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JP2015088753A - コイル部品とその製造方法、コイル部品内蔵基板、及びこれを含む電圧調節モジュール - Google Patents

コイル部品とその製造方法、コイル部品内蔵基板、及びこれを含む電圧調節モジュール Download PDF

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Abstract

【課題】製造が容易で、配線のＤＣ抵抗成分を最小化できるコイル部品とその製造方法及びこれを内蔵する基板を提供する。
【解決手段】コイル部品は、コア基板１１とこのコア基板１１に形成されるコイルパターンを含むコイル組立体１０と、このコイル組立体１０を内部に埋め込む磁性体部５０と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、コイル部品とその製造方法及びこれを内蔵する基板に関し、より詳細には、製造が容易であり、配線のＤＣ抵抗成分を最小化することができるコイル部品とその製造方法、コイル部品内蔵基板、及びこれを含む電圧調節モジュールに関する。
最近、Ｍｏｂｉｌｅ用Ｄｅｖｉｃｅの軽薄短小化に伴い、搭載部品の小型化、基板の複合機能化が速やかに進行されている。ここで、基板の複合機能化とは、基板の基本役割である各部品間の電気的連結以外にも、受動部品、能動部品を基板に内蔵するか又は基板のパターンでその機能の一部を具現することをいう。
一例として、基板内にキャパシタや抵抗、コイル等を内蔵させるための多様な試みがなされている。
このうち、コイルやインダクタを基板に内蔵する技術は、基板を製造する過程で配線パターンでコイルの形状を形成してコイルを完成する方式と、コイル部品を別に製造した後に基板内に埋め込む方式に区分することができる。
しかしながら、このような従来のコイル部品やこれを内蔵した基板はほとんど低容量のインダクタを対象としている。即ち、従来の基板内蔵インダクタは、基本的なインダクタの機能を行うことはできるが、高容量を必要とする電源供給用インダクタ（又はパワーインダクタ）として用いるには無理がある。
パワーインダクタは、高容量（数μＨ）であり且つ直流抵抗特性（ＤＣ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が低く、許容電流（Ｒａｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ）が高いため、基板内に具現するのが容易ではない。それにもかかわらず、電子機器の小型化に伴い、基板に内蔵できるパワーインダクタや基板への要求も次第に増大されている。
特開平８‐０５５７２３号公報
本発明の目的は、高容量であり且つ製造が容易であり、基板内蔵が可能なコイル部品とその製造方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、高容量のコイル部品を埋め込んだ基板とこれを含む電圧調節モジュールを提供することである。
本発明によるコイル部品は、少なくとも一つのコア基板と、上記コア基板の少なくともいずれか一面に形成される内部導体と、上記コア基板の外部に形成される磁性体部と、を含み、上記内部導体の幅が上記コア基板の幅と同一に形成することができる。
本実施例において、上記コア基板と上記内部導体は、リング（ｒｉｎｇ）状に形成することができる。
本実施例において、上記磁性体部は、上記コア基板と上記内部導体とを、内部に埋め込む形で形成することができる。
本実施例において、上記内部導体は、上記コア基板の両面にそれぞれ形成され、上記内部導体を電気的に接続する少なくとも一つの連結導体をさらに含むことができる。
本実施例において、上記連結導体は、上記コア基板を貫通する導電性ビアの形に形成することができる。
本実施例において、上記内部導体と上記磁性体部との間に形成される絶縁層を、さらに含むことができる。
本実施例において、上記内部導体と上記磁性体部との間に形成される絶縁膜を、さらに含むことができる。
本実施例において、上記内部導体の一面と上記磁性体部との間に絶縁層を形成し、上記内部導体の側面と上記磁性体部との間に絶縁酸化膜を形成することができる。
本実施例において、上記磁性体部は、磁性体粉末や金属粉末が含有された絶縁物質によって形成することができる。
本実施例において、上記磁性体部の外部に形成される絶縁体部と、上記絶縁体部の外部に形成される少なくとも一つの外部電極と、上記内部導体及び上記外部電極を電気的に連結する、少なくとも一つの貫通ビアと、をさらに含むことができる。
本実施例において、上記外部電極は、上記絶縁体部の上部面と下部面とにそれぞれ形成することができる。
また、本発明の実施例によるコイル部品は、少なくとも一つのコア基板と、上記コア基板の少なくともいずれか一面に形成される内部導体と、上記コア基板の外部に形成される磁性体部と、を含み、上記内部導体の外周縁と内周縁、及び上記コア基板の外周縁と内周縁を同様に形成することができる。
また、本発明の実施例によるコイル部品の製造方法は、少なくともいずれか一面に金属層が形成されたコア基板を用意する段階と、上記コア基板をプレス方式により切断してリング（ｒｉｎｇ）状に加工する段階と、上記リング状のコア基板の外部に磁性体部を形成する段階と、を含むことができる。
本実施例において、上記コア基板を用意する段階の後、上記コア基板を加工して多層のパターンを形成する段階をさらに含むことができる。
本実施例において、上記多層のパターンを形成する段階は、上記コア基板に連結導体を形成して、上記コア基板の両面に形成された上記金属層を互いに電気的に接続する段階と、上記金属層の一部を除去して分離溝を形成する段階と、を含むことができる。
本実施例において、上記分離溝を形成する段階は、二つの上記金属層にそれぞれ一つの上記分離溝を形成し、且つ上記連結導体の両側に上記分離溝を形成する段階であればよい。
本実施例において、上記分離溝を形成する段階の後、上記金属層の外部面に絶縁層を形成する段階をさらに含むことができる。
本実施例において、上記加工する段階の後、上記金属層が切断されて形成された内部導体の外部面に絶縁膜を形成する段階をさらに含むことができる。
本実施例において、上記絶縁膜を形成する段階は、上記内部導体の露出した表面に酸化膜を形成する段階であればよい。
本実施例において、上記コア基板の外部に磁性体部を形成する段階の後、上記磁性体部の外部に絶縁体層を形成する段階をさらに含むことができる。
本実施例において、上記絶縁体層を形成する段階の後、上記絶縁体層に上記内部導体と電気的に連結される少なくとも一つの貫通ビアを形成する段階と、上記絶縁体層の外部面に上記貫通ビアと電気的に連結される少なくとも一つの外部電極を形成する段階と、をさらに含むことができる。
また、本発明の実施例によるコイル部品内蔵基板は、少なくとも一つの絶縁層と、少なくともいずれか一面に内部導体が形成されたコア基板及びこのコア基板の外部に形成される磁性体部とを含み、上記内部導体の幅が上記コア基板の幅と同一に形成され、上記絶縁層内に内蔵されるコイル部品を含むことができる。
また、本発明の実施例による電圧調節モジュールは、基板と、少なくともいずれか一面に内部導体が形成されたコア基板と上記コア基板の外部に形成される磁性体部を含み、上記内部導体の幅が上記コア基板の幅と同一に形成され、上記基板に内蔵されるパワーインダクタと、上記基板上に実装されて上記パワーインダクタと電気的に連結される少なくとも一つの電圧調節素子と、を含むことができる。
本実施例において、上記電圧調節素子は、ＥＴ（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）電力増幅器において無線信号のサイズによってＲＦ電力増幅器に提供される電圧を調節する素子であればよい。
本実施例において、上記コア基板の上部と下部に配置される上記磁性体部は、厚さがそれぞれ５０μｍ以上に形成することができる。
本発明によるコイル部品の製造方法は、従来のようにエッチング等の方式によりコイルパターンを形成するのではなく、基板を切断する方式によりコイルパターンを形成する。したがって、製造工程を単純化できるため、製造コスト及び製造時間を減らすことができる。
なお、従来は、一般にエッチング等の方式によりコイルパターンを形成するため、コイルパターンの幅を拡張するのに限界がある。しかしながら、本発明によるコイル部品の製造方法は、切断方式によりコイルパターンを形成するため、コイルパターンの幅を基板の幅と同一にすることができる。
したがって、本発明によるコイル部品は、コイルパターンに流れる電流の量を極大化することができるため、コイルに発生する直流抵抗成分を最小化することができる。よって、電力変換効率を高くすることができ、高容量のパワーインダクタとして活用が可能である。
本発明の第１の実施例によるコイル部品を概略的に示す斜視図である。 図１に示されているコイル部品のコイル組立体を概略的に示す斜視図である。 図１に示されているコイル部品のＡ‐Ａ線に沿う断面図である。 本発明の第２の実施例によるコイル部品を概略的に示す斜視図である。 図４ａのＢ‐Ｂ線に沿う断面図である。 図４ａに示されているコイル部品のコイル組立体を概略的に示す斜視図である。 本発明の第１の実施例によるコイル部品の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施例によるコイル部品の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施例によるコイル部品の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施例によるコイル部品の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施例によるコイル部品の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施例によるコイル部品の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施例によるコイル部品の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施例によるコイル部品の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施例によるコイル部品の製造方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施例によるコイル部品の製造方法を説明するための図である。 本発明の第３の実施例による部品内蔵基板を概略的に示す断面図である。 図１１に示されているコイル部品内蔵基板の製造方法を説明するための図である。 図１１に示されているコイル部品内蔵基板の製造方法を説明するための図である。 図１１に示されているコイル部品内蔵基板の製造方法を説明するための図である。 図１１に示されているコイル部品内蔵基板の製造方法を説明するための図である。 図１１に示されているコイル部品内蔵基板の製造方法を説明するための図である。 図１１に示されているコイル部品内蔵基板の製造方法を説明するための図である。 図１１に示されているコイル部品内蔵基板の製造方法を説明するための図である。 図１１に示されているコイル部品内蔵基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第４の実施例による部品内蔵基板を概略的に示す断面図である。 本発明の第５の実施例による部品内蔵基板を概略的に示す断面図である。 本発明の実施例による電圧調節モジュールを概略的に示す断面図である。
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誇張されることがある。
図１は本発明の第１の実施例によるコイル部品を概略的に示す斜視図であり、図２は図１に示されているコイル部品のコイル組立体を示す斜視図であり、図３は図１に示されているコイル部品のＡ‐Ａ線に沿う断面図である。ここで、図１は、コイル部品の内部に埋め込まれるコイル組立体のうちコイルのみを概略的に示す。
図１〜図３を参照すると、本実施例によるコイル部品１００は、コイル組立体１０と、磁性体部５０と、を含んで構成することができる。
コイル組立体１０は、コア基板１１と、コア基板１１の両面に形成される内部導体２０と、垂直方向に沿ってコア基板１１を貫通し且つ各内部導体２０を電気的に連結する連結導体２５と、を含んで構成することができる。
コア基板１１は、一般の絶縁基板であればよい。上記コア基板１１は、樹脂材質、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、エポキシレジンが含浸されたガラス繊維を積層したＦＲ‐４等で形成することができる。
また、コア基板１１として、剛性を有する基板や柔軟性を有する基板を全て用いることもできる。例えば、コア基板１１としては、ＰＣＢ、ガラス基板、セラミック基板、シリコーン基板、フィルム基板、金属薄膜が形成された基板等を用いることができる。
また、本実施例では単層コア基板１１が用いられる場合を例に挙げているが、必要に応じて、多層コア基板１１を用いることもできる。
内部導体２０は、それぞれリング状に形成され、コア基板１１を媒介として積層されることができる。即ち、積層された内部導体２０ａ、２０ｂの間にコア基板１１が介在されることで、内部導体２０ａ、２０ｂの間を電気的に絶縁する。したがって、本実施例のコア基板１１が多層コア基板１１の場合、内部導体２０は、コア基板１１の各層ごとに配置することができる。
各内部導体２０は図１に示されているように連結が切れた部分を含み、このように切れた部分によって形成される内部導体２０ａ、２０ｂの両端は連結導体２５によって上層や下層に配置された他の内部導体２０ａ、２０ｂと電気的に連結される。
連結導体２５は、コア基板１１を垂直方向に貫通して形成され、隣接した二つの層に配置された内部導体２０ａ、２０ｂを電気的に連結する。したがって、連結導体２５としては導電性ビアを用いることができる。
特に、本実施例による内部導体２０は、平面がコア基板１１とほぼ同じ形状に形成される。即ち、内部導体２０は、連結が切れた部分を除いた残りの部分がコア基板１１の一面全体を覆う形で形成される。よって、内部導体２０のパターンの幅は、当該パターンが形成されたコア基板１１の幅と同一になる。
したがって、内部導体２０が形成する外周縁と内周縁、及びコア基板１１が形成する外周縁と内周縁はほぼ同じである。
このように構成されるコイルの材質としては、電気良導体である金、銀、銅、アルミニウム等を用いることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。
一方、本実施例では、内部導体２０が円形のリング（ｒｉｎｇ）状に形成される場合を例に挙げている。しかしながら、本発明の構成はこれに限定されず、多角形のリング状、楕円形、又はコーナーが曲線になっている多角形の形状に形成する等、多様な応用が可能である。
また、本実施例によるコイル部品１００は、内部導体２０の外部面に絶縁層３０が形成されることができる。絶縁層３０は、内部導体２０と後述する磁性体部５０の間を絶縁するために形成される。したがって、絶縁層３０は、内部導体２０の外部面のみに形成することができ、本実施例のように内部導体２０が形成されたコア基板１１の両面全体に形成することもできる。
さらに、本実施例によるコイル組立体１０は、内部導体２０の側面に絶縁膜４０が形成されることができる。
本実施例による内部導体２０はコア基板１１の一面全体に形成されるため、内部導体２０の側面はコア基板１１の側面と同じ外周面上に配置される。したがって、内部導体２０は、コア基板１１の外部に露出する。
この場合、内部導体２０の側面は、後述する磁性体部５０と電気的に連結されることができる。したがって、これを防止するために、内部導体２０の側面に絶縁膜４０が形成される。
絶縁膜４０には、内部導体２０と磁性体部５０を電気的に絶縁できる材質であればいずれのものでも用いることができる。例えば、絶縁膜４０として酸化膜を用いることができる。即ち、内部導体２０の側面に酸化膜を形成し、これを絶縁膜４０として用いることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。
磁性体部５０は、内部にコイル組立体１０を埋め込む形でコイル組立体１０の外部に形成される。磁性体部５０には、フェライトやマグネタイト等の磁性を有する材質を用いることができる。また、インダクタの性能を高くするために磁性体粉末や金属粉末が含有された絶縁物質を用いることができる。この場合、粉末としては、フェライト、カルボニル鉄、モリブデンパーマロイ及びセンダストのうち少なくとも一つを用いることができる。また、絶縁物質としては、エポキシ樹脂やポリイミド等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
一方、本実施例では、コイル組立体１０が磁性体部５０の内部に完全に埋め込まれる場合を例に挙げている。しかしながら、本発明の構成はこれに限定されず、コイル組立体１０の一部が磁性体部５０の外部に露出するように構成する等、必要に応じて、多様な変形が可能である。
また、図示されてはいないが、磁性体部５０をフェライト等で形成する場合は、外部面に遮蔽層を形成することもできる。遮蔽層は、磁性体粉末や金属粉末が含有された絶縁物質（例えば、樹脂）を磁性体部５０の外部面に塗布して形成することができる。
本実施例によるコイル部品１００は、基板内蔵用コイル部品１００であればよい。したがって、別途の外部電極７０を備えることなく、基板内に埋め込まれた後、基板製造工程により内部のコイルが基板の配線パターン２と電気的に連結される。
これについては、以下の製造方法に詳細に説明する。
以上のように構成される本実施例によるコイル部品は、磁性体部内に埋め込まれるコア基板の幅と同じ幅でコイルのパターン（即ち、内部導体）が形成される。即ち、磁性体部内でコイルパターンの幅を最大にすることができる。
したがって、コイルパターンに流れる電流の量を増やすことができるため、コイルに発生する直流抵抗成分を最小化することができる。よって、電力変換効率を高くすることができ、高容量のパワーインダクタとして活用が可能である。
逆に、コア基板のサイズをコイルのパターンのサイズに対応して最小にすることができるため、コイル部品の全体的なサイズを最小化することができる。
一方、本発明は、前述した実施例に限定されず、多様な応用及び変形が可能である。
図４ａは本発明の第２の実施例によるコイル部品を概略的に示す斜視図であり、図４ｂは図４ａのＢ‐Ｂ線に沿う断面図であり、図４ｃは図４ａに示されているコイル部品のコイルを概略的に示す斜視図である。なお、図４ｂは、図４ａのＢ‐Ｂ線に沿う断面図であるため、実質的には内部導体２０を連結する連結導体２５のみを示し、他の貫通ビア６０を示してはならないが、説明の便宜上、貫通ビア６０も全て示す。
図４ａ〜図４ｃを参照すると、本実施例によるコイル部品２００は、磁性体部５０の外部面に絶縁体部８０が形成される。また、絶縁体部８０上には外部電極７０が形成される。
絶縁体部８０は内部に磁性体部５０を埋め込む形で形成され、外部電極７０は絶縁体部８０上に形成されてコイル組立体１０の内部導体２０と電気的に接続することができる。
外部電極７０は、一対をなして絶縁体部８０の上部面と下部面にそれぞれ形成され、連結導体２５によってコイル２０、２５の両端にそれぞれ電気的に連結されることができる。即ち、コイル２０、２５のうち最上層と最下層に配置される内部導体２０ａ、２０ｂは、磁性体部５０と絶縁体部８０を貫通する貫通ビア６０を介して外部電極７０とそれぞれ電気的に接続される。
本実施例によるコイル部品２００は、絶縁体部８０を備えることにより、磁性体部５０を外部環境から保護し、外部との絶縁を確保することができる。また、独立したコイル部品２００として回路基板の一面に実装されるか又は回路基板の内部に埋め込まれることができる。
一方、本実施例では、絶縁体部８０が磁性体部５０の外部面全体に形成される場合を例に挙げている。しかしながら、本発明の構成はこれに限定されず、磁性体部５０の外部面全体ではなく一部のみに形成することもできる。例えば、磁性体部５０のいずれか一面や両面、又は外部電極７０が形成されるべき部分のみに絶縁体部８０を形成する等、多様な応用が可能である。
また、本実施例による絶縁体部８０は、内部に磁性体粉末や金属粉末を含有することができる。この場合、絶縁体部８０は、電磁波やノイズの遮蔽の機能も共に行うことができる。
次に、本発明の実施例によるコイル部品の製造方法を説明する。
図５ａ〜図１０ｂは、本発明の第１の実施例によるコイル部品の製造方法を説明するための図である。
これらを共に参照すると、コイル部品（図１の１００）の製造方法では、まず、図５ａ及び図５ｂに示されているように両面に金属層２０が形成されたコア基板１１を用意する。
ここで、コア基板１１は絶縁基板であり、金属層２０は銅薄膜であればよい。
次に、図６に示されているようにコア基板１１に少なくとも一つの導電性ビア、即ち、連結導体２５を形成する。
連結導体２５は、一般の導電性ビアの製造方法で形成されることができる。即ち、レーザードリルやエッチング等の方法により貫通ホールを形成した後、メッキ等の方法で貫通ホール内に導電性物質を充填することにより形成することができる。
次に、図７ａ及び図７ｂに示されているように金属層２０内に分離溝２１を形成する。分離溝２１は、金属層２０の一部を除去して形成することができる。したがって、分離溝２１の底面は、コア基板１１の一面によって形成される。
分離溝２１は、後で形成される内部導体（即ち、コイルパターン）においてパターンが切れる部分を形成するための構成である。したがって、分離溝２１は、コイルパターンの幅と同じか、または大きい幅を有する溝で形成することができる。
本実施例による分離溝２１は、コア基板１１の両面に形成された金属層２０に全て形成することができる。また、コイル構造を完成するために、二つの分離溝２１は、垂直にそれぞれ異なる位置に形成することができる。
具体的には、二つの分離溝２１は、図７ｂに示されているように、連結導体２５を中心に隣接した両側に、それぞれ形成することができる。これは、後述するコイルの構造によってより明確に理解することができる。
上記のような分離溝２１は、レーザー加工やエッチング等の方式により形成することができる。
次に、図８ａ及び図８ｂに示されているように金属層２０の外部面に絶縁層３０を形成する。
絶縁層３０は、金属層２０の表面に絶縁物質を塗布したり絶縁物質内にコア基板１１を含浸させたりする等の多様な方式により形成することができる。
この際、絶縁層３０は、分離溝２１の内部にも充填することができる。
次に、図９に示されているように金属層２０と絶縁層３０が形成されたコア基板１１を切断してコイルの形状を形成する。コア基板１１は、プレス切断方式により切断されることができる。即ち、コア基板１１を切断装置内に配置した後、プレス方式により切断線（図８のＰ）に沿って切断して、図９に示されている形状に加工することができる。
このようにコア基板１１が切断されることにより、金属層２０において実質的にコイルをなす部分、即ち、内部導体２０のみが残され、他の部分は全て除去される。
この過程で、前述した分離溝２１と連結導体２５は残される。分離溝２１によってコア基板に残された金属層２０は、一部が切れたリング状の内部導体２０として形成されることができる（図２参照）。また、コア基板の両面に形成された内部導体２０は連結導体２５によって電気的に連結されて連続的なコイルの形状を完成する。
このように本実施例によるコイル部品１００の製造方法は、コア基板上に特定パターンを形成するために複雑な工程を行う必要がなく、導電性ビアを形成する工程と一回の切断工程だけでコイル構造を完成する。したがって、製造が非常に容易であるという利点がある。
一方、本実施例では、内部導体が円形に形成されるため、基板も円形のリング状に切断される。しかしながら、本発明の構成はこれに限定されない。即ち、内部導体が四角形のリング状に形成される場合は基板も四角形のリング状に切断する等、コイルの形状に対応してコア基板の形状を形成することができる。
次に、図１０ａ及び図１０ｂに示されているように絶縁膜４０を形成する。絶縁膜４０は、切断によって外部に露出した内部導体２０の側面に形成する。
本実施例による絶縁膜４０は、酸化膜の形に形成されることができる。したがって、内部導体２０が銅（Ｃｕ）で形成される場合、絶縁膜４０は、酸化銅（ＣｕＯ、ＣｕＯ２）からなる酸化膜であってもよい。
上記のような絶縁膜４０は、数百ｎｍ〜数十μｍの厚さで形成され、コイル部品に印加される電流や電圧等によって決めることができる。
一方、酸化膜よりも厚く絶縁膜４０を形成する必要がある場合、絶縁膜４０は、別途の絶縁物質によって形成されることができる。例えば、絶縁膜４０は、絶縁物質を内部導体２０の露出部分（又は酸化膜の外部面）に噴射又は塗布した後に乾燥したり絶縁フィルムを接着したりする方法等でより厚く形成することができる。
以上のような過程によりコイル組立体１０を完成したら、次のようにコイル組立体１０の外部に磁性体部５０を形成して、図１〜図３に示されているコイル部品１００を完成する。
磁性体部５０は、特定のフレームの内部にコイル組立体１０を配置した後、ペースト状の磁性物質を充填させて硬化したり、シート（ｓｈｅｅｔ）状の磁性物質を基板の上部及び下部に積層し圧着したりすることにより形成することができる。
以上の過程で形成されたコイル部品１００は、半製品の形で基板内蔵用コイル部品１００として活用されることができる。これについては後述する。
一方、図４ｂに示されている、前述した第２の実施例によるコイル部品２００は、上述したように図１のコイル部品１００の外部面に絶縁体部８０を形成し、絶縁体部８０と磁性体部５０を貫通する貫通ビア６０を形成した後、絶縁体部８０の外部面に外部電極７０を形成することにより製造することができる。
この際、貫通ビア６０は、外部電極７０とコイル組立体１０の内部導体２０を電気的に連結することができる。
一方、絶縁体部８０は、磁性体部５０の外部に絶縁物質を塗布して形成されることができるが、これに限定されず、液状の絶縁物質に図１のコイル部品１００を含浸したり外部面に絶縁フィルム等を付着したりする等の多様な方式により形成することができる。
また、外部電極７０は、絶縁体部８０の表面に沿って大面積で形成されたり他の面にも伸びて形成されたりする等、必要に応じて、多様な形状に形成することができる。
以上のように構成される本実施例によるコイル部品の製造方法は、従来のようにエッチング等の方式によりコイルパターンを形成するのではなく、プレス工程によりコア基板を切断する方式によりコイルパターンを形成する。したがって、製造工程を単純化することができるため、製造コスト及び製造時間を減らすことができる。
なお、従来は、一般にエッチング等の方式によりコイルパターンを形成するため、コイルパターンの幅を拡張するのに限界がある。しかしながら、本実施例によるコイル部品の製造方法は、切断方式によりコイルパターンを形成するため、コイルパターンの幅を基板の幅と同一にすることができる。
したがって、コイルパターンに流れる電流の量を極大化することができるため、コイルに発生する直流抵抗成分を最小化することができる。よって、電力変換効率を高くすることができ、高容量のパワーインダクタとして活用が可能である。
また、本発明によるコイル部品は、基板に容易に内蔵されることができる。
図１１は、本発明の第３の実施例による部品内蔵基板を概略的に示す断面図である。なお、図１１の場合、部品内蔵基板１の配線パターン２と連結される貫通ビア６０は、内部導体２０を相互連結する連結導体２５と異なる垂直平面上に配置されるため、実質的には示されてはならないが、説明の便宜上示す。
図１１を参照すると、本実施例による部品内蔵基板１は、多数の絶縁層３と絶縁層３の間に配置される多数の配線パターン２を含む。また、内部に埋め込まれるコイル部品１００を含む。
部品内蔵基板１に埋め込まれるコイル部品１００は、図１に示されている半製品状態のコイル部品１００であればよい。また、コイル部品１００のコイルパターンは、部品内蔵基板１とコイル部品１００を共に貫通する貫通ビア６０によって内蔵基板１の配線パターン２と電気的に連結される。
このために、部品内蔵基板１は、内部にコイル部品１００が完全に埋め込まれるように、半製品状態のコイル部品１００より厚い厚さで形成することができる。
一方、コイル部品１００を部品内蔵基板１に内蔵する方法は、次のように行なうことができる。
図１２〜図１９は、図１１に示されているコイル部品内蔵基板の製造方法を説明するための図である。
これを参照すると、まず、図１２に示されているように内部にキャビティ５が形成された基板１を用意する。ここで、基板１は、多層基板であり、製造が終わらない状態であればよい。
次に、図１３に示されているように半製品状態のコイル部品１００をキャビティ５内に挿入する。したがって、キャビティ５は、コイル部品１００のサイズに対応するサイズで形成されることができる。しかしながら、コイル部品１００以外に他の部品をさらに埋め込む場合、キャビティ５はより大きな空間に形成することができる。
次に、図１４に示されているように樹脂等の絶縁材質でキャビティ５を埋めると共にコイル部品１００を完全に覆ってコイル部品１００を基板１内に埋め込む。
次に、図１５に示されているようにコイル部品１００の両面に貫通ビア６０を形成する。この際、貫通ビア６０は、基板１とコイル部品１００を共に貫通する形でビアホール６１を形成した後にビアホール６１の内部を導電性物質で充填することにより形成されることができる。したがって、貫通ビア６０の一端、即ち、端部は、コイル部品１００の内部導体２０に、それぞれ電気的に接続することができる。
なお、図１５〜図１８の場合も、貫通ビア６０は、内部導体２０を連結する連結導体２５と異なる垂直平面上に配置されるため、実質的には示されてはならないが、説明の便宜上示す。
次に、図１６に示されているように基板上に配線パターン２を形成する。この際、配線パターン２は、貫通ビア６０の他端と電気的・物理的に連結される。したがって、コイル部品１００は、貫通ビア６０を介して基板の配線パターン２に電気的に接続することができる。
次に、図１７に示されているように配線パターン２上に新たな絶縁層８を形成して、本実施例による部品内蔵基板１を完成する。
一方、コイル部品１００の磁性体部５０に金属粉末が含有された絶縁材質を用いる場合、図１５の状態で貫通ビア６０とコイル部品１００の磁性体部５０には金属粉末によって電気的に短絡が発生する可能性がある。
したがって、この場合は、磁性体部５０と貫通ビア６０を相互絶縁させる必要がある。
より具体的には、図１４に示されている状態で貫通ビア６０のためのビアホール６１を形成した後、図１８に示すように、ビアホール６１の内部の底面と壁面に絶縁層６２を形成する。ここで、絶縁層６２にはソルダレジスト等を用いることができる。
次に、図１９に示すようにビアホール６１の底面に形成された絶縁層６２、即ち、内部導体２０に形成された部分を除去した後、図１５に示すようにビアホール６１内に貫通ビア６０を形成する。
これにより、貫通ビア６０は、内部導体２０と電気的に連結され、磁性体部５０とは絶縁層６２によって絶縁することができる。
一方、本実施例ではコイル部品１００が、内蔵基板１内に完全に埋め込まれる場合を例に挙げているが、本発明はこれに限定されず、多様な変形が可能である。例えば、コイル部品１００のいずれか一面又は両面が、内蔵基板１の外部に露出するように内蔵基板１内に埋め込むこともできる。
図２０は、本発明の第４の実施例による部品内蔵基板を、概略的に示す断面図である。
図２０を参照すると、図４ｂに示されているコイル部品２００が、部品内蔵基板１内に埋め込まれた構造が示されている。この場合、コイル部品２００に外部電極７０が形成されているため、コイル部品２００を基板１内に挿入した後に、配線パターン２をさらに形成する工程だけでコイル部品２００と部品内蔵基板１の配線パターン２を電気的に接続することができる。
また、配線パターン２とコイル部品２００の保護のために、配線パターン２とコイル部品１００の上部に、護絶縁層９を形成することができる。ここで、保護絶縁層９にはソルダレジスト（ｓｏｌｄｅｒ ｒｅｓｉｓｔ）等を用いることができる。
本実施例の場合、コイル部品２００は部品内蔵基板１に形成された貫通穴状のキャビティに挿入されて結合され、コイル部品２００の両面は、部品内蔵基板１の外部に露出することができる。したがって、部品内蔵基板１は、コイル部品２００とほぼ同じか厚い厚さで形成することができる。
これにより、本実施例による部品内蔵基板１は、コイル部品２００を内蔵しても厚さを最小化することができる。また、コイル部品２００の内蔵過程で、前述した第３の実施例の貫通ビア（図１１の６０）を形成する工程を省略できるため、製造が容易である。
図２１は、本発明の第５の実施例による部品内蔵基板を概略的に示す断面図である。
図２１を参照すると、本実施例によるコイル部品３００は、前述した実施例と比べて内部導体２０が厚く形成される。これにより、内部導体２０の間のコア基板１１が非常に薄い厚さで形成される。
このように内部導体２０が厚く形成される場合、内部導体２０の外部面積が増加する。したがって、コイルパターンに流れる電流の量をさらに増やすことができるため、コイルに発生する直流抵抗成分を最小化することができる。
また、本実施例によるコイル部品３００は、内部導体２０の上部と下部に配置される磁性体部５０の厚さが前述した実施例より厚く形成される。例えば、内部導体２０の上部と下部に配置される磁性体部５０の厚さは、５０μｍ以上で形成することができる。
この場合、磁性体部５０の断面積が大きくなるため、磁性体部５０内に形成される磁束が容易に飽和したり外部に漏れたりすることなく、磁性体部５０内にほとんど形成することができる。
したがって、漏れ磁束によって部品内蔵基板１又はこれに実装された他の電子素子に影響が及ぶことを最小化することができる。
図２２は、本発明の実施例による電圧調節モジュールを概略的に示す断面図である。
図２２を参照すると、本実施例による電圧調節モジュール６００は、ＥＴ（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）電力増幅器に用いられる電圧調節モジュールであればよい。即ち、電圧調節モジュール６００は、ＥＴ電力増幅器において無線信号のサイズによって、ＲＦ電力増幅器（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に提供される電圧を調節するモジュールであればよい。
電圧調節モジュール６００は、部品内蔵基板１と部品内蔵基板１に内蔵されるパワーインダクタ４００と、部品内蔵基板１に実装される電圧調節素子５００と、を含み、必要に応じて、他の電子素子をさらに含むことができる。
ここで、パワーインダクタ４００は前述したコイル部品のいずれか一つであり、部品内蔵基板１は前述したコイル部品を内蔵した部品内蔵基板のいずれか一つであればよい。
また、電圧調節素子５００は、無線信号のサイズによってＲＦ電力増幅器（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に提供される電圧を調節する素子であればよい。
このように構成される電圧調節モジュール６００のパワーインダクタ４００は、内部導体２０の上部と下部に配置される磁性体部５０の厚さがそれぞれ５０μｍ以上で形成することができる。また、内部導体２０と磁性体部５０は、絶縁層３０によって互いに絶縁することができる。
なお、本発明によるコイル部品内蔵基板は、上述した実施例に限定されない。例えば、コイル部品の一部が部品内蔵基板の一面から突出する形で埋め込まれるように構成する等、多様な変形が可能である。
また、前述した実施例では、部品内蔵基板の内部に、コイル部品のみが埋め込まれる場合を例に挙げているが、コイル部品の他にも多様な受動素子や能動素子を共に埋め込むこともできる。
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、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。
１ 部品内蔵基板
１０ コイル組立体
１１ コア基板
２０ 内部導体
３０ 絶縁層
４０ 絶縁膜
５０ 磁性体部
７０ 外部電極
８０ 絶縁体部
１００、２００、３００ コイル部品

Claims (25)

  1. 少なくとも一つのコア基板と、
    前記コア基板の少なくともいずれか一面に形成される内部導体と、
    前記コア基板の外部に形成される磁性体部と、
    を含み、
    前記内部導体の幅が前記コア基板の幅と同一に形成される、コイル部品。
  2. 前記コア基板と前記内部導体は、リング（ｒｉｎｇ）状に形成される、請求項１に記載のコイル部品。
  3. 前記磁性体部は、前記コア基板と前記内部導体を内部に埋め込む形で形成される、請求項１に記載のコイル部品。
  4. 前記内部導体は、前記コア基板の両面にそれぞれ形成され、前記内部導体を電気的に連結する少なくとも一つの連結導体をさらに含む、請求項１に記載のコイル部品。
  5. 前記連結導体は、前記コア基板を貫通する導電性ビアの形に形成される、請求項４に記載のコイル部品。
  6. 前記内部導体と前記磁性体部の間に形成される絶縁層をさらに含む、請求項１に記載のコイル部品。
  7. 前記内部導体と前記磁性体部の間に形成される絶縁膜をさらに含む、請求項１に記載のコイル部品。
  8. 前記内部導体の一面と前記磁性体部の間に絶縁層が形成され、前記内部導体の側面と前記磁性体部の間に絶縁酸化膜が形成される、請求項１に記載のコイル部品。
  9. 前記磁性体部は、磁性体粉末や金属粉末が含有された絶縁物質によって形成される、請求項１に記載のコイル部品。
  10. 前記磁性体部の外部に形成される絶縁体部と、
    前記絶縁体部の外部に形成される少なくとも一つの外部電極と、
    前記内部導体と前記外部電極を電気的に連結する少なくとも一つの貫通ビアと、
    をさらに含む、請求項１に記載のコイル部品。
  11. 前記外部電極は、前記絶縁体部の上部面と下部面にそれぞれ形成される、請求項１０に記載のコイル部品。
  12. 少なくとも一つのコア基板と、
    前記コア基板の少なくともいずれか一面に形成される内部導体と、
    前記コア基板の外部に形成される磁性体部と、
    を含み、
    前記内部導体の外周縁と内周縁、及び前記コア基板の外周縁と内周縁が同じように形成される、コイル部品。
  13. 少なくともいずれか一面に金属層が形成されたコア基板を用意する段階と、
    前記コア基板をプレス方式により切断してリング（ｒｉｎｇ）状に加工する段階と、
    前記リング状のコア基板の外部に磁性体部を形成する段階と、
    を含む、コイル部品の製造方法。
  14. 前記コア基板を用意する段階の後、前記コア基板を加工して多層のパターンを形成する段階をさらに含む、請求項１３に記載のコイル部品の製造方法。
  15. 前記多層のパターンを形成する段階は、
    前記コア基板に連結導体を形成して前記コア基板の両面に形成された前記金属層を互いに電気的に連結する段階と、
    前記金属層の一部を除去して分離溝を形成する段階と、
    を含む、請求項１４に記載のコイル部品の製造方法。
  16. 前記分離溝を形成する段階は、二つの前記金属層にそれぞれ一つの前記分離溝を形成し且つ前記連結導体の両側に前記分離溝を形成する段階である、請求項１５に記載のコイル部品の製造方法。
  17. 前記分離溝を形成する段階の後、前記金属層の外部面に絶縁層を形成する段階をさらに含む、請求項１５に記載のコイル部品の製造方法。
  18. 前記加工する段階の後、前記金属層が切断されて形成された内部導体の外部面に絶縁膜を形成する段階をさらに含む、請求項１３に記載のコイル部品の製造方法。
  19. 前記絶縁膜を形成する段階は、前記内部導体の露出した表面に酸化膜を形成する段階である、請求項１８に記載のコイル部品の製造方法。
  20. 前記コア基板の外部に磁性体部を形成する段階の後、前記磁性体部の外部に絶縁体層を形成する段階をさらに含む、請求項１８に記載のコイル部品の製造方法。
  21. 前記絶縁体層を形成する段階の後、
    前記絶縁体層に前記内部導体と電気的に連結される少なくとも一つの貫通ビアを形成する段階と、
    前記絶縁体層の外部面に前記貫通ビアと電気的に連結される少なくとも一つの外部電極を形成する段階と、
    をさらに含む、請求項２０に記載のコイル部品の製造方法。
  22. 少なくとも一つの絶縁層と、
    少なくともいずれか一面に内部導体が形成されたコア基板と前記コア基板の外部に形成される磁性体部を含み、前記内部導体の幅が前記コア基板の幅と同一に形成され、前記絶縁層内に内蔵されるコイル部品と、
    を含む、コイル部品内蔵基板。
  23. 基板と、
    少なくともいずれか一面に内部導体が形成されたコア基板と前記コア基板の外部に形成される磁性体部を含み、前記内部導体の幅が前記コア基板の幅と同一に形成され、前記基板に内蔵されるパワーインダクタと、
    前記基板上に実装されて前記パワーインダクタと電気的に連結される少なくとも一つの電圧調節素子と、
    を含む、電圧調節モジュール。
  24. 前記電圧調節素子は、ＥＴ（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）電力増幅器において無線信号のサイズによってＲＦ電力増幅器に提供される電圧を調節する素子である、請求項２３に記載の電圧調節モジュール。
  25. 前記コア基板の上部と下部に配置される前記磁性体部は、厚さがそれぞれ５０μｍ以上で形成される、請求項２４に記載の電圧調節モジュール。
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