KR101450789B1

KR101450789B1 - 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법

Info

Publication number: KR101450789B1
Application number: KR1020130102867A
Authority: KR
Inventors: 차권묵
Original assignee: 주식회사 코일마스터
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2014-10-15
Also published as: CN103611874B; CN103611874A

Abstract

본 발명에 따른 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법은 하부금형(10)에 투입된 제1몰드성형재(M1)를 가압하되 상기 하부금형(10)의 내측 양면에 부착하는 제1압착공정(S10)과; 상부금형(20)에 투입된 제2몰드성형재(M3)를 가압하되 상기 상부금형(20)의 내측 양면에 부착하는 제2압착공정(S20)과; 상기 하부금형(10)과 상부금형(20)을 상호 안착시키는 금형결합공정(S30)과; 안착된 상부금형(20)과 하부금형(10)에 인입된 하부가압구(12)와 상부가압구(22)를 동일한 가압력으로 압축하여 몰드코일(1)을 몰딩하는 코일몰딩가압공정(S40)으로 이루어져 공심코일의 상하부에 몰드성형재를 각각 공급한 후 동일한 가압력으로 압축하여 공심코일이 중심부에서 일방향으로 밀리는 것을 방지하고, 상부금형 및 하부금형의 결합되도록 이동될 경우 내부에 투입된 몰드성형재가 외부로 이탈되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법 { Method of manufacturing air-core type inductor mold coil }

본 발명은 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 몰드코일의 몰딩작업시 공심코일의 위치가 중심부에서 이탈되는 것이 방지되도록 공심코일의 상하부에 몰드성형재를 각각 공급한 후 동일한 가압력으로 압축하고, 상부금형 및 하부금형의 이동시 내부에 투입된 몰드성형재가 외부로 이탈되는 것이 방지되도록 몰드성형재를 금형의 내부에 압착시킨 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법에 관한 것이다.

최근 각종 전자기기 및 부품의 고성능화, 슬림화의 추세에 따라 실장용 일체형 인덕터의 수요가 증가되고 있고, 특히, 노트북, 모바일기기, 엘시디 텔레비전/모니터, 컴퓨터 장치 등에서 많은 기능을 안정되게 수행하고자 향상된 전원공급 수단이 요구되고 있다.

여기서, 상기 전원공급 수단에는 DC-DC 컨버터, Buck 컨버터, Boost 컨버터 등의 각종 전원회로가 사용되는데, 단말장치에 전력을 공급하는 경우, DC-DC 컨버터를 사용하여 승압 및 강압된 직류전압을 공급하게 된다.

이러한 전원회로에는 인덕터가 사용되는데 일반적으로 인덕터는 저항·콘덴서 등과 함께 전기회로를 이루는 가장 중요한 부품 가운데 하나로서 구리나 알루미늄 등을 절연성 재료로 싸서 나사 모양으로 여러 번 감은 솔레노이드 또는 도선을 복수번 감은 코일로 형성되는 가장 기본적인 회로 부품이자 회로 소자이다.

근래에는 저손실 특성과 직류중첩 특성이 우수한 인덕터의 개발이 요청되고 있고, 이러한 요청에 대응한 인덕터로 절연코팅된 자성금속분말과 코일소자를 금형 내에 배치하고, 프레스 성형하여 자성체코어 즉, 인덕터본체의 내부에 코일소자가 매설된 일체형 몰드인덕터가 개발되고 있다.

종래의 몰드인덕터에 대한 기술문헌으로 국내등록특허공보 제10-1164210호가 개시되었고, 도 1은 종래의 몰드인덕터를 나타내 보인 모식도이다.

여기서, 종래의 인덕터(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 복수번 권선된 코일(2)과, 상기 코일(2)을 둘러싸고 있는 인덕터본체(3)와, 상기 코일(2)에 접속되어 전원을 인가하기 위한 인덕터단자(4)로 구성된다.

한편, 종래의 인덕터 제조방법을 간소화하기 위하여 상기 인덕터단자(4)에 대한 구성요소를 제거하고 상기 코일(2)의 양측 리드선(5)을 직접 상기 인덕터본체(3)의 외측 표면으로 노출시키되, 이를 외부 전원도통부와 접촉시키는 방법이 개발되었고 현재 사용되고 있는 실정이다.

그리고 종래의 인덕터용 몰드코일의 제조방법에 대한 기술문헌으로 일본등록특허 제4944261호가 개시되었다.

여기서, 종래의 인덕터용 몰드코일 제조방법은 자성체 몰드 수지(M)의 연화점(연화온도) 이하에서 공심코일(C)과 상기 자성체 몰드 수지(M)를 압축 성형한 후 상기 압축성형된 공심코일(C)과 자성체 몰드 수지(M)를 연화점 이상의 압축 성형 공정을 수행하는 또 다른 압축 성형 장치로 옮겨 성형을 마무리하는 방법으로 진행되었다.

그러나, 종래의 인덕터용 몰드코일 제조방법은 상기 공심코일(C)을 안착시킨 후 상기 자성체 몰드 수지(M)를 충만하는 과정에서 상기 공심코일(C)이 투입방향으로 밀려 최종적으로 상기 공심코일(C)의 위치가 중앙에 위치하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 인덕터용 몰드코일 제조방법은 연화점 이상의 압축 성형 공정을 수행하는 또 다른 압축 성형 장치로 옮겨 성형할 경우 내부에 투입된 몰드 수지(M)가 외부로 이탈되거나 유출되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명의 목적은 공심코일의 상하부에 몰드성형재를 각각 공급한 후 동일한 가압력으로 압축하여 공심코일이 중심부에서 일방향으로 밀리는 것을 방지하고, 상부금형 및 하부금형의 결합되도록 이동될 경우 내부에 투입된 몰드성형재가 외부로 이탈되는 것을 방지하는 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법은 중심부에 정해진 형상의 하부수용부가 형성된 하부금형과, 중심부에 정해진 형상의 상부수용부가 형성된 상부금형의 내부에서 열경화성수지 및 자성체 분말로 이루어진 몰드성형분말재가 투입되어 공심코일의 외부를 몰딩하는 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법으로서 상기 하부수용부의 하방에서 인입된 하부가압구의 상부에 상기 몰드성형분말재를 정해진 형상으로 성형시킨 제1몰드성형재를 공급한 후 상기 하부수용부의 상부에서 인입된 상부가압구로 상기 제1몰드성형재를 제1압착성형재로 가압하되 상기 하부수용부의 내측 양면에 상기 제1압착성형재를 부착하는 제1압착공정과; 상기 상부수용부의 하방에서 인입된 하부가압구의 상부에 상기 몰드성형분말재를 정해진 형상으로 성형시킨 제2몰드성형재를 공급한 후 상기 상부수용부의 상부에서 인입된 상부가압구로 상기 제2몰드성형재를 제2압착성형재로 가압하되 상기 상부수용부의 내측 양면에 상기 제2압착성형재를 부착하는 제2압착공정과; 상기 하부수용부에 부착된 상기 제1압착성형재의 상부에 공심코일을 안착시킨 후 상기 상부수용부를 상기 하부수용부와 연통되도록 상기 상부금형을 안착하는 금형결합공정과; 상기 하부수용부의 하부로 가열된 후 인입된 제2하부가압구와, 상기 상부수용부의 상부로 가열된 후 인입된 제2상부가압구를 동일한 가압력으로 압축하여 상기 제1압착성형재와 제2압착성형재의 사이에 구비된 공심코일을 몰딩하여 몰드코일을 성형하는 코일몰딩가압공정;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제1압착공정과 제2압착공정, 금형결합공정은 상기 몰드성형분말재가 연화되는 연화점 이하에서 공정이 이루어지되, 상기 코일몰딩가압공정은 상기 몰드성형분말재가 연화되는 연화점 이상에서 공정이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 코일몰딩가압공정이 진행된 후 상기 몰드코일을 금형에서 분리하여 상기 몰드코일의 외표면에 생성된 버를 제거하는 샌딩연마공정이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 샌딩연마공정이 진행된 후 상기 몰드코일의 표면강도 및 밀폐성이 향상되도록 합성수지재로 코팅하는 표면코팅성형공정이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 몰드성형분말재에는 정해진 형상의 제1몰드성형재와 제2몰드성형재를 생성할 경우 입자간의 응집력이 향상되도록 에폭시수지재가 포함된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 의한 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 공심코일의 상하부에 몰드성형재를 각각 공급하며 상기 공심코일을 적층된 금형사이에 안착고정함으로써, 일측방향으로 투입되는 몰드성형재의 압력으로 몰드코일이 중심부에서 이탈되는 것을 방지하여 공심코일의 몰딩작업을 안전하게 수행할 수 있고,

둘째, 상부금형과 하부금형의 내부에 투입된 각각의 몰드성형재를 압착고정하는 압착공정이 수행됨으로써, 상부금형 및 하부금형에 결합되어 이동시 내부에 투입된 몰드성형재가 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있으며,

셋째, 코일몰딩가압공정 전 초기고정을 수행할 경우 작업온도를 상온 즉 몰드성형재의 연화점 이하에서 수행함으로서, 상부금형과 하부금형의 이동 간 고열로 인하여 작업이 불편한 문제점을 미연에 해결할 수 있고,

넷째, 금형에서 분리된 몰드코일의 외표면을 연마하는 샌딩연마공정을 포함함으로써, 몰드코일에 대한 상품성을 향상시키고,

다섯째, 금형에 몰드성형재를 투입할 경우 몰드성형분말재에 에폭시수지재를 혼련함으로써, 상기 몰드성형재의 제작시 일체성을 띠지 못하는 몰드성형분말재에 대한 입자간의 응집력을 향상시켜 상기 몰드성형재를 용이하게 생성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 인덕터 몰드코일 구조를 나타내 보인 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 몰드코일 제조방법 중 연화점 이하에서 진행되는 공정을 나타내 보인 부분공정도이며,
도 3은 본 발명에 따른 몰드코일 제조방법 중 연화점 이상에서 진행되는 공정을 나타내 보인 부분공정도이고,
도 4는 본 발명에 따른 몰드코일의 마감공정을 나타내 보인 공정도이다.

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

본 발명에 의한 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법은 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 중심부에 정해진 형상의 하부수용부(11)가 형성된 하부금형(10)과, 중심부에 정해진 형상의 상부수용부(21)가 형성된 상부금형(20)의 내부에서 열경화성수지 및 자성체 분말로 이루어진 몰드성형분말재(MP)가 투입되어 공심코일(C)의 외부를 몰딩하는 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법으로서 상기 하부수용부(11)의 하방에서 인입된 하부가압구(12)의 상부에 상기 몰드성형분말재(MP)를 정해진 형상으로 성형시킨 제1몰드성형재(M1)를 공급한 후 상기 하부수용부(11)의 상부에서 인입된 상부가압구(22)로 상기 제1몰드성형재(M1)를 제1압착성형재(M2)로 가압하되 상기 하부수용부(11)의 내측 양면에 상기 제1압착성형재(M2)를 부착하는 제1압착공정(S10)이 진행된다.

이후, 상기 상부수용부(21)의 하방에서 인입된 하부가압구(12)의 상부에 상기 몰드성형분말재(MP)를 정해진 형상으로 성형시킨 제2몰드성형재(M3)를 공급한 후 상기 상부수용부(21)의 상부에서 인입된 상부가압구(22)로 상기 제2몰드성형재(M3)를 제2압착성형재(M4)로 가압하되 상기 상부수용부(21)의 내측 양면에 상기 제2압착성형재(M4)를 부착하는 제2압착공정(S20)이 진행된다.

또한, 상기 하부수용부(11)에 부착된 상기 제1압착성형재(M2)의 상부에 공심코일(C)을 안착시킨 후 상기 상부수용부(21)를 상기 하부수용부(11)와 연통되도록 상기 상부금형(20)을 안착하는 금형결합공정(S30)과; 상기 하부수용부(11)의 하부로 가열된 후 인입된 제2하부가압구(13)와, 상기 상부수용부(21)의 상부로 가열된 후 인입된 제2상부가압구(23)를 동일한 가압력으로 압축하여 상기 제1압착성형재(M2)와 제2압착성형재(M4)의 사이에 구비된 공심코일(C)을 몰딩하여 몰드코일(1)을 성형하는 코일몰딩가압공정(S40);으로 이루어진다.

여기서, 상기 제1압착공정(S10)과 제2압착공정(S20), 금형결합공정(S30)은 상기 몰드성형분말재(MP)가 연화되는 연화점 이하에서 공정이 이루어지되, 상기 코일몰딩가압공정(S40)은 상기 몰드성형분말재(MP)가 연화되는 연화점 이상에서 공정이 이루어진다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 코일몰딩가압공정(S40)이 진행된 후 상기 몰드코일(1)을 금형에서 분리하여 상기 몰드코일(1)의 외표면에 생성된 버(BURR)를 제거하는 샌딩연마공정(S50)이 포함되는데 상기 샌딩연마공정(S50)은 내부에서 몰딩된 공심코일(C)이 외부로 노출되지 않도록 연마하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 샌딩연마공정(S50)이 진행된 후 상기 몰드코일(1)의 표면강도 및 밀폐성이 향상되도록 합성수지재로 코팅하는 표면코팅성형공정(S60)이 포함된다.

여기서, 상기 표면코팅성형공정(S60)은 상기 몰드코일(1)의 표면에는 외부에서 침투하는 수분 또는 충격이 차단되도록 이루어지는 공정으로서 상기 표면코팅성형공정(S60)에 사용되는 코팅재는 경도가 높은 합성수지재로 선택하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 몰드성형분말재(MP)에는 정해진 형상의 제1몰드성형재(M1)와 제2몰드성형재(M3)를 생성할 경우 입자간의 응집력이 향상되도록 에폭시수지재(EM)가 포함된다.

여기서, 상기 에폭시수지재(EM)는 입자간의 응집력이 향상되도록 상기 몰드성형분말재(MP)의 100wt%에 있어서 4wt% ~ 8wt%가 포함되는 것이 분말재(MP)의 100wt%에 있어서 4wt% ~ 8wt%가 포함되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법의 작용을 살펴보면 아래와 같다.

본 발명에 의한 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법은 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 하부금형(10)의 내부에 투입된 제1몰드성형재(M1)를 압착 고정하는 제1압착공정(S10)와 상기 상부금형(20)의 내부에 투입된 제2몰드성형재(M2)를 압착 고정하는 제2압착공정(S20)이 수행됨으로써, 상기 하부금형(10)의 상부로 상기 상부금형(20)을 이동시킬 경우 또는 상기 상부금형(20)의 하부로 상기 하부금형(10)을 이동시킬 경우 내부에 투입된 제1몰드성형재(M1) 및 제2몰드성형재(M2)가 외부로 이탈 또는 누출되는 것을 방지할 수 있게 된다.

여기서, 상기 제1압착공정(S10)은 하부가압구(12)와 상부가압구(22)를 이용하여 상하방향으로 가압하게 되는데 상기 하부수용부(11)에 투입된 제1몰드성형재(M1)는 상기 하부수용부(11)의 내측 양면으로 가압력이 발생됨으로써 상기 제1압착성형재(M2)가 상기 하부수용부(11)의 내측 양면에 부착되되, 상기 하부가압구(12)의 가압력만으로 쉽게 떨어질 수 있도록 부착된다.

한편, 상기 제2압착공정(S20)에서 수행되는 상기 제2압착성형재(M4) 또한 상기 제1압착공정(S10)의 제1압착성형재(M2)가 부착되는 작용과 동일한 작용으로 부착되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제1압착공정(S10)과 제2압착공정(S20), 금형결합공정(S30)은 상기 몰드성형분말재(MP)가 연화되는 연화점 이하에서 공정이 이루어짐으로써, 상기 상부금형(20)과 하부금형(10)의 이동 간 고열로 인하여 작업이 불편한 문제점을 미연에 해결할 수 있게 된다.

또한, 상기 코일몰딩가압공정(S40)은 상기 몰드성형분말재(MP)가 연화되는 연화점 이상에서 공정이 이루어짐으로써, 상기 제1압착성형재(M2)와 제2압착성형재(M4)가 연화되어 상기 공심코일(C)의 내부에 균일하게 침투되며 몰딩될 수 있게 된다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이 코일몰딩가압공정(S40)이 진행된 이후 상기 몰드코일(1)을 분리하여 그 외표면에 생성된 버(BURR)가 제거하는 샌딩연마공정(S50)을 포함함으로써, 상기 몰드코일(1)에 대한 상품성을 향상시키는 것과 더불어 후속 공정 즉, 상기 표면코팅성형공정(S60)시 코팅밀착력을 향상시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 몰드성형분말재(MP)의 내부에 에폭시수지재(EM)를 혼련함으로써, 일체성을 띠지 못하는 몰드성형분말재(MP)에 대한 입자간의 응집력을 향상시켜 상기 제1몰드성형재(M1)와 제2몰드성형재(M3)를 정해진 형상으로 용이하게 형성할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
M1 : 제1몰드성형재 M2 : 제1압착성형재
M3 : 제2몰드성형재 M4 : 제2압착성형재
MP : 몰드성형분말재 EM : 에폭시수지재
10 : 하부금형 11 : 하부수용부
12 : 하부가압구 13 : 제2하부가압구
20 : 상부금형 21 : 상부수용부
22 : 상부가압구 23 : 제2상부가압구
S10 : 제1압착공정 S20 : 제2압착공정
S30 : 금형결합공정 S40 : 코일몰딩가압공정
S50 : 샌딩연마공정 S60 : 표면코팅성형공정
1 : 몰드코일 C : 공심코일

Claims

중심부에 정해진 형상의 하부수용부(11)가 형성된 하부금형(10)과, 중심부에 정해진 형상의 상부수용부(21)가 형성된 상부금형(20)의 내부에서 열경화성수지 및 자성체 분말로 이루어진 몰드성형분말재(MP : M1, M2, M3, M4)가 투입되어 공심코일(C)의 외부를 몰딩하는 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법에 있어서,
상기 하부수용부(11)의 하방에서 인입된 하부가압구(12)의 상부에 상기 몰드성형분말재(MP)를 정해진 형상으로 성형시킨 제1몰드성형재(M1)를 공급한 후 상기 하부수용부(11)의 상부에서 인입된 상부가압구(22)로 상기 제1몰드성형재(M1)를 제1압착성형재(M2)로 가압하되 상기 하부수용부(11)의 내측 양면에 상기 제1압착성형재(M2)를 부착하는 제1압착공정(S10)과;
상기 상부수용부(21)의 하방에서 인입된 하부가압구(12)의 상부에 상기 몰드성형분말재(MP)를 정해진 형상으로 성형시킨 제2몰드성형재(M3)를 공급한 후 상기 상부수용부(21)의 상부에서 인입된 상부가압구(22)로 상기 제2몰드성형재(M3)를 제2압착성형재(M4)로 가압하되 상기 상부수용부(21)의 내측 양면에 상기 제2압착성형재(M4)를 부착하는 제2압착공정(S20)과;
상기 하부수용부(11)에 부착된 상기 제1압착성형재(M2)의 상부에 공심코일(C)을 안착시킨 후 상기 상부수용부(21)를 상기 하부수용부(11)와 연통되도록 상기 상부금형(20)을 안착하는 금형결합공정(S30)과;
상기 하부수용부(11)의 하부로 가열된 후 인입된 제2하부가압구(13)와, 상기 상부수용부(21)의 상부로 가열된 후 인입된 제2상부가압구(23)를 동일한 가압력으로 압축하여 상기 제1압착성형재(M2)와 제2압착성형재(M4)의 사이에 구비된 공심코일(C)을 몰딩하여 몰드코일(1)을 성형하는 코일몰딩가압공정(S40);으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제1압착공정(S10)과 제2압착공정(S20), 금형결합공정(S30)은 상기 몰드성형분말재(MP)가 연화되는 연화점 이하에서 공정이 이루어지되, 상기 코일몰딩가압공정(S40)은 상기 몰드성형분말재(MP)가 연화되는 연화점 이상에서 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 코일몰딩가압공정(S40)이 진행된 후 상기 몰드코일(1)을 금형에서 분리하여 상기 몰드코일(1)의 외표면에 생성된 버(BURR)를 제거하는 샌딩연마공정(S50)이 이루어지는 것을 특징으로 하는 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법.
제 3 항에 있어서,
상기 샌딩연마공정(S50)이 진행된 후 상기 몰드코일(1)의 표면강도 및 밀폐성이 향상되도록 합성수지재로 코팅하는 표면코팅성형공정(S60)이 이루어지는 것을 특징으로 하는 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 몰드성형분말재(MP)에는 정해진 형상의 제1몰드성형재(M1)와 제2몰드성형재(M3)를 형성할 경우 입자간의 응집력이 향상되도록 에폭시수지재(EM)가 포함된 것을 특징으로 하는 공심형 인덕터 몰드코일의 제조방법.