KR101642612B1 - 인덕터 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
인덕터가 제공된다. 이 인덕터는 절연 몸체, 절연 몸체 내에 제 1 방향으로 적층된 복수의 금속 리본들로 구성된 금속 리본 적층체, 절연 몸체를 둘러싸는 전자파 차폐체 및 금속 리본 적층체를 권선하는 형태를 갖는 코일부를 포함한다.
Description
본 발명은 인덕터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로 고용량을 갖는 동시에 저손실화가 가능한 인덕터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
휴대 전화(cellular phone) 및 개인용 컴퓨터(Personal Computer : PC) 등의 전자 부품으로 사용되는 다양한 코일(coil) 부품들 중 하나가 인덕터(inductor)이다. 인덕터는 자속(magnetic flux) 변화에 감응하여 유도성(inductive) 기전력을 발생시킨다. 이러한 현상의 크기를 인덕터의 인덕턴스(inductance)라고 하고, 인덕턴스는 인덕터의 코어의 단면적, 코일의 권선 수 및 코어의 투자율에 비례하여 증가한다.
전자 부품인 인덕터는 제조 방법에 따라 권선계, 적층계 또는 박막계로 구별된다. 특히, 파워(power) 인덕터는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU) 등의 전원 단의 평활 기능 및 잡음(noise) 제거 역할을 수행하는 전자 부품이다. 대전류가 흐르는 파워 인덕터, 다시 말해, 전원용 인덕터는 주로 권선계가 사용된다. 권선계의 파워 인덕터는 페라이트(ferrite)의 드럼(drum) 코어에 구리(Cu) 선을 감은 구조로 되어 있어, 고투자율/저손실의 페라이트 코어를 사용하므로, 소형이라도 큰 인덕턴스를 갖는 인덕터를 만들 수 있다. 또한, 고투자율/저손실의 페라이트 코어는 구리 선의 권선 수를 적게 하여도, 동일한 인덕턴스를 얻을 수 있으므로, 구리 선의 직류 저항(Direct Current Resistance, DC resistance : Rdc)이 작아져, 배터리(battery)의 소비 전력을 낮추는 것에도 기여한다. 신호 라인(signal line)의 필터(filter) 회로 및 임피던스(impedance) 매칭(matching) 회로 등에는 적층계 인덕터가 주로 사용된다. 적층계 인덕터는 페라이트 시트(sheet) 위에 페이스트(paste) 상태의 은(Ag) 등과 같은 금속 재료로 코일의 패턴(pattern)을 인쇄하고, 이것을 다층으로 적층하여 만들어진다. 1980년에 TDK가 세계에서 선구적으로 제품화하였으며, 휴대형 라디오(portable radio)용의 표면 실장 부품(Surface Mounted Device : SMD)으로 채용을 시작하여 현재에는 여라 전자 기기에 많이 사용되고 있다. 페라이트가 입체적인 코일을 푹 뒤집어 씌우는 구조로 되어 있기 때문에, 페라이트에 의한 자기 차폐(magnetic shielding) 효과에 의해 자기 누설(magnetic leakage)이 적고, 회로 기판에서의 고밀도 실장에도 적합한 인덕터이다.
최근 소형 전자 기기의 기하급수적인 증가와 더불어서 전자 기기의 전자기 간섭(ElectroMagnetic Interference : EMI) 문제에 적절히 대응하기 위한 인덕터의 필요성이 증대되고, 전자 기기의 소형화에 따른 인덕터의 소형화 문제가 증대하고 있다. 최근에는 페라이트 분말 대신 철(Fe)계 분말을 사용한 압분자심(compressed powder core)을 통한 고전류, 고용량 및 고직류-바이어스(bias) 특성 구현이 가능하였지만, 인덕터가 점점 소형화됨에 따라서 새로운 소재 및 새로운 구조의 인덕터에 대한 필요성이 증대되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고용량을 갖는 동시에 저손실화가 가능한 인덕터를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 고용량을 갖는 동시에 저손실화가 가능한 인덕터의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에 언급한 과제들에 제한되지 않으면, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 인덕터를 제공한다. 이 인덕터는 절연 몸체, 절연 몸체 내에 제 1 방향으로 적층된 복수의 금속 리본들로 구성된 금속 리본 적층체, 절연 몸체를 둘러싸는 전자파 차폐체 및 금속 리본 적층체를 권선하는 형태를 갖는 코일부를 포함할 수 있다.
금속 리본은 나노 결정 리본일 수 있다. 금속 리본은 1.2 T의 포화 자화 값을 가질 수 있다.
전자파 차폐체는 전자파 차폐 물질을 함유하는 플라스틱일 수 있다.
코일부는 구리를 포함할 수 있다.
코일부는 전자파 차폐체의 제 1 방향으로 서로 대향하는 상부면 및 하부면 상에 각각 구비된 상부면 도전 패턴들 및 하부면 도전 패턴들, 및 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 전자파 차폐층의 서로 대향하는 제 1 측면 및 제 2 측면 상에 각각 구비된 제 1 측면 도전 패턴들 및 제 2 측면 도전 패턴들을 포함할 수 있다. 제 1 측면 도전 패턴들 및 제 2 측면 도전 패턴들은 상부면 도전 패턴 및 하부면 도전 패턴을 교차적으로 연결하여 코일부가 전자파 차폐체를 권선하는 형태를 가질 수 있다.
코일부는 전자파 차폐체의 제 1 방향으로 서로 대향하는 상부면 및 하부면 상에 각각 구비된 상부면 도전 패턴들 및 하부면 도전 패턴들, 및 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 금속 리본 적층체 및 전자파 차폐체 사이의 절연 몸체 및 전자파 차폐체를 제 1 방향으로 관통하는 제 1 측부 도전 비아들 및 제 2 측부 도전 비아들 포함할 수 있다. 제 1 측부 도전 비아들 및 제 2 측부 도전 비아들은 상부면 도전 패턴 및 하부면 도전 패턴을 교차적으로 연결하여 코일부가 금속 리본 적층체를 권선하는 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기한 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 인덕터의 제조 방법을 제공한다. 이 방법은 그 내부에 제 1 방향으로 적층된 복수의 금속 리본들로 구성된 금속 리본 적층체를 갖는 절연 몸체를 준비하는 것, 절연 몸체를 둘러싸는 전자파 차폐체를 형성하는 것 및 금속 리본 적층체를 권선하는 형태를 갖는 코일부를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
절연 몸체를 준비하는 것은 절연 시트 상에 금속 리본을 형성하는 것 및 금속 리본이 형성된 절연 시트를 복수로 적층하는 것을 포함할 수 있다. 절연 시트 상에 금속 리본을 형성하는 것은 절연 시트 상에 제공된 금속 비정질 리본을 나노 결정화 열처리하여 나노 결정 리본을 형성하는 것일 수 있다. 나노 결정 리본은 1.2 T의 포화 자화 값을 가질 수 있다.
전자파 차폐체를 형성하는 것은 사출 성형 방식을 통해 이루어질 수 있다. 전자파 차폐체는 전자파 차폐 물질을 함유하는 플라스틱일 수 있다.
코일부를 형성하는 것은 도금 방식 또는 패터닝 방식을 통해 이루어질 수 있다. 코일부는 구리로 형성될 수 있다.
코일부를 형성하는 것은 전자파 차폐체의 제 1 방향으로 서로 대향하는 상부면 및 하부면 상에 각각 상부면 도전 패턴들 및 하부면 도전 패턴들을 형성하는 것, 및 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 전자파 차폐층의 서로 대향하는 제 1 측면 및 제 2 측면 상에 각각 상부면 도전 패턴 및 하부면 도전 패턴을 교차적으로 연결하는 제 1 측면 도전 패턴들 및 제 2 측면 도전 패턴들을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
코일부를 형성하는 것은 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 금속 리본 적층체 및 전자파 차폐체 사이의 절연 몸체 및 전자파 차폐체를 제 1 방향으로 관통하는 제 1 측부 도전 비아들 및 제 2 측부 도전 비아들을 형성하는 것, 및 전자파 차폐체의 제 1 방향으로 서로 대향하는 상부면 및 하부면 상에 각각 제 1 측부 도전 비아 및 제 2 측부 도전 비아를 교차적으로 연결하는 상부면 도전 패턴들 및 하부면 도전 패턴들을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
제 1 측부 도전 비아들 및 제 2 측부 도전 비아들을 형성하는 것은 도금 방식을 통해 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 과제의 해결 수단에 따르면 인덕터가 높은 포화 자화 값과 낮은 코어 손실을 갖는 금속 리본들이 적층된 구조를 갖는 코어부를 포함함으로써, 고용량을 갖는 동시에 저손실화 및 박형화가 가능할 수 있다. 이에 따라, 고주파수 대역 또는 넓은 주파수 대역에서 사용되는 소형 전자 부품에 적용될 수 있는 인덕터 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 과제의 해결 수단에 따르면 인덕터가 높은 포화 자화 값과 낮은 코어 손실을 갖는 금속 리본들이 적층된 구조를 둘러싸는 전자파 차폐체를 갖는 코어부를 포함함으로써, 자기 누설 및 전자기 간섭이 최소화될 수 있다. 이에 따라, 높은 신뢰성을 요구하는 정보통신 기술 장치에 적용될 수 있는 인덕터 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인덕터 및 그 제조 방법을 설명하기 입체도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절단한 종단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절단한 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인덕터 및 그 제조 방법을 설명하기 입체도이다.
도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절단한 종단면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 절단한 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 인덕터에 사용된 코어의 주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절단한 종단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절단한 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인덕터 및 그 제조 방법을 설명하기 입체도이다.
도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절단한 종단면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 절단한 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 인덕터에 사용된 코어의 주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다. 이에 더하여, 본 명세서에서, 어떤 막이 다른 막 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.
하나의 구성 요소(element)가 다른 구성 요소와 '접속된(connected to)' 또는 '결합한(coupled to)'이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접적으로 연결된 또는 결합한 경우, 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 '직접적으로 접속된(directly connected to)' 또는 '직접적으로 결합한(directly coupled to)'으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. '및/또는'은 언급된 아이템(item)들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 '아래(below)', '밑(beneath)', '하부(lower)', '위(above)', '상부(upper)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below)' 또는 '밑(beneath)'으로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나(rounded) 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인덕터 및 그 제조 방법을 설명하기 입체도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절단한 종단면도이고, 그리고 도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절단한 횡단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 인덕터(100)는 코어부 및 코일부를 포함한다. 코어부는 절연 몸체(110), 절연 몸체(110) 내에 제 1 방향으로 적층된 복수의 금속 리본들(120)로 구성된 금속 리본(ribbon) 적층체, 및 절연 몸체(110)를 둘러싸는 전자파 차폐체(130)를 포함할 수 있다. 코일부는 상부면 도전 패턴들(140t), 하부면 도전 패턴들(140b) 및 제 1 및 제 2 측면 도전 패턴들(140s)을 포함할 수 있다.
절연 몸체(110)는 절연 물질을 포함할 수 있다. 절연 몸체(110)는 코일부에 전류가 흐를 때, 각 금속 리본(120)에 흐르는 와전류(eddy current)가 인접하는 금속 리본(120)으로 흐르게 되어, 인덕터(100)의 와전류 손실을 최소화하기 위한 것일 수 있다.
금속 리본(120)은 나노 결정(nano crystal) 리본일 수 있다. 금속 리본(120)은 1.2 T의 포화 자화(saturation magnetization) 값을 가질 수 있다. 여기서 포화 자화 값은 포화 자속 밀도(Saturation Flux Density; Bs)에 해당한다. 금속 리본(120)은 높은 포화 자화 값과 낮은 코어 손실(core loss)을 갖기 때문에, 고용량을 갖는 동시에 저손실화가 가능한 인덕터(100)가 제공될 수 있다.
전자파 차폐체(130)는 전자파 차폐 물질을 함유하는 플라스틱(plastic)일 수 있다. 전자파 차폐 물질은 페라이트 등일 수 있다. 전자파 차폐체(130)는 인덕터(100)에서 발생하는 자기 누설을 최소화하기 위한 것일 수 있다. 또한, 전자파 차폐체(130)는 전자기 간섭을 최소화하기 위한 것일 수 있다.
상부면 도전 패턴들(140t) 및 하부면 도전 패턴들(140b)은 전자파 차폐체(130)의 제 1 방향으로 서로 대향하는 상부면 및 하부면 상에 각각 구비될 수 있다. 제 1 및 제 2 측면 도전 패턴들(140s)은 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 전자파 차폐층(130)의 서로 대향하는 제 1 측면 및 제 2 측면 상에 각각 구비될 수 있다. 제 1 및 제 2 측면 도전 패턴들(140s)은 상부면 도전 패턴(140t) 및 하부면 도전 패턴(140b)을 교차적으로 연결하여 코일부가 전자파 차폐체(130)를 권선하는 형태를 가질 수 있다. 코일부를 구성하는 상부면 도전 패턴들(140t), 하부면 도전 패턴들(140b) 및 제 1 및 제 2 측면 도전 패턴들(140s)은 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 인덕터(100)의 제조 방법을 추가로 설명하고자 한다.
그 내부에 제 1 방향으로 적층된 복수의 금속 리본들(120)로 구성된 금속 리본 적층체를 갖는 절연 몸체(110)가 준비될 수 있다. 절연 몸체(110)를 준비하는 것은 절연 시트 상에 금속 리본(120)을 형성하는 것 및 금속 리본(120)이 형성된 절연 시트를 복수로 적층하는 것을 포함할 수 있다. 절연 시트 상에 금속 리본(120)을 형성하는 것은 절연 시트 상에 제공된 금속 비정질 리본을 나노 결정화 열처리하여 나노 결정 리본을 형성하는 것일 수 있다.
절연 몸체(110)를 둘러싸는 전자파 차폐체(130)가 형성될 수 있다. 전자파 차폐체(130)를 형성하는 것은 사출 성형(injection molding) 방식을 통해 이루어질 수 있다. 즉, 전자파 차폐 물질을 포함하는 플라스틱으로 절연 몸체(110)의 표면 전체에 사출 성형하는 것에 의해 전자파 차폐체(130)가 형성될 수 있다.
전자파 차폐체(130)를 권선하는 형태를 갖는 코일부가 형성될 수 있다. 코일부를 형성하는 것은 전자파 차폐체(130)의 제 1 방향으로 서로 대향하는 상부면 및 하부면 상에 각각 상부면 도전 패턴들(140t) 및 하부면 도전 패턴들(140b)을 형성하는 것, 및 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 전자파 차폐층(130)의 서로 대향하는 제 1 측면 및 제 2 측면 상에 각각 상부면 도전 패턴(140t) 및 하부면 도전 패턴(140b)을 교차적으로 연결하는 제 1 및 제 2 측면 도전 패턴들(140s)을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 코일부를 형성하는 것은 도금 방식 또는 패터닝(patterning) 방식을 통해 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인덕터 및 그 제조 방법을 설명하기 입체도이고, 도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절단한 종단면도이고, 그리고 도 6은 도 5의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 절단한 횡단면도이다. 전술한 본 발명의 실시예를 통해 설명한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하고 그 설명은 생략한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 인덕터(200)는 코어부 및 코일부를 포함한다. 코어부는 절연 몸체(110), 절연 몸체(110) 내에 제 1 방향으로 적층된 복수의 금속 리본들(120)로 구성된 금속 리본 적층체, 및 절연 몸체(110)를 둘러싸는 전자파 차폐체(130)를 포함할 수 있다. 코일부는 상부면 도전 패턴들(140t), 하부면 도전 패턴들(140b) 및 제 1 및 제 2 측부 도전 비아(via)들(140v)을 포함할 수 있다.
상부면 도전 패턴들(140t) 및 하부면 도전 패턴들(140b)은 전자파 차폐체(130)의 제 1 방향으로 서로 대향하는 상부면 및 하부면 상에 각각 구비될 수 있다. 제 1 및 제 2 측부 도전 비아들(140v)은 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 금속 리본 적층체 및 전자파 차폐체(130) 사이의 절연 몸체(110) 및 전자파 차폐체(130)를 제 1 방향으로 관통할 수 있다. 제 1 및 제 2 측부 도전 비아들(140v)은 상부면 도전 패턴(140t) 및 하부면 도전 패턴(140b)을 교차적으로 연결하여 코일부가 금속 리본 적층체를 권선하는 형태를 가질 수 있다. 코일부를 구성하는 상부면 도전 패턴들(140t), 하부면 도전 패턴들(140b) 및 제 1 및 제 2 측부 비아 패턴들(140s)은 구리를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인덕터(200)의 제조 방법을 추가로 설명하고자 한다.
금속 리본 적층체를 권선하는 형태를 갖는 코일부가 형성될 수 있다. 코일부를 형성하는 것은 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 금속 리본 적층체 및 전자파 차폐체(130) 사이의 절연 몸체(110) 및 전자파 차폐체(130)를 제 1 방향으로 관통하는 제 1 및 제 2 측부 도전 비아들(140v)을 형성하는 것, 및 전자파 차폐체(130)의 제 1 방향으로 서로 대향하는 상부면 및 하부면 상에 각각 제 1 및 제 2 측부 도전 비아들(140v)을 교차적으로 연결하는 상부면 도전 패턴들(140t) 및 하부면 도전 패턴들(140b)을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 측부 도전 비아들(140v)을 형성하는 것은 도금 방식을 통해 이루어질 수 있다. 상부면 도전 패턴들(140t) 및 하부면 도전 패턴들(140b)을 형성하는 것은 도금 방식 또는 패터닝 방식을 통해 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 인덕터에 사용된 코어부의 주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 실선은 리본 투자율이 1,500인 인덕터의 코어부(1,500u)의 주파수 특성에 대한 측정 결과이고, 일점 쇄선은 리본 투자율이 1,000인 제 1 인덕터의 코어부(*1,000u)의 주파수 특성에 대한 측정 결과이고, 긴 점선은 리본 투자율이 1,000인 제 2 인덕터의 코어부(1,000u)의 주파수 특성에 대한 측정 결과이고, 그리고 짧은 점선은 리본 투자율이 500인 인덕터의 코어부(500u)의 주파수 특성에 대한 측정 결과이다.
실선에 대한 측정 결과에서 보이듯이, 리본 투자율이 1,500인 인덕터의 코어부(1,500u)의 주파수 특성은 투자율이 높지만, 높은 주파수로 갈수록 투자율이 급격하게 떨어지는 것을 특징으로 한다.
짧은 점선에 대한 측정 결과에서 보이듯이, 리본 투자율이 500인 인덕터의 코어부(500u)의 주파수 특성은 리본 투자율이 높은 코어부에 비해 높은 주파수까지 투자율이 일정하지만, 투자율이 낮은 것을 특징으로 한다.
긴 점선에 대한 측정 결과에서 보이듯이, 리본 투자율이 1,000인 제 1 인덕터의 코어부(1,000u)의 주파수 특성은 리본 투자율이 높거나 낮은 코어부에 비해 적절한 투자율을 갖고, 높은 주파수까지 투자율이 일정한 것을 알 수 있다.
일점 쇄선에 대한 측정 결과에서 보이듯이, 리본 투자율이 1,000인 제 2 인덕터의 코어부(*1,000)의 주파수 특성은 리본 투자율이 동일한 제 1 인덕터의 코어부(1,000u)에 비해 투자율이 향상되고, 더 높은 주파수까지 투자율이 일정한 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 인덕터의 코어부는 공정 조건에 따라 투자율이 100 ~ 1,500의 범위에서 제어가 가능할 수 있다. 게다가, 본 발명의 실시예들에 따른 인덕터의 코어부는 공정 조건에 따라 주파수 대역이 1 ~ 10 MHz의 범위에서 제어가 가능할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 인덕터에 사용된 코어부들은 적절한 투자율을 갖고, 그리고 주파수 특성이 양호하여 넓은 주파수 대역에서 사용되는 전자 부품에 적용될 수 있다.
또한, 아래 표 1은 본 발명의 실시예들에 따른 인덕터에 사용된 코어부의 손실 정도를 보여준다. 코어부의 손실 정도는 투자율에 따른 주파수 85 kHz에서 고주파수의 일정한(flat) 투자율과 동일 주파수 및 자속 밀도 진폭 0.2 T에서의 코어 손실이다.
| 코어부 종류 | 85 kHz에서의 투자율 | 자속 밀도 진폭 0.2 T, 85 kHz에서의 코어 손실 |
| 1,500u | 1,160 | 276.3 kW/m3 |
| 1,000u | 764 | 262.4 kW/m3 |
| *1,000u | 787 | 186.9 kW/m3 |
| 500u | 398 | 274.9 kW/m3 |
표 1을 참조하면, 도 7의 그래프에서 보이는 것과 같이, 리본 투자율이 1,500인 인덕터의 코어부(1,500u)의 일정한 투자율은 1,160이고, 리본 투자율이 1,000인 제 1 인덕터의 코어부(1,000u)의 일정한 투자율은 764이고, 리본 투자율이 1,000인 제 2 인덕터의 코어부(*1,000u)의 일정한 투자율은 787이고, 그리고 리본 투자율이 500인 인덕터의 코어부(500u)의 일정한 투자율은 398이다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 인덕터의 코어부는 리본 투자율 및 전체 투자율과 같은 공정 조건에 따라 일정한 투자율 또는 주파수 대역이 결정될 수 있다.
또한, 리본 투자율이 1,500인 인덕터의 코어부(1,500u)의 코어 손실은 276.3 kW/m3이고, 리본 투자율이 1,000인 제 1 인덕터의 코어부(1,000u)의 코어 손실은 262.4 kW/m3이고, 리본 투자율이 1,000인 제 2 인덕터의 코어부(*1,000u)의 코어 손실은 186.9 kW/m3이고, 그리고 리본 투자율이 500인 인덕터의 코어부(500u)의 코어 손실은 274.9 kW/m3이다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 인덕터에 사용된 코어부들(1,500u, 1,000u, *1,000u, 500u) 중에서 85 kHz에서 787의 일정한 투자율을 갖는 코어부(*1,000u)를 갖는 인덕터에서 코어 손실이 최소화됨을 알 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 인덕터가 높은 포화 자화 값과 낮은 코어 손실을 갖는 금속 리본들이 적층된 구조를 갖는 코어부를 포함함으로써, 고용량을 갖는 동시에 저손실화 및 박형화가 가능할 수 있다. 이에 따라, 고주파수 대역 또는 넓은 주파수 대역에서 사용되는 소형 전자 부품에 적용될 수 있는 인덕터가 제공될 수 있다. 이에 더하여, 본 발명의 실시예들에 따르면 인덕터가 높은 포화 자화 값과 낮은 코어 손실을 갖는 금속 리본들이 적층된 구조를 둘러싸는 전자파 차폐체를 갖는 코어부를 포함함으로써, 자기 누설 및 전자기 간섭이 최소화될 수 있다. 이에 따라, 높은 신뢰성을 요구하는 정보통신 기술 장치에 적용될 수 있는 인덕터가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 인덕터는 높은 포화 자화 값과 낮은 코어 손실을 갖는 금속 리본들이 적층된 구조를 갖는 코어부를 포함함으로써, 고용량을 갖는 동시에 저손실화 및 박형화가 가능할 수 있다. 이에 따라, 고주파수 대역 또는 넓은 주파수 대역에서 사용되는 소형 전자 부품에 적용될 수 있는 인덕터의 제조 방법이 제공될 수 있다. 이에 더하여, 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 인덕터는 높은 포화 자화 값과 낮은 코어 손실을 갖는 금속 리본들이 적층된 구조를 둘러싸는 전자파 차폐체를 갖는 코어부를 포함함으로써, 자기 누설 및 전자기 간섭이 최소화될 수 있다. 이에 따라, 높은 신뢰성을 요구하는 정보통신 기술 장치에 적용될 수 있는 인덕터의 제조 방법이 제공될 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 200 : 인덕터
110 : 절연 몸체
120 : 금속 리본
130 : 전자파 차폐체
140b : 하부면 도전 패턴
140s : 제 1, 제 2 측면 도전 패턴
140t : 상부면 도전 패턴
140v : 제 1, 제 2 측부 도전 비아
110 : 절연 몸체
120 : 금속 리본
130 : 전자파 차폐체
140b : 하부면 도전 패턴
140s : 제 1, 제 2 측면 도전 패턴
140t : 상부면 도전 패턴
140v : 제 1, 제 2 측부 도전 비아
Claims (18)
- 절연 몸체;
상기 절연 몸체 내에 제 1 방향으로 적층된 복수의 금속 리본들로 구성된 금속 리본 적층체;
상기 절연 몸체를 둘러싸는 전자파 차폐체; 및
상기 금속 리본 적층체를 권선하는 형태를 갖는 코일부를 포함하는 인덕터. - 제 1항에 있어서,
상기 금속 리본은 나노 결정 리본인 인덕터. - 제 1항에 있어서,
상기 금속 리본은 1.2 T의 포화 자화 값을 갖는 인덕터. - 제 1항에 있어서,
상기 전자파 차폐체는 전자파 차폐 물질을 함유하는 플라스틱인 인덕터. - 제 1항에 있어서,
상기 코일부는 구리를 포함하는 인덕터. - 제 1항에 있어서,
상기 코일부는:
상기 전자파 차폐체의 상기 제 1 방향으로 서로 대향하는 제 1 면 및 제 2 면 상에 각각 구비된 제 1 도전 패턴들 및 제 2 도전 패턴들; 및
상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 상기 전자파 차폐체의 서로 대향하는 제 3 면 및 제 4 면 상에 각각 구비된 제 3 도전 패턴들 및 제 4 도전 패턴들을 포함하되,
상기 제 3 도전 패턴들 및 상기 제 4 도전 패턴들은 상기 제 1 도전 패턴 및 상기 제 2 도전 패턴을 교차적으로 연결하여 상기 코일부가 상기 전자파 차폐체를 권선하는 형태를 갖는 인덕터. - 제 1항에 있어서,
상기 코일부는:
상기 전자파 차폐체의 상기 제 1 방향으로 서로 대향하는 제 1 면 및 제 2 면 상에 각각 구비된 제 1 도전 패턴들 및 제 2 도전 패턴들; 및
상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 상기 금속 리본 적층체 및 상기 전자파 차폐체 사이의 상기 절연 몸체 및 상기 전자파 차폐체를 상기 제 1 방향으로 관통하는 제 1 도전 비아들 및 제 2 도전 비아들 포함하되,
상기 제 1 도전 비아들 및 상기 제 2 도전 비아들은 상기 제 1 도전 패턴 및 상기 제 2 도전 패턴을 교차적으로 연결하여 상기 코일부가 상기 금속 리본 적층체를 권선하는 형태를 갖는 인덕터. - 그 내부에 제 1 방향으로 적층된 복수의 금속 리본들로 구성된 금속 리본 적층체를 갖는 절연 몸체를 준비하는 단계;
상기 절연 몸체를 둘러싸는 전자파 차폐체를 형성하는 단계; 및
상기 금속 리본 적층체를 권선하는 형태를 갖는 코일부를 형성하는 단계를 포함하는 인덕터의 제조 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 절연 몸체를 준비하는 단계는:
절연 시트 상에 금속 리본을 형성하는 단계; 및
상기 금속 리본이 형성된 상기 절연 시트를 복수로 적층하는 단계를 포함하는 인덕터의 제조 방법. - 제 9항에 있어서,
상기 절연 시트 상에 금속 리본을 형성하는 단계는:
상기 절연 시트 상에 제공된 금속 비정질 리본을 나노 결정화 열처리하여 나노 결정 리본을 형성하는 단계인 인덕터의 제조 방법. - 제 10항에 있어서,
상기 나노 결정 리본은 1.2 T의 포화 자화 값을 갖는 인덕터의 제조 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 전자파 차폐체를 형성하는 단계는 사출 성형 방식을 통해 이루어지는 인덕터의 제조 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 전자파 차폐체는 전자파 차폐 물질을 함유하는 플라스틱인 인덕터의 제조 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 코일부를 형성하는 단계는 도금 방식 또는 패터닝 방식을 통해 이루어지는 인덕터의 제조 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 코일부는 구리로 형성되는 인덕터의 제조 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 코일부를 형성하는 단계는:
상기 전자파 차폐체의 상기 제 1 방향으로 서로 대향하는 제 1 면 및 제 2 면 상에 각각 제 1 도전 패턴들 및 제 2 도전 패턴들을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 상기 전자파 차폐체의 서로 대향하는 제 3 면 및 제 4 면 상에 각각 상기 제 1 도전 패턴 및 상기 제 2 도전 패턴을 교차적으로 연결하는 제 3 도전 패턴들 및 제 4 도전 패턴들을 형성하는 단계를 포함하는 인덕터의 제조 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 코일부를 형성하는 단계는:
상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 상기 금속 리본 적층체 및 상기 전자파 차폐체 사이의 상기 절연 몸체 및 상기 전자파 차폐체를 상기 제 1 방향으로 관통하는 제 1 도전 비아들 및 제 2 도전 비아들을 형성하는 단계; 및
상기 전자파 차폐체의 상기 제 1 방향으로 서로 대향하는 제 1 면 및 제 2 면 상에 각각 상기 제 1 도전 비아 및 상기 제 2 도전 비아를 교차적으로 연결하는 제 1 도전 패턴들 및 제 2 도전 패턴들을 형성하는 단계를 포함하는 인덕터의 제조 방법. - 제 17항에 있어서,
상기 제 1 도전 비아들 및 상기 제 2 도전 비아들을 형성하는 단계는 도금 방식을 통해 이루어지는 인덕터의 제조 방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20200022125A (ko) | 2018-08-22 | 2020-03-03 | 삼성전기주식회사 | 인덕터 |
| US11282637B2 (en) | 2018-08-22 | 2022-03-22 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Inductor |
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