一種電感及其制造方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電感及其制造方法。
【【背景技術】】
[0002]隨著半導體技術的發展，目前單個CHJ的工作電流在50A以上。對于給CHJ供電的DC-DC降壓電路而言，就要求其周邊的功率電感的工作電流也隨之增大。同時由于高能效的要求，電感的電阻值也要求越來越小，以降低主流損耗。同時為了器件的小型化，電感的工作頻率也隨之提升，目前主流頻率在500KHz?謂取。0(:-0(:降壓電路常見感值范圍為5011!1?680nH，目前現有的應用于該類電路的大電流功率電感值常采用以下兩種主流模式:
[0003]—是采用整體磁芯模式。將FT core或BDS磁芯進行精密氣隙切割，然后將導電繞組穿入形成大電流功率電感。
[0004]二是采用粘接磁芯。目前通常是CIcore或UI core。在Ccore和Icore，或Ucore和Icore之間采用高尺寸精度的墊片加粘結膠水或含有特定尺寸的球形顆粒粘結膠水進行粘結。然后在組合界面間隙中引入導電繞組形成大電流功率電感。
[0005]這兩種制作工藝中方案一是空氣氣隙，有效磁導率近似恒定為I，方案二采用的粘結膠水可視為空氣氣隙，有效磁導率可近似恒定為I。目前兩種方案的產品存在如下問題:
[0006](I)在PWM模式下的DC-DC buck電路中使用時小電流區的紋波較大，磁芯損耗加大，降低整體能效。
[0007](2)對電流的浪涌抑制作用小，輸出電壓不穩定，會出現電壓毛刺。
【
【發明內容】
】
[0008]經過研究發現，針對問題(I)，由于產品的電感值隨工作電流的變化不能進行自適應調整，從而導致在小電流區域紋波較大。針對問題(2)，在小電流區域在電流沖擊的瞬間，電感量較小，從而對電流的浪涌抑制作用小。
[0009]為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種電感，以提高電感在小電流區域抑制紋波和電流沖擊的能力。
[0010]—種電感，包括第一軟磁芯和第二軟磁芯，還包括粘結物，所述粘結物包括膠水和軟磁物質，所述第一軟磁芯通過所述粘結物與第二軟磁芯粘結，所述軟磁物質的飽和磁場強度小于等于15A/m，初始磁導率大于等于I。
[0011]優選地，所述軟磁物質為球形的軟磁粉體。
[0012]優選地，所述膠水固化后的硬度在40D至90D之間。
[0013]優選地，在所述粘結物中所述軟磁物質與膠水的體積百分比值為5%至80voI %。
[0014]優選地，所述粘結物還包括非磁性球形粉體，在所述粘結物中所述非磁性球形粉體與膠水的體積百分比值為O至80vol %。
[0015]優選地，所述粘結物中，所述軟磁物質為鐵氧體。
[0016]優選地，所述膠水采用環氧樹脂類膠水、硅橡膠類膠水、硅膠類膠水或丙烯酸類膠水。
[0017]優選地，還包括粘接物，所述粘接物設置在所述第一軟磁芯和第二軟磁芯之間，所述第一軟磁芯通過所述粘結物與第二軟磁芯粘結，所述粘接物包括膠水和非磁性球形粉體。
[0018]本發明還提供了一種制造所述電感的方法，包括如下步驟:
[0019]S1、將膠水與軟磁物質混合形成粘結物；
[0020]S2、將所述粘結物粘在所述第一軟磁芯或第二軟磁芯的粘結面上的多個離散的、離邊沿設定距離以上的位置，對合所述第一軟磁芯的粘結面和第二軟磁芯的粘結面，壓合所述第一軟磁芯和第二軟磁芯，使所述第一軟磁芯的粘結面通過所述粘結物與所述第二軟磁芯的粘結面粘結，并使所述粘結物不從所述第一軟磁芯和第二軟磁芯之間的相對空間溢出至側面。
[0021 ]優選地，所述軟磁物質為球形的軟磁粉體。
[0022]本發明的有益效果是:
[0023]本發明的電感在不影響廣品的最大工作電流的性能的如提下，提尚廣品的初始電感量和在小電流區的電感量，提高了電感在小電流區域抑制紋波和電流沖擊的能力，同時能提升小電流區電感的能量轉換效率。
【【附圖說明】】
[0024]圖1是本發明一種實施例的電感的爆炸示意圖；
[0025]圖2是本發明一種實施例的電感不意圖；
[0026]圖3是本發明一種實施例的電感與現有電感的電感-偏置電流曲線圖。
【【具體實施方式】】
[0027]以下對發明的較佳實施例作進一步詳細說明。
[0028]實施例1
[0029]如圖1和2所示，一種電感制造方法，包括如下步驟:
[0030]S1、將導電繞組3組裝到第一軟磁芯I的引線槽la，引線槽Ia設置在第一軟磁芯I的粘結面。
[0031 ] S2、配置粘結物4 ο將環氧樹脂膠水、軟磁物質和非磁性球形粉體(如球形陶瓷)混合得到粘結物，其中，非磁性球形粉體的粒徑為150± ΙΟμπι，體積含量占粘結物的40vol%，軟磁物質為球形的軟磁物質粉體，粒徑< 28μπι，例如鐵氧體，體積含量占粘結物的20VoI %。所述軟磁物質的飽和磁場強度小于等于15A/m，初始磁導率大于等于I。
[0032]S3、將粘結物4涂覆在第一軟磁芯I的粘結面上，涂覆的位置優選是離散的、不相連的至少三個位置，涂覆粘結物4后，粘結物4不會相連;另外，涂覆的位置優選離第一軟磁芯I的邊沿設定距離以上。可以額外在導電繞組3上涂覆粘結物4。
[0033]S4、將第二軟磁芯2組裝到第一軟磁芯I上，使第二軟磁芯2的粘結面與第一軟磁芯I的粘結面相對合，然后壓合(例如可采用夾子固定)所述第一軟磁芯I和第二軟磁芯2，使所述第一軟磁芯I的粘結面通過所述粘結物4與所述第二軟磁芯2的粘結面粘結，得到組裝后的半成品。步驟S3中涂覆的粘結物4的位置，使得第一軟磁芯I和第二軟磁芯2壓合后，粘結物4不會從第一軟磁芯和第二軟磁芯之間的相對空間溢出至第一軟磁芯I或第二軟磁芯2的側面，避免在所述側面形成多余的軟磁物質而影響電感的性能參數。
[0034]由于軟磁物質和非磁性球形粉體都是球形的，即使某個位置涂覆的粘結物4是包含有多層的球形物質(軟磁物質或非磁性球形粉體)，在壓合的過程中，由于多層的球形物質之間無法保持穩定，從而第一軟磁芯I和第二軟磁芯2之間最厚的地方也只能形成單層的球體，最終使得第一軟磁芯I與第二軟磁芯2之間形成均勻的氣隙(相對而言，如果軟磁物質或非磁性物質采用立方體粉體，那么某些位置可能有多層軟磁物質層疊，而有些地方可能只有一層軟磁物質，在壓合過程中，由于層疊的粉體能夠具有很好的穩定性，因此這種層疊的現象在壓合過程中無法消除，從而造成第一軟磁芯I與第二軟磁芯2之間的氣隙不均勻，例如在第一軟磁芯I與第二軟磁芯2之間的三個位置涂覆粘結物4，兩個位置的粘結物的含有3層軟磁物質)
[0035]S5、將組裝后的半成品放入烤箱中進行膠水固化，固化完成后得到最終的成品電感。
[0036]實施例2
[0037]與實施例1相比，本實施例2不同之處在于步驟S2和步驟S3。
[0038]在本步驟S2中，配置粘結物和粘接物。將環氧樹脂膠水、軟磁物質混合得到粘結物，軟磁物質為球形的軟磁物質粉體，粒徑< 2 8 μ m，例如鐵氧體，體積含量占粘結物的40vol%。將環氧樹脂膠水、非磁性球形粉體(如球形陶瓷)混合得到粘接物，其中，非磁性球形粉體的粒徑為150± ΙΟμπι，體積含量占粘結物的40vol%。所述軟磁物質的飽和磁場強度小于等于15A/m，初始磁導率大于等于I。
[0039]在本步驟S3中，將粘結物涂覆在第一軟磁芯I的粘結面的某些位置，將粘接物涂覆在第一軟磁芯I的粘結面的另一些位置，涂覆的位置優選是離散的、不相連的至少三個位置。
[0040]如圖3所示，是電感量與偏置電流之間的曲線關系圖，圖中，虛線表示本實施例1和2的電感，實線表示氣隙之間沒有填充軟磁物質的電感。從圖中可以看出，在偏置電流較小的區域，本實施例1和2的電感具有大得多的電感量，因此，在開始的小電流的情況下抑制電路紋波和浪涌的能力較強，而在大電流區域可以保持與原來電感相同的平坦曲線，實現原來電感的功能。
[0041]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
【主權項】
1.一種電感，包括第一軟磁芯和第二軟磁芯，其特征是，還包括粘結物，所述粘結物包括膠水和軟磁物質，所述第一軟磁芯通過所述粘結物與第二軟磁芯粘結，所述軟磁物質的飽和磁場強度小于等于15A/m，初始磁導率大于等于I。2.如權利要求1所述的電感，其特征是，所述軟磁物質為球形的軟磁粉體。3.如權利要求1所述的電感，其特征是，所述膠水固化后的硬度在40D至90D之間。4.如權利要求1所述的電感，其特征是，在所述粘結物中所述軟磁物質與膠水的體積百分比值為5%至80vol%。5.如權利要求1所述的電感，其特征是，所述粘結物還包括非磁性球形粉體，在所述粘結物中所述非磁性球形粉體與膠水的體積百分比值為O至80vol %。6.如權利要求1所述的電感，其特征是，所述粘結物中，所述軟磁物質為鐵氧體。7.如權利要求1所述的電感，其特征是，所述膠水采用環氧樹脂類膠水、硅橡膠類膠水、硅膠類膠水或丙烯酸類膠水。8.如權利要求1所述的電感，其特征是，還包括粘接物，所述粘接物設置在所述第一軟磁芯和第二軟磁芯之間，所述第一軟磁芯通過所述粘結物與第二軟磁芯粘結，所述粘接物包括膠水和非磁性球形粉體。9.一種制造如權利要求1的電感的方法，其特征是，包括如下步驟: 51、將膠水與軟磁物質混合形成粘結物； 52、將所述粘結物粘在所述第一軟磁芯或第二軟磁芯的粘結面上的多個離散的、離邊沿設定距離以上的位置，對合所述第一軟磁芯的粘結面和第二軟磁芯的粘結面，壓合所述第一軟磁芯和第二軟磁芯，使所述第一軟磁芯的粘結面通過所述粘結物與所述第二軟磁芯的粘結面粘結，并使所述粘結物不從所述第一軟磁芯和第二軟磁芯之間的相對空間溢出至側面。10.如權利要求9所述的方法，其特征是，所述軟磁物質為球形的軟磁粉體。
【專利摘要】本發明公開了一種電感及其制造方法，電感包括第一軟磁芯和第二軟磁芯，其特征是，還包括粘結物，所述粘結物包括膠水和軟磁物質，所述第一軟磁芯通過所述粘結物與第二軟磁芯粘結，所述軟磁物質的飽和磁場強度小于等于15A/m，初始磁導率大于等于1。本電感提高了電感在小電流區域抑制紋波和電流沖擊的能力。
【IPC分類】H01F27/26, H01F3/14, H01F1/12, H01F27/255
【公開號】CN105529128
【申請號】CN201610078050
【發明人】何海根, 侯勤田, 王永杰, 李緒緒
【申請人】深圳順絡電子股份有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年2月3日