卷繞型矩形片式電感器的製作方法

2023-05-17 19:23:31

專利名稱：卷繞型矩形片式電感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種適合於表面安裝技術、具有三層端電極的卷繞型矩形片式電感器製作工藝。
通常，圓柱形片式電感器，也稱金屬面結合型元件，即MELF型片式元件。該電感器是在鐵氧體坯體薄片上印刷金屬導電漿料，然後卷繞成圓筒狀並燒結成一個閉磁路的整體。其採用銅或鐵作為電極材料，成本較低，但因圓柱型尺寸不理想，用於表面安裝技術時，接觸面較小，不適合於表面安裝技術。
本發明的目的在於針對上述不足，提出一種卷繞型矩形片式電感器，它採用矩形片式結構，適於表面安裝技術的高密度組裝要求。
本發明的製作工藝包括漿料製備、流延、印刷、卷繞、搓緊乾燥、幹壓成型、切割、排膠、燒成、倒角、封端、燒銀、電鍍。
現結合附圖對本發明做進一步詳述附

圖1是本發明薄坯狀態示意圖；附圖2是本發明電感器外結構示意圖；附圖3是附圖2局部放大圖。
首先，漿料製備。
本發明中鐵氧體材料採用Ni-Cu-Zn鐵氧體，加入少量的低熔點氧化物或低熔點玻璃粉，並且通過超細粉技術製成超細鐵氧體磁粉，可使燒結溫度降低到880℃±20℃。
先將鐵氧體磁粉放在專用烘箱內於150℃±10℃下烘12±0.5小時；將烘好的鐵氧體磁粉與樹脂、有機溶劑按(4.5～5)∶1∶(4.5～5)的比例配製。
本發明中採用易揮發溶劑，目的是使玻璃板上通過溼法流延形成的一層溼漿料能在短時間內乾燥成具有一定韌性、厚度的鐵氧體薄膜。
通過調整漿料中鐵氧體磁粉、樹脂、表面活性劑、增塑劑和有機溶劑的比例，然後再選擇適當的球磨時間，使漿料混合均勻、顆粒均勻分散，從而達到漿料的粘度、固體含量、顆粒均勻分散，從而達到漿料的粘度、固體含量、顆粒度等參數良好的漿料。鐵氧體磁粉與球磨介質的比例按1∶(2.5～3.5)的比例，球磨時間15±0.5小時，漿料粘度控制在26～30S。
其次，流延、印刷、卷繞工藝。
如附圖所示，採用溼法流延成型技術在玻璃載板上形成具有一定厚度的鐵氧體薄膜，採用平面脫離-接觸印刷方法，在有乾燥的鐵氧體薄膜3的載板上印刷形成具有一定圖型尺寸、厚度的內線圈2，並將引出端1顯露出來。然後用鋼刀片，以45°角、沿K方向緩緩鏟動，薄坯自然卷繞成圓筒形，用表面光潔的塑料平板沿卷繞方向將圓筒形坯體搓緊。
流延過程中，烘乾溼度、時間和速度、抽風情況都會對膜片質量造成影響，控制不當易使膜片產生氣泡、針孔、龜裂，內線圈可能產生匝間短路，磁體內部分層等缺陷。製作過程中需定時測量膜片質量、檢測膜片質量。
本發明中採用了二次流延法，為了避免內線圈在幹壓成型時變形、線圈拐彎處斷線，本發明中在印刷內線圈並烘乾後採用溼法流延在內線圈上覆蓋一層鐵氧體薄膜，這樣上、下鐵氧體薄膜將內線圈保護起來，同時也有效地避免了匝間短路的產生。
內線圈圖型、印刷銀層厚度主要影響產品性能。內線圈越長，電感量越大；內線圈越寬，電感量越低，但這都不是線性的關係。因此根據不同的工藝、材料狀況，通過試驗找出不同圖型在不同狀態下對應的電感量。同時內線圈的絲網設計圖型決定了晶片的尺寸，內線圈圖形尺寸應根據不同的晶片尺寸來設計，晶片的尺寸設計則根據生坯燒成收縮率設計。
內線圈印刷厚度的選擇要求嚴格，印刷太薄，燒結後其直流電阻較大，影響產品的額定電流和可靠性；印刷太厚，又易造成產品從中間線間處分層。經過試驗，本發明理想的內線圈印刷銀層厚度範圍15～20μm。
內線圈材料的選擇也非常重要。從導電性、耐氧化性及成本考慮，本發明採用全銀漿料印刷內線圈。
本發明中設計電感量就是在確定了絲網印刷圖型和成型工藝後，通過改變無線圈的中間空芯部分(磁芯)和鐵氧體薄膜卷繞圈數來設計，從而達到不同性能參數的電感器。
卷繞時要嚴格控制鏟動的角度和速度、搓緊的力度和速度。鏟動的角度和速度的選擇將決定鐵氧體薄膜是否會自然卷繞；搓緊的力度和速度會影響內線圈的狀態，影響生坯內部緻密及規則程度，搓緊時應注意左右兩邊的邊要對齊，避免產生內線圈移位。
乾燥、幹壓成型、切割。
搓緊的圓筒型坯體放在專用烘箱內於50℃±5℃乾燥2～3小時，乾燥時的坯體放於矩形坯體切割成單個矩形晶片。
本發明中採用矩形模具將圓筒型坯體幹壓成要適合於表面安裝技術的矩形坯體。模具尺寸根據印刷絲網圖型的尺寸設計。幹壓成型時的幹壓壓力、時間、溫度將會影響坯體內部緻密程度和內線圈狀況。
排膠選擇合適的排膠升溫曲線，控制好排膠箱的進風和抽風速率，將上述生坯中成型時所加的粘合劑及少量殘餘溶劑緩慢排除。
在本發明中，由於採用了幹壓成型方法，所以要求排膠升溫速率緩慢，避免產生坯體內部分層。
燒成經排膠後的坯體在隧道爐中於880℃±20℃下燒成。通過燒結使坯體緻密，晶粒均勻生長，使晶片形成具有一定電感量、Q值的獨石結構。在燒結過程中，控制燒成爐溫的波動和保持燒成氣氛的均勻一致。
電鍍本發明克服圓柱型片式電感器的不足之處，採用全銀內導體6，且端頭採用三層電鍍結構，即Ni電鍍層7和Pb/Sn電鍍層8。
本發明中電鍍目的在於使晶片適於表面安裝，提高晶片的可焊性和耐焊性、一般情況Ni層厚度1.5～3μm之間，而sn/Pb層厚度在3～5μm。
如附圖2、附圖3所示，電感器包括矩形鐵氧體瓷體3、內線圈2、外電極4等。
權利要求
1.一種卷繞式矩形片式電感器，其特徵在於其製作工藝包括鐵氧體漿料製備→→第一次溼法流延→全銀內電極漿料↓→印刷內線圈→烘乾→第二次溼法流延→卷繞、搓緊→乾燥→幹壓成型→切割→排膠→燒結→倒角→封端→燒銀→電鍍。
全文摘要
一種卷繞型矩形片式電感器,其將由鐵氧體瓷粉組成的漿料製成矩形瓷坯體,並在瓷體內部形成內線圈,在矩形晶片兩端塗覆銀漿作為內引出電極,然後在具有銀端頭的矩形晶片兩端形成Ni、Pb/Sn鍍層,作為外電極。本發明設計的矩形片狀電感器,外形尺寸理想、電性能達到要求,適於表面安裝技術的高密度組裝要求。
文檔編號H01F41/00GK1244719SQ9811331
公開日2000年2月16日 申請日期1998年8月10日 優先權日1998年8月10日
發明者祝忠勇, 劉會衝, 陳錦清, 熊茂仁, 凌志遠, 歐明 申請人:廣東肇慶風華電子工程開發有限公司, 華南理工大學材料科學與工程學院