KR20220052886A - 코일 전자부품 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시형태는 내부에 코일부가 배치된 바디 및 상기 코일부와 연결된 외부전극을 포함하며, 상기 바디는 자성입자를 포함하며, 상기 자성입자는 제1 자성입자 및 상기 제1 자성입자보다 입경이 작은 제2 자성입자를 포함하고, 상기 제1 자성입자는 단축 대비 장축의 비가 1.8 내지 5.3인 코일 전자부품을 제공한다.
Description
본 발명은 코일 전자부품에 관한 것이다.
칩 전자부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항, 커패시터와 더불어 전자회로를 이루어 노이즈(Noise)를 제거하는 대표적인 수동소자로써, 전자기적 특성을 이용하여 커패시터와 조합하여 특정 주파수 대역의 신호를 증폭시키는 공진회로, 필터(Filter) 회로 등의 구성에 사용된다.
한편, 휴대폰, 노트북 PC등 디지털 기기 및 멀티미디어 제품 등 각종 전기전자 정보통신기기가 소형 경량화 및 박형화되는 추세에 따라 인덕터도 소형이면서 고밀도의 자동 표면 실장이 가능한 칩으로의 전환이 급속도로 이루어져 왔으며, 이에 도금으로 올려진 코일 도선 위에 자성 분말을 수지와 혼합시켜 형성시킨 박막형 인덕터의 개발이 이어지고 있다.
점점 소형 경량화 및 박형화되는 추세에 더불어 높은 인덕턴스(Inductance, L) 또는 미세용량, 높은 품질계수(Quality Factor, Q), 높은 자기 공진 주파수(Self Resonant Frequency, SRF, 낮은 직류저항(Rdc) 및 높은 내전류 특성(Rated Current)의 제품이 요구되고 있다.
정해진 단위 부피에서 높은 인덕턴스(Inductance)를 얻기 위해서는 높은 투자율의 재료가 요구되며, 통상 이러한 높은 투자율을 얻기 위해서는 입도가 큰 자성체를 사용한다.
그러나 이러한 큰 입자는 주파수 및 사용 전류가 커지면 자성 손실(Core Loss)에 따른 효율이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 고주파에서의 효율 저하를 막기 위해서는 입자 크기는 줄이면서 충진율을 높여 투자율을 높이는 방안이 필수적이다.
본 발명의 일 실시예의 목적은 코일 전자부품 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 내부에 코일부가 배치된 바디 및 상기 코일부와 연결된 외부전극을 포함하며, 상기 바디는 자성입자를 포함하며, 상기 자성입자는 제1 자성입자 및 상기 제1 자성입자보다 입경이 작은 제2 자성입자를 포함하고, 상기 제1 자성입자는 단축 대비 장축의 비가 1.8 내지 5.3인 코일 전자부품을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면 바디 내 자성 입자의 충진율이 높으며 투자율, 인덕턴스 및 Isat 값이 향상된 코일 전자부품을 제공할 수 있다.
특히, 바디 내 자성 입자 중 입경이 큰 자성 입자의 입경 산포를 줄임으로써, 충진율 및 투자율을 향상시킬 수 있다.
또한, 구형 입자 외에 단축 대비 장축의 비가 큰 자성 입자를 사용함으로써, 충진율 및 투자율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품에서 내부에 배치된 코일부가 나타나게 도시한 개략 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A'에 의한 단면도이다.
도 3은 도 2의 P 영역에 대한 확대도이다
도 4(a) 내지 도 4(c)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 바디에 포함된 자성입자 중 입경이 큰 제1 자성 입자의 일 예를 나타내는 SEM(Scanning Electron Microscopy) 사진이다.
도 5(a) 내지 도 5(b)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 바디에 포함된 자성입자 중 입경이 작은 제2 자성 입자의 일 예를 나타내는 SEM(Scanning Electron Microscopy) 사진이다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A'에 의한 단면도이다.
도 3은 도 2의 P 영역에 대한 확대도이다
도 4(a) 내지 도 4(c)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 바디에 포함된 자성입자 중 입경이 큰 제1 자성 입자의 일 예를 나타내는 SEM(Scanning Electron Microscopy) 사진이다.
도 5(a) 내지 도 5(b)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 바디에 포함된 자성입자 중 입경이 작은 제2 자성 입자의 일 예를 나타내는 SEM(Scanning Electron Microscopy) 사진이다.
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, 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.
또한 명세서 전체에서, "상에" 형성된다고 하는 것은 직접적으로 접촉하여 형성되는 것을 의미할 뿐 아니라, 사이에 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품을 설명하되, 특히 인덕터로 설명하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태의 코일 전자부품에서 내부에 배치된 코일부가 나타나게 도시한 개략 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 A-A' 선에 의한 단면도이다.
도 1 및 도 2을 참조하면, 코일 전자부품의 일 예로써 전원 공급 회로의 전원 라인에 사용되는 인덕터가 개시되지만 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품은 인덕터 이외에도 비즈(beads), 필터(filter) 등으로 적절하게 응용될 수 있다.
상기 코일 전자부품(100)은 바디(50) 및 외부전극(80)을 포함하고, 상기 바디(50)는 기재층(20)과 코일 패턴(41, 42)을 포함하는 코일부(40)를 포함한다.
상기 바디(50)는 대략적인 육면체 형상일 수 있으며, 도 1에 표시된 L, W 및 T는 각각 길이 방향, 폭 방향, 두께 방향을 나타낸다.
상기 바디(50)는 두께 방향으로 대향하는 제1면 및 제2면, 길이 방향으로 대향하는 제3면 및 제4면, 폭 방향으로 대향하는 제5면 및 제6면을 포함할 수 있다. 상기 바디(50)는 길이 방향의 길이가 폭 방향의 길이보다 큰 직육면체의 형상을 가질 수 있다.
바디(50)는 코일 전자부품(100)의 외관을 이루며, 자기 특성을 나타내는 자성 재료가 충진되어 형성될 수 있다.
상기 자성 재료는 분말 형태로 에폭시(epoxy) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 등의 고분자 상에 분산되어 상기 바디(50)에 포함될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 바디(50)의 내부에는 코일부(40)가 배치될 수 있다. 상기 코일부(40)는 기재층(20) 및 상기 기재층(20)의 적어도 일면에 배치되는 코일 패턴(41, 42)을 포함할 수 있다.
상기 기재층(20)은 예를 들어, 폴리프로필렌글리콜(PPG), 페라이트 또는 금속계 연자성 재료 등을 포함할 수 있다.
상기 기재층(20)의 중앙부에는 관통 홀이 형성될 수 있으며, 상기 관통 홀은 바디(50)에 포함된 자성 재료로 충진되어 코어부(55)를 형성할 수 있다. 상기 관통 홀에 자성 재료를 충진하여 코어부(55)를 형성함에 따라 인덕터의 인덕턴스(L)를 향상시킬 수 있다.
상기 기재층(20)의 일면에는 코일 형상을 갖는 제1 코일 패턴(41)이 형성될 수 있으며, 상기 기재층(20)의 일면과 대향하는 상기 기재층(20)의 타면에는 코일 형상의 제2 코일 패턴(42)이 형성될 수 있다.
상기 코일 패턴(41, 42)은 스파이럴(spiral) 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 기재층(20)의 일면과 타면에 각각 형성되는 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42)은 상기 기재층(20)에 형성되는 비아 전극(미도시)을 통해 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 기재층(20)의 일면에 배치되는 제1 코일 패턴(41)의 일 단부는 바디(50)의 길이 방향의 일 면으로 노출될 수 있으며, 기재층(20)의 타면에 배치되는 제2 코일 패턴(42)의 일 단부는 바디(50)의 길이 방향의 타 면으로 노출될 수 있다.
상기 바디(50)의 길이 방향의 양 면에는 상기 코일 패턴(41, 42)의 노출된 단부와 접속하도록 외부전극(80)이 형성될 수 있다. 상기 코일 패턴(41, 42), 비아 전극(미도시) 및 외부전극(80)은 전기 전도성이 뛰어난 금속으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면 상기 코일 패턴(41, 42)은 절연층(30)으로 커버될 수 있다.
절연층(30)은 스크린 인쇄법, 포토레지스트(Photo Resist, PR)의 노광, 현상을 통한 공정, 스프레이(spray) 도포 공정 등 공지의 방법으로 형성할 수 있다. 코일 패턴(41, 42)은 절연층(30)으로 커버되어 바디(50)에 포함된 자성 재료와 직접 접촉되지 않을 수 있다.
도 3은 도 2의 P 영역에 대한 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 바디(50)는 자기 특성을 나타내는 자성 재료를 포함하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 자성 재료는 복수의 자성 입자(51, 52) 형태로 에폭시(epoxy) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 등의 열 경화성 수지(54)에 분산되어 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면 상기 바디(50)는 제1 자성입자(51)와 상기 제1 자성입자(51)보다 입경이 작은 제2 자성입자(52)를 포함한다.
상기 제1 자성입자(51)는 입도 분포 곡선에서 D50이 20μm 이상이고, D10/D50이 0.75 이상이다.
상기 입도 분포 곡선은 입자의 최소 크기, 최대 크기 그리고 평균값을 측정하여 그 입자의 분포를 측정하여 나타낸 곡선을 의미한다.
상기 입도 분포 곡선은 입자의 누적 분포에서 최고 큰 값에 대하여 10%, 50% 및 90%에 해당하는 크기 값을 각각 D10, D50, D90이라 정의하며, 그 값을 측정하여 분포를 곡선으로 나타낸 것을 의미한다.
상기 입도 분포 곡선은 입자의 상대적인 누적 양을 곡선으로 나타낸 것으로서, 이를 10조각으로 나누었을 때, 그 각각의 1/10, 5/10, 9/10에 해당하는 입자의 크기를 구하여 표시한 것이다.
일반적인 코일 전자부품에 있어서, 바디 내에 포함되는 자성입자는 입경이 서로 다른 이종 사이즈의 입자를 포함하며, 상대적으로 입경이 큰 입자는 입도 산포가 크고 단축 대비 장축의 비율이 1.0 내지 1.7 정도인 구형이고, 이러한 이종 사이즈의 입자의 함량을 조절하여 충진율과 투자율을 조절하였다.
그러나, 이러한 입자들을 혼합하여 바디를 제작할 경우 상기 입자들이 랜덤하게 위치하기 때문에 이론적인 충진율에 근접시키기 어려운 문제가 있다.
또한, 상대적으로 입경이 큰 입자가 입도 산포가 크고 구형의 형상을 갖기 때문에 상대적으로 입경이 큰 입자의 함량비를 일정 범위 이상 넣게 되며, 충진율이 저하되어 투자율 상승의 효과가 없다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제1 자성입자(51)는 입도 분포 곡선에서 D50이 20μm 이상이고, D10/D50이 0.75 이상이 되도록 제작함으로써, 상대적으로 입경이 큰 제1 자성입자(51)들이 보다 조밀하게 분포할 수 있어 전체 코일 전자부품의 충진율과 투자율이 상승할 수 있다.
즉, 상대적으로 입경이 큰 제1 자성입자(51)들이 보다 조밀하게 위치하게 함으로써, 상기 제1 자성입자(51)들이 만들어내는 공극의 크기를 일정하게 하여 좀 더 충진율이 높은 코일 전자부품을 제작할 수 있다.
또한, 동일한 충진율에서 상대적으로 입경이 큰 제1 자성입자(51)의 입경이 커지면 커질수록 투자율을 상승시킬 수 있으므로, 이러한 제1 자성입자(51)가 입도 분포 곡선에서 D50이 20μm 이상을 만족하도록 함으로써, 투자율을 상승시킬 수 있다.
상기 제1 자성입자(51)는 입도 분포 곡선에서 D50/D90이 0.8 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 자성입자(51)가 입도 분포 곡선에서 D10/D50이 0.75 이상이 되며, D50/D90이 0.8 이상이 되도록 조절함으로써, 충진율을 보다 상승시킬 수 있다.
즉, 상대적으로 입경이 큰 제1 자성입자(51)의 입도 산포가 낮도록 조절함으로써, 제1 자성입자(51)들이 조밀하게 위치하고 제1 자성입자(51)들이 만들어내는 공극의 크기를 일정하게 하여 충진율이 상승할 수 있다.
상기 제1 자성입자(51)가 입도 분포 곡선에서 D10/D50이 0.75 미만이거나, D50/D90이 0.8 미만일 경우에는 충진율 상승 효과가 없을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제1 자성입자(51)는 단축(Lb) 대비 장축(La)의 비가 1.8 내지 5.3일 수 있으며, 단축(Lb) 대비 장축(La)의 비가 1.8 내지 5.3인 제1 자성입자(51a)는 전체 제1 자성입자(51) 대비 10% 이하의 함량을 가질 수 있다.
상기 제1 자성입자(51)는 단축(Lb) 대비 장축(La)의 비가 1.8 내지 5.3인 제1 자성입자(51a)를 포함할 수 있으며, 그 외에도 구형 혹은 거의 구형에 가까운 제1 자성입자(51b)를 포함할 수 있다.
일반적인 코일 전자부품에 있어서, 바디 내에 이종 사이즈의 자성입자를 포함하여 상기 바디를 제작할 경우, 입자들이 구형이면서 고형분 함량이 80% 이상일 때, 유동성이 생길 수 있다.
즉, 상대적으로 입경이 큰 입자들 근처에서 작은 입경의 입자들이 베어링 역할을 하여 입경이 큰 입자들이 잘 구르게 된다.
이러한 현상으로 인하여, 바디의 상부와 하부에 압력을 가할 경우 표면부에 돌출되어 있던 입경이 큰 입자들은 압력을 받아 내부로 들어가고 입경이 작은 입자들과 수지가 표면쪽으로 밀려 나오게 되는데, 이로 인하여 입경이 큰 입자들과 작은 입자들의 분포 상태가 바뀔 수 있는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제1 자성입자(51)가 단축(Lb) 대비 장축(La)의 비가 1.8 내지 5.3인 제1 자성입자(51a)를 포함함으로써, 일정 수준 이상 흐르지 못하도록 유동성을 억제할 수 있다.
이로 인하여, 충진율이 높고 투자율도 높은 코일 전자부품을 구현할 수 있다.
상기 단축(Lb) 대비 장축(La)의 비가 1.8 내지 5.3인 제1 자성입자(51a)의 함량이 전체 제1 자성입자(51) 대비 10% 를 초과하는 경우에는 바디의 충진율과 코일 전자부품의 투자율이 저하되기 시작하여 충진율 및 투자율이 감소하는 문제가 있다.
상기 제1 자성입자(51)는 Fe-Cr-Si-B-C계 비정질 금속 입자를 포함할 수 있다.
상기 Fe-Cr-Si-B-C계 비정질 금속은 철(Fe)을 72 내지 80 wt%, 크롬(Cr)을 0.5 내지 3.0 wt%, 실리콘(Si)을 4.5 내지 8.5wt%, 붕소(B)를 0.5 내지 2.0 wt% 및 탄소(C)를 0.5 내지 2.0 wt%로 포함할 수 있으며, Fe-Cr-Si-B-C계 금속이 상기 조성을 갖는 경우 비정질 및 결정질일 수 있다.
상기 제2 자성 입자(52)는 상기 Fe-Cr-Si-B-C계 비정질 금속 입자 및 Fe 금속 입자 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제2 자성입자(52)는 Fe-B-P계 비정질 금속 입자 및 니켈(Ni) 입자가 혼합되어 형성될 수 있다.
제1 자성입자(51)가 Fe-Cr-Si-B-C계 비정질 금속으로 형성되고, 제2 자성입자(52)가 Fe-B-P계 비정질 금속 및 니켈(Ni) 중 하나 이상을 포함하도록 형성되는 경우, 투자율 및 인덕턴스를 더욱 향상할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제2 자성입자(52)는 침상형 혹은 판상형 형상을 가질 수 있다.
즉, 상기 제2 자성입자(52)는 침상형 혹은 판상형 형상을 갖는 제2 자성입자(52a)를 포함할 수 있으며, 그 외에도 구형 혹은 거의 구형에 가까운 제2 자성입자(52b)를 포함할 수 있다.
상기 침상형 혹은 판상형 형상을 갖는 제2 자성입자(52a)는 단축의 길이가 50 내지 500 nm 일 수 있으며, 장축의 길이가 1.5 내지 3.0 μm 일 수 있다.
상기 침상형 혹은 판상형 형상을 갖는 제2 자성입자(52a)는 전체 제2 자성입자(52) 대비 10% 이하의 함량을 가질 수 있다.
상기 침상형 혹은 판상형 형상을 갖는 제2 자성입자(52a)는 연성을 가지므로, 가해지는 압력에 따라 변형이 발생하여, 내부에서 생길 수 있는 공극을 메우는 역할을 할 수 있다.
또한, 시트의 유동성을 억제하는 효과도 있으나 이를 과량 투입할 경우 오히려 충진성을 떨어뜨릴 수 있다.
따라서, 상기 침상형 혹은 판상형 형상을 갖는 제2 자성입자(52a)는 전체 제2 자성입자(52) 대비 10% 이하의 함량을 가짐으로써, 충진율이 높고 투자율도 우수한 코일 전자부품을 구현할 수 있다.
상기 침상형 혹은 판상형 형상을 갖는 제2 자성입자(52a)의 함량이 전체 제2 자성입자(52) 대비 10%를 초과하는 경우에는 바디의 충진율과 코일 전자부품의 투자율이 저하될 수 있다.
상기 제2 자성입자(52)의 입경은 3.5 μm 이하일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 바디(50) 내의 자성 입자 충진율은 85% 이상일 수 있다.
도 4(a) 내지 도 4(c)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 바디에 포함된 자성입자 중 입경이 큰 제1 자성 입자의 일 예를 나타내는 SEM(Scanning Electron Microscopy) 사진이다.
도 4(a) 내지 도 4(c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 바디에 포함된 자성입자 중 입경이 큰 제1 자성 입자는 단축(Lb) 대비 장축(La)의 비가 1.8 내지 5.3인 제1 자성입자를 포함함을 알 수 있다.
도 5(a) 내지 도 5(b)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 바디에 포함된 자성입자 중 입경이 작은 제2 자성 입자의 일 예를 나타내는 SEM(Scanning Electron Microscopy) 사진이다.
도 5(a) 내지 도 5(b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 바디에 포함된 자성입자 중 입경이 작은 제2 자성 입자는 침상형 혹은 판상형 형상을 갖는 제2 자성입자을 포함함을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조 방법은 기재층의 적어도 일면에 코일 패턴을 형성하여 코일부를 마련하는 단계(S1) 및 상기 코일부의 상측 및 하측에 자성체를 적층하고 압착하여 바디를 형성하는 단계(S2)를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조 방법은 바디를 형성하는 단계 이후, 상기 바디의 외면에 외부전극을 형성하는 단계(S3)을 더 포함할 수 있다.
상기 기재층(20)의 재료는 특별하게 제한되지 않으며 예를 들어, 폴리프로필렌글리콜(PPG), 페라이트 또는 금속계 연자성 재료 등을 포함할 수 있고, 40 내지 100 ㎛의 두께일 수 있다.
도시되지 않았으나, 상기 코일 패턴(41, 42)을 형성하는 단계는 기재층(20) 상에 코일 패턴 형성용 개구부를 갖는 도금 레지스트를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 도금 레지스트는 통상의 감광성 레지스트 필름으로서, 드라이 필름 레지스트 등을 사용할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
코일 패턴 형성용 개구부에 전기 도금 등의 공정을 적용하여 전기 전도성 금속을 충진함으로써 코일 패턴(41, 42)을 형성할 수 있다.
상기 코일 패턴(41, 42)은 전기 전도성이 뛰어난 금속으로 형성할 수 있으며 예를 들어, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu), 백금(Pt) 또는 이들의 합금 등으로 형성할 수 있다.
도시되지 않았으나 코일 패턴(41, 42) 형성 후 화학적 에칭 등의 공정을 적용하여 도금 레지스트를 제거할 수 있다.
도금 레지스트를 제거하면, 도 6a에 도시된 바와 같이 기재층(20) 상에 코일 패턴(41, 42)형성된 코일부(40)를 형성할 수 있다.
상기 기재층(20)의 일부에는 홀을 형성하고 전도성 물질을 충진하여 비아 전극(미도시)을 형성할 수 있으며, 상기 비아 전극을 통해 기재층(20)의 일면과 타면에 형성되는 코일 패턴(41, 42)을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
상기 기재층(20)의 중앙부에는 드릴, 레이저, 샌드 블래스트, 펀칭 가공 등을 수행하여 기재층을 관통하는 홀(55')을 형성할 수 있다.
코일 패턴(41, 42)을 형성한 후 선택적으로 상기 코일 패턴(41, 42)을 커버하는 절연층(30)을 형성할 수 있다. 상기 절연층(30)은 스크린 인쇄법, 포토레지스트(photo resist, PR)의 노광, 현상을 통한 공정, 스프레이(spray) 도포 공정 등 공지의 방법으로 형성할 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.
다음으로, 코일 패턴(41, 42)이 형성된 기재층(20)의 상측 및 하측에 자성체를 배치하여 바디(50)를 형성한다.
상기 자성체는 자성체 층의 형태로 상기 기재층의 상측 및 하측에 배치될 수 있다.
자성체 층을 코일 패턴(41, 42)이 형성된 기재층(20)의 양면에 적층하고 라미네이트법이나 정수압 프레스법을 통해 압착하여 바디(50)를 형성할 수 있다. 이때, 상기 홀이 자성체로 충진될 수 있도록 하여 코어부(55)를 형성할 수 있다.
이때, 상기 자성체 층은 코일 전자부품용 자성체 페이스트 조성물을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 코일 전자부품용 자성체 페이스트 조성물은 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 바디에 포함되는 자성 입자를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태의 코일 전자부품의 제조방법에 대한 설명 중 상술한 코일 전자부품에 포함되는 자성 입자에 대한 설명은 동일하게 적용될 수 있으므로 설명을 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 이하 생략하도록 한다.
다음으로, 상기 바디(50)의 적어도 일 면으로 노출되는 코일 패턴(41, 42)의 단부와 접속되도록 외부전극(80)을 형성할 수 있다.
상기 외부 전극(80)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. 외부전극(80)을 형성하는 방법은 외부 전극(80)의 형상에 따라 프린팅 뿐만 아니라 딥핑(dipping)법 등을 수행하여 형성할 수 있다.
그 외 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 특징과 동일한 부분에 대해서는 설명의 중복을 피하기 위해 여기서 생략하도록 한다.
하기 표 1은 제1 자성입자의 입도 분포 D10, D50, D90에 따른 충진율과 투자율을 비교한 결과를 나타낸 표이다.
상기 제1 자성입자의 입도 분포 D10, D50, D90는 각각 입도 편차가 ±3 μm이고, 상대적으로 입경이 큰 제1 자성입자 대비 입경이 작은 제2 자성입자의 함량비는 8 : 2로 포함하여 충진율과 투자율을 비교하였다.
| 샘플 |
제1 자성입자의 입도 분포(㎛) | 충진율(%) |
투자율(μ) |
||
| D10 | D50 | D90 | |||
| 1 | 8 | 20 | 45 | 80.1 | 36.1 |
| 2 | 10 | 20 | 38 | 81.2 | 36.8 |
| 3 | 10 | 24 | 38 | 79.5 | 36.9 |
| 4 | 15 | 24 | 28 | 80.5 | 37.0 |
| 5 | 15 | 30 | 45 | 82.2 | 38.5 |
| 6 | 20 | 30 | 45 | 83.5 | 38.8 |
| 7 | 25 | 30 | 45 | 84.2 | 39.7 |
| 8 | 20 | 32 | 44 | 83.8 | 39.3 |
| 9 | 25 | 32 | 44 | 84.3 | 39.8 |
| 10 | 27 | 32 | 43 | 84.6 | 38.9 |
| 11 | 15 | 35 | 48 | 83.9 | 38.8 |
| 12 | 20 | 35 | 48 | 84.5 | 39.5 |
| 13 | 25 | 35 | 45 | 85.1 | 40.0 |
상기 [표 1]을 참조하면, D50이 20μm 이상이고, D10/D50이 0.75 이상인 경우에 충진율이 높고 투자율도 상승함을 알 수 있다.
또한, D50/D90이 0.8 이상인 경우에 충진율과 투자율이 모두 상승함을 알 수 있다.
특히, 제1 자성입자의 입도 분포 D50이 30μm 이상으로 상승시키면, 충진율 85%에 투자율 최대 40으로 증가하는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 수치범위를 만족하는 제1 자성입자에 장축의 길이가 1.5 내지 3.0 μm 이고, 단축의 길이가 50 내지 500 nm 인 침상형 혹은 판상형 형상을 갖는 제2 자성입자를 상기 비율로 혼합하여 제작할 경우 충진율은 85 내지 89% 수준으로 향상시킬 수 있으며, 투자율은 60 이상으로 구현할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 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 전자부품
20 : 기재층
40 : 코일부
41 : 제 1 코일 패턴
42 : 제 2 코일 패턴
50 : 바디
55 : 코어부
80 : 외부전극
20 : 기재층
40 : 코일부
41 : 제 1 코일 패턴
42 : 제 2 코일 패턴
50 : 바디
55 : 코어부
80 : 외부전극
Claims (9)
- 내부에 코일부가 배치된 바디; 및
상기 코일부와 연결된 외부전극;을 포함하며,
상기 바디는 제1 및 제2 자성입자를 포함하며,
상기 제1 자성입자는 Fe-Cr-Si-B-C계 입자를 포함하고, 상기 제2 자성입자는 Fe-B-P계 입자를 포함하며,
상기 제1 자성입자는 단축 대비 장축의 비가 1.8 내지 5.3인 자성입자를 포함하는 코일 전자부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 자성입자는 입도 분포 곡선에서 D50/D90이 0.8 이상인 코일 전자부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 자성입자는 입도 분포 곡선에서 D50이 20μm 이상이고, D10/D50이 0.75 이상인 코일 전자부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 자성입자는 단축 대비 장축의 비가 1.8 내지 5.3인 자성입자를 0% 초과 10% 이하의 함량으로 포함하는 코일 전자부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 자성입자는 침상형 혹은 판상형 형상을 갖는 입자들을 포함하는 코일 전자부품.
- 제5항에 있어서,
상기 침상형 혹은 판상형 형상을 갖는 제2 자성입자는 전체 제2 자성입자 대비 0% 초과 10% 이하의 함량을 갖는 코일 전자부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 자성입자는 장축의 길이가 1.5 내지 3.0 μm 인 자성입자를 포함하는 코일 전자부품.
- 제 1항에 있어서,
상기 제2 자성입자는 단축의 길이가 50 내지 500 nm 인 자성입자를 포함하는 코일 전자부품.
- 제1항에 있어서,
상기 바디 내의 상기 제1 및 제2 자성 입자 충진율은 85% 이상인 코일 전자부품.
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