低损耗一体成型电感及其制备方法与流程

本发明涉及一体成型电感制造，特别涉及一种低损耗一体成型电感及其制备方法。

背景技术：

1、一体成型电感是将绕制好的线圈本体埋入金属磁粉内部，通过压铸成型工艺制成的一体化电感器件。与传统功率电感相比，一体成型电感具有结构稳定、阻抗低、磁屏蔽效果好、耐大电流等优势，能够在高频和高温环境下保持优良的电流稳定性，因此广泛应用于汽车电子、通信设备、工业电源、消费电子等领域。相关技术中的磁芯材料存在高温长时间运行易开裂的问题，另一相关技术的磁芯在高温条件下磁导率衰减和损耗激增问题突出。开发一种兼具高耐温性、低损耗、高磁导率的一体成型电感，具有重要的技术价值和市场意义。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种低损耗一体成型电感及其制备方法，旨在解决现有技术中一体成型电感耐高温性能不足、高温介电漂移、界面易失效及磁损耗高的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提出一种低损耗一体成型电感，包括绕组线圈和包裹所述绕组线圈的磁芯，所述磁芯由金属磁粉和耐热型树脂复合得到；所述金属磁粉包括铁氧体磁粉和依次包覆于所述铁氧体磁粉表面的无机钝化层和有机绝缘层。其中，所述有机绝缘层由苯乙烯、n-苯基马来酰亚胺和氟改性丙烯酸酯共聚制得。

3、在一实施方式中，所述无机钝化层由钝化液制得，所述钝化液包括以下质量分数的原料：正磷酸：8wt%～12wt%；硼酸：3wt%～5wt%；轻质碳酸镁：3wt%～5wt%；edta二钠：0.5wt%～1wt%；和去离子水。

4、在一实施方式中，所述有机绝缘层包括以下重量份的原料：苯乙烯：20份～30份；n-苯基马来酰亚胺：30份～40份；氟改性丙烯酸酯：10份～20份。

5、优选地，所述n-苯基马来酰亚胺与苯乙烯的摩尔比为1:1～1:2。

6、在一实施方式中，所述有机绝缘层还包括3重量份～7重量份的锆镁复合纳米填料。其中，所述锆镁复合纳米填料包括重量比为3～8:1的纳米氧化锆与纳米氧化镁。

7、在一实施方式中，所述纳米氧化锆的粒径为50nm～300nm；和/或，所述纳米氧化镁的粒径为50nm～300nm。

8、在一实施方式中，所述耐热型树脂包括以下重量份的原料：邻甲酚醛型环氧树脂：15份～25份；环氧改性有机硅树脂：4份～12份；芳香胺潜伏型固化剂：2份～4份；流平剂：0.5份～1份。

9、在一实施方式中，所述金属磁粉和所述耐热型树脂的重量比为8～10:2～3。在该比例范围内，磁芯兼具足够的机械强度和优良的磁性能。

10、在一实施方式中，所述铁氧体磁粉的粒径为10μm～300μm。

11、本发明还提出一种如上所述的低损耗一体成型电感的制备方法，包括以下步骤：

12、s10、将清洗烘干后的铁氧体磁粉浸入钝化液进行钝化处理，取出、烘干；

13、s20、将苯乙烯、n-苯基马来酰亚胺、氟改性丙烯酸酯、引发剂和溶剂混合进行共聚反应，制得聚合液；之后加入锆镁复合纳米填料，搅拌，之后加入所述步骤s10处理后的铁氧体磁粉，旋蒸脱除部分溶剂，加热固化，制得金属磁粉；

14、s30、将邻甲酚醛型环氧树脂、环氧改性有机硅树脂、流平剂和所述步骤s20制得的金属磁粉混合均匀，之后加入芳香胺潜伏型固化剂，搅拌，入模后进行预固化和热固化，脱模，制得所述低损耗一体成型电感。

15、在一实施方式中，所述步骤s10中，钝化处理的固液比1:4，温度为50℃～60℃、钝化时间20min～30min，钝化后80℃烘干2h～4h。

16、在一实施方式中，所述步骤s20中，共聚反应过程中，先在70℃～80℃下保温2h～3h，之后在80℃～90℃下保温2h～3h。

17、在一实施方式中，所述步骤s20中，加热固化温度110℃～120℃、固化时长1h～2h。

18、在一实施方式中，所述步骤s30中，预固化温度为80℃～100℃，预固化时间为1h～3h；热固化温度为150℃～160℃，热固化时间为1h～2h。

19、优选地，所述步骤s30中，压铸压力为500mpa～700mpa。

20、本发明中的技术方案通过在铁氧体磁粉表面依次形成硼-磷-镁复合无机钝化层和三元共聚的有机绝缘层；其中，无机钝化层作为非晶玻璃态膜层具有优异的绝缘性能和高温稳定性，有机绝缘层中富含刚性芳环结构，具有高玻璃化转变温度和优异的热稳定性，且高频下介电损耗低，纳米氧化锆和纳米氧化镁的高熔点和高绝缘性能有效抑制了高温条件下的介电漂移现象；因此，本发明中的一体成型电感具备在满足低损耗和高磁导率的前提下，在高温环境中具有更持久的使用寿命，满足车载电子和航空电子领域对高性能电感元器件的严苛要求。

1.一种低损耗一体成型电感，其特征在于，包括绕组线圈和包裹所述绕组线圈的磁芯，所述磁芯由金属磁粉和耐热型树脂复合得到；

2.如权利要求1所述的低损耗一体成型电感，其特征在于，所述无机钝化层由钝化液制得，所述钝化液包括以下质量分数的原料：

3.如权利要求1所述的低损耗一体成型电感，其特征在于，所述有机绝缘层包括以下重量份的原料：

4.如权利要求1所述的低损耗一体成型电感，其特征在于，所述有机绝缘层还包括3重量份~7重量份的锆镁复合纳米填料；

5.如权利要求4所述的低损耗一体成型电感，其特征在于，所述纳米氧化锆的粒径为50nm~300nm；

6.如权利要求1所述的低损耗一体成型电感，其特征在于，所述耐热型树脂包括以下重量份的原料：

7.如权利要求1所述的低损耗一体成型电感，其特征在于，所述金属磁粉和所述耐热型树脂的重量比为8~10:2~3。

8.如权利要求1所述的低损耗一体成型电感，其特征在于，所述铁氧体磁粉的粒径为10μm~300μm。

9.一种权利要求1至8中任一项所述的低损耗一体成型电感的制备方法，其特征在于，所述低损耗一体成型电感的制备方法包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的低损耗一体成型电感的制备方法，其特征在于，所述步骤s10中，钝化处理的固液比1:4，温度为50℃~60℃、钝化时间20min~30min，钝化后80℃烘干2h~4h；