CN111292924A - 线圈电子组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线圈电子组件，所述线圈电子组件包括：支撑基板；线圈图案，设置在所述支撑基板上；包封剂，包封所述支撑基板的至少一部分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并且连接到所述线圈图案。所述线圈图案包括具有小于或等于1.5μm的厚度的种子层和设置在所述种子层上的镀层。

Description

线圈电子组件

本申请要求于2018年12月7日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0157290号韩国专利申请的优先权的权益，该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

由于诸如数字电视、移动电话、膝上型电脑等的电子装置已被设计为具有减小的尺寸，因此已经要求使用在这样的电子装置中的线圈电子组件具有减小的尺寸。为了满足这样的需求，已经进行了大量的研究以开发新型的缠绕型或薄膜型线圈电子组件。

在开发具有减小尺寸的线圈电子组件时的重要考虑是在减小线圈电子组件的尺寸之后保持与之前的特性相同的特性。为此，可能需要增大填充芯部的磁性材料的含量。然而，在增大磁性材料的含量方面可能会因对电感器主体的强度的要求、由绝缘性能引起的频率性能的改变及其他原因而存在限制。

已经进行了许多尝试来进一步减小包括作为具有复杂结构、多功能性、减小的尺寸等的集合的线圈电子组件的片的厚度。因此，在相应的技术领域中，需要确保具有减小的尺寸的片的高的性能和可靠性。

发明内容

本公开的一方面在于提供一种即使在通过减小线圈图案之间的间隙来减小线圈电子组件的尺寸时仍可确保足够性能的线圈电子组件。此外，当在支撑基板中形成通孔时，可减小施加到支撑基板和其他组件的工艺冲击。

根据本公开的一方面，一种线圈电子组件包括：支撑基板；线圈图案，设置在所述支撑基板上；包封剂，包封所述支撑基板的至少一部分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并且连接到所述线圈图案，并且所述线圈图案包括具有小于或等于1.5μm的厚度的种子层和设置在所述种子层上的镀层。

所述种子层可具有大于或等于0.5μm的厚度。

所述线圈图案可形成多匝，并且彼此相邻的匝可彼此间隔开小于或等于35μm的节距。

所述支撑基板可具有大于或等于20μm且小于或等于40μm的厚度。

所述镀层可包括设置在所述种子层上的第一镀层和覆盖所述第一镀层的第二镀层。

所述第一镀层可以为图案镀层并且可具有与所述种子层的宽度相同的宽度。

所述第二镀层可覆盖所述第一镀层的上表面和侧表面并且可覆盖所述种子层的侧表面。

所述第二镀层可以为各向同性镀层。

所述镀层还可包括设置在所述第二镀层的上表面上的第三镀层。

所述第三镀层可以为各向异性镀层。

所述包封剂可具有小于或等于0.65mm的厚度。

所述种子层可被构造为Cu层。

根据本公开的另一方面，一种线圈电子组件包括：支撑基板；线圈图案，形成多匝并设置在所述支撑基板上；包封剂，在所述线圈图案的相邻匝之间延伸并且包封所述支撑基板的至少一部分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并且连接到所述线圈图案。所述线圈图案在相邻匝的外侧表面之间的线圈节距为小于或等于35μm。

所述线圈图案可具有种子层和设置在所述种子层上的镀层，并且所述种子层的相邻匝的外侧表面之间的线圈节距可小于或等于35μm。

所述种子层可具有小于或等于1.5μm的厚度。

所述线圈图案可包括设置在所述支撑基板的上表面上的第一线圈图案，所述包封剂可包括从所述第一线圈图案的最上表面延伸至所述包封剂的上表面的覆盖部，并且所述覆盖部的在厚度方向上的厚度可小于所述第一线圈图案的在所述厚度方向上的厚度，所述厚度方向与所述支撑基板的其上具有所述第一线圈图案的表面正交。

所述线圈图案可包括第一线圈图案和第二线圈图案，所述第一线圈图案和所述第二线圈图案设置在所述支撑基板的相对表面上并且通过贯穿所述支撑基板的过孔串联连接，并且所述第一线圈图案和所述第二线圈图案中的每者可包括种子层和镀层，所述种子层接触所述支撑基板的所述相对表面中的相应一者并且具有小于或等于1.5μm的厚度，所述镀层设置在所述种子层上并且厚度大于所述种子层的厚度。

所述第一线圈图案和所述第二线圈图案中的每者可包括多匝，并且所述第一线圈图案的匝可沿着厚度方向与所述第二线圈图案的匝之间的空间重叠，所述厚度方向与所述支撑基板的所述相对表面正交。

所述包封剂可包括上覆盖部和下覆盖部，所述上覆盖部从所述第一线圈图案的最上表面延伸至所述包封剂的上表面，所述下覆盖部从所述第二线圈图案的最下表面延伸至所述包封剂的下表面，并且所述上覆盖部的在厚度方向上的厚度和所述下覆盖部的在所述厚度方向上的厚度可分别小于所述第一线圈图案在所述厚度方向上的厚度和所述第二线圈图案在所述厚度方向上的厚度，所述厚度方向与所述支撑基板的所述相对表面正交。

所述线圈图案可具有种子层和设置在所述种子层上的镀层，并且所述种子层的厚度可大于或等于0.5μm且小于或等于1.5μm。

附图说明

通过以下结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和优点将被更加清楚地理解，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；

图2和图3分别是沿着图1中的线I-I′和II-II′截取的截面图；

图4和图5是示出形成图1中所示的线圈电子组件中的线圈图案的示例方法的示图；以及

图6是示出根据本公开的变型示例实施例的线圈电子组件的示图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图如下描述本公开的实施例。

然而，本公开可按照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。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将要把本公开的范围充分传达给本领域技术人员。因此，为了清楚示出和描述，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的相同概念的范围内，具有彼此相同功能的元件将使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和图3分别是沿着图1中的线I-I′和II-II′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，并且线圈图案103可包括种子层103a和设置在种子层103a上的镀层103b。种子层103a的厚度t1可被构造为小于或等于1.5μm，因此，将要根据线圈图案103的形状而被蚀刻的镀层103b可不被过度蚀刻。稍后将更详细地描述该构造。

包封剂101可包封支撑基板102的至少一部分和线圈图案103的至少一部分，并且可形成线圈电子组件100的外型。在示例实施例中，包封剂101的长度(在图1中的X方向上获取的长度)可比厚度(在图1中的Z方向上获取的长度)大，并且包封剂101的厚度与长度的比值可小于或等于0.6。如上所述的具有减小的厚度的线圈电子组件100可被构造为低轮廓组件。在这种情况下，包封剂101的厚度T可小于或等于0.65mm。在具有低轮廓形式的线圈电子组件100中，在增大线圈图案103的尺寸方面可能存在限制，使得可能难以改善电性能和磁性能。在示例实施例中，可通过减小种子层103a的厚度或其他方法来减小线圈图案103之间的间隙，因此，即使在线圈电子组件100的尺寸减小时，仍可充分地确保诸如电感等的性能。

当包封剂101的覆盖线圈图案103的区域被定义为覆盖部(例如，设置在支撑基板102的上表面上的线圈图案103的最上表面与包封剂101的上表面之间的区域的上覆盖部以及设置在支撑基板102的下表面上的线圈图案103的最下表面与包封剂101的下表面之间的区域的下覆盖部)时，覆盖部(即，上覆盖部和下覆盖部)的厚度可小于线圈图案103(即，设置在支撑基板102的上表面和下表面上的线圈图案103)的厚度。线圈图案103的厚度可大于或等于覆盖部的厚度的两倍。因此，与支撑基板102的厚度和覆盖部的厚度相比，可通过增大线圈图案103的厚度来改善线圈电子组件100的直流电阻性能和串联电感Ls性能。

包封剂101可被构造为使引出图案L的部分区域向外暴露。包封剂101可包括磁性颗粒，并且绝缘树脂可介于磁性颗粒之间。磁性颗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中的磁性颗粒。当磁性颗粒通过金属实现时，磁性颗粒可以是Fe基合金等。例如，磁性颗粒可以是具有Fe-Si-B-Cr基合金、Fe-Ni基合金等的成分的纳米晶合金。作为示例，Fe基合金颗粒的粒径可大于或等于0.1μm且小于或等于20μm，并且Fe基合金颗粒可分布在诸如环氧树脂或聚酰亚胺的聚合物上。当磁性颗粒通过Fe基合金实现时，可改善诸如磁导率的磁性能，但是磁性颗粒可能易于受静电放电(ESD)的影响。因此，额外的绝缘结构可介于线圈图案103与磁性颗粒之间。此外，包封剂101可填充如示图中所示的在线圈图案103中的相邻图案或相邻绕组之间的区域。

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，通孔可形成在支撑基板102的中央部分中，贯穿支撑基板102的厚度，并且通孔可填充有包封剂101，从而形成磁芯部C。在示例实施例中，支撑基板102的厚度t2可大于或等于20μm且小于或等于40μm，支撑基板102的厚度t2可小于在通常的线圈电子组件中使用的支撑基板的厚度。与在通常的线圈电子组件中使用的支撑基板的厚度相比，通过减小支撑基板102的厚度t2，可增大线圈图案103的厚度，并且可增大填充位于线圈图案103之间的区域的包封剂101的量。因此，相对于具有相同厚度的组件，随着线圈图案103的厚度增大，可改善直流电阻(Rdc)性能，并且随着包括在包封剂101中的磁性颗粒的量增大，还可改善Ls性能。

线圈图案103可设置在支撑基板102的在厚度方向(例如，Z方向)上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)中的至少一者上。如在示例实施例中，线圈图案103可设置在支撑基板102的第一表面和第二表面两者上，或者可选地，线圈图案103可仅设置在第一表面和第二表面中的一者上。线圈图案103可包括垫区域(padregion)P，并且形成在支撑基板102的第一表面和第二表面上的线圈图案103可通过在垫区域P中贯穿支撑基板102的过孔V彼此连接。贯穿支撑基板102的过孔V可通过使用激光工艺形成通路孔并且利用导电层填充通路孔来形成。当执行激光工艺时，可将工艺冲击施加到支撑基板102。如上所述，当支撑基板102具有20μm至40μm的相对薄的厚度时，可减少激光工艺能量，并且可降低施加到支撑基板102的工艺冲击。另外，可减小形成在支撑基板102中的过孔V的尺寸，使得可容易地减小线圈电子组件100的尺寸。此外，还可在形成种子层103a的同时执行激光工艺。当如示例实施例中使用具有小于或等于1.5μm的相对薄的厚度的种子层103a时，可进一步减小激光工艺冲击。

如上所述，线圈图案103可包括具有小于或等于1.5μm的厚度t1的种子层103a以及设置在种子层103a上的镀层103b。在这种情况下，种子层103a可具有大于或等于0.5μm的厚度。种子层103a可被构造为Cu层，Cu层被构造为Cu薄膜。可选地，种子层103a可包括其他金属元素(诸如Ag、Pt、Ni等)，并且可不包括Cu。可通过将种子层103a的厚度构造为小于在通常的线圈电子组件中使用的种子层的厚度来减小线圈图案103中的匝之间的间隙，因此，可增大线圈图案103的匝数、磁芯部C的尺寸等。线圈图案103的匝数的增大、磁芯部C的尺寸的增大等可改善线圈电子组件100的电感性能。例如，参照图2，线圈图案103可形成多匝或多个绕组，并且彼此相邻的匝/绕组可彼此间隔开小于或等于35μm的节距d。如图2中所示，节距d可以是线圈图案103的相邻匝的外侧表面(即，每匝线圈的靠近外部的表面)之间的距离。此外，形成在支撑基板102的第一表面上的线圈图案103的匝沿着厚度方向(例如，Z方向)与形成在支撑基板102的第二表面上的线圈图案103的匝之间的空间重叠。

将参照图4和图5描述其中精细的节距通过具有相对薄的厚度的种子层103a实现的示例实施例。图4示出了种子层103a′和镀层103b′依次形成在支撑基板102上的示例。镀层103b′可被构造为使用种子层103a′作为种子形成的图案镀层，并且可包括诸如Cu、Ag、Pt、Ni等的元素。由于图4中所示的种子层103a′形成在支撑基板102的整个表面上，因此可能需要根据线圈图案103的形状来蚀刻种子层103a′。当蚀刻种子层103a′时，也可蚀刻镀层103b′。图5示出了完成蚀刻工艺的示例，并且示图中的虚线表示蚀刻工艺之前的种子层103a′和镀层103b′的外轮廓。通过蚀刻工艺，种子层103a和镀层103b可具有相同的宽度。此外，作为蚀刻工艺的结果，镀层103b的宽度可减小与种子层103a的厚度成比例的厚度。

当种子层103a'具有相对大的厚度时，镀层103b'可能被过度蚀刻。因此，可能减小线圈图案103的厚度，并且可能增大匝之间的间隙。根据本公开中进行的试验，当种子层103a的厚度t1被构造为小于或等于1.5μm时，可显著降低镀层103b′的过度蚀刻。然而，当种子层103a的厚度t1过薄时，在执行蚀刻工艺时可能在支撑基板102中形成凹部，并且可能难以形成线圈图案103。下表1记录了根据种子层103a的厚度在不同的测试条件下获得的试验测试结果，试验测试结果包括是否实现精细的节距、是否在基板中形成凹部以及是否实现线圈。在测试中，当线圈图案103中的彼此相邻的匝之间的距离小于或等于35μm时，将是否实现精细的节距确定为“O”。

【表1】

如测试的结果中所示，当种子层的厚度超过1.5μm时，线圈图案之间的间隙增大，使得不能够实现精细的间距。这是因为在蚀刻种子层的工艺期间，过度蚀刻了线圈图案，因此产生的线圈的节距增大为超过精细的节距的最大阈值。当种子层的厚度小于0.5μm时，在基板中形成了凹部。因此，已表明的是，种子层的优选厚度可大于或等于0.5μm且小于或等于1.5μm。

在下面的描述中，将参照图1、图2和图3描述线圈电子组件100的其他组件。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性的金属的膏来形成，并且膏可以是包括例如镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)和银(Ag)中的一种或者它们的合金的导电膏。外电极105和106中的每者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可被构造为宽度大于线圈图案103的宽度，从而延伸至外电极105和106、接触外电极105和106并由此连接到外电极105和106。宽度可以是在图1和图2中的X方向上获取的宽度。

在下面的描述中，将参照图6描述线圈电子组件的变型示例。图6仅示出了支撑基板102和线圈图案103，并且其他组件可被构造为与前述示例实施例中的其他组件相同。在变型示例中，线圈图案103可包括种子层103a以及多个镀层103b、103c和103d。多个镀层103b、103c和103d将分别被称为

第一镀层103b、第二镀层103c和第三镀层103d。第一镀层103b可被构造为使用如上所述的种子层103a作为种子形成的图案镀层，并且第一镀层103b的宽度可与种子层103a的宽度相同。

第二镀层103c可覆盖第一镀层103b的上表面和侧表面以及种子层103a的侧表面。在这种情况下，第二镀层103c可被构造为各向同性镀层。第三镀层103d可设置在第二镀层103c的上部，并且可被构造为各向异性镀层，在厚度方向上而不在宽度方向上促进第三镀层103d的生长。图6示出了其中第三镀层103d仅覆盖第二镀层103c的上表面的示例，但其示例实施例不限于此。第三镀层103d也可覆盖第二镀层103c的侧表面。如在变型示例中，线圈图案103可具有多层结构，在这种情况下，可提高线圈图案103的纵横比，使得可改善线圈图案103的直流电阻(Rdc)性能等。

根据上述示例实施例，在线圈电子组件中，可通过使用具有相对薄的厚度的种子图案实现线圈图案来减小线圈图案之间的间隙，并且即使当减小线圈电子组件的尺寸时，也可获得高的性能。

虽然以上已经示出并描述了示例性实施例，但对本领域技术人员来说将明显的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可进行修改和变形。

Claims (20)

1.一种线圈电子组件，包括：

支撑基板；

线圈图案，设置在所述支撑基板上；

包封剂，包封所述支撑基板的至少一部分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并且连接到所述线圈图案，

其中，所述线圈图案包括具有小于或等于1.5μm的厚度的种子层和设置在所述种子层上的镀层。

2.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述种子层具有大于或等于0.5μm的厚度。

3.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案形成多匝，并且彼此相邻的匝彼此间隔开小于或等于35μm的节距。

4.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述支撑基板具有大于或等于20μm且小于或等于40μm的厚度。

5.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述镀层包括设置在所述种子层上的第一镀层和覆盖所述第一镀层的第二镀层。

6.根据权利要求5所述的线圈电子组件，其中，所述第一镀层为图案镀层并且具有与所述种子层的宽度相同的宽度。

7.根据权利要求5所述的线圈电子组件，其中，所述第二镀层覆盖所述第一镀层的上表面和侧表面并且覆盖所述种子层的侧表面。

8.根据权利要求7所述的线圈电子组件，其中，所述第二镀层为各向同性镀层。

9.根据权利要求7所述的线圈电子组件，其中，所述镀层还包括设置在所述第二镀层的上表面上的第三镀层。

10.根据权利要求9所述的线圈电子组件，其中，所述第三镀层为各向异性镀层。

11.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述包封剂具有小于或等于0.65mm的厚度。

12.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述种子层为Cu层。

13.一种线圈电子组件，包括：

支撑基板；

线圈图案，形成多匝并设置在所述支撑基板上；

包封剂，在所述线圈图案的相邻匝之间延伸并且包封所述支撑基板的至少一部分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并且连接到所述线圈图案，

其中，所述线圈图案在相邻匝的外侧表面之间的线圈节距为小于或等于35μm。

14.根据权利要求13所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案具有种子层和设置在所述种子层上的镀层，并且所述种子层的相邻匝的外侧表面之间的线圈节距小于或等于35μm。

15.根据权利要求14所述的线圈电子组件，其中，所述种子层具有小于或等于1.5μm的厚度。

16.根据权利要求13所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案包括设置在所述支撑基板的上表面上的第一线圈图案，所述包封剂包括从所述第一线圈图案的最上表面延伸至所述包封剂的上表面的覆盖部，并且所述覆盖部的在厚度方向上的厚度小于所述第一线圈图案的在所述厚度方向上的厚度，所述厚度方向与所述支撑基板的其上具有所述第一线圈图案的表面正交。

17.根据权利要求13所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案包括第一线圈图案和第二线圈图案，所述第一线圈图案和所述第二线圈图案设置在所述支撑基板的相对表面上并且通过贯穿所述支撑基板的过孔串联连接，并且

所述第一线圈图案和所述第二线圈图案中的每者包括种子层和镀层，所述种子层接触所述支撑基板的所述相对表面中的相应一者并且具有小于或等于1.5μm的厚度，所述镀层设置在所述种子层上并且厚度大于所述种子层的厚度。

18.根据权利要求17所述的线圈电子组件，其中，所述第一线圈图案和所述第二线圈图案中的每者包括多匝，并且所述第一线圈图案的匝沿着厚度方向与所述第二线圈图案的匝之间的空间重叠，所述厚度方向与所述支撑基板的所述相对表面正交。

19.根据权利要求17所述的线圈电子组件，其中，所述包封剂包括上覆盖部和下覆盖部，所述上覆盖部从所述第一线圈图案的最上表面延伸至所述包封剂的上表面，所述下覆盖部从所述第二线圈图案的最下表面延伸至所述包封剂的下表面，并且

所述上覆盖部的在厚度方向上的厚度和所述下覆盖部的在所述厚度方向上的厚度分别小于所述第一线圈图案在所述厚度方向上的厚度和所述第二线圈图案在所述厚度方向上的厚度，所述厚度方向与所述支撑基板的所述相对表面正交。

20.根据权利要求13所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案具有种子层和设置在所述种子层上的镀层，并且所述种子层的厚度大于或等于0.5μm且小于或等于1.5μm。

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