技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種線圈組件及具有該線圈組件的板。

背景技術(shù)：

作為一種線圈組件的電感器是與電阻器和電容器一起形成電子電路來去除噪聲的代表性無源元件，并且可與電容器結(jié)合來構(gòu)成放大特定頻帶的信號的諧振電路、濾波電路等。

近來，對更薄的、小型化的線圈組件的需求已經(jīng)增加。在線圈組件中，片式功率電感器主要用在便攜式裝置內(nèi)的電源電路(諸如DC-DC轉(zhuǎn)換器)中。根據(jù)對更薄的、小型化的線圈組件的需求，需要具有緊湊型、高電流、低DC電阻等的片式功率電感器。為了制造這樣的片式功率電感器，已經(jīng)開發(fā)了在能夠確保內(nèi)部線圈的尺寸的同時能夠增大圖案的高寬比(AR：線圈高度/線圈寬度)以及線圈的截面面積的各向異性鍍覆技術(shù)并且已經(jīng)將其應(yīng)用到產(chǎn)品。

然而，在應(yīng)用形成有高的高寬比(AR)的圖案的各向異性鍍覆技術(shù)時，有必要在有限的空間內(nèi)增大線圈的高寬比以實現(xiàn)高性能。然而，重要的是要根據(jù)高寬比的增大而考慮增加的諸如鍍覆的異常生長、鍍覆厚度的分散、線圈之間的短路等的缺陷風險。此外，可被實現(xiàn)為實現(xiàn)高容量的線圈寬度受到限制，并且也不會隨意增大線圈的匝數(shù)來確保芯面積。

需要在解決上述問題的同時能夠滿足小型化和高容量的線圈組件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的一方面提供一種能夠提高小型化和高容量的線圈組件及具有該線圈組件的板。

根據(jù)本公開的一方面，一種線圈組件包括：主基板；第一線圈圖案，設(shè)置在主基板的第一表面上；第一絕緣層，設(shè)置在第一線圈圖案的一個表面上；第三線圈圖案，設(shè)置在第一絕緣層的一個表面上并且電連接到第一線圈圖案；第二線圈圖案，設(shè)置在主基板的與所述第一表面背對的第二表面上；第二絕緣層，設(shè)置在第二線圈圖案的一個表面上；第四線圈圖案，設(shè)置在第二絕緣層的一個表面上并且電連接到第二線圈圖案；磁性主體，第一線圈圖案至第四線圈圖案嵌在所述磁性主體中。

根據(jù)本公開的另一方面，一種線圈組件包括：主基板；第一線圈圖案，設(shè)置在主基板的第一表面上；第一絕緣層，設(shè)置在第一線圈圖案的一個表面上；第三線圈圖案，設(shè)置在第一絕緣層的一個表面上并且電連接到第一線圈圖案；第二線圈圖案，設(shè)置在主基板的與所述第一表面背對的第二表面上；第二絕緣層，設(shè)置在第二線圈圖案的一個表面上；第四線圈圖案，設(shè)置在第二絕緣層的一個表面上并且電連接到第二線圈圖案；磁性主體，使第一線圈圖案至第四線圈圖案嵌入，其中，主基板的厚度與第一絕緣層和第二絕緣層的厚度不同。

根據(jù)本公開的另一方面，一種具有線圈組件的板包括：基板，在基板上形成有多個電極焊盤；線圈組件，安裝在基板上，其中，線圈組件包括：主基板；第一線圈圖案，設(shè)置在主基板的第一表面上；第一絕緣層，設(shè)置在第一線圈圖案的一個表面上；第三線圈圖案，設(shè)置在第一絕緣層的一個表面上并且電連接到第一線圈圖案；第二線圈圖案，設(shè)置在主基板的與所述第一表面背對的第二表面上；第二絕緣層，設(shè)置在第二線圈圖案的一個表面上；第四線圈圖案，設(shè)置在第二絕緣層的一個表面上并且電連接到第二線圈圖案；磁性主體，第一線圈圖案至第四線圈圖案嵌在所述磁性主體中。

根據(jù)本公開的另一方面，一種制造線圈組件的方法包括以下步驟：分別在主基板的第一側(cè)和第二側(cè)上形成第一線圈圖案和第二線圈圖案；分別在第一線圈圖案和第二線圈圖案上形成第一絕緣層和第二絕緣層；分別在第一絕緣層和第二絕緣層上形成第三線圈圖案和第四線圈圖案；形成使第一線圈圖案至第四線圈圖案嵌入的磁性主體。使第一線圈圖案和第三線圈圖案彼此電連接，使第二線圈圖案和第四線圈圖案彼此電連接，主基板的厚度與第一絕緣層和第二絕緣層的厚度不同。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖進行的詳細描述，將更加清楚地理解本公開的以上和其它方面、特征和優(yōu)勢，在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開的示例性實施例的線圈組件的示意性透視圖；

圖2是沿著圖1的I-I'線截取的示意性截面圖；

圖3是示出圖1的線圈組件安裝在板上的示例性實施例的透視圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖描述本公開的實施例。

然而，本公開可按照多種不同的形式來舉例說明，并且不應(yīng)該被解釋為局限于在此闡述的具體實施例。更確切地說，提供這些實施例，以使本公開將是徹底的和完整的，并將本公開的范圍充分地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

在整個說明書中，將理解的是，當諸如層、區(qū)域或晶圓(基板)的元件被稱為“位于”另一元件“上”、“連接到”或者“結(jié)合到”另一元件時，所述元件可直接“位于”另一元件“上”、直接“連接到”或者直接“結(jié)合到”另一元件，或者可存在介于它們之間的其它元件。相比之下，當元件被稱為“直接位于”另一元件“上”、“直接連接到”或者“直接結(jié)合到”另一元件時，不存在介于它們之間的其它元件或?qū)?。相同的標號始終指示相同的元件。如在此使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的所列項目中的任何以及全部組合。

將明顯的是，雖然可在此使用術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等來描述各種構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將一個構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分與另一構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此，在不脫離示例性實施例的教導的情況下，下面描述的第一構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分可稱作第二構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分。

為了描述的方便，在此可使用空間相關(guān)的術(shù)語(例如，“在…之上”、“上方”、“在…之下”和“下方”等)，以描述如圖中示出的一個元件相對于另一元件的關(guān)系。將理解的是，除了圖中示出的方位之外，與空間相關(guān)的術(shù)語意于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，則被描述為“在”其它元件或特征“之上”或“上方”的元件將被定位為“在”所述其它元件或特征“之下”或“下方”。因此，術(shù)語“在…之上”可根據(jù)附圖的特定方向而包含“在…之上”和“在…之下”的兩種方位。裝置可被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它方位)，并可對在此使用的與空間相關(guān)的描述符做出相應(yīng)解釋。

在此使用的術(shù)語僅描述了特定實施例，并且本公開不受其限制。除非上下文中另外清楚地指明，否則如在此使用的單數(shù)形式也將包括復數(shù)形式。還將理解的是，在本說明書中使用的術(shù)語“包括”和/或“包含”列舉存在所述的特征、整體、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或它們的組合，但不排除存在或增加一個或更多個其它特征、整體、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或它們的組合。

在下文中，將參照示出本公開的實施例的示意圖描述本公開的實施例。在附圖中，例如，由于制造技術(shù)和/或公差，示出的形狀的修改是可估計的。因此，本公開的實施例不應(yīng)被理解為局限于在此示出的區(qū)域的特定形狀，而應(yīng)被理解為例如包括制造中導致的形狀結(jié)構(gòu)的變化。下面的實施例也可由一個實施例或所述實施例的結(jié)合構(gòu)成。

下面描述的本公開的內(nèi)容可具有多種構(gòu)造并且在此僅提出所需的構(gòu)造，但不限于此。

線圈組件

圖1是根據(jù)本公開的示例性實施例的線圈組件的透視圖。

在圖1中，厚度方向(T方向)可被定義為堆疊有設(shè)置在第一線圈圖案41與第三線圈圖案43之間的第一絕緣層2、設(shè)置在第一線圈圖案41與第二線圈圖案42之間的主基板1以及設(shè)置在第二線圈圖案42與第四線圈圖案44之間的第二絕緣層3的方向。相對于作為中央的主基板1，設(shè)置有第一絕緣層2的方向可被定義為向上方向，設(shè)置有第二絕緣層3的方向可被定義為向下方向。

參照圖1，根據(jù)示例性實施例的線圈組件100可包括主基板1、第一絕緣層2、第二絕緣層3、第一線圈圖案41、第二線圈圖案42、第三線圈圖案43、第四線圈圖案44和嵌入有第一線圈圖案至第四線圈圖案的磁性主體5。

第一線圈圖案41至第四線圈圖案44中的第一線圈圖案41和第三線圈圖案43可在使第一絕緣層2設(shè)置在其間的同時分別設(shè)置在第一絕緣層2的上表面和下表面上，并且可通過穿透第一絕緣層2的過孔彼此電連接，如圖2所示。

此外，第一線圈圖案41至第四線圈圖案44中的第二線圈圖案42和第四線圈圖案44可在使第二絕緣層3設(shè)置在其間的同時分別設(shè)置在第二絕緣層3的上表面和下表面上，并且可通過穿透第二絕緣層3的過孔彼此電連接，如圖2所示。

此外，第一線圈圖案41和第二線圈圖案42可在使主基板1設(shè)置在其間的同時分別設(shè)置在主基板1的上表面和下表面上，如圖2所示。

第一線圈圖案41可以是通過在主基板1的一個表面上形成圖案化阻鍍層并且利用導電金屬填充開口而形成的圖案鍍層。在使用電鍍來形成第一線圈圖案41的情況下，通過在進行電鍍時調(diào)節(jié)電流密度、鍍覆溶液的濃度、鍍覆速度等，第一線圈圖案41可形成為具有在線圈的寬度方向W和高度方向T上同時生長的形狀的各向同性鍍層，但本公開不限于此。

第一絕緣層2可設(shè)置在第一線圈圖案41的上表面上，第三線圈圖案43可通過可在第一絕緣層2中形成的過孔來電連接到第一線圈圖案41。在使用電鍍來形成第三線圈圖案43的情況下，通過在進行電鍍時調(diào)節(jié)電流密度、鍍覆溶液的濃度、鍍覆速度等，第三線圈圖案43可形成為具有線圈在線圈的寬度方向W的生長被抑制而僅在高度方向T上生長的形狀的各向異性鍍層，但本公開不限于此。

相似地，第二線圈圖案42可以是通過在主基板1的另一表面上形成圖案化阻鍍層并且利用導電金屬填充開口而形成的圖案鍍層。第二線圈圖案42可以是具有在線圈的寬度方向W和高度方向T上同時生長的形狀的各向同性鍍層，但本公開不限于此。

此外，第二絕緣層3可設(shè)置在第二線圈圖案42的下表面上，第四線圈圖案44可通過可在第二絕緣層3中形成的過孔來電連接到第二線圈圖案42。第四線圈圖案44可以是具有在線圈的寬度方向W和高度方向T上不同地生長的形狀的各向異性鍍層，但本公開不限于此。

第一線圈圖案41和第二線圈圖案42可通過各向同性鍍覆來形成，第三線圈圖案43和第四線圈鍍層44可通過各向異性鍍覆來形成，因而可在防止線圈組件100內(nèi)的線圈圖案41-44的鍍覆的異常生長的同時提高線圈的電感。

第一線圈圖案41至第四線圈圖案44可由具有優(yōu)良的導電性的金屬形成。例如，第一線圈圖案41至第四線圈圖案44可由銀(Ag)、鈀(Pd)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、金(Au)、銅(Cu)、鉑(Pt)或它們的合金形成。

第一線圈圖案41可相對于主基板1與第二線圈圖案42對稱，第三線圈圖案43可相對于主基板1與第四線圈圖案44對稱，但本公開不限于此。這里，術(shù)語“對稱”可意味著第一線圈41與第二線圈42或者第三線圈43與第四線圈44被設(shè)置為與主基板1的上表面和下表面分開相同的距離，并且第一線圈與第二線圈之間或者第三線圈與第四線圈之間的線圈的材料和結(jié)構(gòu)、被線圈占據(jù)的面積、纏繞線圈的數(shù)量(匝數(shù))以及線圈的長度彼此相同。

圖2是沿著圖1的I-I'線截取的示意性截面圖。

在圖2中，當置于第一線圈圖案41與第二線圈圖案42之間的主基板1的厚度被定義為T_m，設(shè)置在第一線圈圖案41的上表面上的第一絕緣層2的厚度被定義為T₁，并且設(shè)置在第二線圈圖案42的下表面上的第二絕緣層3的厚度被定義為T₂時，T_m、T₁和T₂之間可滿足T_m>T₁并且T_m>T₂。

這可意味著關(guān)于線圈組件的厚度方向位于中央的主基板1的厚度與分別位于主基板1的向上方向和向下方向上的第一絕緣層2和第二絕緣層3的厚度不同。

首先，為了使線圈組件具有在結(jié)構(gòu)上可支撐并且不導致工藝失效的硬度，需要具有某個程度的最小厚度或更大的厚度的基板。可通過根據(jù)本公開的主基板1來確?；宓淖钚『穸取?/p>

這里，短語“導致工藝失效”可包括，例如，發(fā)生鍍覆的異常生長、發(fā)生鍍覆厚度的分散、發(fā)生相鄰的線圈之間的短路等，這是當在有限的體積內(nèi)增大線圈的高寬比來實現(xiàn)高性能時會發(fā)生的失效。

主基板1可確保線圈組件100的機械硬度，并且可確保足以支撐設(shè)置在主基板1的上表面上的第一線圈圖案41和第三線圈圖案43以及設(shè)置在主基板1的下表面上的第二線圈圖案42和第四線圈圖案44的厚度。主基板1的厚度可優(yōu)選為20μm至80μm，并且可更優(yōu)選為60μm。

作為絕緣基板的主基板1可以是例如印刷電路板，但不限于此。

穿透絕緣基板的通孔可通過執(zhí)行鉆孔方法、激光方法、噴沙方法、沖壓工藝等形成在主基板1的中部。

設(shè)置在第一線圈圖案41的上表面上并且包括將第一線圈圖案41和第三線圈圖案43彼此電連接的過孔的第一絕緣層2可具有比主基板1的厚度小的厚度。相似地，設(shè)置在第二線圈圖案42的下表面上并且包括將第二線圈圖案42和第四線圈圖案44彼此電連接的過孔的第二絕緣層3可具有比主基板1的厚度小的厚度。

第一絕緣層2可設(shè)置在第一線圈圖案41與第三線圈圖案43之間，以用來穩(wěn)定地支撐第一線圈圖案41和第三線圈圖案43這二者并且用來防止在僅通過連續(xù)的各向同性鍍覆一起形成第一線圈圖案41和第三線圈圖案43、或者僅通過連續(xù)的各向異性鍍覆一起形成第一線圈圖案41和第三線圈圖案43時會導致的工藝失效。相似地，第二絕緣層3可設(shè)置在第二線圈圖案42與第四線圈圖案44之間，以用來穩(wěn)定地支撐第二線圈圖案42和第四線圈圖案44這二者并且用來防止在僅通過連續(xù)的各向同性鍍覆一起形成第二線圈圖案42和第四線圈圖案44、或者僅通過連續(xù)的各向異性鍍覆一起形成第二線圈圖案42和第四線圈圖案44時會導致的工藝失效。

換句話說，為了機械地支撐線圈組件中的線圈圖案并且同時在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)高性能，有必要增大線圈的高寬比。然而，由于隨著高寬比的增大，會發(fā)生諸如鍍覆的異常生長、鍍覆厚度的分散以及線圈之間的短路缺陷的問題，因此第一絕緣層2和第二絕緣層3可用來緩解上述問題。

根據(jù)示例性實施例的第一絕緣層2和第二絕緣層3以及主基板1的結(jié)合可在實現(xiàn)高容量時可實現(xiàn)的線圈寬度受到限制的情況下使可實現(xiàn)的電感最大程度地增大，并且也可使線圈的匝數(shù)不受限制地增大，以確保線圈的磁芯面積。

在這種情況下，可通過減小除了位于針對線圈組件100的厚度方向上的中部的主基板1的厚度之外的第一絕緣層2和第二絕緣層3的厚度來獲取更高的電感值。這意味著通過減小設(shè)置在線圈圖案之間的第一絕緣層2和第二絕緣層3的厚度，線圈組件100具有第一線圈圖案41和第三線圈圖案43被更緊地纏繞并且第二線圈圖案42和第四線圈圖案44被更緊地纏繞的結(jié)構(gòu)。

可使用聚丙二醇(PPG)基板、鐵氧體基板、金屬基軟磁性基板等作為第一絕緣層2和第二絕緣層3，但是第一絕緣層2和第二絕緣層3不受具體限制。

第一絕緣層2和第二絕緣層3的厚度T₁和T₂可相同，并且可僅需要具有比主基板1的厚度小的厚度。第一絕緣層2和第二絕緣層3的厚度不受具體限制，但可以為3μm至20μm。

此外，第一線圈圖案41至第四線圈圖案44可嵌在磁性主體5中。磁性主體5可確定線圈組件100的形狀并且可形成為六面體形狀，但不限于此。

磁性主體5可由任何材料形成而不受限制，只要所述材料表現(xiàn)出磁性質(zhì)即可。例如，磁性主體5可通過提供鐵氧體或金屬基軟磁性材料來形成。鐵氧體的示例可包括諸如Mn-Zn基鐵氧體、Ni-Zn基鐵氧體、Ni-Zn-Cu基鐵氧體、Mn-Mg基鐵氧體、Ba基鐵氧體、Li基鐵氧體等的鐵氧體。此外，金屬基軟磁性材料可以是包含從由Fe、Si、Cr、Al和Ni組成的組中選擇的一種或更多種的合金。例如，金屬基軟磁性材料可包含F(xiàn)e-Si-B-Cr基非晶態(tài)金屬顆粒，但不限于此。金屬基軟磁性材料可具有0.1μm至20μm的粒徑，并且可分散在諸如環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺等的聚合物中而被包含。

第一外電極61、第二外電極62、第三外電極63和第四外電極64可設(shè)置在磁性主體5的外表面上。

第一外電極61可電連接到第一線圈圖案41的一個端部，第三外電極63可電連接到第三線圈圖案43的一個端部。相似地，第二外電極62可電連接到第二線圈圖案42的一個端部，第四外電極64可電連接到第四線圈圖案44的一個端部。這里，第一外電極61和第二外電極62可以是輸入端子，第三外電極63和第四外電極64可以是輸出端子。

第一外電極61、第二外電極62、第三外電極63和第四外電極64可由可由具有優(yōu)良的導電性的金屬形成，并且可由例如銅(Cu)、銀(Ag)、鎳(Ni)和錫(Sn)或它們的合金中的一種形成。

具有線圈組件的板

圖3是示出圖1的線圈組件安裝在板上的實施例的示意性透視圖。

參照圖3，根據(jù)本公開的示例性實施例的具有線圈組件的板200可包括：基板210，其上安裝有線圈組件100；多個電極焊盤221、222、223和224，形成在基板210的上表面上，以彼此分開。

線圈組件的第一外電極61、第二外電極62、第三外電極63和第四外電極64可通過焊料230按照第一外電極61至第四外電極64分別設(shè)置在電極焊盤221、222、223和224上以彼此接觸的狀態(tài)來電連接到基板210。

除了上述描述之外，將省略與根據(jù)上面描述的示例性實施例的線圈組件的特性重疊的特性的描述。

如上所述，根據(jù)本公開的示例性實施例，可提供在結(jié)構(gòu)上具有足夠的硬度的線圈組件及具有該線圈組件的板。

根據(jù)示例性實施例，通過在防止線圈之間發(fā)生短路的同時增大線圈的高度與寬度的比，可提供具有高的高寬比(AR)的線圈結(jié)構(gòu)的線圈組件及具有該線圈組件的板。

根據(jù)示例性實施例，可提供能夠在預(yù)定的體積內(nèi)提高電感的線圈組件及具有該線圈組件的板。

雖然已經(jīng)在上面示出并描述了示例性實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚的是，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出修改和變型。