KR102776260B1

KR102776260B1 - 코일 부품

Info

Publication number: KR102776260B1
Application number: KR1020200125602A
Authority: KR
Inventors: 이동환; 차혜연; 윤찬; 이동진; 김휘대
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2025-03-07
Anticipated expiration: 2040-09-28
Also published as: KR20220042602A; US20220102047A1; CN114334360A

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 코일 부품은, 두께 방향으로 서로 마주한 상면과 하면을 가지는 바디, 상기 바디 내에 배치되고, 일면이 상기 바디의 하면에 수직한 지지기판, 상기 지지기판의 적어도 일면에 배치된 코일부, 및 상기 바디의 하면에 서로 이격 배치되고, 각각 상기 코일부와 연결된 제1 및 제2 외부전극을 포함하고, 상기 바디는, 상기 코일부를 커버하는 액티브부와, 상기 두께 방향으로 마주한 상기 액티브부의 상면 및 하면에 각각 배치된 제1 및 제2 커버부를 포함하고, 상기 액티브부는, 제1 금속자성분말, 상기 제1 금속자성분말의 입경보다 작은 입경의 제2 금속자성분말, 및 제1 절연수지를 포함하고, 상기 제1 및 제2 커버부 각각은, 상기 제1 금속자성분말의 입경보다 작은 입경의 제3 금속자성분말 및 제2 절연수지를 포함한다.

Description

코일 부품{COIL COMPONENT}

본 발명은 코일 부품에 관한 것이다.

코일 부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항(Resistor) 및 커패시터(Capacitor)와 더불어 전자 기기에 이용되는 대표적인 수동 전자 부품이다.

전자 기기가 점차 고성능화되고 작아짐에 따라 전자기기에 이용되는 전자 부품은, 그 수가 증가하고 소형화되고 있다.

박막형 코일 부품의 경우, 도금으로 코일부를 형성한 기판에, 금속자성분말이 절연수지에 분산된 형태의 자성복합시트를 적층 및 경화하여 바디를 형성하고, 바디의 표면에 외부전극을 형성한다.

한국공개특허 제 10-2019-0062342호

본 발명의 실시예에 따른 목적 중 하나는, 코일부가 바디의 하면에 수직하게 배치된 코일 부품에 있어서, 외부전극 간의 전기적 단락(short-circuit)을 용이하게 방지할 수 있는 코일 부품을 제공하기 위함이다.

본 발명의 실시예에 따른 목적 중 다른 하나는, 코일부가 바디의 하면에 수직하게 배치된 코일 부품에 있어서, 자성 물질의 유효 부피를 증가시킬 수 있는 코일 부품을 제공하기 위함이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 두께 방향으로 서로 마주한 상면과 하면을 가지는 바디, 상기 바디 내에 배치되고, 일면이 상기 바디의 하면에 수직한 지지기판, 상기 지지기판의 적어도 일면에 배치된 코일부, 및 상기 바디의 하면에 서로 이격 배치되고, 각각 상기 코일부와 연결된 제1 및 제2 외부전극을 포함하고, 상기 바디는, 상기 코일부를 커버하는 액티브부와, 상기 두께 방향으로 마주한 상기 액티브부의 상면 및 하면에 각각 배치된 제1 및 제2 커버부를 포함하고, 상기 액티브부는, 제1 금속자성분말, 상기 제1 금속자성분말의 입경보다 작은 입경의 제2 금속자성분말, 및 제1 절연수지를 포함하고, 상기 제1 및 제2 커버부 각각은, 상기 제1 금속자성분말의 입경보다 작은 입경의 제3 금속자성분말 및 제2 절연수지를 포함하는 코일 부품이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면 코일부가 바디의 하면에 수직하게 배치된 코일 부품에 있어서 외부전극 간의 전기적 단락(short-circuit)을 용이하게 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 코일부가 바디의 하면에 수직하게 배치된 코일 부품에 있어서, 자성 물질의 유효 부피를 증가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 II-II'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 5는 도 4의 III-III'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 6은 도 4의 IV-IV'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 8은 도 7의 V-V'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 9는 도 7의 VI-VI'선을 따른 단면을 나타내는 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 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 도 3은 도 1의 II-II'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 한편, 도 2의 경우, 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 기준으로 하되, 설명의 편의를 위해 코일 부품의 내부 구조를 도시하고 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 바디(100), 지지기판(200), 코일부(300), 외부전극(410, 420)을 포함한다. 바디(100)는, 액티브부(C) 및 제1 내지 제4 커버부(121, 122, 123, 124)를 포함한다.

바디(100)는 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 외관을 이루고, 내부에 지지기판(200) 및 코일부(300)를 매설한다.

바디(100)는, 전체적으로 육면체의 형상으로 형성될 수 있다.

바디(100)는, 도 1 내지 도 3을 기준으로, 길이 방향(L)으로 서로 마주보는 제1 면(101)과 제2 면(102), 폭 방향(W)으로 서로 마주보는 제3 면(103)과 제4 면(104), 두께 방향(T)으로 마주보는 제5 면(105) 및 제6 면(106)을 포함한다. 바디(100)의 제1 내지 제4 면(101, 102, 103, 104) 각각은, 바디(100)의 제5 면(105)과 제6 면(106)을 연결하는 바디(100)의 벽면에 해당한다. 이하에서, 바디(100)의 양 단면은 바디의 제1 면(101) 및 제2 면(102)을 의미하고, 바디(100)의 양 측면은 바디의 제3 면(103) 및 제4 면(104)을 의미할 수 있다. 또한 바디(100)의 하면과 상면은 각각 바디(100)의 제6 면(106)과 제5 면(105)을 의미할 수 있다.

바디(100)는, 예시적으로, 후술할 외부전극(410, 420)이 형성된 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 1.0mm의 길이, 0.5mm의 폭, 0.6mm의 두께를 가지도록 형성되거나, 1.6mm의 길이, 0.8mm의 폭, 1.0mm의 두께를 가지도록 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 상술한 수치는 공정 오차 등을 반영하지 않은 설계 상의 수치에 불과하므로, 공정 오차라고 인정될 수 있는 범위까지는 본 발명의 범위에 속한다고 보아야 한다.

상술한 코일 부품(1000)의 길이라 함은, 코일 부품(1000)의 폭 방향(W) 중앙부에서의 길이 방향(L)-두께 방향(T) 단면(cross-section)에 대한 광학 현미경 또는 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진을 기준으로, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 최외측 경계선을 연결하고 길이 방향(L)과 평행한 복수의 선분의 길이 중 최대값을 의미하는 것일 수 있다. 또는, 상술한 코일 부품(1000)의 길이라 함은, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 최외측 경계선을 연결하고 길이 방향(L)과 평행한 복수의 선분 중 적어도 3개 이상의 길이의 산술 평균값을 의미하는 것일 수 있다.

상술한 코일 부품(1000)의 두께라 함은, 코일 부품(1000)의 폭 방향(W) 중앙부에서의 길이 방향(L)-두께 방향(T) 단면(cross-section)에 대한 광학 현미경 또는 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진을 기준으로, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 최외측 경계선을 연결하고 두께 방향(T)과 평행한 복수의 선분의 길이 중 최대값을 의미하는 것일 수 있다. 또는, 상술한 코일 부품(1000)의 두께라 함은, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 최외측 경계선을 연결하고 두께 방향(T)과 평행한 복수의 선분 중 적어도 3개 이상의 길이의 산술 평균값을 의미하는 것일 수 있다.

상술한 코일 부품(1000)의 폭이라 함은, 코일 부품(1000)의 두께 방향(T) 중앙부에서의 길이 방향(L)-폭 방향(W) 단면(cross-section)에 대한 광학 현미경 또는 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진을 기준으로, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 최외측 경계선을 연결하고 폭 방향(W)과 평행한 복수의 선분의 길이 중 최대값을 의미하는 것일 수 있다. 또는, 상술한 코일 부품(1000)의 폭이라 함은, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 최외측 경계선을 연결하고 폭 방향(W)과 평행한 복수의 선분 중 적어도 3개 이상의 길이의 산술 평균값을 의미하는 것일 수 있다.

또는, 코일 부품(1000)의 길이, 폭 및 두께 각각은, 마이크로 미터 측정법으로 측정될 수도 있다. 마이크로 미터 측정법은, Gage R&R (Repeatability and Reproducibility)된 마이크로 미터로 영점을 설정하고, 마이크로 미터의 팁 사이에 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)을 삽입하고, 마이크로 미터의 측정 lever를 돌려서 측정할 수 있다. 한편, 마이크로 미터 측정법으로 코일 부품(1000)의 길이를 측정함에 있어, 코일 부품(1000)의 길이는 1회 측정된 값을 의미할 수도 있으며, 복수 회 측정된 값의 산술 평균을 의미할 수도 있다. 이는, 코일 부품(1000)의 폭 및 두께에도 동일하게 적용될 수 있다.

바디(100)는, 금속자성분말(P1, P2, P3, P4) 및 절연수지(R1, R2, R3)를 포함한다. 바디(100)는 절연수지(R1, R2, R3) 및 절연수지(R1, R2, R3)에 분산된 금속자성분말(P1, P2, P3, P4)을 포함하는 자성 복합 시트를 하나 이상 적층하여 형성될 수 있다.

바디(100)는, 액티브부(110) 및 커버부(121, 122, 123, 124)를 포함한다.

구체적으로, 액티브부(110)는, 후술할 코일부(300)를 커버하며, 제1 금속자성분말(P1), 제1 금속자성분말(P1)의 입경보다 작은 입경의 제2 금속자성분말(P2), 및 제1 절연수지(R1)를 포함한다. 제1 커버부(121)는 액티브부(110)의 상면에 배치되고 제1 금속자성분말(P1)의 입경보다 작은 입경의 제3 금속자성분말(P3) 및 제2 절연수지(R2)를 포함한다. 제2 커버부(122)는 액티브부(110)의 하면에 배치되고 제1 금속자성분말(P1)의 입경보다 작은 입경의 제3 금속자성분말(P3) 및 제2 절연수지(R2)를 포함한다. 제3 및 제4 커버부(123, 124) 각각은, 폭 방향으로 마주한 액티브부(110)의 양 측면 각각에 배치되고, 제1 금속자성분말(P1)의 입경보다 작은 입경의 제4 금속자성분말(P4) 및 제3 절연수지(R3)를 포함한다. 한편, 본 명세서에서 금속자성분말의 입경 또는 평균 직경이라고 함은, D50 또는 D90으로 표현되는 입도 분포를 의미할 수 있다.

액티브부(110)는, 제1 및 제2 금속자성분말(P1, P2) 및 제1 절연수지(R1)를 포함하는 제1 자성 복합 시트를 후술할 지지기판(200)의 일면과 타면 상에 폭 방향(W)으로 하나 이상 적층하여 형성될 수 있다. 액티브부(110)는, 입경이 상대적으로 큰 제1 금속자성분말(P1) 및 입경이 상대적으로 작은 제2 금속자성분말(P2)을 포함하므로, 제1 금속자성분말(P1)의 입경보다 작은 입경의 제3 및 제4 금속자성분말(P3, P4) 만을 포함하는 제1 내지 제4 커버부(121, 122, 123, 124)에 비하여, 금속자성분말(P1, P2)의 충전율이 상대적으로 높을 수 있다. 금속자성분말의 충전율이라고 함은, 액티브부(110) 및 커버부(121, 122, 123, 124) 각각의 단위 부피 (예로서, 길이 10㎛*폭 10㎛*두께10㎛의 단위 부피) 내에서 금속자성분말이 차지하는 총 부피 또는 총 질량을 의미할 수 있다. 한편, 이하에서는, 설명의 편의를 위해 액티브부(110)의 금속자성분말(P1, P2)이, 입경이 서로 상이한 제1 금속자성분말(P1)과 제2 금속자성분말(P2) 만을 포함하는 것을 전제로 설명하나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 예로서, 본 발명의 제한되지 않는 다른 예로서, 액티브부(110)의 금속자성분말(P1, P2, P3)은 입경이 서로 상이한 3종의 분말을 포함할 수 있다.

제1 및 제2 커버부(121, 122)는 액티브부(110)의 두께 방향(T)으로 마주한 상면과 하면에 각각 배치된다. 일반적으로, 복수의 바디가 서로 연결된 형태의 코일바를 제조한 후 다이싱을 통해 복수의 바디를 분리함으로써, 복수의 개별 부품을 일괄적으로 형성할 수 있다. 한편, 지지기판의 일면이 부품의 실장면과 평행하게 배치된 수평배치형 부품의 경우에는 다이싱면이 개별 부품에서 바디의 상면과 하면을 구성하지 않는다. 하지만, 지지기판의 일면이 실장면과 수직하게 배치된 수직배치형 부품의 경우에는 바디의 상면과 하면은 다이싱으로 인해 형성된 절단면에 해당하게 된다. 이로 인해 바디 내에 포함된 금속자성분말의 적어도 일부가 다이싱 블레이드에 의해 절단되어 바디의 상면 및 하면으로 노출되며, 이러한 상태에서 외부전극을 도금으로 형성하는 경우 절단되어 도전성의 코어를 노출한 금속자성분말로 인해 바디의 상면과 하면에는 도금 번짐이 발생하여 외부전극 단락(short-circuit) 불량을 유발할 수 있다. 본 실시예의 경우, 다이싱면인 액티브부(110)의 상면과 하면에 제1 및 제2 커버부(121, 122)를 배치함으로써 전술한 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 본 실시예의 경우, 액티부(110)의 상면과 하면에는 제1 및 제2 금속자성분말(P1, P2)의 적어도 일부가 절단되어 그 절단면이 노출되는데(특히, 입경이 상대적으로 큰 제1 금속자성분말(P1)이 절단되어 노출되는 경우가 많다), 액티브부(110)의 상면과 하면 각각에 제3 금속자성분말(P3) 및 제2 절연수지(R2)를 포함하는 제1 및 제2 커버부(121, 122)를 배치함으로써, 액티부(110)의 상면과 하면으로 노출된 금속자성분말의 도전성 코어를 커버할 수 있다. 즉, 액티브부(110)의 절단면인 액티브부(110)의 상면과 하면을 제1 및 제2 커버부(121, 122)가 커버한다. 이로 인해, 금속자성분말(P1, P2, P3)의 도전성의 코어가 바디(100)의 상면과 하면으로 노출되지 않는다. 이로 인해, 외부전극(410, 420)을 도금 형성함에 있어, 바디(100)의 상면과 하면 측에서 발생하는 도금 번짐을 감소시킬 수 있다. 제1 및 제2 커버부(121, 122)는 제1 금속자성분말(P1)의 입경보다 작은 입경의 제3 금속자성분말(P3)을 포함하므로, 바디(100)의 상면과 하면을 구성하는 제1 및 제2 커버부(121, 122)의 표면의 표면조도를 감소시킬 수 있다. 바디(100)의 상면과 하면에는 후술할 외부전극(410, 420)의 패드부(411, 421) 및 밴드부(413, 423)가 배치되는데, 바디(100)의 상면과 하면의 상대적으로 낮은 표면조도로 인해 외부전극(410, 420) 외관 불량이 감소될 수 있으며, 외부전극의 패드부(411, 421) 및 밴드부(413, 423)를 일정하게 형성할 수 있다. 제3 금속자성분말(P3)의 입경과 제2 금속자성분말(P2)의 입경은 서로 동일할 수 있고, 이 경우 공정 용이성이 증가할 수 있다. 제2 절연수지(R2)는, 제1 절연수지(R1)와 상이할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 및 제2 절연수지(R1, R2)는, 예로서, 에폭시 수지 등과 같이 동일한 수지를 포함함으로써 액티브부(110)와 제1 및 제2 커버부(121, 122) 간의 결합력을 향상시킬 수 있다. 한편, 제1 및 제2 커버부(121, 122)를 형성하는 시점에 액티브부(110)는 경화가 완료된 상태이므로, 제1 및 제2 커버부(121, 122) 각각과 액티브부(110) 사이에는 경계면이 형성될 수 있다. 제1 및 제2 커버부(121, 122)는 시트 적층법 또는 페이스트 도포법으로 형성될 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 안디ㅏ.

제3 및 제4 커버부(123, 124)는, 액티브부(110)의 폭 방향(T)으로 마주한 양 면에 각각 배치된다. 즉, 도 1의 방향을 기준으로, 제3 커버부(123)는 액티브부(110)의 전면(前面)에 배치되어 바디(100)의 제3 면(103)을 형성하게 되고, 제4 커버부(124)는 액티브부(110)의 후면(後面)에 배치되어 바디(100)의 제4 면(103)을 형성하게 된다. 제3 및 제4 커버부(123, 124)는, 액티브부(110) 형성을 위한 제1 자성 복합 시트를 적층하는 공정에서, 제1 금속자성분말(P1)의 입경보다 작은 입경의 제4 금속자성분말(P4) 및 제3 절연수지(R3)를 포함하는 제2 자성 복합 시트를 폭 방향(W) 최외측에 배치된 제1 자성 복합 시트 상에 배치하고, 제1 및 제2 자성 복합 시트를 함께 적층함으로써 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 커버부(121, 122)와 달리, 제3 및 제4 커버부(123, 124)는 액티브부(110)와 동일한 공정에서 함께 형성될 수 있다. 제1 및 제2 커버부(121, 122)가 바디(100)의 제3 및 제4 면(103, 104)을 형성하게 되므로, 바디(100)의 외관 불량을 감소시킬 수 있다. 제4 금속자성분말(P4)의 입경은, 제3 금속자성분말(P3)의 입경과 동일할 수 있고, 제2 금속자성분말(P2)의 입경과 동일할 수 있다. 제3 절연수지(R3)는 제1 절연수지(R1)와 동일한 수지를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 전술한 공정 상의 이유로, 액티브부(110)의 상면과 제3 및 제4 커버부(123, 124) 각각의 상면은 서로 공면(coplanar)을 이루고, 액티브부(110)의 하면과 제3 및 제4 커버부(123, 124) 각각의 하면은 서로 공면(coplanar)을 이룰 수 있다. 또한, 전술한 공정 상의 이유로, 액티브부(110)의 상면 및 하면 각각과 서로 공면(coplanar)을 이루는 제3 및 제4 커버부(123, 124) 각각의 상면 및 하면의 적어도 일부를 커버할 수 있다.

제1 내지 제4 커버부(121, 122, 123, 124) 각각은 20㎛ 내지 30㎛의 두께일 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 커버부(121, 122)의 두께라 함은, 두께 방향(T)을 따른 제1 및 제2 커버부(121, 122)의 길이(dimension)를 의미할 수 있고, 제3 및 제4 커버부(123, 124)의 두께라 함은, 폭 방향(W)을 따른 제3 및 제4 커버부(123, 124)의 길이(dimension)를 의미할 수 있다. 예로서, 제1 커버부(121)의 두께가 20㎛ 미만인 경우에는, 외부전극(410, 420) 간의 절연성을 확보하기 곤란하여 외부전극(410, 420) 간의 단락(short-circuit)이 발생할 가능성이 있다. 예로서, 제1 커버부(121)의 두께가 30㎛ 초과인 경우에는, 부품 전체의 두께가 증가할 수 있다.

금속자성분말(P1, P2, P3, P4)은, 철(Fe), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 나이오븀(Nb), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 금속자성분말(P1, P2, P3, P4)은, 순철 분말, Fe-Si계 합금 분말, Fe-Si-Al계 합금 분말, Fe-Ni계 합금 분말, Fe-Ni-Mo계 합금 분말, Fe-Ni-Mo-Cu계 합금 분말, Fe-Co계 합금 분말, Fe-Ni-Co계 합금 분말, Fe-Cr계 합금 분말, Fe-Cr-Si계 합금 분말, Fe-Si-Cu-Nb계 합금 분말, Fe-Ni-Cr계 합금 분말, Fe-Cr-Al계 합금 분말 중 적어도 하나 이상일 수 있다.

금속자성분말(P1, P2, P3, P4)은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 예를 들어, 금속자성분말(P1, P2, P3, P4)은 Fe-Si-B-Cr계 비정질 합금 분말일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 금속자성분말(P1, P2, P3, P4)은 각각 평균 직경이 약 0.1㎛ 내지 30㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

금속자성분말(P1, P2, P3, P4) 각각은, 전술한 물질인 도전성의 코어와, 코어의 표면을 피복하는 절연코팅층이 배치될 수 있다.

절연수지(R1, R2, R3)는 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide), 액정 결정성 폴리머(Liquid Crystal Polymer) 등을 단독 또는 혼합하여 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

바디(100)는 후술할 지지기판(200) 및 코일부(300)를 관통하는 코어(C)를 가진다. 코어(C)는 자성 복합 시트가 코일부(300)의 관통홀을 충전함으로써 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다

지지기판(200)은 바디(100) 내에 배치되고, 일면이 바디(100)의 하면(106)에 수직한다. 지지기판(200)은 후술할 코일부(300)를 지지하는 구성이다. 한편, 지지기판(200)의 일면이 바디(100)의 하면(106)에 수직한다고 함은, 예로서, 수학적인 의미의 수직을 포함하여 지지기판(200)의 일면과 바디(100)의 하면(106)이 80도 내지 100도의 각도를 형성하는 것을 의미할 수 있다.

지지기판(200)은, 에폭시 수지와 같은 열경화성 절연수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 절연수지 또는 감광성 절연수지를 포함하는 절연자재로 형성되거나, 이러한 절연수지에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 절연자재로 형성될 수 있다. 예로서, 지지기판(200)은 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 수지, PID(Photo Imagable Dielectric), 동박적층판(Copper Clad Laminate, CCL)등의 자재로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

무기 필러로는 실리카(SiO₂), 알루미나(Al₂O₃), 탄화규소(SiC), 황산바륨(BaSO₄), 탈크, 진흙, 운모가루, 수산화알루미늄(Al(OH)₃), 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.

지지기판(200)이 보강재를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 지지기판(200)은 보다 우수한 강성을 제공할 수 있다. 지지기판(200)이 유리섬유를 포함하지 않는 절연자재로 형성될 경우, 지지기판(200)은 코일부(300) 전체의 두께를 박형화하여 부품의 폭을 감소시키는데 유리하다. 지지기판(200)이 감광성 절연수지를 포함하는 절연자재로 형성될 경우, 코일부(300) 형성을 위한 공정 수가 줄어들어 생산비 절감에 유리하고, 미세한 비아를 형성할 수 있다.

코일부(300)는 지지기판(200)의 적어도 일면에 배치된다. 코일부(300)는 바디(100)에 매설되어, 코일 부품의 특성을 발현한다. 예를 들면, 본 실시예의 코일 부품(1000)이 파워 인덕터로 활용되는 경우, 코일부(300)는 전기장을 자기장으로 저장하여 출력 전압을 유지함으로써 전자 기기의 전원을 안정시키는 역할을 할 수 있다.

코일부(300)는 지지기판(200)의 서로 마주하는 양면 중 적어도 하나에 형성되고, 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다. 코일부(300)는 바디(100)의 폭 방향(W)으로 서로 마주한 지지기판(200)의 일면과 타면에 배치된다.

코일부(300)는, 코일패턴(311, 312), 비아(321), 인출패턴(331, 332)을 포함한다. 구체적으로, 제1 코일패턴(311)과 제2 코일패턴(312) 각각은, 바디(100)의 코어(C)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한 평면 나선의 형태일 수 있다. 예로서, 도 1의 방향을 기준으로, 제1 코일패턴(311)은 지지기판(200)의 후면(後面)에서 코어(C)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성할 수 있다. 제2 코일패턴(312)은 지지기판(200)의 전면(前面)에서 코어(C)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다. 제1 인출패턴(331)은 지지기판(200)의 후면에 배치되어 제1 코일패턴(311)과 연결되고 바디(100)의 제1 면(101)으로 노출된다. 제2 인출패턴(332)은 지지기판(200)의 전면에 배치되어 제2 코일패턴(312)과 연결되고 바디(100)의 제2 면(102)으로 노출된다. 비아(321)는 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 최내측 단부를 서로 연결하도록 지지기판(200)을 관통한다. 이렇게 함으로써, 코일부(300)는 전체적으로 연결된 하나의 코일로서 기능한다.

코일패턴(311, 311), 비아(321) 및 인출패턴(331, 332) 중 적어도 하나는, 적어도 하나 이상의 도전층을 포함할 수 있다.

예로서, 제2 코일패턴(312), 비아(321) 및 제2 인출패턴(332) 지지기판(200)의 전면(前面, 도 1의 방향 기준)에 도금으로 형성할 경우, 제2 코일패턴(312), 비아(321) 및 제2 인출패턴(332) 각각은 시드층과 전해도금층을 포함할 수 있다. 시드층은 무전해도금법 또는 스퍼터링 등의 기상증착법으로 형성될 수 있다. 시드층 및 전해도금층 각각은 단층 구조일 수도 있고, 다층 구조일 수도 있다. 다층 구조의 전해도금층은 어느 하나의 전해도금층을 다른 하나의 전해도금층이 커버하는 컨포멀(conformal)한 막 구조로 형성될 수도 있고, 어느 하나의 전해도금층의 일면에만 다른 하나의 전해도금층이 적층된 형상으로 형성될 수도 있다. 제2 코일패턴(312)의 시드층, 비아(321)의 시드층 및 제2 인출패턴(332)의 시드층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 코일패턴(312)의 전해도금층, 비아(321)의 전해도금층 및 제2 인출패턴(332)의 전해도금층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

코일패턴(311, 311), 비아(321) 및 인출패턴(331) 각각은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 실시예의 경우, 코일부(300)가 실장면인 바디(100)의 제6 면(106)에 수직하게 배치되므로, 바디(100) 및 코일부(300)의 부피를 유지하면서도 실장 면적을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 동일한 면적의 실장 기판에 보다 많은 수의 전자 부품을 실장할 수 있다. 또한, 본 실시예의 경우, 코일부(300)가 실장면인 바디(100)의 제6 면(106)에 수직하게 배치되므로, 코일부(300)에 의해 유도되는 자속의 방향이 바디(100)의 제6 면(106)과 평행하게 배치된다. 이로 인해, 실장 기판의 실장면에 유도되는 노이즈가 상대적으로 감소할 수 있다.

절연막(IF)은 코일부(300)을 바디(100)로부터 절연시키기 위한 것으로, 패럴린 등의 공지의 절연 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 절연막(IF)은 기상증착 등의 방법으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 절연필름을 지지기판(200)의 양면에 적층함으로써 형성될 수도 있다.

외부전극(410, 420)은 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 인쇄회로기판 등에 실장될 때, 코일 부품(1000)을 인쇄회로기판 등과 전기적으로 연결시킨다. 예로서, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 바디(100)의 제6 면(106)이 인쇄회로기판의 상면을 향하도록 실장될 수 있는데, 바디(100)의 제6 면에 서로 이격 배치된 외부전극(410, 420)과 인쇄회로기판의 접속부가 전기적으로 연결될 수 있다.

외부전극(410, 420)은, 바디(100)의 제6 면(106)에 서로 이격 배치되어 인출패턴(331, 332)과 각각 연결된다. 구체적으로, 제1 외부전극(410)은, 바디(100)의 제6 면(106)에 배치된 제1 패드부(411), 제1 패드부(411)로부터 바디(100)의 제1 면(101)으로 연장된 제1 연장부(412), 및 제1 연장부(412)로부터 바디(100)의 제5 면(105)으로 연장된 제1 밴드부(413)를 포함한다. 제1 연장부(412)는 바디(100)의 제1 면(101)으로 노출된 제1 인출패턴(331)과 접촉 연결된다. 제2 외부전극(420)은, 바디(100)의 제6 면(106)에 배치된 제2 패드부(421), 제2 패드부(421)로부터 바디(100)의 제2 면(102)으로 연장된 제2 연장부(422), 및 제2 연장부(422)로부터 바디(100)의 제5 면(105)으로 연장된 제2 밴드부(423)를 포함한다. 제2 연장부(422)는 바디(100)의 제2 면(102)으로 노출된 제2 인출패턴(331)과 접촉 연결된다. 즉, 제1 및 제2 외부전극(410, 411) 각각은 전체적으로 ㄷ자 형태로 형성된다. 예로서, 패드부(411, 421) 및 밴드부(413, 423) 각각의 두께는 20㎛일 수 있고, 연장부(412, 422)의 두께는 30㎛일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 여기서, 패드부(411, 421) 및 밴드부(413, 423)의 두께라 함은, 두께 방향(T)을 따른 패드부(411, 421) 및 밴드부(413, 423)의 길이(dimension)를 의미할 수 있고, 연장부(412, 422)의 두께라 함은, 폭 방향(W)을 따른 연장부(412, 422)의 길이(dimension)를 의미할 수 있다.

외부전극(410, 420)은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

외부전극(410, 420) 각각은 복수 층의 구조로 형성될 수 있다. 예로서, 외부전극(410, 420) 각각은 바디(100)에 배치된 제1 금속층, 제1 금속층에 배치된 제2 금속층 및 제2 금속층에 배치된 제3 금속층을 포함할 수 있다. 제1 금속층은 스퍼터링 등의 기상증착, 전해도금, 또는 페이스트 도포법으로 형성될 수 있다. 페이스트 도포법의 경우, 구리(Cu) 및/또는 은(Ag) 등의 도전성 분말과 열경화성 수지를 포함하는 도전성 페이스트를 바디(100)의 표면에 도포하고 이를 경화함을 의미한다. 제2 및 제3 금속층 각각은 전해도금으로 형성될 수 있다. 제한되지 않는 일 예로서, 제1 금속층은 구리 도금층이고, 제2 금속층은 니켈 도금층이고, 제3 금속층은 주석 도금층일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.

이렇게 함으로써, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은, 바디(100)의 상면 및 하면에서의 도금 번짐을 방지하여, 외부전극(410, 420) 도금 형성 시 외부전극(410, 420) 간의 단락(short-circuit)을 방지할 수 있다. 또한, 부품 전체의 두께를 낮추기 위해 액티브부(110)의 상면과 코일부(300) 간의 거리를 최소로 하면서도 액티브부(110)의 상면 상에 제1 커버층(121)을 추가함으로써, 부품의 두께 방향(T) 마진을 확보할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5는 도 4의 III-III'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 도 6은 도 4의 IV-IV'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 한편, 도 5의 경우, 도 4의 III-III'선을 따른 단면을 기준으로 하되, 설명의 편의를 위해 코일 부품의 내부 구조를 도시하고 있다.

도 1 내지 도 3과, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 코일 부품(2000)은, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)과 비교할 때 제1 및 제2 커버부(121, 122) 및 외부전극(410, 420)이 상이하다. 따라서, 본 실시예를 설명함에 있어서 본 발명의 일 실시예서와 상이한 제1 및 제2 커버부(121, 122) 및 외부전극(410, 420)에 대해서만 설명하기로 한다. 본 실시예의 나머지 구성은 본 발명의 일 실시예에서의 설명이 그대로 적용될 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 코일 부품(2000)에 적용되는 제1 및 제2 커버부(121, 122)는, 액티브부(110)의 상면 및 하면 각각의 길이 방향(L) 중 일부에만 배치된다. 구체적으로, 제1 커버부(121)는 액티브부(110)의 상면을 폭 방향(W)의 전체를 커버하되, 액티브부(110)의 상면을 길이 방향(L)의 중앙부에만 배치되어 액티브부(110)의 상면의 길이 방향(L)의 양 단부를 커버하지 않는다. 제2 커버부(122)는 액티브부(110)의 하면의 폭 방향(W) 전체를 커버하되, 액티브부(110)의 하면의 길이 방향(L)의 중앙부에만 배치되어 액티브부(110)의 하면의 길이 방향(L)의 양 단부를 커버하지 않는다. 이러한 결과, 외부전극(410, 420)의 패드부(411, 421) 및 밴드부(412, 422) 각각은, 액티브부(110)의 하면 및 상면에 각각 접촉하게 된다. 즉, 제1 커버부(121)는 액티브부(110)의 상면 중 밴드부(413, 423) 간의 이격된 공간 만을 커버하며, 제2 커버부(122)는 액티브부(110)의 하면 중 패드부(411, 421) 간의 이격된 공간 만을 커버한다. 본 실시예의 경우, 제1 및 제2 커버부(121, 122)가 액티브부(110)의 상면과 하면 중 일부 영역에만 배치되므로, 부품 전체의 두께를 감소시킬 수 있다. 또한, 제1 및 제2 커버부(121, 122)가 밴드부(413, 423) 간의 이격 공간 및 패드부(411, 421) 간의 이격 공간에 배치되므로, 외부전극(410, 420) 도금 형성 시 외부전극(410, 420) 간의 단락(short-circuit)을 방지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8은 도 7의 V-V'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 도 9는 도 7의 VI-VI'선을 따른 단면을 나타내는 도면. 한편, 도 8의 경우, 도 7의 V-V'선을 따른 단면을 기준으로 하되, 설명의 편의를 위해 코일 부품의 내부 구조를 도시하고 있다.

도 1 내지 도 3과, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 코일 부품(3000)은, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품(1000)과 비교할 때 코일부(300)의 인출패턴(331, 332)이 상이하다. 따라서, 본 실시예를 설명함에 있어서 본 발명의 일 실시예서와 상이한 인출패턴(331, 332)에 대해서만 설명하기로 한다. 본 실시예의 나머지 구성은 본 발명의 일 실시예에서의 설명이 그대로 적용될 수 있다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 코일 부품(3000)에 적용되는 코일부(300)는 인출패턴(331, 332)이 액티브부(110)의 하면으로 노출된다. 구체적으로, 제1 인출패턴(331)과 제2 인출패턴(332)은 액티브부(110)의 하면에 서로 이격된 형태로 노출되며, 바디(100)의 다른 표면으로 노출되지 않는다. 이로 인해, 본 실시예에 따른 코일 부품(3000)은 부품의 하면전극 구조를 용이하게 구현할 수 있다.

본 실시예의 경우, 외부전극(410, 420)은, 예시적으로, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 전체적으로 L 형태로 형성된다. 구체적으로, 제1 외부전극(410)은, 액티브부(110)의 하면에 배치된 제1 패드부(411)와, 제1 패드부(411)로부터 바디(100)의 제1 면으로 연장된 제1 연장부(412)를 가진다. 제2 외부전극(420)은, 액티브부(110)의 하면에 배치된 제1 패드부(411)와, 제1 패드부(411)로부터 바디(100)의 제1 면으로 연장된 제1 연장부(412)를 가진다. 다만, 도 7 내지 도 9에 도시된 외부전극(410, 420)의 형상은 예시적인 것에 불과하므로, 본 실시예의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.

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.

100: 바디
200: 지지기판
300: 코일부
311, 312: 코일패턴
321: 비아
331, 332: 인출패턴
410, 420: 외부전극
411, 421: 패드부
412, 422: 연장부
413, 423: 밴드부
C: 코어
P1, P2, P3, P4: 금속자성분말
R1, R2, R3: 절연수지
IF: 절연막
1000, 2000, 3000: 코일 부품

Claims

제3 방향으로 서로 마주한 제5 면과 제6 면을 가지는 바디;
상기 바디 내에 배치되고, 일면이 상기 바디의 제6 면에 수직한 지지기판;
상기 지지기판의 적어도 일면에 배치된 코일부; 및
상기 바디의 제6 면에 서로 이격 배치되고, 각각 상기 코일부와 연결된 제1 및 제2 외부전극; 을 포함하고,
상기 바디는, 상기 코일부를 커버하는 액티브부와, 상기 제3 방향으로 마주한 상기 액티브부의 상면 및 하면에 각각 배치된 제1 및 제2 커버부를 포함하고,
상기 액티브부는, 제1 금속자성분말, 상기 제1 금속자성분말의 입경보다 작은 입경의 제2 금속자성분말, 및 제1 절연수지를 포함하고,
상기 제1 및 제2 커버부 각각은, 상기 제1 금속자성분말의 입경보다 작은 입경의 제3 금속자성분말 및 제2 절연수지를 포함하며,
상기 바디는,
상기 제1 금속자성분말의 입경보다 작은 입경의 제4 금속자성분말 및 제3 절연수지를 포함하고, 제2 방향으로 마주한 상기 액티브부의 양 측면 각각에 배치된 제3 및 제4 커버부를 더 포함하는,
코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 액티브부의 상면과 하면 각각에는, 상기 제1 금속자성분말 중 적어도 일부가 절단되어 노출된,
코일 부품.
제2항에 있어서,
상기 제2 금속자성분말의 입경과 상기 제3 금속자성분말의 입경은 서로 동일한,
코일 부품.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제4 금속자성분말의 입경과 상기 제3 금속자성분말의 입경은 동일한,
코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 커버부는,
상기 액티브부의 상면 및 하면 각각으로부터 연장되어 상기 제3 방향으로 마주한 상기 제3 및 제4 커버부의 상면 및 하면 각각의 적어도 일부를 커버하는,
코일 부품.
제6항에 있어서,
상기 액티브부의 상면과 상기 제3 및 제4 커버부 각각의 상면은 서로 공면(coplanar)을 이루는,
코일 부품.
제6항에 있어서,
상기 바디는, 제1 방향으로 서로 마주한 제1 면과 제2 면을 더 가지고,
상기 제1 및 제2 외부전극 각각은, 상기 액티브부의 하면 상에 서로 이격 배치된 패드부, 상기 패드부로부터 상기 바디의 제1 면과 제2 면으로 연장된 연장부, 및 상기 액티브부의 상면 상에 서로 이격 배치된 밴드부를 포함하는,
코일 부품.
제8항에 있어서,
상기 제1 및 제2 커버부는 상기 액티브부의 상면 및 하면 전체를 커버하고,
상기 밴드부 및 상기 패드부 각각은 상기 제1 및 제2 커버부 상에 배치된,
코일 부품.
제8항에 있어서,
상기 밴드부 및 상기 패드부 각각은 상기 액티브부의 상면 및 하면 각각과 접하고,
상기 제1 및 제2 커버부는, 상기 액티브부의 하면 중 상기 패드부 사이의 이격 공간과, 상기 액티브부의 상면 중 상기 밴드부 사이의 이격 공간에 배치된,
코일 부품.
제6항에 있어서,
상기 바디는, 제1 방향으로 서로 마주한 제1 면과 제2 면을 더 가지고,
상기 제1 및 제2 외부전극 각각은, 상기 액티브부의 하면 상에 서로 이격 배치된 패드부, 및 상기 패드부로부터 상기 바디의 제1 면과 제2 면으로 연장된 연장부를 포함하고,
상기 패드부는 상기 액티브부의 하면과 접촉하고,
상기 제2 커버부는 상기 액티브부의 하면 중 상기 패드부 사이의 이격 공간에 배치되고,
상기 제1 커버부는 상기 액티브부의 상면 전체를 커버하고,
상기 연장부는 상기 제1 커버부의 측면에 접촉하고, 상기 제1 커버부의 상면 상으로 연장되지 않는,
코일 부품.
제6 면을 가지는 바디;
상기 바디 내에 배치되고, 일면이 상기 제6 면과 수직하는 지지기판; 및
상기 지지기판의 적어도 일면에 배치된 코일부를 포함하고,
상기 바디는, 상기 코일부를 커버하는 액티브부와, 상기 액티브부의 상면, 하면, 일측면, 타측면 각각에 배치된 제1 내지 제4 커버부를 포함하고,
상기 액티브부 및 제1 내지 제4 커버부 각각은, 금속자성분말 및 절연수지를 포함하고,
상기 액티브부의 상기 금속자성분말의 충전율은, 상기 제1 내지 제4 커버부 각각의 상기 금속자성분말의 충전율보다 큰,
코일 부품.
제12항에 있어서,
상기 액티브부의 상면에 배치된 제1 커버부, 및 상기 액티브부의 하면에 배치된 제2 커버부 각각은, 상기 액티브부의 상면 및 하면과 경계를 형성하고,
상기 경계면에는 상기 금속자성분말의 적어도 일부가 절단되어 노출된,
코일 부품.