KR100386308B1 - 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 전자회로에 이용되는 표면실장이 가능한 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법에 관한 것으로서, 동일한 형태로 형성된 두 코일의 양 단에 각형체가 삽입되어 이루어지는 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법에 관한 것이다. 상기 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법은, 한 쌍의 코일을 형성하는 단계; 각형체를 형성하는 단계, 및; 상기 각형체에 상기 한 쌍의 코일을 삽입하여 이들을 상호 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING CHIP-TYPE COMMON MODE CHOKE COIL}

본 발명은 커먼 모드 초크 코일(separated commom mode choke coil) 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 전자기기 등에 사용될 때 표면실장이 용이한 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조방법에 관한 것이다.

최근, PC를 비롯한 각종 디지털 기기에는, 고속 및 장거리 전송이 가능하고 노이즈에 강한 차동 전송 방식의 USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394와 같은 인터페이스가 제공되고 있다. 이러한 차동 전송 라인의 경우, 전송회로의 편차에 의해 신호선의 전송 균형이 깨져 커먼 모드 성분이 발생됨에 따라, 차동 신호에 영향을 주지 않고 커먼 모드 노이즈만을 효과적으로 제거할 수 있는 커먼 모드 초크 코일에 대한 수요가 증가하는 추세에 있다. 커먼 모드 초크 코일은 도 4에 도시된 바와 같은 등가회로도를 갖는다.

한편, 디지털 통신의 발전으로 인해 사용주파수가 점차 고주파 영역으로 확대되고 있으며, 이에 상응하여 전자기파에 의한 전자장애 문제도 더욱 심화되고 있는 실정이다. 또한, 대부분의 전자부품이 제조공정의 자동화를 위해 인쇄 기판상에 표면실장되고, 그러한 표면실장 부품이 각형인 점을 감안할 때 종래의 커먼 모드 초크 코일을 표면실장 하는데는 어려움이 있다.

공지되어 있는 바와 같이, 종래의 커먼 모드 초크 코일은 권선형과 적층형 두 가지로 분류된다.

권선형 커먼 모드 초크 코일은 트로이덜 코어에 도선을 권선하는 형태로 되어 있다. 이 경우, 트로이덜 코어에 의해 결합계수가 높다는 장점이 있긴 하지만, 트로이덜 코어 자체의 형태로 인해 소형화가 어렵다는 단점이 있다. 상기 권선형 커먼 모드 초크 코일은 링 모양의 코어에 도선을 권선하므로 자동 생산이 어렵다. 또한, 인덕턴스를 크게하고자 할 경우 권선수를 증가시켜야 하는데 상기와 같은 형태의 초크 코일에서는 트로이덜 코어를 크게하지 않으면 안되는 등의 초크 코일 자체가 커진다는 결함이 있다. 이를 위해 트로이덜 코어를 작게 제작한다면 트로이덜 코어에 도선을 자동으로 권선하기 어려워져 비용이 더 많이 들게되므로 생산성 면에서도 효과적이지 못하다.

적층형으로 제작되는 커먼 모드 초크 코일은 소형이고 표면실장에 적합한 동시에 대량생산이 가능하여 생산성이 좋긴 하지만, 결합계수가 낮다는 단점이 있다. 또한, 상기 적층형 커먼 모드 초크 코일은 전극의 적층수가 제한되므로 인덕턴스에 제한이 있고, 특히 내부 전극의 폭이 제한되어 충분한 허용전류를 얻을 수가 없다. 이 외에도, 제조공정 자체가 까다롭고 설비비가 많이 소요되는 등의 단점도 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 결합계수가 높고, 소형이며, 표면실장이 가능한 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 커먼 모드 초크 코일을 형성하는 코일을 간단한 방법으로 제조하여 제조상의 불필요한 공정이 생략됨으로써, 본 발명 구현이 용이한 커먼 모드 초크 코일 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법은, 한 쌍의 코일을 형성하는 단계; 각형체를 형성하는 단계, 및; 상기 각형체에 상기 한 쌍의 코일을 삽입하여 이들을 상호 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코일을 형성하는 단계는, 페라이트 분말에 유기 바인더를 혼합하여 원통형 압출성형체를 형성하는 단계; 상기 성형체의 표면에 금속층을 코팅하는단계; 상기 금속층에 나선형의 코일 패턴을 형성하는 단계, 및; 상기 성형체의 코일 패턴 위에 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 유기 바인더는 성형체가 소결될 때 소결 과정에서 소실되는 재료로서, 본 발명에 쓰이는 바인더로는 PVA, PVB 등이 있다. 물론, 본 발명에 사용될 수 있는 바인더는 상기 기재된 것으로 한정되지 않고, 상기 이외의 것이 이용될 수도 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 금속층은, 한 쌍의 코일과 각형체가 폐자로를 형성하도록 상기 압출 성형체의 양단을 제외한 가운데 외주면에 도포되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 원통형 성형체 표면에 형성되는 금속층은 Al, Au, Pt, Ni, Cu, Pd, Sn 또는 이들 원소중 1종 이상의 원소가 함유된 합금으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 금속층은 롤러 또는 디스펜서 등을 이용하여 소정의 두께로 도포되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 코일 패턴은 레이저 또는 그 밖의 기계적 가공을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 절연층은, 상기 압출 성형체를 형성하는데 사용된 것과 동일한 재료인 페라이트가 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 절연층은, 상기 코일패턴이 형성된 부분 위에 롤러 또는 디스펜서 등을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 절연층은 성형체가 결합되어 소성이 완료된 후 에폭시 등의 수지를 이용하여 형성될 수도 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 각형체를 형성하는 단계는, 내부에 동일한 크기의 두 홀을 가진 각형체가 형성되도록 프레스 성형하는 단계, 및; 상기 각형체에 단자 연결부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 각형체를 형성하는데 사용되는 재료는, 상기 원통형 압출성형체를 형성하는데 사용된 것과 동일한 재료인 페라이트가 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 각형체는 표면실장이 용이하도록 사각형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 각형체 내부에 형성된 두 홀의 크기는, 상기 코일이 삽입되도록 상기 코일의 크기에 상응하여 이보다 약간 더 큰 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 단자 연결부는, 상기 각형체 내부에 형성된 두 홀의 내부면 및, 외부전극이 형성될 각형체 양 측면의 가장자리로부터 상기 두 홀로 이어지는 연결부를 각각 Ag으로 도포함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 코일과 각형체를 결합하여 소성한 후, 상기 코일과 각형체가 전기 접속되도록 상기 각형체 양측면에 각각 한 쌍의 외부전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따라 형성된 코일을 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 이용되는 각형체를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따라 완성된 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 커먼 모드 초크 코일의 등가회로도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 코일 20 : 각형체

22 : 홀 24 : 단자 연결부

33 : 외부전극

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조방법이 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 사용되는 코일(10)을 도시하는 것이다. 본 발명은, 커먼 모드 초크 코일을 형성하는 코일이 두 개로 나뉘어진 분리형 커먼 모드 초크 코일이다. 따라서, 본 발명에 따른 커먼 모드 초크 코일을 형성하기 위해서는 상기 코일(10)이 두 개 사용되어야 한다는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 코일(10)은, 압출 성형체를 형성하는 단계, 금속층을 형성하는 단계, 나선형의 코일 패턴을 형성하는 단계, 및, 절연층을 도포하는 단계로 이루어진다.

코일(10)은 먼저, 페라이트 분말에 유기 바인더를 혼합하여 압출 성형체를 형성한다. 상기 압출 성형체는, 기존에 사용해왔던 표면장착기를 이용하여 본 발명의 커먼 모드 초크 코일이 실장될 수 있도록 통상적인 표면실장형 크기로 형성된다.

상기 첨가된 유기 바인더는 성형이 완료된 성형체가 소결될 때 소결과정에서 소실되므로, 소결체는 페라이트 및 이에 첨가된 각종 첨가물로만 이루어진 고용체(固溶體)를 형성하게 된다. 본 발명에 쓰이는 바인더로는 PVA, PVB 등이 있다. 물론, 본 발명에 사용될 수 있는 바인더는 상기 기재된 것으로 한정되지 않고, 상기 이외의 것이 이용될 수도 있다.

다음으로, 금속층은 일반적으로, Ag, Al, Au, Pt, Ni, Cu, Pd, Sn 또는 이들 원소 중 1종 이상의 원소가 함유된 합금으로 구성되는 것이 바람직한데, 본 실시예에서는 Ag으로 구성된 금속층이 이용된다.

또한, 상기 금속층은 롤러 또는 디스펜서 등을 이용하여 적당한 두께로 도포된다. 이 때, 상기 압출 성형체 전체에 금속층을 도포하게 되면, 상기 한 쌍의 코일과 각형체가 폐자로를 형성할 수 없게 되어 자속이 누설될 수 있다. 따라서, 상기 금속층은 압출 성형체의 양 끝단을 제외하여 가운데 부분의 외주면에 도포되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 압출 성형체의 금속층이 도포된 부분에 코일 패턴을 형성한다. 상기 코일 패턴은, 금속층에 레이저를 주사하면서 소정의 권선수를 갖도록 나선형 홈을 가공하여 형성된다. 나선형 홈의 가공에 이용되는 수단은 특정 수단으로 한정되지 않고, 나선형으로 미세한 홈을 가공할 수 있는 장비라면 어느 것이나 관계없다. 나선형 홈을 가공하는 공정은 레이저 장치를 고정시킨 상태에서 금속층이 도포된 상기 성형체를 일정 속도로 회전시킴과 동시에 전후왕복하면서 가능하다.

홈의 깊이는 레이저의 주사전력과 주사시간에 의해 결정될 수 있는데, 본 실시예에서 상기 홈은 금속층 아래까지 오도록 형성된다. 또한, 홈의 폭은 레이저의 초점거리를 조정함으로써 쉽게 조절될 수 있고, 홈의 간격은 모재의 왕복속도에 따라 결정될 수 있다. 그 결과, 원통형 성형체에 소정의 권선수를 가진 코일 패턴을 형성할 수가 있다.

다음으로, 상기 코일 패턴이 형성된 원통형 성형체에 절연층을 도포한다. 상기 절연층은, 상기 압출 성형체를 형성하는데 사용된 것과 동일한 재료인 페라이트가 사용됨으로써, 외부로 누설되는 자기장을 차단하는 자기 실드 효과를 기대할 수있다. 또한, 절연층은, 금속층을 도포할 때와 마찬가지로 롤러에 페라이트를 묻혀 굴리는 방식 또는 노즐을 통해 적정량을 균일하게 도포하는 방식을 이용하여 소정의 두께로 도포되는 것이 바람직하다.

선택적으로, 상기 절연층은 성형체가 결합되어 소성이 완료된 후 에폭시 등의 수지를 이용하여 형성될 수도 있다.

이와 같은 방법으로, 본 발명에 이용되는 코일을 제조할 수 있다.

도 2는, 도 1에 도시된 코일(10)이 삽입되어 본 발명에 따른 표면실장이 용이한 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일을 만족시키는데 이용되는 각형체(20)를 도시하는 것이다.

상기 각형체(20)는, 내부에 동일한 크기의 두 홀을 가진 각형체를 형성하도록 프레스 성형하는 단계 및, 단자 연결부를 형성하는 단계로 이루어진다.

상기 각형체(20)는 먼저, 동일한 크기의 두 홀이 내부에 형성되도록 프레스 성형되는데, 이 때 사용되는 재료는 도 1의 원통형 압출 성형체를 형성하는데 사용된 것과 동일한 재료인 페라이트가 사용된다.

상기 각형체(20)는, 기판위에 실장된다는 점에서 평탄면이 있는 것이 바람직하며, 또한 대량 장착이라는 점에 있어서는 방향성이 없는 것이 바람직하므로, 본 발명에서는 이들 두 조건을 모두 충족하는 사각형 모양이 이용된다.

또한, 각형체 내부에 형성된 두 홀(22)의 크기는, 상기 도 1에 도시된 코일이 삽입되도록 상기 코일의 크기에 상응하여 이보다 약간 더 큰 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 프레스 성형된 각형체에 단자 연결부(24)를 형성한다. 단자연결부(24)는, 각형체(20) 내부에 형성된 두 홀(22)의 내부면 및, 외부전극이 형성될 각형체 양 측면의 가장자리로부터 상기 두 홀로 이어지는 연결부를 각각 Ag으로 도포함으로써 형성된다.

다음으로, 상기 단자 연결부(24)가 형성된 각형체(20)에 두 개의 코일(10)이 삽입되어 결합된 후 소성한다.

도 3은, 상기와 같은 방식으로 결합된 본 발명에 따른 커먼 모드 초크 코일(30)을 나타내는 것이다. 상기 도면에 있어서, 코일(10)과 각형체(20)를 접속하기 위해, 상기 각형체(20) 양측면에는 각각 한 쌍의 외부전극(30)이 형성된다. 이와 같이 함으로써, 본 발명에 따른 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일이 얻어질 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 방법에 따르면, 원통형 코일의 양측에 각형체를 삽입함으로써 제조 및 표면실장이 용이한 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일이 얻어질 수 있다.

본 발명에 따른 커먼 모드 초크 코일은, 상기 설명된 바와 같이 통상적인 표면실장형 크기로 형성됨으로써 기존에 사용해왔던 표면장착기를 이용하여 실장될 수 있다는 장점이 있다. 또한, 원통형 압출성형체에 레이저를 이용하여 나선형 홈의 코일 패턴을 형성함으로써, 자동권선이 어려운 종래의 권선형 공통 모드 초크 코일의 문제점을 해결할 수 있다.

이 외에도, 제조과정이 단순하고 대량 생산이 유리함에 따라 비용을 낮추는효과를 얻을 수 있다.

Claims (16)

1. 표면실장이 용이한 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법에 있어서,

   페라이트 분말에 유기 바인더를 혼합하여 원통형의 압출성형체를 형성하고 상기 성형체의 표면에 금속층을 코팅하는 단계,

   상기 금속층에 나선형의 코일 패턴을 형성하는 단계,

   상기 코일 패턴이 형성된 성형체에 절연층을 형성하는 단계을 포함하여 한 쌍의 코일을 형성하는 단계,

   상기 한 쌍의 코일과 단자 연결부가 있는 한 쌍의 각형체를 결합하고 소성하는 단계, 및

   상기 코일과 각형체가 전기 접속되도록 상기 결합된 각형체의 양면에 각각 한 쌍의 외부전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 금속층은, 폐자로를 형성하도록 상기 압출 성형체 양단을 제외한 가운데 외주면에 도포되는 것을 특징으로 하는 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 금속층은 Al, Ag, Au, Pt, Ni, Cu, Pd, Sn 또는 이들 원소중 1종의 원소가 함유된 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서, 상기 절연층은, 상기 압출 성형체를 형성하는데 사용된 것과 동일한 재료인 페라이트가 사용되는 것을 특징으로 하는 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법.
9. 삭제
10. 제 1항에 있어서, 상기 절연층은 코일패턴이 형성된 부분 위에 롤러 또는 디스펜서 등을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 칩 형태의 커먼모드 초크 코일 제조 방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 제 1항에 있어서, 상기 각형체의 재료는 상기 원통형 압출성형체를 형성하는데 사용된 것과 동일한 재료인 페라이트가 사용되는 것을 특징으로 하는 칩 형태의 커먼 모드 초크 코일 제조 방법.
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제