线圈部件和具有该线圈部件的板

摘要

提供一种线圈部件和一种具有该线圈部件的板。该线圈部件包括：磁体，该磁体包括具有两个铁芯的基板，第一线圈部和第二线圈部，第三线圈部和第四线圈部，该第一线圈部和第二线圈部设置于所述基板的一个表面上并且沿同一个方向缠绕，该第三线圈部和第四线圈部设置于所述基板的另一个表面上以彼此间隔开；以及第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极，该第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极设置于所述磁体的外表面上并且连接至所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部和所述第四线圈部。

权利要求

1.一种线圈部件包括：

磁体，该磁体包括具有两个铁芯的基板、第一线圈部和第二线圈部及第三线圈部和第四线圈部，该第一线圈部和第二线圈部设置于所述基板的一个表面上并且沿同一个方向缠绕，该第三线圈部和第四线圈部设置于所述基板的另一个表面上以彼此间隔开；以及第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极，该第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极设置于所述磁体的外表面上并且连接至所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部和所述第四线圈部，其中，所述两个铁芯分别作为所述第三线圈部的中心和所述第四线圈部的中心，所述第一线圈部和所述第二线圈部一起形成双线圈结构，在所述双线圈形状中，两个线圈彼此邻近地设置于所述基板的上表面上并共用所述铁芯，并且所述第三线圈部和所述第四线圈部彼此平行地设置于所述基板的下表面，并沿所述磁体的长度方向彼此间隔开。

2.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部和所述第三线圈部通过连接电极彼此连接。

3.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第二线圈部和所述第四线圈部通过连接电极彼此连接。

4.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一外部电极和所述第三外部电极为输入端子，并且所述第二外部电极和所述第四外部电极为输出端子。

5.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部和所述第二线圈部具有相同的长度。

6.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部和所述第四线圈部包含由金、银、铂、铜、镍、钯以及它们的合金构成的组中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，所述基板为磁性基板。

8.一种具有线圈部件的板，该板包括：

印制电路板，该印制电路板上设置有多个电极垫；以及

线圈部件，该线圈部件安装于所述印制电路板上，

其中，所述线圈部件包括

磁体，该磁体包括具有两个铁芯的基板、第一线圈部和第二线圈部及第三线圈部和第四线圈部，该第一线圈部和第二线圈部设置于所述基板的一个表面上并且沿同一个方向缠绕，该第三线圈部和第四线圈部设置于所述基板的另一个表面上以彼此间隔开；以及第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极，该第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极设置于所述磁体的外表面上并且连接至所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部和所述第四线圈部，其中，所述两个铁芯分别作为所述第三线圈部的中心和所述第四线圈部的中心，所述第一线圈部和所述第二线圈部一起形成双线圈结构，在所述双线圈形状中，两个线圈彼此邻近地设置于所述基板的上表面上并共用所述铁芯，并且所述第三线圈部和所述第四线圈部彼此平行地设置于所述基板的下表面，并沿所述磁体的长度方向彼此间隔开。

9.根据权利要求8所述的板，其中，所述第一线圈部和所述第三线圈部通过连接电极彼此连接。

10.根据权利要求8所述的板，其中，所述第二线圈部和所述第四线圈部通过连接电极彼此连接。

11.根据权利要求8所述的板，其中，所述第一外部电极和所述第三外部电极为输入端子，并且所述第二外部电极和所述第四外部电极为输出端子。

12.根据权利要求8所述的板，其中，所述第一线圈部和所述第二线圈部具有相同的长度。

13.根据权利要求8所述的板，其中，所述第一线圈部、所述第二线圈部、所述第三线圈部和所述第四线圈部包含由金、银、铂、铜、镍、钯以及它们的合金构成的组中的至少一种。

14.根据权利要求8所述的板，其中，所述基板为磁性基板。

说明书

线圈部件和具有该线圈部件的板

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求于2014年9月16日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2014-0122895的优先权和利益，该专利申请所公开的内容通过参考结合于此。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种线圈部件和一种具有该线圈部件的板。

背景技术

[0004] 电子产品(例如数字电视、智能手机和笔记本电脑)通常在高频率(HF)波段进行数据的发射和接收，由于信息技术(IT)电子产品能够独立运行并且能够通过通用串行总线(USB)或者其他通讯端口彼此连接而具有多种功能且高度地一体化，该类产品可望在实际应用中更加频繁地使用。

[0005] 随着智能手机的发展，对于能够在高水平的电流(high levels of current)下运转的高效率、多功能且小而薄的电感器的需求正在增加。

[0006] 因此，目前已使用具有1mm厚度的2016-尺寸产品代替通常在过去使用的厚度为1mm的2520-尺寸产品。并且，进一步地，可以预见到产品能够进一步缩小到具有0.8mm厚度的1608-尺寸。

[0007] 同时，对于具有缩小的安装区域的阵列的需求也在增加。

[0008] 根据多个线圈部之间的耦合系数(coupling coefficient)或者互感系数(mutual inductance)，该阵列可为耦合或非耦合电感器的形式或者耦合与非耦合电感器结合的形式。

[0009] 同时，当耦合电感能够在减小电感电流波纹的同时具有与非耦合电感相同的输出电流波纹，在上述情况下，电感器阵列芯片的效率可在不增加其安装区域的尺寸的情况下提高。

[0010] 在许多应用中，更需要耦合电感而不是非耦合电感，该耦合电感具有约为1.0到0.9的耦合系数的同时还具有一定程度的漏电感系数。

[0011] 因此，需要制造一种电感器阵列产品，该电感器阵列产品能够在通过增大互感系数值而减小电感电流纹波(inductor current ripples)的同时，还具有一定程度的漏电感系数，这不会过度地降低输出电流波纹(output current ripples)。

[0012] [相关技术文件]

[0013] (专利文件1)韩国专利公报No.2005-0011090

发明内容

[0014] 本发明的一方面提供一种线圈部件和一种具有该线圈部件的板。

[0015] 根据本发明的一方面，线圈部件可包括磁体以及第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极，，该磁体包括具有两个铁芯的基板，第一线圈部和第二线圈部，第三线圈部和第四线圈部，其中，该第一线圈部和第二线圈部设置于所述基板的一个表面上并且沿同一个方向缠绕，该第三线圈部和第四线圈部设置于所述基板的另一个表面上以彼此间隔开，该第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极设置于所述磁体的外表面上并且连接至第一线圈部、第二线圈部、第三线圈部和第四线圈部。

[0016] 根据本发明的另一方面，具有线圈部件的板可包括印制电路板和线圈部件，该印制电路板上设置有多个电极垫；所述线圈部件设置于所述印制电路板上，其中，所述线圈部件包括磁体以及第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极，该磁体包括具有两个铁芯的基板，第一线圈部和第二线圈部，第三线圈部和第四线圈部，其中，该第一线圈部和第二线圈部设置于所述基板的一个表面上并且沿同一个方向缠绕，该第三线圈部和第四线圈部设置于所述基板的另一个表面上以彼此间隔开，该第一外部电极、第二外部电极、第三外部电极和第四外部电极设置于所述磁体的外表面上并且连接至第一线圈部、第二线圈部、第三线圈部和第四线圈部。

附图说明

[0017] 通过以下结合附图的详细说明，将更清楚地理解本发明的以上和其它方面、特征和其它优点，其中：

[0018] 图1是根据本发明的典型实施方式的线圈部件的立体图；

[0019] 图2是根据本发明的典型实施方式的线圈部件的外部电极和磁体的立体图；

[0020] 图3是沿图1中的X-X’线的剖视图；

[0021] 图4是图1的分解立体图；

[0022] 图5是沿图1中的Y-Y’线的剖视图；以及

[0023] 图6是一种板的立体图，其中，图1中的线圈部件安装于印制电路板上。

具体实施方式

[0024] 现在将参考附图详细描述本发明的典型实施方式。

[0025] 但是，本发明可以以很多不同的形式实施并且不应限于此处提出的实施方式中的构造。然而，这些实施方式用于使得本发明的公开彻底且完整，并且完全将本发明的范围传达给本领域技术人员。

[0026] 在附图中，元件的形状和尺寸可能会为了清楚的目的而夸大，并使用相同的附图标记来标注相同或相似的元件。

[0027] 线圈部件

[0028] 图1是根据本发明的典型实施方式的线圈部件的立体图。

[0029] 图2是概要地表示根据本发明的典型实施方式的线圈部件的内部的立体图。

[0030] 参考图1和图2，根据该典型实施方式的线圈部件可包括磁体10以及第一外部电极31，第二外部电极32，第三外部电极33和第四外部电极34，该磁体10包括具有两个铁芯的基板11，第一线圈部21和第二线圈部22，第三线圈部23和第四线圈部24，其中，该第一线圈部
21和第二线圈部22设置于所述基板11的一个表面上并且沿同一个方向缠绕，该第三线圈部
23和第四线圈部24设置于所述基板11的另一个表面上以彼此间隔开，该第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34设置于所述磁体10的外表面上并且连接至第一线圈部21，第二线圈部22，第三线圈部23和第四线圈部24。

[0031] 此处，术语“第一”至“第四”的使用是为了使相应的部件之间相互区分，而与相应的部件的顺序无关。

[0032] 所述磁体10可为六面体，就该磁体10的方向而言，“L方向”指的是“长度方向”，“W方向”指的是“宽度方向”，“T方向”指的是“厚度方向”。

[0033] 所述磁体10可包括具有两个铁芯的基板11、第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24，其中，该第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24设置于所述基板11的上方和下方并且通过绝缘膜封闭。

[0034] 基板11可为磁性基板，该磁性基板11可包含镍-锌-铜铁氧体(nickel-zinc-copper ferrite)，但不仅限于此。

[0035] 此外，根据典型实施方式的线圈部件可包括第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34，其中，第一外部电极31和第三外部电极33形成于所述磁体10的一个表面上；第二外部电极32和第四外部电极34形成于与所述磁体10的一个表面相对的所述磁体10的另一个表面上。

[0036] 以下将详细描述第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24以及第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34。

[0037] 图3是沿图1中的X-X’线的剖视图。

[0038] 图4是图1的分解立体图。

[0039] 图5是沿图1中的Y-Y’线的剖视图。

[0040] 参考图3至图5，第一线圈部21和第二线圈部22可具有双线圈形状(double coil shape)，在双线圈形状中，两个线圈在彼此邻近地设置于基板11的上表面上的同时共用铁芯，并且两个线圈在同一个平面上沿相同的方向彼此邻近地缠绕。

[0041] 进一步地，第三线圈部23和第四线圈部24可以在彼此平行地设置于基板11的下表面上以彼此间隔开的同时，还在同一平面上缠绕以沿磁体10的长度方向彼此间隔开。

[0042] 第一线圈部21和第二线圈部22可彼此对称地位于磁体10的中心的基部上，第三线圈部23和第四线圈部24可彼此对称地位于磁体10的中心的基部上。

[0043] 在基板的下表面上缠绕的第三线圈部23的中心和在基板的下表面上缠绕的第四线圈部24的中心可认为是各自的铁芯，并因此，基板11可具有两个铁芯。

[0044] 根据典型的实施方式，第一线圈部21和第二线圈部22可彼此对称地位于磁体的中心的基部上，以使第一线圈部21和第二线圈部22具有相同的电感系数值，第三线圈部23和第四线圈部24可彼此对称地位于磁体的中心的基部上，以使第三线圈部23和第四线圈部24具有相同的电感系数值。

[0045] 此外，第一线圈部21的一端和第二线圈部22的一端可在磁体10的宽度方向上分别暴露于磁体10沿磁体10的宽度方向的一个表面和另一个表面，第三线圈部23的一端和第四线圈部24的一端可在磁体10的宽度方向上分别暴露于磁体10在磁体10的宽度方向的一个表面和另一个表面，以使第一线圈部21的一端和第二线圈部22的一端以及第三线圈部23的一端和第四线圈部24的一端可以分别连接到第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34。

[0046] 即，第一线圈部21的一端暴露于磁体10沿宽度方向的第一表面，第二线圈部22与第一线圈部21在同一平面上沿相同的方向缠绕，该第二线圈部22的一端可暴露于磁体10的第二表面，该第二表面与磁体10的第一表面在磁体的宽度方向上相对。

[0047] 第一线圈部21的暴露端可以连接至第一外部电极31，第二线圈部22的暴露端可以连接至第四外部电极34。

[0048] 进一步地，第一线圈部21和第二线圈部22可在磁体10的中心的基部上彼此对称。

[0049] 由于上述的特征，第一线圈部21和第二线圈部22可具有彼此相同的长度。

[0050] 类似地，第三线圈部23的一端设置于基板11的下表面上，该第三线圈部23的一端可在暴露于磁体10的宽度方向上的第二表面的同时与第二线圈部22的暴露端间隔开。

[0051] 此外，第四线圈部24的一端设置为在同一平面上与第三线圈部23相互间隔，该第四线圈部24的一端可在暴露于磁体10的第一表面的同时与第一线圈部21的暴露端相互间隔，第一表面磁体10的第二表面在磁体的宽度方向上相对。

[0052] 第三线圈部23的暴露端可连接至第二外部电极32，并且第四线圈部24的暴露端可连接至第三外部电极33。

[0053] 此外，第三线圈部23和第四线圈部24可具有相同的长度。

[0054] 如上所述，第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24可在暴露于磁体10的一个表面以及另一个表面的同时彼此间隔开，以使第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24分别连接至第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34。

[0055] 第一外部电极31和第三外部电极33可为输入端子，第二外部电极32和第四外部电极34可为输出端子，但是本发明构思并不仅限于此。

[0056] 同时，第一线圈部21和第二线圈部22可形成于同一平面上(即磁性基板11的上表面)，第三线圈部23和第四线圈部24可形成于同一平面上(即磁性基板11的下表面)。此外。第一线圈部21和第三线圈部23可通过连接电极(via electrode)(未显示)彼此连接。

[0057] 类似地，第二线圈部22和第四线圈部24可通过连接电极(未显示)彼此连接。

[0058] 因此，通过第一外部电极31(输入端子)输入的电流可流经第一线圈部21、连接电极和第三线圈部23直至第二外部电极32(输出端子)。

[0059] 类似地，通过第三外部电极33(输入端子)输入的电流可流经第四线圈部24、连接电极和第二线圈部22直至第四外部电极34(输出端子)。

[0060] 在根据典型实施方式的线圈部件中，两个线圈位于磁体10的上部且在磁体10沿厚度方向的中心的基部上，该两个线圈即为即第一线圈部21和第二线圈部22，该第一线圈部21和第二线圈部22设置为彼此邻近的同时共用铁芯，因此耦合系数提高。

[0061] 也就是说，由于第一线圈部21和第二线圈部22具有双线圈形状，在双线圈形状中，第一线圈部21和第二线圈部22沿同样的方向在同一个平面(即基板11的上表面)上彼此邻近地缠绕，线圈部件可具有显著的大的耦合系数值。

[0062] 两个线圈可设置为彼此邻近的同时共用铁芯，因此，线圈部件可具有显著的大的耦合系数值。

[0063] 进一步地，两个线圈位于基板11的下表面上，该两个线圈即为第三线圈部23和第四线圈部24，该第三线圈部23和第四线圈部24可设置为彼此平行的同时彼此间隔开，因此，漏电感系数可增大。

[0064] 第三线圈部23和第四线圈部24可在彼此平行地设置于基板11的下表面上的同时彼此间隔开，并且第三线圈部23和第四线圈部24可在同一个平面缠绕的同时沿磁体10的长度方向彼此间隔开，因此，漏电感系数可类似于非耦合电感器的结构一样地增大。

[0065] 因此漏电感系数和互感系数可调整为需要的值。

[0066] 第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24可包含由金、银、铂、铜、镍、钯以及它们的合金构成的组中的至少一种。

[0067] 第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24可由任何能够使线圈部具有导电性的材料形成，并且线圈部的材料并不仅限于上述金属。

[0068] 进一步地，第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24可为多边形、圆形、椭圆形或者不规则形状，并不对它们的形状具体地限定。

[0069] 第一线圈部21、第二线圈部22、第三线圈部23和第四线圈部24可通过引线端子(lead terminals)(未显示)分别连接至第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34。

[0070] 外部电极可包括第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34。

[0071] 第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34可沿磁体10的厚度方向(“T方向”)延伸。

[0072] 第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34可设置为彼此间隔开从而彼此电绝缘。

[0073] 第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34可延伸至磁体10的上表面和下表面的部分。

[0074] 由于第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34粘接到磁体10的部分为成角度的形状(angled shape)，第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34与磁体10之间的粘附力能够提高，因此耐冲击性等也提高。

[0075] 形成第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34的金属并未具体限制，只要该金属能够使第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34具有导电性即可。

[0076] 更具体地，第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34可包含由金、银、铂、铜、镍、钯以及它们的合金构成的组中的至少一种。

[0077] 金、银、铂和钯虽然价格昂贵但性质却稳定，而铜和镍虽然价格便宜但却可能在烧结的过程中被氧化，从而降低导电率。

[0078] 磁体10的厚度可为1.2mm或者更薄，但不仅限于此。磁体10的厚度可以变化。

[0079] 下表1显示了根据本发明的实施例的线圈部件、根据对比例1的消极耦合电感器(negatively coupled inductor)和根据对比例2的非耦合电感器的感应系数和耦合系数值。

[0080] 表1

[0081]  对比例1 对比例2 本发明的实施例
感应系数[μH] 7.92 0.4841 0.2377
耦合系数 -0.99677 0.064 -0.42309

[0082] 参考表1，关于根据对比例1的消极耦合电感器，线圈设置为在彼此临近的同时共用铁芯，该消极耦合电感器具有相当大的耦合系数值(0.9或更大)。

[0083] 相反，根据对比例2的非耦合电感器，两个线圈几乎不被磁通量影响，该非耦合电感器具有相当小的耦合系数值(0.1或更小)。

[0084] 在根据本发明的实施例的线圈部件中，两个线圈位于磁体上部的中心部分的基部上，该两个线圈设置为彼此临近的同时共用铁芯，从而提高耦合系数，而位于磁体下部的两个线圈设置为彼此间隔开，从而显著地提高磁通量的影响并提高漏电感系数。

[0085] 因此，漏电感系数和互感系数可调整为需要的值。

[0086] 在表1中，由于耦合系数接近于1，耦合系数是增大的，并且负号指的是消极耦合。

[0087] 具有线圈部件的板

[0088] 图6是一种板的立体图，其中，图1中的线圈部件安装于印制电路板上。

[0089] 参考图6所示，具有根据典型实施方式的线圈部件的板200可包括线圈部件和印制电路板210，线圈部件水平地安装于该印制电路板210上，多个电极垫220可彼此间隔地形成于印制电路板210的上表面上。

[0090] 在这种情况下，线圈部件可通过焊料230电连接至印制电路板210，在这种状态下，第一外部电极31、第二外部电极32、第三外部电极33和第四外部电极34设置为分别连接到电极垫220。

[0091] 除了以上说明以外，与根据前述典型实施方式的线圈部件的特征重复的特征的说明将被省略。

[0092] 如上所述，根据本发明的典型实施方式，位于磁体的上部且在磁体沿厚度方向的中心的基部上的两个线圈设置为在彼此临近的同时共用铁芯，以可以提高耦合系数，位于磁体的下部的两个线圈设置为彼此平行从而彼此间隔开，以可以提高漏电感系数。

[0093] 因此，漏电感系数和互感系数可调整为需要的值。

[0094] 尽管上文已示出并描述了典型的实施方式，显而易见的是在不脱离附属权利要求所限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以进行变型和改变。