硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選為γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷中的至少一種，例如硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，或者硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的混合物，上述三種硅烷偶聯(lián)劑價(jià)格低廉，不僅可以顯著改善液態(tài)硅膠的粘接性，還能夠改善液態(tài)硅膠的固化性質(zhì)。

將連接有第一電極腳和第二電極腳的線圈置于模具中，將填料注入模具內(nèi)，沖壓形成一體成型電感。其中，填料在該線圈的中部形成磁芯，在該線圈的外部形成外磁體，磁芯與外磁體一體成型包裹該線圈。優(yōu)選地，該模具內(nèi)壁設(shè)有打標(biāo)區(qū)，打標(biāo)區(qū)設(shè)有型號(hào)或Loge等文字或圖形，并且突出或凹陷于模具內(nèi)壁，使得利用該模具沖壓成型的一體成型電感的表面直接打印有型號(hào)等具體參數(shù)，省去現(xiàn)有制作流程中的噴碼步驟，節(jié)省制作成本及時(shí)間。具體的，若文字或圖形突出于模具內(nèi)壁，沖壓成型后，文字或圖形則凹陷于成型后的一體成型電感表面；若文字或圖形凹陷于模具內(nèi)壁，沖壓成型后，文字或圖形則突出于成型后的一體成型電感表面。若模具內(nèi)壁未設(shè)有打標(biāo)區(qū)，則沖壓成型后的一體成型電感還需要進(jìn)行噴碼操作，即在其表面噴碼其型號(hào)等信息。

沖壓形成的一體成型電感還包括后續(xù)處理步驟，例如沖砂步驟、烘烤步驟、上膠步驟和/或包裝步驟。

具體地，沖砂步驟是指使用砂料對一體成型電感表面進(jìn)行沖砂，去除一體成型電感表面殘留的填料粉末及填料固化后形成的倒刺，使其表面平整。優(yōu)選地，沖砂時(shí)間為1s～30s，保持沖砂效果最佳，且不損傷一體成型電感表面。砂料優(yōu)選為玻璃砂和尼龍砂中的至少一種，玻璃砂和尼龍砂的材質(zhì)較為柔軟，且均為非導(dǎo)磁材料，可以有效去除填料粉末及倒刺的同時(shí)，不破環(huán)一體成型電感表面。

烘烤步驟是指對一體成型電感進(jìn)行烘烤使填料內(nèi)的液態(tài)硅膠充分固化。例如可以將一體成型電感置于75℃～85℃下烘烤0.5h～1h；然后在135℃～145℃下烘烤0.5h～1h；最后在155℃～165℃下烘烤1h～2h。烘烤步驟在沖砂步驟之后進(jìn)行，若順序相反，則沖砂效果達(dá)不到預(yù)期目的，且增大砂料對一體成型電感表面產(chǎn)生破壞的概率。若無沖砂步驟，則在一體成型電感沖壓成型后進(jìn)行此烘烤步驟。

上膠步驟是為了防止電感器表面生銹，在產(chǎn)品表面噴涂涂料層，從而起到防銹作用；優(yōu)選地，該涂料層為油漆層，其具有防腐、防水、防油、耐化學(xué)品、耐光和耐溫等特性，優(yōu)選該油漆層厚度為0.01mm-0.1mm，使防銹作用最佳。優(yōu)選的，上膠步驟還包括上膠操作之前對一體成型電感進(jìn)行包膠帶操作，以及上膠操作之后對一體成型電感進(jìn)行烤膠及拆膠帶的操作。具體地，包膠帶操作，是指將膠帶包裹于第一電極腳及第二電極腳，防止上膠操作時(shí)，第一電極腳及第二電極腳表面噴附有油漆，影響一體成型電感的導(dǎo)電性能；烤膠操作為將上膠后的一體成型電感在130℃～160℃的溫度下烘烤0.51h～0.65h，使油漆層快速干固。拆膠帶操作是指將烘烤后的一體成型電感的第一電極腳及第二電極腳上的膠帶拆除。

本發(fā)明還提出一種一體成型電感，由上述一體成型電感制作方法制得。

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

將銅線繞制成線圈，其兩端分別與第一電極腳和第二電極腳電連接；將還原鐵粉與液態(tài)硅膠按照重量比為100：2混合均勻形成填料，將填料在溫度為70℃條件下保溫0.5h；將連接有第一電極腳和第二電極腳的線圈置于模具中，其中，模具的內(nèi)部設(shè)有打標(biāo)區(qū)，將填料注入該模具內(nèi)，沖壓形成一體成型電感，其中，填料在該線圈的中部形成磁芯，在該線圈的外部形成外磁體，磁芯與外磁體一體成型包裹該線圈。用玻璃砂對上述一體成型電感表面進(jìn)行沖砂15s，然后將沖砂后的一體成型電感置于78℃下烘烤0.5h；然后在140℃下烘烤0.6h；最后在160℃下烘烤1.2h，使一體成型電感完全固化；然后將固化后的一體成型電感的第一電極腳和第二電極腳用膠帶包裹，表面噴油漆，油漆層的厚度為0.04mm，接著將噴漆后的一體成型電感在烘烤溫度為131℃烘烤0.51h，使油漆完全烘干，然后拆除第一電極腳及第二電極腳上的膠帶，測試選擇合格的一體成型電感，包裝入庫。

實(shí)施例2

將銅線繞制成線圈，其兩端分別與第一電極腳和第二電極腳電連接；將碳基鐵粉、液態(tài)硅膠以及γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷混合均勻得到填料，其中，碳基鐵粉與液態(tài)硅膠的重量比為100：10，γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷填料與液態(tài)硅膠重量比為1:99的；將填料在溫度為80℃條件下保溫0.3h；將連接有第一電極腳和第二電極腳的線圈置于模具中，其中，模具的內(nèi)部設(shè)有打標(biāo)區(qū)，將填料注入該模具內(nèi)，沖壓形成一體成型電感，其中，填料在該線圈的中部形成磁芯，在該線圈的外部形成外磁體，磁芯與外磁體一體成型包裹該線圈。用尼龍砂對上述一體成型電感表面進(jìn)行沖砂30s，然后將沖砂后的一體成型電感置于75℃下烘烤0.7h；然后在136℃下烘烤0.7h；最后在157℃下烘烤1h，使一體成型電感完全固化；然后將固化后的一體成型電感的第一電極腳和第二電極腳用膠帶包裹，表面噴油漆，油漆層的厚度為0.01mm。接著將噴漆后的一體成型電感在烘烤溫度為144℃烘烤0.6h，使油漆被完全烘干，然后拆除第一電極腳及第二電極腳上的膠帶，測試選擇合格的一體成型電感，包裝入庫。

實(shí)施例3

將銅線繞制成線圈，其兩端分別與第一電極腳和第二電極腳電連接；將鐵基非晶合金與液態(tài)硅膠按照重量比為100：3混合均勻形成填料，將填料在溫度為76℃條件下保溫1h；將連接有第一電極腳和第二電極腳的線圈置于模具中，將填料注入該模具內(nèi)，沖壓形成一體成型電感，其中，填料在該線圈的中部形成磁芯，在該線圈的外部形成外磁體，磁芯與外磁體一體成型包裹該線圈。然后將一體成型電感置于80℃下烘烤0.5h；然后在137℃下烘烤0.52h；最后在164℃下烘烤1h，使一體成型電感完全固化；然后將固化后的一體成型電感的第一電極腳和第二電極腳用膠帶包裹，表面噴油漆，油漆層的厚度為0.1mm。接著將噴漆后一體成型電感在烘烤溫度為131℃烘烤0.51h，使油漆被完全烘干，然后拆除第一電極腳及第二電極腳上的膠帶，接著在一體成型電感表面噴碼，然后折第一電極腳和第二電極使二者貼向一體成型電感表面，測試選擇合格的一體成型電感，包裝入庫。

實(shí)施例4

將銅線繞制成線圈，其兩端分別與第一電極腳和第二電極腳電連接；將碳基鐵粉、液態(tài)硅膠、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-氨基丙基三甲氧基硅烷混合均勻得到填料，其中，碳基鐵粉與液態(tài)硅膠的重量比為100：15，γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-氨基丙基三甲氧基硅烷的混合物與液態(tài)硅膠的重量比為1:95；將填料在溫度為70℃條件下保溫0.7h；將連接有第一電極腳和第二電極腳的線圈置于模具中，其中，模具的內(nèi)部設(shè)有打標(biāo)區(qū)，將填料注入該模具內(nèi)，沖壓形成一體成型電感，其中，填料在該線圈的中部形成磁芯，在該線圈的外部形成外磁體，磁芯與外磁體一體成型包裹該線圈。靜置使一體成型電感完全固化，測試選擇合格的一體成型電感，包裝入庫。

實(shí)施例5

將銅線繞制成線圈，其兩端分別與第一電極腳和第二電極腳電連接；將鋅鐵氧體、液態(tài)硅膠和γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷混合均勻得到填料，其中，鋅鐵氧體與液態(tài)硅膠的重量比為100：11，γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷與液態(tài)硅膠的重量比為1:97；將填料在溫度為74℃條件下保溫0.4h；將連接有第一電極腳和第二電極腳的線圈置于模具中，其中，模具的內(nèi)部設(shè)有打標(biāo)區(qū)，將填料注入該模具內(nèi)，沖壓形成一體成型電感，其中，填料在該線圈的中部形成磁芯，在該線圈的外部形成外磁體，磁芯與外磁體一體成型包裹該線圈。靜置使一體成型電感完全固化，然后測試選擇合格的一體成型電感，包裝入庫。

實(shí)施例6

將銅線繞制成線圈，其兩端分別與第一電極腳和第二電極腳電連接；將碳基鐵粉與液態(tài)硅膠按照重量比為100：8混合均勻形成填料，將填料在溫度為73℃條件下保溫0.6h；將連接有第一電極腳和第二電極腳的線圈置于模具中，其中，模具的內(nèi)部設(shè)有打標(biāo)區(qū)，將填料注入該模具內(nèi)，沖壓形成一體成型電感，其中，填料在該線圈的中部形成磁芯，在該線圈的外部形成外磁體，磁芯與外磁體一體成型包裹該線圈。靜置使一體成型電感完全固化，然后測試選擇合格的一體成型電感，包裝入庫。

試驗(yàn)例1

根據(jù)實(shí)施例1～6的制作方法值得的一體成型電感，與現(xiàn)有的同一規(guī)格的一體成型電感做電感性能對比測試，得到下表數(shù)據(jù)：

表1一體成型電感的電感性能對比測試結(jié)果

由表1可得，相同規(guī)格的一體成型電感，在線圈圈數(shù)及有效磁路長度相同的情況下，本發(fā)明實(shí)施例提供的一體成型電感的初始感量比現(xiàn)有技術(shù)制造的一體成型電感的初始感量值平均高27％，而在5A電流通過后，本發(fā)明實(shí)施例提供的一體成型電感保留的感量值比現(xiàn)有技術(shù)制造的一體成型電感保留的感量值平均高42％，從而證明本發(fā)明提供的一體成型電感制造方法制得的一體成型電感的相對磁導(dǎo)率高，直流阻抗低，電感結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠減少磁性損耗，即本發(fā)明提供的一體成型電感具有優(yōu)異的電磁性能。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的一種一體成型電感及其制作方法，該制作方法簡單，可大量生產(chǎn)，該方法生產(chǎn)的一體成型電感的耐電流性能顯著提高，電感結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠減少磁性損耗及降低工作時(shí)的噪音。

以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。