【解決手段】内部コイル部42、44が埋設された磁性体本体50を含むチップ電子部品であって、磁性体本体は、内部コイル部を含むコア層51と、コア層の上部及び下部に配置された上部及び下部カバー層52、53と、を含み、コア層は、上部及び下部カバー層のうち少なくとも一つと相違する透磁率を有する。
前記コア層は、第1金属磁性粒子と前記第1金属磁性粒子より平均粒径の小さい第2金属磁性粒子を含み、前記第1金属磁性粒子の粒径は11μm〜53μmで、前記第2金属磁性粒子の粒径は0.5μm〜6μmであり、
前記上部または下部カバー層は、粒径が0.5μm〜6μmである第3金属磁性粒子を含む、請求項1に記載のチップ電子部品。
前記コア層の金属磁性粒子の充填率は70%〜85%であり、前記上部または下部カバー層の金属磁性粒子の充填率は55%〜70%である、請求項1に記載のチップ電子部品。
前記コア層の金属磁性粒子の充填率は55%〜70%であり、前記上部または下部カバー層の金属磁性粒子の充填率は70%〜85%である、請求項1に記載のチップ電子部品。
前記第1磁性体シートは、第1金属磁性粒子と前記第1金属磁性粒子より平均粒径の小さい第2金属磁性粒子を含み、前記第1金属磁性粒子の粒径は11μm〜53μmで、前記第2金属磁性粒子の粒径は0.5μm〜6μmであり、
前記第2磁性体シートは、粒径が0.5μm〜6μmである第3金属磁性粒子を含む、請求項12に記載のチップ電子部品の製造方法。
前記コア層の厚さは、前記上部または下部カバー層の厚さの0.5倍〜10倍を満たすように前記第1磁性体シート及び第2磁性体シートを積層する、請求項12に記載のチップ電子部品の製造方法。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【0011】
チップ電子部品
以下では、本発明の一実施形態によるチップ電子部品を、特に、薄膜型インダクタで説明するが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【0012】
図1は、本発明の一実施形態のチップ電子部品の内部コイル部が見えるように図示した概略斜視図である。
【0013】
図1を参照すると、チップ電子部品の一例として、電源供給回路の電源ラインに使用される薄膜型インダクタ100が開示される。
【0014】
本発明の一実施形態によるチップ電子部品100は、磁性体本体50と、上記磁性体本体50の内部に埋設された内部コイル部42、44と、上記磁性体本体50の外側に配置されて上記内部コイル部42、44と電気的に連結された外部電極80と、を含む。
【0015】
本発明の一実施形態によるチップ電子部品100では、
図1を参照し、「長さ」方向は「L」方向、「幅」方向は「W」方向、「厚さ」方向は「T」方向と定義する。
【0016】
上記磁性体本体50は、薄膜型インダクタ100の外観を成し、例えば、フェライトまたは金属磁性粒子を含んでもよいが、必ずしもこれに限定されず、磁気特性を示す材料であれば良い。
【0017】
上記金属磁性粒子は、Fe、Si、Cr、Al及びNiからなる群より選択される何れか一つ以上を含む合金であってもよく、例えば、Fe−Si−B−Cr系非晶質金属粒子を含んでもよいが、必ずしもこれに限定されない。
【0018】
上記金属磁性粒子は、エポキシ(epoxy)樹脂またはポリイミド(polyimide)などの高分子上に分散された形態で含まれてもよい。
【0019】
上記磁性体本体50の内部に配置される絶縁基板20は、例えば、ポリプロピレングリコール(PPG)基板、フェライト基板または金属系軟磁性基板等で形成される。
【0020】
上記絶縁基板20の中央部を貫通する孔を形成し、上記孔をフェライトまたは金属磁性粒子などの磁性体で充填して中心部55を形成する。磁性体で充填される中心部55を形成することで、インダクタンス(Inductance、L)を向上させることができる。
【0021】
上記絶縁基板20の一面にコイル状のパターンを有する内部コイル部42が形成され、上記絶縁基板20の反対面にもコイル状のパターンを有する内部コイル部44が形成される。
【0022】
上記内部コイル部42、44はスパイラル(spiral)状にコイルパターンが形成されてもよく、上記絶縁基板20の一面と反対面に形成される内部コイル部42、44は、上記絶縁基板20に形成されるビア電極46を介して電気的に接続される。
【0023】
上記内部コイル部42、44及びビア電極46は、電気伝導性に優れた金属を含んで形成されてもよく、例えば、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、金(Au)、銅(Cu)、白金(Pt)またはこれらの合金などで形成することができる。
【0024】
絶縁基板20の一面に形成される内部コイル部42の一端部は、磁性体本体50の長さ方向の一端面に露出し、絶縁基板20の反対面に形成される内部コイル部44の一端部は、磁性体本体50の長さ方向の他端面に露出してもよい。
【0025】
上記磁性体本体50の長さ方向の両端面に露出する上記内部コイル部42、44と接続するように、長さ方向の両端面に外部電極80が形成される。
【0026】
上記外部電極80は、電気伝導性に優れた金属を含んで形成してもよく、例えば、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、スズ(Sn)、銀(Ag)などの単独またはこれらの合金などで形成することができる。
【0027】
図2は
図1のI−I’線による断面図である。
【0028】
図2を参照すると、本発明の一実施形態による磁性体本体50は、金属磁性粒子11、12、13を含み、透磁率の相違する第1磁性体層及び第2磁性体層に区分されて形成される。
【0029】
例えば、上記磁性体本体50は、内部コイル部42、44を含むコア層51と、上記コア層51の上部及び下部に配置された上部カバー層52及び下部カバー層53からなる。
【0030】
この際、上記コア層51は、上記上部及び下部カバー層52、53のうち少なくとも一つと相違する透磁率を有する。
【0031】
上記コア層51と、上部及び下部カバー層52、53は、金属磁性粒子11、12、13の充填率を異ならせて透磁率が相違するように調節することができる。しかし、必ずしもこれに限定されず、透磁率が相違するように調節できる方案であれば、適用できる。
【0032】
例えば、上記コア層51と、上部または下部カバー層52、53との透磁率の差は10〜40H・mであってもよい。
【0033】
本発明の一実施形態によると、コア層51は、上部カバー層52及び下部カバー層53より大きい透磁率を有する。
【0034】
図2に示したように、コア層51は、粗粉である第1金属磁性粒子11と、上記第1金属磁性粒子11より平均粒径の小さい微粉である第2金属磁性粒子12とが混在されていてもよい。
【0035】
平均粒径の大きい第1金属磁性粒子11は高透磁率を具現し、粗粉である第1金属磁性粒子11と微粉である第2金属磁性粒子12を混合することで、充填率を向上させて、透磁率をさらに向上させ、Q特性を向上させることができる。
【0036】
上部及び下部カバー層52、53は、微粉である第3金属磁性粒子13を含んでもよい。
【0037】
上部及び下部カバー層52、53に含まれる微粉である第3金属磁性粒子13は低透磁率であるが、低損失材料であるため、コア層51に高透磁率材料を使用することにより増加するコアロス(core loss)を補う役割をすることができる。
【0038】
即ち、磁束が集中する中心部55が位置したコア層51に高透磁率材料を使用し、上部及び下部カバー層52、53に低損失材料を使用することで、高透磁率材料によるコアロス(core loss)の増加を緩和させることができる。これにより、インダクタンス及びQ特性を向上させることができる。
【0039】
また、上部及び下部カバー層52、53を微粉である第3金属磁性粒子13で形成することにより、磁性体本体50の表面粗さを改善し、粗粉によるめっき滲み現象を改善することができる。
【0040】
高透磁率を具現するために粗粉の金属磁性粒子を使用する場合、磁性体本体50の表面に粗粉の金属磁性粒子が露出し、外部電極を形成するめっき工程時、上記粗粉の金属磁性粒子の露出部位にめっき層が形成される不良が発生するという問題があった。
【0041】
しかし、本発明の一実施形態は、コア層51は高透磁率を具現するために粗粉である第1金属磁性粒子11を含み、上部及び下部カバー層52、53は微粉である第3金属磁性粒子13で形成することで、透磁率を向上させながらも、めっき滲み不良を改善することができる。
【0042】
上記コア層51の粗粉である第1金属磁性粒子11の粒径は11μm〜53μmであってもよく、微粉である第2金属磁性粒子12の粒径は0.5μm〜6μmであってもよい。
【0043】
上記コア層51の充填率は70%〜85%であってもよい。
【0044】
上記上部及び下部カバー層52、53の微粉である第3金属磁性粒子13の粒径は0.5μm〜6μmであってもよく、上部及び下部カバー層52、53の充填率は55%〜70%であってもよい。
【0045】
上記コア層51の厚さt
coreは、上記上部カバー層52または下部カバー層53の厚さt
cover1またはt
cover2に対して0.5倍〜10倍であってもよい。
【0046】
コア層51と、上部カバー層52または下部カバー層53が、上記厚さ比を満たすことにより、インダクタンス及びQ特性が向上することができる。
【0047】
図3〜
図5は、本発明の他の一実施形態によるチップ電子部品のLT方向の断面図である。
【0048】
本発明の他の一実施形態によると、コア層51は、上部カバー層52及び下部カバー層53より小さい透磁率を有する。
【0049】
図3を参照すると、コア層51は微粉である第3金属磁性粒子13を含み、上部及び下部カバー層52、53は粗粉である第1金属磁性粒子11と上記第1金属磁性粒子11より平均粒径の小さい微粉である第2金属磁性粒子12を混合して含む。
【0050】
平均粒径の大きい第1金属磁性粒子11は高透磁率を具現し、粗粉である第1金属磁性粒子11と微粉である第2金属磁性粒子12を混合することで、充填率を向上させて、透磁率をさらに向上させ、Q特性を向上させることができる。
【0051】
微粉である第3金属磁性粒子13は低透磁率であるが、低損失材料であるため、粗粉の高透磁率材料を使用することにより増加するコアロス(core loss)を補う役割をすることができる。
【0052】
上記コア層51の微粉である第3金属磁性粒子13の粒径は0.5μm〜6μmであってもよく、コア層51の充填率は55%〜70%であってもよい。
【0053】
上記上部及び下部カバー層52、53の粗粉である第1金属磁性粒子11の粒径は11μm〜53μmであってもよく、微粉である第2金属磁性粒子12の粒径は0.5μm〜6μmであってもよい。
【0054】
上記上部及び下部カバー層52、53の充填率は70%〜85%であってもよい。
【0055】
本発明の他の一実施形態によると、コア層51は、上部カバー層52または下部カバー層53より大きい透磁率を有する。
【0056】
図4を参照すると、コア層51と下部カバー層53には、粗粉である第1金属磁性粒子11と、上記第1金属磁性粒子11より平均粒径の小さい微粉である第2金属磁性粒子12とが混合されて含まれ、上部カバー層52には微粉である第3金属磁性粒子13が含まれる。
【0057】
このように、本発明の一実施形態は、上部及び下部カバー層52、53が全てコア層51と透磁率が相違する構造に限定されるものではなく、コア層51が上部カバー層52及び下部カバー層53の少なくとも一つと透磁率が相違する構造を含んでもよい。
【0058】
図4には、コア層51が上部カバー層52より透磁率の大きい構造が示されているが、これに限定されず、コア層51が下部カバー層53より透磁率の大きい構造、またはコア層51が上部カバー層52または下部カバー層53より透磁率の小さい構造に形成されてもよい。
【0059】
図5を参照すると、コア層51は粗粉である第1金属磁性粒子11を含み、上部及び下部カバー層52、53は微粉である第3金属磁性粒子13を含む。
【0060】
平均粒径の大きい第1金属磁性粒子11は高透磁率を具現し、微粉である第3金属磁性粒子13は低透磁率であるが、低損失材料であるため、コア層51に高透磁率材料を使用することにより増加するコアロス(core loss)を補う役割をすることができる。
【0061】
コア層51に微粉である金属磁性粒子を混合すると、充填率が向上して、さらに高透磁率を具現することができるが、これに限定されず、
図5に示されたように、粗粉である第1金属磁性粒子11のみを含んでもよい。
【0062】
チップ電子部品の製造方法
図6は本発明の一実施形態のチップ電子部品の製造工程を示す工程図であり、
図7a〜
図7dは本発明の一実施形態によるチップ電子部品の製造工程を説明する図面である。
【0063】
図6を参照すると、まず、透磁率の相違する第1磁性体シート及び第2磁性体シートを用意する。
【0064】
上記第1及び第2磁性体シートは、磁性体粉末、例えば、金属磁性粒子とバインダー及び溶剤等の有機物を混合してスラリーを製造し、上記スラリーをドクターブレード法でキャリアフィルム(carrier film)上に数十μmの厚さに塗布した後、乾燥してシート(sheet)状に製作することができる。
【0065】
このとき、上記第1及び第2磁性体シートは、金属磁性粒子の充填率を異ならせて透磁率が相違するように調節することができる。しかし、必ずしもこれに限定されず、透磁率が相違するように調節できる方案であれば、適用できる。
【0066】
本発明の一実施形態によると、上記第1磁性体シートは、粗粉である第1金属磁性粒子11と上記第1金属磁性粒子11より平均粒径の小さい微粉である第2金属磁性粒子12を混合して形成し、上記第2磁性体シートは、微粉である第3金属磁性粒子13で形成することができる。
【0067】
この場合、第1磁性体シートは平均粒径の大きい第1金属磁性粒子11が高透磁率を具現し、粗粉である第1金属磁性粒子11と微粉である第2金属磁性粒子12を混合することで、充填率を向上させて、さらに高透磁率にする。即ち、微粉である第3金属磁性粒子13で形成された第2磁性体シートより上記第1磁性体シートが大きい透磁率を有する。
【0068】
上記第1磁性体シートの粗粉である第1金属磁性粒子11の粒径は11μm〜53μmであってもよく、微粉である第2金属磁性粒子12の粒径は0.5μm〜6μmであってもよい。上記第2磁性体シートの微粉である第3金属磁性粒子13の粒径は0.5μm〜6μmであってもよい。
【0069】
本発明の他の一実施形態によると、上記第1磁性体シートは、微粉である第3金属磁性粒子13で形成し、上記第2磁性体シートは、粗粉である第1金属磁性粒子11と上記第1金属磁性粒子11より平均粒径の小さい微粉である第2金属磁性粒子12を混合して形成することができる。
【0070】
このとき、上記第1磁性体シートは、上記第2磁性体シートより小さい透磁率を有する。
【0071】
上記第1磁性体シートの微粉である第3金属磁性粒子13の粒径は0.5μm〜6μmであってもよい。上記第2磁性体シートの粗粉である第1金属磁性粒子11の粒径は11μm〜53μmであってもよく、微粉である第2金属磁性粒子12の粒径は0.5μm〜6μmであってもよい。
【0072】
次いで、内部コイル部42、44の上部及び下部に第1磁性体シートを積層してコア層51を形成する。
【0073】
図7aを参照すると、まず、絶縁基板20の一面及び反対面に内部コイル部42、44を形成する。
【0074】
内部コイル部42、44の形成方法としては、電気めっき法が挙げられるが、これに限定されず、内部コイル部42、44は電気伝導性に優れた金属を含んで形成することができ、例えば、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、金(Au)、銅(Cu)、白金(Pt)またはこれらの合金などを使用することができる。
【0075】
図7bを参照すると、上記内部コイル部42、44の上部及び下部に複数の第1磁性体シート51a、51b、51c、51d、51e、51fを積層する。
【0076】
複数の第1磁性体シート51a、51b、51c、51d、51e、51fを積層し、ラミネート法や静水圧プレス法により圧着してコア層51を形成することができる。
【0077】
図7bには、第1磁性体シート51a、51b、51c、51d、51e、51fに粗粉である第1金属磁性粒子11と上記第1金属磁性粒子11より平均粒径の小さい微粉である第2金属磁性粒子12が混合されて含まれる実施形態が示されているが、これに限定されず、上述した他の実施形態であってもよい。
【0078】
次いで、上記コア層51の上部及び下部の少なくとも一つに上記第2磁性体シートを積層して上部または下部カバー層52、53を形成する。
【0079】
図7cを参照すると、上記コア層51の上部及び下部に第2磁性体シート52a、53aを積層する。
【0080】
第2磁性体シート52a、53aを積層し、ラミネート法や静水圧プレス法で圧着して上部及び下部カバー層52、53を形成することができる。
【0081】
図7cには、第2磁性体シート52a、53aに微粉である第3金属磁性粒子13が含まれる実施形態が示されているが、これに限定されず、上述した他の実施形態であってもよい。また、コア層51の上部または下部にそれぞれ複数の第2磁性体シートが積層されてもよく、コア層51の上部または下部の何れか一つのみに第2磁性体シートが積層されてもよい。
【0082】
図7dを参照すると、コア層51と、上部及び下部カバー層52、53を含む磁性体本体50を形成し、このように形成された磁性体本体50は、コア層51と、上部及び下部カバー層52、53とが相違する透磁率を有する。
【0083】
透磁率の相違する第1磁性体シート及び第2磁性体シートを用意し、透磁率の相違する磁性体シートをそれぞれ積層して磁性体本体を形成する工程により、透磁率の相違する磁性体層に区分されて形成される磁性体本体を容易に具現することができる。
【0084】
上記コア層51の厚さt
coreは、上記上部カバー層52または下部カバー層53の厚さt
cover1またはt
cover2に対して0.5倍〜10倍になるように上記第1磁性体シート51a、51b、51c、51d、51e、51f及び第2磁性体シート52a、53aを積層することができる。
【0085】
コア層51と、上部カバー層52または下部カバー層53が、上記厚さ比を満たすことにより、インダクタンス及びQ特性が向上することができる。
【0086】
その他、上述した本発明の一実施形態によるチップ電子部品の特徴と同じ部分に対する説明は、ここでは省略する。
【0087】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。