KR101922877B1 - 코일 전자부품 - Google Patents

Abstract

본 개시에 따른 코일 전자부품은 지지 부재와 상기 지지 부재에 의해 지지되는 복수의 절연 패턴을 포함한다. 상기 복수의 절연 패턴은 지지 부재의 관통홀에 인접한 최내측 코일 패턴, 그와 가장 멀리 이격된 최외측 코일 패턴, 및 상기 최내측 코일 패턴과 상기 최외측 코일 패턴의 사이에 배치되는 복수의 중앙측 코일 패턴을 포함한다. 상기 복수의 중앙측 코일 패턴 중 적어도 하나에서, 지지 부재와 인접한 하면의 단면적이 지지 부재와 평행한 단면의 기타 단면적에 비해 가장 큰 것이 특징이다.

Description

코일 전자부품{COIL ELECTRONIC COMPONENT}

본 개시는 코일 전자부품에 관한 것이며, 특히, 소형 및 고용량의 특성 요구에 유리한 파워 인덕터에 관한 것이다.

IT기술의 발전과 더불어 장치의 소형화 및 박막화가 가속화되어 가고 있으며, 이와 함께, 소형 박막 소자에 대한 시장 요구가 증가되고 있다.

하기의 특허문헌 1 은 이러한 기술 트렌드에 적합하도록 비어홀을 가지는 기판, 상기 기판의 양면으로 배치되어 상기 기판의 비어홀을 통해 전기적으로 연결되는 코일들을 포함하는 파워 인덕터를 제공함으로써, 균일하면서도 종횡비가 큰 코일을 포함한 인덕터를 제공하려고 노력하나, 제조 공정의 한계에 의해 균일하고 종횡비가 큰 코일을 형성하는 것에는 여전히 한계가 있는 실정이다.

한국 특허공개공보 제10-1999-0066108호

본 개시는 상기 한계를 해소하고, 고 종횡비를 가지는 코일을 포함하면서도 전체적이니 구조에서 구조 안정적인 신뢰성 있는 인덕터를 제공하고자 한다.

본 개시의 일 예에 따른 코일 전자부품은 복수의 코일 패턴, 서로 인접하는 복수의 코일 패턴 사이에 배치되는 복수의 절연 패턴, 상기 코일 패턴의 상면과 접하는 절연 코팅부 및 상기 코일 패턴과 상기 절연 패턴을 지지하는 지지 부재를 포함하는 바디, 및 상기 바디의 외부면 상에 배치되는 외부전극을 포함한다. 상기 복수의 절연 패턴은 최외측 절연 패턴, 최내측 절연 패턴, 및 상기 최외측과 최내측 절연 패턴의 사이에 배치되는 복수의 중앙측 절연 패턴을 포함하고, 상기 중앙측 절연 패턴 중 하나 이상은 상기 지지 부재와 평행한 단면에 있어서, 상기 지지 부재와 서로 접하는 단면의 단면적이 가장 크고, 상기 중앙측 절연 패턴 각각의 최상면과 최하면 사이에 단면의 면적이 작아지는 하나 이상의 변경부를 포함한다.

본 개시의 다른 일 예에 따른 코일 전자부품은 지지 부재, 상기 지지 부재에 의해 지지되며, 서로 연결되는 복수의 코일 패턴, 및 상기 지지 부재에 의해 지지되며 상기 코일 패턴의 측면과 상면을 피복하는 절연부를 포함한다. 상기 코일 패턴의 측면을 피복하는 절연부와 상기 코일 패턴의 상면을 피복하는 절연부는 일체로 구성된다. 상기 코일 패턴의 측면과 접하는 절연부가 상기 지지 부재와 평행한 단면적에 있어서, 상기 절연부와 상기 지지 부재가 서로 접하는 상기 절연부의 단면적이 가장 크다.

본 개시의 여러 효과 중의 하나는 3: 1 이상의 고 종횡비를 가지며, 구조적으로 안정적인 코일 패턴을 포함하는 코일 전자부품을 제공할 수 있는 것이다. 여기서, 구조적으로 안정적인 코일 패턴이란 코일 패턴 간의 쇼트가 발생하지 않고, 코일 패턴의 무너짐이나 휨이 발생하지 않는 코일 패턴을 의미할 수 있다.

도 1 은 본 개시의 일 예에 따른 개략적인 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 I-I'선을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 코일 패턴과 절연 패턴의 개략적인 상면도이다.
도 4 는 본 개시의 다른 일 예에 따른 개략적인 사시도이다.
도 5 는 도 4 의 -'선을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 6 은 도 4 의 코일 전자부품의 일 변형예에 따른 개략적인 단면도이다.
도 7 은 도 4 의 코일 전자부품의 다른 일 변형예에 따른 개략적인 상면도이다.
도 8 은 도1 과 도4 의 코일 부품의 제조 공정의 일 예를 나타낸다.

이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 개시의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 개시의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 개시를 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 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러층 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.

이하에서는 본 개시의 일 예에 따른 코일 전자부품을 설명하되, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

도1 은 본 개시의 일 예에 따른 코일 전자부품의 개략적인 사시도이다. 도 1 은 예시적으로 인덕터로 표현되나, 본 개시가 인덕터로만 한정되는 것은 아니고 코일을 포함하는 소자부품에는 폭넓게 적용될 수 있다.

도1 을 참조하면, 코일 전자부품 (100) 은 외관을 구성하는 바디 (1) 와, 상기 바디 (1) 의 외부면 상에 배치되는 제1 외부전극 (21) 과 제2 외부전극 (22) 을 포함한다.

상기 바디 (1) 는 인덕터의 외관을 이루며, 두께(T) 방향으로 서로 마주하는 상면 및 하면, 길이 (L) 방향으로 서로 마주하는 제1 측면 및 제2 측면, 폭 (W) 방향으로 서로 마주하는 제1 단면 및 제2 단면을 포함하여, 실질적으로 육면체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 바디 (1) 는 자기 특성을 가지는 자성물질을 포함하는데, 예를 들어, 상기 바디 (1) 내 자성 물질은 페라이트 또는 금속 자성 입자가 수지에 충진된 것일 수 있고, 상기 금속 자성 입자는 철 (Fe), 실리콘 (Si), 크롬 (Cr), 알루미늄 (Al), 및 니켈 (Ni) 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.

도2 는 도1 의 I-I'선을 따라 절단한 개략적인 단면도이고, 도2 를 참조하여, 도1 의 바디 내부의 구조를 보다 자세히 설명한다.

도 2 를 참조하면, 바디 (1) 내부에는 지지 부재 (11), 상기 지지 부재에 의해 지지되는 복수의 코일 패턴 (12), 상기 지지 부재에 의해 지지되는 복수의 절연 패턴 (13), 및 상기 코일 패턴의 상면과 접하는 절연 코팅부 (14) 가 포함된다.

상기 복수의 코일 패턴 (12) 은 서로 연속적으로 연결되어 하나의 코일을 구성하는데, 상기 코일 패턴 (12) 은 지지 부재의 상면에 배치되는 상부 코일 패턴 (121) 과 지지 부재의 하면에 배치되는 하부 코일 패턴 (122) 을 포함한다. 상기 상부 코일 패턴과 상기 하부 코일 패턴은 지지 부재에 형성된 비아에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 상기 상부 코일 패턴은 서로 연결되어 전체적으로 스파이럴 형상을 구성하고, 마찬가지로 상기 하부 코일 패턴도 서로 연결되어 전체적으로 스파이럴 형상을 구성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 지지 부재 (11) 는 그에 의해 지지되는 코일 패턴을 보다 박형으로, 또한, 보다 용이하게 형성하기 위한 것이다. 상기 지지 부재는 절연 수지로 이루어진 절연 기재일 수 있다. 이 때, 절연 수지로는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지, 예를 들어, 프리프레그 (preprag), ABF (Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT (Bismaleimide Triazine) 수지, PID (Photo Imageable Dielectric) 수지 등이 사용될 수 있다. 지지 부재에 유리 섬유가 포함되면 강성이 보다 우수할 수 있다. 상기 지지 부재의 중앙부에는 관통홀이 형성될 수 있고, 상기 관통홀은 자성 재료로 충진되어 코어부를 형성할 수 있다.

상기 지지 부재 (11) 의 중앙부에는 관통홀이 형성될 수 있으며, 상기 관통홀으로 자성 물질을 충진하여 코일 전자부품의 투자율을 향상시킬 수가 있다.

상기 지지 부재에 의해 지지되는 복수의 절연 패턴 (13) 은 서로 인접하는 절연 패턴 간의 사이에 코일 패턴을 충진한 구조로 배치된다. 절연 패턴의 폭에 대한 두께의 비인 절연 패턴의 종횡비 (Aspect Ratio) 는 개략적으로 20 이상일 수 있다.

상기 절연 패턴 (13) 의 하면 (13L) 은 상기 지지 부재에 의해 지지되는 면으로서, 상기 지지 부재와 접하고, 상기 절연 패턴 (13) 의 상면 (13U) 은 상기 하면 (13l) 에 대향하는 면으로서, 그 위에 배치되는 절연 코팅부 (14) 와 접한다.

상기 절연 패턴 (13) 은 복수의 절연 패턴으로 구성되는데, 구체적으로 최외측 절연 패턴 (131), 최내측 절연 패턴 (132), 및 상기 최외측 절연 패턴과 상기 최내측 절연 패턴의 사이에 배치되는 복수의 중앙측 절연 패턴 (133a, 133b, 133c…) 으로 구성된다.

상기 최외측 절연 패턴 (131) 과 상기 최내측 절연 패턴 (132) 과 관련하여,지지 부재와 평행한 최외측 절연 패턴의 단면적은 바디의 두께 방향 (T) 을 따라 실질적으로 변경되지 않고, 마찬가지로 지지 부재와 평행한 최내측 절연 패턴의 단면적은 바디의 두께 방향 (T) 을 따라 실질적으로 변경되지 않는다.

또한, 최외측 절연 패턴의 하면과 최외측 코일 패턴의 상면 사이에는 어떠한 경계면도 관찰되지 않을 수 있는데, 이는, 최외측 절연 패턴의 하면으로부터 상면까지 절연 패턴이 단일의 공정에 의해 형성될 수 있다는 것을 의미한다. 마찬가지로, 최내측 절연 패턴의 하면과 최내측 코일 패턴의 상면 사이에도 어떠한 경계면도 관찰되지 않을 수 있다.

선택적으로, 상기 최외측 절연 패턴과 상기 최내측 절연 패턴은 2중층으로 구성될 수도 있는데, 상기 최외측 및 최내측 절연 패턴이 상부층 및 하부층의 2중층인 경우, 하부층은 박리액에 의해 박리가 가능한 감광성 절연 물질 (PID: Photo Imageable dielectric) 을 포함하며, 예를 들어, 고리형 케톤 화합물 및 히드록시기를 갖는 에테르 화합물을 주 성분으로 포함하는 감광성 물질을 포함할 수 있으며, 이때 고리형 케톤 화합물은 예컨대 시클로펜타논 등일 수 있고, 히드록시기를 갖는 에테르 화합물은 예컨대 폴리프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 박리액에 의하여 쉽게 박리될 수 있는 것이면, 어느 것이든 적용될 수 있다. 상기 하부층 위에 배치되는 상기 상부층은 퍼머넌트 (permanent) 타입의 감광성 절연 물질을 포함하는데, 예를 들어, 비스페놀계 에폭시 수지를 주성분으로 포함하는 감광성 물질을 포함할 수 있다. 물론, 상기 최외측 절연 패턴과 상기 최내측 절연 패턴이 단일층으로 형성될 수 있고, 이 경우, 퍼머넌트 타입의 감광성 절연 물질로서, 예를 들어 비스페놀계 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하다.

다음, 상기 최외측 절연 패턴과 상기 최내측 절연 패턴의 사이에 배치되는 복수의 중앙측 절연 패턴 (133a, 133b, 133c…) 과 관련하여, 상기 복수의 중앙측 절연 패턴 중 하나 이상 (133a, 133b, 133c) 은 상기 지지 부재와 평행한 단면에 있어서, 상기 지지 부재와 서로 접하는 단면 (하면) 의 단면적이 가장 크고, 상기 중앙측 절연 패턴의 하면으로부터 상면 사이에 지지 부재와 평행한 단면의 단면적이 변경되는 하나 이상의 변경부 (134) 를 포함된다.

상기 중앙측 절연 패턴 (133a, 133b, 133c) 내 변경부 (134) 에는 경계면 (135) 이 포함될 수 있는데, 이는, 중앙측 절연 패턴이 상기 경계면을 기준으로 하부 중앙측 절연 패턴 (133al, 133bl, 133cl) 과 상부 중앙측 절연 패턴 (133au, 133bu, 133cu) 으로 구별이 가능한 것을 의미한다. 여기서, 하부 중앙측 절연 패턴은 지지 부재와 접하는 중앙측 절연 패턴의 하면을 포함하며, 상부 중앙측 절연 패턴의 단면의 단면적에 비해 더 큰 단면적을 포함한다. 그래서, 중앙측 절연 패턴이 지지 부재에 의해 지지될 때, 중앙측 절연 패턴의 종횡비가 크기 때문에 휨이나 쓰러짐이 발생할 위험을 최소로 할 수 있는 것이다. 지지부재와 중앙측 절연 패턴이 서로 연결되는 하부 중앙측 절연 패턴을 상부 중앙측 절연 패턴보다 큰 단면적을 가지도록 구성함으로써, 전체 칩 사이즈를 증가시키지 않으면서도 구조적으로 신뢰성있는 코일 전자부품을 제공하는 것이다.

또한, 중앙측 절연 패턴 내 경계면 (135) 을 기준으로 하부에 해당하는 하부 중앙측 절연 패턴 (133al, 133b1, 133c1) 에서, 지지 부재와 평행한 단면의 단면적은 두께 방향을 따라 실질적으로 일정하며, 하부 중앙측 절연 패턴의 하면, 즉, 지지 부재와 맞닿는 단면의 단면적과 동일하다.

마찬가지로, 중앙측 절연 패턴 내 경계면 (135) 을 기준으로 상부에 해당하는 상부 중앙측 절연 패턴 (133au, 133bu, 133cu) 에서, 지지 부재와 평행한 단면의 단면적은 두께 방향을 따라 실질적으로 일정하며, 중앙측 절연 패턴의 하면, 즉, 지지 부재와 맞닿는 단면의 단면적보다 작다.

이 때, 중앙측 절연 패턴 내 상부 중앙측 절연 패턴의 두께는 하부 중앙측 절연 패턴의 두께의 2 배 이상 20 배 이하일 수 있는데, 상부 중앙측 절연 패턴 두께가 하부 중앙측 절연 패턴 두께의 2 배보다 더 작은 경우, 고 종횡비를 가지는 절연 패턴을 구현하는데 한계가 있으며, 하부 중앙측 절연 패턴의 단면적이 증가한 만큼 그에 인접한 코일 패턴이 충진될 수 있는 공간이 줄어들게 되므로 Rdc특성에 악영향을 끼질 수가 있다. 반면, 상부 중앙측 절연 패턴의 두께가 하부 중앙측 절연 패턴 두께의 20 배보다 더 큰 경우, 중앙측 절연 패턴의 일정한 전체 두께에 비해 하부 중앙측 절연 패턴의 두께를 충분히 확보할 수가 없어서 구조적 안정성을 충분히 보장하지 못할 수 있다.

한편, 최외측 절연 패턴 (131), 최내측 절연 패턴 (132), 및 상기 최외측 절연 패턴과 상기 최내측 절연 패턴의 사이에 배치되는 복수의 중앙측 절연 패턴 (133a, 133b, 133c…) 들의 사이에는 복수의 코일 패턴 (121, 122, 123…) 이 배치된다. 각각의 코일 패턴의 측면은 그에 인접하는 절연 패턴의 측면과 서로 접한다. 복수의 코일 패턴은 서로 연속적으로 연결되어, 전체적으로 스파이럴 형상을 구현하는데, 그 형상은 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있으며, 그 형상에 전혀 제한이 없다.

또한, 최외측 절연 패턴, 최내측 절연 패턴, 및 복수의 중앙측 절연 패턴들은 서로 연결되어 전체적으로 볼 때 복수의 개구부를 가지는 절연벽을 형성한다. 이 경우, 복수의 개구부의 각각의 내부 공간으로서, 코일 패턴이 충진된 내부 공간의 부피는 동일하지 않다.

상기 중앙측 절연 패턴 중 최상면과 최하면 사이에 단면적이 작아지는 하나 이상의 변경부 (134) 를 포함하는 중앙측 절연 패턴은 상기 절연벽 내에서 불규칙적으로 배치되는 것이다.

또한, 상기 코일 패턴의 위쪽으로 배치되는 절연 코팅부 (14) 를 살펴보면, 상기 절연 코팅부 (14) 는 코일 패턴의 표면 중 절연 패턴에 의해 절연되지 않은 표면을 절연 코팅하도록 채택된 것이다. 절연 코팅부는 코일 패턴의 상부, 절연 패턴의 상면, 및 절연 패턴의 측면 중 코일 패턴과 접하지 않고 외부로 노출되는 측면을 감싸도록 배치된다. 절연 코팅부를 형성하는 방법에는 전혀 제약이 없으며, 예를 들어, 절연 시트를 라미네이션 (lamination) 하거나, 절연 수지를 포함하는 페이스트 내 디핑(dipping) 할 수 있다.

도시하지는 않았으나, 코일 패턴의 도금 편차를 줄이기 위하여, 코일 패턴과 그에 인접한 절연 패턴에 대하여 후처리, 예를 들어, 기계적 연마, 화학적 식각 등을 적용할 수 있다. 적어도 하나의 코일 패턴이 그에 인접한 절연 패턴의 상면보다 높게 도금되어서 다른 코일 패턴들과 도금 편차가 발생된 경우, 그 높게 도금된 코일 패턴의 일부분을 제거하여 복수의 코일 패턴, 그에 인접하는 절연 패턴의 두께를 균일하게 할 수 있는 것이다. 이 경우, 두께를 균일하게 한 후, 코일 패턴의 상면 중 절연 패턴에 의해 절연되지 않은 부분을 절연시키기 위하여 절연 코팅부를 배치하는 것이다.

다음, 도 3 은 도 1 및 도 2 에 도시된 코일 패턴과 절연 패턴의 개략적인 상면도이며, 도 3 에서는 설명의 편의를 위하여 절연 코팅부, 및 코일 패턴과 절연 패턴을 봉합하는 자성 물질들을 생략한다. 또한, 설명의 편의를 위하여, 도3 의 중앙측 절연 패턴 중 지지 부재와 접하는 하면의 단면적이 중앙측 절연 패턴의 상면의 단면적에 비해 더 큰 중앙측 절연 패턴을 빗금으로 표시한다.

도 3 을 참조하면, 복수의 코일 패턴은 서로 연속적으로 연결되어 스파이럴 형상으로 구성되며, 복수의 절연 패턴도 서로 연속적으로 연결되어 복수의 코일 패턴에 대응되는 스파이럴 형상으로 구성된다. 물론, 절연 패턴의 상면의 단면적에 비해 하면의 단면적이 더 큰 경우, 그 절연 패턴에 인접하는 코일 패턴은 반대로 상면의 단면적에 비해 하면의 단면적이 더 작게 된다.

도3 을 참조하면, 빗금으로 표시된 중앙측 절연 패턴의 일부분은 특히 코일의 직선부에 주로 배치된 것을 알 수 있다. 빗금으로 표시된 중앙측 절연 패턴의 일부분은 변경부를 포함하는 것인데, 상기 변경부 내에 중앙측 절연 패턴의 경계면이 포함되는 것이다. 그래서, 변경부의 경계면을 기준으로 중앙측 절연 패턴의 하부 중앙측 절연 패턴의 단면적이 증가하여, 지지 부재와 더 견고한 부착이 가능해져서, 절연 패턴의 휨이나 무너짐이 주로 발생하는 코일의 직선부를 효과적으로 지지해줄 수 있다.

다음, 도4 는 본 개시의 다른 일 예에 따른 코일 전자부품의 개략적인 사시도이다. 도4 에 개시된 코일 전자부품은 도1 에 개시된 코일 전자부품과 대비하여, 코일 패턴의 상면과 접하는 별도의 절연 물질인 절연 코팅부를 포함하는 대신, 코일 패턴의 상면과 측면을 동시에 피복하도록 일체로 구성되는 절연부를 포함한다는 점에서 상이하다. 따라서, 도4 에 개시된 코일 전자부품과 도 1 에 개시된 코일 전자부품에 동시에 적용될 수 있는 내용으로서, 도 1 에 개시된 코일 전자부품에 대하여 이미 설명한 것과 중복되는 내용은 설명의 편의를 위하여 생략하도록 한다.

도4 를 참조하면, 코일 전자부품 (200) 은 바디 (201) 와 상기 바디의 외부면 상에 배치되는 제1 및 제2 외부전극 (221, 222) 을 포함한다.

상기 바디 (201) 내에는 지지 부재 (211) 와 상기 지지 부재에 의해 지지되는 복수의 코일 패턴 (212), 및 상기 지지 부재에 의해 지지되는 절연부 (213) 가 포함된다.

상기 절연부 (213) 는 코일 패턴의 측면과 상면을 동시에 피복할 수 있도록 일체로 구성된다. 상기 절연부 (213) 은 최외측 절연부 (2131), 최내측 절연부 (2132), 및 상기 최외측 절연부와 상기 최내측 절연부 사이의 중앙측 절연부 (2133) 로 구성된다. 이 경우, 상기 최외측 절연부, 상기 최내측 절연부, 및 상기 중앙측 절연부가 모두 연결되어 전체적으로 하나의 절연부를 형성하는 것이다.

또한, 상기 지지 부재와 그에 의해 지지되는 절연부 (213) 는 자성 특성을 가지는 자성 입자와 수지를 포함하는 복합 물질에 의해 봉합되어 있다.

다음, 도5 는 도4 의 -'선을 따라 절단한 개략적인 단면도인데, 도5 를 참조하면, 코일 패턴의 측면과 상면을 피복하는 절연부 (213) 중 지지 부재와 평행한 단면에 있어서, 상기 절연부와 상기 지지 부재가 서로 접하는 상기 절연부의 하면 의 단면적이 가장 크다. 이 경우, 하면의 단면적이 가장 큰 절연부는 중앙측 절연부 (2133) 에 포함된다. 반면, 최외측 절연부 (2131) 및 최내측 절연부 (2132) 의 각각은 지지부재와 접하는 최하면으로부터 그에 대향하는 최상면까지 단면의 단면적이 실질적으로 일정하다.

이처럼, 상기 중앙측 절연부의 적어도 일부는 지지 부재와 서로 접하는 절연부의 하면의 단면적을 가장 크게 구성하며, 그 하면으로부터 그에 대향하는 상면 사이에 지지 부재와 평행한 단면의 단면적이 작아지는 하나 이상의 변경부 (2134) 를 포함한다. 상기 변경부를 기준으로 상기 중앙측 절연부 중 상기 지지 부재의 상부로 배치되는 상부 중앙측 절연부 (2133U) 와 상기 지지 부재의 하부로 배치되는 하부 중앙측 절연부 (2133L) 로 구별될 수 있다.

상기 변경부 (2134) 는 중앙측 절연부 내 불규칙적으로 배치될 수 있으며, 상기 변경부 덕분에 상기 중앙측 절연부와 지지 부재가 서로 접하는 하면의 면적을 넓게 확보하면서도, 코일 패턴이 충진될 수 있는 공간을 충분히 확보할 수 있기 때문에, 코일 전자부품의 구조적 신뢰성을 개선하여 코일 쇼트 등의 문제들을 개선하고, 동시에 고 종횡비를 확보할 수가 있다.

또한, 상기 변경부 (2134) 는 중앙측 절연부 내 어디라도 불규칙적으로 배치될 수 있는 것은 물론인데, 이 경우, 복수의 코일 패턴을 전체적으로 연결하여 형성한 스파이럴 형상의 코일부 내 직선 구간에 배치되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 스파이럴 형상의 코일부는 직선 구간과 곡선 구간을 번갈아 포함하게 되는데, 곡선 구간에 비해 직선 구간에서 절연부의 휨이나 무너짐이 빈번히 발생하기 때문이다. 그래서, 직선 구간에 변경부를 포함하는 절연부를 배치시킬 경우, 직선 구간에서 지지 부재가 절연부를 보다 안정적으로 지지하여, 코일 패턴 간 쇼트의 위험이나, 구조적으로 붕괴될 위험을 제거할 수 있는 것이다.

다음, 도6 은 도5 의 단면도에 대한 일 변형예를 나타내는 개략적인 단면도인데, 도6 은 도5 와 대비하여, 중앙측 절연부 (2133) 내 적어도 하나의 변경부 (2134) 의 배열에서 상이하며, 실질적으로 도 5 와 동일한 코일 전자부품을 나타낸다.

도6 을 참조하면, 변경부 (2134) 는 지지 부재를 기준으로 지지 부재의 상부 및 하부를 번갈아가며 배치된다. 물론, 도6 에 예시된 변경부의 배열에만 한정되는 것은 아니며, 지지 부재에 대하여 고 종횡비의 절연부를 안정적으로 지지시키기 위하여 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있음은 물론이다. 또한, 변경부의 두께 방향의 위치, 다시 말해, 상부 중앙측 절연부와 하부 중앙측 절연부가 구별되는 위치를 설정하는 것도 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있고, 상부 중앙측 절연부의 단면의 면적 대비 하부 중앙측 절연부의 단면의 면적의 비(ratio) 도 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있음은 물론이다. 또한, 도시하지는 않았으나, 변경부의 구체적인 형상을 도6 에 도시된 것과 같이, 실질적으로 한글 모음"ㅗ"자로 형성하지 않고, 변경부의 측면을 곡선으로 하거나, 계단형상으로 설계 변경할 수 있는 것도 물론이다.

도7 은 도 4 의 코일 전자부품의 다른 일 변형예에 따른 개략적인 상면도이다. 도 7 에서, 중앙측 절연 패턴 중 지지 부재와 접하는 하면의 단면적이 중앙측 절연 패턴의 상면의 단면적에 비해 더 큰 중앙측 절연 패턴을 빗금으로 표시한다.

도 7 을 참조하면, 복수의 코일 패턴은 서로 연속적으로 연결되어 스파이럴 형상으로 구성되며, 복수의 절연 패턴도 서로 연속적으로 연결되어 복수의 코일 패턴에 대응되는 스파이럴 형상으로 구성된다. 물론, 절연 패턴의 상면의 단면적에 비해 하면의 단면적이 더 큰 경우, 그 절연 패턴에 인접하는 코일 패턴은 반대로 상면의 단면적에 비해 하면의 단면적이 더 작게 된다.

도 7 을 참조하면, 빗금으로 표시된 중앙측 절연 패턴의 일부분은 중앙측 절연 패턴의 전체에 걸쳐 불규칙적으로 배치된 것을 알 수 있다. 이는, 당업자가 제작 환경 및 최종 코일 전자부품의 칩 사이즈 대비 각각의 절연 패턴의 종횡비를 종합적으로 고려하여 중앙측 절연 패턴 중 하부 중앙측 절연 패턴의 단면적을 크게 하는 중앙측 절연 패턴의 위치를 자유롭게 제어할 수 있는 것을 보여준다.

후술하는 도 8 은 도1 의 코일 전자부품 (100) 및 도4 의 코일 전자부품 (200) 을 제조하는 제조방법의 일 예를 설명한다. 도4 의 코일 전자부품은 도 1 의 코일 전자부품과 대비하여 코일 패턴의 측면에 배치되는 절연 패턴과 코일 패턴의 상면에 배치되는 절연 코팅부가 서로 연결되어 일체로 구성된다는 점에 차이가 있을 뿐이므로, 서로 공통되는 제조 공정을 포함한다. 그래서, 도 4 의 코일 전자부품 (200) 을 제조하는 데에만 적용되는 제조 공정은 도 8i 와 도 8j 를 참고하여 설명하도록 한다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도 8 에서 도면 부호는 도1 의 코일 전자부품에서 설명한 도면 부호를 따르도록 한다.

먼저, 도 8a 에 도시된 바와 같이, 지지 부재 (11) 의 양면에 각각 시드 패턴 (71) 을 형성한다. 상기 시드 패턴은 전체적으로 코일 형상의 도체 패턴을 가진다. 이들 시드 패턴은 공지의 방법으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 드라이 필름 (dry film) 등을 이용하여 CVD (Chemical Vapor Deposition), PVD (Physical Vapor Deposition), 스퍼터링 (Sputtering) 등으로 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 선택적으로 지지 부재의 중앙부를 관통하는 관통홀을 형성할 수 있는데, 시드 패턴을 도금하기 이전에 레이져 및/또는 기계적 드릴 가공 등을 이용할 수 있다.

도 8b 를 참조하면, 시드 패턴의 형성이 완료된 지지 부재의 양면에 각각 제1 레지스트 (DFR) 를 라미네이션한다. 이 경우, 라미네이션 방법으로는 예를 들어, 고온에서 일정시간 가압한 후 감압하여 실온까지 식히는 핫 프레스 후, 콜드 프레스에서 식혀 작업 툴을 분리하는 방법 등이 사용될 수 있다. 라미네이션 후 경화할 수 있는데 포토리소그래피 공법 등을 이용하기 위해서 완전 경화되지 않고 건조하는 것일 수 있다.

다음, 도 8c 를 참조하면, 중앙측 절연 패턴 중 하부 중앙측 절연 패턴을 형성하기 위한 1 차 노광 공정을 진행한다. 제1 레지스트를 패터닝하는 것인데, 패터닝하는 방법은 사용된 제1 레지스트의 감광 특성에 따라 적절히 선택될 수 있다. 이 경우, 중앙측 절연 패턴의 전체를 형성하는 것이 아니라, 그 일부인 하부 중앙측 절연 패턴을 형성하는 것일 뿐이기 때문에, 제1 레지스트의 두께는 높지 않다.

연이어, 도 8d 를 참조하면, 최종적인 중앙측 절연 패턴의 두께에 해당하는 두께를 가지는 제2 레지스트 (DFR) 을 라미네이션한다. 제2 레지스트를 라미네이션하는 방법은 제1 레지스트를 라미네이션하는 방법과 실질적으로 동일하다. 제2 레지스트는 하부 중앙측 절연 패턴들의 사이 뿐만 아니라 지지 부재의 상면 및 하면에 접하도록 라미네이션된다.

도 8e 를 참조하면, 최외측 절연 패턴, 최내측 절연 패턴, 및 중앙측 절연 패턴 중 상부 중앙측 절연 패턴을 형성하기 위한 2 차 노광을 진행한다. 제2 레지스트를 패터닝하는 것인데, 패터닝하는 방법은 사용된 제2 레지스트의 감광 특성에 따라 적절히 선택될 수 있다. 이 경우, 최내측 절연 패턴, 최외측 절연 패턴 및 중앙측 절연 패턴의 상부 중앙측 절연 패턴의 전체를 형성하는 것이기 때문에, 2 차 노광을 통해 결정되는 각각의 절연 패턴의 종횡비는 실질적으로 최종 제품의 절연 패턴의 종횡비와 동일한 정도이다.

도 8f 는 도 8c 와 도 8e 에서 각각 완료한 1차 및 2 차 노광된 부분과 관련하여, 현상 공정을 진행하는 것이다. 그 결과, 서로 연결되는 복수의 절연 패턴의 형상이 도출된다. 중앙측 절연 패턴은 경계면을 기준으로 상부 중앙측 절연 패턴과 하부 중앙측 절연 패턴으로 구별되는 것이 명확하다. 또한, 전체적으로 지지 부재에 의해 지지된 절연 패턴은 후술하는 코일 패턴이 충진될 수 있는 개구부를 포함하는 절연벽의 구조를 가진다.

도 8g 를 참조하면, 도 8f 의 현상 공정을 통해 도출한 개구부 내 구리 전기 도금이 진행된다. 서로 인접하는 절연 패턴들의 빈 공간을 충진하는 것인데, 이를 통해 전체적으로 스파이럴 형상을 가지는 코일부가 도출된다. 물론, 도시되지는 않았으나, 지지 부재에 형성된 비아홀을 충진하는 비아 전극을 통해 상부 코일 패턴과 하부 코일 패턴이 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때, 구리 전기 도금을 통해 고 종횡비를 가지는 코일 패턴을 구현할 수 있는데, 코일 패턴의 종횡비는 당업자가 적절히 설계할 수 있음은 물론이며, 서로 인접하는 절연 패턴의 상면보다 코일 패턴의 상면이 조금 낮거나, 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.

다음, 도 8h 를 참조하면, 코일 패턴의 상면이 절연 패턴에 의해 피복되지 않았기 때문에, 코일 패턴의 상면을 피복하기 위한 절연 코팅부를 배치할 수 있다. 이는, 인접하는 코일 패턴들 간의 쇼트를 방지하기 위한 것인데, 그 형성 방법은 특별한 제한이 없으며, 예를 들어, 절연 시트를 라미네이션하거나 딥핑을 적용할 수 있다. 이 경우, 코일 패턴의 상면과 절연 패턴의 상면 간의 높이 차를 없애기 위해 선택적으로 기계적 가공 또는 화학적 가공을 실시한 후, 절연 코팅부를 배치할 수 있는 것은 물론이다.

한편, 도4 에 개시된 코일 전자부품은 절연 코팅부를 별도로 포함하지 않기 때문에, 상기 도 8g 다음에 도8 i의 공정을 진행한다. 도 8i을 참조하면, 제1 및 제2 레지스트를 제거하는 캐비티(cavity) 공정을 진행한다. 그 결과 복수의 코일 패턴 사이에 배치되었던 절연 패턴이 제거되며, 복수의 코일 패턴 사이에는 빈 공간이 형성된다.

다음, 도 8j 을 참조하면, 코일 패턴의 측면과 상면을 동시에 피복하는 절연부를 형성한다. 이 절연부를 형성하는 방법에는 전혀 제약이 없으며, 절연 시트를 라미네이션하거나, 절연 특성을 나타내는 절연 물질을 화학 기상 증착하여 형성할 수 있다. 이 때, 절연 특성을 나타내는 절연 물질은 예를 들어, 페릴린일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이후, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 자성 입자와 수지의 복합체로 구성된 자성 물질을 상기 지지 부재의 상면과 하면 상에 충진시켜 코일 전자부품의 외관을 구성하고, 다이싱 공정을 통해 코일 패턴의 인출부를 노출시키고 그 인출부와 연결되는 외부전극을 배치하는 것은 통상의 칩 제작 공정과 동일하다.

상기의 설명을 제외하고 상술한 본 개시의 일 예에 따른 코일 전자부품의 특징과 중복되는 설명은 여기서 생략하도록 한다.

상술한 코일 전자부품에 따르면, 최소 3: 1 이상의 고 종횡비를 가지며, 구조적으로 안정적인 코일 패턴을 포함하는 코일 전자부품이 제공될 수 있다. 여기서, 구조적으로 안정적인 코일 패턴이란 코일 패턴 간의 쇼트가 발생하지 않고, 코일 패턴의 무너짐이나 휨이 발생하지 않는 코일 패턴을 의미할 수 있다.

본 개시는 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 개시의 범위에 속한다고 할 것이다.

한편, 본 개시에서 사용된 "일 예"라는 표현은 서로 동일한 실시예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일 예들은 다른 일례의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일예에서 설명된 사항이 다른 일예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일례에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.

한편, 본 개시에서 사용된 용어는 단지 일예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

100: 코일 전자부품
1: 바디
11: 지지 부재
12: 코일 패턴
13: 절연 패턴
131: 최외측 절연 패턴
132: 최내측 절연 패턴
133: 중앙측 절연 패턴
134: 변경부
135: 경계면
14: 절연 코팅부
21, 22: 제1 외부전극, 제2 외부전극

Claims (16)

1. 복수의 코일 패턴, 서로 인접하는 복수의 코일 패턴 사이에 배치되는 복수의 절연 패턴, 상기 코일 패턴의 상면과 접하는 절연 코팅부 및 상기 코일 패턴과 상기 절연 패턴을 지지하는 지지 부재를 포함하는 바디; 및
   상기 바디의 외부면 상에 배치되는 외부전극; 을 포함하고,
   상기 복수의 절연 패턴은 최외측 절연 패턴, 최내측 절연 패턴, 및 상기 최외측과 상기 최내측 절연 패턴의 사이에 배치되는 복수의 중앙측 절연 패턴을 포함하고,
   상기 중앙측 절연 패턴 중 하나 이상은 상기 지지 부재와 평행한 단면에 있어서, 상기 지지 부재와 서로 접하는 단면의 단면적이 가장 크고, 상기 중앙측 절연 패턴 각각의 최상면과 최하면 사이에 단면적이 작아지는 하나 이상의 변경부를 포함하고,
   상기 복수의 코일 패턴은 최외측 코일 패턴, 최내측 코일 패턴 및 그 사이의 복수의 중앙측 코일 패턴을 포함하고, 상기 최외측 코일 패턴과 상기 최내측 코일 패턴의 단면 형상은 상기 중앙측 코일 패턴의 단면 형상과 상이한, 코일 전자부품.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 코일 패턴은 상기 지지 부재의 상면으로 배치되는 복수의 상부 코일 패턴과 상기 지지 부재의 하면으로 배치되는 복수의 하부 코일 패턴을 포함하고, 상기 상부 코일 패턴과 상기 하부 코일 패턴은 상기 지지 부재 내 형성된 비아에 의해 전기적으로 연결되는, 코일 전자부품.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 중앙측 절연 패턴 중 최상면과 최하면 사이에 단면적이 작아지는 하나 이상의 변경부를 포함하는 중앙측 절연 패턴은 상기 변경부 내 경계면을 포함하는, 코일 전자부품.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 경계면을 기준으로 상기 경계면의 하부에 배치되는 중앙측 절연 패턴의 단면의 단면적은 상기 경계면의 상부에 배치되는 중앙측 절연 패턴의 단면의 단면적보다 큰, 코일 전자부품.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 절연 코팅부는 상기 복수의 절연 패턴의 측면 또는 상면 상에 배치되는, 코일 전자부품.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 중앙측 절연 패턴의 상기 변경부의 상부의 단면적은 일정하고, 상기 변경부의 하부의 단면적은 일정한, 코일 전자부품.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 절연 패턴은 서로 연결되어 복수의 개구부를 가지는 절연벽을 형성하고, 상기 중앙측 절연 패턴 내 상기 변경부는 상기 절연벽 내에서 불규칙적으로 배치되는, 코일 전자부품.
   
8. 지지 부재;
   상기 지지 부재에 의해 지지되며, 서로 연결되는 복수의 코일 패턴; 및
   상기 지지 부재에 의해 지지되며, 상기 코일 패턴의 측면과 상면을 모두 피복하는 절연부; 를 포함하고,
   상기 코일 패턴의 측면을 피복하는 측면 절연부와 상기 코일 패턴의 상면을 피복하는 상면 절연부는 일체로 구성되고,
   상기 측면 절연부와 상기 지지 부재가 서로 평행한 상기 측면 절연부의 단면에 있어서, 상기 절연부와 상기 지지 부재가 서로 접하는 상기 측면 절연부의 하면의 단면적이 가장 크고,
   상기 측면 절연부 중 하나 이상은, 상기 측면 절연부와 상기 지지 부재가 서로 평행한 단면의 단면적의 크기가 감소하는 하나 이상의 변경부를 포함하고, 상기 변경부는 상기 지지 부재에 의해 지지되는 절연부 내 불규칙적으로 배치되는, 코일 전자부품.
   
9. 삭제
10. 제8항에 있어서,
    상기 절연부는 상기 지지 부재의 상부에 배치되는 상부 절연부와 상기 지지 부재의 하부에 배치되는 하부 절연부를 포함하고,
    상기 변경부는 상기 상부 절연부와 상기 하부 절연부의 모두에 배치되는, 코일 전자부품.
    
11. 삭제
12. 제8항에 있어서,
    상기 변경부는 상기 복수의 코일 패턴에 의해 형성되는 코일부의 직선 구간에 배치되는, 코일 전자부품.
    
13. 제8항에 있어서,
    상기 절연부와 상기 지지 부재를 봉합하는 자성 물질을 더 포함하고, 상기 자성 물질은 자성 입자와 수지의 복합체로 구성되는, 코일 전자부품.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 측면 절연부 및 그에 연결되는 상기 상면 절연부를 연결하는 연결면은 곡선면인, 코일 전자부품.
    
15. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 코일 패턴은 상기 지지 부재의 상면에 배치되는 복수의 상부 코일 패턴과 상기 지지 부재의 하면에 배치되는 복수의 하부 코일 패턴을 포함하고, 상기 상부 코일 패턴과 상기 하부 코일 패턴은 상기 지지 부재 내 형성된 비아에 의해 전기적으로 연결되는, 코일 전자부품.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 상부 코일 패턴 중 최외측에 배치되는 코일 패턴의 일 단부와 연결되는 제1 외부전극과 상기 하부 코일 패턴 중 최외측에 배치되는 코일 패턴의 일 단부와 연결되는 제2 외부전극을 더 포함하는, 코일 전자부품.
    
    

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