專利名稱：功率電感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電感器，尤其涉及一種功率電感器。
背景技術(shù)：
隨著科技的迅速發(fā)展，包括手機(jī)在內(nèi)的各種移動(dòng)數(shù)碼產(chǎn)品的尺寸越來(lái)越小。由于環(huán)境的變化帶來(lái)的對(duì)電磁輻射，交叉干擾與電磁污染管制越來(lái)越嚴(yán)格(EMC管制標(biāo)準(zhǔn))，電感器在電路中擔(dān)當(dāng)重要的吸收突波功能，而其中的功率電感器的耐電流特性、EMI特性還滿足不了市場(chǎng)的要求。當(dāng)前市場(chǎng)的小尺寸片式功率電感器大都不是一體成型的構(gòu)造，存在電感量偏低、不耐大電流、可靠性差和溫度過(guò)高，以及EMI特性不好的現(xiàn)實(shí)困難，同時(shí)，自動(dòng)化程度不高，其用工成本高也是業(yè)界發(fā)展的障礙。目前業(yè)內(nèi)已有采用粉末壓鑄一體成型的功率電感器電極，其采取的工藝是將電極的端部埋入粉體的內(nèi)部以求固定，這種方式雖然簡(jiǎn)單易行，但是也出現(xiàn)了在小尺寸(3*2*1以下尺寸)工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的困境。難點(diǎn)有:其一在于直徑0.15以下的高強(qiáng)度漆包線無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)械脫皮焊接，直徑0.15以下自焊線雖然可以焊接但絕緣耐壓達(dá)不到要求；其二是由于尺寸小，埋入式電極占用粉體空間，致使粉料減少，電感的磁能積下降，線圈外緣尺寸受電極擠占，致使耐電流特性下降；其三是小尺寸的電極成本較高，產(chǎn)品電極尺寸與形狀的一致性精準(zhǔn)程度較低，且難以實(shí)現(xiàn)大批量的全自動(dòng)化生產(chǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種功率電感器。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種功率電感器，包括內(nèi)芯、緊密包覆所述內(nèi)芯的壓鑄體；所述內(nèi)芯為漆包線繞制而成的線圈結(jié)構(gòu)，其包括主體及自所述主體延伸出的延伸部，所述壓鑄體采用磁性金屬粉料一體壓鑄于所述內(nèi)芯上而形成，所述延伸部露出所述壓鑄體的相對(duì)端面，所述壓鑄體對(duì)應(yīng)所述延伸部的端部表面上鍍有金屬層，將所述壓鑄體的所述端部包覆起來(lái)，以形成所述功率電感器的電極。所述金屬層包括銅層。所述金屬層還包括依次鍍于所述銅層上的鎳層及錫層。所述內(nèi)芯的所述延伸部呈扁平狀。所述內(nèi)芯為采用扁平或圓形的高強(qiáng)度熱熔漆包線繞制而成的線圈結(jié)構(gòu)。所述壓鑄體的表面覆有樹脂層，所述樹脂層位于所述金屬層下方。所述樹脂層為采用環(huán)氧樹脂涂覆形成的透明樹脂層。本實(shí)用新型采用磁性金屬粉料與內(nèi)芯一體壓鑄成型，可以實(shí)現(xiàn)大批量自動(dòng)化生產(chǎn)，極大地減少了材料成本和用工成本；取消了傳統(tǒng)線圈與電極間的焊接工藝，徹底克服了傳統(tǒng)工藝中容易出現(xiàn)焊點(diǎn)等各種問(wèn)題的質(zhì)量隱患，使得成品的絕緣特性、磁屏蔽特性、耐電流特性、高溫特性以及成本控制得以大幅度提升。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:圖1是本實(shí)用新型的功率電感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示功率電感器的內(nèi)芯一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1所示功率電感器的內(nèi)芯另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的功率電感器的制造過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1及圖2所示，本實(shí)用新型的功率電感器,包括內(nèi)芯2、緊密包覆所述內(nèi)芯2的壓鑄體I。內(nèi)芯2為漆包線繞制而成的線圈結(jié)構(gòu)，其包括主體21及自主體21延伸出的延伸部22，延伸部22呈扁平狀。壓鑄體I采用磁性金屬粉料一體壓鑄于內(nèi)芯2上而形成，壓鑄體I將內(nèi)芯2高密度封固于其中，延伸部22露出壓鑄體I的相對(duì)端面。所述漆包線采用高強(qiáng)度熱熔(耐高溫)的漆包線，可為扁平型的或圓形的漆包線，如圖2所示，內(nèi)芯為采用扁平型漆包線繞制而成的線圈結(jié)構(gòu)；作為一種選擇性實(shí)施方式，如圖3所示，內(nèi)芯2’也可為圓形漆包線繞制而成的線圈結(jié)構(gòu)，其延伸部22’通過(guò)壓扁處理后呈扁平狀。所述磁性金屬粉料為絕緣的磁性金屬粉料，其為經(jīng)過(guò)絕緣包覆的粒度小于50微米的羰基鐵粉、還原鐵粉、電解鐵粉、霧化鐵粉以及鐵硅鋁粉，鐵硅合金粉以及高磁通粉、非晶鐵粉、鐵氧體粉等鐵基粉末的一種或多種的組合，由該絕緣的磁性金屬粉料壓鑄形成的壓鑄體I具有絕緣性。壓鑄體I對(duì)應(yīng)延伸部22的端部表面上鍍有金屬層3，將壓鑄體I的端部包覆起來(lái)，以形成功率電感器的電極，所述端部包括露出有延伸部22的壓鑄體I的端面，還包括自該端面向壓鑄體I中間延伸一段的部分。金屬層3包括銅層，還包括依次鍍于銅層上的鎳層及錫層，從而露出壓鑄體I的延伸部22與金屬層3之間為化學(xué)金屬鍵結(jié)合。在本實(shí)施例中，所述壓鑄體I呈長(zhǎng)方體，其內(nèi)包覆一個(gè)線圈結(jié)構(gòu)的內(nèi)芯2，內(nèi)芯2主體21兩端部分別延伸出有延伸部22，分別露出壓鑄體I的相對(duì)兩端面。壓鑄體I對(duì)應(yīng)延伸部22的相對(duì)兩端部分別鍍有金屬層3，以形成電極。壓鑄體I的表面還覆有樹脂層，樹脂層為采用環(huán)氧樹脂涂覆形成的透明樹脂層。該樹脂層位于金屬層3下方，且包覆壓鑄體I表面，起到防潮防銹的作用。該功率電感器耐大電流，可超小尺寸制備，尺寸可為3.2*2.5*1以下。徹底解決了當(dāng)下小尺寸功率電感器難以使用高強(qiáng)度耐高溫漆包線的用線限制，突破了當(dāng)前業(yè)界普遍使用自焊線造成可靠性差的弊端。參考圖4所示，其為本實(shí)用新型的功率電感器的制造過(guò)程示意圖，其中箭頭表示加工的進(jìn)行順序，該功率電感器的制造方法可包括以下步驟:(I)、采用漆包線繞制制備內(nèi)芯2，并調(diào)配磁性金屬粉料?？刹捎米詣?dòng)繞線機(jī)繞制內(nèi)芯2，漆包線采用扁平或圓形的高強(qiáng)度熱熔漆包線，將其繞制形成線圈結(jié)構(gòu)，作為內(nèi)芯2;參考圖2所示，所制得的內(nèi)芯2包括主體21及自主體21端部延伸出的延伸部22，延伸部22呈扁平狀，其作為內(nèi)芯2的導(dǎo)電部分。當(dāng)采用扁平漆包線繞制內(nèi)芯2，所得到的延伸部22呈扁平狀；采用圓形的漆包線繞制時(shí)，參考圖3所示，則該步驟(I)還包括將圓形漆包線繞制的內(nèi)芯2’的延伸部22’進(jìn)行壓扁處理，以得到扁平狀的延伸部22’。磁性金屬粉料具絕緣性。( 2 )、將內(nèi)芯2放入壓鑄腔中。將內(nèi)芯2放入壓鑄機(jī)的壓鑄腔時(shí)，內(nèi)芯2的延伸部22不需經(jīng)過(guò)脫皮而直接裝入壓鑄膜的壓鑄腔中，由于延伸部22呈扁平狀，因此其在壓鑄腔內(nèi)起到垂直定位和水平定位的作用。(3)、在壓鑄腔中填入磁性金屬粉料，進(jìn)行壓鑄并熱固化，使得磁性金屬粉料緊密包覆在內(nèi)芯2上，形成壓鑄體1，內(nèi)芯2的延伸部22露出壓鑄體1，如圖4中(a)圖所示。該步驟中，在放有內(nèi)芯2的壓鑄腔中填入磁性金屬粉料，使內(nèi)芯2完全埋入在磁性金屬粉料中，采用震實(shí)壓鑄得到壓鑄體1，以將內(nèi)芯2高密度封固于其中，徹底克服了以往容易出現(xiàn)焊點(diǎn)的各種質(zhì)量隱患，使得成品的絕緣特性，磁屏蔽特性，耐電流特性，高溫特性，以及成本控制得以大幅度提升。內(nèi)芯2的延伸部22露出壓鑄體I的部分不超過(guò)1_，而內(nèi)芯2的其余部分完全被磁性金屬粉料所屏蔽，使得成品具有良好的機(jī)械強(qiáng)度特性和磁屏蔽特性。為獲得外觀更佳的壓鑄體1，將熱固化后得到的壓鑄體I進(jìn)行去毛邊處理，以獲得無(wú)毛刺、無(wú)壓鑄披鋒，表面光滑的壓鑄體I。去毛邊工藝可采用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒方法，成本極低，利于大批量處理。在本實(shí)施例中，通過(guò)該步驟獲得長(zhǎng)方體狀的壓鑄體1，內(nèi)芯2的延伸部22對(duì)應(yīng)包覆在其相對(duì)兩端部?jī)?nèi)，且露出端部端面。該步驟之后還包括(3.1)、將得到的壓鑄體I在樹脂液中浸涂，干燥固化，得到表面覆有樹脂層的壓鑄體I。樹脂液優(yōu)選環(huán)氧樹脂液，浸涂可在大氣條件下或真空下，本實(shí)施例中，優(yōu)選真空下浸涂，可更好防止氣孔起泡。干燥固化處理可在流化設(shè)備中進(jìn)行，利于大批量處理，且采用震動(dòng)干燥固化(也稱流化包衣裹覆)，能夠保證每個(gè)產(chǎn)品得到充分的流化而互不粘連。固化后的樹脂層為透明的樹脂層，均勻平整。還包括步驟(3.2)、將表面覆有樹脂層的壓鑄體I進(jìn)行電鍍前處理:將壓鑄體I露出有內(nèi)芯2延伸部22的端面進(jìn)行磨平處理，使得延伸部22平齊而露出于壓鑄體I的該相對(duì)端面?？蓪⒈砻娓灿袠渲瑢拥膲鸿T體I 一個(gè)個(gè)通過(guò)送料器排列，通過(guò)自動(dòng)磨端頭機(jī)進(jìn)行端面磨平，磨平時(shí)僅磨去內(nèi)芯2所露出在外延伸部22的端部及壓鑄體I對(duì)應(yīng)端面的小部分磁性金屬粉料，從而暴露出延伸部22的斷面及其所在壓鑄體I的端面的樹脂層，以便后續(xù)電鍍，如圖4中(b)圖所示。(4)、在壓鑄體I對(duì)應(yīng)延伸部22的端部表面上進(jìn)行電鍍金屬層3,從而金屬層3將壓鑄體I的端部包覆起來(lái)形成電極，制得功率電感器。該步驟(4)包括:(4.1)、對(duì)壓鑄體I進(jìn)行電鍍銅層31，銅層31與露出壓鑄體I端面的延伸部22以化學(xué)金屬鍵形式結(jié)合，如圖4中(c)圖所示。在電鍍前還需對(duì)壓鑄體I進(jìn)行清洗、活化處理，該清洗、活化處理采用現(xiàn)有技術(shù)手段實(shí)施即可。電鍍處理可一次大批量進(jìn)行，如以10000個(gè)待鍍壓鑄體I為一批次。電鍍時(shí)，調(diào)整好適當(dāng)?shù)碾婂冸娏骱湾円簻囟?，?dāng)電鍍銅層到適當(dāng)厚度后停止電鍍，此時(shí)內(nèi)芯2的延伸部22露出壓鑄體I的端部斷面與銅層31以化學(xué)金屬鍵形式結(jié)合，而非焊接形式結(jié)合。該電鍍步驟免除了現(xiàn)有采用焊接工藝帶來(lái)的成本高、可靠性差的弊端，同時(shí)也具備一定的抗拉力強(qiáng)度。電鍍銅層31后進(jìn)行清洗干燥。(4.2)、將鍍有銅層31的壓鑄體I對(duì)應(yīng)內(nèi)芯2延伸部22的端部保護(hù)起來(lái)，對(duì)壓鑄體I其余表面部分進(jìn)行腐蝕處理，以去除其上的銅層31。保護(hù)方法可采用端頭涂覆機(jī)批量自動(dòng)化涂覆保護(hù)劑于壓鑄體I兩端部的表面上，然后干燥固化形成保護(hù)層。如圖4中(d)圖所示，采用腐蝕劑對(duì)壓鑄體I進(jìn)行腐蝕，除了壓鑄體I兩端部不受腐蝕外，其余部分表面的銅層31被腐蝕劑溶解。在本實(shí)施例中，所述壓鑄體I的端部包括露出有延伸部22的壓鑄體I的端面，還包括自該端面向壓鑄體I中間延伸一段的部分，壓鑄體I的其余部分為位于其兩端部之間的中間部分。最后采用去漆劑去除壓鑄體I上的保護(hù)層，即可進(jìn)行后續(xù)鍍鎳作業(yè)。(4.3)、在壓鑄體I的端部的銅層31上進(jìn)行鍍鎳，在其上形成鎳層。鍍鎳前還需對(duì)待鍍鎳的壓鑄體I進(jìn)行清洗工作，以使其具備滾籠鍍鎳條件。(4.4)、在鎳層上進(jìn)行鍍錫處理，從而在鎳層上形成錫層，從而延伸部22與其所對(duì)應(yīng)的壓鑄體I的端部及金屬層3 (包括銅層31、鎳層與錫層)組合形成電極，制得功率電感器，如圖4中(e)圖所示。鍍錫作業(yè)采用滾籠鍍錫，鍍錫是為了保證電極的可焊性，鍍錫完成后即可清洗、干燥，得到最終成品。由上述可知，本實(shí)用新型功率電感器，適用大批量自動(dòng)化生產(chǎn)，能夠大大減少用工成本，其成本可為現(xiàn)行電感器生產(chǎn)工藝成本的20%以內(nèi)，材料成本了降低了 50%，開創(chuàng)了繞線式合金粉末一體成型電感器制作新里程。
權(quán)利要求1.一種功率電感器，其特征在于，包括內(nèi)芯、緊密包覆所述內(nèi)芯的壓鑄體；所述內(nèi)芯為漆包線繞制而成的線圈結(jié)構(gòu)，其包括主體及自所述主體延伸出的延伸部，所述壓鑄體采用磁性金屬粉料一體壓鑄于所述內(nèi)芯上而形成，所述延伸部露出所述壓鑄體的相對(duì)端面；所述壓鑄體對(duì)應(yīng)所述延伸部的端部表面上鍍有金屬層，將所述壓鑄體的所述端部包覆起來(lái)，以形成所述功率電感器的電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率電感器，其特征在于，所述金屬層包括銅層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率電感器，其特征在于，所述金屬層還包括依次鍍于所述銅層上的鎳層及錫層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率電感器，其特征在于，所述延伸部呈扁平狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率電感器，其特征在于，所述內(nèi)芯為采用扁平或圓形的高強(qiáng)度熱熔漆包線繞制而成的線圈結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率電感器，其特征在于，所述壓鑄體的表面覆有樹脂層，所述樹脂層位于所述金屬層下方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率電感器，其特征在于，所述樹脂層為采用環(huán)氧樹脂涂覆形成的透明樹脂層。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種功率電感器，包括內(nèi)芯、緊密包覆內(nèi)芯的壓鑄體；內(nèi)芯為漆包線繞制而成的線圈結(jié)構(gòu)，其包括主體及自所述主體延伸出的延伸部，壓鑄體采用磁性金屬粉料一體壓鑄于內(nèi)芯上而形成，延伸部露出壓鑄體的相對(duì)端面；壓鑄體對(duì)應(yīng)延伸部的端部表面上鍍有金屬層，將壓鑄體的端部包覆起來(lái)，以形成功率電感器的電極。本實(shí)用新型采用磁性金屬粉料與內(nèi)芯一體壓鑄成型，可實(shí)現(xiàn)大批量自動(dòng)化生產(chǎn)，極大地減少了材料成本和用工成本；取消了傳統(tǒng)線圈與電極間的焊接工藝，徹底克服了傳統(tǒng)工藝中容易出現(xiàn)焊點(diǎn)等各種問(wèn)題的質(zhì)量隱患，使得成品的絕緣特性、磁屏蔽特性、耐電流特性、高溫特性以及成本控制得以大幅度提升。
文檔編號(hào)H01F27/29GK203013434SQ20122072908
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者王向群 申請(qǐng)人:王向群