KR101963281B1 - 인덕터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내부에 코일부가 배치된 바디 및 상기 바디의 표면에 배치된 보호층을 포함하며, 상기 바디는 코일부가 배치된 액티브부와 상기 코일부의 상부 및 하부에 배치된 커버부를 포함하고, 상기 보호층 내 그레인 사이즈는 상기 바디 내 그레인 사이즈보다 큰 인덕터를 제공한다.
Description
본 발명은 인덕터에 관한 것이다.
칩 전자부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항, 커패시터와 더불어 전자회로를 이루어 노이즈(Noise)를 제거하는 대표적인 수동소자이다.
적층 인덕터는 도체패턴이 형성된 복수의 절연층을 적층한 구조를 가지며, 상기 도체패턴은 각 절연층에 형성된 도전성 비아에 의해 순차적으로 접속되어 적층방향에 따라 중첩되면서 나선구조를 갖는 코일을 이룬다. 또한, 상기 코일의 양단은 적층체의 외부면에 인출되어 외부단자와 접속된 구조를 갖는다.
그러나, 최근 IT용 제품의 경우 급격한 기술 발전에 의해 다양한 기능들을 포함하게 되었고, 특히 소형화 및 박막화가 진행되면서 인덕터 바디의 크랙 및 신뢰성 문제가 지속하여 발생하고 있다.
또한, 일반적인 인덕터에 있어서 바디의 소결성을 높일 경우 바디 크랙 등의 문제가 발생할 수 있고, 응력에 의해 양호한 주파수 특성을 얻기 어렵다.
반면, 인덕터의 양호한 주파수 특성을 얻기 위하여 바디의 소결성을 낮출 경우 바디의 외측에 외부전극을 형성할 경우 도금액 침투에 따른 신뢰성 저하 및 바디의 강도 저하에 따른 신뢰성 저하의 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 인덕터의 양호한 주파수 특성을 얻음과 동시에 도금액 침투 및 크랙에 따른 신뢰성 저하를 막을 수 있는 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 신뢰성을 개선한 인덕터에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 내부에 코일부가 배치된 바디 및 상기 바디의 표면에 배치된 보호층을 포함하며, 상기 바디는 코일부가 배치된 액티브부와 상기 코일부의 상부 및 하부에 배치된 커버부를 포함하고, 상기 보호층 내 그레인 사이즈는 상기 바디 내 그레인 사이즈보다 큰 인덕터를 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태는 내부에 코일부가 배치된 바디 및 상기 바디의 표면에 배치된 보호층을 포함하며, 상기 바디는 코일부가 배치된 액티브부와 상기 코일부의 상부 및 하부에 배치된 커버부를 포함하고, 상기 액티브부 내 그레인 사이즈(Ga), 상기 커버부 내 그레인 사이즈(Gb) 및 보호층 내 그레인 사이즈(Gc)는 Ga 〈 Gb 〈 Gc 를 만족하는 인덕터를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 바디의 표면에 보호층을 배치하되, 보호층 내 그레인 사이즈가 상기 바디 내 그레인 사이즈보다 크게 조절함으로써, 신뢰성이 개선되고 주파수 특성이 우수한 인덕터를 구현할 수 있다.
구체적으로, 소결 이후 보호층의 내부 그레인 사이즈가 바디의 그레인 사이즈보다 크게 제어함으로써, 그레인 사이즈가 더 큰 보호층으로 인해 도금액 침투 및 바디 강도를 개선할 수 있고, 그레인 사이즈가 더 작은 바디 내부는 응력 개선을 통해 주파수 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 바디 내에 배치된 커버부의 그레인 사이즈를 액티브부 내 그레인 사이즈보다 크게 조절함으로써, 커버부와 액티브부 사이의 응력을 완화할 수 있어 인덕터의 임피던스 특성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 인덕터를 도시한 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선에 의한 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 의한 단면도이다.
도 4는 도 1의 LW 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 1의 I-I' 선에 의한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 의한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 1의 LW 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 의한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예와 종래의 비교예의 주파수에 따른 임피던스 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예와 종래의 비교예의 인덕터의 강도를 비교한 그래프이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선에 의한 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 의한 단면도이다.
도 4는 도 1의 LW 단면도이다.
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도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 의한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 1의 LW 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 의한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예와 종래의 비교예의 주파수에 따른 임피던스 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예와 종래의 비교예의 인덕터의 강도를 비교한 그래프이다.
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.
인덕터
이하에서는 본 발명의 일 실시형태에 따른 인덕터을 설명하되, 특히 박막형 인덕터로 설명하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 인덕터를 도시한 개략 사시도이다. 도 2는 도 1의 I-I' 선에 의한 단면도이다. 도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 의한 단면도이다. 도 4는 도 1의 LW 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 인덕터의 일 예로써 전원 공급 회로의 전원 라인에 사용되는 적층형 인덕터(100)가 개시된다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 인덕터(100)는 바디(110), 상기 바디(110)의 내부에 매설된 코일부(120), 상기 바디(110)의 표면에 배치된 보호층(113) 및 상기 바디(110)의 외측에 배치되어 상기 코일부(120)와 전기적으로 연결된 외부전극(115a, 115b)을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 인덕터(100)에 있어서, '길이' 방향은 도 1의 'L' 방향, '폭' 방향은 'W' 방향, '두께' 방향은 'T' 방향으로 정의하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 바디(110)는 복수 개의 세라믹층이 적층되어 세라믹 적층체로 구성되며, 상기 복수 개의 세라믹층에 내부 전극이 배치되고 각 내부 전극이 비아에 의해 연결되어 코일부(120)를 구성할 수 있다.
상기 바디(110)를 구성하는 세라믹층은, 이에 제한되는 것은 아니지만 유전체로 구성될 수 있으며, 또한 이에 제한되는 것은 아니지만 주로 자성체로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 자성체로 페라이트(ferrite)가 사용될 수 있으며, 상기 페라이트는 전자 부품으로서 요구되는 자기 특성에 따라 적절하게 선정될 수 있지만, 비저항이 크고 비교적 저손실인 것이 바람직하다. 이에 제한되는 것은 아니지만, Ni-Zu-Cu 계열의 페라이트가 사용될 수 있으며, 유전률이 5 내지 100인 유전체가 사용될 수 있다.
또한, 비자성체인 유전체로서는 이에 제한되는 것은 아니지만 규산 지르코늄(Zirconium), 지그콘(Zircon)산 칼륨, 지르코늄 등으로 이루어진 세라믹 재료로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 바디(110)는 금속 자성체 분말을 포함할 수도 있다. 상기 금속 자성체 분말은 Fe, Si, Cr, Al 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, Fe-Si-B-Cr계 비정질 금속 일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 바디(110)는 열경화성 수지를 더 포함하며, 상기 금속 자성체 분말은 에폭시(epoxy) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 수지 등의 열경화성 수지에 분산된 형태로 포함될 수 있다.
상기 세라믹층에는 코일부(120)를 구성하는 복수 개의 내부 전극이 배치될 수 있다. 상기 내부 전극은 상기 바디(110) 내부에 형성되어 전기를 인가하여 인덕턴스 또는 임피던스를 구현할 수 있다.
상기 코일부(120) 및 비아는 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 바디(110)는 동시 소결시 수축 거동 정합을 이루기 위해 소결제를 더 포함할 수 있다.
상기 소결제는 B2O3, CuO 및 LiBO2로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으며, 상기 화합물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부의 함량일 수 있다.
상기 코일부(120)의 일 단부는 바디(110)의 길이(L) 방향의 일 단면으로 노출될 수 있으며, 상기 코일부(120)의 타 단부는 바디(110)의 길이(L) 방향의 타 단면으로 노출될 수 있다.
상기 바디(110)의 길이(L) 방향의 양 단면으로 노출되는 상기 코일부(120)와 접속하도록 길이(L) 방향의 양 단면에는 외부전극(115a, 115b)이 형성된다.
상기 외부전극(115a, 115b)은 전도성 수지층과, 상기 전도성 수지층 상에 형성된 도금층을 포함할 수 있다.
상기 전도성 수지층은 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 은(Ag)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 도전성 금속과 열경화성 수지를 포함할 수 있다.
상기 전도성 수지층은 에폭시 수지를 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.
최근 IT용 제품의 경우 급격한 기술 발전에 의해 다양한 기능들을 포함하게 되었고, 특히 소형화 및 박막화가 진행되면서 인덕터 바디의 크랙 및 신뢰성 문제가 지속하여 발생하고 있다.
또한, 일반적인 인덕터에 있어서 바디의 소결성을 높일 경우 바디 크랙 등의 문제가 발생할 수 있고, 응력에 의해 양호한 주파수 특성을 얻기 어렵다.
반면, 인덕터의 양호한 주파수 특성을 얻기 위하여 바디의 소결성을 낮출 경우 바디의 외측에 외부전극을 형성할 경우 도금액 침투에 따른 신뢰성 저하 및 바디의 강도 저하에 따른 신뢰성 저하의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 바디(110)의 표면에 보호층(113)을 형성하되, 상기 보호층(113) 내 그레인 사이즈는 상기 바디(110) 내 그레인 사이즈보다 크도록 조절함으로써, 상술한 문제를 해결하였다.
상기 보호층(113)은 소결 이후 내부 그레인 사이즈가 바디(110) 내의 그레인 사이즈보다 크게 제어함으로써, 그레인 사이즈가 더 큰 보호층(113)으로 인해 치밀도가 향상하여 도금액 침투 및 바디 강도를 개선할 수 있고, 그레인 사이즈가 더 작은 바디 내부는 응력 개선을 통해 주파수 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 보호층(113)은 상기 바디(110)에 포함된 세라믹 재료와 동일한 세라믹 재료를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 바디(110)를 구성하는 세라믹 재료와 같이, 이에 제한되는 것은 아니지만 유전체로 구성될 수 있으며, 또한 이에 제한되는 것은 아니지만 주로 자성체로 이루어질 수 있다.
상기 보호층(113)이 자성체를 포함할 경우, 페라이트(ferrite)가 사용될 수 있으며, 상기 페라이트는 전자 부품으로서 요구되는 자기 특성에 따라 적절하게 선정될 수 있지만, 비저항이 크고 비교적 저손실인 것이 바람직하다. 이에 제한되는 것은 아니지만, Ni-Zu-Cu 계열의 페라이트가 사용될 수 있으며, 유전률이 5 내지 100인 유전체가 사용될 수 있다.
또한, 상기 보호층(113)이 비자성체인 유전체를 포함할 경우 이에 제한되는 것은 아니지만 규산 지르코늄(Zirconium), 지그콘(Zircon)산 칼륨, 지르코늄 등으로 이루어진 세라믹 재료로 이루어질 수 있다.
상기 보호층(113) 내 그레인 사이즈는 상기 바디(110) 내 그레인 사이즈보다 크도록 조절하는 방법은 특별히 제한되는 것은 아니나, 상기 바디(110)와 상기 보호층(113)을 형성하는데 사용되는 세라믹 재료에 포함되는 소결 조제의 함량을 조절함으로써 수행될 수 있다.
즉, 상기 바디(110)와 상기 보호층(113)에 사용되는 세라믹 재료를 다르게 적용함으로써, 소결 정도를 제어하여 소결 후 상기 보호층(113) 내 그레인 사이즈는 상기 바디(110) 내 그레인 사이즈보다 크도록 조절할 수 있다.
이로 인하여, 바디 소결시 소결 정도가 큰 경우와 작은 경우에 발생할 수 있는 문제점을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 보호층(113) 내 그레인 사이즈는 1.5 μm 이상일 수 있다.
상기 보호층(113) 내 그레인 사이즈는 1.5 μm 이상이며, 상기 바디(110) 내 그레인 사이즈는 상기 보호층(113) 내 그레인 사이즈보다 작을 수 있다.
또한, 상기 바디(110) 내 그레인 사이즈는 1.5 μm 이하일 수 있으며, 상기 보호층(113) 내 그레인 사이즈는 상기 바디(110) 내 그레인 사이즈보다 클 수 있다.
상기 보호층(113) 내 그레인 사이즈는 상기 바디(110) 내 그레인 사이즈보다 크며, 서로 동일한 사이즈는 제외한다. 즉, 상기 보호층(113) 내 그레인 사이즈가 1.5 μm인 경우에는 상기 바디(110) 내 그레인 사이즈는 1.5 μm 미만일 수 있으며, 상기 보호층(113) 내 그레인 사이즈가 1.5 μm 초과이고 상기 바디(110) 내 그레인 사이즈는 1.5 μm 이하일 수 있다.
이와 같이 상기 보호층(113) 내 그레인 사이즈는 상기 바디(110) 내 그레인 사이즈보다 크게 조절함으로써, 신뢰성이 개선되고 주파수 특성이 우수한 인덕터를 구현할 수 있다.
상기 보호층(113) 내 기공율은 상기 바디(110) 내 기공율보다 낮을 수 있다. 즉, 상기 보호층(113) 내부가 상기 바디(110) 내부보다 세라믹 재료의 밀도가 높고 치밀도도 더 크게 되며, 이로 인하여 상기 보호층(113) 내 기공율은 상기 바디(110) 내 기공율보다 낮다.
상기 보호층(113)의 평균 두께는 0.1 ㎛ 내지 50 ㎛ 일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 보호층(113)의 평균 두께는 10 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다.
상기 보호층(60)의 평균 두께를 0.1 ㎛ 내지 50 ㎛, 보다 효과적으로 10 ㎛ 내지 20 ㎛로 조절함으로써, 도금액 침투 방지 및 인덕터의 강도 개선 효과를 얻을 수 있다.
상기 보호층(60)의 평균 두께가 10 ㎛ 미만일 경우 도금액 침투 방지 및 인덕터의 강도 개선 효과를 얻을 수 없다.
한편, 평균 두께가 20 ㎛를 초과하거나 50 ㎛를 초과할 경우 그만큼 바디의 체적이 감소하기 때문에 인덕턴스의 저하가 크게 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 바디(110)는 코일부(120)가 배치된 액티브부(111)와 상기 코일부(120)의 상부 및 하부에 배치된 커버부(112)를 포함한다.
상기 상부 및 하부 커버부(112)는 상기 액티브부(111)가 포함하는 세라믹 재료와 동일한 재료로 형성될 수 있다.
상기 상부 및 하부 커버부(112)는 단일 유전체층 또는 2 개 이상의 세라믹층을 액티브부(111)의 상하 면에 각각 상하 방향으로 적층하여 형성할 수 있으며, 기본적으로 물리적 또는 화학적 스트레스에 의한 코일부(120)의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
일반적인 인덕터의 경우, 바디 소결 후 수축율 차이에 의한 내부 잔류 응력이 바디 내에 남아 인덕터의 임피던스 특성 저하를 야기하고 있다.
이와 같은 내부 잔류 응력은 코일부와 바디 사이의 응력에 의해 발생할 수 있으며, 이는 액티브부와 커버부 사이의 수축율 차이에 의한 응력으로 해석될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 커버부(112) 내 그레인 사이즈가 상기 액티브부(111) 내 그레인 사이즈보다 크도록 조절함으로써, 상기의 문제점을 해결할 수 있다.
즉, 상기 커버부(112) 내 그레인 사이즈가 상기 액티브부(111) 내 그레인 사이즈보다 크도록 조절함으로써, 액티브부와 커버부 사이의 수축율 차이에 의해 발생할 수 있는 응력을 완화하여 임피던스 특성을 개선시킬 수 있다.
상기 커버부(112) 내 그레인 사이즈가 상기 액티브부(111) 내 그레인 사이즈보다 크도록 조절하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 상기 액티브부(111)와 상기 커버부(112)를 형성하는데 사용되는 세라믹 재료에 포함되는 소결 조제의 함량을 조절함으로써 수행될 수 있다.
즉, 상기 액티브부(111)와 상기 커버부(112)에 사용되는 세라믹 재료를 다르게 적용함으로써, 소결 정도를 제어하여 소결 후 상기 커버부(112) 내 그레인 사이즈가 상기 액티브부(111) 내 그레인 사이즈보다 크도록 조절할 수 있다.
이로 인하여, 바디 소결시 액티브부(111)와 커버부(112)의 소결 정도의 불일치를 개선할 수 있어, 임피던스 특성 개선의 효과를 얻을 수 있다.
상기 커버부(112) 내 기공율은 상기 액티브부(111) 내 기공율보다 낮을 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 보호층(113)은 바디(110)의 두께(T) 방향으로 서로 마주보는 상면 및 하면, 폭(W) 방향으로 서로 마주보는 양 측면에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 보호층(113)은 바디(110)의 두께(T) 방향으로 서로 마주보는 상면 및 하면, 폭(W) 방향으로 서로 마주보는 양 측면에 형성되되, 길이(L) 방향으로 서로 마주보는 양 단면에는 형성되지 않기 때문에, 후술하는 본 발명의 다른 실시형태에 비하여 바디(110)의 길이(L) 방향으로 서로 마주보는 양 단면으로 보호층의 두께 만큼 바디(110)의 체적을 증가시킬 수 있기 때문에 인덕턴스를 향상시킬 수 있다.
상기 보호층(113)에 절연성 부여의 목적으로 사용되는 절연 필러(filler)를 더 포함할 수 있다.
상기 절연 필러(filler)는 실리카(SiO2), 이산화티타늄(TiO2), 알루미나, 유리 및 티탄산바륨계 파우더로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 절연 필러(fiiler)는 치밀도를 향상시키기 위해서 구형 또는 프레이크(flake) 등의 형상을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 1의 I-I' 선에 의한 단면도이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 의한 단면도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 1의 LW 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 보호층(113)은 바디(110)의 두께(T) 방향으로 서로 마주보는 상면 및 하면, 폭(W) 방향으로 서로 마주보는 양 측면, 길이(L) 방향으로 서로 마주보는 양 단면에 형성될 수 있다.
이때, 상기 바디(110)의 길이(L) 방향으로 서로 마주보는 양 단면으로 노출되는 코일부(120)의 단부는 상기 보호층(113)을 관통하여 외부로 노출될 수 있으며, 다른 방법으로는 외부전극(115a, 115b)과 접속하도록 상기 코일부(120)의 단부 부분의 보호층(113)을 연마하여 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 보호층(113)은 바디(110)의 두께(T) 방향으로 서로 마주보는 상면 및 하면, 폭(W) 방향으로 서로 마주보는 양 측면, 길이(L) 방향으로 서로 마주보는 양 단면에 형성되기 때문에, 길이(L) 방향으로 서로 마주보는 양 단면에는 보호층(113)이 형성되지 않는 본 발명의 일 실시형태에 비하여 도금액 침투에 따른 신뢰성 저하 개선 효과가 보다 우수하다.
또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 보호층(113)은 바디(110)의 두께(T) 방향으로 서로 마주보는 상면 및 하면, 폭(W) 방향으로 서로 마주보는 양 측면, 길이(L) 방향으로 서로 마주보는 양 단면에 형성되기 때문에, 인덕터의 강도 향상의 효과도 우수하다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 의한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 인덕터는 내부에 코일부(120)가 배치된 바디(110) 및 상기 바디(110)의 표면에 배치된 보호층(113)을 포함하며, 상기 바디(110)는 코일부(120)가 배치된 액티브부(111)와 상기 코일부(120)의 상부 및 하부에 배치된 커버부(112)를 포함하고, 상기 액티브부(111) 내 그레인 사이즈를 Ga, 상기 커버부(112) 내 그레인 사이즈를 Gb 및 보호층(113) 내 그레인 사이즈를 Gc라 할 때, Ga 〈 Gb 〈 Gc 를 만족한다.
본 발명의 다른 일 실시형태에 따르면, 상기 액티브부(111) 내 그레인 사이즈를 Ga, 상기 커버부(112) 내 그레인 사이즈를 Gb 및 보호층(113) 내 그레인 사이즈를 Gc라 할 때, Ga 〈 Gb 〈 Gc 를 만족하도록 조절함으로써, 신뢰성이 개선되고 주파수 특성이 우수한 인덕터를 구현할 수 있으며, 인덕터의 임피던스 특성을 개선할 수 있다.
즉, 바디(110)의 표면에 보호층(113)을 배치하되, 보호층(113) 내 그레인 사이즈가 상기 바디(110)를 구성하는 액티브부(111)와 커버부(112) 내 그레인 사이즈보다 크게 조절함으로써, 신뢰성이 개선되고 주파수 특성이 우수한 인덕터를 구현할 수 있다.
구체적으로, 소결 이후 보호층(113)의 내부 그레인 사이즈가 바디(110)를 구성하는 액티브부(111)와 커버부(112)의 그레인 사이즈보다 크게 제어함으로써, 그레인 사이즈가 더 큰 보호층(113)으로 인해 도금액 침투 및 바디 강도를 개선할 수 있고, 그레인 사이즈가 더 작은 바디(110) 내부는 응력 개선을 통해 주파수 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 바디(110) 내에 배치된 커버부(112)의 그레인 사이즈를 액티브부(111) 내 그레인 사이즈보다 크게 조절함으로써, 커버부(112)와 액티브부(111) 사이의 응력을 완화할 수 있어 인덕터의 임피던스 특성을 개선할 수 있다.
그 외 상술한 본 발명의 일 실시형태 및 다른 실시형태에 따른 인덕터의 구조에 관한 설명과 중복되는 부분은 생략하도록 한다.
인덕터의 제조 방법
본 발명의 일 실시형태에 따른 인덕터의 제조방법은 우선 복 수개의 세라믹층을 마련한다.
상기 세라믹층은 절연물질로서 주로 자성체로 이루어질 수 있으며, 갭층을 형성하는 경우 비자성체로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 자성체로서 페라이트(ferrite)가 사용될 수 있으며, 상기 페라이트는 전자 부품으로서 요구되는 자기 특성에 따라 적절하게 선정될 수 있지만, 비저항이 크고 비교적 저손실인 것이 바람직하며, 이러한 예로서 이에 제한되는 것은 아니지만 Ni-Zn-Cu 계열의 페라이트가 사용될 수 있다.
상기 세라믹층에 내부 전극을 형성한다. 상기 내부 전극은 도체 재료로서 구성될 수 있으며, 저항률이 작고 저렴한 것이 바람직하다. 이에 제한되는 것은 아니지만 Ag, Pt, Pd, Au, Cu 및 Ni 중 어느 하나 이상 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
상기 세라믹층에 형성된 내부 전극은 비아로 연결함으로써, 코일부를 구성한다.
상기 내부 전극이 형성된 복수 개의 세라믹층을 적층하고 상기 코일부의 상부와 하부에 내부 전극이 형성되지 않은 복수 개의 세라믹층을 적층하여 커버부를 형성함으로써, 바디를 형성한다.
상기 내부 전극이 형성된 복수 개의 세라믹층은 적층되어 액티브부를 구성하며, 상기 내부 전극이 형성되지 않은 복수 개의 세라믹층은 코일부의 상부와 하부에 적층되어 커버부를 구성한다.
상기 액티브부를 구성하는 내부 전극이 형성된 복수 개의 세라믹층과 커버부를 구성하는 내부 전극이 형성되지 않은 복수 개의 세라믹층은 서로 다른 세라믹 재료를 포함함으로써, 소결 후 내부에 포함된 그레인 사이즈가 서로 다르게 조절할 수 있다.
구체적으로, 상기 액티브부를 구성하는 세라믹층과 커버부를 구성하는 세라믹층에 포함되는 소결 조제의 재료와 함량을 서로 달리함으로써, 소결 후 커버부 내에 포함된 그레인 사이즈가 액티브부 내에 포함된 그레인 사이즈보다 크게 조절할 수 있다.
다음으로, 상기 바디의 표면에 세라믹 재료를 포함하는 보호층을 형성한다.
상기 보호층은 상기 바디의 폭 방향 양 측면 및 두께 방향 상하면에 배치될 수 있으며, 상기 바디의 표면 전체에 배치될 수도 있다.
상기 보호층이 포함하는 세라믹 재료 중 소결 조제의 재료 및 함량을 상기 바디 내부의 소결 조제의 재료 및 함량과 서로 다르게 조절함으로써, 상기 보호층 내 그레인 사이즈가 상기 바디 내 그레인 사이즈보다 크게 조절한다.
끝으로, 보호층이 표면에 배치된 상기 바디의 외측에 외부전극 형성용 페이스트를 도포하여 외부전극을 형성한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예와 종래의 비교예의 주파수에 따른 임피던스 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9를 참조하면, 실시예는 본 발명의 일 실시형태에 따라 바디의 표면에 바디의 그레인 사이즈보다 큰 그레인 사이즈를 갖는 세라믹 그레인을 포함하는 보호층을 배치한 경우이고, 비교예는 종래의 경우로서, 바디의 표면에 보호층을 배치하지 않은 경우를 나타낸다.
도 9의 그래프에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예인 바디의 표면에 바디의 그레인 사이즈보다 큰 그레인 사이즈를 갖는 세라믹 그레인을 포함하는 보호층을 배치한 경우, 비교예에 비하여 노이즈 제거 능력이 향상된 것을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예와 종래의 비교예의 인덕터의 강도를 비교한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 실시예는 본 발명의 일 실시형태에 따라 바디의 표면에 바디의 그레인 사이즈보다 큰 그레인 사이즈를 갖는 세라믹 그레인을 포함하는 보호층을 배치한 경우이고, 비교예는 종래의 경우로서, 바디의 표면에 보호층을 배치하지 않은 경우를 나타낸다.
도 10의 그래프에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예인 바디의 표면에 바디의 그레인 사이즈보다 큰 그레인 사이즈를 갖는 세라믹 그레인을 포함하는 보호층을 배치한 경우, 비교예에 비하여 인덕터의 강도가 향상된 것을 알 수 있다.
본 발명은 실시 형태에 의해 한정되는 것이 아니며, 당 기술분야의 통상의 지 식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환 및 변형이 가능하고 동일하거나 균등한 사상을 나타내는 것이라면, 본 실시예에 설명되지 않았더라도 본 발명의 범위 내로 해석되어야 할 것이고, 본 발명의 실시형태에 기재되었지만 청구범위에 기재되지 않은 구성 요소는 본 발명의 필수 구성요소로서 한정해석되지 아니한다.
100 : 인덕터 110 : 바디
111 : 액티브부 112 : 커버부
113 : 보호층 115a, 115b : 외부전극
120 : 코일부
111 : 액티브부 112 : 커버부
113 : 보호층 115a, 115b : 외부전극
120 : 코일부
Claims (22)
- 내부에 코일부가 배치된 바디; 및
상기 바디의 표면에 배치된 보호층;을 포함하며,
상기 바디는 코일부가 배치된 액티브부와 상기 코일부의 상부 및 하부에 배치된 커버부를 포함하고,
상기 보호층 내 그레인 사이즈는 상기 바디 내 그레인 사이즈보다 크고, 상기 커버부는 상기 액티브부와 상기 보호층 사이에 배치되며, 상기 액티브부와 상기 보호층은 상기 바디의 두께 방향으로 이격되되, 상기 바디는 금속 자성체 분말을 포함하고, 상기 보호층은 자성체를 포함하는 인덕터.
- 제 1항에 있어서,
상기 보호층 내 그레인 사이즈는 1.5 μm 이상인 인덕터.
- 제 1항에 있어서,
상기 바디 내 그레인 사이즈는 1.5 μm 이하인 인덕터.
- 제 1항에 있어서,
상기 보호층 내 기공율은 상기 바디 내 기공율보다 낮은 인덕터.
- 제 1항에 있어서,
상기 보호층의 평균 두께는 10㎛ 내지 20㎛인 인덕터.
- 제 1항에 있어서,
상기 커버부 내 그레인 사이즈는 상기 액티브부 내 그레인 사이즈보다 큰 인덕터.
- 제 1항에 있어서,
상기 커버부 내 기공율은 상기 액티브부 내 기공율보다 낮은 인덕터.
- 제 1항에 있어서,
상기 보호층은 상기 바디의 폭 방향 양 측면 및 두께 방향 상하면에 배치된 인덕터.
- 제 1항에 있어서,
상기 보호층은 상기 바디의 표면 전체에 배치된 인덕터.
- 제 9항에 있어서,
상기 코일부의 일 단부와 타 단부는 상기 보호층을 관통하여 상기 바디의 외측으로 노출된 인덕터.
- 제 1항에 있어서,
상기 코일부의 단부와 연결되도록 상기 바디의 외측에 배치된 외부전극;을 더 포함하며,
상기 보호층 및 상기 바디 내의 액티브부와 커버부는 세라믹 재료를 포함하는 인덕터.
- 내부에 코일부가 배치된 바디; 및
상기 바디의 표면에 배치된 보호층;을 포함하며,
상기 바디는 코일부가 배치된 액티브부와 상기 코일부의 상부 및 하부에 배치된 커버부를 포함하고,
상기 액티브부 내 그레인 사이즈(Ga), 상기 커버부 내 그레인 사이즈(Gb) 및 보호층 내 그레인 사이즈(Gc)는 Ga 〈 Gb 〈 Gc 를 만족하며, 상기 커버부는 상기 액티브부와 상기 보호층 사이에 배치되며, 상기 액티브부와 상기 보호층은 상기 바디의 두께 방향으로 이격되되, 상기 바디는 금속 자성체 분말을 포함하고, 상기 보호층은 자성체를 포함하는 인덕터.
- 제 12항에 있어서,
상기 보호층 내 그레인 사이즈는 1.5 μm 이상인 인덕터.
- 제 12항에 있어서,
상기 바디 내 그레인 사이즈는 1.5 μm 이하인 인덕터.
- 제 12항에 있어서,
상기 보호층 내 기공율은 상기 바디 내 기공율보다 낮은 인덕터.
- 제 12항에 있어서,
상기 보호층의 평균 두께는 10㎛ 내지 20㎛인 인덕터.
- 제 12항에 있어서,
상기 커버부 내 기공율은 상기 액티브부 내 기공율보다 낮은 인덕터.
- 제 12항에 있어서,
상기 보호층은 상기 바디의 폭 방향 양 측면 및 두께 방향 상하면에 배치된 인덕터.
- 제 12항에 있어서,
상기 보호층은 상기 바디의 표면 전체에 배치된 인덕터.
- 제 19항에 있어서,
상기 코일부의 일 단부와 타 단부는 상기 보호층을 관통하여 상기 바디의 외측으로 노출된 인덕터.
- 제 12항에 있어서,
상기 코일부의 단부와 연결되도록 상기 바디의 외측에 배치된 외부전극;을 더 포함하며,
상기 보호층 및 상기 바디 내의 액티브부와 커버부는 세라믹 재료를 포함하는 인덕터.
- 내부에 코일부가 배치된 바디; 및
상기 바디의 표면에 배치된 보호층;을 포함하며,
상기 바디는 코일부가 배치된 액티브부와 상기 코일부의 상부 및 하부에 배치된 커버부를 포함하고,
상기 보호층 내 그레인 사이즈는 상기 바디 내 그레인 사이즈보다 크고, 상기 커버부는 상기 액티브부와 상기 보호층 사이에 배치되며, 상기 액티브부와 상기 보호층은 상기 바디의 두께 방향으로 이격되되, 상기 바디는 금속 자성체 분말을 포함하고, 상기 보호층은 자성체 혹은 비자성체를 포함하며,
상기 보호층 내 그레인 사이즈는 1.5 μm 이상이고, 상기 보호층 내 기공율은 상기 바디 내 기공율보다 낮은 인덕터.
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