CN105428004A - 线圈部件和具有该线圈部件的板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线圈部件和具有该线圈部件的板。所述线圈部件包括：磁性本体，该磁性本体包括第一线圈部和第二线圈部以及第三线圈部和第四线圈部，所述第一线圈部和第二线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在基板的一侧表面上，所述第三线圈部和第四线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在所述基板的另一侧表面上；以及，第一至第四外电极，该第一至第四外电极设置在所述磁性本体的外表面上并且连接于所述第一线圈部、第二线圈部、第三线圈部以及第四线圈部。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年9月16日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2014-0122894的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及线圈部件和具有该线圈部件的板。
背景技术
电子产品(例如数码电视、智能相机和笔记本电脑)经常以高频(HF)段传输和接收数据，此外，由于这种设备能够独立工作，并且还能够通过通用串行接口(USB)或其它通信端口彼此连接，以具有多种功能并高度集成，因此，人们期望这种信息技术(IT)电子产品将越来越频繁地用于实际应用中。
随着智能手机的开发，人们对于高效且高功能、小而薄的能够以高水平电流操作的功率电感的需求不断增加。
因此，目前，具有1mm厚度的2016型产品已替代过去常使用的具有1mm厚度的2520型产品而投入使用。此外，人们期望产品将进一步小型化为具有0.8mm的1608型。
同时，人们对于具有减小的安装面积的阵列(array)的需求也已经增加。
根据多个线圈部之间的耦合系数或互感系数，阵列可以具有耦合的或非耦合的线圈形式架或者其结合。
同时，在非耦合式电感器阵列芯片(inductorarraychip)的情况下，其中，多个线圈彼此间隔布置以使其不受到彼此产生的磁通量的影响，如果每个线圈形成为具有相同的感应系数，那么电感器阵列芯片可以具有改善的效率及减小的安装面积。
非耦合式电感阵列芯片在多种应用中已有所需求。然而，这种非耦合式电感器阵列芯片的问题在于，其中设置的线圈可能并不具有相同的感应系数。
因此，需要制造非耦合式电感器阵列产品，其中，每个线圈具有相同的感应系数。
【相关技术文献】
(专利文献1)韩国专利公开No.2005-0011090。
发明内容
本发明一个方面提供一种线圈部件和具有该线圈部件的板。
根据本发明的一个方面，线圈部件可以包括：磁性本体，该磁性本体包括第一线圈部和第二线圈部以及第三线圈部和第四线圈部，所述第一线圈部和第二线圈部，所述第一线圈部和第二线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在基板的一侧表面上，所述第三线圈部和第四线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在所述基板的另一侧表面上；以及，第一至第四外电极，该第一至第四外电极设置在所述磁性本体的外表面上并且连接于所述第一线圈部、第二线圈部、第三线圈部以及第四线圈部。
根据本发明的另一个方面，具有线圈部件的板可以包括：设置有多个电极板的印刷电路板；以及，安装在所述印刷电路板上的线圈部件，其中，所述线圈部件包括：磁性本体，该磁性本体包括第一线圈部和第二线圈部以及第三线圈部和第四线圈部，所述第一线圈部和第二线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在基板的一侧表面上，所述第三线圈部和第四线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在所述基板的另一侧表面上；以及，第一至第四外电极，该第一至第四外电极设置在所述磁性本体的外表面上并且连接于所述第一线圈部、第二线圈部、第三线圈部以及第四线圈部。
附图说明
通过以下参考附图的详细说明，将更清楚地理解本发明的上述和其它方面、特征及优点，其中：
图1是根据本发明的第一种示例性实施方式的线圈部件的立体结构示意图；
图2是从图1的顶部向下观察的线圈部件的内部的平面视图；
图3是沿图1中X-X’的剖视图；
图4是根据本发明的第二种示例性实施方式的线圈部件的立体结构示意图；
图5是从图4的顶部向下观察的线圈部件的内部的平面视图；
图6是沿图4中X-X’的剖视图；以及
图7是当图1中的线圈部件安装在印刷电路板上时板的立体图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。
然而，本发明可以以多种不同的形式举例说明，并且不应解释为局限于在此所公开的具体的实施方式。相反地，提供这些实施方式用于使得本发明周密且完整，并且这些实施方式能够向本领域技术人员完整地传达本发明的范围。
在附图中，为了清晰起见，部件的形状和尺寸可以放大，并且相同的参考标记将自始至终地用于表示相同或相似的部件。
线圈部件
根据本发明的一种示例性实施方式的线圈部件可以包括：磁性本体，该磁性本体包括第一和第二线圈部、第三和第四线圈部，所述第一和第二线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在基板的一侧表面上，所述第三和第四线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在基板的另一侧表面上；以及，第一至第四外电极，该第一至第四外电极设置在所述磁性本体的外表面上并连接于所述第一至第四线圈部。
在此，在不考虑相应元件的顺序的情况下，术语“第一”至“第四”仅用于彼此区分相应的元件。
磁性本体可以为六面体，关于磁性本体10的方向，“L方向”可以指“长度方向”，“W方向”可以指“宽度方向”，“T方向”可以指“厚度方向”。
磁性本体可以包括：基板、第一和第二线圈部以及第三和第四线圈部，其中，所述第一和第二线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在基板的一侧表面上，所述第三和第四线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在基板的另一侧表面上。
所述基板可以为磁性基板，该磁性基板可以包含镍锌铜铁氧体(nickel-zinc-copperferrite)，但并不局限于此。
此外，根据该示例性实施方式的线圈部件可以包括形成在所述磁性本体的一个表面上的第一外电极和第三外电极，以及形成在所述磁性本体的与该磁性本体的所述一个表面相对的另一个表面上的第二外电极和第四外电极。
在下文中，将参考附图描述第一至第四线圈部21-24以及第一至第四外电极31-34。
图1为根据本发明的第一种示例性实施方式的线圈部件的立体结构示意图。
图2是从图1的顶部向下观察的线圈部件的内部的平面视图。
图3是沿图1中X-X’的剖视图。
参考图1至图3，根据该示例性实施方式的线圈部件可以包括：磁性本体10，该磁性本体10包括第一线圈部21和第二线圈部22以及第三线圈部23和第四线圈部24，其中，所述第一线圈部21和第二线圈部22以磁性本体10的中央部分为基准彼此对称地设置在基板11的一侧表面上，所述第三线圈部23和第四线圈部24以磁性本体10的中央部分为基准彼此对称地设置在基板11的另一侧表面上；以及，第一至第四外电极31-34，该第一至第四外电极31-34设置在磁性本体10的外表面上并连接于第一至第四线圈部21-24。
根据该示例性实施方式的线圈部件可以包括形成在磁性本体10的一个表面上的第一外电极31和第三外电极33，以及形成在所述磁性本体10的与该磁性本体的所述一个表面相对的另一个表面上的第二外电极32和第四外电极34。
参考图1至图3，第一线圈部21和第二线圈部22可以彼此间隔地设置在基板的一侧表面上，并且可以以磁性本体10的长度方向上的中央部分为基准彼此对称地设置。
此外，第三线圈部23和第四线圈部24可以彼此间隔地设置在基板11的另一侧表面上，并且可以以磁性本体10的长度方向上的中央部分为基准彼此对称地设置。
第一线圈部21和第二线圈部22可以以磁性本体10的中央部分为基准镜像对称设置(symmetricallymirrored)，并且，第三线圈部23和第四线圈部24也可以以磁性本体10的中央部分为基准镜像对称设置。
磁性本体10的中央部分可以指磁性本体1在其长度方向上的中央区域，但是并不是指精确地位于使得在长度方向上距离磁性本体10的两端部分具有相同长度的点。
在基板的一侧表面上缠绕的第一线圈部21和第二线圈部22的每一者的中心可以称为磁芯(core)，在下文中将用作相同的概念。
此外，在基板11的另一侧表面上缠绕的第三线圈部23的中心和在基板11的另一侧表面上缠绕的第四线圈部24的中心可以分别称为磁芯，以使得基板11可以具有两个磁芯。
根据该示例性实施方式，第一线圈部21和第二线圈部22可以以磁性本体的中央部分为基准彼此对称，以使得第一线圈部21和第二线圈部22具有相同的感应系数值；第三线圈部23和第四线圈部24可以以磁性本体的中央部分为基准彼此对称，以使得第三线圈部23和第四线圈部具有相同的感应系数值。
此外，不同于根据相关技术的线圈部的结构，第一线圈部21和第二线圈部22以及第三线圈部23和第四线圈部24可以以磁性本体10的中央部分为基准镜像对称设置，因此，第一线圈部21和第二线圈部22以及第三线圈部23和第四线圈部24可以具有相同的感应系数值。
特别地，根据这种示例性实施方式，第一线圈部21至第四线圈部24的邻近于磁性本体的中央部分的部分的线圈密度可以高于其邻近于磁性本体10的端部的部分的线圈密度。
第一线圈部21至第四线圈部24中的每一者可以设置为在其邻近于磁性本体10的中央部分的区域的线圈密度高于邻近于磁性本体10的端部的区域的线圈密度，从而可以增加自感系数。
参考图3，可以看出，第一线圈部至第四线圈部中的每一者的邻近于磁性本体10的中央部分的区域的线圈匝数为四，第一线圈部至第四线圈部中的每一者的邻近于磁性本体10的端部的区域的线圈匝数为三。
也就是说，根据该示例性实施方式，通过使得第一线圈部21至第四线圈部21中的每一者的邻近于磁性本体10的中央部分的区域的线圈密度高于其邻近于磁性本体10的端部的区域的线圈密度，可以增加自感系数。
图3中示出的线圈匝数仅是示例性的，本发明的概念并不局限于此。
同时，第一线圈部21和第二线圈部22的一端可以在磁性本体10的宽度方向上暴露于该磁性本体10的一个侧面，第三线圈部23和第四线圈部24的一端可以在磁性本体10的宽度方向上暴露于该磁性本体的另一个侧面，以使得第一线圈部21和第二线圈部22的一端以及第三线圈部23和第四线圈部24的一端可以分别连接于第一外电极31至第四外电极34。
也就是说，在第一线圈部21的一端在磁性本体10的宽度方向上暴露于该磁性本体10的第一侧面的情况下，第二线圈部22的一端可以在磁性本体10的宽度方向上暴露于该磁性本体10的第一侧面，该第二线圈部22在同一平面上与第一线圈部件21间隔设置，并缠绕为以磁性本体10的中央部分为基准与第一线圈部件21对称。
第一线圈部21的暴露端可以连接于第一外电极31，第二线圈部22的暴露端可以连接于第三外电极33。
此外，第一线圈部21和第二线圈部22可以以磁性本体10的中心为基准彼此对称。
由于以上特征，第一线圈部21和第二线圈部22可以具有相同的长度。
类似地，设置在基板11的另一侧表面上的第三线圈部23在磁性本体10的宽度方向上可以暴露于该磁性本体10的与所述第一侧面相对的第二侧面。
此外，第四线圈部件24的一端可以在磁性本体10的宽度方向上暴露于该磁性本体10的第二侧面，该第四线圈部24在同一平面上与第三线圈部23间隔设置，并缠绕为以磁性本体10的中央部分为基准与第三线圈部23对称。
第三线圈部23的暴露端可以连接于第二外电极32，第四线圈部24的暴露端可以连接于第三外电极33。
此外，第三线圈部23和第四线圈部可以具有相同的长度。
如上所示，第一线圈部21至第四线圈部24在磁性本体10的宽度方向上暴露于磁性本体10的一个表面和另一个表面，同时第一线圈部21至第四线圈部24彼此间隔，以使得第一线圈部21至第四线圈部24可以分别连接于第一外电极31至第四外电极34。
第一外电极31和第三外电极33可以为输入端子，第二外电极32和第四外电极34可以为输出端子，但本发明的概念并不局限于此。
同时，第一线圈部21和第二线圈部22可以形成在相同的平面上，该平面为磁性基板11的上部，第三线圈部23和第四线圈部24可以形成在相同的平面上，该平面为磁性基板11的下表面，第一线圈部21和第三线圈部23可以通过过孔电极(viaelectrode，未示出)彼此连接。
类似地，第二线圈部22和第四线圈部24可以通过过孔电极(未示出)彼此连接。
因此，通过第一外电极31(输入端子)输入的电流可以流过第一线圈部21、过孔电极和第三线圈部23，以流向第二外电极33(输出端子)。
类似地，通过第三外电极31(输入端子)输入的电流可以流过第二线圈部22、过孔电极和第四线圈部24，以流向第四外电极34(输出端子)。
第一线圈部21和第二线圈部22可以以磁性本体10的中央部分为基准镜像对称设置，第三线圈部23和第四线圈部23也可以以磁性本体10的中央部分为基准镜像对称设置，以使得根据该示例性实施方式的线圈部件可以具有非耦合式电感器阵列形式。
此外，由于上述结构，设置在基板11的上表面的第一线圈部21和第二线圈部22和设置在基板11的下表面的第三线圈部件23和第四线圈部件24可以具有对称流动的磁通量。
因此，由于线圈部以线圈部件的中央部分为基准镜像对称设置，线圈部可以具有相同的感应系数，从而不仅可以改善电感器阵列芯片，而且还可以减小其安装面积。
第一线圈部21至第四线圈部24可以包含金、银、铂、铜、镍、钯及其合金中的至少一者。
第一线圈部21至第四线圈部24可以由任意材料制成，只要该材料可以给予线圈部以导电性，线圈部件的材料并不局限于上述金属。
此外，第一线圈部21至第四线圈部24可以具有多边形、圆形、椭圆形或不规则形状，其形状不作特别限定。
第一线圈部21至第四线圈部24可以分别通过引线端子(未示出)连接于第一外电极31至第四外电极34。
外电极可以包括第一外电极31至第四外电极34。
第一外电极31至第四外电极34可以在磁性本体10的厚度方向(“T方向”)上延伸。
第一外电极31至第四外电极34可以彼此间隔设置，从而可以彼此电绝缘。
第一外电极31至第四外电极34可以延伸至磁性本体10的上表面部分和下表面部分。
由于第一外电极31至第四外电极34的粘结于磁性本体10的部分具有成角度的形状，从而可以改善第一外电极31至第四外电极34与磁性本体10之间的粘合力，从而改善了抗冲击性能。
只要材料可以给予第一外电极31至第四外电极34导电性，形成该第一外电极31至第四外电极34的材料不作具体限定。
更具体地，第一外电极31至第四外电极34可以包含金、银、铂、铜、镍、钯及其合金中的至少一者。
金、银、铂和钯较为昂贵但相对稳定，而铜和镍较为便宜，但在烧结过程中可以被氧化从而降低导电性。
磁性本体的厚度可以为1.2mm或更小，但不限制于此。磁性本体10的厚度可以为多种。
图4为根据本发明的第二种示例性实施方式的线圈部件的立体结构示意图。
图5为从图4的上方向下观察的线圈部件的内部的平面视图。
图6为沿图4中X-X’的剖视图。
参考图4至图6，根据该示例性实施方式的线圈部件可以包括：磁性本体100，该磁性本体100包括第一线圈部121和第二线圈部122以及第三线圈部123和第四线圈部124，其中，所述第一线圈部121和第二线圈部122以磁性本体100的中央部分为基准彼此对称地设置在基板111的一侧表面上，所述第三线圈部123和第四线圈部124以磁性本体100的中央部分为基准彼此对称地设置在基板111的另一侧表面上；以及，第一至第四外电极131-134，该第一至第四外电极131-134设置在磁性本体100的外表面上并连接于第一至第四线圈部121-124。
第一线圈部121和第二线圈部122可以以磁性本体100的中央部分为基准彼此对称，以使得该第一线圈部121和第二线圈部122具有相同的感应系数值；第三线圈部123和第四线圈部124可以以磁性本体100的中央部分为基准彼此对称，以使得该第三线圈部123和地线圈部124具有相同的感应系数值。
此外，不同于根据相关技术的线圈部的结构，第一线圈部121和第二线圈部122以及第三线圈部123和第四线圈部124可以以磁性本体100的中央部分为基准镜像对称设置，因此，第一线圈部121和第二线圈部122以及第三线圈部123和第四线圈部124可以具有相同的感应系数值。
特别地，根据这种示例性实施方式，第一线圈部121至第四线圈部124的邻近于磁性本体100的中央部分的线圈密度可以低于其邻近于磁性本体100的端部的部分的线圈密度。
第一线圈部121至第四线圈部124中的每一者可以设置为在其邻近于磁性本体100的中央部分的区域的线圈密度低于其邻近于磁性本体100的端部的区域的线圈密度，因此可以降低自感系数，并且可以降低耦合系数。
也就是说，与第一种示例性实施方式相比，相邻的线圈部的磁通量可以更少地相互影响。
参考图6，可以看出，第一线圈部121至第四线圈部124中的每一者的邻近于磁性本体100的中央部分的区域的线圈匝数为三，而第一线圈部121至第四线圈部124中的每一者的邻近于磁性本体100的端部的区域的线圈匝数为四。
也就是说，根据该示例性实施方式，通过使得第一线圈部121至第四线圈部124中的每一者的邻近于磁性本体100的中央部分的区域的线圈密度小于其邻近于磁性本体100的端部的区域的线圈密度，可以降低耦合系数。
图6中所示的线圈匝数仅为示例性的，本发明的概念并不局限于此。
除上述特征外，由于线圈部件100的其他特征与根据第一种示例性实施方式的线圈部件10的特征相同，因此为了避免重复，对其不再详述。
下表1示出根据发明例1和发明例2的线圈部件和根据比较例的常规非耦合式电感器的感应系数和耦合系数值。
发明例1中的线圈部件具有与根据第一种示例性实施方式的线圈部件10相同的结构，发明例2中的线圈部件具有与根据第二种示例性实施方式的线圈部件100相同的结构。
[表1]
参考表1，可以看出，根据比较例的普通的非耦合式电感器，相邻的线圈部具有不同的自感系数。
另一方面，可以看出，根据发明例的线圈部件。相邻的线圈部具有相同的自感系数。
特别地，可以看出，在发明例1中，每个线圈部的邻近于磁性本体的中央部分的区域的线圈密度高于相应的线圈部的邻近于磁性本体的端部的区域的线圈密度，自感系数增大。
此外，在发明例2中，每个线圈部的邻近于磁性本体的中央部分的区域的线圈密度低于相应的线圈部的邻近于磁性本体的端部的区域的线圈密度，两个线圈部之间几乎不会通过磁通量相互影响，因此，大大减小了耦合系数(0.0378)。
在表1中，由于耦合系数接近于1，因此耦合系数增大，符号(-)指负耦合。
具有线圈部件的板
图7为当图1中的线圈部件安装在印刷电路板上时板的立体图。
参考图7，根据本发明示例性实施方式的具有线圈部件的板200可以包括线圈部件和印刷电路板210，所述线圈部件水平地安装在该印刷电路板210上，并且多个电极板220可以形成为在印刷电路板210的上表面上彼此间隔。
在这种情况下，在设置为使第一外电极31至第四外电极34分别接触电极板220的状态下，线圈部件可以通过焊料230电连接于印刷电路板210。
除了以上描述，将省略对根据第一种示例性实施方式的线圈部件的特征的重复描述。
正如在此所公开的，根据本发明的示例性实施方式的线圈组件具有非耦合式电感器阵列形式，其中，多个线圈部彼此间隔设置，以使得不会通过磁通量而相互影响，从而可以减小安装面积。
此外，由于线圈部以线圈部件的中央部分为基准镜像对称设置，因此，可以具有相同的感应系数，从而可以减小安装面积，并且可以改善电感器阵列芯片的效率。
尽管已示出并描述了示例性实施方式，但对本领域技术人员显然地，在不脱离由所附的权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对其作修改和变形。
Claims (18)
1.一种线圈部件，其中，包括：
磁性本体，该磁性本体包括第一线圈部和第二线圈部以及第三线圈部和第四线圈部，所述第一线圈部和第二线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在基板的一侧表面上，所述第三线圈部和第四线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在所述基板的另一侧表面上；以及
第一至第四外电极，该第一至第四外电极设置在所述磁性本体的外表面上并且连接于所述第一线圈部、第二线圈部、第三线圈部以及第四线圈部。
2.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部至所述第四线圈部中的每一者的邻近于所述磁性本体的中央部分的区域的线圈密度高于邻近于所述磁性本体的端部的区域的线圈密度。
3.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部至第四线圈部中的每一者的邻近于所述磁性本体的中央部分的区域的线圈密度低于邻近于所述磁性本体的端部的区域的线圈密度。
4.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部和第三线圈部通过过孔电极彼此连接。
5.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第二线圈部和第四线圈部通过过孔电极彼此连接。
6.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一外电极和第三外电极为输入端子，并且
所述第二外电极和第四外电极为输出端子。
7.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部至第四线圈部具有相同的长度。
8.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部至第四线圈部包含金、银、铂、铜、镍、钯及其合金中的至少一者。
9.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述基板为磁性基板。
10.一种具有线圈部件的板，其中，该板包括：
设置有多个电极板的印刷电路板；以及
安装在所述印刷电路板上的所述线圈部件，
其中，所述线圈部件包括：
磁性本体，该磁性本体包括第一线圈部和第二线圈部以及第三线圈部和第四线圈部，所述第一线圈部和第二线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在基板的一侧表面上，所述第三线圈部和第四线圈部以所述磁性本体的中央部分为基准彼此对称地设置在所述基板的另一侧表面上；以及
第一至第四外电极，该第一至第四外电极设置在所述磁性本体的外表面上并且连接于所述第一线圈部、第二线圈部、第三线圈部以及第四线圈部。
11.根据权利要求10所述的板，其中，所述第一线圈部至第四线圈部中的每一者的邻近于所述磁性本体的中央部分的区域的线圈密度高于邻近于所述磁性本体的端部的区域的线圈密度。
12.根据权利要求10所述的板，其中，所述第一线圈部至第四线圈部中的每一者的邻近于所述磁性本体的中央部分的区域的线圈密度低于邻近于所述磁性本体的端部的区域的线圈密度。
13.根据权利要求10所述的板，其中，所述第一线圈部和第三线圈部通过过孔电极彼此连接。
14.根据权利要求10所述的板，其中，所述第二线圈部和第四线圈部通过过孔电极彼此连接。
15.根据权利要求10所述的板，其中，所述第一外电极和第三外电极为输入端子，并且
所述第二外电极和第四外电极为输出端子。
16.根据权利要求10所述的板，其中，所述第一线圈部至第四线圈部具有相同的长度。
17.根据权利要求10所述的板，其中，所述第一线圈部至第四线圈部包含金、银、铂、铜、镍、钯及其合金中的至少一者。
18.根据权利要求10所述的板，其中，所述基板为磁性基板。
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