KR20170103422A

KR20170103422A - 코일 부품

Info

Publication number: KR20170103422A
Application number: KR1020160026320A
Authority: KR
Inventors: 정동진
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2017-09-13
Also published as: KR102404314B1

Abstract

코일 기판을 포함하는 바디, 상기 코일 기판의 제1 및 제2 주면 중 적어도 하나에 형성된 코일 패턴, 및 상기 코일 패턴의 인출부와 연결되고, 도금에 의해 형성된 외부 전극을 포함하고, 상기 코일 기판과 상기 외부 전극의 접촉 면적은 상기 코일 패턴의 인출부와 상기 외부 전극의 접촉 면적보다 작은 것을 특징으로 하는 코일 부품이 개시된다.

Description

코일 부품 {COIL COMPONENT}

본 발명은 코일 부품에 관한 것이다.

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

이러한 인덕터는 적층형과 박막형 등으로 구분될 수 있는데, 이 중에서 박막형 인덕터의 경우 상대적으로 얇게 만들기에 적합하기 때문에 최근 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 나아가, 세트 제품들이 복합화, 다기능화, 슬림화되는 경향이 지속되면서 칩의 두께를 더욱 얇게 하려는 시도가 계속되고 있다. 이에, 당 기술 분야에서는 코일 전자부품의 슬림화 추세에서도 높은 성능과 신뢰성을 확보할 수 있는 방안이 요구된다.

본 발명의 여러 목적 중 하나는, 외부 전극의 접촉 불량을 방지하고, 바디의 체적 증가를 통해 인덕턴스를 향상시킬 수 있는 코일 부품을 제공하는 것이다.

본 발명을 통해서 제안하는 여러 해결 수단 중 하나는 도금에 의해 외부 전극을 형성하되, 바디 내부에 매설된 코일 기판 및 코일 패턴의 인출부와 외부 전극의 접촉 면적을 적절히 제어하는 것이다.

예를 들면, 본 발명에 따른 코일 부품은, 코일 기판을 포함하는 바디, 상기 코일 기판의 제1 및 제2 주면 중 적어도 하나에 형성된 코일 패턴, 및 상기 코일 패턴의 인출부와 연결되고, 도금에 의해 형성된 외부 전극을 포함하고, 상기 코일 기판과 상기 외부 전극의 접촉 면적은 상기 코일 패턴의 인출부와 상기 외부 전극의 접촉 면적보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 여러 효과 중 하나로서, 바디 내부에 매설된 코일 기판과 외부 전극 간 접촉 불량이 효과적으로 억제되어 과도한 접촉 저항의 상승을 막을 수 있으며, 또한, 바디의 체적 증가를 통해 인덕턴스, 직류 바이어스(DC-Bias) 특성 및 효율 등을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 외형을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 코일 패턴이 나타나도록 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A'선에 의한 단면도이다.
도 4는 도 1의 B-B'선에 의한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시 예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 예를 들어, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

한편, 본 명세서에서 사용되는 "일 실시 예(one example)"라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 그러나, 아래 설명에서 제시된 실시 예들은 다른 실시 예의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.

코일 부품

이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품을 설명하되, 특히 그 일예로써 박막형 인턱터로 설명하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 외형을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 코일 패턴이 나타나도록 도시한 사시도이다. 이 경우, 도 1에 나타난 바를 기준으로 하면, 하기의 설명에서 '길이' 방향은 도 1의 'L' 방향, '폭' 방향은 'W' 방향, '두께' 방향은 'T' 방향으로 정의될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품(100)은, 바디(110), 코일 기판(112), 코일 패턴(120), 외부 전극(131, 132)을 포함하여 구성될 수 있다.

바디(110)는 코일 부품(100)의 외관을 이룬다. 바디(110)는 길이 방향으로 마주보는 제1 및 제2 면, 폭 방향으로 마주보는 제3 및 제4 면, 및 제3 방향으로 마주보는 제5 및 제6 면으로 구성되는 대략 육면체 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

바디(110)는 자성 물질을 포함할 수 있다. 자성 물질은 자성 성질을 가지는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 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-Ni-Cr계 합금 분말, 또는 Fe-Cr-Al계 합금 분말 등의 Fe 합금류, Fe기 비정질, Co기 비정질 등의 비정질 합금류, Mg-Zn계 페라이트, Mn-Zn계 페라이트, Mn-Mg계 페라이트, Cu-Zn계 페라이트, Mg-Mn-Sr계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트 등의 스피넬형 페라이트류, Ba-Zn계 페라이트, Ba-Mg계 페라이트, Ba-Ni계 페라이트, Ba-Co계 페라이트, Ba-Ni-Co계 페라이트 등의 육방정형 페라이트류, Y계 페라이트 등의 가닛형 페라이트류를 들 수 있다.

자성 물질은 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물을 포함하는 것일 수 있다. 금속 자성체 분말은 철(Fe), 크롬(Cr), 또는 실리콘(Si)를 주성분으로 포함할 수 있고, 예를 들면, 철(Fe)-니켈(Ni), 철(Fe), 철(Fe)-크롬(Cr)-실리콘(Si) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 수지는 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide), 액정 결정성 폴리머(Liquid Crystal Polymer) 등을 단독 또는 혼합하여 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 금속 자성체 분말은 2 이상의 평균 입경(D₁, D₂)을 갖는 금속 자성체 분말이 충진된 것일 수도 있다. 이 경우 서로 다른 크기의 바이모달(bimodal) 금속 자성체 분말를 사용하여 압착함으로써, 자성체 수지 복합체를 가득 채울 수 있어 충진율을 높일 수 있다.

바디(110)는 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물을 포함하는 자성체 수지 복합체가 시트 형태로 성형되어 코일 기판(112) 및 코일 패턴(120)의 상부 및 하부에 압착 및 경화되어 형성된 것일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 자성체 수지 복합체의 적층 방향은 코일 부품의 실장 면에 대하여 수직할 수 있다. 여기서 수직 하다는 것은 완전한 90°뿐만 아니라 대략 90°인 경우, 즉 60~120° 정도인 것을 포함하는 개념이다.

코일 기판(112)은 바디(110)의 내부에 배치되어 코일 패턴(120)을 지지하기 위한 기능 등을 수행하며, 예를 들어, 폴리프로필렌글리콜(PPG) 기판, 페라이트 기판 또는 금속계 연자성 기판 등으로 형성될 수 있다. 이 경우, 코일 기판(112)의 중앙 영역에는 관통 홀이 형성될 수 있으며, 상기 관통 홀에는 자성 재료가 충진되어 코어 영역을 형성할 수 있는데, 이러한 코어 영역은 바디(110)의 일부를 구성한다. 이와 같이, 자성 재료로 충진된 형태로 코어 영역을 형성함으로써 코어 부품(100)의 성능을 향상시킬 수 있다.

코일 패턴(120)은 코일 기판(112)의 제1 및 제2 주면 중 적어도 하나에 형성될 수 있으며, 본 실시 형태에서는 높은 수준의 인덕턴스를 얻기 위한 측면에서 제1 및 제2 주면 모두에 형성된 형태를 나타내었다. 즉, 코일 기판(112)의 제1 주면에는 제1 코일 패턴(121)이 형성되고, 이와 대향하는 제2 주면에는 제2 코일 패턴(122)이 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제 2 코일 패턴들은 코일 기판(112)을 관통하여 형성되는 비아(미도시)를 통해 전기적으로 접속될 수 있다. 또한, 코일 패턴(120)은 나선(spiral) 형상으로 형성될 수 있는데, 이러한 나선 형상의 최외곽에는 외부전극(131, 132)과의 전기적인 연결을 위하여 바디 영역(110)의 외부로 노출되는 제1 및 제2 인출부(121a, 122a)가 구비될 수 있으며, 제1 및 제2 인출부(121a, 122a)는 코일 패턴(120)의 최외곽 영역의 일부를 이루는 형태로서 코일 패턴(120)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 인출부(121a, 122a)는 바디(110)의 대향하는 면, 예를 들어, 길이 방향의 제1 및 제2 면을 통해 각각 인출되어 외부 전극(131, 132)과 연결될 수 있다.

코일 패턴(120)은 전기 전도성이 높은 금속 등의 물질로 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. 이 경우, 박막 형상으로 제조하기 위한 바람직한 공정의 예로서, 전기 도금법을 이용할 수 있으며, 다만, 이와 유사한 효과를 보일 수 있는 것이라면 당 기술 분야에서 알려진 다른 공정을 이용할 수도 있을 것이다.

외부 전극(131, 132)은 코일 부품(100)이 회로 기판 등에 실장 될 때, 코일 부품(100)을 회로 기판 등과 전기적으로 연결시키는 역할을 수행한다.

외부 전극(131, 132)은 인출부(121a, 121b)와 연결되며, 바디(110)의 길이 방향의 제1 및 제2 면에 각각 형성되어 있을 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 경우에 따라서는, 외부 전극(130)은 바디(110)의 제3, 제4, 제5 및/또는 제6면으로 연장되어 형성될 수도 있다.

외부 전극(130)은 도금에 의해 형성된다. 이에 따라, 외부 전극 도포에 따른 특헝 구현의 불필요한 부분을 제거할 수 있고, 코일의 면적을 필요 이상으로 넓게 형성할 필요가 없어 소형화 및 대전류화가 용이한 장점이 있다. 더욱이, 외부 전극(130)을 바디(110)의 표면에 직접 도금에 의해 형성되기 때문에 두께 조절이 용이하고, 보다 얇게 외부 전극을 형성할 수 있어, 바디(110)의 체적을 극대화할 수 있으며, 이에 따라, 인덕턴스, 직류 바이어스(DC-Bias) 특성 및 효율 등을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 3은 도 1의 A-A'선에 의한 단면도이고, 도 4는 도 1의 B-B'선에 의한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품은 코일 기판(112)과 외부 전극(131, 132)의 접촉 면적은 코일 패턴의 인출부(121a, 122a)와 외부 전극(131, 132)의 접촉 면적보다 작은 것을 특징으로 한다.

코일 패턴(120)은 코일 기판(112)의 제1 및 제2 주면 중 적어도 하나에 형성되는 바, 코일 패턴의 인출부(121a, 122a) 뿐만 아니라, 코일 기판(112) 또한 바디(110)의 외부로 노출되게 되며, 외부 전극(131, 132)과 직접 접촉되게 된다. 그런데, 코일 기판(112)은 일반적으로 절연 물질로 조성되는 바, 코일 기판(112)이 노출된 영역에는 도금에 의한 외부 전극(131, 132) 형성이 용이하지 않으며, 이에 따라, 과도한 접촉 저항의 상승을 야기할 뿐 아니라, SMD 실장시 고착 강도 저하, 납오름 불량 등의 문제가 생길 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에서는 코일 기판(112)과 외부 전극(131, 132)의 접촉 면적을 코일 패턴의 인출부(121a, 122a)와 외부 전극(131, 132)의 접촉 면적과 비교하여 상대적으로 작게함으로써, 과도한 접촉 저항의 상승을 방지하고, SMD 실장시 고착 강도 저하, 납오름 불량 등의 문제를 해결하고자 하였다.

한편, 본 발명에서는 상기와 같이 코일 기판(112)과 외부 전극(131, 132)의 접촉 면적을 상대적으로 작게 하기 위한 구체적인 수단 혹은 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 제한되지 않는 일 예로써, 코일 기판(112)과 코일 패턴(120)의 적층 방향과 수직한 방향으로의 코일 기판(112)과 외부 전극(131, 132)의 접촉 길이를, 코일 기판(112)과 코일 패턴(120)의 적층 방향과 수직한 방향으로의 코일 패턴의 인출부(121a, 122a)와 외부 전극(131, 132)의 접촉 길이보다 작도록 함으로써, 이를 달성할 수 있다.

이 경우, 코일 기판(112)과 외부 전극(131, 132)의 접촉 길이는 코일 패턴의 인출부(121a, 122a)와 외부 전극(131, 132)의 접촉 길이와의 관계에서 적절히 정해질 수 있다. 구체적으로, 코일 기판(112)과 외부 전극(131, 132)의 접촉 길이를 a, 코일 패턴의 인출부(121a, 122a)와 외부 전극(131, 132)의 접촉 길이를 b라 할 때, 0<a/b≤3/5을 만족하는 형태일 수 있으며, a/b가 상기의 범위를 만족할 경우에 코일 기판(112) 본연의 기능인 코일 패턴(120) 지지 기능에 충실하면서도 SMD 실장시 고착 강도 저하, 납오름 불량 등의 문제를 해결할 수 있었다.

도 4를 참조하면, 코일 기판(112) 중 외부 전극(131, 132)과 접촉되지 않은 영역은 코일 기판(112)과 외부 전극(131, 132)의 접촉면으로부터 바디(110)의 내측 방향으로 일정 간격 이격되어 형성되어 있을 수 있다. 본 발명에서 코일 기판(112) 중 외부 전극(131, 132)과 접촉되지 않은 영역을 외부 전극(131, 132)의 접촉면으로부터 바디(110)의 내측 방향으로 일정 간격 이격되도록 형성하는 구체적인 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 제한되지 않는 일 예로써, 코일 기판(112) 상에 코일 패턴(120) 형성 후, 코일 기판(112) 중 코일 패턴의 인출부(121a, 122a)가 형성된 영역 중 일부를 레이저에 의해 식각함으로써, 이를 달성할 수 있다.

이 경우, 코일 기판(112) 중 외부 전극(131, 132)과 접촉되지 않은 영역의 코일 기판(112)과 외부 전극(131, 132)의 접촉면으로부터 바디(110)의 내측 방향으로의 이격 거리는 외부 전극의 인출부의 길이와의 관계에서 적절히 정해질 수 있다. 구체적으로, 코일 기판(112) 중 외부 전극(131, 132)과 접촉되지 않은 영역의 코일 기판(112)과 외부 전극(131, 132)의 접촉면으로부터 바디(110)의 내측 방향으로의 이격 거리를 c, 외부 전극의 인출부(121a, 122a)의 길이를 d라고 할 때, 0<c<d를 만족하는 형태일 수 있으며, c가 상기의 범위를 만족하는 경우에 코일 기판(112) 본연의 기능인 코일 패턴(120) 지지 기능에 충실하면서도 SMD 실장시 고착 강도 저하, 납오름 불량 등의 문제를 해결할 수 있었다.

한편, 본 명세서에서 제1, 제2 등의 표현은 한 구성요소와 다른 구성요소를 구분 짓기 위해 사용되는 것으로, 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 경우에 따라서는 권리범위를 벗어나지 않으면서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수도 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수도 있다.

본 발명은 상술한 실시 예 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.

100: 코일 부품
110: 바디
112: 코일 기판
120: 코일 패턴
121: 제1 코일 패턴
121a: 제1 인출부
122: 제2 코일 패턴
122a: 제2 인출부
131: 제1 외부 전극
132: 제2 외부 전극

Claims

코일 기판을 포함하는 바디;
상기 코일 기판의 제1 및 제2 주면 중 적어도 하나에 형성된 코일 패턴; 및
상기 코일 패턴의 인출부와 연결되고, 도금에 의해 형성된 외부 전극;을 포함하고,
상기 코일 기판과 상기 외부 전극의 접촉 면적은 상기 코일 패턴의 인출부와 상기 외부 전극의 접촉 면적보다 작은 것을 특징으로 하는 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 코일 기판과 상기 코일 패턴의 적층 방향과 수직한 방향으로의 상기 코일 기판과 상기 외부 전극의 접촉 길이는 상기 코일 기판과 상기 코일 패턴의 적층 방향과 수직한 방향으로의 상기 코일 패턴의 인출부와 상기 외부 전극의 접촉 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 코일 부품.
제2항에 있어서,
상기 코일 기판과 상기 외부 전극의 접촉 길이를 a, 상기 코일 패턴의 인출부와 상기 외부 전극의 접촉 길이를 b라고 할 때, 0<a/b≤3/5을 만족하는 코일 부품.
제2항에 있어서,
상기 코일 기판 중 상기 외부 전극과 접촉되지 않은 영역은 상기 코일 기판과 상기 외부 전극의 접촉면으로부터 상기 바디의 내측 방향으로 일정 간격 이격되어 형성된 코일 부품.
제4항에 있어서,
상기 코일 기판 중 상기 외부 전극과 접촉되지 않은 영역의 상기 코일 기판과 상기 외부 전극의 접촉면으로부터 상기 바디의 내측 방향으로의 이격 거리를 c, 상기 외부 전극의 인출부의 길이를 d라고 할 때, 0<c<d를 만족하는 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 코일 패턴은 상기 코일 기판의 제1 및 제2 주면에 각각 형성된 제1 코일 패턴 및 제2 코일 패턴을 포함하고, 상기 제1 코일 패턴 및 상기 제2 코일 패턴은 비아 홀을 통해 서로 연결되는 코일 부품.
제6항에 있어서,
상기 제1 및 제2 코일 패턴은 각각 제1 및 제2 인출부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 인출부는 상기 바디의 대향하는 면을 통해 각각 인출되어 상기 외부 전극과 연결되는 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 바디는 자성 물질을 포함하는 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 바디는 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물을 포함하는 자성체 수지 복합체가 시트 형태로 성형되어 상기 코일 기판 및 코일 패턴의 상부 및 하부에 압착 및 경화되어 형성된 것인 코일 부품.