CN112712963A - 线圈组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线圈组件。所述线圈组件包括支撑构件、包括通过所述支撑构件支撑并包括多个线圈图案的内部线圈以及连接到所述内部线圈的外电极，所述外电极包括与所述内部线圈接触的第一层和设置在所述第一层上的第二层。所述第二层是包括导电材料和树脂的复合层。所述支撑构件包括面向所述外电极的第一表面和第二表面，并且所述第一表面的至少一部分和所述第二表面的至少一部分中的一个或更多个被构造为切割表面。
Description
本申请是申请日为2018年9月25日、申请号为201811113856.4的发明专利申请“线圈组件”的分案申请。
技术领域
本公开涉及一种线圈组件，更具体地，涉及一种功率电感器。
背景技术
电感器(一种线圈组件)是与电阻器和电容器一起构成电子电路以去除噪声的代表性无源元件。这种基于其电磁特性的电感器与电容器结合用于构造放大特定频带的信号的谐振电路、滤波电路等。
近年来，使用非晶金属或晶体金属材料的金属基功率电感器由于优异的DC偏压特性和功率转换效率特性而已被广泛应用于移动装置。将来，预计金属基功率电感器逐渐广泛地用于工业和电气领域，因此，需要满足高水平的可靠性(例如内部线圈和外电极之间的良好接触)的功率电感器。
发明内容
本公开的一方面可提供一种内部线圈和连接到内部线圈的外电极之间的接触性得到提高的线圈组件。
根据本公开的一方面，一种线圈组件可包括：支撑构件；内部线圈，通过所述支撑构件支撑并包括多个线圈图案；以及外电极，连接到所述内部线圈，并包括与所述内部线圈接触的第一层和位于所述第一层上的第二层。这里，所述第二层为包括导电材料和树脂的复合层。所述支撑构件包括面向所述外电极的第一表面和第二表面，并且所述第一表面的至少一部分和所述第二表面的至少一部分中的一个或更多个被构造为切割表面，所述切割表面与所述支撑构件的主表面不平行。
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、特征和优点将被更加清楚地理解，在附图中：
图1是根据本公开的示例性实施例的线圈组件的示意性透视图；
图2是根据本公开的实施例的沿图1中的I-I'线截取的示意性截面图；
图3是根据本公开的另一实施例的沿图1中的I-I'线截取的示意性截面图；以及
图4是根据变型的图2的区域“A”的示意性截面图。
具体实施方式
现将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。
在下文中，将描述根据本公开的示例性实施例的线圈组件100，但根据本公开的示例性实施例的线圈组件100不限于此。
图1是根据本公开的示例性实施例的线圈组件100的示意性透视图，图2是沿图1中的I-I'线截取的示意性截面图。
参照图1和图2，根据本公开的示例性实施例的线圈组件100包括主体1和设置在主体1的外表面上的第一外电极21和第二外电极22。
主体1示出了线圈组件100的外形，并且包括在厚度方向T上彼此背对的上表面和下表面、在长度方向L上彼此背对的第一端表面和第二端表面以及在宽度方向W上彼此背对的第一侧表面和第二侧表面，主体1具有大体的六面体形状，但不限于此。
主体1包括磁性材料11。例如，主体1可形成为填充有铁氧体或金属基软磁材料。铁氧体可包括诸如Mn-Zn铁氧体、Ni-Zn铁氧体、Ni-Zn-Cu铁氧体、Mn-Mg铁氧体、Ba铁氧体或Li铁氧体的已知的铁氧体。金属基软磁材料可以是包括选自由Fe、Si、Cr、Al和Ni组成的组中的至少一种的合金，例如，Fe-Si-B-Cr基非晶金属颗粒，但不限于此。金属基软磁材料可具有0.1μm至20μm的颗粒直径，并且可以以分散在诸如环氧树脂或聚酰亚胺树脂的聚合物中的状态被包括。
在主体1中，设置通过磁性材料11密封的支撑构件12。支撑构件12用于促进在其上表面或下表面上的内部线圈13的形成，并且适当地支撑内部线圈13。支撑构件12可形成为整体上具有绝缘特性的薄板。例如，支撑构件12是覆铜层叠板(CCL)或印刷电路板(PCB)的中央芯，但不限于此。支撑构件12可具有足以支撑内部线圈13的厚度(即，支撑构件的最大厚度)。例如，厚度可约为60μm。然而，当考虑将使用领域扩展到工业或电气领域产品系列时，优选采用具有厚度约为100μm的支撑构件12，并且还可采用具有玻璃化转变温度(Tg)在250℃至350℃范围内(即，具有相对高的温度范围的Tg特性)的支撑构件12。
上线圈13a和下线圈13b分别设置在支撑构件12的上表面和下表面上。上线圈13a和下线圈13b形成作为整体的内部线圈13。上线圈13a和下线圈13b通过支撑构件12中形成的过孔电极V彼此电连接。除了用于填充有导电材料的过孔电极V的孔之外，支撑构件12还可包括位于其中央部分中的通孔H。通孔填充有磁性材料，由此可显著提高线圈组件100的磁导率。虽然未示出，但是过孔电极V可设置为多个，这里，过孔电极V的数量不受限制。配置多个过孔电极V是为了防止过孔的开路缺陷。即使单个过孔电极V可能在没有问题的情况下足以用于电连接，但是配置多个过孔电极V可有效地防止开路缺陷，而电特性没有实质性的变化。
参照图1和图2，支撑构件12包括分别面向第一外电极21和第二外电极22的第一表面121和第二表面122。支撑构件12的第一表面121和/或第二表面122是切割表面。这里，支撑构件12的第一表面121和/或第二表面122是切割表面的事实表明：在本公开的线圈组件100的形成期间，实质上包括从薄板状支撑构件12去除至少一部分的操作。支撑构件12的至少一部分的去除不限于具体方法。作为一个示例，内部线圈13可包括多个线圈图案中的直接连接到第一外电极21和第二外电极22的引出图案，并且该切割表面可设置在该引出图案的上方或下方。
例如，可使用CO2激光去除支撑构件12的第一表面121的至少一部分和/或第二表面122的至少一部分。结果，第一表面121和/或第二表面122可具有比支撑构件12的最大厚度小的厚度，并且第一表面121和/或第二表面122可各自朝向第一外电极21和第二外电极22减小厚度，但不限于此。
支撑构件12的第一表面121和第二表面122的去除形状不受具体限制，并且可由本领域技术人员进行适当选择。例如，如图1和图2所示，支撑构件12可在长度方向L上以预定比率被去除，但不限于此，第一表面121和第二表面122可适当地改变以具有凹的或凸的弯曲形状。此外，形成为切割表面的第一表面121和第二表面122可与支撑构件12的主表面不平行。在此，支撑构件12的主表面可指的是支撑构件12的与主体1的上表面和下表面平行的表面。
由于支撑构件12的第一表面121和/或第二表面122形成为切割表面，因此防止了面对第一表面121的第一外电极21或面对第二表面122的第二外电极22与支撑构件12彼此直接接触。即，由于作为第一外电极21的最内表面的第一层211和作为第二外电极22的最内表面的第一层221不包含树脂并且利用单金属或合金形成，因此防止了第一层211和221以及利用与第一层211和221不具有大的结合强度的材料(例如，绝缘特性材料)形成的支撑构件12彼此直接接触来降低相互粘附性。形成为切割表面的支撑构件12的第一表面121和第二表面122可在各自朝向第一层211和221的方向上逐渐变薄，第一层211与支撑构件12的第一表面121之间以及第一层221与支撑构件12的第二表面122之间可形成空间。第一层211与支撑构件12的第一表面121或第一层221与支撑构件12的第二表面122之间的空间可填充有主体的磁性材料11。主体的磁性材料11必定可提高磁导率并防止第一层211和221与支撑构件12的直接接触。
包括具有绝缘性质的材料的绝缘层31设置在第一表面121和第二表面122的至少部分表面上。在现有技术支撑构件的在支撑构件的长度方向L上彼此背对的两个端表面上不存在用于布置单独的绝缘层31的空间。相反，在根据本公开的示例性实施例的线圈组件100中，由于支撑构件12的第一表面121和第二表面122以及支撑构件12的中央部分处的通孔在内部线圈13形成(例如，通过镀覆)于支撑构件12的上表面和下表面上之后形成，因此在镀覆工艺之后随后应用的使内部线圈13绝缘的工艺期间，支撑构件12的第一表面121和第二表面122的至少部分表面可涂覆有绝缘层31。绝缘层31的具体厚度不受限制，并且绝缘层31可具有与形成在内部线圈13的线圈图案上的绝缘层的厚度基本相同的厚度。此外，绝缘层31的材料不受限制。例如，绝缘层31可利用能够通过化学气相沉积(CVD)形成均匀的绝缘层31的苝树脂形成，但不限于此。此外，如图2所示，由于绝缘层31通过与用于使线圈图案之间绝缘的工艺相同的工艺形成，因此绝缘层31可作为用于使线圈图案绝缘的绝缘层自然地连续延伸到线圈图案。
参照分别面对支撑构件12的第一表面121和第二表面122的第一外电极21和第二外电极22，第一外电极21包括第一层211以及设置在第一层211上的第二层212，第二外电极22包括第一层221以及设置在第一层221上的第二层222。由于第一外电极21的描述可按原样应用于第二外电极22，因此出于简明的目的，将省略第二外电极22的冗余描述。第一外电极21的第一层211和第二层212是利用具有不同特性的材料形成。第一层211和第二层212之间的最大差异在于第一层211不包含树脂，而第二层212包括其中分散有导电材料的树脂。例如，第一层211可包括Cu和/或Ni，而第二层212可利用银(Ag)-环氧树脂化合物或铜-环氧复合物形成，但不限于此。对于在主体1的第一端表面和第二端表面上分别形成第一层的方法没有限制。考虑到工艺要求和所需的特性值，本领域技术人员可适当地选择方法。例如，可使用镀覆工艺、施加金属膏的工艺或通过溅射的沉积工艺。由于第二层212利用铜-环氧复合物形成，因此可实现第一外电极21的导电性的提高和成型特性的提高两者，但是相对于磁性材料和构成内部线圈13的导电材料的结合力会相对降低。例如，在仅存在由分散有导电材料的树脂形成的第二层212的情况下，第一外电极21相对于磁性材料和构成内部线圈13的导电材料的结合力会相对降低。这里，由于仅利用单金属或合金而不利用树脂形成的第一层211作为缓冲层插设在第二层212和主体1之间，因此可提高主体1与第一外电极21和第二外电极22之间的接触可靠性，并且可降低接触电阻。
第二层212可形成为覆盖第一层211的整个表面，第三层213可另外设置在第二层212的表面上并包括Ni和Sn中的至少一种。当安装线圈组件100时，第三层213可被配置为便于焊接等的层。
支撑构件12的最大厚度Ts的一半可控制为等于或大于第一外电极21的第一层211的最大厚度Te1和第二外电极22的第一层221的最大厚度Te2。如果第一层211的最大厚度具有大于支撑构件12的最大厚度的一半的值，则包括第二层212以及第一层211的第一外电极21的厚度可能不能减小，结果，可能无法实现线圈组件100的小型化。
图3示出了根据本公开的另一实施例的图2中所示的插图的变型。在该实施例中，第一表面121”和第二表面122”形成为倾斜表面，将支撑构件12”的端部与第一外电极21和第二外电极22分开。此外，具有第一表面121”或第二表面122”的支撑构件12”的端部可接触线圈图案的与第一外电极21或第二外电极22接触的部分的中央区域。
图4是根据图2的区域A的变型的示意性截面图。与图2相比，除了区域A中的支撑构件12'的第一表面121'和第二表面122'的形状不同之外，图4包括与图2中的组件基本相同的组件，因此，出于简明的目的，除了图2的线圈组件100和图4的线圈组件100之间的组件的差异之外的描述将被省略，并且相同的标号将用于相同的组件。此外，支撑构件12'的第一表面121'的描述也可按原样应用于第二表面122'，因此，将仅描述支撑构件12'的第一表面121'，并且将省略第二表面的冗余描述。
参照图4，支撑构件12'具有相对于主体1的长度方向L的基本均匀的厚度，这与图2中线圈组件100的支撑构件12不同，在支撑构件12中，相对于主体1的长度方向L保持基本均匀的厚度，并且第一表面121和第二表面122的厚度朝向第一外电极21和第二外电极22减小。通过支撑构件12'的第一表面121'形成的厚度基本上等于支撑构件12'的形成在支撑构件12'的另一位置中的厚度，同时支撑构件12'的在主体1的长度方向L上延伸的总长度相对短。这意味着第一表面121'形成为基本垂直于内部线圈13的多个线圈图案(诸如内部线圈13的引出图案)，并且与第一外电极21的第一层211以预定距离分开。这里，本领域技术人员可适当地选择性地按照预定距离去除支撑构件12'的一部分，在这种情况下，支撑构件12'的一部分可被去除至如下程度：设置在支撑构件12'的上表面的上线圈13a和设置在支撑构件12'的下表面上的下线圈13b通过支撑构件12'内部的过孔电极充分地直接连接，同时支撑构件12'的剩余部分适当地支撑内部线圈13。
除了以上描述之外，将省略上述根据本公开的示例性实施例的线圈组件100的冗余描述。
根据上述线圈组件100，在具有包括金属-树脂复合层作为至少一层的第一外电极21和第二外电极22的线圈组件100中，第一外电极21和第二外电极22的总厚度减小，同时解决了主体与外电极之间的粘附可靠性的问题，以遵循小型化的电子组件的趋势。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，可提供通过改善内部线圈13与第一外电极21和第二外电极22之间的接触特性而具有提高的可靠性和低的Rdc值的线圈组件100。
虽然已经在上面示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，可进行修改和变型。
Claims (14)
1.一种线圈组件，包括：
主体；
支撑构件，设置在所述主体中；
内部线圈，设置在所述支撑构件上并且包括主体图案和引出图案，所述主体图案包括多个匝，所述引出图案连接到所述主体图案的最外匝；
绝缘层，设置在所述内部线圈上；以及
外电极，设置在所述主体上并且包括接触所述引出图案的第一层和设置在所述第一层上的第二层，
其中，所述支撑构件包括：支撑部，接触所述主体图案的下表面；以及延伸部，接触所述引出图案的下表面的一个区域并且与所述外电极中的每个的所述第一层分开，并且
所述绝缘层与所述引出图案的下表面的除了所述引出图案的下表面的接触所述延伸部的所述一个区域之外的其他区域接触。
2.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，
所述第一层利用单金属或合金形成。
3.根据权利要求2所述的线圈组件，其中，
所述第一层包括铜。
4.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，
所述第二层包括导电材料和树脂。
5.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，
从所述支撑构件的所述延伸部到所述第一层的空间填充有磁性材料。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的线圈组件，其中，
所述延伸部的至少一部分的厚度比所述支撑部的厚度薄。
7.根据权利要求6所述的线圈组件，其中，
所述延伸部的厚度在沿着朝向所述第一层的方向减小。
8.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，
所述绝缘层连续地设置在所述主体图案的所述多个匝和所述引出图案上。
9.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，
所述第一层的最大厚度的值小于或等于所述支撑构件的最大厚度的值的一半。
10.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，
所述主体包括磁性材料。
11.根据权利要求10所述的线圈组件，其中，
所述第二层与所述主体中的所述磁性材料或所述内部线圈分开预定距离。
12.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，
所述第一层不包括树脂。
13.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，
所述内部线圈包括设置在所述支撑构件的上表面上的上线圈和设置在所述支撑构件的下表面上的下线圈，其中，所述上线圈和所述下线圈通过贯穿所述支撑构件的一个或更多个过孔彼此电连接。
14.根据权利要求1所述的线圈组件，所述线圈组件还包括：
第三层，设置在所述第二层的表面上，其中，所述第三层包括Ni和Sn中的至少一种。
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