KR100790777B1 - 인덕터 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인덕터의 코일에 인덕터의 단자를 결합시킴에 있어서 용접법에 의하지 않고 가압 성형법으로 인덕터의 코일의 리드선과 인덕터의 단자를 일체화함으로써, 인덕터에서 발생되는 열을 잘 방열시킬 수 있는 인덕터 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 인덕터는, 자심과; 상기 자심에 형성된 코일과; 상기 코일의 양 끝단에 가압 성형법으로 형성된 단자부로 이루어진다.

본 발명에 따른 인덕터의 제조 방법은, 자심에 코일을 형성하는 공정과; 상기 코일의 양 끝단의 일부만 노출되도록 상기 자심과 코일을 자성물질로 감싸고 초벌 성형하는 공정과; 상기 코일의 양 끝단의 일부가 있는 자성물질의 상부에 도전성 물질을 적층하고, 재벌 성형하는 공정과; 재벌 성형된 도전성 물질의 일부를 제거하는 공정으로 이루어진다.

Description

인덕터 및 그의 제조 방법{INDUCTOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도1은 종래 기술에 따른 표면 실장형 인덕터의 구조를 나타낸 것이다.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인덕터의 단면도를 나타낸 것이다.

도3a와 도3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인덕터의 저면도 및 단면도를 나타낸 것이다.

도4a와 도4b 본 발명의 제3 실시예에 따른 인덕터의 저면도 및 단면도를 나타낸 것이다.

도5a과 도5b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 인덕터의 E형 자심과 I형 자심의 측면도를 나타낸 것이다.

도6a와 도6b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 인덕터를 구성하는 POT형 자심(61)과 하부자심(62)을 나타낸 것이다.

도7a와 도7b은 본 발명의 제6 실시예에 따른 인덕터의 평면도와 단면도를 나타낸 것이다.

본 발명은 표면 실장형 인덕터에 관한 것으로서, 특히 가압 성형법으로 형성된 표면 실장형 인덕터 및 그의 단자를 형성하는 방법에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 표면 실장형 인덕터 (이하, 간단히 "인덕터"라고 부름)는,도1에 도시되어 있는 바와 같이, 인덕터의 코일(11)과, 상기 인덕터의 코일(11)을 둘러싸고 있는 인덕터의 본체(12)와, 상기 인덕터의 코일(11)에 접속되어 여기에 전원을 인가하기 위한 인덕터의 단자(13)로 구성된다.

상기 인덕터의 본체(12)는 상기 인덕터의 코일(11), 상기 인덕터의 코일(11)의 내부에 형성된 자성 물질(이하 '코어부'라고 한다.), 그리고 상기 코일의 외부에 형성된 자성 물질(이하 '외부 자성부'라고 한다.)로 구성된다. 여기서, 상기 코어부와 상기 외부 자성부를 구성하는 물질은 Ni-Zn계 페라이트, Mn-Zn계 페라이트, Fe계 합금 압분 자심을 사용하고 있다.

상기와 같이 형성된 인덕터 본체(12)의 인덕터 코일(11)의 말단은 연장되어 전원을 인가받기 위한 리드선들이 형성된다. 인덕터의 단자(13)는 외부로부터 인가되는 전원을 도통시키는 전원 도통부(13-1)와 이 전원 도통부의 하부면에 형성된 솔더 크림(solder cream)(13-2)으로 구성된다.

여기서, 상기 코어부와 외부 자성부를 구성하는 물질인, 상기 Ni-Zn계 페라이트 물질은 포화 자속 밀도가 낮아서 직류 중첩 특성이 낮지만 비저항이 높아서 고조파 특성이 우수하고, 상기 Fe계 합금 압분 자심은 포화 자속 밀도가 상기 Ni-Zn계 페라이트 물질보다 높아서 직류 특성이 우수하지만 비저항이 높아서 고조파에 의한 코어부에 의한 손실이 증가하는 문제점이 있다. 즉, 상기 Fe계 합금 압분 자 심은 코어부에 의한 손실에 의해 열이 많이 발생되는 문제점을 지니고 있다.

상기와 같은 발열 문제점을 해결하기 위하여, 상기 코어부와 상기 외부 자성부의 물질로써, 직류 중첩 특성과 고조파 특성이 우수한 연자성 물질인 Mn-Zn계 페라이트가 사용가능하지만, 실장 기판과 상기 코어부 및 외부 자성부를 절연시켜야 하는 문제점이 있었다. 이때, 실장 기판과 상기 코어부 및 외부 자성부를 절연시키기 위해서 보빈이나 수지 몰드가 사용되어 왔다. 그러나, 보빈이 사용되는 인덕터는 인덕터의 형상 및 크기에 제한이 있어, 인덕터를 소형화하는데 어려움이 있었고, 수지 몰드가 사용되는 인덕터는 상기 수지 몰드를 경화시킬 때 상기 코어부와 외부 자성부에 응력을 가함으로써 코어부에 의한 손실이 증가하고 인덕턴스의 편차를 크게하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 주목적은 인덕터가 실장되는 기판과 상기 인덕터의 코어부를 절연시키고, 상기 기판에 실장되는 상기 인덕터의 단자부의 접합 면적을 넓게함으로써, 인덕터에서 발생되는 열을 잘 방열시킬 수 있는 인덕터 및 그 제조 방법을 제공하려는 데 있다.

따라서, 상기와 같은 목적을 이루기 위하여, 본 발명에 따른 인덕터는, 자심과; 상기 자심에 형성된 코일과; 상기 코일의 양 끝단에 가압 성형법으로 형성된 단자부로 이루어진다.

상기와 같은 목적을 이루기 위하여, 본 발명에 따른 인덕터의 제조 방법은, 자심에 코일을 형성하는 공정과; 상기 코일의 양 끝단의 일부만 노출되도록 상기 자심과 코일을 자성물질로 감싸고 초벌 성형하는 공정과; 상기 코일의 양 끝단의 일부가 있는 자성물질의 상부에 도전성 물질을 적층하고, 재벌 성형하는 공정과; 재벌 성형된 도전성 물질의 일부를 제거하는 공정으로 이루어진다.

이하에서는, 전술한 종래 기술의 문제점들을 해결할 수 있는 본 발명에 따른 인덕터 및 그의 제조 방법의 양호한 실시예를 도2 ~ 도7b를 참조하여 상세히 설명하겠다.

본 발명에 따른 인덕터는, 자심과; 상기 자심에 형성된 코일과; 상기 코일의 양 끝단에 가압 성형법으로 형성된 단자부로 이루어진다.

그리고, 본 발명에 따른 인덕터의 제조 방법은, 자심에 코일을 형성하는 공정과; 상기 코일의 양 끝단의 일부만 노출되도록 상기 자심과 코일을 자성물질로 감싸고 초벌 성형하는 공정과; 상기 코일의 양 끝단의 일부가 있는 자성물질의 상부에 도전성 물질을 적층하고, 재벌 성형하는 공정과; 재벌 성형된 도전성 물질의 일부를 제거하는 공정으로 이루어진다.

여기서, 상기 자심의 형태는 E형, I형, EI형, 드럼형, POT형 등 아주 다양하다. 그리고 상기 초벌 성형할 때 인가되는 압력은 재벌 성형할 때 인가하는 압력의 0.01 ~ 10 %의 압력이다.

그리고, 상기 코일의 형태는 원형에 한정되지 않고 다양하게 구현될 수 있으며, 상기 코일의 단면이 사각형도 가능하다.

이하에서는, 본 발명에 따른 인덕터의 제조 방법의 바람직한 다양한 실시예를 도2 내지 도7b를 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인덕터의 단면도를 나타낸 것이다. 제1 실시예에 따른 인덕터의 자심은 E형 자심이다.

도2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인덕터는, E형 자심(21)과, 상기 E형에 삽입된 코일(22)과, 상기 코일의 양 끝단과 가압 성형법으로 연결된 단자부(23)와; 상기 E형 자심, 상기 코일 그리고 단자부 사이에 존재하는 자성물질(24)로 이루어진다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 인덕터의 제조 방법은 다음과 같다.

먼저, 자심에 코일을 형성한다. 즉, 미리 준비된 E형 자심(21)에 코일을 삽입하고, 미리 설정된 금형에 넣는다.

그 뒤, 상기 코일의 양 끝단의 일부만 노출되도록 상기 자심과 코일을 자성물질(예를 들어, 고저항 압분 자심(壓粉滋心))로 감싸고 초벌 성형한다. 즉, 코일(22)이 삽입된 E형 자심(21)이 들어간 미리 설정된 금형에 일정한 양의 고저항 압분 자심(24)을 충전하고, 상기 충전된 금형을 초벌 성형한다. 여기서, 상기 E형 자심(21)에 삽입된 코일(22)의 양 끝단이 노출되도록 하고, 또한 상기 초벌 성형할 때 상기 금형에 인가되는 압력은 재벌 성형할 때 인가하는 압력의 0.01 ~ 10 %의 압력이다.

다음으로, 상기 코일의 양 끝단의 일부가 있는 자성물질의 상부에 도전성 물질을 적층하여, 재벌 성형한다. 즉, 상기와 같이 초벌 성형을 한 후, 상기 금형 E 형 자심(21)의 하단부에 도전성 분말(예를 들어, 구리 분말)을 일정 양을 적층한 후, 도전성 분말이 적층된 초벌 성형으로 이루어진 초벌 성형채를 재벌 성형함으로써 단자부(23)를 형성한다. 이때, 상기 E형 자심(21)에 가해지는 압력과 상기 충전된 고저항 압분 자심(24)에 가해지는 압력을 다르게 하는 것이 바람직하다. 그리고 E형 자심(21)과 금형이 직접 접촉하여 균열이 발생되지 않도록 완충재(예를 들어, 수지 또는 고무재)를 E형 자심(21)과 금형 사이에 삽입하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 도전성 분말은 상기 노출된 코일의 양 끝단이 상기 도전성 분말 외부로 노출되지 않도록 적층된다.

마지막으로, 재벌 성형된 도전성 물질의 일부를 제거함으로써, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인덕터를 제조한다. 즉, 상기와 같이 재벌 성형을 한 후, 상기 도전성 분말(예를 들어, 구리 분말)에 의해서 전기적으로 연결된 코일(22)의 양 끝단이 전기적으로 분리되도록, 상기 노출된 코일(22)의 양 끝단의 사이에 적층된 도전성 분말을 제거함으로써, 전기적으로 분리된 단자부(23)를 형성한다. 여기서, 제거되지 않고 남아있는 도전성 분말이 기판에 실장된다. 따라서, 상기 제거되는 도전성 분말의 양에 따라서 인덕터가 기판에 실장되는 면적이 달라진다.

도3a와 도3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인덕터의 저면도 및 단면도를 나타낸 것이다. 제2 실시예에 따른 인덕터의 자심은 드럼형 자심이다. 여기서, 드럼형 자심의 단면의 형태는 エ 모양이다.

도3a와 도3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인덕터는, 드럼형 자심(31)과, 상기 드럼형 자심의 중심부를 감싸는 코일(32)과, 상기 코일(32)의 양 끝단과 연결된 단자부(33)와; 상기 드럼형 자심(31), 상기 코일(32) 그리고 단자부(33) 사이에 존재하는 자성물질(34)로 이루어진다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 인덕터의 제조 방법은 다음과 같다.

먼저, 자심에 코일을 형성한다. 즉, 미리 준비된 드럼형 자심(31)의 중심부를 코일(32)로 감싸고, 미리 설정된 금형에 넣는다.

그 뒤, 상기 코일의 양 끝단의 일부만 노출되도록 상기 드럼형 자심과 코일)을 자성물질(예를 들어, 고저항 압분 자심)로 감싸고 초벌 성형한다. 즉, 코일(32)로 감싸진 드럼형 자심(31)이 들어간 미리 설정된 금형에 일정한 양의 고저항 압분 자심(34)을 충전하고, 상기 충전된 금형을 초벌 성형한다. 여기서, 상기 드럼형 자심(31)을 감싼 코일(32)의 양 끝단이 노출되도록 하고, 또한 상기 초벌 성형할 때 상기 금형에 인가되는 압력은 재벌 성형할 때 인가하는 압력의 0.01 ~ 10 %의 압력이다.

다음으로, 상기 코일의 양 끝단의 일부가 있는 자성물질의 상부에 도전성 물질을 적층하고, 재벌 성형한다. 즉, 상기와 같이 초벌 성형을 한 후, 상기 금형 드럼형 자심(31)의 하단부에 도전성 분말(예를 들어, 구리 분말)을 일정 양을 적층한 후, 도전성 분말이 적층된 초벌 성형으로 이루어진 초벌 성형채를 재벌 성형함으로써 단자부(33)를 형성한다. 이때, 상기 드럼형 자심(31)에 가해지는 압력과 상기 충전된 고저항 압분 자심(34)에 가해지는 압력을 다르게 하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 도전성 분말은 상기 노출된 코일의 양 끝단이 상기 도전성 분말 외부로 노출되지 않도록 적층된다.

마지막으로, 재벌 성형된 도전성 물질의 일부를 제거함으로써, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인덕터를 제조한다. 즉, 상기와 같이 재벌 성형을 한 후, 상기 도전성 분말(예를 들어, 구리 분말)에 의해서 전기적으로 연결된 코일(32)의 양 끝단이 전기적으로 분리되도록, 상기 노출된 코일의 양 끝단의 사이에 적층된 도전성 분말(예를 들어, 구리 분말)을 제거함으로써, 전기적으로 분리된 단자부(33)를 형성한다. 여기서, 제거되지 않고 남아있는 도전성 분말(예를 들어, 구리 분말)이 기판에 실장된다. 따라서, 상기 제거되는 도전성 분말(예를 들어, 구리 분말)의 양에 따라서 인덕터가 기판에 실장되는 면적이 달라진다.

여기서, 인덕터는 사각 기둥형 또는 환봉형 등 그 형태를 다양하게 할 수 있다. 도3a와 도3b에서 도시한 인덕터는 사각 기둥형을 예로 든 것이다.

그리고, 드럼형 자심이 환봉형으로 이루어진 본 발명의 제3 실시예에 따른 인덕터의 저면도와 단면도를 도4a와 도4b에 도시하였다.

도5a와 도5b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 인덕터의 E형 자심과 I형 자심의 측면도를 나타낸 것이다. 즉, 제4 실시예에 따른 인덕터의 자심은 EI형 자심이다.

도5a와 도5b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 인덕터는, E형 자심(51)과, 상기 E형 자심(51)의 중심부를 감싸는 코일(도시하지 않음)과, 상기 코일의 양 끝단이 삽입되고, 상기 E형 자심(51)의 하단부에 위치하는 I형 자심(52)과 상기 I형 자심(52)의 하부면에 형성되는 단자부(53)로 이루어진다. 여기서, 상기 단자부(53)는 상기 I형 자심(52)에 형성된 관통홀(54)에 삽입된 상기 코일의 양 끝단에 연결된 도전성 분말(예를 들어, 구리분말)을 상기 I형 자심(52)의 한쪽 면에 적층하고, 가압 성형함으로써 이루어진다. 그리고 상기 E형 자심(51)은 Mn-Zn계 페라이트 또는 금속 압분 자심으로 이루어지고, I형 자심(52)은 고저항 압분 자심으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 인덕터의 제조 방법은 I형 자심(52)의 한쪽 면의 일부분에 도전성 분말(예를 들어, 구리분말)을 적층하고 가입 성형함으로써 단자부(53)를 형성하거나, 또는 I형 자심(52)과 단자부(53)를 동시에 가압 성형 방법으로써 I형 자심(52)과 연결된 단자부(53)를 형성한다. 여기서, EI형 자심(51, 52)을 갖는 인덕터를 제조할 때, E형 자심(51)을 이루는 금속 압분 자심의 자기적 특성이 열화되는 것을 개선하기 위하여 섭씨 500 ~ 750도에서 환원 열처리를 하는 것이 바람직하고, 압분 자심의 절연 피막은 50-500 옹스터럼 정도로 하며, 후결합재로 수지용액(변성포리이미드, 페놀수지 등)을 사용하고, 압분 자심에 도전성 분말인 구리 분말을 적층한 뒤 섭씨 200-250도, 중성 상태에서 경화시키는 것이 바람직하다.

도6a와 도6b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 인덕터를 구성하는 POT형 자심(61)과 하부자심(62)을 나타낸 것이다. 제5 실시예에 따른 인덕터의 자심은 POT형 자심이다.

도6a와 도6b에서 알 수 있는 바와 같이, 제5 실시예에 따른 인덕터는 POT형 자심(61)과, 상기 POT형 자심(61)에 형성된 코일(도시하지 않음)과, 상기 POT(61)에 하부면에 형성된 하부자심(62)과, 상기 하부자심(62)에 형성된 단자부(63)로 이루어진다.

제5 실시예에 따른 인덕터의 제조 방법은, POT 자심(61)에 코일을 삽입하는 공정과; 상기 코일의 양 끝단의 일부가 하부자심(62)의 하부면에 노출되도록 상기 코일이 삽입된 POT 자심(61)과 하부자심(63)을 결합하는 공정과, 상기 코일의 양 끝단의 일부가 있는 하부자심(63)의 상부에 도전성 물질을 적층하고, 성형하는 공정과; 상기 성형된 도전성 물질의 일부를 제거함으로써, 전기적으로 분리된 단자부(63)를 형성하는 공정으로 이루어진다.

여기서, 상기 하부자심(62)의 하부면에 도전성 분말(예를 들어, 구리분말)로 형성된 단자부(63)는 상기 제4 실시예의 방법에 따라 형성된다.

도7a와 도7b는 본 발명의 제6 실시예에 따른 인덕터의 평면도와 단면도를 나타낸 것이다. 제6 실시예에 따른 인덕터는 드럼형 코어(71)와 슬리브(72)를 이용한 것이다.

도7a와 도7b에서 알 수 있는 바와 같이, 제6 실시예에 따른 인덕터는 상기 제2 실시예와 3 실시예에 따른 인덕터에 슬리브가 추가된 것이다. 다만, 상기 드럼형 코어(71)와 슬리브(72) 하면에 형성된 단자부(73)는 가압 성형법으로 이루어진다. 그리고 제6 실시예에 따른 인덕터에 형성되는 공간은 압분 자심(74)으로 채워진다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 인덕터 및 그 제조 방법은, 인 덕터가 실장되는 기판과 상기 인덕터의 코어부를 절연시키고, 상기 기판에 실장되는 상기 인덕터의 단자부의 접합 면적을 넓게함으로써, 인덕터에서 발생되는 열을 잘 방열시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 자심과;

   상기 자심에 형성된 코일과;

   상기 코일의 양 끝단에 가압 성형법으로 형성된 단자부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인덕터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 자심은 E형, 드럼형, EI형, 또는 POT(포트)형 자심이며,

   상기 E형 자심은 상기 코일이 감겨지는 중앙 기둥과, 이 중앙 기둥을 중심으로 서로 마주보도록 설치된 제1 및 제2 외벽과, 상기 중앙 기둥과 제1 및 제2 외벽의 각 일단을 결합시켜주는 바닥면을 포함하여 이루어져 "E"형 단면을 나타내고,

   상기 드럼형 자심은 상기 코일이 감겨지는 중앙 기둥과, 이 중앙 기둥의 양단에 각각 결합된 제1 및 제2 플레이트를 포함하여 이루어져 “エ"형 단면을 나타내며,

   상기 EI형 자심은 상기 E형 자심과, 상기 E형 자심을 이루는 상기 중앙 기둥과 상기 제1 및 제2 외벽의 각 자유단과 대향하도록 위치하는 플레이트를 포함하여 이루어져 “E"형 단면과 “I"형 단면이 결합된 “EI”형 단면을 나타내고,

   상기 포트형 자심은 상기 코일이 감겨지는 중앙 기둥과, 이 중앙 기둥의 일단에 결합된 디스크 (disc) 형상의 플레이트와, 상기 중앙 기둥의 주변을 따라 설치되며 상기 플레이트의 가장자리부와 결합하는 원통형 외벽을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인덕터.
3. 제2항에 있어서,

   상기 드럼형 자심의 외주연을 따라 설치된 슬리브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인덕터.
4. 자심에 코일을 형성하는 공정과;

   상기 코일의 양 끝단의 일부만 노출되도록 상기 자심과 코일을 자성물질로 감싸고 초벌 성형하는 공정과;

   상기 코일의 양 끝단의 일부가 있는 자성물질의 상부에 도전성 물질을 적층하고, 재벌 성형하는 공정과;

   재벌 성형된 도전성 물질의 일부를 제거하는 공정를 포함하는 것을 특징으로 하는 인덕터의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 자심은 E형, 드럼형, EI형, 또는 POT(포트)형 자심이며,

   상기 E형 자심은 상기 코일이 감겨지는 중앙 기둥과, 이 중앙 기둥을 중심으로 서로 마주보도록 설치된 제1 및 제2 외벽과, 상기 중앙 기둥과 제1 및 제2 외벽의 각 일단을 결합시켜주는 바닥면을 포함하여 이루어져 "E"형 단면을 나타내고,

   상기 드럼형 자심은 상기 코일이 감겨지는 중앙 기둥과, 이 중앙 기둥의 양단에 각각 결합된 제1 및 제2 플레이트를 포함하여 이루어져 “エ"형 단면을 나타내며,

   상기 EI형 자심은 상기 E형 자심과, 상기 E형 자심을 이루는 상기 중앙 기둥과 상기 제1 및 제2 외벽의 각 자유단과 대향하도록 위치하는 플레이트를 포함하여 이루어져 “E"형 단면과 “I"형 단면이 결합된 “EI”형 단면을 나타내고,

   상기 포트형 자심은 상기 코일이 감겨지는 중앙 기둥과, 이 중앙 기둥의 일단에 결합된 디스크 (disc) 형상의 플레이트와, 상기 중앙 기둥의 주변을 따라 설치되며 상기 플레이트의 가장자리부와 결합하는 원통형 외벽을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인덕터의 제조 방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 제거하는 공정는, 상기 코일의 양 끝단이 전기적으로 분리되도록 하는 것을 특징으로 하는 인덕터의 제조 방법.
7. 삭제

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