CN101521087A - 一种电感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子电器领域，提供了一种电感器及其制造方法，所述电感器包括：铁氧体基材，设置于所述铁氧体基材内的导电线圈以及位于所述铁氧体基材的两个端部用于电连接所述导电线圈的端电极；所述导电线圈包括：螺旋状层层相连的多层电极图案，所述多层电极图案之间通过电连接元件电连接，形成类椭圆形螺旋状。在本发明提供的电感器中，导电线圈采用类椭圆形螺旋结构，使得电感器能够实现特定的电感特性和阻抗特性，将电感器和磁珠集成为一体。

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

随着电子技术的不断发展，尤其是体积的不断缩小，对电感器的要求也越来越高；为适应这一发展趋势，电感器主要向着片式化、小型化、集成化、复合化的趋势发展。其中片式化、小型化和集成化发展最为迅速，复合化相对技术要求较高，发展相对缓慢。随着片式化、小型化和集成化技术的不断接近技术极限，复合化技术不得不承担进一步减小电感器相对空间占用率的使命。作为三大元件之一的电感器，其复合化目前主要在片式滤波器方面。

电感器根据其应用的特性分为：电感器和磁珠；其中电感器作为储能元件主要体现了电感特性，而磁珠作为能量转换元件主要体现了阻抗特性。

现有技术中一般采用单独应用、独立设计：当需要与其它元件组成滤波电路或谐振电路时，主要使用其电感特性，设计电感器时主要着重于提高品质因数、降低杂散电容、提高自谐频率等；当需要其作为噪声抑制元件时，主要使用其阻抗特性，设计磁珠时主要着重于提高阻抗、降低直流电阻、提高额定电流等。在电路设计中，一般单独在电感器的前段或后段设计一个或多个磁珠进行噪声抑制。如果将电感器和磁珠复合为一体，将节省一个以上元件所占用的空间。目前还未见将电感器和磁珠复合化技术。

然而，随着电子产品日趋小型化，电感器复合化的发展要求日趋强烈，对于同时具有电感特性和阻抗特性的电感器的要求也愈发强烈。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种同时具有特定电感特性和阻抗特性的电感器。

本发明实施例是这样实现的，一种电感器，包括：铁氧体基材，设置于所述铁氧体基材内的导电线圈以及位于所述铁氧体基材的两个端部用于电连接所述导电线圈的端电极；所述导电线圈包括：

螺旋状层层相连的多层电极图案，所述多层电极图案之间通过电连接元件电连接，形成类椭圆形螺旋状。

本发明的目的还在于提供一种电感器的制造方法，包括下述步骤：

制备下层铁氧体基片并烘干；

在所述下层铁氧体基片上印刷第一层导线并烘干，所述第一层导线的一端用于与端电极的连接，第一层导线的另一端印刷第一层连接点并烘干；

在印有第一层导线和第一层连接点的下层铁氧体基片上制作一层中间铁氧体膜并烘干，所述连接点穿透所述中间铁氧体膜并显露出来；

在所述铁氧体膜上印刷第二层导线并烘干，所述第二层导线的一端通过所述第一层连接点与所述第一层导线连接端连接，第二层导线的另一端印刷第二层连接点并烘干；

在印有第二层导线和第二层连接点的铁氧体膜上再制作一层中间铁氧体膜并烘干，所述连接点穿透所述中间铁氧体膜并显露出来；

在所述铁氧体膜上印刷第三层导线并烘干，所述第三层导线的一端通过所述第二层连接点与所述第二层导线连接端连接，第三层导线的另一端印刷第三层连接点并烘干；

根据导电线圈的圈数重复上述步骤直至达到设计要求；

在最后一层中间铁氧体膜上印刷的最后一层导线的一端与显露出的连接点连接，另一端用于与端电极连接；

在最后一层中间铁氧体膜上制作上层铁氧体基片并烘干；

将在所述下层铁氧体基片、中间铁氧体膜以及上层铁氧体基片形成的积层结构之铁氧体坯体通过低温烧结形成独石结构的埋置有金属导体线圈的陶瓷片，然后在对应的两个端部分别制作端电极与内部线圈连接。

在本发明实施例提供的电感器中，导电线圈采用类椭圆形螺旋线圈结构，使得电感器同时具有特定的电感特性和阻抗特性，实现了电感器和磁珠的复合化。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电感器的结构图；

图2是本发明实施例提供的导电线圈的结构图；

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。

在本发明实施例提供的电感器中，导电线圈采用类椭圆形螺旋线圈结构，使得电感器同时具有特定的电感特性和阻抗特性。

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：铁氧体基材1，设置于铁氧体基材1内的导电线圈2以及位于铁氧体基材1的两个端部用于电连接导电线圈2的端电极3；导电线圈2进一步包括：螺旋状层层相连的多层电极图案，多层电极图案之间通过电连接元件电连接。

作为本发明的一个实施例，多个绝缘层分别间隔在相邻的电极图案层之间。导电线圈中位于相邻电极图案层之间的绝缘层开设有通孔，电连接元件是设置于通孔中电连接相邻的电极图案层的导体。

铁氧体基材1为Ni-Zn-Cu软磁铁氧体材料，导电线圈2为类椭圆形螺旋结构，即由两个半圆和两段直线段构成，两个半圆的弧度等于π，令半圆直径为D，令直线段长度为L，直线段间距为d，则d＝D，L<D。导电线圈2采用这种类椭圆结构可实现同时具有较高电感量、较高阻抗值、较高自谐频率的特性。

在本发明实施例中，为了提高电感器的额定电流，通过增加其厚度尺寸达到相对提高额定电流的效果；电感器的基体尺寸为2.0mm×1.25mm×1.2mm，厚度尺寸为1.2mm。同样，根据自谐频率的理论公式 $\mathrm{SRF}=1/\left(2\mathrm{\&pi;}\sqrt{\mathrm{LC}}\right)$ 和电容的理论公式C＝ε0εiS/d可知：铁氧体基材1选择具有较低介电常数ε和较高截至频率f的Ni-Zn-Cu软磁铁氧体B材；导电线圈2采用类椭圆形螺旋线圈结构，可以适当降低其分布电容，适当减小各层线圈线条间相对有效面积和各层线圈间的距离，进一步提高自谐频率。本发明实施例提供的电感器的电感量为4.7μH±10％，自谐频率大于等于50MHz，阻抗值为2500Ω±25％，额定电流为0.2A。作为本发明的一个实施例，导电线圈2的材料选用Ag，其相对电阻率较低、性能稳定、工艺成熟且成本低。

作为本发明的一个实施例，端电极3包括三层金属导体，第一层为含铅银层，第二层为镍层，第三层为锡-铅合金层。

图2示出了本发明实施例提供的导电线圈的结构，为了便于说明，现结合电感器的制造方法详述如下。

电感器的制造方法主要包括下述步骤：

(1)制备下层铁氧体基片11并烘干；

(2)在下层铁氧体基片11上印刷第一层导线21并烘干，第一层导线21的一端用于与端电极31的连接，第一层导线21的另一端印刷第一层连接点41并烘干；

(3)在印有第一层导线21和第一层连接点41的下层铁氧体基片上制作一层中间铁氧体膜51并烘干，连接点41穿透中间铁氧体膜51并显露出来；

(4)在铁氧体膜上印刷第二层导线22并烘干，第二层导线22的一端通过第一层连接点41与第一层导线连接端连接，第二层导线22的另一端印刷第二层连接点42并烘干；

(5)在印有第二层导线22和第二层连接点42的铁氧体膜上再制作一层中间铁氧体膜52并烘干，连接点42穿透中间铁氧体膜52并显露出来；

(6)在铁氧体膜上印刷第三层导线23并烘干，第三层导线23的一端通过第二层连接点与第二层导线连接端连接，第三层导线23的另一端印刷第三层连接点43并烘干；

(7)根据线圈的圈数重复上述步骤直至达到设计要求；

(8)在最后一层中间铁氧体膜上印刷的最后一层导线2n的一端与显露出的连接点连接，另一端用于与端电极32连接；

(9)在最后一层中间铁氧体膜制作上层铁氧体基片12并烘千；

(10)将在下层铁氧体基片11、中间铁氧体膜以及上层铁氧体基片12形成的积层结构之铁氧体坯体通过低温烧结形成独石结构的埋置有金属导体线圈的陶瓷片，然后在对应的两个端部分别制作端电极与内部线圈连接。

进一步包括步骤：切割，排胶，烧结，倒角，涂银以及端头处理。作为本发明的一个实施例，烧结时采用低温烘烤工艺保证成型坯体干燥后收缩的一致性。烘干时的温度采用53°或53°以下的温度。

本发明实施例提供的电感器具有特定的电感特性和阻抗特性，电感量为4.7μH，阻抗值为2500(±25％)Ω，额定电流为0.2A；既可以应用于特定滤波或谐振电路，又可以用于特定的杂波抑制线路上；在电路中，该电感器可以和其它元件组成滤波或谐振电路，同时又可以吸收高频噪声而达到抑制干扰的作用，这样在电路中节省一个元件的空间。

在本发明实施例提供的电感器中，导电线圈采用类椭圆形螺旋线圈结构，使得电感器同时具有电感特性和阻抗特性。

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 (10)

1、一种电感器，包括：铁氧体基材，设置于所述铁氧体基材内的导电线圈以及位于所述铁氧体基材的两个端部用于电连接所述导电线圈的端电极；其特征在于，所述导电线圈包括：

螺旋状层层相连的多层电极图案，所述多层电极图案之间通过电连接元件电连接，形成类椭圆形螺旋状。

2、如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述类椭圆形包括：两个半圆和两个直线段，所述半圆的弧度为π，所述半圆的直径等于所述两个直线段的间距，所述直线段的长度小于所述半圆的直径。

3、如权利要求1所述的电感器，其特征在于，多个绝缘层分别间隔在所述相邻的电极图案层之间。

4、如权利要求3所述的电感器，其特征在于，所述绝缘层开设有通孔，所述电连接元件是设置于所述通孔中电连接相邻的电极图案层的导体。

5、如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述铁氧体基材为Ni-Zn-Cu软磁铁氧体材料。

6、如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述导电线圈为银。

7、如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述端电极包括三层金属导体，第一层为含铅银层，第二层为镍层，第三层为锡-铅合金层。

8、一种权利要求1所述的电感器的制造方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

制备下层铁氧体基片并烘干；

在所述下层铁氧体基片上印刷第一层导线并烘干，所述第一层导线的一端用于与端电极的连接，第一层导线的另一端印刷第一层连接点并烘干；

在印有第一层导线和第一层连接点的下层铁氧体基片上制作一层中间铁氧体膜并烘干，所述连接点穿透所述中间铁氧体膜并显露出来；

在所述铁氧体膜上印刷第二层导线并烘干，所述第二层导线的一端通过所述第一层连接点与所述第一层导线连接端连接，第二层导线的另一端印刷第二层连接点并烘干；

在印有第二层导线和第二层连接点的铁氧体膜上再制作一层中间铁氧体膜并烘干，所述连接点穿透所述中间铁氧体膜并显露出来；

在所述铁氧体膜上印刷第三层导线并烘干，所述第三层导线的一端通过所述第二层连接点与所述第二层导线连接端连接，第三层导线的另一端印刷第三层连接点并烘干；

根据导电线圈的圈数重复上述步骤直至达到设计要求；

在最后一层中间铁氧体膜上印刷的最后一层导线的一端与显露出的连接点连接，另一端用于与端电极连接；

在最后一层中间铁氧体膜上制作上层铁氧体基片并烘干；

将在所述下层铁氧体基片、中间铁氧体膜以及上层铁氧体基片形成的积层结构之铁氧体坯体通过低温烧结形成独石结构的埋置有金属导体线圈的陶瓷片，然后在对应的两个端部分别制作端电极与内部线圈连接。

9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述烘干的温度为53°以下。

10、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述烘干的温度为53°。

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