KR101892822B1 - 코일 부품 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품은 내부에 코일부가 배치된 바디를 포함하며, 코일부는 절연층, 절연층의 일면에 형성된 제1 코일 패턴, 및 절연층의 타면에 형성된 제2 코일 패턴을 포함하며, 제2 코일 패턴은 절연층에 매립된 매립 패턴 및 상기 매립 패턴 상에 형성된 외부 패턴을 포함함으로써, 낮은 직류저항 특성과 인덕턴스를 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 코일 부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
디지털 TV, 모바일 폰, 노트북 등과 같은 전자 기기의 소형화 및 박형화에 수반하여 이러한 전자 기기에 적용되는 코일 부품에도 소형화 및 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 부합하기 위하여 다양한 형태의 권선 타입 또는 박막 타입의 코일 부품의 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.
코일 부품의 소형화 및 박형화에 따른 주요한 이슈는 이러한 소형화 및 박형화에도 불구하고 기존과 동등한 특성을 구현하는 것이다. 이러한 요구를 만족하기 위해서는 자성물질의 부피를 증가시키고 절연 물질의 부피를 최소화하여 낮은 직류저항(Rdc;direct current resistance)을 확보하는 것이 필요하다.
본 발명은 바디 내의 절연 물질의 부피를 감소시켜 낮은 직류저항(Rdc) 특성을 확보할 수 있으며, 감소된 절연 물질의 부피만큼 자성체 재료의 부피를 증가시킬 수 있어, 인덕턴스(Ls) 특성이 향상될 수 있는 코일 부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예는 내부에 코일부가 배치된 바디를 포함하며, 코일부는 절연층, 절연층의 일면에 형성된 제1 코일 패턴, 및 절연층의 타면에 형성된 제2 코일 패턴을 포함하며, 제2 코일 패턴은 절연층에 매립된 매립 패턴 및 상기 매립 패턴 상에 형성된 외부 패턴을 포함하는 코일 부품을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 코일 부품은 바디 내의 절연 물질의 부피를 감소시켜 낮은 직류저항(Rdc) 특성을 확보할 수 있으며, 감소된 절연 물질의 부피만큼 자성체 재료의 부피를 증가시킬 수 있어, 인덕턴스(Ls) 특성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 개략적인 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 방향의 절단면을 개략적으로 도시한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일부품의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 A의 개략적인 확대도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코일부품의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 방향의 절단면을 개략적으로 도시한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일부품의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 A의 개략적인 확대도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코일부품의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. 도면에서 요소등의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 코일 부품을 설명한다. 상기 코일 부품은 편의상 인덕터(inductor)의 구조를 예를 들어 설명하지만, 다른 다양한 용도의 코일 부품에도 본 발명의 코일 부품이 적용될 수 있음을 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 개략적인 사시도를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 방향의 절단면을 개략적으로 도시한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일부품의 개략적인 단면도를 나타낸 것이며, 도 3은 도 2의 A의 개략적인 확대도를 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품(100)은 내부에 코일부가 배치된 바디(50)를 포함하며, 코일부는 절연층(20), 절연층의 일면에 형성된 제1 코일 패턴(41), 및 절연층의 타면에 형성된 제2 코일 패턴(42)을 포함하며, 제2 코일 패턴(42)은 절연층에 매립된 매립 패턴(44) 및 매립 패턴 상에 형성된 외부 패턴(46)을 포함한다.
상기 바디(50)는 코일 부품의 외관을 이룬다. 도 1에 표시된 L, W 및 T는 각각 길이방향, 폭 방향, 두께 방향을 나타낸다. 상기 바디는 코일 패턴의 적층 방향(두께 방향)으로 마주보는 제1면 및 제2면과, 길이 방향으로 마주보는 제3면 및 제4면과 폭 방향으로 마주보는 제5면 및 제6면을 포함하는 육면체 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 내지 제6면이 만나는 모서리는 그라인딩(Grinding) 등에 의하여 둥글 수 있다.
상기 바디(50)는 자기 특성을 나타내는 자성 물질을 포함한다.
상기 자성물질은 예를 들면 페라이트 또는 금속 자성 입자가 포함된 수지일 수 있다.
상기 바디(50)는 페라이트나 금속 자성 입자가 수지에 분산된 형태일 수 있다.
상기 페라이트는 Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Zn-Cu계 페라이트, Mn-Mg계 페라이트, Ba계 페라이트 또는 Li계 페라이트 등의 물질을 포함함할 수 있다.
상기 금속 자성 입자는 철(Fe), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있고 예를 들어, Fe-Si-B-Cr계 비정질 금속일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 금속 자성 입자의 직경은 약 0.1㎛ 내지 30㎛일 수 있다.
상기 수지는 에폭시(epoxy) 수지나 폴리이미드(polyimide) 수지 등의 열경화성 수지일 수 있다.
상기 코일부는 코일 부품(100)의 코일로부터 발현되는 특성을 통하여 전자 기기 내에서 다양한 기능을 수행하는 역할을 한다. 예를 들면, 코일 부품(100)은 파워 인덕터일 수 있으며, 이 경우 코일부는 전기를 자기장 형태로 저장하여 출력 전압을 유지하여 전원을 안정시키는 역할 등을 수행할 수 있다.
종래의 코일부의 경우 지지부재를 사이에 두고 양면에 코일 패턴을 형성한 후, 지지부재에 레이저 가공을 통해 비아를 형성하여 양면의 코일 패턴을 전기적으로 연결하는 방법을 적용하고 있다. 그러나, 상기 방법의 경우 비자성체인 지지부재의 두께로 인한 인덕턴스의 저하가 발생하며, 코일의 두께 또는 폭을 조절하여 양면 코일 패턴의 구조를 구현하는데 한계가 있다. 따라서, 코일 부품의 소형화에 따른 인덕턴스 및 낮은 직류저항(Rdc)의 구현의 한계가 있다.
본 발명에 따른 코일 부품은 상기 코일부가 절연 물질인 지지부재를 없이 복수의 코일 패턴이 형성된 것으로, 종래 대비 상하부의 코일 패턴 사이의 절연 물질의 두께가 감소되어 낮은 직류저항(Rdc) 특성을 확보할 수 있으며, 감소된 절연 물질의 부피만큼 자성체 재료의 부피를 증가시킬 수 있어, 인덕턴스(Ls) 특성이 향상될 수 있는 코일 부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
상기 코일부는 절연층(20), 상기 절연층의 일면에 형성된 제1 코일 패턴(41), 및 상기 절연층의 타면에 형성된 제2 코일 패턴(42)를 포함하며, 상기 제2 코일 패턴은 상기 절연층에 매립된 매립 패턴(44) 및 상기 매립 패턴 상에 형성된 외부 패턴(46)을 포함하는 제2 코일 패턴(42)을 포함한다.
상기 제1 코일 패턴은 매립 패턴을 포함하지 않으며, 매립 패턴을 포함하는 제2 코일 패턴과 두께가 다른 비대칭 구조를 이룬다.
상기 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42)은 포토 리소그래피 공법 및 도금 공법을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 절연층(20)은 상기 제1 코일 패턴과 제2 코일 패턴을 절연시키는 역할을 수행한다.
상기 절연층(20)은 절연 물질을 포함하는 전구체 필름을 매립 패턴이 형성된 지지부재 상에 라미네이션 한 후 경화하여 형성될 수 있다. 이후, 상기 지지부재에서 제거된 절연층의 상면 및 하면 상에 제1 코일 패턴 및 외부 패턴을 형성할 수 있다.
상기 절연층(20)은 절연 물질을 포함하는 빌드업 필름일 수 있으며, 예를 들면, 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지, 예를 들면, ABF(Ajinomoto Build-up Film) 등이 사용될 수 있다. 또는, 공지의 감광성 절연(Photo Imageble Dielectric: PID) 수지를 포함하는 절연 필름일 수도 있다.
상기 절연층(20)의 두께는 상기 매립 패턴(44)의 두께보다 두껍게 형성되어 상기 매립 패턴을 덮으면서 이를 제1 코일 패턴(41)과 절연시킬 수 있을 정도면 충분하다.
상기 절연층의 일면에서 상기 매립 패턴까지의 두께는 5μm 내지 30μm일 수 있다.
상기 매립 패턴을 덮는 것과 상기 매립 패턴과 제1 코일 패턴의 절연을 위하여, 상기 절연층의 전체 두께는 15μm 내지 130μm 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 절연층의 일면에서 상기 매립 패턴까지의 두께를 감소시킴으로써, 상하부의 코일 패턴 사이의 절연 물질의 두께가 감소되며, 이로 인해 코일 부품의 인덕턴스를 향상시킬 수 있다.
상기 절연층(20)을 관통하는 비아(45)는 제1 코일 패턴(41) 및 매립 패턴(44)을 전기적으로 연결시킬 수만 있으면, 그 형상이나 재질은 특별히 한정되지 않는다.
상기 비아(45)는 포토 리소그래피 공법, 기계적 드릴 및 레이저 드릴 중 적어도 하나를 이용하여 형성된 관통홀에 도전성 물질을 도금으로 채우는 방법으로 형성될 수 있다.
상기 비아(45)는 상술한 바와 같은 테이퍼 형상, 원통 형상 등 당해 기술분야에 공지된 모든 형상을 가질 수 있다.
상기 비아(45)의 재질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pd), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다. 상기 절연층(20)의 두께는 통상 지지부재의 두께보다 얇다.
상기 제2 코일 패턴(42)은 상기 절연층의 내부에 배치되며 상기 절연층의 타면에 노출되도록 형성된 매립 패턴(44) 및 상기 절연층의 타면에 노출된 매립 패턴 상에 형성된 외부 패턴(46)을 포함한다.
상기 매립 패턴(44)은 상기 절연층(20) 내부에 형성된 것이며, 상기 절연층의 타면 상에 형성된 상기 외부 패턴(46)과 접한다. 상기 매립 패턴(44)과 상기 외부 패턴(46)은 상기 매립 패턴과 상기 외부 패턴 간의 경계를 육안으로 확인할 수 없을 정도로 밀접하게 접할 수 있다.
상기 외부 패턴(46)의 경우, 상기 매립 패턴으로부터 연장되어 형성된 코일 패턴일 수 있다. 따라서, 상기 매립 패턴 및 외부 패턴은 동일한 패턴 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 코일 패턴(42)은 매립 패턴이 형성된 후 제1 코일 패턴과 함께 형성된 외부 패턴을 포함한다. 상기 외부 패턴(46)은 상기 매립 패턴이 노출된 상기 절연층의 타면 상에 형성된 것이다.
상기 제2 코일 패턴의 두께(T2)는 상기 제1 코일 패턴의 두께(T1)보다 크다.
상기 코일부는 상기 제2 코일 패턴의 두께(T2)가 제1 코일 패턴의 두께(T1)보다 크기 때문에 두께에 의하여 비대칭 구조를 가진다. 이는 제2 코일 패턴이 절연층의 내부에 매립된 매립 패턴을 포함함으로써 구현되는 구조이다. 이로 인해, 종래의 코일 구조 대비 매립 패턴에 의해 전기적 특성이 향상될 수 있으며, 경박단소화 구현에 용이하여 인덕터의 디자인 자유도를 높일 수 있다.
상기 제1 코일패턴의 최상부에서 상기 바디의 일면까지의 거리는 상기 제2 코일 패턴의 최상부에서 상기 바디의 타면까지의 거리와 동일할 수 있다. 즉, 상기 제2 코일 패턴은 상기 절연층 내부에 배치된 매립 패턴에 의한 두께가 증가한 것으로, 상기 절연층은 상기 바디의 두께 방향의 중앙부에 위치할 수 있다.
상기 제2 코일 패턴의 두께(T2)는 상기 매립 패턴의 두께(T2a)와 상기 외부 패턴의 두께(T2b)의 합일 수 있다.
상기 외부 패턴의 두께(T2b)는 상기 제1 코일 패턴의 두께(T1)와 동일할 수 있다.
상기 매립 패턴의 두께(T2a)는 10μm 내지 100μm 일 수 있으며, 상기 제1 코일 패턴의 두께(T1)와 외부 패턴의 두께(T2b)는 100μm 내지 230μm 일 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 매립 패턴의 폭(W2)은 상기 외부 패턴의 폭(W1)보다 작을 수 있다.
상기 매립 패턴(44) 형성 후, 외부 패턴(46)이 만들어 지는데, 이때, 기판의 왜곡, 틀어짐, 마크 인식, 설비 공차 등의 편심으로 인하여 코일 패턴의 얼라인(align)에서 벗어날 수 있으며, 코일 패턴이 인접한 코일 패턴과 접하게 쇼트(short)가 발생할 수 있다.
상기 매립 패턴의 폭(W2)이 클 경우 외부 패턴의 편심에 의해 쇼트가 발생할 수 있으며, 이 경우, 외부 패턴의 폭을 감소시킴으로써 편심으로 인한 쇼트를 방지할 수 있으나, 전체 코일 패턴의 면적이 감소하는 것이므로 인덕턴스 특성이 감소할 수 있다.
외부 패턴 형성시 폭이 확장된 형태를 가질 수 있으나, 외부 패턴 사이의 공간이 충분하지 않아, 쇼트(short)가 발생할 수 있다.
상기 제1 코일 패턴의 폭은 상기 외부 패턴의 폭과 동일할 수 있다.
도 4는 도 2의 A의 또 다른 개략적인 확대도를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 상기 매립 패턴의 폭(W2)은 상기 외부 패턴의 폭(W1)과 동일할 수 있다. 이때, 상기 제1 도금층(40a)는 상기 매립 패턴에 비해 폭이 작을 수 으며, 제2 도금층(40b) 형성 이후에 외부 코일(46)과 상기 매립 패턴이 동일한 폭을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코일부품의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코일 부품(200)은 상기 제1 코일 패턴(141)과 상기 매립 패턴 사이에 절연층(120)의 내부에 형성된 제3 코일 패턴(143)을 포함할 수 있다.
상기 제3 코일 패턴(143)은 상기 절연층(20)의 내부에 형성된 비아(145a, 145b)를 통하여 제1 코일 패턴(141) 및 매립 패턴(144)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 제3 코일 패턴은 상기 절연층 내부에 상기 제1 및 제2 코일 패턴 사이에 배치될 수 있다.
상기 제3 코일 패턴은 제1 도금층(143a) 및 상기 제1 도금층을 덮도록 형성된 제2 도금층(143b)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 도금층에 의해 코일 패턴의 폭이 증가할 수 있다.
상기 제3 코일 패턴(143)은 단일의 턴 수를 가질 수 있으며, 상기 제1 및 제2 코일 패턴은 복수의 턴수를 가질 수 있다. 여기서 단일의 턴 수를 가진다는 의미는 1 이하의 턴 수를 가지는 것을 의미하며, 상기 복수의 턴 수를 가진다는 의미는 1 초과의 턴 수를 가지는 것을 의미한다. 상기 코일 패턴의 턴수는 상기 어스펙트 비에 따라 조절할 수 있으며, 코일부의 단면적이 감소하지만, 그 만큼 턴 수를 더 높여줄 수 있으므로 코일 부품의 높은 인덕턴스 구현에 유용할 수 있다.
상기 제3 코일 패턴(143)의 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 미만인 경우, 코일 패턴 형성 공정기술이 허용하는 산포 내에서 코일 패턴의 높이와 폭을 자유롭게 조절할 수 있으므로, 코일 패턴의 균일도가 우수하며, 폭 방향으로 넓으므로 단면적이 상승하여 낮은 직류 저항(Rdc) 특성을 구현할 수 있다.
상기 제1 코일 패턴(141) 및 제2 코일 패턴(142)의 최종 코일 패턴은 폭에 대한 두께의 비의 비인 어스펙트 비(Aspect Ratio: AR)가 1 초과일 수 있다.
상기 제1 및 제2 코일 패턴(141, 142)의 경우, 코일 패턴의 두께를 증가시키면서 코일 부품의 특성을 확보하기 위하여 코일 패턴 도금 이후 이방 도금을 진행하여 코일 두께 증가시킨다. 이로 인해, 상기 제1 및 제2 코일 패턴은 최종 코일 패턴의 두께가 폭보다 크다.
따라서, 제1 및 제2 코일 패턴(141, 142)의 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 초과인 경우, 제1 및 제2 코일 패턴(141, 142)의 코일 패턴은 제3 코일 패턴(143)의 코일 패턴에 비하여 동일 평면에서 더 많은 턴 수를 가질 수 있다. 즉, 코일부의 단면적이 감소하지만, 그 만큼 턴 수를 더 높여줄 수 있기 때문에, 높은 인덕턴스의 구현에 특히 유용하다.
상기 제3 코일 패턴(143)은 어스펙트 비가 1 미만이므로 두께가 얇게 형성될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 코일 패턴(141, 142)는 어스펙트 비가 1 초과이므로 코일 패턴의 선폭 자체를 얇게 구현할 수 있다.
상기 제1 및 제2 코일 패턴의 어스펙트 비를 증가하기 위하여 복수의 도금층이 형성되는데, 상기 제1 코일 패턴 및 외부 패턴은 제1 도금층(40a, 140a), 상기 제1 도금층을 덮도록 형성된 제2 도금층(40b, 140b) 및 제2 도금층 상부에 형성된 제3 도금층(40c, 140c)을 포함할 수 있다.
상기 제1 도금층(40a, 140a)은 상기 매립 패턴 상에 형성되며 상기 매립 패턴의 폭과 동일하게 형성된 것이며, 상기 제2 도금층(40b, 140b)은 등방 도금으로 상기 제1 도금층을 덮도록 형성되므로 제1 도금층에 비해 폭이 증가될 수 있다. 상기 제2 도금층의 폭은 상기 외부 패턴의 폭과 동일할 수 있다.
상기 제3 도금층(40c, 140c)은 이방 도금으로 상기 제2 도금층 상에 두께만 증가하는 형태로 형성될 수 있다.
상기 외부 패턴의 경우, 상기 제1 도금층은 상기 매립 패턴 상에 형성될 수 있다.
상기 복수의 코일 패턴은 충분한 턴 수를 가지기 위하여 그 수평 방향, 즉 길이 방향 또는 폭 방향에서 그 공간을 최대한 활용하도록 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 코일 패턴과 상기 제3 코일 패턴은 하부 및 상부로 각각 적층되며 중복되는 영역을 가질 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 코일 부품은 박형이면서도 충분한 코일 특성을 구현할 수 있다.
상기 제1 코일 패턴(41) 및 외부 패턴(46)은 절연막(30)으로 피복될 수 있다.
상기 절연막(30)은 제1 코일 패턴 및 외부 패턴(42, 43, 142, 143)을 보호하는 역할을 수행한다.
상기 절연막(30)의 재질은 절연 물질을 포함하는 것이면 어느 것이든 적용될 수 있으며, 예를 들면, 통상의 절연 코팅에 사용되는 절연 물질, 예컨대 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 액정 결정성 폴리머 수지 등을 포함할 수 있으며, 공지의 감광성 절연(Photo Imageble Dielectric: PID) 수지 등이 사용될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 절연막(30)은 제조 방법에 따라서 절연층과 일체화될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 외부전극(81, 82)은 바디의 적어도 일단면에 노출되는 상기 제1 및 제2 코일 패턴과 제3 코일 패턴 각각의 인출 단자와 전기적으로 연결된다.
상기 외부전극(81, 82)은 코일 부품(100)이 전자 기기에 실장 될 때, 코일 부품(10A) 내의 코일부를 전자 기기와 전기적으로 연결시키는 역할을 수행한다.
상기 외부전극(81, 82)은 도전성 금속을 포함하는 도전성 페이스트를 사용하여 형성될 수 있으며, 상기 도전성 금속은 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석(Sn) 및 은(Ag) 중 적어도 하나 또는 이들의 합금일 수 있다.
상기 외부전극은 상기 페이스트 층 상에 형성된 도금층을 포함할 수 있다.
상기 도금층은 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 주석(Sn)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 니켈(Ni)층과 주석(Sn)층이 순차로 형성될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 코일 부품의 제조방법을 설명한다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1 내지 5에 도시된 구성 요소와 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.
도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 제조방법은 코일부를 수용하는 바디를 형성하는 단계를 포함하며, 코일부를 형성하는 단계는, 지지부재(70)의 적어도 일면에 매립 패턴(44)을 형성하는 단계, 매립 패턴을 덮도록 절연층(20)을 형성하는 단계, 절연층의 하면에 매립 패턴이 노출되도록 지지부재를 제거하는 단계 및 절연층의 상면 및 하면에 도금 공정을 진행하여 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42)을 얻는 단계를 포함하며, 제2 코일 패턴(42)은 상기 절연층의 하면에 노출된 상기 매립 패턴(44) 상에 도금 공정을 진행하여 형성된 외부 패턴(46)을 포함하는 것을 만족한다.
도 6a를 참조하면, 지지부재(70) 상에 적어도 일면에 매립 패턴(44)을 형성한다.
상기 매립 패턴(44)은 상기 지지부재(70) 상에 씨드층(seed layer; 60)를 형성한 후, 포토리소그래피 공정에 의해 형성된 패턴에 도금 공정을 수행하여 형성될 수 있다.
상기 지지부재(70)는 동박적층판(CCL), 폴리프로필렌글리콜(PPG) 기판, 페라이트 기판 또는 금속계 연자성 기판 등일 수 있다. 또한, 절연 수지로 이루어진 절연 기판일 수도 있다. 절연 수지로는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지, 예를 들면, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 수지, PID(Photo Imagable Dielectric) 수지 등이 사용될 수 있다.
상기 매립 패턴(44)은 전기 전도성이 뛰어난 금속을 도금하여 형성될 수 있으며, 상기 금속은 예를 들어, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu), 백금(Pt) 또는 이들의 합금일 수 있다.
다음, 도 6b를 참조하면, 상기 매립 패턴(44)을 덮도록 절연층(20)을 형성한다.
상기 절연층(20)은 절연 물질을 포함하는 전구체 필름을 상기 제1 코일 패턴이 형성된 상기 지지부재 상에 라미네이션 한 후 경화하여 형성될 수 있다.
상기 절연층(20)은 절연 물질을 포함하는 빌드업 필름일 수 있으며, 예를 들면, 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지, 예를 들면, ABF(Ajinomoto Build-up Film) 등이 사용될 수 있다. 또는, 공지의 감광성 절연(Photo Imageble Dielectric: PID) 수지를 포함하는 절연 필름일 수도 있다.
다음, 도 6c를 참조하면, 상기 절연층의 하면에 매립 패턴이 노출되도록 상기 지지부재를 제거한다.
상기 지지부재를 제거하면, 상기 매립 패턴의 일면이 노출된 코일 적층체를 얻을 수 있다.
지지부재를 제거하므로, 기판의 휨 불량 감소 및 코일 패턴 사이의 두께 감소 효과를 가질 수 있으며, 코일 패턴 간 두께 감소로 인하여 층간 연결을 위한 비아의 크기가 감소될 수 있다. 나아가, 필요에 따라 절연층 및 비아의 크기 조절이 용이할 수 있다.
다음, 상기 절연층(20)에 상기 매립 패턴과 연결된 비아(45')을 형성한다.
상기 비아(45')는 포토 리소그래피 공법 및 도금 방법으로 형성될 수 있다.
상기 비아(45')는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pd), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면 포토 리소그래피 방법 및 도금 방법을 이용하여 코일 패턴 상에 비아을 형성하여 진행하는 것으로, 지지부재 내에 관통홀을 형성하기 위한 가공 공정을 생략할 수 있어 제조 원가 절감 효과를 가질 수 있다.
이후에, 상기 절연층의 상면에 씨드층(60)을 형성할 수 있다.
다음, 도 6d를 참조하면, 상기 절연층의 상면 및 하면에 도금 공정을 진행하여 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42)을 얻는다.
상기 절연층의 하면에 노출된 매립 패턴(44)과 상기 절연층의 상면에 포토리소그래피 공정에 의한 패턴을 형성한 후 등방 도금을 수행하여 제1 도금층(미도시)을 형성할 수 있다.
이후에, 상기 제1 도금층을 덮도록 등방 도금으로 제2 도금층(미도시)을 형성하여 코일 패턴의 폭을 증가시킬 수 있다. 이후에, 상기 제2 도금층 상에 이방 도금으로 제3 도금층(미도시)을 형성하여 코일 패턴의 두께를 확보할 수 있다.
상기 제2 및 제3 도금층 형성의 경우, 필요에 따라 특성 구현을 위하여 수행될 수 있다.
상기 제1 도금층을 형성한 이후에, 이전에 형성된 씨드층을 식각하여 제거하는 공정을 더 포함할 수 있다. 식각 공정에 의하여, 상기 제1 도금층의 폭은 상기 매립 패턴의 폭보다 작거나 같을 수 있다.
상기 공정을 통하여 제1 및 제2 코일 패턴을 동시에 얻을 수 있으며, 제2 코일 패턴(41)의 경우 상기 절연층의 하면에 노출된 매립 패턴(44) 및 상기 매립 패턴 상에 도금 공정을 진행하여 형성된 외부 패턴(46)을 포함한다.
따라서, 제2 코일 패턴의 두께는 매립 패턴에 의하여 제1 코일 패턴의 두께보다 클 수 있다.
상기 지지부재를 제거하는 단계 이전에 상기 코일 패턴의 형성과정을 1회 이상 반복하여 다층 구조의 코일을 형성할 수 있으며, 필요에 따라 층 수는 증가 또는 감소할 수 있다.
구체적으로, 상기 지지부재를 제거하는 단계 이전에, 제3 코일 패턴(미도시)을 형성하는 단계 및 상기 제3 코일 패턴을 덮도록 절연층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제3 코일 패턴은 상기 절연층 내부에 배치되도록 형성될 수 있다.
상기 제3 코일 패턴은 상기 제1 코일 패턴 및 상기 매립 패턴과 각각 비아(로 연결될 수 있다.
상기 제3 코일 패턴을 형성하는 경우, 코일 패턴이 3층 구조로 구현될 수 있으며, 이로 인하여 코일의 턴 수 증가로 인하여 인덕턴스를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 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 부품 50: 바디
41: 제1 코일 패턴 42: 제2 코일 패턴
43: 제3 코일 패턴 44: 매립 패턴
45: 비아 46: 외부 패턴
20: 절연층 30: 절연막
81, 82: 외부전극 60: 씨드층
41: 제1 코일 패턴 42: 제2 코일 패턴
43: 제3 코일 패턴 44: 매립 패턴
45: 비아 46: 외부 패턴
20: 절연층 30: 절연막
81, 82: 외부전극 60: 씨드층
Claims (14)
- 내부에 코일부가 배치된 바디;를 포함하며,
상기 코일부는,
절연층,
상기 절연층의 일면에 형성된 제1 코일 패턴, 및
상기 절연층의 타면에 형성된 제2 코일 패턴을 포함하며,
상기 제2 코일 패턴은,
상기 절연층의 타면에 매립되어 일면이 상기 절연층의 타면으로 노출된 매립 패턴, 및 상기 매립 패턴 상에 형성되고 노출된 상기 매립 패턴의 일면에 접촉하는 외부 패턴을 포함하는 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 절연층의 일면에서 상기 매립 패턴까지의 두께는 5μm 내지 30μm 인 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 매립 패턴의 폭은 상기 외부 패턴의 폭보다 작은 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 코일 패턴은 상기 제1 코일 패턴보다 두꺼운 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 코일 패턴 및 외부 패턴은 제1 도금층, 상기 제1 도금층을 덮도록 형성된 제2 도금층 및 제2 도금층 상부에 형성된 제3 도금층을 포함하는 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 절연층 내부에 상기 제1 및 제2 코일 패턴 사이에 배치된 제3 코일 패턴을 포함하는 코일 부품.
- 제6항에 있어서,
상기 제3 코일 패턴은 단일의 턴수를 갖는 코일 부품.
- 제6항에 있어서,
상기 제3 코일 패턴은 상기 제1 코일 패턴 및 매립 패턴과 각각 비아로 연결되는 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 코일 패턴의 두께는 상기 외부 패턴의 두께와 동일한 코일 부품.
- 제1 코일 패턴 및 제2 코일 패턴을 포함하는 코일부를 형성하는 단계; 및
상기 코일부를 수용하는 바디를 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 코일부를 형성하는 단계는,
지지부재의 적어도 일면에 매립 패턴을 형성하는 단계,
상기 매립 패턴을 덮도록 절연층을 형성하는 단계,
상기 절연층의 하면에 매립 패턴이 노출되도록 상기 지지부재를 제거하는 단계, 및
상기 절연층의 상면 및 하면에 도금 공정을 진행하여 제1 및 제2 코일 패턴을 얻는 단계를 포함하며,
상기 제2 코일 패턴은 상기 매립 패턴 및 상기 매립 패턴 상에 형성된 외부 패턴을 포함하는 코일 부품의 제조방법.
- 제10항에 있어서,
상기 제1 코일 패턴 및 외부 패턴은 제1 도금층, 상기 제1 도금층을 덮도록 형성된 제2 도금층 및 제2 도금층 상부에 형성된 제3 도금층을 포함하는 코일 부품의 제조방법.
- 제11항에 있어서,
상기 제1 및 제2 도금층은 등방 도금으로 형성되며, 제3 도금층은 이방 도금으로 형성된 코일 부품의 제조방법.
- 제10항에 있어서,
상기 지지부재를 제거하는 단계 이전에,
제3 코일 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제3 코일 패턴을 덮도록 절연층을 형성하는 단계;를 포함하는 코일 부품의 제조방법.
- 제10항에 있어서,
상기 제1 및 제2 코일 패턴을 얻는 단계 이전에,
상기 절연층에 상기 매립 패턴과 연결된 비아를 형성하는 단계를 포함하는 코일 부품의 제조방법.
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