CN104766692A - 芯片电子组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯片电子组件，所述芯片电子组件包括：磁性主体，包括绝缘基底；内部线圈部分，设置在绝缘基底的至少一个表面上；以及外部电极，设置在磁性主体的至少一个端表面上，并连接到内部线圈部分，其中，内部线圈部分包括最外侧线圈图案部分、最内侧线圈图案部分和中间线圈图案部分，最外侧线圈图案部分和最内侧线圈图案部分的宽度大于中间线圈图案部分的宽度。所述芯片电子组件能够通过增加线圈的剖面面积减小直流（DC）电阻值Rdc并且通过增加其中形成磁通量的内部磁性部分的面积获得高电感值L。
Description
本申请要求于2014年1月2日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0000138号韩国专利申请的权益，该申请的内容通过引用被包含于此。
技术领域
本公开涉及芯片电子组件。
背景技术
作为芯片电子组件之一的电感器是与电阻器和电容器一起构造电子电路以去除噪声的代表性的无源元件。电感器利用电磁性能与电容器结合以构造在特定频带放大信号的谐振电路或滤波器电路等。
近来，由于诸如各种通信装置或显示装置等的信息技术（IT）装置的小型化和薄型化已经加速，所以对使用在IT装置中的用于使诸如电感器、电容器和电阻器等的各种元件小型化和薄型化的技术的研究已经持续进行。电感器也已经被具有小尺寸和高密度并且能够被自动地进行表面安装的芯片快速替代，并且已经开发了这样一种薄膜电感器，即，在薄膜电感器中磁性粉末和树脂的混合物形成在线圈图案上，线圈图案通过镀覆形成在薄膜绝缘基底的上表面和下表面上。
作为电感器的主要特性之一的直流（DC）电阻值Rdc由于线圈的剖面面积增加而减小。此外，电感器的电感值L根据内部磁性部分的穿过磁通量的面积而改变。
因此，需要增加内部线圈的剖面面积并且需要增加内部磁性部分的面积，以减小DC电阻值Rdc并且增加电感值L。
有两种方法增加线圈的剖面面积。一种方法是增加线圈的宽度，另一种方法是增加线圈的厚度。
在增加线圈的宽度的情况下，线圈之间将发生短路的风险会显著地增加，并且会减少电感器芯片中的匝数，这导致磁性部分占据的面积（区域）减小，从而降低了产品效率，并且在产品实现高电容方面受到限制。
因此，根据相关技术，已经尝试通过增加线圈的厚度而不增加线圈的宽度来减小DC电阻值Rdc并且增加电感值L。然而，已经发现难以抑制线圈在宽度方向的增长并且仅促进线圈在厚度方向的增长。因此，在降低DC电阻值Rdc和增大电感值L方面受到限制。
发明内容
本公开中的示例性实施例可以提供一种能够通过增加线圈的剖面面积减小直流（DC）电阻值Rdc并且通过增加其中形成磁通量的内部磁性部分的面积实现高电感值L的芯片电子组件。
根据本公开中的示例性实施例的芯片电子组件可以包括：磁性主体，包括绝缘基底；内部线圈部分，形成在绝缘基底的至少一个表面上；以及外部电极，形成在磁性主体的至少一个端表面上，并连接到内部线圈部分，其中，内部线圈部分包括最外侧线圈图案部分、最内侧线圈图案部分和中间线圈图案部分，最外侧线圈图案部分和最内侧线圈图案部分的宽度大于中间线圈图案部分的宽度。
最外侧线圈图案部分的宽度可以大于最内侧线圈图案部分的宽度。
最外侧线圈图案部分的宽度与最内侧线圈图案部分的宽度之比可以是1.1至1.2。
最外侧线圈图案部分或最内侧线圈图案部分的宽度与中间线圈图案部分的宽度之比可以是1.1至1.3。
最外侧线圈图案部分和最内侧线圈图案部分的宽度可以是80μm至110μm。
中间线圈图案部分的宽度可以是70μm至90μm。
内部线圈部分可以由从由银（Ag）、钯（Pd）、铝（Al）、镍（Ni）、钛（Ti）、金（Au）、铜（Cu）和铂（Pt）组成的组中选择的至少一种形成。
绝缘基底可以具有形成在其中心部分中的通孔，通孔可以填充有磁性材料，以形成芯部分。
内部线圈部分可以形成在绝缘基底的一个表面和另一表面上，形成在绝缘基底的一个表面上的内部线圈部分可以通过形成在绝缘基底中的贯穿电极电连接到形成在绝缘基底的另一表面上的内部线圈部分。
根据本公开中的示例性实施例，一种芯片电子组件可以包括：磁性主体，包括绝缘基底；内部线圈部分，形成在绝缘基底的至少一个表面上；以及外部电极，形成在磁性主体的至少一个端表面上，并连接到内部线圈部分，其中，当内部线圈部分的最外侧线圈图案部分的宽度是a，内部线圈部分的中间线圈图案部分的宽度是b，且内部线圈部分的最内侧线圈图案部分的宽度是c时，满足b<c≤a。
最外侧线圈图案部分的宽度a与最内侧线圈图案部分的宽度c之比a/c可以是1.1至1.2。
最外侧线圈图案部分的宽度a与中间线圈图案部分的宽度b之比a/b可以是1.1至1.3。
最外侧线圈图案部分和最内侧线圈图案部分的宽度可以是80μm至110μm。
中间线圈图案部分的宽度可以是70μm至90μm。
内部线圈部分可以由从由银（Ag）、钯（Pd）、铝（Al）、镍（Ni）、钛（Ti）、金（Au）、铜（Cu）和铂（Pt）组成的组中选择的至少一种形成。
绝缘基底可以具有形成在其中心部分中的通孔，通孔可以填充有磁性材料，以形成芯部分。
内部线圈部分可以形成在绝缘基底的一个表面和另一表面上，形成在绝缘基底的一个表面上的内部线圈部分可以通过形成在绝缘基底中的贯穿电极电连接到形成在绝缘基底的另一表面上的内部线圈部分。
附图说明
根据结合附图的以下详细的描述，本公开的以上和其它方面、特征和其它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部线圈部分的芯片电子组件的示意性透视图；
图2是沿着图1的I-I'线截取的剖视图；
图3是图1的A部分的示意性放大视图；以及
图4是根据本公开的示例性实施例的芯片电子组件的剖视图。
具体实施方式
现在将参照附图详细地描述示例性实施例。
然而，本公开可以以许多不同的形式进行举例说明，而不应该被解释为受限于这里阐述的具体实施例。而是，提供这些实施例使得本公开将是透彻的且完整的，并且将把本公开的范围充分地传达给本领域的技术人员。
在附图中，为了清楚起见，可能夸大了元件的形状和尺寸，并且相同的附图标记将始终用于指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，具体地讲，将描述薄膜电感器。然而，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部线圈部分的芯片电子组件的示意性透视图；图2是沿着图1的I-I'线截取的剖视图；图3是图1的A部分的示意性放大视图；图4是根据本公开中的示例性实施例的芯片电子组件的剖视图。
参照图1和图2，作为芯片电子组件的示例，示出了在电源电路的功率线中使用的薄膜电感器100。芯片电子组件可以是芯片磁珠（chip bead）或芯片滤波器等以及芯片电感器。
薄膜电感器100可以包括磁性主体50、绝缘基底20、内部线圈部分40和外部电极80。
磁性主体50可以形成薄膜电感器100的外观并且可以由展现出磁性性质的任意材料形成。例如，磁性主体50可以通过填充铁氧体或金属基软磁性材料形成。
铁氧体可以是本领域已知的铁氧体，诸如，Mn-Zn基铁氧体、Ni-Zn基铁氧体、Ni-Zn-Cu基铁氧体、Mn-Mg基铁氧体、Ba基铁氧体或Li基铁氧体等。
金属基软磁性材料可以是包含从由Fe、Si、Cr、Al和Ni组成的组中选择的至少一种的合金。例如，金属基软磁性材料可以包含Fe-Si-B-Cr基非晶金属颗粒，但是不限于此。
金属基软磁性材料可以具有0.1μm至20μm的颗粒直径，并且可以在其分散在聚合物中的状态下被包含在诸如环氧树脂或聚酰亚胺等的聚合物中。
磁性主体50可以具有六面体形状。将限定六面体的方向，以清楚地描述本公开的示例性实施例。图1中示出的六面体的L、W和T分别指长度方向、宽度方向和厚度方向。磁性主体50可以具有长方体形状。
形成在磁性主体50中的绝缘基底20可以是例如聚丙二醇（PPG）基底、铁氧体基底、金属基软磁性基底等。
绝缘基底20可以具有形成在其中心部分中的通孔，其中，通孔可以填充有诸如铁氧体或金属基软磁性材料等的磁性材料，以形成芯部分55。芯部分55可以填充有磁性材料，从而增加电感值L。
内部线圈部分40可以分别形成在绝缘基底20的一个表面和另一表面上，其中，内部线圈部分40可以具有线圈形状的图案。
内部线圈部分40可以包括螺旋形状的线圈图案，形成在绝缘基底20的一个表面上的内部线圈部分40可以通过形成在绝缘基底20中的贯穿电极45电连接到形成在绝缘基底20的另一表面上的内部线圈部分40。
内部线圈部分40的最外侧线圈图案部分41的宽度和最内侧线圈图案部分43的宽度可以大于内部线圈部分40的中间线圈图案部分42的宽度。这里，每个线圈图案部分的宽度指每个线圈图案部分的与绝缘基底20接触的下表面的宽度。
可以通过将线圈图案部分形成为具有不同宽度来减小直流（DC）电阻值Rdc，并可以通过增加内部磁性部分的面积来实现高电感值L。
参照图3，当最外侧线圈图案部分41的宽度为a，中间线圈图案部分42的宽度为b，并且最内侧线圈图案部分43的宽度为c时，可以满足b﹤c≤a。
最外侧线圈图案部分41的宽度a和最内侧线圈图案部分43的宽度c可以大于中间线圈图案部分42的宽度b，并且最外侧线圈图案部分41的宽度a可以等于或大于最内侧线圈图案部分43的宽度c。
中间线圈图案部分42可以相对窄，以增加芯部分55的磁性部分的面积，从而增加电感值L，最外侧线圈图案部分41和最内侧线圈图案部分43可以相对宽，以增加线圈的剖面面积，从而减小DC电阻值Rdc。具体地讲，具有最大长度的最外侧线圈图案部分41可以具有最大的宽度，从而可以显著地增加线圈的剖面面积，并且可以有效地减小DC电阻值Rdc。
最外侧线圈图案部分41或最内侧线圈图案部分43的宽度与中间线圈图案部分42的宽度之比可以是1.1至1.3。
在最外侧线圈图案部分41或最内侧线圈图案部分43的宽度与中间线圈图案部分42的宽度之比小于1.1的情况下，DC电阻值Rdc可能高，在最外侧线圈图案部分41或最内侧线圈图案部分43的宽度与中间线圈图案部分42的宽度之比超过1.3的情况下，在线圈之间可能发生短路，并且电感值L会减小，从而会难以实现高电容。
最外侧线圈图案部分41的宽度与最内侧线圈图案部分43的宽度之比可以是1.1至1.2。
最内侧线圈图案部分43与最外侧线圈图案部分41可以具有相同的宽度。然而，在最外侧线圈图案部分41的宽度大于最内侧线圈图案部分43的宽度的情况下，当最外侧线圈图案部分41的宽度与最内侧线圈图案部分43的宽度之比为1.1至1.2时，由于芯部分55的磁性部分的区域增大，所以可以更有效地增大线圈的剖面面积。
与芯部分55接触的最内侧线圈图案部分43的宽度可以小于最外侧线圈图案部分41的宽度，以增加芯部分55的磁性部分的面积，从而增加电感值L，并且具有最大长度的最外侧线圈图案部分41的宽度可以大于最内侧线圈图案部分43的宽度，以增大线圈的剖面面积并有效地降低DC电阻值Rdc。
例如，最外侧线圈图案部分41和最内侧线圈图案部分43的宽度可以是80μm至110μm，中间线圈图案部分42的宽度可以是70μm至90μm。
内部线圈部分40可以由具有优异的导电性的金属（例如，银（Ag）、钯（Pd）、铝（Al）、镍（Ni）、钛（Ti）、金（Au）、铜（Cu）或铂（Pt）、它们的合金等）形成。
内部线圈部分40可以涂覆有绝缘层30。
绝缘层30可以通过本领域已经的方法诸如丝网印刷方法、光致抗蚀剂（PR）的曝光和显影方法或喷涂方法等形成。内部线圈部分40可以涂覆有绝缘层30，使得内部线圈部分40与构成磁性主体50的磁性材料不直接接触。
形成在绝缘基底20的一个表面上的内部线圈部分40的一个端部可以沿着磁性主体50的长度方向暴露到磁性主体50的一个端表面，形成在绝缘基底20的另一表面上的内部线圈部分40的一个端部可以沿着磁性主体50的长度方向暴露到磁性主体50的另一端表面。
外部电极80可以沿着磁性主体50的长度方向分别形成在磁性主体50的两个端表面上，以连接至沿着磁性主体50的长度方向暴露到磁性主体50的端表面的内部线圈部分40。外部电极80可以沿着磁性主体50的厚度方向延伸到磁性主体50的两个端表面和/或沿着磁性主体50的宽度方向延伸到磁性主体50的两个端表面。
外部电极80可以由具有优异的导电性的金属（例如，镍（Ni）、铜（Cu）、锡（Sn）、银（Ag）或它们的合金）形成。
下面的表1示出了：DC电阻值Rdc；电感值L；以及根据内部线圈部分40的最外侧线圈图案部分41的宽度a与中间线圈图案部分42的宽度b之比a/b，在线圈之间是否发生短路。
[表1]
从上面的表1可见，当最外侧线圈图案部分的宽度a与中间线圈图案部分的宽度b之比是1.1至1.3时，已经获得高电感值并且已经获得低DC电阻值Rdc。
制造芯片电子组件的方法
接下来，将描述根据本公开的示例性实施例的制造芯片电子组件的方法。
首先，可以在绝缘基底20的至少一个表面上形成内部线圈部分40。
绝缘基底20没有特别限制，但是可以是例如聚丙二醇（PPG）基底、铁氧体基底或金属基软磁性基底等，并且可以具有40μm至100μm的厚度。
形成内部线圈部分40的方法可以是例如电镀方法，但是不限于此。内部线圈部分40可以由具有优良的导电性的金属（例如，银（Ag）、钯（Pd）、铝（Al）、镍（Ni）、钛（Ti）、金（Au）、铜（Cu）或铂（Pt）、它们的合金等）形成。
内部线圈部分40的最外侧线圈图案部分41和最内侧线圈图案部分43的宽度可以大于内部线圈部分40的中间线圈图案部分42的宽度。
通过在执行图案镀覆的同时形成不同宽度的镀覆抗蚀剂或者在执行电镀的同时控制镀液的浓度和电流密度，线圈图案部分可以具有不同的宽度。
可以通过将线圈图案部分形成为具有不同的宽度来降低DC电阻值Rdc，并且可以通过增加内部磁性部分的面积（区域）来获得高电感值L。
最外侧线圈图案部分41的宽度a和最内侧线圈图案部分43的宽度c可以大于中间线圈图案部分的宽度b，最外侧线圈图案部分41的宽度a可以等于或大于最内侧线圈图案部分43的宽度c。
中间线圈图案部分42可以相对窄，以增加芯部分55的磁性部分的面积，从而增加电感值L，最外侧线圈图案部分41和最内侧线圈图案部分43可以相对宽，以增加线圈的剖面面积，从而降低DC电阻值Rdc。具体地讲，具有最大长度的最外侧线圈图案部分41可以具有最大的宽度，从而可以显著地增加线圈的剖面面积，并且可以有效地减小DC电阻值Rdc。
最外侧线圈图案部分41或最内侧线圈图案部分43的宽度与中间线圈图案部分42的宽度之比可以是1.1至1.3。
在最外侧线圈图案部分41或最内侧线圈图案部分43的宽度与中间线圈图案部分42的宽度之比小于1.1的情况下，DC电阻值Rdc可能高，在最外侧线圈图案部分41或最内侧线圈图案部分43的宽度与中间线圈图案部分42的宽度之比超过1.3的情况下，在线圈之间可能发生短路，并且会降低电感值L，从而会难以实现高电容。
最外侧线圈图案部分41的宽度与最内侧线圈图案部分43的宽度之比可以是1.1至1.2。
最内侧线圈图案部分43与最外侧线圈图案部分41可以具有相同的宽度。然而，在最外侧线圈图案部分41的宽度大于最内侧线圈图案部分43的宽度的情况下，当最外侧线圈图案部分41的宽度与最内侧线圈图案部分43的宽度之比为1.1至1.2时，在芯部分55的磁性部分的面积增大的情况下，可以更有效地增大线圈的剖面面积。
与芯部分55接触的最内侧线圈图案部分43的宽度可以小于最外侧线圈图案部分41的宽度，以增加芯部分55的磁性部分的面积，从而增加电感值L，具有最大长度的最外侧线圈图案部分41的宽度可以大于最内侧线圈图案部分43的宽度，以增大线圈的剖面面积并有效地降低DC电阻值Rdc。
例如，最外侧线圈图案部分41和最内侧线圈图案部分43的宽度可以是80μm至110μm，中间线圈图案部分42的宽度可以是70μm至90μm。
可以在绝缘基底20的一部分中形成通孔并且使通孔填充有导电材料以形成贯穿电极45，形成在绝缘基底20的一个表面上的内部线圈部分可以通过贯穿电极45电连接到形成在绝缘基底20的另一表面上的内部线圈部分。
可以通过执行钻孔工艺、激光工艺、喷砂工艺或冲孔工艺等在绝缘基底20的中心部分中形成通孔。
在形成内部线圈部分40之后，可以形成涂覆内部线圈部分40的绝缘层30。可以通过在本领域中已知的方法诸如丝网印刷方法、光致抗蚀剂（PR）的曝光和显影方法或喷涂方法等形成绝缘层30，但是不限于此。
接下来，可以在形成在绝缘基底20上的内部线圈部分40上下堆叠磁性层，从而形成磁性主体50。
可以在绝缘基底20的两个表面上堆叠磁性层，并且可以通过层压方法或静压方法压缩磁性层，从而形成磁性主体50。在这种情况下，孔可以填充有磁性材料以形成芯部分55。
接下来，可以形成外部电极80，以使外部电极80与暴露到磁性主体50的至少一个端表面的内部线圈部分40连接。
外部电极80可以由包含具有优良的导电性的金属的糊（例如，包含镍（Ni）、铜（Cu）、锡（Sn）、银（Ag）或它们的合金的导电糊）形成。根据外部电极80的形状，可以通过浸渍方法等以及印刷方法形成外部电极80。
将省略与根据本公开的上述实施例的芯片电子组件的特征相同的特征的描述。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，线圈的剖面面积增加，从而可以减小DC电阻值Rdc，并且形成磁通量的内部磁性部分的面积增加，从而可以获得高电感值L。
虽然上面已经示出并描述了示例性实施例，但是对于本领域普通技术人员将明显的是，在不脱离由所附权利要求所限定的本公开的精神和范围的情况下，可以做出修改和改变。
Claims (17)
1.一种芯片电子组件，所述芯片电子组件包括：
磁性主体，包括绝缘基底；
内部线圈部分，设置在绝缘基底的至少一个表面上；以及
外部电极，设置在磁性主体的至少一个端表面上，并连接到内部线圈部分，
其中，内部线圈部分包括最外侧线圈图案部分、最内侧线圈图案部分和中间线圈图案部分，最外侧线圈图案部分和最内侧线圈图案部分的宽度大于中间线圈图案部分的宽度。
2.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，最外侧线圈图案部分的宽度大于最内侧线圈图案部分的宽度。
3.根据权利要求2所述的芯片电子组件，其中，最外侧线圈图案部分的宽度与最内侧线圈图案部分的宽度之比是1.1至1.2。
4.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，最外侧线圈图案部分或最内侧线圈图案部分的宽度与中间线圈图案部分的宽度之比是1.1至1.3。
5.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，最外侧线圈图案部分和最内侧线圈图案部分的宽度是80μm至110μm。
6.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，中间线圈图案部分的宽度是70μm至90μm。
7.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，内部线圈部分由从由银、钯、铝、镍、钛、金、铜和铂组成的组中选择的至少一种形成。
8.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，绝缘基底具有形成在其中心部分中的通孔，
通孔填充有磁性材料，以形成芯部分。
9.根据权利要求1所述的芯片电子组件，其中，内部线圈部分形成在绝缘基底的一个表面和另一表面上，
形成在绝缘基底的一个表面上的内部线圈部分通过形成在绝缘基底中的贯穿电极电连接到形成在绝缘基底的另一表面上的内部线圈部分。
10.一种芯片电子组件，所述芯片电子组件包括：
磁性主体，包括绝缘基底；
内部线圈部分，设置在绝缘基底的至少一个表面上；以及
外部电极，设置在磁性主体的至少一个端表面上，并连接到内部线圈部分，
其中，当内部线圈部分的最外侧线圈图案部分的宽度是a，内部线圈部分的中间线圈图案部分的宽度是b，且内部线圈部分的最内侧线圈图案部分的宽度是c时，满足b<c≤a。
11.根据权利要求10所述的芯片电子组件，其中，最外侧线圈图案部分的宽度a与最内侧线圈图案部分的宽度c之比a/c是1.1至1.2。
12.根据权利要求10所述的芯片电子组件，其中，最外侧线圈图案部分的宽度a与中间线圈图案部分的宽度b之比a/b是1.1至1.3。
13.根据权利要求10所述的芯片电子组件，其中，最外侧线圈图案部分和最内侧线圈图案部分的宽度是80μm至110μm。
14.根据权利要求10所述的芯片电子组件，其中，中间线圈图案部分的宽度是70μm至90μm。
15.根据权利要求10所述的芯片电子组件，其中，内部线圈部分由从由银、钯、铝、镍、钛、金、铜和铂组成的组中选择的至少一种形成。
16.根据权利要求10所述的芯片电子组件，其中，绝缘基底具有形成在其中心部分中的通孔，
通孔填充有磁性材料，以形成芯部分。
17.根据权利要求10所述的芯片电子组件，其中，内部线圈部分形成在绝缘基底的一个表面和另一表面上，
形成在绝缘基底的一个表面上的内部线圈部分通过形成在绝缘基底中的贯穿电极电连接到形成在绝缘基底的另一表面上的内部线圈部分。
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