KR20150080798A - 외부 전극용 수지 조성물 및 이를 포함하는 인덕터 - Google Patents

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KR20150080798A
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이민아
신성식
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 개시는 주성분으로 100 중량부의 도전성 금속 분말; 제1 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 3.5 내지 4.5 중량부의 에폭시 수지; 및 제2 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부의 산화막 제거제;를 포함하는 외부 전극용 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

외부 전극용 수지 조성물 및 이를 포함하는 인덕터{Resin composition for external electrode and inductor inculding the same}
본 개시는 외부 전극용 수지 조성물 및 이를 포함하는 인덕터에 관한 것이다.
인덕터는 저항 및 커패시터와 더불어 전자 회로를 이루는 중요한 수동 소자의 하나로서, 저잡음 증폭기, 믹서, 전압 조절 발진기 및 매칭 코일(matching coli) 등 다양한 시스템 및 부품에 사용된다.
이러한 인덕터는 그 구조에 따라 권선형 인덕터, 적층형 인덕터 및 박막형 인덕터 등으로 분류할 수 있다.
이 중에서 권선형 인덕터는 페라이트(ferrite) 코어 등에 코일을 감아 형성할 수 있다.
이러한 권선형 인덕터는 코일 간에 부유 용량이 발생할 수 있어서 고용량의 인덕턴스를 얻기 위해서는 코일의 권선 수를 증가시켜야 하는데, 이렇게 코일의 권선 수가 증가하게 되면 고주파 특성이 열화되는 문제점이 있었다.
상기 적층형 인덕터는 복수의 세라믹 시트를 적층하여 형성할 수 있다.
이러한 적층형 인덕터는 각각의 세라믹 시트 상에 코일 형태로 이루어진 금속 패턴이 형성되며, 상기 금속 패턴들은 상기 각각의 세라믹 시트에 구비된 복수의 도전성 비아에 의해 순차적으로 접속되면서 전체적으로 하나의 전기적 연결을 갖는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 적층형 인덕터는 이러한 구조에 의해 대량 생산에 적합하며, 상기 권선형 인덕터와 비교할 때 우수한 고주파 특성을 가질 수 있다.
그러나, 상기 적층형 인덕터는 금속 패턴을 구성하는 재료의 포화자화 값이 낮고, 소형 사이즈로 제작되는 경우 금속 패턴의 적층 수가 한계를 가질 수 밖에 없기 때문에, 이로 인해 DC 중첩 특성이 낮아지면서 충분한 전류를 얻을 수 없게 되는 문제점이 있었다.
상기 박막형 인덕터는 코일 지지층 상에 박막의 도전 코일을 형성하여 제작할 수 있다.
이러한 박막형 인덕터는 상기 적층형 인덕터와 비교할 때 포화자화 값이 높은 재료를 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 소형 사이즈로 제작되는 경우 높이에 대한 한계가 거의 없으면서 내부 회로 패턴을 형성하기 용이하므로, 최근 들어 상기 박막형 인덕터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
특히, 스마트 폰이나 태블릿 PC 등 휴대 기기의 고성능화에 따라 디스플레이 되는 화면이 커지면서 APU의 속도가 빨라지고, 듀얼 또는 쿼드 코어가 사용되는 등 전력 사용이 늘어남에 따라, DC-DC 컨버터(converter)나 잡음 필터(noise filter) 등에 주로 사용되는 박막형 인덕터 또한 고인덕턴스에 저직류저항을 실현할 수 있는 것이 요구되고 있다.
더불어, IT 기술의 발전에 따라 각종 전자 장치의 소형화 및 박막화가 가속화되고 있으므로, 이에 이러한 전자 장치에 사용되는 박막형 인덕터 또한 소형화 및 박막화가 요구되고 있다.
기존 박막형 인덕터에서는 주로 Ag-에폭시 타입의 외부 전극이 사용되고 있다.
하지만 Ag-에폭시 타입의 외부 전극을 사용하는 경우, 내부 코일의 인출부의 노출면에 산화막이 형성되어 외부 전극과의 계면 접촉 저항을 향상시키게 된다.
즉, 계면 접촉 저항이 향상되어 인덕터의 Rdc 값을 증가시키게 되는 문제가 있었다.
하기의 선행기술문헌의 특허문헌 1은 세라믹 전자 부품에 관한 것이다.
일본 특허공개공보 특개평 제5-326318호
본 개시는 코일의 인출부의 노출면의 산화를 방지할 수 있는 외부 전극용 수지 조성물 및 이를 포함하는 인덕터를 제공하고자 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 외부 전극용 수지 조성물은 주성분으로 100 중량부의 도전성 금속 분말; 제1 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 3.5 내지 4.5 중량부의 에폭시 수지; 및 제2 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부의 산화막 제거제;를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 도전성 금속 분말은 구형의 도전성 금속 분말과 플레이크 형태의 도전성 금속 분말을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 구형의 도전성 금속 분말과 상기 플레이크 형태의 도전성 금속 분말의 비는 5:5 인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 구형의 도전성 금속 분말과 상기 플레이크 형태의 도전성 금속 분말의 비는 4:6 인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 산화막 제거제는 C19H29COOH를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 실시 예에 따른 인덕터는 기판; 상기 기판의 적어도 일면에 형성되는 코일; 상기 기판의 상하부에 형성되는 자성체 층; 및 상기 자성체 층의 양측면에 형성되며, 상기 코일과 전기적으로 연결되는 외부 전극;을 포함하고, 상기 외부 전극은, 주성분으로 100 중량부의 도전성 금속 분말; 제1 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 3.5 내지 4.5 중량부의 에폭시 수지; 및 제2 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부의 산화막 제거제;를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 외부 전극용 수지 조성물은 산화막 제거제를 포함하기 때문에, 외부 전극 형성시에 코일과 접하는 부분의 산화막을 제거하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 인덕터는 일 실시 예에 따른 외부 전극용 수지 조성물을 이용하여 외부 전극을 형성함으로써, 코일의 인출부의 노출면에 산화막을 제거하여 Rdc를 개선할 수 있다.
도 1은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 인덕터의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 인덕터의 코일의 인출부의 노출면의 단면 사진을 촬영한 것이다.
도 3은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 인덕터의 코일의 인출부의 노출면의 단면 사진을 촬영한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 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.
본 개시의 일 실시 예에 따른 외부 전극용 수지 조성물은 도전성 금속 분말, 에폭시 수지 및 산화막 제거제를 포함하여 구성될 수있다.
구체적으로 본 개시의 일 실시 예에 따른 외부 전극용 수지 조성물은 주성분으로 100 중량부의 도전성 금속 분말; 제1 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 3.5 내지 4.5 중량부의 에폭시 수지; 및 제2 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부의 산화막 제거제;를 포함할 수 있다.
상기 도전성 금속 분말은 Ag, Cu, Ni, Au 등으로 이루어진 그룹에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
상기 도전성 금속 분말은 구형 또는 플레이크 형태일 수 있다.
플레이크 형태는 얇고 평평한 형태를 의미한다.
상기 도전성 금속 분말이 구형인 경우, 평균 입경은 2.5 ㎛일 수 있다.
또한, 상기 도전성 금속 분말이 플레이크 형태인 경우, 평균 입경은 3 ㎛일 수 있다.
제1 부성분으로 에폭시 수지가 사용될 수 있다.
상기 에폭시 수지는 여러 종류의 에폭시와 경화제를 혼합하여 형성될 수 있다.
상기 에폭시 수지는 상기 도전성 분말이 100 중량부라고 할 때, 제1 부성분으로써 3.5 내지 4.5 중량부가 포함될 수 있다.
상기 에폭시 수지가 3.5 중량부 미만인 경우, 외부 전극용 수지 조성물을 이용하여 외부 전극을 형성할 때 세라믹 본체와 접착력이 떨어질 수 있다.
또한 상기 에폭시 수지가 4.5 중량부를 초과하는 경우, 외부 전극용 수지 조성물의 전도성이 감소하여 저항이 증가할 수 있다.
제2 부성분으로 산화막 제거제가 사용될 수 있다.
상기 산화막 제거제는 주성분 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부가 포함될 수 있다.
상기 산화막 제거제는 외부 전극용 수지 조성물에 포함되어, 외부 전극과 접촉하는 코일의 인출부의 노출된 면의 산화막을 제거하는 역할을 수행할 수 있다.
또한 상기 산화막 제거제는 주성분으로 사용되는 도전성 분말의 표면에 존재하는 산화막을 제거하여 외부 전극용 수지 조성물의 저항을 낮출 수 있다.
도 1은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 인덕터의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 인덕터는 기판(12); 상기 기판(12)의 적어도 일면에 형성되는 코일(13); 상기 기판(12)의 상하부에 형성되는 자성체 층(11); 및 상기 자성체 층(11)의 양측면에 형성되며, 상기 코일(13)과 전기적으로 연결되는 외부 전극(14a, 14b);을 포함하고, 상기 외부 전극(14a, 14b)은, 주성분으로 100 중량부의 도전성 금속 분말; 제1 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 3.5 내지 4.5 중량부의 에폭시 수지; 및 제2 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부의 산화막 제거제;를 포함할 수 있다.
상기 기판(12)은 예컨대 BT 수지나 감광성 폴리머와 같은 절연 재료로 이루어진 기판으로 구성될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 기판(12)으로는 유리 기판, 세라믹 기판, 반도체 기판 또는 수지 기판 등, 예를 들어 FR4 기판 또는 폴리이미드 기판 등을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
코일(13)은 기판(12)의 상면에 전기 도금법이나 스크린 인쇄법 등 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다.
이러한 코일(13)은 대체로 나선형의 구조를 가지는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 사각형, 오각형, 육각형 등의 다각형, 원형, 타원형 등일 수 있으며 필요시 불규칙한 모양일 수도 있다.
다만, 본 실시 형태에서와 같이, 본체(10)가 직육면체인 경우 도전 코일(13)이 사각형이어야 코일(13)의 면적이 최대화되어 유도되는 자기장의 세기를 최대화시키는데 바람직하다.
이러한 코일(13)의 일단은 기판(12)의 양 단면을 통해 본체(10)의 양 단면으로 인출되어 제1 및 제2 외부 전극(14a, 14b)과 각각 전기적으로 접속된다.
또한, 코일(13)은 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 팔라듐 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 코일(13)은 도전성을 부여할 수 있는 재료로 이루어지면 족하다.
실시예 1
인덕터의 Rdc 특성을 평가하기 위하여, 주성분으로서 100 중량부의 Ag를 도전성 분말, 제1 부성분으로서 주성분 100 중량부에 대하여 4 중량부의 에폭시 수지, 제2 부성분으로서 주성분 100 중량부에 대하여 1 중량부의 산화막 제거제를 포함하도록 외부 전극용 수지 조성물을 제작하였다.
상기 에폭시 수지는 Phenoxy:PBPA(Polypropoxylate Bisphenol A):Novolac:페놀경화제를 31.4:31.4:15.7:21.4 의 비를 만족하도록 혼합하여 이용하였다.
상기 산화막 제거제는 gum rosin계 플럭스를 이용하였다.
구체적으로 상기 산화막 제거제는 C19H29COOH를 이용하였다.
상기 도전성 분말은 구형인 것과 플레이크 형태인 것을 5:5를 혼합하여 제조하였다.
실시예 2
인덕터의 Rdc 특성을 평가하기 위하여, 주성분으로서 100 중량부의 Ag를 도전성 분말, 제1 부성분으로서 주성분 100 중량부에 대하여 4 중량부의 에폭시 수지, 제2 부성분으로서 주성분 100 중량부에 대하여 1 중량부의 산화막 제거제를 포함하도록 외부 전극용 수지 조성물을 제작하였다.
상기 에폭시 수지는 Phenoxy:PBPA:Novolac:페놀경화제를 31.4:31.4:15.7:21.4 의 비를 만족하도록 혼합하여 이용하였다.
상기 산화막 제거제는 gum rosin계 플럭스를 이용하였다.
구체적으로 상기 산화막 제거제는 C19H29COOH를 이용하였다.
상기 도전성 분말은 구형인 것과 플레이크 형태인 것을 4:6를 혼합하여 제조하였다.
하기의 표 1은 비교예와 실시예들의 인덕터를 이용하여 Rdc를 20회 측정한 데이터이다.
비교예 1은 실시예 1에서 산화막 제거제를 제외한 외부 전극용 수지 조성물을 이용한 것이며, 비교예 2는 실시예 2에서 산화막 제거제를 제외한 외부 전극용 수지 조성물을 이용한 것이다.
[표 1] (단위: mΩ)
Figure pat00001
표 1을 참조하면, 비교예의 경우 실시예 1 및 2가 각각 비교예 1 및 2에 비해여 Rdc의 평균값이 낮아지는 것을 알 수 있다.
즉, 산화막 제거제가 코일의 인출부의 노출된 면의 산화막을 제거함으로써, 외부 전극과 코일이 접촉하는 계면의 저항을 낮추기 때문에 실시예들의 Rdc가 낮아지게 된다.
또한, 플레이크 타입의 도전성 분말의 함량을 증가시키는 경우에도 Rdc가 낮아짐을 알 수 있다.
따라서 구형의 도전성 분말을 이용한 경우보다 플레이크 타입의 도전성 분말을 혼합하는 경우에 Rdc 특성을 개선할 수 있다.
실시예 3
산화막 제거제의 함량에 따른 인덕터의 Rdc 특성을 평가하기 위하여, 산화막 제거제를 주성분 100 중량부에 대해서 2 중량부를 혼합하고, 나머지 성분에 대해서는 실시예 1과 동일한 외부 전극용 수지 조성물을 이용하여 인덕터를 제조하였다.
실시예 4
산화막 제거제의 함량에 따른 인덕터의 Rdc 특성을 평가하기 위하여, 산화막 제거제를 주성분 100 중량부에 대해서 3 중량부를 혼합하고, 나머지 성분에 대해서는 실시예 1과 동일한 외부 전극용 수지 조성물을 이용하여 인덕터를 제조하였다.
실시예 5
산화막 제거제의 함량에 따른 인덕터의 Rdc 특성을 평가하기 위하여, 산화막 제거제를 주성분 100 중량부에 대해서 4 중량부를 혼합하고, 나머지 성분에 대해서는 실시예 1과 동일한 외부 전극용 수지 조성물을 이용하여 인덕터를 제조하였다.
실시예 6
산화막 제거제의 함량에 따른 인덕터의 Rdc 특성을 평가하기 위하여, 산화막 제거제를 주성분 100 중량부에 대해서 5 중량부를 혼합하고, 나머지 성분에 대해서는 실시예 1과 동일한 외부 전극용 수지 조성물을 이용하여 인덕터를 제조하였다.
비교예 3
산화막 제거제의 함량에 따른 인덕터의 Rdc 특성을 평가하기 위하여, 산화막 제거제를 주성분 100 중량부에 대해서 0.5 중량부를 혼합하고, 나머지 성분에 대해서는 실시예 1과 동일한 외부 전극용 수지 조성물을 이용하여 인덕터를 제조하였다.
비교예 4
산화막 제거제의 함량에 따른 인덕터의 Rdc 특성을 평가하기 위하여, 산화막 제거제를 주성분 100 중량부에 대해서 0.5 중량부를 혼합하고, 나머지 성분에 대해서는 실시예 1과 동일한 외부 전극용 수지 조성물을 이용하여 인덕터를 제조하였다.
비교예 5
산화막 제거제의 함량에 따른 인덕터의 Rdc 특성을 평가하기 위하여, 산화막 제거제를 주성분 100 중량부에 대해서 10 중량부를 혼합하고, 나머지 성분에 대해서는 실시예 1과 동일한 외부 전극용 수지 조성물을 이용하여 인덕터를 제조하였다.
하기의 표 1은 비교예와 실시예들의 인덕터를 이용하여 Rdc를 20회 측정한 데이터이다.
[표 2] (단위: mΩ)
Figure pat00002

표 2를 참조하면, 산화막 제거제가 1 중량부 내지 5 중량부 포함되는 경우, 인덕터의 Rdc의 평균값이 감소하는 것을 알 수 있다.
산화막 제거제가 1 중량부 미만인 경우, 외부 전극과 코일이 접하는 계면의 산화막이 제대로 제거되지 않아서 Rdc값이 높음을 알 수 있다.
또한 산화막 제거제가 5 중량부를 초과하는 경우, 산화막 제거제의 함량이 너무 높아져서 외부 전극용 수지 조성물의 저항이 증가하기 때문에 Rdc 값이 높아지는 것을 알 수 있다.
따라서 Rdc 특성을 개선하기 위하여, 산화막 제거제는 주성분 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
도 2는 종래의 인덕터의 코일의 인출부의 노출면의 단면 사진을 촬영한 것이며, 도 3은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 인덕터의 코일의 인출부의 노출면의 단면 사진을 촬영한 것이다.
도 2를 살펴보면, 종래의 인덕터의 경우 코일(12`)의 인출부의 노출면이 어두운 색을 띄는 것을 알 수 있다.
이에 비해, 도 3을 살펴보면 본 개시의 다른 실시 예에 따른 인덕터의 경우, 코일(12)의 인출부의 노출면이 밝은 색을 띄는 것을 알 수 있다.
즉, 종래의 경우, 코일(12`)의 인출부의 노출면에 산화막이 형성되어 있는 것을 알 수 있으나, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 인덕터의 경우, 산화막이 제거되어 있는 것을 알 수 있다.
따라서 본 개시의 다린 실시 예에 따른 인덕터는 코일(12)의 인출부의 노출면의 산화막을 제거함에 따라, 인덕터의 Rdc 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구 범위에 의해 한정하고자 한다.
따라서, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10: 본체
11: 자성체 층
12: 기판
13: 코일
14a, 14b: 외부 전극

Claims (6)

  1. 주성분으로 100 중량부의 도전성 금속 분말;
    제1 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 3.5 내지 4.5 중량부의 에폭시 수지; 및
    제2 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부의 산화막 제거제;를 포함하는 외부 전극용 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 금속 분말은 구형의 도전성 금속 분말과 플레이크 형태의 도전성 금속 분말을 포함하는 외부 전극용 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구형의 도전성 금속 분말과 상기 플레이크 형태의 도전성 금속 분말의 비는 5:5 인 것을 특징으로하는 외부 전극용 수지 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 구형의 도전성 금속 분말과 상기 플레이크 형태의 도전성 금속 분말의 비는 4:6 인 것을 특징으로하는 외부 전극용 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산화막 제거제는 C19H29COOH인 외부 전극용 수지 조성물.
  6. 기판;
    상기 기판의 적어도 일면에 형성되는 코일;
    상기 기판의 상하부에 형성되는 자성체 층; 및
    상기 자성체 층의 양측면에 형성되며, 상기 코일과 전기적으로 연결되는 외부 전극;을 포함하고,
    상기 외부 전극은,
    주성분으로 100 중량부의 도전성 금속 분말;
    제1 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 3.5 내지 4.5 중량부의 에폭시 수지; 및
    제2 부성분으로 주성분 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부의 산화막 제거제;를 포함하는 인덕터.
KR1020140000288A 2014-01-02 2014-01-02 외부 전극용 수지 조성물 및 이를 포함하는 인덕터 KR20150080798A (ko)

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