特許 7540861 インダクター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】インダクター

(51)【国際特許分類】

   H01F 17/00 20060101AFI20240820BHJP

   H01F 27/255 20060101ALI20240820BHJP

   H01F 27/28 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

H01F17/00 B

H01F27/255

H01F27/28 K

H01F27/28 104

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018109046

(22)【出願日】2018-06-06

(65)【公開番号】P2019110283

(43)【公開日】2019-07-04

【審査請求日】2021-03-24

【審判番号】

【審判請求日】2023-03-08

(31)【優先権主張番号】10-2017-0172925

(32)【優先日】2017-12-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ－メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】キム、ヤン スン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ジン ソー

【合議体】

【審判長】井上 信一

【審判官】須原 宏光

【審判官】渡辺 努

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２２５４６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H01F 17/00-19/08

H01F 27/28

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイル部を含む本体と、
前記本体の外部面上に配置される外部電極と、を含むインダクターであって、
前記コイル部は、複数の開口を有する絶縁体と、複数の前記開口内に充填された複数のコイルパターンと、を含み、
複数の前記コイルパターンのそれぞれのコイルパターンの最大厚さが、前記絶縁体の厚さより厚く、前記絶縁体の厚さは、前記コイルパターンと前記絶縁体とが当接する部分の厚さより厚く、
前記絶縁体の上面と同一となる仮想の平面における前記コイルパターンの線幅が、前記絶縁体の上面と同一となる仮想の平面において、長さ方向を基準として前記絶縁体と前記コイルパターンとの間の空間の幅の０．９５倍以上である、インダクター。

【請求項2】

前記絶縁体の上面より低い位置で、前記絶縁体と前記コイルパターンとの間の空間内には磁性材料が充填されるか、または絶縁層が配置される、請求項１に記載のインダクター。

【請求項3】

前記絶縁層は前記絶縁体と異なる材料を含む、請求項２に記載のインダクター。

【請求項4】

前記コイルパターンの上面が凸状を有するように形成される、請求項１から３のいずれか一項に記載のインダクター。

【請求項5】

前記コイルパターンの最大線幅が前記開口の幅と同一である、請求項１から４のいずれか一項に記載のインダクター。

【請求項6】

前記絶縁体の上面と同一となる仮想の平面において、前記コイルパターンの線幅が前記開口の幅より狭い、請求項１から５のいずれか一項に記載のインダクター。

【請求項7】

前記コイルパターンがそれと当接する前記絶縁体の側面から延びる厚さが、前記絶縁体の厚さより薄い、請求項１から６のいずれか一項に記載のインダクター。

【請求項8】

前記コイルパターンが最大厚さを有する地点が、前記開口の中心と同一線上にある、請求項１から７のいずれか一項に記載のインダクター。

【請求項9】

前記開口及び前記コイルパターンはそれぞれ複数で提供され、複数の前記コイルパターンはそれぞれ複数の前記開口のそれぞれを充填している、請求項１から８のいずれか一項に記載のインダクター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インダクターに関するものであって、具体的に、高容量のパワーインダクターに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ＩＴ技術の発展に伴い、装置の小型化及び薄膜化が加速化するとともに、小型の薄型素子に対する市場の要求も増加している。

【0003】

下記特許文献１では、かかる技術傾向に適するように、ビアホールを有する基板と、上記基板の両面に配置され、上記基板のビアホールを介して電気的に連結されるコイルと、を含むパワーインダクターを提供することで、均一で且つ高アスペクト比を有するコイルを含むインダクターを提供するための努力がなされた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】韓国公開特許第１９９９－００６６１０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする様々な課題の一つは、Ｒｄｃ特性及びチップの信頼性を改善させたインダクターを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一例によるインダクターは、コイル部を含む本体と、上記本体の外部面上に配置される外部電極と、を含む。上記コイル部は、複数の開口を有する絶縁体と、複数の上記開口内に充填された複数のコイルパターンと、を含み、複数の上記コイルパターンのうち一コイルパターンの最大厚さは、上記コイルパターンの側面と当接する絶縁体の厚さより厚い。

【発明の効果】

【0007】

本発明の様々な効果の一効果は、Ｒｄｃ特性を低めながらも、ショート不良の信頼性の問題を有効範囲内で解決したインダクターを提供することができることである。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一例によるインダクターの斜視図である。

【図2】図１のＩ－Ｉ'線に沿って切断した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下では、添付の図面を参照して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。したがって、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拡大縮小表示（または強調表示や簡略化表示）がされることがある。

【0010】

なお、本発明を明確に説明すべく、図面において説明と関係ない部分は省略し、様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示し、同一思想の範囲内において機能が同一である構成要素に対しては同一の参照符号を用いて説明する。

【0011】

さらに、明細書全体において、ある構成要素を「含む」というのは、特に異なる趣旨の説明がされていない限り、他の構成要素を除外する趣旨ではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。

【0012】

以下では、本発明の一例によるインダクターについて説明するが、必ずしもこれに制限されるものではない。

【0013】

図１は本発明の一例によるインダクターの斜視図であり、図２はＩ－Ｉ'線に沿って切断した断面図である。

【0014】

図１及び図２を参照すると、インダクター１００は、コイルを含む本体１と、上記本体の外部面上に配置される外部電極２と、を含む。この際、上記外部電極２は、本体の外部面において互いに離隔し、且つ互いに異なる極性として機能する第１外部電極２１及び第２外部電極２２を含む。

【0015】

上記本体１は、インダクターの外観を成すものであって、厚さ（Ｔ）方向において互いに向かい合う上面及び下面、長さ（Ｌ）方向において互いに向かい合う第１端面及び第２端面、幅（Ｗ）方向において互いに向かい合う第１側面及び第２側面を含むことで実質的に六面体形状を有する。

【0016】

上記本体１は磁性材料１１を含み、上記磁性材料としては、磁性特性を有する材料であれば制限されずに適用可能である。この際、上記磁性材料は、金属磁性粒子やフェライト系磁性粒子を含み、上記金属磁性粒子やフェライト系磁性粒子が樹脂に分散された形態を有することができる。

【0017】

上記磁性材料によりコイル部１２０が封止される。上記コイル部１２０は、複数のコイルパターンを含む内部コイル１２１と、上記内部コイル内の複数の上記コイルパターンを互いに絶縁させ、複数の隔壁を含む絶縁体１２２と、を含む。上記コイル部１２０は支持部材１３により支持されることができる。場合によって、上記支持部材は、デタッチ（ｄｅｔａｃｈ）工程により内部コイルを形成した後、最終的に除去されてもよい。上記支持部材１３は、絶縁特性を有し、且つ内部コイル及び絶縁体を適切に支持できる程度の剛性を有する材料を含み、絶縁特性を有する絶縁樹脂や絶縁磁性材料を含むことができる。具体的に、上記支持部材としては、公知のＣＣＬ基板（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）、または絶縁樹脂に無機フィラーやガラスが含浸された絶縁薄板、ＰＩＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｉｍａｇｅａｂｌｅ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）樹脂、ＡＢＦフィルムなどが適用可能であるが、これに制限されるものではない。

【0018】

先ず、コイル部内の絶縁体１２２は、互いに隣接するコイルパターンの側面間を絶縁させるための構成であり、上記コイルパターンのめっき成長のガイドとして機能する。通常、コイルパターンのアスペクト比（Ａｓｐｅｃｔ Ｒａｔｉｏ）を大きくするために、厚さ方向のめっき成長を強化する場合、コイルパターンの形状が均一ではなく、コイルパターンの間にめっきばらつきが発生する可能性が高い。しかし、上記絶縁体１２２を活用して、絶縁樹脂から所定の開口を予め形成し、開口内にコイルパターンのめっき成長を行うと、コイルパターンのめっき成長が安定して行われることができる。上記絶縁体１２２は開口１２２ｈを含み、上記開口は、要求されるコイルパターンの形状に対応する形状を有するように構成される。例えば、上記開口は、曲率半径が互いに異なる円形の断面が複数回繰り返されたスパイラル状であればよいが、これに限定されるものではない。

【0019】

上記絶縁体１２２はパーマネント型の感光性絶縁材料を含むことができる。例えば、ビスフェノール系エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルビスフェノールＡポリマー樹脂などであればよいが、これに限定されるものではなく、パーマネント型の通常のレジスト材料であれば何れも適用可能である。

【0020】

上記絶縁体内の開口を形成する方式は、当業者が適宜選択することができ、例えば、上記絶縁体中に感光性絶縁材料が含まれる場合には、露光及び現像によりパターニングをすることが好ましい。この際、上記絶縁体を単層で支持部材上にラミネートし、パターニングしてもよく、複数層の絶縁シートを支持部材上にラミネートし、上記複数層の絶縁シートを一度にパターニングしてもよい。

【0021】

上記絶縁体のアスペクト比を大きくするほど、限定されたインダクターのサイズ内でコイルパターンの巻取り回数を増加させることができ、コイルパターンのアスペクト比を大きくすることができる。しかし、上記絶縁体のアスペクト比を大きくするほど、絶縁体が支持部材上で支持されず、絶縁体の倒れやデラミネーションが発生する可能性が増加する。このように、絶縁体の倒れなどが発生すると、互いに隣接するコイルパターンのショート不良が発生するか、コイルパターンのめっきばらつきが発生する可能性が増加する。したがって、本発明者は、絶縁体の厚さを増加させる方法の他に、コイルパターンのアスペクト比の増加効果、例えば、インダクターのＲｄｃ特性の改善効果を奏することができる技術手段を導出した。

【0022】

図２を参照すると、内部コイル１２１は複数のコイルパターン１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃを含む。複数の上記コイルパターンのうち一コイルパターン１２１ａの両側面は、それぞれ第１絶縁体１２２ａ及び第２絶縁体１２２ｂの側面と接する。ここで、接するとは、物理的または化学的な接触の他にも、コイルパターンが絶縁体にもたれかかった程度に当接していることを含む概念である。

【0023】

上記一コイルパターン１２１ａの最大厚さＡは、それと隣接した第１及び第２絶縁体１２２ａ、１２２ｂの厚さＢより厚い。コイルパターンを絶縁体の開口に充填させる際に、絶縁体の厚さをコイルパターンの目標厚さ、すなわち、最大厚さより厚くすることができるが、上述のように、絶縁体の厚さを厚くする場合、絶縁体の倒れやデラミネーションが発生する可能性が著しく高くなるため、絶縁体の厚さを増加させるには限界が存在する。

【0024】

本発明のインダクターでは、コイルパターンの最大厚さに比べて第１及び第２絶縁体の厚さをより薄くすることで、絶縁体の安定性を高めることができる。

【0025】

上記コイルパターン１２１ａの最大厚さをそれと隣接した第１及び第２絶縁体の厚さより厚くする場合、上記コイルパターン１２１ａが第１絶縁体と当接する部分の高さＣ及び第２絶縁体と当接する部分の高さＣは、第１及び第２絶縁体の厚さより薄くする。ここで、上記コイルパターンは、第１及び第２絶縁体と実質的に同一の高さで接する。上記コイルパターンの最大厚さを含む地点は、第１絶縁体と第２絶縁体との間の中心線と一致することが好ましい。これは、コイルパターンが絶縁体の開口内で左右対称に形成されていることを意味する。上記コイルパターンが絶縁体の開口内で左右対称に形成されると、耐圧特性の低下などの副効果を効果的に防止することができる。

【0026】

このように、コイルパターン１２１ａが中央で最大厚さを有するため、コイルパターンの上面は、支持部材から遠くなる方向に向かって凸状を有するように形成される。

【0027】

また、上記コイルパターン１２１ａが第１及び第２絶縁体の上面と同一となる仮想の平面を通る際に、その地点におけるコイルパターンの線幅をＤとする。上記線幅は、第１絶縁体と第２絶縁体との間の幅であるコイルパターンの最大線幅Ｅよりは狭い。

【0028】

一方、下記表１は、絶縁体の厚さＢに対するコイルパターンの最大厚さＡの比率によるＲｄｃ不良率及びショート不良率を示す（参照に、上記表１における上付きの＊は、実験例のうち比較例を示す）。

【0029】

【表1】

【0030】

上記表１から分かるように、絶縁体の厚さＢに対するコイルパターンの最大厚さＡの比率が１．０１である実験例Ｎｏ．６を基準として、Ｒｄｃ不良率が著しく減少する。これは、Ａ／Ｂの比率が１．０１より小さい場合、コイルパターンの最大厚さが小さいため、要求されるＲｄｃ特性を実現することが困難であることを意味する。これに対し、Ａ／Ｂの比率が１．１０以上である場合、コイルパターンの最大厚さが増加して、要求されるＲｄｃ特性を比較的容易に実現することができ、Ｒｄｃ不良率が有効範囲内に入らない。

【0031】

但し、実験例Ｎｏ．２１を基準として、ショート不良が著しく増加することを分かる。これは、コイルパターンの最大厚さが増加するにつれて、それに隣接する他のコイルパターンとのショート発生を著しく制御しにくくなることを意味する。Ａ／Ｂの比率が１．１５以下までは、ショート不良の問題が実質的に発生しない水準であるが、これを超えると、ショート不良の問題が発生するため、Ａ／Ｂの比率が１．１５を超えないことが好ましい。

【0032】

次に、表２は、コイルパターンの最大厚さが、互いに隣接した絶縁体の厚さより厚く、且つコイルパターンが絶縁体と接する高さが、絶縁体の厚さより低い場合において、コイルパターンの最大線幅Ｅと、コイルパターンが第１及び第２絶縁体の上面と同一となる仮想の平面を通る際に、その地点におけるコイルパターンの線幅Ｄと、の関係によるインダクターの特性を示す。

【0033】

【表2】

【0034】

参照に、上記表２における上付きの＊は、実験例のうち比較例を示す。

【0035】

上記表２を参照すると、コイルパターンが絶縁体の上面と同一となる仮想の平面を通る際に、その地点におけるコイルパターンの線幅Ｄが、上記絶縁体の上面と同一となる仮想の平面において、長さ方向を基準として上記絶縁体と上記コイルパターンとの間の空間の幅（Ｅ－Ｄ）の０．９５倍以上である場合、Ｒｄｃ不良率が著しく低減される。ここで、上記絶縁体の上面と同一となる仮想の平面において、長さ方向を基準として絶縁体とコイルパターンとの間の空間内には、絶縁層が配置されるか、または磁性材料が充填されることができる。上記絶縁層は、絶縁体とともに二重絶縁層を構成し、コイル部と磁性材料との間の絶縁特性を強化する。上記絶縁層は絶縁体とは異なる材料を含み、上記絶縁体と区別されることができる。例えば、上記絶縁層は、ＡＢＦフィルムまたは絶縁樹脂コーティング層であることができるが、これに限定されるものではない。また、上記磁性材料はコイル部を封止し、支持部材の貫通孔まで延びてインダクターの透磁率を増加させる機能を果たす。

【0036】

上記表２の実験例１０において、上記Ｄが上記（Ｅ－Ｄ）の０．９５倍であり、この場合、Ｒｄｃ不良率が発生しない。これに対し、上記Ｄが上記（Ｅ－Ｄ）の０．９５倍より小さい場合の実験例のうち比較例１^＊～比較例９^＊を参照すると、Ｒｄｃ不良率が有効範囲内であることが分かる。これは、絶縁体と同一の高さとなる仮想の平面における絶縁体の線幅が、その地点における絶縁体とコイルパターンとの間の空間の幅の０．９５倍より小さいため、コイルパターンの最大厚さが絶縁体の高さより厚いにもかかわらず、有効な程度のＲｄｃ特性を導出するには表面積が小さいことを意味する。

【0037】

したがって、コイルパターンの最大厚さが絶縁体の厚さより厚い場合、コイルパターンが絶縁体の上面と同一となる仮想の平面を通る際に、その地点におけるコイルパターンの線幅Ｄが、絶縁体の上面と同一となる仮想の平面において、長さ方向を基準として上記絶縁体と上記コイルパターンとの間の空間の幅（Ｅ－Ｄ）の０．９５倍以上である形状を有することが好ましい。

【0038】

上述のインダクターによると、絶縁体の現像やめっき過程中における倒れやデラミネーションの問題により、制限された厚さを有する絶縁体を含むインダクターにおいて、Ｒｄｃ不良率を著しく低減させ、互いに隣接したコイルパターンの間のショート不良によって発生する信頼性の問題を効果的に解消することができる。

【0039】

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。

【0040】

一方、本発明で用いられた一例という表現は、互いに同一の実施例を意味せず、それぞれ互いに異なる固有の特徴を強調して説明するために提供されるものである。しかし、上記提示された一例は、他の一例の特徴と結合して実施される場合を排除しない。例えば、特定の一例で説明された事項が他の一例で説明されていなくても、他の一例でその事項と反対の説明がされているかその事項と矛盾する説明がされていない限り、他の一例に関連する説明であると解釈することもできる。

【0041】

また、本発明で用いられた用語は、一例を説明するために説明されたものであるだけで、本発明を限定しようとする意図ではない。このとき、単数の表現は文脈上明確に異なる意味でない限り、複数を含む。

【符号の説明】

【0042】

１００ インダクター
２１、２２ 第１及び第２外部電極
１２０ コイル部
１３ 支持部材

【図1】

【図2】