KR102306711B1 - 인덕터 - Google Patents

Abstract

본 개시의 일 예에 따른 인덕터는 지지 부재, 상기 지지 부재에 의해 지지되며, 제1 개구 패턴의 개구부를 포함하는 절연체, 상기 제1 개구 패턴의 상기 개구부 내부에 배치되는 코일 패턴을 포함하는 코일, 및 상기 코일 패턴과 상기 지지 부재 사이에 배치되며, 제2 개구 패턴의 개구부를 포함하는 박막 도체층을 포함하는 바디와, 상기 바디의 외부면 상에 배치되는 외부전극을 포함한다.

Description

인덕터 {INDUCTOR}

본 개시는 인덕터에 관한 것이며, 구체적으로, 고용량 및 소형화에 유리한 박막형 파워 인덕터에 관한 것이다.

IT 기술의 발전과 더불어 장치의 소형화 및 박막화가 가속화되어 가고 있으며, 이와 함께, 소형 박형 소자에 대한 시장 요구가 증가한다.

하기의 특허문헌 1 은 이러한 기술 트랜드에 적합하도록 비어홀을 가지는 기판, 상기 기판의 양면으로 배치되어 상기 기판의 비어홀을 통해 전기적으로 연결되는 코일들을 포함하는 파워 인덕터를 제공함으로써, 균일하면서도 큰 종횡비를 코일을 가지는 인덕터를 제공하려고 노력한다.

한국 특허공개공보 제10-1999-0066108 호

본 개시에 따른 인덕터가 해결하고자 하는 여러 과제 중 하나는 복수의 코일 패턴의 선폭을 미세화하여 고종횡비의 코일 패턴을 포함하는 인덕터를 제공하는 것이다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터는 지지 부재, 상기 지지 부재에 의해 지지되며, 제1 개구 패턴의 개구부를 포함하는 절연체, 상기 제1 개구 패턴의 상기 개구부 내부에 배치되는 코일 패턴을 포함하는 코일, 및 상기 코일 패턴과 상기 지지 부재 사이에 배치되며, 제2 개구 패턴의 개구부를 포함하는 박막 도체층을 포함하는 바디와, 상기 바디의 외부면 상에 배치되는 외부전극을 포함한다. 상기 박막 도체층의 양 단부 중 일 단부는 상기 지지 부재와 상기 절연체 사이에 배치되고, 서로 인접하는 제1 및 제2 절연체에 있어서, 상기 코일 패턴의 평균 두께에 대하여 상기 제1 절연체의 일측면으로 상기 코일 패턴이 연장되는 두께 (H1) 와 상기 제1 절연체의 상기 일측면과 마주하는 제2 절연체의 일측면으로 상기 코일 패턴이 연장되는 두께 (H2) 의 편차의 비율은 15% 이하이다.

본 개시의 다른 일 예에 따른 인덕터는 지지 부재, 상기 지지 부재에 의해 지지되며 제1 개구 패턴을 포함하는 절연체, 상기 제1 개구 패턴 내부에 배치되는 코일 패턴, 및 상기 코일 패턴과 상기 지지 부재 사이에 배치되며, 제2 개구 패턴을 포함하는 박막 도체층을 포함하는 바디와, 상기 바디의 외부면 상에 배치되는 외부전극을 포함한다. 상기 박막 도체층의 양 단부는 상기 절연체에 의해 덮어지고, 상기 지지 부재와 상기 절연체 사이에 배치된다.

본 개시의 여러 효과 중 하나는 소형화된 인덕터에서 코일 패턴의 종횡비를 증가시키고, Rdc 특성 및 인덕턴스 특성의 전기적 특성을 개선한 것이다.

도1 은 본 개시의 제1 실시예에 따른 인덕터의 개략적인 사시도이다.
도2 는 도1 의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도3 은 제1 실시예에 따른 인덕터의 제1 변형예에 따른 인덕터의 단면도이다.
도4 는 제1 실시예에 따른 인덕터의 제2 변형예에 따른 인덕터의 단면도이다.
도5 는 제1 실시예에 따른 인덕터의 제3 변형예에 따른 인덕터의 단면도이다.
도6 은 제1 실시예에 따른 인덕터의 제4 변형예에 따른 인덕터의 단면도이다.
도7 은 본 개시의 제2 실시예에 따른 인덕터의 개략적인 사시도이다.
도8 은 도7 의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도9 는 제2 실시예에 따른 인덕터의 제1 변형예에 따른 인덕터의 단면도이다.
도10 은 제2 실시예에 따른 인덕터의 제2 변형예에 따른 인덕터의 단면도이다.
도11 은 제2 실시예에 따른 인덕터의 제3 변형예에 따른 인덕터의 단면도이다.
도12 는 제2 실시예에 따른 인덕터의 제4 변형예에 따른 인덕터의 단면도이다.

이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 개시의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 개시의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 개시를 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 개시를 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.

이하에서는 본 개시의 일 예에 따른 인덕터를 설명하되, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

제1 실시예

도1 은 본 개시의 일 예에 따른 인덕터의 개략적인 사시도이고, 도2 는 도1 의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.

도1 및 도2 를 참조하면, 인덕터 (100) 는 바디 (1) 와 상기 바디의 외부면 상의 외부전극 (2) 을 포함한다.

상기 외부전극 (2) 은 제1 및 제2 외부전극 (21, 22) 으로 구별될 수 있는데, 상기 제1 외부전극이 입력 단자이면, 상기 제2 외부전극이 출력 단자로 구성된다. 도1 에서 상기 제1 및 제2 외부전극은 알파벳 C 자형으로 구성되지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 적절한 단면의 형상, 예를 들어, 알파벳 L 자형 또는 바디의 일면에만 배치되도록 알파벳 I 자형으로 변경할 수 있다. 상기 제1 및 제2 외부전극은 전도성 물질을 포함하여야 하는데, Cu선도금층을 포함하거나, Ag-에폭시 복합층을 포함할 수 있다.

상기 바디 (1) 는 인덕터의 외관을 형성하며, 길이(L) 방향으로 마주하는 제1 단면 및 제2 단면, 폭(W) 방향으로 마주하는 제1 측면 및 제2 측면, 두께(T) 방향으로 마주하는 상면 및 하면을 포함하여 실질적으로 육면체 형상으로 구성된다.

상기 바디 (1) 는 자성 물질 (11) 을 포함하는데, 상기 자성 물질은 자기 특성을 가지는 물질이면 충분하며, 예를 들어, 페라이트 또는 금속 자성 입자가 수지에 충진된 것을 수 있으며, 상기 금속 자성 입자는 철(Fe), 실리콘(Si), 크롬 (Cr), 알루미늄(Al), 및 니켈(Ni) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 바디 내 자성 물질은 코일 (12) 에 의해 발생되는 자속이 흐르는 통로로 기능하기 때문에, 상기 자성 물질에 의해 코일은 인출부를 제외하고 완전히 봉합되는 것이 바람직하다.

상기 코일 (12) 은 전체적으로 스파이럴 형상으로 권취되며, 상기 코일은 제1 외부전극 (21) 과 연결되는 제1 인출부 (121) 및 제2 외부전극 (22) 과 연결되는 제2 인출부 (122) 를 포함한다. 또한, 상기 코일은 상기 제1 및 제2 인출부 사이에서 스파이럴 형상으로 권취되는 코일의 본체로서 복수의 코일 패턴 (12a, 12b) 을 포함한다.

상기 복수의 코일 패턴 (12a, 12b) 은 지지 부재 (13) 에 의해 지지된다. 상기 지지 부재 (13) 는 중앙부에 관통홀 (H) 을 포함하며, 상기 관통홀 내부에는 자성 물질이 충진되기 때문에, 코일로부터 발생하는 자속이 강화될 수 있다. 상기 지지 부재는 절연 특성을 가지면서, 상기 코일 패턴 등을 적절히 지지할 수 있는 강도를 가지는 재질을 포함한다. 상기 지지 부재의 형상은 특별히 한정될 이유가 없으나, 가공성의 편의를 위해 소정의 두께를 가지는 판형으로 구성되는 것이 바람직하다. 그 두께는 저배율화 (Low Profile)인덕터의 요구를 고려할 때, 대략 60㎛ 을 초과하지는 않는 것이 바람직하다. 상기 지지 부재는 예를 들어, 프린트 기판, ABF 필름, 또는 PF-EL 자재를 적용할 수 있으나, 이에 한정될 이유는 없다. 상기 지지 부재는 상기 관통홀의 근방에서 지지 부재의 상면에 의해 지지되는 코일 패턴과 지지 부재의 하면에 의해 지지되는 코일 패턴을 서로 연결하기 위한 비아를 형성하기 위한 비아홀을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 비아홀은 복수로 구성될 수 있고, 그 형상은 지지 부재의 중앙에서 멀어질수록 직경이 커지는 테이퍼드 형상일 수 있으나, 비아홀의 개수 내지 구체적인 형상은 당업자가 필요에 따라 적절히 선택할 수 있는 것은 물론이다.

상기 지지 부재의 적어도 일면, 즉, 상기 지지 부재의 상면 (131) 및 하면 (132) 중 적어도 하나의 위로는 절연체 (14) 가 지지된다. 상기 절연체 (14) 는 소정의 제1 개구부 (14h) 를 포함하는데, 상기 제1 개구부에 의해 상기 절연체는 전체적으로 코일의 단면의 형상과 유사한 스파이럴 형상으로 구성된다. 상기 절연체 (14) 는 코일의 도금 성장을 위한 도금 가이드 라인의 기능을 하며, 서로 인접하는 코일 패턴 사이를 절연시키는 기능을 한다. 상기 절연체 (14) 는 코일의 종횡비 (Aspect Ratio) 를 안정적으로 증가시키기 위한 구성이므로, 요구되는 코일의 두께를 고려하여 상기 코일의 두께보다 큰 두께를 가지도록 구성하는 것이 바람직하다. 상기 절연체의 두께가 상기 코일의 두께보다 큰 경우, 선택적으로, 상기 절연체 및 코일의 두께를 서로 동일한 수준으로 변경하는 공정을 추가할 수 있다. 예를 들어, 코일의 형성을 완료한 후, 기계적 연마나 화학적 연마를 통해 상기 절연체가 코일의 상면으로부터 돌출된 부분의 적어도 일부를 제거하는 것이다.

상기 절연체 (14) 는 퍼머넌트 타입의 감광성 절연 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 비스페놀계 에폭시 수지를 주 성분으로 포함하는 감광성 물질을 포함할 수 있으며, 이 때, 비스페놀계 에폭시 수지는 예컨대 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 비스페놀 A 폴리머 수지 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 퍼머넌트 타입의 통상의 레지스트 물질이면, 어느 것이든 적용될 수 있다.

다음, 상기 지지 부재의 상면 (131) 및 하면 (132) 중 적어도 하나의 위로는 박막 도체층 (15) 이 형성된다. 상기 박막 도체층은 전체적으로 코일의 단면의 형상에 대응하는 형상으로 구성되는 것이 바람직한데, 이는, 상기 박막 도체층이 상기 코일의 도금 성장시 씨드 패턴으로 기능하기 때문이다. 상기 박막 도체층 (15) 은 전체적으로 스파이럴 형상을 가질 수 있는데, 이 경우, 바디의 L-T 단면을 기준할 때, 상기 박막 도체층은 L 방향을 따라 서로 이격된 제1 박막 도체층 (151) 과 제2 박막 도체층 (152) 을 포함한다. 상기 제1 및 제2 박막 도체층은 상기 박막 도체층의 권취 방향을 따라 이동할 경우, 서로 전기적으로 연결되는 것은 물론이다. 이처럼, 상기 박막 도체층은 단면으로 기준으로 L 방향을 따라 서로 이격된 상기 제1 및 제2 박막 도체층 (151, 152) 을 포함하기 때문에, 상기 제1 및 제2 박막 도체층 사이에는 소정의 제2 개구부 (15h) 가 포함된다.

도1 및 도2 를 참고하여, 지지 부재에 의해 지지되는 절연체 (14) 와 박막 도체층 (15) 의 위치 관계를 보면, 상기 박막 도체층 중 하나인 제1 박막 도체층 (151) 의 양 단부 (151a, 151b) 중 일 단부 (151a) 는 두께 방향을 기준으로 상기 절연체와 지지 부재 사이에 개재된다. 박막 도체층이 형성된 후에 상기 절연체를 형성하기 때문에, 상기 박막 도체층의 일 단부 (151a) 는 상기 절연체에 의해 덮여지는 구조이다. 상기 일 단부 (151a) 가 상기 절연체 아래로 덮여지는 선폭은 당업자가 적절히 선택할 수 있으나, 상기 일 단부 (151a) 를 포함하는 박막 도체층과 인접하는 다른 박막 도체층과 쇼트를 방지하기 위해서, 상기 절연체의 하면의 선폭의 절반보다 짧은 정도로만 상기 절연체에 의해 덮여지는 것이 바람직하다.

한편, 절연체 (14) 의 개구부 (14h) 는 박막 도체층 및 코일 패턴의 조합에 의해 충진되는데, 상기 박막 도체층 (15) 은 상기 개구부 (14h) 의 중앙에 위치하는 것이 아니라, 한 방향으로 치우쳐서 배치된다. 그럼에도, 상기 개구부 (14h) 를 충진하는 코일 패턴의 상면은 실질적으로 대칭이 되도록 배치된다.

상기 박막 도체층 (15) 은 단일층이거나 복수층이 적층된 적층 구조를 가질 수 있다.

상기 박막 도체층 (15) 이 복수층이 적층된 적층 구조를 가지는 경우, 예를 들어, 지지 부재의 일면의 전체에 동박 적층층을 포함시키고, 그러한 동박 적층층의 전체에 화학도금을 통해 Cu 층을 형성하고, 전기적 방식을 통해 재차 Cu층을 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 물론, 당업자가 필요에 따라 상기 적층 구조 내 일부 금속층을 생략할 수 있다.

한편, 상기 박막 도체층이 단일층인 경우, 구체적인 방식에 제한은 없으나, 일 예로, 스퍼터링을 이용하여 지지 부재의 일면의 전체에 금속층을 코팅하고, 레이져를 이용하여 패터닝할 수 있거나, 전해 혹은 무전해 화학도금을 이용하여 지지 부재의 일면의 전체에 전도성 물질을 코팅한 후, tenting 공법 등을 활용하여 패터닝할 수 있다. 상기 박막 도체층이 단일층인 경우, 사용될 수 있는 구체적인 재질에 한정이 없으나, 화학적 방법을 통해 박막 도체층을 형성하는 경우에는 구리, 니켈, 주석, 금 등의 금속층인 것이 바람직하고, 스퍼터링 방법을 통해 박막 도체층을 형성하는 경우에는 코팅된 구리층, 내지 티타늄, 몰리브덴을 포함하도록 할 수 있다. 또한, 페이스트 방식을 이용하여 인쇄를 통해 형성할 수 있는데, 이 경우, 구리나 은 등의 금속층인 것이 바람직하다.

상기 박막 도체층이 상기 개구부 (14h) 의 중앙이 아닌 한 방향으로 치우쳐서 배치되며, 상기 박막 도체층의 일 단부 (151a) 가 상기 절연체 아래로 매몰되는 인덕터는 절연체를 패터닝하는데 공정 자유도를 크게 증가시킬 수 있다. 상기 절연체의 개구부의 선폭을 좁게 하는 경우, 다시 말해, 코일 패턴의 선폭을 좁게 하는 경우, 상기 절연체의 개구부 내로 상기 박막 도체층의 전체가 배열될 수 있도록 얼라인먼트를 유지하기는 어렵다. 그러나, 상기 박막 도체층의 일 단부를 상기 절연체와 상기 지지 부재 사이로 개재시키는 경우, 상기 박막 도체층의 상기 일 단부를 제외한 나머지 부분 만을 상기 개구부 내로 배열되도록 하면 얼라인먼트를 유지할 수 있기 때문에, 좁은 코일 패턴의 선폭에서도 공정 자유도가 유지될 수 있다.

*또한, 상기 개구부 내를 충진하는 코일 패턴의 상면이 좌우로 인접하는 절연체의 측면과 접하는 높이 (H1, H2) 의 편차는 코일 패턴의 상면의 평균 높이 대비 15% 이하인 것이 바람직하다. 상기 코일 패턴 (12a) 은 바디의 중심쪽에 가까운 제1 절연체 (141) 와 바디의 외측에 가까운 제2 절연체 (142) 사이의 개구부 (14h) 내를 충진하는데, 이 경우, 상기 코일 패턴의 상면의 평균 높이 대비 상기 코일 패턴의 상면이 상기 제1 절연체의 측면과 접하는 높이 (H1) 및 상기 제2 절연체의 측면과 접하는 높이 (H2) 의 편차 (lH1-H2l) 의 비 (R) 는 15% 이내의 범위인 것이 바람직하다. 상기 R 의 범위가 15% 를 초과하는 경우, 코일 패턴의 상면의 기울기가 심해져서 절연체의 상면을 타고 넘어감으로써 코일 패턴 간의 쇼트가 발생하는 위험성이 높아질 수 있으며, 내압 특성 저하 등의 전기적 특성 열화가 우려된다.

하기의 표 1 은 코일 패턴의 상면의 평균 높이 대비 상기 코일 패턴의 상면이 제1 절연체의 측면과 접하는 높이 (H1) 및 상기 제2 절연체의 측면과 접하는 높이 (H2) 의 편차 (H1-H2) 의 비에 따른 쇼트 불량 발생률을 나타낸다. 비교예의 경우에는 숫자의 우상단에 별표를 추가하였다.

실험예 No.	R	쇼트 불량 발생률
1	1.3%	0.03
2	1.8%	0
3	2.1%	0
4	2.2%	0.02
5	4.5%	0.03
6	4.6%	0.01
7	7.6%	0.02
8	8.5%	0
9	8.9%	0
10	12.5%	0.06
11	13.6%	0.03
12	14.5%	0.01
13	15.0%	0.03
14*	15.1%	1.56
15*	16.8%	1.43
16*	16.9%	2.01
17*	17.1%	2.21
18*	18.5%	1.95
19*	18.6%	2.65
20*	19.5%	5.01
21*	20.1%	4.95

상기 표1 의 실시예 1 내지 실시예 13 의 인덕터는 쇼트 불량율이 실질적으로 무의미한 수준인데, 이러한 코일 패턴을 도금하는 방식은 하기 설명된 일 방식으로 제한되는 것은 아니다. 하지만, 박막 도체층이 개구부의 중앙이 아닌 한쪽으로 치우친 형상이기 때문에, 도금 성장 특성상 박막 도체층이 있는 쪽으로만 초기 도금이 과도하게 성장되고, 결국 코일 패턴의 상면이 경사지는 문제가 있는바, 이를 해결할 수 있는 방식을 사용해야하는 것은 물론이다. 상기 문제를 해결할 수 있는 일 방식의 예로는, 도금액에 추가되는 황산 및 구리에서 황산 대비 구리의 농도를 높이고 필도금 기능이 있는 용액을 추가하는 경우, 용액의 첨가제 중 촉진제 성분이 불균일 흡착이 됨으로써 성장속도를 줄일 수 있게 되어 두께 산포를 줄일 수 있다. 또는, 펄스/리버스 정류기를 이용하여 전류를 인가하게 되면 고전류 부분의 성장은 억제되고, 저전류 부분의 성장은 상대적으로 증가하게 되어 전체적인 코일 패턴의 형상을 레벨링할 수 있는 효과가 있다.

또한, 도2 를 참고하면, 상기 코일 패턴의 상면 상에는 절연층 (16) 이 더 배치된다. 상기 절연층 (16) 은 코일 패턴과 자성 물질 간의 절연을 위한 것이므로, 절연 특성을 가지는 재질을 포함한다. 상기 절연층 (16) 은 서로 인접하는 코일 패턴 간의 절연을 위한 절연체와는 상이한 재질을 포함할 수 있다. 상기 절연층은 상기 코일 패턴의 상면, 상기 절연체의 측면, 및 상면의 전체를 코팅하도록 배치되는데, 구체적인 코팅 방식에는 제한이 없으나, 얇고 균일한 절연층을 얻기 위해서, 페릴린 포함 절연수지를 화학기상증착 방식으로 코팅할 수 있다.

다음, 도3 은 도1 및 도2 에 도시된 제1 실시예에 따른 인덕터 (100) 에 대한 제1 변형예에 따른 인덕터 (110) 의 단면도를 나타낸다. 설명의 편의를 위하여, 도1 및 도2 를 참고하여 설명한 상기 인덕터와 상이한 구성요소를 중심으로 설명하고, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용한다.

도3 에 도시된 인덕터 (110) 를 참고하면, 최내측 코일 패턴 (112a) 내측면은 절연체와 접하지 않고, 곧바로 절연층 (116) 과 접한다. 상기 최내측 코일 패턴의 내측면을 지지하는 절연체가 제거되고, 절연체가 제거된 위치로 절연층이 형성되는 것이다. 상기 절연층의 두께는 대략 10~20㎛ 인데, 이는 서로 인접하는 코일 패턴을 절연하기 위한 절연체의 두께보다 상대적으로 얇은 두께이다. 그 결과, 코일의 코어 중심으로서, 자성물질이 충진될 수 있는 공간이 크게 확보되고, 인덕터의 투자율을 증가시킬 수가 있다. 상기 최내측 코일 패턴의 내측면과 접하는 절연체를 선택적으로 제거하고 상기 절연층 (116) 을 배치하는 방식에는 제한이 없으며, 예를 들어, 상기 절연체를 레이져를 통해 제거하고, 상기 절연층 (116) 을 절연 물질을 포함하는 절연 수지의 화학기상증착 (CVD) 방식을 통해 코일 패턴의 상면 뿐 아니라 절연체의 상면까지도 연속적으로 배치할 수 있다.

도4 는 도1 및 도2 에 도시된 제1 실시예에 따른 인덕터 (100) 에 대한 제2 변형예에 따른 인덕터 (120) 의 단면도를 나타낸다. 설명의 편의를 위하여, 도1 및 도2 를 참고하여 설명한 상기 인덕터와 상이한 구성요소를 중심으로 설명하고, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용한다.

도4 의 인덕터 (120) 는 절연층 (216) 이 지지 부재와 맞닿을정도로 지지 부재를 향하여 연장되지 않고, 코일 패턴의 상면 및 절연체의 상면에서 라미네이션되는 경우이다. 상기 절연층 (216) 은 필름 형상의 절연 수지를 상기 코일 패턴의 상면 및 절연체의 상면에 라미네이션함으로써, 코일 패턴과 자성 물질 간을 절연시킨다. 상기 절연층의 양 단부는 각각 최내측에 배치되는 절연체의 최내측 및 최외측에 배치되는 절연체의 최외측과 동일선상에 위치될 수 있도록 형성되는 것이 바람직한데, 코일 패턴과 자성 물질 간의 절연 기능의 열화가 없다며, 상기 절연층의 양 단부 중 적어도 일부가 코일 패턴의 상면과 가까운 방향으로 짧게 형성되는 것도 가능하다.

도5 는 도1 및 도2 에 도시된 제1 실시예에 따른 인덕터 (100) 에 대한 제3 변형예에 따른 인덕터 (130) 의 단면도를 나타낸다. 설명의 편의를 위하여, 도1 및 도2 를 참고하여 설명한 상기 인덕터와 상이한 구성요소를 중심으로 설명하고, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용한다.

도5 의 인덕터 (130) 는 도4 의 인덕터 (120) 와 마찬가지로, 절연층이 코일 패턴의 상면 상에 라미네이션된 형태로 구성되지만, 절연층 (316) 의 양 단부 (316a, 316b) 중 적어도 한 단부는 코어의 중심이나 바디의 외부면을 향하여 더 돌출된다. 도5 의 인덕터 (130) 는 상기 양 단부 (316a, 316b) 의 모두가 최내측 절연체의 내측면 및 최외측 절연체의 외측면으로부터 돌출되도록 표현되나, 양 단부 중 하나의 단부 만이 돌출되는 것도 물론 가능하다.

상기 절연층의 양 단부의 적어도 하나의 단부를 돌출시킴으로써, 절연 특성을 강화할 수 있는데, 인덕터의 사용이나 생산 과정에서 절연층과 절연체, 혹은 절연층과 코일 패턴 간의 디라미네이션으로 인해 절연 불량이 발생되는 것을 방지하기 위하여 상기 절연층 (316) 을 돌출시킴으로써 절연층의 고정력을 증가시키는 것이다.

다음, 도6 은 도1 및 도2 에 도시된 제1 실시예에 따른 인덕터 (100) 에 대한 제4 변형예에 따른 인덕터 (140) 의 단면도를 나타낸다. 설명의 편의를 위하여, 도1 및 도2 를 참고하여 설명한 상기 인덕터와 상이한 구성요소를 중심으로 설명하고, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용한다.

도6 의 인덕터 (140) 를 참조하면, 절연체 (414) 는 지지 부재에 가까워질수록 선폭이 증가하는 형상을 가진다. 절연체 (414) 의 선폭이 얇아지면 소형화된 인덕터 내에서 상대적으로 코일 패턴의 권취 횟수를 증가시킬 수가 있는 이점이 있다. 다만, 절연체의 선폭이 얇을수록 절연체의 하면의 적어도 일부에 박막 도체층이 배치될 수 있도록 제어하는 것에 공정상 어려움이 있다. 그래서, 상기 인덕터 (140) 는 박막 도체층의 단부의 적어도 일부를 덮어야하는 절연체의 하면의 선폭을 상면의 선폭에 비해 크게 함으로써, 상기 절연체의 하면과 지지 부재 사이에 박막 도체층이 개재되도록 하면서도, 전체적인 절연체의 선폭을 상당히 얇은 정도로 제어할 수가 있다.

상기 인덕터에 의할 경우, 미세 선폭의 코일 패턴을 구현할 때 서로 인접한 코일 패턴 간의 절연을 위한 절연체와, 상기 코일 패턴의 시드 패턴인 박막 도체층 간의 얼라인먼트의 자유도를 높이고, 제한된 칩 사이즈 내에서 구현할 수 있는 코일 패턴의 선폭을 보다 좁게 하여 인덕턴스를 현저히 개선할 수 있다.

제2 실시예

다음, 도7 은 본 개시의 제2 실시예에 따른 인덕터 (200) 의 개략적인 사시도이고, 도8 은 도7 의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절단한 단면도이다. 설명의 편의를 위하여 제1 실시예에 따른 인덕터 및 그 변형예에 따른 인덕터에서 설명된 기술 내용과 중복되는 설명은 생략한다.

도7 및 도8 을 참조하면, 인덕터 (200) 는 바디 (210) 와 상기 바디의 외부면 상에 배치되는 외부전극 (220) 을 포함한다. 상기 외부전극은 상기 바디의 제1 단면 상의 제1 외부전극 (221) 과 제2 단면 상의 제2 외부전극 (222) 을 포함한다.

상기 바디 (210) 의 내부는 자성 물질 (211) 과, 상기 자성 물질에 의해 봉합되는 코일 (212), 상기 코일을 지지하는 지지 부재 (213), 상기 코일 내 코일 패턴을 절연시키는 절연체 (214), 및 절연층 (216) 을 포함한다. 상기 코일 패턴의 하면은 도금 성장의 기초가 되는 박막 도체층 (215) 이 배치된다.

상기 박막 도체층 (215) 의 양 단부 (215a, 215b) 의 모두는 상기 절연체에 의해 덮여진다. 상기 박막 도체층 (215) 의 개구부 (215h) 내부의 전체는 절연체 (214) 에 의해 충진되는 것이다.

상기 양 단부가 상기 절연체에 의해 덮여진 길이 (L1, L2) 는 서로 동일하여, 대칭을 이루는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않으며, 서로 인접한 박막 도체층 간의 쇼트가 발생하지 않는 조건이라면 상기 길이 (L1, L2) 가 서로 상이하여도 무관하다.

상기 절연체 (214) 는 서로 인접하며, L-T 단면에서 서로 마주하는 제1 절연체 (214a) 와 제2 절연체 (214b) 를 포함하고, 상기 제1 절연체와 상기 제2 절연체 사이의 개구부 (214h) 의 하부는 박막 도체층에 의해 충진되고, 그 위로는 코일 패턴에 의해 충진된다. 이 경우, 상기 제1 절연체 (214a) 의 측면과, 상기 지지 부재의 상면 (213a) 에 의해 형성되는 모서리부 (E1) 는 박막 도체층과 그 위에 형성된 코일 패턴에 의해 실질적으로 완전하게 충진되고, 상기 제2 절연체 (214b) 의 측면과, 상기 지지 부재의 상면 (213a) 에 의해 형성되는 모서리부 (E2) 는 박막 도체층과 그 위에 형성된 코일 패턴에 의해 실질적으로 완전하게 충진된다. 여기서, 해당 모서리부가 실질적으로 완전하게 충진된다는 것은 의미있는 보이드 (void) 가 형성되지 않은 것을 의미한다. 상기 보이드는 일종의 도금 불량으로서, 상기 보이드로 인해 원하는 코일 패턴의 단면 형상이 구현되기 어렵고, 직류 저항 특성 손실 등의 전기적 특성이 열화되며, 절연체의 쓰러짐이나 절연체의 들뜸이 발생할 가능성이 증가한다. 하지만, 인덕터 (200) 의 경우, 상기 모서리부 (E1, E2) 에 보이드가 발생하지 않기 때문에, 상기 도금 불량의 문제가 발생하지 않는다.

도7 및 도8 을 참고하면, 박막 도체층의 개구부 (215h) 는 절연체 (214) 에 의해서만 충진되고, 구체적으로, 개구 패턴을 가지는 박막 도체층을 형성하고, 상기 절연체의 형성을 위해 절연특성을 가지는 절연시트를 단일 층 이상으로 라미네이팅하고, 상기 절연체의 개구부 (214h) 의 폭 (W1) 이 상기 박막 도체층의 선폭 (W2) 보다 작고, 상기 박막 도체층의 양 단부의 모두가 상기 절연체에 의해 덮여지도록 상기 절연체를 패터닝한다. 이 경우, 패터닝하는 방식에는 제한이 없고, 절연체의 형성을 위한 절연시트의 물성을 고려하여, 노광 및 현상을 적용하거나 레이져 공정을 적용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 절연체 (214) 의 상면 및 코일 (212) 의 상면은 절연층 (216) 에 의해 감싸지는데, 이 경우, 절연층은 도1 및 도2 에 도시된 인덕터 (100) 에서 설명한 것과 중복되는 기술 내용을 포함하기 때문에, 별도의 설명은 생략하도록 한다.

다음, 도9 는 본 개시의 제2 실시예에 따른 인덕터의 제1 변형예에 따른 인덕터 (210) 의 단면도이다. 도9 에 도시된 인덕터는 도7 및 도8 에 개시된 인덕터와 대비하여, 절연체 중 최내측 코일 패턴의 내측면과 접하는 절연체를 제거하고, 곧바로 최내측 코일 패턴의 내측면과 절연층이 접촉하도록 한 것에서 구별된다. 제2 실시예에 따른 인덕터의 제1 변형예는 제1 실시예에 따른 인덕터의 제1 변형예와 동일한 구성요소의 변형을 포함하므로, 그에 대한 구체적인 설명은 여기서 생략한다.

마찬가지로, 도10 의 인덕터 (220) 는 도4 의 인덕터 (120) 와 동일한 구성요소의 변형을 포함하며, 도11 의 인덕터 (230) 는 도5 의 인덕터 (130) 와 동일한 구성요소의 변형을 포함하며, 도12 의 인덕터 (240) 는 도6 의 인덕터 (140) 와 동일한 구성요소의 변형을 포함한다. 따라서, 도10 내지 도12 의 인덕터 (220, 230, 240) 에 대한 구체적인 내용 설명은 여기서 생략한다.

본 개시는 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 개시의 범위에 속한다고 할 것이다.

한편, 본 개시에서 사용된 "일 예"라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일 예들은 다른 일례의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일예에서 설명된 사항이 다른 일예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일례에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.

한편, 본 개시에서 사용된 용어는 단지 일예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

100, 200: 인덕터
2: 외부전극
1: 바디
11: 자성 물질
12: 코일
13: 지지 부재

Claims (17)

1. 지지 부재,
   상기 지지 부재에 의해 지지되며, 제1 개구 패턴의 개구부를 포함하는 절연체,
   상기 제1 개구 패턴의 상기 개구부 내부에 배치되고, 복수의 턴(turn)을 형성하는 복수의 코일 패턴을 포함하는 코일, 및
   상기 코일 패턴과 상기 지지 부재 사이에 배치되며, 제2 개구 패턴의 개구부를 포함하는 박막 도체층을 포함하는 바디; 및
   상기 바디의 외부면 상에 배치되는 외부전극; 을 포함하고,
   상기 박막 도체층의 양 단부 중 일 단부는 상기 지지 부재와 상기 절연체 사이에 배치되고,
   서로 인접하는 제1 및 제2 절연체에 있어서, 상기 코일 패턴의 평균 두께에 대하여 상기 제1 절연체의 일측면으로 상기 코일 패턴이 연장되는 두께 (H1) 와 상기 제1 절연체의 상기 일측면과 마주하는 제2 절연체의 일측면으로 상기 코일 패턴이 연장되는 두께 (H2) 의 편차의 비율은 15% 이하이고,
   상기 복수의 코일 패턴 각각에서,
   상기 박막 도체층의 상면과 상기 코일 패턴이 접촉하는 단면의 면적은 상기 박막 도체층의 상면의 면적보다 작은, 인덕터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 코일 패턴 각각에서,
   상기 박막 도체층의 일 단부는 상기 바디의 외측에 인접하도록 배치되고, 상기 박막 도체층의 타 단부는 상기 바디의 중심측에 인접하도록 각각 배치되는, 인덕터.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 박막 도체층의 일 단부에서 상기 박막 도체층의 타 단부에 이르는 거리는, 상기 바디의 외측과 인접한 상기 코일 패턴의 일측면에서 상기 박막 도체층의 타 단부에 이르는 거리보다 긴, 인덕터.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 개구 패턴의 개구부는 상기 절연체와 상기 코일 패턴에 의해 충진되는, 인덕터.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 박막 도체층은 단일층으로 구성되는, 인덕터.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 박막 도체층은 복수층의 적층 구조를 가지는, 인덕터.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 복수층의 각각의 선폭은 동일한, 인덕터.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 제2 개구 패턴의 개구부 내에서 상기 코일 패턴의 하면의 적어도 일부는 상기 지지 부재와 직접 접하는, 인덕터.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 코일 패턴의 상면 상에 절연층이 더 배치되는, 인덕터.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 절연체의 최내측 측면보다 더 내측까지 연장되거나, 또는 최외측 측면보다 더 외측까지 연장되는, 인덕터.
    
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