线圈组件的制作方法

本申请要求于2019年12月13日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0166808号韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。

本公开涉及一种线圈组件。

背景技术：

电感器(一种线圈组件)以及电阻器和电容器是在电子装置中使用的代表性无源电子组件。

在薄膜型线圈组件的情况下，可通过诸如镀覆工艺的薄膜工艺在绝缘基板上形成线圈图案，可通过在其上形成有线圈图案的绝缘基板上层叠一个或更多个磁性复合片来形成主体，并且可在主体的表面上形成外电极。通常，线圈图案的两个端部可暴露于主体的在主体的长度方向上彼此相对的相应端表面，并且外电极可被构造为突出到主体的两个端表面以电连接到线圈图案的两个端部。

在这种情况下，与组件的总长度相比，可减小(例如，通过两个端表面上的外电极的厚度来减小)主体的长度，并且相对于组件的整体体积，可减小磁性材料的有效体积。

技术实现要素：

本公开的一方面在于提供一种通过增加磁性材料的有效体积可具有改善的组件性能的线圈组件。

本公开的另一方面在于提供一种线圈组件，所述线圈组件可通过减小引出图案与连接电极之间的接触电阻而具有改善的组件性能。

根据本公开的一方面，一种线圈组件包括：主体，支撑基板嵌入所述主体中；外电极，设置在所述主体的一个表面上；线圈部，设置在所述支撑基板上，并包括引出图案，所述引出图案具有暴露于所述主体的一个端表面的一个表面，所述主体的所述一个端表面与所述主体的所述一个表面邻接；连接电极，穿透所述引出图案，延伸到所述外电极，并且具有暴露于所述主体的所述一个端表面的一个表面；以及金属间化合物，设置在所述连接电极和所述引出图案之间。所述连接电极包括基体树脂、设置在所述基体树脂中的多个金属颗粒以及围绕所述多个金属颗粒并与所述金属间化合物接触的导电连接部。

根据本公开的另一方面，一种线圈组件包括：主体，具有彼此相对的一个表面和另一表面以及将所述一个表面和所述另一表面彼此连接并彼此相对的第一端表面和第二端表面。支撑基板嵌入所述主体中，线圈部设置在所述支撑基板上并包括分别暴露于所述主体的所述第一端表面和所述第二端表面的第一引出图案和第二引出图案。第一连接电极和第二连接电极均包括基体树脂、设置在所述基体树脂中的多个金属颗粒以及围绕所述多个金属颗粒的导电连接部，所述第一连接电极和所述第二连接电极均从所述主体的所述一个表面延伸到所述主体的所述另一表面，分别穿透所述第一引出图案和所述第二引出图案，均穿透所述支撑基板，并且均具有暴露于所述主体的所述第一端表面和所述第二端表面中的相应端表面的一个表面。金属间化合物设置在所述第一连接电极和所述第一引出图案之间以及所述第二连接电极和所述第二引出图案之间，并且与所述第一连接电极和所述第二连接电极中的相应连接电极的所述导电连接部接触并连接。

根据本公开的又一方面，一种线圈组件包括：主体，具有平坦端表面；以及线圈部，嵌入所述主体中，并且包括嵌入所述主体中的线圈图案和从所述线圈图案延伸以暴露到所述主体的所述平坦端表面的引出图案。连接电极穿透所述主体和所述引出图案，并且具有在所述主体的所述平坦端表面的整个高度上暴露于所述主体的所述平坦端表面的一个表面。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征和优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是示出根据本公开的示例实施例的线圈组件的透视图；

图2是示出根据本公开的示例实施例的从线圈组件的上部观看的线圈组件的示图；

图3是示出根据本公开的示例实施例的从线圈组件的下部观看的线圈组件的示图；

图4是沿着图1中的线i-i'的截面图；

图5是沿图1中的线ii-ii'的截面图；

图6是示出图4所示的部分a的放大图；并且

图7是示出根据本公开的另一示例实施例的线圈组件的示图，其对应于沿图1中的线i-i'的截面图。

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。

在示例性实施例中使用的术语用于简单地描述示例性实施例，并且不意在限制本公开。除非另外指出，否则单数术语包括复数形式。本说明书的术语“包括”、“包含”、“被构造为”等用于表示存在特征、数量、步骤、操作、元件、部件或它们的组合，并且不排除组合或添加一个或更多个特征、数量、步骤、操作、元件、部件或它们的组合的可能性。另外，术语“设置在……上”、“放置在……上”等可表示元件放置在对象的上方或下方，并且不一定意为元件相对于重力方向放置在对象的上方。

术语“结合到”、“组合到”等不仅可表示元件彼此直接接触且物理地接触，而且包括其中另一组件介于这些元件之间使得这些元件也与所述另一组件接触的构造。

为了便于描述，将附图中示出的元件的尺寸和厚度表示为示例，并且本公开中的示例性实施例不限于此。

在附图中，l方向是第一方向或长度方向，w方向是第二方向或宽度方向，并且t方向是第三方向或厚度方向。

在附图的描述中，将使用相同的附图标记描述相同的元件或彼此对应的元件，并且将不重复重复的描述。

在电子装置中，可使用各种类型的电子组件，并且可在电子组件之间使用各种类型的线圈组件以去除噪声或用于其他目的。

换句话说，在电子装置中，线圈组件可用作功率电感器、高频电感器、通用磁珠、高频磁珠、共模滤波器等。

第一示例实施例

图1是示出根据示例实施例的线圈组件的透视图。图2是示出根据示例实施例的从线圈组件的上部观看的线圈组件的示图。图3是示出根据示例实施例的从线圈组件的下部观看的线圈组件的示图。图4是沿着图1中的线i-i'的截面图。图5是沿图1中的线ii-ii'的截面图。图6是示出图4所示的部分a的放大图。

参照图1至图6，示例实施例中的线圈组件1000可包括主体100、支撑基板il、线圈部200、外电极310和320、连接电极410和420以及金属间化合物10。

在示例实施例中，主体100可形成线圈组件1000的外观，并且线圈部200可被埋设在主体100中。

主体100可具有六面体形状。

如图1至图5中所示，主体100可包括在长度方向l上彼此相对的第一表面101和第二表面102、在宽度方向w上彼此相对的第三表面103和第四表面104以及在厚度方向t上彼此相对的第五表面105和第六表面106。主体100的第一表面101、第二表面102、第三表面103和第四表面104可将主体100的第五表面105和第六表面106彼此连接并邻接。在下面的描述中，“主体的两个端表面”(一个端表面和另一端表面)可指第一表面101和第二表面102，并且“主体的侧表面”(一个侧表面和另一侧表面)可指主体的第三表面103和第四表面104。此外，主体100的“一个表面和另一表面”可指主体100的第五表面105和第六表面106。

主体100可被构造为使得线圈组件1000可具有2.0mm的长度、1.2mm的宽度和0.65mm的厚度，但是其示例实施例不限于此。

主体100可包括磁性材料和绝缘树脂。例如，可通过层叠包括绝缘树脂和分散在绝缘树脂中的磁性材料的一个或更多个磁性复合片来形成主体100。可选择地，主体100可具有与其中磁性材料分散在绝缘树脂中的结构不同的结构。例如，主体100可利用诸如铁氧体的磁性材料形成。

磁性材料可以是铁氧体粉末或磁性金属粉末。

铁氧体粉末可包括例如诸如mg-zn铁氧体、mn-zn铁氧体、mn-mg铁氧体、cu-zn铁氧体、mg-mn-sr铁氧体、ni-zn铁氧体等的尖晶石铁氧体、诸如ba-zn铁氧体、ba-mg铁氧体、ba-ni铁氧体、ba-co铁氧体、ba-ni-co铁氧体等的六方晶系铁氧体、诸如y铁氧体的石榴石铁氧体以及li铁氧体中的一种或更多种材料。

磁性金属粉末可包括从由铁(fe)、硅(si)、铬(cr)、钴(co)、钼(mo)、铝(al)、铌(nb)、铜(cu)和镍(ni)组成的组中选择的一种或更多种。例如，磁性金属粉末可以是纯铁粉末、fe-si合金粉末、fe-si-al合金粉末、fe-ni合金粉末、fe-ni-mo合金粉末、fe-ni-mo-cu合金粉末、fe-co合金粉末、fe-ni-co合金粉末、fe-cr合金粉末、fe-cr-si合金粉末、fe-si-cu-nb合金粉末、fe-ni-cr合金粉末和fe-cr-al合金粉末中的一种或更多种。

磁性金属粉末可以是非晶的或结晶的。例如，磁性金属粉末可以是fe-si-b-cr非晶合金粉末，但是磁性金属粉末的示例性实施例不限于此。

铁氧体粉末和磁性金属粉末的每个颗粒可具有0.1μm至30μm的平均直径，但是平均直径的示例不限于此。

主体100可包括分散在绝缘树脂中的两种或更多种类型的磁性材料。磁性材料的类型不同的概念可表示分散在绝缘树脂中的磁性材料的平均直径、成分、结晶度和形式中的一种不同于其他磁性材料的平均直径、成分、结晶度和形式中的相应一种。

绝缘树脂可包括环氧树脂、聚酰亚胺、液晶聚合物和它们的混合物中的一种，但是树脂的示例不限于此。

主体100可包括穿透线圈部200的芯110。可通过利用磁性复合片填充线圈部200的通孔来形成芯110，但是其示例实施例不限于此。

支撑基板il可被埋设在主体100中。支撑基板il可支撑线圈部200。

支撑基板il可利用包括热固性绝缘树脂(诸如环氧树脂)、热塑性绝缘树脂(诸如聚酰亚胺)或感光绝缘树脂的绝缘材料形成，或者可利用其中在上述绝缘树脂中浸渍有诸如玻璃纤维或无机填料的增强材料的绝缘材料形成。例如，支撑基板il可利用诸如覆铜层压板(ccl)、未覆盖的ccl、半固化片、abf(ajinomotobuild-upfilm，味之素堆积膜)、fr-4、双马来酰亚胺三嗪(bt)膜、感光介电(pid)膜等的绝缘材料形成，但是支撑基板il的材料的示例不限于此。

可使用从由二氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)、碳化硅(sic)、硫酸钡(baso4)、滑石、泥浆、云母粉末、氢氧化铝(al(oh)3)、氢氧化镁(mg(oh)2)、碳酸钙(caco3)、碳酸镁(mgco3)、氧化镁(mgo)、氮化硼(bn)、硼酸铝(albo3)、钛酸钡(batio3)和锆酸钙(cazro3)组成的组中选择的一种或更多种材料作为无机填料。

当支撑基板il利用包括增强材料的绝缘材料形成时，支撑基板il可提供改善的刚度。当支撑基板il利用不包括玻璃纤维的绝缘材料形成时，可期望使相同尺寸的主体100中的线圈部200的体积增大。当支撑基板il利用包括感光绝缘树脂的绝缘材料形成时，用于形成线圈部200的工艺的数量可减少，使得可降低生产成本，并且可形成精细的过孔。

线圈部200可设置在支撑基板il上并且可被埋设在主体100中。线圈部200可表现出线圈组件的特性。例如，当线圈组件1000用作功率电感器时，线圈部200可将电场存储为磁场并且可维持输出电压，从而使电子装置的功率稳定。

线圈部200可包括线圈图案211和212、引出图案231和232、辅助引出图案241和242以及过孔221。

例如，如图4和图5中所示，第一线圈图案211、第一引出图案231和第二引出图案232可设置在支撑基板il的面对主体100的第六表面106的下表面上，并且第二线圈图案212、第一辅助引出图案241和第二辅助引出图案242可设置在支撑基板il的与支撑基板il的下表面相对的上表面上。

参照图2至图5，第一线圈图案211可与支撑基板il的下表面上的第一引出图案231接触(例如，直接接触)并连接，并且第一线圈图案211和第一引出图案231中的每个可与第二引出图案232间隔开。此外，第二线圈图案212可与支撑基板il的上表面上的第二辅助引出图案242接触(例如，直接接触)并连接，第二线圈图案212和第二辅助引出图案242中的每个可与第一辅助引出图案241间隔开。过孔221可穿透支撑基板il并且可与第一线圈图案211和第二线圈图案212中的每个的内端部接触。因此，整个线圈部200可用作单个线圈。

第一线圈图案211和第二线圈图案212中的每个可具有相对于作为轴的主体100的芯110形成至少一匝的平面螺旋形状。作为示例，第一线圈图案211可相对于作为轴的芯110在支撑基板il的下表面上形成至少一匝。

引出图案231和232以及辅助引出图案241和242可暴露于主体100的两个端表面中的相应端表面。第一引出图案231和第一辅助引出图案241可暴露于主体100的第一表面101，并且第二引出图案232和第二辅助引出图案242可暴露于主体100的第二表面102。

线圈图案211和212、过孔221、引出图案231和232以及辅助引出图案241和242中的至少一个可包括一个或更多个导电层。

作为示例，当通过镀覆工艺在支撑基板il的另一表面上形成第二线圈图案212、辅助引出图案241和242以及过孔221时，第二线圈图案212、辅助引出图案241和242以及过孔221中的每个可包括种子层和电镀层。电镀层可具有单层结构或多层结构。具有多层结构的电镀层可形成为其中电镀层被另一电镀层覆盖的共形膜结构或者其中另一电镀层仅层叠在电镀层的一个表面上的结构。第二线圈图案212的种子层、辅助引出图案241和242的种子层以及过孔221的种子层可彼此成为一体，使得在元件之间不形成边界，但是其示例实施例不限于此。第二线圈图案212的电镀层、辅助引出图案241和242的电镀层以及过孔221的电镀层可彼此成为一体，使得在元件之间可不形成边界，但其示例实施例不限于此。

线圈图案211以及引出图案231和232可被构造为从支撑基板il的下表面突出，线圈图案212以及辅助引出图案241和242可被构造为从支撑基板il的上表面突出。作为另一示例，第一线圈图案211以及引出图案231和232可在支撑基板il的下表面上突出，并且第二线圈图案212以及辅助引出图案241和242可被埋设在支撑基板il的上表面中使得第二线圈图案212以及辅助引出图案241和242中的每个的上表面可通过支撑基板il的上表面暴露。在这种情况下，可在第二线圈图案212和/或辅助引出图案241和242的上表面上形成凹入部分，使得第二线圈图案212和/或辅助引出图案241和242的上表面与支撑基板il的上表面可不设置在同一平面上。

线圈图案211和212、引出图案231和232、辅助引出图案241和242以及过孔221中的每个可利用诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金的导电材料形成，但材料的示例不限于此。

参照图1至图3，由于第一辅助引出图案241和第二引出图案232与线圈部200的其他元件之间的电连接无关，因此在示例实施例中可不设置第一辅助引出图案241和第二引出图案232。在这种情况下，主体100中的磁性材料可增加并且在附图中占据由辅助引出图案241所占据的位置，因此，可改善组件性能。

外电极310和320可设置在主体100的第六表面106上并且可彼此间隔开。

外电极310和320中的每个可被构造为单个层，或者可包括多个层。作为示例，第一外电极310可包括：第一层，包括铜(cu)；第二层，设置在第一层上并且包括镍(ni)；以及第三层，设置在第二层上并且包括锡(sn)。

连接电极410和420可在厚度方向t上穿透主体100，并且可将第一外电极310和第二外电极320连接到第一引出图案231和第二引出图案232以及第一辅助引出图案241和第二辅助引出图案242。因此，在示例实施例中，第一外电极310和第二外电极320可通过设置在主体100中的连接电极410和420连接到第一引出图案231和第二引出图案232以及第一辅助引出图案241和第二辅助引出图案242，而不是通过使第一外电极310和第二外电极320延伸到主体100的第一表面101和第二表面102而将第一外电极310和第二外电极320直接连接到第一引出图案231和第二引出图案232以及第一辅助引出图案241和第二辅助引出图案242。

例如，第一连接电极410可在厚度方向t上穿透主体100的第一表面101，并且可穿透第一引出图案231。当第一连接电极410在厚度方向t上穿透主体100的第一表面101时，第一连接电极410可与设置在主体100的第六表面106上的第一外电极310接触并连接。第二连接电极420可在厚度方向t上穿透主体100的第二表面102并且可穿透第二引出图案232。当第二连接电极420在厚度方向t上穿透主体100的第二表面102时，第二连接电极420可与设置在主体100的第六表面106上的第二外电极320接触并连接。因此，连接电极410和420可暴露于主体的第五表面105和第六表面106两者。此外，连接电极410和420中的每个的一个表面可分别暴露于主体100的第一表面101和第二表面102。连接电极410和420均可穿透支撑基板il并可分别穿透辅助引出图案241和242。

在其中层叠有磁性复合片以覆盖彼此连接的多个线圈的线圈棒的状态下，可在相邻线圈的引出图案(所述引出图案彼此连接)中的每个中形成通孔，在通孔中形成用于形成连接电极的材料，并且可通过切割工艺将多个线圈划分为单独的组件。因此，主体100的第一表面101、第一引出图案231的暴露于主体100的第一表面101的一个表面以及第一连接电极410的暴露于主体100的第一表面101的一个表面可设置在同一切割平面上。因此，在示例实施例中，不同于其中在主体的表面(例如，主体的表面的外侧)上实现引出图案与外电极之间的连接结构的普通线圈组件，可在主体内实现引出图案231和232以及辅助引出图案241和242与外电极310和320之间的连接结构。因此，与普通线圈组件不同，在示例实施例中，主体100的体积可近似于线圈组件1000的体积。因此，主体100中包括的磁性材料的有效体积可增大。

参照图6，第一连接电极410可包括基体树脂411、设置在基体树脂411中的多个金属颗粒412以及围绕多个金属颗粒412并与金属间化合物10接触的导电连接部413。在下面的描述中，将参照第一连接电极410描述示例实施例，并且该描述也可应用于第二连接电极420。

在连接电极410中，多个金属颗粒412可分散在基体树脂411中。在这种情况下，作为形成连接电极410的示例，可使用其中金属颗粒分散在树脂中的膏，由于可通过干燥和固化过程形成所涂敷的膏，因此金属颗粒可不熔融，使得金属颗粒可作为颗粒存在。例如，膏可包括包含低熔点金属(熔点低于基体树脂411的固化温度)的金属粉末以及包含高熔点金属(熔点高于低熔点金属颗粒的熔点)的金属粉末。

金属颗粒412可包括镍(ni)、银(ag)、涂覆有银的铜(cu)、涂覆有锡(sn)的铜(cu)和铜(cu)中的至少一种。金属颗粒412可以是球形金属颗粒或片状金属颗粒。

当金属颗粒412与包括在导电连接部413和金属间化合物10中的具有低熔点的所有金属颗粒反应时，金属颗粒412可能不存在于连接电极410中。

在下面的描述中，为了便于描述，将描述其中金属颗粒412被包括在第一连接电极410中的示例实施例。

可在干燥和固化膏的工艺中熔化和冷却包括低熔点金属的金属粉末时形成导电连接部413。因此，导电连接部413中包括的低熔点金属可具有比基体树脂411的固化温度低的熔点。导电连接部413中包括的低熔点金属可具有等于或低于300℃的熔点。

包括在导电连接部413中的金属可利用包括从锡(sn)、铅(pb)、铟(in)、铜(cu)、银(ag)和铋(bi)中选择的两种或更多种材料的合金形成。

导电连接部413可围绕多个金属颗粒412，并且可将多个金属颗粒412彼此连接。导电连接部413可增加连接电极410的导电性并且可减小连接电极410的电阻。换句话说，由于包括在导电连接部413中的低熔点金属的熔点低于基体树脂411的固化温度，因此低熔点金属可在干燥和固化过程中熔化，并且熔化的低熔点金属的至少一部分可与高熔点金属反应生成导电连接部413，未完全反应的高熔点金属成为金属颗粒412并被导电连接部413围绕，并且如图6所示，导电连接部413可被构造为将多个金属颗粒412彼此连接。

连接电极410可通过利用树脂膏填充上述通孔并且干燥并固化该膏来形成。当树脂膏包括高熔点的银(ag)和低熔点的锡(sn)粉末时，导电连接部413可包括ag3sn。在这种情况下，引出图案231可包括铜(cu)，并且设置在连接电极410和引出图案231之间的金属间化合物10可包括cu-sn。

金属间化合物10可设置在第一引出图案231与第一连接电极410之间，并且可与导电连接部413接触并连接。金属间化合物10可改善连接电极410和第一引出图案231之间的电结合和机械结合，使得可减小连接电极410和第一引出图案231之间的接触电阻。

当在干燥和固化膏的过程中包括低熔点金属的金属粉末与包括在第一引出图案231中的金属反应时可形成金属间化合物10，也就是说，在干燥和固化过程中，熔化的低熔点金属的一部分可流动到第一引出图案231并与第一引出图案231中的金属反应形成金属间化合物10。例如，当包括低熔点金属的金属粉末包括锡(sn)并且引出图案231包括铜(cu)时，金属间化合物10可包括铜-锡(cu-sn)。然而，其示例实施例不限于此，金属间化合物10可利用银-锡(ag-sn)和镍-锡(ni-sn)中的一种形成。

金属间化合物10可设置为多个金属间化合物10，并且多个金属间化合物10可设置在连接电极410与引出图案231之间并且可彼此间隔开。换句话说，金属间化合物10可以以多个岛的形式设置在连接电极410和引出图案231之间，所述多个岛沿着引出图案231的表面通过基体树脂彼此间隔开。

基体树脂411可包括具有电绝缘性的热固性树脂。例如，热固性树脂可以是环氧树脂，但是其示例实施例不限于此。包括在基体树脂411中的热固性树脂可与包括在主体100中的热固性树脂相同。在这种情况下，可提高连接电极410与主体100之间的机械结合力。

尽管在附图中未示出，但是示例实施例中的线圈组件1000还可包括设置在线圈部200和主体100之间的绝缘膜。绝缘膜可通过气相沉积法和膜层叠法中的至少一种形成。在后者的情况下，绝缘膜可以是永久抗蚀剂膜，可通过残留在最终产品中的阻镀剂(在通过镀覆工艺在支撑基板il上形成线圈部200的工艺中使用该阻镀剂)形成该永久抗蚀剂膜。然而，其示例实施例不限于此。

此外，尽管在附图中未示出，但是示例实施例中的线圈组件1000还可包括围绕主体100的第一表面101、第二表面102、第三表面103、第四表面104和第五表面105的外部绝缘层。外部绝缘层也可形成在主体100的第六表面106的其中未形成外电极310和320的区域中。

第二示例实施例

图7是示出根据另一示例实施例的线圈组件的示图，其对应于沿图1中的线i-i'的截面图。

参照图1至图6以及图7，在示例实施例中的线圈组件2000中，引出图案231和232与辅助引出图案241和242之间的连接关系可与前述示例实施例中的线圈组件1000的引出图案231和232与辅助引出图案241和242之间的连接关系不同。因此，在示例实施例中，将仅描述引出图案231和232与辅助引出图案241和242之间的连接关系(即，与线圈组件1000的引出图案231和232与辅助引出图案241和242之间的连接关系的差异)。其他元件的描述与前述示例实施例中的相同。

示例实施例中的线圈部200还可包括穿透支撑基板il的连接过孔222和223，以将引出图案231和232连接到辅助引出图案241和242。

第一连接过孔222可穿透支撑基板il，并且可将第一引出图案231连接到第一辅助引出图案241。第二连接过孔223可穿透支撑基板il，并且可将第二引出图案232连接到第二辅助引出图案242。连接过孔222和223可与连接电极410和420间隔开。

连接过孔222和223可利用与引出图案231和232以及辅助引出图案241和242的材料相同的材料形成。作为示例，当引出图案231和232以及辅助引出图案241和242通过电镀铜工艺利用铜(cu)形成时，连接过孔222和223也可通过电镀铜工艺利用铜(cu)形成。连接过孔222和223可与引出图案231和232和/或辅助引出图案241和242成为一体，但是其示例实施例不限于此。

在示例实施例中，由于连接过孔222和223利用与引出图案231和232以及辅助引出图案241和242相同的材料形成，因此引出图案231和232以及辅助引出图案241和242之间的接触电阻可减小。

根据前述示例实施例，可通过增加磁性材料的有效体积来改善组件的性能。

此外，可通过减小引出图案与连接电极之间的接触电阻来改善组件性能。

尽管上面已经示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将明显的是，可在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下进行修改和改变。