KR101719970B1 - 코일 전자부품 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시형태는 내부에 코일부가 배치된 바디; 및 상기 코일부와 연결되는 외부전극; 을 포함하며, 상기 바디는 복수의 자성 입자를 포함하고, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D50은 1μm 이하인 코일 전자부품을 제공한다.
Description
본 발명은 코일 전자부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전자부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항, 커패시터와 더불어 전자회로를 이루어 노이즈(Noise)를 제거하는 대표적인 수동소자이다.
인덕터는 내부 코일부를 형성한 후, 내부 코일부의 단부가 노출되도록 내부 코일부를 매설하는 바디를 제조하고 바디의 외측에 외부전극을 형성하여 제조할 수 있다.
인덕터의 바디는 자성체 및 수지를 혼합시킨 자성체-수지 복합체로 제조할 수 있으며, 인덕터 바디에 포함된 자성체에 따라 인덕터의 특성을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 목적은 작은 사이즈의 자성 입자를 사용하여 고주파 대역에서 사용이 가능한 코일 전자부품 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 일 실시형태에 의하면, 내부에 코일부가 배치된 바디 및 상기 코일부와 연결되는 외부전극을 포함하며, 상기 바디는 작은 사이즈의 자성 입자를 포함하여 멤돌이 손실을 줄인 코일 전자부품 및 그 제조방법을 제공한다.
한편, 상기 자성 입자는 입도 분포 D50이 1μm 이하이다.
본 개시의 다른 일 실시형태에 의하면 내부에 코일부가 매설된 바디를 포함하는 전자부품에 있어서, 상기 바디는 1μm 이하의 입경을 갖는 자성 입자를 포함하고, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입경에 대한 변동계수는 20% 이하인 코일 전자부품을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 맴돌이손실(eddy current loss)을 줄여, 고주파 대역에서 사용이 가능한 코일 전자부품 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품에서 내부에 배치된 코일부가 나타나게 도시한 개략 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A'에 의한 단면도이다.
도 3은 도 2의 P 영역에 대한 확대도이다
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 자성 입자 사이즈에 따른 코일 전자부품의 Q 값을 측정한 결과를 나타내는 데이터이다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A'에 의한 단면도이다.
도 3은 도 2의 P 영역에 대한 확대도이다
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 자성 입자 사이즈에 따른 코일 전자부품의 Q 값을 측정한 결과를 나타내는 데이터이다.
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.
도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 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.
또한 명세서 전체에서, "상에" 형성된다고 하는 것은 직접적으로 접촉하여 형성되는 것을 의미할 뿐 아니라, 사이에 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품을 설명하되, 특히 인덕터로 설명하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태의 코일 전자부품에서 내부에 배치된 코일부가 나타나게 도시한 개략 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 A-A' 선에 의한 단면도이다.
도 1 및 도 2을 참조하면, 코일 전자부품의 일 예로써 전원 공급 회로의 전원 라인에 사용되는 인덕터가 개시되지만 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품은 인덕터 이외에도 비즈(beads), 필터(filter) 등으로 적절하게 응용될 수 있다.
상기 코일 전자부품(100)는 바디(50) 및 외부전극(80)을 포함하고, 상기 바디(50)는 기재층(20)과 코일 패턴(41, 42)을 포함하는 코일부(40)를 포함한다.
상기 바디(50)는 대략적인 육면체 형상일 수 있으며, 도 1에 표시된 L, W 및 T는 각각 길이 방향, 폭 방향, 두께 방향을 나타낸다.
상기 바디(50)는 두께 방향으로 대향하는 제1면 및 제2면, 길이 방향으로 대향하는 제3면 및 제4면, 폭 방향으로 대향하는 제5면 및 제6면을 포함할 수 있다. 상기 바디(50)는 길이 방향의 길이가 폭 방향의 길이보다 큰 직육면체의 형상을 가질 수 있다.
바디(50)는 코일 전자부품(100)의 외관을 이루며, 자기 특성을 나타내는 자성 재료가 충진되어 형성될 수 있다.
상기 자성 재료는 분말 형태로 에폭시(epoxy) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 등의 고분자 상에 분산되어 상기 바디에 포함될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 바디(50)의 내부에는 코일부(40)가 배치될 수 있다. 상기 코일부(40)는 기재층(20) 및 상기 기재층(20)의 적어도 일면에 배치되는 코일 패턴(41, 42)을 포함할 수 있다.
상기 기재층(20)은 예를 들어, 폴리프로필렌글리콜(PPG), 페라이트 또는 금속계 연자성 재료 등을 포함할 수 있다.
상기 기재층(20)의 중앙부에는 관통 홀이 형성될 수 있으며, 상기 관통 홀은 바디(50)에 포함된 자성 재료로 충진되어 코어부(55)를 형성할 수 있다. 상기 관통 홀에 자성 재료를 충진하여 코어부(55)를 형성함에 따라 인덕터의 인덕턴스(L)를 향상시킬 수 있다.
상기 기재층(20)의 일면에는 코일 형상을 갖는 제1 코일 패턴(41)이 형성될 수 있으며, 상기 기재층(20)의 일면과 대향하는 상기 기재층(20)의 타면에는 코일 형상의 제2 코일 패턴(42)이 형성될 수 있다.
상기 코일 패턴(41, 42)은 스파이럴(spiral) 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 기재층(20)의 일면과 타면에 각각 형성되는 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42)는 상기 기재층(20)에 형성되는 비아 전극(미도시)을 통해 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 기재층(20)의 일면에 배치되는 제1 코일 패턴(41)의 일 단부는 바디(50)의 길이 방향의 일 면으로 노출될 수 있으며, 기재층(20)의 타면에 배치되는 제2 코일 패턴(42)의 일 단부는 바디(50)의 길이 방향의 타 면으로 노출될 수 있다.
상기 바디(50)의 길이 방향의 양 면에는 상기 코일 패턴(41, 42)의 노출된 단부와 접속하도록 외부전극(80)이 형성될 수 있다. 상기 코일 패턴(41, 42), 비아 전극(미도시) 및 외부전극(80)은 전기 전도성이 뛰어난 금속으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면 상기 코일 패턴(41, 42)은 절연층(30)으로 커버될 수 있다.
절연층(30)은 스크린 인쇄법, 포토레지스트(Photo Resist, PR)의 노광, 현상을 통한 공정, 스프레이(spray) 도포 공정 등 공지의 방법으로 형성할 수 있다. 코일 패턴(41, 42)은 절연층(30)으로 커버되어 바디(50)에 포함된 자성 재료와 직접 접촉되지 않을 수 있다.
도 3은 도 2의 P 영역에 대한 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 바디(50)는 자기 특성을 나타내는 자성 재료를 포함할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 자성 재료는 복수의 자성 입자(51) 형태로 에폭시(epoxy) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 등의 열 경화성 수지(52)에 분산되어 포함될 수 있다.
상기 바디(50)는 1μm 이하의 입경을 갖는 자성 입자(51)를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면 상기 자성 입자(51)의 입자 지름은 인덕터 바디를 절단하고 절단된 파단면을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하여 이미지 분석으로 측정될 수 있다.
구체적으로, 상기 바디(50)에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D50은 1μm 이하이다.
상기 바디(50)에 포함된 자성 입자의 입경이 D50을 기준으로 1μm 이하가 됨으로써, 바디(50)에 포함된 자성 입자의 50% 이상이 1μm 이하가 되어 맴돌이손실(eddy current loss)을 줄일 수 있으며, 고주파 대역에서 코일 전자부품의 사용이 가능하다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 보다 바람직하게 상기 바디(50)에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99는 1μm 이하일 수 있다.
상기 바디에 포함된 자성 입자의 입경이 D99를 기준으로 1μm 이하가 됨으로서, 맴돌이손실(eddy current loss)을 크게 줄여, 약 100MHz 대역에서도 코일 전자부품의 사용이 가능하다.
또한, 상기 바디(50)는 1μm 이하의 입경을 갖는 자성 입자를 포함하고, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99/D50은 1.5 이하일 수 있다.
상기 바디(50)에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D50은 1μm 이하이면서, 입도 분포 D99/D50은 1.5 이하일 수 있다.
상기와 같이, 바디(50)가 1μm 이하의 자성 입자를 포함하고, 입도 분포 D99/D50이 1.5 이하인 경우, 입자의 크기가 작고 균일하게 제어되어 공진 주파수를 고 주파수 영역에 형성시킬 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 바디(50)에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99.9/D50은 1.5 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 상기 바디(50)는 1μm 이하의 입경을 갖는 자성 입자를 포함하고, 상기 바디(50)에 포함된 자성 입자의 입경에 대한 변동계수는 20% 이하일 수 있다.
상기 변동계수는 상기 바디에 포함된 자성 입자 입경의 편차를 자성 입자 입경의 평균으로 나눈 값의 백분율이다. (자성 입자 입경에 대한 변동계수 = (자성 입자 입경의 편차/자성 입자 입경의 평균)×100% )
상기 바디(50)가 1μm 이하의 입경을 갖는 자성 입자를 포함하고, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입경에 대한 변동계수가 20% 이하인 경우, 입자의 크기가 작고 균일하게 제어된 것으로 투자율을 균일하게 구현할 수 있다.
또한, 상기 바디(50)에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D50은 1μm 이하이면서, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입경에 대한 변동계수는 20% 이하일 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 바디(50)에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99는 1μm 이하이면서, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입경에 대한 변동계수는 20% 이하일 수 있다.
본 개시에서 자성 입자의 입도 분포 및 변동계수는 인덕터 바디를 절단하고 절단된 파단면을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하여 이미지 분석으로 측정될 수 있으며, 이때 주사전자현미경 이미지상에서 적어도 2000개 이상의 자성 입자에 대해 관찰하여 입도 분포 및 변동계수를 측정한다.
한편, 상기 자성 입자(51)는 금속계 자성 재료로 형성될 수 있으며, 이 경우 금속계 자성 재료의 높은 포화자화 값으로 부터 높은 DC-bias 특성을 만족시킬 수 있으면서, 동시에 고주파 대역에서의 사용이 가능한 전자부품을 제공할 수 있다.
한편, 상기 자성 입자는 비정질 금속계 자성재료를 포함할 수 있다.
상기 비정질 금속계 자성재료는 Fe-B-P계 자성재료 일 수 있으며, 상기 비정질 금속계 자성재료에서 철(Fe)는 88 내지 92mol%, 붕소(B)는 6 내지 9mol%, 인(P)은 1 내지 2mol% 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 상기 자성 입자가 철(Fe) 88 내지 92mol%, 붕소(B) 6 내지 9mol% 및 인(P) 1 내지 2mol%를 포함하는 비정질 금속계 자성재료를 포함함으로써 자성 입자 형성 시 입자의 균일성을 확보하기 위해 별도의 시드(seed)가 요구되지 않는다. 이로인 해 시드(seed)의 일반적인 성분인 백금(Pt)를 포함하지 않을 수 있어 자성입자의 제조 비용을 절감할 수 있으며, 자성 입자의 제조공정을 간소화할 수 있다.
상기 비정질 금속계 자성 재료에서, 상기 철(Fe)의 함량이 88mol% 미만인 경우 재료의 포화자화 값이 감소하고, 92mol%를 초과하는 경우 결정질 상이 포함될 수 있다.
상기 비정질 금속계 자성 재료에서, 상기 붕소(B)의 함량이 6mol% 미만인 경우 결정질 상이 포함될 수 있고, 9mol%를 초과하는 경우 재료의 포화자화 값이 감소할 수 있다.
상기 비정질 금속계 자성 재료에서, 상기 인(P)의 함량이 1mol% 미만인 경우 결정질 상이 포함될 수 있고, 2mol%를 초과하는 경우 재료의 포화자화 값이 감소할 수 있다.
상기 자성 입자는 액상환원법을 이용하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 금속염을 액상에 녹인 후 액상의 환원제를 투입하여 금속이온을 환원 및 석출시켜 자성 입자를 형성할 수 있다. 이때 환원제 투입에 의해 발생하는 반응 속도의 차이에 의해 자성입자의 크기를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 상기 바디(50)는 D50을 기준으로 1μm 이하의 자성 입자를 포함하여 맴돌이손실(eddy current loss)을 줄여, 고주파 대역에서 코일 전자부품의 사용이 가능하다.
또한 본 발명의 일 실시형태에 의하면 고주파 영역에서 코일 전자부품이 높은 Q값을 유지하도록 할 수 있으며, 예를 들어 Q 팩터(Q factor)를 60 이상으로 유지하는 주파수 영역이 5MHz 내지 100MHz 일 수 있어, 넓은 주파수 영역에서 사용이 가능할 수 있다.
전자부품의 제조방법
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법을 나타내는 흐름도이며, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조 방법은 기재층의 적어도 일면에 코일 패턴을 형성하는 단계(S1) 및 기판의 상부 및 하부에 자성체 층을 배치하여 바디를 형성하는 단계(S2)를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조 방법은 바디를 형성하는 단계 이후, 상기 바디의 외면에 외부전극을 형성하는 단계(S3)을 더 포함할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 상기 기재층(20)의 재료는 특별하게 제한되지 않으며 예를 들어, 폴리프로필렌글리콜(PPG), 페라이트 또는 금속계 연자성 재료 등을 포함할 수 있고, 40 내지 100 ㎛의 두께일 수 있다.
*도시되지 않았으나, 상기 코일 패턴(41, 42)을 형성하는 단계는 기재층(20) 상에 코일 패턴 형성용 개구부를 갖는 도금 레지스트를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 도금 레지스트는 통상의 감광성 레지스트 필름으로서, 드라이 필름 레지스트 등을 사용할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
코일 패턴 형성용 개구부에 전기 도금 등의 공정을 적용하여 전기 전도성 금속을 충진함으로써 코일 패턴(41, 42)을 형성할 수 있다.
상기 코일 패턴(41, 42)은 전기 전도성이 뛰어난 금속으로 형성할 수 있으며 예를 들어, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu), 백금(Pt) 또는 이들의 합금 등으로 형성할 수 있다.
도시되지 않았으나 코일 패턴(41, 42) 형성 후 화학적 에칭 등의 공정을 적용하여 도금 레지스트를 제거할 수 있다.
도금 레지스트를 제거하면, 도 5a에 도시된 바와 같이 기재층(20) 상에 코일 패턴(41, 42)이 남게 된다.
상기 기재층(20)의 일부에는 홀을 형성하고 전도성 물질을 충진하여 비아 전극(미도시)을 형성할 수 있으며, 상기 비아 전극을 통해 기재층(20)의 일면과 타면에 형성되는 코일 패턴(41, 42)을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
상기 기재층(20)의 중앙부에는 드릴, 레이저, 샌드 블래스트, 펀칭 가공 등을 수행하여 기재층을 관통하는 홀(55')을 형성할 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 코일 패턴(41, 42)을 형성한 후 선택적으로 상기 코일 패턴(41, 42)을 커버하는 절연층(30)을 형성할 수 있다. 상기 절연층(30)은 스크린 인쇄법, 포토레지스트(photo resist, PR)의 노광, 현상을 통한 공정, 스프레이(spray) 도포 공정 등 공지의 방법으로 형성할 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.
다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이 코일 패턴(41, 42)이 형성된 기재층(20)의 상부 및 하부에 자성체 층을 배치하여 바디(50)를 형성한다.
자성체 층을 기재층(20)의 양면에 적층하고 라미네이트법이나 정수압 프레스법을 통해 압착하여 바디(50)를 형성할 수 있다. 이때, 상기 홀이 자성체로 충진될 수 있도록 하여 코어부(55)를 형성할 수 있다.
이때, 상기 자성체 층은 코일 전자부품용 자성체 페이스트 조성물을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 코일 전자부품용 자성체 페이스트 조성물은 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 바디에 포함되는 자성 입자를 포함한다.
상기 자성체 층은 복수의 자성 입자를 포함하고, 상기 자성체 층에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D50은 1μm 이하이다.
보다 바람직하게 상기 자성체 층에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99는 1μm 이하일 수 있다.
또한, 상기 자성체 층은 1μm 이하의 입경을 갖는 자성 입자를 포함하고, 상기 자성체 층에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99/D50은 1.5 이하일 수 있다.
상기 자성체 층에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D50은 1μm 이하이면서, 입도 분포 D99/D50은 1.5 이하일 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 자성체 층에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99.9/D50은 1.5 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 상기 자성체 층은 1μm 이하의 입경을 갖는 자성 입자를 포함하고, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입경에 대한 변동계수는 20% 이하일 수 있다.
상기 자성체 층에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D50은 1μm 이하이면서, 상기 자성체 층에 포함된 자성 입자의 입경에 대한 변동계수는 20% 이하일 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 자성체 층에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99는 1μm 이하이면서, 상기 자성체 층에 포함된 자성 입자의 입경에 대한 변동계수는 20% 이하일 수 있다.
한편, 상기 자성 입자는 비정질 금속계 자성재료를 포함할 수 있다.
상기 비정질 금속계 자성재료는 Fe-B-P계 자성재료 일 수 있으며, 상기 비정질 금속계 자성재료에서 철(Fe)은 88 내지 92mol%, 붕소(B)는 6 내지 9mol%, 인(P)은 1 내지 2mol% 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태의 코일 전자부품의 제조방법에 대한 설명 중 상술한 코일 전자부품에 포함되는 자성 입자에 대한 설명은 동일하게 적용될 수 있으므로 설명을 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 이하 생략하도록 한다.
다음으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 바디(50)의 적어도 일 면으로 노출되는 코일 패턴(41, 42)의 단부와 접속되도록 외부전극(80)을 형성할 수 있다.
상기 외부 전극(80)은 전기 전도성이 뛰어난 금속을 포함하는 페이스트를 사용하여 형성할 수 있으며 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn) 또는 은(Ag) 등의 단독 또는 이들의 합금 등을 포함하는 전도성 페이스트일 수 있다. 외부전극(80)을 형성하는 방법은 외부 전극(80)의 형상에 따라 프린팅 뿐만 아니라 딥핑(dipping)법 등을 수행하여 형성할 수 있다.
그 외 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 특징과 동일한 부분에 대해서는 설명의 중복을 피하기 위해 여기서 생략하도록 한다.
실험 예
본 실험에 사용된 코일 전자부품은 다음과 같은 방법으로 제조되었다.
하기 표 1 내지 표 3에 나온 조건의 자성입자를 수지와 혼합하여 외경 2cm, 높이 0.4cm, 폭 0.35cm 크기의 토로이달(toroidal) 코어를 제작하여 평가하였다.
하기 표 1은 코일 전자부품의 바디에 포함된 자성 입자의 D50 값에 따른 100MHz에서의 Q 값을 나타낸다.
| 샘플 | D50(μm) | 100MHz에서의 Q값 |
| 1 | 0.5 | 60 |
| 2 | 1.0 | 30 |
| 3 | 3.0 | 20 |
| 4 | 6.0 | 10 |
상기 표 1에 나타난 바와 같이, D50이 1μm 이하인 샘플 1 내지 2는 100MHz에서의 Q값이 30 이상을 나타내나, D50이 1μm를 초과하는 샘플 3 내지 4는 100MHz에서의 Q값이 20 이하의 값을 나타냄을 확인할 수 있다.
하기 표 2는 코일 전자부품의 바디에 포함된 자성 입자의 D50이 약 1μm 일때, D99/D50값에 따른 공진주파수를 나타낸다.
| 샘플 | D99/D50 | 공진주파수(MHz) |
| 5 | 1.3 | 230 |
| 6 | 1.5 | 210 |
| 7 | 2 | 180 |
| 8 | 5 | 150 |
| 9 | 10 | 80 |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, D99/D50이 1.5 이하인 샘플 5 및 6은 공진주파수가 200 MHz 이상이나, D99/D50이 1.5를 초과하는 샘플 7 내지 9는 공진주파수가 낮은 문제가 있다.
하기 표 3은 코일 전자부품의 바디에 포함된 자성 입자의 D50이 약 1μm 일때, 변동 계수 값에 따른 투자율을 나타낸다.
| 샘플 | 변동계수(%) | 투자율 |
| 10 | 10 | 9 |
| 11 | 15 | 10 |
| 12 | 20 | 12 |
| 13 | 30 | 15 |
| 14 | 50 | 19 |
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 변동 계수가 20%를 초과하는 샘플 13 및 14는 높은 투자율에 의한 낮은 공진주파수 형성의 문제가 있다.
하기 도 6은 D50이 0.8μm, 2μm, 3.5μm, 14μm 및 20μm인 자성 입자를 각각 포함하는 바디로 형성된 코일 전자부품의 주파수에 따른 Q 값을 측정한 결과를 나타내는 데이터이다.
도 6에 도시된 바와 같이, D50이 1μm 이하(0.8μm)인 경우, 넓은 주파수 대역에서 높은 Q값을 가지는 것을 확인할 수 있다.
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 : 인덕터
20 : 기재층
40 : 코일부
41 : 제 1 코일 패턴
42 : 제 2 코일 패턴
50 : 바디
55 : 코어부
80 : 외부전극
20 : 기재층
40 : 코일부
41 : 제 1 코일 패턴
42 : 제 2 코일 패턴
50 : 바디
55 : 코어부
80 : 외부전극
Claims (11)
- 내부에 코일부가 배치된 바디; 및
상기 코일부와 연결되는 외부전극; 을 포함하며,
상기 바디는 복수의 자성 입자를 포함하고, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D50은 1μm 이하이고, 상기 자성 입자의 입도 분포 D99는 1μm 이하이고, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99/D50은 1.5 이하이고, 상기 각각의 자성 입자는 단상의 비정질 합금으로 구성된, 코일 전자부품.
- 제1항에 있어서,
상기 바디에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99.9/D50은 1.5 이하인 코일 전자부품.
- 제1항에 있어서,
상기 코일부는 기재층 및 상기 기재층의 적어도 일면에 형성된 코일 패턴을 포함하는 코일 전자부품.
- 제1항에 있어서,
상기 자성 입자는 비정질 금속계 자성재료를 포함하는 코일 전자부품.
- 제4항에 있어서,
상기 비정질 금속계 자성재료는 철(Fe) 88~92mol%, 붕소(B) 6~9mol% 및 인(P) 1~2mol%를 포함하는 코일 전자부품.
- 제1항에 있어서,
상기 바디는 열경화성 수지를 더 포함하는 코일 전자부품.
- 내부에 코일부가 매설된 바디를 포함하는 전자부품에 있어서,
상기 바디는 1μm 이하의 입경을 갖는 자성 입자를 포함하고, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입경에 대한 변동계수는 20% 이하이고, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D50은 1μm 이하이고, 상기 자성 입자의 입도 분포 D99는 1μm 이하이고, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99/D50은 1.5 이하이고, 상기 각각의 자성 입자는 단상의 비정질 합금으로 구성된, 코일 전자부품.
- 제7항에 있어서,
상기 바디에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99/D50은 1.5 이하인 코일 전자부품.
- 제7항에 있어서,
상기 자성 입자는 비정질 금속 자성재료를 포함하는 코일 전자부품.
- 제9항에 있어서,
상기 비정질 금속 자성재료는 철(Fe) 88~92mol%, 붕소(B) 6~9mol% 및 인(P) 1~2mol%를 포함하는 코일 전자부품.
- 기재층의 적어도 일면에 코일 패턴을 형성하는 단계;
상기 코일 패턴이 형성된 기재층의 상면 및 하면에 자성체층을 적층하고 압착하여 바디를 형성하는 단계; 및
상기 바디의 외면에 상기 코일 패턴과 접속하도록 외부전극을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 바디는 복수의 자성 입자를 포함하고, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D50은 1μm 이하이고, 상기 자성 입자의 입도 분포 D99는 1μm 이하이고, 상기 바디에 포함된 자성 입자의 입도 분포 D99/D50은 1.5 이하이고, 상기 각각의 자성 입자는 단상의 비정질 합금으로 구성된 코일 전자부품의 제조방법.
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2013067863A (ja) | 2005-09-16 | 2013-04-18 | Hitachi Metals Ltd | 軟磁性合金粉末およびこれを用いた磁性部品 |
| KR101385756B1 (ko) | 2013-01-24 | 2014-04-21 | 주식회사 아모그린텍 | Ｆｅ계 비정질 금속분말의 제조방법 및 이를 이용한 비정질 연자성 코어의 제조방법 |
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