專利名稱：一種高自諧振頻率和高品質(zhì)因素的疊層電感的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電感，特別是涉及一種聞自諧振頻率和聞品質(zhì)因素的置層電感。
背景技術(shù)：
疊層電感的主要參數(shù)包括適合用途的電感量、高自諧振頻率(Self-ResonantFrequency,縮略詞為SRF)和高品質(zhì)因數(shù)(Quality Factor,簡(jiǎn)稱Q)。電感器的SRF通過(guò)線圈的電感和電感線圈的剩余電容之間的逆關(guān)系確定，隨著剩余電容的降低而提高。具有盡可能高的自諧振頻率可以使電感器在較高的頻率下工作，為了使SRF達(dá)到最大值，需要減小電感器中的剩余電容。而Q值的高低與線圈導(dǎo)線的直流電阻、線圈骨架的介質(zhì)損耗及鐵心、屏蔽罩等引起的損耗有關(guān)。但是，現(xiàn)有提高疊層電感SRF和Q值的方法是通過(guò)改變鐵氧 體磁性材料的配方，通常需要準(zhǔn)備多種不同的鐵氧體磁性材料，甚至同時(shí)儲(chǔ)備多種鐵氧體漿料，以滿足不同客戶的需要。而且，在實(shí)際制造過(guò)程中更換不同材料時(shí)，需要清洗諸如配制鐵氧體漿料的球磨機(jī)、制作電感坯體的鐵氧體漿料攪拌器和涂布機(jī)等等設(shè)備，既給生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)管理帶來(lái)諸多不變，也浪費(fèi)人力和物力。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種高自諧振頻率和聞品質(zhì)因素的置層電感。本實(shí)用新型的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以解決。這種高自諧振頻率和高品質(zhì)因素的疊層電感，包括由形成線圈的導(dǎo)體即內(nèi)部電極與絕緣體疊層而形成的疊層體，以及外部端電極，所述外部端電極設(shè)置在所述疊層體長(zhǎng)度方向即縱向兩端，分別與所述線圈兩端連接。這種聞自諧振頻率和聞品質(zhì)因素的置層電感的特點(diǎn)是所述疊層體是至少兩種類型的絕緣體薄片疊層為一體的結(jié)構(gòu)，一種類型為構(gòu)成疊層體的上、下基板的鐵氧體磁性材料的第一種絕緣體薄片，另一種類型為構(gòu)成疊層體的內(nèi)部電極附近的第二種絕緣體薄片，其主體為鐵氧體磁性材料的多個(gè)第一絕緣體和設(shè)置在第一絕緣體內(nèi)部特定位置且由低介電常數(shù)和低損耗的材料的至少一層第二絕緣體，所述至少一層第二絕緣體設(shè)置在疊層體內(nèi)，使得疊層電感的自諧振頻率增大，品質(zhì)因素提高。在第二種絕緣體薄片的設(shè)定位置，印刷有金屬材料形成線圈的導(dǎo)體即內(nèi)部電極，在內(nèi)部電極的內(nèi)部又填充有低介電常數(shù)和低損耗材料的第二絕緣體，在第二種絕緣體薄片上形成的內(nèi)部電極的端部通過(guò)通孔與相鄰第二種絕緣體薄片的內(nèi)部電極連接，即疊層體為由第二絕緣體的疊層方向作為軸向的螺形線圈，其線圈層的線圈導(dǎo)體設(shè)置在第一絕緣體中，線圈內(nèi)部磁通形成方向即軸向?yàn)榀B層體的疊層方向，與薄片邊緣形成的一引出部分相連的螺形線圈的卷繞始端從疊層體的一端面引出，與薄片邊緣形成的另一引出部分相連的螺形線圈的卷繞末端從疊層體的另一端引出。本實(shí)用新型的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。[0010]所述至少一層第二絕緣體在多個(gè)第一絕緣體內(nèi)部的特定位置包括線圈導(dǎo)體內(nèi)部所包圍的范圍內(nèi)且面積基本等于線圈導(dǎo)體所包圍的范圍；兩兩相鄰的線圈導(dǎo)體層之間且正對(duì)線圈導(dǎo)體；兩兩相鄰的線圈導(dǎo)體所夾的層間且面積不超出內(nèi)部電極所在的位置。即在所有內(nèi)部電極所包圍的部分都設(shè)置低介電常數(shù)和低損耗的第二絕緣體，或者在某一個(gè)或幾個(gè)內(nèi)部電極所包圍的部分設(shè)置低介電常數(shù)和低損耗的第二絕緣體，以調(diào)節(jié)疊層電感的SRF和Q值。本實(shí)用新型的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下再進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。所述第一絕緣體的鐵氧體磁性材料是鎳-鋅-銅類鐵氧體磁性材料。 所述第二絕緣體的低介電常數(shù)和低損耗的材料是三氧化二鋁、二氧化硅、硅酸鋯，以及三氧化二鋁、二氧化硅、硅酸鋯中的至少兩種混合物中的一種。所述第二絕緣體的介電常數(shù)至多為第一絕緣體的介電常數(shù)的20%。所述第二絕緣體的損耗至多為第一絕緣體的損耗的20%。所述第二絕緣體的磁導(dǎo)率為第一絕緣體的磁導(dǎo)率的20%。優(yōu)選的是，所述第二絕緣體的磁導(dǎo)率至多為第一絕緣體的磁導(dǎo)率的10%，采用較少的低介電常數(shù)和低損耗的材料即可滿足所需要的產(chǎn)品性能。所述第二絕緣體與第一絕緣體的線膨脹系數(shù)相差至多為10-7/°C。如果第二絕緣體的線膨脹系數(shù)明顯大于第一絕緣體的線膨脹系數(shù)，在電感制造和使用過(guò)程中可能出現(xiàn)裂縫。所述形成線圈的導(dǎo)體即內(nèi)部電極的金屬材料是銀和以銀為主要成分的金屬材料中的一種。所述高自諧振頻率是自諧振頻率至少為20MHz。所述高品質(zhì)因素是品質(zhì)因素值IMHz下至少為20。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是本實(shí)用新型的疊層電感各層層片的主體為鐵氧體磁性材料的第一絕緣體，線圈層的線圈導(dǎo)體設(shè)置在第一絕緣體中，在第一絕緣體內(nèi)部的特定位置設(shè)有至少一層低介電常數(shù)和低損耗材料的第二絕緣體，通過(guò)調(diào)節(jié)第二絕緣體的層數(shù)和厚度，降低疊層電感整體材料的介電常數(shù)和損耗，即降低剩余電容，進(jìn)而提高疊層電感的SRF和Q值，而且只需要一種鐵氧體漿料就能得到一系列不同SRF和Q值的疊層電感，相對(duì)于傳統(tǒng)的多種鐵氧體材料的設(shè)計(jì)，成本大大降低。

圖I是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
一的透視立體圖；圖2是圖I的剖視圖；圖3是圖I的疊層體的分解立體圖；圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
一的自諧振頻率特性圖；圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
一的Q值特性圖；圖6是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
二的剖視圖；圖7是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
三的剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
并對(duì)照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
一—種如圖I 5所不的聞自諧振頻率和聞品質(zhì)因素的置層電感100,包括由形成線圈的導(dǎo)體即內(nèi)部電極113與絕緣體疊層而形成的疊層體110，以及外部端電極114，外部端電極114設(shè)置在疊層體110長(zhǎng)度方向即縱向兩端，分別與線圈兩端連接。疊層體110是至少兩種類型的絕緣體薄片疊層為一體的結(jié)構(gòu)，一種類型為構(gòu)成疊層體110的上、下基板的鐵氧體磁性材料的第一種絕緣體薄片201，另一種類型為構(gòu)成疊層 體的內(nèi)部電極113附近的第二種絕緣體薄片202，其主體為鐵氧體磁性材料組成的多個(gè)第一絕緣體111和設(shè)置在第一絕緣體111內(nèi)部特定位置且由低介電常數(shù)和低損耗的材料組成的至少一層第二絕緣體112，至少一層第二絕緣體112設(shè)置在疊層體110內(nèi)，使得疊層電感的自諧振頻率增大，品質(zhì)因素提高。在第二種絕緣體薄片202的設(shè)定位置，印刷有銀或者以銀為主要成分的金屬材料形成線圈的導(dǎo)體即內(nèi)部電極113，在內(nèi)部電極113的內(nèi)部又填充有低介電常數(shù)和低損耗材料的第二絕緣體112，在第二種絕緣體薄片202上形成的內(nèi)部電極113的端部通過(guò)通孔與相鄰第二種絕緣體薄片202的內(nèi)部電極113連接，即疊層體110為由第二絕緣體112的疊層方向作為軸向的螺形線圈，其線圈層的線圈導(dǎo)體設(shè)置在第一絕緣體111中，線圈內(nèi)部磁通形成方向即軸向?yàn)榀B層體110的疊層方向，與薄片邊緣形成的一引出部分1131相連的螺形線圈的卷繞始端從疊層體110的一端面引出，與薄片邊緣形成的另一引出部分1131相連的螺形線圈的卷繞末端從疊層體110的另一端引出。至少一層第二絕緣體112在多個(gè)第一絕緣體111內(nèi)部的特定位置，是在內(nèi)部電極113所包圍的范圍內(nèi)，面積應(yīng)基本等于內(nèi)部電極113包圍的范圍，第二絕緣體112與同層的內(nèi)部電極113接觸，或者略大于內(nèi)部電極113包圍的面積。 第一絕緣體111的鐵氧體磁性材料是鎳-鋅-銅類鐵氧體磁性材料。第二絕緣體112的低介電常數(shù)和低損耗的材料是三氧化二鋁、二氧化硅、硅酸鋯，以及三氧化二鋁、二氧化硅、硅酸鋯中的至少兩種混合物中的一種。第二絕緣體112的介電常數(shù)至多為第一絕緣體111的介電常數(shù)的20%。第二絕緣體112的低損耗至多為第一絕緣體111的損耗的20%。第二絕緣體112的磁導(dǎo)率為第一絕緣體111的磁導(dǎo)率的10%，采用較少的低介電常數(shù)和低損耗的材料即可滿足所需要的產(chǎn)品性能。第二絕緣體112與第一絕緣體111的線膨脹系數(shù)相差至多為10-7/°C。如果第二絕緣體112的線膨脹系數(shù)明顯大于第一絕緣體111的線膨脹系數(shù)，在電感制造和使用過(guò)程中可能出現(xiàn)裂縫。高自諧振頻率是自諧振頻率至少為20MHz。高品質(zhì)因素是品質(zhì)因素值IMHz下至少為20。本具體實(shí)施方式
一的疊層電感100的SRF特性如圖4的實(shí)線所示，Q值特性如圖5中的實(shí)線所示。圖4和圖5中的橫軸表示測(cè)試頻率，縱軸分別表示電感值和Q值。圖4和圖5中的虛線分別是相同電極結(jié)構(gòu)的普通電感的SRF特性和Q值特性，對(duì)比可見(jiàn)本具體實(shí)施方式
一的疊層電感100具有較高的SRF和Q值。
具體實(shí)施方式
二—種聞自諧振頻率和聞品質(zhì)因素的置層電感100,其結(jié)構(gòu)與具體實(shí)施方式
一基本相同，區(qū)別在于至少一層第二絕緣體112在多個(gè)第一絕緣體111內(nèi)部的特定位置如圖6所示，是在兩兩相鄰的線圈導(dǎo)體層之間且正對(duì)線圈導(dǎo)體，即第二絕緣體112在兩層內(nèi)部電極113之間且正對(duì)內(nèi)部電極113。
具體實(shí)施方式
三
—種聞自諧振頻率和聞品質(zhì)因素的置層電感100,其結(jié)構(gòu)與具體實(shí)施方式
_■基本相同，區(qū)別在于至少一層第二絕緣體112在多個(gè)第一絕緣體111內(nèi)部的特定位置如圖7所示，是兩兩相鄰的線圈導(dǎo)體所夾的層間，即在兩層內(nèi)部電極113之間且面積不超出內(nèi)部電極113所在的位置，以降低第一絕緣體與第二絕緣體之間線膨脹系數(shù)失配造成的問(wèn)題。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型由所提交的權(quán)利要求書(shū)確定的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種高自諧振頻率和高品質(zhì)因素的疊層電感，包括由形成線圈的導(dǎo)體即內(nèi)部電極與絕緣體疊層而形成的疊層體，以及外部端電極，所述外部端電極設(shè)置在所述疊層體長(zhǎng)度方向即縱向兩端，分別與所述線圈兩端連接，其特征在于 所述疊層體是至少兩種類型的絕緣體薄片疊層為一體的結(jié)構(gòu)，一種類型為構(gòu)成疊層體的上、下基板的鐵氧體磁性材料的第一種絕緣體薄片，另一種類型為構(gòu)成疊層體的內(nèi)部電極附近的第二種絕緣體薄片，其主體為鐵氧體磁性材料的多個(gè)第一絕緣體和設(shè)置在第一絕緣層內(nèi)部特定位置且由低介電常數(shù)和低損耗的材料組成的至少一層第二絕緣體； 在第二種絕緣體薄片的設(shè)定位置，印刷有金屬材料形成線圈的導(dǎo)體即內(nèi)部電極，在內(nèi)部電極的內(nèi)部又填充有低介電常數(shù)和低損耗材料的第二絕緣體，在第二種絕緣體薄片上形成的內(nèi)部電極的端部通過(guò)通孔與相鄰第二種絕緣體薄片的內(nèi)部電極連接，即疊層體為由第二絕緣體的疊層方向作為軸向的螺形線圈，其線圈層的線圈導(dǎo)體設(shè)置在第一絕緣體中，線圈內(nèi)部磁通形成方向即軸向?yàn)榀B層體的疊層方向，與薄片邊緣形成的一引出部分相連的螺形線圈的卷繞始端從疊層體的一端面引出，與薄片邊緣形成的另一引出部分相連的螺形線圈的卷繞末端從疊層體的另一端引出。
2.如權(quán)利要求I所述的高自諧振頻率和高品質(zhì)因素的疊層電感，其特征在于 所述至少一層第二絕緣體在多個(gè)第一絕緣體內(nèi)部的特定位置包括 線圈導(dǎo)體內(nèi)部所包圍的范圍內(nèi)且面積基本等于線圈導(dǎo)體所包圍的范圍； 兩兩相鄰的線圈導(dǎo)體層之間且正對(duì)線圈導(dǎo)體； 兩兩相鄰的線圈導(dǎo)體所夾的層間且面積不超出內(nèi)部電極所在的位置。
3.如權(quán)利要求I或2所述的高自諧振頻率和高品質(zhì)因素的疊層電感，其特征在于 所述第一絕緣體的鐵氧體磁性材料是鎳、鋅、銅混合的鐵氧體磁性材料。
4.如權(quán)利要求3所述的高自諧振頻率和高品質(zhì)因素的疊層電感，其特征在于 所述第二絕緣體的介電常數(shù)至多為第一絕緣體的介電常數(shù)的20%。
5.如權(quán)利要求4所述的高自諧振頻率和高品質(zhì)因素的疊層電感，其特征在于 所述第二絕緣體的低損耗至多為第一絕緣體的損耗的20%。
6.如權(quán)利要求5所述的高自諧振頻率和高品質(zhì)因素的疊層電感，其特征在于 所述第二絕緣體的低損耗至多為第一絕緣體的損耗的20%。
7.如權(quán)利要求6所述的高自諧振頻率和高品質(zhì)因素的疊層電感，其特征在于 所述第二絕緣體與第一絕緣體的線膨脹系數(shù)相差至多為10_7/°c。
8.如權(quán)利要求7所述的高自諧振頻率和高品質(zhì)因素的疊層電感，其特征在于 所述高自諧振頻率是自諧振頻率至少為20MHz ； 所述高品質(zhì)因素是品質(zhì)因素值IMHz下至少為20。
專利摘要一種高自諧振頻率和高品質(zhì)因素的疊層電感，疊層體是至少兩種類型的絕緣體薄片疊層為一體的結(jié)構(gòu)，一種類型為構(gòu)成疊層體的上、下基板的鐵氧體磁性材料的第一種絕緣體薄片，另一種類型為構(gòu)成疊層體的內(nèi)部電極附近的第二種絕緣體薄片，其主體為鐵氧體磁性材料的多個(gè)第一絕緣體和設(shè)置在第一絕緣層內(nèi)部特定位置且由低介電常數(shù)和低損耗的材料的至少一層第二絕緣體；線圈層的線圈導(dǎo)體設(shè)置在第一絕緣體中。通過(guò)調(diào)節(jié)第二絕緣體的層數(shù)和厚度，降低疊層電感整體材料的介電常數(shù)和損耗，即降低剩余電容，進(jìn)而提高疊層電感的SRF和Q值，而且只需要一種鐵氧體漿料就能得到一系列不同SRF和Q值的疊層電感，相對(duì)于傳統(tǒng)的多種鐵氧體材料的設(shè)計(jì)，成本大大降低。
文檔編號(hào)H01B1/08GK202678023SQ201220193650
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月2日
發(fā)明者李有云, 陸達(dá)富, 劉先忺 申請(qǐng)人:深圳順絡(luò)電子股份有限公司