KR20200036236A - 코일 전자 부품 - Google Patents

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KR20200036236A
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Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 전자 부품은 지지기판과, 상기 지지기판의 적어도 일면에 배치된 코일 패턴과, 상기 지지기판의 적어도 일면에 배치되어 상기 코일 패턴과 연결된 인출 패턴과, 상기 지지기판, 상기 코일 패턴 및 상기 인출 패턴의 적어도 일부를 봉합하는 봉합재 및 상기 봉합재의 외부에 배치되어 상기 인출 패턴과 연결된 외부 전극을 포함하며, 상기 인출 패턴은 상기 외부 전극을 향하는 영역 측에 형성된 슬릿 구조를 포함하며, 상기 슬릿 구조는 상기 외부 전극을 향하는 방향과 상기 지지 기판의 두께 방향을 기준으로 상기 지지 기판으로부터 멀어지는 방향으로 개방되고 상기 지지기판과는 연결되지 않는 형태이다.

Description

코일 전자 부품{COIL ELECTRONIC COMPONENT}
본 발명은 코일 전자 부품에 관한 것이다.
디지털 TV, 모바일 폰, 노트북 등과 같은 전자 기기의 소형화 및 박형화에 수반하여 이러한 전자 기기에 적용되는 코일 전자 부품에도 소형화 및 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 부합하기 위하여 다양한 형태의 권선 타입 또는 박막 타입의 코일 전자 부품의 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.
코일 전자 부품의 소형화 및 박형화에 따른 주요한 이슈는 이러한 소형화 및 박형화에도 불구하고 기존과 동등한 특성을 구현하는 것이다. 이러한 요구를 만족하기 위해서는 자성물질이 충전되는 코어에서 자성물질의 비율을 증가시켜야 하지만, 인덕터 바디의 강도, 절연성에 따른 주파수 특성 변화 등의 이유로 그 비율을 증가시키는 것에 한계가 있다.
이러한 코일 전자 부품의 경우, 최근 세트의 복합화, 다기능화, 슬림화 등의 변화에 따라 칩의 두께를 더욱 얇게 하려는 시도가 계속되고 있다. 이에, 당 기술 분야에서는 이러한 칩의 슬림화 추세에서도 높은 성능과 신뢰성을 확보할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 목적 중 하나는 코일 패턴과 봉합재 사이의 결합력을 증가시켜 다이싱 공정 등과 같은 외부 스트레스 인가 시 신뢰성을 향상시키면서도 외부 전극과의 접촉 면적을 충분히 확보하여 전기적 특성의 저하를 최소화하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 예를 통하여 코일 전자 부품의 신규한 구조를 제안하고자 하며, 구체적으로, 지지기판과, 상기 지지기판의 적어도 일면에 배치된 코일 패턴과, 상기 지지기판의 적어도 일면에 배치되어 상기 코일 패턴과 연결된 인출 패턴과, 상기 지지기판, 상기 코일 패턴 및 상기 인출 패턴의 적어도 일부를 봉합하는 봉합재 및 상기 봉합재의 외부에 배치되어 상기 인출 패턴과 연결된 외부 전극을 포함하며, 상기 인출 패턴은 상기 외부 전극을 향하는 영역 측에 형성된 슬릿 구조를 포함하며, 상기 슬릿 구조는 상기 외부 전극을 향하는 방향과 상기 지지 기판의 두께 방향을 기준으로 상기 지지 기판으로부터 멀어지는 방향으로 개방되고 상기 지지기판과는 연결되지 않는 형태이다.
일 실시 예에서, 상기 슬릿 구조에는 상기 봉합재가 충진될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 슬릿 구조에 충진된 봉합재에는 자성 물질이 포함될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 인출 패턴 및 상기 슬릿 구조에 충진된 봉합재는 상기 외부 전극과 접촉될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 슬릿 구조에 충진된 봉합재와 상기 외부 전극의 결합력은 상기 인출 패턴과 상기 외부 전극과의 결합력보다 더 클 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 인출 패턴은 상기 슬릿 구조를 복수 개 구비할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 복수 개의 슬릿 구조는 서로 동일한 형상일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 인출 패턴은 상기 슬릿 구조와 상기 지지 기판 사이 영역을 두께 방향으로 관통하는 형상의 앵커부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 인출 패턴의 앵커부에는 상기 봉합재가 충진될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 인출 패턴의 앵커부는 복수 개 구비될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 인출 패턴의 앵커부는 상기 지지기판과 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 인출 패턴은 상기 코일 패턴보다 폭이 더 넓을 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 코일 전자 부품의 경우, 코일 패턴과 봉합재 사이의 결합력을 증가시켜 다이싱 공정 등과 같은 외부 스트레스 인가 시 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한, 외부 전극과의 접촉 면적을 충분히 확보하여 전기적 특성의 저하를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태의 코일 전자 부품을 개략적으로 나타낸 투과 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I` 단면도이다.
도 3은 인출 패턴의 형상에 다양한 형상을 나타내며, (a) 및 (b)는 종래 기술을, (c)는 본 발명의 일 실시 예에 해당한다.
도 4 및 도 5는 각각 변형된 실시 형태에 따른 코일 전자 부품을 나타낸다.
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 통상의 기술자에게 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.
도 1은 본 발명의 일 실시형태의 코일 전자 부품을 개략적으로 나타낸 투과 사시도이다. 도 2는 도 1의 I-I` 단면도이다. 도 3은 인출 패턴의 형상에 다양한 형상을 나타내며, (a) 및 (b)는 종래 기술을, (c)는 본 발명의 일 실시 예에 해당한다.
상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자 부품(100)은 지지기판(102), 코일 패턴(103), 인출 패턴(L), 봉합재(101), 외부 전극(105, 106)을 포함하며, 여기서 인출 패턴(L)은 슬릿 구조(S)를 포함한다.
봉합재(101)는 지지기판(102), 코일 패턴(103) 및 인출 패턴(L)의 적어도 일부를 봉합하며 코일 전자부품(100)의 외관을 이룰 수 있다. 이 경우, 봉합재(101)는 인출 패턴(L)의 일부 영역이 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 봉합재(101)는 자성 입자들을 포함할 수 있으며, 이러한 자성 입자들 사이에는 절연성 수지가 개재될 수 있다. 또한, 상기 자성 입자들의 표면에는 절연막이 코팅될 수 있다.
봉합재(101)에 포함될 수 있는 자성 입자는 페라이트, 금속 등이 있으며, 금속인 경우, 예컨대 Fe계 합금 등으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 자성 입자는 Fe-Si-B-Cr 조성의 나노결정립계 합금, Fe-Ni계 합금 등으로 형성될 수 있다. 이와 같이 Fe계 합금으로 자성 입자(112)를 구현할 경우 투자율 등의 자기적 특성이 우수하지만 ESD (Electrostatic Discharge)에 취약할 수 있기 때문에 코일 패턴(103)과 자성 입자 사이에는 추가적인 절연 구조가 개재될 수 있다.
코일 패턴(103)은 1회 이상 턴을 형성하는 나선형 구조를 가질 수 있으며, 지지 기판(102)의 적어도 일면에 형성될 수 있다. 본 실시 형태에서는 코일 패턴(103)이 지지 기판(102)의 서로 대향하는 2개의 면에 배치된 제1 및 제2 코일 패턴(103a, 103b)을 포함하는 예를 나타내고 있다. 이 경우, 제1 및 제2 코일 패턴(103a, 103b)은 패드 영역(P)을 포함할 수 있으며, 지지 기판(102)을 관통하는 비아(V)에 의하여 서로 연결될 수 있다. 이러한 코일 패턴(103)은 당 기술 분야에서 사용되는 도금 공정, 예컨대, 패턴 도금, 이방 도금, 등방 도금 등의 방법을 사용하여 형성될 수 있으며, 이들 공정 중 복수의 공정을 이용하여 다층 구조로 형성될 수도 있다.
코일 패턴(103) 등을 지지하는 지지 기판(102)의 경우, 폴리프로필렌글리콜(PPG) 기판, 페라이트 기판 또는 금속계 연자성 기판 등으로 형성될 수 있다. 도시된 형태와 같이, 지지 기판(102)의 중앙부는 관통되어 관통 홀을 형성하고, 상기 관통 홀은 봉합재에 의하여 충진되어 코어부(C)를 형성할 수 있다.
외부 전극(105, 106)은 봉합재(101)의 외부에 배치되어 인출 패턴(L)과 연결된다. 외부 전극(105, 106)은 전기 전도성이 뛰어난 금속을 포함하는 페이스트를 사용하여 형성할 수 있으며, 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn) 또는 은(Ag) 등의 단독 또는 이들의 합금 등을 포함하는 전도성 페이스트일 수 있다. 또한, 외부 전극(105, 106) 상에 도금층을 더 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 도금층은 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 주석(Sn)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 니켈(Ni)층과 주석(Sn)층이 순차로 형성될 수 있다.
인출 패턴(L)은 코일 패턴(103)의 최외곽에 배치되어 외부 전극(105, 106)과의 접속 경로를 제공하며 코일 패턴(103)과 일체 구조로 형성될 수 있다. 이 경우, 도시된 형태와 같이 외부 전극(105, 106)과의 연결을 위해 인출 패턴(L)은 코일 패턴(103)보다 폭이 더 넓은 형태로 구현될 수 있으며, 여기서 폭이라 함은 도 1을 기준으로 X 방향의 폭에 해당한다.
본 실시 형태의 경우, 인출 패턴(L)은 외부 전극(105, 106)을 향하는 영역 측에 형성된 슬릿 구조(S)를 포함한다. 구체적으로, 슬릿 구조(S)는 외부 전극(105, 106)을 향하는 방향, 즉, 봉합재(101)의 외부를 향하는 방향, 그리고 지지 기판(102)의 두께 방향(Z 방향)을 기준으로 지지 기판(102)으로부터 멀어지는 방향으로 개방되고 지지기판(102)과는 연결되지 않는 형태이다.
인출 패턴(L)의 슬릿 구조(S)에는 봉합재(101)가 충진될 수 있다. 또한, 인출 패턴(L) 및 슬릿 구조(S)에 충진된 봉합재(101)는 외부 전극(105, 106)과 접촉될 수 있다. 상술한 바와 같이, 봉합재(101)는 자성 입자 형태 등의 자성 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 슬릿 구조(S)에 충진된 봉합재(101)에도 자성 물질이 포함될 수 있으며, 이러한 슬릿 구조(S)에 의해 코일 전자 부품(100)에 포함된 자성 물질의 양이 증가되어 자기적 특성의 향상을 가져올 수 있다.
또한, 슬릿 구조(S)에 충진된 봉합재(101)와 외부 전극(105, 106)의 결합력은 인출 패턴(L)과 외부 전극(105, 106)과의 결합력보다 더 클 수 있으며, 이에 따라 외부 전극(105, 106)이 안정적으로 인출 패턴(L)과 결합될 수 있도록 하였다. 슬릿 구조(S)에 충진된 봉합재(101) 영역은 앵커 역할을 할 수 있으므로 봉합재(101)와 코일 패턴(103) 및 인출 패턴(L) 사이의 결합력이 향상될 수 있다. 이에 따라, 봉합재(101)를 다이싱하는 공정 등과 같은 외부 충격 발생 시 구조적 안정성이 향상되어 깨짐 불량 등이 저감될 수 잇다.
본 실시 형태의 경우, 인출 패턴(L)의 슬릿 구조(S)에 의하여 봉합재(101)와 코일 패턴(103)의 고착력이 향상됨과 함께 인출 패턴(L)과 외부 전극(105, 106) 간에 충분한 접촉 면적을 확보하여 전기적 특성의 저하를 최소화하였다. 이를 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3(a)의 인출 패턴(L1)은 슬릿 구조를 포함하지 않으며 외부 전극과는 직사각형 형상의 접촉 면을 갖는다. 이러한 형상의 인출 패턴(L1)의 경우, 봉합재(101)와 코일 패턴 혹은 봉합재(101)와 인출부(L1) 사이에 결합력이 충분하지 않아 구조적 안정성이 높지 않고 공정 중에 깨짐 불량 등이 발생할 수 있다. 도 3(b)의 인출 패턴(L2)은 봉합재(101)와 인출부(L2)의 구조적 안정성을 확보하기 위해 슬릿 구조(S1)를 포함하고 있지만 인출부(L2)와 외부 전극의 접촉 면적이 지나치게 줄어드는 문제가 있다. 이에 따라, 인출부(L2)와 외부 전극 사이에 전기 저항이 높아져서 코일 전자 부품의 특성이 저하될 수 있다.
도 3(c)는 본 발명의 상술한 실시 형태에서 제안하는 인출부(L3)로서 슬릿 구조(S2)를 포함한다. 상술한 바와 같이, 이러한 슬릿 구조(S2)는 외부 전극을 향하는 방향과 지지 기판(102)으로부터 멀어지는 방향(상부 방향)으로 개방되고 지지기판(102)과는 연결되지 않는 형태이다. 이러한 슬릿 구조(S2)에는 상기 개방된 방향으로부터 봉합재(101)가 효과적으로 충진될 수 있다. 본 실시 형태의 인출부(L3)는 슬릿 구조(S2)를 포함하여 봉합재(101)와의 높은 결합력을 가지며, 나아가, 슬릿 구조(S2)와 지지 기판(102) 사이의 영역에도 인출 패턴(L3)이 존재한다. 도 3(b)의 인출 패턴(L2)고 비교하여 인출 패턴(L3)은 외부 전극과의 접촉 면적이 더 넓기 때문에 전기적 특성이 더 우수하다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는 인출부(L3)에 슬릿 구조(S2)를 형성하면서 그 개방된 방향을 조절함으로써 구조적 안정성과 전기적 특성이 모두 개선되도록 하였다.
도 4 및 도 5는 각각 변형된 실시 형태에 따른 코일 전자 부품을 나타내며, 이하, 변형된 구성 요소인 인출 패턴에 대해서만 설명한다. 우선, 도 4의 변형 예에 따른 코일 전자 부품의 경우, 인출 패턴(L`)은 슬릿 구조(S)를 복수 개 구비한다. 여기서 슬릿 구조(S)는 앞선 실시 형태와 같이 외부 전극(105, 106)을 향하는 방향과 지지 기판(102)으로부터 멀어지는 방향으로 개방되고 지지기판(102)과는 연결되지 않는 형태이다. 도 4에 도시된 형태와 같이, 복수 개의 슬릿 구조(S)는 서로 동일한 형상일 수 있으며, 다만, 이에 제한되지 않고 이들 중 적어도 일부는 서로 다른 형상을 가질 수도 있을 것이다. 인출 패턴(L`)이 복수의 슬릿 구조(S)를 구비함에 따라 외부 전극(105, 106)과의 접촉 면적이 늘어날 수 있으며, 인출 패턴(L`)과 봉합재(101)의 접촉 면적이 증가될 수 있어 이들 간의 접착력 향상에도 유리하다.
다음으로, 도 5의 실시 형태의 경우, 도 1이 인출 패턴(L)은 슬릿 구조(S) 외에 앵커부(A)를 더 포함한다. 앵커부(A)는 슬릿 구조(S)와 지지 기판(102) 사이 영역을 두께 방향으로 관통하는 형상이며, 지지기판(102)과 연결될 수 있다. 또한, 앵커부(A)에는 봉합재(101)가 충진될 수 있으며, 이에 따라 봉합재(101)와 인출 패턴(L) 사이의 결합력이 더욱 향상될 수 있다. 도 5의 실시 형태에서는 인출 패턴(L)의 앵커부(A)는 2개 구비되는 형태를 나타내고 있으며, 다만, 필요에 따라 앵커부(A)의 수는 1개 또는 3개 이상으로 변경될 수도 있을 것이다.
본 발명은 상술한 실시형태 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.
100: 코일 전자 부품
101: 봉합재
102: 지지 기판
103: 코일 패턴
105, 106: 외부전극
L, L1, L2, L3: 인출 패턴
S, S1, S2: 슬릿 구조
A: 앵커부
P: 패드
V: 비아
C: 코어부

Claims (12)

  1. 지지기판;
    상기 지지기판의 적어도 일면에 배치된 코일 패턴;
    상기 지지기판의 적어도 일면에 배치되어 상기 코일 패턴과 연결된 인출 패턴;
    상기 지지기판, 상기 코일 패턴 및 상기 인출 패턴의 적어도 일부를 봉합하는 봉합재; 및
    상기 봉합재의 외부에 배치되어 상기 인출 패턴과 연결된 외부 전극;을 포함하며,
    상기 인출 패턴은 상기 외부 전극을 향하는 영역 측에 형성된 슬릿 구조를 포함하며, 상기 슬릿 구조는 상기 외부 전극을 향하는 방향과 상기 지지 기판의 두께 방향을 기준으로 상기 지지 기판으로부터 멀어지는 방향으로 개방되고 상기 지지기판과는 연결되지 않는 형태인 코일 전자 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿 구조에는 상기 봉합재가 충진되는 코일 전자 부품.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬릿 구조에 충진된 봉합재에는 자성 물질이 포함되는 코일 전자 부품.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 인출 패턴 및 상기 슬릿 구조에 충진된 봉합재는 상기 외부 전극과 접촉된 코일 전자 부품.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 슬릿 구조에 충진된 봉합재와 상기 외부 전극의 결합력은 상기 인출 패턴과 상기 외부 전극과의 결합력보다 더 큰 코일 전자 부품.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인출 패턴은 상기 슬릿 구조를 복수 개 구비하는 코일 전자 부품.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 슬릿 구조는 서로 동일한 형상인 코일 전자 부품.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인출 패턴은 상기 슬릿 구조와 상기 지지 기판 사이 영역을 두께 방향으로 관통하는 형상의 앵커부를 더 포함하는 코일 전자 부품.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 인출 패턴의 앵커부에는 상기 봉합재가 충진되는 코일 전자 부품.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 인출 패턴의 앵커부는 복수 개 구비되는 코일 전자 부품.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 인출 패턴의 앵커부는 상기 지지기판과 연결되는 코일 전자 부품.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 인출 패턴은 상기 코일 패턴보다 폭이 더 넓은 코일 전자 부품.
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