KR20200033451A - 코일 부품 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 따른 코일 부품은, 일 방향으로 서로 마주한 일면과 타면 및 각각 상기 일면과 타면을 연결하는 복수의 벽면을 가지는 바디, 상기 바디에 매설되는 내부절연층, 상기 내부절연층의 양면 중 적어도 하나에 형성되고 적어도 하나의 턴(turn)을 형성하는 코일부, 상기 바디의 일면과 상기 바디의 복수의 벽면 사이의 모서리부 중 적어도 일부에 형성되는 리세스, 상기 리세스와 상기 바디의 일면에 배치되는 하부절연층, 상기 하부절연층을 관통하여 상기 바디의 일면에 서로 이격 배치되고, 상기 코일부와 연결되는 제1 및 제2 외부전극, 및 상기 바디의 타면 및 상기 바디의 복수의 벽면에 배치되고 적어도 일부가 상기 바디의 일면으로 연장되어 상기 제1 및 제2 외부전극 각각과 이격 배치된 차폐층을 포함 포함한다.
Description
본 발명은 코일 부품에 관한 것이다.
코일 부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항(Resistor) 및 커패시터(Capacitor)와 더불어 전자 기기에 이용되는 대표적인 수동 전자 부품이다.
전자기기가 점차 고성능화되고 작아짐에 따라 전자기기에 이용되는 전자부품은, 그 수가 증가하고 소형화되고 있다.
상술한 이유로, 전자부품의 EMI(Electro Magnetic Interference)와 같은 노이즈 발생원을 제거하는 것에 대한 요구가 점점 증가하고 있다.
현재의 일반적인 EMI 차폐기술은, 전자부품을 기판에 실장한 후 실드캔(Shield Can)으로 전자부품과 기판을 동시에 둘러싸고 있다.
본 발명의 목적은 누설 자속을 저감하는 차폐 구조를 용이하게 형성할 수 있는 코일 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 다른 목적은 경박 단소화가 가능한 코일 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 다른 목적은 하면 전극 구조를 용이하게 형성할 수 있는 코일 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일 방향으로 서로 마주한 일면과 타면 및 각각 상기 일면과 타면을 연결하는 복수의 벽면을 가지는 바디, 상기 바디에 매설되는 내부절연층, 상기 내부절연층의 양면 중 적어도 하나에 형성되고 적어도 하나의 턴(turn)을 형성하는 코일부, 상기 바디의 일면과 상기 바디의 복수의 벽면 사이의 모서리부 중 적어도 일부에 형성되는 리세스, 상기 리세스와 상기 바디의 일면에 배치되는 하부절연층, 상기 하부절연층을 관통하여 상기 바디의 일면에 서로 이격 배치되고, 상기 코일부와 연결되는 제1 및 제2 외부전극, 및 상기 바디의 타면 및 상기 바디의 복수의 벽면에 배치되고 적어도 일부가 상기 바디의 일면으로 연장되어 상기 제1 및 제2 외부전극 각각과 이격 배치된 차폐층을 포함하는 코일 부품이 제공한다.
본 발명에 따르면 코일 부품의 크기를 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 하면 전극 구조를 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 차폐 구조를 용이하게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1을 하부 측에서 바라본 도면.
도 3은 도 1에서 일부 구성을 제외한 것을 나타내는 도면.
도 4는 도 3에서 일부 구성을 추가적으로 제외한 것을 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 6은 도 1의 II-II'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 2는 도 1을 하부 측에서 바라본 도면.
도 3은 도 1에서 일부 구성을 제외한 것을 나타내는 도면.
도 4는 도 3에서 일부 구성을 추가적으로 제외한 것을 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 6은 도 1의 II-II'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그리고, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서, L 방향은 제1 방향 또는 길이 방향, W 방향은 제2 방향 또는 폭 방향, T 방향은 제3 방향 또는 두께 방향으로 정의될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 코일 부품을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
전자 기기에는 다양한 종류의 전자 부품들이 이용되는데, 이러한 전자 부품 사이에는 노이즈 제거 등을 목적으로 다양한 종류의 코일 부품이 적절하게 이용될 수 있다.
즉, 전자 기기에서 코일 부품은, 파워 인덕터(Power Inductor), 고주파 인덕터(HF Inductor), 통상의 비드(General Bead), 고주파용 비드(GHz Bead), 공통 모드 필터(Common Mode Filter) 등으로 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1을 하부 측에서 바라본 도면이다. 도 3은 도 1에서 일부 구성을 제외한 것을 나타내는 도면이다. 도 4는 도 3에서 일부 구성을 추가적으로 제외한 것을 나타내는 도면이다. 도 5는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 도 6은 도 1의 II-II'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다.
구체적으로, 도 3은 도 1에서 차폐층과 커버층을 제외한 것을 도시하고 있다. 도 4는 도 3에서 하부절연층을 제외한 것을 도시하고 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 바디(100), 내부절연층(IL), 코일부(200), 리세스(R), 외부전극(300, 400), 하부절연층(500), 차폐층(600)을 포함하고, 커버층(800)을 더 포함할 수 있다.
바디(100)는 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 외관을 이루고, 내부에 코일부(200)를 매설한다.
바디(100)는, 전체적으로 육면체의 형상으로 형성될 수 있다.
바디(100)는, 도 1 내지 도 6를 기준으로, 길이 방향(L)으로 서로 마주보는 제1 면(101)과 제2 면(102), 폭 방향(W)으로 서로 마주보는 제3 면(103)과 제4 면(104), 두께 방향(T)으로 마주보는 제5 면(105) 및 제6 면(106)을 포함한다. 바디(100)의 제1 내지 제4 면(101, 102, 103, 104) 각각은, 바디(100)의 제5 면(105)과 제6 면(106)을 연결하는 바디(100)의 벽면에 해당한다. 이하에서, 바디(100)의 양 단면은 바디의 제1 면(101) 및 제2 면(102)을 의미하고, 바디(100)의 양 측면은 바디의 제3 면(103) 및 제4 면(104)을 의미할 수 있다. 또한 바디(100)의 일면과 타면은 각각 바디(100)의 제6 면(106)과 제5 면(105)을 의미할 수 있다.
바디(100)는, 예시적으로, 후술할 외부전극(300, 400), 하부절연층(500), 차폐층(600) 및 커버층(800)이 형성된 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 2.0mm의 길이, 1.2mm의 폭 및 0.65mm의 두께를 가지도록 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바디(100)는, 자성 물질과 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 바디(100)는 수지 및 수지에 분산된 자성 물질을 포함하는 자성 복합 시트를 하나 이상 적층하여 형성될 수 있다. 다만, 바디(100)는 자성 물질이 수지에 분산된 구조 외에 다른 구조를 가질 수도 있다. 예컨대, 바디(100)는 페라이트와 같은 자성 물질로 이루어질 수도 있다.
자성 물질은 페라이트 또는 금속 자성 분말일 수 있다.
페라이트 분말은, 예로서, Mg-Zn계, Mn-Zn계, Mn-Mg계, Cu-Zn계, Mg-Mn-Sr계, Ni-Zn계 등의 스피넬형 페라이트, Ba-Zn계, Ba-Mg계, Ba-Ni계, Ba-Co계, Ba-Ni-Co계 등의 육방정형 페라이트류, Y계 등의 가닛형 페라이트 및 Li계 페라이트 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
금속 자성 분말은, 철(Fe), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 나이오븀(Nb), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 금속 자성 분말은, 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-Si-Cu-Nb계 합금 분말, Fe-Ni-Cr계 합금 분말, Fe-Cr-Al계 합금 분말 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
금속 자성 분말은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 예를 들어, 금속 자성 분말은 Fe-Si-B-Cr계 비정질 합금 분말일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
페라이트 및 금속 자성 분말은 각각 평균 직경이 약 0.1㎛ 내지 30㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바디(100)는, 수지에 분산된 2 종류 이상의 자성 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 자성 물질이 상이한 종류라고 함은, 수지에 분산된 자성 물질이 평균 직경, 조성, 결정성 및 형상 중 어느 하나로 서로 구별됨을 의미한다.
수지는 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide), 액정 결정성 폴리머(Liquid Crystal Polymer) 등을 단독 또는 혼합하여 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
바디(100)는 후술할 코일부(200)를 관통하는 코어(110)를 포함한다. 코어(110)는 자성 복합 시트가 코일부(200)의 관통홀을 충전함으로써 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
리세스(R)는 바디(100)의 일면(106)과 바디(100)의 복수의 벽면(101, 102, 103, 104) 사이의 모서리부 중 적어도 일부에 형성된다. 예로서, 리세스(R)는 바디(100)의 제1 내지 제4 면(101, 102, 103, 104) 각각과 바디(100)의 제6 면이 형성하는 모서리 영역 전체를 따라 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 리세스(R)는 바디(100)의 제5 면(105)까지 연장되지 않는다. 즉, 리세스(R)는 바디(100)의 두께 방향으로 바디(100)를 관통하지 않는다.
리세스(R)는, 코일바 일면 측의 각 바디(100) 간의 경계선(다이싱 라인 또는 싱귤레이션 라인)에 프리 다이싱(pre-dicing)을 수행하여 상기 경계선을 따라 슬릿을 형성함으로써 형성될 수 있다. 프리 다이싱에 이용되는 프리 다이싱 팁(pre-dicing tip)의 폭은 코일바의 다이싱 라인의 폭보다 클 수 있다. 여기서, 코일바는 바디(100)의 길이 방향과 폭 방향을 따라 복수의 바디(100)가 서로 연결되어 있는 상태를 의미한다.
한편, 리세스(R)의 내벽과 리세스(R)의 저면도 바디(100)의 표면을 구성하나, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 리세스(R)의 내벽 및 리세스(R)의 저면은 바디(100)의 표면인 바디(100)의 제1 내지 제6 면(101, 102, 103, 104, 105, 106)과 구별하기로 한다.
내부절연층(IL)은 바디(100)에 매설된다. 내부절연층(IL)은 후술할 코일부(200)를 지지하는 구성이다.
내부절연층(IL)은, 에폭시 수지와 같은 열경화성 절연수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 절연수지 또는 감광성 절연수지를 포함하는 절연자재로 형성되거나, 이러한 절연수지에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 절연자재로 형성될 수 있다. 예로서, 내부절연층(IL)은 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 수지, PID(Photo Imagable Dielectric)등의 절연자재로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
무기 필러로는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 탄화규소(SiC), 황산바륨(BaSO4), 탈크, 진흙, 운모가루, 수산화알루미늄(AlOH3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3), 산화마그네슘(MgO), 질화붕소(BN), 붕산알루미늄(AlBO3), 티탄산바륨(BaTiO3) 및 지르콘산칼슘(CaZrO3)으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나 이상이 사용될 수 있다.
내부절연층(IL)이 보강재를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 내부절연층(IL)은 보다 우수한 강성을 제공할 수 있다. 내부절연층(IL)이 유리섬유를 포함하지 않는 절연자재로 형성될 경우, 내부절연층(IL)은 코일부(200) 전체의 두께를 박형화하는데 유리하다. 내부절연층(IL)이 감광성 절연수지를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 코일부(200) 형성을 위한 공정 수가 줄어들어 생산비 절감에 유리하고, 미세한 비아를 형성할 수 있다.
코일부(200)는 바디(100)에 매설되어, 코일 부품의 특성을 발현한다. 예를 들면, 본 실시예의 코일 부품(1000)이 파워 인덕터로 활용되는 경우, 코일부(200)는 전기장을 자기장으로 저장하여 출력 전압을 유지함으로써 전자 기기의 전원을 안정시키는 역할을 할 수 있다.
코일부(200)는 내부절연층(IL)의 양면 중 적어도 하나에 형성되고, 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다. 본 실시예의 경우, 코일부(200)는 바디(100)의 두께 방향(T)으로 서로 마주한 바디(100)의 양면에 각각 형성된 제1 및 제2 코일패턴(211, 212)과, 제1 및 제2 코일패턴(211, 212)을 서로 연결하도록 내부절연층(IL)을 관통하는 비아(220)를 포함한다.
제1 코일패턴(211)과 제2 코일패턴(212) 각각은, 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한 평면 나선의 형태일 수 있다. 예로서, 제1 코일패턴(211)은, 도 5의 하부에 위치된 내부절연층(IL)의 일면에서 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성할 수 있다.
제1 및 제2 코일패턴(211, 212)의 단부는 각각 후술할 제1 및 제2 외부전극(300, 400)과 연결된다. 즉, 제1 코일패턴(211)의 단부는 제1 외부전극(300)과 연결되고, 제2 코일패턴(212)의 단부는 제2 외부전극(400)과 연결된다.
일 예로서, 제1 코일패턴(211)의 단부는 바디(100)의 제6 면(106)으로 노출되도록 연장되고, 제2 코일패턴(212)의 단부는 바디(100)의 제6 면(106)으로 노출되도록 연장되어, 각각 제1 및 제2 외부전극(300, 400)과 접촉 연결될 수 있다. 이 경우, 바디(100)의 제6 면(106)으로 노출된 단부를 포함하는 코일패턴(211, 212) 각각은 일체로 형성될 수 있다.
다른 예로서, 제1 및 제2 코일패턴(211, 212)과 제1 및 제2 외부전극(300,400)은 연결전극으로 서로 연결될 수 있다. 즉, 바디(100)의 제6 면(106) 측에 제1 및 제2 코일패턴(211, 212)의 단부를 노출하도록 홀을 형성하고, 홀에 도전성 물질을 충전하여 연결전극을 형성하고, 이러한 연결전극을 커버하도록 제1 및 제2 외부전극(300, 400)을 바디(100)의 제6 면(106)에 배치할 수 있다. 이 경우, 코일패턴(211, 212) 각각과 연결전극 간에는 경계가 형성될 수 있다.
코일패턴(211, 212) 및 비아(220) 중 적어도 하나는, 적어도 하나 이상의 도전층을 포함할 수 있다.
예로서, 제2 코일패턴(212) 및 비아(220)를 내부절연층(IL)의 타면 측에 도금으로 형성할 경우, 제2 코일패턴(212) 및 비아(220)는 각각 무전해도금층 등의 시드층과 전해도금층을 포함할 수 있다. 여기서, 전해도금층은 단층 구조일 수도 있고, 다층 구조일 수도 있다. 다층 구조의 전해도금층은 어느 하나의 전해도금층을 다른 하나의 전해도금층이 커버하는 컨포멀(conformal)한 막 구조로 형성될 수도 있고, 어느 하나의 전해도금층의 일면에만 다른 하나의 전해도금층이 적층된 형상으로 형성될 수도 있다. 제2 코일패턴(212)의 시드층 및 비아(220)의 시드층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 코일패턴(212)의 전해도금층 및 비아(220)의 전해도금층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 예로서, 도 5 및 도 6을 기준으로, 내부절연층(IL)의 하면 측에 배치된 제1 코일패턴(211)과, 내부절연층(IL)의 상면 측에 배치된 제2 코일패턴(212)을 서로 별개로 형성한 후 내부절연층(IL)에 일괄적으로 적층하여 코일부(200)를 형성할 경우, 비아(220)는 고융점금속층과 고융점금속층의 용융점보다 낮은 용융점을 가지는 저융점금속층을 포함할 수 있다. 여기서, 저융점금속층은 납(Pb) 및/또는 주석(Sn)을 포함하는 솔더로 형성될 수 있다. 저융점금속층은 일괄적층 시의 압력 및 온도로 인해 적어도 일부가 용융될 수 있다. 이로 인해, 저융점금속층과 제2 코일패턴(212) 간의 경계와, 저융점금속층과 고융점금속층 간의 경계 중 적어도 일부에는 금속간화합물층(Inter Metallic Compound Layer, IMC Layer)이 형성될 수 있다.
코일패턴(211, 212)은, 예로서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 내부절연층(IL)의 양면으로부터 각각 돌출 형성될 수 있다. 다른 예로서, 제1 코일패턴(211)은 내부절연층(IL)의 일면에 돌출 형성되고, 제2 코일패턴(212)은 내부절연층(IL)의 타면에 매립되어 일면이 내부절연층(IL)의 타면에 노출될 수 있다. 이 경우, 제2 코일패턴(212)의 일면에는 오목부가 형성되어, 내부절연층(IL)의 타면과 제2 코일패턴(212)의 일면은 동일한 평면 상에 위치하지 않을 수 있다. 다른 예로서, 제2 코일패턴(212)은 내부절연층(IL)의 타면에 돌출 형성되고, 제1 코일패턴(211)은 내부절연층(IL)의 일면에 매립되어 일면이 내부절연층(IL)의 일면에 노출될 수 있다. 이 경우, 제1 코일패턴(212)의 일면에는 오목부가 형성되어, 내부절연층(IL)의 일면과 제1 코일패턴(212)의 일면은 동일한 평면 상에 위치하지 않을 수 있다.
코일패턴(211, 212), 및 비아(220) 각각은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하부절연층(500)은 리세스(R)와 바디(100)의 제6 면(106)에 배치된다. 하부절연층(500)은 리세스(R)를 충전하고, 리세스(R)에서 하부절연층(600)은, 바디(100)의 복수의 벽면(101, 102, 103, 104) 각각과 실질적으로 동일한 평면에 배치될 수 있다. 즉, 프리 다이싱을 수행하여 슬릿이 형성된 코일바의 일면에 하부절연층 형성용 절연물질을 형성하고, 이후 풀 다이싱을 수행하면, 풀 다이싱으로 인해 개별화된 바디(100)의 복수의 벽면(101, 102, 103, 104)은 하부절연층(500)과 실질적으로 동일한 평면에 배치되게 된다.
하부절연층(500)은 후술할 차폐층(600)과 외부전극(300, 400) 간의 전기적 단락(Short)를 방지한다. 구체적으로, 하부절연층(500)에는 외부전극(300, 400) 형성을 위한 제1 및 제2 개구부(501, 502)가 서로 이격 형성되는데, 개구부(501, 502)는 바디(100)의 제6 면(106)을 기준으로 내측에 배치되어, 각 개구부(501, 502) 각각의 내벽은 바디(100)의 복수의 벽면(101, 102, 103, 104)과 동일한 평면 상에 배치되지 않는다. 따라서, 개구부(501, 502)에 형성되는 제1 및 제2 외부전극(300, 400)의 모든 측면은 하부절연층(500)에 의해 커버되어 차폐층(600)과 제1 및 제2 외부전극(300, 400) 각각 간의 전기적 단락이 방지될 수 있다.
한편, 하부절연층(500)에는 제1 및 제2 개구부(501, 502) 각각과 이격된 제3 및 제4 개구부(503, 504)가 형성될 수 있다. 제3 및 제4 개구부(503, 504)에는 후술할 접지전극(631, 632)이 형성될 수 있다.
하부절연층(500)은, 폴리스티렌계, 아세트산 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 폴리아미드계, 고무계, 아크릴계 등의 열가소성 수지, 페놀계, 에폭시계, 우레탄계, 멜라민계, 알키드계 등의 열경화성 수지, 감광성 수지, 패럴린, SiOx 또는 SiNx를 포함할 수 있다.
하부절연층(500)은, 액상의 절연수지를 바디(100)의 제6 면(106) 측에 도포하거나, 드라이필름(DF)과 같은 절연필름을 바디(100)의 제6 면(106)에 적층하거나, 기상증착 등의 박막 공정으로 절연물질을 바디(100)의 제6 면(106) 측에 형성함으로써 형성될 수 있다. 절연필름의 경우, 감광성 절연수지를 포함하지 않는 ABF(Ajinomoto Build-up Film) 또는 폴리이미드 필름 등을 이용하더라도 무관하다.
바디(100)의 제6 면(106)에 배치된 하부절연층(500)의 두께는 10㎚ 내지 100㎛의 범위로 형성될 수 있다. 하부절연층(500)의 두께가 10㎚미만인 경우에는 Q 특성 (Q factor) 등 코일 부품의 특성이 감소할 수 있고, 하부절연층(500)의 두께가 100㎛ 초과인 경우에는 코일 부품의 총 길이, 폭 및 두께가 증가하여 박형화에 불리하다.
리세스(R)에 배치된 하부절연층(500)의 폭과 두께는 상술한 프리 다이싱 팁의 폭과 풀 다이싱 팁의 폭에 의해 임의적으로 결정될 수 있다.
외부전극(300, 400)은, 하부절연층(500)을 관통하여 바디(100)의 제6 면(106)에 서로 이격 배치되고, 코일부와 연결된다. 구체적으로, 제1 외부전극(300)은 하부절연층(500)의 제1 개구부(501)에 배치되어 제1 코일패턴(211)의 단부와 연결되고, 제2 외부전극(400)은 하부절연층(500)의 제2 개구부(502)에 배치되어 제2 코일패턴(212)의 단부와 연결된다.
외부전극(300, 400)은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 외부전극(300, 400)은 단층 또는 복수 층의 구조로 형성될 수 있다. 예로서, 외부전극(300, 400) 각각은 구리(Cu)를 포함하는 제1 층(10), 니켈(Ni)을 포함하는 제2 층(20) 및 주석을 포함하는 제3 층(30)을 포함할 수 있다.
차폐층(600)은 바디(100)의 제5 면(105) 및 바디(100)의 복수의 벽면(101, 102, 103, 104)에 배치되고, 적어도 일부가 바디(100)의 일면(106)으로 연장되어 제1 및 제2 외부전극(106) 각각과 이격 배치된다. 본 실시예의 경우, 차폐층(600)은 바디(100)의 제5 면(105) 상에 배치된 캡부(610)와, 바디(100)의 제1 내지 제4 면(101, 102, 103, 104) 각각 상에 배치된 제1 내지 제4 측벽부(621, 622, 623, 624), 및 제3 및 제4 측벽부 각각으로부터 바디(100)의 제6 면으로 연장된 접지전극(631, 632)를 포함한다. 접지전극(631, 632)은 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 인쇄회로기판 등에 실장될 경우 인쇄회로기판의 그라운드층과 전기적으로 연결될 수 있다.
차폐층(600)은 바디(100)의 제6 면(106)을 제외한 바디(100)의 표면 상에 배치되어 본 발명에 따른 코일 부품(1000)의 누설 자속을 감소시킬 수 있다.
제1 내지 제4 측벽부(621, 622, 623, 624)는 각각의 일단이 캡부(610)와 연결되고, 각각의 타단이 바디(100)의 제6 면(106) 상으로 연장되지 않는다. 제1 내지 제4 측벽부(621, 622, 623, 624) 각각의 타단이 바디(100)의 제6 면(106) 상으로 연장되지 않으므로, 차폐층(600)과 제1 및 제2 외부전극(300, 400) 간의 전기적 단락(short)이 방지될 수 있다.
캡부(610), 제1 내지 제4 측벽부(621, 622, 623, 624) 및 접지전극(631, 632)은 일체로 형성될 수 있다. 즉, 캡부(610)와 제1 내지 제4 측벽부(621, 622, 623, 624)는 동일한 공정에서 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있다. 예로서, 캡부(610)와 제1 내지 제4 측벽부(621, 622, 623, 624)는, 바디(100)의 제1 내지 제5 면(101, 102, 103, 104, 105)에 스퍼터링과 같은 기상증착을 수행함으로써 일체로 형성될 수 있다. 또는 캡부(610)와 제1 내지 제4 측벽부(621, 622, 623, 624)는, 바디(100)의 제1 내지 제5 면(101, 102, 103, 104, 105)에 전해도금을 수행함으로써 일체로 형성될 수 있다. 한편, 차폐층(600)이 복수의 층으로 형성될 경우 차폐층을 구성하는 각각의 층은 캡부(610), 제1 내지 제4 측벽부(621, 622, 623, 624) 및 접지전극(631, 632)에 대응되는 영역에 일체로 형성될 수 있다. 이러한 점에서, 하부절연층(500)은, 바디(100)에 접지전극(631, 632)을 포함하는 차폐층(600)과 제1 및 제2 외부전극(300, 400)을 형성함에 있어, 바디(100)의 특정 영역에만 (600)과 제1 및 제2 외부전극(300, 400)이 형성될 수 있도록 마스크로서 기능할 수 있다.
차폐층(600)은 도전체 및 자성체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 도전체는, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 철(Fe), 규소(Si), 붕소(B), 크롬(Cr), 니오븀(Nb) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 금속 또는 합금일 수 있고, Fe-Si 또는 Fe-Ni 일 수 있다. 또한, 차폐층(500)은, 페라이트, 퍼몰로이, 비정질 리본으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
차폐층(600)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 차폐층(600)과 제1 및 제2 외부전극(300, 400)은 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 외부전극(300, 400)과 마찬가지로, 차폐층(600)은, 구리(Cu)를 포함하는 제1 층(10), 니켈(Ni)을 포함하는 제2 층(20) 및 주석(Sn)을 포함하는 제3 층(30)을 포함할 수 있다.
차폐층(600)은, 10㎚ 내지 100㎛의 두께로 형성될 수 있다. 차폐층(600)의 두께가 10㎚ 미만인 경우는 차폐효과가 거의 없으며. 차폐층(600)의 두께가 100㎛ 초과인 경우는, 코일 부품의 총 길이, 폭 및 두께가 증가하므로 박형화에 불리하다.
커버층(700)은 차폐층(600)을 커버하도록 차폐층(600)에 배치되어 하부절연층(500)과 접촉한다. 즉, 커버층(700)은, 하부절연층(500)과 함께 차폐층(600)을 내부에 매설한다. 따라서, 커버층(700)은, 하부절연층(500)과 마찬가지로 바디(100)의 제1 내지 제5 면(101, 102, 103, 104, 105) 상에 배치된다. 커버층(700)은 차폐층(600)이 외부의 다른 전자 부품과 전기적으로 연결되는 것을 방지한다. 다만, 접지전극(631, 632)은 커버층(700)에 의해 커버되지 않는다.
커버층(700)은, 폴리스티렌계, 아세트산 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 폴리아미드계, 고무계, 아크릴계 등의 열가소성 수지, 페놀계, 에폭시계, 우레탄계, 멜라민계, 알키드계 등의 열경화성 수지, 감광성 절연수지, 패럴린, SiOx 또는 SiNx 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
커버층(700)은, 차폐층(600)이 형성된 바디(100)에 드라이필름(DF)와 같은 커버필름을 적층하여 형성될 수 있다. 또는, 커버층(700)은 차폐층(600)이 형성된 바디(100)에 절연물질을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD) 등의 기상증착으로 형성함으로써 형성될 수 있다.
커버층(700)은 10㎚ 내지 100㎛의 두께 범위로 형성될 수 있다. 커버층(700)의 두께가 10㎚ 미만인 경우에는 절연 특성이 약해 차폐층(600)과 외부의 다른 전자 부품 간의 전기적 단락(Short)이 발생할 수 있고, 커버층(700)의 두께가 100㎛ 초과인 경우에는 코일 부품의 총 길이, 폭 및 두께가 증가하여 박형화에 불리하다.
차폐층(600) 및 커버층(700) 두께의 합은 30㎚ 초과 100㎛이하일 수 있다. 차폐층(600) 및 커버층(700) 두께의 합이 30㎚ 미만인 경우, 전기적 단락(Short) 문제, Q 특성(Q factor)과 같은 코일 부품의 특성 감소 문제 등이 발생할 수 있고, 차폐층(600) 및 커버층(700) 두께의 합이 100㎛를 초과하는 경우, 코일 부품의 총 길이, 폭 및 두께가 증가하여 박형화에 불리하다.
절연막(IF)은, 코일패턴(211, 212) 및 내부절연층(IL)의 표면을 따라 형성될 수 있다. 절연막(IF)은 코일패턴(211, 212)을 바디(100)로부터 절연시키기 위한 것으로, 패럴린 등의 공지의 절연 물질을 포함할 수 있다. 절연막(IF)에 포함되는 절연 물질은 어떠한 것이든 가능하며, 특별한 제한은 없다. 절연막(IF)은 기상증착 등의 방법으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 절연필름을 내부절연층(IL)의 양면에 적층함으로써 형성될 수도 있다.
또한, 본 실시예의 경우, 상술한 하부절연층(500)과 구별되고, 바디(100)의 제1 내지 제5 면(101, 102, 103, 104, 105) 중 적어도 하나에 접촉 형성되는 추가절연층을 더 포함할 수 있다. 추가절연층은, 폴리스티렌계, 아세트산 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 폴리아미드계, 고무계, 아크릴계 등의 열가소성 수지, 페놀계, 에폭시계, 우레탄계, 멜라민계, 알키드계 등의 열경화성 수지, 감광성 수지, 패럴린, SiOx 또는 SiNx를 포함할 수 있다.
본 발명의 하부절연층(500) 및 커버층(700)은 코일 부품 자체에 배치되는 것이므로, 코일 부품을 인쇄회로기판에 실장하는 단계에서 코일 부품과 인쇄회로기판을 몰딩하는 몰딩재와는 구별된다. 예로서, 본 발명의 하부절연층(500) 및 커버층(700)은 몰딩재와 달리 인쇄회로기판 중 실장 영역 이외의 영역에 형성되지 않는다. 또한, 하부절연층(500) 및 커버층(700)은 몰딩재와 달리 인쇄회로기판에 의해 지지 또는 고정되는 것이 아니다. 또한, 코일 부품과 인쇄회로기판을 연결하는 솔더볼 등의 연결부재를 둘러싸는 몰딩재와 달리, 본 발명의 하부절연층(500) 및 커버층(700)은 연결부재를 둘러싸는 형태로 형성되지 않는다. 또한, 본 발명의 하부절연층(500) 및 커버층(700)은, EMC(Epoxy Molding Compound) 등을 가열하여 인쇄회로기판 상으로 유동시키고 경화시켜 형성하는 몰딩재가 아니므로, 몰딩재 형성 시의 보이드 발생 및 몰딩재와 인쇄회로기판 간의 열팽창계수 차이로 인한 인쇄회로기판의 휨 발생 등을 고려할 필요가 없다.
또한, 본 발명의 차폐층(600)은, 코일 부품 자체에 배치되는 것이므로, 코일 부품을 인쇄회로기판에 실장한 후 EMI 등의 차폐를 위해 인쇄회로기판에 결합되는 실드캔과 구별된다. 예로서, 본 발명의 차폐층(600)은 코일 부품 자체에 형성되므로, 코일 부품이 솔더 등에 의해 인쇄회로기판과 결합되면 저절로 차폐층(600)도 인쇄회로기판에 고정될 수 있으나, 실드캔의 경우 코일 부품과 별도로 인쇄회로기판에 고정되어야 한다.
이렇게 함으로써, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은, 부품 자체에 형성된 차폐층(600)으로 인해, 코일 부품(1000)에서 발생하는 누설자속을 보다 효율적으로 차단할 수 있다. 즉, 전자 기기의 박형화 및 고성능화에 따라 전자 기기에 포함되는 전자 부품의 총 수가 증가하고, 인접한 전자 부품 간의 거리가 줄어들고 있는데, 코일 부품(1000) 자체를 차폐함으로써 코일 부품(1000)에서 발생하는 누설자속을 보다 효율적으로 차단하여, 전자 기기의 박형화 및 고성능화에 보다 유리하다. 더불어, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은, 실드캔을 이용하는 경우와 비교할 때, 차폐 영역 내의 실효 자성체의 양이 증가하므로, 코일 부품 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은, 부품의 크기를 실질적으로 유지하면서도 하부 전극 구조를 용이하게 구현할 수 있다. 즉, 종래와 달리 외부전극(300, 400)이 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102) 또는 제3 및 제4 (103, 104)에 배치되지 않으므로, 차폐층(600) 및 커버층(700)으로 인한 코일 부품(1000)의 길이 및 폭의 증가를 일정 부분 완화할 수 있다. 또한, 외부전극(300, 400)이 상대적으로 얇게 형성되므로 코일 부품(1000)의 전체 폭 및 길이를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은, 리세스(R) 및 하부절연층(500)으로 인해, 바디(100)의 제6 면(106)에 형성된 외부전극(300, 400)과 바디(100)의 제1 내지 5 면(101, 102, 103, 104, 105)에 형성된 차폐층(600) 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다. 즉, 바디(100)의 제6 면(106)과, 바디(100)의 제1 내지 5 면(101, 102, 103, 104, 105) 각각 간의 모서리부 중 적어도 일부에 리세스(R)를 형성하고 리세스(R)에 하부절연층(500)을 배치함으로써, 외부전극(300, 400)과 차폐층(600) 간의 절연 거리를 증가시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경 또는 삭제 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 바디
110: 코어
200: 코일부
211, 212: 코일패턴
220: 비아
300, 400: 외부전극
500: 하부절연층
501, 502, 503, 504: 개구부
600: 차폐층
610: 캡부
621, 622, 623, 624: 측벽부
700: 커버층
IL: 내부절연층
R: 리세스
IF: 절연막
1000: 코일 부품
110: 코어
200: 코일부
211, 212: 코일패턴
220: 비아
300, 400: 외부전극
500: 하부절연층
501, 502, 503, 504: 개구부
600: 차폐층
610: 캡부
621, 622, 623, 624: 측벽부
700: 커버층
IL: 내부절연층
R: 리세스
IF: 절연막
1000: 코일 부품
Claims (10)
- 일 방향으로 서로 마주한 일면과 타면, 및 각각 상기 일면과 타면을 연결하는 복수의 벽면을 가지는 바디;
상기 바디에 매설되는 내부절연층;
상기 내부절연층의 양면 중 적어도 하나에 형성되고, 적어도 하나의 턴(turn)을 형성하는 코일부;
상기 바디의 일면과 상기 바디의 복수의 벽면 사이의 모서리부 중 적어도 일부에 형성되는 리세스;
상기 리세스와 상기 바디의 일면에 배치되는 하부절연층;
상기 하부절연층을 관통하여 상기 바디의 일면에 서로 이격 배치되고, 상기 코일부와 연결되는 제1 및 제2 외부전극; 및
상기 바디의 타면 및 상기 바디의 복수의 벽면에 배치되고, 적어도 일부가 상기 바디의 일면으로 연장되어 상기 제1 및 제2 외부전극 각각과 이격 배치된 차폐층;
을 포함하는 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 차폐층은 복수의 금속층을 포함하는, 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 차폐층, 상기 제1 외부전극 및 상기 제2 외부전극 각각은 복수의 금속층을 포함하는, 코일 부품.
- 제3항에 있어서,
상기 차폐층, 상기 제1 외부전극 및 상기 제2 외부전극 각각은
구리(Cu)를 포함하는 제1 층, 니켈(Ni)을 포함하는 제2 층 및 주석(Sn)을 포함하는 제3 층을 포함하는, 코일부품.
- 제1항에 있어서,
상기 바디의 복수의 벽면은 서로 마주한 양 단면과, 상기 양 단면을 연결하는 양 측면을 포함하고,
상기 차폐층은 상기 바디의 타면에 배치된 캡부, 상기 바디의 양 단면에 배치된 제1 및 제2 측벽부 및 상기 바디의 양 측면에 배치된 제3 및 제4 측벽부를 포함하고,
상기 제3 및 제4 측벽부 중 적어도 일부가 상기 하부절연층 상으로 연장 배치되는, 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 하부절연층은 상기 리세스를 충전하고,
상기 리세스에서 상기 하부절연층은, 상기 바디의 복수의 벽면 각각과 실질적으로 동일한 평면에 배치되는, 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 차폐층 상에 배치되는 커버층을 포함하는 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 외부전극 각각의 측면은 상기 하부절연층에 의해 커버되는, 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 코일부의 양 단부는,
각각 상기 일 방향을 따라 상기 바디의 일면으로 연장되어 상기 제1 및 제2 외부전극과 연결되는, 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 코일부의 양 단부와 상기 제1 및 제2 외부전극을 연결하도록 상기 바디를 관통하는 연결전극;
을 더 포함하는 코일 부품.
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