【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子元件领域，具体涉及一种叠层片式电感器及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着无线电通信技术(5g)的广泛应用，小型化、低损耗、高性能叠层片式电感器的需求急剧增长。
2、目前广泛应用于片式电感器的介质层(或瓷体)主要为“玻璃+陶瓷”体系，介电常数一般为5～6左右。通常，“玻璃+陶瓷”体系的介电常数较低时，可有效降低高频工作电路中电感器的寄生电容，减少阻抗延时和功率损耗。小型化的叠层片式电感器产品，因介电常数过大，容易出现品质因数q值偏低、自谐频率srf值偏低的情况。目前常见的解决办法是调整“玻璃+陶瓷”体系的配方，使得介电常数下降。但配方的调整试验周期较长，且局限性较大，容易出现因硼元素带来的生产制造不良率急剧上升和强度值明显降低等情况。也有在陶瓷组件中引入以环氧树脂填充孔隙来尝试降低介电常数，然而环氧树脂填充工艺较为复杂，且烧结孔隙率过高(>30％)，对于“玻璃+陶瓷”体系，其强度值也明显降低。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术中存在的叠层片式电感器的品质因数q值偏低、自谐频率srf值偏低的技术问题，本专利技术的目的之一在于提供一种叠层片式电感器，其通过在线圈导体区的介质层中引入气泡，从而提高叠层片式电感器的品质因数q值和自谐频率srf值。
2、本专利技术的目的之二在于提供一种叠层片式电感器的制备方法。
3、本专利技术的目的之三在于提供一种电子产品。
4、为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
5、本专利技术的第一个方面提供了一种叠层片式电感器，包括层叠体和外部电极；所述层叠体包括层叠设置的线圈导体区和介质绝缘区；所述介质绝缘区包括介质层；所述线圈导体区包括层叠设置的介质层和线圈导体；所述线圈导体区的介质层的数量不少于两个；至少一个所述线圈导体区的介质层中含有气泡。
6、本专利技术中的叠层片式电感器通过在线圈导体区的介质层中引入气泡，进而提高品质因数q值和自谐频率srf值的原理为：
7、品质因数q由以下公式确定：
8、
9、其中：w：电路谐振时的电源频率；
10、r：电路等效电阻；
11、c：电路寄生电容；
12、自谐频率srf由以下公式确定：
13、
14、其中：l：电感值；
15、c：电路寄生电容；
16、由于线圈导体的原因，在使用过程中会产生大量的寄生电容。寄生电容受线圈导体设计和介质层介电常数的影响。
17、
18、其中：c：电路寄生电容；
19、ε：介质层介电常数；
20、k：静电力常量；
21、s：线圈导体正对面积；
22、d：介质层的厚度；
23、当介质层存在气泡时，气泡的介电常数为1。根据不同材料的介电常数的混合规则可知，层间介质层的介电常数ε下降，进而可减少叠层片式电感器设计的寄生电容。当寄生电容下降时，品质因数q及自谐频率srf均有所提高。因此，本专利技术通过在线圈导体区的介质层中引入气泡，可以提高叠层片式电感器的品质因数q值和自谐频率srf值。
24、在本专利技术的一些实施方式中，所述介质绝缘区的介质层中均不含气泡。
25、在本专利技术的一些实施方式中，所述介质绝缘区的介质层的数量不少于两个，至少一个所述介质绝缘区的介质层中含有气泡。
26、若无特殊说明，本专利技术中的“含有气泡的介质层”是指层叠体(包括线圈导体区和介质绝缘区)中所有含有气泡的介质层。本专利技术中的“不含气泡的介质层”是指层叠体(包括线圈导体区和介质绝缘区)中所有不含气泡的介质层。
27、在本专利技术的一些实施方式中，所述线圈导体区中，含有气泡的所述介质层位于所述层叠体的中间区域。本专利技术在所述层叠体的中间区域设置含有气泡的介质层，磁感线均从线圈导体区穿过，介电常数降低效果能最大化。
28、在本专利技术的一些实施方式中，所述线圈导体区中的所有含有气泡的介质层中，每个介质层的气泡直径和孔隙率相同。
29、在本专利技术的一些实施方式中，所述线圈导体区中的所有含有气泡的介质层中，每个介质层的气泡直径和孔隙率不相同。
30、在本专利技术的一些实施方式中，所述气泡为规则的封闭球形。在本专利技术的一些实施方式中，气泡内含有空气。空气的介电常数为1，介质层中的气泡能使得介质层的整体介电常数下降，可减少线圈导体设计的寄生电容，实现q值及自谐频率的提高。气泡实际是由层叠体烧结时，瓷体颗粒空隙间的气体较难逸出，而形成闭气孔，为了维持气泡最小的表面积，气泡应该是封闭的接近于球形的形状。
31、在本专利技术的一些实施方式中，所述线圈导体为螺旋状线圈导体。
32、在本专利技术的一些实施方式中，含有气泡的所述介质层包括至少两层的介质薄层；至少一个所述介质薄层中含有气泡。在本专利技术的一些实施方式中，当含有气泡的介质薄层的数量为至少两个时，至少两个含有气泡的介质薄层的孔隙率和气泡直径可以相同，也可以不同。
33、在本专利技术的一些实施方式中，所述气泡的直径为2～25μm。在本专利技术的一些优选实施方式中，所述气泡的直径为2～20μm。在本专利技术的一些具体实施方式中，所述气泡的直径可以为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm或20μm。当气泡直径低于2μm时，烧结过程中气泡由于表面张力等作用，极易形成新的大气泡，无法稳定制备出气泡直径低于2μm的产品。进而产生了不可控的孔隙率，q值性能将较为分散。当气泡直径太大时，一方面将导致叠层片式电感器产品的抗弯性能急剧恶化。在进行抗弯测试时，较大的气泡易在此处形成应力集中而形成断裂源。另一方面，较大的气泡直径，将可能导致导体线圈的上下层连通而失效。
34、在本专利技术的一些实施方式中，含有气泡的所述介质层的孔隙率为0.5～35％。在本专利技术的一些优选实施方式中，含有气泡的所述介质层的孔隙率为0.5～30％。在本专利技术的一些具体实施方式中，含有气泡的所述介质层的孔隙率可以为0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％。当孔隙率太低时，介质层间介电常数降低值不明显，对寄生电容值的影响较小。当孔隙率太高时，线圈内部存在较多的孔洞，烧结过程中极易形成气泡的贯通或形成更大的气泡，生产过程难以控制，也存在抗弯性能失效的风险。
35、在本专利技术的一些实施方式中，所述线圈导体区中的介质层的平均孔隙率不低于所述介质绝缘区中的介质层的平均孔隙率。当线圈导体区和介质绝缘区中各介质层的平均孔隙率满足该条件时，有利于提高制得的叠层片式电感器的抗弯强度。品质因数q值及自谐频率srf值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种叠层片式电感器，包括层叠体和外部电极；其特征在于：所述层叠体包括层叠设置的线圈导体区和介质绝缘区；所述介质绝缘区包括介质层；所述线圈导体区包括层叠设置的介质层和线圈导体；所述线圈导体区的介质层的数量不少于两个；至少一个所述线圈导体区的介质层中含有气泡。
2.根据权利要求1所述叠层片式电感器，其特征在于：所述介质绝缘区的介质层的数量不少于两个，至少一个所述介质绝缘区的介质层中含有气泡。
3.根据权利要求1所述叠层片式电感器，其特征在于：所述线圈导体区中，含有气泡的所述介质层位于所述层叠体的中间区域。
4.根据权利要求1所述叠层片式电感器，其特征在于：含有气泡的所述介质层包括至少两层的介质薄层；至少一个所述介质薄层中含有气泡。
5.根据权利要求1～4任一项所述叠层片式电感器，其特征在于：所述气泡的直径为2～20μm；含有气泡的所述介质层的孔隙率为0.5～30％。
6.根据权利要求5所述叠层片式电感器，其特征在于：所述线圈导体区中的介质层的平均孔隙率不低于所述介质绝缘区中的介质层的平均孔隙率。
7.根据权利
8.根据权利要求1所述叠层片式电感器，其特征在于：不含气泡的所述介质层具有以下至少一个特征：
9.权利要求1～8任一项所述叠层片式电感器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
10.一种电子产品，其特征在于：包括权利要求1～8任一项所述的叠层片式电感器。
...【技术特征摘要】
1.一种叠层片式电感器，包括层叠体和外部电极；其特征在于：所述层叠体包括层叠设置的线圈导体区和介质绝缘区；所述介质绝缘区包括介质层；所述线圈导体区包括层叠设置的介质层和线圈导体；所述线圈导体区的介质层的数量不少于两个；至少一个所述线圈导体区的介质层中含有气泡。
2.根据权利要求1所述叠层片式电感器，其特征在于：所述介质绝缘区的介质层的数量不少于两个，至少一个所述介质绝缘区的介质层中含有气泡。
3.根据权利要求1所述叠层片式电感器，其特征在于：所述线圈导体区中，含有气泡的所述介质层位于所述层叠体的中间区域。
4.根据权利要求1所述叠层片式电感器，其特征在于：含有气泡的所述介质层包括至少两层的介质薄层；至少一个所述介质薄层中含有气泡。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：马艳红，邱基华，
申请(专利权)人：潮州三环集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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