CN105702432B - 电子组件以及具有该电子组件的板 - Google Patents

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Abstract

提供一种电子组件以及具有该电子组件的板，所述电子组件包括：主体，包括内电极和包含金属成分的填充物；第一绝缘层，包围内电极；第二绝缘层，包围第一绝缘层。

Description

电子组件以及具有该电子组件的板
本申请要求于2014年12月15日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0180072号韩国专利申请的优先权的权益，其全部内容通过引用被包含于此。
技术领域
本公开涉及一种电子组件以及具有该电子组件的板。
背景技术
电感器(一种电子组件)是与电阻器和电容器一起构成电子电路来去除噪声的典型无源元件
电子组件可通过焊接安装在印刷电路板(PCB)上，从而电连接到印刷电路板的电路。
依照该领域中的小型化和高度集成化，电感器需要被小型化，并且能够在高电流、高电感条件下被操作。为此，金属型电感器可以在电感器包围线圈的区域具有包含金属成分的填充物。由于在上述电感器中应该保持线圈与包含金属成分的填充物之间的绝缘性能，因此线圈的外表面涂覆有绝缘材料。然而，为了制造上述电感器，可以在低温下施加高压到所述包含金属成分的填充物以增加所述包含金属成分的填充物的密度。在该处理中，涂覆在线圈上的绝缘材料可能脱落或挥发，导致所述线圈与所述包含金属成分的填充物之间的短路。
第10-2014-0085997号韩国专利公布公开了一种电感器，在所述电感器中，包含金属成分的填充物被包括在主体中且线圈的外表面涂覆有绝缘层，但是该韩国专利公布没有提到涂覆在线圈上的绝缘材料剥落或挥发的上述问题。
发明内容
本公开的一方面提供一种电子组件以及一种具有该电子组件的板，所述电子组件具有改善的用于涂覆内电极的绝缘层以提高绝缘可靠性，从而防止电流从内电极泄露到主体，并且所述电子组件用在高电感和高电流条件下。
根据本公开的一方面，一种电子组件包括：主体，包括内电极和包含金属成分的填充物；第一绝缘层，包围内电极；第二绝缘层，包围第一绝缘层。
所述第一绝缘层的附着力水平根据ASTM D3002/D3359标准可以是3B或更大。
所述第一绝缘层和第二绝缘层可以具有120℃或更高的玻璃化转变温度。
所述第一绝缘层和第二绝缘层的总厚度可以是1μm至30μm。
所述第一绝缘层可以包含环氧树脂，并且所述第二绝缘层可以包含液晶聚合物(LCP)。
所述电子组件还可以包括：外电极，设置在主体的在长度方向上的端表面上并连接到所述内电极。
所述主体可以包含热固性树脂。
所述内电极可以是具有螺旋形状的线圈。
根据本公开的另一方面，一种具有电子组件的板可以包括：印刷电路板，包括设置在其上的第一电极焊盘和第二电极焊盘；电子组件，安装在印刷电路板上。所述电子组件包括：主体，包括内电极和包含金属成分的填充物；第一绝缘层，包围内电极；第二绝缘层，包围第一绝缘层。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的以上及其他方面、特征和优点将会被更清楚地理解。
图1是根据本公开的示例性实施例的电子组件的透视图；
图2是沿图1的线A-A’截取的电子组件的剖视图；
图3是图2的部件A的局部放大图；
图4是根据本公开的示例性实施例的具有电子组件的板的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的实施例。
然而，本公开可以以很多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在此阐述的实施例。更确切地，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，会夸大元件的形状和尺寸，并将始终使用相同的标号来指示相同或相似的元件。
电子组件
在下文中，将描述根据本公开的示例性实施例的电子组件(具体地，薄膜式电感器)。然而，所述电子组件并不必限于此。
图1是根据本公开的示例性实施例的电子组件的透视图。图2是沿图1的线A-A’截取的电子组件的剖视图。图3是图2的部件A的局部放大视图。
参照图1和图2，根据本公开的示例性实施例的电子组件可以包括：主体50，包括内电极41和42并由包含金属成分的填充物形成；第一绝缘层31，包围内电极41和42；第二绝缘层32，包围第一绝缘层31。
通常，诸如电感器的电子组件需要在高电流和高电感条件下操作。为此，可能存在电子组件中的填充物包含金属成分的情况。由于在电子组件中需要保持电子组件的内电极与填充物之间的绝缘性能，因此内电极的外表面可以涂覆有绝缘材料。然而，当在制造电子组件的处理中需要高温或高压时，可能发生涂覆在内电极上的绝缘材料剥落或挥发的问题。在这种情况下，内电极和填充物彼此不绝缘，使得在内电极和填充物之间会发生短路。
在根据本公开的示例性实施例的电子组件100中，涂覆内电极41和42的绝缘材料可以由第一绝缘层31和第二绝缘层32形成，并且第一绝缘层31可以包含具有附着到内电极41和42的良好附着力，并且第二绝缘层32可以包含具有相对于填充物的好的绝缘性能的材料。
在下文中，将描述根据本公开的示例性实施例的电子组件100的各个组件。
主体50可以形成电子组件100的外观并且可以由呈现磁性性质的任何材料形成。例如，主体50可以通过填充铁氧体或磁性金属粉末而形成。如上所述，当主体50包含磁性金属粉末时，内电极与磁性金属粉末之间的绝缘性能可能会存在问题。
铁氧体可以是例如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、Li基铁氧体等。
磁性金属粉末可包含从由Fe、Si、Cr、Al和Ni组成的组中选择的一种或更多种。例如，磁性金属粉末可以是Fe-Si-B-Cr基非晶态金属，但其并不必局限于此。
磁性金属粉末的粒径可以为0.1μm至90μm，并且可以被包含在诸如环氧树脂、聚酰亚胺等的热固性树脂中，以被分散在热固性树脂中。
设置在主体50中的内电极41和42可以是具有螺旋形状的线圈。
呈线圈形状的第一内电极41可以形成在设置在主体50中的基板20的第一表面上，并且呈线圈形状的第二内电极42可以形成在与基板20的第一表面背对的基板20的第二表面上。第一内电极41和第二内电极42可通过在基板20中形成的过孔(未示出)彼此电连接。
第一内电极41和第二内电极42可以通过执行电镀来形成。
内电极41和42以及过孔(未示出)可以由例如银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)或其合金等具有良好导电性的金属形成。
内电极41和42可以涂覆有第一绝缘层31，并且第一绝缘层31可以再涂覆(re-coat)有第二绝缘层32，从而可以形成具有两层结构的绝缘层。
第一绝缘层31和第二绝缘层32可以通过例如丝网印刷法、光致抗蚀剂(PR)曝光和显影法或喷射应用法等的本领域公知的方法来形成。
第一绝缘层31可以由提高内电极41和42的附着强度的材料形成。因此，即使当为了制造电子组件100而使主体50在高温和高压条件下硬化(harden)时，第一绝缘层31可以不因剥落或挥发而失去。
详细地，根据ASTM D3002/D3359标准，在交叉切割试验(cross-cut test)中测量的第一绝缘层31的附着力水平需要为3B或更大。根据ASTM D3002/D3359标准，第一绝缘层31的附着力水平通过执行划格法附着力试验(cross-hatch adhesion test)来测量。使用刀在样品上的垂直方向和水平方向中的每个方向上以1mm的间距画十一条线，以形成具有边长为1mm的一百个正方形的方格(lattice)。随后，将粘附带附着到样品的切割表面，并且在去除粘附带的同时测量和评价剥落表面的状态。当不存在剥落表面时，所述情况被评价为5B。当剥落表面的面积小于总面积的5％时，所述情况被评价为4B。当剥落表面的面积为总面积的5％至15％时，所述情况被评价为3B。当剥落表面的面积为总面积的15％至35％时，所述情况被评价为2B。当剥落表面的面积为总面积的35％至65％时，所述情况被评价为1B。当剥落表面的面积超过了总面积的65％时，所述情况被评价为0B。
当第一绝缘层31的附着力水平小于3B时，附着力是不足够的，使得第一绝缘层31在高温和高压下会从内电极41和42剥落。因此，第一绝缘层31的附着力水平可以是3B或更大。随着第一绝缘层31与内电极41和42的附着力增大，这可以有利于防止在高温和高压下产生的剥落现象。因此，可以不确定附着力的上限。
第一绝缘层31的玻璃化转变温度(Tg)可以是120℃或更高。当第一绝缘层31的玻璃化转变温度低于120℃时，当主体50在高温和高压条件下硬化时，第一绝缘层31可能因挥发而失去或者第一绝缘层31的硬度可能降低。这样，第一绝缘层31与内电极41和42之间的附着力水平可能降低。
第二绝缘层32可以包含具有相对于主体50中的填充物的良好绝缘性能的材料。另外，类似于第一绝缘层31的玻璃化转变温度，第二绝缘层32的玻璃化转变温度(Tg)可以是120℃或更高。当第二绝缘层32的玻璃化转变温度低于120℃时，当主体50在高温和高压条件下硬化时，第二绝缘层32可能挥发且变形，使得杂质可以从填充物渗透进入第二绝缘层32，因此降低了绝缘能力。
第一绝缘层31和第二绝缘层32可以满足上述条件。为此，第一绝缘层31和第二绝缘层32可以包含从由环氧树脂、聚酰亚胺、亚克力、聚四氟乙烯以及液晶聚合物(LCP)组成的组中选择的一种或更多种。
具体地说，第一绝缘层31可以包含具有优异附着力的环氧树脂，并且第二绝缘层32可以包含具有使内电极41和42与填充物彼此有效地绝缘的良好绝缘性能的液晶聚合物。
第一绝缘层31和第二绝缘层32的总厚度可以是1μm至30μm。当第一绝缘层31和第二绝缘层32的总厚度小于1μm时，第一绝缘层31和第二绝缘层32会相对地薄，使得可能无法确保第一绝缘层31和第二绝缘层32的绝缘性能，并且第一绝缘层31和第二绝缘层32在高温和高压下可以容易地剥落。当第一绝缘层31和第二绝缘层32的总厚度超过30μm时，电子组件100的电感可能降低，并且电子组件100的尺寸可能增大。第一绝缘层31和第二绝缘层32的总厚度可以是1μm至30μm。
基板20可以是例如聚丙二醇(PPG)基板、铁氧体基板、金属基软磁性基板等。基板20可以具有形成在其中央部分以穿透其中央部分的通孔，其中，可以利用磁性材料来填充所述通孔，以形成芯部55。可以形成填充有磁性材料的芯部55，从而提高电感(Ls)。
形成在基板20的第一表面上的第一内电极41的一个端部可以暴露于主体50沿长度方向L的一个端表面，并且形成在基板20的第二表面上的第二内电极42的一个端部可以暴露于主体50沿长度方向L的相对的端表面。
暴露于主体50沿长度方向L的两个端表面的内电极41和42可以分别电连接到第一外电极81和第二外电极82。
第一外电极81和第二外电极82可以由具有良好导电性的金属(例如，镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)、银(Ag)等或者他们的合金)形成。
表1示出了根据绝缘层的数量和绝缘层的厚度而出现的缺陷。
表1示出了在使电感器在高压和230℃的温度下硬化后测量的根据本公开的示例性实施例的包括第一绝缘层和第二绝缘层的电感器(发明示例)与根据现有技术的包括单一绝缘层或第一绝缘层和第二绝缘层的电感器(对比示例)的电感水平。
在表1中，对于包括两个绝缘层的发明示例和对比示例，第一绝缘层由具有基于ASTM D3002/D3359标准的3B或更大的附着力水平以及120℃或更高的玻璃化转变温度的环氧树脂形成，并且第二绝缘层由具有120℃或更高的玻璃化转变温度的液晶聚合物形成。在表1中，对于包括单一绝缘层的对比示例，绝缘层由具有基于ASTM D3002/D3359标准的3B或更大的附着力水平以及120℃或更高的玻璃化转变温度的环氧树脂形成。
根据对应的条件测量一百个样品的电感水平以示出缺陷率。可以理解的是，当所有样本的电感水平均未发现有缺陷时，确保了内电极与填充物之间的绝缘性能，从而绝缘层是优异的。当发现一些样本的电感水平有缺陷时，不能确保内电极与填充物之间的绝缘性能，使得绝缘层的附着力或绝缘性能存在问题。
【表1】
Figure BDA0000858475320000061
Figure BDA0000858475320000071
表1示出了，在绝缘层使用环氧树脂形成为单层的对比示例1至对比示例4中，在电感方面存在有缺陷的样品，附着力和绝缘性能存在问题。
可以看出在对比示例5中，绝缘层的总厚度小于1μm，尽管绝缘层被形成为两层结构，但是在电感方面存在有缺陷的样品，并且附着力和绝缘性能存在问题。
在绝缘层被形成为两层结构并且绝缘层的总厚度为1μm或更大的发明示例1至发明示例3中，在电感方面竟然不存在有缺陷的样品，并且附着力和绝缘性能显著地优异。
表2示出了根据第一绝缘层31的附着力以及第一绝缘层31和第二绝缘层32的玻璃化转变温度而出现的缺陷。
表2示出了电感器的电感水平。发明示例包括具有基于ASTM D3002/D3359标准的3B或更大的附着力水平和120℃或更高的玻璃化转变温度的第一绝缘层，以及具有120℃或更高的玻璃化转变温度的第二绝缘层。对比示例包括形成为使得上述条件中的任何一个未被满足的第一绝缘层和第二绝缘层。在使电感器在高压和230℃的温度下硬化以后，测量发明示例和对比示例。第一绝缘层由环氧树脂形成，而第二绝缘层由液晶聚合物形成。
如在表1中一样，根据对应的条件测量一百个样品的电感水平以示出缺陷率。当所有样本的电感水平均未发现有缺陷时，确保了内电极与填充物之间的绝缘性能，从而绝缘层显著地优异。当发现一些样品的电感水平有缺陷时，不能确保内电极与填充物之间的绝缘性能，使得绝缘层的附着力或绝缘性能存在显著的问题。
【表2】
Figure BDA0000858475320000072
Figure BDA0000858475320000081
表2示出了，在第一绝缘层的附着力小于3B的对比示例1、对比示例4和对比示例5中，在电感方面存在的有缺陷的样品，而不管玻璃化转变温度如何，并且附着力和绝缘性能存在问题。
在玻璃化转变温度低于120℃的对比示例1至对比示例3中，在电感方面存在有缺陷的样品，而不管第一绝缘层的附着力如何，附着力和绝缘性能存在问题。
在第一绝缘层的附着力水平为3B或更大且玻璃化转变温度为120℃或更高的发明示例1至发明示例4中，在电感方面未观察到有缺陷的样品，并且附着力和绝缘性能显著地优异。
具有电子组件的板
图4是根据本公开的示例性实施例的具有电子组件的板的透视图。
参照图4，根据本公开的示例性实施例的具有电子组件的板200可以包括：印刷电路板210，包括设置在其上的电极焊盘221和222；电子组件100，安装在印刷电路板210上。电子组件可以包括：主体50，包括内电极41和42并且被填充有包含金属成分的填充物；第一绝缘层31，包围内电极41和42；第二绝缘层32，包围第一绝缘层31。
在将形成在电子组件100的两个端表面上的第一外电极81和第二外电极82分别布置在第一电极焊盘221和第二电极焊盘222上以分别接触第一电极焊盘221和第二电极焊盘222的状态下，电子组件100可以通过焊料230焊接到印刷电路板210从而电连接到印刷电路板210。
所述电子组件100可以与上述电子组件100相同。因此，除了上述的描述以外，将省略与上述根据本公开的示例性实施例的电子组件100的特征相同的特征的描述。
如以上阐述，根据本公开的示例性实施例，电子组件改善了用于涂覆内电极的绝缘层以提高绝缘可靠性，从而防止电流从内电极泄露到主体，并且所述电子组件用在高电感和高电流条件下。
虽然以上已经示出并描述了示例性实施例，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离由权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以做出修改和变型。

Claims (10)

1.一种电子组件，包括：
主体，包括内电极和包含金属成分的填充物，所述内电极是具有螺旋形状的线圈；
第一绝缘层，包围并直接接触内电极的表面；
第二绝缘层，包围并直接接触第一绝缘层的表面，
其中，所述第一绝缘层的形状和所述第二绝缘层的形状均与所述内电极的表面的形状相对应，第一绝缘层包含环氧树脂，并且第二绝缘层包含液晶聚合物，并且
其中，在相邻线圈的第二绝缘层之间形成空隙，所述填充物填充所述空隙。
2.如权利要求1所述的电子组件，其中，第一绝缘层的附着力水平根据ASTM D3002/D3359标准为3B或更大。
3.如权利要求1所述的电子组件，其中，第一绝缘层和第二绝缘层具有120℃或更高的玻璃化转变温度。
4.如权利要求1所述的电子组件，其中，第一绝缘层和第二绝缘层的总厚度为1μm至30μm。
5.如权利要求1所述的电子组件，所述电子组件还包括：外电极，设置在主体的在长度方向上的端表面上并连接到内电极。
6.如权利要求1所述的电子组件，其中，主体包含热固性树脂。
7.一种具有电子组件的板，包括：
印刷电路板，包括设置在其上的第一电极焊盘和第二电极焊盘；
电子组件，安装在印刷电路板上，
其中，所述电子组件包括：
主体，包括内电极和包含金属成分的填充物，所述内电极是具有螺旋形状的线圈；
第一绝缘层，包围并直接接触内电极的表面；
第二绝缘层，包围并直接接触第一绝缘层的表面，
其中，所述第一绝缘层的形状和所述第二绝缘层的形状均与所述内电极的表面的形状相对应，第一绝缘层包含环氧树脂，并且第二绝缘层包含液晶聚合物，并且
其中，在相邻线圈的第二绝缘层之间形成空隙，所述填充物填充所述空隙。
8.如权利要求7所述的板，其中，第一绝缘层的附着力水平根据ASTM D3002/D3359标准为3B或更大。
9.如权利要求7所述的板，其中，第一绝缘层和第二绝缘层具有120℃或更高的玻璃化转变温度。
10.如权利要求7所述的板，其中，第一绝缘层和第二绝缘层的总厚度为1μm至30μm。
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