CN111448628A - 功率电感器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种功率电感器及其制造方法。所述功率电感器包括本体；线圈图案，设置于所述本体中；外部电极，设置于所述本体的至少一个表面上且延伸至所述本体的与所述至少一个表面相邻的至少另一表面；以及耦合层，设置于所述本体与所述外部电极的延伸区域之间。
Description
技术领域
本公开涉及一种功率电感器及其制造方法，且更具体而言涉及一种能够提高本体与外部电极之间的耦合力的功率电感器及其制造方法。
背景技术
作为一种芯片组件，功率电感器一般设置于可携式装置中的电源电路(例如，直流(direct current，DC)-直流转换器)上。由于电源电路朝高频率及小型化发展的趋势，因此越来越多地使用功率电感器来代替传统的缠绕型扼流线圈(wound-type choke coil)。另外，随着对小型多功能可携式装置的需要，正在对功率电感器进行开发以实现小型化、高电流及低电阻。
典型的功率电感器是以叠层式本体形式制造而成，在所述叠层式本体中叠层有由多种铁氧体或介电常数低的介电材料形成的陶瓷片材。此处，当陶瓷片材中的每一者上皆形成有线圈图案时，形成于陶瓷片材上的线圈图案可通过在陶瓷片材中的每一者中界定的导通孔进行连接，且可具有其中线圈图案在片材进行叠层的垂直方向上彼此重叠的结构。通常，通过对陶瓷片材进行叠层而形成的本体是使用磁性材料(包括镍(Ni)-锌(Zn)-铜(Cu)-铁(Fe)的四元体系)制造而成。
然而，由于磁性材料具有较金属材料的饱和磁化值小的饱和磁化值，因此可能无法实现新近的可携式装置所需要的高电流特性。因此，当功率电感器的本体是由金属粉末制成时，相对于本体由磁性材料制成的情形而言饱和磁化值可增大。然而，当本体是由金属制成时，材料损耗可能因涡流损耗及高频率磁滞增大而增大。
为降低材料的损耗，应用其中使用聚合物来使金属粉末绝缘的结构。亦即，功率电感器的本体是通过对其中混合有金属粉末与聚合物的片材进行叠层制造而成。另外，在本体中设置有其中形成有线圈图案的预定基底材料，且在本体外部设置有连接至线圈图案的外部电极。亦即，功率电感器的制造方式为：通过在预定基底材料上形成线圈图案以及在所述线圈图案上方及下方叠层及按压多个片材来制造本体，且接着在所述本体外部形成外部电极。
功率电感器的外部电极可通过涂敷导电膏体(conductive paste)来形成。亦即，外部电极是通过在本体的两侧上涂敷金属膏体来形成以连接至线圈图案。另外，外部电极可通过在金属膏体上进一步形成镀覆层来形成。然而，使用金属膏体形成的外部电极可能会因耦合力弱而与本体分离。亦即，安装至电子装置的功率电感器可能会被施加张力(tensile force)，且由于其中使用金属膏体形成外部电极的功率电感器具有弱的抗张强度(tensile strength)，因此本体与外部电极可能会彼此分离。
[现有技术文献]
韩国公开专利第2007-0032259号
发明内容
技术问题
本公开提供一种功率电感器及其制造方法，所述功率电感器能够提高本体与外部电极之间的耦合力以提高抗张强度。
本公开亦提供一种功率电感器及其制造方法，所述功率电感器能够提高本体与外部电极的延伸区域之间的耦合力。
解决问题的手段
根据示例性实施例，一种功率电感器包括：本体；线圈图案，设置于所述本体中；外部电极，设置于所述本体的至少一个表面上且延伸至所述本体的与所述至少一个表面相邻的至少另一表面；以及耦合层，设置于所述本体与所述外部电极的延伸区域之间。
所述本体可具有倾斜的边缘。
所述功率电感器可还包括设置于所述本体的表面的至少一个区域上的表面绝缘层。
所述表面绝缘层可设置于除了将所述线圈图案连接至所述外部电极的表面之外的其余表面上。
所述耦合层可设置于所述表面绝缘层与所述外部电极的所述延伸区域之间。
所述耦合层可包含金属或金属合金。
所述外部电极的至少一部分可包含与所述线圈图案及所述耦合层中的至少一者相同的材料。
所述外部电极可包括第一层及至少一个第二层，所述第一层被配置成接触所述线圈图案及所述耦合层，所述至少一个第二层设置于所述第一层上且由与所述第一层不同的材料制成。
根据另一个示例性实施例，一种制造功率电感器的方法包括：制备本体，在所述本体中形成有线圈图案；在所述本体的表面上形成表面绝缘层；在所述表面绝缘层上的预定区域上形成耦合层；移除所述耦合层的一部分及所述表面绝缘层的一部分以暴露出所述线圈图案；以及在所述本体的至少一个表面上形成外部电极，以使所述外部电极连接至所述线圈图案。
所述方法可还包括在所述形成所述表面绝缘层之前将所述本体的边缘形成为倾斜的。
所述外部电极可自所述本体的至少一个表面延伸至所述本体的与所述至少一个表面相邻的至少一个表面。
所述耦合层可形成于所述外部电极的延伸区域上。
所述外部电极的至少一部分可使用与所述线圈图案及所述耦合层中的至少一者相同的材料及相同的方法来形成。
发明的效果
在根据示例性实施例的功率电感器中，连接至线圈图案的外部电极可由与线圈图案相同的金属制成，且可采用与线圈图案相同的方法形成。亦即，连接至位于本体的侧表面上的线圈图案的外部电极的至少部分厚度可采用与线圈图案相同的方法(例如，电镀)形成。因此，本体与外部电极之间的耦合力可得到提高，且因此抗张强度亦可得到提高。
另外，示例性实施例可还包括耦合层，所述耦合层设置于外部电极与外部电极所延伸至的本体的顶表面及底表面以及前表面及后表面(即，弯曲部分)之间。由于设置有耦合层，因而外部电极的耦合力可得到提高，且因此抗张强度亦可得到提高。
另外，当将聚对二甲苯(parylene)涂敷于线圈图案上时，聚对二甲苯可以均匀的厚度形成于线圈图案上，且因此本体与线圈图案之间的绝缘性质可得到改善。
另外，由于在本体中设置了至少两个基底材料且所述至少两个基底材料中的每一者在至少一个表面上形成有具有线圈形状的线圈图案，因此可在一个本体中形成所述多个线圈，且因此功率电感器的容量可增大。
除了功率电感器之外，示例性实施例亦可应用于用于形成外部电极的各种芯片组件。
附图说明
图1是根据示例性实施例的功率电感器的立体图。
图2及图3是根据示例性实施例及示例性实施例的经修改实例的沿图1所示线A-A'截取的剖视图。
图4及图5是根据示例性实施例的分解立体图及局部平面图。
图6至图7是根据示例性实施例的功率电感器中的线圈图案的剖视图。
图8及图9示出根据绝缘层的材料而定的功率电感器的横截面。
图10是根据示例性实施例的经修改实例的功率电感器的立体图。
图11至图17是用于依序阐释根据示例性实施例的制造功率电感器的方法的剖视图。
图18是示出根据现有技术实例及示例性实施例的功率电感器的抗张强度的曲线图。
图19是示出根据示例性实施例的功率电感器在抗张强度实验之后的横截面。
图20至图23是根据另一示例性实施例用于以制程次序来阐释缠绕型电感器的立体图及剖视图。
图24至图26是根据其他示例性实施例的功率电感器的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细阐述具体实施例。然而，本公开可被实作为不同形式而不应被视为仅限于本文中所提出的实施例。而是，提供该些实施例是为了使本公开内容将透彻及完整，且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。
图1是示出根据示例性实施例的功率电感器的耦合立体图，且图2及图3是根据示例性实施例及经修改实例的沿图1所示线A-A'截取的剖视图。图4是示出根据示例性实施例的功率电感器的分解立体图，图5是示出基底材料及线圈图案的平面图，且图6及图7是示出基底材料及线圈图案来阐释线圈图案的形状的剖视图。另外，图8及图9是示出根据绝缘层的材料而定的功率电感器的横截面。另外，图10是示出根据示例性实施例的经修改实例的功率电感器的立体图。所述示例性实施例可应用于形成外部电极的芯片组件，且将阐述功率电感器作为示例性实施例。
参照图1及图10，根据示例性实施例的功率电感器可包括：本体(100a、100b；100)；至少一种基底材料(200)，设置于本体(100)中；线圈图案(310、320；300)，设置于基底材料(200)的至少一个表面上；以及外部电极(410、420；400)，设置于本体(100)外部。另外，所述功率电感器可还包括内侧绝缘层(510)及表面绝缘层(520)，内侧绝缘层(510)设置于线圈图案(310)及线圈图案(320)与本体(100)之间，表面绝缘层(520)设置于本体的上面未设置外部电极的表面上。另外，功率电感器可还包括耦合层(600)，耦合层(600)在本体(100)与外部电极(400)之间设置于本体(100)的除了暴露出线圈图案(300)的两个表面之外的其余表面上。如图10中所示，功率电感器可还包括顶盖绝缘层(530)，顶盖绝缘层(530)设置于本体(100)的顶表面上。
1.本体
本体(100)可具有六面体形状。然而，本体(100)可具有除了六面体形状之外的多面体形状。另外，本体(100)可具有倒角边缘。亦即，两个或三个表面彼此相邻之处的边缘可以倾斜的方式形成。所述边缘可被形成为具有预定倾斜度而不具有直角，或者可以圆形方式形成。此处，倾斜的或圆形的边缘可有至少一部分具有不同的倾斜度。上述本体(100)可如图2中所示含有金属粉末(110)及绝缘材料(120)且可如图3中所示更含有导热填料(130)。
金属粉末(110)可具有近似1微米至近似100微米的平均粒径(mean particlediameter)。另外，金属粉末(110)可使用具有相同大小的单种或至少两种粒子或者具有多种大小的单种或至少两种粒子。举例而言，可将具有近似20微米至近似100微米的平均粒径的第一金属粉末、具有近似2微米至近似20微米的平均粒径的第二金属粉末及具有近似1微米至近似10微米的平均粒径的第三金属粉末进行混合来使用。亦即，金属粉末(110)可包括：第一金属粉末，其中平均粒径或粒度分布的中间值(D50)为近似20微米至近似100微米；第二金属粉末，其中平均粒径或粒度分布的中间值(D50)为近似2微米至近似20微米；及第三金属粉末，其中平均粒径或粒度分布的中间值(D50)为近似1微米至近似10微米。此处，第一金属粉末可大于第二金属粉末，且第二金属粉末可大于第三金属粉末。此处，金属粉末可为相同种类的粉末或不同种类的粉末。另外，第一金属粉末、第二金属粉末及第三金属粉末的混合比(mixing ratio)可为例如5至9:0.5至2.5:0.5至2.5，较佳地为7:1:2。亦即，对于近似100重量％的金属粉末(110)而言，可将近似50重量％至近似90重量％的第一金属粉末、近似5重量％至近似25重量％的第二金属粉末及近似5重量％至近似25重量％的第三金属粉末混合。此处，所包含的第一金属粉末可多于第二金属粉末，且所包含的第二金属粉末可等于或少于第三金属粉末。较佳地，对于近似100重量％的金属粉末(110)而言，可将近似70重量％的第一金属粉末、近似10重量％的第二金属粉末及近似20重量％的第三金属粉末混合。由于其中将具有至少两种、且较佳地三或更多种平均粒径的金属粉末均匀地混合于一起的金属粉末(110)分布于整个本体(100)内，因此磁导率(magnetic permeability)可在整个本体(100)内为均匀的。当使用大小彼此不同的至少两种金属粉末(110)时，本体(100)的填充率可增大以最大限度地达成容量。举例而言，在使用平均大小为近似30微米的金属粉末的情形中，在所述金属粉末之间可能产生孔隙(pore)，且因此填充率可能降低。然而，当在大小为近似30微米的金属粉末之间混合大小为近似3微米的金属粉末时，本体(100)中的金属粉末的填充率可提高。金属粉末(110)可使用包含铁(Fe)的金属材料。举例而言，金属粉末(110)可包含选自由以下材料组成的群组的至少一种金属：铁镍(Fe-Ni)、铁镍硅(Fe-Ni-Si)、铁铝硅(Fe-Al-Si)、及铁铝铬(Fe-Al-Cr)。亦即，金属粉末(110)可包含铁以具有磁性组成或者可由具有磁性的金属合金形成以具有预定磁导率。另外，金属粉末(110)的表面可涂布有磁性材料，所述磁性材料具有与金属粉末(110)的磁导率不同的磁导率。举例而言，磁性材料可包括金属氧化物磁性材料。金属氧化物磁性材料可包括选自由以下材料组成的群组中的至少一者：氧化镍磁性材料、氧化锌磁性材料、氧化铜磁性材料、氧化镁磁性材料、氧化钴磁性材料、氧化钡磁性材料、及镍-锌-铜氧化物磁性材料。亦即，涂敷于金属粉末(110)的表面上的磁性材料可由包含铁的金属氧化物形成且较佳地具有较金属粉末(110)的磁导率大的磁导率。由于金属粉末(110)具有磁性，因此当金属粉末(110)彼此接触时，金属粉末(110)之间的绝缘可能被打破且可能会发生短路。因此，金属粉末(110)的表面可涂布有至少一种绝缘材料。举例而言，金属粉末(110)的表面可涂布有氧化物或绝缘聚合物材料(例如聚对二甲苯)。此处，聚对二甲苯是较佳的。可以近似1微米至近似10微米的厚度来涂敷聚对二甲苯。此处，当以小于近似1微米的厚度来涂敷聚对二甲苯时，金属粉末(110)的绝缘效果可能会劣化，且当以大于近似10微米的厚度来涂敷聚对二甲苯时，随着金属粉末(110)的大小增大且金属粉末(110)在本体(100)中的分布减少，磁导率可能会降低。另外，除了聚对二甲苯之外，金属粉末(110)的表面亦可涂布有各种绝缘聚合物材料。被涂敷至金属粉末(110)的氧化物可通过对金属粉末(110)进行氧化而形成。作为另外一种选择，金属粉末(110)可涂布有选自由以下材料组成的群组中的至少一者：TiO2、SiO2、ZrO2、SnO2、NiO、ZnO、CuO、CoO、MnO、MgO、Al2O3、Cr2O3、Fe2O3、B2O3及Bi2O3。此处，金属粉末(110)可涂布有具有双重结构(double structure)(例如，由氧化物与聚合物材料形成的双重结构)的氧化物。作为另外一种选择，金属粉末(110)的表面可被磁性材料涂布且接着被绝缘材料涂布。由于金属粉末(110)的表面被绝缘材料涂布，因此可防止因金属粉末(110)之间的接触而引起短路。此处，金属粉末(110)被氧化物或绝缘聚合物材料或者被磁性材料与绝缘材料的厚度为近似1微米至近似10微米的双重结构涂布。
绝缘材料(120)可与金属粉末(110)混合以使金属粉末(110)彼此绝缘。亦即，金属粉末(110)可增大涡流损耗及高频率磁滞，进而造成材料的损耗。为降低材料的损耗，可含有绝缘材料(120)以使金属粉末(110)彼此绝缘。绝缘材料(120)可包含选自由以下材料组成的群组中的至少一者：环氧树脂(epoxy)、聚酰亚胺及液晶聚合物(liquid crystallinepolymer，LCP)。然而，示例性实施例并非仅限于此。另外，绝缘材料(120)可由用于在金属粉末(110)之间提供绝缘性质的热固性树脂(thermosetting resin)制成。举例而言，热固性树脂可包括选自由以下材料组成的群组中的至少一者：酚醛清漆环氧树脂(novolac epoxyresin)、苯氧基型环氧树脂(phenoxy-type epoxy resin)、双酚A型环氧树脂(BPA-typeepoxy resin)、双酚F型环氧树脂(BPF-epoxy resin)、氢化双酚A环氧树脂(hydrogenatedBPA epoxy resin)、二聚体酸改质环氧树脂(dimer acid modified epoxy resin)、胺基甲酸酯改质环氧树脂(urethane modified epoxy resin)、橡胶改质环氧树脂(rubbermodified epoxy resin)及双环戊二烯苯酚型环氧树脂(DCPD-type epoxy resin)。此处，以金属粉末(110)的近似100重量％计，可以近似2.0重量％至近似5.0重量％的含量包含绝缘材料(120)。然而，当绝缘材料(120)的含量增大时，由于金属粉末(110)的体积分数(volume fraction)减小，因此可能无法适当地达成提高饱和磁化值(saturationmagnetization value)的效果，且本体(100)的磁导率可能降低。相反，当绝缘材料(120)的含量减小时，由于在制造电感器的过程中使用的强酸或强碱溶液被引入至金属粉末(110)中，因此电感特性可降低。因此，所含有的绝缘材料(120)可处于使金属粉末(110)的饱和磁化值及电感不减小的范围内。
然而，存在如下限制：使用金属粉末(110)与绝缘材料(120)制造的功率电感器的电感随着温度升高而减小。亦即，会产生如下限制：因应用功率电感器的电子装置产生热量而使功率电感器的温度升高，且因此，在形成功率电感器的本体的金属粉末(110)被加热的同时电感降低。为解决本体(100)受到外部热量加热的上述限制，本体(100)可包含导热填料(130)。亦即，当本体(100)的金属粉末(110)受到外部热量加热时，由于包含了导热填料(130)，因此金属粉末(110)的热量可被排放至外部。尽管导热填料(130)可包括选自由以下材料组成的群组中的至少一者：MgO、AlN、碳系材料、镍系材料及锰系材料，但示例性实施例并非仅限于此。此处，碳系材料可包括碳且具有各种形状。举例而言，碳系材料可包括石墨、碳黑、石墨烯等。另外，镍系铁氧体可包括NiO、ZnO及CuO-Fe2O3，且锰系铁氧体可包括MnO、ZnO及CuO-Fe2O3。由于导热填料是由铁氧体材料制成，因此可较佳地防止磁导率增大或减小。上述导热填料(130)可以粉末形式分布及包含于绝缘材料(120)中。另外，以金属粉末(110)的近似100重量％计，可以近似0.5重量％至近似3重量％的含量包含导热填料(130)。当导热填料(130)的含量小于上述范围时，可达成热排放效果，且当导热填料(130)的含量大于上述范围时，随着金属粉末(110)的含量减小，本体(100)的磁导率降低。另外，导热填料(130)可具有例如近似0.5微米至近似100微米的大小。亦即，导热填料(130)可具有与金属粉末(110)相同的大小或者较金属粉末(110)小的大小。可根据导热填料(130)的大小及含量来调整导热填料(130)的热排放效果。举例而言，当导热填料的大小及含量增大时，热排放效果可增强。本体(100)可通过对由包括金属粉末(110)、绝缘材料(120)及导热填料(130)的材料制成的多个片材进行叠层来制造。此处，当将所述多个片材进行叠层以制造本体(100)时，所述片材中的每一者的导热填料(130)的含量可不同。举例而言，当导热填料(130)相对于基底材料(200)的中心逐渐向上及向下远离时，片材内的导热填料(130)的含量可逐渐增大。亦即，导热填料(130)的含量可在垂直方向(即，Z方向)上不同。另外，导热填料(130)的含量可在水平方向(即，X方向及Y方向中的至少一者)上不同。亦即，在同一片材内，导热填料(130)的含量可不同。另外，本体(100)可通过视需要应用例如以下等各种方法来制造：以预定厚度印刷由金属粉末(110)、绝缘材料(120)及导热填料(130)制成的膏体的方法或者将膏体按压至框架中的方法。此处，用于形成本体(100)的叠层式片材的数目或以预定厚度印刷的膏体的厚度可虑及例如功率电感器所需的电感等电性特性来适当地确定。在示例性实施例中，本体(100)还包括导热填料作为经修改实例。尽管在下文另一示例性实施例中未提及导热填料，然而应理解，本体(100)还包括导热填料。
设置于基底材料(200)上方及下方且使基底材料(200)位于其之间的本体(100a、100b)可通过基底材料连接至彼此。亦即，基底材料的一部分可被移除，且可在被移除的一部分中填充本体(100)的一部分。由于基底材料(200)的至少一部分被移除且在所述被移除的部分中填充有本体，基底材料(200)的面积减小且本体(100)的比率以相同的量增大。因此，功率电感器的磁导率可增大。
2.基底材料
基底材料(200)可设置于本体(100)中。举例而言，基底材料(200)可在本体(100)的纵向方向(即，朝外部电极(400)的方向)上设置于本体(100)中。此处，可提供至少一个基底材料(200)，举例而言，至少两个基底材料(200)可在与设置外部电极(400)的方向垂直的方向上(例如，在垂直方向上)彼此间隔开预定距离。作为另外一种选择，两个或更多个基底材料可排列于设置外部电极(400)的方向上。举例而言，基底材料(200)可使用敷铜叠层板(copper clad lamination，CCL)或金属磁性材料来制造。此处，当基底材料(200)是由金属磁性材料形成时，磁导率可增大且容量可易于达成。亦即，CCL是通过将铜箔结合至玻璃强化纤维而制成，且由于CCL不具有磁导率，因此功率电感器的磁导率可能会劣化。然而，当基底材料(200)是由金属磁性材料制成时，由于金属磁性材料具有磁导率，因此功率电感器的磁导率可不会劣化。使用金属磁性材料的基底材料(200)可通过将铜箔结合至由包含铁的金属(例如选自由铁-镍(Fe-Ni)、铁-镍-硅(Fe-Ni-Si)、铁-铝-硅(Fe-Al-Si)及铁-铝-铬(Fe-Al-Cr)组成的群组中的至少一种金属)制成的具有预定厚度的板来制造。亦即，基底材料(200)的制造方法可为：将由包含铁的至少一种金属形成的合金制造成具有预定厚度的板形状，且接着将铜箔结合至金属板的至少一个表面。
另外，在基底材料(200)的预定区域中可界定有至少一个导通孔(210)，设置于基底材料(200)的上方及下方的线圈图案(310)与线圈图案(320)可通过导通孔(210)电性连接至彼此。导通孔(210)的制造方法可为：在基底材料(200)中形成在厚度方向上穿过基底材料(200)的通孔(未示出)且接着向所述通孔中填充膏体。此处，线圈图案(310)及线圈图案(320)中的至少一者可自导通孔(210)生长，且因此，导通孔(210)与线圈图案(310)及线圈图案(320)中的至少一者可彼此形成一体。另外，基底材料(200)的至少一部分可被移除。亦即，基底材料(200)的至少一部分可被移除或可不被移除。较佳地，如图4及图5中所示，基底材料(200)的除了与线圈图案(310)及线圈图案(320)重叠的区域之外的其余区域可被移除。举例而言，基底材料(200)的设置于分别具有螺旋形状的线圈图案(310)及线圈图案(320)内的区域可被移除以界定穿孔(220)，或者基底材料(200)的设置于线圈图案(310)及线圈图案(320)外的区域可被移除。亦即，基底材料(200)可具有例如沿着线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者的外部形状的跑道形状，且面对外部电极(400)的区域可具有沿着线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者的端部的形状的线性形状。因此，基底材料(200)的外侧可相对于本体(100)的边缘具有弯曲的形状。如图5中所示，本体(100)可被填充于已被移除基底材料(200)的部分中。亦即，上部本体(100a)与下部本体(100b)可通过基底材料(200)的包括穿孔(220)的被移除区域连接至彼此。另外，当基底材料(200)是由金属磁性材料制成时，基底材料(200)可与金属粉末(110)接触。为解决上述限制，可在基底材料(200)的侧表面上设置内侧绝缘层(510)(例如，聚对二甲苯)。举例而言，内侧绝缘层(510)可设置于穿孔(220)的侧表面上及基底材料(200)的外表面上。此处，基底材料(200)的宽度可较线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者的宽度大。举例而言，基底材料(200)可在线圈图案(310)及线圈图案(320)正下方保留预定宽度。举例而言，基底材料(200)可自线圈图案(310)及线圈图案(320)突出近似0.3微米。当将基底材料(200)的设置于线圈图案(310)及线圈图案(320)的内侧及外侧的区域移除时，基底材料(200)可具有较本体(100)的横截面小的区域。举例而言，当本体(100)的横截面的面积为近似100时，基底材料(200)可具有近似40至近似80的面积比。当基底材料(200)的面积比高时，本体的磁导率可减小，且当基底材料(200)的面积比低时，线圈图案(310)及线圈图案(320)的形成面积可减小。因此，可虑及本体(100)的磁导率、线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者的线宽度及匝数等来对基底材料(200)的面积比进行调整。
3.线圈图案
线圈图案(310、320；300)可设置于基底材料(200)的至少一个表面上，较佳地，可设置于基底材料(200)的两个表面上。线圈图案(310、320)中的每一者可自基底材料(200)的预定区域(例如，自基底材料(200)的中心部分)开始在朝外的方向上具有螺旋形状，且设置于基底材料(200)上的所述两个线圈图案(310、320)可连接至彼此以形成一个线圈。亦即，线圈图案(310)及线圈图案(320)可具有自穿孔(220)的外部形成于基底材料(200)的中心部分上的螺旋形状，且可通过在基底材料(200)中界定的导通孔(210)连接至彼此。此处，上部线圈图案(310)与下部线圈图案(320)可具有相同的形状及相同的高度。另外，线圈图案(310)与线圈图案(320)可彼此重叠。作为另外一种选择，线圈图案(320)可被设置成与上面未设置线圈图案(310)的区域重叠。线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者可具有端部，所述端部具有延伸至外部的线性形状。所述端部可沿本体(100)的短的一侧的中心部分延伸。如图4及图5所示，线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者的与外部电极(400)接触的区域可具有较其他区域大的宽度。由于线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者的一部分(即，引出部分(withdrawal portion))具有较宽的宽度，因此线圈图案(310)及线圈图案(320)与外部电极(400)之间的接触面积可增大，且因此，电阻可减小。作为另外一种选择，线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者可在上面设置有外部电极(400)的一个区域上在外部电极(400)的宽度方向上延伸。此处，线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者的端部(即，朝外部电极(400)引出的引出部分)可朝本体(100)的侧表面的中心部分具有线性形状。
线圈图案(310)及线圈图案(320)可通过在基底材料(200)中界定的导通孔(210)电性连接至彼此。线圈图案(310)及线圈图案(320)可通过各种方法(例如，厚膜印刷(thick-film printing)、涂布、沉积、镀覆及溅镀)来形成。此处，镀覆方法是较佳的。另外，线圈图案(310)及线圈图案(320)以及导通孔(210)可由包括银(Ag)、铜(Cu)、及铜合金中的至少一者的材料制成。然而，示例性实施例并非仅限于此。当线圈图案(310)及线圈图案(320)是通过镀覆制程形成时，通过镀覆制程于基底材料(200)上形成耦合层(例如铜层)且接着通过微影(lithography)制程将耦合层(例如铜层)图案化。亦即，可使用设置于基底材料(200)的表面上的铜箔作为晶种层(seed layer)而形成所述铜层，且接着将所述铜层图案化以形成线圈图案(310)及线圈图案(320)。作为另外一种选择，可在基底材料(200)上形成具有预定形状的感光膜图案，接着可对所述感光膜图案执行镀覆制程以自基底材料(200)的被暴露的表面生长耦合层，且接着将感光膜移除，藉此形成各自具有预定形状的线圈图案(310)及线圈图案(320)。另外，线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者可被形成为具有多层结构。亦即，在设置于基底材料(200)上方的线圈图案(310)上方可进一步设置有多个线圈图案，且在设置于基底材料(200)下方的线圈图案(320)下方可进一步设置有多个线圈图案。当线圈图案(310)及线圈图案(320)被形成为具有多层结构时，可在下部层与上部层之间设置绝缘层。接着，可在绝缘层中界定导通孔(未示出)以将所述多层式线圈图案连接至彼此。线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者的高度可较基底材料(200)的厚度大近似2.5倍。举例而言，基底材料(200)具有近似10微米至近似50微米的厚度，且线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者可具有近似50微米至近似300微米的高度。
另外，根据示例性实施例的线圈图案(310)及线圈图案(320)中的每一者可具有双重结构。亦即，如图6中所示，线圈图案可包括第一镀覆层(300a)及覆盖第一镀覆层(300a)的第二镀覆层(300b)。此处，第二镀覆层(300b)覆盖第一镀覆层(300a)的顶表面及侧表面。第二镀覆层(300b)的顶表面上的厚度可较第一镀覆层(300a)的侧表面上的厚度大。第一镀覆层(300a)在其侧表面上可具有预定倾斜度，且第二镀覆层(300b)可具有较第一镀覆层(300a)的侧表面的倾斜度小的倾斜度。亦即，第一镀覆层(300a)的侧表面相对于设置于第一镀覆层(300a)外部的基底材料(200)的表面具有钝角，且第二镀覆层(300b)的角度可较第一镀覆层(300a)的角度小，较佳地为直角。如图7中所示，第一镀覆层(300a)的顶表面的宽度(a)与底表面的宽度(b)之间的比率可为0.2:1至0.9:1，较佳地0.4:1至0.8:1。另外，第一镀覆层(300a)的宽度(a)与高度之间的比率可为1:0.7至1:4，较佳地1:1至1:2。亦即，第一镀覆层(300a)可具有自底表面至顶表面逐渐减小的宽度，且因此，侧表面可具有预定倾斜度。可执行主要镀覆制程，且接着可执行蚀刻制程以使第一镀覆层(300a)具有预定倾斜度。另外，覆盖第一镀覆层(300a)的第二镀覆层(300b)具有近似矩形的形状，在所述近似矩形的形状中，侧表面较佳地垂直形成，且在顶表面与侧表面之间形成小的圆形部分。此处，可根据第一镀覆层(300a)的顶表面的宽度(a)与第一镀覆层(300a)的底表面的宽度(b)之间的比率(即，a:b的比率)来确定第二镀覆层(300b)的形状。举例而言，当第一镀覆层(300a)的顶表面的宽度(a)与第一镀覆层(300a)的底表面的宽度(b)之间的比率a:b增大时，第二镀覆层(300b)的顶表面的宽度(c)与第二镀覆层(300b)的底表面的宽度(d)之间的比率增大。然而，当第一镀覆层(300a)的顶表面的宽度(a)与第一镀覆层(300a)的底表面的宽度(b)之间的比率a:b大于0.9:1时，第二镀覆层(300b)可被形成为使得底表面的宽度大于顶表面的宽度，且侧表面与基底材料(200)形成锐角。另外，当第一镀覆层(300a)的顶表面的宽度与第一镀覆层(300a)的底表面的宽度之间的比率a:b小于0.2:1时，第二镀覆层可被形成为使得顶表面自侧表面的预定区域为圆形的(rounded)。因此，第一镀覆层(300a)的顶表面与第一镀覆层(300a)的底表面之间的比率较佳被调整成使顶表面具有宽的宽度且具有垂直的侧表面。另外，第一镀覆层(300a)的底表面的宽度(b)与第二镀覆层(300b)的底表面的宽度(d)之间的比率可为1:1.2至1:2，且第一镀覆层(300a)的底表面的宽度(b)与彼此相邻的各第一镀覆层(300a)之间的距离(e)之间的比率可为1.5:1至3:1。此处，各第二镀覆层(300b)不彼此接触。线圈图案(300)(其包括第一镀覆层(300a)及第二镀覆层(300b))的顶表面的宽度与底表面的宽度之间的比率可为0.5:1至0.9:1，较佳地0.6:1至0.8:1。亦即，线圈图案(300)的外部形状(即，第二镀覆层(300b)的外部形状)的顶表面与底表面之间的比率可为0.5至0.9:1。因此，相对于具有直角的理想矩形形状，线圈图案(300)的顶表面的边缘的圆形面积可小于近似0.5。举例而言，相较于具有直角的理想矩形形状，圆形面积可等于或大于近似0.001且小于近似0.5。另外，相较于理想矩形形状而言，根据示例性实施例的线圈图案(300)的电阻不会发生极大的变化。举例而言，当理想矩形形状线圈图案具有近似100的电阻时，根据示例性实施例的线圈图案(300)可维持近似101至近似110的电阻。亦即，根据示例性实施例的线圈图案(300)可根据第一镀覆层(300a)的形状及基于第一镀覆层(300a)的形状而变化的第二镀覆层(300b)的形状而维持其电阻为理想矩形形状线圈图案的电阻的近似101％至近似110％。第二镀覆层(300b)可使用与第一镀覆层(300a)相同的镀覆溶液来形成。举例而言，第一镀覆层(300a)及第二镀覆层(300b)可使用基于硫酸铜及硫酸的镀覆溶液，且可通过向镀覆溶液添加氯(Cl)及有机化合物而使镀覆溶液具有改善的镀覆性质。有机化合物可使用光泽剂(gloss agent)及包含聚乙二醇(polyethyleneglycol，PEG)的载体来改善镀覆层的均匀性、电沉积特性及光泽特性。
在线圈图案(300)中，设置于第一镀覆层(300a)上的第二镀覆层(300b)可具有下部宽度(A)、中心宽度(B)及上部宽度(C)，下部宽度(A)、中心宽度(B)及上部宽度(C)的至少一部分在第二镀覆层(300b)的垂直方向上是不同的。此处，中心宽度(B)可等于或大于下部宽度(A)且等于或大于上部宽度(C)。另外，下部宽度(A)可等于或大于上部宽度(C)。举例而言，中心宽度(B)可大于下部宽度(A)及上部宽度(C)中的每一者或者等于下部宽度(A)且大于上部宽度(C)。作为另外一种选择，下部宽度(A)、中心宽度(B)及上部宽度(C)全部可彼此相同。此处，下部部分可指第二镀覆层(300b)的高度的近似10％的高度，中心部分可指第二镀覆层(300b)的高度的近似10％至近似80％的高度，且上部部分可指一直到圆形部分的高度。
另外，线圈图案(300)可通过对至少两个镀覆层进行叠层来形成。此处，所述镀覆层中的每一者可具有垂直的侧表面及相同的形状及厚度。亦即，线圈图案(300)可通过镀覆制程形成于晶种层上。举例而言，线圈图案(300)可通过在晶种层上对三个镀覆层进行叠层来形成。上述线圈图案(300)可通过各向异性镀覆制程(anisotropic plating process)形成且具有近似2至近似10的纵横比。
另外，线圈图案(300)可具有宽度自最内周界至最外周界逐渐减小的形状。亦即，可自最内周界至最外周界形成具有螺旋形状的n个线圈图案(300)。举例而言，当形成四个图案时，所述图案中的每一者的宽度可自第一图案(即，最内周界图案)、第二图案、第三图案及第四图案(即，最外周界图案)逐渐增大。举例而言，当第一图案具有宽度1时，第二图案可具有1至1.5的比率、第三图案可具有1.2至1.7的比率且第四图案可具有1.3至2的比率。亦即，第一图案至第四图案可具有1:1至1.5:1.2至1.7:1.3至2的比率。换言之，第二图案的宽度可等于或大于第一图案，第三图案的宽度可大于第一图案且等于或大于第二图案，且第四图案的宽度可大于第一图案及第二图案中的每一者且等于或大于第三图案。为使线圈图案的宽度自最内周界至最外周界逐渐增大，晶种层可具有自最内周界至最外周界逐渐增大的宽度。另外，线圈图案的至少一个区域在垂直方向上可具有不同的宽度。亦即，至少一个区域的下部部分、中心部分及上部部分可具有不同的宽度。
4.外部电极
外部电极(410、420；400)可设置于本体(100)的彼此面对的两个表面上。举例而言，外部电极(400)可设置于本体(100)的在X方向上彼此面对的两个侧表面上。外部电极(400)可电性连接至本体(100)的线圈图案(310、320)。另外，外部电极(400)可形成于本体(100)的全部所述两个侧表面上且在所述两个侧表面的中心部分处与线圈图案(310)及线圈图案(320)接触。亦即，当线圈图案(310)的端部及线圈图案(320)的端部暴露至本体(100)的外部且外部电极(400)设置于本体(100)的侧表面上时，外部电极(400)可连接至线圈图案(310、320)。外部电极(400)可使用导电环氧树脂及导电膏体通过各种方法(例如沉积、溅镀及镀覆)形成。外部电极(400)可仅设置于本体(100)的所述两个侧表面及底表面上或者甚至设置于本体(100)的顶表面或前表面上。举例而言，外部电极(400)可除了设置于X方向上的所述两个侧表面之外亦设置于Y方向上的前表面及后表面上及Z方向上的顶表面及底表面上。亦即，外部电极(400)可设置于X方向上的所述两个侧表面上、安装于印刷电路板上的底表面上以及根据形成方法或制程条件而定设置于其他区域上。另外，外部电极(400)中的每一者可通过对例如近似0.5％至近似20％的以Bi2O3或SiO2为主要组分的多组分玻璃料(multi-component glass frit)与金属粉末进行混合来形成。亦即，外部电极(400)的与本体(100)接触的一部分可由混合有玻璃的导电材料制成。此处，玻璃料与金属粉末的混合物可被制备成膏体型式且被涂敷至主要本体(100)的两个表面。亦即，当外部电极(400)的一部分是由导电膏体制成时，导电膏体可与玻璃料进行混合。由于在外部电极(400)中包含玻璃料，因而外部电极(400)与本体(100)之间的粘合力可得到提高，且线圈图案(300)与外部电极(400)之间的接触反应可得到改善。
外部电极(400)可由导电金属制成。举例而言，外部电极(400)可由选自由以下材料组成的群组中的至少一者制成：金、银、铂、铜、镍、钯及其合金。此处，在示例性实施例中，外部电极(400)的连接至线圈图案(300)的至少一部分(即，设置于本体(100)的表面上且连接至线圈图案(300)的第一层(411、421))可由与线圈图案(300)相同的材料制成。举例而言，线圈图案(300)由铜制成，外部电极(400)的至少一部分(即，第一层(411、421))可由铜制成。此处，如上所述，铜可采用使用导电膏体进行的浸渍或印刷方法来提供或者采用例如沉积、溅镀及镀覆等方法来提供。然而，在较佳实施例中，外部电极(400)的至少第一层(411、421)可采用与线圈图案(300)相同的方法(即，镀覆)形成。亦即，外部电极(400)的整个厚度可通过铜镀覆形成，或者外部电极(400)的部分厚度(即，连接至线圈图案(300)以与本体(100)的表面接触的第一层(411、421))可通过铜镀覆形成。为通过镀覆制程形成外部电极(400)，外部电极(400)的形成方法可为：在本体(100)的所述两个侧表面上形成晶种层，且接着自晶种层形成镀覆层。作为另外一种选择，当被暴露至本体(100)的外部的线圈图案(300)用作晶种时，可在无需通过镀覆形成单独的晶种层的条件下形成外部电极(400)。此处，可在镀覆制程之前执行酸处理制程。亦即，可利用盐酸对本体(100)的至少部分表面进行处理，且接着可执行镀覆制程。尽管外部电极(400)是通过镀覆形成，然而外部电极(400)可设置于本体(100)的彼此相对的所述两个侧表面上且可延伸至与所述两个侧表面相邻的其他侧表面(即，顶表面及底表面)。此处，外部电极(400)的连接至线圈图案(300)的至少一部分可为本体(100)的整个侧表面或本体(100)的部分区域。作为另外一种选择，外部电极(400)可还包括至少一个镀覆层。亦即，外部电极(400)可包括连接至线圈图案(300)的第一层(411、421)以及设置于第一层(411、421)上的至少一个第二层(412、422)。亦即，第二层(412、422)可为一个层或两个或更多个层。举例而言，外部电极(400)可被形成为在镀铜层上进一步形成镀镍层(未示出)及镀锡层(未示出)中的至少一者。亦即，外部电极(400)可具有由铜层、镀镍层及镀锡层形成的叠层式结构，或者可具有由铜层、镀镍层及镀锡/镀银层形成的叠层式结构。此处，镀覆可通过电镀或无电镀覆来执行。亦即，第一层(411、421)可被形成为使得部分厚度是通过无电镀覆形成且其余厚度是通过电镀形成，或者整个厚度是通过无电镀覆或电镀形成。亦即，第二层(412、422)可被形成为使得部分厚度是通过无电镀覆形成且其余厚度是通过电镀形成，或者整个厚度是通过无电镀覆或电镀形成。作为另外一种选择，第一层(411、421)可通过无电镀覆或电镀形成，且第二层(412、422)可采用与第一层(411、421)相同的方式通过无电镀覆或电镀形成或者可采用与第一层(411、421)不同的方式通过无电镀覆或电镀形成。第二层(412、422)的镀锡层可具有等于或大于镀镍层的厚度。举例而言，外部电极(400)可具有近似2微米至近似100微米的厚度，其中第一层(411、421)可具有近似1微米至近似50微米的厚度，且第二层(412、422)可具有近似1微米至近似50微米的厚度。此处，在外部电极(400)中，第一层(411、421)与第二层(412、422)可具有相同的厚度或不同的厚度。当第一层(411、421)与第二层(412、422)具有不同的厚度时，第一层(411、421)可较第二层(412、422)厚或薄。在示例性实施例中，第一层(411、421)具有较第二层(412、422)小的厚度。第二层(412、422)可被形成为使得镀镍层被形成为具有近似1微米至近似10微米的厚度，且镀锡层或镀锡/镀银层被形成为具有近似2微米至近似10微米的厚度。
如上所述，由于外部电极(400)的至少部分厚度是使用与线圈图案(300)相同的材料及相同的方法制成，因此本体(100)与外部电极(400)之间的耦合力可得到提高。亦即，当外部电极(400)的至少一部分是通过镀铜形成时，线圈图案(300)与外部电极(400)之间的耦合力可得到提高。另外，由于外部电极(400)设置于本体(100)的在Y方向及Z方向上的部分区域上以形成弯曲部分，因此电极(400)与本体(100)之间的耦合力可得到提高。根据示例性实施例的功率电感器可具有近似2.5千克力(kgf)至近似4.5千克力的抗张强度。因此，根据示例性实施例，与现有技术相较，抗张强度可进一步提高，且因此本体(100)可不与安装有根据示例性实施例的功率电感器的电子装置分离。亦即，在外部电极(400)维持安装至电子装置的状态的同时，本体(100)可不与外部电极(400)分离。
5.内侧绝缘层
内侧绝缘层(510)可设置于线圈图案(310)及线圈图案(320)与本体(100)之间以使线圈图案(310)及线圈图案(320)与金属粉末(110)绝缘。亦即，内侧绝缘层(510)可覆盖线圈图案(310)及线圈图案(320)的顶表面及侧表面。另外，除了线圈图案(310)及线圈图案(320)的顶表面及侧表面之外，内侧绝缘层(510)可覆盖基底材料(200)。亦即，内侧绝缘层(510)可设置于被移除了预定区域的基底材料(200)的比线圈图案(310、320)远的被暴露出的区域(即，基底材料(200)的表面及侧表面)上。位于基底材料(200)上的内侧绝缘层(510)可具有与位于线圈图案(310、320)上的内侧绝缘层(510)相等的厚度。内侧绝缘层(510)可通过对线圈图案(310)及线圈图案(320)涂敷聚对二甲苯来形成。举例而言，当在沉积室中制备上面形成有线圈图案(310)及线圈图案(320)的基底材料(200)且接着将聚对二甲苯气化并提供至真空室中时，聚对二甲苯可沉积于线圈图案(310)及线圈图案(320)上。举例而言，聚对二甲苯可在气化器中被初次加热且被气化成二聚体状态，且接着被二次加热而热分解成单体状态，且当使用连接至沉积室的冷阱(cold trap)及机械真空帮浦对聚对二甲苯进行冷却时，聚对二甲苯可自单体状态转换成聚合物状态并沉积于线圈图案(310)及线圈图案(320)上。作为另外一种选择，内侧绝缘层(510)可由除了聚对二甲苯之外的绝缘聚合物(例如，选自由环氧树脂、聚酰亚胺及液晶聚合物组成的群组中的至少一者)制成。然而，当涂敷聚对二甲苯时，可以均匀的厚度在线圈图案(310)及线圈图案(320)上形成内侧绝缘层(510)，且尽管聚对二甲苯是以小的厚度形成，然而相较于其他材料而言聚对二甲苯可进一步改善绝缘特性。亦即，当涂敷聚对二甲苯以形成内侧绝缘层(510)时，内侧绝缘层(510)可具有较涂敷聚酰亚胺来形成内侧绝缘层(510)时的厚度小的厚度且绝缘击穿电压可增大。因此，绝缘特性可得到改善。另外，可通过根据线圈图案(310)及线圈图案(320)的图案之间的距离填充各所述图案之间的一部分来形成均匀的厚度，或者可沿各所述图案之间的台阶部分形成均匀的厚度。亦即，当线圈图案(310)及线圈图案(320)的图案之间的距离大时，可沿各图案之间的台阶部分以均匀的厚度涂敷聚对二甲苯，且当各图案之间的距离小时，可对各图案之间的部分进行填充以在线圈图案(310)及线圈图案(320)上形成预定厚度。图8是示出绝缘层由聚酰亚胺制成的功率电感器的横截面，且图9是示出绝缘层由聚对二甲苯制成的功率电感器的横截面。如图9中所示，在聚对二甲苯的情形中，绝缘层沿线圈图案(310)及线圈图案(320)的台阶部分具有小的厚度。然而，在聚酰亚胺的情形中，绝缘层具有较聚对二甲苯的情形大的厚度。通过使用聚对二甲苯，内侧绝缘层(510)可具有近似3微米至近似100微米的厚度。当由聚对二甲苯制成的内侧绝缘层(510)具有小于近似3微米的厚度时，绝缘特性可劣化，且当内侧绝缘层(510)具有大于近似100微米的厚度时，随着内侧绝缘层(510)在相同大小内占据的厚度增大，本体(100)的体积会减小，且因此磁导率可能会减小。作为另外一种选择，内侧绝缘层(510)可被制造成具有预定厚度的片材且接着形成于线圈图案(310)及线圈图案(320)上。
6.表面绝缘层
在本体(100)的表面上可形成表面绝缘层(520)。此处，表面绝缘层(520)可形成于本体(100)的除了彼此相对的所述两个侧表面之外的其余表面上。亦即，线圈图案(300)可被暴露至本体(100)的彼此相对的所述两个侧表面(例如，X方向上的两个侧表面)，且表面绝缘层(520)可形成于除了线圈图案(300)所暴露至的所述两个侧表面之外的其余表面上。换言之，表面绝缘层(520)可在接触所述表面的同时形成于除了本体(100)的所述两个侧表面之外的其余区域上。举例而言，表面绝缘层(520)可形成于在Y方向上彼此相对的两个表面(即，前表面及后表面)上，以及在Z方向上彼此相对的两个表面(即，底表面及顶表面)上。可形成表面绝缘层(520)以通过镀覆制程在期望位置处形成外部电极(400)。亦即，由于表面电阻在本体(100)上几乎相同，因此当执行镀覆制程时，可在本体的整个表面上执行镀覆制程。因此，当在上面未形成外部电极(400)的区域上形成表面绝缘层(520)时，可在期望位置处形成外部电极(400)。表面绝缘层(520)可由绝缘材料制成，例如可由选自由以下材料组成的群组中的一者制成：环氧树脂、聚酰亚胺及液晶聚合物(LCP)。另外，表面绝缘层(520)可由热固性树脂制成。举例而言，热固性树脂可包括选自由以下材料组成的群组中的至少一者：酚醛清漆环氧树脂、苯氧基型环氧树脂、BPA型环氧树脂、BPF型环氧树脂、氢化BPA环氧树脂、二聚体酸改质环氧树脂、胺基甲酸酯改质环氧树脂、橡胶改质环氧树脂及DCPD型环氧树脂。亦即，表面绝缘层(520)可由本体(100)的绝缘材料(120)制成。表面绝缘层(520)可通过在本体(100)的预定区域上涂敷或印刷聚合物或热固性树脂来形成。亦即，表面绝缘层(520)可形成于Y方向及Z方向上的四个表面上。作为另外一种选择，可在本体(100)的整个表面上形成表面绝缘层(520)，且接着可移除本体(100)的X方向上彼此相对的两个侧表面上的表面绝缘层(520)以使Y方向及Z方向上的四个表面上的表面绝缘层(520)保留下来。另外，表面绝缘层(520)可由聚对二甲苯或例如氧化硅层(SiO2)、氮化硅层(Si3N4)及氮氧化硅层(SiON)等各种绝缘材料制成。当表面绝缘层(520)是由上述材料形成时，表面绝缘层(520)可通过各种方法(例如化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)或物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD))来形成。表面绝缘层(520)可具有与外部电极(400)的厚度相等或不同的厚度，例如近似3微米至近似30微米的厚度。
7.耦合层
在本体(100)与外部电极(400)的延伸部分之间可形成耦合层(600)。亦即，外部电极(400)可在Y方向及Z方向(本体(100)在X方向上的所述两个侧表面除外)上延伸，且在本体(100)与外部电极(400)的延伸部分之间可形成耦合层(600)。耦合层(600)可被形成为使得外部电极(400)通过镀覆制程牢固地形成于Y方向及Z方向上的所述四个表面。亦即，由于表面绝缘层(520)形成于外部电极(400)在上面延伸的区域(即，弯曲部分)上，因此所述区域的电阻较本体(100)的侧表面的电阻大，且因此无法恰当地对所述区域执行镀覆生长。因此，外部电极(400)的形成于表面绝缘层(520)上的区域可具有较外部电极(400)的与本体(100)接触的区域小的耦合力。因此，形成耦合层(600)来增大耦合力及抗张强度以使得即使在表面绝缘层(520)上亦会恰当地执行镀覆生长。当在弯曲部分的表面绝缘层(520)上形成耦合层(600)且接着形成外部电极(400)的延伸区域时，外部电极(400)的耦合力相较于当在表面绝缘层(520)上形成外部电极(400)的延伸部分时可得到进一步提高。耦合层(600)形成于表面绝缘层(520)上且接着通过用于暴露出线圈图案(300)的抛光制程而仅保留于弯曲部分上。亦即，在本体(100)的整个顶表面上形成表面绝缘层(520)，在本体(100)的所述两个侧表面全部上以及本体(100)的前表面、后表面、顶表面及底表面的一部分上形成耦合层(600)，且接着对本体(100)的所述两个侧表面进行抛光以暴露出线圈图案(300)。结果，耦合层(600)保留于弯曲部分上。耦合层(600)可通过各种方法(例如，CVD、PVD及镀覆)来形成。另外，耦合层(600)可由金属(例如，金(Au)、铅(Pd)、铜(Cu)及镍(Ni)或上述金属中的两种或更多种的合金)来形成。
耦合层(600)可通过镀铜来形成。因此，线圈图案(300)、外部电极(400)的至少一部分及耦合层(600)可由相同的材料且通过相同的制程形成。耦合层(600)可具有较表面绝缘层(520)及外部电极(400)中的每一者的厚度小的厚度。举例而言，耦合层(600)可具有较外部电极(400)的第一层(411、421)的厚度小的厚度。
8.顶盖绝缘层
如图10中所示，在设置有外部电极(400)的本体(100)的顶表面上可形成顶盖绝缘层(530)。亦即，顶盖绝缘层(530)可形成于本体(100)的顶表面(其与本体(100)的安装于印刷电路板(printed circuit board，PCB)上的底表面相对)上，例如形成于Z方向上的顶侧表面上。顶盖绝缘层(530)可被形成为防止自本体(100)的顶表面延伸的外部电极(400)与屏蔽罩(shield can)之间短路或者功率电感器与位于功率电感器上方的电路组件之间短路。亦即，在形成于本体(100)的底表面上的外部电极(400)相邻于电源管理集成电路(power management IC，PMIC)设置的同时，功率电感器安装于印刷电路板上，其中PMIC具有近似1毫米的厚度，且功率电感器亦具有相同的厚度。PMIC可产生高频率噪声而影响周围电路或元件。因此，PMIC及功率电感器可被由金属材料(例如，不锈钢材料)制成的屏蔽罩覆盖。然而，功率电感器可能因在所述功率电感器上方亦设置有外部电极而与屏蔽罩发生短路。因此，当在本体(100)的顶表面上形成顶盖绝缘层(530)时，可防止在功率电感器与外部导电材料之间发生短路。顶盖绝缘层(530)可由绝缘材料(例如，选自由环氧树脂、聚酰亚胺及液晶聚合物(LCP)组成的群组中的至少一者)制成。另外，顶盖绝缘层(530)可由热固性树脂制成。举例而言，热固性树脂可包括选自由以下材料组成的群组中的至少一者：酚醛清漆环氧树脂、苯氧基型环氧树脂、BPA型环氧树脂、BPF型环氧树脂、氢化BPA环氧树脂、二聚体酸改质环氧树脂、胺基甲酸酯改质环氧树脂、橡胶改质环氧树脂及DCPD型环氧树脂。亦即，顶盖绝缘层(530)可由本体(100)的绝缘材料(120)或者用于形成表面绝缘层(520)的材料制成。顶盖绝缘层(530)可通过将本体(100)的顶表面浸渍于聚合物、热固性树脂等中来形成。因此，顶盖绝缘层(530)可除了形成于本体(100)的所述顶表面上之外亦形成于本体(100)在X方向上的所述两个侧表面的一部分上以及本体(100)的在Y方向上的前表面及后表面的一部分。另外，顶盖绝缘层(530)可由聚对二甲苯或例如氧化硅层(SiO2)、氮化硅层(Si3N4)及氮氧化硅层(SiON)等各种绝缘材料制成。当顶盖绝缘层(530)是由上述材料形成时，表面绝缘层(520)可通过各种方法(例如CVD或PVD)来形成。当顶盖绝缘层(530)是通过CVD或PVD形成时，顶盖绝缘层(530)可仅形成于本体(100)的顶表面上。顶盖绝缘层(530)可具有用于防止本体(100)的外部电极(400)与屏蔽罩之间发生短路的厚度，例如近似10微米至近似100微米的厚度。此处，顶盖绝缘层(530)可具有与外部电极(400)的厚度相等或不同的且与表面绝缘层(520)的厚度相等或不同的厚度。举例而言，顶盖绝缘层(530)可具有较外部电极(400)及表面绝缘层(520)中的每一者的厚度大的厚度。作为另外一种选择，顶盖绝缘层(530)可具有与外部电极(400)及表面绝缘层(520)中的每一者的厚度相等的厚度。另外，顶盖绝缘层(530)可以均匀的厚度形成于本体的顶表面上以在外部电极(400)与本体(100)之间维持台阶部分或者在本体(100)的顶表面上具有较外部电极(400)的顶表面上的厚度大的厚度，以将外部电极(400)与本体(100)之间的台阶部分移除而使得表面为平整的。作为另外一种选择，顶盖绝缘层(530)可以预定厚度单独形成且接着使用粘合剂(adhesive)等结合于本体(100)上。
如上所述，根据示例性实施例的功率电感器可通过以与线圈图案(300)相同的材料及相同的方法形成外部电极(400)的至少部分厚度来提高本体(100)与外部电极(400)之间的耦合力。亦即，当线圈图案(300)及外部电极(400)是通过镀铜形成时，线圈图案(300)与外部电极(400)之间的耦合力可得到提高。因此，抗张强度可进一步提高，且因此本体可不与安装有根据示例性实施例的功率电感器的电子装置分离。另外，在表面绝缘层(520)与自本体(100)的侧表面延伸的外部电极(400)(即，弯曲部分上的外部电极)之间可形成耦合层(600)。当形成耦合层(600)时，由于在外部电极(400)的延伸区域上恰当地执行了镀覆生长，因此耦合力可得到提高，且因此抗张强度亦可得到提高。当形成顶盖绝缘层550以防止本体(100)的顶表面上的外部电极(400)被暴露出时，可防止外部电极(400)与屏蔽罩接触，且因此可防止外部电极(400)与屏蔽罩之间发生短路。另外，由于本体(100)除了包括金属粉末(110)及绝缘材料(120)之外亦包括导热填料(130)，因此因对金属粉末(110)的加热而引起的本体(100)的热量可被排放至外部以防止本体(100)的温度升高，且因此可防止例如电感降低等限制。另外，由于使用聚对二甲苯在线圈图案(310)及线圈图案(320)与本体(100)之间形成内侧绝缘层(510)，因此内侧绝缘层(510)可以小且均匀的厚度形成于线圈图案(310)及线圈图案(320)的侧表面及顶表面上且具有改善的绝缘特性。
制造方法
图11至图17是用于依序阐释根据示例性实施例的制造功率电感器的方法的剖视图。
参照图11，在基底材料(200)的至少一个表面(较佳地，基底材料(200)的一个表面及另一表面)上形成具有预定形状的线圈图案(310)及线圈图案(320)。可使用CCL或金属磁性材料(较佳地，能够增大有效磁导率并易于达成容量的金属磁性材料)来制造基底材料(200)。举例而言，可通过将铜箔结合至由包含铁的金属合金制成且具有预定厚度的金属板的一个表面及另一表面来制造基底材料(200)。此处，举例而言，在基底材料(200)的中心部分中形成穿孔(220)，且在基底材料(200)的预定区域中形成导通孔(210)。另外，除了穿孔(220)之外，基底材料(200)可具有外侧区域被移除的形状。举例而言，穿孔(220)形成于具有为预定厚度的矩形板形状的基底材料(200)的中心部分中，导通孔(210)形成于基底材料(200)的预定区域中，且基底材料的外侧的至少一部分被移除。此处，基底材料(200)的被移除的部分可为具有螺旋形状的线圈图案(310)及线圈图案(320)的外侧部分。另外，可(例如自中心部分以圆形螺旋形状)在基底材料(200)的预定区域上形成线圈图案(310)及线圈图案(320)。此处，可在基底材料(200)的一个表面上形成线圈图案(310)且接着可形成穿过基底材料(200)的预定区域并被导电材料填充的导通孔，且可在基底材料(200)的另一表面上形成线圈图案(320)。导通孔(210)可被形成为使得使用激光等在基底材料(200)的厚度方向上形成通孔孔，且接着将导电膏体填充至所述通孔孔中。另外，可通过例如镀覆制程形成线圈图案(310)。为此，可在基底材料(200)的一个表面上形成具有预定形状的感光性图案，且可使用基底材料(200)上的铜箔作为晶种执行镀覆制程以自被暴露出的基底材料(200)的表面生长耦合层。接着，可将感光性膜移除以形成线圈图案(310)。另外，可通过与线圈图案(310)相同的方法在基底材料(200)的另一表面上形成线圈图案(320)。线圈图案(310)及线圈图案(320)可被形成为具有多层结构。当线圈图案(310)及线圈图案(320)被形成为具有多层结构时，可在下部层与上部层之间形成绝缘层。接着，可在绝缘层中形成第二导通孔(未示出)以使多层式线圈图案彼此连接。如上所述，可在基底材料(200)的一个表面及另一表面上形成线圈图案(310)及线圈图案(320)，且接着，可形成内侧绝缘层(510)来覆盖线圈图案(310)及线圈图案(320)。可通过涂敷绝缘聚合物材料(例如，聚对二甲苯)来形成内侧绝缘层(500)。较佳地，通过涂敷聚对二甲苯，可除了线圈图案(310)及线圈图案(320)的顶表面及侧表面之外，亦在基底材料(200)的顶表面及侧表面上形成内侧绝缘层(510)。此处，可以相同的厚度在线圈图案(310)及线圈图案(320)的顶表面及侧表面上与基底材料(200)的顶表面及侧表面上形成内侧绝缘层(510)。亦即，当在沉积室中制备上面形成有线圈图案(310)及线圈图案(320)的基底材料(200)且接着将聚对二甲苯气化并提供至真空室中时，聚对二甲苯可沉积于线圈图案(310)及线圈图案(320)及基底材料(200)上。举例而言，聚对二甲苯可在气化器中被初次加热且被气化成二聚体状态，且接着被二次加热而热分解成单体状态，且当使用连接至沉积室的冷阱及机械真空帮浦对聚对二甲苯进行冷却时，聚对二甲苯可自单体状态转换成聚合物状态并沉积于线圈图案(310)及线圈图案(320)上。此处，用于将聚对二甲苯气化成二聚物状态的初次加热制程是以近似100℃至近似200℃的温度及近似1.0托的压力执行的，且用于将经气化的聚对二甲苯热分解成单体状态的二次加热制程是以近似400℃至近似500℃的温度及近似0.5托或大于0.5托的压力执行的。另外，沉积室可维持近似25℃的室温及近似0.1托的压力以在将单体状态转换成聚合物状态的同时沉积聚对二甲苯。由于聚对二甲苯被涂敷于线圈图案(310)及线圈图案(320)上，因此可沿线圈图案(310)及线圈图案(320)与基底材料(200)之间的台阶部分涂敷内侧绝缘层(510)，且因此，内侧绝缘层(510)可具有均匀的厚度。作为另外一种选择，可通过将包含选自由环氧树脂、聚酰亚胺及液晶晶体聚合物组成的群组中的至少一者的片材紧密地附接至线圈图案(310)及线圈图案(320)来形成内侧绝缘层(510)。
参照图12，制备由包括金属粉末(110)、聚合物(120)及导热填料(130)的材料制成的多个片材(100a至100h)。此处，金属粉末(110)可使用包含铁(Fe)的金属材料，且绝缘材料(120)可使用能够使金属粉末(110)彼此绝缘的环氧树脂及聚酰亚胺。导热填料可使用能够将金属粉末(110)的热量排放至外部的MgO、AlN及碳系材料。另外，金属粉末(110)的表面可被涂布以磁性材料，例如金属氧化物磁性材料或绝缘材料(例如，聚对二甲苯)。此处，以金属粉末(110)的100重量％计，可以2.0重量％至5.0重量％的含量包含绝缘材料(120)，且以金属粉末(110)的100重量％计，可以0.5重量％至3重量％的含量包含导热填料(130)。所述多个片材(100a至100h)分别设置于上面形成有线圈图案(310)及线圈图案(320)的基底材料(200)上方及下方。所述多个片材(100a至100h)的导热填料的含量可为不同的。举例而言，导热填料的含量可自基底材料(200)的一个表面及另一表面逐渐向上及向下增大。亦即，设置于与基底材料(200)接触的片材(100a及100d)上方及下方的片材(100b及100e)中的每一者的导热填料的含量可较片材(100a及100d)中的每一者的导热填料的含量大，且设置于片材(100b及100e)上方及下方的片材(100c及100f)中的每一者的导热填料的含量可较片材(100b及100e)中的每一者的导热填料的含量大。由于导热填料的含量在远离基底材料(200)的方向上逐渐增大，因此热传递效率可更得到提高。在最上部片材(100a)及最底部片材(100h)上方及下方可分别设置有第一磁性层(未示出)及第二磁性层(未示出)。第一磁性层及第二磁性层可由磁导率较片材(100a至100h)的磁导率高的材料制成。举例而言，第一磁性层及第二磁性层可由磁性粉末及环氧树脂制成以具有较片材(100a至100h)的磁导率高的磁导率。另外，第一磁性层及第二磁性层可还包含导热填料。
参照图13，将本体(100)形成为使得可对相互之间设置有基底材料(200)的多个片材(100a至100h)进行叠层及按压且接着进行模塑。因此，穿孔(220)及基底材料(200)的被移除的部分可被本体(100)填充。另外，将本体(100)及基底材料(200)切割成单位元件。可对被切割成单位元件的本体(100)进行模塑或固化。
参照图14，在本体(100)的表面上形成表面绝缘层(520)。表面绝缘层(520)可通过包括印刷、浸渍及喷射的各种方法来形成。另外，表面绝缘层(520)可使用绝缘材料(例如，硅、环氧树脂、有机涂布溶液及玻璃料)形成且可具有近似5微米至近似40微米的厚度。此处，在形成表面绝缘层(520)之前可对本体的边缘进行抛光。亦即，可通过抛光制程对边缘进行倒角以防止本体(100)破裂。此处，本体(100)的边缘可被形成为倾斜的或圆的以具有预定角度而非直角。由于本体(100)的边缘是倾斜的，因而外部电极(400)可以均匀的厚度形成。亦即，当本体(100)的边缘具有直角时，外部电极(400)可以较表面的厚度小的厚度形成于边缘上，且因此可出现其中外部电极(400)被切割或者电阻增大的限制。因此，由于边缘被形成为倾斜的，便可防止此种限制。
参照图15，在上面形成有表面绝缘层(520)的本体(100)上的预定区域上形成耦合层(600)。耦合层(600)可形成于上面将形成外部电极(400)的区域上。举例而言，当外部电极(400)形成于本体(100)的在X方向上彼此相对的两个侧表面上时，耦合层(600)可形成于本体(100)在X方向上的所述两个表面上以及在Y方向及Z方向上的与所述两个表面相邻的表面上。耦合层(600)可通过各种方法(例如，PVD、CVD、镀覆、浸渍及喷射)来形成。另外，耦合层(600)可由金属(包括金(Au)、铅(Pd)、铜(Cu)及镍(Ni)及上述金属中的两种或更多种金属的合金)制成。亦即，耦合层(600)可由金属或金属合金以一个层或两个或更多个层制成。举例而言，耦合层(600)可通过PVD或CVD而由金层及铅层中的至少一者形成。再举例而言，耦合层(600)可通过镀覆、浸渍或喷射而使用其中熔化有镍及铜中的至少一者的溶液或者其中熔化有金及铅中的一者的溶液来形成。由于对其中熔化有金属粒子的溶液使用光泽剂及包含聚乙二醇(PEG)的载体，因此均匀性、电沉积特性及光泽特性可得到增强。耦合层(600)可使用与外部电极(400)相同的材料及相同的方法形成。亦即，由于耦合层(600)与外部电极(400)是使用彼此相同的材料及相同的方法形成，因此耦合层(600)与外部电极(400)可具有相同的性质，且因此耦合层(600)与外部电极(400)之间的耦合力可得到提高。举例而言，耦合层(600)可通过镀铜制程来形成。作为另外一种选择，为了仅在Y方向及Z方向上的部分区域上形成耦合层(600)，可形成耦合层(600)，且接着可执行用于移除耦合层(600)的部分区域的蚀刻制程或者可形成预定罩幕，且接着可形成耦合层(600)且可将罩幕移除。
参照图16，将设置于本体的部分表面上的耦合层(600)及表面绝缘层(520)移除。亦即，将上面将形成外部电极(400)的区域上的耦合层(600)及表面绝缘层(520)移除以使得外部电极连接至线圈图案(300)。举例而言，将位于本体(100)在X方向上彼此面对的两个侧表面上的耦合层(600)及表面绝缘层(520)移除。此处，将耦合层(600)及表面绝缘层(520)移除以将线圈图案(300)暴露至本体(100)的侧表面。举例而言，可使用抛光制程来暴露出线圈图案(300)。因此，耦合层(600)可保留于本体(100)在Y方向及Z方向上的所述四个表面的部分区域上。
参照图17，可在单位元件的本体(100)的两个端部上形成外部电极(400)以使得外部电极(400)电性连接至线圈图案(310)及线圈图案(320)的引出部分。外部电极(400)可自线圈图案(300)所暴露至的本体的所述两个侧表面延伸至本体(100)的与所述两个侧表面相邻的表面。亦即，外部电极(400)可形成于本体(100)的所述两个侧表面上以及本体(100)的与所述两个侧表面相邻的耦合层(600)上。此处，外部电极(400)的至少一部分可使用与线圈图案(300)相同的材料及相同的方法来形成。亦即，第一层(411、421)可通过例如无电镀覆及电镀等各种方法来形成，且第二层(412、422)可通过使用镍、锡等进行的镀覆制程来由至少一个层形成。此处，外部电极(400)可使用被暴露至本体(100)的外部的线圈图案(300)作为晶种。由于在本体(100)及外部电极(400)的延伸区域(即，弯曲部分)上形成耦合层(600)，因此可在弯曲部分上恰当地形成外部电极(400)且因而弯曲部分的耦合力可得到提高。第一层(411、421)可具有近似5微米至近似40微米的厚度，且第二层(412、422)可具有近似1微米至近似20微米的厚度。另外，当第二层(412、422)具有两个层(例如，镀镍层及镀锡层)时，镀镍层可具有近似1微米至近似10微米的厚度，且镀锡层可具有近似1微米至近似10微米的厚度。亦即，镀镍层可具有与镀锡层相同的厚度。此处，用于形成第一层(411、421)的镀覆溶液可使用其中混合有近似5％的硫酸(H2SO4)及近似20％的硫酸铜(CuSO4)的镀覆溶液或者其中混合有近似25％的酸类药剂及近似3.5％的铜的镀覆溶液。当外部电极(400)的至少一部分是通过镀铜形成时，外部电极(400)的耦合力可变得更强。此处，线圈图案(300)与外部电极(400)之间的耦合力可大于本体(100)与外部电极(400)之间的耦合力。顶盖绝缘层可被形成为不暴露出延伸至本体(100)的顶表面的外部电极(400)。
实验例
根据示例性实施例，由于外部电极(400)的至少一部分是通过与线圈图案(300)相同的方法(即，镀铜)来形成的，因而外部电极(400)、线圈图案(300)及本体(100)之间的耦合力可得到提高。另外，由于在外部电极(400)的延伸区域上(即，弯曲部分的外部电极(400)下方)形成耦合层(600)，因而外部电极(400)与本体(100)之间的耦合力可得到提高。在抗张强度方面对其中在弯曲部分上形成有耦合层(600)且通过镀铜来形成外部电极的示例性实施例与其中通过涂敷环氧树脂来形成外部电极的现有技术实例进行了比较。
首先，形成外部电极来测量抗张强度，且接着在外部电极上焊接导线。抗张强度是通过拉动所焊接的导线来测量的。亦即，抗张强度是在通过拉动导线而将本体(100)撕裂或者使外部电极(400)与本体(100)分离时测量的。此处，外部电极在现有技术实例中是通过涂敷环氧树脂而形成，且外部电极在示例性实施例中是通过镀覆而形成。此处，在现有技术实例中未形成耦合层，且在示例性实施例中形成了耦合层。亦即，虽然在现有技术实例中在其中形成表面绝缘层的状态中通过涂敷导电环氧树脂来形成外部电极，但在示例性实施例中在所述表面绝缘层上的部分区域上形成耦合层且接着通过镀覆制程形成外部电极。另外，在现有技术实例与示例性实施例中，本体、基底材料及线圈图案的形状彼此相同。另外，制造了根据现有技术实例及示例性实施例的多个功率电感器，且接着对所述多个功率电感器中的每一者的抗张强度进行了测量。之后，计算所测量的抗张强度的平均值。
图18是示出其中对根据现有技术实例与示例性实施例的抗张强度进行比较的状态的曲线图。此处，抗张强度表示当通过增大拉动导线的力而使外部电极与本体分离时的力。如图18中所示，在现有技术实例中，测量到近似2.2千克力至近似2.35千克力的抗张强度，且计算出近似2.28千克力的平均值。然而，在示例性实施例中，测量到近似3.0千克力至近似3.1千克力的抗张强度，且计算出近似3.05千克力的平均值。作为参考，附图中所表示的范围是指测量范围，且所述范围之间的点是指平均值。因此，示例性实施例的抗张强度较比较例的抗张强度大近似30％至近似40％。因此，在示例性实施例中，外部电极与本体或线圈图案之间的耦合力可得到提高，且因此不会产生其中当将本体安装至电子装置时本体会分离的限制。
在示例性实施例中，当连续施加张力时，本体可能会破裂。亦即，如图19中所示，当连续施加张力时，本体可能会破裂。亦即，外部电极会根据现有技术中的抗张强度而与本体分离。然而，在示例性实施例中，当连续施加张力时本体可能会破裂，此乃因线圈图案与外部电极之间的耦合力大于本体与外部电极之间的耦合力。亦即，在示例性实施例中，由于线圈图案与外部电极之间的耦合力极大，因此尽管本体破裂，本体与外部电极可仍不与彼此分离。另外，本体及外部电极通过耦合部分强烈地耦合于弯曲部分上，弯曲部分的外部电极不会分离。
其他实施例
在下文中，将阐述其他示例性实施例。在另一示例性实施例中，将省略与上述示例性实施例中的详细说明重复的说明。除非另外阐述，否则另一示例性实施例的详细配置与上述示例性实施例的详细配置相同。举例而言，在其他示例性实施例中，外部电极(400)包括通过镀铜而形成的第一层及通过镀镍或镀锡而形成的第二层。另外，表面绝缘层(520)形成于除了本体(100)的上面以接触方式形成有外部电极(400)的两个侧表面之外的四个表面上，且耦合层(600)形成于外部电极(400)的延伸区域与表面绝缘层(520)之间。
根据第二示例性实施例，功率电感器可还包括设置于本体(100)中的至少一个磁性层(未示出)。磁性层可设置于顶表面及底表面中的至少一者上。另外，可在本体(100)中在基底材料(200)与本体的顶表面或底表面之间设置至少一个磁性层。此处，磁性层可被设置成增大本体(100)的磁导率且由磁导率较本体(100)大的材料制成。举例而言，本体(100)可具有近似20的磁导率，且磁性层可具有近似40至近似1000的磁导率。磁性层可使用例如磁性粉末及绝缘材料来制造。亦即，磁性层可由磁性较本体(100)的磁性材料大的材料制成以具有高的磁导率，或者可具有进一步更大的磁性材料含量。举例而言，在磁性层中，以金属粉末的近似100重量％计，可以近似1重量％至近似2重量％添加绝缘材料。亦即，磁性层所包括的金属粉末的量可大于本体(100)的金属粉末的量。磁性层除了包括金属粉末及绝缘材料之外可还包含导热填料(图中未示出)。以金属粉末的近似100重量％计，可以近似0.5重量％至近似3重量％的含量包含导热填料。作为磁性层的金属粉末及导热填料使用的材料可选自在上述示例性实施例的说明中所建议的材料。磁性层可被制造成片材类型并设置于其中叠层有多个片材的本体的上部部分及下部部分中的每一者上。另外，可通过以预定厚度印刷由包括金属粉末(110)及聚合物(120)或还包括导热填料(130)的材料制成的膏体、或者将膏体填充至框架中并对膏体进行按压来形成本体(100)，且接着可在本体(100)的上部部分及下部部分中的每一者上形成磁性层(710、720)。作为另外一种选择，可使用膏体来形成磁性层，即，通过向本体(100)的上部部分及下部部分涂敷磁性材料来形成磁性层。
如上所述，根据另一示例性实施例的功率电感器在本体(100)中可包括至少一个磁性层以增强功率电感器的磁性率(magnetism rate)。
根据第三示例性实施例，可提供设置于本体(100)中的至少两个基底材料(200)，且线圈图案(300)可形成于所述至少两个基底材料(200)中的每一者的一个表面上。另外，外部电极(400)形成于本体(100)外部以使得外部电极(400)连接至形成于不同的基底材料(200)中的每一者上的线圈图案(300)，且连接电极(未示出)可形成于本体外部以对形成于不同的基底材料(200)中的每一者上的线圈图案(300)进行连接。举例而言，第一外部电极可被形成为连接至形成于第一基底材料上的第一线圈图案，第二外部电极可被形成为连接至形成于第二基底材料上的第三线圈图案，且连接电极可被形成为连接至分别形成于第一基底材料及第二基底材料上的第二线圈图案及第四线圈图案。此处，连接电极可形成于例如本体(100)在Y方向上的上面未形成有外部电极(400)的至少一个表面上。另外，连接电极可使用与外部电极(400)相同的材料及相同的制程形成。
如上所述，根据第三示例性实施例的功率电感器的容量可增大，使得至少两个基底材料(200)(其中的每一者在至少一个表面上形成有线圈图案(300))在本体(100)中彼此间隔开，且当通过本体(100)外部的连接电极对形成于不同的基底材料(200)中的每一者上的线圈图案(300)进行连接时，形成多个线圈图案。亦即，通过使用本体(100)外部的连接电极，分别形成于不同的基底材料(200)上的线圈图案(300)可串联连接至彼此，且因此功率电感器在相同面积中的容量可增大。
根据第四示例性实施例，功率电感器可包括：至少两个基底材料(200)，垂直地设置于本体(100)中；线圈图案(300)，形成于所述至少两个基底材料(200)中的每一者的至少一个表面上；以及外部电极(400)，设置于本体(100)外部且连接至分别形成于所述至少两个基底材料(200)上的线圈图案(300)。举例而言，所述多个基底材料(200)可在与本体(100)的厚度方向垂直的纵向方向上彼此间隔开。亦即，尽管根据又一示例性实施例所述多个基底材料(200)排列于本体(100)的厚度方向(例如，垂直方向)上，然而根据再一示例性实施例所述多个基底材料(200)排列于与本体(100)的厚度方向垂直的方向(例如，水平方向)上。另外，外部电极(400)可连接至分别形成于所述多个基底材料(200)上的线圈图案(300)中的每一者。举例而言，彼此相对的第一外部电极与第二外部电极中的每一者连接至形成于第一基底材料上的线圈图案，与第一外部电极及第二外部电极间隔开的第三外部电极及第四外部电极中的每一者连接至形成于第二基底材料上的线圈图案，且与第三外部电极及第四外部电极间隔开的第五外部电极及第六外部电极中的每一者连接至形成于第三基底材料上的线圈图案。亦即，外部电极(400)连接至分别形成于所述多个基底材料(200)上的线圈图案(300)。
如上所述，根据第四示例性实施例的功率电感器可在一个本体(100)中达成多个电感器。亦即，由于至少两个基底材料(200)排列于水平方向上，且分别形成于所述至少两个基底材料(200)上的线圈图案(300)连接至彼此不同的外部电极(400)，因此所述多个电感器彼此平行地排列，且因此在一个本体(100)中达成至少两个功率电感器。
根据第五示例性实施例，至少两个基底材料(200)进行叠层且同时在本体(100)的厚度方向(例如，垂直方向)上间隔开预定距离，并且形成于基底材料(200)上的线圈图案(300)在彼此不同的方向上引出且分别连接至外部电极(400)。亦即，尽管根据再一示例性实施例所述多个基底材料(200)排列于水平方向上，然而根据尚一示例性实施例所述多个基底材料(200)排列于垂直方向上。因此，根据尚一示例性实施例，由于至少两个基底材料(200)排列于本体(100)的厚度方向上且分别形成于基底材料(200)上的线圈图案(300)通过彼此不同的外部电极(400)进行连接，因此所述多个电感器彼此平行地设置，且因此在一个本体(100)中达成至少两个功率电感器。
如上所述，根据第三示例性实施例至第五示例性实施例，所述多个基底材料(200)(其中的每一者在至少一个表面上形成有线圈图案(300))叠层于本体(100)的厚度方向(即，垂直方向)上或者排列于与所述厚度方向垂直的方向(即，水平方向)上。另外，分别形成于所述多个基底材料(200)上的线圈图案(300)可串联地或并联地连接至外部电极(400)。亦即，分别形成于所述多个基底材料(200)上的线圈图案(300)可并联地连接至彼此不同的外部电极(400)，且分别形成于所述多个基底材料(200)上的线圈图案(300)可串联地连接至同一外部电极(400)。在串联连接的情形中，分别形成于基底材料(200)上的线圈图案(300)可通过本体(100)外部的连接电极连接至外部电极。因此，在并联连接的情形中，所述多个基底材料(200)中的每一者需要两个外部电极(400)，且在串联连接的情形中，需要两个外部电极(400)且需要至少一个连接电极而无论基底材料(200)的数目如何。举例而言，当形成于至少三个基底材料(200)上的线圈图案(300)并联连接至外部电极(400)时，需要六个外部电极(400)，且当形成于至少三个基底材料(200)上的线圈图案(300)串联连接至外部电极(400)时，需要两个外部电极(400)及至少一个连接电极。另外，在并联连接的情形中在本体(100)中设置有多个线圈，且在串联连接的情形中在本体(100)中设置有一个线圈。
根据示例性实施例，阐述了包括上面形成有线圈图案(300)且设置于本体(100)中的至少一个基底材料(200)的功率电感器作为实例。然而，示例性实施例可应用于在本体的表面上形成外部电极的所有芯片组件。举例而言，示例性实施例可应用于用于形成外部电极的组件，例如其中形成有电感器以及电容器的芯片组件及其中形成有静电放电(electrostatic discharge，ESD)保护单元(例如，可变电阻器(varistor)或抑制器(suppressor))的芯片组件。亦即，示例性实施例可包括：本体；导电层，设置于本体中；外部电极，设置于本体外部以连接至导电层；表面绝缘层，形成于除了将导电层连接至外部电极的表面之外的其余表面上；及耦合层，设置于外部电极的延伸区域与表面绝缘层之间。此处，导电层可为在示例性实施例中阐述的线圈图案、电容器的彼此间隔开预定距离的多个内部电极以及可变电阻器或抑制器中的放电电极。作为另外一种选择，外部电极可形成于其中形成有线圈图案、内部电极及放电电极所有该些元件的本体外部。
另外，示例性实施例可应用于包括形成于本体中的缠绕型线圈的电感器。亦即，如图20至图23所示，示例性实施例可应用于包括位于本体(100)外部的外部电极(400)的缠绕型电感器，在本体(100)中在上部本体(100a)与下部本体(100b)之间设置有缠绕型线圈(300a)，在本体(100)中混合有金属磁性粉末及环氧树脂。图20至图22是依序示出制造制程的立体图以阐释应用于缠绕型电感器的其他示例性实施例，且图23是剖视图。
如图20中所示，在下部本体(100b)中界定有其中容纳有缠绕型线圈(300a)的容纳部，且上部本体(100a)设置于下部本体(100b)上方以覆盖容纳部。在下部本体(100b)的外表面中可界定有引出部(300b)，缠绕型线圈(300a)通过引出部(300b)而引出。此处，尽管未示出，然而缠绕型线圈(300a)及引出部(300b)可被内侧绝缘层涂布。当上部本体(100a)覆盖下部本体(100b)且接着对下部本体(100b)进行按压时，本体(100)可填充于由缠绕型线圈(300a)界定的空间中。举例而言，通过对本体(100)进行按压，上部本体(100a)可被形成为填充缠绕型线圈(300a)的内部空间及各缠绕型线圈(300a)之间的空间。
如图21中所示，对本体(100)进行抛光及大小调整。亦即，通过对本体(100)的四个表面或六个表面进行抛光来对本体(100)进行大小调整。此处，可对缠绕型线圈(300a)的引出部进行部分抛光，且因此所述引出部的厚度可减小。
如图22中所示，可在引出部(300a)上设置外部电极(400)。此处，外部电极(400)可自侧表面延伸至本体(100)的仅底表面。亦即，外部电极(400)可具有例如“L”-形。作为另外一种选择，外部电极(400)可除了延伸至侧表面之外亦延伸至相邻的四个表面。此处，表面绝缘层(520)形成于上面未形成有外部电极(400)的区域上，即，本体(100)在Z方向上的顶表面及底表面上以及本体(100)的前表面及后表面上。耦合层(600)形成于本体(100)在Z方向上的底表面，且接着外部电极(400)形成于本体(100)的侧表面及耦合层(600)上。此处，在对缠绕型线圈(300a)进行嵌置之前可首先在上部本体(100a)及下部本体(100b)上形成表面绝缘层(520)及耦合层(600)。亦即，表面绝缘层(510)形成于下部本体(100b)的外表面上，且耦合层(600)形成于下部本体(100b)的预定区域上。之后，可将在外表面上形成有表面绝缘层(510)的上部本体(100b)耦合至下部本体(100b)。作为另外一种选择，上部本体(100a)与下部本体(100b)可耦合至彼此，且接着可形成表面绝缘层(510)及耦合层(600)且可形成外部电极(400)。图23是示出如上所述制造的缠绕型电感器的剖视图。
在根据示例性实施例的功率电感器中，在所述功率电感器的至少一部分上可不形成耦合层(600)，且表面绝缘层(520)的至少一部分可被移除。举例而言，如图24中所示，在外部电极(400)延伸至的区域上可不形成表面绝缘层(520)。亦即，表面绝缘层(520)可仅形成于本体的上面未形成外部电极(400)的表面上。因此，外部电极(400)及外部电极(400)的延伸区域可与本体(100)的表面接触。另外，如图25中所示，在外部电极(400)延伸至的区域的至少一部分上可不形成表面绝缘层(520)。亦即，尽管表面绝缘层(520)形成于外部电极(400)延伸至的区域的一个部分上，然而表面绝缘层(520)可不形成于所述区域的另一部分上。举例而言，表面绝缘层(520)可不形成于外部电极(400)延伸至的本体(100)的顶表面的一部分上，且可形成于外部电极(400)延伸至的包括本体(100)的底表面的一部分上。因此，外部电极(400)的延伸区域的一个部分可与表面绝缘层(520)接触，且所述另一部分可与本体(100)接触。此处，耦合层(600)可形成于表面绝缘层(520)与外部电极(400)的延伸区域之间。另外，如图26中所示，外部电极(400)可不延伸至部分区域。亦即，即使在薄膜型功率电感器的情形中，如同图23中的缠绕型电感器一样，外部电极(400)亦可不延伸至本体(100)的顶表面而是可仅延伸至包括本体(100)的底表面的区域。此处，表面绝缘层(520)可形成于外部电极(400)未延伸至的本体(100)的整个顶表面上，且可形成于上面未形成外部电极(400)的区域(包括外部电极(400)延伸至的本体(100)的底表面)上。亦即，表面绝缘层(520)可不形成于上面形成有外部电极(400)的区域上。因此，外部电极(400)可与本体(100)的表面接触。然而，尽管图中未示出，表面绝缘层(520)亦可形成于外部电极(400)延伸至的部分上，且在表面绝缘层(520)与所述部分之间可形成耦合层(600)。
然而，本发明可被实施为不同形式，而不应被视为仅限于本文所述的实施例。因此，本领域技术人员将容易理解，在不背离由随附权利要求界定的本发明的精神及范围的条件下，可对本发明作出各种润饰及修改。
Claims (13)
1.一种功率电感器，包括：
本体；
线圈图案，设置于所述本体中；
外部电极，设置于所述本体的至少一个表面上且延伸至所述本体的与所述至少一个表面相邻的至少另一表面；以及
耦合层，设置于所述本体与所述外部电极的延伸区域之间。
2.根据权利要求1所述的功率电感器，其中所述本体具有倾斜的边缘。
3.根据权利要求1所述的功率电感器，还包括设置于所述本体的表面的至少一个区域上的表面绝缘层。
4.根据权利要求3所述的功率电感器，其中所述表面绝缘层设置于除了将所述线圈图案连接至所述外部电极的表面之外的其余表面上。
5.根据权利要求3所述的功率电感器，其中所述耦合层设置于所述表面绝缘层与所述外部电极的所述延伸区域之间。
6.根据权利要求1所述的功率电感器，其中所述耦合层包含金属或金属合金。
7.根据权利要求6所述的功率电感器，其中所述外部电极的至少一部分包含与所述线圈图案及所述耦合层中的至少一者相同的材料。
8.根据权利要求6所述的功率电感器，其中所述外部电极包括第一层及至少一个第二层，所述第一层被配置成接触所述线圈图案及所述耦合层，所述至少一个第二层设置于所述第一层上且由与所述第一层不同的材料制成。
9.一种制造功率电感器的方法，所述方法包括：
制备本体，在所述本体中形成有线圈图案；
在所述本体的表面上形成表面绝缘层；
在所述表面绝缘层上的预定区域上形成耦合层；
移除所述耦合层的一部分及所述表面绝缘层的一部分以暴露出所述线圈图案；以及
在所述本体的至少一个表面上形成外部电极，以使所述外部电极连接至所述线圈图案。
10.根据权利要求9所述的制造功率电感器的方法，还包括：在所述形成所述表面绝缘层之前，将所述本体的边缘形成为倾斜的。
11.根据权利要求9所述的制造功率电感器的方法，其中所述外部电极自所述本体的至少一个表面延伸至所述本体的与所述至少一个表面相邻的至少一个表面。
12.根据权利要求11所述的制造功率电感器的方法，其中所述耦合层形成于所述外部电极的延伸区域上。
13.根据权利要求12所述的制造功率电感器的方法，其中所述外部电极的至少一部分是使用与所述线圈图案及所述耦合层中的至少一者相同的材料及相同的方法来形成。
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