CN107516587B - 一种电感以及制造电感的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种电感以及制造电感的方法。所述电感包括：绕制的漆包线，其中，所述漆包线包括两引出端；固化膜，设置在所述漆包线表面且用于固定所述漆包线。本发明至少用于解决现有技术存在的磁芯加磁电感体积重量大，且应用范围窄的技术问题。

Description

一种电感以及制造电感的方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种电感以及制造电感的方法。
背景技术
宽带电感可用于射频、微波、毫米波集成电路，光、电通信电路，宽带放大器，宽带bias-tee(偏置器)，和宽带滤波器等中。
现有技术中的电感或将铜制漆包线绕制在磁芯表面，或将导体线圈置入磁性体中。然而，由于磁芯或磁性体具有一定体积和重量，故而导致电感整体体积和重量都比较大。并且，磁芯和磁性体均属于磁性材料，导致强磁场或限定非磁性材料使用场合不能使用，故应用范围窄。
发明内容
本发明实施例提供了一种电感以及制造电感的方法，至少用于解决现有技术存在的磁芯加磁电感体积重量大，且应用范围窄的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种电感，包括：
绕制的漆包线，其中，所述漆包线包括两引出端；
固化膜，设置在所述漆包线表面且用于固定所述漆包线。
可选的，在所述电感的剖面，所述漆包线的中心连线符合复杂函数曲线。
可选的，所述漆包线的中心连线符合所述复杂函数曲线中曲率逐渐变小的部分。
可选的，所述复杂函数曲线至少为星型线、阿基米德螺线或双曲螺线中的一种。
可选的，所述漆包线为镀金漆包线或纯金漆包线。
第二方面，本发明提供了一种制造电感的方法，包括：
通过机械加工制作所述电感的基体；
在所述基体表面绕制漆包线，其中，所述漆包线包括两引出端；
去除所述基体；
在所述漆包线表面喷涂并固化固化膜。
可选的，所述基体的剖面符合复杂函数曲线。
可选的，所述基体的剖面符合所述复杂函数曲线中曲率逐渐变小的部分。
可选的，所述复杂函数曲线至少为星型线、阿基米德螺线或双曲螺线中的一种。
可选的，所述漆包线为镀金漆包线或纯金漆包线。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
在本发明实施例的技术方案中，电感包括绕制成的漆包线，以及设置在所述漆包线表面且用于固定所述漆包线的固化膜，所述漆包线包括两引出端，由于通过所述固化膜固定并支撑了所述漆包线，进而使得所述电感不依赖磁芯的支撑，由此去除电感中的磁芯，实现空心电感，达到减小电感体积和重量的技术效果；同时，由于所述电感不再具有磁芯，因此还实现了电感的无磁应用，达到扩展电感应用范围的技术效果。
进一步，在所述电感的剖面，所述漆包线的中心连接符合复杂函数曲线，基于此种形态的绕制方式，达到提高所述电感的电感值和截止频率，并且增强了在200KHz～65GHz带宽内射频抑制的效果，故而本发明实施例中的所述电感可广泛应用于宽带电路中。
附图说明
图1a-图1b为本发明实施例中的电感示意图；
图2为本发明实施例中电感的剖面示意图；
图3为本发明实施例中漆包线的中心连线示意图；
图4为一星型线示意图；
图5为一阿基米德螺线示意图；
图6为一双曲螺线示意图；
图7为本发明实施例中基体的剖面示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种电感以及制造电感的方法，至少用于解决现有技术存在的电感体积重量大，且应用范围窄的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案思路如下：
在本发明实施例的技术方案中，电感包括绕制成的漆包线，以及设置在所述漆包线表面且用于固定所述漆包线的固化膜，所述漆包线包括两引出端，由于通过所述固化膜固定并支撑了所述漆包线，进而使得所述电感不依赖磁芯的支撑，由此去除电感中的磁芯，实现空心电感，达到减小电感体积和重量的技术效果；同时，由于所述电感不再具有磁芯，因此还实现了电感的无磁应用，达到扩展电感应用范围的技术效果。
下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明第一方面提供了一种电感，请参考图1a和图1b示出的电感示意图，以及图2示出的电感剖面示意图。如图1a-图2所示，本发明实施例中的电感包括绕制的漆包线和固化膜。具体来讲，为了实现空心电感，首先制作基体，然后在基体上逐圈绕制漆包线。该漆包线可以为镀金漆包线，也可以为纯金漆包线。绕制完成后，从漆包线中去除基体。其中，本发明实施例中的绕制的漆包线还包括两个引出端，以便于电感接入电路中。在具体实现过程中，可以通过键合、压接或焊接的方式将两个引出端接入电路，本发明所属领域的普通技术人员可以根据实际进行选择，本发明不做具体限制。
进一步，本发明实施例中固化膜设置在漆包线的表面，进而通过固化膜固定并支撑漆包线，维持电感形态。
由上述描述可知，由于通过固化膜固定并支撑了漆包线，进而使得电感不依赖磁芯的支撑，由此去除电感中的磁芯，实现空心电感，达到减小电感体积和重量的技术效果；同时，由于电感不再具有磁芯，因此还实现了电感的无磁应用，达到扩展电感应用范围的技术效果。
进一步，现有技术中μF级电感的电感值和截止频率往往比较小，并且200KHz～65GHz带宽内射频抑制效果不佳，一般地，电感值在2μF以下，使用截止频率在40GHz以下。为了解决电感值和截止频率低，以及200KHz～65GHz带宽内射频抑制效果不佳的问题，如图3所示，本发明实施例中的电感所绕制的漆包线，从在电感的剖面观察，漆包线的中心连线符合复杂函数曲线。
在具体实现过程中，复杂函数曲线有多种，例如图4所示的星型线、图5所示的阿基米德螺线或图6所示的双曲螺线等等，因此绕制漆包线的方式也有多种，本发明所属领域的普通技术人员可以根据实际进行选择，本发明不做具体限制。
更具体地，漆包线的中心连线具体符合复杂函数曲线中曲率逐渐变小的部分。其中，由于从不同的方向观察复杂函数曲线的变化可能有所不同，因此本发明所述的“曲率逐渐变小”是以横轴变大的方向而言的，在具体实现过程中，本发明所属领域的技术人员也可以按照类似的方式选取复杂曲线的部分曲线，例如选取在横轴变小的方向曲率逐渐变大的部分，本发明不做具体限制。
举例来说，假设复杂函数曲线具体为图6所示的双曲螺线，那么可以选取X＝[-1/4,3/2]部分的曲线来制作基体并绕制漆包线，进而电感剖面的漆包线中心连线符合双曲螺线X＝[-1/4,3/2]部分的曲线。
另外，一些复杂函数曲线曲率逐渐变小的部分是对称的，例如图4所示的星型线，那么也可以从对称的至少两部分中选择任意一部分绕制漆包线。还是以图4所示的星型线为例，将每个象限等分为45°的两部分，进而将星型线等分为8部分。每部分内的曲线都是对称且一致的，因此选择任意一部分内的曲线为基准制成基体并绕制漆包线均可，进而电感剖面的漆包线中心连线如图3所示，符合星型线中曲率逐渐变小的部分。
减小顶部直径可以拓宽电感高频截止频率，增大底部直径可以降低电感低端截止频率，通过增大绕制圈数可以增大电感感值，同时使用复杂曲线绕制可以增大低端截止频率和高端截止频率之间的抑制性能，同时减小电感频段寄生特性。因此，按照本发明实施例中的绕制方式，可以达到提高电感的电感值和截止频率，并且增强在200KHz～65GHz带宽内射频抑制的效果，故而本发明实施例中的电感可广泛应用于宽带电路中。
经过测试，本发明实施例中的电感可达到5μF，截止频率最高可达到65GHz，射频抑制频率均达到-15dB，甚至-20dB～-30dB。表1示出了本发明实施例的电感在200KHz～65GHz带宽内抑制频率的部分测试数据，其中，S21表示本发明实施例中的电感抑制频率，S11则表示现有技术中电感的抑制频率：
表1
频率 S21(单位dB) S11(单位dB)
200KHz -15 -2.1
500KHz -17 -1.5
1MHz -19 -1.2
5MHz -20 -1.2
10MHz -20 -0.9
50MHz -22 -0.7
100MHz -23 -0.6
200MHz -25 -0.5
500MHz -28 -0.5
1GHz -30 -0.5
2GHz -33 -0.5
5GHz -32 -0.5
10GHz -32 -0.5
15GHz -30 -0.5
20GHz -26 -0.6
25GHz -28 -0.6
30GHz -26 -0.6
35GHz -22 -0.8
40GHz -21 -0.9
45GHz -19 -0.9
50GHz -19 -1.0
55GHz -20 -1.2
60GHz -21 -1.5
65GHz -21 -1.9
另外，稍微改变中心连线顶部(电感直径较小部分称为顶部)或者尾部(电感直径较大部分称为尾部)的形状，在不改变主体绕制方式的情况下，还可以微扰直流电流在线圈中形成的磁场，进而优化电感在某一频段性能或者某一部分指标。以上述双曲螺线为例进行说明：适当的减小尾部绕制曲线曲率或适当的增加尾部圈数可以优化低频部分的性能，适当的增大顶部部分的曲率或减小顶部半径可以优化高频部分性能，本发明所属领域的普通技术人员可以根据实际需要进行微调，本发明不做具体限制。
基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明第二方面还提供一种制造电感的方法，包括：
S101：通过机械加工制作所述电感的基体；
S102：在所述基体表面绕制漆包线，其中，所述漆包线包括两引出端；
S103：去除所述基体；
S104：在所述漆包线表面喷涂并固化固化膜。
具体来讲，基板可以为电感所接入电路的电路板，也可以为独立的电路板，本发明不做具体限制。在S101中，在基板上所需要设置电感的位置制作基体。如前文所述，本发明实施中所制造的基体的剖面符合复杂函数曲线，例如该基体的剖面为星型线、阿基米德螺线或双曲螺线等。
接下来，在S102中，在基体表面绕制漆包线。另外，在绕制漆包线时还应当流出两端作为电感的两引出端。在具体实现过程中，漆包线可以为镀金漆包线或纯金漆包线，还可以为其他漆包线，例如铜漆包线，本发明不做具体限制。
绕制完成后，在S103中，从漆包线绕制空间中去除基体，使电感空心。
进一步，在S104中，在漆包线表面喷涂上固化膜。具体地，可以在漆包线的内侧涂覆固化膜物质，涂上的固化膜物质可以渗透到内部空间，或者做漆包线的时候将固化膜物质直接涂在漆包线线外面了，漆包线固定好形状后再采用光敏固化或热固化的方式固化该固化膜，进而固定并支撑漆包线，以维持漆包线的形态，保证漆包线绕制空间内能够产生稳定的磁场。
前述图1-图7实施例中的电感的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的制造电感的方法，通过前述对电感的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中制造电感的方法的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
在本发明实施例的技术方案中，电感包括绕制成的漆包线，以及设置在所述漆包线表面且用于固定所述漆包线的固化膜，所述漆包线包括两引出端，由于通过所述固化膜固定并支撑了所述漆包线，进而使得所述电感不依赖磁芯的支撑，由此去除电感中的磁芯，实现空心电感，达到减小电感体积和重量的技术效果；同时，由于所述电感不再具有磁芯，因此还实现了电感的无磁应用，达到扩展电感应用范围的技术效果。
进一步，在所述电感的剖面，所述漆包线的中心连接符合复杂函数曲线，基于此种形态的绕制方式，达到提高所述电感的电感值和截止频率，并且增强了在200KHz～65GHz带宽内射频抑制的效果，故而本发明实施例中的所述电感可广泛应用于宽带电路中。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种电感，其特征在于，所述电感为空心电感，包括：
绕制的漆包线，其中，所述漆包线包括两引出端，从在电感的剖面观察，所述电感剖面的漆包线的中心连线符合复杂函数曲线中曲率逐渐变小的部分；所述绕制的漆包线为单层螺旋绕制；所述复杂函数曲线至少为星型线、阿基米德螺线或双曲螺线中的一种；
固化膜，设置在所述漆包线表面且用于固定所述漆包线。
2.如权利要求1所述的电感，其特征在于，所述漆包线为镀金漆包线或纯金漆包线。
3.一种制造电感的方法，其特征在于，所述电感为空心电感，包括：
通过机械加工制作所述电感的基体，所述基体的剖面符合复杂函数曲线中曲率逐渐变小的部分；
在所述基体表面绕制漆包线使从在电感的剖面观察所述电感剖面的漆包线的中心连线符合复杂函数曲线中曲率逐渐变小的部分，其中，所述漆包线包括两引出端；所述绕制的漆包线为单层螺旋绕制；所述复杂函数曲线至少为星型线、阿基米德螺线或双曲螺线中的一种；
去除所述基体；
在所述漆包线表面喷涂并固化固化膜。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述漆包线为镀金漆包线或纯金漆包线。
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