專(zhuān)利名稱(chēng)：感應(yīng)元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及感應(yīng)元件及該用作具有疊層結(jié)構(gòu)的感應(yīng)裝置、共模扼流圈或變壓器的感應(yīng)元件的制造方法。另外，該感應(yīng)元件可與其它元件組合使用，或該感應(yīng)元件也可以被組裝在模塊內(nèi)使用。
背景技術(shù)：
作為傳統(tǒng)感應(yīng)元件的一個(gè)例子，可在芯基板的前表面和后表面上進(jìn)行光刻處理而成形螺旋線圈，而芯基板由樹(shù)脂或通過(guò)將功能材料粉末混入樹(shù)脂中得到的復(fù)合材料制成(參見(jiàn)例如日本專(zhuān)利No.2714343(特別是第3-4頁(yè)，圖3和圖5)。
同樣，作為另一種現(xiàn)有技術(shù)，層疊的陶瓷芯片感應(yīng)器也已廣為人知。更確切地說(shuō)，由于卷繞了1/2-3/4轉(zhuǎn)的具有感應(yīng)器圖案的多層印刷電路基板被層疊，且該被層疊的多層被切斷用于燒結(jié)，螺旋線圈沿層疊方向被卷起(參見(jiàn)例如日本專(zhuān)利公開(kāi)No.HEI-11-103229(特別是第4-5頁(yè)，圖2)。
此外，作為另一種傳統(tǒng)的感應(yīng)元件，存在纏繞型感應(yīng)元件。這種傳統(tǒng)的纏繞型感應(yīng)元件可通過(guò)將金屬絲卷繞在螺旋形的繞線筒上進(jìn)行生產(chǎn)，而該金屬絲構(gòu)成繞組(參見(jiàn)例如日本專(zhuān)利公開(kāi)No.HEI-11-204352(特別是第3頁(yè)，圖2)。
同樣，對(duì)于這種類(lèi)型的感應(yīng)元件，可使用含有鐵氧體粉末和樹(shù)脂的復(fù)合材料作為絕緣基料(參見(jiàn)例如日本專(zhuān)利公開(kāi)No.HEI-10-270255(第3-5頁(yè)，圖1和圖2)以及日本專(zhuān)利公開(kāi)No.HEI-11-154611(第4-6頁(yè)，圖1和圖2)。
使用上述薄膜型線圈的傳統(tǒng)感應(yīng)元件鑒于其自身的結(jié)構(gòu)，不能達(dá)到高Q特性值(Q因子)。由于螺旋線圈形成在芯基板的相同平面上，特別需求對(duì)導(dǎo)體圖案進(jìn)行非常精細(xì)的處理，以使得很難達(dá)到較高的感應(yīng)系數(shù)值。同時(shí)，為成形螺旋線圈，要求使用光刻法進(jìn)行至少兩次制作布線圖案的操作。因此，存在生產(chǎn)步驟總數(shù)增多的問(wèn)題。
同時(shí)，對(duì)于上述疊層型感應(yīng)元件，由于內(nèi)部感應(yīng)器使用印刷技術(shù)以多層的方式進(jìn)行層疊，可出現(xiàn)印刷波動(dòng)和層疊波動(dòng)的問(wèn)題。此外，由于需要對(duì)疊層型感應(yīng)元件進(jìn)行燒結(jié)，在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生元件收縮和收縮波動(dòng)，因此降低了感應(yīng)系數(shù)的精確度。由此，很難生產(chǎn)這樣一種具有較小公差的感應(yīng)元件。
此外，由于被燒結(jié)的導(dǎo)體圖案形成線圈，因此很難獲得高Q因子。
同樣，對(duì)于以上纏繞型感應(yīng)元件，由于金屬線一個(gè)接一個(gè)地纏繞在相應(yīng)的繞線筒上，這種纏繞型感應(yīng)元件很難變得緊密，由此不能達(dá)到較好的生產(chǎn)率，從而使得這種纏繞型感應(yīng)元件很難以較低的成本進(jìn)行生產(chǎn)。
為解決上述問(wèn)題，建議使用日本專(zhuān)利公開(kāi)2003-197427中另一種類(lèi)型的感應(yīng)元件。更確切地說(shuō)，在由樹(shù)脂或?qū)⒐δ懿牧戏勰┗烊霕?shù)脂中得到的復(fù)合材料制成的第一層中成形兩個(gè)圓柱形的通孔。螺旋線圈是由連通在第一層上下面中形成的具有不同圓柱形狀的通孔的導(dǎo)體構(gòu)成的。
通過(guò)使用這樣一種感應(yīng)元件結(jié)構(gòu)，可一步制出導(dǎo)體圖案，且具有較高精確度，如使用光刻法。此外，由于導(dǎo)體圖案在第一層(芯基板)的平直部分上形成，由此導(dǎo)體圖案的位置精確度得以提高且減少了當(dāng)以多層方式層疊圖案時(shí)由于圖案的變動(dòng)而產(chǎn)生的特征波動(dòng)。結(jié)果是，能夠在電學(xué)特性方面實(shí)現(xiàn)較小的公差。同樣，在該感應(yīng)元件中，在層疊階段無(wú)螺旋線圈結(jié)構(gòu)，而是通過(guò)形成普通的導(dǎo)體圖案，螺旋線圈被構(gòu)成。結(jié)果是，螺旋線圈可在短時(shí)間內(nèi)被構(gòu)成。由此，在電學(xué)性能方面具有較小公差的該裝置可低成本進(jìn)行生產(chǎn)。
然而，在以前專(zhuān)利應(yīng)用中所描述的這種感應(yīng)元件中，必須使用激光或類(lèi)似方法在芯基板中形成通孔。如果該通孔的深度大于，或等于約0.3毫米時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題。更確切地說(shuō)，直徑約0.02毫米的通孔很難成形。此外，沿通孔的穿入方向具有一致的截面面積的通孔和導(dǎo)體很難被填滿/成形。同時(shí)還有另一個(gè)問(wèn)題，即具有良好匹配形狀的通孔很難成形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于解決傳統(tǒng)感應(yīng)元件存在的上述問(wèn)題，并因此，本發(fā)明的目的在于提供一種感應(yīng)元件和可批量生產(chǎn)這種感應(yīng)元件的制造方法，借此得到較小公差的感應(yīng)系數(shù)值，同時(shí)減少導(dǎo)體圖案的改變。同時(shí)，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種能夠達(dá)到高Q特性值的感應(yīng)元件和這種能夠達(dá)到高Q特性值的感應(yīng)元件的制造方法。
(1)一種根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件，包括絕緣層和導(dǎo)體層交替疊放在其中的疊層部件；由通過(guò)切斷呈U形的疊層部件導(dǎo)體而得到的U形導(dǎo)體形成的線圈；在通過(guò)切削疊層部件的導(dǎo)體而形成的凹槽中填入的埋入材料；在埋入材料上面形成的橋架導(dǎo)體，該埋入材料使用光刻法按照以下方式被埋入凹槽中，即通過(guò)切斷疊層部件的導(dǎo)體而得到的U形導(dǎo)體的開(kāi)口側(cè)相互連接。
根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件，由于是通過(guò)切削疊層部件而形成線圈的U形導(dǎo)體，因此可在以下條件下獲得具有小公差的這種感應(yīng)元件，即這些線圈的形狀相互配合；在U形導(dǎo)體中沒(méi)有位置波動(dòng)；在疊層中無(wú)波動(dòng)以及這些線圈的感應(yīng)系數(shù)值相互匹配。同時(shí)，成為螺旋線圈的導(dǎo)體經(jīng)一次處理，切斷疊放的母材。結(jié)果是，可使用更容易的方式生產(chǎn)螺旋線圈，且可以較低成本生產(chǎn)感應(yīng)元件。
作為本發(fā)明中所使用的母材，可使用不同種類(lèi)的材料，例如絕緣材料可涂覆上以薄膜形式存在的金屬箔；由絕緣材料構(gòu)成的金屬薄膜和薄板(陶瓷基板、樹(shù)脂基板或由將功能材料粉末混入樹(shù)脂中得到的復(fù)合材料制成的基板)二者一體成形；將導(dǎo)體糊劑這樣一種材料使用厚膜技術(shù)涂覆在印刷電路基板上，干燥涂覆有糊劑的印刷電路基板，并將干燥的涂覆有糊劑的印刷電路基板進(jìn)行燒結(jié)。
(2)同樣，本發(fā)明的感應(yīng)元件的特征在于，U形導(dǎo)體通過(guò)橋架導(dǎo)體以間隔一個(gè)U形導(dǎo)體的方式進(jìn)行連接，以形成兩組矩形螺旋線圈。
如前所述，由于兩個(gè)螺旋線圈按照上述方式布置且設(shè)置有與各自螺旋線圈相對(duì)應(yīng)的端子電極，可構(gòu)成具有以上特征的扼流圈或變壓器。
(3)在本發(fā)明所述的感應(yīng)元件中，或是絕緣層，或是埋入材料可由有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料制成，也可由最好將功能材料粉末(磁性粉末或電介質(zhì)粉末)混入樹(shù)脂中得到的復(fù)合材料制成；如果絕緣層和埋入材料由樹(shù)脂、或復(fù)合材料按照以上所述方式形成，那么感應(yīng)元件易于加工。同時(shí)，由于復(fù)合材料的種類(lèi)是變化的，因此可得到具有任意特性的感應(yīng)元件。
(4)在本發(fā)明所述的感應(yīng)元件中，U形導(dǎo)體由金屬板或金屬箔制成；橋架導(dǎo)體最好使用光刻法形成；如前所述，當(dāng)U形導(dǎo)體使用金屬板或金屬箔時(shí)，當(dāng)使用光刻法成形橋架導(dǎo)體時(shí)，線圈的電阻率可降至較低值。結(jié)果是，可降低直流電阻并得到較高的Q特征值。
(5)在本發(fā)明所述的感應(yīng)元件中，橋架導(dǎo)體最好在U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣和已埋入凹槽中的埋入材料二者的平整的表面上形成。如上所述，由于通過(guò)研磨可使U形導(dǎo)體的形成平面相互配合，因此U形導(dǎo)體的邊緣部分可在較好狀況下被連接到橋架感應(yīng)器上，且進(jìn)一步，線圈的形狀可制成相互一致。
(6)在本發(fā)明所述的感應(yīng)元件中，感應(yīng)元件具有覆蓋了線圈周部的絕緣層；絕緣層和埋入材料中的至少一個(gè)是由磁性材料制成；和線圈導(dǎo)體間的絕緣層最好是由具有較小介電常數(shù)的介電材料制成。使用這種結(jié)構(gòu)，可獲得具有較高感應(yīng)系數(shù)的感應(yīng)元件。
(7)根據(jù)本發(fā)明所述的一種感應(yīng)元件的制造方法，包括以下步驟制備矩形板狀母材，該母材包含與多數(shù)感應(yīng)元件的翻轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)在沿層疊方向的寬度范圍內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)體層，而導(dǎo)體層和絕緣層交替層疊，該矩形板狀母材的厚度相當(dāng)于一個(gè)感應(yīng)元件的厚度；在母材表面內(nèi)按照如下方式形成多個(gè)具有預(yù)定寬度的凹槽，即多個(gè)凹槽沿層疊方向相互平行布置，以形成線圈內(nèi)周部；在凹槽中埋入填充材料；平整已埋入所述埋入材料的母材的表面，；使用光刻法形成橋架導(dǎo)體，在相鄰的導(dǎo)體層之間以如下方式進(jìn)行連接，即該橋架導(dǎo)體跨過(guò)平面上的埋入材料，以構(gòu)成將構(gòu)成感應(yīng)元件的矩形螺旋線圈；將絕緣材料涂覆在其上已帶有橋架導(dǎo)體的母材的前平面和后平面上；在前平面上相對(duì)應(yīng)于各矩形螺旋線圈形成外部端子；以及沿縱向和橫向切斷母材，由此得到構(gòu)成感應(yīng)元件的芯片。
如前所述，通過(guò)切斷由疊放導(dǎo)體層和絕緣層形成的疊層部件的凹槽和還通過(guò)切斷母材以形成相應(yīng)的芯片，形成線圈的U形導(dǎo)體。因此，因此可在以下條件下獲得具有小公差的這種感應(yīng)元件，即這些內(nèi)部線圈的形狀相互配合；在U形導(dǎo)體中沒(méi)有位置波動(dòng)；在疊層中無(wú)波動(dòng)以及這些線圈的感應(yīng)系數(shù)值相互匹配。同時(shí)，成為螺旋線圈的導(dǎo)體經(jīng)一次處理，切斷疊放的母材。結(jié)果是，可使用更容易的方式生產(chǎn)螺旋線圈，且可以較低成本生產(chǎn)感應(yīng)元件。
(8)根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，在凹槽之間形成狹縫，在切斷過(guò)程進(jìn)行前在凹槽中已埋入填充材料，且絕緣材料被填入到相應(yīng)的狹縫中；以及相應(yīng)的已填充的絕緣材料部分最好使用切削機(jī)構(gòu)進(jìn)行切削，其寬度要窄于絕緣材料的寬度。
如本例子中的解釋?zhuān)?dāng)狹縫形成在凹槽中的切斷區(qū)域中時(shí)，在此芯片呈圓柱形排列，絕緣材料被填入這些狹縫中。隨后，若使用切削機(jī)構(gòu)切斷這些被填充的絕緣材料的中央部分，那么可在中央部分被切斷時(shí)，同時(shí)形成各芯片兩側(cè)涂覆有絕緣材料的芯片。由此，不再需要將絕緣材料施加到芯片側(cè)面的后期處理過(guò)程，由此可以更高效地生產(chǎn)芯片。
(9)根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，母材的前平面和后平面上都被涂覆了絕緣材料，且與此同時(shí)，絕緣材料最好被填入狹縫中。
如前所述，由于同時(shí)進(jìn)行絕緣材料填充進(jìn)入狹縫的操作和絕緣材料涂覆在母材的前/后平面上的操作這樣就減少了生產(chǎn)步驟的總數(shù)。
(10)根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，絕緣材料被涂覆在其寬度相當(dāng)于多個(gè)感應(yīng)元件的寬度且構(gòu)成導(dǎo)體層的帶狀金屬板或帶狀金屬箔上；被涂覆的帶狀母材被切斷成相對(duì)應(yīng)于多個(gè)感應(yīng)元件的寬度，以得到薄板形母材；將多塊薄板形母材層疊一體成形，其具有的導(dǎo)體層的數(shù)量等于多數(shù)感應(yīng)元件的翻轉(zhuǎn)數(shù)；且沿層疊方向?qū)⒁惑w成形的層疊部件切斷至相當(dāng)于一個(gè)感應(yīng)元件的厚度，由此最適宜獲得母材。
如上面的解釋?zhuān)诘玫骄哂携B層結(jié)構(gòu)的母材的情況下，由于相當(dāng)于多個(gè)芯片厚度的母材在制成的同時(shí)還要進(jìn)行切斷，由此減少了疊層部件的總成形步驟數(shù)量。
(11)根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，在其上已涂覆有絕緣材料的或是金屬板，或是金屬箔進(jìn)行層疊的情況下，將相當(dāng)于一個(gè)感應(yīng)元件厚度的所含有的導(dǎo)體層數(shù)量的這種帶狀母材定義為一組，最好在一組帶狀母材之間插入具有大于導(dǎo)體層之間的絕緣層的厚度的絕緣層，以便一體成形。
如上面的解釋?zhuān)诘玫骄哂携B層結(jié)構(gòu)的母材的情況下，由于在要進(jìn)行切斷的部分先前布置了具有較大厚度的絕緣層，在切斷母材得到相應(yīng)的芯片的同時(shí)，可在線圈的兩個(gè)邊緣平面上沿繞組中心方向形成絕緣層，以便減少總生產(chǎn)步驟。
(12)同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在形成螺旋線圈的情況下，橋架導(dǎo)體以間隔一個(gè)橋架導(dǎo)體的形式與相對(duì)應(yīng)的U形導(dǎo)體相連接，以形成每一單個(gè)芯片兩個(gè)螺旋線圈。
如上面的解釋?zhuān)捎诘玫絻山M螺旋線圈，因此可獲得扼流圈和變壓器。
(13)另外，相互獨(dú)立的U形導(dǎo)體可使用縱切加工(slitmachining)方法得到、橋架導(dǎo)體可使用光刻技術(shù)成形、以及絕緣層可在材料的上面和下面成形。生產(chǎn)過(guò)程可根據(jù)適用裝置發(fā)生改變。
此外，如果切斷部分適于調(diào)整，可生產(chǎn)出具有多個(gè)芯片元器件的芯片-陣列元件。
(14)根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件包括芯基板或者疊置的芯基板；多個(gè)U形導(dǎo)體沿縱向和橫向在該芯基板表面上按照如下這種方式成形，即U形導(dǎo)體的開(kāi)口側(cè)指向一個(gè)方向，且芯基板按照如下這種方式被疊放在疊置的芯基板中，即多個(gè)梯形導(dǎo)體并排地被設(shè)置在芯基板表面上；該感應(yīng)元件包括在具有矩形形狀的絕緣部件內(nèi)形成的多個(gè)U形導(dǎo)體，其從所述疊置的芯基板中切除；在通過(guò)切斷該疊置的芯基板形成的切削平面中通過(guò)暴露U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣而形成的橋架導(dǎo)體；該橋架導(dǎo)體成形用于連接相應(yīng)的U形導(dǎo)體；以及在切削平面上按照以下方式形成的絕緣層，即該絕緣層覆蓋橋架導(dǎo)體；以及其中由U形導(dǎo)體和橋架導(dǎo)體成形的矩形螺旋線圈。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件，由于U形導(dǎo)體在芯基板的相同平面上一次成形，因此可減輕對(duì)導(dǎo)體長(zhǎng)度和截面面積的限制，以使得可形成更精細(xì)的導(dǎo)體圖案。同時(shí)，與形成通孔的情況相比，可以更高效地生產(chǎn)感應(yīng)元件。結(jié)果是，可以使用更簡(jiǎn)單、更低成本的方法制造感應(yīng)元件。同時(shí)，由于線圈成形為螺線形形狀，線圈的Q特性值可增大。
還有，根據(jù)本發(fā)明，元件結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方法具有自由度。原材料可以使用由有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料，也可以使用由有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料混合制成的復(fù)合材料。同時(shí)，可根據(jù)使用用途對(duì)具有高性能電學(xué)特征的傳感元件進(jìn)行優(yōu)化。
(15)同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件，其特征在于，U形導(dǎo)體通過(guò)所述橋架導(dǎo)體以間隔一個(gè)U形導(dǎo)體的方式進(jìn)行連接，以形成兩組矩形螺旋線圈。
如上面的解釋?zhuān)捎趦蓚€(gè)螺旋線圈按照上述方式布置且設(shè)置有與各自螺旋線圈相對(duì)應(yīng)的端子電極，可構(gòu)成具有以上特征的扼流圈或變壓器。
(16)此外，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件，其特征在于，每一層的U形導(dǎo)體以多種方式共軸地成形；這種具有相同尺寸的沿層疊方向相鄰布置的U形導(dǎo)體相互間通過(guò)橋架導(dǎo)體進(jìn)行連接；在沿內(nèi)/外方向相鄰布置的U形導(dǎo)體例如沿層疊方向布置在同一側(cè)部分上的U形導(dǎo)體或沿層疊方向布置在相對(duì)側(cè)部分上的U形導(dǎo)體中，相互間通過(guò)橋架導(dǎo)體進(jìn)行連接，由此以多種方式形成矩形螺旋線圈。
如上面的解釋?zhuān)绻撀菪€圈以多種方式共軸地建造，那么可增加該螺旋線圈的總繞數(shù)，且可獲得具有高感應(yīng)系數(shù)值的感應(yīng)元件。
(17)此外，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件，其特征在于，絕緣部件和絕緣層二者均由樹(shù)脂或通過(guò)將功能材料粉末混入樹(shù)脂中得到的復(fù)合材料制成。
在本發(fā)明中，陶瓷和類(lèi)似物可被用作構(gòu)成上述絕緣部件的芯基板。另一種選擇是，若使用樹(shù)脂或通過(guò)將功能材料粉末混入樹(shù)脂中得到的復(fù)合材料，若這樣一種具有低介電常數(shù)的基體構(gòu)成絕緣部件和絕緣層，那么可以得到具有較高的自諧振頻率的基體且可以很容易地實(shí)施其處理過(guò)程。同樣，由于可選擇功能材料粉末，可以獲得適用于工業(yè)用途的具有不同特性的不同的感應(yīng)元件。
(18)根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件，U形導(dǎo)體和橋架導(dǎo)體二者都是優(yōu)選使用光刻法成形的，由于螺旋線圈是通過(guò)使用這樣一種導(dǎo)體構(gòu)成的，因此有可能提供一種具有較低電阻率和較高Q特性值的感應(yīng)元件。
(19)根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，包括以下步驟按照以下方式在芯基板表面上相對(duì)應(yīng)于多數(shù)矩形螺旋線圈的三側(cè)成形出多個(gè)U形導(dǎo)體，即U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣沿縱向和橫向排列，以指向同一方向；層疊將一體成形的芯基板的多塊薄板，以構(gòu)成層疊的芯基板；按照以下方式切斷層疊的芯基板，即暴露出U形導(dǎo)體的所述開(kāi)口邊緣；使用光刻法在切削平面上形成用于相互連接該開(kāi)口邊緣的橋架導(dǎo)體，在切削平面上，所述U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣暴露出來(lái)，以形成矩形螺旋線圈；在已形成橋架導(dǎo)體的切削平面上形成用于覆蓋橋架導(dǎo)體的絕緣層；以及將母材切斷成相應(yīng)的芯片以得到感應(yīng)元件。
如上面的解釋?zhuān)鶕?jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，可減輕對(duì)導(dǎo)體長(zhǎng)度和截面面積的限制。同時(shí)，使生產(chǎn)成本降低，Q特性值增大，感應(yīng)特性適用于所需使用范圍。
(20)此外，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在按照以下方式即，線圈導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣被暴露出來(lái)，通過(guò)切斷層疊的芯基板得到棒狀母材之后，其中形成相當(dāng)于多個(gè)感應(yīng)元件的U形導(dǎo)體，進(jìn)行橋架導(dǎo)體的成形操作。
當(dāng)生產(chǎn)含有U形導(dǎo)體的棒狀母材時(shí)，螺旋線圈的每層三個(gè)面可一次成形。結(jié)果是，與形成通孔的情況相比，感應(yīng)元件還可以使用更簡(jiǎn)單、更低成本的方法有效進(jìn)行生產(chǎn)。
(21)此外，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在芯基板被層疊的情況下，具有與多個(gè)感應(yīng)元件厚度相等的翻轉(zhuǎn)數(shù)的芯基板被疊放用于一體成形；在板狀母材按照以下方式即，線圈導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣被暴露出來(lái)，通過(guò)切斷層疊的芯基板形成之后，其中已制成的U形導(dǎo)體沿疊層方向具有對(duì)應(yīng)于多個(gè)感應(yīng)元件的寬度，進(jìn)行橋架導(dǎo)體的成形操作。
如上面的解釋?zhuān)鍫钅覆拇姘魻钅覆淖鳛槟覆模渲醒乜v向和橫向已形成構(gòu)成多個(gè)感應(yīng)元件的U形導(dǎo)體，如果橋架導(dǎo)體在該板狀母材上成形。那么，可更加高效地生產(chǎn)感應(yīng)元件，且其生產(chǎn)成本可進(jìn)一步降低。
(22)此外，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在層疊芯基板的兩個(gè)邊緣平面上沿層疊方向設(shè)置有構(gòu)成感應(yīng)元件的端子電極的兩個(gè)邊緣平面部分的導(dǎo)體層。
如上面的解釋?zhuān)绻麡?gòu)成端子電極的兩個(gè)邊緣平面部分的導(dǎo)體層先前在層疊芯基板的兩個(gè)邊緣上形成，那么，端子電極可很容易地形成在端子電極的邊緣平面部分上。結(jié)果是，在通過(guò)焊接方法將感應(yīng)元件安裝到印刷電路板上的情況下，由于在表面張力作用下，焊料升高至邊緣平面部分，因此這些感應(yīng)元件在穩(wěn)態(tài)條件下可被固定至一預(yù)定位置。
(23)此外，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在層疊芯基板的兩個(gè)邊緣平面上沿層疊方向設(shè)置有構(gòu)成感應(yīng)元件的端子電極的兩個(gè)邊緣平面部分的導(dǎo)體層，和構(gòu)成感應(yīng)元件之間的邊界的部分。
如上面的解釋?zhuān)谝训玫桨鍫钅覆暮笮纬蓸蚣軐?dǎo)體的情況下，由于導(dǎo)體層被設(shè)置在構(gòu)成感應(yīng)元件的區(qū)域之間的邊界處，因此端子電極的邊緣平面部分可通過(guò)在導(dǎo)體層中央切斷導(dǎo)體層部分而成形。
(24)此外，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，當(dāng)該芯基板被切斷時(shí)，按照以下方式進(jìn)行切斷操作，即同時(shí)圍繞U形導(dǎo)體的三個(gè)側(cè)面形成絕緣層。
如上面的解釋?zhuān)捎谀覆谋磺袛?，形成圍繞U形導(dǎo)體三個(gè)側(cè)面的絕緣層。結(jié)果是，可以省去涂覆三個(gè)平面的絕緣層的最后涂覆步驟。由此，可高效地生產(chǎn)感應(yīng)元件，并降低其生產(chǎn)成本。
(25)此外，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，代替在其上已形成U形導(dǎo)體的芯基板，在其上已形成梯形導(dǎo)體的多個(gè)柱的這種芯基板被用作芯基板；且層疊的芯基板沿垂直于梯形導(dǎo)體縱向的方向被切斷，由此直接得到U形導(dǎo)體。
如上面的解釋?zhuān)踔廉?dāng)梯形導(dǎo)體被使用時(shí)，該U形導(dǎo)體也可直接通過(guò)切斷疊層芯基板而得到。應(yīng)該注意的是，在梯形導(dǎo)體情況下，通過(guò)絕緣層覆蓋U形導(dǎo)體相對(duì)側(cè)的開(kāi)口邊緣的這一步很有必要。
(26)此外，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在形成螺旋線圈的情況下，橋架導(dǎo)體以間隔一個(gè)橋架導(dǎo)體的方式與對(duì)應(yīng)的U形導(dǎo)體相連接，以形成每一單個(gè)芯片兩個(gè)螺旋線圈。
如上面的解釋?zhuān)捎趦蓚€(gè)螺旋線圈按照上述方式布置且設(shè)置有與各自螺旋線圈相對(duì)應(yīng)的端子電極，可構(gòu)成具有以上特征的扼流圈或變壓器。
(27)此外，根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，U形導(dǎo)體以多種方式共軸地在每個(gè)芯基板上成形；多個(gè)矩形螺旋線圈通過(guò)它在切削平面上成形，其中，疊層芯基板的U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣，這種具有相同尺寸的沿層疊方向相鄰布置的U形導(dǎo)體相互間通過(guò)所述橋架導(dǎo)體進(jìn)行連接；同時(shí)，在沿內(nèi)/外方向相鄰布置的U形導(dǎo)體中設(shè)置在邊緣部分的U形導(dǎo)體相互間通過(guò)橋架導(dǎo)體進(jìn)行連接。
如上面的解釋?zhuān)捎谛纬闪硕鄠€(gè)螺旋線圈，由此可獲得具有高感應(yīng)系數(shù)值的感應(yīng)器。
此外，如果切斷部分適于調(diào)整，可生產(chǎn)出具有多個(gè)芯片元器件的芯片-陣列元件。


圖1A是示出本發(fā)明實(shí)施例的感應(yīng)元件(螺旋線圈)的立體圖；圖1B是表示該螺旋線圈結(jié)構(gòu)的斷面圖；以及圖1C是示出該螺旋線圈的電極結(jié)構(gòu)的斷面圖。
圖2A是示出根據(jù)這一實(shí)施例所述的感應(yīng)元件的底視圖；圖2B是表示該感應(yīng)元件的斷面圖。
圖3A是示出根據(jù)該實(shí)施例所述的構(gòu)成原材料的片材的透視圖；圖3B是表示通過(guò)按照預(yù)定長(zhǎng)度切斷片材而得到的被切斷的片材的透視圖；圖3C是表示通過(guò)以一體形式疊放被切斷的片材已形成的疊層母料的部分透視圖；圖3D是表示疊層母料經(jīng)切斷/處理后得到的材料的整體透視圖；以及圖3E是表示圖3D中所示材料的部分被放大的透視圖。
圖4A是表示在本實(shí)施例中已形成的凹槽情況的整體透視圖；圖4B是表示圖4A狀態(tài)的部分被放大的示圖；以及圖4C是表示埋入材料已埋入凹槽部分這一情況的部分透視圖。
圖5A是顯示相鄰的U形導(dǎo)體通過(guò)實(shí)施例中的已形成圖案的導(dǎo)體已相互連接這一情況的部分被放大的透視圖；圖5B是表示在U形導(dǎo)體中的一些部分已形成的長(zhǎng)條切口這一情況的整體透視圖；以及圖5C是表示圖5B中的情況的部分被放大的透視圖。
圖6A是顯示已形成基底膜和抗蝕劑圖案以致在實(shí)施例中的母材上形成橋架導(dǎo)體的情況的斷面圖；圖6B是表示圖6A中的情況的俯視圖；以及圖6C是表示通過(guò)移去鍍敷部分和抗蝕劑而形成的橋架導(dǎo)體和電極襯墊的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖7A是表示圖5C中的材料的斷面圖；圖7B是顯示已在該材料和該材料的前/后表面的長(zhǎng)條切口中應(yīng)用絕緣材料這一情況的斷面圖；圖7C是顯示已使用激光或類(lèi)似技術(shù)在電極襯墊上形成的絕緣層中打孔這一情況的斷面圖；以及圖7D是表示已在孔上和其表面上形成端子電極這一情況的斷面圖。
圖8是顯示母材和切斷部分的整體透視圖，其中已在由與每一螺旋線圈相對(duì)應(yīng)的母材制成的螺旋線圈上形成兩組端子電極。
圖9A是表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的感應(yīng)元件的立體圖；以及圖9B是表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的感應(yīng)元件的透視圖。
圖10A是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的感應(yīng)元件的立體圖；以及圖10B是表示圖10A中所示的感應(yīng)元件的結(jié)構(gòu)的斷面圖；以及圖10C是表示該線圈的電極結(jié)構(gòu)的斷面圖。
圖11是顯示圖10中所示的感應(yīng)元件的底視圖。
圖12A是顯示根據(jù)本實(shí)施例所述的構(gòu)成母材的芯基板的透視圖；圖12B是顯示使用濺射、化學(xué)鍍和其它類(lèi)似方法在芯基板上已形成基底膜這一情況的側(cè)視圖；圖12C是表示在芯基板上已形成抗蝕劑圖案這一情況的俯視圖；圖12D是表示圖12C中情況的部分被放大的透視圖；以及圖12E和圖12F是顯示用化學(xué)鍍方法已形成U形導(dǎo)體這一情況和抗蝕劑和基底膜已被順序去除另一情況的斷面圖。
圖13A是表示根據(jù)該實(shí)施例已在其上形成U形導(dǎo)體的芯基板的透視圖；圖13B是顯示這種芯基板的疊層結(jié)構(gòu)的分解透視圖；圖13C是顯示該芯基板的疊層情況的透視圖；圖13D是表示該芯基板的切斷部分的俯視圖。
圖14A是表示通過(guò)切斷本實(shí)施例中的芯基板得到的棒形母材的透視圖；以及圖14B是表示橋架導(dǎo)體和電極已在棒形母材的切斷剖面上形成這一情況的透視圖。
圖15A是表示絕緣層已在本實(shí)施例中的切斷剖面上形成這一情況的斷面圖；圖15B-圖15E是表示電極形成步驟的一個(gè)例子的斷面圖；圖15F和圖15G是表示電極形成步驟的另一個(gè)例子的斷面圖；圖15H是表示與相應(yīng)的芯片相關(guān)的切斷部分的底視圖。
圖16A是顯示使用根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例所述的感應(yīng)元件制造方法生產(chǎn)的疊層的芯基板的透視圖；圖16B是表示圖16A中的疊層的芯基板的切斷位置的俯視圖；圖16C是顯示使用根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例所述的感應(yīng)元件制造方法形成的另一母材的俯視圖；以及圖16D是表示在圖16C中的感應(yīng)元件之間的邊界部分處形成的長(zhǎng)條切口結(jié)構(gòu)的斷面圖。
圖17A是表示使用根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例所述的感應(yīng)元件制造方法形成的芯基板的俯視圖；以及圖17B-圖17E是表示在該芯基板上形成橋架導(dǎo)體各步驟的俯視圖。
圖18A和圖18B是表示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例所述的感應(yīng)元件的透視圖。
圖19是顯示使用根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例所述的感應(yīng)元件制造方法形成的芯基板的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例圖1A是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的感應(yīng)元件的立體圖；圖1B是表示該感應(yīng)元件結(jié)構(gòu)的斷面圖；以及圖1C是示出該感應(yīng)元件的電極結(jié)構(gòu)的斷面圖。圖2A是示出根據(jù)這一實(shí)施例所述的感應(yīng)元件的底視圖；圖2B是表示該感應(yīng)元件的斷面圖。
在圖1和圖2中，參考標(biāo)號(hào)1表示具有矩形螺旋結(jié)構(gòu)的線圈。該螺旋線圈1由構(gòu)成線圈1的4條邊中的3條邊的多個(gè)U形導(dǎo)體和橋架導(dǎo)體3布置而成。橋架導(dǎo)體3構(gòu)成4條邊中的一條邊，并連接兩組相鄰的U形導(dǎo)體2以構(gòu)成矩形螺旋線圈1的完整結(jié)構(gòu)。如圖2B所示，絕緣層4被插入兩個(gè)U形導(dǎo)體2之間。這些U形導(dǎo)體2的內(nèi)周面2a和外周面2b經(jīng)過(guò)切削步驟沿疊層方向作為同一平面共同形成(解釋參見(jiàn)下文)。
換言之，如圖2B所示，經(jīng)過(guò)切削步驟，該內(nèi)周面構(gòu)成凹槽18的側(cè)面和底面(在下文中進(jìn)行討論)。埋入材料5被埋入凹槽18中。埋入材料5和U形導(dǎo)體2的開(kāi)口側(cè)平面6(參見(jiàn)圖1B)經(jīng)研磨而配合，且隨后在這一配合平面上形成橋架導(dǎo)體3和兩端的電極襯墊7。參考標(biāo)號(hào)9和10表示以如下方式形成的絕緣層，即絕緣層9和10可覆蓋感應(yīng)元件的上面和底面。參考標(biāo)號(hào)11表示設(shè)置在兩側(cè)平面上的絕緣層。參考標(biāo)號(hào)12表示設(shè)置在感應(yīng)元件的底面兩側(cè)邊緣附近的端子電極。參考標(biāo)號(hào)12a表示構(gòu)成用于連接電極襯墊7和端子電極12的基底的導(dǎo)體。
為形成絕緣層4、埋入材料5和覆蓋外平面的絕緣層9-11，可使用樹(shù)脂或復(fù)合材料。在復(fù)合材料中，將功能材料粉末與樹(shù)脂相混合。U形導(dǎo)體2由金屬板或金屬箔制成。同時(shí)，對(duì)于絕緣層4，可使用陶瓷板作為母材。另一種選擇是，構(gòu)成U形導(dǎo)體2的這種母材被涂覆在構(gòu)成絕緣層4的印刷電路基板上，然后，燒結(jié)被涂覆的印刷電路基板。橋架導(dǎo)體3由使用光刻法得到的形成圖案的導(dǎo)體制成。該橋架導(dǎo)體3不僅可以使用涂覆方法成膜，而且可使用氣相沉積方法或?yàn)R射方法成膜。
構(gòu)成絕緣層4、9和11的樹(shù)脂，還有埋入材料5可使用熱固性樹(shù)脂例如三氮雜苯(BT樹(shù)脂)、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰亞胺和乙烯基苯偶酰(vinylbenzil)。另一種選擇是，可使用液晶聚合物和類(lèi)似材料。
對(duì)于以粉末形式混入上述各種樹(shù)脂中的介電材料，可使用熔融二氧化硅、玻璃、石英和氧化鋁粉末。同時(shí)，由于具有較低介電常數(shù)的材料被用作上述樹(shù)脂和電介質(zhì)粉末，因此合成的材料可達(dá)到更好的高頻特性。
此外，可使用通過(guò)混合磁性材料和樹(shù)脂而得到的復(fù)合材料。由于這些磁性材料屬于另一種情況，因此可以使用鐵氧體粉末、氧化鐵、金屬鐵、坡莫合金和山達(dá)斯特合金(SENDUST)。
圖3-圖7是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的如圖1和圖2中所示的感應(yīng)元件的制造方法的圖示。在這一制造方法中，首先將通過(guò)混合功能材料粉末和樹(shù)脂得到的樹(shù)脂或混合物分散到溶劑或粘結(jié)劑中形成一種糊狀物質(zhì)。然后，如圖3A的透視圖所示，使用刮板等類(lèi)似物將上述糊狀物質(zhì)涂覆在用于得到U形導(dǎo)體2的導(dǎo)體層的金屬箔2A上，并干燥涂覆的糊狀物質(zhì)以形成絕緣層4A。
在這種情況下，上述金屬箔2A最好使用銅箔。另一種選擇是，也可使用鎳、銀或由鎳和銀制成的合金材料。同時(shí)，金屬箔2A的厚度最好在5-7.5微米范圍內(nèi)，絕緣層4A的厚度最好在5-100微米范圍內(nèi)。
如圖3B的透視圖所示，將形成絕緣層4A的金屬箔2A切斷為大小為10厘米的正方形。
下面，如圖3C的部分透視圖所示，將前述方法已生產(chǎn)的金屬箔2A和絕緣層4A構(gòu)成薄板通過(guò)熱壓或如有必要，使用粘合劑層，整層疊放成形，以獲得疊層母材13。在這一實(shí)施例中，比絕緣層2A具有更厚厚度的另一絕緣層15被插入到厚度等于單個(gè)以整層形式疊放的感應(yīng)元件的組件14中。應(yīng)注意的是，絕緣層15所具有的較厚厚度最好在100-500微米范圍內(nèi)。
下面，如圖3C中的兩點(diǎn)線/虛線所示，沿疊層方向等間隔切削母材13。如圖3C的整體透視圖所示，成形出這種具有厚度“t”的薄板形母材17。厚度“t”等于單個(gè)感應(yīng)元件的U形導(dǎo)體2的尺寸(注意當(dāng)感應(yīng)元件以后進(jìn)行研磨時(shí)，制品的U形導(dǎo)體2的厚度小于圖中所示的厚度“t”)。假設(shè)現(xiàn)在母材17的疊層方向與縱向相一致，那么母材17所具有的導(dǎo)電層的總數(shù)等于在縱向?qū)挾取癓”內(nèi)的多個(gè)感應(yīng)元件的總翻轉(zhuǎn)數(shù)，且同時(shí)，母材17的尺寸與在橫向?qū)挾取癢”內(nèi)的多個(gè)感應(yīng)元件相等。對(duì)于這樣一個(gè)具有上述尺寸的感應(yīng)元件，例如在縱向?qū)挾取癓”內(nèi)和在橫向?qū)挾取癢”內(nèi)設(shè)置數(shù)十個(gè)活動(dòng)元件。圖3E是圖3D的部分放大的透視圖。
以下，如圖4A的整體透視圖和圖4B的部分放大的透視圖所示，構(gòu)成線圈1的U形導(dǎo)體2的內(nèi)周面2a的凹槽18沿垂直相交于疊層方向等間隔進(jìn)行研磨。應(yīng)該注意的是，凹槽18的寬度和深度最好在300-400微米范圍內(nèi)。
下面，如圖4C的部分放大的透視圖所示，上述埋入材料5被埋入凹槽18中。對(duì)于這種埋入材料5，或是將上述樹(shù)脂或是將復(fù)合材料分散在溶劑或粘結(jié)劑中。復(fù)合材料是通過(guò)將功能材料粉末混入樹(shù)脂中制成的。埋入材料5的埋入操作是通過(guò)印刷操作將埋入材料5涂覆在凹槽18的成形平面上和隨后干燥被涂覆的埋入材料5而進(jìn)行的。然后，采用以上方法將埋入材料5埋入到凹槽18中所形成的部件的一個(gè)表面(即構(gòu)成制品底面)進(jìn)行研磨以除去被埋入材料5覆蓋的金屬箔2A。同時(shí)，表面相配合(光滑)。
下面，如圖5A的部分放大的透視圖所示，橋架導(dǎo)體3和電極襯墊7采用光刻法在上述已配合(光滑)的面上成形，而使用橋架導(dǎo)體3以使相鄰的U形導(dǎo)體2相互連接。這種制作布線圖案的操作實(shí)施方法如下。即例如如圖6A和6B所示，通過(guò)化學(xué)鍍法或?yàn)R射法形成的銅膜作為在母材整個(gè)表面上的基底25。接著，在整個(gè)表面上涂覆抗蝕劑26，然后，使用光刻法將成為橋架導(dǎo)體3的抗蝕劑的一部分27和將成為電極襯墊7的抗蝕劑的另一部分29除去。采用電鍍法在抗蝕劑除去部分27和29上形成由銅制成的主要涂覆層。其后，除去抗蝕劑26和在抗蝕劑26下面的基底25。
下面，如圖5B的整體透視圖、圖5C的部分放大的透視圖和圖7A的斷面圖所示，在埋入埋入材料5的凹槽18之間的部分形成狹縫19，而留下母材17的兩邊緣部分。該狹縫19穿過(guò)母材17的前面和后面。
下面，如圖7B所示，將由上述樹(shù)脂或上述復(fù)合材料制成的絕緣材料20填入使用印刷法形成狹縫19的部分。下面，如圖7B所示，將由樹(shù)脂或復(fù)合材料制成的這種絕緣材料涂覆在母材17的前面和后面，以形成絕緣層9和10。在使用相同材料形成絕緣層9和10以及絕緣材料20的情況下，由于絕緣層9/10與絕緣材料20同時(shí)形成，因此減少了總的生產(chǎn)步驟。
下面，如圖7C所示，使用激光或類(lèi)似方法在上述電極襯墊7部分上面的絕緣層10中鉆出孔21。然后，通過(guò)電鍍處理或采用印刷法在孔21中填入導(dǎo)電劑。導(dǎo)電劑由起基底12a作用的銅制成、或通過(guò)將銀混入起基底12a作用的樹(shù)脂內(nèi)制成。下面，例如，在該在導(dǎo)電劑上按順序電鍍鎳和錫，以形成用于焊接的端子電極12。
圖8是顯示母材17的整體透視圖，其中已形成螺旋線圈1并已形成與每一個(gè)螺旋線圈1相對(duì)應(yīng)的兩組端子電極。如圖8所示，使用切斷機(jī)沿線22垂直于凹槽18的方向切斷母材17。在切斷處理之后，或在切斷處理之前，如圖7D中的寬度“s”所示和如圖8中的線22所示，使用切斷機(jī)按照如下方式切斷母材17，即可除去被填入狹縫19中的絕緣材料20的中心部分，以使得形成該側(cè)面的上述絕緣層11，并進(jìn)一步得到感應(yīng)元件相應(yīng)的芯片。
如前面的解釋?zhuān)鶕?jù)本發(fā)明實(shí)施例的感應(yīng)元件，由于螺旋線圈1的U形導(dǎo)體2和外周部分是通過(guò)使用切斷處理成形，因此可以生產(chǎn)具有較小工差的感應(yīng)元件。也就是說(shuō)，這些螺旋線圈1的線圈形狀可相互配合，這樣就可減小U形導(dǎo)體2間的位置變動(dòng)，減小了疊層的波動(dòng)，且其感應(yīng)系數(shù)值可相同。
同時(shí)，由于在進(jìn)行導(dǎo)體處理，其中切斷母材17一次性獲得螺旋線圈1，因此感應(yīng)元件的制造過(guò)程可以更簡(jiǎn)單的方式，且由此感應(yīng)元件可以較低的成本進(jìn)行生產(chǎn)。同時(shí)，如本實(shí)施例的解釋?zhuān)渲新袢氩牧?和絕緣層9-11或是由樹(shù)脂構(gòu)成，或是由復(fù)合材料制成，由此可以容易地對(duì)這些絕緣層9-11進(jìn)行處理。
盡管由導(dǎo)電粘合劑和上述導(dǎo)體糊劑的陶瓷制成的燒結(jié)體作為導(dǎo)體，作為與本實(shí)施例相關(guān)的解釋?zhuān)羰褂媒饘俨?A，那么U形導(dǎo)體的電阻率可降至較小值。結(jié)果是，可降低直流電阻，并可獲得高Q特性。
同樣，由于形成導(dǎo)體3所使用的平面通過(guò)研磨處理后可相互配合，因此U形導(dǎo)體2的邊緣部分可與導(dǎo)體3更好地連接，同時(shí)線圈形狀可進(jìn)一步相互匹配。導(dǎo)體3對(duì)應(yīng)著通過(guò)制作布線圖案已形成的橋架部分。
如本發(fā)明中的解釋?zhuān)?dāng)狹縫19形成在凹槽18中的切斷區(qū)域中時(shí)，在此芯片呈圓柱形排列，絕緣材料20被填入這些狹縫19中。隨后，若使用切削機(jī)構(gòu)切斷這些被填充的絕緣材料20的中央部分，那么可在中央部分被切斷時(shí)，同時(shí)形成各芯片兩側(cè)涂覆有絕緣材料的芯片。由此，不再需要將絕緣材料施加到芯片側(cè)面的后期處理過(guò)程，由此可以更高效地生產(chǎn)芯片。
在得到母材17的情況下，如本發(fā)明所述，由于在獲得相當(dāng)于多個(gè)芯片厚度的材料的同時(shí)進(jìn)行切削，因此減少了疊層部件的總成形步驟數(shù)量。
在本發(fā)明中，在母材17的厚度“t”等于一個(gè)感應(yīng)元件1的厚度的情況下，意味著一個(gè)這種感應(yīng)元件可以達(dá)到這樣的厚度。另一種選擇是，當(dāng)U形導(dǎo)體2的厚度“t”(參見(jiàn)圖3)大于制品的厚度時(shí)，可將這一厚度“t”研磨至所需厚度。
同樣，本發(fā)明可適用于任何尺寸小于所述尺寸和/或大于所述尺寸的情況，以及使用金屬板代替金屬箔2A的情況。
以下對(duì)一個(gè)具體實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。即，用實(shí)驗(yàn)方法在總翻轉(zhuǎn)數(shù)為12的條件下生產(chǎn)一個(gè)感應(yīng)元件，限定平面的縱向?qū)挾取翙M向?qū)挾葹?毫米×0.5毫米，同時(shí)其厚度為0.5毫米。在該實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)元件中，通過(guò)在乙烯基苯偶酰樹(shù)脂中分散/混合石英粉制成的復(fù)合材料被用于埋入材料5和絕緣層4、9和11。這種復(fù)合材料的相對(duì)介電常數(shù)為2.9。同時(shí)，由于由銅制成的金屬箔被用作U形導(dǎo)體2，該銅箔的厚度被選定為35微米；絕緣層4的厚度被選定為25微米；凹槽18的寬度被選定為360微米；及凹槽18的深度被選定為330微米。同時(shí)，薄膜銅被用于橋架導(dǎo)體3。這一實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)元件的感應(yīng)系數(shù)值為15nH，且其Q值大約為60(1GHz)。在另一方面，對(duì)于具有螺旋結(jié)構(gòu)、由薄膜制成的且與實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)元件尺寸相同的傳統(tǒng)線圈，其Q值大約為20。同樣，由陶瓷疊層部件生產(chǎn)出的傳統(tǒng)線圈，其Q值大約為30。結(jié)果是，可以證實(shí)根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件的Q值可被大大提高。
圖9A示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的感應(yīng)元件。該感應(yīng)元件已被構(gòu)成扼流圈或變壓器。在這一實(shí)施例中，按照以下方式形成兩組矩形螺旋線圈，即通過(guò)連接器3a和3b隔過(guò)一個(gè)U形導(dǎo)體地共同連接到U形導(dǎo)體2上生產(chǎn)一系列線圈。在圖中，參考標(biāo)號(hào)“7a”和“7b”表示連接到兩個(gè)螺旋線圈中的一個(gè)螺旋線圈兩端的電極襯墊；參考標(biāo)號(hào)“7a”和“7b”表示連接到兩個(gè)螺旋線圈中的另外一個(gè)螺旋線圈兩端的電極襯墊；參考標(biāo)號(hào)41-44表示在這些電極襯墊7a-7d上形成的端子電極。
如前所述，由于改變了U形導(dǎo)體2之間的橋架導(dǎo)體的連接結(jié)構(gòu)，因此可以形成兩組螺旋線圈。
同樣，如圖9B所示，這樣一種感應(yīng)元件陣列可另選地進(jìn)行布置，其中多個(gè)螺旋線圈被安裝在單個(gè)芯片中，且相互平行。
在本發(fā)明的感應(yīng)元件中，在至少一個(gè)覆蓋埋入材料5和線圈外周部的絕緣層中使用磁性材料(即，側(cè)面絕緣層9、底面絕緣層10和上表面絕緣層11)，由于在U形導(dǎo)體2中使用電介質(zhì)，因此可以形成具有較高感應(yīng)系數(shù)值的感應(yīng)元件。在這種情況下，通過(guò)將磁性粉末混入樹(shù)脂中而制成的復(fù)合材料可被用于埋入材料5。另一種選擇是，由于使用了涂覆由絕緣材料的棒形金屬磁性部件，例如前述的坡莫合金和山達(dá)斯特合金，且具有較高的磁導(dǎo)率，可以得到這種具有較高的感應(yīng)系數(shù)的感應(yīng)元件。此外，由于構(gòu)成磁心的磁性部件被埋入凹槽18中，且通過(guò)將磁性粉末混入樹(shù)脂中而制成的這種磁性材料也被用于設(shè)置在螺旋線圈外周部上的絕緣層9-11中，因此也可以得到這種具有較高的感應(yīng)系數(shù)的感應(yīng)元件。應(yīng)注意的是，當(dāng)使用該金屬磁性材料時(shí)，通過(guò)使用可被固定在其中的絕緣粘合材料可使該金屬磁性材料最好與凹槽18內(nèi)的U形導(dǎo)體2電絕緣。
根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件可以作為單個(gè)電氣元件如感應(yīng)器和變壓器被使用，此外，該感應(yīng)元件也可以與其它電子元器件如電容器和電阻器一起組合使用，或該感應(yīng)元件也可以被組裝在模塊內(nèi)使用。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)切斷母材形成螺旋線圈的U形導(dǎo)體的內(nèi)周面和外周面，且其它邊緣由帶有圖案的導(dǎo)體構(gòu)成。結(jié)果是，螺旋線圈易于批量生產(chǎn)，導(dǎo)體圖案的變化很小，且可以得到較小公差的感應(yīng)系數(shù)值。同時(shí)，由于可使用金屬板或金屬箔作為導(dǎo)體，因此可生產(chǎn)出具有較高Q特性值的感應(yīng)元件。
圖10A是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的感應(yīng)元件(螺旋線圈)的立體圖；圖10B是表示圖10A中所示的螺旋線圈的結(jié)構(gòu)的斷面圖；以及圖10C是表示該螺旋線圈的端子電極結(jié)構(gòu)的部分?jǐn)嗝鎴D。圖11是顯示根據(jù)該實(shí)施例所述的感應(yīng)元件的底視圖。
在圖10中，參考標(biāo)號(hào)101表示絕緣部件，參考標(biāo)號(hào)102表示呈矩形螺線形布置的線圈，參考標(biāo)號(hào)103表示電極襯墊，參考標(biāo)號(hào)104表示端子電極。端子電極104具有一個(gè)在其邊緣平面上形成的邊緣平面部分104a。參考標(biāo)號(hào)105表示設(shè)置在相對(duì)于印刷電路板(未示出)的安裝平面上的絕緣層。
由U形導(dǎo)體102a布置的螺旋線圈102按照這種方式進(jìn)行布置，即其開(kāi)口邊緣指向相同方向，且這些U形導(dǎo)體102a具有間隔并沿縱向/橫向排列。使用橋架導(dǎo)體102b以橋架方式連接U形導(dǎo)體102a的開(kāi)口邊緣和U形導(dǎo)體102a，且使用光刻法形成該橋架導(dǎo)體。
對(duì)于絕緣部件101的母材，使用或是由陶瓷基板制成的，或是由復(fù)合材料制成的芯基板，該復(fù)合材料由樹(shù)脂制成，或通過(guò)混合功能材料粉末與樹(shù)脂得到。對(duì)于在本實(shí)例中使用的樹(shù)脂，絕緣部件101由樹(shù)脂或符合材料構(gòu)成，同樣，對(duì)于構(gòu)成絕緣層105的樹(shù)脂，可使用熱固性樹(shù)脂例如三氮雜苯(BT樹(shù)脂)、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰亞胺和乙烯基苯偶酰。另一種選擇是，可使用液晶聚合物和類(lèi)似材料。
對(duì)于以粉末形式混入上述各種樹(shù)脂中的介電材料，可使用熔融二氧化硅、玻璃、石英和氧化鋁粉末。同時(shí)，由于具有較低介電常數(shù)的材料被用作上述樹(shù)脂和電介質(zhì)粉末，因此合成的材料可達(dá)到更好的高頻特性。
此外，可使用通過(guò)混合磁性材料和樹(shù)脂而得到的復(fù)合材料。由于這些磁性材料屬于另一種情況，因此可以使用鐵氧體粉末、氧化鐵、金屬鐵、坡莫合金和山達(dá)斯特合金(SENDUST)。
圖12-圖15是表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所述的圖10和圖11所示的感應(yīng)元件的制造方法的示圖。在圖12中，參考標(biāo)號(hào)101A表示芯基板。芯基板101A由陶瓷基板如氧化鋁基板或由復(fù)合材料基板制成，該復(fù)合材料基板通過(guò)將功能材料粉末混入樹(shù)脂基底或樹(shù)脂中形成的。
在這一實(shí)施例中，通過(guò)使用光刻法按照如下方式在芯基板101A的表面上形成U形導(dǎo)體102a，即沿縱向/橫向布置多個(gè)U形導(dǎo)體102a。首先，相對(duì)于圖12A所示的芯基板101A，通過(guò)進(jìn)行如圖12B所示的化學(xué)鍍處理，在芯基板101A整個(gè)部分上方形成由銅制成的基底膜6。隨后，如圖12C和12D所示，在其上涂覆或在芯基板101A的表面上附著一層抗蝕劑107。然后，通過(guò)暴露過(guò)程和抗蝕劑去除過(guò)程(即，蝕刻法)成形出多個(gè)用于帶狀導(dǎo)體的抗蝕劑除去部分109。在實(shí)際情況中，形成了超過(guò)數(shù)十個(gè)這樣的抗蝕劑除去部分109，且這些抗蝕劑除去部分109的長(zhǎng)度等于數(shù)十個(gè)芯片的長(zhǎng)度。為了更易于解釋?zhuān)^小組的或較小長(zhǎng)度的這樣的抗蝕劑除去部分109被示于圖中。
以下，如圖12E所示，通過(guò)電鍍處理在上述抗蝕劑除去部分109上形成由銅制成的主涂層110。其后，如圖12F所示，除去抗蝕劑107和由銅制成的基底膜106以在剩余部分形成上述U形導(dǎo)體102a。圖13A是示出了已在其上形成U形導(dǎo)體102A的芯基板。
如圖13B所示，多塊已制成的上述芯基板101A薄板按照以上所解釋的方式相互疊放在一起以構(gòu)成層疊的芯基板101B。同時(shí)，在與U形導(dǎo)體102a相對(duì)應(yīng)的部分形成的芯基板101A相互疊放，且在其上以形成導(dǎo)體層111的該芯基板進(jìn)一步疊放在另一塊設(shè)置在對(duì)側(cè)面上的芯基板101A上(即，本圖的最底下部分)。然后，在芯基板101A相互疊放放在一起的情況下，該由芯基板101A構(gòu)成的多層板一體成形。
在芯基板101A由熱固性樹(shù)脂或這種熱固性樹(shù)脂的復(fù)合材料制成的情況下，芯基板1A按照以下方式一體成形，即直接將在半固化條件下的半固化片疊放在一起，然后加壓和加熱處理被疊放的半固化片以使其完全固化。另一種選擇是，芯基板101A可按照以下方式一體成形，即U形導(dǎo)體102a在固化條件下在基板上成形，半固化片在半固化條件下插入這些基板之間，然后，加壓和加熱處理所得到的基板以使其完全固化。此外，在芯基板101A由熱固性樹(shù)脂或這種熱固性樹(shù)脂的復(fù)合材料制成的情況下，通過(guò)加熱和熔融這些材料使這些芯基板101A一體成形。在芯基板101A由陶瓷基板制成的情況下，通過(guò)粘合過(guò)程使這些陶瓷基板一體成形。
此后，如圖13C所示，沿切割線113切斷一體成形的芯基板101A，以得到如圖14A所示的棒狀母材114。如圖13D所示，按照以下方式設(shè)置沿切割線113的位置和其切割寬度“W”，即U形導(dǎo)體102a的開(kāi)口邊緣從切削平面115中暴露出來(lái)，且構(gòu)成上述端子電極的導(dǎo)體層111的一部分被切除。當(dāng)導(dǎo)體層111的一部分被切除時(shí)，與此同時(shí)，絕緣層101a和101b(參見(jiàn)圖10B)分別在U形導(dǎo)體102a的外側(cè)面部分形成。
以下，如圖14B所示，橋架導(dǎo)體102b在切削平面115上形成，在U形導(dǎo)體102a的開(kāi)口邊緣中相鄰的開(kāi)口邊緣相互連接在一起，以致形成螺旋線圈，且與此同時(shí)形成上述的電極座墊103。
圖15是顯示在以上橋架導(dǎo)體102b形成后的制造步驟的示意圖。如圖15A所示，絕緣層105在已形成橋架導(dǎo)體102b的切削平面115上形成，而絕緣層105覆蓋了橋架導(dǎo)體102b和電極座墊3。
按照以下方式進(jìn)行絕緣層105的成形過(guò)程，即對(duì)或是樹(shù)脂薄板，或是由上述復(fù)合材料制成的薄板進(jìn)行熱壓或粘合處理。另一種選擇是，涂覆由樹(shù)脂薄板和復(fù)合材料制成的絕緣糊劑。
圖15B-圖15G是表示端子電極104形成步驟的示意圖。如圖15B所示，使用激光或類(lèi)似技術(shù)除去在電極座墊103上形成的絕緣層105a。應(yīng)該注意的是，當(dāng)使用絲網(wǎng)印刷法或光刻法在絕緣層105a上進(jìn)行涂覆操作時(shí)，使用激光或類(lèi)似技術(shù)去除的上述部分可預(yù)先形成一個(gè)區(qū)域，其中未布置絕緣層105a。
下面，如圖15C所示，對(duì)絕緣層105的表面105b進(jìn)行噴砂或溶劑處理，以得到粗糙表面，由此可以增加涂鍍處理的粘附強(qiáng)度。然后，如圖15D所示，或通過(guò)涂鍍法，或使用導(dǎo)電糊劑形成構(gòu)成端子電極104的基底104b。此后，如圖15E所示，使用電鍍法形成由鎳、錫等類(lèi)似元素制成的金屬層104c，而該金屬層104c被用于將感應(yīng)元件焊到基板上。
圖15F和圖15G是表示端子電極104形成步驟的另一個(gè)例子的示意圖。在該形成方法中，使用印刷法將導(dǎo)電糊劑4d填入絕緣層105的被去除部分中，在其上使用電鍍法形成金屬層104e。金屬層104e由鎳、錫等類(lèi)似元素制成，并被用于焊接操作。
此后，該母材114被切斷成與圖15H中的切割線116相對(duì)應(yīng)的部分，以可得到相應(yīng)的感應(yīng)元件芯片。
在這一實(shí)施例中，為在芯基板101A上形成U形導(dǎo)體102a，已使用半添加生產(chǎn)(semi-additive manufacturing)方法，例如光刻法。另一種選擇是，可使用添加生產(chǎn)(additive manufacturing)方法或?qū)w膜如金屬箔的圖案蝕刻處理(一種去除方法)形成帶狀導(dǎo)體113。同時(shí)，還可以使用濺射方法或氣相沉積方法以形成金屬膜。
在這一傳感元件中，由于U形導(dǎo)體102a在芯基板101A的相同平面上一次成形，由此可以增大線圈圖案的位置精確度。同時(shí)，與形成通孔的情況相比，感應(yīng)元件還可以使用更簡(jiǎn)單、更低成本的方法有效進(jìn)行生產(chǎn)。還有，由于U形導(dǎo)體102a是在芯基板101A的相同平面上一次成形，由于在這種情況下形成了通孔，因此對(duì)導(dǎo)體長(zhǎng)度和導(dǎo)體的截面面積沒(méi)有限制。此外，可成形出不會(huì)產(chǎn)生截面面積不穩(wěn)定的導(dǎo)體，以使用更簡(jiǎn)單、更低成本的方法制造感應(yīng)元件。同時(shí)，由于線圈成形為螺線形形狀，線圈的Q特性值可增大。
還有，從結(jié)構(gòu)的角度來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)方法具有自由度。原材料可以使用由有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料制成的復(fù)合材料，也可以使用由有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料混合制成的另一種復(fù)合材料。根據(jù)可能使用的電場(chǎng)對(duì)材料的電學(xué)高性能特征進(jìn)行優(yōu)化。
同時(shí)，使用將功能材料粉末混入樹(shù)脂中得到的復(fù)合材料制成的材料，若這樣一種具有低介電常數(shù)的基體構(gòu)成絕緣部件101和絕緣層105，那么可以得到具有較高的自諧振頻率的基體且可以很容易地實(shí)施其處理過(guò)程。同樣，由于可選擇功能材料粉末，可以獲得適用于工業(yè)用途的具有不同特性的不同的感應(yīng)元件。
此外，由于U形導(dǎo)體102a是使用光刻法成形的，且橋架導(dǎo)體102b是使用光刻法成形的，因此有可能提供一種具有較低電阻率和較高Q特性值的感應(yīng)元件。
圖16示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例所述的感應(yīng)元件的制造方法，即表示出這樣一個(gè)例子，多個(gè)上述疊層的芯基板101B通過(guò)粘合層117相互疊放在一起，以由單個(gè)一組集合母材構(gòu)成。應(yīng)該注意的是，為在以后切斷粘合層117，粘合層117的厚度要大于另一塊芯基板101A的厚度。然后，首先如圖16A中的切割線20所示，切斷該集合母材17，以得到平板形母材122，其中構(gòu)成感應(yīng)元件的U形導(dǎo)體102a的形成區(qū)域21沿如圖16B的俯視圖所示的縱向/橫向形成。
由于可使用光刻法制造出橋架導(dǎo)體102b，絕緣層105和端子電極104可以結(jié)合方式成形，由此板形母材22的生產(chǎn)效率較高，生產(chǎn)成本降低。在生產(chǎn)出橋架導(dǎo)體102b、絕緣層105和端子電極104之后，沿縱向/橫向的切割線23和24切斷板形母材117，以生產(chǎn)相應(yīng)的感應(yīng)元件芯片。
圖16C和圖16D示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例所述的感應(yīng)元件的制造方法，即相對(duì)應(yīng)于上述板形母材的另一個(gè)例子。這一實(shí)施例是要生產(chǎn)這樣一種感應(yīng)元件，端子電極104具有一個(gè)根據(jù)以下方法所述的邊緣平面部分104a。即，當(dāng)構(gòu)成上述端子電極104的邊緣平面部分104a的導(dǎo)體層114在如圖16A所示的集合母材119的兩邊緣平面上成形時(shí)，得到的集合母材119被層疊，此外狹縫125在粘合層117的一些部分上成形，該粘合層成為感應(yīng)元件間的邊界。如圖16D所示，通過(guò)化學(xué)鍍和電鍍，端子電極104的邊緣平面部分的基底膜104a形成在這一狹縫部分。此后，沿線124將得到的集合母材119切斷。
根據(jù)這一實(shí)施例，與上述實(shí)施例相似，可使用光刻法制造出橋架導(dǎo)體102b，絕緣層105和端子電極104可以結(jié)合方式成形。有可能提供這樣一種感應(yīng)元件，其可被牢固地固定在印刷電路板的預(yù)定的穩(wěn)定位置。
圖17示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例所述的感應(yīng)元件的制造方法。在該實(shí)施例中，如圖17A所示，按照以下方式生產(chǎn)感應(yīng)元件，即雙U形導(dǎo)體在所述芯基板101A的表面上沿縱向/橫向排列。每一個(gè)雙U形導(dǎo)體由一個(gè)內(nèi)周U形導(dǎo)體102c和一個(gè)外周U形導(dǎo)體102d構(gòu)成。與以上情況相似，如圖17B所示，切斷將芯基板層疊放置得到的疊層芯基板，為了內(nèi)周U形導(dǎo)體102c和外周U形導(dǎo)體102d的開(kāi)口邊緣。另一種選擇是，在切斷疊層芯基板之后，通過(guò)研磨將U形導(dǎo)體102c和102d的開(kāi)口邊緣暴露出來(lái)。然后，如圖17B所示，內(nèi)周U形導(dǎo)體102c的開(kāi)口邊緣使用蝕刻方法通過(guò)橋架導(dǎo)體102e相互連接，以形成內(nèi)周側(cè)螺旋線圈，同時(shí)還形成單側(cè)電極襯墊103a。
下面，如圖17C所示，當(dāng)剩下內(nèi)周U形導(dǎo)體102c之中的一個(gè)邊緣部分的一個(gè)暴露部分時(shí)，其并未與橋架導(dǎo)體102e沿疊層方向連接，剩下外周U形導(dǎo)體102d的全部暴露部分和電極襯墊103a。這些內(nèi)周U形導(dǎo)體102c覆蓋有絕緣層127，與橋架導(dǎo)體102e結(jié)合。于是，在內(nèi)周U形導(dǎo)體102c中，暴露邊緣部分的U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣通過(guò)使用橋架導(dǎo)體102f與外周U形導(dǎo)體102d中位于相對(duì)側(cè)的一個(gè)開(kāi)口邊緣相連接。
下面，如圖17D所示，當(dāng)除通過(guò)橋架導(dǎo)體102f相連的暴露部分之外，剩下在外周U形導(dǎo)體102d的暴露部分中的這種暴露部分和電極襯墊103a時(shí)，這些暴露部分上覆蓋有另一絕緣層129。然后，橋架導(dǎo)體102g成形被用于連接相鄰的外周U形導(dǎo)體102d。同時(shí)，形成另一個(gè)電極襯墊103b。此后，整個(gè)安裝平面被覆蓋一層絕緣層131。隨后，如上所述，形成電極且母材被切斷。
如前所述，如果該雙或多螺旋線圈以共軸的方式進(jìn)行構(gòu)造，那么這些螺旋線圈的總翻轉(zhuǎn)數(shù)可增加，以使得可以生產(chǎn)具有較高感應(yīng)系數(shù)值的感應(yīng)元件。還應(yīng)該注意的是，在這一實(shí)施例中，在沿內(nèi)/外方向相鄰的U形導(dǎo)體中，沿層疊方向相對(duì)側(cè)邊緣部分的U形導(dǎo)體相互連接，以使內(nèi)/外線圈產(chǎn)生的磁通量指向相同方向。另一種選擇是，根據(jù)連接沿層疊方向相鄰的橋架導(dǎo)體的方法，可將沿層疊方向設(shè)置在同側(cè)邊緣部分的U形導(dǎo)體相互連接，以使內(nèi)/外線圈產(chǎn)生的磁通量指向相同方向。
圖18A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例所述的感應(yīng)元件。該感應(yīng)元件已構(gòu)成共模扼流圈或變壓器。在這一實(shí)施例中，按照以下方式形成了兩組矩形螺旋線圈，即橋架導(dǎo)體將U形導(dǎo)體102a分成相對(duì)于U形導(dǎo)體102a的兩個(gè)導(dǎo)體102b1和102b2。在圖中，參考標(biāo)號(hào)“103c”和“103d”表示被連接到兩個(gè)螺旋線圈中的一個(gè)螺旋線圈兩端的電極襯墊；參考標(biāo)號(hào)“103c”和“103f”表示被連接到兩個(gè)螺旋線圈中的另一個(gè)螺旋線圈兩端的電極襯墊；參考標(biāo)號(hào)141-144表示在這些電極襯墊103c-103f上形成的端子電極。
如前所述，由于改變了U形導(dǎo)體102a之間的橋架導(dǎo)體的連接結(jié)構(gòu)，因此可以形成兩組螺旋線圈。
同樣，如圖18B所示，這樣一種感應(yīng)元件陣列可另選地進(jìn)行布置，其中多個(gè)螺旋線圈被安裝在單個(gè)芯片中，且相互平行。
圖19是顯示使用根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例所述的感應(yīng)元件制造方法形成的芯基板的俯視圖。在這一實(shí)施例中，在芯基板101A上形成的導(dǎo)體133成形為以下形狀，即相互平行布置的梯狀物。在該例子中，如切割線134所示，切斷梯子附近的部分。結(jié)果是，可形成具有相當(dāng)大地U形的導(dǎo)體。在這一實(shí)施例中，需要一絕緣層形成在位于這些U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣對(duì)側(cè)的平面上。
根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)元件可以作為單個(gè)電氣元件如感應(yīng)器和變壓器被使用，此外，該感應(yīng)元件也可以與其它電子元器件如電容器和電阻器一起組合使用，或該感應(yīng)元件也可以被組裝在模塊內(nèi)使用。
根據(jù)本發(fā)明，由于U形導(dǎo)體在芯基板的相同平面上一次成形，因此可減輕對(duì)導(dǎo)體長(zhǎng)度和截面面積的限制，以使得可形成更精細(xì)的導(dǎo)體圖案。同時(shí)，與形成通孔的情況相比，可以更高效地生產(chǎn)感應(yīng)元件。結(jié)果是，可以使用更簡(jiǎn)單、更低成本的方法制造感應(yīng)元件。同時(shí)，由于線圈成形為螺線形形狀，線圈的Q特性值可增大。
還有，根據(jù)本發(fā)明，元件結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方法具有自由度。原材料可以使用由有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料，也可以使用由有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料混合制成的復(fù)合材料。同時(shí)，可根據(jù)使用用途對(duì)具有高性能電學(xué)特征的傳感元件進(jìn)行優(yōu)化。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)元件，包括通過(guò)切斷呈U形的疊層部件導(dǎo)體而構(gòu)成的多個(gè)U形導(dǎo)體；置于U形導(dǎo)體之間多個(gè)絕緣層；填入通過(guò)而切斷疊層部件的所述導(dǎo)體而形成的凹槽的埋入材料；以及跨接該U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣和下一個(gè)U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣的橋架導(dǎo)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述U形導(dǎo)體通過(guò)所述橋架導(dǎo)體以間隔一個(gè)所述U形導(dǎo)體的方式進(jìn)行連接，以形成兩組矩形螺旋線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)元件，其特征在于，或是所述絕緣層，或是所述埋入材料由樹(shù)脂或由將功能材料粉末混入樹(shù)脂中得到的復(fù)合材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述U形導(dǎo)體由金屬板或金屬箔制成；且所述橋架導(dǎo)體使用光刻法形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述橋架導(dǎo)體在所述U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣和已埋入所述凹槽中的所述埋入材料二者的平整的表面上形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述感應(yīng)元件具有覆蓋了所述線圈周部的絕緣層；所述絕緣層和所述埋入材料中的至少一個(gè)是由磁性材料制成；以及線圈導(dǎo)體間的絕緣層由介電材料制成。
7.一種感應(yīng)元件的制造方法，包括以下步驟制備矩形板狀母材，該母材包含與多數(shù)感應(yīng)元件的翻轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)在沿層疊方向的寬度范圍內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)體層，而導(dǎo)體層和絕緣層交替層疊，所述矩形板狀母材的厚度相當(dāng)于一個(gè)所述感應(yīng)元件的厚度；在所述母材表面內(nèi)按照如下方式形成多個(gè)具有預(yù)定寬度的凹槽，即所述多個(gè)凹槽沿層疊方向相互平行布置，以形成線圈內(nèi)周部；在所述凹槽中填入埋入材料；平整已埋入所述埋入材料的所述母材的表面；使用光刻法形成橋架導(dǎo)體，在相鄰的導(dǎo)體層之間以如下方式進(jìn)行連接，即所述橋架導(dǎo)體跨過(guò)配合平面上的所述埋入材料，以構(gòu)成將構(gòu)成感應(yīng)元件的矩形螺旋線圈；將絕緣材料涂覆在其上已帶有所述橋架導(dǎo)體的所述母材的前平面和后平面上；在所述前平面上相對(duì)應(yīng)于各矩形螺旋線圈形成外部端子；以及沿縱向和橫向切斷所述母材，由此得到構(gòu)成相應(yīng)的感應(yīng)元件的芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在凹槽之間形成狹縫，在所述切斷過(guò)程進(jìn)行前在凹槽中已埋入所述埋入材料，且絕緣材料被填入到相應(yīng)的狹縫中；以及相應(yīng)的已填充的絕緣材料部分使用切削機(jī)構(gòu)進(jìn)行切削，其寬度要窄于所述絕緣材料的寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，母材的前平面和后平面二者上都被涂覆了絕緣材料，且與此同時(shí)，絕緣材料被填入所述狹縫中。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，絕緣材料被涂覆在其寬度相當(dāng)于所述多個(gè)感應(yīng)元件且構(gòu)成所述導(dǎo)體層的帶狀金屬板或帶狀金屬箔上；所述被涂覆的帶狀母材被切斷成相對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)感應(yīng)元件的寬度，以得到薄板形母材；將多塊所述薄板形(帶狀)母材層疊一體成形，其具有的導(dǎo)體層的數(shù)量等于所述多數(shù)感應(yīng)元件的翻轉(zhuǎn)數(shù)；且沿層疊方向?qū)⑺鲆惑w成形的層疊部件切斷至相當(dāng)于一個(gè)所述感應(yīng)元件的厚度，由此獲得所述母材。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在其上已涂覆有所述絕緣材料的或是所述金屬板，或是所述金屬箔進(jìn)行層疊的情況下，將相當(dāng)于一個(gè)感應(yīng)元件厚度的所含有的導(dǎo)體層數(shù)量的這種所述帶狀母材定義為一組，在一組帶狀母材之間插入具有大于導(dǎo)體層之間的絕緣層的厚度的絕緣層，以便一體成形。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在形成所述螺旋線圈的情況下，橋架導(dǎo)體以間隔一個(gè)橋架導(dǎo)體的形式與相對(duì)應(yīng)的U形導(dǎo)體相連接，以形成每一單個(gè)芯片兩個(gè)螺旋線圈。
13.一種感應(yīng)元件，包括通過(guò)疊放多個(gè)芯基板而形成的疊層芯基板，其中每個(gè)芯基板具有與多數(shù)矩形螺旋線圈的三側(cè)相對(duì)應(yīng)的U形導(dǎo)體；跨接該U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣和下一個(gè)U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣的橋架導(dǎo)體；覆蓋所述橋架導(dǎo)體的絕緣層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述U形導(dǎo)體通過(guò)所述橋架導(dǎo)體以間隔一個(gè)U形導(dǎo)體的方式進(jìn)行連接，以形成兩組矩形螺旋線圈。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的感應(yīng)元件，其特征在于，每一所述層的所述U形導(dǎo)體以多種方式共軸地成形；這種具有相同尺寸的沿層疊方向相鄰布置的U形導(dǎo)體相互間通過(guò)所述橋架導(dǎo)體進(jìn)行連接；在沿內(nèi)/外方向相鄰布置的U形導(dǎo)體中，這種沿層疊方向布置在同一側(cè)部分上的U形導(dǎo)體或沿層疊方向布置在相對(duì)側(cè)部分上的U形導(dǎo)體，相互間通過(guò)所述橋架導(dǎo)體進(jìn)行連接，由此以多種方式形成矩形螺旋線圈。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述絕緣部件和所述絕緣層二者均由樹(shù)脂或通過(guò)將功能材料粉末混入樹(shù)脂中得到的復(fù)合材料制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述U形導(dǎo)體和所述橋架導(dǎo)體二者都是使用光刻法成形的。
18.一種感應(yīng)元件的制造方法，包括以下步驟按照以下方式在芯基板表面上相對(duì)應(yīng)于多數(shù)矩形螺旋線圈的三側(cè)成形出多個(gè)U形導(dǎo)體，即所述U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣沿縱向和橫向排列，以指向同一方向；層疊將一體成形的所述芯基板的多塊薄板，以構(gòu)成層疊的芯基板；按照以下方式切斷所述層疊的芯基板，即暴露出所述U形導(dǎo)體的所述開(kāi)口邊緣；使用光刻法在切削平面上形成用于相互連接所述開(kāi)口邊緣的橋架導(dǎo)體，在切削平面上，所述U形導(dǎo)體的所述開(kāi)口邊緣暴露出來(lái)，以形成矩形螺旋線圈；在已形成橋架導(dǎo)體的切削平面上形成用于覆蓋所述橋架導(dǎo)體的絕緣層；以及將所述母材切斷成相應(yīng)的芯片以得到感應(yīng)元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在按照以下方式即，線圈導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣被暴露出來(lái)，通過(guò)切斷層疊的芯基板得到棒狀母材之后，其中形成相當(dāng)于多個(gè)感應(yīng)元件的U形導(dǎo)體，進(jìn)行橋架導(dǎo)體的成形操作。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在所述芯基板被層疊的情況下，具有與所述多個(gè)感應(yīng)元件厚度相等的翻轉(zhuǎn)數(shù)的芯基板被疊放用于一體成形；在板狀母材按照以下方式即，線圈導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣被暴露出來(lái)，通過(guò)切斷層疊的芯基板形成之后，其中已制成的U形導(dǎo)體沿疊層方向具有對(duì)應(yīng)于多個(gè)感應(yīng)元件的寬度，進(jìn)行橋架導(dǎo)體的成形操作。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在所述層疊芯基板的兩個(gè)邊緣平面上沿層疊方向設(shè)置有構(gòu)成感應(yīng)元件的端子電極的兩個(gè)邊緣平面部分的導(dǎo)體層。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在所述層疊芯基板的兩個(gè)邊緣平面上沿層疊方向設(shè)置有構(gòu)成感應(yīng)元件的端子電極的兩個(gè)所述邊緣平面部分的導(dǎo)體層，和構(gòu)成感應(yīng)元件之間的邊界的部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，當(dāng)該芯基板被切斷時(shí)，按照以下方式進(jìn)行切斷操作，即同時(shí)圍繞U形導(dǎo)體的三個(gè)側(cè)面形成絕緣層。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，代替在其上已形成U形導(dǎo)體的芯基板，在其上已形成梯形導(dǎo)體的多個(gè)柱的這種芯基板被用作芯基板；且所述層疊的芯基板沿垂直于梯形導(dǎo)體縱向的方向被切斷，由此直接得到U形導(dǎo)體。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，在形成所述螺旋線圈的情況下，橋架導(dǎo)體以間隔一個(gè)橋架導(dǎo)體的方式與對(duì)應(yīng)的U形導(dǎo)體相連接，以形成每一單個(gè)芯片兩個(gè)所述螺旋線圈。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的感應(yīng)元件的制造方法，其特征在于，U形導(dǎo)體以多種方式共軸地在每個(gè)所述芯基板上成形；以及多個(gè)矩形螺旋線圈通過(guò)它在切削平面上成形，其中，所述疊層芯基板的所述U形導(dǎo)體的開(kāi)口邊緣，這種具有相同尺寸的沿層疊方向相鄰布置的U形導(dǎo)體相互間通過(guò)所述橋架導(dǎo)體進(jìn)行連接；同時(shí)，在沿內(nèi)/外方向相鄰布置的U形導(dǎo)體中設(shè)置在邊緣部分的U形導(dǎo)體相互間通過(guò)橋架導(dǎo)體進(jìn)行連接。
全文摘要
導(dǎo)體層2A和絕緣層4A交替疊放以制備出母料17。多個(gè)具有預(yù)定寬度的凹槽18按照以下方式在母料17的表面中形成，即這些凹槽18沿層疊方向相互間平行布置以形成線圈內(nèi)周部分。埋入材料5被填入凹槽18中。已填入埋入材料5的母料表面16被研磨整平。相鄰的導(dǎo)體層2A相互間連接，以使構(gòu)成感應(yīng)元件的螺旋線圈被構(gòu)造。然后，得到的母料的前平面和后平面被涂覆上絕緣層，將其切斷以得到相應(yīng)的芯片。
文檔編號(hào)H01F17/00GK1661736SQ20041000763
公開(kāi)日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2004年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月27日
發(fā)明者佐藤真一, 大久保等, 菊池俊秋 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社