KR20190043248A - 인덕터 - Google Patents

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KR20190043248A
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 코일 패턴이 배치된 복수의 절연층이 적층된 바디 및 상기 바디의 외측에 배치되는 제1 및 제2 외부 전극을 포함하며, 상기 복수의 코일 패턴은 코일 연결부를 통해 서로 연결되며, 양단부가 코일 인출부를 통해 상기 제1 및 제2 외부전극에 연결된 코일을 형성하며, 상기 복수의 코일 패턴은 최외측에 배치된 코일 패턴과 그 내부에 배치된 코일 패턴으로 구성되며, 상기 내부에 배치된 코일 패턴 중 적어도 하나 이상의 두께는 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 큰 인덕터를 제공한다.

Description

인덕터{INDUCTOR}
본 발명은 인덕터에 관한 것이다.
최근 스마트폰의 경우, 다대역(多帶域) LTE(Long Term Evolution)의 적용으로 인해 많은 주파수 대역의 신호를 사용한다. 이로 인해 고주파 인덕터가 신호의 송·수신 RF 시스템에서 임피던스 매칭 회로로 주로 사용되고 있다. 고주파 인덕터는 소형화, 고용량화 하는 것이 요구되고 있다. 이와 더불어 고주파 인덕터는 높은 주파수대역의 자기공진주파수(SRF)와 낮은 비저항을 가져 100MHz 이상의 고주파에서 사용이 가능할 것이 요구 된다. 또한 사용되는 주파수에서의 손실을 줄이기 위해 높은 Q 특성을 요구하고 있는 실정이다.
이와 같은 높은 Q 특성을 가지기 위해서는 인덕터의 바디를 구성하는 재료의 특성이 가장 큰 영향을 미치나, 동일한 재료를 사용하는 경우에도 인덕터 코일의 형상에 따라 Q 값이 달라질 수 있으므로, 인덕터의 코일 형상을 최적화하여 더 높은 Q 특성을 가질 수 있도록 하는 방안이 필요한 실정이다.
한국 등록특허공보 제10-0869741호
본 발명의 일 목적 중 하나는, 높은 Q 특성을 갖는 인덕터를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 코일 패턴이 배치된 복수의 절연층이 적층된 바디 및 상기 바디의 외측에 배치되는 제1 및 제2 외부 전극을 포함하며, 상기 복수의 코일 패턴은 코일 연결부를 통해 서로 연결되며, 양단부가 코일 인출부를 통해 상기 제1 및 제2 외부전극에 연결된 코일을 형성하며, 상기 복수의 코일 패턴은 최외측에 배치된 코일 패턴과 그 내부에 배치된 코일 패턴으로 구성되며, 상기 내부에 배치된 코일 패턴 중 적어도 하나 이상의 두께는 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 큰 인덕터를 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 코일 패턴이 배치된 복수의 절연층이 적층된 바디 및 상기 바디의 외측에 배치되는 제1 및 제2 외부 전극을 포함하며, 상기 복수의 코일 패턴은 최외측에 배치된 코일 패턴과 그 내부에 배치된 코일 패턴으로 구성되며, 상기 내부에 배치된 코일 패턴 중 적어도 하나 이상의 코일 패턴의 단면적은 최외측에 배치된 코일 패턴의 단면적보다 큰 인덕터를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터에 있어서, 복수의 코일 패턴이 최외측에 배치된 코일 패턴과 그 내부에 배치된 코일 패턴으로 구성되며, 내부에 배치된 코일 패턴 중 적어도 하나 이상의 두께가 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 두껍게 배치함으로써, 인덕터의 Q 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터의 투시 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 인덕터의 정면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 도 1의 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 제2 실시형태에 따른 도 1의 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 제3 실시형태에 따른 도 1의 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 제4 실시형태에 따른 도 1의 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 제5 실시형태에 따른 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시 예는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
또한, 각 실시 예의 도면에 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
이하, 도면의 W, L, T는 각각 제1 방향, 제2 방향, 제3 방향으로 정의될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터(100)의 투시 사시도를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 인덕터의 정면도를 개략적으로 도시한 것이며, 도 3은 제1 실시형태에 따른 도 1의 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1 내지 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 인덕터(100)의 구조를 설명하도록 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 인덕터(100)의 바디(101)는 실장면에 수평한 제1 방향으로 복수의 절연층(111)이 적층되어 형성될 수 있다.
상기 절연층(111)은 자성층 또는 유전층 일 수 있다.
절연층(111)이 유전층인 경우, 절연층(111)은 BaTiO3(티탄산바륨)계 세라믹 분말 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 BaTiO3계 세라믹 분말은 예를 들면 BaTiO3에 Ca(칼슘), Zr(지르코늄) 등이 일부 고용된 (Ba1 - xCax)TiO3, Ba(Ti1-yCay)O3, (Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3 또는 Ba(Ti1-yZry)O3 등이 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
절연층(111)이 자성층인 경우, 절연층(111)은 인덕터의 바디로 사용될 수 있는 물질 중 적절한 것을 선택할 수 있으며, 예컨대, 수지, 세라믹, 페라이트 등을 예로 들 수 있다. 본 실시예의 경우, 자성층은 감광성 절연재를 이용할 수 있으며, 이에 의하여 포토 리소그래피 공정을 통한 미세 패턴의 구현이 가능할 수 있다. 즉, 감광성 절연재로 자성층을 형성함으로써 코일 패턴(121), 코일 인출부(131) 및 코일 연결부(132)를 미세하게 형성하여 인덕터(100)의 소형화 및 기능 향상에 기여할 수 있다. 이를 위하여 자성층에는 예컨대 감광성 유기물이나 감광성 수지가 포함될 수 있다. 이 외에 자성층에는 필러(Filler) 성분으로서 SiO2/Al2O3/BaSO4/Talc 등의 무기 성분이 더 포함될 수 있다.
바디(101)의 외측에는 제1 및 제2 외부전극(181, 182)이 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 외부전극(181, 182)은 바디(101)의 실장면에 배치될 수 있다. 실장면이란 인덕터가 인쇄회로기판에 실장될 때에 인쇄회로기판을 향하는 면을 의미한다.
외부전극(181, 182)은 인덕터(100)가 인쇄회로기판(PCB)에 실장 될 때, 인덕터(100)를 기판과 전기적으로 연결시키는 역할을 수행한다. 외부전극(181, 182)은 바디(101) 상에 제1 방향 및 실장면에 수평한 제2 방향의 가장자리에 서로 이격되어 배치된다. 외부전극(181, 182)은, 예를 들어, 전도성 수지층과, 상기 전도성 수지층 상에 형성된 도체층을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전도성 수지층은 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 있으며, 예를 들어, 니켈(Ni)층과 주석(Sn)층이 순차로 형성될 수 있다.
도 1 내지 3을 참조하면, 절연층(111)에는 코일 패턴(121)이 형성될 수 있다.
코일 패턴(121)은 인접하는 코일패턴(121)과 코일 연결부(132)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 나선형의 코일패턴(121)이 코일 연결부(132)에 의해 연결되어 코일(120)을 형성한다. 코일(120)의 양단부는 코일 인출부(131)에 의해 각각 제1 및 제2 외부전극(181, 182)과 연결된다. 코일 연결부(132)는 코일 패턴(121) 사이의 연결성을 향상시키기 위하여 코일 패턴(121)에 비해 넓은 선폭을 가질 수 있으며, 절연층(111)을 관통하는 도전성 비아를 포함한다.
상기 코일 인출부(131)는 상기 바디(101)의 길이 방향 양측 단부로 노출되며, 기판 실장면인 하면으로도 노출될 수 있다. 이로 인하여, 상기 코일 인출부(131)는 상기 바디(101)의 길이-두께 방향 단면에서 L자 형상을 가질 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 절연층(111) 중 외부전극(181, 182)에 대응하는 위치에 더미 전극(140)이 형성될 수 있다. 더미 전극(140)은 외부전극(181, 182)과 바디(101) 사이의 밀착력을 향상시키는 역할을 수행하거나, 외부전극이 도금으로 형성되는 경우에는 브릿지(bridge) 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 더미 전극(140)과 코일 인출부(131)는 비아 전극(142)에 의해 서로 연결될 수 있다.
코일 패턴(121), 코일 인출부(131) 및 코일 연결부(132)의 재질로는 도전성이 뛰어난 금속인 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다. 코일패턴(121), 코일 인출부(131) 및 코일 연결부(132)는 도금법 또는 인쇄법으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 인덕터(100)는 도 2와 같이, 절연층(111)에 코일 패턴(121), 코일 인출부(131) 또는 코일 연결부(132) 등을 형성한 후에 절연층(111)을 실장면에 수평한 제1 방향으로 적층하여 제조되기 때문에 종래보다 용이하게 인덕터(100)를 제조할 수 있다. 또한 코일 패턴(121)이 실장면에 수직하게 배치되기 때문에 실장기판에 의해 자속이 영향을 받는 것을 방지할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인덕터(100)의 코일(120)은 제1 방향에서 투사시에 코일 패턴(121)들이 중첩되어 1회 이상의 코일 턴수를 가지는 코일 궤도를 형성하게 된다.
구체적으로, 제1 외부전극(181)과 제1 코일패턴(121a)이 코일 인출부(131)에 의해 연결되고, 이후 순차적으로 제1 내지 제9 코일패턴(121a - 121i)이 코일 연결부(132)에 의해 연결된다. 마지막으로 제9 코일패턴(121i)이 제2 외부전극(182)과 코일 인출부(131)에 의해 연결되어 코일(120)을 형성하게 된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터(100)에 있어서, 상기 복수의 코일 패턴(121)은 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)과 그 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h)으로 구성되며, 상기 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 중 적어도 하나 이상의 두께는 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)의 두께보다 두껍게 형성된다.
상기 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)은 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 코일 패턴(121)의 적층 방향 즉, 바디(101)의 폭 방향에서 바디의 양 측면에 인접하여 배치된 코일 패턴을 의미한다.
달리 표현하면, 상기 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)은 상기 바디(101)의 양 측면 방향으로는 인접한 코일 패턴이 없으며, 내부 방향으로만 인접한 코일 패턴이 있는 것을 의미한다.
내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h)은 상기 바디(101)의 폭 방향에서 바디의 양 측면에 인접하여 배치된 최외측 코일 패턴(121a, 121i)의 내부에 배치된 복수의 코일 패턴을 의미한다.
또한, 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h)은 양측으로 인접하여 코일 패턴이 배치된 것을 의미한다.
종래의 인덕터는 코일 패턴의 두께를 위치와 무관하게 일정하게 형성하였다.
종래와 같이 코일 패턴의 두께를 위치와 무관하게 일정하게 형성할 경우 교류 주파수의 증가에 따른 표피효과(Skin effect)와 근접효과(Parasitic effect)에 의해 전류의 흐름이 위치별로 차이가 생기게 된다.
이와 같이, 전류의 흐름이 위치별로 차이가 생기게 될 경우, 코일 패턴의 위치별로 저항값이 불균일하게 된다.
이러한 저항값의 불균일에 의해 Q 값이 저하하는 문제가 생길 수 있다.
구체적으로, 종래의 인덕터의 경우 코일 패턴의 두께를 위치와 무관하게 일정하게 형성하기 때문에 근접효과 및 표피효과로 인해 최외측에 배치되는 코일 패턴의 가장자리 부분으로 전류가 많이 흐르며, 전류의 흐름이 바깥쪽으로 몰리게 된다.
이러한 현상은 동일한 방향으로 전류가 흐르는 두 도선 사이에서 서로 미는 힘이 발생하기 때문이다.
따라서, 종래의 인덕터는 코일 패턴 전체에 전류가 고르게 흐르지 못하게 된다.
즉, 최외측에 배치되는 코일 패턴에 비하여 내부에 배치된 코일 패턴에서 전류가 통과하는 면적이 작아진다.
이와 같이, 내부에 배치된 코일 패턴에서 전류가 통과하는 면적이 작아지기 때문에 전류 흐름에 따른 저항이 내부에 배치된 코일 패턴에서 더 커지게 되며, 결국 Q 값이 저하하게 되는 원인으로 작용한다.
즉, 내부에 배치된 코일 패턴이 외측에 배치된 코일 패턴에 비하여 저항이 더 크다 할 수 있다.
이와 같이, 전류의 흐름이 불균일하여 저항값이 코일 패턴의 위치별로 불균일한 문제를 해결함으로써, 코일 패턴의 각 위치별 저항을 균일하게 맞춰줄 필요가 있다.
코일 패턴의 각 위치별 저항을 균일하게 할 경우, Q 값을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터는 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 중 적어도 하나 이상의 두께는 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)의 두께보다 두껍게 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터에 있어서, 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 중 적어도 하나 이상의 두께를 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)의 두께보다 두껍게 형성함으로써, 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 중 적어도 하나 이상의 저항값을 낮출 수 있으며, Q 값을 향상시킬 수 있다.
달리 표현하면, 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h)의 저항값과 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)의 저항값을 균일하게 조절하는 것이 가능하여, 결과적으로 Q 값을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, Q 값을 향상시키기 위하여 코일 패턴의 위치별로 저항값을 균일하게 조절하는데 특징이 있다.
이에 더하여, 코일 패턴의 위치별로 저항값을 균일하게 조절하기 위하여 본 발명의 일 실시형태에서는 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h)의 두께와 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)의 두께를 상이하게 조절하되, 특히, 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h)의 두께를 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)의 두께보다 두껍게 형성하는데 특징이 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 코일 패턴의 두께를 조절하여 저항값을 균일하게 하는 방법은 다양하게 실시될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
예를 들어, 본 발명의 제1 실시형태와 같이 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 중 적어도 하나 이상의 두께가 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.
즉, 도 3을 도시된 바와 같이 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 중 적어도 하나의 코일 패턴(121e) 두께(t1)는 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)의 두께(t2)보다 두껍게 형성된다.
또한, 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 중 적어도 하나의 코일 패턴(121e) 두께(t1)와 내부에 배치된 다른 코일 패턴(121b - 121d, 121f - 121h)의 두께(t1')가 상이할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 중 적어도 하나의 코일 패턴(121e) 두께(t1)와 내부에 배치된 다른 코일 패턴(121b - 121d, 121f - 121h)의 두께(t1)가 동일할 수도 있다.
다른 실시형태로서, 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 전부가 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있으며, 이 경우 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 전부의 두께가 동일할 수도 있고, 서로 다른 두께를 가질 수도 있다.
한편, 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)은 양측으로 각각 1개씩 모두 2개이며, 이때 최외측 코일 패턴(121a, 121i)은 서로 두께가 동일할 수도 있고, 서로 다른 두께를 가질 수도 있다.
상기와 같은 다양한 실시형태에 대하여는 이하에서 도면을 기초로 보다 자세히 설명하도록 한다.
상기 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 중 최외측에 배치된 코일 패턴보다 두꺼운 코일 패턴 두께를 t1 및 상기 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i) 두께를 t2 라 하면, 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i) 두께(t2) 대비 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 중 최외측에 배치된 코일 패턴보다 두꺼운 코일 패턴 두께(t1)의 비율(t1/t2)은 1〈 t1/t2 〈 12.6 을 만족할 수 있다.
최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i) 두께(t2) 대비 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 중 최외측에 배치된 코일 패턴보다 두꺼운 코일 패턴 두께(t1)의 비율(t1/t2)이 1〈 t1/t2 〈 12.6 을 만족하도록 조절함으로써, 코일 패턴의 위치별 저항값을 균일하게 조절할 수 있어 Q 값을 향상시킬 수 있다.
최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i) 두께(t2) 대비 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 중 최외측에 배치된 코일 패턴보다 두꺼운 코일 패턴 두께(t1)의 비율(t1/t2)이 12.6 이상일 경우에는 Q 값을 향상시킬 수 없다.
도 4는 제2 실시형태에 따른 도 1의 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 제2 실시형태에 따른 인덕터에 있어서, 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)은 양측으로 각각 1개씩 모두 2개이며, 이때 최외측 코일 패턴(121a, 121i)은 서로 다른 두께를 가질 수도 있다.
즉, 최외측 코일 패턴 중 하나의 코일 패턴(121a)의 두께(t2')와 다른 하나의 코일 패턴(121i)의 두께(t2)는 서로 다를 수 있으며, t2가 t2'보다 클 수도 있고, 작을 수도 있으며 특별히 제한되지 않는다.
도 5는 제3 실시형태에 따른 도 1의 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 제3 실시형태에 따른 인덕터는 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 전부의 두께(t1)가 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)의 두께(t2)보다 두껍게 형성될 수 있으며, 이 경우 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 전부의 두께(t1)가 동일할 수 있다.
또한, 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)은 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h)의 두께보다 얇으며, 이때 최외측 코일 패턴(121a, 121i)은 서로 동일한 두께(t2)를 가질 수 있다.
도 6은 제4 실시형태에 따른 도 1의 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 제4 실시형태에 따른 인덕터는 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h) 전부의 두께(t1, t1', t1'', t1''')가 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있으며, 이 경우 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h)은 최외측에서 중앙부로 갈수록 두께가 더 크게 형성될 수 있다.
또한, 최외측에 배치된 코일 패턴(121a, 121i)은 두께가 서로 동일할 수도 있으며, 서로 다른 두께를 가질 수도 있다.
제4 실시형태에 따르면, 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h)은 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h)은 최외측에서 중앙부로 갈수록 두께가 더 크게 형성됨으로써, 코일 패턴의 위치별 저항값의 분포를 보다 균일하게 조절할 수 있다.
즉, 교류 주파수의 증가에 따른 표피효과(Skin effect)와 근접효과(Parasitic effect)에 의해 최외측에 배치되는 코일 패턴의 가장자리 부분으로 전류가 많이 흐르며, 전류의 흐름이 바깥쪽으로 몰리게 된다.
그러므로, 내부에 배치된 코일 패턴(121b - 121h)을 최외측에서 중앙부로 갈수록 두께가 더 크게 형성함으로써, 저항값을 균일하게 조절할 수 있다.
본 발명의 제1 내지 제4 실시형태에 따른 경우에는 코일 패턴의 적층수가 9층인 것으로 설명하였으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 코일 패턴의 적층수는 설계에 따라 다양하게 변할 수 있다.
도 7은 제5 실시형태에 따른 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 인덕터의 코일(120')은 제1 방향에서 투사시에 코일 패턴들(121a', 121b', 121c', 121d')이 중첩되어 1회 이상의 코일 턴수를 가지는 코일 궤도를 형성하게 된다.
구체적으로, 본 발명의 제5 실시형태에 따른 인덕터에 있어서, 상기 복수의 코일 패턴은 최외측에 배치된 코일 패턴(121a', 121d')과 그 내부에 배치된 코일 패턴(121b', 121c')으로 구성되며, 상기 내부에 배치된 코일 패턴(121b', 121c') 중 적어도 하나 이상의 두께는 최외측에 배치된 코일 패턴(121a', 121d')의 두께보다 두껍게 형성된다.
상기 최외측에 배치된 코일 패턴(121a', 121d')과 그 내부에 배치된 코일 패턴(121b', 121c')은 코일 연결부(123)에 의해 서로 연결되어 코일(120')을 형성한다.
본 발명의 제5 실시형태에 따른 경우에는 코일 패턴의 적층수가 4층인 것으로 표시하였으나, 이에 제한되지 않으며 적층수는 다양하게 적용 가능하다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 인덕터(100)는 코일 패턴(121)이 배치된 복수의 절연층(111)이 적층된 바디(101) 및 상기 바디(101)의 외측에 배치되는 제1 및 제2 외부 전극(181, 182)을 포함하며, 상기 복수의 코일 패턴(121)은 최외측에 배치된 코일 패턴과 그 내부에 배치된 코일 패턴으로 구성되며, 상기 내부에 배치된 코일 패턴 중 적어도 하나 이상의 코일 패턴의 단면적은 최외측에 배치된 코일 패턴의 단면적보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, Q 값을 향상시키기 위하여 내부에 배치된 코일 패턴의 단면적과 최외측에 배치된 코일 패턴의 단면적을 상이하게 조절하되, 특히, 내부에 배치된 코일 패턴의 단면적을 최외측에 배치된 코일 패턴의 단면적보다 크게 형성하는데 특징이 있다.
예를 들어, 내부에 배치된 코일 패턴의 단면적을 최외측에 배치된 코일 패턴의 단면적보다 크게 형성하되, 상기 최외측에 배치된 코일 패턴은 서로 단면적이 상이하게 형성할 수 있으며, 또한 동일하게 형성할 수 있다.
다른 실시형태로서, 내부에 배치된 코일 패턴의 단면적을 최외측에 배치된 코일 패턴의 단면적보다 크게 형성하되, 상기 내부에 배치된 코일 패턴은 서로 단면적이 동일하게 형성하거나, 서로 단면적이 상이하게 형성할 수도 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
하기 표 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따라 제작한 고주파 인덕터의 Q 특성을 비교한 것이다.
하기 표 1에서 제작한 고주파 인덕터의 각 샘플들은 바디의 내부에 배치되는 코일 패턴의 적층수를 9층으로 제작하여 평가하였다.
하기 표 1에서 샘플 1 은 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께와 내부에 배치된 코일 패턴의 두께가 모두 동일한 경우로서 종래의 인덕터 구조를 나타내는 비교예이다.
샘플 2 내지 10은 내부에 배치된 코일 패턴의 두께가 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 두껍게 형성하되, 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께는 동일하며, 내부에 배치된 코일 패턴의 두께도 서로 동일한 경우를 나타낸다.
샘플 11 내지 13은 내부에 배치된 코일 패턴의 두께가 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 두껍게 형성하되, 내부에 배치되는 코일 패턴의 두께가 서로 상이한 경우를 나타낸다.
샘플 14는 내부에 배치된 코일 패턴의 두께가 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 두껍게 형성하되, 내부에 배치되는 코일 패턴 중 하나가 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 얇게 형성된 경우를 나타낸다.
샘플 15는 내부에 배치된 코일 패턴의 두께가 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 두껍게 형성하되, 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께는 동일하며, 내부에 배치된 코일 패턴 중 하나의 두께가 나머지 내부에 배치된 코일 패턴의 두께와 다른 경우를 나타낸다.
샘플 16은 내부에 배치된 코일 패턴의 두께가 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 두껍게 형성하되, 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께가 서로 상이하며, 내부에 배치된 코일 패턴의 두께도 서로 상이한 경우를 나타낸다.
샘플 17은 내부에 배치된 코일 패턴 중 하나의 두께만 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 두꺼운 경우를 나타낸다.
샘플 18은 내부에 배치된 코일 패턴 중 일부의 두께만 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 두꺼운 경우를 나타낸다.
샘플 OUT_1 OUT_2 IN_A IN_B IN_C IN_D IN_E IN_F IN_G Q
*1 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 40.9
2 10.0 10.0 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 41.8
3 8.1 8.1 13.1 13.1 13.1 13.1 13.1 13.1 13.1 43.0
4 5.0 5.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 44.9
5 4.0 4.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 44.0
6 3.0 3.0 14.5 14.5 14.5 14.5 14.5 14.5 14.5 43.7
7 1.5 1.5 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 43.4
8 1.4 1.4 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 41.6
9 1.3 1.3 15.1 15.1 15.1 15.1 15.1 15.1 15.1 41.3
*10 1.2 1.2 15.1 15.1 15.1 15.1 15.1 15.1 15.1 40.9
11 3.0 3.0 12.0 12.0 12.0 30.0 12.0 12.0 12.0 43.1
12 2.0 2.0 14.0 14.0 14.0 20.0 14.0 14.0 14.0 42.3
13 2.0 2.0 13.0 13.0 13.0 26.0 13.0 13.0 13.0 43.4
14 5.0 5.0 4.0 16.0 16.0 16.0 16.0 15.0 15.0 42.9
15 5.0 5.0 8.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 44.0
16 5.0 12.0 12.0 12.0 12.0 13.0 14.0 14.0 14.0 42.4
17 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 16.0 11.5 11.5 11.5 41.4
18 11.0 11.0 11.0 11.0 14.0 14.0 14.0 11.0 11.0 41.8
상기 표 1의 샘플 1 은 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께와 내부에 배치된 코일 패턴의 두께가 모두 동일한 경우로서 종래의 인덕터 구조를 나타내는 비교예이며, Q 값이 40.9로 측정되었다.
본 발명의 비교예인 상기 샘플 1의 Q 값을 기준으로 하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 샘플들의 Q 값을 상기 표 1을 통해 확인할 수 있다.
구체적으로, 상기 본 발명의 실시예 중 샘플 10을 제외하고, 샘플 2 내지 9 및 11 내지 18의 경우, 내부에 배치된 코일 패턴 중 어느 하나 이상의 두께가 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 두꺼울 경우 Q 값이 향상되는 것을 알 수 있다.
특히, 샘플 17은 내부에 배치된 코일 패턴 중 하나의 두께만 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 두꺼운 경우로서, 이러한 경우에도 종래 코일 패턴의 두께가 모두 동일한 인덕터의 경우보다는 Q 값이 향상된 것을 알 수 있다.
또한, 샘플 14를 기초로 검토한 결과, 내부에 배치된 코일 패턴 대부분의 두께가 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 두껍게 형성된다면, 내부에 배치되는 코일 패턴 중 하나가 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 얇게 형성된 경우에도 Q 값이 향상되는 것을 알 수 있다.
또한, 내부에 배치된 코일 패턴 중 적어도 하나 이상의 두께가 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 두껍게 형성되는 경우에는, 내부에 배치된 코일 패턴 간의 두께가 동일하거나 상이한 경우에도 Q 값은 향상됨을 알 수 있다.
마찬가지로, 최외측 코일 패턴 간의 두께가 동일하거나 상이하더라도 Q 값이 향상될 수 있음을 알 수 있다.
한편, 샘플 10은 Q 값이 40.9 로 측정되어, 본 발명의 비교예인 샘플 1에서 측정된 Q 값과 동일한 것으로 측정되었으며, 이는 내부에 배치된 코일 패턴의 두께와 최외측에 배치된 코일 패턴 두께 간의 비율에 따라 Q 값의 향상 효과가 미비할 수 있음을 알 수 있다.
구체적으로, 샘플 10을 통해 최외측에 배치된 코일 패턴 두께(t2) 대비 내부에 배치된 코일 패턴 중 최외측에 배치된 코일 패턴보다 두꺼운 코일 패턴 두께(t1)의 비율(t1/t2)이 12.6 이상일 경우에는 Q 값을 향상시킬 수 없음을 알 수 있다.
반면, 최외측에 배치된 코일 패턴 두께(t2) 대비 내부에 배치된 코일 패턴 중 최외측에 배치된 코일 패턴보다 두꺼운 코일 패턴 두께(t1)의 비율(t1/t2)이 1〈 t1/t2 〈 12.6 을 만족하는 나머지 샘플 2 내지 9 및 11 내지 18의 경우, 코일 패턴의 위치별 저항값을 균일하게 조절할 수 있어 Q 값을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들은 서로 독립적인 것이 아니며, 실시예 하나를 단독으로 실시하거나 실시예 둘 이상을 조합하여 실시하는 것도 가능하다. 또한, 이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다.
따라서, 청구범위에 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.
100: 인덕터
101: 바디
120: 코일
121: 코일 패턴
131: 코일 인출부
132: 코일 연결부
140: 더미 패턴
181, 182: 외부 전극

Claims (18)

  1. 코일 패턴이 배치된 복수의 절연층이 적층된 바디; 및
    상기 바디의 외측에 배치되는 제1 및 제2 외부 전극;을 포함하며,
    상기 복수의 코일 패턴은 코일 연결부를 통해 서로 연결되며, 양단부가 코일 인출부를 통해 상기 제1 및 제2 외부전극에 연결된 코일을 형성하며,
    상기 복수의 코일 패턴은 최외측에 배치된 코일 패턴과 그 내부에 배치된 코일 패턴으로 구성되며, 상기 내부에 배치된 코일 패턴 중 적어도 하나 이상의 두께는 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 큰 인덕터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최외측에 배치된 코일 패턴 두께(t2) 대비 내부에 배치된 코일 패턴 중 최외측에 배치된 코일 패턴보다 두꺼운 코일 패턴 두께(t1)의 비율(t1/t2)이 1〈 t1/t2 〈 12.6 을 만족하는 인덕터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 최외측에 배치된 코일 패턴은 서로 두께가 상이한 인덕터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 코일 패턴은 기판 실장면에 대하여 수직으로 적층된 인덕터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부에 배치되는 코일 패턴은 서로 두께가 동일한 인덕터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내부에 배치되는 코일 패턴은 서로 두께가 상이한 인덕터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내부에 배치되는 코일 패턴은 최외측에서 중앙부로 갈수록 두께가 더 큰 인덕터.
  8. 코일 패턴이 배치된 복수의 절연층이 적층된 바디; 및
    상기 바디의 외측에 배치되는 제1 및 제2 외부 전극;을 포함하며,
    상기 복수의 코일 패턴은 최외측에 배치된 코일 패턴과 그 내부에 배치된 코일 패턴으로 구성되며, 상기 내부에 배치된 코일 패턴 중 적어도 하나 이상의 코일 패턴의 단면적은 최외측에 배치된 코일 패턴의 단면적보다 큰 인덕터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 최외측에 배치된 코일 패턴은 서로 단면적이 상이한 인덕터.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 내부에 배치된 코일 패턴은 서로 단면적이 동일한 인덕터.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 내부에 배치된 코일 패턴은 서로 단면적이 상이한 인덕터.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 내부에 배치된 코일 패턴 중 적어도 하나 이상의 선폭은 최외측에 배치된 코일 패턴의 선폭보다 큰 인덕터.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 내부에 배치된 코일 패턴 중 적어도 하나 이상의 두께는 최외측에 배치된 코일 패턴의 두께보다 큰 인덕터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 최외측에 배치된 코일 패턴 두께(t2) 대비 내부에 배치된 코일 패턴 중 최외측에 배치된 코일 패턴보다 두꺼운 코일 패턴 두께(t1)의 비율(t1/t2)이 1〈 t1/t2 〈 12.6 을 만족하는 인덕터.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 내부에 배치된 코일 패턴의 두께는 서로 동일한 인덕터.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 내부에 배치된 코일 패턴의 두께는 서로 상이한 인덕터.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 최외측에 배치된 코일 패턴은 서로 두께가 상이한 인덕터.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 코일 패턴은 기판 실장면에 대하여 수직으로 적층된 인덕터.
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