KR101629983B1

KR101629983B1 - 코일 부품

Info

Publication number: KR101629983B1
Application number: KR1020110099791A
Authority: KR
Inventors: 위성권; 유영석; 곽정복; 김용석; 이상문; 안영규
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2016-06-22
Also published as: US20130082813A1; JP5822208B2; KR20130035473A; JP2013080913A

Abstract

본 발명은 1차 코일 패턴과, 2차 코일 패턴, 및 내부에 상기 1차 코일 패턴과 상기 2차 코일 패턴이 형성되는 절연체(dielectric)를 포함하는 코일체; 상기 코일체의 하부에 구비되는 하부 자성체; 그리고 상기 코일체의 중심부 및 외곽부에 충진(fill-up)됨과 아울러 상기 코일체를 덮도록 상기 하부 자성체의 상부에 구비되는 상부 자성체;를 포함하는 코일 부품을 개시한다.
본 발명에 따르면, 코일 패턴을 감싸는 자속의 흐름을 보다 원활하게 증대시켜 필터링 특성을 향상할 수 있으며 동일 특성 대비 코일 패턴의 길이를 줄일 수 있어 제조비용을 절감할 수 있다.

Description

코일 부품{Coil Parts}

본 발명은 코일 부품에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 코일 패턴을 감싸는 자속의 흐름을 보다 원활하게 증대시켜 필터링 특성을 향상할 수 있으며 동일 특성 대비 코일 패턴의 길이를 줄일 수 있어 제조비용을 절감할 수 있는 코일 부품에 관한 것이다.

디지털 TV, 스마트 폰, 노트북 등과 같은 전자제품은 고주파 대역에서의 데이터 송수신의 기능이 널리 사용되고 있으며 향후에도 이러한 IT 전자 제품은 하나의 기기뿐만 아니라 상호간의 USB, 기타 통신 포트를 연결하여 다기능, 복합화로 활용 빈도가 높을 것으로 예상된다.

여기서, 상기 데이터 송수신을 빠르게 진행하기 위해서는 MHz 대역의 주파수 대역에서 GHz 대역의 고주파수 대역으로 이동하여 보다 많은 양의 내부 신호라인을 통해 데이터를 주고 받게 된다.

이와 같이 많은 양의 데이터를 주고 받기 위해 메인기기와 주변기기 간의 GHz 대역의 고주파수 대역의 송수신시 신호의 지연 및 기타 노이즈로 인해 원활한 데이터를 처리하는데 문제점이 발생하고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 IT와 주변기기의 연결주위에 EMI 대책 부품을 구비하고 있으나, 기존 EMI 대책 부품들은 권선형, 적층형 타입으로 칩부품의 사이즈가 크고 전기적 특성이 나빠 특정한 부위와 대면적 회로기판 등 한정된 영역에만 사용 가능하였으며, 이에 따라 전자제품의 슬림화, 소형화, 복합화, 다기능화의 전환에 따른 EMI 대책 부품들이 요구되고 있다.

이하, 첨부된 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 EMI 대책 코일 부품 중 커먼 모드 필터를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 커먼 모드 필터는, 제1 자성체 기판(1)과, 상기 자성체 기판(1)의 상부에 구비되고 내부에 제1 코일 패턴(2a)과 제2 코일 패턴(2b)이 상하 대칭되게 형성되는 절연층(2)과, 상기 절연층(2)의 상부에 구비되는 제2 자성체 기판(3)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 절연층(2)은 상기 제1 자성체 기판(1)의 상부에 박막공정을 통해 상기 제1 코일 패턴(2a) 및 상기 제2 코일 패턴(2b)이 내부에 형성되도록 구비된다. 상기 박막공정의 일 예로는 특허문헌 일본특허공개공보 평8-203737호에 개시되어 있다.

그리고, 상기 제2 자성체 기판(3)은 상기 절연층(2)에 접착층(4)을 매개로 접합 방식으로 구비된다.

또한, 상기 제1 자성체 기판(1)과 절연층(2) 및 제2 자성체 기판(3)을 포함하는 적층체의 양단을 감싸도록 외부전극(5)이 구비되며, 상기 외부전극(5)은 상기 제1 코일 패턴(2a) 및 상기 제2 코일 패턴(2b)과 인출리드선(미도시)을 통해 전기적으로 연결된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래 커먼 모드 필터는, 상기 절연층(2)의 비자성 특성으로 인해 상기 절연층(2) 중 상기 제1 코일 패턴(2a)과 상기 제2 코일 패턴(2b)의 중심부와 외곽부에서 자속흐름이 부분적으로 차단되는 마이너스 효과가 나타나게 되고, 또한 비자성 특성의 절연층으로 인해 자기저항(magnetic resistance)이 커짐으로써 자속의 진행을 더욱 방해함으로써 삽입손실의 증대 및 커먼 모드 임피던스의 저하로 인해 필터링 특성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래 커먼 모드 필터는, 상기 제2 자성체 기판(3)이 상기 절연층(2)에 접착층(4)을 매개로 접합되기 때문에, 상기 접착층(4)의 비자성 특성에 의해 자속흐름 차단이 더욱 증대하여 급속한 특성 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

이를 개선하기 위해, 상기 제1 코일 패턴(2a)과 상기 제2 코일 패턴(2b)의 길이를 늘릴 수 있으나, 이와 같은 경우 코일 부품의 제조 비용을 증가시키고 코일 부품의 사이즈가 커지게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 코일 패턴을 감싸는 자속의 흐름을 보다 원활하게 증대시켜 필터링 특성을 향상할 수 있는 코일 부품을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 동일 특성 대비 코일 패턴의 길이를 줄일 수 있어 제조비용을 절감할 수 있는 코일 부품을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은: 1차 코일 패턴과, 2차 코일 패턴, 및 내부에 상기 1차 코일 패턴과 상기 2차 코일 패턴이 형성되는 절연체(dielectric)를 포함하는 코일체; 상기 코일체의 하부에 구비되는 하부 자성체; 그리고 상기 코일체의 중심부 및 외곽부에 충진(fill-up)됨과 아울러 상기 코일체를 덮도록 상기 하부 자성체의 상부에 구비되는 상부 자성체;를 포함하는 코일 부품을 제공한다.

상기 상부 자성체는, 수지와 페라이트를 포함하여 형성될 수 있다.

그리고, 상기 상부 자성체는, 상기 하부 자성체의 상부에 인쇄 방식 또는 코팅 방식을 통하여 구비될 수 있다.

상기 하부 자성체는, 페라이트를 포함하는 세라믹 기판을 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 코일 부품은, 상기 상부 자성체와 상기 하부 자성체의 결합력을 강화하기 위한 보강층을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 보강층은; 상기 하부 자성체의 상부에 상기 상부 자성체가 결합될 시, 최소한 외측으로 노출된 결합 계면에 구비될 수 있다.

상기 절연체는, 비자성 물질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 절연체는, 폴리머(polymer)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 절연체는, 3.5 이하의 유전율을 가지고 1 이하의 투자율을 가질 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 다른 형태로서, 본 발명은: 1차 코일 패턴과, 2차 코일 패턴, 및 내부에 상기 1차 코일 패턴과 상기 2차 코일 패턴이 형성되는 절연체(dielectric); 상기 절연체의 하부에 구비되는 하부 자성체; 상기 절연체의 상부에 구비되는 상부 자성체; 및 상기 절연체의 중심부 및 외곽부에 구비되는 자속 강화체;를 포함하는 코일 부품을 제공한다.

상기 자속 강화체는, 자성을 갖는 물질과 접착성을 갖는 물질을 포함하여 형성될 수 있다.

상기 상부 자성체와 상기 하부 자성체는, 페라이트를 포함하는 세라믹 기판을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 상부 자성체는 수지를 더 포함할 수도 있다.

한편, 상기 코일 부품은, 상기 상부 자성체와 상기 하부 자성체의 결합력을 강화하기 위한 보강층을 더 포함하여 구성될 수도 있다.

이때, 상기 보강층은; 상기 절연체의 상부에 상기 상부 자성체가 결합될 시, 최소한 외측으로 노출된 결합 계면에 구비될 수 있다.

상기 절연체는, 비자성 물질로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 절연체는, 폴리머(polymer)를 포함하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 절연체는, 3.5 이하의 유전율 및 1 이하의 투자율을 가질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 코일 부품에 의하면, 코일 패턴을 감싸는 자속의 흐름을 보다 원활하게 증대시켜 필터링 특성을 향상할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 코일 부품에 의하면, 동일 특성 대비 코일 패턴의 길이를 줄일 수 있어 제조비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 코일 부품 중 커먼 모드 필터를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 코일 부품의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 코일 부품의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 I-I선을 따른 단면도이다.
도 5는 절연체의 중심부에만 자속 강화체가 구비된 경우와 절연체의 중심부 및 외곽부에 모두 자속 강화체가 구비된 경우의 삽입손실을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 절연체의 두께 및 접착체 유무에 따른 코일 부품의 커먼 모드 임피던스(Z_CM)의 값을 비교하여 나타낸 그래프이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.

이하, 본 발명에 따른 코일 부품에 대한 실시예들을 첨부된 도 2 내지 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 코일 부품의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 코일 부품의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 4는 도 3의 I-I선을 따른 단면도이고, 도 5는 절연체의 중심부에만 자속 강화체가 구비된 경우와 절연체의 중심부 및 외곽부에 모두 자속 강화체가 구비된 경우의 삽입손실을 비교하여 나타낸 그래프이며, 도 6은 절연체의 두께 및 접착체 유무에 따른 코일 부품의 커먼 모드 임피던스(Z_CM)의 값을 비교하여 나타낸 그래프이다.

먼저, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 코일 부품의 제1실시예를 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 코일 부품의 제1실시예(100)는, 크게 코일체(110)와, 상기 코일체(110)의 하부에 구비되는 하부 자성체(120), 및 상기 코일체(110)의 상부에 구비되는 상부 자성체(130)를 포함하여 구성된다.

상기 코일체(110)는, 수평면상에 선와(旋渦) 형태로 형성된 1차 코일 패턴(111)과, 상기 1차 코일 패턴(111)의 상방에 1차 코일 패턴(111)과 대응되는 형태로 형성된 2차 코일 패턴(112)과, 내부에 상기 1차 코일 패턴(111)과 상기 2차 코일 패턴(112)이 형성되는 절연체(dielectric:113)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 절연체(113)는 비자성 물질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 절연체는 폴리머(polymer)를 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 절연체(113)는 3.5 이하의 유전율을 가지고 1 이하의 투자율을 가질 수 있다.

또한, 상기 절연체(113)는 실질적으로 35㎛의 두께로 형성되는 것이 커먼 모드 임피던스 향상 등 필터링 특성 향상을 위해 바람직하며, 이에 대한 설명은 후술하는 제2실시예에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 하부 자성체(120)는, 페라이트(ferrite) 물질로 형성된 세라믹 기판으로 이루어질 수 있으며, 상기 코일체(110)는 상기 하부 자성체(120)의 상면에 박막공정을 통해 구비될 수 있다.

상기 상부 자성체(130)는, 상기 코일체(110)의 중심부(110a) 및 외곽부(110b)에 충진(fill-up)됨과 아울러 상기 코일체(110) 즉 상기 절연체(113)를 덮도록 상기 하부 자성체(120)의 상부에 구비될 수 있다.

이때, 상기 상부 자성체(130)는, 수지와 페라이트를 포함하여 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 상부 자성체(130)는, 상기 하부 자성체(120)의 상부에 인쇄 방식 또는 코팅 방식을 통하여 구비될 수 있다.

즉, 본 실시예의 상부 자성체(130)는, 기존 코일 부품과 달리 상기 하부 자성체(120)의 상부에 별도의 접합층을 구비하지 않고 결합될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예의 코일 부품(100)은 기존 접합층에 의한 자속흐름 차단을 방지하여 자속흐름을 보다 원활하게 향상시킬 수 있어 삽입손실 저감 및 커먼 모드 임피던스 향상을 통해 필터링 특성을 향상할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 코일 부품(100)은, 상기 상부 자성체(130)와 상기 하부 자성체(120)의 결합력을 강화하기 위하여 보강층(140)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 보강층(140)은, 상기 하부 자성체(120)의 상부에 상기 상부 자성체(130)가 결합될 시, 최소한 외측으로 노출된 결합 계면에 구비될 수 있다.

다음으로, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 코일 부품의 제2실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 코일 부품의 제2실시예(200)는, 크게 내부에 1차 코일 패턴(211) 및 2차 코일 패턴(212)이 형성되는 절연체(dielectric:213)와, 상기 절연체(213)의 하부에 구비되는 하부 자성체(220)와, 상기 절연체(213)의 상부에 구비되는 상부 자성체(230)와, 상기 절연체(213)의 중심부 및 외곽부에 구비되는 자속 강화체(240)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 자속 강화체(240)는, 자성을 갖는 물질과 접착성을 갖는 물질을 포함하여 형성될 수 있으며, 일 예로 상기 자속 강화체(240)는 페라이트(ferrite)와 포토 레지스트(PR)를 포함하여 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 자속 강화체(240)에 의해 상기 상부 자성체(230)는 상기 절연체(213)의 상부에 별도의 접착층 없이 결합될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예의 코일 부품(200)은 기존 접합층에 의한 자속흐름 차단을 방지하여 자속흐름을 보다 원활하게 향상시킬 수 있어 삽입손실 저감 및 커먼 모드 임피던스 향상을 통해 필터링 특성을 향상할 수 있다.

보다 상세하게, 본 실시예의 코일 부품(200)은 자속 강화체(240)가 형성됨으로써 자속 강화체가 자속흐름에 대한 통로 역할을 수행함으로써 자속 강화체가 구비되지 않은 경우와 비교하여 현저하게 삽입손실을 저감할 수 있고 커먼 모드 임피던스를 향상시킬 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 코일 부품(200)은 상기 절연체(213)의 중심부 및 외곽부에 모두 구비(b)되기 때문에, 중심부에만 구비(a)되는 경우와 비교하여 삽입손실을 크게 감소할 수 있고 고주파영역에서의 필터링 특성을 향상할 수 있는 것이 알 수 있다.

한편, 상기 상부 자성체(230)와 상기 하부 자성체(220)는, 페라이트를 포함하는 세라믹 기판을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 상부 자성체(230)는 수지를 더 포함하여 형성됨으로써 상기 절연체(213)와의 결합력을 보다 향상시킬 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 코일 부품(200)은, 상기 상부 자성체(230)와 상기 하부 자성체(220)의 결합력을 강화하기 위한 보강층(250)을 더 포함하여 구성될 수도 있다.

이때, 상기 보강층(250)은, 상기 절연체(213)의 상부에 상기 상부 자성체(230)가 결합될 시, 최소한 외측으로 노출된 결합 계면에 구비될 수 있다. 아울러, 상기 보강층(250)은, 상기 절연체(213)와 상기 하부 자성체(220)와의 결합 계면까지 연장되어 구비될 수도 있다.

한편, 상기 절연체(213)는 비자성 물질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 절연체(213)는 폴리머(polymer)를 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 절연체(213)는 3.5 이하의 유전율을 가지고 1 이하의 투자율을 가질 수 있다.

또한, 상기 절연체(213)는 실질적으로 35㎛의 두께로 형성되는 것이 커먼 모드 임피던스 향상 등 필터링 특성 향상을 위해 바람직하다.

즉, 도 6 및 아래 표 1을 참조하면, 절연체의 두께가 40㎛인 경우(비교예 1)와, 종래 접착층을 포함하여 절연체의 두께가 45㎛인 경우(비교예 2)와, 본 실시예가 적용되어 별도의 접착층 없이 절연체의 두께가 35㎛인 경우(실시예)에 대하여 임피던스 특성을 실험한 결과, 디퍼런스 모드 임피던스(Z_DM)는 비교예 1, 비교예 2, 실시예가 거의 유사하였으나, 커먼 모드 임피던스(Z_CM)는 비교예 1, 2와 비교하여 실시예의 경우 현저하게 증가한 것을 알 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

100: 코일 부품의 제1실시예 110: 코일체
111: 제1 코일 패턴 112: 제2 코일 패턴
113: 절연체 120: 하부 자성층
130: 상부 자성층 140: 보강층

Claims

1차 코일 패턴과, 2차 코일 패턴, 및 내부에 상기 1차 코일 패턴과 상기 2차 코일 패턴이 형성되는 절연체(dielectric)를 포함하는 코일체;
상기 코일체의 하부에 구비되는 하부 자성체; 그리고
상기 코일체의 중심부 및 외곽부에 충진(fill-up)됨과 아울러 상기 코일체를 덮도록 상기 하부 자성체의 상부에 구비되는 상부 자성체;
상기 상부 자성체와 상기 하부 자성체의 결합력을 강화하기 위한 보강층;
을 포함하되, 상기 코일체의 중심부 및 외곽부에 충진된 상기 상부 자성체의 하면은 상기 하부 자성체와 접하는 코일부품.

제1항에 있어서,
상기 상부 자성체는, 수지와 페라이트를 포함하여 형성되는 코일 부품.

제1항에 있어서,
상기 상부 자성체는, 상기 하부 자성체의 상부에 인쇄 방식 또는 코팅 방식을 통하여 구비되는 코일 부품.

제1항에 있어서,
상기 하부 자성체는, 페라이트를 포함하는 세라믹 기판을 포함하여 구성되는 코일 부품.

삭제

제1항에 있어서,
상기 보강층은; 상기 하부 자성체의 상부에 상기 상부 자성체가 결합될 시, 최소한 외측으로 노출된 결합 계면에 구비되는 코일 부품.

제1항에 있어서,
상기 절연체는, 비자성 물질로 형성되는 코일 부품.

제7항에 있어서,
상기 절연체는, 폴리머(polymer)를 포함하는 코일 부품.

제8항에 있어서,
상기 절연체는, 3.5 이하의 유전율을 가지고 1 이하의 투자율을 가지는 코일 부품.

제1항에 있어서,
상기 절연체는 35㎛의 두께로 형성되는 코일 부품.

삭제