CN103578721A - 电感器元件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种电感器元件及其制造方法。电感器元件包括：电极体，由绝缘材料形成并且内部设置有线圈形状的内部电极；以及外部端子，在电极体的一部分上形成并且每个外部端子均与内部电极的两端连接，其中，电极体在基底基板上形成并分离，因此降低了电感器元件的尺寸。

Description

电感器元件及其制造方法

相关申请交叉引用

本申请要求于2012年8月9日提交的序列号为10-2012-0087034、题目为“电感器元件及其制造方法（Inductor Element and ManufacturingMethod Thereof）”的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引证方式结合于此。

技术领域

本发明涉及一种电感器元件及其制造方法，更特别地，涉及一种微型电感器元件及其制造方法。

背景技术

电感器是与电阻器、电容器一起形成的电子电路的一个重要的无源元件，已被用作去除噪声或形成LC谐振电路的部件。

电感器被分类成：绕组式电感器，通过在铁氧体磁芯周围缠绕或印刷线圈并在其两端形成电极而制成；多层式电感器，通过在磁性片或介电片的一个表面上印刷和施加多层内部电极而制成；以及薄膜式电感器，通过在基底基板上使用薄膜加工来电镀具有线圈形状的内部电极而制成。最近，随着对微型化和超薄化产品需求的增加，对于如多层式电感器、薄膜式电感器的芯片类型电感器元件的需求已大大地增加了。

通常的多层式电感器具有如下结构，其中，其上印刷有内部电极的多个磁性片和介电片是多层的，其中，内部电极为通过穿过每个片而形成的顺序连接的通孔电极（through via electrode），以大体形成线圈结构。此外，在薄膜式电感器的情况下，几乎所有的加工过程都包括在基底基板上形成磁性膜，形成一层或两层的线圈，以及再次在线圈上形成磁膜，从而完成薄膜式电感器。

尽管多层式电感器或薄膜式电感器具有薄芯片类型，但是很难实现更微型化的电感器元件，这是由于多个片是多层的或需要在基底基板上形成的结构的限制。

与此相关，韩国专利公开号10-2004-0106985（在下文中，称为现有技术文献）披露了通过使缠绕的铜漆包线（enamel copper wire）变形而使其厚度变薄来使电感器元件微型化。

然而，如现有技术文献所描述的，仅仅通过改变内部线圈的形状很难实现超小型的薄膜式电感器元件，并且需要不同于现有技术加工的制造加工，这可能导致加工复杂性和生产成本的增加。

【现有技术文献】

【专利文献】

（专利文献1）专利文献：韩国专利公开号10-2004-0106985。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电感器元件的制造方法，通过在基底基板上形成电极体，然后将电极体从基底基板上分离来实现该制造方法，以及提供一种基于该方法而完成的电感器元件。

根据本发明的一个优选实施例，提供了一种电感器元件，包括：电极体，由绝缘材料形成并内部设置有线圈形状的内部电极；以及外部端子，在电极体的一部分上形成并且每个外部端子均与内部电极的两端连接，其中电极体在基底基板上形成并分离。

内部电极可以配置为多个（in plural，复数个）并在高度方向上竖直地设置在电极体内。

电感器元件可以具有设置在其底部上的基底基板并且可以为薄型的，其中包括通过薄膜加工形成的电极体。

电感器元件可以进一步包括磁性复合物，该磁性复合物由磁粉和聚合物形成并设置在电极体的顶面上。

外部端子可以以平面栅格阵列（LGA，land grid array）类型被粘结到电极体顶面的一部分上，或者粘结到电极体的侧面以及从电极体的侧面延续的所述电极体的顶面的端部。

根据本发明的另一个优选实施例，提供了一种电感器元件的制造方法，包括：（a）制备基底基板；（b）在基底基板的一个表面上形成电极体，所述电极体中设置有内部电极；（c）在电极体的一部分上电镀外部端子，所述外部端子连接到内部电极的两端；以及（d）从基底基板上分离电极体。

基底基板可以包括支撑电极体的基部构件以及将电极体粘结到基部构件的粘结构件。

步骤（d）可以通过使用刳刨机的物理方法以及辐射紫外线（UV）或施加热的化学方法中的任一种来执行。

步骤（b）可以包括：（b1）在基底基板上施加绝缘层；（b2）在该绝缘层上电镀内部电极；以及（b3）施加绝缘层以覆盖内部电极。

通过反复执行步骤（b2）和（b3），内部电极可被配置为多个。

步骤（b2）可使用加成法、消减法和半加成法中的任何一种。

该制造方法可以进一步包括：在步骤（c）后，在电极体的顶面上形成磁性复合物。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的电感器元件的外观透视图。

图2是图1的线I-I’的截面图。

图3到图8的加工流程图顺序地示出了根据本发明的示例性实施例的电感器元件的制造方法。

具体实施方式

从随后参照附图对实施例的以下描述中，本发明以及实现本发明的方法的各种优势和特征将变得显而易见。然而，本发明可以许多不同的形式来修改并且不应限于本文所述的实施例。提供这些实施例以使得本发明的公开将是全面的和完整的，并将本发明的范围完全地传达给本领域的技术人员。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的部件。

本说明书中所使用的术语用于解释实施例而不是限制本发明。除非有明确的相反描述，否则在本说明书中单数形式包括复数形式。术语“包括”及其变型，例如“包含”或“具有”将被理解为意味着包含所述的组成部分、步骤、操作和/或元件，但不排除任何其他组成部分、步骤、操作和/或元件。

下面，将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例的配置和作用效果。

图1是根据本发明示例性实施例的电感器元件的外观透视图，并且图2是图1的线I-I’的截面图。具体来说，附图中的部件不必按比例绘制。例如，附图中的部件的一部分的尺寸可能比其他部件更夸大，以帮助理解本发明。

参照图1和图2，根据本发明的示例性实施例的电感器元件100可以包括电极体110，该电极体具有设置于其中的内部电极120，以及设置在电极体110的一部分上的外部端子130。

电极体110可以使用基底基板作为支撑构件而通过薄膜加工在基底基板上形成。因此，根据本发明实施例的电感器元件100可以是薄膜式的。

此外，磁性复合物140可以设置在电极体110的顶面上。磁性复合物140通过将磁粉与聚酰亚胺、环氧树脂、苯并环丁烯（BCB）或其他聚合物之一相混合而形成。这里，作为磁粉的实施例，可以使用如铁氧体、镍基磁性材料、镍-锌基磁性材料、镍-锌-铜基磁性材料等的磁性材料。

详细参看形成电极体110的材料，该电极体110由包括聚酰亚胺、环氧树脂、苯并环丁烯（BCB）和其他聚合物中的至少一种的非磁性绝缘材料形成。因此，如图1所示，根据本发明示例性实施例的电感器元件100具有以下形状，其中具有相对较高磁导率的磁性复合物140被设置在具有相对较低磁导率的电极体110上，以实现高电感容量而不会由于内部电极120而妨碍主磁通回路的形成。

每个外部端子130均与内部电极120的两端连接，因此成对设置。外部端子130可以以平面栅格阵列（LGA）类型部分地粘结到电极体110的顶面或电极体110的侧面以及以L类型从电极体的侧面延续的电极体的顶面的端部。在图1和图2中，示出了L型的外部端子130。

图案化为线圈形状的内部电极120可以通过如薄膜金属沉积、光刻、电镀等的薄膜加工而被图案化，并且可以包括都具有良好导电性的银（Ag）、钯（Pd）、铝（Al）、铬（Cr）、镍（Ni）、钛（Ti）、金（Au）、铜（Cu）、以及铂（Pt）中的任何一种。

为了阐明本发明的主题，尽管在附图中未示出，但是内部电极120的一端与通过暴露于电极体110的侧部而形成的提取电极（extractingelectrode）（未示出）直接连接，并且内部电极的另一端通过一通孔（未示出）与另一个提取电极（未示出）连接，并且通过所述提取电极与外部端子130电连接。

内部电极120可以配置为多个，以便在高度方向上竖直地设置。在这种情况下，一个线圈通过经由过孔（未示出）将每个内部电极120彼此电连接而形成。

如下所述，电极体110在将基底基板设置在底部上的同时由薄膜加工形成，然后，当外部端子130和磁性复合物140被设置在电极体110的一部分上时，将所述电极体与基底基板分离。因此，根据本发明的优选实施例的电感器元件100不需要基底基板，而基底基板是根据现有技术的电感器元件的一个基本部件。因此，电感器元件100的尺寸在厚度方向上大大减小了，因此电感器元件100具有适用于将产品微型化和纤细化的结构。

在下文中，将描述根据本发明的示例性实施例的电感器元件的制造方法。

图3至图8的加工流程图顺序地示出了根据本发明的示例性实施例的电感器元件的制造方法。

根据本发明的示例性实施例的电感器元件的制造方法如图3所示的制备基底基板150。

更详细参看基底基板150的结构，基底基板150配置成包括支撑电极体110的基部构件151以及粘结构件152，该粘结构件粘结到基部构件151的一个表面以将电极体110粘结到基部构件151。

基部构件151可以支撑电极体110而没有弯曲，因此需要具有与电极体110的重量相符的预定厚度。一般地，需要通过沿预定切割线切割出包括多个内部电极120的杆来生产多个电极体110，以大规模生产产品。因此，考虑到这一点，可以设置基部构件151的厚度。

接下来，如图4所示，绝缘层111被施加到基底基板150上。这里，被施加的绝缘层111是电极体110的基础层。也就是说，当电极体110根据随后的加工从基底基板150上分离时，绝缘层111成为已完成的电感器元件中的底部。因此，绝缘层111可优选地具有足以保护内部电极120免受外部环境影响并支撑内部电极120的厚度。

绝缘层111可以包括聚酰亚胺、环氧树脂、苯并环丁烯（BCB）和其他聚合物中的至少一种，并可以由比如沉积或溶剂处理的方法而形成，例如，旋涂法、浸涂法、刮涂法、丝网印刷法、喷墨印刷法、热转印法等等，这对本领域的技术人员来说是众所周知的。

因此，如图5所示，当绝缘层111被施加到基底基板150上时，在绝缘层111上电镀具有线圈形状的内部电极120。在这种情况下，优选在外部端子和提取电极（未示出）上一起电镀。

电镀加工首先通过化学镀加工或溅射加工来在绝缘层上形成种子层，并将干膜（D/F）粘结到该种子层上，以及执行光学处理（photo）/显影/蚀刻加工以形成与内部电极120的线圈图案相反的干膜图案。接下来，通过使用种子层作为引导线来执行电镀而形成该金属层，干膜通过蚀刻来分层，并且暴露的种子层通过执行闪光蚀刻（flash etching）而被蚀刻，从而形成具有期望线圈图案的内部电极120。然而，本发明的示例性实施例可以通过加成法、消减法和半加成法等来形成内部电极。

当形成内部电极120时，施加绝缘层以完全覆盖内部电极120，并且被配置成通过再次重复前述的电镀加工而具有双层结构的内部电极120被形成在绝缘层上。为了阐明本发明，本发明的优选实施例不仅形成具有双层结构的内部电极120，而且可以根据所需的电感器容量而形成超过以上层数的内部电极120。

当具有期望数量的层的内部电极120形成，以执行与外部端子130的绝缘性能时，该绝缘层被施加以覆盖最上部的内部电极120，然后按压设置在多个层中的绝缘层，从而完成如图6所示的电极体110。在这种情况下，通孔（未示出）在覆盖底部内部电极120的绝缘层上形成图案，并且通孔的内侧在电镀加工时被电镀以使每一层的内部电极彼此连接。

接下来，如图7所示，在电极体110顶面的端部上执行电镀一对外部端子130的过程。

类似于内部电极120，外部端子130通常可以由加成法、消减法和半加成法等形成。在电镀外部端子130的时候，外部端子130被电镀为具有与由随后的加工所形成的磁性复合物140相同的厚度。

接下来，如图8所示，在电极体110的顶面上执行形成磁性复合物140的过程。

如图7中所示，当该对外部端子130被电镀到电极体110的顶面端部时，电极体110顶面的中央部分形成为具有开口部分（图7的141），该开口部分由于电极体110的预定厚度而暴露于外面。这里，当通过球磨机研磨并混合磁粉、粘合剂、增塑剂等所制备的浆料被填充时，可以制备出磁性复合物140。

同时，由于浆料的过度填充而被埋住的外部端子130的表面可以暴露在外面，并通过另外执行抛光加工而平面化。

最后，当外部端子130和磁性复合物140被设置在电极体内时，执行从基底基板150分离电极体110的过程以制造图1和图2中最终完成的电感器元件。

分离过程使用刳刨机（作为物理方法）或者向粘结构件152中添加预定含量的光引发剂（作为化学方法）来剥离粘结构件152，然后，向其照射紫外线（UV）以使粘结构件152固化，这样会损失粘附效果。作为另一种方法，通过热膨胀的发泡剂被添加到粘结构件152，然后被加热以减少粘结部件152和电极体110之间的接触面积，这样也会会损失粘附效果。

同时，在完成电感器元件100后，为防止外部端子130的氧化，提高可熔接性和高传导性，镍/金镀层可以另外地形成在外部端子130的暴露在外面的表面上。一般可以使用通常的电镀方法，或者可以使用化学镀方法，如化学镀镍浸金（ENIG）、化学镀镍自动催化金（ENAG）、化学镀镍化学镀钯浸金（ENEPIG）方法等。

依照根据本发明的示例性实施例的电感器元件的制造方法，可以制造不包括基底基板的电感器元件，其中基底基板是现有技术的电感器元件的基本部件，因此，电感器元件可以更容易地制造，使得产品的生产率和制造成本的节约可被改善。

依照根据本发明的示例性实施例的电感器元件及其制造方法，有可能在没有基底基板的情况下，通过减除由于基底基板的存在而存在的几个加工来简化加工过程并提高产品的生产率，其中基底基板是根据现有技术的电感器元件的基本部件。

此外，有可能通过减少电感器元件的整体尺寸来解决产品的微型化和纤薄化的问题。

以上详细的描述举例说明了本发明。此外，上面的内容仅仅说明和描述了本发明的示例性实施例，并且本发明可在各种组合、变化、和环境下使用。也就是说，本领域的技术人员将认识到的是，在不背离总的发明构思的原则和精神的情况下，在这些实施例中可以实施替换、修改和变更，其中本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。尽管为了便于说明的目的，本发明的示例性实施例已被披露，但是本领域的技术人员可以意识到，在不背离如所附权利要求所披露的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。因此，本发明的详细描述并不旨在将本发明限制于所披露的实施例。此外，应该理解的是，所附权利要求甚至包括另外的实施例。

Claims (12)

1.一种电感器元件，包括：

电极体，所述电极体由绝缘材料形成并且内部设置有线圈形状的内部电极；以及

外部端子，所述外部端子在所述电极体的一部分上形成，并且每个外部端子均与所述内部电极的两端连接，

其中，所述电极体在基底基板上形成并分离。

2.根据权利要求1所述的电感器元件，其中，所述内部电极被配置为多个并在高度方向上竖直地设置在所述电极体内。

3.根据权利要求1所述的电感器元件，其中，所述电感器元件在其底部上设置有基底基板且为薄型的，其中包括通过薄膜加工形成的电极体。

4.根据权利要求1所述的电感器元件，进一步包括：磁性复合物，所述磁性复合物由磁粉和聚合物形成并且设置在所述电极体的顶面上。

5.根据权利要求1所述的电感器元件，其中，所述外部端子以平面栅格阵列（LGA）类型粘结到所述电极体的顶面的一部分或所述电极体的侧面以及从所述电极体的侧面延续的所述电极体的顶面的端部。

6.一种电感器元件的制造方法，包括：

（a）制备基底基板；

（b）在所述基底基板的一个表面上形成内部设置有内部电极的电极体；

（c）在所述电极体的一部分上电镀被连接至所述内部电极两端的外部端子；以及

（d）从所述基底基板分离所述电极体。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述基底基板包括支撑所述电极体的基部构件以及将所述电极体粘结至所述基部构件的粘结构件。

8.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述步骤（d）通过使用刳刨机的物理方法以及照射紫外线（UV）或施加热的化学方法中的任何一种来执行。

9.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述步骤（b）包括：

（b1）在所述基底基板上施加绝缘层；

（b2）在所述绝缘层上电镀所述内部电极；以及

（b3）施加所述绝缘层以覆盖所述内部电极。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其中，通过反复执行所述步骤（b2）和（b3），所述内部电极配置为多个。

11.根据权利要求9所述的制造方法，其中，所述步骤（b2）使用加成法、消减法和半加成法中的任何一种。

12.根据权利要求6所述的制造方法，进一步包括：

在所述步骤（c）后，在所述电极体的顶面上形成磁性复合物。

Images