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CN110544574B - 线圈电子组件 - Google Patents

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CN110544574B
CN110544574B CN201910113706.1A CN201910113706A CN110544574B CN 110544574 B CN110544574 B CN 110544574B CN 201910113706 A CN201910113706 A CN 201910113706A CN 110544574 B CN110544574 B CN 110544574B
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Abstract

本发明提供了一种线圈电子组件。所述线圈电子组件包括：主体，包括支撑构件、由所述支撑构件支撑的内线圈及包封所述支撑构件和所述内线圈的包封剂；以及外电极，设置在所述主体的外表面上并连接到所述内线圈，其中，所述内线圈包括多个线圈图案，所述多个线圈图案中的每个包括与所述支撑构件接触的下线圈图案和位于所述下线圈图案上的上线圈图案，所述下线圈图案的线宽和厚度沿着所述内线圈是均匀的，并且所述上线圈图案的线宽和厚度沿着从所述内线圈的中央到所述内线圈的最外部分的方向增加。

Description

线圈电子组件
本申请要求于2018年5月28日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0060333号韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本公开涉及一种线圈电子组件，更具体地，涉及一种薄膜式功率电感器。
背景技术
随着诸如智能电话、平板电脑等便携式装置已具有高性能，显示屏的尺寸已增大，应用处理器(AP)的速度已增加，并且已使用双核或四核，导致功耗增加，因此，主要用于DC-DC转换器、噪声滤波器等中的薄膜式电感器需要实现为具有高电感和低直流(DC)电阻。
由线圈产生的磁通量从线圈的内部到外部形成。在线圈的高度相等的情况下，在从内部到外部向外缠绕的最内线圈周围出现磁通量瓶颈现象，这需要得到改进。
发明内容
本公开的一方面可提供一种可防止主要发生在最内线圈的附近的磁通量瓶颈现象的问题的线圈电子组件。
根据本公开的一方面，一种线圈电子组件可包括：主体，包括支撑构件、由所述支撑构件支撑的内线圈及包封所述支撑构件和所述内线圈的包封剂；以及外电极，设置在所述主体的外表面上并连接到所述内线圈，其中，所述内线圈包括多个线圈图案，所述多个线圈图案中的每个包括与所述支撑构件接触的下线圈图案和位于所述下线圈图案上的上线圈图案，所述下线圈图案的线宽和厚度沿着所述内线圈是均匀的，并且所述上线圈图案的线宽和厚度沿着从所述内线圈的中央到所述内线圈的最外部分的方向增加。
所述上线圈图案的截面和所述下线圈图案的截面可具有矩形形状。
所述下线圈图案可包括种子层和镀层。
所述种子层的线宽和所述镀层的线宽可相等。
绝缘层还可设置在所述内线圈的表面上。
所述上线圈图案的线宽可窄于或等于设置在所述上线圈图案的下方的所述下线圈图案的线宽。
所述支撑构件可包括通孔和与所述通孔分开的通路孔。
所述通孔可填充有所述包封剂。
所述内线圈可包括位于所述支撑构件的一个表面上的第一线圈和位于所述支撑构件的另一表面上的第二线圈。
所述第一线圈和所述第二线圈可相对于所述支撑构件对称。
根据本公开的另一方面，一种线圈电子组件可包括：主体，包括支撑构件、由所述支撑构件支撑的内线圈及包封所述支撑构件和所述内线圈的包封剂；以及外电极，设置在所述主体的外表面上并连接到所述内线圈，其中，所述内线圈包括多个线圈图案，所述多个线圈图案均具有台阶形状的截面，所述多个线圈图案中的每个的位于距所述支撑构件的较远侧的上部的线宽不同于所述多个线圈图案中的每个的位于距所述支撑构件的较近侧的下部处的线宽，所述多个线圈图案中的每个的上部处的线宽沿从所述内线圈的中央到所述内线圈的最外部分的方向增加，并且所述多个线圈图案中的每个的厚度沿从所述内线圈的中央到所述内线圈的最外部分的方向增加。
附图说明
从以下结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和其它优点将被更清楚地理解，其中：
图1是根据本公开中的示例性实施例的线圈电子组件的示意性透视图；
图2是沿着图1的线I-I'截取的截面图；
图3A至图3I示出制造图1和图2的线圈电子组件的工艺的示例。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开中的示例性实施例。
在下文中，将描述根据本公开的示例的线圈电子组件及其制造方法，但是本公开不限于此。
图1是根据本公开的示例的线圈电子组件100的示意性透视图，图2是沿着图1的线I-I'截取的截面图。
参照图1和图2，线圈电子组件100包括主体1和外电极2。
主体1具有在厚度方向T上彼此相对的上表面和下表面、在长度方向L上彼此相对的第一端表面和第二端表面以及在宽度方向W上彼此相对的第一侧表面和第二侧表面，主体1具有六面体形状。
确定主体1的外观的包封剂11包括具有磁性质的材料。具体地，可通过将铁氧体颗粒或金属磁性颗粒分散在树脂中来制备该材料。金属磁性颗粒可包括镍(Ni)、铝(Al)、铁(Fe)等，但不限于此。
支撑构件13和内线圈12由包封剂11密封。支撑构件13支撑内线圈12并且用于促进内线圈12的形成。支撑构件13可包括具有绝缘性质的材料。支撑构件13可利用已知的覆铜层叠板(CCL)基板形成，或者如果需要，本领域技术人员可使用感光介电(PID)树脂、ABF膜等形成支撑构件13。
用于防止包封剂11中的磁性材料与内线圈12之间的短路的绝缘层14形成在内线圈12的表面上，这里，可使用具有优异的绝缘性质和可塑性的绝缘树脂而没有限制。
通孔H形成在支撑构件13的中央处，并且通孔的内部填充有包封剂11以使由内线圈12产生的磁通量的流动顺畅，从而提高线圈电子组件的磁导率。通路孔V与通孔H分开。通路孔V是用于连接设置在支撑构件13的一个表面上的第一线圈121和设置在支撑构件13的另一表面上的第二线圈122的过孔的空间。因此，通路孔V填充有导电材料。
内线圈12包括位于支撑构件13的一个表面上的第一线圈121和位于支撑构件13的另一表面上的第二线圈122。第一线圈121和第二线圈122相对于支撑构件13对称。因此，由于第一线圈121的内容可原样应用于第二线圈122，因此出于描述的目的，将仅描述第一线圈121，并且将省略对第二线圈122的单独描述。
第一线圈121包括多个线圈图案1211和1212。线圈图案1211和1212彼此连接并且具有当从线圈电子组件的上表面观察时缠绕多次的螺旋形状。多个线圈图案1211和1212均可具有台阶形状的截面。
第一线圈121的多个线圈图案1211包括下线圈图案1211a和上线圈图案1211b，第一线圈121的多个线圈图案1212包括下线圈图案1212a和上线圈图案1212b。
上线圈图案1211b和1212b设置在下线圈图案1211a和1212a上。这里，下线圈图案1211a和1212a的线宽和厚度沿着内线圈12保持基本上均匀。另外，下线圈图案1211a和1212a基本上具有矩形形状。下线圈图案1211a和1212a利用至少两层形成，并且在这两层中，种子层1211c和1212c与支撑构件13直接接触并且分别用作线圈图案1211和1212的基础层。种子层1211c和1212c是薄的导电层，并且可具有范围为约2μm至10μm的厚度。镀层1211d和1212d分别设置在种子层1211c和1212c上，并且镀层1211d和1212d的线宽基本上等于种子层1211c和1212c的线宽。除了种子层1211c和1212c以及镀层1211d和1212d之外，下线圈图案1211a和1212a还可包括镀层(未示出)，其可由本领域技术人员根据需要适当地设计和改变。
基础内线圈的厚宽比可由下线圈图案1211a和1212a来确保。由于上线圈图案1211b和1212b分别在下线圈图案1211a和1212a的上表面上进一步生长，因此下线圈图案的厚度通常小于内线圈的最终厚度。
参照形成在下线圈图案1211a上的上线圈图案1211b的线宽w1和厚度t1以及形成在下线圈图案1212a上的上线圈图案1212b的线宽w2和厚度t2，第一上线圈图案1211b的线宽w1和厚度t1与第二上线圈图案1212b的线宽w2和厚度t2不同。第一上线圈图案1211b被定义为更靠近线圈的芯的中央的线圈图案，并且第二上线圈图案1212b被定义为与第一上线圈图案1211b相邻并远离芯的中央的线圈图案。由于第一上线圈图案1211b的厚度t1小于第二上线圈图案1212b的厚度t2，因此可改善在最内线圈图案附近出现的磁通量的瓶颈现象。
另外，第一上线圈图案1211b的线宽w1小于第二上线圈图案1212b的线宽w2。由于第一上线圈图案1211b的线宽小于第二上线圈图案1212b的线宽，因此第一上线圈图案1211b和第二上线圈图案1212b的厚度之间容易被区分开。此外，第一上线圈图案1211b的线宽w1也可等于第二上线圈图案1212b的线宽w2。
根据内线圈的结构，由于线圈的线宽和厚度通过上线圈图案而沿着内线圈被区分开，同时内线圈的厚宽比通过下线圈图案稳定地且显著地增加，因此可防止磁通量的瓶颈现象的出现。结果，与具有相同尺寸条件的线圈电子组件相比，该线圈电子组件可具有改善的阻抗特性和DC偏置特性。
图3A至图3I示出用于制造图1和图2中描述的线圈电子组件100的制造工艺，这里，线圈电子组件100不必然仅通过图3A至图3I中描述的制造工艺制造。
参照图3A，制备其上加工有通路孔V的支撑构件13。本领域技术人员根据需要可将支撑构件13的厚度适当地调节在5μm至60μm的范围内。
参照图3B，形成均匀覆盖通路孔V的所有侧表面以及支撑构件13的上表面和下表面的种子层121c。形成种子层的方法不受限制，可选择适于本领域技术人员的设计的形成种子层的方法，诸如溅射、化学镀铜等。
参照图3C，堆叠图案化的第一干膜31。图案化的第一干膜31包括多个开口h，并且开口的线宽基本上相等。
此后，参照图3D，在第一干膜31的开口h的内部填充下线圈图案中的镀层1211d和1212d，以形成下线圈图案。这里，可利用通常的电镀或无电镀而没有限制，并且由于镀层1211d和1212d填充预先制备的开口，因此镀层1211d和1212d具有矩形截面的形状并保持均匀的线宽和厚度。
参照图3E，在第一干膜31上堆叠另外的第二干膜32。第二干膜32也被图案化以包括开口h1和h2，这里，开口h1和h2的线宽彼此不同。具体地，形成最内线圈图案的开口h1的线宽窄于形成与其相邻的线圈图案的开口h2的线宽。以这种方式，上线圈图案的线宽沿着从内线圈12的中央到内线圈12的最外部分的绕线方向逐渐增加。
参照图3F，形成填充第二干膜的开口h1和h2内部的上线圈图案，上线圈图案的截面可具有矩形形状。由于开口h1和h2的线宽沿着内线圈12的绕线方向增加，因此填充开口h1和h2内部的上线圈图案的线宽也沿着内线圈12的绕线方向增加。
此后，参照图3G，去除第一干膜31和第二干膜32以及设置在第一干膜下方的种子层，从而可形成位于多个下线圈图案下方的种子层1211c和1212c，并且在与支撑构件13的中央相对应的部分中形成通孔H。
这里，去除第一干膜31和第二干膜32的方法不受限制，并且可利用使用能够容易地蚀刻相对应的干膜的化学溶液的化学去除法或机械去除法而没有限制。
去除设置在第一干膜下方的种子层意在防止相邻线圈图案之间的短路。可根据构成种子层的材料适当地设置去除种子层的方法。例如，可通过激光或化学蚀刻去除种子层。
另外，可使用钻孔机或激光来形成支撑构件13的通孔H，但是本公开不限于此。
接下来，图3H示出了在形成的内线圈12的表面上形成绝缘层14的工艺，并且由于绝缘层14，可防止在内线圈12和之后将要施加的包封剂11之间可能发生短路的问题。绝缘层14的形成可通过已知的化学气相沉积(CVD)来执行，但不限于此。
最后，图3I示出形成线圈电子组件的完成工艺，在该工艺期间施加包封剂11，形成绝缘主体，并且形成连接到内线圈12的引线部分的外电极。
除了以上描述之外，这里将省略对上述根据本公开的示例性实施例的线圈电子组件的特征的重复描述。
如上所述，根据本公开中的示例性实施例，提供了通过增加线圈的厚宽比满足高电感和低DC电阻的需求并使由线圈产生的磁通量流动顺畅的线圈电子组件。
尽管以上已示出并且描述了示例性实施例，但是对本领域技术人员而言将明显的是，在不脱离如由所附的权利要求限定的本公开的范围的情况下，可做出修改和变型。

Claims (18)

1.一种线圈电子组件，包括：
主体，包括支撑构件、由所述支撑构件支撑的内线圈及包封所述支撑构件和所述内线圈的包封剂；以及
外电极，设置在所述主体的外表面上并连接到所述内线圈，
其中，
所述内线圈包括多个线圈图案，
所述多个线圈图案中的每个包括与所述支撑构件接触的下线圈图案和设置在所述下线圈图案上的上线圈图案，
所述下线圈图案的线宽和厚度沿着所述内线圈是均匀的，并且
所述上线圈图案的线宽和厚度沿着从所述内线圈的中央到所述内线圈的最外部分的方向增加。
2.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，
所述上线圈图案的截面和所述下线圈图案的截面具有矩形形状。
3.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，
所述下线圈图案包括种子层和镀层。
4.根据权利要求3所述的线圈电子组件，其中，
所述种子层的线宽和所述镀层的线宽相等。
5.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，
绝缘层还设置在所述内线圈的表面上。
6.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，
所述上线圈图案的线宽窄于或等于设置在所述上线圈图案的下方的所述下线圈图案的线宽。
7.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，
所述支撑构件包括通孔和与所述通孔分开的通路孔。
8.根据权利要求7所述的线圈电子组件，其中，
所述通孔填充有所述包封剂。
9.根据权利要求1所述的线圈电子组件，其中，
所述内线圈包括位于所述支撑构件的一个表面上的第一线圈和位于所述支撑构件的另一表面上的第二线圈。
10.根据权利要求9所述的线圈电子组件，其中，
所述第一线圈和所述第二线圈相对于所述支撑构件对称。
11.一种线圈电子组件，包括：
主体，包括支撑构件、由所述支撑构件支撑的内线圈及包封所述支撑构件和所述内线圈的包封剂；以及
外电极，设置在所述主体的外表面上并连接到所述内线圈，
其中，
所述内线圈包括多个线圈图案，所述多个线圈图案均具有台阶形状的截面，
所述多个线圈图案中的每个的上部的线宽不同于所述多个线圈图案中的每个的下部处的线宽，所述上部位于距所述支撑构件的较远侧，所述下部位于距所述支撑构件的较近侧，
所述多个线圈图案中的每个的上部处的线宽沿从所述内线圈的中央到所述内线圈的最外部分的方向增加，并且
所述多个线圈图案中的每个的厚度沿从所述内线圈的中央到所述内线圈的最外部分的方向增加。
12.根据权利要求11所述的线圈电子组件，其中，
所述多个线圈图案中的每个的下部处的线宽沿着所述内线圈是均匀的。
13.根据权利要求11所述的线圈电子组件，其中，
所述多个线圈图案中的每个的上部处的线宽窄于所述多个线圈图案中的相应的下部处的线宽。
14.根据权利要求11所述的线圈电子组件，其中，
绝缘层还设置在所述内线圈的表面上。
15.根据权利要求11所述的线圈电子组件，其中，
所述支撑构件包括通孔和与所述通孔分开的通路孔。
16.根据权利要求15所述的线圈电子组件，其中，
所述通孔填充有所述包封剂。
17.根据权利要求11所述的线圈电子组件，其中，
所述内线圈包括位于所述支撑构件的一个表面上的第一线圈和位于所述支撑构件的另一表面上的第二线圈。
18.根据权利要求17所述的线圈电子组件，其中，
所述第一线圈和所述第二线圈相对于所述支撑构件对称。
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