一种一体化分段成型微电感制程工艺

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112542305A(43)申请公布日2021.03.23(21)申请号202011464019.3(22)申请日2020.12.14(66)本国优先权数据202010585793.32020.06.24CN(71)申请人华萃微感电子（江苏）有限公司地址215300江苏省苏州市昆山市玉山镇元丰路232号13号厂房(72)发明人周晟　高彦华　李正龙　(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人梅洪玉(51)Int.Cl.H01F41/00(2006.01)H01F41/06(2016.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种一体化分段成型微电感制程工艺(57)摘要本发明公开了一种一体化分段成型微电感制程工艺，包括磁芯胚体成型、绕线、覆粉热压封装、绝缘防锈处理、激光剥漆、引脚电镀工艺步骤，通过在磁芯上绕制扁平线获取半成品电感，绕线电感具有完整的闭合磁回路，并且导体只有一根完整的线圈，同时采用一体热压成型的工艺，使电感产品具有饱和电流高、耐电流能力强、噪声低的优点。绝缘防锈处理工艺采用热喷涂技术，不仅使电感满足绝缘、防锈的要求，同时提高电感的耐盐雾性。采用直接在电感上激光剥离树脂层获取引脚的设计，无需印刷银浆，不采用金属导片焊接等连接，使其结构更加稳定，整体工艺更加简单易于自动化大批量生产。CN112542305ACN112542305A权　利　要　求　书1/2页1.一种一体化分段成型微电感制程工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1、磁芯胚体成型：将磁性粉体通过冷压模具压制成“I”或“⊥” 型的磁芯预胚体，对所述磁芯预胚体烘烤获得磁芯胚体，所述磁芯胚体包括磁柱和底座；S2、绕线：将所述磁芯胚体的磁柱上缠绕扁平线获得半成品电感；S3、覆粉热压封装：将所述绕线后的半成品电感放入热压模具内，通过填粉装置将热压磁性粉体填充至热压模具内并覆盖所述绕线后的半成品电感，所述热压磁性粉体通过热压成型处理形成包覆所述磁性胚体和扁平线的封装外壳；S4、绝缘防锈处理：将热压后的所述半成品电感放置到待喷涂的治具内，将树脂类胶材雾化后热喷到半成品电感的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面形成树脂层，随后烘干固化；S5、激光剥漆：对所述绝缘防锈处理后的半成品电感上待形成电极的部位进行激光烧结处理，剥离所述树脂层形成引脚位置；S6、引脚电镀：对所述激光剥漆后半成品电感的引脚位置电镀形成电镀层，获得具有电极的成品电感。2.根据权利要求1所述的一体化分段成型微电感制程工艺，其特征在于：在所述步骤S13中，所述磁性粉体的粉颗粒为100~200目，松装密度为2.0~2.5g/cm；所述磁芯胚体的密度3为5~6g/cm。3.根据权利要求1所述的一体化分段成型微电感制程工艺，其特征在于：所述步骤S1中的烘烤条件为：所述磁性预胚体在210℃条件下烘烤3~9min或在120℃条件下烘烤30~60min。4.根据权利要求1所述的一体化分段成型微电感制程工艺，其特征在于：所述步骤S1后包括球磨预处理，将烘烤后的所述磁芯胚体与直径为0.2mm的钢珠按1:2比例混合后一起放入行星式球磨机中球磨研磨3min，使得所述磁芯胚体的毛边小于0.01mm；所述步骤S4后还包括球磨处理，将热压后的所述半成品电感与直径为0.2~0.6mm的钢珠按2:1比例混合后一起放入行星式球磨机中球磨研磨4~6min，使得热压后的所述半成品电感的棱边具有半径为0.04~0.06mm的圆角。5.根据权利要求1所述的一体化分段成型微电感制程工艺，其特征在于：所述步骤S2中，所述扁平线包括铜线、绝缘层和自粘层，所述扁平线的厚度为0.015~0.15mm，宽度为0.10~0.36mm。6.根据权利要求1所述的一体化分段成型微电感制程工艺，其特征在于：所述步骤S3中，所述热压成型温度为160~210℃，成型压力为3~8T，成型时间为60~120s。7.根据权利要求1所述的一体化分段成型微电感制程工艺，其特征在于：所述步骤S4中，所述树脂类胶材为环氧树脂与稀释液通过1:6的比例混合后形成的液体，通过动力泵高压雾化，以喷雾的形式热喷到所述半成品电感表面。8.根据权利要求1所述的一体化分段成型微电感制程工艺，其特征在于：所述步骤S4中，热喷时半成品电感和锆球、钢珠在所述待喷涂的治具内按1:4:1的比例混合并且不停翻滚转动。9.根据权利要求1所述的一体化分段成型微电感制程工艺，其特征在于：所述步骤S4中，热喷时的温度为80~150℃，每次热喷时间为10~15s，每次热喷时间间隔为0.08~0.12s，热喷后形成的树脂层厚度为3~10μm。2CN112542305A权　利　要　求　书2/2页10.根据权利要求1所述的一体化分段成型微电感制程工艺，其特征在于：所述步骤S6中，所述电镀层包括Cu、Ni和Sn，其中，各层的厚度如下，Cu：5~30μm；Ni：3~12μm；Sn：3~12μm。11.根据权利要求1所述的一体化分段成型微电感制程工艺，其特征在于：所述步骤S6后还包括对所述成品电感进行电性能测试检测，将检测合格的成品电感包装。3CN112542305A说　明　书1/4页一种一体化分段成型微电感制程工艺[0001]技术领域：本发明涉及电感生产技术领域，尤其涉及一种一体化分段成型微电感制程工艺。[0002]背景技术：电感器是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。随着人们对电感产品的要求向小型化、多功能化、高效性等方向的发展，对电感尺寸要求越来越小，对电感的耐电流和饱和电流要求越来越高，同时对电感的电阻值也要求越来越小，以减小电流产生的热量。目前，非绕线电感的耐电流偏小，非一体成型电感因存在空气隙的缘故导致噪声高、机械强度偏低以及饱和电流偏小，而传统的一体成型电感焊接金属导片，容易出现脱焊、虚焊，并且工艺也较为复杂，不利于自动化大批量生产。[0003]发明内容：本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种能解决上述问题的一体化分段成型微电感制程工艺。[0004]实现本发明的目的的技术 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为：一种一体化分段成型微电感制程工艺，包括如下步骤：S1、磁芯胚体成型：将磁性粉体通过冷压模具压制成“I”或“T” 型的磁芯预胚体，对所述磁芯预胚体烘烤获得具有一定强度的磁芯胚体。所述磁芯胚体包括磁柱和底座，“Ι”型或“⊥”型的磁芯胚体在绕线过程中，可以防止线圈跑出所述磁柱外边，有利于提高绕线良率，并且在后续的覆粉热压封装过程中，可以防止磁性粉体从线圈上面压入线圈之间，减少短路的风险；S2、绕线：将所述磁芯胚体的磁柱上缠绕扁平线获得半成品电感；S3、覆粉热压封装：将所述绕线后的半成品电感放入热压模具内，通过填粉装置将热压磁性粉体填充至热压模具内并覆盖所述绕线后的半成品电感。通过热压成型处理，所述热压磁性粉体、磁芯胚体和扁平线形成一个整体，此时所述热压磁性粉体形成包覆所述磁性胚体和扁平线的封装外壳；S4、绝缘防锈处理：将热压后所述半成品电感放置到待喷涂的治具内，将树脂类胶材雾化后热喷到半成品电感的表面形成树脂层，所述树脂层起绝缘和防锈的功能，随后烘干固化；S5、激光剥漆：对所述绝缘防锈处理后的半成品电感上待形成电极的部位进行激光烧结处理，使得热喷涂树脂层被剥离形成引脚位置；S6、引脚电镀：在所述激光剥漆后半成品电感的引脚位置通过电镀形成电镀层，获得具有电极的成品电感。[0005]进一步地，在所述步骤S1中，所述磁性粉体的粉颗粒为100~200目，松装密度为2.033~2.5g/cm；所述磁芯胚体的密度为5~6g/cm。[0006]进一步地，所述步骤S1中的烘烤条件为：所述磁性预胚体在210℃条件下烘烤3~9min或在120℃条件下烘烤30~60min。[0007]进一步地，所述步骤S1后包括球磨预处理，将烘烤后的所述磁芯胚体与直径为4CN112542305A说　明　书2/4页0.2mm的钢珠按1:2比例混合后一起放入行星式球磨机中球磨研磨3min，使得所述磁芯胚体的毛边小于0.01mm；所述步骤S4后还包括球磨处理，将热压后的所述半成品电感与直径为0.2~0.6mm的钢珠按2:1比例混合后一起放入行星式球磨机中球磨研磨4~6min，使得热压后的所述半成品电感的棱边具有半径为0.04~0.06mm的圆角。[0008]进一步地，所述步骤S2中，所述扁平线包括铜线、绝缘层和自粘层。所述扁平线的厚度为0.015~0.15mm，宽度为0.10~0.36mm。[0009]进一步地，所述步骤S3中，所述热压成型温度为160~210℃，成型压力为3~8T，成型时间为60~120s。[0010]进一步地，所述步骤S4中，所述树脂类胶材为环氧树脂与稀释液通过1:6的比例混合后形成的液体，通过动力泵高压雾化，以喷雾的形式热喷到所述半成品电感表面。[0011]进一步地，所述步骤S4中，热喷时半成品电感和锆球、钢珠在所述待喷涂的治具内按1:4:1的比例混合并且不停翻滚转动，使得树脂类胶材均匀的堆积在所述半成品电感表面形成致密均匀的树脂层，提高绝缘防锈能力。[0012]进一步地，所述步骤S4中，热喷时的温度为80~150℃，每次热喷时间为10~15s，每次热喷时间间隔为0.080.12s，热喷后形成的树脂层厚度为310μm。~~[0013]进一步地，所述步骤S6中，所述电镀层包括Cu、Ni和Sn，其中，各层的厚度如下，Cu：5~30μm；Ni：3~12μm；Sn：3~12μm。[0014]进一步地，所述步骤S6后还包括对所述成品电感进行电性能测试检测，将检测合格的成品电感包装。[0015]本发明的有益效果是：（1）本发明提供了一种一体化分段式成型微电感制程工艺，通过在磁芯上绕制扁平线获取半成品电感，绕线电感具有完整的闭合磁回路，和非绕线电感相比具有更大的耐电流；绝缘防锈处理工艺采用热喷涂技术，不仅使电感满足绝缘、防锈的要求，同时提高电感的耐盐雾性；采用直接在电感上激光剥离树脂层获取引脚的设计，无需印刷银浆，不采用金属导片焊接等连接，使其结构更加稳定，整体工艺更加简单易于自动化大批量生产。[0016]（2）本发明导体只有一根完整的线圈，并且采用一体热压成型的工艺，使电感产品具有饱和电流高、耐电流能力强、噪声低的优点；（3）本发明的球磨预处理工艺，减小磁芯胚体毛边尺寸，提高了绕线效率；同时球磨处理工艺保证在热喷涂树脂层时棱边上的树脂层和电感表面的树脂层达到同样的厚度，提高了电感产品的质量。[0017]（4）本发明设计的I型磁芯，可使扁平线能在磁柱位置绕制，防止线圈跑到磁柱外面，更有利于绕线工艺，提高绕线效率。[0018]附图说明：图1为本发明一体化分段成型微电感制程工艺的流程图。[0019]具体实施方式：下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。[0020]如图1，一种一体化分段成型微电感制程工艺，包括如下步骤：（1）磁芯胚体成型5CN112542305A说　明　书3/4页将磁性粉体通过冷压模具压制成“I”或“T” 型的磁芯预胚体，所述使用的磁性粉3体的粉颗粒为100~200目，松装密度为2.0~2.5g/cm。将冷压制备得到的所述磁芯预胚体在210℃条件下烘烤3~9min或在120℃条件下烘烤30~60min，从而获得具有一定强度的包括磁3柱和底座的磁芯胚体，并且所述磁芯胚体的密度为5~6g/cm。[0021]此外，还包括球磨预处理，将烘烤后的所述磁芯胚体与直径为0.2mm的钢珠按1:2比例混合后一起放入行星式球磨机中球磨研磨3min，使得所述磁芯胚体的毛边小于0.01mm，从而提高绕线效率。[0022]（2）绕线在所述球磨预处理后磁芯胚体的磁柱上缠绕扁平线获得半成品电感。所述扁平线包括铜线、绝缘层和自粘层，所述扁平线的厚度为0.015~0.15mm，宽度为0.10~0.36mm。[0023]（3）覆粉热压封装将所述绕线后的半成品电感放入热压模具内，通过填粉装置将热压磁性粉体填充至热压模具内并覆盖所述绕线后的半成品电感。通过在成型温度为160~210℃，成型压力为3~8T，成型时间为60~120s条件下进行热压成型处理，使得所述热压磁性粉体、磁芯胚体和扁平线形成一个整体，此时所述热压磁性粉体形成包覆所述磁性胚体和扁平线的封装外壳。[0024]此外，还包括还包括球磨处理，将热压后的所述半成品电感与直径为0.2~0.6mm的钢珠按2:1比例混合后一起放入行星式球磨机中球磨研磨4~6min，使得热压后的所述半成品电感的棱边具有半径为0.04~0.06mm的圆角，以保证后续绝缘防锈处理过程中在热喷涂树脂层时，棱边上的树脂层和产品表面的树脂层达到同样的厚度。[0025]并且，将所述球磨处理后的半成品电感在防锈液中清洗5~20min，将落在所述半成品电感表面的被研磨的粉末清洗干净，以防止后续热喷涂的树脂层脱落。[0026]（4）绝缘防锈处理将所述半成品电感和锆球、钢珠按1:4:1的比例混合放置到待喷涂的治具内；环氧树脂与稀释液按1:6的比例混合后在喷枪中通过动力泵高压雾化，以喷雾的形式热喷到半成品电感的表面形成厚度为3~10μm树脂层，所述树脂层起绝缘和防锈的功能。热喷时的温度为80~150℃，每次热喷时间为10~15s，每次热喷时间间隔为0.08~0.12s；并且热喷过程中所述半成品电感和锆球、钢珠在治具内不停翻滚转动，使得树脂类胶材均匀的堆积在所述半成品电感表面形成致密均匀的树脂层，提高绝缘防锈能力。[0027]（5）激光剥漆对所述绝缘防锈处理后的半成品电感上待形成电极的部位进行激光烧结处理，使得热喷涂树脂层被剥离形成引脚位置。[0028]（6）引脚电镀在所述激光剥漆后半成品电感的引脚位置通过电镀工艺形成电镀层作为电极层，从而获得具有电极的成品电感。所述电镀层包括Cu、Ni和Sn，其中各层的厚度分别如下，Cu：53~0μm；Ni：3~12μm；Sn：3~12μm。[0029]此外，还对所述成品电感进行电性能测试检测，将检测合格的成品电感包装。[0030]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来6CN112542305A说　明　书4/4页说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。7CN112542305A说　明　书　附　图1/1页图18