KR20230000747A - 코일 부품 - Google Patents

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KR20230000747A
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coil
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lead
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조민지
김재훈
류지만
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 코일 부품은, 바디; 상기 바디 내에 배치된 코일패턴과, 상기 바디의 일면에 서로 이격되게 노출된 제1 및 제2 인출부를 포함하는 코일부; 및 상기 바디의 일면에 서로 이격 배치되어 상기 제1 및 제2 인출부와 각각 연결된 제1 및 제2 외부전극; 을 포함하고, 상기 바디의 일면과 수직한 단면(cross-section)에서, 상기 제1 및 제2 인출부 각각과 상기 코일패턴의 최외측 턴이 서로 연결된 영역에는, 곡률 반지름이 1㎛ 이상인 곡선부가 형성된다.

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 전자 기기에 이용되는 대표적인 수동 전자 부품이다.
전자 기기가 점차 고성능화되고 작아짐에 따라 전자기기에 이용되는 전자 부품은, 그 수가 증가하고 소형화되고 있다.
박막형 코일 부품의 경우, 도금으로 코일부를 형성한 기판에, 금속자성분말이 절연수지에 분산된 형태의 자성 복합 시트를 적층 및 경화하여 바디를 형성하고, 바디의 표면에 외부전극을 형성한다.
한국공개특허 제 10-2019-0062342호
본 발명의 실시예에 따른 목적 중 하나는 제1 및 제2 인출부의 고착 강도를 향상시키기 위함이다.
본 발명의 실시예에 따른 목적 중 다른 하나는 코일부의 총 턴(turn) 수를 향상시키기 위함이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 바디; 상기 바디 내에 배치된 코일패턴과, 상기 바디의 일면에 서로 이격되게 노출된 제1 및 제2 인출부를 포함하는 코일부; 및 상기 바디의 일면에 서로 이격 배치되어 상기 제1 및 제2 인출부와 각각 연결된 제1 및 제2 외부전극; 을 포함하고, 상기 바디의 일면과 수직한 단면(cross-section)에서, 상기 제1 및 제2 인출부 각각과 상기 코일패턴의 최외측 턴이 서로 연결된 영역에는, 곡률 반지름이 1㎛ 이상인 곡선부가 형성된 코일 부품이 제공된다.
본 발명의 일 측면에 따르면 제1 및 제2 인출부의 고착 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 코일부의 총 턴(turn) 수를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 하부에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 A 방향에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 도 1의 B 방향에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면.
도 5는 도 3의 C를 확대한 것을 개략적으로 나타내는 도면.
도 6은 곡선부의 곡률 반지름과 인출부의 고착 강도 간의 관계를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 3에 대응되는 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 3에 대응되는 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 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 하부에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 도 1의 A 방향에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4는 도 1의 B 방향에서 바라본 것을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5는 도 3의 C를 확대한 것을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6은 곡선부의 곡률 반지름과 인출부의 고착 강도 간의 관계를 나타내는 도면이다. 한편, 도 1, 도 2 및 도 5 각각에는 코일부의 내부 구조를 보다 명확하게 하기 위해, 일부 구성을 생략 도시하고 있다. 또한, 도 4는 인출부의 노출 구조를 보다 명확하게 하기 위해, 일부 구성을 생략 도시하고 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 바디(100), 기판(200), 코일부(300), 외부전극(410, 420), 및 절연막(IF)을 포함한다.
바디(100)는 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 외관을 이루고, 내부에 코일부(300)를 매설한다.
바디(100)는, 전체적으로 육면체의 형상으로 형성될 수 있다.
바디(100)는, 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(일단면과 타단면)은 바디의 제1 면(101) 및 제2 면(102)을 의미하고, 바디(100)의 양 측면(일측면과 타측면)은 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(410, 420)이 형성된 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이, 1.6mm의 길이, 0.8mm의 폭, 0.8mm의 두께를 가지거나, 1.0mm의 길이, 0.5mm의 폭, 0.8mm의 두께를 가지거나, 0.8mm의 길이, 0.4mm의 폭, 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.
상술한 코일 부품(1000)의 길이라 함은, 코일 부품(1000)의 폭 방향(W) 중앙부에서의 길이 방향(L)-두께 방향(T) 단면(cross-section)에 대한 광학 현미경 또는 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진을 기준으로, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 길이 방향(L)으로 마주한 2개의 최외측 경계선을 각각 연결하고 길이 방향(L)과 평행한 복수의 선분의 길이 중 최대값을 의미하는 것일 수 있다. 또는, 상술한 코일 부품(1000)의 길이라 함은, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 길이 방향(L)으로 마주한 2개의 최외측 경계선을 각각 연결하고 길이 방향(L)과 평행한 복수의 선분의 길이 중 최소값을 의미하는 것일 수 있다. 또는, 상술한 코일 부품(1000)의 길이라 함은, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 길이 방향(L)으로 마주한 2개의 최외측 경계선을 각각 연결하고 길이 방향(L)과 평행한 복수의 선분의 길이 중 적어도 2개 이상의 길이의 산술 평균값을 의미하는 것일 수 있다.
상술한 코일 부품(1000)의 두께라 함은, 코일 부품(1000)의 폭 방향(W) 중앙부에서의 길이 방향(L)-두께 방향(T) 단면(cross-section)에 대한 광학 현미경 또는 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진을 기준으로, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 두께 방향(T)으로 마주한 2개의 최외측 경계선을 각각 연결하고 두께 방향(T)과 평행한 복수의 선분의 길이 중 최대값을 의미하는 것일 수 있다. 또는, 상술한 코일 부품(1000)의 두께라 함은, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 두께 방향(T)으로 마주한 2개의 최외측 경계선을 각각 연결하고 두께 방향(T)과 평행한 복수의 선분의 길이 중 최소값을 의미하는 것일 수 있다. 또는, 상술한 코일 부품(1000)의 두께라 함은, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 두께 방향(T)으로 마주한 2개의 최외측 경계선을 각각 연결하고 두께 방향(T)과 평행한 복수의 선분 중 적어도 2개 이상의 길이의 산술 평균값을 의미하는 것일 수 있다.
상술한 코일 부품(1000)의 폭이라 함은, 코일 부품(1000)의 두께 방향(T) 중앙부에서의 길이 방향(L)-폭 방향(W) 단면(cross-section)에 대한 광학 현미경 또는 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진을 기준으로, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 폭 방향(W)으로 마주한 2개의 최외측 경계선을 각각 연결하고 폭 방향(W)과 평행한 복수의 선분의 길이 중 최대값을 의미하는 것일 수 있다. 또는, 상술한 코일 부품(1000)의 폭이라 함은, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 폭 방향(W)으로 마주한 2개의 최외측 경계선을 각각 연결하고 폭 방향(W)과 평행한 복수의 선분의 길이 중 최소값을 의미하는 것일 수 있다. 또는, 상술한 코일 부품(1000)의 폭이라 함은, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 폭 방향(W)으로 마주한 2개의 최외측 경계선을 각각 연결하고 폭 방향(W)과 평행한 복수의 선분 중 적어도 2개 이상의 길이의 산술 평균값을 의미하는 것일 수 있다.
또는, 코일 부품(1000)의 길이, 폭 및 두께 각각은, 마이크로 미터 측정법으로 측정될 수도 있다. 마이크로 미터 측정법은, Gage R&R (Repeatability and Reproducibility)된 마이크로 미터로 영점을 설정하고, 마이크로 미터의 팁 사이에 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)을 삽입하고, 마이크로 미터의 측정 lever를 돌려서 측정할 수 있다. 한편, 마이크로 미터 측정법으로 코일 부품(1000)의 길이를 측정함에 있어, 코일 부품(1000)의 길이는 1회 측정된 값을 의미할 수도 있으며, 복수 회 측정된 값의 산술 평균을 의미할 수도 있다. 이는, 코일 부품(1000)의 폭 및 두께에도 동일하게 적용될 수 있다.
바디(100)는 금속자성분말 및 절연수지를 포함한다. 구체적으로, 바디(100)는 절연수지 및 절연수지에 분산된 금속자성분말을 포함하는 자성 복합 시트를 하나 이상 적층하여 형성될 수 있다.
금속자성분말은, 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, 금속자성분말은, 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.
금속자성분말은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 예를 들어, 금속자성분말은 Fe-Si-B-Cr계 비정질 합금 분말일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 금속자성분말은 각각 평균 직경이 약 0.1㎛ 내지 30㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서 상에서, 입경 또는 평균 직경이라고 함은 D90 또는 D50 등으로 표현되는 입도 분포를 의미하는 것일 수 있다.
바디(100)는, 절연수지에 분산된 2 종류 이상의 금속자성분말을 포함할 수 있다. 여기서, 금속자성분말이 상이한 종류라고 함은, 절연수지에 분산된 금속자성분말이 평균 직경, 조성, 결정성 및 형상 중 적어도 하나로 서로 구별됨을 의미한다.
절연수지는 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 기판(200) 및 코일부(300)를 관통하는 코어(110)를 가진다. 코어(110)는 자성 복합 시트가 코일부(300)의 관통홀을 충전함으로써 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다
기판(200)은 바디(100) 내에 배치된다. 기판(200)은 후술할 코일부(300)를 지지하는 구성이다.
기판(200)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, 기판(200)은 프리프레그(prepreg), 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(Al(OH)3), 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.
기판(200)이 보강재를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 기판(200)은 보다 우수한 강성을 제공할 수 있다. 기판(200)이 유리섬유를 포함하지 않는 절연자재로 형성될 경우, 기판(200)과 코일부(300) 전체의 두께(도 1의 폭 방향(W)을 따른 코일부와 기판 각각의 수치(dimension)의 합을 의미한다)를 박형화하여 부품의 폭을 감소시키는데 유리하다. 기판(200)이 감광성 절연수지를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 코일부(300) 형성을 위한 공정 수가 줄어들어 생산비 절감에 유리하고, 미세한 비아를 형성할 수 있다.
코일부(300)는 기판(200)에 배치된다. 코일부(300)는 바디(100)에 매설되어, 코일 부품의 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.
본 실시예의 경우, 코일부(300)의 코일패턴(311, 312)이 실장면인 바디(100)의 제6 면(106)에 수직하게 배치되므로, 바디(100) 및 코일부(300)의 부피를 유지하면서도 실장 면적을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 동일한 면적의 실장 기판에 보다 많은 수의 전자 부품을 실장할 수 있다. 또한, 본 실시예의 경우, 코일부(300)의 코일패턴(311, 312)이 실장면인 바디(100)의 제6 면(106)에 수직하게 배치되므로, 코일부(300)에 의해 코어(110)에 유도되는 자속의 방향이 바디(100)의 제6 면(106)과 평행하게 배치된다. 이로 인해, 실장 기판의 실장면에 유도되는 노이즈가 상대적으로 감소할 수 있다. 한편, 본 명세서에서, 코일부(300)의 코일패턴(311, 312)이 실장면인 바디(100)의 제6 면(106)에 수직하게 배치된다라고 함은, 도 1과 같이, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)이 기판(200)과 접하는 면을 가상으로 연장하였을 때 바디(100)의 제6 면(106)과 형성하는 각도가 수직 또는 수직에 가깝도록 형성된 것을 말한다. 예를 들어, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)은, 바디(100)의 제6 면(106)과 80° 내지 100°의 각도를 형성할 수 있다.
코일부(300)는 기판(200)의 서로 마주하는 양면 중 적어도 하나에 형성되고, 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다. 코일부(300)는 바디(100)의 폭 방향(W)으로 서로 마주한 기판(200)의 일면과 타면에 배치되어 바디(100)의 제6 면(106)에 수직한 형태로 배치된다. 본 실시예의 경우, 코일부(300)는, 코일패턴(311, 312), 비아(321, 322, 323), 인출부(331, 341; 332, 342)를 포함한다.
제1 코일패턴(311)과 제2 코일패턴(312) 각각은, 기판(200)의 서로 마주한 양면에 배치되어, 바디(100)의 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한 평면 나선의 형태일 수 있다. 예로서, 도 1의 방향을 기준으로, 제1 코일패턴(311)은 기판(200)의 후면(後面)에 배치되어, 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다. 제2 코일패턴(312)은 기판(200)의 전면(前面)에 배치되어, 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다. 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각은, 인출패턴(331, 332)과 연결되는 최외측 턴(turn)의 단부가 바디(100)의 두께 방향(T)의 중앙부로부터 바디(100)의 제6 면(106) 측으로 연장된 형태로 형성된다. 즉, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 최외측 턴(turn)의 단부와 인출패턴(331, 332)이 연결되는 영역은 바디(100)의 제6 면(106)에 더 가깝게 배치된다. 이러한 결과, 제1 및 제2 코일패턴(311, 322)은, 코일의 최외측 턴의 단부가 바디의 두께 방향(T)의 중앙부까지만 형성된 경우와 비교하여, 코일부(300) 전체의 턴 수를 증가시킬 수 있다.
인출부(331, 341; 332, 342)는, 바디(100)의 제6 면(106)에 서로 이격되게 노출된다. 본 실시예의 경우, 인출부(331, 341; 332, 342)는 인출패턴(331, 332) 및 서브인출패턴(341, 342)를 포함한다. 구체적으로, 도 1의 방향을 기준으로, 제1 인출부(331, 341)는, 기판(200)의 후면(後面)에서 제1 코일패턴(311)으로부터 연장되고 바디(100)의 제6 면(106)으로 노출된 제1 인출패턴(331)과, 기판(200)의 전면(前面)에 제1 인출패턴(331)과 대응된 위치에 제1 인출패턴(331)과 대응된 형상으로 배치되고 제2 코일패턴(312)과 이격된 제1 서브인출패턴(341)을 포함한다. 제2 인출부(332, 342)는, 기판(200)의 전면(後面)에서 제2 코일패턴(311)으로부터 연장되고 바디(100)의 제6 면(106)으로 노출된 제2 인출패턴(332)과, 기판(200)의 후면(前面)에 제2 인출패턴(332)과 대응된 위치에 제2 인출패턴(332)과 대응된 형상으로 배치되고 제1 코일패턴(311)과 이격된 제2 서브인출패턴(342, 도 2 참조)을 포함한다. 제1 인출부(331, 341)와 제2 인출부(332, 342)는 바디(100)의 제6 면에 서로 이격되게 노출되고, 각각 후술할 제1 및 제2 외부전극(410, 420)과 접촉 연결된다. 한편, 도시하지 않았으나, 인출패턴(331, 332) 및 서브인출패턴(341, 342)에는 인출패턴(331, 332) 및 서브인출패턴(341, 342)을 관통하는 관통부가 형성될 수 있다. 이 경우 관통부에는 바디(100)의 적어도 일부가 배치되므로, 바디(100)와 코일부(300) 간의 결합력을 향상시킬 수 있다(앵커링 효과). 나아가 관통부는 인출패턴(331, 332) 및 서브인출패턴(341, 342) 사이에 배치된 기판(200)을 관통할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 전술한 서브인출패턴(341, 342)은 코일부(300)와 후술할 외부전극(410, 420) 간의 전기적 연결관계를 고려할 때 본 실시예에서 생략 가능한 구성이므로, 서브인출패턴(341, 342)이 생략된 경우도 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다. 다만, 본 실시예와 같이, 인출부(331, 341; 332, 342)가 인출패턴(331, 332) 및 서브인출패턴(341, 342)을 포함하는 경우, 바디(100)의 제6 면(106)에 형성되는 외부전극(410, 420)을 대칭적으로 형성할 수 있어 외관 불량을 감소시킬 수 있다.
제1 비아(321)는, 기판(200)을 관통하여 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 최내측 턴(turn)의 내측 단부를 서로 연결한다. 제2 비아(322)는 기판(200)을 관통하여 제1 인출패턴(331)과 제1 서브인출패턴(341)을 서로 연결한다. 제3 비아(323)는 기판(200)을 관통하여 제2 인출패턴(332)과 제2 서브인출패턴(342)을 서로 연결한다. 이렇게 함으로써, 코일부(300)는 전체적으로 연결된 하나의 코일로서 기능한다.
한편, 전술한 바와 같이, 서브인출패턴(341, 342)은 코일부(300)와 후술할 외부전극(410, 420) 간의 전기적 연결관계와 무관한 구성이므로, 제2 및 제3 비아(322, 323)가 생략된 경우도 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다. 다만, 본 실시예와 같이, 제2 및 제3 비아(322, 323)로 인출패턴(341, 342)과 서브인출패턴(341, 342)을 연결하면 코일부(300)와 외부전극(410, 420) 간의 연결신뢰성을 향상시킬 수 있다.
코일패턴(311, 312), 비아(321, 322, 323), 인출패턴(331, 332) 및 서브인출패턴(341, 342) 중 적어도 하나는, 적어도 하나 이상의 도전층을 포함할 수 있다.
예로서, 제2 코일패턴(312), 비아(321, 322, 323), 제2 인출패턴(332) 및 제1 서브인출패턴(341)을 기판(200)의 전면(前面, 도 1의 방향 기준)에 도금으로 형성할 경우, 제2 코일패턴(312), 비아(321, 322, 323), 제2 인출패턴(332) 및 제1 서브인출패턴(341) 각각은 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, 제1 및 제3 비아(321, 323)의 시드층 및 제2 인출패턴(332)의 시드층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 코일패턴(312)의 전해도금층, 제1 및 제3 비아(321, 323)의 전해도금층 및 제2 인출패턴(332)의 전해도금층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
코일패턴(311, 312), 비아(321, 322, 323), 인출패턴(331, 332) 및 서브인출패턴(341, 342) 각각은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 및 제2 인출부(331, 341; 332, 342) 각각은 바디(100)로 돌출된 앵커부(AN)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 인출패턴(331)은, 제1 인출패턴(331)의 나머지 영역보다 바디(100)의 제1 면(101)을 향해 바디(100)로 돌출된 앵커부(AN)를 포함할 수 있다. 제1 서브인출패턴(341)은, 제1 서브인출패턴(341)의 나머지 영역보다 바디(100)의 제1 면(101)을 향해 바디(100)로 돌출된 앵커부(AN)를 포함할 수 있다. 제2 인출패턴(332)은, 제2 인출패턴(332)의 나머지 영역보다 바디(100)의 제2 면(102)을 향해 바디(100)로 돌출된 앵커부(AN)를 포함할 수 있다. 제2 서브인출패턴(342)은, 제2 서브인출패턴(342)의 나머지 영역보다 바디(100)의 제2 면(102)을 향해 바디(100)로 돌출된 앵커부(AN)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 인출부(331, 341; 332, 342)가 앵커부(AN)를 포함하는 구조로 인해, 바디(100) 두께 방향(T)으로 발생하는 외력에 대한 저항성이 증가할 수 있다(앵커링 효과).
제1 및 제2 인출부(331, 341; 332, 342)과 코일패턴(311, 312)의 최외측 턴이 서로 연결된 영역에는, 곡선부(CP)가 형성된다. 예로서, 도3 및 도 5를 참조하면, 바디(100)의 제6 면(106)과 수직한 단면을 기준으로, 제2 코일패턴(312)의 최외측 턴의 단부와 제2 인출패턴(332)이 서로 연결된 영역은, 자체 선폭으로 인해, 길이 방향(L)으로 서로 이격된 2개의 경계선을 형성하는데, 2개의 경계선 중 바디(100)의 제2 면(102)과 가까운 경계선에는, 곡률 반지름(R)을 가지는 곡선부(CP)가 형성된다. 곡선부(CP)는, 예로서, 제2 코일패턴(312)의 최외측 턴의 단부와 제2 인출패턴(332)이 서로 연결된 영역의 적어도 일부가 제거된 형태로 형성될 수 있다. 상기 제거된 일부는 원의 호(arc)를 포함하는 형태로 형성될 수 있다. 곡선부(CP)의 곡률 반지름(R)은, 곡선부(CP)의 경계선에 배치된 적어도 3개의 가상점을 지정한 후 이들을 이용해 측정 또는 계산될 수 있다. 예로서, 제2 인출패턴(332)의 두께 중앙부(예로서, 제2 인출패턴(332)의 도 1의 폭 방향(W) 중앙부를 의미한다)에서 취한 바디(100)의 제6 면(106)과 수직한 단면(LT 단면)을 기준으로, 제2 코일패턴(312)의 최외측 턴(turn) 및 기판(200)이 형성한 길이 방향(L)으로 마주한 최외측의 2개의 점과, 두께 방향(T)으로 마주한 최외측 2개의 점을 이용해 사각형의 가상의 아웃라인(OL)을 설정할 수 있는데, 가상의 아웃라인(OL) 중 바디(100)의 제6 면(106)과 인접한 가상 선분과 곡선부(CP)가 접하는 지점을 제1 가상점(P1)으로 설정할 수 있다. 예로서, 제2 인출패턴(332)의 두께 중앙부(예로서, 제2 인출패턴(332)의 도 1의 폭 방향(W) 중앙부를 의미한다)에서 취한 바디(100)의 제6 면(106)과 수직한 단면(LT 단면)을 기준으로, 제2 코일패턴(312)의 최외측 턴 중 권회 방향이 변하기 시작하는 지점을 곡선부(CP)의 제2 가상점(P2)로 설정할 수 있다. 예로서, 제1 가상점(P1)과 제2 가상점(P2) 사이에 배치된 지점을 곡선부(CP)의 제3 가상점(P3)으로 설정할 수 있다. 이러한 제1 내지 제3 가상점(P1, P2, P3)을 설정한 후 계산에 의해 곡선부(CP)의 곡률 반지름(R)을 측정 또는 계산할 수 있다. 제1 및 제2 인출부(331, 341; 332, 342)와 코일패턴(311, 312)의 최외측 턴이 서로 연결된 영역에 곡선부(CP)가 형성되므로, 자성 복합 시트를 1매 이상 적층 하는 공정 및 후속 공정들에서, 상기 연결 영역에 집중되는 응력을 감소시킬 수 있다. 즉, 본 실시예의 경우, 상기 연결 영역에 곡선부(CP)가 형성되어 있으므로, 상기 연결 영역이 각진 형상을 가지는 경우와 비교하여, 응력 집중을 방지할 수 있다. 이로 인해, 본 실시예의 경우, 제1 및 제2 인출부(331, 341; 332, 342)가 탈락되는 현상을 방지할 수 있다.
곡선부(CP)의 곡률 반지름(R)은 1㎛ 이상일 수 있다. 곡선부(CP)의 곡률 반지름(R)이 1㎛ 미만인 경우에는, 1.5 N 이상의 고착 강도를 확보하기 곤란하여 그 효과가 미미할 수 있다.
곡선부(CP)의 곡률 반지름(R)은 15㎛ 미만일 수 있다. 곡선부(CP)의 곡률 반지름(R)이 15㎛ 이상인 경우에는, 곡선부(CP)의 곡률 반지름(R)이 15㎛ 미만인 경우와 비교해, 전술한 제2 가상점(P2)이 상대적으로 바디(100)의 제2 면(102)과 제5 면(105) 측으로 이동하게 되어, 코일의 총 턴(turn) 수를 증가시키는 효과가 미미할 수 있다.
한편, 이상에서는, 제2 코일패턴(312)과 제2 인출패턴(332)을 기준으로 곡선부(CP) 및 곡선부(CP)의 곡률 반지름(R)을 설명하였으나, 이러한 설명은 제1 코일패턴(311)과 제1 인출패턴(331)에도 동일하게 적용될 수 있다.
(실험예)
표 1의 실험예 1 내지 8은, 곡선부(CP)의 곡률 반지름(R)을 변경시키면서, 고착 강도와, 코일패턴의 최외측 턴의 위치에 따른 1/4 턴 추가 확보 여부를 각각 평가하였다. 실험예 1 내지 8 각각은, 최종 부품의 size가 0.8mm의 길이, 0.4mm의 폭, 0.65mm의 두께를 가지도록 바디를 형성하였으며, 코일패턴의 두께, 선폭, 턴 간 스페이스, 턴 간 pitch는 모두 동일하게 설계하였다.
하기의 표에서 고착 강도는, 서로 연결된 인출부와 코일패턴 사이에 크랙이 발생하기 시작할 때의 강도를 기준으로 측정하였다.
번호 곡률 반지름(R, ㎛) 고착 강도(N) 1/4 턴 추가 확보 여부
1 0 1.2 O
2 0.5 1.4 O
3 1 1.7 O
4 3 2.8 O
5 5 3 O
6 7 3 O
7 9 3 O
8 15 2.8 X
표 1 및 도 6을 참조하면, 곡률 반지름(R)이 1㎛ 미만인 실험예 1 및 2는, 각각의 고착 강도가 1.2N 및 1.4N으로, 요구되는 고착 강도 1.5N 이상을 만족하지 못하였다. 한편, 고착 강도는 곡률 반지름(R)이 증가함에 따라 증가하는 경향성을 보이다가 곡률 반지름(R)이 9㎛인 경우 포화가 되는 것으로 측정되었다.
표 1을 참조하면, 곡률 반지름(R)이 15㎛ 인 실험예 8은, 해당 코일 패턴이 1/4 턴을 추가 확보할 수 없었다. 이는, 전술한 바와 같이, 곡률 반지름(R)이 증가함에 따라, 제2 가상점(P2)이 상대적으로 바디(100)의 제2 면(102)과 가까워지기 때문이다.
외부전극(410, 420)은, 바디(100)의 제6 면(106)에 서로 이격 배치되어 인출부(331, 332, 341, 342)와 각각 연결된다. 구체적으로, 제1 외부전극(410)은, 바디(100)의 제6 면(106)에 배치되어, 제1 인출부(331, 341)와 접촉한다. 제2 외부전극(420)은, 바디(100)의 제6 면(106)에 제1 외부전극(410)으로부터 이격 배치되어, 제2 인출부(332, 342)와 접촉한다. 한편, 기판(200)의 경우, 예로서, 제1 인출패턴(331)과 제1 서브인출패턴(341) 사이에 배치되어 바디(100)의 제6 면(106)으로 노출될 수 있는데, 이 경우 제1 외부전극(410) 중 바디(100)의 제6 면(106)으로 노출된 기판(200)에 대응되는 영역에는 도금 편차로 인해 리세스가 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
외부전극(410, 420)은 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 인쇄회로기판 등에 실장될 때, 코일 부품(1000)을 인쇄회로기판 등과 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 면에 서로 이격 배치된 외부전극(410, 420)과 인쇄회로기판의 접속부가 전기적으로 연결될 수 있다.
외부전극(410, 420)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(410, 420) 각각은, 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예로서, 제1 외부전극(410)은 제1 인출부(331, 341)와 접하는 제1 층, 제1 층에 배치된 제2 층을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 층은, 구리(Cu) 및 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함하는 도전성 분말이과 절연수지를 포함하는 도전성 수지층이거나, 구리(Cu) 도금층일 수 있다. 제2 층은, 니켈(Ni) 도금층/주석(Sn) 도금층의 2중층 구조일 수 있다.
절연막(IF)은, 코일부(300)를 커버하도록 코일부(300)와 바디(100) 사이에 배치된다. 절연막(IF)은, 기판(200) 및 코일부(300)의 표면을 따라 형성될 수 있다. 절연막(IF)은 코일부(300)을 바디(100)로부터 절연시키기 위한 것으로, 패럴린 등의 공지의 절연 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 절연막(IF)은 기상증착 등의 방법으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 절연필름을 기판(200)의 양면에 적층함으로써 형성될 수도 있다.
한편, 도시하지 않았으나, 본 실시예의 경우, 바디(100)의 제1 내지 제6 면(101, 102, 103, 104, 105, 106)을 커버하되, 외부전극(410, 420)을 각각 노출하는 표면절연층을 더 포함할 수 있다. 표면절연층은, 예로서, 절연수지를 포함하는 절연 자재를 바디(100)의 표면에 도포 및 경화하여 형성된 것일 수 있다. 이 경우, 표면절연층은, 폴리스티렌계, 아세트산 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 폴리아미드계, 고무계, 아크릴계 등의 열가소성 수지, 페놀계, 에폭시계, 우레탄계, 멜라민계, 알키드계 등의 열경화성 수지 및 감광성 절연수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 3에 대응되는 도면이다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 3에 대응되는 도면이다. 도 7 및 도 8과, 도 3을 비교하면, 본 발명의 다른 실시예 및 또 다른 실시예에 따른 코일 부품(2000, 3000)은, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)과 비교하여, 앵커부(AN)의 형상이 상이하다. 따라서, 본 실시예들을 설명함에 있어, 본 발명의 일 실시예에서와 상이한 앵커부(AN)에 대해서만 설명하기로 하며, 본 실시예들의 나머지 구성들에 대해서는 본 발명의 일 실시예에서의 설명이 그대로 적용될 수 있다.
도 3과, 도 7 및 도 8을 비교하면, 본 발명의 다른 실시예 및 또 다른 실시예에 따른 코일 부품(2000, 3000)은, 본 발명의 일 실시예에서와 달리, 앵커부(AN)의 형상이 상이하다. 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예 및 또 다른 실시예의 경우, 제1 인출패턴(331)은, 제1 인출패턴(331)의 나머지 영역보다 바디(100)의 제5 면(105)을 향해 바디(100)로 돌출된 앵커부(AN)를 포함할 수 있다. 제1 서브인출패턴(341)은, 제1 서브인출패턴(341)의 나머지 영역보다 바디(100)의 제5 면(105)을 향해 바디(100)로 돌출된 앵커부(AN)를 포함할 수 있다. 제2 인출패턴(332)은, 제2 인출패턴(332)의 나머지 영역보다 바디(100)의 제5 면(105)을 향해 바디(100)로 돌출된 앵커부(AN)를 포함할 수 있다. 제2 서브인출패턴(342)은, 제2 서브인출패턴(342)의 나머지 영역보다 바디(100)의 제5 면(105)을 향해 바디(100)로 돌출된 앵커부(AN)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예 및 또 다른 실시예에 따른 코일 부품(2000, 3000)에 적용되는 앵커부(AN)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)에 적용되는 앵커부(AN) 보다 단부 측이 바디(100)의 제5 면(105)을 향하도록 배치될 수 있다. 본 실시예들의 경우, 전술한 앵커부(AN)의 구조로 인해, 바디(100) 두께 방향(T)으로 발생하는 외력에 대한 저항성뿐만 아니라, 바디(100)의 길이 방향(L)으로 발생하는 외력에 대한 저항성도 증가할 수 있다.
도 7 및 도 8을 비교하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품(3000)은, 앵커부(AN)의 하부 측이 바디(100)의 제1 및 제2 면(101, 102)과 평행한 형태로 연장되어 바디(100)의 제6 면(106)까지 연장될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품(3000)은, 바디의 두께 방향(T) 및 길이 방향(L)으로 발생하는 외력에 대한 저항성을 증가시키면서도, 인출부(331, 341; 332, 342)와 외부전극(410, 420) 간의 접촉 면적을 증가시킬 수 있어, 양자 간의 결합 신뢰성을 향상시킬 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: 기판
300: 코일부
311, 312: 코일패턴
321, 322, 323: 비아
331, 332: 인출패턴
341, 342: 서브인출패턴
410, 420: 외부전극
CP: 곡선부
AN: 앵커부
OL: 아웃라인
1000, 2000, 3000: 코일 부품

Claims (11)

  1. 바디;
    상기 바디 내에 배치된 코일패턴과, 상기 바디의 일면에 서로 이격되게 노출된 제1 및 제2 인출부를 포함하는 코일부; 및
    상기 바디의 일면에 서로 이격 배치되어 상기 제1 및 제2 인출부와 각각 연결된 제1 및 제2 외부전극; 을 포함하고,
    상기 바디의 일면과 수직한 단면(cross-section)에서,
    상기 제1 및 제2 인출부 각각과 상기 코일패턴의 최외측 턴이 서로 연결된 영역에는, 곡률 반지름이 1㎛ 이상인 곡선부가 형성된,
    코일 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 곡선부의 곡률 반지름은 15㎛ 미만인,
    코일 부품.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 인출부 각각은 상기 바디로 돌출된 앵커부를 포함하는,
    코일 부품.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바디는, 상기 바디의 일면과 각각 연결되고 서로 마주한 일단면과 타단면을 가지고,
    상기 앵커부는, 상기 앵커부를 제외한 상기 제1 및 제2 인출부 각각의 다른 영역보다 상기 바디의 일단면과 타단면에 가깝게 배치된,
    코일 부품.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 바디는, 상기 바디의 일면과 마주한 타면을 가지고,
    상기 앵커부는, 상기 앵커부를 제외한 상기 제1 및 제2 인출부 각각의 다른 영역보다 상기 바디의 타면에 가깝게 배치된,
    코일 부품.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 코일패턴은 상기 바디의 일면과 수직하게 배치된,
    코일 부품.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 바디 내에 배치된 기판;을 더 포함하고,
    상기 코일패턴은 상기 기판의 적어도 일면에 배치된,
    코일 부품.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 인출부 각각은, 상기 기판의 서로 마주한 양면에 각각 배치된 인출패턴과 서브인출패턴을 포함하는,
    코일 부품.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 인출부 각각은, 상기 기판을 관통하여 상기 인출패턴과 서브인출패턴을 연결하는 연결비아를 더 포함하는,
    코일 부품.

  10. 제1항에 있어서,
    상기 바디는, 상기 바디의 일면과 마주한 타면을 가지고,
    상기 제1 및 제2 인출부 각각과 상기 코일패턴의 최외측 턴이 서로 연결된 영역은, 상기 바디의 타면보다 상기 바디의 일면에 더 가깝게 배치된,
    코일 부품.
  11. 서로 마주한 일면과 타면을 가지는 바디;
    상기 바디 내에 상기 바디의 일면과 수직하게 배치된 코일패턴과, 각각 상기 코일패턴과 연결되고 상기 바디의 일면에 서로 이격되게 노출된 제1 및 제2 인출부를 포함하는 코일부; 및
    상기 바디의 일면에 서로 이격 배치되어 상기 제1 및 제2 인출부와 각각 연결된 제1 및 제2 외부전극; 을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 인출부 각각과 상기 코일패턴의 최외측 턴이 서로 연결된 영역에는, 곡률 반지름이 1㎛ 이상인 곡선부가 형성되고,
    상기 제1 및 제2 인출부 각각과 상기 코일패턴의 최외측 턴이 서로 연결된 영역은, 상기 바디의 두께 방향 중앙부를 기준으로 상기 바디의 타면보다 상기 바디의 타면에 더 가깝게 배치된,
    코일 부품.
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