[发明专利]一种精确预固化的高固含量一体化电感材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种精确预固化的高固含量一体化电感材料及其制备方法。将偶联改性后的铁硅铬粉(固含量95％～97％)与环氧树脂(5％～3％)均匀混合熔融共混后制得挤出料，将挤出料置于100～120℃下进行预固化处理30～150s，使环氧树脂固化程度达到完全固化的30％～45％之间。本发明材料实现在一体化成型过程中，较高的成型压力和温度下，铁硅铬磁粉之间的环氧树脂受热能够变形并相互粘结，但不会产生在热压开始至固化间的快速流动现象，从而解决了在高固含量封装时，由于压力作用而使环氧树脂在未固化前便与铁硅铬磁粉分离的缺陷。

技术领域

本发明属于软磁复合材料领域，涉及一种精确预固化的高固含量一体化电感材料及其制备方法。

背景技术

随着电子元器件的发展，一体化电感作为新型的电子元器件之一，也得到广泛应用。一体化电感是通过磁粉和环氧树脂复合而得到的软磁复合材料，其中，环氧树脂固化反应程度的好坏影响着电感材料制备加工过程中的流动性、磁粉包裹均匀程度、磁芯损耗的高低、粉料间的绝缘性能以及最终的机械性能。

在采用热压法制备铁硅铬/环氧树脂一体化电感材料的过程中，当磁粉填充量较高、环氧树脂含量较低时，由于固化前环氧树脂的粘度低，含量少，因此，热压过程中环氧树脂的流动快于铁硅铬磁粉颗粒的移动，从而导致环氧树脂被挤出而造成与铁硅铬磁粉的分离，这种分离一方面导致电感材料内部产生组分不均匀从而影响磁性能，另一方面，由于铁硅铬磁粉颗粒相互之间环氧树脂层太薄，导致一体化电感容易出现裂纹等缺陷。

为解决铁硅铬磁粉/环氧树脂复合材料在热压过程中环氧树脂的分离问题，本发明通过精确控制铁硅铬磁粉之间环氧树脂的预固化时间和温度，使其在热压之前保持一合适的固化程度，这样可以在保持高固含量的同时，提高磁粉与环氧树脂包裹能力，制得高性能一体化电感材料。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，采用硅烷偶联剂KH570对铁硅铬磁粉颗粒表面偶联处理，再通过精确控制预固化时间和温度，使铁硅铬磁粉之间环氧树脂保持在高温可软变形但流动性较差状态，这样在高的压力下既可以满足成型要求，同时避免环氧树脂在较高压力下与铁硅铬磁粉颗粒的分离。

一种精确预固化的高固含量一体化电感材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、在铁硅铬磁粉中加入去离子水，搅拌混合均匀，然后加入硅烷偶联剂KH570，调整pH至4～6，混匀、烘干后得到表面偶联改性的铁硅铬粉体；其中所述硅烷偶联剂KH570与铁硅铬磁粉的质量比为0.25～1：100；

作为优选，烘干温度为80～100℃；

步骤(2)、将表面偶联改性的铁硅铬粉体与环氧树脂均匀混合,熔融共混后得到不同固含量的挤出料；其中表面偶联改性的铁硅铬粉体与环氧树脂的质量比为95～97：5～3；

作为优选，熔融共混设备采用双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的各料筒温度如下：120℃、120℃、120℃、125℃、125℃、120℃；

【这一条是一般工艺条件】作为优选，环氧树脂选用临甲酚醛环氧树脂；

步骤(3)、将步骤(2)中得到的挤出料置于100～120℃下进行预固化处理30～150s，使环氧树脂固化程度达到完全固化的30％～45％，得到预固化后的粉体；将上述预固化后的粉体再放入-18～0℃下快冷，并在该温度下保持当前预固化程度(即环氧树脂固化程度达到完全固化的30％～45％)，得到高性能的一体化电感材料。

当挤出料的预固化温度低于100℃且时间少于30s，环氧树脂预固化程度较低，则在后期热压过程中与铁硅铬分离，造成分布不均匀，模具边缘有纯环氧树脂溢出，且不可控；当挤出料的预固化温度高于120℃且时间长于150s，环氧树脂预固化程度过大，则在后期热压过程中几乎不熔化，热压密度下降，磁导率偏低。

本发明的另一个目的是提供一种精确预固化的高固含量一体化电感材料，采用以上方法制备得到。