TWI604476B - 功率電感器 - Google Patents
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Description
本揭露內容是有關於一種功率電感器，且更特定而言，是有關於一種具有優良的電感特性及改良的熱穩定性的功率電感器。
一般在設置於攜帶型裝置中的功率電路(諸如，DC-DC轉換器)上設置功率電感器。由於趨向功率電路的高頻率及小型化的趨勢，正愈來愈多地使用功率電感器來替代現存的纏繞型扼流線圈圖案。又，正開發小型化、高電流且低電阻的功率電感器，此是因為需要小型且多功能的攜帶型裝置。
功率電感器可製造為呈由多種鐵氧體或低k介電質形成的陶瓷薄片經堆疊的堆疊主體的形式。此處，以線圈圖案形狀在陶瓷薄片中的每一者上形成金屬圖案。形成於陶瓷薄片上的線圈圖案藉由形成於陶瓷薄片中的每一者上的導電導通體彼此連接，且具有線圈圖案在薄片堆疊的垂直方向上彼此重疊的結構。通常，藉由使用包含鎳、鋅、銅以及鐵的四元系統的磁性材料而製造功率電感器的主體。
然而，由於磁性材料具有低於金屬材料的飽和磁化強度
的飽和磁化強度，因此其可能難以實現攜帶型裝置新進需要的高電流特性。因此，由於功率電感器的主體由金屬粉末形成，因此相比主體由磁性材料形成的狀況，飽和磁化強度可能會增加。然而，當主體由金屬形成時，歸因於渦電流損失的增加及高頻率下的遲滯，材料損失可能會增加。為減少材料損失，應用藉由使用聚合物使金屬粉末彼此絕緣的結構。
然而，包含由金屬粉末及聚合物形成的主體的功率電感器的電感可歸因於溫度的升高而減小。意即，功率電感器的溫度藉由自應用有功率電感器的攜帶型裝置產生的熱而升高。結果，在形成功率電感器的主體的金屬粉末經加熱時，電感可減小。
韓國專利公開案第2007-0032259號
本揭露內容提供一種能夠改良熱穩定性以防止電感減小的功率電感器。
本揭露內容亦提供一種能夠釋放主體內的熱以改良熱穩定性的功率電感器。
根據例示性實施例，一種功率電感器包含：主體；基底，其安置於主體中；以及線圈圖案，其安置於基底的至少一個表面上，其中主體包含金屬粉末、聚合物以及導熱填料。
金屬粉末可包含金屬合金粉末，所述金屬合金粉末包含鐵。
金屬粉末可具有塗佈有磁性材料及絕緣材料中的至少一者的表面。
導熱填料可包含選自由MgO、AlN以及碳基材料組成的群的至少一者。
以金屬粉末的大約100wt%來計，可按大約0.5wt%至大約3wt%的含量包含導熱填料。
導熱填料可具有大約0.5微米至大約100微米的大小。
基底可藉由將銅箔結合至包含鐵的金屬板的兩個表面而形成。
功率電感器可更包含安置於線圈圖案上的絕緣層及安置於主體的外部部分上且連接至線圈圖案的外部電極。
功率電感器可更包含安置於主體的至少一個區域上且具有高於主體的磁導率的磁導率的磁性層。
磁性層可包含導熱填料。
根據另一例示性實施例，一種功率電感器包含：主體；基底，其安置於主體中；以及線圈圖案，其安置於基底的至少一個表面上，其中基底是藉由將銅箔結合至包含鐵的金屬板的兩個表面而形成。
主體可包含金屬粉末、聚合物以及導熱填料。
導熱填料可包含選自由MgO、AlN以及碳基材料組成的群的至少一者。
以金屬粉末的大約100wt%來計，可按大約0.5wt%至大約3wt%的含量包含導熱填料。
功率電感器可更包含安置於主體的至少一個區域上且具有高於主體的磁導率的磁導率的絕緣層。
100‧‧‧主體
100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h‧‧‧薄片
110‧‧‧金屬粉末
120‧‧‧聚合物
130‧‧‧導熱填料
200‧‧‧基底
310、320‧‧‧線圈圖案
400、410、420‧‧‧外部電極
500‧‧‧絕緣層
600‧‧‧磁性層
610‧‧‧第一磁性層
620‧‧‧第二磁性層
630‧‧‧第三磁性層
640‧‧‧第四磁性層
650‧‧‧第五磁性層
660‧‧‧第六磁性層
A-A'‧‧‧線
自結合隨附圖式進行的以下描述可更詳細地理解例示性實施例，其中：
圖1為根據例示性實施例的功率電感器的透視圖。
圖2為沿圖1的線A-A'截取的橫截面圖。
圖3至圖5為根據其他例示性實施例的功率電感器的橫截面圖。
圖6至圖8為用於解釋用於製造根據例示性實施例的功率電感器的方法的橫截面圖。
在下文中，將參看隨附圖式詳細地描述特定實施例。然而，本揭露內容可按許多不同形式體現，且不應解釋為限於本文中所闡述的實施例。確切而言，提供此等實施例以使得本揭露內容將為透徹且完整的，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明的概念。
圖1為根據例示性實施例的功率電感器的透視圖且圖2為沿圖1的線A-A'截取的橫截面圖。參看圖1及圖2，根據例示性實施例的功率電感器可包含：主體100，其包含導熱填料130；基底200，其設置於主體100中；線圈圖案310及320，其安置於
基底200的至少一個表面上；以及外部電極410及420，其安置於主體100外部。
舉例而言，主體100可具有六面體形狀。然而，除六面體形狀外，主體100亦可具有多面體形狀。主體100可包含金屬粉末110、聚合物120以及導熱填料130。金屬粉末110可具有大約1微米至大約50微米的平均粒徑。又，金屬粉末110可使用具有相同大小的單一種或至少兩種粒子及具有多個大小的單一種或至少兩種粒子。舉例而言，具有大約30微米的平均大小的第一金屬粒子及具有大約3微米的平均大小的第二金屬粒子可彼此混合以供使用。當使用具有彼此不同的大小的至少兩種金屬粉末110時，主體100的填充速率可增加以最大化容量。舉例而言，當使用具有大約30微米的大小的金屬粉末時，可在具有大約30微米的大小的金屬粉末之間產生微孔，從而導致填充速率減小。然而，由於具有大約3微米的大小的金屬粉末混合於具有大約30微米的大小的金屬粉末之間，因此填充速率可進一步增加。金屬粉末110可使用包含鐵(Fe)的金屬材料。舉例而言，金屬粉末110可包含選自由以下各者組成的群的至少一種金屬：鐵-鎳(Fe-Ni)、鐵-鎳-二氧化矽(Fe-Ni-Si)、鐵-鋁-二氧化矽(Fe-Al-Si)以及鐵-鋁-鉻(Fe-Al-Cr)。意即，由於金屬粉末110包含鐵，因此金屬粉末110可形成為具有磁性結構或磁性性質以具有預定磁導率的金屬合金。又，金屬粉末110的表面可塗佈有具有不同於金屬粉末110的磁導率的磁導率的磁性材料。舉例而言，磁性材料可由金屬氧化物磁性材料形成。意即，磁性材料可由選自由以下各者組成的
群的至少一種氧化物磁性材料形成：鎳氧化物磁性材料、鋅氧化物磁性材料、銅氧化物磁性材料、錳氧化物磁性材料、鈷氧化物磁性材料、鋇氧化物磁性材料以及鎳鋅銅氧化物磁性材料。塗覆於金屬粉末110的表面上的磁性材料可由包含鐵的金屬氧化物形成且具有大於金屬粉末110的磁導率的磁導率。此外，金屬粉末110的表面可塗佈有至少一種絕緣材料。舉例而言，金屬粉末110的表面可塗佈有氧化物及諸如聚對二甲苯的絕緣聚合物材料。氧化物可藉由氧化金屬粉末110而形成或可塗佈有選自由以下各者組成的群的一者：TiO2、SiO2、ZrO2、SnO2、NiO、ZnO、CuO、CoO、MnO、MgO、Al2O3、Cr2O3、Fe2O3、B2O3以及Bi2O3。又，金屬粉末110的表面可藉由使用除聚對二甲苯外的各種絕緣聚合物材料而塗佈。此處，金屬粉末110可塗佈有具有雙層結構的氧化物或氧化物與聚合物材料的雙層結構。替代地，金屬粉末110的表面可塗佈有磁性材料且接著塗佈有絕緣材料。如上文所描述，金屬粉末110的表面可塗佈有絕緣材料以防止歸因於金屬粉末110的接觸的短路發生。聚合物120可與金屬粉末110混合使得金屬粉末110彼此絕緣。意即，金屬粉末110可使渦電流損失及高頻率下的遲滯增加以引起材料損失。為減少材料損失，可設置聚合物120以使金屬粉末110彼此絕緣。儘管聚合物120選自由環氧樹脂、聚醯亞胺以及液晶聚合物(LCP)組成的群，但本揭露內容不限於此。又，聚合物120可包含熱固性樹脂以將絕緣性質給予金屬粉末110。熱固性樹脂可包含選自由以下各者組成的群的至少一者：酚醛環氧樹脂、苯氧基型環氧樹脂、BPA型環氧樹
脂、BPF型環氧樹脂、經氫化的BPA環氧樹脂、二聚酸改性環氧樹脂、胺基甲酸酯改性環氧樹脂、橡膠改性環氧樹脂以及DCPD型環氧樹脂。此處，以金屬粉末的100wt%來計，可按大約2.0wt%至大約5.0wt%的含量包含聚合物120。當聚合物120的含量增加時，金屬粉末110的體積分率可減小，且因此，可難以適當地實現增加飽和磁化強度的效應，且主體100的磁性特性(意即，磁導率)可減小。當聚合物120的含量減小時，在用於製造電感器的製程中使用的強酸或強鹼溶液可滲透至電感器中以減少電感特性。因此，可按在金屬粉末110的飽和磁化強度及電感不減小的範圍內的含量來包含聚合物120。又，可設置導熱填料130以解決主體100由外部熱加熱的限制。意即，當主體100的金屬粉末110由外部熱加熱時，導熱填料130可將金屬粉末110的熱釋放至外部。儘管導熱填料130包含選自由MgO、AlN以及碳基材料組成的群的至少一者，但本揭露內容不限於此。此處，碳基材料可包含碳且具有各種形狀。舉例而言，碳基材料可包含石墨、碳黑、石墨烯以及其類似者。又，以金屬粉末110的大約100wt%來計，可按大約0.5wt%至大約3wt%的含量包含導熱填料130。當導熱填料130的含量低於上述範圍時，可能不能達成熱耗散效應。另一方面，當導熱填料130的含量高於上述範圍時，金屬粉末110的磁導率可能會減小。又，導熱填料130可具有(例如)大約0.5微米至大約100微米的大小。意即，導熱填料130可具有大於或小於金屬粉末110的大小的大小。另一方面，可藉由堆疊由包含金屬粉末110、聚合物120以及導熱填料130的材料形成的多個薄
片而製造主體100。此處，當藉由堆疊多個薄片而製造主體100時，薄片中的導熱填料130可具有彼此不同的含量。舉例而言，濾熱片向上且向下遠離基底200愈多，則薄片中的導熱填料130的含量可逐漸增加。又，必要時，可藉由應用各種製程而形成主體100，諸如以預定厚度印刷由包含金屬粉末110、聚合物120以及導熱填料130的材料形成的膏狀物的製程或將膏狀物填充至框架中以壓縮糊狀物的製程。此處，可將經堆疊以用於形成主體100的薄片的數目或以預定厚度印刷的膏狀物的厚度判定為考慮到功率電感器所需的電特性(諸如，電感)的適當數目或厚度。
基底200可設置於主體100中。可設置至少一個基底200。舉例而言，可在主體100的縱向方向上將基底200設置於主體100中。此處，可設置至少一個基底200。舉例而言，可在垂直於安置外部電極400的方向的方向上設置兩個基底200，例如，使兩個基底在垂直方向上彼此隔開預定距離。舉例而言，基底200可由覆銅疊層(copper clad lamination；CCL)、金屬磁性材料或其類似者形成。此處，基底200由磁性材料形成以改良磁導率且易於實現容量。意即，藉由將銅箔結合至玻璃加強型纖維而製造CCL。因此，CCL可不具有磁導率以減小功率電感器的磁導率。然而，當金屬磁性材料用作基底200時，功率電感器的磁導率可能不會減小，此是因為金屬磁性材料具有磁導率。可藉由將銅箔結合至具有預定厚度且由至少一種金屬形成的板而製造使用金屬磁性材料的基底200，所述至少一種金屬選自由包含鐵的諸如以下各者的金屬組成的群，諸如鐵-鎳(Fe-Ni)、鐵-鎳-二氧化矽
(Fe-Ni-Si)、鐵-鋁-二氧化矽(Fe-Al-Si)以及鐵-鋁-鉻(Fe-Al-Cr)。意即，可將由包含鐵的至少一種金屬形成的合金製造為呈具有預定厚度的板的形式，且接著可將銅箔結合至金屬板的至少一個表面以製造基底200。又，至少一個導電導通體(未圖示)可形成於基底200的預定區域中，且分別安置於基底200的上部部分及下部部分上的線圈圖案310及320可藉由導電導通體彼此電連接。可形成穿過基底200的厚度的導通體(未圖示)，且接著可將導電膏填充至導通體中以形成導電導通體。
線圈圖案310及320可安置於基底200的至少一個表面上，較佳安置於兩個表面上。線圈圖案310及320可安置於基底200的預定區域上，例如，安置成以螺旋形狀自其中心部分向外延伸，且安置於基底200上的兩個線圈圖案310及320可經連接以形成一個線圈。此處，上部部分及下部部分上的線圈圖案310及320可具有相同形狀。又，線圈圖案310及320可彼此重疊。替代地，線圈圖案320可在未形成有線圈圖案310的區域上彼此重疊。線圈圖案310及320可藉由形成於基底200中的導電導通體而電連接。可藉由諸如網版印刷(screen printing)、塗佈、沈積、電鍍或濺鍍的方法而形成線圈圖案310及320。儘管線圈圖案310及320以及導電導通體中的每一者由包含銀(Ag)、銅(Cu)以及銅合金中的至少一者的材料形成，但本揭露內容不限於此。另一方面，當經由電鍍製程形成線圈圖案310及320時，可藉由電鍍製程將金屬層(例如，銅層)形成於基底200上且接著藉由微影製程將其圖案化。意即，可藉由將銅箔用作種子層而經由電鍍製程
形成銅層且接著將其圖案化以形成線圈圖案310及320。替代地，可將具有預定形狀的感光薄膜圖案形成於基底200上且可執行電鍍製程以自基底200的暴露表面生長金屬層，且接著可移除感光薄膜以形成具有預定形狀的線圈圖案310及320。替代地，可按多層形狀形成線圈圖案310及320。意即，可自形成於基底200的上部部分上的線圈圖案310向上進一步形成多個線圈圖案，且可自形成於基底200的下部部分上的線圈圖案320向下進一步形成多個線圈圖案。當以多層形狀形成線圈圖案310及320時，可在下部層與上部層之間形成絕緣層且可在絕緣層中形成導電導通體(未圖示)以將多層線圈圖案彼此連接。
外部電極400可分別形成於主體100的兩個末端上。舉例而言，外部電極400可形成於在主體100的縱向方向上面向彼此的兩個側表面上。外部電極400可電連接至主體100的線圈圖案310及320。意即，線圈圖案310及320的至少一個末端可暴露於外部且外部電極400可連接至線圈圖案310及320的暴露末端。可藉由將主體100浸漬至導電膏中或經由諸如印刷、沈積以及濺鍍的各種製程而將外部電極400形成於主體100的兩個末端上。外部電極400可由選自由以下各者組成的群的導電金屬形成：金、銀、鉑、銅、鎳、鈀以及其合金。又，鍍鎳層(未圖示)或鍍錫層(未圖示)可進一步形成於外部電極400的表面上。
替代地，絕緣層500可進一步形成於線圈圖案310及320與主體100之間以使線圈圖案310及320與金屬粉末110絕緣。意即，絕緣層500可形成於基底200的上部部分及下部部分上以
覆蓋線圈圖案310及320。絕緣層500可包含選自由環氧樹脂、聚醯亞胺以及液晶結晶聚合物組成的群的至少一種材料。意即，絕緣層500可由與形成主體100的聚合物120相同的材料形成。又，可藉由將諸如聚對二甲苯的絕緣聚合物材料塗覆於線圈圖案310及320上而形成絕緣層500。意即，可沿線圈圖案310及320的階狀部分以均勻厚度塗佈絕緣層500。替代地，可藉由使用絕緣薄片將絕緣層500形成於線圈圖案310及320上。
如上文所描述，根據例示性實施例的功率電感器可包含主體100，所述主體包含金屬粉末110、聚合物120以及導熱填料130。導熱填料130可設置於主體100中以將主體100的藉由對金屬粉末110加熱而產生的熱釋放至外部，藉此防止主體100的溫度升高且因此防止電感減小。又，主體100內部的基底200可由磁性材料形成以防止功率電感器的磁導率減小。
圖3為根據另一例示性實施例的功率電感器的橫截面圖。
參看圖3，根據另一例示性實施例的功率電感器可包含：主體100，其包含導熱填料130；基底200，其設置於主體100中；線圈圖案310及320，其安置於基底200的至少一個表面上；外部電極410及420，其安置於主體100外部；以及至少一個磁性層600(610及620)，其分別設置於主體100的上部部分及下部部分上。又，功率電感器可更包含設置於線圈圖案310及320中的每一者上的絕緣層500。意即，磁性層600可進一步設置於根據實施例的功率電感器中以實現另一實施例。下文將關於不同於前述實施例的構造來描述另一實施例。
可將磁性層600(610及620)設置至主體100的至少一個區域。意即，第一磁性層610可安置於主體100的頂表面上，且第二磁性層620可安置於主體100的底表面上。此處，第一磁性層610及第二磁性層620可經設置以增加主體100的磁導率且由具有大於主體100的磁導率的磁導率的材料形成。舉例而言，主體100可具有大約20的磁導率，且第一磁性層610及第二磁性層620中的每一者可具有大約40至大約1000的磁導率。第一磁性層610及第二磁性層620可由(例如)磁性粉末及聚合物形成。意即，第一磁性層610及第二磁性層620可由具有高於主體100的磁性材料的磁性的磁性的材料形成或具有高於主體100的磁性材料的含量的含量的磁性材料，使得第一磁性層610及第二磁性層620中的每一者具有高於主體100的磁導率的磁導率。此處，以金屬粉末的大約100wt%來計，可按大約15wt%的含量包含聚合物。又，磁性材料粉末可使用選自由以下各者組成的群的至少一者：鎳磁性材料(Ni鐵氧體)、鋅磁性材料(Zn鐵氧體)、銅磁性材料(Cu鐵氧體)、錳磁性材料(Mn鐵氧體)、鈷磁性材料(Co鐵氧體)、鋇磁性材料(Ba鐵氧體)以及鎳-鋅-銅磁性材料(Ni-Zn-Cu鐵氧體)或其至少一種氧化物磁性材料。意即，可藉由使用包含鐵的金屬合金粉末或包含鐵的金屬合金氧化物而形成磁性層600。又，可藉由將磁性材料塗覆至金屬合金粉末而形成磁性粉末。舉例而言，可藉由將選自由以下各者組成的群的至少一種磁性材料氧化物塗覆至(例如)包含鐵的金屬合金粉末而形成磁性材料粉末：鎳氧化物磁性材料、鋅氧化物磁性材料、銅氧化物
磁性材料、錳氧化物磁性材料、鈷氧化物磁性材料、鋇氧化物磁性材料以及鎳-鋅-銅氧化物磁性材料。意即，可藉由將包含鐵的金屬氧化物塗覆至金屬合金粉末而形成磁性材料粉末。替代地，可藉由將選自由以下各者組成的群的至少一種磁性材料氧化物與(例如)包含鐵的金屬合金粉末混合而形成磁性材料粉末：鎳氧化物磁性材料、鋅氧化物磁性材料、銅氧化物磁性材料、錳氧化物磁性材料、鈷氧化物磁性材料、鋇氧化物磁性材料以及鎳-鋅-銅氧化物磁性材料。意即，可藉由將包含鐵的金屬氧化物與金屬合金粉末混合而形成磁性材料粉末。另一方面，除金屬粉末及聚合物外，第一磁性層610及第二磁性層620中的每一者可更包含導熱填料。以金屬粉末的大約100wt%來計，可按大約0.5wt%至大約3wt%的含量包含導熱填料。可按薄片形狀製造第一磁性層610及第二磁性層620且將其分別安置於上面堆疊有多個薄片的主體100的上部部分及下部部分上。又，可藉由以預定厚度印刷由包含金屬粉末110、聚合物120以及導熱填料130的材料形成的膏狀物或將膏狀物填充至框架中以壓縮膏狀物而形成主體100，且接著可分別將磁性層610及620安置於主體100的上部部分及下部部分上。替代地，可藉由使用膏狀物而形成磁性層610及620，意即，藉由將磁性材料塗覆至主體100的上部部分及下部部分而形成所述磁性層。
根據例示性實施例的功率電感器可更包含在主體100與基底200之間的上部部分及下部部分上的第三磁性層630及第四磁性層640，如圖4中所說明，且第五磁性層650及第六磁性層
660可進一步設置於其間，如圖5中所說明。意即，至少一個磁性層600可設置於主體100中。可按薄片形狀製造磁性層600且將其設置於堆疊有多個薄片的主體100中。意即，至少一個磁性層600可設置於用於製造主體100的多個薄片之間。又，當藉由以預定厚度印刷由包含金屬粉末110、聚合物120以及導熱填料130的材料形成的膏狀物而形成主體100時，可在印刷期間形成磁性層。又，當藉由將膏狀物填充至框架中以壓縮膏狀物而形成主體100時，可將磁性層插入其間以壓縮膏狀物。替代地，可藉由使用膏狀物而形成磁性層600，意即，可藉由在主體100的印刷期間塗覆軟磁性材料而將磁性層形成於主體100中。
如上文所描述，根據另一例示性實施例的功率電感器可包含主體100中的至少一個磁性層600以改良功率電感器的磁性。
圖6至圖8為順序地說明用於製造根據例示性實施例的功率電感器的方法的橫截面圖。
參看圖6，各自具有預定形狀的線圈圖案310及320形成於至少一個表面上，較佳形成於基底200的兩個表面上。基底200可由CCL、金屬磁性材料或其類似者形成。舉例而言，基底200可由能夠改良有效磁性且易於實現容量的金屬磁性材料形成。舉例而言，可藉由將銅箔結合至由包含鐵的金屬合金形成且具有預定厚度的金屬板的兩個表面而製造基底200。又，線圈圖案310及320可形成於基底200的預定區域上，例如，可形成為以圓形螺旋形狀自其中心部分形成的線圈圖案。此處，可將線圈圖案310形成於基底200的一個表面上，且接著可形成穿過基底200的預
定區域且填充有導電材料的導電導通體。又，線圈圖案320可形成於基底200的另一表面上。可藉由在藉由使用雷射在基底200的厚度方向上形成導通孔之後將導電膏填充至導通孔中而形成導電導通體。舉例而言，可經由電鍍製程形成線圈圖案310。為此，具有預定形狀的感光圖案可形成於基底200的一個表面上以使用銅箔作為種子而在基底200上執行電鍍製程。接著，可自基底200的暴露表面生長金屬層，且接著可移除感光薄膜。替代地，可藉由使用與用於形成線圈圖案310的方式相同的方式將線圈圖案320形成於基底200的另一表面上。替代地，可按多層形狀形成線圈圖案310及320。當按多層形狀形成線圈圖案310及320時，可在下部層與上部層之間形成絕緣層，且可在絕緣層中形成導電導通體(未圖示)以將多層線圈圖案彼此連接。線圈圖案310及320分別形成於基底200的一個表面及另一表面上且接著絕緣層500經形成以覆蓋線圈圖案310及320。可藉由將包含選自由環氧樹脂、聚醯亞胺以及液晶結晶聚合物組成的群的至少一種材料的薄片緊密地附著至線圈圖案310及320而形成絕緣層500。
參看圖7，設置由包含金屬粉末110、聚合物120以及導熱填料130的材料形成的多個薄片100a至100h。此處，金屬粉末110可使用包含鐵(Fe)的金屬材料，且聚合物120可使用環氧樹脂、聚醯亞胺或其類似者，其能夠使金屬粉末110彼此絕緣。又，導熱填料130可使用MgO、AlN、碳基材料或其類似者，其能夠將金屬粉末110的熱釋放至外部。又，金屬粉末110的表面可塗佈有磁性材料，例如，金屬氧化物磁性材料。此處，以金屬粉末
110的100wt%來計，可按大約2.0wt%至大約5.0wt%的含量包含聚合物120，且以金屬粉末110的100wt%來計，可按大約0.5wt%至大約3.0wt%的含量包含導熱填料130。多個薄片100a至100h分別安置於基底200的上面形成有線圈圖案310及320的上部部分及下部部分上。此處，多個薄片100a至100h可具有彼此不同的含量的導熱填料130。舉例而言，導熱填料130可具有自基底200的一個表面及另一表面朝向基底200的上側及下側逐漸增加的含量。意即，安置於接觸基底200的薄片100a及100d的上部部分及下部部分上的薄片100b及100e的導熱填料130可具有高於薄片100a及100d的導熱填料130的含量的含量，且安置於薄片100b及100e的上部部分及下部部分上的薄片100c及100f的導熱填料130可具有高於薄片100b及100e的導熱填料130的含量的含量。如此，導熱填料130的含量在遠離基底200的方向上逐漸增加以進一步改良熱傳遞效率。如另一例示性實施例中所描述，可分別將第一磁性層610及第二磁性層620設置至最上薄片100a及最下100h的上部部分及下部部分。第一磁性層610及第二磁性層620中的每一者可由具有高於薄片100a至100h中的每一者的磁導率的磁導率的材料形成。舉例而言，第一磁性層610及第二磁性層620中的每一者可由磁性粉末及環氧樹脂形成，使得第一磁性層610及第二磁性層620中的每一者具有高於薄片100a至100h中的每一者的磁導率的磁導率。又，第一磁性層610及第二磁性層620中的每一者可更包含導熱填料。
參看圖8，以基底200處於之間的方式堆疊及壓縮多個薄
片100a至100h，且接著模製所述多個薄片以形成主體100。可形成外部電極400使得線圈圖案310及320中的每一者的突出部分電連接至主體100的兩個末端。外部電極400可藉由包含以下各者的各種製程而形成：將主體100浸漬至導電膏中的製程、將導電膏印刷於主體10的兩個末端上的製程、沈積製程以及濺鍍製程。此處，導電膏可使用能夠將導電率給予外部電極400的金屬材料。又，必要時，鍍鎳層及鍍錫層可進一步形成於外部電極400的表面上。
根據例示性實施例，功率電感器的主體可由金屬粉末、聚合物以及導熱填料形成。由於設置導熱填料，因此可易於將主體內的熱釋放至外部以防止電感歸因於經加熱主體而減小。
又，安置於主體中的上面形成有線圈圖案的基底可由金屬磁性材料形成以防止功率電感器的磁導率減小，且至少一個磁性層可設置於主體上以改良功率電感器的磁導率。
功率電感器可不限於前述實施例，但經由彼此不同的各種實施例實現。因此，熟習此項技術者將容易理解，在不脫離藉由隨附申請專利範圍界定的本發明的精神及範疇的情況下，可對其進行各種修改及改變。
100‧‧‧主體
110‧‧‧金屬粉末
120‧‧‧聚合物
130‧‧‧導熱填料
200‧‧‧基底
310、320‧‧‧線圈圖案
410、420‧‧‧外部電極
500‧‧‧絕緣層
Claims (15)
- 一種功率電感器，其包括：主體；基底，其安置於所述主體中；以及線圈圖案，其安置於所述基底的至少一個表面上，其中所述主體包括金屬粉末、聚合物以及導熱填料，且所述導熱填料將所述金屬粉末的熱釋放至外部。
- 如申請專利範圍第1項所述的功率電感器，其中所述金屬粉末包括金屬合金粉末，所述金屬合金粉末包括鐵。
- 如申請專利範圍第2項所述的功率電感器，其中所述金屬粉末具有塗佈有磁性材料及絕緣材料中的至少一者的表面。
- 如申請專利範圍第1項所述的功率電感器，其中所述導熱填料包括選自由MgO、AlN以及碳基材料組成的群的至少一者。
- 如申請專利範圍第4項所述的功率電感器，其中以所述金屬粉末的大約100wt%來計，按大約0.5wt%至大約3wt%的含量包含所述導熱填料。
- 如申請專利範圍第5項所述的功率電感器，其中所述導熱填料具有大約0.5微米至大約100微米的大小。
- 如申請專利範圍第1項所述的功率電感器，其中所述基底是藉由將銅箔結合至包括鐵的金屬板的兩個表面而形成。
- 如申請專利範圍第1項所述的功率電感器，其更包括安置於所述線圈圖案上的絕緣層以及安置於所述主體的外部部分上且連接至所述線圈圖案的外部電極。
- 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的功率電感器，其更包括安置於所述主體的至少一個區域上且具有高於所述主體的磁導率的磁導率的磁性層。
- 如申請專利範圍第9項所述的功率電感器，其中所述磁性層包括所述導熱填料。
- 一種功率電感器，其包括：主體；基底，其安置於所述主體中；以及線圈圖案，其安置於所述基底的至少一個表面上，其中所述基底是藉由將銅箔結合至包括鐵的金屬板的兩個表面而形成。
- 如申請專利範圍第11項所述的功率電感器，其中所述主體包括金屬粉末、聚合物以及導熱填料。
- 如申請專利範圍第12項所述的功率電感器，其中所述導熱填料包括選自由MgO、AlN以及碳基材料組成的群的至少一者。
- 如申請專利範圍第13項所述的功率電感器，其中以所述金屬粉末的大約100wt%來計，按大約0.5wt%至大約3wt%的含量包含所述導熱填料。
- 如申請專利範圍第11項所述的功率電感器，其更包括安置於所述主體的至少一個區域上且具有高於所述主體的磁導率的磁導率的絕緣層。
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