一種印制電路板埋嵌磁芯電感的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于印制電路板領(lǐng)域，特別涉及一種印制電路板埋嵌磁芯電感的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以移動(dòng)通信基站、航空航天衛(wèi)星為主的通信設(shè)備工作頻率的不斷提升，要求印制電路板在向集成化小型化發(fā)展同時(shí)對(duì)電感的功能值提出了更高的要求，于是誕生了印制電路板埋嵌磁芯電感。目前，印制電路板埋嵌磁芯電感主要有兩種結(jié)構(gòu):
[0003]一是在電感線圈的上平面或下平面制備一層磁芯材料的結(jié)構(gòu)(如文獻(xiàn):R.K.Ulrich, L.W.Schaper.1ntegrated passive component technology[M].Danver, MA:1EEE Press, 2003, 2 - 73)，該結(jié)構(gòu)的磁芯電感是通過(guò)在電感線圈上壓合或沉積一層絕緣材料，然后在絕緣層上面再濺射或涂覆一層Fe、Co、Mn、Ni等化合物磁芯材料，從而得到埋嵌磁芯電感的；這種方法制備的磁芯對(duì)埋嵌電感的感值提高非常有限。為了進(jìn)一步提高埋嵌電感的功能值，通常在電感線圈的上下平面都埋嵌磁芯材料，然后將兩個(gè)磁芯層連接起來(lái)，形成磁路閉合；但是，這種方法制備的磁芯材料對(duì)埋嵌電感值影響依然不明顯，其功能值相比裸磁芯結(jié)構(gòu)也只增加20%左右(如文獻(xiàn):Bang D H, Park J Y.N1-Znferrite screen printed power inductors for compact DC-DC power converterapplicat1ns [J].Magnetics, IEEE Transact1ns on,2009，45(6):2762-2765.) 0
[0004]二是在電感線圈中心填充磁芯材料的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是通過(guò)在線圈中心預(yù)制的凹坑或通孔中填充磁芯材料，形成線圈繞制中心磁芯材料，從而得到埋嵌磁芯電感(參考文獻(xiàn):陳健，黃良榮.一種在組裝過(guò)程中的電感磁芯埋入PCB技術(shù)[J].印制電路信息，2010(S1):215-218.);這種結(jié)構(gòu)制備的磁芯電感功能值大，但存在工藝復(fù)雜、成本高等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供了一種印制電路板埋嵌磁芯電感的制備方法，該方法通過(guò)電鍍或化學(xué)鍍技術(shù)將磁芯材料沉積到埋嵌電感的導(dǎo)電線圈上表面，實(shí)現(xiàn)電感磁芯制備，從而得到埋嵌磁芯電感；該方法制備印制電路板磁芯電感具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、電感值大、易于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種印制電路板埋嵌磁芯電感的制備方法，其特征在于，通過(guò)電鍍或化學(xué)鍍將磁芯材料沉積于印制電路板埋嵌電感導(dǎo)電線圈上表面，實(shí)現(xiàn)電感的磁芯制作，從而得到埋嵌磁芯電感。
[0008]本發(fā)明中，所述化學(xué)鍍的具體步驟為:
[0009]步驟1.將印制電路板埋嵌電感導(dǎo)電線圈浸泡于活化水溶液中，活化液中的活性離子被還原成活性原子并沉積于導(dǎo)電線圈金屬表面上，形成化學(xué)鍍磁芯材料的沉積物聚集中心；
[0010]步驟2.將經(jīng)步驟I活化處理后的電感導(dǎo)電線圈浸泡于化學(xué)鍍磁芯材料溶液中，磁芯材料沉積于電感導(dǎo)電線圈上表面，得到埋嵌磁芯電感。
[0011]本發(fā)明中，所述電鍍的具體過(guò)程為:將印制電路板埋嵌電感導(dǎo)電線圈作為陰極置于電鍍磁芯材料溶液中，施加電壓后，磁芯材料沉積于電感導(dǎo)電線圈上表面，得到埋嵌磁芯電感。
[0012]進(jìn)一步的，本發(fā)明中上述磁芯材料的化學(xué)組分為N1-P、Co-P, N1-B, Co-B, N1-Co-P或N1-Co-B合金。
[0013]本發(fā)明提供了一種印制電路板埋嵌磁芯電感的制備方法，大大地簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)埋嵌電感磁芯制作的工藝流程，降低了埋嵌磁芯電感的生產(chǎn)成本低，且有效提高了電感值；此夕卜，該方法與印制電路板工序具有良好的兼容性，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明埋嵌磁芯電感的結(jié)構(gòu)，其中為印制電路基板，2為電感線圈，3為磁芯材料層。
[0015]圖2為本發(fā)明中磁芯材料的EDS圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]使用生益含0.4mm厚銅箔的單面覆銅板制備印制電路板埋嵌電感銅線圈，使用LCR分析儀測(cè)試其電感值為0.610 μ Hi2KHzo
[0019]將印制電路板埋嵌電感銅線圈浸泡于氯化鈀酸性水溶液中，使得電感線圈上形成化學(xué)鍍磁芯材料的Pb活性中心；然后將電感線圈浸泡于化學(xué)鍍磁芯材料溶液中，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，磁芯材料沉積在電感銅線圈的表面，得到埋嵌N1-P磁芯電感。使用EDS分析P的含量為6.49wt%。LCR分析儀測(cè)試不同沉積時(shí)間下埋嵌磁芯電感的功能值分別為 0.658 μ Hi2KHz (N1-P 磁芯層厚度為 14.18 μ m)、0.682 μ Hi2KHz (N1-P 磁芯層厚度為23.12 μπι)。如圖2所示為本方案制備的磁芯材料EDS圖。
[0020]其中，化學(xué)鍍磁芯材料溶液的組分為！NiSO40.15mol/L、NaHPO20.15mol/L、C6H5Na3O7.2H20 0.2mol/L、NH4Cl 0.5mol/L，使用氨水調(diào)節(jié) pH 值為 8.0，施鍍溫度為 80°C。
[0021]實(shí)施例2
[0022]使用生益含0.4mm厚銅箔的單面覆銅板制備印制電路板埋嵌電感銅線圈，使用LCR分析儀測(cè)試其電感值為0.623 μ Hi2KHzo
[0023]將印制電路板埋嵌電感銅線圈浸泡于氯化鈀酸性水溶液中，使得電感線圈上形成化學(xué)鍍磁芯材料的Pb活性中心；然后將電感線圈浸泡于化學(xué)鍍磁芯材料溶液中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，磁芯材料沉積在電感銅線圈的表面，得到埋嵌N1-Co-P磁芯電感。使用EDS分析P的含量為5.8wt%、Ni的含量為76.2%。LCR分析儀測(cè)試不同沉積時(shí)間下埋嵌磁芯電感的功能值為 0.689 μ Hi2KHz (N1-Co-P 磁芯層厚度為 12.45 μπι)、0.788 μ Hi2KHz (N1-P 磁芯層厚度為26.7 μπι) ο
[0024]其中，化學(xué)鍍磁芯材料溶液的組分為！NiSO40.15mol/L、CoSO40.06mol/LNaHPO20.15mol/L、C6H5Na3O7.2H20 0.2mol/L、NH4Cl 0.5mol/L，使用氨水調(diào)節(jié) pH 值為 8.0，施鍍溫度為80 °C。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種印制電路板埋嵌磁芯電感的制備方法，其特征在于，通過(guò)電鍍或化學(xué)鍍將磁芯材料沉積于印制電路板埋嵌電感導(dǎo)電線圈上表面，實(shí)現(xiàn)電感的磁芯制作，從而得到埋嵌磁芯電感。2.按權(quán)利要求1所述印制電路板埋嵌磁芯電感的制備方法，其特征在于，所述化學(xué)鍍的具體步驟為: 步驟1.將印制電路板埋嵌電感導(dǎo)電線圈浸泡于活化水溶液中，活化液中的活性離子被還原成活性原子并沉積于導(dǎo)電線圈金屬表面上，形成化學(xué)鍍磁芯材料的沉積物聚集中心； 步驟2.將經(jīng)步驟I活化處理后的電感導(dǎo)電線圈浸泡于化學(xué)鍍磁芯材料溶液中，磁芯材料沉積于電感導(dǎo)電線圈上表面，得到埋嵌磁芯電感。3.按權(quán)利要求1所述印制電路板埋嵌磁芯電感的制備方法，其特征在于，所述電鍍的具體過(guò)程為:將印制電路板埋嵌電感導(dǎo)電線圈作為陰極置于電鍍磁芯材料溶液中，施加電壓后，磁芯材料沉積于電感導(dǎo)電線圈上表面，得到埋嵌磁芯電感。4.按權(quán)利要求1、2或3所述印制電路板埋嵌磁芯電感的制備方法，其特征在于，所述磁芯材料的化學(xué)組分為N1-P、Co-P, N1-B, Co-B, N1-Co-P或N1-Co-B合金。
【專利摘要】本發(fā)明屬于印制電路板制備領(lǐng)域，提供一種印制電路板埋嵌磁芯電感的制作方法，用于克服現(xiàn)有埋嵌電感磁芯制備工藝復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)；該方法通過(guò)在印制電路板埋嵌電感導(dǎo)電線圈上直接電鍍或化學(xué)鍍一層Ni-P、Co-P、Ni-B、Co-B、Ni-Co-P或Ni-Co-B磁芯材料，實(shí)現(xiàn)電感的磁芯的制作，從而得到印制電路板埋嵌磁芯電感。本發(fā)明方法大大地簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)埋嵌電感磁芯制作的工藝流程，降低了埋嵌電感的生產(chǎn)成本低，提高了電感的功能值；此外，本發(fā)明方法與印制電路板工序具有良好的兼容性，易于在生產(chǎn)中推廣。
【IPC分類】H01F17/04, H05K3/18, H05K1/16, H01F1/047
【公開號(hào)】CN104936379
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510375350
【發(fā)明人】周國(guó)云, 楊婷, 徐曉蘭, 何為, 王守緒, 陳苑明
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日