KR100370670B1 - 인덕터 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절연층이 되는 그린 시트를 형성하는 공정과, 다수의 도전성 코일 패턴 단위를 상기 그린 시트의 표면에 형성할 때, 상기 그린 시트의 표면에 상기 코일 패턴 단위가 한개 포함되는 구획단위를 다수 배치하고, 상기 구획단위의 길이방향에 대략 수직인 방향으로 인접하는 임의의 두개의 코일 패턴 단위를 인접하는 구획단위의 경계선의 중간점에 대해 점 대칭으로 배치하는 공정과, 다수의 상기 코일 패턴 단위가 점 대칭으로 형성된 다수의 그린 시트를 적층하며 상기 그린 시트로 간막이된 상하 코일 패턴 단위를 코일상으로 접속하는 공정과, 적층된 상기 그린 시트를 소성하는 공정을 가지는 인덕터 소자의 제조방법으로써, 이 제조방법에 의하면, 소자를 소형화해도 제조공정을 복잡화하지 않고, 적층 어긋남을 억제할 수 있는 인덕터 소자를 얻을 수 있다.

Description

인덕터 소자 및 그 제조방법{INDUCTOR ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 인덕터 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전자기기에 있어서, 그 소형화의 요구는 시장에 항상 있고, 전자기기에 사용되는 부품에 대해서도 그 소형화가 요구된다. 원래 리드선을 가지고 있던 전자부품은 표면실장기술의 진전과 함께, 리드선이 없는 소위 칩 부품으로 이행하고 있다. 콘덴서나 인덕터 등의 세라믹을 주요 구성부재로 하는 소자에 있어서는, 두꺼운 막형성기술을 기초로 하는 시트 공법이나 스크린 인쇄 기술 등을 이용하여 세라믹 및 금속을 동시 소성함으로써 제조되며, 내부 도체를 구비하는 모노리식 구조의 실용화를 달성하여 그 형상을 더욱 작게 하고 있다.
이와같은 칩 형상의 인덕터 소자를 제조하기 위해서는 이하 기술하는 제법이채용되고 있다.
우선, 세라믹 분말체를, 바인더나 유기용매 등이 들어간 용액과 혼합한다. 이 혼합액을 PET 필름상에 닥터 블레이드(doctor blade)법 등에 의해 캐스트하여 수십㎛∼수백㎛의 그린 시트를 얻는다. 다음에, 이 그린 시트에 기계가공 혹은 레이저 가공 등의 가공법을 이용하여 다른 층의 코일 패턴 단위간을 접속하기 위한 관통공을 형성한다. 이와같이 하여 얻어진 그린 시트에, 은 혹은 은-팔라듐 도체 페이스트를 스크린 인쇄에 의해 도포하고, 내부 도체에 상당하는 도전성 코일 패턴 단위를 형성한다. 이 때, 관통공에도 페이스트가 채워져 층간 전기적 접속이 도모된다.
이들 그린 시트를 소정 매수 적층하고, 이를 적당한 온도, 압력하에서 압착하고, 그 후, 하나하나의 칩에 상당하는 부분으로 잘라 탈(脫) 바인더, 소성 등의 열처리를 행한다. 이 소성체를 바렐 연마하고, 그 후, 단자 전극을 형성하기 위한 은 페이스트를 도포하여 다시 열처리를 실시한다. 이에 전해 도금에 의해 주석 등의 피막을 실시한다. 이상의 공정을 거쳐 세라믹으로 구성된 절연체의 내부에 코일 구조를 실현할 수 있고, 인덕터 소자가 제작된다.
이와같은 인덕터 소자에 있어서도 소형화가 더욱 요구되어, 소위 칩 사이즈가 3216(3.2×1.6×0.9mm)형상에서 2012(2.0×1.2×0.9mm), 1608(1.6×0.8×0.8mm) 등의 소형으로 그 주류가 이동되어 최근에는 1005(1×0.5×0.5mm)의 칩 사이즈인 것이 실용화되고 있다. 이와같은 소형화의 흐름에 있어서는, 안정된 고품질의 것을 얻기 위해, 각 공정에 부과되는 칫수 정밀도(클리어런스)는 점점 엄격해 지고 있다.
예를들면 1005 칩 사이즈의 인덕터 소자에 있어서는, 각 내부 도체층에서의 적층의 어긋남은 적어도 30㎛를 넘는 것은 허용되지 않는다. 이를 초과하면, 인덕턴스나 임피던스에 현저한 편차가 발생하고, 극단적인 경우에는 내부도체가 노출되는 일도 있다. 이것은 2010(2.0×1.0×0.5mm)의 칩 사이즈의 소자내부에 4개의 코일을 내장하는 인덕터 어레이 소자라도 마찬가지이다.
종래의 비교적 큰 칩 사이즈의 인덕터 소자의 경우에는, 이 적층 어긋남에 의한 특성에의 영향이 현저하게 있지 않았지만, 1005 나 2010정도의 칩 사이즈에 있어서는 적층 어긋남이 소자 특성에 대해 큰 영향을 미친다.
종래 비교적 큰 사이즈의 인덕터 소자에서는 각층의 내부 도체의 코일 패턴 형상을 L자형과 역 L자형으로 하고 있다. 그리고, L자형 패턴과 역 L자형 패턴을 번갈아 적층하고, 이들 패턴의 단부에 관통공을 설치하여 층간 패턴을 접속하며, 이와같이 하여 형성되는 코일의 시작단 및 종단을 인출용 패턴에 접속하고 있다.
그러나, 1005 나 2010형 등의 소형 사이즈의 인덕터 소자를 얻기 위해, 각 층의 내부도체의 코일 패턴 형상을 L자형과 역 L자형으로 하고, 그 코일 패턴을 단순히 작게 한 경우, 내부 도체간의 적층 어긋남이 현저하게 진행되는 것이 본 발명자 등의 실험에 의해 판명되었다.
소형 사이즈의 인덕터 소자의 경우, 적층 어긋남이 진행되는 이유는 다음과 같다고 생각할 수 있다. 즉, 칩 사이즈의 소형화에 따라 소정 인덕턴스, 임피던스를 얻기 위해서는 코일의 권회수를 많게 하지 않으면 안되고, 이를 위해서는 1층당세라믹층의 두께를 얇게 하지 않으면 안된다. 또한, 내부도체의 저항치는 낮은 것이 요구되며, 도체 두께를 세라믹 시트와 같은 비율로 얇게 하는 것은 허용되지 않는다. 이 때문에, 칩 사이즈가 적어지는 것은 인쇄후의 그린 시트의 현저한 비평탄화를 발생시키는 결과가 된다.
그 결과, 겹쳐진 그린 시트에 압력을 주어 적층하면, 그린 시트 그 자체에 대해 비교적 단단한 도체부끼리 상호 반발해 그 결과로서 현저한 적층 어긋남이 발생한다. 특히, 종래의 L자형을 기본으로 하고 있는 인쇄 패턴에 있어서는, 적층된 그린 시트 상호가 내부 도체를 통하여 입체적으로 경사져 가압되게 되어 적층 어긋남을 조장한다. 이와같은 현상은 소자의 칩 사이즈의 소형화가 진행될수록 소자의 품질 안정화를 위해서는 피할 수 없는 과제로 된다.
이 과제에 대해서는 다양한 제안이 이루어지고 있다. 예를들면 일본국 특개평 6-77074호 공보에서는 인쇄후의 그린 시트를 미리 프레스하여 평탄화하는 것이 개시되어 있다. 또한, 일본국 특개평 7-192954호 공보에는 세라믹 시트에 도체 패턴과 동일한 오목홈을 미리 실시하고, 이 오목홈에 도체 페이스트를 인쇄하여 결과로서 도체를 포함한 세라믹 시트를 평탄화하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 일본국 특개평 7-192955호 공보에는 세라믹 시트로부터 PET 필름을 박리하지 않고 다른 세라믹 시트를 적층하여 압착하고, 그 후 필름을 벗겨, 이를 반복하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 PET 필름의 변형이 적은 것을 이용하여 결과로서 적층 어긋남을 막는 수단으로 생각할 수 있다. 또한, 일본국 특개평 6-20843호 공보에는 인쇄 도체의 주변부를 따라 다수의 관통공을 형성하여 압착시의 압력 분산을 행하는방법이 개시되어 있다.
상기한 각 공보에 기재된 방법에 의하면, 종래의 세라믹 시트의 적층 방법에 공정을 더 추가하던지 혹은 대폭 변경을 가한 것이다. 또한, 생산성이라는 입장에서 종래의 방법보다 복잡하게 된다.
본 발명은 이와같은 실상을 감안하여 이루어져, 소자를 소형화해도 제조공정을 복잡화하지 않고, 적층 어긋남을 억제할 수 있는 인덕터 소자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명의 일실시형태에 관한 인덕터 소자의 일부 분해 사시도,
도2a 및 b는 그린 시트상에 형성되는 코일 패턴 단위의 배열을 표시하는 평면도,
도3a는 도2a 및 도2b에 도시하는 그린 시트를 적층한 후의 코일 패턴 단위의 배열을 도시하는 평면도,
도3b는 도3a의 IIIB-IIIB선에 따른 요부 단면도,
도3c 및 도3d는 적층 어긋남을 설명하기 위한 요부 단면도,
도4a 및 도4b는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 코일 패턴 단위의 배열을 도시하는 평면도,
도5a는 도4a 및 도4b에 도시하는 그린 시트를 적층한 후의 코일 패턴 단위의 배열을 도시하는 평면도,
도5b는 도5a의 VB-VB에 따른 요부 단면도,
도6은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 인덕터 소자의 요부 투과 사시도,
도7a 및 도7b는 본 발명의 비교예1에서 이용하는 그린 시트의 표면에 형성된 코일 패턴 단위의 배열을 도시하는 평면도,
도8a는 도7a 및 도7b에 도시하는 그린 시트를 적층한 후의 코일 패턴 단위의 배열을 도시하는 평면도,
도8b는 도8a의 VIIIB-VIIIB선에 따른 요부 단면도,
도9a 및 도9b는 본 발명의 비교예2에서 이용하는 그린 시트의 표면에 형성된 코일 패턴 단위의 배열을 도시하는 평면도,
도10a는 도9a 및 도9b에 도시하는 그린 시트를 적층한 후의 코일 패턴 단위의 배열을 도시하는 평면도,
도10b는 도10a의 XB-XB선에 따른 요부 단면도이다.
본 발명자 등은 제조공정을 복잡화하지 않고 적층 어긋남을 억제할 수 있는 소형 사이즈의 인덕터 소자 및 그 제조방법에 대해 예의 검토한 결과, 소자의 절연층간에 형성되는 코일 패턴 단위의 반복 패턴 형상을 연구함으로써, 적층 어긋남을 억제할 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명에 관한 인덕터 소자의 제조방법은 절연층이 되는 그린 시트를 형성하는 공정과, 다수의 도전성 코일 패턴 단위를 상기 그린 시트의 표면에 형성할 때, 상기 그린 시트의 표면에 상기 코일 패턴 단위가 한개 포함되는 구획단위를 다수 배치하고, 상기 구획단위의 길이방향에 대략 수직인 방향으로 인접하는 임의의 두개의 코일 패턴 단위를 인접하는 구획 단위의 경계선의 중간점에 대해 점 대칭으로 배치하는 공정과, 다수의 상기 코일 패턴 단위가 점 대칭으로 형성된 다수의 그린 시트를 적층하며 상기 그린 시트로 간막이된 상하 코일 패턴 단위를 코일상으로 접속하는 공정과, 적층된 상기 그린 시트를 소성하는 공정을 가진다.
인덕터 소자를 공업적으로 다량으로 생산하기 위해, 그린 시트의 표면에는 일반적으로 다수의 코일 패턴 단위가 스크린 인쇄 등으로 형성된다. 종래에는 이와같은 코일 패턴 단위는 한매의 그린 시트상의 각 구획 단위마다 모두 같은 방향 및 같은 형상으로 형성되어 있다. 코일 패턴 단위는 적층 방향으로 접속되어 코일을 형성할 필요가 있고, 또한 한정된 구획 단위의 면적내에서 가능한 한 코일의 횡단면적을 크게 할 필요가 있으므로, 통상, 구획단위의 길이방향을 따라 연장되는 직선상 패턴을 가진다. 이 코일 패턴 단위의 직선상 패턴은 구획단위의 길이방향을 따라 연장되고, 또한 적층방향에서 그린 시트를 통해 겹쳐지므로, 적층되는 그린 시트는 직선상 패턴의 길이방향(구획단위의 길이방향)에 대해 대략 수직인 방향으로 어긋나기 쉬운 경향이 있다. 이 경향은 소자의 소형화, 즉 구획단위의 소면적화에 따라 현저하다
본 발명에 관한 인덕터 소자의 제조방법에서는, 구획단위의 길이방향에 대략 수직인 방향으로 인접하는 임의의 두개의 코일 패턴 단위를 인접하는 구획단위의 경계선의 중간점에 대해 점 대칭으로 배치한다. 이 때문에, 각 구획단위 내에 형성되는 코일 패턴 단위의 직선상 패턴이 적층방향으로 겹쳐짐으로써, 그 직선상 패턴에 대해 수직방향으로 어긋나려 해도 그 인접하는 구획단위의 하측에 위치하는 코일 패턴 단위의 직선상 패턴이 밀리는 것을 방해하게 된다. 그 결과 본 발명에서는 특히 구획 단위의 길이방향(직선상 패턴의 길이방향)에 대략 수직인 방향에의 적층 어긋남을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 구획 단위의 길이방향에의 적층 어긋남은 원래 작아 문제가 되지 않는다.
본 발명에 관한 제조방법에 있어서, 다수의 상기 코일 패턴 단위를 상기 그린 시트의 표면에 형성할 때에, 상기 구획단위의 길이방향에 인접하는 임의의 두개의 코일 패턴 단위를, 각 구획 단위의 내부에서 같은 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 또는 상기 구획 단위의 길이방향에 인접하는 임의의 두개의 코일 패턴 단위를 인접하는 구획 단위의 경계선의 중간점에 대해 점 대칭으로 배치해도 된다.
본 발명에 관한 제조방법에 있어서, 상기 각 코일 패턴 단위를 대략 평행한 두개의 직선상 패턴과, 이들 직선상 패턴의 제1 단부를 접속하는 곡선상 패턴을 가지는 패턴으로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 각 코일 패턴 단위를 상기 구획 단위의 폭방향을 분할하는 중심선에 대해 선 대칭인 패턴으로 구성하는 것이 바람직하다. 이와같은 코일 패턴 단위로 함으로써, 원하는 인덕터 성능을 얻으면서 적층 어긋남을 더 작게 할 수 있다.
또한, 상기 그린 시트를 끼고 적층방향에 인접하는 2개의 코일 패턴 단위가 상기 구획 단위의 길이방향분을 나누는 중심선에 대해 선대칭 위치로 되도록, 다수의 상기 그린 시트를 적층하는 것이 바람직하다. 이와같은 위치관계에서 그린 시트를 적층함으로써, 적층 어긋남을 더욱 작게 할 수 있다.
또한, 상기 두께 3∼25㎛의 그린 시트의 표면에 그린 시트 두께의 1/3∼2/3 두께의 코일 패턴 단위를 형성하는 것이 바람직하다. 이와같이 비교적 얇은 그린 시트를 적층할 경우에, 적층 어긋남이 발생하기 쉬운데, 본 발명에서는 이와같은 경우에도 적층 어긋남을 작게 할 수 있다. 또한, 코일 패턴 단위의 두께가 그린 시트 두께의 2/3을 초과할 경우에는 본 발명에서도 적층 어긋남을 억제하는 것이 곤란해 지는 경향이 있다. 코일 패턴 단위의 두께가 그린 시트 두께의 1/3보다 작은 경우에는 적층 어긋남이 문제가 될 우려는 작지만, 코일 패턴 단위의 전기 저항이 커져 인덕터 소자로서는 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에 관한 제조방법은 상기 소성 공정전에, 적층된 상기 그린 시트를 상기 구획단위마다 절단하는 공정을 가져도 되고, 적층된 상기 그린 시트를 다수의 상기 구획 단위마다 절단하는 공정을 가져도 된다. 적층된 상기 그린 시트를 상기 구획 단위마다 절단함으로써 인덕터 소자의 내부에 단일 코일을 가지는 소자를 얻을 수 있다. 또한, 적층된 상기 그린 시트를 다수의 상기 구획단위마다 절단함으로써, 인덕터 소자의 내부에 다수의 코일을 가지는 소자(인턱터 어레이 소자라고도 한다)를 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 인덕터 소자는 다층의 절연층을 가지는 소자 본체와, 상기 소자 본체의 내부에서 상기 절연층간에 일평면 방향에 따라 다수 형성되며, 일평면내에 인접하는 코일 패턴 단위가 각 코일 패턴 단위를 포함하는 구획 단위 상호간의 경계선의 중간점에 대해 점 대칭의 패턴인 도전성 코일 패턴 단위와, 상기 절연층으로 간막이된 상하 코일 패턴 단위를 코일상으로 접속하는 접속부를 가진다.
본 발명에 관한 인덕터 소자는 상술한 본 발명에 관한 제조방법에 의해 제조할 수 있고, 소자를 소형화해도 제조공정을 복잡화하지 않고 적층 어긋남을 억제할 수 있다.
<발명의 실시형태>
제1 실시형태
도1에 도시하는 바와같이, 본 실시형태에 관한 인덕터 소자는 소자 본체(1)를 가진다. 소자 본체(1)의 양단에는 각각 단자 전극(3a) 및 (3b)가 일체화되어 있다. 소자 본체(1)의 내부에는 절연층(7)을 사이에 두고 코일 패턴 단위(2a) 및 (2b)가 번갈아 적층되어 있다. 본 실시형태에서는 최상부에 적층되어 있는 코일 패턴 단위(2c)의 단부를 한쪽 단자 전극(3a)에 접속하고 있고, 최하부에 적층되어 있는 코일 패턴 단위(2d)를 다른쪽 단자 전극(3b)에 접속하고 있다. 이들 코일 패턴 단위(2a, 2b, 2c 및 2d)는 절연층(7)에 형성되어 있는 관통공(4)을 통하여 접속되어 있고, 전체로서 코일(2)을 구성하고 있다.
소자 전체(1)를 구성하는 절연층(7)은 예를들면 페라이트, 페라이트 유리 복합재료 등의 자성체, 또는 알루미나 유리 복합 재료, 결정화 유리 등의 유전체 등으로 구성된다. 코일 패턴 단위(2a, 2b, 2c 및 2d)는 예를들면 은, 팔라듐, 또는 이들 합금 등의 금속으로 구성된다. 단자 전극(3a) 및 (3b)는 은을 주로 하는 소결체로 이 표면에 동, 니켈, 주석, 주석 연합금 등의 도금 피막을 실시한 것이다. 단자 전극(3a) 및 (3b)는 이들 금속의 단층 또는 복층으로 구성되도 된다.
다음에 도1에 도시하는 인덕터 소자의 제조방법에 대해 설명한다.
도2a 및 도2b에 도시하는 바와 같이, 우선, 절연층(7)이 되는 그린 시트(17a) 및 (17b)를 준비한다. 그린 시트(17a) 및 (17b)는 세라믹 분말체를 바인더나 유기용매 등이 들어간 용액과 혼합하여 슬러리액을 형성하고, 이 슬러리액을 PET 필름 등의 베이스 필름상에 닥터 블레이드법 등에 의해 도포 및 건조시켜 베이스 필름을 박리하는 등에 의해 얻어진다. 그린 시트의 두께는 특별히 한정되지 않지만 수십㎛∼수백㎛정도이다.
세라믹 분말체로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 페라이트 분말, 페라이트 유리 복합재료, 유리 알루미나 복합재료, 결정화 유리 등이 이용된다. 바인더로서는 특별히 한정되지 않지만, 부티럴 수지, 아크릴계 수지 등을 이용할 수 있다. 유기용매로서는 톨루엔, 크실렌, 이소브틸알콜, 에탄올 등이 이용된다.
다음에 이들 그린 시트(17a) 및 (17b)에 기계가공 혹은 레이저 가공 등의 가공법을 이용하여, 다른층의 코일 패턴 단위(2a) 및 (2b)간을 접속하기 위한 관통공(4)을 소정 패턴으로 형성한다. 이와 같이하여 얻어진 그린 시트(17a) 및 (17b)에 은 혹은 은-팔라듐 도체 페이스트를 스크린 인쇄에 의해 도포하고, 도전성 코일 패턴 단위(2a) 또는 (2b)를 행렬상으로 다수 형성한다. 이 때, 관통공(4)에도 페이스트가 채워진다. 코일 패턴 단위(2a) 및 (2b)의 도포 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상 5∼40㎛정도이다.
각 코일 패턴 단위(2a) 및 (2b)는 평면 화살표측에서 봐서 전체로서 대략 U자형상이고, 대략 평행인 한쌍의 직선상 패턴(10)과, 이들 직선상 패턴(10)의 제1 단부를 접속하는 곡선상 패턴(12)과, 직선상 패턴(10)의 제2 단부에 형성되어 있는 한쌍의 접속부(6)를 가진다. 한쌍의 접속부(6)중 어느 한쪽에 관통공(4)이 형성된다.
각 코일 패턴 단위(2a) 또는 (2b)는 그린 시트(17a) 또는 (17b)를 행렬상으로 구획한 구획 단위(15)마다 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 각 구획 단위(15)의 길이방향 Y가 각 코일 패턴 단위(2a) 또는 (2b)의 직선상 패턴(10)의 길이방향에 일치하고 있다.
각 코일 패턴 단위(2a) 또는 (2b)는 구획 단위(15)의 폭방향 X를 분할하는 중심선(S1)에 대해 선 대칭인 패턴이다. 또한, 도2a 및 도2b에 도시하는 바와같이, 임의의 1의 코일 패턴 단위(2a)(또는 2b)와, 그 코일 패턴(2a)(또는 2b)에 대해 그린 시트(17a)(또는 17b)를 통하여 하층측 또는 상층측에 위치하는 코일 패턴 단위(2b)(또는 2a)와는 구획 단위(15)의 길이방향을 분할하는 중심선(S2)에 대해 선 대칭인 위치에 배치된다.
각 코일 패턴 단위(2a) 또는 (2b)의 접속부(6)는 본 실시형태에서는 평면 화살표측에서 봐서 대략 원형이다.
코일 패턴 단위(2a)에 착안한 경우에는, 그 한쪽의 접속부(6)는 관통공(4)을 통하여 직하층에 위치하는 코일 패턴 단위(2b)의 1의 접속부에 접속 가능하게 되어 있고, 코일 패턴 단위(2a)의 다른쪽의 접속부(6)는 도시가 생략되어 있는 관통공을 통하여 직상층에 위치하는 코일 패턴 단위(2b)의 1의 접속부에 접속 가능하게 되어 있다. 이와같이 코일 패턴 단위(2a)와 (2b)를 접속부(6) 및 관통공(4)을 통하여 나선상으로 접속함으로써, 도1에 도시하는 바와같이, 소자 본체(1)의 내부에 소형의 코일(2)이 형성된다.
도2a 및 도2b에 도시하는 바와같이, 본 실시형태에서는 각 구획 단위(15)의 길이방향 Y에 대략 수직인 방향 X에 인접하는 임의의 2개의 코일 패턴 단위(2a) 및 (2a)(또는 2b 및 2b)를 인접하는 구획 단위(15)의 종 경계선(15V)의 중간점(15C1)에 대해 점 대칭으로 배치하고 있다. 또한, 각 구획 단위(15)의 길이방향 Y에 인접하는 임의의 2개의 코일 패턴 단위(2a) 및 (2a)(또는 2b 및 2b)를 인접하는 구획단위(15)의 횡 경계선(15H)의 중간점(15C2)에 대해 점 대칭으로 배치하고 있다.
다음에, 이들 그린 시트(17a) 및 (17b)를 번갈아 소정매수 적층하고, 이들을 적당한 온도, 압력하에서 압착한다. 또한, 실제로는 그린 시트(17a) 및 (17b) 이외에 도1에 도시하는 코일 패턴 단위(2c) 또는 (2d)가 형성된 그린 시트도 그린 시트(17a) 및 (17b)와 함께 적층된다. 또한, 코일 패턴 단위가 아무것도 형성되어 있지 않은 그린 시트도 필요에 따라 추가하여 적층되어 압착된다.
본 실시형태에서는, 그린 시트(17a) 및 (17b)의 표면에 각각 형성되어 있는 코일 패턴 단위(2a) 및 (2b)의 형상 및 배치가 상술한 조건으로 설정되어 있다. 이 때문에, 도3b에 도시하는 바와같이, 그린 시트(17a) 및 (17b)의 압착시에 구획 단위(15)의 길이방향에 직각인 방향 X를 따라 적층 어긋남△Wx는 종래에 비해 매우 작게할 수 있다. 이것은 이하에 도시하는 이유에 의한 것으로 생각할 수 있다.
즉, 본 실시형태에서는 도2a 및 도2b에 도시하는 바와같이, 구획 단위(15)의 길이방향에 대략 수직인 방향 X에 인접하는 임의의 2개의 코일 패턴 단위(2a 및 2a)(2b 및 2b)를, 인접하는 구획 단위(15)의 종 경계선(15V)의 중간점(15C1)에 대해 점 대칭으로 배치된다. 이 때문에, 도3c에 도시하는 바와같이, 각 구획 단위(15)내에 형성되는 코일 패턴 단위의 직선상 패턴(10)이 적층방향 Z에 겹쳐짐으로써, 그 직선 상 패턴(10)에 대해 수직방향 X로 어긋나려 해도 그 인접하는 구획단위(15)의 하측에 위치하는 코일 패턴 단위의 직선상 패턴(10)이 어긋나는 것을방해하게 된다. 그 결과, 본 실시형태에서는 특히 구획 단위(15)의 길이방향(직선상 패턴(10)의 길이방향) Y에 대략 수직인 방향 X에의 적층 어긋남을 유효하게 방지할 수 있다.
이에 대해 예를 들면 도10a에 도시하는 바와같이, 방향 X에 인접하는 임의의 2개의 코일 패턴 단위(2a” 및 2a”)(2b” 및 2b”)를 인접하는 구획 단위(15)의 종 경계선(15V)에 대해 선 대칭으로 배치한 경우에는 이하의 이유로 적층 어긋남이 발생하기 쉬워진다.
즉, 도10a의 경우에는 도3d에 도시하는 바와같이, 각 구획 단위(15)내에 형성되는 코일 패턴 단위의 직선상 패턴(10)이 적층 방향 Z에서 겹쳐짐으로써, 그 직선상 패턴(10)에 대해 수직방향 X로 어긋나려 한다. 도3d의 경우에는 도3c의 경우와 달리, 직선상 패턴(10)이 X방향으로 어긋나려 해도 그 어긋남을 방해하는 패턴이 존재하지 않는다.
본 실시형태에서는 도3c에 도시하는 바와같이, 직선상 패턴(10)이 적층방향 Z에 상호 다르게 배열되므로, 특히 직선상 패턴(10)의 길이방향 Y에 대략 수직인 방향 X에의 적층 어긋남을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 직선상 패턴(10)의 길이방향 Y에의 적층 어긋남 △Wy(도시 생략)은 원래 작아 문제가 되지 않는다.
본 실시형태에서는 그린 시트(17a) 및 (17b)의 적층 후, 각 구획 단위(15)의 경계선(15H) 및 (15V)를 따라 하나하나의 소자 본체(1)에 상당하는 부분으로 잘라 나눈다. 본 실시형태에서는 그린 시트(17a) 또는 (17b)의 하나의 구획 단위(15)내에 한개의 패턴 단위(2a) 또는 (2b)가 들어가도록, 적층 그린 시트를 절단하고, 소자 본체(1)에 상당하는 그린 칩을 얻는다.
그 후, 그린 칩의 탈 바인더 처리 및 소성 등의 열처리를 행한다. 탈 바인더 처리의 분위기 온도는 특별히 한정되지 않지만, 150∼250℃정도이다. 또한, 소성 온도는 특별히 한정되지 않지만, 850∼960℃정도이다.
그 후 얻어진 소결체의 양단부를 바렐 연마하고, 그 후, 도1에 도시하는 단자 전극(3a) 및 (3b)를 형성하기 위한 은 페이스트를 도포하며, 다시 열처리를 실시하고, 전해 도금에 의해 주석, 주석 연합금 등의 피막을 실시하여 단자 전극(3a) 및 (3b)를 얻는다. 이상의 공정을 거쳐 세라믹으로 구성된 소자 본체(1)의 내부에 코일(2)을 실현할 수 있고, 인덕터 소자가 제작된다.
또한, 본 발명에 있어서, X방향의 적층 어긋남△Wx란 도3b에 도시하는 바와같이, 절연층(7)을 통하여 적층 방향(상하 방향) Z에 적층되는 코일 패턴(2a)(또는 2b)의 선상 패턴(10) 상호 중심 위치의 X방향 어긋남을 의미한다. 또한, Y방향의 적층 어긋남△Wy란, 도시하지 않았으나, 절연층(7)을 통하여 적층방향(상하 방향) Z에 적층되는 코일 패턴(2a)(또는 2b)의 접속부(6) 상호 중심위치의 Y방향 어긋남을 의미한다.
제2 실시형태
도4a 및 도4b에 도시하는 바와같이, 본 실시형태에 관한 인덕터 소자의 제조방법에서는, 그린 시트(17a) 및 (17b)의 각 구획단위(15)내에 형성되는 코일 패턴 단위(2a’) 및 (2b’)의 패턴 형상 자체는 상기 제1 실시형태에 관한 코일 패턴 단위(2a) 및 (2b)의 패턴 형상과 같지만, 패턴의 배치가 다르다. 즉, 본 실시형태에서는 도4a 및 도4b에 도시하는 바와같이, 각 구획 단위(15)의 길이방향(Y)에 인접하는 임의의 2개의 코일 패턴 단위(2a’) 및 (2a’)(또는 2b’ 및 2b’)를 인접하는 구획 단위(15)의 횡 경계선(15H)의 중간점(15C2)에 대해 점 대칭이 아닌 패턴으로 배치하고 있다. 즉, 본 실시형태에서는 각 구획단위(15)의 길이방향 Y에 인접하는 임의의 2개의 코일 패턴 단위(2a’) 및 (2a’)(또는 2b’ 및 2b’)를 구획 단위(15)의 내부에서 같은 위치에 배치하고 있다.
또한, 각 구획 단위(15)의 길이방향 Y에 대략 수직인 X에 인접하는 임의의 2개의 코일 패턴 단위(2a’) 및 (2a’)(또는 2b’ 및 2b’)를 인접하는 구획 단위(15)의 종 경계선(15V)의 중점(15C1)에 대해 점 대칭으로 배치하고 있는 점에서는 상기 제1 실시형태와 같다.
본 실시형태에 관한 인덕터 소자의 제조방법은 그린 시트(17a) 및 (17b)상에의 코일 패턴 단위(2a’) 및 (2b’)의 배치 패턴이 상기 제1 실시형태의 경우와 다를 뿐이고, 그 이외의 제조공정은 상기 제1 실시형태의 경우와 같다.
본 실시형태에 관한 인덕터 소자의 제조방법에서도 구획 단위(15)의 길이방향에 대략 수직인 방향 X에 인접하는 임의의 두개의 코일 패턴 단위(2a’) 및 (2a’)(2b’ 및 2b’)를 인접하는 구획 단위(15)의 종 경계선(15V)의 중간점(15C1)에 대해 점 대칭으로 배치한다. 이 때문에, 도5a 및 도5b에 도시하는 바와같이, 각 구획 단위(5)내에 형성되는 코일 패턴 단위(2a’)(2b’)의 직선상 패턴(10)이 적층방향 Z에서 겹쳐짐으로써, 그 직선상 패턴(10)에 대해 수직방향 X로 어긋나려 해도 그 인접하는 구획 단위(15)의 하측에 배치되는 코일 패턴 단위 2b’(2a’)의 직선상 패턴(10)이 어긋나는 것을 방해하게 된다. 그 결과, 본 실시형태에서는 특히 구획 단위(15)의 길이방향(직선상 패턴(10)의 길이방향) Y에 대략 수직인 방향 X로의 적층 어긋남을 유효하게 방지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 각 구획 단위(15)의 길이방향 Y에 인접하는 임의의 2개의 코일 패턴 단위 2a’ 및 2a’(또는 2b’ 및 2b’)를 구획 단위(15)의 내부에서 같은 위치에 배치함으로써, 코일 패턴 단위 2a’(2b’)의 반복 패턴이 X방향뿐만 아니라 Y방향으로도 서로 다른 배치(지그제그 배치)로 된다. 그 결과, Y방향의 적층 어긋남△Wy을 작게하는 것도 기대할 수 있다.
제3 실시형태
본 실시형태에 관한 인덕터 어레이 소자(인덕터 소자의 일종)에서는 도6에 도시하는 바와같이, 단일 소자 본체(101)의 내부에 소자본체(101)의 길이방향에 따라 다수의 코일(102)이 배치되어 있다. 각 코일(102)에 대응하여 소자 본체(101)의 측단부에는 다수의 단자 전극(103a) 및 (103b)이 형성되어 있다.
도6에 도시하는 본 실시형태의 인덕터 어레이 소자는 소자 본체(101)의 내부에 다수의 코일(102)이 형성되는 점에서 도1에 도시하는 인덕터 소자와는 다르지만, 각 코일(102)의 구성은 도1에 도시하는 코일과 동일하고, 같은 작용 효과를 가진다.
도6에 도시하는 인덕터 어레이 소자의 제조방법은 도1에 도시하는 인덕터 소자의 제조방법과 거의 동일하고, 도2a 및 도2b에 도시하는 그린 시트(17a) 및 (17b)를 적층후에 절단할 때에, 절단후 칩 내에 다수의 패턴 단위(2a) 및 (2b)가남도록 절단하는 점만이 상이하다.
또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않고 본 발명의 범위내에서 다양하게 바꿀 수 있다.
예를 들면, 각 구획 단위 내에 형성되는 코일 패턴 단위의 구체적인 형상은 도시하는 실시형태에 한정되지 않고, 다양하게 바꿀 수 있다.
다음에, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거하여 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.
실시예1
우선, 도1에 도시하는 소자 본체(1)의 각 절연층(7)이 되는 그린 시트를 준비했다. 그린 시트의 제작은 다음과 같이하여 행했다. (NiCuZn)Fe2O4로 이루어지는 페라이트 분말과, 톨루엔으로 이루어지는 유기용제, 폴리비닐부티럴로 이루어지는 바인더를 소정 비율로 혼합하여 슬러리액을 얻었다. 이 슬러리액을 PET 필름상에 닥터 블레이드법으로 도포 및 건조하여 두께 t1=15㎛인 다수의 그린 시트를 얻었다.
다음에 이들 각 그린 시트에 레이저 가공을 행하여 직경 80㎛의 관통공을 소정 패턴으로 형성했다. 그 후, 이들 그린 시트에 은 페이스트를 스크린 인쇄하여 건조하고, 도2a 및 도2b에 도시하는 바와같이, 전술한 점 대칭의 반복 패턴으로 코일 패턴 단위(2a) 및 (2b)를 각각 형성했다.
각 코일 패턴 단위(2a) 또는 (2b)는 건조후의 두께 t2에서 10㎛이고, 도2a에도시하는 바와같이, 대략 평행인 두개의 직선상 패턴(10)과 곡선상 패턴(12)과 접속부(6)를 가지고 있었다. 접속부(6)의 외경 D는 120㎛, 곡선상 패턴(12)의 외주부 반경 r은 150㎛였다. 곡선상 패턴(12)의 형상은 완전한 1/2 원호였다. 또한 직선상 패턴(10)의 폭 W1은 90㎛였다. 곡선상 패턴(12)의 폭은 직선상 패턴(10)의 폭 W1과 대략 동일했다. 단일 코일 패턴 단위(2a) 또는 (2b)가 인쇄되는 범위인 구획 단위(15)의 횡폭 W0은 0.52mm, 종 길이 L0은 1.1mm였다. 그린 시트의 두께 t1에 대한 코일 패턴 단위의 두께 t2는 2/3이었다.
이와같이 코일 패턴 단위(2a) 및 (2b)가 인쇄된 그린 시트를 번갈아 10매 적층하고, 50℃, 800kg/㎠의 압력하에서 압착한 후, 그 적층체를 나이프로 잘라 나누고, 그 단면을 관찰하여 X방향의 적층 어긋남 △Wx의 최대치를 평가했다.
표1에 그 결과를 나타낸다. t2/t1 = 2/3인 경우의 적층 어긋남 △Wx의 최대치는 20㎛으로 작은 것을 확인할 수 있었다. 다음에 t2 및 t1을 바꾼 이외는 같은 조건으로 그린 시트의 적층체를 형성하고, 적층 어긋남 △Wx를 구한 결과도 표1에 표시한다. t2/t1이 2/3보다 커지면, 적층 어긋남 △Wx가 커지는 것이 확인되었다.
실시예2
도2a 및 도2b에 도시하는 반복 패턴으로 배치된 코일 패턴 단위(2a) 및 (2b)를 이용하는 대신에, 도4a 및 도4b에 도시하는 반복 패턴으로 배치된 코일 패턴 단위(2a’) 및 (2b’)를 이용한 이외는, 상기 실시예1과 같게 하여 그린 시트를 압착하여 적층체를 얻었다.
그 적층체를 나이프로 잘라 나누고, 그 단면을 관찰하여 X방향의 적층 어긋남 △Wx의 최대치를 평가했다.
표1에 그 결과를 표시한다. t2/t1 = 2/3인 경우의 적층 어긋남 △Wx의 최대치는 15㎛이었다. 또한, t2 및 t1을 바꾼 이외는 실시예2와 같은 조건으로 그린 시트의 적층체를 형성하여 적층 어긋남 △Wx를 구한 결과도 표1에 표시한다. 실시예1과 동등 이하의 적층 어긋남이었다.
비교예1
도2a에 도시하는 형상의 코일 패턴 단위(2a) 및 (2b)를 이용하는 대신에, 도7a, 도7b, 도8a 및 도8b에 도시하는 형상의 코일 패턴 단위(8a) 및 (8b)를 이용한 이외는 상기 실시예1과 마찬가지로 하여 그린 시트를 압착하여 적층체를 얻었다.
코일 패턴 단위(8a) 및 (8b)는 각각 전체로서 대략 L자형이고, 선폭 W1이 80㎛인 Y방향 장변측 선상 패턴과, 같은 선폭의 X방향 단변측 선상 패턴을 가진다. 장변측 선상 패턴의 길이는 0.55mm, 단변측 선상 패턴의 길이는 0.23mm이었다. 상하로 적층되는 코일 패턴(8a, 8b)은 접속부(6)에서 관통공을 통하여 접속되어 코일을 구성하도록 되어 있다.
적층체를 나이프로 잘라 나누고, 그 단면을 관찰하여 X방향의 적층 어긋남 △Wx의 최대치를 평가했다.
표1에 그 결과를 표시한다. t2/t1 = 2/3인 경우의 적층 어긋남 △Wx의 최대치는 300㎛이었다. 또한, t2 및 t1을 바꾼 이외는 비교예1과 같은 조건으로 그린 시트의 적층체를 형성하여 적층 어긋남 △Wx를 구한 결과도 표1에 표시한다. 그린 시트의 두께 t1이 30㎛보다 큰 경우에는 적층 어긋남은 그다지 커지지 않지만, 30㎛보다 작아지고, 또한 t2/t1이 1/3보다 커질 경우에 비교예1에서는 적층 어긋남가 커지는 것이 확인되었다.
비교예2
도2a에 도시하는 형상의 코일 패턴 단위(2a) 및 (2b)를 이용하는 대신에, 도9a, 도9b, 도10a 및 도10b에 도시하는 형상의 코일 패턴 단위(2a”) 및 (2b”)를 이용한 이외는 상기 실시예1과 마찬가지로 하여 그린 시트를 압착하여 적층체를 얻었다.
코일 패턴 단위(2a”) 및 (2b”)의 패턴 자체는 실시예1의 코일 패턴(2a) 및 (2b)와 같지만, 그 반복 패턴의 배치가 다르다. 즉 코일 패턴 단위(2a”) 및 (2b”)는 각 구획 단위(15)내에서 모두 같은 위치에 배치되어 있고, 구획단위(15)의 종 경계선(15V)의 중심(15C1)에 대해 점 대칭이 아니고, 횡 경계선(15H)의 중심(15C2)에 대해 점 대칭도 아니다.
그린 시트의 적층후에 적층체를 나이프로 잘라 나누고, 그 단면을 관찰하여 X방향의 적층 어긋남 △Wx의 최대치를 평가했다.
표1에 그 결과를 표시한다. t2/t1 = 2/3인 경우의 적층 어긋남 △Wx의 최대치는 60㎛이었다. 또한, t2 및 t1을 바꾼 이외는 비교예1과 같은 조건으로 그린 시트의 적층체를 형성하여 적층 어긋남 △Wx를 구한 결과도 표1에 표시한다. 그린 시트의 두께t1이 30㎛보다 큰 경우에는 적층 어긋남은 그다지 크지 않지만, 30㎛보다 작아지고, 또한 t2/t1이 1/3보다 커질 경우에 비교예2에서는 적층 어긋남이 커지는 것이 확인되었다.
평가
표1에 표시하는 바와같이, 실시예1 및 실시예2와, 비교예1 및 비교예2를 비교해 알 수 있는 바와같이, 특히 그린 시트의 두께 t1이 3∼25㎛이고, t2/t1이 1/3∼2/3인 경우에 있어서, 실시예1 및 실시예2의 제조방법을 이용함으로써, 비교예1 및 2에 비교하여 적층 어긋남 △Wx를 저감시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
이 제조방법에 의하면, 소자를 소형화해도 제조공정을 복잡화하지 않고, 적층 어긋남을 억제할 수 있는 인덕터 소자를 얻을 수 있다.

Claims (11)

  1. 각 코일패턴단위가, 적어도 1개의 직선상패턴과, 상기 직선상패턴의 제1단부에 접속된 곡선상패턴을 갖는 패턴으로 구성된 인덕터소자를 제조하는 방법에 있어서,
    절연층이 되는 그린 시트를 3~25㎛의 두께로 형성하는 공정과,
    다수의 도전성 코일 패턴 단위를 상기 그린 시트의 표면에 형성할 때, 상기 그린 시트의 표면에 그린 시트 두께의 1/3~2/3 두께의 코일 패턴 단위를 형성하며, 상기 그린 시트의 표면에 상기 코일 패턴 단위가 1개 포함되는 구획단위를 다수 배치하고, 상기 구획단위의 길이방향에 대략 수직인 방향으로 인접하는 임의의 2개의 코일 패턴 단위를 인접하는 구획 단위의 경계선의 중간점에 대해 점 대칭으로 배치하는 공정과,
    다수의 상기 코일 패턴 단위가 점 대칭으로 형성된 다수의 그린 시트를 적층하고, 상기 그린 시트로 간막이된 상하 코일 패턴 단위를 코일상으로 접속하는 공정과,
    적층된 상기 그린 시트를 소성하는 공정을 가지는 인덕터 소자의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 다수의 상기 코일 패턴 단위를 상기 그린 시트의 표면에 형성할 때, 상기 구획단위의 길이방향에 인접하는 임의의 2개의 코일 패턴 단위를 각 구획단위의 내부에서 같은 위치에 배치하는 것을 특징으로 인덕터 소자의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 각 코일 패턴 단위를 대략 평행인 2개의 직선상 패턴과, 이들 직선상 패턴의 제1 단부를 접속하는 곡선상 패턴을 가지는 패턴으로 구성하는 것을 특징으로 하는 인덕터 소자의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 각 코일 패턴 단위를 상기 구획 단위의 폭방향을 분할하는 중심선에 대해 선대칭인 패턴으로 구성하는 것을 특징으로 하는 인덕터 소자의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 그린 시트를 끼고 적층방향에 인접하는 2개의 코일 패턴 단위가 상기 구획 단위의 길이방향분을 나누는 중심선에 대해 선대칭 위치로 되도록, 다수의 상기 그린 시트를 적층하는 것을 특징으로 하는 인덕터 소자의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 소성 공정전에, 적층된 상기 그린 시트를 상기 구획 단위마다 절단하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 인덕터 소자의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 소성 공정전에, 적층된 상기 그린 시트를 다수의 상기구획 단위마다 절단하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 인덕터 소자의 제조방법.
  9. 다층의 절연층을 가지는 소자 본체와,
    상기 소자 본체의 내부에서 상기 절연층간에 일평면 방향에 따라 다수 형성되고, 일평면내에 인접하는 코일 패턴 단위가 각 코일 패턴 단위를 포함하는 구획 단위 상호간의 경계선의 중간점에 대해 점 대칭의 패턴인 도전성 코일 패턴 단위와,
    상기 절연층으로 간막이된 상하 코일 패턴 단위를 코일상으로 접속하는 접속부를 가지며, 상기 절연층은 3~25㎛의 두께로 형성되며, 상기 도전성 코일 패턴 단위는 상기 절연층의 두께의 1/3~2/3의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 인덕터 소자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 각 코일 패턴 단위가 상기 구획 단위의 폭방향을 분할하는 중심선에 대해 선 대칭의 패턴인 것을 특징으로 하는 인덕터 소자.
  11. 제9항에 있어서, 상기 절연층을 끼고 상하에 인접하여 접속되는 2개의 코일 패턴 단위가 상기 구획 단위의 길이 방향을 분할하는 중심선에 대해 선 대칭위치인 것을 특징으로 하는 인덕터 소자.
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