CN104766691A - 芯片电子组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种芯片电子组件及其制造方法。可以提供这样的芯片电子组件及其制造方法，所述芯片电子组件能够通过增大用于支撑内线圈部的力来防止内线圈部在堆叠和压制磁性层期间变形，并且能够减少因内线圈部的变形引起的暴露缺陷。该芯片电子组件包括：磁体，包括绝缘基底；内线圈部，形成在绝缘基底的至少一个表面上；外电极，形成在磁体的端表面上并连接到内线圈部，其中，绝缘基底包括其上没有形成内线圈部的桥接图案部。

Description

芯片电子组件及其制造方法
本申请要求于2014年1月7日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0001659号韩国专利申请的权益，该韩国专利申请的公开通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及一种芯片电子组件及其制造方法。
背景技术
电感器（芯片电子组件）是与电阻器和电容器一起形成电子电路以去除噪声的有代表性的无源元件。电感器与电容器利用电磁特性结合以构成放大特定频段中的信号的谐振电路或者滤波电路等。
近来，随着加快了诸如各种通信装置或显示装置等的信息技术（IT）装置的小型化和薄化，对于小型化和薄化诸如电感器、电容器和晶体管等的各种元件的技术的研究已持续地进行。
近来，由于电子装置中需要小型化和高性能，所以功耗增加。对应于功耗的增加，在电子装置的电源电路中使用的电源管理集成电路（PMIC）或DC-DC转换器中，开关频率增加且从其输出的电流增大，使得用于使从PMIC或DC-DC转换器输出的电流稳定的功率电感器的使用也增加。
功率电感器的发展具有向小型化、高电流和低直流电阻集中的趋势，但在根据相关技术的多层功率电感器中实现小型化、高电流和低直流电阻受到限制。因此，已经开发出通过将磁粉与树脂混合在线圈图案上而形成的薄膜型电感器，线圈图案是通过在薄绝缘基底的上表面和下表面上进行镀覆形成的。
在薄膜型电感器中，为了在通过镀覆形成线圈图案之后极大地确保电感，将除了其上形成有线圈图案的区域之外的其他区域中的绝缘基底去除。然而，在除了其上形成有线圈图案的区域之外的所有区域中的绝缘基底被去除的情况下，因为绝缘基底的用于支撑线圈的力可能是不足够的，所以在堆叠和压制磁性层的工艺期间，会发生线圈变形的问题，并且因线圈的变形发生暴露缺陷。
[现有技术文献]
第2006-278479号日本专利特许公开
发明内容
本公开的一方面可以提供一种芯片电子组件及其制造方法，所述芯片电子组件能够通过增大用于支撑内线圈部的力防止内线圈部在堆叠和压制磁性层期间变形，并且能够减少因内线圈部的变形引起的暴露缺陷。
根据本公开的一方面，一种芯片电子组件可以包括：磁体，包括绝缘基底；内线圈部，形成在绝缘基底的至少一个表面上；以及外电极，形成在磁体的端表面上并连接到内线圈部。绝缘基底可以包括其上未形成有内线圈部的桥接图案部。
桥接图案部可以暴露于磁体的彼此相对的两个侧表面。
桥接图案部可以在磁体的宽度方向上暴露于磁体的彼此相对的两个侧表面。
桥接图案部可以防止形成在绝缘基底上的内线圈部的变形。
当绝缘基底的厚度定义为t并且磁体的使桥接图案部暴露的一个侧表面的长度定义为l时，桥接图案部的暴露于磁体的一个侧表面的表面的面积与t×l的面积的比率可以为0.02至0.88。
绝缘基底可以包括形成在绝缘基底的中心部分中的通孔，通孔可以填充有磁性材料以形成核心部。
绝缘基底可以利用从包括聚丙二醇（PPG）基底、铁素体基底和金属基软磁基底的组中选择的一种或更多种来形成。
根据本公开的另一方面，一种芯片电子组件可以包括：磁体，包括绝缘基底，绝缘基底包含形成在绝缘基底的中心部分中的通孔；内线圈部，形成在绝缘基底的两个表面上，并具有暴露于磁体的彼此相对的两个端表面的第一引线部分和第二引线部分；以及第一外电极和第二外电极，形成在磁体的两个端表面并且分别连接到内线圈部的第一引线部分和第二引线部分。绝缘基底可以包括在磁体的宽度方向上暴露于磁体的彼此相对的两个侧表面的桥接图案部，以防止内线圈部的变形。
当绝缘基底的厚度定义为t并且磁体的使桥接图案部暴露的一个侧表面的长度定义为l时，桥接图案部的暴露于磁体的一个侧表面的表面的面积与t×l的面积的比率可以为0.02至0.88。
通孔可以填充有磁性材料以形成核心部。
绝缘基底可以利用从包括聚丙二醇（PPG）基底、铁素体基底和金属基软磁基底的组中选择的一种或更多种来形成。
根据本公开的又一方面，一种芯片电子组件的制造方法可以包括：在绝缘基底的至少一个表面上形成内线圈部；去除绝缘基底的其上未形成有内线圈部的部分；将磁性层堆叠在包括内线圈部的绝缘基底的上部和下部上以形成磁体；以及在磁体的端表面上形成外电极以连接到内线圈部。在去除绝缘基底的其上未形成有内线圈部的部分的步骤中，可以仅去除所述部分中的一部分。
桥接图案部可以暴露于磁体的彼此相对的两个侧表面。
桥接图案部可以在磁体的宽度方向上暴露于磁体的彼此相对的两个侧表面。
桥接图案部可以防止在堆叠磁性层以形成磁体时形成在绝缘基底上的内线圈部的变形。
当绝缘基底的厚度定义为t并且磁体的使桥接图案部暴露的一个侧表面的长度定义为l时，桥接图案部的暴露于磁体的一个侧表面的表面的面积与t×l的面积的比率可以为0.02至0.88。
绝缘基底可以包括形成在绝缘基底的中心部分中的通孔，通孔可以用磁性材料填充以在堆叠磁性层时形成核心部。
附图说明
根据下面结合附图进行的详细的描述，本公开的以上和其他方面、特征和其他优点将被更清楚地理解，在附图中：
图1是示出根据本公开的示例性实施例的包括内线圈部的芯片电子组件的示意性透视图；
图2是根据本公开的示例性实施例的芯片电子组件的示意性平面图；
图3是根据本公开的示例性实施例的芯片电子组件的示意性平面图；
图4是示出根据本公开的示例性实施例的芯片电子组件的桥接图案部的横截面区域的示意性透视图；
图5是示出根据本公开的示例性实施例的芯片电子组件的制造方法的流程图；以及
图6至图8是顺序地示出根据本公开的示例性实施例的芯片电子组件的制造方法的视图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。
然而，本公开可以以很多不同的形式来举例说明，并不应该被解释为局限于在此阐述的特定实施例。而是，提供这些实施例使得本公开将是透彻的和完整的，并将把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。
在附图中，为了清晰起见，可以夸大元件的形状和尺寸，并将始终采用相同的附图标记来表示相同或相似的元件。
芯片电子组件
在下文中，将描述根据本公开的示例性实施例的芯片电子组件。详细地，将描述薄膜型电感器，但本公开不限于此。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的包括内线圈部的芯片电子组件的示意性透视图。
参照图1，作为芯片电子组件的示例，提供在电源电路的电源线中使用的薄膜型芯片电感器100。芯片电子组件可以适当地作为芯片磁珠和芯片滤波器等以及芯片电感器来应用。
薄膜型电感器100可以包括磁体50、绝缘基底20、内线圈部40以及外电极81和82。
磁体50可以由任意材料形成而不受具体的限制，只要该材料可以形成薄膜型电感器100的外型并且呈现磁的性质即可。例如，磁体50可以通过利用铁素体或金属基软磁材料来形成。
作为铁素体的示例，可以使用诸如Mn-Zn基铁素体、Ni-Zn基铁素体、Ni-Zn-Cu基铁素体、Mn-Mg基铁素体、Ba基铁素体或Li基铁素体等的公开披露的铁素体。
金属基软磁材料可以是包含从由Fe、Si、Cr、Al和Ni组成的组中选择的一种或更多种的合金。例如，金属基软磁材料可以包含Fe-Si-B-Cr基无定形金属颗粒，但不限于此。
金属基软磁材料可以具有0.1μm至30μm的粒径，并且可以设置成金属基软磁材料分散在诸如环氧树脂或聚酰亚胺等的聚合物上的形式。
磁体50可以具有六面体形状，并且该六面体的方向将被定义为清楚地描述本公开的示例性实施例。图1中示出的L、W和T分别指长度方向、宽度方向和厚度方向。磁体50可以具有长方体形状。
形成在磁体50中的绝缘基底20可以是例如聚丙二醇（PPG）基底、铁素体基底或金属基软磁基底等。
具有线圈形图案的内线圈部40可以形成在绝缘基底20的一个表面上，具有线圈形图案的内线圈部40还可以形成在绝缘基底20的另一个表面上。
在内线圈部40中，线圈图案可以形成为具有螺旋形状，并且形成在绝缘基底20的一个表面上和另一个表面上的内线圈部40可以通过形成在绝缘基底20中的贯穿电极（via electrode）45彼此电连接。
内线圈部40可以包括分别暴露于磁体50的彼此相对的两个端表面的第一引线部分41和第二引线部分42。
形成在绝缘基底20的一个表面上的内线圈部40可以包括暴露于磁体50的一个端表面的第一引线部分41，形成在绝缘基底20的另一个表面上的内线圈部40可以包括暴露于与磁体50的使第一引线部分41露了的一个端表面相对的另一个端表面的第二引线部分42。
内线圈部40和贯穿电极45可以包括具有优异的电导率的金属。例如，内线圈部40可以由银（Ag）、钯（Pd）、铝（Al）、镍（Ni）、钛（Ti）、金（Au）、铜（Cu）、铂（Pt）或它们的合金等制成。
通孔可以形成在绝缘基底20的未形成有内线圈部40的中心部分。通孔可以填充有诸如铁素体或金属基软磁材料等的磁性材料，以形成核心部55。可以形成填充有磁性材料的核心部55，使得电感L可以得以改善。
绝缘基底20可以包括在绝缘基底的未形成有内线圈部40的区域中设置的桥接图案部25。
根据相关技术，除了其上形成有内线圈部40的区域之外的所有区域中的绝缘基底20被去除，但是根据本公开的示例性实施例，其上未形成有内线圈部40的区域中的绝缘基底20并没有被去除，以在其中形成桥接图案部25，使得绝缘基底20的用于支撑内线圈部40的力会增大，从而防止在堆叠和压制磁性层时内线圈部40的变形。例如，通过形成桥接图案部25来防止内线圈部40的变形，使得因线圈的变形引起的暴露缺陷率可以从9.2%显著地降低到0.34%。
图2和图3是根据本公开的示例性实施例的芯片电子组件的示意性平面图。
参照图2和图3，桥接图案部25可以暴露于磁体50的彼此相对的两个侧表面。
例如，桥接图案部25可以暴露于磁体50的在其长度方向上彼此相对的两个侧表面。
同时，桥接图案部25的体积可以依照图2和图3的相互不同的示例性实施例中所示的有区别地调整。
桥接图案部25的位置和形式不限于图2和图3中所示。只要桥接图案部可以防止在绝缘基底20的其上未形成有内线圈部40的区域中的内线圈部40的变形，桥接图案部的形式不受具体的限制。
图4是示出根据本公开的示例性实施例的芯片电子组件的桥接图案部的横截面区域的示意性透视图。
参照图4，当绝缘基底20的厚度定义为t以及磁体50的使桥接图案部25暴露的一个侧表面的长度定义为l时，暴露于磁体50的一个侧表面的桥接图案部25的表面的面积与t×l的面积之比可以为0.02至0.88。
当桥接图案部25的暴露表面与t×l的区域的面积比在上述范围内时，可以有效地防止内线圈部40的变形，绝缘基底20（无磁性基底）可以阻断磁通量的流动，使得可以改善减小因电流的施加引起的电感变化的效果，也可以充分确保填充磁体50的磁性材料的体积，从而实现高电感。
在桥接图案部25的暴露表面与t×l的区域的面积比小于0.02的情况下，用于支撑内线圈部40的绝缘层的力可能是不够的，使得在堆叠和压制磁性层的工艺期间会发生因内线圈部40的变形引起的暴露缺陷，而在该比值大于0.88的情况下，由于磁性材料的体积的减小，导致电感会显著减小。
同时，内线圈部40可以涂覆有绝缘层。
绝缘层可以通过诸如丝网印刷方法、光致抗蚀剂（PR）曝光和显影工艺或喷涂方法等公开披露的方法形成，绝缘层可以通过真空浸渍方法或化学气相沉积（CVD）方法等形成。内线圈部40可以涂覆有绝缘层，使得内线圈部40不会直接接触构造磁体50的磁性材料。
第一外电极81和第二外电极82可以形成在磁体50的两个端表面上，从而分别连接到内线圈部40的暴露于磁体50的两个侧表面的第一引线部分41和第二引线部分42。
第一外电极81和第二外电极82可以形成在磁体50的沿着长度方向的两个端表面上，并且可以延伸到磁体50的沿厚度方向的上下表面和/或沿宽度方向的两个侧表面。
第一外电极81和第二外电极82可以包含具有优异的电导率的金属。例如，第一外电极81和第二外电极82可以由镍（Ni）、铜（Cu）、锡（Sn）和银（Ag）等形成，或者可以由它们的合金等形成。
制造芯片电子组件的方法
图5是示出根据本公开的示例性实施例的芯片电子组件的制造方法的流程图，图6至图8是顺序地示出根据本公开的示例性实施例的芯片电子组件的制造方法的视图。
参照图6，首先，可以在绝缘基底20的至少一个表面上形成内线圈部40。
绝缘基底20的材料不受具体限制。例如，作为绝缘基底20，可以使用聚丙二醇（PPG）基底、铁素体基底或金属基软磁基底等，绝缘基底20可以具有40μm至100μm的厚度。
例如，作为形成内线圈部40的方法有电镀方法，但本公开不限于此。内线圈部40可以由具有优异电导率的金属制成。例如，可以利用银（Ag）、钯（Pd）、铝（Al）、镍（Ni）、钛（Ti）、金（Au）、铜（Cu）、铂（Pt）或它们的合金等。
可以通过在绝缘基底20的一部分中形成孔并且用导电材料填充该孔而形成贯穿电极45，形成在绝缘基底20的一个表面上的内线圈部40和形成在绝缘基底20的另一个表面上的内线圈部40可以通过贯穿电极45电连接到彼此。
内线圈部40可以包括分别暴露于磁体的两个端表面的第一引线部分41和第二引线部分42。
形成在绝缘基底20的一个表面上的内线圈部40可以包括暴露于磁体的一个端表面的第一引线部分41，形成在绝缘基底20的另一个表面上的内线圈部40可以包括暴露于磁体的与使第一引线部分41暴露的一个端表面相对的另一个端表面的第二引线部分42。
参照图7，可以去除绝缘基底20的其上未形成内线圈部40的部分。
绝缘基底20的所述部分的去除可以利用钻孔工艺、激光加工、喷砂或冲压工艺等来执行，例如，可以通过执行CO2激光加工来执行。
可以通过去除绝缘基底20的其上未形成内线圈部40的中心部分来形成穿透绝缘基底20的通孔。
在这种情况下，可以通过去除绝缘基底20的其上未形成内线圈部40的区域的一部分来形成桥接图案部25。
根据相关技术，除了其中形成有内线圈部40的区域之外的所有区域中的绝缘基底20被去除，但是根据本公开的示例性实施例，在不去除绝缘基底20的其中未形成有内线圈40的区域的情况下，形成桥接图案部25，使得支撑内线圈部40的力可以增大，从而防止在堆叠和压制磁性层时内线圈部40的变形。
桥接图案部25可以暴露于磁体的在磁体的长度方向上彼此相对的两个侧表面。
当绝缘基底20的厚度定义为t以及磁体50的使桥接图案部25暴露的一个侧表面的长度定义为l时，暴露于磁体50的一个侧表面的桥接图案部25的表面的面积与面积t×l之比可以为0.02至0.88。
当桥接图案部25的暴露表面与t×l的区域的面积比在上述范围内时，可以有效地防止内线圈部40的变形，绝缘基底20（无磁性基底）可以阻断磁通量的流动，使得减小因电流的施加引起的电感变化的效果可以得到改善，也可以充分确保填充磁体50的磁性材料的体积，从而实现高电感。
在桥接图案部25的暴露表面与t×l的区域的面积比小于0.02的情况下，用于支撑内线圈部40的绝缘层的力会不足够，使得在堆叠和压制磁性层的工艺期间会发生因内线圈部40的变形引起的暴露缺陷，而在该比值大于0.88的情况下，由于磁性材料的体积的减少，导致电感会显著减小。
可以在内线圈部40的表面上形成涂覆内线圈部40的绝缘层。可以通过诸如丝网印刷方法、光致抗蚀剂（PR）曝光和显影工艺、喷涂方法、真空浸渍方法或CVD方法等公开披露的方法来形成绝缘层，但本公开不限于此。
参照图8，可以通过在绝缘基底20的其上形成有内线圈部40的上部和下部上堆叠磁性层51来形成磁体50。
可以通过在绝缘基底20的两个表面上堆叠磁性层51，并通过层压方法或等静压制方法来压制堆叠的磁性层51而形成磁体50。
在这种情况下，可以用磁性材料来填充形成在绝缘基底20的中心部分的通孔，从而形成核心部55。
接下来，可以在磁体50的两个端表面上形成第一外电极81和第二外电极82，以分别连接到内线圈部40的暴露于磁体50的两个端表面的第一引线部分41和第二引线部分42。
第一外电极81和第二外电极82可以利用包含具有优异电导率的金属的膏来形成，所述膏可以是包含例如镍（Ni）、铜（Cu）、锡（Sn）和银（Ag）等中的一种或者它们的合金等的导电膏。
可以根据外电极81和82的形状通过浸渍法等以及印刷法来形成第一外电极81和第二外电极82。
将省略与根据本公开的前述的示例性实施例的芯片电子组件的特征相重合的其他特征。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，可以通过增大绝缘基底的用于支撑内线圈部的力来防止在堆叠和压制磁性层期间内线圈部40的变形，并且可以减少因内线圈部的变形引起的暴露缺陷。
另外，可以通过阻断在线圈周围流动的磁通量来防止线圈周围的磁化作用，使得可以改善根据电流的施加的电感L的变化特性，并且可以充分确保所提供的磁性材料的体积，从而实现相对高的最大电感。
虽然已经在上文示出和描述了示例性实施例，但本领域技术人员将清楚的是，在不脱离通过权利要求所限定的本公开的精神和范围的情况下可以做出修改和变化。

Claims (17)

1.一种芯片电子组件，包括：
磁体，包括绝缘基底；
内线圈部，形成在绝缘基底的至少一个表面上；以及
外电极，形成在磁体的端表面上并连接到内线圈部，
其中，绝缘基底包括桥接图案部，内线圈部没有形成在桥接图案部上。
2.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，桥接图案部暴露于磁体的彼此相对的两个侧表面。
3.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，桥接图案部在磁体的宽度方向上暴露于磁体的彼此相对的两个侧表面。
4.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，桥接图案部防止形成在绝缘基底上的内线圈部的变形。
5.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，当绝缘基底的厚度定义为t并且磁体的使桥接图案部暴露的一个侧表面的长度定义为l时，桥接图案部的暴露于磁体的一个侧表面的表面的面积与面积t×l之比为0.02至0.88。
6.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，绝缘基底包括形成在绝缘基底的中心部分中的通孔，通孔填充有磁性材料以形成核心部。
7.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，绝缘基底是利用从包括聚丙二醇基底、铁素体基底和金属基软磁基底的组中选择的一种或更多种形成的。
8.一种芯片电子组件，包括：
磁体，包括绝缘基底，绝缘基底包含形成在绝缘基底的中心部分中的通孔；
内线圈部，形成在绝缘基底的两个表面上，并具有暴露于磁体的彼此相对的两个端表面的第一引线部分和第二引线部分；以及
第一外电极和第二外电极，形成在磁体的两个端表面上并且分别连接到内线圈部的第一引线部分和第二引线部分，
其中，绝缘基底包括在磁体的宽度方向上暴露于磁体的彼此相对的两个侧表面的桥接图案部，以防止内线圈部的变形。
9.根据权利要求8所述的芯片电子组件，其中，当绝缘基底的厚度定义为t并且磁体的使桥接图案部暴露的一个侧表面的长度定义为l时，桥接图案部的暴露于磁体的一个侧表面的表面的面积与面积t×l之比为0.02至0.88。
10.根据权利要求8所述的芯片电子组件，其中，通孔填充有磁性材料以形成核心部。
11.根据权利要求8所述的芯片电子组件，其中，绝缘基底是利用从包括聚丙二醇基底、铁素体基底和金属基软磁基底的组中选择的一种或更多种形成的。
12.一种芯片电子组件的制造方法，所述制造方法包括下述步骤：
在绝缘基底的至少一个表面上形成内线圈部；
去除绝缘基底的未形成有内线圈部的部分；
在绝缘基底的包括内线圈部的上部和下部上堆叠磁性层，以形成磁体；以及
在磁体的端表面上形成外电极，以连接到内线圈部，
其中，在去除绝缘基底的未形成有内线圈部的部分的步骤中，仅去除所述部分中的一部分。
13.根据权利要求12所述的制造方法，其中，桥接图案部暴露于磁体的彼此相对的两个侧表面。
14.根据权利要求12所述的制造方法，其中，桥接图案部在磁体的宽度方向上暴露于磁体的彼此相对的两个侧表面。
15.根据权利要求12所述的制造方法，其中，桥接图案部防止在堆叠磁性层以形成磁体时形成在绝缘基底上的内线圈部的变形。
16.根据权利要求12所述的制造方法，其中，当绝缘基底的厚度定义为t并且磁体的使桥接图案部的暴露磁体的一个侧表面的长度定义为l时，桥接图案部的暴露于磁体的一个侧表面的表面的面积与面积t×l之比为0.02至0.88。
17.根据权利要求12所述的制造方法，其中，绝缘基底包括形成在绝缘基底的中心部分中的通孔，用磁性材料填充通孔以在堆叠磁性层时形成核心部。
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