CN109817425A

CN109817425A - 线圈组件

Info

Publication number: CN109817425A
Application number: CN201811128319.7A
Authority: CN
Inventors: 林凤燮
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2019-05-28
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: US20190156986A1; CN109817425B; US10998119B2; KR20190058924A; KR102494322B1

Abstract

本发明提供一种线圈组件。所述线圈组件包括：主体部，在主体部中堆叠有多个主体片；内部线圈，设置在主体部中，并且包括多个内电极图案，多个内电极图案各自设置在所述多个主体片中的相应的一个主体片上；以及外电极部，电连接到内部线圈的两端。设置在多个主体片中的一个主体片上的第一内电极图案的第一内部区域小于设置在所述多个主体片中的另一主体片上的第二内电极图案的第二内部区域。

Description

线圈组件

本申请要求于2017年11月22日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0156354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而被全部包含于此。

技术领域

本公开涉及一种线圈组件。

背景技术

电感器是一种线圈组件，并且是与电阻器和电容器一起通常用在电子电路中的无源元件。随着形成电子电路的电子装置的小型化，也正在努力使诸如电感器的线圈组件小型化。

因此，近来已开发了使用层压方法形成的片式电感器。主要由于高频带的自谐振频率(SRF)和低的比电阻，这样的层叠电感器通常需要可用于100MHz或更高的高频。

此外，为了减小装置的频率的损耗，通常要求高品质因子Q特性，并且还要求调整电感的可行性。因此，在满足高Q特性时，需要具有其形状和结构可以被优化以微调电感特性的线圈的线圈组件。

发明内容

本公开的一方面可提供一种可满足高Q特性并且可容易地调整电感的线圈组件。

根据本公开的一方面，一种线圈组件可包括主体部、内部线圈和外电极部。所述主体部包括堆叠于其中的多个主体片。所述内部线圈被设置在所述主体部中，并且包括多个内电极图案，所述多个内电极图案各自设置在所述多个主体片中的相应的一个主体片上。所述外电极部电连接到所述内部线圈的两端。设置在所述多个主体片中的一个主体片上的第一内电极图案的第一内部区域可小于设置在所述多个主体片中的另一主体片上的第二内电极图案的第二内部区域。

根据本公开的另一方面，一种线圈组件可包括其中堆叠有多个主体片的主体部。内部线圈被设置在所述主体部中，并且包括多个内电极图案，所述多个内电极图案各自设置在所述多个主体片中的相应的一个主体片上。外电极通过引出电极图案连接到所述内部线圈的相应的端部。所述主体部的所述多个主体片可包括：第一主体片，其上设置有第一引出电极图案和第一内电极图案；第二主体片，其上设置有第二内电极图案。所述第一内电极图案的宽度比所述第二内电极图案的宽度宽。

根据本公开的又一方面，一种线圈组件包括主体以及设置在所述主体中并包括多个线圈绕组的线圈。所述多个线圈绕组包括具有第一内部区域的第一线圈绕组和具有比所述第一内部区域大的第二内部区域的第二线圈绕组。在一个示例中，所述第一线圈绕组的线圈导体比所述第二线圈绕组的线圈导体宽。

总之，此处没有提及本公开的所有特征。参照以下详细描述的具体示例性实施例可更详细地理解用于解决本公开的目的的各种单元。

附图说明

通过下面结合附图的进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和其它优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是示出根据示例性实施例的线圈组件的一个示例的透视图；

图2是根据示例性实施例的线圈组件的一个示例的示意性分解透视图；

图3是示出图2中示出的第一主体片的一个示例的平面图；

图4A是示出图2中示出的第五主体片的一个示例的平面图；

图4B和图4C是示出第一主体片与第五主体片叠置的各种示例的平面图；

图5是根据示例性实施例的线圈组件的另一示例的示意性分解透视图；

图6是示出图5中示出的第一主体片的一个示例的平面图；

图7A是示出图5中示出的第五主体片的一个示例的平面图；

图7B和图7C是示出第一主体片与第五主体片叠置的各种示例的平面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述示例性实施例。

电子装置

根据示例性实施例的线圈组件可以是适用于或可用于电子装置中的各种线圈组件中的任何一种。

可理解的是，包括线圈组件的各种电子组件被用于电子装置中。例如，可使用应用处理器、直流(DC)至DC转换器、通信处理器、无线局域网(WLAN)装置、蓝牙(BT)装置、无线保真(WiFi)装置、频率调制(FM)装置、全球定位系统(GPS)装置、近场通信(NFC)装置、电源管理集成电路(PMIC)、电池、开关模式电池充电器(SMBC)、液晶显示器(LCD)、有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)装置、音频编解码器、通用串行总线(USB)2.0/3.0装置、高分辨率多媒体接口(HDMI)、照相机或网络摄像头(CAM)等。

这里，为了去除噪声等，可根据这些电子组件的用途在这些电子组件内或在这些电子组件之间适当地使用各种类型的线圈组件。例如，可使用功率电感器、高频(HF)电感器、通用磁珠(general bead)、用于高频(GHz)的磁珠和共模滤波器等中的一种或更多种。

更详细地，功率电感器可以用于以磁场形式存储电力以保持输出电压，从而稳定电力。此外，高频(HF)电感器可用于执行阻抗匹配，以确保组件中的所需频率或者切断组件中的噪声和/或交流电流(AC)。此外，通用磁珠可用于去除来自电源线和信号线的噪声或者去除高频纹波。此外，用于高频(GHz)应用的磁珠可用于去除来自与音频相关的信号线和电源线的高频噪声。此外，共模滤波器可用于使电流以差分模式通过，并且仅去除共模噪声。

电子装置通常可以是智能手机，但不限于此。电子装置也可以是例如个人数字助理、数码摄像机、数码相机、网络系统、计算机、监视器、电视、视频游戏机、智能手表或汽车。除了上面所描述的装置之外，电子装置也可以是各种其它电子装置。

线圈组件

在下文中，为了便于解释，将描述线圈组件，具体地，将描述功率电感器。然而，根据本公开的线圈组件也可以用作用于如上所述的各种其它用途的线圈组件。

同时，短语“位于侧部、上部或下部处”用于指包括目标组件位于所引用的对应方向上但不直接接触参考组件的布置以及目标组件在该对应方向上直接接触参考组件的布置。然而，这些方向是为了便于解释而定义的，并且权利要求不受如上所述定义的方向的具体限制。

图1是示出根据示例性实施例的线圈组件的一个示例的透视图，图2是根据示例性实施例的线圈组件的一个示例的示意性分解透视图。

参照图1和图2，线圈组件100可包括主体部110和外电极部120，主体部110包括内部线圈。在示出的示例中，外电极部120可包括连接到内部线圈的一端的第一外电极121和连接到内部线圈的另一端的第二外电极122。

主体部110可基本确定线圈组件100的外部形状。主体部110可以包括在第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面、在第二方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及在第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面。主体部110可具有近似六面体形状，但不限于此。在第一表面至第六表面彼此相交处的六个拐角可通过磨制等被圆化。

考虑到将要由线圈组件实现的特性，可适当地选择形成主体部110的材料。例如，在线圈组件100应用于高频电感器的情况下，可使用陶瓷粉末等，使得使用介电材料容易形成闭合磁路。

根据本示例性实施例，构造主体部110的制造方法可以不受具体限制。可使用各种方法作为构造主体部110的制造方法。例如，可使用堆叠方法：堆叠多个介电片，将用于内部线圈的导电材料设置在每个片上，然后通过一个或更多个过孔将片彼此连接。可选地，作为另一示例，也可以使用用于利用介电材料等包封并填埋预先制造的螺旋形状的内部线圈的方法。

这里，将描述通过堆叠多个主体片112至117形成主体部110的示例，但主体部110也可以通过用于利用介电材料等包封并填埋预先制造的螺旋形状的内部线圈的方法来形成。

主体片112、113、114、115、116和117可以以薄板形状形成，多个内电极图案132、133、134、135、136和137可分别形成在多个主体片112至117的上表面上。此外，多个内电极图案132至137可通过穿透主体片112至117的过孔电极141、142、143、144、145、146、147、148、149和150彼此连接，从而形成内部线圈。

内部线圈的端部可通过引出电极图案分别连接到第一外电极121和第二外电极122。在图2中示出的示例中，连接到第一内电极图案132的一端并连接到第一外电极121的第一引出电极图案131可形成在第一主体片112上。此外，连接到第六内电极图案137的一端并连接到第二外电极122的第二引出电极图案138可形成在第六主体片117上。

主体部110可包括保护片111和118。保护片111和118可以是其上没有形成电极图案的主体片。然而，在本说明书中，保护片111和118与主体片112至117将被描述为不同的名称。

同时，主体部110中包括的多个主体片中的至少一些主体片112和117可具有与剩余主体片113至116的电极图案样式不同的电极图案样式。

例如，通过形成在多个主体片中的至少部分上的第一内电极图案形成的第一内部区域可以小于通过形成在多个主体片中的至少另一部分上的第二内电极图案形成的第二内部区域。

图3是示出图2中示出的第一主体片的一个示例的平面图。在下文中，将参照图3提供更详细的描述。

参照图2和图3，第一引出电极图案131和第一内电极图案132可形成在第一主体片112上。第二引出电极图案138和第六内电极图案137可形成在第六主体片117上。

同时，第一内电极图案132的形状和第六内电极图案137的形状与形成在其它主体片上的至少一个内电极图案的形状(在301处以虚线示出)不同。即，图3中的标号301与形成在第二主体片113至第五主体片116中的至少一个上(例如，形成在第二主体片113至第五主体片116中的一个、两个、三个或全部上)的内电极图案的叠置形状对应。

即，如图3中所示，一些主体片112和117的内电极图案可具有比形成在其它主体片113至116上的内电极图案的内部区域小的内部区域。等同地，一些主体片113至116的内电极图案可具有比形成在其它主体片112和117上的内电极图案的内部区域大的内部区域。

如此，线圈组件的电感可通过调整形成在主体片上的内电极图案的内部区域来调整。

[式1]

式1表示线圈组件的电感L。在式1中，L为电感，μ是芯部的材料的磁导率，μ₀是真空磁导率，A是线圈的内部区域的面积，N是线圈的匝数，l是磁路径的长度。

因此，线圈组件可通过改变一些主体片的内电极图案的内部区域的面积A来调整其整体电感。

此外，根据示例性实施例，一些主体片的内电极图案的内部区域可被调整为具有与其它主体片的内电极图案的内部区域的形状类似的形状。因此，即使在线圈组件对齐时发生翘曲的情况下，也由于内部区域的形状彼此类似，可显著减小电容分散。

同时，在图2中示出的示例中，示出了具有比其它内电极图案的内部区域小的内部区域的第一内电极图案132和第六内电极图案137分别形成在最上层主体片和最下层主体片上。即，直接与外电极连接(并且/或具有使它们与外电极分开的较短的线圈导体长度)的主体片包括具有较小内部区域的图案，但是第一内电极图案132和第六内电极图案137的形成位置不必然局限于此。

作为示例，其上形成有具有比其它内电极图案的内部区域小的内部区域的第一内电极图案的第一主体片也可以是主体片中的最上层主体片和最下层主体片中的任意一个。

作为另一示例，具有比其它内电极图案(在下文中，内电极图案也可称为内线圈图案)的内部区域小的内部区域的内电极图案可附加地或可选地形成在中间层主体片中的任意一个或更多个上，例如，形成在除主体片中的最上层主体片和最下层主体片之外的主体片上。

在下文中，将参照图2以及图4A至图4C更详细地描述内电极图案的内部区域。

图4A是示出图2中示出的第五主体片116的一个示例的平面图，图4B和图4C是示出与第二主体片113相比第一主体片112的两个不同示例的平面图。

参照图2和图4A，形成在第五主体片116上的内线圈图案136可具有内部区域S1401。如所示，内部区域S1 401可通过第五主体片的内线圈图案136与具有与内线圈图案136相同内部区域的其它内线圈图案133、134和135的内侧线确定。例如，内部区域S1 401可以是在其外围处被线圈图案136的内部边缘和与线圈图案136基本叠置的其它内线圈图案133、134和135的内部边缘界定的闭合区域。就此而言，我们注意到线圈图案133-136可在线圈的堆叠方向上基本上彼此叠置，并且在内线圈图案136具有间隙(例如，在内线圈图案136中，间隙位于过孔电极148和149之间)的情况下，内部区域S1 401可通过叠置的线圈图案133-135中的任意一个(或多个)的内部边缘界定。

同时，图4B示出根据第一缩小率确定的第一内线圈图案132的示例，图4C示出根据比第一缩小率大的第二缩小率确定的第一内线圈图案132的示例。

从图4B可看出，根据第一缩小率确定的第一内线圈图案132的内部区域S2 402小于形成在第五主体片116上的内线圈图案136的内部区域S1 401(说明性地在图4B中叠置地示出为点划线)。此外，从图4C可看出，根据第二缩小率确定的第一内线圈图案132的内部区域S3 403也小于形成在第五主体片116上的内线圈图案136的内部区域S1 401(说明性地在图4C中叠置地示出为点划线)。此外，可看出，第一内线圈图案132的内部区域S2 402和S3403在主体片的堆叠方向(该堆叠方向也与穿过多个线圈绕组中的每个线圈绕组的中心的线圈轴线的方向对应)上与内线圈图案136的内部区域S1401叠置。

作为示例，第一内线圈图案132的宽度可与形成在第五主体片116上的内线圈图案136的宽度对应(或基本相等)。此外，第一内线圈图案132的至少一部分的形状可与内线圈图案136类似，例如，可对应于内线圈图案136的至少一部分的形状的缩小。此外，第一内线圈图案132可在主体片的堆叠方向(该堆叠方向也与穿过多个线圈绕组中的每个线圈绕组的中心的线圈轴线的方向对应)上与内线圈图案136叠置。

因此，第一内线圈图案132的内部区域S2 402和S3 403可对应于形成在第五主体片116上的内线圈图案136的内部区域S1 401以预定比例的缩小。

同时，如上所述，由于第一内线圈图案132的内部区域S2 402和S3 403小于其它内线圈图案(包括形成在第五主体片116上的内线圈图案136)的内部区域，所以，第一内线圈图案132中的过孔电极的位置可与其它内线圈图案中的过孔电极的位置不同。

即，在第五主体片116中，过孔电极148和149可连接到内线圈图案136，然而，在第一内线圈图案132中，过孔电极141可连接到第一内电极图案132的外部。

在上文中，已经参照图2、图3以及图4A至图4C描述了具有相同线圈图案宽度的示例。

在下文中，将参照图5、图6以及图7A至图7C描述线圈图案宽度彼此不同的示例。然而，将在下文中省略与上面参照图2、图3以及图4A至图4C描述的内容基本相同或易于理解的内容的描述，以避免重复描述。

图5是根据示例性实施例的线圈组件的另一示例的示意性分解透视图，图6是示出图5中示出的第一主体片的一个示例的平面图。

参照图5和图6，第一内电极图案232和第六内电极图案237可分别形成在第一主体片212和第六主体片217上。

第一内电极图案232和第六内电极图案237的形状可与形成在其它主体片上的至少一个内电极图案(例如，233)的形状(在601处以虚线示出)不同。即，图6中的标号601与形成在第二主体片213、第三主体片214、第四主体片215及第五主体片216中的至少一个上的内电极图案的叠置形状对应。

如图6中所示，一些主体片212和217的第一内电极图案232和第六内电极图案237可具有比形成在其它主体片(例如，213至216)上的内电极图案601的内部区域小的内部区域。在图6中，以虚线示出的内电极图案601可与形成在第二主体片213至第五主体片216中的至少一个上(例如，形成在第二主体片213至第五主体片216中的一个、两个、三个或全部上)的内电极图案的叠置形状对应。

即，虽然第一内电极图案232和第六内电极图案237的外边缘或外侧线可与形成在其它主体片213至216上的内电极图案601的外边缘或外侧线对应(或者在堆叠方向上与形成在其它主体片213至216上的内电极图案601的外边缘或外侧线叠置)，但内电极图案的宽度可不同。具体地，第一内电极图案232和第六内电极图案237的图案宽度可比形成在其它主体片213至216上的内电极图案601的图案宽度宽。

因此，形成在第一主体片212和第六主体片217上的第一内电极图案232和第六内电极图案237的内部区域可小于形成在其它主体片213至216上的内电极图案601的内部区域。

图7A是示出图5中示出的第五主体片216的一个示例的平面图。图7B和图7C是示出与第五主体片216相比第一主体片212的示例的平面图。

参照图5和图7A，形成在第五主体片216上的内线圈图案236可具有内部区域S1701。如所示，内部区域S1 701可通过第五主体片216的内线圈图案236以及具有与内线圈图案236的内部区域相同的内部区域的其它内线圈图案233、234和235的内侧线确定。

同时，图7B示出根据第一缩小率确定的第一内线圈图案232的示例，图7C示出根据比第一缩小率大的第二缩小率确定的第一内线圈图案232的示例。

从图7B可看出，第一内线圈图案232的内部区域S2 702小于形成在第五主体片216上的内线圈图案236的内部区域S1 701。此外，从图7C可看出，第一内线圈图案232的内部区域S3 703也小于形成在第五主体片216上的内线圈图案236的内部区域S1 701。在图7B和图7C中，将内部区域S1 701、S2 702和S3 703说明性地示出为点划线。

作为示例，第一内线圈图案232的宽度(例如，D2或D3)可大于形成在第五主体片216上的内线圈图案236的宽度。因此，第一内线圈图案232的内部区域S2 702和S3 703可对应于形成在第五主体片216上的内线圈图案236的内部区域S1 701以预定比率的缩小。

同时，如上所述，由于第一内线圈图案232的图案宽度比其它内线圈图案的图案宽度宽，所以，第一内线圈图案232中的过孔电极241的位置可与其它内线圈图案中的过孔电极的位置不同。

即，在第五主体片216中，过孔电极248和249可连接到内线圈图案236，然而，在第一内线圈图案232中，可使过孔电极241连接为与第一内电极图案232的线宽的外侧邻近。

同时，一个组件与另一组件的“电连接”的含义包括一个组件物理连接到另一组件的情况以及一个组件非物理连接到另一组件的情况。可理解的是，当使用“第一”和“第二”提及元件时，该元件不受限于此。术语“第一”和“第二”可仅用于将一个元件与另一元件区分开的目的，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。类似地，第二元件也可被称为第一元件。

此外，本公开中使用的术语“示例”不一定指同一示例性实施例，而是可提供以强调和描述不同的独特的特征。然而，在此提供的示例性实施例被视为能够通过彼此全部或部分地组合来实现。例如，除非在此提供相反或矛盾的描述，否则在具体示例性实施例中描述的一个元件即使其未在另一示例性实施例中被描述，也可被理解为可被适合于整合在另一示例性实施例中。

此外，本公开中使用的术语仅用于描述示例的目的，而不是用于限制本公开的范围。在这种情况下，除非在上下文中另外解释，否则单数形式也包括复数形式。

如上所述，根据示例性实施例，线圈组件可以满足高Q特性并且可以容易地调整电感。

此外，根据示例性实施例，即使在线圈图案之间发生翘曲的情况下，也可显著地降低电容分散。

虽然以上已示出并描述了示例性实施例，但对本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的如所附的权利要求限定的范围的情况下，可做出修改和变型。

Claims

1.一种线圈组件，所述线圈组件包括：

主体部，在所述主体部中堆叠有多个主体片；

内部线圈，设置在所述主体部中，并且包括多个内电极图案，所述多个内电极图案各自设置在所述多个主体片中的相应的一个主体片上；以及

外电极部，电连接到所述内部线圈的两端，

其中，设置在所述多个主体片中的一个主体片上的第一内电极图案的第一内部区域小于设置在所述多个主体片中的另一主体片上的第二内电极图案的第二内部区域。

2.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，所述第一内部区域对应于所述第二内部区域以预定比例的缩小。

3.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，所述第一内电极图案的至少一部分的形状对应于所述第二内电极图案的至少一部分的形状的缩小。

4.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，所述第一内电极图案的宽度等于所述第二内电极图案的宽度。

5.根据权利要求4所述的线圈组件，所述线圈组件还包括：

过孔电极，连接到所述第一内电极图案的外边缘，

其中，所述过孔电极连接到所述第二内电极图案。

6.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，所述第一内电极图案的宽度比所述第二内电极图案的宽度宽。

7.根据权利要求6所述的线圈组件，其中，所述第一内电极图案的外边缘在所述多个主体片的堆叠方向上与所述第二内电极图案的外边缘叠置。

8.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，所述第一内电极图案设置在第一主体片上，所述第一主体片上具有直接连接到所述外电极部的引出电极图案。

9.根据权利要求8所述的线圈组件，其中，所述第一主体片为堆叠在所述主体部中的所述多个主体片中的最上层主体片和最下层主体片中的一者。

10.一种线圈组件，所述线圈组件包括：

主体部，在所述主体部中堆叠有多个主体片；

外电极，通过相应的引出电极图案连接到所述内部线圈的相应的端部，其中，所述主体部的所述多个主体片包括：第一主体片，所述第一主体片上设置有第一引出电极图案和第一内电极图案；以及第二主体片，所述第二主体片上设置有第二内电极图案，并且

所述第一内电极图案的宽度比所述第二内电极图案的宽度宽。

11.根据权利要求10所述的线圈组件，其中，所述第一内电极图案的第一内部区域小于所述第二内电极图案的第二内部区域。

12.根据权利要求11所述的线圈组件，其中，所述第一内部区域对应于所述第二内部区域以预定比例的缩小。

13.根据权利要求10所述的线圈组件，其中，所述第一内电极图案的至少一部分的形状对应于所述第二内电极图案的至少一部分的形状的缩小。

14.根据权利要求10所述的线圈组件，所述线圈组件还包括：

过孔电极，连接到所述第一内电极图案的外边缘，

其中，所述过孔电极连接到所述第二内电极图案。

15.根据权利要求10所述的线圈组件，其中，所述第一内电极图案的外边缘在所述多个主体片的堆叠方向上与所述第二内电极图案的外边缘叠置。

16.一种线圈组件，所述线圈组件包括：

主体；以及

线圈，设置在所述主体中，并且包括多个线圈绕组，

其中，所述多个线圈绕组包括具有第一内部区域的第一线圈绕组和具有比所述第一内部区域大的第二内部区域的第二线圈绕组。

17.根据权利要求16所述的线圈组件，所述线圈组件还包括：

第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的外表面上，并且连接到所述线圈的相对的端部，

其中，所述第一线圈绕组与所述第一外电极之间的线圈导体的长度比所述第二线圈绕组与所述第一外电极和所述第二外电极中的每者之间的线圈导体的长度短。

18.根据权利要求16所述的线圈组件，其中，所述线圈具有穿过所述多个线圈绕组中的每个线圈绕组的中心的线圈轴线，并且所述第一线圈绕组的所述第一内部区域在所述线圈轴线的方向上与所述第二线圈绕组的所述第二内部区域叠置。

19.根据权利要求16所述的线圈组件，其中，所述线圈具有穿过所述多个线圈绕组中的每个线圈绕组的中心的线圈轴线，并且所述第一线圈绕组的线圈导体在所述线圈轴线的方向上与所述第二线圈绕组的线圈导体叠置。

20.根据权利要求16所述的线圈组件，其中，所述第一线圈绕组的线圈导体比所述第二线圈绕组的线圈导体宽。

21.根据权利要求20所述的线圈组件，其中，所述线圈具有穿过所述多个线圈绕组中的每个线圈绕组的中心的线圈轴线，并且所述第一线圈绕组的所述线圈导体的外周边缘在所述线圈轴线的方向上与所述第二线圈绕组的所述线圈导体的外周边缘叠置。