KR102004813B1 - 코일 부품 및 코일 부품의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
코일 부품이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 코일 부품은, 자성체부 및 자성체부의 내부에 매설된 코일부를 포함하고, 코일부는, 내부절연층, 내부절연층의 양면에 배치된 코일패턴, 코일패턴의 각 턴(turn) 사이에 배치된 절연벽, 절연벽과 코일패턴 상에 배치된 외부절연층, 및 제1 도전층과 제1 도전층의 용융점보다 낮은 용융점의 제2 도전층을 포함하고 내부절연층의 양면에 배치된 코일패턴을 서로 연결하도록 내부절연층을 관통하는 연결부를 포함한다.
Description
본 발명은 코일 부품 및 코일 부품의 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.
통상의 박막형 코일 부품의 경우 기판의 양면에 코일패턴을 형성하는데, 기판은 CCL(Copper Claude Laminate)과 같이 상대적으로 두꺼운 원자재를 이용해 형성되는 것이 일반적이다.
본 발명의 목적은 코일패턴의 높이는 유지하면서도 코일부 전체의 두께를 감소시킬 수 있는 코일 부품을 제공하기 위함이다.
또한, 코일패턴의 각 턴(turn)이 비교적 균일하게 형성된 코일 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 측면은, 자성체부 및 자성체부의 내부에 매설된 코일부를 포함하고, 코일부는, 내부절연층, 내부절연층의 양면에 배치된 코일패턴, 코일패턴의 각 턴(turn) 사이에 배치된 절연벽, 절연벽과 코일패턴 상에 배치된 외부절연층, 및 제1 도전층과 제1 도전층의 용융점보다 낮은 용융점의 제2 도전층을 포함하고 내부절연층의 양면에 배치된 코일패턴을 서로 연결하도록 내부절연층을 관통하는 연결부를 포함하는 코일 부품을 제공한다.
본 발명의 다른 일 측면은, 제1 코일기판과 제2 코일기판을 형성하는 단계, 제1 코일기판과 제2 코일기판을 일괄적층하는 단계를 포함하고, 제1 코일기판과 제2 코일기판을 형성하는 단계는 각각, 지지기판의 일면에 절연벽을 형성하는 단계, 인접하는 절연벽 사이에 코일패턴을 형성하는 단계, 및 지지기판을 제거하는 단계를 포함하는 코일 부품의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 코일패턴의 높이는 유지되면서도 코일부 전체의 두께를 감소시킬 수 있는 코일 부품을 제공할 수 있다.
또한, 코일패턴의 각 턴(turn)이 비교적 균일하게 형성된 코일 부품을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 변형예에 따른 코일 부품의 일부를 나타내는 것으로 도 2의 A 부분에 대응되는 부분을 나타낸 도면.
도 5 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조 공정을 순차적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 변형예에 따른 코일 부품의 일부를 나타내는 것으로 도 2의 A 부분에 대응되는 부분을 나타낸 도면.
도 5 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조 공정을 순차적으로 나타낸 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 부품 및 코일 부품의 제조방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
코일 부품
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.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 설명하되, 편의상 코일 부품이 인덕터(Inductor) 부품인 것을 예를 들어 설명하지만, 이러한 설명이 인덕터 부품 이외의 코일 부품이 본 발명의 범위에서 제외되는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 변형예의 일부를 나타내는 것으로 도 2의 A 부분에 대응되는 부분을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 자성체부(100), 코일부(200) 및 외부전극(310, 320)을 포함한다.
자성체부(100)는 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 외관을 이루고, 내부에 코일부(200)를 매설한다.
자성체부(100)의 형상에는 제한이 없으나, 예로써, 전체적으로 육면체의 형상으로 형성될 수 있다.
자성체부(100)가 육면체 형상인 경우, 자성체부(100)는, 제1 방향으로 서로 마주보는 제1 면과 제2 면, 제2 방향으로 서로 마주보는 제3 면과 제4 면, 제3 방향으로 마주보는 제5 면 및 제6 면을 포함한다.
자성체부(100)는 자성 물질이 수지에 분산된 것일 수 있다. 즉, 자성체부(100)는, 자성 물질이 수지에 분산된 자성 시트를 하나 이상 적층함으로써 형성될 수 있다.
자성 물질은 페라이트 또는 금속 자성 분말일 수 있다.
페라이트는, 예로써, Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Zn-Cu계 페라이트, Mn-Mg계 페라이트, Ba계 페라이트 또는 Li계 페라이트 등일 수 있다.
금속 자성 분말은, 예로써, 철(Fe), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
금속 자성 분말은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 예를 들어, 금속 자성 분말은 Fe-Si-B-Cr계 비정질 금속일 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.
자성체부(100)는, 수지에 분산된 2 이상의 자성 물질을 포함할 수 있다. 예로써, 자성체부(100)는, 서로 상이한 2 이상의 금속 자성 분말을 포함할 수 있다. 여기서, 금속 자성 분말이 상이하다고 함은, 금속 자성 분말이 평균 직경, 재질 및 형상 중 어느 하나로 상호 구별됨을 의미한다.
수지는 에폭시 수지나 폴리이미드 수지 등의 열경화성 수지일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
자성체부(100)는 후술할 코일부(200)를 관통하는 코어(110)를 포함할 수 있다. 코어(110)는 자성 시트가 코일부(200)의 관통홀(도 13의 TH)을 충전함으로써 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
외부전극(310, 320)은 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 전자 기기에 실장 될 때, 코일 부품(1000)을 전자 기기와 전기적으로 연결시킨다.
외부전극(310, 320)은 자성체부(100)의 표면에 서로 이격되어 배치된 제1 외부전극(310)과 제2 외부전극(320)을 포함한다. 제1 외부전극(310)과 후술할 코일부(200)의 제1 코일패턴(21)이 연결되고, 제2 외부전극(320)과 제2 코일패턴(22)이 연결될 수 있다.
제1 외부전극(310)은 자성체부(100)의 제1 면에 배치되어 자성체부(100)의 제3, 4, 5 및 6 면 각각의 일부에 연장 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 외부전극(320)은 자성체부(100)의 제2 면에 배치되어 자성체부(100)의 제3, 4, 5 및 6 면 각각의 일부에 연장 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
외부전극(310, 320)은, 각각 전도성 수지층과 전도성 수지층 상에 형성된 도체층을 포함할 수 있다. 전도성 수지층은 페이스트 인쇄 등으로 형성될 수 있으며, 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 은(Ag)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 도전성 금속과 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 도체층은 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 주석(Sn)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, 니켈(Ni)층과 주석(Sn)층이 순차로 도금에 의해 형성될 수 있다.
필요에 따라서, 외부전극(310, 320)은 코일부(200)와 외부전극(310, 320) 사이에 형성된 선도금층(미도시)을 포함할 수 있다. 선도금층(미도시)은 제1 외부전극(310)과 제1 코일패턴(21)을 연결하는 제1 선도금층(미도시)과, 제2 외부전극(320)과 제2 코일패턴(22)을 연결하는 제2 선도금층(미도시)을 포함할 수 있다.
선도금층(미도시)은 도전성 물질, 예를 들면, 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
코일부(200)는 자성체부(100)에 매설되고, 내부절연층(10), 코일패턴(21, 22), 절연벽(31, 32), 외부절연층(41, 42) 및 연결부(50)를 포함한다.
내부절연층(10)은 제1 코일패턴(21)과 제2 코일패턴(22)을 지지하면서, 제1 코일패턴(21)과 제2 코일패턴(22)을 분리한다.
내부절연층(10)은 에폭시 수지와 같은 열경화성 절연수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 절연수지, 감광성 절연수지 또는 이들에 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 절연수지로 형성될 수 있다. 예로써, 내부절연층(10)은 감광성 절연수지를 포함하는 PID(Photo Imagable Dielectric) 필름 또는 솔더레지스트(Solder Resist)로 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.
코일부(200)를 상대적으로 박형화하기 위해, 내부절연층(10)은 유리섬유를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
내부절연층(10)이 감광성 절연수지를 포함하는 경우, 포토리소그래피(photolithography) 공정이 가능하다. 따라서, 프리프레그(prepreg)와 같은 비감광성 절연층에 홀을 가공하는 경우보다 미세홀 구현에 유리하다.
코일패턴(21, 22)은, 내부절연층(10)의 일면에 배치된 제1 코일패턴(21)과 내부절연층(10)의 타면에 배치된 제2 코일패턴(22)을 포함한다.
코일패턴(21, 22)은 각각 평면 코일 형상일 수 있고, 각각 최소 2 이상의 턴(turn) 수를 가질 수 있다. 코일패턴(21, 22)은 각각 도전성 물질, 예를 들면, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pd), 또는 이들의 합금 등을 포함할 수 있으며, 일반적으로는 구리(Cu)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
코일패턴(21, 22)은 도금으로 형성될 수 있는데, 이 경우 코일패턴(21, 22)은 전해도금층만을 포함한다. 즉, 본 발명의 경우, 전해도금층을 형성하기 위한 무전해도금층 또는 시드금속박과 같은 시드층을 포함하지 않는다. 이에 대해서는 후술한다.
절연벽(31, 32)은, 제1 코일패턴(21)의 각 턴(turn) 사이에 배치되는 제1 절연벽(31)과 제2 코일패턴(22)의 각 턴(turn) 사이에 배치되는 제2 절연벽(32)을 포함한다.
절연벽(31, 32)은, 에폭시 수지와 같은 열경화성 절연수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 절연수지, 감광성 절연수지 또는 이들에 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 절연수지로 형성될 수 있다. 예로써, 절연벽(31, 32)은, 감광성 절연수지를 포함하는 PID(Photo Imagable Dielectric) 필름 또는 솔더레지스트(Solder Resist)로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
외부절연층(41, 42)은, 제1 코일패턴(21)과 제1 절연벽(31) 상에 배치되는 제1 외부절연층(41)과, 제2 코일패턴(22)과 제2 절연벽(32) 상에 배치되는 제2 외부절연층(42)을 포함한다.
외부절연층(41, 42)은, 에폭시 수지와 같은 열경화성 절연수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 절연수지, 감광성 절연수지 또는 이들에 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 절연수지로 형성될 수 있다. 예로써, 외부절연층(41, 42)은 ABF(Ajinomoto Build-up Film)로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
연결부(50)는, 제1 코일패턴(21)과 제2 코일패턴(22)을 서로 연결하도록 내부절연층(10)을 관통하며, 그 결과 동일 방향으로 회전하는 하나의 코일을 형성할 수 있게 한다.
연결부(50)는 제1 도전층(51)과 제1 도전층(51)의 용융점보다 낮은 용융점의 제2 도전층(52)을 포함한다.
제1 도전층(51)은, 전기적 특성이 우수하고 제2 도전층(52)의 용융점보다 높은 용융점을 가지는 구리(Cu), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등으로 형성될 수 있다. 일 예로, 제2 코일패턴(22)과 제1 도전층(51)은 모두 구리로 형성될 수 있는데, 이 경우 양자는 동종물질로 형성되므로 상호 간의 결합력이 향상된다.
제2 도전층(52)은 제1 도전층(51)의 용융점보다 용융점이 낮다. 제2 도전층(52)은 솔더 재질로 이루어질 수 있다. 여기서 ‘솔더’란 땜납에 사용될 수 있는 금속재료를 의미하며, 납(Pb)을 포함하는 합금일 수도 있지만, 납을 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 솔더는, 주석(Sn), 은(Ag), 구리(Cu) 또는 이 중에서 선택된 금속들의 합금일 수 있다. 구체적으로 본 발명의 실시예에서 사용되는 솔더는 솔더 전체에 대한 주석(Sn)의 함량이 90% 이상인 주석, 은 및 구리를 성분으로 포함하는 합금일 수 있다.
제2 도전층(52)은 후술할 코일기판(도 11의 CS1 및 CS2)을 일괄적층할 때 적어도 일부가 용융되어 코일기판들 간의 압력 불균일을 완화할 수 있다.
제2 도전층(52)은 일괄적층 시의 온도 및 압력으로 인해 적어도 일부가 용융되므로, 제1 도전층(51) 및/또는 제1 코일패턴(21)을 구성하는 물질과 용이하게 반응할 수 있다. 따라서, 연결부(50)는, 제1 코일패턴(21) 및/또는 제1 도전층(51)과, 제2 도전층(52) 사이에 형성된 금속간화합물층(53)을 더 포함할 수 있다. 금속간화합물층(53)으로 인해 코일패턴(21, 22) 간의 결합력이 향상된다.
절연벽(31, 32)은 코일패턴(21, 22)의 양면 중 적어도 하나로부터 돌출되고, 내부절연층(10) 및 외부절연층(41, 42) 중 적어도 하나에 삽입된 돌출부(P)를 포함한다.
도 3을 참고하면, 제1 절연벽(31)은 제1 코일패턴(21)의 하면과 상면으로부터 각각 돌출된 돌출부(P)를 포함한다. 따라서, 돌출부(P)는 각각 내부절연층(10)과 제1 외부절연층(41)에 삽입된다. 제2 절연벽(32)에도 상술한 돌출부(P)가 형성될 수 있다. 한편, 오목부(R)는 절연벽(31, 32)의 돌출부(P)와 상보적으로 코일패턴(21, 22)에 형성될 수 있다.
코일패턴(21, 22)의 오목부(R)는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조방법에 따른 특유의 구성이다. 즉, 코일패턴(21, 22)을 전해도금으로 형성한 후 각 코일기판(CS1, CS2)에 잔존하는 시드층을 제거하게 되는데(도 9 및 10 참고) 이 때 시드층과 함께 코일패턴(21, 22)의 일부가 제거되기 때문이다.
일괄적층 시 압력과 온도로 인해 코일패턴(21, 22)의 오목부(R)에는 내부절연층(10), 제1 외부절연층(41) 및 제2 외부절연층(42)의 일부가 충전된다.
한편, 이상에서는 돌출부(P)와 오목부(R)가 제1 절연벽(31)의 상면과 하면, 제2 절연벽(32)의 상면과 하면 모두에 형성되는 것을 전제로 설명하였으나, 돌출부(P)와 오목부(R)의 형성 위치는 제조방법을 변경함으로써 다양하게 변경될 수 있다.
예로써, 돌출부(P)는 제1 절연벽(31)의 상면과 제2 절연벽(32)의 하면에만 형성될 수도 있다. 또는, 돌출부(P)는 제1 절연벽(31)의 상면, 제2 절연벽(32)의 상면과 하면에만 형성될 수도 있다. 또는, 도 4에서와 같이, 돌출부(P)는 제1 절연벽(31)의 상면과 하면, 제2 절연벽(32)의 하면에만 형성되고, 제2 절연벽(32)의 상면에는 형성되지 않을 수 있다. 이에 대해서는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조방법에서 자세히 설명한다.
절연벽(31, 32)의 일면의 표면 조도와 절연벽(31, 32)의 타면의 표면 조도는 서로 상이할 수 있다. 예로써, 도 3을 참고하면, 제2 절연벽(32)의 하면의 표면 조도는 제2 절연벽(32)의 상면의 표면 조도보다 높을 수 있다.
제2 절연벽(32)은 제2 코일패턴(22)을 형성하기 위한 시드층의 일면에 형성되는데, 이 때 시드층의 일면에는 표면처리(CZ treatment)가 되어 있을 수 있다. 따라서, 제2 절연벽(32) 형성을 위해 PID 필름 등을 시드층의 일면에 적층하는 경우, 시드층 일면의 표면 조도가 PID 필름 등의 하면으로 전사된다. 결국, 최종적으로 제2 절연벽(32)의 하면의 표면 조도가 제2 절연벽(32)의 상면의 표면 조도보다 높아지게 된다. 상술한 설명은, 제1 절연벽(31)에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
본 실시예에 따른 코일 부품(1000)에 적용되는 내부절연층(10)은 유리섬유를 포함하지 않는다. 즉, 통상적인 코일 부품에 이용되는 코어기판을 이용하지 않고, 인쇄회로기판의 코어리스 공법을 이용해 내부절연층(10)을 박형화할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 상대적으로 박형화된 코일부(200)를 구현할 수 있다. 이에 따라, 동일한 크기의 코일 부품을 비교할 때 본 실시예의 경우 자성체부(100)의 부피가 증가하여 유도용량(Ls)이 증가할 수 있다.
코일 부품의 제조방법
도 5 내지 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조 공정을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품의 제조방법은, 제1 코일기판과 제2 코일기판을 형성하는 단계와, 제1 코일기판과 제2 코일기판을 일괄적층하는 단계 및 후 가공 단계를 포함한다.
이하에서는, 코일기판을 형성하는 단계와 코일기판을 접합하는 단계를 나누어 설명하기로 한다.
(코일기판을 형성하는 단계)
이하에서는 제2 코일기판의 제조방법을 예를 들어 설명하기로 하고, 제1 코일기판의 제조방법에 대한 설명은 생략하기로 한다. 제2 코일기판의 제조방법은 제1 코일기판의 제조방법에 유사하게 적용될 수 있다.
한편, 도 6 내지 도 9에는 지지기판(C)의 일면에만 후술할 공정이 수행되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명 및 도면 도시의 편의를 위한 것에 불과하다. 따라서, 지지기판(C)의 타면에도 동일한 공정이 수행될 수 있다. 또는, 지지기판(C)의 일면에는 제2 코일기판을 형성하는 공정이 수행되고, 지지기판(C)의 타면에는 제1 코일기판을 형성하기 위한 공정이 수행될 수 있다.
우선, 도 5를 참조하면, 지지기판을 준비한다.
지지기판(C)은 코어리스 공법을 진행하는 데 사용되는 통상적인 부자재일 수 있다. 즉, 지지기판(C)는, 지지코어(S), 지지코어(S)의 양면에 형성된 캐리어금속박(CF1) 및 캐리어금속박(CF1)에 형성된 극박금속박(CF2)을 포함할 수 있다.
지지코어(S)는 프리프레그(Prepreg, PPG)로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 캐리어금속박(CF1)과 극박금속박(CF2)은 각각 구리(Cu)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
지지기판(C)은 캐리어금속박(CF1)과 극박금속박(CF2) 사이에 형성된 이형층(미도시)을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 지지기판의 일면에 제2 절연벽을 형성한다.
제2 절연벽(32)은, 제2 절연벽 형성용 절연필름을 지지기판의 일면에 형성한 후 절연필름에 개구(O)를 형성함으로써 형성될 수 있다. 개구(O)는, 제2 코일패턴(22)의 형상 및 위치에 대응되도록 형성된다.
제2 절연벽 형성용 절연필름이 감광성 절연수지를 포함하는 경우, 개구(O)는 포토리쏘그래피 공정으로 형성될 수 있다.
제2 절연벽 형성용 절연필름이 비감광성 절연수지를 포함하는 경우, 개구(O)는 레이저 드릴링으로 형성될 수 있다. 또는, 개구(O)는 제2 절연벽 형성용 절연필름의 상면에 드라이필름과 같은 감광성 자재를 적층하고 포토리쏘그래피 공정을 수행하여 감광성 자재에 제2 절연벽 형성용 절연필름의 개구에 대응되는 위치에 레지스트 개구를 형성하고 레지스트 개구를 통해 노출된 제2 절연벽 형성용 절연필름을 선택적으로 제거함으로써 형성될 수 있다.
한편, 본 단계는, 지지기판(C)의 일면에 도금층을 형성하는 단계와 도금층의 일면을 표면처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 절연벽(32)은 도금층의 일면에 형성된다. 따라서, 표면처리된 도금층 일면의 표면 조도는 제2 절연벽 형성용 절연필름의 하면으로 전사된다. 결국, 제2 절연벽(32)의 하면의 표면 조도는 제2 절연벽(32)의 상면의 표면 조도와 상이할 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 인접하는 제2 절연벽 사이에 제2 코일패턴을 형성한다.
제2 코일패턴(22)은 제2 절연벽(32)의 개구(O)에 형성된다. 제2 코일패턴(22)은, 지지기판(C)의 극박금속박(CF2) 또는 극박금속박(CF2)에 형성된 도금층을 시드층으로 하여 전해도금을 통해 형성된다.
본 단계는, 제2 절연벽(32)을 덮도록 과도금하는 단계와, 제2 절연벽(32)의 상면이 노출되도록 과도금된 전해도금층을 연마하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이렇게 함으로써, 제2 코일패턴(22)과 제2 절연벽(32)을 포함하는 제2 코일기판(CS2)이 지지기판(C)의 일면에 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제2 코일기판(CS2)이 내부절연층(10)과 연결부(50)를 포함하는 것으로 설명한다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 제2 코일기판에 내부절연층을 형성하고, 내부절연층을 관통하는 연결부를 형성한다.
내부절연층(10)은 내부절연층 형성용 절연필름을 제2 코일기판(CS2)의 상면에 적층하거나, 액상의 내부절연층 형성용 절연물질을 제2 코일기판(CS2)의 상면에 도포함으로써 형성될 수 있다.
내부절연층 형성용 절연필름은 감광성 절연수지를 포함하는 PID 필름 또는 솔더레지스트 필름일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
내부절연층(10)은 후술할 일괄적층 공정 시에 완전 경화(C-stage)된다. 따라서, 내부절연층(10)은 일괄적층 공정 전까지 반경화 상태(B-stage)를 유지한다.
연결부(50)는 내부절연층(10)을 관통한다. 내부절연층(10)이 감광성 수지를 포함하는 경우, 연결부(50)는 내부절연층(10)에 포토리쏘그래피 공정으로 개구부를 형성하고, 개구부에 제1 도전층(51)과 제2 도전층(52)을 형성함으로써 형성될 수 있다.
개구부의 내벽에는 제1 도전층을 형성하기 위한 별도의 무전해도금층이 형성되어 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 개구부는 제2 코일패턴(22)을 노출하고 있는 바 제1 도전층(51)은 바텀업(Bottom-up) 방식으로 도금 형성될 수 있다.
제2 도전층(52)은, 제1 도전층(51)의 용융점보다 낮은 용융점의 금속, 예를 들어 솔더로 형성될 수 있다. 제2 도전층(52)은, 솔더를 개구부 내에 도금하거나, 솔더 페이스트를 개구부(O)에 충전한 후에 솔더 페이스트를 건조함으로써 개구부 내에 형성될 수 있다.
솔더 또는 솔더 페이스트는 주석, 은, 구리 또는 여기서 선택된 금속들의 합금을 주성분으로 할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 솔더 페이스트에는 플럭스(flux)가 포함되지 않을 수 있다.
솔더 페이스트는 상대적으로 높은 온도(ex. 800℃)에서 굳는 소결형과 상대적으로 낮은 온도(ex. 200℃)에서 굳는 경화형이 있다. 본 실시예에 사용되는 솔더 페이스트는 제2 도전층(52) 형성 시 내부절연층(10)이 완전 경화되는 것을 방지하도록 상대적으로 낮은 온도에서 굳는 경화형일 수 있다.
솔더 페이스트는 비교적 높은 점성을 가지는 것일 수 있으며, 개구부 내에 삽입되었을 때, 그 형상을 유지할 수 있다. 또한, 솔더 페이스트는 금속 입자를 가지며, 이러한 입자에 의하여, 개구부에 삽입된 제2 도전층(52)의 표면은 울퉁불퉁할 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 제2 코일기판의 일면에 보호층을 형성한 후 지지기판을 분리한다.
보호층(PL)은 열가소성 수지를 포함하는 부자재일 수 있다. 보호층(PL)은 일괄적층 공정 전까지 제2 코일기판(CS2)을 보호한다. 보호층(PL)은 이형층을 포함하고, 보호층(PL)은 제2 코일기판(CS2)의 일면에 이형층이 부착되도록 배치된다.
지지기판(C)은, 캐리어금속박(CF1)과 극박금속박(CF2) 간의 계면이 분리되어 제2 코일기판(CS2)으로부터 제거될 수 있다. 즉, 지지기판(C)이 제2 코일기판(CS2)으로부터 제거되더라도 지지기판(C)의 극박금속박(CF2)은 제2 코일기판(CS2)의 타면에 잔존할 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 제2 코일기판의 타면에 잔존하는 극박금속박을 제거한다.
극박금속박(CF2)은 플래쉬 에칭 또는 하프 에칭 등을 통해 제거될 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 극박금속박(CF2)의 일면에 도금층을 형성하였다면, 본 단계에서 도금층은 극박금속박(CF2)과 함께 제거된다.
극박금속박(CF2)과 제2 코일패턴(22)이 모두 구리를 포함하는 경우, 극박금속박(CF2)과 함께 제2 코일패턴(22)의 일부가 제거된다. 따라서, 제2 코일패턴(22)에는 오목부(R)가 형성되고 제2 절연벽(32)에는 오목부(R)와 상보적으로 돌출부(P)가 형성된다.
본 실시예의 경우, 제2 코일패턴(22)과 제2 절연벽(32)의 상면 측에는 내부절연층(10)과 보호층(PL)이 형성되어 있으므로, 오목부(R)와 돌출부(P)는 제2 코일패턴(22)의 하면 및 제2 절연벽(32)의 하면에만 형성된다.
한편, 오목부(R)와 돌출부(P)는 상술한 제조공정 순서를 임의로 변경함으로써 임의의 위치에 형성될 수 있다.
예로써, 제2 코일기판(CS2)에 보호층(PL)을 형성하지 않은 상태로 제2 코일기판(CS2)과 지지기판(C)을 분리한 경우 제2 코일기판(CS2)의 하면에 잔존하는 극박금속박(CF2)을 제거 시 제2 코일패턴(22)의 상면과 하면에 모두 오목부(R)가 형성될 수도 있다.
(일괄적층하는 단계)
우선, 도 11을 참조하면, 제1 코일기판, 제2 코일기판, 제1 외부절연층 및 제2 외부절연층을 정렬한다.
제1 코일기판(CS1)과 제2 코일기판(CS2) 각각에 부착된 보호층은 제거된다.
도시되지는 않았으나, 제1 코일기판(CS1), 제2 코일기판(CS2), 제1 외부절연층(41) 및 제2 외부절연층(42) 각각에는 기준홀이 가공되어 있을 수 있고, 이러한 기준홀을 기준으로 제1 코일기판(CS1), 제2 코일기판(CS2), 제1 외부절연층(41) 및 제2 외부절연층(42)이 정렬될 수 있다.
다음으로, 도 12를 참조하면, 제1 코일기판, 제2 코일기판, 제1 외부절연층 및 제2 외부절연층을 일괄 가압 및 가열한다.
본 단계의 경우, 온도는 180~200℃도로 설정되고, 프레스 압력은 30~50kg/cm2로 설정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 일괄적층 시의 온도와 압력은 내부절연층(10) 또는 제2 도전층(52)의 성분 등에 의해서 다르게 설정될 수 있다. 특히, 일괄적층 시의 온도는 제2 도전층(52)의 용융점 이상일 수 있다.
일괄적층 시의 온도 및 압력으로 제2 도전층(52)의 일부가 용융된다. 또한, 일괄적층 시의 압력으로 인해 제2 도전층(52) 상부가 사방으로 소정의 거리만큼 퍼질 수 있다. 이 경우, 일괄적층 후에 제2 도전층(52)의 퍼짐에 의하여, 연결부(50)의 상부 단면적은 연결부(50)의 하부 단면적보다 크게 될 수 있다. 즉, 일괄적층 시의 압력으로 인해 제2 도전층(52)이 반경화 상태(B-stage)인 내부절연층(10)의 내측으로 퍼질 수 있다.
일괄적층 시 제2 도전층(52)이 용융되므로, 제2 도전층(52)과, 제1 도전층(51) 및/또는 제1 코일패턴(21) 사이에는 금속간화합물층(53)이 형성될 수 있다.
또한, 반경화 상태에 있던 내부절연층(10) 및 외부절연층(41, 42)은 일괄적층 후에 완전 경화 상태가 된다.
(후 가공 단계)
우선, 도 13을 참조하면, 관통홀을 가공한다.
관통홀(TH)은 코일부(200)를 관통하도록 도 12의 점선을 따라 형성될 수 있다. 관통홀(TH)은 레이저 드릴 또는 CNC 드릴을 이용해 코일부(200)에 형성될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 도 12의 좌측 및 우측에는 코일패턴(21, 22)이 형성되지 않은 절연벽 형성용 절연필름과 내부절연층(10)이 있을 수 있다. 이 부분은 본 단계에서 관통홀(TH)과 함께 제거될 수 있다.
다음으로, 도 14를 참조하면, 자성체부를 형성한다.
자성체부(100)는 코일부(200)의 양면에 자성 시트를 적층함으로써 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
코일부(200)의 양면에 배치된 자성 시트를 가열 및 가압하는데, 이 때 자성 시트의 적어도 일부가 유동하여 코일부(200)의 관통홀(TH)을 충전하여 코어(110)를 형성할 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.
10: 내부절연층
21, 22: 코일패턴
31, 32: 절연벽
41, 42: 외부절연층
50: 연결부
51: 제1 도전층
52: 제2 도전층
53: 금속간화합물층
100: 자성체부
110: 코어
200: 코일부
310, 320: 외부전극
C: 지지기판
S: 지지코어
CF1: 캐리어금속박
CF2: 극박금속박
O: 개구
CS1, CS2: 코일기판
PL: 보호층
TH: 관통홀
1000: 코일 부품
21, 22: 코일패턴
31, 32: 절연벽
41, 42: 외부절연층
50: 연결부
51: 제1 도전층
52: 제2 도전층
53: 금속간화합물층
100: 자성체부
110: 코어
200: 코일부
310, 320: 외부전극
C: 지지기판
S: 지지코어
CF1: 캐리어금속박
CF2: 극박금속박
O: 개구
CS1, CS2: 코일기판
PL: 보호층
TH: 관통홀
1000: 코일 부품
Claims (15)
- 자성체부 및 상기 자성체부의 내부에 매설된 코일부를 포함하고,
상기 코일부는,
내부절연층,
상기 내부절연층의 양면에 배치된 코일패턴,
상기 코일패턴의 각 턴(turn) 사이에 배치된 절연벽,
상기 절연벽과 상기 코일패턴 상에 배치된 외부절연층, 및
제1 도전층과 상기 제1 도전층의 용융점보다 낮은 용융점의 제2 도전층을 포함하고, 상기 내부절연층의 양면에 배치된 상기 코일패턴을 서로 연결하도록 상기 내부절연층을 관통하는 연결부
를 포함하고,
상기 절연벽은,
상기 코일패턴의 양면 중 적어도 하나로부터 돌출되고, 상기 내부절연층 및 상기 외부절연층 중 적어도 하나에 삽입된 돌출부를 포함하는 코일 부품.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 코일패턴은 전해도금층만으로 형성되는 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 내부절연층은 감광성 수지를 포함하는 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 연결부는
상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 형성되는 금속간화합물층(Inter-Metallic Compound Layer)을 더 포함하는 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 자성체부는,
상기 코일부를 관통하는 코어를 포함하는 코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 도전층은 구리(Cu)를 포함하는 코일 부품.
- 제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 제2 도전층은 주석(Sn)을 포함하는 코일 부품.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 절연벽의 일면의 표면 조도와 상기 절연벽의 타면의 표면 조도는 서로 상이한 코일 부품.
- 제1 코일기판과 제2 코일기판을 형성하는 단계;
상기 제1 코일기판과 상기 제2 코일기판을 일괄적층하는 단계;
를 포함하고,
상기 제1 코일기판과 상기 제2 코일기판을 형성하는 단계는 각각
지지기판의 일면에 절연벽을 형성하는 단계;
인접하는 상기 절연벽 사이에 코일패턴을 형성하는 단계; 및
상기 지지기판을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 지지기판의 일면에 절연벽을 형성하는 단계는,
상기 지지기판의 일면에 도금층을 형성하는 단계,
상기 도금층의 일면을 표면처리하는 단계 및
상기 도금층의 일면에 절연벽을 형성하는 단계
를 포함하는 코일 부품의 제조방법.
- 삭제
- 제11항에 있어서,
상기 제2 코일기판의 일면에 내부절연층을 형성하는 단계; 및
상기 내부절연층을 관통하는 연결부를 형성하는 단계;
를 더 포함하는 코일 부품의 제조방법.
- 자성체부 및 상기 자성체부의 내부에 매설된 코일부를 포함하고,
상기 코일부는,
내부절연층,
상기 내부절연층의 양면에 배치된 코일패턴,
상기 코일패턴의 각 턴(turn) 사이에 배치된 절연벽,
상기 절연벽과 상기 코일패턴 상에 배치된 외부절연층, 및
제1 도전층과 상기 제1 도전층의 용융점보다 낮은 용융점의 제2 도전층을 포함하고, 상기 내부절연층의 양면에 배치된 상기 코일패턴을 서로 연결하도록 상기 내부절연층을 관통하는 연결부
를 포함하고,
상기 연결부는, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 형성되는 금속간화합물층(Inter-Metallic Compound Layer)을 더 포함하는, 코일 부품.
- 자성체부 및 상기 자성체부의 내부에 매설된 코일부를 포함하고,
상기 코일부는,
내부절연층,
상기 내부절연층의 양면에 배치된 코일패턴,
상기 코일패턴의 각 턴(turn) 사이에 배치된 절연벽,
상기 절연벽과 상기 코일패턴 상에 배치된 외부절연층, 및
제1 도전층과 상기 제1 도전층의 용융점보다 낮은 용융점의 제2 도전층을 포함하고, 상기 내부절연층의 양면에 배치된 상기 코일패턴을 서로 연결하도록 상기 내부절연층을 관통하는 연결부
를 포함하고,
상기 절연벽의 일면의 표면 조도와 상기 절연벽의 타면의 표면 조도는 서로 상이한, 코일 부품.
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2018
- 2018-02-09 KR KR1020180016442A patent/KR102004813B1/ko active IP Right Grant
- 2018-09-06 JP JP2018167318A patent/JP6544842B1/ja active Active
- 2018-09-10 US US16/126,554 patent/US11322291B2/en active Active
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