KR102080650B1 - 코일 부품 및 코일 부품의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 코일 부품은, 바디, 상기 바디에 매설된 내부절연층, 상기 내부절연층에 배치되고 적어도 하나의 턴(turn)을 가지는 평면 코일 형상의 개구부가 형성된 절연벽, 상기 개구부에 배치된 제1 도전층 및 상기 제1 도전층과 상기 개구부의 내면 사이에 배치된 제2 도전층을 포함하고 상기 내부절연층과 접하는 일면 및 상기 일면과 마주하는 타면을 가지는 코일패턴, 및 상기 코일패턴의 타면에 형성되어 상기 개구부의 내벽의 적어도 일부를 노출하는 리세스부를 포함한다.

Description

코일 부품 및 코일 부품의 제조방법{COIL COMPONENT AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 코일 부품 및 코일 부품의 제조방법에 관한 것이다.
코일 부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항(Resistor) 및 커패시터(Capacitor)와 더불어 전자 기기에 이용되는 대표적인 수동 전자 부품이다.
이 중 박막형 코일 부품은 도금으로 코일을 형성한 후, 자성체 분말 및 수지를 혼합시킨 자성체 분말-수지 복합체를 경화하여 바디를 제조하고, 바디의 외측에 외부전극을 형성하여 제조한다.
한편, 전자 기기가 점차 고성능화되고 작아짐에 따라 전자기기에 이용되는 전자 부품은, 그 수가 증가하고 소형화되고 있다. 이에 따라, 박막형 코일 부품도 점점 소형화되고 있다.
하지만, 박막형 코일 부품이 소형 사이즈로 제작되는 경우 부품의 특성을 구현하는 자성체의 부피가 감소되고, 코일의 선 폭이나 두께를 크게 하는데 한계를 갖게 되기 때문에 특성 열화가 발생하게 된다.
전자 부품의 소형화를 위해 상대적으로 외부전극을 얇게 형성하는 것이 요구된다.
한국 공개특허공보 제2014-0011693호
본 발명의 여러 목적 중 하나는, 제품 특성이 우수한 코일 전자부품 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, , 바디, 상기 바디에 매설된 내부절연층, 상기 내부절연층에 배치되고 적어도 하나의 턴(turn)을 가지는 평면 코일 형상의 개구부가 형성된 절연벽, 상기 개구부에 배치된 제1 도전층 및 상기 제1 도전층과 상기 개구부의 내면 사이에 배치된 제2 도전층을 포함하고 상기 내부절연층과 접하는 일면 및 상기 일면과 마주하는 타면을 가지는 코일패턴, 및 상기 코일패턴의 타면에 형성되어 상기 개구부의 내벽의 적어도 일부를 노출하는 리세스부를 포함하는 코일 부품이 제공된다.
본 발명에 따르면 코일 부품의 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 도 1의 I-I'를 따른 단면도.
도 3은 도 2의 A를 확대 도시한 도면.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 도면.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그리고, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서, L 방향은 제1 방향 또는 길이 방향, W 방향은 제2 방향 또는 폭 방향, T 방향은 제3 방향 또는 두께 방향으로 정의될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 코일 부품을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
전자 기기에는 다양한 종류의 전자 부품들이 이용되는데, 이러한 전자 부품 사이에는 노이즈 제거 등을 목적으로 다양한 종류의 코일 부품이 적절하게 이용될 수 있다.
즉, 전자 기기에서 코일 부품은, 파워 인덕터(Power Inductor), 고주파 인덕터(HF Inductor), 통상의 비드(General Bead), 고주파용 비드(GHz Bead), 공통 모드 필터(Common Mode Filter) 등으로 이용될 수 있다.
(코일 부품)
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 I-I'를 따른 단면도이다. 도 3은 도 2의 A를 확대 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 바디(100), 내부절연층(IL), 절연벽(210, 220), 코일부(300) 및 리세스부(R)를 포함하고, 커버절연층(410, 420) 및 외부전극(500, 600)을 더 포함할 수 있다.
바디(100)는 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 외관을 이루고, 내부에 코일부(300)를 매설한다.
바디(100)는, 전체적으로 육면체의 형상으로 형성될 수 있다.
바디(100)는, 도 1 내지 도 3을 기준으로, 길이 방향(L)으로 서로 마주보는 제1 면(101)과 제2 면(102), 폭 방향(W)으로 서로 마주보는 제3 면(103)과 제4 면(104), 두께 방향(T)으로 마주보는 제5 면(105) 및 제6 면(106)을 포함한다. 바디(100)의 제1 내지 제4 면(101, 102, 103, 104) 각각은, 바디(100)의 제5 면(105)과 제6 면(106)을 연결하는 바디(100)의 벽면에 해당한다. 이하에서, 바디(100)의 양 단면은 바디의 제1 면(101) 및 제2 면(102)을 의미하고, 바디(100)의 양 측면은 바디의 제3 면(103) 및 제4 면(104)을 의미할 수 있다. 또한 바디(100)의 일면과 타면은 각각 바디(100)의 제6 면(106)과 제5 면(105)을 의미할 수 있다.
바디(100)는, 예시적으로, 후술할 외부전극(500, 600)이 형성된 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 2.0mm의 길이, 1.2mm의 폭 및 0.65mm의 두께를 가지도록 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바디(100)는, 자성 물질과 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 바디(100)는 수지 및 수지에 분산된 자성 물질을 포함하는 자성 복합 시트를 하나 이상 적층하여 형성될 수 있다. 다만, 바디(100)는 자성 물질이 수지에 분산된 구조 외에 다른 구조를 가질 수도 있다. 예컨대, 바디(100)는 페라이트와 같은 자성 물질로 이루어질 수도 있다.
자성 물질은 페라이트 또는 금속 자성 분말일 수 있다.
페라이트 분말은, 예로서, Mg-Zn계, Mn-Zn계, Mn-Mg계, Cu-Zn계, Mg-Mn-Sr계, Ni-Zn계 등의 스피넬형 페라이트, Ba-Zn계, Ba-Mg계, Ba-Ni계, Ba-Co계, Ba-Ni-Co계 등의 육방정형 페라이트류, Y계 등의 가닛형 페라이트 및 Li계 페라이트 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
금속 자성 분말은, 철(Fe), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 나이오븀(Nb), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 금속 자성 분말은, 순철 분말, Fe-Si계 합금 분말, Fe-Si-Al계 합금 분말, Fe-Ni계 합금 분말, Fe-Ni-Mo계 합금 분말, Fe-Ni-Mo-Cu계 합금 분말, Fe-Co계 합금 분말, Fe-Ni-Co계 합금 분말, Fe-Cr계 합금 분말, Fe-Cr-Si계 합금 분말, Fe-Si-Cu-Nb계 합금 분말, Fe-Ni-Cr계 합금 분말, Fe-Cr-Al계 합금 분말 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
금속 자성 분말은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 예를 들어, 금속 자성 분말은 Fe-Si-B-Cr계 비정질 합금 분말일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
페라이트 및 금속 자성 분말은 각각 평균 직경이 약 0.1㎛ 내지 30㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바디(100)는, 수지에 분산된 2 종류 이상의 자성 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 자성 물질이 상이한 종류라고 함은, 수지에 분산된 자성 물질이 평균 직경, 조성, 결정성 및 형상 중 어느 하나로 서로 구별됨을 의미한다.
수지는 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide), 액정 결정성 폴리머(Liquid Crystal Polymer) 등을 단독 또는 혼합하여 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
바디(100)는 후술할 코일부(300)를 관통하는 코어(110)를 포함한다. 코어(110)는 자성 복합 시트가 코일부(300)의 관통홀을 충전함으로써 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
내부절연층(IL)은 바디(100)에 매설된다. 내부절연층(IL)은 후술할 절연벽(210, 220)과 코일부(300)를 지지하는 구성이다.
내부절연층(IL)은, 에폭시 수지와 같은 열경화성 절연수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 절연수지 또는 감광성 절연수지를 포함하는 절연자재로 형성되거나, 이러한 절연수지에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 절연자재로 형성될 수 있다. 예로서, 내부절연층(IL)은 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 수지, PID(Photo Imagable Dielectric)등의 절연자재로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
무기 필러로는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC), 황산바륨(BaSO4), 탈크, 진흙, 운모가루, 수산화알루미늄(AlOH3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3), 산화마그네슘(MgO), 질화붕소(BN), 붕산알루미늄(AlBO3), 티탄산바륨(BaTiO3) 및 지르콘산칼슘(CaZrO3)으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나 이상이 사용될 수 있다.
내부절연층(IL)이 보강재를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 내부절연층(IL)은 보다 우수한 강성을 제공할 수 있다. 내부절연층(IL)이 유리섬유를 포함하지 않는 절연자재로 형성될 경우, 내부절연층(IL)은 코일부(300) 전체의 두께를 박형화하는데 유리하다. 내부절연층(IL)이 감광성 절연수지를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 코일부(300) 형성을 위한 공정 수가 줄어들어 생산비 절감에 유리하고, 미세한 비아를 형성할 수 있다.
절연벽(210, 220)은 내부절연층(IL)에 배치되고, 적어도 하나의 턴(turn)을 가지는 평면 코일 형상의 개구부(O1, O2)가 형성된다. 개구부에는 후술할 코일패턴(311, 312)이 배치된다.
후술할 바와 같이, 코일부(300)는 내부절연층(IL)의 양면에 각각 배치된 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)을 포함하므로, 절연벽(210, 220)은 내부절연층(IL)에 각각 배치된다.
한편, 개구부(O1, O2)의 평면 코일 형상은 스파이럴(spiral) 형상일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
절연벽(210, 220)은 폴리스티렌계, 아세트산 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 폴리아미드계, 고무계, 아크릴계 등의 열가소성 수지, 페놀계, 에폭시계, 우레탄계, 멜라민계, 알키드계 등의 열경화성 수지, 감광성 수지, 패럴린, SiOx 또는 SiNx를 포함할 수 있다. 제한되지 않는 일 예로, 절연벽(210, 220)은 감광성 절연수지를 포함할 수 있다. 즉, 절연벽(210, 220)은 한가지 포토 액시드 제너레이터(PAG)와 여러 가지 에폭시(Epoxy)계 수지로 조합된 감광성 물질로 이루어질 수 있으며, 사용되는 에폭시는 1종 또는 그 이상일 수 있다. 절연벽(210, 220)이 감광성 절연수지를 포함하는 경우, 개구부(O1, O2)는 포토리쏘그래피 공법으로 형성될 수 있다.
절연벽(210, 220)의 종횡비(Aspect Ratio, AR)가 지나치게 작을 경우 자성체 면적 감소로 인한 용량 감소의 우려가 있으며, 종횡비(Aspect Ratio, AR)가 지나치게 클 경우 패턴 형성이 어려울 수 있다. 이에, 제한되지 않는 일 예로써, 절연벽(210, 220)의 종횡비(Aspect Ratio, AR)(aspect ratio)는 5:1 내지 25:1일 수 있다.
코일부(300)는 바디(100)에 매설되어, 코일 부품의 특성을 발현한다. 예를 들면, 본 실시예의 코일 부품(1000)이 파워 인덕터로 활용되는 경우, 코일부(300)는 전기장을 자기장으로 저장하여 출력 전압을 유지함으로써 전자 기기의 전원을 안정시키는 역할을 할 수 있다.
코일부(300)는 내부절연층(IL)에 형성되고, 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다. 본 실시예의 경우, 코일부(300)는 바디(100)의 두께 방향(T)으로 서로 마주한 내부절연층(IL)의 양면에 각각 형성된 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)과, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)을 서로 연결하도록 내부절연층(IL)을 관통하는 비아(320)를 포함한다.
제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각은, 절연벽(210, 220)의 평면 코일 형상의 개구부(O1, O2)에 배치된다. 따라서, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)은 각각 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한 평면 코일의 형상을 가지게 된다. 예로서, 제1 코일패턴(311)은, 도 2의 하부에 위치된 내부절연층(IL)의 일면에서 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성할 수 있다.
제1 및 제2 코일패턴(311, 312)의 단부는 각각 후술할 제1 및 제2 외부전극(500, 600)과 연결된다. 즉, 제1 코일패턴(311)의 단부는 제1 외부전극(300)과 연결되고, 제2 코일패턴(312)의 단부는 제2 외부전극(400)과 연결된다.
일 예로서, 제1 코일패턴(311)의 단부는 바디(100)의 제1 면(101)으로 노출되고, 제2 코일패턴(312)의 단부는 바디(100)의 제2 면(102)으로 노출되어, 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)에 각각 배치된 제1 및 제2 외부전극(500, 600)과 접촉 연결될 수 있다.
제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각은, 개구부(O1, O2)에 배치된 제1 도전층(311b, 312b), 및 제1 도전층(311b, 312b)과 개구부(O1, O2)의 내면 사이에 배치된 제2 도전층(311a, 312a)을 포함하고, 내부절연층(IL)과 접하는 일면 및 일면과 마주하는 타면을 가진다. 즉, 제1 코일패턴(311)은 제1 절연벽(210)의 제1 개구부(O1)에 배치된 제1 도전층(311b), 및 제1 도전층(311b)과 제1 개구부(O1)의 내면 사이에 배치된 제2 도전층(311a)을 포함한다. 제2 코일패턴(312)은 제2 절연벽(220)의 제2 개구부(O2)에 배치된 제1 도전층(312b), 및 제1 도전층(312b)과 제2 개구부(O2)의 내면 사이에 배치된 제2 도전층(312a)을 포함한다. 여기서, 개구부(O1, O2)의 내면이란, 개구부(O1, O2)의 내벽인 절연벽(210, 220) 중 개구부(O1, O2)를 통해 노출된 영역과, 개구부(O1, O2)의 저면인 내부절연층(IL)의 양면 중 개구부(O1, O2)를 통해 노출된 영역을 의미한다.
코일패턴(311, 312)이 도금법으로 형성되는 경우, 제2 도전층(311a, 312a)은 전기적으로 절연성인 개구부(O1, O2)의 내면에 도전성을 부여하는 시드층일 수 있다. 즉, 제1 도전층(311b, 312b)이 전해도금층인 경우에 제2 도전층(311a, 312a)은 개구부(O1, O2) 내에 도전성 물질이 전기도금법으로 형성될 수 있도록 한다.
코일패턴(311, 312)의 선폭이 지나치게 클 경우 동일한 바디(100)의 부피 내 자성체의 부피가 줄어들어 인덕턴스에 악영향을 주게 된다. 제한되지 않는 일 예로써, 코일패턴(311, 312)의 종횡비(Aspect Ratio, AR)(aspect ratio)는 3:1 내지 9:1 일 수 있다.
코일패턴(311, 312), 및 비아(320) 각각은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
리세스부(R)는 코일패턴(311, 312)의 타면에 형성되어 개구부(O1, O2)의 내벽의 적어도 일부를 노출한다. 리세스부(R)로 인해, 코일패턴(311, 312)의 높이(일면으로부터 타면까지의 길이)는 절연벽(210, 220)의 높이(내부절연층과 접촉하는 절연벽의 일면으로부터 절연벽의 일면과 마주하는 절연벽의 타면까지의 길이)보다 짧게 형성된다. 따라서, 리세스부(R)는,코일패턴(311, 312)의 턴(turn)과 턴(turn)이 절연벽(210, 220)의 타면을 통해 전기적으로 연결되는 것을 방지할 수 있다.
리세스부(R)는 코일패턴(311, 312)의 단면에서 제1 도전층(311b, 312b)으로 돌출 형성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 리세스부(R)는 절연벽(210, 220)의 개구부(O1, O2)의 내벽 사이의 영역에서 외측보다 내측이 내부절연층을 향해 함입된 형태로 형성될 수 있다. 리세스부(R)는 식각 공정을 통해 코일패턴(311, 312)의 타면 측에 배치될 수 있는데, 식각액이 등방적 성질을 가진 경우, 상술한 구조가 형성될 수 있다. 한편, 제2 도전층(311a, 312a)이 무전해도금으로 형성된 경우에는, 제1 도전층(311b, 312b)의 식각 속도보다 제2 도전층(311a, 312a)의 식각 속도가 빠를 수 있다.
커버절연층(410, 420)은 절연벽(210, 220)과 리세스부(R)를 덮는다. 즉, 커버절연층(410, 420)은, 절연벽(210, 220)과 함께 코일패턴(311, 312)을 내부에 매설하여 코일패턴(311, 312)이 바디(100)와 전기적으로 절연될 수 있도록 한다.
커버절연층(410, 420)은, 에폭시(Epoxy)계 수지, 폴리이미드(Polyimide)계 수지 및 액정 결정성 폴리머(LCP, Liquid Crystalline Polymer)계 수지로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
커버절연층(410, 420)은, 드라이필름(DF)와 같은 커버절연층 형성용 절연필름을 적층하여 형성될 수 있다. 또는, 커버절연층(410, 420)은 기상증착(Vapor Deposition, VD)으로 형성함으로써 형성될 수 있다. 또는 커버절연층(310, 420)은 스핀코팅과 같이, 액상의 절연물질을 도포함으로써 형성될 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에는 커버절연층(410, 420)이 절연벽(210, 220)과 코일패턴(311, 312) 상에만 형성되는 것으로 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다. 다른 예로서, 커버절연층(410, 420)은, 코일패턴(311, 312) 및 내부절연층(IL)의 표면을 따라 형성될 수 있다. 이 경우, 커버절연층(410, 420)은 패릴린 등을 포함할 수 있다.
외부전극(500, 600)은 전기 전도성이 뛰어난 금속을 포함하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn) 또는 은(Ag) 등의 단독 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
외부전극(500, 600) 상에는 도금층(미도시)이 형성되어 있을 수 있으며, 이 경우, 상기 도금층은 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 주석(Sn)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 니켈(Ni) 도금층과 주석(Sn) 도금층이 순차로 형성될 수 있다.
인덕터의 주요 특성 중 하나인 직류 저항(Rdc)은 코일패턴의 단면적이 클수록 낮아진다. 또한, 인덕터의 주요 특성 중 하나인 인덕턴스는 자속이 지나가는 자성체의 면적이 클수록 커진다. 따라서, 직류 저항(Rdc)을 낮추고, 인덕턴스를 향상시키기 위해서는 코일패턴의 선폭이나 두께를 증가시킴으로써 코일패턴의 단면적을 증가시키고, 자성체 면적을 증가시키는 것이 필요하다.
그런데, 전기도금법에 의해 코일패턴을 형성함에 있어, 코일패턴의 단면적을 증가시키는 데에는 일정한 한계가 존재했다.
즉, 코일패턴의 선폭을 증가시키고자 하는 경우, 구현할 수 있는 코일패턴의 턴(turn) 수의 한계가 존재하고, 이는 자성체 면적의 축소로 이어져 효율 저하 및 고용량 제품 구현에 한계가 존재했으며, 코일패턴의 두께를 증가시키고자 하는 경우, 도금이 진행됨에 따라 코일패턴의 두께 방향 성장과 함께 폭 방향 성장이 동시에 이루어지는 등방 성장으로 인해 인접 코일 도체 간 쇼트(short)가 발생할 우려가 매우 커지고, 이에 따라 직류 저항(Rdc) 저감에 한계가 존재했다.
이에, 본 발명의 일 실시예에서는 평면 코일 형상의 개구부(O1, O2)를 갖는 절연벽(210, 220)를 형성한 후, 상기 개구부(O1, O2)에 코일패턴(311, 312)을 형성함으로써, 절연벽(210, 220)이 도금 성장 가이드(guide)로서의 역할을 하도록 하였다. 이에 따라, 코일패턴(311, 312)의 형상 조절이 용이할 뿐만 아니라, 높은 종횡비(Aspect Ratio, AR)(aspect ratio)를 갖는 코일을 구현할 수 있어, 제품 특성이 우수한 코일 부품을 구현할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은, 도금법으로 형성된 통상의 코일패턴과 달리, 시드층인 제2 도전층(311a, 312a)이 코일패턴(311, 312)의 각 턴이 배치되는 개구부(O1, O2)의 내면을 따라 형성된다. 따라서, 종래의 통상적인 코일패턴과 달리, 시드층 패터닝 시 내부절연층(IL)의 일부가 함께 제거되는 것과 전해도금층의 일부가 함께 제거되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 종래의 통상적인 코일패턴과 달리, 제2 도전층(311a, 312a) 중 내부절연층(IL)과 접하는 영역은 제거되지 않으므로, 코일패턴과 내부절연층 간의 결합력이 약해지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은, 코일패턴(311, 312)의 각 턴(turn)이 절연벽(210, 220)의 타면을 통해 전기적으로 연결되는 것을 방지하도록 코일패턴(311, 312)의 타면에 리세스(R)를 형성한다. 이는 과도금 후 연마공정으로 절연벽, 시드층 및 도금층을 함께 제거하는 종래의 기술과 구별된다. 따라서, 본 실시예의 경우, 종래 연마공정 시 코일패턴, 내부절연층 및 절연벽이 변형되거나, 상호 박리되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 종래의 과도금 후 연마공정을 수행하는 방식에 따르면, 연마공정 시 연마의 기준면을 정밀히 설정하기가 힘든데, 본 실시예의 경우, 연마 공정이 수반되지 않으므로, 이러한 문제점을 방지할 수 있다.
(코일 부품의 제조방법)
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
우선, 도 4를 참조하면, 비아(320)가 형성된 내부절연층(IL)의 양면 중 적어도 하나에 평면 코일 형상의 개구부(O1, O2)를 갖는 절연벽(210, 220)를 형성한다.
본 발명에서 비아 형성 방법은 특별히 제한되지 않으나, 비아(320)는 내부절연층(IL)의 양면을 관통하는 비아홀을 형성한 후 관통홀의 내벽에 비아 형성용 시드층을 형성한 후 전기 도금으로 도전성 물질을 관통홀에 형성함으로써 형성될 수 있다. 이 때, 비아 형성용 시드층은 관통홀의 내벽을 포함하는 내부절연층(IL)의 표면 전체에 형성되어 전기 도금으로 관통홀을 충전한 후 내부절연층의 양면에 잔존하는 영역을 식각 또는 연마하여 제거될 수 있다.
본 발명에서는 평면 코일 형상의 개구부(O1, O2)을 갖는 절연벽(210, 220)를 형성하는 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 제한되지 않는 일 예로써, 내부절연층(IL)의 양면 각각에 절연 시트(210', 220')를 형성하고, 절연 시트(210', 220')에 개구부(O1, O2)에 대응되는 개구 패턴을 갖는 마스크를 형성한 후, 마스크의 개구 패턴으로 노출된 절연 시트(210', 220')를 선택적으로 제거하고, 마스크를 제거함으로써, 평면 코일 형상의 개구부(O1, O2)을 갖는 절연벽(210, 220)를 형성할 수 있다.
다른 예로서, 내부절연층(IL)의 양면 각각에 적층된 절연 시트(210', 220')가 감광성 절연 수지를 포함하는 경우, 절연 시트(210', 220')에 직접적으로 포토리쏘그래피를 수행함으로써 개구부(O1, O2)를 절연벽(210, 220)를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 개구부(O1, O2)의 내면을 포함하는 절연벽(210, 220)의 표면을 따라 시드부(311a', 312a')를 형성한다.
시드부(311a', 312a')는 후속 공정을 통해 상술한 제2 도전층(311a, 312a)이 되는 구성으로, 무전해도금법 또는 carbon based direct metallization(eclipse) 법으로 형성될 수 있다. 무전해동도금법으로 시드부(311a', 312a')를 형성할 경우, 시드부(311a', 312a')는 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
한편, 다른 예로서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 달리, 상술한 비아 형성용 시드층은 시드부(311a', 312a')의 일부일 수 있다. 즉, 전술한 예와 달리, 내부절연층(IL)의 양면을 관통하는 비아홀을 형성하고, 비아홀이 형성된 내부절연층(IL)에 개구부(O1, O2)의 내면을 포함하는 절연벽(210, 220)을 형성한 후 시드부(311a', 312a')를 형성함으로써, 상술한 시드부(311a', 312a')는 비아홀에 함께 형성될 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 전해 도금에 의해 시드부(311a', 312a') 상에 전기도금층(311b', 312b')를 형성한다.
이 때, 전기 도금 조건, 예로서, 도금액의 조성, 도금 온도, 도금 전류 및 전압, 및 도금 시간 등을 조절함으로써, 전기도금층(311b', 312b')이 절연벽(210, 220)의 타면 상으로 연장되는 것을 방지할 수 있다.
전기도금층(311b', 312b')이 절연벽(210, 220)의 타면 상으로 연장될 경우, 종래와 같은 연마 공정을 수반하게 되는데, 본 발명의 경우 전기도금층(311b', 312b')이 절연벽(210, 220)의 타면 상으로 연장되지 않는 바 종래와 같은 연마 공정을 삭제할 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 전기도금층(311b', 312b')과 시드부(311a', 312a') 각각의 일부를 제거하여 개구부(O1, O2)의 내벽 중 적어도 일부를 노출한다.
본 단계는, 시드부(311a', 312a')와 전기도금층(311b', 312b')에 반응하고, 절연벽(210, 220)과 반응하지 않는 식각액을 이용한 식각 공정으로 진행될 수 있다. 예로서, 시드부(311a', 312a')와 전기도금층(311b', 312b')이 각각 구리(Cu)를 포함하는 무전해동도금층과 전해도금층인 경우에는, 구리에칭액을 이용하여 본 단계가 진행될 수 있다.
본 단계로 인해, 시드부(311a', 312a') 중 절연벽(210, 220)의 타면에 배치된 부분, 시드부(311a', 312a') 중 코일패턴(311, 312)의 타면에 배치된 부분, 및 전기도금층(311b', 312b') 중 코일패턴(311, 312)의 타면에 배치된 부분이 함께 제거될 수 있다. 따라서, 코일패턴(311, 312)의 타면에는 리세스부(R)가 형성될 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 절연벽(210, 220)과 리세스부(R)에 커버절연층(410, 420)을 형성하고, 코일패턴(311, 312) 및 내부절연층(IL)을 관통하는 관통홀을 형성한다.
도시하지는 않았으나, 이 후 자성 복합 시트를 내부절연층(IL)의 양면에 적층함으로써 코일 부품의 제조를 완성한다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경 또는 삭제 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 바디
110: 코어
210, 220: 절연벽
300: 코일부
311, 312: 코일패턴
311a, 312a: 제2 도전층
311b, 312b: 제1 도전층
320: 비아
410, 420: 커버절연층
500, 600: 외부전극
IL: 내부절연층
R: 리세스부
O1, O2: 개구부
1000: 코일 부품

Claims (10)

  1. 바디;
    상기 바디에 매설된 내부절연층;
    상기 내부절연층에 배치되고, 적어도 하나의 턴(turn)을 가지는 평면 코일 형상의 개구부가 형성된 절연벽;
    상기 개구부에 배치된 제1 도전층, 및 상기 제1 도전층과 상기 개구부의 내면 사이에 배치된 제2 도전층을 포함하고, 상기 내부절연층과 접하는 일면 및 상기 일면과 마주하는 타면을 가지는 코일패턴; 및
    상기 코일패턴의 타면에 형성되어 상기 개구부의 내벽의 적어도 일부를 노출하는 리세스부;
    를 포함하고,
    상기 제2 도전층은, 상기 개구부의 내벽과 상기 제1 도전층 사이, 및 상기 개구부의 저면과 상기 제1 도전층 사이에 배치되는 코일 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일패턴의 종횡비(Aspect Ratio, AR)는 3:1 내지 9:1인, 코일 부품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코일패턴의 단면에서 상기 리세스부는 상기 제1 도전층으로 돌출 형성되는 코일 부품.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연벽은 감광성 절연 수지를 포함하는, 코일 부품.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연벽은 포토 액시드 제너레이터(PAG) 및 1종 이상의 에폭시(Epoxy)계 수지를 포함하는, 코일 부품.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절연벽과 상기 리세스부를 덮는 커버절연층; 을 더 포함하는, 코일 부품.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 커버절연층은,
    에폭시(Epoxy)계 수지, 폴리이미드(Polyimide)계 수지 및 액정 결정성 폴리머(LCP, Liquid Crystalline Polymer)계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 코일 부품.
  8. 내부절연층에 평면 코일 형상의 개구부를 갖는 절연벽을 형성하는 단계;
    상기 개구부의 내벽 및 상기 개구부의 저면을 포함하는 상기 절연벽의 표면을 따라 시드부를 연속적으로 형성하는 단계;
    전기도금으로 상기 개구부의 적어도 일부를 충전하는 전기도금층을 형성하는 단계; 및
    상기 전기도금층과 상기 시드부 각각의 일부를 제거하여 상기 개구부의 내벽 중 적어도 일부를 노출시키는 리세스부를 형성하는 단계;
    를 포함하는 코일 부품의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 리세스부를 형성하는 단계는,
    상기 시드부와 상기 전기도금층에 반응하고, 상기 절연벽과 반응하지 않는 식각액을 이용한 식각 공정으로 수행되는, 코일 부품의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 리세스부를 형성하는 단계 이후에
    상기 절연벽과 상기 리세스부에 커버절연층을 형성하는 단계;
    를 더 포함하는 코일 부품의 제조방법.
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