KR101730228B1 - 자성체 조성물을 포함하는 인덕터 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
자성체 조성물이 제공된다. 이 자성체 조성물은 비결정질의 철 계열의 물질을 포함하는 조대 분말, 결정질의 철 계열의 물질을 포함하는 중간 분말 및 니켈을 포함하는 미세 분말을 포함한다. 조대 분말과 중간 분말은 65 : 35 ~ 80 : 20 범위의 비를 갖고, 그리고 미세 분말은 조대 분말 및 중간 분말의 총 중량에 대해 3 ~ 7 wt% 범위로 첨가된다.
Description
본 발명은 인덕터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로 인덕턴스 용량 향상과 고주파수 대역에서 사용될 수 있는 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.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인덕터의 인덕턴스 용량 향상과 고주파수 대역에서의 사용을 가능하게 하는 자성체 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 향상된 인덕턴스 용량을 가지면서 고주파수 대역에서 사용할 수 있는 인덕터를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 향상된 인덕턴스 용량을 가지면서 고주파수 대역에서 사용할 수 있는 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 자성체 조성물을 제공한다. 이 자성체 조성물은 비결정질의 철 계열의 물질을 포함하는 조대 분말, 결정질의 철 계열의 물질을 포함하는 중간 분말 및 니켈을 포함하는 미세 분말을 포함할 수 있다. 조대 분말과 중간 분말은 65 : 35 ~ 80 : 20 범위의 비를 갖고, 그리고 미세 분말은 조대 분말 및 중간 분말의 총 중량에 대해 3 ~ 7 wt% 범위로 첨가될 수 있다.
조대 분말은 철-크롬-황-탄소 계열의 물질을 포함하되, 25 ~ 80 μm 범위의 입경을 가질 수 있다.
중간 분말은 2.5 ~ 5 μm 범위의 입경을 가질 수 있다.
미세 분말은 결정질 또는 비결정질의 니켈 또는 니켈 합금을 포함하되, 60 ~ 200 nm 범위의 입경을 가질 수 있다. 니켈 합금은 철, 코발트, 몰리브덴, 알루미늄, 실리콘, 크롬, 주석, 붕소 또는 이들의 조합 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기한 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 인덕터를 제공한다. 이 인덕터는 권선 형태를 갖는 코일부, 앞서 설명된 자성체 조성물을 포함하되, 코일부의 양 단부들 각각을 서로 대향하는 양 단면들로 노출하도록 코일부를 매립하는 인덕터 본체, 및 코일부의 양 단부들과 접속하도록 인덕터 본체의 양 단면들에 구비되는 제 1 외부 전극 및 제 2 외부 전극을 포함할 수 있다.
코일부는 은 또는 구리를 포함할 수 있다.
조대 분말은 철-크롬-황-탄소 계열의 물질을 포함하되, 25 ~ 80 μm 범위의 입경을 가질 수 있다.
중간 분말은 2.5 ~ 5 μm 범위의 입경을 가질 수 있다.
미세 분말은 결정질 또는 비결정질의 니켈 또는 니켈 합금을 포함하되, 60 ~ 200 nm 범위의 입경을 가질 수 있다. 니켈 합금은 철, 코발트, 몰리브덴, 알루미늄, 실리콘, 크롬, 주석, 붕소 또는 이들의 조합 중 하나를 포함할 수 있다.
인덕터 본체의 양 단면들을 연결하는 측면들 상에 제공되는 덮개층을 더 포함할 수 있다. 덮개층은 인덕터 본체와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
이에 더하여, 상기한 또 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 인덕터의 제조 방법을 제공한다. 이 방법은 앞서 설명된 자성체 조성물을 포함하되, 그 내부에 권선 형태를 갖는 코일부를 매립하며 코일부의 양 단부들을 서로 대향하는 양 단면들로 노출하는 인덕터 본체를 준비하는 것, 및 코일부의 양 단부들과 각각 접속하도록 인덕터 본체의 양 단면들에 제 1 외부 전극 및 제 2 외부 전극을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
조대 분말은 철-크롬-황-탄소 계열의 물질을 포함하되, 25 ~ 80 μm 범위의 입경을 가질 수 있다.
중간 분말은 2.5 ~ 5 μm 범위의 입경을 가질 수 있다.
미세 분말은 결정질 또는 비결정질의 니켈 또는 니켈 합금을 포함하되, 60 ~ 200 nm 범위의 입경을 가질 수 있다. 니켈 합금은 철, 코발트, 몰리브덴, 알루미늄, 실리콘, 크롬, 주석, 붕소 또는 이들의 조합 중 하나를 포함할 수 있다.
코일부는 은 또는 구리를 포함할 수 있다.
인덕터 본체의 양 단면들을 연결하는 측면들 상에 덮개층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. 덮개층은 인덕터 본체와 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 과제의 해결 수단에 따르면 니켈을 포함하는 미세 분말이 조대 분말 및 중간 분말의 총 중량에 대해 3 ~ 7 wt% 범위로 첨가됨으로써, 인덕터의 인덕터 본체의 분말 충진률이 향상될 수 있다. 이에 따라, 인덕터의 인덕턴스 용량을 높이는 동시에 자기 공진 주파수를 100 MHz 이상의 고주파수 대역으로 제어할 수 있는 자성체 조성물이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 과제의 해결 수단에 따르면 인덕터 본체가 니켈을 포함하는 미세 분말이 조대 분말 및 중간 분말의 총 중량에 대해 3 ~ 7 wt% 범위로 첨가된 자성체 조성물을 포함함으로써, 인덕터의 인덕터 본체의 분말 충진률이 향상될 수 있다. 이에 따라, 높은 인덕턴스 용량을 갖는 동시에 100 MHz 이상의 고주파수 대역으로 제어된 자기 공진 주파수를 갖는 인덕터가 제공될 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 과제의 해결 수단에 따르면 인덕터 본체가 니켈을 포함하는 미세 분말이 조대 분말 및 중간 분말의 총 중량에 대해 3 ~ 7 wt% 범위로 첨가된 자성체 조성물로 형성됨으로써, 인덕터의 인덕터 본체의 분말 충진률이 향상될 수 있다. 이에 따라, 높은 인덕턴스 용량을 갖는 동시에 100 MHz 이상의 고주파수 대역으로 제어된 자기 공진 주파수를 갖는 인덕터의 제조 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인덕터 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 입체도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인덕터의 일부의 미세 구조를 설명하기 위한 사진들이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인덕터의 인덕턴스 용량에 대한 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인덕터의 인덕턴스 용량 변화율에 대한 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인덕터의 일부의 미세 구조를 설명하기 위한 사진들이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인덕터의 인덕턴스 용량에 대한 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인덕터의 인덕턴스 용량 변화율에 대한 측정 결과를 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 위한 개략적인 입체도이고, 그리고 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 인덕터는 인덕터 본체(130), 인덕터 본체(130) 내부에 구비되는 코일부(140) 및 인덕터 본체(130)의 양 말단들에 각각 구비되는 한 쌍의 외부 전극(122, 124)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 인덕터는 적층형 파워 인덕터를 예로 들어 설명되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예에 따른 코일부(140)의 구조를 달리하는 것에 의해 권선계 인덕터, 적층계 인덕터, 박막계 인덕터, 커패시터(capacitor), 서미스터(thermistor) 등과 같은 다른 전자 부품의 기능을 수행할 수 있다.
인덕터 본체(130)는 자성체 조성물을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 자성체 조성물은 비결정질(noncrystalline)의 철(Fe) 계열의 물질을 포함하는 조대(coarse) 분말, 결정질(crystalline)의 철 계열의 물질을 포함하는 중간(medium) 분말 및 니켈(Ni)을 포함하는 미세(fine) 분말을 포함할 수 있다. 조대 분말과 중간 분말은 65 : 35 ~ 80 : 20 범위의 비를 갖고, 그리고 미세 분말은 조대 분말 및 중간 분말의 총 중량에 대해 3 ~ 7 wt% 범위로 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따른 자성체 조성물은 조대 분말과 중간 분말이 70 : 30의 비를 갖고, 그리고 미세 분말이 조대 분말 및 중간 분말의 총 중량에 대해 5 wt%로 첨가될 수 있다.
조대 분말은 비결정질의 철-크롬-황-탄소(Fe-Cr-S-C) 계열의 물질을 포함할 수 있다. 조대 분말은 25 ~ 80 μm 범위의 입경을 가질 수 있다. 조대 분말은 저주파수 대역에서 자성체 조성물의 이력(hysteresis) 손실을 작게 하고, 그리고 고주파수 대역에서 자성체 조성물의 와류 전류(eddy current) 손실을 최소화하기 위해, 25 ~ 80 μm 범위의 입경을 갖고, 그리고 절연성이 높은 비결정질의 철-크롬-황-탄소 계열 물질을 포함하는 분말일 수 있다.
중간 분말은 결정질의 철 계열의 물질을 포함할 수 있다. 중간 분말은 2.5 ~ 5 μm 범위의 입경을 가질 수 있다. 중간 분말은 자성체 조성물의 포화 전류(saturation current; Isat)를 높이기 위해, 높은 포화 자화(saturation magnetization; Ms) 값을 가지면서 2.5 ~ 5 μm 범위의 입경을 갖는 결정질의 철 계열 물질을 포함하는 분말일 수 있다.
미세 분말은 결정질 또는 비결정질의 니켈 또는 니켈 합금을 포함할 수 있다. 미세 분말은 60 ~ 200 nm 범위의 입경을 가질 수 있다. 니켈 합금은 철, 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 주석(Sn), 붕소(B) 또는 이들의 조합 중 하나를 포함할 수 있다. 미세 분말은 인덕터 본체(130)의 분만 충진률 및 포화 자화 값을 높이기 위해, 높은 포화 자화 값을 가지면서 0 ~ 200 nm 범위의 입경을 갖는 결정질 또는 비결정질의 니켈 또는 니켈 합금을 포함하는 분말일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자성체 조성물은 입경이 60 ~ 200 nm 범위를 갖고, 그리고 높은 포화 자화 값을 갖는 니켈을 포함하는 미세 분말을 포함하기 때문에, 인덕터 본체(130)의 분말 충진률 및 포화 자화 값이 높아질 수 있다. 이에 따라, 인덕터의 인덕턴스 용량을 높일 수 있다. 또한, 니켈을 포함하는 미세 분말의 첨가량을 제어하는 것에 의해 인덕터의 자기 공진 주파수(Self-Resonant Frequency : SRF)가 100 MHz 이상의 고주파수 대역으로 제어될 수 있다.
도시되지 않았지만, 인턱터 본체(130)와 코일부(140) 사이에는 절연층이 구비될 수 있다. 절연층은 에폭시(epoxy), 폴리이미드(PolyImide : PI), 폴리아미드(PolyAmide : PA) 또는 이들이 조합물 중 적어도 하나를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 또는 절연층은 유리(glass) 물질 및 저온 소성 세라믹(ceramic) 분말을 혼합하여 형성될 수 있다.
코일부(140)는 권선 형태를 가질 수 있다. 코일부(140) 은 또는 구리로 형성될 수 있다. 코일부(140)의 양 단부들은 인덕터 본체(130)의 서로 대향하는 양 단면들로 노출될 수 있다. 도시되지 않았지만, 적층된 형태의 회로 패턴들로 구성된 코일부(140)는 절연층 또는/및 인덕터 본체(130)를 관통하는 도전성 비아(via)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
제 1 외부 전극(122) 및 제 2 외부 전극(124)은 코일부(140)의 양 단부들과 각각 접속하도록 인덕터 본체(130)의 양 단면들에 구비될 수 있다.
인덕터는 인덕터 본체(130)의 양 단면들을 연결하는 측면들 상에 제공되는 덮개층(110)을 더 포함할 수 있다. 덮개층(110)은 인덕터 본체(130)와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이와는 달리, 절연층이 인덕터 본체(130)의 양 단면들을 연결하는 측면들을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인덕터의 일부의 미세 구조를 설명하기 위한 사진들이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 도 3은 25 ~ 80 μm 범위의 입경을 갖는 비결정질의 철-크롬-황-탄소 계열의 물질을 포함하는 조대 분말과 2.5 ~ 5 μm 범위의 입경을 갖는 결정질의 철 계열의 물질을 포함하는 중간 분말을 70 : 30의 비로 혼합하여 구성된 혼합물인 자성체 조성물로부터 형성된 인덕터의 인덕터 본체(도 2의 130 참조)의 미세 구조에 대한 사진이고, 그리고 도 4는 25 ~ 80 μm 범위의 입경을 갖는 비결정질의 철-크롬-황-탄소 계열의 물질을 포함하는 조대 분말과 2.5 ~ 5 μm 범위의 입경을 갖는 결정질의 철 계열의 물질을 포함하는 중간 분말을 70 : 30의 비로 혼합하여 구성된 혼합물에 60 ~ 200 nm 범위의 입경을 갖는 니켈을 포함하는 미세 분말을 조대 분말 및 중간 분말의 총 중량에 대해 3 ~ 7 wt% 범위로 첨가한 자성체 조성물로부터 형성된 인덕터의 인덕터 본체의 미세 구조에 대한 사진이다.
도 3 및 도 4에서 보이듯이, 2원계 자성체 조성물로 형성된 인덕터 본체의 미세 구조인 도 3보다 60 ~ 200 nm 범위의 입경을 갖는 니켈이 첨가된 3원계 자성체 조성물로 형성된 인덕터 본체의 미세 구조인 도 4가 높은 분말 충진률을 보이는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인덕터의 인덕턴스 용량에 대한 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 위의 도 3 및 도 4에서 형성된 다른 니켈을 포함하는 미세 분말의 함량을 갖는 인덕터 본체들(도 2의 130 참조)을 포함하는 인덕터의 인덕턴스 용량에 대한 측정 결과가 보인다. 도 5의 그래프에 기재된 Ref는 도 3의 2원계 자성체 조성물로 형성된 인덕터 본체를 포함하는 인덕터의 인덕턴스 용량을 나타낸 것이다.
도 5에서 보이듯이, 니켈을 포함하는 미세 분말의 함량이 5 %까지 증가함에 따라 인덕터의 인덕턴스 용량이 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 도 3 및 도 4에서 보이듯이 니켈을 포함하는 미세 분말이 자성체 조성물에 첨가됨에 따라, 인덕터 본체의 분말 충진률이 높아지는 것에 기인하여 인덕터 본체의 투자율이 증가하는 것으로 판단된다.
니켈을 포함하는 미세 분말의 함량이 5 % 이상으로 증가함에 따라 인덕터의 인덕턴스 용량이 다시 감소하는 것을 알 수 있다.
또한, 니켈을 포함하는 미세 분말이 첨가된 자성체 조성물로 형성된 인덕터 본체를 포함하는 인덕터의 자기 공진 주파수가 100 MHz로 이동하는 것도 알 수 있었다. 이는 니켈을 포함하는 미세 분말이 자성체 조성물에 첨가됨에 따라, 인덕터 본체의 분말 충진률이 높아지는 것에 기인하여 공진 주파수에 영향을 끼치는 기생 커패시턴스(parasitic capacitance)가 감소하고, 그리고 Q 값이 증가하는 것에 의한 것으로 판단된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인덕터의 인덕턴스 용량 변화율에 대한 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 인덕터에 인가되는 직류(Direct Current : DC) 전류에 따른 인덕턴스의 용량 변화율이 보인다. 직류 전류에 따른 인덕턴스의 용량 변화는 인가되는 전류의 크기가 증가함에 따라 와류 전류 손실이 증가하여 인덕턴스의 용량 감소로 이어지는데, 와류 전류 손실은 인덕터 몸체를 구성하는 분말의 최대 크기의 제곱으로 비례하여 증가한다. 도 6의 그래프에 기재된 Ref는 도 3의 2원계 자성체 조성물로 형성된 인덕터 본체를 포함하는 인덕터의 인덕턴스 용량을 나타낸 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자성체 조성물로 형성된 인덕터 몸체를 포함하는 인덕터는 조대 분말에 비해 아주 작은 입경을 갖는 니켈을 포함하는 미세 분말이 사용됨으로써, 와류 전류 손실이 증가하는 것에 기여하지 않는 반면에, 인덕터 본체의 분말 충전률을 높임으로써, 기생 커패시턴스가 감소하고, 그리고 Q 값이 증가함에 따라, 포화 전류가 전반적으로 약간 개선됨을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자성체 조성물은 니켈을 포함하는 미세 분말이 조대 분말 및 중간 분말의 총 중량에 대해 3 ~ 7 wt% 범위로 첨가됨으로써, 인덕터의 인덕터 본체의 분말 충진률이 향상될 수 있다. 이에 따라, 인덕터의 인덕턴스 용량을 높이는 동시에 자기 공진 주파수를 100 MHz 이상의 고주파수 대역으로 제어할 수 있는 자성체 조성물이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 인덕터는 인덕터 본체가 니켈을 포함하는 미세 분말이 조대 분말 및 중간 분말의 총 중량에 대해 3 ~ 7 wt% 범위로 첨가된 자성체 조성물을 포함함으로써, 인덕터의 인덕터 본체의 분말 충진률이 향상될 수 있다. 이에 따라, 높은 인덕턴스 용량을 갖는 동시에 100 MHz 이상의 고주파수 대역으로 제어된 자기 공진 주파수를 갖는 인덕터가 제공될 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조된 인덕터는 인덕터 본체가 니켈을 포함하는 미세 분말이 조대 분말 및 중간 분말의 총 중량에 대해 3 ~ 7 wt% 범위로 첨가된 자성체 조성물로 형성됨으로써, 인덕터의 인덕터 본체의 분말 충진률이 향상될 수 있다. 이에 따라, 높은 인덕턴스 용량을 갖는 동시에 100 MHz 이상의 고주파수 대역으로 제어된 자기 공진 주파수를 갖는 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.
110 : 덮개층
122, 124 : 외부 전극
130 : 인덕터 본체
140 : 코일부
122, 124 : 외부 전극
130 : 인덕터 본체
140 : 코일부
Claims (21)
- 비결정질의 철 계열의 물질을 포함하고, 25 ~ 80 μm 범위의 입경을 가지는 조대 분말;
결정질의 철 계열의 물질을 포함하는 중간 분말; 및
결정질 또는 비결정질의 니켈 또는 니켈합금을 포함하고, 60 ~ 200 nm 범위의 입경을 가지는 미세 분말을 포함하되,
상기 조대 분말과 상기 중간 분말은 65 : 35 ~ 80 : 20 범위의 비를 갖고, 그리고
상기 미세 분말은 상기 조대 분말 및 상기 중간 분말의 총 중량에 대해 3wt% 이상 5wt% 미만으로 첨가되는 자성체 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 조대 분말은 철-크롬-황-탄소 계열의 물질을 포함하는 자성체 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 중간 분말은 2.5 ~ 5 μm 범위의 입경을 갖는 자성체 조성물. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 니켈 합금은 철, 코발트, 몰리브덴, 알루미늄, 실리콘, 크롬, 주석, 붕소 또는 이들의 조합 중 하나를 포함하는 자성체 조성물. - 권선 형태를 갖는 코일부;
제 1항의 자성체 조성물을 포함하되, 상기 코일부의 양 단부들 각각을 서로 대향하는 양 단면들로 노출하도록 상기 코일부를 매립하는 인덕터 본체; 및
상기 코일부의 상기 양 단부들과 각각 접속하도록 상기 인덕터 본체의 상기 양 단면들에 구비되는 제 1 외부 전극 및 제 2 외부 전극을 포함하는 인덕터. - 제 6항에 있어서,
상기 코일부는 은 또는 구리를 포함하는 인덕터. - 제 6항에 있어서,
상기 조대 분말은 철-크롬-황-탄소 계열의 물질을 포함하는 인덕터. - 제 6항에 있어서,
상기 중간 분말은 2.5 ~ 5 μm 범위의 입경을 갖는 인덕터. - 삭제
- 제 6항에 있어서,
상기 니켈 합금은 철, 코발트, 몰리브덴, 알루미늄, 실리콘, 크롬, 주석, 붕소 또는 이들의 조합 중 하나를 포함하는 인덕터. - 제 6항에 있어서,
상기 인덕터 본체의 상기 양 단면들을 연결하는 측면들 상에 제공되는 덮개층을 더 포함하는 인덕터. - 제 12항에 있어서,
상기 덮개층은 상기 인덕터 본체와 동일한 물질을 포함하는 인덕터. - 제 1항의 자성체 조성물을 포함하되, 그 내부에 권선 형태를 갖는 코일부를 매립하며 상기 코일부의 양 단부들을 서로 대향하는 양 단면들로 노출하는 인덕터 본체를 준비하는 것; 및
상기 코일부의 상기 양 단부들과 각각 접속하도록 상기 인덕터 본체의 상기 양 단면들에 제 1 외부 전극 및 제 2 외부 전극을 형성하는 것을 포함하는 인덕터의 제조 방법. - 제 14항에 있어서,
상기 조대 분말은 철-크롬-황-탄소 계열의 물질을 포함하는 인덕터의 제조 방법. - 제 14항에 있어서,
상기 중간 분말은 2.5 ~ 5 μm 범위의 입경을 갖는 인덕터의 제조 방법. - 삭제
- 제 14항에 있어서,
상기 니켈 합금은 철, 코발트, 몰리브덴, 알루미늄, 실리콘, 크롬, 주석, 붕소 또는 이들의 조합 중 하나를 포함하는 인덕터의 제조 방법. - 제 14항에 있어서,
상기 코일부는 은 또는 구리를 포함하는 인덕터의 제조 방법. - 제 14항에 있어서,
상기 인덕터 본체의 상기 양 단면들을 연결하는 측면들 상에 덮개층을 형성하는 것을 더 포함하는 인덕터의 제조 방법. - 제 20항에 있어서,
상기 덮개층은 상기 인덕터 본체와 동일한 물질로 형성되는 인덕터의 제조 방법.
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|---|---|---|---|---|
| US20150022308A1 (en) | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Magnetic material, method for manufacturing the same, and electronic component including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20160217902A1 (en) | 2016-07-28 |
| KR20160092549A (ko) | 2016-08-05 |
| JP2016139788A (ja) | 2016-08-04 |
| JP6508779B2 (ja) | 2019-05-08 |
| US9875839B2 (en) | 2018-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |