KR101832598B1 - 코일 부품 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 자성 물질을 포함하는 바디부; 상기 바디부 내에 배치된 코일부; 및 상기 바디부 상에 배치된 전극부; 를 포함하며, 상기 코일부는, 지지부재, 상기 지지부재의 적어도 일면 상에 형성된 제 1 코일층, 상기 지지부재의 적어도 일면 상에 적층되어 상기 제 1 코일층을 덮는 제 1 절연층, 및 상기 제 1 절연층 상에 형성된 제 2 코일층을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 코일층이 전기적으로 연결되어 상기 제 1 및 제 2 코일층의 적층 방향으로 코일의 턴 수가 증가하는, 코일 부품 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 개시는 코일 부품 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
디지털 TV, 모바일 폰, 노트북 등과 같은 전자 기기의 소형화 및 박형화에 수반하여 이러한 전자 기기에 적용되는 코일 부품에도 소형화 및 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 부합하기 위하여 다양한 형태의 권선 타입 또는 박막 타입의 코일 부품의 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.
코일 부품의 소형화 및 박형화에 따른 주요한 이슈는 이러한 소형화 및 박형화에도 불구하고 기존과 동등한 특성을 구현하는 것이다. 이러한 요구를 만족하기 위해서는 자성물질이 충전되는 코어의 크기 및 낮은 직류저항(Rdc)의 확보가 필요하다. 이를 위해서 코일 패턴의 종횡비와 코일부의 단면적을 상승시킬 수 있는 기술, 예를 들면, 이방 도금 기술이 적용되는 제품이 증가하고 있다.
한편, 소형화 및 박형화에 따라 제한된 공간에서 이방 도금 기술을 적용하여 코일 부품을 제조하는 경우, 종횡비 상승에 따라 도금 성장의 균일도 저하 및 코일부간 쇼트 발생 등의 불량 리스크가 높아지고 있다.
본 개시의 여러 목적 중 하나는 이러한 문제를 해결하는 것으로, 쇼트 발생 등의 불량 리스크가 작으면서도 코일의 균일도 및 낮은 직류저항(Rdc)의 확보가 가능한 새로운 구조의 코일 부품 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 개시를 통하여 제안하는 여러 해결 수단 중 하나는, 지지부재 상에 절연층을 이용하여 안정적으로 복수의 코일층을 형성하여, 상기 복수의 코일층의 적층 방향으로도 코일의 턴 수가 증가하도록 하는 것이다.
예를 들면, 본 개시의 코일 부품은 자성 물질을 포함하는 바디부; 상기 바디부 내에 배치된 코일부; 및 상기 바디부 상에 배치된 전극부; 를 포함하며, 상기 코일부는, 지지부재, 상기 지지부재의 적어도 일면 상에 형성된 제 1 코일층, 상기 지지부재의 적어도 일면 상에 적층되어 상기 제 1 코일층을 덮는 제 1 절연층, 및 상기 제 1 절연층 상에 형성된 제 2 코일층을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 코일층이 전기적으로 연결되어 상기 제 1 및 제 2 코일층의 적층 방향으로 코일의 턴 수가 증가하는 것일 수 있다.
또한, 본 개시의 코일 부품의 제조 방법은 코일부를 형성하는 단계; 상기 코일부를 수용하는 바디부를 형성하는 단계; 및 상기 바디부 상에 전극부를 형성하는 단계; 를 포함하며, 상기 코일부를 형성하는 단계는, 지지부재를 준비하는 단계, 상기 지지부재의 적어도 일면 상에 제 1 코일층을 도금으로 형성하는 단계, 상기 지지부재의 적어도 일면 상에 상기 제 1 코일층을 덮도록 제 1 절연층을 적층하는 단계, 상기 제 1 절연층 상에 도금으로 제 2 코일층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 코일층이 전기적으로 연결되어 상기 제 1 및 제 2 코일층의 적층 방향으로 코일의 턴 수가 증가하는 것일 수 있다.
본 개시의 여러 효과 중 일 효과로서, 쇼트 발생 등의 불량 리스크가 작으면서도 코일의 균일도 및 낮은 직류저항(Rdc)의 확보가 가능하며, 박형으로 제조가 가능한 새로운 구조의 코일 부품 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 전자 기기에 적용되는 코일 부품의 예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 코일 부품의 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 코일 부품의 개략적인 I-I' 면 절단 단면도이다.
도 4는 도 3의 코일 부품의 A 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도 5는 도 2의 코일 부품의 개략적인 Ⅱ-Ⅱ' 면 절단 단면도이다.
도 6은 도 5의 코일 부품의 바디부의 개략적인 a 방향 단면도이다.
도 7은 도 2의 코일 부품의 개략적인 제조 공정 일례를 도시한다.
도 8은 도 3의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 9는 도 5의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 10은 코일 부품의 다른 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 11은 도 10의 코일 부품의 개략적인 Ⅲ-Ⅲ' 면 절단 단면도이다.
도 12는 도 11의 코일 부품의 B 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도 13은 도 10의 코일 부품의 개략적인 Ⅳ-Ⅳ' 면 절단 단면도이다.
도 14는 도 12의 코일 부품의 바디부의 개략적인 b 방향 단면도이다.
도 15는 도 10의 코일 부품의 개략적인 제조 공정 일례를 도시한다.
도 16은 도 11의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 17은 도 13의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 18은 코일 부품의 또 다른 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 19는 도 18의 코일 부품의 개략적인 Ⅴ-Ⅴ' 면 절단 단면도이다.
도 20은 도 19의 코일 부품의 C 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도 21은 도 18의 코일 부품의 개략적인 Ⅵ-Ⅵ' 면 절단 단면도이다.
도 22는 도 21의 코일 부품의 바디부의 개략적인 c 방향 단면도이다.
도 23은 도 18의 코일 부품의 개략적인 제조 공정 일례를 도시한다.
도 24는 도 19의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 25는 도 21의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 26은 코일 부품의 또 다른 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 27은 도 26의 코일 부품의 개략적인 Ⅶ-Ⅶ' 면 절단 단면도이다.
도 28은 도 27의 코일 부품의 D 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도 29는 도 26의 코일 부품의 개략적인 Ⅷ-Ⅷ' 면 절단 단면도이다.
도 30은 도 29의 코일 부품의 바디부의 개략적인 d 방향 단면도이다.
도 31은 도 26의 코일부의 전기적 연결을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 32는 자성 물질의 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 33은 자성 물질의 다른 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 34는 등방 도금 기술을 적용한 코일 부품 일례를 개략적으로 도시한다.
도 35는 이방 도금 기술을 적용한 코일 부품 일례를 개략적으로 도시한다.
도 36은 다양한 형태의 코일 부품의 인덕턴스 비교 결과를 도시한다.
도 37은 다양한 형태의 코일 부품의 포화전류 특성 비교 결과를 도시한다.
도 38은 다양한 형태의 코일 부품의 도금 산포 비교 결과를 도시한다.
도 2는 코일 부품의 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 코일 부품의 개략적인 I-I' 면 절단 단면도이다.
도 4는 도 3의 코일 부품의 A 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도 5는 도 2의 코일 부품의 개략적인 Ⅱ-Ⅱ' 면 절단 단면도이다.
도 6은 도 5의 코일 부품의 바디부의 개략적인 a 방향 단면도이다.
도 7은 도 2의 코일 부품의 개략적인 제조 공정 일례를 도시한다.
도 8은 도 3의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 9는 도 5의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 10은 코일 부품의 다른 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 11은 도 10의 코일 부품의 개략적인 Ⅲ-Ⅲ' 면 절단 단면도이다.
도 12는 도 11의 코일 부품의 B 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도 13은 도 10의 코일 부품의 개략적인 Ⅳ-Ⅳ' 면 절단 단면도이다.
도 14는 도 12의 코일 부품의 바디부의 개략적인 b 방향 단면도이다.
도 15는 도 10의 코일 부품의 개략적인 제조 공정 일례를 도시한다.
도 16은 도 11의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 17은 도 13의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 18은 코일 부품의 또 다른 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 19는 도 18의 코일 부품의 개략적인 Ⅴ-Ⅴ' 면 절단 단면도이다.
도 20은 도 19의 코일 부품의 C 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도 21은 도 18의 코일 부품의 개략적인 Ⅵ-Ⅵ' 면 절단 단면도이다.
도 22는 도 21의 코일 부품의 바디부의 개략적인 c 방향 단면도이다.
도 23은 도 18의 코일 부품의 개략적인 제조 공정 일례를 도시한다.
도 24는 도 19의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 25는 도 21의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 26은 코일 부품의 또 다른 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 27은 도 26의 코일 부품의 개략적인 Ⅶ-Ⅶ' 면 절단 단면도이다.
도 28은 도 27의 코일 부품의 D 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도 29는 도 26의 코일 부품의 개략적인 Ⅷ-Ⅷ' 면 절단 단면도이다.
도 30은 도 29의 코일 부품의 바디부의 개략적인 d 방향 단면도이다.
도 31은 도 26의 코일부의 전기적 연결을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 32는 자성 물질의 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 33은 자성 물질의 다른 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 34는 등방 도금 기술을 적용한 코일 부품 일례를 개략적으로 도시한다.
도 35는 이방 도금 기술을 적용한 코일 부품 일례를 개략적으로 도시한다.
도 36은 다양한 형태의 코일 부품의 인덕턴스 비교 결과를 도시한다.
도 37은 다양한 형태의 코일 부품의 포화전류 특성 비교 결과를 도시한다.
도 38은 다양한 형태의 코일 부품의 도금 산포 비교 결과를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대해 보다 상세히 설명한다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
전자 기기
도 1은 전자 기기에 적용되는 코일 부품의 예를 개략적으로 도시한다.
도면을 참조하면, 전자 기기에는 다양한 종류의 전자 부품들이 사용되는 것을 알 수 있으며, 예를 들면, Application Processor 를 중심으로, DC/DC, Comm. Processor, WLAN BT / WiFi FM GPS NFC, PMIC, Battery, SMBC, LCD AMOLED, Audio Codec, USB 2.0 / 3.0 HDMI, CAM 등이 사용될 수 있다. 이때, 이러한 전자 부품 사이에는 노이즈 제거 등을 목적으로 다양한 종류의 코일 부품이 그 용도에 따라 적절하게 적용될 수 있는데, 예를 들면, 파워 인덕터(Power Inductor, 1), 고주파 인덕터(HF Inductor, 2), 통상의 비드(General Bead, 3), 고주파용 비드(GHz Bead, 4), 공통 모드 필터(Common Mode Filter, 5) 등을 들 수 있다.
구체적으로, 파워 인덕터(Power Inductor, 1)는 전기를 자기장 형태로 저장하여 출력 전압을 유지하여 전원을 안정시키는 용도 등으로 사용될 수 있다. 또한, 고주파 인덕터(HF Inductor, 2)는 임피던스를 매칭하여 필요한 주파수를 확보하거나, 노이즈 및 교류 성분을 차단하는 등의 용도로 사용될 수 있다. 또한, 통상의 비드(General Bead, 3)는 전원 및 신호 라인의 노이즈를 제거하거나, 고주파 리플을 제거하는 등의 용도로 사용될 수 있다. 또한, 고주파용 비드(GHz Bead, 4)는 오디오와 관련된 신호 라인 및 전원 라인의 고주파 노이즈를 제거하는 등의 용도로 사용될 수 있다. 또한, 공통 모드 필터(Common Mode Filter, 5)는 디퍼런셜 모드에서는 전류를 통과시키고, 공통 모드 노이즈 만을 제거하는 등의 용도로 사용될 수 있다.
전자 기기는 대표적으로 스마트 폰(Smart Phone)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 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) 등일 수도 있다. 이들 외에도 통상의 기술자에게 잘 알려진 다른 다양한 전자 기기 등일 수도 있음은 물론이다.
코일 부품
이하에서는 본 개시의 코일 부품을 설명하되, 편의상 인덕터(Inductor)의 구조를 예를 들어 설명하지만, 상술한 바와 같이 다른 다양한 용도의 코일 부품에도 본 개시의 코일 부품이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 2는 코일 부품의 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 코일 부품의 개략적인 I-I' 면 절단 단면도이다.
도 4는 도 3의 코일 부품의 A 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도면을 참조하면, 일례에 따른 코일 부품(10A)은 자성 물질을 포함하는 바디부(100) 내부에 코일부(200)가 배치된 구조이다. 바디부(100) 외부에는 코일부(200)와 전기적으로 연결되는 전극부(300)가 배치된다. 코일부(200)는 지지부재(230) 및 지지부재(230)의 양면 상에 배치된 복수의 코일층(211, 212, 221, 222)을 포함한다. 상측의 제 1 및 제 2 코일층(211, 212) 및 하측의 제 1 및 제 2 코일층(221, 222) 사이에는, 지지부재(230) 양면 상에 각각 배치되며 내측에 형성된 제 1 코일층(211, 221)을 덮는 절연층(213, 223)이 각각 배치된다.
바디부(100)는 코일 부품(10A)의 외관을 이룬다. 바디부(100)는 제 1 방향으로 마주보는 제 1 면 및 제 2 면과, 제 2 방향으로 마주보는 제 3 면 및 제 4 면과, 제 3 방향으로 마주보는 제 5 면 및 제 6 면을 포함한다. 바디부(100)는 이와 같이 대략적으로 육면체 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제 1 내지 제 6 면이 만나는 6 개의 모서리는 그라인딩(Grinding) 등에 의하여 둥글 수 있다. 바디부(100)는 자기 특성을 나타내는 자성 물질을 포함한다. 예를 들면, 바디부(100)는 페라이트 또는 금속 자성 입자가 수지에 충진 된 것일 수 있다. 페라이트는, 예를 들면, Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Zn-Cu계 페라이트, Mn-Mg계 페라이트, Ba계 페라이트 또는 Li계 페라이트 등의 물질로 이루어질 수 있다. 금속 자성 입자는 철(Fe), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, Fe-Si-B-Cr계 비정질 금속일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 금속 자성체 입자의 직경은 약 0.1㎛ 내지 30㎛일 수 있다. 바디부(100)는 이러한 페라이트나 금속 자성 입자가 에폭시 수지나 폴리이미드 수지 등의 열경화성 수지에 분산된 형태일 수 있다. 바디부(100)의 두께(T)는 적용되는 전자 기기에 따라 다를 수 있으며, 대략 500㎛ 내지 900㎛ 정도일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
코일부(200)는 코일 부품(10A)의 코일로부터 발현되는 특성을 통하여 전자 기기 내에서 다양한 기능을 수행하는 역할을 한다. 예를 들면, 코일 부품(10A)은 파워 인덕터일 수 있으며, 이 경우 코일부(200)는 전기를 자기장 형태로 저장하여 출력 전압을 유지하여 전원을 안정시키는 역할 등을 수행할 수 있다. 지지부재(230)의 양면 상에 각각 적층된 복수의 코일층(211, 212, 221, 222)은 지지부재(230)를 관통하는 비아(243)를 통하여 전기적으로 연결된다. 복수의 코일층(211, 212, 221, 222) 중 내측에 배치된 코일층(211, 221)과 외측에 배치된 코일층(212, 222)은 그 사이에 배치된 절연층(213, 223)을 관통하는 비아(214, 224)를 통하여 전기적으로 연결된다. 그 결과 복수의 코일층(211, 212, 221, 222)은 전기적으로 연결되어 하나의 코일을 형성한다. 코일부(200)의 중심부에는 관통 홀(105)이 형성되어 있으며, 관통 홀(105)은 바디부(100)를 구성하는 자성 물질로 충전된다. 코일부(200)는 지지부재(230) 양면 상에 형성된, 즉 내측에 적층된 제 1 코일층(211, 221)과, 절연층(213, 223) 상에 형성된, 즉 외측에 적층된 제 2 코일층(212, 222)를 포함한다. 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222) 사이에는 절연층(213, 223)이 배치된다. 제 2 코일층(212, 222)은 절연막(215, 225)에 의하여 커버된다.
제 1 코일층(211, 221)의 코일 패턴은 폭(w1)에 대한 두께(h1)의 비(h1/w1)의 비인 어스펙트 비(Aspect Ratio: AR)가 1 미만이다. 제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴은 폭(w2)에 대한 두께(h2)의 비(h2/w2)의 비인 어스펙트 비(Aspect Ratio: AR)가 1 초과이다. 즉, 일례에 따른 코일 부품(10A)은 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴의 어스펙트 비가 서로 상이하다. 예를 들면, 제 1 코일층(211, 221)의 코일 패턴은 폭(w1)이 약 160㎛ 내지 190㎛ 이고, 두께(h1)가 약 60㎛ 내지 90㎛ 정도일 수 있으며, 제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴은 폭(w2)이 약 60㎛ 내지 90㎛ 이고, 두께(h2)가 약 90㎛ 내지 120㎛ 정도일 수 있다.
한편, 코일 부품, 예를 들면, 인덕터 등의 주요 특성 중 하나인 직류 저항(Rdc) 특성은 코일부의 단면적이 클수록 낮아진다. 또한, 인덕턴스는 자속이 지나가는 바디부 내의 자성 영역의 면적이 클수록 커진다. 따라서, 직류 저항(Rdc)을 낮추면서 동시에 인덕턴스를 향상시키기 위해서는 코일부의 단면적을 증가시키면서 자성 영역의 면적을 증가시키는 것이 필요하다. 코일부의 단면적을 증가시키기 위해서는 코일 패턴의 폭을 증가시키는 방법과 코일 패턴의 두께를 증가시키는 방법이 있으나, 단순히 코일 패턴의 폭을 증가시키는 경우 코일 패턴 간의 쇼트(short)가 발생될 우려가 있다. 또한, 구현할 수 있는 코일 패턴의 턴 수의 한계가 발생하며, 자성 영역이 차지하는 면적의 축소로 이어져 효율이 저하되고 고용량 제품 구현에도 한계가 발생한다. 이러한 한계를 극복하고자, 코일 패턴의 폭은 증가시키지 않고, 두께를 증가시켜, 높은 어스펙트 비를 가지는 코일 패턴을 구현하는 것이 요구된바 있다.
한편, 도 34는 등방 도금 기술을 적용한 코일 부품 일례를 개략적으로 도시한다. 등방 도금 기술을 적용한 코일 부품은, 예를 들면, 지지부재(1030) 양면에 등방 도금 기술로 평면 코일 형상의 코일 패턴(1021, 1022)를 형성한 후, 자성 물질로 이를 매립하여 바디부(1010)를 형성하고, 바디부(1010) 외부에 코일 패턴(1021, 1022)과 전기적으로 연결되는 외부전극(1041, 1042)을 형성하여 제조할 수 있다. 그런데, 등방 도금 기술은 전기 도금법 수행 시 도금이 진행됨에 따라 코일 패턴의 두께 방향 성장과 함께 폭 방향의 성장이 동시에 이루어지기 때문에, 도면에서와 같이, 높은 어스펙트 비를 구현하기에 한계가 있다.
한편, 도 35는 이방 도금 기술을 적용한 코일 부품 일례를 개략적으로 도시한다. 이방 도금 기술을 적용한 코일 부품은, 예를 들면, 지지부재(2030) 양면에 이방 도금 기술로 평면 코일 형상의 코일 패턴(2021, 2022)를 형성한 후, 자성 물질로 이를 매립하여 바디부(2010)를 형성하고, 바디부(2010) 외부에 코일 패턴(2021, 2022)과 전기적으로 연결되는 외부전극(2041, 2042)을 형성하여 제조할 수 있다. 그런데, 이방 도금 기술을 적용하는 경우 높은 어스펙트 비를 구현할 수는 있으나, 어스펙트 비의 상승에 따라 도금 성장의 균일도가 저하될 수 있으며, 도금 두께의 산포가 넓어 여전히 코일 패턴간 쇼트가 쉽게 발생할 수 있다.
반면, 일례에 따른 코일 부품(10A)에서와 같이 제 1 코일층(211, 221)의 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 미만인 경우, 코일 패턴 형성 공정기술이 허용하는 산포 내에서 코일 패턴의 높이와 폭을 자유롭게 조절할 수 있으므로, 코일 패턴의 균일도가 우수하며, 폭 방향으로 넓으므로 단면적이 상승하여 낮은 직류 저항(Rdc) 특성을 구현할 수 있다. 더불어, 제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 초과인 경우, 제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴은 제 1 코일층(211, 221)의 코일 패턴에 비하여 동일 평면에서 더 많은 턴 수를 가질 수 있다. 즉, 코일부의 단면적이 감소하지만, 그 만큼 턴 수를 더 높여줄 수 있기 때문에, 높은 인덕턴스의 구현에 특히 유용하다.
더불어, 일례에 따른 코일 부품(10A)의 경우 제 1 코일층(211, 221)은 어스펙트 비가 1 미만인바 기본적으로 두께가 얇고, 제 2 코일층(212, 222)는 비록 어스펙트 비가 1 초과이나 코일 패턴의 선폭 자체를 얇게 구현하는바 그 폭 역시 그리 두껍지 않다. 또한, 충분한 턴 수를 가지기 위하여 각각의 코일층(211, 221, 212, 222)이 그 수평 방향, 즉 제 1 방향 및/또는 제 2 방향에서 그 공간을 최대한 활용하도록 형성된다. 즉, 상하로 적층된 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222)는 중복되는 영역을 가진다. 따라서, 박형이면서도 충분한 코일 특성을 갖는 코일 부품을 구현함에 유용하다.
제 1 코일층(211, 221)의 코일 패턴은 상술한 바와 같이 폭(w1)에 대한 두께(h1)의 비(h1/w1)의 비인 어스펙트 비(Aspect Ratio: AR)가 1 미만이다. 또한, 단일의 턴 수를 가진다. 여기서 단일의 턴 수를 가진다는 의미는 1 이하의 턴 수를 가지는 것을 의미한다. 반면, 제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴은 상술한 바와 같이 폭(w2)에 대한 두께(h2)의 비(h2/w2)의 비인 어스펙트 비(Aspect Ratio: AR)가 1 초과이다. 또한, 복수의 턴 수를 가진다. 여기서 복수의 턴 수를 가진다는 의미는 1 초과의 턴 수를 가지는 것을 의미한다. 따라서, 상술한 바와 같이 코일부의 단면적이 감소하지만, 그 만큼 턴 수를 더 높여줄 수 있기 때문에, 높은 인덕턴스의 구현에 특히 유용하다.
제 1 코일층(211, 221)의 코일 패턴의 턴 수를 x 라 하고, 제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴의 턴 수를 y 라 할 때, x 에 대한 y 의 비(y/x)는 2 이상일 수 있다. 예를 들면, x 에 대하 y 의 비 (y/x)는 2 내지 3 정도일 수 있다. 이 경우 등방 도금 기술 및 이방 도금 기술의 단점을 보완할 수 있음은 물론이고, 더 많은 턴 수를 구현함으로써 더 높은 인덕턴스의 구현을 가능하게 해준다.
도면에서는 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222) 만을 도시하였으나, 그 이상의 코일층이 제 2 코일층(212, 222) 상에 더 형성될 수 있음은 물론이며, 이들 사이에 비아가 형성된 절연층이 배치되어 서로 전기적으로 연결될 수 있음은 물론이다. 이 경우 추가되는 코일층은 제 1 코일층(211, 221) 또는 제 2 코일층(212, 222)의 내용을 적용할 수 있다. 또한, 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222) 사이에 코일층이 더 형성될 수도 있음은 물론이며, 이들 사이에 비아가 형성된 절연층이 배치되어 서로 전기적으로 연결될 수 있음은 물론이다. 이 경우 역시 추가되는 코일층에는 제 1 코일층(211, 222) 또는 제 2 코일층(212, 222)의 내용을 적용할 수 있다.
지지부재(230)는 복수의 코일층(211, 212, 221, 222)을 지지할 수 있는 것이면 그 재질이나 종류가 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 동박적층판(CCL), 폴리프로필렌글리콜(PPG) 기판, 페라이트 기판 또는 금속계 연자성 기판 등일 수 있다. 또한, 절연 수지로 이루어진 절연 기판일 수도 있다. 절연 수지로는 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, PID(Photo Imagable Dielectric) 수지 등이 사용될 수 있다. 강성 유지의 관점에서는, 유리 섬유 및 에폭시 수지를 포함하는 절연 기판을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 지지부재(230)의 두께(T)는 80㎛ 이하, 바람직하게는 60㎛ 이하, 보다 바람직하게는 40㎛ 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
지지부재(230)의 두께를 H 라 하고, 바디부(100)의 두께를 T 라 할 때, T 에 대한 H 의 비(H/T)는 0.15 이하, 예를 들면, 0.05 내지 0.10 정도일 수 있다. 바디부(100) 내부에서 지지부재(230)의 두께가 차지하는 비율이 0.15 를 초과하는 경우, 코일부(200) 상부 및 하부에 배치되는 자성 물질의 두께가 그 만큼 얇아지게 되는바, 용량 감소가 초래될 수 있다. 또한, 지지부재(230)의 두께가 두꺼울수록 지지부재(230)에 형성되는 비아(234)의 두께가 두꺼워지게 되는바 지지부재(230)의 양면에 적층된 복수의 코일층(211, 212, 221, 222) 간의 전류 패스(path)가 길어지게 되며, 그 결과 인덕턴스, 직류저항(Rdc) 등이 저하될 수 있다. 다만, 지지부재(230)의 두께가 너무 얇은 경우에는 강성 유지에 불리할 수 있다.
지지부재(230)를 관통하는 비아(234)는 지지부재(230) 양면 상에 각각 배치된 상측의 제 1 코일층(211) 및 하측 제 1 코일층(221)을 전기적으로 연결시킬 수만 있으면, 그 형상이나 재질은 특별히 한정되지 않는다. 여기서, 상측의 및 하측은 도면의 제 3 방향을 기준으로 판단한다. 예를 들면, 비아(234)의 형상은 상면에서 하면으로 갈수록 직경이 작아지거나 커지는 테이퍼 형상, 상면에서 하면으로 갈수록 직경이 거의 일정한 원통형상, 모래시계 형상 등 당해 기술분야에 공지된 모든 형상이 적용될 수 있다. 또한, 비아(234)의 재질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pd), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다.
절연층(213, 223)은 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222)을 절연시키는 역할을 수행한다. 절연층(213, 223)은 절연 물질을 포함하는 빌드업 필름일 수 있다. 예를 들면, 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지, 예를 들면, ABF(Ajinomoto Build-up Film) 등이 사용될 수 있다. 또는, 공지의 감광성 절연(Photo Imageble Dielectric: PID) 수지를 포함하는 절연 필름일 수도 있다. 절연층(213, 223)의 두께는 제 1 코일층(211, 221)의 두께 보다 두꺼워, 이를 덮으면서 이를 제 2 코일층(212, 222)와 절연시킬 수 있을 정도면 충분하다. 절연층(213, 223)에 의한 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222) 사이의 절연 거리는, 예를 들면, 3㎛ 내지 20㎛ 정도일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
절연층(213, 223)을 관통하는 비아(214, 224)는 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222)을 전기적으로 연결시킬 수만 있으면, 그 형상이나 재질은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 비아(214, 224)의 형상은 상술한 바와 같은 테이퍼 형상, 원통 형상 등 당해 기술분야에 공지된 모든 형상이 적용될 수 있다. 또한, 비아(214, 224)의 재질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pd), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다. 절연층(213, 223)의 두께는 통상 지지부재(230)의 두께보다 얇다.
절연막(215, 225)은 제 2 코일층(221, 222)을 보호하는 역할을 수행한다. 절연막(215, 225)의 재질은 절연 물질을 포함하는 것이면 어느 것이든 적용될 수 있다. 예를 들면, 통상의 절연 코팅에 사용되는 절연 물질, 예컨대 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 액정 결정성 폴리머 수지 등을 포함할 수 있으며, 공지의 감광성 절연(Photo Imageble Dielectric: PID) 수지 등이 사용될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 절연막(215, 225)은 제조 방법에 따라서 절연층(213, 223)과 일체화될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전극부(300)는 바디부(100) 상에 서로 이격되어 배치되며 제 2 코일층(212, 222) 각각의 인출 단자와 전기적으로 연결되는 제 1 및 제 2 외부전극(301, 302)을 포함한다. 외부전극(301, 302)은 코일 부품(10A)이 전자 기기에 실장 될 때, 코일 부품(10A) 내의 코일부(200)를 전자 기기와 전기적으로 연결시키는 역할을 수행한다. 외부전극(301, 302)은, 예를 들어, 도전성 수지층과, 상기 도전성 수지층 상에 형성된 도금층을 포함할 수 있다. 도전성 수지층은 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 은(Ag)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 도전성 금속과 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 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.
도 5는 도 2의 코일 부품의 개략적인 Ⅱ-Ⅱ' 면 절단 단면도이다.
도 6은 도 5의 코일 부품의 바디부의 개략적인 a 방향 단면도이다.
도면을 참조하면, 코일부(200)의 우측 인출 단면은, 지지부재(230)의 인출 단면, 지지부재(230)의 인출 단면 상에 배치된 상측의 및 하측 절연층(213, 223)의 인출 단면, 및 상측의 절연층(213)의 인출 단면 상에 배치된 상측의 제 2 코일층(212)의 인출 단면을 포함한다. 또한, 코일부(200)의 좌측 인출 단면은, 지지부재(230)의 인출 단면, 지지부재(230)의 인출 단면 상에 배치된 상측의 및 하측 절연층(213, 223)의 인출 단면, 및 하측 절연층(213)의 인출 단면 상에 배치된 하측 제 2 코일층(222)의 인출 단면을 포함한다. 즉, 외부전극과 연결되기 위하여 인출되는 코일 패턴의 인출 단자는 지지부재 및 절연층에 의하여 지지대고 있다. 따라서, 코일 패턴의 인출 단자는 안정적으로 형성될 수 있음은 물론이며, 외부전극과 우수한 접속력을 가질 수 있다. 여기서, 좌우는 도면의 제 1 방향을 기준으로 판단한다. 또한, 상하는 도면의 제 3 방향을 기준으로 판단한다. 한편, 도면에서는 절연막(215)을 생략하였으나, 절연막(215) 역시 인출될 수 있다. 또는, 인출 단면에서 절연막(215)은 거의 남아있지 않을 수도 있다.
또한, 도면을 참조하면, 코일부(200)의 우측 인출 단면은, 상측의에서 하측으로 갈수록 대략 폭이 좁아지는 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 유사하게, 좌측 인출 단면 역시, 하측에서 상측의로 갈수록 대략 폭이 좁아지는 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 여기서, 상하는 도면의 제 3 방향을 기준으로 판단한다. 이는, 코일 부품(10A)의 제조 단계에서 트리밍(Trimming) 공정 등에 의하여 지지부재(230) 및 절연층(213, 223)의 코일층(211, 221, 212, 222)을 지지하는 영역 외의 다른 영역이 선택적으로 제거될 수 있는데, 이때 제거되는 과정에서 절연 물질을 포함하는 지지부재(230) 및 절연층(213, 223)이 그 중심으로 갈수록 더 많이 제거될 수 있기 때문이다. 코일층(211, 221, 212, 222)은 거의 영향을 받지 않는다. 이러한 인출 단면의 형상을 가진다는 것은, 지지부재(230) 상에 절연층(213, 223)을 적층하고 그 위에 안정적으로 제 2 코일층(212, 222)을 형성하는 방법으로 적층 방향으로 코일 턴수가 증가하는 코일부(200)를 형성하고, 그 후에 트리밍(Trimming) 공정 등을 통하여 최대한의 공간을 자성 물질로 채워 바디부(100)을 형성하는 것을 의미한다. 따라서, 이를 통하여 쇼트 발생 등의 불량 리스크가 작으면서도 코일의 균일도 및 낮은 직류저항(Rdc)의 확보가 가능하며, 박형으로 제조가 가능하다.
도 7은 도 2의 코일 부품의 개략적인 제조 공정 일례를 도시한다.
도면을 참조하면, 일례에 따른 코일 부품(10A)은, 예를 들면, 지지부재(230)를 이용하여 복수의 코일부(200)를 형성하고, 다음으로 복수의 코일부(200)의 상부 및 하부에 자성체 시트를 적층하여 복수의 바디부(100)를 형성하고, 다음으로 복수의 바디부(100)를 절단하고, 다음으로 각각의 개별 바디부(100) 상에 전극부(300)를 형성하여 제조할 수 있다.
지지부재(230)를 이용하면 복수의 코일부(200)를 동시에 형성할 수 있으며, 이를 이용하여 복수의 바디부(100)를 동시에 형성할 수 있다. 그 후, 다이싱(Dicing) 등의 싱귤레이션 공정으로 다수의 코일 부품을 동시에 제조할 수 있다. 즉, 대량생산에 유리하다. 복수의 코일부(200)는 지지부재(230)의 일면 또는 양면을 이용하여 형성될 수 있으며, 양면을 모두 이용하여 형성되는 경우 지지부재(230)을 관통하는 관통 홀을 기계적 드릴 및/또는 레이저 드릴 등의 공지의 방법으로 형성한 후 도금으로 채우는 방법으로 비아(234)를 형성할 수 있다. 코일부(200)의 형성 방법에 대한 보다 자세한 설명은 후술한다.
복수의 바디부(100)는 복수의 코일부(200)를 형성한 후 그 상부 및 하부에 자성체 시트를 적층한 후 이를 압착 및 경화하여 형성될 수 있다. 자성체 시트는 상술한 바와 같은 공지의 자성 물질을 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들면, 금속 자성 입자, 바인더 수지 및 용제 등을 혼합하여 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 닥터 블레이드 법으로 캐리어 필름(carrier film)상에 수십 ㎛의 두께로 도포한 후 건조하여 시트 형태로 제조할 수 있다.
전극부(300)는 바디부(100)의 일면으로 노출되는 코일부(200)의 인출 단면과 접속하도록 바디부(100)의 외측에 외부전극(301, 302)를 형성하는 것으로 형성될 수 있다. 외부전극(301, 302)은 상술한 바와 같이 전기 도전성이 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 도전성 페이스트를 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 외부전극(301, 302)은 이들 페이스트 층 상에 도금층을 더 형성한 것일 수 있다. 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.
도 8은 도 3의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 9는 도 5의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 8 및 도 9의 (a)를 참조하면, 지지부재(230)를 준비한다. 지지부재(230)는 상술한 바와 같이 코일층(211, 212, 221, 222)을 지지할 수 있는 것이면 그 재질이나 종류가 특별히 한정되지 않는다. 지지부재(230)은 대량 생산을 위하여 복수의 코일부(200)을 형성할 수 있는 넓은 면적을 가지는 것일 수 있다. 지지부재(230) 상에는 제 1 코일층(211, 221)을 형성하는데 시드층으로 이용되는 금속층(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. 즉, 지지부재(230)는 공지의 동박 적층판(Copper Clad Laminate: CCL)일 수 있다.
도 8 및 도 9의 (b)를 참조하면, 지지부재(230)의 양면 상에 각각 제 1 코일층(211, 221)을 형성한다. 제 1 코일층(211, 221)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 공지의 포토 리소그래피 공법 및 도금 공법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 포토 리소그래피 공법은 포토 레지스트(photo resist)를 이용한 노광 및 현상을 이용하는 것일 수 있다. 또한, 도금 공법은 전해 동도금 또는 무전해 동도금 등을 이용하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로는, CVD(chemical vapor deposition), PVD(Physical Vapor Deposition), 스퍼터링(sputtering), 서브트랙티브(Subtractive), 애디티브(Additive), SAP(Semi-Additive Process), MSAP(Modified Semi-Additive Process) 등의 방법을 이용하는 도금 공법일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 제 1 코일층(211, 221)을 형성할 때, 지지부재(230)를 관통하는 관통 홀을 기계적 드릴 및/또는 레이저 드릴 등의 공지의 방법으로 형성한 후 도금으로 채우는 방법으로 비아(234)를 형성할 수 있으며, 지지부재(230)의 양면 상에 각각 형성된 상측의 및 하측 제 1 코일층(211, 221)은 이를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 상측의 및 하측은 도면의 제 3 방향을 기준으로 판단한다.
도 8 및 도 9의 (c)를 참조하면, 지지부재(230)의 양면 상에 제 1 코일층(211, 221)을 덮도록 절연층(213, 223)을 적층한다. 절연층(213, 223)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상술한 절연 물질을 포함하는 전구체 필름을 제 1 코일층(211, 221)이 형성된 지지부재(230) 상에 라미네이션 한 후 경화하여 형성할 수 있다. 또는, 상술한 절연 물질을 제 1 코일층(211, 221)이 형성된 지지부재(230) 상에 도포한 후 경화하여 형성할 수도 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 8 및 도 9의 (d)를 참조하면, 절연층(213, 223) 상에 제 2 코일층(212, 222)을 형성한다. 제 2 코일층(212, 222)을 형성하는 방법 역시 특별히 한정되지 않으며, 상술한 바와 같은 공지의 포토 리소그래피 공법 및 도금 공법을 이용할 수 있다. 한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 제 2 코일층(212, 222)을 형성할 때, 절연층(213, 223)을 각각 관통하는 관통 홀을 포토 리소그래피 공법, 기계적 드릴 및/또는 레이저 드릴 등의 공지의 방법으로 형성한 후 도금으로 채우는 방법으로 비아(214, 224)를 형성할 수 있으며, 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222)은 이를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
도 8 및 도 9의 (e)를 참조하면, 제 2 코일층(212, 222)을 커버하는 절연막(215, 225)을 형성한다. 절연막(215, 225) 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 공지의 코팅 방법을 이용할 수 있다. 절연막(215, 225)는 절연층(213, 223)과 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 이 경우 경화 후 일체화될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8 및 도 9의 (f)를 참조하면, 공지의 트리밍(Trimming) 공법 등을 이용하여 코일부(200)의 코일층(211, 212, 221, 222)이 형성된 영역 외의 영역을 선택적으로 제거한다. 이 과정에서, 코일부(200)의 중앙부가 제거되어 관통 홀(105)이 형성될 수 있다. 그 후, 자성체 시트 등의 적층으로 코일부(200)를 수용하는 바디부(100)를 형성하고, 다이싱(Dicing) 공정 등을 이용하여 싱귤레이션 하면, 내부에 코일부(100)가 형성된 개별적인 바디부(100)를 형성한다. 도면에서는 트리밍(Trimming) 및 다이싱(Dicing) 공정 결과는 일부 반영하였으나, 자성 물질, 즉 바디부(100)는 도시하지 않았다.
도 10은 코일 부품의 다른 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 11은 도 10의 코일 부품의 개략적인 Ⅲ-Ⅲ' 면 절단 단면도이다.
도 12는 도 11의 코일 부품의 B 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 코일 부품(10B) 역시 자성 물질을 포함하는 바디부(100) 내부에 코일부(200)가 배치된 구조이다. 바디부(100) 외부에는 코일부(200)와 전기적으로 연결되는 전극부(300)가 배치된다. 코일부(200)는 지지부재(230) 및 지지부재(230)의 양면 상에 배치된 복수의 코일층(211, 212, 221, 222)을 포함한다. 상측의 제 1 및 제 2 코일층(211, 212) 및 하측의 제 1 및 제 2 코일층(221, 222) 사이에는, 지지부재(230) 양면 상에 각각 배치되며 내측에 형성된 제 1 코일층(211, 221)을 덮는 절연층(213, 223)이 각각 배치된다. 지지부재(230) 양측에 배치된 상측의 및 하측 제 1 코일층(211)은 지지부재(230)을 관통하는 비아(234)에 의하여 전기적으로 연결된다. 상측의 제 1 및 제 2 코일층(211, 212) 및 하측의 제 1 및 제 2 코일층(221, 222)은 각각 상측의 절연층(213) 및 하측의 절연층(223)을 관통하는 상측의 비아(214) 및 하측의 비아(224)를 통하여 전기적으로 연결된다. 이하, 다른 일례에 따른 코일 부품(10B)의 구성요소에 대하여 보다 자세히 설명하되, 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략하고 차이점 위주로 설명한다.
제 1 코일층(211, 221)의 코일 패턴은 폭(w1)에 대한 두께(h1)의 비(h1/w1)의 비인 어스펙트 비(AR)가 1 미만이다. 제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴 역시 폭(w2)에 대한 두께(h2)의 비(h2/w2)의 비인 어스펙트 비(AR)가 1 미만이다. 즉, 다른 일례에 따른 코일 부품(10B)은 코일층(211, 212, 221, 222)의 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 미만이다. 예를 들면, 제 1 코일층(211, 221)의 코일 패턴은 폭(w1)이 약 160㎛ 내지 190㎛ 이고, 두께(h1)가 약 60㎛ 내지 90㎛ 정도일 수 있으며, 제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴은 폭(w2)이 약 160㎛ 내지 190㎛ 이고, 두께(h2)가 약 60㎛ 내지 90㎛ 정도일 수 있다.
코일층(211, 212, 221, 222)의 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 미만인 경우, 코일 패턴 형성 공정기술이 허용하는 산포 내에서 코일 패턴의 높이와 폭을 자유롭게 조절할 수 있으므로, 코일 패턴의 균일도가 우수하며, 폭 방향으로 넓으므로 단면적이 상승하여 낮은 직류 저항(Rdc) 특성을 구현할 수 있다. 또한, 무리하게 코일 패턴 간의 간격을 조절하지 않아도 되는바, 쇼트 등의 불량 발생 확률이 줄어든다. 또한, 코일층(211, 212, 221, 222)은 동일한 회전 방향을 가질 수 있으며, 이들은 비아(214, 224, 234)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있는바, 적층 방향으로 코일 턴 수가 증가하는 효과를 가질 수 있다. 여기서, 적층 방향은 도면에서 제 3 방향을 말한다.
더불어, 코일층(211, 221, 212, 222)은 모두 어스펙트 비가 1 미만인바 기본적으로 코일부의 두께가 얇다. 이때, 충분한 턴 수를 가지기 위하여 각각의 코일층(211, 221, 212, 222)이 그 수평 방향, 즉 제 1 방향 및/또는 제 2 방향에서 그 공간을 최대한 활용하도록 형성된다. 즉, 상하로 적층된 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222)는 중복되는 영역을 가진다. 따라서, 박형이면서도 충분한 코일 특성을 갖는 코일 부품을 구현함에 유용하다.
제 1 코일층(211, 221)의 코일 패턴은 폭(w1)에 대한 두께(h1)의 비(h1/w1)의 비인 어스펙트 비(AR)가 1 미만이다. 또한, 단일의 턴 수를 가진다. 여기서 단일의 턴 수를 가진다는 의미는 1 이하의 턴 수를 가지는 것을 의미한다. 따라서, 쇼트 발생 등의 불량 리스크가 작으면서도 코일의 균일도 및 낮은 직류저항(Rdc)의 확보가 가능하다. 제 1 코일층(211, 221)의 재질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pd), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다.
제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴 역시 폭(w2)에 대한 두께(h2)의 비(h2/w2)의 비인 어스펙트 비(AR)가 1 미만이다. 또한, 단일의 턴 수를 가진다. 여기서 단일의 턴 수를 가진다는 의미는 1 이하의 턴 수를 가지는 것을 의미한다. 따라서, 쇼트 발생 등의 불량 리스크가 작으면서도 코일의 균일도 및 낮은 직류저항(Rdc)의 확보가 가능하다. 제 2 코일층(212, 222)의 재질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pd), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다.
도면에서는 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222) 만을 도시하였으나, 그 이상의 코일층이 제 2 코일층(212, 222) 상에 더 형성될 수 있음은 물론이며, 이들 사이에 비아가 형성된 절연층이 배치되어 서로 전기적으로 연결될 수 있음은 물론이다. 이 경우 추가되는 코일층에는 제 1 코일층(211, 222) 또는 제 2 코일층(212, 222)의 내용을 적용할 수 있다. 또한, 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222) 사이에 코일층이 더 형성될 수도 있음은 물론이며, 이들 사이에 비아가 형성된 절연층이 배치되어 서로 전기적으로 연결될 수 있음은 물론이다. 이 경우 역시 추가되는 코일층에는 제 1 코일층(211, 222) 또는 제 2 코일층(212, 222)의 내용을 적용할 수 있다.
도 13은 도 10의 코일 부품의 개략적인 Ⅳ-Ⅳ' 면 절단 단면도이다.
도 14는 도 12의 코일 부품의 바디부의 개략적인 b 방향 단면도이다.
도면을 참조하면, 마찬가지로, 다른 일례에 따른 코일 부품(10B) 역시 외부전극과 연결되기 위하여 인출되는 코일 패턴의 인출 단자가 지지부재 및 절연층에 의하여 지지대고 있다. 따라서, 코일 패턴의 인출 단자는 안정적으로 형성될 수 있음은 물론이며, 외부전극과 우수한 접속력을 가질 수 있다. 한편, 도면에서는 절연막(215)을 생략하였으나, 절연막(215) 역시 인출될 수 있다. 또는, 인출 단면에서 절연막(215)은 거의 남아있지 않을 수도 있다.
또한, 도면을 참조하면, 마찬가지로, 다른 일례에 따른 코일 부품(10B) 역시 코일부(200)의 우측 인출 단면은, 상측의에서 하측으로 갈수록 대략 폭이 좁아지는 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 유사하게, 좌측 인출 단면 역시, 하측에서 상측의로 갈수록 대략 폭이 좁아지는 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 여기서, 상하는 도면의 제 3 방향을 기준으로 판단한다. 즉, 이를 통하여 쇼트 발생 등의 불량 리스크가 작으면서도 코일의 균일도 및 낮은 직류저항(Rdc)의 확보가 가능하며, 박형으로 제조가 가능하다.
도 15는 도 10의 코일 부품의 개략적인 제조 공정 일례를 도시한다.
도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 코일 부품(10B)은, 마찬가지로, 예를 들면, 지지부재(230)를 이용하여 복수의 코일부(200)를 형성하고, 다음으로 복수의 코일부(200)의 상부 및 하부에 자성체 시트를 적층하여 복수의 바디부(100)를 형성하고, 다음으로 복수의 바디부(100)를 절단하고, 다음으로 각각의 개별 바디부(100) 상에 전극부(300)를 형성하여 제조할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 16은 도 11의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 17은 도 13의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 16 및 도 17 (a)를 참조하면, 지지부재(230)를 준비한다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 16 및 도 17 (b)를 참조하면, 지지부재(230)의 양면 상에 각각 제 1 코일층(211, 221)을 형성한다. 제 1 코일층(211, 221)은 상술한 바와 같이 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 미만이 되도록 형성한다. 제 1 코일층(211, 221)을 형성할 때, 지지부재(230)를 관통하는 비아(234)를 형성할 수 있으며, 지지부재(230)의 양면 상에 각각 형성된 제 1 코일층(211, 221)은 이를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 16 및 도 17 (c)를 참조하면, 지지부재(230)의 양면 상에 제 1 코일층(211, 221)을 덮도록 절연층(213, 223)을 적층한다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 16 및 도 17 (d)를 참조하면, 절연층(213, 223) 상에 제 2 코일층(212, 222)을 형성한다. 제 2 코일층(212, 222) 역시 상술한 바와 같이 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 미만이 되도록 형성한다. 제 2 코일층(212, 222)을 형성할 때, 제 1 절연 물질(216, 226)을 각각 관통하는 비아(214, 224)를 형성할 수 있으며, 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222)은 이를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 16 및 도 17 (e)를 참조하면, 제 2 코일층(212, 222)을 커버하는 절연막(215, 225)을 형성한다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 16 및 도 17 (f)를 참조하면, 공지의 트리밍(Trimming) 공법, 다이싱(Dicing) 공정 등을 이용하여 코일부(200)의 코일층(211, 212, 221, 222)이 형성된 영역 외의 영역이 선택적으로 제거된 코일부(200)를 형성한다. 도면에서는 트리밍(Trimming) 및 다이싱(Dicing) 공정 결과는 일부 반영하였으나, 자성 물질, 즉 바디부(100)는 도시하지 않았다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 18은 코일 부품의 또 다른 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 19는 도 18의 코일 부품의 개략적인 Ⅴ-Ⅴ' 면 절단 단면도이다.
도 20은 도 19의 코일 부품의 C 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 코일 부품(10C) 역시 자성 물질을 포함하는 바디부(100) 내부에 코일부(200)가 배치된 구조이다. 바디부(100) 외부에는 코일부(200)과 전기적으로 연결되는 전극부(300)가 배치된다. 코일부(200)는 지지부재(230) 및 지지부재(230)의 일면 상에 제 3 방향으로 적층된 복수의 코일층(241, 242, 243, 244)을 포함한다. 지지부재(230) 일면 상에 제 3 방향으로 적층된 복수의 코일층(241, 242, 243, 244) 사이에는 각각의 코일층(241, 242, 243)을 덮는 절연층(245, 246, 247)이 배치된다. 즉, 지지부재(230)의 일면 상에만 복수의 코일층(241, 242, 243, 244)이 배치된다. 이들은 절연층(245, 246, 247)을 각각 관통하는 비아(261, 262, 262)을 통하여 전기적으로 연결된다. 이하, 다른 일례에 따른 코일 부품(10C)의 구성요소에 대하여 보다 자세히 설명하되, 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략하고 차이점 위주로 설명한다.
코일부(200)는 지지부재(230)의 일면 상에 배치된 제 3 방향으로 순차적으로 적층된 제 1 코일층(241), 제 2 코일층(242), 제 3 코일층(243), 및 제 4 코일층(244)을 포함한다. 제 1 코일층(241) 및 제 2 코일층(242) 사이, 제 2 코일층(242) 및 제 3 코일층(243) 사이, 및 제 3 코일층(243) 및 제 4 코일층(244) 사이에는 각각 제 1 코일층(241)을 덮는 제 1 절연층(245), 제 2 코일층(242)를 덮는 제 2 절연층(246), 제 3 코일층(243)을 덮는 제 3 절연층(247)이 배치된다. 제 4 코일층(244)은 절연막(248)에 의하여 커버된다.
제 1 코일층(241)의 코일 패턴은 폭(w1)에 대한 두께(h1)의 비(h1/w1)의 비인 어스펙트 비(AR)가 1 미만이다. 제 2 코일층(242)의 코일 패턴 역시 폭(w2)에 대한 두께(h2)의 비(h2/w2)의 비인 어스펙트 비(AR)가 1 미만이다. 마찬가지로, 제 3 코일층(243) 및 제 4 코일층(244) 각각의 코일 패턴 역시 폭에 대한 두께의 비인 어스펙트 비가 1 미만이다. 즉, 다른 일례에 따른 코일 부품(10C)은 코일층(241, 242, 243, 244)의 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 미만이다. 또한, 이들은 모두 단일의 턴 수를 가진다. 여기서 단일의 턴 수를 가진다는 의미는 1 이하의 턴 수를 가지는 것을 의미한다.
따라서, 코일 패턴 형성 공정기술이 허용하는 산포 내에서 코일 패턴의 높이와 폭을 자유롭게 조절할 수 있으므로, 코일 패턴의 균일도가 우수하며, 폭 방향으로 넓으므로 단면적이 상승하여 낮은 직류 저항(Rdc) 특성을 구현할 수 있다. 또한, 무리하게 코일 패턴 간의 간격을 조절하지 않아도 되는바, 쇼트 등의 불량 발생 확률이 줄어든다. 또한, 코일층(241, 242, 243, 244)은 동일한 회전 방향을 가질 수 있으며, 이들은 비아(261, 262, 263)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있는바, 적층 방향으로 코일부 턴 수가 증가하는 효과를 가질 수 있다. 여기서, 적층 방향은 도면에서 제 3 방향을 말한다.
더불어, 코일층(241, 242, 243, 244)은 모두 어스펙트 비가 1 미만인바 기본적으로 코일부의 두께가 얇다. 이때, 충분한 턴 수를 가지기 위하여 각각의 코일층(241, 242, 243, 244)이 그 수평 방향, 즉 제 1 방향 및/또는 제 2 방향에서 그 공간을 최대한 활용하도록 형성된다. 즉, 상하로 적층된 각각의 코일층(241, 242, 243, 244) 사이에는 중복되는 영역이 존재한다. 따라서, 박형이면서도 충분한 코일 특성을 갖는 코일 부품을 구현함에 유용하다.
도면에서는 제 1 코일층(241), 제 2 코일층(242), 제 3 코일층(243), 및 제 4 코일층(244) 만을 도시하였으나, 그 이상의 코일층이 제 2 코일층(212, 222) 상에 더 형성될 수 있음은 물론이며, 이들 사이에 비아가 형성된 절연층이 배치되어 서로 전기적으로 연결될 수 있음은 물론이다. 이 경우 추가되는 코일층은 제 1 코일층(241), 제 2 코일층(242), 제 3 코일층(243), 또는 제 4 코일층(244)의 내용을 적용할 수 있다.
또한, 제 1 코일층(241), 제 2 코일층(242), 제 3 코일층(243), 및 제 4 코일층(244) 사이에 코일층이 더 형성될 수도 있음은 물론이며, 이들 사이에 비아가 형성된 절연층이 배치되어 서로 전기적으로 연결될 수 있음은 물론이다. 이 경우 역시 추가되는 코일층에는 제 1 코일층(241), 제 2 코일층(242), 제 3 코일층(243), 또는 제 4 코일층(244)의 내용을 적용할 수 있다.
한편, 경우에 따라서는 제 1 코일층(241), 제 2 코일층(242), 제 3 코일층(243), 또는 제 4 코일층(244) 중 어느 하나 이상이 일례에 따른 코일 부품(10A)에서 설명한 바와 같이 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 초과일 수 있으며, 복수의 턴 수를 가질 수 있다. 즉, 코일 부품(10A~10C)의 내용이 서로 조합될 수 있음은 물론이다.
도 21은 도 18의 코일 부품의 개략적인 Ⅵ-Ⅵ' 면 절단 단면도이다.
도 22는 도 21의 코일 부품의 바디부의 개략적인 c 방향 단면도이다.
도면을 참조하면, 마찬가지로, 다른 일례에 따른 코일 부품(10C) 역시 외부전극과 연결되기 위하여 인출되는 코일 패턴의 인출 단자가 지지부재 및 절연층에 의하여 지지대고 있다. 따라서, 코일 패턴의 인출 단자는 안정적으로 형성될 수 있음은 물론이며, 외부전극과 우수한 접속력을 가질 수 있다. 한편, 도면에서는 절연막(248)을 생략하였으나, 절연막(248) 역시 인출될 수 있다. 또는, 인출 단면에서 절연막(248)은 거의 남아있지 않을 수도 있다.
또한, 도면을 참조하면, 마찬가지로, 다른 일례에 따른 코일 부품(10C) 역시 코일부(200)의 우측 인출 단면은, 상측의에서 하측으로 갈수록 대략 폭이 좁아지는 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 즉, 이를 통하여 쇼트 발생 등의 불량 리스크가 작으면서도 코일의 균일도 및 낮은 직류저항(Rdc)의 확보가 가능하며, 박형으로 제조가 가능하다. 도면에는 도시하지 않았으나, 유사하게, 코일부(200)의 좌측 인출 단면 역시 제 1 코일층(241)을 기준으로 그 상측의에 배치된 절연층(245, 246, 247)과 그 하측에 배치된 지지부재(230)가 대략 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 여기서, 상하는 도면의 제 3 방향을 기준으로 판단한다.
도 23은 도 18의 코일 부품의 개략적인 제조 공정 일례를 도시한다.
도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 코일 부품(10C)은, 마찬가지로, 예를 들면, 지지부재(230)를 이용하여 복수의 코일부(200)를 형성하고, 다음으로 복수의 코일부(200)의 상부 및 하부에 자성체 시트를 적층하여 복수의 바디부(100)를 형성하고, 다음으로 복수의 바디부(100)를 절단하고, 다음으로 각각의 개별 바디부(100) 상에 전극부(300)를 형성하여 제조할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 24는 도 19의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 25는 도 21의 코일부의 개략적인 형성 공정 일례를 도시한다.
도 24 및 도 25의 (a)를 참조하면, 지지부재(230)를 준비한다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 24 및 도 25의 (b)를 참조하면, 지지부재(230)의 일면 상에 제 1 코일층(241)을 형성한다. 제 1 코일층(241)은 상술한 바와 같이 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 미만이 되도록 형성한다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 24 및 도 25의 (c)를 참조하면, 지지부재(230)의 일면 상에 제 1 코일층(241)을 덮도록 제 1 절연층(245)을 적층한다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다. 그 후, 제 1 절연층(245) 상에 제 2 코일층(242)을 형성한다. 제 2 코일층(242) 역시 상술한 바와 같이 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 미만이 되도록 형성한다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 24 및 도 25의 (d)를 참조하면, 제 1 절연층(245) 상에 제 2 코일층(242)을 덮도록 제 2 절연층(246)을 적층한다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다. 그 후, 제 2 절연층(246) 상에 제 3 코일층(243)을 형성한다. 제 3 코일층(243) 역시 상술한 바와 같이 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 미만이 되도록 형성한다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 24 및 도 25의 (e)를 참조하면, 제 2 절연층(246) 상에 제 3 코일층(242)을 덮도록 제 3 절연층(247)을 적층한다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다. 그 후, 제 3 절연층(247) 상에 제 4 코일층(244)을 형성한다. 제 4 코일층(244) 역시 상술한 바와 같이 코일 패턴의 어스펙트 비가 1 미만이 되도록 형성한다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 24 및 도 25의 (f)를 참조하면, 제 4 코일층(244)을 커버하는 절연막(248)을 형성한다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 24 및 도 25의 (g)를 참조하면, 공지의 트리밍(Trimming) 공법, 다이싱(Dicing) 공정 등을 이용하여 코일부(200)의 코일층(241, 242, 243, 244)이 형성된 영역 외의 영역이 선택적으로 제거된 코일부(200)를 형성한다. 도면에서는 트리밍(Trimming) 및 다이싱(Dicing) 공정 결과는 일부 반영하였으나, 자성 물질, 즉 바디부(100)는 도시하지 않았다. 구체적인 내용은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.
도 26은 코일 부품의 또 다른 일례를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 27은 도 26의 코일 부품의 개략적인 Ⅶ-Ⅶ' 면 절단 단면도이다.
도 28은 도 27의 코일 부품의 D 영역의 개략적인 확대 단면도이다.
도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 코일 부품(10D) 역시 자성 물질을 포함하는 바디부(100) 내부에 코일부(200)가 배치된 구조이다. 바디부(100) 외부에는 코일부(200)와 전기적으로 연결되는 전극부(300)가 배치된다. 코일부(200)는 지지부재(230) 및 지지부재(230)의 양면 상에 배치된 복수의 코일층(211, 212, 221, 222)을 포함한다. 상측의 제 1 및 제 2 코일층(211, 212) 및 하측의 제 1 및 제 2 코일층(221, 222) 사이에는, 지지부재(230) 양면 상에 각각 배치되며 내측에 형성된 제 1 코일층(211, 221)을 덮는 절연층(213, 223)이 각각 배치된다. 이하, 다른 일례에 따른 코일 부품(10D)의 구성요소에 대하여 보다 자세히 설명하되, 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략하고 차이점 위주로 설명한다.
제 1 코일층(211, 221)의 코일 패턴은 폭(w1)에 대한 두께(h1)의 비(h1/w1)인 어스펙트 비(AR)가 1 미만인 것과 폭(w2)에 대한 두께(h1)의 비(h1/w2)인 어스펙트 비(AR)가 1 초과인 것을 모두 포함한다. 제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴은 폭(w3)에 대한 두께(h2)의 비(h2/w3)의 비인 어스펙트 비(Aspect Ratio: AR)가 대부분 1 초과이다. 예를 들면, 제 1 코일층(211, 221)의 코일 패턴은 폭(w1)이 약 30㎛ 내지 50㎛ 정도일 수 있고, 폭(w2)이 약 90㎛ 내지 150㎛ 정도일 수 있으며, 두께(h1)가 약 40㎛ 내지 60㎛ 정도일 수 있다. 제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴은 폭(w3)이 약 40㎛ 내지 60㎛ 이고, 두께(h2)가 약 40㎛ 내지 70㎛ 정도일 수 있다.
제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(221, 222)의 코일 패턴은 모두 복수의 턴 수를 가진다. 이때, 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(221, 222)은 대부분 얇은 선폭을 가지는 코일 패턴으로 구성되는바, 수평 방향, 즉 제 1 방향 및/또는 제 2 방향에서 기본적으로 많은 수의 턴 수를 가진다. 또한 이들 코일층(211, 212, 221, 222)은 동일한 회전 방향을 가질 수 있으며, 이들은 비아(214, 224, 234)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있는바, 적층 방향, 즉 제 3 방향으로도 코일 턴 수가 증가하는 효과를 가진다. 도면에 도시된바 보다 더 많은 수의 턴 수를 가지거나, 이 보다는 적은 턴 수를 가질 수도 있음은 물론이며, 이러한 변형은 통상의 기술자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
코일층(211, 221, 212, 222)은 대부분 얇은 선폭을 가지는 코일 패턴으로 구성되는바, 코일부의 두께가 얇다. 이때, 충분한 턴 수를 가지기 위하여 각각의 코일층(211, 221, 212, 222)이 그 수평 방향, 즉 제 1 방향 및/또는 제 2 방향에서 그 공간을 최대한 활용하도록 형성된다. 즉, 상하로 적층된 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222)는 중복되는 영역을 가진다. 따라서, 박형이면서도 충분한 코일 특성을 갖는 코일 부품을 구현함에 유용하다.
제 1 코일층(211, 221)은 최외측에 배치된 코일 패턴의 선폭(w2)이 내측에 배치된 코일 패턴의 선폭(w1) 보다 넓다. 즉, 내측에 배치된 코일 패턴은 선폭(w1)을 상대적으로 얇게 구현하여 많은 턴 수를 가지게 함과 동시에, 외측에 배치된 코일 패턴은 선폭(w2)을 상대적으로 두껍게 구현하여 낮은 직류저항(Rdc) 특성을 확보할 수 있다. 또한, 제 1 코일층(211, 221)의 코일 패턴 간의 간격(L1)은 제 2 코일층(212, 222)의 코일 패턴 간의 간격(L2) 보다 넓다. 즉, 내측에 형성되는 제 1 코일층(211, 221)은 코일 패턴의 간격(L1)을 상대적으로 넓게 함으로써 전체적으로 쇼트 발생 등의 불량 리스크를 줄이면서, 이를 덮는 절연층(213, 223)의 평탄하게 해주어, 외측에 형성되는 제 2 코일층(221, 222)의 코일 균일도를 향상시킬 수 있다. 더불어, 외측에 형성되는 제 2 코일층(221, 222)은 코일 패턴의 간격(L2)을 상대적으로 좁게 함으로써 코일부(200)가 전체적으로 많은 턴 수를 가질 수 있도록 할 수 있다.
도면에서는 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222) 만을 도시하였으나, 그 이상의 코일층이 제 2 코일층(212, 222) 상에 더 형성될 수 있음은 물론이며, 이들 사이에 비아가 형성된 절연층이 배치되어 서로 전기적으로 연결될 수 있음은 물론이다. 또한, 제 1 코일층(211, 221) 및 제 2 코일층(212, 222) 사이에 코일층이 더 형성될 수도 있음은 물론이며, 이들 사이에 비아가 형성된 절연층이 배치되어 서로 전기적으로 연결될 수 있음은 물론이다.
도 29는 도 27의 코일 부품의 개략적인 Ⅷ-Ⅷ' 면 절단 단면도이다.
도 30은 도 30의 코일 부품의 바디부의 개략적인 d 방향 단면도이다.
도면을 참조하면, 마찬가지로, 다른 일례에 따른 코일 부품(10D) 역시 외부전극과 연결되기 위하여 인출되는 코일 패턴의 인출 단자가 지지부재 및 절연층에 의하여 지지대고 있다. 따라서, 코일 패턴의 인출 단자는 안정적으로 형성될 수 있음은 물론이며, 외부전극과 우수한 접속력을 가질 수 있다. 한편, 도면에서는 절연막(215)을 생략하였으나, 절연막(215) 역시 인출될 수 있다. 또는, 인출 단면에서 절연막(215)은 거의 남아있지 않을 수도 있다.
또한, 도면을 참조하면, 마찬가지로, 다른 일례에 따른 코일 부품(10D) 역시 코일부(200)의 우측 인출 단면은, 상측의에서 하측으로 갈수록 대략 폭이 좁아지는 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 유사하게, 좌측 인출 단면 역시, 하측에서 상측의로 갈수록 대략 폭이 좁아지는 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 여기서, 상하는 도면의 제 3 방향을 기준으로 판단한다. 즉, 이를 통하여 쇼트 발생 등의 불량 리스크가 작으면서도 코일의 균일도 및 낮은 직류저항(Rdc)의 확보가 가능하며, 박형으로 제조가 가능하다.
도 31은 도 27의 코일부의 전기적 연결을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도면을 참조하면, 마찬가지로, 지지부재(230)를 관통하는 비아(234)를 통하여 지지부재 양면에 배치된 상측의 제 1 코일층(211) 및 하측 제 1 코일층(221)이 전기적으로 연결된다. 또한, 절연층(213, 223)을 각각 관통하는 비아(214, 224)에 의하여 상측의 제 1 및 제 2 코일층(211, 212) 및 하측 제 1 및 제 2 코일층(221, 222)이 각각 전기적으로 연결된다. 그 결과, 코일층(211, 212, 221, 222)이 모두 전기적으로 연결되어 하나의 코일을 구성한다. 그 외에 다른 구체적인 내용은 상술한 바와 동일한바 생략한다.
다른 일례에 따른 코일 부품(10D)의 제조 방법은 상술한 코일 부품(10A ~ 10C)의 제조 방법과 유사한바, 자세한 내용은 생략한다.
도 32는 자성 물질의 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 33은 자성 물질의 다른 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도면을 참조하면, 바디부(100)의 자성 물질은 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물이 혼합된 자성체 수지 복합체로 이루어질 수 있다. 금속 자성체 분말은 철(Fe), 크롬(Cr), 또는 실리콘(Si)를 주성분으로 포함할 수 있고, 예를 들면, 철(Fe)-니켈(Ni), 철(Fe), 철(Fe)-크롬(Cr)-실리콘(Si) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 수지 혼합물은 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide), 액정 결정성 폴리머(Liquid Crystal Polymer; LCP) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 금속 자성체 분말은 적어도 둘 이상의 평균 입경(D1, D2)을 갖는 금속 자성체 분말이 충진된 것일 수 있다. 또는, 금속 자성체 분말은 적어도 셋 이상의 평균 입경(D1, D2, D3)을 갖는 금속 자성체 분말이 충진된 것일 수 있다. 이 경우 서로 다른 크기의 금속 자성체 분말을 사용하여 압착함으로써, 자성체 수지 복합체를 가득 채울 수 있어 충진율을 높일 수 있다. 그 결과, 코일 부품의 용량 증대가 가능하다.
도 34는 등방 도금 기술을 적용한 코일 부품 일례를 개략적으로 도시한다.
등방 도금 기술을 적용한 코일 부품은, 예를 들면, 지지부재(1030) 양면에 등방 도금 기술로 평면 코일 형상의 코일 패턴(1021, 1022)를 형성한 후, 자성 물질로 이를 매립하여 바디부(1010)를 형성하고, 바디부(1010) 외부에 코일 패턴(1021, 1022)과 전기적으로 연결되는 외부전극(1041, 1042)을 형성하여 제조할 수 있다. 등방 도금 기술은 전기 도금법 수행 시 도금이 진행됨에 따라 코일 패턴의 두께 방향 성장과 함께 폭 방향의 성장이 동시에 이루어지기 때문에, 도면에서와 같이, 높은 어스펙트 비를 구현하기에 한계가 있다.
도 35는 이방 도금 기술을 적용한 코일 부품 일례를 개략적으로 도시한다.
이방 도금 기술을 적용한 코일 부품은, 예를 들면, 지지부재(2030) 양면에 이방 도금 기술로 평면 코일 형상의 코일 패턴(2021, 2022)를 형성한 후, 자성 물질로 이를 매립하여 바디부(2010)를 형성하고, 바디부(2010) 외부에 코일 패턴(2021, 2022)과 전기적으로 연결되는 외부전극(2041, 2042)을 형성하여 제조할 수 있다. 이방 도금 기술을 적용하는 경우 높은 어스펙트 비를 구현할 수는 있으나, 어스펙트 비의 상승에 따라 도금 성장의 균일도가 저하될 수 있고, 도금 두께의 산포가 넓어 여전히 쇼트가 쉽게 발생할 수 있다.
도 36은 다양한 형태의 코일 부품의 인덕턴스 비교 결과를 도시한다.
도 37은 다양한 형태의 코일 부품의 포화전류 특성 비교 결과를 도시한다.
도 38은 다양한 형태의 코일 부품의 도금 산포 비교 결과를 도시한다.
도면에서, 실시 예는 본 개시에 따른 코일 부품, 구체적으로는 일례에 따른 코일 부품(10A)의 인덕턴스, 포화전류, 및 도금 산포의 측정 결과이고, 비교 예는 수직 이방 도금을 적용하여 제조한 코일 부품, 예를 들면, 도 35에 도시한 코일 부품의 인덕턴스, 포화전류, 및 도금 산포의 측정 결과이다.
도면을 참조하면, 본 개시에 따른 코일 부품은 수직 이방 도금 만을 적용하여 제조한 코일 부품 대비 동일 공간에서 코일부와 바디부 내의 자성 물질이 접하는 면적이 늘어나 고용량 확보가 가능하며, 직류중첩특성(DC bias)이 상대적으로 높아질 수 있음을 알 수 있다. 또한, 코일 패턴 형성 과정에서 공정 산포를 줄여 고난이도 제품의 용량 공정력을 높일 수 있음을 알 수 있다.
한편, 본 개시에서 전기적으로 연결된다는 의미는 물리적으로 연결된 경우와 연결되지 않은 경우를 모두 포함하는 개념이다. 또한, 제 1, 제 2 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, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수도 있고, 유사하게 제 2 구성요소는 제 1 구성요소로 명명될 수도 있다.
또한, 본 개시에서 사용된 일례 라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그 러나, 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.
또한, 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.
1: 파워 인덕터
2: 고주파 인덕터
3: 통상의 비드
4: 고주파용 비드
5: 공통 모드 필터
10A, 10B, 10C, 10D: 코일 부품
100: 바디부
105: 관통 홀
200: 코일부
211, 211, 221, 222, 241, 242, 243, 244: 코일층
213, 223, 245, 246, 247: 절연층
214, 224, 234, 261, 262, 263: 비아
215, 225, 248: 절연막
230: 지지부재
1010, 2010: 바디부
1021, 1022, 2021, 2022: 코일 패턴
1030, 2030: 지지부재
1041, 1042, 2041, 2042: 외부전극
2: 고주파 인덕터
3: 통상의 비드
4: 고주파용 비드
5: 공통 모드 필터
10A, 10B, 10C, 10D: 코일 부품
100: 바디부
105: 관통 홀
200: 코일부
211, 211, 221, 222, 241, 242, 243, 244: 코일층
213, 223, 245, 246, 247: 절연층
214, 224, 234, 261, 262, 263: 비아
215, 225, 248: 절연막
230: 지지부재
1010, 2010: 바디부
1021, 1022, 2021, 2022: 코일 패턴
1030, 2030: 지지부재
1041, 1042, 2041, 2042: 외부전극
Claims (16)
- 자성 물질을 포함하는 바디부;
상기 바디부 내에 배치된 코일부; 및
상기 바디부 상에 배치된 전극부; 를 포함하며,
상기 코일부는, 지지부재, 상기 지지부재의 적어도 일면 상에 형성된 제 1 코일층, 상기 지지부재의 적어도 일면 상에 적층되어 상기 제 1 코일층을 덮는 제 1 절연층, 및 상기 제 1 절연층 상에 형성된 제 2 코일층을 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 코일층이 전기적으로 연결되어 상기 제 1 및 제 2 코일층의 적층 방향으로도 코일의 턴 수가 증가하며,
상기 전극부와 연결되는 상기 코일부의 적어도 하나의 인출 단면은, 상기 지지부재의 인출 단면, 상기 지지부재의 인출 단면 상에 배치된 상기 제1 절연층의 인출 단면, 및 상기 제1 절연층의 인출 단면 상에 배치된 상기 제2 코일층의 인출 단면을 포함하되, 상기 제1 코일층의 인출 단면은 포함하지 않으며, 테이퍼 형상을 갖는,
코일 부품.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 코일층은 상기 지지부재의 마주보는 양면 상에 각각 형성되고,
상기 제 1 절연층은 상기 지지부재의 마주보는 양면 상에 각각 적층되어 상기 제 1 코일층을 각각 덮고,
상기 제 2 코일층은 상기 지지부재의 마주보는 양면 상에 각각 적층된 제 1 절연층 상에 각각 형성되고,
상기 제 1 절연층에는 상기 제 1 절연층을 관통하여 상기 제 1 및 제 2 코일층을 전기적으로 연결하는 제 1 비아가 각각 배치되며,
상기 지지부재에는 상기 지지부재를 관통하여 상기 지지부재의 마주보는 양면 상에 각각 형성된 제 1 코일층을 전기적으로 연결하는 제 2 비아가 배치된,
코일 부품.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 코일층은 어스펙트 비가 0.32 초과 1 미만인 코일 패턴을 포함하며,
상기 제 2 코일층은 어스펙트 비가 1 초과 2 이하인 코일 패턴을 포함하는,
코일 부품.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 코일층의 코일 패턴은 단일의 턴 수를 가지며,
상기 제 2 코일층의 코일 패턴은 복수의 턴 수를 가지는,
코일 부품.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 코일층의 코일 패턴의 턴 수를 x 라 하고,
상기 제 2 코일층의 코일 패턴의 턴 수를 y 라 할 때,
상기 x 에 대한 y 의 비(y/x)가 2 내지 3인 코일 부품.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 코일층은 어스펙트 비가 0.32 초과 1 미만인 코일 패턴을 포함하며,
상기 제 2 코일층은 어스펙트 비가 0.32 초과 1 미만인 코일 패턴을 포함하는,
코일 부품.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 코일층의 코일 패턴은 단일의 턴 수를 가지며,
상기 제 2 코일층의 코일 패턴은 단일의 턴 수를 가지는,
코일 부품.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 코일층은 어스펙트 비가 0.27 초과 1 미만인 코일 패턴과 어스펙트 비가 1 초과 2 이하인 코일 패턴을 포함하며,
상기 제 2 코일층은 어스펙트 비가 1 초과 1.75 이하인 코일 패턴을 포함하는,
코일 부품.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 코일층의 코일 패턴은 복수의 턴 수를 가지며,
상기 제 2 코일층의 코일 패턴은 복수의 턴 수를 가지는,
코일 부품.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 코일층은 최외측에 배치된 코일 패턴의 선폭이 내측에 배치된 코일 패턴의 선폭 보다 넓은,
코일 부품.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 코일층의 코일 패턴 간의 간격은 상기 제 2 코일층의 코일 패턴 간의 간격 보다 넓은,
코일 부품.
- 제 1 항에 있어서,
상기 바디부의 두께를 T 라 하고,
상기 지지부재의 두께를 H 라 할 때,
상기 T 에 대한 H 의 비(H/T)가 0.15 이하인,
코일 부품.
- 제 1 항에 있어서,
상기 자성 물질은 평균 입경이 상이한 복수의 금속 자성체 분말 및 수지 혼합물을 포함하는,
코일 부품.
- 코일부를 형성하는 단계;
상기 코일부를 수용하는 바디부를 형성하는 단계; 및
상기 바디부 상에 전극부를 형성하는 단계; 를 포함하며,
상기 코일부를 형성하는 단계는, 지지부재를 준비하는 단계, 상기 지지부재의 적어도 일면 상에 제 1 코일층을 도금으로 형성하는 단계, 상기 지지부재의 적어도 일면 상에 상기 제 1 코일층을 덮도록 제 1 절연층을 적층하는 단계, 상기 제 1 절연층 상에 도금으로 제 2 코일층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 코일층이 전기적으로 연결되어 상기 제 1 및 제 2 코일층의 적층 방향으로도 코일의 턴 수가 증가하며,
상기 전극부와 연결되는 상기 코일부의 적어도 하나의 인출 단면은, 상기 지지부재의 인출 단면, 상기 지지부재의 인출 단면 상에 배치된 상기 제1 절연층의 인출 단면, 및 상기 제1 절연층의 인출 단면 상에 배치된 상기 제2 코일층의 인출 단면을 포함하되, 상기 제1 코일층의 인출 단면은 포함하지 않으며, 테이퍼 형상을 갖는,
코일 부품의 제조 방법.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2016139391A JP6825189B2 (ja) | 2015-07-29 | 2016-07-14 | コイル部品及びその製造方法 |
| US15/215,210 US10340073B2 (en) | 2015-07-29 | 2016-07-20 | Coil component and method of manufacturing the same |
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| US16/291,660 US10490337B2 (en) | 2015-07-29 | 2019-03-04 | Coil component and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR20150107021 | 2015-07-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102505437B1 (ko) * | 2017-12-26 | 2023-03-03 | 삼성전기주식회사 | 권선형 인덕터 및 이의 제작 방법 |
| KR102138886B1 (ko) | 2018-09-06 | 2020-07-28 | 삼성전기주식회사 | 코일 부품 |
| KR20200062748A (ko) | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 삼성전기주식회사 | 코일 전자부품 |
| KR20210019844A (ko) * | 2019-08-13 | 2021-02-23 | 엘지이노텍 주식회사 | 손떨림 보정을 위한 코일 부재 및 이를 포함하는 카메라 모듈 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5730841B2 (ja) * | 2011-12-08 | 2015-06-10 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． | コイル部品及びその製造方法 |
-
2016
- 2016-03-24 KR KR1020160035328A patent/KR101832598B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5730841B2 (ja) * | 2011-12-08 | 2015-06-10 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． | コイル部品及びその製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
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