CN117854899A - 一种叠层片式电感元件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电感元件技术领域，具体而言涉及一种叠层片式电感元件及其制作方法。本发明一种叠层片式电感元件、包括上基板绝缘层、下基板绝缘层、若干层内部线圈绝缘层、内部磁芯、第一外部电极和第二外部电极，内部线圈绝缘层位于上基板绝缘层、下基板绝缘层之间，内部线圈包括若干个线圈层，线圈层连接在内部线圈绝缘层上，内部磁芯位于内部线圈的内部，内部磁芯垂直于内部线圈电流方向，所述内部磁芯位于下基板绝缘层和上基板绝缘层之间，第一外部电极和第二外部电极的两端分别和下基板绝缘层和上基板绝缘层连接。本产品体积小，材料磁导率高，使用较低线圈匝数获得较高电感量的优势。

Description

一种叠层片式电感元件及其制作方法

技术领域

本发明涉及电感元件技术领域，具体而言涉及一种叠层片式电感元件及其制作方法。

背景技术

多层陶瓷片式电感其目前常用的两种制程工艺，一种为叠层成型工艺，另外一种为薄膜成型工艺。

其中叠层成型工艺流程为：配料-->流延-->裁片-->机关打孔-->印刷-->叠层-->温水等静压。该工艺无法在同一张流延生带上制程多种材料，可以通过在印刷完电极后在线圈内部加印磁性材料，使产品内部形成不连续的磁性材料层，但由于工艺限制，产品尺寸在1.0mm*0.5mm*0.5mm以下尺寸时则无法现实该工艺。

目前低介电低损耗陶瓷材料其瓷体均采用非磁性材料制成，因非磁性陶瓷材料磁导率恒为1，故制品的电感量较低，在一些小尺寸产品上要制作较大电感量时需要叠加较多线圈匝数，提升的制成难度，同时浪费了生产成本。

针对以上问题，目前需要一种产品体积小，材料磁导率高，可以使用较低线圈匝数时可制得较高电感量的电感元件及其制备方法。

发明内容

为了解决上述问题提供一种产品体积小，材料磁导率高，可以使用较低线圈匝数时可制得较高电感量的电感元件及其制备方法。本发明采用以下技术方案。

一种叠层片式电感元件,包括上基板绝缘层、下基板绝缘层、若干层内部线圈绝缘层、内部磁芯、第一外部电极和第二外部电极，所述的内部线圈绝缘层位于所述的上基板绝缘层、下基板绝缘层之间，所述的内部线圈包括若干个线圈层，所述的线圈层连接在所述的内部线圈绝缘层上，所述的内部磁芯位于内部线圈的内部，所述的内部磁芯垂直于内部线圈电流方向，所述内部磁芯位于下基板绝缘层和上基板绝缘层之间，所述的第一外部电极和第二外部电极的两端分别和所述的下基板绝缘层和上基板绝缘层连接。

本发明采用上述结构，在非磁性材料内部内嵌磁性材料，通过共烧技术进行烧制，提升材料磁导率，使用较低线圈匝数时可制得较高电感量，具有体积小，磁导率高的优势。

作为优选，所述的内部线圈绝缘层包括第一内部线圈绝缘层和第二内部线圈绝缘层，所述的第一内部线圈绝缘层和第二内部线圈绝缘层交替设置，所述的线圈层位于所述的第一内部线圈绝缘层上，所述的第二内部线圈绝缘层上设有导电通孔，所述的相邻的两个线圈层通过导电通孔相互连接。

本发明采用上述结构，在叠层的情况下可以通过导电通孔保证线圈的连通，因此可以通过控制层数调节本发明的磁导率和电感，有助于提高本发明的生产效率。

作为优选，所述的内部线圈绝缘层上设有内部磁芯层凹槽，所述的内部磁芯包括若干层内部磁芯层，所述的内部磁芯层固定连接在所述的内部磁芯层凹槽内，所述的内部磁芯层位于所述的线圈层的内部。

本发明通过设置内部磁芯层凹槽然后填充内部磁芯层的方式安装内部磁芯层，有助于提高本发明的加工的精密度，从而可以内部磁芯层和线圈层之间安装的距离的稳定。

作为优选，所述的上基板绝缘层上方设有第一标识层，所述的下基板绝缘层下方设有第二标识层。

本发明通过设置标识层从而区分本发明的上下，具有便于加工，易于识别的优势。

作为优选，所述的下基板绝缘层包括若干个第一下基板绝缘层和若干个第二下基板绝缘层，所述的第一下基板绝缘层位于所述的第二下基板绝缘层的下方，所述的第二下基板绝缘层上设有下部磁芯层凹槽和下部电极凹槽，所述的第一外部电极和第二外部电极连接在所述的下部电极凹槽内，所述的下部磁芯层凹槽上设有磁芯层，所述的上基板绝缘层包括若干个第一上基板绝缘层和若干个第二上基板绝缘层，所述的第一上基板绝缘层位于所述的第二上基板绝缘层的上方，所述的第二上基板绝缘层上设有上部磁芯层凹槽和上部电极凹槽，所述的第一外部电极和第二外部电极连接在所述的上部电极凹槽内，所述的上部磁芯层凹槽上设有磁芯层。

本发明采用多层上下基板绝缘层的结构，一方面第一下基板绝缘层和第一上基板绝缘层可以起到绝缘和保护内部元件的作用，另一方面第二下基板绝缘层和第二上基板绝缘层可以起到将固定外部电极的作用，在该位置可以将电极和外部线路连通。

作为优选，所述的内部磁芯的磁导率系数为3~1000。

作为优选，所述的内部线圈和所述的内部磁芯之间的距离为0~100um。

一种叠层片式电感元件的制作方法,包括以下步骤：

步骤1：制作第一标识层；

步骤2：在第一标识层上方制作多个第一下基板绝缘层，制作层数为1-3层；

步骤3，制作第二下基板绝缘层：在第二下基板绝缘层上先制作一层绝缘层，在所述绝缘层上刻出下部磁芯层凹槽和下部电极凹槽，在所述凹槽上安装磁芯层，然后在下部电极凹槽上安装外部电极所需导电材料，该步骤重复至少为1次。

步骤4，安装一层第一内部线圈绝缘层：在所述第一内部绝缘层上刻出外部电极凹槽和内部磁芯层凹槽，在所述内部磁芯层凹槽上安装磁性材料，形成内部磁芯层，在所述安装完磁芯材料的第一内部线圈绝缘层上安装线圈层和外部电极所需导电材料。

步骤5：安装一层第二内部线圈绝缘层，在所述第二内部绝缘层上刻出外部电极凹槽、内部磁芯层凹槽和连接孔，在所述内部磁芯层凹槽上安装磁性材料，在所述安装完磁芯材料的第二内部线圈绝缘层上安装连接孔和外部电极所需导电材料。

步骤6：按预定设计重复步骤4和步骤5达到规定层数。

步骤7：制作第一上基板绝缘层：在第一上基板绝缘层上先制作一层绝缘层，在所述绝缘层上刻出上部磁芯层凹槽和上部电极凹槽，在所述凹槽上安装磁芯层，然后在上部电极凹槽上安装外部电极所需导电材料，该步骤重复至少为1次。

步骤8：在第一上基板绝缘层上方制作多个第二上基板绝缘层，制作层数为1-3层；

步骤9：制作第二标识层；

步骤10：将所述叠层体片式电感器进行高温烧结。

作为优选，步骤6的规定层数为6-19层。

本发明采用步骤，通过逐层加工安装的方式进行加工，具有加工效率高，成本低，使用较低线圈匝数时可制得较高电感量的优势，同时通过控制步骤4和步骤5的重复次数可以控制加工的元件层数，从而控制产品的电感，便于快速生产出不同要求的产品。

本发明的有益效果在于：1.本产品体积小，材料磁导率高的优势2.本发明可以使用较低线圈匝数时可制得较高电感量，3.本发明易于加工，成本低，4.本发明具有便于控制加工的元件层数，从而控制产品的电感，便于快速生产出不同要求的产品的优势。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2本发明的叠层示意图；

图3为实施例1的电感值频谱检测曲线图；

图4为实施例1的Q值检测曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施案例对本发明作进一步解释。

实施例1

一种叠层片式电感元件,包括上基板绝缘层1、下基板绝缘层2、若干层内部线圈绝缘层3、内部磁芯4、内部线圈7、第一外部电极5和第二外部电极6，所述的内部线圈绝缘层3位于所述的上基板绝缘层1、下基板绝缘层2之间，所述的内部线圈7包括若干个线圈层8，所述的线圈层8连接在所述的内部线圈绝缘层3上，所述的内部磁芯4位于内部线圈7的内部，所述的内部磁芯4垂直于内部线圈7电流方向，所述内部磁芯4位于下基板绝缘层2和上基板绝缘层1之间，所述的第一外部电极5和第二外部电极6的两端分别和所述的下基板绝缘层2和上基板绝缘层1连接。所述的内部线圈绝缘层3包括第一内部线圈绝缘层31和第二内部线圈绝缘层32，所述的第一内部线圈绝缘层31和第二内部线圈绝缘层32交替设置，所述的线圈层8位于所述的第一内部线圈绝缘层31上，所述的第二内部线圈绝缘层32上设有导电通孔9，所述的相邻的两个线圈层8通过导电通孔9相互连接。所述的内部线圈绝缘层3上设有内部磁芯层凹槽，所述的内部磁芯4包括若干层内部磁芯层41，所述的内部磁芯层固定连接在所述的内部磁芯层凹槽内，所述的内部磁芯层位于所述的线圈层8的内部。所述的上基板绝缘层1上方设有第一标识层13，所述的下基板绝缘层2下方设有第二标识层23。所述的下基板绝缘层2包括若干个第一下基板绝缘层21和若干个第二下基板绝缘层22，所述的第一下基板绝缘层21位于所述的第二下基板绝缘层22的下方，所述的第二下基板绝缘层22上设有下部磁芯层凹槽221和下部电极凹槽222，所述的第一外部电极5和第二外部电极6连接在所述的下部电极凹槽222内，所述的下部磁芯层凹槽221上设有磁芯层223，所述的上基板绝缘层1包括若干个第一上基板绝缘层11和若干个第二上基板绝缘层12，所述的第一上基板绝缘层11位于所述的第二上基板绝缘层12的上方，所述的第二上基板绝缘层12上设有上部磁芯层凹槽121和上部电极凹槽122，所述的第一外部电极5和第二外部电极6连接在所述的上部电极凹槽122内，所述的上部磁芯层凹槽121上设有磁芯层223。所述的内部磁芯4的磁导率系数为3~1000。所述的内部线圈7和所述的内部磁芯4之间的距离为0~100um。

本发明还提供了一种叠层片式电感元件的制作方法,包括以下步骤：

步骤1：制作第一标识层；

步骤2：在第一标识层上方制作多个第一下基板绝缘层21，制作层数为1-3层；

步骤3，制作第二下基板绝缘层22：在第二下基板绝缘层22上先制作一层绝缘层，在所述绝缘层上刻出下部磁芯层凹槽221和下部电极凹槽222，在所述凹槽上安装磁芯层223，然后在下部电极凹槽222上安装外部电极所需导电材料，该步骤重复至少为1次。

步骤4，安装一层第一内部线圈绝缘层31：在所述第一内部绝缘层上刻出外部电极凹槽和内部磁芯层凹槽，在所述内部磁芯层凹槽上安装磁性材料，形成内部磁芯层，在所述安装完磁芯材料的第一内部线圈绝缘层31上安装线圈层8和外部电极所需导电材料。

步骤5：安装一层第二内部线圈绝缘层32，在所述第二内部绝缘层上刻出外部电极凹槽、内部磁芯层凹槽和连接孔，在所述内部磁芯层凹槽上安装磁性材料，在所述安装完磁芯材料的第二内部线圈绝缘层32上安装连接孔和外部电极所需导电材料。

步骤6：按预定设计重复步骤4和步骤5，使得本发明的内部线圈绝缘层3的层数6-19层。

步骤7：制作第一上基板绝缘层11：在第一上基板绝缘层11上先制作一层绝缘层，在所述绝缘层上刻出上部磁芯层凹槽121和上部电极凹槽122，在所述凹槽上安装磁芯层223，然后在上部电极凹槽122上安装外部电极所需导电材料，该步骤重复至少为1次。

步骤8：在第一上基板绝缘层11上方制作多个第二上基板绝缘层12，制作层数为1-3层；

步骤9：制作第二标识层；

步骤10：将所述叠层体片式电感器进行高温烧结。

其中，步骤6的规定层数为6-19层。

本发明在非磁性材料内部内嵌磁性材料，通过共烧技术进行烧制，提升材料磁导率，使用较低线圈匝数时可制得较高电感量，具有体积小，磁导率高的优势。本发明采用多层上下基板绝缘层2的结构，一方面第一下基板绝缘层21和第一上基板绝缘层11可以起到绝缘和保护内部元件的作用，另一方面第二下基板绝缘层22和第二上基板绝缘层12可以起到将固定外部电极的作用，在该位置可以将电极和外部线路连通。

本发明采用通过逐层加工安装的方式进行加工，具有加工效率高，成本低，使用较低线圈匝数时可制得较高电感量的优势，同时通过控制步骤4和步骤5的重复次数可以控制加工的元件层数，从而控制产品的电感，便于快速生产出不同要求的产品。

对本实施例产品进行检测，检测结果如下：

Claims (9)

1.一种叠层片式电感元件,其特征在于：包括上基板绝缘层、下基板绝缘层、若干层内部线圈绝缘层、内部磁芯、第一外部电极和第二外部电极，所述的内部线圈绝缘层位于所述的上基板绝缘层、下基板绝缘层之间，所述的内部线圈包括若干个线圈层，所述的线圈层连接在所述的内部线圈绝缘层上，所述的内部磁芯位于内部线圈的内部，所述的内部磁芯垂直于内部线圈电流方向，所述内部磁芯位于下基板绝缘层和上基板绝缘层之间，所述的第一外部电极和第二外部电极的两端分别和所述的下基板绝缘层和上基板绝缘层连接。

2.根据权利要求1所述的一种叠层片式电感元件,其特征在于：所述的内部线圈绝缘层包括第一内部线圈绝缘层和第二内部线圈绝缘层，所述的第一内部线圈绝缘层和第二内部线圈绝缘层交替设置，所述的线圈层位于所述的第一内部线圈绝缘层上，所述的第二内部线圈绝缘层上设有导电通孔，所述的相邻的两个线圈层通过导电通孔相互连接。

3.根据权利要求2所述的一种叠层片式电感元件,其特征在于：所述的内部线圈绝缘层上设有内部磁芯层凹槽，所述的内部磁芯包括若干层内部磁芯层，所述的内部磁芯层固定连接在所述的内部磁芯层凹槽内，所述的内部磁芯层位于所述的线圈层的内部。

4.根据权利要求3所述的一种叠层片式电感元件,其特征在于：所述的上基板绝缘层上方设有第一标识层，所述的下基板绝缘层下方设有第二标识层。

5.根据权利要求4所述的一种叠层片式电感元件,其特征在于：所述的下基板绝缘层包括若干个第一下基板绝缘层和若干个第二下基板绝缘层，所述的第一下基板绝缘层位于所述的第二下基板绝缘层的下方，所述的第二下基板绝缘层上设有下部磁芯层凹槽和下部电极凹槽，所述的第一外部电极和第二外部电极连接在所述的下部电极凹槽内，所述的下部磁芯层凹槽上设有磁芯层，所述的上基板绝缘层包括若干个第一上基板绝缘层和若干个第二上基板绝缘层，所述的第一上基板绝缘层位于所述的第二上基板绝缘层的上方，所述的第二上基板绝缘层上设有上部磁芯层凹槽和上部电极凹槽，所述的第一外部电极和第二外部电极连接在所述的上部电极凹槽内，所述的上部磁芯层凹槽上设有磁芯层。

6.根据权利要求5所述的一种叠层片式电感元件,其特征在于：所述的内部磁芯的磁导率系数为3~1000。

7.根据权利要求6所述的一种叠层片式电感元件,其特征在于：所述的内部线圈和所述的内部磁芯之间的距离为0~100um。

8.一种根据权利要求1-7之一所述的叠层片式电感元件的制作方法,其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：制作第一标识层；

步骤2：在第一标识层上方制作多个第一下基板绝缘层，制作层数为1-3层；

步骤3，制作第二下基板绝缘层：在第二下基板绝缘层上先制作一层绝缘层，在所述绝缘层上刻出下部磁芯层凹槽和下部电极凹槽，在所述凹槽上安装磁芯层，然后在下部电极凹槽上安装外部电极所需导电材料，该步骤重复至少为1次；

步骤4，安装一层第一内部线圈绝缘层：在所述第一内部绝缘层上刻出外部电极凹槽和内部磁芯层凹槽，在所述内部磁芯层凹槽上安装磁性材料，形成内部磁芯层，在所述安装完磁芯材料的第一内部线圈绝缘层上安装线圈层和外部电极所需导电材料；

步骤5：安装一层第二内部线圈绝缘层，在所述第二内部绝缘层上刻出外部电极凹槽、内部磁芯层凹槽和连接孔，在所述内部磁芯层凹槽上安装磁性材料，在所述安装完磁芯材料的第二内部线圈绝缘层上安装连接孔和外部电极所需导电材料；

步骤6：按预定设计重复步骤4和步骤5达到规定层数；

步骤7：制作第一上基板绝缘层：在第一上基板绝缘层上先制作一层绝缘层，在所述绝缘层上刻出上部磁芯层凹槽和上部电极凹槽，在所述凹槽上安装磁芯层，然后在上部电极凹槽上安装外部电极所需导电材料，该步骤重复至少为1次；

步骤8：在第一上基板绝缘层上方制作多个第二上基板绝缘层，制作层数为1-3层；

步骤9：制作第二标识层；

步骤10：将所述叠层体片式电感器进行高温烧结。

9.根据权利要求8所述的一种叠层片式电感元件的制作方法,其特征在于：步骤6的规定层数为6-19层。