TWI387982B - 電感裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

電感裝置及其製造方法

本發明係關於一種電感裝置及其製造方法。

電感器具有濾波、穩定電流、升降電壓、去除雜訊、相位匹配、儲能、放能與防止電磁干擾等之多種功能，因此廣泛地運用在各類電子裝置之中。

傳統的電感器種類甚多，而其相應的製造方法也不同。舉例言，一種傳統電感器之製造方法首先將軟質磁性材料燒結成柱狀鐵芯後，再將導線圈繞該鐵芯，最後再以壓出成型與燒結成型等方式形成外殼。然而，此種傳統電感器之製造方法複雜、耗費人工，且因其製作之電感器不易微形化，而不符電子裝置「輕、薄、短、小」之需求。

另，中華民國第I242782號發明專利揭示一種晶片電源電感器。此種電感器之製造需要將磁性材料及非磁性材料共燒(co-fire或co-sintering)結合在一起，因此增加製程之困難度。縱使犧牲磁性材料之特性、線圈數目、線圈大小與燒成溫度，仍不一定能提昇共燒之良率。

又，中華民國專利第I223288號揭示一種電感器之製造方法，該方法先在一容裝空間中，將線圈置於一磁導材料底座之上。然後，將混有鐵合金粉末之流態包覆體，以射出之方式，充滿該容裝空間。然，前述之方法需先製備磁導材料底座，且此底座之安置須耗費額外人工，且流態包覆體射出後，需等待包覆體凝結成型。

現有之電感裝置及其製造方法仍存在不少缺失，因此需要提供一種製程簡單、良率高且「輕、薄、短、小」之需求之電感裝置。

本發明係提供一種製程簡單、可大量製造且良率高之電感裝置。

根據前述，本發明一實施例揭露一種電感裝置，其包含一載板、一第一螺旋線圈、一第二螺旋線圈及一導電柱。載板包括相對之一第一表面及一第二表面。第一螺旋線圈形成於該第一表面，且包括一內端部及一外端部。第二螺旋線圈形成於該第二表面，且包括一內端部及一外端部。導電柱貫穿該第一表面和該第二表面之間，且耦接該第一螺旋線圈之該內端部與該第二螺旋線圈之該內端部。

前述實施例之電感裝置可另包含兩保護層及兩外電極。該兩保護層分別覆蓋該第一螺旋線圈與該第二螺旋線圈。該兩外電極相對於該載板設置，其中該第一螺旋線圈之該外端部延伸耦接該兩外電極之一者，且該第二螺旋線圈之該外端部延伸耦接該兩外電極之另一者。

本發明另揭露一種電感裝置之製造方法，其包含步驟如下：提供一載板，其中該載板包括相對之一第一表面和一第二表面；形成複數個貫穿該第一表面和該第二表面間之導電柱；對應該些導電柱，於該第一表面和該第二表面上分別形成複數個第一螺旋線圈及複數個第二螺旋線圈，各第一螺旋線圈包括一內端部及一外端部，而各第二螺旋線圈包括一內端部及一外端部，其中各第一螺旋線圈之內端部連接於相應之導電柱之一端，而各第二螺旋線圈之內端部連接於相應之導電柱之另一端；將兩保護層分別覆蓋該些第一螺旋線圈與該些第二螺旋線圈；切割該載板，以獲得複數個電感單元，其中各該電感單元包含單一第一螺旋線圈及單一第二螺旋線圈；以及將兩外電極設置於各電感單元，並分別電性連接第一螺旋線圈之外端部及第二螺旋線圈之外端部。

上文已經概略地敍述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應可瞭解，下文揭示之概念與特定實施例可作為基礎而相當輕易地予以修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應可瞭解，這類等效的建構並無法脫離後附之申請專利範圍所提出之本揭露的精神和範圍。

參照圖1至圖3所示，本發明一實施例揭示一種新的電感裝置1，該電感裝置1包含一載板11、一第一螺旋線圈12、一第二螺旋線圈13及一導電柱14。載板11包括相對設置之第一表面111和第二表面112，其中第一螺旋線圈12形成於第一表面111，而第二螺旋線圈13形成於第二表面112。第一螺旋線圈12包括一內端部121及一外端部122。相同地，第二螺旋線圈13亦包括一內端部131及一外端部132。導電柱14於第一表面111和第二表面112之間，貫穿該載板11，其中第一螺旋線圈12之內端部121耦接導電柱14之一端，而第二螺旋線圈13之內端部131耦接導電柱14之另一端，使得第一螺旋線圈12與第二螺旋線圈13可藉由導電柱14達成電性連接。

特而言之，在本實施例中，第一螺旋線圈12與第二螺旋線圈13係平面方形螺旋線圈，然本發明不限於此。第一螺旋線圈12與第二螺旋線圈13亦可為平面多邊螺旋線圈或平面圓螺旋線圈。另，第一螺旋線圈12與第二螺旋線圈13之材料可為金、銀、鈀、鉑、鎢或銅，或前述金屬之合金，或前述金屬之混合物。

另，在本實施例中，導電柱14之截面為四邊形，但本發明不限於此，導電柱14之截面亦可為多邊形。導電柱14之材料可為金、銀、鈀、鉑、鎢或銅，或前述金屬之合金，或前述金屬之混合物。較佳地，導電柱14使用之材料可與第一螺旋線圈12與第二螺旋線圈13相同，以使導電柱14與第一螺旋線圈12或第二螺旋線圈13間不會存在異質材料接面。

此外，載板11用於承載第一螺旋線圈12與第二螺旋線圈13，載板11之材料可包含陶瓷材料、鐵磁材料、聚氯乙烯或其他相似者。載板11可為陶瓷材料或鐵磁材料燒結而成。陶瓷材料可包含鋁元素、鈦元素或矽元素。較佳地，陶瓷材料可包含氧化鋁。又，鐵磁材料可為鐵、鈷、鎳、銅，或前述金屬之合金，或前述金屬之混合物。

再參照圖1至圖3所示，電感裝置1可另包含兩保護層15以及兩外電極16。如圖2所示，兩保護層15分別覆蓋第一螺旋線圈12與第二螺旋線圈13。保護層15之材料可包含陶瓷材料、鐵磁材料、聚氯乙烯或其他相似者。保護層15可為陶瓷材料或鐵磁材料燒結而成。陶瓷材料可包含鋁元素、鈦元素或矽元素。較佳地，陶瓷材料可包含氧化鋁。又，鐵磁材料可為鐵、鈷、鎳、銅，或前述金屬之合金，或前述金屬之混合物。如圖2與圖3所示，本實施例之載板11係成方形，但本發明不限於此。本發明揭示之技術可應用於各種形狀之載板。第一螺旋線圈12之外端部122與第二螺旋線圈13之外端部132可朝反向延伸，分別延伸至載板11之相對兩側。外電極16係提供外部電性連接，兩外電極16亦分別設置於前述之相對兩側，且分別電性耦接第一螺旋線圈12之外端部122與第二螺旋線圈13之外端部132。

圖4顯示本發明另一實施例之導電柱14'之立體示意圖。載板11包含相對設置之第一表面111和第二表面112，而導電柱14'形成於第一表面111和第二表面112之間，且貫穿載板11，其中導電柱14'之截面可為圓形。

圖5至圖9係本發明一實施例之電感裝置之製造方法流程示意圖。如圖5所示，首先提供一載板17，其中載板17包括上、下相對之第一表面171和第二表面172。載板17之材料可包含陶瓷材料、鐵磁材料、聚氯乙烯或其他相似者。載板17可為陶瓷材料或鐵磁材料燒結而成。陶瓷材料可包含鋁元素、鈦元素或矽元素。較佳地，陶瓷材料可包含氧化鋁。又，鐵磁材料可為鐵、鈷、鎳、銅，或前述金屬之合金，或前述金屬之混合物。接著，在載板17上形成複數個間隔排列之通孔173。之後，在以一導電材料對該些通孔173進行填孔，以於各該通孔173內形成貫穿載板17之導電柱14，藉此使載板17之第一表面171和第二表面172間可形成複數個導電通路。

參照圖6A與6B所示，對應該些導電柱14，於第一表面171上，形成複數個第一螺旋線圈12，以及於第二表面172上，形成複數個第二螺旋線圈13。各第一螺旋線圈12包括一內端部121及一外端部122，而各第二螺旋線圈13亦包括一內端部131及一外端部132，其中各第一螺旋線圈12之內端部121連接於相應之導電柱14之一端，而各第二螺旋線圈13之內端部131連接於相應之導電柱14之另一端。此外，各第一螺旋線圈12之外端部122與各第二螺旋線圈13之外端部132係朝相反方向延伸。特別地，複數個第一螺旋線圈12與複數個第二螺旋線圈13可以薄膜製程或厚膜印刷製程，分別形成於第一表面171和第二表面172上。第一螺旋線圈12與第二螺旋線圈13可為平面方形螺旋線圈、平面多邊螺旋線圈或平面圓螺旋線圈。第一螺旋線圈12與第二螺旋線圈13之材料可為金、銀、鈀、鉑、鎢或銅，或前述金屬之合金，或前述金屬之混合物。

如圖7所示，將兩保護層18分別設置於載板17之第一表面171和第二表面172，並分別覆蓋該些第一螺旋線圈12與該些第二螺旋線圈13。保護層18之材料可包含陶瓷材料、鐵磁材料、聚氯乙烯或其他相似者。保護層18可為陶瓷材料或鐵磁材料燒結而成。陶瓷材料可包含鋁元素、鈦元素或矽元素。較佳地，陶瓷材料可包含氧化鋁。又，鐵磁材料可為鐵、鈷、鎳、銅，或前述金屬之合金，或前述金屬之混合物。

如圖8所示，切割保護層18/載板17/保護層18之板狀複合結構，以獲得複數個電感單元19，其中各電感單元19包括一個第一螺旋線圈12及一個第二螺旋線圈13。

如圖9所示，最後將兩外電極16相對地貼合於各電感單元19上，並分別與第一螺旋線圈12之外端部122以及第二螺旋線圈13之外端部132電性耦接。

本揭露之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本揭露之教示及揭示而作種種不背離本揭露精神之替換及修飾。因此，本揭露之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本揭露之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

1．．．電感裝置

11．．．或板

12．．．第一螺旋線圈

13．．．第二螺旋線圈

14、14'．．．導電柱

15．．．保護層

16．．．外電極

17．．．載板

18．．．保護層

19．．．電感單元

111．．．第一表面

112．．．第二表面

121．．．內端部

122．．．外端部

131．．．內端部

132．．．外端部

171．．．第一表面

172．．．第二表面

173．．．通孔

圖1係本發明一實施例之電感裝置之立體示意圖；

圖2係本發明一實施例之電感裝置之分解立體示意圖；

圖3顯示本發明一實例之載板、第一螺旋線圈、第二螺旋線圈和導電柱之立體示意圖；

圖4本發明另一實施例之導電柱之立體示意圖；及

圖5至圖9係本發明一實施例之電感裝置之製造方法流程示意圖。

1．．．電感裝置

11．．．載板

12．．．第一螺旋線圈

15．．．保護層

16．．．外電極

111．．．第一表面

121．．．內端部

122．．．外端部

Claims (12)

1. 一種電感裝置，包含：一載板，包括相對之一第一表面及一第二表面；一第一螺旋線圈，形成於該第一表面，該第一螺旋線圈包括一內端部及一外端部；一第二螺旋線圈，形成於該第二表面，該第二螺旋線圈包括一內端部及一外端部；以及一導電柱，於該第一表面及該第二表面之間貫穿該載板，且分別耦接該第一螺旋線圈之該內端部與該第二螺旋線圈之該內端部。
2. 根據請求項1所述之電感裝置，其中該第一螺旋線圈與該第二螺旋線圈係平面多邊螺旋線圈或平面圓螺旋線圈。
3. 根據請求項1所述之電感裝置，其更包含兩保護層，其中該兩保護層分別覆蓋該第一螺旋線圈與該第二螺旋線圈。
4. 根據請求項3所述之電感裝置，其中該保護層與該載板分別包含陶瓷材料、鐵磁材料或聚氯乙烯。
5. 根據請求項1所述之電感裝置，其中該第一螺旋線圈、該第二螺旋線圈和該導電柱之材料係金、銀、鈀、鉑、鎢、銅或其合金或其混合物。
6. 根據請求項1所述之電感裝置，其更包含兩外電極，該兩外電極分別設置於該載板之相對兩側，其中該第一螺旋線圈之該外端部耦接該兩外電極之一者，且該第二螺旋線圈之該外端部耦接該兩外電極之另一者。
7. 一種電感裝置之製造方法，其包含下列步驟：提供一載板，其中該載板包括相對之一第一表面和一第二表面；形成複數個貫穿該第一表面和該第二表面間之導電柱；對應該些導電柱，於該第一表面和該第二表面上分別形成複數個第一螺旋線圈及複數個第二螺旋線圈，該第一螺旋線圈包括一內端部及一外端部，而該第二螺旋線圈包括一內端部及一外端部，其中該第一螺旋線圈之該內端部連接於相應之該導電柱之一端，而該第二螺旋線圈之該內端部連接於相應之該導電柱之另一端；將兩保護層分別覆蓋該些第一螺旋線圈與該些第二螺旋線圈；切割該載板，以獲得複數個電感單元，其中各該電感單元包含單一該第一螺旋線圈及單一該第二螺旋線圈；以及將兩外電極設置於各該電感單元，並分別電性連接該第一螺旋線圈之該外端部及該第二螺旋線圈之該外端部。
8. 根據請求項7所述之製造方法，其中形成複數個貫穿該第一表面和該第二表面間之導電柱之步驟更包含下列步驟：形成複數個通孔於該第一表面和該第二表面間；以及以一導電材料對該些通孔進行填孔。
9. 根據請求項7所述之製造方法，其中於該第一表面和該第二表面上分別形成複數個第一螺旋線圈及複數個第二螺旋線圈之步驟更包含以薄膜製程或厚膜印刷製程於該第一表面和該第二表面上分別形成複數個第一螺旋線圈及複數個第二螺旋線圈之步驟。
10. 根據請求項7所述之製造方法，其中該第一螺旋線圈與該第二螺旋線圈係平面多邊螺旋線圈或平面圓螺旋線圈。
11. 根據請求項7所述之製造方法，其中該保護層與該載板分別包含陶瓷材料、鐵磁材料或聚氯乙烯。
12. 根據請求項7所述之製造方法，其中該第一螺旋線圈、該第二螺旋線圈和該導電柱之材料係金、銀、鈀、鉑、鎢、銅或其合金或其混合物。