一种树脂型电感结构

1.本发明属于电感器领域，具体涉及一种树脂型电感结构。


背景技术：

2.电感作为主要的无源器件之一，被广泛用于电源应用，包括直流-直流转换器、电压调压器模块和负载点(pol)转换器以及无线/无线电通信设备当中。在大规模集成电路的设计中，电感作为必不可少的三大无源器件之一，是阻抗匹配、压控振荡器、低噪声放大器等射频前端和功率电子电路中必不可少的基本单元。由于电感具有能量的转化和存储的重要作用，因此在功率电子电路设计中具有重要应用。传统分立式电感器件的最小厚度也有0.4mm左右，相比同样是无源器件的电容厚了十几倍，而片式电感能达到传统分立式电感相近效果的电压调节功能的同时，更加小型化和模块化，同时减少由于电阻造成的损失，并使电源管理回路具有更好的系统完整性。同时传统的片式电感制作方法制作流程较为复杂，而且不能继续减小片式电感的尺寸，因此需要开发新的工艺进行制作。
3.中国发明专利《片式电感器》(授权号为cn108231333b)公开了一种片式电感器的结构，该方法可以不使元件的高度方向的尺寸增大而能够增加线圈的匝数，同时能够减少寄生电容，但是该片式电感器的线圈每层都是与外部电极连接的，并不是线圈一体化。中国发明专利《片式电感器的端电极及其制备方法和片式电感器》(授权号为cn104538157b)公开了片式电感的端电极制备方法，该端电极包括底电极、镍层和锡层，同时底电极又包括银层和铜层。该方法成本低廉，但是结构复杂，制造流程多且复杂，不利于端电极一体化制作。


技术实现要素：

4.鉴于上文所述，针对现有电感工艺流程复杂，尺寸大以及稳定性弱等情况，本发明提供一种树脂型电感结构，简化了电感的制作流程，电感中线圈和铜柱螺旋交替上升，最终实现了纵向的l型端电极互连与线圈一体化，相比于传统电感层间分开的结构，此电感结构尺寸稳定良好与工作可靠性高，
5.本发明的技术方案如下：
6.一种树脂型电感结构，树脂电感的结构由铜线圈与铜柱互连组成，电感结构中底层铜线圈的左侧连接铜柱、右侧连接铜面109，底层铜线圈与铜面109、铜柱连接共同构成电感的底层结构；而且底层铜线圈与右侧端电极105互连；顶层铜柱和顶层左侧铜面101互连，顶层左侧铜面101与左侧端电极104互连，顶层右侧铜面102与右侧端电极105互连；
7.电感结构中间包括n个基本线圈单元107，每个基本线圈单元107包括上层线圈、下层线圈与两个铜柱，铜柱设置在下层线圈的末端和上层线圈的始端之间、或者下层线圈的始端和上层线圈的末端之间，每个基本线圈单元107的所述两个铜柱上下位置不对齐，线圈和铜柱在电感结构中交替上升构成整个内部线圈结构，线圈和铜柱周围用树脂包裹，l型端电极在树脂外围，并且l型端电极与线圈为一体结构。
8.作为优选方式，所述树脂在每完成一个基本线圈单元时就进行塑封，所用的树脂
介电常数为3～3.5。
9.作为优选方式，所述铜面是为了加大l型端电极与顶层铜柱和底层铜线圈的接触面积，提高导电性能设置的。
10.作为优选方式，2≤n，n为整数。
11.作为优选方式，所述的电感制作每层基本线圈单元107时需同时制作端电极图形。
12.作为优选方式，所述电感中的线圈和铜柱周围由树脂填充成长方体的电感形状。
13.本发明的原理及有益效果如下：
14.本发明提出了一种树脂型电感结构，简化了电感的制作流程，线圈和铜柱螺旋交替上升，最终实现了纵向的l型端电极互连与线圈一体化，相比于传统电感层间分开的结构，此电感结构尺寸稳定良好与工作可靠性高，提高了电感的品质因素。同时，本发明所述的电感每一层均制作了电极图形，实现了l型端电极与线圈一体化制作。此外，本发明的电感结构线圈之间是互连的，形成了一体化，可以缩小电感的体积。
附图说明
15.图1是电感结构的正面图。
16.图2是电感底层结构示意图。
17.图3是基本线圈单元示意图。
18.图4是顶层铜面结构示意图。
19.图5是电感两侧的l型端电极示意图。
20.图6是树脂型电感结构的分解结构图。
21.图7是电感结构3d效果图。
22.图8是电感3d结构另一方向效果图。
23.101是顶层左侧铜面，102是顶层右侧铜面，103是铜柱，104是左侧端电极，105是右侧端电极，106是树脂，107是基本线圈单元，108是底层线圈，109是底层铜面。
具体实施方式
24.为了使本领域技术人员能够清楚本发明方案及原理，下面结合附图和具体实施例进行详细描述。
25.实施例：
26.一种树脂型电感结构，树脂电感的结构由铜线圈与铜柱互连组成，电感结构中底层铜线圈的左侧连接铜柱、右侧连接铜面109，底层铜线圈与铜面109、铜柱连接共同构成电感的底层结构；而且底层铜线圈与右侧端电极105互连；顶层铜柱和顶层左侧铜面101互连，顶层左侧铜面101与左侧端电极104互连，顶层右侧铜面102与右侧端电极105互连；
27.电感结构中间包括n个基本线圈单元107，每个基本线圈单元107包括上层线圈、下层线圈与两个铜柱，铜柱设置在下层线圈的末端和上层线圈的始端之间、或者下层线圈的始端和上层线圈的末端之间，每个基本线圈单元107的所述两个铜柱上下位置不对齐，线圈和铜柱在电感结构中交替上升构成整个内部线圈结构，线圈和铜柱周围用树脂包裹，l型端电极104、105在树脂外围，并且l型端电极与线圈为一体结构。
28.所述树脂在每完成一个基本线圈单元时就进行塑封，所用的树脂介电常数为3～
3.5。
29.所述铜面是为了加大l型端电极与顶层铜柱和底层铜线圈的接触面积，提高导电性能设置的。
30.2≤n，n为整数。
31.所述的电感制作每层基本线圈单元107时需同时制作端电极图形。
32.所述电感中的线圈和铜柱周围由树脂填充成长方体的电感形状。
33.如图1所示，如图2所示为底层线圈与铜面一体加上铜柱的电感底层结构。如图3所示为电感基本结构导电图形，是电感的一个基本单元结构。图4是顶层铜面结构。图5是电感两侧的l型端电极。图6是l型端电极一体化之前的结构。图7和图8分别是电感结构3d效果图和电感3d结构另一方向效果图。
34.以上结合附图对本发明的实施例进行了详细阐述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护。


技术特征：
1.一种树脂型电感结构，其特征在于：树脂电感的结构由铜线圈与铜柱互连组成，电感结构中底层铜线圈的左侧连接铜柱、右侧连接铜面(109)，底层铜线圈与铜面(109)、铜柱连接共同构成电感的底层结构；而且底层铜线圈与右侧端电极(105)互连；顶层铜柱和顶层左侧铜面(101)互连，顶层左侧铜面(101)与左侧端电极(104)互连，顶层右侧铜面(102)与右侧端电极(105)互连；电感结构中间包括n个基本线圈单元(107)，每个基本线圈单元(107)包括上层线圈、下层线圈与两个铜柱，铜柱设置在下层线圈的末端和上层线圈的始端之间、或者下层线圈的始端和上层线圈的末端之间，每个基本线圈单元(107)的所述两个铜柱上下位置不对齐，线圈和铜柱在电感结构中交替上升构成整个内部线圈结构，线圈和铜柱周围用树脂包裹，l型端电极(104、105)在树脂外围，并且l型端电极与线圈为一体结构。2.根据权利要求1所述的一种树脂型电感结构，其特征在于，所述树脂在每完成一个基本线圈单元时就进行塑封，所用的树脂介电常数为3～3.5。3.根据权利要求1所述的一种树脂型电感结构，其特征在于：所述铜面是为了加大l型端电极与顶层铜柱和底层铜线圈的接触面积，提高导电性能设置的。4.根据权利要求1所述的一种树脂型电感结构，其特征在于：2≤n，n为整数。5.根据权利要求1所述的一种树脂型电感结构，其特征在于：所述的电感制作每层基本线圈单元(107)时需同时制作端电极图形。6.根据权利要求1所述的一种树脂型电感结构，其特征在于：所述电感中的线圈和铜柱周围由树脂填充成长方体的电感形状。

技术总结
本发明提供了一种树脂型电感结构，与传统的电感结构不同，该电感基本结构具有L型端电极并且线圈一体化，简化了电感的制作流程。树脂电感的结构由铜线圈与互连的铜柱组成，电感周围有绝缘介质树脂包围，其中L型端电极在树脂外围，并且L型端电极与线圈一体化。其中，电感中的基本线圈单元为N个，每层线圈采用铜柱进行层间互连，线圈和铜柱在电感中螺旋交替上升；同时底层铜线圈和铜面与右侧的端电极互连，顶层的铜柱和铜面与左侧的端电极互连；线圈和铜柱周围用树脂包裹成长方体的形状，L型端电极在树脂外且L型端电极是作为一个整体构筑的，由此构成整个树脂电感。由此构成整个树脂电感。由此构成整个树脂电感。


技术研发人员：陈苑明 方建荣 王永霖 赵兴林 王守绪 何知聪 何为 王翀 周国云 洪延
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2022.04.02
技术公布日：2022/5/30