KR20180068149A - 인덕터 - Google Patents

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KR20180068149A
KR20180068149A KR1020160169800A KR20160169800A KR20180068149A KR 20180068149 A KR20180068149 A KR 20180068149A KR 1020160169800 A KR1020160169800 A KR 1020160169800A KR 20160169800 A KR20160169800 A KR 20160169800A KR 20180068149 A KR20180068149 A KR 20180068149A
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inductor
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조정호
박성진
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은, 코일을 포함하고, 서로 대향하는 제1 및 제2 면, 제1 및 제2 면과 연결되고 서로 대향되는 제3 및 제4 면, 제1 및 제2 면과 연결되고 제3 및 제4 면과 연결되며 서로 대향하는 제5 및 제6 면을 포함하며, 상기 코일의 양단이 제3 및 제4 면을 통해 각각 노출되는 바디; 상기 바디의 제3 및 제4 면 중 일부에 각각 형성되고, 상기 코일의 노출된 부분과 각각 접속되는 제1 및 제2 접속층; 및 상기 바디의 제3 및 제4 면에 각각 형성되고, 상기 제1 및 제2 접속층을 각각 커버하는 제1 및 제2 외부 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2 접속층은, 폭(A)에 대한 두께(B)의 비 B/A가 B/A>0.3인 인덕터를 제공한다.

Description

인덕터{Inductor}
본 발명은 인덕터에 관한 것이다.
전자 기기의 경량화 및 다기능화에 따라, 이러한 전자 기기에 사용되는 전자 부품의 소형화에 대한 필요성도 지속적으로 요구되고 있다.
이에 전자 부품의 하나인 인덕터는 고전류 특성이 강조되면서 더불어 소형 사이즈로의 다운사이징(Downsizing)도 요구된다.
인덕터가 소형화되면 칩의 신뢰성을 비롯한 품질이 전반적으로 민감해지고 제어 또한 쉽지 않다.
특히, 인덕터에서, 코일과 외부 단자 간의 전기적 연결성은 인덕터의 성능을 결정하는 중요한 특성이다.
따라서, 인덕터의 사이즈가 작아질수록 이러한 전기적 연결성에 대한 이슈(Issue)가 커지게 되므로, 코일의 노출되는 부분의 설계를 최적화하는 것이 요구된다.
국내공개특허 제2015-0033343호
본 발명의 목적은 코일과 외부 전극 사이의 전기적 연결성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 인덕터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 코일을 포함하고, 서로 대향하는 제1 및 제2 면, 제1 및 제2 면과 연결되고 서로 대향되는 제3 및 제4 면, 제1 및 제2 면과 연결되고 제3 및 제4 면과 연결되며 서로 대향하는 제5 및 제6 면을 포함하며, 상기 코일의 양단이 제3 및 제4 면을 통해 각각 노출되는 바디; 상기 바디의 제3 및 제4 면 중 일부에 각각 형성되고, 상기 코일의 노출된 부분과 각각 접속되는 제1 및 제2 접속층; 및 상기 바디의 제3 및 제4 면에 각각 형성되고, 상기 제1 및 제2 접속층을 각각 커버하는 제1 및 제2 외부 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2 접속층은, 폭(A)에 대한 두께(B)의 비 B/A가 B/A>0.3인 인덕터를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 코일과 외부 전극 사이의 전기적 연결성을 일정 수준으로 확보하면서 인덕터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터의 일부를 절개하여 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터에서 자성체층과 도체 패턴의 적층 구조를 나타낸 분리사시도이다.
도 3은 도 1의 I-I’선 단면도이다.
도 4는 도 1에서 외부 전극을 생략하고 바디의 제4 면을 나타낸 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시 예는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
또한, 각 실시 예의 도면에서 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "상에" 형성된다고 하는 것은 직접적으로 접촉하여 형성되는 것을 의미할 뿐 아니라, 사이에 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미할 수 있는 것으로 문맥에 따라 적절히 해석되어야 한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙이도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터의 일부를 절개하여 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터에서 자성체층과 도체 패턴의 적층 구조를 나타낸 분리사시도이고, 도 3은 도 1의 I-I’선 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터(100)는 바디(110), 제1 및 제2 접속층(140, 150) 및 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)을 포함한다.
바디(110)는 코일(120)을 포함한다. 또한, 이하 설명에서는 설명의 편의를 위해 바디(110)가 자성체층으로 이루어진 것으로 설명하지만, 본 발명의 바디(110)의 재료는 자성체로 한정되는 것이 아니며, 예컨대 유전체층 등으로 변경이 가능하다.
이러한 바디(110)의 형상은 특별히 제한되는 것은 아니며, 실질적으로 육면체 형상일 수 있다.
본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위해 육면체의 방향을 정의하면, 도면 상에 표시된 X, Y 및 Z는 각각 길이 방향, 폭 방향 및 두께 방향을 나타낸다.
또한, 설명의 편의를 위해, 바디(110)의 Z방향으로 서로 대향되는 양면을 제1 및 제2 면(1, 2)으로 설정하고, X방향으로 서로 대향되며 제1 및 제2 면(1, 2)의 선단을 연결하는 양면을 제3 및 제4 면(3, 4)으로 설정하고, Y방향으로 서로 대향되며 제1 및 제2 면(1, 2)의 선단을 연결하고 제3 및 제4 면(3, 4)의 선단을 연결하는 양면을 제5 및 제6 면(5, 6)으로 설정하기로 한다.
또한, 본 실시 예의 바디(110)는 상부 및 하부 커버(112, 113)을 포함할 수 있다.
상부 및 하부 커버(112, 113)는 바디(110)와 동일한 재료로 이루어질 수 있으며, 예컨대 자성체층으로 이루어질 수 있다.
상부 및 하부 커버(!12, 113)은 인출부분을 제외하고 코일(120)을 완전히 매립하여 외부 충격이나 외부 물질에 의해 코일(120)의 기본적인 전기적 특성이 저하되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
본 실시 예의 코일(120)은 Z방향으로 적층되는 복수의 도체 패턴(121-125)과 인접한 도체 패턴(121-125)을 서로 연결하는 복수의 비아 전극(161, 162)을 포함한다.
도체 패턴(121-125)은 자성체층(111) 상에 소정의 두께로 도전성 금속을 포함하는 도전성 페이스트를 스크린 인쇄 등의 공법으로 인쇄하거나 또는 전기 도금 등의 공법으로 도금하는 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
이때, 상기 도전성 금속은 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni) 등의 전도성 금속 또는 이들의 합금 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 도체 패턴(121, 122)은 대체로 나선형의 구조를 가지는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요시 사각형, 오각형, 육각형 등의 다각형이나 또는 원형, 타원형 등일 수 있고, 또는 불규칙한 모양으로 형성될 수 있다.
그리고, 도체 패턴 중 Z방향으로 최상단과 최하단에 배치된 도체 패턴(121, 122)의 일부는 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)을 통해 각각 노출될 수 있다.
이를 위해, 도체 패턴(121, 122)의 양단에는 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)을 통해 각각 노출되도록 제1 및 제2 리드부(121a, 122a)가 각각 연장되게 형성될 수 있다.
제1 및 제2 접속층(140, 150)은 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4) 중 적어도 일부에 각각 배치될 수 있다.
본 실시 예에서 제1 접속층(140)은 도체 패턴(121, 234, 124)이 형성된 복수의 자성체층(111)의 제3 면(3)에 형성된 부분(141-143)을 포함하고, 제2 접속층(150)은 도체 패턴(122, 124, 125)이 형성된 복수의 자성체층(111)의 제4 면(4)에 형성된 부분(151-153)을 포함한다.
본 실시 예에서 제1 및 제2 접속층(140, 150)은 Z방향으로 인접한 3개의 자성체층(111)에 형성된 것으로 도시하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 필요시 인접한 2개의 자성체층에 형성되거나 또는 4개 이상의 자성체층에 형성될 수 있다.
이때, 제1 및 제2 접속층(140, 150)의 폭은 제1 및 제2 리드부(121a, 122a)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다.
이와 같이 형성된 제1 및 제2 접속층(140, 150)은 코일(120)의 노출된 양단과 각각 접속될 수 있다.
즉, 본 실시 예에서, 제1 및 제2 접속층(140, 150)은 제1 및 제2 리드부(121a, 122a)의 제3 및 제4 면(3, 4)을 통해 노출되는 부분과 각각 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)에 각각 배치된다.
제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)에 형성된 제1 및 제2 접속층(140, 150)을 각각 커버한다.
또한, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)은 필요시 바디(110)의 제3 및 제4 면(3, 4)에서 제1, 2, 5 및 6면(1, 2, 5, 6)의 일부까지 연장되게 형성될 수 있다.
이 경우 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 고착강도를 향상시킬 수 있으며, 바디(110)의 제1 면(1) 또는 제2 면(2)이 실장 면이 될 수 있다.
도 4는 도 1에서 외부 전극을 생략하고 바디의 제4 면을 나타낸 측면도이다.
도 4는 바디(110)에서 제2 접속층(150)이 노출되는 제4 면(4)을 도시한 것이나, 제2 접속층(150)은 제2 외부 전극(132)과 전기적으로 접속하고 제1 접속층(140)은 제1 외부 전극(131)과 전기적으로 접속한다는 차이가 있을 뿐 제1 접촉층(140)과 제2 접속층(150)의 구성은 실제로 유사하므로, 이하 제2 접속층(150)을 기준으로 설명하나 이는 제1 접속층(140)에 관한 설명을 포함하는 것으로 본다.
도 4를 참조하면, 본 실시 예의 제1 및 제2 접속층(140, 150)은, 각각 폭(A)에 대한 두께(B)의 비 B/A가, B/A>0.3일 수 있다.
상기 B/A가 0.3 이하인 경우 전반적으로 인덕터(100)의 직류저항(Rdc)가 높아지고, 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)과의 접촉 면적이 각각 작아서 전기적 연결성이 취약해져 신뢰성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 바디(110)의 폭(W)에 대한 제1 또는 제2 접속층(140, 150) 중 하나의 폭(A)에 대한 비 A/W는 A/W<0.5일 수 있다.
상기 A/W가 0.5 이상인 경우 디라미네이션(Delamination)의 발생 가능성이 높아지는 문제가 있다.
아래, 표 1은 제1 및 제2 접속층(140, 150)에서 폭(A)에 대한 두께(B)의 비 B/A와, 바디(110)의 폭(W)에 대한 제1 또는 제2 접속층(140, 150)의 폭(A)의 비 A/W의 변화에 따른 전기적 연결성 불량 여부, 디라미네이션 발생 여부, 임피던스(Impedance)의 변화 및 도금 후 임피던스 변화율을 나타낸 것이다. 여기서, 도금 후 임피던스 변화율은 인덕터의 신뢰성 불량을 판단하기 위한 것이다.
여기서, 적용된 인덕터의 사이즈는 길이×폭×높이가 0.4×0.2×0.2mm이고, 코일에서 도체 패턴의 적층 수는 8개이다.
# 바디의 폭 W
(㎛)		 접속층의 폭 A
(㎛)		 접속층의 두께 B
(㎛)		 A/W B/A 전기적 연결성 불량 발생 여부
(ppm)		 딜라미네이션 발생 여부
(ppm)		 임피던스(Ω) 도금 후 임피던스 변화율
1 204 120 14 0.59 0.12 300 650 85 Max. 15%
2 202 118 13 0.58 0.11 87
3 198 120 14 0.61 0.12 83
4 196 125 15 0.64 0.12 81
5 204 119 12 0.58 0.10 85
6 203 124 14 0.61 0.11 84
7 205 120 13 0.59 0.11 86
8 206 121 14 0.59 0.12 78
9 201 123 15 0.61 0.12 80
10 206 127 14 0.62 0.11 79
11 211 63 25 0.30 0.40 10 이하 10 이하 150 Max. 2%
12 208 60 23 0.29 0.38 145
13 207 58 24 0.28 0.41 148
14 206 62 25 0.30 0.40 152
15 207 60 22 0.29 0.37 155
16 205 60 25 0.29 0.42 143
17 210 62 23 0.30 0.37 150
18 209 58 22 0.28 0.38 151
19 207 59 24 0.29 0.41 147
20 209 62 22 0.30 0.35 154
표 1을 참조하면, 샘플 1 내지 10은 B/A가 0.3 이하이고, A/W가 0.5 이상인 경우로서, 전기적 연결성 불량은 300ppm 발생하였고, 디라미네이션은 650ppm 발생하였다.
또한, 임피던스가 100Ω 미만의 수치로 나타났으며, 도금 후 임피던스 변화율은 최대 15%로 나타났다.
반면에, 샘플 11 내지 20은 B/A가 0.3 보다 크고, A/W가 0.5 미만인 경우로서, 전기적 연결성 불량은 10ppm 이하로 발생하였고, 디라미네이션은 10ppm 이하로 발생하였다. 즉, 샘플 11 내지 20의 경우 전기적 연결성이 양호하고 디라미네이션의 발생 가능성도 현저히 낮아지는 것을 알 수 있다.
또한, 샘플 11 내지 20에서는, 임피던스가 100Ω 미만의 수치가 나타났으며, 도금 후 임피던스 변화율은 최대 2%로 나타났다.
따라서, 본 실시 예에 의한 인덕터는, 인덕터의 특성 및 신뢰성이 우수한 것을 알 수 있다.
종래의 인덕터는 코일의 노출된 부분(이하, 노출 단자라 함)이 횡폭은 넓게 형성되고, 높이(또는 두께)는 작게 형성된다.
이렇게 하는 이유는, 코일을 구성하는 도체 패턴은 인쇄로 형성되는데, 이때 도체 패턴의 종횡비를 구현하는데 한계가 있고, 코일과의 전기적 연결성을 높일 수 있도록 최대한 외부 전극과의 접촉 면적을 증가시키기 위해서이다. 일 예로 노출 단자는 바디의 폭 전체에 걸쳐 형성될 수 있다.
그러나, 이러한 구조의 경우, 바디의 폭 방향의 마진이 작아져 디라미네이션의 발생 가능성이 높아지고, 코일의 면적이 확장되는 것을 방해하게 되고, 이는 인덕터의 임피던스 및 인덕턴스(Inductance) 특성을 저하시키는 원인이 될 수 있다.
또한, 노출 단자의 폭이 커져, 노출 단자가 외부 전극의 모서리 부분까지 형성되면, 상대적으로 두께와 커버리지(Coverage)가 약한 외부 전극의 가장자리 부분을 통해 도금액이 침투하여 인덕터의 특성 산포가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 표 1에서도 볼 수 있듯이, 본 실시 예에 의한 인덕터는, 코일(120)의 제1 및 제2 리드부(121a, 122a)의 단면적의 종횡비(Aspect Ratio)가 높다.
이에, 제1 및 제2 리드부(121a, 122a)의 폭을 줄이더라도 종래의 인덕터에서의 노출 단자와 동일한 단면적을 형성할 수 있고, 종래의 인덕터와 동등한 수준의 코일(120)과 제1 및 제2 외부 전극(131, 132) 간의 전기적 연결성을 확보할 수 있다.
또한, 바디(110)의 폭 방향의 마진을 종래의 인덕터에 비해 상대적으로 더 확보하여 딜라미네이션 불량의 발생 가능성을 줄일 수 있고, 인덕터(100)의 임피던스 및 인덕턴스 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 제1 및 제2 리드부(121a, 122a)가 바디(110)의 중앙 쪽에 형성되기 때문에 제1 및 제2 외부 전극(131, 132)의 가장자리 부분을 통해 도금액이 침투하는 것을 방지하여 인덕터(100)의 특성 산포가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능 하다는 것은 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100: 인덕터
110: 바디
111: 자성체층
120: 코일
121-125: 도체 패턴
121a, 122a: 제1 및 제2 리드부
131, 132: 제1 및 제2 외부 전극
140, 150: 제1 및 제2 접속층
161, 162: 비아 전극

Claims (5)

  1. 코일을 포함하고, 서로 대향하는 제1 및 제2 면, 제1 및 제2 면과 연결되고 서로 대향되는 제3 및 제4 면, 제1 및 제2 면과 연결되고 제3 및 제4 면과 연결되며 서로 대향하는 제5 및 제6 면을 포함하며, 상기 코일의 양단이 제3 및 제4 면을 통해 각각 노출되는 바디;
    상기 바디의 제3 및 제4 면 중 일부에 각각 형성되고, 상기 코일의 노출된 부분과 각각 접속되는 제1 및 제2 접속층; 및
    상기 바디의 제3 및 제4 면에 각각 형성되고, 상기 제1 및 제2 접속층을 각각 커버하는 제1 및 제2 외부 전극을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 접속층은, 폭(A)에 대한 두께(B)의 비 B/A가 B/A>0.3인 인덕터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디의 폭(W)에 대한 상기 제1 및 제2 접속층의 폭(A)의 비 A/W가 A/W<0.5인 인덕터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코일은 복수의 도체 패턴을 포함하고, 상기 도체 패턴 중 적어도 하나에 상기 바디의 제3 및 제4 면을 통해 각각 노출되도록 제1 및 제2 리드부가 형성되는 인덕터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리드부의 폭이 상기 제1 및 제2 접속층의 폭과 동일하게 형성되는 인덕터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 외부 전극은 상기 바디의 제3 및 제4 면에서 제1, 제2, 제5 및 제6 면의 일부까지 각각 연장되게 형성되는 인덕터.
KR1020160169800A 2016-12-13 2016-12-13 인덕터 KR20180068149A (ko)

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