CN105529132B - 片式电子组件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种片式电子组件及其制造方法，所述片式电子组件包括：磁性体，包括绝缘基板；内线圈部，形成在绝缘基板的至少一个表面上。内线圈部包括：第一线圈图案，形成在绝缘基板上；第二线圈图案，设置在第一线圈图案上；第三线圈图案，设置在第二线圈图案上；交界部，不同于第一线圈图案至第三线圈图案，设置在第一线圈图案和第二线圈图案之间的交界和第二线圈图案和第三线圈图案之间的交界中的至少一个处。
Description
本申请要求于2014年10月16日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0140079号韩国专利申请的优先权和权益，该公开的内容通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及一种片式电子组件及其制造方法。
背景技术
作为片式电子组件的电感器是与电阻器和电容器一起构成电子电路以去除来自它们的噪声的代表性无源元件。这样的电感器可与利用电磁性质的电容器组合来构成放大特定频带的信号的谐振电路、滤波电路等。
随着信息技术(IT)设备(例如，通信设备、显示设备等)变薄和小型化的加速，不断对用于使在这样的薄且小型的IT设备中使用的各种元件(例如，电感器、电容器、晶体管等)小型化和变薄的技术进行研究。因此，电感器已经快速地被小型的且能够被自动表面贴装的高密度芯片替换，并且已经开发了薄膜式电感器，其中，磁性粉末和树脂的混合物通过镀覆在薄膜绝缘基板的上、下表面上形成线圈图案。
作为这样的电感器的主要特征的直流(DC)电阻(Rdc)会受到线圈的整体形状和截面形状的影响。因此，DC电阻(Rdc)需要通过线圈形状设计而降低。
[现有技术文档]
(专利文档1)第2006-278479号日本专利特许公开
发明内容
本公开的一方面可提供一种片式电子组件及其制造方法，所述片式电子组件具有低的直流(DC)电阻(Rdc)。
根据本公开的一方面，可提供一种片式电子组件及其制造方法，在片式电子组件中，内线圈部包括：第一线圈图案；第二线圈图案，设置在第一线圈图案上；第三线圈图案，设置在第二线圈图案上，以增加线圈的高宽比，同时防止线圈之间出现短路，从而实现具有高的高宽比(AR)的内线圈结构。
不同于第一线圈图案至第三线圈图案的交界部可设置在第一线圈图案和第二线圈图案之间的交界和第二线圈图案和第三线圈图案之间的交界中的至少一个处。
根据本公开的示例性实施例，可提供一种片式电子组件，在所述片式电子组件中，交界部的厚度小于1.5μm，以抑制直流电阻(Rdc)的增大。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和其它优点将会被更清楚地理解，在附图中：
图1是示出根据本公开的示例性实施例的片式电子组件的示意性透视图，以便观看片式电子组件的内线圈部；
图2是沿图1的Ⅰ-Ⅰ’线截取的剖视图；
图3是图2的A部分的示例的放大示意图；
图4是示出根据本公开的示例性实施例的第二线圈图案、第三线圈图案和设置在第二线圈图案和第三线圈图案之间的第二交界部的横截面的放大图片。
图5是示出根据本公开的示例性实施例的片式电子组件的制造方法的流程图；
图6至10是依次示出根据本公开的示例性实施例的片式电子组件的制造方法的示图。
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。
然而，本公开可以以很多不同的形式来实施，不应该解释为局限于在此阐述的实施例。更确切地，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并将把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。
在附图中，为了清晰起见，会夸大元件的形状和尺寸，将始终使用相同的标号来指示相同或相似的元件。
片式电子组件
在下文中，将根据本公开的示例性实施例的片式电子组件，具体地讲，薄膜式电感器。然而，本公开不限于此。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的片式电子组件的示意性透视图，以便观看片式电子组件的内线圈部；图2是沿图1的Ⅰ-Ⅰ’线截取的剖视图。
图3是图2的A部分的示例的放大示意图。
参照图1和2，作为片式电子组件的示例，公开了在电源电路的电源线中使用的片式电感器100。片式电子组件可适当地应用为片式磁珠(chip bead)、片式滤波器等，同样可应用为片式电感器。
片式电感器100可包括磁性体50、绝缘基板20、内线圈部40和外电极80。
磁性体50可形成片式电感器100的外观，并可由表现出磁性特性的任何材料形成。例如，可通过填充铁氧体或金属基软磁材料形成磁性体50。
铁氧体可包括本领域公知的铁氧体，例如，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。
金属基软磁材料可以是包含从由Fe、Si、Cr、Al和Ni组成的组中选择的至少一种的合金。例如，金属基软磁材料可包含Fe-Si-B-Cr基非晶态金属颗粒，但不限于此。
金属基软磁材料可具有直径为0.1-20μm的颗粒，并可以以分散在聚合物中的形式包含在聚合物(诸如，环氧树脂、聚酰亚胺等)中。
磁性体50可具有六面体形状。将定义六面体的方向以清楚地描述本公开的示例性实施例。图1中示出的L、W和T分别是指磁性体50的长度方向、宽度方向和厚度方向。磁性体50可具有矩形平行六面体形状，所述磁性体50在长度方向的尺寸比在宽度方向的尺寸大。
形成在磁性体50中的绝缘基板20可以是例如聚丙二醇(PPG)基板、铁氧体基板、金属基软磁基板等。
绝缘基板20可具有在其中部穿过其而形成的孔，其中，所述孔可填充有磁性材料(诸如，铁氧体、金属基软磁材料等)，以形成芯部55。可形成填充有磁性材料的芯部55，从而可提高电感L。
绝缘基板20可具有分别形成在其一个表面和与其一个表面相对的另一表面上的内线圈部40，其中，内线圈部40分别具有线圈形状图案。
内线圈部40可分别包括以螺旋形形成的线圈图案，且形成在绝缘基板20的一个表面和另一表面上的内线圈部40可通过形成在绝缘基板20中的通孔电极(未示出)互相电连接。
图3是图2的A部分的示例的放大示意图。
参照图3，内线圈部40可包括形成在绝缘基板20上的第一线圈图案41和覆盖第一线圈图案41的第二线圈图案42。
根据本公开的示例性实施例，内线圈部40还可包括设置在第二线圈图案42上的第三线圈图案43。
第一线圈图案41可以是通过在绝缘基板20上形成图案化的阻镀剂并使用导电金属填充开口而形成的图案镀覆层。
第二线圈图案42可通过执行电镀形成，并且可以是各向同性镀覆层，其形状为第二线圈图案42沿着线圈的宽度方向(W)和高度方向(T)二者生长。
第三线圈图案43可通过执行电镀形成，且可以是各向异性镀覆层，其形状为第三线圈图案43仅沿着线圈的高度方向(T)生长，同时抑制其沿着线圈的宽度方向(W)生长。
可调节电流密度、镀覆液的浓度、镀覆速度等，以形成作为各向同性镀覆层的第二线圈图案42和作为各向异性镀覆层的形成第三线圈图案43。
在本公开的示例性实施例中，由于在绝缘基板20上形成第一线圈图案41(图案镀覆层)，形成第二线圈图案42(覆盖第一线圈图案41的各向同性镀覆层)，在第二线圈图案42上形成第三线圈图案43(各向异性镀覆层)，以在促进线圈在高度方向上生长的同时防止线圈之间短路的发生，所以可实现具有高的高宽比(AR)的内线圈部40，例如，可1.2或更大的高宽比(AR)(厚度/宽度)。
根据本公开的示例性实施例，不同于第一线圈图案41和第二线圈图案42的第一交界部44可设置在第一线圈图案41和第二线圈图案42之间的交界处。
根据本公开的示例性实施例，内线圈部40还可包括设置在第二线圈图案42上的第三线圈图案43，不同于第二线圈图案42和第三线圈图案43的第二交界部45可设置在第二线圈图案42和第三线圈图案43之间的交界处。
第一交界部44和第二交界部45可具有不同于第一线圈图案41至第三线圈图案43的结晶相的结晶相，且包含在第一交界部44和第二交界部45中的颗粒的尺寸可比包含在第一线圈图案41至第三线圈图案43中的颗粒的尺寸小。
图4是示出根据本公开的示例性实施例的第二线圈图案42、第三线圈图案43和设置在第二线圈图案和第三线圈图案之间的第二交界部45的横截面的放大图片。
如图4所示，在横截面中，第二交界部45可具有不同于第二线圈图案42和第三线圈图案43的颗粒形状的颗粒形状，并且第二交界部45的颗粒尺寸可比第二线圈图案42和第三线圈图案43的颗粒尺寸小。
第一交界部44可在第一线圈图案41上形成第二线圈图案42的过程中形成，第二交界部45可在第二线圈图案42上形成第三线圈图案43的过程中形成。
根据本公开的示例性实施例，第一交界部的厚度t1和第二交界部的厚度t2可小于1.5μm。
在第一交界部44和第二交界部45的厚度是1.5μm或更大的情况下，直流(DC)电阻(Rdc)值会由于内线圈部中的电流运动的阻碍而增加。
此外，在第一交界部44和第二交界部45的厚度是1.5μm或更大的情况下，交界部的颗粒尺寸可比在第一交界部44和第二交界部45的厚度小于1.5μm的情况下的交界部的颗粒尺寸小。
内线圈部40可由具有优良导电性的金属，例如，银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)或者它们的合金等形成。
第一线圈图案41、第二线圈图案42和第三线圈图案43可由相同的金属(最优选的铜(Cu))形成。
内线圈部40可涂覆有绝缘层(未示出)。
绝缘层(未示出)可通过本领域公知的方法(诸如，丝网印刷方法、光刻胶(PR)的曝光和显影方法、喷射施加方法等)形成。内线圈部40可涂覆有绝缘层，使得内线圈部40不与形成磁性体50的磁性材料直接接触。
形成在绝缘基板20的一个表面上的内线圈部40的一个端部可暴露到磁性体50的沿着其长度方向的两端表面的至少一个端表面，形成在绝缘基板20的另一表面上的内线圈部40的一个端部可暴露到磁性体50的沿着其长度方向的另一端表面。
外电极80可分别形成在磁性体50的沿着其长度方向的两端表面上，从而分别连接到暴露于磁性体50的沿着其长度方向的两端表面的内线圈部40。外电极80可延伸至磁性体50的沿着其厚度方向的两端表面和/或磁性体50的沿着其宽度方向的两端表面。
外电极80可由具有良好导电性的金属，例如，镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Sn)、银(Ag)或它们的合金等形成。
片式电子组件的制造方法
图5是示出根据本公开的示例性实施例的片式电子组件的制造方法的流程图；图6至10是依次示出根据本公开的示例性实施例的片式电子组件的制造方法的示图。
参照图5，根据本公开的示例性实施例的片式电子组件的制造方法可包括在绝缘基板的至少一个表面上形成内线圈部(S1)和在绝缘基板的上面和下面设置磁性层而形成磁性体(S2)。
形成内线圈部(S1)可包括在绝缘基板的至少一个表面上形成第一线圈图案(S1a)，在第一线圈图案上形成第二线圈图案(S1b)，并在第二线圈图案上形成第三线圈图案(S1c)。
绝缘基板20不受特别限限，但是可以是，例如，聚丙二醇(PPG)基板、铁氧体基板、金属基软磁基板等，并可具有40μm至100μm的厚度。
参照图6，作为形成内线圈40的方法，具有用于形成第一线圈图案的开口61的阻镀剂60可形成在绝缘基板20上。
阻镀剂60(普通的光敏抗蚀剂膜)可以是干膜抗蚀剂等，但不具体局限于此。
参照图7，可对用于形成第一线圈图案的开口61执行例如电镀工艺等的工艺，以使用导电金属来填充开口61，从而形成第一线圈图案41。
第一线圈图案41可由具有优良导电性的金属，例如，银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)或者它们的合金等形成。
参照图8，阻镀剂60可通过例如化学蚀刻工艺等的工艺去除。
当去除阻镀剂60时，第一线圈图案41(图案镀覆层)可留在绝缘基板20上。
参照图9，可在第一线圈图案41上进行电镀来形成覆盖第一线圈图案41的第二线圈图案42。
在进行电镀时，可调节电流密度、镀覆液的浓度、镀覆速度等以形成作为各向同性镀覆层的第二线圈图案42，其形状为第二线圈图案42沿着线圈的宽度方向(W)和高度方向(T)二者生长。
在形成第二线圈图案42的过程中，可在第一线圈图案和第二线圈图案之间的交界处形成第一交界部44。
参照图10，可在第二线圈图案42上进行电镀来形成第三线圈图案43。
在进行电镀时，可调节电流密度、镀覆液的浓度、镀覆速度等以形成作为各向异性镀覆层的第三线圈图案43，其形状为第三线圈图案43仅沿着线圈的高度方向(T)生长，同时抑制其沿着线圈的宽度方向(W)生长。
在形成第三线圈图案43的过程中，可在第二线圈图案和第三线圈图案之间的交界处形成第二交界部45。
第一交界部和第二交界部的厚度可小于1.5μm。
在交界部的厚度小于1.5μm的情况下，可抑制DC电阻(Rdc)值的增加。
第二线圈图案42和第三线圈图案43可由具有优良导电性的金属，例如，银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)或者它们的合金等形成。
第一线圈图案41、第二线圈图案42和第三线圈图案43可由相同金属(优选地铜(Cu))形成。
可在绝缘基板20的一部分中形成孔，并可填充有导电材料来形成通孔电极(未示出)，分别形成在绝缘基板20的一个表面和另一表面上的内线圈部40可通过通孔电极相互电连接。
可在绝缘基板20的中部进行钻孔、激光加工、喷砂、冲压等来形成穿透绝缘基板的孔。
在形成内线圈部40之后，可形成覆盖内线圈部40的绝缘层(未示出)。可通过本领域公知的方法(诸如，丝网印刷方法、光刻胶(PR)的曝光和显影方法、喷射施加方法等)形成绝缘层，但不限于此。
接下来，磁性层可分别设置在绝缘基板20的其上形成有内线圈部40的上部和下部上，以形成磁性体50。
磁性层可分别堆叠在绝缘基板20的两表面上，可通过层压法或等静压法压迫来形成磁性体50。这里，孔可填充有磁性材料来形成芯部55。
接下来，可形成外电极80以连接到暴露到磁性体50的至少一个端表面的内线圈部40。
外电极80可由包含具有优良导电性的金属(例如，镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)或银(Ag)或它们的合金等)的膏状物形成。根据其形状，外电极80可通过浸渍法等以及印刷法形成。
将省略与如上所述根据本公开的示例性实施例的片式电子组件相同的特征的描述，以避免重复描述。
试验示例
下面的表1示出了根据第一交界部和第二交界部的厚度(t)的DC电阻(Rdc)值。
[表1]
从表1可以确定的是，在第一交界部和第二交界部的厚度(t)是1.5μm或更大的情况下，DC电阻(Rdc)值增大。
如上所述，在根据本公开的示例性实施例的片式电子组件中，可通过增大线圈的高度和宽度的比来实现具有高的高宽比(AR)的内线圈结构，同时防止线圈之间短路的出现。
此外，根据本公开的示例性实施例，提供一种片式电子组件及其制造方法，其中，线圈的截面面积增大，并抑制DC电阻(Rdc)的增大。
虽然以上已经示出并描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以做出修改和变形。
Claims (15)
1.一种片式电子组件，包括：
磁性体，包括绝缘基板；
内线圈部，形成在绝缘基板的至少一个表面上，
其中，内线圈部包括：第一线圈图案，形成在绝缘基板上；第二线圈图案，设置在第一线圈图案上；第三线圈图案，设置在第二线圈图案上；交界部，不同于第一线圈图案至第三线圈图案，设置在第一线圈图案和第二线圈图案之间的交界和第二线圈图案和第三线圈图案之间的交界的一个或者更多个处，
其中，包含在交界部中的颗粒的尺寸比包含在第一线圈图案至第三线圈图案中的颗粒的尺寸小，
其中，交界部的厚度小于1.5μm。
2.如权利要求1所述的片式电子组件，其中，交界部包括：第一交界部，设置在第一线圈图案和第二线圈图案之间的交界处；第二交界部，设置在第二线圈图案和第三线圈图案之间的交界处。
3.如权利要求1所述的片式电子组件，其中，第二线圈图案被设置成覆盖第一线圈图案。
4.如权利要求1所述的片式电子组件，其中，第二线圈图案具有第二线圈图案沿着宽度方向和高度方向生长的形状。
5.如权利要求1所述的片式电子组件，其中，第三线圈图案具有第三线圈图案仅沿着高度方向生长的形状。
6.如权利要求1所述的片式电子组件，其中，第二线圈图案通过各向同性镀覆形成，并且第三线圈图案通过各向异性镀覆形成。
7.如权利要求1所述的片式电子组件，其中，内线圈部包含从由银、钯、铝、镍、钛、金、铜、铂组成的组中选择的一种或更多种。
8.如权利要求1所述的片式电子组件，其中，第一线圈图案至第三线圈图案由相同的金属形成。
9.一种片式电子组件，包括：
磁性体，包括绝缘基板；
内线圈部，形成在绝缘基板的至少一个表面上，
其中，内线圈部包括：第一线圈图案，形成在绝缘基板上；第二线圈图案，设置在第一线圈图案上；交界部，不同于第一线圈图案和第二线圈图案，设置在第一线圈图案和第二线圈图案之间的交界处，
其中，包含在交界部中的颗粒的尺寸比包含在第一线圈图案和第二线圈图案中的颗粒的尺寸小，
其中，交界部的厚度小于1.5μm。
10.一种片式电子组件，包括：
磁性体，包括绝缘基板；
内线圈部，形成在绝缘基板的至少一个表面上，
其中，内线圈部包括：图案镀覆层，设置在绝缘基板上；各向同性镀覆层，涂覆在图案镀覆层上；各向异性镀覆层，设置在各向同性镀覆层上；
交界部，具有不同于图案镀覆层、各向同性镀覆层和各向异性镀覆层的晶体结构的结晶相，分别设置在图案镀覆层和各向同性镀覆层之间的交界和各向同性镀覆层和各向异性镀覆层之间的交界中的至少一个处，
其中，包含在交界部中的颗粒的尺寸比包含在图案镀覆层、各向同性镀覆层和各向异性镀覆层中的颗粒的尺寸小，
其中，交界部的厚度小于1.5μm。
11.一种片式电子组件的制造方法，所述方法包括：
在绝缘基板的至少一个表面上形成内线圈部；
在内线圈部形成在上面的绝缘基板的上面和下面设置磁性层，以形成磁性体，
其中，形成内线圈部包括：在绝缘基板上形成第一线圈图案；在第一线圈图案上形成第二线圈图案；在第二线圈图案上形成第三线圈图案，
晶体结构不同于第一线圈图案至第三线圈图案的晶体结构的交界部设置在第一线圈图案和第二线圈图案之间的交界和第二线圈图案和第三线圈图案之间的交界中的至少一个处，
其中，包含在交界部中的颗粒的尺寸比包含在第一线圈图案至第三线圈图案中的颗粒的尺寸小，
其中，交界部的厚度小于1.5μm。
12.如权利要求11所述的片式电子组件的制造方法，其中，交界部包括：第一交界部，设置在第一线圈图案和第二线圈图案之间的交界处；第二交界部，设置在第二线圈图案和第三线圈图案之间的交界处。
13.如权利要求11所述的片式电子组件的制造方法，其中，形成第一线圈图案包括：
在绝缘基板上形成具有用于形成第一线圈图案的开口的阻镀剂；
填充用于形成第一线圈图案的开口以形成第一线圈图案；
去除阻镀剂。
14.如权利要求11所述的片式电子组件的制造方法，其中，第二线圈图案通过在第一线圈图案上进行各向同性电镀形成。
15.如权利要求11所述的片式电子组件的制造方法，其中，第三线圈图案通过在第二线圈图案上进行各向异性电镀形成。
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