KR101792389B1 - 코일 전자부품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메인부와 적어도 하나의 인출부를 가지는 내부 코일을 매설하는 자성 바디, 및 상기 내부 코일의 인출부와 연결되는 외부전극을 포함하고, 상기 내부 코일의 인출부는 연결단부와 상기 연결단부로부터 상기 메인부까지 연장되는 연장부를 포함하며, 상기 연결단부는 상기 연장부보다 얇은 코일 전자부품과 관련된다.

Description

코일 전자부품{COIL ELECTRONIC COMPONENT}

본 발명은 코일 전자부품에 관한 것이며, 구체적으로는 파워 인덕터에 관한 것이다.

전자 제품의 소형화, 박막화, 및 다기능화에 따라 칩 부품 역시 대전류의 부품을 요구할 수 있다.

또한, 인덕터(Inductor)는 다양한 전자 장치 및 전기 장치에서 사용된다. 특히, 파워 인덕터는 대전류가 흐르는 전원 회로 또는 컨버터 회로 등에 사용될 수 있다.

최근, 인덕터의 소형화 및 고성능화의 요구에 따라 제품의 크기가 최소화되면서 높은 인덕턴스를 가지는 제품을 구현하려면 코일의 소정의 턴 수를 얻을 필요가 있고, 이를 위해 기존보다 가는 선재를 사용하여 코일을 제작할 필요가 있다.

이로 인하여 내부 코일과 외부전극이 접속할 수 있는 면적이 감소해 접촉성 불량으로 인해 전기적 특성 발현이 어려운 문제가 있다.

따라서, 높은 인덕턴스를 가짐과 동시에 직류 저항(Rdc)값을 낮추어 전기적 특성이 우수한 인덕터의 개발이 필요한 실정이다.

하기의 특허문헌 1 은 전기적 특성이 우수한 고성능의 코일 장치를 제공하기 위하여 스파이럴 코일의 주변의 자성체의 비투자율을 제어하는 것을 개시하고는 있으나, 스파이럴 코일과 외부전극의 연결성을 향상시키기 위한 구성은 개시하고 있지 못하므로 전기적 특성의 개선에 한계가 있다.

일본 특허공개공보 제2008-166455호

본 발명은 내부 코일과 외부 코일 간의 연결성이 강화되어 전기적 특성이 개선되는 코일 전자부품을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 예에 따르면, 메인부와 적어도 하나의 인출부를 가지는 내부 코일을 매설하는 자성 바디, 및 상기 내부 코일의 인출부와 연결되는 외부전극을 포함하고, 상기 내부 코일의 인출부는 연결단부와 상기 연결단부로부터 상기 메인부까지 연장되는 연장부를 포함하며, 상기 연결단부는 상기 연장부보다 얇은 코일 전자부품이 제공된다.

본 발명의 일 예에 따르면, 직류 저항(Rdc) 특성이 개선된 코일 전자부품을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면, 높은 인덕턴스 값을 가지는 코일 전자부품을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면, 내부 코일과 외부 전극 간의 접촉면적을 증가시켜, 그 연결성을 강화한 코일 전자부품을 제공할 수 있다.

도1 은 본 발명의 일 예에 따른 코일 전자부품의 개략적인 사시도를 나타낸다.
도2 는 도1 의 I-I'선을 절단한 단면도를 나타낸다.
도3 은 도2 의 A영역을 확대한 것이다.
도4(a) 및 도4(b)는 종래 권선형 파워 인덕터의 인출부를 확대한 것이고, 도4(c)는 본 발명의 일 예에 따른 인출부를 확대한 것이다.
도5 는 본 발명의 일 변형예에 따른 코일 전자부품의 단면도이다.
도6(a) 및 도6(b)는 본 발명의 다른 변형예에 따른 코일 전자부품의 단면도를 나타낸다.

이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명의 일 예에 따른 코일 전자부품을 설명하되, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

코일 전자부품

도1 은 본 발명의 일 예에 따른 코일 부품의 개략적인 사시도이고, 도2 는 도1 의 I-I'선을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.

도1 및 도2 를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 코일 전자부품(100)은 내부 코일을 매설하는 자성 바디(1)와 상기 자성 바디의 외부면에 배치되어 상기 내부 코일과 전기적으로 연결되는 외부전극(2)을 포함한다.

상기 자성 바디(1)는 두께(T) 방향으로 서로 마주하는 상면 및 하면, 길이(L) 방향으로 서로 마주하는 제1 면 및 제2 면, 폭(W) 방향으로 서로 마주하는 제3 면 및 제4 면을 포함하여 실질적으로 육면체 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 자성 바디(1) 는 자성 분말과 수지의 혼합물이 충진되어 형성될 수 있고, 외형을 결정할 수 있다.

상기 자성 바디 내 함유되는 자성 분말은 철(Fe), 규소(Si), 붕소(B), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니오븀(Nb) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 결정질 또는 비정질 금속일 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 분말은 Fe-Si-B-Cr계 비정질 금속일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 상기 자성 바디 내 함유되는 수지는 열경화성 수지일 수 있고, 예를들어, 에폭시(epoxy) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 등일 수 있다.

상기 자성 바디 내에는 적어도 하나의 인출부를 가지는 내부 코일(11)이 매설된다.

상기 내부 코일(11)은 전기 전도성이 우수한 금속을 포함할 수 있고, 예를 들어, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu), 백금(Pt) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.

상기 코일은 스파이럴(spiral)형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 자성 바디 내에 배치되어 인가되는 전류에 의해 자속을 발생시킬 수 있는 형태라면 적용 가능하다.

상기 내부 코일(11)은 메인부(111)와 인출부(112a, 112b)를 포함할 수 있다.

상기 인출부(112a, 112b)는 연결 단부(113a, 113b)와, 상기 연결 단부로부터 상기 내부 코일의 메인부까지 연장되는 연장부(114a, 114b)를 포함할 수 있다.

상기 내부 코일의 인출부(112a, 112b)는 도2 의 A영역을 확대하는 도3 을 참조하여 설명한다.

도3 을 참조하면, 내부 코일의 인출부는 자성 바디의 외부면으로 노출하는 연결 단부(113a)와 상기 연결 단부로부터 내부 코일의 메인부로 연장하는 연장부(114a)를 포함한다.

상기 인출부(112a)는 내부 코일이 트위스트된(twisted) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 트위스트된(twisted) 구조를 가진다는 것은 자성 바디의 외부면으로 노출되도록 내부 코일의 인출부를 형성할 때 그 내부 코일을 예를 들어, 90°만큼 뒤튼 것을 의미할 수 있다.

그 결과, 내부 코일의 인출부 중 연장부(114a)는 연결 단부(113a) 보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 통상적으로 내부 코일의 메인부 내 코일 패턴의 폭은 코일 패턴의 두께보다 작은데, 이 경우, 상기 연장부(114a)는 내부 코일의 메인부의 두께와 동일한 두께를 가지는 반면, 상기 연결 단부(113a)는 상기 내부 코일이 소정의 각도로 트위스트 되어서 상기 연장부와는 상이하게도, 내부 코일의 메인부의 폭이 연결 단부의 두께가 되도록 배치되는 것이다.

한편, 도4(a) 및 도4(b)는 종래 파워 인덕터의 인출부를 확대한 것이고, 도4(c)는 본 발명의 일 예에 따른 인출부를 확대한 것이다.

도4(a) 를 참조하면, 종래 권선형 파워 인덕터에서 코일의 인출부는 단순히 자성 바디의 측면부로 인출되도록 제어되는데, 이 경우, 자성 바디의 측면부를 사포 등으로 가공 및 연마하면 자성 바디의 측면부로부터 내부 코일의 인출부까지의 거리 a 가 작아서 코일이 쉽게 없어지는 문제가 발생한다. 그 결과, 내부 코일의 인출부와 외부전극 간의 접촉 면적이 작아지고, 그 연결의 신뢰성이 보장되지 않는다. 한편, 상기 거리 a 는 내부 코일의 폭(a)과 실질적으로 동일하다.

또한, 도4(b)를 참조하면, 종래 권선형 파워 인덕터에서는, 내부 코일의 인출부가 바디의 측면으로 노출되는 단면적이 작아서 오픈(open) 불량이 발생할 가능성이 크다.

다음, 도4(c)를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따르면, 내부 코일의 인출부는 내부 코일이 트위스트된(twisted) 구조를 가지므로, 상기 인출부의 연결 단부(113a)가 바디의 외부면과 접하는 지점으로부터 바디의 연장하는 지점까지의 거리 b 는 내부 코일의 폭보다 크다. 이 경우, 상기 거리 b 는 종래 코일 전자부품이 인출부가 바디의 외부면과 접하는 지점으로부터 바디의 연장하는 지점까지의 거리 a 보다 더 크게 형성되는 것이다.

그 결과, 본 발명의 일 예에 따른 코일 전자부품은 내부 코일을 자성 바디의 외부면으로 인출시키고 난 후 자성 바디의 측면부를 사포 등으로 가공하더라도 거리 b 가 충분하게 확보되기 때문에 가공에 의하여 코일이 쉽게 없어지지 않고, 남아 있는 인출부 만으로도 외부전극과의 접촉 면적이 충분히 확보될 수 있다.

상기 인출부 중 연결 단부(113a)의 두께는 자성 바디의 두께 방향을 기준으로 하는 거리인데, 이는 내부 코일의 폭과 동일할 수 있다. 왜냐하면, 인출부의 연결부(114a)는 내부 코일이 트위스트되는 영역까지로 정의될 수 있는데, 상기 트위스트되는 부분을 기준으로 그 인출부의 하부인 연결 단부(113a)에서는 내부 코일이 메인부의 내부 코일과 대비하여 대략 90°트위스트된 구조를 가지기 때문이다. 이 경우, 상기 트위스트되는 영역은 곡선의 형태를 유지할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 도5 는 본 발명의 일 변형예에 따른 코일 전자부품의 단면도를 나타내며, 도2 와 대비하여 내부 코일의 인출부와 외부전극 사이에 추가로 금속층(3)을 배치한 점에서 상이하다.

상기 금속층(3)은 구리(Cu) 및 니켈(Ni) 중 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 내부 코일과 외부전극의 중간에서 전기적으로 연결할 수 있는 재질이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 금속층(3)은 내부 코일과 외부전극 간의 접촉 면적을 증가시켜 우수한 전기적 특성을 가지도록 한다.

상기 금속층(3)은 자성 바디의 길이 방향으로 서로 마주하는 양 면을 모두 덮도록 배치될 수 있거나, 일부만을 덮도록 배치될 수 있다.

다음, 도 6(a) 및 도6(b)는 본 발명의 다른 변형예에 따른 코일 전자부품을나타내며, 이는 상술한 코일 전자부품과 대비하여 내부 코일의 트위스트되는 구조가 상이하다.

도6(a) 및 도6(b)는 각각 상이한 구조의 내부 코일을 개시한다. 예를 들어, 내부 코일의 인출부가 제1 및 제2 인출부(112a, 112b)를 포함하는데, 도6(a)는 상기 제1 인출부(112a)와 상기 제2 인출부(112b)가 서로 동일한 방향으로 인출되는 것이고, 도6(b)는 제1 인출부 및 제2 인출부가 서로 상이한 방향으로 인출되는 것이다.

도6(a)를 참조하면, 내부 코일의 제1 인출부(112a) 중 연장부(114a)는 내부 코일이 서로 중첩되어 형성되는 제1 삼각형부(T1)를 포함하고, 내부 코일의 제2 인출부(112b) 중 연장부(114b)는 내부 코일이 서로 중첩되어 형성되는 제2 삼각형부(T2)를 포함하는데, 상기 제1 및 제2 삼각형부(T1, T2)는 모두 내부 코일을 트위스트할 때 형성된 중첩 영역을 의미한다. 상기 제1 및 제2 삼각형부는, 상기 내부 코일의 자성 코어를 포함하며 제1 및 제2 인출부가 인출되는 방향과 평행하게 위치하는 가상선(S)을 기준으로 선대칭이 되도록 배치될 수 있다.

도6(b)를 참조하면, 내부 코일의 제1 인출부(112a) 중 연장부(114a)는 내부 코일이 서로 중첩되어 형성되는 제1 삼각형부(T1)를 포함하고, 내부 코일의 제2 인출부(112a) 중 연장부(114b)는 내부 코일이 서로 중첩되어 형성되는 제2 삼각형부(T2)를 포함하는데, 상기 제1 및 제2 삼각형부(T1, T2)는 모두 내부 코일을 트위스트할 때 형성된 중첩 영역을 의미한다. 상기 제1 및 제2 삼각형부는, 상기 내부 코일의 자성 코어(C)를 중심으로 점대칭이 되도록 배치될 수 있다.

여기서, 내부 코일이 서로 중첩되어 형성된다는 것은 외부의 일 방향(도6(a)의 D 방향)에서 연장부(114a, 114b)를 바라보았을 때, 상기 일 방향을 기준으로 후면에 형성되는 내부 코일은 보이지 않을 수 있지만, 실제로는 이중의 내부 코일을 포함하고 있는 영역이 형성된다는 것을 의미하며, 본 발명이 상기 이중의 내부 코일이 완전하게 포개지는 것에만 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 및 제2 삼각형부(T1, T2) 영역의 면적을 제어하여 제1 및 제2 인출부가 자성 바디의 측면으로 인출되는 형상을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면, 직류 저항(Rdc) 특성이 개선되고, 높은 인덕턴스 값을 가지고, 내부 코일과 외부 전극 간의 접촉면적을 증가시켜, 그 연결성을 강화한 코일 전자부품을 제공할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

한편, 본 개시에서 사용된 "일 예"라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일 예들은 다른 일례의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일예에서 설명된 사항이 다른 일예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일례에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.

한편, 본 개시에서 사용된 용어는 단지 일 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

100: 코일 전자부품
1: 자성 바디
2: 외부전극
11: 내부 코일
111: 메인부
112a, 112b: 인출부
113a, 113b: 연결단부
114a, 114b: 연장부

Claims (10)

1. 메인부와 적어도 하나의 인출부를 가지는 내부 코일을 매설하는 자성 바디; 및
   상기 내부 코일의 인출부와 연결되는 외부전극; 을 포함하고,
   상기 내부 코일의 인출부는 연결 단부와, 상기 연결 단부로부터 상기 메인부까지 연장되는 연장부를 포함하며, 상기 연결단부는 상기 연장부보다 얇고,
   상기 연결단부의 일 모서리는 상기 자성 바디의 일 모서리를 따라 연장되고, 상기 연결단부의 일 모서리는 상기 자성 바디의 일 모서리와 동일선 상에 배치되며, 상기 외부전극과 상기 내부 코일의 인출부 사이의 전기적 연결은 상기 연결 단부의 상기 일 모서리를 통해 이루어지는, 코일 전자부품.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 내부 코일의 인출부는 상기 내부 코일이 트위스트된(twisted) 구조를 가지는,
   코일 전자부품.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 인출부의 연결 단부가 바디의 외부면과 접하는 지점으로부터 바디의 내부로 연장하는 지점까지의 거리는 내부 코일의 폭보다 큰,
   코일 전자부품.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 내부 코일의 두께는 상기 인출부의 연결 단부가 바디의 외부면과 접하는 지점으로부터 바디의 내부로 연장하는 지점까지의 거리와 동일한,
   코일 전자부품.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 인출부 중 연결 단부의 두께는 상기 내부 코일의 폭과 동일한,
   코일 전자부품.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 내부 코일의 인출부와 상기 외부전극 사이에는 금속층이 추가로 배치되고, 상기 금속층은 상기 내부 코일의 인출부의 연결단부와 연결되는,
   코일 전자부품.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 내부 코일의 인출부는 제1 인출부와 제2 인출부를 포함하고,
   상기 제1 인출부와 상기 제2 인출부는 서로 동일한 방향으로 인출되는,
   코일 전자부품.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 인출부 중 연장부는 내부 코일이 서로 중첩되어 형성되는 제1 삼각형부를 포함하고, 상기 제2 인출부 중 연장부는 내부 코일이 서로 중첩되어 형성되는 제2 삼각형부를 포함하며,
   상기 제1 삼각형부 및 상기 제2 삼각형부는 상기 내부 코일의 자성 코어를 포함하며 제1 및 제2 인출부가 인출되는 방향과 평행하게 위치하는 가상선을 기준으로 선대칭을 이루도록 배치되는,
   코일 전자부품.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 내부 코일의 인출부는 제1 인출부와 제2 인출부를 포함하고,
   상기 제1 인출부와 상기 제2 인출부는 서로 상이한 방향으로 인출되는,
   코일 전자부품.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 인출부 중 연장부는 내부 코일이 서로 중첩되어 형성되는 제1 삼각형부를 포함하고, 상기 제2 인출부 중 연장부는 내부 코일이 서로 중첩되어 형성되는 제2 삼각형부를 포함하며,
    상기 제1 삼각형부 및 상기 제2 삼각형부는 상기 내부 코일의 자성 코어를 중심으로 하여 점대칭을 이루도록 배치되는,
    코일 전자부품.
    
    

Images