KR100871658B1 - 표면실장형 인덕터 제조방법 - Google Patents

Abstract

표면실장형 인덕터의 제조방법을 개시된다. 개시된 표면실장형 인덕터 제조방법은 하부코어에 반죽형태로서 두께 조절이 가능한 페라이트 페이스트를 도포하여 상부 코어를 구성한 것으로, 제품의 강도개선은 물론 높이를 줄일 수 있어, 0.7mm 이하의 슬림형 표면실장형 인덕터를 구현할 수 있는 것이다.

Description

표면실장형 인덕터 제조방법{Surface mounting type inductor the process of manufacture}

도 1은 종래 표면실장형 인덕터의 구조를 보인 사시도.

도 2는 종래 표면실장형 인덕터의 구조를 보인 단면도.

도 3의 a,b,c,d,e는 종래 표면실장형 인덕터의 제조 공정도.

도 4의 a,b,c는 본 발명의 실시예에 따른 표면실장형 인덕터의 제조 공정도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하부코어의 구조를 보인 단면 개략도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표면실장형 인덕터의 구조를 보인 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10; 하부코어 11; 단자부

12; 코일설치홈 13; 권심돌기

14; 코일인출홈 20; 코일

30; 상부코어

본 발명은 표면실장형 인덕터 제조기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면실장형 인덕터의 두께를 슬림화시키면서 그 제조공정을 단축시킬 수 있도록 한 표면실장형 인덕터 제조방법에 관한 것이다.

근래에 들어 휴대용 정보통신기기는 지속적으로 소형화되고 있어, 기기를 구성하는 각종 부품 또한 초박형화된 부품을 요구하고 있다. 특히, 전원회로에 포함되는 표면실장형 인덕터는 1.0mm이하로 두께를 초박형화해야만 휴대용 정보통신기기가 요구하는 설계조건을 충족할 수 있다.

이와 같은 표면실장형 인덕터는 슬림화와 함께 전기적인 특성 및 기계적인 강도가 중요함에 따라 그 설계 및 제조방법을 구현하기 위해서는 고 난이도의 기술이 필요하다.

도 1은 종래 표면실장형 인덕터의 일례를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 인덕터의 단면을 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 표면실장형 인덕터는 내부에 코일이 권선되는 E형 하부코어(1)의 상부에 접착제를 이용하여 뚜껑형인 상부코어(2)를 결합시키는 구조로 구성된다.

이때, 종래에는 표면실장형 인덕터의 높이를 1.0mm 이하로 낮게 구성하기 위해서는, 뚜껑형인 상부코어(2)의 두께를 낮추거나, 또는 E형인 하부코어(1)의 바닥두께를 낮추는 방법 등이 있다.

그러나, 상기와 같이 뚜껑형인 상부코어(2)의 두께를 0.25mm 이하로 낮추는 경우에는 그 두께가 너무 얇아 쉽게 파손될 수 밖에 없고, 이에따라 표면실장형 인덕터를 제조할 때 높은 파손 불량이 초래되는 문제점이 있다.

또한, E형인 하부코어(1)의 바닥두께를 낮추는 경우에 있어서는, 뚜껑형인 상부코어(2)와 마찬가지로 그 두께가 너무 얇아 쉽게 파손되는 단점이 있고, 이를 개선하도록 만약 도 2에서와 같이 E형인 하부코어(1)의 권선부에 대한 폭(A부분)을 줄이는 경우에는 코일의 권선 공간을 확보하기가 어려워짐은 물론, 인덕터의 전기적특성을 확보하기가 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래의 표면실장형 인덕터는 E형인 하부코어(1)에 뚜껑형인 상부코어(2)를 부착하는 공정이 복잡하게 이루어지는 단점이 있다.

즉, 하부코어(1)에 코일(3)을 삽입하는 공정(도 3a)→하부코어(1)에 접착제를 도포하는 공정(도 3b)→하부코어(1) 위에 상부코어(2)를 정렬하는 공정(도 3c)→경화공정→하부코어(1)의 단자부(4)에 코일(3)을 용접하는 공정(도 3d)→코일(3)과 단자부(4)의 용접부위에 접착제를 도포 공정(도 3e)→경화공정이 소요되므로, 표면실장형 인덕터의 제조원가가 상승하고, 제조에 따른 리드타임(Read Time)이 길어지면서 생산성에도 악영향을 주는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 0.25mm의 두께 이하로는 설계되지 않는 뚜껑형인 상부코어 대신에, 페라이트 분말을 에폭시 접착제와 적절한 비율로 배합하여 0.15mm 이하의 두께로 설계가 가능한 페라이트 페이스트(Ferrite Paste)를 구성한 후 이를 이를 E형인 하부코어의 상면에 도포함으로써 0.7mm 이하의 두께를 가진 표면실장형 인덕터 제조방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 표면실장형 인덕터 제조방법은, 단자부를 가진 하부코어에 코일을 삽입하는 공정; 상기 하부코어의 단자부에 코일을 용접하는 공정; 상기 하부코어의 상면에 페라이트 페이스트를 도포하는 공정; 및, 상기 도포된 페라이트 페이스트를 경화시켜 상부코어를 형성하는 공정; 으로 진행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4의 a,b,c는 본 발명의 실시예에 따른 표면실장형 인덕터의 제조 공정도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하부코어의 구조를 보인 단면 개략도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표면실장형 인덕터의 구조를 보인 단면도를 도시한 것이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표면실장형 인덕터는 E형의 페라이트 코어인 하부코어(10)에 단자부(11)를 형성함과 동시에, 상기 하부코어(10)의 코일설치홈(12)에 코일(20)을 설치한 상태에서, 상기 하부코어(10)의 상부면에 상부코어(30)를 도포하여 구성한 것이다.

이때, 도 5에서와 같이, 하부코어(10)는 사각판상체 페라이트 코어로 구성하되 그 상부면에는 상기 코일(20)이 설치되는 코일설치홈(12)을 원형홈형태로 구성하고, 상기 코일설치홈(12)의 중앙에는 원기둥체 권심돌기(13)를 돌출형성한다.

이에 따라, 상기 하부코어(10)는 E형의 구조로서 강도를 보강하는 구조로서 그 높이는 0.45mm 이하로 설계된다.

이를 구체적으로 설명하면, 도 4a,4b 및 도 5에서와 같이 하부코어(10)의 A부분 치수가 얇더라도 B부분이 강도를 보강해 주므로 A부분의 치수는 0.25mm까지 설계가 가능하고, B부분의 치수 또한 A부분이 강도를 보강해 주므로 B치수를 0.25mm까지 설계가 가능하여, A부분과 B부분은 상호 강도를 보강해 주는 보완작용을 하게 된다.

그리고, 상기 코일설치홈(12)의 외둘레면에 있어, 90도 각도로 나뉘어지는 4개의 지점에는 코일인출홈(14)이 마련된다. 상기 코일인출홈(14)은 상기 코일설치홈(13)에 수용된 코일(20)을 인출할 때, 인출되는 코일(20)의 일단과 타단이 단선이나 단락되는 불량을 방지한다.

즉, 상기 코일(20)이 인출될 수 있는 충분한 공간을 부여함에 따라 코일(20)이 상,하부코어(10,30)에 의해 단락 또는 단선되는 현상을 미연에 방지할 수 있고, 코일(20)을 상기 코일설치홈(12)에 삽입 설치할 때에도 삽입형태가 틀어지는 현상을 방지할 수 있는 것이다.

도 4a를 다시 참조하면, 상기 단자부(11)는 상기 하부코어(10)의 일단과 타단에 형성되는데, 본 발명에서는 단자부(11)를 형성함에 있어, 종래의 기술과 같이 단자프레임을 사용하지 않고 하부코어(10)에 도금막을 형성하여 단자화한 것이다.

이때, 상기 단자부(11)는 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 하부코어(10)의 일단과 타단에 은(Ag)을 함침하여 약 850℃로 1차 소성하므로써 은막(Ag)을 형성한 후, 그 위에 주석막(Sn)을 도금하여 형성하되, 상기 은막(Ag)과 주석막(Sn)의 사이 에는 도금성과 내열성 및 납땜성을 강화시키기 위한 강화막이 더 포함된다. 이와 같은 강화막은 파라듐(Pd)과 구리(Cu)와 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나로 이상으로 구성될 수 있다.

그리고, 도금을 통해 형성되는 각 막의 두께는 은막이 약 15~40㎛이고, 강화막은 약 3㎛ ~ 4㎛이며, 주석막은 약 4㎛ ~ 5㎛으로써 전체 도금두께는 약 50㎛이고, 이에따라 본 발명에서와 같이 금속화(metalizing)방식을 통해 단자부(11)를 형성하면 도금두께가 얇기 때문에 1.0mm이하 즉, 0.7mm 이하의 표면실장형 인덕터를 구현하는데 효과적이고, 단자부(11)를 구성하는 원소에서 납(Pb)과 같은 환경유해원소를 배제하므로써 친환경적인 장점을 갖는다.

또한, 에폭시 계통의 접착제를 사용하지 않고 단자부(11)를 하부코어(10)에 형성하므로, 고온 실장시 단자부(11)가 분리될 수 있는 문제점을 원천적으로 방지할 수 있고, 기존의 접착공정을 배제하므로 제조공정의 축소 및 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 4a,4b를 참조하면, 상기 코일(20)은 권심돌기(13)를 축으로 권선되거나 권선된 코일이 삽입되어 코일설치홈(12)에 수용되며, 상기 코일(20)의 양단은 상기 단자부(11)에 용접 방식으로 접속 고정된다.

이와같은 코일(20)은 상기한 바와같이 권심돌기(13)에 직접 권선하거나 권선후 동선이 풀어지거나 변형되는 것을 방지하기 위해 열풍이나 알코올로 접착 경화한 자기 접착 동선을 사용하여 권선된 상태로, 상기 코일설치홈(12)에 설치할 수도 있다.

도 4c와, 도 5,6을 참조하면, 상부코어(30)는 상기 하부코어(10)의 상부면 형태와 대응하도록 구성되며, 이는 페라이트 분말과 에폭시 접착제를 4:1 또는 5:1의 비율로 배합한 반죽형태의 페라이트 페이스트를 상기 하부코어(10)의 상부면에 도포하여 구성한 것이다.

즉, 상기 상부코어(30)는 반죽형태의 페라이트 페이스트를 메탈 마스크(Metal Mask)의 위에 올린 후 스퀴징을 통해, 상기 메탈마스크의 모양대로 하부코어(10)의 상면에 도포한 후 경화시킴으로써 구성되며, 그 두께는 0.15mm 이하로 설계되는 것이다.

따라서, 상기와 같이 E형의 페라이트 코어인 하부코어(10)의 0.45mm로 설계하고, 상기 하부코어(10)의 상부면에 반죽형태의 페라이트 페이스트가 도포되어 형성되는 상부코어(30)의 두께를 0.15mm로 설계하면, 상부코어를 형성하는 단계에서의 깨짐 불량을 방지하면서, 표면실장형 인덕터의 슬림화를 도모할 수 있음은 물론, 상기 표면실장형 인덕터를 제조하는 공정 또한 단축할 수 있는 특징을 갖게 되는 것이다.

즉, 종래 E형의 페라이트 코어인 하부코어에 뚜껑형의 페라이트 코어인 상부코어의 결합으로 이루어지는 표면실장형 인덕터를 1.0mm 이하의 두께 즉, 0.7mm 이하의 두께를 가지도록 슬림화하는 경우에는 대개 하부코어의 두께를 약 0.45mm로 설계하고, 상부코어의 두께를 0.15mm 이하로 설계해야 하지만, 이 경우 상부코어의 두께가 너무 얇게 되면서 파손불량이 다량으로 발생하는 문제점이 발생하고, 아울러 표면실장형 인덕터를 0.7mm이하의 두께로 제작할 수 있지만 생산성 및 작업성 등이 없으면서 불량률이 증가되어 실제 양산에는 그 적용이 불가능하였다.

이에따라, 종래의 표면실장형 인덕터는 하부코어의 상부면에 결합되는 상부코어의 두께를 최소한 0.25mm 이상을 유지할 수 밖에 없었다.

반면, 본 발명은 하부코어의 상부면에 반죽 상태의 페라이트 페이스트를 도포한 후 경화공정을 통해 상부코어를 형성하므로, 상기 페라이트 페이스트의 도포 두께를 조절함으로써, 상부코어를 필요로 하는 두께(약 0.15mm 이하)로 설계할 수 있고, 이에따라 표면실장형 인덕터의 전체적인 두께를 0.7mm 이하로 슬림화시킬 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 두께 조절이 가능한 페라이트 페이스트를 통해 상부코어를 형성하여 표면실장형 인덕터를 슬림화시키면서 그 제조공정을 단축하고, 이를 통해 표면실장형 인덕터의 제조에 따른 생산성 및 작업성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (11)

1. 단자부를 가진 하부코어에 코일을 삽입하는 공정; 상기 하부코어에 삽입되는 코일의 양단을 단자부에 용접하는 공정; 및, 상기 하부코어의 상면에 상부코어를 형성하는 공정; 을 포함하되,

   상기 하부코어와 상부코어의 두께가 0.7mm이하의 두께를 가지도록, 상기 하부코어의 두께는 0.45mm로 설계하고,

   상기 상부코어는 페라이트 페이스트를 메탈 마스크의 위에 올린 후 스퀴징을 통해, 상기 메탈마스크의 모양대로 하부코어의 상면에 도포한 후 경화시켜 그 두께를 0.15mm로 설계하는 것을 특징으로 하는 표면실장형 인덕터 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하부코어는 E형의 페라이트 코어인 것을 특징으로 하는 표면실장형 인덕터 제조방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 상부코어를 형성하는 페라이트 페이스트는 페라이트 분말과 에폭시 접착제를 4:1의 비율로 배합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 표면실장형 인덕터 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 상부코어를 형성하는 페라이트 페이스트는 페라이트 분말과 에폭시 접착제를 5:1의 비율로 배합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 표면실장형 인덕터 제조방법.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서, 상기 단자부는 은(Ag)막과 강화막과 주석(Sn)막을 순차적으로, 상기 하부코어에 도금하여 구성됨을 특징으로 하는 표면실장형 인덕터 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 강화막은 파라듐(Pd)과 구리(Cu)와 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면실장형 인덕터 제조방법.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 단자부는 그 두께가 50㎛이내로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면실장형 인덕터 제조방법.
11. 삭제

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