CN104900374B - 片式电子元件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种片式电子元件及其制造方法，片式电子元件的制造方法可以包括：在绝缘衬底的至少一个表面上形成线圈图案部；形成薄聚合物绝缘膜以遵循线圈图案部的表面形状；在磁片的一个表面上形成底漆绝缘层；在其上形成有线圈图案部的绝缘衬底的上部和下部上安置其上形成有底漆绝缘层的磁片且压制磁片来形成磁体，在磁体中，附加绝缘膜被形成在线圈图案部上；以及在磁体的至少一个端面上形成外部电极以便连接至线圈图案部。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年3月7日递交于韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2014-0027292的权益，该韩国专利通过引用被合并于本申请中。
背景技术
本公开涉及一种片式电子元件及其制造方法。
电感器，它是片式电子元件之一，是一种典型的无源器件，与电阻和电容一起形成电子电路来移除噪声。这种电感器可以与电容器结合，利用电磁特性来配置放大特定频带中的信号的谐振电路、滤波电路等等。
目前，随着信息技术(IT)设备如各种通信设备，显示器等等的小型化和纤薄化的趋势的发展，对在IT设备中使用的各种器件，如电感器，电容器，晶体管等等的小型化和纤薄化的技术研究在不断被展开。电感器已经被具有小尺寸和高密度并且能够自动贴装的芯片迅速替代，通过将磁粉和树脂混合、并将该混合物施加到通过电镀形成在薄膜绝缘衬底的上表面和下表面上的线圈图案(pattern)而形成的薄型电感器的发展已经被实施。
根据上文描述的薄型电感器，线圈图案被形成在绝缘衬底上，然后绝缘层被形成在其上，以防止线圈图案和外部磁性材料之间的接触。
但是，在根据相关技术通过层压法等而形成绝缘材料的情况下，需要足够宽度的绝缘层以便形成绝缘层到线圈的较低部分。由于由外部磁性材料占有的体积依照绝缘层的宽度的增加而被减小，可能会引起如电感器的电感减小等等的缺陷的发生。
因此，薄型电感器的发展一直以这样的方式：通过减小绝缘层的厚度来增加电感。然而，在应用以最小厚度形成绝缘层的方法的情况下，可能会形成线圈的非绝缘区域。
由于如上文描述的非绝缘区域的形成，通过金属磁性材料(其为磁性原料)等和线圈图案之间的直接接触，可能会产生漏电流。因此，由于漏电流的产生，在1MHz的频率可以呈现正常的电感，但是在高频条件下可能会迅速减小，从而出现有缺陷的波形。
因此，根据相关技术，执行用于防止线圈的非绝缘缺陷的单独附加绝缘过程，但也存在过程复杂、加工性恶化的问题，并且对于缺陷的改善是微不足道的。
相关技术文件
(专利文件1)日本专利公开出版物No.2005-210010
(专利文件2)日本专利公开出版物No.2008-166455
发明内容
本公开的一方面可以提供一种片式电子元件及其制造方法，该片式电子元件能够减少由于没有单独的附加绝缘过程的薄绝缘层的形成引起的非绝缘缺陷，从而防止在高频的缺陷波形，且能够增加电感器的电感，等等。
根据本公开的一方面，片式电子元件的制造方法可以包括：在绝缘衬底的至少一个表面上形成线圈图案部；形成薄聚合物绝缘膜以遵循线圈图案部的表面形状；在磁片的一个表面上形成底漆绝缘层；在其上形成有线圈图案部的绝缘衬底的上部和下部上安置其上形成有底漆绝缘层的磁片，并且压制磁片来形成其中附加绝缘膜被形成在所述线圈图案部上的磁体；以及在磁体的至少一个端面上形成外部电极以便连接至线圈图案部。
附加绝缘膜可以被形成在薄聚合物绝缘膜上以遵循线圈图案部的表面形状。
附加绝缘膜可以被形成以覆盖其上形成有薄聚合物绝缘膜的线圈图案部的整体。
薄聚合物绝缘膜通过化学气相沉积(CVD)法被形成。
薄聚合物绝缘膜可以包括选自由聚(对苯二甲)、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂以及聚碳酸酯树脂组成的组中的一个或多个。
底漆绝缘层可以包括选自由环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂以及聚碳酸酯树脂组成的组中的一个或多个。
底漆绝缘层可以包括填充物。
薄聚合物绝缘膜可以被形成以具有1μm至3μm的厚度。
底漆绝缘层可以具有1μm至5μm的厚度。
磁性材料可以填充其上形成有所述薄聚合物绝缘膜和附加绝缘膜的线圈图案部的线圈部分之间的区域。
根据本公开的又一方面，一种片式电子元件可以包括：磁体，该磁体包括绝缘衬底；线圈图案部，形成在绝缘衬底的至少一个表面上；绝缘膜，形成在线圈图案部的表面上；以及外部电极，形成在磁体的至少一个端面上，且连接至线圈图案部，其中，绝缘膜包括薄聚合物绝缘膜以及附加绝缘膜，薄聚合物绝缘膜形成在线圈图案部的表面上以遵循线圈图案部的表面形状，附加绝缘膜形成在其上形成有所述薄聚合物绝缘膜的线圈图案部上以遵循线圈图案部的表面形状。
附加绝缘膜可以被形成以覆盖其上形成有薄聚合物绝缘膜的线圈图案部的整体。
薄聚合物绝缘膜可以包括选自由聚(对苯二甲)、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂以及聚碳酸酯树脂组成的组中的一个或多个。
附加绝缘膜可以包括选自由环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂以及聚碳酸酯树脂组成的组中的一个或多个。
附加绝缘膜可以包括填充物。
薄聚合物绝缘膜可以被形成以具有1μm至3μm的厚度。
附加绝缘膜可以具有1μm至5μm的厚度。
磁性材料可以填充其上形成有所述薄聚合物绝缘膜和附加绝缘膜的线圈图案部的线圈部分之间的区域。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述将更清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征和其他优点，其中：
图1至4是顺序地示出了根据本公开示例性实施方式的片式电子元件的制造方法的视图；
图5是示出了根据本公开示例实施方式的片式电子元件的示意透视图，其中线圈图案部被示出；
图6是沿着图5的直线I-I’的横截面视图。
具体实施方式
现在将参考附图对本公开的示例性实施方式进行详细描述。
本公开可能以多种不同形式举例说明，但是不应该被理解为限制为这里所述的特定的实施方式。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且将为本领域技术人员充分地传达本公开的范围。
附图中，为了清楚，元件的形状和尺寸可能被夸大的，并且相同的标号将始终用于表示相同或相似的元件。
片式电子元件的制造方法
图1至4是顺序地示出了根据本公开示例性实施方式的片式电子元件的制造方法的视图；
参考图1，首先，线圈图案部40可以形成在绝缘衬底20的至少一个表面上。
绝缘衬底20不被特别地限定。例如，可以使用聚丙二醇(PPG)衬底、铁素体衬底、基于金属的软磁材料或者类似的作为绝缘衬底20，并且绝缘衬底可以具有40至100μmμm的厚度。
可以使用例如电镀法作为形成线圈图案部40的方法，但是本公开不限于此。线圈图案部40可以由具有良好的导电性的金属形成。例如，可以使用银(Ag)，钯(Pd)，铝(Al)，镍(Ni)，钛(Ti)，金(Au)，铜(Cu)，或铂(Pt)，或者它们的混合等等。
通孔电极(via electrode)45可以通过在绝缘衬底20的部分形成孔并且使用导电材料填充孔来形成，由此形成在绝缘衬底20的一个表面上的线圈图案部40和形成在绝缘衬底20的另一表面是哪个的线圈图案部40通过通孔电极45可以彼此电连接。
通过对绝缘衬底20的中心部分执行钻孔工艺、激光工艺、喷砂工艺或者冲压工艺等等，穿透绝缘衬底20的过孔(through hole)55可以被形成在绝缘衬底20的中心部分中。
参考图2，薄聚合物绝缘膜31可以被形成在线圈图案部40上以遵循线圈图案部40的表面形状。
通过化学气相沉积(CVD)法或浸渍法，使用低粘度聚合物涂层溶液，可以形成薄聚合物绝缘膜31。
在通过CVD法或浸渍法，使用低粘度聚合物涂层溶液形成绝缘膜的情况下，形成的薄聚合物绝缘膜31的表面可以被薄薄地形成以遵循线圈图案部40的表面形状。
在应用CVD法的情况下，可以使用其中二聚体在120℃至180℃以汽相存在并且在650℃至700℃裂解为单体的化合物形成薄聚合物绝缘膜31。例如，可以使用聚(对苯二甲)。
可以使用任何聚合物作为在使用低粘度聚合物的浸渍法中使用的聚合物，只要该聚合物可以形成薄绝缘膜。例如，环氧树脂，聚酰亚胺树脂，苯氧基树脂，聚砜树脂，聚碳酸酯树脂等等，可以被单独使用或者它们的组合可以被使用。
薄聚合物绝缘膜31可以被形成以具有3μm或更小的厚度，更优选地是1μm至3μm。
在形成的薄聚合物绝缘膜31的厚度小于1μm的情况下，在磁层的安置和压制过程期间，绝缘膜可能受损，以致由于线圈图案部4和外部磁性材料之间的接触而产生有缺陷波形，而在形成的薄聚合物绝缘膜31的厚度大于3μm的情况下，由磁性材料所占有的体积可以依照绝缘膜的厚度的增加而减小，以致出现对电感的增加的限制。
参考图3，底漆(primer)绝缘层32’可以形成在磁片51的一个表面上，并且其上形成有底漆绝缘层32’的磁片51可以被安置在其上形成有线圈图案部40的绝缘衬底20的上部和下部，然后被压制。
因此，磁体50可以被形成，其中附加绝缘膜32被形成在其上形成有薄聚合物绝缘膜31的线圈图案部40上。
在薄聚合物绝缘膜31被形成为具有小的厚度以便增加填充有磁性材料的体积的情况下，可以部分地形成非绝缘区域，从而产生有缺陷波形。因此，根据本公开的示例性实施方式，由于通过在磁片51的一个表面上形成底漆绝缘层32’以及将其上形成有底漆绝缘层32’的磁片51安置和压制在绝缘衬底20上，附加绝缘膜32可以被形成在线圈图案部40上，而不需要单独的附加绝缘过程，藉此可以减小由线圈的非绝缘引起的缺陷。
在具有底漆绝缘层32’被形成在其上的一个表面的磁片51的安置和压制过程期间，附加绝缘膜32可以被形成在薄聚合物绝缘膜31上以遵循线圈图案部40的表面形状。
由于如上所述形成的附加绝缘膜32可以覆盖线圈图案部40的整体，因此可以显著减小非绝缘区域。
底漆绝缘层32’可以由任意材料形成，而没有限制，只要这种材料可以一般地被用作绝缘膜的材料。例如，底漆绝缘层32’可以包括从由环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂等组成的组中选择的任意一个或多个。
同时，底漆绝缘层32’还可以包括填充物。
由于底漆绝缘层32’被制造成片状的，并且被形成在磁片51的一个表面上，所以可以增加填充物以便改善片状的可成形性等等。
通过增加填充物，片状形式的底漆绝缘层32’的可成形性和绝缘性能可以被改善。
任意材料可以被用作填充物，而没有限制，只要该材料可以改善可成形性并且具有绝缘性能。例如，可以使用二氧化硅等等。
底漆绝缘层32’的厚度可以是1μm至5μm。
在底漆绝缘层32’的厚度小于1μm的情况下，形成覆盖线圈图案部40的整体的附加绝缘膜32是困难的，以致显著减小非绝缘区域可能是困难的，而在底漆绝缘层32’的厚度大于5μm的情况下，由磁性材料所占有的体积可能依照绝缘膜的厚度的增加而被减小，以致可能存在对电感的增加的限制。
具有底漆绝缘层32’被形成在其上的一个表面的磁片51可以堆叠在其上形成有线圈图案部40的绝缘衬底20的两个表面上，以及然后通过层压法或者等静压制法被压制。在这种情况下，过孔55可以形成填充有磁性材料的核心部件。
此外，磁性材料可以填充其上形成有薄聚合物绝缘膜31和附加绝缘膜32的线圈图案部40的线圈部分之间的区域。
由于薄聚合物绝缘膜31和附加绝缘膜32的表面被薄薄地形成以遵循线圈图案部40的表面形状，在线圈部分之间的区域中形成空间。在磁层的安置和压制过程期间，磁性材料可以填充该空间。由于磁性材料填充线圈图案部40的线圈部分之间的区域，由磁性材料占有的体积被增加，以致电感可以依照磁性材料的体积的增加而增加。
参考图4，外部电极80被形成以连接至线圈图案部40，暴露磁体50的至少一个端面。
外部电极80可以使用包括具有良好的导电性的金属的胶合物(paste)形成，并且该胶合物可以是单独包括例如镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)、或银(Ag)或者包括它们的合金的导电胶。根据外部电极80的形状，外部电极80的可以通过浸渍法等和打印法形成。
片式电子元件
下文中，将会描述根据本公开示例性实施方式的片式电子元件。特别地，薄型电感器将被举例描述，但是本公开并不限制于此。
图5是示出了根据本公开示例性实施方式的片式电子元件的示意透视图，其中示出了内部线圈部；图6是沿着图5的直线I-I’的横截面视图。
参考图5和图6，作为片式电子元件的示例，用于电源电路的电源线中的薄型电感器100被公开。除片式电感器外，片式磁珠，片式滤波器等等可以被适当的用作片式电子元件。
薄型电感器100可以包括磁体50、绝缘衬底20、线圈图案部40以及外部电极80。
磁体50可以形成薄型片式电感器100的外部，并且可以由任意能够显示磁特性的材料形成。例如，磁体50可以通过填充铁素体材料或基于金属的软磁材料形成。
铁素体材料的示例可以包括在本领域中公知的铁素体，例如基于Mn-Zn的铁素体、基于Ni-Zn的铁素体、基于Ni-Zn-Cu的铁素体、基于Mn-Mg的铁素体、基于Ba的铁素体、基于Li的铁素体等等。
基于金属的软磁材料可以是包含从由Fe、Si、Cr、Al和Ni组成的组中选择的至少一种的合金。例如，基于金属的软磁材料可以包含基于Fe-Si-B-Cr的非晶态金属颗粒，但是并不限制于此。
基于金属的软磁材料可以具有0.1μm至30μm的粒径，并且可以以颗粒分散在聚合物(例如环氧树脂，聚酰亚胺等等)上的形式被包含。
磁体50可以具有六面体形状，且为了清楚描述本公开的示例性实施方式，六面体的方向将被定义。图5所示的L、W和T分别指的是长度方向、宽度方向以及厚度方向。磁体50可以具有长度大于宽度的长方体形状。
形成在磁体50中的绝缘衬底20可以是例如聚丙二醇(PPG)衬底、铁素体衬底、基于金属的软磁材料等等。
孔穿透绝缘衬底20的中央部分以形成过孔55，且过孔55可以由磁性材料填充，例如铁素体材料或者基于金属的软磁材料等等，从而形成核心部件。由磁性材料填充的核心部件可以被形成，以致电感L可以得到改善。
具有线圈状图案的线圈图案部40可以被形成在绝缘衬底20的一个表面上，并且具有线圈状图案的线圈图案部40还可以被形成在绝缘衬底20的另一个表面上。
在线圈图案部40中，线圈图案可以以螺旋形形成。通过形成在绝缘衬底20中的通孔电极45，形成在绝缘衬底20的一个表面上的线圈图案部40和形成在绝缘衬底20的另一个表面上的线圈图案部40可以彼此电连接。
线圈图案部40和通孔电极45可以由具有良好的导电性的金属形成。例如，线圈图案部40和通孔电极45可以由银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)、它们的合金等等形成。
覆盖线圈图案部40的薄聚合物绝缘膜31可以被形成在线圈图案部40的表面上。
薄聚合物绝缘膜31的表面被形成以遵循线圈图案部40的表面形状。薄聚合物绝缘膜31的表面被形成以遵循线圈图案部40的表面形状，意味着在如图6所示的薄聚合物绝缘膜31被薄薄地涂覆以遵循线圈图案部40的表面形状的情况下，薄聚合物绝缘膜31的表面以类似的方式被形成。
如上所述，根据本公开示例性实施方式的薄聚合物绝缘膜31可以通过化学气相沉积(CVD)法或浸渍法使用低粘度聚合物涂层溶液形成。
薄聚合物绝缘膜31可以被形成以具有3μm或更小的厚度，更优选地是1μm至3μm。
在形成的薄聚合物绝缘膜31的厚度小于1μm的情况下，在磁层的安置和压制过程期间，绝缘膜可能受损，以致由于线圈图案部40和外部磁性材料之间的接触而产生有缺陷波形，而在形成的薄聚合物绝缘膜31的厚度大于3μm的情况下，由磁性材料占有的体积依照绝缘膜的厚度的增加而被减小，以致可能存在对电感的增加的限制。
薄聚合物绝缘膜31可以单独包含聚(对苯二甲)、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂以及聚碳酸酯树脂等等或者包括它们的混合物，但并不限制于此。
附加绝缘膜32可以被形成在其上形成有薄聚合物绝缘膜31的线圈图案部40上，以便遵循线圈图案部40的表面形状。
在为了增加填充有磁性材料的体积、薄聚合物绝缘膜31被形成以具有小的厚度的情况下，可能会部分地形成非绝缘区域(图6中的‘A’)，从而产生有缺陷波形。因此，根据本公开的示例性实施方式，通过在磁片51的一个表面上形成底漆绝缘层32’以及安置和压制磁片51，附加绝缘膜32可以被形成在线圈图案部40上，而不需要附加绝缘过程。
由于附加绝缘膜32可以被形成在其上形成有薄聚合物绝缘膜31的线圈图案部40上，以覆盖线圈图案部40的整体，因此可以显著减少非绝缘区域。
附加绝缘膜32可以由任意材料形成，而没有限制，只要这种材料可以一般地被用作为绝缘膜的材料。例如，附加绝缘膜32可以包括从由环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂以及聚碳酸酯树脂组成的组中选择的一个或多个。
同时，附加绝缘膜32还可以包括填充物。
由于底漆绝缘层32’被制造成片状的，并且被形成在磁片51的一个表面上，而且然后在附加绝缘膜32的形成期间，磁片51被安置和压制，所以可以增加填充物以便改善以片状形式的底漆绝缘层32’的可成形性等等。
通过增加填充物可以改善片状形式的底漆绝缘层32’的可成形性和绝缘性能。
任意材料可以被用作填充物，而没有限制，只要该材料可以改善可成形性并且具有绝缘性能。例如，可以使用二氧化硅等等。
附加绝缘膜32的厚度可以是1μm至5μm。
在附加绝缘膜32的厚度小于1μm的情况下，形成覆盖线圈图案部40的整体是困难的，以致显著减小非绝缘区域可能是困难的，而在附加绝缘膜32的厚度大于5μm的情况下，由磁性材料所占有的体积可能依照绝缘膜的厚度的增加而被减小，以致可能存在对电感的增加的限制。
同时，磁性材料可以填充其上形成有薄聚合物绝缘膜31和附加绝缘膜32的线圈图案部40的线圈部分之间的区域。
由于薄聚合物绝缘膜31和附加绝缘膜32的表面被薄薄地形成以遵循线圈图案部40的表面形状，在线圈部分之间的区域中形成空间。在磁层的安置和压制过程中，磁性材料可以填充该空间。由于磁性材料填充线圈图案部40的线圈部分之间的区域，由磁性材料占有的体积被增加，以致电感可以依照磁性材料的体积的增加而增加。
根据上文中本公开的示例性实施方式，与片式电子元件制造方法的相重叠的另外的特征将被省略。
如前所述，使用根据本公开示例性实施方式的片式电子元件及其制造方法，由薄绝缘层的形成产生的非绝缘缺陷可以被减少的，而不需要单独的附加绝缘过程。
因此，简化的过程可以被实现，且由线圈的非绝缘区域产生的在高频时的缺陷波形可以被防止。此外，由于薄绝缘层被形成，电感器的电感等等可以被改善。
虽然以上已经示出和描述了示例性实施方式，但显而易见的是本领域技术人员可以在不脱离本公开所附加的权利要求所限定的精神和范围内进行修改和改变。
Claims (10)
1.一种片式电子元件的制造方法，该制造方法包括：
在绝缘衬底的至少一个表面上形成线圈图案部；
形成聚合物绝缘膜以遵循所述线圈图案部的表面形状；
在磁片的一个表面上形成底漆绝缘层；
在形成有所述线圈图案部的所述绝缘衬底的上部和下部上安置磁片，在所述磁片上形成有所述底漆绝缘层，并且将所述磁片压制在所述线圈图案部上形成附加绝缘膜，从而形成磁体；以及
在所述磁体的至少一个端面上形成外部电极以便连接至所述线圈图案部。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述附加绝缘膜形成在所述聚合物绝缘膜上以遵循所述线圈图案部的表面形状。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述附加绝缘膜被形成以覆盖其上形成有聚合物绝缘膜的线圈图案部的整体。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述聚合物绝缘膜通过化学气相沉积法形成。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述聚合物绝缘膜包括选自由聚对二甲苯、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂以及聚碳酸酯树脂组成的组中的一个或多个。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述底漆绝缘层包括选自由环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂以及聚碳酸酯树脂组成的组中的一个或多个。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述底漆绝缘层包括填充物。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述聚合物绝缘膜被形成以具有1μm至3μm的厚度。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述底漆绝缘层具有1μm至5μm的厚度。
10.根据权利要求1所述的制造方法，其中，磁性材料填充其上形成有所述聚合物绝缘膜和所述附加绝缘膜的所述线圈图案部的线圈部分之间的区域。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |