KR102380835B1 - 코일 부품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외형을 결정하는 바디, 적어도 하나의 인출부를 포함하며, 상기 바디 내에 배치되는, 내부 코일과, 상기 내부 코일의 인출부와 전기적으로 연결되며 상기 바디의 외부면에 배치되는 외부전극을 포함하고, 상기 내부 코일은 단부 상에 적어도 하나의 패드(pad)를 포함하는 최내측 코일 패턴, 상기 최내측 코일 패턴과 인접하는 제1 코일 패턴, 및 상기 제1 코일 패턴과 인접하는 제2 코일 패턴을 포함하는 코일 부품에 관한 것이다.

Description

코일 부품{COIL COMPONENT}

본 발명은 코일 부품에 관한 것으로, 예를 들어, 파워 인덕터에 관한 것이다.

코일 부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항, 커패시터와 더불어 전자회로를 이루어 노이즈(Noise)를 제거하는 대표적인 수동소자이다.

최근 들어, 각종 통신 디바이스 또는 디스플레이 디바이스 등 IT 디바이스의 소형화 및 박형화가 가속화되고 있는데, 이러한 IT 디바이스에 채용되는 인덕터, 캐패시터, 트랜지스터 등의 각종 소자들 또한 소형화 및 박형화하기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 이에, 인덕터도 소형이면서 고밀도의 자동 표면 실장이 가능한 칩으로의 전환이 급속도로 이루어져 왔으며, 도금으로 올려진 코일 도선 위에 자성 분말을 수지와 혼합시켜 형성시킨 박막형 인덕터의 개발이 이어지고 있다.

상기와 같이 박막의 절연 기판의 상하면에 내부 코일 패턴을 형성하는 박막형 인덕터는 칩 사이즈가 점점 더 소형화됨에 따라 내부 코일의 최밀 구조 형상 중 코일 간의 간격(space)을 줄이고, 코일의 형상을 균일하게 가져가는 추세이다.

하지만, 도금에 의해 코일을 형성시 코일 성장의 제어가 어려운데, 특히 이방도금으로 코일을 형성할 경우 과성장으로 인한 불량의 문제를 해결할 필요가 있는 실정이다.

하기의 특허문헌 1 은 절연 기판의 상하면에 도금으로 내부 코일 패턴을 형성하는 박막형의 칩 인덕터를 개시하고 있으나, 코일 패턴의 이상 성장을 제어할 만한 방법은 개시하지 않는 실정이다.

일본 특허공개공보 제2007-067214호

본 발명은 내부 코일 패턴의 이상 성장으로 인한 쇼트(SHORT)불량이 방지되는 코일 부품을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 예에 따르면, 외형을 결정하는 바디, 적어도 하나의 인출부를 포함하며 상기 바디 내에 배치되는 내부 코일과, 상기 내부 코일의 인출부와 전기적으로 연결되며 상기 바디의 외부면에 배치되는 외부전극을 포함하고, 상기 내부 코일은 단부 상에 적어도 하나의 패드(pad)를 포함하는 최내측 코일 패턴, 상기 최내측 코일 패턴과 인접하는 제1 코일 패턴, 및 상기 제1 코일 패턴과 인접하는 제2 코일 패턴을 포함하는 코일 부품이 제공된다.

본 발명의 일 예에 따르면 내부 코일 패턴의 이상 성장으로 인한 쇼트 불량을 방지하는 코일 부품이 제공된다.

본 발명의 일 예에 따르면 내부 코일의 두께 산포도를 개선하는 코일 부품이 제공된다.

도1 은 본 발명의 일 예에 따른 코일 부품의 개략적인 사시도이다.
도2 는 도1 의 I-I'선을 절단한 개략적인 단면도이다.
도3(a)는 도2 의 A 영역을 확대하여 개략적으로 표현한 것이고, 도3(b)는 도3(a)와 대비하여 종래 기술을 나타낸다.

이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 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 발명을 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 발명의 일 예에 따른 코일 부품을 설명하되, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

코일 부품

도1 은 본 발명의 일 예에 따른 코일 부품의 개략적인 사시도이고, 도2 는 도1 의 I-I'선을 절단한 개략적인 단면도이다.

도1 을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 코일 부품(100)은 바디(1), 상기 바디 내에 매설되는 내부 코일(2), 및 상기 바디의 외부면에 배치되는 외부전극(3)을 포함한다.

상기 바디(1)는 코일 부품의 외형을 결정하며, 자기 특성을 나타내는 재료라면 제한되지 않고, 예를 들어, 페라이트 또는 금속계 연자성 재료를 충진하여 형성할 수 있다.

상기 바디(1)는 두께(T)방향으로 서로 마주하는 상면 및 하면, 길이(L)방향으로 서로 마주하는 제1 면 및 제2 면, 폭(W) 방향으로 서로 마주하는 제3 면 및 제4 면을 포함하여 실질적으로 육면체 형상을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 바디의 외부면에는 외부전극(3)이 배치될 수 있다. 상기 외부전극은 전기 전도성이 뛰어난 금속을 포함하는 페이스트를 사용하여 형성할 수 있고, 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 또는 은(Ag) 등의 단독 또는 이들의 합금 등을 포함하는 전도성 페이스트일 수 있다. 외부전극을 형성하는 방법은 외부전극의 형상에 따라 프린팅 뿐만 아니라, 디핑(dipping)법 등을 수행하여 형성할 수 있다.

상기 바디의 내부에는 내부 코일(2)이 배치된다. 상기 내부 코일은 스파이럴(spiral)형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도2 를 참조하면, 내부 코일(2)은 최내측의 단부로부터 최외측의 적어도 하나의 인출부까지 다수의 턴을 형성하는 나선형의 형상을 갖는다. 내부 코일(2)은 상기 단부를 형성하는 적어도 하나의 패드(pad, 211), 패드(211)와 연결된 최내측 코일 패턴(21), 최내측 코일 패턴(21)과 연결되며 최내측 코일 패턴(21)의 인접한 외측 턴을 형성하는 제1 코일 패턴(22), 및 제1 코일 패턴(22)과 연결되며 제1 코일 패턴(22)의 인접한 외측 턴을 형성하는 제2 코일 패턴(23)을 포함한다.

최내측 코일 패턴(21)의 패드(211)는 그 하부에 비아전극이 배치되어, 상기 비아전극과 전기적으로 접속되는 부분이며, 최내측 코일 패턴의 다른 부분들에 비하여 넓은 단면적을 차지하는 부분이다.

또한, 최내측 코일 패턴(21)의 패드(211)는 도금액 유동이 내부 코일의 다른 영역들 보다 더 크기 때문에, 내부 코일의 과성장이 일어나는 부분이다.

특히, 전자부품 세트의 복합화나 다기능화에 따라 전자 부품에 대한 요구 수준이 소형화 및 고용량화되어가는 추세이기 때문에 전자 부품 내 코일을 배치할 때 코일을 최밀 구조로 밀착하는 경우에는, 상기 패드 부분에서의 내부 코일의 과성장은 특히 문제된다.

그러나, 본 발명의 일 예에 따를 경우, 최내측 코일 패턴(21)의 패드(211)와 인접하는 제1 코일 패턴(22)의 폭은 좁기 때문에, 상기 최밀 구조로 밀착하는 경우에 예상되는 문제점을 해결할 수 있다.

상기 문제점을 해결하는 구조에 대한 구체적인 설명은 도3(a) 및 도3(b) 를 참조한다.

도3(a)는 도2 의 A 영역을 확대하여 개략적으로 표현한 것이고, 도3(b)는 도3(a)와 대비하여 종래 기술을 나타낸다.

먼저, 도3(a)를 참조하면, 제1 코일 패턴(22) 중 일 지점의 폭은 상기 일 지점과 인접하는 타 지점의 폭과 상이하다. 예를 들어, 최내측 코일 패턴(21) 패드(211)의 단부를 기준으로 제1 코일 패턴(22)의 폭이 변경될 수 있다.

구체적으로 최내측 코일 패턴의 패드(pad)의 단부의 외측 영역에서의 제1 코일 패턴의 폭은 W1이라고 하고, 상기 최내측 코일 패턴의 패드(pad)의 단부의 내측 영역에서의 제1 코일 패턴의 폭은 W2 라고 할 때, 상기 W1 과 W2는 W1>W2를 만족할 수 있다. 이 경우, 패드 단부의 외측 영역이란, 패드의 단부를 기준으로 최내측 코일 패턴이 연장되지 않는 영역을 의미하고, 패드 단부의 내측 영역이란, 최내측 코일 패턴이 연장되는 영역으로서, 상기 외측 영역과 상반되는 영역을 의미할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면 상기 W1>W2 를 만족하여, 패드(211)가 배치되는 영역과 인접한 제1 코일 패턴의 폭이 좁게 형성된다. 이로써, 패드 주변에서 도금액의 유동성의 증가로 인하여 코일 패턴이 과성장되어 쇼트(short)가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 내부 코일의 어스펙트비(AR, Aspect Ratio)를 올리기 위하여 코일을 형성할 때 전류 값을 증가시키는 경우, 내부 코일의 위치에 따라 코일 두께 산포가 발생하며, 특히, 비아전극이 배치되는 부분에 상응하는 패드의 단면적이 넓어서 패드 부분의 코일 두께가 두꺼워지는 문제가 있는데, 패드(211)에 인접하는 제1 코일 패턴의 폭을 상대적으로 좁게 형성함으로써 전체적인 코일 두께의 산포도를 개선할 수가 있게 된다.

제1 코일 패턴(22)과 인접하는 제2 코일 패턴(23)은 제1 코일 패턴의 폭 중 최대값과 동일한 폭을 가질 수 있어서, 제2 코일 패턴(23)의 폭은 W1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 내부 코일(2)의 하면 상에는 최내측 코일 패턴의 패드와 연결되는 비아전극을 포함하는 절연 기판이 배치될 수 있다. 상기 절연 기판은 전해 도금(electroplating)으로 코일 패턴부를 형성할 수 있는 재질이면 특별하게 제한되지 않으며, 예를 들어, 에폭시 수지 등을 포함하는 얇은 박막으로 형성될 수 있다.

상기 절연 기판의 일면에 내부 코일이 형성될 수 있으며, 상기 절연 기판의 타면에도 상기 내부 코일과 동일한 형상을 가지는 내부 코일이 형성될 수 있다. 상기 절연 기판의 일면에 형성되는 내부 코일과 상기 절연 기판의 타면에 형성되는 내부 코일은 서로 절연 기판에 배치되는 비아 전극을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 절연 기판의 일 면 및 타면에 각각 형성되는 내부 코일의 일 단부에는 바디의 길이 방향으로 노출되는 인출부가 형성될 수 있다.

한편, 도3(b)는 도3(a)와 대비하여 종래 기술을 나타내는데, 도3(b)를 참조하면, 비아전극과 연결되는 패드와 인접하는 제1 코일 패턴의 폭은, 상기 패드의 외부 영역에 배치되는 제1 코일 패턴의 폭과 서로 동일하다. 이 경우, 패드 주변을 기준으로 상대적으로 코일 패턴의 과성장이 발생하여 쇼트(short) 불량이 발생하는 위험을 방지할 수가 없게 된다.

하기의 [표 1] 은 도3(a)에서 제1 코일 패턴의 폭 W1 과 폭 W2 를 차별화함에 따라 쇼트(short) 불량률이 변화되는 것과 직류 저항(Rdc)이 변화되는 것을 나타낸다.

실시예	W1-W2	쇼트 발생률[%]	Rdc [mΩ]
1	-10	30	45
2	0	15	46
3	5	1.5	47
4	10	0.7	47.5
5	20	0.1	48

상기 [표 1] 을 참조하면, 실시예 3 내지 실시예 5 가 본 발명의 일 예에 따른 제1 코일 패턴의 형상을 가지며, 실시예 1 은 오히려 본 발명의 일 예에 따른 제1 코일 패턴과는 상반되는 형상을 가지고, 실시예 1 는 종래 기술에 따른 제1 코일 패턴의 형상을 가진다.

실시예 1 의 경우, 최내측 코일 패턴의 패드 단부의 외측 영역에서의 제1 코일 패턴의 폭을 오히려 내측 영역역에서의 제1 코일 패턴의 폭보다 작게 하므로, 패드 부분에서의 과성장을 상쇄하지 못하고 오히려 쇼트 불량을 더 많이 발생시킨다.

실시예 2 의 경우도 실시예 1 보다는 적은 정도이지만 상당 정도의 쇼트 불량을 발생시킨다.

그러나, 본 발명의 일 예에 따른 실시예 3 내지 실시예 5 는 실시예 1 및 실시예 2 에 비하여 쇼트 불량을 거의 발생시키지 않는다. 이 경우, 제1 코일 패턴의 폭 중 최내측 코일 패턴의 패드 단부의 내측 영역에서의 폭을 저감시킬수록 쇼트 불량은 거의 0 % 에 가깝게 개선하지만, 직류 저항(Rdc)은 다소 증가하는 경향이 있다. 다만, 상기 W1 과 W2 간의 차이가 20㎛ 이하인 경우, 그 증가하는 정도는 무시할 수 있는 정도이다.

구체적으로, 상기 제1 코일 패턴의 폭 W1 과 W2 간의 차이는 5㎛ 이상 20㎛ 이하인 것이 바람직한데, 5㎛ 이상인 경우 쇼트 발생을 매우 저감시킬 수가 있으며, 20㎛ 이하인 경우 Rdc의 증가를 무시할 수 있는 정도이기 때문이다.

본 발명의 일 예에 따르면 내부 코일 패턴의 이상 성장으로 인한 쇼트 불량을 방지하는 코일 부품이 제공된다.

본 발명의 일 예에 따르면 내부 코일의 두께 산포도를 개선하는 코일 부품이 제공된다.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 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: 코일 부품
1: 바디
2: 내부 코일
21, 22, 23: 최내측 코일 패턴, 제1 코일 패턴, 제2 코일 패턴
211: 패드
3: 외부전극

Claims (10)

1. 최내측의 단부로부터 최외측의 적어도 하나의 인출부까지 다수의 턴을 형성하는 나선형의 내부 코일을 매설하는 바디; 및
   상기 내부 코일의 인출부와 전기적으로 연결되며 상기 바디의 외부면에 배치되는 외부전극;을 포함하고,
   상기 내부 코일은 상기 단부를 형성하는 패드와, 상기 패드와 연결된 최내측 코일 패턴과, 상기 최내측 코일 패턴과 연결되며 상기 최내측 코일 패턴에 인접한 외측 턴을 형성하는 제1 코일 패턴, 및 상기 제1 코일 패턴과 연결되며 상기 제1 코일 패턴에 인접한 외측 턴을 형성하는 제2 코일 패턴을 포함하며,
   상기 제1 코일 패턴에서 선폭 방향으로 상기 패드와 인접하면서 상기 최내측 코일 패턴과 연결된 영역을 상기 최내측 코일 패턴과 상기 제1 코일 패턴의 연결 영역이라고 할 때, 상기 제1 코일 패턴은 상기 연결 영역에서의 선폭(W1)이 상기 최내측 코일 패턴에 선폭 방향으로 인접한 영역의 선폭(W2)보다 큰 코일 부품.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 패드는 상기 패드의 하부에 배치되는 비아전극과 전기적으로 접속되는,
   코일 부품.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 W1, W2는 5㎛ ≤ W1-W2 ≤ 20 ㎛ 를 만족하는,
   코일 부품.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 코일 패턴의 선폭은 상기 제1 코일 패턴의 선폭 중 최대값과 동일하고, 상기 제2 코일 패턴의 선폭은 균일한,
   코일 부품.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 내부 코일의 하면 상에는 비아전극을 포함하는 절연 기판이 배치되는,
   코일 부품.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 내부 코일은 바디의 상면 및 하면과 평행하게 배치되는,
   코일 부품.
   
10. 삭제

Images