CN111261367B - 片式电子组件 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种片式电子组件。更具体地，提供了一种包括薄的绝缘膜的片式电子组件，该绝缘膜具有减小的宽度并延伸至线圈图案的下部而不暴露线圈图案，以使得线圈图案不与磁性材料直接接触，由此防止高频下的不良波形，并增大电感。
Description
本申请是申请日为2014年9月11日、申请号为201410461378.1的发明专利申请“片式电子组件及其制造方法”的分案申请。
技术领域
本公开涉及一种片式电子组件。
背景技术
作为片式电子组件之一的电感器是与电阻器和电容器一起形成电路以去除噪声的代表性无源元件。使用电磁性能将电感器与电容器结合以构成放大在特定频带中的信号的谐振电路、滤波电路等。
近来，随着诸如各种通信装置、显示装置等的信息技术(IT)装置的小型化和纤薄化不断发展，对用于使在IT装置中应用的诸如电感器、电容器、晶体管等的各种元件小型化和纤薄化的技术的研究已经不断地进行。电感器也已经迅速地被具有小尺寸和高密度且能够自动表面安装的片所取代，并且已经开发了一种在线圈图案(通过镀覆在薄膜绝缘基板的上表面和下表面上形成线圈图案)上形成磁性粉末和树脂的混合物的薄膜电感器。
在薄膜电感器中，在绝缘基板上形成线圈图案之后，将绝缘膜形成在线圈图案上以防止线圈图案与磁性材料之间的接触。
然而，在根据当前技术通过层压法等来形成绝缘主体的情况下，为了使绝缘膜形成为延伸至线圈部分的下部，绝缘膜需要具有足够的宽度。随着绝缘膜的宽度变大，磁性材料所占的体积减小，造成电感减小。
另外，在线圈部分的下部的周围局部地未形成绝缘膜，由此产生空隙。因为其中无绝缘膜形成的空隙导致线圈部分直接接触金属磁性材料等，所以产生了漏电流。因此，电感在1MHz的频率下处于正常状态，但在高频下迅速地减小，由此产生不良波形。
下面的专利文献1和专利文献2公开了一种通过镀覆将内线圈图案形成在绝缘基板的上表面和下表面上的薄膜电感器。然而，通过仅使用在专利文献1和专利文献2中公开的工艺，在形成没有任何空隙的薄的绝缘膜方面存在限制。
[现有技术文献]
(专利文献1)第2005-210010号日本专利公开公布
(专利文献2)第2008-166455号日本专利公开公布
发明内容
本公开的一方面可提供一种片式电子组件及其制造方法，所述片式电子组件包括薄的绝缘膜，该绝缘膜具有减小的宽度并延伸至线圈图案的下部而不暴露线圈图案，以使得线圈图案不与磁性材料直接接触，由此防止高频下的不良波形，并增大电感。
根据本公开的一方面，片式电子组件可包括磁性主体，磁性主体包括绝缘基板。线圈图案部形成在绝缘基板的至少一个表面上。薄的聚合物绝缘膜包覆线圈图案部。外电极形成在磁性主体的至少一个端表面上并连接到线圈图案部。薄的聚合物绝缘膜的表面的形状与线圈图案部的表面的形状基本上一致(基本上保形)。
薄的聚合物绝缘膜可具有1μm至3μm的厚度。
线圈图案部的线圈部分之间的区域可填充有磁性材料。
薄的聚合物绝缘膜可具有1μm或更小的厚度偏差。
薄的聚合物绝缘膜可包括从由聚对苯二亚甲基、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂和聚碳酸酯树脂组成的组中选择的至少一种。
根据本公开的另一方面，片式电子组件可包括磁性主体，磁性主体包括绝缘基板。线圈图案部形成在绝缘基板的至少一个表面上。薄的聚合物绝缘膜包覆线圈图案部。外电极形成在磁性主体的至少一个端表面上并连接到线圈图案部。薄的聚合物绝缘膜可具有3μm或更小的厚度。
薄的聚合物绝缘膜可具有1μm至3μm的厚度。
线圈图案部的线圈部分之间的区域可填充有磁性材料。
薄的聚合物绝缘膜可在与线圈图案部的形状对应的同时形成在线圈图案部的表面上。
薄的聚合物绝缘膜可具有1μm或更小的厚度偏差。
薄的聚合物绝缘膜可包括从由聚对苯二亚甲基、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂和聚碳酸酯树脂组成的组中选择的至少一种。
根据本公开的另一方面，片式电子组件可包括磁性主体，磁性主体包括绝缘基板。线圈图案部形成在绝缘基板的至少一个表面上。薄的聚合物绝缘膜包覆线圈图案部。外电极形成在磁性主体的至少一个端表面上并连接到线圈图案部。线圈图案部的线圈部分之间的区域包覆有薄的聚合物绝缘膜并且可填充有磁性材料。
薄的聚合物绝缘膜可具有1μm至3μm的厚度。
线圈图案部的线圈部分之间的距离可为3μm至15μm。
薄的聚合物绝缘膜可在与线圈图案部的形状对应的同时形成在线圈图案部的表面上。
薄的聚合物绝缘膜可具有1μm或更小的厚度偏差。
薄的聚合物绝缘膜可包括从由聚对苯二亚甲基、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂和聚碳酸酯树脂组成的组中选择的至少一种。
根据本公开的另一方面，提供了一种制造片式电子组件的方法。所述方法包括在绝缘基板的至少一个表面上形成线圈图案部。形成包覆线圈图案部的薄的聚合物绝缘膜。通过在其上形成有线圈图案部的绝缘基板的上面和下面堆叠磁性层来形成磁性主体。在磁性主体的至少一个端表面上形成外电极，使得外电极被连接到线圈图案部。薄的聚合物绝缘膜的表面的形状与线圈图案部的表面的形状基本上一致(基本上保形)。
可通过化学气相沉积(CVD)来形成薄的聚合物绝缘膜。
可通过使用其二聚体在120℃至180℃是以气相存在并且在650℃至700℃被热解成为单体的化合物来形成薄的聚合物绝缘膜。
薄的聚合物绝缘膜可形成为具有1μm至3μm的厚度。
薄的聚合物绝缘膜可形成为具有1μm或更小的厚度偏差。
在形成磁性主体的步骤中，可用磁性材料填充包覆有薄的聚合物绝缘膜的线圈图案部的线圈部分之间的区域。
将在下面的描述中部分地阐述附加的优点和新特征，并且在查阅下面的描述和附图时本领域技术人员将部分地清楚附加的优点和新特征，或者附加的优点和新特征可通过示例的操作或制造来得知。通过实践或使用在下面讨论的详细示例中阐明的方法、手段和组合的各种方面，可实现并获得本教导的优点。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的上述和其他方面、特征和其他优点将被更加清楚的理解，在附图中：
图1是示出根据本公开的示例性实施例的设置在片式电子组件内的线圈图案部的透视图；
图2是沿图1的I-I'线截取的剖视图；
图3是根据本公开的另一示例性实施例的沿图1的I-I'线截取的剖视图；
图4是图2的A部分的放大图；
图5是图3的B部分的放大图；
图6是根据本公开的示例性实施例的在片式电子组件中的具有薄的聚合物绝缘膜的线圈图案部的放大扫描电子显微镜(SEM)照片；以及
图7是示出根据本公开的示例性实施例的制造片式电子组件的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的示例性实施例。
然而，本公开可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且这些实施例将向本领域技术人员充分地传达本公开的范围。
在附图中，为了清楚起见，会夸大元件的形状和尺寸，并且相同的附图标记将始终用于指示相同或相似的元件。
片式电子组件
在下文中，将描述根据本公开的示例性实施例的片式电子组件，具体地，薄膜电感器。然而，本公开不限于此。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的设置在片式电子组件内的线圈图案部的透视图，图2是沿图1的I-I'线截取的剖视图。图3是根据本公开的另一示例性实施例的沿图1的I-I'线截取的剖视图。
参照图1至图3，作为片式电子组件的示例，公开了用在电源电路的电源线中的薄膜电感器100。除了片式电感器之外，可将片式磁珠、片式滤波器等作为片式电子组件来适当地使用。
薄膜电感器100可包括磁性主体50、绝缘基板20、内线圈图案部40和外电极80。
磁性主体50可形成薄膜电感器100的外观，并且可不受限制地由任何材料形成，只要该材料可表现出磁性即可。例如，可通过用铁氧体或金属基软磁材料填充内部空间来形成磁性主体50。铁氧体的示例可包括Mn-Zn基铁氧体、Ni-Zn基铁氧体、Ni-Zn-Cu基铁氧体、Mn-Mg基铁氧体、Ba基铁氧体或Li基铁氧体等，并且金属基软磁材料的示例可包括Fe-Si-B-Cr基非晶金属粉末。然而，磁性主体50的材料不限于此。
磁性主体50可具有六面体形状。为了清楚的描述本公开的示例性实施例，将定义六面体的方向。在图1中示出的六面体的L、W和T分别表示长度方向、宽度方向和厚度方向。磁性主体50可具有长方体形状。
形成在磁性主体50中的绝缘基板20可由薄膜形成。为此可使用例如印刷电路板(PCB)、铁氧体基板或金属基软磁基板等。
绝缘基板20可具有形成在其中心部中的通孔，其中，可用诸如铁氧体或金属基软磁材料等的磁性材料来填充通孔以形成芯部。可用磁性材料来填充芯部，由此增大电感L。
线圈图案部40可分别形成在绝缘基板20的一个表面和另一表面上，其中，线圈图案部40可具有线圈形图案。
线圈图案部40可包括螺旋形线圈图案，形成在绝缘基板20的一个表面上的线圈图案部40可通过形成在绝缘基板20中的通路电极45(图1)电连接到形成在绝缘基板20的另一表面上的线圈图案部。
线圈图案部40和通路电极45可包括诸如银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)或它们的合金等的具有优异导电性的金属。
薄的聚合物绝缘膜30可形成在线圈图案部40的表面上，由此包覆线圈图案部40。
薄的聚合物绝缘膜30的表面可与线圈图案部40的表面的形状对应。如图2和图3所示，聚合物绝缘膜30在与线圈图案部40的表面的形状对应的同时薄薄地包覆在线圈图案部40的表面上。
薄的聚合物绝缘膜30可以在与线圈图案部40的形状对应的同时延伸至线圈部分的下部，由此防止线圈图案部40的一部分暴露并防止漏电流和不良波形。
根据本公开的示例性实施例的薄的聚合物绝缘膜30可通过化学气相沉积(CVD)来形成或通过使用具有低粘度的聚合物涂覆溶液的浸渍法来形成。
薄的聚合物绝缘膜30可具有3μm或更小的厚度，更优选地，可具有1μm至3μm的厚度。
当薄的聚合物绝缘膜30的厚度小于1μm时，在堆叠和压紧磁性层期间绝缘膜会损坏，因线圈图案部40与磁性材料之间的接触而导致不良波形。当薄的聚合物绝缘膜30的厚度大于3μm时，磁性主体内的磁性材料所占的体积会减少与绝缘膜的增大的厚度同样多的程度，导致在增大电感方面的限制。
薄的聚合物绝缘膜30的厚度可以是均匀的并具有1μm或更小的厚度偏差。厚度偏差表示通过观察线圈图案部40的横截面，包覆在相应线圈图案上的薄的聚合物绝缘膜30的最厚部分与最薄部分之间的差。
当薄的聚合物绝缘膜30的厚度偏差大于1μm时，会在堆叠和压紧磁性层期间损坏绝缘膜或暴露线圈图案部40的一部分，由于线圈图案部40与磁性材料之间的接触而导致不良波形。
薄的聚合物绝缘膜30可包括聚对苯二亚甲基、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂或它们的混合物，但不限于此。
图4是图2的A部分的放大图，图5是图3的B部分的放大图。
参照图4，可以只有薄的聚合物绝缘膜30形成在线圈图案部40的线圈部分之间的区域中。当线圈图案部40的线圈部分之间的距离d1短时，可以仅有薄的聚合物绝缘膜30形成在线圈部分之间的区域中。
同时，参照图5，可用磁性材料来填充线圈图案部40的线圈部分之间的区域。
因为聚合物绝缘膜30在与线圈图案部40的形状对应的同时被薄薄地形成，所以可在线圈部分之间的区域中形成空间。用磁性材料填充该空间，从而磁性材料所占的体积增加，由此电感可增大与磁性材料的增大的体积同样多的程度。
因为薄的聚合物绝缘膜30均匀地形成在线圈图案部40的表面上以延伸至线圈部分的下部，所以可防止由填充线圈部分之间的区域的磁性材料导致的不良波形等，并且可增大电感。
在根据本公开的该示例性实施例的用磁性材料填充线圈图案部40的线圈部分之间的区域的结构的情况下，线圈图案部40的线圈部分之间的距离d2可为3μm至15μm，磁性材料的颗粒直径可为0.1μm至15μm。
图6是根据本公开的示例性实施例的在片式电子组件中的具有薄的聚合物绝缘膜的线圈图案部的放大扫描电子显微镜(SEM)照片。
参照图6，聚合物绝缘膜30在与线圈图案部40的形状对应的同时薄薄地形成在线圈图案部40的表面上。尽管图6示出只有薄的聚合物绝缘膜30形成在线圈部分之间的空间中的结构，但在线圈部分之间的距离增大的情况下，还可将磁性材料提供在线圈部分之间的空间中。
形成在绝缘基板20的一个表面上的线圈图案部40的一端可暴露于磁性主体50的在其长度方向上的一端表面，形成在绝缘基板20的另一表面上的线圈图案部40的另一端可暴露于磁性主体50的在其长度方向上的另一端表面。
外电极80可分别形成在磁性主体50的在其长度方向上的两个端表面上，从而连接到线圈图案部40的暴露于磁性主体50的端表面的端部。外电极80可延伸至磁性主体50的在其厚度方向上的两个端表面和/或磁性主体50的在其宽度方向上的两个端表面。
外电极80可由具有优异导电性的金属形成。为此可使用例如镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)或银(Ag)，或者它们的合金。
制造片式电子组件的方法
图7是示出根据本公开的示例性实施例的制造片式电子组件的方法的流程图。
参照图7，首先，可在绝缘基板20的至少一个表面上形成线圈图案部40(S1)。
绝缘基板20不受具体限制。例如，可使用印刷电路板(PCB)、铁氧体基板或金属基软磁基板等作为绝缘基板20，绝缘基板20可具有40μm至100μm的厚度。
形成线圈图案部40的方法可以是例如电镀法，但不限于此。线圈图案部40可由诸如银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)或它们的合金等的具有优异导电性的金属形成。
可通过在绝缘基板20的部分中形成孔并用导电材料填充所述孔来形成形成通路电极45，可通过通路电极45将形成在绝缘层20的一个表面上的线圈图案部40电连接到形成在绝缘基板20的另一表面上的线圈图案部。
可通过执行钻孔工艺、激光加工、喷砂工艺或冲孔工艺等来在绝缘基板20的中心部分中形成孔。
接着，可在线圈图案部40的表面上形成薄的聚合物绝缘膜30(S2)。
可通过化学气相沉积(CVD)或通过使用具有低粘度的聚合物涂覆溶液的浸渍法来形成薄的聚合物绝缘膜30。
因为薄的聚合物绝缘膜30是通过化学气相沉积(CVD)或通过使用具有低粘度的聚合物涂覆溶液的浸渍法形成，所以可将聚合物绝缘膜30在与线圈图案部40的表面的形状对应的同时薄薄地形成在线圈图案部40的表面上，薄的聚合物绝缘膜30可延伸至线圈部分的下部，由此防止线圈图案部40暴露并防止漏电流和不良波形。
当使用化学气相沉积(CVD)时，可通过使用其二聚体在120℃至180℃是以气相存在且在650℃至700℃被热解成为单体的化合物来形成薄的聚合物绝缘膜30。例如，可使用聚对苯二亚甲基。
用在低粘度浸渍法中的聚合物不受具体限制，只要它可形成绝缘薄膜即可。例如，聚合物可包括环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂或它们的混合物。
可将薄的聚合物绝缘膜30形成为具有3μm或更小的厚度，更优选地，形成为具有1μm至3μm的厚度。
当薄的聚合物绝缘膜30的厚度小于1μm时，在堆叠和压紧磁性层期间绝缘膜会损坏，由于线圈图案部40与磁性材料之间的接触而导致不良波形。当薄的聚合物绝缘膜30的厚度大于3μm时，磁性材料所占的体积会减少与绝缘膜的增大的厚度同样多的程度，导致在增大电感方面的限制。
薄的聚合物绝缘膜30的厚度可以是均匀的，并具有1μm或更小的厚度偏差。
当薄的聚合物绝缘膜30的厚度偏差大于1μm时，在堆叠和压紧磁性层期间绝缘膜会损坏或者线圈图案部40的部分会被暴露，由于线圈图案部40与磁性材料之间的接触而导致不良波形。
接着，可在其上形成有线圈图案部40的绝缘基板20的上面和下面堆叠磁性层，由此形成磁性主体50(S3)。
可通过堆叠绝缘基板20的两个表面并用层压法或等静压法压制堆叠的磁性层来形成磁性主体50。
这里，可用磁性材料来填充孔，由此形成芯部。
还可用磁性材料来填充位于线圈图案部40的线圈部分之间的区域。
因为将聚合物绝缘膜30在与线圈图案部40的形状对应的同时薄薄地形成在线圈图案部40的表面上，所以可在线圈部分之间的区域中形成空间。可在堆叠和压紧磁性层期间用磁性材料填充该空间。还可用磁性材料填充线圈图案部40的线圈部分之间的区域，从而可增大磁性材料所占的体积，由此电感可增大与磁性材料的增大的体积同样多的程度。
因为薄的聚合物绝缘膜30在与线圈图案部40的表面对应的同时均匀地形成为延伸至线圈部分的下部，所以可防止由填充线圈部分之间的区域的磁性材料导致的不良波形等并且可增大电感。
接着，可在磁性主体50的至少一个端表面上形成外电极80，以被连接到暴露到其的线圈图案部40(S4)。
可使用包含具有优异导电性的金属的导电膏来形成外电极80，其中，导电膏可包括例如镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)和银(Ag)或它们的合金。除了印刷法之外，可根据外电极80的形状通过执行浸渍法等来形成外电极80。
将省略与根据本公开的上述示例性实施例的片式电子组件的特征相同的特征的多余的描述。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，提供了一种片式电子组件及其制造方法，所述片式电子组件包括薄的绝缘膜，该绝缘膜具有减小的宽度并延伸至线圈图案的下部而不暴露线圈图案，以使得线圈图案不与磁性材料直接接触，由此防止高频下的不良波形，并增大电感。
尽管上面已经示出并描述了示例性实施例，但对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以作出修改和改变。
Claims (12)
1.一种片式电子组件，包括：
磁性主体，包括绝缘基板；
线圈图案部，设置在所述绝缘基板的至少一个表面上；
薄的聚合物绝缘膜，包括竖直部分和顶部分，所述竖直部分自所述绝缘基板包覆在所述线圈图案部的侧表面上，并且均具有1μm至3μm的厚度，所述顶部分连接所述竖直部分，具有1μm至3μm的厚度，并且包覆在所述线圈图案部的连接所述线圈图案部的所述侧表面的顶表面上；以及
外电极，设置在所述磁性主体的至少一个端表面上并且连接到所述线圈图案部，
其中，所述薄的聚合物绝缘膜的表面的形状与所述线圈图案部的表面的形状随形，
其中，所述磁性主体包括磁性材料，所述磁性材料填充所述薄的聚合物绝缘膜的竖直部分之间的空间并且填埋所述线圈图案部。
2.如权利要求1所述的片式电子组件，其中，所述薄的聚合物绝缘膜具有1μm或更小的厚度偏差，所述厚度偏差被定义为包覆在相应线圈图案上的所述薄的聚合物绝缘膜的最厚部分与最薄部分之间的差。
3.如权利要求1所述的片式电子组件，其中，所述薄的聚合物绝缘膜包括从由聚对苯二亚甲基、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂和聚碳酸酯树脂组成的组中选择的至少一种。
4.如权利要求1所述的片式电子组件，其中，所述薄的聚合物绝缘膜的所述顶部分具有弧形形状，
其中，所述薄的聚合物绝缘膜通过化学气相沉积来形成或通过使用具有低粘度的聚合物涂覆溶液的浸渍法来形成。
5.如权利要求1所述的片式电子组件，其中，所述磁性主体包含Fe-Si-B-Cr基非晶金属粉末。
6.如权利要求1所述的片式电子组件，其中，所述线圈图案部的线圈部分之间的距离为3μm至15μm。
7.一种片式电子组件，包括：
磁性主体，包括绝缘基板；
线圈图案部，形成在所述绝缘基板的至少一个表面上，所述线圈图案部包括多个线圈部分；
薄的聚合物绝缘膜，包括竖直部分和顶部分，所述竖直部分自所述绝缘基板包覆在所述线圈图案部的侧表面上，并且均具有1μm至3μm的厚度，所述顶部分连接所述竖直部分，具有1μm至3μm的厚度，并且包覆在所述线圈图案部的连接所述线圈图案部的所述侧表面的顶表面上；以及
外电极，形成在所述磁性主体的至少一个端表面上并且连接到所述线圈图案部，
其中，所述薄的聚合物绝缘膜的所述顶部分具有弧形形状，并且所述薄的聚合物绝缘膜的表面的形状与所述线圈图案部的表面的形状随形。
8.如权利要求7所述的片式电子组件，其中，只有所述薄的聚合物绝缘膜形成在所述线圈图案部的所述线圈部分之间的区域中。
9.如权利要求7所述的片式电子组件，其中：
所述线圈图案部的线圈部分之间的区域填充有磁性材料，使得所述线圈图案部的所述线圈部分之间的距离为3μm至15μm。
10.如权利要求7所述的片式电子组件，其中，所述薄的聚合物绝缘膜具有1μm或更小的厚度偏差，所述厚度偏差被定义为包覆在相应线圈图案上的所述薄的聚合物绝缘膜的最厚部分与最薄部分之间的差。
11.如权利要求7所述的片式电子组件，其中，所述薄的聚合物绝缘膜包括从由聚对苯二亚甲基、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂和聚碳酸酯树脂组成的组中选择的至少一种。
12.如权利要求7所述的片式电子组件，其中，所述磁性主体包含Fe-Si-B-Cr基非晶金属粉末。
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