一种闭合型集成电感及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种闭合型集成电感及其制备方法，属于集成电感技术领域。本发明专利技术采用自基板表面一侧穿设至其另一侧的电感线圈结构，所述电感线圈结构包括导电线路和磁芯层，所述导电线路包括由分别位于基板表面两侧且关于基板镜面对称的螺旋导电线圈以及连接两个螺旋导电线圈的导线构成，导电线路四周包覆磁性材料形成磁芯层，从而形成位于基板双面且在通电状态下双面线圈电流传输方向相同的电感器件。本发明专利技术有效地将线圈磁力限制在闭合结构中，避免了电感漏磁现象的产生，另外也增加了线圈的匝数，从而达到提升电感器件功能值的目的。同时，本发明专利技术线圈的制作工艺简单、生产成本低、有利于实现规模化生产。

A closed integrated inductor and its preparation method

The invention provides a closed integrated inductor and a preparation method, which belongs to the field of integrated inductance technology. The invention adopts inductance coil structure from the substrate surface side to the other side of the penetrated, the inductance coil structure includes a conductive line and core layer, the conductive line comprises a conductive spiral coil are respectively positioned on both sides of the substrate surface on the substrate and the mirror symmetry and wire connecting the two spiral conductive coil, conductive lines around coated magnetic material to form a magnetic core layer, thereby forming a substrate positioned in the energized state and double double coil current transmission direction of the same inductance device. The invention effectively limits the magnetic force of the coil to the closed structure, avoids the occurrence of the inductance leakage phenomenon, and additionally increases the number of turns of the coil, so as to achieve the purpose of improving the function value of the inductance device. At the same time, the invention of the invention of the invention is simple, the production cost is low, and it is beneficial to realize the scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种闭合型集成电感及其制备方法
本专利技术属于集成电感
，特别涉及一种闭合型集成电感及其制备方法。
技术介绍
电感器件作为实现滤波、调谐、放大和频率耦合的重要器件，必须随着电子系统的集成化、轻量化、高精度、高频化的发展而发展，这一发展趋势要求电感器件具有更高的功能值。传统电感因其铁氧体磁芯体积大、密度高，在电路中占有较大的体积和重量，成为了电子系统集成化的主要瓶颈。另外又因铁氧体材料的截止频率较低。损耗较大，使其无法满足电路高频应用的要求。平面螺旋型薄膜电感是目前应用最为广泛的电感器件，其种类繁多，诸如圆形平面螺旋结构、方形平面螺旋结构、六边形平面螺旋结构、八边形平面螺旋结构，具体可参考公开号为CN102208405A的中国专利《平面螺旋电感》。平面螺旋型薄膜电感能够有效降低电感的维数，又因其电感值是线圈的自感和互感之和，因此这种结构类型适用于高密度高能量电感器件。相比三明治型薄膜电感这一结构具有较小的寄生电容，故而亦适用于高频场合。然而，现有集成于基板中的平面螺旋型薄膜电感通常为单面结构，其磁芯材料通常只能沉积于电感线圈的表面和侧面。文献《Directlyelectroless-platingNI-Pthin-filmtofabricatemagneticcoreofintegratedinductorforprintedcircuitboard》中公开了一种利用镍的自催化功能在印制电路板埋嵌电感导电线圈上直接化学镀磁芯材料进而制得埋嵌磁芯电感。这种单面磁芯层平面螺旋型薄膜电感虽然具有较小寄生电容，但是在工作状态下其底面会产生漏磁现象，致使其感值提升受到了限制。因此，亟需寻找一种解决平面螺旋型薄膜电感漏磁问题，进而提升电感器件功能值的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：提供一种闭合型集成电感结构以克服漏磁现象，同时本专利技术还提供了一种闭合型集成电感的制备方法，该制备方法工艺简单、成本低廉、易于实现规模化生产。本专利技术为了实现上述目的，提供了如下技术方案：一方面本专利技术提供一种闭合型集成电感，其特征在于，包括自基板表面一侧穿设至基板表面另一侧的螺旋电感，所述螺旋电感包括导电线路和磁芯层；所述导电线路包括分别位于基板两侧且关于基板镜面对称的平面导电线圈，基板表面一侧的平面导电线圈具有靠近线圈中心的第一端和远离线圈中心的第二端，所述导电线路还包括将基板表面一侧平面导电线圈的第一端与基板表面另一侧平面导电线圈的第二端相连的导线；导电线路四周包覆有磁性材料形成磁芯层。进一步地，通电状态下位于基板表面两侧的平面导电线圈内电流传输方向相同。进一步地，螺旋线圈的绕线形状可以是圆形、方形或者任意多边形；根据本专利技术实施例，螺旋线圈的绕线形状为矩形，尽管采用圆形绕线结构能够使得电感器件的Q值大幅增加，但是矩形绕线结构更容易制作且拥有更长的有效长度，且更容易控制电感的个体参数，故在相同的面积下矩形绕线结构具有比圆形绕线结构更大的电感值。另一方面，本专利技术提供一种闭合型集成电感的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在基板两侧分别制作关于基板镜面对称的平面导电线圈，基板表面一侧的平面导电线圈具有靠近线圈中心的第一端和远离线圈中心的第二端，在基板上对应于所述第二端的位置开孔，然后将基板一侧平面导线线圈的第一端与基板另一侧平面导电线圈的第二端相连，得到闭合型螺旋线圈；然后在经预处理后的闭合型螺旋线圈上预先设置目标沉积区域，再将其置于化学镀液中，使得导电线路四周镀制磁性材料形成磁芯层，最终制得闭合型集成电感。进一步地，通电状态下位于基板表面两侧的平面导电线圈内电流传输方向相同。进一步地，螺旋线圈的绕线形状可以是圆形、方形或者任意多边形；根据本专利技术实施例，螺旋线圈的绕线形状为矩形，尽管采用圆形绕线结构能够使得电感器件的Q值大幅增加，但是矩形绕线结构更容易制作且拥有更长的有效长度，且更容易控制电感的个体参数，故在相同的面积下矩形绕线结构具有比圆形绕线结构更大的电感值。本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用自基板表面一侧穿设至其另一侧的电感线圈结构，所述电感线圈结构包括导电线路和磁芯层，所述导电线路包括由分别位于基板表面两侧且关于基板镜面对称的螺旋导电线圈以及连接两个螺旋导电线圈的导线构成，导电线路四周包覆磁性材料形成磁芯层，从而形成位于基板双面且在通电状态下双面线圈电流传输方向相同的电感器件。本专利技术有效地将线圈磁力限制在闭合结构中，避免了电感漏磁现象的产生，另外也增加了线圈的匝数，从而达到提升电感器件功能值的目的。同时，本专利技术线圈的制作工艺简单、生产成本低、有利于实现规模化生产。附图说明图1为本专利技术提供的一种闭合型集成电感结构的三维立体示意图，其中：1为基板，2为磁芯层，3为导电线路；图2为本专利技术提供的一种闭合型集成电感结构的剖面示意图，其中：1为基板，2为磁芯层，3为导电线路；图3为本专利技术具体实施例3采用磁芯材料的SEM表面示意图。图4为本专利技术实施例3采用磁芯材料的EDS能谱图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术的原理和特性进行详细说明：图1示出了本专利技术提供的一种闭合型集成电感结构的三维立体示意图，图2示出了上述三维立体结构的剖面示意图，结合两幅图来看，本专利技术一种闭合型集成电感，其结构包括：自基板1表面一侧穿设至基板1表面另一侧的螺旋电感，所述螺旋电感包括导电线路3和磁芯层2；所述导电线路3包括分别位于基板1两侧且关于基板1镜面对称的平面导电线圈，基板1表面一侧的平面导电线圈具有靠近线圈中心的第一端和远离线圈中心的第二端，所述导电线路3还包括将基板表面一侧平面导电线圈的第一端与基板表面另一侧平面导电线圈的第二端相连的导线；导电线路3四周包覆有磁性材料形成磁芯层2。实施例1：使用生益含0.4mm厚铜箔的双面覆铜板制作印制电路板基集成电感铜线圈，具体操作如下：在双面覆铜板两侧分别制作关于双面覆铜板镜面对称的平面导电线圈，在双面覆铜板上对应于所述第二端的位置开设通孔并金属化通孔，然后将双面覆铜板一侧平面导线线圈内端(即靠近线圈中心的一端)与双面覆铜板另一侧平面导电线圈的外端(即远离线圈中心的一端)通过基板内金属化通孔连接，得到印制电路基闭合型螺旋线圈；使用automaticcomponentanalyzer测试其电感值为1.23μH@1kHz。然后将制得的印制电路板基闭合型铜线圈浸泡于除油液中，并于50℃下除油10分钟，以便于除去铜线圈上的杂质和氧化物；然后用去离子水清洗铜线圈，以除去残留的除油液；上述除油液的配方如表1所示：表1然后将清洗好的线圈置于化学镀液中，上述化学镀液的配方如表2所示：表2使用氨水调节上述化学镀液的pH值至9，然后于70℃施镀一段时间，使得铜线圈上共沉积一层Ni-B复合磁芯层，然后将完成镀制的样品清洗干净并吹干，得到印制电路板基闭合型集成电感。使用automaticcomponentanalyzer测试其电感值为1.75μH@1kHz；使用EDS分析法得到：磁芯层中B的含量为5.45wt％，Ni的含量为94.55wt％。实施例2：使用生益含0.4mm厚铜箔的双面覆铜板制作印制电路板基集成电感铜线圈，具体操作如下：在双面覆铜板两侧分别制作关于双面覆铜板镜面对称的平面导电线圈，在双面覆铜板上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闭合型集成电感，其特征在于，包括自基板表面一侧穿设至基板表面另一侧的螺旋电感，所述螺旋电感包括导电线路和磁芯层；所述导电线路包括分别位于基板两侧且关于基板镜面对称的平面导电线圈，基板表面一侧的平面导电线圈具有靠近线圈中心的第一端和远离线圈中心的第二端，所述导电线路还包括将基板表面一侧平面导电线圈的第一端与基板表面另一侧平面导电线圈的第二端相连的导线；导电线路四周包覆有磁性材料形成磁芯层。

【技术特征摘要】
1.一种闭合型集成电感，其特征在于，包括自基板表面一侧穿设至基板表面另一侧的螺旋电感，所述螺旋电感包括导电线路和磁芯层；所述导电线路包括分别位于基板两侧且关于基板镜面对称的平面导电线圈，基板表面一侧的平面导电线圈具有靠近线圈中心的第一端和远离线圈中心的第二端，所述导电线路还包括将基板表面一侧平面导电线圈的第一端与基板表面另一侧平面导电线圈的第二端相连的导线；导电线路四周包覆有磁性材料形成磁芯层。2.根据权利要求1所述的一种闭合型集成电感，其特征在于，通电状态下第一平面螺旋线圈部分和第二平面螺旋线圈部分的电流传输方向相同。3.根据权利要求1所述的一种闭合型集...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国云，何迪，何为，王守绪，陈苑明，王翀，严丹，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51