CN105990009A

CN105990009A - 线圈部件和具有该线圈部件的板

Info

Publication number: CN105990009A
Application number: CN201510092948.9A
Authority: CN
Inventors: 尹灿; 李东焕; 安永圭
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2035-03-02
Also published as: US20160078994A1; KR102029491B1; US10056183B2; CN105990009B; KR20160032566A

Abstract

本发明提供一种线圈部件和具有该线圈部件的板。所述线圈部件包括：磁体，该磁体包括具有两个芯的基板、设置在所述基板的一个面上的第一线圈部和第二线圈部、设置在所述基板的另一个面上的第三线圈部和第四线圈部；连接部，该连接部设置为穿过所述磁体中的所述两个芯并使所述两个芯相互连接；以及第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极，该第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极设置在所述磁体的外表面上，并分别连接于所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部和所述第四线圈部。

Description

线圈部件和具有该线圈部件的板

相关技术文献

(专利文献1)公开号为2005-0011090的韩国专利

发明内容

本发明的一方面可以提供一种线圈部件和具有该线圈部件的板。

根据本发明的一方面，一种线圈部件可以包括：磁体，该磁体包括具有两个芯的基板、设置在所述基板的一个面上的第一线圈部和第二线圈部、设置在所述基板的另一个面上的第三线圈部和第四线圈部；连接部，该连接部设置为穿过所述磁体中的所述两个芯并使所述两个芯彼此连接；以及第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极，所述第一外部电极、所述第二外部电极、所述第三外部电极和所述第四外部电极设置在所述磁体的外表面上，并分别连接于所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部和所述第四线圈部。

根据本发明的另一方面，具有线圈部件的板可以包括：印刷电路板，该印刷电路板设置有多个电极垫；和所述线圈部件，该线圈部件安装在所述印刷电路板上，所述线圈部件包括：磁体，该磁体包括具有两个芯的基板、设置在所述基板的一个面上的第一线圈部和第二线圈部、设置在所述基板的另一个面上的第三线圈部和第四线圈部；连接部，该连接部设置为穿过所述磁体中的所述两个芯并使所述两个芯彼此连接；以及第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极，所述第一外部电极、所述第二外部电极、所述第三外部电极和所述第四外部电极设置在所述磁体的外表面上，并分别连接于所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部和所述第四线圈部。

附图说明

通过以下结合附图的详细说明，将更加清楚地理解本发明的上述和其他方面的特征和优点，在附图中：

图1是根据本发明的示例性实施方式的线圈部件的立体图；

图2是根据本发明的示例性实施方式的线圈部件的外部电极和磁体的立体图；

图3是表示图2中线圈部件内部的A向俯视图；

图4是表示图2中线圈部件内部的B向侧视图；

图5是图1中线圈部件安装在印刷电路板上的板的立体图。

具体实施方式

现在将参照附图详细说明本发明的示例性实施方式。

然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应理解为仅限于此处的具体实施方式。反而，这些具体实施方式是为了使本发明更加完整，并且向本领域技术人员充分传达本发明的范围。

在附图中，为了清楚表示，元件的形状和尺寸可能被放大，并且对相同或者相似的元件，始终使用相同的参考数字标记。

线圈部件

图1是根据本发明的示例性实施方式的线圈部件的立体图。

图2是根据本发明的示例性实施方式的线圈部件的外部电极和磁体的立体图。

参照图1和图2，根据此示例性实施方式的线圈部件可以包括：磁体10，该磁体10包括：具有两个芯的基板11，设置在基板11的一个面上的第一线圈部21和第二线圈部22以及设置在基板11的另一个面上的第三线圈部23和第四线圈部24；连接部40，该连接部40设置为穿过磁体10中的所述两个芯，并使所述两个芯彼此连接；以及第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34，所述第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34设置在磁体10的外表面上，并分别连接于第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24。

在此，采用的技术用语“第一”至“第四”是为了使元件区分于相应的其他元件，而与相应元件的顺序无关。

磁体10可以是六面体，有关磁体10的方向，“L向”可以指代为“长度方向”，“W向”可以指代为“宽度方向”，并“T向”可以指代为“厚度方向”。

磁体10可以具有彼此相反的上表面S1和下表面S4，将在长度方向上的上表面S1和下表面S4彼此连接的第一端面S3和第二端面S6，以及在宽度方向上的第一侧面S2和第二侧面S5。

磁体10可以包括具有两个芯的基板11以及设置在基板11的上表面和下表面上并由绝缘薄膜密封的第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24。

磁体10可以形成为电感器阵列芯片的外部，并可以由能够显示磁性的任意材料形成。例如，磁体10可以由铁氧体(ferrite)材料或者是金属基软磁材料填充。

作为所述铁氧体材料，可以采用Mn-Zn基铁氧体、Ni-Zn基铁氧体、Ni-Zn-Cu基铁氧体、Mn-Mg基铁氧体、Ba基铁氧体、Li基铁氧体等。

所述金属基软磁材料可以为包括选自由Fe、Si、Cr、Al和Ni构成的组中的至少一者的合金。例如，所述金属基软磁材料可以包括Fe-Si-B-Cr基非晶体金属颗粒，但是并不限定于此。

所述金属基软磁材料可以具有0.1μm至30μm的粒径，并可以散布在聚合物(如环氧树脂、聚酰亚胺等)中。

基板11可以是磁性基板，该磁性基板可以包括镍-锌-铜铁氧体，但并不限定于此。

另外，根据示例性实施方式的线圈部件可以包括：形成在磁体10的一个面上的第一外部电极31和第三外部电极33；以及形成在与磁体10的一个面相反的另一个面上的第二外部电极32和第四外部电极34。

以下，将详细说明第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23、第四线圈部24、第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33、第四外部电极34以及连接部40。

图3是图2中线圈部件的A向俯视图。

图4是图2中线圈部件的B向侧视图。

参照图3和图4，第一线圈部21和第二线圈部22可以彼此平行地设置在基板11的一个面上并彼此间隔，而且可以在同一平面上缠绕并在磁体10的长度方向上彼此间隔。

此外，第三线圈部23和第四线圈部24可以彼此平行地设置在基板11的另一个面上并彼此间隔，而且可以在同一平面上缠绕并在磁体10的长度方向上彼此间隔。

因此，根据示例性实施方式的线圈部件的基本结构可以是非耦合电感器阵列形式。该线圈部件包括连接部40，该连接部40设置为穿过磁体10中的两个芯并使该两个芯相互连接(如下所述)，从而使线圈部件可以具有耦合线圈阵列形式的特性。

第一线圈部21和第二线圈部22可以在磁体10的长度方向上以磁体10的中心部分为基准相互对称地设置。

另外，第三线圈部23和第四线圈部24可以在磁体10的长度方向上以磁体10的中心部分为基准相互对称地设置。

第一线圈部21和第二线圈部22可以以磁体10的中心部分为基准镜像对称，第三线圈部23和第四线圈部24也可以以磁体10的中心部分为基准镜像对称。

磁体10的中心部分可以是指磁体10长度方向上的中心区域，但不是指在长度方向上与磁体10的两个端部距离均相等的精确定位的点。

缠绕在基板的一个面上的第一线圈部21和第二线圈部22的各自的中心可以被称为芯，以下，将被用作相同的概念。

此外，缠绕在基板的另一个面上的第三线圈部23的中心和缠绕在基板的另一个面上的第四线圈部24的中心可以各自被称为芯，从而使基板11可以具有两个芯。

根据一个示例性实施方式，第一线圈部21和第二线圈部22可以以磁体的中心部分为基准相互对称，从而使第一线圈部21和第二线圈部22具有相同的电感值，并且第三线圈部23和第四线圈部24可以以磁体的中心部分为基准相互对称，从而使第三线圈部23和第四线圈部24具有相同的电感值。

另外，第一线圈部21的一端和第二线圈部22的一端可以沿磁体10的宽度方向暴露于磁体10的第一侧面S2，第三线圈部23的一端和第四线圈部24的一端可以沿磁体10的宽度方向暴露于第二侧面S5，从而使第一线圈部21的一端和第二线圈部22的一端以及第三线圈部23的一端和第四线圈部24的一端可以分别连接至第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34。

也就是说，当第一线圈部21的一端沿磁体10的宽度方向暴露于磁体10的第一侧面S2时，与第一线圈部21沿同一方向平行地缠绕在同一平面上的第二线圈部22的一端可以暴露在磁体10的第一侧面S2上。

第一线圈部21暴露的端部可以连接于第一外部电极31，第二线圈部22暴露的端部可以连接于第三外部电极33。

此外，第一线圈部21和第二线圈部22可以以磁体10的中心为基准相互对称。

由于上述特征，第一线圈部21和第二线圈部22可以具有相同的长度。

类似地，设置在基板11下表面上的第三线圈部23的一端可以在磁体10的宽度方向上暴露在第二侧面S5。

另外，设置在与第三线圈部23同一平面上并与该第三线圈部23间隔的第四线圈部24的一端可以在磁体10宽度方向暴露于磁体10的第二侧面S5。

第三线圈部23暴露的端部可以连接于第二外部电极32，第四线圈部24暴露的端部可以连接于第四外部电极34。

另外，第三线圈部23和第四线圈部24可以具有相同的长度。

如上所述，第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24可以暴露于磁体10沿宽度方向的一面和另一面并彼此间隔，从而使第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24可以分别连接于第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34。

第一外部电极31和第三外部电极33可以是输入终端，第二外部电极32和第四外部电极34可以是输出终端，但此发明构思并不限定于此。

同时，第一线圈部21和第二线圈部22可以形成在同一平面上，即磁性基板11的上表面上。第三线圈部23和第四线圈部24可以形成在同一平面上，即磁性基板11的下表面上。另外，第一线圈部21和第三线圈部23可以通过转接电极(未图示)相互连接。

类似地，第二线圈部22和第四线圈部24可以通过转接电极(未图示)相互连接。

因此，电流通过第一外部电极31(作为输入终端)输入，可以经过第一线圈部21(作为转接电极)和第三线圈部23，进而流向第二外部电极32(作为输出终端)。

类似地，电流通过第三外部电极33(作为输入终端)输入，可以经过第二线圈部22(作为转接电极)和第四线圈部24，进而流向第四外部电极34(作为输出终端)。

根据示例性实施方式的线圈部件包括连接部40，该连接部40设置为穿过磁体10中的两个芯并使该两个芯彼此连接，从而增大耦合系数。

也就是说，第一线圈部21和第二线圈部22基本上彼此间隔地设置，从而第一线圈部21和第二线圈部22不会被由此产生的磁通量而相互影响。但是，生成在每个线圈部中的磁通量通过穿过两个芯并使该两个芯相互连接的连接部40，从而第一线圈部21和第二线圈部22可以通过该磁通量而相互影响。因此，线圈部件可以具有较大的耦合系数值。

换句话说，线圈部件的基本结构是非耦合电感器形式，但是线圈部件包括连接部40，该连接部40设置为穿过磁体10的两个芯并使该两个芯彼此连接，从而具有耦合电感器的特性。因此，线圈部件可以具有较大的耦合系数值。

此外，位于基板11一面上的第一线圈部21和第二线圈部22以及位于基板11另一面上的第三线圈部23和第四线圈部24可以相互平行并彼此间隔地设置，从而可以增大漏感(leakage inductance)。

也就是说，第一线圈部21、第二线圈部22和第三线圈部23、第四线圈部24可以分别彼此平行地设置在基板11的一面和另一面，同时相互间隔，并可以缠绕在同一平面上，同时沿磁体10的长度方向相互间隔开，从而这种非耦合电感器形式可以具有更大的漏感。

因此，可以同时减少输出电流纹波和电感电流纹波，从而使电感器阵列芯片的效率得以提高，而无需增加其安装面积。

连接部40的材料并没有特别地限制，例如，优选可以采用具有高磁导率的材料。

更具体地，连接部40可以包括Mn-Zn基铁氧体、Ni-Zn基铁氧体、Ni-Zn-Cu基铁氧体、Mn-Mg基铁氧体、Ba基铁氧体以及Li基铁氧体中的至少一者，但并不限定于此。

连接部40可以设置为穿透两个芯并使该两个芯相互连接，同时连接部40可以设置为与第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24间隔有预定距离。

因此，连接部40可以改变由线圈部所产生的磁通量的方向，而不会与第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24产生电子干扰，从而影响相邻的线圈部。

也就是说，第一线圈部21、第二线圈部22和第三线圈部23、第四线圈部24彼此平行且间隔地设置，从而可以提高漏感。并且，线圈部件包括连接部40，从而线圈部件可以具有耦合电感器形式的特性，具有明显增大的耦合系数值。

同时，连接部40的形状没有特别的限制，例如，连接部40可以在磁体10的长度方向上具有多边形或者圆形的横截面形状。

第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24可以包括选自由金、银、铂、铜、镍、钯及其合金构成的组中的至少一者。

第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24可以由任意材料形成，只要该材料能够向线圈部提供导电性即可，所述线圈部的材料并不限定于上述金属。

此外，第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24可以为多边形、圆形、椭圆形或者不规则形状，其形状没有特别地限制。

第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24可以通过引线端子(未图示)分别与第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34连接。

外部电极可以包括第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34。

第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34可以沿磁体10的厚度方向(“T向”)延伸。

第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34可以彼此间隔地设置，从而使彼此之间电绝缘。

第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34可以延伸至磁体10的上表面和下表面部分。

由于第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34连接在磁体10上的部分具有角状，因而可以增大第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33、第四外部电极34与磁体10之间的粘接力，从而可以增强耐冲击性等。

形成第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33、第四外部电极34的金属没有特别的限制，只要该金属能够使第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33、第四外部电极34具有导电性即可。

更具体地，第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33、第四外部电极34可以包括选自由金、银、铂、铜、镍、钯及其合金构成的组中的至少一者。

金、银、铂和钯价格昂贵，但较为稳定。而铜和镍价格便宜，但可能会在烧结过程中被氧化，从而降低导电性。

磁体10的厚度可以是1.2mm或更小，但并不限定于此。磁体10的厚度可以是可变的。

下表1中示出了根据本发明的实施例的线圈部件和根据比较例的非耦合电感器的电感值和耦合系数值。

表1

参照表1可知，根据比较例的一般的非耦合电感器具有明显较小的耦合系数值，约为0.1，因此，互感系数也非常小。

与此相反地，根据本发明的实施例的线圈部件具有以下结构：在磁体中具有两个缠绕而彼此间隔的线圈的芯通过由高磁导率材料形成的连接部来连接，该线圈部件具有较大的耦合系数值，约为0.5。

因此，与比较例相比，互感系数也显著地增大至0.51923。

此外，位于基板的两个面上的两个线圈彼此平行地设置并相互间隔，从而能够提高漏感。

也就是说，可知比较例中的自感系数值为0.48603，但是本发明的实施例中的自感系数值为1.1159。

因此，根据本发明的示例性实施方式，可以同时减小输出电流纹波和电感电流纹波，使电感器阵列芯片的效率得以提高，而无需增加其安装面积。

在表1中，由于耦合系数更接近1，因而使耦合系数得以提高。

具有线圈部件的板

图5是图1中的线圈部件安装在印刷电路板上的板的立体图。

参照图5，具有根据一个实施方式的线圈部件的板200可以包括线圈部件和水平安装有所述线圈部件的印刷电路板210，在印刷电路板210的上表面上可以彼此间隔地形成有多个电极垫220。

在此情况下，线圈部件可以通过焊料230电连接于印刷电路板210，其中，第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33、第四外部电极34分别设置为接触电极垫220。

除了上述说明之外，对于与根据前述实施方式的线圈部件的特征重复的内容，将省略其说明。

如上所述，根据本发明的实施方式，所述线圈部件包括连接部，该连接部设置为穿过磁体的两个芯并使两个芯彼此连接，从而可以提高耦合系数。并且，两个线圈彼此平行地设置在同一平面上并彼此间隔，从而增大了漏感。

因此，可以同时减少输出电流纹波和电感电流纹波，从而使电感器阵列芯片的效率得以提高，而不需要增加其安装面积。

尽管以上示出并描述了示例性实施方式，但显而易见地，在不脱离附属权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以做出变形和改变。

Claims

1.一种线圈部件，该线圈部件包括：

磁体，该磁体包括具有两个芯的基板，设置在所述基板的一个面上的第一线圈部和第二线圈部以及设置在所述基板的另一个面上的第三线圈部和第四线圈部；

连接部，该连接部设置为穿过所述磁体中的所述两个芯并使所述两个芯彼此连接；以及

第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极，所述第一外部电极、所述第二外部电极、所述第三外部电极和所述第四外部电极设置在所述磁体的外表面上，并分别连接于所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部和所述第四线圈部。

2.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述连接部包括Mn-Zn基铁氧体、Ni-Zn基铁氧体、Ni-Zn-Cu基铁氧体、Mn-Mg基铁氧体、Ba基铁氧体以及Li基铁氧体中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述连接部与所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部、所述第四线圈部间隔有预定的距离。

4.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述连接部具有多边形或圆形的横截面形状。

5.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部和所述第二线圈部以所述磁体的中心部分为基准相互对称，所述第三线圈部和第四线圈部以所述磁体的所述中心部分为基准相互对称。

6.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一外部电极和所述第三外部电极为输入终端，所述第二外部电极和所述第四外部电极为输出终端。

7.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部和所述第二线圈部具有相同的长度。

8.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部和所述第四线圈部包括选自由金、银、铂、铜、镍、钯及其合金构成的组中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述基板为磁性基板。

10.一种具有线圈部件的板，所述板包括：

印刷电路板，该印刷电路板上设置有多个电极垫；和

所述线圈部件，该线圈部件安装在所述印刷电路板上，

其中，所述线圈部件包括：

11.根据权利要求10所述的线圈部件，其中，所述连接部包括Mn-Zn基铁氧体、Ni-Zn基铁氧体、Ni-Zn-Cu基铁氧体、Mn-Mg基铁氧体、Ba基铁氧体以及Li基铁氧体中的至少一者。

12.根据权利要求10所述的线圈部件，其中，所述连接部与所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部、所述第四线圈部间隔有预定的距离。

13.根据权利要求10所述的线圈部件，其中，所述连接部具有多边形或圆形的横截面形状。

14.根据权利要求10所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部和所述第二线圈部以所述磁体的中心部分为基准相互对称，所述第三线圈部和第四线圈部以所述磁体的所述中心部分为基准相互对称。

15.根据权利要求10所述的线圈部件，其中，所述第一外部电极和所述第三外部电极为输入终端，所述第二外部电极和所述第四外部电极为输出终端。

16.根据权利要求10所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部和所述第二线圈部具有相同的长度。

17.根据权利要求10所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部和所述第四线圈部包括选自由金、银、铂、铜、镍、钯及其合金构成的组中的至少一者。

18.根据权利要求10所述的线圈部件，其中，所述基板为磁性基板。