CN111091959A - 线圈电子组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种线圈电子组件，所述线圈电子组件包括具有20μm至40μm的厚度的支撑基板。线圈图案设置在所述支撑基板的彼此相对的第一表面和第二表面中的至少一个上，并且所述线圈图案具有4或更高的高宽比。包封剂包封所述支撑基板和所述线圈图案的至少一部分，并且外电极设置在所述包封剂的外部区域中并且连接到所述线圈图案。

Description

线圈电子组件
本申请要求于2018年10月23日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0126609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
由于诸如数字电视、移动电话、膝上型电脑等的电子装置已经被设计为具有减小的尺寸，因此对配置用在这样的电子装置中的并且具有减小的尺寸的线圈电子组件的需求增加。为了满足这样的需求，已经对开发各种类型的线圈型或薄膜型线圈电子组件进行了大量研究。
在开发具有减小尺寸的线圈电子组件时的一个重要困难是提供在其尺寸减小之后具有与之前相同的特性的线圈组件。为此，可增加填充芯的磁性材料的含量。然而，由于电感器主体的强度、由绝缘特性引起的频率特性的变化以及其他原因，因此对增加磁性材料的含量可能存在限制。
已经不断尝试进一步减小包括线圈电子组件的芯片的厚度。特别地，在相应的技术领域中，已经在努力提供在具有减小的尺寸的同时提供高性能和可靠性的装置。
发明内容
本公开的一方面在于提供一种具有改善的直流电阻特性和Ls特性的线圈电子组件。
根据本公开的一方面，提供一种线圈电子组件，所述线圈电子组件包括具有20μm至40μm的厚度的支撑基板。线圈图案设置在所述支撑基板的彼此相对的第一表面和第二表面中的至少一个上，并且所述线圈图案具有4或更高的高宽比。包封剂包封所述支撑基板和所述线圈图案的至少一部分，并且外电极设置在所述包封剂的外部区域并且连接到所述线圈图案。
当将所述包封剂的覆盖所述线圈图案的区域定义为覆盖部时，所述覆盖部的厚度可小于所述线圈图案的厚度。
所述线圈图案的厚度可以是所述覆盖部的厚度的两倍或更多倍。
所述线圈图案的高宽比可为10或更高。
所述线圈图案的厚度可以是所述支撑基板的厚度的三倍或更多倍。
所述线圈图案可设置在所述支撑基板的所述第一表面和所述第二表面两者上。
所述包封剂可包括磁性晶粒和绝缘树脂。
所述包封剂可填充所述线圈图案的相邻匝图案之间的区域。
根据本公开的另一方面，一种线圈电子组件包括支撑基板，所述支撑基板具有在厚度方向上彼此相对的第一表面和第二表面。所述线圈电子组件还包括线圈，所述线圈具有设置在所述第一表面上的第一线圈图案，并且所述第一线圈图案的在厚度方向上测量的厚度是所述支撑基板的在厚度方向上测量的厚度的三倍或更多倍。包封剂包封所述支撑基板和所述线圈图案的至少一部分。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征和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实施例的线圈电子组件的透视图；以及
图2是沿图1中的线I-I’截取的截面图。
具体实施方式
在下文中，如下将参照附图描述本公开的实施例。
然而，本公开可以以许多不同的形式例示并且不应被解释为限于这里阐述的具体实施例。更确切地，提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完整的，并且将本公开的范围充分传达给本领域技术人员。因此，为了清楚描述，可夸大附图中的元件的形状和尺寸。另外，在每个示例性实施例的附图中表示相同构思的范围内具有相同功能的元件将用相同的附图标记描述。
图1是示出根据示例实施例的线圈电子组件的透视图。图2是沿图1中的线I-I’截取的截面图。
参照示图，示例实施例中的线圈电子组件100可包括包封剂101、支撑基板102、线圈图案103以及外电极105和106。支撑基板102可被构造为具有减小的厚度，并且线圈图案103可被构造为具有相对高的高宽比，从而可改善电特性和磁特性。
包封剂101可包封支撑基板102和线圈图案103的至少一部分，并且可形成线圈电子组件100的外表。在示例实施例中，包封剂101的长度(沿图1中的X方向获取的长度)可大于厚度(沿图1中的Z方向获取的厚度)，并且包封剂101的厚度与长度之比可大约为0.6或更小。如上所述的具有减小的厚度的线圈电子组件100可以是低轮廓(low profile)组件。在线圈电子组件100具有低轮廓形式的情况下，在增加线圈图案103的尺寸方面可能存在限制，使得可能难以改善电特性和磁特性。在示例实施例中，支撑基板102和线圈图案103的高宽比可被限制到特定范围以改善这些特性。
包封剂101可被构造为使引出图案L部分地暴露。包封剂101可包括磁性晶粒，并且绝缘树脂可介于磁性晶粒之间。磁性晶粒的表面可涂覆有绝缘膜。铁氧体、金属等可用作包括在包封剂101中的磁性晶粒。当磁性晶粒被构造为金属时，磁性晶粒可以是Fe基合金等。例如，磁性晶粒可以是具有Fe-Si-B-Cr基合金、Fe-Ni基合金等成分的纳米晶界合金。作为示例，Fe基合金晶粒的晶粒尺寸可大于等于0.1μm且小于等于20μm，并且Fe基合金晶粒可分布在诸如环氧树脂或聚酰亚胺的高分子相(macromolecule phase)上。然而，如上所述，当磁性晶粒由Fe基合金实现时，尽管可改善诸如磁导率等的磁特性，但是磁性晶粒可能易受静电放电的伤害。因此，可在线圈图案103和磁性晶粒之间插设额外的绝缘结构。另外，如示图中所示，包封剂101可填充线圈图案103中的相邻图案之间的区域。
支撑基板102可支撑线圈图案103，并且可实现为聚丙二醇(PPG)基板、铁氧体基板或金属基软磁基板等。如示图中所示，通孔C可形成在支撑基板102的中央部分中，贯穿支撑基板102，并且通孔C可用包封剂101填充，从而形成磁芯部。在示例实施例中，支撑基板102的厚度T1可被构造为20μm至40μm(例如，30μm)，厚度T1小于用在普通线圈电子组件中的支撑基板的厚度。通过将支撑基板102的厚度T1构造为小于用在普通线圈电子组件中的支撑基板的厚度，线圈图案103的厚度T2可增加，并且填充线圈图案103的图案之间的区域的包封剂101的量也可增加。因此，参照具有相同厚度的组件，直流电阻Rdc特性可随着线圈图案103的厚度T2的增加而改善，并且Ls特性也可随着包括在包封剂101中的磁性晶粒的量的增加而改善。
线圈图案103可设置在支撑基板102的彼此相对的第一表面(图2中的上表面)和第二表面(图2中的下表面)中的至少一个上。在示例实施例中，线圈图案103可包括设置在支撑基板102的第一表面上的第一线圈图案103a和设置在第二表面上的第二线圈图案103b，但其示例实施例不限于此。线圈图案103可仅设置在一个表面上。第一线圈图案103a和第二线圈图案103b可包括垫区域P，并且可通过贯穿支撑基板102的导电过孔V而彼此连接。线圈图案103可通过在相应的技术领域中常用的镀覆工艺(诸如，图案镀覆工艺、各向异性镀覆工艺、各向同性镀覆工艺等)形成，并且可使用上述工艺中的多个工艺将线圈图案103构造为具有多层结构。
线圈图案103包括多匝导体，每匝导体具有沿线圈电子组件100的长度方向(图1中的X方向)测量的宽度W。
包封剂101的磁性晶粒填充或延伸到线圈图案103的多匝导体中的相邻匝导体之间的空间中。
线圈图案103(例如，第一线圈图案)包括接触支撑基板102的第一表面的基表面和与基表面相对的外周表面，线圈图案103在厚度方向上在基表面和外周表面之间延伸。外电极105和106可设置在包封剂101的外部，并且可分别连接到相应的引出图案L。外电极105和106可使用包括具有高导电率的金属的膏形成，并且膏可以是例如包括镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)和银(Ag)中的一种或其合金的导电膏。外电极105和106中的每个还可包括形成在其上的镀层。在这种情况下，镀层可包括从由镍(Ni)、铜(Cu)和锡(Sn)组成的组中选择的一种或更多种元素。例如，可依次形成镍(Ni)镀层和锡(Sn)镀层。
引出图案L可设置在线圈图案103的最外部的区域中，可提供与外电极105和106的连接路径，并且可被构造为与线圈图案103一体化。在这种情况下，如示图中所示，引出图案L可被构造为具有比线圈图案103的每匝导体的宽度W大的宽度，以连接到外电极105和106。宽度可以是沿图1中的X方向获取的宽度。
在示例实施例中，线圈图案103的高宽比(厚度T2与宽度W之比)可为4或更高。如上所述，当支撑基板102被构造为具有减小的厚度时，线圈图案103的高宽比可有效地增加。当线圈图案103的高宽比增加时，线圈图案103的截面的尺寸也可增加，使得线圈电子组件100的直流电阻可降低。线圈图案103的截面表面越大，线圈图案103的直流电阻可减小得越多。
在这种情况下，可根据所需的特性来增加线圈图案103的高宽比，并且线圈图案103的高宽比可以是例如10或更高。当支撑基板102的厚度减小并且线圈图案103的厚度增加时，填充线圈图案103的相邻匝图案之间的区域的包封剂101的量也可增加，使得包括在包封剂101中的磁性晶粒的量也可增加。例如，包封剂101的磁性晶粒从第一线圈图案的与支撑基板102的第一表面相对的表面(外周表面)延伸到线圈图案103的多匝导体中的相邻匝导体之间的空间中的深度是支撑基板102的厚度的三倍或更多倍，该深度是在厚度方向上测量的。包括在包封剂101中的磁性晶粒的量的增加可引起线圈电子组件100的磁特性的改善，并且可改善/增加Ls特性。线圈图案103的厚度T2可以是支撑基板102的厚度T1的三倍或更多倍。在这种情况下，在不增加线圈电子组件100的厚度的情况下，直流电阻可降低并且Ls特性可改善/增加。
当可将包封剂101的覆盖线圈图案103的区域定义为覆盖部时，覆盖部的厚度T3可小于线圈图案103的厚度T2。厚度T3可指覆盖第一线圈图案103a的上覆盖部的厚度或覆盖第二线圈图案103b的下覆盖部的厚度。线圈图案103的厚度T2可以是覆盖部的厚度T3的两倍或更多倍。换句话说，包封剂101可形成延伸覆盖第一线圈图案的外周表面的覆盖部，并且覆盖部的厚度可以是第一线圈图案的厚度的一半或更小。如上所述，通过将线圈图案103的厚度构造为大于支撑基板102的厚度和覆盖部的厚度，直流电阻可降低并且线圈电子组件100的Ls特性可改善。
发明人在如下条件下制造线圈电子组件，并将实施例的线圈电子组件与比较示例的线圈电子组件的直流电阻特性和Ls特性进行相互比较。在两个制造的组件中，线圈图案的长度被构造为相同(2000μm)。另外，组件的总厚度是相同的。
(1)比较示例
—线圈图案的宽度：10μm
—线圈图案的厚度：100μm
—支撑基板的厚度：60μm
(2)实施例
—线圈图案的宽度：10μm
—线圈图案的厚度：115μm
—支撑基板的厚度：30μm
作为如上实施的组件之间的比较的结果，当比较示例的直流电阻特性为100％时，本实施例的直流电阻特性改善到87％。对于Ls特性，当比较示例的Ls特性为100％时，本实施例的Ls特性增加到115％。因此，与具有相同厚度的普通组件相比，通过使用示例实施例所建议的具有相对高的高宽比的线圈图案和具有减小的厚度的支撑基板，可减小直流电阻并且可增加电感。
根据前述示例实施例，即使在线圈电子组件的厚度减小时，也可减小直流电阻，并且可改善/增加组件的Ls特性。
虽然以上已经示出和描述了示例性实施例，但是对本领域技术人员将明显的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行修改和变型。

Claims (16)

1.一种线圈电子组件，包括：
支撑基板，具有20μm至40μm的厚度；
线圈图案，设置在所述支撑基板的彼此相对的第一表面和第二表面中的至少一个上，并且所述线圈图案具有4或更高的高宽比；
包封剂，包封所述支撑基板和所述线圈图案的至少一部分；以及
外电极，设置在所述包封剂的外部区域并且连接到所述线圈图案。
2.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，当将所述包封剂的覆盖所述线圈图案的区域定义为覆盖部时，所述覆盖部的厚度小于所述线圈图案的厚度。
3.根据权利要求2所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案的厚度是所述覆盖部的厚度的两倍或更多倍。
4.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案的高宽比为10或更高。
5.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案的厚度是所述支撑基板的厚度的三倍或更多倍。
6.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案设置在所述支撑基板的所述第一表面和所述第二表面两者上。
7.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述包封剂包括磁性晶粒和绝缘树脂。
8.根据权利要求7所述的线圈电子组件，其中，所述包封剂填充所述线圈图案的相邻匝图案之间的区域。
9.一种线圈电子组件，包括：
支撑基板，具有在厚度方向上彼此相对的第一表面和第二表面；
线圈，具有设置在所述第一表面上的第一线圈图案，并且所述第一线圈图案的在所述厚度方向上测量的厚度是所述支撑基板的在所述厚度方向上测量的厚度的三倍或更多倍；
包封剂，包封所述支撑基板和所述线圈图案的至少一部分。
10.根据权利要求9所述的线圈电子组件，其中，所述线圈还包括：
第二线圈图案，设置在所述第二表面上，并且所述第二线圈图案的在所述厚度方向上测量的厚度是所述支撑基板的在所述厚度方向上测量的厚度的三倍或更多倍；以及
导电过孔，延伸穿过所述支撑基板的所述厚度以使所述第一线圈图案和所述第二线圈图案彼此连接。
11.根据权利要求9所述的线圈电子组件，其中，所述第一线圈图案包括多匝导体，每匝导体具有沿所述线圈电子组件的长度方向测量的宽度W，使得所述第一线圈图案的所述厚度与所述宽度W之比为4或更高。
12.根据权利要求9所述的线圈电子组件，其中，所述第一线圈图案包括多匝导体，每匝导体具有沿所述线圈电子组件的长度方向测量的宽度W，使得所述第一线圈图案的所述厚度与所述宽度W之比为10或更高。
13.根据权利要求9所述的线圈电子组件，其中，所述包封剂包括磁性晶粒，所述第一线圈图案包括多匝导体，并且所述包封剂的磁性晶粒延伸到所述多匝导体中的相邻匝导体之间的空间中。
14.根据权利要求12所述的线圈电子组件，其中，所述包封剂的磁性晶粒从所述第一线圈图案的与所述第一表面相对的表面延伸到所述多匝导体中的相邻匝导体之间的空间中的深度是所述支撑基板的厚度的三倍或更多倍，所述深度是在厚度方向上测量的。
15.根据权利要求9所述的线圈电子组件，其中，所述第一线圈图案在所述厚度方向上在接触所述支撑基板的所述第一表面的基表面和与所述基表面相对的外周表面之间延伸，并且所述包封剂形成覆盖部，所述覆盖部延伸覆盖所述第一线圈图案的所述外周表面，并且所述覆盖部的厚度是所述第一线圈图案的厚度的一半或更小。
16.根据权利要求9所述的线圈电子组件，其中，所述支撑基板的厚度为20μm至40μm。
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