KR20180105513A - 코일 전자부품 및 그의 실장 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 바디; 상기 바디의 실장면과 평행한 제1 방향의 양면에 배치되는 제1 및 제2 외부 전극; 상기 바디의 실장면에 수직한 제2 방향으로 배치되며, 상기 제2 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하는 지지부재; 및 상기 지지부재의 적어도 일면에 배치되는 코일;을 포함하는 코일 전자부품을 제공한다.

Description

코일 전자부품 및 그의 실장 기판{COIL ELECTRONIC COMPONENT AND BOARD HAVING THE SAME}

본 발명은 코일 전자부품 및 그의 실장 기판에 관한 것이다.

코일 전자부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항, 커패시터와 더불어 전자회로를 이루어 노이즈(Noise)를 제거하는 대표적인 수동소자로서, 전자기적 특성을 이용하여 커패시터와 조합하여 특정 주파수 대역의 신호를 증폭시키는 공진회로, 필터(Filter) 회로 등의 구성에 사용된다.

각종 통신 디바이스 또는 디스플레이 디바이스 등 IT 디바이스의 소형화 및 박막화가 가속화되고 있는데, 이러한 IT 디바이스에 채용되는 인덕터, 캐패시터, 트랜지스터 등의 각종 소자들 또한 소형화 및 박형화하기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 이에, 인덕터도 소형이면서 고밀도의 자동 표면 실장이 가능한 칩으로의 전환이 급속도로 이루어져 왔으며, 박막의 절연 기판의 상하면에 도금으로 형성되는 코일 패턴 위에 자성 분말을 수지와 혼합시켜 형성시킨 박막형 인덕터의 개발이 이어지고 있다.

한국 공개특허공보 제2016-0019265호 한국 공개특허공보 제2014-0011693호

본 발명의 일 목적은 별도의 추가 공정 없이 사용자가 육안으로 코일의 배치 방향을 파악할 수 있는 코일 전자부품을 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 예를 통하여 신규한 구조의 코일 전자부품을 제안하고자 하며, 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 전자부품은 바디; 상기 바디의 실장면과 평행한 제1 방향의 양면에 배치되는 제1 및 제2 외부 전극; 상기 바디의 실장면에 수직한 제2 방향으로 배치되며, 상기 제2 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하는 지지부재; 및 상기 지지부재의 적어도 일면에 배치되는 코일;을 포함한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 다른 예를 통하여 신규한 구조의 코일 전자부품이 실장된 실장 기판을 제안하고자 하며, 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 전자부품의 실장 기판은 일면에 제1 및 제2 단자가 배치된 기판; 및 상기 기판에 배치되는 코일 전자부품;을 포함한다. 상기 코일 전자부품은, 바디; 상기 바디의 실장면과 평행한 제1 방향의 양면에 배치되는 제1 및 제2 외부 전극; 상기 바디의 실장면에 수직한 제2 방향으로 배치되며, 상기 제2 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하는 지지부재; 및 상기 지지부재의 적어도 일면에 배치되는 코일;을 포함한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 전자부품은 지지부재에 배치된 코일이 바디의 실장면에 수직하게 배치되나, 지지부재가 실장면에 수직한 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하기 때문에, 별도의 추가 공정 없이 사용자가 육안으로 코일의 배치 방향을 파악할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 전자부품의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 전자부품의 투시 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 전자부품의 실장 기판의 단면도를 개략적으로 도시한 것 이다.

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 예로 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 실시 예는 당해 기술 분야에서 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 도면에 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도면에 도시된 W 방향, L 방향 및 T 방향은 각각 폭 방향, 길이 방향 및 두께 방향으로 표현될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 바디의 실장면을 기준으로 바디의 실장면에 평행한 방향을 제1 방향(L 방향), 바디의 실장면에 수직한 방향을 제2 방향(T 방향), 제1 및 제2 방향에 수직한 방향을 제3 방향(W 방향)이라 할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 전자부품을 설명하되, 편의상 그 일 예로써 인턱터로 설명하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 내용이 다른 다양한 용도의 코일 전자부품에도 적용될 수 있음은 물론이다. 다른 다양한 용도의 코일 전자부품의 예로는, 커먼 모드 필터(Common Mode Filter), 통상의 비드(General Bead), 고주파용 비드(GHz Bead) 등을 들 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 전자부품(100)의 사시도를 개략적으로 도시한 것이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 전자부품(100)의 투시 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 전자부품(100)은, 내부에 지지부재(21)를 포함하는 바디(10), 지지부재(21)의 일면 및 이에 대향하는 타면에 각각 배치된 제1 및 제2 코일 도체(22, 23) 및 외부 전극(31, 32)를 포함하여 구성될 수 있다.

바디(10)는 코일 전자부품(100)의 외관을 이룬다. 바디(10)는 제1 방향으로 마주보는 제1면(S1) 및 제2면(S2), 제2 방향으로 마주보는 제3면(S3) 및 제4면(S4), 및 제3 방향으로 마주보는 제5면(S5) 및 제6면(S6)으로 구성되는 대략 육면체 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바디(10)는 제1 방향(L) 및 제2 방향(T)에 수직한 제3 방향(W)의 길이가 제2 방향(T)의 길이보다 클 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 바디(10)는 제3 방향(W)의 길이와 제2 방향(T)의 길이가 동일할 수 있다. 특히, 바디(10)의 제2 방향(T) 및 제3 방향(W)의 길이가 동일한 경우, 사용자가 육안으로 코일이 배치된 방향을 확인할 수 없다는 문제가 있다. 여기서 동일하다는 것은 사용자의 육안으로 구별할 수 없을 정도로 동일한 것을 의미한다.

바디(10)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)을 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(10)는 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물을 포함하는 자성체 수지 복합체가 시트 형태로 성형되어 제1 및 제2 코일 도체(22, 23)의 상부 및 하부에 압착 및 경화되어 형성된 것일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

이때, 자성체 수지 복합체의 적층 방향을 코일 전자부품의 실장 면에 대하여 평행하게 하여, 제1 및 제2 코일 도체(22, 23)로 형성되는 코일이 실장면에 대해 수직하도록 배치될 수 있다. 여기서 수직 하다는 것은 완전한 90°뿐만 아니라 대략 90°인 경우, 즉 60~120° 정도인 것을 포함하는 개념이다.

지지부재(21)는 바디(10)의 내부에 구비되어 제1 및 제2 코일 도체(22, 23)을 지지하는 기능 등을 수행하며, 예를 들어, 폴리프로필렌글리콜(PPG) 기판, 페라이트 기판 또는 금속계 연자성 기판 등으로 형성될 수 있다. 이 경우, 지지부재(21)의 중앙 영역에는 관통 홀이 형성될 수 있으며, 상기 관통 홀에는 바디를 이루는 물질과 동일한 물질로 충진되어 코어부(15)를 형성할 수 있는데, 이러한 코어부(15)는 바디(10)의 일부를 구성한다.

제1 및 제2 코일 도체(22, 23)는 지지부재(21)의 일면 및 이에 대향하는 타면에 각각 형성된다. 제1 및 제2 코일 도체(22, 23)는 나선(spiral) 형상으로 형성될 수 있으며, 지지부재(21)를 관통하는 내부 비아를 통해 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 코일 도체(22, 23)는 나선형의 전극이 형성된 제1 및 제2 용량부(22a, 23a)를 포함하며, 최외곽에는 제1 및 제2 외부 전극(31, 32)과의 전기적인 연결을 위하여 바디(10)의 외부로 노출되는 제1 및 제2 인출부(22b, 23b)가 구비되며, 제1 및 제2 인출부(22b, 23b)는 바디(10)의 제1면(S1) 및 제2면(S2)으로 각각 노출된다. 제1 및 제2 인출부(22b, 23b)는 각각 제1 및 제2 코일 도체(22, 23)의 최외곽 영역의 일부를 이루는 형태로서 제1 및 제2 코일 도체(22, 23)와 일체로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 코일 도체(22, 23)은 내부 비아를 통해 전기적으로 연결됨으로써 하나의 코일을 구성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 지지부재(21)의 일면에만 코일 도체를 형성하고, 이러한 코일 도체를 양 단부를 인출부를 통해 각각 제1 및 제2 외부 전극에 연결되도록 하여 코일을 구성하는 것도 가능하다.

제1 및 제2 코일 도체(22, 23)는 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.

제1 및 제2 외부 전극(31, 32)은 코일 전자부품이 회로 기판 등에 실장될 때, 코일 전자부품을 회로 기판 등과 전기적으로 연결시키는 역할 등을 수행한다.

제1 및 제2 외부 전극(31, 32)는 도금에 의해 형성될 수 있다. 이 경우, 두께 조절이 용이할 뿐만 아니라, 외부전극의 두께를 보다 얇게 할 수 있어, 바디(10)의 체적을 증가시킬 수 있으며, 인덕턴스, 직류저항특성 및 효율 등을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

제1 및 제2 외부 전극(31, 32)은 전도성 물질을 포함하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu), 백금(Pt), 주석(Sn) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다. 한편, 제1 및 제2 외부 전극(31, 32)가 도금에 의해 형성될 경우, 제1 및 제2 외부 전극(31, 32)은 글래스(glass) 성분 및 수지를 포함하지 않을 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 전자부품(100)의 지지부재(21)는 돌출부(40)를 포함한다.

근래 IT 디바이스의 소형화 및 박막화에 따라, 코일 전자부품의 바디의 크기가 2520 & 1.0t (2.5 mm(L) × 2.0 mm(W) × 1.0 mm(T))에서 현재 이용되는 1608 & 0.8t (1.6 mm(L) × 0.8 mm(W) × 0.8 mm(T))로 작아졌으며, 향후에는 1005 & 0.5t (1.0 mm(L) × 0.5 mm(W) × 0.5 mm(T))까지 소형화될 전망이다.

이와 같은 소형화 경향을 살펴보면, 실장 밀도 증가를 위하여 바디의 크기 중 길이(L) 및 폭(W)의 감소량이 두께(T)의 감소량에 비해 상대적으로 큰 것을 확인할 수 있다.

종래의 경우, 지지부재를 바디의 실장면에 평행한 면, 즉 L × W 면에 평행하도록 배치하고, 지지부재의 적어도 일면에 코일을 배치하였다. 따라서, 코일 전자부품의 바디의 소형화 경향에 따라 바디의 크기 중 길이(L) 및 폭(W)이 현저히 감소하여 코일 전자부품이 목표하는 L, Q값 및 낮은 저항을 확보하는데 한계가 존재한다.

따라서, 지지부재를 바디의 실장면에 수직한 면, 즉 L × T 또는 W × T 면에 평행하도록 배치하면, 코일이 배치될 수 있는 면적이 증가하게 된다. 즉, 코일을 바디의 실장면에 수직하도록 배치함으로써 바디의 소형화에 따라 발생하는 제약을 극복함에 따라 코일의 면적 증가, 코일 내부의 코어의 면적 증가, 코일의 최외곽부와 바디의 외측면 사이의 충분한 마진부 확보 등을 통해 보다 높은 성능을 구현할 수 있다.

다만, 이와 같이 지지부재를 인덕터의 실장면에 수직한 면, 즉 L × T 또는 W × T 면에 평행하도록 배치하여 코일을 인덕터의 실장면에 수직하도록 배치하는 경우에는 바디의 외관상 코일의 방향을 확인할 수 없어, 바디에 별도의 마킹이 필요하다.

종래에는 바디의 실장면에 대해 수평한 코일을 포함하는 코일 전자부품의 경우, 코일에 흐르는 전류로 인하여 발생하는 자속의 방향을 구별하기 위하여 코일 어레이를 형성한 후에 자성체 시트를 적층 및 압착하고, 적층 방향의 상부에 마킹을 인쇄한 후에 각각의 바디로 다이싱하고, 바디의 외측에 외부 전극을 형성하여 코일 전자부품을 완성한다.

하지만, 바디의 실장면에 대해 수직한 코일을 포함하는 코일 전자부품의 경우, 다이싱 하는 면에 자속의 방향을 구별하기 위한 마킹을 표시하여야 하기 때문에 인쇄를 통하여 마킹을 형성할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코일 전자부품(100)은 지지부재(21)가 바디(10)의 실장면에 수직한 제2 방향(T)으로 세워진 평판형으로 배치되며, 지지부재(21)는 제2 방향(T)으로 연장되는 돌출부(40)를 포함하기 때문에, 별도의 공정 없이 사용자가 돌출부(40)를 통해 코일 전자부품(100)의 자속의 방향을 구별할 수 있다.

돌출부(40)는 바디(10)의 외측으로 적어도 일부가 노출될 수 있다. 예를 들어, 바디(10)의 제3면(S3)이 실장면으로 제공될 때, 돌출부(40)는 제4면(S4)으로 적어도 일부가 노출될 수 있다.

이 때, 돌출부(40)는 제4면(S4)의 중앙에서 제1 방향(L)으로 이격되어 배치됨으로써, 사용자가 돌출부(40)를 통해 코일 전자부품(100)의 자속의 방향을 구별할 수 있다.

특히, 바디(10)의 제4면(S4)은 코일 전자부품(100)의 제조 공정 중에 다이싱 공정에 의해 형성되는 절단면이며, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 전자부품(100)은 별도의 공정 없이 절단면인 제4면(S4)으로 마킹 역할을 수행하는 돌출부(40)를 노출시킬 수 있다는 효과가 있다.

또한, 바디(10)가 제2 방향(T)의 길이와 제3 방향(W)의 길이가 동일한 경우에도, 사용자가 돌출부(40)를 통해 코일의 형성 방향 또는 자속의 방향을 구별할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 전자부품의 실장 기판(200)의 단면도를 개략적으로 도시한 것 이다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 전자부품의 실장 기판(200)은 코일 전자부품(100)이 실장되는 기판(210)과, 기판(210)의 상면에 서로 이격되게 형성된 제1 및 제2 단자(221, 222)를 포함한다.

이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 전자부품(100)은 제1 및 제2 외부 전극(31, 32)이 각각 제1 및 제2 단자(221, 222) 위에 접촉되게 위치한 상태에서 솔더에 의해 기판(210)과 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 전자부품의 실장 기판(200)에 있어서, 배치되는 코일 전자부품(100)에 대한 설명은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 전자부품(100)과 동일하다.

따라서, 사용자가 코일 전자부품(100)을 기판(210)에 실장할 때, 돌출부(40)를 통해 코일의 형성 방향 또는 자속의 방향을 구별할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 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 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

100: 코일 전자부품
10: 바디
15: 코어부
21: 지지부재
22: 제1 코일 도체
22a: 제1 용량부
22b: 제1 인출부
23: 제2 코일 도체
23a: 제2 용량부
23b: 제2 인출부
31: 제1 외부 전극
32: 제2 외부 전극
210; 기판
221, 222; 제1 및 제2 전극 패드
231, 232; 솔더

Claims (12)

1. 바디;
   상기 바디의 실장면과 평행한 제1 방향의 양면에 배치되는 제1 및 제2 외부 전극;
   상기 바디의 실장면에 수직한 제2 방향으로 배치되며, 상기 제2 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하는 지지부재; 및
   상기 지지부재의 적어도 일면에 배치되는 코일;을 포함하는 코일 전자부품.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 돌출부는 상기 바디의 외측으로 적어도 일부가 노출되는 코일 전자부품.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 바디는 제1 방향의 양면을 각각 제1면 및 제2면이라 하고, 제2 방향의 양면을 각각 제3면 및 제4면이라 할 때,
   상기 제3면은 상기 바디의 실장면이고,
   상기 돌출부는 상기 제4면으로 적어도 일부가 노출되는 코일 전자부품.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 돌출부는 상기 제4면의 중앙에서 상기 제1 방향으로 이격되어 배치된 코일 전자부품.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 제4면은 절단면인 코일 전자부품.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 바디는 상기 제1 및 제2 방향에 수직한 제3 방향의 길이와 상기 제2 방향의 길이가 동일한 코일 전자부품.
   
7. 일면에 제1 및 제2 단자가 배치된 기판; 및
   상기 기판에 배치되는 코일 전자부품;을 포함하고,
   상기 코일 전자부품은,
   바디;
   상기 바디의 실장면과 평행한 제1 방향의 양면에 배치되는 제1 및 제2 외부 전극;
   상기 바디의 실장면에 수직한 제2 방향으로 배치되며, 상기 제2 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하는 지지부재; 및
   상기 지지부재의 적어도 일면에 배치되는 코일;을 포함하는 코일 전자부품의 실장 기판.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 돌출부는 상기 바디의 외측으로 적어도 일부가 노출되는 코일 전자부품의 실장 기판.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 바디는 제1 방향의 양면을 각각 제1면 및 제2면이라 하고, 제2 방향의 양면을 각각 제3면 및 제4면이라 할 때,
   상기 제3면은 상기 바디의 실장면이고,
   상기 돌출부는 상기 제4면으로 적어도 일부가 노출되는 코일 전자부품의 실장 기판.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 제4면의 중앙에서 상기 제1 방향으로 이격되어 배치된 코일 전자부품의 실장 기판.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 제4면은 절단면인 코일 전자부품의 실장 기판.
    
12. 제7항에 있어서,
    상기 바디는 상기 제1 및 제2 방향에 수직한 제3 방향의 길이와 상기 제2 방향의 길이가 동일한 코일 전자부품의 실장 기판.
    
    
    

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