CN101819870B - 一种叠层线圈元器件的电感量调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叠层线圈元器件的电感量调整方法，适用的叠层线圈元器件是已叠层成型尚未烧结的叠层成型体，线圈磁芯是由磁性陶瓷材料形成的至少两叠层的陶瓷层，陶瓷层上形成有图案的内部电极，所述内部电极之间依序连接在其叠层方向上环绕成线圈状的连接点，其特征在于：沿所述叠层成型体的叠层方向单向施加压力，使所述陶瓷层的厚度相对于其受压力之前减小，将叠层线圈元器件的电感量调整增大。本发明的方法可以在不改变叠层结构的情况下，对未烧结的叠层成型体的电感量进行调整，使其电感量适度增大。在同样的叠层成型条件下，即使用材料、线圈匝数和匝间距相同条件下，依据本发明的方法可以根据实际情况制作不同电感量的叠层线圈元器件。
Description
技术领域
本发明涉及叠层陶瓷元器件，特别是涉及一种叠层线圈元器件的电感量调整方法。
背景技术
现有调整叠层线圈元器件电感量的方法都是在叠层线圈元器件叠层成型前或成型时进行的，包括在叠层成型前通过增减内电极线圈包围面积进行调整，先设计内电极线圈包围面积不同的图案，再将图案制作菲林胶片，然后根据菲林胶片制作成有图案的可印刷的丝网，以及在叠层成型时通过增减环绕线圈的匝数或者增减线圈之间陶瓷层膜的厚度进行调整。对于已经叠层成型后的叠层线圈元器件至今尚未见有对其电感量进行调整的有效方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种叠层线圈元器件的电感量调整方法。
本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。
这种叠层线圈元器件的电感量调整方法，适用的叠层线圈元器件是已叠层成型尚未烧结的叠层成型体，线圈磁芯是由磁性陶瓷材料形成的至少两叠层的陶瓷层，所述陶瓷层上形成有图案的内部电极，所述内部电极之间依序连接在其叠层方向上环绕成线圈状的连接点。
这种叠层线圈元器件的电感量调整方法的特点是：
沿所述叠层成型体的叠层方向单向施加压力，使所述陶瓷层的厚度相对于其受压力之前减小，将叠层线圈元器件的电感量调整增大。
由于在叠层方向层压时，陶瓷层向四周扩散的程度远远小于其在叠层次方向上收缩程度，可以忽略在垂直于叠层方向上的扩散，而视内部环绕线圈包围的面积在单向施加设定的压力下是不变的。根据电感量计算公式L＝μ0μrNaS/l(式中：μ0为真空的磁导率，μr为陶瓷材料的初始磁导率，N为内部电极环绕线圈的匝数，a为内部电极环绕线圈之间的耦合系数[1≤a≤2]，S为印刷线圈包围的面积，l为磁路长度。)，叠层线圈元器件在叠层成型后，沿其叠层方向单向施加设定的压力于叠层成型体，内部环绕线圈的匝间距会减小，导致其磁路长度减小，而其印刷线圈包围的面积不变，线圈的匝数也没有变化，环绕线圈间的耦合系数反而会因磁路长度的减小而变大，从而，使叠层线圈元器件的电感量增大。
本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。
所述单向施加压力是采用层压机单向加压。
所述单向加压的压力为35～45公斤/平方厘米，加压的时间为24～26秒。
所述单向加压的压力属于陶瓷层可承受范围内，不会出现陶瓷层受压力过大而导致的断裂、厚度不均匀现象。由于单向施加的设定压力不能超过陶瓷层所承受的压力，因此，影响其厚度的变化是在有限范围内，致使本发明的电感量调整范围是有限的。
所述内部电极的图案包括方形和圆形。
所述内部电极的图案包括3/4个线圈形状、7/8个线圈形状和1/2个线圈形状。
在单向加压后用切割机将所述叠层成型体切割成所要求尺寸的胚体。
在切割后进行烧结热处理将切割后胚体处理成所要求物理性能和化学性能的陶瓷体。
所述烧结热处理是将切割后的胚体均匀放置于氧化铝匣钵中，再将氧化铝匣钵堆放于隧道炉中按设定的烧结曲线进行。
所述烧结曲线中的最高温度是830～850℃，最高温度处理的时间是1.8～2.2小时。
本发明与现有技术对比的有益效果是：
本发明的方法可以在不改变叠层结构的情况下，对未烧结的叠层成型体的电感量进行调整，使其电感量适度增大。在同样的叠层成型条件下，即使用材料、线圈匝数和匝间距相同条件下，依据本发明的方法可以根据实际情况制作不同电感量的叠层线圈元器件。
附图说明
图1是一个叠层线圈元器件各层陶瓷层分开表示的实例的透视图；
图2是叠层线圈元器件垂直于叠层方向且重叠于叠层成型体长度方向的中心剖面图；
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明的方法进行说明。
一种叠层线圈元器件的电感量调整方法，适用的叠层线圈元器件是如图1所示的已叠层成型尚未烧结的叠层成型体。线圈磁芯是由磁性陶瓷材料形成的十二叠层的陶瓷层10，陶瓷层10上形成有3/4个方形线圈图案的内部电极11，内部电极11之间依序连接在其叠层方向上环绕成线圈状的连接点12。
电感量调整方法是将与单个叠层成型体的厚度一致的尚未切割的多个产品BAR块，放置在层压机平台上，产品BAR块的下面铺垫一面积大小与BAR块相当的表面光滑不锈钢板，产品BAR块的表面覆盖一面积大小与BAR块相当的表面光滑的聚氨酯胶片，要求三者的中心重合，层压机的压力装置的中心与产品BAR块的中心重合，从聚氨酯胶片垂直于产品BAR块的叠层方向往下单向施加压力，压力为35～45公斤/平方厘米，加压的时间为24～26秒。
上述单向加压使陶瓷层的致密度变大，厚度则相对于其受压力之前减小，也就是使其内部重叠于叠层方向环绕线圈之间的陶瓷层的厚度减小，由于整个环绕线圈的的磁路长度随着减小，可以将叠层线圈元器件的电感量适度调整增大。
在单向加压后用切割机将已单向加压的产品BAR块用切割机切割成所要求的一定尺寸大小的叠层成型胚体。
在切割后进行烧结热处理将切割后胚体处理成所要求物理性能和化学性能的陶瓷体。
烧结热处理是将切割后的胚体均匀放置于氧化铝匣钵中，再将氧化铝匣钵堆放于隧道炉中按设定的烧结曲线进行。
烧结曲线中的最高温度是830～850℃，最高温度处理的时间是1.8～2.2小时。
在相同的工艺条件下，采用本发明方法的单向加压产品与未单向加压产品的电感量差异如下表所示。材料烧结收缩率0.8。
| 测试项目 | 内部电极圈数 | 产品设计的匝间距 | 未烧结的实际匝间距 | 烧结后电感量 |
| 未单向加压 | 10.5 | 20μm | 20.0μm | 46.0nH |
| 单向加压 | 10.5 | 20μm | 19.2μm | 47.5nH |
上表中的电感量差异表明，在相同工艺条件下，采用本发明方法的单向加压产品比未单向加压的产品的电感量增大3.3％。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (9)
1.一种叠层线圈元器件的电感量调整方法，适用的叠层线圈元器件是已叠层成型尚未烧结的叠层成型体，线圈磁芯是由磁性陶瓷材料形成的至少两叠层的陶瓷层，所述陶瓷层上形成有图案的内部电极，所述内部电极之间依序连接在其叠层方向上环绕成线圈状的连接点，其特征在于：
沿所述叠层成型体的叠层方向单向施加压力，使所述陶瓷层的厚度相对于其受压力之前减小，将叠层线圈元器件的电感量调整增大。
2.如权利要求1所述的叠层线圈元器件的电感量调整方法，其特征在于：
所述单向施加压力是采用层压机单向加压。
3.如权利要求1或2所述的叠层线圈元器件的电感量调整方法，其特征在于：
所述单向加压的压力为35～45公斤/平方厘米，加压的时间为24～26秒。
4.如权利要求3所述的叠层线圈元器件的电感量调整方法，其特征在于：
所述内部电极的图案包括方形或圆形。
5.如权利要求4所述的叠层线圈元器件的电感量调整方法，其特征在于：
所述内部电极的图案包括3/4个线圈形状、7/8个线圈形状和1/2个线圈形状中的一种。
6.如权利要求5所述的叠层线圈元器件的电感量调整方法，其特征在于：
在单向加压后用切割机将所述叠层成型体切割成所要求尺寸的胚体。
7.如权利要求6所述的叠层线圈元器件的电感量调整方法，其特征在于：
在切割后进行烧结热处理将切割后胚体处理成所要求物理性能和化学性能的陶瓷体。
8.如权利要求7所述的叠层线圈元器件的电感量调整方法，其特征在于：
所述烧结热处理是将切割后的胚体均匀放置于氧化铝匣钵中，再将氧化铝匣钵堆放于隧道炉中按设定的烧结曲线进行。
9.如权利要求8所述的叠层线圈元器件的电感量调整方法，其特征在于：
所述烧结曲线中的最高温度是830～850℃，最高温度处理的时间是1.8～2.2小时。
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