KR102171679B1 - 코일 전자 부품 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리드를 갖는 코일이 내부에 배치된 자성체 바디 및 상기 자성체 바디의 내부에서 리드와 연결되며, 상기 자성체 바디의 외측으로 노출되어 접힌 리드 프레임을 포함하며, 상기 리드 프레임은 상기 자성체 바디의 길이 방향 양 측면으로 접힌 측면부와 하면으로 접힌 하면부를 가지며, 상기 자성체 바디의 내부에 배치된 영역은 폴딩(folding)된 코일 전자부품에 관한 것이다.
Description
본 발명은 코일 전자 부품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
칩 전자부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항, 커패시터와 더불어 전자회로를 이루어 노이즈(Noise)를 제거하는 대표적인 수동소자이다.
최근 스마트폰, Tablet PC 등 휴대 기기의 발전에 따라 높은 속도의 APU 및 넓은 디스플레이의 확대로 기존 페라이트 인덕터로는 이에 필요한 충분한 정격 전류를 발휘하지 못하고 있다.
따라서, 최근 DC-bias 특성이 좋은 금속 파우더와 유기물을 복합한 금속 복합 인덕터 등이 많이 등장하고 있으며, 그 주류는 권선형 인덕터이다.
권선형 인덕터는 평각 권선형, Edge-wise 권선형, 리드 프레임 타입 및 금속 몰드 권선형 등이 있으며, 그 중 리드 프레임 타입은 대형 금속 권선 인덕터의 주류인 형태이지만, 소형화에 난점이 있다.
한편, 리드 프레임 타입 인덕터 제작시 인덕터의 특성을 극대화하기 위하여 코일을 자성체 바디의 하면에 수직으로 세워서 제작하는 경우가 있다.
그러나, 코일을 자성체 바디의 하면에 수직으로 세울 경우 리드 프레임과 연결이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 금속 프레임의 일부를 폴딩(folding)하여 리드 프레임을 제작함으로써 직류저항(Rdc) 및 우수한 DC-bias 특성을 구현할 수 있는 코일 전자 부품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 리드를 갖는 코일이 내부에 배치된 자성체 바디 및 상기 자성체 바디의 내부에서 리드와 연결되며, 상기 자성체 바디의 외측으로 노출되어 접힌 리드 프레임을 포함하며, 상기 리드 프레임은 상기 자성체 바디의 길이 방향 양 측면으로 접힌 측면부와 하면으로 접힌 하면부를 가지며, 상기 자성체 바디의 내부에 배치된 영역은 폴딩(folding)된 코일 전자부품을 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태는 일부가 폴딩(folding)된 부분을 갖는 금속 프레임을 마련하는 단계와 상기 금속 프레임 상에 리드를 갖는 코일을 배치하고, 상기 금속 프레임의 폴딩(folding)된 부분과 상기 리드를 용접하는 단계 및 상기 금속 프레임 상에 자성 시트를 적층하고 절단하여 자성체 바디를 마련하는 단계를 포함하는 코일 전자부품의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 금속 프레임의 일부를 폴딩(folding)하여 리드 프레임을 제작함으로써, 수직 방향 코일의 새로운 리드 프레임 구조를 제공할 수 있어, 간단한 공정으로 낮은 직류저항 (Rdc) 및 우수한 DC-bias 특성을 갖는 코일 전자부품을 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 금속 프레임 상에 코일을 용접 및 절단함으로써, 코일의 위치 정밀도 및 리드 프레임 형성의 문제를 동시에 해결하며, 간단한 공정으로 낮은 직류저항 (Rdc) 및 우수한 DC-bias 특성을 갖는 코일 전자부품을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 코일과 리드 및 리드 프레임이 나타나게 도시한 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 의한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품의 코일과 리드 및 리드 프레임이 나타나게 도시한 개략 사시도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법을 나타내는 공정도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 의한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품의 코일과 리드 및 리드 프레임이 나타나게 도시한 개략 사시도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법을 나타내는 공정도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 코일과 리드 및 리드 프레임이 나타나게 도시한 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 의한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품은 리드(21, 22)를 갖는 코일(20)이 내부에 배치된 자성체 바디(10) 및 상기 자성체 바디(10)의 내부에서 리드(21, 22)와 연결되며, 상기 자성체 바디(10)의 외측으로 노출되어 접힌 리드 프레임(31, 32)을 포함하며, 상기 리드 프레임(31, 32)은 상기 자성체 바디의 길이 방향 양 측면으로 접힌 측면부(31b, 32b)와 하면으로 접힌 하면부(31c, 32c)를 가지며, 상기 자성체 바디(10)의 내부에 배치된 영역(31a, 32a)은 폴딩(folding)된다.
상기 리드 프레임(31, 32)에서 상기 자성체 바디의 내부에 배치된 영역(31a, 32a)은 두 번 폴딩될 수 있으며, 후술하는 바와 같이 본 발명의 다른 실시형태에 따르면 한 번 폴딩될 수도 있다.
자성체 바디(10)는 실장면으로 제공되는 하면과 이에 대응되는 상면, 길이 방향의 양 측면 및 폭 방향의 양 측면을 구비할 수 있다.
상기 자성체 바디(10)의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 육면체 형상일 수 있으며, 이때, 상기 육면체의 방향은 도 1에 표시된 x가 길이 방향, y가 폭 방향, z가 두께 방향을 나타낼 수 있다.
자성체 바디(10)는 내부에 코어 부재를 포함할 수 있다. 이때, 상기 코어 부재는 소정의 권선 수를 얻기 위하여 필요한 코일(20)의 길이 보다 짧게 할 수 있도록, 단면이 원형 또는 원형 형상일 수 있다.
또한, 상기 코어 부재는 전체적으로 기둥 형상일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 상기 자성체 바디(10)는 상기 리드 프레임(31, 32)을 통해 상기 코일(20)에 전류가 인가되면, 상기 코어 부재에 코일(20)에서 유도되는 자속이 지나가는 경로(자로, magnetic path)가 형성될 수 있다.
상기 자성체 바디(10)는 자성 합금 입자와 상기 자성 합금 입자 사이에 포함되는 절연 재료로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 자성 합금 입자는 전기 저항이 높고, 자력 손실이 적으며, 조성 변화를 통한 임피던스 계가 용이한 Fe-Cr-Si 합금 또는 Fe-Si-Al 합금 등의 입자일 수 있다. 또한, 열 변화성 절연 재료에는 에폭시 수지나 페놀 수지 또는 폴리에스테르 등을 이용할 수 있다.
상기 코일(20)은 소정의 권선 수로 권선 되는 나선부와 상기 나선부의 양단으로 인출되는 리드(21, 22)를 포함할 수 있다.
상기 코일(20)은 구리(Cu) 또는 은(Ag) 등으로 이루어질 수 있는 금속선으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 코일(20)은 단선에 한정되지 않으며, 연선이나 2개 이상의 선으로 이루어질 수도 있다. 또한, 상기 코일(20)의 금속선은 원형의 단면 형상을 가지는 것에 한정되지 아니하며, 사각형의 단면 형상을 가질 수도 있다.
일 실시예로는, 플랫 와이어 코일(flat wire coil) 형태로서, α감음 방식으로 권선될 수 있다.
또한, 나선부로부터 각각 인출되는 한 쌍의 리드(21, 22)는 상기 자성체 바디(10)의 길이 방향의 양 측면에 형성되는 리드 프레임(31, 32)과 접속될 수 있도록 연장될 수 있다.
즉, 도 1을 기준으로 상기 나선부의 일단으로부터 인출되는 좌측의 리드(21)는 좌측의 리드 프레임(31)과 접속되며, 나선부의 타단으로부터 인출되는 우측의 리드(22)는 우측의 리드 프레임(32)과 접속될 수 있다.
상기 리드 프레임(31, 32)은 상기 자성체 바디(10)의 길이 방향 양 측면으로 접힌 측면부(31b, 32b)와 하면으로 접힌 하면부(31c, 32c)를 갖는다.
또한, 상기 리드 프레임(31, 32)에서 상기 자성체 바디(10)의 내부에 배치된 영역(31a, 32a)이 폴딩(folding)된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 리드 프레임(31, 32)에서 상기 자성체 바디(10)의 내부에 배치된 영역(31a, 32a)은 두 번 폴딩될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 후술하는 바와 같이 본 발명의 다른 실시형태에 따르면 한 번 폴딩될 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 코일(20)은 상기 자성체 바디(10)의 하면에 수직으로 배치될 수 있다.
일반적으로, 제품의 소형화가 진행됨에 따라 코일 전자부품에 있어서 폭보다 두께가 큰 제품들이 많이 개발되고 있다.
특히, 최근 0.8 mm 두께 제한이 있는 경우 1608 사이즈 (길이×폭×두께가 1.6mm×0.8mm×0.8mm)의 제품은 폭과 두께가 모두 0.8 mm 로서 동일하므로 문제가 없으나, 1005 사이즈 (길이×폭×두께가 1.0mm×0.5mm×0.5mm)의 제품의 경우 두께를 0.5 mm로 제작할 경우 위로 두께를 높여 부피를 크게 함으로써 전기적 특성을 개선할 수 있다.
낮은 직류저항 (Rdc) 및 우수한 DC-bias 특성의 코일 설계를 위해서는 코일 내면적이 넓은 방향으로 권선되는 것이 유리하기 때문에 인덕터의 코일이 자성체 바디의 하면 즉 실장면에 대하여 수직으로 권선되는 구조를 제작하고 있다.
그런데, 코일이 실장면에 대하여 수직으로 배치되는 경우 리드의 인출 방향이 접는 방향과 90도로 틀어지기 때문에 기존의 방향으로는 리드를 굽히기가 어려우며, 이로 인해 코일 전자부품의 리드 프레임 형성이 곤란한 문제가 있다.
이를 해결하기 위해서는 리드를 제외하고 성형한 후 리드를 외부에서 용접 또는 납땜하는 방법 등도 가능하지만 공정이 복잡해지는 문제가 있었다.
즉, 일반적으로 실장면에 수평으로 배치되는 코일의 구조에서는 리드를 같은 방향으로 두 번 굽힘으로써, 리드 프레임를 형성할 수 있으나, 본 발명의 일 실시형태와 같이 코일이 실장면에 수직으로 배치될 경우에는 같은 방향으로 굽힐 경우 자성체 바디의 외측에 리드 프레임 형성이 어렵다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 리드 프레임(31, 32)에서 상기 자성체 바디(10)의 내부에 배치된 영역(31a, 32a)이 폴딩(folding)된 구조를 제공한다.
즉, 코일이 실장면에 대하여 수직으로 배치되더라도 새로운 리드 프레임 구조를 통해 간단한 공정으로 리드 프레임을 구현할 수 있어 낮은 직류저항 (Rdc) 및 우수한 DC-bias 특성을 갖는 코일 전자부품을 구현할 수 있다.
상기 코일(20)에 전류 인가시 자기장 방향은 상기 자성체 바디(10)의 폭 방향일 수 있다.
상기 리드(21, 22)와 리드 프레임(31, 32)은 일체로 형성되며, 상기 리드 프레임(31, 32)의 측면부(31b, 32b)는 상기 자성체 바디(10)의 길이 방향 측면에서 두께 방향으로 접어서 형성되고, 하면부(31c, 32c)는 상기 자성체 바디(10)의 하면으로 접어서 형성된다.
상기 리드(21, 22)와 리드 프레임(31, 32)은 용접 또는 납땜 등의 방법으로 결합될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2를 참조하면, 코일(20) 주변의 공간은 자성체 바디(10)로서 자성 재료에 의하여 채워지며, 코일(20)의 양 종단들 각각은 리드 프레임들(31, 32)과 연결된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 코일(20)은 자성체 바디(10)의 중앙에 위치할 수도 있으며, 설계상 또는 제조 공정상의 필요에 의하여 자성체 바디(10)의 상단 또는 하단에 위치할 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 코일(20)은 기판을 포함하는 지지부재(미도시)의 적어도 일부를 이용하여 형성된 캐비티 내에 안착되고, 그 코일의 주변 공간은 자성체 수지 복합체로 채워질 수 있다. 이를 통하여 코일(20)은 안정적으로 자성체 바디(10) 내에 실장될 수 있을 뿐만 아니라, 인덕터도 소형화될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품의 코일과 리드 및 리드 프레임이 나타나게 도시한 개략 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품에 있어서 코일(20)과 코일의 양단에서 인출된 리드(21, 22) 및 상기 리드(21, 22)와 결합되는 리드 프레임(31, 32)이 도시된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품은 상기 리드 프레임(31, 32)에서 상기 자성체 바디(10)의 내부에 배치된 영역(31a, 32a)이 한 번 폴딩된 것을 제외하면 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 전자부품의 구조와 동일하다.
즉, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면 상기 리드 프레임(31, 32)은 한 번 폴딩된 자성체 바디(10)의 내부에 배치된 영역(31a, 32a)과 자성체 바디(10)의 길이 방향 단면에 배치되며, 두께 방향으로 접힌 측면부(31b, 32b)와 하면으로 접힌 하면부(31c, 32c)를 갖는 구조를 포함한다.
이로 인하여, 간단한 공정으로 낮은 직류저항 (Rdc) 및 우수한 DC-bias 특성을 갖는 코일 전자부품을 구현할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법을 나타내는 공정도이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법은 일부가 폴딩(folding)된 부분(31a, 32a)을 갖는 금속 프레임(30)을 마련하는 단계와 상기 금속 프레임(30) 상에 리드(21, 22)를 갖는 코일(20)을 배치하고, 상기 금속 프레임(30)의 폴딩(folding)된 부분(31a, 32a)과 상기 리드(21, 22)를 용접하는 단계 및 상기 금속 프레임(30) 상에 자성 시트(11)를 적층하고 절단하여 자성체 바디(10)를 마련하는 단계를 포함한다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법은 우선 내부에 적어도 부분적으로 가공된 공간과 일부가 폴딩(folding)된 부분(31a, 32a)이 형성되도록 금속 프레임(30)을 마련한다.
도 4b를 참조하면, 상기 가공된 공간에 리드(21, 22)를 갖는 코일(20)을 배치한다.
도 4c를 참조하면, 상기 금속 프레임(30)과 코일(20)을 매설하는 자성체 바디(10)를 마련하기 위하여 상기 금속 프레임(30) 상에 자성 시트(11)를 적층하고 절단한다.
즉, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 코일 전자부품의 제조방법에 따르면 자성체 바디(10)를 마련하는 단계 이후에 자성체 바디에서 노출된 금속 프레임(30)을 절곡하여 상기 자성체 바디(10)의 길이 방향 측면에 배치된 측면부(31b, 32b)와 하면에 배치된 하면부(31c, 32c)를 갖는 코일 전자부품을 제공할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
10 : 자성체 바디 11: 자성체 시트
20 : 코일 21, 22 : 리드
30: 금속 프레임 31, 32 : 리드 프레임
20 : 코일 21, 22 : 리드
30: 금속 프레임 31, 32 : 리드 프레임
Claims (8)
- 일 방향의 축을 중심으로 권선되는 나선부, 및 상기 나선부의 양단으로 인출되는 리드를 갖는 플랫 와이어(flat wire) 코일이 내부에 배치된 자성체 바디; 및
상기 자성체 바디의 내부에서 상기 리드와 연결되며, 상기 자성체 바디의 외측으로 노출되어 접힌 리드 프레임;을 포함하며,
상기 리드 프레임은 상기 자성체 바디의 길이 방향 양 측면으로 접힌 측면부와 하면으로 접힌 하면부를 가지며, 상기 자성체 바디의 내부에 배치된 영역은 폴딩(folding)되고,
상기 자성체 바디의 두께 방향을 기준으로,
상기 리드는 상기 리드 프레임의 상기 자성체 바디의 내부에 배치된 영역보다 상부에 위치하도록 상기 리드 프레임의 상기 자성체 바디의 내부에 배치된 영역과 접촉하며,
상기 나선부는, 상기 일 방향이 상기 자성체 바디의 하면과 나란하도록 상기 리드와 상기 리드 프레임 사이에 배치되는, 코일 전자부품.
- 제 1항에 있어서,
상기 리드 프레임에서 상기 자성체 바디의 내부에 배치된 영역은 두 번 폴딩된 코일 전자부품.
- 제 1항에 있어서,
상기 리드 프레임에서 상기 자성체 바디의 내부에 배치된 영역은 한 번 폴딩된 코일 전자부품.
- 삭제
- 일부가 폴딩(folding)된 부분을 갖는 금속 프레임을 마련하는 단계;
일 방향의 축을 중심으로 권선되는 나선부, 및 상기 나선부의 양단으로 인출되는 리드를 갖는 플랫 와이어(flat wire) 코일을 상기 금속 프레임 상에 배치하고, 상기 금속 프레임의 폴딩(folding)된 부분과 상기 리드를 용접하는 단계; 및
상기 금속 프레임 상에 자성 시트를 적층하고 절단하여 자성체 바디를 마련하는 단계;를 포함하고,
상기 자성체 바디의 두께 방향을 기준으로,
상기 리드는 상기 금속 프레임의 상기 폴딩(folding)된 부분보다 상부에 위치하도록 상기 금속 프레임의 상기 폴딩(folding)된 부분과 접촉하며,
상기 나선부는, 상기 일 방향이 상기 자성체 바디의 하면과 나란하도록 상기 리드와 상기 금속 프레임 사이에 배치되는, 코일 전자부품의 제조방법.
- 제 5항에 있어서,
상기 폴딩(folding)된 부분은 두 번 폴딩된 코일 전자부품의 제조방법.
- 제 5항에 있어서,
상기 폴딩(folding)된 부분은 한 번 폴딩된 코일 전자부품의 제조방법.
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020150118731A KR102171679B1 (ko) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | 코일 전자 부품 및 이의 제조방법 |
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