线圈组件的制作方法

线圈组件
1.本技术要求于2020年11月26日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0160819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
2.本公开涉及一种线圈组件。


背景技术：

3.近年来，随着电子产品(特别是智能电话)的发展，对具有高效率和高性能的用于高电流应用的紧凑型功率电感器的需求不断增加。


技术实现要素：

4.本公开的一个方面可提供一种用于使产品小型化的线圈组件。
5.本公开的另一方面可提供一种能够增加磁性材料的体积的线圈组件。
6.本公开的另一方面可提供一种具有减小的安装面积的线圈组件。
7.本公开的另一方面可提供一种包括高的高宽比的线圈的线圈组件。
8.根据本公开的一方面，一种线圈组件可包括：主体；线圈单元，设置在所述主体中；支撑基板单元，与所述线圈单元接触以支撑所述线圈单元，并且包括彼此间隔开且彼此相对的第一支撑基板和第二支撑基板；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的第一表面上并且彼此间隔开，并且分别连接到所述线圈单元。
9.根据本公开的另一方面，一种线圈组件可包括：主体；支撑基板单元，设置在所述主体中；线圈单元，设置在所述主体中，并且包括线圈图案以及第一引线部和第二引线部，所述第一引线部和所述第二引线部分别连接到所述线圈图案并暴露到所述主体的一个表面；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的所述一个表面上且彼此间隔开，并且分别连接到第一引线部和第二引线部，其中，所述支撑基板单元设置在所述线圈单元的部分区域上。
10.根据本公开的另一方面，一种线圈组件可包括：主体，包括第一表面和第二表面以及多个侧表面，所述第一表面和所述第二表面彼此相对，所述多个侧表面将所述主体的所述第一表面和所述第二表面彼此连接；支撑基板单元，设置在所述主体中；线圈单元，设置在所述支撑基板单元的第一表面上；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的所述第一表面上并且彼此间隔开，并且分别连接到所述线圈单元，其中，所述支撑基板单元包括第一支撑基板和第二支撑基板，所述第一支撑基板和所述第二支撑基板彼此间隔开并且分别暴露到所述主体的所述多个侧表面中的不同侧表面。
附图说明
11.通过以下结合附图的具体实施方式，本公开的以上和其它方面、特征及优点将被更清楚地理解，在附图中：
12.图1是根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件的示意性立体图；
13.图2是根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件的沿方向i-i’切割的示意性截面图；
14.图3是根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件的沿方向ii-ii’切割的示意性截面图；
15.图4是根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件的示意性平面图；
16.图5a至图5g基于图2的沿方向i-i’截取的截面图示意性地示出了根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件中的线圈单元的制造工艺图；
17.图6a至图6g基于图3的沿方向ii-ii’截取的截面图示意性地示出了根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件中的线圈单元的制造工艺图；
18.图7a和图7b是根据本公开中的第二示例性实施例和第三示例性实施例的线圈组件的示意性立体图；
19.图8a和图8b是根据本公开中的第二示例性实施例的线圈组件的沿方向iii-iii’切割的示意性截面图和根据本公开中的第三示例性实施例的线圈组件的沿方向v-v’切割的示意性截面图；
20.图9是根据本公开中的第二示例性实施例和第三示例性实施例的线圈组件的沿方向iv-iv’切割的示意性截面图；
21.图10a和图10b是根据本公开中的第二示例性实施例和第三示例性实施例的线圈组件的示意性平面图；
22.图11是根据本公开中的第四示例性实施例的线圈组件的示意性立体图；以及
23.图12是根据本公开中的第四示例性实施例的线圈组件的示意性平面图。
具体实施方式
24.在下文中，现在将参照附图详细描述本公开中的示例性实施例。
25.线圈组件
26.图1是根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件的示意性立体图。
27.图2是根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件的沿方向i-i’切割的示意性截面图。
28.图3是根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件的沿方向ii-ii’切割的示意性截面图。
29.图4是根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件的示意性平面图。
30.参照附图，根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件1000可包括：主体100；支撑基板单元200；线圈单元300；第一外电极410；以及第二外电极420。
31.主体100可形成线圈组件1000的外观，并且线圈单元300可埋设在主体100中。主体100可具有第一表面101、第二表面102以及多个侧表面103、104、105和106，第二表面102与第一表面101相对，多个侧表面103、104、105和106分别使第一表面101和第二表面102彼此连接。多个侧表面103、104、105和106可包括第一侧表面105、第二侧表面106、第三侧表面103和第四侧表面104，第一侧表面105和第二侧表面106彼此相对，第三侧表面103和第四侧表面104分别垂直于第一侧表面105和第二侧表面106并且彼此相对。主体100可基本上具有
六面体形状，并且不限于此。
32.主体100可包括磁性材料和树脂。具体地，主体100可通过堆叠一个或更多个将磁性材料分散在树脂中的磁性复合片来形成。磁性材料可以是铁氧体或磁性金属粉末。
33.铁氧体可以是，例如，尖晶石型铁氧体(诸如，mg-zn基铁氧体、mn-zn基铁氧体、mn-mg基铁氧体、cu-zn基铁氧体、mg-mn-sr基铁氧体或ni-zn基铁氧体)；六方晶系铁氧体(诸如，ba-zn基铁氧体、ba-mg基铁氧体、ba-ni基铁氧体、ba-co基铁氧体或ba-ni-co基铁氧体)；石榴石型铁氧体(诸如，y基铁氧体等)或li基铁氧体中的至少一种。
34.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)构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基合金粉末、fe-si-al基合金粉末、fe-ni基合金粉末、fe-ni-mo基合金粉末、fe-cr基合金粉末和fe-cr-si基合金粉末中的至少一种。
35.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基非晶合金粉末，并且不必局限于此。
36.树脂可包括环氧树脂、聚酰亚胺、液晶聚合物(lcp)等或它们的混合物，并且不限于此。
37.支撑基板单元200可设置在主体100中并与线圈单元300接触以支撑线圈单元300。支撑基板单元200可具有在平面上与线圈单元300叠置的部分区域被去除的形状，因此，支撑基板单元200可设置在线圈单元300的部分区域上。
38.支撑基板单元200可包括第一支撑基板210和第二支撑基板220，第一支撑基板210和第二支撑基板220是设置在线圈单元300下方彼此间隔开的多个支撑基板，并且第一支撑基板210和第二支撑基板220可彼此间隔开并且彼此相对。然而，在支撑基板单元200中包括的支撑基板的数量和/或布置不限于此。当从朝向主体100的第一表面101的方向观察时，第一支撑基板210和第二支撑基板220分别与第一外电极410和第二外电极420间隔开或与第一外电极410和第二外电极420叠置。
39.如附图中所示，第一支撑基板210可邻近主体100的第一侧表面105，并且可设置为分别与主体100的第二侧表面106、第三侧表面103和第四侧表面104间隔开；并且第二支撑基板220可邻近主体100的第二侧表面106，并且可设置为分别与主体100的第一侧表面105、第三侧表面103和第四侧表面104间隔开。
40.第一支撑基板210可具有暴露到主体100的第一侧表面105的第一暴露部211，并且第二支撑基板220可具有暴露到主体100的与第一侧表面105相对的第二侧表面106的第二暴露部221。
41.另一方面，根据本公开的支撑基板单元200可通过去除基板的部分区域而仅留下使支撑基板单元200能够支撑线圈单元300的区域来获得。这样，通过去除基板的其余区域同时仅留下使支撑基板单元200能够支撑线圈单元300的最小区域，可在主体100中确保用于填充磁性材料的空间。
42.另一方面，第一暴露部211和第二暴露部221均可以是通过切割多个主体100而暴露的区域，所述多个主体100分别包括支撑基板单元200和线圈单元300并且彼此连接。详细地，可在基板上形成多个线圈单元300，可去除基板的除了第一支撑基板210和第二支撑基板220之外的剩余区域，然后可压制和固化磁性片以形成多个主体100。然后，通过切割工艺
将多个主体100分成每个单独的主体100，第一暴露部211和第二暴露部221可分别暴露到主体100的第一侧表面105和第二侧表面106。
43.线圈单元300可设置在主体100中并且呈现线圈组件的特性。例如，当线圈组件1000用作功率电感器时，线圈单元300可用于将电场储存为磁场以保持输出电压，从而稳定电子装置的电力。
44.线圈单元300可包括：线圈图案310，设置在支撑基板单元200的一侧上；以及第一引线部320a和第二引线部320b，分别将线圈图案310连接到第一外电极410和第二外电极420。另外，线圈单元300还可包括分别将线圈图案310连接到第一引线部320a和第二引线部320b的第一过孔330a和第二过孔330b。支撑基板单元200与第一引线部320a和第二引线部320b可位于线圈图案310的同一侧。
45.根据工艺，线圈图案310、第一引线部320a、第二引线部320b、第一过孔330a和第二过孔330b可在它们之间具有边界，或者可彼此一体化而没有这种边界。
46.另一方面，线圈单元300还可包括绝缘膜340，绝缘膜340覆盖线圈图案310、第一引线部320a和第二引线部320b中的每个的至少一部分。当线圈单元300还包括第一过孔330a和第二过孔330b时，绝缘膜340还可覆盖第一过孔330a和第二过孔330b。
47.线圈图案310可具有多个匝，并且可具有扁平螺旋形状和穿过线圈图案310的芯部。线圈图案310的多个匝可围绕线圈图案310的芯部。多个匝中的各个匝可经由第一支撑基板210和第二支撑基板220彼此连接。
48.参照图4，根据本公开的一个实施例，芯部的最大宽度可大于第一支撑基板210和第二支撑基板220中的每个的最大宽度。这样，芯部的横截面面积可增加，从而增加主体100的磁性材料的体积。
49.线圈图案310可具有高的高宽比(ar)，并且例如，线圈图案310可具有45μm的宽度和190μm的高度，并且不限于此。以下描述描述了用于实现具有高的高宽比的线圈图案310的详细工艺。
50.线圈图案310可包括第一金属层311和设置在第一金属层311上的第二金属层312。例如，线圈图案310可包括通过无电镀覆等形成的第一金属层311和通过电镀等形成在第一金属层311上的第二金属层312。
51.线圈图案310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。
52.第一引线部320a可连接到线圈图案310的多个匝中的最外匝，并且第二引线部320b可连接到线圈图案310的多个匝中的最内匝。这里，第一引线部320a和第二引线部320b可分别连接到线圈图案310的两端。另外，第一引线部320a和第二引线部320b中的每个可暴露到主体100的第一表面101，并且因此可分别连接到第一外电极410和第二外电极420。
53.第一引线部320a和第二引线部320b中的每个的高度可与线圈图案310的高度相同或不同。当第一引线部320a和第二引线部320b中的每个的高度与线圈图案310的高度不同时，第一引线部320a和第二引线部320b中的每个的高度可高于或低于线圈图案310的高度。特别地，当第一引线部320a和第二引线部320b中的每个的高度低于线圈图案310的高度时，可减小线圈组件1000的厚度。
54.第一引线部320a和第二引线部320b中的每个可包括第三金属层321和设置在第三
金属层321上的第四金属层322。例如，第一引线部320a和第二引线部320b中的每个可具有通过无电镀覆等形成的第三金属层321，并且可具有通过电镀等形成在第三金属层321上的第四金属层322。另一方面，附图仅示出了在第二引线部320b中使用第三金属层321和第四金属层322。然而，可在第一引线部320a中使用相同的结构。
55.第一引线部320a和第二引线部320b中的每个也可利用铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金形成。
56.第一过孔330a和第二过孔330b中的每个的宽度可小于第一引线部320a和第二引线部320b的宽度。另外，第一过孔330a和第二过孔330b中的每个的宽度可小于线圈图案310的宽度。
57.第一过孔330a和第二过孔330b中的每个可包括第五金属层332和围绕第五金属层332的第六金属层331。例如，第一过孔330a和第二过孔330b中的每个可具有通过无电镀覆等形成的第六金属层331，并且可具有通过电镀等形成为填充第六金属层331的内部的第五金属层332。另一方面，图2仅示出了在第二过孔330b中使用第五金属层332和第六金属层331。然而，可在第一过孔330a中使用相同的结构。
58.另一方面，第六金属层331可与第一金属层311一体化，并且还可与第三金属层321一体化。第五金属层332可与第二金属层312一体化，并且还可与第四金属层322一体化。通过使第一金属层311、第三金属层321和第六金属层331经由无电镀覆一起形成并且使第二金属层312、第四金属层322和第五金属层332经由电镀一起形成，线圈单元300可具有这种结构。
59.然而，多个金属层311、312、321、322、331和332可彼此区分开。例如，通过经由无电镀覆形成第六金属层331并且通过经由电镀形成第五金属层332以填充第六金属层331的内部，可首先形成第一过孔330a和第二过孔330b。接着，通过在第一过孔330a和第二过孔330b的两侧上经由无电镀覆分别形成第一金属层311和第三金属层321，并且通过经由电镀分别形成第二金属层312和第四金属层322，线圈单元可具有这种结构。
60.第一引线部320a和第二引线部320b中的每个也可利用诸如铜(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。
61.绝缘膜340可覆盖第一过孔330a的侧表面和第二过孔330b的侧表面中的至少一个。例如，如附图中所示，绝缘膜340可覆盖第一过孔330a和第二过孔330b的各个侧表面，或者仅覆盖第一过孔330a的侧表面和第二过孔330b的侧表面中的一个。通过当部分地去除基板的区域时将基板的设置在第一过孔330a和第二过孔330b中的至少一个的周围的区域去除，根据本公开的过孔330a和330b中的每个可具有这种结构。
62.另一方面，第一过孔330a和/或第二过孔330b可穿过支撑基板单元200及其侧表面，因此可与支撑基板单元200接触。当描述根据另一示例性实施例的线圈组件时，详细描述这种结构。
63.绝缘膜340可用于使线圈单元300与主体100绝缘。因此，绝缘膜340可设置为覆盖线圈单元300的不与支撑基板单元200接触的区域。绝缘膜340可沿着线圈图案310的表面共形地设置，并且可设置为填充线圈图案310的多个匝中的各个匝之间的间隙。另外，绝缘膜340可覆盖第一引线部320a和第二引线部320b中的每个的至少一部分，并且具体地，可覆盖第一引线部320a和第二引线部320b中的每个的侧表面和上表面。另外，绝缘膜340还可覆盖
第一过孔330a和第二过孔330b中的至少一个，并且具体地，还可覆盖第一过孔330a的侧表面和第二过孔330b的侧表面中的至少一个。
64.可使用任意绝缘材料而不受限制，只要该材料能够形成绝缘膜340即可，例如，可使用环氧树脂、聚酰亚胺树脂和聚对二甲苯树脂中的至少一种。形成绝缘膜340的方法没有特别限制，并且例如可通过化学气相沉积(cvd)或溅射形成绝缘膜340。
65.另一方面，根据本公开的线圈单元300可具有线圈图案310仅设置在支撑基板单元200的一侧上的单层线圈结构。因此，本公开可提供能够使产品小型化的线圈组件。
66.第一外电极410和第二外电极420可设置在主体100的第一表面101上且彼此间隔开，并且可分别连接到线圈单元300。详细地，第一外电极410可连接到第一引线部320a，并且第二外电极420可连接到第二引线部320b。
67.第一外电极410和第二外电极420可仅设置在主体100的第一表面101上，并且可不设置在第二表面102或多个侧表面103、104、105和106上。通过这种结构，本公开可减小线圈组件1000的安装面积。然而，第一外电极410和第二外电极420各自的结构不限于此。例如，第一外电极410和第二外电极420可设置在主体100的第一表面101上，并且分别延伸到主体100的彼此相对的两个侧表面103和104，以具有l形。又例如，第一外电极410和第二外电极420可分别延伸到主体100的彼此相对的侧表面103和104并且可延伸到主体100的第二表面102以具有旋转的u形。
68.图5a至图5g基于图2的沿方向i-i’截取的截面图示意性地示出了根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件中的线圈单元的制造工艺图。
69.图6a至图6g基于图3的沿方向ii-ii’截取的截面图示意性地示出了根据本公开中的第一示例性实施例的线圈组件中的线圈单元的制造工艺图。
70.参照图5a和图6a，可首先在基板20上形成用于形成第一过孔330a和第二过孔330b的通路孔330h，并且可在基板20的相对表面和通路孔330h的内壁上形成第一金属层311、第三金属层321和第六金属层331，第一金属层311、第三金属层321和第六金属层331中的每个可用作种子层。这里，通路孔330h可通过激光加工等形成。第一金属层311、第三金属层321和第六金属层331可通过无电镀覆等形成，并且可同时形成并且彼此一体化。
71.参照图5b和图6b，可在其上形成有第一金属层311、第三金属层321和第六金属层331的基板20上形成可用作镀覆防止层的绝缘壁500。绝缘壁500可具有开口500h，开口500h形成在将设置线圈单元300的区域中。绝缘壁500可包括光敏绝缘材料，并且因此可具有在将设置线圈单元300的区域中通过曝光和显影而形成的开口500h。
72.参照图5c和图6c，可在绝缘壁500的开口500h中形成第二金属层312、第四金属层322和第五金属层332。因此，第二金属层312、第四金属层322和第五金属层332可具有与绝缘壁500的开口500h相对应的形状。第二金属层312、第四金属层322和第五金属层332可通过电镀等形成，并且可同时形成并且彼此一体化。
73.参照图5d和图6d，可去除绝缘壁500。可通过激光修整来去除绝缘壁500，并且不限于此。
74.参照图5e和图6e，可去除通过去除绝缘壁500而暴露的第一金属层311和第三金属层321。也就是说，可去除设置在除了形成线圈图案、引线部和过孔的区域之外的剩余区域上的第一金属层311和第三金属层321。可通过蚀刻等去除第一金属层311和第三金属层
321。
75.参照图5f和图6f，可仅留下包括在支撑基板单元200中的第一支撑基板210和第二支撑基板220，并且可通过激光处理等去除基板20的剩余区域。以这种方式，第一金属层311、第三金属层321和第六金属层331中的每个的一部分可向外暴露。
76.参照图5g和图6g，绝缘膜340可形成在第一金属层311、第二金属层312、第三金属层321、第四金属层322和第六金属层331的表面上。形成绝缘膜340的方法没有特别限制，例如，可使用通过化学气相沉积(cvd)形成聚对二甲苯膜的方法来形成绝缘膜340。特别地，第六金属层331的表面可在去除基板20的剩余区域时向外暴露，并且因此可被绝缘膜340覆盖。另一方面，为了引线部和外电极的连接，基于附图，绝缘膜340可不形成在第四金属层322的下表面上，或者可在仍然形成在第四金属层322的下表面上之后被去除。
77.图7a和图7b是根据本公开中的第二示例性实施例和第三示例性实施例的线圈组件的示意性立体图。
78.图8a和图8b是根据本公开中的第二示例性实施例的线圈组件的沿方向iii-iii’切割的示意性截面图和根据本公开中的第三示例性实施例的线圈组件的沿方向v-v’切割的示意性截面图。
79.图9是根据本公开中的第二示例性实施例和第三示例性实施例的线圈组件的沿方向iv-iv’切割的示意性截面图。
80.图10a和图10b是根据本公开中的第二示例性实施例和第三示例性实施例的线圈组件的示意性平面图。
81.参照附图，在根据本公开中的第二示例性实施例的线圈组件1000'和第三示例性实施例的线圈组件1000”中，支撑基板单元200可包括：第三支撑基板230和第四支撑基板240。
82.如附图中所示，第三支撑基板230可邻近于主体100的第三侧表面103，并且设置为分别与主体100的第四侧表面104、第一侧表面105和第二侧表面106间隔开；并且第四支撑基板240可邻近于主体100的第四侧表面104，并且设置为分别与主体100的第三侧表面103、第一侧表面105和第二侧表面106间隔开。
83.第三支撑基板230可具有暴露到主体100的第三侧表面103的第三暴露部231，并且第四支撑基板240可具有暴露到主体100的与第三侧表面103相对的第四侧表面104的第四暴露部241。
84.第一过孔330a和第二过孔330b中的至少一个可穿透支撑基板单元200的一个支撑基板。例如，如附图中所示，第二过孔330b可穿透第四支撑基板240，并且第二过孔330b的侧表面因此可与第四支撑基板240接触。然而，过孔不限于这种结构。根据形成过孔的位置，第一过孔330a可穿透支撑基板单元200的一个支撑基板，或者第一过孔330a和第二过孔330b二者可分别穿透支撑基板单元200的两个支撑基板。可选地，第一过孔330a和第二过孔330b可都不穿透支撑基板单元200的支撑基板。
85.图11是根据本公开中的第四示例性实施例的线圈组件的示意性立体图。
86.图12是根据本公开中的第四示例性实施例的线圈组件的示意性平面图。
87.参照附图，在根据本公开中的第四示例性实施例的线圈组件1000”'中，支撑基板单元200可包括：第一支撑基板210、第二支撑基板220、第三支撑基板230和第四支撑基板
240。
88.然而，支撑基板单元200可仅包括第一支撑基板210、第二支撑基板220、第三支撑基板230和第四支撑基板240中的一些。例如，支撑基板单元200可包括第一支撑基板210、第二支撑基板220和第三支撑基板230，并且可不包括第四支撑基板240。包括在支撑基板单元200中的支撑基板的数量和/或布置形状可由本领域技术人员基于设计适当地改变。
89.另外，其余描述可与根据本公开中的示例性实施例的线圈组件的描述基本相同，因此省略其详细描述。
90.然而，针对根据本公开中的每个示例性实施例的线圈组件的描述是为了解释本公开的线圈组件可具有各种结构，并且不意在将根据本公开的线圈组件的结构限制为本公开的示例性实施例。
91.如上所述，本公开可提供能够使其产品小型化的线圈组件。
92.本公开还可提供能够增加磁性材料的体积的线圈组件。
93.本公开还可提供具有减小的安装面积的线圈组件。
94.本公开还可提供包括具有高的高宽比的线圈的线圈组件。
95.尽管以上已经示出并描述了示例性实施例，但对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本公开的由所附权利要求限定的范围的情况下，可做出变型和修改。