KR101994730B1 - 인덕터 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 내부에 도전성 코일이 형성되어 있는 바디; 상기 바디의 양 측면의 높이 방향으로의 일부에서부터 상기 바디의 하면의 길이 방향으로의 일부까지 연장되어 형성되며, 상기 도전성 코일과 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 외부 전극; 및 상기 바디의 양 측면에 형성된 상기 제1 및 제2 외부 전극의 상단부를 덮도록 형성되는 절연층;을 포함하는 인덕터에 관한 것이다.
Description
본 개시는 인덕터에 관한 것이다.
인덕터는 저항 및 커패시터와 더불어 전자 회로를 이루는 중요한 수동 소자의 하나로서, 저잡음 증폭기, 믹서, 전압 조절 발진기 및 매칭 코일(matching coli) 등 다양한 시스템 및 부품에 사용된다.
이러한 인덕터는 그 구조에 따라 권선형 인덕터, 적층형 인덕터 및 박막형 인덕터 등으로 분류할 수 있다.
이 중에서 권선형 인덕터는 페라이트(ferrite) 코어 등에 코일을 감아 형성할 수 있다.
이러한 권선형 인덕터는 코일 간에 부유 용량이 발생할 수 있어서 고용량의 인덕턴스를 얻기 위해서는 코일의 권선 수를 증가시켜야 하는데, 이렇게 코일의 권선 수가 증가하게 되면 고주파 특성이 열화되는 문제점이 있었다.
상기 적층형 인덕터는 복수의 세라믹 시트를 적층하여 형성할 수 있다.
이러한 적층형 인덕터는 각각의 세라믹 시트 상에 코일 형태로 이루어진 금속 패턴이 형성되며, 상기 금속 패턴들은 상기 각각의 세라믹 시트에 구비된 복수의 도전성 비아에 의해 순차적으로 접속되면서 전체적으로 하나의 전기적 연결을 갖는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 적층형 인덕터는 이러한 구조에 의해 대량 생산에 적합하며, 상기 권선형 인덕터와 비교할 때 우수한 고주파 특성을 가질 수 있다.
그러나, 상기 적층형 인덕터는 금속 패턴을 구성하는 재료의 포화자화 값이 낮고, 소형 사이즈로 제작되는 경우 금속 패턴의 적층 수가 한계를 가질 수 밖에 없기 때문에, 이로 인해 DC 중첩 특성이 낮아지면서 충분한 전류를 얻을 수 없게 되는 문제점이 있었다.
상기 박막형 인덕터는 코일 지지층 상에 박막의 도전 코일을 형성하여 제작할 수 있다.
이러한 박막형 인덕터는 상기 적층형 인덕터와 비교할 때 포화자화 값이 높은 재료를 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 소형 사이즈로 제작되는 경우 높이에 대한 한계가 거의 없으면서 내부 회로 패턴을 형성하기 용이하므로, 최근 들어 상기 박막형 인덕터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
특히, 스마트 폰이나 태블릿 PC 등 휴대 기기의 고성능화에 따라 디스플레이 되는 화면이 커지면서 APU의 속도가 빨라지고, 듀얼 또는 쿼드 코어가 사용되는 등 전력 사용이 늘어남에 따라, DC-DC 컨버터(converter)나 잡음 필터(noise filter) 등에 주로 사용되는 박막형 인덕터 또한 고인덕턴스에 저직류저항을 실현할 수 있는 것이 요구되고 있다.
더불어, IT 기술의 발전에 따라 각종 전자 장치의 소형화 및 박막화가 가속화되고 있으므로, 이에 이러한 전자 장치에 사용되는 박막형 인덕터 또한 소형화 및 박막화가 요구되고 있다.
한편, 파워 인덕터의 경우, DC-DC 컨버터(Converter)의 변환 효율을 높이기 위해서 칩의 바디를 최대한 크게 만들고 있지만, 휴대폰이 박막화 및 소형화됨에 따라서 사이즈의 제약이 발생하고 있다.
특히 IC의 경우, 금속 케이스를 씌워서 실링을 하기 때문에, 금속 케이스와의 간섭을 막기 위해서 인덕터의 마진부를 더 확보해야 하므로, 파워 인덕터의 두께를 더욱 더 줄여야 하는 문제가 있다.
하기의 선행기술문헌의 특허문헌 1은 칩형 코일 부품에 관한 것이다.
본 개시는 신뢰성이 향상된 인덕터를 제공하고자 한다.
본 개시의 일 실시 예에 있어서, 내부에 도전성 코일이 형성되어 있는 바디; 상기 바디의 양 측면의 높이 방향으로의 일부에서부터 상기 바디의 하면의 길이 방향으로의 일부까지 연장되어 형성되며, 상기 도전성 코일과 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 외부 전극; 및 상기 바디의 양 측면에 형성된 상기 제1 및 제2 외부 전극의 상단부를 덮도록 형성되는 절연층;을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 절연층은 Fe계의 금속 자성체 파우더를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 절연층은 Fe계 금속 자성체 파우더를 주성분이라고 할 때, 주성부에 대하여 부성분으로 에폭시 수지를 30 내지 60 vol% 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 절연층은 상기 바디의 상면을 덮도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 외부 전극은 상기 바디의 폭 방향으로 중앙부에 형성될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터는 L형의 외부 전극의 상단부를 덮도록 절연층이 형성됨으로써, 외부에서 충격이 인가되어도 금속 재질의 케이스와 접촉되어 단락이 발생하는 것을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터는 L형의 외부 전극의 상단부를 덮도록 절연층이 형성됨으로써, 도금 공정에서 외부 전극의 표면을 따라 상면으로 도금이 번지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 개략적인 사시도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 A-A`에 따른 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 코일 패턴의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 A-A`에 따른 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 코일 패턴의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터의 개략적인 사시도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1의 A-A`에 따른 개략적인 단면도를 도시한 것이며, 도 3은 도 1의 B-B`에 따른 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터는 바디(10)와 제1 및 제2 외부 전극(51, 52)를 포함할 수 있다.
하기에서는 도 1의 "L 방향"을 "길이 방향", "W 방향"을 "폭 방향", "T 방향"을 "두께 방향"으로 설정하여 설명한다.
바디(10)는 직육면체일 수 있으며, 자성 재료로 이루어진 상부 및 하부 커버층(11, 12)과, 상부 및 하부 커버층(11, 12) 사이에 배치된 기판(40)과 기판(40)의 양면에 각각 형성되며 일단이 제1 및 제2 외부 전극(51, 52)과 각각 전기적으로 접속되는 제1 및 제2 코일층(20, 30)을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 코일층(20, 30)은 도전성 코일일 수 있다.
도 3은 제1 코일층(20)에 대해서만 도시하였으나, 제2 코일층(30)도 이와 대응하도록 형성될 수 있다.
상기 제1 코일층(20)은 기판(40)에 도전성 페이스트를 이용하여 도 3과 같이 나선형으로 코일 패턴(21)을 형성할 수 있다.
상기 제1 코일층(20)은 코일 인출부(22)를 통해 제2 외부 전극(52)과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한 제1 코일층(20)은 연결부(23)의 도전성 비아(60)를 통해 제2 코일층(30)과 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 상기 제1 코일층(20) 및 제2 코일층(30)은 상술한 바와 같이 각각 제1 및 제2 외부 전극(51, 52)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 코일층(20) 및 제2 코일층(30)이 나선형의 코일 패턴(21)으로 형성됨으로써, 전류가 흐를 때 자속이 발생할 수 있다.
상기 제1 및 제2 코일층(20, 30)의 중심에는 코어(13)가 형성될 수 있다.
상부 및 하부 커버층(11, 12)은 페라이트 또는 금속 자성분말과 폴리머의 복합체로 이루어진 페이스트로 이루어지거나, 니켈-아연-구리 페라이트와 같은 자성체를 포함하는 기판으로 이루어질 수 있다.
이러한 상부 및 하부 커버층(11, 12)은 제1 및 제2 코일층(20, 30)의 기본적인 전기적 특성이 저하되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
제1 및 제2 외부 전극(51, 52)은 전기 전도성을 부여할 수 있는 금속으로, 예컨대 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 팔라듐 및 이들의 합금으로부터 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 외부 전극(51, 52)는 바디(10)의 측면의 높이 방향으로의 일부로 부터 바디(10)의 하면의 길이 방향의 일부까지 연장되어 형성될 수 있다.
제1 및 제2 외부 전극(51, 52)이 바디(10)의 상면보다 낮은 높이를 가지도록 형성되기 때문에, 외부에서 충격이 인가되어도 제1 및 제2 외부 전극(51, 52)이 금속 재질의 케이스와 접촉되어 단락이 발생하는 것을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
기판(40)은 예컨대 감광성 폴리머와 같은 절연 재료 또는 페라이트와 같은 자성 재료로 이루어진 기판 등으로 제작될 수 있다.
또한, 이웃하는 제1 또는 제2 코일층(20, 30) 사이에 감광성 절연 재료(55)가 개재되며, 제1 및 제2 코일층(20, 30)은 도전성 비아(60)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 도전성 비아(60)는 기판(40)에 두께 방향을 따라 관통되게 관통공을 형성한 후, 상기 관통공에 도전성 페이스트를 충전하는 등의 방법으로 형성할 수 있다.
인덕터의 DC-DC 컨버터(Converter)의 변환 효율을 높이기 위해서 인덕터의 바디를 최대한 크게 만들고 있지만, 휴대폰이 박막화 및 소형화됨에 따라서 사이즈의 제약이 발생하고 있다.
특히 IC의 경우, 금속 케이스를 씌워서 실링을 하기 때문에, 금속 케이스와의 간섭을 막기 위해서 인덕터의 마진부를 더 확보해야 하므로, 파워 인덕터의 두께를 더욱 줄여야 하는 문제가 있다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터는 바디(10)의 양 측면에 형성된 상기 제1 및 제2 외부 전극(51, 52)의 상단부를 덮도록 형성되는 절연층(70)을 형성시킬 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터는 제1 및 제2 외부 전극(51, 52)이 바디(10)의 상면보다 낮은 높이를 가지도록 형성되기 때문에, 외부에서 충격이 인가되어도 제1 및 제2 외부 전극(51, 52)이 금속 재질의 케이스와 접촉되어 단락이 발생하는 것을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 절연층(70)이 상기 제1 및 제2 외부 전극(51, 52)의 상단부를 덮도록 형성되어 상기 제1 및 제2 외부 전극(51, 52)이 금속 재질의 케이스와 접촉되어 단락이 발생하는 것을 더욱 방지할 수 있고, 이에 따라 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
특히, 인덕터의 실장 및 사용을 위해서는 인덕터의 외부 전극(51, 52)에 도금층을 형성시키게 되는데, 이러한 도금층이 외부 전극을 타고 바디(10)의 상면까지 번지게 되는 도금 번짐 현상이 발생하게 된다.
도금 번짐 현상이 발생하는 경우, 바디(10)의 상면과 금속 재질의 케이스와 접촉되어 단락이 발생할 수 있다.
하지만 본 개시의 일 실시 예에 따른 인덕터는 상기 제1 및 제2 외부 전극(51, 52)의 상단부를 덮도록 형성되는 절연층(70)이 형성되기 때문에, 이러한 도금 번짐 현상을 방지할 수 있다.
상기 절연층(70)은 바디(10)의 상면을 덮도록 형성될 수 있다.
또한 상기 제1 및 제2 외부 전극(51, 52)은 실장 시에 인접하는 다른 인덕터와 단락되는 것을 방지하기 위하여 상기 바디(10)의 폭 방향으로 중앙부에 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부 전극(51, 52)이 상기 바디(10)의 폭 방향으로 중앙부에 형성됨으로써, 상기 바디(10)의 측면 모서리에 외부 전극(51, 52)이 형성되지 않기 때문에, 인접하는 다른 인덕터와 단락되는 것을 예방할 수 있다.
상기 절연층(70)은 인덕터의 성능을 높이기 위하여, 절연성, 균일도포성, 투자율 및 접착성이 뛰어나야 한다.
예를 들어, 본 개시의 일 실시예에 따른 절연층(70)은 에폭시 수지를 이용하여 형성될 수 있다.
즉, 상기 절연층(70)은 에폭시 수지를 포함하는 절연 페이스트를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 에폭시 수지는 도금 공정에서 도금이 되지 않으며, 인덕터의 표면 실장후에도 금속 케이스와 절연되도록 충분한 절연성을 확보할 수 있다.
또한 상기 에폭시 수지는 접착성이 뛰어나기 때문에, 인덕터에 충격이 인가되었을 때에도 절연층(70)이 바디(10)에서 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
상기 에폭시 수지는 균일 도포성을 높이기 위하여, 절연 페이스트의 점도를 점도 조절제를 이용하여 60 ~ 150 pa?s 로 조절하여 형성할 수 있다.
나아가 인덕터의 투자율을 높이기 위하여, 상기 절연층(70)은 Fe계의 금속 자성체 파우더를 포함할 수 있다.
상기 절연층(70)이 바디(10)의 상면에 형성되는 경우, 상기 절연층(70)이 Fe계의 금속 자성체 파우더를 포함하게 되면 인덕터의 투자율이 증가하게 된다.
이러한 인덕터의 투자율 증가와 도금 번짐 현상을 하기의 표 1에 나타내었다.
*: 비교예
상기 표 1에서 사용된 Fe계 금속 자성체 파우더는 평균 입경이 8㎛인 비정질의 Fe계 금속 자성체 파우더를 사용하였다.
상기 에폭시 수지는 Phenoxy:PBPA:Novolac:페놀경화제가 31.4:31.4:15.7:21.4가 되도록 혼합하여 사용하였다.
표 1은 1 내지 10번의 절연 페이스트를 이용하여, 절연층을 형성한 후에 도금 후의 도금 번짐이 발생하는지 여부와 용량을 측정하여 작성하였다.
표 1을 참조하면, 에폭시 수지의 함량이 30 내지 60 vol%일 때, 인덕터가 높은 용량을 가지면서 도금 번짐을 방지할 수 있다.
예를 들어, 에폭시 수지의 함량이 30 vol% 미만인 경우, 도금 번짐이 발생하여 도금이 외부 전극을 따라 바디의 상부로 번지게 된다.
즉, 에폭시 수지의 함량이 30 vol% 미만인 경우, 도금 번짐으로 인해 인덕터의 신뢰성이 낮아지게 된다.
이와 달리, 에폭시 수지의 함량이 60 vol%을 초과하게 되면, 절연층에 자성체 파우더의 양이 상대적으로 감소하기 때문에 인덕터의 용량 증가 효과가 감소하게 된다.
따라서 인덕터의 용량을 증가시키며, 동시에 신뢰성을 향상시키기 위하여 상기 Fe계 금속 자성체 파우더를 주성분이라고 할 때, 주성분에 대하여 부성분으로서 에폭시 수지의 함량은 30 내지 60 vol%일 수 있다.
또한, 표 1에서 보는 바와 같이 인덕터의 용량을 증가시키기 위해 Fe계의 금속 자성체 분말을 이용할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구 범위에 의해 한정하고자 한다.
따라서, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10: 바디
11: 상부 커버층
12: 하부 커버층
13: 코어
20: 제1 코일층
30: 제2 코일층
40: 기판
51: 제1 외부 전극
52: 제2 외부 전극
60: 도전성 비아
70: 절연층
11: 상부 커버층
12: 하부 커버층
13: 코어
20: 제1 코일층
30: 제2 코일층
40: 기판
51: 제1 외부 전극
52: 제2 외부 전극
60: 도전성 비아
70: 절연층
Claims (5)
- 자성 재료로 이루어진 상부 커버층 및 하부 커버층,
상기 상부 및 하부 커버층 사이에 배치된 기판, 및
상기 기판의 양면에 각각 형성된 도전성 코일을 내부에 포함하는 바디;
상기 바디의 양 측면의 높이 방향으로의 일부에서부터 상기 바디의 하면의 길이 방향으로의 일부까지 연장되어 형성되며, 상기 도전성 코일과 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 외부 전극; 및
상기 바디의 양 측면에 형성된 상기 제1 및 제2 외부 전극의 상단부를 덮도록 형성되는 절연층;을 포함하며,
상기 제1 및 제2 외부 전극은 바디의 상면보다 낮은 높이를 갖는, 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 절연층은 Fe계의 금속 자성체 파우더를 포함하는 인덕터.
- 제2항에 있어서,
상기 절연층은 Fe계 금속 파우더를 주성분이라고 할 때,
주성분에 대하여 부성분으로 에폭시 수지를 30 내지 60 vol% 포함하는 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 절연층은 상기 바디의 상면을 덮도록 형성되는 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 외부 전극은 상기 바디의 폭 방향으로 중앙부에 형성되는 인덕터.
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| KR100808888B1 (ko) * | 2006-09-14 | 2008-03-03 | 주식회사 쎄라텍 | 표면 실장형 칩 타입 전자 부품 및 그 제조 방법 |
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