KR102123601B1

KR102123601B1 - 인덕터

Info

Publication number: KR102123601B1
Application number: KR1020180097858A
Authority: KR
Inventors: 구건우; 송성민; 이환수
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2020-06-15
Also published as: CN110858513B; US20200066439A1; KR20200022125A; CN110858513A; US11282637B2

Abstract

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 인덕터는 기판; 상기 기판의 일면 및 타면 상에 각각 형성되는 상부 코일 및 하부 코일을 포함하는 코일부; 및 상기 기판 및 상기 코일부를 봉합하는 봉합부; 를 포함하는 바디와, 상기 바디의 하면 상에 형성되어 상기 상부 코일과 연결되는 제1 단자 전극, 및 상기 바디의 하면 상에 형성되어 상기 하부 코일과 연결되는 제2 단자 전극을 포함하고, 상기 제1 및 제2 단자 전극 사이에 배치되며 상기 바디의 하면 상에 배치되는 제3 단자 전극을 포함하고, 상기 바디를 감싸는 차폐층을 포함하고, 상기 차폐층은 상기 제3 단자 전극과 연결된다.

Description

인덕터 {INDUCTOR}

본 개시는 인덕터에 관한 것이며, 구체적으로 EMI 노이즈 차폐 기능을 포함하는 파워 인덕터에 관한 것이다.

전자 부품 내에서 발생하는 다양한 전자기파로 인해 전자파 간섭 (EMI:Electro Magnetic Interference) 에 대한 이슈가 논의된다. 이러한 EMI noise 는 회로 기능을 약화시키고, 오동작을 일으킬 수 있는 불필요한 신호로서 고밀도의 정보를 내포하고 있는 반도체 칩이 고사양화 되면서 더욱 문제가 된다.

국내 특허공보 제10-1642612호

본 개시가 해결하고자 하는 여러 과제 중 하나는 EMI 차폐 기능이 우수한 인덕터를 제공하는 것이다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 바디는 상기 봉합부를 감싸는 절연층을 더 포함한다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 차폐층을 감싸는 외부 절연층을 더 포함한다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 차폐층은 C, Al, Fe, Ni, Cr 중 하나 이상을 포함한다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 상부 및 하부 코일은 비아에 의해 연결된다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 비아는 상기 기판의 일면으로부터 타면을 관통한다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 기판은 상기 바디의 하면과 수직하도록 배치된다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 바디는 상기 하면 및 이와 마주하는 상면을 포함하며, 상기 하면 및 상기 상면은 두께 방향을 따라 서로 마주한다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 바디는 상기 두께 방향과 수직한 폭 방향으로 서로 마주하는 제1 측면 및 제2 측면을 더 포함하며, 상기 두께 방향 및 상기 폭 방향과 서로 수직한 제1 단면 및 제2 단면을 더 포함한다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 제1 및 제2 단자 전극은 상기 길이 방향을 따라 서로 이격된다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 제1 및 제2 단자 전극이 폭 방향을 따라 연장되는 길이는 서로 동일하다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 제1 및 제2 단자 전극의 각각이 폭 방향을 따라 연장되는 길이는 상기 제3 단자 전극이 폭 방향을 따라 연장되는 길이보다 짧다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 차폐층 상에 상기 차폐층을 감싸는 외부 절연층이 더 배치된다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 외부 절연층은 상기 바디 내 포함되는 절연층과 동일한 재질을 포함한다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 차폐층과 상기 제1 및 제2 단자 전극은 서로 이격된다.

본 개시의 일 예에 따른 인덕터에 따르면, 상기 상부 및 하부 코일의 각각은 스파이럴 형상을 가진다.

본 개시의 여러 효과 중 하나는 기존의 Application 에 동일하게 적용할 수 있으면서, EMI 차폐 기능이 강화된 인덕터를 제공하는 것이다.

도1 은 본 개시의 일 예에 따른 인덕터의 개략적인 사시도이다.
도2 는 도1 의 인덕터의 저면도이다.
도3 은 도1 의 A 방향에서 바라본 단면도이다.
도4 는 도1 의 B 방향에서 바라본 단면도이다.
도5 는 도1 의 상면에서 바라본 단면도이다.

이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 개시의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 개시의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 개시를 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 개시를 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 개시의 일 예에 따른 인덕터를 설명하되, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

도1 은 본 개시의 일 예에 따른 인덕터의 개략적인 사시도이고, 도2 는 도1 의 인덕터의 저면도이고, 도3 은 도1 의 A 방향에서 바라본 단면도이며, 도4 는 도1 의 B 방향에서 바라본 단면도이고, 도5 는 도1 의 상면에서 바라본 단면도이다.

도1 을 참조하면, 인덕터 (100) 는 바디 (1) 와 단자 전극 (2) 을 포함한다.

상기 바디 (1) 는 바디의 폭 (W) 방향으로 마주하는 제1 측면 및 제2 측면, 길이 (L) 방향으로 마주하는 제1 단면 및 제2 단면, 및 두께 (T) 방향으로 마주하는 상면 및 하면을 포함하여 실질적으로 육면체 형상을 가진다.

상기 바디 (1) 의 내부는 기판 (11), 상기 기판의 일면 및 타면에 배열되는 상부 코일 및 하부 코일 (121, 122)을 포함하는 코일부 (120), 및 자성 분말을 포함하며 상기 코일부를 봉합하는 봉합부 (13) 를 포함한다.

상기 기판 (11) 은 상부 및 하부 코일을 보다 박형으로 형성하기 위한 것이며, 그 재질은 절연 특성을 가지는 것이면 제한없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판은 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지, 예를 들어, 프리프레그 (preprag), ABF, FR-4, BT (Bismaleimide Triazine) 수지, PID (Phto Imageable Dielectric) 수지 등이 사용될 수 있다. 이 경우, 기판에 유리 섬유가 포함되면 강성이 보다 우수할 수 있다.

상기 기판 (11) 은 상부 및 하부 코일을 서로 연결하는 비아홀을 포함하며, 상기 비아홀 내부는 전기 전도성을 가지는 물질로 충진되어 상기 상부 및 하부 코일이 전기적으로 연결된다.

상기 기판 (11) 은 바디의 상면 및 하면과 수직하도록 배치된다.

도1 에서는 상기 기판의 단면 형상을 사각형으로 도시하였으나, 이는 일 예에 불과하며, 당업자는 기판의 외형이 그 위에 배치되는 코일부의 외형과 동일하도록 레이져 가공 등을 통해 기판의 외곽부 내지 중앙부를 제거할 수 있는 것은 물론이다. 이 경우, 자성 물질이 충진될 수 있는 공간이 확대됨으로써 인덕터의 투자율이 증가되는 효과가 발휘될 수 있다.

상기 기판의 일면에는 상부 코일이 배치되고, 상기 기판의 일면과 마주하는 타면에는 하부 코일이 배치되는데, 상부 및 하부 코일은 각각 스파이럴 형상을 가진다.

도3 및 도4 를 참조하면, 상기 상부 코일 (121) 은 바디의 하면에 배치된 제1 단자 전극 (21)과 연결되고, 상기 하부 코일 (122) 은 바디의 하면에 배치된 제2 단자 전극 (22) 과 연결된다.

상기 제1 및 제2 단자 전극은 바디의 하면 상에 배치되어 하면 전극을 구성한다.

상기 제1 및 제2 단자 전극은 바디의 하면 상에서 바디의 길이 방향을 따라 서로 이격되도록 배치된다.

상기 제1 및 제2 단자 전극 (21, 22) 의 사이에는 제3 단자 전극 (23) 이 배치된다.

상기 제1 내지 제3 단자 전극은 Ni, Sn, Au 등의 전기 전도성이 우수한 금속을 포함하는 것이 바람직하며, 당업자가 필요에 따라 단일층 뿐만 아니라 복수층으로 구현할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 단자 전극의 각각은 동일한 재질 및 적층 구조를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 제1 및 제2 단자 전극은 복수 층으로 구현하는 반면, 제3 단자 전극은 단일층으로 구현하는 것도 가능하다.

도2 를 참조하면, 상기 제1 및 제2 단자 전극의 각각이 바디의 폭 방향을 따라 연장되는 길이 (L1) 는 실질적으로 동일하며, 상기 제3 단자 전극이 바디의 폭 방향을 따라 연장되는 길이 (L2) 에 비해 짧다.

상기 제1 및 제2 단자 전극의 각각이 상부 및 하부 코일과 연결되는 것과 다르게, 상기 제3 단자 전극은 바디의 외부면을 감싸는 차폐층 (3) 과 연결된다. 상기 차폐층이 감싸는 바디의 외부면은 실질적으로 절연층 (14) 이다. 상기 절연층 (14) 은 바디 내 봉합부 (13) 를 전체적으로 절연하는 기능을 한다.

상기 차폐층 (3) 은 EMI 노이즈를 차폐하는 기능을 하는 층으로서, 그 구체적인 재질은 당업자가 적절히 선택할 수 있으나, C, Al, Fe, Ni, Cr 중 하나 이상을 단독 혹은 혼합으로 포함하는 것이 바람직하다.

상기 차폐층 (3) 은 바디를 전체적으로 감싸도록 형성되어야 차폐 기능을 적절히 수행할 수 있으며, 차폐층을 형성하는 대표적인 방법은 Plating, Ion plating, Spray Coating, Vacuum deposition 및 Sputtering 중 하나일 수 있다.

또한, 상기 차폐층 (3) 위로는 외부 절연층 (4) 이 추가로 더 배치된다. 상기 외부 절연층은 바디의 일 구성인 절연층 (14) 과 실질적으로 동일한 재질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 절연층 (14) 과 상이한 재질로 구성되는 것도 바람직하다.

상기 외부 절연층 및 절연층은 SiO₂, Epoxy, 페릴렌 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 절연 수지 등을 코팅(coating) 하는 방식을 적용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 차폐층은 바디의 하면을 제외한 5 개의 면에 도포되어, 바디의 하면에 배치되는 제3 단자 전극과 직접 연결되고, 밀착됨으로써, 차폐 기능이 보다 강화될 수 있다. 상기 제3 단자 전극은 그라운드 전극으로 기능하기 때문에, 그라운드 전극을 통해 상기 차폐층의 EMI noise 를 방출할 수 있게 된다.

도3 내지 도5 에서 상기 차폐층은 단일 층으로 표현되고 있으나, 전자파가 인덕터의 외부로 전이되는 것을 완전하게 방지하기 위해서는 복수의 차폐층으로 구성될 수 있는 것도 물론이다.

도5 를 참고하면, 상부 및 하부 코일 (121, 122) 의 도금 성장 방향은 바디의 W 방향임을 알 수 있다. 그 결과, 상부 및 하부 코일의 코일 두께의 합은 바디의 W 방향의 길이를 고려하여 결정된다. 이 경우, 인덕터의 W 방향으로의 길이가 충분하지 않은 경우라도 코일의 권취수를 충분히 증가시킴으로써 코일의 용량을 증대시킬 수 있기 때문에, 초소형 고용량 인덕터의 설계에 유리하다.

상기 인덕터 (100) 의 경우, 제1 내지 제3 단자 전극의 3 단자를 포함하기 때문에 종래 3단자 제품과 동일하게 실장이 가능하여, 기존의 Application 에 그대로 적용할 수 있으며, 예를 들어, AP, Charger, 및 Display 등의 컨버터 어플리케이션에 적용할 수가 있다.

또한, 상기 인덕터는 하면과 수직한 방향으로 코일을 형성하기 때문에, 바디의 두께에 제약이 있는 Low-Profile 의 초슬림 인덕터 제품으로 활용이 유리하다.

본 개시는 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 개시의 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 일예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

100: 인덕터
1: 바디
11: 기판
12: 코일부
121, 122: 상부 및 하부 코일
13: 차폐층
14: 절연층
4: 외부 절연층
21, 22: 제1 및 제2 단자 전극
23: 제3 단자 전극

Claims

기판;
상기 기판의 일면 및 타면 상에 각각 형성되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 코일부; 및
상기 기판 및 상기 코일부를 봉합하는 봉합부; 를 포함하는 바디와,
상기 바디의 하면 상에 형성되어 상기 제1 코일과 연결되는 제1 단자 전극, 및 상기 바디의 하면 상에 형성되어 상기 제2 코일과 연결되는 제2 단자 전극을 포함하고,
상기 제1 및 제2 단자 전극 사이에 배치되며 상기 바디의 하면 상에 배치되는 제3 단자 전극을 포함하고,
상기 바디를 감싸는 차폐층을 포함하고,
상기 차폐층은 상기 제3 단자 전극과 접촉 연결되는, 인덕터.
제1항에 있어서,
상기 바디는 상기 봉합부를 감싸도록 상기 봉합부와 상기 차폐층 사이에 배치되는 절연층을 더 포함하는, 인덕터.
제1항에 있어서,
상기 차폐층을 감싸는 외부 절연층을 더 포함하는, 인덕터.
제1항에 있어서,
상기 차폐층은 C, Al, Fe, Ni, Cr 중 하나 이상을 포함하는, 인덕터.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 코일은 비아에 의해 연결되는, 인덕터.
제5항에 있어서,
상기 비아는 상기 기판의 일면으로부터 타면을 관통하는, 인덕터.
제1항에 있어서,
상기 기판의 일면 및 타면은 상기 바디의 하면과 수직하도록 배치되는, 인덕터.
제1항에 있어서,
상기 바디는 상기 하면 및 이와 마주하는 상면을 포함하며, 상기 하면 및 상기 상면은 두께 방향을 따라 서로 마주하는, 인덕터.
제8항에 있어서,
상기 바디는 상기 두께 방향과 수직한 폭 방향으로 서로 마주하는 제1 측면 및 제2 측면을 더 포함하며, 상기 두께 방향 및 상기 폭 방향 각각과 수직한 길이 방향으로 서로 마주한 제1 단면 및 제2 단면을 더 포함하는, 인덕터.
제9항에 있어서,
상기 제1 및 제2 단자 전극은 상기 길이 방향을 따라 서로 이격된, 인덕터.
제9항에 있어서,
상기 제1 및 제2 단자 전극이 폭 방향을 따라 연장되는 길이는 서로 동일한, 인덕터.
제9항에 있어서,
상기 제1 및 제2 단자 전극의 각각이 폭 방향을 따라 연장되는 길이는 상기 제3 단자 전극이 폭 방향을 따라 연장되는 길이보다 짧은, 인덕터.
제1항에 있어서,
상기 차폐층 상에 상기 차폐층을 감싸는 외부 절연층이 더 배치되는, 인덕터.
제13항에 있어서,
상기 외부 절연층은 상기 바디 내 포함되는 절연층과 동일한 재질을 포함하는, 인덕터.
제1항에 있어서,
상기 차폐층과 상기 제1 및 제2 단자 전극은 서로 이격된, 인덕터.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 코일의 각각은 스파이럴 형상을 가지는, 인덕터.