CN111834077B - 线圈电子组件 - Google Patents
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Abstract
提供一种线圈电子组件，所述线圈电子组件包括：主体，所述主体具有利用设置在其中的多个导体图案形成的层叠结构，并包括设置在所述多个导体图案之间的绝缘层；以及外电极，设置在所述主体的外部。所述多个导体图案中的一部分包括线圈图案和使所述线圈图案与所述外电极连接的引出图案，所述引出图案包括第一金属层和设置在所述第一金属层上的第二金属层，并且所述第一金属层的孔密度高于所述第二金属层的孔密度。
Description
本申请要求于2019年04月16日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0044388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
本公开涉及一种线圈电子组件。
背景技术
线圈电子组件或电感器是与电阻器和电容器一起包括在电子电路中的一种组件。电感器可通过在铁氧体芯上卷绕或印刷线圈并在其两端上形成电极而成，并可用作用于去除噪声的组件或用作LC谐振电路的组件。根据线圈的形式，可以有各种类型的电感器，诸如多层电感器、绕线式电感器、薄膜电感器等。
可通过层叠多个线圈层、压制密封线圈层、以及烧结线圈层的层叠体来制造多层电感器。在烧结期间，线圈层的引出部和外电极之间的接触面积可能减少。由于引出部和外电极之间的接触面积减少，因此，诸如直流电阻特性等的电感器的性能可能会劣化。
发明内容
本公开的一方面在于提供一种可确保引出部和外电极之间足够的接触面积的线圈电子组件。因此，线圈电子组件的直流电阻特性可改善，并且结构稳定性也可改善。
根据本公开的一方面，提供了一种线圈电子组件，所述线圈电子组件包括：主体，所述主体具有利用设置在其中的多个导体图案形成的层叠结构，并包括设置在所述多个导体图案之间的绝缘层；以及外电极，设置在所述主体的外部。所述多个导体图案中的一部分包括线圈图案和连接所述线圈图案与所述外电极的引出图案，所述引出图案包括第一金属层和设置在所述第一金属层上的第二金属层，并且所述第一金属层的孔密度高于所述第二金属层的孔密度。
所述线圈图案的厚度可大于所述第一金属层的厚度。
所述第一金属层的厚度可大于所述第二金属层的厚度。
所述线圈图案的厚度可小于所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的和。
所述线圈图案的厚度可与所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的和相同。
所述线圈图案的厚度可与所述第一金属层的厚度相同。
所述绝缘层可包括铁氧体烧结体。
所述引出图案可包括金属烧结体。
所述金属烧结体可包括银(Ag)成分。
所述第一金属层的孔的一部分和所述第二金属层的孔的一部分可以是空洞。
所述第一金属层的孔的一部分和所述第二金属层的孔的一部分可填充有有机材料。
所述第二金属层的一部分可覆盖所述第一金属层的侧表面的至少一部分和下表面的至少一部分。
所述引出图案的宽度可大于所述线圈图案的宽度。
所述第二金属层可包括不同于所述第一金属层的材料。
所述第一金属层和所述线圈图案可包括相同的材料。
所述第一金属层中的孔的平均尺寸可大于所述第二金属层中的孔的平均尺寸。
根据本公开的另一方面，提供了一种线圈电子组件，所述线圈电子组件包括：主体，所述主体包括含有设置在其中的多个导体图案的层叠结构，以及设置在所述多个导体图案之间的绝缘层；以及外电极，设置在所述主体上。所述多个导体图案中的一部分包括线圈图案和使所述线圈图案与所述外电极彼此连接的引出图案。所述引出图案包括第一金属层和设置在所述第一金属层上的第二金属层，并且所述第一金属层和所述第二金属层包括不同的材料。
所述线圈图案的厚度可小于所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的和。
所述第二金属层的一部分可覆盖所述第一金属层的侧表面的至少一部分和下表面的至少一部分。
所述第一金属层和所述线圈图案可包括相同的材料。
附图说明
通过以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其他方面、特征和优点，在附图中：
图1和图2分别是示出根据本公开的示例实施例的线圈电子组件的透视图和分解透视图；
图3和图4是示出图1中所示的线圈电子组件中可采用的导体图案的示例的平面图；
图5是沿图1中的线I-I'截取的截面图；
图6是示出图1中所示的线圈电子组件中的引出图案及引出图案的周围区域的平面图；
图7是以放大形式示出图6中所示的区域A的示图；
图8、图9和图10是示出根据变型示例的线圈电子组件中可采用的引出图案的示图；以及
图11和图12是示出根据示例实施例的制造线圈电子组件的方法的示图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图如下描述本公开的实施例。
然而，本公开可以以许多不同的形式进行例证，并且不应被解释为限于在此阐述的具体实施例。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。因此，为了清楚描述，可夸大附图中的元件的形状和尺寸。此外，在每个示例性实施例的附图中表示的相同概念的范围内具有相同功能的元件将使用相同的附图标记描述。
在附图中，无关的描述将被省略，以便清楚地描述本公开，并且为了清楚地表示多个层和区域，厚度可以被放大。在相同概念的范围内具有相同功能的相同的元件将利用相同的附图标记描述。进一步地，在整个说明书中，将理解的是，除非另有说明，否则当部件“包括”元件时，该部件还可包括另一元件，不排除另一元件。
图1和图2分别是示出根据示例实施例的线圈电子组件的透视图和分解透视图。图3和图4是示出图1中所示的线圈电子组件中可采用的导体图案的示例的平面图。图5是沿图1中的线I-I'截取的截面图。图6是示出图1中所示的线圈电子组件中的引出图案和引出图案的周围区域的平面图。图7是以放大形式示出图6中所示的区域A的示图。
参照附图，线圈电子组件100可包括主体110以及外电极141和142，并且利用多个导体图案121形成的层叠结构可设置在主体110中。绝缘层111可设置在多个导体图案121之间。在下面的描述中，将更详细地描述线圈电子组件100的元件。
多个绝缘层111可设置在主体110中，并且绝缘层111可在厚度方向(附图中Z方向)上层叠。绝缘层111可包含磁性材料，诸如铁氧体成分。作为铁氧体成分的示例，可以有Al2O3基电介质、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。绝缘层111可以是利用上述铁氧体成分形成的烧结体。并且，若需要，绝缘层111可包括磁性金属材料粉末，并且可使用包括从由铁(Fe)、硅(Si)、硼(B)、铬(Cr)、铝(Al)、铜(Cu)、铌(Nb)和镍(Ni)组成的组中选择的一种或更多种元素的结晶金属或非晶金属作为磁性金属材料粉末。磁性金属材料粉末的示例可以是Fe-Si-B-Cr基非晶金属。并且，氧化膜可形成在磁性金属材料粉末的表面上从而可确保磁性金属材料粉末的绝缘性能。
如附图中所示，第一覆盖层151可设置在主体110的下部，并且第二覆盖层152可设置在主体110的上部。覆盖层151和152可保护导体图案121，并且，例如，可利用与绝缘层111的材料相同的材料形成。
外电极141和142可形成在主体110的外部，并可电连接到导体图案121。如图3所示，第一外电极141可连接到最上面的导体图案121的引出图案121b，并且第二外电极142可连接到最下面的导体图案121的引出图案121b。第一外电极141和第二外电极142中的每个可具有多层结构。例如，第一外电极141和第二外电极142中的每个可包括第一层和第二层。第一层可被构造为通过烧结导电膏获得的烧结电极，并且，第二层可被构造为覆盖第一层并可包括一个或更多个镀层。并且，第一外电极141和第二外电极142也可包括除第一层和第二层外的其它层。例如，第一外电极141和第二外电极142可包括介于第一层和第二层之间的导电树脂电极，以缓解机械冲击等。
多个导体图案121可包括线圈图案121a，并且螺旋线圈结构可通过层叠线圈图案121a而形成。此外，多个导体图案121中的一部分，例如，示例实施例中设置在最上部和最下部的多个导体图案121，可包括连接到线圈图案121a的引出图案121b。引出图案121b可使线圈图案121a与外电极141和142彼此连接。导体图案121可包括通过烧结导电膏获得的金属烧结体，并且金属烧结体可包括诸如银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)等的具有高导电性的元素。
如附图中所示，连接图案125可形成为用于层间连接，并且相邻线圈图案121a的连接图案125可通过导电过孔130彼此连接。由于多个线圈图案121a通过导电过孔130彼此连接，因而可形成线圈结构。导电过孔130可通过在绝缘层111的对应于连接图案125的部分中形成通孔并利用导电材料填充通孔而形成。在这种情况下，导电过孔130可利用与线圈图案121a的材料相同的材料形成。
参照图3，在示例实施例中，引出图案121b的宽度
可与线圈图案121a的宽度da相同。可选地，如图4所示，引出图案121b'的宽度
可大于线圈图案121a'的宽度da'，并因此，与外电极141和142的接触面积可增大从而可改善直流电阻特性。
在示例实施例中，如图5和图6中所示的示例中，引出图案121b可包括第一金属层201和第二金属层202，并且第二金属层202可设置在第一金属层201上。如图7中所示，第一金属层201的孔密度可高于第二金属层202的孔密度。孔密度可被定义为单位体积的金属层201和202中存在的孔P的体积。
如上所述，线圈图案121a和引出图案121b可通过涂敷导电膏并烧结导电膏获得。当涂敷导电膏时，线圈图案121a的厚度ta可变得不同于引出图案121b的厚度
例如，设置在外部区域中的引出图案121b(具体地，例如第一金属层201)可涂覆为厚度小于线圈图案121a的厚度。因此，即使在烧结工艺之后，第一金属层201的厚度也可小于线圈图案121a的厚度。并且，导电膏内含有的金属颗粒的氧化可更加活跃地出现在第一金属层201中，并因此，与线圈图案121a的厚度差异可在烧结工艺后进一步增大。当第一金属层201的厚度如上述减小时，由于与外电极141和142的接触面积减少，因此，直流电阻特性、结构稳定性等可能会降低。在示例实施例中，引出图案121b可被构造为具有多层结构，并且第二金属层202可形成在第一金属层201上。
第二金属层202可被设置，以减少由引出图案121b的厚度减小造成的问题，并且，第二金属层202可通过在用于形成第一金属层201的导电膏上另外涂敷导电膏而获得。在这种情况下，第二金属层202可选择性地形成于导体图案121的与形成引出图案121b的区域对应的外部区域，并可通过利用导电膏以点涂的形式涂覆与第一金属层201对应的区域而形成。为了实施选择性的涂覆工艺，用于第二金属层202的导电膏可比用于第一金属层201的导电膏包含更高含量的金属颗粒，并因此，用于第二金属层202的导电膏可具有比用于第一金属层201的导电膏的流动性低的流动性。具有较低的流动性的用于第二金属层202的导电膏可更容易选择性地形成在与引出图案121b对应的区域中。
如图7中所示的示例，由于用于第二金属层202的导电膏包含更多的金属颗粒，因此在烧结工艺后，第一金属层201的孔密度可高于第二金属层202的孔密度。用于第一金属层201的导电膏可包含更大量的诸如粘合剂的有机材料，并且因此，在烧结工艺后的烧结结构中，第一金属层201可比第二金属层202包含更多数量的孔P。第一金属层201中的孔P的平均尺寸可大于第二金属层202中的孔P的平均尺寸。孔P可在烧结金属颗粒期间产生，导电膏中诸如粘合剂的有机材料的含量越高，烧结工艺后可形成的孔越多。第一金属层201的孔P的一部分和第二金属层202的孔P的一部分可以是空洞。并且，第一金属层201的孔P的一部分和第二金属层202的孔P的一部分可填充有有机材料。有机材料可存在于导电膏中，并可在烧结工艺后部分残留。
在示例实施例中，引出图案121b可包括两层金属层201和202。然而，其示例实施例不限于此，并且金属层201和202的数量可增加。换句话说，若需要，可通过另外的涂覆工艺在第二金属层202上设置其他金属层。
由于引出图案121b除第一金属层201外还包括第二金属层202，因此可确保与外电极141和142足够的接触面积，从而改善直流电阻特性、结构稳定性等。第二金属层202可被设置为补充引出图案121b的厚度，并且，可因此具有相对减小的厚度。因此，第一金属层201的厚度可大于第二金属层202的厚度。此外，如图中所示，线圈图案121a的厚度可小于第一金属层201的厚度和第二金属层202的厚度的和。
将参照图8、图9和图10描述根据变型示例的线圈电子组件中可采用的引出图案。如图8中所示的示例实施例中，线圈图案121a的厚度可与第一金属层201的厚度和第二金属层202的厚度的和相同。换句话说，通过另外形成第二金属层202，引出图案121b的厚度可与线圈图案121a的厚度相同。此外，在前述示例实施例中，第一金属层201的厚度可小于线圈图案121a的厚度，但是其示例实施例不限于此。如图9中所示的示例实施例中，另外形成的第二金属层202也可应用于第一金属层201的厚度与线圈图案121a的厚度相同的示例中。因此，通过包括第一金属层201和第二金属层202，引出图案121b的厚度可大于线圈图案121a的厚度。
在前述示例实施例中，第二金属层202可仅形成在第一金属层201的上表面上，但是第二金属层202的一部分也可覆盖第一金属层201的不同区域。如图10中所示的变型示例中，第二金属层202的一部分可覆盖第一金属层201的侧表面的至少一部分和下表面的至少一部分。由于金属颗粒被烧结，因此第一金属层201可收缩，从而主体110和第一金属层201之间可形成空的空间，并通过涂敷第二金属层202可填充空的空间的至少一部分。因此，引出图案121b的从主体110暴露的区域可有效增加。
在下面的描述中，将参照图11和图12描述制造具有上述结构的线圈电子组件100的工艺的示例，特别是形成导体图案的工艺，以用于理解线圈电子组件100的结构。
如图11中所示，可通过在绝缘层300上涂敷用于导体图案的导电膏来形成膏体涂层材料，并且用于导体图案的膏体涂层材料可分为线圈图案区301和引出图案区中的第一金属层区302。绝缘层300可设置为包含诸如铁氧体的磁性颗粒的生片的形式，并且绝缘层300可以是含有铁氧体颗粒、粘合剂、溶剂等的浆料。可通过在绝缘层300上涂敷诸如银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)等元素的导电颗粒的膏体形成用于导体图案的膏体涂层材料。第一金属层区302的涂层厚度可小于线圈图案区301的涂层厚度，并且在进行膏体涂覆工艺时，厚度可有意或无意地如上所述进行构造。并且，如上所述，可以不是必须将第一金属层区302的涂层厚度构造为小于线圈图案区301的涂层厚度，并且两个区301和302的厚度可以是相同的。
如图12中所示，可形成第二金属层区303以确保引出图案的足够的厚度，并且第二金属层区303可通过局部涂敷具有相对低的流动性的膏体而获得。作为示例，第二金属层区303可通过选择性地涂敷来自分配器310的具有低的流动性的膏体311而形成。当第二金属层区303通过选择性的涂覆工艺形成时，可在不必增加线圈图案区301的厚度的情况下确保引出图案的足够的厚度，并因此，组件的尺寸可减小，并且工艺效率可提高。作为用于形成第二金属层区303的膏体，可使用与用于形成第一金属层区302的膏体的金属颗粒含量相比具有更高含量的金属颗粒的膏体，以减小流动性。因此，在烧结工艺后的精细结构中，第二金属层的孔密度可小于第一金属层的孔密度。第二金属层区303的涂覆形式可以不是必须与第一金属层区302的涂覆形式相同，并且可在第一金属层区302的上表面的一部分上形成第二金属层区303。此外，第二金属层区303可覆盖超出第一金属层区302的上表面的更宽的区域，并且因此，可获得类似于图10中所示的示例的结构。
可形成多个绝缘层300和通过上述方法获得的用于导体图案的膏体涂层材料，可进行层叠和压制，并且可进行烧结。因此，绝缘层300和膏体涂层材料可变得致密，并在烧结工艺后，引出图案121b可具有足够的厚度并可与外电极141和142稳定结合。
本公开的发明人对线圈电子组件具有通过另外的涂覆工艺获得的引出图案的示例的直流电阻(Rdc)和一般线圈电子组件的示例的直流电阻(Rdc)进行了对比。下方表1列出了实验的结果，并且本实验中使用的线圈电子组件中的线圈图案的线宽是110μm。关于对比示例，应用一次涂覆工艺，并且涂覆的膏体的厚度参照线圈图案区的厚度。在实施例中，线圈图案区和第一金属层区被涂覆为16μm，并且另外在引出图案区(或第一金属层区)上涂覆2μm膏体，从而形成第二金属层区。
[表1]
如表1所示，在实施例中，直流电阻特性比一次涂覆16μm膏体的对比示例3得到更大程度地改善。此外，与一次涂覆18μm膏体的对比示例4相比，涂覆16μm膏体且另外局部涂覆2μm膏体的实施例中的直流电阻特性略有改善。此外，与一次涂覆20μm膏体的对比示例5相比，虽然涂覆16μm膏体且另外局部涂覆2μm膏体的实施例中的直流电阻特性略有降低，但是可以显著减小线圈电子组件的尺寸。
根据前述示例实施例，通过使用上述构造的线圈电子组件，直流电阻可减小，并且结构稳定性可改善。
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而言将显而易见的是，在不脱离本发明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 (16)
1.一种线圈电子组件，包括：
主体，包括含有设置在其中的多个导体图案的层叠结构，以及设置在所述多个导体图案之间的绝缘层；以及
外电极，设置在所述主体上，
其中，所述多个导体图案中的一部分包括线圈图案和使所述线圈图案与所述外电极彼此连接的引出图案，并且
其中，所述引出图案包括第一金属层和设置在所述第一金属层上的第二金属层，并且所述第一金属层的孔密度高于所述第二金属层的孔密度。
2.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案的厚度大于所述第一金属层的厚度。
3.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述第一金属层的厚度大于所述第二金属层的厚度。
4.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案的厚度小于所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的和。
5.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案的厚度与所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的和相同。
6.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述线圈图案的厚度与所述第一金属层的厚度相同。
7.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述绝缘层包括铁氧体烧结体。
8.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述引出图案包括金属烧结体。
9.如权利要求8所述的线圈电子组件，其中，所述金属烧结体包括银成分。
10.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述第一金属层的孔的一部分和所述第二金属层的孔的一部分是空洞。
11.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述第一金属层的孔的一部分和所述第二金属层的孔的一部分填充有有机材料。
12.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述第二金属层的一部分覆盖所述第一金属层的侧表面的至少一部分和下表面的至少一部分。
13.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述引出图案的宽度大于所述线圈图案的宽度。
14.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述第二金属层包括不同于所述第一金属层的材料。
15.如权利要求14所述的线圈电子组件，其中，所述第一金属层和所述线圈图案包括相同的材料。
16.如权利要求1所述的线圈电子组件，其中，所述第一金属层中的孔的平均尺寸大于所述第二金属层中的孔的平均尺寸。
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