CN1933061B - 基于负介电常数介质的无绕线感抗元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于负介电常数介质的无绕线感抗元件，属于电子元件技术领域。其特征在于：所述感抗元件由具有圆柱形、长方形、正方形几何形状的工作介质和两个端电极构成，它由在200～2000MHz频段具有负介电常数的电介质作为工作介质，且该感抗元件在100MHz特定频率下对交流信号产生感抗。所述感抗元件是在工作介质相对的两个面上喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板。由于本发明提出的元件具有陶瓷电容器的结构，并且负介电常数介质对交流信号给出的响应与普通电容在位相上相差180°，所形成的阻抗为感抗，因此，它是一种无绕线结构的感抗元件。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于负介电常数介质的无绕线感抗元件，属于电子元件技术领域。
背景技术
随着电子信息技术的迅速发展，电子整机的小型化和微型化要求其中的电子元件的尺寸进一步缩小。在三大类无源电子元件中，电感类元件由于其特有的绕线结构，在小型化进程中遇到很大的工艺方面的困难。目前，采用片式电子元件的主流工艺技术(多层陶瓷共烧技术)制造片式电感器的尺寸已经接近其技术极限。
一些电介质材料由于介电共振可能在一定频段下产生负介电常数。而利用具有负介电常数材料，则可望采用相对简单的电容结构实现具有感抗的元件，从而为感性元件尺寸的进一步降低提供一个广阔的空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于负介电常数的感抗元件。
本发明提出的基于负介电常数介质的无绕线感抗元件，其特征在于：所述感抗元件由具有一定几何形状的工作介质和两个端电极构成，它由在一定频段具有负介电常数的电介质作为工作介质，且该感抗元件在特定频率下对交流信号产生感抗。
在上述无绕线感抗元件中，所述感抗元件具有与常规陶瓷电容器相同的结构。
在上述无绕线感抗元件中，所述感抗元件的材料介电常数为负值的频段可在100KHz～5000MHz的范围内选择。
在上述无绕线感抗元件中，所述感抗元件是在工作介质相对的两个面上喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板。
由于本发明提出的元件具有陶瓷电容器的结构，即由两个电极和在两个电极之间的负介电常数介质构成，并且负介电常数介质对交流信号给出的响应与普通电容在位相上相差180°，所形成的阻抗为感抗，因此，它是一种无绕线结构的感抗元件。
附图说明
图1为本发明感抗元件的阻抗谱图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不仅限于该实施例。
本发明按照如下步骤实现：
(1)使用在一定频段下能通过介电共振来实现负介电常数的电介质材料(如一些铁电体等)作为工作介质；
(2)利用陶瓷烧结法制备成具有致密结构的陶瓷介质烧结体；
(3)将上述烧结体加工成一定规则几何形状(如：圆柱形、长方形、正方形等)。如作为标准化元件(如片式元件等)，可按标准设计形状；
(4)在介质相对的两个面上喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板(如用于片式元件，还需在银电极上镀相应的可焊金属层)。
通过以上步骤，可以制成本发明提供的元件。
实施例一：
首先按下列步骤制备PZT陶瓷材料(材料组分按化学式PbZr0.65Ti0.35O3)：利用分析纯PbO、ZrO2、TiO2，在无水乙醇中以ZrO2球为磨介，球磨混合24小时；经75℃烘干后，放入电炉于750℃预烧3小时，再将所得到的PZT粉末球磨24小时，再烘干，加入5％的聚乙烯醇(PVA)溶液(浓度为8％)混合均匀，过60目筛造粒；造粒后的粉料采用干压成型工艺，使用不锈钢模具，在7MPa压力下压制成片状(直径10mm，厚度为1mm)；将次坯体置于电炉中在1050℃下烧结4小时；将烧结得到的陶瓷片的上下表面背银电极，即获得一种原型元件。其阻抗谱如图1所示。从谱中可以看出，该元件的阻抗在100MHz(108Hz)以上时产生近180°的相差，由电容性转变为电感性，在200～2000MHz下，材料的介电常数为负值，其阻抗与频率的关系也符合普通电感器的规律(阻抗随频率增加而增大)。
Claims (1)
1.基于负介电常数介质的无绕线感抗元件，其特征在于：所述感抗元件由具有圆柱形、长方形或正方形几何形状的工作介质和两个端电极构成，它由在200～2000MHz频段具有负介电常数的电介质作为工作介质，所述工作介质由PZT陶瓷材料组成，其化学式为PbZr0.65Ti0.35O3，所述端电极是银电极；所述感抗元件的制备方法如下：
(1)首先利用分析纯PbO、ZrO2、TiO2，在无水乙醇中以ZrO2球为磨介，球磨混合24小时；
(2)经75℃烘干后，放入电炉于750℃预烧3小时，再将所得到的PZT粉末球磨24小时，再烘干，加入5％的聚乙烯醇溶液混合均匀，过60目筛造粒；
(3)造粒后的粉料采用干压成型工艺，使用不锈钢模具，在7MPa压力下压制成片状的次坯体；
(4)将次坯体置于电炉中在1050℃下烧结4小时；
(5)将烧结得到的陶瓷片作为工作介质，在其上下表面背银电极，即获得所述感抗元件。
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