CN101441921B - 一种电感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子电气领域，提供了一种电感器及其制造方法，电感器包括：下介质层；形成于所述下介质层上的多个电感单元；连接至所述电感单元的两个端部的端电极；所述多个电感单元之间通过所述端电极连接；以及上介质层，与所述附着有多个电感单元的下介质层结合；所述电感单元包括：内电极，附着于所述下介质层上；以及绝缘介质层，覆盖于所述内电极上；所述内电极为平面结构。本发明提供的电感器采用叠层平面式结构，提高了电感器的额定直流电流，有利于提高电感器的质量可靠性。

Description

一种电感器及其制造方法

技术领域

本发明属于电子电器领域，尤其涉及一种电感器及其制造方法。

背景技术

电子设备不断的小型化，相应的电子元器件也越来越趋于小型化、片式化、集成化。目前，电子元器件小型化尺寸已接近极限，因此为进一步提高空间利用率，集成化是不可避免的趋势。典型的小型化电子元器件如印刷电路板，尤其是多层印刷电路板更是电子元器件集成化不可或缺的结构。

多层印刷电路板除能制成众所周知的集成电路板之外，还可以应用其叠层技术，制造出叠层片式的大电流电感器、电容器等。以电感器为例，传统的电感器由双股铜导线绕在磁芯上形成，带有引脚基座或为直引线结构；一般体积较大，而且不便于表面贴装。目前也有体积小、可表面贴装的线绕电感器，由于属组装结构，因此在机械性能和可靠性方面较差。当采用多层印刷电路板方式时，可利用多层电路板的叠层技术，将多个线圈集成在单个大电流电感器中，多个线圈相互之间在空间上相互独立。

叠层片式大电流电感器要求具有较低的电感量，依据公式L＝μiN2 Ae/Ie，μi为材料的初始磁导率，N为印刷圈数，Ae为有效磁通面积，Ie为有效磁路长度，可知电感量与磁导率、有效面积、线圈圈数成正比。根据不同的铁氧体抑制材料，有不同的最佳抑制频率范围，与磁导率有关。通常材料的磁导率越高，适用抑制的频率就越低。因此叠层片式大电流电感器要求基体原材料具有很低的初始磁导率(μi)，同时线圈结构相对简单，以相对提高自谐频率；线圈电极材料应具有较低的电阻率，以提高额定直流电流。而现有技术中叠层片式电感器的额定直流电流小导致电感器使用的可靠性低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电感器，旨在解决现有电感器的额定直流电流小导致使用的可靠性低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种电感器，包括：下介质层；形成于所述下介质层上的多个电感单元；连接至所述电感单元的两个端部的端电极；所述多个电感单元之间通过所述端电极连接；以及上介质层，与附着有多个电感单元的所述下介质层结合；所述电感单元包括：

内电极，附着于所述下介质层上；以及

绝缘介质层，覆盖于所述内电极上；所述内电极为平面结构；所述内电极的结构为平面S形开口式丝网设计。。

本发明实施例的另一目的在于提供一种电感器的制造方法，所述方法包括下述步骤：

形成下介质层；

在所述下介质层上按照设定的图形形成平面结构的内电极；

在所述内电极上覆盖绝缘介质层；

重复在所述下介质层上按照设定的图形形成平面结构的内电极以及在所述内电极上覆盖绝缘介质层步骤直至多个电感单元形成完毕；

在附着有多个电感单元的所述下介质层上形成上介质层；所述设定的图形为平面S形开口式丝网设计。

本发明实施例提供的电感器采用叠层平面式结构，提高了电感器的额定直流电流，有利于提高电感器的质量可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电感器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的具有六个电感单元的电感器的结构图；

图3是本发明实施例提供的内电极的结构图；

图4是本发明实施例提供的电感器制造方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的电感器采用叠层平面式结构，提高了电感器的额定直流电流。

图1示出了本发明实施例提供的电感器的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下。

电感器包括：下介质层1，形成于下介质层1上的多个电感单元2，连接至电感单元2的两个端部的端电极3，多个电感单元之间通过端电极3连接；以及上介质层4，与附着有多个电感单元2的下介质层1结合。其中，电感单元2包括内电极21，附着于下介质层1上；以及绝缘介质层22，覆盖于内电极21上；其内电极21为平面结构。作为本发明的一个实施例，内电极21的图形为S形平面结构，制作内电极21的材料为银。

在本发明实施例中，下介质层1与上介质层4均为铁氧体材料形成。下介质层1的厚度为0.95mm。上介质层4的厚度为0.55mm。而绝缘介质层22的厚度为40um。

为了进一步说明本发明实施例提供的电感器，图2示出了本发明实施例提供的具有六个电感单元的电感器的结构，详述如下。

电感器包括上介质层4、下介质层1以及位于上介质层4与下介质层1之间的六个电感单元2，其中每个电感单元进一步包括：内电极21以及绝缘介质层22。由导电线圈构成内电极21，其中内电极21的结构如图3所示，采用平面S形开口式丝网设计，可以提高自谐频率；而导电线圈的线径为0.5mm，从导电线圈的端部引出端电极，作为本发明的一个实施例，端电极包括三层金属导体，第一层(底层)为含铅银层，第二层(中间层)为镍层，第三层(外层)为锡-铅合金层。采用这种三层金属导体结构既可以波峰焊，也可以回流焊。采用叠层平面式结构的电感器可提高额定直流电流，同时使得电感器的使用可靠性高。

本发明实施例提供的电感器兼顾了电感器和磁珠的工作要求，可以广泛的应用于电磁兼容设计中，对高频电磁干扰的滤除效果要大大优于传统的滤波电路；即在低频段，阻抗值很小，电感量高，信号可以顺利通过；在高频段，阻抗值迅速上升，最大可达上百欧姆，且呈电阻性。这样高频噪声便被吸收，并转变为热量散发出去，从而达到抗电磁干扰的目的。同时，本发明实施例提供的电感器满足0.047μH电感器的工作条件，可用于谐振和与其它元件组成功能电路(如滤波、谐振等)，且自谐频率须大于100MHz，可长时间正常工作在6A的直流电流下。

图4示出了本发明实施例提供的电感器制造方法的流程图，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下。

在步骤S41中，形成下介质层，下介质层为铁氧体材料形成；在形成下介质层步骤之前进一步包括：配料，制浆以及制带。

其中，配料步骤具体包括：采用NiZn系软磁铁氧体研磨并均匀混合36小时至粒径为1.0μm，150℃烘干，80目过筛制得。

而制浆步骤具体包括：(1)取NiZn系软磁铁氧体A材粉料与粘合剂、溶剂、增塑剂充分球磨混合成粘度为80Pa·S的制带浆料，粘合剂∶溶剂∶增塑剂∶NiZn系软磁铁氧体A材粉料的重量比例为20∶100∶10∶100，上述溶剂为醋酸正丙酯与异丁醇按重量比90∶25配置的混合物；(2)取NiZn系软磁铁氧体A材粉料与粘合剂、溶剂、增塑剂充分球磨混合成粘度为200Pa·S的制带浆料，粘合剂∶溶剂∶增塑剂∶NiZn系软磁铁氧体A材粉料的重量比例为20∶100∶10∶100，上述溶剂为醋酸正丙酯与异丁醇按重量比100∶33配置的混合物。

制带步骤具体包括：将配置好的制带浆料置于漏斗式射料盒内，在钢带上进行流延成厚度为70μm的料带，并经烘箱100℃烘干备用。

作为本发明的一个实施例，将上述制备好的料带按设计厚度形成下介质层，下介质层的厚度为0.95mm。

在步骤S42中，在下介质层上按照设定的图形形成平面结构的内电极；内电极的图形为S形平面结构(如图3所示)，通过印刷的方式在下介质层上形成内电极；内电极的材料采用纯银浆料，印刷后将内电极浆料采用烘烤的方式烘干。

在步骤S43中，在内电极上覆盖绝缘介质层；采用印刷的方式将绝缘介质层完全覆盖在内电极上，印刷的绝缘介质层厚度为40μm，印刷后将NiZn系软磁铁氧体A材粉料绝缘介质浆料采用烘烤的方式烘干。

在步骤S44中，重复步骤S42和步骤S43直至多个电感单元形成完毕，作为本发明的一个实施例，依次重复步骤S42和步骤S43直至6层电感单元形成完毕。

在步骤S45中，在附着有多个电感单元的下介质层上形成上介质层，上介质层的厚度为0.55mm，通过热水均压的方式将上介质层与印刷有NiZn系软磁铁氧体A材粉料绝缘介质层的下介质层结合。上介质层为铁氧体材料形成。

在本发明实施例中，电感器制造方法进一步包括步骤：切割，排胶，烧结，倒角，涂银以及端头处理。

切割步骤具体包括：将制作好的电感器基片切割成4532规格生坯尺寸，制得电感器单个基片。

排胶步骤具体包括：将切割后的电感器基片放置在排胶炉内排除其中的有机成分，排胶温度为270℃，排胶时间为51小时。

烧结步骤具体包括：将排胶后的电感器基片放置在烧结炉内烧结成瓷体，烧结温度为890℃，烧结时间为6小时。

端头处理步骤具体包括：将制作好端电极的电感器的两端电极依次经过电镀镍、锡铅合金，即制得4532规格电感量为47(±10％)μH电感器(50MHz/50mv条件下测试)，其额定电流6.0A，Q值≥16(50MHz/50mv条件下测试)，阻抗32(±25％)Ω(100MHz/50mv条件下测试)；直流电阻≤5mΩ(1mA条件下测试)，自谐频率≥300MHz，工作温度范围在-55℃～+125℃的成品。

本发明实施例提供的电感器采用叠层平面式结构，提高了电感器的额定直流电流，有利于提高电感器的质量可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电感器，包括下介质层；形成于所述下介质层上的多个电感单元；连接至所述电感单元的两个端部的端电极；所述多个电感单元之间通过所述端电极连接；以及上介质层，与附着有多个电感单元的所述下介质层结合；其特征在于，所述电感单元包括：

内电极，附着于所述下介质层上；以及

绝缘介质层，覆盖于所述内电极上；所述内电极为平面结构；

所述内电极的结构为平面S形开口式丝网设计。

2.如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述下介质层的厚度为0.95mm。

3.如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述上介质层的厚度为0.55mm。

4.一种电感器的制造方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

形成下介质层；

在所述下介质层上按照设定的图形形成平面结构的内电极；

在所述内电极上覆盖绝缘介质层；

重复在所述下介质层上按照设定的图形形成平面结构的内电极以及在所述内电极上覆盖绝缘介质层步骤直至多个电感单元形成完毕；

在附着有多个电感单元的所述下介质层上形成上介质层；

所述设定的图形为平面S形开口式丝网设计。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述形成下介质层步骤之前进一步包括：配料，制浆以及制带。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过印刷的方式在所述下介质层上按照设定的图形形成平面结构的内电极。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过热水均压的方式将附着有多个电感单元的所述下介质层与所述上介质层结合。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括步骤：

切割，排胶，烧结，倒角，涂银以及端头处理。

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