KR100308446B1 - 모놀리식 후막형 인덕터 및 그 제조 방법 - Google Patents

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스코트 디. 스윅
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제임스 에이. 호움버그
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Abstract

모놀리식 후막형 인덕터는 개별적으로 각각의 유전체층과 도전층을 프린팅하기 위한 동일한 유전체 프린팅 스크린과 동일한 도체 프린팅 스크린을 사용하여 서로의 위에 교번하는 도전층과 유전체층을 프린팅함으로서 제조된다. 각각의 코일 프린팅 스크린과 유전체 스크린은 각각의 층들을 프린팅하기 위해 n의 서로 다른 위치에 인덱스된다. 얻어지는 인덕터는 요구된 수의 코일 턴을 형성하기 위해 서로의 위에 적층되고 서로 전기적으로 접속되는 다수의 나선형 코일 세그먼트를 포함한다.

Description

모놀리식 후막형 인덕터 및 그 제조 방법 {MONOLITHIC THICK FILM INDUCTOR AND METHOD FOR MAKING SAME}
많은 종래 기술의 방법들이 모놀리식 후막형 인덕터를 프린팅하는데 사용되어왔다. 이런 방법들의 대분분은 코일과 유전체층(통상 페라이트)의 교번층을 포함한다. 각각의 코일은 세그먼트이고, 코일 세그먼트들은 연속적인 나선형 코일 인덕터를 형성하기 위하여 페라이트 층을 통해 상호 접속된다.
이런 모놀리식 후막형 인덕터를 형성하기 위한 대부분의 종래 기술의 방법들은 인덕터를 형성하기 위하여 프린팅되는 각각의 층에 대한 프린팅 스크린 분리를 포함한다.
본 발명은 모놀리식 후막형 인덕터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 모놀리식 후막형 인덕터의 확대된 투시도.
도 2는 각각의 여러 가지 라미네이팅된 층들을 도시하는 도 1의 인덕터에 대한 확대된 투시도.
도 3a은 도 1과 도 2의 인덕터를 프린팅하는데 사용되는 하부 캡 스크린의 평면도.
도 3b는 도 1의 인덕터의 하부층을 프린팅하는데 사용되는 하부 종결 스크린의 평면도.
도 3c는 도 1의 인덕터내의 여러 가지 유전체층을 프린팅하는데 사용되는 유전체 스크린의 평면도.
도 3d는 도 1의 인덕터를 제조하는데 사용되는 비아 충진 스크린의 평면도.
도 3e는 도 1의 인턱터를 제조하는데 사용되는 코일 세그먼트 스크린의 평면도.
도 3f는 도 3c의 유전체 스크린의 제 2 인덱스된 위치를 도시하는 평면도.
도 3g는 도 3d의 비아 충진 스크린의 제 2 인덱스된 위치를 도시하는 평면도.
도 3h는 도 3a의 코일 세그먼트 스크린이 그것의 제 2 인덱스 위치에 있는 것을 도시하는 평면도.
도 3i는 도 1의 인덕터를 제조하는데 사용되는 상부 종결 스크린의 평면도.
도 3j는 도 1의 인덕터를 제조하는데 사용되는 상부 캡 스크린의 평면도.
도 4a는 인덕터의 변형된 형태를 제조하는데 사용되는 하부 캡 스크린의 평면도.
도 4b는 도 4a의 하부 캡 스크린과 관련하여 제 2 인덱스 위치에 도시된 하부 종결 스크린의 평면도.
도 4c는 하부 캡 스크린(122)과 관련하여 제 3 인덱스 위치에 도시된 유전체 스크린의 평면도.
도 4d는 하부 캡 스크린(122)과 관련하여 제 3 인덱스 위치에 도시된 비아 충진 스크린의 평면도.
도 4e는 코일 도체 스크린의 평면도.
도 4f 및 도 4g는 각각 제 1 인덱스 위치에 인덱스되는 유전체 스크린과 비아 충진 스크린을 도시하는 도면.
도 4h, 도 4i 및 도 4j는 각각 제 2 인덱스 위치에 인덱스되는 코일 도체 스크린, 유전체 프린팅 스크린 및 비아 충진 스크린을 도시하는 도면.
도 4k, 도 4l 및 도 4m은 각각 제 3 인덱스 위치에 인덱스되는 코일 도체 스크린, 유전체 스크린 및 비아 충진 스크린을 도시하는 도면.
도 5a는 도 4a 내지 도 4m의 스크린과 사용하기 위한 상부 종결 프린트 스크린을 도시하는 도면.
도 5b는 도 4a 내지 도 4m의 스크린과 사용하기 위한 다른 종결 프린트 스크린을 도시하는 도면.
도 6은 도 4c의 유전체 스크린 대신에 사용될 수 있는 유전체 스크린의 다른 형태를 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 개선된 모놀리식 후막형 인덕터 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 여러 가지 라미네이팅된 층이 프린팅될 때 여러번 반복될 수 있는 최소의 프린팅 스크린 또는 패턴을 사용하여 프린팅될 수 있는 모놀리식 후막형 인덕터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 인덕터를 대량 제조하는데 장비를 덜 요구하는 모놀리식 후막형 인덕터 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 코일의 길이와 폭이 하부에서 상부에 걸쳐 균일하게 유지되는 모놀리식 후막형 인덕터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 종래 기술의 경우에서보다 더 작은 부품으로 제조될 수 있는 모놀리식 후막형 인덕터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 자동화된 제조에 쉽게 적응될 수 있는 모놀리식 후막형 인덕터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 인덕터가 제조하기에 더욱 경제적이고, 영속적으로 사용가능하며, 동작이 효율적인 모놀리식 후막형 인덕터를 제공하는 것이다.
발명의 요약
상기 목적들은 2개 이상의 라미네이팅된 어셈블리가 서로의 위에 수직적으로 적층되는 기판을 포함하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트로 달성될 수 있다. 각각의 라미네이팅된 어셈블리는 교번하는 형태로 서로의 위에 적층되는 n개의 도전층과 n개의 유전체층을 포함한다. n개의 도전층은 각각 도전성 코일 세그먼트를 포함한다. 도전성 코일 세그먼트는 각각 서로 다르고 나선의 세그먼트들내에 형성된다. 유전체층은 각각 n개의 도전층 중 하나에 중첩하고 그 아래에 있는 코일 세그먼트의 일부를 노출시키는 접속 개구부를 포함한다. 각각의 n개의 도전층내에 있는 모든 도전성 코일 세그먼트는 나선형의 도전성 서브 코일을 형성하기 위하여 유전체층내의 접속 개구부를 통해 서로 접속된다. 모든 2개 이상의 라미네이팅된 어셈블리는 동일한 구성으로 이루어지며, 하단부와 상단부 및 그 사이로 연장하는 2개 이상의 나선형 턴(turns)을 가지는 나선형 코일을 형성하도록 서로 접속된다.
2개 이상의 라미네이팅된 어셈블리는 각각 전기 회로에서 나선형 코일의 상단부와 하단부를 개별적으로 접속시키기 위한 종결부를 포함하는 하부 종결층과 상부 종결층 사이에 위치된다.
바람직한 실시예에서, n은 각각의 라미네이팅된 어셈블리내에 2개의 라미네이팅된 어셈블리 및 2개의 코일 세그먼트가 존재하도록 2가 될 수 있게 선택된다.
본 발명의 방법은 제 1 인덱스 위치에서 코일 프린팅 스크린으로 기판 위에 제 1 도전층을 프린팅하는 단계를 포함한다. 제 1 도전층은 나란히 배열된 n개의 코일 세그먼트를 포함하고, n개의 코일 세그먼트는 서로 다르고 나선형 코일의 서로 다른 세그먼트를 포함한다.
다음에 제 1 유전체층이 제 1 도전층 위에 유전체 스크린을 사용하여 프린팅된다. 제 1 유전체층은 그 아래에 있는 n개의 코일 세그먼트중 하나의 일부에 맞춰져서 그의 일부를 노출시키는 다수의 접속 개구부를 가진다.
다음에 코일 프린팅 스크린과 유전체 프린팅 스크린이 제 1 인덱스된 위치로부터 한번에 n개의 인덱스된 위치 전체로 인덱스된다. 각각의 n개의 인덱스 위치에서 부가적 도전층과 부가적 유전체층이 n개의 도전층과 n개의 유전체층 전체가 프린팅될 때까지 코일 프린팅 스크린과 유전체 프린팅 스크린으로 프린팅된다.
각각의 n개의 인덱스된 위치들은 각각의 부가적 도전층내의 서로 다른 n개의 코일 세그먼트 중 하나가 제 1 도전층내의 n개의 코일 세그먼트 중 선택된 하나 위에 맞춰지도록 선택된다.
선택된 하나의 코일 세그먼트 위에 맞춰진 모든 코일 세그먼트는 제 1 나선형 서브 코일을 형성하기 위하여 각각의 유전체층내의 접속 개구부를 통해 서로 그리고 선택된 코일 세그먼트에 결합된다.
제 1 나선형 서브 코일을 형성한 후, 코일 프린팅과 유전체 프린팅 스크린이 이들의 제 1 인덱스 위치로 다시 움직인다. 다음에 제 1 나선형 서브 코일의 형성 단계가 서로 그리고 제 1 나선형 서브 코일과 전기적으로 접속하고 제 1 나선형 서브 코일 위에 놓이는 하나 이상의 부가적 나선형 서브 코일을 형성하기 위하여 한번 이상 반복된다.
본 발명의 방법중 하나의 실시예는 여러 가지 코일 세그먼트가 유전체내의 접속 개구부를 통해 서로 접촉하도록 상당히 큰 유전체층내의 접속 개구부를 사용한다. 본 발명의 다른 변형은 각각의 유전체층 위와 아래에 있는 코일 세그먼트들 사이에 전기적 접속부를 제공하기 위하여 각각의 접속 개구부에 프린팅되는 도전성 비아 충진재를 사용한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 마주하는 단부 위에 장착된 종결 캡(12, 14)을 가지는 모놀리식 인덕터(10)가 도시되어 있다. 라미네이팅된 어셈블리(16)는 하부 종결층(18)을 포함한다. 하부 종결층(18) 위에 프린팅된 것은 제 1 중간층(20)과 제 2 중간층(22)이다. 중간층(20, 22)은 도 1에 도시된 인덕터에서 2번 반복되지만, 반복 수는 어떤 특별한 인덕터에 대해 필요한 요구된 인덕턴스에 따라 변경될 수 있다. 중간층(20, 22)은 동일한 회수로 반복될 수 있거나, 또는 상기 층중 하나가 다른 중간층보다 한번 이상 반복될 수 있다.
최상부 중간층(20, 22)의 상부에 프린팅된 것은 유전체 재료로 형성된 상부 커버(26)에 의해 커버되는 상부 종결층(24)이다. 프린팅된 유전체 재료는 페라이트이지만, 다른 타입의 유전체 재료가 사용될 수 있다.
하부 종결층(18)은 요구된 두께를 얻기 위하여 서로의 위에 다수의 페라이트 층을 프린팅함으로써 형성되는 하부 페라이트 층(28)을 포함한다. 상기 하부 페라이트 층(28) 위에 프린팅된 것은 종단부(32)와 제 2 단부(34)를 가지는 하부 종결 도체(30)이다. 종단부(32)는 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 어셈블리(16)의 한쪽 끝에서 노출된다.
제 1 중간층(20)은 하부 종결 도체(30)의 제 2 단부(34) 위에 맞춰지는 접속 개구부 또는 비아 개구부(39)를 가지는 유전체 중간 페라이트 층(38)을 포함한다.
접속 개구부(39)내에 프린팅된 것은 비아 충진재(26)이다. 상기 중간 페라이트 층(38)의 상부에 프린팅된 것은 비아 충진재(36) 위에 중첩되어 그것과 전기적으로 접촉하는 제 1 단부(42), 및 제 2 단부(4)를 가지는 제 1 코일 세그먼트(40)이다. 비아 충진재(36)는 하부 종결 도체(30)의 제 2 단부(34)와 제 1 코일 세그먼트(40)의 제 1 단부(42) 상에 전기적 접속을 제공한다. 그래서 연속적인 나선형 도체를 제공하게 된다.
제 2 중간층(22)은 제 2 페라이트 층(48)과 그위에 프린팅되고 제 1단부(52)와 제 2 단부(54)를 가지는 제 2 코일 세그먼트(50)를 포함한다. 비아 충진재(46)는 제 2 페라이트 층(48)내의 제 2 비아 개구부(49)를 충진한다. 상기 비아 충진재(46)는 제 1 코일 세그먼트(40)의 제 2 단부(44)와 제 2 코일 세그먼트(50)의 제 1 단부(52) 사이에 전기적 접속을 제공하여 연속적인 나선형 코일 도체를 제공하게 된다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 중간층(20)과 제 2 중간층(22)은 서로의 사이와 그 아래에 있는 코일 도체들 사이에 전기적 접속을 제공하도록 2번 반복된다.
상부 종결부(24)는 가장 상부의 중간층(20, 22) 위에(이 경우에 중간층(22) 위에) 프린팅되고 중간 페라이트 층(38)과 동일한 상부 페라이트 층(58)을 포함한다. 상부 페라이트 층(58) 위에 프린팅된 것은 비아 충진재(36)와 전기적으로 접촉하는 제 1 단부(62)와 하부 종결층(18)의 종결 단부(32)로부터 라미네이팅된 어셈블리(16)의 마주하는 단부에서 노출되는 종결 단부(64)를 가지는 상부 종결 도체(60)이다. 그러므로, 캡(12, 14)이 어셈블리(16) 위에 배치될 때, 캡(14)이 하부 종결 단부(32)와 접촉하게 되고 캡(12)이 상부 종결 단부(64)와 접촉하게 된다. 그러므로, 상기 인덕터(10)는 하부 종결 단부(32)로부터 시작하고 상부 종결부(64)에서 종결하는 상향의 나선형 경로로 연속하는 연속적인 나선형 코일 도체를 제공하고 한다.
상기 페라이트 층들(38과 58)은 서로 동일하며, 상기 페라이트 층들(48)은 서로 모두 동일하다.
최상부의 중간층이 중간층(20)인 경우에, 상부 종결 도체(60)는 약간 다른 구성을 가지며(도시 안됨), 상기 페라이트 층(58)은 페라이트 층(48)과 동일한 구성을 가진다. 각각의 중간 코일 세그먼트(40, 50)는 나선형 코일의 거의 완전한 360°턴을 형성한다.
도 3a 내지 도 3j는 인덕터(10)를 형성하는 층들을 프린팅하는데 사용된 여러 가지 프린팅 스크린을 도시한다. 하부 캡 스크린(도 3a)은 하부 페라이트 층(28)을 프린팅하는데 사용된다. 하부 캡 스크린(68)의 위치는 인덱스 마크 또는 위치(65, 66)와 관련하여 인덱스 화살표(67)에 의해 도시된다. 도 3a에서 상기 하부 프린팅 스크린(68)은 제 1 인덱스 위치에서 인덱스 마크 또는 위치(65)와 정렬된 화살표(67)로 도시된다.
인덕터(10)를 프린팅하는데 사용되는 다른 프린팅 스크린들에는 프린팅 스크린 패턴(70)(도 3b), 유전체 스크린(72)(도 3c), 비아 충진 스크린(74)(도 3d), 코일 세그먼트 스크린(도 3e), 상부 종결 스크린(78)(도 3i) 및 상부 캡 스크린(80)(도 3j)이 있다.
도 3b를 참조하면, 각각 다수의 종결 도체들(92, 92' 및 94, 94')을 포함하는 제 1 칼럼(88)과 제 2 칼럼(90)이 도시되어 있다. 칼럼들(88, 90)은 도 3b에 도시된 패턴상에서 3번 반복되지만, 반복 수는 필요에 따라 변경될 수 있다. 상기 제 1 하부 종결 칼럼(88)은 모양이 동일하지만 서로와 관련하여 대칭적인 경상의 (mirrored) 쌍으로 배열되는 다수의 하부 종결 코일(92, 92')을 포함한다.
제 2 하부 종결 칼럼(90)은 서로 동일하고 서로와 관련하여 대칭적 쌍으로배열되는 제 2 하부 종결 코일(94, 94')을 포함한다.
도 3c를 참조하면, 유전체 스크린(72)은 다수의 비아 홀(39, 49)을 가지는 유전체층(73)을 프린팅한다. 스크린(72)이 도 3b의 프린팅된 종결 도체 위에 배치되고 인덱스 마크 또는 위치(65)와 정렬되는 화살표(67)로 제 1 인덱스 위치에 맞춰질 때, 상기 비아 개구부(39, 49)는 각각 종결 도체(92, 92' 또는 94, 94')의 단부중 하나와 맞춰진다. 스크린(72)이 제 1 인덱스 위치(도 3c)에 있을 때, 비아 개구부(39)의 왼쪽 칼럼은 도 3b의 로우(88)에서 제 1 종결 도체(92, 92')의 단부와 맞춰진다.
도 3d에 도시된 비아 충진 스크린(74)은 유전체층(73) 위에 프린팅될 때 유전체층(73)의 비아 개구부(39, 49)와 맞춰져서 그것을 충진하는 다수의 비아 도체(36, 46)를 포함한다.
도 3e의 코일 프린팅 스크린(76)은 서로 교번하는 제 1 코일 세그먼트 칼럼(100)과 제 2 코일 세그먼트 칼럼(102)을 포함한다. 칼럼(100)은 도 2의 제 1 코일 세그먼트(40)와 동일한 구성으로 이루어지는 다수의 코일 세그먼트 패턴을 포함하고, 제 2 코일 세그먼트 칼럼(102)은 도 2의 제 2 코일 세그먼트(50)의 구성으로 이루어지는 다수의 코일 도체를 포함한다. 코일 프린팅 스크린(76)이 유전체층(73)에 중첩하여 제 1 인덱스 위치에 배치될 때, 코일 세그먼트(40)의 제 1 단부(42)가 비아 개구부(39)와 비아 충진재(36)중 하나와 맞춰지게 할 것이다. 상기 제 1 인덱스 위치에서, 또한 제2 코일 세그먼트 칼럼(102)내의 코일 세그먼트(50)의 제 1 코일 단부(52)가 비아 개구부(49)와 비아 충진재(46)중 하나와 맞춰진다.
도 3f는 코일 세그먼트 로우(100, 102) 위에 프린팅하기 위해 제 2 위치에 인덱스되는 유전체 스크린(72)을 도시한다. 이런 제 2 인덱스 위치에서 비아 개구부(39)의 왼쪽 칼럼은 로우(102)에서 제 2 코일 세그먼트 단부(54) 위에 맞춰지며, 비아 개구부(49)의 제 2 칼럼은 도 3e에 도시된 바와 같이 왼쪽으로부터 제 2 칼럼(100)내의 코일 세그먼트(40)의 제 1 단부(44) 위에 맞춰진다.
도 3g는 도 3f에서 프린팅되는 유전체층(73')의 비아 개구부(39, 49) 위에 맞춰진 비아 충진재(36, 46)와 제 2 위치에 인덱스되는 비아 충진 스크린(74)을 도시한다.
도 3h를 참조하면, 상기 코일 프린팅 스크린(76)이 도 3e의 제 1 코일 세그먼트 칼럼(102) 위에 맞춰진 제 1 코일 세그먼트 칼럼(100)과 제 2 인덱스 위치에 인덱스된다. 이런 위치에서 도 3h의 코일 세그먼트(40)는 도 3e의 로우(102)에서 코일 세그먼트(50) 위에 맞춰진다.
스크린들(72, 74, 76)이 이들의 제 2 인덱스 위치에 프린팅되어진 후, 이들은 다시 이들의 제 1 인덱스 위치로 움직이고 상기 프린팅 프로세스가 요구된 코일 턴이 얻어질 때까지 필요한 만큼 여러번 반복된다.
다음에 상부 종결 스크린(78)이 상부 종결층(24)을 프린팅하기 위해 사용된다. 프린팅 스크린내의 도체들은 제 1 칼럼(104)과 제 2 칼럼(106)에 배열된다. 칼럼(104)은 제 2 코일 세그먼트(50) 위에 맞춰지는데 사용되는 상부 종결 도체(60)를 포함한다. 칼럼(106)은 제 1 코일 세그먼트(40)위에 맞춰지는데 사용되는 종결 도체(108)의 제 2 형태를 보인다. 상부 종결 스크린(78)은 가장 왼쪽의 칼럼(106)이 도 3e에서 가장 왼쪽의 칼럼(100)과 맞춰지고 왼쪽 칼럼(104)으로부터 두 번째 것이 코일 세그먼트 패턴의 가장 왼쪽 칼럼(102)과 맞춰지도록 제 1 위치에 인덱스되게 보여진다는 것에 유의하여야 한다.
상부 종결 스크린(78)으로 상부 종결부를 프린팅한 후, 상기 상부 캡 스크린(80)이 전체 어셈블리 위에 유전체층(26)을 프린팅하는데 사용된다. 다수의 로우 절단 마크(112)와 다수의 칼럼 절단 마크(114)가 분리 스크린(도시 안됨)에 의해 상부 캡 스크린(80)에 프린팅되고 어셈블리로부터 여러 가지 개별 인덕터(10)를 절단하기 위한 절단 도구를 정렬하는데 사용된다.
도 3a 내지 도 3j의 프린팅 스크린은 인덕터(10)를 프린팅하기 위한 2단계 프로세스에 사용된다. 즉, 프린팅 스크린(72, 74, 76)은 요구된 코일 턴 수를 형성할 만큼 여러번 프로세스를 반복하기 위해 원래의 제 1 인덱스 위치로 다시 이동하기 이전에 2번만 인덱스되어야 한다.
그러나, 코일 세그먼트에 대한 서로 다른 구성의 사용은 단계의 어떤 요구된 수 n의 사용을 허용할 수 있다.
더욱이, 상기 비아 개구부(39, 49)는 훨씬 더 크게 형성될 수 있고, 그렇게 함으로써 비아 충진재(36, 46) 사용을 제거할 수 있다. 이것은 비아 충진 프린팅 스크린(74)의 필요성을 제거한다. 비아 개구부(39, 49)가 충분히 크다면, 여러 가지 코일 세그먼트가 비아 충진재(36, 46)의 필요성없이 접속 개구부 또는 비아 개구부(39, 49)를 통해 서로 접촉될 수 있다.
도 4a 내지 도 4m 및 도 5a와 도 5b를 참조하면, 프린팅 스크린 시스템이 3단계 프로세스로 인덕터를 제조하기 위해 도시된다.
도 4a는 바람직하게 페라이트로 형성된 유전체 캡(124)을 프린팅하기 위한 하부 캡 스크린(122)을 도시한다. 상기 정렬 마크(126)는 기판과 관련한 패턴의 정렬을 제공하고, 제 1, 제 2, 및 제 3 인덱스 마크(128, 130, 132)는 여러 가지 프린팅 스크린에 의해 사용되는 3개의 인덱스 위치를 도시한다. 인덱스 화살표(134)는 하부 캡 스크린이 처음에 인덱스 마크(130)와 정렬되는 화살표(134)로 제 2 인덱스 위치에 프린팅된다는 것을 표시한다.
도 4b는 제 1, 제 2 및 제 3 하부 종결 로우(138, 140, 142)를 가지는 하부 종결 스크린(136)을 도시한다. 이런 로우(138, 140, 142)는 각각 제 1 하부 종결 접속기(144), 제 2 하부 종결 접속기(146) 및 제 3 하부 종결 접속기(148)를 포함한다. 상기 종결 접속기(144, 146, 148)는 각각 서로의 경상이 되는 쌍으로 배열된다. 상기 하부 종결 스크린(136)은 화살표(134)가 인덱스 마크(130)와 맞춰지는 제 2 또는 중간 인덱스 위치에 도시된다.
도 4c는 비아 홀(154)을 가지는 유전체층(154)을 프린팅하기 위한 유전체 스크린(150)을 도시한다. 상기 유전체 스크린(150)은 화살표(134)가 인덱스 마크(128)와 맞춰지는 제 3 인덱스 위치에 도시된다.
다음에, 비아 충진 스크린(156)이 유전체층(152)내의 비아 개구부(154) 위에 맞춰진 정렬로 비아 충진재(158)를 프린팅하기 위한 제 3 인덱스 위치에 인덱스될 수 있도록 도 4d에 도시된다.
도 4e에서, 코일 세그먼트 스크린(160)이 화살표(134)가 인덱스 마크(132)와 정렬되는 제 1 위치에 인덱스되게 도시된다. 코일 세그먼트 스크린은 각각 제 1 코일 세그먼트(168), 제 2 코일 세그먼트(170) 및 제 3 코일 세그먼트(172)를 구비하는 제 1, 제 2 및 제 3 코일 세그먼트 로우(162, 164, 166)를 포함한다,
도 4f와 도 4g는 도 4e의 코일 세그먼트 스크린(160)에 의해 프린팅된 코일 도체 위에 충진재 도체(158)로 충진된 제 2 유전체층(152')을 프린팅하기 위한 제 1 위치에 인덱스되는 유전체 프린팅 스크린(150)과 비아 충진 스크린(156)의 사용을 도시한다.
도 4h, 도 4i 및 도 4j는 제 2 위치에 인덱스되는 코일 세그먼트 스크린(160), 유전체 스크린(150) 및 비아 충진 스크린(156)의 사용에 의한 다른 코일 세그먼트 패턴의 프린팅을 도시한다. 이런 프린팅으로부터의 유전체층은 152″로 표시된다.
도 4k, 도 4l 및 도 4m은 제 3 위치에 인덱스되는 여러 가지 프린팅 스크린으로 제 3 코일 세그먼트 패턴을 프린팅하기 위한 스크린(150, 156 및 160)의 사용을 도시한다. 이런 프린팅으로부터의 유전체층은 152″로 표시된다.
도 4k, 도 4l 및 도 4m에 의해 도시된 제 3 프린팅후, 상기 스크린들은 도 4e, 도 4f 및 도 4g에 도시된 제 1 위치에 다시 인덱스되며, 상기 프로세스는 요구된 코일 턴 수가 얻어질때까지 필요한 만큼 여러번 반복된다.
도 5a는 최상부에 프린팅된 코일 세그먼트 패턴 위에 맞춰지는데 사용되는 3개의 상부 종결 구성(182, 184, 186)을 가지는 상부 종결 스크린(178)을 도시한다.
다음에 도 5a의 상부 종결부 위에 상부 캡(도시 안됨)을 프린팅함으로써 3단계 인덕터가 완성된다. 도 5b는 도 5a의 상부 종결 스크린(178) 대신에 사용될 수 있는 다른 상부 종결 스크린(180)을 도시한다.
도 6을 참조하면, 도 4c의 유전체 스크린(150) 대신에 사용하기 위한 변형된 형태의 유전체 스크린(174)이 도시된다. 유전체 스크린(150)내의 작은 비아 개구부 대신에, 유전체 스크린(174)은 그 아래에 배치된 코일 도체의 일부를 노출시키는 훨씬 더 큰 접속 개구부(176)를 포함한다. 유전체 스크린(174)을 사용하는 장점은 개구부(176)내의 비아 충진재를 프린팅할 필요가 없다는 것이다. 대신에, 스크린(174)에 의해 프린팅되는 유전체층의 위와 아래에 있는 코일 세그먼트가 서로 접촉할 수 있고 개구부(176)를 통해 전기적 연속성을 형성한다.
본 발명의 기술적 특징은 프린터의 후막형 스크린 또는 패턴이 프린팅되는 기판이 각각의 층에 대한 프린터에서의 스크린 교환 대신에 새로운 위치로 움직인다는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 더 적은 프린터가 요구되기 때문에 인덕터를 대량 생산하는데 적은 장비가 요구된다는 것이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 제 1 옵션은 코일의 어떤 턴 수를 형성하기 위해 단지 3개의 패턴(유전체 스크린(72), 비아 충진 스크린(74) 및 코일 프린팅 스크린(76)(반복된 순서로))만을 요구한다. 그러므로, 요구된 만큼의 코일 턴을 형성하기 위해 단지 3개의 세그먼트 프린터가 요구된다.
도 6에 도시된 바와 같은 큰 접속 개구부를 가지는 유전체 패턴이 사용된다면, 비아 충진 스크린(74) 또는 비아 충진 스크린(156)과 같은 비아 충진 스크린을 사용하는 것이 요구되지 않는다. 이것은 2개 패턴으로만 각각의 반복 순서를 감소시키고, 그 결과 부가 프린터당 하나씩 프린터 수를 감소시킨다.
전체 프로세스의 자동화는 감소된 프린터 수 때문에 무척 더 용이하다. 또한, 부품이 각각의 프린트후 건조되어야 하기 때문에, 건조기를 통한 이동의 자동화는 더 쉬워진다. 상기 2가지 방법중 하나로 2개까지 건조용 오븐의 수를 감소시킬 수 있을 것이다. 종래 방법으로, 자동화는 더 많은 프린터 뿐만 아니라 더 많은 건조기가 요구될 것이다.
이상에서는 본 발명의 양호한 일 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 첨부된 청구 범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게는 명백하다.

Claims (13)

  1. 라미네이팅된 전기 컴포넌트를 형성하는 방법에 있어서,
    각각 상이하며, 서로 나란히 배치되는 n개의 코일 세그먼트 및 나선형 코일 세그먼트를 포함하는 제 1 도전층(40, 50)을 코일 프린팅 스크린(76)을 통해 기판 위의 제 1 인덱스 위치(65)내에 프린팅하는 단계;
    상기 n개의 코일 세그먼트중 하나의 일부 위에 각각 맞춰지고 노출되는 다수의 접속 개구부(39, 49)를 가진 제 1 유전체층(73)을 유전체 스크린(72)에 의하여 상기 제 1 도전층위에 프린팅하는 단계;
    상기 제 1 인덱스 위치(65)에서 n개의 전체 인덱스 위치(65, 66)까지 한꺼번에 상기 코일 프린팅 스크린(76) 및 상기 유전체 프린팅 스크린(72)을 인덱스하는 단계;
    전체 n개의 도전층 및 n개의 유전체층이 프린팅될 때까지 상기 각각의 n개의 인덱스된 위치(65, 66)에서 상기 코일 프린팅 스크린(76) 및 상기 유전체 프린팅 스크린(72)에 의해 추가 도전층(40', 50') 및 추가 유전체층(73')을 프린팅하는 단계;
    상기 각각의 추가 도전층내의 상이한 상기 n개의 코일 세그먼트가 상기 제 1 도전층내의 상기 n개의 코일 세그먼트중 선택된 세그먼트 위에 배치되도록 상기 각각의 n개의 인덱스된 위치를 선택하는 단계;
    제 1 나선 서브 코일을 형성하도록 상기 각각의 유전체층내의 상기 접속 개구부(39, 49)를 통하여 상기 선택된 코일 세그먼트 상에 맞춰진 각각의 상기 코일 세그먼트를 서로 그리고 상기 선택된 코일 세그먼트와 결합시키는 단계;
    상기 코일 프린팅 스크린 및 상기 유전체 프린팅 스크린을 상기 제 1 인덱스 위치로 다시 이동시키는 단계; 및
    상기 제 1 나선형 서브 코일과 전기 접속되고 그 위에 배치되는 하나 이상의 추가 나선형 서브 코일을 형성하도록 상기 제 1 나선형 서브 코일을 형성하기 위하여 상기 단계들을 다수회 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트를 형성하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, n=2인 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트를 형성하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, n>2인 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트를 형성하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 도전층(40, 50)을 프린팅하는 단계 전에 상기 기판 상에 프린팅 스크린 패턴(70)을 프린팅하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 프린팅 스크린 패턴(70)은 n개의 종결부(92, 94)를 포함하고, 상기 각각의 종결부는 상기 제 1 도전층(40, 50)을 프린팅한 후에 상기 코일 세그먼트중 하나에 배치되어 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트를 형성하는방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1 도전층(40, 50)을 프린팅하기 전에 상기 프린팅 스크린 패턴(70)위에 상기 유전체 패턴(72)을 프린팅하는 단계를 더 포함하며, 상기 유전체 패턴은 상기 제 1 도전층이 프린팅될 때 상기 n개의 접속 개구부(39, 49)중 하나를 통하여 상기 n개의 코일 세그먼트중 하나와 각각의 상기 종결부(90, 92)가 전기 접속되도록 하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트를 형성하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 n개의 유전체층을 프린팅한 후에 상기 n개의 유전체층위에 상기 n개의 도전층 다음의 도전층을 프린팅하기 전에 상기 각각의 접속 개구부내에 도전성 재료로된 비아 충진재(36, 46)를 프린팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트를 형성하는 방법.
  7. 라미네이팅된 전기 컴포넌트에 있어서,
    기판(18); 및
    상기 기판 위에 서로 수직으로 적층되며, 각각 n개의 도전층(40, 50) 및 n개의 유전체층(38, 48)을 포함하는 두 개 이상의 라미네이팅된 어셈블리(20, 22)를 포함하며,
    상기 n개의 도전층은 각각 도전성 코일 세그먼트를 포함하며, 상기 n개의 도전층의 상기 각각의 코일 세그먼트는 서로 다른 나선형 세그먼트이며, 상기 각각의 유전체층(38, 48)은 상기 n개의 도전층중 하나 위에 배치되며 상기 코일 세그먼트의 일부분을 노출시키는 접속 개구부(39, 49)를 가지며, 상기 각각의 n개의 도전층내의 상기 도전성 코일 세그먼트 모두는 도전성 나선형 서브 코일을 형성하도록 상기 n개의 유전체층내의 상기 접속 개구부를 통하여 서로 접속되며, 상기 두 개 이상의 라미네이팅된 어셈블리 모두는 서로 동일한 구성을 가지며, 상기 두 개 이상의 라미네이팅된 어셈블리의 상기 서브 코일 모두는 하부 단부(42)와 상부 단부(54) 및 그 사이에서 연장되는 두 개 이상의 나선형 턴을 가진 나선형 코일을 형성하도록 서로 접속되는 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트.
  8. 제 7항에 있어서, n은 2인 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트.
  9. 제 7항에 있어서, n은 2보다 큰 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 기판 상에서 상기 두 개 이상의 라미네이팅된 어셈블리(38, 48)하부에 도전성 하부 종결부(30)를 더 포함하며, 상기 도전성 하부 종결부는 상기 나선형 코일의 하부 단부(42)에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 기판 상에서 상기 두 개 이상의 라미네이팅된 어셈블리(40, 50)상부에 도전성 상부 종결부(60)를 더 포함하며, 상기 도전성 상부 종결부는 상기 나선형 코일의 상부 단부(54)와 전기 접촉되는 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 각각의 유전체층내의 상기 접속 개구부(39, 49)는 상기 접속 개구부를 통하여 인접하는 상기 코일 세그먼트 쌍이 서로 전기 접촉되도록 하기에 충분한 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트.
  13. 제 7항에 있어서, 상기 접속 개구부(39, 49)는 각각 비아 개구부 및 상기 각각의 비아 개구부 내에 있는 도전성 비아 충진재(36, 46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅된 전기 컴포넌트.
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