KR20180046827A - 인덕터 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터는 복수의 코일 패턴이 비아로 연결되어 형성된 코일이 내부에 배치된 바디를 포함하고, 상기 비아는 제1 도전층 및 상기 제1 도전층 상에 형성된 제2 도전층을 포함하며, 상기 비아는 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 형상을 가짐으로써, 코일의 층간 접속 면적이 넓어져서 전기적 특성 및 접속 신뢰성이 향상될 수 있다.
Description
본 개시는 인덕터 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 적층 인덕터는 도체패턴이 형성된 복수의 절연층을 적층한 구조를 가지며, 상기 도체패턴은 각 절연층에 형성된 도전성 비아에 의해 순차적으로 접속되어 적층방향에 따라 중첩되면서 나선구조를 갖는 코일을 이룬다. 또한, 상기 코일의 양단은 적층체의 외부면에 인출되어 외부단자와 접속된 구조를 갖는다.
인덕터는 주로 회로기판에 실장되는 SMD 타입(surface mount device type)이다. 특히, 고주파 인덕터의 경우, 100MHz이상의 고주파에서 사용되는 것으로, 최근 통신시장의 사용량이 늘어가고 있다. 고주파 인덕터에서 가장 중요한 특징은 칩 인덕터의 효율을 나타내는 품질 계수 Q(Quality factor) 특성을 확보하는 것이다. 이 때 Q=wL/R로 나타내어지며, Q값은 주어진 주파수 대역에서의 인덕턴스(L)과 저항(R)의 비율을 의미한다.
인덕터는 특정한 규격 용량(인덕턴스, inductance;L)에 맞추어 제품을 제조하기 때문에, 동일한 용량에서 높은 Q특성을 구현하는 것이 필요하다. 동일한 용량에서 Q특성을 높이기 위해서는 저항(R)을 낮추는 것이 필요하다. 저항(R)을 낮추기 위해서는 코일 패턴의 두께를 증가시켜야 한다.
코일 도선의 길이와 단면적에 따라 저항이 달라진다. 도선이 길수록 저항이 커지고, 도선의 단면적이 클수록 저항이 작아진다.
인덕터의 저항을 낮추기 위해서 코일의 단면적을 증가시켜야 한다. 적층형 인덕터 제조 방법에서 코일과 코일을 연결해주기 위하여 비아를 형성하여 비아 내부에 금속을 채우는 방식을 사용하여 층간 접속을 하게 된다.
종래에는 이 금속 범프의 단면 형상이 비아 형상을 따라가는 직사각형을 가지는데 층과 층을 연결할 때 접속 면적이 제한적이어서, 층과 층의 얼라인먼트가 맞지 않아 접속성이 나빠지는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결할 수 있는 인덕터의 구조가 개발될 필요가 있다.
본 개시는 인덕터 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 개시를 통하여 제안하는 여러 해결 수단 중 하나는 복수의 코일 패턴이 비아로 연결되어 형성된 코일이 내부에 배치된 바디를 포함하고, 상기 비아는 제1 도전층 및 상기 제1 도전층 상에 형성된 제2 도전층을 포함하며, 상기 비아는 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 형상을 갖는 인덕터를 제공한다.
본 개시의 일 실시 예에 다른 인덕터는 제1 및 제2 도전층을 포함하는 비아가 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 형상을 갖도록 함으로써, 코일의 층간 접속 면적이 넓어져서 전기적 특성 및 접속 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 개략적인 사시도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 방향의 절단면을 개략적으로 도시한 것으로, 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 방향의 절단면을 개략적으로 도시한 것으로, 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 개략적인 측면 단면도를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 A 영역의 확대도로서, 비아의 측면 기울기 각도를 측량하기 위한 개략도이다.
도 6a 내지 6g는 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 공정 단면도를 도시한 것이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터에 있어서, 제1 및 제2 도전층을 포함하는 비아를 보여주는 단면 사진이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 방향의 절단면을 개략적으로 도시한 것으로, 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 방향의 절단면을 개략적으로 도시한 것으로, 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 개략적인 측면 단면도를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 A 영역의 확대도로서, 비아의 측면 기울기 각도를 측량하기 위한 개략도이다.
도 6a 내지 6g는 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 공정 단면도를 도시한 것이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터에 있어서, 제1 및 제2 도전층을 포함하는 비아를 보여주는 단면 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대하여 보다 상세히 설명한다. 도면에서 요소등의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 개시에 의한 인덕터(100)에 대하여 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 개략적인 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 개략적인 단면도를 도시한 것이며, 도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 개략적인 측면 단면도를 도시한 것이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터(100)는 복수의 코일 패턴이 비아(130)로 연결되어 형성된 코일(120)이 내부에 배치된 바디(110);를 포함하고, 비아(130)는 제1 도전층 및 상기 제1 도전층 상에 형성된 제2 도전층을 포함하며, 제2 도전층은 도전성 분말 및 유기물을 포함한다.
상기 바디(110)는 도시하지 않았으나 제1 주면과 제2 주면, 상기 제1 주면 및 제2 주면을 연결하는 측면을 포함할 수 있다. 상기 측면은 절연층이 적층되는 방향의 수직인 방향의 면일 수 있다.
종래의 인덕터는 코일 패턴이 형성된 복수의 세라믹 층을 적층 및 소성하여 바디를 형성하는데, 이 경우 코일 패턴이 형성된 부분과 코일이 형성되지 않은 부분의 단차로 인하여 크랙 또는 층간의 딜라미네이션이 발생하는 문제점이 있다.
본 개시의 일 실시 형태에 따른 인덕터(100)는 상기 바디(110)가 절연 재료로 이루어질 수 있다. 상기 바디가 절연 재료로 이루어짐으로써 코일 패턴에 의한 단차가 발생하기 않으므로, 크랙과 같은 불량을 방지할 수 있다. 또한, 종래의 세라믹 재료를 이용한 인덕터에 비하여 낮은 유전율을 가질 수 있으므로, 기생 커패시턴스(capacitance)를 감소시킬 수 있어, 인덕터의 Q 특성을 확보할 수 있다.
상기 바디(110)는 절연층을 적층하여 형성될 수 있다.
상기 절연 재료는 감광성 수지, 에폭시계, 아크릴계, 폴리 이미드계, 페놀계 및 설폰계 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 절연층(111)은 적층 및 경화 후에 경계를 거의 확인할 수 없을 만큼 일체화될 수 있다. 이러한 바디의 형상, 치수 및 절연층의 적층 수가 본 개시의 실시 예에 도시된 것으로 한정되는 것은 아니다.
상기 바디(110)는 내부에 코일을 포함한다.
상기 코일(120)은 은(Ag) 또는 구리(Cu)를 포함하는 재료 또는 이들의 합금을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 코일(120)의 단부는 상기 바디의 양 측면으로 인출되며, 외부전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 코일(120)은 복수의 코일 패턴이 비아(130)를 통해 순차적으로 접속되어 적층 방향을 따라 중첩되면서 나선 구조를 가질 수 있다.
상기 비아(130)는 각각의 절연층(111) 사이에서 서로 이격되게 배치될 수 있다.
이때, 바디(110)의 상부 및 하부 면 중 적어도 하나에 바디(110) 내부에 코일을 보호하기 위하여 커버층(미도시)이 형성될 수 있다.
상기 커버층은 상기 절연층과 동일한 재료로 이루어진 페이스트를 일정 두께로 인쇄하여 형성될 수 있다.
일반적으로, 적층형 인덕터 제조 방법에서 코일과 코일을 연결해주기 위하여 비아를 형성하여 비아 내부에 금속을 채우는 방식을 사용하여 층간 접속을 하게 된다.
종래에는 이 금속 범프의 단면 형상이 비아 형상을 따라가는 직사각형을 가지는데 층과 층을 연결할 때 접속 면적이 제한적이어서, 층과 층의 얼라인먼트가 맞지 않아 접속성이 나빠지는 문제점이 있었다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터(100)는 상기 비아(130)가 제1 도전층(130a) 및 제1 도전층(130a) 상에 형성된 제2 도전층(130b)을 포함하되, 상기 비아(130)는 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 형상을 갖는다.
상기 비아(130)는 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 형상을 갖는다는 의미는 상기 비아(130)가 하부에 배치된 코일 패턴과 접하는 하부에서 상부로 올라갈수록 단면이 더 넓어진다는 의미이다.
보다 구체적으로, 바디를 평행한 면으로 절단시 상기 비아(130)의 하부와 상부 각각의 단면적이 서로 다르며 상부의 단면적이 하부보다 더 큰 형상을 갖는다.
이로 인하여, 코일의 층간 접속 면적이 넓어져서 전기적 특성 및 접속 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 비아(130)는 하부에 배치된 코일 패턴과 상부에 배치된 코일 패턴을 연결하여 코일(120)을 형성하게 되며, 상기 비아(130)와 상기 하부 및 상부에 배치된 코일 패턴의 접촉 면적은 상기 비아(130)의 하부보다 상부에서 더 클 수 있다.
즉, 상기 비아(130)가 하부에 배치된 코일 패턴과 접하는 하부에서 상부로 올라갈수록 단면이 더 넓어지다가 상부에 배치된 코일 패턴과 접하는 상부에서 최대의 단면적을 가질 수 있다.
상기 제1 도전층(130a)은 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 주석(Sn) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지 않으나 구리(Cu)일 수 있다.
상기 제2 도전층(130b)은 도전성 분말 및 유기물을 포함하며, 상기 도전성 분말은 은(Ag), 구리(Cu), 주석(Sn) 및 비스무스(Bi) 중 적어도 하나 또는 이들의 합금일 수 있다.
상기 도전성 분말은 사이즈가 다른 두 가지 이상의 분말을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 도전성 분말은 이에 한정되는 것은 아니나, 3μm의 주석(Sn) 또는 비스무스(Bi)와 1μm의 은(Ag)을 포함하는 형태일 수 있다.
상기 유기물은 폴리머(polymer) 및 플럭스(flux) 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 유기물은 이에 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 에폭시, 아크릴레이트 및 페놀계 수지 중 선택된 하나일 수 있다.
본 개시의 일 실시형태에 따르면, 상기 비아(130)의 단면은 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 형상을 가지면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 역사다리꼴 혹은 부채꼴 등일 수 있다.
상기 바디(110)의 폭-두께 방향 단면에 있어서, 상기 비아(130) 중 제1 도전층(130a)은 부채꼴 형상을 가질 수 있다.
후술하는 바와 같이 상기 바디(110)의 제조 공정 상에서, 관통홀 내부에 제1 도전층(130a)을 형성하되, 상기 절연층 상부면을 초과하여 제1 도전층(130a)을 형성함으로써, 이러한 구조를 구현할 수 있다. 보다 상세한 설명은 후술하도록 한다.
상기 바디(110)의 폭-두께 방향 단면에 있어서, 상기 제1 도전층(130a) 및 제2 도전층(130b)이 부채꼴 형상을 가질 수 있다.
즉, 상기 비아(130)의 단면은 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 부채꼴 형상을 가질 수 있으며, 이 때 제1 도전층(130a) 및 제2 도전층(130b) 모두가 상부면이 원호 형태인 부채꼴 형상을 가질 수 있다.
상기 바디(110)의 양 측면에 외부전극(115a, 115b)이 배치된다.
상기 외부전극(115a, 115b)은 전기 전도성이 우수한 재료를 사용하여 형성될 수 있으며, 예를 들어 은(Ag) 또는 구리(Cu)와 같은 도전성 재료 또는 이들의 합금을 포함하여 형성될 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 이렇게 형성된 외부전극(115a, 115b)의 표면에 필요 시 니켈(Ni) 또는 주석(Sn)을 도금 처리하여 도금층이 더 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 3의 A 영역의 확대도로서, 비아의 측면 기울기 각도를 측량하기 위한 개략도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 형상을 갖는 비아(130) 중 그 단면 형상이 부채꼴 형상인 경우를 나타내고 있다.
상기 단면의 형상이 부채꼴 형상을 갖는 비아(130)는 일정 수준의 테이퍼(Taper)를 가지며, 점선으로 표시된 부분인 역사다리꼴 형상에서 측면의 기울기(θ)가 바닥면과 일정 각도가 유지될 수 있도록 조절하여 코일과 코일을 접합할 경우 넓은 단면적을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상부 개방부 사이즈보다 더 큰 원호를 확보하기 위하여 상기 비아(130)의 측면의 기울기(θ)는 40도 내지 70도의 각도를 가질 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 비아(130)의 측면의 기울기(θ)는 50도 내지 60도의 각도를 가질 수 있다.
이하에서는, 상기 비아(130)의 측면의 기울기(θ)를 측정하여 구하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
상기 비아(130)의 측면의 기울기(θ)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 비아(130)의 상부 개방부 사이즈 (Top Open Size, TO), 하부 개방부 사이즈 (Bottom Open Size, BO) 및 절연재의 두께 (T)를 측정한 후 계산하여 얻을 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 비아(130)의 측면의 기울기(θ)는 하기의 식에 의해 측정된 상부 개방부 사이즈 (Top Open Size, TO), 하부 개방부 사이즈 (Bottom Open Size, BO) 및 절연재의 두께 (T) 값을 통하여 계산될 수 있다.
도 5는 부채꼴 타입의 비아(130)의 각 부분의 거리를 실측하여 상기 비아를 보다 상세히 분석하기 위한 개략도로서, 구체적으로 상기 부채꼴 타입의 비아의 하부 개방부의 양 꼭지점에서 출발한 가상의 연장선이 만나는 점까지 이어서 부채꼴을 완성한 개략도이다.
여기서, r은 상기 일정 수준의 테이퍼(Taper)를 가지는 비아의 측면 거리를 나타내며, R은 상기 상부 개방부에서 상기 가상의 연장선이 만나는 점까지의 측면 거리이고, X는 상기 상부 개방부에서 상기 가상의 연장선이 만나는 점까지의 수직 거리를 나타낸다.
하기 [표 1]은 각 부분의 실측된 값과 상기 수학식 1과 2를 통하여 계산된 상기 비아(130)의 측면의 기울기(θ), 테이퍼(Taper) 및 원호의 각 값을 나타내고 있다.
상기 [표 1]을 참조하면, 제일 하부에 개시된 수치는 각 항목의 상기 데이터 전체의 평균값을 나타내며, 절연층의 두께가 낮아질수록 원호의 크기가 상부 개방부 사이즈보다 넓어지는 것을 알 수 있다.
상기 [표 1]의 데이터를 토대로 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 형상을 갖는 비아에 있어서 일정 수준 이상의 원호를 가져서 코일의 층간 접속 면적이 넓어지도록 하면서도, 코일의 층간 접속시 신호의 간섭을 최소화할 수 있는 절연층의 두께를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 코일의 층간 접속 면적이 넓어지도록 하면서도, 코일의 층간 접속시 신호의 간섭을 최소화할 수 있는 절연층의 두께는 5 내지 10 μm 일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는 코일의 층간 접속 면적이 넓어지도록 하면서도, 코일의 층간 접속시 신호의 간섭을 최소화할 수 있는 절연층의 두께를 7 μm 로 설정하였다.
상기 절연층의 두께가 10 μm를 초과하는 경우 비아의 높이로 인해 비아 내부로 도금액의 공급이 원활하지 못하여 미도금 불량이 발생할 수 있다.
한편, 상기 절연층의 두께가 5 μm 미만의 경우에는 코일의 층간 간격이 좁아져서 전기 신호의 간섭이 발생할 수 있다.
하기 [표 2]는 비아의 형상에 따른 코일의 층간 접속 면적을 비교한 것이다.
하기 [표 2]에서 비교예는 종래의 비아의 형상으로서 단면 형상이 사각형인 경우이고, 실시예 1은 본 발명의 제1 실시형태로서 비아의 단면 형상이 역사다리꼴인 경우이며, 실시예 2는 본 발명의 제2 실시형태로서 비아의 단면 형상이 부채꼴인 경우이다.
| 지름 (μm) | 접촉 면적 (μm2) |
비교예 대비 접촉 면적 증가율 (%) | |
| 비교예 | 27 | 572.6 | 0 |
| 실시예1 | 36 | 1017.9 | 178 |
| 실시예2 | 37.19 | 1086.3 | 190 |
상기 [표 2]를 참조하면, 종래의 비아의 형상으로서 단면 형상이 사각형인 비교예에 비해, 실시예 1과 2의 경우 각각 코일의 층간 접속 면적이 178% 및 190%로 증가하는 것을 알 수 있다.
이하, 본 개시에 의한 인덕터의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 제조방법은 기판 상에 코일 패턴을 형성하는 단계, 상기 기판 상에 상기 코일 패턴을 덮도록 절연층을 형성하는 단계, 상기 절연층에 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 관통홀을 형성하는 단계, 상기 관통홀 내부에 제1 도전층을 형성하되, 상기 절연층 상부면을 초과하여 제1 도전층을 형성하는 단계, 상기 제1 도전층의 상부에 도전성 페이스트 인쇄하여 제2 도전층을 형성하는 단계, 상기 기판과 상기 코일 패턴 및 상기 제1 및 제2 도전층이 포함된 상기 절연층을 분리하는 단계 및 상기 분리된 복수의 절연층을 적층하여 코일 패턴 및 상기 코일 패턴과 연결된 제1 및 제2 도전층을 포함하는 비아로 구성된 코일을 포함하는 바디를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 절연층은 감광성 수지, 에폭시계, 아크릴계, 폴리 이미드계, 페놀계 및 설폰계 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 절연층이 상기 감광성 수지로 이루어질 경우 상기 관통홀은 포토레지스트 방법으로 형성될 수 있으며, 상기 절연층이 에폭시계, 아크릴계, 폴리 이미드계, 페놀계 및 설폰계 중 적어도 하나로 이루어질 경우 상기 관통홀은 레이저 드릴을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 관통홀은 도전성 페이스트를 인쇄 혹은 도금하여 비아가 형성되며, 본 발명의 일 실시형태에 따른 관통홀의 형상은 예를 들면 역사다리꼴 형상일 수 있다.
상기 제1 도전층(130a)은 도금 방법으로 형성될 수 있으며, 도전성 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 도전성 금속은 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 주석(Sn) 중 적어도 하나일 수 있으며, 이에 한정되지 않으나 구리(Cu)일 수 있다.
상기 제2 도전층(130b)은 도전성 분말 및 유기물을 포함하는 도전성 페이스트를 인쇄하여 형성될 수 있다.
상기 도전성 페이스트는 열 경화형 및 230℃ 이하에서 소결 가능한 저온 소결형 중 하나일 수 있다.
상기 도전성 페이스트는 도전성 분말 및 유기물을 포함할 수 있다.
상기 도전성 분말은 은(Ag), 구리(Cu), 주석(Sn) 및 비스무스(Bi) 중 적어도 하나일 수 있으며, 사이즈가 다른 두 가지 이상의 분말을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 도전성 분말은 이에 한정되는 것은 아니나, 3 μm의 주석(Sn) 또는 비스무트(Bi)와 1 μm의 은(Ag)을 포함하는 형태일 수 있다
상기 유기물은 폴리머 및 플럭스 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 유기물은 이에 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 에폭시, 아크릴레이트 및 페놀계 수지 중 선택된 하나일 수 있다.
도 6a 내지 6g는 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 공정 단면도를 도시한 것으로, 비아의 형성공정에 대하여 구체적으로 도시한 것이다.
도 6a를 참조하면, 기판 상에 코일 패턴을 형성한다.
상기 기판은 동판 클래드 적층판(copper clad laminate;CCL)일 수 있다. 상기 동판 클래드 적층판은 기재의 편면 또는 양면에 동박을 입힌 프린트 배선판용의 적층 판이며, 상기 기재의 경우 페놀 수지, 에폭시 수지 등 일 수 있다.
상기 코일 패턴은 상기 동판 클래드 적층판에 노광 및 현상 공정을 통하여 형성될 수 있다.
상기 코일 패턴은 은(Ag) 또는 구리(Cu)를 포함하는 재료 또는 이들의 합금을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니나 구리(Cu)일 수 있다.
도 6b 및 도 6c를 참조하면, 상기 기판 상에 상기 코일 패턴을 덮도록 절연층(111)을 형성하며, 상기 절연층(111)에 관통홀(135)을 형성한다.
상기 절연층(111)은 감광성 수지일 수 있다. 상기 절연층(111)이 감광성 수지이면, 상기 관통홀(135)은 포토레지스트(photoresist;PR) 공정으로 형성될 수 있다.
상기 관통홀(135)은 상기 절연층(111)을 관통하여 상기 코일 패턴에 접하도록 형성된다.
상기 관통홀(135)의 단면은 상기 절연층이 네거티브 타입(negative type) 포토 레지스트인 경우 사다리꼴 형상을 가질 수 있으며, 상기 절연층이 포지티브 타입(positive type) 포토레지스트인 경우 상면의 길이가 하면의 길이보다 큰 역 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 관통홀(135)의 단면은 상기 절연층(111)이 포지티브 타입(positive type) 포토레지스트인 경우로서 상면의 길이가 하면의 길이보다 큰 역 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.
도 6d를 참조하면, 상기 관통홀(135) 내부에 제1 도전층(130a)이 형성된다.
상기 제1 도전층(130a)은 전기 도금 방법으로 형성되며, 이에 한정되지 않으나 구리(Cu)일 수 있다.
상기 제1 도전층(130a)은 상기 절연층(111)의 두께 수준까지 구리(Cu) 도금을 실시하되, 절연층(111)의 상면 위로 부채꼴 형상을 갖도록 형성된다.
도 6e를 참조하면, 상기 제1 도전층(130a)인 구리(Cu) 도금층의 두께 편차를 보완하기 위하여 그 상부에 작은 하중에도 쉽게 변형되는 주석(Sn)을 전기 도금법에 의하여 형성함으로써, 제2 도전층(130b)인 주석(Sn) 도금층을 형성한다.
상기 비아(130)는 상기 제1 및 제2 도전층(130a, 130b)을 포함한다.
상기 제2 도전층(130b)은 전기 도금법으로 형성되나, 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 일정 패턴이 형성된 금속 마스크(metal mask) 상에 도전성 페이스트를 놓은 후, 스퀴지(squeeze)를 이용하여 상기 관통홀 내부에 상기 도전성 페이스트가 채워짐으로써 형성할 수도 있다.
상기 제2 도전층(130b)은 도전성 분말 및 유기물을 포함할 수 있다.
상기 도전성 분말은 은(Ag), 구리(Cu), 주석(Sn) 및 비스무스(Bi) 중 적어도 하나일 수 있으며, 사이즈가 다른 두 가지 이상의 분말을 포함할 수 있다.
상기 유기물은 폴리머(polymer) 및 플럭스(flux) 중 적어도 하나일 수 있다.
도 6f 및 6g를 참조하면, 상기 기판과 상기 코일 패턴 및 상기 제1 및 제2 도전층(130a, 130b)이 포함된 상기 절연층(111)을 분리하고, 분리된 복수의 절연층(111)을 적층하여 바디(110)를 형성한다.
상기 기판은 에칭 방법을 이용하여 제거될 수 있다.
상기 분리된 복수의 절연층(111)은 일괄적으로 적층되며, 적층된 복수의 절연층(111)을 고온 압착하여 바디(110)를 형성한다.
상기 바디(110)를 형성하는 단계는 높은 온도에서 소결을 진행하지 않으며, 상기 절연층(111) 및 상기 제2 도전층(130b)이 경화될 수 있는 온도에서 진행될 수 있다.
또한, 상기 바디(110)는 상기 절연층(111)을 다층으로 쌓아올려 열가압을 통해 형성되는 것으로, 층간의 절연 거리가 균일하게 형성될 수 있어 코일의 저항을 낮출 수 있으며, 이로 인해 인덕터의 Q 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 본 개시의 일 실시 예에 다른 인덕터는 제1 및 제2 도전층(130a, 130b)을 포함하는 비아(130)가 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 형상을 갖도록 함으로써, 코일의 층간 접속 면적이 넓어져서 전기적 특성 및 접속 신뢰성이 향상될 수 있다.
이후에, 도시하지 않았으나, 상기 바디(110)의 양측면에 외부전극을 형성한다.
상기 외부전극은 외부전극용 페이스트에 상기 바디를 딥핑(dipping)하여 형성될 수 있다.
상기 외부전극용 페이스트는 도전성 분말을 포함하며, 상기 도전성 분말은 은(Ag) 또는 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 재료 또는 이들의 합금을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터에 있어서, 제1 및 제2 도전층(130a, 130b)을 포함하는 비아(130)를 보여주는 단면 사진이다.
도 7을 참조하면, 전기 도금 방식으로 절연층 두께만큼 제1 도전층(130a)인 구리(Cu)층의 높이를 맞추고, 상기 제1 도전층(130a)인 구리(Cu)층 상부가 위로 동그란 형태를 갖도록 형성한 후 그 위로 주석(Sn) 도금을 진행하여 제2 도전층(130b)을 형성한다.
이로 인하여, 상기 비아는 구리(Cu)층인 제1 도전층(130a)과 제1 도전층(130a) 상에 형성된 주석(Sn)층인 제2 도전층(130b)이 결합된 형상을 갖는다.
작은 하중에도 쉽게 변형이 되는 주석(Sn) 금속을 구리(Cu)층 상부에 형성함으로써 코일의 층간 접합시 구리(Cu)층의 두께 편차가 최소화될 수 있다.
본 개시는 상술한 실시형태 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: 인덕터
110: 바디
111: 절연층
115a, 115b: 외부전극
120: 코일(코일 패턴)
130: 비아
130a, 130b: 제1 및 제2 도전층
110: 바디
111: 절연층
115a, 115b: 외부전극
120: 코일(코일 패턴)
130: 비아
130a, 130b: 제1 및 제2 도전층
Claims (18)
- 복수의 코일 패턴이 비아로 연결되어 형성된 코일이 내부에 배치된 바디;를 포함하고,
상기 비아는 제1 도전층 및 상기 제1 도전층 상에 형성된 제2 도전층을 포함하며,
상기 비아는 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 형상을 갖는 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 비아와 상기 코일 패턴의 접촉 면적은 상기 비아의 하부보다 상부에서 더 큰 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 바디의 두께 방향 단면에 있어서, 상기 비아의 측면의 기울기는 40도 내지 70도의 각도를 갖는 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 바디의 두께 방향 단면에 있어서, 상기 하나의 코일 패턴과 두께 방향으로 인접한 코일 패턴 사이의 절연층의 두께는 5 내지 10 μm 인 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 바디의 두께 방향 단면에 있어서, 상기 비아 중 제1 도전층은 부채꼴 형상을 갖는 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 바디의 두께 방향 단면에 있어서, 상기 제1 도전층 및 제2 도전층이 부채꼴 형상을 갖는 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 도전층은 도전성 분말 및 유기물을 포함하는 인덕터.
- 제7항에 있어서,
상기 도전성 분말은 은(Ag), 구리(Cu), 주석(Sn) 및 비스무스(Bi) 중 적어도 하나인 인덕터.
- 제7항에 있어서,
상기 도전성 분말은 사이즈가 다른 두 가지 이상의 분말을 포함하는 인덕터.
- 제7항에 있어서,
상기 유기물은 폴리머 및 플럭스 중 적어도 하나인 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 바디는 절연 재료로 이루어진 인덕터.
- 제11항에 있어서,
상기 절연 재료는 감광성 수지, 에폭시계, 아크릴계, 폴리 이미드계, 페놀계 및 설폰계 중 적어도 하나인 인덕터.
- 기판 상에 코일 패턴을 형성하는 단계;
상기 기판 상에 상기 코일 패턴을 덮도록 절연층을 형성하는 단계;
상기 절연층에 하부보다 상부의 단면적이 더 큰 관통홀을 형성하는 단계;
상기 관통홀 내부에 제1 도전층을 형성하되, 상기 절연층 상부면을 초과하여 제1 도전층을 형성하는 단계;
상기 제1 도전층의 상부에 도전성 페이스트 인쇄하여 제2 도전층을 형성하는 단계;
상기 기판과 상기 코일 패턴 및 상기 제1 및 제2 도전층이 포함된 상기 절연층을 분리하는 단계; 및
상기 분리된 복수의 절연층을 적층하여 코일 패턴 및 상기 코일 패턴과 연결된 제1 및 제2 도전층을 포함하는 비아로 구성된 코일을 포함하는 바디를 형성하는 단계;를 포함하는 인덕터의 제조방법.
- 제13항에 있어서,
상기 비아와 상기 코일 패턴의 접촉 면적은 상기 비아의 하부보다 상부에서 더 큰 인덕터의 제조방법.
- 제13항에 있어서,
상기 바디의 두께 방향 단면에 있어서, 상기 비아의 측면의 기울기는 40도 내지 70도의 각도를 갖는 인덕터의 제조방법.
- 제13항에 있어서,
상기 바디의 두께 방향 단면에 있어서, 상기 하나의 코일 패턴과 두께 방향으로 인접한 코일 패턴 사이의 절연층의 두께는 5 내지 10 μm 인 인덕터의 제조방법.
- 제13항에 있어서,
상기 바디의 두께 방향 단면에 있어서, 상기 비아 중 제1 도전층은 부채꼴 형상을 갖는 인덕터의 제조방법.
- 제13항에 있어서,
상기 바디의 두께 방향 단면에 있어서, 상기 제1 도전층 및 제2 도전층이 부채꼴 형상을 갖는 인덕터의 제조방법.
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