CN112309673A

CN112309673A - 线圈电子组件

Info

Publication number: CN112309673A
Application number: CN202010448782.0A
Authority: CN
Inventors: 田亨镇; 权纯光
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2019-07-24
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2021-02-02
Also published as: US11538620B2; CN117116601A; KR20210012284A; US20210027933A1; KR102244565B1

Abstract

本公开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的至少一个表面上，并且具有位于所述线圈图案的中央的芯区域；至少一个金属薄板，设置为使所述线圈图案位于所述金属薄板与所述支撑基板之间，并且具有朝向所述芯区域弯曲的形状；包封件，密封所述支撑基板、所述线圈图案和所述至少一个金属薄板的至少部分；以及外电极，设置在所述包封件的外部并连接到所述线圈图案。

Description

线圈电子组件

本申请要求于2019年7月24日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0089739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电子组件。

背景技术

随着诸如数字电视、移动电话和笔记本电脑的电子装置的小型化和纤薄化，在这些电子装置中使用的线圈组件需要做得更小和更薄。为了满足这样的目标，已积极地进行了具有各种形式的布线或薄膜的线圈电子组件的研究与开发。

根据线圈电子组件的小型化和纤薄化的主要问题在于不管这样的小型化和纤薄化如何仍提供与传统线圈组件相同的性能。为了满足这样的需求，有必要增加填充有磁性材料的芯中的磁性材料的比，但是由于电感器主体的强度和由绝缘性能引起的频率特性的变化，该比的增加存在限制。

在线圈电子组件的情况下，根据近来组件的复杂性、多功能性、纤薄等的变化，已对进一步减小片的厚度做出了尝试。因此，在本领域中，需要即使是在片的纤薄的趋势下仍确保高性能和可靠性的方法。

发明内容

本公开的一方面在于改善主体中的磁通密度并提高磁导率，以提高线圈电子组件的性能。

根据本公开的一方面，提出了一种线圈电子组件的新型结构，并且，详细地，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的至少一个表面上，并且在所述线圈图案的中央具有芯区域；至少一个金属薄板，设置为使所述线圈图案位于所述金属薄板与所述支撑基板之间，并且具有朝向所述芯区域弯曲的形状；包封件，密封所述支撑基板、所述线圈图案和至少一个所述金属薄板的至少部分；以及外电极，设置在所述包封件的外部并连接到所述线圈图案。

所述金属薄板可设置为多个金属薄板，并且多个所述金属薄板可在所述支撑基板的厚度方向上堆叠。

多个所述金属薄板中的与所述线圈图案更邻近的金属薄板可具有朝向所述芯区域弯曲的较宽区域。

在所述包封件的内部可填充有多个磁性颗粒。

多个所述磁性颗粒的至少部分可设置在多个所述金属薄板之间。

多个所述磁性颗粒和多个所述金属薄板可包括相同的材料。

所述相同的材料可包括Fe基合金。

至少一个所述金属薄板的设置在所述线圈图案上方的区域可具有平坦的形状。

至少一个所述金属薄板的部分区域可设置在所述线圈图案与所述包封件的外侧表面之间。

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，设置在所述支撑基板的至少一个表面上，并且在所述线圈图案的中央具有芯区域；多个金属薄板，设置为使所述线圈图案位于所述金属薄板与所述支撑基板之间；包封件，密封所述支撑基板、所述线圈图案和多个所述金属薄板的至少部分，并且所述包封件填充有多个磁性颗粒；以及外电极，设置在所述包封件的外部并连接到所述线圈图案，并且多个所述磁性颗粒的至少部分设置在多个所述金属薄板之间。

多个所述磁性颗粒和多个所述金属薄板可包括相同的材料。

所述相同的材料可包括Fe基合金。

通过以下详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。

附图说明

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

图1是示出根据实施例的线圈电子组件的示意性透视图；

图2是沿着图1的线I-I’截取的截面图；

图3是沿着图1的线II-II’截取的截面图；

图4示出了在采用包封件和金属薄板的形式时的放大的区域A；

图5示出了线圈电子组件的包封件的形成的示例；以及

图6至图9示出了根据修改实施例的线圈电子组件。

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，本公开可以以许多不同的形式进行例证，并且不应被解释为限于在此阐述的具体实施例。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。

在整个说明书中，将理解的是，当诸如层、区域或晶圆(基板)的元件被称为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的其他元件。相比之下，当元件被称为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，则可不存在介于它们之间的元件或层。同样的附图标记始终指的是同样的元件。如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一项和任意两项或更多项的任意组合。

显而易见的是，尽管可在此使用“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种构件、组件、区域、层和/或部分，但是这些构件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

为了便于描述，可在此使用诸如“上方”、“上面”、“下方”以及“下面”等空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。将理解的是，空间相对术语旨在除了包含附图中描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“上方”或“上面”的元件于是将被定位为在其他元件或特征“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据附图的特定方向可包含上方和下方两个方位。装置可另外定位(旋转90度或处于其他方位)，并且可相应地解释在此使用的空间相对描述符。

在此使用的术语仅描述了特定的实施例，并且本公开不被其限制。如在此使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，列举存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组，但不排除存在或添加一个或更多个其他的特征、整数、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组。

在下文中，将参照示出本公开的实施例的示意图来描述本公开的实施例。在附图中，例如，由于制造技术和/或公差，可估计所示出的形状的修改。因此，本公开的实施例不应被解释为限于在此示出的区域的特定形状，例如，还可包括由制造导致的形状上的变化。下面的实施例也可彼此组合。

下面描述的本公开的内容可具有各种构造，并且在此仅提出需要的构造，但不限于此。

图1是示出根据实施例的线圈电子组件的示意性透视图。图2和图3分别是沿着图1的线I-I’截取的截面图和沿着图1的线II-II’截取的截面图。图4示出了在采用包封件和金属薄板的形式时的放大的区域A。图5示出了线圈电子组件的包封件的形成的示例。

参照图1至图5，根据本公开的实施例的线圈电子组件100包括支撑基板102、线圈图案103、包封件101、至少一个金属薄板110以及外电极105和106。

包封件101可形成线圈电子组件100的外观，同时包封支撑基板102、线圈图案103和金属薄板110的至少部分。线圈图案103可包括引出图案L。在这种情况下，包封件101可形成为使引出图案L的连接到外电极105和106的区域暴露于外部。如图4中所示，包封件101可包括多个磁性颗粒111，并且绝缘树脂112可介于磁性颗粒之间。此外，绝缘膜可涂覆在磁性颗粒的表面上。由于多个磁性颗粒111包括在包封件101中，因此可提高包封件101的磁导率。因此，可提高线圈电子组件100的性能。

可包括在包封件101中的磁性颗粒111可以是铁氧体、金属等。在金属的情况下，举例来说，磁性颗粒可利用铁(Fe)基合金等形成。详细地，磁性颗粒111可利用Fe-Si-B-Cr基纳米晶合金、Fe-Ni基合金等形成。如上所述，当磁性颗粒111利用铁基合金形成时，诸如磁导率的磁特性是优异的，但可能会容易受静电放电(ESD)的损害。因此，附加的绝缘结构可介于线圈图案103和磁性颗粒之间。

线圈图案103可具有形成一匝或更多匝的螺旋结构，并且可形成在支撑基板102的至少一个表面上。在实施例中，描述了线圈图案103包括设置在支撑基板102的彼此相对的两个表面上的第一线圈图案103a和第二线圈图案103b的示例。在这种情况下，第一线圈图案103a和第二线圈图案103b可包括焊盘区P，并且第一线圈图案103a和第二线圈图案103b可通过贯穿支撑基板102的过孔V彼此连接。线圈图案103可利用本领域中使用的镀覆工艺(诸如图案镀覆、各向异性镀覆、各向同性镀覆等)形成，并且可使用上述的那些工艺中的多个工艺形成为具有多层结构。如附图中所示，芯区域C位于线圈图案103的中央。芯区域C可填充有包封件101。

引出图案L设置在线圈图案103的最外面的部分中，以提供与外电极105和106的连接路径，并且可具有与线圈图案103一体化形成的结构。在这种情况下，如附图中所示，为了与外电极105和106连接，引出图案L可呈具有比线圈图案103的线宽度大的宽度的形式。这里，引出图案L的宽度对应于参照图1的在Y方向上的宽度。

就支撑线圈图案103的支撑基板102而言，其可设置为聚丙二醇(PPG)基板、铁氧体基板、金属基软磁基板等。如附图中所示，通孔形成在支撑基板102的中央部中，并且通孔可填充有包封件101。

金属薄板110设置在线圈图案103的上部中，并且具有朝向芯区域C弯曲的形状。换言之，金属薄板110可设置在线圈图案103上方。至少一个金属薄板110设置在包封件内。在实施例中，金属薄板设置为多个金属薄板，并且多个金属薄板可在支撑基板102的厚度方向上堆叠。金属薄板110包括磁性金属。举例来说，磁性金属可以是Fe基合金等。详细地，金属薄板110可利用Fe-Si-B-Cr基纳米晶合金、Fe-Ni基合金等形成。此外，多个磁性颗粒111和多个金属薄板110可包括相同的材料，并且相同的材料可包括Fe基合金。

由于多个金属薄板110设置在包封件101内，因此可提高包封件101的磁导率。当仅将磁性颗粒111设置在包封件101内时，包封件101的磁导率提高存在限制。然而，对于金属薄板110(呈薄板形式的磁性材料)，可增加包封件101内的磁性材料的量，因此可实现高水平的磁导率。在这种情况下，金属薄板110的厚度d考虑包封件101的厚度、磁导率等而设定，举例来说，可为数十μm至数百μm。

关于金属薄板110的形状，其可具有与线圈电子组件100的磁场的磁路相同或相似的形状。因此，可显著改善包封件101的磁导率提高的效果。详细地，如附图中所示，金属薄板110可具有朝向芯区域C弯曲的形状。在这种情况下，金属薄板110的设置在线圈图案103的上部中的区域可具有平坦的形状。这里，当金属薄板110设置在线圈图案103的上部中时，其意味着线圈图案103设置在金属薄板110与支撑基板102之间。换言之，金属薄板110可设置在线圈图案103上方。因此，当参照附图时，可认为金属薄板110设置在第一线圈图案103a的上部中和第二线圈图案103b的下部中。换言之，在第一线圈图案103a上方和第二线圈图案103b下方可设置有金属薄板110。此外，如图3中所示，金属薄板110的部分区域可设置在线圈图案103与包封件101的外侧表面之间。呈上述形式的金属薄板110整体上可具有与“W”相似的形状。在这方面，上述的形状与线圈电子组件100的磁场的磁路相似，从而有助于提高包封件101的磁性能。

如上所述，当金属薄板110朝向芯区域C弯曲时，多个金属薄板110中的与线圈图案103更邻近的金属薄板具有朝向芯区域C弯曲的较宽区域。可通过图5的堆叠工艺获得金属薄板110的形式。如图5中所示，作为实现包封件101的示例，可使用堆叠多个绝缘层120和金属薄板110然后压制的方法。在这种情况下，绝缘层120可具有磁性颗粒分散在绝缘树脂中的形式。此外，为了不使金属薄板110暴露于包封件101的外部，金属薄板110可具有比绝缘层120的宽度窄的宽度。绝缘层120和金属薄板110设置为多个绝缘层和多个金属薄板，并且多个绝缘层和多个金属薄板以适当的顺序放置并堆叠，以覆盖线圈图案103，使得形成包封件101。

当使用图5的堆叠工艺实现包封件101时，如图4中所示，多个磁性颗粒111的至少部分可设置在多个金属薄板110之间。因为磁性颗粒111设置在多个金属薄板110之间，所以包封件101可确保足够的磁导率。

外电极105和106设置在包封件101的外部以连接到引出图案L。外电极105和106可使用包括具有优异的导电性的金属的膏形成。例如，膏可以是包括镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)和银(Ag)中的一种或它们的合金的导电膏。此外，镀层可进一步形成在外电极105和106上。在这种情况下，镀层可包括从由镍(Ni)、铜(Cu)和锡(Sn)组成的组中选择的至少一种，例如，镍(Ni)镀层和锡(Sn)镀层可依次形成在外电极105和106上。

图6至图9示出了根据修改实施例的线圈电子组件，并且，在图6至图9之中，图8示出了图7的放大的区域A’。

首先，在图6的实施例的情况下，一个金属薄板110设置在第一线圈图案103a的上部中，并且一个金属薄板110设置在第二线圈图案103b的下部中。换句话说，按照与前述实施例不同的方式，单个金属薄板110设置为与线圈图案103a和103b中的每个邻近。在线圈图案103仅具有第一线圈图案103a和第二线圈图案103b中的一个的情况下，即具有单层线圈图案的情况下，包封件101中可仅设置一个金属薄板110。金属薄板110的数量可考虑包封件101的磁导率、结构稳定性等进行选择。

接下来，在图7的实施例的情况下，按照与前述实施例不同的方式，金属薄板110不朝向芯区域C弯曲。换句话说，金属薄板110具有大体上板的形状。不管上述图5的堆叠工艺的使用如何，对于包封件101的形成，当保持金属薄板110的形状时，可获得上述形式。例如，当金属薄板110设置为远离线圈图案103并且靠近包封件101的表面时，可增加保持金属薄板110的板形状的可能性。然而，即使当保持金属薄板110的大体上板的形状时，如图9中所示，金属薄板的部分区域可朝向芯区域C弯曲。在这种情况下，金属薄板110的弯曲区域可与线圈图案103a和103b(或芯区域C)相比靠近包封件101的表面。在这方面，与前述实施例相比，金属薄板110仅略微弯曲。在图7的实施例中，多个磁性颗粒111的至少部分可设置在多个金属薄板110之间。此外，按照与前述实施例相似的方式，多个磁性颗粒111和多个金属薄板110可包括相同的材料，并且相同的材料可包括铁基合金。

如上所述，根据本公开中的实施例，在线圈电子组件的情况下，可改善磁通密度并提高磁导率。因此，可提高线圈电子组件的性能。

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，在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下，可做出修改和变化。

Claims

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的至少一个表面上，并且在所述线圈图案的中央具有芯区域；

至少一个金属薄板，设置为使所述线圈图案位于所述金属薄板与所述支撑基板之间，并且具有朝向所述芯区域弯曲的形状；

包封件，密封所述支撑基板、所述线圈图案和至少一个所述金属薄板的至少部分；以及

外电极，设置在所述包封件的外部并连接到所述线圈图案。

2.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述金属薄板设置为多个金属薄板，并且多个所述金属薄板在所述支撑基板的厚度方向上堆叠。

3.如权利要求2所述的线圈电子组件，其中，多个所述金属薄板中的与所述线圈图案更邻近的金属薄板具有朝向所述芯区域弯曲的较宽区域。

4.如权利要求2所述的线圈电子组件，其中，在所述包封件的内部填充有多个磁性颗粒。

5.如权利要求4所述的线圈电子组件，其中，多个所述磁性颗粒的至少部分设置在多个所述金属薄板之间。

6.如权利要求4所述的线圈电子组件，其中，多个所述磁性颗粒和多个所述金属薄板包括相同的材料。

7.如权利要求6所述的线圈电子组件，其中，所述相同的材料包括Fe基合金。

8.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，至少一个所述金属薄板的设置在所述线圈图案上方的区域具有平坦的形状。

9.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，至少一个所述金属薄板的部分区域设置在所述线圈图案与所述包封件的外侧表面之间。

10.一种线圈电子组件，包括：

支撑基板；

多个金属薄板，设置为使所述线圈图案位于所述金属薄板与所述支撑基板之间；

包封件，密封所述支撑基板、所述线圈图案和多个所述金属薄板的至少部分，并且所述包封件填充有多个磁性颗粒；以及

外电极，设置在所述包封件的外部并连接到所述线圈图案，

其中，多个所述磁性颗粒的至少部分设置在多个所述金属薄板之间。

11.如权利要求10所述的线圈电子组件，其中，多个所述磁性颗粒和多个所述金属薄板包括相同的材料。

12.如权利要求11所述的线圈电子组件，其中，所述相同的材料包括Fe基合金。

13.如权利要求10所述的线圈电子组件，其中，多个所述金属薄板的设置在所述线圈图案上方的部分与所述支撑基板平行，并且多个所述金属薄板的设置为与所述芯区域对应的部分朝向所述支撑基板弯曲。

14.如权利要求10所述的线圈电子组件，其中，多个所述金属薄板中的至少一个与所述支撑基板平行。