CN109478456B - 功率电感器 - Google Patents
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Abstract
提供一种功率电感器。所述功率电感器包括：本体，包含金属粉末及聚合物；至少一个基底，设置于所述本体中；以及至少一个线圈图案，安置于所述基底的至少一个表面上。所述金属粉末包含至少三种金属粉末，所述至少三种金属粉末的粒度分布(D50)的中值彼此不同。因此，磁导率可根据金属粉末的粒径变化来调整。此外，由于聚对二甲苯被涂覆于线圈图案上，可形成具有均匀厚度的绝缘层，且因此，本体与线圈图案之间的绝缘可得到改善。此外，各自的至少一个表面上安置有具有线圈形状的线圈图案的所述至少两个基底可设置于本体中以在一个本体内形成所述多个线圈，由此增大功率电感器的电容。
Description
技术领域
本发明涉及一种功率电感器，且更具体而言，涉及一种具有优异的电感性质(Inductance)与改善的绝缘性质及热稳定性的功率电感器。
背景技术
功率电感器主要设置于可携式装置内的功率电路(例如，DC-DC转换器)中。由于功率电路以高频进行交换且为微型化的，因此正越来越多地使用功率电感器来代替现有的导线缠绕扼流线圈(Choke Coil)。此外，由于可携式装置的大小减小且被多功能化，因此功率电感器正以微型化、高电流、低电阻等方式发展。
根据先前技术的功率电感器被制造成由具有低介电常数的介电质制成的多个铁氧体(ferrite)或多个陶瓷片材被叠层的形状。此处，陶瓷片材中的每一者上形成有线圈图案，且因此，形成于所述陶瓷片材中的每一者上的所述线圈图案经由导电通路连接至所述陶瓷片材，且所述线圈图案在所述片材被叠层的垂直方向上彼此重叠。此外，在先前技术中，一般而言可利用由镍(Ni)-锌(Zn)-铜(Cu)-铁(Fe)此四个元素系统构成的磁性材料制造所述陶瓷片材被叠层的本体。
然而，相较于金属材料的饱和磁化值(saturation magnetization value)而言，磁性材料具有相对低的饱和磁化值，且因此，所述磁性材料可能无法达成最近的可携式装置所需的高电流性质。如此一来，由于构成功率电感器的本体是利用金属粉末而制造，因此相较于利用磁性材料而制造的本体，功率电感器的饱和磁化值可相对地增大。然而，若本体是利用金属而制造，则高频波的涡流损耗(eddy current loss)及磁滞损耗(hysteresisloss)可能会增大进而导致材料的严重损坏。
为降低材料的损耗，可应用金属粉末通过聚合物而彼此绝缘的结构。亦即，金属粉末与聚合物彼此混合的片材被叠层以制造功率电感器的本体。此外，上面形成有线圈图案的预定基底设置于本体内部。亦即，线圈图案形成于预定基底上，且多个片材在线圈图案的上侧及下侧上被叠层且被压缩以制造功率电感器。
线圈电感(coil inductance)可与磁导率(magnetic permeability)成比例。因此，为在单位体积中达成高的电感，可能需要具有高磁导率的材料。由于金属粉末中的磁导率随着微粒的粒径的增大而提高，因此可使用具有大的粒径的微粒来达成高的磁导率。然而，粒径(particlesize)的增大使得高频损耗可能伴随可用降频转换(frequency-downconversion)的进行而增大。此可能因表面积的增大所引发的涡流损耗而造成。因表面涡流而造成的损耗可能被转换成热量，且电感器的效率可能因金属微粒的磁导率降低以及热损耗所造成的损耗增大而劣化。因此，为防止高频的效率劣化，有必要减小粒径。然而，当使用具有小的粒径的微粒时，将因能够被最大限度地表示的低磁导率而在实作电感方面存在局限性。因此，通过增大每一单位体积金属微粒的填充率(filling rate)来最小化致使磁导率降低的非磁性材料的体积是重要的。
(先前技术文献)
韩国专利公开案第2007-0032259号
发明内容
技术问题
本发明提供一种能够提高磁导率且因此提高电感的功率电感器。
本发明亦提供一种能够利用具有不同平均粒度分布(mean grain-sizedistribution)的多种金属粉末来提高磁导率的功率电感器。
本发明亦提供一种能够改善线圈图案与本体之间的绝缘的功率电感器。
技术解决方案
根据示例性实施例，一种功率电感器包括：本体，包含金属粉末及聚合物；至少一个基底，设置于所述本体中；以及至少一个线圈图案，安置于所述基底的至少一个表面上，其中所述金属粉末包含至少三种金属粉末，所述至少三种金属粉末的粒度分布的中值彼此不同。
所述金属粉末可包括第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末，所述第一金属粉末的所述粒度分布的所述中值为20μm至100μm，所述第二金属粉末的所述粒度分布的所述中值为2μm至20μm，所述第三金属粉末的所述粒度分布的所述中值为1μm至10μm。
以所述金属粉末的100wt％(wt％)计，可含有50wt％至90wt％的所述第一金属粉末、5wt％至25wt％的所述第二金属粉末、及5wt％至25％wt％的所述第三金属粉末。
所述第一金属粉末至所述第三金属粉末中的至少一者可还包括所述粒度分布的中值不同的至少一种金属粉末。
所述第一金属粉末至所述第三金属粉末可由含有Fe的合金制成，且所述第一金属粉末至所述第三金属粉末中的至少一者可具有不同的Fe含量。
所述第二金属粉末及所述第三金属粉末中的每一者可具有较所述第一金属粉末的Fe含量大的Fe含量。
所述功率电感器可还包含第四金属粉末，所述第四金属粉末具有与所述第一金属粉末至所述第三金属粉末中的每一者的组成不同的组成。
所述第一金属粉末至所述第三金属粉末可含有Fe、Si、及Cr，且所述第四金属粉末可不含有Si及Cr。
所述第二金属粉末可具有较所述第三金属粉末的Si含量高的Si含量及较所述第三金属粉末的Cr含量低的Cr含量。
所述第一金属粉末至所述第四金属粉末中的至少一者可为晶态的，且其余可为非晶态的。
所述基底的至少一个区可被移除，且所述本体可填充至所述被移除的区中。
通过移除所述线圈图案的整个外侧区域，所述基底可具有相对于所述本体的侧表面突出的弯曲表面。
安置于所述基底的一个表面上的线圈图案与另一表面上的线圈图案可具有相同的高度，所述相同的高度较所述基底的厚度大2.5倍。
所述线圈图案可包括第一镀覆层及第二镀覆层，所述第一镀覆层安置于所述基底上，所述第二镀覆层被安置成覆盖所述第一镀覆层。
所述线圈图案的至少一个区可具有不同的宽度。
所述功率电感器可还包括位于所述线圈图案与所述本体之间的绝缘层，其中所述绝缘层可在所述线圈图案的顶表面及侧表面上安置成均匀的厚度，且具有与所述线圈图案的所述顶表面及所述侧表面中的每一者在所述基底上的厚度相同的厚度。
有利功效
在根据示例性实施例的功率电感器中，本体可由金属粉末及聚合物制成，且可提供具有不同的平均粒度分布的所述至少三种金属粉末。因此，磁导率可根据金属粉末的粒径变化来调整。
另外，导热填料可进一步设置于本体中以将所述本体的热量充分释放至外部，且因此，可防止电感因所述本体的热量而减小。
此外，由于聚对二甲苯(parylene)被涂覆于线圈图案上，因此所述线圈图案上可形成具有均匀厚度的绝缘层，且因此，本体与线圈图案之间的绝缘可得到改善。
此外，各自的至少一个表面上安置有具有线圈形状的线圈图案的所述至少两个基底可设置于本体中以在一个本体内形成所述多个线圈，由此增大功率电感器的电容。
附图说明
图1是根据第一示例性实施例的功率电感器的组合立体图。
图2是沿图1所示的线A-A’截取的剖视图。
图3及图4是根据第一示例性实施例的功率电感器的分解立体图及局部平面图。
图5A、图5B、图6A、图6B、图7A、图7B、图8A、图8B、图9A及图9B是根据示例性实施例的功率电感器中使用的金属粉末的粒度分布及扫描式电子显微镜(scanning electronmicroscope，SEM)照片。
图10及图11是用于阐释线圈图案的形状的剖视图。
图12及图13是依绝缘层的材料而定的功率电感器的横截面照片。
图14至图21是根据本发明示例性实施例的实验实例而定的磁导率及Q因数(Qfactor)的图。
图22及图23是根据本发明第二示例性实施例的功率电感器的剖视图。
图24是根据本发明第三示例性实施例的功率电感器的立体图。
图25及图26是沿图24所示的线A-A’及线B-B’分别截取的剖视图。
图27及图28是根据本发明第三示例性实施例的经修改实例沿图17所示的线A-A’及线B-B’截取的剖视图。
图29是根据本发明第四示例性实施例的功率电感器的立体图。
图30及图31是沿图29所示的线A-A’及线B-B’分别截取的剖视图。
图32是图29的内部平面图。
图33是根据本发明第五示例性实施例的功率电感器的立体图。
图34及图35是沿图33所示的线A-A’及线B-B’分别截取的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细阐述具体实施例。然而，本发明可实施为不同形式，而不应被视为仅限于本文所述的实施例。确切而言，提供该些实施例是为了使此揭示内容将透彻及完整，并将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
图1是根据第一示例性实施例的功率电感器的组合立体图，且图2是沿图1所示的线A-A’截取的剖视图。此外，图3是根据第一示例性实施例的功率电感器的分解立体图，且图4是基底及线圈图案的平面图。此外，图5A、图5B、图6A、图6B、图7A、图7B、图8A、图8B、图9A及图9B是根据示例性实施例的功率电感器中使用的金属粉末的粒度分布及扫描式电子显微镜照片。此外，图10是根据第一示例性实施例的线圈图案的剖视图，且图11是所述线圈图案的局部放大剖视图。
参照图1至图4，根据第一示例性实施例的功率电感器可包括：本体100(上部本体100a及下部本体100b)；基底200，设置于本体100中；线圈图案300(上部线圈图案310及下部线圈图案320)，安置于基底200的至少一个表面上；以及外部电极400(410及420)，安置于本体100外部。此外，功率电感器可更包括绝缘层500，绝缘层500安置于线圈图案(上部线圈图案310及下部线圈图案320)与本体100之间。此外，尽管图中未示出，然而所述功率电感器可更包括安置于本体100的至少一个表面上的表面改质构件(surface modificationmember)。
1.本体
本体100可具有六面体形状。当然，本体100可具有除六面体形状外的多面体形状。本体100可包含金属粉末110及聚合物120，且可更包含导热填料(thermal conductivefiller)。
1.1.金属粉末
金属粉末110可具有平均粒径，即1μm(微米)至100μm的平均粒径。此外，可使用一种具有相同粒径的微粒或至少两种微粒来作为金属粉末110，或者可使用一种具有多种粒径的微粒或至少两种微粒来作为金属粉末110。举例而言，可将具有20μm～100μm的平均粒径的第一金属粉末、具有2μm～20μm的平均粒径的第二金属粉末及具有1μm～10μm的平均粒径的第三金属粉末彼此混合来用作金属粉末110。亦即，金属粉末110可包括第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末，所述第一金属粉末的粒径的平均值或粒度分布的中值(D50)如图5A及图5B中所说明介于20μm～100μm范围内，所述第二金属粉末的粒径的平均值或粒度分布的中值(D50)如图6A及图6B中所说明介于2μm～20μm范围内，所述第三金属粉末的粒径的平均值或粒度分布的中值(D50)如图7A及图7B中所说明介于1μm～10μm范围内。此处，第一金属粉末可具有较第二金属粉末的粒径大的粒径，且所述第二金属粉末可具有较第三金属粉末的粒径大的粒径。亦即，当第一金属粉末的平均粒径为A、第二金属粉末的平均粒径为B、且第三金属粉末的平均粒径为C时，A:B:C的比率可为是20～100:1～20:1～10的比率。举例而言，A:B:C的比率可为是20:1.5:1的比率或是10:1.5:1的比率。图5A、图5B、图6A、图6B、图7A及图7B说明第一金属粉末至第三金属粉末的粒度分布及扫描式电子显微镜照片。亦即，图5A、图6A及图7A说明第一金属粉末至第三金属粉末的粒度分布的曲线图，且图5B、图6B及图7B说明具有图5A、图6A及图7A中所说明粒度分布的第一金属粉末至第三金属粉末的扫描式电子显微镜照片。此处，第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末可为由相同材料制成的粉末或由彼此不同的材料制成的粉末。此外，第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末的混合比(mixing ratio)可为5～9:0.5～2.5:0.5～2.5，较佳地为7:1:2。亦即，以金属粉末110的100wt％(重量％)计，可混合50wt％～90wt％的第一金属粉末、5wt％～25wt％的第二金属粉末及5wt％～25wt％的第三金属粉末。此处，第一金属粉末的量可大于第二金属粉末的量，且第二金属粉末的量可小于或等于第三金属粉末的量。较佳地，以金属粉末110的100wt％计，可混合70wt％的第一金属粉末、10wt％的第二金属粉末及20wt％的第三金属粉末。
此外，第一金属粉末至第三金属粉末中的每一者可更包括彼此不同的至少两种金属粉末。亦即，第一金属粉末可包括具有不同粒径的至少两种金属粉末，例如具有50μm的平均粒径的第一-1金属粉末及具有30μm的平均粒径的第一-2金属粉末。此外，第一金属粉末可更包括具有40μm的平均粒径的第一-3金属粉末。当然，第二金属粉末及第三金属粉末中的每一者可更包括具有至少两种粒径的金属粉末。第一金属粉末至第三金属粉末可通过执行筛选(sieving)来制备。举例而言，第一金属粉末可包括具有至少两种平均粒径的至少两种金属粉末，且此外，至少一种金属粉末可通过执行筛选来制备。亦即，金属粉末可使用带有具有预定大小的开口的网眼制品(mesh)(即，筛网(sieve))来过滤，以使用粒径等于或大于所述开口的大小的金属粉末。举例而言，金属粉末可使用带有大小为50μm的开口的筛网来筛选，且因此，可使用粒径等于或大于50μm的大小的金属粉末。图8A说明金属粉末的粒度分布，所述金属粉末的粒度分布的中值(D50)的大小为55μm，且图8B说明所述金属粉末的SEM(扫描式电子显微镜)照片。举例而言，在包括具有40μm～55μm的平均粒径的第一-1金属粉末及具有20μm～至30μm的平均粒径的第一-2金属粉末的第一金属粉末的情形中，所述第一-1金属粉末可通过执行筛选来制备，且所述第一-2金属粉末可在不执行筛选的条件下来制备。执行筛选的第一-1金属粉末与不执行筛选的第一-2金属粉末可例如以0～8:0～8的比率进行混合。亦即，以金属粉末的100wt％计，可混合0wt％～80wt％的执行筛选的第一-1金属粉末及80wt％～0wt％的不执行筛选的第一-2金属粉末。此处，第一-1金属粉末与第一-2金属粉末的含量之和可为80wt％，且金属粉末的其余含量可由第二金属粉末及第三金属粉末来填补。
第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末中的每一者可包括包含铁(Fe)的金属材料，例如选自由铁-镍(Fe-Ni)、铁-镍-硅(Fe-Ni-Si)、铁-铝-硅(Fe-Al-Si)及铁-铝-铬(Fe-Al-Cr)组成的群组中的至少一种金属。举例而言，第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末可含有80％或高于80％的Fe及其他材料。亦即，以金属粉末的100wt％计，所述金属粉末中可含有80wt％的Fe及剩余部分可以是除Fe外的其他材料。此外，第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末中的至少一者可具有不同的材料混合比。举例而言，第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末中的每一者可为Fe、Si、及Cr的合金。此处，第一金属粉末的Fe含量可小于或大于第二金属粉末及第三金属粉末中的每一者的Fe含量。举例而言，Fe、Si、及Cr可以80～90:5～10:1～5的比率混合于金属粉末中。此外，Fe、Si、及Cr可以90～95:4～6:2～4的比率混合于第二金属粉末及第三金属粉末中的每一者中。此处，所述比率可为wt％的单位。亦即，以第一金属粉末的100wt％计，可分别以80～90wt％、5～10wt％及1～5wt％的比率含有Fe、Si、及Cr，且其余材料可为杂质。此外，以第一金属粉末的100wt％计，可分别以90～95wt％、4～6wt％及2～4wt％的比率含有Fe、Si、及Cr，且其余材料可为杂质。亦即，在第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末中的每一者中，Fe含量可大于Si含量，且Si含量可大于Cr含量。此外，在第二金属粉末及第三金属粉末中，Fe、Si、Cr的含量可彼此不同。举例而言，第二金属粉末可具有较第三金属粉末的Fe含量及Si含量大的Fe含量及Si含量且具有较第三金属粉末的Cr含量小的Cr含量。
此外，金属粉末可更包括第四金属粉末，所述第四金属粉末含有铁且具有与第一金属粉末至第三金属粉末中的每一者的组成不同的组成。举例而言，第四金属粉末可具有含有Fe、C、O、P等的组成。此处，以85％至90％的比率含有Fe，且可以10％至15％的比率含有其余材料。亦即，当Fe、C、O、及P的混合物具有100wt％的含量时，Fe可具有85wt％至90wt％的含量，且其余材料可具有10wt％至15wt％的含量。图9A说明第四金属粉末的粒度分布，且图9B说明所述粒度分布的SEM(扫描式电子显微镜)照片。因此，金属粉末110可包括第一金属粉末至第三金属粉末、第一金属粉末、第二金属粉末及第四金属粉末，或者第一金属粉末至第四金属粉末。此处，第四金属粉末可具有与第三金属粉末的粒径及含量相同的粒径及含量或者可具有较第三金属粉末的粒径及含量小的粒径及含量。亦即，当金属粉末110包括第四金属粉末而非第三金属粉末(即，包括第一金属粉末、第二金属粉末及第四金属粉末)时，第四金属粉末可具有1μm～10μm的平均粒径且是以5wt％～25wt％的含量进行混合。然而，当金属粉末110包括第一金属粉末至第四金属粉末时，第四金属粉末可具有平均粒径(即，粒度分布的中值(D50)可为例如0.5μm～5μm)且是以1wt％～10wt％的含量进行混合。亦即，以包括第一金属粉末至第四金属粉末的金属粉末110的100wt％计，可含有50wt％～90wt％的第一金属粉末、5wt％～25wt％的第二金属粉末、5wt％～25wt％的第三金属粉末、及1wt％～10wt％的第四金属粉末。第一金属粉末至第四金属粉末中的至少一者可为晶态的，且其余材料可为非晶态的。作为另一选择，第一金属粉末至第四金属粉末中的至少一者可为非晶态的，且其余材料可为晶态的。举例而言，第一金属粉末至第三金属粉末可为非晶态的，且第四金属粉末可为晶态的。
当金属粉末110包括具有彼此不同的粒径的至少两种金属粉末110时，本体100的填充率可提高且因此容量最大化。举例而言，在使用粒径为30μm的金属粉末的情形中，在所述金属粉末之间可能产生孔隙(pore)，且因此，填充率可能降低。然而，可在粒径为30μm的金属粉末之间混合粒径为3μm的金属粉末来提高本体100内的金属粉末的填充率。此外，如上所述，可使用具有不同粒径的所述至少两种金属粉末110，以根据所述金属粉末的粒径来调整磁导率。亦即，由于可使用具有大的平均粒径的金属粉末且混合比提高，因此磁导率可提高。另外，可执行筛选以更多地提高磁导率。
此外，金属粉末110的表面可被磁性材料涂布，且所述磁性材料可具有与金属粉末110的磁导率不同的磁导率。举例而言，磁性材料可包括金属氧化物磁性材料。金属氧化物磁性材料可包括选自由镍(Ni)氧化物磁性材料、锌(Zn)氧化物磁性材料、铜(Cu)氧化物磁性材料、锰(Mn)氧化物磁性材料、钴(Co)氧化物磁性材料、钡(Ba)氧化物磁性材料及镍-锌-铜(Ni-Zn-Cu)氧化物磁性材料组成的群组中的至少一者。亦即，涂覆至金属粉末110表面的磁性材料可包括包含铁的金属氧化物且具有较金属粉末110的磁导率大的磁导率。由于金属粉末110具有磁性(magnetism)，因此当金属粉末110彼此接触时，金属粉末110之间的绝缘可能被破坏进而引起短路。因此，金属粉末110的表面可被至少一种绝缘材料涂布。举例而言，金属粉末110的表面可被氧化物或例如聚对二甲苯(parylene)等绝缘聚合物材料涂布，较佳地，金属粉末110的表面可被聚对二甲苯涂布。聚对二甲苯可被涂布成1μm～10μm的厚度。此处，当聚对二甲苯被形成为1μm或小于1μm的厚度时，金属粉末110的绝缘效果可能劣化。当聚对二甲苯被形成为超过10μm的厚度时，金属粉末110的粒径可能增大进而减少金属粉末110在本体100内的分布，由此使磁导率劣化。此外，除聚对二甲苯外，金属粉末110的表面亦可被各种绝缘聚合物材料涂布。涂覆至金属粉末110的氧化物可通过对金属粉末110进行氧化来形成，且金属粉末110可被选自TiO2、SiO2、ZrO2、SnO2、NiO、ZnO、CuO、CoO、MnO、MgO、Al2O3、Cr2O3、Fe2O3、B2O3及Bi2O3中的至少一者涂布。此处，金属粉末110可被具有双重结构(double structure)的氧化物涂布，例如可被由氧化物与聚合物材料形成的双重结构涂布。作为另一选择，金属粉末110的表面可在被磁性材料涂布之后被绝缘材料涂布。由于金属粉末110的表面被绝缘材料涂布，因此可防止因金属粉末110之间的接触引起的短路。此处，当金属粉末110被氧化物及绝缘聚合物涂布或被磁性材料及绝缘材料双倍地涂布时，涂布材料可被涂布成1μm～10μm的厚度。
1.2聚合物
聚合物120可与金属粉末110混合以使金属粉末110彼此绝缘。亦即，金属粉末110可能增大高频的涡流损耗，且因此，为减少材料损耗，可提供聚合物120以使金属粉末110彼此绝缘。聚合物120可包含选自由环氧树脂(epoxy)、聚酰亚胺(polyimide)及液晶聚合物(Liquid Crystalline Polymer，LCP)组成的群组中的至少一种聚合物，但并非仅限于此。此外，聚合物120可由用于在金属粉末110之间提供绝缘的热固性树脂(thermosettingresin)制成。举例而言，热固性树脂可包括选自由酚醛清漆环氧树脂(Novolac EpoxyResin)、苯氧基型环氧树脂(Phenoxy Type epoxy resin)、双酚A型环氧树脂(BPA TypeEpoxy Resin)、双酚F型环氧树脂(BPF Type Epoxy Resin)、氢化BPA环氧树脂(Hydrogenated BPA Epoxy Resin)、二聚体酸改质环氧树脂(Dimer Acid Modified EpoxyResin)、胺基甲酸酯改质环氧树脂(Urethane Modified Epoxy Resin)、橡胶改质环氧树脂(Rubber Modified Epoxy Resin)及双环戊二烯苯酚型环氧树脂(DCPD Type EpoxyResin)组成的群组中的至少一者。此处，以金属粉末110的100wt％计，可以2.0wt％至5.0wt％的含量含有聚合物120。然而，若聚合物120的含量增大，则金属粉末110的体积分率(volume fraction)可能减小，且因此，难以恰当地达成饱和磁化值增大的效果。因此，本体100的磁导率可能劣化。另一方面，若聚合物120的含量减小，则在制造电感器的制程中使用的强酸溶液或强碱溶液可向内渗透进而降低电感性质。因此，所含有的聚合物120可处于金属粉末110的饱和磁化值及电感不减小的范围内。
1.3导热填料
本体100可包含导热填料(图中未示出)以解决本体100被外部热量加热的局限性。亦即，本体100的金属粉末110可能被外部热量加热，且因此，可提供导热填料以轻易地将金属粉末110的热量释放至外部。所述导热填料可包括选自由MgO、AlN、碳系材料组成的群组中的至少一者，但并非仅限于此。此处，碳系材料可包括碳且具有各种形状，举例而言，可包括石墨、碳黑(carbon black)、石墨烯等。此外，以金属粉末110的100wt％计，可以0.5wt％至3wt％的含量含有导热填料。当导热填料具有小于上述范围的含量时，可能难以获得热释效应(heat releasing effect)。另一方面，当导热填料具有超过上述范围的含量时，金属粉末110的含量可能降低进而使本体100的磁导率劣化。此外，导热填料可具有例如0.5μm至100μm的粒径。亦即，导热填料的粒径可与金属粉末110的粒径相同，或者导热填料的粒径可大于或小于金属粉末110的粒径。可根据导热填料的粒径及含量对热释效应进行调整。举例而言，导热填料的粒径及含量增大得越多，则热释效应可增大得越多。本体100可通过对由包括金属粉末110、聚合物120及导热填料的材料制成的多个片材进行叠层来制造。此处，当将所述多个片材进行叠层以制造本体100时，所述片材的导热填料可具有彼此不同的含量。举例而言，导热填料相对于基底200的中心向上及向下远离得越多，则片材内的导热填料的含量可增大得越多。此外，本体100可通过例如以预定厚度印刷由金属粉末110、聚合物120及导热填料制成的膏体的方法及将膏体按压至框架中的方法等各种方法来制造。此处，叠层片材的数目或被印刷成预定厚度以形成本体100的膏体的厚度可虑及例如所述功率电感器所需的电感等电性特性来确定。安置于基底200的上部部分及下部部分上且之间具有基底200的上部本体100a及下部本体100b可通过基底200连接至彼此。亦即，基底200的至少一部分可被移除，且接着本体100的一部分可被填充至基底200的所述被移除的部分中。由于基底200的至少一部分被移除且本体100被填充至所述被移除的部分中，因此基底200的表面积可减小，且在相同体积中本体100的比率可增大进而提高所述功率电感器的磁导率。
2.基底
基底200可设置于本体100中。举例而言，基底200可在本体100的长轴方向(即，外部电极400的方向)上设置于本体100中。此外，可设置至少一个基底200。举例而言，至少两个基底200可在与安置外部电极400的方向垂直的方向上(例如，在垂直方向上)彼此间隔开预定距离。当然，至少两个基底200可在安置外部电极400的方向上排列。基底200可被设置成其中金属箔贴合至具有预定厚度的基底的上部部分及下部部分中的每一者的形状。此处，基底可包括例如玻璃强化纤维(glass reinforced fiber)、塑胶、金属磁性材料等。亦即，可使用其中铜箔结合至玻璃强化纤维的包铜叠层板(Copper Clad Lamination；CCL)来作为基底200，或者可将铜箔结合至例如聚酰亚胺等塑胶或结合至金属磁性材料来制造基底200。此处，基底200可利用金属磁性本体来制造以提高磁导率并促进达成电容(capacity)。亦即，所述包铜叠层板是通过将铜箔(foil)结合至玻璃强化纤维来制造。由于所述包铜叠层板具有所述磁导率，因此所述功率电感器的磁导率可能劣化。然而，当使用金属磁性本体作为基底200时，由于所述金属磁性本体具有磁导率，因此所述功率电感器的磁导率可不劣化。使用金属磁性本体的基底200可通过将铜箔结合至呈具有预定厚度的板形状的基底来制造，所述基底是由含有铁的金属(例如，选自由铁-镍(Fe-Ni)、铁-镍-硅(Fe-Ni-Si)、铁-铝-硅(Fe-Al-Si)及铁-铝-铬(Fe-Al-Cr)组成的群组中的至少一种金属)制成。亦即，由含有铁的至少一种金属制成的合金可被制造成具有预定厚度的板形状，且铜箔可结合至所述金属板的至少一个表面以制造基底200。
此外，至少一个导电通路210可界定于基底200的预定区域中。安置于基底200的上部部分及下部部分上的上部线圈图案310及下部线圈图案320可经由导电通路210电性连接至彼此。可在基底200中形成在基底200的厚度方向上穿过基底200的通路(图中未示出)，并接着在线圈图案300的形成期间通过镀覆制程来填充所述通路以形成导电通路210，或者可通过在所述通路中填充导电膏体来形成导电通路210。然而，当形成线圈图案300时，较佳地应通过镀覆来填充通孔。此处，上部线圈图案310及下部线圈图案320中的至少一者可自导电通路210生长，且因此，上部线圈图案310及下部线圈图案320中的至少一者可与导电通路210一体地形成。此外，基底200的至少一部分可被移除。亦即，基底200的至少一部分可被移除或可不被移除。如图3及图4中所说明，基底200的除与上部线圈图案310及下部线圈图案320重叠的区域外剩余的区域可被移除。举例而言，基底200可被移除以在各自具有螺旋形状的上部线圈图案310及下部线圈图案320内部形成通孔(through-hole)220，且在上部线圈图案310及下部线圈图案320外部的基底200可被移除。亦即，基底200可具有沿上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的外观的形状(例如，跑道(racetrack)形状)，且基底200的面对外部电极400的区域可具有沿上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的端部的形状的线性形状。因此，基底200的外部可具有相对于本体100的边缘弯曲的形状。如图4中所说明，本体100可被填充至基底200的所述被移除的部分中。亦即，上部本体100a及下部本体100b可经由基底200的包括通孔220的所述被移除的区连接至彼此。另一方面，当基底200是使用金属磁性材料来制造时，基底200可接触本体100的金属粉末110。为解决上述局限性，绝缘层500(例如，聚对二甲苯)可安置于基底200的侧表面上。举例而言，绝缘层500可安置于通孔220的侧表面上及基底200的外表面上。基底200可具有较上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的宽度大的宽度。举例而言，基底200可在上部线圈图案310及下部线圈图案320的直接向下的方向上剩余有预定宽度。举例而言，基底200可相对于上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者突出近似0.3μm的高度。由于上部线圈图案310及下部线圈图案320外部及内部的基底200被移除，因此基底200可具有较本体100的横截面面积小的横截面面积。举例而言，当将本体100的横截面面积定义为100的值时，基底200可具有40至80的面积比。若基底200的面积比高，则本体100的磁导率可减小。另一方面，若基底200的面积比低，则上部线圈图案310及下部线圈图案320的形成面积可减小。因此，可虑及本体100的磁导率以及上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的线宽及匝数来对基底200的面积比进行调整。
3.线圈图案
线圈图案300(上部线圈图案310及下部线圈图案320)可安置于基底200的至少一个表面上，较佳地，可安置于基底200的两个表面上。上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者可在基底200的预定区域上(例如，自基底200的中心部分朝外)形成为螺旋形状，且安置于基底200上的所述两个线圈图案(上部线圈图案310及下部线圈图案320)可连接至彼此以形成一个线圈。亦即，上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者可自界定于基底200的中心部分中的通孔220外部具有螺旋形状。此外，上部线圈图案310及下部线圈图案320可经由设置于基底200中的导电通路210连接至彼此。此处，上部线圈图案310与下部线圈图案320可具有相同的形状及相同的高度。此外，上部线圈图案310及下部线圈图案320可彼此重叠。作为另一选择，线圈图案320可被安置成与上面不安置线圈图案310的区域重叠。上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的端部可以线性形状朝外延伸且亦沿本体100的短侧的中心部分延伸。此外，上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的与外部电极400接触的区域可具有较如图3及图4中所说明的另一区域的宽度大的宽度。由于上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的一部分(即，引出(lead-out)部)具有相对宽的宽度，因此上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者与外部电极400之间的接触面积可增大以减小电阻。作为另一选择，上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者可自上面安置有外部电极400的一个区域在外部电极400的宽度方向上延伸。此处，朝上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的远端端部(即，外部电极400)被引出的所述引出部可具有朝本体100的侧表面的中心部分的线性形状。
上部线圈图案310及下部线圈图案320可经由设置于基底200中的导电通路210电性连接至彼此。上部线圈图案310及下部线圈图案320可通过例如(举例而言，厚膜印刷(thick-film printing)、涂布、沉积、镀覆及溅镀等)方法来形成。此处，上部线圈图案310及下部线圈图案320可较佳地通过镀覆来形成。此外，上部线圈图案310及下部线圈图案320以及导电通路210中的每一者可由包括银(Ag)、铜(Cu)及铜合金中的至少一者的材料制成，但并非仅限于此。当上部线圈图案310及下部线圈图案320是通过所述镀覆制程来形成时，金属层(例如，铜层)通过镀覆制程形成于基底200上且接着通过光刻(lithography)制程而被图案化。亦即，所述铜层可通过使用安置于基底200的表面上的铜箔作为晶种层(seedlayer)来形成，且接着被图案化以形成上部线圈图案310及下部线圈图案320。作为另一选择，可在基底200上形成具有预定形状的感光性图案，且可执行镀覆制程以自基底200的暴露出的表面生长金属层，由此形成各自具有预定形状的上部线圈图案310及下部线圈图案320。上部线圈图案310及下部线圈图案320可被形成为具有多层结构。亦即，在基底200的上部部分上安置的上部线圈图案310的上方可进一步安置有多个线圈图案，且在基底200的下部部分上安置的下部线圈图案320的下方可进一步安置有多个线圈图案。当上部线圈图案310及下部线圈图案320具有多层结构时，可在下部层与上部层之间安置绝缘层。接着，导电通路(图中未示出)可形成于所述绝缘层中以使所述多层的线圈图案连接至彼此。上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者可具有较基底200的厚度大2.5倍的高度。举例而言，所述基底可具有10μm～50μm的厚度，且上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者可具有50μm～300μm的高度。
此外，根据示例性实施例的上部线圈图案310及下部线圈图案320可具有双重结构。亦即，如图10中所说明，可设置第一镀覆层300a及被配置成覆盖第一镀覆层300a的第二镀覆层300b。此处，第二镀覆层300b可被安置成覆盖第一镀覆层300a的顶表面及侧表面。此外，第二镀覆层300b可被形成为使第一镀覆层300a的顶表面具有较第一镀覆层300a的侧表面的厚度大的厚度。第一镀覆层300a的侧表面可具有预定倾斜度(inclination)，且第二镀覆层300b的侧表面可具有较第一镀覆层300a的侧表面的倾斜度小的倾斜度。亦即，第一镀覆层300a的侧表面可相对于基底200的位于第一镀覆层300a外部的表面具有钝角，且第二镀覆层300b具有较第一镀覆层300a的角度小的角度，较佳地，第二镀覆层300b的角度为直角。如图11中所说明，第一镀覆层300a的顶表面的宽度a对底表面的宽度b的比率可为0.2:1至0.9:1，较佳地，a:b的比率可为0.4:1至0.8:1。此外，第一镀覆层300a的底表面的宽度b对高度h的比率可为1:0.7至1:4，较佳地，为1:1至1:2。亦即，第一镀覆层300a可具有自底表面至顶表面逐渐减小的宽度。因此，第一镀覆层300a可具有预定倾斜度。可在初次镀覆制程后执行蚀刻制程以使第一镀覆层300a具有预定倾斜度。此外，被配置成覆盖第一镀覆层300a的第二镀覆层300b可具有近似矩形的形状，在所述近似矩形的形状中，侧表面是垂直的，且在顶表面与侧表面之间的为圆形的区域较小。此处，可根据第一镀覆层300a的顶表面的宽度a对底表面的宽度b的比率(即，a:b的比率)确定第二镀覆层300b的形状。举例而言，第一镀覆层300a的顶表面的宽度a对底表面的宽度b的比率(a:b)增大得越多，则第二镀覆层300b的顶表面的宽度c对底表面的宽度d的比率增大得越多。然而，当第一镀覆层300a的顶表面的宽度a对底表面的宽度b的比率(a:b)超过0.9:1时，第二镀覆层300b的顶表面的宽度可较第二镀覆层300b的顶表面的宽度加宽更多，且侧表面可相对于基底200具有锐角。此外，当第一镀覆层300a的顶表面的宽度a对底表面的宽度b的比率(a:b)低于0.2:1时，第二镀覆层300b自预定区域至顶表面可为圆形的。因此，第一镀覆层300a的顶表面对底表面的比率可被调整成使所述顶表面具有宽的宽度及所述垂直的侧表面。此外，第一镀覆层300a的底表面的宽度b对第二镀覆层300b的底表面的宽度d的比率可为1:1.2至1:2，且第一镀覆层300a的底表面的宽度b与相邻的第一镀覆层300a的底表面的宽度b之间的距离可具有1.5:1至3:1的比率。作为另一选择，第二镀覆层300b可不彼此接触。由第一镀覆层300a及第二镀覆层300b构成的线圈图案300的顶表面的宽度对底表面的宽度的比率(c:d)可为0.5:1至0.9:1，较佳地，为0.6:1至0.8:1。亦即，线圈图案300的外观(即，第二镀覆层300b的外观)的顶表面的宽度对底表面的宽度的比率可为0.5:1至0.9:1。因此，线圈图案300可相对于顶表面边缘的圆形区域具有直角的理想矩形形状而具有0.5或小于0.5的比率。举例而言，线圈图案300可相对于顶表面边缘的圆形区域具有直角的理想矩形形状而具有介于0.001至0.5范围内的比率。此外，相较于所述理想矩形形状的电阻变化，根据示例性实施例的线圈图案300可具有相对少的电阻变化。举例而言，若具有所述理想矩形形状的线圈图案具有为100的电阻，则线圈图案300的电阻可维持于101至110的值之间。亦即，相较于具有矩形形状的理想线圈图案的电阻，线圈图案300的电阻可根据第一镀覆层300a的形状及第二镀覆层300b的形状(其根据第一镀覆层300a的形状变化)而维持成近似101％至近似110％。第二镀覆层300b可利用与第一镀覆层300a相同的镀覆溶液来形成。举例而言，第一镀覆层300a及第二镀覆层300b可利用基于硫酸铜及硫酸的镀覆溶液来形成。此处，所述镀覆溶液可通过增加具有百万分之一(ppm)单位的氯(Cl)及有机化合物而在产品的镀覆性质上得到改善。所述有机化合物可利用含有PEG(聚乙二醇(PolyEthylene Glycol)的载剂(carrier)及抛光剂(polish)而在镀覆层的均匀性及均镀能力(throwing power)以及光泽特性上得到改善。
此外，线圈图案300可通过对至少两个镀覆层进行叠层来形成。此处，所述镀覆层中的每一者可具有垂直的侧表面并以相同的形状且以相同的厚度进行叠层。亦即，线圈图案300可通过镀覆制程形成于晶种层上。举例而言，可在所述晶种层上叠层三个镀覆层以形成线圈图案300。线圈图案300可通过各向异性镀覆制程(anisotropic plating process)形成且具有近似2～10的纵横比。
此外，线圈图案300可具有以下形状：所述形状的宽度自形状的最内周界部分至形状的最外周界部分逐渐增大。亦即，具有螺旋形状的线圈图案300可自所述最内周界至所述最外周界包括n个图案。举例而言，当设置有四个图案时，所述图案可具有以安置于最内周界上的第一图案、第二图案、第三图案及安置于最外周界上的第四图案的次序逐渐增大的宽度。举例而言，当第一图案的宽度为1时，第二图案可具有1至1.5的比率、第三图案可具有1.2至1.7的比率且第四图案可具有1.3至2的比率。亦即，第一图案至第四图案可具有1:1～1.5:1.2～1.7:1.3～2的比率。亦即，第二图案的宽度可等于或大于第一图案的宽度，第三图案的宽度可大于第一图案的宽度且等于或大于第二图案的宽度，且第四图案的宽度可大于第一图案及第二图案中的每一者的宽度且等于或大于第三图案的宽度。所述晶种层可具有自最内周界至最外周界逐渐增大的宽度以使线圈图案具有自最内周界至最外周界逐渐增大的宽度。此外，线圈图案的至少一个区在垂直方向上的宽度可彼此不同。亦即，所述至少一个区的下部端部、中间端部及上部端部可具有彼此不同的宽度。
4.外部电极
外部电极400(410及420)可安置于本体100的彼此面对的两个表面上。举例而言，外部电极400可安置于本体100的在纵向方向上彼此面对的两个侧表面上。外部电极400可电性连接至本体100的上部线圈图案310及下部线圈图案320。此外，外部电极400可安置于本体100的所述两个侧表面上以在所述两个侧表面的中心部分处分别接触上部线圈图案310及下部线圈图案320。亦即，上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的端部可暴露出至本体100的外部中心部分，且外部电极400中的每一者可安置于本体100的侧表面上并接着连接至上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的所述端部。作为另一选择，外部电极400可安置于本体100的彼此面对的所述两个侧表面的一些部分上。外部电极400可通过将本体100浸入至导电膏体中而形成或通过各种方法(例如，印刷、沉积、镀覆及溅镀)而形成于本体100的两个端部上。外部电极400中的每一者可由具有导电性的金属(例如，选自由金、银、铂、铜、镍、钯及其合金组成的群组中的至少一种金属)制成。此外，外部电极400中的每一者可更包括镀镍层(图中未示出)及镀锡层(图中未示出)。举例而言，外部电极400可通过对铜层、镀Ni(镍)层及镀Sn(锡)层或镀Sn/Ag(锡/银)层进行叠层来形成。此外，外部电极400可通过例如将使用0.5％～20％的Bi2O3或SiO2作为主要成分的多成分(multicomponent)玻璃熔块(Glass frit)与金属粉末进行混合来形成。此处，玻璃熔块与金属粉末的混合物可被制造成膏体的形式且被涂覆至本体100的所述两个表面。如上所述，由于外部电极400中含有所述玻璃熔块，因此外部电极400与本体100之间的黏合力可得到提高，且线圈图案300与外部电极400之间的接触反应可得到改善。此外，在涂覆含有玻璃的导电膏体之后，至少一个镀覆层可安置于所述导电膏体上以形成外部电极400。亦即，可提供含有玻璃的金属层，且所述至少一个镀覆层可安置于所述金属层上以形成外部电极400。举例而言，在外部电极400中，在形成含有玻璃熔块以及Ag及Cu中的至少一者的所述层之后，可执行电镀(electroplating)或无电镀覆(electroless plating)来顺次地形成镀Ni(镍)层及镀Sn(锡)层。此处，镀Sn(锡)层可具有与镀Ni(镍)层的厚度相等或较所述厚度大的厚度。外部电极400可具有2μm～100μm的厚度。此处，镀Ni(镍)层可具有1μm～10μm的厚度，且镀Sn(锡)层或镀Sn/Ag(锡/银)层可具有2μm～10μm的厚度。
5.绝缘层
绝缘层500可设置于上部线圈图案310及下部线圈图案320与本体100之间以使上部线圈图案310及下部线圈图案320与金属粉末110绝缘。亦即，绝缘层500可覆盖上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的顶表面及侧表面。此处，绝缘层500可以实质上相同的厚度形成于上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的顶表面及侧表面上。举例而言，绝缘层500可在上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的顶表面及侧表面处具有近似1～1.2:1的厚度比。亦即，上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的顶表面的厚度可较侧表面的厚度大20％。较佳地，顶表面与侧表面可具有相同的厚度。此外，绝缘层500可覆盖基底200以及上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的顶表面及侧表面。亦即，绝缘层500可形成于预定区被移除的基底200的被上部线圈图案310及下部线圈图案320暴露出的区域(即，基底200的顶表面及侧表面)上。位于基底200上的绝缘层500可具有与位于上部线圈图案310及下部线圈图案320上的绝缘层500相同的厚度。亦即，位于基底200的顶表面上的绝缘层500可具有与位于上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的顶表面上的绝缘层500相同的厚度，且位于基底200的侧表面上的绝缘层500可具有与位于上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的侧表面上的绝缘层500相同的厚度。可使用聚对二甲苯以使绝缘层500在上部线圈图案310及下部线圈图案320与基底200上具有实质上相同的厚度。举例而言，上面形成有上部线圈图案310及下部线圈图案320的基底200可设置于沉积室中，且接着，聚对二甲苯可被蒸发并供应至真空室中以将聚对二甲苯沉积于上部线圈图案310及下部线圈图案320上。举例而言，可在气化器(Vaporizer)中将聚对二甲苯初次加热及蒸发而变为二聚体(dimer)状态且接着将聚对二甲苯第二次加热及热解成单体(Monomer)状态。接着，当利用连接至沉积室及机械真空泵(Mechanical Vacuum Pump)的冷阱(Cold Trap)冷却聚对二甲苯时，聚对二甲苯可自单体状态转换至聚合物状态且因此沉积于上部线圈图案310及下部线圈图案320上。作为另一选择，除聚对二甲苯外，绝缘层500亦可由绝缘聚合物(例如，选自环氧树脂、聚酰亚胺及液晶晶体聚合物(liquid crystal crystalline polymer)中的至少一种材料)形成。然而，可涂覆聚对二甲苯以在上部线圈图案310及下部线圈图案320上形成具有均匀厚度的绝缘层500。此外，尽管绝缘层500具有薄的厚度，然而相较于其它材料，绝缘性质可有所改善。亦即，当绝缘层500被聚对二甲苯涂布时，相较于绝缘层500由聚酰亚胺制成的情形，绝缘层500可通过增大击穿电压(breakdown voltage)而具有相对薄的厚度及改善的绝缘性质。此外，聚对二甲苯可沿所述图案之间的间隙以均匀的厚度填充于上部线圈图案310及下部线圈图案320之间，或沿所述图案的台阶状部分以均匀的厚度形成。亦即，当线圈图案310的图案与线圈图案320的图案之间的距离远时，可沿所述图案的所述台阶状部分以均匀的厚度涂覆聚对二甲苯。另一方面，当所述图案之间的距离近时，所述图案之间的间隙可被填充以在上部线圈图案310及下部线圈图案320上以预定厚度形成聚对二甲苯。图12是绝缘层由聚酰亚胺制成的功率电感器的横截面照片，且图13是绝缘层由聚对二甲苯制成的功率电感器的横截面照片。如图13中所说明，在聚对二甲苯的情形中，尽管聚对二甲苯沿基底200的台阶状部分以及上部线圈图案310及下部线圈图案320的台阶状部分具有相对薄的厚度，然而如图12中所说明聚酰亚胺可具有较聚对二甲苯的厚度大的厚度。通过利用聚对二甲苯，绝缘层500可具有3μm～100μm的厚度。当聚对二甲苯以3μm或小于3μm的厚度形成时，绝缘性质可能劣化。当聚对二甲苯以超过100μm的厚度形成时，在相同大小内由绝缘层500所占据的厚度可能增大进而减小本体100的体积，且因此，磁导率可能劣化。作为另一选择，绝缘层500可被制造成具有预定厚度的片材的形式且接着形成于上部线圈图案310及下部线圈图案320上。
6.表面改质构件
本体100的至少一个表面上可形成有表面改质构件(图中未示出)。表面改质构件可通过在形成外部电极400前将氧化物分散至本体100的所述表面上而形成。此处，所述氧化物可以晶态或非晶态分散至且分布至本体100的所述表面上。当外部电极400是通过镀覆制程而形成时，表面改质构件可在所述镀覆制程之前分布于本体100的所述表面上。亦即，表面改质构件可在对外部电极400的一部分执行印刷制程之前进行分布或在执行印刷制程之后及执行镀覆制程之前进行分布。作为另一选择，当不执行印刷制程时，可在表面改质构件进行分布之后执行镀覆制程。此处，分布于所述表面上的表面改质构件的至少一部分可熔化。
表面改质构件的至少一部分可在本体100的所述表面上被均匀地分布成具有相同的粒径，且至少一部分可被非均匀地分布成具有彼此不同的粒径。此外，凹陷部可形成于本体100的至少一部分的表面中。亦即，可形成表面改质构件以形成凸出部。此外，上面不形成表面改质构件的区域的至少一部分可凹陷以形成所述凹陷部。此处，表面改质构件的至少一部分可相对于本体100的所述表面凹陷。亦即，表面改质构件的具有预定厚度的一部分可以预定深度插入至本体100中，且表面改质构件的剩余部分可自本体100的所述表面突出。此处，表面改质构件的以预定深度插入至本体100中的部分的直径可对应于氧化物微粒的平均直径的1/20至1。亦即，所有氧化物微粒可灌注至本体100中，或所述氧化物微粒的至少一部分可灌注至本体100中。作为另一选择，氧化物微粒可仅形成于本体100的所述表面上。因此，所述氧化物微粒中的每一者可在本体100的所述表面上形成为半球状形状并可形成为球状形状。此外，如上所述，表面改质构件可局部地分布于本体的所述表面上或以膜形状分布于本体100的至少一个区域上。亦即，氧化物微粒可以岛(island)的形式分布于本体100的所述表面上以形成表面改质构件。亦即，具有晶态或非晶态的氧化物微粒可在本体100的所述表面上彼此间隔开并以岛的形式进行分布。因此，本体100的所述表面的至少一部分可被暴露出。此外，至少两个氧化物微粒可连接至彼此以在本体100的所述表面的至少一个区域上形成膜并在本体100的所述表面的至少一部分上形成所述岛形状。亦即，至少两个氧化物微粒可聚集于一起，或者彼此相邻的氧化物微粒可连接至彼此以形成所述膜。然而，尽管氧化物以微粒状态存在或至少两个微粒彼此聚集或连接至彼此，然而本体100的所述表面的至少一部分可被表面改质构件暴露出至外部。
此处，表面改质构件的总面积可与本体100的所述表面的整体面积的5％至90％对应。尽管本体100的所述表面上的镀覆模糊现象(plating blurring phenomenon)根据表面改质构件的表面积而得到控制，然而若广泛地形成表面改质构件，则本体100内的导电图案与外部电极400之间可能难以接触。亦即，当表面改质构件形成于本体100的表面积的5％或小于5％的区域上时，可能难以控制所述镀覆模糊现象。当表面改质构件形成于超过90％的区域上时，本体100内的导电图案可能无法接触外部电极400。因此，形成导电图案与外部电极400接触的充足区域且所述充足区域上面的表面改质构件的镀覆模糊现象得到控制是较佳的。为此，表面改质构件可被形成为本体100的具有10％至90％的表面积，较佳地具有30％至70％的表面积，更较佳地具有40％至50％的表面积。此处，本体100的表面积可为本体100的一个表面的表面积或本体100的界定六面体形状的六个表面的表面积。表面改质构件可具有为本体100的厚度的10％或小于10％的厚度。亦即，表面改质构件可具有为本体100的厚度的0.01％至10％的厚度。举例而言，表面改质构件可具有0.1μm～50μm的粒径。因此，表面改质构件可相对于本体100的所述表面具有0.1μm～50μm的厚度。亦即，除自本体100的表面插入的部分外，表面改质构件可具有为本体100的厚度的0.1μm～50μm的厚度。因此，当插入至本体100中的部分的厚度增加时，表面改质构件可具有较0.1μm～50μm的厚度大的厚度。当表面改质构件具有为本体100的厚度的0.01％或小于0.01％的厚度时，可能难以控制镀覆模糊现象。当表面改质构件具有超过本体100的厚度的10％的厚度时，本体100内的导电图案可能无法与外部电极400接触。亦即，表面改质构件可根据本体100的材料性质(导电性、半导体性质、绝缘、磁性材料等)而具有各种厚度。此外，表面改质构件可根据氧化物粉末的粒径、分布数量、是否发生聚集等而具有各种厚度。
由于表面改质构件形成于本体100的所述表面上，因此可提供本体100的所述表面的由彼此不同的成分制成的两个区域。亦即，可自上面形成有表面改质构件的区域及上面不形成表面改质构件的区域检测到彼此不同的成分。举例而言，由于表面改质构件而产生的成分(即，氧化物)可存在于上面形成有表面改质构件的区域上，且由于本体100而产生的成分(即，片材的成分)可存在于上面不形成表面改质构件的区域上。由于表面改质构件在镀覆制程之前分布于本体的表面上，因此可将粗糙度供给至本体100的表面以使本体100的表面改质。因此，镀覆制程可均匀地执行，且因此，外部电极400的形状可得到控制。亦即，本体100的所述表面的至少一个区域上的电阻可不同于本体100的所述表面的另一区域上的电阻。当镀覆制程在电阻为非均匀的状态中执行时，可发生镀覆层的生长的不均匀性。为解决此限制，可将微粒状态或熔化状态的氧化物分散于本体100的所述表面上以形成表面改质构件，由此使本体100的所述表面改质且控制镀覆层的生长。
此处，可使用至少一种氧化物作为所述微粒状态或熔化状态的氧化物来达成本体100的均匀表面电阻。举例而言，Bi2O3、BO2、B2O3、ZnO、Co3O4、SiO2、Al2O3、MnO、H2BO3、Ca(CO3)2、Ca(NO3)2、及CaCO3中的至少一者可用作所述氧化物。表面改质构件可形成于本体100内的至少一个片材上。亦即，在片材上具有各种形状的导电图案可通过镀覆制程来形成。此处，可形成表面改质构件以控制导电图案的形状。
如上所述，在根据第一示例性实施例的功率电感器中，可调整金属粉末110的粒径以调整磁导率。亦即，当本体100是由具有彼此不同的平均粒度的至少三种金属粉末110制成时，可调整具有大的平均粒度的金属粉末110的混合量以提高本体100的磁导率。因此，所述功率电感器的电感可提高。此外，由于制造出除金属粉末110及聚合物120外亦包含导热填料的本体100，因此本体100的因对金属粉末110的加热而引发的热量可被释放至外部以防止所述本体100的温度升高且亦防止电感降低。此外，由于绝缘层500利用聚对二甲苯而形成于上部线圈图案310及下部线圈图案320与本体100之间，因此绝缘层500可在上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者的侧表面及顶表面上被形成为具有薄的厚度以改善绝缘性质。此外，由于本体100内的基底200是由金属磁性材料制成，因此可防止功率电感器的磁导率降低。此外，基底200的至少一部分可被移除，且本体100可被填充至所述被移除的部分中以提高磁导率。
实验实例
执行了以下测试来阐释相依于根据示例性实施例的金属粉末的磁导率变化。首先，根据示例性实施例制备了具有各种粒径的金属粉末以供测试使用。亦即，制备了具有各种粒径的第一金属粉末，且制备了第二金属粉末及第三金属粉末。制备了相对于D50具有55μm、40μm、31μm及23μm的平均粒度分布的第一金属粉末。此处，筛选出了具有40μm及55μm的粒度分布的第一金属粉末且因此第一金属粉末具有40μm及55μm或大于55μm的平均粒度分布。制备了相对于D50具有3μm及1.5μm的平均粒度分布的第二金属粉末及第三金属粉末。此处，制备了彼此不同的具有由Fe、Si及Cr形成的组成的第一金属粉末与第二金属粉末，且制备了具有由Fe、C、O、P等形成的组成的第三金属粉末。
将具有各种粒径的金属粉末与黏合剂(binder)进行了混合以制造各种浆料(slurry)。此处，以浆料的100wt％计，通过将97.5wt％的金属粉末与2.5wt％的黏合剂进行混合而制造出了所述浆料。此处，调整了金属粉末及黏合剂的含量以测量依所述黏合剂的含量而定的特性。浆料被模制成70μm±3μm的厚度且被切割成150mm×150mm(毫米)的大小以制造片材。此外，在120kgf(公斤力)的压力下将5个片材进行叠层并压缩了30秒以模制出本体，且接着在200℃的温度下执行了1小时的热固制程(thermosetting process)。
根据热处理而定的磁导率及Q因数的变化
使第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末彼此进行了混合以制造金属粉末。此处，第一金属粉末具有31μm的平均粒度分布，且第二金属粉末及第三金属粉末分别具有3μm及1.5μm的平均粒度分布。使第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末以7:1:2的比率进行了混合。亦即，以总金属粉末的100wt％计，使70wt％的第一金属粉末、10wt％的第二金属粉末及20wt％的第三金属粉末彼此进行了混合。接着，在表1中示出且在图14中说明了执行热处理时(测试1(test 1))及不执行热处理时(测试2(test 2))3百万赫(MHz)及5百万赫的磁导率及品质(Quality)因数(在下文中，称作Q因数)。在300℃的温度下执行了1小时的热处理。在图14中，A及B代表根据热处理而定的3MHz(百万赫)及5MHz的磁导率，且C及D代表根据热处理而定的3MHz及5MHz的Q因数。
[表1]
如表1中所示且如图14中所说明，相较于不执行热处理的测试1而言，在热处理测试2的情形中，磁导率提高了近似0.5至近似1，且Q因数减小了近似0.4至近似1.8。因此，磁导率可通过对金属粉末进行热处理来提高。
根据第一金属粉末的粒径而定的磁导率及Q因数
第一金属粉末的粒径进行了变化以测量磁导率及Q因数。第一金属粉末的粒径变化成23μm、31μm、40μm及55μm(测试3(test 3)至测试6(test 6))，且第二金属粉末及第三金属粉末分别维持3μm及1.5μm的粒径。此处，未筛选出具有23μm及31μm的粒径的第一金属粉末，而是筛选出了具有40μm及55μm的粒径的第一金属粉末。此外，使第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末以7:1:2的比率进行了混合。亦即，以总金属粉末的100wt％计，使70wt％的第一金属粉末、10wt％的第二金属粉末及20wt％的第三金属粉末彼此进行了混合。接着，在300℃的温度下对混合金属粉末进行了1小时的热处理。在表2中示出且在图15中说明了根据第一金属粉末的粒径变化而定的磁导率及Q因数。在图15中，A及B代表根据第一金属粉末的粒径而定的3MHz及5MHz的磁导率，且C及D代表根据第一金属粉末的粒径而定的3MHz及5MHz的Q因数。
[表2]
如表2中所示且如图15中所说明，随着第一金属粉末(即，主要金属粉末)的粒径的增大，磁导率提高，且Q因数减小。因此，可控制主要金属粉末的粒径以调整磁导率。
根据第一金属粉末的混合而定的磁导率及Q因数
使具有不同粒径的第一-1金属粉末与第一-2金属粉末彼此进行了混合以测量磁导率及Q因数。第一-1金属粉末具有31μm的粒径，且第一-2金属粉末具有23μm的粒径。此外，第二金属粉末及第三金属粉末分别维持3μm及1.5μm的粒径。此外，第一-1金属粉末与第一-2金属粉末的混合比被调整成了0:8至8:0(测试7(test 7)至测试11(test 11))，且第二金属粉末与第三金属粉末以1.5:0.5的比率进行了混合。此外，在300℃的温度下执行了1小时的热处理。亦即，第一-1金属粉末与第一-2金属粉末的比率为0:8、1:7、3:4、4:4及8:0，且第二金属粉末与第三金属粉末的比率为1.5:0.5。在表3中示出且在图16中说明了根据具有不同粒径的所述两种第一金属粉末的混合比而定的磁导率及Q因数。在图16中，A及B代表根据第一金属粉末的混合比而定的3MHz及5MHz的磁导率，且C及D代表根据第一金属粉末的混合比而定的3MHz及5MHz的Q因数。
[表3]
如表3中所示且如图16中所说明，随着具有大的平均粒度分布的精细微粒的含量的增加，磁导率提高，且Q因数减小。
根据第一金属粉末的筛选而定的磁导率及Q因数
筛选第一金属粉末的一部分以测量磁导率及Q因数。亦即，对第一-1金属粉末进行了筛选以提供40μm或大于40μm的平均粒度分布，且不对第一-2金属粉末进行筛选以提供23μm的平均粒度分布。此外，第二金属粉末及第三金属粉末分别维持3μm及1.5μm的粒径。此外，第一-1金属粉末与第一-2金属粉末的混合比被调整成了0:7至6:1(测试12(test 12)至测试18(test 18)，且第二金属粉末与第三金属粉末以2:1的比率进行了混合。亦即，使包括第一-1金属粉末及第一-2金属粉末的第一金属粉末以及第二金属粉末及第三金属粉末以7:2:1的比率进行了混合。此外，在300℃的温度下执行了1小时的热处理。在表4中示出且在图17中说明了根据经筛选第一-1金属粉末的混合比而定的磁导率及Q因数。在图17中，A及B代表3及5MHz的磁导率，且C及D代表3MHz及5MHz的Q因数。
[表4]
如表4中所示且如图17中所说明，随着在筛选之后具有大的粒度的精细微粒的含量的增加，磁导率提高，且Q因数减小。
根据在筛选之后剩余粉末的添加而定的磁导率及Q因数的变化
当添加在筛选出第一金属粉末的一部分之后剩余的粉末时，测量了磁导率及Q因数。亦即，对第一-1金属粉末进行了筛选以提供40μm或大于40μm的平均粒度分布，且通过使经筛选的粉末与未经筛选的粉末进行混合而提供了第一-2金属粉末。此处，第一-2金属粉末包括未经筛选且具有23μm的平均粒度分布的第一-2-1金属粉末及在筛选之后剩余的且具有23μm的平均粒度分布的第一-2-2金属粉末。此处，第一-2-1金属粉末与第一-2-2金属粉末被调整成2:0至0.5:1.5(测试19(test 19)至测试24(test 24)的比率，且第一-1金属粉末以及第二金属粉末及第三金属粉末被供应至达到5:2:1的比率。亦即，第一-1金属粉末、第一-2-1金属粉末及第一-2-2金属粉末、以及第二金属粉末及第三金属粉末具有5:2～0.5:0～1.5:2:1的比率。此外，在300℃的温度下执行了1小时的热处理。在表5中示出且在图18中说明了当未经筛选的金属粉末的一部分被在筛选之后剩余的金属粉末取代时的磁导率及Q因数。在图18中，A及B代表3MHz及5MHz的磁导率，且C及D代表3MHz及5MHz的Q因数。
[表5]
如上所述，能看出当在筛选之后剩余的粉末取代组成的一部分时磁导率及Q因数减小。因此，在筛选之后剩余的粉末没有改善。
根据第一金属粉末的粒径的减小而定的磁导率及Q因数
测量了当第一金属粉末的粒径减小时的磁导率及Q因数。亦即，对第一-1金属粉末进行了筛选以提供40μm或大于40μm的平均粒度分布，且通过使未经筛选的不同金属粉末进行混合而提供了第一-2金属粉末。此处，第一-2金属粉末包括未经筛选且具有23μm的平均粒度分布的第一-2-1金属粉末及未经筛选且具有8μm的平均粒度分布的第一-2-2金属粉末。此处，第一-2-1金属粉末与第一-2-2金属粉末被调整成2:0至0.5:1.5(测试25(test25)至测试31(test 31)的比率，且第一-1金属粉末以及第二金属粉末及第三金属粉末被供应至达到5:2:1的比率。亦即，第一-1金属粉末、第一-2-1金属粉末及第一-2-2金属粉末、以及第二金属粉末及第三金属粉末具有为5:2～0.5:0～1.5:2:1的比率。此外，在300℃的温度下执行了1小时的热处理。在表6中示出且在图19中说明了当第一金属粉末的粒径减小时的磁导率及Q因数。在图19中，A及B代表3MHz及5MHz的磁导率，且C及D代表3MHz及5MHz的Q因数。
[表6]
如上所述，由于所述金属粉末被具有小的粒度的金属粉末取代，磁导率可减小，且Q因数可得到局部改善。具体而言，在少量金属粉末被取代的情形中，Q因数可得到改善。
根据第三金属粉末的含量而定的磁导率及Q因数
测量了根据第三金属粉末的含量而定的磁导率及Q因数。亦即，在不进行筛选的条件下，第一金属粉末具有23μm的平均粒度分布，且第二金属粉末及第三金属粉末分别具有3μm及1.5μm的平均粒度分布。此处，使第一金属粉末的含量固定，且调整了第二金属粉末及第三金属粉末的含量。亦即，第二金属粉末的含量与第三金属粉末的含量被调整成了3:0至1:2的比率(测试32(test 32)至测试35(test 35)。因此，使第一金属粉末以及第二金属粉末及第三金属粉末以7:3～1:0～2的比率进行混合。此外，在300℃的温度下执行了1小时的热处理。在表7中示出且在图20中说明了当第二金属粉末及第三金属粉末的含量变化时的磁导率及Q因数。在图20中，A及B代表3MHz及5MHz的磁导率，且C及D代表3MHz及5MHz的品质因数。
[表7]
如上所述，当非晶态精细微粒的一部分被少量CIP(羟基铁粉(carbonyl ironpowder))取代时，磁导率及Q因数可增大。
根据黏合剂的含量而定的磁导率及Q因数
测量了根据黏合剂的含量而定的磁导率及Q因数。亦即，对第一-1金属粉末进行了筛选以提供40μm或大于40μm的平均粒度分布，且未对第一-2金属粉末进行筛选以提供23μm的平均粒度分布。此外，第二金属粉末及第三金属粉末分别维持3μm及1.5μm的粒径。此处，使第一-1金属粉末及第一-2金属粉末以及第二金属粉末及第三金属粉末以3:4:2.5:0.5的比率进行了混合。在300摄氏度的温度下对金属粉末进行了1小时的热处理。此外，使金属粉末与具有各种含量的黏合剂进行了混合以测量磁导率及Q因数。亦即，测量了当黏合剂具有2.5wt％、2.25wt％及2.0wt％的含量时(测试36(test 36)至测试38(test 38))的磁导率及Q因数。因此，在测试36至测试38中，金属粉末的含量变化至97.5wt％、97.75wt％及98wt％。亦即，当金属粉末与黏合剂的混合物具有100wt％的含量时，调整了所述金属粉末及所述黏合剂的含量。在表8中示出且在图21中说明了根据黏合剂的含量而定的磁导率及Q因数。在图21中，A及B代表3MHz及5MHz的磁导率，且C及D代表3MHz及5MHz的Q因数。
[表8]
如上所述，随着黏合剂含量的减小，磁导率提高，且Q因数减小。
实施例及经修改实例
将阐述根据各种实施例及经修改实例的功率电感器。
图22是根据第二示例性实施例的功率电感器的剖视图。
参照图22，根据第二示例性实施例的功率电感器可包括：本体100，包含导热填料；基底200，设置于本体100中；线圈图案(上部线圈图案310及下部线圈图案320)，安置于基底200的至少一个表面上；外部电极(410及420)，设置于本体100外部；绝缘层500，设置于上部线圈图案310及下部线圈图案320中的每一者上；以及至少一个磁性层600(第一磁性层610及第一磁性层620)，设置于本体100的顶表面及底表面中的每一者上。亦即，可通过进一步提供根据前述实施例的磁性层600来达成第二示例性实施例。在下文中，将根据第二示例性实施例来主要阐述与根据前述实施例的构成不同的构成。
磁性层600(第一磁性层610及第二磁性层620)可安置于本体100的至少一个区域上。亦即，第一磁性层610可安置于本体100的顶表面上，且第二磁性层620可安置于本体100的底表面上。此处，第一磁性层610及第二磁性层620可被设置成提高本体100的磁导率且亦可由具有较本体100的磁导率大的磁导率的材料制成。举例而言，本体100可具有为20的磁导率，且第一磁性层610及第二磁性层620中的每一者可具有40至1000的磁导率。第一磁性层610及第二磁性层620中的每一者可使用例如磁性粉末及聚合物来制造。亦即，第一磁性层610及第二磁性层620中的每一者可由具有较本体100的磁性材料的磁性大的磁性的材料制成，或者所述每一者的磁性材料的含量大于所述本体100的磁性材料的含量进而具有较本体100的磁导率大的磁导率。此处，以金属粉末的100wt％计，聚合物可被增加至15wt％的含量。此外，金属粉末可使用选自由镍铁氧体(Ni Ferrite)、锌铁氧体(Zn Ferrite)、铜铁氧体(Cu Ferrite)、锰铁氧体(Mn Ferrite)、钴铁氧体(Co Ferrite)、钡铁氧体(BaFerrite)及镍-锌-铜铁氧体(Ni-Zn-Cu Ferrite)或其至少一种氧化物磁性材料组成的群组中的至少一者。亦即，磁性层600可使用包含铁的金属合金粉末或含有铁的金属合金氧化物来形成。此外，磁性材料可被涂覆至金属合金粉末以形成磁性粉末。举例而言，选自由镍(Ni)氧化物磁性材料、锌(Zn)氧化物磁性材料、铜(Cu)氧化物磁性材料、锰(Mn)氧化物磁性材料、钴(Co)氧化物磁性材料、钡(Ba)氧化物磁性材料及镍-锌-铜(Ni-Zn-Cu)氧化物磁性材料组成的群组中的至少一种氧化物磁性材料可被涂覆至包含铁的金属合金粉末以形成磁性粉末。亦即，包含铁的金属氧化物可被涂覆至金属合金粉末以形成磁性粉末。作为另一选择，选自由镍氧化物磁性材料、锌氧化物磁性材料、铜氧化物磁性材料、锰氧化物磁性材料、钴氧化物磁性材料、钡氧化物磁性材料及镍-锌-铜氧化物磁性材料组成的群组中的至少一种氧化物磁性材料可与包含铁的金属合金粉末混合以形成磁性粉末。亦即，包含铁的金属氧化物可与金属合金粉末混合以形成磁性粉末。除金属粉末及聚合物外，第一磁性层610及第二磁性层620中的每一者可更包含导热填料。以金属粉末的100wt％计，可以0.5wt％至3wt％的含量含有导热填料。第一磁性层610及第二磁性层620中的每一者可被制造成片材的形式并安置于本体100的上面叠层有所述多个片材的顶表面及底表面中的每一者上。此外，由包括金属粉末110、聚合物120及导热填料的材料制成的膏体可被印刷成预定厚度或可被放置于框架中并接着被压缩以形成本体100，由此在本体100的顶表面及底表面上形成第一磁性层610及第二磁性层620。此外，第一磁性层610及第二磁性层620中的每一者可使用膏体来形成。亦即，磁性材料可被涂覆至本体100的顶表面及底表面以形成第一磁性层610及第二磁性层620。
在根据第二示例性实施例的功率电感器中，如图23中所说明，第一磁性层610及第二磁性层620与基底200之间可进一步设置有第三磁性层630及第四磁性层640。亦即，至少一个磁性层600可设置于本体100中。磁性层600可被设置成片材形式且安置于上面叠层有所述多个片材的本体100中。亦即，用于制造本体100的所述多个片材之间可设置有至少一个磁性层600。此外，当由包括金属粉末110、聚合物120及导热填料的材料制成的膏体可印刷成预定厚度以形成本体100时，在所述印刷期间可形成磁性层。当膏体被放置于框架中且接着被按压时，磁性层可被安置于所述膏体与所述框架之间，且接着，可执行所述按压。当然，磁性层600可使用膏体来形成。此处，当形成本体100时，可涂覆软磁性材料以在本体100内形成磁性层600。
如上所述，在根据本发明另一实施例的功率电感器中，所述至少一个磁性层600可设置于本体100中以提高所述功率电感器的磁导率。
图24是根据第三示例性实施例的功率电感器的立体图；图25是沿图24所示的线A-A’截取的剖视图；且图26是沿图24所示的线B-B’截取的剖视图。
参照图24至图26，根据第三示例性实施例的功率电感器可包括：本体100；至少两个基底200(第一基底200a及第二基底200b)，设置于本体100中；线圈图案300(上部线圈图案310、下部线圈图案320、上部线圈图案330及下部线圈图案340)，安置于所述至少两个基底200中的每一者的至少一个表面上；外部电极(410及420)，安置于本体100外部；绝缘层500，安置于线圈图案300上；以及连接电极700(710及720)，与本体100外部的外部电极(410及420)间隔开并连接至安置于本体100内的至少两个基底200中的每一者上的至少一个线圈图案300。在下文中，将不再对与根据前述实施例的说明重复的说明予以赘述。
所述至少两个基底200(第一基底200a及第二基底200b)可设置于本体100中且在本体100的短轴方向上彼此间隔开预定距离。亦即，所述至少两个基底200可在与外部电极400垂直的方向上(即，在本体100的厚度方向上)彼此间隔开预定距离。此外，导电通路210(210a及210b)可分别形成于所述至少两个基底200中。此处，所述至少两个基底200中的每一者的至少一部分可被移除以形成通孔220(220a及220b)中的每一者。此处，通孔220a与220b可形成于相同的位置中，且导电通路210a与210b可形成于相同的位置或彼此不同的位置中。当然，所述至少两个基底200的不设置通孔220及线圈图案300的区域可被移除，且接着，本体100可被填充。本体100可安置于所述至少两个基底200之间。本体100可安置于所述至少两个基底200之间以提高所述功率电感器的磁导率。当然，由于绝缘层500安置于在所述至少两个基底200上安置的线圈图案300上，因此本体100可不设置于基底200之间。在此种情形中，所述功率电感器的厚度可减小。
线圈图案300(上部线圈图案310、下部线圈图案320、上部线圈图案330、及下部线圈图案340)可安置于所述至少两个基底200中的每一者的至少一个表面上，较佳地安置于所述至少两个基底200中的每一者的两个表面上。此处，上部线圈图案310及下部线圈图案320可安置于第一衬底200a的下部部分及上部部分上且经由设置于第一衬底200a中的导电通路210a电性连接至彼此。相似地，上部线圈图案330及下部线圈图案340可安置于第二衬底200b的下部部分及上部部分上且经由设置于第二基底200b中的导电通路210b电性连接至彼此。所述多个线圈图案300中的每一者可以螺旋形状(例如，自基底200的中心部分中的通孔220a及220b朝外)形成于基底200的预定区域上。安置于基底200上的所述两个线圈图案(上部线圈图案310及下部线圈图案320)可连接至彼此以形成一个线圈。亦即，一个本体100中可设置有至少两个线圈。此处，基底200的上部线圈图案310及330与下部线圈图案320及340可具有相同的形状。此外，所述多个线圈图案300可彼此重叠。作为另一选择，下部线圈图案320及340可被安置成与上面不安置上部线圈图案310及330的区域重叠。
外部电极400(410及420)可安置于本体100的两个端部上。举例而言，外部电极400可安置于本体100的在纵向方向上彼此面对的两个侧表面上。外部电极400可电性地连接至本体100的线圈图案300。亦即，所述多个线圈图案300中的每一者的至少一个端部可暴露出至本体100的外部，且外部电极400可连接至所述多个线圈图案300中的每一者的所述端部。举例而言，外部电极410可连接至线圈图案310，且外部电极420可连接至下部线圈图案340。亦即，外部电极400可连接至安置于第一基底200a及第二基底200b上的上部线圈图案310、下部线圈图案320、上部线圈图案330、及下部线圈图案340中的每一者。
连接电极700可安置于本体100的上面不设置外部电极400的至少一个侧表面上。举例而言，外部电极400可安置于彼此面对的第一侧表面与第二侧表面中的每一者上，且连接电极700可安置于上面不设置外部电极400的第三侧表面及第四侧表面中的每一者上。连接电极700可被设置成将安置于第一基底200a上的上部线圈图案310及下部线圈图案320中的至少一者连接至安置于第二基底200b上的上部线圈图案330及下部线圈图案340中的至少一者。亦即，连接电极710可在本体100的外部将安置于第一基底200a下方的下部线圈图案320连接至安置于第二基底200b上方的上部线圈图案330。亦即，外部电极410可连接至上部线圈图案310，连接电极710可将下部线圈图案320与上部线圈图案330连接至彼此，且外部电极420可连接至下部线圈图案340。因此，安置于第一基底200a及第二基底200b上的上部线圈图案310、下部线圈图案320、上部线圈图案330、及下部线圈图案340可串联地连接至彼此。尽管连接电极710将下部线圈图案320与上部线圈图案330连接至彼此，然而连接电极720可不连接至线圈图案300。这样做乃因为了制程的方便，提供两个连接电极710及720，且仅一个连接电极710连接至下部线圈图案320及上部线圈图案330。连接电极700可通过将本体100浸入至导电膏体中来形成或通过各种方法(例如，印刷、沉积及溅镀)而形成于本体100的一个侧表面上。连接电极700可包含具有导电性的金属，例如，选自由金、银、铂、铜、镍、钯及其合金组成的群组中的至少一种金属。此处，连接电极700的表面上可更安置有镀镍层(图中未示出)及镀锡层(图中未示出)。
图27至图28是说明根据第三示例性实施例的功率电感器的经修改实例的剖视图。亦即，三个基底200(第一基底200a、第二基底200b及第三基底200c)可设置于本体100中，线圈图案300(上部线圈图案310、下部线圈图案320、上部线圈图案330、下部线圈图案340、上部线圈图案350及下部线圈图案360)可安置于基底200中的每一者的一个表面及另一表面上，上部线圈图案310及下部线圈图案360可连接至外部电极410及420，且下部线圈图案320及上部线圈图案330可连接至连接电极710，并且下部线圈图案340及上部线圈图案350可连接至连接电极720。因此，分别安置于所述三个基底(第一基底200a、第二基底200b、第三基底200c)上的线圈图案300可经由连接电极710及720串联地连接至彼此。
如上所述，在根据第三示例性实施例及经修改实例的功率电感器中，至少一个表面上安置有线圈图案300中的每一者的所述至少两个基底200可在本体100内彼此间隔开，且安置于另一基底200上的线圈图案300可经由本体100外部的连接电极700来连接。如此一来，所述多个线圈图案可设置于一个本体100内，且因此，所述功率电感器的电容可增大。亦即，分别安置于彼此不同的基底200上的线圈图案300可利用本体100外部的连接电极700串联地连接至彼此，且因此，所述功率电感器在相同区域上的电容可增大。
图29是根据第四示例性实施例的功率电感器的立体图，且图30及图31是沿图29所示的线A-A’及线B-B’截取的剖视图。此外，图32是内部平面图。
参照图29至图32，根据第四示例性实施例的功率电感器可包括：本体100；至少两个基底200(第一基底200a、第二基底200b、第三基底200c)，在水平方向上设置于本体100中；线圈图案300(上部线圈图案310、下部线圈图案320、上部线圈图案330、下部线圈图案340、上部线圈图案350及下部线圈图案360)，安置于所述至少两个基底200中的每一者的至少一个表面上；外部电极400(410、420、430、440、450及460)，安置于本体100外部且安置于所述至少两个基底200(第一基底200a、第二基底200b、第三基底200c)上；以及绝缘层500，安置于线圈图案300上。在下文中，将不再对与前述实施例重复的说明予以赘述。
至少两个(例如，三个)基底200(第一基底200a、第二基底200b、第三基底200c)可设置于本体100中。此处，所述至少两个基底200可在与本体100的厚度方向垂直的长轴方向上彼此间隔开预定距离。亦即，在第三示例性实施例及所述经修改实例中，所述多个基底200在本体100的厚度方向上(例如，在垂直方向上)排列。然而，在第四示例性实施例中，所述多个基底200可在与本体100的厚度方向垂直的方向(例如，水平方向)上排列。此外，导电通路210(210a、210b及210c)可分别形成于所述多个基底200中。此处，所述多个基底200中的每一者的至少一部分可被移除以形成通孔220(220a、220b及220c)中的每一者。当然，所述多个基底200的不设置通孔220及线圈图案300的区域可如图23中所说明被移除，且接着，本体100可被填充。
线圈图案300(上部线圈图案310、下部线圈图案320、上部线圈图案330、下部线圈图案340、上部线圈图案350及下部线圈图案360)可安置于所述多个基底200中的每一者的至少一个表面上，较佳地安置于所述多个基底200中的每一者的两个表面上。此处，上部线圈图案310及下部线圈图案320可安置于第一基底200a的一个表面及另一表面上且经由设置于第一基底200a中的导电通路210a电性连接至彼此。此外，上部线圈图案330及下部线圈图案340可安置于第二基底200b的一个表面及另一表面上且经由设置于第二基底200b中的导电通路210b电性连接至彼此。相似地，上部线圈图案350及下部线圈图案360可安置于第三基底200c的一个表面及另一表面上且经由设置于第三基底200c中的导电通路210c电性连接至彼此。所述多个线圈图案300中的每一者可以螺旋形状(例如，自基底200的中心部分中的通孔220a、220b及220c朝外)形成于基底200的预定区域上。安置于基底200上的所述两个线圈图案(上部线圈图案310及下部线圈图案320)可连接至彼此以形成一个线圈。亦即，一个本体100中可设置有至少两个线圈。此处，安置于基底200的一侧上的上部线圈图案310、330及350与安置于基底200的另一侧上的下部线圈图案320、340及360可具有相同的形状。此外，线圈图案300可在同一基底200上彼此重叠。作为另一选择，安置于基底200的所述一侧上的上部线圈图案310、330及350可被安置成与上面不安置基底200的另一侧上所安置的下部线圈图案320、340及360的区域重叠。
外部电极400(410、420、430、440、450及460)可在本体100的两个端部上彼此间隔开。外部电极400可电性地连接至分别安置于所述多个基底200上的线圈图案300。举例而言，外部电极410及420可分别连接至上部线圈图案310及下部线圈图案320，外部电极430及440可分别连接至上部线圈图案330及下部线圈图案340，且外部电极450及460可分别连接至上部线圈图案350及下部线圈图案360。亦即，外部电极400可分别连接至安置于基底200a、200b及200c上的线圈图案300。
如上所述，在根据本发明第四实施例的功率电感器中，所述多个电感器可在一个本体100中达成。亦即，所述至少两个基底200可在水平方向上排列，且分别安置于基底200上的线圈图案300可经由彼此不同的外部电极连接至彼此。因此，所述多个电感器可并联地安置，且一个本体100中可设置有至少两个功率电感器。
图33是根据第五示例性实施例的功率电感器的立体图，且图34及图35是沿图33所示的线A-A’及线B-B’截取的剖视图。
参照图33至图35，根据第五示例性实施例的功率电感器可包括：本体100；至少两个基底200(第一基底200a及第二基底200b)，设置于本体100中；线圈图案300(上部线圈图案310、下部线圈图案320、上部线圈图案330及下部线圈图案340)，安置于所述至少两个基底200中的每一者的至少一个表面上；以及多个外部电极400(410、420、430及440)，安置于本体100的彼此面对的两个侧表面上且分别连接至安置于第一基底200a及第二基底200b上的上部线圈图案310、下部线圈图案320、上部线圈图案330及下部线圈图案340。此处，所述至少两个基底200可在本体100的厚度方向上(即，在垂直方向上)彼此间隔开预定距离并被叠层，且安置于基底200上的线圈图案300可在彼此不同的方向上被拉出并分别连接至外部电极。亦即，在第四示例性实施例中，所述多个基底200可在水平方向上排列。然而，在第五示例性实施例中，所述多个基底可在垂直方向上排列。因此，在第五示例性实施例中，所述至少两个基底200可在本体100的厚度方向上排列，且分别安置于基底200上的线圈图案300可经由彼此不同的外部电极连接至彼此，且因此，所述多个电感器可并联地安置，且一个本体100中可设置有至少两个功率电感器。
如上所述，在参照图24至图35所述的前述第三至第五示例性实施例中，所述多个基底200上安置有线圈图案300，线圈图案300安置于本体100内的所述至少一个表面上，且所述多个基底200可在本体100的厚度方向(即，垂直方向)上被叠层或在与本体100垂直的方向(即，水平方向)上排列。此外，分别安置于所述多个基底200上的线圈图案300可串联地或并联地连接至外部电极400。亦即，分别安置于所述多个基底200上的线圈图案300可连接至彼此不同的外部电极400且并联地排列，且分别安置于所述多个基底200上的线圈图案300可连接至同一外部电极400且串联地排列。分别安置于基底200上的线圈图案300可连接至本体100外部的连接电极700。因此，当线圈图案300并联地连接时，对于所述多个基底200而言，可需要两个外部电极400。当线圈图案300串联地连接时，无论基底200的数目为何，皆可需要两个外部电极400及至少一个连接电极700。举例而言，当安置于所述三个基底300上的线圈图案300并联地连接至外部电极400时，可需要六个外部电极400。当安置于所述三个基底300上的线圈图案300串联地连接时，可需要两个外部电极400及至少一个连接电极700。此外，当线圈图案300并联地连接时，本体100内可设置有多个线圈。当线圈图案300串联地连接时，本体100内可设置有一个线圈。
然而，本发明可被实施成不同形式，而不应被视为仅限于本文中所述的实施例。确切而言，提供该些实施例仅是为了使此揭示内容将透彻且完整，并将向熟习此项技术者充分传达本发明的范围。此外，本发明仅由权利要求的范围来界定。
Claims (15)
1.一种功率电感器，包括：
本体，包含金属粉末及聚合物；
至少一个基底，设置于所述本体中；以及
至少一个线圈图案，安置于所述基底的至少一个表面上，
其中所述金属粉末包含第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末，
所述第一金属粉末至所述第三金属粉末具有不同的粒度分布的中值，
所述第一金属粉末至所述第三金属粉末是由含有Fe、Si及Cr的合金制成，且
所述第一金属粉末至所述第三金属粉末中的每一者的所述Fe、所述Si及所述Cr中的至少一者具有不同的含量。
2.根据权利要求1所述的功率电感器，其中所述第一金属粉末的所述粒度分布的所述中值为20µm至100µm，所述第二金属粉末的所述粒度分布的所述中值为2µm至20µm，所述第三金属粉末的所述粒度分布的所述中值为1µm至10µm。
3.根据权利要求1所述的功率电感器，其中以所述金属粉末的100wt%计，含有50wt%至90wt%的所述第一金属粉末、5wt%至25wt%的所述第二金属粉末及5wt%至25wt%的所述第三金属粉末。
4.根据权利要求1所述的功率电感器，其中所述金属粉末还包括第四金属粉末，所述第四金属粉末具有与所述第一金属粉末至所述第三金属粉末中的至少一者的所述粒度分布不同的中值。
5.根据权利要求1所述的功率电感器，其中所述第二金属粉末及所述第三金属粉末中的每一者具有较所述第一金属粉末的Fe含量大的Fe含量。
6.根据权利要求4所述的功率电感器，其中所述第四金属粉末由含有Fe的合金制成，且具有与所述第一金属粉末至所述第三金属粉末中的每一者的组成不同的组成。
7.根据权利要求6所述的功率电感器，其中所述第四金属粉末不含有Si及Cr。
8.根据权利要求1所述的功率电感器，其中所述第二金属粉末具有较所述第三金属粉末的Si含量高的Si含量及较所述第三金属粉末的Cr含量低的Cr含量。
9.根据权利要求4所述的功率电感器，其中所述第一金属粉末至所述第四金属粉末中的至少一者是晶态的，且其余是非晶态的。
10.根据权利要求1所述的功率电感器，其中所述基底的至少一个区被移除，且所述本体填充至所述被移除的区中。
11.根据权利要求10所述的功率电感器，其中通过移除所述线圈图案的整个外侧区域，所述基底具有相对于所述本体的侧表面突出的弯曲表面。
12.根据权利要求1或11所述的功率电感器，其中安置于所述基底的一个表面上的线圈图案与另一表面上的线圈图案具有相同的高度，所述相同的高度较所述基底的厚度大2.5倍。
13.根据权利要求12所述的功率电感器，其中所述线圈图案包括第一镀覆层及第二镀覆层，所述第一镀覆层安置于所述基底上，所述第二镀覆层被安置成覆盖所述第一镀覆层。
14.根据权利要求1或11所述的功率电感器，其中所述线圈图案的至少一个区具有不同的宽度。
15.根据权利要求1或11所述的功率电感器，还包括位于所述线圈图案与所述本体之间的绝缘层，
其中所述绝缘层在所述线圈图案的顶表面及侧表面上安置成均匀的厚度，且具有与所述线圈图案的所述顶表面及所述侧表面中的每一者在所述基底上的厚度相同的厚度。
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