KR20180133153A

KR20180133153A - 코일 부품 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20180133153A
Application number: KR1020170069757A
Authority: KR
Inventors: 류정걸; 문병철; 김범석; 봉강욱; 장진혁
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2018-12-13
Also published as: US20180350505A1; CN108987039B; CN108987039A

Abstract

지지 부재와 상기 지지 부재의 적어도 일면에 배치된 코일 패턴을 포함하는 코일 부품과 이를 제조하는 방법에 있어서, 상기 코일 패턴은, 제1 코일층과 상기 제1 코일층 위에 배치되는 제2 코일층을 포함하며, 상기 제2 코일층은 상기 제1 코일층과 너비가 동일한 하부 영역과 상기 제1 코일층보다 너비가 큰 상부 영역으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

코일 부품 및 그 제조방법 {COIL COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 코일 부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.

스마트폰이나 태블릿 PC 등 휴대 기기의 고성능화에 따라 디스플레이 화면이 대형화되면서 AP의 속도가 빨라지고, 듀얼 코어 또는 쿼드 코어가 사용되는 등 전력 사용이 늘어남에 따라, DC-DC 컨버터(converter)나 잡음 필터(noise filter) 등에 주로 사용되는 박막형 인덕터는 높은 수준의 인덕턴스가 요구됨과 더불어 직류저항 저감의 필요성도 높은 상황이다.

더불어, IT 기술의 발전에 따라 각종 전자 장치의 소형화 및 박막화가 가속화되고 있으므로, 이에 따라 이러한 전자 장치에 사용되는 박막형 인덕터 또한 소형화 및 박막화가 꾸준히 요구되고 있는 실정이다.

이러한 추세에 따라, 당 기술분야에서는 균일하면서도 종횡비가 큰 코일 패턴을 가지는 박막형 인덕터를 제공하고자 다방면의 시도가 이어져오고 있는 실정이다.

본 발명의 여러 목적 중 하나는, 높은 수준의 종횡비를 가지면서도 안정적인 구조를 갖는 코일 부품과 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품은, 지지 부재와 상기 지지 부재의 적어도 일면에 배치된 코일 패턴을 포함하며, 상기 코일 패턴은, 제1 코일층과 상기 제1 코일층 위에 배치되는 제2 코일층을 포함하고, 상기 제2 코일층은 상기 제1 코일층과 너비가 동일한 하부 영역과 상기 제1 코일층보다 너비가 큰 상부 영역으로 이루어진다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조방법은, 지지 부재를 준비하는 단계, 상기 지지 부재의 적어도 일면에 금속층을 형성하는 단계, 상기 금속층 상에 코일 형상의 제1 오프닝 패턴을 갖는 제1 레지스트를 형성하는 단계, 상기 제1 레지스트 상에 상기 제1 오프닝 패턴보다 너비가 큰 코일 형상의 제2 오프닝 패턴을 갖는 제2 레지스트를 형성하는 단계, 상기 제1 및 제2 오프닝 패턴 내부에 도전성 금속을 충진하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 레지스트 및 상기 금속층 중 상기 제1 레지스트의 하부에 배치된 영역을 제거하여 코일 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 높은 수준의 종횡비를 가지면서도 안정적인 구조를 갖는 코일 부품을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 코일 패턴이 나타나도록 도시한 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 1의 I-I'면을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품의 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 4의 코일 부품의 여러 변형예를 나타낸 것이다.
도 6은 도 1의 코일 부품의 제조 공정의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 7은 도1의 코일 부품의 제조 공정의 다른 실시예를 도시한 것이다.

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.

이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품을 설명하되, 편의상 그 일 예로써 파워 인덕터(Power Inductor)로 설명하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 내용이 다른 다양한 용도의 코일 부품에도 적용될 수 있음은 물론이다. 다른 다양한 용도의 코일 부품의 예로는, 고주파 인덕터(High Frequency Inductor), 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 부품의 개략적인 사시도이다.

도 1에 나타난 바를 기준으로 하면, 하기의 설명에서 '길이' 방향은 도 1의 'X' 방향, '폭' 방향은 'Y' 방향, '두께' 방향은 'Z' 방향으로 정의될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(100)은, 외관을 구성하는 바디(40), 및 바디의 외부에 배치되는 외부전극(50)을 포함하여 구성될 수 있다.

바디(40)는 코일 부품(100)의 외관을 이룬다. 바디(40)는 길이 방향으로 마주보는 양 측면, 폭 방향으로 마주보는 양 측면, 및 두께 방향으로 마주보는 상면 및 하면으로 구성되는 대략 육면체 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

바디(40)는 자성 물질을 포함할 수 있다. 자성 물질은 철(Fe), 크롬(Cr), 또는 실리콘(Si)를 주성분으로 포함하는 금속 분말일 수 있으며, 또는 페라이트 분말일 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

바디(40)는 자성 물질 및 수지 혼합물을 포함하는 자성체 수지 복합체가 시트 형태로 성형되어 지지 부재(10) 상에 배치된 코일 패턴(20)의 상부 및 하부에 압착 및 경화되어 형성된 것일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 자성체 시트의 적층 방향은 코일 부품의 실장 면에 대하여 수직할 수 있다. 여기서 수직하다는 것은 완전한 90°뿐만 아니라 대략 90°인 경우, 즉 60~120° 정도인 것을 포함하는 개념이다.

외부전극(50)는 코일 부품(100)이 회로 기판 등에 실장될 때, 코일 부품(100)을 회로 기판 등과 전기적으로 연결시키는 역할 등을 수행하며, 외부 전극(50)은 코일 패턴(20)의 한 쌍의 인출부와 각각 접속되는 제1 및 제2 외부전극(50a, 50b)을 포함할 수 있다.

외부 전극(50)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), 주석(Sn)의 단독 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.

외부전극을 형성하는 방법 내지 구체적인 형상은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 디핑법 (dipping) 에 의해 알파벳 C자 형상으로 구성할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 코일 패턴이 나타나도록 도시한 개략적인 사시도이며, 도 3은 도 1의 I-I'면을 따라 절단한 개략적인 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하며, 도 1의 바디 내부의 구조를 보다 상세히 설명한다.

지지 부재(10)는 바디(40)의 내부에 구비되어 코일 패턴(20)를 지지하는 기능 등을 수행한다.

지지 부재는 절연 수지를 포함하는 절연 기판일 수 있다. 이 때, 절연 수지로는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지, 예를 들어, 프리프레그 (preprag), ABF (Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT (Bismaleimide Triazine) 수지, PID (Photo Imageable Dielectric) 수지 등이 사용될 수 있다. 지지 부재에 유리 섬유가 포함되면 강성이 보다 우수할 수 있다.

지지 부재(10)의 중앙 영역에는 관통 홀이 형성될 수 있으며, 관통 홀에는 바디를 이루는 물질과 동일한 물질이 충진되어 코어부(25)가 형성될 수 있다. 이 경우, 코일 부품의 투자율이 보다 향상될 수 있다. 이러한 코어부(25)는 바디(40)의 일부를 구성한다.

코일 패턴(20)은 지지 부재(10)의 양 면에 각각 형성된 제1 및 제2 코일 패턴(20a, 20b)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 코일 패턴(20a, 20b)는 나선(spiral) 형상으로 형성될 수 있으며, 지지 부재(10)를 관통하는 비아(26)를 통해 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 코일 패턴(20a, 20b)의 최외곽에는 외부전극(50a, 50b)와의 전기적인 연결을 위하여 바디(40)의 외부로 노출되는 제1 및 제2 인출부(28a, 28b)가 구비될 수 있으며, 제1 및 제2 인출부(28a, 28b)는 바디(40)의 길이 방향 양 측면으로 각각 노출될 수 있다. 제1 및 제2 인출부(28a, 28b)는 각각 제1 및 제2 코일 패턴(20a, 20b)의 최외곽 영역의 일부를 이루는 형태로서 제1 및 제2 코일 패턴(20a, 20b)과 일체로 형성될 수 있다.

코일 패턴(20)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.

코일 패턴(20)은 제1 코일층(22a, 22b)과 제1 코일층 위에 배치되는 제2 코일층(24a, 24b)을 포함한다.

제1 코일층(22a, 22b)은 제2 코일층의 기준에서 볼 때, 도금 시드(seed)의 역할을 하는 층이다. 통상적으로 도금 시드는 그 위에 형성되는 도금층에 의해 전체 외부 표면에 덮여지는 구조를 가진다. 그러나, 본 발명의 제1 코일층(22a, 22b)은 그 상면만이 그 위에 배치되는 제2 코일층에 의해 전체적으로 덮여지고, 그 측면의 적어도 일부는 그 위에 배치되는 제2 코일층에 의해 덮여지지 않는 구조를 가진다. 즉, 제1 코일층(22a, 22b)의 상면이 제2 코일층(24a, 24b)의 하면과 맞닿도록 구성되며, 제1 코일층(22a, 22b)의 측면은 제2 코일층(24a, 24b)에 의해 덮여지지 않기 때문에, 제1 코일층(22a, 22b)의 상면의 너비는 제2 코일층(24a, 24b) 하면의 너비와 실질적으로 동일하다.

통상적으로 지지 부재와 접하도록 배치되는 도금 시드의 너비는 그 위에 형성되는 도금층의 너비에 비해 작은데, 이 경우, 도금층들 간의 거리를 균일하게 하면서 일정 수준 이상으로 높게 형성시키는 것이 매우 어렵다. 즉, 도금층을 두께 방향으로 성장시키는데 일정한 한계가 있으며, 이에 따라, 코일 패턴의 종횡비(aspect ratio)를 충분히 증가시키기 어렵다.

그러나, 본 발명에서는 제1 코일층(22a, 22b)의 상면의 너비와 제2 코일층(24a, 24b) 하면의 너비가 실질적으로 동일하기 때문에, 코일 패턴의 인접 패턴 간 간격을 미세화하면서도 코일 패턴의 종횡비를 안정적으로 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 코일 패턴의 종횡비는 2 이상 20 이하일 수 있는데, 만약 종횡비가 2 보다 작은 경우 코일의 전기적 특성 등을 개선하는 효과가 크지 않으며, 20 보다 큰 경우 코일 패턴을 형성하는 공정에서 코일 패턴의 무너짐이나 지지부재의 휨 발생 등의 공성상 어려움이 존재할 수 있다.

제2 코일층(24a, 24b)은 제1 코일층과 너비가 동일한 하부 영역(24a1, 24b1)과 제1 코일층보다 너비가 큰 상부 영역(24a2, 24b2)으로 이루어진다. 즉, 코일 부품의 두께-폭 방향 단면에서 바라보았을 때, 제2 코일층(24a, 24b)은 알파벳 T자 형상으로 구성될 수 있다.

이와 같이 제2 코일층(24a, 24b)이 하부 영역과 상부 영역으로 이루어질 경우, 코일 패턴 형성을 위한 레지스트의 하면의 면적을 넓게 확보하면서도, 코일 패턴이 충진될 수 있는 공간을 충분히 확보할 수 있기 때문에, 코일 부품의 구조적 신뢰성을 개선하여 쇼트(short) 발생 등의 문제를 개선함과 동시에 고 종횡비를 확보할 수 있다.

제1 코일층(22a, 22b) 및 제2 코일층의 하부 영역(24a1, 24b1)의 높이의 합을 T_L이라 하고, 제2 코일층의 상부 영역(24a2, 24b2)의 높이를 T_U라고 할 때, T_U/T_L은 2 이상일 수 있다. 만약, T_U/T_L이 2 미만일 경우, 코일 부품의 구조적 신뢰성 개선 효과가 미흡할 수 있다.

제1 코일층(22a, 22b)의 인접 코일 패턴 간의 간격을 I_L이라 하고, 제2 코일층(24a, 24b)의 상부 영역의 인접 코일 패턴 간의 간격을 I_U라고 할 때, I_U/I_L은 0.5 이상 1 미만일 수 있다. 만약, I_U/I_L이 0.5 미만이거나 1 이상일 경우 코일 부품의 구조적 신뢰성 개선 효과가 미흡하거나, 코일 패턴이 충진될 수 있는 공간 확보가 미흡하여 코일 특성이 열화될 수 있다.

제1 코일층(22a, 22b)과 제2 코일층(24a, 24b)은 동일한 재질로 구성될 수 있으나, 서로 상이한 재질로 구성되는 것이 보다 바람직하다. 제1 및 제2 코일층으로 적용될 수 있는 재료는 구리 (Cu), 티타늄 (Ti), 니켈 (Ni), 주석 (Sn), 티타늄 (Ti), 몰리브덴 (Mo), 알루미늄 (Al) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 특히, 제1 코일층(22a, 22b)은 티타늄 (Ti) 또는 니켈 (Ni) 을 포함하고, 그 위에 배치되는 제2 코일층(24a, 24b)은 구리 (Cu) 를 포함하는 것이 바람직한데, 이는 전기전도성, 경제성, 공정 용이성 측면을 모두 고려한 것이다.

한편, 제1 코일층(22a, 22b)과 제1 코일층의 적어도 일부와 접촉되는 비아(26)는 서로 상이한 재질로 구성될 수 있는데, 마찬가지로, 제1 코일층(22a, 22b)은 티타늄 (Ti) 또는 니켈 (Ni) 을 포함하고, 비아(26)는 구리 (Cu) 를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 코일층(22a, 22b)과 비아(26) 사이에는 경계면이 존재하여, 서로 불연속적으로 배치된다. 참고로, 통상적인 코일 부품의 구조에서는, 비아와 그 비아와 연결되는 도금 시드는 동시에 형성되어 그 구성요소 간의 구별이 불가하며 서로 연속적으로 구성되는데, 본 발명의 코일 부품에서는 비아(26)와 그 위에 배치된 제1 코일층(22a, 22b)이 서로 상이한 공정을 통해 형성되므로, 그 구성요소 간의 구별이 가능하며 서로 불연속으로 구성된다.

제2 코일층의 하부 영역(24a1, 24b1)과 상부 영역(24a2, 24b2)은 동시에 형성될 수도 있으나, 별도로 형성되는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 상, 하부 영역이 별도로 형성될 경우, 도금 편차 개선에 유리하며, 이에 따라 코일 부품의 구조적 신뢰성 개선에 보다 유리할 수 있다.

코일 패턴(20)의 표면에는 절연재(30)가 형성되어 있을 수 있으며, 이를 통해, 코일 패턴(20)과 기타 구성 요소 간 절연성을 확보할 수 있다. 절연재(30)의 재질은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 폴리 (파라-크실린렌) (poly(p-xylylene)), 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 페녹시 (phenoxy) 수지, 폴리설폰 (polysulfone) 수지, 및 폴리카보네이트 (polycarbonate) 수지, 또는 페릴린 (perylene) 계 화합물의 수지를 포함할 수 있으며, 특히, 페릴린계 화합물을 포함하는 경우, 화학 기상 증착 방식을 활용하여 균일하고 안정적인 절연재를 구현할 수 있어 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

절연재(30)는 코일 패턴(20)의 인접 패턴 사이를 충진할 수 있다. 즉, 인접하는 코일 패턴(20) 사이에 배치되는 절연재가 코일 패턴의 최하단으로부터 최상단까지 전체에 걸쳐 완전하게 충진할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품의 개략적인 단면도이다.

도 4를 참조하면, 코일 패턴(20)은 복수의 곡선 영역(C)와 이를 연결하는 복수의 연결 영역(L)을 포함한다. 여기서, 연결 영역(L)은 직선 영역을 의미할 수 있다.

코일 패턴(20)의 적어도 일부는 측면에 굴곡이 형성된 형상을 가질 수 있다. 이와 같이 코일 패턴(20)의 적어도 일부가 측면에 굴곡이 형성되어 주름진 형상을 가질 경우, 지지 부재(10)와 코일 패턴(20)의 접촉 면적이 증가되며, 그 결과, 코일 패턴(20)의 종횡비(Aspect ratio)를 증가하더라도 코일 패턴의 무너짐으로 인한 구조 신뢰성의 문제가 효과적으로 방지될 수 있다.

상기와 같이 측면에 굴곡이 형성된 형상을 가지는 코일 패턴은 연결 영역(L)의 적어도 일부를 구성함이 바람직한데, 이는 연결 영역(L)에서 코일 패턴의 변형이 발생할 가능성이 곡선 영역(C)에서 코일 패턴의 변형이 발생할 가능성보다 상대적으로 높기 때문이다.

코일 패턴 중 주름진 형상을 가지는 영역은 칩 사이즈, Rdc값 등을 고려하여 적절히 설정할 수 있으며, 예를 들어, 코어부(25)를 기준으로 서로 마주하는 연결 영역(L) 내에 서로 대칭적으로 배치될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

코일 패턴의 측면에 형성된 굴곡의 구체적인 형상에 대해서는 구체적으로 한정하지 않으며, 마루와 골이 반복되어 양(positive)의 곡률 반경, 음(negative)의 곡률 반경이 반복되는 구조를 가지면 충분하다. 이때, 마루와 골이 곡선으로 구성되는 것은 물론, 뾰족한 포인트를 가질 수도 있는 등 구체적인 형상에는 제한이 없다.

도 5는 도 4의 코일 부품의 여러 변형예를 나타낸 것으로, 도 5의 (a)와 같이, 곡률 반경이 보다 큰 마루와 골이 반복된 구조를 가질 수도 있으며, 도 5의 (b)와 같이 굴곡이 형성된 형상(주름진 형상)을 갖는 영역과 굴곡이 형성되지 않은 형상(평평한 형상)을 갖는 영역이 교대로 반복된 구조를 가질 수도 있다.

도 6은 도 1의 코일 부품의 제조 공정의 일 실시예를 도시한 것이다. 이하, 도 6을 참조하여 도 1의 코일 부품을 제조하는 방법의 일 예에 대하여 상세히 설명한다.

도 6(a)를 참고하면, 비아 홀(1050)이 형성된 지지 부재(1000)를 준비한 후, 비아 홀(1050) 내부에 도전성 금속(2050)을 충진한다. 이러한 도전성 금속(2050)은 후술할 제1 및 제2 코일 패턴(2100, 2200)을 전기적으로 연결하는 비아를 구성한다. 이러한 도전성 금속(2050)은 구리(Cu)일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

도 6(b)를 참고하면, 지지 부재(1000)의 적어도 일 면에 금속층(2110, 2210)을 형성한다. 금속층(2110, 2210)은 후속 공정을 거쳐 제1 코일층을 구성하게 된다. 금속층(2110, 2210)을 형성하는 방법에는 제한이 없으며, 균일하고 박막인 금속층을 형성할 수 있는 방법이면 족하다. 예를 들어, 스퍼터링 (sputtering), 화학동, 화학 기상 증착 (Chemical Vapor Deposition, CVD) 등을 사용할 수 있다. 도금층(2110, 2210)의 두께는 당업자가 설계 변경을 통해 적절히 구성할 수 있으며, 예를 들어, 50nm 이상 1㎛ 이하일 수 있으며, 특별한 한정은 없다. 금속층(2110, 2210)에 특별한 재질의 한정은 없으며, 전기 전도성을 가지는 재질이면 되는데, 후술하는 금속층의 일부를 제거하는 단계를 고려할 때, 잔류되는 금속층을 최소화하기 위하여 티타늄 (Ti) 또는 니켈 (Ni) 을 주성분으로 포함하는 것이 바람직하다.

도 6(c)를 참고하면, 금속층(2110, 2210) 상에 제1 오프닝 패턴(6150)을 갖는 제1 레지스트(6100)를 형성한다. 이 경우, 제1 레지스트(6100)는 공지의 포토리소그래피 공법을 이용하여 형성할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 제1 레지스트(6100)의 재질은 오프닝 패턴 형성 후 박리가 가능하고, 빛에 의해 선택적으로 반응이 일어나는 감광성 고분자라면 어느 것이든 적용될 수 있다. 예를 들어, 제1 레지스트(6100)는 네가형 포토 레지스트 혹은 포지형 포토 레지스트일 수 있다. 여기서, 네가형 포토 레지스트는 빛이 닿은 부분(노광부)의 고분자만 불용화되어 현상 후 노광부의 고분자만 잔류하게 되는 감광성 고분자로써, 이러한 네가형 포토 레지스트의 예로는, 방향족 비스아지드(bis-azide), 메타크릴산 에스테르(Methacrylic aid ester), 계피산 에스테르 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 포지형 포토 레지스트는 빛이 닿은 부분(노광부)의 고분자만 가용화되어 현상 후, 비노광부의 고분자만 잔류하게 되는 감광성 고분자로써, 이러한 포지형 포토 레지스트의 예로는, 폴리메타크릴산 메틸, 나프트키논디아지드, 폴리브텐-1술폰 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

도 6(d)를 참고하면, 제1 레지스트(6100) 상에 제1 오프닝 패턴보다 너비가 큰 코일 형상의 제2 오프닝 패턴(6250)을 갖는 제2 레지스트(6200)를 형성한다. 제2 레지스트(6200)의 재질, 구체적인 형성 방법은 제1 레지스트(6100)의 그것과 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 6(e)를 참고하면, 제1 및 제2 오프닝 패턴(6150, 6250) 내부에 도전성 금속(2120, 2220)을 충진한다. 이 경우, 제1 및 제2 오프닝 패턴(6150, 6250) 내부에 충진되는 도전성 금속(2120, 2220)에 대하여 금속층(2110, 2120)은 시드층의 역할을 하기 때문에, 도전성 금속(2120, 2220)과 금속층(2110, 2120) 간의 얼라인먼트는 중요한 문제인데, 본 발명에서 제안하는 방법에 의하면, 금속층(2110, 2120)이 지지 부재(1000)의 상면 상에 연속적으로 배치되어 있기 때문에, 오프닝 패턴(6150, 6250)이나 도전성 금속(2120, 2220)의 형성 위치의 제약이 크지 않다. 그 결과, 제1 및 제2 도금층으로 구성되는 코일 패턴의 미세 선폭화가 보다 용이하게 된다.

도 6(e)에서, 제1 및 제2 오프닝 패턴(6150, 6250) 내부에 충진되는 도전성 금속(2120, 2220)의 상면이 그 측면에 배치된 제2 오프닝 패턴(6250)의 상면보다 높게 위치할 경우, 인접하는 도전성 금속(2120, 2220) 간 쇼트를 방지하기 위하여 연마 공정이 추가적으로 요구될 수 있다. 이 경우, 기계적 연마나 화학적 연마가 적용될 수 있으며, 통상의 기술자가 설계 요건에 따라 적절히 설계 변경할 수 있다. 한편, 제1 및 제2 오프닝 패턴(6150, 6250) 내부에 충진되는 도전성 금속(2120, 2220)의 상면이 그 측면에 배치된 제2 오프닝 패턴(6250)의 상면보다 낮게 위치하여 언더플레이팅(underplating) 된 경우에는 연마 공정은 생략될 수 있다.

도 6(f)를 참고하면, 제1 및 제2 레지스트(6100, 6200) 및 금속층(2110, 2210) 중 제1 레지스트(6100)의 하부에 배치된 영역을 제거하여, 코일 패턴(2000)을 형성한다. 이때, 금속층(2110, 2210) 중 제1 및 제2 오프닝 패턴(6150, 6250) 내부에 충진되는 도전성 금속(2120, 2220)의 하부에 배치된 영역은 제거되지 않는다. 제1 및 제2 레지스트(6100, 6200) 및 금속층(2110, 2210) 중 제1 레지스트(6100)의 하부에 배치된 영역은, 예를 들어, 레이져 트리밍(Laser Trimming)에 의해 제거될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 6(g)를 참고하면, 코일 패턴(2100, 2200)의 표면을 모두 감싸도록 코일 패턴(2100, 2200)의 표면에 절연재(3000)를 형성한다. 절연재를 형성하는 구체적인 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, CVD 또는 스퍼터링 방법에 의할 수 있다. 또한, 절연재의 재질에 대해서도 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 페릴린 수지로 이뤄질 수 있다.

도 6(h)를 참고하면, 절연 코팅된 코일 패턴을 봉합하도록 자성물질을 포함하는 바디(4000)를 형성한 후, 바디의 외면에 외부전극(5000)을 형성하여 코일 부품의 제조를 완성할 수 있다.

상기의 설명을 제외하고 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 특징과 중복되는 설명은 여기서 생략하도록 한다.

도 7은 도1의 코일 부품의 제조 공정의 다른 실시예를 도시한 것이다.

도 7의 제조 방법의 대부분은 도 6의 그것과 유사하나, 제2 코일층의 하부 영역을 이루는 도전성 금속과 제2 코일층의 상부 영역을 이루는 도전성 금속이 서로 상이한 단계에서 오프닝 패턴 내 충진된다는 점이 상이하다. 이와 같이, 제2 코일층의 하부 영역과 상부 영역이 서로 별개의 단계에서 형성될 경우, 도금 편차 개선에 유리하며, 이에 따라 코일 부품의 구조적 신뢰성 개선에 보다 유리할 수 있다.

상기의 설명을 제외하고 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조방법 상 특징과 중복되는 설명은 여기서 생략하도록 한다.

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 실시예 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.

10: 지지 부재
20: 코일 패턴
20a, 20b: 제1 및 제2 코일 패턴
22a, 22b: 제1 코일층
24a, 24b: 제2 코일층
24a1, 24b1: 제2 코일층의 하부 영역
24a2, 24b2: 제2 코일층의 상부 영역
25: 코어부
28a, 28b: 제1 및 제2 인출부
26: 비아
30: 절연재
40: 바디
50: 외부전극
50a, 50b: 제1 및 제2 외부전극
100: 코일 부품
1000: 지지 부재
1050: 비아 홀
2000: 코일 패턴
2050: 비아 홀 내부에 충진되는 도전성 금속
2100, 2200: 제1 및 제2 코일 패턴
2110, 2210: 금속층
2120, 2220: 오프닝 패턴 내부에 충진되는 도전성 금속
3000: 절연재
4000: 바디
5000: 외부전극
6100: 제1 레지스트
6150: 제1 오프닝 패턴
6200: 제2 레지스트
6250: 제2 오프닝 패턴

Claims

지지 부재와 상기 지지 부재의 적어도 일면에 배치된 코일 패턴을 포함하는 코일 부품에 있어서,
상기 코일 패턴은, 제1 코일층과 상기 제1 코일층 위에 배치되는 제2 코일층을 포함하고,
상기 제2 코일층은 상기 제1 코일층과 너비가 동일한 하부 영역과 상기 제1 코일층보다 너비가 큰 상부 영역으로 이루어지는 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 제1 코일층의 높이와 상기 제2 코일층 중 상기 하부 영역의 높이의 합을 T_L이라 하고, 상기 제2 코일층 중 상기 상부 영역의 높이를 T_U라고 할 때, T_U/T_L은 2 이상인 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 제1 코일층의 인접 코일 패턴 간의 간격을 I_L이라 하고, 상기 제2 코일층 중 상기 상부 영역의 인접 코일 패턴 간의 간격을 I_U라고 할 때, I_U/I_L은 0.5 이상 1 미만인 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 제1 코일층과 상기 제2 코일층은 서로 상이한 재질로 구성되는 코일 부품.
제4항에 있어서,
상기 제1 코일층은 티타늄(Ti) 또는 니켈(Ni)을 포함하고, 상기 제2 코일층은 구리(Cu)를 포함하는 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 제2 코일층의 하부 영역과 상부 영역은 별도로 형성되는 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 코일 패턴의 적어도 일부는 측면에 굴곡이 형성된 형상을 갖는 코일 부품.
제7항에 있어서,
상기 코일 패턴은 복수의 곡선 영역과 이를 연결하는 복수의 연결 영역을 포함하고, 상기 측면에 굴곡이 형성된 형상을 갖는 코일 패턴은 상기 연결 영역의 적어도 일부를 구성하는 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 코일 패턴은 상기 지지 부재의 양면에 각각 형성된 제1 및 제2 코일 패턴을 포함하는 코일 부품.
제9항에 있어서,
상기 제1 및 제2 코일 패턴은 상기 지지 부재 내부를 관통하여 형성된 비아에 의해 전기적으로 연결되는 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 코일 패턴의 표면에 형성된 절연재를 더 포함하는 코일 부품.
제11항에 있어서,
상기 절연재는 상기 코일 패턴의 인접 패턴 사이를 충진하는 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 지지 부재와 상기 코일 패턴을 봉합하고, 자성 물질을 포함하는 바디를 더 포함하는 코일 부품.
제13항에 있어서,
상기 바디의 외부에 배치되는 외부전극을 더 포함하는 코일 부품.
지지 부재를 준비하는 단계;
상기 지지 부재의 적어도 일면에 금속층을 형성하는 단계;
상기 금속층 상에 코일 형상의 제1 오프닝 패턴을 갖는 제1 레지스트를 형성하는 단계;
상기 제1 레지스트 상에 상기 제1 오프닝 패턴보다 너비가 큰 코일 형상의 제2 오프닝 패턴을 갖는 제2 레지스트를 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2 오프닝 패턴 내부에 도전성 금속을 충진하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 레지스트 및 상기 금속층 중 상기 제1 레지스트의 하부에 배치된 영역을 제거하여 코일 패턴을 형성하는 단계;
를 포함하는 코일 부품의 제조방법.
지지 부재를 준비하는 단계;
상기 지지 부재의 적어도 일면에 금속층을 형성하는 단계;
상기 금속층 상에 코일 형상의 제1 오프닝 패턴을 갖는 제1 레지스트를 형성하는 단계;
상기 제1 오프닝 패턴의 내부에 금속을 충진하는 단계;
상기 금속이 충진된 제1 레지스트 상에 상기 제1 오프닝 패턴보다 너비가 큰 코일 형상의 제2 오프닝 패턴을 갖는 제2 레지스트를 형성하는 단계;
상기 제2 오프닝 패턴 내부에 도전성 금속을 충진하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 레지스트 및 상기 금속층 중 상기 제1 레지스트의 하부에 배치된 영역을 제거하여 코일 패턴을 형성하는 단계;
를 포함하는 코일 부품의 제조방법.