KR100441717B1 - 스파이럴 인덕터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 인덕턴스를 크게 할 수 있음과 동시에, Q(Qualityfactor)가 높은 것을 제공하는 것이다.

본 발명의 스파이럴 인덕터는 도체(2) 사이의 간격을 동일하게 한 상태에서 바깥쪽에 위치하는 도체(2a)의 폭보다도 안쪽에 위치하는 도체(2c)의 폭을 작게 하였기 때문에 안쪽에 위치하는 도체(2c)가 중심(O1)으로부터 멀어지고, 이 때문에 대향한 위치에 있는 도체(2)사이에서는 서로 자력선의 영향이 적으며, 따라서 인덕턴스(L)가 커져 종래에 비하여 Q(Qualityfator)가 높은 것을 제공할 수 있다.

Description

스파이럴 인덕터{SPIRAL INDUCTOR}

본 발명은 휴대전화기의 송수신 유닛 등의 고주파대에 사용하기 적합한 스파이럴 인덕터에 관한 것이다.

종래의 스파이럴 인덕터의 구성을 도 2에 의거하여 설명하면 절연기판(21)은 프린트 배선기판 등으로 구성되고, 그 일면에는 도전패턴으로 형성된 도체(22)로 이루어지는 스파이럴형상의 인덕터(23)가 설치되어 있다.

이 인덕터(23)를 구성하는 도체(22)의 폭은, 스파이럴형상의 바깥쪽으로부터 안쪽의 모두에 걸쳐 동일한 폭으로 형성되어 있음과 동시에, 도체(22)사이의 간격은 모두에 걸쳐 동일하게 되어 있다.

또 바깥쪽에 위치하는 한쪽 끝과, 안쪽에 위치하는 다른쪽 끝은 각각 단자부 (22a, 22b)로 되어 있고, 그리고 단자부(22a)측으로부터 전류(A)를 흘리었을 때, 전류(A)는 각각 화살표(A1, A2, A3, A4)방향으로 흘러 단자부(22b)로부터 도출되도록 되어 있다.

그리고 도 2에 나타내는 종래의 스파이럴형상의 인덕터에 있어서는, 예를 들면 도체(22)의 폭 : 75㎛, 간격 : 25㎛로 3회 감겨진 것이나, 이 종래의 인덕터 (23)의 인덕턴스(L)(nH)를 측정하면 도 3의 점선(K2)으로 나타내는 바와 같은 값으로 되어 있다.

이 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 주파수가 1.5GHz 내지 4.0GHz에 있어서는 인덕턴스(L)가 5 내지 7nH로 작은 것으로 되어 있다.

이 인덕턴스(L)가 작은 요인으로서는, 스파이럴형상의 인덕터(23)에 전류(A)를 흘리었을 때, 인덕터(23)의 중심(O2)로서 대향한 위치에 있는 도체(22)에는 각각 반대측[화살표(A1와 A3) 및 화살표(A2와 A4)]에 전류(A)가 흐르나, 종래의 인덕터 (23)는 안쪽에 위치하는 도체(22)가 중심(O2)에 가깝기 때문에 대향한 위치에있는 도체(22)사이에서는 서로 자력선이 크게 영향을 미쳐 인덕턴스(L)가 작아진다.

그리고 이와 같이 인덕턴스(L)가 작아지면 Q(Qualityfator)도 낮아지고, 그 결과 Q는 도 4의 점선(T2)으로 나타내는 바와 같이 주파수가 1.5GHz 내지 4.0GHz에있어서 낮은 실측치로 되고 있다.

종래의 스파이럴 인덕터는 인덕터(23)가 동일한 폭으로 형성되어 있기 때문에안쪽에 위치하는 도체(22)가 중심(O2)에 가까워져 대향한 위치에 있는 도체(22)사이에서는 서로 자력선이 크게 영향을 미쳐 인덕턴스(L)가 작아짐과 동시에, 그에 따라 Q(Qualityfator)도 낮아진다는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 인덕턴스를 크게 할 수 있음과 동시에, Q(Qualityfator)가 높은 스파이럴 인덕터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 스파이럴 인덕터를 나타내는 평면도,

도 2는 종래의 스파이럴 인덕터를 나타내는 평면도,

도 3은 스파이럴 인덕터의 인덕턴스의 실측치를 나타내는 그래프,

도 4는 스파이럴 인덕터의 Q의 실측치를 나타내는 그래프이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 절연기체 2 : 도체

2a : 도체 2b : 도체

2c : 도체 3 : 인덕터

A : 전류 L : 인덕턴스

K1 : 실선 T1 : 실선

O1 : 중심

상기 과제를 해결하기 위한 제 1 해결수단으로서, 평판형상의 절연기판과, 이 절연기판의 적어도 한 면에 도전패턴으로 형성된 도체로 이루어지는 스파이럴형상의 인덕터를 구비하고, 상기 인덕터는 상기 도체사이의 간격을 동일하게 한 상태에서 바깥쪽에 위치하는 상기 도체의 폭보다도 안쪽에 위치하는 상기 도체의 폭을 작게 한 구성으로 하였다.

또 제 2 해결수단으로서, 스파이럴형상의 상기 인덕터를 구성하는 상기 도체의 폭은, 바깥쪽으로부터 안쪽으로 감에 따라 단계적으로 작게 한 구성으로 하였다.

또 제 3 해결수단으로서, 상기 도체의 폭은 바깥쪽으로부터 안쪽으로 감에 따라 두루 감길 때마다 작게 한 구성으로 하였다.

또 제 4 해결수단으로서, 스파이럴형상의 상기 인덕터를 구성하는 상기 도체의 폭은 바깥쪽으로부터 안쪽으로 감에 따라 점차 작게 한 구성으로 하였다.

본 발명의 스파이럴 인덕터의 도면을 설명하면, 도 1은 본 발명의 스파이럴 인덕터를 나타내는 평면도, 도 3은 스파이럴 인덕터의 인덕턴스의 실측치를 나타내는 그래프, 도 4는 스파이럴 인덕터의 Q의 실측치를 나타내는 그래프이다.

다음에 본 발명의 스파이럴 인덕터의 구성을 도 1에 의거하여 설명하면, 절연기판(1)은 프린트 배선기판 등으로 구성되고, 그 한 면에는 도전패턴으로 형성된 도체(2)로 이루어짐과 동시에, 바깥쪽에 위치하는 도체(2)의 폭보다도 안쪽에 위치하는 도체(2)의 폭을 작게 한 스파이럴형상의 인덕터(3)가 설치되어 있다.

그리고 인덕터(3)는 도체(2)가 3회 감겨지고, 가장 바깥쪽에 위치하는 1회 감김째의 도체(2a)의 폭은 넓고, 또 2회 감김째의 도체(2b)의 폭은 도체(2a)보다 작고, 다시 3회 감김째의 도체(2c)의 폭은 도체(2b)보다 더욱 작아져 있다.

즉, 스파이럴형상의 인덕터(3)를 구성하는 도체(2)의 폭은 바깥쪽으로부터 안쪽으로 감에 따라 단계적으로 작게 하고 있음과 동시에, 스파이럴형상의 바깥쪽으로부터 안쪽의 모든 도체(2)사이의 간격은 모두에 걸쳐 동일하게 하고 있다.

또 인덕터(3)의 바깥쪽에 위치하는 한쪽 끝과, 안쪽에 위치하는 다른쪽 끝은 각각 단자부(3a, 3b)로 되어 있고, 그리고 단자부(3a)측으로부터 전류(A)를 흘리었을 때 전류(A)는 각각 화살표(A1, A2, A3, A4)방향으로 흘러 단자부(3b)로부터 도출되도록 되어 있다.

그리고 도 1에 나타내는 본 발명의 스파이럴형상의 인덕터에 있어서는 예를 들면 도체(2a)의 폭 : 75㎛, 도체(2b)의 폭 : 50㎛, 도체(2c)의 폭 : 25㎛로 하여 일정한 간격 : 25㎛으로 3회 감겨진 것이나, 이 본 발명의 인덕터(3)의 인덕턴스 (L)(nH)를 측정하면 도 3의 실선(K1)으로 나타내는 바와 같은 값으로 되어 있다.

이 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 주파수가 1.5GHz 내지 4.0GHz에 있어서는 종래의 인덕턴스(L)가 5 내지 7nH에 대하여 본 발명의 인덕터턴스(L)가 7.5 내지 12nH로 큰 것으로 되어 있다.

이 인덕턴스(L)가 큰 요인으로서는 스파이럴형상의 인덕터(3)에 전류(A)를 흘리었을 때 인덕터(3)의 중심(O1)으로 하여 대향한 위치에 있는 도체(2)에는 각각 반대측[화살표(A1와 A3) 및 화살표(A2와 A4)]에 전류(A)가 흐르나, 본 발명의 인덕터 (3)는 안쪽에 위치하는 도체(2)의 폭이 작기 때문에 안쪽에 위치하는 도체(2c)가 중심(O1)으로부터 멀어져, 이 때문에 대향한 위치에 있는 도체(2)사이에서는 서로 자력선의 영향이 적고, 따라서 인덕턴스(L)가 커진다.

그리고 이와 같이 인덕턴스(L)가 커지면, Q(Qualityfator)도 높아지고, 그 결과 Q는 도 4의 실선(T1)으로 나타내는 바와 같이 주파수가 1.5GHz 내지 4.0GHz에 있어서 종래에 비하여 높은 실측치로 되고 있다.

또한 이 실시예에 있어서는 4각형의 스파이럴형상의 인덕터로 설명하였으나, 3각형 또는 5각형 이상의 다각형의 스파이럴형상의 인덕터, 또 원형의 스파이럴형상의 인덕터이어도 좋다.

또 이 실시예에 있어서는 1회 감김 때마다 도체(2)의 폭을 작게 한 것으로 설명하였으나, 다각형의 것에 있어서는 모서리변마다 도체(2)의 폭을 작게 하거나 또는 다각형, 원형의 것에 있어서는 도체(2)의 폭을 점차 작게 한 것이어도 좋다.

본 발명의 스파이럴 인덕터는 도체(2)사이의 간격을 동일하게 한 상태에서 바깥쪽에 위치하는 도체(2a)의 폭보다도 안쪽에 위치하는 도체(2c)의 폭을 작게 하였기 때문에 안쪽에 위치하는 도체(2c)가 중심(O1)으로부터 멀어져 이 때문에 대향한 위치에 있는 도체(2)사이에서는 서로 자력선의 영향이 적고, 따라서 인덕턴스 (L)가 커져 종래에 비하여 Q(Qualityfactor)가 높은 것을 제공할 수 있다.

또 이와 같은 구성에 의하여 도체(2)의 감김수도 많게 할 수 있어 소형이고 인덕턴스(L)가 큰 것이 얻어진다.

또 스파이럴형상의 인덕터(3)를 구성하는 도체(2)의 폭은 바깥쪽으로부터 안쪽으로 감에 따라 단계적으로 작게 하였기 때문에 인덕턴스(L)의 설계가 용이함과 동시에, 다각형의 스파이럴형상의 도체(2)의 모서리부에서 폭을 작게 하면 좋아 다각형의 것에 있어서 적합하다.

또 도체(2)의 폭은, 바깥쪽으로부터 안쪽으로 감에 따라 감을 때마다 작게 하였기 때문에 인덕턴스(L)의 설계가 용이함과 동시에, 다각형의 스파이럴형상의 도체 (2)의 모서리부에서 폭을 작게 하면 좋아 다각형의 것에 있어서 적합하다.

또 스파이럴형상의 인덕터를 구성하는 도체(2)의 폭은 바깥쪽으로부터 안쪽으로 감아 따라 점차 작게 하였기 때문에 도체(2)의 폭이 작아지고, 도체(2)의 감김수도 많게 할 수 있어 소형이고, 인덕턴스(L)가 큰 것이 얻어진다.

Claims (4)

1. 평판형상의 절연기판의 어느 한면위에 형성되어, 나선형 회전(turn)들을 형성하는 도체로 이루어진 도전성 패턴을 포함하여 이루어지는 스파이럴 인덕터에 있어서,

   상기 도전성 패턴을 이루는 인접한 각 나선형 회전을 형성하는 도체간의 간격은 동일하며, 상기 나선형의 회전의 중심쪽에서의 회전을 형성하는 도체의 폭은 상기 나선형의 회전의 외측에서의 회전을 형성하는 도체의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 스파이럴 인덕터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 도체의 폭은 나선형의 회전의 외측에서 시작하여 중심 방향으로, 나선형의 회전을 함에 따라 단계적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 스파이럴 인덕터.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 도체의 폭은 나선형의 회전의 외측에서 시작하여 중심 방향으로, 하나의 나선형 회전(turn)마다 단계적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 스파이럴 인덕터.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 도체의 폭은 나선형의 회전의 외측에서 시작하여 중심 방향으로, 나선형의 회전을 함에 따라 연속적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 스파이럴 인덕터.