CN107665760B - 电感器 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种电感器，所述电感器包括：主体，具有在线圈的上方和下方的第一磁性部和在所述第一磁性部的上方和下方的第二磁性部。所述第一磁性部中的磁性物质的磁通量密度高于所述第二磁性部中的磁性物质的磁通量密度。

Description

电感器

本申请要求于2016年7月27日提交到韩国知识产权局的第10-2016-0095675号韩国专利申请和于2016年11月21日提交到韩国知识产权局的第10-2016-0154827号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容通过引用被包含于此。

技术领域

本公开涉及一种电感器。

背景技术

电感器以及电阻器和电容器是电子电路中的重要的无源器件，并可用在消除噪音或者包含谐振电路的组件等中。

电感器可安装在应用程序处理器(AP)、通信处理器(CP)、智能手机或可穿戴装置充电器、显示装置电源管理集成电路(PMIC)等中，以向其提供电力。

常规电感器可具有由单一材料形成的磁性主体，并可允许磁通量在线圈周围流动。

为执行最近已经成为热点的智能电话和多输入多输出(MIMO)通信，会需要至少2A或更高的直流(DC)偏置。为此，即使在高的电流水平的条件下，也需要高的电感值。然而，由于常规电感器具有相对低的DC偏置水平，因此会难以满足这样的条件。

于是，由于产品使用更高的电流水平，因此对于在保持一定的电感水平的同时具有优异的偏置特性的电感器的需求增加。

发明内容

本公开的一方面可提供一种即使在高的电流水平下仍可在保持高的电感值的同时提供高的偏置特性的电感器。

根据本公开的一方面，电感器可包括：主体，具有在线圈的上方和下方的第一磁性部和在所述第一磁性部的上方和下方的第二磁性部；其中，所述第一磁性部中包含的第一磁性物质的磁通量密度可高于所述第二磁性部中包含的第二磁性物质的磁通量密度。

根据本公开的另一方面，电感器可包括：支撑件，在所述支撑件的中央部分具有芯部孔；第一线圈，位于所述支撑件的上表面上并且围绕所述芯部孔；第二线圈，位于所述支撑件的下表面上，围绕所述芯部孔，并且通过穿过所述支撑件中的通路孔的过孔连接到所述第一线圈；第一磁性部，所述第一磁性部的第一磁通量密度为1.4T至1.7T，并且所述第一磁性部包括在所述第一线圈的上方的第一内部层、在所述第二线圈的下方的第二内部层以及形成在所述支撑件的所述芯部孔中的芯部；第二磁性部，所述第二磁性部的第二磁通量密度为1.1T至1.3T，并且所述第二磁性部包括在所述第一磁性部的所述第一内部层的上方的第一外部层和在所述第一磁性部的所述第二内部层的下方的第二外部层。

根据本公开的另一方面，电感器可包括：主体，包括一个或更多个线圈，所述一个或更多个线圈分别在由所述主体的宽度方向和长度方向所限定的并且与所述主体的厚度方向垂直的平面中缠绕，其中，所述主体的沿厚度方向的中央部分的第一磁通量密度比所述主体的厚度方向上的所述中央部分的上方或下方的外部部分的第二磁通量密度高。

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、特征及优点将被更清楚地理解，附图中：

图1是根据实施例的电感器的示意性透视图；

图2是沿图1的线I-I′截取的剖视图；

图3是根据实施例的电感器的内部结构的扫描电子显微镜(SEM)图像。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本公开的实施例。

然而，本公开可以以许多不同的形式进行例证，并且不应被解释为被这里所描述的特定实施例所限制。更确切的说，提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完整的，并将本公开的范围全部传达给本领域技术人员。

在整个说明书，将理解的是，当诸如层、区域或晶圆(基板)的元件称为“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可以直接“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于两者之间的其它元件。相比之下，当元件称为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，不存在介于两者之间的其它实质元件或层。相同的标号始终表示相同的元件。

将显而易见的是，尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”等的术语来描述各种构件、组件、区域、层和/或部分，但是这些构件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因而，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一构件、组件、区域、层或部分可以被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述如图所示的一个元件相对于另一元件的关系，这里可以使用诸如“在……上方”、“上面”、“在……下方”以及“下面”等的空间关系术语。将理解的是，空间关系术语意图包含除了图中所示的方位以外装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置翻转，则描述为“在”另一元件“上方”或“上面”的元件于是将被定位为“在”另一元件或特征的“下方”或“下面”。因而，术语“在……上方”可根据附图的特定方向方位包括上方和下方两种方位。装置可以被另外定位(旋转90度或处于其他方位)且可对这里使用的空间关系描述符做出相应解释。

在下文中，将参照示出本公开的实施例的示意性示图描述本公开的实施例。在附图中，例如，由于制造技术和/或公差，可估计所示出的形状的变型。因而，本公开的实施例不应被解释为局限于这里所示的区域的特定形状，而是例如包括由于制造而引起的形状的变化。以下实施例还可单独地构成或者作为它们的组合构成。

本公开的内容可具有各种构造并且这里仅提出了需要的构造，但是本公开不局限于此。

图1是示意性地示出根据示例性实施例的电感器的透视图。图2是沿图1的线I-I′截取的剖视图。图3是根据示例性实施例的电感器的内部结构的扫描电子显微镜(SEM)图像。

在附图中，L方向可被定义为主体50的长度方向，W方向可被定义为宽度方向，T方向可被定义为厚度方向。

主体50的沿T方向彼此相对的表面可被定义为第一表面S1和第二表面S2。主体50的沿L方向彼此相对的表面可被定义为第三表面S3和第四表面S4。主体50的沿W方向彼此相对的表面可被定义为第五表面S5和第六表面S6。

参照图1至图3，根据实施例的电感器100可包括其上设置有线圈的支撑件20和主体50。

主体50可形成电感器100的外观，并可具有大致矩形平行六面体的形状。

主体50可包括第一磁性部52和第二磁性部51。

第一磁性部52可设置在主体50的在T方向上的中央，并可包括芯部52c以及分别设置在芯部52c和支撑件20的上表面和下表面上的第一内部层52a和第二内部层52b。

芯部52c可以指第一磁性部52的通过利用第一磁性物质填充芯部孔所形成的部分。芯部孔可形成为在主体50的中央穿过支撑件20。

与不包含芯部的主体50相比，当在主体50中形成填充有第一磁性物质的芯部52c时，可进一步增加电感器100的电感。

第二磁性部51可包括分别设置在第一磁性部52的上表面和下表面上的第一外部层51a和第二外部层51b。

在主体50中，第一磁性部52中包含的第一磁性物质的磁通量密度可高于第二磁性部51中包含的第二磁性物质的磁通量密度。

支撑件20可在第一磁性部52的内部。

支撑件20可包括由诸如以光敏聚合物为例的绝缘材料或者诸如以铁氧体为例的磁性材料形成的基板，但是本公开不局限于此。

线圈可包括沿T方向分别设置在支撑件20的上表面和下表面上的第一线圈42和第二线圈44。

第一线圈42和第二线圈44可分别具有螺旋结构，或者可按照需要具有不同的形状。

例如，第一线圈42和第二线圈44中的每个可具有多边形形状(诸如四边形、五边形或六边形)、圆形或椭圆形等，或者可按照需要具有不规则的形状。

第一线圈42和第二线圈44可包含金、银、铂、铜、镍、钯及其合金中的至少一种。

然而，本公开不局限于此，只要第一线圈42和第二线圈44包含具有导电性的材料，第一线圈42和第二线圈44就可以是足够的。

第一线圈42可具有形成在其端部的第一引线部42a，以暴露在主体50的第三表面S3处。

第二线圈44可具有形成在其端部的第二引线部44a，以暴露在主体50的第四表面S4处。

第一线圈42和第二线圈44的相对的端部可沿T方向彼此相对，并可通过过孔46彼此电连接。

过孔46可通过形成通路孔并利用导电膏填充通路孔而形成。

导电膏可包括金、银、铂、铜、镍、钯及其合金中的至少一种，但是本公开不局限于此。只要导电膏包含具有导电性的材料，导电膏就可以是足够的。

为使第一线圈42和第二线圈44与主体50绝缘，第一线圈42和第二线圈44可具有形成在第一线圈42和第二线圈44的外周上的绝缘层60，以覆盖第一线圈42和第二线圈44的表面。

绝缘层60可包含具有绝缘性质的材料(例如，聚合物等)，但是本公开不局限于此。

第一磁性部52和第二磁性部51可分别包含第一磁性物质和第二磁性物质，第一磁性物质和第二磁性物质均包括包含聚合物和诸如铁氧体的金属粉末的混合物的膏。

第一磁性物质和第二磁性物质可包含分散在聚合物上的金属粉末，所述聚合物为第一磁性物质和第二磁性物质的表面提供绝缘性质。

金属粉末可包含铁(Fe)、镍-铁(Ni-Fe)合金、铁-硅-铝(Fe-Si-Al)合金(称为“硅铝铁粉(sendust)”)和铁-硅-铬(Fe-Si-Cr)合金中的至少一种。

第一磁性部52可包括：第一内部层52a，覆盖第一线圈42的上部；第二内部层52b，覆盖第二线圈44的下部；芯部52c，形成在主体50的中央。

第一磁性部52可包含第一磁性物质，第一磁性物质的磁通量密度高于第二磁性部51的第二磁性物质的磁通量密度。

这里，第一磁性物质的磁通量密度可以是1.4T至1.7T。

第一磁性物质的磁通量密度小于1.4T，电感器100的偏置特性降低。第一磁性物质的磁通量密度大于1.7T会引起第一磁性物质结晶，从而使其矫顽力增加至5.0Oe。

第一磁性物质的铁含量可与第一磁性材料的树脂含量相反地变化，树脂含量增加会进一步干扰磁通量的流动。因此，电感器100的电感会相对地进一步减小。

当第一磁性物质的铁含量高且第一磁性物质中的树脂含量过低时，不能适当地提供用于形成主体50的工艺性能。

在本实施例中，第一磁性物质的铁含量可以是78at％至83at％。

当第一磁性物质的铁含量小于78at％时，不能适当地提供高电流性质。另外，当第一磁性物质的铁含量大于83at％时，不能适当地提供无定形雾化性质(amorphousatomization property)，因此，第一磁性物质会以无定形的状态结晶。

在第一磁性部52中，第一内部层52a的覆盖第一线圈42的上部的厚度和第二内部层52b的覆盖第二线圈44的下部的厚度可以是70μm至120μm。

当第一磁性部52的第一内部层52a和第二内部层52b的厚度小于70μm时，第一磁性部52的路径会变窄，磁通量会容易饱和，导致偏置特性降低。

当第一磁性部52的第一内部层52a和第二内部层52b的厚度大于120μm时，磁导率会降低，因此，电感器100的电感会降低。

第二磁性部51可包括分别设置在第一磁性部52的第一内部层52a和第二内部层52b在T方向上的外表面(例如，第一内部层52a的上表面和第二内部层52b的下表面)上的第一外部层51a和第二外部层51b。

第二磁性部51可包括第二磁性物质，第二磁性物质的磁通量密度低于第一磁性部52的第一磁性物质的磁通量密度。

第二磁性物质的铁含量可以是76at％或更低。当第二磁性物质的铁含量大于76at％时，磁导率会降低，因此，电感器100的电感会降低。

当第二磁性物质的铁含量为76at％或更低时，与第一磁性物质相比，虽然第二磁性物质的偏置特性会劣化，但是磁导率可增加。当第二磁性物质的磁通量密度小于1.1T时，偏置特性会劣化。当第二磁性物质的磁通量密度大于1.3T时，磁导率会降低，这样会降低电感器100的电感。因此，第二磁性物质的磁通量密度可以是1.1T至1.3T。

根据线圈的厚度，考虑到DC电阻(Rdc)和电感(Ls)之间的平衡，第一磁性部52的总体积可以是第二磁性部51的总体积的33％至75％。

当第一磁性部52的总体积小于第二磁性部51的总体积的33％时，偏置特性会劣化。当第一磁性部52的总体积大于第二磁性部51的总体积的75％时，电感器100的电感会降低。

根据本实施例的电感器100还可包括设置在主体50上的第一外电极81和第二外电极82。

第一外电极81可设置在主体50的第三表面S3上。

第一外电极81可包括第一连接部81a和第一带部81b。

第一连接部81a可形成在主体50的第三表面S3上，并可连接到第一线圈42的第一引线部42a的暴露部分。

第一带部81b可从第一连接部81a延伸至主体50的第一表面S1、第二表面S2、第五表面S5和第六表面S6的部分，以增加第一外电极81的结合强度。

第二外电极82可设置在主体50的第四表面S4上。

第二外电极82可包括第二连接部82a和第二带部82b。

第二连接部82a可形成在主体50的第四表面S4上，并可连接到第二线圈44的第二引线部44a的暴露部分。

第二带部82b可从第二连接部82a延伸至主体50的第一表面S1、第二表面S2、第五表面S5和第六表面S6的部分，以增加第二外电极82的结合强度。

第一外电极81和第二外电极82中的每个可包含导电金属并可包含例如金、银、铂、铜、镍、钯及其合金中的至少一种。

第一外电极81和第二外电极82可按照需要具有形成在第一外电极81和第二外电极82上的镍镀层(未示出)或锡镀层(未示出)。

当电流被施加到电感器时，可在线圈周围产生磁通量。磁通量密度可在线圈周围显著地增大，并可在远离线圈处减小。

为提高这样的电感器的偏置特性，会需要通过增加围绕线圈的外周的磁性物质的磁通量密度(电感器的每单位体积能够穿过的磁通量的能力)来使磁通量易于饱和，从而强的磁通量可在线圈周围稳定地流动。

在根据本实施例的电感器100中，第一磁性部52可包含第一磁性物质，所述第一磁性物质具有78at％或更高的铁含量、低的磁导率和高的磁通量密度。第二磁性部51可包含第二磁性物质，所述第二磁性物质具有76at％或更低的铁含量、高的磁导率、相对低的磁通量密度和相对降低的偏置特性。

在电感器100中，磁通量密度集中的线圈的外周可包含具有高的磁通量密度的成分的第一磁性物质。与主体50的外覆盖区域相对应的第二磁性部51可包含第二磁性物质，所述第二磁性物质的磁通量密度比第一磁性物质的磁通量密度低但具有相对高的磁导率。

因此，可减小在线圈周围集中流动的磁通量的饱和度，以提高磁通量的饱和电流(偏置电流)水平，从而改善高电流性质。因此，与仅包含具有低的磁通量密度的磁性物质的常规电感器相比，在不减小电感的情况下，电感器100可将偏置特性提高大约15％至20％。

如上所述，根据实施例，即使在高的电流水平的情况下，也可在保持高的电感水平的同时提高电感器的偏置特性。

虽然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显而易见的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以做出修改和变型。

Claims (14)

1.一种电感器，包括：

主体，具有在线圈的上方和下方的第一磁性部和形成在所述第一磁性部的上方和下方的第二磁性部；

其中，所述第一磁性部中包含的第一磁性物质的磁通量密度高于所述第二磁性部中包含的第二磁性物质的磁通量密度，

其中，所述第一磁性物质和所述第二磁性物质均包括聚合物和含铁的金属粉末，并且所述第一磁性物质的铁含量为78at％至83at％，所述第二磁性物质的铁含量为76at％或更低。

2.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述主体包括在所述主体的中央的芯部，并且所述芯部包含所述第一磁性物质。

3.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述第一磁性物质的磁通量密度是1.4T至1.7T，所述第二磁性物质的磁通量密度为1.1T至1.3T。

4.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述第一磁性部的总体积为所述第二磁性部的总体积的33％至75％。

5.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述第一磁性部包括覆盖所述线圈的上部的第一内部层和覆盖所述线圈的下部的第二内部层，并且所述第一内部层和所述第二内部层的厚度均为70μm至120μm。

6.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述线圈在包括由绝缘材料或磁性材料形成的基板的支撑件上。

7.根据权利要求1所述的电感器，所述电感器还包括覆盖所述线圈的绝缘层。

8.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述线圈包括分别在支撑件的相对表面上的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈分别具有暴露至所述主体的外部的第一引线部和第二引线部，并且所述主体包括第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和第二外电极位于所述主体上并且分别电连接到所述第一引线部和所述第二引线部。

9.一种电感器，包括：

支撑件，在所述支撑件的中央部分具有芯部孔；

第一线圈，位于所述支撑件的上表面上并且围绕所述芯部孔；

第二线圈，位于所述支撑件的下表面上，围绕所述芯部孔，并且通过穿过所述支撑件中的通路孔的过孔连接到所述第一线圈；

第一磁性部，所述第一磁性部的第一磁通量密度为1.4T至1.7T，并且所述第一磁性部包括在所述第一线圈的上方的第一内部层、在所述第二线圈的下方的第二内部层以及形成在所述支撑件的所述芯部孔中的芯部；

第二磁性部，所述第二磁性部的第二磁通量密度为1.1T至1.3T，并且所述第二磁性部包括在所述第一磁性部的所述第一内部层的上方的第一外部层和在所述第一磁性部的所述第二内部层的下方的第二外部层，

其中，所述第一磁性部和所述第二磁性部中包含的磁性物质均包括聚合物和含铁的金属粉末，并且所述第一磁性部的铁含量为78at％至83at％，所述第二磁性部的铁含量为76at％或更低。

10.根据权利要求9所述的电感器，其中，所述第一磁性部的总体积为所述第二磁性部的总体积的33％至75％。

11.根据权利要求9所述的电感器，其中，所述第一磁性部的所述第一内部层和所述第二内部层的厚度均为70μm至120μm。

12.一种电感器，包括：

主体，包括一个或更多个线圈，所述一个或更多个线圈分别在由所述主体的宽度方向和长度方向所限定的并且与所述主体的厚度方向垂直的平面中缠绕，

其中，所述主体的沿厚度方向的中央部分的第一磁通量密度比所述主体的厚度方向上的所述中央部分的上方或下方的外部部分的第二磁通量密度高，

其中，所述中央部分和所述外部部分中包含的磁性物质均包括聚合物和含铁的金属粉末，并且所述中央部分的铁含量为78at％至83at％，所述外部部分的铁含量为76at％或更小。

13.根据权利要求12所述的电感器，其中，所述主体的具有所述第一磁通量密度的第一部分的总体积为所述主体的具有所述第二磁通量密度的第二部分的总体积的33％至75％。

14.根据权利要求12所述的电感器，其中，所述第一磁通量密度为1.4T至1.7T，所述第二磁通量密度为1.1T至1.3T。

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