专利名称：一种射频阻抗网络及其制作方法
技术领域：
本发明属于电子元器件领域，尤其涉及一种射频阻抗网络及其制作方法。
背景技术：
由于通信、电脑及其周边产品和家用电器不断向高频化、数字化、小型化方向发 展，对元器件的小型化、集成化以至模块化要求愈来愈迫切，对于抗干扰较强的小型元器件 的要求也愈来愈迫切。为了适应小型化、集成化的趋势，也为了适合多条线路抑制噪声的 需要，进一步提高安装效率和安装密度，射频阻抗网络应运而生，且以其优良的电性能特性 及优秀的电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)能力而迅速赢得市场。(Low TemperatureCo-fired Ceramic，LTCC)低温共烧陶瓷技术以其优异的电学、机械、热学及工 艺特性，将成为未来电子器件集成化、模块化的首选方式。随着电子设备向微波高频化与数字化方向发展，系统之间及系统内部的EMI越来 越复杂，EMI对电子模块和系统的影响是十分显著的，它可以导致电子系统的性能变差甚至 失效。IBM公司对计算机电源故障进行分析，认为近90%的故障来源于EMI。随着大功率家 电及办公自动化设备的增多，以及通信技术向高频方向的发展，大大增加了电磁干扰的发 生源，电磁信号对人类生存环境的污染情况越发获得重视，EMI所造成的危害绝不逊于有形 的污染，电磁兼容和电磁干扰消除成为许多电子产品的基本要求。图1是现有技术提供的射频阻抗网络中线圈的布局示意，该类布局的优点内电 极布局很直观，结构简单明了，其缺点也比较明显。线圈1的磁阻包含空气磁阻Rl和磁介 质磁阻R2，两者为串联关系。线圈2由于位置的关系，可以忽略其空气磁阻。由此线圈1的 磁阻比2大，所以线圈1磁通量比2小，相应感值也较小。并且由于四个线圈处于同一个晶 片内，如果空间布局不当，必然会引起磁干扰，失去其本身的优点，所以必须从磁力线分布 规律来考虑线圈的空间布局。从图2中的剖视图可以发现线圈1临近晶片的一端有三组线，线圈4靠近晶片 一端有四组线。比较而言，线圈4的磁泄露会多一些，由此造成两者电性的必然差异。这是 由空间布局所决定，所以在设计上必须充分的考虑这一点，优化内电极布局，减小两者的差异。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种体积小、便于集成、抗电磁干扰能力强的射频 阻抗网络。本发明实施例是这样实现的，一种射频阻抗网络，所述射频阻抗网络为η个线圈 以并排的方式组合，每一个线圈是独立的，每一个线圈的磁力线是封闭的，所述η个线圈呈 对称结构，所述η个线圈中位于边缘的两个线圈的磁路一致，η为大于或等于2的整数。其中，所述射频阻抗网络为4个线圈以并排的方式组合，每一个线圈是独立的，每 一个线圈的磁力线是封闭的，所述4个线圈呈对称结构，所述4个线圈中位于边缘的两个线圈的磁路一致。其中，所述位于边缘的两个线圈只有较少的内导体靠近边界。
其中，所述射频阻抗网络的标称阻抗值10Ω 1200Ω ；所述射频阻抗网络的额定电流为30mA 500mA。本发明实施例的目的还在于提供一种制作上述射频阻抗网络的方法，所述方法包 括下述步骤步骤1 铁氧体材料的研制和选用采用掺杂技术研制和引进介电常数低、电阻率 高、电磁性能良好的铁氧体软磁材料；步骤2 烧结将所述铁氧体材料与内电极导体材料Ag在一定的温度下实现一次 性共烧，共烧时不发生化学反应，且收缩率一致；烧成后的瓷体具有一定的抗折强度；步骤3 内部结构设计根据射频阻抗网络为η个线圈以并排的方式组合，每一个 线圈是独立的，每一个线圈的磁力线是封闭的，η个线圈呈对称结构，所述η个线圈中位于 边缘的两个线圈的磁路一致的方式设计了内部结构并且制作了相应的湿法网版；步骤4 成型控制通过对工艺参数的控制进一步控制成型的膜厚及导电线圈的 对位连接，保证产品的可靠性；步骤5 涂银及烧银采用多端涂银机进行涂银，并制定可以使银浆与瓷体较好结 合的烧银温度曲线；步骤6 端头处理端头处理主要采用电镀技术，在晶片的电极引出端电镀上金属 镍和金属锡，起到保护端电极银浆及增强产品的可焊接性和耐焊性；其中，铁氧体材料的烧结温度为800°C _950°C。其中，采用氨基磺酸镍镀液在晶片的电极弓丨出端电镀上金属镍。其中，在所述端头处理步骤中，在镀锡后还要经过锡回收、纯水洗和温水浸泡。其中，所述的铁氧体材料为NiCuZn系铁氧体。本发明提供的射频阻抗网络以电磁兼容原理为基础，采用LTCC技术和叠层印刷 技术，通过多层多成分陶瓷的共烧和图形化，将多个电感线圈集成在一个晶片中，且每一个 电感线圈都是单独的一个电感线圈，磁力线是封闭的，一定程度上解决元器件之间的电磁 干扰和耦合的问题，有利于实现整机装备的小型化，便于集成、且抗电磁干扰能力强，提高 整机的综合性能。
图1是现有技术提供的射频阻抗网络中线圈的布局示意图；图2是现有技术提供的射频阻抗网络中线圈的布局剖视图；图3是本发明实施例提供的射频阻抗网络中线圈的布局示意图；图4是本发明实施例提供的射频阻抗网络中线圈的布局剖视图；图5是本发明实施例提供的射频阻抗网络成型原理示意图；图6是本发明实施例提供的制作射频阻抗网络的工艺流程图；图7是本发明实施例提供的射频阻抗网络中采用涂银机涂银的原理示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。本发明实施例提供的射频阻抗网络以电磁兼容原理为基础，采用LTCC技术和叠 层印刷技术，通过多层多成分陶瓷的共烧和图形化，将多个电感线圈集成在一个晶片中，且 每一个电感线圈都是单独的一个电感线圈，磁力线是封闭的，一定程度上解决元器件之间 的电磁干扰和耦合的问题，有利于实现整机装备的小型化，便于集成、且抗电磁干扰能力 强，提高整机的综合性能。本发明实施例提供的射频阻抗网络为η个线圈以并排的方式组合，每一个线圈是 独立的，每一个线圈的磁力线是封闭的，η个线圈呈对称结构，η个线圈中位于边缘的两个 线圈的磁路一致，η为大于或等于2的整数。通过多层多成分陶瓷的共烧和图形化，将多个 电感线圈集成在一个晶片中，且每一个电感线圈都是单独的一个电感线圈，磁力线是封闭 的，一定程度上解决元器件之间的电磁干扰和耦合的问题，有利于实现整机装备的小型化， 便于集成、且抗电磁干扰能力强，提高整机的综合性能。为了便于说明，现以四个线圈为例进行说明；图3示出了本发明实施例提供的射 频阻抗网络中四个线圈的结构布局，图4示出了本发明实施例提供的射频阻抗网络中四个 线圈的布局剖视图；详述如下。从图3布局示意图可知射频阻抗网络为4个线圈(线圈1、线圈2、线圈3以及线 圈4)以并排的方式组合，每一个线圈是独立的，每一个线圈的磁力线是封闭的，4个线圈呈 对称结构，4个线圈中位于边缘的两个线圈的磁路一致。其中，位于边缘的两个线圈(线圈 1和线圈4)只有较少的内导体靠近边界。从图4中的剖视图可以看出，射频阻抗网络内部的四个线圈呈对称结构，线圈1和 线圈4的磁路完全一致，则两者电性在理论上应该相等。同时线圈1与线圈4只有较少的 内导体靠近边界，则相应只有较少的磁力线泄露，则边缘线圈的电性会尽可能接近中心线 圈的电性。由此该设计从结构上尽量保证了线圈1与线圈4电性一致性，以及线圈1、线圈 4与中心线圈的接近。根据目前试制的结果来看，网版设计已经较好的解决了这一点，四个 端电极的电特性比较一致。同时在设计中必须考虑到后续的涂银工艺，引出端的引线不能过长。否则在经过 涂银电镀后，端电极间距过小，易造成短接等现象。根据这个思路，分别设计了干湿法网版 及湿法网板。其中干湿法成型精度较低，FP介质层厚度不易控制，主要用来制作1 2圈 射频阻抗网络。湿法网版精度较高，可以用来制作很多规格。本发明实施例提供的射频阻抗网络的标称阻抗值为10Ω 1200 Ω (测试频率100MHz)；额定电流(IDC)为30mA 500mA。图5示出了本发明实施例提供的包含有四个线圈的射频阻抗网络成型原理图，该 射频阻抗网络包括下介质层51、第一引出端52、第一内电极53、第二内电极54、第二引出 端55以及上介质层56 ；第一内电极53与第二内电极54之间覆盖了一层介质膜；第一引出 端52与第一内电极53之间覆盖了一层介质膜；第二内电极54与第二引出端55之间也覆 盖了一层介质膜；起到绝缘作用。其中，第一引出端52、第一内电极53、第二内电极54以及第二引出端55之间由穿过介质层的点导体连接，构成一个完整的导电线圈；上介质层56与 附着有4个导电线圈的下介质层51结合形成射频阻抗网络。为了更进一步说明本发明实施例提供的射频阻抗网络，图6示出了本发明实施例 提供的制作射频阻抗网络的方法流程，现详述如下本发明实施例提供的制作射频阻抗网络的方法包括下述步骤步骤SlOl 铁氧体材料的研制和选用采用掺杂技术研制和引进介电常数低、电 阻率高、电磁性能良好的铁氧体软磁材料；其中，铁氧体材料可以为MCuZn系铁氧体材料。目前使用的材料主要有A、B、C、D四种材质，其主要性能指标如表一所示
权利要求
一种射频阻抗网络，其特征在于，所述射频阻抗网络为n个线圈以并排的方式组合，每一个线圈是独立的，每一个线圈的磁力线是封闭的，所述n个线圈呈对称结构，所述n个线圈中位于边缘的两个线圈的磁路一致，n为大于或等于2的整数。
2.一种射频阻抗网络，其特征在于，所述射频阻抗网络为4个线圈以并排的方式组合， 每一个线圈是独立的，每一个线圈的磁力线是封闭的，所述4个线圈呈对称结构，所述4个 线圈中位于边缘的两个线圈的磁路一致。
3.如权利要求2所述的射频阻抗网络，其特征在于，所述位于边缘的两个线圈只有较 少的内导体靠近边界。
4.如权利要求2所述的射频阻抗网络，其特征在于，所述射频阻抗网络的标称阻抗值 10 Ω 1200 Ω ；所述射频阻抗网络的额定电流为30mA 500mA。
5.一种制作权利要求1所述的射频阻抗网络的方法，其特征在于，所述方法包括下述 步骤步骤1 铁氧体材料的研制和选用采用掺杂技术研制和引进介电常数低、电阻率高、 电磁性能良好的铁氧体软磁材料；步骤2 烧结将所述铁氧体材料与内电极导体材料Ag在一定的温度下实现一次性共 烧，共烧时不发生化学反应，且收缩率一致；烧成后的瓷体具有一定的抗折强度；步骤3 内部结构设计根据射频阻抗网络为η个线圈以并排的方式组合，每一个线圈 是独立的，每一个线圈的磁力线是封闭的，η个线圈呈对称结构，所述η个线圈中位于边缘 的两个线圈的磁路一致的方式设计了内部结构并且制作了相应的湿法网版；步骤4 成型控制通过对工艺参数的控制进一步控制成型的膜厚及导电线圈的对位 连接，保证产品的可靠性；步骤5 涂银及烧银采用多端涂银机进行涂银，并制定可以使银浆与瓷体较好结合的 烧银温度曲线；步骤6 端头处理端头处理主要采用电镀技术，在晶片的电极引出端电镀上金属镍和 金属锡，起到保护端电极银浆及增强产品的可焊接性和耐焊性；
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，铁氧体材料的烧结温度为800°C-950°C。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，采用氨基磺酸镍镀液在晶片的电极引出端 电镀上金属镍。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述端头处理步骤中，在镀锡后还要经过 锡回收、纯水洗和温水浸泡。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的铁氧体材料为MCuZn系铁氧体。
全文摘要
本发明适用于电子元器件领域，提供了一种射频阻抗网络及其制作方法；射频阻抗网络为n个线圈以并排的方式组合，每一个线圈是独立的，每一个线圈的磁力线是封闭的，n个线圈呈对称结构，n个线圈中位于边缘的两个线圈的磁路一致，n为大于或等于2的整数。本发明提供的射频阻抗网络以电磁兼容原理为基础，采用LTCC技术和叠层印刷技术，通过多层多成分陶瓷的共烧和图形化，将多个电感线圈集成在一个晶片中，且每一个电感线圈都是单独的一个电感线圈，磁力线是封闭的，一定程度上解决元器件之间的电磁干扰和耦合的问题，有利于实现整机装备的小型化，便于集成、且抗电磁干扰能力强，提高整机的综合性能。
文档编号H01F41/00GK101996737SQ200910109590
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月13日 优先权日2009年8月13日
发明者丁晓鸿, 付贤民, 尚晓云, 徐麟, 杨岚, 滕林, 马建华, 黄寒寒, 黄树锋 申请人:深圳振华富电子有限公司;中国振华(集团)科技股份有限公司