KR101807786B1 - 전자 부품의 제조 방법 및 전자 부품 - Google Patents

Abstract

자기 인덕턴스(L) 및 허용 전류가 크고 수율이 좋고 소형화가 용이한 전자 부품의 제조 방법, 그리고 전자 부품을 제공한다. 전자 부품(10)의 제조 방법은 : 선형 도체에 의해 권선 코일(12)을 형성하는 코일 형성 공정; 자성체 입자와 수지를 혼합하여 얻어진 복합 자성 재료를 판형으로 형성함으로써 얻어진 판형 복합 자성 재료(111)를 연화시킨 상태로 상기 권선 코일(12)을 상기 판형 복합 자성 재료(111)에 매립하는 압입 공정; 압입 공정에서 완전히 덮여지지 못한 권선 코일(12)을, 연화시킨 다른 판형 복합 자성 재료(111)를 사용하여 더 덮는 커버 공정; 결과물 전체를 가압하여 성형하는 가압 공정; 및 복합 자성 재료를 경화시키는 경화 공정을 포함한다.

Description

전자 부품의 제조 방법 및 전자 부품{Method for producing electronic component, and electronic component}

본 발명은, 전원 회로의 파워 인덕터 등에 이용되는 전자 부품의 제조 방법, 그리고 전자 부품에 관한 것이다.

전원 회로에서 사용되는 파워 인덕터는 소형화, 저손실화, 대전류 대응화가 요구된다. 이러한 요구에 대응하기 위해, 그 자성 재료로 포화 자속 밀도가 높은 금속 자성분말 등의 복합 자성 재료를 사용하는 인덕터가 개발되어 있다(예를 들어, 일본특허 제4714779호 공보). 복합 자성 재료를 사용하는 인덕터는 직류 중첩 허용 전류가 크다는 장점이 있다. 그러나, 자기 인덕턴스(L)를 유지한 채로 소형화하기 위해서는 복합 자성 재료에 의해 형성되어 있는 부분을 얇게 형성할 필요가 있다. 이 경우, 권선을 복합 자성 재료로 매립하는 구조의 파워 인덕터는 하나하나 성형하기 때문에, 특히 소자의 측면부의 복합 자성 재료의 두께가 얇은 개소에서 복합 자성 재료의 박리가 발생하여 수율이 나빠지고 소형화하기 어려운 문제가 있었다.

또한, 종래에, 조립분말에 의한 코어를 성형하고, 그 안에 권선을 넣어 하나하나 압축 성형을 행하는 것도 행해지고 있다. 그러나 이 종래의 방법에서는 조립분말에 의한 코어를 성형할 수 없으면 인덕터를 제조할 수 없다. 특히, 소형화하기 위해서는 측벽을 얇게 해야 하며, 코어를 성형하는 성형 금형을 제조할 수 없어, 소형화하기 어려운 문제가 있었다.

본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태는, 자기 인덕턴스(L) 및 허용 전류가 크고 소형화가 용이한 전자 부품을 높은 수율로 제조하는 방법, 그리고 전자 부품을 제공하는 것이다.

본 발명은 이하와 같은 해결 수단에 의해 상기 과제를 해결한다. 또, 이해를 용이하게 하기 위해 본 발명의 실시형태에 대응하는 부호를 부여하여 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

실시형태 1: 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태는, 선형 도체에 의해 코일을 형성하는 코일 형성 공정과, 자성체 입자와 수지를 혼합하여 얻어진 복합 자성 재료가 판형으로 형성된 판형 복합 자성 재료를 연화시킨 상태에서, 상기 코일을 상기 판형 복합 자성 재료에 매립하는 압입 공정과, 상기 압입 공정에서 완전히 덮여지지 못한 상기 코일을, 연화시킨 다른 판형 복합 자성 재료를 사용하여 추가로 덮는 커버 공정과, 결과물 전체를 가압하여 성형하는 가압 공정과, 그리고 상기 복합 자성 재료를 경화시키는 경화 공정을 포함하는 전자 부품의 제조 방법이다.

실시형태 2: 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 실시형태 1의 전자 부품의 제조 방법에 있어서, 적어도 상기 압입 공정 이후의 공정은 복수의 코일을 나란히 배치 가능한 크기의 상기 판형 복합 자성 재료를 이용하여 복수의 코일에 대해 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법이다.

실시형태 3: 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 실시형태 1의 전자 부품의 제조 방법에 있어서, 상기 가압 공정과 상기 경화 공정이 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법이다.

실시형태 4: 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태는, 전자 부품에 있어서, 상기 전자 부품은 선형 도체에 의해 형성되어 있는 코일과, 단자부를 제외하고 상기 코일을 덮도록 자성체 입자와 수지를 혼합하여 경화시킨 복합 자성 재료에 의해 형성된 자성체부를 가지며, 상기 자성체부는, 판형으로 형성된 상기 복합 자성 재료인 판형 복합 자성 재료를 연화시킨 상태에서, 상기 코일을 상기 판형 복합 자성 재료에 매립한 후에 상기 판형 복합 자성 재료를 경화시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 부품이다.

실시형태 5: 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 실시형태 4의 전자 부품에 있어서, 상기 실시형태 1 내지 실시형태 3 중 어느 하나의 전자 부품의 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 전자 부품이다.

(1) 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태는, 선형 도체에 의해 코일을 형성하는 코일 형성 공정과, 자성체 입자와 수지를 혼합하여 얻어진 복합 자성 재료가 판형으로 형성된 판형 복합 자성 재료를 연화시킨 상태에서, 코일을 상기 판형 복합 자성 재료에 매립하는 압입 공정과, 압입 공정에서 완전히 덮여지지 못한 코일을, 연화시킨 다른 판형 복합 자성 재료를 사용하여 추가로 덮는 커버 공정과, 결과물 전체를 가압하여 성형하는 가압 공정과, 그리고 복합 자성 재료를 경화시키는 경화 공정을 포함한다. 이에 따라, 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태에 의하면, 자성체부를 얇게 형성해도 높은 수율로 제조가 가능하다. 즉, 코일 자체의 형상을 소형화하지 않고 자성체부를 얇게 함으로써 전체적인 소형화가 가능하다. 따라서, 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태에 의하면, 전자 부품의 자기 인덕턴스(L) 및 허용 전류를 크게 유지한 채로도 높은 수율로 제조가 가능하며 소형화를 용이하게 행할 수 있다.

(2) 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태는, 적어도 압입 공정 이후의 공정은, 복수의 코일을 나란히 배치 가능한 크기의 판형 복합 자성 재료를 이용하여 복수의 코일에 대해 동시에 행해진다. 이에 따라, 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태에 의하면, 효율적으로 전자 부품의 제조를 행할 수 있다.

(3) 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태에서는, 가압 공정과 경화 공정이 동시에 행해진다. 이에 따라, 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태에 의하면, 효율적으로 전자 부품의 제조를 행할 수 있음과 동시에 자성체부를 보다 강고하게 형성할 수 있다.

(4) 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태는, 선형 도체에 의해 형성되어 있는 코일과, 단자부를 제외하고 코일을 덮도록 자성체 입자와 수지를 혼합하여 경화시킨 복합 자성 재료에 의해 형성된 자성체부를 가지며, 자성체부는 판형으로 형성된 복합 자성 재료인 판형 복합 자성 재료를 연화시킨 상태로, 코일을 상기 판형 복합 자성 재료에 매립한 후에 판형 복합 자성 재료를 경화시킴으로써 형성된다. 이에 따라, 본 발명의 1 또는 그 이상의 실시형태는 자기 인덕턴스(L) 및 허용 전류가 크고 수율이 좋고 소형화가 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 전자 부품(10)의 제1 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 전자 부품(10)을 도 1 중의 Z-Z선을 따라 절단한 종단면도이다.
도 3a 내지 도 3b는 제1 실시형태의 전자 부품(10)의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 4c 내지 도 4e는 제1 실시형태의 전자 부품(10)의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 제2 실시형태의 전자 부품(10)의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 6d 내지 도 6f는 제2 실시형태의 전자 부품(10)의 제조 공정을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면 등을 참조하여 설명한다.

(제1 실시형태)

도 1은, 본 발명에 의한 전자 부품(10)의 제1 실시형태를 나타내는 사시도이다.

도 2는, 전자 부품(10)을 도 1의 Z-Z선을 따라 절단한 종단면도이다.

또, 이하의 설명에서 이해를 용이하게 하기 위해 상하 등의 단어를 이용하는데, 이 때, 상하는 도면 중에서 상하 방향을 가리키는 것으로, 본 발명의 구성을 한정하는 것은 아니다.

또한, 도 1을 포함하여 이하에 나타내는 각 도면은 모식적으로 나타낸 도면으로, 각 부의 크기, 형상은 이해를 용이하게 하기 위해 적절히 과장하여 나타내고 있다.

나아가 이하의 설명에서는 구체적인 수치, 형상, 재료 등을 나타내어 설명을 하는데, 이들은 적절히 변경할 수 있다.

전자 부품(10)은, 자성체부(11)와 권선 코일(12)과 외부 단자(13)를 포함한 인덕터이다.

자성체부(11)는, 자성체 입자와 수지를 혼합하여 얻어진 복합 자성 재료를 경화하여 형성된다. 복합 자성 재료로서는, 예를 들어 철계 금속 자성분말과 에폭시 수지를 혼합한 것을 이용할 수 있다. 자성체부(11)는, 권선 코일(12)이 존재하지 않는 부분을 간극 없이 메우도록 설치되어 있다.

권선 코일(12)은, 평각선을 2단의 α감김(외부 감김)으로 감아 형성되어 있다. 또한, 권선 코일(12)의 양단부(12a)는 권선 코일(12)의 같은 측의 측면으로부터 전자 부품(10)의 양단으로 각각 연장되어 있다.

외부 단자(13)는, 전자 부품(10)의 양단에서 권선 코일(12)의 양단부(12a)와 각각 도통하도록, 은, 구리 등의 도전 재료에 의해 형성되어 있는 단자부이다.

다음으로, 본 실시형태의 전자 부품(10)의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 3a 내지 도 3b, 그리고 도 4c 내지 도 4e는, 제1 실시형태의 전자 부품(10)의 제조 공정을 나타내는 도면이다.

(제1 공정: 코일 형성 공정)

우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 권선 코일(12)을 평각선으로 형성하고(코일 형성 공정), 또한 자성체부(11)의 소재인 판형 복합 자성 재료(111)를 준비한다.

(제2 공정: 압입 공정)

다음으로, 판형 복합 자성 재료(111)를 70℃에서 120℃로 가온하여 판형 복합 자성 재료(111)가 연화된 상태에서, 도 3b에 도시된 바와 같이 프레스 금형(P)에 의해 권선 코일(12)을 판형 복합 자성 재료(111)에 대해 프레스하여 권선 코일(12)을 판형 복합 자성 재료(111)에 매립한다.

(제3 공정: 커버 공정)

다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제2 공정에서 완전히 덮여지지 못하고 돌출되어 남은 권선 코일(12)을, 연화시킨 다른 판형 복합 자성 재료(111)에 의해 추가로 덮도록 배치한다. 그리고 이를 프레스 금형(P)에 의해 프레스한다. 이에 의해, 권선 코일(12)의 상면 또한 판형 복합 자성 재료(111)에 의해 덮여질 수 있으며, 도 4d에 도시된 형태가 된다.

(제4 공정: 가압 공정 및 경화 공정)

다음으로, 도 4d에 도시된 상태인 채로 150℃에서 200℃로 유지하면서 결과물 전체를 가압(프레스)하여 성형하고(가압 공정), 자성체부(11)(복합 자성 재료)를 경화시킨다(경화 공정). 이 가압 공정 및 경화 공정에 의해 자성체부(11)가 강고하게 형성되기 때문에, 권선 코일(12)부터 외경 형상까지의 거리를 예를 들어 100㎛에서 200㎛ 정도로 얇게 형성해도 박리 등이 발생하지 않고 수율 좋게 제조가 가능하다. 이에 따라, 본 실시형태의 제조 방법에 의하면, 전자 부품(10)은 소형화가 가능하다.

또, 가압과 경화는 따로따로 행해도 되고, 150℃에서 200℃로 유지하면서 결과물 전체를 가압하여 성형하는 것과 동시에 자성체부(11)를 경화시켜도 된다.

(제5 공정: 외부 전극 형성 공정)

마지막으로 도 4e에 도시된 바와 같이, 은이나 구리 등의 도전 페이스트를 딥하거나 은이나 구리 등의 도전 재료를 스퍼터, 도금 등으로 실시하거나 하여 외부 단자(13)를 양단에 형성하여 전자 부품(10)이 완성된다. 또, 제4 공정과 제5 공정의 사이에 소정의 외경 형상으로 절단하는 절단 공정 등을 적절히 마련할 수 있다. 외부 단자(13)는, 자성체부(11)의 바닥면과 단면에 걸쳐 L자형으로 형성하거나 자성체부(11)의 바닥면에만 형성하거나 다양한 형상으로 형성할 수 있다.

또, 상술한 각 공정 중에서 적어도 압입 공정 이후의 공정은, 복수의 권선 코일(12)을 나란히 배치 가능한 크기의 판형 복합 자성 재료(111)를 이용하여 복수의 권선 코일(12)에 대해 동시에 행해진다. 이에 의해, 효율적으로 전자 부품(10)의 제조가 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 의하면, 우선 권선 코일(12)을 형성하고, 이를 판형 복합 자성 재료(111)에 압입하여 복합 자성 재료를 가압 및 경화시켜 전자 부품(10)을 제조하였다. 이에 따라, 자성체부(11)를 얇게 형성해도 수율 좋게 제조가 가능하다. 즉, 제1 실시형태에 의하면, 코일 자체의 형상을 소형화하지 않고 자성체부(11)를 얇게 함으로써 전체적인 소형화가 가능하다.

따라서, 제1 실시형태에 의하면, 전자 부품(10)의 자기 인덕턴스(L) 및 허용 전류를 크게 유지한 채로도 수율이 좋게 제조가 가능하며 소형화를 용이하게 행할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에 의하면, 판형 복합 자성 재료(111)에 대해 복수의 권선 코일(12)을 정렬 배치하여 동시에 복수의 전자 부품(10)을 제조 가능하고, 효율적으로 전자 부품(10)의 제조를 행할 수 있다.

(제2 실시형태)

제2 실시형태의 전자 부품(10)은, 제조 방법이 부분적으로 다른 것 이외에는 제1 실시형태의 전자 부품(10)과 동일한 형태를 하고 있다. 따라서, 전술한 제1 실시형태와 동일한 기능을 하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복되는 설명을 적절히 생략한다.

이하, 제2 실시형태의 전자 부품(10)의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 5 및 도 6은, 제2 실시형태의 전자 부품(10)의 제조 공정을 나타내는 도면이다.

(제1 공정: 코일 형성 공정)

우선, 도 5a에 도시된 바와 같이, 권선 코일(12)을 평각선으로 형성하고(코일 형성 공정), 또한 자성체부(11)의 소재인 판형 복합 자성 재료(111)를 준비한다. 여기서 준비하는 판형 복합 자성 재료(111)의 두께는 권선 코일(12)의 높이와 거의 일치한 두께로 한다.

(제2 공정: 압입 공정)

다음으로, 판형 복합 자성 재료(111)를 70℃에서 120℃로 가온하여 판형 복합 자성 재료(111)가 연화된 상태로, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 프레스 금형(P)에 의해 권선 코일(12)을 판형 복합 자성 재료(111)에 대해 프레스하여 권선 코일(12)을 판형 복합 자성 재료(111)에 매립한다.

매립이 완료되면, 도 5c에 도시된 바와 같이 권선 코일(12)의 상하 단부는 복합 자성 재료의 부착량이 약간이거나 일부 노출되는 상태이다.

(제3 공정: 커버 공정)

다음으로, 도 6d에 도시된 바와 같이, 제2 공정에서 완전히 덮여지지 못한 권선 코일(12)의 상하 각각에, 연화시킨 다른 2장의 판형 복합 자성 재료(111)를 배치한다. 그리고, 권선 코일(12)의 상하를 이들 2장의 판형 복합 자성 재료(111)에 의해 추가로 덮을 수 있도록, 이를 프레스 금형(P)에 의해 프레스한다. 이에 의해, 권선 코일(12)의 상면 및 하면 또한 판형 복합 자성 재료(111)에 의해 덮여질 수 있고, 도 6e에 도시된 형태가 된다. 제2 실시형태에서는, 상하 양측에 판형 복합 자성 재료(111)를 배치함으로써, 권선 코일(12)의 상하에 형성되는 자성체부(11)(복합 자성 재료)의 두께를 보다 정확하게 제어 가능하다.

(제4 공정: 가압 공정 및 경화 공정)

다음으로, 도 6e에 도시된 상태인 채로 150℃에서 200℃로 유지하면서 결과물 전체를 가압(프레스)하여 성형하고(가압 공정), 자성체부(11)(복합 자성 재료)를 경화시킨다(경화 공정). 이 가압 공정 및 경화 공정에 의해 자성체부(11)가 강고하게 형성되기 때문에, 권선 코일(12)부터 외경 형상까지의 거리를 예를 들어 100㎛에서 200㎛ 정도로 얇게 형성해도 박리 등이 발생하지 않고 수율 좋게 제조가 가능하다. 또한, 제2 실시형태에서는 상하 양면의 자성체부(11)의 두께도 정확하게 제어할 수 있기 때문에, 이 상하면에 대해서도 제조 불균일이 줄어들어, 한계에 보다 가까운 얇기까지 형성이 가능하다. 이에 따라, 본 실시형태의 제조 방법에 의하면, 전자 부품(10)은 소형화가 가능하다. 또한, 가압과 경화를 따로따로 행해도 되고 동시에 행해도 된다.

(제5 공정: 외부 전극 형성 공정)

마지막으로, 도 6f에 도시된 바와 같이, 은이나 구리 등의 도전 페이스트를 딥하거나 은이나 구리 등의 도전 재료를 스퍼터, 도금 등으로 실시하거나 하여 외부 단자(13)를 양단에 형성하여 전자 부품(10)이 완성된다. 또, 제4 공정과 제5 공정의 사이에 소정의 외경 형상으로 절단하는 절단 공정 등을 적절히 마련할 수 있다. 외부 단자(13)는, 자성체부(11)의 바닥면과 단면에 걸쳐 L자형으로 형성하거나 자성체부(11)의 바닥면에만 형성하거나 다양한 형상으로 형성할 수 있다.

또, 제1 실시형태와 마찬가지로 상술한 각 공정 중에서 적어도 압입 공정 이후의 공정은, 복수의 권선 코일(12)을 나란히 배치 가능한 크기의 판형 복합 자성 재료(111)를 이용하여 복수의 권선 코일(12)에 대해 동시에 행해진다. 이에 의해, 효율적으로 전자 부품(10)의 제조가 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 제2 실시형태에 의하면, 커버 공정에서 2장의 판형 복합 자성 재료(111)에 의해 권선 코일(12)을 양측으로부터 끼워 덮도록 하였다. 이에 따라, 상하 방향의 치수 관리를 보다 정확하게 행할 수 있고 전자 부품(10)을 보다 수율 좋고 보다 소형으로 제조 가능하다.

(변형 형태)

이상 설명한 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지 변형이나 변경이 가능하며 이들도 본 발명의 범위 내이다.

(1) 각 실시형태에 있어서, 권선 코일(12)은 α감김된 것으로 예를 들어 설명되었다. 이에 한정하지 않고, 예를 들어 권선 코일은 외주측과 내주측 각각으로부터 단부가 빠져나오는 통상의 감김 방법이어도 된다.

(2) 각 실시형태에 있어서, 권선 코일(12)은 2단 구성인 것으로 예를 들어 설명되었다. 이에 한정하지 않고, 예를 들어 권선 코일은 4단이어도 되며, 어떠한 구성이어도 된다.

또한, 각 실시형태 및 변형 형태는 적절히 조합하여 이용할 수도 있으며, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 발명은 이상 설명한 각 실시형태에 의해 한정되는 것은 아니다.

10 전자 부품
11 자성체부
12 권선 코일
12a 양단부
13 외부 단자
111 판형 복합 자성 재료
P 프레스 금형

Claims (5)

1. 선형 도체에 의해 코일을 형성하는 코일 형성 공정;
   자성체 입자와 수지를 혼합하여 얻어진 복합 자성 재료가 판형으로 형성되며, 상기 복합 자성 재료의 두께는 상기 코일을 상기 복합 자성 재료에 매립하였을 때에 상기 코일의 상하 단부의 복합 자성 재료의 부착량이 약간이거나 상기 코일의 상하 단부가 일부 노출되는 상태가 되게 하는 두께이며, 판형 복합 자성 재료를 연화시킨 상태에서, 상기 코일을 상기 판형 복합 자성 재료에 매립하는 압입 공정;
   상기 압입 공정에서 코일이 매립된 상기 판형 복합 자성 재료의 상하에, 연화시킨 다른 판형 복합 자성 재료를 배치하여, 상기 압입 공정에서 완전히 덮여지지 못한 상기 코일을 덮는 커버 공정;
   결과물 전체를 가압하여 성형하는 가압 공정; 및
   상기 복합 자성 재료를 경화시키는 경화 공정을 구비하는 전자 부품의 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   적어도 상기 압입 공정 이후의 공정은, 복수의 코일을 나란히 배치 가능한 크기의 상기 판형 복합 자성 재료를 이용하여 복수의 코일에 대해 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는, 전자 부품의 제조 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 가압 공정과 상기 경화 공정이 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는, 전자 부품의 제조 방법.
4. 삭제
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 전자 부품의 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 전자 부품.

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