[发明专利]一种铁粉芯电感及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子元器件的生产领域，具体地，涉及一种耐高温、低损耗、具有高磁导率和电感值的铁粉芯电感及其制备方法。

背景技术

磁粉芯一种是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合制成的软磁材料，由于铁磁性颗粒的直径很小且又被非磁性电绝缘膜物质隔开，因此其具有隔绝涡流、粉芯分布均匀、无集肤现象的特性，磁导率随频率的变化也较为稳定，适用于高频电感的生产。铁粉芯是一种常用软磁类磁粉芯的一种，相较于其他材料而言具有高饱和磁通密度、优异直流叠加性能、价格低廉等特点，应用非常广泛。

传统铁粉芯电感的制作工艺是以铁单质粉末为主要成分，将粉体的表面用磷酸等绝缘材料包覆，再添加有机粘合剂制作成粉料后冲压成型，其存在如下缺陷：一、由于整个制备过程不经过高温热处理，应力消除不充分，磁滞损耗高于15％，导致生产出来的电感不耐高温，易被氧化和热老化，大幅缩短了电子元器件的使用寿命；二、通过传统工艺制作出来的铁粉芯电感，其磁导率较低，基本不会超过100μ；三、传统工艺中使用银浆作为内电路的制作原料，极大地提高了生产成本，性价比不高；四、传统工艺是将粉料压制成成型电感，不仅对生产设备有严格的要求，而且这样制得的电感在进行切割工序时非常困难，不符合电子元器件小型化的发展趋势。

专利CN201310392937公开了一种低损耗无热老化铁粉芯的制备方法，通过添加合适的耐高温无机绝缘剂和耐高温粘结剂，配合合适的绝缘包覆方法，经过压制成型及高温退火工艺，实现了铁粉芯磁芯在200℃、10000小时情况下保持原有的磁性能，无热老化现象，其磁芯损耗仅为普通铁粉芯的50％左右，在100kHz、100mT情况下，磁芯损耗在2000mw/cm³左右。该技术方案有效解决了普通铁粉芯的高损耗和热老化问题，但在磁导率性质上没有作出改善，且依然采用了冲压的方式使产品成型。

专利CN201410204390公开了一种铁粉芯胚体的制造方法以及铁粉芯的制造方法，通过分别制备铁氧体浆料和金属粉浆料、将两种浆料分别流延成厚度为25um～50um的薄膜、将铁氧体流延膜和金属流延膜放在一起形成复合材料膜、在300～400MPa的压强下对复合材料膜进行预压冲压、切割、复压冲压及切削工艺等步骤，制得铁粉芯胚体，将所述铁粉芯胚体经过排胶、烧结和高温退火处理后制得铁粉芯。所述铁粉芯具有较好的绝缘性能、防锈性能和耐高温性能，且不同材料层间的结合强度高，但因其制备方法结合了冲压技术和流延技术，工艺相对复杂，增大了生产成本，而且同样没有对铁粉芯的磁导率性质进行改进。

专利CN201410595645公开了一种耐高温铁粉芯的制备方法，其原料组成为纯铁粉和铁氧体粉末混合而成，取原料质量份13％的丙酮和0.05％的磷酸，充分混合搅拌后，与原料常温下混炒，待丙酮完全挥发至原料粉完全干之后，取原料质量份13％的丙酮和0.3％的磁粉芯粘结剂充分混合至磁粉粘结剂完全溶解于丙酮中后，与原料粉一起在常温下混炒，待混合物完全干燥后，加入混合物质量份0.6％的硬脂酸锌，混合后再进行压制，压制后通过500～1000℃温度进行退火处理，得到耐高温铁粉芯初样。该发明在一定程度上降低了生产成本和纯铁粉的生产损耗，并提高了铁粉芯的电感值和耐高温性能，但其磁导率仍然不高。

发明内容

为了克服上述铁粉芯存在的磁导率较低、生产成本高、不利于小型化的技术问题，本发明提供一种耐高温、低损耗、具有高磁导率和使用寿命的铁粉芯电感及其制备方法。

一种铁粉芯电感，其原料包括如下质量百分含量的金属组分：铁80～90％、铬5～15％、锌5～15％，且所述金属组分均为单质粉末，将上述金属粉末均匀溶解于丙酮中并加入磷酸做表面绝缘处理，溶液烘干后制得绝缘合金粉，往绝缘合金粉中加入氧化铁、氧化镁和氧化铬，干混后得到复合无机粉体，将复合无机粉体与溶剂、粘合剂、增塑剂、分散剂混合配置成复合浆料，并通过湿法流延和铜浆印制内电路制得成型的巴块，最后对所述巴块进行烘干、切割、排胶、烧结、倒角、铜浆封端、烧端、电镀工艺，得到所述铁粉芯电感。

一种铁粉芯电感的制备方法，包括以下步骤：

1)按照铁80～90％、铬5～15％、锌5～15％的质量百分含量称取混合金属粉末，将上述粉末均匀溶解于丙酮中，再加入磷酸对其进行混合搅拌，得到合金磷酸溶液；

2)将合金磷酸溶液放入烘箱中，并在80～110℃下烘干，得到表面绝缘的合金粉体；

3)往绝缘合金粉中加入氧化铁、氧化镁和氧化铬的粉末，充分干混后得到复合无机粉体；