CN106205951B - 线圈电子组件 - Google Patents
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Abstract
提供了一种线圈电子组件。所述线圈电子组件包括：基板；线圈图案，形成在基板的第一主表面和第二主表面中的至少一个上；主体区域，在线圈图案的至少芯区域进行填充并且具有磁性材料；磁通量控制部，覆盖至少线圈图案，并且具有比主体区域中所包含的磁性材料的饱和磁通密度高的饱和磁通密度。
Description
本申请要求于2015年5月29日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0075953号韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及一种线圈电子组件。
背景技术
与线圈电子组件相对应的电感器是与电阻器和电容器一起构成电子电路以去除噪声的代表性无源元件。
电感器可分为多层型电感器、薄膜型电感器等。在这些电感器中，薄膜型电感器适于被制造得相对薄。因此，最近已经在多个领域中利用了薄膜型电感器，根据一组组件的复杂化、多功能化以及变薄的趋势，已经在不断地尝试进一步降低组件的厚度。因此，需要在不管现有技术中的线圈电子组件的变薄的趋势如何的情况下均能够确保高性能和可靠性的方案。
发明内容
本公开的一方面可提供一种线圈电子组件，所述线圈电子组件即使在高电流的情况下也能够使得电感的减小尽可能小并且通过适当地调节线圈电子组件中所包括的线圈图案的周围区域中的材料的饱和磁通密度而具有直流(DC)偏压特性。
根据本公开的一方面，一种线圈电子组件可包括：基板；线圈图案，形成在基板的第一主表面和第二主表面中的至少一个上；主体区域，在线圈图案的至少芯区域进行填充并且具有磁性材料；磁通量控制部，覆盖至少线圈图案，并且具有比主体区域中所包含的磁性材料的饱和磁通密度高的饱和磁通密度。
根据本公开的另一方面，一种线圈电子组件可包括：基板；线圈图案，形成在基板上；主体区域，嵌入基板和线圈图案；磁通量控制部，将线圈图案与主体区域分开，并且具有比主体区域的饱和磁通密度高的饱和磁通密度。
通过具有如上所述的形式的线圈图案和包围线圈图案的磁通量控制部，即使在高电流的情况下，电感的减小也可尽可能小，并且可改善DC偏压特性。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，将更加清楚地理解本公开的以上和其它方面、特征和其它优势，在附图中：
图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的线圈电子组件的外观的透视图；
图2是沿着图1的A-A’线截取的剖视图；
图3是沿着图1的B-B’线截取的剖视图；
图4和图5是分别沿着示出变型的示例的图1的A-A’线和B-B’线截取的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。
然而，本公开可按照多种不同的形式来实施，并不应该被解释为局限于在此阐述的实施例。更确切地说，这些实施例被提供为使得本公开将是彻底的和完整的，且将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表示相同或相似的元件。
线圈电子组件
在下文中，将以示例的方式描述根据示例性实施例的线圈电子组件(具体地，薄膜型电感器)。然而，根据示例性实施例的线圈电子组件不必限于此。
图1是示意性地示出根据示例性实施例的线圈电子组件的外观的透视图。此外，图2是沿着图1的A-A’线截取的剖视图，图3是沿着图1的B-B’线截取的剖视图。此外，图4和图5是分别沿着示出变型的示例的图1的A-A’线和B-B’线截取的剖视图。在这种情况下，在参照图1描述的下面的描述中，“长度”方向是指图1的“L”方向，“宽度”方向是指图1的“W”方向，“厚度”方向是指图1的“T”方向。
参照图1至图3，根据示例性实施例的线圈电子组件100可包括：基板102、线圈图案103、主体区域101、绝缘部104、磁通量控制部105以及外电极111和112。
基板102可设置在主体区域101中，以用于支撑线圈图案103，并且可以是，例如，聚丙二醇(PPG)基板、铁氧体基板、金属基软磁性基板等。在这种情况下，通孔可形成在基板102的中央区域中，并且磁性材料可设置在通孔中，以形成芯区域C。芯区域C可构成主体区域101的一部分。如上所述，可形成设置有磁性材料的芯区域C，从而改善线圈电子组件100的性能。
线圈图案103可形成在基板102的第一主表面和第二主表面中的至少一个上。在本示例性实施例中，线圈图案103形成在基板102的第一主表面和第二主表面两者上，以获得高电感。也就是说，第一线圈图案可形成在基板102的第一主表面上，第二线圈图案可形成在基板102的与基板102的第一主表面相对的第二主表面上。在这种情况下，第一线圈图案和第二线圈图案可电连接到穿透基板102的过孔(未示出)。此外，线圈图案103可具有螺旋形状，并且可包括形成在具有螺旋形状的线圈图案103的最外面的部分的引线部T，其中，为了电连接到外电极111和112，引线部T暴露于主体区域101的外部。
线圈图案103可由具有高导电率的金属形成，诸如银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)或它们的合金。在这种情况下，作为用于制造薄膜形状的优选的工艺的示例，可使用电镀方法。可选地，也可使用在现有技术中公知的其他工艺，只要其可实现与电镀方法的效果相似的效果即可。
绝缘部104可形成在线圈图案103的表面上，以执行防止线圈图案103中的相邻的图案之间的短路的功能。为了执行这个功能，绝缘部104可由绝缘树脂等形成，并且还可包含诸如铁氧体的磁性材料。然而，在本示例性实施例中，绝缘部104可以不是必需的组件，并且在一定情况下可不被使用。
磁通量控制部105可覆盖线圈图案103。更详细地讲，当绝缘部104用在本示例性实施例时，磁通量控制部105可涂覆绝缘部104的表面。在本示例性实施例中，磁通量控制部105可具有比主体区域101中所包含的磁性材料的饱和磁通密度高的饱和磁通密度的材料。磁通量控制部105中所包含的材料可具有比主体区域101中所包含的全部材料或任何材料的组合的饱和磁通密度高的饱和磁通密度。磁通量控制部105可具有比主体区域101的饱和磁通密度高的饱和磁通密度。
根据本发明人的研究，当电流施加到线圈电子组件100时，直流(DC)偏压特性可根据线圈图案103中所包含的材料的饱和磁通密度(Ms)而改变，在使用具有高饱和磁通密度的材料的情况下，由于低磁导率而导致电感值会减小。相反地，在使用具有低饱和磁通密度的材料的情况下，可获得高电感，但DC偏压特性会劣化。本发明人确认的是：当电流施加并且在线圈图案103的周围区域中过早饱和时，电流集中在线圈图案103上。基于这个确认，线圈图案103的周围区域由具有相对高的饱和磁通密度的材料形成，其它区域由具有比线圈图案103的周围区域的材料的饱和磁通密度低的饱和磁通密度的材料形成，从而改善DC偏压特性并且使电感值保持在同一水平。
如上所述，磁通量控制部105中所包含的磁性材料可具有比主体区域101中所包含的磁性材料的饱和磁通密度高的饱和磁通密度。例如，与主体区域101中所包含的磁性材料相比，可通过提高Fe等的含量来增大饱和磁通密度。此外，为了执行防止过早饱和的功能，磁通量控制部105中所包含的磁性材料的饱和磁通密度可大约为140emu/g或更大，并且磁通量控制部105的厚度可以为10μm或更大。
同时，磁通量控制部105不限于仅形成在线圈图案103的周围区域。也就是说，在图4和图5的变型的示例中，磁通量控制部105’还可包括在芯区域C中形成为片状的区域。此外，磁通量控制部105’除了形成在芯区域C中之外，还可形成在主体区域101的外侧。在这种情况下，具有片状的磁通量控制部105’也可形成在主体区域101的外侧和芯区域C中的至少一个中。磁通量控制部105’的区域可在这些变型的示例中增大，因此，可更有效地调节磁通量饱和水平。如图4和图5中所示，主体区域101可包括通过磁通量控制部105’彼此完全分开的第一主体区域和第二主体区域。
主体区域101可具有线圈图案103的至少芯区域C填充有磁性材料等的形式，并且可形成如本示例性实施例中的线圈电子组件100的外观。在这种情况下，主体区域101可由示出上述磁性性质的任何材料形成，即，具有比磁通量控制部105中所包含的磁性材料的饱和磁通密度低的饱和磁通密度的材料，并且可通过例如在树脂部中设置铁氧体或金属磁性颗粒来形成主体区域101。
作为这些材料的特定示例，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基铁氧体等的材料，并且主体区域101可具有将铁氧体颗粒分散在树脂(诸如环氧树脂、聚酰亚胺等)中的形式。
此外，金属磁性颗粒可包含从由Fe、Si、Cr、Al以及Ni组成的组中选择的一种或更多种。例如，金属磁性颗粒可以是Fe-Si-B-Cr基非晶态金属，但不必限于此。金属磁性颗粒可具有大约0.1μm至30μm的直径，并且与上面描述的铁氧体颗粒相似，主体区域101可具有将金属磁性颗粒分散在树脂(诸如环氧树脂、聚酰亚胺等)中的形式。
制造线圈组件的方法
在下文中，将描述制造具有上面描述的结构的线圈电子组件100的方法的示例。再次参照图1至图3，首先，线圈图案103可形成在基板102上。这里，可优选地利用镀覆工艺形成线圈图案103，但不必限于此。如上所述，线圈图案103可包括具有螺旋形状的主区域和连接到主区域并设置在最外面的部分的引线部T。
接下来，可形成覆盖线圈图案103的绝缘部104。可根据使用的材料，通过公知的方法(诸如丝网印刷法、光阻剂(PR)的曝光和显影方法以及喷涂法等)来形成绝缘部104。
接下来，可形成覆盖线圈图案103的磁通量控制部105。更详细地讲，在示例性实施例中使用绝缘部104的情况下，磁通量控制部105可涂覆在绝缘部104的表面。在这种情况下，如上所述，磁通量控制部105可由具有比主体区域101中所包含的磁性材料的饱和磁通密度高的饱和磁通密度的材料形成。可利用现有技术中公知的涂覆方法形成磁通量控制部105。此外，在磁通量控制部105包括设置为如图4和图5的变型的示例的片状的区域的情况下，可利用堆叠、压制然后硬化磁性片来形成磁通量控制部105。
接下来，作为形成主体区域101的示例，可在形成线圈图案103的基板102的上面和下面堆叠磁性片，并对其进行压制，然后使其硬化。可通过如下方法制造片状磁性片：将金属磁性粉末和有机材料(例如粘合剂、溶剂等)彼此混合来制备浆料，通过刮刀法将浆料以几十微米的厚度涂覆到载体薄膜上，然后使所涂覆的浆料干燥。
可利用例如机械钻孔、激光钻孔、喷砂、冲压等方法在基板102的中央区域形成用于芯区域C的通孔。在堆叠磁性片、对其进行压制以及使其硬化的同时，可用磁性材料填充所述通孔，以形成芯区域C。
接下来，第一外电极111和第二外电极112可形成在主体区域101的表面上，以分别连接到暴露于主体区域101的两个表面的引线部T。外电极111和外电极112可由包含具有良好导电性的金属的膏形成，诸如包含镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)、银(Ag)或它们的合金的导电膏。此外，还可在外电极111和外电极112上形成镀覆层(未示出)。在这种情况下，镀覆层可包含从由镍(Ni)、铜(Cu)以及锡(Sn)组成的组中选择的一种或更多种。例如，可在镀覆层中顺序地形成镍(Ni)层和锡(Sn)层。
除了上述描述之外，将省略与根据上面描述的示例性实施例的线圈电子组件的特征重叠的特征的描述。
可适当地调节线圈电子组件中所包括的线圈图案的周围区域中的材料的饱和磁通密度，从而使得即使在高电流的情况下电感的减小也尽可能小，并且改善DC偏压特性。
虽然已经在上面示出和描述了示例性实施例，但本领域技术人员将清楚的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以做出变型和改变。
Claims (17)
1.一种线圈电子组件，包括：
基板；
线圈图案，形成在基板的第一主表面和第二主表面中的至少一个上；
主体区域，在线圈图案的至少芯区域进行填充并且具有磁性材料；
绝缘部，形成在线圈图案的表面上并且利用绝缘树脂和磁性材料制成；
磁通量控制部，涂覆在绝缘部的表面上，并且具有比主体区域中所包含的磁性材料的饱和磁通密度高的饱和磁通密度。
2.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，磁通量控制部包括形成在芯区域中的形成为片状的区域。
3.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，磁通量控制部中所包含的磁性材料的饱和磁通密度为140emu/g或更大。
4.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，磁通量控制部的厚度为10μm或更大。
5.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，线圈图案通过镀覆形成。
6.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，线圈图案包括分别设置在基板的第一主表面和第二主表面上的第一线圈图案和第二线圈图案。
7.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，线圈图案包括暴露于主体区域的外部的引线部。
8.如权利要求7所述的线圈电子组件，其中，所述线圈电子组件还包括形成在主体区域的表面上并且连接到引线部的外电极。
9.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，主体区域包含金属磁性粉末和热固性树脂。
10.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，主体区域包括通过磁通量控制部彼此完全分开的第一主体区域和第二主体区域。
11.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，磁通量控制部具有比主体区域中所包含的任何材料的饱和磁通密度高的饱的磁通密度的材料。
12.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，磁通量控制部具有比主体区域的饱和磁通密度高的饱和磁通密度。
13.一种线圈电子组件，包括：
基板；
线圈图案，形成在基板上；
主体区域，嵌入基板和线圈图案；
磁通量控制部，将线圈图案与主体区域分开，并且具有比主体区域的饱和磁通密度高的饱和磁通密度；
绝缘部，置于磁通量控制部与线圈图案之间，并且利用绝缘树脂和磁性材料制成。
14.如权利要求13所述的线圈电子组件，其中，磁通量控制部的厚度为10μm或更大。
15.如权利要求13所述的线圈电子组件，其中，磁通量控制部包括在线圈电子组件的中央的芯区域中形成为片状的区域。
16.如权利要求13所述的线圈电子组件，其中，主体区域包括通过磁通量控制部彼此完全分开的第一主体区域和第二主体区域。
17.如权利要求13所述的线圈电子组件，其中，线圈图案包括暴露于主体区域的外部的引线部，
所述线圈电子组件还包括形成在主体区域的表面上并连接到引线部的外电极。
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