CN104250096B - 铁氧体材料、叠层片式电感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铁氧体材料和叠层片式电感器及其制备方法,所述铁氧体材料包括以下重量百分比的组分:铁氧体粉料32~52份,粘合剂4~9份,溶剂40~60份,增塑剂1.5~5份,分散剂0.5~2.5份,乳化剂0.5~3份,消泡剂0.05~0.25份,粘合剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇与水性丙烯酸的复配粘结剂。本发明提供的铁氧体材料采用水基溶剂体系,并且通过各组分之间的协同作用,使所述铁氧体材料具有优良的流变性能和收缩性能,并能消除气泡和薄带上的针眼,从而并得到性能优异的铁氧体膜片和薄型化的叠层片式电感器,降低了电感器传统生产中由于使用有机溶剂而导致的VOC排放及生产成本高、能源消耗大的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及电子器件领域,特别是涉及一种铁氧体材料、叠层片式电感器及其制备方法。
背景技术
随着电子产品向小型化、薄型化、高频化方向发展,对电子元器件提出了更高的要求。片式元器件符合电子产品小型化、高频化的发展趋势,可满足电路板表面贴装(SMD)大规模生产的需要,促使元器件片式化率逐步提高。
国内外普遍采用流延成型技术制备各类片式电子元器件,流延成型技术是将粉料与溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂等成分混合制得分散均匀和稳定的浆料,然后在流延机上制成一定厚度的素坯膜或薄带,再经印刷内电极、叠压、烧结、烧端电极等工序,得到片式电子元器件。目前,流延成型技术中的溶剂主要采用有机溶剂(例如聚乙烯醇缩丁醛),有机溶剂对粉料的润湿性能好,使浆料均匀、稳定性好,但有机溶剂易挥发,有刺鼻气味,对人的身心健康伤害大,也会对生活环境造成污染。随着世界各国政府对环境保护的重视程度不断加强,环保法规不断严格和健全,绿色、低碳的环保理念得到推崇,对制造业提出了更高的技术要求,迫切要求对不符合环保要求的企业和工艺进行调整,制造业在新时代中面临技术重新变革的挑战,对于片式电子元器件的制造而言,将流延成型技术中的有机溶剂替换为水基溶剂是时代发展的必然趋势。
目前世界各国科研工作者在水基溶剂系统方面做了一些研究,但主要集中在利用水基浆料制备SiC、ZnO、Al2O3、BaTiO3、PZT、PLZT、PTC等陶瓷基板和热敏电阻等材料上;此外,目前报道的水基流延成型技术制备的带材较厚,通常在100μm以上,不能满足薄型化器件的生产需要,实际中带材越薄,越容易出现针眼,使水基流延成型技术制备的带材质量很难确保。
目前,利用水基流延成型技术产业化制备片式电感在国内外未见报道,相应器件的性能分析例如阻抗、感量、电阻等也较少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用水基溶剂流延成型的铁氧体材料,以克服现有技术中利用有机溶剂制作铁氧体材料时毒害人体且污染环境的缺点。
本发明的另一目的在于提供一种叠层片式电感器,克服现有技术中叠层片式电感器厚度大的缺点。
本发明的又一目的在于提供一种叠层片式电感器的制造方法,克服现有技术中制造叠层片式电感器由于使用有机溶剂而导致的成本高、能源消耗大、污染环境的缺点。
为了实现上述发明目的,本发明的技术方案如下:
一种铁氧体材料,其特征在于,包括以下按重量百分比数计的组分:
其中,所述粘合剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇与水性丙烯酸的复配粘结剂。
以及,一种叠层片式电感器,包括上盖、下盖、设于所述上盖和下盖之间的由若干个铁氧体膜片自上至下叠压组成的叠片层,在上述铁氧体膜片的上表面设置内电极,在上述铁氧体膜片上设置通孔,通孔内载有导体,相邻铁氧体膜片上的内电极通过该导体相连接,在上述上盖、下盖、叠片层外面还设置一保护层;上述铁氧体膜片为上述铁氧体材料进行流延成型,干燥后裁切制备而成。
以及,一种叠层片式电感器的制备方法,为上述叠层片式电感器的制备方法,包括以下操作步骤:
按上述铁氧体材料的配方称取铁氧体粉料、粘合剂、溶剂、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂,混合,球磨,得到粘度为50~1500Pa·s的浆料;
将所述浆料真空脱泡,过筛,流延成型,干燥,得到所述铁氧体膜片;
以未穿孔的所述铁氧体膜片为下盖,印刷下引线;
在上述铁氧体膜片上设置所述通孔,在孔内注入导电浆料,在上述铁氧体膜片的任一面制备内电极,使内电极与导电浆料连接,得到带内电极的铁氧体膜片;
在所述下盖印刷了下引线的面上依次叠压若干个上述带内电极的铁氧体膜片,使带内电极的铁氧体膜片面朝上,内电极间通过导电浆料连接,使与下盖贴附叠压的铁氧体膜片的导电浆料与下引线连接;
再以未穿孔的所述铁氧体膜片为上盖,印刷上引线;使印刷了上引线的上盖面与内电极叠压,使上引线与内电极连接,得到单个片式电感器;
在所述单个片式电感器的外表面还设置一保护层,上端电极,电镀,分选,得到所述叠层片式电感器。
本发明提供的铁氧体材料,采用以聚乙烯醇或复配的聚乙烯醇与水性丙烯酸为主粘结剂的水基溶剂体系,解决了传统的采用有机溶剂系统流延成型制备片式电子元器件存在污染环境、成本高的问题;并且通过铁氧体粉料、粘结剂、溶剂、增塑剂、分散剂之间的复合协同作用,使所述铁氧体材料具有优良的流变性能和收缩性能,并通过调节粘度和增加消泡剂来消除气泡和薄带上的针眼,从而并得到性能优异的铁氧体膜片和薄型化的叠层片式电感器,降低了叠层片式电感器传统的生产过程中由于使用有机溶剂而导致的VOC(挥发性有机化合物)排放及生产成本高、能源消耗大的缺点。
附图说明
图1为本发明的叠层片式电感器的结构示意图。
图2为叠层片式电感器中上盖、下盖与叠片层的位置关系图。
图3为叠层片式电感器中下盖、铁氧体膜片与内电极的位置关系图。
图4为叠层片式电感器中铁氧体膜片的示意图。
图5为叠层片式电感器中设置通孔的铁氧体膜片的示意图。
图6为印刷下引线的下盖的示意图。
图7为印刷内电极的铁氧体膜片的示意图。
上述图中:1-上盖、2-下盖、3-铁氧体膜片、4-内电极、5-保护层、6-通孔。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本发明提供一种铁氧体材料,以及一种叠层片式电感器,包括上述铁氧体膜片(即绝缘层),是以上述铁氧体材料为原料进行流延成型、干燥后裁切制备得到,及上述叠层片式电感器的制备方法。
一种铁氧体材料,其特征在于,包括以下按重量百分比数计的组分:
其中,上述粘合剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇与水性丙烯酸的复配粘结剂。
优选地,上述铁氧体材料包括以下按重量百分比数计的组分:
其中,上述粘合剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇与水性丙烯酸的复配粘结剂。
具体地,上述铁氧体粉料为自产粉料,该粉料由氧化铁、氧化镍、氧化铜、氧化锌等氧化物材料按比例混合,经过球磨、预烧、二次球磨等工艺制造而成。经所述工艺制造的铁氧体粉料均适用于本发明,与本发明的水基溶剂体系混合制备浆料并经过流延工艺制造产品,均可改善浆料及最终电感器的性能。
优选地,上述粘合剂为聚乙烯醇,该聚乙烯醇(PVA)的分子量为18万~20万,玻璃化温度为75~85℃。更优选地,该聚乙烯醇(PVA)为日本合成化学株式会社生产的GH-20S。优选地,上述粘合剂还可以为上述聚乙烯醇与水性丙烯酸的复配粘结剂,其复配重量比为(3.0~4.0):(1.2~1.5)。当用上述铁氧体材料制备的浆料粘度过高时,浆料中的气泡附着力强,用真空搅拌难以消除;虽然低的浆料粘度有利于消除针眼气泡,但粘度太低会影响流延效果,导致生料带表面不光滑、不平整;上述优选粘度和或重量比的粘合剂使浆料具有优良的流变性能、以及有益于消除气泡和薄带上的针眼
具体地,上述溶剂为去离子水、醇醚与正丁醇的混合物,该去离子水、醇醚与正丁醇的重量比为(14~18):(1~4):(1~4)。其中,醇醚与正丁醇的用量较低,作为助溶剂;所述醇醚为乙二醇丁醚或乙二醇乙醚中的一种以上,优选醇醚为乙二醇丁醚,用于增加粘合剂聚乙烯醇(PVA)的在常温下的溶解度,提高聚乙烯醇在浆料中的溶解度。
具体地,上述增塑剂为异丙醇胺和1,3-丙二醇的混合物。更优选地,该异丙醇胺和3-丙二醇的重量比为(1.5~2.5):(0.8~1.2),优选为(1.8~2.5):(0.9~1.2)。
具体地,上述分散剂为己二醇、丙烯酰胺或两者的混合物;当该分散剂为己二醇与丙烯酰胺的混合物时,两者的重量比优选为(3~4):(2~3)。
具体地,上述铁氧体材料中还包括乳化剂和消泡剂。在水基溶剂系统中,由于水的表面张力很大,球磨后产生的气泡在浆料中很稳定,不能通过静置法消除,因而需要通过添加消泡剂来降低水的表面能和表面张力,达到消除气泡的目的。优选地,上述乳化剂为聚丙烯树脂乳液。优选地,上述消泡剂为羧基纤维素钠和三聚磷酸钠的混合物,所述羧基纤维素钠和三聚磷酸钠的重量比为2:(3~5)。
本发明提供的铁氧体材料,采用以聚乙烯醇或复配的聚乙烯醇与水性丙烯酸为主粘结剂的水基溶剂体系,解决了传统的采用有机溶剂系统流延成型制备片式电子元器件存在污染环境、成本高的问题,具有绿色、环保、低碳等突出优点,在水基浆料制备电子元器件中没有刺鼻气味,有利于环保和生产线个人的身体健康,有利于降低能源消耗和减少碳排放,大大降低了成本,提高了企业的经济效益和核心竞争力;并且通过铁氧体粉料、粘结剂、溶剂、增塑剂、分散剂之间的复合协同作用,使所述铁氧体材料具有优良的流变性能和收缩性能,并通过调节粘度和增加消泡剂来消除气泡和薄带上的针眼,从而并得到性能优异的铁氧体材料。
本发明进一步提供一种叠层片式电感器,其包括上盖、下盖、设于所述上盖和下盖之间的由若干个铁氧体膜片(即绝缘层)自上至下叠压组成的叠片层,上述铁氧体膜片上表面设置内电极,在上述铁氧体膜片上设置通孔,通孔内载有导体,相邻铁氧体膜片上的内电极通过所述导体相连接,在上述上盖、下盖、叠片层外表面还设置一保护层;上述铁氧体膜片为上述铁氧体材料进行流延成型,干燥后裁切制备而成。
本发明的叠层片式电感器由于采用上述铁氧体材料制备的铁氧体膜片,具有轻薄、无孔、综合性能好的优点;并且,在上述上盖、下盖、叠片层外表面设置保护层,仅通过对电感器结构的改进,即可有效提高电感器的耐压强度,并提高绝缘性能及抗腐蚀性能,使其适用于各种环境中,且长期使用后的可靠性提高。
本发明进一步提供一种叠层片式电感器的制备方法,包括以下操作步骤:
S01,获得上述铁氧体膜片:按上述铁氧体材料的配方称取铁氧体粉料、粘合剂、溶剂、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂,混合,球磨,得到粘度为50~1500Pa·s的浆料;将所述浆料真空脱泡,过筛,流延成型,干燥,得到所述铁氧体膜片;
S02,以未穿孔的所述铁氧体膜片为下盖,印刷下引线;在第一铁氧体膜片上开设第一通孔,往第一通孔注入导电浆料,形成导体;将该第一铁氧体膜片的其中一面(即下表面)与印刷了下引线的下盖面贴附叠压,使第一通孔的导电浆料与下引线连接;在该第一铁氧体膜片的另一面(即上表面)上印刷第一内电极,使第一内电极与第一通孔的导电浆料连接;
S03,在第二铁氧体膜片上开设第二通孔,往第二通孔注入导电浆料;将该第二铁氧体膜片的其中一个面(即下表面)与印刷了第一内电极的第一铁氧体膜片面(即上表面)叠压,使第二通孔的导电浆料与第一内电极连接;在第二铁氧体膜片另一面(即上表面)上印刷第二内电极,使第二内电极与第二通孔的导电浆料连接;
S04,依照上述操作流程依次形成第三铁氧体膜片、第三通孔、第三内电极,直至最后一层铁氧体膜片、通孔和内电极,叠压成一个整体,并通过每个铁氧体膜片上的通孔内的导电浆料使相邻电极单元之间连接;
S05,以未穿孔的所述铁氧体膜片为上盖,在上盖的一面印刷上引线,使印刷了上引线的上盖面与最后一层铁氧体膜片内电极叠压,使上引线与内电极连接;
S06,将上述上盖、下盖、叠片层作切割、排胶、烧结、倒角处理后,分离成单个片式电感器,将该单个片式电感器上端电极后,再在其外表面还设置一保护层,以提高叠层式电感器的绝缘性,得到上述叠层式电感器。
具体地,上述铁氧体膜片的制备方法,具体包括以下操作步骤:
按上述铁氧体材料的配方称取铁氧体粉料、溶剂、粘合剂、增塑剂、分散剂、乳化剂与消泡剂,混合,经球磨,得到粘度为50~1500Pa·s的浆料;
将上述浆料抽真空10~20min脱泡,过200~350目筛网除颗粒和气泡,静置10~20小时,然后将浆料置于制带桶内,在PET膜载带或钢带上进行流延成型,经过50~85℃的烘箱烘干10~20min,得到厚度为10~100μm的铁氧体膜片,即为绝缘层,厚度优选为10~60μm;
将制好的铁氧体膜片裁切成200*200mm2的料片,如图4所示。
进一步地,采用上述聚乙烯醇或聚乙烯醇与水性丙烯酸的复配粘结剂制备浆料时,先将溶剂与聚乙烯醇混合后球磨2~4小时,让聚乙烯醇充分溶解,然后加入水性丙烯酸,接着球磨2小时,再加入其它组分,可使浆料性能均匀、稳定、不分层、不沉淀。
进一步地,上述球磨的时间为34~40小时,料球比为2.8~3.5:1,球磨转速为45~50rpm。
上述制备方法制得的铁氧体膜片具有较好的韧性、强度和透气率,且表面光滑、无针眼、无变形、无缺角,一致性能好。
具体地,在用作绝缘层的铁氧体膜片上制孔,得到带孔膜片,所述制孔可采用常规方法,如机械冲孔或激光穿孔。所述制孔的孔径如果过大,容易导致电极粘连、扩散;如果孔径过小,容易导致上下电极连接困难,内电极开路;因此本发明实施例中制孔的孔径优选为50~150μm。每片上述生料片的微孔数量为2000~30000个,如图5所示。
具体地,以未穿孔的上述铁氧体膜片作为下盖,依次叠压上述带孔膜片;其中,在每个带孔膜片的孔中注入导电浆料,在每个带孔膜片的与下盖层叠相反的面上印刷内电极(见图7),叠压后相邻带孔膜片上的内电极通过导电浆料进行连接,如此循环,叠层加压形成一个整体,可根据实际需要的圈数和厚度来制作;叠压未穿孔的铁氧体膜片作为上盖,再经均压、切割、排胶、烧结、倒角分离,得到单个片式电感器;
将上述单个片式电感器的端头上电极、电镀及分选,得到叠层片式电感器。
具体地,上述在下盖上叠压带孔膜片的步骤之前,还包含印刷下引线的步骤:在下盖与带孔膜片叠压的一面印刷下引线(见图6),经过50~80℃的烘箱烘干下引线10~30min,通过电脑视频精确定位将带孔膜片叠压在印刷了下引线的下盖面上。
具体地,上述在微孔中注入的导电浆料,与上述下引线链接。微孔注浆的方法可用本技术领域的常用手段,例如采取针头注浆法或者印刷注浆法,达到将微孔中注满导电浆料的目的即可。
具体地,上述叠压上盖的步骤之前,还包括印刷上引线的步骤:在上盖与带孔膜片叠压的一面印刷上引线,经过50~80℃的烘箱烘干上引线10~30min,通过电脑视频精确定位将上引线与带孔膜片上的内电极连接。
进一步地,上述内电极优选Ag浆料。
具体地,上述保护层的的厚度为10~100μm,根据实际要求,该厚度随保护层材料的不同而变化。优选地,保护层的的厚度尺寸优选为与上述铁氧体膜片一致,使保护层中不存在网格或其他空间,避免引入空气。其中,形成保护层的材料可为本技术领域用作力学及化学保护的常用材料,如玻璃釉、环氧树脂等,形成保护层的方法根据材料的不同而不同,可以为浸泡工艺、喷涂工艺或者印刷工艺等本领域常用的形成材料膜层的方法,优选可以使膜层厚度均一的制备方法。
具体地,上述均压的压强为34~42MPa,上述烧结的温度为850~900℃。
具体地,上述在端头上电极的步骤在专用的涂银机上进行,根据产品尺寸选择合适的涂银硅胶板,将端电极涂印在瓷片之上,然后经烧银完成端电极制作。
进一步地,本发明提供的叠层片式电感器制备方法是采用干法工艺制备叠层片式电感器,另外也可以采用所述铁氧体材料浆料进行湿法制备叠层片式电感器。
本发明提供的叠层片式电感器的制备方法采用以聚乙烯醇或复配的聚乙烯醇与水性丙烯酸为主粘结剂的水基溶剂体系,降低了叠层片式电感器传统的生产过程中由于使用有机溶剂而导致的的VOC(挥发性有机化合物)排放及生产成本高、能源消耗大的缺点。
与现有技术比较,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明的铁氧体材料浆料以添加了助溶剂的去离子水所得到的水基溶剂系统作为溶剂,有效提高粘合剂聚乙烯醇的溶解度,使浆料的均匀性提高,得到的膜片具有好的韧性和强度、针眼少,使制备的叠片式电感器具有优异的性能。
(2)本发明的铁氧体材料浆料采用聚乙烯醇为主粘结剂,以水基溶剂为溶剂,替代传统以聚乙烯醇缩丁醛为主粘结剂的有机溶剂系统,用于流延成型制备电子元器件,可减少VOC(挥发性有机化合物)排放,符合不断提高的安全生产要求,并降低片式多层电子元器件在生产过程中的能耗和成本,提高企业的经济效益和核心竞争力。
(3)本发明的通过在叠层片式电感器的单个电感器外表面设置保护层,仅通过对电感器结构的改进,即可有效提高电感器的耐压强度,并提高绝缘性能及抗腐蚀性能,使其适用于各种环境中,且长期使用后的可靠性提高;
(4)本发明具有绿色、环保、低碳等突出优点,在生产过程中没有刺鼻气味,有利于环保和产线员工个人的身体健康,且有利于降低能源消耗和减少碳排放。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
实施例1
(1)如下面表1所示的数据,制备1#~5#水基流延成型的铁氧体材料浆料及6#~10#的对比浆料:将铁氧体粉料、粘合剂、溶剂、增塑剂、分散剂、乳化剂和消泡剂按表1中的配比混合,其中,铁氧体粉料均为50份,球磨的时间为38小时,料球比为1:3,球磨机转速为50rpm,然后抽真空18min除泡,真空度≤10-9MPa,过300目筛网除颗粒和气泡,得到水基流延成型的铁氧体材料浆料。若采用混合粘结剂,先将溶剂与聚乙烯醇混合后球磨4小时,让聚乙烯醇充分溶解,然后加入水性丙烯酸,再球磨2小时,再加入其它组分,进行混合球磨。
其中,铁氧体粉料的制备方法为:将氧化铁、氧化镍、氧化铜、氧化锌按重量比10:3:2:5混合,经过混料、预烧(温度为900℃,时间为2h)、球磨(料球比为1:3,转速为45rpm,时间为30h),得到铁氧体粉料。
此外,聚乙烯醇为产自日本的GH-20S,粘度为40~46,分子量大小为18~20万,玻璃化温度为75~85℃;水性丙烯酸为国内生产(广州米洋贸易有限公司代理);乳化剂为聚丙烯树脂乳液。
表1
备注:6#得到的对比浆料未以添加助溶剂的水为溶剂、7#得到的对比浆料未以异丙醇胺为增塑剂、8#得到的对比浆料未以己二醇为分散剂、9#得到的对比浆料未添加乳化剂和消泡剂、10#得到的对比浆料未不添加消泡剂。
此外,1~5#水基流延成型的铁氧体材料浆料的制备及相应电感器的制备步骤中的参数按照下面表2中的数据进行,6#~10#对比浆料的制备参照3#浆料的制备参数进行。
表2
(2)制备铁氧体膜片:将步骤(1)制备的水基流延成型的铁氧体材料浆料及对比浆料静置后,将浆料置于制带桶内,在PET膜载带或钢带上进行流延成型,经过烘箱干燥,得到膜带,将膜带裁切成200×200mm2的铁氧体膜片。
上述1~5#水基流延成型的铁氧体膜片的制备参数按照下面表3中的数据进行,6#~10#对比浆料制备的铁氧体膜片参照3#浆料的制备参数进行。
表3
观察6#~10#对比浆料及其制备得到的铁氧体膜片性状,发现6#对比浆料在混合时,常温下粘合剂溶解性能差,溶剂中颗粒较多;7#制备得到的膜带有一定的韧性和较好的强度,但不能压合;8#浆料制备得到的膜带有少数针眼,切割产品缺角;9#、10#对比浆料性能不稳定,长时间放置易沉淀。而1~5#浆料制备时,常温下粘合剂完全溶解,浆料性能稳定,浆料粘度为50~1500Pa·s,制得的铁氧体膜片有较好的韧性、强度和透气率,且表面光滑、无针眼、无变形、缺角,性能一致性好。
(3)制备叠层片式电感器:对上述1~5#浆料制备的铁氧体膜片继续进行以下操作以制备1~5#电感器,该步骤的具体操作参数请参见如下表4:
将上述步骤(2)制备的铁氧体膜片与电感器中的绝缘层对应,进行机械冲孔或激光穿孔,根据产品的外形尺寸不同,膜片的孔径和数量也有差异,孔径在50~150μm,每片膜片的微孔数量在2000~50000,得到带孔膜片;
(4)以铁氧体膜片为下盖,依次叠压带孔膜片并进行内电极印刷和导电浆料注入,制作至设计的内电极圈数为4.5圈和1.10mm的厚度,形成整体,其中,在每个带孔膜片的孔中注入导电浆料,在每个带孔膜片的与下盖层叠相反的面上印刷内电极,叠压后相邻两个带孔膜片的内电极通过导电浆料进行连接;叠压未穿孔的铁氧体膜片为上盖,经均压、切割、排胶、烧结、倒角分离、端头上电极、电镀及分选,得到1~5#叠层片式电感器。
以上制备方法中还包括印刷下引线,烘干,烘干操作参数见如下表4。
形成保护层的材料可为本技术领域用作力学及化学保护的常用材料,玻璃釉、环氧树脂等,形成保护层的方法根据材料的不同而不同,可以为浸泡工艺、喷涂工艺或者印刷工艺等本领域常用的形成材料膜层的方法,优选可以使膜层厚度均匀的制备方法。
在叠压及印刷或注浆过程中,可通过电脑视频精确定位,微孔注浆可采取针头注浆法或印刷注浆法,然后印刷内电极,经过移位转换,进行多次注浆印刷,多层叠压后达到最终产品设计要求的总厚度。
所述上端电极的具体操作是在表面处理后的瓷片上端电极,在专用的涂银机上进行,根据产品尺寸选择合适的涂银硅胶板,将端电极涂印在瓷片之上,然后经烧银完成端电极制作。
表4
所述电感器的结构具体描述如下:
图1为本发明的叠层片式电感器的结构示意图;图2为叠层片式电感器中上盖、下盖与叠片层的位置关系图,绝缘层对应铁氧体膜片;图3为叠层片式电感器中下盖、铁氧体膜片与内电极的位置关系图。图1、图2与图3结合即为本实施例的叠层片式电感器,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
参见图1和图2,该电感器包括上盖1、下盖2和多个绝缘层3,在每个绝缘层3的上表面设有内电极4,每个绝缘层3上设有通孔6,通孔中载有导体,将相邻绝缘层上的内电极连接,从而形成若干个完整的线圈,在单个电感器外表面设置保护层,构成电感器的基本结构。需要指出的是,图2中所示的内电极4的构图并不是唯一的,可以为3/4面内电极结构,或3/2面内电极结构,及其他结构。
对比例
采用有机溶剂系统流延成型制备对比叠层片式电感器产品,具体操作为:将铁氧体粉料、聚乙烯醇缩丁醛、醋酸正丙酯、异丁醇、粘合剂B-98、分散剂(蓖麻油)、流平剂按质量比100:15:80:50:5:2进行混料球磨,制浆等操作与上述实施例1中的1#电感器一致。但该对比例的电感器中不包括保护层,铁氧体粉料与上述实施例1一致,得到对比电感器产品。
效果实施例
取实施例1制备的1-5#电感器各5个及对比实施例制备的电感器产品5个,分别测试电感量、品质因数Q值及直流电阻,数据见表5。
其中,电感量、Q值及直流电阻的测试是在常温条件下按照标准大气条件下测试,测试仪器为精度1×10-8H的阻抗分析仪,测试频率10MHz,测试电压50mV。
表5
可见,采用本发明的水基溶剂系统制备的电感器产品与有机溶剂系统的电感器产品在电性能上基本没有差距,且重复性好,即本发明的水基溶剂系统完全可以替代现有技术中的有机溶剂系统,从而减少生产中VOC(挥发性有机化合物)排放,降低生产过程中的能耗和成本,具有绿色、环保、低碳的突出优点。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种铁氧体材料,其特征在于,包括以下按重量百分比计数的组分:
其中,所述粘合剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇与水性丙烯酸的复配粘结剂,所述聚乙烯醇的分子量为18万~20万,玻璃化温度为75~85℃;所述聚乙烯醇与水性丙烯酸复配的重量比为(3.0~4.0):(1.2~1.5)。
2.如权利要求1所述的铁氧体材料,其特征在于,包括以下按重量百分比数计的组分:
其中,所述粘合剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇与水性丙烯酸的复配粘结剂。
3.如权利要求1或2所述的铁氧体材料,其特征在于,所述溶剂为去离子水、醇醚与正丁醇的混合物,所述去离子水、醇醚与正丁醇的重量比为(14~18):(1~4):(1~4)。
4.如权利要求1或2所述的铁氧体材料,其特征在于,所述增塑剂为异丙醇胺与1,3-丙二醇的混合物,所述异丙醇胺与1,3-丙二醇的重量比为(1.5~2.5):(0.8~1.2)。
5.如权利要求1或2所述的铁氧体材料,其特征在于,所述消泡剂为羧基纤维素钠和三聚磷酸钠的混合物,所述羧基纤维素钠和三聚磷酸钠的重量比为2:(3~5)。
6.如权利要求1或2所述的铁氧体材料,其特征在于,所述分散剂为己二醇、丙烯酰胺中的至少一种,所述乳化剂为聚丙烯树脂。
7.一种叠层片式电感器,包括上盖、下盖、设于所述上盖和下盖之间的由若干个铁氧体膜片自上至下叠压组成的叠片层,其特征在于,在所述铁氧体膜片的上表面设置内电极,在所述铁氧体膜片上设置通孔,通孔内载有导体,相邻铁氧体膜片上的内电极通过所述导体相连接,在所述上盖、下盖、叠片层外面还设置一保护层;所述铁氧体膜片为按照权利要求1~6任一项所述的铁氧体材料进行流延成型,干燥后裁切制备而成。
8.如权利要求7所述的叠层片式电感器,其特征在于,所述铁氧体膜片的厚度为10~100μm,所述通孔的孔径为50~150μm,所述保护层的厚度为10~100μm。
9.一种叠层片式电感器的制备方法,为权利要求8所述叠层片式电感器的制备方法,包括以下操作步骤:
按所述铁氧体材料的配方称取所述铁氧体粉料、粘合剂、溶剂、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂,混合,球磨,得到粘度为50~1500Pa·s的浆料;
将所述浆料真空脱泡,过筛,流延成型,干燥,得到所述铁氧体膜片;
以未穿孔的所述铁氧体膜片为下盖,印刷下引线;
在所述铁氧体膜片上设置所述通孔,在孔内注入导电浆料,在所述铁氧体膜片的任一面制备内电极,使内电极与导电浆料连接,得到带内电极的铁氧体膜片;
在所述下盖印刷了下引线的面上依次叠压若干个所述带内电极的铁氧体膜片,使带内电极的铁氧体膜片面朝上,内电极间通过导电浆料连接,使与下盖贴附叠压的铁氧体膜片的导电浆料与下引线连接;
再以未穿孔的所述铁氧体膜片为上盖,印刷上引线;使与上盖贴附叠压的铁氧体膜片的内电极与所述上引线连接,得到单个片式电感器;
在所述单个片式电感器的外表面还设置一保护层,上端电极,电镀,分选,得到所述叠层片式电感器。
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