CN106531400A - 层叠电子部件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种层叠电子部件及其制造方法。所述层叠电子部件包括：层叠主体，层叠有多个绝缘层以及布置在所述绝缘层上的内部线圈部；以及外部电极，布置于所述层叠主体的外侧，且与所述内部线圈部连接，并且所述内部线圈部在所述层叠主体的宽度-厚度方向截面上形成有阶梯差。
Description
技术领域
本发明涉及一种层叠电子部件及其制造方法。
背景技术
作为电子部件之一的电感器(inductor)是与电阻、电容器一同形成电路而消除噪声(Noise)的代表性的无源元件，并且用在谐振电路、滤波(Filter)电路等利用电磁特性与电容器组合而增大特定频带的信号的构成中。
对层叠电感器而言，在以磁性体为主要材料的绝缘体片材上利用导电性膏等而形成线圈图案并进行层叠，从而在层叠烧结体内部形成线圈，据此实现电感。
已知有这样一种垂直层叠电感器，其为了实现更高的电感，内部线圈相对于基板贴装面沿垂直方向形成。与内部线圈沿水平方向形成的层叠电感器相比，垂直层叠电感器可以获得更高的电感值，并可以提升自谐振频率。
另外，高频用电感器是具有利用电介质的开放型磁路(Magnetic Path)的产品，其因为磁通的损失以及内部金属间或者内部金属和外部金属之间产生的寄生电容而导致高频区域中的等效串联电阻变大，因此存在Q特性降低的问题。
尤其，等效串联电阻与频率变化无关地，由预定的直流电阻和随着交流频率的变化而其大小和值发生变化的交流电阻之和来表示。
交流电阻为阻抗的虚数部分，其不像直流电阻(Rdc)那样单纯地消耗热能，由于电感器将能量存储保持到磁场，而电容器将能量存储保持到电场，所以是无损耗电阻。
但是，需要在频率中传递的信号被存储到电场和磁场而停滞，所以最终可以被看作是发生了损耗，因此可以被分类为电阻成分。
随着交流频率的增加而引起的集肤效应(Skin Effect)和寄生效应(Parasitic Effect)导致交流电阻变大，并且导致等效串联电阻变大。
即，随着线圈的层间距离以及线圈和外部电极之间的距离变小，等效串联电阻因邻近效应和寄生电容的上升而变大，并且因集肤效应而随着频率变高而变大，从而导致Q特性降低。
所以，通过减少内部金属间或者内部金属和外部金属之间产生的寄生电容，从而可以减少等效串联电阻，并且在减少磁通量的损失而增加电感值时，可以提高Q特性，所以需要这种改善。
现有技术文献
【专利文献】
日本公开专利第2011-014940号
发明内容
本发明的一实施形态是关于通过在与有磁通经过的芯相邻的内部线圈部的外廓形成阶梯差，从而可以提高Q特性的层叠电子部件及其制造方法。
本发明的一实施形态提供一种层叠电子部件，其中包括：层叠主体，层叠有多个绝缘层以及布置在所述绝缘层上的内部线圈部；以及外部电极，布置于所述层叠主体的外侧，且与所述内部线圈部连接，并且所述内部线圈部在所述层叠主体的宽度-厚度方向截面上形成有阶梯差。
本发明的另一实施形态提供一种层叠电子部件的方法，其中包括以下步骤：准备多个绝缘体片材；在所述绝缘体片材上形成沿着厚度方向形成阶梯差的内部线圈图案；将形成有所述内部线圈图案的绝缘体片材层叠而形成包括内部线圈部的层叠主体；以及在所述层叠主体的外侧形成与所述内部线圈部连接的外部电极。
根据本发明的一实施形态，在与有磁通经过的芯相邻的内部线圈部的外廓形成阶梯差，据此可通过剖面积的扩大而增大在内部交链(Linkage)的磁通量且随着截面积的增加而获得减小交流电阻的效果。
据此，可以实现Q特性提高的层叠电子部件。
附图说明
图1是示出本发明的一实施形态的层叠电子部件的内部线圈的概略立体图。
图2是图1的A-A’剖视图。
图3是图2的B区域放大图。
图4是图3的C-C’剖视图。
图5是示出根据本发明的另一实施形态的层叠电子部件的制造方法的工序图。
符号说明
100：层叠电子部件
110：层叠主体
121、122：内部线圈部，第一内部线圈部以及第二内部线圈部
121’、122’：第一引出部以及第二引出部
131、132：第一外部电极以及第二外部电极
具体实施方式
以下，参照具体的实施形态以及附图对本发明的实施形态进行说明。然而，本发明的实施形态可以变形为多种其他形态，并且本发明的范围不局限于以下说明的实施形态。另外，本发明的史诗形态是为了给本领域中具有平均知识的技术人员更完整地说明本发明而提供的。因此，为了更为清楚地进行说明，附图中的要素的形状以及大小等可能有所夸张，而且附图中用相同的符号标出的要素均为相同的要素。
另外，为了更清楚地说明本发明，附图中省略了与说明无关的部分，而且为了清楚地表示多个层以及区域而放大示出了厚度，并且对相同的思想范围内的功能相同的构成要素使用相同的参照符号而进行说明。
说明书全文中，当提到某些部分“包含”某些构成要素时，在没有记载特殊的反例的情况下，不排除其他构成要素，而意味着可以包含其他构成要素。
层叠电子部件
以下，对根据本发明的一实施形态的层叠电子部件进行说明，尤其对层叠电感器(inductor)进行说明，然而并不局限于此，
图1是示出本发明的一实施形态的层叠电子部件的内部线圈的概略立体图。
图2是图1的A-A’剖视图。
图3是图2的B区域放大图。
参照图1至图3，本发明的一实施形态的层叠电子部件100包括：层叠主体110；内部线圈部121、122；以及第一外部电极131和第二外部电极132。
所述层叠主体110由多个绝缘层层叠而形成，形成层叠主体110的多个绝缘层为被烧结而成的状态，相邻的绝缘层之间的边界可被一体化到不使用扫描电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)则难以确认的程度。
层叠主体110可以是六面体形状，为了清楚地说明本发明的实施形态而定义六面体的方向时，图1中示出的L、W以及T分别指长度方向、宽度方向、厚度方向。
所述层叠主体110可以包含Mn-Zn系铁氧体(ferrite)、Ni-Zn系铁氧体、Ni-Zn-Cu系铁氧体、Mn-Mg系铁氧体、Ba系铁氧体、Li系铁氧体等公知的铁氧体。
所述内部线圈部121、122是在形成层叠主体110多个绝缘层上以预定厚度印刷包含导电性金属的导电膏而形成。
形成所述内部线圈部121、122的导电性金属只要是导电性能优良的金属则不会有特殊的限制，并且例如可以是银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)或者铂金(Pt)等的单独或者混合形态。
在形成有内部线圈部121、122的各个绝缘层中，在预定的位置上形成有过孔(via)，而且形成于各个绝缘层的内部线圈部121、122可以通过所述过孔相互电连接而形成一个线圈。
此时，随着使形成有内部线圈部121、122的多个绝缘层沿着层叠主体110的宽度方向(W)或者长度方向(L)层叠形成，内部线圈部121、122可相对所述层叠主体110的基板贴装面沿着垂直方向配置。
所述内部线圈部121、122可以由朝层叠主体110的长度方向的一个面暴露的第一内部线圈部121以及向层叠主体110的长度方向的另一面暴露的第二线圈部122构成。
所述第一内部线圈部121朝相对层叠主体110的层叠面垂直的面暴露的第一引出部121，所述第二内部线圈部122包括朝相对层叠主体110的层叠面垂直的面暴露的第二引出部122’。
例如，第一引出部121’以及第二引出部122’可以朝与所层叠的绝缘层的层叠面成垂直的所述层叠主体110的长度方向(L)的一侧面和另一侧面暴露。
并且，所述第一引出部121’以及第二引出部122’还朝所述层叠主体110的基板贴装面即下表面暴露。
即，所述第一引出部121’以及第二引出部122’可以在层叠主体110的长度-厚度方向的截面上具有L字形状。
根据本发明的一实施形态的层叠电子部件包括：第一外部电极131，布置在所述层叠主体110的长度方向的一侧面和下表面，且与所述第一引出部121’连接；第二外部电极132，布置于所述层叠主体110的长度方向的另一侧面和下表面，且与所述第二引出部122’连接。
所述第一外部电极131以及第二外部电极132可形成在所述层叠主体110的下表面和相对所述层叠主体110的层叠面垂直的面(尤其，层叠主体110的长度方向的一侧面和与该一侧面相向的另一侧面)，以分别与所述内部线圈部121、122的第一引出部121’以及第二引出部122’连接。
所述第一外部电极131以及第二外部电极132只要是可镀覆的金属，则没有特殊的限制，例如，可以是镍(Ni)或者锡(Sn)的单独或者混合形态。
参照图3，所述内部线圈部121、122在所述层叠主体110的宽度-厚度方向的截面上形成阶梯差。
对一般的层叠电感器而言，如果外部电极通过利用导电性膏的浸渍法等而跨越层叠主体的长度方向的两个端面以及与两个端面相邻的面的局部而形成，将会存在如下的问题：借助于导体的感应电流的磁通被阻断而导致Q特性下降。
尤其，在内部线圈部垂直地层叠于基板的贴装面的电感器中，外部电极形成于长度方向的两个端面的情况下，在外部电极产生涡电流，并且使涡电流的发生所引起的损失增加，据此在内部线圈和外部电极之间产生杂散电容，并且该杂散电容成为自谐振频率下降的原因。
因此，在垂直层叠电感器中，进行贴装时仅在与基板相向的层叠主体的一面(下表面)或者仅在长度方向的侧面和下表面形成外部电极，由此谋求芯片元件的小型化以及抑制由涡流的产生所导致的损失。
另外，高频用电感器是具有利用电介质的开放型磁路(Magnetic Path)的产品，其因为磁通的损失以及内部金属间或者内部金属和外部金属之间产生的寄生电容而导致高频领域中的等效串联电阻变大，因此存在着Q特性降低的问题。
尤其，等效串联电阻与频率变化无关地，由预定的直流电阻和随着交流频率的变化而其大小和值发生变化的交流电阻之和来表示。
随着交流频率的增加而引起的集肤效应(Skin Effect)和寄生效应(Parasitic Effect)导致交流电阻变大，并且导致等效串联电阻变大。
即，随着线圈的层间距离以及线圈和外部电极之间的距离变小，等效串联电阻因邻近效应和寄生电容的上升而变大，并且因集肤效应而随着频率变高而变大，从而导致Q特性降低。
根据本发明的一实施形态，在所述层叠主体110的宽度-厚度方向的截面中，可以通过在所述内部线圈部121、122形成阶梯差来提高Q特性。
形成于所述内部线圈部121、122的阶梯差可形成于与有磁通经过的芯相邻的部分。
即，在与有磁通经过的芯相邻的内部线圈部121、122的外廓形成阶梯差，从而可扩大截面积，据此，在内部交链(Linkage)的磁通量增加，且随着截面积增加而可以获得减小交流电阻的效果。
因为交流电阻的减小效果，最终可以实现Q特性提高的层叠电子部件。
图4是图3的C-C’剖视图。
参照图4，形成在所述内部线圈部121、122的阶梯差形状不受特别限制，可以具有多种形状。
即，如图4的(a)所示，可以是通常的阶梯差形状的台阶形状。
并且，如图4的(b)所示，阶梯差形状可以具有楔形形状；或者如图4的(c)所示，具有倒圆形状。
图4(a)至(c)中用一个示例示出了内部线圈部121、122的阶梯差形状，内部线圈部121、122的阶梯差不限于此。
如图4(a)至(c)所示，由内部线圈部121、122沿着厚度方向形成阶梯差，从而使得与有磁通经过的芯相邻的内部线圈部121、122的截面积得到扩大。
据此，在内部交链(Linkage)的磁通量增加，且随着截面积的增加而可以获得减小交流电阻的效果，最终可提高Q特性。
根据本发明的一实施形态，所述层叠主体110还可包括虚设引出部123，该虚设引出部123布置在多个绝缘层上，且朝外部暴露。
所述虚设引出部123在多个绝缘层上以与第一引出部121’以及第二引出部122’相同的形状形成图案，且可包含于层叠主体110内。
即，使形成有内部线圈部121、122和第一引出部121’以及第二引出部122’的多个绝缘层和形成有多个虚设引出部123的多个绝缘层相邻而层叠，从而可以实现根据本发明的一实施形态的层叠主体110。
通过将形成有虚设引出部123的多个绝缘层与形成有内部线圈部121、122和第一引出部121’以及第二引出部122’的多个绝缘层相邻而层叠，从而可以使得与布置在层叠主体110的长度方向的侧面和下面的外部电极131、132形成更多的金属结合，因此可以提高内部线圈部和外部电极之间的粘着力以及电子部件和印刷电路基板之间的粘着力。
层叠电子部件的制造方法
图5是示出根据本发明的另一实施形态的层叠电子部件的制造方法的工序图。
根据本发明的另一实施形态的层叠电子部件的制造方法包括以下步骤：准备多个绝缘体片材；在所述绝缘体片材上形成沿着厚度方向形成阶梯差的内部线圈图案；将形成有所述内部线圈图案的绝缘体片材层叠而形成包括内部线圈部的层叠主体；以及在所述层叠主体的外侧形成与所述内部线圈部连接的外部电极。
参照图5，首先可以准备多个绝缘体片材。
用于制造绝缘体片材的磁性体没有特殊的限制，例如，可以使用Mn-Zn系铁氧体、Ni-Zn系铁氧体、Ni-Zn-Cu系铁氧体、Mn-Mg系铁氧体、Ba系铁氧体、Li系铁氧体等公知的铁氧体粉末。
将通过混合所述磁性体以及有机物而形成的浆体(slurry)涂布到在载体膜(carrier film)上并使其干燥，由此可以准备多个绝缘体片材。
接着，可以在所述绝缘体片材上形成沿着厚度方向形成阶梯差的内部线圈图案。
内部线圈图案可以通过将包含导电性金属的导电性膏利用印刷工艺等涂布到绝缘体片材上而形成。
导电性膏的印刷方法可以使用丝网印刷法(screen printing)或者凹版版印刷法(gravure printing)等，但是本发明并非局限于此。
所述导电性金属只要是导电性能优良的金属，便没有特殊的限制，例如可以是银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)或者铂金(Pt)等的单独或者混合形态。
所述内部线圈图案在如下所述地层叠而形成层叠主体的步骤中变成为内部线圈部121、122，并且包括第一引出部121’和第二引出部122’。
并且，形成在所述内部线圈图案的阶梯差在与芯相邻的区域中形成。
然后，将形成有具有所述阶梯差的内部线圈图案的绝缘体片材层叠而形成层叠主体110，该层叠主体110包括内部线圈部121、122，该内部线圈部121、122朝下表面以及与层叠面垂直的面暴露的第一引出部121’以及第二引出部122’。
在印刷有内部线圈图案的各个绝缘层的预定位置形成有过孔(via)，而且形成于各个绝缘层的内部线圈图案可以通过所述过孔相互电连接而形成一个线圈。
由一个线圈形成的内部线圈部121、122的第一引出部121’以及第二引出部122’可以朝所述层叠主体110的下表面和与层叠面垂直的的面暴露。
另外，内部线圈部121、122可以沿与所述层叠主体110的基板贴装面垂直的方向形成。
然后，可以在层叠主体110的下表面和与层叠面垂直的面形成分别与所述内部线圈部121、122的第一引出部121’以及第二引出部122’连接的第一外部电极131以及第二外部电极132。
所述第一外部电极131以及第二外部电极132可以使用包含导电性优秀的金属的导电性膏而形成，例如，可以是包含镍(Ni)、锡(Sn)的单独或者其合金等的导电性膏。
此外，关于与上述的根据本发明的一实施形态的层叠电子部件的特征相同的部分，在此将省略说明。
本发明并不局限于上述的实施形态以及附图，而根据权利要求书所记载的范围而界定。
因此，在本领域具有一般知识的人可以在不脱离权利要求书中记载的本发明的技术思想的范围内对本发明加以多种形态的替换、变形以及变更，而这些也应属于本发明的范围内。
Claims (12)
1.一种层叠电子部件，包括：
层叠主体，层叠有多个绝缘层以及布置在所述绝缘层上的内部线圈部；以及
外部电极，布置于所述层叠主体的外侧，且与所述内部线圈部连接，
所述内部线圈部在所述层叠主体的宽度-厚度方向截面上形成有阶梯差。
2.如权利要求1所述的层叠电子部件，其中，
所述内部线圈部具有朝外部暴露的第一引出部和第二引出部。
3.如权利要求2所述的层叠电子部件，其中，
所述第一引出部和第二引出部在层叠主体的长度-宽度方向的截面上具有“L”字形状。
4.如权利要求1所述的层叠电子部件，其中，
所述层叠主体还包括虚设引出部，该虚设引出部布置在多个绝缘层上，且朝外部暴露。
5.如权利要求1所述的层叠电子部件，其中，
所述内部线圈部的阶梯差的形状可以是楔形或者倒圆形状。
6.如权利要求1所述的层叠电子部件，其中，
所述内部线圈部沿着相对与所述层叠主体的贴装面垂直的方向布置。
7.一种层叠电子部件的制造方法，包括以下步骤：
准备多个绝缘体片材；
在所述绝缘体片材上形成沿着厚度方向形成阶梯差的内部线圈图案；
将形成有所述内部线圈图案的绝缘体片材层叠而形成包括内部线圈部的层叠主体；以及
在所述层叠主体的外侧形成与所述内部线圈部连接的外部电极。
8.如权利要求7所述的层叠电子部件的制造方法，其中，
所述内部线圈部具有朝外部暴露的第一引出部和第二引出部。
9.如权利要求8所述的层叠电子部件的制造方法，其中，
所述第一引出部和第二引出部在层叠主体的长度-宽度方向的截面上具有“L”字形状。
10.如权利要求7所述的层叠电子部件的制造方法，其中，
还包括以下步骤：在所述绝缘体片材上形成虚设引出部图案，
使形成有所述虚设引出部图案的绝缘体片材分别与第一引出部以及第二引出部相邻且朝相对层叠面垂直的面暴露地层叠，由此形成层叠主体。
11.如权利要求7所述的层叠电子部件的制造方法，其中，
所述内部线圈部的阶梯差的形状是楔形或者倒圆形状。
12.如权利要求7所述的层叠电子部件的制造方法，其中，
所述内部线圈部沿着相对所述层叠主体的贴装面垂直的方向布置。
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