KR20190082181A - 칩 전자부품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절연 기판; 상기 절연 기판의 일면에 배치된 제 1 내부 코일부; 상기 절연 기판의 일면과 대향하는 타면에 배치된 제 2 내부 코일부; 상기 절연 기판을 관통하여 상기 제 1 및 제 2 내부 코일부를 연결하는 비아; 및 상기 비아를 덮도록 상기 절연 기판의 일면에 배치된 제 1 비아 패드와, 상기 절연 기판의 타면에 배치된 제 2 비아 패드;를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 비아 패드는 인접한 제 1 및 제 2 내부 코일부 방향으로 배치된 칩 전자부품 및 이의 실장 기판에 관한 것이다.
Description
본 발명은 칩 전자부품에 관한 것이다.
칩 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.
최근 들어, 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.
이러한 박막형 인덕터는 절연 기판 상에 코일 패턴을 형성한 후 외부에 자성체 재료를 충진하여 제작한다.
한편, 상기 인덕터의 소형화 및 박막화를 구현하기 위해선 코일 간의 연결 부분에 있어서도 소형화 및 고용량에 맞추어 기존 형상의 제약 조건을 해결할 수 있어야 한다.
구체적으로, 상기 인덕터의 코일을 형성하는 기판 도금 공정은 상기 기판의 일면에 코일 형상의 패턴을 가지는 코일 도체 패턴이 형성될 수 있으며, 상기 기판의 반대 면에도 코일 형상의 패턴을 가지는 코일 도체 패턴이 형성될 수 있다.
상기 기판의 일면과 반대 면에 형성되는 코일 도체 패턴은 상기 기판에 형성되는 비아 전극을 통해 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 비아 전극은 일반적으로 코일 도체 패턴 부분과 일직선 상에 있으며, 비아 부분 틀어짐에 의한 불량에 대비하기 위해 패드(Pad)를 크게 제작함에 따라 소형 및 고용량 인덕터 구현에 문제가 있다.
또한, 상기 패드(Pad)의 위치가 인덕턴스 용량을 구현하는 코어 쪽으로 위치함에 따라 내부 코어 면적이 감소하여 소형화 구현에 큰 제약이 따르는 실정이다.
따라서, 용량을 충분히 확보할 수 있으면서도 소형인 인덕터의 구현은 여전히 필요한 실정이다.
본 발명은 비아 패드의 형상 및 위치를 변경하여 비아 패드의 면적에 의한 인덕턴스의 손실을 방지할 수 있는 칩 전자부품에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 절연 기판; 상기 절연 기판의 일면에 배치된 제 1 내부 코일부; 상기 절연 기판의 일면과 대향하는 타면에 배치된 제 2 내부 코일부; 상기 절연 기판을 관통하여 상기 제 1 및 제 2 내부 코일부를 연결하는 비아; 및 상기 비아를 덮도록 상기 절연 기판의 적어도 일면에 배치된 비아 패드;를 포함하며, 상기 비아 패드는 인접한 제 1 및 제 2 내부 코일부 방향으로 배치되며, 상기 제 1 내부 코일부 및 제 2 내부 코일부를 둘러싸는 자성체 본체를 더 포함하며, 상기 자성체 본체는 금속 자성체 분말을 포함하고, 상기 절연 기판의 중앙부에는 관통 홀이 배치되고, 상기 관통 홀은 자성체로 충진되어 코어부를 형성하는 칩 전자부품을 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태는 상부에 제 1 및 제 2 전극 패드를 갖는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판 위에 설치된 상기 칩 전자부품;을 포함하는 칩 전자부품의 실장 기판을 제공한다.
본 발명에 따르면, 비아 패드를 인접한 코일 방향으로 배치함으로써, 코어의 면적을 충분히 확보할 수 있어 비아 패드의 면적에 의한 인덕턴스의 손실을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 칩 전자부품의 내부 코일부가 나타나게 도시한 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 의한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 비아 패드를 나타내기 위한 개략 평면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 의한 단면도이다.
도 5는 도 1의 칩 전자부품이 인쇄회로기판에 실장된 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 의한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 비아 패드를 나타내기 위한 개략 평면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 의한 단면도이다.
도 5는 도 1의 칩 전자부품이 인쇄회로기판에 실장된 모습을 도시한 사시도이다.
이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
칩 전자부품
이하에서는 본 발명의 일 실시형태에 따른 칩 전자부품을 설명하되, 특히 박막형 인덕터로 설명하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 칩 전자부품의 내부 코일부가 나타나게 도시한 개략 사시도이다.
도 1을 참조하면, 칩 전자부품의 일 예로써 전원 공급 회로의 전원 라인에 사용되는 박막형 인덕터가 개시된다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 칩 전자부품(100)은 자성체 본체(50), 상기 자성체 본체(50)의 내부에 매설된 내부 코일부(41, 42) 및 상기 자성체 본체(50)의 외측에 배치되어 상기 내부 코일부(41, 42)와 전기적으로 연결된 제 1 및 제 2 외부전극(81, 82)을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 칩 전자부품(100)에 있어서, '길이' 방향은 도 1의 'L' 방향, '폭' 방향은 'W' 방향, '두께' 방향은 'T' 방향으로 정의하기로 한다.
상기 자성체 본체(50)는 칩 전자부품(100)의 외관을 이루며, 자기 특성을 나타내는 재료라면 제한되지 않고, 예를 들어, 페라이트 또는 금속 자성체 분말이 충진되어 형성될 수 있다.
상기 페라이트는 예를 들어, Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Zn-Cu계 페라이트, Mn-Mg계 페라이트, Ba계 페라이트 또는 Li계 페라이트 등일 수 있다.
상기 금속 자성체 분말은 Fe, Si, Cr, Al 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, Fe-Si-B-Cr계 비정질 금속일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 금속 자성체 분말의 입자 직경은 0.1㎛ 내지 30㎛일 수 있으며, 에폭시(epoxy) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 등의 열경화성 수지에 분산된 형태로 포함될 수 있다.
상기 자성체 본체(50)의 내부에 배치된 절연 기판(20)의 일면에는 코일 형상의 제 1 내부 코일부(41)가 형성되며, 상기 절연 기판(20)의 일면과 대향하는 타면에는 코일 형상의 제 2 내부 코일부(42)가 형성된다.
상기 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42)는 스파이럴(spiral) 형상으로 형성될 수 있으며, 전기 도금법을 수행하여 형성할 수 있다.
상기 절연 기판(20)은 예를 들어, 폴리프로필렌글리콜(PPG) 기판, 페라이트 기판 또는 금속계 연자성 기판 등으로 형성된다.
상기 절연 기판(20)의 중앙부는 관통되어 관통 홀을 형성하고, 상기 관통 홀은 자성 재료로 충진되어 코어부(55)를 형성한다.
자성 재료로 충진되는 코어부(55)를 형성함에 따라 인덕턴스(Ls)를 향상시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 의한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 절연 기판(20)의 일면과 타면에 형성된 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42)는 상기 절연 기판(20)을 관통하여 형성되는 비아(45)를 통해 연결된다.
상기 비아(45)를 덮도록 상기 절연 기판(20)의 일면과 타면에 각각 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)가 형성된다.
상기 제 1 비아 패드(43)는 상기 제 1 내부 코일부(41)의 일 단부가 연장되어 형성되며, 상기 제 2 비아 패드(44)는 상기 제 2 내부 코일부(42)의 일 단부가 연장되어 형성된다.
상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)는 상기 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42)와 마찬가지로 전기 도금법을 수행하여 형성할 수 있다.
일반적으로, 비아(Via)는 내부 코일 부분과 일직선 위에 있으며, 상기 비아(Via)의 틀어짐에 의한 오픈(Open) 불량이 문제될 수 있다.
상기와 같은 오픈(Open) 불량을 막기 위해 비아 패드를 형성할 경우 그 면적을 크게 하는 경향이 있으며, 이는 칩 전자 부품의 소형화 및 고용량화 구현에 있어서 제약 조건으로 작용하여 왔다.
한편, 상기와 같이 면적이 큰 비아 패드는 또한 인덕턴스(Ls)를 구현하는 코어 방향으로 배치됨에 따라 내부 코어부의 면적이 줄어들어 칩 전자부품의 소형화 과정에서 용량이 저하되는 문제가 있다.
즉, 비아 패드의 면적이 증가함에 따라 코어부 면적이 감소하게 되고, 코어부에 충진되는 자성체가 감소하여 인덕턴스(Ls) 특성이 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기의 문제를 해결하기 위하여 상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)는 인접한 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42) 방향으로 배치된다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 비아 패드를 나타내기 위한 개략 평면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)는 인접한 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42) 방향으로 배치됨을 알 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)는 그 형상에 제한이 없으며, 일반적으로 비아의 형상과 동일하게 원형의 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)는 일반적인 제품의 배치 형상과 달리 상기 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42) 방향으로 치우쳐 배치될 수 있다.
상기와 같이 배치됨으로 인하여 종래 대비 코어부(55)의 면적이 커지게 되어 코어부에 충진되는 자성체가 증가하므로 인덕턴스(Ls) 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 비아(45)와 비아 패드(43, 44)의 정렬(Alignment)이 맞지 않고 틀어져 전기적 연결이 끊기는 오픈(Open) 불량을 방지하면서도 자성체가 충진되는 코어부(55)의 면적을 최대한 확보하여 고 인덕턴스(Ls)를 구현할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)에 인접한 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42)는 상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)와 절연되도록 홈이 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 칩 전자부품의 고 인덕턴스(Ls) 구현을 위해 상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)를 인접한 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42) 방향으로 배치함으로써 쇼트 불량의 문제가 발생할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)에 인접한 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42)에는 홈이 형성될 수 있다.
상기 홈은 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42)와 상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)가 절연되도록 형성되면 되며, 그 형상은 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 홈의 중심과 상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)의 중심은 일치할 수 있다.
즉, 상기 홈은 상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)를 중심으로 등분할된 형상을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)와 인접한 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42) 사이의 간격(d)은 3㎛ 이상일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)와 인접한 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42) 사이의 간격(d)이 3㎛ 이상이 되도록 조절함으로써, 상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)에 인접한 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42)는 상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)와 절연 특성을 확보할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)와 인접한 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42) 사이의 간격(d)이 3㎛ 미만의 경우에는 쇼트 불량이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기와 같이 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)가 상기 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42) 방향으로 치우쳐 배치됨으로써, 종래 대비 코어부(55)의 면적이 커지게 되어 코어부에 충진되는 자성체가 증가하므로 인덕턴스(Ls) 특성을 향상시킬 수 있다.
즉, 칩 전자부품이 소형화되더라도, 상기와 같은 비아 패드의 배치로 인하여 코어부의 면적을 크게 확보할 수 있어, 충진되는 자성체의 증가에 따라 고용량 칩 전자부품을 구현할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 내부 코일부(41, 42), 비아(45) 및 제 1 및 제 2 비아 패드(43, 44)는 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) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
도 4는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 의한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제 1 내부 코일부(41)의 타 단부는 연장되어 자성체 본체(50)의 길이(L) 방향의 일 단면으로 노출되는 제 1 인출부(46)를 형성할 수 있으며, 상기 제 2 내부 코일부(42)의 타 단부는 연장되어 자성체 본체(50)의 길이(L) 방향의 타 단면으로 노출되는 제 2 인출부(47)를 형성할 수 있다.
다만, 반드시 이에 제한되지 않으며, 상기 제 1 및 제 2 인출부(46, 47)는 상기 자성체 본체(50)의 적어도 일면으로 노출될 수 있다.
상기 자성체 본체(50)의 길이(L) 방향의 양 단면으로 노출되는 상기 제 1 및 제 2 인출부(46, 47)와 각각 접속하도록 자성체 본체(50)의 길이(L) 방향의 양 단면에 각각 제 1 및 제 2 외부전극(81, 82)이 배치된다.
상기 제 1 및 제 2 외부전극(81, 82)은 전기 전도성이 뛰어난 금속을 포함하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag) 등의 단독 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
*
칩 전자부품의 실장 기판
도 5는 도 1의 칩 전자부품이 인쇄회로기판에 실장된 모습을 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 칩 전자부품(100)의 실장 기판(200)은 칩 전자부품(100)이 실장된 인쇄회로기판(210)과, 인쇄회로기판(210)의 상면에 서로 이격되게 형성된 제 1 및 제 2 전극 패드(211, 212)를 포함한다.
이때, 상기 칩 전자부품(100)의 양 단면에 형성된 제 1 및 제 2 외부전극(81, 82)이 각각 제 1 및 제 2 전극 패드(211, 212) 위에 접촉되게 위치한 상태에서 솔더(230)에 의해 인쇄회로기판(210)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 실장된 칩 전자부품(100)의 내부 코일부(41, 42)는 상기 인쇄회로기판(210)의 실장 면에 대하여 수평하게 배치된다.
상기의 설명을 제외하고 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 칩 전자부품의 특징과 중복되는 설명은 여기서는 생략하도록 한다.
본 발명은 실시 형태에 의해 한정되는 것이 아니며, 당 기술분야의 통상의 지 식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환 및 변형이 가능하고 동일하거나 균등한 사상을 나타내는 것이라면, 본 실시예에 설명되지 않았더라도 본 발명의 범위 내로 해석되어야 할 것이고, 본 발명의 실시형태에 기재되었지만 청구범위에 기재되지 않은 구성 요소는 본 발명의 필수 구성요소로서 한정해석되지 아니한다.
100 : 칩 전자부품
20 : 절연 기판
41, 42 : 제 1 및 제 2 내부 코일부
43, 44 : 제 1 및 제 2 비아 패드 45 : 비아
46, 47 : 제 1 및 제 2 인출부 50 : 자성체 본체
55 : 코어부 81, 82 : 제 1 및 제 2 외부전극
200 : 실장 기판 210 : 인쇄회로기판
211, 212 : 제 1 및 제 2 전극패드 230 : 솔더
41, 42 : 제 1 및 제 2 내부 코일부
43, 44 : 제 1 및 제 2 비아 패드 45 : 비아
46, 47 : 제 1 및 제 2 인출부 50 : 자성체 본체
55 : 코어부 81, 82 : 제 1 및 제 2 외부전극
200 : 실장 기판 210 : 인쇄회로기판
211, 212 : 제 1 및 제 2 전극패드 230 : 솔더
Claims (7)
- 절연 기판;
상기 절연 기판의 일면에 배치된 제 1 내부 코일부;
상기 절연 기판의 일면과 대향하는 타면에 배치된 제 2 내부 코일부;
상기 절연 기판을 관통하여 상기 제 1 및 제 2 내부 코일부를 연결하는 비아; 및
상기 비아를 덮도록 상기 절연 기판의 적어도 일면에 배치된 비아 패드;를 포함하며,
상기 제1 및 제2 내부 코일부 중 적어도 하나는 상기 비아 패드에 인접한 측면에 상기 비아 패드를 수용하는 홈이 형성되고 상기 홈의 깊이는 상기 제1 및 제2 내부 코일부의 폭보다 작은 칩 전자부품.
- 제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 내부 코일부 중 적어도 하나는 상기 홈이 형성된 측면의 맞은 편 측면에서 곡률이 일정하게 유지되는 칩 전자부품.
- 제 1항에 있어서,
상기 홈의 중심과 상기 비아 패드의 중심은 일치하는 칩 전자부품.
- 제 1항에 있어서,
상기 비아 패드는 제1 비아 패드와 제2 비아 패드로 구성되며, 상기 제 1 비아 패드는 상기 제 1 내부 코일부의 일 단부가 연장되어 형성되며, 상기 제 2 비아 패드는 상기 제 2 내부 코일부의 일 단부가 연장되어 형성된 칩 전자부품.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 내부 코일부와 상기 비아 패드는 도금으로 형성된 칩 전자부품.
- 제 1항에 있어서,
상기 비아 패드와 인접한 제 1 및 제 2 내부 코일부 사이의 간격(d)은 3㎛ 이상인 칩 전자부품.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 내부 코일부의 타 단부는 연장되어 상기 자성체 본체의 일면으로 인출되는 인출부를 형성하는 칩 전자부품.
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| KR20140089595A (ko) * | 2011-11-10 | 2014-07-15 | 해리스 코포레이션 | 전기 인덕터의 제조방법 및 관련된 인덕터 장치 |
-
2019
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