KR102154202B1

KR102154202B1 - 코일 부품 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102154202B1
Application number: KR1020150133224A
Authority: KR
Inventors: 김형호; 김재광; 신상호
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2015-09-21
Filing date: 2015-09-21
Publication date: 2020-09-09
Also published as: US10026543B2; US20170084383A1; KR20170034657A

Abstract

권선부와 상기 권선부의 일 단으로부터 연장 형성된 플랜지부를 포함하는 코어, 상기 권선부에 권선된 코일, 상기 플랜지부에 형성된 리드, 및 상기 플랜지부와 결합되고, 상기 코일의 적어도 일부를 덮는 커버를 포함하는 코일 부품과 이를 제조하는 방법이 개시된다.

Description

코일 부품 및 그 제조방법{COIL COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 코일 부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.

전자 및 통신 기기의 비약적인 발달과 더불어 전자 및 통신 기기의 빈번한 사용 빈도에 따른 상호 간의 간섭에 의해 통신 장애 등의 문제가 자주 발생하고 있다. 이에 무선 통신 기기 및 멀티미디어 기기의 사용에 따라 발생되는 악화된 전자기적 환경을 개선하고자 각 국의 전자기 장애 규제가 강화되고 있다. 이러한 추세에 따라 근래에는 전자파 장애 제거 소자에 대한 개발이 요구되고, 그 부품 수요의 급증과 함께 기능의 복잡화, 고집적화 및 고효율화 측면으로 기술이 발전되고 있는 실정이다.

이와 같은 기술에 사용되는 파워 인덕터는 크게 구조 및 공법에 따라 적층형, 박막형, 권선형으로 나눌 수 있으며, 이들 각각은 적용 범위뿐만 아니라, 제조 방법에도 차이가 있다. 이 중 일반적으로 권선형 인덕터는 금형 내부에 권선형 코일을 위치시키고, 자성 분말을 충진한 후, 가압 성형하여 제조된다.

한국 공개특허공보 제10-2014-0038781호

본 발명의 목적 중 하나는, 제품 특성이 우수한 코일 부품을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적 중 하나는, 대량 생산이 용이한 코일 부품의 제조방법을 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명에서는 제품 특성이 우수한 코일 부품의 신규한 구조를 제안하고자 하며, 구체적으로, 코어, 코일 및 커버를 서로 다른 공정에서 각각 별도 제조하고, 이들을 조립함으로써 제품 특성이 우수한 코일 부품의 신규한 구조를 제안하고자 한다.

본 발명의 여러 효과 중 하나로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품은 인덕턴스 및 DC 바이어스(bias) 특성이 우수한 장점이 있다.

다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 사시도이다.
도 2는 도 1의 코일 부품의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 상면의 개구부와 권선부와의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시 예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 예를 들어, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

한편, 본 명세서에서 사용되는 "일 실시 예(one example)"라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 그러나, 아래 설명에서 제시된 실시 예들은 다른 실시예의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.

코일 부품

이하에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품을 설명하되, 특히 그 일 예로서 권선형 인덕터로 설명하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 사시도이고, 도 2는 도 1의 코일 부품의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품(100)은, 코어(10), 코일(20), 리드(30) 및 커버(40)를 포함한다.

코어(10)는 코일(20)이 권선되는 권선부(11)와 상기 권선부(11)의 일 단으로부터 연장 형성되어 코일 부품의 외관의 일부를 이루는 플랜지부(12)를 포함한다. 이때, 권선부(11)의 길이 방향 단면 형상은 특별히 한정하지 않으며, 원형, 타원형, 사각형 등 공지의 다양한 길이 방향 단면 형상을 가질 수 있다.

코어(10)는 자성 물질을 포함할 수 있으며, 자성 분말과 상기 자성 분말 사이에 개재하는 에폭시나 폴리이미드 등의 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.

구체적인 예로써, 상기 자성 분말은 자기 특성을 나타내는 페라이트 분말이나 금속 자성 분말일 수 있다. 또한, 상기 페라이트 분말은, Mn-Zn계 페라이트 분말, Ni-Zn계 페라이트 분말, Ni-Zn-Cu계 페라이트 분말, Mn-Mg계 페라이트 분말, Ba계 페라이트 분말 및 Li계 페라이트 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 상기 금속 자성 분말은, Fe, Si, Cr, Al, Nb, P, B, C, Co 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

코어(10)는 금형 내에 자성 분말을 충진한 후, 가압 성형하여 형성할 수 있다.

전술한 바와 같이, 일반적으로 권선형 인덕터는 금형 내부에 권선형 코일을 위치시키고, 자성 분말을 충진한 후, 가압 성형하여 제조되는데, 이 경우, 가압 성형하는 과정에서 코일의 절연층이 벗겨지거나, 코일의 위치가 틀어져 원하는 특성(인덕턴스, DC bias 특성 등)을 얻기 어려웠다.

그런데, 본 발명에서는 코어(10)와 커버(40)가 별도로 형성되기 때문에, 가압 성형시 높은 압력을 가할 수 있어 코어(10) 내 자성 물질의 충진율을 보다 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 별도 분리된 단계에서 코일의 권선을 수행할 수 있어 이에 따라 코일 절연층이 벗겨지거나, 코일의 위치가 틀어지는 문제를 해결할 수 있으며, 원하는 특성(인덕턴스, DC bias 특성 등)을 용이하게 구현할 수 있는 장점이 있다.

코일(20)은 구리(Cu) 또는 은(Ag) 등의 금속선으로 형성될 수 있으며, 나선부(21)와 상기 나선부(21)로부터 인출되는 적어도 하나 이상의 인출부(22)를 포함할 수 있다. 후술할 바와 같이, 인출부(22)는 리드(30)와 연결될 수 있다.

코일(20)은 단선에 한정되지 않으며, 연선이나 2개 이상의 선으로 이루어질 수 있다. 또한, 코일(20)은 원형의 단면 형상을 가지는 것에 한정되지 않으며, 사각형 등 공지의 다양한 단면 형상을 가질 수도 있다.

리드(30)는 외부 단자에 접속되어 전기적 신호를 제공받는 역할을 하는 것으로, 플랜지부(12)에 형성된다.

리드(30)는 코일(20)의 인출부(22)와 연결되며, 일 예에 따르면, 리드(30)와 인출부(22)는 용접에 의해 연결될 수 있다.

일 예에 따르면, 리드(30)의 적어도 일부는 플랜지부(12)에 임베딩되어 형성될 수 있다. 이 경우, 리드(30)가 코일 부품(100)으로부터 쉽게 탈락되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

일 예에 따르면, 리드(30)는 코일(20)의 일 측부로 절곡되어 형성될 수 있다. 이처럼 리드(30)가 코일(20)의 일 측부로 절곡되어 형성됨에 따라, 코일 부품(100)의 면적을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

일 예에 따르면, 리드(30)는 후술할 코일(20)의 상부를 덮는 커버(40)를 덮도록 절곡되어 형성될 수 있다. 이처럼 리드(30)가 커버(40)를 덮도록 절곡되어 형성됨에 따라, 코일 부품(100)의 면적을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 커버(40)가 코일 부품(100)으로부터 쉽게 탈락되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

커버(40)는 코일(20)을 보호하는 역할을 하는 것으로, 플랜지부(12)와 결합되고, 상기 코일(20)의 적어도 일부를 덮는다.

커버(40)의 재질은 특별히 한정하지 않으나, 누설 자속을 억제하여 제품 특성을 향상시키기 위해서는 자성 물질을 포함할 수 있으며, 자성 분말과 상기 자성 분말 사이에 개재하는 에폭시나 폴리이미드 등의 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.

커버(40) 또한 코어(10)와 마찬가지로, 금형 내에 자성 분말을 충진한 후, 가압 성형하여 형성할 수 있다.

일 예에 따르면, 커버(40)는 코일(20)의 일 측부를 덮도록 형성되어 있을 수 있다. 이 경우, 코일(20)의 대향하는 양 측부를 덮도록 형성되어 있는 경우와 비교할 때 커버(40)의 두께를 보다 두껍게 제작할 수 있어 코일 부품(100)의 기계적 강성을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

일 예에 따르면, 커버(40)는 코일(20)의 일 측부 및 상부를 덮도록 형성되어 있을 수 있다. 이 경우, 코일 부품(100)의 기계적 강성을 보다 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 코일(20)의 보호가 보다 용이한 장점이 있다.

일 예에 따르면, 코일의 상부를 덮는 커버에는 개구부(41)가 형성되어 있을 수 있다. 이 경우, 상기 개구부(41)에는 코어(10)의 권선부(11)의 일 단이 결착되어 있을 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 상면의 개구부와 권선부와의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 개구부(41)의 면적은 코어(10)의 권선부(11)의 길이 방향 단면의 면적보다 클 수 있다. 이 경우, 코어(10)와 커버(40) 간 결합이 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 개구부(41)의 중심과 권선부(11)의 중심은 서로 이격되어 형성되어 있을 수 있다. 이 경우, 커버(40)가 코일 부품(100)으로부터 쉽게 탈락되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

코일 부품의 제조방법

이하에는 상술한 구조를 갖는 코일 부품을 제조하는 방법의 일 예를 설명한다.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 도면이다.

먼저, 도 4a를 참조하면, 리드(30)를 포함하는 리드 프레임(35)을 준비한다.

상술한 구조를 갖는 코일 부품은 반드시 리드 프레임(35)을 이용하여 제조하여야 하는 것은 아니나, 이와 같이 리드 프레임(35)을 이용하여 제조할 경우, 코일 부품(100)의 내진동성 및 신뢰성이 개선될 뿐만 아니라, 대형 사이즈의 코일 부품(100) 제조가 용이하고, 대량 생산이 용이한 장점이 있다.

한편, 도 4a에는 리드 일체가 연결되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 추후 코어(10)에 임베딩되는 영역에는 리드(30)가 단절되어 형성되어 있을 수 있음은 물론이다.

다음으로, 도 4b를 참조하면, 권선부(11)와 상기 권선부(11)의 일 단으로부터 연장 형성된 플랜지부(12)를 포함하는 코어(10)를 형성한다.

일 예에 따르면, 리드(30)의 적어도 일부가 플랜지부(12)에 임베딩 되도록 형성할 수 있다.

또한, 일 예에 따르면, 코어(10)는 금형 내에 리드(30)의 적어도 일부를 위치시키고, 자성 분말을 충진한 후, 가압 성형하여 형성할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

다음으로, 도 4c를 참조하면, 코어(10)의 권선부(11)에 코일(20)을 권선한다.

일 예에 따르면, 코일(20)은 하나 이상의 인출부(22)을 가질 수 있으며, 인출부(22)는 리드(30)와 용접에 의해 결합될 수 있다. 인출부(22)와 리드(30)를 용접하는 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면, 저항용접(Resistance Welding) 방법에 의할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 도 4d를 참조하면, 코어(10)의 권선부(11)의 적어도 일부를 덮는 커버(40)를 코어(10)에 결합한다.

이때, 커버(40)는 코어(10)와 별도의 공정에서 제작되며, 커버(40) 역시 코어(10)와 마찬가지로 금형 내에 자성 분말을 충진한 후, 가압 성형하여 형성할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

다음으로, 도 4e 및 도 4f를 참조하면, 리드 프레임(35)으로부터 리드(30)를 절단한 후, 상기 리드(30) 중 외부로 노출된 부분을 코일의 상부를 덮는 커버를 덮도록 절곡함으로써, 코일 부품(100)의 제조를 완성할 수 있다.

상기의 설명을 제외하고 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 특징과 중복되는 설명은 여기서는 생략하도록 한다.

본 발명은 상술한 실시형태 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.

10: 코어 11: 권선부
12: 플랜지부 20: 코일
21: 나선부 22: 인출부
30: 리드 35: 리드 프레임
40: 커버 41: 개구부
100: 코일 부품

Claims

권선부와 상기 권선부의 일 단으로부터 연장 형성된 플랜지부를 포함하는 코어;
상기 권선부에 권선된 코일;
상기 플랜지부에 형성된 리드; 및
상기 플랜지부와 결합되고, 상기 코일의 적어도 일부를 덮는 커버; 를 포함하고,
상기 코일은 상기 권선부와 연결된 상기 플랜지부의 일면에 안착되어 상기 플랜지부의 일면에 접촉하고,
상기 리드의 적어도 일부는 상기 플랜지부에 임베딩되어 형성되는,
코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 커버는 상기 코일의 일 측부를 덮는 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 커버는 상기 코일의 일 측부 및 상부를 덮는 코일 부품.
제3항에 있어서,
상기 코일의 상부를 덮는 커버에 개구부가 형성된 코일 부품.
제4항에 있어서,
상기 개구부에 상기 권선부의 나머지 일 단이 결착된 코일 부품.
제5항에 있어서,
상기 개구부의 면적은 상기 권선부의 길이 방향 단면의 면적보다 큰 코일 부품.
제6항에 있어서,
상기 개구부의 중심과 상기 권선부의 중심은 서로 이격되어 형성된 코일 부품.
삭제
제1항에 있어서,
상기 리드는 상기 코일의 일 측부로 절곡되어 형성된 코일 부품.
제3항에 있어서,
상기 리드는 상기 코일의 상부를 덮는 커버를 덮도록 절곡되어 형성된 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 코일은 적어도 하나 이상의 인출부를 가지며, 상기 인출부는 상기 리드와 연결되는 코일 부품.
리드를 포함하는 리드 프레임을 준비하는 단계;
권선부와 상기 권선부의 일 단으로부터 연장 형성된 플랜지부를 포함하는 코어를 형성하는 단계;
상기 권선부에 코일을 권선하는 단계;
상기 코일의 적어도 일부를 덮는 커버를 상기 플랜지부에 결합하는 단계; 및
상기 리드를 상기 리드 프레임으로부터 절단하는 단계; 를 포함하고,
상기 코어를 형성하는 단계에서, 상기 리드의 적어도 일부는 상기 플랜지부에 임베딩되도록 형성되고,
상기 코일은 상기 권선부와 연결된 상기 플랜지부의 일면에 안착되어 상기 플랜지부의 일면에 접촉하는,
코일 부품의 제조방법.
삭제
제12항에 있어서,
상기 코어 및 상기 커버 각각은 금형 내에 자성 분말을 충진한 후, 가압 성형하여 형성하는 코일 부품의 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 권선부에 코일을 권선한 후,
상기 코일의 적어도 하나의 인출부와 상기 리드를 용접에 의해 연결하는 단계를 더 포함하는 코일 부품의 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 커버는 상기 코일의 일 측부 및 상부를 덮으며,
상기 리드를 상기 리드 프레임으로부터 절단한 후, 상기 리드를 상기 코일의 상부를 덮는 커버를 덮도록 절곡하는 단계를 더 포함하는 코일 부품의 제조방법.