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曲线的影响主要工作包括带材厚度 热处理工艺 温度、冷却速率 磁芯结构 包括磁芯绕

  曲线的影响主要工作包括带材厚度 热处理工艺 温度、冷却速率 磁芯结构 包括磁芯绕制的叠片系数、磁芯的有效截面积 包括气隙比气隙大小与磁芯有效磁路长度的比值 电抗器磁芯的制备与性能测试根据客户提出的电抗器磁芯要求选用合适的材料制备磁芯 测试相关性能。由于安徽某公司遇到的最难问题是电抗器磁芯发热 所以本

  曲线的影响主要工作包括带材厚度 热处理工艺 温度、冷却速率 磁芯结构 包括磁芯绕制的叠片系数、磁芯的有效截面积 包括气隙比气隙大小与磁芯有效磁路长度的比值 电抗器磁芯的制备与性能测试根据客户提出的电抗器磁芯要求选用合适的材料制备磁芯 测试相关性能。由于安徽某公司遇到的最难问题是电抗器磁芯发热 所以本文重点研究了热处理工艺对电抗器磁芯损耗的影响。 章磁芯封装技术研究第章磁芯封装技术研究最初封装定义【 为防止水份、尘埃及有害气体对电子产品零部件及半导体器件影响减缓震动、防止损伤和稳定元件参数 这是一般要对这些器件进行整体绝缘处理 这种绝缘处理叫封装。理想的电子封装材料须满足以下基本要求 高热导率、低介电常数、低介电损耗 有较好的高频、高功率性能 热膨胀系数 芯片匹配 避免芯片受到大的热应力损坏 封装材料必须有足够的强度、刚度 能够对芯片起到支撑和保护的作用 封装材料成本尽可能低 可以满足大规模商业化应用的要求 封装材料密度尽可能小 主要指航空航天和移动通信设备 需要具有电磁屏蔽和射频屏蔽的特性。 磁芯封装材料的要求塑封材料中的树脂主要起到绝缘、粘结并且能够赋予材料可加工性能 因而要求所用的树脂材料本身具有优异的电绝缘性 介电强度要高 所封装器件的性能要稳定等多项要求。其主要有一 在宽的温度、频率范围内 电学性能优良绝缘性能要好 介电强度高 保证最终封装器件的绝缘性能。 离子含量低 不污染或损坏半导体器件表面 要有较高的温度特性和树脂的耐低温性能优异。 具有较好的耐湿、耐候、耐辐射以及散热性能和树脂的吸水率低。 阻燃性能好 要有与金属、非金属材料基本相匹配的热膨胀系数 具有良好的加工 性能优异 不能污染半导体器件表面。填料在电子封装材料中起到重要的作用 使用填料的目的主要是 降低固化物的收缩率和热膨胀系数 改善其耐热 耐磨性 提高机械性能和电性能等。填料的用量应根据填料的性质和使用要求而定。轻质填料因体积大 一般用量为 中质填料如氧化铝 一般在 以下 重质填料如铁粉 有时可高 章磁芯封装技术研究达。填料用量范围相当宽 须根据具体情况而定。 磁芯封装胶的研究 主要药品及仪器表 试验用化学药品一览表 试剂名称规格生产厂家环氧树脂 型中国南平市双龙浆料厂硅烷偶联齐 化学纯武汉市华昌应用技术研究所环氧树脂稀释剂自制低分子聚酰胺树脂低分子福建省南平双龙化工有限公司氢氧化铝普通型合肥中科阻燃新材料有限公司多功能抛光蜡高级护理蜡杭州萧山天鹤日用化工厂单组份聚氨酯树脂 型上海精细文化用品有限公司液体硅橡胶 固加有机硅有限公司固化水 固加有机硅有限公司 硅油粘度 固加有机硅有限公司粉末丁腈橡胶细度 目江西南昌橡胶有限公司表 试验用仪器一览表 仪器名称规格生产厂家精密 数字电路 广州市卓粤电子仪器有限公司电子天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司电热恒温鼓风干燥箱 湖北省黄石市医疗器械厂立式金相显微镜 南京江南永新光学有限公司氧指数测定仪型承德市全建检测仪器有限公司 实验方法 封装胶的配置封装胶包括两组分 基础配方和填料。其中 基础配方包括树脂基体、稀 章磁芯封装技术研究释剂、偶联剂、阻燃剂和固化剂再加入不同比例的填料。将上述物质混合 搅拌均匀即可。 铁基非晶纳米晶磁芯的封装处理本实验对磁芯采取浸胶封装 包括以下步骤 磁芯表面处理 将热处理后的铁基纳米晶磁芯在硅油中浸渍 后取出 表面擦拭干净。 封装胶的配置 将备选的树脂基体、稀释剂、固化剂、偶联剂和不同含量粉末填料混合均匀得到稳定的有塑料封装涂料。 将表面处理后的磁芯在封装涂料中浸渍后取出 常温固化。 性能表征 磁芯电感测试电感测试条件如表 所示表 测试条件 磁芯尺寸 线圈匝数测试电压测试频率依 外径 内径 高度采用同惠电子 数字电桥 所示测试封装之前 电感测试仪器及夹具 章磁芯封装技术研究封装胶树脂基体的确定本文初始选择三种树脂 环氧树脂、聚氨酯、液体硅橡胶作为封装胶的基体。其主要依据如下 环氧树脂的选择 目前 在塑封材料中 环氧树脂用量达到 是最常用的塑封料。环氧树脂固化时收缩率较小 没有副产物 并且固化后强度高 具有优良的耐热性、电绝缘性能、密着性和介电性能 用其封装磁芯 能够抵抗磁芯在运输、使用过程中受到外来力的冲击。但是氧树脂在固化时的收缩力较大 产生较大的内应力。对磁芯的软磁性能影响较大 这点需要加入填料来改善【 。聚氨酯【 聚氨酯含有特征单元结构氨基甲酸酯键链中含有交替的软链段和硬链段 其聚集态结构为多相结构 这决定了聚氨酯涂料优良的耐磨、柔韧等性能。聚氨酯常用作发泡性塑料和发泡性胶黏剂。由于为可发泡性材料 故其在固化过程中 一般来说没有收缩率 具有比环氧树脂较低的内应力。硅橡胶【 液体硅橡胶具有良好的耐热、耐寒、耐臭氧、可靠性及工艺性这使它在电子元件、电器设备封装中具有更加优异的性能 是目前用于 对磁芯的软磁性能影响很小。本文将这三种树脂基体和填料按照一定配比混合而成的封装材料实验过程中 观察树脂基体与填料的相容性、、封装胶与磁芯的对磁芯封装后磁芯的电感值变化情况 确定对铁基非晶纳米晶磁芯磁性能影响最小的树脂基封装材料。根据 实验的结果 选取对磁芯软磁性能影响最小的树脂基体作为本实验封装胶的基体 并且能够确定填料的最好加入量。以下实验测试都是针对此种树脂基体和最优加入填料量固化成的封装材料进行的。 浸胶后磁芯金相观察将浸胶后的磁芯经过各号砂纸打磨后 进行抛光 最终制备成金相试样。金相样品的观察采用立式 型金相显微镜 并对磁芯的显微组织进行拍照、观察和分析。 不同封装方式对磁芯电感的影响采用树脂浸渍法和装壳对磁芯封装 测试磁芯的电感变化比 比较这两种封装方式的优劣。 章磁芯封装技术研究封装材料阻燃性能测试本实验采用氧指数表征材料聚合物的阻燃性。氧指数法测定聚合物材料阻燃性是指在规定的试验条件下 在氧、氮混合气流中测定刚好维持试样燃烧所需的最低氧浓度 并用混合气体中氧含量的体积百分数表示。其中 按下式计算氧指数 为氧气流量为氮气流量 。将在模具中制备好的硅橡胶基复合材料 按照国家电气材料标准 制成 的长方体试样 见图 采用顶端点燃法点燃试样。观察其燃烧情况 并计算材料的氧指数。图 阻燃性能试样 章磁芯封装技术研究结果讨论与分析 封装胶对铁基非晶纳米晶磁芯电感的影响填料 树脂 为聚氨酯基和硅橡胶封装胶中不同含量填料对磁芯电感的影响。从图可知 填料对封装胶的性能有很大的影响。对于聚氨酯而言 开始随填料的加入量电感下降量减少 但填料加入量达到一定时 电感下降量反而增多。当填料加入量为 。对于环氧树脂填料加入后 磁芯电感变化并没有一定的趋势 但在 上下波动。对于硅橡胶而言 随着封装胶中填料含量的增多 磁芯电感值下降量减少。当填料加入量为 磁芯电感下降仅为达到最好的效果。树脂在固化过程中有内应力的产生 其主要原因是封装胶固化时存在收缩率和收缩力 理论上加入填料可以改善这种情况 而且填料加入的量越多好 并且还能降低成本。但是填料加入量过多 使封装胶的粘度大大增加 流动性能下降 浸渍性能变差 封装效果不好。试验中 当粉末填料加入量超过 硅橡胶粘度剧增磁芯封装后表面不平整 且表面封装的胶层过厚 使磁芯磁性能变差。 树脂基体的确定由 研究结果可知 相对于硅橡胶 环氧树脂基、聚氨酯基封装胶对第 章磁芯封装技术研究磁芯的电感影响较大。因而单从封装后对磁芯软磁性能的影响方面 可知硅橡胶更适合用于非晶纳米晶磁芯的封装。以下性能测试及分析都是对硅橡胶基封装材料而言的。 封装后铁基非晶纳米晶磁芯的金相分析 木加填料时磁芯浸胶后金相 加入 份填料时磁芯浸胶后的金相图 磁芯浸胶后的金相显微照片 分别为未加填料和填料加入质量比时的硅橡胶封装胶对磁芯封装后 倍镜下的金相显微照片。由金相显微照片图可知 无论是加入 份填料还是未加入填料时的硅橡胶基封装胶 对磁芯进行封装后都没浸入磁芯内部。分析其原因可能是封装胶的粘度较大 流动性较差 且所用固化剂固化时间短 封装胶还未浸入磁芯内部已在磁芯表面固化。由上述分析可知 硅橡胶封装胶对磁芯电感的影响主要取决于不同填料含量硅橡胶固化时的内应力和涂在磁芯表面胶层的厚度。随着填料含量多时 封装胶固化时的收缩力和体积收缩率降低 对磁芯电感值的影响减少。由于填料增多 封装胶的粘度变大 导致磁芯表面胶层的厚度增加 磁芯的电感值下降。但前者是磁芯电感下降的主要原因。 不同封装方式对磁芯电感的影响图 为浸胶和装壳两种封装方式对磁芯电感的影响。由图 可知 浸胶封装电感下降值为比装壳封装低 。故当填料加入量为 采用浸胶方式对磁芯进行封装效果更好。图不同封装方式对磁芯电感的影响 硅橡胶基封装材料阻燃性的分析大部分聚合物材料的阻燃性不好 通常极易燃烧。故本文对封装材料进行了阻燃性能测试 其结果见表 试样在不同氧含量时的燃烧情况氧气 氮气比例 试样燃自熄点不燃很难点燃能点燃 可以烧状况但可以燃烧维持平稳燃烧由表 可知 硅橡胶基封装材料的氧指数大概为 左右 故又精确的测试其有限氧指数 为试样在不同氧含量时的燃烧时间。表试样在不同氧含量时的燃烧时间 氧气 氮气比例 试样 燃烧时间 试样 燃烧时间 试样 燃烧时间 章磁芯封装技术研究由表可知 硅橡胶基封装胶的有限氧指数为 可知该材料为阻燃性材料 在空气中自熄 满足作为电子封装材料在阻燃性的要求 具有一定的应用价值。 小结本节以环氧树脂、聚氨酯和硅橡胶三种基体 加入粉末丁腈橡胶和一定的辅助剂 制成封装胶后 对铁基非晶纳米晶磁芯进行封装 重点研究了以硅橡胶作为基体的封装材料 主要研究了硅橡胶封装胶中填料对磁芯电感的影响 并比较了树脂浸渍法和装壳两种封装方式的优劣 最后测试了硅橡胶封装胶的阻燃性能。研究发现 用硅橡胶基封装胶封装磁芯后对磁芯磁性能的影响比环氧树脂基和聚氨酯基封装胶小 因而硅橡胶更适合作为磁芯封装胶的基体。当液体硅橡胶 固化水 稀释剂 粉末填料 磁芯封装后电感下降仅为 达到最好的效果 用此配比制成的封装胶 采用树脂浸渍法封装磁芯 磁芯电感下降比装壳方式低 并对此时材料的进行阻燃性测试 其氧指数为 为阻燃性材料。综上 可知硅橡胶基封装胶具有一定的应用价值。在未来的工作中 我们还应进一步测试此硅橡胶基封装材料的多项性能 如剥离性、介电常数、力学冲击性能等 最终确定其的应用前景。但对电抗器磁芯封装 需要封装胶完全进入到磁芯带材层与层之间 并且具有很高的强度 采用上述的硅橡胶封装胶是无法满足要求的 因而下面选用环氧树脂封装胶作为磁芯固化胶。 电抗器磁芯固化胶研究由于上述硅橡胶基封装材料强度小 粘度大 无法满足电抗器磁芯封装材料的要求 故接下来选用环氧树脂胶作为电抗器磁芯封装胶的基体树脂 研究了不同稀释剂含量、固化条件及固化后处理对磁芯的影响。 环氧树脂胶概述环氧树脂作为电子绝缘封装胶‘ 具有以下优点 粘接性能好 强度高 含有羟基、醚键等极性基团

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