KR20220015602A - 코일 부품 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 따른 코일 부품은, 코어를 포함하는 바디, 상기 바디 내에 배치되고, 중앙부에 상기 코어가 배치된 코일부, 각각 상기 코일부와 연결된 제1 및 제2 외부전극, 상기 제1 및 제2 외부전극 각각과 이격된 제3 외부전극, 및 상기 바디의 표면과 상기 코어 사이에서 상기 코일부와 교차하도록 배치되고, 양 단부 각각이 상기 제3 외부전극과 연결된 노이즈제거부를 포함한다.
Description
본 발명은 코일 부품에 관한 것이다.
코일 부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항(Resistor) 및 커패시터(Capacitor)와 더불어 전자기기에 이용되는 대표적인 수동 전자부품이다.
전자기기가 점차 고성능화되고 작아짐에 따라 전자기기에 이용되는 전자부품은, 그 수가 증가하고 소형화되고 있으며, 작동 주파수가 증가하고 있다.
이러한 이유로, 코일 부품의 고주파 노이즈로 인한 문제가 발생할 가능성이 증가하고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 고주파 노이즈를 용이하게 제거할 수 있는 코일 부품을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 코어를 포함하는 바디, 상기 바디 내에 배치되고, 중앙부에 상기 코어가 배치된 코일부, 각각 상기 코일부와 연결된 제1 및 제2 외부전극, 상기 제1 및 제2 외부전극 각각과 이격된 제3 외부전극, 및 상기 바디의 표면과 상기 코어 사이에서 상기 코일부와 교차하도록 배치되고, 양 단부 각각이 상기 제3 외부전극과 연결된 노이즈제거부를 포함하는 코일 부품이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 용이하게 고주파 노이즈를 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 3은 종래의 코일 부품의 신호 전달특성(S-parameter)을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 코일 부품의 신호 전달특성(S-parameter)을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 2에 대응되는 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 2에 대응되는 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시예의 제3 변형예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 2에 대응되는 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면.
도 3은 종래의 코일 부품의 신호 전달특성(S-parameter)을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 코일 부품의 신호 전달특성(S-parameter)을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 2에 대응되는 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 2에 대응되는 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시예의 제3 변형예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 2에 대응되는 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 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 바디의 길이 방향, W 방향은 제2 방향 또는 바디의 폭 방향, T 방향은 제3 방향 또는 바디의 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.
(제1 실시예 및 변형예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 I-I'선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 도 3은 종래의 코일 부품의 신호 전달특성(S-parameter)을 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 코일 부품의 신호 전달특성(S-parameter)을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 코일 부품(1000)은 바디(100), 지지기판(200), 코일부(300), 노이즈제거부(400), 절연층(510, 520) 및 제1 내지 제3 외부전극(610, 620, 630)을 포함한다.
바디(100)는 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 외관을 이루고, 내부에 코일부(300)를 매설한다.
바디(100)는, 전체적으로 육면체의 형상으로 형성될 수 있다.
바디(100)는, 도 1을 기준으로, 바디(100)의 길이 방향(L)으로 서로 마주보는 제1 면(101)과 제2 면(102), 바디(100)의 폭 방향(W)으로 서로 마주보는 제3 면(103)과 제4 면(104), 바디(100)의 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 일면과 타면은 각각 바디(100)의 제6 면(106)과 제5 면(105)을 의미할 수 있다.
바디(100)는, 예시적으로, 후술할 제1 내지 제3 외부전극(610, 620, 630)이 형성된 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 2.0mm의 길이, 1.2mm의 폭 및 0.65mm의 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 코일부품(1000)의 길이, 폭 및 두께는 각각 마이크로 미터 측정법으로 측정될 수 있다. 마이크로 미터 측정법은, Gage R&R (Repeatability and Reproducibility)된 마이크로 미터(기구)로 영점을 설정하고, 마이크로 미터의 팁 사이에 코일 부품(1000)을 삽입하고, 마이크로 미터의 측정 레버(lever)를 돌려서 측정할 수 있다. 이는, 코일 부품(1000)의 폭 및 두께에도 동일하게 적용될 수 있다.
또는, 상술한 코일부품(1000)의 길이, 폭 및 두께는 각각 단면 분석법으로 측정될 수 있다. 예로서, 단면 분석법에 의한 코일부품(1000)의 길이는, 바디(100)의 폭 방향(W) 중앙부에서의 바디(100)의 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 길이 방향(L)으로 마주한 2개의 최외측 경계선을 연결하고 바디(100)의 길이 방향(L)과 평행한 복수의 선분의 길이 중 최대값을 의미하는 것일 수 있다. 또는, 코일 부품(1000)의 길이는, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 길이 방향(L)으로 마주한 2개의 최외측 경계선을 연결하고 바디(100)의 길이 방향(L)과 평행한 복수의 선분의 길이 중 최소값을 의미하는 것일 수 있다. 또는, 코일 부품(1000)의 길이는, 상기 단면 사진에 도시된 코일 부품(1000)의 길이 방향(L)으로 마주한 2개의 최외측 경계선을 연결하고 바디(100)의 길이 방향(L)과 평행한 복수의 선분 중 적어도 3개 이상의 산술 평균값을 의미하는 것일 수 있다. 전술한 설명은, 코일 부품(1000)의 폭 및 두께에도 동일하게 적용될 수 있다.
바디(100)는, 자성 물질과 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 바디(100)는 수지 및 수지에 분산된 자성 물질을 포함하는 자성 복합 시트를 하나 이상 적층하여 형성될 수 있다. 다만, 바디(100)는 자성 물질이 수지에 분산된 구조 외에 다른 구조를 가질 수도 있다. 예컨대, 바디(100)는 페라이트와 같은 자성 물질로 이루어질 수도 있다.
자성 물질은 페라이트 또는 금속 자성 분말일 수 있다.
페라이트는, 예로서, Mg-Zn계, Mn-Zn계, Mn-Mg계, Cu-Zn계, Mg-Mn-Sr계, Ni-Zn계 등의 스피넬형 페라이트, Ba-Zn계, Ba-Mg계, Ba-Ni계, Ba-Co계, Ba-Ni-Co계 등의 육방정형 페라이트류, Y계 등의 가닛형 페라이트 및 Li계 페라이트 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
금속 자성 분말은, 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, 금속 자성 분말은, 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.
금속 자성 분말은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 예를 들어, 금속 자성 분말은 Fe-Si-B-Cr계 비정질 합금 분말일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
금속 자성 분말은 각각 평균 직경이 약 0.1㎛ 내지 30㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 여기서 평균 직경이란, D50 또는 D90으로 표현되는 입도 분포를 의미하는 것일 수 있다.
바디(100)는, 수지에 분산된 2 종류 이상의 자성 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 자성 물질이 상이한 종류라고 함은, 수지에 분산된 자성 물질이 평균 직경, 조성, 결정성 및 형상 중 적어도 하나로 서로 구별됨을 의미한다.
수지는 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) 각각의 중앙부를 관통하는 코어(110)를 포함한다. 코어(110)는 자성 복합 시트가 코일부(300)의 관통홀을 충전함으로써 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
지지기판(200)은 바디(100)에 매설된다. 지지기판(200)은 후술할 코일부(300)를 지지한다.
지지기판(200)은, 에폭시 수지와 같은 열경화성 절연수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 절연수지 또는 감광성 절연수지를 포함하는 절연자재로 형성되거나, 이러한 절연수지와, 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재를 포함하는 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 전체 두께를 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 바디(100) 내에 배치되고, 코일 부품의 특성을 발현한다. 예를 들면, 본 실시예의 코일 부품(1000)이 파워 인덕터로 활용되는 경우, 코일부(300)는 후술할 제1 및 제2 외부전극(610, 620)에 각각 연결되어, 전기장을 자기장으로 저장하여 출력 전압을 유지함으로써 전자 기기의 전원을 안정시키는 역할을 할 수 있다.
코일부(300)의 양 단부는 바디(100)의 표면에 서로 이격되게 노출된다. 구체적으로, 본 실시예에 적용되는 코일부(300)는, 바디(100)의 두께 방향(T)으로 서로 마주한 지지기판(200)의 양면에 각각 형성된 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 및, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)을 서로 연결하도록 지지기판(200)을 관통하는 비아(320)를 포함하는데, 제1 코일패턴(311)의 외측 단부는 바디(100)의 제1 면(101)으로 노출되어 후술할 제1 외부전극(610)과 접촉 연결될 수 있고, 제2 코일패턴(312)의 외측 단부는 바디(100)의 제2 면(102)으로 노출되어 후술할 제2 외부전극(620)과 접촉 연결될 수 있다. 비아(320)는 지지기판(200)을 관통하여 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 내측 단부를 연결한다.
제1 코일패턴(311)과 제2 코일패턴(312) 각각은, 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한 평면 나선의 형태일 수 있다. 예로서, 도 1 및 도 2의 방향을 기준으로, 제1 코일패턴(311)은 지지기판(200)의 하면에서 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성할 수 있고, 제2 코일패턴(312)은 지지기판(200)의 상면에서 코어(110)를 축으로 적어도 하나의 턴(turn)을 형성한다.
코일패턴(311, 312) 및 비아(320) 중 적어도 하나는, 적어도 하나 이상의 도전층을 포함할 수 있다. 예로서, 제2 코일패턴(312) 및 비아(320)를 지지기판(200)의 타면 측에 도금으로 형성할 경우, 제2 코일패턴(312) 및 비아(320)는 각각 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 및 비아(320)의 시드층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 코일패턴(312)의 전해도금층 및 비아(320)의 전해도금층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
코일패턴(311, 312)은, 예로서, 도 1 및 도 2의 방향을 기준으로, 지지기판(200)의 하면 및 상면으로부터 각각 돌출되게 형성될 수 있다. 다른 예로서, 도 1 및 도 2의 방향을 기준으로, 제1 코일패턴(311)은 지지기판(200)의 하면에 돌출되게 형성되고, 제2 코일패턴(312)은 지지기판(200)의 상면에 매립되되 상면이 지지기판(200)의 상면으로 노출될 수 있다. 이 경우, 제2 코일패턴(312)의 상면에는 오목부가 형성되어, 지지기판(200)의 상면과 제2 코일패턴(312)의 상면은 동일한 평면 상에 위치하지 않을 수 있다. 또 다른 예로서, 도 1 및 도 2의 방향을 기준으로, 제2 코일패턴(312)은 지지기판(200)의 상면에 돌출되게 형성되고, 제1 코일패턴(311)은 지지기판(200)의 하면에 매립되되, 하면이 지지기판(200)의 하면으로 노출될 수 있다. 이 경우, 제1 코일패턴(311)의 하면에는 오목부가 형성되어, 지지기판(200)의 하면과 제1 코일패턴(311)의 하면은 동일한 평면 상에 위치하지 않을 수 있다. 또 다른 예로서, 도 1 및 도 2의 방향을 기준으로, 지지기판(200)의 하면 측에 배치된 제1 코일패턴(311) 및 제1 인출부(331)와, 지지기판(200)의 상면 측에 배치된 제2 코일패턴(312) 및 제2 인출부(332)를 서로 별개로 형성한 후 지지기판(200)에 일괄적으로 적층하여 코일부(300)를 형성할 경우, 비아(320)는 고융점금속층과 고융점금속층의 용융점보다 낮은 용융점을 가지는 저융점금속층을 포함할 수 있다. 여기서, 저융점금속층은 납(Pb) 및/또는 주석(Sn)을 포함하는 솔더로 형성될 수 있다. 저융점금속층은 일괄적층 시의 압력 및 온도로 인해 적어도 일부가 용융될 수 있다. 이로 인해, 저융점금속층과 제2 코일패턴(312) 간의 경계와, 저융점금속층과 고융점금속층 간의 경계 중 적어도 일부에는 금속간화합물층(Inter Metallic Compound Layer, IMC Layer)이 형성될 수 있다.
코일패턴(311, 312) 및 비아(320) 각각은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
내부절연층(510)은 코일부(300)와 바디(100) 사이에 배치되어, 코일부(300)와 바디(100) 간의 전기적 단락(short-circuit)을 방지한다. 내부절연층(510)은 지지기판(200)의 양면에 각각 배치되어 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)을 커버할 수 있다. 또한, 내부절연층(510)은 코일부(300)와 후술할 노이즈제거부(400) 사이에 배치되어, 코일부(300)와 노이즈제거부(400) 간의 전기적 단락(short-circuit)을 방지한다. 구체적으로 본 실시예에 따른 내부절연층(510)은, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 인접한 턴과 턴 사이, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 최내측 턴과 후술할 노이즈제거부(400)의 제1 및 제2 수직패턴(411, 412) 각각 사이, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 최외측 턴의 외측 측면 및, 상기 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 상면을 커버한다.
내부절연층(510)은, 코일부(300)와 후술할 노이즈제거부(400)의 제1 및 제2 수직패턴(411, 412)이 형성된 지지기판(200)의 양면에 절연필름을 각각 적층함으로써 형성될 수 있다. 절연 필름은, ABF(Ajinomoto Build-up Film) 또는 프리프레그(prepreg) 등의 통상의 비감광성 절연필름이거나, 드라이필름(dry-film) 또는 PID와 같은 감광성 절연필름일 수 있다. 또는, 내부절연층(510)은, 절연 페이스트를 지지기판(200)의 양면에 도포한 후 경화된 것일 수 있다. 또는, 내부절연층(510)은 지지기판(200)의 양면에 페릴렌 등의 절연물질을 기상 증착법으로 형성한 것일 수 있다.
상부절연층(520)은, 후술할 노이즈제거부(400)의 수평패턴(421, 422)과 바디(100) 사이에 배치되어 수평패턴(421, 422)을 커버하고, 수평패턴(421, 422)과 바디(100) 간의 전기적 단락(short-circuit)을 방지한다.
상부절연층(520)의 측면은, 코어(110)와 인접한 지지기판(200)의 측면과 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 본 실시예의 경우, 상부절연층(520)은 지지기판(200)을 코일부(300)의 형상에 대응되는 형태로 가공하는 트리밍 공정을 수행하기 전에 지지기판(200)에 형성될 수 있다. 따라서, 상부절연층(520)의 형상은 지지기판(200)의 형상과 대응되는 형상일 수 있고, 상부절연층(520)의 측면은 코어(110)와 인접한 지지기판(200)의 측면과 동일한 레벨에 위치할 수 있다.
상부절연층(520)은, 후술할 노이즈제거부(400)의 수평패턴(421, 422)이 형성된 지지기판(200)의 양면에 절연필름을 각각 적층함으로써 형성될 수 있다. 절연 필름은, ABF(Ajinomoto Build-up Film) 또는 프리프레그(prepreg) 등의 통상의 비감광성 절연필름이거나, 드라이필름(dry-film) 또는 PID와 같은 감광성 절연필름일 수 있다. 또는, 상부절연층(520)은, 절연 페이스트를 지지기판(200)의 양면에 도포한 후 경화된 것일 수 있다. 또는, 상부절연층(520)은 지지기판(200)의 양면에 페릴렌 등의 절연물질을 기상 증착법으로 형성한 것일 수 있다.
제1 및 제2 외부전극(610, 620) 각각은, 코일부(300)와 연결된다. 본 실시예의 경우, 제1 외부전극(610)은 바디(100)의 제1 면(101)에 배치되어 바디(100)의 제1 면(101)으로 노출된 제1 코일패턴(311)의 외측 단부와 접촉 연결되고, 바디(100)의 제6 면(106)의 일부 상으로 연장된다. 제2 외부전극(620)은 바디(100)의 제2 면(102)에 배치되어 바디(100)의 제2 면(102)으로 노출된 제2 코일패턴(312)의 외측 단부와 접촉 연결되고, 바디(100)의 제6 면(106) 의 일부 상으로 연장된다. 바디(100)의 제6 면(106)에서 제1 및 제2 외부전극(610, 620)은 서로 이격되게 배치된다. 제1 및 제2 외부전극(610, 620)은, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 실장 기판 등에 실장될 경우 실장 기판과 본 실시예에 따른 코일 부품(1000) 간의 신호 전달 경로일 수 있다.
제3 외부전극(630)은, 바디(100)의 표면에 제1 및 제2 외부전극(610, 620)과 이격되게 배치된다. 제3 외부전극(630)은 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 실장 기판 등에 실장될 경우 실장 기판의 그라운드와 연결되거나, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)이 전자부품 패키지 내에 패키징될 경우 전자부품 패키지의 그라운드와 연결될 수 있다. 이러한 제3 외부전극(630)은 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 그라운드 전극일 수 있다. 본 실시예의 경우, 제3 외부전극(630)은 제3, 제4 및 제6 면 (103, 104, 106)에 연속적으로 형성된 U자 형상을 가질 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 제3 외부전극(630)은 후술할 노이즈제거부(400)의 양 단부와 연결된다.
제1 내지 제3 외부전극(610, 620, 630) 각각은, 도전성 수지층 및 전해도금층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도전성 수지층은 도전성 페이스트를 바디(100)의 표면에 인쇄하고, 도전성 페이스트를 경화하여 형성될 수 있으며, 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 은(Ag)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 도전성 금속과 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 전해도금층은 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 주석(Sn)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
노이즈제거부(400)는 바디(100)의 표면과 코어(110) 사이에서 코일부(300)와 교차하도록 배치되고, 양 단부 각각이 제3 외부전극(630)과 연결된다. 즉, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 적용되는 노이즈제거부(400)는, 바디(100)의 제3 면(103)과 코어(110) 사이에서 코일부(300)의 모든 턴(turn)과 교차하며, 제3 외부전극(630)과 함께 코일부(300)를 둘러싸는 폐루프(closed-loop)를 형성한다. 노이즈제거부(400)는, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)으로 전달되는 고주파 노이즈 및/또는 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)에서 발생하는 고주파 노이즈를 제거할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
노이즈제거부(400)는, 지지기판(200)의 일면과 타면에 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 최내측 턴보다 코어(110)에 가깝게 배치된 제1 및 제2 수직패턴(411, 412), 제1 코일패턴(311)과 교차하고 제1 수직패턴(411) 및 제3 외부전극(630) 각각과 연결된 제1 수평패턴(421), 제2 코일패턴(312)과 교차하고 제2 수직패턴(412) 및 제3 외부전극(630) 각각과 연결된 제2 수평패턴(422), 제1 및 제2 수직패턴(411, 412)을 서로 연결하도록 지지기판(200)을 관통하는 제1 연결비아(431), 내부절연층(510)을 관통하여 제1 수평패턴(421)과 제1 수직패턴(411)을 연결하는 제2 연결비아(432), 및 내부절연층(510)을 관통하여 제2 수평패턴(422)과 제2 수직패턴(412)을 연결하는 제3 연결비아(433)을 포함한다. 이렇게 함으로써, 노이즈제거부(400)는 코일부(300)의 모든 턴(turn)과 교차하며, 제3 외부전극(630)과 함께 코일부(300)를 둘러싸는 폐루프(closed-loop)를 형성할 수 있다.
제1 연결비아(431)는 코일부(300)의 비아(320)와 동일한 공정에서 함께 형성될 수 있다. 제1 및 제2 수직패턴(411, 412)은 코일부(300)의 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)과 동일한 공정에서 함께 형성될 수 있다. 제2 연결비아(432)는 내부절연층(510)에 제1 수직패턴(411)의 상면을 노출하는 개구를 형성한 후 개구를 도전성 물질로 충전함으로써 형성될 수 있다. 제3 연결비아(433)는 내부절연층(510)에 제2 수직패턴(412)의 상면을 노출하는 개구를 형성한 후 개구를 도전성 물질로 충전함으로써 형성될 수 있다. 제1 수평패턴(421) 및 제2 수평패턴(422)은 내부절연층(510) 상에 선택적으로 도전성 물질을 형성하거나, 내부절연층(510)에 도전성 막을 형성한 후 이를 선택적으로 제거함으로써 형성될 수 있다.
수직패턴(411, 412), 수평패턴(421, 422) 및 연결비아(431, 432, 433) 중 적어도 하나는, 적어도 하나 이상의 도전층을 포함할 수 있다. 예로서, 제2 수평패턴(422) 및 제3 연결비아(432)를 도금으로 형성할 경우, 제2 수평패턴(422) 및 제3 연결비아(432)는 각각 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 수평패턴(422)의 시드층 및 제3 연결비아(432)의 시드층은 일체로 형성되어 상호 간에 경계가 형성되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
수직패턴(411, 412), 수평패턴(421, 422) 및 연결비아(431, 432, 433) 각각은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은, 본 실시예에 적용되는 노이즈제거부(400)가 형성되어 있지 않은 종래의 코일 부품의 신호 전달특성(S-parameter)을 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 코일 부품의 신호 전달특성(S-parameter)을 나타내는 도면이다. 한편, 도 3 및 도 4 각각에서 실선은 입력 반사계수 즉 S11을 나타내고, 점선은 입력단으로부터 출력단으로의 투과계수 즉 S21을 나타낸다.
하기의 표 1은, 도 3 및 도 4 각각에서 주파수별(600㎒, 900㎒) S21을 정리한 것이다.
| S21 at 600㎒ (dB) | S21 at 900㎒ (dB) | |
| 비교예 | -3.59 | -2.2 |
| 실시예 | -11.54 | -10.54 |
본 실시예와 달리 부품 내에 노이즈제거부(400)가 형성되어 있지 않은, 종래의 코일 부품은, 직류부터 비교적 저주파수의 신호는 잘 통과시키나, 공진주파수(Self Resonance Frequency, SRF) 이상의 주파수에서는 노이즈 제거 효과가 급격히 저하된다. 이와 달리, 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은, 종래의 코일 부품과 같이, 직류로부터 비교적 저주파수의 신호를 잘 통과시키면서도, 그 이상의 불필요한 고주파의 노이즈는 종래의 코일 부품과 비교할 때 효과적으로 저지함을 알 수 있다. 본 실시예의 경우, 노이즈제거부(400)와 제3 외부전극(630)이 코일부(300)를 둘러싸는 폐루프(closed-loop)를 형성해 코일부(300)와 inductively coupled되므로, 상대적으로 용이하게 고주파 노이즈를 제거할 수 있다.
한편, 여기서 고주파 노이즈라고 함은, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)의 설계 시 작동 주파수로 설정한 주파수 범위의 상한을 초과하는 주파수의 신호를 의미할 수 있다. 제한되지 않는 예로서, 본 실시예에서 고주파 노이즈란 600㎒ 이상의 신호를 의미할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 2에 대응되는 도면이다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 2에 대응되는 도면이다. 도 7은 본 발명의 제1 실시예의 제3 변형예를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 2에 대응되는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 제1 변형예에 따른 코일 부품(1000A)의 경우, 상부절연층(520)이 내부절연층(510) 및 지지기판(200) 각각과 코어(110) 사이, 및 내부절연층(510) 및 지지기판(200) 각각과 바디(100)의 제3 및 제4 면(103, 14) 각각 사이에 배치된다. 즉, 상부절연층(520)은 내부절연층(510)의 모든 측면과 형성된 지지기판(200)의 모든 측면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 본 변형예의 경우, 상부절연층(520)은, 지지기판(200)에 코일부(300), 내부절연층(510) 및 노이즈제거부(400)를 형성하고, 지지기판(200) 및 내부절연층(510)을 레이저 등으로 코일부(300)의 형상에 대응되는 형태로 가공한 후 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 제2 변형예에 따른 코일 부품(1000B)의 경우, 내부절연층(510)은 제1 내부절연층(511)과 제2 내부절연층(512)을 포함한다. 제1 내부절연층(511)은 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 인접한 턴과 턴 사이, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 최내측 턴과 제1 및 제2 수직패턴(411, 412) 각각 사이, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 최외측 턴의 외측 측면을 커버한다. 제2 내부절연층(512)은, 제1 내부절연층(511), 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)과, 제1 및 제2 수직패턴(411, 412) 각각 상에 배치되어 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 상면과 제1 및 제2 수직패턴(411, 412) 각각의 상면을 커버한다. 본 변형예의 경우, 제1 내부절연층(511)은 코일패턴(311, 312) 및 수직패턴(411, 412)을 도금으로 형성함에 있어 도금레지스트로 이용된 것일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 도 6에는 제1 및 제2 코일패턴(311, 312) 각각의 상면, 제1 및 제2 수직패턴(411, 412) 각각의 상면 및 제1 내부절연층(511)의 상면이 동일한 레벨에 위치함을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다. 즉, 도 6에 도시된 것과 달리, 제1 및 제2 코일패턴(311, 312)과 제1 및 제2 수직패턴(411, 412) 각각의 상면은 제1 내부절연층(511)의 상면보다 상대적으로 낮은 레벨에 위치할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 제3 변형예에 따른 코일 부품(1000C)의 경우, 상부절연층(520)이 내부절연층(510) 및 지지기판(200) 각각과 코어(110) 사이, 및 내부절연층(510) 및 지지기판(200) 각각과 바디(100)의 제3 및 제4 면(103, 104) 각각 사이에 배치된다. 즉, 상부절연층(520)은 내부절연층(510)의 모든 측면과 형성된 지지기판(200)의 모든 측면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 본 변형예의 경우, 상부절연층(520)은, 지지기판(200)에 코일부(300), 내부절연층(510) 및 노이즈제거부(400)를 형성하고, 지지기판(200) 및 내부절연층(510)을 레이저 등으로 코일부(300)의 형상에 대응되는 형태로 가공한 후 형성될 수 있다.
한편, 이상에서는, 제1 및 제2 외부전극(610, 620) 각각이 L형태인 것을 전제로 설명하였으나, 본 실시예의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제1 및 제2 외부전극(610, 620)은 바디(100)의 제6 면(106)에 서로 이격되게 배치되기만 한다면 그 형상에 제한은 없다. 예로서, 제1 외부전극(610)은, 바디(100)의 제6 면(106)에만 배치된 형태, 바디(100)의 제1 면(101)에 배치되어 바디(100)의 제5 및 제6 면(105, 106) 각각의 적어도 일부로 연장된 형태, 및 바디(100)의 제1 면(101)에 배치되어 바디(100)의 제3 내지 제6 면(103, 104, 105, 106) 각각의 적어도 일부로 연장된 형태 등으로 변형될 수 있다.
또한, 도시하지 않았으나, 본 실시예에 따른 코일 부품(1000)은, 바디(100)의 표면에 배치되고, 적어도 외부전극(610, 620, 630) 중 바디(100)의 제6 면(106) 배치된 영역들을 노출하는 표면절연층을 더 포함할 수 있다.
(제2 내지 제4 실시예)
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 코일 부품을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 및 2와, 도 8 내지 도 10을 비교하면, 본 발명의 본 실시예에 따른 코일 부품(2000, 3000, 4000) 각각은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 코일 부품(1000)과 비교하여, 노이즈제거부(400)의 구조가 상이하다. 따라서, 본 발명의 제2 내지 제4 실시예를 설명함에 있어서 본 발명의 제1 실시예와 상이한 노이즈제거부(400)에 대해서만 설명하기로 한다. 본 발명의 제2 내지 제4 실시예의 나머지 구성은 본 발명의 제1 실시예 및 그 변형예들에서의 설명이 그대로 적용될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 코일 부품(2000, 3000)에 적용되는 노이즈제거부(400)는, 각각 코일부(300)와 교차하도록 배치되고, 바디(100)의 표면과 코어(110) 사이에서 서로 이격된 제1 및 제2 노이즈제거부(400A, 400B, 400C)를 포함하고, 제1 및 제2 노이즈제거부(400A, 400B, 400C) 각각의 양 단부는 제3 외부전극(630)과 연결된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 코일 부품(2000)에 적용되는 노이즈제거부(400)는, 바디의 제3 면(103)과 코어(110) 사이에 배치된 제1 노이즈제거부(400A)와, 바디의 제4 면(104)과 코어(110) 사이에 배치된 제2 노이즈제거부(400B)를 가진다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 코일 부품(3000)의 경우, 본 발명의 제2 실시예에서와 달리, 제1 노이즈제거부(400A, 400C)가 바디의 제3 면(103)과 코어(110) 사이에서 서로 이격된 복수로 형성된다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 코일 부품(4000)에 적용되는 노이즈제거부(400)는, 코일부(300)를 둘러싸되, 적어도 1 이상의 턴(turn)을 형성한 코일 형상일 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예 및 변형예에 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
110: 코어
200: 지지기판
300: 코일부
311, 312: 코일패턴
320: 비아
400: 노이즈제거부
510, 520, 530: 절연층
610, 620, 630: 외부전극
1000, 2000, 3000, 4000: 코일 부품.
110: 코어
200: 지지기판
300: 코일부
311, 312: 코일패턴
320: 비아
400: 노이즈제거부
510, 520, 530: 절연층
610, 620, 630: 외부전극
1000, 2000, 3000, 4000: 코일 부품.
Claims (14)
- 코어를 포함하는 바디;
상기 바디 내에 배치되고, 중앙부에 상기 코어가 배치된 코일부;
각각 상기 코일부와 연결된 제1 및 제2 외부전극;
상기 제1 및 제2 외부전극 각각과 이격된 제3 외부전극; 및
상기 바디의 표면과 상기 코어 사이에서 상기 코일부와 교차하도록 배치되고, 양 단부 각각이 상기 제3 외부전극과 연결된 노이즈제거부를 포함하는,
코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 노이즈제거부는,
각각 상기 코일부와 교차하도록 배치되고, 상기 바디의 표면과 상기 코어 사이에서 서로 이격된 제1 및 제2 노이즈제거부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 노이즈제거부 각각의 양 단부는, 상기 제3 외부전극과 연결되는,
코일 부품.
- 제2항에 있어서,
상기 바디는, 서로 마주한 일면과 타면, 각각 상기 일면과 타면을 연결하고 서로 마주한 일측면과 타측면을 가지고,
상기 제1 및 제2 노이즈제거부는, 상기 바디의 일측면과 상기 코어 사이에 서로 이격 배치된,
코일 부품.
- 제2항에 있어서,
상기 바디는, 서로 마주한 일면과 타면, 각각 상기 일면과 타면을 연결하고 서로 마주한 일측면과 타측면을 가지고,
상기 제1 노이즈제거부는, 상기 바디의 일측면과 상기 코어 사이에 배치되고,
상기 제2 노이즈제거부는, 상기 바디의 타측면과 상기 코어 사이에 배치되고,
코일 부품.
- 제4항에 있어서,
상기 제1 및 제2 노이즈제거부 중 적어도 하나는 서로 이격된 복수로 형성되는,
코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 바디 내에 배치되고, 중앙부에 상기 코어가 배치된 지지기판; 을 더 포함하고,
상기 코일부는, 상기 지지기판의 서로 마주한 일면과 타면에 각각 배치된 평면 나선형(planar spiral)의 제1 및 제2 코일패턴을 포함하고,
상기 노이즈제거부는,
상기 지지기판의 일면과 타면에 상기 제1 및 제2 코일패턴 각각의 최내측 턴보다 상기 코어에 가깝게 배치된 제1 및 제2 수직패턴,
상기 제1 코일패턴과 교차하고 상기 제1 수직패턴 및 상기 제3 외부전극 각각과 연결된 제1 수평패턴, 및
상기 제2 코일패턴과 교차하고 상기 제2 수직패턴 및 상기 제3 외부전극 각각과 연결된 제2 수평패턴을 포함하는,
코일 부품.
- 제6항에 있어서,
상기 노이즈제거부는, 상기 지지기판의 일면과 타면에 각각 배치된 상기 제1 및 제2 수직패턴을 서로 연결하도록 상기 지지기판을 관통하는 제1 연결비아를 더 포함하는,
코일 부품.
- 제7항에 있어서,
상기 제1 및 제2 코일패턴 각각과 상기 바디 사이, 및 상기 제1 및 제2 코일패턴의 최내측 턴 각각과 상기 제1 및 제2 수직패턴 각각 사이에 배치된 내부절연층; 을 더 포함하고,
상기 노이즈제거부는, 상기 내부절연층을 관통하여 상기 제1 및 제2 수평패턴 각각과 상기 제1 및 제2 수직패턴을 연결하는 제2 및 제3 연결비아를 더 포함하는,
코일 부품.
- 제8항에 있어서,
상기 내부절연층은,
상기 제1 및 제2 코일패턴 각각의 인접한 턴과 턴 사이, 상기 제1 및 제2 코일패턴 각각의 최내측 턴과 상기 제1 및 제2 수직패턴 각각 사이, 상기 제1 및 제2 코일패턴 각각의 최외측 턴의 외측 측면, 및, 상기 제1 및 제2 코일패턴 각각의 상면을 커버하는,
코일 부품.
- 제9항에 있어서,
상기 내부절연층은,
상기 제1 및 제2 코일패턴 각각의 인접한 턴과 턴 사이, 상기 제1 및 제2 코일패턴 각각의 최내측 턴과 상기 제1 및 제2 수직패턴 각각 사이, 상기 제1 및 제2 코일패턴 각각의 최외측 턴의 외측 측면을 커버하는 제1 내부절연층, 및
제1 내부절연층과 상기 제1 및 제2 코일패턴 각각 상에 배치되어 상기 제1 및 제2 코일패턴 각각의 상면을 커버하는 제2 내부절연층을 포함하는,
코일 부품.
- 제8항에 있어서,
상기 내부절연층 상에 배치되어 상기 제1 및 제2 수평패턴 각각을 커버하는 상부절연층; 을 더 포함하는,
코일 부품.
- 제11항에 있어서,
상기 상부절연층은,
상기 지지기판의 측면을 커버하여 상기 코어와 상기 지지기판 사이에 배치되는,
코일 부품.
- 제11항에 있어서,
상기 상부절연층의 측면은, 상기 코어와 인접한 상기 지지기판의 측면과 동일한 레벨에 위치하는,
코일 부품.
- 제1항에 있어서,
상기 노이즈제거부는 적어도 1 이상의 턴(turn)을 형성한 코일 형상인,
코일 부품.
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