專利名稱：高頻應(yīng)用薄膜線圈元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種高頻應(yīng)用薄膜線圈元件及其制造方法，特別是有關(guān)一種可大幅降低生產(chǎn)成本的線圈元件切割成形方法。
在通訊產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的今日，通訊已由有線通訊走向無線通訊，且無線通訊應(yīng)用頻率越來越高并已成為潮流。在無線通訊元件中，良好的線圈元件已是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中必須考慮的。為了符合良好的特性如誤差小精度高的線圈電感值、較高的線圈品質(zhì)因數(shù)、較低的線圈電阻值及非常高的自我共振頻率等，線圈元件制造業(yè)者開發(fā)出了多種的線圈，以符合各種應(yīng)用的需求特性。
事實(shí)上，市場(chǎng)上已有相當(dāng)多種形態(tài)的線圈元件符合并且供應(yīng)實(shí)際的需求，但不同型態(tài)的線圈元件卻因?yàn)槔缰瞥虖?fù)雜、設(shè)備昂貴、量產(chǎn)性差、制程穩(wěn)定性低、結(jié)構(gòu)材料成本高等等個(gè)別的相關(guān)因素，造成了一致相同的結(jié)果，即是現(xiàn)有的線圈元件，其使用成本均相當(dāng)高。
因此，本發(fā)明人經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間研究提出此種線圈元件及其切割成形的制造方法。由于其特殊的成形方法，可應(yīng)用現(xiàn)有市場(chǎng)的低成本材料，穩(wěn)定且量產(chǎn)性佳卻不昂貴的設(shè)備及簡(jiǎn)單的制程，來制作高頻應(yīng)用薄膜線圈元件，以更合理的成本供應(yīng)通訊產(chǎn)品。
目前市場(chǎng)上最常見的線圈元件有兩種，茲將其制造方法敘述如下1、 薄膜疊層回圈型線圈元件(請(qǐng)參閱圖1A-圖1J)此種線圈元件是以經(jīng)切割成單元的陶瓷或玻璃基板100(請(qǐng)參閱圖1A，其中a1是正視圖，a2是剖視圖)的兩面上，以適當(dāng)?shù)闹ぶ瞥绦纬山饘賹?dǎo)體膜101(參閱圖1B，其中b1是正視圖，b2是剖視圖)；其中一面以光罩圖樣經(jīng)曝光、顯像等黃光室制程后，預(yù)留電極接腳103；而另一面則在曝光、顯像等黃光室制程后，形成螺旋回圈線的主體并預(yù)留電極接腳102(參閱圖1C，其中c1是正視圖，c2是剖視圖)，過程中為符合低電阻的特性，主體面的導(dǎo)體均需以電鍍制程形成電鍍層104、105(參閱圖1D，其中d1是正視圖，d2是剖視圖)，增厚導(dǎo)體的厚度以降低電阻；接著在主體面上形成絕緣保護(hù)膜106，其是采用低介電常數(shù)的材料，除保留電極部分空間外，螺旋回圈中心亦需預(yù)留連接孔107，以便制作連接膜，接到另一電極，構(gòu)成完整的線圈元件，接著以如圖1E(其中e1是正視圖，e2是剖視圖)所示的第一層螺旋回圈導(dǎo)體制程，在絕緣層上制作第二層導(dǎo)體膜108與電鍍層109，主要目的在連接螺旋回圈的中心點(diǎn)及另一電極以構(gòu)成兩只接腳的完整線圈(如圖1F，其中f1是正視圖，f2是剖視圖；圖1G，其中g(shù)1是正視圖，g2是剖視圖)；又于螺旋回圈主體再覆蓋保護(hù)層110(參閱圖1H，其中h1是正視圖，h2是剖視圖)；然后，切割基板并在兩面電極間的基板兩側(cè)面制作電極連接導(dǎo)體111而成元件雛形(參閱圖1I，其中i1是正視圖，i2是剖視圖)；最后將線圈元件實(shí)施電鍍制程，于電極導(dǎo)體上鍍上符合使用者使用的電鍍介面層112，即完成線圈元件的制造(參閱圖1J，其中j1是正視圖，j2是剖視圖)。
由以上的敘述，可清楚地了解此種制造技術(shù)非常復(fù)雜，而且主要制程需要使用的長(zhǎng)膜、黃光室及電鍍?cè)O(shè)備的量產(chǎn)性欠佳，同時(shí)設(shè)備投資相當(dāng)昂貴。其唯一好處是線圈元件的尺寸精度可控性佳，所以線圈特性穩(wěn)定且誤差小、精度高。但是，為了達(dá)成此效果而以如此高昂的設(shè)備來制造，經(jīng)濟(jì)效益實(shí)在低落。
2、金屬導(dǎo)線(銅線)繞線式線圈元件(請(qǐng)參看圖2A-2C)其是采用特殊形狀(經(jīng)專業(yè)工廠預(yù)先制成)的單一元件用陶瓷基座201，該基座已預(yù)留導(dǎo)線連接設(shè)計(jì)并具有使用者使用所需的電極接腳202；線圈元件制造者需要使用特殊的繞線機(jī)將外表絕緣的漆包銅線203繞于上述的陶瓷基座上，并將兩個(gè)線頭204連接于預(yù)留的設(shè)計(jì)位置上(如圖2B)，最后于非電極接腳面制作一表面平滑的覆蓋層205，即完成線圈元件(圖2C)的制造。
上述的制造技術(shù)，對(duì)于線圈制造者而言，僅有纏繞漆包線的制程，故非常簡(jiǎn)單，欲有以下的問題A.由于陶瓷基座特殊，材料成本非常高。
B.特殊繞線機(jī)設(shè)備昂貴，且為單一元件繞線，量產(chǎn)性差。
C.線圈特性受繞線相關(guān)尺寸影響非常大，而以繞線機(jī)繞線則不易控制繞線結(jié)果的相關(guān)尺寸，線圈元件必須篩選分類，就特定規(guī)格而言，合格率偏低。
以上兩種線圈元件的制造方法，由于各自的不同問題均導(dǎo)致相同的結(jié)果，即制造成本居高不下，相對(duì)地對(duì)使用者的使用成本也就相當(dāng)高了。
有鑒于現(xiàn)有線圈元件及其制造方法的缺點(diǎn)，本發(fā)明旨在提供一種線圈元件及其切割成形方法，以利用簡(jiǎn)單的制程獲得性能優(yōu)異的線圈元件。
本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方法來實(shí)現(xiàn)的一種高頻應(yīng)用薄膜線圈元件，是由一線圈主體，設(shè)于線圈主體兩側(cè)端的電極接腳介面層，以及被覆于線圈主體上的保護(hù)層所構(gòu)成，其特征在于線圈主體是以一基板、一被覆于基板上的金屬薄膜，一被覆于所述金屬膜上的導(dǎo)體層，以及從導(dǎo)體層上切入至基極的切割凹溝所構(gòu)成；所述線圈主體的導(dǎo)體層與所述保護(hù)層之間并被覆一防氧化保護(hù)膜，該防氧化保護(hù)膜并被切割；所述設(shè)于線圈主體兩側(cè)端的電極接腳介面層為金屬蓋體；基板為陶瓷條狀體。
一種高頻應(yīng)用薄膜線圈元件的制造方法，其特征包括下列步驟以條狀陶瓷基板作為基板材料；以薄膜濺鍍著膜方式，在條狀陶瓷基板材料的表面上被覆一層金屬薄膜；于金屬薄膜上施以電鍍制程而于其上被覆一層導(dǎo)體層；以及于導(dǎo)體層上用以切割桿形基材的硬質(zhì)刀片、如鉆石刀片或碳化矽刀片等切割導(dǎo)體層，而于導(dǎo)體層表面形成螺旋狀凹溝。
其中，所述線圈主體的導(dǎo)體層與所述保護(hù)層之間并被覆一防氧化保護(hù)膜，該防氧化保護(hù)膜并被切割；基板為陶瓷條狀體，一個(gè)桿形基材上的線圈數(shù)目為一個(gè)或多個(gè)。
本發(fā)明的此種線圈元件及其制造方法，由于大幅簡(jiǎn)化制造程序，而且運(yùn)用價(jià)格低而穩(wěn)定且自動(dòng)化的設(shè)備，其經(jīng)濟(jì)效益極高。對(duì)于使用者而言，因?yàn)槔帽景l(fā)明的方法所得的線圈元件，其高精度與穩(wěn)定的功能，對(duì)于通訊設(shè)備性能上的增進(jìn)，也有極大的貢獻(xiàn)。


圖1A至圖1J為現(xiàn)有薄膜疊層回圈型線圈元件的制造流程說明圖；圖2A至2C為現(xiàn)有金屬導(dǎo)線繞線式線圈元件的制造流程說明圖；圖3為本發(fā)明的方法所得的一線圈元件之一實(shí)施例圖；圖4為本發(fā)明的方法所得的另一線圈元件構(gòu)造的另一實(shí)施例圖；圖5A至5G為本發(fā)明的線圈元件的一制造流程說明圖。
至于本發(fā)明的詳細(xì)構(gòu)造，其他目的與功效，則參看下列附圖所作的說明，即可得到完全的了解。
本發(fā)明的方法所得的線圈元件的較佳實(shí)施例如圖3所示，是由一基板10，一被覆于基板上的金屬薄膜11，一被覆于金屬薄膜11上的導(dǎo)體層12，一被覆于導(dǎo)體層12上的防氧化層13，從防氧化層13切入至基板10的多個(gè)切割凹溝15，其可使得切割的基板、金屬薄膜、導(dǎo)體層、防氧化層形成連續(xù)盤繞被覆的狀態(tài)而成為線圈主體。線圈主體兩側(cè)端并以金屬蓋14套上，作為接腳電極，兩接腳電極之間的線圈主體則又以保護(hù)層16被覆。
本發(fā)明的線圈元件主體的成形方法，即其制造過程如下列所述1、如圖5A所示使用條狀陶瓷基板作為基板材料10。此種材料已廣泛且大量地運(yùn)用于多種產(chǎn)業(yè)，成本非常低廉。
2、以薄膜濺鍍著膜方式，在條狀陶瓷基板原材料上的所有表面披覆上一層金屬薄膜11，此制程可大批量制造，同時(shí)濺鍍?cè)O(shè)備簡(jiǎn)單價(jià)廉。
3、于金屬薄膜11上施以銅金屬等電鍍制程。于金屬薄膜11上被覆一層導(dǎo)體層12，以符合低電阻特性要求。此制程亦可大批量制造，同時(shí)相當(dāng)一般化，母須自行架設(shè)高污染電鍍工作線，更可交由專業(yè)廠商執(zhí)行。
4、在銅電鍍層上，全成均勻覆蓋一銅金屬防氧化層13，其可為樹脂層，以防止銅金屬于后續(xù)制程中產(chǎn)生表面氧化的現(xiàn)象。
5、于桿狀陶瓷基板兩端套上金屬蓋14，作為使用時(shí)的接腳電極，金屬蓋的尺寸經(jīng)適當(dāng)設(shè)計(jì)可刮除其所套入部份的防氧化層13，而使金屬蓋與銅電鍍層緊密配合接觸。金屬蓋亦屬成本極低而為其他產(chǎn)業(yè)已大量采用的材料。
6、利用現(xiàn)有且為其他產(chǎn)業(yè)廣泛運(yùn)用，穩(wěn)定、自動(dòng)化、價(jià)廉的鉆石刀片或碳化矽刀片切割機(jī)，于桿狀半成品的圓柱面上形成多個(gè)切割導(dǎo)體至陶瓷基材的凹溝，使導(dǎo)體層12形成盤繞在桿狀陶瓷基材的線圈，構(gòu)成線圈元件主體。
7、于兩個(gè)金屬蓋之間的線圈主體上，施以披覆保護(hù)層16的制程，完成線圈元件的制造。
上述制程中的線圈切割與上述常見的金屬導(dǎo)線繞線式線圈元件的繞線制程類似，但穩(wěn)定性與可控制性則高出許多，而藉由數(shù)值化控制的變化或于切割過程中以儀表同時(shí)量測(cè)則可得到更高精度的制造結(jié)果。
本發(fā)明的線圈元件的切割成形制造方法具有以下所述的功能及效果1、能夠以極低的設(shè)備投資，大批量生產(chǎn)高精度線圈元件。
2、可以采用極低成本的材料，制作高精度線圈元件。
3、可以以極其簡(jiǎn)化的制程，量產(chǎn)高精度線圈元件。
4、綜合言之，依據(jù)本發(fā)明，可以以非常低的成本量產(chǎn)線圈元件，以合理的價(jià)位提供使用者使用。
請(qǐng)參看圖4，本發(fā)明所得的線圈元件，其另一實(shí)施例可包括線圈主體，設(shè)于線圈主體兩側(cè)端的電極接腳介面層17，以及被覆于線圈主體上的保護(hù)層16，其與圖3所示的結(jié)構(gòu)相比較，減少了防氧化層13的部份。
由以上所述可明白看出，本發(fā)明的高頻應(yīng)用薄膜線圈元件及其制造方法確實(shí)可以簡(jiǎn)化現(xiàn)有線圈元件的制程，并可使已廢棄多時(shí)的設(shè)備恢復(fù)其生命力，對(duì)于線圈元件的制造實(shí)有其重大的貢獻(xiàn)，符合專利法中發(fā)明專利的規(guī)定，懇請(qǐng)賜準(zhǔn)專利，實(shí)為德便。
權(quán)利要求
1.一種高頻應(yīng)用薄膜線圈元件，是由一線圈主體，設(shè)于線圈主體兩側(cè)端的電極接腳介面層，以及被覆于線圈主體上的保護(hù)層所構(gòu)成；其特征在于線圈主體是以一基板，一被覆于基板上的金屬薄膜，一被覆于所述金屬薄膜上的導(dǎo)體層，以及從導(dǎo)體層上切入至基板的切割凹溝所構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的高頻應(yīng)用薄膜線圈元件，其特征是所述線圈主體的導(dǎo)體層與所述保護(hù)層之間并被覆一防氧化保護(hù)膜，該防氧化保護(hù)膜并被切割。
3.如權(quán)利要求1所述的高頻應(yīng)用薄膜線圈元件，其特征是所述設(shè)于線圈主體兩側(cè)端的電極接腳介面層為金屬蓋體。
4.如權(quán)利要求1所述的高頻應(yīng)用薄膜線圈元件，其特征是所述基板為陶瓷條狀體。
5.一種高頻應(yīng)用薄膜線圈元件的制造方法，其特征包括下列步驟以條狀陶瓷基板作為基板材料；以薄膜濺鍍著膜方式，在條狀陶瓷基板材料的表面上被覆一層金屬薄膜；于金屬薄膜上施以電鍍制程而于其上被覆一層導(dǎo)體層；以及于導(dǎo)體層上用以切割桿形基材的硬質(zhì)刀片、如鉆石刀片或碳化矽刀片切割導(dǎo)體層，而于導(dǎo)體導(dǎo)表面形成螺旋狀凹溝。
6.如權(quán)利要求5所述的高頻應(yīng)用薄膜線圈元件的制造方法，其特征是所述線圈主體的導(dǎo)體層與所述保護(hù)層之間并被覆一防氧化保護(hù)膜，該防氧化保護(hù)膜并被切割。
7.如權(quán)利要求5或6所述的高頻應(yīng)用薄膜線圈元件的制造方法，其特征是所述基板為陶瓷條狀體。
8.如權(quán)利要求7所述的高頻應(yīng)用薄膜線圈元件的制造方法，其特征是一個(gè)桿形基材上的線圈數(shù)目為一個(gè)或多個(gè)。
全文摘要
一種高頻應(yīng)用薄膜線圈元件及其制造方法,此種線圈元件主體是以一基板,一被覆于基板上的金屬薄膜,一被覆于所述金屬薄膜上的導(dǎo)體層,以及從導(dǎo)體層上切入至基板的切割凹溝所構(gòu)成;導(dǎo)體層上切入至基板的切割凹溝是以硬質(zhì)刀片,如鉆石刀片或碳化矽刀片等切割機(jī)切割桿形基材的桿面導(dǎo)體而成為螺旋狀線圈;本發(fā)明的技術(shù)方案可大幅降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)H01F41/14GK1254172SQ9812482
公開日2000年5月24日 申請(qǐng)日期1998年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月13日
發(fā)明者林邦充 申請(qǐng)人:佳邦科技股份有限公司