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CN114121447B - 电感设备与电子设备 - Google Patents

电感设备与电子设备 Download PDF

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CN114121447B
CN114121447B CN202010871956.4A CN202010871956A CN114121447B CN 114121447 B CN114121447 B CN 114121447B CN 202010871956 A CN202010871956 A CN 202010871956A CN 114121447 B CN114121447 B CN 114121447B
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shielding
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electrode
structures
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张风雨
程维昶
杨和钱
刘波
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Huawei Technologies Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29Terminals; Tapping arrangements for signal inductances

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

本申请提供一种电感设备与电子设备,该电感设备包括:导电电极、导体结构和N个屏蔽结构,其中导电电极用于与外部信号连接,导电结构包括导电线圈和导电柱,导电柱位于导电线圈和所述导电电极之间,用于实现通流;N个屏蔽结构依次嵌套,用于包覆导体结构,N个屏蔽结构的最内层屏蔽结构与导体结构之间填充有绝缘介质。本申请实施例的电感设备,通过一体集成技术,同时制作屏蔽结构和导体结构,使得屏蔽结构为电感设备的一部分,这样,屏蔽结构与导体结构之间填充绝缘介质,没有留空的间隙,可以有效降低导体结构的电磁波逸散,大幅降低电感设备的电磁辐射。

Description

电感设备与电子设备
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域,尤其涉及一种电感设备与电子设备。
背景技术
电感设备作为一种磁性部件,其内部具有缠绕成线圈的导体结构。当变化的电流流经过该导体结构时,储存在导体结构中的磁场将会产生相应的时变电场,导致导体结构中的部分能量以电磁波形式辐射出去,这将会干扰到其他电子部件的性能。
目前通过在电感设备外部增加屏蔽护罩,来降低电感设备的电磁辐射。具体是采用金属片材冲压形成屏蔽罩或护罩,将屏蔽罩或护罩罩设在电感设备的外侧。
但是,现有的通过在电感设备外罩设屏蔽罩或护罩的方法,降低电感设备的电磁辐射的效果差。
发明内容
本申请实施例提供一种电感设备与电子设备,该电感设备向外的电磁辐射小。
第一方面,本申请实施例提供一种电感设备,该电感设备,包括:导电电极,用于与外部信号连接;导体结构,导电结构包括导电线圈和导电柱,导电柱位于导电线圈和导电电极之间,用于实现通流;N个屏蔽结构(33),N为大于或等于1的整数,N个屏蔽结构(33)依次嵌套,用于包覆导体结构,N个屏蔽结构的最内层屏蔽结构与导体结构之间填充有绝缘介质。
本申请实施例的电感设备,通过一体集成技术,同时制作屏蔽结构和导体结构,使得屏蔽结构为电感设备的一部分,这样屏蔽结构与导体结构之间填充绝缘介质,没有留空的间隙,可以有效降低导体结构的电磁波逸散,大幅降低电感设备的电磁辐射。
在一些实施例中,当N大于或等于2时,每两个相邻且隔离的屏蔽结构之间填充有绝缘介质。这样在相邻且隔离的两个屏蔽结构之间填充有绝缘介质,可以进一步提高电感设备的电磁屏蔽效果。
在一些实施例中,N个屏蔽结构中至少有一个屏蔽结构具有底部,底部朝向导电电极,底部存在过孔,用于使导电柱穿过过孔与导电电极接触。其中,具有底部的屏蔽结构可以将整个导体结构包覆住,可以有效阻挡导体结构沿各个方向发出的电磁波,进一步提高了电感设备的屏蔽效果,大幅降低电感设备的电磁辐射量。
在一些实施例中,N个屏蔽结构的最外层屏蔽结构的外表面包覆有绝缘介质。
在另一些实施例中,N个屏蔽结构的最外层屏蔽结构的外表面裸露。
在第一种情况中,N个屏蔽结构可以包括至少一个导电性屏蔽结构,导电性屏蔽结构与导电电极之间填充有绝缘介质,并通过填充在它们之间的绝缘介质实现隔离。由于导电性屏蔽结构的屏蔽效果更佳,进而进一步提高电感设备的电磁屏蔽效果。
当电感设备包括导电性屏蔽结构时,为了防止屏蔽结构带电,则电感设备还包括用于与外部的参考地连接的接地电极,导电性屏蔽结构与接地电极连接。
在一些实施例中,当导电性屏蔽结构不具有底部时,导电性屏蔽结构的侧壁底端的部分区域设置有向下延伸的延伸段,该延伸段导电且与接地电极连接,可以实现导电性屏蔽结构的接地。
在一些实施例中,为了便于导电性屏蔽结构与接地电极的连接,在接地电极的上表面设置有导电体,导电性屏蔽结构与导电体接触,用于实现与接地电极连接。
在一些实施例中,当N个屏蔽结构的最外层屏蔽结构的外表面裸露且为导电性屏蔽结构时,最外层屏蔽结构与导电电极之间的距离大于或等于第一预设值。
例如,第一预设值为0.15毫米。
需要说明的是,导电性屏蔽结构的厚度大于该导电性屏蔽结构的趋肤深度。
在第二种情况中,电感设备的N个屏蔽结构包括至少一个非导电性屏蔽结构。
可选的,非导电性屏蔽结构采用磁性材料制成。
在一些实施例中,非导电性屏蔽结构的底端与导电电极接触。
在本申请实施例的,导电柱包括第一导电柱和第二导电柱,导电电极包括第一导电电极和第二导电电极;其中,第一导电柱的一端与第一导电电极接触,第一导电柱的另一端与导电线圈的一端接触,第二导电柱的一端与第二导电电极接触,第二导电柱的另一端与导电线圈的另一端接触。
可选的,接地电极位于第一导电电极和第二导电电极的中心对称线上。
可选的,第一导电柱和第二导电柱关于接地电极对称。
可选的,屏蔽结构为如下任意一种屏蔽结构:网状的屏蔽结构、孔状的屏蔽结构。
第二方面,本申请实施例提供一种电子设备,包括:电路板和如第一方面任一项的电感设备,电感设备设置在电路板上。
第三方面,本申请实施例提供一种电感设备的制作方法,包括:
提供衬底;
在衬底上形成导电电极;
在衬底和导电电极上形成至少一层第一绝缘层;
在第一绝缘层上通过图案化处理形成N个屏蔽结构中至少一个屏蔽结构的周侧壁,N为大于或等于1的正整数;
在第一绝缘层上形成过孔,导电电极在过孔中裸露;
在过孔中填充导电材料,形成导电柱,导电柱的另一端与导电线圈接触;
在最顶层的第一绝缘层背离衬底的表面上形成导电线圈,导电线圈位于最内层屏蔽结构的第一侧壁所围成的区域内,导电线圈与导电柱的顶端接触;
在最顶层的第一绝缘层、屏蔽结构的第一侧壁以及导电线圈上,形成至少一层第二绝缘层;
在第二绝缘层上通过图案化处理形成依次嵌套的N个屏蔽结构的第二侧壁,且第一侧壁的顶端与对应的第二侧壁的底端接触;
在第二绝缘层和屏蔽结构的第二侧壁上,形成N个屏蔽结构中最内层屏蔽结构的顶屏蔽层,最内层屏蔽结构的顶屏蔽层覆盖最内层屏蔽结构的第二侧壁的顶端。
本申请实施例通过层叠工艺制作电感设备,在制作过程中同时制成屏蔽结构和导体结构,使得屏蔽结构成为电感设备的一部分,这样,屏蔽结构与导体结构之间填充有绝缘介质,没有空隙,使得屏蔽结构最大化包覆整个导体结构,可以有效降低导体结构的电磁波逸散,大幅降低电感设备的电磁辐射。
在一些实施例中,N大于或等于2时,上述方法还包括:
在第二绝缘层、第二侧壁、最内层屏蔽结构的顶屏蔽层上,形成至少一层第三绝缘层;
在第三绝缘层上形成第三屏蔽结构的第三侧壁,第三屏蔽结构为N个屏蔽结构中除最内层屏蔽结构之外的屏蔽结构,第三屏蔽结构的第三侧壁的底端与第三屏蔽结构的第二侧壁的顶端接触。
在一些实施例,本申请实施例的方法还包括:
在第三绝缘层和第三侧壁上,形成N个屏蔽结构中最外层屏蔽结构的顶屏蔽层,最外层屏蔽结构的顶屏蔽层覆盖最外层屏蔽结构的第三侧壁的顶端。
在一些实施例,当N个屏蔽结构中至少有一个屏蔽结构具有底部时,在衬底和导电电极上形成至少一层第一绝缘层之前,本申请实施例的方法还包括:
在衬底和导电电极上形成第四绝缘层;
在第四绝缘层上形成屏蔽结构的底部屏蔽层;
在底部屏蔽层形成过孔,导电电极在过孔中裸露;
在过孔中填充导电材料,形成导电柱,导电柱的低端与导电电极接触;
此时,上述在衬底和导电电极上形成至少一层第一绝缘层,包括:在第四绝缘层和底部屏蔽层上,形成至少一层第一绝缘层。
在一些实施例中,上述在第四绝缘层上形成屏蔽结构的底部屏蔽层,包括:采用光刻或印刷的方式,在第四绝缘层中上形成底部屏蔽层。
在一些实施例中,N个屏蔽结构中至少一个屏蔽结构为导电性屏蔽结构时,本申请实施例的方法还包括:
在衬底上形成接地电极,导电性屏蔽结构与接地电极连接。
在一些实施例中,当导电性屏蔽结构不具有底部时,本申请实施例的方法还包括:
在导电性屏蔽结构的侧壁的底端所在的绝缘层上形成第一凹槽,接地电极在第一凹槽中裸露;
在第一凹槽中填充导电材料,形成延伸段,延伸段的一端与接地电极接触,延伸段的另一端与导电性屏蔽结构的第一侧壁的底端接触。
在一些实施例中,本申请实施例的方法还包括:
在接地电极上形成导电体,导电体与导电屏蔽结构接触。
在一些实施例中,上述在衬底上形成导电电极,包括:
在衬底上形成一层芯体薄膜;
在一层芯体薄膜上形成导电电极。
在一种可能的实现方式中,在一层芯体薄膜上形成导电电极,包括:在一层芯体薄膜上形成第二凹槽,使得衬底在第二凹槽中裸露;在第二凹槽中填充导电材料,形成导电电极。
本申请实施例提供的电感设备与电子设备,通过设置导电电极、导体结构和N个屏蔽结构,其中导电电极用于与外部信号连接,导电结构包括导电线圈和导电柱,导电柱位于导电线圈和所述导电电极之间,用于实现通流;N个屏蔽结构依次嵌套,用于包覆导体结构,N个屏蔽结构的最内层屏蔽结构与导体结构之间填充有绝缘介质。本申请实施例的电感设备,通过一体集成技术,同时制作屏蔽结构和导体结构,使得屏蔽结构为电感设备的一部分,这样,屏蔽结构与导体结构之间填充绝缘介质,没有留空的间隙,可以有效降低导体结构的电磁波逸散,大幅降低电感设备的电磁辐射。
附图说明
图1为本申请实施例提供的电感设备的一种应用场景示意图;
图2为已有的电感设备的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的电感设备的俯剖视图;
图4为本申请实施例提供的电感设备的主剖视图;
图5为本申请实施例提供的电感设备的一种结构示意图;
图6为本申请实施例提供的电感设备的工作原理示意图;
图7为本申请实施例提供的电感设备的一种结构示意图;
图8a为本申请实施例提供的电感设备的一种结构示意图;
图8b为图8a所示的电感设备的主视图;
图9a为本申请实施例提供的电感设备的一种结构示意图;
图9b为图9a所示的电感设备的主视图;
图10为本申请实施例提供的电感设备的一种结构示意图;
图11为本申请实施例提供的电感设备的制作方法流程示意图;
图12为本申请实施例提供的电感设备的制作过程示意图;
图13a为本申请实施例涉及的电极的制作过程示意图;
图13b为本申请实施例涉及的屏蔽结构的制作过程示意图;
图14为本申请实施例涉及的屏蔽结构和导电线圈的制作过程示意图;
图15为本申请实施例涉及的屏蔽结构的制作过程示意图;
图16为本申请实施例涉及的屏蔽结构和顶屏蔽层的制作过程示意图;
图17为本申请实施例涉及的电感设备的制作过程示意图;
图18为本申请实施例涉及的屏蔽结构的制作过程示意图;
图19为本申请实施例涉及的顶屏蔽层的制作过程示意图;
图20为本申请实施例涉及的电感设备的制作过程示意图;
图21为本申请实施例涉及的底屏蔽层的制作过程示意图;
图22为本申请实施例涉及的电感设备的制作过程示意图;
图23为本申请实施例涉及的延伸段的制作过程示意图;
图24为本申请实施例提供的电感设备的制作方法流程示意图;
图25为本申请实施例提供的电感设备的制作过程示意图;
图26为本申请实施例提供的制作完成的电感设备的示意图;
图27为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
附图标记说明:
10-射频产品;20-射频电路板;30-电感设备;3-屏蔽罩;60-绝缘介质;32-导体结构;33-屏蔽结构;331-第一屏蔽结构;332-第二屏蔽结构;31-导电线圈;34-导电柱;35-导电电极;351-第一导电电极;352-第二导电电极;341-第一导电柱;342-第二导电柱;361-第一过孔;362-第二过孔;37-导电体;38-衬底;39-第一绝缘层;40-第一屏蔽结构的第一侧壁;41-第二屏蔽结构的第一侧壁;42-第二绝缘层;43-第一屏蔽结构的第二侧壁;44-第二屏蔽结构的第二侧壁;45-第一屏蔽结构的顶屏蔽层;46-第三绝缘层;47-第二屏蔽结构的第三侧壁;48-第二屏蔽结构的顶屏蔽层;49-第四绝缘层;50-底部屏蔽层;54-接地电极;55-延伸段;56-芯体薄膜;100-电子设备;70-电路板。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应理解,在本申请实施例中,“与A对应的B”表示B与A相关联。在一种实现方式中,可以根据A确定B。但还应理解,根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B,还可以根据A和/或其它信息确定B。本文中的术语“多个”是指两个或两个以上。本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定,并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
图1为本申请实施例提供的电感设备的一种应用场景示意图。本申请实施例提供的电感设备可以应用于射频产品中,具体如图1所示,射频产品10包括射频电路板20,射频电路板20上设置有电感设备30,以及其他的元器件。
需要说明的是,本申请实施例提供的电感设备除了可以应用到射频领域外,还可以用于其他需要电感设备的领域。
电感设备作为一种磁性部件,其内部具有缠绕成线圈的导体结构。当变化的电流流经过该导体结构时,储存在导体结构中的磁场将会产生相应的时变电场,导致导体结构中的部分能量以电磁波形式辐射出去,这将会干扰到其他电子部件的性能。例如,当电感设备应用在链路匹配中,作为链路匹配的重要组成部分时,将会对链路通道产生较大的串扰,从而恶化整个链路的隔离度。数据表明其辐射的电磁波将会恶化整个链路通道隔离度10dB以上,因此,降低电感设备辐射是非常有必要的。
目前降低电感设备辐射的方法是在电感设备外部增加屏蔽护罩,将电感设备辐射的电磁波束缚在整个护罩内,从而减低电磁波辐射。例如,如图2所示,通过在电路板上焊接屏蔽罩3,使得该屏蔽罩3覆盖电感设备30的大部分外表面,作用类似于隔筋,利用整个屏蔽罩接地,以降低电感设备所发出的逸散磁场。
如图2所示,目前降低电感设备辐射的方式,大都采用金属片材冲压形成蔽罩或护罩,罩设在电感设备外表面。但是,由于屏蔽罩或护罩与电感设备之间无法完全贴合,存在一定间隙,当电磁波频率高,波长短时,电磁波逸散尤为严重。因此,采用该传统屏蔽电感设备的方式,降低电感设备辐射的能力差。
为了解决上述技术问题,本申请实施例提供一种电感设备,通过在电感设备的芯体中设置多个屏蔽结构,这多个屏蔽结构依次嵌套包覆在电感设备的导体结构外,用于阻挡导体结构发出的电磁波。具体是,在制作电感设备的过程中,通过集成技术,同时制作屏蔽结构和导体结构,使得屏蔽结构为电感设备的一部分,这样,屏蔽结构与导体结构的填充有绝缘介质,之间没有留空间隙,可以有效降低导体结构的电磁波逸散,大幅降低电感设备的电磁辐射。
下面通过一些实施例对本申请实施例的技术方案进行详细说明。下面这几个实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图3为本申请实施例提供的电感设备的俯剖视图,图4为本申请实施例提供的电感设备的主剖视图。需要说明的是,图3至图4示例性地示出了电感设备包括两个屏蔽结构,但是本申请实施例的电感设备所包括的屏蔽结构不局限于两个,例如电感设备可以包括一个屏蔽结构,或者包括两个以上的屏蔽结构,本申请实施例对电感设备所包括的屏蔽结构的数量不做限制,具体根据实际需要设定。
如图3至图4所示,该电感设备30包括:导电电极35、导体结构32和N个屏蔽结构33。
其中,导电电极35用于与外部信号连接,例如用于与电路板上的某一电路连接,将该电路产生的信号传递至导电结构,或者将导体结构32产生的信号传递至该电路。
导体结构32包括导电线圈31和导电柱34,导电柱34位于导电线圈31和导电电极35之间,用于实现通流,即导电柱34的一端与导电线圈31连接,导电柱34的另一端与导电电极35连接。例如图7所示,导电柱34包括第一导电柱341和第二导电柱342,导电电极35包括第一导电电极351和第二导电电极352,第一导电柱341的一端与第一导电电极351接触,第一导电柱341的另一端与导电线圈31的一端接触,第二导电柱342的一端与第二导电电极352接触,第二导电柱342的另一端与导电线圈31的另一端接触。
在一些示例中,导电线圈31可以包括一个或多个绕组。该绕组可以是单层绕组,也可以为多层绕组。可选的,该绕组可以是密绕,即绕制时导线一圈挨一圈,还可以是间绕,即绕制时每圈导线之间均隔一定的距离。
本申请实施例的导电线圈31,可以通过光刻或印刷的方式制作。
本申请实施例中,制作导体结构32的材料可以为导电性良好的金属材料,如铜、银等。
当变化的电流流经过导电线圈31时,储存在导电线圈31中的磁场将会产生相应的时变电场,导电线圈31中的部分能量以电磁波形式辐射出去。
为了屏蔽导电线圈31的电磁波辐射,继续参照图3至图4所示,该电感设备30包括N个屏蔽结构33,这N个屏蔽结构33依次嵌套包覆在导体结构32外,用于阻挡导体结构32发出的电磁波。这N个屏蔽结构33的最内层屏蔽结构与导体结构32之间填充有绝缘介质60。
本申请实施例中,上述绝缘介质60包括但不限于如下几种:单晶硅、多晶硅、硅-蓝宝石、磁性材料和陶瓷等。
本申请实施例中,N的取值包括如下两种情况:
第一种情况,N等于1,即电感设备30具有一个屏蔽结构33,该屏蔽结构33与导体结构32之间填充有绝缘介质60。
第二种情况,N大于或等于2,即电感设备30包括2个或2个以上的屏蔽结构33,其中最内层屏蔽结构与导体结构32之间填充有绝缘介质60。
在第二种情况的一种示例中,N个屏蔽结构33中,每两个相邻且隔离的屏蔽结构33之间填充有绝缘介质60,即N个屏蔽结构33中至少两个相邻的屏蔽结构33之间具有间隔,该间隔中填充有绝缘介质60。例如图4所示,电感设备30包括2个屏蔽结构,分别记为第一屏蔽结构331和第二屏蔽结构332,第一屏蔽结构331和第二屏蔽结构332之间具有间隙,该间隙中填充有绝缘介质60。
在第二种情况的另一种示例中,N个屏蔽结构33中至少两个相邻的屏蔽结构33贴合设置。举例说明,假设电感设备30包括3个屏蔽结构,从里到外依次记为第一屏蔽结构、第二屏蔽结构和第三屏蔽结构,第一屏蔽结构包覆在导体结构32外,且第一屏蔽结构与导体结构32之间填充有绝缘介质60,第一屏蔽结构和第二屏蔽结构贴合设置,即第一屏蔽结构的外表面与第二屏蔽结构的内表面贴合,之间没有间隙,第三屏蔽结构与第二屏蔽结构之间具有间隙,且间隙中填充有绝缘介质60。
可选的,贴合设置的两个屏蔽结构的材质可以不同,例如第一屏蔽结构使用导电材料制成,第二屏蔽结构使用磁性材料制成。
在一些实施例中,上述N个屏蔽结构33中的最外层屏蔽结构的外表面裸露。参照图3至图4所示,以电感设备30包括两个屏蔽结构33为例,这两个屏蔽结构33分别记为第一屏蔽结构331和第二屏蔽结构332,其中,第一屏蔽结构331包覆在导体结构32外,且第一屏蔽结构331与导体结构32之间填充有绝缘介质60,第二屏蔽结构332包覆在第一屏蔽结构331的外部,且第二屏蔽结构332的外表面裸露在外。
在第二种情况的另一些实施例中,N个屏蔽结构33中的最外层屏蔽结构包覆有绝缘介质60,例如,如图5所示,电感设备30包括两个屏蔽结构33分别记为第一屏蔽结构331和第二屏蔽结构332,其中,第一屏蔽结构331包覆在导体结构32外,且第一屏蔽结构331与导体结构32之间填充有绝缘介质60,第二屏蔽结构332包覆在第一屏蔽结构331的外部,且第二屏蔽结构332与第一屏蔽结构331之间填充有绝缘介质60,第二屏蔽结构332的外表面包覆有绝缘介质60,此时,这两个屏蔽结构33均位于电感设备30的内部。
本申请实施例的屏蔽结构33可以是导电性优良的金属材料,如铜、银等,也可以是导磁性良好的高磁材料,如合金材料等。
上述屏蔽结构33的形状包括但不限于:三棱柱体、四边体(例如长方体)、半球形、圆柱形等。
可选地,N个屏蔽结构33中的至少一个屏蔽结构33为如下任意一种屏蔽结构:网状的屏蔽结构、孔状的屏蔽结构和表面密实光滑的屏蔽结构。
下面结合图6,对本申请实施例提供的电感设备30的阻挡电磁波的原理进行介绍。图6为本申请实施例提供的电感设备30的屏蔽原理图。
具体的,如图6所示,导电线圈31辐射的电磁波,经过第一屏蔽结构331时,由于波阻抗无穷大,导致绝大部分电磁波在第一屏蔽结构331的内壁与绝缘介质60交界面发生反射,例如形成第一反射波a1,少部分电磁波发生折射,例如第一折射波b1,折射的电磁波到达第一屏蔽结构331与第二屏蔽结构332之间的绝缘介质60内。需要说明的是,第一反射波a1将在第一屏蔽结构331与导体结构32之间的绝缘介质60内不断反射。当第一折射波b1经过第二屏蔽结构332时,同样由于波阻抗无穷大,绝大部分电磁波在第二屏蔽结构332的内壁与绝缘介质60的交界面发生反射,例如,形成第二反射波a2。
这样,当电感设备30包括多个屏蔽结构33,导体结构32辐射的电磁波经过这些屏蔽结构33时,由于波阻抗失配,造成多次反射,最终可将导体结构32辐射的电磁波严格束缚在电感设备30内部,进而降低电感设备30辐射。
另外,本申请实施例的电感设备30,在制作电感设备30的过程中,通过一体集成技术,同时制作屏蔽结构33和导体结构32,使得屏蔽结构33为电感设备30的一部分,这样,屏蔽结构33与导体结构32之间填充绝缘介质60,之间没有留空的间隙,可以有效降低导体结构32的电磁波逸散,大幅降低电感设备30的电磁辐射。
在上述实施例的基础上,在一些实施例中,如图7所示,N个屏蔽结构33中至少一个屏蔽结构33具有底部,其中底部朝向导电电极35,底部存在过孔,用于使导电柱34穿过该过孔与导电电极35接触。
示例一,当N为1时,即上述电感设备30包括一个屏蔽结构33,该屏蔽结构33具有底部,该屏蔽结构33的底部位于导体结构32和导电电极35之间,且导体结构32位于屏蔽结构33的内部,导电电极35位于屏蔽结构33的外部。屏蔽结构33的底部具有可使导电柱穿过的过孔,使得导电柱34的一端与导电线圈31连接,另一端穿过过孔与导电电极35连接。
示例二,当N大于或等于2时,N个屏蔽结构33中有K个屏蔽结构具有底部,K为大于或等于1、且小于或等于N的整数。例如,该电感设备30包括3个屏蔽结构33,其中2个屏蔽结构33具有底部,这两个屏蔽结构33的底部均位于导电电极35和导体结构32之间,具体是,导体结构32位于具有底部的屏蔽结构33的内部,导电电极35位于基于底部的屏蔽结构33的外部。
可选地,上述K个屏蔽结构33的底部相互之间不接触,之间填充有绝缘介质60。
可选地,上述K个屏蔽结构33的底部相互接触,之间不具有间隙。
可选地,上述K个屏蔽结构33共用一个底部。
本申请实施例,N个屏蔽结构33中,K个屏蔽结构33具有底部,这具有底部的K个屏蔽结构33可以将整个导体结构32包覆住,例如可以包覆住导体结构32的顶部、底部和四周,可以有效阻挡导体结构32沿各个方向发出的电磁波,进一步提高了电感设备30的屏蔽效果,大幅降低电感设备30的电磁辐射量。
申请实施例中,制作过孔和导电柱34的方式可以是:采用激光打孔等方式,在屏蔽结构33底部形成的过孔,该过孔一直延伸至导电电极35的上表面,使得导电电极35外露在该过孔中。接着,在该过孔中填充导电材料,形成导电柱34。
下面结构图3至图7所示,以电感设备30包括2个屏蔽结构为例,对本申请实施例涉及的电感设备30进行详细描述。
举例说明,如图3至图7所示,电感设备30包括2个屏蔽结构,分别记为第一屏蔽结构331和第二屏蔽结构332,包括2个导电电极35,分别记为第一导电电极351和第二导电电极352,对应的,包括2个导电柱34,分别记为第一导电柱341和第二导电柱342。其中,第一屏蔽结构331具有底部,第二屏蔽结构332不具有底部,第一屏蔽结构331的底部具有第一过孔361和第二过孔362,其中第一过孔361可以容纳第一导电柱341通过,第二过孔362可以容纳第二导电柱342通过。具体的,第一导电柱341的一端与导电线圈31的一端接触,第一导电柱341的另一端穿过第一过孔361与第一导电电极351接触,第二导电柱342的一端与导电线圈31的另一端接触,第二导电柱342的另一端穿过第二过孔362与第二导电电极352接触。
本申请实施例的电感设备30,当屏蔽结构33具有底部时,在屏蔽结构33的底部设置可容纳该导电柱34的过孔,使得导电柱34的一端与导电线圈31接触,另一端穿过过孔与导电电极35接触。
在上述实施例的基础上,本申请实施例的电感设备30所包括的N个屏蔽结构33中,有至少一个导电性屏蔽结构,例如N个屏蔽结构33有P个导电性屏蔽结构,该P为大于或等于1的正整数,每个导电性屏蔽结构与导电电极35之间填充有绝缘介质60,并通过填充在它们之间的绝缘介质60实现隔离,进而防止屏蔽结构带电而影响屏蔽效果。例如图7所示,第一屏蔽结构331为导电性屏蔽结构,为了保证第一屏蔽结构331对导体结构32的屏蔽效果,在第一屏蔽结构331与导电电极35之间填充有绝缘介质60,该绝缘介质60将第一屏蔽结构331与导电电极35隔离开。
示意一,上述P等于N,即电感设备30的N个屏蔽结构33均为导电性屏蔽结构。
示例二,上述P小于N,即电感设备30的N个屏蔽结构33中有P个导电性屏蔽结构,有N-P个为非导电性屏蔽结构。
上述导电性屏蔽结构可以采用导电性良好的金属材料制成,如铜、银等。
在一种示例中,如图8a至图9b所示,为了增强电感设备30的屏蔽效果,则该电感设备30还包括接地电极54,该接地电极54用于与参考地连接,上述导电性屏蔽结构均与该接地电极54连接,用于进一步增强屏蔽结构33的屏蔽效果。
在该示例中,导电性屏蔽结构均与该接地电极54连接的连接方式包括但不限于如下几种:
方式一,P个导电性屏蔽结构中每个导电性屏蔽结构均与接地电极54连接,例如,P个导电性屏蔽结构包括第一导电性屏蔽结构和第二导电性屏蔽结构,第一导电性屏蔽结构与接地电极54直接连接,第二导电性屏蔽结构也与接地电极54直接连接。
方式二,P个导电性屏蔽结构中一个导电性屏蔽结构1与接地电极54直接连接,其他的导电性屏蔽结构均与导电性屏蔽结构1接触,用于实现与接地电极54的连接。例如,P个导电性屏蔽结构包括第一屏蔽结构导电性和第二导电性屏蔽结构,第一导电性屏蔽结构与接地电极54直接连接,第二导电性屏蔽结构与第一导电性屏蔽结构接触,实现第二导电性屏蔽结构与接地电极54的连接。
可选的,上述接地电极54位于第一导电电极351和第二导电电极352的中心对称线上。
可选的,第一导电柱341和第二导电柱342关于接地电极54对称。
本申请实施例中,导电性屏蔽结构与接地电极54直接连接的方式包括但不限于如下几种:
方式一,导电性屏蔽结构与接地电极54通过接触来实现直接连接。
例如,图8a和图8b所示,电感设备30包括两个屏蔽结构33,分别为第一屏蔽结构331和第二屏蔽结构332,第一屏蔽结构331和第二屏蔽结构332均为导电性屏蔽结构,第一屏蔽结构331的底端和第二屏蔽结构332的底端均与接地电极54接触连接。
在一些实施例中,如图8a所示,第一屏蔽结构331具有底部,第二屏蔽结构332不具有底部,则如图8a所示第一屏蔽结构331的底部与接地电极54接触,如图8b所示第二屏蔽结构332的底端与接地电极54接触。
在一些实施例中,为了方便第二屏蔽结构332与接地电极54的接触,则第二屏蔽结构332的侧壁底端的部分区域设置有向下延伸的延伸段55,该延伸段55与接地电极54接触。
方式二,如图9a所示,在接地电极54的上表面设置有导电体37,导电性屏蔽结构与该导电体37接触,用于实现与接地电极54连接。示例性的,继续以上述电感设备30包括第一屏蔽结构331和第二屏蔽结构332为例,第一屏蔽结构331的底部与该导电体37接触,实现与接地电极54连接,如图9b所示第二屏蔽结构332的延伸段55与该导电体37接触,实现与接地电极54连接。
本申请实施例中,当N个屏蔽结构33中包括至少一个导电性屏蔽结构时,导电性屏蔽结构与接地电极54连接实现接地,进一步增强屏蔽结构33的屏蔽效果。
继续参照图8a至图9b所示,当N个屏蔽结构的最外层屏蔽结构的外表面裸露且为导电性屏蔽结构时,最外层屏蔽结构(即第二屏蔽结构332)与导电电极35之间的距离大于或等于第一预设值。这是由于,在将电感设备30焊接在电路板上时,焊锡会沿着绝缘介质向上攀爬一段距离,此时,为了防止焊锡向上攀爬造成屏蔽结构与导电电极35连接而带电,则电感设备30最外层屏蔽结构与电感设备30的导电电极35之间的距离大于或等于第一预设值。
上述第一预设值可以理解为大于焊锡的攀爬高度。例如,第一预设值为0.15毫米。
可选的,上述导电性屏蔽结构的厚度均大于该导电性屏蔽结构的趋肤深度,而导电性屏蔽结构的趋肤深度与导电性屏蔽结构的磁导率和电导率有关。
本申请实施例的电感设备30,可以包括至少一个导电性屏蔽结构,该导电性屏蔽结构均与电感设备30的接地电极54连接,以增强电感设备30的屏蔽效果。
在上述实施例的基础上,在一些实施例中,如图10所示,本申请实施例的电感设备30的N个屏蔽结构33中包括至少一个非导电性屏蔽结构,例如N个屏蔽结构中有Q个非导电性屏蔽结构,其中Q为大于或等于1的正整数。
示意一,上述Q等于N,即电感设备30的N个屏蔽结构33均为非导电性屏蔽结构。
示例二,上述Q小于N,即电感设备30的N个屏蔽结构33中有Q个非导电性屏蔽结构,有N-Q个为导电性屏蔽结构。
可选的,上述Q个非导电性屏蔽结构中的部分或全部非导电性屏蔽结构采用磁性材料造成,例如采用铁氧体、合金等高磁导率磁性材料制成。
在一些示例中,由于上述Q个屏蔽结构33为非导电性屏蔽结构,因此,这Q个非导电性屏蔽结构中的一个或多个非导电性屏蔽结构的底端可以与导电电极35接触。如图10所示,第一屏蔽结构331和第二屏蔽结构332均为非导电性屏蔽结构,第一屏蔽结构331的底部可以与第一导电电极351和第二导电电极352的上表面接触,第二屏蔽结构332的底端与第一导电电极351和第二导电电极352的上表面接触。
在一种示例中,若Q等于N,即电感设备30的N个屏蔽结构33均为非导电性屏蔽结构,则该电感设备30可以不包括接地电极54。此时,Q个非导电性屏蔽结构中的一个或多个非导电性屏蔽结构的底端可以与电感设备30的导电电极35接触。或者,Q个非导电性屏蔽结构均与电感设备30的导电电极35不接触。
在另一种示例中,若Q小于N,即电感设备30的N个屏蔽结构33中有Q个非导电性屏蔽结构,有N-Q个为导电性屏蔽结构时,则电感设备30包括接地电极54。此时,Q个非导电性屏蔽结构中的一个或多个非导电性屏蔽结构的底端可以与电感设备30的导电电极35和接地电极54均接触,或者,Q个非导电性屏蔽结构中的一个或多个非导电性屏蔽结构的底端与电感设备30的导电电极35接触,与接地电极54不接触,而N-Q个为导电性屏蔽结构均与接地电极54接触。
本申请实施例提供的电感设备30,N个屏蔽结构33中有Q个非导电性屏蔽结构,这Q个非导电性屏蔽结构中的一个或多个非导电性屏蔽结构的底端可以与导电电极35接触,使得该电感设备容易制作。
在上述实施例的基础上,下面结合图11,详细介绍本申请实施例提供的电感设备30的制造过程。
图11为本申请实施例提供的电感设备的制作方法流程示意图。本申请实施例以层叠工艺制作上述电感设备30,如图11所示,上述电感设备30的制作方法包括:
S101、提供衬底。
该衬底可以为硅基衬底,也可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate,PET)薄膜。
S102、在衬底上形成电极。
上述电极包括导电电极。
其中,在衬底上形成电极的方法包括但不限于如下几种:
方式一,直接在衬底的上表面上形成电极,例如,采用掩模技术,例如光刻、印刷、气相沉淀或外延生成等,在衬底38的上表面上形成电极。
方式二,如图12和图13a所示,在衬底38上形成一层芯体薄膜56,在该芯体薄膜56上形成电极。例如,在衬底38的上表面均匀涂布浆料,形成一层芯体薄膜56,接着,在该芯体薄膜56上形成第二凹槽,使得衬底38在第二凹槽处裸露,在第二凹槽中填充导电材料,形成电极,电极包括导电电极,导电电极包括第一导电电极351和第二导电电极352。
S103、在衬底和电极上形成至少一层第一绝缘层。
接着,将磁粉(陶瓷粉料等)以及树脂等材料混合成适用于流延的浆料,将该浆料均匀涂布在衬底上,干燥形成一层第一绝缘层39。
S104、在第一绝缘层上通过图案化处理形成N个屏蔽结构中至少一个屏蔽结构的第一侧壁。
其中,N为大于或等于1的正整数。
其中,导体结构位于第一绝缘层39上最内层的屏蔽结构围成的区域内。
下面结合图12和图13b,对在第一绝缘层39形成屏蔽结构的第一侧壁的过程进行详细描述。
举例说明,假设电感设备包括2个屏蔽结构,分别为第一屏蔽结构和第二屏蔽结构,上述至少一层第一绝缘层39包括两层,第二层第一绝缘层位于第一层第一绝缘层的上方。具体制作过程为,在衬底38和电极上均匀涂布浆料,形成第一层第一绝缘层。采用激光打孔等技术在第一层第一绝缘层上形成第一屏蔽结构和第二屏蔽结构的第一侧壁的凹陷图案,接着,在第一屏蔽结构的第一侧壁40的凹陷图案中填充材料,形成第一屏蔽结构的第一侧壁40,在第二屏蔽结构的第一侧壁41的凹陷图案中填充材料,形成第二屏蔽结构的第一侧壁41。
参照上述第一层第一绝缘层的方法,在第一层第一绝缘层、第一屏蔽结构的第一侧壁40和第二屏蔽结构的第一侧壁41上涂布浆料,形成第二层第一绝缘层。采用激光打孔等技术在第二层第一绝缘层上形成第一屏蔽结构和第二屏蔽结构的第一侧壁的凹陷图案,其中,第一层第一绝缘层上形成的第一屏蔽结构的第一侧壁40的部分顶端,外露在第二层第一绝缘层上形成第一屏蔽结构的第一侧壁40的凹陷图案中,第一层第一绝缘层上形成的第二屏蔽结构的第一侧壁41的部分顶端,外露在第二层第一绝缘层上形成第二屏蔽结构的第一侧壁41的凹陷图案中。接着,在第一屏蔽结构的第一侧壁40的凹陷图案中填充材料,形成第一屏蔽结构的第一侧壁40,在第二屏蔽结构的第一侧壁41的凹陷图案中填充材料,形成第二屏蔽结构的第一侧壁41。需要说明的是,第二层第一绝缘层上形成的第一屏蔽结构的第一侧壁40的底端与第一层第一绝缘层上形成的第一屏蔽结构的第一侧壁40的顶端接触,第二层第一绝缘层上形成的第二屏蔽结构的第一侧壁41的底端与第一层第一绝缘层上形成的第二屏蔽结构的第一侧壁41的顶端接触。
S105、在第一绝缘层上形成过孔,使得导电电极在过孔中裸露。
S106、在过孔中填充导电材料,形成导电柱。
其中,导电柱的一端与导电电极接触,另一端与导电线圈接触。
具体的,如图12所示,在上述每个第一绝缘层39上,形成依次贯穿每个第一绝缘层39的过孔,使得导电电极外露在过孔中。接着,在该过孔中填充导电材料,形成导电柱,导电柱的底端与导电电极接触。
举例说明,如图12至图13b所示,假设导电电极35包括第一导电电极351和第二导电电极352,导电柱包括第一导电柱341和第二导电柱342,则在每个第一绝缘层39形成依次贯穿第一绝缘层39的第一过孔361和第二过孔362,使得第一导电电极351外露在第一过孔361中,第二导电电极352外露在第二过孔362中。接着,在第一过孔361中填充导电材料,形成第一导电柱341,该第一导电柱341的底端与第一导电电极351接触。同理,在第二过孔362中填充导电材料,形成第二导电柱342,该第二导电柱342的底端与第二导电电极352接触。
上述形成第一过孔361和第二过孔362的方式包括但不限于如下两种:
方式一,在各第一绝缘层39叠加后,采用激光打孔等方式,形成依次穿透第一绝缘层39的第一过孔361和第二过孔362。
方式二,在每形成一层第一绝缘层39时,在每一层第一绝缘层39上形成第一过孔361和第二过孔362。例如,在第一层的第一绝缘层39上形成第一过孔361和第二过孔362,在第二层的第一绝缘层39上形成第一过孔361和第二过孔362,第一层第一绝缘层上的第一过孔361与第二层第一绝缘层上的第一过孔361连通,第一层第一绝缘层上的第二过孔362与第二层第一绝缘层上的第二过孔362连通。
S107、在最顶层的第一绝缘层背离衬底的表面上形成导电线圈。
如图14所示,上述导电线圈位于最内层屏蔽结构的周侧壁所围成的区域内,导电线圈与导电柱的顶端接触。
具体的,采用掩模技术,例如光刻、气相沉淀、印刷或外延生成等,在最顶层的第一绝缘层39上形成导电线圈,导电线圈位于最内层屏蔽结构的周侧壁所围成的区域内。举例说明,电感设备包括第一屏蔽结构和第二屏蔽结构,其中第二屏蔽结构为最外层的屏蔽结构,第一屏蔽结构为最内层的屏蔽结构,则导电线圈31位于第一屏蔽结构围成的区域内,且导电线圈31与导电柱的顶端接触,例如,导电线圈31的一端与第一导电柱341的顶端接触,导电线圈31的另一端与第二导电柱342的顶端接触。
S108、在最顶层的第一绝缘层、屏蔽结构的第一侧壁以及导电线圈上,形成至少一层第二绝缘层。
具体的,在最顶层的第一绝缘层39、屏蔽结构的第一侧壁以及导电线圈31上,均匀涂布浆料,形成至少一层第二绝缘层42。
S109、在第二绝缘层上通过图案化处理形成依次嵌套的N个屏蔽结构的第二侧壁。
其中,第一侧壁的顶端与对应的第二侧壁的底端接触。
举例说明,假设电感设备包括2个屏蔽结构,分别为第一屏蔽结构和第二屏蔽结构,上述至少一个第二绝缘层42包括两层。参照图12和图15所示,在第一绝缘层39、屏蔽结构的第一侧壁以及导电线圈31上,均匀涂布浆料,形成第一层第二绝缘层。接着,采用激光打孔等技术在第一层第二绝缘层上形成第一屏蔽结构和第二屏蔽结构的第二侧壁的凹陷图案。在第一屏蔽结构的第二侧壁43的凹陷图案中填充材料,形成第一屏蔽结构的第二侧壁43,在第二屏蔽结构的第二侧壁44的凹陷图案中填充材料,形成第二屏蔽结构的第二侧壁44。
参照上述第一层第二绝缘层的方法,在第一层第二绝缘层、第一屏蔽结构的第二侧壁43和第二屏蔽结构的第二侧壁44上涂布浆料,形成第二层第二绝缘层。采用激光打孔等技术在第二层第二绝缘层2上形成第一屏蔽结构和第二屏蔽结构的第二侧壁的凹陷图案。其中,第一层第二绝缘层上形成的第一屏蔽结构的第二侧壁43的部分或全部顶端,外露在第二绝缘层上形成第一屏蔽结构的第二侧壁43的凹陷图案中,第一层第二绝缘层上形成的第二屏蔽结构的第二侧壁44的部分或全部顶端,外露在第二绝缘层上形成第二屏蔽结构的第二侧壁44的凹陷图案中。接着,在第一屏蔽结构的第二侧壁43的凹陷图案中填充材料,形成第一屏蔽结构的第二侧壁43,在第二屏蔽结构的第二侧壁44的凹陷图案中填充材料,形成第二屏蔽结构的第二侧壁44。需要说明的是,第二层第二绝缘层上形成的第一屏蔽结构的第二侧壁43的底端与第一层第二绝缘层上形成的第一屏蔽结构的第二侧壁43的顶端接触,第二层第二绝缘层上形成的第二屏蔽结构的第二侧壁44的底端与第一层第二绝缘层上形成的第二屏蔽结构的第二侧壁44的顶端接触。
S110、在第二绝缘层和屏蔽结构的第二侧壁上,形成N个屏蔽结构中最内层屏蔽结构的顶屏蔽层。
其中最内层屏蔽结构的顶屏蔽层覆盖该最内层屏蔽结构的第二侧壁的顶端。
具体的,假设电感设备包括第一屏蔽结构和第二屏蔽结构,其中第一屏蔽结构包括顶部。这样,在制作电感设备时,如图12和图16所示,采用掩模技术,例如光刻、印刷、气相沉淀或外延生成等,在第二绝缘层42和屏蔽结构的第二侧壁上形成第一屏蔽结构的顶屏蔽层45,该第一屏蔽结构的顶屏蔽层45覆盖第一屏蔽结构的第二侧壁43的顶端,形成第一屏蔽结构的顶部。
本申请实施例通过层叠工艺制作电感设备,在制作过程中同时制成屏蔽结构和导体结构,使得屏蔽结构成为电感设备的一部分,这样,屏蔽结构与导体结构之间填充有绝缘介质,没有空隙,使得屏蔽结构最大化包覆整个导体结构,可以有效降低导体结构的电磁波逸散,大幅降低电感设备的电磁辐射。
在一些实施例中,若N为大于或等于2时,即电感设备包括多个屏蔽结构时,在上述S110之后,本申请实施例的方法还包括:
步骤A1,在第二绝缘层、第二侧壁、最内层屏蔽结构的顶屏蔽层上,形成至少一层第三绝缘层。
步骤A2,在第三绝缘层上形成第三屏蔽结构的第三侧壁。
其中,第三屏蔽结构为所述N个屏蔽结构中除最内层屏蔽结构之外的屏蔽结构,第三屏蔽结构的第三侧壁47的底端与第三屏蔽结构的第二侧壁44的顶端接触。
举例说明,假设电感设备包括第一屏蔽结构和第二屏蔽结构,其中第二屏蔽结构为最外层的屏蔽结构。具体制作过程为,如图17和图18所示,在第二绝缘层42、第二侧壁、第一屏蔽结构的顶屏蔽层45上,均匀涂布浆料,形成第三绝缘层46。接着,采用激光打孔等技术在第三绝缘层46上形成第二屏蔽结构的第三侧壁47的凹陷图案,使得第二屏蔽结构的第二侧壁44的顶端外露于第三侧壁的凹陷图案中。接着,在第二屏蔽结构的第三侧壁47的凹陷图案中填充材料,形成第二屏蔽结构的第三侧壁47,该第二屏蔽结构的第三侧壁47的底端与第二屏蔽结构的第二侧壁44的顶端接触。
在一些实施例中,若N个屏蔽结构中最外层屏蔽结构具有顶部,则本申请实施例的方法还包括:
步骤A3、在第三绝缘层和第三侧壁上,形成N个屏蔽结构中最外层屏蔽结构的顶屏蔽层。
其中,最外层屏蔽结构的顶屏蔽层覆盖最外层屏蔽结构的第三侧壁的顶端。
举例说明,假设电感设备包括第一屏蔽结构和第二屏蔽结构,第二屏蔽层为最外层屏蔽结构,则在制作电感设备的过程中,如图17和图19所示,采用掩模技术,例如光刻、印刷、气相沉淀或外延生成等,在第三绝缘层46和第三侧壁47上,形成第二屏蔽结构的顶屏蔽层48,该顶层屏蔽层构成第二屏蔽结构的顶部。
在一些实施例中,若本申请实施例的N个屏蔽结构中,有至少一个屏蔽结构具有底部,此时,本申请实施例在衬底和导电电极上形成至少一层第一绝缘层之前,还包括:
步骤B1,在衬底和导电电极上形成第四绝缘层。
步骤B2,在第四绝缘层上形成屏蔽结构的底部屏蔽层。
举例说明,假设电感设备包括第一屏蔽结构和第二屏蔽结构,第一屏蔽结构具有底部,第一屏蔽结构不具有底部。具体的,在电感设备的制作过程中,如图20和图21所示,首先在衬底38和导电电极35上均匀涂布浆料,形成第四绝缘层49。接着,采用掩模技术,例如光刻或印刷等方式,在第四绝缘层49上形成第一屏蔽结构的底部屏蔽层50,该底部屏蔽层覆盖第一屏蔽结构的底端,形成第一屏蔽结构的底部。
步骤B3,在底部屏蔽层形成过孔,使得导电电极在所述过孔中裸露。
步骤B4,在过孔中填充导电材料,形成导电柱。
其中,导电柱的低端与导电电极接触。
其中,形成过孔以及形成导电柱的过程参照上述S105和S106的描述。
此时,上述S103在衬底38和导电电极35上形成至少一层第一绝缘层,可以被步骤B5替换。
步骤B5,在第四绝缘层49和底部屏蔽层50上,形成至少一层第一绝缘层39。
具体的,步骤B1至B5的制作过程,如图20和图21所示,在衬底38和导电电极35上形成第四绝缘层49,在第四绝缘层49上形成第一屏蔽结构的底部屏蔽层50。接着,在第四绝缘层49和底部屏蔽层50上形成第一绝缘层39,在第一绝缘层39上形成第一屏蔽结构的第一侧壁的凹陷图案,其中第一绝缘层39的底部屏蔽层的周边外露在第一屏蔽结构的第一侧壁的凹陷图案中。接着,在第一屏蔽结构的第一侧壁的凹陷图案中填充材料,形成第一屏蔽结构的第一侧壁40,第一屏蔽结构的第一侧壁40的底端与第一屏蔽结构的底部屏蔽层50接触,使得第一屏蔽结构的底部屏蔽层50覆盖第一屏蔽结构的第一侧壁40的底端,形成第一屏蔽结构的底部。
在一些实施例中,如图22所示,当N个屏蔽结构中有至少一个导电屏蔽结构,电极包括接地电极54时,导电屏蔽结构均与接地电极54连接。
当导电性屏蔽结构具有底部时,导向性屏蔽结构的底部与接地电极54连接,例如电感设备30包括导电性第一屏蔽结构,导电性第一屏蔽结构具有底部,具体的制作过程,在衬底38和导电电极35上形成第四绝缘层49,在第四绝缘层49上形成凹槽,接地电极54外露在凹槽中。接着,在第四绝缘层49和该凹槽上形成导电性第一屏蔽结构的底部屏蔽层,该底部屏蔽层与接地电极54接触连接,且该底部屏蔽层与导电电极35不连接。
当导电性屏蔽结构不具有底部时,在导电性屏蔽结构的侧壁的底端所在的第一绝缘层的下一层第一绝缘层上形成第一凹槽,使得接地电极在第一凹槽中裸露。例如图23所示的第一绝缘层可以理解为最底层的第一绝缘层,该第一绝缘层位于图13所示的第一绝缘层之下,且位于图21所示的第四绝缘层之上。如图23所示,在第一凹槽中填充导电材料,形成导电的延伸段55,该延伸段55的一端与接地电极54接触,该延伸段55的另一端与导电性屏蔽结构的第一侧壁的底端接触,且该延伸段55与导电电极不接触。
例如图8a、图22和图23所示,电感设备包括导电性第二屏蔽结构,该导电性第二屏蔽结构不具有底部,具体的制作过程,在衬底38和电极上形成第四绝缘层49,在导电性第二屏蔽结构的侧壁的底端所在的第一绝缘层的下一层第一绝缘层(即最底层第一绝缘层)上形成第一凹槽,使得接地电极54外露在第一凹槽中。在第一凹槽中填充导电材料,形成导向性第二屏蔽结构的侧壁的延伸段55,该延伸段55的一端与接地电极54接触,另一端与导电性第二屏蔽结构的第一侧壁的底端接触,且该延伸段55与导电电极35不接触。
继续参照图22,在一些实施例中,为了便于导电性屏蔽结构与接地电极54的连接,则在接地电极54上形成导电体37,该导电体37与导电屏蔽结构接触,使得导电性屏蔽结构通过该导电体37与接地电极54连接。
举例说明,假设电感设备30包括第一屏蔽结构和第二屏蔽结构,且第一屏蔽结构和第二屏蔽结构均为导电性屏蔽结构。具体的制作过程,如图22所示,在衬底38和导电电极35上形成第四绝缘层49,在第四绝缘层49上形成至少一个第三凹槽,接地电极54分别外露在第三凹槽中。接着,在第三凹槽中填充导电材料,分别形成导电体37。在导电体37、第四绝缘层49上形成第一屏蔽结构的底部屏蔽层50,该底部屏蔽层与导电体37的上表面接触,第四绝缘层49和最底层第一绝缘层上形成第二屏蔽结构的延伸段55,该延伸段55也与导电体37的上表面接触。
本申请实施例,当电感设备30包括导电性屏蔽结构时,通过上述制作方法,实现导电性屏蔽结构与接地电极54的连接,进而提高电感设备30的屏蔽效果。
在上述实施例的基础上,在一些实施例中,如图24、图25以及图22所示,本申请实施例提供的电感设备的制作方法包括:
S201、提供衬底38。
S202、在衬底38上形成一层芯体薄膜56。
S203、在该芯体薄膜56上形成电极。
该电极包括第一导电电极351、第二导电电极352。可选的,该电极还包括接地电极54。
上述S201至S203的具体实现过程可以参照上述步骤S102的描述,在此不再赘述。
S204、在芯体薄膜56和电极上形成第四绝缘层49。
S205、在第四绝缘层49上形成屏蔽结构的底部屏蔽层50。
S206、在底部屏蔽层形成过孔,使得导电电极在所述过孔中裸露。
S207、在过孔中填充导电材料,形成导电柱。
S208、在第四绝缘层49和底部屏蔽层50上,形成至少一层第一绝缘层39。
上述S204和S208的具体实现过程可以参照上述步骤B1和步骤B5的描述,在此不再赘述。
S209、在第一绝缘层39上通过图案化处理形成N个屏蔽结构中至少一个屏蔽结构的第一侧壁。
S210、在第一绝缘层上形成过孔,导电电极在过孔中裸露。
在一些示例中,上述过孔可以包括第一过孔361和第二过孔362,其中第一导电电极351的部分上表面外露在第一过孔361中,第二导电电极352的部分上表面外露在第二过孔362中。
S211、在过孔中填充导电材料,形成导电柱。
其中,导电柱34的顶端与导体结构32连接,导电柱34的底端与导电电极35连接。
在一些示例中,上述导电柱34包括第一导电柱341和第二导电柱342,其中,第一导电柱341的一端与第一导电电极351连接,另一端与导体结构的一端连接,第二导电柱342的一端与第二导电电极352连接,另一端与导体结构的另一端连接。
S212、在最顶层的第一绝缘层背离衬底的表面上形成导电线圈。
S213、在最顶层的第一绝缘层、屏蔽结构的第一侧壁以及导电线圈上,形成至少一层第二绝缘层。
S214、在第二绝缘层上通过图案化处理形成依次嵌套的N个屏蔽结构的第二侧壁。
其中,第二侧壁的底端与对应的第一侧壁的顶端接触。
S215、在第二绝缘层和屏蔽结构的第二侧壁上,形成N个屏蔽结构中最内层屏蔽结构的顶屏蔽层。
其中,第一屏蔽结构的顶屏蔽层45覆盖第一屏蔽结构的第二侧壁43的顶端。
上述S209和S215的具体实现过程可以参照上述S104和S110的描述,在此不再赘述。
S216、在第二绝缘层、第二侧壁、最内层屏蔽结构的顶屏蔽层上,形成至少一层第三绝缘层。
S217、在第三绝缘层上形成第三屏蔽结构的第三侧壁。
其中,第二屏蔽结构为N个屏蔽结构中除第一屏蔽结构之外的屏蔽结构,第二屏蔽结构的第三侧壁47的底端与第二屏蔽结构的第二侧壁44的顶端接触。
S218、在第三绝缘层和第三侧壁上,形成N个屏蔽结构中最外层屏蔽结构的顶屏蔽层。
其中,最外层屏蔽结构的顶屏蔽层覆盖最外层屏蔽结构的第三侧壁的顶端。
上述S216至S218的具体实现过程可以参照上述步骤A1至步骤A3的描述,在此不再赘述。
需要说明的,在电感设备制造完成后,将衬底38去掉,获得如图26所示的电感设备。
本申请实施例通过薄膜或叠层等工艺制作电感设备,在制作过程中同时制成屏蔽结构和导体结构,使得屏蔽结构成为电感设备的一部分,这样,屏蔽结构与导体结构之间填充有绝缘介质,没有空隙,可以有效降低导体结构的电磁波逸散,大幅降低电感设备的电磁辐射。
图27为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图,如图27所示,该电子设备100包括电路板70和如上述任一实施例所示的电感设备30,其中电感设备30设置在电路板70上。
本申请实施例提供的电子设备100可以包括但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,简称:UMPC)、手持计算机、对讲机、上网本、POS机、个人数字助理(personal digital assistant,简称:PDA)、可穿戴设备、虚拟现实设备、5G基站、射频前端产品等具有电感设备的移动或固定终端。
本申请实施例,通过在电子设备中设置上述电感设备,由于该电感设备在制作过程中,通过一体集成技术,同时制作屏蔽结构和导体结构,使得屏蔽结构为电感设备的一部分,这样,屏蔽结构与包覆导体结构的绝缘介质之间没有间隙,可以有效降低导体结构的电磁波逸散,大幅降低电感设备的电磁辐射。
需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

Claims (19)

1.一种电感设备,其特征在于,包括:
导电电极,用于与外部信号连接;
导体结构,所述导体结构包括导电线圈和导电柱,所述导电柱位于所述导电线圈和所述导电电极之间,用于实现通流;
N个屏蔽结构,N为大于或等于1的整数,所述N个屏蔽结构依次嵌套,用于包覆所述导体结构,所述N个屏蔽结构的最内层屏蔽结构与所述导体结构之间填充有绝缘介质;
所述N个屏蔽结构中至少有一个屏蔽结构具有底部,所述底部朝向所述导电电极,所述底部存在过孔,用于使所述导电柱穿过所述过孔与所述导电电极接触。
2.根据权利要求1所述的电感设备,其特征在于,当所述N大于或等于2时,每两个相邻且隔离的屏蔽结构之间填充有所述绝缘介质。
3.根据权利要求1或2所述的电感设备,其特征在于,所述N个屏蔽结构的最外层屏蔽结构的外表面包覆有所述绝缘介质。
4.根据权利要求1或2所述的电感设备,其特征在于,所述N个屏蔽结构的最外层屏蔽结构的外表面裸露。
5.根据权利要求1或2所述的电感设备,其特征在于,所述N个屏蔽结构包括至少一个导电性屏蔽结构,所述导电性屏蔽结构与所述导电电极之间填充有绝缘介质,并通过填充在它们之间的绝缘介质实现隔离。
6.根据权利要求5所述的电感设备,其特征在于,所述电感设备还包括用于与参考地连接的接地电极,所述导电性屏蔽结构与所述接地电极连接。
7.根据权利要求6所述的电感设备,其特征在于,当所述导电性屏蔽结构不具有底部时,所述导电性屏蔽结构的侧壁底端的部分区域设置有向下延伸的延伸段,所述延伸段与所述接地电极连接。
8.根据权利要求6或7所述的电感设备,其特征在于,所述接地电极的上表面设置有导电体(37),所述导电性屏蔽结构与所述导电体接触,用于实现与所述接地电极连接。
9.根据权利要求5所述的电感设备,其特征在于,当所述N个屏蔽结构的最外层屏蔽结构的外表面裸露且为导电性屏蔽结构时,所述最外层屏蔽结构与所述导电电极之间的距离大于或等于第一预设值。
10.根据权利要求9所述的电感设备,其特征在于,所述第一预设值为0.15毫米。
11.根据权利要求5所述的电感设备,其特征在于,所述导电性屏蔽结构的厚度大于该导电性屏蔽结构的趋肤深度。
12.根据权利要求1或2所述的电感设备,其特征在于,所述N个屏蔽结构包括至少一个非导电性屏蔽结构。
13.根据权利要求12所述的电感设备,其特征在于,所述非导电性屏蔽结构采用磁性材料制成。
14.根据权利要求13所述的电感设备,其特征在于,所述非导电性屏蔽结构的底端与所述导电电极接触。
15.根据权利要求6或7所述的电感设备,其特征在于,所述导电柱包括第一导电柱和第二导电柱,所述导电电极包括第一导电电极和第二导电电极;
所述第一导电柱的一端与所述第一导电电极接触,所述第一导电柱的另一端与所述导电线圈的一端接触,所述第二导电柱的一端与所述第二导电电极接触,所述第二导电柱的另一端与所述导电线圈的另一端接触。
16.根据权利要求15所述的电感设备,其特征在于,所述接地电极位于所述第一导电电极和所述第二导电电极的中心对称线上。
17.根据权利要求15所述的电感设备,其特征在于,所述第一导电柱和所述第二导电柱关于所述接地电极对称。
18.根据权利要求1-2、6-7、9-11、13-14、16-17任一项所述的电感设备,其特征在于,所述屏蔽结构为如下任意一种屏蔽结构:网状的屏蔽结构、孔状的屏蔽结构。
19.一种电子设备,其特征在于,包括:电路板和如权利要求1-18任一项所述的电感设备,所述电感设备设置在所述电路板上。
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