CN114242421B - 一种薄膜电感及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电感技术领域，尤其涉及一种薄膜电感及制作方法。该薄膜电感主要包括软磁磁体和连接件。其中，软磁磁体内设置有第一电感线和第二电感线，第一电感线和第二电感线不连接，且第一电感线的两个端部和第二电感线的两个端部均露出于软磁磁体，两个连接件分别设置在软磁磁体的侧面，并连接于第一电感线的端部和第二电感线的端部，以使第一电感线、第二电感线和两个连接件围成电感线圈。该薄膜电感结构简单、能够降低线圈之间的间隙，增加线圈的匝数，提高该薄膜电感的最大电感量，使薄膜电感小型化。该薄膜电感的制作方法步骤简单，适用于不同尺寸和形状的薄膜电感，进而提高薄膜电感制作的灵活性和适用性。
Description
技术领域
本发明涉及电感技术领域，尤其涉及一种薄膜电感及制作方法。
背景技术
随着越来越多的电子设备进入社会大众的生活，电感作为三大无源器件之一，不仅能作为将电能转化为磁能的储能原件，还能起到滤波、振荡、延迟、陷波、筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。因此，对新型电感的设计与研究从未停止，如何使电感轻量化、小型化的同时依然能拥有高电感值、高饱和电流以及低直流电阻的特性成为研究人员的首要目标。
现有技术中的薄膜电感结构复杂，通常采用叠层工艺制作而成，制作工艺步骤繁琐，在制作过程中需要打孔才能实现电感线圈之间的连接，且电感线圈直接也需要支撑板进行支撑，这样无疑增加了电感线圈之间的间隙，进而使得电感线圈的匝数布置有限，从而降低了薄膜电感的最大电感量。同时，现有技术中的薄膜电感对电感线圈的精度要求高，进而增加了作业人员的工作量，降低工作效率，增加成本。
因此，亟需设计一种薄膜电感及制作方法来解决现有技术中存在的上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种薄膜电感，该薄膜电感结构简单、易于加工，能够降低线圈之间的间隙，增加线圈的匝数，提高该薄膜电感的最大电感量，使薄膜电感小型化。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种薄膜电感，包括：
软磁磁体，所述软磁磁体内设置有第一电感线和第二电感线，所述第一电感线和所述第二电感线不连接，且所述第一电感线的两个端部和所述第二电感线的两个端部均露出于所述软磁磁体；
连接件，所述连接件设置为两个，且两个所述连接件分别设置在所述软磁磁体的侧面，并连接于所述第一电感线的端部和所述第二电感线的端部，以使所述第一电感线、所述第二电感线和两个所述连接件围成电感线圈。
作为一种可选方案，所述薄膜电感还包括电极，所述电极设置为两个，且两个所述电极和两个所述连接件分别对应连接。
作为一种可选方案，所述薄膜电感还包括绝缘层，所述绝缘层包覆在所述连接件上。
作为一种可选方案，所述薄膜电感还包括端口，所述端口设置为两个，且两个所述端口分别连接于两个所述电极。
作为一种可选方案，所述端口开设有凹槽，所述凹槽扣接于所述软磁磁体的端部，所述连接件、所述电极和所述绝缘层均容置于所述凹槽中。
作为一种可选方案，所述连接件呈直线型。
作为一种可选方案，所述连接件呈折线型。
作为一种可选方案，沿第一方向，所述第一电感线和所述第二电感线均涂覆有绝缘漆。
本发明的另一目的在于提出一种薄膜电感的制作方法，该薄膜电感的制作方法工艺步骤简单，适用于不同尺寸和形状的薄膜电感的制备，进而提高了薄膜电感制作的灵活性和适用性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种薄膜电感的制作方法，用于制备以上薄膜电感，包括：
S1、将第一电感线和第二电感线进行涂覆绝缘漆处理；
S2、预制可拉直、叠层并固定第一电感线和第二电感线的容置腔；将第一电感线和第二电感线放置在容置腔中并拉直、叠层、固定；
S3、将软磁合金磁胶注入到容置腔中，经固化后形成软磁磁体，第一电感线和第二电感线将被包覆在一体成型的软磁磁体中，第一电感线的两个端部和第二电感线的两个端部露出于软磁磁体；
S4、将连接件与第一电感线的端部和第二电感线的端部进行连接；
S5、将电极与连接件进行连接；
S6、将绝缘层涂覆在连接件上；
S7、将端口扣接在软磁磁体的端部，并将电极与端口进行连接。
作为一种可选方案，S3中还包括：
S31、对一体成型的软磁磁体进行切割，分成多个预设尺寸的软磁磁体。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的薄膜电感结构简单、第一电感线和第二电感线上均涂覆有绝缘漆，进而无需使用额外的支撑板进行支撑固定，使得在有限的软磁磁体的空间内能够布置更多的第一电感线和第二电感线，减小第一电感线和第二电感线的间隙，增加电感线圈的匝数，提高该薄膜电感的最大电感量；同时，第一电感线和第二电感线与软磁磁体一体成型，提高了第一电感线和第二电感线的稳定性和可靠性；且第一电感线的端部和第二电感线端部均连接于连接件上，降低对第一电感线和第二电感线和精度要求，提高加工效率，节约成本。
本发明还提供一种薄膜电感的制作方法，该方法工艺步骤简单，适用于不同尺寸和形状的薄膜电感的制备，进而提高了薄膜电感制作的灵活性和适用，同时能够使得该薄膜电感更加小型化。
附图说明
图1为本发明实施例提供的薄膜电感的爆炸示意图；
图2为本发明实施例提供的软磁磁体的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的连接件的结构示意图一；
图4为本发明实施例提供的连接件的结构示意图二；
图5为本发明实施例提供的薄膜电感的制作方法的流程示意图。
附图标记：
1、软磁磁体；11、第一电感线；12、第二电感线；2、连接件；3、电极；4、绝缘层；5、端口；51、凹槽。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1-图2所示，本实施例中提供一种薄膜电感，该薄膜电感主要包括软磁磁体1和连接件2。其中，软磁磁体1内设置有第一电感线11和第二电感线12，第一电感线11和第二电感线12不连接，且第一电感线11的两个端部和第二电感线12的两个端部均露出于软磁磁体1，进而有利于电流的导出和流入。在本实施例中连接件2设置为两个，且两个连接件2分别设置在软磁磁体1的侧面，并连接于第一电感线11的端部和第二电感线12的端部，以使第一电感线11、第二电感线12和两个连接件2围成电感线圈，这样使得电流能够从其中一个连接件2流入，从另一个连接件2流出。
进一步地，在本实施例中第一电感线11和第二电感线12均设置为多个，且第一电感线11和第二电感线12的数量相对应。具体地，软磁磁体1中开设有容置腔，作业人员能够将第一电感线11和第二电感线12拉直、叠层并且固定在容置腔中，然后将软磁合金磁胶注入容置腔中，进而当软磁合金磁胶进行固化后使得第一电感线11、第二电感线12能够被软磁合金磁胶包覆固定，从而形成软磁磁体1。该软磁磁体1通过一体加工成型，结构简单，加工步骤少。通过叠层固定第一电感线11和第二电感线12，使得在一定的容置腔中能够容置更多的第一电感线11和第二电感线12，进而提高薄膜电感的最大电感量，同时也能够使得该薄膜电感变得小型化，节省安装空间。本实施例中的软磁合金磁胶包括软磁合金颗粒、有机溶剂、润滑剂、固化剂。
优选地，如图1所示，沿第一方向，第一电感线11和第二电感线12均涂覆有绝缘漆，这样能够使得每一根第一电感线11之间和每一根第二电感线12之间彼此绝缘，避免多根第一电感线11之间或者多根第二电感线12之间发生短路，造成软磁磁体1内部热量集中，影响薄膜电感的使用寿命甚至导致损坏报废。
更为优选地，本实施例中的第一电感线11和第二电感线12可以采用扁平铜线、圆形铜线或者方形铜线中的一种制备而成。当然，在本发明的其他实施例中，作业人员也可以采用其他形状的铜线、其他金属材质的导线制备第一电感线11和第二电感线12，本实施例对此不作限定。
如图1所示，在本实施例中，薄膜电感还包括电极3和端口5，电极3和端口5均设置为两个，且两个电极3和两个连接件2分别对应连接，两个端口5分别连接于两个电极3。在本实施例中端口5处还设置有引出导线(图中未示出)，引出导线连接于电路板上，引出导线与电极3连接，进而有利于软磁磁体1进行充电和放电。示例性地，当薄膜电感放电时，软磁磁体1中的电流经过电极3流向至端口5处的引出导线；当薄膜电感充电时，电流能够经端口5处的引出导线流动至电极3，进而流向至软磁磁体1中进行存储。
优选地，如图1所示，在本实施例中，薄膜电感还包括绝缘层4，绝缘层4包覆在连接件2上。绝缘层4能够避免连接件2与端口5发生短路，进而提高薄膜电感的可靠性和稳定性，延长薄膜电感的使用寿命。
优选地，端口5开设有凹槽51，凹槽51扣接于软磁磁体1的端部，连接件2、电极3和绝缘层4均容置于凹槽51中，有利于提高端口5与软磁磁体1连接的稳定性和可靠性，同时使得端口5能够对凹槽51内部的连接件2、电极3和绝缘层4起到一定的保护作用，避免外界的灰尘、杂物附着在连接件2、电极3或者绝缘层4上，从而延长薄膜电感的使用寿命。
如图3所示，在本实施例中，连接件2呈直线型，作业人员采用丝网印刷工艺、薄膜工艺以和光刻工艺中的一种工艺对连接件2进行加工，此时沿第二方向，第一电感线11和第二电感线12处于同一高度。当然，如图4所示，在发明的其他实施例中，作业人员还可以将连接设置为折线型，进而使得第一电感线11和第二电感线12沿第二方向处于不同高度，从而提高该薄膜电感的中第一电感线11和第二电感线12设置的灵活性，以提高该薄膜电感的适用性。当然，作业人员还可以根据实际需求将第一电感线11和第二电感线12进行不同位置的排布，设置不同形状的连接件2，此处不再一一赘述。
优选地，在本实施例中，连接件2和电极3可以选取导电率高的金属材质制成，例如金、银或锡的一种或者多种金属合金材质。作业人员能够通过磁控溅射、PVD(物理气相沉积)、PECVD(化学气相沉积)或者电镀等方法将电极3与连接件2进行连接，以实现电流的流入和流出。
与现有技术相比，本实施例提供的薄膜电感结构简单、第一电感线11和第二电感线12上均涂覆有绝缘漆，进而无需使用额外的支撑板进行支撑固定，使得在有限的软磁磁体1的空间内能够布置更多的第一电感线11和第二电感线12，减小第一电感线11和第二电感线12的间隙，增加电感线圈的匝数，提高该薄膜电感的最大电感量；同时，第一电感线11和第二电感线12与软磁磁体1一体成型，提高了第一电感线11和第二电感线12的稳定性和可靠性；且第一电感线11的端部和第二电感线12端部均连接于连接件2上，降低对第一电感线11和第二电感线12和精度要求，提高加工效率，节约成本。
如图5所示，本实施例的另一目的在于提出一种薄膜电感的制作方法，该方法用于制备以上薄膜电感，主要包括：
S1、将第一电感线11和第二电感线12进行涂覆绝缘漆处理，进而避免相邻的第一电感线11之间发生短路，或者相邻的第二电感线12之间发生短路。
S2、预制可拉直、叠层并固定第一电感线11和第二电感线12的容置腔；将第一电感线11和第二电感线12放置在容置腔中并拉直、叠层、固定。
S3、将软磁合金磁胶注入到容置腔中，经固化后形成软磁磁体1，第一电感线11和第二电感线12将被包覆在一体成型的软磁磁体1中，第一电感线11的两个端部和第二电感线12的两个端部露出于软磁磁体1，这样有利于第一电感线11和第二电感线12中的电流的导入和导出。其中，软磁合金磁胶包含软磁合金颗粒、有机溶剂、润滑剂、固化剂。
S31、对一体成型的软磁磁体1进行切割，分成多个预设尺寸的软磁磁体1，进而提高该薄膜电感的制备效率，使得薄膜电感能够批量化规模生产。同时作业人员能够根据实际客户对薄膜电感的尺寸需求进行任意切割软磁磁体1，提高薄膜电感制备的灵活性。
S4、将连接件2与第一电感线11的端部和第二电感线12的端部进行连接。
S5、将电极3与连接件2采用磁控溅射、PVD(物理气相沉积)、PECVD(化学气相沉积)或者电镀等方法进行连接。
S6、将绝缘层4涂覆在连接件2上。
S7、将端口5扣接在软磁磁体1的端部，并将电极3与端口5处的引出导线进行连接，使得该薄膜电感中的电流能够导出和导入。
示例性地，在本实施例中，作业人员采用磁导率为25的软磁磁体1与绝缘层4，预设计薄膜电感的尺寸为1.2mm×1.0mm×0.6mm，第一电感线11和第二电感线12分别采用11根与10根的方形铜线制作而成，且第一电感线11和第二电感线12的外形、尺寸和材质均保持一致。每根第一电感线11和第二电感线12的尺寸为200um×30um×1000um，连接件2和电极3的材质均选取银。制备得到尺寸为1.2mm×1.0mm×0.6mm，电感值为1000nH，直流电阻为350mΩ的薄膜电感，相比现有技术中的薄膜电感，本发明实施例中的薄膜电感尺寸更小、最大电感量更高、结构更简单、制备步骤简洁、可承受更大的功率。
与现有技术相比，本实施例提供的薄膜电感的制作方法，工艺步骤简单，适用于不同尺寸和形状的薄膜电感的制备，进而提高了薄膜电感制作的灵活性和适用，同时能够使得该薄膜电感更加小型化。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚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。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种薄膜电感，其特征在于，包括：
软磁磁体(1)，所述软磁磁体(1)内设置有第一电感线(11)和第二电感线(12)，所述第一电感线(11)和所述第二电感线(12)不连接，且所述第一电感线(11)的两个端部和所述第二电感线(12)的两个端部均露出于所述软磁磁体(1)；
连接件(2)，所述连接件(2)设置为两个，且两个所述连接件(2)分别设置在所述软磁磁体(1)的侧面，并连接于所述第一电感线(11)的端部和所述第二电感线(12)的端部，以使所述第一电感线(11)、所述第二电感线(12)和两个所述连接件(2)围成电感线圈；
所述薄膜电感还包括电极(3)，所述电极(3)设置为两个，且两个所述电极(3)和两个所述连接件(2)分别对应连接；
所述薄膜电感还包括绝缘层(4)，所述绝缘层(4)包覆在所述连接件(2)上；
所述薄膜电感还包括端口(5)，所述端口(5)设置为两个，且两个所述端口(5)分别连接于两个所述电极(3)；
所述端口(5)开设有凹槽(51)，所述凹槽(51)扣接于所述软磁磁体(1)的端部，所述连接件(2)、所述电极(3)和所述绝缘层(4)均容置于所述凹槽(51)中。
2.根据权利要求1所述的薄膜电感，其特征在于，所述连接件(2)呈直线型。
3.根据权利要求1所述的薄膜电感，其特征在于，所述连接件(2)呈折线型。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的薄膜电感，其特征在于，沿第一方向，所述第一电感线(11)和所述第二电感线(12)均涂覆有绝缘漆。
5.一种薄膜电感的制作方法，用于制备权利要求1-4中任一项的薄膜电感，其特征在于，包括：
S1、将第一电感线(11)和第二电感线(12)进行涂覆绝缘漆处理；
S2、预制可拉直、叠层并固定所述第一电感线(11)和所述第二电感线(12)的容置腔；将所述第一电感线(11)和所述第二电感线(12)放置在所述容置腔中并拉直、叠层、固定；
S3、将软磁合金磁胶注入到所述容置腔中，经固化后形成软磁磁体(1)，所述第一电感线(11)和所述第二电感线(12)将被包覆在一体成型的所述软磁磁体(1)中，所述第一电感线(11)的两个端部和所述第二电感线(12)的两个端部露出于所述软磁磁体(1)；
S4、将连接件(2)与所述第一电感线(11)的端部和所述第二电感线(12)的端部进行连接；
S5、将电极(3)与所述连接件(2)进行连接；
S6、将绝缘层(4)涂覆在所述连接件(2)上；
S7、将端口(5)扣接在所述软磁磁体(1)的端部，并将所述电极(3)与所述端口(5)进行连接。
6.根据权利要求5所述的薄膜电感的制作方法，其特征在于，S3中还包括：
S31、对一体成型的所述软磁磁体(1)进行切割，分成多个预设尺寸的所述软磁磁体(1)。
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