CN103441744B - 叠层片式旁路吸波器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种叠层片式旁路吸波器，包括依次层叠的第一盖体、中间层和第二盖体，所述的中间层包括平行叠层的片式电容器单体和片式电感功能器件单体。还公开一种叠层片式旁路吸波器的制造方法。本发明可以满足不同频段的滤波要求，且插入损耗特性曲线斜度更陡峭，较单一电容或电感能更有效地吸收电子线路中的杂波、遏制电子线路的电磁干扰，提高电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性。

Description

叠层片式旁路吸波器及其制造方法

技术领域

本发明涉及电子元器件技术领域，特别是涉及一种叠层片式旁路吸波器及其制造方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步和人类生活水平逐步提高，家电设备、移动式和个人携带式电子设备日益增多。在使用电子设备的过程中，电子设备之间会产生相互影响和干扰，造成对集成电路和半导体器件的破坏，而解决这个问题的关键就是数字IC电源的静噪和旁路去耦。

传统的数字IC电源静噪和旁路去耦大多是采用陶瓷电容器去耦静噪的方式，它的插入损耗特性曲线相对比较平缓，且在噪声太大时削弱效果较差，还需要在电路中串接电感器或磁珠进行弥补。而传统叠层片式EMI静噪滤波器虽然多为LC组合，它的产品容量可以系列化，但其感量比较小，很难做大。它的插入损耗特性曲线相对单电容要陡峭，但在噪声太大时削弱效果也不是非常理想。

发明内容

基于此，有必要提供一种去噪效果好、适用频率范围宽的叠层片式旁路吸波器。

另外，还提供一种叠层片式旁路吸波器的制造方法。

一种叠层片式旁路吸波器，包括依次层叠的第一盖体、中间层和第二盖体，所述的中间层包括平行叠层的片式电容器单体和片式电感功能器件单体。

在其中一个实施例中，所述片式电感功能器件单体包括两层以上印刷设定图案内电极的铁氧体材料膜片；所述片式电容器单体包括两层以上印刷设定图案内电极的介质陶瓷材料膜片。

在其中一个实施例中，所述两层以上的片式电感功能器件单体的膜片构成完整的线圈。

在其中一个实施例中，所述两层以上的片式电容器单体的膜片至少包含一个两侧长电极和一个十字电极。

在其中一个实施例中，所述片式电容器单体靠近所述第一盖体，所述片式电感功能器件单体靠近所述第二盖体；所述第一盖体为介质陶瓷材料膜片，所述第二盖体为铁氧体材料膜片。

在其中一个实施例中，所述片式电感功能器件单体为电感器单体或磁珠单体。

在其中一个实施例中，所述片式电感器单体是平面结构或绕线结构。

一种叠层片式旁路吸波器的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：

配制基体材料：将基体材料介质陶瓷材料和铁氧体材料按介质陶瓷材料：铁氧体材料=1：（0～10）进行配制；

制备膜片：将所述基体材料中的介质陶瓷材料和铁氧体材料分别与粘合剂、溶剂、分散剂、增塑剂充分球磨混合成粘度为20～500Pa·S的浆料，将混合好的浆料采用流延的方式制作成2μm～100μm的膜片，并用介质陶瓷材料膜片制作第一盖体，用铁氧体材料膜片制作第二盖体；

印刷内电极并成型：在所述膜片上按照设定图案进行内电极印刷，形成具有内电极的分立的片式电容器单体和片式电感功能器件单体，然后将分立的片式电容器单体和片式电感功能器件单体经过平行叠层集成在一个叠层片式单体中，形成中间层，并按片式电容器单体靠近第一盖体、片式电感功能器件靠近第二盖体的原则，将第一盖体、中间层、第二盖体叠层按顺序叠层一个成型的产品。

在其中一个实施例中，所述基体材料中的介质陶瓷材料以钛酸钡为主体，并添加至少下列两种物质的氧化物：

锌、铋、锑、钛、锡、铌、锶、硼、铝、硅、镁、钙、锆；

所述基体材料中的铁氧体材料以氧化铁为主体，并添加至少下列两种物质的氧化物：

铋、钴、镍、锌、铜、镁、铝、硅。

在其中一个实施例中，所述叠层片式旁路吸波器的制造方法还包括：

将所述成型的产品经切割、排胶、烧结、倒角分离成单个叠层片式旁路吸波器；

在倒角后的瓷片引出端处上端电极；

将上端电极后的产品经端头处理、分选得到叠层片式旁路吸波器成品；

所述上端电极的过程是在专用的异形涂银机上进行，同时采用两端头蘸银和侧面端头滚动涂银，并将端电极形状移印在瓷片之上，然后经烧银完成底层端电极的制作。

上述叠层片式旁路吸波器是通过内结构将电容器和电感功能器件进行有效的集成，形成一个LC电路，电感器部分对中低频干扰杂波进行散热抑制，电容器部分对中高频噪声进行旁路隔离，可以满足不同频段的滤波要求，且插入损耗特性曲线斜度更陡峭，较单一电容或电感能更有效地吸收电子线路中的杂波、遏制电子线路的电磁干扰，从而提高电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性。

附图说明

图1为一实施例叠层片式旁路吸波器剖面图；

图2a为第一实施方式片电感器单体平面结构图；

图2b为第二实施方式片电感器单体平面结构图；

图2c为第三实施方式片电感器单体平面结构图；

图3a为第四实施方式片式电感器单体绕线结构图；

图3b为第五实施方式片式电感器单体绕线结构图；

图3c为第六实施方式片式电感器单体绕线结构图；

图3d为第七实施方式片式电感器单体绕线结构图；

图4a为第一实施方式片式电容器单体结构图；

图4b为第二实施方式片式电容器单体结构图；

图4c为第三实施方式片式电容器单体结构图；

图5为叠层片式旁路吸波器制造方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，为一实施例叠层片式旁路吸波器剖面图。叠层片式旁路吸波器包括第一盖体100、中间层200和第二盖体300。其中第一盖体100为介质陶瓷材料膜片，中间层200包括片式电容器单体210和片式电感功能器件单体220，片式电容器单体210和片式电感器单体220经过平行叠层集成在一个叠层片式单体中。片式电容器单体210包括介质陶瓷材料膜片212和印刷在其上面的内电极214，相应地片式电感功能器件单体220包括铁氧体材料膜片222和印刷在其上面的内电极224，第二盖体300为铁氧体材料膜片。

可以理解，第一盖体100和第二盖体300的位置可以互换，中间层200中片式电容器单体210和片式电感功能器件单体220的位置可以互换，且它们的互换是相对应的，即片式电容器单体210总是靠近第一盖体100，片式电感功能器件单体220总是靠近第二盖体300。

图2a为第一实施方式片式电感器单体平面结构图，片电感器单体包括第一铁氧体材料膜片101、第二铁氧体材料膜片102、第三铁氧体材料膜片103、第四铁氧体材料膜片104及第五铁氧体材料膜片105。其中第二铁氧体材料膜片102又包括第一内电极112。第一内电极112的左端112a为片式电感器单体的电信号输入端。相应地，第三铁氧体材料膜片103与第四铁氧体材料膜片104分别包括第二内电极113和第三内电极114，其中第三内电极114的右端114a为片式电感器单体的电信号输出端。在其他实施例中，电信号还可以从第一内电极112的右端输入，从第三内电极114的左端输出。

图2b为第二实施方式片式电感器单体平面结构图，片电感器单体包括第一铁氧体材料膜片121、第二铁氧体材料膜片122、第三铁氧体材料膜片123、第四铁氧体材料膜片124及第五铁氧体材料膜片125。其中第二铁氧体材料膜片122又包括第一内电极132。第一内电极132的左端132a为片式电感器单体的电信号输入端。相应地，第三铁氧体材料膜片123与第四铁氧体材料膜片124分别包括第二内电极133和第三内电极134，其中第三内电极134的右端134a为片式电感器单体的电信号输出端。在其他实施例中，电信号还可以从第一内电极132的右端输入，从第三内电极134的左端输出。

图2c为第三实施方式片式电感器单体平面结构图，片电感器单体包括第一铁氧体材料膜片141、第二铁氧体材料膜片142、第三铁氧体材料膜片143、第四铁氧体材料膜片144及第五铁氧体材料膜片145。其中第二铁氧体材料膜片142又包括第一内电极152。第一内电极152的左端152a为片式电感器单体的电信号输入端。相应地，第三铁氧体材料膜片143与第四铁氧体材料膜片144分别包括第二内电极153和第三内电极154，其中第三内电极154的右端154a为片式电感器单体的电信号输出端。在其他实施例中，电信号还可以从第一内电极152的右端输入，从第三内电极154的左端输出。

图3a为第四实施方式片式电感器单体绕线结构图，片电感器单体包括第一铁氧体材料膜片201、第二铁氧体材料膜片202、第三铁氧体材料膜片203、第四铁氧体材料膜片204、第五铁氧体材料膜片205、第六铁氧体材料膜片206及第七铁氧体材料膜片207。其中第二铁氧体材料膜片202包括第一内电极212。第一内电极212的左端212a为片式电感器单体的电信号输入端，另外第一内电极212还设有连接孔212b。相应地，第三铁氧体材料膜片203包括第二内电极213，且第二内电极213上设有连接孔213c和连接孔213d。第四铁氧体材料膜片204包括第三内电极214，且第三内电极214上设有连接孔214e和连接孔214f。第五铁氧体材料膜片205包括第四内电极215，且第四内电极215上设有连接孔215g和连接孔215h。第六铁氧体材料膜片206包括第五内电极216，且第五内电极216上设有连接孔216i，第五内电极216的右端216j为片式电感器单体的电信号输出端。连接孔212b与连接孔213c、连接孔213d与连接孔214e、连接孔214f与连接孔215g、连接孔215h与连接孔216i之间分别都是通过金属导电体连接，其中金属导电体的材料和片式电感器单体线圈材料相同。

图3b为第五实施方式片式电感器单体绕线结构图，片电感器单体包括第一铁氧体材料膜片221、第二铁氧体材料膜片222、第三铁氧体材料膜片223及第四铁氧体材料膜片224。其中第二铁氧体材料膜片222包括第一内电极232。第一内电极232的左端232a为片式电感器单体的电信号输入端，另外第一内电极232还设有连接孔232b。相应地，第三铁氧体材料膜片223包括第二内电极233，且第二内电极233上设有连接孔233c，第二内电极233的右端233d为片式电感器单体的电信号输出端。连接孔232b与连接孔233c之间通过金属导电体连接，其中金属导电体的材料和片式电感器单体线圈材料相同。

图3c为第六实施方式片式电感器单体绕线结构图，片电感器单体包括第一铁氧体材料膜片241、第二铁氧体材料膜片242、第三铁氧体材料膜片243及第四铁氧体材料膜片244。其中第二铁氧体材料膜片242包括第一内电极252。第一内电极252的左端252a为片式电感器单体的电信号输入端，另外第一内电极252还设有连接孔252b。相应地，第三铁氧体材料膜片243包括第二内电极253，且第二内电极253上设有连接孔253c，第二内电极253的右端253d为片式电感器单体的电信号输出端。连接孔252b与连接孔253c之间通过金属导电体连接，其中金属导电体的材料和片式电感器单体线圈材料相同。

图3d为第七实施方式片式电感器单体绕线结构图，片电感器单体包括第一铁氧体材料膜片261、第二铁氧体材料膜片262、第三铁氧体材料膜片263、第四铁氧体材料膜片264、第五铁氧体材料膜片265及第六铁氧体材料膜片266。其中第二铁氧体材料膜片262包括第一内电极272。第一内电极272的左端272a为片式电感器单体的电信号输入端，另外第一内电极272还设有连接孔272b。相应地，第三铁氧体材料膜片263包括第二内电极273，且第二内电极273上设有连接孔273c和273d。第四铁氧体材料膜片264包括第三内电极274，且第三内电极274上设有连接孔274e和274f。第五铁氧体材料膜片265包括第四内电极275，且第四内电极275上设有连接孔275g。第四内电极275的右端275g为片式电感器单体的电信号输出端。连接孔272b与连接孔273c、连接孔273d与连接孔274e、连接孔274f与连接孔275g之间分别都是通过金属导电体连接，其中金属导电体的材料和片式电感器单体线圈材料相同。

片式电感器单体的膜片层数构成完整的线圈，因此可以理解在其他实施例中，片式电感器单体的膜片层数是可以改变的，但至少包含两层。

图4a为第一实施方式片式电容器单体结构图，叠层片电容器单体包括第一介质陶瓷材料膜片301、第二介质陶瓷材料膜片302、第三介质陶瓷材料膜片303、第四介质陶瓷材料膜片304、第五介质陶瓷材料膜片305及第六介质陶瓷材料膜片306。其中第二介质陶瓷料膜片302包括第一内电极312。第一内电极312的一端312a为片式电容器单体的接地端。相应地，第三介质陶瓷材料膜片303包括第二内电极313，且第二内电极313的左端313b为片式电容器单体电信号的输入端。第四介质陶瓷材料膜片304包括第三内电极314，第五介质陶瓷材料膜片305包括第四内电极315，第四内电极315的右端315c为片式电容器单体的电信号输出端。

图4b为第二实施方式片式电容器单体结构图，叠层片电容器单体包括第一介质陶瓷材料膜片321、第二介质陶瓷材料膜片322、第三介质陶瓷材料膜片323、第四介质陶瓷材料膜片324、第五介质陶瓷材料膜片325及第六介质陶瓷材料膜片326。其中第二介质陶瓷料膜片322包括第一内电极332，且第一内电极332的左端332a为片式电容器单体电信号的输入端。第三介质陶瓷料膜片323包括第二内电极333，第二内电极333的一端333b为片式电容器单体的接地端。相应地，第四介质陶瓷材料膜片324包括第三内电极334。第五介质陶瓷材料膜片325包括第四内电极335，第四内电极335的一端335c为片式电容器单体的电信号输出端。

图4c为第三实施方式片式电容器单体结构图，叠层片电容器单体包括第一介质陶瓷材料膜片341、第二介质陶瓷材料膜片342、第三介质陶瓷材料膜片343、第四介质陶瓷材料膜片344、第五介质陶瓷材料膜片345及第六介质陶瓷材料膜片346。其中第二介质陶瓷料膜片342包括第一内电极352。第一内电极352的一端352a为片式电容器单体的接地端。相应地，第三介质陶瓷材料膜片343包括第二内电极353，且第二内电极353的右端353b为片式电容器单体电信号的输入端。第四介质陶瓷材料膜片344包括第三内电极354，第五介质陶瓷材料膜片345包括第四内电极355，第四内电极355的左端355c为片式电容器单体的电信号输出端。

片式电容器单体的膜片层数根据实际参数需求决定，因此可以理解在其他实施例中，片式电容器单体的膜片层数是可以改变的，但至少包含两层不同图案内电极膜片即一个两侧长电极和一个十字电极。

图5为叠层片式旁路吸波器制造方法的流程图，详述如下：

步骤S110，配制基体材料：将基体材料介质陶瓷材料和铁氧体材料按介质陶瓷材料：铁氧体材料=1：（0～10）进行配制。两种材料相互独立，互不影响。

其中基体材料中的介质陶瓷材料以钛酸钡为主体，并添加至少下列两种物质的氧化物：锌、铋、锑、钛、锡、铌、锶、硼、铝、硅、镁、钙、锆；

基体材料中的铁氧体材料以氧化铁为主体，并添加至少下列两种物质的氧化物：铋、钴、镍、锌、铜、镁、铝、硅。

步骤S120，制备膜片：把步骤S110中基体材料中的介质陶瓷材料和铁氧体材料分别与粘合剂、溶剂、分散剂、增塑剂充分球磨混合成粘度为20～500Pa·S的浆料，将混合好的浆料采用流延的方式制作成2μm～100μm的膜带，并用介质陶瓷材料膜片制作第一盖体，用铁氧体材料膜片制作第二盖体。

步骤S130，印刷内电极并成型：在步骤S120中制好的膜带上按照设定图案进行内电极印刷，形成具有内电极的分立的片式电容器单体和片式电感功能器件单体，然后将分立的片式电容器单体和片式电感功能器件单体经过平行叠层集成在一个叠层片式单体中，并按片式电容器单体靠近第一盖体、片式电感功能器件靠近第二盖体的原则，将第一盖体、中间层、第二盖体的顺序叠层成一个成型的产品；

步骤S140：切割、排胶、烧结、倒角分离：将步骤S130完成产品经切割、排胶、烧结、倒角分离成单个叠层片式旁路吸波器。

步骤S150：上端电极：在倒角后的瓷片引出端处上端电极，此过程是在专用的异形涂银机上进行，根据产品异形端电极的特点，同时采用两端头蘸银和侧面端头滚动涂银的方式，其中需要设计选用合适的涂银滚轮，将端电极形状移印在瓷片之上，然后经烧银完成底层端电极的制作。

步骤S160：端头处理、分选：将上端电极后的产品经端头处理、分选得到叠层片式旁路吸波器成品。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种叠层片式旁路吸波器，其特征在于，包括依次层叠的第一盖体、中间层和第二盖体，所述第一盖体与所述第二盖体连接；所述中间层位于所述第一盖体和所述第二盖体中间；所述的中间层包括平行叠层的片式电容器单体和片式电感功能器件单体；所述片式电感功能器件单体包括两层以上印刷设定图案内电极的铁氧体材料膜片；所述片式电感功能器件单体还包括设置在至少两层以上印刷设定图案内电极的铁氧体材料膜片两侧的未印刷内电极的铁氧体材料膜片；所述片式电容器单体包括两层以上印刷设定图案内电极的介质陶瓷材料膜片；所述片式电感功能器件单体还包括设置在至少两层以上印刷设定图案内电极的介质陶瓷材料膜片两侧的未印刷内电极的介质陶瓷材料膜片；所述片式电容器单体靠近所述第一盖体，所述片式电感功能器件单体靠近所述第二盖体；所述第一盖体为介质陶瓷材料膜片，所述第二盖体为铁氧体材料膜片。

2.根据权利要求1所述的叠层片式旁路吸波器，其特征在于，所述两层以上的片式电感功能器件单体的膜片构成完整的线圈。

3.根据权利要求1所述的叠层片式旁路吸波器，其特征在于，所述两层以上的片式电容器单体的膜片至少包含一个两侧长电极和一个十字电极。

4.根据权利要求1所述的叠层片式旁路吸波器，其特征在于，所述片式电感功能器件单体为电感器单体或磁珠单体。

5.根据权利要求4所述的叠层片式旁路吸波器，其特征在于，所述片式电感功能器件单体是平面结构或绕线结构。

6.一种叠层片式旁路吸波器的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

配制基体材料：将基体材料介质陶瓷材料和铁氧体材料按介质陶瓷材料：铁氧体材料＝1：(0～10)进行配制；

制备膜片：将所述基体材料中的介质陶瓷材料和铁氧体材料分别与粘合剂、溶剂、分散剂、增塑剂充分球磨混合成粘度为20～500Pa·S的浆料，将混合好的浆料采用流延的方式制作成2μm～100μm的膜片，并用介质陶瓷材料膜片制作第一盖体，用铁氧体材料膜片制作第二盖体；

印刷内电极并成型：在所述膜片上按照设定图案进行内电极印刷，形成具有内电极的分立的片式电容器单体和片式电感功能器件单体；所述片式电感功能器件单体包括两层以上印刷设定图案内电极的铁氧体材料膜片；所述片式电感功能器件单体还包括设置在至少两层以上印刷设定图案内电极的铁氧体材料膜片两侧的未印刷内电极的铁氧体材料膜片；所述片式电容器单体包括两层以上印刷设定图案内电极的介质陶瓷材料膜片；所述片式电感功能器件单体还包括设置在至少两层以上印刷设定图案内电极的介质陶瓷材料膜片两侧的未印刷内电极的介质陶瓷材料膜片；然后将分立的片式电容器单体和片式电感功能器件单体经过平行叠层集成在一个叠层片式单体中，形成中间层，并按片式电容器单体靠近第一盖体、片式电感功能器件单体靠近第二盖体的原则，将第一盖体、中间层、第二盖体按顺序叠层一个成型的产品；所述第一盖体与所述第二盖体连接；所述中间层位于所述第一盖体和所述第二盖体中间。

7.根据权利要求6所述的叠层片式旁路吸波器的制造方法，其特征在于，所述基体材料中的介质陶瓷材料以钛酸钡为主体，并添加至少下列两种物质的氧化物：

锌、铋、锑、钛、锡、铌、锶、硼、铝、硅、镁、钙、锆；

所述基体材料中的铁氧体材料以氧化铁为主体，并添加至少下列两种物质的氧化物：

铋、钴、镍、锌、铜、镁、铝、硅。

8.根据权利要求6所述的叠层片式旁路吸波器的制造方法，其特征在于，还包括：

将所述成型的产品经切割、排胶、烧结、倒角分离成单个叠层片式旁路吸波器；

在倒角后的瓷片引出端处上端电极；

将上端电极后的产品经端头处理、分选得到叠层片式旁路吸波器成品；

所述上端电极的过程是在专用的异形涂银机上进行，同时采用两端头蘸银和侧面端头滚动涂银，并将端电极形状移印在瓷片之上，然后经烧银完成底层端电极的制作。