KR102064119B1 - 시트 타입 인덕터 - Google Patents
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Abstract
지지부재; 상기 지지부재의 적어도 부분적으로 가공된 공간에 배치되는 코일; 및 상기 지지부재 및 상기 코일 주변의 공간을 채우는 바디부를 포함하고, 코일 주변에 성형한 자성체 수지 복합체를 압착하여 코일을 안정적으로 실장하는 인덕터 및 그 제조방법을 제공한다.
Description
아래의 실시예들은 인덕터, 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코일을 안정적으로 실장하는 인덕터 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전자 제품의 소형화, 박막화, 및 다기능화에 따라 칩 부품 역시 대전류의 부품을 요구할 수 있다.
또한, 인덕터(inductor)는 다양한 전자 장치 및 전기 장치에서 사용된다. 특히, 파워 인덕터는 대전류가 흐르는 전원 회로 또는 컨버터 회로 등에 사용될 수 있다.
실시예들은 코일이 안정적으로 실장되는 인덕터 및 그 제조방법에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 지지부재를 적어도 부분적으로 가공하여 캐비티를 형성하고, 그 캐비티에 코일을 안착시킴으로써 보다 안정적으로 코일을 실장할 수 있는 기술을 제공한다. 또한, 실시예들은 코일 주변에 성형된 자성체 수지 복합체를 압착할 수 있다.
일실시예에 따른 인덕터는 지지부재의 적어도 부분적으로 가공된 공간에 배치되는 코일; 및 상기 지지부재 및 상기 코일 주변의 공간을 채우는 바디부를 포함한다. 이 때, 상기 바디부는 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물이 혼합된 자성체 수지 복합체로 이루어져 상기 지지부재와 상기 코일을 매설할 수 있다. 여기서, 코일은 권선 공법에 의하여 형성될 수 있다.
상기 코일의 인출 단자는 외부 전극과 연결될 수 있고, 상기 바디부는 적어도 둘 이상의 입자크기의 상기 금속 자성체 분말로 충진될 수 있다.
상기 자성체 수지 복합체는 시트 형태로 성형되어, 상기 지지부재의 적어도 일면에 적층되어 압착 및 경화될 수 있다.
상기 자성체 수지 복합체는 상기 지지부재의 상면에 압착 및 경화되어 상기 코일을 매설하는 제1 자성체 시트; 및 상기 지지부재의 하면에 압착 및 경화되는 제2 자성체 시트를 포함하고, 상기 제1 자성체 시트 및 상기 제2 자성체 시트가 압착되어, 상기 코일이 칩 내에 중앙 배치될 수 있다.
다른 실시예에 따른 인덕터 제조방법은 기 제작된 지지부재의 적어도 부분적으로 가공된 공간에 코일을 안착시키는 단계; 및 상기 지지부재 및 상기 코일 주변의 공간에 자성체 수지 복합체를 부가하여 압착 및 경화하는 단계를 포함한다.
상기 자성체 수지 복합체를 부가하여 압착 및 경화하는 단계는 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물을 혼합한 상기 자성체 수지 복합체를 시트 형태로 성형한 제1 자성체 시트를 상기 지지부재의 상면에 압착 및 경화하는 단계; 및 상기 자성체 수지 복합체를 시트 형태로 성형한 제2 자성체 시트를 상기 지지부재의 하면에 압착 및 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예들은 코일을 안정적으로 실장하는 자성체 시트 공법을 사용함으로써, 생산성을 향상시키고 금형 몰드비를 절감할 수 있는 인덕터 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 인덕터를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 B-B' 절단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 지지부재의 적어도 일부를 가공함으로써 형성되는 캐비티를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 캐비티가 형성된 지지부재의 평면도를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 인덕터의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 인덕터의 실장 공간을 설명하기 위한 도면이다.
도 8는 일 실시예에 따른 인덕터의 코일을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 다양한 실시예들에 따라 인덕터를 제작하는 공정을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 인덕터의 고정 프레임의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 인덕터의 고정 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 절단(Dicing) 후 코일 틀어짐을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 내지 도 17은 일 실시예에 따른 절단(Dicing) 후 칩 내부 조직을 나타낸 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 인덕터 제조방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 시트 압착을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 인덕터를 대량 생산하는 공정 중 일부를 나타낸 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 절단에 의한 바디부의 표면을 나타낸 도면이다.
도 22는 일 실시예에 따른 고정 프레임의 사이즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 다른 실시예에 따른 바디부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 B-B' 절단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 지지부재의 적어도 일부를 가공함으로써 형성되는 캐비티를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 캐비티가 형성된 지지부재의 평면도를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 인덕터의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 인덕터의 실장 공간을 설명하기 위한 도면이다.
도 8는 일 실시예에 따른 인덕터의 코일을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 다양한 실시예들에 따라 인덕터를 제작하는 공정을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 인덕터의 고정 프레임의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 인덕터의 고정 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 절단(Dicing) 후 코일 틀어짐을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 내지 도 17은 일 실시예에 따른 절단(Dicing) 후 칩 내부 조직을 나타낸 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 인덕터 제조방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 시트 압착을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 인덕터를 대량 생산하는 공정 중 일부를 나타낸 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 절단에 의한 바디부의 표면을 나타낸 도면이다.
도 22는 일 실시예에 따른 고정 프레임의 사이즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 다른 실시예에 따른 바디부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 인덕터를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 파워 인덕터로 사용될 수 있는 인덕터(10)는 바디부(11), 외부 전극들(12, 13) 및 코일(미도시)을 포함한다. 바디부(11)는 인덕터(10)의 내부를 충진하는 동시에 칩 외형을 형성하는 것으로, 코일(120) 주변의 공간을 채운다. 이러한, 바디부(130)는 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물이 혼합된 자성체 수지 복합체로 이루어질 수 있다.
코일의 양 종단들 각각은 외부 전극들(12, 13) 각각과 접속한다. 이 때, 도 1은 외부 전극들(12, 13)이 인덕터(10)의 양 단에 배치되는 것을 도시하고 있으나, 외부 전극들(12, 13) 각각의 위치는 설계상, 공정상의 필요에 의하여 다양하게 결정될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 B-B' 절단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 코일(14) 주변의 공간은 바디부(11)에 의하여 채워지며, 코일(14)의 양 종단들 각각은 외부 전극들(12, 13)과 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 코일(14)은 바디부(11)의 중앙에 위치할 수도 있으며, 설계상 또는 제조 공정 상의 필요에 의하여 바디부(11)의 상단 또는 하단에 위치할 수도 있다.
아래에서 상세히 설명하겠지만, 본 발명의 실시예들에 의하면, 코일(14)은 기판을 포함하는 지지부재(미도시)의 적어도 일부를 이용하여 형성된 캐비티 내에 안착되고, 그 코일의 주변 공간은 자성체 수지 복합체로 채워질 수 있다. 이를 통하여 코일(14)은 안정적으로 바디부(11) 내에 실장될 수 있을 뿐만 아니라, 인덕터(10)도 소형화될 수 있다.
도 3은 지지부재의 적어도 일부를 가공함으로써 형성되는 캐비티를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 지지부재(110)는 동박적층판(Copper Clad Lamination; CCL), 압연동판, NiFe 압연동판, Cu 합금판, 페라이트(ferrite) 기판, 플렉서블(flexible) 기판 등이 사용될 수 있다. 여기서, PCB 기판 대신에 페라이트(ferrite) 기판이 지지부재(110)로서 사용될 수 있고, 페라이트 기판은 투자율을 상승시킴으로써 인덕턴스 용량 특성을 개선할 수 있다. 또한, 페라이트 투자율을 상승시킬 뿐만 아니라, 코일을 보다 더 안정적으로 고정할 수 있다.
지지부재(110)의 적어도 일부를 가공함으로써 형성된 캐비티(111)에는 코일의 인출 단자 및 코일이 배치될 수 있다. 이 때, 지지부재(110)의 적어도 일부를 '가공'하여 캐비티를 형성한다는 것은 지지부재의 적어도 일부를 물리적, 광학적이나 화학적으로 변형, 제거함으로써 캐비티를 형성하는 것뿐만 아니라 두 개 이상의 지지부재들을 이용하여 구성되는 구조를 통하여 캐비티를 형성하는 것을 포함한다.
아래에서 다시 설명하겠지만, 본 발명의 실시예들은 지지부재(110)의 적어도 일부를 가공하여 형성된 캐비티에 코일을 배치함으로써 코일의 위치를 안정적으로 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 인덕터를 더욱 소형화할 수 있다. 뿐만 아니라, 지지부재(110)로써 페라이트 기판과 같은 원하는 특성을 갖는 재료를 사용하는 것은 투자율을 상승시키고 코일의 위치를 안정적으로 유지하는 데에 도움을 줄 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 캐비티가 형성된 지지부재의 평면도를 나타낸 도면이다.
도 4(a)를 참조하면, 지지부재(110)의 적어도 일부의 공간에는 캐비티(111)가 형성된다. 도 4(b)를 참조하면, 지지부재(110)의 적어도 일부의 공간을 가공함으로써 형성된 캐비티(111)는 코일을 수용할 만큼의 충분한 크기를 갖는다. 이 때, 도시된 캐비티 가로 길이는 캐비티의 세로 길이보다 클 수 있다.
도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 캐비티(111)는 코일뿐만 아니라 코일의 인출 단자를 수용할 수 있는 공간을 갖고 있으나, 본 발명의 실시예들에 의한 캐비티(111)는 코일의 인출 단자를 수용할 수 있는 공간을 갖지 않을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 의한 캐비티(111)의 크기 및 형상은 설계상, 제조 공정상의 필요에 의하여 다양할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 인덕터의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 인덕터(100)는 지지부재(110), 코일(120), 및 바디부(130)를 포함한다. 인덕터(100)는 인덕터로써 전자/전기 장치들에 사용될 수 있으며, 특히, 대전류를 위한 파워 인덕터로써 사용될 수 있다.
지지부재(110)는 인덕터(100)의 제조를 위한 베이스 부재로서, 지지부재(110)는 동박적층판(Copper Clad Lamination; CCL), 압연동판, NiFe 압연동판, Cu 합금판, 페라이트(ferrite) 기판, 플렉서블(flexible) 기판 등을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 통해 설명한 바와 같이, 지지부재(110)에는 적어도 부분적으로 가공된 공간이 형성되고, 그 공간은 코일(120)을 수용하기 위한 충분한 크기를 갖는다. 이 때, 지지부재(110)의 적어도 일부를 '가공'하여 캐비티를 형성한다는 것은 지지부재의 적어도 일부를 물리적, 광학적이나 화학적으로 변형, 제거함으로써 캐비티를 형성하는 것뿐만 아니라 두 개 이상의 지지부재들을 이용하여 구성되는 구조를 통하여 캐비티를 형성하는 것을 포함한다.
이 때, 지지부재(110)를 위하여 다양한 기판들이 사용될 수 있다. 지지부재(110)는 절단 및 가공이 용이하고, 코일(120)의 위치 틀어짐 없이 실장 가능한 소재를 이용할 수 있으며, 시트 압착 충진 중 시트 변형에 의한 코일(120) 위치 변동 및 경화된 바(Bar)의 변형을 방지하기 위한 소재가 이용될 수 있다. 예를 들어, 지지부재(110)는 동박적층판(Copper Clad Lamination; CCL), 압연동판, NiFe 압연동판, Cu 합금판, 페라이트(ferrite) 기판, 플렉서블(flexible) 기판 등이 사용될 수 있다. 여기서, PCB 기판 대신에 페라이트(ferrite) 기판이 지지부재(110)로서 사용될 수 있고, 페라이트 기판은 투자율을 상승시킴으로써 인덕턴스 용량 특성을 개선할 수 있다. 또한, 페라이트 투자율을 상승시킬 뿐만 아니라, 코일을 보다 더 안정적으로 고정할 수 있다.
한편, 지지부재(110)의 적어도 부분적으로 가공된 공간은 가로 길이가 세로 길이보다 넓은 실장 공간으로 이루어져, 코일(120)이 가공된 공간 내에 안정적으로 배치되도록 할 수 있다.
또한, 지지부재(110)의 적어도 부분적으로 가공된 공간은 코일(120)의 본체와 두 개의 인출 단자들을 모두 수용할 수 있다. 두 개의 인출 단자들을 수용하는 공간은 구부러진 형상을 가질 수 있으며, 이것은 올곧은 형상에 비하여 두 개의 인출 단자들을 수용하는 공간에 대응하는 지지부재(110)의 면적을 증가시킬 수 있다.
코일(120)은 지지부재(110)의 적어도 부분적으로 가공된 공간에 배치되어, 바디부(130) 내에 안정적으로 안착된다. 여기서, 코일(120)은 권선 공법으로 형성된 권선 코일(winding coil)일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
그리고, 고용량 인덕터를 제공하기 위해서 코일(120)의 중간 홀(hole)에는 코어(core)가 형성될 수 있다.
바디부(130)는 인덕터(100)의 내부를 충진하는 동시에 칩 외형을 형성하는 것으로, 지지부재(110) 및 코일(120) 주변의 공간을 채운다. 이러한, 바디부(130)는 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물이 혼합된 자성체 수지 복합체로 이루어져 지지부재(110)와 코일(120)을 매설한다.
이때, 금속 자성체 분말은 Fe, Cr 또는 Si를 주성분으로 포함할 수 있고, 보다Fe-Ni, 구체적으로, 비정질 Fe, Fe 및 Fe-Cr-Si 등을 포함할 수 있다. 또한, 수지 혼합물은 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide) 및 액정 결정성 폴리머(Liquid Crystal Polymer; LCP) 중 적어도 하나 또는 이들의 결합을 포함할 수 있다.
바디부(130)는 적어도 둘 이상의 입자크기를 갖는 금속 자성체 분말이 충진될 수 있다. 실시예들은 서로 다른 크기의 바이모달(bimodal) 금속 자성체 분말을 사용하여 압착함으로써, 자성체 수지 복합체를 가득 채울 수 있어 충진율을 높일 수 있다.
특히, 자성체 수지 복합체는 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물이 시트 형태로 성형되어, 지지부재의 적어도 일면에 적층되어 압착된 이후에 경화될 수 있다. 예를 들어, 바디부(130)는 코일 인덕터의 높은 자성 특성과 DC-Bias를 얻기 위한 재료를 포함할 수 있으며, 특히 금속 자성체 분말과 수지 혼합물로서 금속 자성체 분말은 Fe, Cr, Si를 주성분으로 하는 조분과 미분을 사용하고, 수지 혼합물은 에폭시계 수지를 사용할 수 있다. 이를 통하여 소정 두께를 갖는 시트가 성형될 수 있다.
이러한 코일(120)과 지지부재(110)는 서로 공간(space gap)을 가지도록 배치되며, 코일(120)과 지지부재(110)가 서로 공간(space gap)을 가지도록 배치됨에 따라 형성되는 코일(120)과 지지부재(110) 사이의 공간부는 바디부(130)를 이루는 충진 부재에 의해 충진된다.
추가적으로, 인덕터(100)는 외부전극을 더 포함할 수 있으며, 외부전극은 코일(120)에서 외부로 노출된 인출 단자와 연결된다. 또한, 외부전극은 코일(120)의 인출 단자들 각각과 전기적으로 연결되며, 바디부(130)의 양 단부에 대응되는 위치에 형성된다. 이때, 외부전극은 Ag, Ag-Pd, Ni, Cu 등의 금속을 포함할 수 있으며, 외부전극의 표면에는 선택적으로 Ni 도금층 및 Sn 도금층이 형성될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 인덕터를 설명하기 위한 도면이다.
도 6(a)을 참조하면, 큰 지지부재(110)는 다수의 단위 지지부재(110-1)들을 포함한다.
도 6(b)은 하나의 단위 지지부재(110-1)을 나타낸 것으로서, 단위 지지부재(110-1)는 적어도 부분적으로 가공됨으로써 코일 및 코일의 인출 단자들을 위한 캐비티(111)가 형성될 수 있다. 여기서, 코일 및 코일의 인출 단자들을 위한 캐비티(111)에는 성형된 시트들이 적층되고, 적층된 시트들은 압착 및 경화된다. 이것은 일정한 위치에 배치된 코일(120)의 위치 틀어짐을 방지하고, 시트 유동에 의한 바(Bar) 변형을 제어한다.
도 6(c)를 참조하면, 단위 지지부재(110-1)에 형성된 캐비티(111)에는 코일(120)이 배치된다. 캐비티(111)는 코일(120)을 수용하기 위하여 충분히 큰 사이즈를 가질 수 있으며, 캐비티(111)에 코일(120)이 수용된 경우, 캐비티(111)와 코일(120) 사이에는 공간(space gap)이 생길 수 있다.
그리고, 지지부재(110-1) 및 코일(120) 위에는 자성체 수지 복합체를 성형한 자성체 시트가 적층될 수 있고, 적층된 자성체 시트는 가온 및 가압을 통하여 수지의 경화 온도에서 경화될 수 있다. 이때, 가해진 압력에 의하여 자성체 시트가 실장된 코일(120)과 지지부재(110-1)의 가공된 공간 사이의 공간(space gap)을 채울 수 있다. 한편, 코일(120)의 고정력을 높이기 위해 별도의 고정 수단을 사용할 수도 있다. 이러한 공간(space gap)을 채우는 동안 코일(120)이 고정되어 있고, 이후 자성체 시트의 충진이 완료되면 코일(120)은 자성체 시트에 의하여 속박되어 그 위치가 고정될 수 있다.
이어서, 지지부재(110-1)에서 자성체 시트를 적층시키지 않은 면에도 자성체 수지 복합체를 성형한 자성체 시트를 적층시켜 압착하여, 이전에 적층된 시트의 배면과 마주보고 접착되도록 한다. 즉, 코일(120)을 내장한 지지부재(110)를 양측에 자성체 시트를 적층시켜 압착한 다음, 경화가 진행되어 바(Bar) 형태로 만들어질 수 있다. 이어, 설계된 사이즈로 절단을 진행되어 개별 칩이 형성될 수 있다. 여기서, 절단(Dicing) 설비를 이용하여 개별 칩으로 자를 수 있으며, 블레이드(blade)나 레이저(laser) 등 기타 절단 방법을 적용할 수도 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 인덕터의 실장 공간을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 인덕터(100)를 구성하는 지지부재(110)에는 적어도 부분적으로 가공된 공간(111)이 형성되어, 코일(120)이 안정적으로 실장될 수 있다.
여기서, 지지부재(110)에 형성되는 적어도 부분적으로 가공된 공간(111)은 사각 형상과 같은 다각 형상 또는 코일(120)의 형태와 유사한 타원 형상 등으로 다양하게 구현될 수 있으며, 별도로 코일(120)의 두 개의 인출 단자가 배치되도록 실장 공간이 형성될 수 있다. 이때, 지지부재(110)의 적어도 부분적으로 가공된 공간(111)에 배치되는 코일(120)은 지지부재(110)와 서로 공간(space gap)을 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 코일(120)과 지지부재(110)가 서로 공간(space gap)을 가지도록 배치됨에 따라 코일(120)과 지지부재(110) 사이의 공간(space gap)은 바디부(130)를 이루는 충진 부재에 의해 충진될 수 있다. 코일(120)과 지지부재(110) 사이의 공간이 충진 부재에 의해 충진됨에 따라, 코일(120)의 위치는 보다 안정적으로 고정될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 인덕터의 코일을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 코일(120)은 지지부재의 적어도 부분적으로 가공된 공간에 배치된다. 여기서, 코일(120)은 권선 공법으로 형성된 권선 코일(winding coil)일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
또한, 지지부재(110)의 적어도 부분적으로 가공된 공간은 코일(120)의 본체와 두 개의 인출 단자들을 모두 수용할 수 있다. 두 개의 인출 단자들을 수용하는 공간은 구부러진 형상을 가질 수 있으며, 이것은 올곧은 형상에 비하여 두 개의 인출 단자들을 수용하는 공간에 대응하는 지지부재(110)의 면적을 증가시킬 수 있다.
또한, 두 개의 인출 단자들은 동일한 방향으로 구부러진 형상을 가질 수 있으며, 다른 방향으로 구부러진 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 두 개의 인출 단자들 중 어느 하나는 상부를 향하여 구부러질 수 있으며, 다른 하나는 하부를 향하여 구부러질 수 있다. 또한, 인출 단자들은 도 8에 도시된 바와 같이, 서로 대칭적인 형상을 가질 수도 있으며, 서로 비대칭적인 형상을 가질 수도 있다.
도 9 내지 도 11은 다양한 실시예들에 따라 인덕터를 제작하는 공정을 나타낸 도면이다.
도 9는 코일의 상부 주변 공간이 충진재로 채워진 인덕터의 제작 공정들을 나타낸다. 도 9의 공정 1010을 참조하면, 지지부재(1011)의 적어도 일부의 공간은 캐비티(1012)로서 가공된다. 이러한 가공은 물리적, 광학적, 화학적 수단에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 캐비티(1012)의 사이즈 및 형상은 설계상, 제작 공정상의 필요에 의하여 다양하게 결정될 수 있으며, 특히, 캐비티(1012)의 L 방향 가로 길이는 W 방향 세로 길이보다 크게 가공될 수 있다.
공정 1020을 참조하면, 캐비티(1012)의 내부에는 코일(1013, 예를 들어, 권선 코일)이 안착될 수 있으며, 코일(1013)이 안착된 이후에 충진재로 코일(1013) 주변 공간이 채워진다. 이 때, 충진재는 아래에서 설명하겠지만, 하나 이상의 자성체 복합 시트를 압착함으로써 채워질 수 있다.
도 10은 지지부재의 하부에 특정 재료를 추가한 이후에, 충진재로 코일 상부 주변 공간이 충진재로 채워진 인덕터의 제작 공정들을 나타낸다. 도 10의 공정 1110을 참조하면, 지지부재(1111)의 적어도 일부의 공간은 캐비티(1112)로서 가공된다.
*
*또한, 도 10의 공정 1120을 참조하면, 캐비티(1112)의 하부에는 특정 재료(1113)가 추가될 수 있다. 예를 들어, 점착제, 점착 테이프 등과 같은 재료가 캐비티(1112)의 하부에 추가될 수 있다.
또한, 도 10의 공정 1130을 참조하면, 캐비티(1112)의 내부에는 코일(1114, 예를 들어, 권선 코일)이 안착될 수 있으며, 공정 1140에서, 코일(1114)이 안착된 이후에 충진재로 코일(1114) 주변 공간이 채워진다.
또한, 공정 1150을 참조하면, 캐비티(1112)의 하부에 추가된 특정 재료는 제거된다.
도 11은 지지부재의 하부에 특정 재료를 추가한 이후에, 충진재로 코일 상부 주변 공간 및 하부 주변 공간이 충진재로 채워진 인덕터의 제작 공정들을 나타낸다. 도 11의 공정 1210을 참조하면, 지지부재(1211)의 적어도 일부의 공간은 캐비티(1212)로서 가공된다.
또한, 도 11의 공정 1220을 참조하면, 캐비티(1112)의 하부에는 특정 재료(1213)가 추가될 수 있다. 예를 들어, 점착제, 점착 테이프 등과 같은 재료가 캐비티(1212)의 하부에 추가될 수 있다.
또한, 도 11의 공정 1230을 참조하면, 캐비티(1212)의 내부에는 코일(1214, 예를 들어, 권선 코일)이 안착될 수 있으며, 공정 1240에서, 코일(1214)이 안착된 이후에 충진재로 코일(1214)의 상부 주변 공간이 채워진다.
또한, 공정 1250을 참조하면, 캐비티(1212)의 하부에 추가된 특정 재료는 제거된다.
또한, 도 11의 공정 1260을 참조하면, 충진재로 코일(1214)의 하부 주변 공간이 채워진다.
도 12는 일 실시예에 따른 인덕터의 고정 프레임의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 고정 프레임(112)이 존재하는지 여부 및 고정 프레임(112)의 형상에 따른 인덕터(100)의 형태와, 각각의 인덕터(100)를 L 방향(Length)과 W 방향(Width)으로 자른 단면을 비교할 수 있다. 여기서, 고정 프레임(112)은 지지부재(110)에 형성되는 것으로, 코일(120)을 물리적을 지지함으로써, 코일(120)의 위치를 고정시킨다. 그리고, 고정 프레임(112)의 형상에 따라 지지부재(110)에 형성되는 적어도 부분적으로 가공된 공간의 형상 또한 변경될 수 있다.
도 12의 (a)에 도시된 인덕터는 코일(120)의 위치를 고정시키는 고정 프레임(112)을 포함하지 않는다. 이러한 인덕터에서, 실장 공간 내에서 코일(120)을 자유롭게 위치시킬 수 있으므로, 설계자는 높은 위치 결정 정밀도를 가지고 코일(120)을 위치시킬 수 있다. 다만, 코일(120)의 크기와 형태의 산포가 상대적으로 커질 수 있으므로, 코일(120)의 로딩하거나 삽입하는 것에 대한 실패율이 상대적으로 높을 수 있다.
도 12의 (b) 및 (c)의 경우에, 코일(120)의 위치를 고정시키는 고정 프레임(112)을 포함한다. 이러한 인덕터에서, 실장 공간 내에서 코일(120)은 도 9의 (a) 케이스보다 덜 자유롭게 위치시킬 수 있으므로, 설계자는 상대적으로 낮은 위치 결정 정밀도를 가지고 코일(120)을 위치시킬 수 있다. 다만, 도 9의 (a) 케이스보다 코일(120)의 크기와 형태의 산포가 상대적으로 작을 수 있으므로, 코일(120)의 로딩하거나 삽입하는 것에 대한 실패율이 상대적으로 낮을 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 인덕터의 고정 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
*도 13을 참조하면, 인덕터(100)는 도 1에서 설명한 바와 같이 지지부재(110)의 내부에 적어도 부분적으로 가공된 공간(111)이 형성되고, 상기 가공된 공간에 배치되는 코일(120), 및 상기 지지부재(110)와 코일(120)을 매설하는 바디부(130)를 포함한다.
지지부재(110)의 내부에 적어도 부분적으로 가공된 공간(111)이 형성되어 코일(120)이 배치될 수 있으며, 코일(120)의 위치를 고정하기 위해 가공된 공간의 내측에 고정 프레임(112)이 형성될 수 있다. 이러한, 고정 프레임(112)은 지지부재(110)를 가공하여 형성되는 것으로, 다양한 형상이 가능하며 아래에서 예를 들어 설명하기로 한다.
도 13의 (a)을 참조하면, 코일(120)의 안정적인 실장을 위해 고정 프레임(112)이 형성될 수 있다. 특히, 코일(120)의 위치를 고정시킬 수 있도록 코일(120)의 상부에 바 형태의 고정 프레임(112)이 형성되고, 코일(120)의 하부에는 돌출된 형태의 2 개의 고정 프레임(112)이 형성될 수 있다. 여기서, 고정 프레임(112)은 그 형상에 제한은 없으나 코일(120)과 일정 간격 이격되게 형성되고, 코일(120)의 타원 형상을 가이드 할 수 있도록 끝단이 코일을 따라 곡면 또는 빗면으로 형성될 수 있다.
이 때, 가운데 삽입된 지지부재(110) 또는 지지부재(110)의 고정 프레임(112)은 다이싱 블레이드(Dicing Blade) 폭 등에 의하여 절단되어 없어지는 영역(Dicing Kerf 영역)보다 작게 설계된 경우에는 제작된 인덕터(100) 내에 잔존하지 않으나, 코일(120)의 위치 고정 정밀도를 향상시키기 위하여 지지부재(110)가 코일(120)에 근접해 있을 때는 지지부재(110) 또는 지지부재(110)의 고정 프레임(112)의 일부분이 코일(120) 내부에 잔존할 수 있다.
도 13의 (b)는 고정 프레임(112)의 다른 예로, 코일(120)의 위치를 고정시킬 수 있도록 평면상에서 코일(120)의 상부에 돌출된 형태의 2개의 고정 프레임(112)이 형성되고, 코일(120)의 하부에도 돌출된 형태의 2 개의 고정 프레임(112)이 형성될 수 있다. 여기서, 고정 프레임(112)은 코일(120)과 일정 간격 이격되게 형성되고, 코일(120)의 타원 형상을 가이드 할 수 있도록 끝단이 코일(120)을 따라 곡면 또는 빗면으로 형성될 수 있다.
마찬가지로, 가운데 삽입된 지지부재(110) 또는 지지부재(110)의 고정 프레임(112)은 다이싱 블레이드(Dicing Blade) 폭 등에 의하여 절단되어 없어지는 영역(Dicing Kerf)보다 작게 설계된 경우에는 제작된 인덕터(100) 내에 잔존하지 않으나, 코일(120)의 위치 고정 정밀도를 향상시키기 위하여 지지부재(110)가 코일(120)에 근접해 있을 때는 지지부재(110) 또는 지지부재(110)의 고정 프레임(112)의 일부분이 코일(120) 내부 또는 외부에 잔존할 수 있다.
도 13의 (c)는 고정 프레임(112)이 별도로 형성되지 않은 인덕터(100)의 예를 나타낸 것이다.
도 14는 일 실시예에 따른 절단(Dicing) 후 코일 틀어짐을 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 지지부재(110)와 코일(120) 주위에 자성체 시트를 압착 및 경화한 다음, 생성된 벌크(Bulk) 구조물을 절단(Dicing)하여 개별 칩을 생성할 수 있다. 구체적으로, 벌크(Bulk) 구조물은 다수개의 코일(120)이 규칙적으로 배열되어 있고, 자성체 수지 복합체로 이루어진 자성체 시트에 의하여 코일(120) 주위가 충진된 바(Bar) 형태로 이루어진다. 이러한, 벌크(Bulk) 구조물을 설계된 칩 크기로 가로, 세로 방향으로 절단하여 개별 칩의 형태로 만듦으로써, 절단 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, SAW를 이용하는 절단(Dicing) 설비를 적용하여 개별 칩 형태로 절단할 수 있으며, 블레이드(blade)나 레이저(laser) 등 기타 절단 방법을 적용하는 것도 가능하다.
이와 같은 절단에 의해 지지부재(110)에 배치된 코일(120)의 틀어짐 현상이 발생할 수 있는데, 아래에서는 이를 확인하기 위한 예를 나타낸다.
도 14의 (a)에서, 지지부재(110)의 적어도 부분적으로 가공된 공간은 고정 프레임(112)이 가공된 공간 내측으로 돌출 형성된 고정 프레임(112)을 포함한다. 다시 말하면, 고정 프레임(112)은 평면상에서 코일(120)의 상부에 일정 간격 이격되어 2개 배치된다. 또한, 도 14의 (b)에서는, 돌출 형성된 고정 프레임(112)이 평면상에서 코일(120)의 상, 하부에 각각 2개씩 일정 간격 이격되어 배치되고, 도 14의 (c)는 고정 프레임(112)이 가로 방향의 바 형태로 코일(120)의 상부에 배치된다.
각각의 경우에 대해서, 벌크(Bulk) 구조물을 개별 칩 형태로 절단 후, 자성체 수지 복합체 내 코일(120) 위치 정밀도를 NDT로 확인한 결과, 코일(120)의 위치 틀어짐 없이 양호한 상태가 유지되는 것을 알 수 있으며, 측면으로 노출되는 코일(120)이 없으므로 외관 불량이 없는 품질이 우수한 개별 칩을 얻을 수 있다.
도 15 내지 도 17은 일 실시예에 따른 절단(Dicing) 후 칩 내부 조직을 나타낸 도면이다.
도 15 및 도 16의 (a)는, 도 13의 (a)와 동일한 구조를 갖는 인덕터의 L 방향 단면 및 W 방향 단면을 나타낸다. 즉, 도 15 및 도 16의 (a)는, 코일(120)의 위치를 고정시킬 수 있도록 코일(120)의 상부에 바 형태의 고정 프레임(112)이 형성되고, 코일(120)의 하부에 돌출된 형태의 2 개의 고정 프레임(112)이 형성된 인덕터의 방향 단면 및 W 방향 단면을 나타낸다. 특히, 도 15 (a)의 W 방향 단면을 살펴 보면, 코일의 오른쪽 상단에 바 형태의 고정 프레임(112)이 존재하는 것을 확인할 수 있다.
도 15 및 도 16의 (b)는, 도 13의 (b)와 동일한 구조를 갖는 인덕터의 L 방향 단면 및 W 방향 단면을 나타낸다. 도 15 및 도 16의 (b)는 코일(120)의 위치를 고정시킬 수 있도록 코일(120)의 상부에 돌출된 형태의 2개의 고정 프레임(112)이 형성되고, 코일(120)의 하부에도 동일한 돌출된 형태의 2 개의 고정 프레임(112)이 형성된 인덕터의 방향 단면 및 W 방향 단면을 나타낸다.
도 15 및 도 16의 (c)는, 도 13의 (c)와 동일한 구조를 갖는 인덕터의 L 방향 단면 및 W 방향 단면을 나타낸다. 도 15 및 도 16의 (b)는 별도의 고정 프레임(112)이 형성되지 않은 인덕터의 방향 단면 및 W 방향 단면을 나타낸다.
도 17은, 도 15 및 도 16의 (c)와 동일한 구조를 갖는 인덕터의 W 방향 단면에 대한 확대도를 나타낸다.
도 17을 참조하면, 이와 같이, 지지부재(110)와 코일(120) 주위에 자성체 시트를 압착 및 경화한 다음, 생성된 구조물을 절단(Dicing)하여 개별 칩을 생성할 수 있는데, 칩 형태에 따른 절단 공정 후 코일(120) 변형을 칩 구조의 예를 통해 확인할 수 있다.
결과적으로, 압착 압력에 의한 코일(120) 변형이 거의 없으며, 코일(120)을 절연하고 있는 절연층을 자성체 금속(Metal)이 침투하여 절연 저항을 저하시키는 현상도 발생하지 않는다. 또한, 내부에 수지 계열의 내부 바디부(130)의 재료와 반응에 의하여, 바디부(130)의 강도나 납내열 특성 등에 영향을 미치는 크랙 등이 발견되지 않는다.
그리고, 인덕턴스 값에 영향을 미치는 금속(Metal) 충진율 역시 높은 인덕터 특성을 가지며, 절연층 파괴가 발생하지 않아 내전압 특성 파괴 전압(Breakdown Voltage; BDV)이 개선될 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 인덕터 제조방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 18에 도시된 인덕터를 제조하는 공정들은 도 9 내지 도 11에서 설명한 공정들을 보다 간략하게 나타낸다. 여기서, 중복되는 내용은 생략하고 주요 구성을 중심으로 설명하기로 한다.
도 18의 (a)에 도시된 바와 같이, 먼저 지지부재(110)는 적어도 부분적으로 가공된 공간(111)을 가지고 있다. 이러한, 지지부재의 적어도 부분적으로 가공된 공간(111)은 코일(120)을 배치하는 실장 공간이 될 수 있으며, 코일(120)과 지지부재(110)는 서로 공간(space gap)을 가지도록 형성될 수 있다.
도 18의 (b)에 도시된 바와 같이, 기 제작된 지지부재(110)의 적어도 부분적으로 가공된 공간(111)에 코일(120)을 안착시킨다. 여기서, 코일(120)은 권선 공법으로 형성된 권선 코일(winding coil)일 수 있다.
또한, 지지부재(110)의 적어도 부분적으로 가공된 공간은 코일(120)의 본체와 두 개의 인출 단자들을 모두 수용할 수 있다. 두 개의 인출 단자들을 수용하는 공간은 구부러진 형상을 가질 수 있으며, 이것은 올곧은 형상에 비하여 두 개의 인출 단자들을 수용하는 공간에 대응하는 지지부재(110)의 면적을 증가시킬 수 있다. 이러한 공간에 수용되는 코일(120)의 인출 단자들은 외부전극과 접속될 수 있다.
추가적으로, 코일(120)을 안착시키는 단계에서, 코일(120)의 적어도 한 방향 이상에 배치되어 코일(120)의 위치를 고정하는 고정 프레임(112)이 지지부재(110)에 형성될 수 있다. 즉, 지지부재의 적어도 부분적으로 가공된 공간(111)에 형성된 고정 프레임(112)에 의해 코일(120)의 위치를 고정시킬 수 있다. 여기서, 고정 프레임(112)은 지지부재(110)와 동일 소재로 가공을 통해 형성되는 것이 가능하다.
그리고, 도 18의 (c)에 도시된 바와 같이, 인덕터(100)의 바디부(130)를 형성하기 위하여, 지지부재(110) 및 코일(120) 주변 공간에 자성체 수지 복합체를 부가하여 지지부재(110)와 코일(120)을 매설하고, 이러한 자성체 수지 복합체를 압착 후 경화시킨다. 즉, 지지부재(110)와 코일(120) 주변 공간에 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물이 혼합된 자성체 수지 복합체를 부가하여 지지부재(110)와 코일(120)을 매설함으로써 바디부(130)를 형성할 수 있다.
특히, 자성체 수지 복합체는 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물이 시트 형태로 성형되어, 지지부재(110)의 적어도 일면에 적층되어 압착되고, 이를 경화하여 형성될 수 있다. 여기서, 바디부(130)는 적어도 둘 이상의 입자크기의 금속 자성체 분말이 충진될 수 있는데, 서로 다른 크기의 금속 자성체 분말을 사용하여 압착함으로써, 자성체 수지 복합체를 가득 채울 수 있어 충진율을 높일 수 있다.
더 구체적으로, 자성체 수지 복합체를 부가하여 압착 및 경화하기 위해서, 먼저 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물을 혼합한 자성체 수지 복합체를 시트 형태로 성형한 제1 자성체 시트(131)를 지지부재(110)의 상면에 압착하여 경화시킬 수 있다. 이후, 자성체 수지 복합체를 시트 형태로 성형한 제2 자성체 시트(132)를 지지부재(110)의 하면에 압착하여 경화시킬 수 있다.
제2 자성체 시트(132)를 지지부재(110)의 하면에 압착 및 경화하는 단계에서, 제2 자성체 시트(132)와 제1 자성체 시트(131) 상부에 압착 및 경화되는 시트의 적층 수를 조절하여, 코일(120)이 칩 내에 중앙 배치되게 할 수 있다.
이와 같이, 인덕터(100)를 제조하기 위해 자성체 시트 공법을 사용하여 기존의 권선 코일의 공법에 비해서, 생산성을 향상시킬 수 있고 금형 몰드비를 절감할 수 있다.
그리고, 도시되지는 않았지만 지지부재와 자성체 수지 복합체를 절단하여 개별 칩 단위로 절단함으로써 개별 칩(인덕터(100))을 생산하는 공정을 추가할 수 있다.
또한, 상기의 절단 공정을 수행한 후, 바디부(130)를 이루는 자성체 수지 복합체의 표면에 절연층을 형성하여 도금 번짐을 방지할 수 있다. 여기서, 절연층은 Si를 포함하는 유리(glass)계 물질, 절연 수지, 그리고 플라스마(plasma) 중 하나 이상에 의해 형성될 수 있다.
더욱이, 도금 번짐을 방지하기 위하여 절단된 바디부(130) 표면은 요철을 최소화하여 도금 전류 인가 시에 전류 집중을 막을 수 있다. 즉, 바디부(130)는 금속 자성체 분말의 절단되어 노출된 면이 평탄화된 반구형 또는 구의 일부분이 잘려나간 형상을 이루어, 표면이 평평한 구조로 구현됨으로써 도금 전류 인가 시 전류 집중을 방지할 수 있다.
그리고 바디부(130)에 절연층을 형성한 후, 절연층이 형성되지 않은 코일(120)의 인출단자에 Cu 선도금을 수행할 수 있다. 상기 선도금층에 Ni, Sn 중 적어도 하나를 도포하여 외부전극이 형성되거나, Ag, Cu 중 적어도 하나를 도포한 후, Ni, Sn 중 적어도 하나 이상을 도포하여 외부전극이 형성될 수 있다.
구체적으로, 절연 물질이 도포되지 않은 외부로 노출된 전극 인출단자(외부전극 형성 단자) 부분을 Cu 도금으로 두께를 소정 두께 이상으로 형성시켜, 외부전극(140) 도포를 추가하지 않고 Ni, Sn 도금을 하도록 할 수 있다. 이에 따라, 외부전극(140) 단자간의 접촉력을 높이고 외부전극(140)을 형성하기 위한 Ag, Cu 등을 별도로 도포하지 않아도 된다.
한편, Cu 선도금층 위에 Ag, Cu 중 적어도 하나 이상이 추가 도포되어 외부전극(140)을 형성하게 되는 경우에는, 보다 넓은 내, 외부 접촉 면적을 확보함으로써 보다 낮은 저항을 얻을 수 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 시트 압착을 설명하기 위한 도면이다.
도 19의 (a)는, 지지부재(110) 및 코일(120)의 상부에 제1 자성체 시트(131)를 적층시켜 1차 압착 공정을 수행한다.
이후, 도 19의 (b)는, 1차 압착된 구조물을 상하 방향을 전환(180도 회전)시켜 지지부재(110) 및 코일(120)에서 제1 자성체 시트(131)가 형성되지 않은 방향으로, 제2 자성체 시트(132)를 적층시켜 2차 압착 공정을 수행한다. 이때, 제2 자성체 시트(132)와 제1 자성체 시트(131) 상부에 압착 및 경화되는 시트의 적층 수를 조절하여, 코일(120)이 칩 내에 중앙 배치되게 할 수 있다.
예를 들어, 도시된 바와 같이, 1차 압착 상면의 외부에는 자성체 시트 1장을 적층시키고, 제2 자성체 시트(132)는 3장 적층시켜 압착 후 경화시킬 수 있다. 이때, 자성체 시트는 동일한 정수압 조건에서 충진하는 것이 좋다.
따라서, 코일(120)이 칩 T방향으로 가운데 위치하도록 성형 시트를 아래, 위 각각 다르게 적용하여, 중앙에 코일(120)을 위치시킬 수 있다. 이후, 진공 가압에서 수지 경화를 진행하여 바(Bar) 타입으로 제작할 수 있다.
도 20은 일 실시예에 따른 인덕터를 대량 생산하는 공정 중 일부를 나타낸 도면이다.
도 20은 지지부재(110) 상에, 코일(120)을 다수 개 형성한 다음 어셈블리(200) 전체를 자성체 수지 복합체로 충진하여 바디부(130)를 형성하는 형상을 나타낸다. 자성체 수지 복합체로 충진된 벌크 형태의 어셈블리(200)를 절단(Dicing)하여 복수개의 개별 인덕터(100)를 얻을 수 있다.
다른 실시예로는, 지지부재(110) 상에, 코일(120)을 다수 개 형성한 다음 얻고자 하는 인덕터(100)의 단위로 개별적으로 자성체 수지 복합체를 충진할 수 있다. 이 경우에는 지지부재(110)만 절단(Dicing)하여 복수개의 인덕터를 얻을 수 있다.
도 21은 일 실시예에 따른 절단에 의한 바디부의 표면을 나타낸 도면이다.
인덕터 바디부(130)의 재료인, 자성체 수지 복합체의 도전성 때문에 발생하는 도금 번짐을 방지하기 위하여, 바디부(130) 표면을 실리카(Silica) 또는 절연수지 등을 이용하여 코팅 후, 코일(120)의 내, 외부 인출단자에는 외부전극 재료(Cu, Ag, Ni)를 도포하여 도금을 할 수 있다.
절단 공정을 수행한 후, 바디부(130)에 절연층을 형성하여 도금 번짐을 방지할 수 있다. 예를 들어, 바디부(130)의 재료인 자성체 수지 복합체 중 금속 자성체 분말은 Fe를 주성분으로 하는 금속(Metal)이 사용될 수 있으며, 이는 외부전극 형성 후 도금 진행 시 도금 번짐이 발생할 수 있다.
이에 따라, 도금 번짐을 방지하기 위하여 바디부(130) 표면의 요철을 최소화하여 도금 전류 인가 시 전류 집중을 막을 수 있다. 즉, 바디부(130)는, 도 21에 도시된 바와 같이, 금속 자성체 분말의 절단되어 노출된 면이 평탄화된 반구형 또는 구의 일부분이 잘려나간 형상을 이루어, 표면이 평평한 구조로 구현됨으로써 도금 전류 인가 시 전류 집중을 방지할 수 있다.
추가적으로, 도금 번짐을 방지하기 위하여 바디부(130)의 표면(외부 전극에 대응하는 부분을 제외한 부분)에 절연층을 도포할 수 있다. 절연층은 Si를 포함하는 유리(glass)계 물질, 절연 수지, 그리고 플라스마(plasma) 중 하나 이상에 의해 형성될 수 있는데, 구체적으로 Si를 포함한 유리계 또는 절연 수지를 인쇄 및 디핑(dipping)으로 도포하며, 절연물은 플라스마(plasma) 처리하기도 한다. 예를 들어, 바디부(130)의 측면과 상, 하면에 절연 고분자를 도포하여 경화시킴으로써 도금 번짐을 방지할 수 있다.
코일(120)의 일부가 외부로 인출되어, 인출 단자에 Cu 도금의 선도금층이 형성될 수 있다. 특히, Cu 도금의 선도금층은, 바디부(130)에 절연층을 형성한 후, 절연 물질이 도포되지 않은 외부로 노출된 전극 인출단자(외부전극 형성 단자) 부분에 대해 Cu 선도금을 수행함으로써, 형성될 수 있다. 구체적으로, 외부전극 단자간의 접촉력을 높이고 외부전극을 형성하기 위한 Ag, Cu 등을 별도로 도포하지 않기 위하여, 코일의 인출단자 부분을 소정 두께 이상으로 Cu 도금하여, 이후에 별도의 Ag, Cu 등의 외부전극 도포를 추가하지 않고 Ni, Sn 도금을 수행하도록 할 수 있다.
한편, Cu 선도금층 위에 Ag, Cu 중 적어도 하나 이상이 도포되어 외부전극을 형성하게 되는 경우에는 보다 넓은 내, 외부 접촉 면적을 확보하여 낮은 저항을 얻을 수 있다.
도 22는 일 실시예에 따른 고정 프레임의 사이즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 22의 (a)는 인덕터의 개략적인 구조를 나타내는 도면이고, 도 22의 (b)는 가공 후 인덕터의 일부 절단된 사시도를 나타내는 도면이다.
도 22의 (a) 및 (b)를 참조하면, 지지부재의 적어도 부분적으로 가공된 공간은 코일(120) 고정에 따른 불필요한 가공부가 증가하거나 용량 손실이 발생할 수 있어, 최소의 고정 프레임(112)을 사용하게 할 수 있다. 이를 위해, 고정 프레임(112)의 비율은 하기 식과 같이 나타낼 수 있다.
0.01 > (a1+a2+...+an)/A > 0.6
여기서, a1과 a2, ... , an은 고정 프레임(112)의 가로 길이(length)를 나타내고, A는 인덕터(100)의 전체 가로 길이를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 식의 값이 0.01인 경우에는 코일(120) 위치가 불안정해질 수 있고, 0.06인 경우에는 용량저하가 발생할 수 있다. 이때, 고정 프레임(112)의 형상은 원형, 사각 등 다양하게 구현될 수 있다.
이와 같이, 지지부재(110)의 가로 길이(length) 비율을 설정함으로써, 높은 정격전류 및 낮은 DC저항에 고정밀 실장이 가능해진다.
도 23은 다른 실시예에 따른 바디부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 23을 참조하면, 인덕터(100)는 지지부재(110)의 내부에 적어도 부분적으로 가공된 공간(111)이 형성되고, 상기 가공된 공간에 배치되는 코일(120), 상기 지지부재(110)와 코일(120)을 매설하는 바디부(130), 및 상기 코일(120)과 연결되는 바디부(130)의 양측에 형성되는 외부전극(140)을 포함한다. 여기서, 바디부(130)에는 이종 시트가 적용될 수 있고, 이종 시트가 적용된 바디부(130)는 지지부재(110)와 코일(120)을 매설할 수 있다.
도 23의 (a)는 외부의 커버 시트(Cover Sheet)에 침상 파우더를 삽입한 형태로, 코일(120)이 배치되는 내부는 미분 및 조분의 파우더가 혼합되며, 침상 파우더가 가로 배열로 형성될 수 있다.
도 23의 (b)는 코일(120)이 배치되는 부분에 침상 파우더를 삽입한 형태로, 코일(120)이 배치되는 내부는 침상 파우더가 세로 배열로 형성되고, 커버 시트는 미분 및 조분의 파우더가 혼합되어 형성될 수 있다.
도 23의 (c)는 전체에 침상 파우더를 삽입한 형태로, 코일(120)이 배치되는 내부는 침상 파우더가 세로 배열로 형성되고, 커버 시트는 침상 파우더가 가로 배열로 형성될 수 있다.
이러한, 침상 파우더의 비율을 조절하여 한정된 크기(Size) 내에서 자기장 효율의 극대화할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Claims (28)
- 지지부재;
상기 지지부재의 적어도 부분적으로 가공된 공간에 배치되는 권선코일; 및
상기 권선코일 주변의 공간을 채우고, 상기 권선코일과 상기 지지부재를 매설하는 바디부;를 포함하며,
상기 지지부재와 상기 바디부는 서로 상이한 재질로 형성되고,
상기 지지부재에는, 상기 권선코일의 적어도 한 방향 이상에 배치되어 상기 권선코일의 위치를 고정시키는 고정 프레임이 형성되는,
인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 지지부재와 상기 바디부 사이에 계면이 형성되는,
인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 지지부재는,
동박적층판(Copper Clad Lamination; CCL), 압연동판, NiFe 압연동판, Cu 합금판, 페라이트(ferrite) 기판, 플렉서블(flexible) 기판 중 적어도 하나로 형성되는,
인덕터.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바디부는
금속 자성체 분말 및 수지 혼합물이 혼합된 자성체 수지 복합체로 이루어지는,
인덕터.
- 제4항에 있어서,
상기 바디부는
적어도 둘 이상의 입자 크기의 상기 금속 자성체 분말이 충진되는,
인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 권선코일의 적어도 두 개의 인출 단자들은
동일한 방향으로 구부러진 형상을 갖거나, 서로 다른 방향으로 구부러진 형상을 갖는,
인덕터.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
도금 번짐 방지를 위해 상기 바디부의 표면에 형성된 절연층; 을 더 포함하는,
인덕터.
- 제8항에 있어서,
상기 절연층은
Si를 포함하는 유리(glass)계 물질, 절연 수지, 그리고 플라스마(plasma) 중 하나 이상에 의해 형성되는,
인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 권선코일은
중간 홀(hole)에 코어(core)가 형성되는,
인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 권선코일의 인출 단자는 상기 바디부의 표면으로 노출되고,
상기 인출 단자의 노출된 부분에 형성되는 Cu 도금의 선도금층; 을 더 포함하는,
인덕터.
- 제11항에 있어서,
상기 인출 단자와 연결되도록 상기 바디부의 표면에 배치된 외부전극; 을 더 포함하고,
상기 외부전극은,
상기 선도금층에 Ni 또는 Sn 중 적어도 하나를 도포하여 형성되거나, Ag 또는 Cu 중 적어도 하나를 도포한 후, 상기 Ni 또는 Sn 중 적어도 하나 이상을 도포하여 형성되는,
인덕터.
- 제4항에 있어서,
상기 바디부는
상기 금속 자성체 분말의 절단되어 노출된 면이 평탄화된 반구형 또는 구의 일부분이 잘려나간 형상을 이루어, 표면이 평평한 구조인,
인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 인덕터는,
상기 바디부에 의해 상기 지지부재와 상기 권선코일이 매설되어 압착 및 경화 후 절단된 개별 칩인,
인덕터.
- 지지부재;
상기 지지부재의 적어도 부분적으로 가공된 공간에 배치되는 권선코일; 및
상기 권선코일 주변의 공간을 채우고, 상기 권선코일과 상기 지지부재를 매설하는 바디부;를 포함하며,
상기 지지부재와 상기 바디부 사이에 계면이 형성되고,
상기 지지부재에는, 상기 권선코일의 적어도 한 방향 이상에 배치되어 상기 권선코일의 위치를 고정시키는 고정 프레임이 형성되는,
인덕터.
- 지지부재;
상기 지지부재의 적어도 부분적으로 가공된 공간에 배치되는 권선코일; 및
상기 권선코일 주변의 공간을 채우고, 상기 권선코일과 상기 지지부재를 매설하는 바디부;를 포함하며,
상기 지지부재는 상기 바디부의 표면으로 노출된 노출부를 포함하고,
상기 노출부는, 상기 바디부의 표면에서 상기 바디부의 두께 방향 중앙부에 배치되고,
상기 지지부재에는, 상기 권선코일의 적어도 한 방향 이상에 배치되어 상기 권선코일의 위치를 고정시키는 고정 프레임이 형성되는,
인덕터.
- 기 제작된 지지부재의 적어도 부분적으로 가공된 공간에 코일을 안착시키는 단계;
상기 지지부재 및 상기 코일 주변의 공간에 자성체 수지 복합체를 압착 및 경화하여, 상기 코일과 상기 지지부재를 매설하는 바디부를 형성하는 단계; 를 포함하고,
상기 지지부재는 상기 바디부와 상이한 재질로 형성되고,
상기 코일을 안착시키는 단계는
상기 코일의 적어도 한 방향 이상에 배치되어 상기 코일의 위치를 고정하는 고정 프레임이 상기 지지부재에 형성되는 것을 특징으로 하는 인덕터 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 코일은
권선 공법으로 형성되는 것
을 특징으로 하는 인덕터 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 자성체 수지 복합체를 부가하여 압착 및 경화하는 단계는
금속 자성체 분말 및 수지 혼합물을 혼합한 상기 자성체 수지 복합체를 시트 형태로 성형한 제1 자성체 시트를 상기 지지부재의 상면에 압착 및 경화하는 단계; 및
상기 자성체 수지 복합체를 시트 형태로 성형한 제2 자성체 시트를 상기 지지부재의 하면에 압착 및 경화하는 단계
를 포함하는 인덕터 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 지지부재와 상기 자성체 수지 복합체를 절단하여 개별 칩을 형성하는 단계
를 더 포함하는 인덕터 제조방법.
- 제17항에 있어서,
도금 번짐 방지를 위해 상기 자성체 수지 복합체의 표면에 절연층을 형성하는 단계
를 더 포함하는 인덕터 제조방법.
- 제21항에 있어서,
상기 절연층을 형성하는 단계는
상기 자성체 수지 복합체의 표면에 Si를 포함하는 유리(glass)계 물질, 절연 수지, 그리고 플라스마(plasma) 중 하나 이상에 의해 상기 절연층을 형성하는 것
을 특징으로 하는 인덕터 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 코일을 외부로 인출하여, 인출 단자에 Cu 도금에 의한 선도금층을 형성하는 단계
를 더 포함하는 인덕터 제조방법.
- 제23항에 있어서,
상기 선도금층에 Ni, Sn 중 적어도 하나를 도포하여 외부전극을 형성하거나, Ag, Cu 중 적어도 하나를 도포한 후, 상기 Ni, Sn 중 적어도 하나 이상을 도포하여 상기 외부전극을 형성하는 단계
를 더 포함하는 인덕터 제조방법.
- 제19항에 있어서,
상기 제2 자성체 시트를 상기 지지부재의 하면에 압착 및 경화하는 단계는
상기 제2 자성체 시트와 상기 제1 자성체 시트 상부에 압착 및 경화되는 시트의 적층 수를 조절하여, 상기 코일이 칩 내에 중앙 배치되게 하는 것
을 특징으로 하는 인덕터 제조방법.
- 삭제
- 제17항에 있어서,
상기 지지부재와 상기 바디부 사이에 계면이 형성되는,
인덕터 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 지지부재는,
동박적층판(Copper Clad Lamination; CCL), 압연동판, NiFe 압연동판, Cu 합금판, 페라이트(ferrite) 기판, 플렉서블(flexible) 기판 중 적어도 하나로 형성되는,
인덕터 제조방법.
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