KR100541094B1 - Chip inductor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 도전성 금속 스트립을 소정의 길이로 소정의 각도를 이루도록 일정한 방향으로 접어서 코일을 형성함으로써 기생용량을 감소시키고 고주파 특성을 개선할 수 있는 칩 인덕터 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chip inductor capable of reducing parasitic capacitance and improving high frequency characteristics by forming a coil by folding a conductive metal strip in a predetermined direction to form a predetermined angle at a predetermined length.
본 발명은, 도전성 금속으로 이루어지고 그 표면이 절연물질로 코팅된 스트립을 접어 용수철 형상으로 형성시킨 코일부와, 상기 코일부의 주변을 일체형으로 몰딩하는 몸체부 및 상기 몸체부의 양단에 각각 형성되며, 상기 코일부의 양단과 전기적으로 접속되는 전극부를 포함하는 칩 인덕터를 제공한다.The present invention is formed on a coil portion formed of a conductive metal and the surface of which is coated with an insulating material to form a spring, and a body portion integrally molding the periphery of the coil portion and both ends of the body portion. A chip inductor including an electrode part electrically connected to both ends of the coil part is provided.
본 발명에 따르면, 기생용량을 감소시켜 특히 고주파 영역에서 그 특성이 우수하며, 직류저항을 감소시킬 수 있으며, 코일과 전극간의 접촉성을 개선할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by reducing the parasitic capacitance in particular in the high frequency region is excellent in its characteristics, can reduce the DC resistance, there is an effect that can improve the contact between the coil and the electrode.
칩 인덕터, 직류 저항, 기생용량, 스트립, 적층형, 권선형Chip Inductor, DC Resistance, Parasitic Capacitance, Strip, Stacked, Wired
Description
도 1은 종래의 적층형 칩 인덕터의 분해도이다.1 is an exploded view of a conventional stacked chip inductor.
도 2는 종래의 권선형 칩 인덕터의 사시도이다.2 is a perspective view of a conventional wire-wound chip inductor.
도 3은 본 발명에 따른 칩 인덕터의 코일 제조 방법을 도시한 공정도이다.3 is a process chart showing a coil manufacturing method of a chip inductor according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 칩 인덕터의 제조방법을 도시한 공정도이다.4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a chip inductor according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
31', 41 : 코일부 32 : 몸체부31 ', 41: coil portion 32: body portion
33 : 전극부 42 : 주형33: electrode part 42: mold
43 : 페이스트43: paste
본 발명은 칩 인덕터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 도전성 금속 스트립을 소정의 길이로 소정의 각도를 이루도록 일정한 방향으로 접어서 코일을 형성함으로써 기생용량을 감소시키고 고주파 특성을 개선할 수 있는 칩 인덕터 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chip inductor and a method of manufacturing the same, and more particularly, by forming a coil by folding a conductive metal strip in a predetermined direction to form a predetermined angle at a predetermined length to reduce parasitic capacitance and improve high frequency characteristics. The present invention relates to a chip inductor and a method of manufacturing the same.
최근, 전자 및 통신기기의 비약적인 발달과 더불어 전자 및 통신기기의 빈번한 사용 빈도에 따른 상호간의 간섭에 의해 통신장애 등의 문제가 자주 발생하고 있으며, 이에 따라 무선 통신 기기 및 멀티미디어 기기의 사용에 따라 발생되는 악화된 전자기적 환경을 개선하고자 각 국의 전자기 장애규제가 강화되고 있다.Recently, with the rapid development of electronic and communication devices, problems such as communication failures are frequently caused by mutual interference according to the frequency of frequent use of electronic and communication devices, and accordingly, they occur due to the use of wireless communication devices and multimedia devices. In order to improve the deteriorated electromagnetic environment, electromagnetic interference regulations in each country are being tightened.
이러한 추세에 따라 근래에는 전자파 장애 제거 소자에 대한 개발이 요구되고, 그 부품 수요의 급증과 함께 기능의 복잡화, 고집적화 및 고효율화 측면으로 기술이 발전되고 있으며, 이 가운데 칩 인덕터는 고주파의 노이즈를 제거하는 필터로 개인용 컴퓨터, 전화기 및 통신장치 등에 주로 사용되고 있다.In recent years, the development of electromagnetic interference elimination devices is required, and technology is being developed in terms of complexity, high integration, and high efficiency with the rapid increase in component demand. Among them, the chip inductor removes high frequency noise. As a filter, it is mainly used for personal computers, telephones, and communication devices.
이와 같은 기술에 사용되는 칩 인덕터는, 종래에 도 1에 도시된 것과 같은 적층형 칩 인덕터와 도 2에 도시된 것과 같은 권선형 칩 인덕터가 사용되어 왔다. 먼저, 도 1에 도시된 적층형 칩 인덕터는 복수개의 세라믹 시트(11)에 펀칭을 하여 비아홀을 형성하고, 상기 비아홀의 위치에 맞추어 도전성 패턴(12)을 형성하며, 상기 도전성 패턴(12)이 형성된 복수개의 세라믹 시트(11)를 적층한 후 이를 소성하는 과정을 거쳐 제조되었다.As a chip inductor used in such a technique, a stacked chip inductor as shown in FIG. 1 and a wound chip inductor as shown in FIG. 2 have been used. First, the stacked chip inductor illustrated in FIG. 1 forms a via hole by punching a plurality of
종래의 적층형 칩 인덕터는 패턴의 인쇄 및 적층 공정에서 제품의 특성이 결정되는데, 인쇄 적층과정에서 공정의 정밀도에 따라 제품의 특성이 변동하고 특히 인쇄에 사용되는 스크린은 사용 횟수가 증가함에 따라 변형이 발생하는 문제점이 있다. 그리고, 종래의 적층형 칩 인덕터는 인쇄되는 패턴 및 비아홀에서 끊어짐 등에 의해 잠재적으로 오픈(open) 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 그리고, 종래의 적층형 칩 인덕터는 패턴이 두껍게 인쇄되면 적층시 단차문제가 발생하고, 이러한 단차문제를 제거하기 위해 패턴을 얇게 인쇄하면 직류저항이 커지는 문제점이 있다. 또한, 적층형 칩 인덕터에서 칩 인덕터의 좌우에 형성되는 외부전극과 모든 층의 패턴이 서로 인접하게 되므로 고주파에서 사용하는 경우 기생용량이 증가하여 그 특성이 저하되는 문제점이 있다.In the conventional multilayer chip inductor, the characteristics of the product are determined in the printing and lamination process of the pattern. In the printing lamination process, the characteristics of the product vary according to the precision of the process, and in particular, the screen used for printing is deformed as the number of times of use increases. There is a problem that occurs. In addition, the conventional multilayer chip inductor has a problem in that an open defect may occur potentially due to breaks in a printed pattern and via holes. In the conventional stacked chip inductor, when the pattern is printed thick, a step problem occurs during lamination, and when the pattern is printed thinly to eliminate the step problem, the DC resistance increases. In addition, in the multilayer chip inductor, since the external electrodes formed on the left and right sides of the chip inductor and the patterns of all the layers are adjacent to each other, there is a problem in that the parasitic capacitance is increased and the characteristics thereof are deteriorated when used at high frequency.
도 2는 종래의 권선형 칩 인덕터의 사시도로서 세라믹 코어(미도시)에 직접 와이어(21)를 감고 그 외부에 케이스(22)를 형성한 후 와이어(21)의 양단과 전기적으로 접촉하고 케이스(22)의 양단에 형성되는 전극(23)을 포함하여 구성된다. 이와 같은 종래의 권선형 칩 인덕터는 세라믹 코어 외부에 권선을 감기 때문에 특히, 페라이트(ferrite)의 경우 누설자장이 발생하여 주변 회로에 영향을 줄 수 있으며, 와이어의 절연을 에나멜 코팅 등을 사용하므로 내열성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 도 1에서 설명된 적층형 칩 인덕터에 비해 소형화가 어려우며, 고용량에 사용될 수 없는 문제점이 있다.FIG. 2 is a perspective view of a conventional wire-wound chip inductor. The
따라서, 당 기술분야에서는 칩 인덕터의 특성 변화 및 오픈 불량 등의 문제점을 해결할 수 있으며, 직류저항 및 기생용량을 감소시키고 동시에 소형화가 가능 하고 고용량에 사용될 수 있는 칩 인덕터의 개발이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, in the technical field, it is possible to solve problems such as changes in chip inductor characteristics and open defects, and it is required to develop a chip inductor that can reduce DC resistance and parasitic capacitance, and at the same time, can be miniaturized and used for high capacitance. .
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 적층형 칩 인덕터의 특성 변화 및 오픈 불량 등의 문제점을 해결하고, 소형화 및 고용량화가 가능한 칩 인덕터 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a chip inductor capable of miniaturization and high capacity, and a method for manufacturing the chip inductor.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 도전성 금속으로 이루어지고 그 표면이 절연물질로 코팅된 스트립을 접어 용수철 형상으로 형성시킨 코일부와, 상기 코일부의 주변을 일체형으로 몰딩하는 몸체부 및 상기 몸체부의 양단에 각각 형성되며, 상기 코일부의 양단과 전기적으로 접속되는 전극부를 포함하는 칩 인덕터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a coil portion formed of a conductive metal and the surface of which is coated with an insulating material to form a spring, a body portion for integrally molding the periphery of the coil portion and the body Provided are chip inductors, each of which is formed at both ends of a portion and includes electrode portions electrically connected to both ends of the coil portion.
상기 코일부는, 상기 스트립을 동일한 길이만큼 접어서 형성되며, 상기 스트립을 직각으로 접어서 형성되는 것이 바람직하다.The coil unit may be formed by folding the strip by the same length and is formed by folding the strip at right angles.
또한, 본 발명은 상기 칩 인덕터를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 칩 인덕터의 제조방법은, The present invention also provides a method of manufacturing the chip inductor. Method for manufacturing a chip inductor according to the present invention,
도전성 금속으로 이루어지고 그 표면이 절연물질로 코팅된 스트립과, 몰딩용 페이스트가 채워진 주형을 마련하는 단계와, 상기 스트립을 접어 용수철 형상으로 코일을 형성하는 단계와, 상기 코일을 상기 주형에 채워진 몰딩용 페이스트에 담근 후 상기 페이스트를 건조시켜 상기 코일 주변을 몰딩하는 단계와, 상기 몰딩된 코일을 소정의 길이로 절단하는 단계와, 상기 절단된 몰딩 코일의 양단에 각각 상기 코일의 양단이 전기적으로 접촉되도록 전극을 형성하는 단계를 포함한다.Providing a mold made of a conductive metal and coated on the surface thereof with an insulating material, a mold filled with a molding paste, folding the strip to form a coil in a spring shape, and molding the coil into the mold. Immersing the paste and drying the paste to mold the coil, cutting the molded coil to a predetermined length, and electrically connecting both ends of the coil to both ends of the cut molding coil. And forming an electrode as possible.
바람직하게는, 상기 코일을 형성하는 단계는, 상기 스트립을 동일한 길이만큼 접어서 코일을 형성하는 단계이며, 상기 스트립을 직각으로 접어서 코일을 형성하는 단계이다.Preferably, the forming of the coil is a step of forming the coil by folding the strip by the same length, and forming the coil by folding the strip at right angles.
본 발명에 따른 칩 인덕터의 제조방법은, 상기 몰딩된 코일을 소정의 온도로 소성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a chip inductor according to the present invention may further include firing the molded coil to a predetermined temperature.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 칩 인덕터의 구성을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the configuration of the chip inductor according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 칩 인덕터의 코일 제조 방법을 도시한 공정도이며, 특히, 도 3e는 본 발명에 따른 칩 인덕터의 투시사시도이다. 도 3e를 참조하면, 본 발명에 따른 칩 인덕터는, 도전성 금속으로 이루어지고 그 표면이 절연물질로 코팅된 스트립을 접어 용수철 형상으로 형성시킨 코일부(31')와, 상기 코일부(31')의 주변을 일체형으로 몰딩하는 몸체부(32) 및 상기 몸체부(32)의 양단에 각각 형성되며, 상기 코일부(31')의 양단과 전기적으로 접속되는 전극부(33)를 포함한다.3 is a process chart showing a coil manufacturing method of a chip inductor according to the present invention, in particular, Figure 3e is a perspective view of the chip inductor according to the present invention. Referring to FIG. 3E, the chip inductor according to the present invention includes a
상기 코일부(31')는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 것과 같은 방법으로 소정의 너비를 갖는 긴 스트립을 접어서 용수철 형상으로 형성된다. 도 3a와 같이 소정의 너비를 갖는 긴 스트립을 마련하고, 도 3b에 도시된 바와 같이 접기 시작한다. 이어, 도 3c와 같이, 상기 코일을 용수철 형상으로 형성하기 위해 도 3b에서 접기 시작한 것과 동일한 방향으로 최초 접은 위치에서 소정의 간격으로 이격된 위치에서 스트립을 접는다. 바람직하게는 상기 접는 각도는 직각인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 접는 위치간의 간격을 동일하게 유지하는 것이 바람직하다. 상기 접는 각도는 직각으로 한정되는 것은 아니며, 상기 접는 위치는 반드시 동일한 간격을 유지할 필요는 없으나, 일반적으로, 칩 인덕터의 외형이 직육면체의 형상을 가지므로 접는 각도를 직각으로 하고, 동일한 간격으로 접는 것이 칩 인덕터의 외형상 가장 바람직하다.The
상기 몸체부(32)는 상기 코일부(31')를 일체형으로 몰딩하여 형성된다. 몰딩을 위해 사용되는 재료는 세라믹 분말과 수지(resin) 및 용제를 혼합한 페이스트를 사용할 수 있다. 이 때, 사용되는 페이스트는 인쇄용이 아니므로 그 점도가 낮을 수 있다. 상기 세라믹은 저온동시소성세라믹(LTCC) 재료 또는 페라이트(ferrite) 재료인 것이 바람직하며, 상기 수지는 폴리비닐부티랄(PVB), 에틸 셀룰로스(EC) 또는 아크릴계 수지인 것이 바람직하다. 또한 용재는 상기 수지를 녹일 수 있는 테르피네올(terpineol), 디하이드로터피놀(DHT), 부틸카비톨(BC) 또는 알콜계인 것이 바람직하다. 상기 몸체부(32)는 상기 페이스트를 상기 코일부(31') 주위에 고루 침투시켜 소정의 모양, 특히 직육면체 모양으로 형성된다. 즉, 상기 몸체부(32)는 상기 코일부(31')를 몰딩하여 그 내부에 상기 코일부(31')가 위치하도록 형성된다.The
상기 전극부(33)는 상기 몸체부(32)의 양단에 은(Ag) 등의 금속을 사용하여 형성된다. 이 때, 상기 몸체부(32) 내부에 형성된 코일부(31')의 양단이 상기 전극부(33)에 전기적으로 접촉되어야 한다. 상기 전극부(33)는 상기 몸체부(32)의 양단에 Ag 페이스트를 도포한 후 소성공정을 거쳐 형성될 수 있다. 또는, 상기 Ag 페이스트를 사용하지 않고 대신 Ag-에폭시를 사용하여 상기 전극부(33)가 형성될 수 있다. 상기 Ag-에폭시를 사용하는 경우에는, 소성공정을 생략할 수 있다.The
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 칩 인덕터는 코일이 수직(vertical) 구조로 형성되는 특징이 있다. 수직 구조로 코일이 형성된 칩 인덕터는 코일의 최 외곽부만 외부전극과 마주보게 되고, 코일의 중간 부분은 외부전극과 분리되므로 기생용량이 작아 특히 고주파 영역에서 그 특성이 우수한 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 칩 인덕터는 적층에 따른 단차 발생의 문제가 발생하지 않기 때문에 코일로 사용되는 스트립의 두께를 증가시킬 수 있어, 직류저항(Rdc)을 감소시킬 수 있으며, 소정의 너비를 갖는 스트립으로 코일부를 형성함으로써 상기 코일부와 전극부간의 접촉성을 개선할 수 있다.The chip inductor according to the present invention configured as described above is characterized in that the coil is formed in a vertical structure. The chip inductor in which the coil is formed in a vertical structure faces only the outermost part of the coil with the external electrode, and since the middle part of the coil is separated from the external electrode, the parasitic capacitance is small, and thus, the characteristic is excellent in the high frequency region. In addition, the chip inductor according to the present invention can increase the thickness of the strip used as a coil, because the problem of step difference due to the stacking does not occur, it is possible to reduce the DC resistance (R dc ), a predetermined width The contact between the coil and the electrode can be improved by forming the coil with a strip.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 따른 칩 인덕터의 제조방법을 첨부된 도면 을 참조하여 설명하기로 한다.A method of manufacturing a chip inductor according to the present invention configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 칩 인덕터의 제조방법을 단계별로 도시한 공정도이다. 먼저, 도 4a와 같이, 도전성 금속으로 이루어지고 그 표면이 절연물질로 코팅된 스트립과, 몰딩용 페이스트(43)가 채워진 주형(42)을 마련하고, 상기 스트립을 접어 용수철 형상으로 코일(41)을 형성한다.4 is a process chart showing step by step a method of manufacturing a chip inductor according to the present invention. First, as shown in FIG. 4A, a strip made of a conductive metal and coated with an insulating material on its surface, and a
상기 코일(41)은 표면이 절연 처리된 소정의 너비를 갖는 스트립을 동일한 길이만큼 직각으로 접어 용수철 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 주형(42)은 상기 코일(41)을 몰딩하기 위한 몰딩용 페이스트(43)를 담는 것으로, 상기 도 3e에 도시된 칩 인덕터의 몸체부의 형상이 형성될 수 있다. 상기 몰딩용 페이스트(43)의 재료로는 세라믹 분말과 수지(resin) 및 용제를 혼합한 것이 바람직하다. The
이어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 코일(41)을 상기 주형(44)에 채워진 몰딩용 페이스트(42)에 담근 후 상기 페이스트를 건조시켜 상기 코일(41) 주변을 몰딩한다. 이 때, 상기 몰딩용 페이스트가 코일(41) 사이 및 내부에 균일하게 잘 침투할 수 있도록 한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 4B, the
이어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 몰딩된 코일(42')을 소정의 길이로 절단한다. 이 때, 절단하는 길이는 개별 칩 인덕터의 몸체부의 길이가 되도록 하는 것이 바람직하다.Then, as shown in Fig. 4c, the molded coil 42 'is cut to a predetermined length. At this time, it is preferable that the length to be cut is the length of the body portion of the individual chip inductor.
이어, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 절단된 몰딩 코일(45)의 양단에 각각 상기 코일의 양단이 전기적으로 접촉되도록 전극(43)을 형성한다. 상기 전극(43)은 상기 절단된 몰딩 코일의 양단에 Ag 페이스트를 도포한 후 소성공정을 거쳐 형성될 수 있다. 또는, 상기 Ag 페이스트를 사용하지 않고 대신 Ag-에폭시를 사용하여 상기 전극이 형성될 수 있다. 상기 Ag-에폭시를 사용하는 경우에는, 소성공정을 생략할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 4D,
이와 같은 본 발명에 따른 칩 인덕터의 제조방법은, 상기 몰딩된 코일을 절단한 이후, 절단된 몰딩 코일을 소정의 온도로 소성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Such a method of manufacturing a chip inductor according to the present invention may further include, after cutting the molded coil, firing the cut molding coil to a predetermined temperature.
이와 같은, 본 발명에 따른 칩 인덕터의 제조방법에서는 주형의 형태를 조정하여 복수 열의 코일을 동시에 몰딩할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 경우에 따라 제품의 생산량을 유연하게 조정할 수 있다. 또한, 적층형 칩 인덕터에서 사용되는 배치, 성형, 펀칭, 인쇄, 적층 등의 복잡한 공정을 생략할 수 있어 제조설비 및 자재의 수를 감소시킬 수 있다. As described above, in the method of manufacturing a chip inductor according to the present invention, a plurality of coils may be molded at the same time by adjusting the shape of a mold, thereby improving productivity, and in some cases, the product yield may be flexibly adjusted. In addition, complicated processes such as placement, molding, punching, printing, and lamination used in stacked chip inductors can be omitted, thereby reducing the number of manufacturing facilities and materials.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변 경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 명백할 것이다.The present invention described above is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, but by the appended claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that various forms of substitution, modification, and alteration are possible without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 칩 인덕터의 코일이 수직(vertical) 구조로 형성되므로 기생용량이 작아 특히 고주파 영역에서 그 특성이 우수하며, 적층에 따른 단차 발생의 문제가 발생하지 않기 때문에 코일로 사용되는 스트립의 두께를 증가시킬 수 있어, 직류저항을 감소시킬 수 있으며, 소정의 너비를 갖는 스트립으로 코일부를 형성함으로써 상기 코일부와 전극부간의 접촉성을 개선할 수 있는 효과가 있다. 본 발명에 따른 칩 인덕터는 코어를 사용하지 않고, 코일의 주변을 동일한 재료의 페이스트로 몰딩함으로써, 누설자장의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the coil of the chip inductor is formed in a vertical structure, the parasitic capacitance is small, so that the characteristic is excellent in the high frequency region, and the coil does not have a problem of generation of steps due to stacking. The thickness of the strip to be used can be increased, the DC resistance can be reduced, and the coil portion can be formed into a strip having a predetermined width, thereby improving the contact between the coil portion and the electrode portion. The chip inductor according to the present invention has the effect of preventing the occurrence of leakage magnetic fields by molding the periphery of the coil with a paste of the same material without using a core.
또한 본 발명에 따른 칩 인덕터 제조방법은 제품 제조공정 및 제조설비를 단순화시켜 제품의 원가를 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the chip inductor manufacturing method according to the present invention has the effect of reducing the product cost and improving the productivity by simplifying the product manufacturing process and manufacturing equipment.
Claims (7)
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KR1020030082476A KR100541094B1 (en) | 2003-11-20 | 2003-11-20 | Chip inductor and manufacturing method thereof |
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- 2003-11-20 KR KR1020030082476A patent/KR100541094B1/en not_active IP Right Cessation
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KR20050048765A (en) | 2005-05-25 |
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