KR102281450B1

KR102281450B1 - 코일 부품

Info

Publication number: KR102281450B1
Application number: KR1020190118705A
Authority: KR
Inventors: 허영민; 한동호; 김범석
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-07-27
Also published as: KR20210022473A

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 코일 부품은, 지지기판; 상기 지지기판의 일면과 접촉되게 배치된 제1 도전층, 및 상기 지지기판의 일면으로부터 이격되게 상기 제1 도전층에 배치된 제2 도전층을 포함하는 코일부; 및 상기 지지기판과 상기 코일부를 매립하는 바디; 를 포함하고, 상기 제1 도전층의 일측면은 상기 제2 도전층의 일측면보다 상기 제2 도전층의 폭 방향의 중앙에 더 가깝게 배치된다.

Description

코일 부품{COIL COMPONENT}

본 발명은 코일 부품에 관한 것이다.

코일 부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항(Resistor) 및 커패시터(Capacitor)와 더불어 전자기기에 이용되는 대표적인 수동전자부품이다.

코일 부품 중 하나인 박막형 코일 부품의 경우, 절연기판에 도금 공정 등의 박막공정으로 코일패턴을 형성하고, 코일패턴이 형성된 절연기판에 자성 복합 시트를 하나 이상 적층하여 바디를 형성하고, 바디에 외부전극을 형성한다.

박막형 코일 부품의 코일패턴은, 절연기판에 시드부를 형성하고 전해도금으로 도금층을 형성한다. 구체적으로 코일패턴은, 절연기판의 일면에 코일패턴에 대응되는 형태의 시드패턴을 먼저 형성하고, 이에 도금레지스트 형성 및 전해도금을 수행하여 형성된다. 또는, 코일패턴은, 절연기판의 일면 전체에 시드층을 형성하고 도금레지스트 형성 및 전해도금을 수행한 후 도금레지스트를 제거하고, 시드층 중 전해도금층이 형성된 영역을 제외한 영역을 제거함으로써 형성된다.

한편, 후자의 방법의 경우, 도금레지스트 및 시드층을 제거함에 있어, 레이저를 이용하는 경우가 있는데, 레이저에 의해 절연기판의 일부도 함께 제거되어 부품 특성에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다.

한국공개특허 제 10-2017-0123300호

본 발명의 목적은, 코일패턴 각 턴의 종횡비(Aspect Ratio, A/R)를 향상시키면서도 지지기판의 강성을 유지할 수 있는 코일 부품을 제공하기 위함이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 지지기판, 상기 지지기판의 일면과 접촉되게 배치된 제1 도전층, 및 상기 지지기판의 일면으로부터 이격되게 상기 제1 도전층에 배치된 제2 도전층을 포함하는 코일부, 및 상기 지지기판과 상기 코일부를 매립하는 바디; 를 포함하고, 상기 제1 도전층의 일측면은 상기 제2 도전층의 일측면보다 상기 제2 도전층의 폭 방향의 중앙에 더 가깝게 배치된, 코일 부품이 제공된다.

본 발명에 따르면, 코일패턴 각 턴의 종횡비(Aspect Ratio, A/R)를 향상시키면서도 지지기판의 강성을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 II-II'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 4는 도 2의 A를 확대한 것을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제1 변형예를 개략적으로 나타내는 것으로, 도 4에 대응되는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제2 변형예를 개략적으로 나타내는 것으로, 도 4에 대응되는 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 도 3은 도 1의 II-II'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 도 4는 도 2의 A를 확대한 것을 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 바디(100), 지지기판(200), 코일부(300) 및 외부전극(400, 500)을 포함하고, 절연막(600)을 더 포함할 수 있다.

바디(100)는 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 전체적인 외관을 이루고, 내부에 지지기판(200) 및 코일부(300)를 매설한다.

바디(100)는, 전체적으로 육면체의 형상으로 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 기준으로, 바디(100)는, 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 바디(100)의 제1 면(101) 및 제2 면(102)을 의미하고, 바디(100)의 양 측면은 바디(100)의 제3 면(103) 및 제4 면(104)을 의미하고, 바디(100)의 일면은 바디(100)의 제6 면(106)을 의미하고, 바디(100)의 타면은 바디(100)의 제5 면(105)을 의미할 수 있다. 또한, 이하에서, 바디(100)의 상면과 하면은, 각각 도 1 내지 도 3의 방향을 기준으로 정한, 바디(100)의 제5 면(105)과 제6 면(106)을 의미할 수 있다.

바디(100)는, 후술할 외부전극(400, 500)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. 또는, 바디(100)는, 외부전극(400, 500)이 형성된 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 2.0mm의 길이, 1.6mm의 폭 및 0.55mm의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 또는, 바디(100)는, 외부전극(400, 500)이 형성된 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 2.0mm의 길이, 1.2mm의 폭 및 0.55mm의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 또는, 바디(100)는, 외부전극(400, 500)이 형성된 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 1.2mm의 길이, 1.0mm의 폭 및 0.55mm의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 다만, 상술한 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 크기는 예시적인 것에 불과하므로, 상술한 크기 이외의 크기로 형성된 경우를 본 발명의 범위에서 제외시키는 것은 아니다.

바디(100)는, 자성체 분말(P)과 절연 수지(R)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 바디(100)는, 절연 수지(R) 및 절연 수지(R)에 분산된 자성체 분말(P)을 포함하는 자성 복합 시트를 하나 이상 적층한 후 자성 복합 시트를 경화함으로써 형성될 수 있다. 다만, 바디(100)는 자성체 분말(P)이 절연 수지(R)에 분산된 구조 외에 다른 구조를 가질 수도 있다. 예컨대, 바디(100)는 페라이트와 같은 자성 물질로 이루어질 수도 있다.

자성체 분말(P)은, 예로서, 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, 절연 수지(R)에 분산된 2 종류 이상의 자성체 분말(P)을 포함할 수 있다. 여기서, 자성체 분말(P)이 상이한 종류라고 함은, 절연 수지(R)에 분산된 자성체 분말(P)이 직경, 조성, 결정성 및 형상 중 어느 하나로 서로 구별됨을 의미한다. 예로서, 바디(100)는 직경이 서로 상이한 2 이상의 자성체 분말(P)을 포함할 수 있다.

절연 수지(R)는 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 지지기판(200) 및 코일부(300)를 관통하는 코어(110)를 포함한다. 코어(110)는 자성 복합 시트를 적층 및 경화하는 공정에서, 자성 복합 시트의 적어도 일부가 코일부(300)의 관통홀을 충전함으로써 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

지지기판(200)은 바디(100)에 매설된다. 지지기판(200)은 후술할 코일부(300)를 지지하는 구성이다.

지지기판(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, 지지기판(200)은, 동박적층판(Copper Clad Laminate, CCL), 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 필름, PID(Photo Imagable Dielectric) 필름 등의 절연자재로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

무기 필러로는 실리카(SiO₂), 알루미나(Al₂O₃), 탄화규소(SiC), 황산바륨(BaSO₄), 탈크, 진흙, 운모가루, 수산화알루미늄(Al(OH)₃), 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.

지지기판(200)이 보강재를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 지지기판(200)은 보다 우수한 강성을 제공할 수 있다. 지지기판(200)이 유리섬유를 포함하지 않는 절연자재로 형성될 경우, 지지기판(200)은 코일부(300) 전체의 두께를 박형화하는데 유리하다. 지지기판(200)이 감광성 절연수지를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 코일부(300) 형성을 위한 공정 수가 줄어들어 생산비 절감에 유리하고, 미세한 비아를 형성할 수 있다.

지지기판(200)의 두께는, 20㎛ 초과 40㎛ 미만일 수 있고, 보다 바람직하게는 25㎛ 이상 35㎛ 이하일 수 있다. 지지기판(200)의 두께가 20㎛ 이하인 경우, 지지기판(200)의 강성을 확보하기 어려워 제조 공정 과정에서 후술할 코일부(300)를 지지하기 어렵다. 지지기판(200)의 두께가 40㎛ 이상으로 형성되는 경우, 코일 부품을 박형화하는데 불리하고, 동일한 부피의 바디 내에서 지지기판(200)이 차지하는 부피가 증가해 고용량의 인덕턴스를 구현하는데 불리하다.

코일부(300)는 지지기판(200)에 배치된 평면 나선형의 코일패턴(311, 312)을 포함하고, 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 코일패턴(311, 312) 및 비아(320)를 포함한다. 구체적으로, 도 1, 도 2 및 도 3의 방향을 기준으로, 바디(100)의 제6 면(106)과 마주하는 지지기판(200)의 하면에 제1 코일패턴(311)이 배치되고, 지지기판(200)의 상면에 제2 코일패턴(312)이 배치된다. 비아(320)는 지지기판(200)을 관통하여 제1 코일패턴(311)과 제2 코일패턴(312)에 각각 접촉 연결된다. 이렇게 함으로써, 코일부(300)는 전체적으로 코어(110)를 중심으로 하나 이상의 턴(turn)을 형성한 하나의 코일로 기능할 수 있다.

코일패턴(311, 312)은 각각 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한 평면 나선의 형상을 가지게 된다. 예로서, 제1 코일패턴(311)은, 도 2의 방향을 기준으로 지지기판(200)의 하면에서 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성할 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 지지기판(200)의 일면과 수직하는 단면을 기준으로, 코일패턴(311, 312)의 각 턴(turn)은, 폭(width, Wb)에 대한 두께(height, T1)의 비인 종횡비(Aspect Ratio, A/R)가 6 이상일 수 있다. 여기서, 코일패턴(311, 312)의 각 턴(turn)의 폭(Wb)은 25㎛ 이상이고, 두께(T1)가 200㎛ 이상일 수 있다. 코일패턴(311, 312)의 복수의 턴 중 인접한 턴 간의 이격거리(space, S)는 8㎛ 이상 15㎛ 이하일 수 있다. 다만, 본 발명의 범위가 상술한 수치에 제한되는 것은 아니다. 한편, 후술할 바와 같이, 제1 도전층의 두께(T2)는 제2 도전층(T1-T2)의 두께보다 매우 얇게 형성되기 때문에, 제2 도전층의 두께(T1-T2)와 코일패턴(311, 312)의 두께(T1)를 서로 동일한 것으로 근사시킬 수 있다. 또한, 상술한 제1 도전층과 제2 도전층 간의 두께 차이로 인해, 코일패턴(311, 312)의 단면을 기준으로 제2 도전층이 차지하는 면적이 제1 도전층이 차지하는 면적보다 상대적으로 크므로, 코일패턴(311, 312)의 폭은 제2 도전층의 폭(Wb)을 의미하고, 인접한 턴(turn) 간의 이격거리는 인접한 턴의 제2 도전층 간의 이격거리(S)를 의미할 수 있다.

코일패턴(311, 312)의 단부는 각각 후술할 제1 및 제2 외부전극(400, 500)과 연결된다. 즉, 제1 코일패턴(311)의 단부는 제1 외부전극(400)과 연결되고, 제2 코일패턴(312)의 단부는 제2 외부전극(500)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(400, 500)과 접촉 연결될 수 있다.

코일부(300)는, 지지기판(200)의 일면에 접촉되게 배치된 제1 도전층, 및 지지기판(200)의 일면으로부터 이격되게 제1 도전층에 배치된 제2 도전층을 포함한다. 구체적으로, 코일부(300)의 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각은, 제1 도전층 및 제2 도전층을 포함한다. 한편, 이하에서는, 설명의 중복을 피하기 위해, 제2 코일패턴(312)을 중심으로 제1 도전층과 제2 도전층에 대해 설명하기로 하나, 이러한 설명은 제1 코일패턴(311)에도 그대로 적용될 수 있다.

제2 코일패턴(312)은, 도 2 내지 도 4의 방향을 기준으로, 지지기판(200)의 상면에 접촉 배치된 제1 도전층(312a), 및 지지기판(200)의 상면으로부터 이격되게 제1 도전층(312a)에 배치된 제2 도전층(312b)를 포함한다.

제1 도전층(312a)은 제2 도전층(312b)을 전해도금으로 형성하기 위한 시드층으로부터 형성될 수 있다. 시드층은 절연기판(200)에 무전해도금 또는 스퍼터링을 수행함으로써 형성될 수 있다. 시드층을 스퍼터링 등으로 형성한 경우, 제1 도전층(312a)을 구성하는 물질의 적어도 일부가 절연기판(200)에 침투된 형태를 가질 수 있다. 이는, 절연기판(200)에서 제1 도전층(312a)을 구성하는 금속 물질의 농도가 바디(100)의 두께 방향(T)을 따라 차이가 발생하는 것으로 확인할 수 있다.

제1 도전층(312a)은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 도전층(312a)은, 몰리브덴(Mo)/티타늄(Ti)과 같이, 복수 층의 구조로 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

제2 도전층(312b)은, 시드층에 개구부를 가지는 도금레지스트를 형성한 후 전해도금으로 도금레지스트의 개구부에 도전성 물질을 충전함으로써 형성될 수 있다.

도금레지스트는, 도금레지스트 형성용 물질을 시드층에 형성한 후 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 복수의 턴(turn)을 가지는 평면 나선형으로 형성된 개구부와 인접한 개구부 사이에 배치된 절연벽을 포함하는 형태로 형성될 수 있다. 도금레지스트는 액상의 감광성 물질 시드층에 도포하거나 시트 타입의 감광성 물질을 시드층에 적층함으로써 형성될 수 있다. 도금레지스트의 개구부의 폭(또는 인접한 절연벽 간의 이격 거리)은 코일패턴(311, 312)의 폭(Wb)에 해당하고, 절연벽의 폭은 전술한 코일패턴(311, 312)의 턴(turn) 간 이격거리(S)에 해당한다. 절연벽의 두께는 전술한 코일패턴(311, 312)의 두께에 해당한다. 도금레지스트는, 박리액에 의하여 박리가 가능한 감광성 절연 물질(PID: Photo Imagable dielectric)을 포함한다. 예를 들면, 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 글리콜모노메틸 에테르 등일 수 있다. 또는 도금레지스트는, 비스페놀계 에폭시 수지를 주 성분으로 포함하는 감광성 물질을 포함할 수 있으며, 이때 비스페놀계 에폭시 수지는 예컨대 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 비스페놀 A 폴리머 수지 등일 수 있다. 다만, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 도금레지스트는 박리액에 의하여 박리될 수 있는 것이면, 어느 것이든 적용될 수 있다. 한편, 본 발명의 경우, 도금레지스트의 개구부를 충전하는 전해도금층은, 도금레지스트의 두께(절연벽의 두께)보다 낮게 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 도전층(312b)의 폭(Wb)은, 제2 도전층(312b)의 두께 방향을 따른 제2 도전층(312b)의 상부와 하부에서 일정할 수 있다.

제2 도전층(312b)은 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 예로서, 제2 도전층(312b)은 전해동도금을 통해 구리(Cu)로 이루어질 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 도전층(312b)과 제1 도전층(312a)은 서로 다른 금속으로 이루어질 수 있다. 제2 도전층(312b)은 단일의 전해도금 공정을 통해 단일의 층으로 이루어지거나, 복수 회의 전해도금 공정을 통해 복수의 층으로 이루어질 수 있다.

제1 도전층(312a)은 제2 도전층(312b)에 비하여 얇게 형성된다. 구체적으로, 제1 도전층(312a)의 두께(T2)는 50㎚ 이상 10㎛ 이하일 수 있다. 제1 도전층(312a)의 두께(T2)가 50㎚ 미만인 경우, 제2 도전층(312b)을 전해도금으로 형성하기 곤란할 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 도전층(312a)의 일측면은 제2 도전층(312b)의 일측면보다 제2 도전층(312b)의 폭 방향의 중앙(C)에 더 가깝게 배치된다. 구체적으로, 제2 도전층(312b)의 일측면으로부터 제1 도전층(312a)의 일측면까지의 거리(a)가 0을 초과하므로, 제2 도전층(312b)의 일측면보다 제2 도전층(312b)의 폭 방향의 중앙(C)에 더 가깝게 배치된다. 결과, 제1 도전층(312a)의 폭(Wa)은 제2 도전층(312b)의 폭(Wb)보다 작게 형성된다. 한편, 제1 도전층(312a)의 일측면과 마주한 제1 도전층(312a)의 타측면도 제2 도전층(312b)의 타측면보다 제2 도전층(312b)의 폭 방향의 중앙(C)에 더 가깝게 배치된다. 제1 도전층(312a)은, 시드층에 제2 도전층(312b)을 형성한 후 박리액을 이용해 도금레지스트를 화학적으로 제거하고, 시드 에칭액을 이용해 시드층을 선택적으로 제거함으로써 형성된다. 시드 에칭액은 시드층과 반응하고, 제2 도전층(312b)인 전해도금층과는 반응하지 않을 수 있다. 결과, 시드층을 선택적으로 제거하여 형성된 제1 도전층(312a)은, 일측면이 제2 도전층(312b)의 일측면보다 내측에 배치된 형태를 가질 수 있다.

도 4를 참조하면, 제2 도전층(312b)의 폭(Wb)에 대한 제2 도전층(312b)의 일측면으로부터 제1 도전층(312a)의 일측면까지의 거리(a)의 비율은, 0 초과 0.45 미만일 수 있다. 상기의 비율이 O인 경우는 제1 도전층(312a)과 제2 도전층(312b)이 서로 동일한 금속 물질로 이루어져 전술한 시드 에칭액에 시드층과 제2 도전층(312b)이 함께 제거되기 때문인데, 이 경우에는 제2 도전층(312b)의 도체 손실로 부품 특성이 나빠질 수 있다. 상기 비율이 0.45 이상인 경우 시드층이 과하게 에칭되어 제2 도전층(312b)이 지지기판으로부터 분리되어 불량이 발생할 수 있다. 제한되지 않는 예로서, 제2 도전층(312b)의 폭(Wb)이 100㎛인 경우, 제2 도전층(312b)의 일측면으로부터 제1 도전층(312a)의 일측면까지의 거리(a)는 0㎛ 초과 45㎛ 미만일 수 있다.

제2 도전층(312b)의 폭(Wb)에 대한 제1 도전층(312a)의 폭(Wa)의 비율은 0.1 초과 1 미만일 수 있다. 제2 도전층(312b)의 폭(Wb)에 대한 제1 도전층(312a)의 폭(Wa)의 비율이 0.1 이하인 경우는 제2 도전층(312b)이 지지기판으로부터 분리되어 불량이 발생할 수 있다. 제2 도전층(312b)의 폭(Wb)에 대한 제1 도전층(312a)의 폭(Wa)의 비율이 1 이상인 경우, 제2 도전층(312b)의 도체 손실로 인해 부품 특성이 나빠지거나, 인접한 턴(turn) 간 쇼트(short)가 발생할 수 있다. 제한되지 않는 예로서, 제2 도전층(312b)의 폭(Wb)이 100㎛인 경우, 제1 도전층(312a)의 폭(Wa)은 10㎛ 초과 100㎛ 미만일 수 있다.

비아(320)는 적어도 하나 이상의 도전층을 포함할 수 있다. 예로서, 비아(320)를 전해도금으로 형성할 경우, 비아(320)는 절연기판(200)을 관통하는 비아홀의 내벽에 형성된 시드층과 시드층이 형성된 비아홀을 충전하는 전해도금층을 포함할 수 있다. 비아(320)의 시드층과 코일패턴(311, 312) 형성을 위한 시드층은, 동일 공정에서 함께 형성되어 상호 일체로 형성되거나, 상이한 공정에서 형성되어 양자 간에 경계가 형성되어 있을 수 있다. 비아(320)는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 포함할 수 있다.

외부전극(400, 500)은 단층 또는 복수 층의 구조로 형성될 수 있다. 예로서, 제1 외부전극(400)은, 구리(Cu)를 포함하는 제1 층, 제1 층 상에 배치되고 니켈(Ni)을 포함하는 제2 층 및 제2 층 상에 배치되고 주석(Sn)을 포함하는 제3 층으로 구성될 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3 층은 각각 도금으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 예로서, 제1 외부전극(400)은, 은(Ag) 등의 도전성 분말과 수지를 포함하는 수지 전극과, 수지 전극 상에 도금 형성된 니켈(Ni)/주석(Sn) 도금층을 포함할 수 있다.

외부전극(400, 500)은 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.

절연막(600)은, 절연기판(200)과 코일부(300)에 형성될 수 있다. 절연막(600)은 코일부(300)를 바디(100)로부터 절연시키기 위한 것으로, 패럴린 등의 공지의 절연 물질을 포함할 수 있다. 절연막(600)에 포함되는 절연 물질은 어떠한 것이든 가능하며, 특별한 제한은 없다. 절연막(600)은 기상증착 등의 방법으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 절연필름을 절연기판(200)의 양면에 적층함으로써 형성될 수도 있다. 전자의 경우, 절연막(600)은 절연기판(200)과 코일부(300)의 표면을 따라 컨포멀(conformal)한 막의 형태로 형성될 수 있다. 후자의 경우, 절연막(600)은 코일패턴(311, 312)의 인접한 턴과 턴 사이의 공간을 채우는 형태로 형성될 수 있다. 한편, 본 발명에서 절연막(600)은 선택적 구성이어서, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 작동 조건에서 바디(100)가 충분한 절연 저항을 확보할 수 있다면, 절연막(600)은 생략될 수 있다.

본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은, 도금레지스트 제거 공정과 선택적 시드층 제거 공정을 화학 용액을 이용해 수행한다. 즉, 도금레지스트는 박리액 또는 제1 에칭액으로 제거되며, 시드층은 제2 에칭액 또는 시드 에칭액으로 제거된다. 따라서, 도금레지스트와 시드층을 레이저로 함께 제거하는 경우와 비교하여, 지지기판(200)이 훼손되는 것을 방지할 수 있고, 지지기판(200)의 강성을 유지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 코일 부품은, 시드층과 전해도금층이 서로 다른 금속으로 이루어지고, 시드 에칭액은 시드층과 반응하고 전해도금층과 반응하지 않을 수 있다. 따라서, 선택적 시드층 제거 공정에서 전해도금층인 제2 도전층(312b)의 도체 손실이 발생하지 않을 수 있어 부품 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제1 변형예를 개략적으로 나타내는 것으로, 도 4에 대응되는 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제2 변형예를 개략적으로 나타내는 것으로, 도 4에 대응되는 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제1 및 제2 변형예는, 제1 도전층(312a)의 일측면이, 지지기판(200)과 접하는 제1 도전층(312a)의 일면 측에서보다 제2 도전층(312b)과 접하는 제1 도전층(312a)의 타면 측에서 제2 도전층(312b)의 폭 방향의 중앙(C)에 더 가깝게 배치된다. 즉, 제1 도전층(312a)의 폭(Wa', Wa")은 도 5 및 도 6의 방향을 기준으로, 하부로 갈수록 증가할 수 있다. 시드 에칭액으로 시드층을 선택적으로 제거하는 공정에서, 시드층의 두께 방향을 기준으로 시드층의 상부 측은 시드층의 하부 측과 비교할 때 시드 에칭액에 상대적으로 긴 시간 동안 노출되게 된다. 따라서, 시드층이 선택적으로 에칭 제거되어 형성된 제1 도전층(312a)의 폭(Wa', Wa")은, 하부로 갈수록 증가할 수 있다.

한편, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 변형예들의 경우, 제1 도전층(312a)의 일측면은 지지기판(200)의 일면과 수직하는 단면에서 곡선의 형상을 가진다. 따라서, 본 변형예들에서, 제1 도전층(312a)의 일측면이 제2 도전층(312b)의 일측면보다 제2 도전층(312b)의 폭 방향의 중앙(C)에 더 가깝게 배치된다고 함은, 도 5 및 도 6의 방향을 기준으로 제1 도전층(312a)의 일측면의 상부 영역이 제2 도전층(312b)의 일측면보다 제2 도전층(312b)의 폭 방향의 중앙(C)에 더 가깝게 배치됨을 의미할 수 있다. 또한, 본 변형예들에서, 제2 도전층(312b)의 일측면으로부터 제1 도전층(312a)의 일측면까지의 거리(a', a")라고 함은, 제2 도전층(312b)의 일측면으로부터 제1 도전층(312a)의 일측면의 상부 영역까지의 거리를 의미할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제2 변형예는, 제1 도전층의 일면 측에서 제1 도전층의 일측면은, 제2 도전층의 일측면의 외측에 배치된다. 즉, 도 6을 참조하면, 지지기판(200)의 일면과 수직하는 단면을 기준으로, 제1 도전층(312a)의 일측면의 하부는 제2 도전층(312b)의 일측면의 외측에 배치된다. 따라서, 제1 도전층(312a)의 하부의 폭은 제2 도전층(312b)의 폭보다 클 수 있다.

하기의 표 1은, 6 이상의 종횡비 및 15㎛ 이하의 턴 간 이격거리를 설계 치수로 하여, 코일패턴의 제조 방법을 달리한 경우 불량 여부 및 지지기판의 훼손여부를 표시한 것이다. 하기의 실험예 1 내지 3은 후술할 방법 만을 달리하고, 나머지 조건(예로서, 코일 패턴의 총 턴 수, 시드패턴 또는 시드층의 재질 및 두께, 시드패턴 또는 시드층의 형성방법, 전해도금 시의 도금 전류 등)은 동일하게 하여 제조되었다. 코일패턴의 불량 여부는, 인접한 턴의 전해도금층 간의 이격거리가 15㎛ 이하인지 여부를 기준으로 판단하였다. 지지기판의 훼손여부는 지지기판의 일면 중 코일패턴의 턴이 형성된 영역과 코일패턴의 턴이 형성되지 않은 영역 간의 높이 차가 있는지 여부를 기준으로 판단하였다.

	코일 패턴 불량 여부	지지기판 훼손 여부
# 1	O	X
# 2	X	O
# 3	X	X

실험예 1의 경우는, 지지기판의 일면에 평면 나선형의 시드패턴을 형성하고, 시드패턴의 턴과 턴 사이에 도금레지스트의 절연벽이 배치되도록 도금레지스트를 형성한 후 전해도금으로 도금레지스트의 개구부를 충전함으로써 코일패턴을 형성하였다. 실험예 2의 경우, 지지기판의 일면 전체에 시드층을 형성하고, 시드층에 평면 나선형의 개구부를 가지는 도금레지스트를 형성하고, 전해도금으로 개구부를 충전하고, 도금레지스트와 시드층을 레이저로 함께 제거함으로써 코일 패턴을 형성한 것이다. 실험예 3의 경우, 실험예 2와 마찬가지로 코일 패턴을 형성하되, 제1 에칭액을 이용해 도금레지스트를 제거하고, 제2 에칭액을 이용해 시드층을 선택적으로 제거한 것이다.

실험예 1의 경우, 지지기판이 훼손되지 않았으나, 코일패턴에 불량이 발생하였다. 이는, 코일패턴의 턴과 턴 간의 이격거리가 감소함에 따라, 시드패턴의 턴과 턴 사이에 도금레지스트를 배치하는 공정에서 얼라인먼트를 맞추기 힘들기 때문이다.

실험예 2의 경우, 코일패턴에 불량이 발생하지 않았으나, 지지기판이 훼손되었다. 이는 도금레지스트와 시드층을 제거하는 공정에서 레이저의 조사량을 조절하기가 힘들기 때문이다.

실험예 1 및 2와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조 방법인 실험예 3의 경우, 코일패턴에 불량이 발생하지 않았고, 지지기판이 훼손되지 않았다.

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: 지지기판
300: 코일부
311, 312: 코일패턴
312a: 제1 도전층
312b: 제2 도전층
320: 비아
400, 500: 외부전극
600: 절연막
P: 자성체 분말
R: 절연 수지
1000: 코일 부품

Claims

지지기판;
일면이 상기 지지기판과 접촉되게 배치된 제1 도전층, 및 상기 지지기판으로부터 이격되게 상기 제1 도전층의 일면과 마주한 상기 제1 도전층의 타면에 배치된 제2 도전층을 포함하는 코일부; 및
상기 지지기판과 상기 코일부를 매립하는 바디; 를 포함하고,
상기 제1 도전층의 일측면은 상기 제2 도전층의 일측면보다 상기 제2 도전층의 폭 방향의 중앙에 더 가깝게 배치되고,
상기 제2 도전층의 하면은, 상기 제1 도전층의 타면과 접하는 제1 영역과, 상기 제1 도전층의 타면과 접하지 않는 제2 영역을 가지는,
코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 제2 도전층의 폭에 대한 상기 제2 도전층의 일측면으로부터 상기 제1 도전층의 일측면까지의 거리의 비율은, 0 초과 0.45 미만인,
코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 제1 도전층의 일측면은,
상기 지지기판과 접하는 상기 제1 도전층의 일면 측에서보다 상기 제2 도전층과 접하는 상기 제1 도전층의 타면 측에서 상기 제2 도전층의 폭 방향의 중앙에 더 가깝게 배치된,
코일 부품.
제3항에 있어서,
상기 제1 도전층의 일면 측에서 상기 제1 도전층의 일측면은, 상기 제2 도전층의 일측면의 외측에 배치된,
코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 제2 도전층의 폭에 대한 상기 제1 도전층의 폭의 비율은 0.1 초과 1 미만인,
코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 코일부는 복수의 턴(turn)을 가지는 평면 나선형으로 형성되고,
상기 복수의 턴(turn)의 종횡비(Aspect Ratio, A/R)는 6 이상인,
코일 부품.
제6항에 있어서,
상기 복수의 턴(turn) 중 인접한 턴(turn) 간의 이격 거리는 8㎛ 이상 15㎛ 이하인,
코일 부품.
제6항에 있어서,
상기 복수의 턴(turn)은, 폭이 25㎛ 이상이고, 두께가 200㎛ 이상인,
코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층은 서로 다른 금속으로 이루어진,
코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 제1 도전층은 몰리브덴(Mo)을 포함하고,
상기 제2 도전층은 구리(Cu)를 포함하는,
코일 부품.
지지기판;
일면이 상기 지지기판과 접촉되게 배치된 제1 도전층, 및 상기 지지기판으로부터 이격되게 상기 제1 도전층의 일면과 마주한 상기 제1 도전층의 타면에 배치된 제2 도전층을 포함하는 코일부; 및
상기 지지기판과 상기 코일부를 매립하는 바디; 를 포함하고,
상기 제1 도전층의 폭은 상기 제2 도전층의 폭보다 작고,
상기 제2 도전층의 하면은, 상기 제1 도전층의 타면과 접하는 제1 영역과, 상기 제1 도전층의 타면과 접하지 않는 제2 영역을 가지는,
코일 부품.
제11항에 있어서,
상기 제2 도전층의 폭에 대한 상기 제1 도전층의 폭의 비율은 0.1 초과 1 미만인,
코일부품.
제11항에 있어서,
상기 제2 도전층의 폭은 상기 제2 도전층의 두께 방향을 따라 일정한,
코일 부품.
지지기판; 및 상기 지지기판의 일면에서 복수의 턴(turn)을 형성한 코일패턴을 포함하는 코일부; 를 포함하고,
상기 코일패턴 각각의 턴(turn)은, 일면이 상기 지지기판과 접촉되게 배치된 제1 도전층, 및 상기 지지기판으로부터 이격되게 상기 제1 도전층의 일면과 마주한 상기 제1 도전층의 타면에 배치된 제2 도전층을 포함하고,
상기 제1 도전층의 일측면은 상기 제2 도전층의 일측면보다 상기 제2 도전층의 폭 방향의 중앙에 더 가깝게 배치되고,
상기 지지기판의 일면과 수직하는 단면을 기준으로, 상기 코일패턴의 적어도 하나의 턴(turn)은, 상기 제2 도전층의 폭에 대한 상기 코일패턴의 두께의 비가 6 이상이고,
상기 제2 도전층의 하면은, 상기 제1 도전층의 타면과 접하는 제1 영역과, 상기 제1 도전층의 타면과 접하지 않는 제2 영역을 가지는,
코일 부품.
제14항에 있어서,
상기 지지기판과 접하는 상기 제1 도전층의 일면의 면적은 상기 제2 도전층과 접하는 상기 제1 도전층의 타면의 면적보다 큰,
코일 부품.