JP6214890B2 - パワーインダクタ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、インダクタンス（Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）特性に優れ、信頼性が向上したパワーインダクタ及びその製造方法に関する。
セラミック材料を使用する電子部品にはキャパシタ、インダクタ、圧電素子、バリスタ及びサーミスタなどがある。
このようなセラミック電子部品のうちインダクタは、抵抗及びキャパシタと共に電子回路を成す重要な受動素子の一つであり、主にノイズ（ｎｏｉｓｅ）を除去したり、ＬＣ共振回路を成す部品として用いられる。
このようなインダクタは、フェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）コアにコイルを巻いたり、印刷して両端に電極を形成して製造するか、磁性体または誘電体に内部電極を印刷した後積層して製造することができる。
このようなインダクタは、その構造によって積層型、巻線型及び薄膜型などに分類することができ、それぞれのインダクタは適用される範囲だけでなく、その製造方法にも差がある。
中でも、巻線型インダクタは、例えば、フェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）コアにコイルを巻いて形成することができ、高容量のインダクタンスを得るために巻線数を増加させると、コイル間に浮遊容量、即ち、導線間の静電容量が発生して製品の高周波特性が劣化するという問題点があった。
そして、パワーインダクタは、多数のフェライトまたは低誘電率の誘電体からなるセラミックシートが積層された積層体の形態に製造されることができる。
このとき、上記セラミックシート上にはコイル状の金属パターンが形成されており、上記それぞれのセラミックシート上に形成されたコイル状の金属パターンは、それぞれのセラミックシートに形成された導電性ビアにより順に接続され、セラミックシートが積層される上下方向に沿って重畳する構造を成すことができる。
従来は、このようなパワーインダクタを構成するインダクタ本体は主にニッケル（Ｎｉ）−亜鉛（Ｚｎ）−銅（Ｃｕ）−鉄（Ｆｅ）の４元系で構成されたフェライト材料を使用して構成した。
しかし、このようなフェライト材料は、飽和磁化値が金属材料より低いため、最近の電子製品が要求する高電流特性が具現できないという問題点が発生する可能性がある。
そこで、パワーインダクタを構成するインダクタ本体を金属成分を利用して構成すると、上述したインダクタ本体をフェライトで構成したものより、相対的に飽和磁化値を高めることができるが、この場合、高周波での渦電流損失及びヒステリシス損失が高くなり、材料の損失が酷くなるという問題点が発生することがあった。
従来では、このような材料の損失を減少させるために、金属粉末の間をポリマー樹脂で絶縁する構造を適用したが、上記ポリマー樹脂の含量が増加すると、金属の体積分率が低下して金属成分の利点である飽和磁化値を高める効果がうまく具現されないという問題点が発生することがあった。
一方、金属の体積分率を高める場合には、ポリマー樹脂の含量が減少する。この場合、インダクタの製造過程で用いられる強い酸または塩基溶液などがチップの内部に浸透してインダクタンス特性を減少させるという問題があり得る。
本発明は、インダクタンス（Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）特性に優れ、信頼性が向上したパワーインダクタ及びその製造方法に関する。
本発明の一実施形態は、コイルが形成された基板を含む磁性体本体と、上記基板の上面及び下面に形成された第１金属−ポリマー複合体層と、上記第１金属−ポリマー複合体層の上面及び下面に形成され、上記第１金属−ポリマー複合体層が含むポリマーの含量より多い含量のポリマーを含む第２金属−ポリマー複合体層とを含むパワーインダクタを提供する。
上記第１金属−ポリマー複合体層は、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄−ニッケル−ケイ素（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ）、鉄−アルミニウム−ケイ素（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）及び鉄−アルミニウム−クロム（Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ）で構成された群から選択された一つ以上の金属を含んでもよい。
上記第２金属−ポリマー複合体層は、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄−ニッケル−ケイ素（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ）、鉄−アルミニウム−ケイ素（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）及び鉄−アルミニウム−クロム（Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ）で構成された群から選択された一つ以上の金属を含んでもよい。
上記第１金属−ポリマー複合体層は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上のポリマーを含んでよい。
上記第２金属−ポリマー複合体層は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上のポリマーを含んでもよい。
上記第１金属−ポリマー複合体層は、上記金属１００重量部に対して２．０〜５．０重量部のポリマーを含んでもよい。
上記第２金属−ポリマー複合体層は、上記金属１００重量部に対して４．０〜１０．０重量部のポリマーを含んでもよい。
上記基板と第１金属−ポリマー複合体層との間に絶縁層をさらに含んでもよい。
上記絶縁層は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上の物質を含んでもよい。
上記第１金属−ポリマー複合体層及び第２金属−ポリマー複合体層が含む金属の平均粒径は、１〜５０μｍであってもよい。
上記第１金属−ポリマー複合体層及び第２金属−ポリマー複合体層の厚さは、それぞれ上記磁性体本体の全体厚さに対して５〜３０％であってもよい。
本発明の他の実施形態は、コイルが形成された基板を設ける段階と、金属粉末及びポリマー樹脂を含む材料からなる第１シートを複数個設ける段階と、金属粉末及びポリマー樹脂を含む材料からなり、上記第１シートよりポリマーの含量が多い第２シートを複数個設ける段階と、上記基板の上面及び下面に上記複数個の第１シートを積層して上記コイルを埋める段階と、上記第１シート上に上記第２シートを積層して磁性体本体を形成する段階と、を含むパワーインダクタの製造方法を提供する。
上記金属粉末は、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄−ニッケル−ケイ素（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ）、鉄−アルミニウム−ケイ素（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）及び鉄−アルミニウム−クロム（Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ）で構成された群から選択された一つ以上であってもよい。
上記ポリマーは、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上であってもよい。
上記第１シートは、上記金属粉末１００重量部に対してポリマー２．０〜５．０重量部を含んでもよい。
上記第２シートは、上記金属粉末１００重量部に対してポリマー４．０〜１０．０重量部を含んでもよい。
上記基板の上面及び下面に上記複数個の第１シートを積層する段階の前に、上記基板の上面及び下面に絶縁層を形成する段階をさらに含んでもよい。
上記絶縁層は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上の物質を含んでもよい。
上記金属粉末の平均粒径は、１〜５０μｍであってもよい。
上記磁性体本体を形成する段階の後に、上記磁性体本体の外側に外部電極を形成する段階をさらに含んでもよい。
本発明の一実施形態によると、磁性体本体を、ポリマー樹脂の含量が相対的に小さい第１金属−ポリマー複合体層及びポリマー樹脂の含量が相対的に大きい第２金属−ポリマー複合体層で構成するため、インダクタンス特性に優れた効果がある。
また、磁性体本体の外側部に形成される第２金属−ポリマー複合体層が含むポリマー樹脂の含量が相対的に大きいため、外部から酸または塩基が浸透しにくい。よって、信頼性に優れたインダクタを具現することができる。
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
図１は本発明の一実施形態によるパワーインダクタの概略的な構造を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ’切断面を示した断面図であり、図３はポリマー樹脂の含量に対するインダクタンスの特性変化を示すグラフである。
図１〜図３を参照すると、本発明の一実施形態によるパワーインダクタ１は、コイル４１、４２が形成された基板３０を含む磁性体本体１０と、上記基板３０の上面及び下面に形成された第１金属−ポリマー複合体層１１と、上記第１金属−ポリマー複合体層１１の上面及び下面に形成され、上記第１金属−ポリマー複合体層１１が含むポリマーの含量より多い含量のポリマーを含む第２金属−ポリマー複合体層１２と、を含んでもよい。
本発明の一実施形態によるパワーインダクタ１は、コイル４１、４２が形成された基板３０を含む磁性体本体１０を含んでもよい。
上記磁性体本体１０は、必ずしもこれに制限されないが、例えば、六面体状であってもよい。
上記磁性体本体１０の内部には、基板３０及び上記基板３０の両面にそれぞれ形成され、一端が第１及び第２外部電極２１、２２とそれぞれ電気的に接続されるコイル４１、４２が配置されてもよい。
上記基板３０は、特に制限されないが、例えば、感光性ポリマーのような絶縁材料またはフェライトのような磁性材料などで製作されてもよい。
また、上記コイル４１、４２の間に感光性絶縁材料が充填されることができ、上記コイル４１、４２は導電性ビア（不図示）により互いに電気的に連結されることができる。
上記導電性ビアは、上記基板３０に厚さ方向に沿って貫通するように貫通孔（不図示）を形成した後、上記貫通孔に導電性ペーストを充填するなどの方法により形成することができる。
上記コイル４１、４２は、例えば、厚膜印刷、塗布、蒸着及びスパッタリングなどの方法により形成することができ、本発明はこれに限定されない。
また、上記コイル４１、４２を形成する材料及び上記導電性ビアを形成する導電性ペーストは、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）及び銅合金の少なくとも一つを含む材料からなることができるが、これに制限されない。
また、本発明の一実施形態によるパワーインダクタ１は、上記磁性体本体１０の両端部に形成された第１及び第２外部電極２１、２２を含んでもよい。
上記第１及び第２外部電極２１、２２は、導電性ペーストに磁性体本体１０を浸漬するか、印刷、蒸着及びスパッタリングなどの多様な方法により磁性体本体１０の両端に形成されることができる。
上記第１及び第２外部電極２１、２２は、電気伝導性が付与できる金属であって、例えば、金、銀、白金、銅、ニッケル、パラジウム及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上の金属を含むことができる。
このとき、第１及び第２外部電極２１、２２の表面には、必要に応じて、ニッケル−メッキ層（不図示）またはすずメッキ層（不図示）をさらに形成してもよい。
本発明の一実施形態によるパワーインダクタ１は、上記基板３０の上面及び下面に形成された第１金属−ポリマー複合体層１１を含んでもよい。
上記第１金属−ポリマー複合体層１１は、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄−ニッケル−ケイ素（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ）、鉄−アルミニウム−ケイ素（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）及び鉄−アルミニウム−クロム（Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ）で構成された群から選択された一つ以上の金属を含むことができるが、これに制限されない。
また、上記第１金属−ポリマー複合体層１１は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上のポリマーを含んでもよいが、これに制限されない。
一方、上記第１金属−ポリマー複合体層１１の上面及び下面には上記第１金属−ポリマー複合体層１１が含むポリマーの含量よりも多い含量のポリマーを含む第２金属−ポリマー複合体層１２が形成されてもよい。
上記第２金属−ポリマー複合体層１２は、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄−ニッケル−ケイ素（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ）、鉄−アルミニウム−ケイ素（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）及び鉄−アルミニウム−クロム（Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ）で構成された群から選択された一つ以上の金属を含んでもよいが、これに制限されない。
また、上記第２金属−ポリマー複合体層１２は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上のポリマーを含んでもよいが、これに制限されない。
上記第１金属−ポリマー複合体層１１及び第２金属−ポリマー複合体層１２を含む金属の表面は、フェライトでコーティングされてもよい。
上記フェライトは、ニッケルフェライト（Ｎｉ Ｆｅｒｒｉｔｅ）、亜鉛フェライト（Ｚｎ Ｆｅｒｒｉｔｅ）、銅フェライト（Ｃｕ Ｆｅｒｒｉｔｅ）、マンガンフェライト（Ｍｎ Ｆｅｒｒｉｔｅ）、コバルトフェライト（Ｃｏ Ｆｅｒｒｉｔｅ）、バリウムフェライト（Ｂａ Ｆｅｒｒｉｔｅ）及びニッケル−亜鉛−銅フェライト（Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ Ｆｅｒｒｉｔｅ）で構成された群から選択された一つ以上の酸化物フェライトなどを使用することができ、本発明はこれに限定されない。
一般的に、パワーインダクタは、金属磁性体粉末の充填率が６５〜９０体積％になるよう金属磁性体粉末と熱硬化性樹脂を混合して形成した複合磁性体をコイルが形成された基板に充填した後、加圧、成形及び硬化し、上記コイルを埋める方法で製作された。
上記の場合、金属磁性体粉末の充填率が高いと、最終製品のインダクタンス特性は向上するが、樹脂量が減少することにより、酸または塩基溶液がチップの内部に浸透して信頼性が低下する問題が生じる可能性がある。
一方、樹脂量が多いと、上記酸または塩基溶液がチップの内部に浸透する問題は解決できるが、金属磁性体粉末の充填率が減少し、製品のインダクタンス特性が低下する問題が生じる可能性がある。
従って、本発明の一実施形態によると、上記磁性体本体１０内に上記コイル４１、４２を埋めるために充填される金属−ポリマー複合体が含む樹脂の含量を異ならせて適用することで、上記問題を解決することができる。
具体的には、上記基板３０の上面及び下面に形成された第１金属−ポリマー複合体層１１は、上記金属の充填率を高めて最終製品のインダクタンス特性を向上させることができる。
また、上記第１金属−ポリマー複合体層１１の上面及び下面に、上記第１金属−ポリマー複合体層１１が含むポリマーの含量よりも多い含量のポリマーを含む第２金属−ポリマー複合体層１２を形成することで、上記酸または塩基溶液がチップの内部に浸透する問題を解決することができる。
上記磁性体本体１０において、上記第１金属−ポリマー複合体層１１及び第２金属−ポリマー複合体層１２が占める厚さは、特に制限されず、製品のインダクタンス特性によって多様に適用されてもよい。
例えば、上記第１金属−ポリマー複合体層１１及び上記第２金属−ポリマー複合体層１２の厚さは、それぞれ上記磁性体本体１０の全体厚さに対し、５〜３０％を占めることができ、これにより、上記パワーインダクタ１は信頼性に優れ、インダクタンス特性も向上することができる。
上記第１金属−ポリマー複合体層１１及び上記第２金属−ポリマー複合体層１２の厚さがそれぞれ上記磁性体本体１０の全体厚さに対し５％未満では、樹脂の含量が多い第２金属−ポリマー複合体層が薄すぎるため、酸または塩基溶液がチップの内部に浸透する問題が生じることがある。
一方、上記第１金属−ポリマー複合体層１１及び上記第２金属−ポリマー複合体層１２の厚さがそれぞれ上記磁性体本体１０の全体厚さに対して３０％を超えると、金属の充填率が低下し、最終製品のインダクタンス特性に問題が発生することがある。
本発明の一実施形態によると、上記第１金属−ポリマー複合体層１１は、上記金属１００重量部に対して、２．０〜５．０重量部のポリマーを含んでもよいが、必ずしもこれに制限されない。
また、上記第２金属−ポリマー複合体層１２は、上記金属１００重量部に対して、４．０〜１０．０重量部のポリマーを含んでもよいが、これに制限されない。
上記のように、本発明の一実施形態によると、第１金属−ポリマー複合体層１１が含むポリマーの含量と、第２金属−ポリマー複合体層１２が含むポリマーの含量を異ならせて適用することで、インダクタンス特性の向上及び信頼性向上の効果を奏することができる。
即ち、上記磁性体本体１０において、基板３０に隣接した内側には金属の充填率が高い第１金属−ポリマー複合体層１１が配置され、上記第１金属−ポリマー複合体層１１の上面及び下面上に樹脂の含量が高い第２金属−ポリマー複合体層１２を配置することで、インダクタンス特性の向上及び信頼性向上の効果が奏することができる。
本発明の一実施形態によると、上記第１金属−ポリマー複合体層１１及び第２金属−ポリマー複合体層１２は、複数個のシートを積層して形成することができる。
しかし、本発明はこれに限定されず、例えば、金属粉末及びポリマーを含む材料からなるペーストを一定厚さに印刷して形成したり、このようなペーストを型に入れて圧着するなど、必要に応じて、多様な方法が適用されてもよい。
このとき、上記磁性体本体１０を形成するために積層されるシート数または一定厚さに印刷されるペーストの厚さは、パワーインダクタ１に要求されるインダクタンスなどの電気的特性を考慮して、適正な数または厚さにしてもよい。
上記第１金属−ポリマー複合体層１１及び第２金属−ポリマー複合体層１２の形成に関する詳しい事項は後述する。
図３を参照すると、樹脂の含量によるインダクタンスの変化が分かる。例えば、金属１００重量部に対する樹脂の含量が５．０重量部を超えると、インダクタンスの低下が問題となる可能性があることが分かる。
一方、上記第１金属−ポリマー複合体層１１及び第２金属−ポリマー複合体層１２が含む金属の平均粒径は、１〜５０μｍであってもよいが、これに制限されない。
また、上記第１金属−ポリマー複合体層１１及び第２金属−ポリマー複合体層１２に含まれるポリマーは、金属粉末の間に絶縁性を提供するもので、熱硬化性樹脂からなることができる。
上記熱硬化性樹脂には、例えば、ノボラックエポキシ樹脂（Ｎｏｖｏｌａｃ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、フェノキシ型エポキシ樹脂（Ｐｈｅｎｏｘｙ Ｔｙｐｅ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ＢＰＡ型エポキシ樹脂（ＢＰＡ Ｔｙｐｅ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ＢＰＦ型エポキシ樹脂（ＢＰＦ Ｔｙｐｅ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、水添ＢＰＡ型エポキシ樹脂（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ＢＰＡ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ダイマー酸改質エポキシ樹脂（Ｄｉｍｅｒ Ａｃｉｄ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ウレタン改質エポキシ樹脂（Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ゴム改質エポキシ樹脂（Ｒｕｂｂｅｒ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）及びＤＣＰＤ型エポキシ樹脂（ＤＣＰＤ Ｔｙｐｅ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）からなる群から選択された一つ以上を含んでもよい。
本発明の一実施形態によると、上記基板３０と第１金属−ポリマー複合体層１１との間には、上記基板３０の上面または下面に形成されたコイル４１、４２と金属との絶縁のために絶縁層５０がさらに含まれてもよい。
上記絶縁層５０はエポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上の物質を含んでもよいが、これに制限されない。
以下では、本発明の他の実施形態によるパワーインダクタの製造方法を説明するが、これに制限されない。
図４ａ〜図４ｄは、本発明の他の実施形態によるパワーインダクタの製造工程図である。
図４ａ〜図４ｄを参照すると、本発明の他の実施形態によるパワーインダクタの製造方法は、コイルが形成された基板を設ける段階と、金属粉末及びポリマー樹脂を含む材料からなる第１シートを複数個設ける段階と、金属粉末及びポリマー樹脂を含む材料からなり、上記第１シートよりもポリマーの含量が多い第２シートを複数個設ける段階と、上記基板の上面及び下面に上記複数個の第１シートを積層して上記コイルを埋める段階と、上記第１シート上に上記第２シートを積層して磁性体本体を形成する段階と、を含んでもよい。
まず、絶縁または磁性材料からなる基板を用意する。
次に、上記基板３０の両面にコイル４１、４２をそれぞれ形成することで、コイルが形成された基板を用意することができる。
上記コイル４１、４２は、上記基板３０の一面に導電性ペーストをメッキして第１コイル４１を形成した後、上記基板３０を貫通する導電性ビアを形成し、上記第１コイル４１が形成された面の反対面に導電性ペーストをメッキして第２コイル４４２を形成する手順で構成することができ、上記第１及び第２コイル４１、４２は、上記導電性ビアにより互いに電気的に連結されることができる。
上記導電性ビアは、レーザーまたは穿孔機などを利用して上記基板３０の厚さ方向に貫通孔を形成した後、上記貫通孔に導電性ペーストを充電するなどの方法で形成してもよい。
このとき、上記導電性ペーストは電気伝導性を付与する金属であって、例えば、金、銀、白金、銅、ニッケル、パラジウム及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含んでもよい。
また、上記第１及び第２コイル４１、４２と上記導電性ビアは、より安定的な電気的特性のために全て同一材料からなることができる。
次に、第１及び第２コイル４１、４２が形成された基板３０を配置する。
このとき、基板３０は磁性体本体１０の厚さ方向に複数個を積層して形成することができ、基板３０の上下面の第１または第２コイル４１、４２の一端部は、それぞれビア導体（不図示）を介して接触し、互いに電気的に連結させることができる。
また、第１及び第２コイル４１、４２の周りに絶縁特性を有するポリマーのような材料を用いて、その表面が取り囲まれるように絶縁膜を形成することができる。
次いで、金属粉末及びポリマー樹脂を含む材料からなる第１シートを複数個用意する。
上記複数個の第１シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆは、本発明の一実施形態によるパワーインダクタにおいて、第１金属−ポリマー複合層を形成するもので、第１シートのそれぞれは金属１００重量部に対して２．０〜５．０重量部のポリマーを含んで製作されることができる。
次に、金属粉末及びポリマー樹脂を含む材料からなり、上記第１シートよりもポリマーの含量が多い第２シートを複数個用意する。
上記複数個の第２シート１２ａ、１２ｂは、本発明の一実施形態によるパワーインダクタにおいて、第２金属−ポリマー複合層を形成するもので、第２シート１２ａ、１２ｂのそれぞれは、金属１００重量部に対して４．０〜１０．０重量部のポリマーを含んで製作されることができる。
次に、上記基板の上面及び下面に上記複数個の第１シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆを積層して上記コイルを埋め、上記第１シート上に上記第２シート１２ａ、１２ｂを積層して磁性体本体を形成することができる。
上記磁性体本体を形成する各段階は、上記第１シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆを積層してコイルを埋めた後、上記第１シート上に上記第２シート１２ａ、１２ｂを積層し、加圧及び成形を行い、上記複数個のシートを硬化させることで、完了することができる。
本発明の他の実施形態によると、上記基板の上面及び下面に、上記複数個の第１シートを積層する段階の前に、上記基板の上面及び下面に絶縁層を形成する段階をさらに含んでもよい。
次に、上記磁性体本体１０の両端部にコイル４１、４２が引き出された部分と電気的に接続されるように第１及び第２外部電極２１、２２を形成することができる。
このとき、第１及び第２外部電極２１、２２は導電性ペーストに上記磁性体本体１０を浸漬する方法、上記磁性体本体１０の両端部に導電性ペーストを印刷、蒸着及びスパッタリングする方法などで形成することができる。
上記導電性ペーストは第１及び第２外部電極２１、２２に電気伝導性が付与できる金属であって、例えば、金、銀、白金、銅、ニッケル、パラジウム及びこれらの合金からなる群から選択された一つ以上を含んでもよい。
また、第１及び第２外部電極２１、２２の表面には、必要に応じて、ニッケルメッキ層及びすずメッキ層をさらに形成してもよい。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利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。
１ パワーインダクタ
１０ 磁性体本体
１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ） 第１金属−ポリマー複合層
１２（１２ａ、１２ｂ） 第２金属−ポリマー複合層
２１、２２ 第１及び第２外部電極
３０ 基板
４１、４２ コイル
５０ 絶縁層
１０ 磁性体本体
１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ） 第１金属−ポリマー複合層
１２（１２ａ、１２ｂ） 第２金属−ポリマー複合層
２１、２２ 第１及び第２外部電極
３０ 基板
４１、４２ コイル
５０ 絶縁層
Claims (18)
- コイルが形成された基板を含む磁性体本体と、
前記基板の上面及び下面に形成され、金属粒子及びポリマーを含む第１金属−ポリマー複合体層と、
前記第１金属−ポリマー複合体層の上面及び下面に形成され、金属粒子及びポリマーを含み、且つ前記第１金属−ポリマー複合体層が含むポリマーの含量よりも多い含量のポリマーを含む第２金属−ポリマー複合体層と、
前記基板と前記第１金属−ポリマー複合体層との間に形成され、前記第１金属−ポリマー複合体層の金属粒子と前記コイルを絶縁させる絶縁層と、
を含むパワーインダクタ。 - 前記第１金属−ポリマー複合体層は、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄−ニッケル−ケイ素（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ）、鉄−アルミニウム−ケイ素（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）及び鉄−アルミニウム−クロム（Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ）で構成された群から選択された一つ以上の金属を含む請求項１に記載のパワーインダクタ。
- 前記第２金属−ポリマー複合体層は、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄−ニッケル−ケイ素（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ）、鉄−アルミニウム−ケイ素（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）及び鉄−アルミニウム−クロム（Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ）で構成された群から選択された一つ以上の金属を含む請求項１に記載のパワーインダクタ。
- 前記第１金属−ポリマー複合体層は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上のポリマーを含む請求項１に記載のパワーインダクタ。
- 前記第２金属−ポリマー複合体層は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上のポリマーを含む請求項１に記載のパワーインダクタ。
- 前記第１金属−ポリマー複合体層は、前記金属１００重量部に対して２．０〜５．０重量部のポリマーを含む請求項１に記載のパワーインダクタ。
- 前記第２金属−ポリマー複合体層は、前記金属１００重量部に対して４．０〜１０．０重量部のポリマーを含む請求項１に記載のパワーインダクタ。
- 前記絶縁層はエポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上の物質を含む請求項１に記載のパワーインダクタ。
- 前記第１金属−ポリマー複合体層及び第２金属−ポリマー複合体層が含む金属の平均粒径は、１〜５０μｍである請求項１に記載のパワーインダクタ。
- 前記第１金属−ポリマー複合体層及び第２金属−ポリマー複合体層の厚さは、それぞれ前記磁性体本体の全体厚さに対して５〜３０％である請求項１に記載のパワーインダクタ。
- コイルが形成された基板を設ける段階と、
金属粉末及びポリマー樹脂を含む材料からなる第１シートを複数個設ける段階と、
金属粉末及びポリマー樹脂を含む材料からなり、前記第１シートよりもポリマーの含量が多い第２シートを複数個設ける段階と、
前記基板の上面及び下面に前記複数個の第１シートを積層して前記コイルを埋める段階と、
前記第１シート上に前記第２シートを積層して磁性体本体を形成する段階と、
前記基板の上面及び下面に前記複数個の第１シートを積層する段階の前に、前記基板の上面及び下面に絶縁層を形成する段階と、
を含むパワーインダクタの製造方法。 - 前記金属粉末は、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄−ニッケル−ケイ素（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ）、鉄−アルミニウム−ケイ素（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）及び鉄−アルミニウム−クロム（Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ）で構成された群から選択された一つ以上である請求項１１に記載のパワーインダクタの製造方法。
- 前記ポリマーは、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上である請求項１１に記載のパワーインダクタの製造方法。
- 前記第１シートは、前記金属粉末１００重量部に対してポリマー２．０〜５．０重量部を含む請求項１１に記載のパワーインダクタの製造方法。
- 前記第２シートは、前記金属粉末１００重量部に対してポリマー４．０〜１０．０重量部を含む請求項１１に記載のパワーインダクタの製造方法。
- 前記絶縁層は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）及び液晶結晶性ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）で構成された群から選択された一つ以上の物質を含む請求項１１に記載のパワーインダクタの製造方法。
- 前記金属粉末の平均粒径は、１〜５０μｍである請求項１１に記載のパワーインダクタの製造方法。
- 前記磁性体本体を形成する段階の後に、前記磁性体本体の外側に外部電極を形成する段階をさらに含む請求項１１に記載のパワーインダクタの製造方法。
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