KR100983152B1 - 강도 보강형 파워 인덕터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강도 보강형 파워 인덕터에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 드럼코어의 내부에 권선되는 와이어를 감싸면서, 드럼코어의 상, 하부플랜지 사이 수용공간에 채워지는 충진수단을 구비하여, 권선된 와이어를 보호하고 외부에서 가해지는 충격을 흡수하여 드럼코어가 파손되는 것을 방지하며, 전기적 특성을 향상시키도록 하는 강도 보강형 파워 인덕터에 관한 것이다.

본 발명은 드럼코어의 심경에 권선된 와이어를 감싸면서, 상, 하부플랜지 사이의 수용공간을 채우거나, 삽입 결착되는 충진수단를 구비함으로써, 와이어가 보호되고 드럼코어의 기계적 강도가 높아져, 제품을 슬림화하기 위해 드럼코어의 두께를 얇게 형성하더라도, 제품의 제조작업이나 이송 또는 사용중 외부충격에 의해 크랙이 발생하거나 쉽게 파손되는 것을 방지하도록 하는 효과를 갖는다. 또한, 종래에 드럼코어와 동일 재질의 외부코어를 추가로 구비하는 구조에 비해 기계적 강도가 높으면서, 제품의 제조 단가를 낮출 수 있는 효과를 갖는다.

Description

강도 보강형 파워 인덕터{Power inductor}

본 발명은 강도 보강형 파워 인덕터에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 드럼코어의 내부에 권선되는 와이어를 감싸면서, 드럼코어의 상, 하부플랜지 사이 수용공간에 채워지는 충진수단을 구비하여, 권선된 와이어를 보호하고 외부에서 가해지는 충격을 흡수하여 드럼코어가 파손되는 것을 방지하며, 전기적 특성을 향상시키도록 하는 강도 보강형 파워 인덕터에 관한 것이다.

통상의 인덕터(Inductor)라 함은 전자제품, 발진회로, 전원회로의 전류저장소자 등에서 전류의 급격한 변화를 막고, 전기 잡음을 걸러내는 필터 등으로 사용되는 권선용 수동부품이다.

최근 각종 전자기기의 소형화, 고성능화에 따라 전자회로에 전력을 공급하는 전원회로는 경박단소화와 함께 고전류화 되고 있다. 전자기기의 소형화 및 고주파 변화 등에 따라 인쇄회로기판의 표면에 실장되는 부품들도 가볍고 작아지는 추세에 있으며, 통신의 발전으로 사용 주파수가 점차 고주파 영역으로 확대되고 있기 때문 에 인쇄회로기판도 열화되는 경향이 있고, 특히 고주파 영역, 예컨대 수백 ㎒ ~ 수십 ㎓의 영역에서의 전자파 잡음이 통신의 혼란이나 장애 등을 초래하게 되는데, 이에 대한 해결방안으로 인덕터를 개선시키는 것이 가장 효과적인 방법으로 알려져 있다.

일반적으로 정보통신기기 및 노트북 컴퓨터, LCD 등의 전자기기에 장치되는 인쇄회로기판의 표면에 실장되는 표면실장용 인덕터는 높이가 매우 낮은 저배형으로 제작된다.

이러한 저배형의 표면실장용 인덕터는 신호용 인덕터와 허용 전류가 큰 파워용 인덕터로 구분되는 바, 본 발명은 특히 높이가 매우 낮은 저배형의 슬림타입 파워 인덕터에 관한 것이다.

종래의 파워 인덕터는 도 1에 도시된 바와 같이, 드럼코어(20)를 지지하고 PCB기판에 평면화를 유지시키도록 이루어지는 베이스판(10)의 상측에 드럼코어(20)가 위치되고, 상기 드럼코어(20)의 중앙부에는 에나멜 동선(30)이 권선되며, 상기 베이스판(10)에 도전체로 이루어지는 단자(40)가 융착 또는 삽입되게 된다.

이때, 상기 단자(40)는 상기 베이스판(10)의 하면을 감싸며, 한 쌍이 상호 일정간격 이격되도록 형성된다.

상기 드럼코어(20)에 권선된 에나멜 동선(30)의 양 선단은 한 쌍으로 이루어지는 상기 단자(40)의 상측부에 각각 납땜 등의 고정방식에 의해 전기적으로 연결된다.

이와 같은 종래의 파워 인덕터는 베이스판(10)에 드럼코어(20) 및 단자(40)를 부착하여, 기계적 강도를 향상시키도록 하고 있으나, 이러한 구성의 파워 인덕터를 슬림화하기 위하여, 페라이트(Ferrite) 등의 자성체 재질로 이루어지는 상기 드럼코어(20)의 높이를 낮추는 것은 제품의 기계적 강도가 저하되므로 한계가 있다.

이러한 종래 기술의 파워 인덕터는 에나멜 동선(30)이 외부로 노출되고, 페라이트 자성체 재질로 이루어지는 드럼코어(20)의 두께가 얇아짐에 따라, 조립된 완제품의 제조작업이나 이송 또는 사용중 외부의 작은 충격에도 드럼코어(20)에 크랙(crack)이 발생하거나, 에나멜 동선(30) 또는 드럼코어(20)가 쉽게 파손되는 문제점이 있다.

그에 따라, 상술한 문제점을 해결하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 드럼코어(20)의 외측 둘레를 감싸도록 링 형태의 외부코어(50)를 더 구비하여, 파워 인덕터의 전기적 특성을 향상시키고, 상기 드럼코어(20) 및 에나멜 동선(30)의 파손을 방지하도록 하는 2중 코어 구조를 가지는 파워 인덕터가 제안되었다.

상기 에나멜 동선(30)으로부터 야기되는 자속밀도에 따라, 상기 파워 인덕터의 전기적 특성을 변화시키게 되는데, 상기 에나멜 동선(30)이 권선된 드럼코어(20)를 감싸도록 외부코어(50)를 추가함으로써, 자석밀도는 알려진 바와 같이 높아지며, 이로 인해 인덕턴스(Inductance, L)는 증가한다.

인덕턴스(L)가 증가함에 따라 상기 에나멜 동선(30)의 권선 횟수를 줄일 수 있으며, 그 횟수가 줄어들면 상기 에나멜 동선(30)의 전체 길이가 짧아지므로 자연히 직류저항(DCR)은 작아진다.

이는 상기 외부코어(50)가 구비되지 않는 드럼코어(20) 단일구조의 파워 인덕터에 비해, 상기 에나멜 동선(30)의 권선 횟수를 줄임과 동시에 직류저항(DCR)을 줄이고, 고전류 환경에서도 인덕턴스(L) 특성을 유지할 수 있게 된다.

그러나, 이러한 종래 구조의 파워 인덕터는 추가로 구비되는 상기 외부코어(50)의 재질 또한, 드럼코어(20)와 동일한 페라이트 자성체로 형성되므로, 파워 인덕터를 슬림화하는데 기계적 강도의 한계가 있으며, 제품의 제조 단가가 상승하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 드럼코어의 심경에 권선된 와이어를 감싸면서, 상, 하부플랜지 사이의 수용공간을 채우거나, 삽입 결착되는 충진수단를 구비하여, 와이어를 보호하고 드럼코어의 기계적 강도를 높여, 제품을 슬림화하기 위해 드럼코어의 두께를 얇게 형성하더라도, 제품의 제조작업이나 이송 또는 사용중 외부충격에 의해 크랙이 발생하거나 쉽게 파손되는 것을 방지하며, 드럼코어를 감싸도록 추가로 외부코어가 구비되는 구조에 비해, 제품의 제조 단가를 낮출 수 있는 강도 보강형 파워 인덕터를 제공함에 그 목적이 있다.

상, 하방으로 마주하는 상, 하부플랜지 및 상기 상, 하부플랜지 사이의 심경으로 형성되는 드럼코어; 상기 드럼코어의 심경에 권선되는 와이어; 상호 이격되는 한 쌍으로 이루어져, 상기 드럼코어의 저면을 감싸고 상기 와이어의 양 선단이 접합되는 전극이 각각 구비되는 단자부; 및 상기 심경에 권선된 상기 와이어를 감싸되, 상기 상, 하부플랜지 사이의 수용공간에 채워지는 충진수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 충진수단은, 열에 의해 경화되는 점성을 갖는 액상 재질 중 어느 하나로 이루어지는 것을 일 특징으로 한다.

상기 충진수단은, 전도성 에폭시(EPOXY)로 이루어지는 것을 일 특징으로 한 다.

상기 충진수단은, 실리콘 수지 또는 고무 재질로 이루어지는 것을 일 특징으로 한다.

상기 충진수단은, 상기 상, 하부플랜지 사이의 수용공간에 상응하는 형상으로, 상기 수용공간에 삽입, 결착되는 것을 일 특징으로 한다.

상기 충진수단은, LCP(Liquid Crystal Polymer) 재질로 이루어지는 것을 일 특징으로 한다.

본 발명은 드럼코어의 심경에 권선된 와이어를 감싸면서, 상, 하부플랜지 사이의 수용공간을 채우거나, 삽입 결착되는 충진수단를 구비함으로써, 와이어가 보호되고 드럼코어의 기계적 강도가 높아져, 제품을 슬림화하기 위해 드럼코어의 두께를 얇게 형성하더라도, 제품의 제조작업이나 이송 또는 사용중 외부충격에 의해 크랙이 발생하거나 쉽게 파손되는 것을 방지하도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 종래에 드럼코어와 동일 재질의 외부코어를 추가로 구비하는 구조에 비해 기계적 강도가 높으면서, 제품의 제조 단가를 낮출 수 있는 효과를 갖는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명하고자 하며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 강도 보강형 파워 인덕터의 내부 구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 의한 강도 보강형 파워 인덕터의 외부 형상을 나타내는 도면이다.

도 3, 4에 도시된 바를 참조하면, 본 발명의 강도 보강형 파워 인덕터는 드럼코어(100), 와이어(200), 단자부(300) 및 충진수단(400)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

드럼코어(100)는 상측에 위치되는 상부플랜지(110)와 그 하측에 위치되는 하부플랜지(120)가 수평을 이루도록 마주하게 되고, 그 사이에 개재되는 심경(130)이 일체로 형성된다.

상기 드럼코어(100)는 페라이트(Ferrite) 재질 또는 금속자성 재질로 이루어지며, 도면에 도시된 원형의 드럼타입(Drum type)이 바람직하나 사각형 또는 다각형 등의 다양한 형상으로 설정되는 것도 가능하다.

와이어(200)는 상기 드럼코어(100)의 심경(130)에 소정 횟수로 권선되되, 양 선단은 외측으로 각각 길게 노출되는 상태를 이룬다.

상기 와이어(200)는 일반적으로 에나멜 동선이 바람직하다.

단자부(300)는 대칭을 이루며, 상호 일정간격 이격되는 2개 단자부(300)가 한 쌍을 이루게 된다. 한 쌍의 상기 단자부(300)는 드럼코어(100)의 저면을 감싸도 록 접착된다.

이때, 상기 드럼코어(100)에 감겨진 상태로 노출되는 와이어(200)의 양 선단은 한 쌍의 단자부(300)에 구비되는 전극(310)에 각각 접합된다.

그리고, 상기 와이어(200)의 양 선단과 상기 전극(310)은 납땜, 열융착, 주석땜 등의 방식을 사용하여 전기적으로 연결된다.

충진수단(400)은 상기 심경(130)에 권선되는 와이어(200)를 감싸도록 형성되어, 와이어(200)가 외부로 노출되지 않도록 하며, 상기 상부플랜지(110)와 하부플랜지(120) 사이의 수용공간에 채워져, 외부에서 상기 드럼코어(100)로 가해지는 충격을 흡수하는 역할을 하게 된다.

이때, 상기 충진수단(400)은 점성을 갖는 액상 재질로 이루어져, 상기 심경(130)에 권선된 와이어(200)의 표면에 도포되면서, 상기 드럼코어(100)의 수용공간을 채우게 된다. 상기 충진수단(400)은 상기 수용공간을 채운 상태로 열에 의해 경화되어 이루어지게 된다.

또한, 상기 충진수단(400)은 상기 드럼코어(100)의 수용공간에 상응하는 형상으로 형성되되, 충격흡수가 가능하도록 탄성을 가지는 재질로 이루어져, 상기 수용공간에 삽입, 결착되는 것도 가능하다.

상기 충진수단(400)은 전도성 에폭시(EPOXY), 실리콘 수지, 고무 등의 경화성 재질로, 상기 드럼코어(100)의 수용공간에 채워진 후 경화되어 이루어지거나, 또는 LCP(Liquid Crystal Polymer) 재질로 상기 드럼코어(100)의 수용공간에 상응하는 형상으로 사전 제작되고, 상기 수용공간에 삽입, 결착되어 이루어지는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 드럼코어 및 와이어에 충진수단이 도포되는 상태를 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 바를 참조하여, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 충진수단(400)을 드럼코어(100)에 도포하여 경화시키는 일 실시예에 대해서 설명한다.

측면 상에는 다수 개의 고정용 자석(M)이 배열된 상태로 수직으로 직립되는 지그(J)에 상기 와이어(200)가 권선되어 있는 드럼코어(100)를 부착한다.

상기 드럼코어(100)는 고정용 자석(M)에 의해 수직상태로 배열된다.

그리고, 에폭시(EPOXY) 등 점성을 갖는 액상 재질의 충진수단(400)을 노즐(N)을 통하여, 상기 드럼코어(100)의 상방의 수용공간으로 도포한다.

소정 점성을 갖는 액상의 상기 충진수단(400)이 상기 드럼코어(100)의 내부에 좌,우로 흘러내려, 360°방향에 도포 되게 된다.

상기 충진수단(400)이 도포 된 상태로, 상기 지그(J)를 건조기에 넣고 일정온도로 가열하면, 상기 충진수단(400)은 열에 의해 경화된다.

상기와 같은 본 발명의 강도 보강형 파워 인덕터는 상기 드럼코어(100)의 수용공간에 충진수단(400)을 채움으로써, 상기 와이어(200)를 보호하고, 드럼코어(100)의 기계적 강조를 높일 수 있는 기능뿐만 아니라, 상기 충진수단(400)이 와 이어(200)를 감싸게 되어, 상기 드럼코어(100)에 권선된 와이어(200)의 자속밀도에 의해 변화되는 인덕턴스(L)가 증가하므로, 그에 따라 종래에 충진수단(400)이 구비되지 않던 것에 비해, 상기 와이어(200)의 권선 횟수를 줄임과 동시에 직류저항(DCR)을 줄이고, 고전류 환경에서도 인덕턴스(L)의 특성을 유지할 수 있도록 하는 탁월한 기능을 갖는다.

이와 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래의 파워 인덕터를 나타내는 도면이다.

도 2는 종래의 2중 코어 구조를 가지는 파워 인덕터를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명에 의한 강도 보강형 파워 인덕터의 내부 구조를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에 의한 강도 보강형 파워 인덕터의 외부 형상을 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 드럼코어 및 와이어에 충진수단이 도포되는 상태를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 베이스판 20: 드럼코어

30: 에나멜 동선 40: 단자

50: 외부코어 100: 드럼코어

110: 상부플랜지 120: 하부플랜지

130: 심경 200: 와이어

300: 단자부 310: 전극

400: 충진수단

Claims (6)

1. 파워 인덕터에 있어서,

   상, 하방으로 마주하는 상, 하부플랜지 및 상기 상, 하부플랜지 사이의 심경으로 형성되는 드럼코어;

   상기 드럼코어의 심경에 권선되는 와이어;

   상호 이격되는 한 쌍으로 이루어져, 상기 드럼코어의 저면을 감싸고 상기 와이어의 양 선단이 접합되는 전극이 각각 구비되는 단자부; 및

   상기 심경에 권선된 상기 와이어를 감싸도록, 상기 상, 하부플랜지 사이의 수용공간에 채워지는 충진수단;을 포함하여 이루어지고,

   상기 충진수단은,

   상기 상, 하부플랜지 사이의 수용공간에 상응하는 형상으로, 상기 수용공간에 삽입, 결착되는 것을 특징으로 하는 강도 보강형 파워 인덕터.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 충진수단은,

   LCP(Liquid Crystal Polymer) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 강도 보강형 파워 인덕터.

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