CN110400683A - 电感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电感器，所述电感器包括：主体，所述主体包括支撑构件、内线圈以及包封部，所述支撑构件包括通孔，所述内线圈设置在所述支撑构件上，所述包封部包封所述支撑构件和所述内线圈；外电极，设置在所述主体的外表面上并连接到所述内线圈。所述外电极包括导电树脂层以及具有第一导电层和第二导电层的双导电层，所述双导电层设置在所述导电树脂层和所述内线圈之间。

Description

电感器
本申请要求于2018年4月25日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0047654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
本公开涉及一种电感器，更具体地，提供一种功率电感器。
背景技术
电感器，作为一种线圈电子组件，是与电阻器和电容器一起构成电子电路以去除噪声的代表性无源组件。电感器利用电磁特性与电容器组合，以构成放大特定频带中的信号的谐振电路、滤波器电路等。
近年来，使用非晶金属材料或晶体金属材料的金属基功率电感器由于其优异的DC偏置特性和功率转换效率特性已广泛应用于移动装置。将来，预计金属基功率电感器也将在工业领域和电气装置领域中逐渐扩展，因此需要具有高水平的可靠性的功率电感器。
发明内容
本公开的一方面可提供一种电感器，所述电感器通过加强外电极的结合性能而具有改善的产品可靠性。
根据本公开的一方面，一种电感器包括：主体，所述主体包括支撑构件、内线圈以及包封部，所述支撑构件包括通孔，所述内线圈设置在所述支撑构件上，所述包封部包封所述支撑构件和所述内线圈；外电极，设置在所述主体的外表面上并连接到所述内线圈。所述外电极包括导电树脂层以及具有第一导电层和第二导电层的双导电层，所述双导电层设置在所述导电树脂层和所述内线圈之间。
所述导电树脂层可包括树脂和分散在所述树脂中的金属颗粒。
所述导电树脂层可以是银(Ag)-环氧树脂层。
所述第一导电层可与所述内线圈直接接触，并且可利用单一金属或合金制成。
所述第一导电层和所述内线圈可利用相同的材料制成。
所述第一导电层可包含铜(Cu)。
所述第一导电层和所述第二导电层中覆盖所述第一导电层的表面的所述第二导电层可与所述导电树脂层接触。
所述第二导电层可从所述第一导电层的表面延伸到所述主体的上表面和下表面中的一个或更多个。
所述第二导电层可设置在由所述导电树脂层包围的角部上。
所述第二导电层可包含镍(Ni)。
所述第二导电层可包含贵金属。
所述第二导电层可包括第一层和第二层。
所述第一层和所述第二层可以是镍层和贵金属层。
所述支撑构件的暴露于所述主体外部的端部可与所述导电树脂层直接接触。
所述支撑构件的与所述外电极接触的两个端部中的每个端部可包括穿透部。
所述穿透部可填充有所述内线圈的引出部分。
附图说明
通过以下结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征和其他优点将被更清楚地理解，在附图中：
图1是示出根据本公开的示例性实施例的电感器的示意性透视图；
图2是沿图1的I-I'线截取的截面图；
图3是根据图1和图2中所示的电感器的第一变型示例的电感器的截面图；
图4是根据图1和图2中所示的电感器的第二变型示例的电感器的截面图；
图5是根据图1和图2中所示的电感器的第三变型示例的电感器的截面图；以及
图6是根据图1和图2中所示的电感器的第四变型示例的电感器的截面图。
具体实施方式
在下文中，现将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的电感器的示意性透视图，以及图2是沿图1的I-I'线截取的截面图。
参照图1和图2，根据本公开的电感器100可包括主体1和设置在主体1的外表面上的外电极2。
主体1可确定电感器的外部形状，并且具有六面体形状，所述六面体形状包括在长度(L)方向上彼此背对的第一端表面和第二端表面、在宽度(W)方向上彼此背对的第一侧表面和第二侧表面以及在厚度(T)方向上彼此背对的上表面和下表面。
主体1可包括支撑构件11，支撑构件11在其中央部分中包括通孔H。支撑构件11可用于容易地形成内线圈并支撑内线圈。支撑构件可利用具有绝缘性质的薄板形成，并且可利用例如热固性树脂(诸如环氧树脂)、热塑性树脂(诸如聚酰亚胺)或具有浸在热固性树脂和热塑性树脂中的诸如玻璃纤维或无机填料的增强材料的树脂形成。具体地，可使用已知的覆铜层压(CCL)基板、ABF(Ajinomoto Build-up Film)、FR-4、双马来酰亚胺三嗪(BT)树脂、PID树脂等。
支撑构件可通过包封部12包封，并且包封部12还可填充支撑构件11的通孔H。包封部12可具有磁性性质并且可包括磁性材料和树脂。磁性材料可没有限制地应用，只要其具有磁性性质即可，并且可以是例如铁氧体或金属磁性颗粒。金属磁性颗粒可具体包括铁(Fe)、铬(Cr)、铝(Al)或镍(Ni)，但不限于此。
支撑构件11可具有支撑内线圈13的功能，并且内线圈13可通过支撑构件11支撑并整体上具有螺旋形状。内线圈13可包括连接到第一外电极21的第一端部131和连接到第二外电极22的第二端部132。
内线圈13的表面可涂覆有绝缘层14，使得内线圈13可与包封部12中的磁性材料绝缘。用于形成绝缘层14的方法不受限制。例如，可使用化学气相沉积方法或用于堆叠绝缘片的方法，但是用于形成绝缘层14的方法不限于此。
分别连接到内线圈的两个端部131和132的第一外电极21和第二外电极22中的每个可包括多个层。
由于第一外电极21的描述可同样应用于第二外电极22，所以第一外电极的描述代替第二外电极的描述。
参照图2，第一外电极21可包括第一导电层211，第一导电层211直接连接到内线圈13的第一端部131。第一导电层211可利用与形成内线圈13的材料相同的材料制成。例如，第一导电层211和内线圈13二者都可以是铜(Cu)镀层。在这种情况下，Cu镀层可以是单一金属，但也可以是添加诸如锡(Sn)、镍(Ni)等导电材料的合金。由于第一导电层211可直接连接到内线圈13的第一端部131并且包括与第一端部131的材料相同的材料，所以第一导电层211可具有延伸内线圈13的第一端部131的功能。换句话说，在内线圈13的第一端部131与第一外电极21接触的接触区域窄的情况下，可能导致内线圈13与外电极之间的接触故障并且接触电阻可能增大。为了解决上述问题，可通过延伸内线圈13的第一端部131来增大第一端部131和第一外电极21之间的接触面积。
接着，第二导电层212可设置在第一导电层211上。第二导电层212可以是用于防止锡(Sn)扩散的层，所述锡(Sn)为在基板上安装电感器时涂敷的焊料中的Sn或包括在第一外电极的设置在第二导电层212外面的层中的Sn。在电感器100暴露于高温(约150℃或更高)或高温高湿的恶劣环境的情况下，包括在电感器或外部材料(例如，焊料)中的Sn的扩散可能会加速。在Sn加速扩散的情况下，Sn可能渗透到内线圈中或渗透到延伸内线圈的端部的第一导电层中，从而引起电感器的劣化。然而，第二导电层可用于防止Sn扩散到内线圈或扩散到延伸内线圈的端部的第一导电层中。第二导电层212可以是镍(Ni)层，并且可以是包括具有低反应性的贵金属的薄膜层。具体地，在第二导电层212利用Ni制成的情况下，当包括多个层的外电极的一层是如下所述的导电树脂层213时，它可以是有效的。
导电树脂层213可以是包括树脂和分散在树脂中的金属颗粒的层，并且可以是银(Ag)-环氧树脂层。在这种情况下，当包括镍(Ni)的第二导电层212介于导电树脂层213和第一导电层211之间时，渗透的Sn成分、第二导电层212的Ni成分、导电树脂层213中的Ag成分、线圈的Cu成分中的一种或更多种可形成金属间化合物(IMC)，从而有效地防止Sn渗透内线圈的界面而使电感器劣化。
接着，镍(Ni)层214和锡(Sn)层215可顺序地设置在导电树脂层213上。Ni层214可主要用于与导电树脂层213一起提高第一外电极的导电性，Sn层215可主要用于改善在将电感器安装在基板上时与焊料的结合性能。镍层214可在主体的上表面和下表面上延伸超过导电树脂层213，并且锡层215可以在主体的上表面和下表面上延伸超过镍层214。
第一外电极21依次包括第一导电层211和第二导电层212、导电树脂层213、Ni层214以及Sn层215，使得可有效防止在高温负载环境中由于Sn的扩散导致的特性劣化。
图3是根据图1和图2中所示的电感器100的变型示例的电感器200的截面图。图3中所示的电感器200仅在第二导电层2212的结构上与图1和图2中所示的电感器100不同，并且可具有与电感器100的电感器结构相同的电感器结构。因此，为了便于说明，将省略重复的描述，并且对应组件的附图标记通过向图1和图2中使用的附图标记添加“2”或“20”来表示。同时，将以相同的方式描述下面将描述的图4至图6，即，对应组件的附图标记通过向图1和图2中使用的附图标记添加“3”或“30”、“4”或“40”以及“5”或“50”来表示。
参照图3，第二导电层2212可沿着主体的上表面和下表面延伸预定长度。在这种情况下，第二导电层2212可延伸为包围在形成主体的上表面和下表面的角部中由第二导电层2212上的导电树脂层2213包围的角部。导电树脂层2213可在主体的上表面和下表面上延伸超过第二导电层2212。
由于形成导电树脂层的工艺的特性，因此导电树脂层2213可能会薄薄地涂覆在由导电树脂层2213包围的角部部分处。因此，由于Sn在角部部分中的扩散而导致的劣化现象可能是特别有问题的。
在图3的电感器200中，通过使防止Sn的扩散的第二导电层2212延伸到角部部分，可更可靠地阻挡Sn扩散通过薄薄地涂覆有导电树脂层2213的角部部分。
图4是根据图1和图2中所示的电感器100的变型示例的电感器300的截面图。
参照图4，第二导电层3212可形成为双层，并且具有其中靠近第一导电层3211的第一层3212a和靠近导电树脂层3213的第二层3212b彼此组合的结构。第一层3212a可以是镍(Ni)层，第二层3212b可以是包含贵金属的层，反之亦然。
通过以双层来形成第二导电层3212，可更可靠地防止Sn成分向内线圈的扩散。
图5是根据图1和图2中所示的电感器100的另一变型示例的电感器400的截面图。
参照图5，支撑构件4011的两个端部可不与第一导电层4211接触，而可以直接与导电树脂层4213接触。包含树脂成分作为共有材料的导电树脂层4213和支撑构件4011彼此直接接触，使得与支撑构件4011和第一导电层4211直接结合的情况相比，可进一步增强外电极和主体之间的结合力。
图6是根据图1和图2中所示的电感器100的另一变型示例的电感器500的截面图。
参照图6，支撑构件5011可在其两个端部中包括穿透部h1和h2，并且穿透部h1和h2可由内线圈的两个端部(即，引出部分)5131和5132填充。内线圈延伸到支撑构件5011的侧表面，使得可进一步增大内线圈的端部与第一导电层5211之间的接触面积。结果，可提高外电极和内线圈之间的接触可靠性，并且可减小它们之间的接触电阻。
当包括多个层的外电极包括导电树脂层时，在导电树脂层外面形成的Sn层中的锡(Sn)成分或在用于将电感器安装在基板上所涂敷的焊料中包含的Sn成分从导电树脂层向内线圈扩散，这导致外电极和内线圈之间的连接性劣化的问题。当电感器暴露于高温高湿环境时，这种问题尤其严重。根据上述的根据本公开的电感器的外电极的结构，即使电感器特别地暴露于高温高湿环境，也可防止由于Sn成分的扩散而导致的劣化，因此可提供可用作电气装置的电子组件的电感器。
如上所述，根据本公开中的示例性实施例，在具有包括导电树脂层的外电极的电感器中，可解决这样的问题：在导电树脂层外部(例如，用于将外电极结合到外部组件的焊料)中包括的Sn成分或者包括在形成在外电极的最外侧的Sn层中的Sn成分渗透到导电树脂层中，而使外电极和内线圈之间的结合性能劣化。
虽然以上已经示出并描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员而言将显而易见的是，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 (20)

1.一种电感器，包括：
主体，包括：支撑构件，所述支撑构件包括通孔；内线圈，设置在所述支撑构件上；以及包封部，包封所述支撑构件和所述内线圈；以及
外电极，设置在所述主体的外表面上并连接到所述内线圈，
其中，所述外电极包括导电树脂层以及具有第一导电层和第二导电层的双导电层，所述双导电层设置在所述导电树脂层和所述内线圈之间。
2.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述导电树脂层包括树脂和分散在所述树脂中的金属颗粒。
3.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述导电树脂层是银-环氧树脂层。
4.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述第一导电层与所述内线圈直接接触并且利用单一金属或合金制成。
5.根据权利要求4所述的电感器，其中，所述第一导电层和所述内线圈利用相同的材料制成。
6.根据权利要求4所述的电感器，其中，所述第一导电层包含铜。
7.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述第二导电层覆盖所述第一导电层的表面并且与所述导电树脂层接触。
8.根据权利要求7所述的电感器，其中，所述第二导电层从所述第一导电层的所述表面延伸到所述主体的上表面和下表面中的至少一个。
9.根据权利要求7所述的电感器，其中，所述第二导电层设置在由所述导电树脂层包围的角部上。
10.根据权利要求7所述的电感器，其中，所述第二导电层包含镍。
11.根据权利要求7所述的电感器，其中，所述第二导电层包含贵金属。
12.根据权利要求7所述的电感器，其中，所述第二导电层包括第一层和第二层。
13.根据权利要求12所述的电感器，其中，所述第一层和所述第二层中的一个是镍层，所述第一层和所述第二层中的另一个是贵金属层。
14.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述支撑构件的暴露于所述主体外部的端部与所述导电树脂层直接接触。
15.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述支撑构件的与所述外电极接触的两个端部中的每个包括穿透部。
16.根据权利要求15所述的电感器，其中，所述穿透部填充有所述内线圈的引出部分。
17.根据权利要求1所述的电感器，还包括设置在所述导电树脂层上的镍层和设置在所述镍层上的锡层。
18.根据权利要求17所述的电感器，其中，所述镍层在所述主体的所述上表面和所述下表面上延伸超过所述导电树脂层，所述锡层在所述主体的所述上表面和所述下表面上延伸超过所述镍层。
19.根据权利要求8所述的电感器，其中，所述导电树脂层在所述主体的所述上表面和所述下表面上延伸超过所述第二导电层。
20.根据权利要求19所述的电感器，还包括设置在所述导电树脂层上的镍层和设置在所述镍层上的锡层，其中，所述镍层在所述主体的所述上表面和所述下表面上延伸超过所述导电树脂层，所述锡层在所述主体的所述上表面和所述下表面上延伸超过所述镍层。
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