JP5822208B2

JP5822208B2 - コイル部品

Info

Publication number: JP5822208B2
Application number: JP2012201293A
Authority: JP
Inventors: クォンウィー、サン; スックヨー、ヤン; ボククワク、ジョン; スクキム、ヨン; ムーンリー、サン; ギュアーン、ヤン
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2032-09-13
Also published as: KR101629983B1; JP2013080913A; US20130082813A1; KR20130035473A

Description

本発明は、コイル部品に関し、コイルパターンを取り囲む磁束の流れをより円滑に増大させてフィルタリング特性を向上し、同じ特性に対してコイルパターンの長さを減らして、製造費用を節減することができるコイル部品に関する。

ディジタルＴＶ、スマートホン、ノートパソコンなどのような電子製品は、高周波帯域でのデータ送受信の機能が広く使われている。今後にも、このようなＩＴ電子製品は、単一機器だけではなく、ＵＳＢなどの通信ポートを介して機器間を接続して、多機能及び複合化への活用頻度が高いことと予想される。

データの送受信を早く行うためには、ＭＨｚ帯域の周波数掃引帯域からＧＨｚ帯域の高周波数帯域に移し、より多量の内部信号ラインを通じてデータのやり取りを行うようになる。

このように、多量のデータをやり取るためにメイン機器と周辺機器との間でＧＨｚの高周波帯域の信号を送受信している。この場合、信号の遅延やノイズによって円滑なデータの処理が難しくなるという不都合がある。

そのため、ＩＴと周辺機器との接続部寄りにＥＭＩ対策部品が設けられる。しかしながら、既存のＥＭＩ対策部品は、巻線型及び積層型のタイプのもので、チップ部品のサイズが大きく、電気的特性が悪く、特定の個所または大面積の回路基板など限定された領域のみに使用した。このため、電子製品のスリム化、小型化、複合化、多機能化への転換に伴うＥＭＩ対策部品が要求されている。

図１は、従来技術によるＥＭＩ対策コイル部品の中でコモンモードフィルタを示す。

図１に示すように、従属のコモンモードフィルタは、第１の磁性体基板１と、該磁性体基板１の上部に設けられ、内部に第１のコイルパターン２ａと第２のコイルパターン２ｂとが上下対称的に形成される絶縁層２と、該絶縁層２の上部に設けられる第２の磁性体基板３とを備える。

絶縁層２は、第１の磁性体基板１の上部に、薄膜工程を通じて第１のコイルパターン２ａ及び第２のコイルパターン２ｂが内部に形成されるように設けられる。この薄膜工程の一例が、特許文献１に示されている。

第２の磁性体基板３は、絶縁層２に接着層４を介して接合方式で設けられる。

また、第１の磁性体基板１、絶縁層２及び第２の磁性体基板３からなる積層体の両端を取り囲むように外部電極５が設けられる。この外部電極５は、引出線（図示せず）を通じて第１のコイルパターン２ａ及び第２のコイルパターン２ｂと電気的に接続される。

特開平８-２０３７３７号公報特開２００８-１８６９９０号公報

しかし、前述のように構成された従来のコモンモードフィルタは、絶縁層２の非磁性特性によって、前記絶縁層２において前記第１のコイルパターン２ａと前記第２のコイルパターン２ｂとの中心部及び外郭部で磁束流れが部分的に遮られるマイナス効果が現われるようになる。また、非磁性特性の絶縁層によって、磁気抵抗（ｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が大きくなり、磁束の進行をさらに邪魔して挿入損失が増大するかコモンモードインピーダンスが低下して、フィルタリング特性が低下するという不都合がある。

また、従来のコモンモードフィルタは、前記第２の磁性体基板３が前記絶縁層２に接着層４を介して接合されるため、該接着層４の非磁性特性によって磁束流れの遮断がさらに増大することによって、急な特性の低下をもたらすという不都合がある。

これを克服するため、前記第１のコイルパターン２ａ及び前記第２のコイルパターン２ｂの長さをふやしているが、この場合、コイル部品の製造費用が増加すると共に該コイル部品のサイズが大きくなるという不都合がある。

本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、コイルパターンを取り囲む磁束の流れをより円滑に増大させ、フィルタリング特性を向上することができるコイル部品を提供することに、その目的がある。

本発明の他の目的は、同じ特性に対してコイルパターンの長さを減らして、製造費用を節減することができるコイル部品を提供することにある。

上記目的を解決するために、本発明によれば、１次コイルパターンと、２次コイルパターンと、内部に前記１次コイルパターン及び前記２次コイルパターンが形成される絶縁体を備えるコイル体と、前記コイル体の下部に設けられる下部磁性体と、前記コイル体の中心部及び外郭部に充填されると共に該コイル体を覆うように前記下部磁性体の上部に設けられる上部磁性体と、を含むコイル部品が提供される。

前記上部磁性体は、樹脂及びフェライトから成る。

前記上部磁性体は、前記下部磁性体の上部に印刷方式またはコーティング方式によって設けられる。

前記下部磁性体は、フェライトを含むセラミック基板を備える。

前記コイル部品は、前記上部磁性体と前記下部磁性体との結合力を強化するための裏打ち層をさらに含む。

前記裏打ち層は、前記下部磁性体の上部に前記上部磁性体が結合される時、少なくとも外側へ露出する結合界面に設けられる。

前記絶縁体は、非磁性材料で形成される。

前記絶縁体は、ポリマから成る。

また、前記絶縁体は、３．５以下の誘電率を有し、１以下の透磁率を有する。

また、上記目的を解決するために、本発明によれば、１次コイルパターンと、２次コイルパターンと、内部に前記１次コイルパターン及び前記２次コイルパターンが形成される絶縁体と、前記絶縁体の下部に設けられる下部磁性体と、前記絶縁体の上部に設けられる上部磁性体と、前記絶縁体の中心部及び外郭部に設けられる磁束強化体と、を含むコイル部品が提供される。

前記磁束強化体は、磁性を有する材料及び接着性を有する材料から成る。

前記上部磁性体及び前記下部磁性体は、フェライトを含むセラミック基板を備える。

前記上部磁性体は、樹脂をさらに含む。

また、前記コイル部品は、前記上部磁性体と前記下部磁性体との結合力を強化するための裏打ち層をさらに備える。

前記裏打ち層は、前記絶縁体の上部に前記上部磁性体が結合される時、少なくとも外側へ露出する結合界面に設けられる。

前記絶縁体は、非磁性材料からなる。

前記絶縁体は、ポリマから成る。

また、前記絶縁体は、３．５以下の誘電率及び１以下の透磁率を有する。

前述のように、本発明のコイル部品によれば、コイルパターンを取り囲む磁束の流れをより円滑に増大させ、フィルタリング特性を向上することができるという効果が奏する。

また、本発明のコイル部品によれば、同じ特性に対してコイルパターンの長さを減らし、製造費用を節減することができるという効果が奏する。

従来技術によるコイル部品の中でコモンモードフィルタを概略的に示す断面図である。本発明によるコイル部品の第１の実施形態を概略的に示す断面図である。本発明によるコイル部品の第２の実施形態を概略的に示す断面図である。図３のＩ-Ｉ線に沿う断面図である。絶縁体の中心部のみに磁束強化体が設けられた場合の挿入損失と、絶縁体の中心部及び外郭部の両方に磁束強化体が設けられた場合の挿入損失とを比較した結果を示すグラフである。絶縁体の厚さ及び接着体の有無によるコイル部品のコモンモードインピーダンス（Ｚ-ＣＭ）の値を比較したグラフである。

以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されることができる。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現されることができる。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。

本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含む」とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び／又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態によるコイル部品について詳記する。

図２は、本発明によるコイル部品の第１の実施形態を概略的に示す断面図で、図３は、本発明によるコイル部品の第２の実施形態を概略的に示す断面図であり、図４は、図３のＩ-Ｉ線に沿う断面図で、図５は、絶縁体の中心部のみに磁束強化体が設けられた場合の挿入損失と絶縁体の中心部及び外郭部の両方に磁束強化体が設けられた場合の挿入損失とを比較した結果を示すグラフであり、図６は、絶縁体の厚さ及び接着体の有無によるコイル部品のコモンモードインピーダンス（Ｚ＿ＣＭ）の値を比較したグラフである。

まず、図２を参照して、本発明によるコイル部品の第１の実施形態について詳記する。

図２に示すように、本発明の第１の実施形態によるコイル部品１００は大きく、コイル体１１０と、該コイル体１１０の下部に設けられる下部磁性体１２０と、該コイル体１１０の上部に設けられる上部磁性体１３０とを備える。下部磁性体１２０は第１磁性体の一例であってよく、上部磁性体１３０は第２磁性体の一例であってよい。

前記コイル体１１０は、水平面上に渦巻形態で形成された１次コイルパターン１１１と、前記１次コイルパターン１１１の上方に１次コイルパターン１１１に対応する形態で形成された２次コイルパターン１１２と、内部に前記１次コイルパターン１１１及び前記２次コイルパターン１１２が形成される絶縁体１１３とを備える。

一実施形態によれば、前記絶縁体１１３は、非磁性材料で形成される。

一実施形態によれば、絶縁体１１３は、ポリマを含み、これによって、該絶縁体１１３は、３．５以下の誘電率を有し、１以下の透磁率を有する。

また、前記絶縁体１１３は、コモンモードインピーダンスの向上など、フィルタリング特性の向上のために、厚さ（Ｔ１）が実質的に３５μｍとなるように形成されることが望ましい。これに対する説明は、後述する第２の実施形態において詳しく説明する事にする。

前記下部磁性体１２０は、フェライト材料で形成されたセラミック基板からなる。前記コイル体１１０は、前記下部磁性体１２０の上面に薄膜工程を通じて設けられる。

前記上部磁性体１３０は、前記コイル体１１０の中心部１１０ａ及び外郭部１１０ｂに充填されると共に、前記コイル体１１０、すなわち前記絶縁体１１３を覆うように前記下部磁性体１２０の上部に設けられる。

一実施形態によれば、前記上部磁性体１３０は、樹脂及びフェライトから成る。

これによって、前記上部磁性体１３０は、前記下部磁性体１２０の上部に印刷方式またはコーティング方式によって設けられる。

すなわち、本実施形態による上部磁性体１３０は、既存のコイル部品と異なり、前記下部磁性体１２０の上部に別途の接合層を設けることなく結合される。

これによって、本実施形態によるコイル部品１００は、既存の接合層による磁束流れの遮断を防止し、磁束流れをより円滑に向上して、挿入損失の低減及びコモンモードインピーダンスの向上を通じてフィルタリング特性を向上することができる。

また、本実施形態によるコイル部品１００は、前記上部磁性体１３０と前記下部磁性体１２０との結合力を強化するために補強層１４０をさらに含む。前記補強層１４０は、前記下部磁性体１２０の上部に前記上部磁性体１３０が結合される時、少なくとも外側へ露出する結合界面に設けられる。

次に、図３〜図６を参照して、本発明によるコイル部品の第２の実施形態について詳記する。

図３及び図４を参照して、本発明の第２の実施形態によるコイル部品２００は大きく、内部に１次コイルパターン２１１及び２次コイルパターン２１２が形成される絶縁体２１３と、前記絶縁体２１３の下部に設けられる下部磁性体２２０と、前記絶縁体２１３の上部に設けられる上部磁性体２３０と、前記絶縁体２１３の中心部及び外郭部に設けられる磁束強化体２４０とを備える。下部磁性体２２０は第１磁性体の一例であってよく、上部磁性体２３０は第２磁性体の一例であってよい。

一実施形態によれば、前記磁束強化体２４０は、磁性を有する材料及び接着性を有する材料からなる。一例として、磁束強化体２４０は、フェライト及びフォトレジスト（ＰＲ）から成る。

前記磁束強化体２４０によって、前記上部磁性体２３０は、前記絶縁体２１３の上部に別途の接着層なしに結合される。

従って、本実施形態によるコイル部品２００は、既存の接合層による磁東流れの遮断を防止して磁束流れをより円滑に向上し、挿入損失の低減及びコモンモードインピーダンスの向上を図ってフィルタリング特性を向上することができる。

詳しくは、本実施形態のコイル部品２００は、磁束強化体２４０の形成によって、磁束強化体が磁束流れ通路の役割を行うことによって、磁束強化体が設けられない場合と比べて、挿入損失をより一層低減すると共に、コモンモードインピーダンスを向上することができる。

また、図５において、本実施形態のコイル部品２００は、前記絶縁体２１３の中心部及び外郭部の両方に設けられるため（図５中のａ）、中心部のみに設けられる場合（図５中のｂ）と比べて、挿入損失を大きく減少すると共に、高周波領域でのフィルタリング特性を向上することができることが分かる。

一実施形態によれば、前記上部磁性体２３０及び前記下部磁性体２２０は、フェライトを含むセラミック基板を備える。

前記上部磁性体２３０は、樹脂をさらに含んで形成されることによって、前記絶縁体２１３との結合力をより一層向上することができる。

本実施形態によるコイル部品２００は、前記上部磁性体２３０と前記下部磁性体２２０との結合力を強化するための補強層２５０をさらに備える。

前記補強層２５０は、前記絶縁体２１３の上部に前記上部磁性体２３０が結合される時、少なくとも外側へ露出する結合界面に設けられる。併せて、前記補強層２５０は、前記絶縁体２１３と前記下部磁性体２２０との結合界面まで延設される。

前記絶縁体２１３は、非磁性材料で形成される。

一実施形態によれば、前記絶縁体２１３は、ポリマを含み、これによって前記絶縁体２１３は、３．５以下の誘電率を有し、１以下の透磁率を有する。

また、前記絶縁体２１３は、コモンモードインピーダンスの向上などブイルタリング特性の向上のために、厚さ（Ｔ２）が実質的に３５μｍとなるように形成されることが望ましい。
なお、第2磁性体が第１磁性体上に設けられた、と表現されたコイル部品は、第１磁性体と第２磁性体との間に別の部材を挟んだコイル部品も含む。

詳しくは、図６及び表１を参照して、絶縁体の厚さが４０μｍの場合（比較例１）と、従来の接着層を含んで絶縁体の厚さが４５μｍの場合（比較例２）と、本実施形態が適用されて別途の接着層なしに絶縁体の厚さが３５μｍの場合（実施例）とに対して、インピーダンス特性を実験した。その結果、ディファレンスモードインピーダンス（Ｚ−ＤＭ）は、比較例１、比較例２及び実施例で全て同様であったが、コモンモードインピーダンス（Ｚ−ＣＭ）は、比較例１及び２と比べて、実施例の場合が著しく増加したことを分かる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００コイル部品
１１０コイル体
１１１１次コイルパターン
１１２２次コイルパターン
１１３絶縁体
１２０下部磁性体
１３０上部磁性体
１４０補強層

Claims

１次コイルパターンと、
２次コイルパターンと、
内部に前記１次コイルパターン及び前記２次コイルパターンが形成される絶縁体と、
前記絶縁体の前記１次コイルパターン及び前記２次コイルパターンの一方が形成される側に、前記絶縁体と接して設けられる第１磁性体と、
前記絶縁体の前記１次コイルパターン及び前記２次コイルパターンの他方が形成される側に、前記絶縁体と接して設けられる第２磁性体と、
前記第１磁性体及び前記第２磁性体と分離された磁束強化体であって、前記絶縁体と同じ厚さを有して前記絶縁体の中心部及び外郭部に設けられる磁束強化体と、
外部電極と、
前記第１磁性体と前記磁束強化体との結合力、及び前記第２磁性体と前記磁束強化体との結合力を強化するために、前記外部電極とは別個に設けられると共に、前記第１磁性体と前記磁束強化体との境界部分、及び前記第２磁性体と前記磁束強化体との境界部分を覆う補強層と
を含むコイル部品。
前記磁束強化体は、磁性を有する材料及び接着性を有する材料を含む請求項１に記載のコイル部品。
前記第１磁性体及び前記第２磁性体は、フェライトを含むセラミック基板を備える請求項１または２に記載のコイル部品。
前記第２磁性体は、樹脂をさらに含む請求項３に記載のコイル部品。
前記絶縁体は、非磁性材料で形成される請求項１から４の何れか１項に記載のコイル部品。
前記絶縁体は、ポリマを含む請求項１から５の何れか１項に記載のコイル部品。
前記絶縁体は、３．５以下の誘電率を有し、１以下の透磁率を有する請求項６に記載のコイル部品。
前記絶縁体は、３５μｍの厚さで形成される請求項１から７の何れか１項に記載のコイル部品。