CN1295378A - Lc滤波器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LC滤波器及其制造方法,它是由多个电感和电容两种元件所组合而成的复合元件,其制程特点在于:分别独立制作电感与电容,并经测试工作,确认所述电感及电容为成品,再利用热导胶将电容粘合于电感表面,经后续的上低温端电极、电镀、测试步骤而制得LC滤波器;借由上述制程,它不须包含共烧步骤,可以避免因电感及电容两者生胚及导体收缩率不一,而影响元件的电性及机械性质,并从而提高了成品率。

Description

LC滤波器及其制造方法

本发明涉及一种LC滤波器及其制造方法，特别是指一种分别独立制作电感及电容，待确定所述电感及电容为合格品(成品)后，再以粘合方式将电感及电容组合制得LC滤波器的制造方法。

滤波器(Filter)是一具有可以使某一特定频率范围的讯号(或能量)通过(或截止)的功能的电子元件。一般而言，它常被使用在收音机、立体音响装置、电视机、盒式录象机(VCR)、摄影机、各类通讯器材的讯号传输系统上，另外办公室的电子产品，量测仪器也都采用。而其种类繁多，是一重要且不可缺少的电子元件。

若是依据制作的材料和方式来分类，则滤波器可被归纳为：LC滤波器、RC滤波器、陶瓷滤波器、晶体滤波器、声表面波滤波器(SurfaceAcoustic wave Filter)以及机械滤波器。

LC滤波器是由多个电感(Inductor，由L代表)和电容(Capacitor，由C代表)两种元件所组合而成的复合元件，此类滤波器可以涵盖的频率范围极广，从数赫兹(Hz)到一个GHz(10⁹Hz)以上，同时滤波器更可依据不同的电感和电容在其电路的排列方式上，给予不同的组成，作成各种不同特性的滤波器，因此，目前LC滤波器是所有滤波器中最普遍、用途最广的一种。

早期LC滤波器的制造方法是将这些电感器及电容器的各别元件组合后制造而成，此种作法使得滤波器的体绩太大，无法达到产品小型化的目的，因此近年来积层晶片LC滤波器(Laminated Chip-Type LCFilter)已日渐发展，其主要是利用厚膜印刷及积层的技术，将数个电感及电容元件共同烧附成为一个具有单片(Monolithic)构造的组合元件，借此节省元件装配的次数与时间及降低电磁干扰效应(Electro-MagneticInterference，EMI)。

以厚膜制程而言，是先视所要制作LC滤波器的使用频率而选择适当的电感材料与电容材料，再将所选择的材料配方调成浆料，经过刮刀而在承载膜上成型生胚薄带，经由冲压打孔或切割，依照需要完成合用的生胚大小，再将电路设计的电容、电感网版图案分别印刷于所述生胚上，经设计的排列顺序，依序将电容及电感的生胚叠好，于热水均压机中压合、切割与共烧，待烧成后，再经由端电极印刷、电极烧附、电镀、测试等步骤后即可制得LC滤波器。

其中上述的共烧步骤为制程技术中最大考验之处，因共烧时完全表现出电容电感二者生胚、胶体收缩的匹配性是否吻合，接合处的反应层多大，是否会有分离或龟裂的情况，将影响到元件的电性及机械性质，而造成不合格品；同时其烧结温度需视电感及电容的材料而定，一般低温多层陶瓷共烧温度需低于950℃，如使用银金属则为防止银金属在与基板共烧过程中银会渗透在陶瓷烧结体的孔隙中，会产生迁移现象(Electrolytic Migration)，所以共烧温度需低于850℃，且烧结时间不宜过久。

同时，由于上述制程是将电感及电容生胚一体烧附成复合元件，待整个制程完成后，再进行测试工作，以确认此一LC滤波器是否为合格品，换言之，在组合成LC滤波器之前，无法先各别确认电感及电容的成品率，致使LC滤波器的成品率是电感及电容成品率的相乘结果，将会降低LC滤波器的制造成品率。

本发明的目的在于提出一种由分别独立制作电感与电容，经测试所说电感和电容为合格品(成品)后，再利用热导胶将电容粘合在电感表面，又再继续上低温端电极、电镀及测试等步骤组成LC滤波器及其制造方法，它可避免在制作过程中因电感及电容的生胚及导体收缩不一而影响元件电性及机械性质，从而解决了现有技术所存在的问题。

本发明所采用的技术方案在于，它至少包括下列的步骤：

A．提供至少一个合格品电感；

B．提供至少一个合格品电容；

C．通过一热导胶粘合该电感及该电容的手段，致使该电容与该电感形成一复合元件；

D．于该电容上低温端电极；

E．于该电极表面电镀镍及锡铅合金；

F．经检测及可靠性试验，再加以包装即成LC滤波器成品。

所说的热导胶粘合电感及电容的手段，至少包括有如下步骤：

a)在该电感表面适当处涂布该热导胶；

b)将电容量于该电感涂布有热导胶的表面上，使该电感与该电容粘合成复合元件。

一种LC复合元件的制造方法，它至少包括有下列步骤：

ⅰ)提供至少一个合格品电感；

ⅱ)提供至少一个合格品电容；

ⅲ)通过一热导胶粘合该电感及该电容的手段，致使该电容及该电感形成一复合元件。

所说的LC复合元件的制造方法，还包括有下列步骤。

ⅰ)于该电容上低温端电极；

ⅱ)于该电极表面电镀镍及锡铅合金；以及

ⅲ)经检测及可靠性试验，再加以包装即成LC滤波器。

所说的电感，可通过在其上的电路设计，及引出该端电极的方式使LC滤波器形成π型、L型或T型LC滤波器中的任意一种。

其中上述电感及电容的制作方式及结构并没有特别限定，如以电感而言，可采用常规普遍使用的印刷积层法(又称为半湿式法)或生胚积层法(又称为干式法)制成积层晶片型电感，而以电容而言，可采用薄膜或厚膜中的任意一种，或是利用积层印刷技术制成积层晶片型电容。

本发明的优点在于：在分别独立制造电感及电容，经测试确认为合格品后，再利用热导胶将电容粘合在电感表面形成复合元件，由此省略了电感及电容共烧的步骤，以避免因电感及电容本身特性的不同，而影响元件的电性及机械性质。同时由于电容及电感在组合前，已被认为合格品，以此可以提高LC滤波器的成品率。

图1为本发明的LC滤波器制造方法的流程图；

图2为π型LC滤波器的电路示意图；

图3A-3H为图2的π型LC滤波器每一生胚薄片的图案；以及

图4为图2的π型LC滤波器的组成结构图。

现在结合上述各附图来进一步说明本发明的较佳具体实施例，首先请参阅图1所示，它为本发明的LC滤波器制造方法的流程图。首先是分别独立制作电感及电容(其中制作电感及电容的步骤可以同步进行)，再各别经由电磁性及可靠性测试，确认所述电感与电容为合格品，接着利用热导胶粘合的方式将电容粘在电感表面上，形成一复合元件，接着在复合元件的电容部分上低温端电极，并在所述端电极上电镀镍及锡铅合金，以确保符合表面粘着技术(Surface Mount Technology，SMT)的自动粘焊良好操作需求，最后经检测及可靠性试验，再加以包装即得LC滤波器成品。

其中上述每一步骤的细部作法如下所述：

首先就分别独立制作电感及电容而言，一般常用的电感是积层晶片型电感，其制造方法基本上可分为两类，一是印刷积层法，是以磁性陶瓷体浆料和内部导体浆料交互积层印刷，另一方法是生胚积层法，是以磁性陶瓷体制作成生胚薄片(Green Sheet)，并在所述生胚薄片上印刷内部导体，再加以积层而得，其中印刷积层与生胚积层的差异，在于印刷积层法是以磁性体及导体两者交叉多次印刷来制作内部线圈，并以磁性体作为内部导体间的绝缘；而生胚积层法则是以磁性体制作生胚薄片，然后在所述生胚薄片上打穿通孔(Via Hole)，接着在生胚薄片表面印刷上内部导体，同时也将穿通孔内填充内部导体，再按序积层压合以形成内部线圈，而至于后续的制程两者方法皆相同。

以电容而言，可采用薄膜、厚膜或是积层印刷技术之中的任意一种，举薄膜制程为例，是先提供一基板(如矽基板)，于所述基板上涂布一导体胶，此导体胶是由银等导体所组成，再以蚀刻方式去除部分导体胶而形成预定的内电极图案，接着再于基板上涂布一层导体胶，以覆盖所述内电极图案，并再次利用蚀刻技术去除部分导体胶，形成第二层内电极图案，之后，重复相同的涂布、蚀刻步骤，陆续形成第三、第四……层内电极图案，其中使用者可视电容值的需求，而决定电容的层数，再经由后续的制程而形成电容，其余的厚膜或积层印刷技术也是一个已知的技术，其制造步骤在此不加以详述。

待电感及电容完成后，各别经由可靠性试验，确认所述电感及电容皆为合格品，之后，于电感表面涂布热导胶，其中由于热导胶的作用是将电容粘合在电感上，因此在能达到粘合固定效果的前题下，并不需要在全部的电感表面涂布热导胶，只要在四周边缘处涂布热导胶即可，热导胶的材料可为环氧树脂(Epoxy Resin)、低温玻璃或是矽类化合物(如矽氧烷化合物，Siloxane Compounds，)等耐酸、耐碱且不具导电性的材料，而所述涂布热导胶的方式可利用点胶、凸板印刷、平板印刷、凹板印刷、移印、转印、滚筒印刷、旋转涂布印刷、网印或钢版等技术之一来达到，待热导胶涂布完成后，再将电容置于电感表面，借由热导胶的粘合作用，将电容粘合于电感，而形成一复合元件，接着在所述端电极上电镀镍及锡铅合金，以确保符合表面粘着技术(SMT)的自动粘焊良好操作的需求，最后经检测及可靠性试验，再加以包装即得LC滤波器成品。

其中在上述制程中，可借由在电感上的电路设计，及引出端电极的方式，形成各种不同型式的LC滤波器，如π型、L型、T型LC滤波器，或是引出端电极排列为矩阵(Array)方式，形成LC矩阵(Array)；就π型LC滤波器而言，其组成结构有两种形式，现以图3A-3H及图4分别显示的其中一种组成形式、及电感与电容的生胚图案，再配合图2所示的电路示意图说明其制造方法。此π型LC滤波器是由一个电感及两个电容所组成，根据上述图1所示的制造流程，是先分别独立制作一个电感及两个电容，其中所述两个电容可以分开或结合在一起，依上述的制造步骤，是先选用适当的介电材料、电磁材料及其它所需的材料，制成数个生胚薄片7，先在所述生胚薄片7上打穿通孔81，再视所需的电感值及电容值，于所述生胚薄片7上依序印刷上导体或电极图案，并填满所述穿通孔81当作栓塞，其中电感是由两组螺旋状导体所组成，其螺旋状导体的形成方法是在四个生胚薄片7表面有顺序地印刷上如图3A-3D所示的图案，借由所述穿通孔81当作连接导通使用，致使每一层的导体图案8能耦合至另一层，而呈一绕旋的线路，亦即是电感，之后再以沾银方式形成端电极1，如图4所示，当然在此之后还需做一些后续处理，以便于能施行可靠性测试。

而电容的制造方式与电感类似，也先形成数个生胚薄片7′，再以印刷方式于两个生胚薄片7′上形成预定的内电极图案9及端电极2，如图3E、3F所示，而图3G、图3H是代表另一个电容，而与电感相同的，电容也需经过一些后续处理，以便施行可靠性测试，确认其质量。

待形成电感、电容并确认其质量之后，在引出端电极时，以沾银方式分别使两个电感的一侧与电感的两端形成接点3，4，且使两个电容的另一侧接地，形成接地点5，6，借此形成π型LC滤波器，如图2所示。

借以上述的说明可知，本发明是先各别独立制造电感及电容，待确认所述电感及电容为合格品后，再将两者粘合形成一LC复合元件，因此可以略过常规的电感及电容一体共烧的步骤，可以避免因电感及电容两者生胚及导体收缩率不一，而影响元件电性及机械性质。

同时由于本发明可以在形成LC滤波器之前，先确认待组成的电感及电容的质量，因此可以提高产品的成品率。

虽然根据本发明制造方法，所形成的LC滤波器的厚度会比常规的LC滤波器高，但在装配时，所考虑的是LC滤波器的XY面积，而不是厚度，而本发明的LC滤波器的XY面积与常规相同，因此在应用上不会造成影响。

Claims (19)

1、一种LC滤波器的制造方法，其特征在于它至少包括下列步骤：

A提供至少一个合格品电感；

B提供至少一个合格品电容；

C通过一热导胶粘合该电感及该电容的手段，致使该电容与该电感形成一复合元件；

D于该电容上低温端电极；

E于该电极表面电镀镍及锡铅合金；

F经检测及可靠性试验，再加以包装即成LC滤波器成品。

2、根据权利要求1所述的LC滤波器的制造方法，其特征在于所述的电感，通过其上的电路设计，及引出该端电极的方式使该LC滤波器形成π型、L型或T型LC滤波器之中的任意一种。

3、根据权利要求1所述的LC滤波器的制造方法，其特征在于所述的电感，它是已利用沾银方式而形成端电极。

4、根据权利要求1所述的LC滤波器的制造方法，其特征在于所述的热导胶的材料该材料可为环氧树脂。

5、根据权利要求1所述的LC滤波器的制造方法，其特征在于所述的热导胶，该材料可为低温玻璃。

6、根据权利要求1所述的LC滤波器的制造方法，其特征在于所述的热导胶，该材料可由耐酸性、耐碱性的材料所组成。

7、根据权利要求1所述的LC滤波器的制造方法，其特征在于，所述的热导胶，它粘合该电感及该电容的手段，至少包括下列步骤：

a．于该电感表面适当处涂布该热导胶；

b．将该电容置于该电感涂布有该热导胶的表面上，使该电感与该电容粘合形成该复合元件。

8、根据权利要求7所述的LC滤波器的制造方法，其特征在于所述的热导胶，它可利用点胶方式涂布。

9、根据权利要求7所述的LC滤波器的制造方法，其特征在于所述的热导胶，它可利用印刷方式涂布。

10、一种LC复合元件的制造方法，其特征在于它至少包括下列步骤：

ⅰ提供至少一个合格品电感；

ⅱ提供至少一个合格品电容；

ⅲ通过一热导胶粘合该电感及该电容的手段，致使该电容及该电感形成一复合元件。

11、根据权利要求10所述的LC复合元件的制造方法，其特征在于所述的方法还包含有下列步骤：

ⅰ)于该电容上低温端电极；

ⅱ)于该电极表面电镀镍及锡铅合金；以及

ⅲ)经检测及可靠性试验，再加以包装即成LC滤波器成品。

12、根据权利要求11所述的LC复合元件的制造方法，其中其特征在于所说的电感，它可通过该电感上的电路设计，及引出该端电极的方式使该LC滤波器形成π型、L型或T型LC滤波器中的任意一种。

13、根据权利要求11所述的LC复合元件的制造方法，其特征在于，所述的电感，它是已利用沾银方式而形成端电极。

14、按权利要求11所说的LC复合元件的制造方法，其特征在于所说的热导胶，它的材料可由环氧树脂组成。

15、按权利要求11所说的LC复合元件的制造方法，其特征在于所说的热导胶，它的材料可由低温玻璃组成。

16、按权利要求11所说的LC复合元件的制造方法，其特征在于所说热导胶，它的材料可由耐酸性、耐碱性的材料所组成。

17、按权利要求10所说的LC复合元件的制造方法，其特征在于所说的热导胶粘合该电感及该电容的手段，至少包括下列步骤：

(1)于该电感表面涂布该热导胶；以及

(2)将该电容置于该电感涂布有该热导胶的表面上，使该电感与该电容粘合形成该复合元件。

18、按权利要求17所说的LC复合元件的制造方法，其特征在于所说的热导胶，它可利用点胶方式涂布该热导胶。

19、按权利要求17所说的LC复合元件的制造方法，其特征在于所说的热导胶，它可利用印刷方式涂布该热导胶。

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