CN1254172A - 高频应用薄膜线圈元件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种高频应用薄膜线圈元件及其制造方法,此种线圈元件主体是以一基板,一被覆于基板上的金属薄膜,一被覆于所述金属薄膜上的导体层,以及从导体层上切入至基板的切割凹沟所构成;导体层上切入至基板的切割凹沟是以硬质刀片,如钻石刀片或碳化矽刀片等切割机切割杆形基材的杆面导体而成为螺旋状线圈;本发明的技术方案可大幅降低生产成本。
Description
本发明是有关一种高频应用薄膜线圈元件及其制造方法，特别是有关一种可大幅降低生产成本的线圈元件切割成形方法。
在通讯产业蓬勃发展的今日，通讯已由有线通讯走向无线通讯，且无线通讯应用频率越来越高并已成为潮流。在无线通讯元件中，良好的线圈元件已是产品设计中必须考虑的。为了符合良好的特性如误差小精度高的线圈电感值、较高的线圈品质因数、较低的线圈电阻值及非常高的自我共振频率等，线圈元件制造业者开发出了多种的线圈，以符合各种应用的需求特性。
事实上，市场上已有相当多种形态的线圈元件符合并且供应实际的需求，但不同型态的线圈元件却因为例如制程复杂、设备昂贵、量产性差、制程稳定性低、结构材料成本高等等个别的相关因素，造成了一致相同的结果，即是现有的线圈元件，其使用成本均相当高。
因此，本发明人经过长时间研究提出此种线圈元件及其切割成形的制造方法。由于其特殊的成形方法，可应用现有市场的低成本材料，稳定且量产性佳却不昂贵的设备及简单的制程，来制作高频应用薄膜线圈元件，以更合理的成本供应通讯产品。
目前市场上最常见的线圈元件有两种，兹将其制造方法叙述如下：
1、 薄膜叠层回圈型线圈元件(请参阅图1A-图1J)：
此种线圈元件是以经切割成单元的陶瓷或玻璃基板100(请参阅图1A，其中a1是正视图，a2是剖视图)的两面上，以适当的着膜制程形成金属导体膜101(参阅图1B，其中b1是正视图，b2是剖视图)；其中一面以光罩图样经曝光、显像等黄光室制程后，预留电极接脚103；而另一面则在曝光、显像等黄光室制程后，形成螺旋回圈线的主体并预留电极接脚102(参阅图1C，其中c1是正视图，c2是剖视图)，过程中为符合低电阻的特性，主体面的导体均需以电镀制程形成电镀层104、105(参阅图1D，其中d1是正视图，d2是剖视图)，增厚导体的厚度以降低电阻；接着在主体面上形成绝缘保护膜106，其是采用低介电常数的材料，除保留电极部分空间外，螺旋回圈中心亦需预留连接孔107，以便制作连接膜，接到另一电极，构成完整的线圈元件，接着以如图1E(其中e1是正视图，e2是剖视图)所示的第一层螺旋回圈导体制程，在绝缘层上制作第二层导体膜108与电镀层109，主要目的在连接螺旋回圈的中心点及另一电极以构成两只接脚的完整线圈(如图1F，其中f1是正视图，f2是剖视图；图1G，其中g1是正视图，g2是剖视图)；又于螺旋回圈主体再覆盖保护层110(参阅图1H，其中h1是正视图，h2是剖视图)；然后，切割基板并在两面电极间的基板两侧面制作电极连接导体111而成元件雏形(参阅图1I，其中i1是正视图，i2是剖视图)；最后将线圈元件实施电镀制程，于电极导体上镀上符合使用者使用的电镀介面层112，即完成线圈元件的制造(参阅图1J，其中j1是正视图，j2是剖视图)。
由以上的叙述，可清楚地了解此种制造技术非常复杂，而且主要制程需要使用的长膜、黄光室及电镀设备的量产性欠佳，同时设备投资相当昂贵。其唯一好处是线圈元件的尺寸精度可控性佳，所以线圈特性稳定且误差小、精度高。但是，为了达成此效果而以如此高昂的设备来制造，经济效益实在低落。
2、金属导线(铜线)绕线式线圈元件(请参看图2A-2C)：其是采用特殊形状(经专业工厂预先制成)的单一元件用陶瓷基座201，该基座已预留导线连接设计并具有使用者使用所需的电极接脚202；线圈元件制造者需要使用特殊的绕线机将外表绝缘的漆包铜线203绕于上述的陶瓷基座上，并将两个线头204连接于预留的设计位置上(如图2B)，最后于非电极接脚面制作一表面平滑的覆盖层205，即完成线圈元件(图2C)的制造。
上述的制造技术，对于线圈制造者而言，仅有缠绕漆包线的制程，故非常简单，欲有以下的问题：
A.由于陶瓷基座特殊，材料成本非常高。
B.特殊绕线机设备昂贵，且为单一元件绕线，量产性差。
C.线圈特性受绕线相关尺寸影响非常大，而以绕线机绕线则不易控
制绕线结果的相关尺寸，线圈元件必须筛选分类，就特定规格而言，
合格率偏低。
以上两种线圈元件的制造方法，由于各自的不同问题均导致相同的结果，即制造成本居高不下，相对地对使用者的使用成本也就相当高了。
有鉴于现有线圈元件及其制造方法的缺点，本发明旨在提供一种线圈元件及其切割成形方法，以利用简单的制程获得性能优异的线圈元件。
本发明的目的是采用下述技术方法来实现的：
一种高频应用薄膜线圈元件，是由一线圈主体，设于线圈主体两侧端的电极接脚介面层，以及被覆于线圈主体上的保护层所构成，其特征在于线圈主体是以一基板、一被覆于基板上的金属薄膜，一被覆于所述金属膜上的导体层，以及从导体层上切入至基极的切割凹沟所构成；所述线圈主体的导体层与所述保护层之间并被覆一防氧化保护膜，该防氧化保护膜并被切割；所述设于线圈主体两侧端的电极接脚介面层为金属盖体；基板为陶瓷条状体。
一种高频应用薄膜线圈元件的制造方法，其特征包括下列步骤：
以条状陶瓷基板作为基板材料；
以薄膜溅镀着膜方式，在条状陶瓷基板材料的表面上被覆一层金属薄膜；
于金属薄膜上施以电镀制程而于其上被覆一层导体层；以及
于导体层上用以切割杆形基材的硬质刀片、如钻石刀片或碳化矽刀片等切割导体层，而于导体层表面形成螺旋状凹沟。
其中，所述线圈主体的导体层与所述保护层之间并被覆一防氧化保护膜，该防氧化保护膜并被切割；基板为陶瓷条状体，一个杆形基材上的线圈数目为一个或多个。
本发明的此种线圈元件及其制造方法，由于大幅简化制造程序，而且运用价格低而稳定且自动化的设备，其经济效益极高。对于使用者而言，因为利用本发明的方法所得的线圈元件，其高精度与稳定的功能，对于通讯设备性能上的增进，也有极大的贡献。
附图说明：
图1A至图1J为现有薄膜叠层回圈型线圈元件的制造流程说明图；
图2A至2C为现有金属导线绕线式线圈元件的制造流程说明图；
图3为本发明的方法所得的一线圈元件之一实施例图；
图4为本发明的方法所得的另一线圈元件构造的另一实施例图；
图5A至5G为本发明的线圈元件的一制造流程说明图。
至于本发明的详细构造，其他目的与功效，则参看下列附图所作的说明，即可得到完全的了解。
本发明的方法所得的线圈元件的较佳实施例如图3所示，是由一基板10，一被覆于基板上的金属薄膜11，一被覆于金属薄膜11上的导体层12，一被覆于导体层12上的防氧化层13，从防氧化层13切入至基板10的多个切割凹沟15，其可使得切割的基板、金属薄膜、导体层、防氧化层形成连续盘绕被覆的状态而成为线圈主体。线圈主体两侧端并以金属盖14套上，作为接脚电极，两接脚电极之间的线圈主体则又以保护层16被覆。
本发明的线圈元件主体的成形方法，即其制造过程如下列所述：
1、如图5A所示使用条状陶瓷基板作为基板材料10。此种材料已广
泛且大量地运用于多种产业，成本非常低廉。
2、以薄膜溅镀着膜方式，在条状陶瓷基板原材料上的所有表面披覆
上一层金属薄膜11，此制程可大批量制造，同时溅镀设备简单价廉。
3、于金属薄膜11上施以铜金属等电镀制程。于金属薄膜11上被覆
一层导体层12，以符合低电阻特性要求。此制程亦可大批量制造，
同时相当一般化，母须自行架设高污染电镀工作线，更可交由专业
厂商执行。
4、在铜电镀层上，全成均匀覆盖一铜金属防氧化层13，其可为树脂
层，以防止铜金属于后续制程中产生表面氧化的现象。
5、于杆状陶瓷基板两端套上金属盖14，作为使用时的接脚电极，金
属盖的尺寸经适当设计可刮除其所套入部份的防氧化层13，而使金
属盖与铜电镀层紧密配合接触。金属盖亦属成本极低而为其他产业
已大量采用的材料。
6、利用现有且为其他产业广泛运用，稳定、自动化、价廉的钻石刀
片或碳化矽刀片切割机，于杆状半成品的圆柱面上形成多个切割导
体至陶瓷基材的凹沟，使导体层12形成盘绕在杆状陶瓷基材的线
圈，构成线圈元件主体。
7、于两个金属盖之间的线圈主体上，施以披覆保护层16的制程，
完成线圈元件的制造。
上述制程中的线圈切割与上述常见的金属导线绕线式线圈元件的绕线制程类似，但稳定性与可控制性则高出许多，而藉由数值化控制的变化或于切割过程中以仪表同时量测则可得到更高精度的制造结果。
本发明的线圈元件的切割成形制造方法具有以下所述的功能及效果：
1、能够以极低的设备投资，大批量生产高精度线圈元件。
2、可以采用极低成本的材料，制作高精度线圈元件。
3、可以以极其简化的制程，量产高精度线圈元件。
4、综合言之，依据本发明，可以以非常低的成本量产线圈元件，以
合理的价位提供使用者使用。
请参看图4，本发明所得的线圈元件，其另一实施例可包括：线圈主体，设于线圈主体两侧端的电极接脚介面层17，以及被覆于线圈主体上的保护层16，其与图3所示的结构相比较，减少了防氧化层13的部份。
由以上所述可明白看出，本发明的高频应用薄膜线圈元件及其制造方法确实可以简化现有线圈元件的制程，并可使已废弃多时的设备恢复其生命力，对于线圈元件的制造实有其重大的贡献，符合专利法中发明专利的规定，恳请赐准专利，实为德便。
Claims (8)
1、一种高频应用薄膜线圈元件，是由一线圈主体，设于线圈主体两侧端的电极接脚介面层，以及被覆于线圈主体上的保护层所构成；其特征在于线圈主体是以一基板，一被覆于基板上的金属薄膜，一被覆于所述金属薄膜上的导体层，以及从导体层上切入至基板的切割凹沟所构成。
2、如权利要求1所述的高频应用薄膜线圈元件，其特征是所述线圈主体的导体层与所述保护层之间并被覆一防氧化保护膜，该防氧化保护膜并被切割。
3、如权利要求1所述的高频应用薄膜线圈元件，其特征是所述设于线圈主体两侧端的电极接脚介面层为金属盖体。
4、如权利要求1所述的高频应用薄膜线圈元件，其特征是所述基板为陶瓷条状体。
5、一种高频应用薄膜线圈元件的制造方法，其特征包括下列步骤：
以条状陶瓷基板作为基板材料；
以薄膜溅镀着膜方式，在条状陶瓷基板材料的表面上被覆一层金属薄膜；
于金属薄膜上施以电镀制程而于其上被覆一层导体层；以及
于导体层上用以切割杆形基材的硬质刀片、如钻石刀片或碳化矽刀片切割导体层，而于导体导表面形成螺旋状凹沟。
6、如权利要求5所述的高频应用薄膜线圈元件的制造方法，其特征是所述线圈主体的导体层与所述保护层之间并被覆一防氧化保护膜，该防氧化保护膜并被切割。
7、如权利要求5或6所述的高频应用薄膜线圈元件的制造方法，其特征是所述基板为陶瓷条状体。
8、如权利要求7所述的高频应用薄膜线圈元件的制造方法，其特征是一个杆形基材上的线圈数目为一个或多个。
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