KR101899660B1 - 코일 장치 - Google Patents

Abstract

충격에 의한 크랙의 발생을 방지할 수 있으면서, 직류 중첩 특성을 용이하게 제어할 수 있는 코일 장치를 제공한다.
[해결 수단]
절연 피복 와이어를 중공의 원통형상으로 감아 이루어지는 코일부와, 자성재와 상기 자성재를 연결하는 결합재를 함유하고 있고, 상기 코일부를 덮는 자성재 함유부와, 상기 코일부와 상기 자성재 함유부의 사이에 끼워지는 제 1 부분과, 상기 절연 피복 와이어에 흐르는 전류에 따라 상기 자성재 함유부에 발생하는 자속의 흐름 방향에 대해 상기 자성재 함유부에 양측이 끼워지는 제 2 부분을 가지고 있고, 상기 자성재 함유부보다 수지 함유율이 높은 수지층을 갖는 코일 장치.

Description

코일 장치{COIL DEVICE}

본 발명은 인덕터 소자 등으로서 사용되는 코일 장치에 관한 것이다.

각종 전자·전기 기기에는 인덕터 소자등으로서 많은 코일 장치가 탑재되어 있다. 예를 들면, 이러한 코일 장치의 일례로서, 열경화성 수지를 함유하는 결합재와, 자성분말을 혼합한 압분체(壓粉體)로 코일부를 피복한 것이 알려져 있다(특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 일본특허공개 2002－203731호 공보

그러나, 종래의 코일 장치에서는, 낙하 시의 충격이나 열충격 시에 자성재를 포함하는 자성재 함유부에 크랙이 발생하는 문제가 있고, 특히, 코일부의 외주측과 같은 자성재 함유부의 두께가 얇은 부분에 충격에 의한 크랙이 발생하는 문제가 있다.

또, 종래의 코일 장치에서는, 코일부를 구성하는 와이어의 표면에 형성된 절연 피복이 성형시에 가해지는 압력에 의해 자성재 함유부에 포함되는 자성재 등에 의해 손상되고, 와이어 표면의 절연성이 유지되지 않는 문제가 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로서, 성형 시의 압력을 낮게 제한하는 것이 생각되지만, 이러한 제한을 한 경우, 자성재 함유부의 밀도를 충분히 높일 수 없고, 자성재 함유부의 투자(透磁)율을 높이는 것이 어려운 문제가 발생한다.

또, 종래의 코일 장치에서는, 코일 장치의 자기 포화 특성이 코일 장치의 외형상 및 코일부의 내경 등에 의해 결정되기 때문에, 같은 코일부를 사용한 경우, 같은 외형상을 가지고 있으면서 다른 직류 중첩 특성을 갖는 코일 장치를 제조하는 것이 어려운 문제가 있었다. 즉, 종래의 코일 장치에서는, 동일한 외형상으로 다른 직류 중첩 특성을 갖는 코일 장치를 설계하는 경우, 개별적으로 코일부를 설계·제조할 필요가 있어, 개발·제조 비용이 높아지는 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 충격에 의한 크랙의 발생을 방지할 수 있으면서, 직류 중첩 특성을 용이하게 제어할 수 있는 코일 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 코일 장치는, 절연 피복 와이어를 중공의 원통형상으로 감아 이루어지는 코일부와,

자성재와 이 자성재를 연결하는 결합재를 함유하고 있고, 상기 코일부를 덮는 자성재 함유부와,

상기 코일부와 상기 자성재 함유부의 사이에 끼워지는 제 1 부분과, 상기 절연 피복 와이어에 흐르는 전류에 따라 상기 자성재 함유부에 발생하는 자속의 흐름 방향에 대해 상기 자성재 함유부에 양측이 끼워지는 제 2 부분을 가지고 있고, 상기 자성재 함유부보다 수지 함유율이 높은 수지층를 가진다.

수지층 중에서, 특히 제 2 부분은, 코일 장치에 충격이 가해진 경우에 완충부로서 작용하고, 충격에 의한 크랙이 자성재 함유부에 발생하는 문제를 방지할 수 있다. 또, 본 발명에 따른 코일 장치는, 수지층에 있어서의 특히 제 2 부분의 두께를 변경하는 것에 의해, 외형상이나 코일부의 내경 등을 변경하지 않아도, 코일 장치의 자기 포화 특성 및 직류 중첩 특성을 용이하게 제어할 수 있다. 더욱이, 성형 시에 코일부에 압력이 가해진 경우, 제 1 부분이 변형하여, 자성재 함유부로부터 코일부에 가해지는 압력을 흡수하고, 와이어의 절연 피복이 손상하는 문제를 방지할 수 있다. 때문에, 성형 시의 압력을 종래의 코일 장치보다 상승시켜, 자성재 함유부의 투자율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 부분에도 코일 장치에 가해지는 충격을 완화하여 크랙의 발생을 방지하는 효과가 있다.

또, 예를 들면, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분은 서로 연속되어 있고, 하나의 상기 수지층을 형성하고 있어도 좋다.

제 1 부분과 제 2 부분이 연속하고 있는 것에 의해, 자성재 함유부에 가해지는 충격을 수지층 전체에 의해 효과적으로 흡수할 수 있고, 자성재 함유부에 있어서의 크랙의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

또, 예를 들면, 상기 코일부의 표면은, 내주 측면, 외주 측면, 상면 및 저면을 포함하고 있어도 좋고,

상기 제 1 부분은, 상기 상면 및 상기 저면 중의 일면과, 상기 자성재 함유부의 사이에 배치되어 있어도 좋다.

제 1 부분을 코일부의 상면 또는 저면에 배치함으로써, 성형 시에 가해지는 압력에 의해 와이어의 절연 피막이 손상하는 문제를 방지할 수 있다. 또, 제 1 부분을 상면과 저면 중의 일면에 배치함으로써, 이러한 제 1 부분을 포함하는 수지층은 코일부만을 충격으로부터 보호하는 것이 아니라, 자성재 함유부에 크랙이 발생하는 문제를 효과적으로 방지할 수 있다.

또, 예를 들면, 상기 수지층은 상기 자성재 함유부의 외표면까지 연속하고 있어도 좋다.

이러한 수지층을 갖는 코일 장치는, 자성재 함유부의 외표면 부근과 같은 비교적 크랙이 발생하기 쉬운 장소까지 수지층을 연속시킴으로써, 충격에 의해 자성재 함유부에 크랙이 발생하는 문제를 효과적으로 방지할 수 있다. 또, 수지층을 외표면까지 연속시킴으로써, 수지층을 자기갭으로서 적합하게 작용시킬 수 있다.

또, 예를 들면, 상기 자성재 함유부에는 상기 결합재로서의 수지가 포함되어 있고, 상기 결합재로서의 수지는 상기 수지층에 포함되는 수지와 같은 수지여도 좋다.

결합재로서 자성재 함유부에 포함되는 수지나, 수지층에 포함되는 수지는 특히 한정되지 않지만, 자성재 함유부와 수지층의 재질을 유사하게 하여 결합성을 높이는 관점이나, 열팽창·수축 특성을 자성재 함유부와 유사하게 하여 내열 충격성을 높이는 관점으로부터 결합재로서의 수지는 수지층에 포함되는 수지와 같은 수지인 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 코일 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 코일 장치의 단면 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 코일 장치의 일부 투명 사시도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 코일 장치의 제조 공정을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 코일 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 코일 장치의 단면도이다.

이하, 본 발명을 도면에 나타내는 실시형태에 근거해 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태에 따른 코일 장치(10)는, 코일부(20)(도 3 참조)를 덮는 자성재 함유부(30)와, 코일부(20) 및 자성재 함유부(30)에 끼워지는 수지층(40)을 가지고 있다. 코일 장치(10)는, 예를 들면 노트북이나 휴대형 전자기기 등에 탑재되는 회로 소자(인덕터 소자)로서 사용되지만, 코일 장치(10)의 용도나 코일 장치(10)를 탑재하는 기기에 대해서는 특히 한정되지 않는다.

도 1의 일부 투시도인 도 3에 나타내는 바와 같이, 자성재 함유부(30)의 내부에는 코일부(20)가 수용되어 있다. 코일부(20)는 절연 피복 와이어(20a)를 중공의 원통형상으로 감아 이루어진다. 절연 피복 와이어(20a)는, 전류가 흐르기 위한 도선과, 도선을 피복하는 절연 피복을 가진다. 코일부(20)에서 채용하는 절연 피복 와이어(20a)는 전류 방향에 대한 도선의 직교 단면 형상이 구형인 평각선이고, 원형 단면을 갖는 도선에 비해 코일부의 선 밀도를 높여 직류 저항을 저감할 수 있는 장점이 있다. 다만, 코일부(20)가 채용하는 절연 피복 와이어(20a)로서는 이것으로 한정되지 않고, 원형 단면을 갖는 것이어도 좋다.

절연 피복 와이어(20a)의 양측 단부(20aa)는 자성재 함유부(30)의 외표면(31)에 노출하고 있고, 외표면(31)에는, 단부(20aa)에 접속하는 단자부(도시하지 않음)가 형성된다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 절연 피복 와이어(20a)의 단부(20aa)에서는 도선이 절연 피복으로부터 노출하고 있고, 외표면(31)에 형성되는 단자부와의 전기적 접속이 확보된다. 단자부는, 자성재 함유부(30)의 외표면(31)에 도금 등에 의해 금속 피막을 형성하거나 금속 판재를 접합하거나 하는 것에 의해 형성되지만, 단자부의 종류 또는 형성 방법에 대해서는 특히 한정되지 않는다. 절연 피복 와이어(20a)와 단자부의 접합 방법도 용접이나 도전성 접착제를 사용한 접착 등을 들 수 있지만, 특히 한정되지 않는다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 중공의 원통형의 코일부(20)의 표면(21)은, 코일부(20)의 중심축을 향하는 내주 측면(21a)과, 코일부(20)의 외주 방향을 향하는 외주 측면(21b)과, 내주 측면(21a) 및 외주 측면(21b)과는 수직이고 서로 대향하는 상면(21c) 및 저면(21d)을 가진다. 또한, 실시형태의 설명에서는, 코일 장치(10)를 기판 등에 실장할 때의 실장면에 가까운 측을 저면(21d), 저면(21d)에 대향하는 면을 상면(21c)으로 한다.

절연 피복 와이어(20a)의 도선은, 예를 들어 Cu, Al, Fe, Ag, Au, 인청동 등으로 구성되어 있다. 절연 피복층은, 예를 들어 폴리우레탄, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에스테르이미드, 폴리에스테르-나일론 등으로 구성되어 있다.

코일 장치(10)의 단면을 나타내는 도 2에 나타내는 바와 같이, 자성재 함유부(30)는 코일 장치(10)의 개략적인 외형상을 규정하고 있으며, 대략 구형의 외형상을 가진다. 자성재 함유부(30)는, 자성재와 그 자성재를 연결하는 결합재를 함유하고 있고, 후술하는 바와 같이, 자성재의 분말체 및 결합재를 포함하는 과립을 압축 성형 또는 사출 성형 등 하여 형성된다. 자성재 함유부(30)에 포함되는 자성재로서는, 특히 한정되지 않지만, Mn－Zn, Ni－Cu－Zn 등 페라이트, 센더스트(Fe－Si－Al；철-실리콘-알루미늄), Fe－Si－Cr(철-실리콘-크롬), 퍼멀로이(Fe－Ni), 퍼멀로이(PB계, PC계), 카르보닐철계, 카르보닐 Ni계, 비결정(amorphous) 분말, 나노 크리스탈 분말 등을 들 수 있다. 결합재로서는 특히 한정되지 않지만, 예를 들면 에폭시 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 실리콘 수지 등 수지, 및 이것들을 조합한 것 등을 들 수 있다.

자성재 함유부(30)는 코일 장치(10)에서 코어로서 기능한다. 자성재 함유부(30)는, 축부(32), 상부(33), 저부(34), 외주부(35)를 가지고 있다. 축부(32)는, 코일부(20)의 내부에 배치되는 부분이며, 코일부(20)의 내주 측면(21a)에 둘러싸인다. 상부(33)는 코일부(20)의 상방에 위치하고, 코일부(20)의 상면(21c)에 접촉한다. 저부(34)는, 코일부(20)의 하방에 위치하고, 후술하는 수지층(40)을, 코일부(20)의 저면(21d) 사이에 끼우는 상태로 배치된다. 외주부(35)는, 코일부(20)의 외주에 배치되고, 코일부(20)의 외주 측면(21b)과 접촉한다. 자성재 함유부(30)에 있어서의 축부(32), 상부(33), 저부(34) 및 외주부(35)에는 절연 피복 와이어(20a)에 흐르는 전류에 따라, 도 2에서 화살표 A로 가리키는 방향 또는 그 역방향의 자속의 흐름이 발생한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 코일 장치(10)는, 자성재 함유부(30)보다 수지 함유율이 높은 수지층(40)을 가진다. 수지층(40)은, 코일부(20)의 저면(21d)과 자성재 함유부(30)의 저부(34) 사이에 끼워지는 제 1 부분(41)과, 자성재 함유부(30)에 흐르는 자속의 흐름 방향에 대해 자성재 함유부(30)에 양측이 끼워지는 제 2 부분(42)을 가지고 있다.

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 부분(41)과 제 2 부분(42)은 동일한 평면을 따라 서로 연속하고 있고, 하나의 수지층(40)을 형성하고 있다. 따라서, 코일 장치(10)에 있어서의 수지층(40)은, 자성재 함유부(30)에 있어서의 축부(32)를 삽통하는 관통공이 형성된 구형 시트 형상의 형상을 가지고 있다. 수지층(40)의 바깥 둘레는, 자성재 함유부(30)의 바깥 둘레에 일치하고 있고, 수지층(40)은 자성재 함유부(30)의 외표면(31)까지 연속하고 있다.

자성재 함유부(30) 중, 외주부(35)와 저부(34)는 수지층(40)을 통해 접속되어 있는데 대해, 축부(32)와 상부(33), 축부(32)와 저부(34) 및 상부(33)와 외주부(35)는 수지층(40)을 통하지 않고 직접 접속되어 있다.

수지층(40)의 두께는 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 0.1~3μm로 하는 것이 바람직하고, 0.1~1μm로 하는 것이 더 바람직하다. 수지층(40)의 수지 함유율은 자성재 함유부(30)보다 높으면 특히 한정되지 않지만, 중량율로 20% 이상인 것이 바람직하고, 40%이상인 것이 더 바람직하다.

수지층(40)에 포함되는 수지는 특히 한정되지 않지만, 결합재로서 자성재 함유부(30)에 포함되는 수지와 같은 수지인 것이 바람직하다. 수지층(40)에 포함되는 수지로서는, 예를 들면, 에폭시 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 실리콘 수지, 내열성 고무 등의 수지, 및 이것들을 조합한 것 등을 들 수 있다. 또, 수지층(40)은 결합재로서 자성재 함유부(30)에 포함되는 수지와 같은 수지만으로 구성되어 있어도 좋다.

본 실시형태의 코일 장치(10)의 사이즈는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들어 폭 10~20mm, 깊이 10~20mm, 높이 1~10mm이다.

도 1 내지 도 3에 나타내는 코일 장치(10)의 제조 방법의 일례를 도 4를 이용하여 설명한다. 코일 장치(10)의 제조에서는, 우선, 코일 장치(10)의 자성재 함유부(30)의 저부(34)의 재료인 저부 재료(134)(도 4(a) 참조)를 준비한다. 저부 재료(134)는 자성재의 분말체 및 결합재를 포함하는 과립을 압축 성형하여 형성된다.

그 다음, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 저부 재료(134)의 한면에 수지층(40)의 재료인 수지층 재료(140)를 형성한다. 수지층 재료(140)은, 수지층(40)을 구성하는 수지를 포함하는 수지 용액을, 저부 재료(134)의 한면에 스프레이 코팅하여 형성된다. 이때, 저부 재료(134)의 한면 중, 수지층 재료(140)가 형성되지 않는 중앙 부분은, 스프레이 코팅 전에 마스크로 가려 둔다.

그 다음, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 저부 재료(134)의 표면에 형성된 수지층 재료(140) 위에, 공심 코일 상태로 준비된 코일부(20)를 설치한다. 더욱이, 도 4(b)와 같이 준비된 저부 재료(134), 수지층 재료(140) 및 코일부(20)를 금형 내에 설치한 다음, 자성재의 분말체 및 결합재를 포함하는 과립을 금형 내에 투입하여 가압한다. 이것에 의해, 도 4(b)에 나타내는 저부 재료(134), 수지층 재료(140) 및 코일부(20) 위에, 자성재 함유부(30)에 있어서의 축부(32), 상부(33) 및 외주부(35)의 재료가 되는 축부 재료(132), 상부 재료(133), 외주부 재료(135)가 성형되고, 도 4(c)에 나타내는 바와 같은 코일 장치 재료(100)를 얻는다.

도 4(c)에 나타내는 코일 장치 재료(100)는 수지층 재료(140)에 포함되는 휘발 성분의 제거 및 자성재 함유부(30)에 포함되는 결합재로서의 수지의 경화를 위해 가열 처리된다. 더욱이, 가열 처리된 코일 장치 재료(100)의 표면에, 단부(20aa)(도 1 참조)에 도통하는 단자부를 배럴 도금 등에 의해 형성하여, 코일 장치(10)를 얻는다. 또한, 단자부를 형성하기 전에, 도 1에 나타내는 자성재 함유부(30)의 외표면(31)의 일부에 스퍼터링 도금 또는 도전 페이스트 등에 의해 단부(20aa)와 단자부를 전기적으로 접속하는 하지층(下地層)이 형성되어도 좋다.

도 3 등에 나타내는 코일 장치(10)에서는, 수지층(40)이 코일 장치(10)에 대해서 충돌에 의한 충격이나 열충격이 가해진 경우에 완충부로서 작용하고, 충격에 의한 크랙이 자성재 함유부(30)에 발생하는 문제를 방지할 수 있다. 특히, 자성재 함유부(30)에 양측이 끼워지는 제 2 부분(42)은, 자성재 함유부(30)에 가해진 충격을 완충하는 완충부로서 적절하게 작용한다. 또, 제 1 부분(41)과 제 2 부분(42)이 연속하고 있어, 수지층(40) 전체에 의해 효과적으로 충격을 흡수할 수 있고, 충격에 의해 자성재 함유부(30)가 손상되는 문제를 방지할 수 있다.

또, 수지층(40)의 제 2 부분(42)이 자성재 함유부(30)의 외표면(31)까지 연속하고 있는 것에 의해, 자성재 함유부(30) 중, 코일부(20)의 외주측에 위치하는 외주부(35)와 같이 두께가 얇고 크랙이 비교적 생기기 쉬운 부분에 대해서도 충격에 의한 크랙의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

또, 수지층(40)의 제 1 부분(41)은 성형시에 압력이 가해졌을 때에 변형함으로써, 코일부(20)에 가해지는 압력을 흡수하는 쿠션의 역할을 하고, 코일부(20)를 구성하는 절연 피복 와이어(20a)의 절연 피복이 손상하는 문제를 방지할 수 있다. 때문에, 이러한 코일 장치(10)의 제조에서는, 성형 시의 압력을 종래의 코일 장치보다 상승시킬 수 있고, 종래보다 높은 압력으로 성형된 코일 장치(10)에서는 자성재 함유부(30)의 투자율이 상승하고, 높은 L값을 갖는 코일 장치(10)를 실현할 수 있다.

또, 코일 장치(10)는, 수지층(40)에서 특히 제 2 부분(42)의 두께를 변경함으로써, 외형상이나 코일부(20)의 내경 등을 변경하지 않아도, 코일 장치(10)의 자기 포화 특성 및 직류 중첩 특성을 용이하게 제어할 수 있다.

도 1 내지 도 3에 나타내는 코일 장치(10)의 형상이나, 도 4에 나타내는 코일 장치(10)의 제조는, 본 발명에 따른 코일 장치의 일실시형태에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위는 이것으로 한정되는 것은 아니다.

도 5는 제 2 실시형태에 따른 코일 장치(200)의 단면도이다. 코일 장치(200)는 수지층(240)에 관통공이 형성되어 있지 않은 것과, 자성재 함유부(230)에 있어서의 갭의 형성 상태가 다른 것을 제외하고, 제 1 실시형태에 따른 코일 장치(10)와 같다.

코일 장치(200)의 수지층(240)은 구형 시트 형상을 가지고 있고, 축부(332)를 삽통시키기 위한 관통공이 형성되어 있지 않다. 수지층(240)은 코일부(20)의 저면(21d)와 자성재 함유부(230)의 저부(234) 사이에 끼워지는 제 1 부분(241)과, 자성재 함유부(230)의 외주부(235)와 저부(234) 사이에 끼워지는 제 2 부분(242)과, 자성재 함유부(230)의 축부(232)와 저부(234) 사이에 끼워지는 제 2 부분(243)을 가지고 있다. 수지층(240)에 있어서의 제 2 부분(242, 243)은 자성재 함유부(230)에 형성되는 자속의 흐름 방향에 대해 자성재 함유부(230)에 양측이 끼워지고, 코어로서의 자성재 함유부(230)에 마련된 자기갭으로서 기능한다.

코일 장치(200)의 제조 방법은, 수지층 재료가 저부 재료(134)의 한면 전체에 형성되는 것을 제외하고, 도 4에 나타내는 코일 장치(10)의 제조 방법과 동일하다. 또한, 수지층 재료의 형성 방법은 스프레이 코팅을 채용해도 좋고, 스핀 코팅을 채용해도 좋다.

코일 장치(200)는, 제 1 실시형태에 따른 코일 장치(10)와 같은 효과를 얻는다. 또, 코일 장치(200)는, 자성재 함유부(230)의 축부(232)와 저부(234) 사이에 끼워지는 제 2 부분(243)을 가지고 있기 때문에, 축부(232) 등 코일 장치(200)의 중앙 부분에서 충격에 의한 크랙이 발생하는 문제를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

또, 코일 장치(10) 및 코일 장치(200)에 나타내는 바와 같이, 코일 장치(10, 200)의 자기 포화 특성 및 직류 중첩 특성은 수지층(40, 240)의 두께를 변경할 뿐만 아니라, 제 2 부분(243)의 유무나 넓이에 의해서도 제어할 수 있다.

도 6은 제3 실시형태에 따른 코일 장치(300)의 단면도이다. 코일 장치(300)는 수지층(340)이 코일 장치(300)의 중앙부로부터 코일부(20)를 향해 하방으로 경사하는 제 2 부분(343)을 가지고 있고, 자성재 함유부(330)가 수지층(340)에 의해 오목 형상부(330a)와 볼록 형상부(330b)에 이격되어 있는 점을 제외하고, 제 2 실시형태에 따른 코일 장치(200)와 동일하다.

수지층(340)은, 코일부(20)의 저면(21d)과 자성재 함유부(330)의 저부(334) 사이에 끼워지는 제 1 부분(341)과, 자성재 함유부(330)의 외주부(335)와 저부(334) 사이에 끼워지는 제 2 부분(342)과, 자성재 함유부(330)의 축부(332)에서 오목 형상부(330a)와 볼록 형상부(330b) 사이에 끼워지는 제 2 부분(343, 344)을 가지고 있다. 오목 형상부(330a)와 볼록 형상부(330b) 사이에 끼워지는 제 2 부분(343, 344) 중, 코일 장치(300)의 중앙부에 위치하는 제 2 부분(344)은 외표면(331)에 대해서 평행 또는 수직이지만, 제 2 부분(344)을 둘러싸는 제 2 부분(343)은 제 2 부분(344)의 바깥 둘레로부터 코일부(20)의 저면(21d)의 내주연을 향해 하부로 경사하고 있다.

코일 장치(300)의 제조 방법에서는 자성재의 분말체 및 결합재로서의 수지를 포함하는 과립을 금형에 투입하고, 볼록 형상부(330b)의 형상으로 성형된 볼록 형상부 재료를 가압 성형한다. 또, 이 볼록 형상부 재료를 성형할 때, 금형에 있어서의 볼록 형상의 돌기와 접촉하는 면에 수지로 제조된 이형필름을 장착해 둔다. 이것에 의해, 성형된 볼록 형상부 재료에서 이형필름에 접촉하고 있던 면에는 과립안에 결합재로서 포함되어 있는 수지가 집중하고, 수지층(340)으로 되는 수지층 재료가 형성된다.

다음에, 수지층 재료가 형성된 볼록 형상부 재료 위에 코일부(20)를 장착한다. 더욱이, 자성재와 결합재를 포함하는 과립을 오목 형상부(330a)의 형상으로 성형함으로써 별도 준비한 오목 형상부 재료를, 코일부(20)를 사이에 두고 볼록 형상부 재료와 조합한다. 그 후, 코일 장치(10)과 마찬가지로 가열 처리를 한 후 단자부를 형성하고 코일 장치(300)를 얻는다.

코일 장치(300)는 제 2 실시형태에 따른 코일 장치(200)와 같은 효과를 얻는다. 또, 코일 장치(300)는 자성재 함유부(330)의 외표면(331)에 대해 평행 또는 수직인 제 2 부분(342, 344) 뿐만 아니라, 외표면(331)에 대해서 경사하고 있는 제 2 부분(343)을 가지고 있다. 이러한 제 2 부분(342, 343, 344)을 갖는 코일 장치(200)는 자성재 함유부(330)의 내부에 발생하는 응력을 보다 효과적으로 저감하고, 충격에 의해 자성재 함유부(330)에 크랙이 발생하는 문제를 방지할 수 있다.

이하, 본 발명을 더 상세한 실시예에 근거해 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않는다.

(시료 제작)

도 4에 나타내는 바와 같이, 자성체와 결합재를 포함하는 과립에 의해 저부 재료(134)를 성형한 후, 그 표면에 스프레이 코팅에 의해 수지층 재료(140)를 형성하고(도 4(a)), 수지 재료(140) 위에 코일부(20)를 마련하여 금형 내에 투입한다(도 4(b)). 더욱이, 자성체와 결합재를 포함하는 과립을 금형 내에 투입하고 가압 성형하여 코일 장치 재료(100)을 얻은 후 코일 장치 재료를 가열 처리하여 코일 장치(10)를 얻었다. 또한, 비교예인 시료 1 및 시료 2의 작성 시는, 수지층 재료(140)를 형성하는 공정을 생략했다. 시료의 조건은 다음과 같다.

·과립：자성재로서 Fe－Si－Cr합금(평균 입경 0.5~10μm) 100g에 물에 용해한 실란 커플링제를 가하고, 110℃에서 30분 가열하여 자성재 표면에 절연 피막을 형성했다. 상기 자성재에 아세톤에 희석한 에폭시 수지를 자성 분말 중량에 대해서 3 중량% 더하고 교반한 후, 250미크론의 그물코의 메쉬를 통과시키고, 실온에서 24시간 건조시켜 과립을 얻었다.

·코일부：절연 피복 와이어(선재：AIW(단면 0.06×0.3mm), 절연 피막：폴리아미드이미드)를 사용하여 작성한 공심(空芯) 코일(10T, 내경 1.3mm)를 사용했다.

·수지층 재료：아세톤에 희석한 에폭시 수지를 사용했다.

·성형 압력：2t~6t(표 1 참조)

·가열 조건：170℃ 1.5시간

·코일 장치 치수：2.0×1.6×0.7mm(2016 사이즈)

수지층 두께：0μm, 0.1μm, 1.0μm, 3.0μm

(시험)

위에서 설명한 바와 같이 하여 얻어진 No.1~No.6의 시료에 대해 충격시험과 실효μi의 측정, 피막 손상 시험, 직류 중첩 특성의 측정을 실시했다. 결과를 표 1에 표시한다. 또, 각 시험 조건은 다음과 같다.

충격시험：저온(－55℃)으로부터 고온(＋125℃)의 온도 변화를, 1000사이클 행하고, 시험 전후의 각 시료의 특성값(인덕턴스 값)의 변화가 허용 범위 내인지를 확인. 인덕턴스 값의 변화가 10% 이내인 수준을 양품으로 판단.

직류 중첩 특성：주파수 1.000kHz, 인가 전압 0.5V, 온도 23℃, 직류 전류 0~5A(1kHz의 인덕턴스)

실효μi：직류 중첩(상술) 했을 때의 실효 초기 투자율을 측정.

피막 손상 시험：절연 피막의 손상에 의해 코일부에 쇼트가 발생하지 않은 것을 각 시료의 특성값(인덕턴스 값)의 측정에 의해 확인. 1000kHz의 인덕턴스 값의 변화가 10% 이내이면서 주파수를 변화시켜 인덕턴스 값을 측정했을 때, 소정의 공진 피크를 볼 수 있는 수준을 양품으로 판단.

(평가)

수지층을 갖는 시료 No.3~No.6은 충격시험에서 향상을 볼 수 있고, 수지층을 가지지 않는 시료 No.1보다 내충격성이 향상하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 수지층이 없는 경우, 성형 압력 4t/cm²(시료 No.2)에서 코일부의 피막 손상이 발생하고, 더 이상 성형 압력을 높이는 것이 곤란한 것이 판명되었지만, 수지층을 갖는 경우(시료 No.2~시료 No.6), 성형 압력 6t/cm²에서도 피막 손상은 발생하지 않고, 수지층이 없는 경우에 비해 성형 압력을 높일 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또, 수지층을 갖는 시료 No.3, 시료 No.4로부터 성형 압력을 높이는 것에 의해 실효μi를 향상시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 더욱이, 수지층의 두께를 0.1~3.0μm의 사이에 변화시킨 시료 No.4~시료 No.6의 비교로부터, 수지층의 두께에 의해 코일 장치의 직류 중첩 특성을 변경할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

10, 200, 300 코일 장치
20 코일부
20a 절연 피복 와이어
20aa 단부
21d 저면
30, 230,330 자성재 함유부
31,331 외표면
33 상부
34, 234, 334 저부
35, 235, 335 외주부
330a 오목 형상부
330b 볼록 형상부
40, 240, 340 수지층
41, 241, 341 제 1 부분
42, 242, 243, 342, 343, 344 제 2 부분

Claims (9)

1. 절연 피복 와이어를 중공의 원통형상으로 감아 이루어지는 코일부와,
   자성재와 상기 자성재를 연결하는 결합재를 함유하는 압분체로서 구성되고, 상기 코일부를 덮는 자성재 함유부와,
   상기 코일부와 상기 자성재 함유부의 사이에 끼워지는 제 1 부분과, 상기 절연 피복 와이어에 흐르는 전류에 따라 상기 자성재 함유부에 발생하는 자속의 흐름 방향에 대해 상기 자성재 함유부에 양측이 끼워지는 제 2 부분을 가지고 있고, 상기 자성재 함유부보다 수지 함유율이 높은 수지층을 갖고,
   상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분은 서로 연속하고 있고, 하나의 상기 수지층을 형성하고 있으며,
   상기 수지층은 상기 자성재 함유부의 외표면까지 연속하고 있는 것을 특징으로 하는 코일 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 코일부의 표면은, 내주 측면, 외주 측면, 상면 및 저면을 포함하고,
   상기 제 1 부분은, 상기 상면 및 상기 저면 중의 어느 한면과 상기 자성재 함유부의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 자성재 함유부에는 상기 결합재로서의 수지가 포함되어 있고, 상기 결합재로서의 수지는, 상기 수지층에 포함되는 수지와 같은 수지인 것을 특징으로 하는 코일 장치.
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