KR101762028B1 - 코일부품 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 코일부를 포함하며, 상기 코일부는 복수의 도체패턴이 적층된 형태의 코일패턴을 포함하고, 상기 복수의 도체패턴은 선폭이 서로 상이한, 코일부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 개시는 코일부품에 관한 것이다.
디지털 TV, 모바일 폰, 노트북 등과 같은 전자기기는 고주파 대역에서의 데이터 송수신의 기능이 널리 사용되고 있으며 향후에도 이러한 IT 전자기기는 하나의 기기뿐만 아니라 상호간의 USB, 기타 통신 포트를 연결하여 다기능, 복합화로 활용 빈도가 높을 것으로 예상된다. 여기서, 상기 데이터 송수신을 빠르게 진행하기 위해서는 MHz 대역의 주파수 대역에서 GHz 대역의 고주파수 대역으로 이동하여 보다 많은 양의 내부 신호라인을 통해 데이터를 주고 받게 된다.
한편, 이와 같이 많은 양의 데이터를 주고 받기 위해 메인기기와 주변기기 간의 GHz 대역의 고주파수 대역의 송수신시 신호의 지연 및 기타 노이즈로 인해 원활한 데이터를 처리하는데 문제점이 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 IT와 주변기기의 연결주위에 전자파 간섭(Electro Magnetic Interference: EMI) 대책 부품을 구비하고 있으며, 예를 들면, 공통모드필터(Common Mode Filter: CMF) 등이 사용되고 있다.
한편, 공통모드필터 등의 코일부품은 전자기기의 소형화 및 박형화에 수반하여 소형화 및 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 부합하기 위하여 코일의 선폭은 점점 작아지고 있다. 이때, 코일의 선폭이 작아지면 직류저항(Rdc)이 상승하는 문제가 발생하며, 직류저항을 감소시키기 위해서는 코일의 면적을 넓혀야 한다. 코일의 면적을 넓히는 방법으로는 코일의 두께를 높여 높은 어스펙트 비(Aspect Ratio: AR)를 구현하는 것이 있다. 다만, 미세패턴 및 높은 어스펙트 비를 동시에 구현하는 것은 매우 높은 난이도를 요구하는 기술로, 지금까지 제안된 코일 형성 공법으로는 이들을 동시에 구현하는데 한계가 있다.
본 개시의 여러 목적 중 하나는 미세패턴 및 높은 어스펙트 비를 동시에 구현할 수 있는 코일부품 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 개시를 통하여 제안하는 여러 해결 수단 중 하나는 복수의 도체패턴을 적층하여 코일패턴을 구현하는 것이다. 예를 들면, 코일패턴을 형성하기 위한 레지스트 패턴을 2층으로 적층하는 공법(Double Stacking: DS)을 이용할 수 있다.
본 개시의 여러 효과 중 일 효과로서 미세패턴 및 높은 어스펙트 비를 동시에 구현할 수 있는 코일부품 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 전자기기에 적용된 코일부품의 예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 코일부품의 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 코일부품의 개략적인 I-I' 면 절단 단면도이다.
도 4는 도 3의 코일부품의 R 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도 5는 도 2의 코일부품의 다른 개략적인 I-I' 면 절단 단면도이다.
도 6은 도 5의 코일부품의 Q 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도 7은 미세선폭 및 높은 어스펙트 비를 동시에 구현할 수 있는 코일패턴의 개략적인 제조공정 일례를 도시한다.
도 8은 미세선폭 및 높은 어스펙트 비를 동시에 구현하는데 한계가 있는 코일패턴의 개략적인 제조공정 일례를 도시한다.
도 2는 코일부품의 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 코일부품의 개략적인 I-I' 면 절단 단면도이다.
도 4는 도 3의 코일부품의 R 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도 5는 도 2의 코일부품의 다른 개략적인 I-I' 면 절단 단면도이다.
도 6은 도 5의 코일부품의 Q 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도 7은 미세선폭 및 높은 어스펙트 비를 동시에 구현할 수 있는 코일패턴의 개략적인 제조공정 일례를 도시한다.
도 8은 미세선폭 및 높은 어스펙트 비를 동시에 구현하는데 한계가 있는 코일패턴의 개략적인 제조공정 일례를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대해 보다 상세히 설명한다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
전자기기
도 1은 전자기기에 적용된 코일부품의 일례를 개략적으로 도시한다. 도면을 참조하면, 전자기기(1000)는 케이스(1001), USB 입력부(1002), 카메라부(1003) 등으로 구성된 모바일 폰(mobile phone)일 수 있다. 모바일 폰(1000)의 내부는 메인보드(1010) 및 메인보드(1010)에 실장 또는 내장되며 회로패턴(1020)을 통하여 연결되는 다양한 전자 부품(1030, 1040) 등으로 구성될 수 있다. 이때, 전자부품(1030, 1040) 중 일부로서 본 개시의 코일부품(10)이, 예를 들면, 공통모드필터로서 전자기기(1000)의 USB 입력부(1002), 카메라부(1003) 등에 대응되는 영역에 실장 될 수 있다.
한편, 도면에 예시적으로 도시한 모바일 폰 뿐만 아니라 다른 전자기기에도 본 개시의 코일부품이 이와 유사하게 또는 상이하게 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 또는 이들 외에도 통상의 기술자에게 잘 알려진 다른 다양한 전자기기 등에도 다양한 용도로써 적용될 수 있다.
코일부품
이하에서는 본 개시의 코일부품을 설명하되, 편의상 공통모드필터로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 내용이 다른 다양한 용도의 코일부품에도 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 본 개시의 코일부품은 코일패턴의 배치 형태에 따라서 인덕터일 수도 있다.
도 2는 코일부품의 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다. 도면을 참조하면, 일례에 따른 코일부품(10)은 코일부(200) 및 상기 코일부(200) 상부 및 하부에 배치된 커버부(101, 102)를 포함한다. 코일부(200)와 커버부(101, 102)는 코일부품의 바디가 된다. 바디 외측에는 외부전극(301a, 301b, 302a, 302b)이 배치된다. 여기서, 상부는 후술하는 제조 공정에 있어서 레지스트 패턴의 적층 방향을 의미하고, 하부는 이와 반대 방향을 의미한다. 이때, 상부 또는 하부에 위치한다는 것은 대상 구성요소가 기준이 되는 구성요소와 직접 접촉하는 것뿐만 아니라, 해당 방향으로 위치하되 직접 접촉하지는 않는 경우도 포함한다.
커버부(101, 102)는 코일부(200)에서 발생하는 자속(magnetic flux)의 통로로서 기능하며, 이를 위해 자성물질을 포함할 수 있다. 더불어, 외부전극(301a, 301b, 302a, 302b)을 지지하는 역할 및/또는 코일부(200)를 기계적 및 전기적으로 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 커버부(101, 102)는 코일부품(10)을 다양한 전자기기에 실장 할 때, 실장 면을 제공할 수도 있다. 커버부(101, 102)는 시트 타입일 수 있으며, 이 경우 시트 타입의 자성물질을 압착 및 적층하여 간단하게 커버부(101, 102)를 형성할 수 있으므로 공정 생산성이 향상될 수 있다. 즉, 커버부(101, 102)는 코일부(200) 양측에 배치된 각각 제1 자성시트(101) 및 제2 자성시트(102)일 수 있다.
커버부(101, 102)에 포함되는 자성물질로는 자기특성을 가지는 것이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 예를 들면, 금속 자성체 분말 및 페라이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 금속 자성체 분말은 예컨대 Fe, Si, Cr, Al 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 결정질 또는 비정질 금속일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 페라이트는 예컨대 Fe-Ni-Zn계 페라이트, Fe-Ni-Zn-Cu계 페라이트, Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Zn-Cu계 페라이트, Ni-Zn-Cu계 페라이트, Mn-Mg계 페라이트, Ba계 페라이트, Li계 페라이트 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
코일부(200)는 코일부품(10)의 코일로부터 발현되는 특성을 통하여 전자기기 내에서 다양한 기능을 수행하는 역할을 한다. 일례에 따른 코일부품(10)에서는 상기 코일부(200)가 소위 박막 타입 등으로서 자성 코어에 도선을 감은 구조를 갖는 권선 타입과는 구별된다. 코일부(200)에 대한 상세한 내용은 후술한다.
외부전극(301a, 301b, 302a, 302b)은 코일부품(10)을 전자기기에 연결시키는 역할을 한다. 일례에 따른 코일부품(10)에서는 외부전극(301a, 301b, 302a, 302b)이 제1 및 제2 자성시트(101, 102) 상에 각각 적어도 일부가 배치된다. 이와 같이 제1 및 제2 자성시트(101, 102) 모두에 외부전극(300)의 적어도 일부가 배치됨에 따라, 제1 및 제2 자성시트(101, 102) 모두 실장 면을 제공할 수 있게 된다. 따라서, 코일부품(10)을 전자기기에 실장 할 때 방향에 영향을 받지 않을 수 있는바, 공정이 보다 간소화될 수 있다. 외부전극(301a, 301b, 302a, 302b)은 제1 내지 제4 외부전극(301a, 301b, 302a, 302b)일 수 있으며, 이들은 각각 코일부(200)의 후술하는 제1 내지 제4 코일패턴(211a, 211b, 231a, 231b)과 연결될 수 있다. 또한, 이들은 각각 ㄷ 형태의 형상을 가질 수 있다. 다만, 외부전극(301a, 301b, 302a, 302b)의 배치 형태나 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술분야에 잘 알려진 다른 공지의 배치 형태나 형상일 수 있음은 물론이다.
외부전극(300)의 재료로는 도전성을 부여할 수 있는 금속이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 예를 들면, 외부전극(300)은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 및 이들의 합금 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd)은 값이 비싸지만 안정적이라는 장점이 있고, 구리(Cu), 니켈(Ni)은 값은 싸지만 소결 중에 산화되어 도전성을 저하시킬 수 있는 단점이 있는바, 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
도 3은 도 2의 코일부품의 개략적인 I-I' 면 절단 단면도이다. 도면을 참조하면, 일례에 따른 코일부품(10A)의 코일부(200)는 절연층(214) 및 상기 절연층(214) 상에 배치된 코일층(210, 220)을 포함한다.
절연층(214)은 코일층(210, 220)을 외부와 졀연시킨다. 절연층(214)의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 절연물질이면 된다. 이때 절연물질로는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지, 예를 들면, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 수지 등이 사용될 수 있다. 경우에 따라서는, 절연층(214)은 생략될 수도 있다.
코일층(210, 220) 각각은 실질적으로 동일 평면 상에 두 개의 코일패턴(211a, 211b / 231a, 231b)이 형성된 이중 코일을 가진다. 물론 이는 일례에 불과하며, 이와 달리 보다 다층 형태의 단일 코일로 구현할 수도 있다. 예를 들면, 4층으로 이루어진 코일층으로써, 각각의 코일층이 단일 코일을 가지는 것일 수도 있다.
코일층(210, 220)은 제1 코일층(210) 및 제2 코일층(220)을 포함한다. 제1 코일층(210)의 실질적으로 동일 평면 상에 제1 및 제2 코일패턴(211a, 211b)을 가진다. 제2 코일층(220)은 실질적으로 동일 평면 상에 제3 및 제4 코일패턴(231a, 231b)을 가진다. 도면 상에는 두 개의 층(210, 220)만을 예시하였으나, 그 이상의 층으로도 구성될 수 있음은 물론이다. 코일패턴(211a, 211b, 231a, 231b) 각각은 평면 스파이랄(Spiral) 형상의 패턴일 수 있다.
제1 코일패턴(211a)은 제1 비아패턴(232a)을 통하여 제3 코일패턴(221a)과 전기적으로 연결된다. 이를 통하여 두 개의 코일(211a, 221a)의 직렬회로로 구성되는 단일의 제1 코일전극이 구성될 수 있다. 제2 코일패턴(211b)은 제2 비아패턴(232b)를 통하여 제4 코일패턴(221b)과 전기적으로 연결된다. 이를 통하여 두 개의 코일(211b, 221b)의 직렬회로로 구성되는 단일의 제2 코일전극이 구성될 수 있다. 이 경우 제1 및 제2 코일전극 사이에 같은 방향의 전류가 흐르면 자속이 서로 보강되어 공통모드임피던스가 높아져 공통모드노이즈는 억제하고, 반대 방향의 전류가 흐르면 자속이 서로 상쇄되어 디퍼런셜모드임피던스가 감소하여 원하는 전송 신호를 통과시키는, 공통모드필터로 동작할 수 있다.
제1 코일층(210)은 비아패턴(232a, 232b)과 직접 연결되는 제1 및 제2 비아연결용패턴(212a, 212b)을 포함한다. 여기서 제1 및 제2 비아연결용패턴(212a, 212b)은 각각 비아패턴(232a, 232b)과 상하로 직접 연결되는 상기 제1 및 제2 코일패턴(211a, 211b)의 말단 부분을 의미한다. 제2 코일층(220)은 비아패턴(232a, 232b)과 직접 연결되는 제3 및 제4 비아연결용패턴(222a, 222b)을 포함할 수 있다. 여기서 제3 및 제4 비아연결용패턴(222a, 222b)은 각각 비아패턴(232a, 232b)과 상하로 직접 연결되는 상기 제3 및 제4 코일패턴(221a, 221b)의 말단 부분을 의미한다.
제1 코일층(210)은 외부전극(301a, 301b)과 연결되는 제1 및 제2 인출단자(213a, 213b)를 포함할 수 있다. 여기서 제1 및 제2 인출단자(213a, 213b)는 각각 제1 및 제2 외부전극(301a, 301b)에 연결된다. 제2 코일층(220)은 외부전극(302a, 302b)와 연결되는 제3 및 제4 인출단자(223a, 223b)를 포함할 수 있다. 여기서 제3 및 제4 인출단자(223a, 223b)는 각각 제3 및 제4 외부전극(302a, 302b)에 연결된다. 이를 통하여 코일부(200)는 외부전극(301a, 301b, 302a, 302b)에 전기적으로 연결될 수 있다.
일례에 따른 코일부품(10)은 필요에 따라 코일부(200)의 중심부를 관통하는 자성코어(103)를 더 포함할 수도 있다. 자성코어(103)는 절연층(214) 및 코일층(210, 220)을 모두 관통할 수도 있지만, 경우에 따라서는 코일층(210, 220) 만을 관통할 수도 있다. 자성코어(103)를 더 포함하는 경우 코일층(210, 220)의 인덕턴스를 더 높일 수 있으며, 보다 고성능의 코일부품(10)을 얻을 수 있다.
자성코어(103)에 포함되는 자성물질 역시 자기 특성을 가지는 것이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 예를 들면, 금속 자성체 분말 및 페라이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 금속 자성체 분말은 예컨대 Fe, Si, Cr, Al 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 결정질 또는 비정질 금속일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 페라이트는 예컨대 Fe-Ni-Zn계 페라이트, Fe-Ni-Zn-Cu계 페라이트, Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Zn-Cu계 페라이트, Ni-Zn-Cu계 페라이트, Mn-Mg계 페라이트, Ba계 페라이트, Li계 페라이트 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 도 3의 코일부품의 R 영역의 개략적인 확대 단면도이다. 도면을 참조하면, 제1 코일층(210)의 코일패턴은 복수의 도체패턴이 적층된 것이다. 예를 들면, 제1 도체패턴(216, 217) 및 제1 도체패턴(216, 217) 상에 적층된 제2 도체패턴(218)을 포함하는 것일 수 있다. 이와 같이, 복수의 도체패턴을 적층하여 코일패턴을 형성하는 경우, 종래의 방법으로는 한계가 있었던 미세선폭 및 높은 어스펙트 비를 동시에 구현할 수 있다.
구체적으로, 높은 어스펙트 비를 구현하기 위해서는 코일패턴을 선폭 대비 두께가 두껍도록 형성해야 하며, 일반적으로 코일패턴의 두께는 이를 형성할 때 사용되는 포토 레지스트(Photo-resist: PR)의 두께에 의해 결정된다. 이때, 현재 노광 기술의 한계로 포토 레지스트의 두께가 두꺼울수록 포토 레지스트가 불완전하게 현상될 수 있으며, 그로 인하여 원하는 패턴 형성이 어려울 수 있다. 즉, 노광의 한계로 인하여 도 8에서와 같이 단순히 한 층의 도체패턴으로 코일패턴을 구현하는 경우에는 높은 어스펙트 비를 가지기 어렵다. 이와 달리, 일례에 따른 코일부품에서와 같이, 복수의 도체패턴을 순차적으로 적층하는 방법으로 코일패턴을 구현하는 경우에는, 이를 형성하기 위한 하나 하나의 포토 레지스트의 두께가 두꺼울 필요가 없으므로, 위와 같은 불완전한 현상의 문제가 발생하지 않는다. 즉, 순차적으로 미세패턴의 도체패턴을 적층하는 것이기 때문에, 미세선폭 및 높은 어스펙트 비를 동시에 구현할 수 있다.
복수의 도체패턴을 적층하여 코일패턴을 형성하는 경우, 이들을 형성하기 위한 레지스트 패턴을 정확히 일치할 수 있는 얼라인먼트(alignment) 정밀도가 중요하다. 얼라인먼트 정밀도에 대한 자유도를 높이는 방법은 도체패턴을 형성할 때 사용되는 레지스트 패턴의 선폭을 다르게 구현하는 것이다. 예를 들면, 먼저 형성하는 레지스트 패턴의 선폭을 보다 좁게 구현하고, 다음으로 형성하는 레지스트 패턴의 선폭을 보다 넓게 구현하는 경우, 얼라인먼트 정밀도에 대한 자유도가 높아질 수 있다. 이는, 먼저 형성한 선폭이 좁은 레지스트 패턴이 차지하는 면적이 다음으로 형성한 선폭이 넓은 레지스트 패턴이 차지하는 면적보다 넓기 때문에, 보다 넓은 면적의 레지스트 패턴 상에 보다 좁은 면적의 레지스트 패턴을 형성하는 것이 되기 때문이다. 즉, 먼저 형성한 제1 도체패턴(216, 217)의 선폭(W1) 대비 다음으로 형성한 제2 도체패턴(218)의 선폭(W2)이 더 넓은 경우, 얼라인먼트 정밀도에 대한 자유도를 높일 수 있다.
복수의 도체패턴을 적층하여 형성한 코일패턴은 어스펙트 비가 1 초과, 예를 들면, 3 이상일 수 있다. 여기서 어스펙트 비는 제1 도체패턴(216, 217)의 선폭(W1) 및 제2 도체패턴(218)의 선폭(W2)의 평균 대비 제1 도체패턴(216, 217)의 두께(H1) 및 제2 도체패턴(218)의 두께(H2)의 합의 비율, 즉 [H1+H2] / [(W1+W2)/2] 을 의미한다. 이와 같이, 복수의 도체패턴을 적층하여 형성한 코일패턴은 미세패턴의 구현과 동시에 높은 어스펙트 비의 구현이 가능하다.
제1 코일패턴(216, 217)은 시드층(216) 및 시드층(216) 상에 형성된 제1 도금층(217)으로 구성된다. 제2 코일패턴(218)은 제2 도금층(218)으로 구성된다. 시드층(216)은 도금층(217)을 용이하게 형성하기 위한 것으로, 도전성을 부여할 수 있는 금속이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 시드층(216)은 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈럼(Ta), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni) 및 이들의 합금 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 버퍼 시드층 및 상기 버퍼 시드층 상에 형성되며 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 및 이들의 합금 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 도금 시드층을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 예를 들면, 티타늄(Ti) 및 구리(Cu)로 이루어진 이중 층 구조일 수 있다. 버퍼 시드층은 절연층(214,)에 대한 밀착성을 확보하는 역할을 수행하며, 도금 시드층은 도금층(217)을 용이하게 형성하기 위한 기초 도금층의 역할을 수행한다. 도금층(217, 218)은 코일 패턴(211a, 211b / 231a, 231b)을 구성하는 주된 재료이며, 도전성을 부여할 수 있는 금속이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 예를 들면, 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 및 이들의 합금 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
복수의 도체패턴을 적층하여 형성한 코일패턴은 절연물질(215)로 둘러싸일 수 있다. 절연물질(215)은 코일패턴을 필요에 따라 절연시킨다. 절연물질(215)로는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지, 예를 들면, 프리프레그, ABF, FR-4, BT 수지 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라서는, 감광성 수지(Photo Imagable Dielectric: PID) 역시 사용될 수 있다.
한편, 도면에서는 제1 도체패턴(216, 217) 및 제2 도체패턴(218)의 경계를 표시하였으나, 이와 달리 제1 도체패턴(216, 217) 및 제2 도체패턴(218)이 일체화 되어 경계가 구분되지 않을 수도 있다. 또한, 도면에서는 두 층의 도체패턴만을 적층하는 것을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 두 층 이상의 도체패턴이 적층될 수 있음은 물론이다. 또한, 편의상 제1 코일층(210)에 대해서만 설명하였지만, 제2 코일층(220) 등과 같이 다른 코일층에도 상술한 내용이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 5는 도 2의 코일부품의 다른 개략적인 I-I' 면 절단 단면도이다. 도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 코일부품(10B)의 코일부(200)는 코일층(210, 220), 코일층(210, 220) 양측에 각각 배치된 절연층(214, 234), 및 코일층(210, 220) 사이에 배치된 절연층(224)을 포함한다. 이하 다른 일례에 따른 코일부품(10B)에 대하여 설명하되, 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략한다.
절연층(214, 224)은 코일층(210, 220)을 외부와 졀연시킨다. 절연층(234)은 코일층(210, 220) 사이를 절연시킨다. 이들 절연층(214, 224, 234)의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 절연물질이면 된다. 이때 절연물질로는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지, 예를 들면, 프리프레그, ABF, FR-4, BT 수지 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라서는, 감광성 절연 수지 역시 사용될 수 있다.
도 6은 도 5의 코일부품의 Q 영역의 개략적인 확대 단면도이다. 도면을 참조하면, 제1 코일층(210)의 코일패턴은 복수의 도체패턴이 적층된 것이다. 예를 들면, 제1 도체패턴(216, 217) 및 제1 도체패턴(216, 217) 상에 적층된 제2 도체패턴(218)을 포함하는 것일 수 있다. 이와 같이, 복수의 도체패턴을 적층하여 코일패턴을 형성하는 경우, 종래의 방법으로는 한계가 있었던 미세선폭 및 높은 어스펙트 비를 동시에 구현할 수 있다. 이하 다른 일례에 따른 코일부품(10B)에 대하여 설명하되, 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략한다
복수의 도체패턴을 적층하여 형성한 코일패턴은 레지스트 패턴(402, 403)으로 둘러싸일 수 있다. 예를 들면, 제1 코일패턴(216, 217)은 제1 레지스트 패턴(402)에 의하여 둘러싸일 수 있다. 제2 코일패턴(218)은 제2 레지스트 패턴(403)에 의하여 둘러싸일 수 있다. 레지스트 패턴(402, 403)은 코일패턴을 필요에 따라 절연시킨다. 레지스트 패턴(402, 403)의 재질은 특별히 한정되지 않으며 공지의 감광성 절연 수지일 수 있다.
한편, 도면에서는 제1 레지스트 패턴(402) 및 제2 레지스트 패턴(403)의 경계를 구분하였으나, 이들은 일체화 되어 경계가 구분되지 않을 수도 있다. 또한, 편의상 제1 코일층(210)에 대해서만 설명하였지만, 제2 코일층(220) 등과 같이 다른 코일층에도 상술한 내용이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 7은 미세선폭 및 높은 어스펙트 비를 동시에 구현할 수 있는 코일패턴의 개략적인 제조공정 일례를 도시한다. 코일부품의 제조공정에 대한 설명 중 상술한 설명과 중복되는 내용은 생략 한다.
도 7a를 참조하면, 적어도 일면에 시드층(216)이 형성된 기판(101, 214)을 준비한다. 기판(101, 214)은 자성시트(101) 및 상기 자성시트(101) 상에 배치된 절연층(214)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 단지 자성시트(101)일 수도 있고, 또는 단지 절연층(214)일 수도 있다. 시드층(216), 자성시트(101), 절연층(214)의 재질 등에 대한 내용은 상술한 바와 같다.
도 7b를 참조하면, 시드층(216) 상에 포토 레지스트(401)를 형성한다. 포토 레지스트(401)의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 공지의 감광성 절연 수지일 수 있다. 포토 레지스트(401)을 형성하는 방법 역시 특별히 한정되지 않으며, 공지의 라미네이션 방법이나, 공지의 도포 방법으로 형성할 수 있다. 라미네이션 방법으로는, 예를 들면, 고온에서 일정시간 가압한 후 감압하여 실온까지 식히는 핫 프레스 후, 콜드 프레스에서 식혀 작업 툴을 분리하는 방법 등이 이용될 수 있다. 도포 방법으로는, 예를 들면, 스퀴즈로 잉크를 도포하는 스크린 인쇄법, 잉크를 안개화하여 도포하는 방식의 스프레이 인쇄법 등을 이용할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 포토 레지스트(401)를 패턴화 한다. 패턴은 코일패턴, 비아패턴, 비아연결용패턴 등에 대응되는 패턴일 수 있으며, 코일패턴에 대응되는 패턴은 평면 스파이랄 형상일 수 있다. 패턴화 방법은 특별히 한정되지 않으며, 공지의 포토 리소그래피 공법으로 수행할 수 있다. 예를 들면, 미리 패턴화한 마스크를 이용하여 노광한 후 공지의 에칭액으로 현상하는 방법으로 포토 레지스트(401)를 패턴화할 수 있다.
도 7d를 참조하면, 패턴화한 포토 레지스트(401), 즉 레지스트 패턴(401)을 마스크로 시드층(216)을 패턴화 한다. 패턴은 마찬가지로 코일패턴, 비아패턴, 비아연결용패턴 등에 대응되는 패턴일 수 있으며, 코일패턴에 대응되는 패턴은 평면 스파이랄 형상일 수 있다. 패턴화 방법은 특별히 한정되지 않으며, 마찬가지로 공지의 포토 리소그래피 공법으로 수행할 수 있다.
도 7e를 참조하면, 레지스트 패턴(401)을 제거한다. 레지스트 패턴(401)을 제거하는 방법 역시 특별히 한정되지 않으며, 공지의 포토 리소그래피 공법으로 수행할 수 있다.
도 7f를 참조하면, 기판(101, 214) 상에 제1 레지스트 패턴(402)을 형성한다. 제1 레지스트 패턴(402)는 시드층(216)의 폭과 실질적으로 동일한 선폭(W1)을 가진다. 제1 레지스트 패턴(402)는 마찬가지로 코일패턴, 비아패턴, 비아연결용패턴 등에 대응되는 패턴일 수 있으며, 코일패턴에 대응되는 패턴은 평면 스파이랄 형상일 수 있다. 제1 레지스트 패턴(402)를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 마찬가지로 공지의 포토 리소그래피 공법으로 수행할 수 있다.
도 7g를 참조하면, 제1 레지스트 패턴(402)을 마스크로 이용하여 시드층(216) 상에 제1 도금층(217)을 형성하여 결과적으로 제1 도체패턴(216, 217)을 형성한다. 제1 도체패턴(216, 217)은 제1 레지스트 패턴(402)과 실질적으로 동일한 선폭(W1) 및 두께(H1)를 가질 수 있다.
도 7h를 참조하면, 제1 레지스트 패턴(402) 상에 제2 레지스트 패턴(403)을 형성한다. 제2 레지스트 패턴(403)은 제1 레지스트 패턴(402)의 선폭(W1) 보다 넓은 선폭(W2)을 가진다. 따라서, 제1 레지스트 패턴(402) 면적 대비 작은 면적을 가지며, 그 결과 레지스트 패턴을 정확히 일치할 수 있는 얼라인먼트 자유도가 높다. 제2 레지스트 패턴(403)는 마찬가지로 코일패턴, 비아패턴, 비아연결용패턴 등에 대응되는 패턴일 수 있으며, 코일패턴에 대응되는 패턴은 평면 스파이랄 형상일 수 있다. 제2 레지스트 패턴(403)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 마찬가지로 공지의 포토 리소그래피 공법으로 수행할 수 있다.
도 7i를 참조하면, 제2 레지스트 패턴(403)을 마스크로 이용하여 제1 도금층(217) 상에 제1 도금층(218)을 형성하여 결과적으로 제2 도체패턴(218)을 형성한다. 제2 도체패턴(218)은 제2 레지스트 패턴(403)과 실질적으로 동일한 선폭(W2) 및 두께(H2)를 가질 수 있다.
도 7j를 참조하면, 제1 및 제2 레지스트 패턴(402, 403)을 제거한다. 제1 및 제2 레지스트 패턴(402, 403)을 제거하는 방법 역시 특별히 한정되지 않으며, 공지의 포토 리소그래피 공법으로 수행할 수 있다. 다만, 이와 달리 제1 및 제2 레지스트 패턴(402, 403)을 제거하지 않고, 이들을 절연물질로 이용할 수도 있다. 즉, 다른 일례에 따른 코일부품(10B)에서와 같이, 이 상태 그대로 도금층으로 이용할 수도 있음은 물론이다.
도 7k를 참조하면, 제1 및 제2 도체패턴(216, 217, 218)을 둘러싸는 절연물질(215)을 형성한다. 절연물질(215)는 공지의 라미네이션 방법이나, 공지의 도포 방법으로 형성할 수 있다. 라미네이션 방법으로는, 예를 들면, 고온에서 일정시간 가압한 후 감압하여 실온까지 식히는 핫 프레스 후, 콜드 프레스에서 식혀 작업 툴을 분리하는 방법 등이 이용될 수 있다. 도포 방법으로는, 예를 들면, 스퀴즈로 잉크를 도포하는 스크린 인쇄법, 잉크를 안개화하여 도포하는 방식의 스프레이 인쇄법 등을 이용할 수 있다.
도면에서는 편의상 하나의 코일부품을 제조하는 것으로 나타내고 있으나, 실제의 양산 과정에서는 하나의 큰 기판 상에 복수개의 코일부품을 동시에 형성한 후 이들을 개별적으로 잘라내는 방법으로 제조할 수 있음은 물론이다.
본 개시에서 전기적으로 연결된다는 의미는 물리적으로 연결된 경우와 연결되지 않은 경우를 모두 포함하는 개념이다. 또한, 제1, 제2 등의 표현은 한 구성요소와 다른 구성요소를 구분 짓기 위해 사용되는 것으로, 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 경우에 따라서는 권리범위를 벗어나지 않으면서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수도 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수도 있다.
본 개시에서 사용된 일례라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일례들은 다른 일례의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일례에서 설명된 사항이 다른 일례에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일례에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일례에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 용어는 단지 일례를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
1000: 전자기기 1001: 케이스
1002: USB 입력부 1003: 카메라부
1010: 메인보드 1020: 회로패턴
1030, 1040: 전자 부품 10, 10A, 10B: 코일부품
101, 102: 커버부 103: 자성코어
200: 코일부 210, 220: 코일층
214, 224, 234: 절연층 215, 225: 절연물질
216: 시드층 217, 227, 218, 228: 도금층
211a, 211b, 221a, 221b: 코일패턴
212a, 212b, 222a, 222b: 비아연결용패턴
232a. 232b: 비아패턴
213a, 213b, 223a, 223b: 인출단자
301a, 301b, 302a, 302b: 외부전극
1002: USB 입력부 1003: 카메라부
1010: 메인보드 1020: 회로패턴
1030, 1040: 전자 부품 10, 10A, 10B: 코일부품
101, 102: 커버부 103: 자성코어
200: 코일부 210, 220: 코일층
214, 224, 234: 절연층 215, 225: 절연물질
216: 시드층 217, 227, 218, 228: 도금층
211a, 211b, 221a, 221b: 코일패턴
212a, 212b, 222a, 222b: 비아연결용패턴
232a. 232b: 비아패턴
213a, 213b, 223a, 223b: 인출단자
301a, 301b, 302a, 302b: 외부전극
Claims (10)
- 코일부를 포함하는 코일부품에 있어서,
상기 코일부는 하나 이상의 코일패턴을 포함하며,
각각의 상기 코일패턴은, 제1도체패턴, 및 상기 제1도체패턴 상에 적층된 제2도체패턴, 을 포함하며,
상기 제1도체패턴 및 상기 제2도체패턴이 서로 접하여 복수의 턴수를 갖는 평면 스파이랄 패턴을 구현하며,
상기 제1도체패턴 및 상기 제2도체패턴 각각을 구성하는 도체층의 층수가 상이하며,
상기 제1도체패턴 및 상기 제2도체패턴의 선폭이 상이한,
코일부품.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제2 도체패턴은 상기 제1 도체패턴 보다 선폭이 넓은,
코일부품.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제1 도체패턴은 시드층 및 제1 도금층으로 구성되고,
상기 제2 도체패턴은 제2 도금층으로 구성되는,
코일부품.
- 제 1 항에 있어서,
각각의 상기 코일패턴은 어스펙트 비(Aspect Ratio)가 1 초과인,
코일부품.
- 제 1 항에 있어서,
각각의 상기 코일패턴은 평면 스파이랄(Spiral) 패턴을 갖는,
코일부품.
- 제 1 항에 있어서,
상기 코일부품은 복수의 자성시트를 더 포함하며,
상기 복수의 자성시트는 상기 코일부의 양측에 각각 배치된,
코일부품.
- 제 1 항에 있어서,
상기 코일부품은 외부전극을 더 포함하며,
상기 외부전극은 상기 코일부와 전기적으로 연결된,
코일부품.
- 적어도 일면에 시드층이 형성된 기판을 준비하는 단계;
상기 기판 상에 형성된 시드층을 패터닝하는 단계;
상기 패터닝된 시드층이 형성된 기판 상에 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 상기 패터닝된 시드층 상에 상기 시드층을 기초로 도금으로 제1 도금층을 형성하여 제1 도금패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 레지스트 패턴 상에 상기 제1 레지스트 패턴과 선폭이 상이한 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 상기 제1 도금층 상에 상기 제1 도금층을 기초로 도금으로 상기 제1 도금층과 접하는 제2 도금층을 형성하여 제2 도금패턴을 형성하는 단계; 를 포함하는,
코일부품의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제2 레지스트 패턴은 상기 제1 레지스트 패턴 보다 선폭이 넓은,
코일부품의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 레지스트 패턴은 평면 스파이랄(Spiral) 패턴을 갖는,
코일부품의 제조방법.
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