KR102145308B1

KR102145308B1 - 코일 부품 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102145308B1
Application number: KR1020190025944A
Authority: KR
Inventors: 김재훈; 문병철
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2039-03-06
Also published as: US11830652B2; US20200286671A1; US20240047119A1; CN111667994A; CN111667994B; CN117877865A; US12322537B2

Abstract

본 발명은 코일 부품 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 자성물질을 포함하는 바디부, 상기 바디부 내에 배치된 지지부재, 지지부재의 서로 마주한 양면에 배치된 제1 및 제2도체패턴, 상기 지지부재의 측면에 형성된 함몰부, 및 상기 함몰부에 배치되어 상기 제1 및 제2도체패턴을 서로 연결하는 비아도체, 및 상기 제1 및 제2도체패턴을 상기 비아도체에 연결하도록 상기 제1 및 제2도체패턴 각각의 단부에 배치되고, 선폭이 상기 제1 및 제2 도체패턴의 선폭보다 큰 비아패드를 포함한다.

Description

코일 부품 및 그 제조방법{COIL COMPONENT AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 코일 부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 휴대용 무선통신기기 및 웨어러블 기기의 발전으로 인하여 고기능의 경박단소의 부품이 요구되고 있다. 특히나 최신의 휴대용 스마트폰 및 웨어러블 기기는 사용 주파수가 고주파화 되고 있으며, 사용주파수 영역에서의 안정적인 전원 공급이 필요하다. 이에 따라, 전원단에서 전류의 급격한 변화를 억제하는 기능을 가지는 파워 인덕터는 스마트폰 및 웨어러블 기기의 발전에 따라 점차 고주파수 및 고전류에서 사용할 수 있는 것을 요구하게 된다. 그리고, 박막 고주파 인덕터는 고주파 회로의 신호단에 적용되어 노이즈 필터로 사용되고 있다.

한편, 박막 파워 인덕터의 경우 코일층간 통전(通電)을 위한 비아를 형성하며, 이때 비아와 코일간의 얼라인먼트 확보를 위해 도체패턴의 최내주부의 단부보다 크게 비아패드를 형성하게 된다. 다만, 코일패턴의 선폭보다 큰 비아패드의 사이즈로 인하여 과도금이 발생하는 등 코어부 면적의 확보에 문제가 있었다.

한국등록특허공보 제10-1832587호

본 발명의 여러 목적 중 하나는, 코어부의 면적을 증가시킴으로써 보다 고용량의 코일 부품을 구현하여 직류저항특성(Rdc)을 개선할 수 있는 코일 부품 및 이를 효과적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 여러 효과 중 일 효과로서, 소형화된 코일 부품에서 코어부의 면적을 증가시킴으로써 보다 고용량의 코일 부품을 구현하여 직류저항특성(Rdc)을 개선할 수 있는 코일 부품 및 이를 효과적으로 제조할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 코일 부품의 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 코일 부품의 개략적인 I-I' 단면의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 코일 부품의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 코일 부품의 트리밍(Trimming) 단계 이전의 코일부의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 2의 코일 부품의 트리밍(Trimming) 단계 이전의 코일부의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 2의 코일 부품의 트리밍(Trimming) 단계 이전의 코일부의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

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, X 방향은 제1 방향 또는 길이 방향, Y 방향은 제2 방향 또는 폭 방향, Z 방향은 제3 방향 또는 두께 방향으로 정의될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 코일 부품을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

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.

코일 부품

제1실시예

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 코일 부품의 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1의 코일 부품의 개략적인 I-I' 단면의 일례를 나타낸 도면이다.

도 4는 도 2의 코일 부품의 트리밍(Trimming) 단계 이전의 코일부의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도면을 참조하면, 일례에 따른 코일 부품(100)은 바디부(10), 지지부재(20), 도체패턴(31, 32), 함몰부(35h), 비아도체(35), 비아패드(36)를 포함하며, 관통홀(25)을 더 포함할 수 있다.

바디부(10)는 코일 부품(100)의 외관을 이루며, 제1방향으로 마주보는 제1면 및 제2면과, 제2방향으로 마주보는 제3면 및 제4면과, 제3방향으로 마주보는 제5면 및 제6면을 포함한다. 바디부(10)는 이와 같이 육면체 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바디부(10)는 자기 특성을 나타내는 자성물질을 포함한다. 예를 들면, 바디부(10)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(10)는 이러한 페라이트나 금속 자성 입자가 에폭시 수지나 폴리이미드 수지 등의 열경화성 수지에 분산된 형태일 수 있다.

바디부(10)의 자성물질은 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 입경을 갖는 금속 자성체 분말이 충진된 것일 수도 있다. 이 경우 서로 다른 크기의 바이모달(bimodal) 금속 자성체 분말을 사용하여 압착함으로써, 자성체 수지 복합체를 가득 채울 수 있어 충진율을 높일 수 있다.

지지부재(20)는 절연수지로 이루어진 절연기재일 수 있다. 이때, 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. 지지부재(20)에 유리 섬유가 포함되는 경우 강성이 보다 우수할 수 있다. 경우에 따라서는, 페라이트 기판, 금속 연자성 기판 등이 지지부재(20)로 사용될 수도 있다.

제1도체패턴(31)은 평면 코일 형상을 가진다. 제1도체패턴은 통상의 도금법으로 형성된 도금 패턴일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1도체패턴은 최소 2 이상의 턴수를 가질 수 있는바, 박형이면서 높은 인덕턴스 구현이 가능하다. 제1도체패턴은 시드층 및 도금층으로 구성될 수 있다. 시드층은 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 예를 들면, 티타늄(Ti), 티타늄-텅스텐(Ti-W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 및 니켈(Ni)-크롬(Cr) 중 하나 이상을 포함하는 접착층 및 접착층 상에 배치되며 도금층과 동일재료, 예를 들면, 구리(Cu)를 포함하는 기초 도금층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도금층은 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 한정되는 것은 아니다.

제1도체패턴은 폭에 대한 높이의 비인 어스펙트 비가 3 내지 9 정도일 수 있다. 코일 부품, 예를 들면, 인덕터 등의 주요 특성 중 하나인 직류저항(Rdc) 특성은 코일의 단면적이 클수록 낮아진다. 또한, 인덕턴스는 자속이 지나가는 바디 내의 자성 영역의 면적이 클수록 커진다. 따라서, 직류저항(Rdc)을 낮추면서 동시에 인덕턴스를 향상시키기 위해서는 코일의 단면적을 증가시키면서 자성 영역의 면적을 증가시키는 것이 필요하다. 코일의 단면적을 증가시키기 위해서는 도체 패턴의 폭을 증가시키는 방법과 도체 패턴의 두께를 증가시키는 방법이 있으나, 단순히 도체 패턴의 폭을 증가시키는 경우 코일 패턴 간의 쇼트(short)가 발생될 우려가 있다. 또한, 구현할 수 있는 도체 패턴의 턴 수의 한계가 발생하며, 자성 영역이 차지하는 면적의 축소로 이어져 효율이 저하되고 고용량 제품 구현에도 한계가 발생한다. 반면, 도체 패턴의 폭은 증가시키지 않고, 두께를 증가시켜, 높은 어스펙트 비를 가지는 도체 패턴을 구현하는 경우, 이러한 문제를 해결할 수 있다. 또한, 본 개시에서는 후술하는 바와 같이 레지스트에 개구 패턴을 먼저 형성하고, 이를 도금 성장 가이드(guide)로 활용하는바, 코일 도체의 형상 조절이 용이하다는 장점을 가진다. 다만, 어스펙트 비가 지나치게 높은 경우, 구현하는 것이 어려울 수 있으며, 제1도체패턴의 상에 배치되는 자성물질의 부피가 줄어들어 인덕턴스에 악영향을 줄 수 있다.

제2도체패턴(32)은 평면 코일 형상을 가진다. 제2도체패턴은 통상의 도금법으로 형성된 도금 패턴일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2도체패턴은 최소 2 이상의 턴수를 가질 수 있는바, 박형이면서 높은 인덕턴스 구현이 가능하다. 제2도체패턴은 시드층 및 도금층으로 구성될 수 있다. 시드층은 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 예를 들면, 티타늄(Ti), 티타늄-텅스텐(Ti-W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 및 니켈(Ni)-크롬(Cr) 중 하나 이상을 포함하는 접착층 및 접착층 상에 배치되며 도금층과 동일재료, 예를 들면, 구리(Cu)를 포함하는 기초 도금층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도금층은 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 한정되는 것은 아니다.

제2도체패턴은 폭에 대한 높이의 비인 어스펙트 비가 3 내지 9 정도일 수 있다. 코일 부품, 예를 들면, 인덕터 등의 주요 특성 중 하나인 직류저항(Rdc) 특성은 코일의 단면적이 클수록 낮아진다. 또한, 인덕턴스는 자속이 지나가는 바디 내의 자성 영역의 면적이 클수록 커진다. 따라서, 직류저항(Rdc)을 낮추면서 동시에 인덕턴스를 향상시키기 위해서는 코일의 단면적을 증가시키면서 자성 영역의 면적을 증가시키는 것이 필요하다. 코일의 단면적을 증가시키기 위해서는 도체 패턴의 폭을 증가시키는 방법과 도체 패턴의 두께를 증가시키는 방법이 있으나, 단순히 도체 패턴의 폭을 증가시키는 경우 코일 패턴 간의 쇼트(short)가 발생될 우려가 있다. 또한, 구현할 수 있는 도체 패턴의 턴 수의 한계가 발생하며, 자성 영역이 차지하는 면적의 축소로 이어져 효율이 저하되고 고용량 제품 구현에도 한계가 발생한다. 반면, 도체 패턴의 폭은 증가시키지 않고, 두께를 증가시켜, 높은 어스펙트 비를 가지는 도체 패턴을 구현하는 경우, 이러한 문제를 해결할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는 후술하는 바와 같이 레지스트에 개구 패턴을 먼저 형성하고, 이를 도금 성장 가이드(guide)로 활용하는바, 코일 도체의 형상 조절이 용이하다는 장점을 가진다. 다만, 어스펙트 비가 지나치게 높은 경우, 구현하는 것이 어려울 수 있으며, 제2도체패턴 상에 배치되는 자성물질의 부피가 줄어들어 인덕턴스에 악영향을 줄 수 있다.

함몰부(35h)는 구의 형상을 가질 수 있고, 제1 및 제2도체패턴(31, 32)각각의 최내주부의 단부(31t, 32t)에 배치될 수 있다. 함몰부(35h)는 지지부재(20)를 관통하고, 측면의 적어도 일부가 개방될 수 있다. 함몰부(35h)는 제1 및 제2도체패턴(31, 32)각각의 최내주부의 단부(31t, 32t)에 연장된 구조로서, 함몰부(35h)의 측면의 일부가 후술하는 비아패드(36)의 내벽에 관통되어 배치될 수 있다.

함몰부(35h)이 지지부재(20) 및 비아패드(36)와 일부 중첩된 영역을 관통하므로 구의 형상을 가질 수 있으나, 후술하는 바와 같이 비아패드(36)와 함께 트리밍되므로, 코일 부품의 최종 구조에서 함몰부(35h)는 잘린 구 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 함몰부(35h)는 지지부재(20)를 관통하여 형성되므로, 최종 구조에서 관통홀(25)과 함몰부(35h)는 연결되어 하나의 홀을 형성할 수 있다.

후술하는 바와 같이, 비아도체(35)는 함몰부(35h)의 벽면을 따라 배치되어 비아패드(36)의 함몰부(35h)를 충전한다. 비아도체(35)는 제1 및 제2도체패턴의 단부(31t, 32t)와 연결되는바, 도체패턴과 비아도체의 접촉면적의 증가로 층간 도통에 대한 신뢰도를 향상할 수 있으며, 층간 도통 면적을 증가로 전류 패스가 증가되게 되어 직류저항(Rdc)을 감소시킴으로 인하여 코일특성을 향상 시킬 수 있다.

비아도체(35)는 제1도체패턴(31) 및 제2도체패턴(32)을 전기적으로 연결하며, 그 결과 동일 방향으로 회전하는 하나의 코일을 형성할 수 있게 한다. 비아도체(35)는 지지부재(20)를 관통하는 함몰부(35h)의 벽면을 따라 도금으로 형성될 수 있다. 비아도체(35)는 지지부재(20)와 비아패드(36)의 함몰부(35h)를 일체로 충전할 수 있다. 비아도체(35)는 함몰부(35h)에 배치되어 제1 및 제2도체패턴(31, 32)을 서로 연결하고, 함몰부(35h)의 내벽과 접하는 일 측면 및, 함몰부(35h)의 내벽과 접촉하지 않는 타 측면을 포함할 수 있다. 제1도체패턴(31) 및 제2도체패턴(32)과 비아도체(35)는 동시에 형성된 것일 수 있으며, 그 결과 일체화된 것일 수 있다. 비아도체(35)역시 비아 시드층 및 비아 도금층으로 구성될 수 있다. 비아 시드층은 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 예를 들면, 티타늄(Ti), 티타늄-텅스텐(Ti-W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 및 니켈(Ni)-크롬(Cr) 중 하나 이상을 포함하는 비아 접착층, 및 비아 접착층 상에 배치되며 비아 도금층과 동일재료, 예를 들면, 구리(Cu)를 포함하는 비아 기초 도금층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 비아 도금층은 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 한정되는 것은 아니다.

비아도체(35)는 함몰부(35h)의 벽면을 따라 배치되어 이러한 제1 및 제2도체패턴의 단부(31t, 32t)와 연결되는바, 도체패턴과 비아도체의 접촉면적의 증가로 층간 도통에 대한 신뢰도를 향상할 수 있으며, 층간 도통 면적을 증가로 전류 패스가 증가되게 되어 직류저항(Rdc)을 감소시킴으로 인하여 코일특성을 향상 시킬 수 있다.

후술하는 바와 같이, 코어부(71) 최내측에 배치된 비아패드(36) 및 상기 비아패드(36)에 함입된 비아도체(35)는 트리밍 공정에 의하여 여러 가지 형태로 가공될 수 있다. 비아패드(36) 중 코어부(71)의 최내측으로 돌출된 부위가 가공될 수 있고 비아패드(36)의 상면에서 보았을 때 비아도체(35)는 반원 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

비아패드(36)는 제1 및 제2도체패턴(31, 32)을 비아도체(35)에 연결하도록 제1 및 제2도체패턴(31, 32)과 연결된 단부(31t, 32t)에 배치된다. 함몰부(35h)는 비아패드(36)의 내벽에 관통되어 배치될 수 있으므로 측면이 일부 개방된 형태를 갖는다. 비아패드(36)의 선폭(W2)은 제1 및 제2도체패턴(31, 32) 각각의 최내주부 패턴의 선폭(W1)보다 클 수 있다. 즉, 제1 및 제2도체패턴(31, 32)은 비아도체(35)보다 넓은 면적의 비아패드(36)를 가지며, 일례로, 비아패드(36)의 단면적은 함몰부(35h)에서 비아도체(35)가 차지하는 단면적의 4배 내지 5배일 수 있다.

코일 부품의 소형화에 따라 코일의 코어부(71)에서 비아패드(36)가 차지하는 면적이 상대적으로 커지게 된다. 예컨대, 도체패턴의 턴(turn)수를 13.5턴으로 한 코일 부품의 경우, 비아패드(36)의 면적이 코어부(71) 면적의 약 6%를 차지하게 된다. 비아패드(36)가 차지하는 영역이 상대적으로 커짐에 따라 과도금이 발생하여 도금산포가 증가할 수 있다. 그러나, 소형의 코일 부품을 제조하기 위해서는 내부에 형성된 비아패드(36)의 크기를 줄이는 것이 필요하다. 이에, 후술하는 바와 같이 코어부(71)의 최내측으로 돌출된 지지부재(20) 및 비아패드(36) 부위를 가공하여 비아패드(36)의 크기를 줄일 수 있다. 비아패드(36) 가공에 의해 제1 및 제2도체패턴의 단부(31t, 32t)의 선폭(W2)보다 비아패드(36)의 선폭(W1)이 큰 코일 부품에서 비아패드가 차지하는 면적을 최소화 할 수 있다. 트리밍 후 비아패드(36)의 형상은 제한되지 않으나, 트리밍 부위에 따라 직선부를 갖는 사각형 형상으로 가공될 수 있다.

비아패드(36)는 제1 및 제2도체패턴(31, 32)과 비아도체(35)를 연결하므로 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 한정되는 것은 아니다.

제2실시예

도 5는 도 2의 코일 부품의 트리밍(Trimming) 단계 이전의 코일부의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 6은 도 2의 코일 부품의 트리밍(Trimming) 단계 이전의 코일부의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 코일 부품(100)은 본 발명의 제1실시예에 따른 코일 부품(100)과 비교할 때 비아패드(36)의 상면의 형상이 상이하다. 따라서, 본 실시예를 설명함에 있어서는 제1실시예와 상이한 비아패드(36)의 상면의 형상에 대해서만 설명하기로 한다. 본 실시예의 나머지 구성은 본 발명의 제1실시예에서의 설명이 그대로 적용될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 비아패드(36)는 제1 및 제2도체패턴(31, 32)을 비아도체(35)에 연결하도록 제1 및 제2도체패턴(31, 32)과 연결된 단부(31t, 32t)에 배치된다. 비아패드(36)의 선폭(W2)은 제1 및 제2도체패턴(31, 32) 각각의 최내주부 패턴의 선폭(W1)보다 클 수 있다. 즉, 제1 및 제2도체패턴(31, 32)은 비아도체(35)보다 넓은 면적의 비아패드(36)를 가지며, 일례로, 비아패드(36)의 단면적은 함몰부(35h)에서 비아도체(35)가 차지하는 단면적의 4배 내지 5배일 수 있다. 코일 부품의 소형화에 따라 코일의 코어부(71)에서 비아패드(36)가 차지하는 면적이 상대적으로 커지게 된다. 예컨대, 코일패턴의 턴(turn)수를 13.5턴으로 한 코일 부품의 경우, 비아패드(36)의 면적이 코어부(71) 면적의 약 6%를 차지하게 된다. 비아패드(36)가 차지하는 영역이 상대적으로 커짐에 따라 과도금이 발생하여 도금산포가 증가할 수 있다. 그러나, 소형의 코일 부품을 제조하기 위해서는 내부에 형성된 비아패드(36)의 크기를 줄이는 것이 필요하다. 이에, 후술하는 바와 같이 코어부(71)의 최내측으로 돌출된 지지부재(20) 및 비아패드(36) 부위가 가공하여 비아패드(36)의 크기를 줄일 수 있다. 상기 비아패드(36) 가공에 의해 제1 및 제2도체패턴의 단부(31t, 32t)의 선폭(W2)보다 비아패드(36)의 선폭(W1)이 큰 코일 부품에서 비아패드가 차지하는 면적을 최소화 할 수 있다.

코어부(71) 최내측에 배치된 비아패드(36) 및 상기 비아패드(36)에 함입된 비아도체(35)는 후술하는 트리밍 공정에 의하여 여러 가지 형태로 가공될 수 있다. 코어부(71)의 최내측으로 돌출된 지지부재(20) 및 비아패드(36) 부위가 가공될 수 있고 비아도체(35)는 반원 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일례로, 비아패드(36)의 상면은 원호로 이루어진 코너부와, 코너부를 잇는 직선부로 가공될 수 있다. 또한 비아패드(36)에 형성된 복수의 코너부는 서로 동일한 곡률반경(R1, R2)을 가질 수도 있다.

코일 부품의 제조방법

도 3a 및 도 3b는 도 1의 코일 부품의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3a를 참조하면, 먼저 지지부재(20)를 준비한다. 지지부재(20)는 통상의 동박적층판(CCL) 등일 수 있으며, 이 경우 상하면에는 얇은 동박(21)이 형성되어 있을 수 있다. 다음으로, 지지부재(20)에 함몰부(35h)를 형성한다. 함몰부(35h)는 기계적 드릴 및/또는 레이저 드릴을 이용하여 형성할 수 있다. 다음으로, 지지부재(20)의 상하면과 함몰부(35h)의 벽면에 시드층(22)을 형성한다. 시드층은 공지의 방법으로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 드라이 필름(dry film) 등을 이용하여, CVD(chemical vapor deposition), PVD(Physical Vapor Deposition), 스퍼터링(sputtering) 등으로 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다음으로, 지지부재(20)의 상하면에 각각 제1격벽(61) 및 제2격벽(62)을 형성한다. 제1 및 제2격벽(61, 62)은 각각 레지스트 필름일 수 있으며, 레지스트 필름을 라미네이션 한 후 경화하는 방법이나 레지스트 필름 재료를 도포 및 경화 방법 등으로 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 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. 경화는 후 공정으로 포토리소그래피 공법 등을 이용하기 위하여 완전 경화되지 않게 건조하는 것일 수 있다. 제1 및 제2격벽(61, 62)은 각각 평면 코일 형상을 갖는 제1 및 제2개구부(61h, 62h)를 가지며, 제1 및 제2개구부(61h, 62h)는 공지의 포토리소그래피 공법, 즉 공지의 노광 및 현상 방법을 이용할 수 있으며, 순차적으로 패터닝할 수도 있고, 또는 한 번에 패터닝할 수도 있다. 노광 기계나 현상액은 특별히 제한되지 않으며, 사용하는 감광성 물질에 따라 적절한 것을 선택하여 사용할 수 있다.

도 3b를 참조하면, 다음으로 제1 및 제2격벽(61, 62)의 개구부(61h, 62h)를 도금 성장 가이드(guide)로 활용하여, 시드층(22) 상에 제1 및 제2코일층(31, 32)과 비아도체(35)를 형성한다. 상기 비아도체(35)는 함몰부(35h)에 배치되어 상기 제1 및 제2 도체패턴(31, 32)을 서로 연결하고, 상기 함몰부(35h)의 내벽과 접하는 일 측면 및, 상기 함몰부(35h)의 내벽과 접촉하지 않는 타 측면을 가질 수 있다. 이와 같이, 절연체 내에 개구 패턴을 먼저 형성한 후에, 이를 가이드로 활용하여 도금하는바, 종래의 이방 도금 기술과는 달리 코일 도체의 형상 조절이 용이하다는 장점을 가진다. 즉, 형성되는 제1 및 제2도체패턴(31, 32)은 각각 제1 및 제2격벽(61, 62)과 접하는 측면이 편평하다. 여기서, 편평하다는 의미는 완전히 편평한 것은 물론, 실질적으로 편평한 것을 포함하는 개념이다. 즉, 포토리소그래피 공법에 의하여 개구 패턴의 벽면이 일부 울퉁불퉁한 것을 감안한다. 도금 방법은 특별히 제한되지 않으며, 전해 도금, 무전해 도금 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 및 제2도체패턴(31, 32)과 비아도체(35)를 형성한 후에는 제1 및 제2격벽(61, 62)을 제거한다. 제1 및 제2격벽(61, 62)의 제거는 공지의 박리액 등을 이용할 수 있다. 비아패드(36)는 제1 및 제2도체패턴(31, 32)을 비아도체(35)에 연결하도록 제1 및 제2 도체패턴(31, 32) 각각의 단부(31t, 32t)에 형성되고, 비아패드(36)의 선폭(W2)은 상기 제1 및 제2도체패턴(31, 32)의 선폭(W1)보다 클 수 있다. 이후 트리밍(trimming) 공정을 통하여 지지부재(20)를 관통하는 관통홀(25)을 형성한다. 코어부(71) 최내측에 배치된 비아패드(36) 및 상기 비아패드(36)에 함입된 비아도체(35)는 상기 트리밍에 의하여 여러 가지 형태로 가공될 수 있다. 트리밍 가공에 의하여 비아패드(36) 중 코어부(71)의 최내측으로 돌출된 부위가 가공될 수 있고 비아도체(35)는 반원 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일례로, 비아패드(36)의 상면은 원호로 이루어진 코너부와, 코너부를 잇는 직선 형상으로 가공될 수 있다. 또한 비아패드(36)에 형성된 복수의 코너부는 서로 동일한 곡률반경(R1, R2)을 가질 수도 있다.

상기 격벽(61, 62)으로 막힌 관통홀(25) 부위를 레이저 트리밍으로 제거해 관통홀(25) 역시 기계적 드릴 및/또는 레이저 드릴 등을 이용하여 형성할 수 있다. 관통홀(25)은 함몰부(35h)와 연결되어 하나의 홀을 형성할 수 있다. 트리밍 과정에서는 이러한 중심부뿐만 아니라 외곽부에도 관통홀(25)이 형성될 수 있다. 즉, 트리밍 과정에서 지지부재(20)는 제1 및 제2도체패턴(31, 32)의 평면 형상에 대응되는 형상을 가지도록 중심부와 외곽부에 관통홀(25)이 형성될 수 있으며, 이러한 관통홀(25)은 자성물질로 채워질 수 있는바, 보다 우수한 코일 특성의 구현이 가능하다. 다음으로, 절연막(미도시)을 형성한다. 절연막(미도시) 코팅은 CVD(chemical vapor deposition) 등을 이용할 수 있다. 다음으로, 제조된 코일부(70)의 상부 및 하부에 자성체 시트를 적층하여 바디부(10)를 형성한 후, 형성된 바디부(10) 상에 전극부(80)를 형성한다.

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. 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.

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.

10: 바디부
70: 코일부
80: 전극부
20: 지지부재
25: 관통홀
31, 32: 제1 및 제2도체패턴
35: 비아도체
35h: 함몰부
36: 비아패드
61, 62: 격벽
61h, 62h: 개구부
100: 코일 부품

Claims

자성물질을 포함하는 바디부;
상기 바디부 내에 배치된 지지부재;
지지부재의 서로 마주한 양면에 배치된 제1 및 제2도체패턴;
상기 지지부재의 측면에 형성된 함몰부; 및
상기 함몰부에 배치되어 상기 제1 및 제2도체패턴을 서로 연결하는 비아도체; 및
상기 제1 및 제2도체패턴을 상기 비아도체에 연결하도록 상기 제1 및 제2도체패턴 각각의 단부에 배치되고, 선폭이 상기 제1 및 제2 도체패턴의 선폭보다 큰 비아패드;
를 포함하고,
상기 비아도체는, 상기 함몰부의 내벽 및 상기 지지부재의 일 측면과 접하는 일 측면, 및 상기 함몰부의 내벽과 접촉하지 않고 상기 지지부재의 타 측면에 접하는 타 측면을 가지고,
상기 비아도체의 일 측면과 상기 제1 및 제2도체패턴 간의 접촉면적은, 상기 비아도체의 타 측면과 상기 제1 및 제2도체패턴 간의 접촉면적보다 큰, 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 비아패드는, 상기 측면의 일부가 개방된 함몰부를 갖는, 코일 부품.
삭제
제1항에 있어서,
상기 비아도체는, 상기 비아패드의 상기 함몰부를 충전하는, 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 비아도체는 상기 지지부재와 상기 비아패드의 상기 함몰부를 일체로 충전하는, 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 비아패드의 단면적은 상기 비아도체의 단면적의 4배 내지 5배인, 코일 부품.
제1항에 있어서.
상기 비아패드의 상면은 원호로 이루어진 코너부와, 상기 코너부를 잇는 직선으로 형성된 코일 부품.
제7항에 있어서,
상기 비아패드에 형성된 복수의 코너부는 서로 동일한 곡률반경을 갖는 코일 부품.
제 1 항에 있어서,
상기 지지부재의 중심부에는 상기 지지부재를 관통하는 관통홀이 형성된, 코일 부품.
제9항에 있어서,
상기 관통홀은 상기 자성물질로 채워진, 코일 부품.
제9항에 있어서,
상기 관통홀은 상기 함몰부와 연결되어 하나의 홀을 형성하는, 코일 부품.
코일부를 형성하는 단계, 상기 코일부를 매립하고 자성물질을 포함하는 바디부를 형성하는 단계, 및 상기 바디부 상에 전극부를 형성하는 단계를 포함하며,
상기 코일부를 형성하는 단계는, 지지부재를 준비하는 단계;
상기 지지부재를 관통하는 함몰부를 형성하는 단계;
상기 지지부재의 제1면 및 제2면 상에 각각 평면 코일 형상의 개구부를 갖는 제1격벽 및 제2격벽을 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2격벽의 개구부를 도체로 채워 상기 지지부재의 제1면 및 제2면 상에 각각 평면 코일 형상의 제1 및 제2도체패턴을 갖는 제1 및 제2코일층을 형성하는 단계;
상기 함몰부에 배치되어 상기 제1 및 제2도체패턴을 서로 연결하고, 상기 함몰부의 내벽과 접하는 일 측면 및, 상기 함몰부의 내벽과 접촉하지 않는 타 측면을 가지는 비아도체를 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2도체패턴을 상기 비아도체에 연결하도록 상기 제1 및 제2도체패턴 각각의 단부에 배치되고, 선폭이 상기 제1 및 제2 도체패턴의 선폭보다 큰 비아패드를 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2격벽을 제거하는 단계; 를 포함하고,
상기 비아도체는, 상기 함몰부의 내벽 및 상기 지지부재의 일 측면과 접하는 일 측면, 및 상기 함몰부의 내벽과 접촉하지 않고 상기 지지부재의 타 측면에 접하는 타 측면을 가지고,
상기 비아도체의 일 측면과 상기 제1 및 제2도체패턴 간의 접촉면적은, 상기 비아도체의 타 측면과 상기 제1 및 제2도체패턴 간의 접촉면적보다 큰, 코일 부품의 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 비아패드의 단면적은 상기 비아도체의 단면적의 4배 내지 5배인, 코일 부품의 제조방법.
제12항에 있어서.
상기 비아패드의 상면은 원호로 이루어진 코너부와, 상기 코너부를 잇는 직선으로 형성된 코일 부품의 제조방법.
제 14항에 있어서,
상기 비아패드에 형성된 복수의 코너부는 서로 동일한 곡률반경을 갖는 코일 부품의 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 코일부를 형성하는 단계는,
상기 지지부재의 중심부에 상기 지지부재를 관통하는 관통홀을 형성하는 단계; 를 더 포함하는, 코일 부품의 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 관통홀은 상기 자성물질로 채워진, 코일 부품의 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 관통홀은 상기 함몰부와 연결되어 하나의 홀을 형성하는, 코일 부품의 제조방법.