CN109427467A - 电感器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种电感器，所述电感器包括：主体；第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的外表面上。所述主体包括：支撑构件；第一线圈，设置在所述支撑构件的上表面上；及第二线圈，设置在所述第一线圈上。所述第一线圈的一端连接到直接连接到第一外电极的第一连接部，所述第二线圈的一端连接到直接连接到第二外电极的第二连接部。

Description

电感器
本申请基于于2017年8月23日提交到韩国知识产权局的第10-2017-0106882号韩国专利申请并且要求所述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，更具体地，涉及一种高频电感器。
背景技术
由于移动装置的连续的小型化和多功能化引起的安装面积的减小以及新的可穿戴装置的出现，需要更小的无源组件。在这样的无源组件中，作为匹配元件的高频电感器需要实现精确的电感。虽然高频电感器是紧凑的，但其仍被要求具有高的Q因数和精确地调节的电感。
第10-2014-0028392号韩国专利特许公开披露了一种包括陶瓷主体的多层高频电感器，该多层高频电感器是通过冲孔形成将电极和每个层连接到利用陶瓷形成的多个磁性层的过孔并随后印刷图案而形成。
发明内容
本公开的一方面可提供一种电感器，所述电感器包括具有高的厚长比的线圈以确保在高频区域中的低直流(DC)电阻和实现高的Q因数。
根据本公开的一方面，一种电感器可包括：主体；第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的外表面上。所述主体包括：支撑构件；第一线圈，设置在所述支撑构件的上表面上；第二线圈，设置在所述第一线圈上；第一绝缘层和第二绝缘层，分别使所述第一线圈和所述第二线圈嵌入；第一连接部，连接到所述第一线圈的第一端；及第二连接部，连接到所述第二线圈的第一端。
所述第一连接部和所述第二连接部可分别设置在所述支撑构件的在所述支撑构件的长度方向上彼此背对的第一侧表面和第二侧表面上，并且分别直接连接到所述第一外电极和所述第二外电极。
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、特征及其他优点将被更加清楚地理解，在附图中：
图1是根据本公开的示例性实施例的电感器的示意性截面图；
图2A至图2O是示意性示出制造图1的电感器的方法的顺序工艺的截面图。
具体实施方式
现在将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
在下文中，将描述根据本公开的示例性实施例的电感器，但不限于此。
图1是根据本公开的示例性实施例的电感器的截面图。参照图1，根据本公开的示例性实施例的电感器100包括主体1、第一外电极21和第二外电极22。
主体1包括支撑构件11、设置在支撑构件11的上表面上的第一线圈12和设置在第一线圈12的上方的第二线圈13。主体1具有形成具有大体上六面体形状的片的以下表面：在厚度方向T上彼此背对的上表面和下表面；在长度方向L上彼此背对的第一表面和第二表面；以及在垂直于厚度方向和长度方向的宽度方向上彼此背对的第三表面和第四表面，但不限于此。
支撑构件11的材料没有限制，只要是具有绝缘性能的材料即可。本领域技术人员可根据设计条件或所需的特性适当地选择材料。例如，包含玻璃纤维的材料、利用仅半固化片(PPG)或树脂形成的积聚膜或者PID树脂可被用作普通的覆铜层压板的中央芯部的材料。
支撑构件11可以是整体上具有大约20μm至100μm的均匀厚度的薄板。
第一线圈12包括多个彼此连接的线圈图案，并且整体上具有螺旋形形状，但不限于此。第一线圈12具有第一端121和第二端122，第一端121连接到第一连接部15，第二端122连接到使第一线圈12和第二线圈13连接的过孔14。虽然为了描述的目的，第一线圈12的第一端121和第一连接部15被示出为单独的组件，但第一线圈12的第一端121和第一连接部15是连续一体地构造并且在外观上是大体上彼此不能区分开的。类似地，第二线圈13(将在下文中描述)的第一端131和连接到其的第二连接部16被示出为单独的组件，但第二线圈13的第一端131和第二连接部16是连续一体地构造并且在外观上是大体上彼此不能区分开的。特别地，由于第一连接部15和第二连接部16通过与设置在第一线圈12和第二线圈13的下方的种子层的工艺相同的工艺制成，因此第一连接部15和第二连接部16与种子层大体上完全一体化。
将参照图1的区域A的放大图详细地描述第一线圈12的结构。第一线圈12包括与支撑构件11的上表面直接接触的种子层12a和设置在种子层12a上的线圈层12b。种子层12a和线圈层12b的在长度-宽度方向上的截面的形状彼此匹配，并且这可涉及在下文中描述的形成线圈层的方法。种子层12a和线圈层12b均包括导电材料，可以利用相同的材料或者不同的材料形成。种子层12a和线圈层12b可包括铜(Cu)、钛(Ti)、镍(Ni)、锡(Sn)、铝(Al)和钼(Mo)中的至少一种，并且可以适当地选择湿法(化学镀覆)或干法(溅射法)中的任何一种来形成种子层12a和线圈层12b。
接下来，关于通过过孔连接到第一线圈12的第二线圈13，第二线圈13包括彼此连接的多个线圈图案，并且整体上具有螺旋形形状，但不限于此。第二线圈13还包括多个线圈图案，并且每个线圈图案包括种子层和线圈层。
第二线圈13的第一端131连接到第二连接部16，第二线圈13的第二端132连接到过孔14。
由于过孔14电连接第一线圈12和第二线圈13，因此过孔可利用具有优异的导电性的材料形成。过孔的截面可以是圆形、椭圆形或者多边形形状，并且可具有锥形形状和倒锥形形状的组合的形状，以整体上在其中央部分处具有最小的截面面积。
接下来，将描述使第一线圈12嵌入的第一绝缘层17和使第二线圈13嵌入的第二绝缘层18。第一绝缘层17和第二绝缘层18利用非导电树脂形成。例如，第一绝缘层17和第二绝缘层18可利用包括环氧树脂、很少添加用于调节硬度的诸如填料等的树脂材料(非导电膜NCF)的树脂合成物形成，或可利用包含填料的积聚树脂(作为环氧树脂)形成，或可利用被称为各向异性导电膜(ACF)的树脂材料形成。第一绝缘层17和第二绝缘层18的材料不限于此，本领域人员可适当地选择材料。此外，在形成第一绝缘层17和第二绝缘层18的方法中，可以使用感光膜，或者可通过印刷法将绝缘层仅涂覆到将形成电感器片的一部分上。在这种情况下，可使由于在片单元中执行切割时对绝缘层的损坏而引起的片损耗最小化。第一绝缘层17可使第一线圈12嵌入，填充包括在第一线圈12中的多个线圈图案之间的空间，或者可填充第一线圈12的芯部。类似地，第二绝缘层18可使第二线圈13嵌入，并且填充包括在第二线圈13中的多个线圈图案之间的空间。第一绝缘层17的侧表面的至少一部分和第二绝缘层18的侧表面的至少一部分不被第一外电极21和第二外电极22覆盖，并且第一绝缘层17和第二绝缘层18的外表面可被暴露以实现主体1的外观。
接下来，关于第一连接部15和第二连接部16，第一连接部15和第二连接部16分别设置在支撑构件11的在长度方向上彼此背对的第一侧表面和第二侧表面上并且与第一侧表面和第二侧表面直接接触。第一连接部15和第二连接部16的分别在其上与第一外电极21和第二外电极22接触的外表面包括已经例如通过切割刀对其完成切割步骤的表面。为了表示第一连接部15和第二连接部16的与第一外电极21和第二外电极22接触的通过切割步骤切割的外表面的第一部分而不是第一连接部15和第二连接部16的与支撑构件11接触的外表面的第二部分，第一连接部15和第二连接部16的外表面的第一部分用粗实线表示。由于第一连接部15已经设置在支撑构件11和第一外电极21之间，并且第二连接部16已经设置在支撑构件11和第二外电极22之间，因此不需要用于形成外电极的单独的预处理。例如，铜线镀覆等的预处理是不必要的。因此，在将电感器100切割为片单元后，直接执行外电极镀覆以形成包含镍和锡的镀覆层。第一连接部15和第二连接部16从支撑构件11的第一侧表面和第二侧表面延伸至支撑构件11的上表面的一部分和/或下表面的一部分。大体上，第一连接部15的延伸至支撑构件11的上表面的一部分的部分一体地连接到第一线圈12的第一端121，第二连接部16的延伸至支撑构件11的上表面的一部分的部分一体地连接到第二线圈13的第一端131，以分别构成第一线圈12和第二线圈13的部分。
接下来，第一外电极21和第二外电极22分别设置在主体1的第一侧表面和第二侧表面上，并且分别覆盖上述第一连接部15和第二连接部16的外表面。第一外电极21和第二外电极22与支撑构件11隔开并且与利用导电材料形成的第一连接部15和第二连接部16接触，因此，第一外电极21和第二外电极22可以直接形成为诸如Ni、Sn等的镀覆层。虽然第一外电极21和第二外电极22的上表面被示出为位于与第一线圈12的上表面相同的水平面上，但还可以延伸至第一绝缘层17的侧表面的至少一部分，还可以延伸至高于第一线圈12的上表面的水平面。第一外电极21和第二外电极22的上表面可以延伸至低于第二线圈13的下表面的水平面。第一外电极21和第二外电极22分别覆盖第一连接部15和第二连接部16的外表面，这里，覆盖第一连接部15和第二连接部16的下部区域是重要的。也就是说，当电感器100的安装表面被设置为面对印刷电路板(PCB)时，支撑构件11的下表面不与PCB接触，并且第一连接部15和第二连接部16的下表面和覆盖第一连接部15和第二连接部16的下表面的第一外电极21和第二外电极22的下表面被设置为位于支撑构件11的下表面的下方。结果，仅设置在支撑构件11的上表面上的第一线圈12和第二线圈13与PCB之间的距离显著地增大，结果磁通量不频繁断开以增大Q因数。
在下文中，将参照图2A至图2O描述图1的电感器100的制造过程。
首先，准备通常用作薄膜型电感器的基板的覆铜层压板(CCL)3’(图2A)。分别在相对于CCL的中央的左边和右边的彼此隔开预定距离的位置中制备第一通孔3h和第二通孔3h’，并且去除CCL的上表面和下表面上的Cu薄膜层(图2B)。对CCL 3的上表面和下表面进行镀覆(在下文中，CCL指的是已经去除了上表面和下表面上的Cu薄膜层并且仅剩余芯部的CCL 3)并且填充已经形成的通孔，并且CCL 3的上表面和下表面被镀覆以形成镀覆层31使得CCL的上表面和下表面彼此电连接(图2C)。这里，本领域技术人员可适当地选择用于填充通孔的材料，并且用于填充通孔的材料可以与用于镀覆层31的材料相同或者不同。同时，如图2C中所示，当填充通孔时，在填充通孔后可以通过单独的工艺对CCL的上表面和下表面执行镀覆，或者可选地，虽然未具体地示出，同时镀覆CCL的上表面和下表面以连续地连接到通孔的侧表面的方法也可以是适用的。其后，蚀刻位于CCL上表面和下表面上的镀覆层的部分以形成种子层31a(图2D)。这里，种子层31a的材料不限于Cu，并且本领域技术人员可适当地选择例如Ti、Ni等，因此，选择种子层31a的材料的自由度是高的。制备在种子层31a的上表面和下表面上的被图案化的抗蚀剂4(图2E)。执行镀覆以形成镀覆层31b来填充抗蚀剂的开口(图2F)。镀覆层31b的厚度小于抗蚀剂的厚度。这是因为，如果镀覆层被形成为比抗蚀剂厚，则在相邻的镀覆的图案之间会发生短路。这里，在镀覆层被形成为比抗蚀剂厚的情况下，可以通过单独的研磨的方法等执行平面化。
其后，去除抗蚀剂并且也去除位于抗蚀剂下方的种子层(图2G)。为了去除抗蚀剂，可以利用使用湿剂的脱层法和使用激光的干脱层法，但不限于此。当去除抗蚀剂和位于抗蚀剂下方的种子层后，形成了包括种子层和位于种子层上的镀覆层(即，线圈层31b)的第一线圈32。为了嵌入第一线圈32，堆叠和固化第一绝缘层33，并且执行用于上部线圈和下部线圈的中间层连接的通路孔工艺(图2H)。这里，对第一绝缘层的与通路孔相对应的一部分沿着长度方向蚀刻预定距离，以形成连接部(也即，用作通路孔的部分)。其后，执行镀覆以形成镀覆层51来填充通路孔并且在第一绝缘层33上堆叠镀覆层51。这里，在图2H中示出的步骤中形成的连接部的内部被填充(图2I)。蚀刻镀覆层的一部分以形成种子层51a(图2J)。这里，为了形成种子层，可以选择在镀覆后执行蚀刻的方法，但不限于此，并且也可以选择在不执行镀覆的情况下直接形成种子层的方法(未示出)。其后，在种子层51a上形成具有开口的被图案化的抗蚀剂6(图2K)。此外，执行镀覆以形成镀覆层51b来填充抗蚀剂的开口(图2L)。此外，在这种情况下，与第一线圈的形成类似，镀覆层的厚度小于抗蚀剂的厚度。其后，去除抗蚀剂6和位于抗蚀剂6下方的种子层以形成第二线圈52(图2M)。为了使第二线圈52嵌入，堆叠和固化第二绝缘层53(图2N)。其后，通过切割刀D切割在图2B中制备的通孔内的特定点以形成单个片(图2O)。其后，直接执行作为普通的外电极形成工艺的镀覆工艺以形成第一外电极71和第二外电极72。
除了以上描述之外，将省略根据本公开中的示例性实施例的电感器的特征的冗余描述。
在上述电感器的情况下，由于线圈仅形成在支撑构件的上表面上，因此在安装电感器时，线圈被定位为与焊盘显著地隔开，很少发生磁通量的断开，从而获得高的Q因数。此外，由于通孔形成在支撑构件中，填充通孔的镀覆层的一部分被切割，而剩余的镀覆层直接连接到外电极，因此可以在不进行单独的制备以形成外电极的情况下直接执行用于外电极的镀覆，从而获得用户便利性。此外，当电感器安装在PCB上后，电感器和PCB之间的电连接和连接稳定性是优异的。此外，由于干膜抗蚀剂被用于形成线圈图案的多个层，因此可以获得具有高的厚长比的线圈，并且由于在线圈的中央部分确保了大的磁路面积，因此可以实现高的容量。另外，由于实际上仅通过一个过孔实现用于连接线圈图案的中间层的对齐，因此可以确保非常精确的电感分布。
如以上所阐述的，根据本公开的示例性实施例，可提供一种紧凑并且具有高的Q因数的高频电感器，同时该高频电感器包括具有高的厚长比的线圈。
虽然以上已经示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行修改和变型。

Claims (18)

1.一种电感器，包括：
主体；以及
第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的外表面上，
其中，
所述主体包括：
支撑构件；
第一线圈，设置在所述支撑构件的上表面上；
第二线圈，设置在所述第一线圈上；
第一绝缘层和第二绝缘层，分别使所述第一线圈和所述第二线圈嵌入；
第一连接部，连接到所述第一线圈的第一端；以及
第二连接部，连接到所述第二线圈的第一端，并且，
所述第一连接部和所述第二连接部分别设置在所述支撑构件的在所述支撑构件的长度方向上彼此背对的第一侧表面和第二侧表面上，并且分别直接连接到所述第一外电极和所述第二外电极。
2.根据权利要求1所述的电感器，其中，
所述第一外电极和所述第二外电极分别覆盖所述第一连接部和所述第二连接部。
3.根据权利要求1所述的电感器，其中，
所述第一线圈和所述第二线圈通过过孔连接，并且所述过孔连接到所述第一线圈的第二端和所述第二线圈的第二端。
4.根据权利要求3所述的电感器，其中，
所述过孔的上表面与所述第一绝缘层的上表面共面。
5.根据权利要求1所述的电感器，其中，
所述第一连接部的与所述第一外电极接触的表面的至少一部分为切割表面，所述第二连接部的与所述第二外电极接触的表面的至少一部分为切割表面。
6.根据权利要求1所述的电感器，其中，
所述第一连接部与所述第一线圈的所述第一端一体地连接。
7.根据权利要求1所述的电感器，其中，
所述第二连接部与所述第二线圈的所述第一端一体地连接。
8.根据权利要求1所述的电感器，其中，
所述第一外电极和所述第二外电极相对于所述支撑构件的厚度方向延伸至与所述第一线圈的上表面相同的位置或者延伸至高于所述第一线圈的所述上表面的位置。
9.根据权利要求8所述的电感器，其中，
所述第一外电极与所述第二外电极相对于所述支撑构件的所述厚度方向延伸至低于所述第二线圈的下表面的位置。
10.根据权利要求1所述的电感器，其中，
所述支撑构件的下表面被定位为相对于所述支撑构件的厚度方向高于所述第一外电极的下表面和所述第二外电极的下表面。
11.根据权利要求1所述的电感器，其中，
所述第一线圈和所述第二线圈分别包括种子层和设置在所述种子层上的线圈层。
12.根据权利要求11所述的电感器，其中，
在所述支撑构件的长度-宽度方向上，所述种子层的截面与位于所述种子层上的所述线圈层的截面相同。
13.根据权利要求11所述的电感器，其中，
所述第一线圈的所述种子层的材料或者所述第二线圈的所述种子层的材料与所述第一连接部的材料和所述第二连接部的材料相同。
14.根据权利要求11所述的电感器，其中，
所述第一线圈的所述种子层与所述第一连接部和所述第二连接部的分别设置在所述支撑构件的所述第一侧表面和第二侧表面上的部分连续地连接。
15.根据权利要求1所述的电感器，其中，
所述支撑构件是通过从覆铜层压板的上表面和下表面去除铜薄膜层形成的薄板。
16.根据权利要求1所述的电感器，其中，
所述第一连接部和所述第二连接部从所述支撑构件的彼此背对的所述第一侧表面和所述第二侧表面延伸至所述支撑构件的下表面的至少一部分。
17.根据权利要求1所述的电感器，其中，
所述第一连接部和所述第二连接部从所述支撑构件的彼此背对的所述第一侧表面和所述第二侧表面延伸至所述支撑构件的所述上表面的至少一部分。
18.根据权利要求1所述的电感器，其中，
所述第一外电极和所述第二外电极与所述支撑构件被设置为物理地隔开。
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