KR101681406B1 - 코일 전자부품 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코일부가 자성체로 둘러싸인 코일 전자부품에 있어서, 상기 자성체 내에 금속 자성판이 배치되며, 상기 금속 자성판은 자속의 흐름 방향을 향하도록 배열된 코일 전자부품에 관한 것이다.

Description

코일 전자부품 및 그 제조방법{Coil electronic component and manufacturing method thereof}
본 발명은 코일 전자부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
코일 전자부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항, 커패시터와 더불어 전자회로를 이루어 노이즈(Noise)를 제거하는 대표적인 수동소자이다.
인덕터는 코일부를 형성한 후, 코일부를 둘러싸는 자성체를 제조하고, 자성체의 외측에 외부전극을 형성하여 제조할 수 있다.
일본공개특허 제2008-166455호
본 발명은 높은 인덕턴스(Inductance, L), 우수한 Q 특성(quality factor) 및 DC-Bias 특성(전류 인가에 따른 인덕턴스의 변화 특성)을 갖는 코일 전자부품에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 코일부를 둘러싸는 자성체 내에 자속의 흐름 방향을 향하도록 금속 자성판이 배치된 코일 전자부품을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 높은 인덕턴스를 확보하고, 우수한 Q 특성 및 DC-Bias 특성을 구현할 수 있다.
도 1은 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 코일부가 나타나게 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 의한 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 의한 단면도이다.
도 4는 도 2의 'A' 부분의 일 실시형태를 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 코일부 및 금속 자성판을 포함하는 적층체가 나타나게 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품의 길이-두께(L-T) 방향의 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조공정을 순차적으로 설명하는 도면이다.
이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
코일 전자부품
이하에서는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품을 설명하되, 특히 박막형 인덕터로 설명하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 코일부가 나타나게 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 코일 전자부품의 일 예로써 전원 공급 회로의 전원 라인에 사용되는 박막형 파워 인덕터가 개시된다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 코일부(40), 상기 코일부(40)를 둘러싸는 자성체(50), 상기 자성체(50)의 외측에 배치되어 상기 코일부(40)와 접속하는 제 1 및 제 2 외부전극(81, 82)을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)에 있어서, '길이' 방향은 도 1의 'L' 방향, '폭' 방향은 'W' 방향, '두께' 방향은 'T' 방향으로 정의하기로 한다.
상기 코일부(40)는 기판(20)의 일면에 형성된 제 1 코일 도체(41)와, 상기 기판(20)의 일면과 대향하는 타면에 형성된 제 2 코일 도체(42)가 연결되어 형성된다.
상기 제 1 및 제 2 코일 도체(41, 42) 각각은 상기 기판(20)의 동일 평면 상에 형성되는 평면 코일 형태일 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 코일 도체(41, 42)는 나선(spiral) 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 코일 도체(41, 42)는 기판(20) 상에 전기 도금을 수행하여 형성할 수 있으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
상기 제 1 및 제 2 코일 도체(41, 42)는 전기 전도성이 뛰어난 금속을 포함하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu), 백금(Pt) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 코일 도체(41, 42)는 절연막(미도시)으로 피복되어 자성체(50)를 이루는 자성 재료와 직접 접촉되지 않을 수 있다.
상기 기판(20)은 예를 들어, 폴리프로필렌글리콜(PPG) 기판, 페라이트 기판 또는 금속계 연자성 기판 등으로 형성된다.
상기 기판(20)의 중앙부는 제거되어 관통 홀을 형성하고, 상기 관통 홀은 자성 재료로 충진되어 코일부(40)의 내측에 코어부(55)를 형성한다.
상기 코어부(55)는 자성 재료로 충진됨에 따라 자속이 통과하는 자성체의 면적이 증가하여 인덕턴스(L)를 향상시킬 수 있다.
다만, 상기 기판(20)은 반드시 포함되는 것은 아니며, 기판을 포함하지 않고, 금속 와이어(wire)로 코일부를 형성할 수도 있다.
상기 코일부(40)를 둘러싸는 자성체(50)는 자기 특성을 나타내는 자성 재료라면 제한되지 않고 포함할 수 있으며, 예를 들어, 페라이트 또는 금속 자성 분말을 포함할 수 있다.
상기 자성체(50)에 포함된 자성 재료의 투자율이 높을수록, 자속이 통과하는 자성체(50)의 면적이 클수록 인덕턴스(L)가 향상될 수 있다.
상기 제 1 코일 도체(41)의 일 단부는 연장되어 제 1 인출부(41')를 형성하며, 상기 제 1 인출부(41')는 자성체(50)의 길이(L) 방향의 일 단면으로 노출되고, 상기 제 2 코일 도체(42)의 일 단부는 연장되어 제 2 인출부(42')를 형성하며, 상기 제 2 인출부(42')는 자성체(50)의 길이(L) 방향의 타 단면으로 노출된다.
다만, 반드시 이에 제한되지 않으며, 상기 제 1 및 제 2 인출부(41', 42')는 상기 자성체(50)의 적어도 일면으로 노출될 수 있다.
상기 자성체(50)의 단면으로 노출되는 상기 제 1 및 제 2 인출부(41', 42')와 각각 접속하도록 상기 자성체(50)의 외측에 제 1 및 제 2 외부전극(81, 82)이 형성된다.
상기 제 1 및 제 2 외부전극(81, 82)은 전기 전도성이 뛰어난 금속을 포함하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni) 또는 주석(Sn) 등의 단독 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 의한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 자성체(50) 내에 금속 자성판(71)이 배치된다. 상기 자성체(50) 내에 배치되는 금속 자성판(71)은 자속의 흐름 방향을 향하도록 배열된다.
상기 금속 자성판(71)은 금속 자성분말(61)에 비하여 약 2~10배 정도의 매우 큰 투자율을 가지기 때문에 자성체(50) 내에 고 투자율의 금속 자성판(71)을 배치함으로써 인덕턴스를 증가시킬 수 있다.
한편, 상기 금속 자성판(71)은 방향별로 투자율이 달라질 수 있기 때문에 전체 투자율은 금속 자성분말(61)에 비하여 높다 할지라도 특정 방향으로의 투자율은 낮아 코일부에 인가된 전류에 의해 생성되는 자속의 흐름을 저해하고, 결과적으로 인덕턴스가 오히려 감소할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시형태는 고 투자율의 금속 자성판(71)을 자성체(50) 내에 배치하되 자속의 흐름 방향을 향하도록 배열함으로써 자속의 흐름을 원할하게 하고, 금속 자성판(71)의 높은 투자율을 통해 인덕턴스를 효과적으로 증가시킬 수 있도록 하였다.
도 2에 도시된 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 상기 코일부(40)의 내측에 형성된 코어부(55)에 금속 자성판(71)이 배치된다.
상기 코어부(55)에는 자속이 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수평한 방향으로 흐른다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 상기 코어부(55)에 금속 자성판(71)이 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수평하도록 배열된다.
상기 금속 자성판(71)은 철(Fe), 규소(Si), 붕소(B), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니오븀(Nb) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 결정질 또는 비정질 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 상기 금속 자성판(71)은 금속 자성분말(61) 및 열경화성 수지를 포함하는 금속 자성분말 층(60)과 교대로 적층되어 배치된다.
금속 자성판(71) 만을 복수 개 배열하는 경우 큰 투자율을 나타내기는 하나, 와전류에 의한 코어 로스(core loss)가 매우 증가하여 Q 특성 등의 고주파 특성이 나빠지게 된다.
이에 본 발명의 일 실시형태는 복수의 금속 자성판(71)을 금속 자성분말 층(60)과 교대로 적층하여 사용함으로써 고 투자율을 구현함과 동시에 코어 로스(core loss)를 개선하였다.
상기 금속 자성분말(61)은 구형 분말 또는 편상형의 플레이크(flake) 분말일 수 있다.
이때, 상기 금속 자성분말(61)이 형상 등방성의 구형 분말일 경우 x축, y축, z축 방향으로 모두 동일한 투자율을 나타내므로, 형상 등방성의 금속 자성분말(61)은 배열이 제한되지 않는다.
다만, 상기 금속 자성분말(61)이 형상 이방성의 플레이크(flake) 분말일 경우 x축, y축, z축 방향으로 투자율이 달라지기 때문에 자속의 흐름을 저해하지 않기 위하여 형상 이방성 금속 자성분말(61)의 판상면의 일축이 자속의 흐름 방향을 향하도록 배열하는 것이 바람직하다.
상기 금속 자성분말(61)은 철(Fe), 규소(Si), 붕소(B), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니오븀(Nb) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 결정질 또는 비정질 금속일 수 있다.
예를 들어, 상기 금속 자성분말(61)은 Fe-Si-B-Cr계 구형의 비정질 금속일 수 있다.
상기 금속 자성분말(61)은 에폭시(epoxy) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 등의 열경화성 수지에 분산된 형태로 포함된다.
한편, 상기 금속 자성분말(61)은 평균 입경이 큰 금속 자성분말과, 그보다 평균 입경이 작은 금속 자성분말이 혼합되어 포함될 수 있다.
평균 입경이 큰 금속 자성분말은 보다 고 투자율을 구현할 수 있으며, 평균 입경이 작은 금속 자성분말은 평균 입경이 큰 금속 자성체 분말과 함께 혼합되어 충진율을 향상시킬 수 있다. 충진율이 향삼됨에 따라 투자율을 향상시킬 수 있다.
또한, 평균 입경이 큰 금속 자성분말을 사용할 경우 고 투자율을 구현할 수 있으나 코어 로스(core loss)가 증가하게 되는데, 평균 입경이 작은 금속 자성분말은 저손실 재료이기 때문에 이를 함께 혼합함으로써 평균 입경이 큰 금속 자성분말을 사용함에 따라 증가되는 코어 로스(core loss)를 보완하여 Q 특성을 함께 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 금속 자성판(71)의 적어도 일면에는 열경화성 수지층(72)이 형성된다.
이에 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 금속 자성판(71)-열경화성 수지층(72)-금속 자성분말 층(60)의 순으로 적층될 수 있으며, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 고 투자율을 구현함과 동시에 코어 로스(core loss)를 개선할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)의 자성체(50)는 코일부(40)를 사이에 두고 배치된 제 1 및 제 2 커버부(51, 52)에 금속 자성분말(61)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 커버부(51, 52)에 포함되는 금속 자성분말(61)은 에폭시(epoxy) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 등의 열경화성 수지에 분산된 형태로 포함되며, 평균 입경이 큰 금속 자성분말과, 그보다 평균 입경이 작은 금속 자성분말이 혼합되어 포함될 수 있다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 의한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 상기 코일부(40)의 내측에 형성된 코어부(55) 및 상기 코일부(40)의 외측에 형성된 외주부(53)에 금속 자성판(71)이 배치된다.
다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 상기 코어부(55) 및 외주부(53) 중 어느 하나 이상에 금속 자성판(71)이 배치될 수 있다.
상기 코어부(55)와 마찬가지로 외주부(53)에는 자속이 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수평한 방향으로 흐른다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 상기 외주부(53)에 금속 자성판(71)이 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수평하도록 배열된다.
상기 외주부(53)에 배치되는 금속 자성판(71)은 상술한 코어부(55)에 배치되는 금속 자성판(71)과 마찬가지로 금속 자성분말(61) 및 열경화성 수지를 포함하는 금속 자성분말 층(60)과 교대로 적층되어 배치될 수 있으며, 금속 자성판(71)의 적어도 일면에는 열경화성 수지층(72)이 형성될 수 있다.
도 4는 도 2의 'A' 부분의 일 실시형태를 확대하여 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 상기 금속 자성판(71)은 분쇄되어 다수의 금속 단편(71a)으로 이루어진다.
금속 자성판(71)은 금속 자성분말(61)에 비하여 약 2~10배 정도의 매우 큰 투자율을 나타내기는 하나, 금속 자성판을 분쇄하지 않고 판 형태 그대로 사용하게 되면 와전류에 의한 코어 로스(core loss)가 매우 증가하여 Q 특성이 나빠지게 된다.
이에 본 발명의 일 실시형태는 상기 금속 자성판(71)을 분쇄하여 다수의 금속 단편(71a)을 형성하도록 함으로써 고 투자율을 구현함과 동시에 코어 로스(core loss)를 개선하였다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 투자율을 향상시켜 높은 인덕턴스를 확보하면서도 우수한 Q 특성을 만족시킬 수 있다.
상기 금속 자성판(71)은 인접하는 금속 단편(71a)끼리 서로 대응되는 형상을 갖도록 분쇄된다.
금속 자성판이 분쇄되어 형성된 금속 단편(71a)들은 분쇄된 후 불규칙적으로 분산되는 것이 아니라, 분쇄된 상태 그대로 한 층을 이루며 위치하기 때문에 인접하는 금속 단편(71a)끼리 서로 대응되는 형상을 갖게 된다.
즉, 인접하는 금속 단편(71a)끼리 서로 대응되는 형상을 갖는다는 의미는 인접하는 금속 단편(71a)끼리 완벽하게 정합한다는 것은 아니며, 금속 단편(71a)들이 분쇄된 상태 그대로 한 층을 이루며 위치하고 있는 것을 확인할 수 있는 정도를 말한다.
상기 분쇄된 금속 자성판(71)의 인접하는 금속 단편(71a) 사이는 열경화성 수지(72a)가 충진된다.
상기 열경화성 수지(72a)는 금속 자성판을 압착 및 분쇄 과정에서 금속 자성판(71)의 일면에 형성된 상기 열경화성 수지층(72)의 열경화성 수지가 인접하는 금속 단편(71a) 사이의 공간에 침투하여 형성될 수 있다.
상기 인접하는 금속 단편(71a) 사이의 공간에 충진된 열경화성 수지(72a)가 인접하는 금속 단편(71a)들을 절연시킨다.
이에 따라, 금속 자성판(71)의 코어 로스(core loss)를 줄이고, Q 특성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 코일부 및 금속 자성판을 포함하는 적층체가 나타나게 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 코어부(55) 및 외주부(53)에 금속 자성판(71)을 포함하는 적층체(70)가 배치된다.
상기 적층체(70)는 금속 자성판(71)과 금속 자성분말(61) 및 열경화성 수지를 포함하는 금속 자성분말 층(60)이 교대로 적층되어 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 코어부(55) 및 외주부(53) 중 어느 하나 이상에 상기 적층체(70)를 배치하여 상기 코어부(55) 및/또는 외주부(53)에 금속 자성판(71)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 적층체(70)에 포함된 금속 자성판(71)은 상술한 바와 같이 자속의 흐름 방향을 향하도록 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수평하도록 배열된다.
도 5에서는 금속 자성판(71)을 포함하는 적층체(70)를 배치하여 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)의 구조를 구현하는 것으로 도시하였으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)의 구조를 구현할 수 있는 방법이라면 적용 가능하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품의 길이-두께(L-T) 방향의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 제 1 및 제 2 커버부(51, 52)에 금속 자성판(71)이 배치된다.
상기 제 1 및 제 2 커버부(51, 52)에는 자속이 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수직한 방향으로 흐른다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 상기 제 1 및 제 2 커버부(51, 52)에 금속 자성판(71)이 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수직하도록 배열된다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 상기 제 1 및 제 2 커버부(51, 52) 뿐만 아니라 코어부(55) 및/또는 외주부(53)에도 금속 자성판(71)이 배치될 수 있다.
상기 코어부(55) 및/또는 외주부(53)에는 자속이 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수평한 방향으로 흐른다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)은 상기 코어부(55) 및/또는 외주부(53)에 금속 자성판(71)이 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수평하도록 배열된다.
이와 같이, 금속 자성판(71)을 자성체(50) 내에 배치하되 각각 자속의 흐름 방향을 향하도록 배열함으로써 자속의 흐름을 원할하게 하고, 금속 자성판(71)의 높은 투자율을 통해 인덕턴스를 효과적으로 증가시킬 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 커버부(51, 52)에 배치된 금속 자성판(71)의 구성을 제외하고, 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)의 구성과 중복되는 구성은 동일하게 적용될 수 있다.
코일 전자부품의 제조방법
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조공정을 순차적으로 설명하는 도면이다.
도 7a를 참조하면, 먼저 코일부(40)를 형성한다.
기판(20)에 비아 홀(미도시)을 형성하고, 상기 기판(20) 상에 개구부를 갖는 도금 레지스트(미도시)를 형성한 후, 상기 비아 홀 및 개구부를 도금에 의해 도전성 금속으로 충진하여 제 1 및 제 2 코일 도체(41, 42)와, 이를 연결하는 비아(미도시)를 형성할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 코일 도체(41, 42)와 비아는 전기 전도성이 뛰어난 도전성 금속으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu), 백금(Pt) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
다만, 코일부(40)의 형성 방법은 이와 같은 도금 공정으로 반드시 제한되는 것은 아니며, 금속 와이어(wire)로 코일부를 형성할 수도 있고, 인가되는 전류에 의해 자속을 발생시킬 수 있는 형태라면 적용 가능하다.
상기 제 1 및 제 2 코일 도체부(41, 42) 상에 제 1 및 제 2 코일 도체(41, 42)를 덮어씌우는 절연막(30)을 형성할 수 있다.
상기 절연막(30)은 예를 들어, 에폭시 수지, 폴리이미드(polyimid) 수지 등의 고분자 물질, 포토 레지스트(photo resist, PR), 금속 산화물 등을 포함할 수 있으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 상기 제 1 및 제 2 코일 도체(41, 42)를 둘러싸 쇼트(short)를 방지할 수 있는 절연 물질이라면 적용 가능하다.
상기 절연막(30)은 스크린 인쇄법, 포토 레지스트(Photo Resist, PR)의 노광, 현상을 통한 공정, 스프레이(spray) 도포 공정, 코일 도체의 화학적 에칭(etching) 등을 통한 산화 등의 방법으로 형성할 수 있다.
상기 기판(20)은 제 1 및 제 2 코일 도체(41, 42)가 형성되지 않은 영역의 중앙부가 제거되어 코어부 홀(55')을 형성할 수 있다.
상기 기판(20)의 제거는 기계적 드릴, 레이저 드릴, 샌드 블래스트, 펀칭 가공 등을 통해 수행할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 상기 코일부(40)의 내측에 형성된 코어부 홀(55') 및/또는 외주부 홀(미도시)에 금속 자성판(71)을 포함하는 적층체(70)를 배치한다.
상기 적층체(70)는 금속 자성판(71)과 금속 자성분말(61) 및 열경화성 수지를 포함하는 금속 자성분말 층(60)이 교대로 적층되어 형성될 수 있다.
상기 금속 자성판(71)의 적어도 일면에는 열경화성 수지층(72)이 형성될 수 있다. 이에 상기 적층체(70)는 금속 자성판(71)-열경화성 수지층(72)-금속 자성분말 층(60)의 순으로 적층되어 형성될 수 있다.
상기 금속 자성판(71)은 자속의 흐름 방향을 향하도록 배열한다.
상기 코어부(55) 및 외주부(53)에는 자속이 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수평한 방향으로 흐른다. 따라서, 상기 코어부(55) 및/또는 외주부(53)에 형성되는 금속 자성판(71)을 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수평하도록 배열한다.
한편, 상기 금속 자성판(71)을 분쇄하여 다수의 금속 단편(71a)으로 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 금속 자성판(71)은 인접하는 금속 단편(71a)끼리 서로 대응되는 형상을 갖도록 분쇄된다.
금속 자성판이 분쇄되어 형성된 금속 단편(71a)들은 분쇄된 후 불규칙적으로 분산되는 것이 아니라, 분쇄된 상태 그대로 한 층을 이루며 위치하기 때문에 인접하는 금속 단편(71a)끼리 서로 대응되는 형상을 갖게 된다.
상기 분쇄된 금속 자성판(71)의 인접하는 금속 단편(71a) 사이는 열경화성 수지(72a)가 충진된다.
상기 열경화성 수지(72a)는 금속 자성판을 압착 및 분쇄 과정에서 금속 자성판(71)의 일면에 형성된 상기 열경화성 수지층(72)의 열경화성 수지가 인접하는 금속 단편(71a) 사이의 공간에 침투하여 형성될 수 있다.
상기 인접하는 금속 단편(71a) 사이의 공간에 충진된 열경화성 수지(72a)가 인접하는 금속 단편(71a)들을 절연시킨다.
이에 따라, 금속 자성판(71)의 코어 로스(core loss)를 줄이고, Q 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 7b에서는 금속 자성판(71)을 포함하는 적층체(70)를 코어부 홀(55') 및/또는 외주부 홀(미도시)에 배치하여 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)을 제조하는 것으로 도시하였으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100)의 구조를 구현할 수 있는 방법이라면 적용 가능하다.
도 7c를 참조하면, 상기 코일부(40)의 상부 및 하부에 금속 자성분말(61)을 포함하는 시트(60')를 적층, 압착 및 경화하여 코일부(40)를 둘러싸는 자성체(50)를 형성한다.
상기 시트(60')는 금속 자성분말(61)과, 열경화성 수지, 바인더 및 용제 등의 유기물을 혼합하여 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 닥터 블레이드 법으로 캐리어 필름(carrier film) 상에 수십 ㎛의 두께로 도포한 후 건조하여 시트(sheet)형으로 제조할 수 있다.
상기 시트(60')는 금속 자성분말(61)이 에폭시(epoxy) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 등의 열경화성 수지에 분산된 형태로 제조된다.
코일부(40)의 상부 및 하부에 상기 금속 자성분말(61)을 포함하는 시트(60')를 적층하고, 압착 및 경화하여 상기 금속 자성판(71)을 포함하는 적층체(70)가 배치된 부분을 제외한 나머지 부분을 금속 자성분말(61)로 충진할 수 있다.
한편, 도 8c는 코일부(40)를 사이에 두고 형성되는 제 1 및 제 2 커버부(51, 52)에 금속 자성분말(61)이 포함된 구조의 제조방법만을 도시하였으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 코일부(40)의 상부 및 하부에 금속 자성분말(61)을 포함하는 시트(60')를 적층하고, 금속 자성판(71)을 더 적층한 후 압착 및 경화하여 제 1 및 제 2 커버부(51, 52)에 금속 자성판(71)을 더 형성할 수도 있다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 커버부(51, 52)에는 자속이 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수직한 방향으로 흐른다. 따라서, 상기 제 1 및 제 2 커버부(51, 52)에 형성되는 금속 자성판(71)은 코일부(40)의 두께(t) 방향에 수직하도록 배열한다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 커버부(51, 52)에 형성되는 금속 자성분말(61)이 형상 이방성의 플레이크(flake) 분말일 경우 자속의 흐름을 저해하지 않기 위하여 형상 이방성 금속 자성분말(61)의 판상면의 일축이 자속의 흐름 방향을 향하도록 배열하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법으로 금속 자성판(71)을 포함하는 적층체(70)를 형성하고, 금속 자성분말(61)을 포함하는 시트(60')를 적층하여 코일부(40)를 둘러싸는 자성체(50)를 형성하는 공정을 설명하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품(100) 구조의 금속 분말-수지 복합체를 형성할 수 있는 방법이라면 적용 가능하다.
다음으로, 상기 자성체(50)의 외측에 상기 코일부(40)와 접속하도록 제 1 및 제 2 외부전극(81, 82)을 형성한다.
상기의 설명을 제외하고 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 특징과 중복되는 설명은 여기서 생략하도록 한다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100 : 코일 전자부품 60 : 금속 자성분말 층
20 : 기판 61 : 금속 자성분말
30 : 절연막 70 : 적층체
40 : 코일부 71 : 금속 자성판
41, 42 : 제 1 및 제 2 코일 도체 72 : 열경화성 수지층
50 : 자성체 81, 82 : 제 1 및 제 2 외부전극
51, 52 : 제 1 및 제 2 커버부
53 : 외주부
55 : 코어부

Claims (19)

  1. 코일부가 자성체로 둘러싸인 코일 전자부품에 있어서,
    상기 자성체 내에 금속 자성판이 배치되며,
    상기 금속 자성판은 자속의 흐름 방향을 향하도록 배열되며,
    상기 금속 자성판은 분쇄되어 다수의 금속 단편으로 이루어진 코일 전자부품.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 자성판은 상기 코일부의 내측에 형성된 코어부 및 상기 코일부의 외측에 형성된 외주부로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상에 배치되는 코일 전자부품.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 금속 자성판은 상기 코일부의 두께 방향에 수평하도록 배열된 코일 전자부품.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 자성판은 상기 코일부를 사이에 두고 형성된 제 1 및 제 2 커버부에 배치되는 코일 전자부품.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 금속 자성판은 상기 코일부의 두께 방향에 수직하도록 배열된 코일 전자부품.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 자성판은 금속 자성분말 및 열경화성 수지를 포함하는 금속 자성분말 층과 교대로 적층되어 배치된 코일 전자부품.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 자성판의 적어도 일면에는 열경화성 수지층이 형성된 코일 전자부품.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    인접하는 상기 금속 단편 사이는 열경화성 수지로 충진된 코일 전자부품.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 자성판은 인접하는 금속 단편끼리 서로 대응되는 형상을 갖도록 분쇄된 코일 전자부품.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 자성판은 철(Fe), 규소(Si), 붕소(B), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니오븀(Nb) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 금속으로 이루어진 코일 전자부품.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 코일부는 코일 패턴이 동일 평면 상에 형성되는 평면 코일 형태인 코일 전자부품.
  13. 코일부를 형성하는 단계; 및
    상기 코일부를 둘러싸는 자성체를 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 자성체를 형성하는 단계는,
    상기 자성체 내에 자속의 흐름 방향을 향하도록 금속 자성판을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 자성판을 분쇄하여 다수의 금속 단편으로 형성하는 단계를 포함하는 코일 전자부품의 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 금속 자성판은 상기 코일부의 내측에 형성된 코어부 및 상기 코일부의 외측에 형성된 외주부로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상에 배치하는 코일 전자부품의 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 금속 자성판은 상기 코일부의 두께 방향에 수평하도록 배열하는 코일 전자부품의 제조방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 금속 자성판은 금속 자성분말 및 열경화성 수지를 포함하는 금속 자성분말 층과 교대로 적층하여 배치하는 코일 전자부품의 제조방법.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 금속 자성판의 적어도 일면에는 열경화성 수지층을 형성하는 코일 전자부품의 제조방법.
  18. 삭제
  19. 제 13항에 있어서,
    인접하는 상기 금속 단편 사이는 열경화성 수지로 충진되는 코일 전자부품의 제조방법.
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