CN109671557B

CN109671557B - 线圈电子组件

Info

Publication number: CN109671557B
Application number: CN201811176687.9A
Authority: CN
Inventors: 金致成; 姜铨一; 李司镛; 邢建辉
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2024-02-23
Anticipated expiration: 2038-10-10
Also published as: KR20190042949A; CN109671557A; US10902994B2; US20190115145A1; KR102463330B1

Abstract

本发明公开了一种线圈电子组件，所述线圈电子组件包括主体和外电极，所述主体包括多个绝缘层和设置在所述绝缘层上的线圈图案，所述外电极形成在所述主体的外表面上并且连接到所述线圈图案，其中，所述外电极分别包括第一层和第二层，所述第一层是无电镀层，所述第二层形成在所述第一层上并且具有金属颗粒分散在聚合物基体中的形式。

Description

线圈电子组件

本申请要求于2017年10月17日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0134635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全部包含于此。

技术领域

本公开涉及一种线圈电子组件。

背景技术

对应于线圈电子组件的电感器是与电阻器和电容器一起构成电子电路并用于消除噪声或用作构成LC谐振电路的组件。在这种情况下，根据线圈的形式，可将电感器不同地分类为多层电感器、绕线式电感器、薄膜式电感器等。

在多层电感器中，在使用磁性材料作为主要材料的绝缘片上使用导电膏等形成线圈图案，并且对其上形成有线圈图案的绝缘片进行堆叠以形成在堆叠烧结的主体中的线圈，从而实现电感。多层电感器的外电极包括多层镀覆电极，电镀工艺主要用作用于多层镀覆电极的镀覆工艺。然而，在通过电镀工艺形成的镀覆电极中，电极的厚度的均匀性会低，并且存在将出现未镀覆的区域的风险。

发明内容

本公开的一方面可提供一种通过改善外电极的厚度的均匀性来改善其诸如直流(DC)电阻Rdc的电特性的线圈电子组件。

根据本公开的一个方面，线圈电子组件可包括：主体，包括多个绝缘层和设置在所述绝缘层上的线圈图案；以及外电极，形成在所述主体的外表面上并且连接到所述线圈图案，其中，所述外电极分别包括第一层和第二层，所述第一层是无电镀层，所述第二层形成在所述第一层上并且具有金属颗粒分散在聚合物基体中的形式。

所述无电镀层可以是铜(Cu)无电镀层。

所述第二层的所述金属颗粒可以是银(Ag)颗粒。

所述第一层和所述第二层可彼此直接接触。

所述无电镀层可以是Cu无电镀层，并且所述第二层的所述金属颗粒可以是Ag颗粒。

所述Cu无电镀层的一些Cu组分可被所述Ag颗粒的Ag组分取代。

所述第二层中的所述金属颗粒的含量可为15wt％或更小。

所述第二层中的所述金属颗粒的平均直径可为50nm或更小。

所述第一层的厚度可为5μm至15μm。

所述第二层的厚度可为0.01μm至1.0μm。

所述第二层可以是所述外电极的最外层。

所述外电极可具有L形状或线形形状。

所述外电极可仅形成在所述主体的一个表面上。

所述主体还可包括将所述线圈图案和所述外电极彼此连接的引线部。

所述第一层可与所述引线部直接接触。

根据本公开的另一方面，线圈电子组件可包括：主体，包括绝缘层，在所述绝缘层上均设置有线圈图案；以及外电极，设置在所述主体的外表面上并且连接到所述线圈图案的相应端，所述外电极包括第一镀层和第二层，所述第二层包含聚合物和金属颗粒。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其它方面、特征和优点，在附图中：

图1是示出根据本公开中的示例性实施例的线圈电子组件以便观看内线圈图案的示意性透视图；

图2是图1的线圈电子组件的在A方向上观看时的透视图；

图3是示出图1的线圈电子组件中使用的外电极的第二层的示意性截面图；

图4至图11是根据本公开中的示例性实施例的制造线圈电子组件的方法中的各个阶段的截面图；以及

图12是示出根据变型实施例的线圈电子组件的透视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。在附图中，为了清楚起见，可对组件的形状、尺寸等进行夸大或格式化。

然而，本公开可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于在此阐述的具体的实施例。确切地说，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并将本公开的范围充分传达给本领域技术人员。

在此使用的术语“示例性实施例”不是指相同的示例性实施例，而是被提供以强调与另一示例性实施例的特征或特性不同的具体特征或特性。然而，在此提供的示例性实施例被认为能够通过一个示例性实施例与另一个示例性实施例全部或部分地结合来实现。例如，除非在此提供相反或对立的描述，否则即使在另一示例性实施例中没有描述，在具体示例性实施例中描述的一个元件也可被理解为与另一示例性实施例相关的描述。

说明书中组件与另一组件的“连接”的含义包括两个组件之间通过第三组件的间接连接以及直接连接。另外，“电连接”表示包括物理连接和物理断开的概念。可理解的是，当通过“第一”和“第二”引用元件时，该元件不受其限制。它们可仅用于区分元件与其他元件的目的，并且可不限制元件的顺序或重要性。在一些情况下，在不脱离在此阐述的权利要求的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件。相似地，第二元件也可被称为第一元件。

在此，上部、下部、上侧、下侧、上表面、下表面等在附图中进行确定。例如，第一连接构件设置在重新分布层上方的水平上。然而，权利要求不限于此。另外，竖直方向指上面提到的向上方向和向下方向，水平方向指与上面提到的向上方向和向下方向垂直的方向。在这种情况下，竖直截面指沿在竖直方向上的平面截取的情况，并且其示例可以是图中示出的截面图。另外，水平截面指沿在水平方向上的平面截取的情况，并且其示例可以是图中示出的平面图。

在此使用的术语仅是为了描述示例性实施例，而不限制本公开。在这种情况下，除非上下文另有说明，否则单数形式包括复数形式。

图1是示出根据本公开中的示例性实施例的线圈电子组件以便观看内线圈图案的示意性透视图。图2是图1的线圈电子组件的在A方向上观看时的透视图。另外，图3是示出图1的线圈电子组件中使用的外电极的第二层的示意性截面图。

参照图1和图2，根据本示例性实施例的线圈电子组件100可包括主体110以及外电极130和外电极140。在下文中将描述构成线圈电子组件100的各个组件。

主体110可包括多个绝缘层110'(参见本文其它地方提供的工艺的描述和在例如图6中示出的工艺的描述)以及设置在绝缘层上的线圈图案120。从下面这样的材料之中选择的适当的材料可用作构成主体110的绝缘层的材料：可用作形成电感器的主体的一个组件的材料。例如，树脂、陶瓷、铁氧体等可用作绝缘层的材料。在本示例性实施例中，光敏绝缘材料可用作主体110的绝缘层的材料。因此，可通过光刻工艺实现精细图案。也就是说，绝缘层可利用光敏绝缘材料形成，因此可精细地形成导电过孔123、线圈图案120等以有助于线圈电子组件100的小型化和性能改善。为此，例如，光敏有机材料或光敏树脂可被包括在主体110的绝缘层中。另外，在主体110的绝缘层中还可包括诸如SiO₂/Al₂O₃/BaSO₄/滑石粉(Talc)等的无机组分作为填料组分。

线圈图案120可在堆叠方向上形成螺旋线圈形式。在这种情况下，形成在不同水平上的线圈图案120可通过导电过孔123彼此连接。线圈图案120可通过使具有高导电性的金属图案化来获得，并且可通过例如使用铜(Cu)箔蚀刻的盖孔工艺(tenting process)、使用铜镀覆的半加成工艺(SAP)、改进的半加成工艺(MSAP)等来形成。用于形成线圈图案120的金属可以是铜(Cu)、银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)或它们的混合物。除了这样的图案化方式之外，线圈图案120也可通过诸如镀覆、溅射等工艺来形成。

同时，主体110可包括将线圈图案120与外电极130和外电极140彼此连接的引线部121和引线部122。在本示例性实施例中，引线部121和引线部122可以以图1和图2中所示的形式暴露于主体110的下表面，并且可分别连接到外电极130和外电极140。另外，如图1和图2中所示，线圈图案120可设置在与线圈电子组件100的安装方向垂直的方向上。

导电过孔123可将设置在不同层上的线圈图案120彼此连接。导电过孔123可利用镀层形成，并且可利用例如铜(Cu)镀层来形成。另外，导电过孔123可包括利用锡(Sn)等形成的凸块结构，以进一步增强层间连接性。

外电极130和外电极140可形成在主体的外表面上，可被构造为一对，并且可被设置为彼此面对。如图1中所示，外电极130和外电极140可具有L形状，并且可仅形成在主体110的下表面和端表面上。由于外电极130和外电极140具有L形状，所以线圈图案120可垂直于安装方向设置。然而，如图12的变型示例所示，外电极130和外电极140还可仅形成在主体110的一个表面(图12中的主体的下表面)上，以具有线形形状。

在本示例性实施例中，外电极130和外电极140可具有多层结构。更详细地，外电极130可包括第一层131和第二层132，外电极140可包括第一层141和第二层142。这里，第一层131和第一层141可以是无电镀层，第二层132和第二层142可具有金属颗粒分散在聚合物基体中的形式。

作为外电极130和外电极140的与主体110的线圈图案120最邻近的层的第一层131和第一层141可形成为分别与引线部121和引线部122直接接触。在现有技术中，上述第一层131和第一层141通常通过电镀来形成。然而，当通过电镀形成电极时，难以确保电极的厚度的均匀性，并且产生未镀覆的区域。为了解决这些问题，在本示例性实施例中，第一层131和第一层141可形成为诸如铜(Cu)无电镀层的无电镀层。第一层131和第一层141中的每个可以以比第二层132和第二层142中的每个的厚度大的厚度形成，并且第一层131和第一层141中的每个的厚度t1可在大约5μm至大约15μm的范围内。当第一层131和第一层141形成为无电镀层时，可改善第一层131和第一层141中每个的厚度的均匀性，并且根据本发明的实验，当第一层131和第一层141中每个的平均厚度为大约10μm时，其厚度偏差为大约0.5μm或更小(即，第一层131和第一层141的平均厚度的5％或更小)。这样的结果表明，与在相同条件下形成电镀层时的厚度偏差(大约1.5μm)相比，厚度偏差显著降低，并且可改善外电极130和外电极140中的每个的厚度的均匀性，从而可改善诸如直流电阻(Rdc)的电特性。

参照图3，第二层132和第二层142可具有金属颗粒134分散在聚合物基体133中的形式，并且第二层132和第二层142可用来取代现有技术中使用的Ni镀层或Sn镀层。由于第二层132和第二层142取代Ni镀层和Sn镀层，所以第二层132和第二层142可以是外电极130和外电极140的最外层。这意味着不使用覆盖第二层132和第二层142的额外的外电极。

聚合物基体133可覆盖第一层131和第一层141以保护第一层131和第一层141，并且可利用可执行保护功能的任何材料形成。例如，聚合物基体133可利用诸如聚乙烯、聚乙炔、聚吡咯等的材料形成。另外，当线圈电子组件100安装在板等上时，通过焊接工艺，聚合物基体133可被熔化或与线圈电子组件100分离。即，聚合物基体133可选择为具有在将线圈电子组件100安装在板上时执行的焊接工艺期间使得聚合物熔化的熔点。第二层132和第二层142中的每个可以以比第一层131和第一层141中的每个的厚度小的厚度形成，并且第二层132和第二层142中每个的厚度t2可在大约0.01μm至大约1.0μm的范围内。该厚度与现有技术中使用的Ni镀层和Sn镀层的每个的厚度(几微米)相比可非常小，并且第二层132和第二层142可用作聚合物电极，这对于线圈电子组件100的小型化有利。另外，当第二层132和第二层142具有聚合物基体133时，与第一层131和第一层141中一样，第二层132和第二层142中的每个的厚度的均匀性可以是高的，并且根据本发明的实验，当第二层132和第二层142中的每个的平均厚度为大约0.5μm时，其厚度偏差为大约0.2μm或更小。

金属颗粒134可赋予第二层132和第二层142导电性，并且金属颗粒134可以是例如银(Ag)颗粒。可考虑金属颗粒134的功能来控制金属颗粒134的含量，并且第二层132和第二层142中的金属颗粒134的含量可为大约15wt％或更少。另外，纳米尺寸颗粒可用作金属颗粒134，金属颗粒134的平均直径d可为大约50nm或更小。

同时，第二层132和第二层142可通过将线圈电子组件100浸在分散有金属颗粒的聚合物溶液中的工艺分别形成在第一层131和第一层141的表面上。当第二层132和第二层142通过上述工艺形成时，第一层131和第二层132可彼此直接接触，第一层141和第二层142可彼此直接接触。另外，当第一层131和第一层141形成为Cu无电镀层并且金属颗粒134利用Ag形成时，在形成第二层132和第二层142的工艺中，Cu无电镀层的一些Cu组分可被Ag颗粒的Ag组分取代，并且第二层132和第二层142可通过这样的反应有效地形成。

在下文中将参照图4至图11描述制造具有上述结构的线圈电子组件的方法的示例。从下面提供的对制造线圈电子组件的方法的描述，线圈电子组件的结构特征可变得更加明显。

如上所述，上述线圈电子组件可通过将多个单元层压件集体堆叠为彼此匹配来制造。作为示例，可制造包括绝缘层110'、线圈图案120、导电过孔123等的单元层压件。

首先，如图4中所示，可制备载体层201。载体层201可利用热固性树脂形成，铜箔层202和铜箔层203可形成在载体层201的表面上。因此，载体层201可设置为覆铜层压件的形式。铜箔层202和铜箔层203可作为用于形成线圈图案120的种子层或用于在后续工艺中容易地分离载体层201，根据另一示例性实施例可省略铜箔层202和铜箔层203。

然后，如图5中所示，可在载体层201上形成线圈图案120。在这种情况下，也可形成具有上面描述的形式的引线部121和引线部122。在这种情况下，可在载体层201的上表面和下表面两者上形成线圈图案120以提高工艺效率。可通过在铜箔层203上堆叠掩模层、将掩模层图案化然后镀覆Cu等来获得线圈图案120。然后，可去除掩模层。

然后，如图6中所示，可形成覆盖线圈图案120的绝缘层110'。如上所述，可使用光敏绝缘材料来获得绝缘层110'，并且可使用例如真空层压机来施加绝缘层110'。在这种情况下，绝缘层110'可具有大约10μm至大约80μm的范围内的厚度，并且可根据所需的目的包含金属或陶瓷填料。另外，可通过包括在绝缘层110'中的光敏材料的量来控制绝缘层110'的硬化水平，并且绝缘层可利用两种材料的混合物(诸如热固性材料和光敏材料的混合物)形成。

然后，如图7和图8中所示，可形成连接到线圈图案120的导电过孔123。为此，可通过在暴露于紫外线(UV)辐射等之后对利用光敏绝缘材料形成的绝缘层110'进行曝光和显影来形成通孔H，可形成用于形成导电过孔123的材料(例如Cu镀层)来填充通孔H。另外，可在导电过孔123上形成利用锡(Sn)等形成的凸块结构124，以改善层间连接性。

然后，如图9中所示，可形成覆盖绝缘层110'、线圈图案120和导电过孔123的保护膜210。然而，在一些情况下可不执行本工艺。另外，可将在上一工艺中获得的绝缘层110'、线圈图案120、导电过孔123等与载体层201分离以获得如图10中所示的单元层压件220。在这种情况下，当铜箔层202和铜箔层203留在绝缘层110'、线圈图案120等上时，可通过适当地应用合适的蚀刻工艺来去除剩余的铜箔层202和铜箔层203。

可制备如上所述获得的多个单元层压件220，并且可如图11中所示将多个单元层压件220堆叠为彼此匹配。可集体地堆叠多个单元层压件220。在这种情况下，可通过对堆叠的层压件施加热和压力来获得堆叠结构。另外，如果需要，可执行将堆叠结构切割为各个单元片的切割工艺。在如上所述获得的堆叠结构中，可稳定地实施层间结合而无需执行烧结工艺。如本示例性实施例中的，可一次堆叠预先制造的单元层压件220来形成主体，从而与顺序地堆叠各层的方法相比工艺数量和工艺时间减少，这使得工艺成本降低。另外，通过适当地控制线圈图案120的数量或厚度，根据本示例性实施例的制造线圈电子组件的方法可有利于有效地实现线圈电子组件100的诸如尺寸、电特性等的规格。在本示例性实施例中一次堆叠多个单元层压件220，但是还可根据单元层压件的数量两次或更多次堆叠多个单元层压件220。

堆叠单元层压件220之后，可形成连接到线圈图案120的外电极130和外电极140以获得如图12中所示的结构。如上所述，可通过Cu的无电镀等形成外电极130的第一层131和外电极140的第一层141，以确保第一层131和第一层141的厚度的均匀性。另外，可使用包括金属颗粒的聚合物溶液形成第二层132和第二层142，因此可以以金属颗粒分散在聚合物基体中的形式获得第二层132和第二层142。

如上所述，当使用根据本公开中的示例性实施例的线圈电子组件时，可改善外电极中的每个的厚度的均匀性，使得可改善线圈电子组件的诸如DC电阻(Rdc)的电特性，并且可通过集体堆叠方法等来有效地制造这样的线圈电子组件。

尽管上面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所限定的本发明的范围的情况下，可进行变型和改变。

Claims

1.一种线圈电子组件，包括：

主体，包括多个绝缘层和设置在所述绝缘层上的线圈图案；以及

外电极，形成在所述主体的外表面上并且连接到所述线圈图案，

其中，所述外电极包括第一层和第二层，所述第一层是无电镀层，所述第二层设置在所述第一层上并且具有金属颗粒分散在聚合物基体中的形式，

其中，所述第一层的厚度在5μm至15μm的范围内，

其中，所述第二层的厚度在0.01μm至1.0μm的范围内，并且

其中，所述第二层是所述外电极的最外层。

2.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述无电镀层是铜无电镀层。

3.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述第二层的所述金属颗粒是银颗粒。

4.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述第一层和所述第二层彼此直接接触。

5.根据权利要求4所述的线圈电子组件，其中，所述无电镀层是铜无电镀层，并且所述第二层的所述金属颗粒是银颗粒。

6.根据权利要求5所述的线圈电子组件，其中，所述铜无电镀层的一些铜组分被所述银颗粒的银组分取代。

7.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述第二层中的所述金属颗粒的含量为15wt％或更少。

8.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述第二层中的所述金属颗粒的平均直径为50nm或更小。

9.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述第一层的厚度偏差为所述第一层的平均厚度的5％或更小。

10.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述外电极具有L形状或线形形状。

11.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述外电极仅形成在所述主体的一个表面上。

12.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述主体还包括将所述线圈图案和所述外电极彼此连接的引线部。

13.根据权利要求12所述的线圈电子组件，其中，所述第一层与所述引线部直接接触。

14.一种线圈电子组件，包括：

主体，包括绝缘层，在所述绝缘层上均设置有线圈图案；以及

外电极，设置在所述主体的外表面上并且连接到所述线圈图案的相应端，所述外电极包括第一镀层和第二层，所述第一镀层是无电镀层，所述第二层包含聚合物和金属颗粒，

其中，所述第一镀层的厚度在5μm至15μm的范围内，

其中，所述第二层的厚度在0.01μm至1.0μm的范围内，并且

其中，所述第一镀层的厚度偏差为所述第一镀层的平均厚度的5％或更小。

15.根据权利要求14所述的线圈电子组件，其中，相邻线圈图案使用穿过相应的绝缘层的导电过孔进行电连接，所述导电过孔包括凸块结构。

16.根据权利要求14所述的线圈电子组件，其中，所述第二层中的所述金属颗粒的含量为15wt％或更少。

17.根据权利要求14所述的线圈电子组件，其中，所述第二层的所述聚合物选择为具有在将所述线圈电子组件安装在板上时执行的焊接工艺期间使得所述聚合物熔化的熔点。