TW201503184A - 層疊式功率電感之製造方法 - Google Patents

Abstract

一種層疊式功率電感之製造方法，係先在基板的上表面形成多數相互間隔的內端導體、二外端導體和引出導體；再於每一內端導體之第一端部和第二端部上方、以及引出導體的端部上方，形成疊層的電極塊，以及於外端導體上方形成疊層的外端導體；然後被覆第一磁性材料層，但使頂層電極塊的上表面和外端導體的上表面裸露；再經由多數連接導體使每一內端導體之第一端部的頂層電極塊和相鄰內端導體之第二端部的頂層電極塊相連接；最後被覆第二磁性材料層；藉此製成疊層式功率電感者。

Description

層疊式功率電感之製造方法

本發明係有關一種層疊式功率電感之製造方法，特別是指功率電感由多數內端導體、外端導體、疊層電極塊、和連接導體所組成，且以多數磁性材料層被覆，藉此製成具有較佳感值之疊層式功率電感。

習見功率電感，係利用截面為直角形或圓形的導線經捲繞成螺旋狀所形成，其具有沿著垂直方向疊層延伸的多數圈，其兩個末端延伸出導線以便與外部導體連接。製作時，先將已焊接導線的螺旋狀導線置入鑄模中，再於鑄模中注入磁性粉末材料，然後將磁性粉末材料壓合成塊體，最後脫模成型。

惟，該習見功率電感存在以下缺失：

1.將線圈元件置入鑄模中，再對注入鑄模中的磁性粉末及黏結膠體材料加壓時，會有因為壓力不足而導致線圈元件與磁性材料包覆不完全的問題，或者因為壓力過大而導致不同材料間之介面產生裂縫，造成產品可靠度不良的問題。

2.將該等功率電感應用於高電流環境時，容易 因為元件溫度急遽上升而燒毀。

有鑑於習見功率電感有上述缺失，本發明人乃針對該些缺失研究改進之道，經長時研究終有本發明產生。

因此，本發明旨在提供一種層疊式功率電感之製造方法，係使功率電感由多數內端導體、外端導體、電極塊和多數連接導體所組成者。

依本發明之層疊式功率電感之製造方法，係先於一基板的上表面形成多數間隔的內端導體；每一內端導體各具有一第一端部和一第二端部，在每一內端導體的第一端部和第二端部上方，各形成有多數疊層電極塊；每一內端導體之第一端部的頂層電極塊和相鄰內端導體之第二端部的頂層電極塊上方，再以一長條形連接導體連接，由此製成橫向捲繞的螺旋狀功率電感，為本發明之次一目的。

依本發明之層疊式功率電感之製造方法，在製作過程中，於每一內端導體的兩端完成疊層電極塊製作後，即先以一第一磁性材料層將整體被覆；然後使頂層電極塊的上端面裸露，再以連接導體連接於兩頂層電極塊之上表面，使內端導體、疊層電極塊、和連接導體構成螺旋線圈通路，最後再以第二磁性材料層包覆，為本發明之再一目的。

依本發明之層疊式功率電感之製造方法，經由 內端導體、疊層電極塊和連接導體所構成的螺旋電感，其疊層電極塊的層數及高度可根據使用的電子產品而調整，為本發明之又一目的。

依本發明之層疊式功率電感之製造方法，可輕易調整功率電感的感值，為本發明之又一目的。

至於本發明之詳細構造，應用原理，作用與功效，則請參照下列依附圖所作之說明即可得到完全了解。

1‧‧‧內端導體

2‧‧‧疊層電極塊

3‧‧‧連接導體

10‧‧‧基板

11、12、13、14、15‧‧‧內端導體

11A、12A、13A、14A、15A‧‧‧第一端部

11B、12B、13B、14B、15B‧‧‧第二端部

41、42‧‧‧引出導體

50‧‧‧第一磁性材料被覆層

51、52‧‧‧外端導體

510、520‧‧‧引出導體

60‧‧‧底層電極塊

61、62‧‧‧第二層外端導體

70‧‧‧頂層電極塊

71、72‧‧‧第三層外端導體

701、710、720‧‧‧上表面

80‧‧‧連接導體

81、82‧‧‧頂層外端導體

90‧‧‧第二磁性材料被覆層

100‧‧‧母基板

101、102、103‧‧‧基板單元

100A‧‧‧內端導體

111、112‧‧‧外端導體

100B‧‧‧第一端部

100C‧‧‧第二端部

110‧‧‧引出導體

120‧‧‧底層電極塊

121、122‧‧‧第二層外端導體

130‧‧‧頂層電極塊

131、132‧‧‧第三層外端導體

200‧‧‧第一總磁性材料被覆層

301‧‧‧連接導體

310、320‧‧‧頂層外端導體

400‧‧‧第二總磁性材料被覆層

1000‧‧‧粒狀元件

第1圖為本發明疊層功率電感之製造方法所製得的疊層功率電感之立體示意圖。

第2A~2G圖為本發明疊層功率電感之製造方法的製作流程示意圖。

第3A~3H圖為本發明疊層功率電感之製造方法的矩陣式製作流程示意圖。

本發明之疊層式功率電感之製造方法，其功率電感乃如第1圖所示，包括：多數間隔並排的內端導體1、多數設於內端導體1之兩端部上方的疊層電極塊2、多數連接相鄰內端導體之第一端部和第二端部的疊層電極塊2之連接導體3、以及向外延伸之引出導體41、42。

本發明之疊層式功率電感之製造方法，其製程 步驟包括：底層導體形成步驟：如第2A圖所示，在基板10的上表面形成多數內端導體11、12、13、14、15和二外端導體51、52；其中，每一內端導體11、12、13、14、15呈斜向間隔設置，其各具有一第一端部11A、12A、13A、14A、15A和一第二端部11B、12B、13B、14B、15B；二外端導體51、52係形成於基板10之上表面的兩端，其外側面與基板10的側邊切齊，其一端沿著基板的長度方向形成一長條狀引出導體510、520，該引出導體510、520和外端導體51、52可形成為一體；該引出導體510、520的長度以能和其最接近的內端導體之端部保持適當距離即可；內端導體11、12、13、14、15和外端導體51、52均為導電金屬材料形成，其高度相同；底層電極塊形成步驟：如第2B圖所示，在每一內端導體11、12、13、14、15的第一端部11A、12A、13A、14A、15A上方和第二端部11B、12B、13B、14B、15B上方、以及引出導體510、520的端部上方，各形成一底層電極塊60；在每一外端導體51、52的上方則形成一和外端導體51、52重疊的第二層外端導體61、62；底層電極塊60和第二層外端導體61、62的高度相同；頂層電極塊形成步驟：如第2C圖所示，在每一底層電極塊60的上方再各形成一向上堆疊的頂層電極 塊70；第二層外端導體61、62的上方則形成一和第二層外端導體61、62重疊的第三層外端導體71、72；頂層電極塊70和第三層外端導體71、72的高度相同；第一被覆層形成步驟：如第2D圖所示，在基板10的上方，形成一將內端導體11、12、13、14、15、外端導體51、52、61、62、71、72、引出導體510、520、底層電極塊60和頂層電極塊70同時包覆的第一磁性材料被覆層50；層塊裸露步驟：如第2E圖所示，利用磨削或刮除等製程，將被覆在頂層電極塊70上表面和第三層外端導體71、72上表面的被覆層刮除，使頂層電極塊70的上表面701和第三層外端導體71、72的上表面710、720均呈裸露狀；(按，使頂層電極塊70的上表面701和第三層外端導體71、72的上表面710、720呈裸露狀的方式，亦可使第一磁性材料被覆層50不蓋覆至其上表面而形成)；連接導體形成步驟：如第2F圖所示，在每一頂層電極塊70之裸露的上表面，和第三層外端導體71、72之裸露的上表面，形成多數連接導體80；使每一內端導體11、12、13、14、15之第一端部11A、12A、13A、14A、15A的頂層電極塊70和其相鄰內端導體之第二端部11B、12B、13B、14B、15B的頂層電極塊70，均以一連接導體80相連接；外側內端導體11之第二端部11B的頂層電極塊70和引出 導體510的頂層電極塊70，以及外側內端導體15之第一端部15A的頂層電極塊70和引出導體520之頂層電極塊70，亦均以一連接導體80連接(例如11A-12B、12A-13B、13A-14B、14A-15B、15A-520、11B-510)，使全部內端導體11、12、13、14、15、外端導體51、52、61、62、71、72及電極塊60、70構成橫狀連通的螺旋型導體；第三層外端導體71、72的上方再形成一頂層外端導體81、82，頂層外端導體81、82的厚度和連接導體80的厚度相同；第二被覆層形成步驟：如第2G圖所示，在上述第一磁性材料被覆層50的上方，再形成一將各連接導體80和頂層外端導體81、82包覆之第二磁性材料被覆層90。

由以上所述可知，經由分段形成多層磁性材料被覆層的被覆，使每一磁性材料被覆層的形成更為確實，不僅能達到對導體的保護，更可避免電感遭到破壞，進而提高整體電感的感值。

本發明之疊層式功率電感之製造方法，在實施上亦得為矩陣式大量生產，其製作步驟為：第一步驟：如第3A圖所示，首先在一母基板100上劃分出呈矩陣排列的多數基板單元101、102、103˙˙˙；在每一基板單元101、102、103˙˙˙的上表面形成多數呈斜向間隔的內端導體100A和二外端導體111、112；每一內端導體100A各具有一第一端部100B和一第 二端部100C；每一基板單元101、102、103˙˙˙上的外端導體111、112係彼此相互貼靠，且沿著基板單元的長度方向設有引出導體110；第二步驟：如第3B圖所示，在每一基板單元101、102、103˙˙˙之內端導體100A的第一端部和第二端部上方，及引出導體110的末端上方，各形成一底層電極塊120；在每一基板單元101、102、103˙˙˙之外端導體111、112的上方，則形成一和外端導體111、112重疊的第二層外端導體121、122；第三步驟：如第3C圖所示，在每一內端導體100A的第一端部和第二端部上方，以及引出導體110的末端上方，再形成一頂層電極塊130；第二層外端導體121、122的上方亦再形成一第三層外端導體131、132；第四步驟：如第3D圖所示，在母基板100上方，形成一將各基板單元101、102、103˙˙˙之內端導體、外端導體、電極塊全部包覆之第一總磁性材料被覆層200；第五步驟：如第3E圖所示，利用磨削或刮除等製程，將各基板單元101、102、103˙˙˙之頂層電極塊130及第三層外端導體131、132之上表面的第一總磁性材料被覆層200刮除，使頂層電極塊130及第三層外端導體131、132的上表面裸露； 第六步驟：如第3F圖所示，在每一基板單元101、102、103˙˙˙上，形成多數連接導體301，使每一內端導體之第一端部與相鄰內端導體之第二端部的頂層電極塊均藉一連接導體301連接；外側內端導體的頂層電極塊亦藉一連接導體301與引出導體端部之頂層電極塊相連接；第三層外端導體131、132的上方則再形成一頂層外端導體310、320；第七步驟：如第3G圖所示，再於母基板100的上方，形成一將各連接導體301和頂層外端導體310、320全部包覆之第二總磁性材料被覆層400；第八步驟：最後，如第3H圖所示，利用切割製程，將每一基板單元101、102、103˙˙˙分割成粒狀元件1000。

本發明之層疊式功率電感之製造方法，經由上述製程，可提昇疊層式功率電感之生產效率，透過對電極塊的層數及高度之調整，可符合各種電子產品之要求，在製作過程中，亦可在形成第一磁性材料被覆層時，使其不蓋覆至頂層電極塊和外端導體的上表面，以減化刮除部份被覆層的步驟。

從上所述可知，本發明之層疊式功率電感之製造方法，其製程步驟確屬創新，可以改進習見功率電感之弊，而其並未見諸公開使用，合於專利法之規定，懇請賜 准專利，實為德便。

以上所述者乃是本發明較佳具體的實施例，若依本發明之構想所作之改變，其產生之功稜作用，仍未超出說明書與圖示所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。

10‧‧‧基板

50‧‧‧第一磁性材料被覆層

80‧‧‧連接導體

81、82‧‧‧頂層外端導體

90‧‧‧第二磁性材料被覆層

Claims (7)

1. 一種疊層式功率電感之製造方法，包括：在一基板的上表面形成多數內端導體和二外端導體；所述的多數內端導體和外端導體係相互間隔，所述每一內端導體各具有一第一端部和一第二端部；所述外端導體之一端，沿著基板的長度方向設有一引出導體，該引出導體的端部和與其最接近的內端導體的端部，保持一距離；在所述每一內端導體的第一端部和第二端部的上方、以及引出導體的端部上方，各形成一電極塊；所述外端導體的上方則形成一第二層外端導體；在基板的上方，形成一將前面所述內端導體、引出導體、電極塊和外端導體包覆的第一磁性材料被覆層；在第一磁性材料被覆層的上方，形成多數連接導體，使每一內端導體之第一端部上方的電極塊與相鄰內端導體之第二端部上方的電極塊，以及引出導體之端部上方的電極塊與其相鄰內端導體之端部上方的電極塊，都各以一連接導體相連接，使整體構成橫狀連通的螺旋型導體；第二層外端導體的上方並形成一頂層外端導體；在上述第一磁性材料被覆層的上方，再形成一將各 連接導體和頂層外端導體包覆的第二磁性材料被覆層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之疊層式功率電感之製造方法，其中所述多數內端導體係呈斜向間隔排列。
3. 如申請專利範圍第1項所述之疊層式功率電感之製造方法，其中所述各電極塊在以連接導體連接之前，其上表面為未被第一磁性材料被覆層所被覆之裸露狀。
4. 如申請專利範圍第1項所述之疊層式功率電感之製造方法，其中所述每一層外端導體的厚度，和同層的內端導體、電極塊或連接導體的厚度相同。
5. 如申請專利範圍第1項所述之疊層式功率電感之製造方法，其中所述基板得為單一基板或由多數基板單元所組成的母基板。
6. 如申請專利範圍第5項所述之疊層式功率電感之製造方法，其中所述母基板上的多數基板單元得呈矩陣式排列，而為矩陣式排列製造疊層式功率電感。
7. 如申請專利範圍第6項所述之疊層式功率電感之製造方法，其中以矩陣式排列製造疊層式功率電感時，各兩相鄰基板單元上的外端導體得先形成為一體，然後再經切割分開。