用于功率感应器的磁性模块、功率感应器及其制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种功率感应器，该功率感应器包括：主体；以及第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和所述第二外电极形成在所述主体的两个端部，其中，所述主体包括：上覆盖层和下覆盖层；至少一个线圈支撑层，该线圈支撑层具有形成在该线圈支撑层的中央的通孔，在所述线圈支撑层的两个侧表面形成有至少一个第一凹槽部并且在所述线圈支撑层的各个角形成有多个第二凹槽部，所述线圈支撑层位于所述上覆盖层和所述下覆盖层之间；第一线圈层和第二线圈层，所述第一线圈层和所述第二线圈层形成在所述线圈支撑层的两个表面上并且所述第一线圈层和所述第二线圈层分别具有一端连接至所述第一外电极和所述第二外电极。
【专利说明】用于功率感应器的磁性模块、功率感应器及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年07月18日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请N0.10-2012-0078421的优先权，在此通过引用将该申请公开的内容并入本申请中。
【技术领域】
[0003]本申请涉及一种用于功率感应器的磁性模块、功率感应器及其制造方法。
【背景技术】
[0004]感应器与电阻器和电容器是组成电子电路的关键性的无源元件。感应器用于元件等中以降低噪音或者形成LC谐振电路。感应器可以分类为绕组型感应器、层压型感应器以及薄膜型感应器等。
[0005]绕组型感应器可以通过围绕铁氧体磁芯缠绕线圈形成。
[0006]绕组型感应器可以具有位于线圈之间的杂散电容(stray capacitance)并且因此在增大线圈的匝数以获得更高的电感的情况下，可能造成高频特性的退化。
[0007]层压型感应器可以通过层压多个铁氧体片形成。
[0008]在层压型感应器中，线圈状的金属图案形成在各铁氧体片上，并且线圈状金属图案可以通过多个设置在铁氧体片中的导电通孔(conductive via)连续地连接。
[0009]与绕组型感应器相比，层压型感应器适合于大批量生产并且具有优异的高频特性。
[0010]然而，在层压型感应器中，金属图案是由具有低磁饱和值(saturationmagnetization value)的材料形成的，并且当层压型感应器制造为小型化时,金属图案层压的数量有限，导致直流叠加特性降低并且不能获得充分的电流。
[0011]薄膜型感应器可以使用具有高磁饱和值的材料，并且与层压型感应器相比，即使在薄膜型感应器制造为小型化的情况下，薄膜型感应器的内部电路图案可以容易地形成。因此，近来，关于薄膜型感应器的研究在积极地进行。
[0012]当薄膜型感应器制造为较大时，线圈的厚度较厚，因此消除了由于串联电阻增大而导致的产品特性的退化。
[0013]然而，当薄膜型感应器制造为小型化时，线圈的线的宽度或者厚度的增大受到限制，从而使得串联电阻增大以导致产品特性退化。
[0014]相关技术文献I未公开在基片的两个表面上均形成有凹槽以降低串联电阻并保持以一定的电感值的结构。
[0015][相关技术文献I]
[0016](专利文献I)韩国专利公开N0.2006-0061709
【发明内容】
[0017]本发明一方面提供了一种能够降低串联电阻并且即使在功率感应器小型化的情况下仍能够保持一定水平的电感系数的功率感应器。
[0018]根据本发明的一方面提供了一种功率感应器，该功率感应器包括:主体；以及第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和所述第二外电极形成在所述主体的两个端部，其中，所述主体包括:上覆盖层和下覆盖层；至少一个线圈支撑层，该线圈支撑层具有形成在该线圈支撑层的中央的通孔，在所述线圈支撑层的两个侧表面形成有至少一个第一凹槽部并且在所述线圈支撑层的各个角形成有多个第二凹槽部，所述线圈支撑层位于所述上覆盖层和所述下覆盖层之间；第一线圈层和第二线圈层，所述第一线圈层和所述第二线圈层形成在所述线圈支撑层的两个表面上并且所述第一线圈层和所述第二线圈层分别具有一端连接至所述第一外电极和所述第二外电极。
[0019]所述线圈支撑层的导磁率可以为80%或者更小。
[0020]所述通孔与所述线圈支撑层中的所有所述第二凹槽部的面积比值可以为0.60或
者更大。
[0021]所述线圈支撑层的所述第一凹槽部可以形成为沿所述线圈支撑层的长度方向的细长的凹槽。
[0022]所述线圈支撑层的所述第一凹槽部可以包括沿所述线圈支撑层的长度方向彼此间隔开的多个凹槽部。
[0023]所述线圈支撑层的所述第一凹槽部可以形成为与所述线圈支撑层的所述第二凹槽部相连通。
[0024]所述线圈支撑层可以是由绝缘材料或者磁性材料形成的基片。
[0025]在所述第一线圈层和所述第二线圈层的周围可以形成有绝缘层。
[0026]根据本发明的另一方面，提供了一种用于功率感应器的磁性模块，该磁性模块包括主体，所述主体以矩阵形式连接，其中，每一个所述主体包括:上覆盖层和下覆盖层；至少一个线圈支撑层，该线圈支撑层中形成有中央通孔，在所述线圈支撑层的两个侧表面形成有至少一个第一凹槽部并且在所述线圈支撑层的各个角形成有多个第二凹槽部，所述线圈支撑层位于所述上覆盖层和所述下覆盖层之间；以及第一线圈层和第二线圈层，所述第一线圈层和所述第二线圈层形成在所述线圈支撑层的两个表面上并且所述第一线圈层和所述第二线圈层分别具有一端暴露于外界。
[0027]根据本发明的另一方面，提供了一种制造功率感应器的方法，该方法包括:制备基片，该基片由绝缘材料或者磁性材料形成并且在该基片的中央具有通孔，在所述基片的两个侧表面形成有至少一个第一凹槽部，并且在所述基片的各个角形成有多个第二凹槽部；在所述基片的两个表面上形成第一线圈层和第二线圈层；将其上形成有所述第一线圈层和所述第二线圈层的基片设置在下覆盖层上；通过在所述基片上形成上覆盖层来形成主体；以及在所述主体的两个端部形成第一外电极和第二外电极，以使得所述第一外电极和所述第二外电极连接至所述第一线圈层和所述第二线圈层的引出至所述第一外电极和所述第二外电极的部分。
[0028]在设置所述基片之前，可以使用绝缘材料覆盖其上形成有所述第一线圈层和所述第二线圈层的基片的周围。
[0029]所述基片的设置可以包括将多个基片层压在所述下覆盖层上。
[0030]在制备所述基片时，可以使所述第一凹槽部形成为沿所述线圈支撑层的长度方向的细长的凹槽。
[0031]在制备所述基片时，可以将所述基片的两个侧表面移除至仅留下所述基片的一部分以形成彼此分隔开的多个第一凹槽部。
[0032]在制备所述基片时，可以使所述第一凹槽部形成为与所述第二凹槽部连通。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]通过下面结合附图的详细说明，将能更加清楚地理解本发明的以上和其它方面、特征以及其它优势。
[0034]图1是根据本发明的实施方式的感应器的立体图；
[0035]图2是沿图1中的A-A’线截取的剖视图；
[0036]图3是沿图1中的B-B’线截取的剖视图；
[0037]图4A至图4F是显示根据本发明的各种变形的实施方式的感应器的基片的平面图；
[0038]图5是显示用于根据本发明的另一种实施方式的功率感应器的磁性模块的结构的平面剖视图；
[0039]图6是仅显示图5中的结构中的基片的平面剖视图；以及
[0040]图7是显示对根据本发明的实施方式的感应器与根据相关技术的感应器之间的电感系数和串联电阻进行比较的曲线图。
【具体实施方式】
[0041]下面，将参照附图详细描述本发明的实施方式。但是，本发明可以通过多种不同的形式实现，而不应被解释为局限于此处所给出的实施方式。相反，提供这些实施方式旨在使得本发明的公开内容全面完整，并向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。在附图中，为了清楚的目的可能放大了元件的形状和尺寸，并且在全部附图中使用相同的附图标记标示相同或相似的元件。
[0042]参见图1至图3，根据本发明的实施方式的感应器I包括主体10以及形成在主体10的两个端部的第一外电极21和第二外电极22。
[0043]在下面的说明中，按照图1中的方向，定义“L方向”为“长度方向”，定义“W方向”为“宽度方向”并且定义“ T方向”为“厚度方向”。
[0044]主体10可以具有长方体形状并且包括:上覆盖层11和下覆盖层12，该上覆盖层11和下覆盖层12由磁性材料形成；线圈支撑层30，该线圈支撑层30位于上覆盖层11和下覆盖层12之间；以及第一线圈层41和第二线圈层42，该第一线圈层41和第二线圈层42形成在线圈支撑层30的两个表面上，并且分别具有一个端部分别与第一外电极21和第二外电极22电连接。
[0045]上覆盖层11和下覆盖层12可以形成为由包括铁氧体/金属磁性粉末和聚合物的复合物的浆料或者包括磁性材料(例如镍-锌-铜铁氧体)的浆料制成的基片。
[0046]上覆盖层11和下覆盖层12可以用于防止第一线圈层41和第二线圈层42的基本电学特性退化。
[0047]第一外电极21和第二外电极22可以包括能够提供导电性的金属。例如,第一外电极21和第二外电极22可以包括从由金(Au)、钼(Pt)、铜(Cu)、镍(Ni)、钯(Pd)以及它们的合金所组成的组中挑选的至少一种金属。
[0048]此处，必要时，镀镍层(未显示)或者镀锡层(未显示)可以进一步形成在第一外电极21和第二外电极22的表面上。
[0049]线圈支撑层30可以制造为由例如电绝缘材料(例如光敏聚合物)或者磁性材料(例如铁氧体等)等形成的基片。
[0050]而且，光敏绝缘材料可以配置在彼此相邻的第一线圈层41和第二线圈层42之间，并且第一线圈层41和第二线圈层42可以通过导电通孔(conductive via)(未显示)电连接。
[0051]导电通孔可以通过形成沿厚度方向穿过线圈支撑层30的通孔(未显示)并且使用导电浆料等填充所述通孔而形成。
[0052]为了增大电感系数，可以增大第一线圈层41和第二线圈层42的匝数或者增大第一线圈层41和第二线圈层42的长度。
[0053]但是，为了使电感系数的增量与第一线圈层41和第二线圈层42的匝数的增量相适应，要保证线圈支撑层30的通孔63的特定尺寸，从而第一线圈层41和第二线圈层42的匝数的量会有限制。
[0054]而且，在减小第一线圈层41和第二线圈层42的厚度以增大第一线圈层41和第二线圈层42的匝数的情况下，电阻可以增大。
[0055]同时，在增大第一线圈层41和第二线圈层42的长度的情况下，电阻可以成比例地增大。
[0056]因此，在本实施方式中，可以采用如下建议以实现减小第一线圈层41和第二线圈层42的长度以减小电阻同时将电感系数保持在一定水平的结构。
[0057]在线圈支撑层30中，通孔63可以形成在线圈支撑层30的中央，第一凹槽部61可以形成在线圈支撑层30的沿长度方向的两个侧表面，并且多个第二凹槽部62可以形成在线圈支撑层30的各个角。
[0058]线圈支撑层30具有比主体10的磁性材料的磁导率低的磁导率，并且因此，磁通量可能无法流畅循环从而降低电感系数。
[0059]但是，在本实施方式中，磁通量可以通过通孔63以及第一凹槽部61和第二凹槽部62而顺畅循环，借此可以有效地抑制串联电阻的增大同时防止电感系数的退化。
[0060]下面的表I显示基于通孔63与第二凹槽部62的面积比的电感系数变化。此处，电感系数变化率(％)表示样本2至样本7的电感系数值相对于样本I的电感系数值减小的比率。
[0061][表 I]
[0062]
【权利要求】
1.一种功率感应器，该功率感应器包括: 主体；以及 第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和所述第二外电极形成在所述主体的两个端部， 其中，所述主体包括:上覆盖层和下覆盖层；至少一个线圈支撑层，该线圈支撑层具有形成在该线圈支撑层的中央的通孔，在所述线圈支撑层的两个侧表面形成有至少一个第一凹槽部并且在所述线圈支撑层的各个角形成有多个第二凹槽部，所述线圈支撑层位于所述上覆盖层和所述下覆盖层之间；第一线圈层和第二线圈层，所述第一线圈层和所述第二线圈层形成在所述线圈支撑层的两个表面上并且所述第一线圈层和所述第二线圈层分别具有一端连接至所述第一外电极和所述第二外电极。
2.根据权利要求1所述的功率感应器，其中，所述线圈支撑层的导磁率为80%或者更小。
3.根据权利要求1所述的功率感应器，其中，所述通孔与所述线圈支撑层中的所有所述第二凹槽部的面积比值为0.60或者更大。
4.根据权利要求1所述的功率感应器，其中，所述线圈支撑层的所述第一凹槽部形成为沿所述线圈支撑层的长度方向的细长的凹槽。
5.根据权利要求1所述的功率感应器，其中，所述线圈支撑层的所述第一凹槽部包括沿所述线圈支撑层的长度方向彼此间隔开的多个凹槽部。
6.根据权利要求1所述的功率感应器，其中，所述线圈支撑层的所述第一凹槽部形成为与所述线圈支撑层的所述第二凹槽部相连通。·
7.根据权利要求1所述的功率感应器，其中，所述线圈支撑层是由绝缘材料或者磁性材料形成的基片。
8.根据权利要求1所述的功率感应器，其中，在所述第一线圈层和所述第二线圈层的周围形成有绝缘层。
9.一种用于功率感应器的磁性模块,该磁性模块包括主体,所述主体以矩阵形式连接， 其中，每一个所述主体包括: 上覆盖层和下覆盖层； 至少一个线圈支撑层，该线圈支撑层中设置有中央通孔，在所述线圈支撑层的两个侧表面形成有至少一个第一凹槽部并且在所述线圈支撑层的各个角形成有多个第二凹槽部，所述线圈支撑层位于所述上覆盖层和所述下覆盖层之间；以及 第一线圈层和第二线圈层，所述第一线圈层和所述第二线圈层形成在所述线圈支撑层的两个表面上并且所述第一线圈层和所述第二线圈层分别具有一端暴露于外界。
10.根据权利要求9所述的用于功率感应器的磁性模块，其中，所述线圈支撑层的导磁率为80%或者更小。
11.根据权利要求9所述的用于功率感应器的磁性模块，其中，所述通孔与所述线圈支撑层中的所有所述第二凹槽部的面积比值为0.60或者更大。
12.一种制造功率感应器的方法，该方法包括: 制备基片，该基片由绝缘材料或者磁性材料形成，并且在该基片的中央具有通孔，在所述基片的两个侧表面形成有至少一个第一凹槽部，并且在所述基片的各个角形成有多个第二凹槽部； 在所述基片的两个表面上形成第一线圈层和第二线圈层； 将其上形成有所述第一线圈层和所述第二线圈层的所述基片设置在下覆盖层上； 通过在所述基片上形成上覆盖层来形成主体；以及 在所述主体的两个端部形成第一外电极和第二外电极，以使得所述第一外电极和所述第二外电极连接至所述第一线圈层和所述第二线圈层的引出至所述第一外电极和所述第二外电极的部分。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在设置所述基片之前，将绝缘材料覆盖在其上形成有所述第一线圈层和所述第二线圈层的所述基片的周围。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，设置所述基片包括将多个基片层压在所述下覆盖层上。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，在制备所述基片时，使所述第一凹槽部形成为沿线圈支撑层的长度方向的细长的凹槽。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，在制备所述基片时，将所述基片的两个侧表面移除至仅留下所述基片的一部分以形成彼此分隔开的多个第一凹槽部。
17.根据权利要求12所述 的方法，其中，在制备所述基片时，使所述第一凹槽部形成为与所述第二凹槽部连通。
【文档编号】H01F27/28GK103578708SQ201310104695
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2012年7月18日
【发明者】朴祥秀, 安永圭, 朴廷珉, 朴珉哲 申请人:三星电机株式会社