JP2019176121A - コイル部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】漏れ磁束を低減しながらも、部品の特性を実質的に維持することができるコイル部品を提供する。
【解決手段】本発明コイル部品1000は、一方向に沿って互いに向かい合う一面と他面を有する本体100と、コイルパターン211、212を含み、一方向を軸に、少なくとも一つのターン(turn)を形成し、本体100に埋設されたコイル部200と、本体100を取り囲む絶縁層600と、コイル部200と連結され、絶縁層600を貫通して本体100の一面に配置された外部電極400と、絶縁層600に形成され、本体100の一面と向かい合う本体100の他面上に配置された遮蔽層500と、絶縁層600と遮蔽層500との間に形成されたシード層SLと、を含む。
【選択図】図2a

Description

本発明は、コイル部品に関するものである。
コイル部品の一つであるインダクタ(Inductor)は、抵抗(Resistor)及びキャパシタ(Capacitor)とともに電子機器に用いられる代表的な受動電子部品である。
電子機器が徐々に高性能化して小さくなるにつれて、電子機器に用いられる電子部品もその数が増加し、小型化している。
上述の理由から、電子部品のEMI(Electro Magnetic Interference)のようなノイズ発生源の除去に対する必要性が次第に増加している。
現在の一般的なEMIシールド技術は、電子部品を基板に実装した後、シールド缶(Shield Can)で電子部品及び基板をともに取り囲むことである。
特開2005−310863号公報(2005.11.04.公開)
本発明の目的は、漏れ磁束を低減することができるコイル部品を提供することである。
また、漏れ磁束を低減しながらも、部品の特性を実質的に維持することができるコイル部品を提供することである。
本発明の一側面によると、一方向に沿って互いに向かい合う一面と他面を有する本体と、コイルパターンを含み、一方向を軸に、少なくとも一つのターン(turn)を形成し、本体に埋設されたコイル部と、本体を取り囲む絶縁層と、絶縁層に形成され、本体の一面と向かい合う本体の他面上に配置された遮蔽層と、絶縁層と遮蔽層との間に形成されたシード層と、を含むコイル部品を提供する。
ここで、遮蔽層は、本体の他面上に配置されたキャップ部と、本体の複数の壁面にそれぞれ配置された側壁部と、を含むことができる。
シード層の少なくとも一部は、絶縁層に浸透して形成されることができる。
本発明によると、コイル部品の漏れ磁束を低減することができる。
また、コイル部品の漏れ磁束を低減しながらも、部品の特性を実質的に維持することができる。
本発明の第1実施例によるコイル部品を概略的に示す斜視図である。 図1のI−I'線に沿った断面を示す図である。 図1のII−II'線に沿った断面を示す図である。 図2aのA部分を拡大した図である。 図2aのA部分を拡大した図である。 図2aのA部分を拡大した図である。 本発明の第2実施例によるコイル部品の断面を示す図であって、図1のI−I'線に沿った断面に対応する図である。 本発明の第3実施例によるコイル部品の断面を示す図であって、図1のI−I'線に沿った断面に対応する図である。 本発明の第3実施例の変形例によるコイル部品の断面を示す図であって、図1のI−I'線に沿った断面に対応する図である。 本発明の第4実施例によるコイル部品を概略的に示す斜視図である。 図6aのLT平面に沿った断面を示す図である。 本発明の第5実施例によるコイル部品の断面を示す図であって、図1のI−I'線に沿った断面に対応する図である。 本発明の変形例を概略的に示す図である。 本発明の変形例を概略的に示す図である。 本発明の変形例を概略的に示す図である。 本発明の変形例を概略的に示す図である。 本発明の変形例を概略的に示す図である。 本発明の変形例を概略的に示す図である。 本発明の変形例を概略的に示す図である。 本発明の変形例を概略的に示す図である。
本明細書で用いられた用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたものであって、本発明を限定する意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味ではない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」などという用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定するためのものであって、一つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。また、明細書全体において、「上に」とは、対象部分の上又は下に位置することを意味するものであり、必ずしも重力方向を基準に上側に位置することを意味するものではない。
また、組み合わせとは、各構成要素間の接触関係において、各構成要素間の物理的に直接接触している場合だけを意味するのではなく、他の構成が各構成要素間に介在し、その他の構成が各構成要素間に介在して、その他の構成に構成要素がそれぞれ接触している場合までを包括する概念として使用する。
図面に示された各構成のサイズと厚さは、説明の便宜のために任意に示したものであるため、本発明は必ずしも図示されたものに限定されない。
図面において、L方向は第1方向又は長さ方向、W方向は第2方向又は幅方向、T方向は第3方向又は厚さ方向と定義することができる。
以下では、添付の図面を参照し、本発明の実施例よるコイル部品について説明する。添付図面を参照して説明するにあたり、同一であるか、又は対応する構成要素に対しては同一の図面符号を付与し、これに対する重複説明は省略する。
電子機器には、様々な種類の電子部品が用いられるが、このような電子部品の間には、ノイズ除去などを目的に、様々な種類のコイル部品が適切に用いられることができる。
すなわち、電子機器のコイル部品は、パワーインダクタ(Power Inductor)、高周波インダクタ(HF Inductor)、通常のビーズ(General Bead)、高周波用ビーズ(GHz Bead)、コモンモードフィルタ(Common Mode Filter)などで用いられることができる。
(第1実施例)
図1は本発明の第1実施例によるコイル部品を概略的に示す斜視図である。図2aは図1のI−I'線に沿った断面を示す図である。図2bは図1のII−II'線に沿った断面を示す図である。また、図2c、図2d、及び図2eはそれぞれ図2aのA部分を拡大した図である。
図1及び図2a〜図2eを参照すると、本発明の第1実施例によるコイル部品1000は、本体100、コイル部200、外部電極300、400、遮蔽層500、絶縁層600、及びシード層SLを含み、カバー層700、内部絶縁層IL、及び絶縁膜IFをさらに含むことができる。
本体100は、本実施例によるコイル部品1000の外観をなし、内部にコイル部200を埋設する。
本体100は、全体的に六面体形状で形成されることができる。
以下では、例示的に、本体100が六面体形状であることを前提に、本発明の第1実施例を説明する。しかし、このような説明が六面体以外の形状に形成された本体を含むコイル部品を本実施例の範囲から除外するものではない。
本体100は、長さ方向(L)において向かい合う第1面及び第2面、幅方向(W)において向かい合う第3面及び第4面、及び厚さ方向(T)において向かい合う第5面及び第6面を含む。
本体100は、例示的に、後述する外部電極300、400、絶縁層600、遮蔽層500、及びカバー層700が形成された本実施例によるコイル部品1000が長さ2.0mm、幅1.2mm、厚さ0.65mmを有するように形成されることができるが、これに制限されるものではない。
本体100は、磁性材料と樹脂を含むことができる。具体的には、本体は、磁性材料が樹脂に分散された磁性複合シートを一つ以上積層して形成されることができる。但し、本体100は、磁性材料が樹脂に分散された構造の他に、他の構造を有することもできる。例えば、本体100は、フェライトのような磁性材料からなることもできる。
磁性材料はフェライト又は金属磁性粉末であることができる。
フェライトは、例えば、Mg−Zn系、Mn−Zn系、Mn−Mg系、Cu−Zn系、Mg−Mn−Sr系、Ni−Zn系などのスピネル型フェライト、Ba−Zn系、Ba−Mg系、Ba−Ni系、Ba−Co系、Ba−Ni−Co系などの六方晶フェライト、Y系などのガーネット型フェライト、及びLi系フェライトのうち少なくとも一つ以上であればよい。
金属磁性粉末は、鉄(Fe)、ケイ素(Si)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、ニオブ(Nb)、銅(Cu)、及びニッケル(Ni)からなる群より選択されたいずれか一つ以上を含むことができる。例えば、金属磁性粉末は、純鉄粉末、Fe−Si系合金粉末、Fe−Si−Al系合金粉末、Fe−Ni系合金粉末、Fe−Ni−Mo系合金粉末、Fe−Ni−Mo−Cu系合金粉末、Fe−Co系合金粉末、Fe−Ni−Co系合金粉末、Fe−Cr系合金粉末、Fe−Cr−Si系合金粉末、Fe−Si−Cu−Nb系合金粉末、Fe−Ni−Cr系合金粉末、及びFe−Cr−Al系合金粉末のうち少なくとも一つ以上であればよい。
金属磁性粉末は、非晶質又は結晶質であることができる。例えば、金属磁性粉末は、Fe−Si−B−Cr系非晶質合金粉末であることができるが、必ずしもこれに制限されるものではない。
フェライト及び金属磁性粉末はそれぞれ、平均直径が約0.1μm〜30μmであればよいが、これに制限されるものではない。
本体100は、樹脂に分散された2種類以上の磁性材料を含むことができる。ここで、種類が異なる磁性材料、すなわち、2種類以上の磁性材料とは、樹脂に分散された磁性材料が、平均直径、組成、結晶性及び形状のうちいずれかで互いに区別され得ることを意味する。
樹脂は、エポキシ(epoxy)、ポリイミド(polyimide)、液晶結晶性ポリマー(Liquid Crystal Polymer)などを単独又は混合して含むことができるが、これに限定されるものではない。
本体100は、後述するコイル部200を貫通するコア110を含むことができる。コア110は、磁性複合シートがコイル部200の貫通孔を充填することによって形成されることができるが、これに制限されるものではない。
コイル部200は、本体100に埋設されて、コイル部品の特性を発現する。例えば、コイル部品1000がパワーインダクタとして活用される場合には、コイル部200は、電場を磁場で保存して出力電圧を維持することにより、電子機器の電源を安定させる役割を果たすことができる。
コイル部200は、第1コイルパターン211、第2コイルパターン212、及びビア220を含む。
第1コイルパターン211及び第2コイルパターン212ならびに後述する内部絶縁層ILは、本体100の厚さ方向(T)に沿って順次積層された形態で形成されることができる。
第1コイルパターン211及び第2コイルパターン212はそれぞれ、平面らせん状に形成することができる。一例として、第1コイルパターン211は、内部絶縁層ILの一面において本体100の厚さ方向(T)を軸に少なくとも一つのターン(turn)を形成することができる。
ビア220は、第1コイルパターン211と第2コイルパターン212とを電気的に連結するように、内部絶縁層ILを貫通して第1コイルパターン211及び第2コイルパターン212にそれぞれ接触する。その結果、本実施例に適用されるコイル部200は、本体100の厚さ方向(T)に磁場を発生させる一つのコイルで形成されることができる。
第1コイルパターン211、第2コイルパターン212、及びビア220のうち少なくとも一つは、少なくとも一つ以上の導電層を含むことができる。
一例として、第2コイルパターン212とビア220をメッキで形成する場合、第2コイルパターン212及びビア220はそれぞれ、無電解メッキ層の内部シード層と電解メッキ層を含むことができる。ここで、電解メッキ層は、単層構造であってもよく、多層構造であってもよい。多層構造の電解メッキ層は、いずれか一つの電解メッキ層を他の一つの電解メッキ層がカバーするコンフォーマル(conformal)な膜構造で形成されてもよく、いずれか一つの電解メッキ層の一面にのみ他の一つの電解メッキ層が積層された形状に形成されてもよい。第2コイルパターン212の内部シード層とビア220の内部シード層とが一体に形成されて、相互間の境界が明確に形成されなくてもよいが、これに制限されるものではない。また、第2コイルパターン212の電解メッキ層とビア220の電解メッキ層とが一体に形成されて、相互間の境界が明確に形成されなくてもよいが、これに制限されるものではない。
他の例として、第1コイルパターン211と第2コイルパターン212をそれぞれ別に形成した後、内部絶縁層ILに一括して積層して、コイル部200を形成する場合、ビア220は、高融点金属層と、高融点金属層の融点よりも低い融点を有する低融点金属層と、を含むことができる。ここで、低融点金属層は、鉛(Pb)、及び/又はスズ(Sn)を含む半田で形成されることができる。低融点金属層は、一括積層時の圧力及び温度により少なくとも一部が溶融して、低融点金属層と第2コイルパターン212との間の境界には、金属間化合物層(Inter Metallic Compound Layer、IMC Layer)が形成されることができる。
第1コイルパターン211及び第2コイルパターン212はそれぞれ、一例として、内部絶縁層ILの下面及び上面に突出形成されることができる。他の例として、第1コイルパターン211は、内部絶縁層ILの下面に埋め込まれて、下面が内部絶縁層ILの下面に露出し、第2コイルパターン212は、内部絶縁層ILの上面に突出形成されることができる。この場合、第1コイルパターン211の下面には凹部が形成されて、内部絶縁層ILの下面と第1コイルパターン211の下面は同一の平面上に位置しなくてもよい。さらに他の例として、第1コイルパターン211は、内部絶縁層ILの下面に埋め込まれて、下面が内部絶縁層ILの下面に露出し、第2コイルパターン212は、内部絶縁層ILの上面に埋め込まれて、上面が内部絶縁層ILの上面に露出することができる。
第1コイルパターン211及び第2コイルパターン212のそれぞれの端部は、本体100の第1面及び第2面に露出することができる。第1コイルパターン211は、本体100の第1面に露出している端部が、後述する第1外部電極300と接触することにより、第1外部電極300と電気的に連結される。第2コイルパターン212は、本体100の第2面に露出している端部が、後述する第2外部電極400と接触することにより、第2外部電極400と電気的に連結される。
第1コイルパターン211、第2コイルパターン212、及びビア220はそれぞれ、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、スズ(Sn)、金(Au)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、又はこれらの合金などの導電性材料で形成されることができるが、これに限定されるものではない。
内部絶縁層ILは、エポキシ樹脂のような熱硬化性絶縁樹脂、ポリイミドのような熱可塑性絶縁樹脂又は感光性絶縁樹脂を含む絶縁材料で形成されるか、又はこれらの絶縁樹脂にガラス繊維や無機フィラーなどの補強材が含浸された絶縁材料で形成されることができる。例えば、内部絶縁層ILは、プリプレグ(prepreg)、ABF(Ajinomoto Build−up Film)、FR−4、BT(Bismaleimide Triazine)樹脂、PID(Photo Imageable Dielectric)などの絶縁材料で形成されることができるが、これに制限されるものではない。
無機フィラーとしては、シリカ(SiO)、アルミナ(Al)、炭化ケイ素(SiC)、硫酸バリウム(BaSO)、タルク、泥、マイカ粉、水酸化アルミニウム(AlOH)、水酸化マグネシウム(Mg(OH))、炭酸カルシウム(CaCO)、炭酸マグネシウム(MgCO)、酸化マグネシウム(MgO)、窒化ホウ素(BN)、ホウ酸アルミニウム(AlBO)、チタン酸バリウム(BaTiO)、及びジルコン酸カルシウム(CaZrO)からなる群より選択された少なくとも一つ以上を用いることができる。
内部絶縁層ILが補強材を含む絶縁材料で形成される場合、内部絶縁層ILは、より優れた剛性を提供することができる。内部絶縁層ILがガラス繊維を含まない絶縁材料で形成される場合、内部絶縁層ILは、コイル部200の全体の厚さを薄型化するのに有利である。内部絶縁層ILが感光性絶縁樹脂を含む絶縁材料で形成される場合には、工程数が減って生産費の削減に有利であり、微細孔加工が可能である。
絶縁膜IFは、第1コイルパターン211、内部絶縁層IL、及び第2コイルパターン212の表面に沿って形成される。絶縁膜IFは、各コイルパターン211、212を保護し、絶縁させるためのものであって、パリレンなどの公知の絶縁材料を含む。絶縁膜IFに含まれる絶縁材料は、いかなるものであってもよく、特に制限されない。絶縁膜IFは、気相蒸着などの方法で形成されることができるが、これに制限されるものではなく、絶縁フィルムを第1及び第2コイルパターン211、212が形成された内部絶縁層ILの両面に積層することにより形成されることもできる。
一方、図示されてはいないが、第1コイルパターン211及び第2コイルパターン212のうち少なくとも一つは、複数で形成されることができる。一例として、コイル部200は、複数の第1コイルパターン211が形成されて、いずれか一つの第1コイルパターンの下面上に他の一つの第1コイルパターンが積層された構造であることができる。この場合、複数の第1コイルパターン211の間に追加の絶縁層が配置されてもよいが、これに制限されるものではない。
絶縁層600は、本体を取り囲み、後述する遮蔽層500を本体100及び外部電極300、400と電気的に分離させる。本実施例の場合、絶縁層600は、本体100の第1〜第6面全体に配置される。一方、本実施例の場合、本体100の第1及び第2面に、後述する外部電極300、400の連結部310、410が形成されるため、本体100の第1及び第2面にはそれぞれ、外部電極の連結部310、410、絶縁層600、シード層SL、及び遮蔽層500の第1〜第4側壁部521、522、523、524が順次配置される。
絶縁層600は、ポリスチレン系、酢酸ビニル系、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリアミド系、ゴム系、アクリル系などの熱可塑性樹脂、フェノール系、エポキシ系、ウレタン系、メラミン系、アルキド系などの熱硬化性樹脂、感光性樹脂、パラリン、SiO又はSiNを含むことができる。
絶縁層600は、液状の絶縁樹脂を本体100に塗布したり、ドライフィルム(DF)のような絶縁フィルムを本体100に積層したり、気相蒸着により絶縁樹脂を本体100の表面に形成したりすることによって形成されることができる。絶縁フィルムの場合には、感光性絶縁樹脂を含まないABF(Ajinomoto Build−up Film)又はポリイミドフィルムなどを用いても構わない。
絶縁層600は、10nm〜100μmの厚さの範囲で形成されることができる。絶縁層600の厚さが10nm未満の場合には、Q特性(Q factor)などのコイル部品の特性が低下する可能性があり、絶縁層600の厚さが100μmを超えると、コイル部品の総長さ、幅及び厚さが増加して薄型化に不利である。
外部電極300、400は、本体100の一面に配置され、コイルパターン211、212と連結される。外部電極300、400は、第1コイルパターン211と連結される第1外部電極300と、第2コイルパターン212と連結される第2外部電極400と、を含む。具体的には、第1外部電極300は、本体100の第1面に配置され、第1コイルパターン211の端部と連結される第1連結部310と、第1連結部310から本体100の第6面に延びる第1延長部320と、絶縁層600を貫通して第1延長部320と連結される第1貫通部330と、を含む。第2外部電極400は、本体100の第2面に配置され、第2コイルパターン212の端部と連結される第2連結部410と、第2連結部410から本体100の第6面に延びる第2延長部420と、絶縁層600を貫通して第2延長部420と連結される第2貫通部430と、を含む。第1外部電極300と第2外部電極400が互いに接触しないように、第1延長部320と第2延長部420は互いに離隔し、第1貫通部330と第2貫通部430は互いに離隔する。
外部電極300、400は、本実施例によるコイル部品1000がプリント回路基板などに実装されるとき、コイル部品1000をプリント回路基板などと電気的に連結させる。一例として、本実施例によるコイル部品1000は、本体100の第6面がプリント回路基板の上面に向くように実装されることができる。このとき、本体100の第6面に配置された外部電極300、400の貫通部330、430とプリント回路基板の接続部とが半田などを介して電気的に連結されることができる。
外部電極300、400は、導電性樹脂層と、導電性樹脂層上に形成された導電層と、を含むことができる。導電性樹脂層は、ペースト印刷などで形成されることができ、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、及び銀(Ag)からなる群より選択されたいずれか一つの導電性金属と熱硬化性樹脂を含むことができる。導電層は、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、及びスズ(Sn)からなる群より選択されたいずれか一つ以上を含むことができ、例えば、メッキにより形成されることができる。
例えば、連結部310、410と延長部320、420が同一の電解銅メッキ工程を経て一体に形成され、貫通部330、430は、絶縁層600とカバー層700を形成し、絶縁層600及びカバー層700を貫通して延長部320、420の一部を露出させた後、露出している延長部320、420に形成されることができるが、これに制限されるものではない。貫通部330、430は、一例として、延長部320、420と接触するニッケルメッキ層と、ニッケルメッキ層に形成されたスズメッキ層と、を含むことができ、他の例として、延長部320、420と接触する銅メッキ層であることができる。
シード層SLは、絶縁層600と後述する遮蔽層500との間に形成される。本実施例の場合、後述する遮蔽層500は、本体100の第5面上に配置されたキャップ部510と、本体100の壁面である本体100の第1〜第4面上にそれぞれ形成された第1〜第4側壁部521、522、523、524と、を含むため、シード層SLは本体100の第1〜第5面上に形成される。
シード層SLは、無電解メッキ又はスパッタリングなどの気相蒸着により形成されることができる。前者の場合、シード層SLは、無電解銅メッキ層であればよいが、これに制限されるものではない。後者の場合、シード層SLは、銅(Cu)、金(Au)、白金(Pt)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、及びクロム(Cr)のうち少なくとも一つを含むことができ、一例として、シード層SLは、チタン層と、チタン層上に形成されたクロム層と、を含むことができるが、これに制限されるものではない。シード層SLがチタン(Ti)及びクロム(Cr)のうち少なくとも一つを含む場合、シード層SLは、後述する遮蔽層500と絶縁層600との間の接着力を向上させることができる。
図2cを参照すると、シード層SLは、絶縁層600に比較的均一な膜厚で形成されることができる。ここで、シード層SLが比較的均一な膜厚で形成されるとは、図2dのシード層SLと比較して、シード層SLの厚さ分布が比較的一定であることを意味する。したがって、絶縁層600の上面に粗さが形成された場合であれば、シード層SLは、絶縁層600の上面の形状に沿って均一な膜厚で形成されて、シード層SLの上面には絶縁層600の上面の粗さに対応する粗さが形成されることができる。
図2d及び図2eを参照すると、シード層SLは、少なくとも一部が絶縁層600に浸透することができる。一例として、図2dに示すように、シード層SLは、絶縁層600に均一でない膜厚で形成されることができる。これは、絶縁層600の領域ごとにシード層SLの浸透度が異なるためであって、絶縁層600とシード層SLの界面に粗さが形成されたものであってもよい。他の例として、図2eのように、シード層SLを構成する粒子が絶縁層600に浸透して、シード層SLが絶縁層600の絶縁樹脂とシード層SLの構成粒子が混在した混在層を含むものであってもよい。
図2cのシード層SLを形成する例として、無電解メッキ又はスパッタリングなどの気相蒸着を用いることができる。図2d及び図2eに示されたシード層SLを形成する例としては、気化されたシード層形成用粒子を、追加のエネルギーで絶縁層600の側に加速する、特定の種類の気相蒸着法を用いることができるが、これに制限されるものではない。
遮蔽層500は、シード層SLに形成されて本体100の他面上に配置され、本実施例によるコイル部品1000から外部に漏れる漏れ磁束を減少させることができる。
遮蔽層500は、10nm〜100μmの厚さで形成されることができる。遮蔽層500の厚さが10nm未満の場合には、EMIシールド効果が殆どなく、遮蔽層500の厚さが100μmを超えると、コイル部品の総長さ、幅、厚さが増加するため薄型化に不利である。
本実施例の場合、遮蔽層500は、本体100の第5面上に配置されたキャップ部510と、本体100の壁面である本体100の第1〜第4面のそれぞれ上に配置された第1〜第4側壁部521、522、523、524と、を含む。本実施例に適用される遮蔽層500は、本実施例によるコイル部品1000の実装面である本体100の第6面を除いた本体100のすべての表面上に配置される。
第1〜第4側壁部521、522、523、524は一体に形成されることができる。すなわち、第1〜第4側壁部521、522、523、524は、同一の工程で形成されて、相互間の境界が明確に形成されない。例えば、シード層SLが形成された本体100の第1〜第4面にスパッタリングなどの気相蒸着を行い、第1〜第4側壁部521、522、523、524を一体に形成することができる。他の例として、シード層SLが形成された本体100の第1〜第4面に電解メッキを行い、第1〜第4側壁部521、522、523、524を一体に形成することができる。
キャップ部510と第1〜第4側壁部521、522、523、524は一体に形成されることができる。すなわち、キャップ部510と第1〜第4側壁部521、522、523、524は、同一の工程で形成されて、相互間の境界が明確に形成されない。一例としては、キャップ部510と第1〜第4側壁部521、522、523、524は、シード層SLが形成された本体100の第1〜第5面にスパッタリングのような気相蒸着を行うことで一体に形成することができる。他の例として、キャップ部510と第1〜第4側壁部521、522、523、524は、シード層SLが形成された本体100の第1〜第5面に電解メッキを行うことで一体に形成することができる。
キャップ部510と第1〜第4側壁部521、522、523、524との間の連結部のそれぞれは曲面状を有することができる。一例として、シード層SLが形成された本体100の第1〜第5面にスパッタリングのような気相蒸着により遮蔽層500を形成する場合、キャップ部510と第1〜第4側壁部521、522、523、524が連結されている領域の断面(cross−section)は曲面で形成されることができる。他の例として、シード層SLが形成された本体100の第1〜第5面に電解メッキにより遮蔽層500を形成する場合、キャップ部510と第1〜第4側壁部521、522、523、524が連結されている領域の断面(cross−section)は曲面で形成されることができる。
第1〜第4側壁部521、522、523、524はそれぞれ、キャップ部510と連結される一端と、上記一端と向かい合う他端と、を含み、本体100の第6面から第1〜第4側壁部521、522、523、524のうちいずれか一つの他端までの距離は、本体100の第6面から第1〜第4側壁部521、522、523、524のうち他の一つの他端までの距離と異なり得る。例えば、電解メッキ又は気相蒸着により遮蔽層500を形成する場合、公差や設計上の必要に応じて側壁部のそれぞれの他端から本体100の第6面までの距離は、互いに異なり得る。
遮蔽層500は、導電体及び磁性体のうち少なくとも一つを含むことができる。例えば、導電体は、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、ケイ素(Si)、ホウ素(B)、クロム(Cr)、ニオブ(Nb)、及びニッケル(Ni)からなる群より選択されたいずれか一つ以上を含む金属又は合金であることができ、Fe−Si又はFe−Niであることができる。また、遮蔽層500は、フェライト、パーマロイ、非晶質リボンからなる群より選択されたいずれか一つ以上を含むことができる。遮蔽層500は、一例として、銅メッキ層であることができるが、これに制限されるものではない。遮蔽層500は、複層構造であってもよく、例えば、導電体層と導電体層に形成された磁性体層の二重層構造、第1導電体層と第1導電体層に形成された第2導電体層の二重層構造、又は複数の導電体層の構造で形成されることができる。ここで、第1及び第2導電体層は、互いに異なる導電体を含むことができるが、同一の導電体を含むこともできる。
遮蔽層500は、互いに分離された2以上の微細構造を含むことができる。一例として、キャップ部510と第1〜第4側壁部521、522、523、524のそれぞれをスパッタリングにより形成する場合、キャップ部510と第1〜第4側壁部521、522、523、524のそれぞれは、結晶粒界で区別される複数の微細構造を含むことができる。
カバー層700は、遮蔽層500をカバーするように遮蔽層500に配置されて絶縁層600と接触する。すなわち、カバー層700の内部には、絶縁層600とともに遮蔽層500が埋設される。本実施例の場合、カバー層700は、本体100の第1〜第6面上に配置され、第1〜第4側壁部521、522、523、524のそれぞれの他端をカバーして絶縁層600と接触するように形成される。カバー層700は、第1〜第4側壁部521、522、523、524のそれぞれの他端をカバーすることにより、第1〜第4側壁部521、522、523、524と外部電極300、400との間の電気的連結を防止する。加えて、カバー層700は、遮蔽層500が、外部の他の電子部品と電気的に連結されることを防止する。
カバー層700は、ポリスチレン系、酢酸ビニル系、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリアミド系、ゴム系、アクリル系などの熱可塑性樹脂、フェノール系、エポキシ系、ウレタン系、メラミン系、アルキド系などの熱硬化性樹脂、感光性絶縁樹脂、パラリン、SiO又はSiNのうち少なくとも一つを含むことができる。
カバー層700は、遮蔽層500が形成された本体100にドライフィルム(DF)のようなカバーフィルムを積層して形成されることができる。又は、カバー層700は、遮蔽層500が形成された本体100に絶縁材料を化学気相蒸着(Chemical Vapor Deposition、CVD)などの気相蒸着により形成することで形成されることができる。
カバー層700は、接着機能を有することができる。一例として、カバーフィルムを本体100に積層してカバー層700を形成する場合、カバー層700は、遮蔽層500と接着されるように接着成分を含むことができる。
一方、カバー層700は、上述した外部電極300、400の貫通部330、430を介して絶縁層600とともに貫通される。絶縁層600とカバー層700を貫通する貫通部330、430が形成される貫通孔は、フォトリソグラフィや、レーザードリル又はサンドブラストなどで形成されることができるが、これに制限されるものではない。
カバー層700は、10nm〜100μmの厚さの範囲で形成されることができる。カバー層700の厚さが10nm未満の場合には、絶縁特性が弱く、外部電極とコイル部品との間にショート(Short)が発生することがあり、カバー層700の厚さが100μmを超えると、コイル部品の総長さ、幅、厚さが増加して薄型化に不利である。
絶縁層600、遮蔽層500、及びカバー層700の厚さの合計は、30nm超過100μm以下であればよい。絶縁層600、遮蔽層500、及びカバー層700の厚さの合計が30nm未満の場合には、電気的ショート(short)の問題、Q特性(Q factor)のようなコイル部品の特性が劣化するという問題などが発生する可能性がある。これに対し、絶縁層600、遮蔽層500、及びカバー層700の厚さの合計が100μmを超えると、コイル部品の総長さ、幅、厚さが増加して薄型化に不利である。
一方、図1及び図2a〜図2eには示されていないが、本体100の表面のうち外部電極300、400が形成されていない領域には、絶縁層600と区別される追加の絶縁層が形成されることができる。すなわち、連結部310、410が形成されていない本体100の第3〜第5面、及び第6面のうち延長部320、420が形成されていない領域には追加の絶縁層が形成されることができる。この場合、本実施例において、絶縁層600は、追加の絶縁層と接触するように本体100の表面に形成されることができる。追加の絶縁層は、外部電極300、400をメッキで形成するにあたり、メッキレジストとして機能したものであってよいが、これに制限されるものではない。
本発明の絶縁層600及びカバー層700は、コイル部品自体に配置されるものであるため、コイル部品をプリント回路基板に実装する段階で、コイル部品とプリント回路基板を成形する成形材とは区別される。したがって、本発明の絶縁層600は、プリント回路基板と接触しない。また、絶縁層600及びカバー層700は、成形材とは異なり、プリント回路基板によって支持又は固定されるものではない。また、コイル部品とプリント回路基板を連結するための半田ボールなどの連結部材を取り囲む成形材とは異なり、本発明の絶縁層600とカバー層700は、連結部材を取り囲む形で形成されない。また、本発明の絶縁層600は、EMC(Epoxy Molding Compound)などを加熱してプリント回路基板上に流動させ、硬化させて形成する成形材ではないため、成形材形成時のボイド発生や、成形材とプリント回路基板との間の熱膨張係数差に起因するプリント回路基板の反り発生などを考慮する必要がない。
また、本発明において、遮蔽層500は、コイル部品自体に配置されるため、コイル部品をプリント回路基板に実装した後、EMIなどの遮蔽のためにプリント回路基板に結合するシールド缶とは区別される。一例として、本発明の遮蔽層500は、シールド缶とは異なり、プリント回路基板のグランド層との連結を考慮しなくてよい。他の例として、本発明の遮蔽層500には、シールド缶をプリント回路基板に固定するための固定部材が求められない。
本実施例によるコイル部品1000は、コイル部品自体に遮蔽層500を形成することにより、コイル部品で発生する漏れ磁束をより効率的に遮断することができる。すなわち、電子機器の薄型化や高性能化に伴い、電子機器に含まれる電子部品の総数、及び隣接する電子部品間の距離が減少しつつあるが、遮蔽層が各コイル部品自体を遮蔽することにより、各コイル部品で発生する漏れ磁束をより効率的に遮断することができる。これは、電子機器の薄型化及び高性能化により有利である。加えて、本実施例によるコイル部品1000は、シールド缶を用いる場合に比べて、遮蔽領域内の実効磁性体の量が増加するため、コイル部品の特性を向上させることができる。
(第2実施例)
図3は、本発明の第2実施例によるコイル部品の断面を示す図であって、図1のI−I'線に沿った断面に対応する図である。
図1〜図3を参照すると、本実施例によるコイル部品2000は、本発明の第1実施例によるコイル部品1000と比較すると、キャップ部510が異なる。したがって、本実施例を説明するにあたり、本発明の第1実施例と異なるキャップ部510だけを説明する。本実施例の残りの構成には、本発明の第1実施例についての説明がそのまま適用されることができる。
図3を参照すると、キャップ部510は、中央部の厚さ(T)が外側部の厚さ(T)よりも厚く形成される。これを具体的に説明する。
本実施例のコイル部200を構成する各コイルパターン211、212は、内部絶縁層ILの両面においてそれぞれの内部絶縁層ILの中央から内部絶縁層ILの外側に複数のターンを形成し、各コイルパターン211、212は、本体100の厚さ方向(T)に積層されてビア220を介して連結される。その結果、本実施例によるコイル部品2000は、本体100の厚さ方向(T)と直交する本体100の長さ方向(L)−幅方向(W)平面の中央部において磁束密度が最も高い。したがって、本実施例の場合、本体100の長さ方向(L)−幅方向(W)平面と実質的に平行な本体100の第5面に配置されたキャップ部510を形成するにあたり、本体100の長さ方向(L)−幅方向(W)平面における磁束密度分布を考慮して、キャップ部510の中央部の厚さ(T)を外側部の厚さ(T)よりも厚く形成する。
これにより、本実施例によるコイル部品2000は、磁束密度分布に対応してキャップ部510の厚さを異ならせて形成することにより、より効率的に漏れ磁束を減少させることができる。
(第3実施例)
図4は、本発明の第3実施例によるコイル部品の断面を示す図であって、図1のI−I'線に沿った断面に対応する図である。また、図5は、本発明の第3実施例の変形例によるコイル部品の断面を示す図であって、図1のI−I'線に沿った断面に対応する図である。
図1〜図5を参照すると、本実施例によるコイル部品3000は、本発明の第1及び第2実施例によるコイル部品1000、2000と比較すると、キャップ部510と第1〜第4側壁部521、522、523、524が異なる。したがって、本実施例を説明するにあたり、本発明の第1及び第2実施例と異なるキャップ部510と第1〜第4側壁部521、522、523、524だけを説明する。本実施例の残りの構成には、本発明の第1又は第2実施例についての説明がそのまま適用されることができる。
図4を参照すると、キャップ部510の厚さTは、第1及び第2側壁部521、522の厚さTよりも厚ければよい。
上述のように、コイル部200は、本体100の厚さ方向(T)に磁場を発生させる。その結果、本体100の厚さ方向(T)に漏れる磁束が、それ以外の方向に漏れる磁束よりも大きい。したがって、本体100の厚さ方向(T)と直交する本体100の第5面に配置されたキャップ部510の厚さを本体100の壁面に配置された第1及び第2側壁部521、522の厚さよりも厚く形成することにより、漏れ磁束をより効率的に減少させることができる。
図4及び図5を参照すると、キャップ部510の厚さTが第1及び第2側壁部521、522の厚さTよりも厚く形成した場合、第1及び第2側壁部521、522の一端の厚さTは、第1及び第2側壁部521、522の他端の厚さよりも厚くてよい。
一例として、キャップ部510と第1〜第4側壁部521、522、523、524をメッキで形成する場合、本体100の第5面と本体100の第1〜第4面が連結される本体100の角部、すなわち、第1〜第4側壁部521、522、523、524の一端が形成される領域には、該当領域の角付けた形状により、電流密度が集中することができる。これにより、第1〜第4側壁部521、522、523、524の一端は、第1〜第4側壁部521、522、523、524の他端よりも比較的厚い厚さで形成することができる。他の例として、本体100の第5面がターゲットと向かい合うように本体100を配置した後、遮蔽層500を形成するためのスパッタリングを行うことにより、第1〜第4側壁部521、522、523、524の一端は第1〜第4側壁部521、522、523、524の他端よりも比較的厚い厚さで形成することができる。但し、上述の例によって本変形例の範囲が制限されるものではない。
一方、図4及び図5はそれぞれ図1のI−I'線に沿った断面に対応する図であるため、第1及び第2側壁部521、522だけを図示しているが、これは説明の便宜且つ図面の図示上の便宜のためのものに過ぎない。すなわち、本実施例の第3及び第4側壁部523、524にも上述の第1及び第2側壁部521、522についての説明が同一に適用されることができる。
これにより、本実施例によるコイル部品3000は、コイル部200が形成される磁場の方向を考慮して効率的に漏れ磁束を減少させることができる。
(第4実施例)
図6aは本発明の第4実施例によるコイル部品を概略的に示す斜視図である。また、図6bは図6aのLT平面に沿った断面を示す図である。
図1〜図6bを参照すると、本実施例によるコイル部品4000は、本発明の第1〜第3実施例によるコイル部品1000、2000、3000と比較すると、遮蔽層500の構造が異なる。したがって、本実施例を説明するにあたり、本発明の第1〜第3実施例と異なる遮蔽層500だけを説明する。本実施例の残りの構成には、本発明の第1〜第3実施例についての説明がそのまま適用されることができる。
具体的には、本実施例の場合、遮蔽層500がキャップ部のみで構成される。
本発明の他の実施例で説明したように、コイル部200は、本体100の厚さ方向(T)において漏れ磁束が最も多く発生する。したがって、本実施例の場合、本体100の厚さ方向(T)と直交する本体100の第5面にのみ遮蔽層500を形成することにより、より簡単且つ効率的に漏れ磁束を遮断することができる。
(第5実施例)
図7は、本発明の第5実施例によるコイル部品の断面を示す図であって、図1のI−I'線に沿った断面に対応する図である。
図1〜図7を参照すると、本実施例によるコイル部品5000は、本発明の第1〜第4実施例によるコイル部品1000、2000、3000、4000と比較すると、遮蔽層500の構造が異なる。したがって、本実施例を説明するにあたり、本発明の第1〜第4実施例と異なる遮蔽層500だけを説明する。本実施例の残りの構成には、本発明の第1〜第4実施例についての説明がそのまま適用されることができる。
図7を参照すると、本実施例に適用される遮蔽層500は、中間絶縁層MLがその間に介在する二重層の構造で形成される。
本実施例の場合には、遮蔽層500が二重層構造で形成されるため、比較的本体100と近接して配置された第1遮蔽層500を透過した漏れ磁束が、比較的本体100と離隔して配置された第2遮蔽層500で遮蔽されることができる。したがって、本実施例によるコイル部品5000は、漏れ磁束をより効率的に遮断することができる。加えて、中間絶縁層MLは、第2遮蔽層500で反射されたノイズの導波管(wave guide)として機能することができる。
中間絶縁層MLの材料や形成方法などには、本発明の第1〜第4実施例についての絶縁層600の説明がそのまま適用されることができる。
(変形例)
図8a〜図10は、本発明の第1から第3の変形例を概略的に示す図である。具体的には、図8aは、第1変形例によるコイル部品の斜視図であり、図8bは、図8aのLT平面に沿った断面を示す図であり、図8cは、図8aのWT平面に沿った断面を示す図である。図9aは、第2変形例によるコイル部品の斜視図であり、図9bは、図9aのLT平面に沿った断面を示す図であり、図9cは、図9aのWT平面に沿った断面を示す図である。図10は、第3変形例によるコイル部品の断面を示すものであって、図1のI−I'線に沿った断面に対応する図である。
図8a〜図10を参照すると、本発明によるコイル部品は、外部電極300、400の形状が変更された様々な第1〜第3変形例1000A、1000B、1000Cを有することができる。
具体的には、図8a〜図8cを参照すると、本発明の第1変形例によるコイル部品1000Aは、外部電極300、400が、連結部310、410から延びて本体100の第5面に延長されたバンド部340、440をさらに含む。例えば、第1外部電極300は、第1連結部310から延びて本体100の第5面に延長された第1バンド部340をさらに含む。すなわち、本変形例の場合、外部電極300、400は、「コ」状又は逆「コ」状の電極で形成される。
図9a〜図9cを参照すると、本発明の第2変形例によるコイル部品1000Bは、外部電極300、400が連結部310、410から延びて本体100の第3〜第5面のそれぞれに延長されたバンド部340、440を含む。例えば、第1外部電極300は、第1連結部310から延びて本体100の第3〜第5面のそれぞれに配置された第1バンド部340をさらに含む。すなわち、本変形例の場合、外部電極300、400は、5面電極で形成される。
図10を参照すると、本発明の第3変形例によるコイル部品1000Cは、外部電極300、400の連結部310、410が本体100の第6面に形成される。この場合、第1コイルパターン211及び第2コイルパターン212の各端部は、本体100の第1及び第2面に露出するのではなく、本体100の第6面にそれぞれ露出して、外部電極300、400の連結部310、410と連結される。第2コイルパターン212の端部は、内部絶縁層ILと本体100を貫通して本体100の第6面に露出することができる。
図11は本発明の第4変形例を概略的に示した図である。
図11を参照すると、本発明によるコイル部品は、コイル部の形状が変更された第4変形例1000Dを有することができる。
具体的には、図11を参照すると、本変形例によるコイル部200は、複数のコイルパターン211、212、213が本体100の厚さ方向(T)に沿って積層された構造で形成される。ここで、複数のコイルパターン211、212、213は、本体の厚さ方向(T)に形成された連結ビア(図示せず)を介して連結されて一つのコイル部200を構成する。
本変形例は、本発明の第1実施例の内部絶縁層(図2aのIL)と絶縁膜(図2aのIF)を含んでいない。
本変形例において、本体100は、コイル部200を形成する導電性ペーストが塗布された磁性複合シートを複数個積層して形成することができる。このとき、本体を構成する磁性複合シートの少なくとも一部には、連結ビアを形成するためのビアホールが加工されていることができる。ビアホールは、コイル部と同様に導電性ペーストを塗布することで形成されることができる。
一方、図示されていないが、本発明の変形例には、本体の第6面に垂直に形成された各コイルパターンが本体の長さ方向又は幅方向に順次積層されて形成されたコイル部を有するコイル部品も含まれる。
また、本発明の変形例1000A、1000B、1000C、1000Dは、図8a〜図11を図示するにあたり、本発明の第1実施例に基づいて図示したが、本発明の第2から第5実施例も、上述した変形例と同様に適用されることができる。
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
100 本体
110 コア
200 コイル部
211、212、213 コイルパターン
220 ビア
300、400 外部電極
310、410 連結部
320、420 延長部
330、430 貫通部
340、440 バンド部
500 遮蔽層
510 キャップ部
521 第1側壁部
522 第2側壁部
523 第3側壁部
524 第4側壁部
600 絶縁層
700 カバー層
SL シード層
IL 内部絶縁層
IF 絶縁膜
ML 中間絶縁層
1000、2000、3000、4000、5000、1000A、1000B、1000C、1000D コイル部品

Claims (19)

  1. 一方向に沿って互いに向かい合う一面と他面を有する本体と、
    前記本体に埋設されたコイルパターンを含み、前記一方向を軸に、少なくとも一つのターン(turn)を形成するコイル部と、
    前記本体を取り囲む絶縁層と、
    前記コイル部と連結され、前記絶縁層を貫通して前記本体の一面に配置された外部電極と、
    前記絶縁層に形成され、前記本体の他面上に配置された遮蔽層と、
    前記絶縁層と前記遮蔽層との間に形成されたシード層と、
    を含む、コイル部品。
  2. 前記シード層の少なくとも一部は、前記絶縁層の内部に浸透される、請求項1に記載のコイル部品。
  3. 前記シード層は、
    前記シード層を構成する材料の粒子が前記絶縁層に浸透された混在層を含む、請求項2に記載のコイル部品。
  4. 前記遮蔽層の厚さは、
    前記本体の他面外側部よりも前記本体の他面中央部においてさらに厚い、請求項1から3のいずれか一項に記載のコイル部品。
  5. 前記遮蔽層は、導電体及び磁性体のうち少なくとも一つを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のコイル部品。
  6. 前記遮蔽層をカバーするカバー層をさらに含む、請求項1から5のいずれか一項に記載のコイル部品。
  7. 前記遮蔽層は、
    前記本体の他面上に配置されたキャップ部と、
    前記キャップ部と連結され、前記本体の一面と前記本体の他面とを連結する前記本体の壁面上に配置された側壁部と、
    を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載のコイル部品。
  8. 前記キャップ部の厚さは、側壁部の厚さよりも厚い、請求項7に記載のコイル部品。
  9. 前記キャップ部と連結される前記側壁部一端の厚さは、前記側壁部他端の厚さよりも厚い、請求項7または8に記載のコイル部品。
  10. 前記遮蔽層をカバーするように、前記側壁部及び前記キャップ部に配置されるカバー層をさらに含む、請求項7から9のいずれか一項に記載のコイル部品。
  11. 前記カバー層は、前記本体の一面上に延長形成され、
    前記外部電極は、前記カバー層及び前記絶縁層を貫通する、請求項10に記載のコイル部品。
  12. 前記本体の壁面は複数で形成され、
    前記側壁部は、前記本体の複数の壁面のそれぞれ上に配置される、請求項7から11のいずれか一項に記載のコイル部品。
  13. 複数の側壁部と前記キャップ部は一体に形成される、請求項12に記載のコイル部品。
  14. 前記外部電極は、
    前記本体の壁面に配置され、前記コイル部と連結される連結部と、
    前記連結部から前記本体の一面に延長形成される延長部と、
    前記絶縁層を貫通して前記延長部と連結される貫通部と、を含み、
    前記絶縁層は、前記連結部及び前記延長部をカバーする、請求項7から13のいずれか一項に記載のコイル部品。
  15. 前記連結部及び前記延長部はそれぞれ銅を含む、請求項14に記載のコイル部品。
  16. 前記貫通部は、銅(Cu)、スズ(Sn)、及びニッケル(Ni)のうち少なくとも一つを含む、請求項15に記載のコイル部品。
  17. 前記シード層は、チタン(Ti)、クロム(Cr)、及び銅(Cu)のうち少なくとも一つを含む、請求項1から16のいずれか一項に記載のコイル部品。
  18. 前記遮蔽層は銅(Cu)を含む、請求項1から17のいずれか一項に記載のコイル部品。
  19. 一方向に沿って互いに向かい合う一面及び他面、ならびに前記一面と前記他面を連結する壁面を有する本体と、
    前記本体に埋設され、前記一方向に積層されたコイルパターン及び内部絶縁層を含むコイル部と、
    前記本体の一面に互いに離隔して配置され、前記コイル部にそれぞれ連結される第1及び第2外部電極と、
    前記本体ならびに前記第1及び第2外部電極をカバーする外部絶縁層と、
    前記外部絶縁層に形成され、前記本体の他面上に配置されたキャップ部、及び前記本体の壁上に配置された側壁部を含む遮蔽層と、
    前記外部絶縁層と前記遮蔽層との間に形成され、少なくとも一部が前記外部絶縁層に浸透されたシード層と、
    前記本体の一面に形成された前記外部絶縁層を貫通して前記外部電極と連結される貫通電極と、を含む、コイル部品。
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