防电磁干扰元件及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种防电磁干扰元件及其制造方法。这种防电磁干扰元件包括至少一铁磁性材料外层和位在铁磁性材料外层内的正温度系数电阻(PTCR)材芯层、第一和第二电极。PTCR材芯层被第一和第二电极夹在于铁磁性材料外层内，且第一与第二电极分别延伸至铁磁性材料外层的两端。

【技术实现步骤摘要】
防电磁干扰元件及其制造方法
本专利技术涉及一种防电磁干扰(electromagneticinterference，EMI)元件及其制造方法，且特别是涉及一种具电流保护功能的防电磁干扰元件及其制造方法。
技术介绍
随着电子通讯产品走向轻、薄、短、小与多功能的趋势，且资讯传输速度愈来愈快，装配在电子产品中的电子元件相对要求整合性高、装配密度高以及低成本的需求，在微小元件必须达到高速传输，则电磁干扰(EMI)将会是一个必要解决的问题。目前市场上较广泛的产品如笔记型电脑(Notebook)、液晶显示器(LCDdisplay)、通用串列汇流排(USB)等产品其电源线附近电路设计的抑制EMI，均使用积层式大电流芯片磁珠(chipbead)。当同相位的电流的场合(也就是共模电流)因电流产生的磁束重叠而产生阻抗，除去杂讯。相对地，当反向电流流过时(也就是NormalMode)，因电流产生的磁束相互打消，因而不产生阻抗。利用铁氧体(Ferrite)材料的阻抗成分的频率特性，将发生放射杂讯低减，是一种廉价又被广泛使用的EMI对策元件。此外，也有金属镍导线做为网格(mesh)结构来达到防EMI的诉求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种防电磁干扰元件，能整合EMI抑制元件和正温度系数电阻(positivetemperaturecoefficientresistor，PTCR)，以达到体积小、成本低的防EMI与电流保护的双重功效元件。本专利技术的再一目的在于提供一种制造上述防电磁干扰元件的方法。为达上述目的，本专利技术提出一种防电磁干扰元件，包括至少一铁磁性材料外层、PTCR材芯层与第一和第二电极。PTCR材芯层是由第一电极与第二电极夹于铁磁性材料外层内，而第一与第二电极同样位于铁磁性材料外层内，且第一与第二电极分别延伸至铁磁性材料外层的两端。在本专利技术的一实施例中，上述防电磁干扰元件还包括数个端电极，分别于铁磁性材料外层的两端。在本专利技术的一实施例中，上述铁磁性材料外层为夹住第一与第二电极以及PTCR材芯层的两片状外层。其中，PTCR材芯层与各个片状外层的厚度比在1:1~1:5之间。在本专利技术的一实施例中，上述铁磁性材料外层为一中空柱状结构，且第一与第二电极以及PTCR材芯层位于中空柱状结构内。其中，中空柱状结构与PTCR材芯层的截面积比为大于1:1小于10:1。在本专利技术的一实施例中，上述铁磁性材料外层的材料包括铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)以及前述金属的化合物其中之一者。在本专利技术的一实施例中，上述铁磁性材料外层的材料是由锰锌系、镍锌系、铜锌系、镍铜锌系、镁锌系及锂锌系的铁氧磁性物其中之一者或其混合物所构成。在本专利技术的一实施例中，上述PTCR材芯层的材料为导电高分子材料。在本专利技术的一实施例中，上述防电磁干扰元件可应用于USB传输电路、充放电路基板、手机电路基板、设备仪器的电路基板或电流保护装置。本专利技术另提出一种制造上述防电磁干扰元件的方法，包括提供一铁磁性材料外层，其中该铁磁性材料外层的两端分别包含至少一端电极。然后，提供一夹层结构，其中夹层结构包含一第一电极与一第二电极夹住一正温度系数电阻(PTCR)材芯层。接着将夹层结构设于铁磁性材料外层内，使第一与第二电极分别与铁磁性材料外层的两端的端电极接触。在本专利技术的另一实施例中，制作上述铁磁性材料外层的方法包括先制作含铁磁性材料的一胚体，再烧结胚体。于烧结后的胚体的两端涂布一银胶，之后进行烧结。在本专利技术的另一实施例中，制作上述铁磁性材料外层的方法包括先制作含铁磁性材料与塑胶的一混合物，再成型所述混合物。其中所述塑胶包括硅胶或聚苯硫醚。于成型后的混合物的两端涂布一银胶，之后进行烧结。在本专利技术的另一实施例中，上述方法还可包括分别焊接第一电极与第二电极和上述端电极接触的部位。在本专利技术的另一实施例中，在上述焊接的步骤后还可使用封胶材料封住铁磁性材料外层的两端。本专利技术的元件可同时兼抗电磁干扰以及可回复电流保护装置的功用，利用高阻抗的磁性材料作为电磁波屏蔽，并且利用高导磁磁性材料的感抗特性能调整导电PTCR材料的耐电流行为，可达到电流保护运用的特定范围，而感抗特性也能达到电磁干扰滤波器(EMIfilter)的功效，因此可应用于具电流保护功能的EMI高阻抗滤波元件。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1是本专利技术的第一实施例的一种具电流保护功能的防电磁干扰元件的立体示意图；图2A是本专利技术的第二实施例的一种具电流保护功能的防电磁干扰元件的立体示意图；图2B是图2A的防电磁干扰元件的剖面示意图；图3是本专利技术的第三实施例的一种制造具电流保护功能的防电磁干扰元件的制作工艺步骤图；图4是实验一的元件的阻抗/Z/对频率响应的曲线图；图5是实验二的元件的阻抗/Z/对频率响应的曲线图。主要元件符号说明100、200：防电磁干扰元件102、202：铁磁性材料外层102a、102b、202a、202b：两端104、204：正温度系数电阻(PTCR)材芯层106、206：第一电极108、208：第二电极110、112：片状外层114a、114b、210、212：端电极116：封胶材料300~306：步骤T1、T2：厚度具体实施方式图1是依照本专利技术的第一实施例的一种具电流保护功能的防电磁干扰元件的立体示意图。请参照图1，第一实施例的防电磁干扰元件100包括铁磁性材料外层102、正温度系数电阻(PTCR)材芯层104与第一和第二电极106和108。第一与第二电极106和108夹住PTCR材芯层104，并位于铁磁性材料外层102内，且第一电极106延伸至铁磁性材料外层102的一端102a、第二电极108则延伸至铁磁性材料外层102的另一端102b。请继续参照图1，图中的铁磁性材料外层102为两片状外层110和112，用以夹住第一与第二电极106和108以及PTCR材芯层104，其中PTCR材芯层104与片状外层110或112的厚度比(T1:T2)例如在1:1~1:5之间，且可调整两片状外层110与112的厚度来改变EMI吸收效果，因此两片状外层110与112的厚度可相同或不同。由于片状外层110和112具有高导磁率，故应可改善EMI与磁场遮蔽效果。另外，在铁磁性材料外层102的两端102a、102b还可设置端电极114a和114b，并分别与第一与第二电极106和108接触。在第一实施例中，上述铁磁性材料外层102的材料如为具有导磁率的金属，可包括铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)以及前述金属的化合物其中之一者。在第一实施例中，上述铁磁性材料外层102的材料如为金属的磁性氧化物，则可以是由锰锌系、镍锌系、铜锌系、镍铜锌系、镁锌系及锂锌系的铁氧磁性物其中之一者或其混合物所构成。而上述PTCR材芯层104的材料一般为导电高分子材料，第一与第二电极106和108则可使用铜电极或其他适合的金属电极。此外，第一实施例还有封胶材料116(如硅胶)封住铁磁性材料外层102的两端102a与102b。图2A是依照本专利技术的第二实施例的一种具电流保护功能的防电磁干扰元件的立体示意图。请参照图2A，第二实施例的防电磁干扰元件200包括铁磁性材料外层202、PTCR材芯层204以及夹住PT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防电磁干扰元件，其特征在于所述元件包括：至少一铁磁性材料外层；第一电极与第二电极，位于该铁磁性材料外层内，且该第一电极与该第二电极分别延伸至该铁磁性材料外层的两端；以及正温度系数电阻材芯层，是由该第一电极与该第二电极夹于该铁磁性材料外层内。

【技术特征摘要】
2012.06.05 TW 1011201581.一种防电磁干扰元件，其特征在于所述元件包括：至少一铁磁性材料外层，该铁磁性材料外层的材料包括铁、钴、镍以及前述金属的化合物其中之一者；或者该铁磁性材料外层的材料是由锰锌系、镍锌系、铜锌系、镍铜锌系、镁锌系及锂锌系的铁氧磁性物其中之一者或其混合物所构成；第一电极与第二电极，位于该铁磁性材料外层内，且该第一电极与该第二电极分别延伸至该铁磁性材料外层的两端；以及正温度系数电阻材芯层，是由该第一电极与该第二电极夹于该铁磁性材料外层内。2.如权利要求1所述的防电磁干扰元件，其特征在于所述元件还包括多数个端电极，分别位于该至少一铁磁性材料外层的两端。3.如权利要求1所述的防电磁干扰元件，其特征在于所述元件其是以两片该铁磁性材料外层夹住该第一电极、该第二电极与该正温度系数电阻材芯层。4.如权利要求3所述的防电磁干扰元件，其特征在于该正温度系数电阻材芯层与该片状外层的厚度比在1:1～1:5之间。5.如权利要求1所述的防电磁干扰元件，其特征在于该铁磁性材料外层为一中空柱状结构，且该第一电极、该第二电极与该正温度系数电阻材芯层位于该中空柱状结构内。6.如权利要求5所述的防电磁干扰元件，其特征在于该中空柱状结构与该正温度系数电阻材芯层的截面积比为大于1:1小于10:1。7.如权利要求1所述的防电磁干扰元件，其特征在于该正温度系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐敏注，柯文淞，杨明达，王丽君，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：