[发明专利]一种一体成型电感器的制造方法

说明书

本发明的公开了一种一体成型电感器的制造方法，包括以下步骤：预置线圈：将预制好的空心线圈置入注射模具的模穴内或者将预制好的空心线圈内放入软磁磁芯，然后再置入注射模具的模穴内；混合造粒：软磁粉末与粘结剂混合造粒，得到软磁复合颗粒，所述软磁粉末的平均沃德尔球形度为75%~100%，优选为80%~100%，更优选为85%~100%；注塑成型：将所述软磁复合颗粒通过注射成型设备热熔形成软磁复合材料，注入所述模具的模穴内，制得一体成型电感器。

技术领域

本发明涉及电感器的制造领域，尤其涉及一种一体成型电感器的制造方法。

背景技术

目前市面上销售的一体成型电感器大多是沿用粉末冶金工艺制备的，采用金属粉末模压成型，所以也被称作模压电感，其具体制造工艺如下：先将预制好的空心线圈放置于模穴中，再加入经绝缘包覆处理的金属粉末，然后压制成型，最后进行低温热固化处理，制得一体成型电感器。虽然相较于其他工艺，粉末冶金工艺相对简单，但其也存在诸多技术问题：

1.在压制过程中，金属粉末容易对空心线圈的绝缘层造成破坏，产生短路，存在安全隐患，所以只能使用相对较低的压力进行压制。低压压制就会导致电感器中的磁材料密度低，使该材料固有的特性不能充分体现，最终导致电感器的综合性能较差；

2.由于空心线圈在金属粉末的内部，压制时会导致空心线圈产生一定的弹性变化，造成空心线圈和磁粉之间分层，为了解决该技术问题，主要通过以下两个办法来解决：(1)采用颗粒形貌为不规则的金属粉末，不规则形状的金属粉末在压制过程中，颗粒和颗粒之间容易相互咬合，便于成型;(2)采用小颗粒金属粉末，微小颗粒的金属粉末相对大颗粒而言，容易成型不分层，一般D50在30μm以下，市面上经常采用碳基铁粉，其颗粒很小，一般D50在5μm左右，也有采用D50在25μm左右的不规则形状的铁硅铬合金粉末。对磁性材料而言，如果能采用颗粒形貌为球形或类球形的金属粉末而且是合金粉末的话，其综合性能远远要好于不规则形的金属粉末，但是球形或者类球形的合金粉末其成型性要大大差于不规则形合金粉末。正是由于球形或类球形合金粉末颗粒的成型难度大，所以目前采用合金粉末干粉压制的一体成型电感器均采用粒径较细的颗粒形貌为不规则形的合金粉末。最近也有新的报道，在碳基铁粉中添加少量球形或者类球形颗粒的合金金属粉末干粉压制的一体成型电感器来提升产品性能的报道，由于纯铁粉占比较高，其综合性能提升有限；

3.粉末冶金工艺一般只能应用在小功率电感器上，无法制备大功率一体成型电感器，因此，无法满足市场对中大型电感器的需求。

近年来，针对粉末冶金工艺制备的一体成型电感器存在的技术问题，新的流体填充的工艺和方法被提出，比如专利CN101552091B公布了一种金属粉末注射成型电感器及其加工方法、专利CN10486760B公布了一种电感用高密度新型磁性复合材料、专利CN105741997B公布了一种注射成型塑料与软磁粉体复合材料及其制备方法、专利CN107778847A公布了一体注射成型的电感用软磁性复合材料及其制备。虽然专利文献中提出了很多流体填充工艺相关的技术，但是仍然没有类似的产品上市，目前市面上销售的还是以采用粉末冶金工艺技术干粉成型的模压电感器为主。究其原因，现有公开的流体填充工艺主要有以下技术问题：

1.专利中公开的流体填充工艺大多采用注射成型工艺，现有注射成型工艺没有对软磁粉末的形状进行限定，而正是由于目前生产的一体成型电感器大多采用粉末冶金工艺，为了便于成型，往往采用不规则的金属粉末，由于惯性思维，现有注射成型工艺往往采用的也是这种软磁粉末，不规则的软磁粉末的流动性差，因此为了满足注射工艺的需求，往往需要添加更多的粘结剂；

2.为了增加在注射成型时的流动性，都采用很小颗粒的金属粉末材料，一般都在30μm以下。从理论上说，单个小颗粒金属粉末相较于大颗粒金属粉末，流动性会更好。但是多个金属粉末紧密结合在一起时，金属粉末颗粒越小其比表面积越大，松装比越小，因此需要添加更多的粘结剂才能满足其流动性的要求。