CN112420354B - 线圈组件及制造线圈组件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线圈组件及制造线圈组件的方法，所述线圈组件包括主体，所述主体包括：支撑基板；以及线圈部，嵌在所述主体中并且包括第一导电层和第二导电层，所述第一导电层与所述支撑基板的一个表面接触，所述第二导电层设置在所述第一导电层上以与所述支撑基板的所述一个表面间隔开。所述第一导电层的一侧比所述第二导电层的一侧靠近所述第二导电层的在所述线圈部的宽度方向上的中心。
Description
本申请要求于2019年8月20日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0101941号韩国专利申请和于2019年9月26日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0118705号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
本公开涉及一种线圈组件及制造线圈组件的方法。
背景技术
作为线圈组件的电感器以及电阻器和电容器是用在电子装置中的典型无源电子组件。
在薄膜线圈组件(一种类型的线圈组件)的情况下，线圈图案通过诸如镀覆工艺的薄膜工艺形成在绝缘基板上，主体通过在其上形成线圈图案的绝缘基板上层叠一个或更多个磁性复合片来形成，并且外电极形成在主体上。
在形成薄膜线圈组件的线圈图案时，在绝缘基板上形成种子部分，并且通过电镀形成镀层。详细地，通过首先在绝缘基板的一个表面上以与线圈图案对应的形式形成种子图案，然后形成阻镀剂并执行电镀来形成线圈图案。可选地，可通过在绝缘基板的一个表面的整体上形成种子层，形成阻镀剂并执行电镀，然后去除阻镀剂并去除种子层的除了已形成电镀层的区域之外的区域来形成线圈图案。
另一方面，在后一种形成线圈图案的方法中，在去除阻镀剂和种子层时可使用激光，在这种情况下，也可通过激光去除绝缘基板的一部分，从而负面地影响组件特性。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式介绍所选择的构思，并在下面的具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在限定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
本公开的一方面在于提供一种可在提高线圈图案的每匝的高宽比(A/R)的同时保持支撑基板的刚性的线圈组件。
根据本公开的一方面，一种线圈组件包括主体，所述主体包括：支撑基板；以及线圈部，嵌在所述主体中并且包括第一导电层和第二导电层，所述第一导电层与所述支撑基板的一个表面接触，所述第二导电层设置在所述第一导电层上以与所述支撑基板的所述一个表面间隔开。所述第一导电层的一侧比所述第二导电层的一侧靠近所述第二导电层的在所述线圈部的宽度方向上的中心。
根据本公开的一方面，一种线圈组件包括：支撑基板；以及线圈部，包括位于所述支撑基板的一个表面上的具有多个匝的线圈图案，其中，所述线圈图案的所述多个匝中的每匝包括与所述支撑基板的一个表面接触的第一导电层，以及设置在所述第一导电层上以与所述支撑基板的一个表面间隔开的第二导电层，所述第一导电层的一侧比所述第二导电层的一侧靠近所述第二导电层的在所述线圈图案的宽度方向上的中心，并且基于与所述支撑基板的一个表面垂直的截面，所述线圈图案的所述多个匝中的至少一匝以所述线圈图案的厚度与所述第二导电层的宽度的比大于等于6的方式构造。
根据本公开的一方面，一种线圈组件包括：支撑基板；线圈部，包括位于所述支撑基板的一个表面上的具有多个匝的线圈图案，所述线圈图案的所述多个匝中的每匝包括与所述支撑基板的一个表面接触的第一导电层，以及设置在所述第一导电层上以与所述支撑基板的一个表面间隔开的第二导电层；以及绝缘膜，设置在所述多个匝中的一匝的第二导电层的一部分与所述支撑基板的所述一个表面之间的第一空间中。
根据本公开的一方面，一种用于制造线圈组件的方法包括：在支撑基板上形成种子层；在所述种子层上形成阻镀剂；在由所述阻镀剂限定的空间中在所述种子层上形成镀层；通过使用第一蚀刻溶液执行第一蚀刻以去除所述阻镀剂；通过使用第二蚀刻溶液执行第二蚀刻，以去除所述种子层的通过被去除的阻镀剂暴露的一部分，并去除所述种子层的设置在所述镀层与所述支撑基板之间的另一部分；形成主体以使所述支撑基板和所述镀层嵌入；以及在所述主体上形成外电极以连接到所述镀层。
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、特征和优点将被更清楚地理解，在附图中：
图1是示意性示出根据示例性实施例的线圈组件的示图；
图2是示出沿着图1中的线I-I'截取的截面的示图；
图3是示出沿着图1的线II-II'截取的截面的示图；
图4是图2中的A区域的放大图；
图5示意性示出了根据示例性实施例的线圈组件的第一变型并且是与图4对应的示图；以及
图6示意性示出了根据示例性实施例的线圈组件的第二变型并且是与图4对应的示图。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，在此描述的方法、装置和/或系统的各种变化、修改和等同物对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并不限于在此阐述的顺序，而是除了必然以特定顺序发生的操作以外，可做出对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对本领域普通技术人员来说将是公知的功能和构造的描述。
在此描述的特征可按照不同的形式呈现，并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将把本公开的范围充分地传达给本领域普通技术人员。
这里，注意的是，关于示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，而所有的示例和实施例不限于此。
在整个说明书中，当元件(诸如层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”所述另一元件“上”、直接“连接到”所述另一元件或直接“结合到”所述另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“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，可不存在介于它们之间的其他元件。
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。
尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受限于这些术语。更确切地说，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，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
为了便于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”的空间相对术语以描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意图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，则被描述为相对于另一元件位于“上方”或“上面”的元件于是将相对于所述另一元件位于“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包含上方和下方两种方位。装置也可按照其他方式(例如，旋转90度或处于其他方位)定位，并且在此使用的空间相对术语将被相应地解释。
在此使用的术语仅用于描述各种示例，并不用于限制本公开。除非上下文另有明确说明，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
用于描述诸如元件的1D尺寸(包括但不限于“长度”、“宽度”、“厚度”、“直径”、“距离”、“间隙”和/或“尺寸”)、元件的2D尺寸(包括但不限于“面积”和/或“尺寸”)、元件的3D尺寸(包括但不限于“体积”和/或“尺寸”)以及元件的性质(包括但不限于“粗糙度”、“密度”、“重量”、“重量比”和/或“摩尔比”)的参数的值可通过本公开中描述的方法和/或工具来获得。然而，本公开不限于此。也可使用本领域普通技术人员理解的即使在本公开中没有描述的其他方法和/或工具。
由于制造技术和/或公差，可能出现附图中示出的形状的变化。因此，在此描述的示例不限于附图中示出的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状变化。
在此描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式组合。此外，尽管在此描述的示例具有各种构造，但在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的其他构造是可行的。
附图可不按比例绘制，并且为了清楚、说明和方便，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
另外，组合不仅意味着其中各个组件以各个组件之间的接触关系物理地彼此直接接触的情况，而且意味着其中其他组件介于彼此直接接触的各个组件之间的情况。
由于附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是为了便于描述而任意示出的，因此本公开不必然限于所示出的内容。
在附图中，L方向可被定义为第一方向或长度方向，W方向可被定义为第二方向或宽度方向，T方向可被定义为第三方向或厚度方向。
在下文中，将参照附图详细地描述根据示例性实施例的线圈组件，并且在参照附图描述时，相同或相应的组件指定相同的附图标记，并且将省略对它们的重复的描述。
在电子装置中使用各种类型的电子组件，并且可在电子组件之间合适地使用各种类型的线圈组件以去除噪声。
例如，在电子装置中，线圈组件可用作功率电感器、高频电感器、普通磁珠、高频磁珠和共模滤波器。
图1是示意性示出根据示例性实施例的线圈组件的示图。图2是示出沿着图1的线I-I'截取的截面的示图。图3是示出沿着图1的线II-II'截取的截面的示图。图4是图2中的A区域的放大图。
参照图1至图4，根据示例性实施例的线圈组件1000包括主体100、支撑基板200、线圈部300以及外电极400和500，并且还可包括绝缘膜600。
主体100形成根据该实施例的线圈组件1000的整体外型，并且主体100包括嵌在其中的支撑基板200和线圈部300。
主体100整体上可形成为具有长方体的形状。
参照图1至图3，主体100包括在长度方向L上彼此相对的第一表面101和第二表面102、在宽度方向W上彼此相对的第三表面103和第四表面104以及在厚度方向T上彼此相对的第五表面105和第六表面106。主体100的第一表面101、第二表面102、第三表面103和第四表面104分别与主体100的连接主体100的第五表面105和第六表面106的壁表面对应。在下文中，主体100的两个端表面指的是主体100的第一表面101和第二表面102，主体100的两个侧表面指的是主体100的第三表面103和第四表面104。主体100的一个表面指的是主体100的第六表面106，主体100的另一表面指的是主体100的第五表面105。另外，在下文中，基于图1至图3的方向，主体100的上表面和下表面可分别指的是主体100的第五表面105和第六表面106。
主体100可以以这样的方式形成：根据该实施例的其中形成有稍后将描述的外电极400和500的线圈组件1000具有2.0mm的长度、1.2mm的宽度和0.65mm的厚度，但实施例不限于此。可选地，主体100可以以这样的方式形成：根据该实施例的其中形成有外电极400和500的线圈组件1000具有2.0mm的长度、1.6mm的宽度和0.55mm的厚度。可选地，主体100可以以这样的方式形成：根据该实施例的其中形成有外电极400和500的线圈组件1000具有2.0mm的长度、1.2mm的宽度和0.55mm的厚度。可选地，主体100可以以这样的方式形成：根据该实施例的其中形成有外电极400和500的线圈组件1000具有1.2mm的长度、1.0mm的宽度和0.55mm的厚度。然而，由于上述根据该实施例的线圈组件1000的尺寸仅仅是示例性的，因此从本公开的范围中不排除线圈组件可以以除了上述尺寸之外的尺寸形成。
主体100可包括磁性粉末P和绝缘树脂R。详细地，主体100可通过层叠包括绝缘树脂R和分散在绝缘树脂R中的磁性粉末P的一个或更多个磁性复合片，随后通过固化磁性复合片来形成。然而，主体100可具有除了磁性粉末P分散在绝缘树脂R中的结构之外的结构。例如，主体100可利用诸如铁氧体的磁性材料形成。
磁性粉末P可以是例如铁氧体粉末或磁性金属粉末。
铁氧体粉末可以是例如尖晶石铁氧体(诸如Mg-Zn基铁氧体、Mn-Zn基铁氧体、Mn-Mg基铁氧体、Cu-Zn基铁氧体、Mg-Mn-Sr基铁氧体、Ni-Zn基铁氧体等)、六方晶系铁氧体(诸如Ba-Zn基铁氧体、Ba-Mg基铁氧体、Ba-Ni基铁氧体、Ba-Co基铁氧体、Ba-Ni-Co基铁氧体等)、石榴石铁氧体(诸如Y基铁氧体)和Li基铁氧体中的至少一种。
磁性金属粉末可包括从由铁(Fe)、硅(Si)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、铝(Al)、铌(Nb)、铜(Cu)和镍(Ni)组成的组中选择的任意一种或更多种。例如，磁性金属粉末可以是纯铁粉末、Fe-Si合金粉末、Fe-Si-Al合金粉末、Fe-Ni合金粉末、Fe-Ni-Mo合金粉末、Fe-Ni-Mo-Cu合金粉末、Fe-Co合金粉末、Fe-Ni-Co合金粉末、Fe-Cr合金粉末、Fe-Cr-Si合金粉末、Fe-Si-Cu-Nb合金粉末、Fe-Ni-Cr合金粉末和Fe-Cr-Al合金粉末中的至少一种。
磁性金属粉末可以是非晶质或结晶质。例如，磁性金属粉末可以是Fe-Si-B-Cr基非晶合金粉末，但不限于此。
铁氧体粉末和磁性金属粉末可分别具有约0.1μm至约30μm的平均直径，但其直径不限于此。
主体100可包括分散在绝缘树脂R中的两种或更多种类型的磁性粉末P。在这种情况下，磁性粉末P为不同类型的事实意味着分散在绝缘树脂R中的磁性粉末P通过直径、成分、结晶度和形状中的任意一者区分开。例如，主体100可包括具有不同直径的两种或更多种磁性粉末P。
绝缘树脂R可单独或组合地包括环氧树脂、聚酰亚胺、液晶聚合物等，但不限于此。
主体100包括贯穿稍后将描述的支撑基板200和线圈部300的芯110。在层压和固化磁性复合片的工艺中，芯110可通过由磁性复合片的至少一部分填充线圈部300的通孔来形成，但本公开不限于此。
支撑基板200嵌在主体100中。支撑基板200被构造为支撑稍后将描述的线圈部300。
支撑基板200可利用绝缘材料形成，所述绝缘材料包括诸如环氧树脂的热固性绝缘树脂、诸如聚酰亚胺的热塑性绝缘树脂或感光介电树脂，或者可利用其中诸如玻璃纤维或无机填料的增强材料浸在这样的绝缘树脂中的绝缘材料形成。作为示例，支撑基板200可利用诸如覆铜层压板(CCL)、半固化片、味之素堆积膜(ABF)、FR-4、双马来酰亚胺三嗪(BT)膜或感光介电(PID)膜的绝缘材料形成，但本公开不限于此。
可使用从由二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)、硫酸钡(BaSO4)、滑石粉、泥浆、云母粉末、氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)、碳酸镁(MgCO3)、氧化镁(MgO)、氮化硼(BN)、硼酸铝(AlBO3)、钛酸钡(BaTiO3)和锆酸钙(CaZrO3)组成的组中选择的至少一种作为无机填料。
当支撑基板200利用包括增强材料的绝缘材料形成时，支撑基板200可提供相对优越的刚性。当支撑基板200利用不包含玻璃纤维的绝缘材料形成时，支撑基板200在减小整体线圈部300的厚度方面是有利的。当支撑基板200利用包括感光介电树脂的绝缘材料形成时，可减少形成线圈部300的工艺的数量，这在降低生产成本和形成精细过孔时是有利的。
支撑基板200的厚度可大于20μm且小于40μm，详细地，可大于等于25μm且小于等于35μm。在一个示例中，支撑基板200的厚度可指的是从支撑基板200的其上设置有线圈部300的一个主表面到支撑基板200的与所述一个主表面相对的另一主表面的距离。例如，支撑基板200的厚度可指的是支撑基板200在厚度方向T上的尺寸。如果支撑基板200的厚度小于等于20μm，则可能难以确保支撑基板200的刚性，因此难以在制造工艺中支撑稍后将描述的线圈部300。如果支撑基板200的厚度大于等于40μm，则在使线圈组件变薄方面是不利的，并且在相同体积的主体中由支撑基板200占据的体积增大，这在实现高容量电感方面是不利的。
在一个示例中，基于在主体100的在宽度方向W上的中央部分中的长度-厚度截面(LT截面)的光学显微照片，支撑基板200的厚度可指的是，当法线沿着厚度方向T从与支撑基板200的一个表面(例如，基于图2中的方向的支撑基板200的下表面)对应的线段的一点延伸到法线接触与支撑基板200的另一表面(例如，基于图2中的方向的支撑基板200的上表面)对应的线段的另一点时，从一点到另一点的距离。
可选地，基于主体100的在宽度方向W上的中央部分中的长度-厚度截面(LT截面)的光学显微照片，支撑基板200的厚度可指的是，当多条法线分别沿着厚度方向T从与支撑基板200的一个表面(例如，基于图2中的方向的支撑基板200的下表面)对应的线段的多个第一点延伸时，从所述多个第一点到所述多条法线接触与支撑基板200的另一表面(例如，基于图2中的方向的支撑基板200的上表面)对应的线段的多个第二点的距离的算术平均值。
线圈部300包括设置在支撑基板200上的扁平螺旋线圈图案311和312，并且线圈部300嵌在主体100中以表现出线圈组件的特性。例如，当该实施例的线圈组件1000用作功率电感器时，线圈部300可通过将电场存储为磁场以保持输出电压而用于稳定电子装置的功率。
线圈部300包括线圈图案311和312以及过孔320。详细地，基于图1、图2和图3的方向，第一线圈图案311设置在支撑基板200的面对主体100的第六表面106的下表面上，第二线圈图案312设置在支撑基板200的上表面上。过孔320贯穿支撑基板200，并且分别接触并连接到第一线圈图案311和第二线圈图案312。因此，线圈部300可整体上起到围绕芯110形成一匝或更多个匝的单个线圈的作用。
线圈图案311和312分别具有以芯110作为轴线形成至少一匝的扁平螺旋形状。例如，基于图2的方向，第一线圈图案311可在支撑基板200的下表面上以芯110作为轴线形成至少一匝。
参照图2和图4，基于与支撑基板200的一个表面垂直的截面，线圈图案311和312的每匝以这样的方式被构造：每匝的厚度T1与宽度Wb的比(高宽比(A/R))大于等于6。在这种情况下，线圈图案311和312的每匝的宽度Wb可大于等于25μm，并且厚度T1可大于等于200μm。在线圈图案311和312的多个匝中，相邻匝之间的间隔距离s可大于等于8μm且小于等于15μm。然而，本公开的范围不限于上述数值。另一方面，如稍后将描述的，由于第一导电层的厚度T2形成为比第二导电层的厚度T1-T2薄得多，因此第二导电层的厚度T1-T2与线圈图案311和312的厚度T1可彼此大致相同。在一个示例中，T1可指的是线圈图案311在厚度方向T上的尺寸，T2可指的是第一导电层在厚度方向T上的尺寸。另外，基于线圈图案311和312的截面，由于如上所述的第一导电层与第二导电层之间的厚度差，由第二导电层占据的面积相对大于由第一导电层占据的面积。因此，线圈图案311和312的宽度指的是第二导电层的宽度Wb，并且相邻匝之间的间隔距离可意味着相邻匝的第二导电层之间的间隔距离s。因此，第二导电层的高宽比(A/R)也可大于等于6，线圈图案的厚度与第二导电层的宽度的比大于等于6。
例如，基于在主体100的在长度方向L上的中央部分中的宽度-厚度截面(WT截面)中示出线圈图案311(或线圈图案312)的任意一匝的光学显微照片，每匝的厚度T1可指的是，当法线沿着厚度方向T从与所述一匝的接触支撑基板200的一个表面(例如，基于图2中的方向的支撑基板200的下表面)的一个表面对应的线段的一点延伸时，从所述一点到所述法线接触与所述一匝的另一表面(与所述一匝的一个表面相对)对应的线段的另一点的距离。厚度T2可类似地获得。
可选地，例如，基于在主体100的在长度方向L上的中央部分中的宽度-厚度截面(WT截面)中示出线圈图案311(或线圈图案312)的任意一匝的光学显微照片，当多条法线沿着厚度方向T分别从与所述一匝的接触支撑基板200的一个表面(例如，基于图2中的方向的支撑基板200的下表面)的一个表面对应的线段的多个第一点延伸时，每匝的厚度T1可指的是，从所述多个第一点到所述多条法线与对应于所述一匝的另一表面(与所述一匝的一个表面相对)的线段接触的多个第二点的距离的算术平均值。厚度T2可类似地获得。
可选地，例如，基于在主体100的在长度方向L上的中央部分中的宽度-厚度截面(WT截面)中示出线圈图案311(或线圈图案312)的多个匝的光学显微照片，每匝的厚度T1可指的是通过上述方法在截面图像中所示的多个匝的相应厚度的算术平均值。厚度T2可类似地获得。
线圈图案311和312的端部分别连接到稍后将描述的第一外电极400和第二外电极500。例如，第一线圈图案311的端部连接到第一外电极400，第二线圈图案312的端部连接到第二外电极500。
作为示例，第一线圈图案311的端部暴露于主体100的第一表面101，第二线圈图案312的端部暴露于主体100的第二表面102，以分别接触并连接到设置在主体100的第一表面101上的第一外电极400和第二表面102上的第二外电极500。
线圈部300包括设置为与支撑基板200的一个表面接触的第一导电层和设置在第一导电层上以与支撑基板200的一个表面间隔开的第二导电层。详细地，线圈部300的第一线圈图案311和第二线圈图案312中的每个包括第一导电层和第二导电层。在下面的描述中，将参照第二线圈图案312描述第一导电层和第二导电层以避免重叠描述，但该描述也可应用于第一线圈图案311。
基于图2至图4的方向，第二线圈图案312包括设置为与支撑基板200的上表面接触的第一导电层312a，以及设置在第一导电层312a上以与支撑基板200的上表面间隔开的第二导电层312b。
第一导电层312a可利用种子层形成，种子层用于形成第二导电层312b(通过电镀而形成)。种子层可通过在支撑基板200上执行无电镀或溅射来形成。当种子层通过溅射等形成时，种子层可提供构成第一导电层312a的材料的至少一部分渗入支撑基板200的形式，这可通过构成第一导电层312a的金属材料在支撑基板200中在主体100的厚度方向T上出现的浓度差来确认。
第一导电层312a可包括钼(Mo)、钛(Ti)、铬(Cr)和铜(Cu)中的至少一种。第一导电层312a可利用多层结构(诸如钼(Mo)/钛(Ti))形成，但结构不限于此。
第二导电层312b可通过在种子层中形成具有开口的阻镀剂然后通过电镀利用导电材料填充阻镀剂的开口来形成。
阻镀剂可通过以下步骤形成：在形成于支撑基板的种子层上形成用于形成阻镀剂的材料，然后执行光刻工艺以形成绝缘壁，绝缘壁设置在形成为平面螺旋且具有多个匝的开口与相邻开口之间。可通过将液体感光材料涂覆到种子层或将片材型感光材料层压在种子层上来形成阻镀剂。阻镀剂的开口的宽度(或相邻绝缘壁之间的间隔距离)与线圈图案311和312的宽度Wb对应，绝缘壁的宽度与上述线圈图案311和312的匝之间的间隔距离s对应。绝缘壁的厚度与上述线圈图案311和312的厚度对应。阻镀剂包括可利用剥离溶液剥离的感光电介质(PID)。例如，阻镀剂可包括含有环酮化合物和具有羟基的醚化合物作为主成分的感光材料，在这种情况下，环酮化合物可以是例如环戊酮等，并且具有羟基的醚化合物可以是例如聚丙二醇单甲醚等。可选地，阻镀剂可包括含有双酚基环氧树脂作为主成分的感光材料，在这种情况下，双酚基环氧树脂可以是例如双酚A酚醛环氧树脂、双酚A二缩水甘油醚双酚A聚合物树脂等。然而，本公开的范围不限于此，而可使用任何阻镀剂，只要其可被剥离溶液剥离即可。另一方面，在本公开的示例性实施例的情况下，填充阻镀剂的开口的电镀层可形成为具有小于阻镀剂的厚度(绝缘壁的厚度)的厚度。在这种情况下，第二导电层312b的宽度Wb在第二导电层312b的上部和下部中可以是恒定的，第二导电层312b的上部和下部是第二导电层312b的在厚度方向上的上部和下部。
第二导电层312b可包括铜(Cu)。例如，第二导电层312b可通过电解镀铜而利用铜(Cu)形成，但本公开的范围不限于此。第二导电层312b和第一导电层312a可利用不同的金属形成。第二导电层312b可通过单个电镀工艺利用单层形成，或者可通过多次执行的电镀工艺利用多层形成。
第一导电层312a形成为比第二导电层312b薄。详细地，第一导电层312a的厚度T2可大于等于50nm且小于等于10μm。如果第一导电层312a的厚度T2小于50nm，则可能难以通过电镀形成第二导电层312b。
参照图4，第一导电层312a的一侧设置为比第二导电层312b的一侧靠近第二导电层312b的在线圈图案311(或312)的宽度方向上的中心c。在一个示例中，线圈图案311(或312)的宽度方向可指的是与线圈图案311(或312)的平面螺旋图案的缠绕方向垂直的方向。在另一示例中，线圈图案311(或312)的宽度方向可指的是与线圈图案311(或312)的侧壁垂直的方向。详细地，由于从第二导电层312b的所述一侧到第一导电层312a的所述一侧的距离a大于0，因此第一导电层312a的所述一侧设置为比第二导电层312b的所述一侧靠近第二导电层312b的在线圈图案311(或312)的宽度方向上的中心c。结果，第一导电层312a的宽度Wa形成为小于第二导电层312b的宽度Wb。另一方面，第一导电层312a的与第一导电层312a的所述一侧相对的另一侧也设置为比第二导电层312b的另一侧靠近第二导电层312b的在线圈图案311(或312)的宽度方向上的中心c。第一导电层312a通过以下步骤形成：在种子层上形成第二导电层312b，然后使用剥离溶液(第一蚀刻溶液)化学地去除阻镀剂，并且使用种子蚀刻溶液(第二蚀刻溶液)选择性地去除种子层。种子蚀刻溶液可与种子层反应，并且可不与作为第二导电层312b的电镀层反应。结果，通过选择性地去除种子层而形成的第一导电层312a可具有一侧设置为比第二导电层312b的一侧向内的形状。
参照图4，从第二导电层312b的一侧到第一导电层312a的一侧的距离a相对于第二导电层312b的宽度Wb的比可大于0.1且小于0.45。如果该比为0，则第一导电层312a和第二导电层312b利用相同的金属材料形成，使得种子层和第二导电层312b在种子蚀刻溶液中被一起去除。然而，在这种情况下，组件特性可能由于第二导电层312b的导体损耗而劣化。如果该比大于等于0.45，则种子层被过度蚀刻，使得第二导电层312b与支撑基板分离，因此可能出现缺陷。作为非限制性的示例，当第二导电层312b的宽度Wb为100μm时，从第二导电层312b的一侧到第一导电层312a的一侧的距离a可大于0μm且小于45μm。
第一导电层312a的宽度Wa与第二导电层312b的宽度Wb的比可大于0.1且小于1。如果第一导电层312a的宽度Wa与第二导电层312b的宽度Wb的比小于等于0.1，则第二导电层312b可能与支撑基板分离，导致缺陷。如果第一导电层312a的宽度Wa与第二导电层312b的宽度Wb的比大于等于1，则组件特性可能由于第二导电层312b的导体损耗而劣化，相邻匝之间可能发生短路。作为非限制性的示例，当第二导电层312b的宽度Wb为100μm时，第一导电层312a的宽度Wa可大于10μm且小于100μm。
过孔320可包括至少一个导电层。例如，当过孔320通过电镀形成时，过孔320可包括形成在贯穿支撑基板200的通路孔的内壁上的种子层，以及填充其中形成有种子层的通路孔的电镀层。过孔320的种子层和用于形成线圈图案311和312的种子层可在同一工艺中一起形成，以彼此一体地形成，或者可在不同的工艺中形成以在它们之间形成边界。过孔320可包括诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)、铬(Cr)、钼(Mo)或它们的合金的导电材料。
外电极400和500可利用单层或多层形成。作为示例，第一外电极400可包括包含铜(Cu)的第一层、设置在第一层上并包含镍(Ni)的第二层以及设置在第二层上并包含锡(Sn)的第三层。在这种情况下，第一层至第三层可分别通过镀覆形成，但它们的形成不限于此。作为另一示例，第一外电极400可包括包含导电粉末(诸如银(Ag)等)和树脂的树脂电极以及通过镀覆形成在树脂电极上的镍(Ni)/锡(Sn)镀层。
外电极400和500可利用诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或它们的合金的导电材料形成，但其材料不限于此。根据示例，可在形成主体100以使支撑基板200和线圈部300嵌入之后，在主体100上形成外电极400和500以连接到线圈部300(具体地，连接到线圈部300的线圈图案的端部)。
绝缘膜600可形成在支撑基板200和线圈部300上。绝缘膜600设置为使线圈部300与主体100绝缘，并且可包括已知的绝缘材料(诸如聚对二甲苯等)。可使用包括在绝缘膜600中的任何绝缘材料，并且没有特别限制。绝缘膜600可通过气相沉积法等形成，但方法不限于此。例如，绝缘膜600也可通过在支撑基板200的两个表面上层叠绝缘膜来形成。在前者的情况下，绝缘膜600可沿着支撑基板200和线圈部300的表面以共形膜的形式形成。在后一种情况下，绝缘膜600可以以填充线圈图案311和312的相邻匝之间的空间的形式形成。绝缘膜600可设置在线圈图案311和312的侧表面和顶表面(例如，上表面或下表面)上。此外，如图4至图6中所示，绝缘膜600还可设置在第二导电层312b的一部分(例如，第二导电层312b的下表面的一部分)与支撑基板200的一个表面之间，并且可与支撑基板的一个表面接触。另一方面，根据示例性实施例的绝缘膜600是可选的构造，因此，在主体100可在根据该实施例的线圈组件1000的操作条件中确保足够的绝缘电阻的情况下，可省略绝缘膜600。在这种情况下，附图中所示的绝缘膜600的区域可利用由主体100的材料制成的绝缘材料填充。
在根据该实施例的线圈组件1000中，使用化学溶液执行阻镀剂去除工艺和选择性的种子层去除工艺。例如，利用剥离溶液或第一蚀刻剂去除阻镀剂，并且利用第二蚀刻溶液或种子蚀刻溶液去除种子层。因此，与利用激光一起去除阻镀剂和种子层的情况相比，可防止支撑基板200损坏，并且可保持支撑基板200的刚性。由于可避免由激光引起的腔和/或损坏，因此支撑基板200可在设置有线圈图案的至少两个相邻匝及它们之间的部分的区域中设置平坦表面。这里，平坦表面可指的是完全平坦的表面，或者考虑到自然存在的粗糙度和/或考虑到由工艺误差引起的本领域普通技术人员可识别的起伏和/或粗糙度而基本上平坦的表面。
此外，在根据该实施例的线圈组件中，种子层和电镀层可利用不同的金属形成，并且种子蚀刻溶液可与种子层反应且可不与电镀层反应。因此，在选择性的种子层去除工艺中可不发生作为电镀层的第二导电层312b的导体损耗，从而防止组件特性劣化。
图5示意性示出了根据示例性实施例的线圈组件的第一变型并且是与图4对应的示图。图6示意性示出了根据示例性实施例的线圈组件的第二变型并且是与图4对应的示图。
参照图5和图6，在根据示例性实施例的线圈组件的第一变型和第二变型中，第一导电层312a的一侧设置为在第一导电层312a的接触第二导电层312b的另一表面上比在第一导电层312a的接触支撑基板200的一个表面上靠近第二导电层312b的在线圈图案311(或312)的宽度方向上的中心c。例如，第一导电层312a的宽度Wa'或Wa”可基于图5和图6的方向朝向底部增大。在利用种子蚀刻溶液选择性地去除种子层的工艺中，基于种子层的厚度方向，与种子层的下侧相比，种子层的上侧暴露于种子蚀刻溶液的时间段相对长。因此，在选择性地蚀刻去除种子层时形成的第一导电层312a的宽度Wa'或Wa”可朝向底部增大。例如，第一导电层312a的接触支撑基板200的一个表面的面积大于第一导电层312a的接触第二导电层312b的另一表面的面积。
另一方面，参照图4至图6，在这些变型的情况下，在与支撑基板200的一个表面垂直的截面中，第一导电层312a的一侧具有弯曲形状。因此，在这些变型中，基于图5和图6的方向，第一导电层312a的一侧设置为比第二导电层312b的一侧靠近第二导电层312b的在线圈图案311(或312)的宽度方向上的中心c的事实指示，第一导电层312a的一侧的上区域设置为比第二导电层312b的一侧靠近第二导电层312b的在线圈图案311(或312)的宽度方向上的中心c。另外，在这些变型中，从第二导电层312b的一侧到第一导电层312a的一侧的距离a'或a”可指的是，从第二导电层312b的一侧到第一导电层312a的一侧的上区域的距离。
在根据示例性实施例的线圈组件的第二变型中，在第一导电层的一个表面上，第一导电层的一侧设置在第二导电层的一侧的外侧。例如，参照图6，基于与支撑基板200的一个表面垂直的截面，第一导电层312a的一侧的下部设置在第二导电层312b的一侧的外侧。因此，第一导电层312a的下部的宽度可大于第二导电层312b的宽度。
下面的表1示出了当通过使用大于等于6的高宽比和小于等于15μm的匝之间的间隔距离作为设计尺寸来改变制造线圈图案的方法时存在的缺陷以及支撑基板是否损坏。下面的试验示例1至试验示例3的区别仅在于稍后将描述的方法，并以相同的方式准备其余条件(例如，线圈图案的总匝数、种子图案或种子层的材料和厚度、形成种子图案或种子层的方法以及电镀电流等)。基于相邻匝的电镀层之间的距离是否小于等于15μm来确定线圈图案是否有缺陷。关于支撑基板的一个表面，基于其中形成线圈图案的匝的区域与其中没有形成线圈图案的匝的区域之间是否存在高度差来确定支撑基板是否损坏。
[表1]
| 线圈图案是否有缺陷 | 支撑基板是否损坏 | |
| #1 | O | X |
| #2 | X | O |
| #3 | X | X |
在试验示例1的情况下，在支撑基板的一个表面上形成平面螺旋种子图案，并且形成阻镀剂，从而在种子图案的匝与匝之间设置阻镀剂的绝缘壁，然后通过电镀填充阻镀剂的开口，从而形成线圈图案。在试验示例2的情况下，在支撑基板的一个表面的整体上形成种子层，在种子层上形成具有平面螺旋开口的阻镀剂，通过电镀填充开口，并且通过激光将阻镀剂和种子层一起去除，从而形成线圈图案。在试验示例3的情况下，如试验示例2中那样形成线圈图案，但使用第一蚀刻剂去除阻镀剂，并且使用第二蚀刻剂选择性地去除种子层。
在试验示例1的情况下，支撑基板没有损坏，但在线圈图案中出现缺陷。这是因为，随着线圈图案的匝之间的间隔距离减小，在将阻镀剂设置在种子图案的匝与匝之间的工艺中，使阻镀剂的布置对齐是困难的。
在试验示例2的情况下，在线圈图案中没有出现缺陷，但支撑基板损坏。这是因为在去除阻镀剂和种子层的工艺中难以控制激光照射的量。
与试验示例1和2不同，在作为根据本公开的示例性实施例的制造线圈组件的方法的试验示例3的情况下，在线圈图案中没有出现缺陷，并且支撑基板没有损坏。
如上所述，根据示例性实施例，可在提高线圈图案的每匝的高宽比(A/R)的同时保持支撑基板的刚性。
虽然本公开包括特定的示例，但对本领域普通技术人员来说将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式上和细节上的各种变化。在此所描述的示例将仅被认为是描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果所描述的技术执行为具有不同的顺序，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或者电路中的组件和/或用其他组件或者它们的等同物替换或者补充描述的系统、架构、装置或者电路中的组件，可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且权利要求及其等同物的范围内的所有变型将被解释为包含在本公开中。
Claims (30)
1.一种线圈组件，包括：
主体，包括：
支撑基板；以及
线圈部，嵌在所述主体中并且包括第一导电层和第二导电层，所述第一导电层与所述支撑基板的一个表面接触，所述第二导电层设置在所述第一导电层上以与所述支撑基板的所述一个表面间隔开，
其中，所述第一导电层的一侧比所述第二导电层的一侧靠近所述第二导电层的在所述线圈部的线圈图案的宽度方向上的中心，并且
其中，所述第一导电层的所述一侧在所述第一导电层的接触所述第二导电层的另一表面上比在所述第一导电层的接触所述支撑基板的一个表面上靠近所述第二导电层的在所述宽度方向上的所述中心。
2.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，从所述第二导电层的所述一侧到所述第一导电层的所述一侧的距离相对于所述第二导电层的宽度的比大于0.1且小于0.45。
3.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，所述第一导电层的宽度从接触所述支撑基板的所述一个表面朝向接触所述第二导电层的所述另一表面减小。
4.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，在所述第一导电层的所述一个表面上，所述第一导电层的所述一侧设置在所述第二导电层的所述一侧的外侧。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的线圈组件，其中，所述第一导电层的宽度与所述第二导电层的宽度的比大于0.1且小于1。
6.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，所述线圈部具有包括多个匝的平面螺旋形状，
其中，所述多个匝的高宽比大于等于6。
7.根据权利要求6所述的线圈组件，其中，所述多个匝之中的相邻匝之间的距离大于等于8μm且小于等于15μm。
8.根据权利要求6所述的线圈组件，其中，所述多个匝中的每匝具有大于等于25μm的宽度和大于等于200μm的厚度。
9.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，所述第一导电层和所述第二导电层包括不同的金属。
10.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，所述第一导电层包括钼，并且
所述第二导电层包括铜。
11.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，所述支撑基板的所述一个表面的一部分是平坦的，所述线圈部的线圈图案的两个相邻匝与所述两个相邻匝之间的部分设置在所述一部分上。
12.一种线圈组件，包括：
支撑基板；以及
线圈部，包括位于所述支撑基板的一个表面上的具有多个匝的线圈图案，
其中，所述线圈图案的所述多个匝中的每匝包括与所述支撑基板的一个表面接触的第一导电层，以及设置在所述第一导电层上以与所述支撑基板的一个表面间隔开的第二导电层，
所述第一导电层的一侧比所述第二导电层的一侧靠近所述第二导电层的在所述线圈图案的宽度方向上的中心，
基于与所述支撑基板的所述一个表面垂直的截面，所述线圈图案的所述多个匝中的至少一匝以所述线圈图案的厚度与所述第二导电层的宽度的比大于等于6的方式构造，并且
其中，所述第一导电层的接触所述支撑基板的一个表面的面积大于所述第一导电层的接触所述第二导电层的另一表面的面积。
13.根据权利要求12所述的线圈组件，其中，所述第一导电层的宽度从接触所述支撑基板的所述一个表面朝向接触所述第二导电层的所述另一表面减小。
14.根据权利要求12所述的线圈组件，其中，所述支撑基板的所述一个表面的一部分是平坦的，所述线圈图案的所述多个匝中的两个相邻匝与所述两个相邻匝之间的部分设置在所述一部分上。
15.一种线圈组件，包括：
支撑基板；
线圈部，包括位于所述支撑基板的一个表面上的具有多个匝的线圈图案，所述线圈图案的所述多个匝中的每匝包括与所述支撑基板的所述一个表面接触的第一导电层，以及设置在所述第一导电层上以与所述支撑基板的所述一个表面间隔开的第二导电层，
其中，在所述多个匝中的至少一匝中，所述第一导电层的宽度从接触所述支撑基板的一个表面朝向接触所述第二导电层的另一表面减小。
16.根据权利要求15所述的线圈组件，所述线圈组件还包括：
绝缘膜，设置在所述多个匝中的一匝的第二导电层的一部分与所述支撑基板的所述一个表面之间的第一空间中。
17.根据权利要求16所述的线圈组件，其中，所述绝缘膜在所述多个匝中的另一匝的第二导电层的另一部分与所述支撑基板的所述一个表面之间的第二空间中延伸。
18.根据权利要求16所述的线圈组件，其中，所述绝缘膜与所述支撑基板的所述一个表面接触。
19.根据权利要求16所述的线圈组件，其中，所述绝缘膜在所述多个匝中的所述一匝的第二导电层的侧表面上延伸。
20.根据权利要求15所述的线圈组件，其中，所述第一导电层和所述第二导电层包括不同的金属。
21.根据权利要求20所述的线圈组件，其中，所述第一导电层包括钼，并且
所述第二导电层包括铜。
22.根据权利要求15所述的线圈组件，其中，所述支撑基板的所述一个表面的一部分是平坦的，所述线圈图案的两个相邻匝与所述两个相邻匝之间的部分设置在所述一部分上。
23.根据权利要求15所述的线圈组件，其中，所述第二导电层的高宽比大于等于6。
24.根据权利要求15所述的线圈组件，其中，所述第二导电层的相邻匝之间的距离大于等于8μm且小于等于15μm。
25.根据权利要求16所述的线圈组件，其中，所述绝缘膜与所述第一导电层的侧表面接触。
26.一种用于制造线圈组件的方法，包括：
在支撑基板上形成种子层；
在所述种子层上形成阻镀剂；
在由所述阻镀剂限定的空间中在所述种子层上形成镀层；
通过使用第一蚀刻溶液执行第一蚀刻以去除所述阻镀剂；
通过使用第二蚀刻溶液执行第二蚀刻，以去除所述种子层的通过被去除的阻镀剂暴露的一部分，并去除所述种子层的设置在所述镀层与所述支撑基板之间的另一部分，使得所述种子层的一侧在所述种子层的接触所述镀层的另一表面上比在所述种子层的接触所述支撑基板的一个表面上靠近所述镀层的宽度方向上的中心；
形成主体以使所述支撑基板和所述镀层嵌入；以及
在所述主体上形成外电极以连接到所述镀层。
27.根据权利要求26所述的方法，所述方法还包括：形成绝缘膜以覆盖所述镀层的侧表面并且填充在从其中去除了种子层的设置在所述镀层与所述支撑基板之间的所述另一部分的空间中。
28.根据权利要求26所述的方法，其中，所述种子层和所述镀层包括不同的金属。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述种子层包括钼，并且
所述镀层包括铜。
30.根据权利要求28所述的方法，其中，所述镀层的高宽比大于等于6。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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