CN109979709B - 线圈电子组件 - Google Patents

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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，包括铁氧体；线圈部，嵌在所述主体中；外电极，电连接到所述线圈部；以及磁导率调节层，设置在所述主体中，并包括居里温度比所述主体中包括的所述铁氧体的居里温度低的铁氧体。

Description

线圈电子组件
本申请要求于2017年12月27日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0180447号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
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的组件，并且用于去除噪声，或者用作构成LC谐振电路的组件。在此情况下，电感器可根据线圈的形式被不同地划分为多层电感器、绕组型电感器、薄膜型电感器等。
近来，随着电子产品小型化和多功能化的趋势，已经要求使电感器小型化并改善电感器的高电流特性。此外，在高温环境下，电感器中包括的铁氧体等的磁特性被改变，使得难以稳定地驱动电感器，这是受热影响很大并且要求高度可靠性的电子组件中的重要问题。
发明内容
本公开的一方面可提供一种即使在诸如温度变化等的环境变化的情况下也能够通过显著地减小特性变化而稳定地驱动的线圈电子组件。
根据本公开的一方面，线圈电子组件可包括：主体，包括铁氧体；线圈部，嵌在所述主体中；外电极，电连接到所述线圈部；以及磁导率调节层，设置在所述主体中，并包括居里温度比所述主体中包括的所述铁氧体的居里温度低的铁氧体。
所述主体中包括的所述铁氧体和所述磁导率调节层中包括的所述铁氧体中的每个可以是Ni-Zn-Cu-基铁氧体。
所述磁导率调节层中包括的所述Ni-Zn-Cu-基铁氧体的Zn的含量可高于所述主体中包括的所述Ni-Zn-Cu-基铁氧体的Zn的含量。
所述磁导率调节层中包括的所述铁氧体可具有在室温下比所述主体中包括的所述铁氧体的磁导率高的磁导率。
所述磁导率调节层中包括的所述铁氧体的所述居里温度可以为80℃至120℃。
所述主体中包括的所述铁氧体的所述居里温度可以为150℃至200℃。
所述磁导率调节层的数量可以为多个。
多个所述磁导率调节层中的至少两个磁导率调节层中包括的铁氧体的居里温度可彼此不同。
多个所述磁导率调节层可包括第一磁导率调节层和第二磁导率调节层，所述第二磁导率调节层包括的铁氧体的居里温度比所述第一磁导率调节层中包括的铁氧体的居里温度高。
所述第一磁导率调节层中包括的所述铁氧体的所述居里温度可以为70℃至90℃，所述第二磁导率调节层中包括的所述铁氧体的所述居里温度可以为110℃至130℃。
所述第二磁导率调节层的数量可以是多个，所述第一磁导率调节层可设置在多个所述第二磁导率调节层之间。
所述第一磁导率调节层可设置在所述主体的中央。
所述磁导率调节层可设置在所述主体的中央。
所述线圈部可具有其中堆叠有多个线圈图案的结构。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，将更加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和图2分别是示出根据本公开的示例性实施例的线圈电子组件的示意性透视图和示意性截面图；
图3是示出主体中包括的铁氧体根据温度的磁导率特性的曲线图；
图4是示出磁导率调节层中包括的铁氧体根据温度的磁导率特性的曲线图；
图5是示出主体和磁导率调节层的整个区域根据温度的磁导率特性的曲线图；
图6示出了示出Ni-Zn-Cu-基铁氧体的根据Zn的含量的饱和磁化强度Ms特性和磁导率μi特性的曲线图；
图7示出了示出Ni-Zn-Cu-基铁氧体的根据Zn的含量x的饱和磁化强度特性和居里温度特性的曲线图；
图8是示出根据变型示例的线圈电子组件的截面图；以及
图9是示出图8的线圈电子组件的主体和磁导率调节层的整个区域根据温度的磁导率特性的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
图1和图2分别是示出根据本公开的示例性实施例的线圈电子组件的示意性透视图和示意性截面图。
参照图1和图2，线圈电子组件100可包括主体110、线圈部120、外电极130和设置在主体110中的磁导率调节层111。在下文中将详细地描述线圈电子组件100的组件。
主体110可包括铁氧体。铁氧体可以是适于调节居里温度的材料，铁氧体的典型示例可包括Ni-Zn-Cu-基铁氧体。此外，主体110可使用Mn-Zn-基铁氧体、Ni-Zn-基铁氧体、Mn-Mg-基铁氧体、Ba-基铁氧体、Li-基铁氧体等来构造。
线圈部120可嵌在主体110中，如图1和图2中所示，多个线圈图案可沿着主体110的厚度方向堆叠，并可电连接到相邻的线圈图案以形成线圈结构。线圈图案可通过在磁性层上印刷导电膏等来形成，并可利用包括例如银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)等的材料形成。此外，线圈部120可包括用于将多个线圈图案彼此电连接的导电过孔。
如图1和图2中所示，外电极130可形成在主体110的外表面上，可电连接到线圈部120，并可被设置为一对并且分别连接到线圈部120的一端和另一端。外电极130可利用具有高导电性的材料形成，并可具有多层结构。例如，外电极130可包括第一层和第二层。这里，第一层可以是通过烧结导电膏而获得的烧结电极，第二层可覆盖第一层并包括一个或更多个镀层。此外，除了第一层和第二层之外，外电极130还可包括额外的层。例如，外电极130可包括设置在第一层与第二层之间的导电树脂电极，以减轻机械冲击等。
磁导率调节层111可设置在主体110中，并可包括居里温度比主体110中包括的铁氧体的居里温度低的铁氧体。磁导率调节层111的厚度可小于主体110的厚度。当描述主体和磁导率调节层的性能时，主体中包括的铁氧体可指整个主体中的铁氧体，磁导率调节层中包括的铁氧体可指整个磁导率调节层中的铁氧体。如图2中所示，磁导率调节层111可设置在主体110的中央处。然而，磁导率调节层111的位置也可变到主体110的另一区域中。磁导率调节层111中包括的铁氧体可以是Ni-Zn-Cu-基铁氧体，Ni-Zn-Cu-基铁氧体的居里温度可根据Zn的含量调节。随着温度升高，由于热振动，铁氧体的电感可能增大，并且铁氧体的磁各向异性可能减小。例如，Ni-Zn-Cu-基铁氧体的磁导率在室温下可为大约1200，但是在125℃下由于磁各向异性减小可增大到3000，其为室温下的磁导率的大约2.5倍。电子组件的操作温度可根据车辆的驱动条件从室温变到大约120℃至130℃。当铁氧体的磁导率和电感如以上所述根据操作温度而变化时，由于组件之间的阻抗匹配、直流(DC)偏置特性根据电感的增大而降低等，产品的稳定性和可靠性会降低。
然而，当温度进一步升高以达到居里温度时，铁氧体会失去磁性。在本示例性实施例中，铁氧体的这种趋势可用于使磁导率调节层111在室温下用作具有高水平磁导率的磁性层，并通过在温度升高时相对早地失去磁性而用作磁隙，从而防止磁导率和电感特性在高温下快速变化。换言之，当温度升高时，磁导率调节层111中包括的铁氧体的磁导率升高，但是磁导率调节层111中包括的铁氧体可具有比主体110中包括的铁氧体的居里温度低的居里温度，因此在高温下用作磁隙，从而抑制磁导率根据温度的升高而快速变化。
图3是示出主体中包括的铁氧体根据温度的磁导率特性的曲线图。图4是示出磁导率调节层中包括的铁氧体根据温度的磁导率特性的曲线图。图5是示出主体和磁导率调节层的整个区域根据温度的磁导率特性的曲线图。参照图3至图5，磁导率调节层111中包括的铁氧体在室温下可具有比主体110中包括的铁氧体的磁导率高的磁导率。例如，磁导率调节层111中包括的铁氧体在室温下可具有大约1800至2000的磁导率，其比主体110中包括的铁氧体在室温下的磁导率高。因此，磁导率调节层111中包括的铁氧体在室温下可对线圈电子组件100的磁导率的变化不具有大的影响。此外，由于磁导率调节层111中包括的铁氧体在室温下具有相对高水平的磁导率，因此线圈电子组件100可在磁导率调节层111中包括的铁氧体在高温(居里温度或更高)下用作磁隙之前确保高磁导率特性。
主体110中包括的铁氧体的居里温度可为大约150℃至200℃，图3的曲线图中示出了主体110中包括的铁氧体的居里温度为175℃的情况。此外，磁导率调节层111中包括的铁氧体的居里温度可为大约80℃至120℃，图4的曲线图中示出了磁导率调节层111中包括的铁氧体的居里温度为100℃的情况。磁导率调节层111中包括的铁氧体在100℃(其为居里温度)附近会失去磁性并具有0的磁导率，使得它变成磁隙。因此，如图5的曲线图中所见，可防止整个区域中磁导率在高温下的快速变化。因此，即使在高温下，线圈电子组件100也可被稳定地驱动，而没有大的磁特性的变化。与线圈电子组件具有嵌在主体中的线圈部而不具有磁导率调节层的示例相比，由于以上所述的稳定驱动特性，线圈电子组件100可有效地用作在较宽温度范围内使用的电子组件。
如以上所述，主体110和磁导率调节层111可包括Ni-Zn-Cu-基铁氧体，图6示出了示出Ni-Zn-Cu-基铁氧体的根据Zn的含量的饱和磁化强度Ms特性和磁导率μi特性的曲线图，图7示出了示出Ni-Zn-Cu-基铁氧体的根据Zn的含量x的饱和磁化强度特性和居里温度特性的曲线图。这里，如图6的Ni-Zn-Cu-基铁氧体，使用了具有Ni0.4-xZnxCu0.11Fe2O4的组分并在900℃下烧结的样品。此外，图7的Ni-Zn-Cu-基铁氧体具有Ni1-xZnxFe2O4的组分。
如图6和图7的曲线图中所见，Ni-Zn-Cu-基铁氧体中的Zn的含量在增加到预定水平时用来提高磁导率，但是Ni-Zn-Cu-基铁氧体易于受到热振动的影响，使得Ni-Zn-Cu-基铁氧体的居里温度趋于降低。当考虑以上所述的Ni-Zn-Cu-基铁氧体的特性时，磁导率调节层111中包括的Ni-Zn-Cu-基铁氧体可具有Zn的含量比主体110中包括的Ni-Zn-Cu-基铁氧体的组分中的Zn的含量高的组分。
图8是示出根据变型示例的线圈电子组件的截面图。图9是示出图8的线圈电子组件的主体和磁导率调节层的整个区域根据温度的磁导率特性的曲线图。
在本变型示例中，多个磁导率调节层111、112和113可设置在主体110中，这是为了使磁导率特性在较宽的温度范围内均匀。详细地，多个磁导率调节层111、112和113中的至少两个中包括的铁氧体的居里温度可彼此不同，在本变型示例中，示出了如下结构：提供了三个磁导率调节层111、112和113，三个磁导率调节层111、112和113中的两个中包括的铁氧体的居里温度彼此相同，且三个磁导率调节层111、112和113中的另一个磁导率调节层中包括的铁氧体的居里温度与所述居里温度不同。
多个磁导率调节层111、112和113可包括第一磁导率调节层111以及第二磁导率调节层112和113，第二磁导率调节层112和113中包括的铁氧体的居里温度可比第一磁导率调节层111中包括的铁氧体的居里温度高。作为示例，第一磁导率调节层111中包括的铁氧体的居里温度可为70℃至90℃，第二磁导率调节层112和113中包括的铁氧体的居里温度可为110℃至130℃。此外，如以上所述，主体110中包括的铁氧体的居里温度可为150℃至200℃。如图8中所示，第二磁导率调节层112和113的数量可以是多个。在此情况下，第一磁导率调节层111可设置在多个第二磁导率调节层112和113之间。此外，第一磁导率调节层111可设置在主体110的中央。多个磁导率调节层111、112和113的厚度的和可小于主体110的厚度。
如示出根据温度的变化的磁导率的图9的曲线图中所见，具有不同的居里温度的多个磁导率调节层111、112和113可用来在多个磁导率调节层111、112和113的居里温度附近在多个部分实现磁隙效果。因此，线圈电子组件100的根据温度的变化的磁导率特性可变得更加均匀。
如以上阐述的，当使用根据本公开的示例性实施例的线圈电子组件时，即使在诸如温度等的环境变化时，线圈电子组件的特性的变化也可显著地减小，使得线圈电子组件可被稳定地驱动。
虽然以上已经示出并描述了示例性实施例，但是对本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离如由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可做出修改和变形。

Claims (16)

1.一种线圈电子组件，包括：
主体，包括铁氧体；
线圈部，嵌在所述主体中；
外电极，电连接到所述线圈部；以及
磁导率调节层，设置在所述主体中，并包括居里温度比所述主体中包括的所述铁氧体的居里温度低的铁氧体，
其中，所述磁导率调节层中包括的所述铁氧体具有在室温下比所述主体中包括的所述铁氧体的磁导率高的磁导率。
2.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述主体中包括的所述铁氧体和所述磁导率调节层中包括的所述铁氧体中的每个是Ni-Zn-Cu-基铁氧体。
3.根据权利要求2所述的线圈电子组件，其中，所述磁导率调节层中包括的所述Ni-Zn-Cu-基铁氧体的Zn的含量高于所述主体中包括的所述Ni-Zn-Cu-基铁氧体的Zn的含量。
4.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述外电极形成在所述主体的外表面上，并且具有多层结构。
5.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述磁导率调节层中包括的所述铁氧体的所述居里温度为80℃至120℃。
6.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述主体中包括的所述铁氧体的所述居里温度为150℃至200℃。
7.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述磁导率调节层的数量为多个。
8.根据权利要求7所述的线圈电子组件，其中，多个所述磁导率调节层中的至少两个磁导率调节层中包括的铁氧体的居里温度彼此不同。
9.根据权利要求8所述的线圈电子组件，其中，多个所述磁导率调节层包括第一磁导率调节层和第二磁导率调节层，所述第二磁导率调节层包括的铁氧体的居里温度比所述第一磁导率调节层中包括的铁氧体的居里温度高。
10.根据权利要求9所述的线圈电子组件，其中，所述第一磁导率调节层中包括的所述铁氧体的所述居里温度为70℃至90℃，所述第二磁导率调节层中包括的所述铁氧体的所述居里温度为110℃至130℃。
11.根据权利要求9所述的线圈电子组件，其中，所述第二磁导率调节层的数量为多个，所述第一磁导率调节层设置在多个所述第二磁导率调节层之间。
12.根据权利要求11所述的线圈电子组件，其中，所述第一磁导率调节层设置在所述主体的中央。
13.根据权利要求11所述的线圈电子组件，其中，所述第一磁导率调节层和所述第二磁导率调节层的厚度的和小于所述主体的厚度。
14.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述磁导率调节层设置在所述主体的中央。
15.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述线圈部具有其中堆叠多个线圈图案的结构。
16.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述磁导率调节层的厚度小于所述主体的厚度。
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