KR102093148B1 - 코일 부품 및 코일 부품의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 따른 코일 부품은, 금속 자성 분말 및 절연수지를 포함하는 바디, 상기 바디에 매설되는 절연기판, 상기 절연기판의 적어도 일면에 배치되고, 상기 바디의 서로 마주한 양 단면으로 각각 노출된 인출패턴을 가지는 코일부, 상기 바디를 둘러싸되 상기 인출패턴을 노출하고, 자성 세라믹을 포함하는 외부절연층, 및 상기 바디 상에 배치되고, 상기 인출패턴과 연결되는 외부전극을 포함한다.
Description
본 발명은 코일 부품 및 코일 부품의 제조 방법에 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.
박막형 코일 부품의 파괴 전압(Break Down Voltage, BDV)을 향상 시키기 위해 바디의 표면에 절연수지를 도포하는 것이 일반적이나, 박막형 코일 부품의 전체 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.
본 발명의 목적 중 하나는, 제품의 전체 두께는 박형화하면서 제품의 파괴 전압(BDV)을 향상시킬 수 있는 코일 부품 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적 중 다른 하나는, 자성체의 실효 부피를 증가시켜 특성 저하를 방지하는 코일 부품 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 금속 자성 분말 및 절연수지를 포함하는 바디, 상기 바디에 매설되는 절연기판, 상기 절연기판의 적어도 일면에 배치되고, 상기 바디의 서로 마주한 양 단면으로 각각 노출된 인출패턴을 가지는 코일부, 상기 바디를 둘러싸되 상기 인출패턴을 노출하고, 자성 세라믹을 포함하는 외부절연층, 및 상기 바디 상에 배치되고, 상기 인출패턴과 연결되는 외부전극을 포함하는 코일 부품이 제공된다.
본 발명에 따르면, 코일 부품의 전체 두께를 박형화하면서 파괴 전압(BDV)을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 코일 부품 전체 부피에서 자성체의 실효 부피를 증가시켜 특성 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 A 방향에서 바라본 것을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 I-I' 선을 따른 단면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 도 1의 II-II' 선을 따른 단면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타낸 도면으로, 도 2에 대응되는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도로, 도 1의 I-I'선에 대응되는 단면을 따른 도면.
도 7 내지 도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 A 방향에서 바라본 것을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 I-I' 선을 따른 단면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 도 1의 II-II' 선을 따른 단면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타낸 도면으로, 도 2에 대응되는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도로, 도 1의 I-I'선에 대응되는 단면을 따른 도면.
도 7 내지 도 11 은 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 부품 및 코일 부품의 제조 방법을 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 부품의 일 실시예)
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 A 방향에서 바라본 것을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3은 도 1의 I-I' 선을 따른 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4는 도 1의 II-II' 선을 따른 단면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 바디(100), 절연기판(200), 코일부(300), 외부절연층(400) 및 외부전극(500, 600)을 포함한다.
바디(100)는 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 외관을 이루고, 내부에 절연기판(200) 및 코일부(300)를 매설한다.
바디(100)는, 전체적으로 육면체의 형상으로 형성될 수 있다.
바디(100)는, 도 1 내지 도 4를 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 연결한다. 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, 금속 자성 분말과 절연수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 바디(100)는, 절연수지 및 절연수지에 분산된 금속 자성 분말을 포함하는 자성 복합 시트를 하나 이상 적층하여 형성될 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.
금속 자성 분말은 각각 평균 직경이 약 0.1㎛ 내지 30㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바디(100)는, 절연수지에 분산된 2 종류 이상의 금속 자성 분말을 포함할 수 있다. 여기서, 금속 자성 분말이 상이한 종류라고 함은, 절연수지에 분산된 금속 자성 분말이 평균 직경, 조성, 결정성 및 형상 중 어느 하나로 서로 구별됨을 의미한다.
절연수지는 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.
절연기판(200)은 바디(100)에 매설된다. 절연기판(200)은 후술할 코일부(300)를 지지하는 구성이다.
절연기판(200)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, 절연기판(200)은 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 수지, PID(Photo Imagable Dielectric), 동박적층판(Copper Clad Laminate, CCL) 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.
절연기판(200)이 보강재를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 절연기판(200)은 보다 우수한 강성을 제공할 수 있다. 절연기판(200)이 유리섬유를 포함하지 않는 절연자재로 형성될 경우, 절연기판(200)은 코일부(300) 전체의 두께를 박형화하는데 유리하다. 절연기판(200)이 감광성 절연수지를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 코일부(300) 형성을 위한 공정 수가 줄어들어 생산비 절감에 유리하고, 미세한 비아를 형성할 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 절연기판(200)의 적어도 일면에 배치되고, 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다. 코일부(300)는 바디(100)의 서로 마주한 양 단면인 제1 및 제2 면(101, 102)으로 각각 노출된 인출패턴(311a, 312a)을 가진다.
본 실시예의 경우, 코일부(300)는 바디(100)의 두께 방향(T)으로 서로 마주한 절연기판(200)의 양면에 각각 형성된 제1 및 제2 코일패턴(311, 312), 각각 절연기판(200)의 양면에 형성되어 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)과 접촉 연결되는 제1 및 제2 인출패턴(311a, 312a), 및 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)을 서로 연결하도록 절연기판(200)을 관통하는 비아(320)를 포함한다.
제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각은, 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한 평면 코일의 형상을 가지게 된다. 즉, 도 3을 기준으로, 제1 코일패턴(311)은 절연기판(200)의 하면에서 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성할 수 있고, 제2 코일패턴(312)은 절연기판(200)의 상면에서 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성할 수 있다.
제1 및 제2 인출패턴(311a, 312a)은 각각 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)과 접촉 연결된다. 즉, 도 3 을 기준으로, 절연기판(200)의 하면에 배치된 제1 인출패턴(311a)은 절연기판(200)의 하면에 배치된 제1 코일패턴(311)과 접촉 연결된다. 도 3을 기준으로, 절연기판(200)의 상면에 배치된 제2 인출패턴(312a)은 절연기판(200)의 상면에 배치된 제2 코일패턴(312)과 접촉 연결된다.
제1 및 제2 인출패턴(311a, 312a) 각각은 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각과 일체로 형성될 수 있다. 예로서, 제1 인출패턴(311a)은 제1 코일패턴(311)과 동일한 도금 공정에서 함께 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않고 일체로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 범위가 상술한 것에 제한되는 것은 아니다.
제1 및 제2 인출패턴(311a, 312a) 각각은 후술할 제1 및 제2 외부전극(500, 600)과 접촉 연결된다. 즉, 제1 인출패턴(311a)은 바디(100)의 제1 면(101)으로 노출되어 제1 외부전극(500)과 접촉 연결되고, 제2 인출패턴(312a)은 바디(100)의 제2 면(102)으로 노출되어 제2 외부전극(600)과 접촉 연결된다.
코일패턴(311, 312), 비아(320) 및 인출패턴(311a, 312a) 중 적어도 하나는, 하나 이상의 도전층을 포함할 수 있다.
예로서, 도금으로 제2 코일패턴(312), 제2 인출패턴(312a) 및 비아(320)를 절연기판(200)의 타면에 형성할 경우, 제2 코일패턴(312), 제2 인출패턴(312a) 및 비아(320)는 각각 무전해도금층 등의 시드층과 전해도금층을 포함할 수 있다. 여기서, 전해도금층은 단층 구조일 수도 있고, 다층 구조일 수도 있다. 다층 구조의 전해도금층은 어느 하나의 전해도금층이 다른 하나의 전해도금층의 표면을 따라 형성된 컨포멀(conformal)한 막 구조로 형성될 수도 있고, 어느 하나의 전해도금층의 일면에만 다른 하나의 전해도금층이 적층된 형상으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 제2 코일패턴(312)의 시드층, 제2 인출패턴(312a)의 시드층 및 비아(320)의 시드층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 코일패턴(312)의 전해도금층, 제2 인출패턴(312a)의 전해도금층 및 비아(320)의 전해도금층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 예로서, 도 1 내지 도 3을 기준으로, 절연기판(200)의 하면에 배치된 제1 코일패턴(311) 및 제1 인출패턴(311a)과, 절연기판(200)의 상면 측에 배치된 제2 코일패턴(312) 및 제2 인출패턴(312a)을 각각 별개로 형성한 후 절연기판(200)에 일괄적으로 적층하여 코일부(300)를 형성할 경우, 비아(320)는 고융점금속층과 고융점금속층의 용융점보다 낮은 용융점을 가지는 저융점금속층을 포함할 수 있다. 여기서, 저융점금속층은 납(Pb) 및/또는 주석(Sn)을 포함하는 솔더로 형성될 수 있다. 저융점금속층은 일괄적층 시의 압력 및 온도로 인해 적어도 일부가 용융되어, 예로서 저융점금속층과 제2 코일패턴(312) 간의 경계 및/또는 저융점금속층과 제1 코일패턴(311) 간의 경계에는 금속간화합물층(Inter Metallic Compound Layer, IMC Layer)이 형성될 수 있다.
코일패턴(311, 312) 및 인출패턴(311a, 312a)은, 예로서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 절연기판(200)의 하면 및 상면에 각각 돌출 형성될 수 있다. 다른 예로서, 제1 코일패턴(311)과 제1 인출패턴(311a)은 절연기판(200)의 하면에 돌출 형성되고, 제2 코일패턴(312)과 제2 인출패턴(312a)는 절연기판(200)의 상면에 매립되어 상면이 절연기판(200)의 상면에 노출될 수 있다. 이 경우, 제2 코일패턴(312)의 상면 및/또는 제2 인출패턴(312a)의 상면에는 오목부가 형성되어, 절연기판(200)의 상면과 제2 코일패턴(312)의 상면 및/또는 제2 인출패턴(312a)의 상면은 동일한 평면 상에 위치하지 않을 수 있다.
코일패턴(311, 312), 인출패턴(311a, 312a) 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.
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.
외부절연층(400)은, 바디(100)를 둘러싸되 인출패턴(311a, 312a)을 노출하고, 자성 세라믹을 포함한다. 본 명세서에서, 자성 세라믹은 산화철을 포함하는 페라이트를 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
산화철 외의 예로서, 페라이트는 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.
외부절연층(400)은, 절연수지 및 절연수지에 분산된 자성 세라믹을 포함할 수 있다. 다만, 동일한 부품 부피 대비 자성체 부피를 증가시키기 위해 외부절연층(400)은 자성 세라믹으로 이루어질 수 있다. 후자는 전자와 비교할 때, 동일한 부품의 전체 부피 대비 자성체의 총 부피를 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 인덕턴스 및 Q 값(Quality Factor)을 향상시킬 수 있다. 전자의 경우, 후자와 비교할 때 외부절연층(400)을 상대적으로 용이하게 형성할 수 있다. 전자의 경우, 외부절연층(400)은 절연수지 및 절연수지에 분산된 자성 세라믹을 포함하는 외부절연층 형성용 자재를 바디(100)에 적층하여 형성될 수 있다. 후자의 경우, 도금 공정 및 기상 증착 등의 박막 공정으로 형성될 수 있다. 기상 증착으로 외부절연층(400)을 형성한 경우, 특정의 경우에 외부절연층(400)을 구성하는 자성 세라믹의 적어도 일부는 바디(100)에 침투될 수 있다.
외부절연층(400)은 후술할 외부전극(500, 600)을 도금으로 형성함에 있어, 도금레지스트로 기능할 수 있다. 구체적으로, 외부절연층(400)은 외부전극(500, 600) 보다 상대적으로 전기 절연성이 좋을 수 있다.
외부전극(500, 600)은 바디(100)에 배치되고, 인출패턴(311a, 312a)과 접촉하여 연결된다.
외부전극(500, 600)은 도전성 분말을 포함하는 페이스트를 바디(100)에 도포 및 경화하여 형성되거나, 도금 공정으로 바디(100)의 표면에 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 도금 공정으로 외부전극(500, 600)을 형성한다. 외부전극(500, 600)이 도금 공정으로 형성될 경우, 외부전극(500, 600)이 상대적으로 얇게 형성될 수 있으므로, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000) 전체의 두께를 박형화할 수 있다.
본 실시예에 적용되는 외부전극(500, 600)은, 각각 시드층(510, 610) 및 시드층(510, 610)에 형성된 도금층(520, 620)을 포함할 수 있다. 시드층(510, 610)은 도금층(520, 620)을 전해도금으로 형성함에 있어 급전층으로 기능하는 것으로, 외부절연층(400)이 형성된 바디(100)의 표면에 무전해도금 또는 기상 증착 등의 박막 공정으로 형성될 수 있다. 도금층(520, 620)은 시드층(510, 610)을 전해도금으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니고, 도전성 수지를 도포하여 경화하는 등의 다른 방법으로 외부전극(500, 600)을 형성할 수 있다.
외부전극(500, 600)은 금속을 포함하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 또는 은(Ag) 등의 단독 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다. 예로서, 시드층(510, 610)은 스퍼터링 공정으로 형성되어 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나 포함한 단층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있고, 도금층(520, 620)은 구리(Cu)를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 예로서, 시드층(510, 610)은 무전해동도금 공정으로 형성되어, 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 이 경우, 도금층(520, 620)이 전해동도금으로 형성되어 시드층(510, 610)과 도금층(520, 620)이 서로 동일한 물질로 형성되더라도, 구리 그레인의 크기 및 구리 그레인의 밀도 등에서 차이가 있어 구별이 가능하다.
도금층(520, 620)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예로서, 도금층(520, 620) 각각은 구리(Cu)를 포함하는 제1 도금층, 니켈(Ni)을 포함하는 제2 도금층 및 주석(Sn)을 포함하는 제3 도금층을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
절연막(700)은, 코일패턴(311, 312), 인출패턴(311a, 312a) 및 절연기판(200)의 표면을 따라 형성될 수 있다. 절연막(700)은 코일패턴(311, 312) 및 인출패턴(311a, 312a)을 보호하고, 코일패턴(311, 312) 및 인출패턴(311a, 312a)을 바디(100)로부터 절연시키기 위한 것으로, 패럴린 등의 공지의 절연 물질을 포함할 수 있다. 절연막(700)에 포함되는 절연 물질은 어떠한 것이든 가능하며, 특별한 제한은 없다.
절연막(700)은 기상 증착 등의 박막 공정으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 예로서, 절연막(700)은 절연필름 등의 절연자재를 절연기판(200)의 양면에 적층함으로써 형성될 수도 있고, 액상의 절연수지를 절연기판(200)의 양면에 도포함으로써 형성될 수도 있다.
이렇게 함으로써, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은, 외부절연층(400)이 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)을 제외한 바디(100)의 표면 전체(103, 104, 105, 106)에 형성되므로, 별도의 도금레지스트를 형성하지 않고도 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)에 외부전극(500, 600)을 도금으로 형성할 수 있다.
또한, 본 실시예의 따른 코일 부품(1000)은, 외부절연층(400)이 자성 세라믹으로 이루어질 수 있으므로, 절연필름 등을 바디(100)의 표면에 적층하여 절연층을 형성한 경우와 비교해 외부절연층(400)을 얇게 형성할 수 있다. 이에 따라, 코일 부품(1000)을 박형화할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 외부절연층(400)이 자성 세라믹을 포함하므로, 비자성 절연필름을 적층하여 바디(100)의 표면에 적층하여 절연층을 형성한 경우와 비교할 때 동일한 부품의 부피 내에서 자성체의 총 부피를 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 코일 부품(1000)의 인덕턴스 및 Q 값(Q Factor)을 향상시킬 수 있다.
(코일 부품의 다른 실시예)
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타낸 도면으로, 도 2에 대응되는 도면이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도로, 도 1의 I-I'선에 대응되는 단면을 따른 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 코일 부품(2000)은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)과 비교할 때 외부절연층(400)이 상이하다. 따라서, 본 실시예를 설명함에 있어서는 일 실시예와 상이한 외부절연층(400)에 대해서만 설명하기로 한다. 본 실시예의 나머지 구성은 본 발명의 일 실시예에서의 설명이 그대로 적용될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 외부절연층(400)은 바디(100)의 제1 내지 제6 면(101, 102, 103, 104, 105, 106)에 형성되되 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)으로 노출된 인출패턴(311a, 312a)을 노출하도록 개구부(O)가 형성된다.
개구부(O)는, 외부절연층(400) 바디(100)의 제1 내지 제6 면(101, 102, 103, 104, 105, 106)을 덮도록 형성된 후 인출패턴(311a, 312a)에 대응되는 일 영역만을 선택적으로 제거하여 형성될 수 있다. 또는, 개구부(O)는 바디(100)의 표면 중 인출패턴(311a, 312a)에 대응되는 일 영역에만 마스크를 형성하고 바디(100)의 표면 전체에 외부절연층(400)을 형성한 후 마스크를 제거함으로써 선택적으로 형성될 수 있다.
개구부(O)는 인출패턴(311a, 312a)의 적어도 일부를 노출한다면, 크기 및 형상 등에 본 발명의 범위가 제한되지 않는다. 즉, 개구부(O)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 인출패턴(311a, 312a)의 노출면 전체를 노출할 수도 있고, 도 5 및 도 6과 달리, 인출패턴(311a, 312a)의 노출면 중 일부 만을 노출할 수도 있다. 개구부(O)는 복수로 형성될 수 있고, 예로서, 제1 인출패턴(311a)을 노출하는 개구부(O)는 복수로 형성될 수 있다.
본 실시예의 경우, 외부절연층(400)이 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)에도 형성되므로, 부품 전체 부피에서 자성체의 부피를 더욱 향상시킬 수 있다.
(코일 부품의 제조방법)
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
우선, 도 7을 참조하면, 인출패턴(311a, 312a)을 가지는 코일부(300)를 절연기판(200)에 형성하고, 절연기판(200)의 양면에 자성 복합 시트를 적층하여 바디(100)를 형성한다.
코일부(300)는 절연기판(200)의 적어도 일면에 Subtractive Process, Additive Process (AP), Semi-additive Process (SAP) 및 Modified Semi-additive Process (MSAP) 중 적어도 하나의 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 제한되지 않는 일 예로서, 제2 코일패턴(312)와 제2 인출패턴(312a) 및 비아(320)은 도 7을 기준으로 절연기판(200)의 상면 측에 SAP 공정으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 코일패턴(312)와 제2 인출패턴(312a) 및 비아(320)은, 각각 서로 일체로 또는 서로 분리되어 형성된 시드층을 가질 수 있다.
절연기판(200)에 코일부(300)를 형성한 후 코어 형성을 위해 절연기판(200)과 코일부(300)를 관통하는 관통홀을 형성하고, 절연막(700)을 형성한다. 절연막(700)은 기상 증착 등의 박막 공정으로 형성되어, 절연기판(200), 코일부(300) 및 관통홀의 표면을 따라 형성되어 컨포멀(conformal) 한 박막의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
절연막(700)을 형성한 후 절연기판(200)의 양면에 자성 복합 시트를 적층한다. 자성 복합 시트는 절연수지 및 절연수지에 분산된 금속 자성 분말을 포함한다. 자성 복합 시트는 하나 이상 적층될 수 있다.
한편, 상술한 공정은 유닛 부품 단위가 아니라, 복수의 유닛 부품이 행과 열을 이루어 배치된 판넬 단위 또는 스트립 단위로 수행될 수 있고, 절연막(700)을 형성한 후 각 유닛 부품 단위로 다이싱될 수 있다. 이로 인해, 인출패턴(311a, 312a)은 바디(100)의 표면으로 노출되게 된다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 바디(100)의 표면 전체에 자성 세라믹을 포함하는 외부절연층(400)을 형성한다.
외부절연층(400)은, 자성 세라믹 및 절연수지를 포함하는 자성 시트를 바디(100)에 적층하여 형성될 수 있다. 또는, 외부절연층(400)은 도금 또는 기상 증착 등의 박막 공정으로 형성될 수 있다. 후자의 경우, 외부절연층(400)은 자성 세라믹으로 이루어질 수 있다. 자성 세라믹으로 이루어진 외부절연층(400)을 도금으로 바디(100)의 표면에 형성하는 경우, 해당 공정에서의 도금 전압은 자성 세라믹의 상대적으로 낮은 전기 전도성에 의해 후술할 외부전극 형성을 위한 도금 공정에서의 전압보다 높다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 인출패턴(311a, 312a)을 노출하도록 바디(100)의 표면에서 외부절연층(400)의 일부를 제거한다.
본 실시예의 경우, 외부절연층(400)을 보다 용이하게 제거하기 위해, 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102) 전체를 노출하도록 한다. 외부절연층(400) 중 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)에 배치된 영역은 기계적 및/또는 화학적 연마를 통해 제거될 수 있다.
다음으로, 도 10 및 도 11을 참조하면, 바디(100)에 외부전극(500, 600)을 형성한다.
우선, 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)에 시드층(510, 610)을 각각 형성한다. 시드층(510, 610)은 무전해도금 또는 기상 증착 등의 박막 공정으로 형성될 수 있다.
다음으로, 시드층(510, 610)을 급전층으로 전해도금을 수행하여 도금층(520, 620)을 형성한다.
한편, 본 실시예를 설명함에 있어, 외부전극(500, 600)이 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)에 형성되어 바디(100)의 다른 표면으로 연장된 형태를 전제하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 외부전극(500, 600)의 형태는 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 본 실시예를 설명함에 있어, 외부전극(500, 600)이 도금으로 형성됨을 전제하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 외부전극(500, 600)은 도전성 수지를 바디(100)의 표면에 도포하고 경화하여 형성될 수 있다. 또는 외부전극(500, 600)은 도전성 수지 도포 및 경화 후 도금 공정을 수행하여 형성될 수도 있다.
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
200: 절연기판
300: 코일부
311, 312: 코일패턴
311a, 312a: 인출패턴
320: 비아
400: 외부절연층
500, 600: 외부전극
700: 절연막
O: 개구부
1000, 2000: 코일 부품
110: 코어
200: 절연기판
300: 코일부
311, 312: 코일패턴
311a, 312a: 인출패턴
320: 비아
400: 외부절연층
500, 600: 외부전극
700: 절연막
O: 개구부
1000, 2000: 코일 부품
Claims (9)
- 금속 자성 분말 및 절연수지를 포함하는 바디;
상기 바디에 매설되는 절연기판;
상기 절연기판의 적어도 일면에 배치되고, 상기 바디의 서로 마주한 양 단면으로 각각 노출된 인출패턴을 가지는 코일부;
상기 바디를 둘러싸되 상기 인출패턴을 노출하고, 자성 세라믹으로 이루어진 외부절연층; 및
상기 바디 상에 배치되고, 상기 인출패턴과 연결되는 외부전극;
을 포함하는 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 자성 세라믹은 철(Fe) 성분을 포함하는, 코일 부품.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 외부절연층은 상기 바디의 양 단면을 제외한 상기 바디의 표면 전체에 형성되는, 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 코일부는
상기 절연기판의 일면에 배치된 제1 코일패턴,
상기 절연기판의 일면에 배치되어 상기 제1 코일패턴과 접촉 연결되고, 일면이 상기 바디의 일 단면으로 노출된 제1 인출패턴,
상기 절연기판의 일면과 마주하는 상기 절연기판의 타면에 배치된 제2 코일패턴,
상기 절연기판의 타면에 배치되어 상기 제2 코일패턴과 접촉 연결되고, 일면이 상기 바디의 타 단면으로 노출된 제2 인출패턴, 및
상기 절연기판을 관통하여 상기 제1 및 제2 코일패턴을 서로 연결하는 비아,
를 포함하는, 코일 부품.
- 인출패턴을 가지는 코일부를 절연기판에 형성하는 단계;
금속 자성 분말과 절연수지를 포함하는 자성 복합 시트를 상기 절연기판의 양면에 적층하여 바디를 형성하는 단계;
상기 바디의 표면 전체에 자성 세라믹으로 이루어진 외부절연층을 형성하는 단계;
상기 인출패턴을 노출하도록 상기 외부절연층의 일부를 제거하는 단계; 및
상기 바디에 외부전극을 형성하는 단계;
를 포함하고,
상기 외부절연층을 형성하는 단계는 도금으로 수행되는 코일 부품의 제조 방법.
- 삭제
- 제6항에 있어서,
상기 외부전극을 형성하는 단계는,
상기 바디 및 상기 외부절연층의 표면에 시드층을 형성하는 단계, 및
상기 시드층에 전해도금으로 도금층을 형성하는 단계,
를 포함하는 코일 부품의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 외부절연층을 형성하기 위한 도금 공정에서의 도금 전압은,
상기 외부전극의 상기 도금층을 형성하기 위한 도금 공정에서의 도금 전압보다 큰, 코일 부품의 제조방법.
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