KR102335427B1 - 코일 부품 - Google Patents
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Abstract
코일 부품이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 코일 부품은, 일방향으로 서로 마주한 일면 및 타면과, 상기 일면 및 타면을 연결하는 일단면을 갖는 바디, 상기 바디 내에 매설된 지지기판, 상기 지지기판에 배치되고, 상기 바디의 일단면으로 노출된 인출패턴을 포함하는 코일부, 상기 바디의 일단면에 배치되고, 상기 일방향과 수직하는 타방향으로 서로 이격된 일영역과 타영역을 갖는 제1 절연층, 상기 제1 절연층의 일영역과 타영역 사이에 배치되어 상기 인출패턴과 연결되는 연결부, 및 상기 연결부로부터 상기 바디의 일면으로 연장된 연장부를 갖는 외부전극, 및 상기 바디의 일단면 상에 배치되어 상기 제1 절연층과 상기 연결부를 커버하는 제2 절연층을 포함한다.
Description
본 발명은 코일 부품에 관한 것이다.
코일 부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항(resistor) 및 커패시터(capacitor)와 더불어 전자기기에 이용되는 대표적인 수동전자부품이다.
전자기기가 점차 고성능화되고 작아짐에 따라 전자기기에 이용되는 전자부품은, 그 수가 증가하고 소형화되고 있다.
코일 부품의 소형화를 위해 외부전극을 도금 공정으로 형성하는 경우에 있어, 도금 번짐 현상으로 인해 외부전극이 목적하는 형성 위치 이외의 위치로 연장 형성되는 경우가 있다.
본 발명의 목적은 코일부와 외부전극 간의 연결성을 유지하면서, 외부전극의 도금번짐불량을 감소시킬 수 있는 코일 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일방향으로 서로 마주한 일면 및 타면과, 상기 일면 및 타면을 연결하는 일단면을 갖는 바디, 상기 바디 내에 매설된 지지기판, 상기 지지기판에 배치되고, 상기 바디의 일단면으로 노출된 인출패턴을 포함하는 코일부, 상기 바디의 일단면에 배치되고, 상기 일방향과 수직하는 타방향으로 서로 이격된 일영역과 타영역을 갖는 제1 절연층, 상기 제1 절연층의 일영역과 타영역 사이에 배치되어 상기 인출패턴과 연결되는 연결부, 및 상기 연결부로부터 상기 바디의 일면으로 연장된 연장부를 갖는 외부전극, 및 상기 바디의 일단면 상에 배치되어 상기 제1 절연층과 상기 연결부를 커버하는 제2 절연층을 포함하는 코일 부품을 제공한다.
본 발명에 따르면 코일부와 외부전극 간의 연결성을 유지하면서 외부전극의 도금번짐불량을 감소시킬 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 B 방향에서 바라본 것을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 II-II'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타낸 도면으로, 도 1의 I-I'선을 따른 단면에 대응되는 도면.
도 2는 도 1의 A 방향에서 바라본 것을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 B 방향에서 바라본 것을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 II-II'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타낸 도면으로, 도 1의 I-I'선을 따른 단면에 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 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 A 방향에서 바라본 것을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3은 도 1의 B 방향에서 바라본 것을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 도 5는 도 1의 II-II'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 한편, 도 3은 본 실시예의 이해 및 설명의 편의를 위해 제2 절연층(620)을 생략한 것을 도시하고 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 바디(100), 지지기판(200), 코일부(300), 외부전극(400, 500), 제1 절연층(610) 및 제2 절연층(620)을 포함한다.
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.
이하에서는, 예시적으로 바디(100)가 육면체의 형상인 것을 전제로 본 발명의 일 실시예를 설명한다. 하지만, 이러한 설명이 육면체 이외의 형상으로 형성된 바디를 포함하는 코일 부품을 본 실시예의 범위에서 제외하는 것은 아니다.
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 양단면(일단면과 타단면)은 바디(100)의 제1 면(101) 및 제2 면(102)을 의미하고, 바디(100)의 양측면(일측면과 타측면)은 바디(100)의 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. 인쇄회로기판 등의 실장기판에 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)을 실장함에 있어, 바디(100)의 일면(106)은 실장기판의 실장면을 향하도록 배치되어 실장기판에 실장될 수 있다.
바디(100)는, 예시적으로, 후술할 외부전극(400, 500) 및 절연층(610, 620)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. 한편, 상술한 코일 부품의 길이, 폭 및 두께의 수치는 공차를 제외한 것으로, 공차에 의한 실제 코일 부품의 길이, 폭 및 두께는 상기의 수치와 달리질 수 있다.
바디(100)는, 자성 물질과 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 바디(100)는 자성 물질이 수지에 분산된 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 있고, 비자성체로 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 포함할 수 있다. 코어(110)는 자성 복합 시트가 코일부(300)의 관통홀을 충전함으로써 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
지지기판(200)은 바디(100) 내에 매설되고, 후술할 코일부(300)를 지지한다.
지지기판(200)은 에폭시 수지와 같은 열경화성 절연수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 절연수지 및 감광성 절연수지 중 적어도 하나를 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) 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(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, 공정 수가 줄어들어 생산비 절감에 유리하고, 미세홀 가공이 가능하다.
코일부(300)는 지지기판(200)에 배치된다. 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 지지기판(200)의 서로 마주하는 양면 중 적어도 하나에 형성되고, 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다. 코일부(300)는 바디(100)의 두께 방향(T)으로 서로 마주한 지지기판(200)의 일면과 타면에 배치된다. 본 실시예의 경우, 코일부(300)는, 바디(100)의 제6 면(106)과 마주하는 지지기판(200)의 일면에 배치된 제1 코일패턴(311) 및 제1 인출부(331), 지지기판(200)의 타면에 배치된 제2 코일패턴(312) 및 제2 인출부(332), 및 지지기판(200)을 관통하여 제1 코일패턴(311)과 제2 코일패턴(312)을 연결하는 비아(200)를 포함한다. 결과, 본 실시예에 적용되는 코일부(300)는 코어(110)를 기준으로 바디(100)의 두께 방향(T)으로 자기장을 발생시키는 하나의 코일로 형성될 수 있다.
제1 코일패턴(311)과 제2 코일패턴(312) 각각은, 바디(100)의 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한 평면 나선의 형태일 수 있다. 예로서, 도 1, 도 4 및 도 5의 방향을 기준으로, 제1 코일패턴(311)은 지지기판(200)의 하면에서 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성할 수 있다. 제2 코일패턴(312)은 지지기판(200)의 상면에서 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다.
인출부(331, 332)는 코일패턴(311, 312)과 연결되고 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)으로 각각 노출된다. 구체적으로, 제1 인출부(331)는 지지기판(200)의 일면에 배치되어 제1 코일패턴(311)과 연결되고, 바디(100)의 제1 면(101)으로 노출된다. 제2 인출부(332)는 지지기판(200)의 타면에 배치되어 제2 코일패턴(312)과 연결되고, 바디(100)의 제2 면(102)으로 노출된다. 인출부(331, 332)는 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)으로 노출되어 후술할 외부전극(400, 500)과 접촉 연결된다.
코일패턴(311, 312), 비아(320) 및 인출패턴(331, 332) 중 적어도 하나는, 적어도 하나 이상의 도전층을 포함할 수 있다.
예로서, 제2 코일패턴(312), 비아(320) 및 제2 인출패턴(332)을 도금으로 형성할 경우, 제2 코일패턴(312), 비아(320) 및 제2 인출패턴(332) 각각은, 무전해도금 또는 스퍼터링 등의 기상증착으로 형성된 시드층과, 전해도금층을 포함할 수 있다. 여기서, 전해도금층은 단층 구조일 수도 있고, 다층 구조일 수도 있다. 다층 구조의 전해도금층은 어느 하나의 전해도금층을 다른 하나의 전해도금층이 커버하는 컨포멀(conformal)한 막 구조로 형성될 수도 있고, 어느 하나의 전해도금층의 일면에만 다른 하나의 전해도금층이 적층된 형상으로 형성될 수도 있다. 제2 코일패턴(312), 비아(320) 및 제2 인출패턴(332) 각각의 시드층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 코일패턴(312), 비아(320) 및 제2 인출패턴(332) 각각의 전해도금층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 예로서, 제1 코일패턴(311)과 제2 코일패턴(311)을 각각 별개로 형성한 후 지지기판(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, 저융점금속층과 제2 코일패턴(312) 간의 경계에는 금속간화합물층(Inter Metallic Compound Layer, IMC Layer)이 형성될 수 있다.
제1 코일패턴(311)과 제2 코일패턴(312)은, 예로서, 각각 지지기판(200)의 하면 및 상면에 돌출 형성될 수 있다. 다른 예로서, 제1 코일패턴(311)은 지지기판(200)의 하면에 매립되어 하면이 지지기판(200)의 하면으로 노출되고, 제2 코일패턴(312)은 지지기판(200)의 상면에 돌출 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 코일패턴(311)의 하면에는 오목부가 형성되어, 지지기판(200)의 하면과 제1 코일패턴(311)의 하면은 동일한 평면 상에 위치하지 않을 수 있다. 다른 예로서, 제1 코일패턴(311)은 지지기판(200)의 하면에 매립되어 하면이 지지기판(200)의 하면으로 노출되고, 제2 코일패턴(312)은 지지기판(200)의 상면에 매립되어 상면이 지지기판(200)의 상면으로 노출될 수 있다.
코일패턴(311, 312), 비아(320) 및 인출패턴(331, 332) 각각은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
절연막(IF)은, 지지기판(200) 및 코일부(300)의 표면을 따라 형성된다. 절연막(IF)은 코일부(300)를 보호하고, 도전성 분말을 포함하는 바디(100)로부터 코일부(300)를 절연시키기 위한 것으로, 패럴린 등의 공지의 절연 물질을 포함할 수 있다. 절연막(IF)에 포함되는 절연 물질은 어떠한 것이든 가능하며, 특별한 제한은 없다. 절연막(IF)은 기상증착 등의 방법으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 절연필름을 지지기판(200)의 양면에 적층함으로써 형성될 수도 있다.
제1 절연층(610)은 바디(100)의 제1 내지 제6 면(101, 102, 103, 104, 105, 106) 전체를 둘러싸되, 후술할 외부전극(400, 500)이 형성될 오프닝이 형성된다. 즉, 제1 절연층(610)은 외부전극(400, 500)과 함께 바디(100)의 표면 전체를 둘러싸는 형태로 형성된다. 한편, 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102) 각각에 배치된 제1 절연층(610)은 후술할 외부전극(400, 500)의 연결부(411, 511)가 배치되는 슬릿에 의해 폭 방향(W)으로 서로 이격된 일영역과 타영역을 가진다. 이에 대해서는 후술한다.
제1 절연층(610)은 외부전극(400, 500)을 도금으로 형성함에 있어, 도금레지스트로 기능할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 절연층(610)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.
제1 절연층(610)은 접착 기능을 가질 수 있다. 예로서, 절연필름을 바디(100)에 적층하여 제1 절연층(610)을 형성할 경우, 절연필름은 접착 성분을 포함하여 바디(100)의 표면에 접착할 수 있다. 이러한 경우, 제1 절연층(610)의 일면에는 접착층이 별도로 형성되어 있을 수 있다. 다만, 반경화 상태(B-stage)의 절연필름을 이용해 제1 절연층(610)을 형성하는 경우 등과 같이, 제1 절연층(610)의 일면에 별도의 접착층이 형성되어 있지 않을 수도 있다.
제1 절연층(610)은, 액상의 절연수지를 바디(100)의 표면에 도포하거나, 절연필름을 바디(100)의 표면에 적층하거나, 기상증착으로 절연수지를 바디(100)의 표면에 형성함으로써 형성될 수 있다. 절연필름의 경우, 감광성 절연수지를 포함하는 드라이필름(DF), 감광성 절연수지를 포함하지 않는 ABF(Ajinomoto Build-up Film) 또는 폴리이미드 필름 등을 이용할 수 있다.
제1 절연층(610)은 10㎚ 내지 100㎛의 두께 범위로 형성될 수 있다. 제1 절연층(610)의 두께가 10㎚미만인 경우에는 Q 특성 (Q factor) 감소, 항복 전압(break down voltage) 감소 및 자기공진 주파수(Self-resonant Frequency, SRF) 감소 등 코일 부품의 특성이 감소할 수 있고, 제1 절연층(610)의 두께가 100㎛ 초과인 경우에는 코일 부품의 총 길이, 폭 및 두께가 증가하여 박형화에 불리하다.
외부전극(400, 500)은 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)에 배치되어 코일부(300)와 연결되고, 바디(100)의 제6 면(106)에 서로 이격 배치된다.
외부전극(400, 500)은 제1 인출패턴(331)과 접촉 연결되는 제1 외부전극(400)과, 제2 인출패턴(332)과 접촉 연결되는 제2 외부전극(500)을 포함한다. 제1 외부전극(400)은, 바디(100)의 제1 면(100)에 배치되어 제1 인출패턴(331)과 접촉 연결되는 제1 연결부(411)와, 제1 연결부(411)로부터 바디(100)의 제6 면(106)으로 연장된 제1 연장부(412)를 포함한다. 제2 외부전극(500)은, 바디(100)의 제2 면(102)에 배치되어 제2 인출패턴(332)과 연결되는 제2 연결부(511)와, 제2 연결부(511)로부터 바디(100)의 제6 면(106)으로 연장된 제2 연장부(512)를 포함한다. 제1 외부전극(400)의 제1 연장부(412)와 제2 외부전극(500)의 제2 연장부(512)는 서로 접촉되지 않도록 바디(100)의 제6 면에 서로 이격 배치된다.
외부전극(400, 500)은, 바디(100)의 표면에 형성된 제1 절연층(610)을 도금레지스트로 하여 전해도금을 수행함으로써 바디(100)의 표면에 형성될 수 있다. 바디(100)가 금속 자성 분말을 포함하는 경우, 금속 자성 분말은 바디(100)의 표면에 노출될 수 있다. 바디(100)의 표면에 노출된 금속 자성 분말로 인해, 전해도금 시 바디(100) 표면에 도전성이 부여될 수 있고, 바디(100) 표면에 외부전극(400, 500)을 전해도금으로 형성할 수 있다.
외부전극(400, 500)의 연결부(411, 511)와 연장부(412, 512)는 동일한 도금 공정으로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있다. 즉, 제1 연결부(411)와 제1 연장부(320)는 일체로 형성될 수 있고, 제2 연결부(511)와 제2 연장부(420)는 일체로 형성될 수 있다. 또한, 연결부(411, 511)와 연장부(412, 512)는 서로 동일한 금속으로 구성될 수 있다. 다만, 이러한 설명이 연결부(411, 511)와 연장부(412, 512)가 서로 상이한 도금 공정으로 형성되어 상호 간에 경계가 형성된 경우를 본 발명의 범위에서 제외하는 것은 아니다.
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.
외부전극(400, 500)은, 0.5㎛ 내지 100㎛의 두께 범위로 형성될 수 있다. 외부전극(400, 500)의 두께가 0.5㎛ 미만인 경우에는 기판 실장 시 탈착 및 박리가 일어날 수 있다. 외부전극(400, 500)의 두께가 100㎛ 초과인 경우에는 코일 부품의 박형화에 불리할 수 있다.
제2 절연층(620)은, 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102) 상에 각각 배치되어 바디의 제1 및 제2 면(101, 102)에 배치된 제1 절연층(610)과 제1 및 제2 외부전극(400, 500)의 연결부(411, 511)를 커버한다. 제2 절연층(620)은 제1 및 제2 외부전극(400, 500)의 연결부(411, 511)를 커버함으로써 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 인쇄회로기판 등의 실장 기판에 실장될 때 인접하게 실장된 다른 전자 부품과 단락(short-circuit)되는 것을 방지할 수 있다.
제2 절연층(620)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.
제2 절연층(620)은 접착 기능을 가질 수 있다. 예로서, 절연필름을 바디(100)에 적층하여 제2 절연층(620)을 형성할 경우, 절연필름은 접착 성분을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제2 절연층(620)의 일면에는 접착층이 별도로 형성되어 있을 수 있다. 다만, 반경화 상태(B-stage)의 절연필름을 이용해 제2 절연층(620)을 형성하는 경우 등과 같이, 제2 절연층(620)의 일면에 별도의 접착층이 형성되어 있지 않을 수도 있다.
제2 절연층(620)은, 액상의 절연수지를 바디(100)의 표면에 도포하거나, 절연필름을 바디(100)의 표면에 적층하거나, 기상증착으로 절연수지를 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102) 상에 형성함으로써 형성될 수 있다. 절연필름의 경우, 감광성 절연수지를 포함하는 드라이필름(DF), 감광성 절연수지를 포함하지 않는 ABF(Ajinomoto Build-up Film) 또는 폴리이미드 필름 등을 이용할 수 있다.
제2 절연층(620)은 10㎚ 내지 100㎛의 두께 범위로 형성될 수 있다. 제2 절연층(620)의 두께가 10㎚미만인 경우에는 Q 특성 (Q factor) 감소, 항복 전압(break down voltage) 감소 및 자기공진 주파수(Self-resonant Frequency, SRF) 감소 등 코일 부품의 특성이 감소할 수 있고, 제2 절연층(620)의 두께가 100㎛ 초과인 경우에는 코일 부품의 총 길이가 증가하여 박형화에 불리하다.
이하에서는, 바디(100)의 제1 면(101)을 기준으로 제1 절연층(610)과 제1 외부전극(400)의 배치 관계를 설명하기로 한다. 다만, 이러한 설명은 바디(100)의 제2 면(102)에 배치된 제1 절연층(610)과 제2 외부전극(500)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 절연층(610)은 바디(100)의 제1 면(101)에 배치되고, 두께 방향(T)과 수직하는 폭 방향(W)으로 서로 이격된 일영역(610A)과 타영역(610B)을 가진다. 예로서, 제1 절연층(610)을 바디(100)의 제1 면(101) 전체에 형성한 후 제1 절연층(610)에 두께 방향(T)을 따라 연장된 형태의 슬릿을 형성해 바디(100)의 제1 면(101) 중 일부를 노출함으로써, 제1 절연층(610)의 일영역(610A)과 타영역(610B)을 서로 이격시킬 수 있다. 슬릿은 물리적 및/또는 화학적 가공법으로 제1 절연층(610)에 형성되고, 제1 인출부(331)를 노출한다. 제1 외부전극(400)의 제1 연결부(411)는 슬릿으로 노출된 바디(100)의 제1 면(101)에 형성되어, 제1 절연층(610)의 일영역(610A)과 타영역(610B) 사이에 배치되고, 제1 인출패턴(331)과 접촉 연결된다.
제1 절연층(610)의 일영역(610A)의 폭 방향(W)을 따른 길이(W1), 제1 절연층(610)의 타영역(610B)의 폭 방향(W)을 따른 길이(W2) 및 제1 연결부(411)의 폭 방향(W)을 따른 길이(W3)의 합에 대하여, 제1 연결부(411)의 폭 방향(W)을 따른 길이(W3)의 비(W3/(W1+W2+W3))는 0.5 이상 0.917 이하를 만족한다. 상기의 비가 0.5 미만일 경우 제1 연결부(411)의 폭 방향(W) 길이(W3)가 지나치게 작아 제1 인출패턴(331)과 제1 외부전극(400) 간의 연결성이 저하될 수 있다. 상기의 비가 0.917 초과인 경우 도금번짐으로 인해 제1 절연층(610)이 형성된 바디(100)의 제1 면(101)의 모서리까지 제1 외부전극(400)이 형성되는 불량이 발생할 수 있다.
제1 절연층(610)의 일영역(610A)과 타영역(610B) 각각의 폭 방향(W)을 따른 길이(W1, W2)는 서로 동일할 수 있다. 이 경우, 제1 연결부(411)가 바디(100)의 제1 면(101)의 폭 방향(W) 중앙부에 배치될 수 있어 제1 인출패턴(331)과 제1 외부전극(400) 간의 연결성이 향상될 수 있다.
제1 절연층(610)의 일영역(610A)의 폭 방향(W)을 따른 길이(W1)는 50㎛ 이상 300㎛ 이하일 수 있다. 제1 절연층(610)의 일영역(610A)의 폭 방향(W)을 따른 길이(W1)가 50㎛ 미만인 경우, 도금번짐으로 인해 제1 절연층(610)이 형성된 바디(100)의 제1 면(101)의 모서리까지 제1 외부전극(400)이 형성되는 불량이 발생할 수 있다. 제1 절연층(610)의 일영역(610A)의 폭 방향(W)을 따른 길이(W1)가 300㎛ 초과인 경우 제1 인출패턴(331)과 제1 외부전극(400) 간의 연결성이 저하될 수 있다.
제1 연결부(411)의 폭 방향(W)을 따른 길이(W3)는 600㎛ 이상 1100㎛ 이하일 수 있다. 제1 연결부(411)의 폭 방향(W)을 따른 길이(W3)가 600㎛ 미만인 경우 제1 인출패턴(331)과 제1 외부전극(400) 간의 연결성이 저하될 수 있다. 제1 연결부(411)의 폭 방향(W)을 따른 길이(W3)가 1100㎛ 초과인 경우 도금번짐으로 인해 제1 절연층(610)이 형성된 바디(100)의 제1 면(101)의 모서리까지 제1 외부전극(400)이 형성되는 불량이 발생할 수 있다.
표 1은, 바디(100)의 제1 면(101)에서, 제1 절연층(610)의 일영역(610A) 및 제1 연결부(411) 각각의 폭 방향(W)을 따른 길이(W1, W3)를 변경하면서, 도금 번짐 불량률과 연결성 불량률을 실험한 것을 나타낸다. 실험 1 내지 9 각각에서 제1 절연층(610)의 일영역(610A) 및 타영역(610B)의 폭 방향(W)을 따른 길이(W1, W2)는 서로 동일하게 형성하였다. 상술한 조건 이외에 다른 조건은 실험 1 내지 9에서 모두 동일하게 하였다.
| W1(㎛) | W3(㎛) | W1/(W1+W2+W3) | 도금 번짐 불량율(%) | 연결성 불량율(%) | |
| 1 | 20 | 1160 | 0.967 | 75 | 0 |
| 2 | 35 | 1130 | 0.942 | 52 | 0 |
| 3 | 50 | 1100 | 0.917 | 1.5 | 0 |
| 4 | 100 | 1000 | 0.833 | 1.4 | 0 |
| 5 | 200 | 800 | 0.667 | 1.4 | 0 |
| 6 | 300 | 600 | 0.500 | 1.5 | 0 |
| 7 | 350 | 500 | 0.417 | 1.5 | 9 |
| 8 | 400 | 400 | 0.333 | 1.2 | 26 |
| 9 | 500 | 200 | 0.167 | 1.4 | 76 |
표 1에서와 같이, W1/(W1+W2+W3)가 0.5 이상 0.917 이하를 만족하는 경우, 도금 번짐을 감소시키면서, 코일부(300)와 제1 외부전극(400) 간의 연결성을 확보할 수 있다.
즉, W1/(W1+W2+W3)가 0.5 미만인 실험 7 내지 9의 경우 도금 번짐 불량율은 감소하나 코일부(300)와 제1 외부전극(400) 간의 연결성이 저하된다. W1/(W1+W2+W3)가 0.917 초과인 실험 1 및 2의 경우, 연결성은 문제되지 않으나, 도금 번짐 불량률이 증가하였다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타낸 도면으로, 도 1의 I-I'선을 따른 단면에 대응되는 도면이다.
도 1 내지 5와 도 6을 비교하면, 본 실시예에 따른 코일 부품(2000)은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)과 비교할 때 외부전극(400, 500)이 상이하다. 따라서, 본 실시예에 따른 코일 부품(2000)을 설명함에 있어, 본 발명의 일 실시예와 상이한 외부전극(400,500)에 대해서만 설명하기로 한다.
외부전극(400, 500)은, 연장부(412, 512)에 배치된 도금층(420, 520)을 더 포함한다. 구체적으로, 제1 외부전극(400)은, 제1 연결부(411) 및 제1 연장부(412)를 포함하는 제1 금속층(410)과, 제1 연장부(412)에 배치된 제1 도금층(420)을 포함한다. 제2 외부전극(500)은, 제2 연결부(511) 및 제2 연장부(512)를 포함하는 제2 금속층(510)과, 제2 연장부(512)에 배치된 제2 도금층(520)을 포함한다. 도금층(510, 520)은 복수의 층으로 구성될 수 있다. 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 도금층(420, 520) 각각은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 이 경우, 도금층(420, 520) 각각은 연장부(412, 512)에 배치된 니켈(Ni) 도금층과, 니켈(Ni) 도금층에 배치된 주석(Sn) 도금층의 이중층 구조일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
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
320: 비아
331, 332: 인출패턴
400, 500: 외부전극
410, 510: 금속층
411, 511: 연결부
412, 512: 연장부
420, 520: 도금층
610: 제1 절연층
620: 제2 절연층
IF: 절연막
1000, 2000: 코일 부품
110: 코어
200: 지지기판
300: 코일부
311, 312: 코일패턴
320: 비아
331, 332: 인출패턴
400, 500: 외부전극
410, 510: 금속층
411, 511: 연결부
412, 512: 연장부
420, 520: 도금층
610: 제1 절연층
620: 제2 절연층
IF: 절연막
1000, 2000: 코일 부품
Claims (12)
- 일방향으로 서로 마주한 일면 및 타면과, 상기 일면 및 타면을 연결하는 일단면을 갖는 바디;
상기 바디 내에 매설된 지지기판;
상기 지지기판에 배치되고, 상기 바디의 일단면으로 노출된 인출패턴을 포함하는 코일부;
상기 바디의 일단면에 배치되고, 상기 일방향과 수직하는 타방향으로 서로 이격된 일영역과 타영역을 갖는 제1 절연층;
상기 제1 절연층의 일영역과 타영역 사이에 배치되어 상기 인출패턴과 연결되는 연결부, 및 상기 연결부로부터 상기 바디의 일면으로 연장된 연장부를 갖는 외부전극; 및
상기 바디의 일단면 상에 배치되어 상기 제1 절연층과 상기 연결부를 커버하는 제2 절연층;
을 포함하는 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 절연층의 일영역과 타영역 및 상기 연결부 각각의 상기 타방향을 따른 길이의 합에 대하여, 상기 연결부의 상기 타방향을 따른 길이는, 0.5 이상 0.917 이하의 비를 만족하는,
코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 절연층의 일영역과 타영역 각각의 상기 타 방향을 따른 길이는 서로 동일한,
코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 절연층의 일영역의 상기 타방향을 따른 길이는 50㎛ 이상 300㎛ 이하인,
코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 연결부의 상기 타방향을 따른 길이는 600㎛ 이상 1100㎛ 이하인,
코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 연결부 및 연장부는 서로 동일한 금속으로 구성되는,
코일 부품.
- 제6항에 있어서,
상기 연결부 및 연장부는 서로 일체로 형성되는,
코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 외부전극은 상기 연장부에 배치된 도금층을 더 가지는, 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 바디는, 각각 상기 일면과 타면을 연결하고 상기 타방향으로 서로 마주한 일측면과 타측면과, 상기 일단면과 마주하는 타단면을 더 가지고,
상기 코일부는, 상기 바디의 일단면으로 노출된 제1 인출패턴과, 상기 바디의 타단면으로 노출된 제2 인출패턴을 포함하고,
상기 제1 절연층은 상기 바디의 일단면과 타단면 각각에서 상기 일영역과 타영역을 가지는,
코일 부품.
- 제9항에 있어서,
상기 외부전극은,
상기 제1 인출패턴과 연결되는 제1 외부전극과, 상기 제2 인출패턴과 연결되는 제2 외부전극을 포함하는,
코일 부품.
- 제10항에 있어서,
상기 제1 절연층은,
상기 바디의 표면 중 상기 제1 및 제2 외부전극이 배치된 영역을 제외한 모든 영역을 커버하는,
코일 부품.
- 내부에 지지기판이 매설된 바디;
상기 지지기판에 배치되고, 상기 바디의 서로 마주한 일단면과 타단면으로 노출된 제1 및 제2 인출패턴을 포함하는 코일부;
상기 바디의 일단면과 타단면에 각각 배치되고, 상기 제1 및 제2 인출패턴을 노출하도록 상기 바디의 두께 방향을 따라 슬릿이 형성된 제1 절연층; 및
상기 슬릿에 배치되어 상기 제1 및 제2 인출패턴과 연결되어 상기 바디의 일면으로 연장되는 연결부 및 상기 연결부와 상기 바디의 일면에서만 접하는 도금층을 포함하는 외부전극; 을 포함하고,
상기 외부전극의 연결부는, 상기 바디의 일면과 타면에 배치된 제1 절연층 각각과 접하고,
상기 바디의 폭 방향을 따른 상기 제1 절연층의 길이에 대하여, 상기 바디의 폭 방향을 따른 상기 외부전극의 상기 연결부의 길이가 더 짧은, 코일 부품.
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