[发明专利]磁部件和形成方法

说明书

一种部件，该部件包括磁芯，该磁芯具有由第一材料形成的本体，该本体在其上限定第一开口和第二开口。由第二材料形成的管道在第一开口和第二开口之间至少部分地延伸通过本体。第一开口和第二开口通过管道流体连通。

关于联邦资助的研究或开发的声明

本发明是在能源部授予的合同号DE-EE0007629的政府支持下完成的。政府对本发明享有某些权利。

技术领域

本公开涉及磁装置和方法。更具体地涉及制造其中具有集成冷却通道的磁部件的增材制造处理。

背景技术

诸如电感器和变压器的电和磁部件是众所周知的并且可以用于多种目的，例如磁耦合电路和提供电磁滤波。例如，电感器通常用于交流(AC)电子设备中，以阻止AC信号同时允许直流(DC)通过(例如，扼流圈)。电感器还用作电子滤波器来分离不同频率的信号，并在调谐电路中与电容器结合使用。

传统电感器包括缠绕在磁芯上的绕组(例如，线圈)，并且当电流流过线圈绕组时将能量存储在磁场中。当流过电感器的电流发生变化时，就会产生磁场，该磁场在绕组中感应出电动势(即电压)。

磁芯通常由铁或铁氧体形成。由于它们的高磁导率，这种芯提供了增加的磁场，从而显著增加电感器的电感(即，电压与通过线圈的电流变化率的比率)。然而，由于涡流和磁滞回线，芯材料的磁特性会导致芯材料中的能量损失，这些能量损失以热量的形式消散。

电感器通常作为表面安装部件焊接在传统印刷电路板(PCB)上作为电路的一部分。例如，传统电路板通常使用回流焊接处理来熔化焊接材料(例如焊膏形式的焊料)，以将表面安装部件附接到印刷电路板。回流焊接通过首先预热部件、PCB和焊接材料，并且然后将热量增加到足以熔化焊接材料预定时间(例如8-10秒)而不会因过热而损坏部件或PCB的温度(例如240-250摄氏度(℃))，从而形成焊点。此外，高温(例如，高于260℃)可能会损坏印刷电路板上的电子部件。

回流焊接使用诸如焊膏(例如，粉末状焊料合金和助焊剂的混合物)的焊接材料将电感器和其他电路部件临时附接到设置在印刷电路板上的相应接触焊盘。然后整个组件经受升高的温度(例如，通过使组件通过回流炉或在红外灯下)以使焊接材料“回流”(即，处于熔融状态)。通常，组件(即，带有安装部件的PCB)至少被加热到焊接材料的共晶温度，从而使焊料合金经历从固态到液态或具有粘附特性的熔融状态的相变。因此，在组件冷却并且焊料合金从熔融状态固化之后，焊接材料使得能够在表面安装部件和相应接触焊盘之间形成永久的焊点。通常，回流焊接处理包括多个加热阶段，每个阶段包括预定最高温度和持续时间。例如，可以采用四个加热阶段(或“区”)，每个加热阶段限定不同的热分布，通常称为预热、热浸、回流和冷却阶段。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种具有磁芯的部件。磁芯包括由第一材料形成的本体，该本体在其上限定第一开口和第二开口。磁芯还包括由第二材料形成的管道，该管道在第一入口开口和第二出口开口之间至少部分地延伸通过本体，第一入口开口和第二出口开口通过管道流体连通。

在又一方面，本公开涉及一种制造具有本体的部件的方法。该方法包括经由逐层处理打印本体，包括加热除了本体的最后打印层之外的本体的每个打印层。该方法还包括将本体联接到PCB，向PCB施加焊接材料，以及经由回流焊接处理将部件联接到PCB。

参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点。包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的方面，并且与描述一起解释本公开的原理。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本说明书的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：

图1示出了根据本文描述的各个方面的部件的示例等距视图。

图2示出了根据本文描述的各个方面的另一个部件的示例横截面视图。