CN107658095B - 线圈组件及制造线圈组件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线圈组件及制造线圈组件的方法，所述线圈组件包括：主体，包括磁性材料和线圈，所述线圈的两端暴露于外部；金属间化合物，设置在所述线圈的暴露的所述两端上；以及外电极，设置在所述主体上，以覆盖所述金属间化合物。所述外电极包括：导电树脂层，设置在所述主体的外表面上以接触所述线圈的所述暴露的两端，并包括基体树脂、设置在所述基体树脂中的多个金属颗粒以及包围所述多个金属颗粒并接触所述金属间化合物的导电连接部。所述线圈组件还可包括设置在所述导电树脂层上并接触所述导电连接部的电极层。
Description
本申请要求于2016年7月26日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0094705号韩国专利申请、于2016年11月16日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0152722号韩国专利申请以及于2016年12月21日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0176097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全部被包含于此。
技术领域
本公开涉及一种线圈组件及制造该线圈组件的方法。
背景技术
使用电源管理集成芯片(PMIC)来增加由电池操作的移动设备或装置设备的驱动时间。
例如，当根据中央处理器(CPU)等中应处理的负载将接口信号提供到PMIC时，PMIC根据接口信号调整供应到CPU的核心电压，以使设备始终由尽可能低的电力进行驱动。
PMIC中使用的线圈组件需要诸如高电流和低直流(DC)电阻(Rdc)的特性。
在根据现有技术的线圈组件中，外电极包括诸如银、铜和镍中的一种金属以及诸如环氧树脂的树脂。
此外，使用非导电树脂覆盖导电金属颗粒，使得接触电阻高，并且外电极通过树脂接触由金属形成的内电极，而不是单独地结合到内电极，从而外电极和内电极之间的粘合强度低。
因此，难以充分地确保相对于诸如热冲击等的外部冲击的可靠性。
此外，在线圈组件的情况下，内电极由线圈形成，并且根据设备目前的小型化，暴露到主体的外部的线圈的面积会减小，从而产生许多接触缺陷。
发明内容
本公开的一方面可提供一种线圈组件及制造该线圈组件的方法，所述线圈组件可通过提高外电极的导电性并提高线圈和导电树脂层之间的电和机械粘合力来减小直流(DC)电阻(Rdc)。
根据本公开的一方面，一种线圈组件可包括：主体，包括线圈，所述线圈的两端暴露于外部；金属间化合物，设置在所述线圈的暴露的所述两端上；以及外电极，设置在所述主体上，以覆盖所述金属间化合物。所述外电极包括：导电树脂层，设置在所述主体的外表面上以粘合到所述线圈的所述暴露的两端，并包括基体树脂、设置在所述基体树脂中的多个金属颗粒以及包围所述多个金属颗粒并接触所述金属间化合物的导电连接部。所述线圈组件还可包括电极层，所述电极层设置在所述导电树脂层上，并接触所述导电连接部。
根据本公开的另一方面，一种线圈组件可包括：主体，包括线圈，所述线圈的两端暴露于外部；金属间化合物，设置在所述线圈的暴露的所述两端上；以及外电极，设置在所述主体上，以覆盖所述金属间化合物，其中，所述外电极包括：导电树脂层，设置在所述主体的外表面上以粘合到所述线圈的暴露的所述两端，并包括基体树脂以及设置在所述基体树脂中并接触所述金属间化合物的导电连接部；以及电极层，设置在所述导电树脂层上，并接触所述导电连接部。
根据本公开的另一方面，一种制造线圈组件的方法可包括：形成主体，所述主体包括磁性层和线圈，所述线圈包括多个导体图案；在所述主体的一个表面上涂敷导电树脂复合物，以电连接到所述线圈的一端，所述导电树脂复合物包括金属颗粒、热固性树脂和低熔点金属颗粒，所述低熔点金属颗粒的熔点低于所述热固性树脂的硬化温度；通过使所述导电树脂复合物硬化来形成导电树脂层，以使熔融的低熔点金属颗粒变成包围所述金属颗粒的导电连接部，并在所述线圈的暴露的表面和所述导电连接部之间形成金属间化合物；以及通过镀覆在所述导电树脂层上形成电极层。
形成所述导电树脂层的步骤可包括：去除所述热固性树脂中包括的所述金属颗粒和所述低熔点金属颗粒的表面上的氧化物膜；以及通过去除氧化物膜的所述金属颗粒和去除氧化物膜的所述低熔点金属颗粒之间的反应形成所述导电连接部，并通过使所述低熔点金属颗粒具有流动性以流入到包括并包围所述线圈的所述暴露的表面的区域来形成接触所述线圈的所述暴露的表面的所述金属间化合物。
根据本公开的另一方面，一种线圈组件可包括：主体，包括线圈，所述线圈包括暴露到所述主体的表面的引线部；多个金属间化合物，设置在所述引线部上；以及外电极，设置在所述主体上，以覆盖所述金属间化合物，其中，所述外电极包括：电极层，至少通过多个导电连接部电连接到所述多个金属间化合物，所述多个导电连接部中的至少一个包围一个或更多个金属颗粒并在所述电极层和所述多个金属间化合物中的一个金属间化合物之间连续地延伸；以及基体树脂，所述多个导电连接部分散在所述基体树脂中，并且所述基体树脂将所述电极层和所述主体彼此粘合。
根据本公开的另一方面，一种线圈组件可包括：主体，包括线圈，所述线圈包括暴露到所述主体的表面的引线部；金属层，设置在所述主体上；电绝缘层，将所述金属层和所述主体彼此粘合；以及至少一个金属路径，分散在所述电绝缘层中，在所述线圈的所述引线部和所述金属层之间连续地延伸。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，将会更清楚地理解本公开的以上和其它方面、特征和优点，在附图中：
图1是示出根据本公开的示例性实施例的电感器的示意性局部剖切透视图；
图2是图1的电感器去除外电极的分解透视图；
图3是沿着图1的I-I’线截取的截面图；
图4是图3的区域A的放大截面图；
图5是图3的区域A的截面图，示出呈片状的金属颗粒；
图6是图3的区域A的截面图，示出呈球状的金属颗粒和呈片状的金属颗粒的混合物；
图7是示出铜颗粒和锡-铋颗粒分散在环氧树脂中的状态的示图；
图8是示出通过氧化物膜去除剂或热去除铜颗粒的氧化物膜的状态的示图；
图9是示出通过氧化物膜去除剂或热去除锡/铋颗粒的氧化物膜的状态的示图；
图10是示出将锡/铋颗粒熔化为具有流动性的状态的示图；
图11是示出铜颗粒和锡/铋颗粒彼此反应形成金属间化合物的状态的示图；
图12A是示出其中使用包括不具有金属间化合物的导电树脂层的外电极的多层电感器的翘曲强度的曲线图；
图12B是示出根据发明示例的其中使用包括具有作为金属间化合物的Ag-Sn层的导电树脂层的外电极的多层电感器的翘曲强度的曲线图；
图13是示出由双层形成的金属间化合物的截面图。
图14是示出制造线圈组件的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
多层电感器
在下文中，根据本公开的示例性实施例，多层电感器将被描述为线圈组件的示例。然而，根据本公开的示例性实施例的线圈组件不限于此。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的电感器的示意性局部剖切透视图，图2是图1的电感器去除外电极的分解透视图，图3是沿着图1的I-I’线截取的截面图，图4是图3的区域A的放大截面图。
参照图1至图4，根据本公开的示例性实施例的电感器100可包括主体110、金属间化合物150以及第一外电极130和第二外电极140。
主体110可包括其两端暴露于外部的线圈。
主体110的形状没有特别限制，但可基本为六面体形状。
为了清楚地描述本公开的示例性实施例，将对六面体的方向进行限定。图中的X、Y和Z分别指的是长度方向、宽度方向和厚度方向。
此外，为了便于说明，主体110的第一表面1和第二表面2指的是主体110的在Z方向上彼此背对的两个表面，主体110的第三表面3和第四表面4指的是主体110的在X方向上彼此背对并将第一表面1和第二表面2彼此连接的两个表面，主体110的第五表面5和第六表面6指的是主体110的在Y方向上彼此背对的两个表面，所述第五表面5和第六表面6将第一表面1和第二表面2彼此连接并将第三表面3和第四表面4彼此连接。
此外，为了便于说明，下面将描述主体110由磁性材料形成的情况。然而，根据本公开的示例性实施例的主体110的材料不限于磁性材料，而是也可以是诸如陶瓷的介电材料。
主体110可包括线圈120以及分别设置在线圈120的上部和下部的上盖112和下盖112。
根据本示例性实施例的线圈120可包括沿着Z方向堆叠的多个导体图案121、122、123、124和125以及将相邻的导体图案121、122、123、124和125彼此连接的多个过孔电极(未示出)。
导体图案121、122、123、124和125可通过在磁性层、陶瓷层或聚合物基板111上以预定厚度印刷包括导电金属的导电膏或执行镀覆等而形成。
例如，导电金属可以是例如银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)等，或它们的合金的导电金属。
在导体图案中，分别设置在上端和下端的导体图案121和122可具有分别设置在其两个端部的第一引线部121a和第二引线部122a。
第一引线部121a和第二引线部122a可分别通过主体110的第三表面3和第四表面4而暴露，并可分别具有形成在其上的金属间化合物150。
同时，包围线圈120的部分可由金属磁性材料或铁氧体材料形成，但不限于此。
金属间化合物150可设置为接触线圈120的分别暴露到主体110的第三表面3和第四表面4的第一引线部121a和第二引线部122a的暴露的端部。
这里，在线圈120由铜形成的情况下，金属间化合物150可由铜-锡形成。
如果需要，金属间化合物150可具有多个岛(island)的形式，并且多个岛可具有层形式。
第一外电极130和第二外电极140可分别设置在主体110的第三表面3和第四表面4上，可分别覆盖金属间化合物150，并可分别连接到线圈120的第一引线部121a和第二引线部122a的暴露的部分。
第一外电极130和第二外电极140可包括设置在主体110的外表面上的导电树脂层131和141以及分别设置在导电树脂层131和141上的电极层132和133与电极层142和143。
导电树脂层131和141可分别设置在主体110的第三表面3和第四表面4上，并可分别接触线圈120的第一引线部121a和第二引线部122a的暴露的端部。
导电树脂层131可包括基体树脂131c、金属颗粒131a以及导电连接部131b。
多个金属颗粒131a可设置在基体树脂131c中，且导电连接部131b可分别包围多个金属颗粒131a，并分别接触金属间化合物150以及电极层132。导电树脂层141可具有与导电树脂层131的构造相同的构造。
图4是图3的区域A的放大截面图。
虽然区域A中仅示出了第一外电极130的部分的放大图，但是除了第一外电极130电连接到线圈120的第一引线部121a和第二外电极140电连接到线圈120的第二引线部122a之外，第一外电极130和第二外电极140的结构可彼此相似。
因此，下文将提供关于第一外电极130的描述，但也可被视为包括对第二外电极140的描述。
如图4所示，导电树脂层131可设置在主体110的第三表面3上。
导电树脂层131可包括基体树脂131c、设置为分散在基体树脂131c中的多个金属颗粒131a以及包围多个金属颗粒131a并接触金属间化合物150的导电连接部131b。
导电树脂层131可具有多个金属颗粒131a分散在基体树脂131c中的形式。
在这种情况下，金属颗粒分散在树脂中的膏可用作可获得导电树脂层
131的材料的示例，并且与根据现有技术通过烧制而形成外电极的方法不同，由于在涂敷膏的情况下，导电树脂层131通过使所施加的膏干躁并使其硬化的工艺而形成，因此金属颗粒不会熔化，使得金属颗粒可在导电树脂层131中以颗粒形式存在。
在这种情况下，金属颗粒131a可包括从由镍(Ni)、银(Ag)、包覆有银的铜(Cu)、包覆有锡(Sn)的铜和铜组成的组中选择的至少一种。
同时，在金属颗粒131a与形成导电连接部131b的低熔点金属和金属间化合物150两者反应的情况下，在导电树脂层131中可能不存在金属颗粒131a。
然而，为了便于说明，下面将在本示例性实施例中示出并描述在导电树脂层131中包括金属颗粒131a的情况。
同时，导电树脂层131中包括的金属颗粒可仅是如图4中所示的呈球形状的金属颗粒，如果需要，可仅是如图5中所示的呈片状的金属颗粒131a’，或者可以是如图6中所示的呈球状的金属颗粒131a和呈片状的金属颗粒131a’的混合物。
导电连接部131b可包围处于熔融状态的多个金属颗粒131a，以用于将多个金属颗粒131a彼此连接，从而显著地减小主体110的内部应力，并提高高温负载和耐湿负载特性。
导电连接部131b可用于增大导电树脂层131的导电性，以减小导电树脂层131的电阻。
这里，在导电树脂层131中包括金属颗粒131a的情况下，导电连接部131b可用于增大金属颗粒131a之间的连接性，以进一步减小导电树脂层131的电阻。
此外，导电连接部131b中包括的低熔点金属的熔点可低于基体树脂131c的硬化温度。
在这种情况下，导电连接部131b中包括的低熔点金属可具有300℃或更小的熔点。
详细地，导电连接部131b中包括的金属可以是从由锡(Sn)、铅(Pb)、铟(In)、铜(Cu)、银(Ag)和铋(Bi)组成的组中选择的两种或更多种的合金。
这里，在导电树脂层131中包括金属颗粒131a的情况下，导电连接部131b可包围处于熔融状态的多个金属颗粒131a，以用来将多个金属颗粒131a彼此连接。
也就是说，由于导电连接部131b中包括的低熔点金属的熔点低于基体树脂131c的硬化温度，因此低熔点金属可在干燥和硬化工艺中熔化，并且导电连接部131b可覆盖处于熔融状态的金属颗粒131a，如图4所示。
导电树脂层131可通过制造低熔点焊料树脂膏并之后将主体浸在低熔点焊料树脂膏中来形成。在制造低熔点焊料树脂膏时，在将银或包覆有银的金属用作金属颗粒131a的材料的情况下，导电连接部131b可包括Ag3Sn。
在这种情况下，内电极可包括Cu，并且金属间化合物150可包括Cu-Sn。
当其中分散有金属颗粒的膏用作电极材料时，在金属之间接触的情况下，电子流动平滑，但是在基体树脂包围金属颗粒的情况下，电子流动会迅速地减弱。
为了解决这个问题，可显著地减小基体树脂的量，并且可增大金属的量以增大金属颗粒之间的接触比，从而改善导电性。然而，在这种情况下，外电极的粘附强度可由于基体树脂的量的减少而减小。
在本示例性实施例中，即使没有极度减少热固性树脂的量，也可通过导电连接部增大金属颗粒之间的接触比，从而外电极的粘附强度不会减小并且会改善导电树脂层的导电性。因此，会减小电感器的直流(DC)电阻(Rdc)。
金属间化合物150可设置在线圈120的第一引线部121a的末端上，并可接触导电连接部131b，以用来将第一引线部121a和导电连接部131b彼此连接。
因此，金属间化合物150可用来改善导电树脂层131和线圈120之间的电连接和机械粘合，以减小导电树脂层131和线圈120之间的接触电阻。
金属间化合物150可由铜-锡(Cu-Sn)、银-锡(Ag-Sn)和镍-锡(Ni-Sn)中的一种形成。
然而，为了方便说明，将在下文中描述由铜-锡形成的金属间化合物的示例。
金属间化合物150可在线圈120的第一引线部121a的末端上设置为多个岛的形式。
此外，多个岛可具有层的形式。
基体树脂131c可包括具有电绝缘性质的热固性树脂。
在这种情况下，热固性树脂可以是例如环氧树脂。然而，根据本公开的热固性树脂不限于此。
基体树脂131c可用于将线圈120的第一引线部121a的末端与电极层132彼此机械地粘合。
根据本示例性实施例的导电树脂层131可包括形成在主体110的第三表面3上的连接部以及从连接部延伸到主体110的第一表面1和第二表面2的部分的带部。
如图3所示，在导电树脂层131中，当连接部的中部的厚度为t1、拐角部的厚度为t2、且带部的中部的厚度为t3时，t2/t1≥0.05，且t3/t1≤0.5。这里，t2是连接主体的拐角和导电树脂层的拐角的对角线的长度。
在t2/t1小于0.05的情况下，在电感器的主体的拐角部中将产生裂纹的可能性会增大，因此会产生诸如短路、耐潮缺陷等的缺陷。
在t3/t1超过0.5的情况下，外电极的带部可具有过于圆的形状，使得在将电感器安装在板上时难以使用夹具，并且在电感器被安装到板上之后会产生电感器翻倒的现象。因此，电感器的安装缺陷率会增大。
此外，可增大外电极的厚度，使得电感器的单元电感会减小。
电极层可以是镀层。
在这种情况下，作为示例，电极层可具有镍镀层132和锡镀层133顺序堆叠的结构。
在这种情况下，镍镀层132可接触导电树脂层131的导电连接部131b和基体树脂131c。
形成导电树脂层的机理
图7是示出铜颗粒和锡-铋颗粒分散在环氧树脂中的状态的示图，图8是示出通过氧化物膜去除剂或热去除铜颗粒的氧化物膜的状态的示图，图9是示出通过氧化物膜去除剂或热去除锡/铋颗粒的氧化物膜的状态的示图，图10是示出将锡/铋颗粒熔化为具有流动性的状态的示图，图11是示出铜颗粒和锡/铋颗粒彼此反应形成铜-锡层的状态的示图。
下文中将参照图7至图11描述形成导电树脂层131的机理。
参照图7至图9，基体树脂131c中包括的铜颗粒310和作为低熔点金属颗粒的锡/铋(Sn/Bi)颗粒410的表面上可分别具有氧化物膜311和411。
此外，在第一引线部121a的表面上也可存在有氧化物层。
氧化物膜311和411可阻碍铜颗粒与锡/铋颗粒之间反应形成铜-锡层，如果必要，可在执行硬化工艺时通过环氧树脂中包括的氧化物膜去除剂或热(ΔT)将其去除，或者可通过酸溶液处理将其去除。
在这种情况下，第一引线部121a的氧化物膜可与氧化物膜311和411一起被去除，如图8和图9的右部所示。
氧化物膜去除剂可以是酸、碱、卤化氢等。然而，根据本公开的氧化物膜去除剂不限于此。
参照图10，去除氧化物膜411的锡/铋颗粒410会在约140℃时开始熔化，并且熔融的锡/铋颗粒410可具有流动性，朝向去除氧化物膜311的铜颗粒310移动，并在预定温度下与铜颗粒310反应形成导电连接部131b，然后朝向第一引线部121a移动以形成作为铜-锡层的金属间化合物150，如图11中所示。
如上所述形成的金属间化合物150可与导电树脂层131的由铜-锡形成的导电连接部131b连接，以减小第一引线部121a和导电树脂层131之间的接触电阻。
在如上所述进行反应后，图11中所示的铜颗粒131a表明在导电连接部131b中存在铜颗粒。
在这种情况下，锡/铋颗粒410会容易产生表面氧化。在这种情况下，表面氧化会阻碍金属间化合物150的形成。
因此，可将锡/铋颗粒410表面处理成使碳的含量为0.5wt％至1.0wt％，以防止表面氧化。
同时，在本示例性实施例中，Sn/Bi被用作低熔点金属颗粒。或者，如果必要，可使用Sn-Pb、Sn-Cu、Sn-Ag和Sn-Ag-Cu中的至少一种作为低熔点金属颗粒。
在这种情况下，可根据铜颗粒310和锡/铋颗粒410的尺寸、含量、组成等来确定线圈120的第一引线部121a的末端上的金属间化合物150的设置。
此外，在本机理中，锡-铋颗粒的熔化温度和金属间化合物的形成温度需低于作为基体树脂的环氧树脂的硬化温度。
当锡-铋颗粒的熔融温度和金属间化合物的形成温度高于环氧树脂的硬化温度时，基体树脂首先会被硬化，使得熔化的锡-铋颗粒不能移动到铜颗粒的表面，因此不能形成作为金属间化合物的铜-锡层。
此外，用于形成金属间化合物的锡-铋颗粒的含量相对于金属颗粒的总重量可以是20wt％至80wt％。
当锡-铋颗粒的含量低于20wt％时，所有添加的锡-铋颗粒在与导电树脂层131中的金属颗粒的反应中被消耗，从而难以在第一引线部121a上设置金属间化合物150。
此外，当锡-铋颗粒的含量超过80wt％时，在形成金属间化合物150之后剩余的锡-铋颗粒可突出到导电树脂层131的外部。
此外，需要适当调整锡-铋颗粒中的锡的含量。在本示例性实施例中，与铜颗粒反应形成金属间化合物的成分可以是锡，因此，Snx-Biy中Sn的含量(x)相对于总金属颗粒可以是40wt％或更多，以确保预定水平或更高水平的反应。当Sn的含量(x)相对于总金属颗粒小于40wt％时，会增大制造的电感器的Rdc。
此外，金属间化合物150可包括铜-锡、银-锡和镍-锡中的一种或更多种。在这种情况下，金属间化合物150中还可包括体积比为10％或更少的金属颗粒，并且金属间化合物150中还可包括体积比为10％或更少的铋(Bi)。
金属颗粒可包括从由铜、银、镍和包覆有银的铜组成的组中选择的至少一种。
表1表示根据金属间化合物的组成变化的电感器的Rdc和可靠性的变化。
这里，确定如下的样品具有缺陷：Rdc的测量值为40mΩ或更大，或者将样品浸在于260℃或更高的温度下熔化的铅中之前和之后的Rdc的变化率为10％或更大。
在本实验示例中，金属间化合物包括铜-锡，金属颗粒为铜颗粒。
[表1]
参照表1，如在样品2中，在添加15wt％的Sn-Bi的情况下，测量的Rdc为38.2mΩ，但在外电极和内电极之间的接触表面上没有适当地形成金属间化合物，使得样品2在浸入260℃的铅浴后，Rdc增大至56.2mΩ。
相反，如在样品10和11中，在添加90wt％或更多的Sn-Bi的情况下，作为形成柱(pillar)的导电颗粒的Cu颗粒不足或者不存在，使得低熔点金属聚集，从而增大了外电极中的颗粒之间的间隔，因此增大了Rdc。
此外，在这种情况下，添加过量的作为低熔点金属的Sn-Bi，使得没有参与形成金属间化合物的反应的剩余的Sn-Bi突出到电极的表面。
因此，可理解的是，在外电极中的作为低熔点金属的Sn-Bi的含量在20wt％至80wt％的情况下，Rdc以及界面连接的可靠性良好。
通常，当在电感器的外电极中使用导电树脂层时，Rdc受施加到外电极的几种的电阻分量的所有电阻分量影响。
这些电阻分量包括线圈的电阻、导电树脂层和线圈之间的接触电阻、导电树脂层的电阻、电极层和导电树脂层之间的接触电阻以及电极层的电阻。
这里，线圈的电阻和电极层的电阻是固定值，不发生变化。
此外，在发明示例中，金属间化合物可设置在线圈的引线部的末端，金属间化合物可接触外电极的导电树脂层的导电连接部，并且导电连接部可接触导电树脂层中包括的多个金属颗粒以及设置在导电树脂层上的电极层。
因此，由于导电树脂层可保持对主体的应力减小效果以及高温负载和耐湿负载特性的改善效果，并且由于导电树脂层具有高导电性，可防止线圈和外电极之间的接触缺陷，从而可改善电感器的可靠性，并可减小电感器的Rdc。
作为示例，导电树脂层中不存在金属间化合物的电感器的Rdc是37mΩ，而根据发明示例的导电树脂层中设置有金属间化合物的电感器的Rdc可减小到34mΩ。
在发明示例中，铜颗粒、锡/铋颗粒、氧化物膜去除剂以及4wt％至15wt％的环氧树脂根据上述条件彼此混合，并使用三辊研磨机将其分散以制备导电树脂，并将导电树脂涂敷到主体的第三表面和第四表面上以形成外电极。
根据发明示例，外电极的导电树脂层的金属间化合物设置在线圈的第一引线部和第二引线部上，导电连接部形成在基体树脂中以与金属间化合物接触而形成电流通道，且导电连接部被构造为包围处于熔融状态的多个金属颗粒并接触电极层以减小导电树脂层的电阻，并减小导电树脂层和引线部之间的接触电阻以及电极层和导电树脂层之间的接触电阻，从而可显著地减小电感器的Rdc。
此外，当导电连接部由具有高导电性的低熔点金属形成时，会进一步提高导电树脂层的导电性，从而可进一步减小导电树脂层的电阻，因此会进一步减小电感器的Rdc。
此外，可通过金属间化合物150来增大第一外电极130的粘合力，从而可提高多层电感器的翘曲强度。
金属间化合物150的面积可形成为大于或等于第一引线部121a和导电树脂层131之间的总接触面积的30％。
在金属间化合物150的面积形成为小于第一引线部121a和导电树脂层131彼此接触的面积的30％的情况下，电感器的Rdc超过28.5mΩ，从而会无法适当地实现Rdc的减小效果。
在本示例性实施例中，线圈组件的Rdc的合格/不合格参考值是28.5mΩ。
这个数值是导电树脂层由Cu-环氧树脂形成而未使用金属间化合物的情况下的平均Rdc值。这里，在金属间化合物150的面积形成为等于或大于第一引线部121a和导电树脂层131彼此接触的面积的60％的情况下，可显著地改善Rdc减小效果。
表2表示对包括外电极的样品执行铅耐热测试的结果，所述外电极包括由Cu-环氧树脂形成而未使用金属间化合物的导电树脂层。参照表2，作为铅耐热测试的结果，在十个样品中的两个(样品4和6)中，Rdc产生10％或更大的变化率。
[表2]
另一方面，在金属间化合物的面积形成为等于或大于引线部和导电树脂层之间的总接触面积的5％的情况下，在270℃下执行铅耐热测试持续10s时，所有样品中的Rdc的变化率都不大。
然而，在340℃下执行铅耐热测试持续30s的苛刻条件下，在金属间化合物的面积形成为对应于引线部和导电树脂层之间的总接触面积的30％至60％的情况下，以1/20的概率产生Rdc的变化率为产生10％或更大的样品，并且在金属间化合物的面积形成为对应于引线部和导电树脂层之间的总接触面积的60％至99.9％的情况下，即使在上述苛刻的条件下，所有样品中的Rdc的变化率也都小于10％。
图12A是示出根据对比示例的其中使用包括由Cu-环氧树脂形成而未使用金属间化合物的导电树脂层的外电极的多层电感器的翘曲强度的曲线图，图12B是示出根据发明示例其中使用包括具有作为金属间化合物的Ag-Sn层的导电树脂层的外电极的多层电感器的翘曲强度的曲线图。
测量翘曲强度的方法如下。将片安装到印刷电路板(PCB)之后使片朝向下方，然后从上逐渐按压。
在这种情况下，PCB弯曲的程度由弯曲深度(mm)来表示，而剩余率(％)(survivalrate)通过物理测量值(确定十次测量中在几mm处变化值达到了NG范围)的变化来确定。
这里，即使弯曲强度增大也没有产生变化的样品具有优异的特性。
图12A和图12B示出了刚刚得出如上所述的剩余率(％)之前的原始数据。
参照图12A和图12B，可确认的是，与对比示例相比，根据发明示例的电感器的翘曲强度得到显著地提高。
因此，可理解的是，在金属间化合物150的面积形成为等于或大于第一引线部121a和导电树脂层131之间的总接触面积的30％的情况下，在铅耐热测试中，Rdc的变化率被确定为没有缺陷，并且也未出现翘曲强度的缺陷，从而Rdc的变化率和翘曲强度优异。
此外，可理解的是，在金属间化合物150的面积形成为等于或大于第一引线部121a和导电树脂层131之间的总接触面积的60％的情况下，Rdc的变化率进一步减小。
表3表示金属间化合物的厚度和Rdc的变化率之间的关系。对每组样品中的十个片执行铅耐热测试，并列出产生缺陷的样品数。通过与表2的方法相同的方法执行铅耐热测试。
这里，通过在将片安装在PCB上之后测量初始Rdc、在对PCB执行自由落体(其中，将安装有片的PCB从1m的高度自由落体到混凝土地板10次)后再次测量Rdc来获得跌落之前和之后的Rdc的变化率，并且当外电极的粘合强度减小时，可根据Rdc的变化率[(后来的值-初始值)/初始值*100]的增大来测量所述粘合强度。
在本示例性实施例中，Rdc的变化率为10％或更大的样品被确定为有缺陷。
[表3]
参照表3，在金属间化合物的厚度小于2.0μm的样品1中，产生了Rdc的变化率变大达到10％或更大的片，并且在金属间化合物的厚度过厚的情况(样品5)下也产生了Rdc的变化率变大的片。
然而，在金属间化合物的厚度为2μm至5μm的样品2至样品4中，在340℃下执行铅耐热测试持续30s以及在270℃下执行铅耐热测试持续10s，片中都不产生Rdc的变化率方面的缺陷。因此，可理解的是，不产生根据Rdc的变化率的缺陷的片中的金属间化合物的厚度为2μm至5μm。
变型示例
图13是示出由双层形成的金属间化合物的示图。
参照图13，根据本示例性实施例的金属间化合物150’可由两层形成。
此外，设置为靠近引线部121a的第一层150a可由Cu3Sn形成，其中，铜的含量比较大，设置为靠近电极层132的第二层150b可由Cu6Sn5形成，其中，Sn的含量比较大。
此外，引线部121a可包括铜，外电极的导电树脂层131的导电连接部131b可由Ag3Sn形成。
制造多层电感器的方法
参照图14，将在下文中详细地描述根据本公开的示例性实施例的制造多层电感器的方法，但本公开不限于此，并且在对制造根据本示例性实施例的多层电感器的方法进行描述时，将省略与以上描述的多层电感器的内容重复的内容的描述。
在根据本示例性实施例的制造多层电感器的方法中，可首先制备由包括磁性材料的材料形成的多个陶瓷生片。
然后，可在相应的片上形成导体图案。
在这种情况下，导体图案可沿着片的外周形成为尽可能与环形状相似的形状。然而，根据本公开的导体图案不限于此。
此外，导体图案可由具有优异的导电性的材料形成，例如，诸如银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)或它们的合金的导电材料。然而，根据本公开的导体图案不限于此。
此外，导体图案可通过常规的方法(诸如薄膜印刷法、涂敷法、沉积法、溅射法中的一种)形成。然而，根据本公开的导体图案不限于此。
在这种情况下，可将两个片上的导体图案形成为具有分别通过片的两个端表面暴露的第一引线部和第二引线部。
可在如上所述制造的相应的片中形成导电过孔。
导电过孔可通过在片中形成通孔，然后在通孔中填充导电膏而形成。
导电膏可由具有优异的导电性的材料形成，并可包括银(Ag)、银-钯(Ag-Pd)、镍(Ni)和铜(Cu)，或它们的合金中的任何一种。根据本公开的导电膏不限于此。
然后，其上形成有导体图案的多个片可堆叠在具有第一引线部和第二引线部的导体图案之间，使得形成在相邻的片中的导电过孔彼此接触，从而形成层叠体，使得多个导体图案彼此电连接，以构成一个线圈。
在这种情况下，可在层叠体的上表面或下表面上堆叠至少一个上盖片或至少一个下盖片，或者可以在层叠体的上表面或下表面上以预定厚度印刷由与构成层叠体的片的材料相同的材料形成的膏，以形成上盖或下盖。
然后，可烧制层叠体以形成主体。
然后，可沿着主体的长度方向分别在主体的两个表面上形成第一外电极和第二外电极，以电连接到分别暴露于外部的第一引线部和第二引线部。
为此，可制备包括金属颗粒、热固性树脂和低熔点金属(熔点低于热固性树脂的硬化温度)的导电树脂复合物。
可通过如下步骤制备导电树脂复合物：将例如作为金属颗粒的铜颗粒、作为低熔点金属的锡/铋颗粒、氧化物膜去除剂以及4wt％至15wt％的环氧树脂彼此混合，然后使用三辊研磨机使其分散。
然后，可将导电树脂复合物施加到主体的表面上，然后使其干燥并使其硬化，以形成金属间化合物和导电树脂层。
这里，在金属颗粒中的一些不完全与低熔点金属反应而使它们剩余的情况下，剩余的金属颗粒可以以它们被熔融的低熔点金属覆盖的状态存在于导电树脂层中。
此外，金属颗粒可包括从由镍、银、包覆有银的铜、包覆有锡的铜和铜组成的组中选择的至少一种。然而，根据本公开的金属颗粒不限于此。
热固性树脂可包括例如环氧树脂。然而，根据本公开的热固性树脂不限于此，而是可以是例如双酚A树脂、乙二醇环氧树脂、酚醛清漆环氧树脂或它们的衍生物中的因分子量小而在室温下为液态的树脂。
此外，根据本示例性实施例的制造多层电感器的方法还可包括在导电树脂层上形成电极层。
可通过镀覆形成电极层，电极层可包括例如镍镀层和进一步形成在镍镀层上的锡镀层。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，金属间化合物设置在线圈的通过主体的一个表面暴露的末端上，金属间化合物粘合到外电极的导电树脂层的导电连接部，并且导电连接部粘合到导电树脂层中包括的多个金属颗粒，以及形成在导电树脂层上的电极层，以防止线圈和外电极之间的接触缺陷，从而可提高线圈组件的可靠性并可减小线圈组件的Rdc。
虽然以上已经示出并描述了示例性实施例，但本领域技术人员将清楚的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对这些示例性实施例做出修改和变型。
Claims (38)
1.一种线圈组件，所述线圈组件包括：
主体，包括线圈，所述线圈的两端暴露于外部；
金属间化合物，设置在所述线圈的暴露的所述两端上；以及
外电极，设置在所述主体上，以覆盖所述金属间化合物，
其中，所述外电极包括：
导电树脂层，设置在所述主体的外表面上以粘合到所述线圈的暴露的所述两端，并包括基体树脂以及设置在所述基体树脂中并接触所述金属间化合物的导电连接部；以及
电极层，设置在所述导电树脂层上，并接触所述导电连接部，
其中，所述导电连接部的熔点低于所述基体树脂的硬化温度，并且
其中，形成在所述线圈的所述两端中的一端上的金属间化合物的面积等于或大于所述线圈的所述一端和接触所述线圈的所述一端的一个导电树脂层之间的总接触面积的30％。
2.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，与所述金属间化合物中的一个金属间化合物接触的所述导电连接部中的一个导电连接部连续地延伸为接触所述电极层中的一个电极层。
3.根据权利要求1所述的线圈组件，其中，所述导电连接部和所述金属间化合物包括公共的金属。
4.一种线圈组件，所述线圈组件包括：
主体，包括线圈，所述线圈的两端暴露于外部；
金属间化合物，设置在所述线圈的暴露的所述两端上；以及
外电极，设置在所述主体上，以覆盖所述金属间化合物，
其中，所述外电极包括：
导电树脂层，设置在所述主体的外表面上以粘合到所述线圈的所述暴露的两端，并包括基体树脂、设置在所述基体树脂中的多个金属颗粒以及包围所述多个金属颗粒并接触所述金属间化合物的导电连接部；以及
电极层，设置在所述导电树脂层上，并接触所述导电连接部，
其中，所述导电连接部的熔点低于所述基体树脂的硬化温度，并且
其中，形成在所述线圈的所述两端中的一端上的金属间化合物的面积等于或大于所述线圈的所述一端和接触所述线圈的所述一端的一个导电树脂层之间的总接触面积的30％。
5.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，与所述金属间化合物中的一个金属间化合物接触的所述导电连接部中的一个导电连接部连续地延伸为接触所述电极层中的一个电极层。
6.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，所述导电连接部和所述金属间化合物包括公共的金属。
7.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，所述金属间化合物具有多个岛的形式。
8.根据权利要求7所述的线圈组件，其中，所述多个岛具有层的形式。
9.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，所述导电连接部的熔点为300℃或更小。
10.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，所述金属间化合物由铜-锡、银-锡和镍-锡中的一种形成，且
所述导电树脂层的所述金属颗粒由从由铜、镍、银、包覆有银的铜和包覆有锡的铜组成的组中选择的至少一种形成。
11.根据权利要求10所述的线圈组件，其中，所述导电树脂层的所述导电连接部包括Ag3Sn。
12.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，所述导电树脂层的所述金属颗粒为呈球状的金属颗粒、呈片状的金属颗粒、或者呈球状的金属颗粒和呈片状的金属颗粒的混合物。
13.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，所述金属间化合物由铜-锡、银-锡和镍-锡中的一种形成。
14.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，所述主体包括彼此背对的第一表面和第二表面、彼此背对并将所述第一表面和所述第二表面彼此连接的第三表面和第四表面以及彼此背对并将所述第一表面和所述第二表面彼此连接且将所述第三表面和所述第四表面彼此连接的第五表面和第六表面，
所述线圈的所述两端分别通过主体的所述第三表面和所述第四表面暴露，且
所述导电树脂层分别形成在所述主体的所述第三表面和所述第四表面上。
15.根据权利要求14所述的线圈组件，其中，所述外电极包括分别形成在所述主体的所述第三表面和所述第四表面上的连接部以及从所述连接部延伸到所述主体的所述第一表面和所述第二表面的部分的带部。
16.根据权利要求15所述的线圈组件，其中，在所述导电树脂层中，当所述连接部的中部的厚度为t1、拐角部的厚度为t2且所述带部的中部的厚度为t3时，t2/t1≥0.05且t3/t1≤0.5。
17.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，所述线圈由铜形成，所述金属间化合物由铜-锡形成。
18.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，所述金属间化合物包括体积比为10％或更少的金属颗粒以及体积比为10％或更少的铋。
19.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，所述导电树脂层中的锡-铋的含量为20wt％至80wt％。
20.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，所述金属间化合物的厚度为2.0μm至5.0μm。
21.根据权利要求4所述的线圈组件，其中，金属间化合物均由双层形成，设置为靠近所述线圈的所述两端中的一端的层由Cu3Sn形成，设置为靠近所述电极层中的一个电极层的层由Cu6Sn5形成。
22.一种制造线圈组件的方法，所述方法包括：
形成主体，所述主体包括磁性层和线圈，所述线圈包括多个导体图案，所述线圈的一端从所述主体暴露；
在所述主体的一个表面上涂敷导电树脂复合物，以电连接到所述线圈的所述一端，所述导电树脂复合物包括第一金属颗粒、热固性树脂和第二金属颗粒，所述第二金属颗粒的熔点低于所述热固性树脂的硬化温度；
通过使所述导电树脂复合物硬化来形成导电树脂层，以使熔融的第二金属颗粒变成包围所述第一金属颗粒的导电连接部，并在所述线圈的所述一端和所述导电连接部之间形成金属间化合物；以及
通过镀覆在所述导电树脂层上形成电极层，
其中，形成在所述线圈的所述一端上的金属间化合物的面积等于或大于所述线圈的所述一端和接触所述线圈的所述一端的导电树脂层之间的总接触面积的30％。
23.根据权利要求22所述的制造线圈组件的方法，其中，形成所述导电树脂层的步骤包括：
去除所述热固性树脂中包括的所述第一金属颗粒和所述第二金属颗粒的表面上的氧化物膜；以及
通过去除氧化物膜的所述第一金属颗粒和去除氧化物膜的所述第二金属颗粒之间的反应形成所述导电连接部，并通过使所述第二金属颗粒具有流动性以流入到包括并包围所述线圈的所述一端的区域来形成接触所述线圈的所述暴露的表面的所述金属间化合物。
24.根据权利要求22所述的制造线圈组件的方法，其中，所述第一金属颗粒由铜形成，所述第二金属颗粒由从由Sn-Bi、Sn-Pb、Sn-Cu、Sn-Ag和Sn-Ag-Cu组成的组中选择的至少一种形成。
25.根据权利要求22所述的制造线圈组件的方法，其中，所述第二金属颗粒的含量相对于金属的总含量为20wt％至80wt％。
26.根据权利要求24所述的制造线圈组件的方法，其中，所述第二金属颗粒由Sn-Bi形成，Sn-Bi中Sn的含量相对于所述第一金属颗粒和所述第二金属颗粒的总含量为40wt％或更多。
27.根据权利要求22所述的制造线圈组件的方法，其中，所述第二金属颗粒的熔点为300℃或更小。
28.根据权利要求22所述的制造线圈组件的方法，其中，所述电极层包括铜，且
所述导电树脂层的所述第一金属颗粒由从由铜、镍、银、包覆有银的铜和包覆有锡的铜组成的组中选择的至少一种形成，并且所述金属间化合物由铜-锡形成。
29.根据权利要求28所述的制造线圈组件的方法，其中，在形成所述导电树脂层时，所述金属间化合物形成为多个岛的形式。
30.根据权利要求29所述的制造线圈组件的方法，其中，所述多个岛形成为层的形式。
31.一种线圈组件，所述线圈组件包括：
主体，包括线圈，所述线圈包括暴露到所述主体的表面的引线部；
多个金属间化合物，设置在所述引线部上；以及
外电极，设置在所述主体上，以覆盖所述金属间化合物，
其中，所述外电极包括：
电极层，至少通过多个导电连接部电连接到所述多个金属间化合物，所述多个导电连接部中的至少一个包围一个或更多个金属颗粒并在所述电极层和所述多个金属间化合物中的一个金属间化合物之间连续地延伸；以及
基体树脂，所述多个导电连接部分散在所述基体树脂中，并且所述基体树脂将所述电极层和所述主体彼此粘合，
其中，所述导电连接部的熔点低于所述基体树脂的硬化温度，并且
其中，所述多个金属间化合物和所述引线部的接触面积等于或大于所述引线部的暴露表面的不与所述金属间化合物接触的表面的面积的30％。
32.根据权利要求31所述的线圈组件，其中，所述基体树脂的硬化温度低于所述一个或更多个金属颗粒的熔化温度。
33.根据权利要求31所述的线圈组件，其中，所述多个金属间化合物由铜-锡、银-锡和镍-锡中的一种形成，且
所述金属颗粒由从由铜、镍、银、包覆有银的铜和包覆有锡的铜组成的组中选择的至少一种形成。
34.根据权利要求31所述的线圈组件，其中，所述多个金属间化合物和所述引线部的接触面积等于或大于所述引线部的未被所述主体覆盖的表面的面积的30％。
35.根据权利要求31所述的线圈组件，其中，所述一个或更多个金属颗粒由铜形成，并且所述多个导电连接部由锡-铋形成，且
锡-铋的含量相对于包括铜和锡-铋的金属的总含量为20wt％至80wt％。
36.根据权利要求31所述的线圈组件，其中，所述多个导电连接部和所述多个金属间化合物包括公共的金属。
37.一种线圈组件，所述线圈组件包括：
主体，包括线圈，所述线圈包括暴露到所述主体的表面的引线部；
金属层，设置在所述主体上；
电绝缘层，将所述金属层和所述主体彼此粘合；以及
至少一个金属路径，分散在所述电绝缘层中，在所述线圈的所述引线部和所述金属层之间连续地延伸，
其中，所述至少一个金属路径包括接触所述引线部的金属间化合物和将所述金属间化合物和所述金属层彼此连续连接的金属连接部，所述金属连接部包括一个或更多个金属颗粒以及包围所述一个或更多个金属颗粒的金属壳，
其中，所述金属壳的熔化温度低于所述电绝缘层的硬化温度，并且
其中，所述金属间化合物和所述引线部的接触面积等于或大于所述引线部的暴露表面的不与所述金属间化合物接触的表面的面积的30％。
38.根据权利要求37所述的线圈组件，其中，所述金属壳和所述金属间化合物包括至少一种公共的金属。
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