[发明专利]功率感应器及其制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年6月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0070524的优先权，该申请的内容引入本申请中以作参考。

技术领域

本发明涉及一种能够提供最大电容的同时通过绝缘来减少材料损耗的功率感应器（power inductor），以及涉及一种制备该功率感应器的方法。

背景技术

使用陶瓷材料的电子组件的实例包括电容器、感应器、压电原件、变阻器、热敏电阻等等。

在这些陶瓷电子组件中，可以主要使用感应器，构成电子线路的重要的寄生元件（passive element），连同电阻器和电容器一起来作为用于减少噪音或构成LC谐振电路的组件。

可以通过将线圈缠绕在铁氧体磁芯（ferrite core）上或在铁氧体磁芯上印刷线圈图案，并在该铁氧体磁芯的两端形成电极来制备感应器，或者可以通过在磁性材料或介电材料上印刷内电极，然后将磁性材料层或介电材料层进行堆叠来制备感应器。

可以根据感应器的结构将感应器划分为几种类型中的一种，例如多层型感应器、缠绕型感应器、薄膜型感应器等等。除了感应器的应用范围之外，各个感应器的制备方法也不同。

在感应器的类型中，可以通过将线圈缠绕在例如铁氧体磁芯上来形成缠绕型感应器。然而，为了获得高电感系数而增加了缠绕的数量时，可能会产生线圈之间的杂散电容（stray capacitance），即，导线之间的电容，由此导致高频特性恶化。

另外，可以将功率感应器制备成为由多个铁氧体或低介电常数（low-k）的介电材料形成的陶瓷片堆叠于其中的层压体。

在本发明中，该陶瓷片可以有形成于其上的线圈型金属图案。可以将在各个陶瓷片上形成的线圈型金属图案通过在各个陶瓷片上形成的导电通孔（conductive via）依次连接在一起，以及可以在堆叠陶瓷片的垂直方向上形成重叠结构。

根据现有技术，构成功率感应器的电感主体通常由含有镍（Ni）、锌（Zn）、铜（Cu）和铁（Fe）的四元铁氧体材料形成。

然而，这种铁氧体材料具有低于其它种金属的饱和磁化强度值（saturation magnetization value），这样不能够提供现有电子产品所需要的高电流特性。

同时，相对于电感主体由铁氧体形成时，功率感应器的电感主体由金属组件形成时的饱和磁化强度值可能会相应增加。然而，在功率感应器的电感主体由金属组件形成这种情况下，涡流损耗（eddy-current loss）以及磁滞损耗（hysteresis loss）可能在高频下会增加，这样可能会加剧材料损耗。

为了减少材料损耗，根据现有技术，已经使用的结构中用聚合树脂使金属粉末颗粒彼此绝缘。然而，在这种情况下，可能会降低金属的体积分数（volume fraction），这样可能不能充分发挥通过使用该金属组件产生的饱和磁化强度值增加的作用。

专利文献1已公开的功率感应器包括通过将软磁性颗粒氧化形成的氧化层。然而，在专利文献1中，由于绝缘可能使饱和磁化强度值降低。

进一步，专利文献2已公开了包括磁性金属的功率感应器，其中，磁性金属粉末颗粒的表面覆盖有玻璃。然而，这样可能会难以在功率感应器中提供电容，以及可能会使直流偏置（DC-bias）特性恶化。

[相关文献]

（专利文献1）日本专利公开特许公报No.2011-249836

（专利文献2）日本专利公开特许公报No.2008-226960

发明内容

本发明一方面提供了一种能够提供最大电容的同时通过绝缘来减少材料损耗的功率感应器，以及涉及一种制备该功率感应器的方法。

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：含有金属粉末颗粒的磁性体，所述金属粉末颗粒的表面涂覆有铁氧体以及聚合树脂；在所述磁性体的内部形成的内电极；以及在所述磁性体的外部形成的且电连接到所述内电极的外电极。

所述金属粉末颗粒可以选自由铁-镍（Fe-Ni）、铁-镍-硅（Fe-Ni-Si）、铁-铝-硅（Fe-Al-Si）以及铁-铝-铬（Fe-Al-Cr）组成的组中。

所述功率感应器可以进一步包括分别作为所述磁性体的顶层和底层而形成的覆盖层。

所述覆盖层可以包括金属粉末颗粒，所述金属粉末颗粒的表面涂覆有铁氧体以及聚合树脂。

所述金属粉末颗粒可以包括由至少两种不同颗粒直径的金属粉末颗粒组成的混合物。