TWI604478B - 功率電感器 - Google Patents

Description

功率電感器

本揭露內容是有關於一種功率電感器，且更特定而言，是有關於一種能夠增加容量的功率電感器。

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。

又，功率電感器包含設置於主體中的一個基板及形成於基板的兩個表面上的線圈圖案，以防止其容量增加。

[先前技術文件]

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改良容量的功率電感器。

本揭露內容亦提供一種能夠改良磁導率的功率電感器。

根據例示性實施例，一種功率電感器包含：主體；至少兩個基底，其安置於主體中；至少兩個線圈圖案，其分別安置於至少兩個基底上；以及至少兩個外部電極，其分別連接至至少兩個基底，至少兩個外部電極安置於主體的外部部分上。

主體可包含金屬粉末、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。

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括鐵的金屬板的兩個表面而形成。

多個外部電極可在主體的同一側表面上彼此隔開或安置於主體的彼此不同的側表面上。

功率電感器可更包含安置於主體的至少一個區域上的磁性層。

磁性層可具有高於主體的磁導率的磁導率。

磁性層可包含導熱填料。

100‧‧‧主體

100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h、100i‧‧‧薄片

110‧‧‧金屬粉末

120‧‧‧聚合物

130‧‧‧導熱填料

200‧‧‧基底

210‧‧‧第一基底

220‧‧‧第二基底

300、310、320、330、340‧‧‧線圈圖案

400、410、420‧‧‧第一外部電極

500、510、520‧‧‧第二外部電極

600‧‧‧絕緣層

700‧‧‧磁性層

710‧‧‧第一磁性層

720‧‧‧第二磁性層

730‧‧‧第三磁性層

740‧‧‧第四磁性層

750‧‧‧第五磁性層

760‧‧‧第六磁性層

A-A'‧‧‧線

B-B'‧‧‧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及圖3分別為沿圖1的線A-A'及B-B'截取的橫截面圖。圖4為根據另一例示性實施例的功率電感器的橫截面圖。

圖5(a)、圖5(b)至圖7(a)、圖7(b)為根據其他例示性實施例的功率電感器的橫截面圖。

圖8至圖10為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。

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，圖2為沿圖1的線A-A'截取的橫截面圖，且圖3為沿圖2的線B-B'截取的橫截面圖。

參看圖1至圖3，根據例示性實施例的功率電感器可包含：主體100；至少兩個基底200(210及220)，其安置於主體100中；線圈圖案300(310、320、330以及340)，其形成於至少兩個基底200中的每一者的至少一個表面上；第一外部電極400(410及420)，其安置於主體100的兩個對置側表面上且分別連接至線圈圖案310及320；以及第二外部電極500(510及520)，其安置於主體100的兩個對置側表面上、與第一外部電極410及420隔開且分別連接至線圈圖案330及340。意即，分別安置於至少兩個基底200上的線圈圖案300藉由彼此不同的外部電極400及500連接以實現主體100中的至少兩個功率電感器。

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可更包含金屬粉末110、聚合物120以及導熱填料130。意即，主體100可由金 屬粉末110、聚合物120以及導熱填料130形成。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粒子或至少兩種粒子及具有多個大小的單一種粒子或至少兩種粒子。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。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。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。

至少兩個基底200(210及220)可設置於主體100中。舉例而言，至少兩個基底200可在主體100的縱向方向上設置於主體100中且在主體100的厚度方向上隔開預定距離。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：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。可形成在基底200的厚度方向上穿過的導通體(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300(310、320、330以及340)可安置於至少兩個基底200中的每一者的至少一個表面上，較佳安置於兩個表 面上。線圈圖案310及320可安置於第一基底210的上部部分及下部部分中的每一者上且藉由形成於第一基底上的導電導通體而電連接。類似地，線圈圖案330及340可安置於第二基底220的上部部分及下部部分上且藉由形成於第二基底上的導電導通體而電連接。此處，線圈圖案310及320以及線圈圖案330及340可在彼此相反的方向上暴露。多個線圈圖案300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上的兩個線圈圖案可經連接至以形成一個線圈。意即，至少兩個線圈可設置於一個主體100中。此處，上部部分上的線圈圖案310及330以及下部部分上的線圈圖案320及340可具有相同形狀。又，多個線圈圖案300可彼此重疊。替代地，下部部分上的線圈圖案320及340可在未形成有上部部分上的線圈圖案310及330的區域上彼此重疊。此處，儘管第一基底210上的線圈圖案310及第二基底220上的線圈圖案330在相同方向上暴露，但線圈圖案310及330彼此可不重疊且彼此隔開預定距離。類似地，儘管第一基底210上的線圈圖案320及第二基底220上的線圈圖案340在相同方向上暴露，但線圈圖案320及340彼此可不重疊且彼此隔開預定距離。因此，第一基底210上的線圈圖案310及320以及第二基底220上的線圈圖案330及340可分別藉由第一外部電極400及第二外部電極500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300。儘管多個線圈圖案300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多個線圈圖 案300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，可藉由將形成於基底200的表面上的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300。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300。意即，可自形成於第一基底210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，且可自形成於第二基底220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。當以多層形狀形成多個線圈圖案300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。

第一外部電極400(410及420)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。第一外部電極410及420可電連接至形成於第一基底210上的線圈圖案310及320。意即，多個線圈圖案310及320的至少一個末端可在彼此相反的方向上暴露於主體100的外部，且第一外部電極410及420可連接至線圈圖案300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上述第一外部電極410及420形成於主體100的兩個末端上且接著將其圖案化。第一外部電極410及420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)可進一步形成於第一外部電極410及420的表面上。

第二外部電極500(510及520)可形成於主體100的兩個末端上且與第一外部電極410及420隔開。第一外部電極410及420以及第二外部電極510及520可形成於主體100的同一側表面上且彼此隔開。第二外部電極510及520可電連接至形成於第二基底220上的線圈圖案330及340。

意即，線圈圖案330及340的至少一個末端可在彼此相反的方向上暴露於主體的外部，且第二外部電極510及520可連接至線圈圖案330及340的所述末端。儘管線圈圖案330及340是在與線圈圖案310及320相同的方向上暴露，但線圈圖案330及340以及線圈圖案310及320可彼此不重疊且彼此隔開預定距離。因此，線圈圖案330、340、310以及320可分別連接至第一外部電極400及第二外部電極500。可經由與第一外部電極410及420的製程相同的製程同時形成第二外部電極510及520。意即，可經由包含以下各者的各種製程而將第二外部電極510及520形成於主體100的兩個末端上且接著將其圖案化：將主體100浸漬至導電膏中的製程、印刷製程、沈積製程以及濺鍍製程。第二外部電極510及520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)可進一步形成於第二外部電極510及520的表面上。

替代地，絕緣層600可進一步形成於多個線圈圖案300與主體100之間以使多個線圈圖案300與金屬粉末110絕緣。意 即，絕緣層600可形成於基底200的上部部分及下部部分上以覆蓋多個線圈圖案300。絕緣層600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600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塗覆於線圈圖案300上而形成絕緣層600。意即，可沿線圈圖案300的階狀部分以均勻厚度塗佈絕緣層600。替代地，可藉由使用絕緣薄片將絕緣層600形成於線圈圖案300上。

如上文所描述，在根據例示性實施例的功率電感器中，安置於中主體100的至少兩個基底200(其中的每一者具有上面形成有線圈圖案300的至少一個表面)可經設置以在一個主體100中形成多個線圈。又，線圈可連接至彼此不同的外部電極400及500以在一個主體100中實現多個功率電感器。因此，功率電感器的體積可減小以減少電路上由功率電感器所佔據的區域。又，可在一個主體100中實現兩個功率電感器以增加功率電感器的容量。主體100可包含金屬粉末110、聚合物120以及導熱填料130。因此，可將主體100的藉由對金屬粉末110加熱產生的熱釋放至外部以防止主體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4為根據另一例示性實施例的功率電感器的透視圖。第一外部電極410及420以及第二外部電極510及520是在彼此不同的方向上形成。意即，第一外部電極410及420以及第二外部電極510及520可安置於主體100的彼此垂直的側表面上。舉 例而言，第一外部電極410及420可在主體100的縱向方向上安置於彼此對置的兩個側表面上，且第二外部電極510及520可在主體100的橫向方向上安置於彼此對置的兩個側表面上。

圖5(a)、圖5(b)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5(a)、圖5(b)，根據例示性實施例的功率電感器可更包含：主體100；至少兩個基底200(210及220)，其安置於主體100中；線圈圖案300(310、320、330以及340)，其安置於至少兩個基底200中的每一者的至少一個表面上；外部電極410及420，其安置於主體100的外部部分上；連接電極500，其安置於主體的外部部分上、與外部電極410及420隔開且連接至形成於主體中的至少兩個基底200中的每一者上的至少一個線圈圖案300；以及分別安置於主體100的上部部分及下部部分上的磁性層710及720中的至少一者。又，功率電感器可更包含設置於線圈圖案300中的每一者上的絕緣層500。

可將磁性層700(710及720)設置至主體100的至少一個區域。意即，第一磁性層710可安置於主體100的頂表面上，且第二磁性層720可安置於主體100的底表面上。此處，第一磁性層710及第二磁性層720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710及第二磁性層720中的每一者可具有大約40至大約1000的磁導率。第一磁性層710及第二磁性層720可由(例如)磁性粉末及聚合物形成。意即，第一磁性層710及第二磁性層720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710及第二磁性層720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700。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710及第二磁性層720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710及第二磁性層720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，且接著可分別將第一磁性層710及第二磁性層720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710及720，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磁性層。

根據另一例示性實施例，功率電感器可更包含在主體100與至少兩個基底200之間的上部部分及下部部分上的第三磁性層730及第四磁性層740，如圖6(a)、圖6(b)中所說明，且第五磁性層750及第六磁性層760可進一步設置於其間，如圖7(a)、圖7(b)中所說明。意即，至少一個磁性層700可設置於主體100中。可按薄片形狀製造磁性層700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700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700，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。

圖8至圖10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8，設置至少兩個基底210及220且各自具有預定形狀的線圈圖案310、320、330以及340形成於至少一個表面上，較佳形成於至少兩個基底210及220中的每一者的兩個表面上。基底210及220可由CCL、金屬磁性材料或其類似者形成。舉例而言，基底210及220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210及220。又，線圈圖案310、320、330以及340可形成於基底210及220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及330形成於基底210及220的一個表面上且接著可形成穿過基底210及220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及340可形成於基底210及220的另一表面上。可藉由在藉由使用雷射在基底210及220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、320、330以及340。為此，具有預定形狀的感光圖案可形成於第一基底210的一個表面上以使用銅箔作為種子而在第一基底210上執行電鍍製程。接著，可自第一基底210的暴露表面生長金屬層且接著可移除感光薄膜。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形成於第一基底210的另一表面上。替代地，可藉由使用與用於形成線圈圖案310及320的方式相同的方式將線圈圖案330及340形成於第二基底220的兩個表面上。替代地，可按多層形狀形成線圈圖案310、320、 330以及340。當按多層形狀形成線圈圖案310、320、330以及340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、320、330以及340分別形成於基底210及220的一個表面及另一表面上且接著絕緣層600經形成以覆蓋線圈圖案310、320、330以及340。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、320、330以及340而形成絕緣層600。

參看圖9，設置由包含金屬粉末110及聚合物120的材料形成的多個薄片100a至100i。此處，多個薄片100a至100i可由更包含導熱填料130的材料形成。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100i分別安置於至少兩個基底210及220的上面形成有線圈圖案310、320、330以及340的上部部分及下部部分上及至少兩個基底之間。舉例而言，至少一個薄片100a安置於至少兩個基底210與220之間，多個薄片100b至100e安置於基底210的上部部分上，且多個薄片100f至100i安置於基底220的下部部分上。此處，多個薄片100a至100i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210及220的薄片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，且安置於薄片100c及100f的上部部分及下部部分上的薄片100d及100h的導熱填料130可具有高於薄片100c及100f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210及220的方向上逐漸增加以進一步改良熱傳遞效率。

參看圖10，以至少兩個基底210及220處於之間的方式堆疊及壓縮多個薄片100a至100i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、320、330以及340中的每一者的突出部分電連接至主體100的兩個末端。可藉由包含以下各者的各種製程而形成第一外部電極400及第二外部電極500且將其圖案化以彼此隔開：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第一外部電極400及第二外部電極500的金屬材料。又，必要時，鍍鎳層及鍍錫層可進一步形成於第一外部電極400及第二外部電極500的表面上。

根據例示性實施例，至少兩個基底(其中的每一者具有上面形成有具有線圈形狀的線圈圖案的至少一個表面)設置於主體中，以在一個主體中形成多個線圈，藉此增加功率電感器的容量。

又，安置於主體中的至少兩個基底上的線圈連接至彼此 不同的外部電極以在一個主體中實現多個功率電感器。因此，功率電感器的體積可減小以減少由功率電感器所佔據的區域。

又，主體可包含金屬粉末、聚合物以及導熱填料。因此，可將主體中的藉由對金屬粉末加熱產生的熱釋放至外部以防止主體的溫度升高，藉此防止諸如電感減小的問題。

又，至少兩個基底可由磁性材料形成以防止功率電感器的磁導率減小。

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

210‧‧‧第一基底

220‧‧‧第二基底

300、310、320、330、340‧‧‧線圈圖案

400、410、420‧‧‧第一外部電極

600‧‧‧絕緣層

A-A'‧‧‧線

Claims (12)

1. 一種功率電感器，其包括：主體；至少兩個基底，其安置於所述主體中；至少兩個線圈圖案，其分別安置於所述至少兩個基底上；以及至少兩個外部電極，其分別連接至所述至少兩個線圈，所述至少兩個外部電極安置於所述主體的外部部分上，其中所述至少兩個外部電極連接至所述至少兩個線圈圖案中之分別安置於所述至少兩個基底中的彼此不同的基底上的線圈圖案，所述至少兩個外部電極中之分別連接至所述至少兩個線圈圖案中之安置於所述至少兩個基底中的同一基底上的線圈圖案的外部電極分別位在所述主體之面向彼此的兩個側表面上，以及所述至少兩個外部電極中之分別連接至所述至少兩個線圈圖案中之安置於所述至少兩個基底中的彼此不同的基底上的線圈圖案的外部電極彼此隔開。
2. 如申請專利範圍第1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。
3. 如申請專利範圍第2項所述的功率電感器，其中所述金屬粉末包括金屬合金粉末，所述金屬合金粉末包括鐵。
4. 如申請專利範圍第3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。
5. 如申請專利範圍第2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。
6. 如申請專利範圍第5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。
7. 如申請專利範圍第6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。
8. 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。
9. 如申請專利範圍第1項所述的功率電感器，其中多個外部電極在所述主體的同一側表面上彼此隔開或安置於所述主體的彼此不同的側表面上。
10. 如申請專利範圍第1項至第9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的磁性層。
11. 如申請專利範圍第10項所述的功率電感器，其中所述磁性層具有高於所述主體的磁導率的磁導率。
12. 如申請專利範圍第11項所述的功率電感器，其中所述磁性層包括所述導熱填料。