CN105225793A - 电感器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种电感器，包括：支承件，该支承件包括树脂层以及厚度大于该树脂层厚度的第一金属层和第二金属层，并且所述第一金属层和第二金属层分别设置在所述树脂层的两个表面上；第一线圈和第二线圈，该第一线圈和第二线圈分别设置在所述第一金属层和第二金属层上，并且在各自彼此面对的一端形成有比其他部分宽度增加的第一衬垫部和第二衬垫部；通过电极，该通过电极形成在所述支承件内，以垂直地穿过所述支承件，从而将所述第一线圈的所述衬垫部和第二线圈的所述衬垫部彼此连接；以及主体，该主体中嵌入有所述第一线圈和第二线圈，其中，所述第一金属层和第二金属层分别具有形成在与所述第一衬垫部和第二衬垫部对应的位置的第一凹槽部和第二凹槽部。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年6月2日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2014-0066923的优先权，其公开的内容作为参考结合于此。
背景技术
本发明涉及电感器及其制造方法。
电感器是重要的无源元件，电感器和电阻器以及电容器组成的电子线路用于各种各样的系统和部件，例如低噪音放大器、混频器、压控振荡器、匹配线圈等。
上述电感器根据其结构可以分为如线绕电感器、积层电感器、薄电感器或者其他形式的电感器。
线绕电感器一般通过围绕铁氧体磁芯缠绕线圈或类似方式而形成。
在上述线绕电感器中，由于线圈部之间可能会产生寄生电容，为了获得高度的电感，线圈的匝数需要增加，但是在增加线圈匝数的情况下，高频特性可能会恶化。
积层电感器可以通过堆栈多个陶瓷片形成。
上述积层电感器可以具有这样的结构，该结构中线圈形的金属模形成在该结构中的每个陶瓷片上，并且所述金属模可以为单导电连接，通过每个陶瓷片内提供的多个导电通道相互顺序地连接。
积层电感器由于具有上述结构而适合于大批量生产，并且与线绕电感器相比，积层电感器可以具有极好的高频特性。
然而，在积层电感器中，由于构成金属模的材料的饱和磁化强度值很低，并且在制造紧凑型积层电感器的情况下，堆栈金属模的数量可能受到限制，同时直流电(DC)偏压特性可能减小，以致不能获得足够量的电流。
薄电感器可以通过在线圈支承层上形成薄膜形的传导线圈而制造。
上述薄电感器可以使用比积层电感器的饱和磁化强度值高的材料，并且在制造紧凑型薄电感器的情况下，在其高度上没有限制，并且可以容易地形成内部电路图案。因此，最近，对薄电感器的研究已经积极地进行。
特别地，随着显示器屏幕的尺寸根据诸如智能手机、个人平板电脑(PCs)等便携设备的高性能的实现而增大，加速处理器(APU)的速度可能增加，同时由于多核处理器或者诸如此类器件的使用导致功耗可能增加。因此，在薄电感器主要使用在DC-DC转换器、噪音滤波器或者类似器件的情况下，需要能够实现高电感和低直流电阻的薄电感器。
此外，随着信息技术(IT)的发展，各种电子设备的微型化和变薄有所进步，因此用于上述的电子设备中的薄电感器也需要微型化和变薄。
发明内容
本发明的一个方面提供一种能够增强电感器性能的方法，该方法减小线圈衬垫部的尺寸，同时减小用于形成通过电极的孔的尺寸，以增大在线圈内部形成的核心的面积。
根据本发明的一个方面，电感器可以包括：支承件，该支承件包括树脂层以及第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和第二金属层的厚度大于所述树脂层的厚度，并且所述第一金属层和第二金属层分别设置在所述树脂层的两个表面上；第一线圈和第二线圈，该第一线圈和第二线圈分别设置在所述第一金属层和第二金属层上，并且在各自彼此面对的一端形成有比其他部分宽度增加的第一衬垫部和第二衬垫部；通过电极，该通过电极形成在所述支承件内，以垂直地穿过所述支承件，从而将所述第一线圈的所述衬垫部和第二线圈的所述衬垫部彼此连接；以及主体，该主体中嵌入有所述第一线圈和第二线圈，其中，所述第一金属层和第二金属层分别具有形成在与所述第一衬垫部和第二衬垫部对应的位置的第一凹槽部和第二凹槽部。
所述电感器还可以包括分别设置在所述主体上的第一外电极和第二外电极，以连接于所述第一线圈的引导部和所述第二线圈的引导部。
所述第一线圈和第二线圈可以为螺旋状。
所述电感器还可以包括设置在所述支承件的两个表面上的绝缘层，以覆盖所述第一线圈和第二线圈。
所述电感器还可以包括分别设置在所述第一线圈和第二线圈上的第一镀层和第二镀层。
根据本发明的另一个方面，电感器的制造方法可以包括：在树脂层的两个表面上分别设置厚度大于所述树脂层厚度的第一金属层和第二金属层，从而制备支承件；在所述第一金属层和第二金属层彼此面对的位置上分别形成第一凹槽部和第二凹槽部；形成通过电极，以穿过所述第一凹槽部和第二凹槽部之间的所述支承件；在所述第一金属层和第二金属层上分别形成第一线圈和第二线圈，从而所述第一线圈和第二线圈各自的一端分别形成有填充所述第一凹槽部和第二凹槽部的第一衬垫部和第二衬垫部，以连接于所述通过电极的两个暴露的端部并且具有比其他部分增加的宽度；以及形成主体，以使所述第一线圈和第二线圈嵌入所述主体中。
所述制造方法还可以包括分别在所述主体上形成第一外电极和第二外电极，以连接所述第一线圈的引导部和所述第二线圈的引导部。
所述制造方法还可以包括，在所述第一金属层和第二金属层上分别形成所述第一线圈和第二线圈后，通过使用绝缘材料覆盖所述第一线圈和第二线圈的圆周部而形成绝缘层。
所述电感器的制造方法还可以包括，在所述第一金属层和第二金属层上分别形成所述第一线圈和第二线圈后，在所述第一线圈和第二线圈上进行镀处理。
附图说明
上述以及其他的方面，本发明的特征和其他优点通过下面结合附图的详细说明将被更清晰地理解，在附图中：
图1是根据本发明的一个示例性实施方式的电感器在宽度-厚度方向上的剖视图；
图2是根据本发明的一个示例性实施方式的电感器的支承件与第一线圈的俯视图；
图3是图1的A部分的放大的剖视图；
图4A至4I是根据本发明的一个示例性实施方式的电感器顺序地形成支承件、线圈以及通过电极的过程的剖视图。
具体实施方式
现在将参考附图详细地描述本发明的示例性实施方式。
然而，本发明可以以不同的形式举例说明并且不应被理解为限制于在此提出的具体实施方式。而是，提供这些实施方式以使得本发明完全并且完整，并向本领域技术人员充分地表达本发明的范围。
在附图中，为了清晰，部件的形状和尺寸可能有所夸大，并且相同的参考标记将被始终用于指明相同或者类似的部件。
电感器
图1是根据本发明的一个示例性实施方式的电感器在宽度-厚度方向上的剖视图。图2是根据本发明的示例性实施方式的电感器的支承件与第一线圈的俯视图。图3是图1的A部分的放大的剖视图。
参考图1至图3，根据所述示例性实施方式的电感器10可以包括支承件40、第一线圈20和第二线圈30、通过电极60以及主体11。
主体11通常可以为长方体。除第一线圈20的引导部22和第二线圈30的引导部23以外的部件可以嵌入在主体11内。
主体11可以包括形成在其一侧上的第一外电极51和第二外电极52，并且第一外电极51和第二外电极52可以分别连接所述第一线圈20的引导部22的暴露部和第二线圈30的引导部23的暴露部。
此外，第一外电极51和第二外电极52可以包含具有导电性的金属，比如，至少一种从由金、银、铂、铜、镍、钯以及其合金的组合中选取的金属。然而，本发明不局限于此。
在此，如果必要的情况下，至少一个或者所有的镀镍层(未显示)和镀锡层(未显示)可以按顺序地形成在第一外电极51和第二外电极52的表面。
支承件40可以包括树脂层41以及分别形成在树脂层41的两个表面上的第一金属层42和第二金属层43。
树脂层41可以通过绝缘材料例如双马来酰亚胺三嗪(BT)树脂或者光敏聚合物形成的衬底来制成。然而，本发明不局限于此。
作为衬底，玻璃衬底、陶瓷衬底、半导体衬底、树脂衬底例如FR4衬底或者聚酰亚胺衬底、或者类似的都可以使用。然而，本发明不局限于此。
第一金属层42和第二金属层43可以通过例如铜(Cu)或者类似的金属形成。然而，本发明不局限于此。此外，第一金属层42和第二金属层43可以分别在以下将要描述的第一线圈20的第一衬垫部和第二线圈30的第二衬垫部对应位置形成有相互面对的第一凹槽部42a和第二凹槽部43a。
第一线圈20和第二线圈30可以通过多种方法分别形成在支承件40的第一金属层42和第二金属层43上，例如电镀法、丝网印刷法(screenprintingmethod)等。
第一线圈20和第二线圈30通常可以为螺旋结构。然而，本发明不局限于此。即，如果必要的情况下，第一线圈20和第二线圈30可以为多边形，比如矩形、五边形、六边形或类似形状，圆形、椭圆形或者类似形状，以及必要时可以为不规则形状。
然而，在所述示例性实施方式中主体10为长方体形状的情况下，第一线圈20和第二线圈30需要为螺旋结构以便显著地减小面积，因此产生的感应磁场的强度能够显著地增加。
第一线圈20和第二线圈30可以包括分别呈螺旋形地形成在支承件40的表面上的第一主体部21和第二主体部31，第一引导部22和第二引导部32从第一主体部21和第二主体部31的一端引出穿过主体11的一侧，并且分别导电地连接第一外电极51和第二外电极52，并且第一衬垫部23和第二衬垫部33分别形成在第一主体21和第二主体31的另一端，与其他部分相比具有增加的宽度。
第一衬垫部23和第二衬垫部33可以分别形成在支承件40的第一金属层42的第一凹槽部42a和第二金属层43的第二凹槽部43a内，并且相互面对布置，支承件40插入其中。此外，如果必要的情况下，第一衬垫部23和第二衬垫部33可以为多种形状例如矩形、椭圆形等。
进一步地，第一线圈20和第二线圈30可以包括至少一种从由金、银、铂、铜、镍、钯以及其合金的组合中选取的金属。然而，本发明不局限于此。
进一步地，如果必要的情况下，第一线圈20和第二线圈30还可以包括分别形成在其表面的镀层71、72。凹槽部71a、72a可以通过第一金属层42的第一凹槽部42a和第二金属层43的第二凹槽部43a进行镀处理时，形成在第一镀层71和第二镀层72表面上。
通过电极60可以通过在第一金属层42的第一凹槽部42a和第二金属层43的第二凹槽部43a对应的位置上形成通孔，使该通孔垂直地穿过支承件40的树脂层41以及第一金属层42和第二金属层43，并且通过导电胶填充所述通孔而形成。
在此，通过电极60暴露的上端部和下端部可以分别导电地连接第一线圈20的第一衬垫部23和第二线圈30的第二衬垫部33。
进一步地，通过电极60的导电胶可以包括至少一种从由金、银、铂、铜、镍、钯以及其合金的组合中选取的金属，类似于以上描述的第一线圈20和第二线圈30的情况。然而，本发明不局限于此。
同时，为了使主体11与第一线圈20和第二线圈30之间绝缘，绝缘层55可以形成在支承件40的表面上，更具体地，分别形成在第一金属层42和第二金属层43表面上，以覆盖第一线圈20和第二线圈30。
绝缘层55可以由具有绝缘性能的材料制成，例如，填料、聚合物、丙烯酸酯、环氧树脂或类似的材料。然而，本发明不局限于此。
为了提高薄型电感器的Ls性能，所述线圈内部形成的核心的面积需要增大。为此，用于形成所述通过电极的衬垫线圈以及用于所述通过电极的孔的尺寸需要相应地减小。
为了减小上述通过电极的孔的尺寸，所述核心的厚度需要减小。然而，根据相关技术，当支承件的厚度减小以便减小核心的厚度时，在为所述通过电极钻孔的过程中支承件可能会损坏。
然而，根据所述示例性的实施方式，所述凹槽部可以通过蚀刻在其中形成有通过孔的部位而形成，由此所述线圈的衬垫部可以微型化，并且所述通过孔的尺寸可以减小以增加在线圈内部形成核心的面积。因此，电感器的性能可以提高。
此外，随着上述通过孔尺寸如以上所述的方式减小，通过孔因对齐而形成在所述线圈的衬垫部的外侧的开口缺陷(opendefect)的发生可以降低。
电感器的制造方法
图4A至4I是根据本发明的一个示例性实施方式的电感器的顺序地形成支承件、线圈以及通过电极的过程的剖视图。
在下文中，将参考附图4A至4E描述根据本发明的一个示例性实施方式的电感器的制造方法。
如图4A，第一金属层42和第二金属层43可以分别设置在树脂层41的两个表面上，以制备支承件40。
在此，树脂层41可以由绝缘材料形成的衬底制成，例如BT树脂或者光敏聚合物。然而，本发明不局限于此。此外，第一金属层42和第二金属层43可以通过例如铜(Cu)或者类似的材料形成。然而，本发明不局限于此。
其次，如图4B和4C，光阻(PR)模81和光阻(PR)模82附着在第一金属层42和第二金属层43除了将要形成所述凹槽部的部分外的表面上，并且第一金属层42和第二金属层43的表面可能经受曝光和蚀刻工艺，该曝光和蚀刻工艺采用光阻(PR)模81和光阻(PR)模82作为蚀刻掩膜，同时采用蚀刻剂。
例如使第一金属层42和第二金属层43的蚀刻表面一致地形成的剥离工艺或者类似的工艺可以被执行，以形成相互垂直地面对的第一凹槽部42a和第二凹槽部43a。
其次，如图4D，采用激光束、冲孔机或者类似的工具可以形成孔，以穿透树脂层41以及位于第一凹槽部42a和第二凹槽部43a之间的支承件40的第一金属层42和第二金属层43，并且所述孔可以用导电胶填充以形成通过电极60。
其次，第一线圈20和第二线圈30可以分别呈螺旋形地形成在第一金属层42和第二金属层43上，通过多种方法例如电镀法、丝网印刷法以及类似的方法。
如图4E至4H，导电层210和导电层220可以分别形成在第一金属层42和第二金属层43上，光阻(PR)模91和光阻(PR)模92具有螺旋形，在没有形成所述线圈的部分，可以形成所述导电层210和导电层220，并且所述导电层210和导电层220的表面可以采用光阻(PR)模91和光阻(PR)模92作为蚀刻掩膜，同时使用蚀刻剂进行蚀刻。
之后，例如使导电层210和导电层220的蚀刻表面一致地形成的剥离工艺或者类似的工艺可以被执行，以分别形成具有螺旋状的第一线圈20和第二线圈30。
在此，分别填充并形成在所述第一金属层42的第一凹槽部42a和第二金属层43的第二凹槽部43a上的导电层210和导电层220，可以分别形成为第一衬垫部23和第二衬垫部33。
如上所述，根据本发明的示例性实施方式，通过减小线圈衬垫部的尺寸同时减小形成通过电极的孔的尺寸以增加形成在线圈内部的核心的面积，电感器的性能能够提高。
在上述展示和描述的示例性实施方式的基础上，对于本领域技术人员来说，不脱离本发明如权利要求所限定的精神和范围的各种变化和修改是显而易见的。
Claims (10)
1.电感器，该电感器包括：
支承件，该支承件包括树脂层以及第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和第二金属层的厚度大于所述树脂层的厚度，并且所述第一金属层和第二金属层分别设置在所述树脂层的两个表面上；
第一线圈和第二线圈，该第一线圈和第二线圈分别设置在所述第一金属层和第二金属层上，并且在各自彼此面对的一端形成有比其他部分宽度增加的第一衬垫部和第二衬垫部；
通过电极，该通过电极形成在所述支承件内，以垂直地穿过所述支承件，从而将所述第一线圈的所述衬垫部和第二线圈的所述衬垫部彼此连接；以及
主体，该主体中嵌入有所述第一线圈和第二线圈，
其中，所述第一金属层和第二金属层分别具有形成在与所述第一衬垫部和第二衬垫部对应的位置的第一凹槽部和第二凹槽部。
2.根据权利要求1所述的电感器，该电感器还包括分别设置在所述主体上的第一外电极和第二外电极，以连接于所述第一线圈的引导部和所述第二线圈的引导部。
3.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述第一线圈和第二线圈为螺旋状。
4.根据权利要求1所述的电感器，该电感器还包括设置在所述支承件的两个表面上的绝缘层，以覆盖所述第一线圈和第二线圈。
5.根据权利要求1所述的电感器，该电感器还包括分别设置在所述第一线圈和第二线圈上的第一镀层和第二镀层。
6.电感器的制造方法，该制造方法包括：
在树脂层的两个表面上分别设置厚度大于所述树脂层厚度的第一金属层和第二金属层，从而制备支承件；
在所述第一金属层和第二金属层彼此面对的位置上分别形成第一凹槽部和第二凹槽部；
形成通过电极，以穿过所述第一凹槽部和第二凹槽部之间的所述支承件；
在所述第一金属层和第二金属层上分别形成第一线圈和第二线圈，从而所述第一线圈和第二线圈各自的一端分别形成有填充所述第一凹槽部和第二凹槽部的第一衬垫部和第二衬垫部，以连接于所述通过电极的两个暴露的端部并且具有比其他部分增加的宽度；以及
形成主体，以使所述第一线圈和第二线圈嵌入所述主体中。
7.根据权利要求6所述的制造方法，该制造方法还包括：分别在所述主体上形成第一外电极和第二外电极，以连接所述第一线圈的引导部和所述第二线圈的引导部。
8.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述第一线圈和第二线圈为螺旋状。
9.根据权利要求6所述的制造方法，该制造方法还包括：在所述第一金属层和第二金属层上分别形成所述第一线圈和第二线圈后，通过使用绝缘材料覆盖所述第一线圈和第二线圈的圆周部而形成绝缘层。
10.根据权利要求6所述的制造方法，该制造方法还包括：在所述第一金属层和第二金属层上分别形成所述第一线圈和第二线圈后，在所述第一线圈和第二线圈上进行镀处理。
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