[发明专利]一种嵌入式电感线圈及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于无线充电技术领域，特别是涉及一种嵌入式电感线圈及其制作方法。

背景技术

电磁感应式、磁场共振式、电波辐射式是应用最广泛的三种无线充电技术。其中，使用非接触式电磁感应式无线充电技术中，关键在于发射线圈及接收线圈的形状、安装形式及具体内部参数的设计。由电磁感应式可知，电感系数L与线圈大小、形状以及周围介质的磁导率呈正相关，可通过提高其磁芯的相对磁导率，单位面积内增加其有效线圈匝数以及增大其面积等参数设计来实现电感系数的提升，同时可通过改变感应线圈截面形状以及线圈的制作形式来改善无线充电技术中的不足。

现有技术中的无线充电线圈在制作时，是以胶水或胶纸等方式直接将铜线绕制的线圈粘接于硬磁片上，来制作发射及接收端互感线圈。然而这种在硬磁片和线圈使用粘合的方式，还存在诸多劣势：长时间使用会出现胶水老化，粘合不稳，导致产品使用寿命不长且不稳定，且线圈和磁片叠加会增加其产品厚度及其体积，不利于其轻薄化发展，这跟现代智能手机及其他可穿戴电子设备等追求小型化、系统化发展的方向不吻合，硬质磁片容易破碎，碎片对线路板会造成潜在风险，线圈与磁片间存在的间距不宜做的过小，往往间距较大，会降低其能量的传输效率。此外，还有在发射及接收端壳体上直接成型方式，但其依赖特殊的复合金属塑胶件材料，这种材料本身在制作上就足够复杂，将会使得最终制作的线圈成本大幅提高，不利于该线圈的产业化。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种嵌入式电感线圈及其制作方法，能够在低成本的基础上消除易破碎的问题，提高使用寿命，增强能量传输效率。

本发明提供的一种嵌入式电感线圈，包括介电材料薄板，所述介电材料薄板正面和背面中至少一面开设有一圈线路槽和一个贯通孔，所述线圈槽和所述贯通孔中均填充有金属构成线圈及其连接通路，所述介电材料薄板正面和背面均具有介电层，位于正面和背面的所述介电层的表面分别设置有重布金属线路和外部金属线路，所述线圈通过所述重布金属线路导出至外部，在所述重布金属线路和所述外部金属线路的外层还设置油墨保护层，并在所述油墨保护层中开设有外部连接口。

优选的，在上述嵌入式电感线圈中，所述介电材料薄板为PET薄板、PI薄板、LCP薄板、FR-4薄板或BT薄板，所述线圈的线宽和线距范围为1微米至10毫米。

优选的，在上述嵌入式电感线圈中，所述重布金属线路和所述外部金属线路为铜线、银线或金线。

优选的，在上述嵌入式电感线圈中，所述介电材料薄板为掺杂有0.1％至99％的磁性材料的介电材料薄板。

优选的，在上述嵌入式电感线圈中，所述磁性材料为铁磁金属微纳米材料、铁基非晶合金材料、铁镍基非晶合金、铁钴基非晶合金、铁基纳米晶合金以及同时含有铁钴镍的稀土材料中的至少一种。

本发明提供的一种嵌入式电感线圈的制作方法，包括：

在介电材料薄板的正面和背面中的至少一面开设一圈线路槽和一个贯通孔；

在所述线圈槽和所述贯通孔中填充金属，构成线圈及其连接通路；

在所述介电材料薄板正面和背面覆盖介电层，并在所述介电层正面和背面分别设置有重布金属线路和外部金属线路，所述线圈通过所述重布金属线路导出至外部；

在所述重布金属线路和所述外部金属线路的外层还设置油墨保护层，并在所述油墨保护层中开设外部连接口。

优选的，在上述嵌入式电感线圈的制作方法中，所述线路槽的形状为螺旋矩形、螺旋圆形或螺旋椭圆形。

优选的，在上述嵌入式电感线圈的制作方法中，所述线圈的线宽和线距范围为0.1微米至10毫米。

优选的，在上述嵌入式电感线圈的制作方法中，所述在介电材料薄板的正面和背面中的至少一面开设一圈线路槽和一个贯通孔为：

利用激光挖槽方式或刻蚀方式在所述介电材料薄板的正面和背面中的至少一面开设一圈线路槽和一个贯通孔。

优选的，在上述嵌入式电感线圈的制作方法中，所述介电材料薄板为掺杂有0.1％至99％的磁性材料的介电材料薄板。