[发明专利]导磁性胶水及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有导磁性的胶水及其应用，具体地涉及一种能够在磁芯缝隙粘结中使用并且能够获得更好磁导率特性和可靠的粘结强度的胶水，以及该胶水在磁芯缝隙粘结中的应用。

发明背景

随着高速通信和电子技术的发展，对于精制电源的需求已经成为了支持更高速度集成电路的关键并且是支持更强功能的芯片的关键。二次电源可以满足精制电源的要求，其具有小的尺寸，能够供给不同的电压，提供具有良好的功率调节的稳定直流电。因此它被广泛应用于通信设备中。二次电源模块由具有带有绕线的磁芯和PCB板构成。在电源模块中使用的磁芯通常由铁氧体材料Fe₂O₃-Mn-Zn构成。

在电源模块的形成过程中，通常需要采用胶水或粘合剂将两个这样的磁芯结合在一起，而且通常采用环氧胶水来粘结磁芯。然而，粘结得到的产品通常存在问题，例如通常导致磁通回路的磁通损耗比较大。原因在于在两个铁氧体磁芯之间存在磁芯缝隙。这样的缝隙将对电源模块产生巨大的磁阻，因为空气或聚合物具有大的磁阻(μ₀接近于0)。磁场强度在跨过这两个磁芯之间的气隙时产生明显的磁场强度降低。而且，磁阻将降低Lm值(电路的感应系数)。Lm值降低，将导致Im值(电流值)增加。随着Im值增加，线圈的损耗将增加。这将影响二次电源模块的效率，而二次电源的低效率将影响集成电路的正常工作。这样，电源的能量不能满足影响集成电路的要求，并且导致不能满足系统要求。

因此，需要开发一种具有更高铁磁性质的胶水进行缝隙的填充，以极大地降低两个芯部分之间的磁阻，减少磁通损耗，从而可以提高二次电源的效率，或者减少(或取消)打磨工艺来提高磁芯磁通量，从而提升变压器的转换效率等。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题，本发明人进行了深入的研究之后，得到了一种能够解决至少部分上述技术问题的导磁性胶水，从而完成了发明。为此，本发明提供了如下的几个方面：

本发明的一个方面是提供一种导磁性胶水，其包含化学固化性胶水、磁性颗粒，其中相对于所述导磁性胶水的总重量，磁性颗粒的填充量(重量百分比含量)不低于50％的总重量。这种胶水具有很好的导磁效果，因而在用于粘结磁芯缝隙时，能够具有增大磁通效果的作用。

在本发明的一个优选实施方案中，所述导磁性胶水还包含纳米分散添加剂，其中相对于所述导磁性胶水的总重量，所述纳米分散添加剂的加入量为0.01％至不高于1％。本发明通过在胶水中添加纳米分散添加剂，极大地改善了磁性颗粒在胶水中的分散效果。

本发明的另一个方面是提供一种制备上述导磁性胶水的方法，包括将磁性颗粒和任选的纳米分散添加剂添加到化学固化性胶水中并且混合均匀。

本发明的再一个方面是提供一种上述导磁性胶水在磁芯缝隙粘结中的应用。

本发明的导磁性胶水能够在磁芯缝隙粘结中保持很好的粘结强度，而且导磁性能相对于现有技术的胶水能够得到极大增加，例如电感参数能够提升20％。

附图简述

图1是可以在本发明中使用的磁性颗粒的商购产品DMR40和DMR95的SEM照片。

图2是可以在本发明中使用的SMN的微结构示意图。

图3是本发明的胶水在磁性能测试和分析中获得的三种可切割的固态克样品原坯。

图4是本发明的胶水在磁性能测试和分析中使用的一次成型测试样品。

图5是本发明的胶水在磁性能测试和分析中使用的测试系统构建示意图。

图6是显示本发明的胶水的磁导率测试结果，其中显示了50％，70％及80％，85％的粒子填充密度样品的磁导率曲线。

图7是用于电感测试的实物样品，其中绕线为20匝。

图8是显示纳米改性二氧化硅颗粒Silica SMN对改善高密度颗粒的分散效果的图。

图9是显示纳米改性二氧化硅颗粒Silica SMN对改善高密度颗粒的分散效果的示意图。

具体实施方式

本发明的一个方面是提供一种导磁性胶水，其包含化学固化性胶水和磁性颗粒，其中相对于导磁性胶水的总重量，磁性颗粒的填充量不低于50％的总重量。在本发明中，磁性颗粒的填充量是指相对于导磁性胶水(包括化学固化性胶水、磁性颗粒和任选的其他组分)的总重量，磁性颗粒的重量百分比。本发明的磁性颗粒的填充量优选不低于70％，更优选不低于80％。考虑到导磁性胶水的粘接强度和稳定性，磁性颗粒的填充量优选为95％以下，更优选90％以下。