CN110504080A - 电感器 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种电感器。所述电感器包括：主体，其上布置有多个线圈图案的多个绝缘层堆叠在所述主体中；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的外表面上，其中，所述多个线圈图案通过线圈连接部连接，并且包括设置在所述主体的外侧的线圈图案和设置在所述主体的内侧的线圈图案，设置在所述内侧的与所述设置在所述外侧的所述线圈图案相邻的线圈图案包括在所述主体的长度方向上彼此分开并彼此面对的两个线圈连接部，并且虚设电极图案进一步设置在所述两个线圈连接部之间的空隙部中。
Description
本申请要求于2018年5月18日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0057163号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
技术领域
本公开涉及一种电感器。
背景技术
由于多频带长期演进(LTE)的应用，近来的智能手机已经实现为具有使用多种频带的能力。因此，高频电感器主要在信号发送和接收RF系统中用作阻抗匹配电路。
近来，已经要求高频电感器紧凑并具有高的容量。
也就是说，由于对小型化和保持现有容量的要求，因此高频电感器的电路的设计复杂化并且线圈图案的线宽和厚度趋于减小。
高频电感器通过在多个绝缘层上形成线圈图案、堆叠所述层并随后将其在高温和高压下进行压制来制造。
然而，在设计高频电感器的过程中，在线圈图案之间会形成空隙。当如上所述在高温和高压下执行压制时，线圈图案会因为绝缘材料填充空隙而凹陷。
线圈图案的凹陷会使电感器的可靠性和电特性劣化，因此可能需要进行改善。
发明内容
本公开的一方面可提供一种通过防止线圈图案的凹陷而具有优异的可靠性的电感器。
根据本公开的一方面，一种电感器可包括：主体，其上布置有多个线圈图案的多个绝缘层堆叠在所述主体中；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的外表面上，其中，所述多个线圈图案通过线圈连接部连接，并且包括设置在所述主体的外侧的线圈图案和设置在所述主体的内侧的线圈图案，设置在所述内侧的与所述设置在所述外侧的线圈图案相邻的线圈图案包括在所述主体的长度方向上彼此分开并彼此面对的两个线圈连接部，并且虚设电极图案设置在所述两个线圈连接部之间。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更加清楚地理解本公开的以上和其它方面、特征和其它优点，在附图中：
图1是根据本公开中的示例性实施例的电感器的示意性透视图；
图2是图1的电感器的示意性透视平面图；
图3是图1的电感器的示意性透视主视图；
图4是沿图3的线I-I'截取的截面图；
图5是示出图1的线圈图案中的设置在内侧的与设置在外侧的线圈图案相邻的单个线圈图案的透视图。
具体实施方式
现在将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
图1是根据本公开中的示例性实施例的电感器的示意性透视图。
图2是图1的电感器的示意性透视平面图。
图3是图1的电感器的示意性透视主视图。
图4是沿图3的线I-I'截取的截面图。
图5是示出图1的线圈图案中的设置在内侧的与设置在外侧的线圈图案相邻的单个线圈图案的透视图。
根据本公开中的示例性实施例的电感器100包括：主体101，在主体101中堆叠有其上布置有多个线圈图案121a、121b、121c、121d、121e、121f、121g和121h的多个绝缘层111；以及第一外电极181和第二外电极182，设置在主体101的外表面上。多个线圈图案121a至121h通过线圈连接部132连接，并且包括设置在主体101的外侧的线圈图案121a和121h以及设置在主体101的内侧的线圈图案121b至121g。设置在内侧的与设置在外侧的线圈图案121h相邻的线圈图案121g包括在主体101的长度方向L上彼此分开并彼此面对的两个线圈连接部132。虚设电极图案141进一步设置在两个线圈连接部132之间的空隙部v中。
将参照图1至图3描述根据本公开中的示例性实施例的电感器100的结构。
根据本公开中的示例性实施例的电感器100的主体101可通过在与安装表面平行的第一方向(例如，宽度方向)上堆叠多个绝缘层111来形成。
绝缘层111可以是磁性层或介电层。
在绝缘层111是介电层的情况下，绝缘层111可包括BaTiO3(钛酸钡)基陶瓷粉末等。在这种情况下，BaTiO3基陶瓷粉末可以是例如通过在BaTiO3中部分地应用Ca、Zr等而制备的(Ba1-xCax)TiO3、Ba(Ti1-yCay)O3、(Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3、Ba(Ti1-yZry)O3等，但本公开不限于此。
在绝缘层111是磁性层的情况下，可用作电感器的主体的适当材料可被选为绝缘层111的材料，并且其示例可包括树脂、陶瓷和铁氧体。在本示例性实施例中，磁性层可使用感光绝缘材料，由此可通过光刻工艺实现精细的图案。也就是说，通过用感光绝缘材料形成磁性层，可精密地形成线圈图案、线圈引出部131以及线圈连接部132，以对电感器100的小型化和功能改善有贡献。为此，磁性层可包括例如感光有机材料或感光树脂。此外，磁性层还可包括诸如SiO2、Al2O3、BaSO4、滑石的无机组分作为填料组分。
第一外电极181和第二外电极182可设置在主体101的外表面上。
例如，第一外电极181和第二外电极182可设置在主体101的安装表面上。安装表面指的是当电感器被安装在印刷电路板(PCB)上时面对PCB的表面。
当电感器100被安装在PCB上时，外电极181和182用于将电感器100电连接到PCB。外电极181和182被设置在主体101的在与安装表面平行的第一方向和第二方向(即，长度方向)上的边缘上并且在主体101的在与安装表面平行的第一方向和第二方向上的边缘上彼此分开。外电极181和182可包括例如导电树脂层和形成在导电树脂层上的导电层，但不限于此。导电树脂层可包括从由铜(Cu)、镍(Ni)和银(Ag)组成的组中选择的至少一种导电金属和热固性树脂。导电层可包括从由镍(Ni)、铜(Cu)和锡(Sn)组成的组中选择的至少一种。例如，可依次形成镍层和锡层。
多个线圈图案121a至121h可形成线圈120，其中，线圈120的两端通过线圈引出部131连接到第一外电极181和第二外电极182。
线圈图案121a至121h可形成在绝缘层111上。
线圈图案121a至121h可通过线圈连接部132电连接到相邻的线圈图案。也就是说，螺旋的线圈图案121a至121h通过线圈连接部132连接以形成线圈120。线圈120的两端通过线圈引出部131分别连接到第一外电极181和第二外电极182。线圈连接部132可具有比线圈图案121a至121h大的线宽以改善线圈图案121a至121h之间的连接性，并且线圈连接部132可包括贯通绝缘层111的导电过孔。
线圈引出部131可暴露于主体101的两个纵向端(例如，在长度方向上的背对表面)并且还可暴露于作为板安装表面的下表面。因此，线圈引出部131在主体101的长度-厚度(L-T)方向上的截面中可具有L形状。
参照图2和图3，虚设引出部140可形成在绝缘层111中的与外电极181和182对应的位置处。虚设引出部140可用于改善外电极181和182与主体101之间的粘合性或者可在通过镀覆形成外电极181和182时用作桥。
连接到外电极181和182中的同一外电极的虚设引出部140和线圈引出部131也可通过过孔电极142连接。
虚设引出部140可设置在其上设置有设置在内侧的线圈图案121b至121g的多个绝缘层111上，并且可暴露于主体101的外侧。
虚设引出部140可通过在多个绝缘层上形成具有与线圈引出部131的形状相同的形状的图案而被包括在主体101中。
虚设引出部140可连接到设置在过孔电极142的外侧的线圈图案121a和121h。
也就是说，根据本公开中的示例性实施例的主体101可通过将其上形成有设置在外侧的线圈图案121a和121h的多个绝缘层和其上形成有虚设引出部140的多个绝缘层堆叠为彼此相邻来实现。
由于其上形成有虚设引出部140的多个绝缘层与其上形成有设置在外侧的线圈图案121a和121h的多个绝缘层相邻地堆叠，因此可与设置在主体101的在长度方向上的侧表面和主体101的下表面上的外电极181和182形成大量金属键，因此可增强设置在外侧的线圈图案121a和121h与外电极181和182之间的粘合以及电子组件和印刷电路板(PCB)之间的粘合。
可使用诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)和铅(Pb)或它们的合金的具有优异导电性的导电材料作为线圈图案121a至121h、线圈引出部131、虚设引出部140和线圈连接部132的材料。线圈图案121a至121h、线圈引出部131、虚设引出部140和线圈连接部132可通过镀覆法或印刷法形成，但本公开不限于此。
根据本公开中的示例性实施例的电感器100可通过在绝缘层111上形成线圈图案121a至121h、线圈引出部131、虚设引出部140和线圈连接部132等并随后在与安装表面平行的第一方向上堆叠绝缘层111而形成，因此电感器100相比于现有技术可更易于制造。此外，由于线圈图案121a至121h被布置为垂直于安装表面，因此可防止磁通量被安装板影响。
参照图2和图3，在根据本公开中的示例性实施例的电感器100的线圈120中，当在第一方向上投影时，线圈图案121a至121h彼此重叠，并形成具有一个或更多个线圈匝的线圈轨道。
具体地，第一外电极181和第一线圈图案121a通过线圈引出部131连接，其后，第一线圈图案121a至第八线圈图案121h依次通过线圈连接部132连接。
第八线圈图案121h通过线圈引出部131连接到第二外电极182。
设置在内侧的第二线圈图案121b至第七线圈图案121g在不连接到线圈引出部131的情况下通过主体中的线圈连接部132而彼此连接。
参照图2，在线圈图案121a至121h中，第一线圈图案121a和第八线圈图案121h是设置在外侧的线圈图案，第二线圈图案121b至第七线圈图案121g是设置在内侧的线圈图案。
如图2所示，设置在外侧的线圈图案121a和121h指的是被设置为与主体的在多个线圈图案121a至121h的堆叠方向上(即，在主体101的宽度方向上)的背对的侧表面相邻的线圈图案。
此外，第一线圈图案121a和第八线圈图案121h(即，设置在外侧的线圈图案121a和121h)指的是如下线圈图案：在主体101的背对的侧表面向外的方向上不具有相邻的线圈图案且仅在向内的方向上具有与其相邻的线圈图案。
设置在内侧的线圈图案121b至121g指的是设置在外部的线圈图案121a和121h的内侧的多个线圈图案，外部的线圈图案121a和121h设置在主体101的与在主体101的宽度方向上的背对的侧表面相邻的外侧。
设置在外侧的线圈图案121a和121h与设置在内侧的与线圈图案121a和121h相邻的线圈图案121b和121g具有不同的图案形状。
也就是说，与第一线圈图案121a和第八线圈图案121h(为设置在外侧的线圈图案)相邻的第二线圈图案121b和七线圈图案121g具有与第一线圈图案121a和第八线圈图案121h的图案形状不同的图案形状。
具体地，由于与第八线圈图案121h相邻的第七线圈图案121g具有与第八线圈图案121h的图案形状不同的图案形状，因此在第七线圈图案121g与第八线圈图案121h之间会形成空隙部v。
通常，高频电感器通过在多个绝缘层上形成线圈图案、堆叠所述多个绝缘层并随后将其在高温和高压下进行压制来制造。
然而，在设计高频电感器的过程中，如上所述空隙部会形成在线圈图案之间，并且当如上所述在高温和高压下执行压制时，线圈图案会因为绝缘材料填充空隙而凹陷。
线圈图案的凹陷会使电感器的可靠性劣化并导致电感器的电特性问题。
根据本公开中的示例性实施例，设置在内侧的与设置在外侧的线圈图案121h相邻的线圈图案121g包括在主体101的长度方向上彼此分开并彼此面对的两个线圈连接部132，并且虚设电极图案141进一步设置在两个线圈连接部132之间的空隙部v中。
也就是说，设置在内侧的与设置在外侧的第八线圈图案121h相邻的第七线圈图案121g包括在主体101的长度方向上彼此分开并彼此面对的两个线圈连接部132，并且虚设电极图案141进一步设置在两个线圈连接部132之间的空隙部中。虚设电极图案141可与电感器100电隔离。
在这种方式下，由于虚设电极图案141进一步设置在两个线圈连接部132之间的空隙部v中，因此可防止线圈图案的凹陷以实现具有优异的可靠性的电感器。
虚设电极图案141可利用与线圈图案121a至121h、线圈引出部131、虚设引出部140和线圈连接部132的材料相似的材料形成，并且诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)和铅(Pb)或它们的合金的具有优异的导电性的导电材料可用作虚设电极图案141的材料。
虚设电极图案141可通过镀覆法或印刷法形成，但本公开不限于此。
如图2所示，除设置在内侧的与设置在外侧的线圈图案121h相邻的并且包括在主体101的长度方向上彼此分开并彼此面对的两个线圈连接部132的线圈图案121g之外的线圈图案可包括一个线圈连接部132。
也就是说，除设置在内侧的与设置在外侧的第八线圈图案121h相邻的第七线圈图案121g之外，第一线圈图案121a至第六线圈图案121f和第八线圈图案121h可包括一个线圈连接部132，但是不限于此。
参照图4和图5，虚设电极图案141的下部可被定位为与两个线圈连接部132的下部共线。
根据本公开中的示例性实施例，由于虚设电极图案141的下部被定位为与两个线圈连接部132的下部共线，因此可确保设置在线圈图案121a至121h内侧的芯的面积。
如上所述，在本公开中的示例性实施例中，由于虚设电极图案141设置在两个线圈连接部132之间的空隙部v中并且虚设电极图案141和线圈连接部132的下部被设置为共线，因此芯的面积没有变化，从而防止电感器的电感减小。虚设电极图案141可设置在主体101的在主体101的厚度方向T上的上部区域中。在这种情况下，从虚设电极图案141到电感器100的安装表面(例如，第一外电极181和第二外电极182延伸所至的表面)的距离可以比从电感器100的中央部分至安装表面的距离大。换句话说，电感器100的芯可设置在虚设电极图案141和电感器100的安装表面之间。
在根据本公开中的示例性实施例制造的电感器的情况下，线圈图案的凹陷程度与现有技术的电感器相比可减小约41.5％，因此可改善电感器的可靠性。
也就是说，由于虚设电极图案141进一步设置在设置于内侧的与设置在外侧的线圈图案121h相邻的线圈图案121g的两个线圈连接部132之间的空隙部v中，线圈图案的凹陷程度与现有技术的电感器相比可降低约41.5％，因此增强了电感器的可靠性。
线圈图案的数量不受附图中示出的线圈图案的数量的限制，并且可以少于或多于附图中示出的线圈图案的数量。在线圈图案的数量与附图中示出的线圈图案的数量不同的示例中，与第一线圈图案121a和第八线圈图案121h相关的以上描述可应用于最外的线圈图案。此外，与第七线圈图案121g、虚设电极图案141以及第八线圈图案121h相关的以上描述可应用于在这样的示例中直接彼此相邻的最外的两个线圈图案层，并且与其它内线圈图案相关的以上描述可类似地应用于这样的示例中的其它内线圈图案。
如上所述，根据本公开中的示例性实施例，虚设电极图案进一步设置在使线圈图案连接的线圈连接部之间的空隙部中，从而防止线圈图案凹陷，实现具有优异的可靠性的电感器。
虽然以上已示出并描述了示例性实施例，但对本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的由所附权利要求限定的范围的情况下，可做出修改和变型。
Claims (11)
1.一种电感器，包括：
主体，其上布置有多个线圈图案的多个绝缘层堆叠在所述主体中；以及
第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的外表面上，
其中，所述多个线圈图案通过线圈连接部连接，并且包括设置在所述主体的外侧的外线圈图案和设置在所述主体的内侧的内线圈图案，
与所述外线圈图案相邻的内线圈图案包括在所述主体的长度方向上彼此分开并彼此面对的两个线圈连接部，并且
虚设电极图案设置在所述两个线圈连接部之间。
2.如权利要求1所述的电感器，其中，
所述虚设电极图案的下部与所述两个线圈连接部的下部共线。
3.如权利要求1所述的电感器，其中，
与所述外线圈图案相邻的内线圈图案具有与所述外线圈图案的图案形状不同的图案形状。
4.如权利要求1所述的电感器，其中，
所述多个线圈图案与板的安装表面垂直地堆叠。
5.如权利要求1所述的电感器，其中，
所述虚设电极图案设置在所述主体的在所述主体的厚度方向上的上部区域中。
6.如权利要求1所述的电感器，其中，
所述第一外电极和所述第二外电极至少延伸至所述电感器的安装表面，并且
从所述虚设电极图案到所述电感器的所述安装表面的距离比从所述电感器的中央部到所述安装表面的距离大。
7.如权利要求1所述的电感器，其中，
除包括在所述主体的长度方向上彼此分开并彼此面对的所述两个线圈连接部的所述内线圈图案之外的线圈图案包括一个线圈连接部。
8.如权利要求1所述的电感器，其中，
所述多个线圈图案形成线圈，所述线圈的两端通过线圈引出部分别连接到所述第一外电极和所述第二外电极。
9.如权利要求1所述的电感器，其中，
所述主体还包括设置在所述多个绝缘层上并暴露于所述外侧的虚设引出部。
10.如权利要求9所述的电感器，其中，
所述虚设引出部设置在其上形成有设置在所述内侧的所述内线圈图案的所述多个绝缘层上。
11.如权利要求1所述的电感器，其中，
所述虚设电极图案与所述电感器电隔离。
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