CN110277230B

CN110277230B - 线圈组件

Info

Publication number: CN110277230B
Application number: CN201910090292.5A
Authority: CN
Inventors: 金材勳; 郑地亨; 金美昑; 柳志满; 郑道暎; 柳正杰
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2021-10-26
Anticipated expiration: 2039-01-30
Also published as: US10984942B2; US20190287711A1; CN110277230A

Abstract

本发明提供一种线圈组件，所述线圈组件包括：主体，包括线圈；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，其中，所述主体包括支撑所述线圈的支撑构件，并且所述支撑构件包括通孔和与所述通孔间隔开的通路孔，所述线圈包括线圈主体和将所述线圈主体与所述外电极彼此连接的引线部分，并且在所述支撑构件的一个表面和所述引线部分的一个表面之间插设有支撑薄膜层，所述引线部分的所述一个表面面对所述支撑构件的所述一个表面。

Description

线圈组件

本申请要求于2018年3月14日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0029971号韩国专利申请和于2018年5月28日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0060334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组件，更具体地，涉及一种薄膜型功率电感器。

背景技术

随着信息技术(IT)的发展，已加快各种电子装置的小型化和薄型化。因此，也需要在这样的电子装置中使用的薄膜型电感器的小型化和薄型化。虽然电感器已经小型化，但是需要在不会导致电感器的诸如电感、Rdc等电特性损失的情况下，增加线圈图案的匝数(以使线圈图案精细)，开发具有高磁导率的材料，并且增加线圈图案的高度，以便实现电感器的小型化。

发明内容

本公开的一方面可提供一种Rdc特性得到改善的小尺寸的线圈组件。

根据本公开的一方面，一种线圈组件可包括：主体，包括线圈；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，其中，所述主体包括支撑构件，所述支撑构件支撑所述线圈并且包括通孔和与所述通孔间隔开的通路孔，所述线圈包括线圈主体和将所述线圈主体与所述外电极彼此连接的引线部分，并且在所述支撑构件的一个表面和所述引线部分的一个表面之间插设有支撑薄膜层，所述引线部分的所述一个表面面对所述支撑构件的所述一个表面的。

所述线圈可包括上线圈和下线圈，所述上线圈具有设置在所述支撑构件的所述一个表面上的线圈主体，所述下线圈具有设置在所述支撑构件的另一表面上的线圈主体，所述支撑构件的所述另一表面和所述支撑构件的所述一个表面彼此背对。

所述上线圈和下线圈可通过填充所述支撑构件的所述通路孔的过孔彼此连接。

所述支撑薄膜层的与所述引线部分接触的一个表面的面积可大于所述引线部分的所述一个表面的面积。

所述引线部分可具有多个条彼此组合的结构。

所述支撑构件可具有大于等于15μm且小于等于40μm的厚度。

所述支撑薄膜层可暴露于所述主体的所述外表面以直接连接到所述外电极。

所述引线部分的与所述外电极接触的表面、所述支撑薄膜层的与所述外电极接触的表面、所述支撑构件的与所述外电极接触的表面可全部布置在同一条线(面)上。

所述支撑薄膜层的截面可具有与所述外电极接触的边缘比与接触所述外电极的所述边缘相对的边缘长的梯形形状。

所述主体可具有六面体形状，所述六面体形状具有在长度方向上彼此相对的第一端表面和第二端表面、在宽度方向上彼此相对的第一侧表面和第二侧表面以及在厚度方向上彼此相对的上表面和下表面。

所述支撑薄膜层可暴露于所述第一端表面。

所述支撑薄膜层在长度方向上从所述第一端表面朝向所述线圈的内部延伸的长度可小于所述线圈的所述线圈主体与所述第一端表面所间隔开的距离。

所述线圈可包括多个导电层。

所述多个导电层中的每个可包括与所述支撑构件的所述一个表面接触的种子层。

所述种子层可包括Mo、Nb和Ni的一种或更多种。

包括在所述线圈主体中的所述种子层可与所述支撑构件的所述一个表面直接接触，并且包括在所述引线部分中的所述种子层可与设置在所述支撑构件的所述一个表面上的所述支撑薄膜层的一个表面直接接触。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其他方面、特征和优点，其中：

图1是示出根据本公开中的示例性实施例的线圈组件的示意性透视图；

图2是图1的从顶部观察的平面图；以及

图3是沿图1的方向I观察的平面图。

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，组件的形状、尺寸等可被夸大或程式化。

然而，本公开可以以许多不同的形式例证，并且不应该被解释为限于在此阐述的特定的实施例。更确切地说，提供这些实施例以使本公开将是透彻的和完整的，并且将本公开的范围充分地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，并且被提供以强调与另外的示例性实施例的特定特征或特性不同的特定特征或特性。然而，在此提供的示例性实施例被认为能够通过彼此整体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，否则在特定的示例性实施例中描述的一个元件即使没有在另外的示例性实施例描述也可被理解为与另外的示例性实施例有关的描述。

在说明书中，组件“连接”到另一组件的含义包括通过第三组件进行的间接连接以及两个组件之间的直接连接。另外，“电连接”意味着包括物理连接和物理断开的概念。可理解的是，当用“第一”和“第二”称谓元件时，所述元件不受其限制。“第一”和“第二”可被仅用于将所述元件与其他元件区分开的目的，并且可不限制元件的顺序或重要性。在一些情况下，在不脱离在此阐明的权利要求的范围的情况下，第一元件可被称谓为第二元件。类似地，第二元件也可被称谓为第一元件。

在此，在附图中确定上部、下部、上侧、下侧、上表面、下表面等。另外，竖直方向是指向上的方向和向下的方向，并且水平方向是指与上述向上的方向和向下的方向垂直的方向。在这种情况下，竖直截面是指沿竖直方向的平面截取的情况，并且其示例可以是在附图中所示的截面图。另外，水平截面是指沿水平方向的平面截取的情况，并且其示例可以是在附图中所示的平面图。

在此使用的术语仅用于描述示例性实施例而不是限制本公开。在这种情况下，除非在上下文中另有说明，否则单数形式包括复数形式。

在下文中，将描述根据本公开中的示例性实施例的线圈组件。然而，本公开不必限于此。

图1是示出根据本公开中的示例性实施例的线圈组件100的示意性透视图，图2是图1的从顶部观察的平面图，以及图3是沿图1的方向I观察的平面图。

参照图1至图3，线圈组件100可包括主体1和外电极2。

外电极2可包括第一外电极21和第二外电极22，第一外电极21和第二外电极22设置在主体1的外表面上并且在长度方向上彼此相对。外电极可具有从主体的一个表面延伸到与该一个表面相邻的四个表面的形状。然而，外电极的形状不限于此，并且如果有必要，可由本领域技术人员进行各种修改。例如，外电极可具有L形状或I形状。外电极连接到内线圈的引线部分，因此需要包括具有优异导电性的材料。

主体1可具有在长度方向L上彼此相对的第一端表面和第二端表面、在宽度方向W上彼此相对的第一侧表面和第二侧表面以及在厚度方向T上彼此相对的上表面和下表面，以大体具有六面体形状。

主体1可包括支撑构件11，支撑构件11包括通孔和通路孔。支撑构件可用于机械地支撑形成在支撑构件上的线圈12并且使得线圈容易地形成。

支撑构件11的通孔可填充有下面将描述的包封剂13，并且由于填充在通孔中的包封剂，线圈组件的磁导率可增加。通路孔可设置为与通孔间隔开。通路孔可以是在其中形成将上线圈和下线圈彼此连接的过孔的空间。

支撑构件11可包括具有绝缘性质的材料，并且可以是具有磁性能和绝缘性能的磁性绝缘体。详细地，支撑构件可包括树脂、浸渍在树脂中的玻璃填料等，并且可利用ABF(Ajinomoto build-up film)、光可成像电介质(PID)树脂等形成。支撑构件的厚度越小越有利，并且为了在形成线圈时稳定地保持线圈的式样并且支撑线圈，支撑构件的厚度可以优选地是大于等于5μm且小于等于60μm，更优选地是大于等于15μm且小于等于40μm。当支撑构件的厚度小于5μm时，在执行形成线圈的工艺时，支撑构件可能不能适当地支撑线圈或者将很可能发生滚动现象，并且当支撑构件的厚度大于60μm时，由于线圈组件的厚度有限，可能难以充分地增大线圈的厚度。同时，当支撑构件的厚度大于等于15μm且小于等于40μm时，支撑构件可稳定地支撑线圈同时实现所需的线圈厚度，使得在形成线圈时滚动现象的发生会显著减少。

接下来，线圈12可包括缠绕多次的线圈主体121和分别连接到线圈主体的两个端部的引线部分122。线圈12可包括上线圈和下线圈，线圈主体121可包括分别构成上线圈和下线圈的两个线圈主体，上线圈可具有设置在支撑构件11的所述一个表面上的线圈主体，下线圈可具有设置在支撑构件11的另一表面上的线圈主体，支撑构件11的一个表面和支撑构件11的另一表面彼此相对。引线部分122可包括连接到第一外电极的第一引线部分122a和连接到第二外电极的第二引线部分122b。

插入在支撑构件和线圈之间的支撑薄膜层14可设置在线圈12的引线部分122下方。

支撑薄膜层可以是用于支撑引线部分的薄导体层。支撑薄膜层可包括例如Cu的金属，但不限于此。支撑薄膜层的厚度可以是大于等于10μm且小于等于20μm的厚度。如从本文别处描述的制造线圈组件的方法所看到的，支撑薄膜层的厚度的该范围(即10μm或更大至20μm更小)使得能够在无实质性修改的情况下使用现有的制造设备并适当地支撑引线部分。

如图1和图2所示，支撑薄膜层14的截面形状可以是梯形形状。然而，除了梯形形状之外，只要支撑薄膜层14可适当地支撑引线部分，则支撑薄膜层14可具有诸如矩形形状、条形形状或包括曲线的截面形状的任何截面形状。

由于支撑薄膜层14的一个端表面暴露于主体的外表面，所以该一个端表面可与切割表面重合，并且可直接连接到外电极。因此，线圈的引线部分可由支撑薄膜层14适当地支撑，并且可展现出增加线圈的引线部分与外电极之间的接触面积的效果。

另外，可适当地选择支撑薄膜层的向内延伸的长度(即，支撑薄膜层的在长度方向上延伸的长度)，以适合设计参数。然而，当支撑薄膜层延伸到形成支撑构件的通孔的区域时，支撑线圈的引线部分的支撑薄膜层的强度可增加，但是可能产生减少填充在通孔中的包封剂的量的负面影响，这不是优选的。在这种意义上，支撑薄膜层的在长度方向上从第一端表面朝向线圈的内部延伸的长度L1可小于线圈的线圈主体与第一端表面间隔开的距离L2。

如图1所示，为了防止在线圈的引线部分中发生过度镀覆，由支撑薄膜层支撑的引线部分122可具有与支撑薄膜层的截面形状相同的截面形状，但是可具有包括具有小线宽的多个条的形状。当线圈的引线部分包括多个条时，线圈主体和线圈的引线部分之间的镀覆厚度偏差可减小。如果必要的话，可基于设计参数适当地修改线圈的引线部分的形状，并且当引线部分的截面的整个区域小于支撑薄膜层的截面的整个区域时，可充分实现上述效果。

参照图3，按次序堆叠的支撑构件11、支撑薄膜层14和线圈12(即引线部分122a)的端表面可暴露于主体的第一端表面。暴露于主体的第一端表面的所有端表面可以是在为了定制线圈组件的切割工艺中切割的表面。

线圈的引线部分122a可被暴露，并且如从引线部分122a看到的，线圈可包括多个导电层。

多个导电层中的每个可包括种子层和设置在种子层上的镀层。

引线部分122a可包括种子层1221和镀层1222，并且包括在引线部分中的种子层可与设置在支撑构件的一个表面上的支撑薄膜层14的一个表面直接接触。种子层可利用导电金属形成，并且可包括例如Mo、Nb和Ni中的一种或更多种。适合于使用这样的金属的方法(例如，溅射法)可用以形成种子层。

同时，尽管未详细示出，但是包括在线圈主体中的种子层可与支撑构件的一个表面直接接触。原因在于支撑薄膜层未延伸到线圈主体，因此种子层直接设置在支撑构件上。由于包括在线圈主体中的种子层和包括在线圈的引线部分中的种子层使用相同材料通过相同工艺同时形成，因此包括在线圈主体中的种子层和包括在线圈的引线部分中的种子层可被认为是除了它们设置的位置不同之外彼此大体相同的组件。

尽管未详细示出，但是可简要地描述制造线圈组件100的方法。

首先，可制备任何已知的例如覆铜层叠板(CCL)的基板。在基板是CCL的情况下，通过包括分别设置在中心绝缘层的相对表面上并且具有大约20μm的厚度的铜镀层，基板可具有大约60μm的总厚度。由于可如上所述按照原样使用CCL基板，因此可按照原样使用现有的设备。在这种情况下，除了已知的CCL基板之外，通过在具有大约15μm至40μm的厚度的绝缘树脂的相对表面上执行大约大于等于2μm且小于等于35μm的厚度的化学镀铜而获得的并且具有可在现有设备中按照原样使用的总厚度的基板可被用在上述工艺中。

在制备上述CCL基板之后，可通过对CCL基板应用盖孔法(例如，光刻法)来制备包括支撑薄膜层的框架。可通过对涂敷在CCL基板上的铜镀层进行图案化来形成框架。绝缘树脂的被CCL基板中的铜镀层覆盖的部分可通过图案化暴露。

框架可具有其中多个格架彼此组合的形式，并且支撑薄膜层可从多个格架中的每个格架的一个边缘向内延伸。在框架中，可在下面将描述的切割工艺中去除多个格架，并且在最终的线圈组件中，可仅保留连接到框架中的格架的支撑薄膜层。

然后，种子层可形成在框架的上表面和暴露的绝缘层的上表面上。形成种子层的方法不受限制，并且可以是例如溅射、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)等。种子层可以是用于形成线圈的基础层。

然后，可基于种子层执行形成线圈的工艺。在这种情况下，可使用堆叠干膜、通过曝光和显影对干膜进行图案化以及镀覆线圈的工艺，但不限于此。在镀覆线圈的工艺中，各向异性镀覆和各向同性镀覆可适当地彼此组合，通过对具有大高宽比(AR)的绝缘膜进行图案化，可一次形成具有大高宽比(AR)的镀层。然后，在通常涂覆在框架的上表面上和暴露的绝缘层的上表面上的种子层中，需要通过去除其上没有形成线圈图案的那部分种子层来防止相邻线圈图案之间的短路。

可完成具有最终的厚度的线圈，可在线圈的上表面和下表面上填充磁性片以形成层压体，并且可将切割工艺应用于层压体以使层压体定制为各个线圈组件。通过切割工艺，可仅保留框架中的支撑薄膜层并且可去除其他格架形状。

然后，可在定制的线圈组件上执行形成外电极的最后工艺以完成最终的线圈组件。在这种情况下，尽管省略了详细的描述，但是本领域技术人员可适当地执行诸如使用绝缘材料对主体执行绝缘化、对边缘进行抛光、引线部分的暴露等工艺。

除了上述描述之外，将省略与上述本公开中的根据示例性实施例的线圈组件的特征重复的特征的描述。

如上所述，根据本公开中的示例性实施例，可提供这样的线圈组件，其中，通过在线圈组件的有限的厚度处增加每个线圈图案的厚度来改善线圈的Rdc特性。

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来说明显的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可进行修改和变型。

Claims

1.一种线圈组件，包括：

主体，包括线圈和支撑构件；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，

其中，所述线圈包括线圈主体和引线部分，所述引线部分将所述线圈主体和外电极彼此连接，

所述支撑构件支撑所述线圈并且包括通孔，

在所述支撑构件的一个表面和所述引线部分的一个表面之间插设有支撑薄膜层，所述引线部分的所述一个表面面对所述支撑构件的所述一个表面，并且

所述线圈包括种子层，所述种子层在所述引线部分的区域中与所述支撑薄膜层接触，并且在所述线圈主体的区域中与所述支撑构件接触。

2.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述线圈包括：上线圈和下线圈，所述上线圈具有设置在所述支撑构件的所述一个表面上的线圈主体，所述下线圈具有设置在所述支撑构件的另一表面上的线圈主体，所述支撑构件的所述另一表面与所述支撑构件的所述一个表面彼此背对。

3.如权利要求2所述的线圈组件，其中，所述支撑构件包括与所述通孔间隔开的通路孔，并且所述上线圈和下线圈通过填充所述支撑构件的所述通路孔的过孔彼此连接。

4.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述支撑薄膜层的与所述引线部分接触的一个表面的面积大于所述引线部分的所述一个表面的面积。

5.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述引线部分具有多个条彼此组合的结构。

6.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述支撑构件具有大于等于15μm且小于等于40μm的厚度。

7.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述支撑薄膜层暴露于所述主体的所述外表面以直接连接到所述外电极。

8.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述引线部分的与所述外电极接触的表面、所述支撑薄膜层的与所述外电极接触的表面、所述支撑构件的与所述外电极接触的表面中的全部表面是共面的。

9.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述支撑薄膜层在沿着所述支撑构件的平面中具有使得与所述外电极接触的边缘比与接触所述外电极的所述边缘相对的边缘长的梯形形状。

10.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述主体具有六面体形状，所述六面体形状具有在长度方向上彼此相对的第一端表面和第二端表面、在宽度方向上彼此相对的第一侧表面和第二侧表面以及在厚度方向上彼此相对的上表面和下表面。

11.如权利要求10所述的线圈组件，其中，所述支撑薄膜层暴露于所述第一端表面。

12.如权利要求10所述的线圈组件，其中，所述支撑薄膜层在所述长度方向上从所述第一端表面朝向所述线圈的内部延伸的长度小于所述线圈的所述线圈主体与所述第一端表面所间隔开的距离。

13.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述线圈包括多个导电层。

14.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述种子层包括Mo、Nb和Ni中的一种或更多种。

15.如权利要求1所述的线圈组件，其中，所述支撑薄膜层包含导电材料。

16.一种线圈组件，包括：

主体，包括线圈和支撑构件，并且具有六面体形状，所述六面体形状具有在长度方向上彼此相对的第一端表面和第二端表面、在宽度方向上彼此相对的第一侧表面和第二侧表面以及在厚度方向上彼此相对的上表面和下表面；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，

所述支撑构件支撑所述线圈并且包括通孔，

所述支撑薄膜层在所述长度方向上从所述第一端表面朝向所述线圈的内部延伸的长度小于所述线圈的所述线圈主体与所述第一端表面所间隔开的距离。