KR20220084604A - 코일 부품 - Google Patents

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KR20220084604A
KR20220084604A KR1020200174231A KR20200174231A KR20220084604A KR 20220084604 A KR20220084604 A KR 20220084604A KR 1020200174231 A KR1020200174231 A KR 1020200174231A KR 20200174231 A KR20200174231 A KR 20200174231A KR 20220084604 A KR20220084604 A KR 20220084604A
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insulating layer
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김성희
박지영
김한결
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 코일 부품은, 바디, 상기 바디 내에 배치된 지지기판, 상기 지지기판에 배치된 코일부, 상기 지지기판과 상기 코일부의 표면을 따라 배치된 제1 절연층, 상기 제1 절연층의 표면을 따라 배치되고, 상기 코일부와 이격된 차폐층, 상기 차폐층의 표면을 따라 배치된 제2 절연층, 상기 바디 상에 서로 이격 배치되어 각각 상기 차폐층과 이격되고, 상기 코일부의 양단과 각각 연결된 제1 및 제2 외부전극, 및 상기 바디 상에 상기 제1 및 제2 외부전극 각각과 이격되게 배치되어 상기 코일부와 이격되고, 상기 차폐층의 양단과 연결된 제3 외부전극을 포함한다.

Description

코일 부품{COIL COMPONENT}
본 발명은 코일 부품에 관한 것이다.
코일 부품 중 하나인 인덕터(Inductor)는 저항(Resistor) 및 커패시터(Capacitor)와 더불어 전자기기에 이용되는 대표적인 수동전자부품이다.
전자기기가 점차 고성능화되고 작아짐에 따라 전자기기에 이용되는 전자부품은, 그 수가 증가하고 소형화되고 있다.
상술한 이유로, 코일부품의 EMI(Electro Magnetic Interference)와 같은 노이즈를 제거하는 것에 대한 요구가 점점 증가하고 있다.
한국공개특허 제10-2019-0135165호
본 발명의 목적은 EMI(Electro Magnetic Interference)와 같은 노이즈를 감소시킬 수 있는 코일 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 바디, 상기 바디 내에 배치된 지지기판, 상기 지지기판에 배치된 코일부, 상기 지지기판과 상기 코일부의 표면을 따라 배치된 제1 절연층, 상기 제1 절연층의 표면을 따라 배치되고, 상기 코일부와 이격된 차폐층, 상기 차폐층의 표면을 따라 배치된 제2 절연층, 상기 바디 상에 서로 이격 배치되어 각각 상기 차폐층과 이격되고, 상기 코일부의 양단과 각각 연결된 제1 및 제2 외부전극, 및 상기 바디 상에 상기 제1 및 제2 외부전극 각각과 이격되게 배치되어 상기 코일부와 이격되고, 상기 차폐층의 양단과 연결된 제3 외부전극을 포함하는 코일 부품이 제공된다.
본 발명에 따르면 인덕턴스(Ls) 특성, 직류저항(Rdc) 특성을 양호하게 유지하면서, EMI(Electro Magnetic Interference) 노이즈를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 코일 부품을 상면에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 A영역을 확대한 도면이다.
도 5는 도 1의 II-II'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 코일 부품을 정면에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 코일 부품을 상면에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
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.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 코일 부품을 상면에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 도 4는 도 3의 A영역을 확대한 도면이다. 도 5는 도 1의 II-II'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 도 6은 도 1의 코일 부품을 정면에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
한편, 도 1 및 도 2에서는, 발명의 구성요소 간의 결합을 보다 명확히 도시하기 위해 본 실시예에 적용되는 차폐층(400) 내측의 제1 절연층(510) 및 차폐층(400) 외측의 제2 절연층(520)은 표시하지 않고 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 바디(100), 지지기판(200), 코일부(300), 차폐층(400), 제1 및 제2 절연층(510, 520), 제1 내지 제3 외부전극(610, 620, 630)을 포함할 수 있다.
바디(100)는 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 외관을 이루고, 내부에 코일부(300) 및 지지기판(200)이 배치된다.
바디(100)는, 전체적으로 육면체의 형상으로 형성될 수 있다.
바디(100)는, 도 1을 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 단면(일단면 및 타단면)은 바디의 제1 면(101) 및 제2 면(102)을 의미하고, 바디(100)의 양 측면(일측면 및 타측면)은 바디의 제3 면(103) 및 제4 면(104)을 의미할 수 있다. 또한 바디(100)의 일면과 타면은 각각 바디(100)의 제5 면(105)과 제6 면(106)을 의미할 수 있다.
바디(100)는, 예시적으로, 후술할 외부전극(610, 620, 630)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. 한편, 상술한 수치는 공정 오차 등을 반영하지 않은 설계 상의 수치에 불과하므로, 공정 오차라고 인정될 수 있는 범위까지는 본 발명의 범위에 속한다고 보아야 한다.
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 적어도 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(300) 및 지지기판(200)을 관통하는 코어(110)를 포함한다. 코어(110)는 자성 복합 시트가 코일부(300)의 관통홀을 충전함으로써 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
지지기판(200)은 바디(100) 내에 배치되며, 후술할 코일부(300)를 지지한다. 또한, 지지기판(200)은 중앙부에 관통홀이 형성되어 코어(110)가 관통할 수 있다.
지지기판(200)은, 에폭시 수지와 같은 열경화성 절연수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 절연수지 또는 감광성 절연수지를 포함하는 절연자재로 형성되거나, 이러한 절연수지와, 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재를 포함하는 절연자재로 형성될 수 있다. 예로서, 지지기판(200)은 프리프레그(Prepreg, PPG), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 수지, PID(Photo Imagable Dielectric), 동박적층판(Copper Clad Laminate, CCL)등의 자재로 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.
지지기판(200)이 보강재를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 지지기판(200)은 보다 우수한 강성을 제공할 수 있다. 지지기판(200)이 유리섬유를 포함하지 않는 절연자재로 형성될 경우, 지지기판(200)은 코일부(300) 전체의 두께를 박형화하는데 유리하다. 또한, 동일한 사이즈(Size)의 바디(100)를 기준으로, 코일부(300) 및/또는 금속 자성 분말이 차지하는 부피를 증가시킬 수 있어 부품 특성을 향상시킬 수 있다. 지지기판(200)이 감광성 절연수지를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 코일부(300) 형성을 위한 공정 수가 줄어들어 생산비 절감에 유리하고, 미세한 비아(320)를 형성할 수 있다.
코일부(300)는 바디(100) 내부에 배치되어, 코일 부품(1000)의 특성을 발현한다. 예를 들면, 본 실시예의 코일 부품(1000)이 파워 인덕터로 활용되는 경우, 코일부(300)는 전기장을 자기장으로 저장하여 출력 전압을 유지함으로써 전자 기기의 전원을 안정시키는 역할을 할 수 있다.
코일부(300)는 지지기판(200)의 양면 중 적어도 하나에 형성되고, 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다. 본 실시예의 경우, 코일부(300)는 바디(100)의 두께 방향(T)으로 서로 마주한 지지기판(200)의 양면에 각각 형성된 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)과, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)을 서로 연결하도록 지지기판(200)을 관통하는 비아(320)를 포함한다.
제1 코일패턴(311)과 제2 코일패턴(312) 각각은, 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한 평면 나선의 형태일 수 있다. 예로서, 도 3의 방향을 기준으로, 제1 코일패턴(311)은 지지기판(200)의 하면에서 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성할 수 있고, 제2 코일패턴(312)은 지지기판(200)의 상면에서 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다.
제1 및 제2 인출패턴(331, 332)은 각각 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)의 단부와 연결되어 바디(100)의 일단면 및 타단면(101, 102)으로 각각 노출되고, 후술할 제1 및 제2 외부전극(610, 620)과 각각 접촉 연결된다. 이렇게 함으로써, 코일부(300)는 제1 및 제2 외부전극(610, 620) 사이에서 전체적으로 하나의 코일로 기능할 수 있다.
코일패턴(311, 312), 비아(320) 및 인출패턴(331, 332) 중 적어도 하나는, 적어도 하나 이상의 도전층을 포함할 수 있다.
예로서, 도 5의 방향을 기준으로, 제2 코일패턴(312) 및 비아(320)를 지지기판(200)의 상면 측에 도금으로 형성할 경우, 제2 코일패턴(312) 및 비아(320)는 각각 시드층과 전해도금층을 포함할 수 있다. 시드층은 무전해도금법 또는 스퍼터링 등의 기상증착법으로 형성될 수 있다. 시드층 및 전해도금층 각각은 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(312)의 시드층 및 비아(320)의 시드층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 코일패턴(312)의 전해도금층 및 비아(320)의 전해도금층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 예로서, 도 5의 방향을 기준으로, 지지기판(200)의 하면 측에 배치된 제1 코일패턴(311)과, 지지기판(200)의 상면 측에 배치된 제2 코일패턴(312)을 서로 별개로 형성한 후 지지기판(200)에 일괄적으로 적층하여 코일부(300)를 형성할 경우, 비아(320)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(312) 간의 경계와, 저융점금속층과 고융점금속층 간의 경계 중 적어도 일부에는 금속간화합물층(Inter Metallic Compound Layer, IMC Layer)이 형성될 수 있다.
코일패턴(311, 312)은, 예로서, 도 3 및 도 5의 방향을 기준으로, 지지기판(200)의 하면 및 상면으로부터 각각 돌출되게 형성될 수 있다. 다른 예로서, 도 3 및 도 5의 방향을 기준으로, 제1 코일패턴(311)은 지지기판(200)의 하면에 돌출되게 형성되고, 제2 코일패턴(312)은 지지기판(200)에 매립되되, 상면이 지지기판(200)의 상면으로 노출될 수 있다. 이 경우, 제2 코일패턴(312)의 상면에는 오목부가 형성되어, 지지기판(200)의 상면과 제2 코일패턴(312)의 상면은 동일한 평면 상에 위치하지 않을 수 있다. 다른 예로서, 도 3 및 도 5의 방향을 기준으로, 제2 코일패턴(312)은 지지기판(200)의 상면에 돌출되게 형성되고, 제1 코일패턴(311)은 지지기판(200)의 하면에 매립되되, 하면이 지지기판(200)의 하면으로 노출될 수 있다. 이 경우, 제1 코일패턴(311)의 하면에는 오목부가 형성되어, 지지기판(200)의 하면과 제1 코일패턴(311)의 하면은 동일한 평면 상에 위치하지 않을 수 있다.
코일패턴(311, 312), 비아(320) 및 인출패턴(331, 332) 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.
도 3은 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면이며, 도 4는 도 3의 A영역을 확대한 도면이다.
각 층의 구조를 설명하기 위해 도 4를 참조한다.
제1 절연층(510)은, 제1 코일패턴(311), 지지기판(200) 및 제2 코일패턴(312)의 표면을 따라 형성될 수 있다. 제1 절연층(510)은 지지기판(200) 및 각 코일패턴(311, 312)을 보호하고, 절연시키기 위한 것으로, 패럴린 등의 공지의 절연 물질을 포함한다. 제1 절연층(510)에 포함되는 절연 물질은 어떠한 것이든 가능하며, 특별한 제한은 없다. 제1 절연층(510)은 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD) 등의 방법으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 절연층(510)은, 코일부(300) 및 지지기판(200)의 양면에 절연필름을 각각 적층함으로써 형성될 수도 있다. 절연 필름은, ABF(Ajinomoto Build-up Film) 또는 프리프레그(Prepreg, PPG) 등의 통상의 비감광성 절연필름이거나, 드라이필름(Dry-film) 또는 PID와 같은 감광성 절연필름일 수 있다. 제1 절연층(510)은 코일부(300)의 코일패턴(311, 312)과 차폐층(400)이 서로 전계 결합(Capacitive coupled)됨에 있어, 유전체층으로서 기능할 수 있다.
차폐층(400)은, 제1 절연층(510)의 표면을 따라 형성될 수 있다.
차폐층(400)은, 부품으로 전달되는 노이즈 및/또는 부품에서 발생하는 EMI(Electro Magnetic Interference) 등의 노이즈를 그라운드 전극(본 실시예에서는 후술할 제3 외부전극(630)에 해당)을 통해서 실장기판 등으로 배출하기 위해, 바디(100) 내에 배치된다. 구체적으로, 차폐층(400)은, 제1 절연층(510)의 표면을 따라 배치되고, 코일부(300) 및 후술할 제1 및 제2 외부전극(610, 620)과는 이격되고, 양단부가 바디(100)의 일측면 및 타측면으로 각각 노출된다. 이렇게 바디(100)의 일측면(103) 및 타측면(104)으로 노출된 차폐층(400)의 양단부는, 후술할 제3 외부전극(630)과 접촉 연결되어 접지 방향으로 노이즈가 배출될 수 있다.
본 실시예의 경우, 제1 절연층(510)은, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 및 관통홀의 내벽에서 서로 일체로 형성된다. 또한, 제1 절연층(510) 상에 배치되는 차폐층(400)은, 상기 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 및 관통홀의 내벽 각각 상에서 서로 일체로 형성될 수 있다.
차폐층(400)은, 제1 절연층(510)을 사이에 두고, 코일부(300)와 전계 결합(Capacitive Coupled)될 수 있다.
또한 차폐층(400)은 스퍼터링(Sputtering) 방식의 물리적 기상 증착법(Physical Vapor Deposition, PVD)으로 형성할 수 있다. 이는 일반적으로 EMI(Electromagnetic Interference) 노이즈 차단을 위해서 별도의 코일 층을 형성하여 접지시키는 구조에 비해서, 얇은 막을 형성하여 동일한 효과를 구현할 수 있다. 따라서, 바디(100) 내부의 자성체 공간을 확보할 수 있게 되어 자성물질의 감소를 최소화 할 수 있어서, EMI 노이즈를 차단하면서도 인덕턴스(Ls) 특성 등을 양호하게 유지할 수 있다.
차폐층(400)의 일단부는 바디(100)의 표면인 제3 면(103)으로 노출된다. 차폐층(400)의 일단부는 바디(100)의 측면(103, 104)에 배치되어 후술할 제3 외부전극(630)과 접촉 연결될 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 경우 차폐층(400)의 양단부는 각각 바디(100)의 제3 면(103) 및 제4 면(104)으로 노출되어 모두 제3 외부전극(630)과 연결된다. 제3 외부전극(630)은 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 실장기판 등에 실장될 경우 실장기판의 그라운드와 연결되거나, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 전자부품 패키지 내에 패키징될 경우 전자부품 패키지의 그라운드와 연결될 수 있다.
차폐층(400)은, 10㎚ 내지 100㎛의 두께로 형성될 수 있다. 차폐층(400)의 두께가 10㎚ 미만인 경우는 EMI 차폐효과가 거의 없으며, 차폐층(400)의 두께가 100㎛ 초과인 경우는, 코일 부품(1000)의 총 길이, 폭 및 두께가 증가하므로 박형화에 불리하다.
차폐층(400)은, 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. 차폐층(400)은 무전해도금법, 전해도금법, 스퍼터링 등의 기상증착법 및 식각법 중 적어도 하나를 포함하는 방법으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 절연층(520)은, 차폐층(400)의 표면을 따라 형성될 수 있다. 여기서, 인출패턴(331, 332)의 상면 및 인출패턴(331, 332)이 배치된 지지기판(200)의 반대편 면의 경우는 제1 절연층(510) 상에 차폐층(400)이 배치되지 않으므로, 이 경우 제1 절연층(510) 상에 차폐층(400) 없이 바로 제2 절연층(520)이 배치될 수 있다. 다시 말해서, 코일패턴(311, 312), 및 관통홀 중심 방향의 지지기판 상에는 3층 구조가 형성될 수 있다. 반면, 인출패턴(331, 332), 및 바디(100)의 제1 면(101)과 제2 면(102) 방향의 지지기판(200) 상에는 2층 구조가 형성될 수 있다.
제2 절연층(520)은 지지기판(200), 코일부(300) 및 차폐층(400)을 보호하고, 절연시키기 위한 것으로, 패럴린 등의 공지의 절연 물질을 포함한다. 제2 절연층(520)에 포함되는 절연 물질은 어떠한 것이든 가능하며, 특별한 제한은 없다. 제2 절연층(520)은 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD) 등의 방법으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 및 제2 외부전극(610, 620)은 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)에 각각 배치되고 제1 및 제2 인출패턴(331, 332)과 각각 연결된다. 즉, 제1 외부전극(610)은 바디(100)의 제1 면(101)에 배치되어, 바디(100)의 제1 면(101)으로 노출된 제1 인출패턴(331)과 접촉 연결된다. 제2 외부전극(620)은 바디(100)의 제2 면(102)에 배치되어, 바디(100)의 제2 면(102)으로 노출된 제2 인출패턴(332)과 접촉 연결된다. 제1 및 제2 외부전극(610, 620)은 각각 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)으로부터 바디(100)의 제6 면으로 연장되게 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 외부전극(610, 620)은 각각 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)으로부터 바디(100)의 제3, 4 및 5 면(103, 104, 105) 각각의 일부로 연장되게 형성될 수 있다. 다만, 도 1 등에 도시된 제1 및 제2 외부전극(610, 620)의 형태는 예시적인 것에 불과하므로, 외부전극(610, 620) 각각은 바디(100)의 제3, 4 및 5 면(103, 104, 105) 각각의 일부로 연장되지 않은 형태, 즉 L자형 등으로 다양하게 변형될 수 있다.
제1 및 제2 외부전극(610, 620)은 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 인쇄회로기판 등의 실장기판에 실장 될 때, 코일 부품(1000)을 실장기판과 전기적으로 연결시킨다. 예로서, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 바디(100)의 제6 면(106)이 인쇄회로기판의 상면을 향하도록 실장될 수 있는데, 바디(100)의 제6 면(106)으로 연장 형성된 외부전극(610, 620)와 인쇄회로기판의 접속부가 솔더 등의 도전성 결합 부재에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 외부전극(630)은, 제1 및 제2 외부전극(610, 620)과 이격되도록 바디(100)의 제6 면(106)에 배치된 패드부(631), 및 바디(100)의 제3 면(103) 또는 제4 면(104) 중 적어도 하나에 배치된 측면부(632)를 포함할 수 있다.
패드부(631)는 바디(100)의 제6 면(106)에 형성될 수 있다. 예로서, 패드부(631)는 도 5에 도시된 바와 같이, 바디(100)의 제6 면(106)의 바디(100)의 폭 방향(W)에 따른 길이에 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 범위가 상술한 내용에 제한되는 것은 아니다.
측면부(632)는 바디(100)의 제3 면(103) 및/또는 제4 면(104)에 형성될 수 있다. 예로서, 측면부(632)는 도 5에 도시된 바와 같이, 바디(100)의 제3 면(103)과 제4 면(104)에 각각 형성될 수 있다. 예로서, 측면부(631)는 도 5에 도시된 바와 같이, 바디(100)의 제3 면(103)과 제4 면(104)의 바디(100)의 두께 방향(T)에 따른 길이에 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 범위가 상술한 내용에 제한되는 것은 아니다.
또한, 제3 외부전극(630)은 패드부(631) 및 측면부(632)가 서로 일체로 형성될 수 있다. 즉, 패드부(631)와 측면부(632)는 동일 공정에서 함께 형성될 수 있다. 제3 외부전극(630)은 스퍼터링 등의 박막 공정, 전해도금 등의 도금 공정 또는 도전성 페이스트 공정 등을 통해 형성될 수 있다.
제1 내지 제3 외부전극(610, 620, 630)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. 제1 내지 제3 외부전극(610, 620, 630)은 단층 또는 복수 층의 구조로 형성될 수 있다. 예로서, 제1 내지 제3 외부전극(610, 620, 630) 도금으로 형성된 도금층을 더 포함할 수 있다. 여기서, 도금층은 복수의 층일 수도 있고, 단층일 수도 있다.
제1 및 제2 외부전극(610, 620)은 각각 신호전극일 수 있고, 제3 외부전극(630)은 접지전극일 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 인쇄회로기판에 실장된 경우, 제3 외부전극(630)은 인쇄회로기판 등의 그라운드와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제3 외부전극(630)은 차폐층(400)에 누적된 전기에너지를 인쇄회로기판 등으로 전달할 수 있다. 이를 통해서, EMI 노이즈를 감소시킬 수 있다.
본 실시예와 달리, 부품 내에 차폐층(400)이 형성되어 있지 않은 종래의 코일 부품은, 직류신호부터 비교적 저주파수의 신호까지는 잘 통과시키나, 공진주파수(Self Resonance Frequency, SRF) 이상의 주파수에서는 노이즈가 증가할 수 있다.
이와 달리, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 종래의 코일 부품과 같이 직류신호부터 비교적 저주파수의 신호까지를 잘 통과시키면서도, 그 이상의 불필요한 고주파의 노이즈는 종래의 코일 부품에 비해 효과적으로 저지할 수 있다.
도 6은 도 1의 코일 부품(1000)을 정면에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 1의 방향을 기준으로 바디(100)의 제3 면(103)에서 제4면(104)을 향하는 방향으로 바라본 코일 부품(1000)의 외부면의 형태를 알 수 있다.
중앙부의 지지기판(200)이 바디(100)의 제3 면(103)을 통하여 외부로 노출되며, 제3 외부전극(630)과 접촉 연결될 수 있다. 여기서 제3 외부전극(630)은 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 실장기판 등에 실장될 경우 실장기판의 그라운드와 연결되거나, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 전자부품 패키지 내에 패키징될 경우 전자부품 패키지의 그라운드와 연결될 수 있다. 이를 통하여, 차폐층(400)에 축적되는 전기에너지를 제3 외부전극(630)을 통하여 그라운드로 배출시킴으로써, EMI 노이즈를 감소시킬 수 있다.
중앙부의 지지기판(200)의 둘레를 따라 3층 구조가 형성될 수 있는데, 제1 절연층(510), 차폐층(400) 및 제2 절연층(520)이 순서대로 배치될 수 있다. 이 때, 차폐층(400)은, 지지기판(200) 및 코일부(300)와는 제1 절연층(510)에 의해서 이격되고, 제3 외부전극(630)과는 접촉 연결될 수 있다.
본 실시예에서는, 제1 및 제2 외부전극(610, 620)은 L자형 형태를 가질 수 있다. 따라서, 제1 외부전극(610)은 바디(100)의 제1 면(101)에 배치되어 제6 면(106)으로 연장될 수 있으며, 제2 외부전극(620)은 바디(100)의 제2 면(102)에 배치되어 제6 면(106)으로 연장될 수 있다. 제1 외부전극(610)은 제1 인출패턴(331)과 접촉 연결되고, 제2 외부전극(620)은 제2 인출패턴(332)과 접촉 연결되어 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 실장기판 등에 실장될 경우 전기적 신호의 입력 및 출력단자로 기능하여, 전기적 신호를 전달할 수 있다.
(제2 실시예)
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 코일 부품(2000)을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8은 도 7의 코일 부품(2000)을 상면에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
한편, 도 7 및 도 8에서는, 발명의 구성요소 간의 결합을 보다 명확히 도시하기 위해 본 실시예에 적용되는 차폐층(400) 내측의 제1 절연층(510) 및 차폐층(400) 외측의 제2 절연층(520)은 표시하지 않고 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 코일 부품(2000)은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 코일 부품(1000)과 비교할 때 제3 외부전극(630)과 접촉 연결되는 차폐층(400)의 양 단부의 형상이 상이하다. 따라서, 본 실시예를 설명함에 있어서 본 발명의 제1 실시예와 상이한 차폐층(400)의 양 단부의 형상에 대해서만 설명하기로 한다. 본 실시예의 나머지 구성은 본 발명의 제1 실시예에서의 설명이 그대로 적용될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 코일 부품(2000)의 경우 바디의 제3 면(103) 및 제4 면(104)에 각각 노출된 차폐층(400)의 양 단부 각각은 서로 이격된 복수로 구성될 수 있다. 구체적으로, 바디(100)의 제3 면(103) 상에 배치되는 제3 외부전극(630)과 접촉 연결되는 차폐층(400)의 단부는 서로 이격된 두 개의 단부로 구성될 수 있다. 또한 두 개의 단부 각각의 두께방향(T 방향)의 상면과 하면, 및 길이방향(L 방향)의 양 측면까지 차폐층(400)이 연장될 수 있다. 또한 두 개의 단부 각각의 두께방향(T 방향)의 상면과 하면, 및 길이방향(L 방향)의 양 측면까지 제1 및 제2 절연층(510, 520)이 연장될 수 있다.
마찬가지로, 바디(100)의 제4 면(104) 상에 배치되는 제3 외부전극(630)과 접촉 연결되는 차폐층(400)의 단부는 서로 이격된 두 개의 단부로 구성될 수 있다. 또한 두 개의 단부 각각의 두께방향(T 방향)의 상면과 하면, 및 길이방향(L 방향)의 양 측면까지 차폐층(400)이 연장될 수 있다. 또한 두 개의 단부 각각의 두께방향(T 방향)의 상면과 하면, 및 길이방향(L 방향)의 양 측면까지 제1 및 제2 절연층(510, 520)이 연장될 수 있다.
본 실시예의 코일 부품(2000)의 경우, 제1 실시예의 코일 부품(1000)과 비교할 때, 동일한 크기의 부품 내에서 자성체 물질이 위치할 수 있는 자성체 공간이 상대적으로 넓어져서 인덕턴스(Ls) 특성의 향상을 기대할 수 있다.
또한, 코일바 레벨에서 다이싱(Dicing) 공정시에, 지지기판(200)과 연결된 두 줄의 브릿지(Bridge)를 이루는 PPG(Prepreg)를 제거하지 않고 남겨서, 제3 외부전극(630)과 접촉 연결되는 단부로 활용할 수 있어서, 재료비 절감 및 공정상의 효율성 제고의 효과도 기대할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예 및 변형예에 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.
1000, 2000: 코일 부품
100: 바디
110: 코어
200: 지지기판
300: 코일부
311, 312: 코일패턴
320: 비아
331, 332: 인출패턴
400: 차폐층
510, 520: 절연층
610, 620, 630: 외부전극
631: 패드부
632: 측면부

Claims (10)

  1. 바디;
    상기 바디 내에 배치된 지지기판;
    상기 지지기판에 배치된 코일부;
    상기 지지기판과 상기 코일부의 표면을 따라 배치된 제1 절연층;
    상기 제1 절연층의 표면을 따라 배치되고, 상기 코일부와 이격된 차폐층;
    상기 차폐층의 표면을 따라 배치된 제2 절연층;
    상기 바디 상에 서로 이격 배치되어 각각 상기 차폐층과 이격되고, 상기 코일부의 양단과 각각 연결된 제1 및 제2 외부전극; 및
    상기 바디 상에 상기 제1 및 제2 외부전극 각각과 이격되게 배치되어 상기 코일부와 이격되고, 상기 차폐층의 양단과 연결된 제3 외부전극; 을 포함하는,
    코일 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디는, 서로 마주한 일면과 타면, 각각 상기 바디의 일면과 타면을 연결하고 길이 방향으로 서로 마주한 일단면과 타단면, 및 각각 상기 바디의 일단면과 타단면을 연결하고 폭 방향으로 서로 마주한 일측면과 타측면을 가지고,
    상기 코일부는, 상기 지지기판의 서로 마주한 양면에 배치된 제1 및 제2 코일패턴, 상기 제1 및 제2 코일패턴과 연결되고 상기 바디의 일단면 및 타단면에 각각 노출되는 제1 및 제2 인출패턴, 및 상기 지지기판을 관통하여 상기 제1 및 제2 코일패턴을 서로 연결하는 비아, 를 포함하고,
    상기 제1 절연층은 상기 제1 및 제2 코일패턴 각각 상에 배치되고,
    상기 차폐층은 상기 제1 및 제2 코일패턴 각각 상에 배치된 상기 제1 절연층에 배치된,
    코일 부품.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차폐층의 양단은 상기 바디의 일측면 및 타측면에 각각 노출된,
    코일 부품.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바디의 일측면 및 타측면에 각각 노출된 상기 차폐층의 양단 각각은 서로 이격된 복수로 구성된,
    코일 부품.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 지지기판은 중앙부에 관통홀이 형성되고,
    상기 제1 코일패턴 상에 배치된 상기 제1 절연층과 상기 제2 코일패턴 상에 배치된 상기 제1 절연층은 상기 관통홀의 내벽으로 연장되어 서로 연결되고,
    상기 제1 코일패턴 상에 배치된 상기 차폐층과 상기 제2 코일패턴 상에 배치된 상기 차폐층은 상기 관통홀의 내벽 상으로 연장되어 서로 연결된,
    코일 부품.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 절연층은, 상기 제1 코일패턴, 상기 제2 코일패턴 및 상기 관통홀의 내벽에서 서로 일체로 형성되고,
    상기 차폐층은, 상기 제1 코일패턴, 상기 제2 코일패턴 및 상기 관통홀의 내벽 각각 상에서 서로 일체로 형성된,
    코일 부품.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차폐층은 도전체를 포함하는,
    코일 부품.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차폐층은 구리(Cu)를 포함하는,
    코일 부품.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제3 외부전극은,
    상기 바디의 타면에 배치된 패드부, 및 상기 바디의 일측면과 타측면 중 적어도 하나에 배치된 측면부를 포함하는,
    코일 부품.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 패드부와 상기 측면부는 서로 일체로 형성되는,
    코일 부품.
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