KR102070077B1 - 면실장 인덕터 - Google Patents

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Abstract

[과제] 본 발명은 고주파에 있어서 Q를 개선할 수 있음과 아울러 고주파에 있어서도 인덕터의 효율이 악화되지 않는 면실장 인덕터를 제공한다.
[해결 수단] 권선을 권회해서 형성한 코일과, 주로 자성 분말과 수지로 이루어지고 내부에 상기 코일을 내장하는 코어를 구비한다. 자성 분말은 서로 입경이 다른 복수 종류의 자성 분말을 함유하고, 복수 종류의 자성 분말이 ΣanㆍΦn≤10㎛(an이 배합 비율, Φn이 평균 입경, n이 2 이상)로 되도록 배합된다.

Description

면실장 인덕터{SURFACE-MOUNT INDUCTOR}
본 발명은 권선을 권회해서 형성한 코일과, 자성 분말과 수지로 이루어지고 내부에 코일을 내장하는 코어를 구비한 면실장 인덕터에 관한 것이다.
종래의 면실장 인덕터에 도 2에 나타내는 바와 같이 권선을 권회해서 코일(31)을 형성하고, 이 코일(31)을 내부에 구비하고 금속 자성 분말과 수지의 복합 재료로 코어(32)를 형성한 것이 있다(일본 특허 공개 2010-245473 호 공보). 이 코어(32)의 표면에는 외부 단자(33)가 형성되고, 외부 단자(33) 사이에 코일(31)이 접속된다.
이러한 종류의 면실장 인덕터는 금속 자성 재료를 이용하고 있기 때문에 코일을 고투자율재 중에 배치해서 직류 중첩 특성을 개선할 수 있다. 이 때문에, 이와 같은 면실장 인덕터는 대전류가 흐르는 전원 회로나 DC/DC 컨버터 회로용 인덕터나 트랜스 등에 이용되고 있다.
최근, 이러한 종류의 면실장 인덕터가 이용되는 전원 회로나 DC/DC 컨버터 회로에서는 동작 신호가 현재의 1~4㎒로부터 6~10㎒로 고주파화되는 경향이 있다.
이와 같은 상황 중, 종래의 면실장 인덕터는 금속 자성 재료의 Q가 피크로 되는 주파수가 0.5㎒ 정도이며, 1㎒를 초과하면 인덕터의 효율이 나빠진다는 문제가 있었다.
본 발명은 고주파에 있어서 Q를 개선할 수 있음과 아울러 고주파에 있어서도 인덕터의 효율이 악화되지 않는 면실장 인덕터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 권선을 권회해서 형성한 코일과, 주로 자성 분말과 수지로 이루어지고 내부에 코일을 내장하는 코어를 구비한 면실장 인덕터에 있어서, 자성 분말이 서로 입경이 다른 복수 종류의 자성 분말을 함유하고, 복수 종류의 자성 분말이 ∑anㆍΦn≤10㎛(an이 배합 비율, Φn이 평균 입경, n이 2 이상)로 되도록 배합된다.
또한, 본 발명은 권선을 권회해서 형성한 코일과, 주로 자성 분말과 수지로 이루어지고 내부에 코일을 내장하는 코어를 구비한 면실장 인덕터에 있어서, 자성 분말이 서로 입경이 다른 2종류의 자성 분말을 함유하고, 2종류의 자성 분말이 a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10㎛(Φ1은 제 1 자성 분말의 입경, Φ2는 제 2 자성 분말의 입경, a는 배합 비율)로 되도록 배합된다.
[발명의 효과]
본 발명의 면실장 인덕터는 코일을 내장하는 코어를 구성하는 자성 분말이 서로 입경이 다른 복수 종류의 자성 분말을 함유하고, 복수 종류의 자성 분말이 ΣanㆍΦn≤10㎛(an이 배합 비율, Φn이 평균 입경, n이 2 이상)로 되도록 배합되므로, 고주파에 있어서 Q를 개선할 수 있음과 아울러 고주파에 있어서도 인덕터의 효율이 악화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 면실장 인덕터는 코일을 내장하는 코어를 구성하는 자성 분말은 서로 입경이 다른 2종류의 자성 분말을 함유하고, 2종류의 자성 분말이 a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10㎛(Φ1은 제 1 자성 분말의 입경, Φ2는 제 2 자성 분말의 입경, a는 배합 비율)로 되도록 배합되므로, 고주파에 있어서 Q를 개선할 수 있음과 아울러 고주파에 있어서도 인덕터의 효율이 악화되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 면실장 인덕터의 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래의 면실장 인덕터를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 면실장 인덕터는 권선을 권회해서 형성한 코일과, 주로 자성 분말과 수지로 이루어지고 내부에 코일을 내장하는 코어를 구비한다. 자성 분말은 서로 입경이 다른 2종류의 금속 자성 분말을 함유한다. 이 2종류의 금속 자성 분말은 a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10㎛(Φ1은 제 1 자성 분말의 입경, Φ2는 제 2 자성 분말의 입경, a는 배합 비율)로 되도록 배합된다.
따라서, 본 발명의 면실장 인덕터는 투자율을 저하시키지 않고 금속 자성 재료의 Q가 피크로 되는 주파수를 고주파측으로 시프트시킬 수 있고, 교류 저항도 작게 할 수 있었다.
[실시예]
이하, 본 발명의 면실장 인덕터의 실시예를 도 1을 참조해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 면실장 인덕터의 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 1에 있어서 11은 코일, 12는 코어이다.
코일(11)은 그 양 단부(11A, 11B)가 각각 외주에 위치하도록 2단으로 권선이 권회되어 형성된다. 권선은 절연 피복이 실시된 평각선이 이용된다.
코어(12)는 주로 자성 분말과 수지로 이루어지고, 자성 분말은 서로 입경이 다른 2종류의 금속 자성 분말을 함유하는 복합 재료로 형성된다. 2종류의 금속 자성 분말은 어모퍼스 합금 분말이 이용된다. 이때, 2종류의 금속 자성 분말은 a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10㎛(Φ1은 제 1 금속 자성 분말의 입경, Φ2는 제 2 금속 자성 분말의 입경, a는 배합 비율)로 되도록 배합된다. 또한, 수지는 에폭시 수지가 이용된다. 이 코어(12)의 내부에는 코일(11)이 매설된다. 코어(12)의 동일 측면에는 코일(11)의 양 단부(11A, 11B)의 표면이 노출된다. 코어(12)의 측면에 노출된 코일(11)의 양 단부(11A, 11B)의 표면은 절연 피복이 박리되어 도체가 노출된다.
그리고, 코어(12)의 끝면과 4개의 측면에는 외부 단자(13A, 13B)가 형성된다. 외부 단자(13A)와 코일(11)의 단부(11A)가, 외부 단자(13B)와 코일(11)의 단부(11B)가 각각 접속되어서 외부 단자(13A)와 외부 단자(13B) 사이에 코일(11)이 접속된다.
이와 같은 면실장 인덕터는 다음과 같이 해서 제조된다. 우선, 주로 서로 입경이 다른 2종류의 어모퍼스 합금 분말과 에폭시 수지를 함유하고, 2종류의 어모퍼스 합금 분말이 a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10㎛(Φ1은 제 1 어모퍼스 합금 분말의 입경, Φ2는 제 2 어모퍼스 합금 분말의 입경, a는 배합 비율)로 되도록 배합된 복합 재료에 의해 평판 형상의 태블릿과, 평판 형상의 둘레가장자리부에 기둥 형상 볼록부를 갖는 2개의 태블릿을 형성한다.
이어서, 평판 형상의 둘레가장자리부에 기둥 형상 볼록부를 갖는 태블릿에 코일(11)을 탑재하고, 코일의 양 단부(11A, 11B)를 태블릿의 기둥 형상 볼록부의 외측 측면을 따르게 한 상태로 성형 금형 내에 배치한다. 이때, 코일의 양 단부(11A, 11B)는 태블릿의 기둥 형상 볼록부의 외측 측면과 성형 금형의 내벽면 사이에 끼워서 위치시킨다.
이어서, 이 성형 금형 내에 배치된 평판 형상의 둘레가장자리부에 기둥 형상 볼록부를 갖는 태블릿과 코일 상에 평판 형상의 태블릿을 탑재한다. 이 성형 금형을 이용해서 태블릿을 구성하는 복합재가 연화되는 온도로 가열한 상태에서 이들을 가압하여 코일과 2개의 태블릿을 일체화함과 아울러 태블릿을 경화시켜서 코어(12)를 형성한다.
또한, 이 성형 금형 내의 코일(11)을 내장한 코어(12)를 인출하고, 이 코어(12)의 끝면과 4개의 측면에 도전 페이스트를 도포해서 외부 단자(13A, 13B)가 형성된다.
이와 같이 형성된 본 발명의 면실장 인덕터는 코어를 구성하는 자성 분말에 입경이 10㎛이고 투자율이 18.9인 어모퍼스 합금 분말과 입경이 5㎛이고 투자율이 12.7인 어모퍼스 합금 분말을 이용하여 그 비율을 변화시킨 바, 투자율, 평균 입경, Q가 피크로 되는 주파수가 표 1에 나타내는 바와 같이 변화했다.
Figure 112013081376441-pat00001
이와 같은 본 발명의 면실장 인덕터는 a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10㎛(Φ1은 제 1 어모퍼스 합금 분말의 입경, Φ2는 제 2 어모퍼스 합금 분말의 입경, a는 배합 비율)로 되도록 배합한 바, 종래 것의 평균 입경이 24㎛, Q가 피크로 되는 주파수가 0.5㎒이었던 것에 대해, Q가 피크로 되는 주파수를 1㎒ 이상으로 할 수 있었다.
또한, 이와 같은 본 발명의 면실장 인덕터는 a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10㎛(Φ1은 제 1 어모퍼스 합금 분말의 입경, Φ2는 제 2 어모퍼스 합금 분말의 입경, a는 배합 비율)로 한 상태에서, 입경이 5㎛인 어모퍼스 합금 분말이 첨가되는 비율을 4 이상으로 하면 Q가 피크가 되는 주파수를 1.3㎒ 이상으로 할 수 있지만, 입경이 10㎛인 어모퍼스 합금 분말의 투자율보다 낮아졌다. 또한, 이와 같은 본 발명의 면실장 인덕터는 a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10㎛(Φ1은 제 1 어모퍼스 합금 분말의 입경, Φ2는 제 2 어모퍼스 합금 분말의 입경, a는 배합 비율)로 한 상태에서, 입경이 5㎛인 어모퍼스 합금 분말이 첨가되는 비율을 4 미만으로 하면 Q가 피크로 되는 주파수가 1㎒이지만, 입경이 10㎛인 어모퍼스 합금 분말의 투자율보다 높아졌다.
따라서, 본 발명의 면실장 인덕터는 a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10㎛(Φ1은 제 1 어모퍼스 합금 분말의 입경, Φ2는 제 2 어모퍼스 합금 분말의 입경, a는 배합 비율)로 되도록 배합하고, 제 1 어모퍼스 합금 분말과 제 1 어모퍼스 합금 분말의 입경보다 입경이 작은 제 2 어모퍼스 합금 분말의 비율을 7:3~9:1(0.7:0.3~0.9:0.1)로 함으로써 투자율을 저하시키지 않고 Q가 피크가 되는 주파수를 크게 할 수 있었다.
이상, 본 발명의 면실장 인덕터의 제조 방법의 실시예를 서술했지만, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 실시예에 있어서 금속 자성 분말이 2종류인 경우를 설명했지만, 3종류 이상도 적용할 수 있다. 이 경우, 복수종류의 자성 분말이 ΣanㆍΦn≤10㎛(an이 배합 비율, Φn이 평균 입경, n이 2 이상)로 되도록 배합된다.
또한, 실시예에서는 자성 분말로서 어모퍼스 합금 분말을 이용했지만, 규소 크롬 합금 분말 등 다양한 조성의 것을 이용할 수 있다.
또한, 복수 종류의 자성 분말로서 투자율이 다른 것을 이용해도 좋다.
또한, 코어를 구성하는 수지는 에폭시 수지 이외에도 다양한 조성의 것을 이용할 수 있다.
11 : 코일 12 : 코어

Claims (5)

  1. 권선을 권회해서 형성한 코일과, 자성 분말과 수지를 포함하고 내부에 상기 코일을 내장하는 코어를 구비한 면실장 인덕터에 있어서,
    상기 코어는, 동일 재질로서 서로 입경이 다른 복수 종류의 금속 자성 분말을 함유하고, 상기 복수 종류의 금속 자성 분말이 ΣanㆍΦn≤10㎛(an이 배합 비율, Φn이 평균 입경, n이 2 이상)로 되도록 배합된 금속 자성 분말과 수지를 함유하는 복합 재료로 형성된 태블릿을 이용하여 형성되고,
    상기 코어의 내부에 코일을 내장시킨 상태에서 가열, 가압해서 일체화하여 형성된 것을 특징으로 하는 면실장 인덕터.
  2. 권선을 권회해서 형성한 코일과, 자성 분말과 수지를 포함하고 내부에 상기 코일을 내장하는 코어를 구비한 면실장 인덕터에 있어서,
    상기 코어는, 동일 재질로서 서로 입경이 다른 2종류의 금속 자성 분말을 함유하고, 상기 2종류의 금속 자성 분말이 a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10㎛(Φ1은 제 1 금속 자성 분말의 입경, Φ2는 제 2 금속 자성 분말의 입경, a는 배합 비율)로 되도록 배합된 금속 자성 분말과 수지를 함유하는 복합 재료로 형성된 태블릿을 이용하여 형성되고,
    상기 코어의 내부에 코일을 내장시킨 상태에서 가열, 가압해서 일체화하여 형성된 것을 특징으로 하는 면실장 인덕터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 자성 분말과 상기 제 2 금속 자성 분말은 상기 제 2 금속 자성 분말의 입경이 상기 제 1 금속 자성 분말의 입경보다 작고,
    a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10㎛로 하고, 상기 비율이 0.7:0.3~0.9:0.1이 되도록 배합된 면실장 인덕터.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 자성 분말의 투자율과 상기 제 2 금속 자성 분말의 투자율을 다르게 한 면실장 인덕터.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 자성 분말은 어모퍼스 합금인 면실장 인덕터.
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