感应元件及其制造方法技术

导体层２Ａ和绝缘层４Ａ交替叠放以制备出母料１７。多个具有预定宽度的凹槽１８按照以下方式在母料１７的表面中形成，即这些凹槽１８沿层叠方向相互间平行布置以形成线圈内周部分。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。相邻的导体层２Ａ相互间连接，以使构成感应元件的螺旋线圈被构造。然后，得到的母料的前平面和后平面被涂覆上绝缘层，将其切断以得到相应的芯片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及感应元件及该用作具有叠层结构的感应装置、共模扼流圈或变压器的感应元件的制造方法。另外，该感应元件可与其它元件组合使用，或该感应元件也可以被组装在模块内使用。
技术介绍
作为传统感应元件的一个例子，可在芯基板的前表面和后表面上进行光刻处理而成形螺旋线圈，而芯基板由树脂或通过将功能材料粉末混入树脂中得到的复合材料制成(参见例如日本专利No.2714343(特别是第3-4页，图3和图5)。同样，作为另一种现有技术，层叠的陶瓷芯片感应器也已广为人知。更确切地说，由于卷绕了1/2-3/4转的具有感应器图案的多层印刷电路基板被层叠，且该被层叠的多层被切断用于烧结，螺旋线圈沿层叠方向被卷起(参见例如日本专利公开No.HEI-11-103229(特别是第4-5页，图2)。此外，作为另一种传统的感应元件，存在缠绕型感应元件。这种传统的缠绕型感应元件可通过将金属丝卷绕在螺旋形的绕线筒上进行生产，而该金属丝构成绕组(参见例如日本专利公开No.HEI-11-204352(特别是第3页，图2)。同样，对于这种类型的感应元件，可使用含有铁氧体粉末和树脂的复合材料作为绝缘基料(参见例如日本专利公开No.HEI-10-270255(第3-5页，图1和图2)以及日本专利公开No.HEI-11-154611(第4-6页，图1和图2)。使用上述薄膜型线圈的传统感应元件鉴于其自身的结构，不能达到高Q特性值(Q因子)。由于螺旋线圈形成在芯基板的相同平面上，特别需求对导体图案进行非常精细的处理，以使得很难达到较高的感应系数值。同时，为成形螺旋线圈，要求使用光刻法进行至少两次制作布线图案的操作。因此，存在生产步骤总数增多的问题。同时，对于上述叠层型感应元件，由于内部感应器使用印刷技术以多层的方式进行层叠，可出现印刷波动和层叠波动的问题。此外，由于需要对叠层型感应元件进行烧结，在烧结过程中会产生元件收缩和收缩波动，因此降低了感应系数的精确度。由此，很难生产这样一种具有较小公差的感应元件。此外，由于被烧结的导体图案形成线圈，因此很难获得高Q因子。同样，对于以上缠绕型感应元件，由于金属线一个接一个地缠绕在相应的绕线筒上，这种缠绕型感应元件很难变得紧密，由此不能达到较好的生产率，从而使得这种缠绕型感应元件很难以较低的成本进行生产。为解决上述问题，建议使用日本专利公开2003-197427中另一种类型的感应元件。更确切地说，在由树脂或将功能材料粉末混入树脂中得到的复合材料制成的第一层中成形两个圆柱形的通孔。螺旋线圈是由连通在第一层上下面中形成的具有不同圆柱形状的通孔的导体构成的。通过使用这样一种感应元件结构，可一步制出导体图案，且具有较高精确度，如使用光刻法。此外，由于导体图案在第一层(芯基板)的平直部分上形成，由此导体图案的位置精确度得以提高且减少了当以多层方式层叠图案时由于图案的变动而产生的特征波动。结果是，能够在电学特性方面实现较小的公差。同样，在该感应元件中，在层叠阶段无螺旋线圈结构，而是通过形成普通的导体图案，螺旋线圈被构成。结果是，螺旋线圈可在短时间内被构成。由此，在电学性能方面具有较小公差的该装置可低成本进行生产。然而，在以前专利应用中所描述的这种感应元件中，必须使用激光或类似方法在芯基板中形成通孔。如果该通孔的深度大于，或等于约0.3毫米时，就会产生以下问题。更确切地说，直径约0.02毫米的通孔很难成形。此外，沿通孔的穿入方向具有一致的截面面积的通孔和导体很难被填满/成形。同时还有另一个问题，即具有良好匹配形状的通孔很难成形。
技术实现思路
本专利技术在于解决传统感应元件存在的上述问题，并因此，本专利技术的目的在于提供一种感应元件和可批量生产这种感应元件的制造方法，借此得到较小公差的感应系数值，同时减少导体图案的改变。同时，本专利技术的另一个目的在于提供一种能够达到高Q特性值的感应元件和这种能够达到高Q特性值的感应元件的制造方法。(1)一种根据本专利技术所述的感应元件，包括绝缘层和导体层交替叠放在其中的叠层部件；由通过切断呈U形的叠层部件导体而得到的U形导体形成的线圈；在通过切削叠层部件的导体而形成的凹槽中填入的埋入材料；在埋入材料上面形成的桥架导体，该埋入材料使用光刻法按照以下方式被埋入凹槽中，即通过切断叠层部件的导体而得到的U形导体的开口侧相互连接。根据本专利技术所述的感应元件，由于是通过切削叠层部件而形成线圈的U形导体，因此可在以下条件下获得具有小公差的这种感应元件，即这些线圈的形状相互配合；在U形导体中没有位置波动；在叠层中无波动以及这些线圈的感应系数值相互匹配。同时，成为螺旋线圈的导体经一次处理，切断叠放的母材。结果是，可使用更容易的方式生产螺旋线圈，且可以较低成本生产感应元件。作为本专利技术中所使用的母材，可使用不同种类的材料，例如绝缘材料可涂覆上以薄膜形式存在的金属箔；由绝缘材料构成的金属薄膜和薄板(陶瓷基板、树脂基板或由将功能材料粉末混入树脂中得到的复合材料制成的基板)二者一体成形；将导体糊剂这样一种材料使用厚膜技术涂覆在印刷电路基板上，干燥涂覆有糊剂的印刷电路基板，并将干燥的涂覆有糊剂的印刷电路基板进行烧结。(2)同样，本专利技术的感应元件的特征在于，U形导体通过桥架导体以间隔一个U形导体的方式进行连接，以形成两组矩形螺旋线圈。如前所述，由于两个螺旋线圈按照上述方式布置且设置有与各自螺旋线圈相对应的端子电极，可构成具有以上特征的扼流圈或变压器。(3)在本专利技术所述的感应元件中，或是绝缘层，或是埋入材料可由有机材料或无机材料制成，也可由最好将功能材料粉末(磁性粉末或电介质粉末)混入树脂中得到的复合材料制成；如果绝缘层和埋入材料由树脂、或复合材料按照以上所述方式形成，那么感应元件易于加工。同时，由于复合材料的种类是变化的，因此可得到具有任意特性的感应元件。(4)在本专利技术所述的感应元件中，U形导体由金属板或金属箔制成；桥架导体最好使用光刻法形成；如前所述，当U形导体使用金属板或金属箔时，当使用光刻法成形桥架导体时，线圈的电阻率可降至较低值。结果是，可降低直流电阻并得到较高的Q特征值。(5)在本专利技术所述的感应元件中，桥架导体最好在U形导体的开口边缘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，由于通过研磨可使U形导体的形成平面相互配合，因此U形导体的边缘部分可在较好状况下被连接到桥架感应器上，且进一步，线圈的形状可制成相互一致。(6)在本专利技术所述的感应元件中，感应元件具有覆盖了线圈周部的绝缘层；绝缘层和埋入材料中的至少一个是由磁性材料制成；和线圈导体间的绝缘层最好是由具有较小介电常数的介电材料制成。使用这种结构，可获得具有较高感应系数的感应元件。(7)根据本专利技术所述的一种感应元件的制造方法，包括以下步骤制备矩形板状母材，该母材包含与多数感应元件的翻转数相对应在沿层叠方向的宽度范围内的多个导体层，而导体层和绝缘层交替层叠，该矩形板状母材的厚度相当于一个感应元件的厚度；在母材表面内按照如下方式形成多个具有预定宽度的凹槽，即多个凹槽沿层叠方向相互平行布置，以形成线圈内周部；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，；使用光刻法形成桥架导体，在相邻的导体层之间以如下方式进行连接，即该桥架导体跨过平面上的埋入材料，以构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应元件，包括：通过切断呈Ｕ形的叠层部件导体而构成的多个Ｕ形导体；置于Ｕ形导体之间多个绝缘层；填入通过而切断叠层部件的所述导体而形成的凹槽的埋入材料；以及跨接该Ｕ形导体的开口边缘和下一个Ｕ形导体的开口边缘的桥架导体。

【技术特征摘要】
1.一种感应元件，包括通过切断呈U形的叠层部件导体而构成的多个U形导体；置于U形导体之间多个绝缘层；填入通过而切断叠层部件的所述导体而形成的凹槽的埋入材料；以及跨接该U形导体的开口边缘和下一个U形导体的开口边缘的桥架导体。2.根据权利要求1所述的感应元件，其特征在于，所述U形导体通过所述桥架导体以间隔一个所述U形导体的方式进行连接，以形成两组矩形螺旋线圈。3.根据权利要求1所述的感应元件，其特征在于，或是所述绝缘层，或是所述埋入材料由树脂或由将功能材料粉末混入树脂中得到的复合材料制成。4.根据权利要求1所述的感应元件，其特征在于，所述U形导体由金属板或金属箔制成；且所述桥架导体使用光刻法形成。5.根据权利要求4所述的感应元件，其特征在于，所述桥架导体在所述U形导体的开口边缘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.根据权利要求1所述的感应元件，其特征在于，所述感应元件具有覆盖了所述线圈周部的绝缘层；所述绝缘层和所述埋入材料中的至少一个是由磁性材料制成；以及线圈导体间的绝缘层由介电材料制成。7.一种感应元件的制造方法，包括以下步骤制备矩形板状母材，该母材包含与多数感应元件的翻转数相对应在沿层叠方向的宽度范围内的多个导体层，而导体层和绝缘层交替层叠，所述矩形板状母材的厚度相当于一个所述感应元件的厚度；在所述母材表面内按照如下方式形成多个具有预定宽度的凹槽，即所述多个凹槽沿层叠方向相互平行布置，以形成线圈内周部；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；使用光刻法形成桥架导体，在相邻的导体层之间以如下方式进行连接，即所述桥架导体跨过配合平面上的所述埋入材料，以构成将构成感应元件的矩形螺旋线圈；将绝缘材料涂覆在其上已带有所述桥架导体的所述母材的前平面和后平面上；在所述前平面上相对应于各矩形螺旋线圈形成外部端子；以及沿纵向和横向切断所述母材，由此得到构成相应的感应元件的芯片。8.根据权利要求7所述的感应元件的制造方法，其特征在于，在凹槽之间形成狭缝，在所述切断过程进行前在凹槽中已埋入所述埋入材料，且绝缘材料被填入到相应的狭缝中；以及相应的已填充的绝缘材料部分使用切削机构进行切削，其宽度要窄于所述绝缘材料的宽度。9.根据权利要求8所述的感应元件的制造方法，其特征在于，母材的前平面和后平面二者上都被涂覆了绝缘材料，且与此同时，绝缘材料被填入所述狭缝中。10.根据权利要求7所述的感应元件的制造方法，其特征在于，绝缘材料被涂覆在其宽度相当于所述多个感应元件且构成所述导体层的带状金属板或带状金属箔上；所述被涂覆的带状母材被切断成相对应于所述多个感应元件的宽度，以得到薄板形母材；将多块所述薄板形(带状)母材层叠一体成形，其具有的导体层的数量等于所述多数感应元件的翻转数；且沿层叠方向将所述一体成形的层叠部件切断至相当于一个所述感应元件的厚度，由此获得所述母材。11.根据权利要求10所述的感应元件的制造方法，其特征在于，在其上已涂覆有所述绝缘材料的或是所述金属板，或是所述金属箔进行层叠的情况下，将相当于一个感应元件厚度的所含有的导体层数量的这种所述带状母材定义为一组，在一组带状母材之间插入具有大于导体层之间的绝缘层的厚度的绝缘层，以便一体成形。12.根据权利要求7所述的感应元件的制造方法，其特征在于，在形成所述螺旋线圈的情况下，桥架导体以间隔一个桥架导体的形式与相对应的U形导体相连接，以形成每一单个芯片两个螺旋线圈。13.一种感应元件，包括通过叠放多个芯基板而形成的叠层芯基板，其中每个芯基板具有与多数矩形螺旋线圈的三侧相对应的U形导体；跨接该U形导体的开口边缘和下一个U形导体的开口边缘的桥架导体；覆盖所述桥架导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤真一，大久保等，菊池俊秋，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]