KR102658609B1 - 코일 부품 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 따른 코일 부품은, 절연기판; 상기 절연기판에 배치된 평면 나선형의 코일패턴을 포함하는 코일부; 및 상기 절연기판과 상기 코일부를 매립하는 바디; 를 포함하고, 상기 코일패턴은 상기 절연기판에 접촉 형성된 제1 도전층 및 상기 제1 도전층에 형성된 제2 도전층을 포함하고, 상기 절연기판의 두께(T1)와 상기 제1 도전층의 두께(T2)는 10≤T1/T2≤20 를 만족한다.
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.
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, 이러한 바디에 외부전극을 형성한다.
전자기기가 점차 고성능화되고 박형화됨에 따라 코일 부품도 점점 박형화되고 있다.
코일 부품이 박형화되더라도, 코일 부품은 적정한 인덕턴스 및 직류 저항(Rdc)을 확보하기 하므로, 코일 부품의 코일의 두께를 줄이는 것에 한계가 있다.
박막형 코일 부품의 박형화를 위해서는 절연기판의 두께를 얇게 할 필요가 있으나, 코일패턴을 지지하는 절연기판의 기능 상 절연기판의 두께를 너무 얇게 하는 것도 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 목적은 박형화(Low-profile)가 가능하면서도 고용량의 인덕턴스를 구현하고, 일정 이상의 절연기판의 강성을 확보할 수 있는 코일 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 절연기판; 상기 절연기판에 배치된 평면 나선형의 코일패턴을 포함하는 코일부; 및 상기 절연기판과 상기 코일부를 매립하는 바디; 를 포함하고, 상기 코일패턴은 상기 절연기판에 접촉 형성된 제1 도전층 및 상기 제1 도전층에 형성된 제2 도전층을 포함하고, 상기 절연기판의 두께(T1)와 상기 제1 도전층의 두께(T2)는 10≤T1/T2≤20 를 만족하는, 코일 부품이 제공된다.
본 발명에 따르면, 코일 부품을 박형화(Low-profile)하면서도, 고용량의 인덕턴스를 구현하고, 일정 이상의 절연기판의 강성을 확보할 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 1의 A를 확대한 것을 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 A의 변형예를 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 1의 A를 확대한 것을 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 A의 변형예를 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 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 1의 A를 확대한 것을 나타내는 도면이다. 도 5는 도 1의 A의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 바디(100), 절연기판(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 절연기판(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 이하의 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 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.
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) 필름, PID(Photo Imagable Dielectric) 필름등의 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.
본 실시예의 경우, 절연기판(200)은, 절연수지(210) 및 절연수지(210)에 함침된 글라스 클로스(glass cloth, 220)를 포함한다. 제한되지 않는 예로서, 절연기판(200)은 동박적층판(Copper Clad Laminate, CCL)으로 형성될 수 있다. 글라스 클로스(220)는, 복수의 유리섬유가 직조(織造)된 것을 의미한다.
글라스 클로스(glass cloth)는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 글라스 클로스가 복수의 층으로 형성될 경우, 절연기판(200)의 강성을 향상시킬 수 있다. 또한, 절연기판(200)이 후술할 제1 도전층(311a, 312a) 제거 공정 등에서 훼손되더라도 절연기판(200)의 형상이 유지되어 불량률을 낮출 수 있다.
절연기판(200)의 두께(T1)는, 20㎛ 초과 40㎛ 미만일 수 있고, 보다 바람직하게는 25㎛ 이상 35㎛ 이하일 수 있다. 절연기판(200)의 두께(T1)가 20㎛ 이하인 경우, 절연기판(200)의 강성을 확보하기 어려워 제조 공정 과정에서 후술할 코일부(300)를 지지하기 어렵다. 절연기판(200)의 두께(T1)가 40㎛ 이상으로 형성되는 경우, 코일 부품을 박형화하는데 불리하고, 동일한 부피의 바디 내에서 절연기판(200)이 차지하는 부피가 증가해 고용량의 인덕턴스를 구현하는데 불리하다.
코일부(300)는 절연기판(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 절연기판(200)의 하면에 제1 코일패턴(311)이 배치되고, 절연기판(200)의 상면에 제2 코일패턴(312)이 배치된다. 비아(320)는 절연기판(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.
제1 및 제2 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 절연기판(200)의 하면에서 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성할 수 있다.
제1 및 제2 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.
제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각은, 절연기판(200)에 접촉 형성된 제1 도전층(311a, 312a), 및 제1 도전층(311a, 312a)에 배치된 제2 도전층(311b, 312b)을 포함한다. 제1 코일패턴(311)은, 도 4 및 도 5의 방향을 기준으로, 절연기판(200)의 하면에 접촉 형성된 제1 도전층(311a), 및 제1 도전층(311a)에 배치된 제2 도전층(311b)를 포함한다. 제2 코일패턴(312)은, 도 4 및 도 5의 방향을 기준으로, 절연기판(200)의 상면에 접촉 형성된 제1 도전층(312a), 및 제1 도전층(312a)에 배치된 제2 도전층(312b)을 포함한다.
제1 도전층(311a, 312a)은 제2 도전층(311b, 312b)을 전해도금으로 형성하기 위한 시드층일 수 있다. 제2 도전층(311b, 312b)의 시드층인 제1 도전층(311a, 312a)은 제2 도전층(311b, 312b)에 비하여 얇게 형성된다. 제1 도전층(311a, 312a)은 스퍼터링 등의 박막 공정 또는 무전해도금 공정으로 형성될 수 있다. 제1 도전층(311a, 312a)을 스퍼터링 등의 박막 공정으로 형성한 경우, 제1 도전층(311a, 312a)을 구성하는 물질의 적어도 일부가 절연기판(200)에 침투된 형태를 가질 수 있다. 이는, 절연기판(200)에서 제1 도전층(311a, 312a)을 구성하는 금속 물질의 농도가 바디(100)의 두께 방향(T)을 따라 차이가 발생하는 것으로 확인할 수 있다.
제1 도전층(311a, 312a)의 두께(T2)는 1.5㎛ 이상 3㎛ 이하일 수 있다. 제1 도전층(311a, 312a)의 두께를 1.5㎛ 미만으로 할 경우, 제1 도전층(311a, 312a)을 구현하기 힘들다. 제1 도전층(311a, 312a)의 두께가 3㎛ 초과인 경우, 도금으로 제2 도전층(311b, 312b)이 형성된 영역을 제외한 제1 도전층(311a, 312a) 에칭 제거 시 제1 도전층(311a, 312a)이 잔류하거나, 반대로 과하게 에칭할 경우 제2 도전층(311b, 312b)도 함께 에칭 제거되는 부작용이 발생할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2 도전층(311b, 312b)은 제1 도전층(311a, 312a)의 측면의 적어도 일부를 노출한다. 본 실시예의 경우, 절연기판(200)의 양면 각각에 제1 도전층(311a, 312a) 형성을 위한 시드층을 형성하고, 시드층에 제2 도전층(311b, 312b) 형성을 위한 도금레지스트를 형성하고, 전해도금으로 제2 도전층(311b, 312b)을 형성하고, 도금레지스트를 제거한 후 제2 도전층(311b, 312b)이 형성되지 않은 시드층을 선택적으로 제거한다. 따라서, 시드층이 선택적으로 제거되어 형성된 제1 도전층(311a, 312a)의 측면의 적어도 일부는 제2 도전층(311b, 312b)에 의해 커버되지 않고 노출된다. 시드층은 절연기판(200)에 무전해도금 또는 스퍼터링을 수행함으로써 형성될 수 있다. 또는, 시드층은 동박적층판(CCL)의 동박일 수 있다. 도금레지스트는 도금레지스트 형성용 물질을 시드층에 도포한 후 포토리소그래피 공정을 수행함으로써 형성될 수 있다. 포토리소그래피 공정 후 도금레지스트는 제2 도전층(311b, 312b)이 형성될 영역에 개구가 형성될 수 있다. 시드층을 선택적으로 제거하는 것은 레이저 공정 또는 에칭 공정으로 수행될 수 있다. 에칭으로 시드층을 선택적으로 제거하는 경우, 제1 도전층(311a, 312a)의 측면은 하부로 갈수록 단면적이 증가하는 형태로 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제2 도전층(311b, 312b)은 제1 도전층(311a, 312a)을 커버한다. 본 변형예의 경우, 도 4의 경우와 달리, 절연기판(200)의 양면 각각에 평면 나선형의 제1 도전층(311a, 312a)을 형성하고, 제1 도전층(311a, 312a)에 제2 도전층(311b, 312b)을 전해도금으로 형성한다. 제2 도전층(311b, 312b)을 이방도금으로 형성할 경우 도금레지스트를 이용하지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 등방도금으로 제2 도전층(311b, 312b)을 형성할 경우 제2 도전층 형성을 위한 도금레지스트를 이용할 수 있다. 제2 도전층 형성을 위한 도금레지스트에는 제1 도전층(311a, 312a)을 노출하는 개구가 형성된다. 개구의 직경은 제1 도전층(311a, 312a)의 선폭보다 크게 형성되고, 결과 개구를 충전하는 제2 도전층(311b, 312b)은 제1 도전층(311a, 312a)을 커버한다.
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 시드층은, 제1 도전층(311a, 312a)과 동일 공정에서 함께 형성되어 상호 일체로 형성되거나, 제1 도전층(311a, 312a)과 상이한 공정에서 형성되어 양자 간에 경계가 형성되어 있을 수 있다. 본 실시예의 경우, 비아의 시드층과 제1 도전층(311a, 312a)는 서로 다른 공정에서 형성되어 상호 간에 경계가 형성될 수 있다.
코일패턴(311, 312)의 선폭이 지나치게 클 경우 동일한 바디(100)의 부피 내 자성체의 부피가 줄어들어 인덕턴스에 악영향을 줄 수 있다. 제한되지 않는 일 예로써, 코일패턴(311, 312)의 종횡비(Aspect Ratio, AR)는 3:1 내지 9:1 일 수 있다.
코일패턴(311, 312) 및 비아(320) 각각은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제한되지 않는 일 예로서, 제1 도전층(311a, 312a)을 스퍼터링으로 형성하고, 제2 도전층(311b, 312b)을 전해도금으로 형성하는 경우, 제1 도전층(311a, 312a)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr) 및 티타늄(Ti) 중 적어도 하나를 포함하고, 제2 도전층(311b, 312b)은 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 제한되지 않는 다른 예로서, 제1 도전층(311a, 312a)을 무전해도금으로 형성하고, 제2 도전층(311b, 312b)을 전해도금으로 형성하는 경우, 제1 도전층(311a, 312a)과 제2 도전층(311b, 312b) 각각은 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 도전층(311a, 312a)에서의 구리(Cu) 밀도는 제2 도전층(311b, 312b)에서의 구리(Cu) 밀도보다 낮을 수 있다.
절연기판(200)의 두께(T1)와 제1 도전층(311a, 312a)의 두께(T2)는, 10≤T1/T2≤20 를 만족한다. 이에 대해서는 후술한다.
외부전극(400, 500)은 바디(100)의 표면에 배치되어, 코일부(300)의 양 단부와 각각과 연결된다. 본 실시예의 경우, 코일부(300)의 양 단부는 각각 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)으로 노출된다. 따라서, 제1 외부전극(400)은 제1 면(101)에 배치되어 바디(100)의 제1 면(101)으로 노출된 제1 코일패턴(311)의 단부와 접촉 연결되고, 제2 외부전극(500)은 제2 면(102)에 배치되어 바디(100)의 제2 면(103)으로 노출된 제2 코일패턴(312)의 단부와 접촉 연결될 수 있다.
외부전극(400, 500)은 단층 또는 복수 층의 구조로 형성될 수 있다. 예로서, 제1 외부전극(400)은, 구리를 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, 도전성 분말과 수지를 포함하는 수지 전극과, 수지 전극 상에 도금 형성된 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, 상술한 설명에서와 같이, 제2 도전층(311b, 312b) 형성을 위해 도금레지스트를 절연기판(200)에 형성할 수 있고, 이러한 도금레지스트는 제거되지 않는 영구레지스트일 수 있는다. 이 경우, 절연막(600)은 영구레지스트인 도금레지스트일 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.
표 1은, 절연기판의 두께(T1)와 제1 도전층의 두께(T2)의 비를 변화시킨 실험예 1 내지 9에서, 인덕턴스가 구현되는지, 절연기판의 강성이 확보되는지, 제1 도전층 구현이 가능한지를 평가한 것이다.
한편, 실험예 1 내지 9는, 코일부가 동일한 턴 수, 동일한 선폭 및 동일한 두께를 가지도록 제조되었고, 코일부의 인접한 턴 간의 이격거리(space)도 모두 동일하게 제조되었다. 그리고, 바디는 코일 부품의 두께가 0.55mm가 되도록 제조하였다.
아래의 표 1에서, 인덕턴스 구현의 경우 동일 체적 내 목표로 하는 인덕턴스 용량 대비 시뮬레이션을 통해 얻어진 인덕턴스 용량이 90~110%이내로 구현됨을 pass기준으로 평가하였다. 절연기판 강성의 경우 절연기판의 두께 별로 도금조 내에서 도금액유동에 따른 기판 파손(찢어짐) 유무로 평가하였다. 제1 도전층의 경우, 제2 도전층이 미도금되는 현상이 발생하는 두께를 기준으로 pass/fail을 판단하되, 현재 기술 상 제2 도전층을 구현 가능한 제1 도전층의 최하 두께가 1.5um로 수준이므로, 이를 기준으로 pass 여부를 평가하였다.
| T1(㎛) | T2(㎛) | T1/T2 | 인덕턴스 구현 | 절연기판 강성 | 제1 도전층 구현 가능성 | |
| # 1 | 40 | 1.5 | 26.7 | Fail | Pass | Pass |
| # 2 | 40 | 1 | 40 | Fail | Pass | Fail |
| # 3 | 40 | 0.5 | 80 | Fail | Pass | Fail |
| # 4 | 30 | 3 | 10 | Pass | Pass | Pass |
| # 5 | 30 | 2 | 15 | Pass | Pass | Pass |
| # 6 | 30 | 1.5 | 20 | Pass | Pass | Pass |
| # 7 | 30 | 1 | 30 | Pass | Pass | Fail |
| # 8 | 30 | 0.5 | 60 | Pass | Pass | Fail |
| # 9 | 20 | 3 | 6.7 | Pass | Fail | Pass |
표 1을 참조하면, 10≤T1/T2≤20 를 만족하는 실험예 4, 5 및 6 각각은 인덕턴스 구현, 절연기판 강성 및 제1 도전층 구현 가능성 평가를 통과하였으나, 그렇지 않은 실험예 1 내지 3 및 7 내지 9 각각은 인덕턴스 구현, 절연기판 강성 및 제1 도전층 구현 가능성 평가 중 적어도 하나를 통과하지 못하였다.
즉, 절연기판의 두께(T1)가 20㎛인 실험예 9의 경우, 제조 공정에서 강성을 확보할 수 없었다. 제1 도전층의 두께(T2)가 1.5㎛ 미만인 실험예 2, 3, 7 및 8의 경우, 제1 도전층 구현이 곤란하였다.
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: 제1 도전층
311b, 312b: 제2 도전층
320: 비아
400, 500: 외부전극
600: 절연막
P: 자성체 분말
R: 절연 수지
1000: 코일 부품
110: 코어
200: 절연기판
300: 코일부
311, 312: 코일패턴
311a, 312a: 제1 도전층
311b, 312b: 제2 도전층
320: 비아
400, 500: 외부전극
600: 절연막
P: 자성체 분말
R: 절연 수지
1000: 코일 부품
Claims (17)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 절연기판;
상기 절연기판에 배치된 평면 나선형의 코일패턴을 포함하는 코일부;
상기 절연기판과 상기 코일부를 매립하는 바디; 및
상기 코일부와 상기 바디 사이에 배치되어 상기 코일부의 상면 및 측면을 일체로 직접 커버하는 절연막; 을 포함하고,
상기 코일패턴은, 상기 절연기판에 직접 배치되며 측면이 상기 절연막과 이격되는 제1 도전층, 및 상기 제1 도전층에 형성된 제2 도전층을 포함하고,
상기 절연기판은, 절연수지, 및 상기 절연수지에 함침된 복수 층의 글라스 클로쓰(glass cloth)를 포함하며,
상기 절연기판의 두께(T1)는 20㎛ 초과 40㎛ 미만이고,
상기 코일패턴의 종횡비는 3 이상 9 이하이고, 상기 제1 도전층의 종횡비는 1 미만이며,
상기 제2 도전층의 적어도 일부는 상기 제1 도전층의 측면과 상기 절연막 사이에 배치되는,
코일 부품.
- 제10항에 있어서,
상기 절연기판의 두께(T1)와 상기 제1 도전층의 두께(T2)는, 10≤T1/T2≤20을 만족하는,
코일 부품.
- 제10항에 있어서,
상기 제1 도전층의 두께(T2)는 1.5㎛ 이상 3㎛ 이하인,
코일 부품.
- 제10항에 있어서,
상기 제2 도전층은 상기 제1 도전층을 커버하는,
코일 부품.
- 제10항에 있어서,
상기 제2 도전층은 상기 제1 도전층의 측면의 적어도 일부를 노출시키는,
코일 부품.
- 제10항에 있어서,
상기 코일부는
상기 절연기판의 일면에 배치되는 평면 나선 형상의 제1 코일패턴,
상기 절연기판의 일면과 마주하는 상기 절연기판의 타면에 배치되는 평면 나선 형상의 제2 코일패턴, 및
상기 제1 코일패턴과 상기 제2 코일패턴을 연결하도록 상기 절연기판을 관통하는 비아, 를 포함하고,
상기 제1 및 제2 코일패턴 각각은, 상기 제1 및 제2 도전층을 포함하는,
코일 부품.
- 제10항에 있어서,
상기 바디에 배치되어 상기 코일부의 양 단부와 각각 연결되는 제1 및 제2 외부전극; 을 더 포함하는 코일 부품.
- 삭제
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