KR20150114924A - 코일부품, 그 실장기판 및 포장체 - Google Patents

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KR20150114924A
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윤찬
이동환
한진우
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Abstract

본 개시는 내부에 코일부가 배치되며, 회로기판에 실장을 위한 실장 면을 갖는 바디; 및 상기 바디의 실장 면에 적어도 일부가 배치되는 외부전극; 을 포함하며, 상기 코일부는 상기 바디의 실장 면에 대하여 소정의 각을 갖도록 배치된 지지부재 및 상기 지지부재의 적어도 일면에 배치된 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 평면 스파이럴 형상의 도금 패턴을 갖는 코일부품, 그 실장기판 및 포장체에 관한 것이다.

Description

코일부품, 그 실장기판 및 포장체{CHIP ELECTRONIC COMPONENT, BOARD HAVING THE SAME MOUNTED THEREON AND PACKING UNIT THEREOF}
본 개시는 코일부품, 그 실장기판 및 포장체에 관한 것이다.
코일부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항, 커패시터와 더불어 전자회로를 이루어 노이즈(Noise)를 제거하는 대표적인 수동소자이다.
박막형 인덕터는 코일부를 형성한 후, 자성체 분말 및 수지를 혼합시켜 형성한 자성체 시트를 적층, 압착 및 경화하여 제조한다.
일본공개공보 제2007-067214호
본 개시의 여러 목적 중 하나는 고 인덕턴스(Inductance, Ls) 구현이 가능하며, 품질 계수(Quality factor, Q)가 향상된, 소형화된 코일부품, 그 실장기판 및 포장체를 제공하는 것이다.
본 개시를 통하여 제안하는 여러 해결 수단 중 하나는 내부에 코일부가 배치되며, 회로기판에 실장을 위한 실장 면을 갖는 바디; 및 상기 바디의 실장 면에 적어도 일부가 배치되는 외부전극; 을 포함하며, 상기 코일부는 상기 바디의 실장 면에 대하여 소정의 각을 갖도록 배치된 지지부재 및 상기 지지부재의 적어도 일면에 배치된 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 평면 스파이럴 형상의 도금 패턴을 갖는 코일부품을 제공하는 것이다.
본 개시의 여러 효과 중 일 효과로서 코일부품의 사이즈가 소형화되더라도 고 인덕턴스(Inductance, Ls) 구현이 가능하며, 품질 계수(Quality factor, Q)가 향상된 코일부품, 그 실장기판 및 포장체를 제공할 수 있다.
도 1은 일례에 따른 코일부품의 개략 사시도이다.
도 2는 일례에 따른 코일부품의 부분 절개 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 A-A' 선에 의한 단면도이다.
도 4는 다른 일례에 따른 코일부품의 개략 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 B-B' 선에 의한 단면도이다.
도 6은 다른 일례에 따른 코일부품의 개략 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 C-C' 선에 의한 단면도이다.
도 8은 일례에 따른 코일부품의 실장기판을 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 'E' 부분의 확대도이다.
도 10은 다른 일례에 따른 코일부품의 실장기판을 도시한 사시도이다.
도 11은 다른 일례에 따른 코일부품의 실장기판을 도시한 사시도이다.
도 12는 종래의 수평 구조의 코일부가 형성된 코일부품(a) 및 일례에 따른 수직 구조의 코일부가 형성된 코일부품(b)의 자력선속 분포를 나타낸다.
도 13은 일례에 따른 코일부품의 포장체의 개략 사시도이다.
도 14는 도 13의 포장체를 릴 형상으로 권취하여 도시한 개략 단면도이다.
이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 개시의 실시형태는 여러 가지 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.
또한, 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.
코일부품
도 1은 일례의 코일부품의 코일부가 나타나게 도시한 개략 사시도이며, 도 2는 일례의 코일부품의 부분 절개 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 A-A' 선에 의한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 코일부품의 일 예로써 전원 공급 회로의 전원 라인에 사용되는 박막형 인덕터(100)가 개시된다.
일례에 따른 박막형 인덕터(100)는 바디(50), 상기 바디(50)의 내부에 배치된 코일부(23, 42, 44), 상기 바디(50)의 외측에 배치된 외부전극(81, 82)을 포함한다.
일례에 따른 박막형 인덕터(100)에 있어서, '길이' 방향은 도 1의 'L' 방향, '폭' 방향은 'W' 방향, '두께' 방향은 'T' 방향으로 정의하기로 한다.
상기 바디(50)는 두께 방향으로 마주보는 제1 면(SB) 및 제2 면(ST)과, 폭 방향으로 마주보는 제3 면(SW1) 및 제4 면(SW2)과, 길이 방향으로 마주보는 제5 면(SL1) 및 제6 면(SL2)을 가진다.
일례에 따른 박막형 인덕터(100)는 사이즈가 소형화됨에 따라 상기 바디(50)가 폭(W)에 비하여 두께(T)가 더 큰 형태인 것을 특징으로 한다.
종래에 1608 사이즈를 초과하는 2012 사이즈(길이 2.0mm x 폭 1.2mm), 2520 사이즈(길이 2.5mm x 폭 2.0mm) 등의 경우 두께(T)가 약 1.0mm로, 바디의 두께(T)가 폭(W)보다 작은 형상이었다.
그러나, 코일부품의 소형화 요구에 따라 박막형 인덕터(100)가 1608 이하 사이즈로 소형화되면서 두께(T)가 폭(W)보다 큰 바디를 형성하게 되었다.
이는 박막형 인덕터(100)의 사이즈가 소형화될 경우 인덕턴스(Ls) 및 품질계수(Q) 등의 인덕터 성능이 저하될 수 있는데, 사이즈가 소형화되더라도 우수한 인덕터 성능을 확보하고자 소형화 과정에서 바디의 길이(L)와 폭(W)을 줄이더라도 두께(T)는 유지하였기 때문이다.
특히, 전원 공급 회로의 전원 라인에 사용되는 파워 인덕터는 사이즈가 소형화되어 성능이 저하될 경우 전력 변환 효율이 급속히 나빠질 수 있기 때문에, 우수한 인덕터 성능의 확보를 위하여 바디의 길이(L)와 폭(W)은 줄이되, 두께(T)는 최대한 유지함으로써 두께(T)가 폭(W)보다 큰 바디의 형상을 나타내게 되었다.
이때, 박막형 파워 인덕터는 전원 공급 회로에 위치한 PMIC(Power Management Integrated Circuit), AP(Application Processor) 등의 반도체 칩(IC)의 두께와 유사한 두께로 최대한의 두께(T)를 확보할 수 있다.
일례에 따른 박막형 인덕터(100)의 사이즈는 외부 전극(81, 82)을 포함하지 않고, 바디(50)의 길이가 1.6 ± 0.2 mm, 폭이 0.8 ± 0.1 mm (1608 사이즈) 또는 1608 이하의 사이즈를 가진다.
예를 들어, 1608 사이즈의 경우 바디(50)의 길이가 1.6 ± 0.2 mm, 폭이 0.8 ± 0.2 mm 일 때, 두께가 1.0 ± 0.2 mm를 만족하는 범위 내에서 두께(T)가 폭(W)보다 큰 형상일 수 있다.
일례에 따른 박막형 인덕터(100)는 1608 이하의 사이즈를 가지며, 폭(W)에 비하여 두께(T)가 더 큰 형태이기 때문에 상기 바디(50)의 LT 방향 단면의 단면적은 LW 방향 단면의 단면적보다 커지게 된다.
상기 바디(50)는 박막형 인덕터(100)의 외관을 이루며, 자기 특성을 나타내는 재료라면 제한되지 않고, 예를 들어, 페라이트 또는 금속계 연자성 재료가 충진되어 형성될 수 있다.
상기 페라이트로, Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Zn-Cu계 페라이트, Mn-Mg계 페라이트, Ba계 페라이트 또는 Li계 페라이트 등의 공지된 페라이트를 포함할 수 있다.
상기 금속계 연자성 재료로, Fe, Si, Cr, Al 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 합금일 수 있고 예를 들어, Fe-Si-B-Cr 계 비정질 금속 입자를 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 금속계 연자성 재료의 입자 직경은 0.1㎛ 내지 30㎛일 수 있으며, 에폭시(epoxy) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 등의 고분자 상에 분산된 형태로 포함될 수 있다.
상기 바디(50)의 내부에 배치된 평면 스파이럴 형상의 도금 패턴을 갖는 도금층(42, 44)는 지지부재(23)의 적어도 일면에 형성될 수 있다. 그 결과 코일부(23, 42, 44)가 형성된다.
상기 지지부재(23)은 예를 들어, 폴리프로필렌글리콜(PPG) 기판, 페라이트 기판 또는 금속계 연자성 기판 등으로 형성된다.
상기 지지부재(23)의 중앙부는 관통되어 홀을 형성하고, 상기 홀은 페라이트 또는 금속계 연자성 재료 등의 자성체로 충진되어 코어부(71)를 형성한다. 자성체로 충진되는 코어부(71)를 형성함에 따라 인덕턴스(Ls)를 향상시킬 수 있다. 상기 코어부(71)의 면적이 증가할수록 인덕턴스(Ls)를 향상시킬 수 있다.
상기 지지부재(23)의 일면에 코일 형상의 패턴을 가지는 도금층(44)가 형성될 수 있으며, 상기 지지부재(23)의 반대 면에도 코일 형상의 패턴을 가지는 도금층(42)가 형성될 수 있다.
상기 도금층(42, 44)는 지지부재(23) 상에 도금으로 형성될 수 있으며, 평면 스파이럴 패턴 형상일 수 있다.
일례에 따르면, 상기 코일부(23, 42, 44)는 상기 바디(50)의 제1 면(SB) 및 제2 면(ST)에 대하여 수직하게 배치된다.
상기 코일부(23, 42, 44)가 바디(50)의 제1 면(SB) 및 제2 면(ST)에 대하여 수직 하게 배치되는 것이란, 도 1과 같이 코일부(23, 42, 44)가 지지부재(23)과 접하는 면이 바디(50)의 제1 면(SB) 또는 제2 면(ST)에 대하여 90°에 가깝록 형성된 것을 말한다. 예를 들어, 상기 코일부(23, 42, 44)는 바디(50)의 제1 면(SB) 또는 제2 면(ST)에 80 내지 100 °로 직립 형성될 수 있다.
한편, 상기 코일부(23, 42, 44)는 상기 바디(50)의 제3 면(Sw1) 및 제4 면(Sw2)에 대하여 평행하게 배치된다. 즉, 코일부(23, 42, 44)가 지지부재(23)과 접하는 면은 바디(50)의 제3 면(Sw1) 및 제4 면(Sw2)과 평행할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 박막형 인덕터(100)가 1608 이하의 사이즈로 소형화되면서 두께(T)가 폭(W)보다 큰 바디(50)를 형성하게 되고, 상기 바디(50)의 LT 방향 단면의 단면적은 LW 방향 단면의 단면적보다 커지게 된다.
따라서, 코일부(23, 42, 44)가 바디(50)의 제1 면(SB) 및 제2 면(ST)에 대하여 수직하게 배치됨에 따라 코일부(23, 42, 44)가 형성될 수 있는 면적이 증가하게 된다.
예를 들어, 일례는 바디(50)의 길이가 1.6 ± 0.2 mm, 폭이 0.8 ± 0.2 mm (1608 사이즈) 일 때, 두께가 1.0 ± 0.2 mm 를 만족하는 범위 내에서 두께(T)가 폭(W)보다 크게 형성되는데, 폭(W)에 비하여 두께(T)가 더 크기 때문에 코일부(23, 42, 44)가 바디(50)의 제1 면(SB) 및 제2 면(ST)에 대하여 수평하게 배치될 때에 비하여 수직하게 배치될 때 더 넓은 면적을 확보할 수 있다.
박막형 인덕터(100)의 사이즈가 소형화되면서 바디의 내부에 코일부가 형성될 수 있는 공간이 감소하게 됨에 따라, 고 인덕턴스(Ls)를 확보하기 어려워지고, 도금층의 폭이 작아지게 되어 직류 및 교류 저항이 증가하며, 품질 계수(Q)의 저하가 초래되는 문제점이 있었다.
이에, 일례는 코일부(23, 42, 44)를 바디(50)의 제1 면(SB) 및 제2 면(ST)에 대하여 수직하게 배치하여 코일부(23, 42, 44)가 형성될 수 있는 면적을 증가시키고, 인덕턴스(Ls) 및 품질 계수(Q)가 향상시켰다.
그러나, 1608 사이즈를 초과하는 2012 사이즈(길이 2.0mm x 폭 1.2mm), 2520 사이즈(길이 2.5mm x 폭 2.0mm) 등의 경우, 반도체 칩(IC)의 두께와 유사한 두께로 약 1mm의 두께(T)를 갖도록 제조되기 때문에 두께(T)가 폭(W)보다 작은 형상을 가진다.
따라서, 1608 사이즈를 초과하는 박막형 인덕터는 바디의 LT 방향 단면의 단면적이 LW 방향 단면의 단면적보다 작아지게 되어 코일부가 수직하게 배치되는 것이 바람직하지 않다.
상술한 1608 사이즈 이외에 일례에 따른 1608 이하 사이즈를 가지는 박막형 인덕터(100)로는 예를 들면, 바디(50)의 길이가 1.0 ± 0.2 mm, 폭이 0.5 ± 0.2 mm (1005 사이즈)이며, 두께가 0.8 ± 0.2 mm 를 만족하는 범위 내에서 두께(T)가 폭(W)보다 큰 형상일 수 있다.
또한, 바디(50)의 길이가 0.6 ± 0.1 mm, 폭이 0.3 ± 0.1 mm (0603 사이즈)이며, 두께가 0.5 ± 0.2 mm 를 만족하는 범위 내에서 두께(T)가 폭(W)보다 큰 형상일 수 있다.
또한, 바디(50)의 길이가 0.4 ± 0.1 mm, 폭이 0.2 ± 0.1 mm (0402 사이즈)이며, 두께가 0.3 ± 0.2 mm 를 만족하는 범위 내에서 두께(T)가 폭(W)보다 큰 형상일 수 있다.
다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 1608 이하 사이즈를 만족하며, 두께가 폭보다 큰 형상의 바디를 가지는 박막형 인덕터라면 본 개시의 범위에 해당할 수 있다.
상기 지지부재(23)의 일면과 반대 면에 형성되는 도금층(42, 44)는 상기 지지부재(23)에 형성되는 비아 전극(46)을 통해 전기적으로 접속된다.
상기 도금층(42, 44) 및 비아 전극(46)은 전기 전도성이 뛰어난 금속을 포함하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu), 백금(Pt) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
일례에 따르면, 지지부재(23)의 일면에 형성되는 도금층(44)의 단부는 연장되어 제 1 인출단자(62)를 형성하며, 상기 제 1 인출단자(62)는 바디(50)의 제5 면(SL1)으로 노출된다. 또한, 지지부재(23)의 반대 면에 형성되는 도금층(42)의 단부는 연장되어 제 2 인출단자(64)를 형성하며, 상기 제 2 인출단자(64)는 바디(50)의 제6 면(SL2)으로 노출된다.
상기 바디(50)의 제5 면(SL1) 및 제6 면(SL2)으로 노출되는 제 1 인출단자(62) 및 제 2 인출단자(64)와 접속하도록 제5 면(SL1) 및 제6 면(SL2)에 각각 제 1 외부전극(81) 및 제 2 외부전극(82)이 배치된다. 상기 제 1 및 제 2 외부전극(81, 82)은 상기 바디(50)의 제1 면(SB), 제2 면(ST), 제3 면(SW1), 제4 면(SW2)으로 연장되어 형성될 수 있다.
도 4는 다른 일례의 코일부품의 코일부가 나타나게 도시한 개략 사시도이며, 도 5는 도 4의 B-B' 선에 의한 단면도이다.
상술한 실시형태와 다른 구성요소를 중심으로 설명하며, 동일한 구성요소에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 다른 일례의 박막형 인덕터(200)는 도금층(42, 44)의 양 단부가 연장되어 형성되며, 상기 바디(50)의 제1 면(SB)으로 각각 인출되는 제 1 인출단자(62) 및 제 2 인출단자(64)를 포함한다.
상기 제 1 인출단자(62) 및 제 2 인출단자(64)는 상기 지지부재(23)의 일 면에 형성된 상기 도금층(44)의 일 단부와, 상기 지지부재(23)의 반대 면에 형성된 도금층(42)의 일 단부로부터 각각 연장되며, 따라서, 상기 제 1 및 제 2 인출단자(62, 64) 각각은 상기 지지부재(23)의 일 면과 반대 면에 형성된다.
상기 바디(50)의 제1 면(SB)으로 인출된 제 1 인출단자(62) 및 제 2 인출단자(64)와 각각 접속하도록 바디(50)의 제1 면(SB)에 제 1 외부전극(83) 및 제 2 외부전극(84)이 배치된다.
제 1 및 제 2 외부전극(83, 84)이 바디(50)의 제1 면(SB)에 형성됨에 따라 자속의 흐름을 방해하는 외부전극의 영향을 줄여 인덕턴스(Ls) 및 품질 계수(Q) 등의 인덕터 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 6은 다른 일례의 코일부품의 코일부가 나타나게 도시한 개략 사시도이며, 도 7은 도 6의 C-C' 선에 의한 단면도이다.
상술한 실시형태와 다른 구성요소를 중심으로 설명하며, 동일한 구성요소에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 다른 일례의 박막형 인덕터(300)는 도금층(42, 44)의 양 단부가 연장되어 형성되며, 바디(50)의 제1 면(SB)으로 인출되면서 동시에 바디(50)의 제5 면(SL1) 및 제6 면(SL2)으로 각각 인출되는 제 1 인출단자(62) 및 제 2 인출단자(64)를 포함한다.
상기 바디(50)의 제1 면(SB)과, 제5 면(SL1) 및 제6 면(SL2)으로 각각 인출된 제 1 및 제 2 인출단자(62, 64)와 접속하도록 상기 바디(50)의 제1 면(SB)과, 제1 면(SB)에 인접한 제5 면(SL1) 및 제6 면(SL2)에 각각 제 1 외부전극(85) 및 제 2 외부전극(86)이 배치된다.
이와 같이 바디(50)의 제1 면(SB)과, 제5 면(SL1) 및 제6 면(SL2)으로 제 1 및 제 2 인출단자(62, 64)가 인출되고, 제 1 및 제 2 외부전극(85, 86)이 형성됨에 따라 자속의 흐름을 방해하는 외부전극의 영향을 줄이면서, 바디(50)의 제5 면(SL1) 및 제6 면(SL2)까지 상기 코일부(23, 42, 44)를 확장할 수 있다. 따라서, 코일부(23, 42, 44)가 형성될 수 있는 면적이 넓어지게 되고, 보다 더 고 인덕턴스(Ls)를 구현할 수 있다.
코일부품의 실장기판
도 8은 일례에 따른 코일부품의 실장기판을 도시한 사시도이다.
도 8을 참조하면, 코일부품의 실장기판의 일 예로써 모바일폰의 전원 공급 회로의 일부분을 나타낸다.
일례에 따른 코일부품의 실장기판(1000)은 인쇄회로기판(1100)과, 상기 인쇄회로기판(1100) 상에 실장된 박막형 인덕터(100)를 포함한다.
전원 공급 회로의 일 부분을 나타내는 상기 코일부품의 실장기판(1000)은 인쇄회로기판(1100) 상에 실장된 반도체 칩(IC)(500)을 더 포함한다.
전원 공급 회로에 위치한 상기 반도체 칩(IC)(500)은 예를 들면, PMIC(Power Management Integrated Circuit) 또는 AP(Application Processor) 등 일 수 있다.
전원 공급 회로에 사용되는 파워 인덕터인 상기 박막형 인덕터(100)는 상기 반도체 칩(IC)(500)의 주변에 실장되어 전력 변환 시 전류를 제어해서 전압을 안정화시키는 역할을 한다.
이때, 파워 인덕터는 전원 공급 회로에서 가장 큰 실장 공간을 차지하기 때문에 회로의 소형화를 위해서는 파워 인덕터의 사이즈가 줄어드는 것이 필수적이다.
이에 전원 공급 회로에 사용되는 파워 인덕터는 2520 사이즈(길이 2.5mm x 폭 2.0mm), 2012 사이즈(길이 2.0mm x 폭 1.2mm) 등에서 1608 사이즈(길이 1.6mm x 폭 0.8mm) 이하로 점차 사이즈가 소형화되고 있다.
그러나, 전원 공급 회로에 사용되는 파워 인덕터의 사이즈가 소형화됨에 따라 인덕턴스(Ls) 및 품질계수(Q) 등의 인덕터 성능이 저하될 경우, 전력 변환 효율이 급속히 나빠질 수 있다.
따라서, 우수한 인덕터 성능을 확보하고, 전력 변환 효율의 저하를 방지하기 위하여 상기 파워 인덕터의 바디의 길이(L)와 폭(W)은 줄이되, 두께(T)는 최대한 유지하는 방향으로 소형화가 진행되고 있다.
한편, 모바일폰의 전원 공급 회로에 사용되는 PMIC(Power Management Integrated Circuit) 또는 AP(Application Processor) 등의 상기 반도체 칩(IC)(500)은 두께(tIC)가 줄어드는데 한계가 있기 때문에 상기 반도체 칩(IC)(500)의 주변에 실장되는 파워 인덕터는 상기 반도체 칩(IC)(500)의 두께(tIC)와 유사한 두께로 최대한의 두께(tc)를 확보하고 있다.
즉, 일례에 따른 파워 인덕터인 상기 박막형 인덕터(100)는 상기 반도체 칩(IC)(500)에 비하여 두께가 같거나 작을 수 있다.
예를 들면, 모바일폰의 전원 공급 회로에 사용되는 상기 반도체 칩(IC)(500)의 두께(tIC)는 약 1mm 이하로 제조되기 어렵기 때문에 상기 반도체 칩(IC)(500)의 주변에 실장되는 박막형 인덕터(100)의 두께(tc)도 약 1mm 정도의 두께를 확보할 수 있다.
이에, 1608 사이즈를 초과하는 2012 사이즈(길이 2.0mm x 폭 1.2mm), 2520 사이즈(길이 2.5mm x 폭 2.0mm) 등의 경우, 반도체 칩(IC)(500)의 두께(tIC)와 유사한 두께로 약 1mm의 두께(T)를 갖도록 제조되기 때문에 두께(T)가 폭(W)보다 작은 형상을 가진다.
한편, 일례에 따른 박막형 인덕터(100)는 1608 이하 사이즈를 가지며, 1608 이하의 사이즈를 갖도록 바디(50)의 길이(L)와 폭(W)은 줄이되, 두께(T)는 최대 약 1mm 정도로 유지함으로써 두께(T)가 폭(W)보다 큰 바디(50)의 형상을 나타낸다.
예를 들어, 1608 사이즈의 경우 바디(50)의 길이가 1.6 ± 0.2 mm, 폭이 0.8 ± 0.2 mm 일 때, 두께가 1.0 ± 0.2 mm 를 만족하는 범위 내에서 두께(T)가 폭(W)보다 큰 형상일 수 있다.
일례에 따른 박막형 인덕터(100)는 1608 이하의 사이즈를 가지며, 폭(W)에 비하여 두께(T)가 더 큰 형태이기 때문에 상기 바디(50)의 LT 방향 단면의 단면적은 LW 방향 단면의 단면적보다 커지게 된다.
도 9는 일례에 따른 실장기판에 실장된 코일부품을 나타내는 도 8의 'E' 부분의 확대도이다.
도 9를 참조하면, 일례에 따른 박막형 인덕터(100)의 실장기판(1000)은 박막형 인덕터(100)가 실장되는 인쇄회로기판(1100)과, 인쇄회로기판(1100)의 상부에 배치된 제 1 및 제 2 전극 패드(1110, 1120)를 포함한다.
이때, 박막형 인덕터(100)는 제 1 및 제 2 외부전극(81, 82)이 각각 제 1 및 제 2 전극 패드(1110, 1120) 상에 접촉되게 위치한 상태에서 솔더링(1200)에 의해 인쇄회로기판(1100)과 전기적으로 연결된다.
상기 박막형 인덕터(100)는 바디(50)의 제1 면(SB)이 인쇄회로기판(1100) 상에 형성되도록 실장된다. 즉, 상기 바디(50)의 제1 면(SB)은 인쇄회로기판(1100)의 실장 면(SM)과 대향하도록 실장되며, 상기 실장 면(SM)에 대하여 수직하는 축의 방향이 상기 박막형 인덕터(100)의 두께(T) 방향이 된다.
이때, 상기 코일부(23, 42, 44)는 상기 박막형 인덕터(100)가 실장된 인쇄회로기판(1100)의 실장 면(SM)에 대하여 수직하게 배치된다.
상기 코일부(23, 42, 44)가 실장 면(SM)에 대하여 수직 하게 배치되는 것이란, 도 9와 같이 코일부(23, 42, 44)가 지지부재(23)과 접하는 면이 상기 실장 면(SM)에 대하여 90°에 가깝도록 형성된 것을 말한다. 예를 들어, 상기 코일부(23, 42, 44)는 상기 실장 면(SM)에 80 내지 100 °로 직립 형성될 수 있다.
한편, 상기 코일부(23, 42, 44)는 상기 바디(50)의 제3 면(Sw1) 및 제4 면(Sw2)에 대하여 평행하게 배치되며, 상기 제3 면(Sw1) 및 제4 면(Sw2)은 인쇄회로기판(1100)의 실장 면(SM)에 대하여 수직하게 실장될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 일례에 따른 상기 박막형 인덕터(100)는 1608 이하의 사이즈로 소형화되면서 두께(T)가 폭(W)보다 큰 바디(50)를 형성하게 된다.
따라서, 코일부(23, 42, 44)가 인쇄회로기판(1100)의 실장 면(SM)에 대하여 수평 형성될 때에 비하여 수직 형성될 때 코일부(23, 42, 44)가 형성될 수 있는 면적이 증가하게 된다. 코일부(23, 42, 44)가 형성될 수 있는 면적이 증가됨에 따라 인덕턴스(Ls) 및 품질 계수(Q)가 향상될 수 있다.
그러나, 1608 사이즈를 초과하는 2012 사이즈(길이 2.0mm x 폭 1.2mm), 2520 사이즈(길이 2.5mm x 폭 2.0mm) 등의 경우, 반도체 칩(IC)(500)의 두께(tIC)와 유사한 두께로 약 1mm의 두께(tc)를 갖도록 제조되기 때문에 두께(T)가 폭(W)보다 작은 형상을 가진다.
따라서, 1608 사이즈를 초과하는 박막형 인덕터는 바디의 LT 방향 단면의 단면적이 LW 방향 단면의 단면적보다 작아지게 되어 코일부가 수직하게 배치되는 것이 바람직하지 않다.
일례에 따른 1608 이하 사이즈를 가지는 박막형 인덕터(100)로는 예를 들면, 바디(50)의 길이가 1.6 ± 0.2 mm, 폭이 0.8 ± 0.2 mm (1608 사이즈)이며, 두께가 1.0 ± 0.2 mm 를 만족하는 범위 내에서 두께(T)가 폭(W)보다 큰 형상일 수 있다.
또한, 바디(50)의 길이가 1.0 ± 0.2 mm, 폭이 0.5 ± 0.2 mm (1005 사이즈)이며, 두께가 0.8 ± 0.2 mm 를 만족하는 범위 내에서 두께(T)가 폭(W)보다 큰 형상일 수 있다.
또한, 바디(50)의 길이가 0.6 ± 0.1 mm, 폭이 0.3 ± 0.1 mm (0603 사이즈)이며, 두께가 0.5 ± 0.2 mm 를 만족하는 범위 내에서 두께(T)가 폭(W)보다 큰 형상일 수 있다.
또한, 바디(50)의 길이가 0.4 ± 0.1 mm, 폭이 0.2 ± 0.1 mm (0402 사이즈)이며, 두께가 0.3 ± 0.2 mm 를 만족하는 범위 내에서 두께(T)가 폭(W)보다 큰 형상일 수 있다.
다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 1608 이하 사이즈를 만족하며, 두께가 폭보다 큰 형상의 바디를 가지는 박막형 인덕터라면 본 개시의 범위에 해당할 수 있다.
또한, 코일부(23, 42, 44)가 실장 면(SM)에 대하여 수직하게 배치됨에 따라 자속의 흐름에 방해되는 인쇄회로기판(1100)의 영향을 최소화할 수 있다.
즉, 코일부(23, 42, 44)가 실장 면(SM)에 대하여 수평으로 형성될 때는 모든 자속의 흐름이 인쇄회로기판(1100)에 의해 방해를 받지만, 일례에 따라 실장 면(SM)에 대하여 수직하게 형성될 때는 코어부(71)의 상부에 해당하는 코일부로부터 발생하는 자속의 흐름은 인쇄회로기판(1100)에 의해 방해를 받지 않는다. 이로 인하여 인덕턴스(Ls) 및 품질 계수(Q) 등의 인덕터 성능을 향상시킬 수 있다.
도 10 및 도 11은 다른 일례에 따른 실장기판에 실장된 코일부품을 나타내는 사시도이다.
상술한 실시형태와 다른 구성요소를 중심으로 설명하며, 동일한 구성요소에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 도금층(42, 44)의 양 단부가 연장되어 형성되는 제 1 및 제 2 인출단자(62, 64)가 바디(50)의 제1 면(SB)으로 인출되고, 상기 제 1 및 제 2 인출단자(62, 64)와 접속하도록 바디(50)의 제1 면(SB)에 제 1 및 제 2 외부전극(83, 84)이 배치된다.
도 11을 참조하면, 도금층(42, 44)의 양 단부가 연장되어 형성되는 제 1 및 제 2 인출단자(62, 64)가 바디(50)의 제1 면(SB)으로 인출되는 동시에 바디(50)의 제 1 및 제6 면(SL1, SL2)으로 각각 인출되고, 상기 제 1 및 제 2 인출단자(62, 64)와 접속하도록 바디(50)의 제1 면(SB)과, 제1 면(SB)와 인접한 제 1 및 제6 면(SL1, SL2)에 제 1 및 제 2 외부전극(85, 86)이 배치된다.
상기 제 1 외부전극(83, 85)은 제 1 전극 패드(1110) 상에 접촉되게 위치하며, 상기 제 2 외부전극(84, 86)은 제 2 전극 패드(1120) 상에 접촉되게 위치한 상태에서 솔더링(1200)에 의해 인쇄회로기판(1100)과 전기적으로 연결된다.
도 9 및 도 10과 같이, 외부전극이 바디(50)의 제1 면(SB)에만 형성되거나 제1 면(SB)과, 제 1 및 제6 면(SL1, SL2)에 연장된 L자 형태로 형성된 경우 자속의 흐름을 방해하는 외부 전극의 영향도 줄여 인덕터 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 외부전극과 코일부 간의 기생 용량 성분을 줄일 수 있다.
하기 표 1은 일례에 따른 도 9 및 도 10의 코일부가 수직 형성된 구조와 종래의 코일부가 수평 형성되는 구조에 대한 인덕턴스(Ls) 및 직류 저항(Rdc)을 비교한 결과이다.
(길이(L): 1.6 mm, 폭(W) : 0.8 mm, 두께(T) : 1.0 mm)
도 9 도 10 수평 구조
Ls (uH) 0.4193 0.4597 0.288
Rdc (mohm) 88.65 83.35 83.41
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 종래의 코일부가 수평 형성된 구조에 비하여 수직 형성된 도 9의 일 실시형태의 경우 인덕턱스(Ls)가 현저히 증가하였으며, 코일부(23, 42, 44)가 수직 형성되면서 외부전극(83, 84)을 제1 면(SB)에 형성한 도 10의 일례의 경우 인덕턴스(Ls)가 더욱 증가하여 종래에 비해 약 70%의 증가를 보였다.
도 11은 종래의 수평 구조의 코일부가 형성된 코일부품(a) 및 일례에 따른 수직 구조의 코일부가 형성된 코일부품(b)의 코일 인가 전류에 의한 자력선속 분포를 나타낸 도면이다.
일례에 따른 코일부품(b)의 경우 종래의 수평 구조의 코일부품(a)과 달리 코어부(71)의 상부에 해당하는 코일부로부터 발생하는 자속의 흐름은 인쇄회로기판에 의해 방해를 받지 않는다.
하기 표 2는 박막형 인덕터의 사이즈와 코일부의 수직 또는 수평 구조(실장 면에 대한)에 따른 인덕턴스(Ls) 및 직류 저항(Rdc)을 비교한 결과이다.
사이즈 길이(L) x 폭(W) x 두께(T) 내부 코일
패턴부 구조		 Ls (uH) Rdc (mohm)
1 2520 2.5mm x 2.0mm x 1.0mm 수직 0.2109 21.00
2 2520 2.5mm x 2.0mm x 1.0mm 수평 0.4818 20.09
3 2012 2.0mm x 1.2mm x 1.0mm 수직 0.4394 47.59
4 2012 2.0mm x 1.2mm x 1.0mm 수평 0.7022 46.82
5 1608 1.6mm x 0.8mm x 1.0mm 수직 0.4193 88.65
6 1608 1.6mm x 0.8mm x 1.0mm 수평 0.2880 83.41
7 1005 1.0mm x 0.5mm x 0.8mm 수직 0.50024 112.47
8 1005 1.0mm x 0.5mm x 0.8mm 수평 0.22704 111.34
9 0603 0.6mm x 0.3mm x 0.5mm 수직 0.4210 212.00
10 0603 0.6mm x 0.3mm x 0.5mm 수평 0.1521 208.18
11 0402 0.4mm x 0.2mm x 0.3mm 수직 0.3572 409.00
12 0402 0.4mm x 0.2mm x 0.3mm 수평 0.1142 405.08
상기 표 2에서 알 수 있듯이, 1608 이하의 사이즈인 1608 사이즈, 1005 사이즈, 0603 사이즈, 0402 사이즈의 경우 일례에 따라 코일부가 수직 구조일 때 인덕턴스(Ls)가 현저히 증가하였다.
다만, 1608 사이즈를 초과하는 2012 사이즈, 2520 사이즈의 경우 코일부가 수직 구조일 때보다 수평 구조일 때 인덕턴스(Ls) 및 직류 저항(Rdc)이 우수하게 나타났다.
코일부품의 포장체
도 13은 일례에 따른 코일부품을 포장체에 실장되는 모습을 도시한 개략 사시도이다.
도 13을 참조하면, 일례에 따른 코일부품의 포장체(2000)는 코일부품인 박막형 인덕터(100)가 수납되는 수납부(2250)가 형성된 포장시트(2200)를 포함한다.
상기 포장시트(2220)의 수납부(2250)는 박막형 인덕터(100)와 대응되는 형상을 가질 수 있다.
이때, 상기 박막형 인덕터(100)는 상기 수납부(2250)의 저면(2251)에 대하여 코일부(23, 42, 44)가 수직하게 형성되도록 배치된다.
상기 박막형 인덕터(100)는 전자 부품 정렬 장치를 통해 코일부(23, 42, 44)가 수직하게 정렬된 상태를 유지하며, 이송장치를 통해 포장시트(2220)로 이동하게 된다. 따라서, 포장시트(2220)의 수납부(2250)의 저면(2251)을 기준으로 코일부(23, 42, 44)가 수직하도록 배치될 수 있다. 이와 같은 방법으로, 포장시트(2220) 내의 다수의 박막형 인덕터(100)가 상기 포장시트(2220) 내에서 동일한 방향성을 가지도록 배치될 수 있다.
상기 수납부(2250) 내에 수납되는 상기 박막형 인덕터(100) 각각은 상기 바디(50)의 제1 면(SB) 또는 제2 면(ST)이 상기 수납부(2250)의 저면(2251)을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 코일부품의 포장체(2000)는 상기 수납부(2250)의 저면(2251)에 대하여 코일부(23, 42, 44)가 수직하게 배치된 박막형 인덕터(100)가 수납된 상기 포장시트(2220)를 덮는 포장막(2400)을 더 포함할 수 있다.
도 14는 도 13의 포장체를 릴 형상으로 권취하여 도시한 개략 단면도이다.
도 14를 참조하면, 릴 타입으로 감겨진 형상의 코일부품의 포장체(2200)로, 연속적으로 감겨져서 형성될 수 있다.
상기의 코일부품의 포장체에 관한 내용 중 상술한 코일부품과 동일한 사항은 설명의 중복을 피하기 위해 여기에서는 생략하도록 한다.
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.
100, 200, 300 : 박막형 인덕터
23 : 지지부재
42, 44 : 도금층
62, 64 : 제 1 및 제 2 인출단자
50 : 바디
71 : 코어부
81, 82, 83, 84, 85, 86 : 제 1 및 제 2 외부전극
1000 : 실장기판
500 : 반도체 칩(IC)
1100 : 인쇄회로기판
1110, 1120 : 제 1 및 제 2 전극 패드
1200 : 솔더링
2000 : 포장체
2220 : 포장 시트
2400 : 포장막
2250 : 수납부

Claims (23)

  1. 내부에 코일부가 배치되며, 회로기판에 실장을 위한 실장 면을 갖는 바디; 및
    상기 바디의 실장 면에 적어도 일부가 배치되는 외부전극; 을 포함하며,
    상기 코일부는 상기 바디의 실장 면에 대하여 소정의 각을 갖도록 배치된 지지부재 및 상기 지지부재의 적어도 일면에 배치된 도금층을 포함하고,
    상기 도금층은 평면 스파이럴 형상의 도금 패턴을 갖는 코일부품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는 1608 이하의 사이즈를 가지는 코일부품.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는 두께 방향으로 마주보는 제1 및 제2 면과, 폭 방향으로 마주보는 제3 및 제4 면과, 길이 방향으로 마주보는 제5면 및 제6 면을 가지며, 상기 바디의 실장 면은 상기 두께 방향으로 마주보는 제1 및 제2 면 중 하나인 코일부품.
  4. 제 4 항에 있어서,
    상기 바디는 상기 두께 방향으로 마주보는 제1 및 제2 면 사이의 거리가 상기 폭 방향으로 마주보는 제3 및 제4 면 사이의 거리보다 큰 코일부품.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 두께 방향으로 마주보는 제1 및 제2 면과 수직하게 배치된 코일부품.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일부는 상기 지지부재, 상기 지지부재의 일면에 배치된 제1 도금층, 상기 지지부재의 타면에 배치된 제2 도금층, 및 상기 지지부재를 관통하며 상기 제1 및 제2 도금층을 전기적으로 연결하는 비아를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 도금층은 각각 하나의 평면 스파이럴 형상의 제1 및 제2 도금 패턴을 갖는 코일부품.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 평면 스파이럴 형상의 제1 및 제2 도금 패턴은 동일 방향으로 회전하는 코일부품.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 코일부는 상기 제1 도금 패턴의 단부로부터 연장되어 상기 외부전극과 연결되는 제1 인출단자 및 상기 제2 도금 패턴의 단부로부터 연장되어 상기 외부전극과 연결되는 제2 인출단자를 포함하는 코일부품.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 바디는 두께 방향으로 마주보는 제1 및 제2 면과, 폭 방향으로 마주보는 제3 및 제4 면과, 길이 방향으로 마주보는 제5면 및 제6 면을 가지며,
    상기 코일부는 상기 제1 도금 패턴의 단부로부터 연장되어 상기 바디의 제5 면으로 인출되는 제1 인출단자와, 상기 제2 도금 패턴의 단부로부터 연장되어 상기 바디의 제6 면으로 인출되는 제2 인출단자를 더 포함하고,
    상기 외부전극은 상기 제1 인출단자와 연결되도록 적어도 상기 바디의 제5 면에 배치된 제1 외부전극과, 상기 제2 인출단자와 연결되도록 적어도 상기 바디의 제6 면에 배치된 제2 외부전극을 포함하는 코일부품.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 바디는 두께 방향으로 마주보는 제1 및 제2 면과, 폭 방향으로 마주보는 제3 및 제4 면과, 길이 방향으로 마주보는 제5면 및 제6 면을 가지며,
    상기 코일부는 상기 제1 도금 패턴의 단부로부터 연장되어 상기 바디의 제1 면으로 인출되는 제1 인출단자와, 상기 제2 도금 패턴의 단부로부터 연장되어 상기 바디의 제1 면으로 인출되는 제2 인출단자를 더 포함하고,
    상기 외부전극은 상기 제1 인출단자와 연결되도록 적어도 상기 바디의 제1 면에 배치된 제1 외부전극과, 상기 제2 인출단자와 연결되도록 적어도 상기 바디의 제1 면에 배치된 제2 외부전극을 포함하는 코일부품.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 바디는 두께 방향으로 마주보는 제1 및 제2 면과, 폭 방향으로 마주보는 제3 및 제4 면과, 길이 방향으로 마주보는 제5면 및 제6 면을 가지며,
    상기 코일부는 상기 제1 도금 패턴의 단부로부터 연장되어 상기 바디의 제1 면 및 제5 면으로 인출되는 제1 인출단자와, 상기 제2 도금 패턴의 단부로부터 연장되어 상기 바디의 제1 면 및 제6 면으로 인출되는 제2 인출단자를 더 포함하고,
    상기 외부전극은 상기 제1 인출단자와 연결되도록 적어도 상기 바디의 제1 면 및 제5 면에 배치된 제1 외부전극과, 상기 제2 인출단자와 연결되도록 적어도 상기 바디의 제1 면 및 제6 면에 배치된 제2 외부전극을 포함하는 코일부품.
  12. 일측에 전극패드가 배치된 인쇄회로기판; 및
    상기 전극패드 상에 실장 된 코일부품; 을 포함하며,
    상기 코일부품은 내부에 코일부가 배치된 바디 및 상기 바디의 상기 회로기판에의 실장 면에 적어도 일부가 배치되는 외부전극을 포함하며, 상기 코일부는 상기 바디의 상기 회로기판에의 실장 면에 대하여 소정의 각을 갖도록 배치된 지지부재 및 상기 지지부재의 적어도 일면에 배치된 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 평면 스파이럴 형상의 도금 패턴을 갖는 코일부품 실장기판.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판에 실장 된 반도체 칩(IC); 을 더 포함하며,
    상기 코일부품은 상기 인쇄회로기판에 실장 된 반도체 칩(IC) 대비 두께가 같거나 얇은 코일부품의 실장기판.
  14. 일측에 전극패드가 배치된 인쇄회로기판; 및
    상기 전극패드 상에 실장 된 코일부품; 을 포함하며,
    상기 코일부품은 내부에 코일부가 배치된 바디 및 상기 바디의 상기 회로기판에의 실장 면에 적어도 일부가 배치되는 외부전극을 포함하며, 상기 바디는 두께 방향으로 마주보는 제1 및 제2 면과, 폭 방향으로 마주보는 제3 및 제4 면과, 길이 방향으로 마주보는 제5면 및 제6 면을 가지고, 상기 바디의 상기 회로기판에의 실장 면은 상기 두께 방향으로 마주보는 제1 및 제2 면 중 하나이며, 상기 바디는 상기 두께 방향으로 마주보는 제1 및 제2 면 사이의 거리가 상기 폭 방향으로 마주보는 제3 및 제4 면 사이의 거리보다 크고, 상기 코일부는 상기 두께 방향으로 마주보는 제1 및 제2 면과 소정의 각을 갖도록 배치된 코일부품 실장기판.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 바디는 길이가 1.6 ± 0.2 mm, 폭이 0.8 ± 0.2 mm 인 코일부품 실장기판.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 바디는 두께가 1.0 ± 0.2 mm 이되, 두께가 폭보다 큰 코일부품 실장기판.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 바디는 길이가 1.0 ± 0.2 mm, 폭이 0.5 ± 0.2 mm 인 코일부품 실장기판.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 바디는 두께가 0.8 ± 0.2 mm 이되, 두께가 폭보다 큰 코일부품 실장기판.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 바디는 길이가 0.6 ± 0.1 mm, 폭이 0.3 ± 0.1 mm 인 코일부품 실장기판.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 바디는 두께가 0.5 ± 0.2 mm 이되, 두께가 폭보다 큰 코일부품 실장기판.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 바디는 길이가 0.4 ± 0.1 mm, 폭이 0.2 ± 0.1 mm 인 코일부품 실장기판.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 바디는 두께가 0.3 ± 0.2 mm 이되, 두께가 폭보다 큰 코일부품 실장기판.
  23. 코일부품; 및
    상기 코일부품이 수납되는 수납부를 갖는 포장시트; 를 포함하며,
    상기 코일부품은 내부에 코일부가 배치된 바디 및 상기 바디의 적어도 일면에 배치된 외부전극을 포함하며, 상기 코일부는 상기 수납부의 저면에 대하여 소정의 각을 갖는 지지부재 및 상기 지지부재의 적어도 일면에 배치된 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 평면 스파이럴 형상의 도금 패턴을 갖는 코일부품 포장체.
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