一種合金粉及其制作方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種合金粉，更具體的涉及一種Fe-Si-Al-Cr合金，包括重量百分比是2%-7%Si，2%-8%Al，1%-8%Cr，剩余部分為Fe的合金粉；制作步驟為1）、選取工業(yè)級純Fe、Si、Al、Cr，在真空爐內(nèi)冶煉Fe-Si-Al-Cr合金，冶煉溫度1000-1500℃，時(shí)間1-3h；2）、冷卻后機(jī)械破碎，再球磨粉碎成100目以下細(xì)小粉末；3）、粉末在氫氣H2還原氣氛下退火處理，退火溫度800-1000℃，時(shí)間1-2h；4）、退火處理后粉體表面進(jìn)行磷酸處理；5）、經(jīng)過磷酸處理后的合金粉末在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行噴霧干燥；本發(fā)明還公開了利用新型合金粉制作疊層功率電感的方法，解決現(xiàn)有多層功率電感器由于容易磁飽和、直流疊加特性差的問題，提高產(chǎn)品額定電流。
【專利說明】一種合金粉及其制作方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種新型鐵合金粉，以及運(yùn)用該合金粉制作的高飽和電流疊層功率電感。
【背景技術(shù)】 [0002]隨著移動電話、相機(jī)、筆記本電腦的磁盤驅(qū)動器以及便攜式音頻播放器等電子產(chǎn)品的升級換代，需要飽和電流特性更優(yōu)良的功率電感。電路板上的大功率轉(zhuǎn)化終端元件的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致高效率直流轉(zhuǎn)換器和更精細(xì)電感器需求的增加。
[0003]通常用作多層功率電感器的磁體材料為軟磁鐵氧體，但其由于容易磁飽和，直流疊加特性差，限制了多層功率電感器額定電流的提升。為滿足大電流要求，需要研究將以往的鐵氧體轉(zhuǎn)換為軟磁鐵合金粉，如Fe-S1-Al、Fe-S1-Cr等合金，其飽和磁通密度高于鐵氧體，有利于廣品的聞飽和電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]綜上所述，本發(fā)明的目的是主要是為了制備一種適合制作疊層功率電感的新型鐵合金粉，也提出一種新型疊層功率電感及其制作方法，解決現(xiàn)有多層功率電感器由于容易磁飽和、直流疊加特性差的問題，提高產(chǎn)品額定電流。
[0005]為解決本發(fā)明所提出技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案為:
一種新型合金粉，其特征在于:所述合金粉為Fe-S1-Al-Cr合金，包括重量百分比是2%-7% Si,2%-8% Al, 1%-8% Cr，剩余部分為 Fe。
[0006]在上述合金中，Si含量若低于2%，合金粉耐溫性能和絕緣特性下降；含量若高于7%,合金粉磁導(dǎo)率和成形性下降,優(yōu)選在2%_7%。Al含量若低于2%,合金粉耐溫性能和抗氧化特性下降；含量若高于8%,合金粉磁導(dǎo)率下降,優(yōu)選在2%-8%。Cr含量若低于1%，合金粉絕緣電阻和抗氧化特性下降；含量若高于8%，合金粉磁導(dǎo)率下降，優(yōu)選在1%-8%。
[0007]一種制作上述新型合金粉的方法，包括:
1)、選取工業(yè)級純Fe、S1、Al、Cr，在真空爐內(nèi)冶煉Fe-S1-Al-Cr合金，冶煉溫度1000-1500°C，時(shí)間 l-3h ；
2)、冷卻后機(jī)械破碎，再球磨粉碎成100目以下細(xì)小粉末；
3)、粉末在氫氣H2還原氣氛下退火處理，退火溫度800-1000°C，時(shí)間l_2h；
4)、退火處理后粉體表面進(jìn)行磷酸處理；
5)、經(jīng)過磷酸處理后的合金粉末在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行噴霧干燥，保證合金粉末過程中不被氧化。
[0008]所述的新型合金粉表面經(jīng)過磷酸處理，含磷量為0.1_1%。檢驗(yàn)制備的合金粉平均粒徑d50:2-10 μ m，初始磁導(dǎo)率:5_20。
[0009]一種利用新型合金粉制作疊層功率電感的方法，其特征在于:所述方法包括有如下步驟:1)、采用流延疊層工藝制作下基板，單層磁性膜厚30-40μπι;
2)、在下基板上印刷下連接線，下連接線厚度20-30μ m ；
3)、在下連接線端點(diǎn)處制作連接點(diǎn)，連接點(diǎn)厚度20-30μπι;
4)、采用印刷工藝印刷一層磁性膜，覆蓋下連接線，本層磁性膜與上一步驟中連接點(diǎn)表面持平；
5)、在上述磁性膜上印刷金屬電極，電極厚度20-30μ m ；
6)、重復(fù)步驟3至步驟5，交替印刷磁性膜和金屬電極，至達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
7)、在上層金屬電極端點(diǎn)處制作連接點(diǎn)，連接點(diǎn)厚度20-30μπι;
8)、制作上連接線，上連接線厚度20-30μ m ；
9)、采用流延疊層工藝制作上基板，單層磁性膜厚30-40μ m ；
10)、靜水壓處理后切割成要求尺寸；
11)、空氣中排膠，600°〇_900°C高溫?zé)Y(jié)；
12)、安裝端電極,在兩端制造連接線端頭。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明采用新型Fe-S1-Al-Cr鐵合金粉材料，具有較高的飽和磁導(dǎo)率和抗氧化、高絕緣特性，可以實(shí)現(xiàn)空氣中高溫?zé)Y(jié)，提高產(chǎn)品的可靠性和電感直流偏置特性。本發(fā)明的電感具有優(yōu)良的電流衰減特性和直流電阻特性，其在材料、工藝方面具有較好的創(chuàng)新性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明制作疊層功率電感下連接線的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2-9為本發(fā)明制作疊層功率電感連接點(diǎn)及內(nèi)電極循環(huán)一次的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10為本發(fā)明制作疊層功率電感上連接線的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11為本發(fā)明制作疊層功率電感的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12為本發(fā)明疊層功率電感為銀端電極時(shí)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中1-基體，2-下基板，3-下連接線，4-連接點(diǎn)，5-內(nèi)電極線圈，6-上連接線，7-上基板，8-端電極【具體實(shí)施方式】
以下結(jié)合附圖和本發(fā)明疊層功率電感優(yōu)選的具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。
[0012]參照圖1、圖2所示，本發(fā)明主要由基體1、內(nèi)電極線圈5和端電極8組成。內(nèi)電極線圈層疊設(shè)置在基體I內(nèi)，電感線圈兩端分別于端電極8相連。電感線圈由U形電極通過連接點(diǎn)4連接，形成螺旋狀電極。通過改變內(nèi)電極5厚度可以降低直流電阻，改變Q值參數(shù)。
[0013]第一實(shí)施例中，基體I采用新型合金粉材料，所述的新型合金粉材料為:2% Si，8%Al，l% Cr，剩余部分為Fe。
[0014]制作上述的新型合金粉，包括有如下步驟:
1)、選取工業(yè)級純Fe、S1、Al、Cr，在真空爐內(nèi)冶煉Fe-S1-Al-Cr合金，冶煉溫度1000°C，時(shí)間Ih ；
2)、冷卻后機(jī)械破碎，再球磨粉碎成100目以下細(xì)小粉末；
3)、粉末在氫氣H2還原氣氛下退火處理，退火溫度800°C，時(shí)間Ih；
4)、退火處理后粉體表面進(jìn)行磷酸處理；5)、經(jīng)過磷酸處理后的合金粉末在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行噴霧干燥，保證合金粉末過程中不被氧化。
[0015]一種利用新型合金粉制作疊層功率電感的方法，包括如下步驟:
1)、采用流延疊層工藝制作下基板，單層磁性膜厚30μπι;
2)、在下基板上印刷下連接線，下連接線厚度20μ m ;
3)、在下連接線端點(diǎn)處制作連接點(diǎn)，連接點(diǎn)厚度20μπι;
4)、采用印刷工藝印刷一層磁性膜，覆蓋下連接線，本層磁性膜與上一步驟中連接點(diǎn)表面持平；
5)、在上述磁性膜上印刷金屬電極，電極厚度20μ m ;
6)、重復(fù)步驟3至步驟5，交替印刷磁性膜和金屬電極，至達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
7)、在上層金屬電極端點(diǎn)處制作連接點(diǎn)，連接點(diǎn)厚度20μπι;
8)、制作上連接線，上連接線厚度20μ m ;
9)、采用流延疊層工藝制作上基板，單層磁性膜厚30μ m ;
10)、靜水壓處理后切割成要求尺寸；
11)、空氣中排膠，600°〇高溫?zé)Y(jié)；
12)、安裝端電極,在兩端制造連接線端頭。
[0016]第二實(shí)施例中，基體I采用新型合金粉材料，所述的新型合金粉材料為:7% Si，2%Al，8% Cr，剩余部分為Fe。
[0017]制作上述的新型合金粉，包括有如下步驟:
1)、選取工業(yè)級純Fe、S1、Al、Cr，在真空爐內(nèi)冶煉Fe-S1-Al-Cr合金，冶煉溫度1500°C，時(shí)間3h ；
2)、冷卻后機(jī)械破碎，再球磨粉碎成100目以下細(xì)小粉末；
3)、粉末在氫氣H2還原氣氛下退火處理，退火溫度1000°C，時(shí)間2h；
4)、退火處理后粉體表面進(jìn)行磷酸處理；
5)、經(jīng)過磷酸處理后的合金粉末在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行噴霧干燥，保證合金粉末過程中不被氧化。
[0018]一種利用新型合金粉制作疊層功率電感的方法，包括如下步驟:
1)、采用流延疊層工藝制作下基板，單層磁性膜厚40μπι;
2)、在下基板上印刷下連接線，下連接線厚度30μ m ;
3)、在下連接線端點(diǎn)處制作連接點(diǎn)，連接點(diǎn)厚度30μπι;
4)、采用印刷工藝印刷一層磁性膜，覆蓋下連接線，本層磁性膜與上一步驟中連接點(diǎn)表面持平；
5)、在上述磁性膜上印刷金屬電極，電極厚度30μ m ;
6)、重復(fù)步驟3至步驟5，交替印刷磁性膜和金屬電極，至達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
7)、在上層金屬電極端點(diǎn)處制作連接點(diǎn)，連接點(diǎn)厚度30μπι;
8)、制作上連接線，上連接線厚度30μ m ;
9)、采用流延疊層工藝制作上基板，單層磁性膜厚40μ m ;
10)、靜水壓處理后切割成要求尺寸；`
11)、空氣中排膠，900°〇高溫?zé)Y(jié)；12)、安裝端電極,在兩端制造連接線端頭。
[0019]第三實(shí)施例中，基體I采用新型合金粉材料，所述的新型合金粉材料為:5% Si，6%Al，4% Cr，剩余部分為Fe。
[0020]制作上述新型合金粉，包括有如下步驟:
1)、選取工業(yè)級純Fe、S1、Al、Cr，在真空爐內(nèi)冶煉Fe-S1-Al-Cr合金，冶煉溫度1200°C，時(shí)間2h ；
2)、冷卻后機(jī)械破碎，再球磨粉碎成100目以下細(xì)小粉末；
3)、粉末在氫氣H2還原氣氛下退火處理，退火溫度900°C，時(shí)間1.5h ；
4)、退火處理后粉體表面進(jìn)行磷酸處理；
5)、經(jīng)過磷酸處理后的合金粉末在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行噴霧干燥，保證合金粉末過程中不被氧化。
[0021]一種利用新型合金粉制作疊層功率電感的方法，包括如下步驟:
1)、采用流延疊層工藝制作下基板，單層磁性膜厚35μπι;
2)、在下基板上印刷下連接線，下連接線厚度25μ m ;
3)、在下連接線端點(diǎn)處制作連接點(diǎn)，連接點(diǎn)厚度25μπι;
4)、采用印刷工藝印刷一·層磁性膜，覆蓋下連接線，本層磁性膜與上一步驟中連接點(diǎn)表面持平；
5)、在上述磁性膜上印刷金屬電極，電極厚度25μηι;
6)、重復(fù)步驟3至步驟5，交替印刷磁性膜和金屬電極，至達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
7)、在上層金屬電極端點(diǎn)處制作連接點(diǎn)，連接點(diǎn)厚度25μπι;
8)、制作上連接線，上連接線厚度25μ m ;
9)、采用流延疊層工藝制作上基板，單層磁性膜厚35μ m ;
10)、靜水壓處理后切割成要求尺寸；
11)、空氣中排膠，800°〇高溫?zé)Y(jié)；
12)、安裝端電極,在兩端制造連接線端頭。
[0022]本發(fā)明僅列舉了 3個(gè)實(shí)施例，和本發(fā)明實(shí)質(zhì)相同的方法步驟，都是本發(fā)明的應(yīng)有之義，實(shí)施例不是對于本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種新型合金粉，其特征在于:所述合金粉為Fe-S1-Al-Cr合金，包括重量百分比是2%-7% Si,2%-8% Al, 1%-8% Cr，剩余部分為 Fe。
2.一種制作上述新型合金粉的方法，包括: 1)、選取工業(yè)級純Fe、S1、Al、Cr，在真空爐內(nèi)冶煉Fe-S1-Al-Cr合金，冶煉溫度1000-1500°C，時(shí)間 l-3h ； 2)、冷卻后機(jī)械破碎，再球磨粉碎成100目以下細(xì)小粉末； 3)、粉末在氫氣H2還原氣氛下退火處理，退火溫度800-1000°C，時(shí)間l_2h； 4)、退火處理后粉體表面進(jìn)行磷酸處理； 5 )、經(jīng)過磷酸處理后的合金粉末在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行噴霧干燥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作新型合金粉的方法，其特征在于:所述經(jīng)過磷酸處理后的合金粉末的含磷量為0.1-1%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作新型合金粉的方法，其特征在于:所述經(jīng)過磷酸處理后的合金粉末平均粒徑d50為2-10 μ m，初始磁導(dǎo)率為5_20。
5.一種利用新型合金粉制作疊層功率電感的方法，其特征在于:所述方法包括有如下步驟: 1)、采用流延疊層工藝制作下基板，單層磁性膜厚30-40μπι; 2)、在下基板上印刷下連接線，下連接線厚度20-30μ m ； 3)、在下連接線端點(diǎn)處制作連接點(diǎn)，連接點(diǎn)厚度20-30μπι; 4)、采用印刷工藝印刷一層磁性膜，覆蓋下連接線，本層磁性膜與上一步驟中連接點(diǎn)表面持平； 5)、在上述磁性膜上印刷金屬電極，電極厚度20-30μ m ； 6)、重復(fù)步驟3至步驟5，交替印刷磁性膜和金屬電極，至達(dá)到設(shè)計(jì)要求； 7)、在上層金屬電極端點(diǎn)處制作連接點(diǎn)，連接點(diǎn)厚度20-30μπι; 8)、制作上連接線，上連接線厚度20-30μ m ;9)、采用流延疊層工藝制作上基板，單層磁性膜厚30-40 μ m ； 10)、靜水壓處理后切割成要求尺寸； 11)、空氣中排膠，600°〇_900°C高溫?zé)Y(jié)； 12)、安裝端電極,在兩端制造連接線端頭。
【文檔編號】C22C33/04GK103589961SQ201310650229
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】李俊, 陳鑫, 孫杰, 梁啟新, 付迎華, 賴定權(quán), 朱圓圓, 馬龍, 齊治, 張海恩, 張美蓉 申請人:深圳市麥捷微電子科技股份有限公司