[发明专利]一种热压电感材料、制备方法及一体成型电感

说明书

本发明公开一种热压电感材料、制备方法及一体成型电感。所述热压电感材料的制备方法包括：S1：将原材料在高温下熔炼成金属液，采用含有氧化镁的冷却水对雾化的金属液冷却，形成粉末状复合材料；S2：将粉末状复合材料在还原气氛下处理，得到干燥复合材料；S3：将干燥复合材料与含有磷酸盐的水溶液混合，然后干燥形成磷酸盐包覆复合材料；S4：将磷酸盐包覆复合材料与液态树脂材料混合均匀，得到热压电感材料。本发明通过材料成分的非晶化设计使用材料本身具有较高的绝缘阻抗，并通过多层包覆进一步降低损耗，通过在热压温度设计在纳米晶转换点，在转换过程中最大程度的释放在压制过程中形成的应力，并通过纳米晶化使材料的功耗进一步降低。

技术领域

本发明涉及电感技术领域，尤其涉及一种热压电感材料、制备方法及一体成型电感。

背景技术

随着JEDEC固态技术协会正式公布DDR5内存行业标准开始，DDR5内存便已经算悄然纸面发布。DDR5标准将在未来为云端网络、高性能计算、人工智能以及消费级游戏电竞领域提供性能和能耗方面的关键性升级。随着5G时代的到来，数据爆炸式增长，当前DDR4内存带宽难以满足发展迅猛的密集数据和密集计算对带宽的需求。为了处理这些应用带来的海量数据增长，服务器和数据中心需要更大的内存带宽和内存容量。DDR5内存的关键性指标便在于更高的带宽与更大的内存密度和更低的功耗。而随着电源电压降至1.1V，功率电感的压降进一步增大，将导致电感功耗的上升，从而降低DDR5的功耗优势。

软磁合金材料高饱和磁通密度、高磁导率、优异的电流叠加和高居里温度等特点被广泛用于电子设备电源技术中，在电源到器件的能量转换中起到关键作用。然而传统合金磁粉芯材料电阻率低，高频下涡流大，发热严重，而铁氧体材料高频损耗低，但直流叠加性能差，无法满足大功率下的工作要求。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种热压电感材料、制备方法及一体成型电感，满足电感在高频大电流大功率的工作要求。

本发明的技术方案如下：提供一种热压电感材料的制备方法，包括以下步骤。

S1：将原材料在高温下熔炼成金属液，对金属液进行雾化，然后对雾化后的金属液通过冷却水冷却，形成粉末状复合材料；其中，原材料的组分为61-75wt％Fe、3-5wt％Si、19.4-25wt％Ni、1.2-4.0wt％Cr、0.5-2.0wt％B、0.3-1.0wt％P、0.3-1.0wt％Cu、0.3-1.0wt％Nb；其中冷却水中含有氧化镁粉末。

S2：将粉末状复合材料在200-400℃、还原气氛下处理0.2-1.5小时，去除粉末状复合材料表面吸附的氧；得到干燥复合材料。还原气氛优选一氧化碳或者氢气。

S3：将干燥复合材料与含有磷酸盐的水溶液混合，然后干燥形成磷酸盐包覆复合材料。

S4：将磷酸盐包覆复合材料与液态树脂材料混合均匀，得到多层包覆的复合材料，即热压电感材料。

雾化后的金属液通过冷却水快速冷却形成非晶材料，非晶材料本身具有较高的绝缘阻抗，从而降低制成的电感的损耗；通过包覆氧化镁层、盐酸盐层以及树脂层，能够进一步提升绝缘阻抗，从而降低制成的电感的损耗，满足电感在高频大电流大功率工作时的需求。

在步骤S1中，所述金属液变成粉末状复合材料的方法为：高压气流将金属液喷出，并通过氩气或氮气将金属液破碎成液滴状，落入水流中冷却形成粉末状复合材料。

所述氧化镁粉末在冷却水中的含量为3wt％-5wt％，所述氧化镁粉末的粒径为10-900nm。

步骤S3中的干燥复合材料选用粒径为1.5-15um的球形颗粒；通过在步骤S1或S2中对粉末状复合材料筛选，或者通过在步骤S2或S3中对干燥复合材料进行筛选。