CN105428001A - 片式电子组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种片式电子组件及其制造方法，该片式电子组件包括：磁性主体，包括磁性金属粉末；内线圈部，嵌入磁性主体中；以及镀覆扩散防止部，包覆在磁性主体的表面上。镀覆扩散防止部包括磷酸盐类玻璃。由此，可防止在形成外电极时在片式电子组件表面中产生的镀覆扩散。

Description

片式电子组件及其制造方法
本申请要求于2014年9月18日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0124379号韩国专利申请的优先权和权益，该申请的公开通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及一种片式电子组件及其制造方法。
背景技术
作为片式电子组件的电感器是与电阻器和电容器一起构成电子电路以去除其噪声的代表性无源元件。
通过镀覆来形成内线圈部，通过使混合磁性粉末和树脂而获得的磁性粉末树脂复合物固化来制造磁性主体，然后在磁性主体的外部上形成外电极来制造薄膜式电感器。
[现有技术文献]
(专利文献1)第2008-166455号日本专利公开公布。
发明内容
本公开的一方面可提供一种片式电子组件，该片式电子组件在其上形成外电极时在片式电子组件的表面上具有减少的镀覆扩散。
根据本公开的一方面，一种片式电子组件可包括：磁性主体，包括磁性金属粉末；内线圈部，嵌入磁性主体中；以及镀覆扩散防止部，包覆在磁性主体的表面上，其中，镀覆扩散防止部包括磷酸盐类玻璃。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征和其他优点将会被更清楚的理解，在附图中：
图1是示出了根据本公开的示例性实施例的片式电子组件使得其内线圈部被示出的示意性透视图；
图2是沿图1中的线I-I′截取的剖视图；
图3是图2中的部分“A”的示例的放大示意图；
图4是根据本公开另一示例性实施例的沿LT方向的片式电子组件的剖视图；
图5A至图5E是描述根据本公开的示例性实施例的片式电子组件的制造工艺的视图。
具体实施方式
现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实施，并不应该被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，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，可夸大元件的形状和尺寸，将始终使用相同的附图标记来指示相同或相似的元件。
片式电子组件
在下文中，将描述根据本公开的示例性实施例的片式电子组件。具体地，将描述薄膜式电感器，但是本公开不限于此。
图1是示出了根据本公开的示例性实施例的片式电子组件使得其内线圈部被示出的示意性透视图。
参照图1，作为片式电子组件的示例，公开了在电源电路的电源线中使用的薄膜式片式电感器100。
根据本公开的示例性实施例的片式电子组件100可包括磁性主体50、嵌入在磁性主体50中的内线圈部42和44以及设置在磁性主体50的外部上从而电连接到内线圈部42和44的外电极80。
在根据本公开的示例性实施例的片式电子组件100中，“长度”方向是指图1中的“L”方向，“宽度”方向是指图1中的“W”方向，“厚度”方向是指图1中的“T”方向。
图2是沿图1中的线I-I′截取的剖视图。
参照图2，磁性主体50可包含磁性金属粉末51和52。
磁性金属粉末51和52可包含从由Fe、Si、Cr、Al和Ni组成的组中选择的一种或多种。例如，磁性金属粉末51和52可包含Fe-Si-B-Cr基非晶态金属，但本公开不必局限于此。
磁性主体50还可包括热固性树脂，磁性金属粉末51和52可以按照磁性金属粉末51和52被分散在诸如环氧树脂、聚酰亚胺树脂等的热固性树脂中的形式被包含。
为了增大磁性主体50中包含的磁性金属粉末的填充率，可以以预定的比率来混合和准备具有不同颗粒尺寸的至少两种磁性金属粉末51和52。
可使用具有高磁导率和大颗粒尺寸的磁性金属粉末来获得预定单位体积下的高电感，具有小颗粒尺寸的磁性金属粉末与具有大颗粒尺寸的磁性金属粉末混合，使得可通过提高填充率来确保高的磁导率，并可防止由在高频率和高电流下的芯损耗导致的效率劣化。
然而，在如上描述，将具有大颗粒尺寸的磁性金属粉末与具有小颗粒尺寸的磁性金属粉末相互混合的情况下，会增大磁性主体的表面粗糙度。具体的讲，在对被切割成单独的片尺寸的磁性主体进行研磨的工艺中，具有大颗粒尺寸的磁性金属粉末会从磁性主体的表面突出，突出部分的绝缘包覆层会剥落。
因此，在形成外电极的镀层时，镀层形成在绝缘包覆层剥落的磁性金属粉末上的镀覆扩散(platingspread)缺陷会发生。
因此，根据本公开的示例性实施例，可通过在磁性主体50上形成镀覆扩散防止部(platingspreadingpreventionpart)60来解决上述问题。
镀覆扩散防止部60可包覆在从磁性主体50表面突出以使得绝缘包覆层剥落的磁性金属粉末上，从而用于防止镀覆扩散。
以下将提供根据本公开示例性实施例的镀覆扩散防止部60的详细描述。
在根据本公开示例性实施例的磁性主体50中，可混合并包含第一磁性金属粉末51与第二磁性金属粉末52，第二磁性金属粉末52具有比第一磁性金属粉末51的D50小的D50。
具有大D50的第一磁性金属粉末51可实现高磁导率，具有大D50的第一磁性金属粉末51和具有小D50的第二磁性金属粉末52可相互混合，使得可提高填充率，从而进一步提高磁导率和Q特性。
第一磁性金属粉末51的D50可为18μm至22μm，第二磁性金属粉末52的D50可为2μm至4μm。
可由使用激光衍射散射方法的颗粒尺寸分布测量仪器来测量D50。
第一磁性金属粉末51的颗粒尺寸可为11μm至53μm，第二磁性金属粉末52的颗粒尺寸可为0.5μm至6μm。
第一磁性金属粉末51(具有大的平均颗粒尺寸)和第二磁性金属粉末(具有比第一磁性金属粉末51的平均颗粒尺寸小的平均颗粒尺寸)可混合并包含在磁性主体50中。
具有线圈形状图案的内线圈部42可形成在设置于磁性主体50中的绝缘基板20的一个表面上，具有线圈形状图案的内线圈部44可形成在绝缘基板20的另一表面上。
绝缘基板20的示例可包括聚丙二醇(PPG)基板、铁氧体基板、金属基软磁性基板等。
绝缘基板20的中心部可被穿透从而形成孔，孔中填充磁性金属粉末从而形成芯部55。因为形成了填充有磁性金属粉末的芯部55，所以可提高电感。
在内线圈部42和44中，可以以螺旋形状形成线圈图案，形成在绝缘基板20的一个表面和另一个表面上的内线圈部42和44可通过形成在绝缘基板20中的通路彼此电连接。
内线圈部42和44以及通路可由具有优异的导电率的金属形成。例如，内线圈部42和44以及通路可由银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)或其合金等形成。
形成在绝缘基板20的一个表面上的内线圈部42的一个端部可暴露到磁性主体50的在长度(L)方向上的一个端表面，形成在绝缘基板20的另一表面上的内线圈部44的一个端部可暴露到磁性主体50的在长度方向上的另一个端表面。
外电极80可形成在磁性主体50的在长度(L)方向上的两个端表面上，从而连接到暴露于磁性主体50的在长度(L)方向上的两个端表面的内线圈部42和44。
外电极80可包括导电树脂层81和形成在导电树脂层81上的镀层82。
导电树脂层81可包含从由铜(Cu)、镍(Ni)、银(Ag)组成的组中选择的一种或多种导电金属和热固性树脂。
热固性树脂可为环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。
镀层82可包含从由镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)组成的组中选择的一种或者多种。例如，镍(Ni)层和锡(Sn)层可顺序地形成。
在执行形成镀层82的镀覆工艺时，镀层形成在从磁性主体50的表面突出的磁性金属粉末上的镀覆扩散缺陷会发生。
然而，根据本公开的示例性实施例，可在从磁性主体50表面突出的磁性金属粉末上形成镀覆扩散防止部60，从而可减少作为粗粉的磁性金属粉末引起的镀覆扩散现象。
图3是图2中的部分“A”的示例的放大示意图。
参照图3，作为粗粉的第一磁性金属粉末51从磁性主体50的表面突出，从而被暴露，并且镀覆扩散防止部60可包覆并形成在暴露的第一磁性金属粉末51上。
可在暴露的磁性金属粉末上化学地再包覆玻璃来形成镀覆扩散防止部60。
镀覆扩散防止部60可包括磷酸盐类玻璃。
磷酸盐类玻璃可包括从由磷酸铁、磷酸锌和磷酸锰组成的组中选择的一种或多种。
图4是根据本公开另一示例性实施例的沿LT方向的片式电子组件的剖视图。
参照图4，可在形成有镀覆扩散防止部60的磁性主体50上进一步形成硅树脂包覆层70。
可通过进一步形成硅树脂包覆层70来增强阻镀性和耐酸性。
如图4所示，硅树脂包覆层70可形成在磁性主体50的在厚度(T)方向上彼此相对的上表面和下表面上，并且除了上表面和下表面之外，也可形成在磁性主体50的在宽度(W)方向上彼此相对的两个侧表面上，磁性主体50的在长度(L)方向上彼此相对的两个端表面上。然而，本公开不限于此，硅树脂包覆层可设置在磁性主体50的至少一个表面上。
片式电子组件的制造方法
图5A至图5E是描述根据本公开的示例性实施例的片式电子组件的制造工艺的视图。
参照图5A，首先，可在绝缘基板20的一个表面和另一表面上形成内线圈部42和44。
作为内线圈部42和44的形成方法，例如，有电镀法，但是本公开不限于此。内线圈部42和44可由具有优异导电率的金属形成。例如，可使用银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)或铂(Pt)或其合金等。
参照图5B，可在内线圈部42和44的上部和下部上堆叠多个磁性片50a、50b、50c、50d、50e和50f。
可通过混合磁性粉(例如磁性金属粉末)和有机材料(诸如粘合剂、溶剂等)来制备浆料，用刮刀方法以几十微米厚度将浆料施用在载体膜上，并干燥施用的浆料，来以片形式制造磁性片50a、50b、50c、50d、50e和50f。
可通过混合第一磁性金属粉末51和D50小于第一磁性金属粉末51的D50的第二磁性金属粉末52来形成磁性片50a、50b、50c、50d、50e和50f。
第一磁性金属粉末51的D50可为18μm至22μm，第二磁性金属粉末52的D50可为2μm至4μm。
参照图5C，可通过堆叠多个磁性片50a、50b、50c、50d、50e和50f，使用层压法或者等静压法来压制堆叠的磁性片并固化被压制的磁性片来形成磁性主体50。
这里，在对被切割成单独的片尺寸的磁性主体进行研磨的工艺中，作为粗粉的第一磁性金属粉末51会从磁性主体的表面突出，突出部分的绝缘包覆层会剥落。
因此，在形成外电极的镀层时，镀层形成在绝缘包覆层剥落的磁性金属粉末上的镀覆扩散缺陷会发生。
参照图5D，可在从磁性主体50的表面突出从而被暴露的第一磁性金属粉末51上形成镀覆扩散防止部60。
可通过将磁性主体50浸在磷酸盐溶液中来形成镀覆扩散防止部60，从而化学地包覆第一磁性金属粉末51被暴露的部位。
磷酸盐溶液的摩尔浓度可为0.1M或更大。
在磷酸盐溶液的摩尔浓度小于0.1M的情况下，镀覆扩散防止部可能不会被形成为充分地覆盖磁性金属粉末被暴露的部位，以致会发生镀覆扩散缺陷。
磷酸盐溶液的温度可为50℃或更高。
在磷酸盐溶液的温度小于50℃的情况下，镀覆扩散防止部可能不会被形成为充分地覆盖磁性金属粉末被暴露的部位，以致会发生镀覆扩散缺陷。
在将磁性主体50浸在磷酸盐溶液中并干燥后，可在180℃或更高的温度下对磁性主体50进行热处理。
可通过如上所述的热处理将水合物转化成不可溶物质。
如上所述形成的镀覆扩散防止部60可包含磷酸盐类玻璃。
磷酸盐类玻璃可包括从由磷酸铁、磷酸锌和磷酸锰组成的组中选择的一种或多种。
可在形成有镀覆扩散防止部60的磁性主体50上进一步形成硅树脂包覆层70。
可通过进一步形成硅树脂包覆层70来增强阻镀性和耐酸性。
参照图5E，可在磁性主体50的在长度(L)方向上的两个端表面上形成外电极80，从而连接到暴露于磁性主体50的在长度(L)方向上的两个端表面的内线圈部42和44。
首先，可在磁性主体50的在长度(L)方向上的两个端表面上形成导电树脂层81，然后可在导电树脂层81上形成镀层82。
可使用包含从由铜(Cu)、镍(Ni)、银(Ag)中组成的组中选择的一种或多种导电金属和热固性树脂的膏形成导电树脂层81，并可通过例如浸渍方法等来形成导电树脂层81。
在镀层82中，例如，可顺序地形成镍(Ni)层和锡(Sn)层。
根据本公开的示例性实施例，在执行形成镀层82的镀覆工艺时，通过在暴露于磁性主体50的表面的磁性金属粉末上形成镀覆扩散防止部60，可减少在暴露于磁性主体50表面的磁性金属粉末上形成镀层的镀覆扩散现象。
将省略与根据本公开的示例性实施例的上述片式电子组件的特征重复的特征的描述。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，可防止在形成外电极时片式电子组件的表面中产生的镀覆扩散。
尽管以上已经示出并描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离如权利要求限定的本发明的范围的情况下，可作出修改和变形。

Claims (17)

1.一种片式电子组件，所述片式电子组件包括：
磁性主体，包括磁性金属粉末；
内线圈部，嵌入磁性主体中；以及
镀覆扩散防止部，包覆在磁性主体的表面上；
其中，镀覆扩散防止部包括磷酸盐类玻璃。
2.根据权利要求1所述的片式电子组件，其中，磷酸盐类玻璃包括从由磷酸铁、磷酸锌和磷酸锰组成的组中选择的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的片式电子组件，其中，镀覆扩散防止部包覆在被暴露于磁性主体的表面的磁性金属粉末上。
4.根据权利要求1所述的片式电子组件，所述片式电子组件还包括设置在形成有镀覆扩散防止部的磁性主体上的硅树脂包覆层。
5.根据权利要求1所述的片式电子组件，其中，磁性主体包括第一磁性金属粉末和第二磁性金属粉末，第二磁性金属粉末的D50小于第一磁性金属粉末的D50，
第一磁性金属粉末具有18μm至22μm的D50，第二磁性金属粉末具有2μm至4μm的D50。
6.根据权利要求1所述的片式电子组件，其中，磁性主体包括第一磁性金属粉末和第二磁性金属粉末，第二磁性金属粉末的平均颗粒尺寸小于第一磁性金属粉末的平均颗粒尺寸，
第一磁性金属粉末具有11μm至53μm的颗粒尺寸，第二磁性金属粉末具有0.5μm至6μm的颗粒尺寸。
7.根据权利要求1所述的片式电子组件，所述片式电子组件还包括设置在磁性主体的外部上以连接到内线圈部的端部的外电极，
其中，外电极包括导电树脂层和形成在导电树脂层上的镀层。
8.根据权利要求7所述的片式电子组件，其中，镀层包括从由镍、铜、和锡组成的组中选择的一种或多种。
9.一种片式电子组件，所述片式电子组件包括：
磁性主体，包括磁性金属粉末；
内线圈部，嵌入磁性主体中；以及
镀覆扩散防止部，包覆在被暴露于磁性主体的表面的磁性金属粉末上，
其中，镀覆扩散防止部包括玻璃。
10.一种片式电子组件的制造方法，所述制造方法包括：
形成磁性主体，磁性主体中嵌入有内线圈部并包括磁性金属粉末；以及
将磁性主体浸在磷酸盐溶液中，以在暴露于磁性主体的表面的磁性金属粉末上形成镀覆扩散防止部。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其中，磷酸盐溶液具有0.1M或更大的摩尔浓度。
12.根据权利要求10所述的制造方法，其中，磷酸盐溶液的温度为50℃或更高。
13.根据权利要求10所述的制造方法，所述制造方法还包括：将磁性主体浸在磷酸盐溶液中之后，在180℃或更高的温度下热处理磁性主体。
14.根据权利要求10所述的制造方法，其中，镀覆扩散防止部包括磷酸盐类玻璃。
15.根据权利要求14所述的制造方法，其中，磷酸盐类玻璃包括从由磷酸铁、磷酸锌和磷酸锰组成的组中选择的一种或者多种。
16.根据权利要求10所述的制造方法，所述制造方法还包括：在形成镀覆扩散防止部之后，在形成了镀覆扩散防止部的磁性主体上形成硅树脂包覆层。
17.根据权利要求10所述的制造方法，所述制造方法还包括：在形成镀覆扩散防止部之后，在磁性主体的外部上形成外电极以与内线圈部的端部连接，
其中，外电极包括导电树脂层和形成在导电树脂层上的镀层。
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