CN102826857A - 一种由低温共烧铁氧体生料带制成的片式电感元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种由低温共烧铁氧体生料带制成的片式电感元件，其包括：在铁氧体生料带上精确定位打孔；采用丝网印刷法，将通孔内填满银浆；在生料带上印刷银浆导体图形，同时为了避免在器件使用过程中温度过高导致Ag扩散，在银浆图形表面再印刷层低温玻璃保护涂层，防止Ag扩散导致器件失效；将印刷好的生料带按预先设计的层数和次序，依次放入紧密叠片模具中，等静压形成一个完整的多层基板坯体；将已等静压处理的坯体分割成特定小块；将所述特定小块放入炉中，升温至450℃保温3h排胶，再升到900℃保温烧结；降温过程中控制10h降至250℃，然后随炉自然冷却；将烧结后的电子元件刷银封端制作电极后，得到片式电感元件。
Description
本申请是分案申请，原申请的申请号：201110224466.6，申请日：2011-08-06，发明创造名称：低温共烧铁氧体生料带制成片式电感元件的方法。
技术领域
本发明涉及属于磁性材料制成片式电感元件的技术领域，具体是一种由低温共烧铁氧体生料带制成的片式电感元件以及制成片式电感元件的方法。
背景技术
电感对直流电流没有阻抗作用，而对交流电流有阻抗作用。当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。这就使得片式电感元件可以应用于移动通信终端的高频毫微亨级电感器等。片式叠层电感器尺寸小，集成度高、短小轻薄有利于电路的小型化；磁路封闭，不会干扰周围的元器件，也不会受临近元器件的干扰，有利于元器件的高密度安装；一体化结构，可靠性高；耐热性、可焊性好；形状规整，适合于自动化表面安装生产。对于铁氧体材料来说需要高初始磁导率，高居里温度，但是这2个是相互矛盾的，市场上的现有的用于片式电感生产的铁氧体生料带很难在保持高初始磁导率的同时，居里温度也高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种宽频高磁导率铁氧体生料带制成的片式电感元件。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种由低温共烧铁氧体生料带制成的片式电感元件，其包括：
1) 根据片式电感的结构设计，在制得的铁氧体生料带上精确定位打孔；
2) 采用丝网印刷法，将通孔内填满银浆；根据电路设计要求，在生料带上印刷银浆导体图形，同时为了避免在器件使用过程中温度过高导致Ag扩散，在银浆图形表面再印刷层低温玻璃保护涂层，防止Ag扩散导致器件失效；
3) 将印刷好的生料带按预先设计的层数和次序，依次放入紧密叠片模具中，等静压形成一个完整的多层基板坯体；
4) 将已等静压处理的坯体分割成特定小块；
5) 将所述特定小块放入炉中，以2℃/min升温至450℃保温3h排胶，再以2.5℃/min从450℃升到900℃保温3h进行烧结；降温过程中控制10h降至250℃，然后随炉自然冷却；
6) 将烧结后的电子元件刷银封端制作电极后，得到片式电感元件。
一种低温共烧铁氧体生料带制成片式电感元件的方法，其包括：
步骤1：低温共烧铁氧体生料带的制备：
1.1.分别称取主料中的各组分，该主料包括：Fe2O3 47-53mol%；NiO 18-25mol%；CuO 2-10mol%；ZnO 6-21mol%；Bi2O3 2-5mol%；将该主料湿磨后烘干过筛预烧，预烧后的铁氧体粉料加入添加剂二次湿磨得到预烧铁氧体粉料；
1.2.称取上述所制得的预烧铁氧体粉料，加入溶剂和分散剂球磨3-6h后，加入粘结剂和增塑剂球磨3-6h，经真空除泡后流延成型，干燥后得到低温共烧铁氧体生料带；
步骤2：片式电感元件的制备：
2.1．根据片式电感的结构设计，在制得的铁氧体生料带上精确定位打孔；
2.2．采用丝网印刷法，将通孔内填满银浆；根据电路设计要求，在生料带上印刷银浆导体图形，同时为了避免在器件使用过程中温度过高导致Ag扩散，在银浆图形表面再印刷层低温玻璃保护涂层，防止Ag扩散导致器件失效；
2.3．将印刷好的生料带按预先设计的层数和次序，依次放入紧密叠片模具中，等静压形成一个完整的多层基板坯体；
2.4．将已等静压处理的坯体分割成特定小块；
2.5．将所述特定小块放入炉中，以2℃/min升温至450℃保温3h排胶，再以2.5℃/min从450℃升到900℃保温3h进行烧结；降温过程中控制10h降至250℃，然后随炉自然冷却；
2.6．将烧结后的电子元件刷银封端制作电极后，得到片式电感元件；
所述添加剂包括的各组份与所述主料的重量百分比：V2O5 0-4%；Co2O3 0-3%；MnO 0-4%；MoO3 0-1%；
由所述的溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂构成的有机流延体系中，溶剂75-85wt%，分散剂1-5wt%，粘结剂3-10wt%，增塑剂1-5wt%；
采用的所述预烧铁氧体粉料与所述有机流延体系的重量比为2:3至18:7。
所述的溶剂包括：甲基乙基酮10-30 wt %，乙醇30-50 wt %，异丙醇30-50 wt %。
所述分散剂为蓖麻油，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
本发明具有的技术效果：
（1）本发明的铁氧体生料带具有以下优异的性能：高初始磁导率，高品质因素，高居里温度。用上述生料带制成的片式电感元件具有高电感量和品质因素，同时在电感元件的印刷银浆电路过程中涂覆了低温玻璃保护涂层，防止了器件在使用过程中Ag的扩散造成的器件失效。
（2）本发明制备的生料带表面平整、光滑，单层标准厚度65-75μm；生料带的烧结温度低，在900℃左右；
（3）烧成收缩率15-18%（X、Y轴）、15-18%（Z轴），能与Au，Ag等低熔点金属布线共烧，如图1所示；
（4）生料带具有优异的磁学性能：磁导率(100kHZ)高≥450H/m，电阻率≥109Ω·cm；
（5）生料带烧结体晶粒细小、分布均匀，气孔率低、结构致密，如图2所示。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1本发明生料带与银电极布线共烧SEM图；
图2 本发明的低温共烧NiCuZn铁氧体生料带微观结构SEM图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
实施例1：
本实施例的低温共烧铁氧体生料带制成片式电感元件的方法，包括：
步骤1：低温共烧铁氧体生料带的制备：
1.1.分别称取主料中的各组分，该主料包括：Fe2O3 47-53mol%；NiO 18-25mol%；CuO 2-10mol%；ZnO 6-21mol%；Bi2O3 2-5mol%；将该主料湿磨后烘干过筛预烧，预烧后的铁氧体粉料加入添加剂二次湿磨得到预烧铁氧体粉料；
1.2.称取上述所制得的预烧铁氧体粉料，加入溶剂和分散剂球磨3-6h后，加入粘结剂和增塑剂球磨3-6h，经真空除泡后流延成型，干燥后得到低温共烧铁氧体生料带；
步骤2：片式电感元件的制备：
2.1．根据片式电感的结构设计，在制得的铁氧体生料带上精确定位打孔；
2.2．采用丝网印刷法，将通孔内填满银浆；根据电路设计要求，在生料带上印刷银浆导体图形，同时为了避免在器件使用过程中温度过高导致Ag扩散，在银浆图形表面再印刷层低温玻璃保护涂层，防止Ag扩散导致器件失效；
2.3．将印刷好的生料带按预先设计的层数和次序，依次放入紧密叠片模具中，等静压形成一个完整的多层基板坯体；
2.4．将已等静压处理的坯体分割成特定小块；
2.5．将所述特定小块放入炉中，以2℃/min升温至450℃保温3h排胶，再以2.5℃/min从450℃升到900℃保温3h进行烧结；降温过程中控制10h降至250℃，然后随炉自然冷却；
2.6．将烧结后的电子元件刷银封端制作电极后，得到片式电感元件。
所述添加剂包括的各组份与所述主料的重量百分比：V2O5 0-4%；Co2O3 0-3%；MnO 0-4%；MoO3 0-1%。
由所述的溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂构成的有机流延体系中，溶剂75-85wt%，分散剂1-5wt%，粘结剂3-10wt%，增塑剂1-5wt%。
所述的溶剂包括：甲基乙基酮10-30 wt %，乙醇30-50 wt %，异丙醇30-50 wt %。所述分散剂为蓖麻油，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
采用的所述预烧铁氧体粉料与所述有机流延体系的重量比为2:3至18:7。也即采用的总原料中：预烧铁氧体粉料40-72wt%，有机流延体系28-60wt%。
本发明对所制备的生料带进行刻环、以2℃/min升温至450℃保温3h排胶，再以2.5℃/min从450℃升到900℃保温3h进行烧结。降温过程中控制10h降至250℃，然后随炉自然冷却，对烧结体性能进行测试。并对制成的片式电感元件进行性能测试。
表1示出本发明具体实施例1的各成分含量。按照表1配方称取预烧铁氧体粉料，加入溶剂和分散剂球磨3-6h后，加入粘结剂和增塑剂球磨3-6h，经真空除泡后流延成型，干燥后得到本发明的低温共烧铁氧体生料带。
本发明对所制备的生料带进行刻环制成标准测试环、以2℃/min升温至450℃保温3h排胶，再以2.5℃/min从450℃升到900℃保温3h进行烧结。降温过程中控制10h降至250℃，然后随炉自然冷却，对烧结体性能进行测试（如表2）。
表1 低温共烧铁氧体生料带各组分的含量(wt%)
表2 低温共烧铁氧体生料带烧结体的性能
实施例2
表4示出本发明具体实施例2的各成分含量。按照表4配方称取预烧铁氧体粉料，加入溶剂和分散剂球磨3-6h后，加入粘结剂和增塑剂球磨3-6h，经真空除泡后流延成型，干燥后得到本发明的低温共烧铁氧体生料带。
本发明对所制备的生料带进行刻环、以2℃/min升温至450℃保温3h排胶，再以2.5℃/min从450℃升到900℃保温3h进行烧结。降温过程中控制10h降至250℃，然后随炉自然冷却，对烧结体性能进行测试（如表5）。
表4 低温共烧铁氧体生料带各组分的含量(wt%)
表5 低温共烧铁氧体生料带烧结体的性能
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种由低温共烧铁氧体生料带制成的片式电感元件，其特征在于包括：
根据片式电感的结构设计，在铁氧体生料带上精确定位打孔；
采用丝网印刷法，将通孔内填满银浆；根据电路设计要求，在生料带上印刷银浆导体图形，在银浆图形表面再印刷一层低温玻璃保护涂层；
将印刷好的生料带按预先设计的层数和次序，依次放入紧密叠片模具中，等静压形成一个完整的多层基板坯体；
将已等静压处理的坯体分割成特定小块；
将所述特定小块放入炉中，以2℃/min升温至450℃保温3h排胶，再以2.5℃/min从450℃升到900℃保温3h进行烧结；降温过程中控制10h降至250℃，然后随炉自然冷却；
将烧结后的电子元件刷银封端制作电极后，得到片式电感元件。
2.一种低温共烧铁氧体生料带制成片式电感元件的方法，其特征在于包括：
步骤1：低温共烧铁氧体生料带的制备：
1.1.分别称取主料中的各组分，该主料包括：Fe2O3 47-53mol%；NiO 18-25mol%；CuO 2-10mol%；ZnO 6-21mol%；Bi2O3 2-5mol%；将该主料湿磨后烘干过筛预烧，预烧后的铁氧体粉料加入添加剂二次湿磨得到预烧铁氧体粉料；
1.2.称取上述所制得的预烧铁氧体粉料，加入溶剂和分散剂球磨3-6h后，加入粘结剂和增塑剂球磨3-6h，经真空除泡后流延成型，干燥后得到低温共烧铁氧体生料带；
步骤2：片式电感元件的制备：
2.1．根据片式电感的结构设计，在制得的铁氧体生料带上精确定位打孔；
2.2．采用丝网印刷法，将通孔内填满银浆；根据电路设计要求，在生料带上印刷银浆导体图形，同时为了避免在器件使用过程中温度过高导致Ag扩散，在银浆图形表面再印刷层低温玻璃保护涂层，防止Ag扩散导致器件失效；
2.3．将印刷好的生料带按预先设计的层数和次序，依次放入紧密叠片模具中，等静压形成一个完整的多层基板坯体；
2.4．将已等静压处理的坯体分割成特定小块；
2.5．将所述特定小块放入炉中，以2℃/min升温至450℃保温3h排胶，再以2.5℃/min从450℃升到900℃保温3h进行烧结；降温过程中控制10h降至250℃，然后随炉自然冷却；
2.6．将烧结后的电子元件刷银封端制作电极后，得到片式电感元件；
所述添加剂包括的各组份与所述主料的重量百分比：V2O5 0-4%；Co2O3 0-3%；MnO 0-4%；MoO3 0-1%；
由所述的溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂构成的有机流延体系中，溶剂75-85wt%，分散剂1-5wt%，粘结剂3-10wt%，增塑剂1-5wt%；
采用的所述预烧铁氧体粉料与所述有机流延体系的重量比为2:3至18:7。
3.根据权利要求2所述的低温共烧铁氧体生料带制成片式电感元件的方法，其特征在于：所述的溶剂包括：甲基乙基酮10-30 wt %，乙醇30-50 wt %，异丙醇30-50 wt %。
4.根据权利要求3所述的低温共烧铁氧体生料带制成片式电感元件的方法，其特征在于：所述分散剂为蓖麻油，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
5.根据权利要求4所述的低温共烧铁氧体生料带制成片式电感元件的方法，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
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