CN103915234A

CN103915234A - 电子元件

Info

Publication number: CN103915234A
Application number: CN201310656028.6A
Authority: CN
Inventors: 尹灿; 沈原徹; 刘永锡; 魏圣权
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2033-12-06
Also published as: US20140184376A1; CN103915234B; KR101771748B1; US9208935B2; KR20140086414A

Abstract

本发明公开了一种电子元件，该电子元件包括基板、设置在基板上的绝缘单元和设置在绝缘单元内的导体线圈，其中，从导体线圈在一个轴向上的最外部至基板在一个轴向上的最外部的距离大于基板在一个轴向上的长度的0.0125倍，从而具有增强的可靠性。

Description

电子元件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年12月28日提交的韩国专利申请第10-2012-0156863号题为“Electronic Component”的优先权，通过引用将其全部内容结合至本文中。

技术领域

本发明涉及一种电子元件，更具体地，涉及一种诸如电感器或者共模滤波器的小型电子元件。

背景技术

近年来，诸如移动电话、家用电器、个人计算机（PC）、个人数字助理（PDA）、液晶显示器（LCD）等电子设备已经数字化并且实现了高速度运行。电子设备对外部刺激敏感，因此，从外界传入电子装置的内部电路的小异常电压和高频噪声可能损毁电路或者使信号失真。

异常电压或者噪声的起因可包括：雷击、来自于人体的静电放电、在电路中产生的开关电压、包含在电源电压中的电源噪声，无用电磁信号或者电磁噪声等，为了防止异常电压和高频噪声传入电路，可使用共模滤波器。

参考专利文献1，将描述现有技术中的共模滤波器的通用结构。彼此磁耦合的一对导体线圈形成在基板上并由绝缘树脂包围。即，当从外部观看时，共模滤波器可具有基板和绝缘层被层压的结构。

同时，为了满足对电子元件体积更小和厚度更薄的要求，最近，在宽度和长度上的尺寸均等于或者小于0.1mm的产品已经投放市场，此外，也在继续努力减小其厚度。

此处，已试图最小化设置在基板与导体线圈之间的空间中的绝缘材料的厚度，但是这种设置对于基板与导体线圈之间最短距离的减少导致在绝缘单元与基板之间产生裂纹。

【相关技术文献】

（专利文献1）韩国专利公开第2007-0076722号

发明内容

本发明的一个目的是提供一种在具有增强可靠性和保持性能的同时厚度降低的电子元件。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种电子元件，包括：基板、设置在基板上的绝缘单元、以及设置在绝缘单元内的导体线圈，其中，从在一个轴向上的导体线圈的最外部至在一个轴向上的基板的最外部的距离大于在一个轴向上的基板的长度的0.0125倍。

该一个轴向可以是电子元件的长轴方向和短轴方向中的任意一个。

从在一个轴向上的导体线圈的最外部至在一个轴向上的基板的最外部的距离可以小于一个轴向上的基板的长度的0.0625倍。

电子元件可以是电感器或者是共模滤波器。

基板与导体线圈之间的最短距离可大于1um。

基板与导体线圈之间的最短距离可小于20um。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种电子元件，包括：基板、设置在基板上的绝缘单元、以及设置在绝缘单元内的导体线圈，其中，导体线圈包括：通过卷绕导电材料至少一圈形成的初级线圈；以及通过卷绕导电材料至少一圈形成的并与初级线圈隔开的次级线圈，其中，在短轴方向上从导体线圈的最外部至短轴方向上的基板的最外部的距离大于在短轴方向上的基板的长度的0.0125倍并且小于0.0625倍，以及从导体线圈在长轴方向上的最外部至基板在长轴方向上的最外部的距离大于基板在长轴方向上的长度的0.0125倍并且小于0.0625倍。

基板与导体线圈之间的最短距离可大于1um且小于20um。

基板可包含磁性物质。

包括磁性物质的磁性单元可以进一步形成在绝缘单元的上部。

附图说明

图1是示出了根据本发明的实施方式的电子元件的立体图。

图2是示意性地示出了沿着图1中的线I-I’截取的平面的横截面图。

图3是示意性地示出沿着图2中的线II-II’截取的平面的横截面图。

图4是示意性地示出了根据本发明的实施方式的电子元件中的从导体线圈的最外部至基板的最外部的距离与共模阻抗之间的关系的图表。

图5是示意性地示出了根据本发明的另一个实施方式的电子元件中的从导体线圈的最外部至基板的最外部的距离与共模阻抗之间的关系的图表。

具体实施方式

参照附图，通过以下对示例性实施方式的描述，本发明的各种优点和特征及其实现方法将变得显而易见。然而，可以以多个不同的形式对本发明进行修改，并且本发明不应仅限于本文给出的示例性实施方式。可以提供这些示例性实施方式以使得本公开将变得全面和完整，从而将充分地向本领域技术人员传达本发明的范围。相同参考标号表示通篇说明书中的相同元件。

本说明书中使用的术语是用于解释示例性实施方式，而并不是限制本发明。除非明确说明与之相反，否则在本说明书中的单数形式也包括复数形式。词语“包括（comprise）”以及诸如“包含（comprises）”或“含有（comprising）”等变体应理解为表示包括所述构成、步骤、操作和/或元件，但并不表示排除任何其他构成、步骤、操作和/或元件。

为了简化和清楚地说明，附图中将示出总体结构方案，并且将省去本领域中众所周知的特征和技术的详细描述，以避免对本发明的示例性实施方式的讨论变得晦涩。此外，附图中示出的元件不必按比例示出。例如，与其他元件相比较，附图中示出的一些元件的尺寸可以放大，以有助于理解本发明的示例性实施方式。不同附图中的相同参考标号将表示相同的元件，并且不同附图中的相似参考标号将表示相似的元件，但不必限于此。

在本说明书和权利要求中，诸如“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等的术语（如果有的话）将用于区分各个相似的元件，以及用于描述特定顺序或者产生的顺序，但不必限于此。可以理解的是，在适当的环境下，这些术语彼此一致，使得下面将描述的本发明的示例性实施方式可以以不同于本文中示出或描述的顺序实施。同样地，在本说明书中，在其中描述了一种方法包括一系列的步骤的情况下，则本文暗示这些步骤的顺序不必是可以执行这些步骤的顺序。即，可以省去任何所述的步骤和/或可以将本文没有描述的任何其它步骤添加到该方法中。

在说明书和权利要求中，诸如“左”、“右”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等术语（如果有的话）不一定表示没有改变的相对位置，而是用于描述各种位置。可以理解的是，在适当的环境下，这些术语彼此一致，使得下面将描述的本发明的示例性实施方式可以以不同于在本文中示出或描述的方式实施。在本文中使用的术语“连接”限定为以电或者非电方案直接地或者间接地连接。在下述短语使用的上下文中描述为彼此“相邻”的目标可以是彼此物理地接触、彼此接近或者处于相同的常规范围或者区域。这里，短语“在示例性实施方式中”意指相同示例性实施方式，但是不必限于此。

在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式的配置和作用效果。

图1是示出了根据本发明的实施方式的电子元件的立体图。图2是示意性地示出了沿着图1中的线I-I’截取的平面的横截面图。图3是示意性地示出了沿着图2中的线II-II’截取的平面的横截面图。

参照图1至图3，电子元件100可以包括基板110、绝缘单元120和导体线圈130。

在此，绝缘单元120可以形成在基板110上，以及导体线圈130可以设置在绝缘单元120内。

电子元件100可以是例如电感器或共模滤波器等。

电感器具有以下结构，其中，卷绕一导体线圈130并且在导体线圈130的两端的两个端子之间卷绕一线圈。共模滤波器可具有以下结构，其中，卷绕两种导体线圈130并且两个端子分别连接至相应导体线圈130的两端，即，总共四个端子。

特别地，就共模滤波器来说，两种导体线圈130可以分别称为初级线圈131和次级线圈132。磁性物质可包含在基板110中，并且磁性单元150还可被设置在绝缘单元120的上部。

内部端子141被设置为电连接至导体线圈130并且形成于绝缘单元120的内部和外部，以及外部端子142电连接至内部端子141并且设置在绝缘单元120和磁性单元150的外侧，以形成外部电极140。

同时，为了减小电子元件100的厚度，如果设置在基板110与导体线圈130之间的空间中的绝缘材料的厚度减小，则在绝缘单元120与基板110之间可能产生裂纹。

此外，在磁基板设置在基板110中的情况下，不能确保基板110与导体线圈130之间有足够的绝缘性，从而引起电流泄露。

本申请的发明人为解决该问题不断进行研究，从而得出以下结论：当导体线圈130的最外部与基板110的最外部以大于预定距离的尺寸彼此隔开时，基板110与绝缘单元120之间发生的裂纹现象减少。

在这个方面，然而，随着导体线圈130的最外部逐渐远离基板110的最外部，裂纹现象进一步减少，但是设置导体线圈130的面积也将减少，从而导致电子元件100的诸如共模阻抗等主要性能劣化。

因此，本申请的发明人研发了在减少裂纹发生率的限度内，能够实现上述目的的电子元件100，增强绝缘性，尤其是，在共模滤波器的情况下，防止共模阻抗特性的降低。

在下文中，将参考图1至图5和【表1】至【表4】详细地描述本发明的实施方式的特征。

<实验实例1>

以下的【表1】示出了通过“t”固定为10um的同时改变l1、l2、w1和w2所测量的共模滤波器的裂纹发生、绝缘电阻和共模阻抗所获得的结果，在该共模滤波器中，初级线圈131和次级线圈132的每一个均具有12um的线宽和10um的厚度并且分别以8um的节距卷绕10圈（即，绕数或者匝数的10倍），以及长轴长度和短轴长度分别是0.8mm和0.6mm。

在此，“t”表示基板110与导电体线圈130之间的最短距离，l1和l2表示按照基板110的短轴方向在导体线圈130的最外部与基板110的最外部之间的距离，以及w1和w2表示按照基板110的长轴方向在导体线圈130的最外部与基板110的最外部之间的距离。

此外，至于裂纹产生，在60±3℃、90～95%RH、DC10V、DC100mA、500±12h的条件下执行湿负载电阻测试以及将其中具有大于或者等于3um长度的裂纹的实例确定为存在裂纹。

这些定义和试验方法还将以相同的方式应用于实验实例2至4。

【表1】

参照【表1】，可以看出，当l1和l2中的较小值大于7.5um并且w1和w2中的较小值大于10um时，不产生裂纹。

同时，可以看出，随着“t”增加，共模阻抗逐渐减小。

图4是示意性地示出了根据本发明的实施方式的电子元件100中的从导体线圈130的最外部至基板110的最外部的距离与共模阻抗之间的关系的图表。

这里，在图4中，示出了在与得出【表1】中的结果的条件相同的条件下，共模阻抗值是如何随着l1和l2中的较小值以2.25um为单位增加并且在w1和w2中的较小值以10um为单元增加而改变。

如图4所示，在l1和l2中的较小值增加至大于或者等于37.5um并且w1和w2中的较小值大于或者等于50um的情况下，共模阻抗值骤降。

当将上述内容放在一起时，可以理解的是，当具有0.8mm的长轴长度和0.6mm的短轴长度的共模滤波器满足7.5um<Min{l1、l2}<37.5um并且10um<Min{w1、w2}<50um的条件时，获得期望的结果。

<实验实例2>

以下【表2】示出了通过“t”固定为10um的同时改变l1、l2、w1和w2所测量的共模滤波器的裂纹发生、绝缘电阻和共模阻抗所获得的结果，在该共模滤波器中，初级线圈131和次级线圈132的每一个均具有9um的线宽和10um的厚度并且分别以6um的节距卷绕10圈，以及长轴长度和短轴长度分别是0.6mm和0.5mm。

【表2】

参照【表2】，可以看出，当l1和l2中的较小值大于6.25um并且w1和w2中的较小值大于7.5um时，不产生裂纹。

同时，可以看出，随着“t”增加，共模阻抗逐渐减小。

图5是示意性地示出了根据本发明的实施方式的电子元件100中的从导体线圈130的最外部至基板110的最外部的距离与共模阻抗之间的关系的图表。

在此，在图5中，示出在得出与【表2】的结果的条件相同的条件下，共模阻抗的值是如何随着l1和l2中的较小值以1.5um为单位增加并且w1和w2中的较小值以2.5um为单位增加而改变的。

如图5所示，在l1和l2中的较小值增加至大于或者等于31.25um并且w1和w2中的较小值为大于或者等于37.5um的情况下，共模阻抗值骤降。

当将上述内容放在一起时，可以理解，当具有0.6mm的长轴长度和0.5mm的短轴长度的共模滤波器满足7.5um<Min{l1、l2}<37.5um并且10um<Min{w1、w2}<50um的条件时，将获得期望的结果。

同时，当从导体线圈130在短轴方向上的最外部至基板110在短轴方向上的最外部的距离l1或l2的最佳范围被基板110在短轴方向上的长度L除时，可获得以下结果。

首先，根据实验实例1的结果，就短轴方向来说满足：0.0125<（Min{l1、l2}）/L<0.0625，以及就长轴方向来说也满足：0.0125<（Min{w1、w2}）/L<0.0625。

此外，在实验实例2的结果中，相似地，就短轴方向来说满足：0.0125<（Min{l1，l2}）/L<0.0625，以及就长轴方向来说也满足：0.0125<（Min{w1、w2}）/L<0.0625。

因此，当将实验实例1和实验实例2的上述结果放在一起时，可以理解，通过其在减小裂纹产生可能性的同时获得最大共模阻抗值的从导体线圈130的最外部分至基板110的最外部分的距离的相似比可以应用在长轴的情况下或短轴的情况下，另外，即使改变共模滤波器的尺寸，也可应用该相似比。

<实验实例3>

以下【表3】示出了通过改变“t”所测量的共模滤波器的裂纹发生、绝缘电阻和共模阻抗所获得的结果，在该共模滤波器中，初级线圈131和次级线圈132的每一个均具有12um的线宽和10um的厚度并且分别以8um的节距卷绕10圈，以及长轴长度和短轴长度分别是0.8mm和0.6mm。即，【表3】示出了通过在与<实验实例1>相似的条件下将t作为变量进行试验获得的结果。

【表3】

分类	t（um）	裂纹	IR（10⁹W）	共模阻抗（Ω）
					#21	0.5	○	0.0198	-
#22	1.0	○	0.0211	-
					#23	1.5	X	8.90	92.01
#24	2.0	X	9.30	91.54
					#25	2.5	X	9.15	90.81
#26	3.0	X	9.20	89.55
					#27	3.5	X	9.08	89.12
#28	4.0	X	9.12	89.02
					#29	4.5	X	8.98	89.29
#30	5.0	X	9.21	87.00
					#31	10.0	X	9.01	85.23
#32	15.0	X	9.15	81.40
					#33	20.0	X	8.90	55.08
#34	25.0	X	9.20	47.07

参照【表3】，在t等于或小于1um的样品#21和样品#22的实例中，检查出外部裂纹，但是，在t等于或大于1.5的样品#23至样品#34的实例中，未检查出外部裂纹。

此外，绝缘电阻（IR）的测量结果表明绝缘电阻值在t等于或大于1.5um的区段中保持为等于或大于8.90×10⁹Ω，但是在t等于或小于1um的区段中，绝缘电阻值等于或大于2.11×10⁷Ω，。

此外，可以看出，随着“t”增加，共模阻抗逐渐减小。特别地，可以看出，与t为15um的样品#32相比，t为20um的样品#33中的共模阻抗骤降。

<实验实例4>

以下【表4】示出了通过改变“t”所测量的共模滤波器的裂纹发生、绝缘电阻和共模阻抗所获得的结果，在该共模滤波器中，初级线圈131和次级线圈132的每一个均具有9um的线宽和10um的厚度并且分别以6um的节距卷绕10圈，以及长轴长度和短轴长度分别是0.6mm和0.5mm。即，【表4】示出了通过在与<实验实例2>相似的条件下将t作为变量进行试验获得的结果。

【表4】

分类	t（um）	裂纹	IR（10⁹Ω）	共模阻抗（Ω）
					#35	0.5	○	0.0198	-
#36	1.0	○	0.0211	-
					#37	1.5	X	8.80	93.50
#38	2.0	X	9.20	93.10
					#39	2.5	X	9.50	92.42
#40	3.0	X	9.01	92.55
					#41	3.5	X	9.15	92.00
#42	4.0	X	9.31	90.07
					#43	4.5	X	9.25	89.33
#44	5.0	X	9.21	89.04
					#45	10.0	X	9.01	83.11
#46	15.0	X	9.15	80.56
					#47	20.0	X	8.90	56.42
#48	25.0	X	9.20	41.21

参照【表4】，在t等于或小于1um的样品#35和样品#36的实例中，检查出外部裂纹，但是，在t等于或大于1.5的样品#37至样品#48的实例中，未检查出外部裂纹。

此外，绝缘电阻（IR）的测量结果表明绝缘电阻值在t等于或大于1.5um的区段中保持为等于或大于8.80×10⁹Ω，但是在t等于或小于1um的区段中，绝缘电阻值等于或大于2.11×10⁷Ω，。

此外，可以看出，随着“t”增加，共模阻抗逐渐减小。特别地，可以看出，与t为15um的样品#46相比，t为20um的样品#47中的共模阻抗骤降。

基于实验实例3和实验实例4的结果，优选为在根据本发明的一个实施方式的电子元件100中t满足1.0um<t<20um的范围。

如上述配置的本发明提供了在增强可靠性和保持性能的同时提供厚度更薄的电子元件的有益效果。

特别地，根据本发明的实施方式形成的电子元件在减小裂纹产生率的同时厚度更薄，另外，电子元件在保持诸如共模阻抗等性能的同时，其可形成为厚度更薄并且具有减小的裂纹产生率。

虽然出于说明目的已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的技术人员应当认识到，在不偏离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以做出各种修改、添加和替换。因此，这些修改、增加、以及替换同样应当被理解为属于本发明的范围。

Claims

1.一种电子元件，包括：基板，设置在所述基板上的绝缘单元，以及设置在所述绝缘单元内的导体线圈，

其中，从所述导体线圈在一个轴向方向上的最外部至所述基板在一个轴向方向上的最外部的距离大于所述基板在一个轴向方向上的长度的0.0125倍。

2.根据权利要求1所述的电子元件，其中，所述一个轴向是所述电子元件的长轴方向和短轴方向中任一个。

3.根据权利要求2所述的电子元件，其中，从所述导体线圈在一个轴向方向上的最外部至所述基板在一个轴向方向上的最外部的距离小于所述基板在一个轴向方向上的长度的0.0625倍。

4.根据权利要求3所述的电子元件，其中，所述电子元件是电感器或共模滤波器。

5.根据权利要求2所述的电子元件，其中，所述基板与所述导体线圈之间的最短距离大于1um。

6.根据权利要求5所述的电子元件，其中，所述基板与所述导体线圈之间的所述最短距离小于20um。

7.一种电子元件，包括：基板，设置在所述基板上的绝缘单元，以及设置在所述绝缘单元内的导体线圈，

其中，所述导体线圈包括：

通过卷绕至少一圈导电材料形成的初级线圈；以及

通过卷绕至少一圈导电材料形成并且与所述初级线圈隔开的次级线圈，

其中，从所述导体线圈在短轴方向上的最外部至所述基板在所述短轴方向上的最外部的距离大于所述基板在所述短轴方向上的长度的0.0125倍且小于0.0625倍，以及

从所述导体线圈在长轴方向上的最外部至所述基板在所述长轴方向上的最外部的距离大于所述基板在所述长轴方向上的长度的0.0125倍且小于0.0625倍。

8.根据权利要求7所述的电子元件，其中，所述基板与所述导体线圈之间的最短距离大于1um且小于20um。

9.根据权利要求8所述的电子元件，其中，所述基板包括磁性物质。

10.根据权利要求8所述的电子元件，其中，在所述绝缘单元的上部上进一步形成包含磁性物质的磁性单元。