專利名稱：層疊電感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電感器，特別涉及一種磁通密度和磁場強(qiáng)度較均勻?qū)盈B電感器。
背景技術(shù)：
閉磁路型層疊電感器由多個電連接的導(dǎo)電體層和將每層導(dǎo)電體層分隔設(shè)置的絕緣第一絕緣體層一起構(gòu)成螺旋電感線圈，由于線圈結(jié)構(gòu)不可能制作的完全對稱，所以在層疊電感器中就會出現(xiàn)某些區(qū)域磁通密度高，某些區(qū)域磁通密度低的現(xiàn)象，在對其增加直流電流時(shí)，高磁通區(qū)域就會先達(dá)到磁飽和而導(dǎo)致直流疊加特性降低，進(jìn)而降低電感。現(xiàn)有技術(shù)中，如中國發(fā)明專利(專利申請?zhí)枮?00610163373. 6，發(fā)明名稱為層疊電感器，專利權(quán)人日本太陽誘電株式會社)和中國發(fā)明專利申請(專利申請?zhí)枮?01110420993. 4，發(fā)明名稱為層疊電感器，申請人日本太陽誘電株式會社)針對上述因磁飽和而降低電感的不足做了改進(jìn)，即通過將閉磁路型轉(zhuǎn)變?yōu)殚_磁路型層疊電感器而使其內(nèi)磁通密度和磁場強(qiáng)度的分布得到改善。其具體方法是以橫穿所述螺旋電感線圈的內(nèi)側(cè)磁路的方式配置有第二絕緣體層，所述的第二絕緣體層具有比所述絕緣第一絕緣體層的導(dǎo)磁率低的導(dǎo)磁率，而且，第二絕緣體層的主面邊緣部的至少一部分和所述導(dǎo)電體層在層疊方向上重疊，并且，在該重疊的部分，所述第二絕緣體層和所述導(dǎo)電體層接觸。另外，該第二絕緣體層的線圈中心部分的厚度比導(dǎo)電體層近旁部分的厚度薄。雖然，上述專利或?qū)＠暾埶_的技術(shù)方案，對前述層疊電感器存在的因磁飽和而降低電感的現(xiàn)象做了改進(jìn)，使所述層疊電感器螺旋電感線圈內(nèi)側(cè)的磁通密度和磁場強(qiáng)度分布得到了改善，但仍存在以下不足I)螺旋電感線圈內(nèi)部因增設(shè)第二絕緣體層使磁阻大幅增加，相應(yīng)的使其電感因磁阻增加而明顯降低。2)在所述螺旋電感線圈外側(cè)、特別是在所述層疊電感器位于其兩端最外層的導(dǎo)電體層的引出端的外側(cè)，仍存在磁通密度和磁場強(qiáng)度不均勻的現(xiàn)象，當(dāng)對其外加直流電時(shí)，隨著直流電流的增加，該區(qū)域會比其他區(qū)域更容易達(dá)到磁飽和而降低電感。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種層疊電感器，該層疊電感器不僅可以改善螺旋線圈內(nèi)側(cè)的磁通密度和磁場強(qiáng)度的分布，而且還可以改善線圈外側(cè)、特別是所述螺旋線圈引出端外側(cè)的磁通密度和磁場強(qiáng)度分布的均勻性。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為本發(fā)明的層疊電感器，包括由至少兩個具有導(dǎo)磁性的絕緣體層疊加構(gòu)成的形狀為長方體的層疊體，在每個絕緣體層的同向面上設(shè)有帶狀的或由帶狀圍成的非封閉的長方形的導(dǎo)電體層，在層疊體的兩端還設(shè)有與所述導(dǎo)電體層連接的電極，在所述層疊體內(nèi)部形成由所有導(dǎo)電體層連接構(gòu)成的形狀為螺旋狀的至少一匝線圈，在所述層疊體內(nèi)至少一個絕緣體層上由對應(yīng)的導(dǎo)電體層所圍成的區(qū)域內(nèi)設(shè)有導(dǎo)磁率低于絕緣體層的并與該導(dǎo)電體層內(nèi)側(cè)相接觸的可抑制磁力線通過的圈內(nèi)抑制層，在所述層疊體中位于其兩端最外層的導(dǎo)電體層的引出端的外側(cè)設(shè)有導(dǎo)磁率低于絕緣體層的可抑制磁力線通過的圈外抑制層，該圈外抑制層平面與所述線圈軸線相垂直，其內(nèi)側(cè)與所述導(dǎo)電體層的引出端的外側(cè)相接觸。所述圈外抑制層的導(dǎo)磁率由其內(nèi)側(cè)向其外側(cè)逐漸變大。所述圈內(nèi)抑制層設(shè)于所述層疊體中位于線圈中部的絕緣體層上。所述圈內(nèi)抑制層的導(dǎo)磁率由其外側(cè)向其中心逐漸變大。所述圈內(nèi)抑制層和圈外抑制層由氧化錯材料所制。所述絕緣體層由N1-Zn-Cu類鐵氧體材料所制。所述導(dǎo)電體層由銀、銅、鋁或鋁合金制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明由于在層疊電感器的螺旋電感線圈的引出端外側(cè)增設(shè)圈外抑制層，使得該層疊電感器在該區(qū)域非均勻的磁通密度分布得到有效改善，高磁通密度區(qū)域的磁通得到抑制，而稍低磁通密度區(qū)域受到的影響又不大，從而使該層疊電感器磁通密度分布更加均勻，提高了直流疊加特性，而且在增加磁阻(即圈外抑制層)的情況下，該層疊電感器的電感值不會降低。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是 表示本發(fā)明層疊電感器的立體圖。圖2是圖1的A-A線剖視圖。圖3是圖1的B-B線剖視圖。 圖4是圖1所示的層疊的分解斜視圖。圖5是圖4中S15、C15的放大剖視圖。圖6是圖5的分解斜視圖。圖7是圖4中SlUCll的放大剖視圖。圖8是圖7的分解斜視圖。圖9是現(xiàn)有技術(shù)層疊電感器的磁通分布模擬圖。圖10是本發(fā)明層疊電感器的磁通分布模擬圖。圖11是本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較后的直流疊加特性圖。圖12是本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較后的電感變化率圖。說明書附圖中標(biāo)記如下層疊電感器10、層疊體11、電極12、絕緣體層S、第一絕緣體層至第九絕緣體層Sll—S19、最外層絕緣體層S20、導(dǎo)電體層C、第一導(dǎo)電體層至第九導(dǎo)電體層Cll一C19、前端弓丨出端Cl la、尾端引出端C19a、導(dǎo)電過渡層H、圈內(nèi)抑制層E、圈外抑制層F、前端圈外抑制層F1、尾端圈外抑制層F2。
具體實(shí)施例方式如圖1、2、3所示，本發(fā)明的層疊電感器10，是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，其包括具有至少兩個高導(dǎo)磁率的絕緣體層S疊加構(gòu)成的層疊體11，該層疊體11的形狀為長方體，也可為圓柱體。在該層疊體11的兩端設(shè)有電極12，在每一層絕緣體層S的同向面上設(shè)有帶狀的或由帶狀圍成的非封閉導(dǎo)電體層C，非封閉的導(dǎo)電體層C的形狀可以是方形，也可以是圓弧形，與現(xiàn)有技術(shù)相同，每層導(dǎo)電體層C均通過穿置于絕緣體層S的內(nèi)充有與導(dǎo)電體層C導(dǎo)電率相同材料的導(dǎo)電過渡層H與相鄰導(dǎo)電體層C電連接，由此在層疊體11內(nèi)部構(gòu)成由所有導(dǎo)電體層C連接而形成的形狀為螺旋狀的螺旋電感線圈，該螺旋電感線圈的匝數(shù)可以是一個，也可以是許多個。在層疊體11內(nèi)的絕緣體層S上設(shè)有導(dǎo)磁率低于絕緣體層的可抑制磁力線通過的圈內(nèi)抑制層E，該圈內(nèi)抑制層E可以設(shè)置在層疊體11中的某一層絕緣體層S上，如設(shè)于所述層疊體11中位于線圈中部的絕緣體層S上，也可以同時(shí)設(shè)置在層疊體11內(nèi)的多層絕緣體層S上，通常，圈內(nèi)抑制層E多設(shè)置在位于對應(yīng)的絕緣體層S上的由所述導(dǎo)電體層C圍成的區(qū)域內(nèi)，該圈內(nèi)抑制層E的外周邊緣與所述導(dǎo)電體層C的內(nèi)側(cè)相接觸。本發(fā)明是在所述層疊體11中位于其兩端最外層的導(dǎo)電體層C的引出端Clla、C19a(該引出端與對應(yīng)的所述電極12電連接)的外側(cè)設(shè)置導(dǎo)磁率低于絕緣體層S的可抑制磁力線通過的圈外抑制層F，該圈外抑制層F平面與所述線圈軸線相垂直，其內(nèi)側(cè)與所述導(dǎo)電體層C的引出端Clla、C19a的外側(cè)相接觸，由此，改善該引出端Clla、C19a因磁通密度較集中而易達(dá)到磁飽和的現(xiàn)象。為了使磁通密度分布更加均勻，可將所述圈外抑制層F的導(dǎo)磁率制作為非均勻性，即其上的導(dǎo)磁率由其內(nèi)側(cè)(與引出端導(dǎo)電體層C相接觸的部位)向其外側(cè)(遠(yuǎn)離引出端與導(dǎo)電體層C相接觸的部位)逐漸變大。同理，為了改善所述螺旋電感線圈內(nèi)部磁通密度的分布均勻性，也可將所述圈內(nèi)抑制層E的導(dǎo)磁率制作為非均勻性，即其上的導(dǎo)磁率由其外側(cè)(與對應(yīng)導(dǎo)電體層C相接觸的部位)向其中心(螺旋電感線圈的軸心)逐漸變大。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明如圖1、2、 3所示，層疊電感器10，包括長方體形狀的層疊體11 ;和設(shè)置于層疊體11長邊方向兩端部的由Ag等金屬材料構(gòu)成的外部電極12。如圖4所示，層疊體11的螺旋電感線圈是由九個間隔設(shè)置的絕緣體層S (分別為第一絕緣體層S11、第二絕緣體層S12至第九絕緣體層S19)和附著在相對應(yīng)的絕緣體層S上的九個導(dǎo)電體層c(分別為第一導(dǎo)電體層C11、第二導(dǎo)電體層C12至第九導(dǎo)電體層C19)層疊構(gòu)成，絕緣體層S是由高導(dǎo)磁率材料所制，如N1-Zn-Cu類鐵氧體材料等，所述導(dǎo)電體層C由銀、銅、鋁或鋁合金制成。如圖4、5、6所示，在第五絕緣體層S15上的第五導(dǎo)電體層C15所圍的區(qū)域內(nèi)設(shè)有由氧化鋯材料所制的圈內(nèi)抑制層E，圈內(nèi)抑制層E的外周邊與第五導(dǎo)電層C15的內(nèi)側(cè)邊相接
觸并部分層疊在一起。如圖4、7、8所示，在第一絕緣體層Sll上的第一導(dǎo)電體層Cll和第九絕緣體層S19上的第九導(dǎo)電體層C19 (即所述螺旋電感線圈的兩個引出端，分別為前端引出端Clla和尾端引出端C19a)的外側(cè)設(shè)有由氧化鋯材料所制的圈外抑制層F (分別為前端圈外抑制層Fl和尾端圈外抑制層F2)，該圈外抑制層F也可采用置換的方式設(shè)置于前端引出端Clla和尾端引出端C19a)的外側(cè)，即將該處的絕緣體層S剔除一部分后由圈外抑制層F完全替換，替換后的圈外抑制層F的下表面與對應(yīng)絕緣體層S的下表面同處一平面，其上表面在層疊方向上超出對應(yīng)絕緣體層S的上表面，其內(nèi)側(cè)面與對應(yīng)的導(dǎo)電體層C的外側(cè)相接觸。
如圖4、5、6、7、8所示，在第一絕緣體層Sll至第八絕緣體層S18上，設(shè)有容置所述導(dǎo)電過渡層H的通孔，上一層的通孔與下一層導(dǎo)電體層C的首端(以圖4為參考方向，電流沿導(dǎo)電體層C逆時(shí)針方向流動，流動的起始端為首端)上下重合，由此，各個導(dǎo)電體層C經(jīng)導(dǎo)電過渡層H連接形成疊層電感器10的螺旋電感線圈，最外層的絕緣體層S20用于確保層疊體11上、下部的厚度。絕緣體層S的制得在以Fe203、Cu0、Zn0、Ni0作為主材料經(jīng)煅燒粉碎后的鐵氧體微細(xì)粉末中加入有機(jī)溶劑和有機(jī)粘合劑，待混合均勻干燥后得到鐵氧體膠體，再將該鐵氧體膠體用刮片法制得具有高磁導(dǎo)率的絕緣體層薄片。具有比絕緣體層低導(dǎo)磁率的圈內(nèi)抑制層E和圈外抑制層F的制得采用絲網(wǎng)印刷的方法將以氧化鋯為主材料的低磁導(dǎo)率材料印刷在所述圈內(nèi)抑制層E和圈外抑制層F所處的絕緣體層S上。導(dǎo)電過渡層H的制得利用基于模具的沖裁、基于激光加工的穿孔等方法，在第一絕緣體層Sll至第八絕緣體層S18上在所述導(dǎo)電過渡層H所處的位置開通孔，接著，利用絲網(wǎng)印刷等方法在通孔位置印刷由Ag作為主材料成分的金屬導(dǎo)電漿。將所述絕緣體層S、導(dǎo)電體層C、導(dǎo)電過渡層H和最外層絕緣體層S20進(jìn)行層疊壓接為層疊體11，經(jīng)約400°C溫度下加熱2小時(shí)，除去膠結(jié)料成分，再次，于空氣中在850 910°C下燒結(jié)2 6小時(shí)，之后，在層疊體11的兩端部，使用浸潰法等涂敷以Ag為主成分的導(dǎo)電性膠體形成端電極12，并在空氣中于約600°C下燒結(jié)I小后，對端電極12進(jìn)行電鍍處理，最終得到本發(fā)明的層疊電感器10。如圖9、10所示，該兩圖是利用仿真軟件對層疊電感器10磁通分布進(jìn)行測試的模擬圖。圖中箭頭方向表示磁通方向、箭頭大小表示磁場強(qiáng)度、箭頭數(shù)量表示磁通密度。從圖中可以看出，在外加了直流電流的情況下，本發(fā)明的層疊電感器10，磁通分布更為均勻，尤其是在螺旋電感線圈首尾引出端Clla、C19a附近，磁通密度高的區(qū)域，由于增加了磁阻，磁通密度明顯降低；而現(xiàn)有技術(shù)中磁通密度較低的區(qū)域，在本發(fā)明中該區(qū)域磁通密度卻略有升高。本發(fā)明層疊電感器能有效抑制高磁通密度區(qū)域的磁飽和，使層疊電感器磁通分布更為均勻，同時(shí)不會引起電感量的降低。如圖11所示，圖中橫軸為疊加直流電流(mA)、縱軸為電感值(u H)的曲線圖，實(shí)線表示本發(fā)明的層疊電感器10的直流疊加特性，虛線表示現(xiàn)有技術(shù)的層疊電感器的直流疊加特性。由圖可以看出本發(fā)明層疊電感器10直流疊加特性較現(xiàn)有技術(shù)中的層疊電感器得到較大改善且起始電感量沒有下降。圖12所示，橫軸為疊加直流電流(mA)、縱軸為電感值的變化率(％)的曲線圖，實(shí)線表示本發(fā)明層疊電感器10的直流疊加特性，虛線表示現(xiàn)有技術(shù)的層疊電感器的直流疊加特性。由圖可以可以看出，本發(fā)明層疊電感器10電感變化率較現(xiàn)有技術(shù)中的層疊電感器得到較大改善。本發(fā)明的層疊電感器10，通過增設(shè)圈內(nèi)抑制層E和圈外抑制層F，使該層疊電感器10在外加直流電流時(shí)，高磁通密度區(qū)域易達(dá)到磁飽和的現(xiàn)象得到緩解，提高了直流疊加特性，換言之，能夠?qū)㈦姼杏捎诖棚柡投档偷闹绷麟娏髦缔D(zhuǎn)變?yōu)楦咧?，而且，層疊電感器10整體磁阻變化不大，既提高了層疊電感器直流疊加特性，又不會引起電感值的降低。
權(quán)利要求
1.一種層疊電感器，包括由至少兩個具有導(dǎo)磁性的絕緣體層(S)疊加構(gòu)成的形狀為長方體的層疊體(11)，在每個絕緣體層(S)的同向面上設(shè)有帶狀的或由帶狀圍成的非封閉的長方形的導(dǎo)電體層(C)，在層疊體(11)的兩端還設(shè)有與所述導(dǎo)電體層(C)連接的電極(12)，在所述層疊體(11)內(nèi)部形成由所有導(dǎo)電體層(C)連接構(gòu)成的形狀為螺旋狀的至少一匝線圈，在所述層疊體(11)內(nèi)至少一個絕緣體層(S)上由對應(yīng)的導(dǎo)電體層(C)所圍成的區(qū)域內(nèi)設(shè)有導(dǎo)磁率低于絕緣體層(S)的并與該導(dǎo)電體層(C)內(nèi)側(cè)相接觸的可抑制磁力線通過的圈內(nèi)抑制層(E)，其特征在于在所述層疊體(11)中位于其兩端最外層的導(dǎo)電體層(C)的引出端的外側(cè)設(shè)有導(dǎo)磁率低于絕緣體層(S)的可抑制磁力線通過的圈外抑制層(F)，該圈外抑制層(F)平面與所述線圈軸線相垂直，其內(nèi)側(cè)與所述導(dǎo)電體層(C)的引出端的外側(cè)相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊電感器，其特征在于所述圈外抑制層(F)的導(dǎo)磁率由其內(nèi)側(cè)向其外側(cè)逐漸變大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊電感器，其特征在于所述圈內(nèi)抑制層(E)設(shè)于所述層疊體(11)中位于線圈中部的絕緣體層(S)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的層疊電感器，其特征在于所述圈內(nèi)抑制層(E)的導(dǎo)磁率由其外側(cè)向其中心逐漸變大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊電感器，其特征在于所述圈內(nèi)抑制層(E)和圈外抑制層(F)由氧化鋯材料所制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊電感器，其特征在于所述絕緣體層(S)由N1-Zn-Cu類鐵氧體材料所制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊電感器，其特征在于所述導(dǎo)電體層(C)由銀、銅、鋁或鋁合金制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種層疊電感器，該層疊電感器不僅可以改善螺旋線圈內(nèi)側(cè)的磁通密度和磁場強(qiáng)度的分布，而且還可以改善線圈外側(cè)、特別是所述螺旋線圈引出端外側(cè)的磁通密度和磁場強(qiáng)度分布的均勻性。其包括由具有導(dǎo)磁性的絕緣體層疊加構(gòu)成的層疊體及附著在絕緣體層上的導(dǎo)電體層，層疊體內(nèi)的導(dǎo)電體層構(gòu)成螺旋電感線圈，在導(dǎo)電體層的引出端的外側(cè)設(shè)有可抑制磁力線通過的圈外抑制層。由于增設(shè)圈外抑制層，使得該層疊電感器磁通密度分布得到有效改善，高磁通密度區(qū)域的磁通得到抑制，稍低磁通密度區(qū)域受到的影響又不大，從而使層疊電感器磁通密度分布更加均勻，提高了直流疊加特性，而且在增加磁阻(即圈外抑制層)的情況下，其電感值不會降低。
文檔編號H01F27/29GK103035357SQ20121050747
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者戴春雷, 李可 申請人:深圳順絡(luò)電子股份有限公司