基於負介電常數介質的無繞線感抗元件的製作方法
2023-04-23 16:22:51 2
專利名稱：基於負介電常數介質的無繞線感抗元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基於負介電常數介質的無繞線感抗元，屬於電子元件技術領域。
背景技術：
隨著電子信息技術的迅速發展，電子整機的小型化和微型化要求其中的電子元件的尺寸進一步縮小。在三大類無源電子元件中，電感類元件由於其特有的繞線結構，在小型化進程中遇到很大的工藝方面的困難。目前，採用片式電子元件的主流工藝技術(多層陶瓷共燒技術)製造片式電感器的尺寸已經接近其技術極限。
一些電介質材料由於介電共振可能在一定頻段下產生負介電常數。而利用具有負介電常數材料，則可望採用相對簡單的電容結構實現具有感抗的元件，從而為感性元件尺寸的進一步降低提供一個廣闊的空間。
發明內容
本發明的目的是提供一種基於負介電常數的感抗元件。
本發明提出的基於負介電常數介質的無繞線感抗元件，其特徵在於所述感抗元件由具有一定幾何形狀的工作介質和兩個端電極構成，它由在一定頻段具有負介電常數的電介質作為工作介質，且該感抗元件在特定頻率下對交流信號產生感抗。
在上述無繞線感抗元件中，所述感抗元件具有與常規陶瓷電容器相同的結構。
在上述無繞線感抗元件中，所述感抗元件的材料介電常數為負值的頻段可在100KHz～5000MHz的範圍內選擇。
在上述無繞線感抗元件中，所述感抗元件是在工作介質相對的兩個面上噴塗銀層，然後燒成銀質薄膜做極板。
由於本發明提出的元件具有陶瓷電容器的結構，即由兩個電極和在兩個電極之間的負介電常數介質構成，並且負介電常數介質對交流信號給出的響應與普通電容在位相上相差180°，所形成的阻抗為感抗，因此，它是一種無繞線結構的感抗元件。
圖1為本發明感抗元件的阻抗譜圖。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明的技術方案做進一步說明，但不僅限於該實施例。
本發明按照如下步驟實現(1)使用在一定頻段下能通過介電共振來實現負介電常數的電介質材料(如一些鐵電體等)作為工作介質；(2)利用陶瓷燒結法製備成具有緻密結構的陶瓷介質燒結體；(3)將上述燒結體加工成一定規則幾何形狀(如圓柱形、長方形、正方形等)。如作為標準化元件(如片式元件等)，可按標準設計形狀；(4)在介質相對的兩個面上噴塗銀層，然後燒成銀質薄膜做極板(如用於片式元件，還需在銀電極上鍍相應的可焊金屬層)。
通過以上步驟，可以製成本發明提供的元件。
實施例一首先按下列步驟製備PZT陶瓷材料(材料組分按化學式PbZr0.65Ti0.35O3)利用分析純PbO、ZrO2、TiO2，在無水乙醇中以ZrO2球為磨介，球磨混合24小時；經75℃烘乾後，放入電爐於750℃預燒3小時，再將所得到的PZT粉末球磨24小時，再烘乾，加入5％的聚乙烯醇(PVA)溶液(濃度為8％)混合均勻，過60目篩造粒；造粒後的粉料採用幹壓成型工藝，使用不鏽鋼模具，在7MPa壓力下壓製成片狀(直徑10mm，厚度為1mm)；將次坯體置於電爐中在1050℃下燒結4小時；將燒結得到的陶瓷片的上下表面背銀電極，即獲得一種原型元件。其阻抗譜如圖1所示。從譜中可以看出，該元件在的阻抗在100MHz(108Hz)以上時產生近180°的相差，由電容性轉變為電感性，在200～2000MHz下，材料的介電常數為負值，其阻抗與頻率的關係也符合普通電感器的規律(阻抗隨頻率增加而增大)。
權利要求
1.基於負介電常數介質的無繞線感抗元件，其特徵在於所述感抗元件由具有一定幾何形狀的工作介質和兩個端電極構成，它由在一定頻段具有負介電常數的電介質作為工作介質，且該感抗元件在特定頻率下對交流信號產生感抗。
2.根據權利要求1所述的無繞線感抗元件，其特徵在於所述感抗元件具有與常規陶瓷電容器相同的結構。
3.根據權利要求1所述的無繞線感抗元件，其特徵在於所述感抗元件的材料介電常數為負值的頻段在100KHz～5000MHz的範圍內選擇。
4.根據權利要求1所述的無繞線感抗元件，其特徵在於所述感抗元件是在工作介質相對的兩個面上噴塗銀層，然後燒成銀質薄膜做極板。
全文摘要
本發明涉及基於負介電常數介質的無繞線感抗元件，屬於電子元件技術領域。其特徵在於所述感抗元件由具有一定幾何形狀的工作介質和兩個端電極構成，它由在一定頻段具有負介電常數的電介質作為工作介質，且該感抗元件在特定頻率下對交流信號產生感抗。所述感抗元件具有與常規陶瓷電容器相同的結構。所述感抗元件的材料介電常數為負值的頻段可在100KHz～5000MHz的範圍內選擇。所述感抗元件是在工作介質相對的兩個面上噴塗銀層，然後燒成銀質薄膜做極板。由於本發明提出的元件具有陶瓷電容器的結構，並且負介電常數介質對交流信號給出的響應與普通電容在位相上相差180°，所形成的阻抗為感抗，因此，它是一種無繞線結構的感抗元件。
文檔編號H01F17/00GK1933061SQ200610112858
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月6日 優先權日2006年9月6日
發明者周濟, 白洋, 張藥西, 楊正文, 李龍土 申請人:清華大學