CN212750530U - 一种薄膜耦合电感结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电感技术领域，公开了一种薄膜耦合电感结构，包括主体、输入端和输出端，输入端和输出端设置在主体的外表面上，主体包括依次设置的第一软磁合金磁片、第一金属线圈层、第一胶层、薄膜绝缘层、第二胶层、第二金属线圈层以及第二软磁合金磁片，第一金属线圈层与第二金属线圈层之间镜相对称且两者的线圈绕向相反，第一金属线圈层包括第一输出端口和第一输入端口，第二金属线圈层包括第二输出端口和第二输入端口，第一输出端口和第二输出端口均与输出端连接，第一输入端口和第二输入端口均与输入端连接。本实用新型的薄膜耦合电感结构解决了软磁合金磁片存在饱和问题，且本薄膜耦合电感结构尺寸小，可以满足精密集成电路的需求。

Description

一种薄膜耦合电感结构

技术领域

本实用新型涉及电感技术领域，尤其涉及一种薄膜耦合电感结构。

背景技术

电感器作为电路结构中重要的三大无源器件之一，是电源、变压器、无源滤波器、振荡器、低噪声放大器等功能模块的关键组成部分，在各种通讯设备等领域中有广泛的应用。薄膜电感的出现，使得电感器从三维结构走向了二维，有效的降低了电感器的质量和体积。但是目前的薄膜电感结构复杂，金属线圈之间需要通过设置通孔层进行连接，导致薄膜电感结构较大，无法满足精密集成电路的需求。现有薄膜电感会采用软磁合金磁片来提升电感量，但是软磁合金磁片存在饱和现象，随着电流的增大，当磁场强度超过一定值时，磁感应强度不再增加，即磁导率下降，从而导致电感值减小。因此，如何将电感结构简单化、小型化的同时克服软磁合金磁片饱和现象的发生是当前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种薄膜耦合电感结构，其结构简单，更容易进行加工，电感器结构尺寸小，可以满足精密集成电路的需求，且可以克服软磁合金磁片饱和现象的发生。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种薄膜耦合电感结构，包括主体、输入端和输出端，所述输入端和所述输出端设置在所述主体的外表面上，所述主体包括依次设置的第一软磁合金磁片、第一金属线圈层、第一胶层、薄膜绝缘层、第二胶层、第二金属线圈层以及第二软磁合金磁片；所述第一软磁合金磁片覆盖所述第一金属线圈层，所述第二软磁合金磁片覆盖所述第二金属线圈层，以形成屏蔽整体；所述第一金属线圈层与所述第二金属线圈层之间镜相对称，且所述第一金属线圈层的线圈与所述第二金属线圈层的线圈绕向相反，所述第一金属线圈层包括第一输出端口和第一输入端口，所述第二金属线圈层包括第二输出端口和第二输入端口，所述第一输出端口和所述第二输出端口均与所述输出端连接，所述第一输入端口和所述第二输入端口均与所述输入端连接；所述第一胶层用于将所述第一金属线圈层与所述薄膜绝缘层连接，所述第二胶层用于将所述第二金属线圈层与所述薄膜绝缘层连接；所述薄膜绝缘层用于使所述第一金属线圈层与所述第二金属线圈层之间绝缘。

作为优选，所述第一输入端口暴露在所述主体表面外并与输入端连接，所述第二输入端口暴露在所述主体表面外并与输入端连接。

作为优选，所述第一输出端口暴露在所述主体表面外并与输出端连接，所述第二输出端口暴露在所述主体表面外并与输出端连接。

作为优选，所述第一金属线圈层和所述第二金属线圈层的形状呈C字型。

作为优选，所述第一软磁合金磁片、所述第一金属线圈层、所述第一胶层、所述薄膜绝缘层、所述第二胶层、所述第二金属线圈层、所述第二软磁合金磁片均平行设置。

作为优选，所述第一金属线圈层的线圈宽度为20-120μm，所述第一金属线圈层的线圈厚度为10-50μm。

作为优选，所述第二金属线圈层的线圈宽度为20-120μm，所述第二金属线圈层的线圈厚度为10-50μm。

作为优选，所述主体的层数至少为一层，至少一层所述主体依次叠设，所述输入端和所述输出端设置在依次叠设的所述主体的外表面，所述输入端同时与所有所述第一输入端口和所述第二输入端口连接，所述输出端同时与所有所述第一输出端口和第二输出端口连接。

作为优选，所述主体的长为0.1mm-5.0mm，所述主体的宽为0.1mm-5.0mm，所述主体的高为0.1mm-5.0mm。

作为优选，所述输出端和所述输入端由银浆固化之后电镀形成。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的薄膜耦合电感结构是基于软磁合金磁片的薄膜电感，通过采用镜相对称的两层金属线圈，且线圈绕向相反，金属线圈中心处磁通量相互抵消，解决了软磁合金磁片存在饱和问题，并且相比于现有技术而言，本实用新型提供的薄膜耦合电感结构的第一金属线圈层与第二金属线圈层之间无需连接，不用设置通孔层，其结构简单，更容易进行加工，且电感器结构尺寸小，可以满足精密集成电路的需求。

附图说明

图1是本实用新型提供的薄膜耦合电感结构主体的结构示意图；

图2是本实用新型提供的薄膜耦合电感结构主体的立体结构示意性透视图；

图3是本实用新型提供的薄膜耦合电感结构的立体结构示意性透视图。

图中：

1、主体；11、第一软磁合金磁片；12、第一金属线圈层；121、第一输出端口；122、第一输入端口；13、第一胶层；14、薄膜绝缘层；15、第二胶层；16、第二金属线圈层；161、第二输出端口；162、第二输入端口；17、第二软磁合金磁片；2、输入端；3、输出端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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实用新型的限制。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。

本实用新型提供一种薄膜耦合电感结构，如图1、图2以及图3所示，包括主体1、输入端2和输出端3，输入端2和输出端3设置在主体1的外表面上，其中，主体1包括依次设置的第一软磁合金磁片11、第一金属线圈层12、第一胶层13、薄膜绝缘层14、第二胶层15、第二金属线圈层16以及第二软磁合金磁片17，其中第一软磁合金磁片11覆盖第一金属线圈层12，第二软磁合金磁片17覆盖第二金属线圈层16，从而形成屏蔽整体，隔绝外界干扰；第一金属线圈层12和第二金属线圈层16之间呈镜像对称设置，并且第一金属线圈层12的线圈和第二金属线圈层16的线圈绕向相反，可以实现第一金属线圈层12和第二金属线圈层16的中心处磁通量相互抵消，不会存在饱和的情况；第一金属线圈层12包括第一输出端口121和第一输入端口122，第二金属线圈层16包括第二输出端口161和第二输入端口162，其中，第一输出端口121和第二输出端口161均与输出端3连接，第一输入端口122和第二输入端口162均与输入端2连接；第一胶层13用于第一金属线圈层12与薄膜绝缘层14的连接，第二胶层15用于第二金属线圈层16与薄膜绝缘层14的连接，第一金属线圈层12通过薄膜绝缘层14与第二金属线圈层16绝缘。

可选地，第一软磁合金磁片11和第二软磁合金磁片17也可以替换成其他磁性材料。

可选地，第一软磁合金磁片11、第一金属线圈层12、第一胶层13、薄膜绝缘层14、第二胶层15、第二金属线圈层16以及第二软磁合金磁片17均平行设置，以实现主体1的厚度均匀，既节省空间又能保证产品的一致性。

可选地，第一金属线圈层12和第二金属线圈层16可以但不限于是C字型结构，C字型结构的金属线圈结构简单，且相比于现有技术采用金属线圈之间通过设置通孔层进行连接的技术手段而言，该薄膜耦合电感结构的第一金属线圈层12与第二金属线圈层16之间无需连接，取消了金属线圈之间的通孔连接，没有连接通孔的设计限制，更容易小型化。

可选地，第一输入端口122暴露在主体1表面外并与输入端2连接，第二输入端口162暴露在主体1表面外并与输入端2连接；第一输出端口121暴露在主体1表面外并与输出端3连接，第二输出端口161暴露在主体1表面外并与输出端3连接。

可选地，第一输入端口122在主体1内，输入端2伸入到主体1内并与第一输入端口122连接，第二输入端口162在主体1内，输入端2伸入到主体1内并与第二输入端口162连接；第一输出端口121在主体1内，输出端3伸入到主体1内并与第一输出端口121连接，第二输出端口161在主体1内，输出端3伸入到主体1内并与第二输出端口161连接。

可选地，第一金属线圈层12的线圈宽度为20-120μm，优选为100μm；第一金属线圈层12的线圈厚度为10-50μm，优选为30μm，线圈宽度在100μm，且线圈厚度在30μm的金属线圈层既能够保证电感量又能够保证使用较少的空间。

可选地，第二金属线圈层16的线圈宽度为20-120μm，优选为100μm；第二金属线圈层16的线圈厚度为10-50μm，优选为30μm。

可选地，主体1的层数不限于一层，可以是多层，多层主体1之间依次叠加设置，输入端2和输出端3设置在依次叠设的主体1的外表面，输入端2同时与所有第一输入端口122和第二输入端口162连接，输出端3同时与所有第一输出端口121和第二输出端口161连接。

可选地，输出端3和输入端2可以但不限于是银浆固化之后电镀形成的，采用银浆是由于银浆的导电性能好，其他导电性能好的金属都可以成为该薄膜耦合电感结构的输入端2和输出端3。

最后，本实用新型提供的薄膜耦合电感结构的主体1的长、宽、高可以根据使用环境的不同进行适应性设计，为了兼顾体积与各项指标的平衡，本实用新型提供的薄膜耦合电感结构的主体1的长可以为0.1mm-5.0mm，主体1的宽可以为0.1mm-5.0mm，主体1的高为0.1mm-5.0mm，作为优选，主体1的长、宽、高分别为1.2mm、1.0mm、0.3mm，或者主体1的长、宽、高分别为1.6mm、0.8mm、0.6mm，或者主体1的长、宽、高分别为2.0mm、1.2mm、0.8mm，上述优选中的主体1的尺寸规格既能够保证所需的电感量又能够保证使用较少的空间，以满足精密集成电路的需求。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄膜耦合电感结构，包括主体(1)、输入端(2)和输出端(3)，所述输入端(2)和所述输出端(3)设置在所述主体(1)的外表面上，其特征在于，所述主体(1)包括依次设置的第一软磁合金磁片(11)、第一金属线圈层(12)、第一胶层(13)、薄膜绝缘层(14)、第二胶层(15)、第二金属线圈层(16)以及第二软磁合金磁片(17)；所述第一软磁合金磁片(11)覆盖所述第一金属线圈层(12)，所述第二软磁合金磁片(17)覆盖所述第二金属线圈层(16)，以形成屏蔽整体；所述第一金属线圈层(12)与所述第二金属线圈层(16)之间镜相对称，且所述第一金属线圈层(12)的线圈与所述第二金属线圈层(16)的线圈绕向相反，所述第一金属线圈层(12)包括第一输出端口(121)和第一输入端口(122)，所述第二金属线圈层(16)包括第二输出端口(161)和第二输入端口(162)，所述第一输出端口(121)和所述第二输出端口(161)均与所述输出端(3)连接，所述第一输入端口(122)和所述第二输入端口(162)均与所述输入端(2)连接；所述第一胶层(13)用于将所述第一金属线圈层(12)与所述薄膜绝缘层(14)连接，所述第二胶层(15)用于将所述第二金属线圈层(16)与所述薄膜绝缘层(14)连接；所述薄膜绝缘层(14)用于使所述第一金属线圈层(12)与所述第二金属线圈层(16)之间绝缘。

2.根据权利要求1所述的薄膜耦合电感结构，其特征在于，所述第一输入端口(122)暴露在所述主体(1)表面外并与输入端(2)连接，所述第二输入端口(162)暴露在所述主体(1)表面外并与输入端(2)连接。

3.根据权利要求1所述的薄膜耦合电感结构，其特征在于，所述第一输出端口(121)暴露在所述主体(1)表面外并与输出端(3)连接，所述第二输出端口(161)暴露在所述主体(1)表面外并与输出端(3)连接。

4.根据权利要求1所述的薄膜耦合电感结构，其特征在于，所述第一金属线圈层(12)和所述第二金属线圈层(16)的形状呈C字型。

5.根据权利要求1所述的薄膜耦合电感结构，其特征在于，所述第一软磁合金磁片(11)、所述第一金属线圈层(12)、所述第一胶层(13)、所述薄膜绝缘层(14)、所述第二胶层(15)、所述第二金属线圈层(16)、所述第二软磁合金磁片(17)均平行设置。

6.根据权利要求1所述的薄膜耦合电感结构，其特征在于，所述第一金属线圈层(12)的线圈宽度为20-120μm，所述第一金属线圈层(12)的线圈厚度为10-50μm。

7.根据权利要求1所述的薄膜耦合电感结构，其特征在于，所述第二金属线圈层(16)的线圈宽度为20-120μm，所述第二金属线圈层(16)的线圈厚度为10-50μm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的薄膜耦合电感结构，其特征在于，所述主体(1)的层数至少为一层，至少一层所述主体(1)依次叠设，所述输入端(2)和所述输出端(3)设置在依次叠设的所述主体(1)的外表面，所述输入端(2)同时与所有所述第一输入端口(122)和所述第二输入端口(162)连接，所述输出端(3)同时与所有所述第一输出端口(121)和第二输出端口(161)连接。

9.根据权利要求1-7任一项所述的薄膜耦合电感结构，其特征在于，所述主体(1)的长为0.1mm-5.0mm，所述主体(1)的宽为0.1mm-5.0mm，所述主体(1)的高为0.1mm-5.0mm。

10.根据权利要求1-7任一项所述的薄膜耦合电感结构，其特征在于，所述输出端(3)和所述输入端(2)由银浆固化之后电镀形成。

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