KR102173774B1 - 코일 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

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윤황석
전충규
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주식회사 엠에스티테크
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Abstract

본 발명은 코일 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 베이스 보빈(110)과 코일(120)을 포함하는 본체(100) 및 상기 본체(100)에 결합되는 코어(200)를 포함하고, 상기 베이스 보빈(110)은 권선부(111)와 상기 권선부(111)의 양측에 형성되고 그 사이에 상기 권선부(111)와 연결되는 권선 공간을 제공하는 상부 및 하부 플랜지(113,114)를 포함하며, 상기 권선부(111)와 상기 권선 공간에 코일(120)이 한층으로 권선되어 있다. 본 발명은 두께가 얇은 슬림 타입으로 제조할 수 있고, 권선 공간을 최대로 확보하여 코일의 권선수를 확보할 수 있는 이점이 있다.

Description

코일 모듈 및 그 제조방법{COIL MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 코일 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두께가 얇은 슬림 타입의 코일 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
일반적으로 코일 모듈은 TV, 모니터, 컨버터 등에 안정적인 전원 공급을 위해 사용된다. 코일 모듈은 전류가 흐르는 코일, 코일을 둘러싸는 코어 및 기판 실장을 위해 형성되는 외부 단자로 구성된다. 이러한 코일 모듈은 기판의 표면에 실장되어 전력을 내부 회로에 필요한 전압으로 변환한다.
그런데, 최근 전자기기의 슬림화가 가속화되면서 기판에 실장되는 부품의 기판 실장 높이를 줄이는 것이 선호되고 있다.
그에 따라, 코일 모듈의 기판 실장 높이를 줄이기 위하여 코일 모듈을 두께가 얇은 슬림 타입으로 제조하는 것이 필요하다. 그런데, 코일 모듈의 두께가 얇아지면 코일의 권선 공간을 확보하기 어려워 원하는 허용 전류의 설계가 어렵고, 내습 등 환경 신뢰성이 취약하므로 코일 모듈의 구조적 안정성도 고려해야 하는 등 여러 가지 문제가 있다.
본 발명의 목적은 두께가 얇은 슬림 타입으로 제조할 수 있고 권선 공간을 최대로 확보할 수 있는 구조의 코일 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 절연 성능을 높이고 구조적 안정성을 높일 수 있는 코일 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 베이스 보빈과 코일을 포함하는 본체와 본체에 결합되는 코어를 포함하고, 베이스 보빈은 권선부와 권선부의 양측에 상하로 형성되고 그 상하 사이에 권선부와 연결되는 권선 공간을 제공하는 상부 및 하부 플랜지를 포함하며, 권선부와 권선 공간에 코일이 한층으로 권선되어 있다.
권선부는 평행한 두 개의 직선바로 형성되고, 두 개의 직선바의 양측에 권선 공간을 제공하는 상부 및 하부 플랜지가 형성되어 코일을 한층으로 권선할 수 있다.
직선바와 상기 권선 공간의 높이는 코일의 선경에 대응될 수 있다.
권선 공간의 높이는 안쪽에 비해 바깥쪽이 낮을 수 있다.
베이스 보빈은 상부 플랜지에 다수 개의 인출홈이 형성되고 인출홈을 통해 코일의 단부가 베이스 보빈의 상부로 인출된다.
상부 플랜지는 인출홈을 형성하는 다수 개의 측벽을 포함하고, 측벽 중 적어도 하나 이상의 선단에 고정부를 포함하며, 고정부에 코일의 단부가 걸려 위치 고정된다.
베이스 보빈은 몰딩부에 의해 몰딩되어 있다.
몰딩부의 외부로 코일의 단부가 인출된다.
몰딩부에 결합되고 코일의 단부에 연결되는 단자를 포함한다.
단자는 몰딩부에 끼움 결합되는 클립 형태이다.
단자는 단면이 ㄷ자 형상으로 형성된다.
단자는 ㄷ자 형상의 일측에 몰딩부에 밀착되면서 외부로 인출된 코일의 단부를 눌러 압입시키는 탄성 압입부가 형성된다.
본체는 하면의 중앙 부분이 기판에 형성한 절개부에 삽입되고 하면의 양측이 기판의 상면에 안착되도록, 하면 양측에 단차면이 형성된다.
기판의 상면에 형성한 기판 회로와 연결될 수 있도록 단차면에 코일과 연결된 단자가 위치된다.
코일 모듈 제조방법은 1차 사출하여 코어 결합공과 권선부가 형성되는 베이스 보빈을 형성하는 단계와 베이스 보빈에 코일을 한층으로 복수 회 권선하는 단계와 베이스 보빈에 권선된 코일을 감싸고 상기 코일의 단부가 외부로 인출되도록, 상기 베이스 보빈 및 코일에 몰딩부를 2차 사출하여 본체를 형성하는 단계와 코일의 단부를 상기 본체에 형성된 단자 결합홈에 접어 위치시키는 단계와 코일의 단부가 위치한 단자 결합홈에 단자를 끼움 결합하는 단계와 본체에 코어를 결합하는 단계를 포함한다.
단자 결합홈에 단자를 끼움 결합하는 단계는, 단자 결합홈에 ㄷ자 형상으로 형성되는 단자를 끼움 결합하는 단계와 ㄷ자 형상의 일측에 돌출 형성된 탄성 압입부를 몰딩부에 밀착시켜 몰딩부에서 외부로 인출된 코일의 단부를 눌러 압입시키는 단계를 포함한다.
단자 결합홈에 단자를 끼움 결합하는 단계는, 단자의 내면에 접착제를 도포하여, 단자를 코일의 단부와 함께 단자 결합홈에 접합시킨다.
본 발명은 두 개의 평한한 직선바를 이용하여 코일을 권선함으로써 두께가 얇은 슬림 타입으로 제조할 수 있고 기판에 실장되는 높이를 최소화할 수 있으며, 직선바의 양측에 상부 및 하부 플랜지를 두어 권선 공간을 확대하므로 얇은 두께에도 코일의 권선수를 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 몰딩부를 통한 코일의 밀폐로 내습이 강화되어 구조적 안정성이 보장되고 제품 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 단자가 클립 형태이므로 코일 모듈을 기판에 실장할 때 플립칩 형태로 실장이 가능하여 기판 실장 높이를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기판에 실장될 때 기판에 절개부를 두어 기판에 삽입식으로 배치하고 코일 모듈의 단차면에 단자를 위치하여 기판 회로와 접촉하므로 기판 실장 높이를 최소로 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 코일 모듈의 상면을 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 코일 모듈의 하면을 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 코일 모듈의 내부를 보인 투시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 본체에 상부 코어와 하부 코어가 결합되기 전 상태를 보인 사시도이다.
도 5는 도 4의 A-A 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 베이스 보빈을 보인 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 베이스 보빈에 코일을 권선한 모습을 보인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 베이스 보빈에 몰딩부를 결합하여 형성한 본체를 보인 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 코일 모듈 제조방법을 보인 과정도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 코일 모듈을 기판에 실장하는 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 11은 도 10의 B-B 단면도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 코일 모듈의 상면을 보인 사시도이다.
도 1에 도시된 바에 의하면, 본 발명의 코일 모듈(10)은 본체(100)와 본체(100)에 결합되는 코어(200)를 포함한다.
본체(100)는 내부에 코일을 포함하고 외부에 코일과 연결된 단자(140)를 포함한다. 본체(100)는 코일을 물리적으로 단단히 감고 외부와 전기적으로 절연한다. 본체(100)는 두께가 얇은 초소형 슬림 타입으로 형성한다. 본체(100)는 두께를 4.5mm 이하로 제조할 수 있다. 일 예로, 본체(100)는 두께가 2.9mm, 폭이 27mm, 길이가 48.1mm로 제조할 수 있다.
본체(100)는 1차 코일만 권선된다. 1차 코일의 일단과 타단이 본체(100)의 일측으로 인출되어 단자(140)와 연결된다. 본체(100)는 일측에 1차 코일의 일단 및 타단과 연결되는 단자(140)가 구비되고 반대되는 타측에는 단자(140)와 밸런스를 맞추기 위한 가단자(150)가 구비된다. 단자(140)와 가단자(150)의 형상은 동일하다.
코어(200)는 상부 코어(200)와 하부 코어(200)를 포함한다. 상부 코어(200)는 본체(100)의 상부에서 결합되고 하부 코어(200)는 본체(100)의 하부에서 결합된다. 상부 코어(200a)와 하부 코어(200b)는 코일을 둘러싸 자로를 형성한다. 상부 코어(200a)와 하부 코어(200b)는 자성 재료로 형성된다. 자성 재료는 강한 자속을 얻을 수 있는 강자성 물질로 이루어지며, 높은 주파수에서 손실이 적은 페라이트 코어를 사용할 수 있다. 일 예로, 자성 재료는 Mn-Zn 페라이트 코어를 사용할 수 있다.
본체(100)는 상면이 평평한 평면 형상으로 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 코일 모듈의 하면을 보인 사시도이다.
도 2에 도시된 바에 의하면, 본체(100)는 하면의 양측이 중간 부분에 비해 하부로 단차진 단차면(135)을 형성한다. 본체(100)의 하면의 양측 단차면(135)은 기판 실장시 기판의 표면과 접촉된다. 기판은 절개부를 포함하며, 본체(100)는 기판의 절개부에 삽입식으로 실장되고 양측 단차면(135)이 기판의 표면에 접촉되어 기판 회로와 연결되도록 함으로써 코일 모듈(10)의 기판 실장 높이를 줄일 수 있다. 기판의 절개부에 대해서는 후술할 도 10에서 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 코일 모듈의 내부를 보인 투시도이다.
도 3에 도시된 바에 의하면, 본체(100)는 내부에 코일(120)을 포함한다. 본체(100)는 절연 재질로 형성되어 코일(120)을 외부와 절연하고 내습 등으로부터 코일(120)을 보호한다. 코일(120)은 베이스 보빈(110)에 권선되고, 베이스 보빈(110) 및 코일(120)에 몰딩부(130)가 사출되어 본체(100)가 형성된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 본체에 상부 코어와 하부 코어가 결합되기 전 상태를 보인 사시도이고, 도 5는 도 4의 A-A 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바에 의하면, 본체(100)는 베이스 보빈(110), 코일(120), 몰딩부(130) 및 단자(140)를 포함한다. 코일(120)은 베이스 보빈(110)에 권선된다. 몰딩부(130)는 베이스 보빈(110)에 권선된 코일(120)을 감싸고 코일(120)의 단부가 외부로 인출되도록, 베이스 보빈(110) 및 코일(120)에 결합되어 사출된다. 코일(120)은 몰딩부(130)에 의해 감싸져 외부로 노출되지 않으며, 코일(120)의 일측 단부(120a)와 타측 단부(120b)는 몰딩부(130)의 일측으로 인출된다. 단자(140)는 몰딩부(130)에 끼움 결합되고 몰딩부(130)의 외부로 인출된 코일(120)의 단부에 연결된다.
몰딩부(130)는 단자(140)가 끼움 결합되는 단자 결합홈(131)이 형성된다. 단자 결합홈(131)은 몰딩부(130)의 양측 외측면에 다수 개가 형성될 수 있다. 단자 결합홈(131)에 단자(140)가 끼움 결합된다. 실시예에서 단자 결합홈(131)은 몰딩부(130)의 길이방향 양측에 2개씩 4개가 형성된다. 단자 결합홈(131)의 개수는 베이스 보빈(110)에 권선되는 코일의 개수에 대응하여 변경 가능하다.
단자(140)는 몰딩부(130)의 양측 외측면의 단자 결합홈(131)에 끼움 결합되는 클립 형태이다. 단자(140)는 단자 결합홈(131)에 끼움 결합이 용이하도록 입구가 탄성에 의해 벌어지는 형상이다. 일 예로, 단자(140)는 ㄷ자 형상으로 형성된다. 실시예에서, 단자(140)는 ㄷ자 형상의 탄성 끼움부(141)와 탄성 끼움부(141)의 일측에 돌출 형성된 탄성 압입부(142)를 포함하는 형상으로 형성된다. 탄성 압입부(142)는 몰딩부(130)에 밀착되면서 외부로 인출된 코일의 단부(120a,120b)를 눌러 몰딩부(130)에 압입시킨다. 단자(140)는 전기적 연결을 위하여 전도성 재질로 형성된다. 일 예로, 단자(140)는 구리 또는 구리합금 재질로 형성될 수 있다.
몰딩부(130)는 베이스 보빈(110)에 결합되어 코어 결합부(132), 몰딩 플랜지(133) 및 단차면(135)을 형성한다. 코어 결합부(132)는 중앙에 코어 결합공(112)이 형성되어 상부 코어(200a)와 하부 코어(200b)가 결합될 수 있다. 코어 결합공(112)은 실질적으로 베이스 보빈(110)에 형성된 것이다.
상부 코어(200a)와 하부 코어(200b)는 평판부(a), 양측 다리부(b) 및 중앙 다리부(c)를 포함한다. 양측 다리부(b)는 평판부(a)의 양측에서 수직으로 돌출 형성되며, 중앙 다리부(c)는 양측 다리부(b)의 사이에서 수직으로 돌출 형성된다. 상기한 상부 코어(200a)와 하부 코어(200b)는 단면이 E자 형상으로 형성된다.
상부 코어(200a)와 하부 코어(200b)는 평판부(a)가 코어 결합부(132)의 상면 또는 하면에 밀착되고, 양측 다리부(b)가 코어 결합부(132)의 폭방향 양측면에 밀착되며, 중앙 다리부(c)가 코어 결합공(112)에 삽입되는 방식으로 본체(100)에 결합된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 베이스 보빈을 보인 사시도이다.
도 6에 도시된 바에 의하면, 베이스 보빈(110)은 권선부(111), 상부 플랜지(113) 및 하부 플랜지(114)를 포함한다. 베이스 보빈(110)은 코일 모듈(10)을 두께가 얇은 초소형 슬림 타입으로 형성하기 위해 그 형상이 중요하다.
권선부(111)에는 코일(120)이 권선된다. 권선부(111)는 대략 타원 형상으로 형성된다. 권선부(111)의 높이는 코일(120)의 선경에 대응된다. 권선부(111)에는 코일(120)이 한층(1층)으로 권선된다.
구체적으로, 권선부(111)는 평행한 두 개의 직선바로 형성되고, 두 개의 직선바의 양측에 권선 공간(s)을 제공하는 상부 및 하부 플랜지(113,114)가 형성되어 코일(120)을 한층으로 권선할 수 있다.
권선부(111)를 형성하는 두 개의 직선바는 얇은 살대로 형성된다. 직선바의 높이는 코일(120)의 선경(직경)에 대응된다. 직선바의 높이가 코일(120)의 선경에 대응됨은 직선바에 코일(120)을 권선할 때 코일(120)이 직선바를 넘어가지 않을 정도를 의미한다. 또한, 직선바의 폭은 직선바의 높이에 대응하거나 상대적으로 얇게 형성될 수 있다. 권선부(111)에 두 개의 평행한 직선바를 적용하면 그 상부와 하부에 코어(200)를 결합시 코어(200)가 상부 플랜지(113)와 하부 플랜지(114)의 높이에 대응하게 되므로 코어(200)로 인해 코일 모듈(10)의 두께가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게는 직선바와 권선 공간(s)의 높이는 코일(120)의 선경에 대응된다. 또한, 권선 공간(s)의 높이는 안쪽에 비해 바깥쪽이 낮다. 권선 공간(s)의 안쪽의 높이는 초기 권선시 코일(120)을 여유있게 권선될 수 있도록 하고 권선 공간(s)의 바깥쪽의 낮은 높이는 권선 횟수가 증가함에 따라 코일(120)이 권선 공간(s)에 압입되도록 함으로써 코일(120)을 안정적으로 권선되게 한다.
코일(120)이 권선부(111)에 한층으로 복수 회 권선되면 한층의 평판형 코일을 형성하므로 코일 모듈(10)의 두께를 얇게 제작할 수 있다.
코일(120)은 권선부(111)에 한층으로 복수 회 권선된다. 코일(120)이 권선부(111)에 한층으로 복수 회 권선하되 안정적으로 권선되도록 베이스 보빈(110)의 양측에 상부 플랜지(113)와 하부 플랜지(114)가 형성된다.
상부 플랜지(113)와 하부 플랜지(114)는 권선부(111)의 양측에서 연장 형상되고 그 사이에 권선부(111)에 권선된 코일(120)의 일부가 위치한다. 상부 플랜지(113)와 하부 플랜지(114)는 그 사이에 권선 공간(s)을 최대로 확보하여 권선부(111)에 권선되는 코일(120)의 양측을 지지함으로써 한층으로 권선되는 코일(120)이 권선부(111)에 안정적으로 권선되도록 한다.
코일(120)의 선경과 권선수는 허용 전류와 관련된다. 따라서 권선부(111)의 두께를 줄여 본체(100)의 두께를 줄이되, 원하는 허용 전류의 코일 모듈(10)을 제조하기 위해서 상부 플랜지(113)와 하부 플랜지(114)의 사이에 권선 공간(s)을 최대로 확보하여 코일(120)의 권선수를 확보할 수 있도록 한다.
베이스 보빈(110)은 다수 개의 인출홈(115)이 형성된다. 권선부(111)에 권선된 코일(120)의 단부(120a,120b)는 인출홈(115)을 통해 베이스 보빈(110)의 상부로 인출된다. 인출홈(115)은 베이스 보빈(110)의 상부 플랜지(113)에 형성된다.
베이스 보빈(110)은 상부 플랜지(113)에 인출홈(115)을 형성하는 다수 개의 측벽을 포함한다. 베이스 보빈(110)의 측벽 중 적어도 하나 이상의 선단에는 고정부(116)가 형성된다. 고정부(116)에는 상부로 개구되는 C자 형상의 고정홈(116a)이 형성되며 고정홈(116a)에 코일의 단부(120a,120b)가 걸려 위치 고정된다. 일 예로, 인출홈(115)과 고정부(116)는 베이스 보빈(110)의 양측에 각각 2개 씩 형성된다.
실시예에서 권선부(111)에 권선된 코일의 단부(120a,120b)는 베이스 보빈(110)의 일측의 인출홈(115)을 통해 상부로 인출되고 인출홈(115)의 선단측에 위치한 고정부(116)에 걸어져 위치 고정된다. 베이스 보빈(110)의 타측에 형성된 인출홈(115) 및 고정부(116)는 베이스 보빈(110)의 사출시 사출의 용이성을 위해 대칭 형상한 것이다.
인출홈(115)은 입구와 말단의 위치가 어긋나고 굴곡진 형상인 것이 바람직하고, 인출홈(115)의 말단과 고정부(116)는 일직선 상에 위치하는 형상인 것이 바람직하다. 코일의 단부(120a,120b)를 고정부(116)에 걸어 위치 고정하면, 사출시 코일의 단부(120a,120b)의 위치를 고정할 수 있고, 몰딩부(130)의 외부로 인출되는 코일의 일측 단부(120a)와 코일의 타측 단부(120b)를 이격시켜 단자들 간의 절연 거리가 유지되도록 할 수 있다.
베이스 보빈(110)은 절연 재질로 형성된다. 일 예로 베이스 보빈(110)은 플라스틱 사출물로 형성된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 베이스 보빈에 코일을 권선한 모습을 보인 평면도이다.
도 7에 도시된 바에 의하면, 베이스 보빈(110)의 권선부(111)에 1차 코일(120)이 동일한 방향으로 복수 회 권선되고 한층의 평판형 코일을 형성한다.
코일(120)은 권선부(111)의 양측에 연장 형성된 상부 플랜지(113)와 하부 플랜지(114)의 사이의 공간을 통과하여 권선되므로 권선부(111)에 권선되는 코일(120)이 한층으로 복수 회 권선되어도 권선이 안정적으로 유지될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 베이스 보빈에 몰딩부를 결합하여 형성한 본체를 보인 사시도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바에 의하면, 베이스 보빈(110)과 코일(120)에 몰딩부(130)가 결합되어 본체(100)를 형성한다. 몰딩부(130)는 베이스 보빈(110)의 길이방향 양측의 상부 플랜지(113)와 하부 플랜지(114)를 감싸도록 사출되고, 베이스 보빈(110)의 권선부(111)에는 얇게 사출되거나 측면을 감싸도록만 사출된다. 몰딩부(130)는 베이스 보빈(110)의 권선부(111)의 높이를 증가시키지는 않는다.
베이스 보빈(110) 및 코일(120)에 몰딩부(130)가 결합된 본체(100)는 코일의 단부(120a,120b)가 외부로 인출된다. 본체(100)의 외부로 인출된 코일의 단부(120a,120b)는 접어서 단자 결합홈(131)에 위치시킨다. 단자 결합홈(131)은 본체(100)의 외부로 인출된 코일의 단부(120a,120b)와 이웃하도록 위치되어 코일의 단부(120a,120b)를 접으면 단자 결합홈(131)에 위치될 수 있다.
단자 결합홈(131)에는 단자(140)가 끼움 결합된다. 단자 결합홈(131)에 끼움 결합된 단자(140)는 단자 결합홈(131)에 위치하는 코일의 단부(120a,120b)와 연결될 수 있다. 단자(140)는 ㄷ자 형상의 탄성 끼움부(141)와 탄성 끼움부(141)에서 일측 방향으로 돌출 형성된 탄성 압입부(142)를 포함한다. 탄성 압입부(142)는 탄성 끼움부(141)가 단자 결합홈(131)에 끼움 결합되면 몰딩부(130)에 밀착되어 몰딩부(130)를 통해 외부로 인출된 코일의 단부(120a,120b)를 눌러 압입시킨다. 탄성 압입부(142)와 탄성 끼움부(141)는 외부로 인출된 코일의 단부(120a,120b)를 몰딩부(130)에 압입시키므로 단자(140)가 코일의 단부(120a,120b)에 안정적으로 연결될 수 있다.
단자(140)는 내면에 접착제를 도포하여 단자 결합홈(131)에 접합된다. 이는 단자(140)를 코일의 단부(120a,120b)에 안정적으로 연결하고 단자(140)가 단자 결합홈(131)에서 이탈되는 것을 방지한다.
몰딩부(130)는 베이스 보빈(110)의 길이방향 양측의 상부 플랜지(113)와 하부 플랜지(114)를 감싸도록 사출되고 베이스 보빈(110)의 권선부(111)에는 얇게 사출되거나 측면을 감싸도록만 사출된다. 몰딩부(130)는 베이스 보빈(110)의 권선부(111)의 높이를 증가시키지는 않는다.
본체(100)는 길이방향 중앙에 코어 결합부(132)가 형성되고 코어 결합부(132)의 양측에 몰딩 플랜지(133)가 형성된다. 코어 결합부(132)는 상부 코어(200a)와 하부 코어(200b)의 결합이 용이하도록 중앙에 상하로 관통하는 코어 결합공(112)이 형성된다. 코어 결합공(112)에는 상부 코어(200a)와 하부 코어(200b)의 중간 다리부(c)가 삽입 배치된다.
본체(100)는 코어 결합부(132)의 높이가 코일(120)의 선경에 대응된다. 본체(100)는 코일(120)이 베이스 보빈(110)에 한층으로 복수 회 권선된 구조이고, 베이스 보빈(110)의 권선부(111)가 코일(120)의 선경에 대응되며, 몰딩부(130)가 권선부(111)에 얇은 두께로 결합되므로 얇은 두께로 제조 가능하다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 코일 모듈 제조방법을 보인 과정도이다.
도 9에 도시된 바에 의하면, 코일 모듈의 제조방법은 1차 사출하여 코어 결합공(112)과 권선부(111)가 형성되는 베이스 보빈(110)을 형성하는 단계(S1)와, 베이스 보빈(110)에 코일(120)을 한층으로 복수 회 권선하는 단계(S2)와, 베이스 보빈(110)에 권선된 코일(120)을 감싸고 코일(120)의 단부가 외부로 인출되도록 베이스 보빈(110) 및 코일(120)에 몰딩부(130)를 2차 사출하여 본체(100)를 형성하는 단계(S3)와, 외부로 인출된 코일(120)의 단부를 본체(100)에 형성된 단자 결합홈(131)에 접어 위치시키는 단계(S4)와, 코일(120)의 단부가 위치한 단자 결합홈(131)에 단자(140)를 끼움 결합하는 단계(S5)와, 본체(100)에 코어(200)를 결합하는 단계(S6)를 포함한다.
베이스 보빈(110)을 형성하는 단계(S1)는 1차 사출하여 권선부(111), 상부 플랜지(113) 및 하부 플랜지(114)를 포함하는 형상의 베이스 보빈(110)을 형성한다. 베이스 보빈(110)은 권선부(111)의 양측에 각각 형성된 상부 플랜지(113)와 하부 플랜지(114)가 권선 공간(s)을 최대로 제공하고 권선부(111)의 강도를 보강하여 코일(120)의 권선이 안정적으로 이루어지도록 한다.
베이스 보빈(110)에 코일(120)을 한층으로 복수 회 권선하는 단계(S2)는 권선부(111)에 1차 코일(120)을 동일한 방향으로 복수 회 권선하여 한층의 평판형 코일을 형성한다. 권선부(111)는 양측이 라운드진 타원형으로 형성되어 코일(120)의 권선이 보다 안정적으로 이루어지도록 한다.
권선부(111)에 권선된 코일의 단부(120a,120b)는 베이스 보빈(110)의 일측의 인출홈(115)을 통해 상부로 인출하고 인출홈(115)의 선단측에 위치한 고정부(116)에 걸어져 위치 고정시킨다. 고정부(116)는 코일의 단부(120a,120b)가 서로 이격되고 정렬된 상태로 인출되게 한다.
베이스 보빈(110) 및 코일(120)에 몰딩부(130)를 2차 사출하여 본체(100)를 형성하는 단계(S3)는 인서트 사출 방식으로 베이스 보빈(110)과 코일(120)에 몰딩부(130)를 2차 사출한다. 몰딩부(130)는 베이스 보빈(110)의 길이방향 양측의 상부 플랜지(113)와 하부 플랜지(114)를 감싸도록 사출되고 베이스 보빈(110)의 권선부(111)에는 얇게 사출되거나 측면을 감싸도록만 사출된다. 몰딩부(130)는 베이스 보빈(110)의 권선부(111)의 높이를 증가시키지는 않는다.
베이스 보빈(110)에 2차 사출된 몰딩부(130)는 본체(100)에 단자 결합홈(131)과 코어 결합부(132)를 형성한다. 단자 결합홈(131)은 본체(100)의 길이방향 양측에 2개씩 형성할 수 있다.
외부로 인출된 코일(120)의 단부를 본체(100)에 형성된 단자 결합홈(131)에 접어 위치시키는 단계(S4)는 단자 결합홈(131)에 끼움 결합되는 단자(140)와 코일의 단부를 연결하기 용이하도록 하기 위한 것이다.
단자 결합홈(131)에 단자(140)를 끼움 결합하는 단계(S5)는, 단자 결합홈(131)에 ㄷ자 형상으로 형성되는 단자(140)를 끼움 결합한다. 단자(140)는 ㄷ자 형상의 탄성 끼움부(141)와 탄성 끼움부(141)의 일측에 돌출 형성된 탄성 압입부(142)를 포함한다. 단자(140)는 탄성 끼움부(141)와 탄성 압입부(142)를 몰딩부(130)의 외면에 밀착시켜 몰딩부(130)를 통해서 외부로 인출된 코일(120)의 단부를 눌러 압입시킨다. 이때, 단자(140)의 내면에 접착제를 도포하여, 단자(140)를 코일의 단부(120a,120b)와 함께 단자 결합홈(131)에 접합시킨다.
상술한 과정에 의해 단자 결합홈(131)에 단자(140)를 끼움 결합하는 과정을 완료하면, 반대편의 단자 결합홈(131)에 밸런스를 맞추기 위한 가단자(150)를 끼움 결합한다.
본체(100)에 코어(200)를 결합하는 단계(S6)는 본체(100)의 상부와 하부에서 상부 코어(200a)와 하부 코어(200b)를 결합한다. 상부 코어(200a)와 하부 코어(200b)는 중간 다리부(c)가 코어 결합공(112)에 삽입되고 양측 다리부(b)가 본체(100)의 폭방향 양측면에 접촉하는 방식으로 본체(100)에 결합된다.
본체(100)에 상부 코어(200a)와 하부 코어(200b)를 결합하면 코일 모듈(10)이 된다. 코일 모듈(10)은 상부 코어(200a)와 하부 코어(200b)가 코일(120)을 둘러싸 자로를 형성한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 코일 모듈을 기판에 실장하는 방법을 설명하기 위한 사시도이고, 도 11은 도 10의 B-B 단면도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바에 의하면, 코일 모듈(10)은 기판(300)에 형성한 절개부(301)에 일부가 삽입되는 방식으로 실장된다. 코일 모듈(10)은 중앙 부분이 기판(300)의 절개부(301)에 삽입되며 양측 단차면(135)이 기판(300)의 표면에 접촉되어 기판 회로(310)와 연결될 수 있다. 절개부(301)는 기판(300)에 상하로 관통하게 형성된다. 단자(140)가 기판 회로(310)에 연결된 상태에서 솔더링 공정을 수행하여 단자를 기판 회로(310)에 접합할 수 있다.
기판(300)의 절개부(301)에 본체(100)를 삽입하여 실장하는 방법은 코일 모듈(10)의 높이의 일부를 기판(300)의 두께만큼 낮추므로 코일 모듈(10)의 기판 실장 높이를 줄일 수 있다. 일 예로, 기판(300)의 두께는 1.6mm이고 코일 모듈(10)의 두께는 4.5mm이며, 코일 모듈(10)을 기판의 절개부(301)에 실장할 때, 기판(300)에 실장된 코일 모듈(10)의 실장 높이는 2.9mm가 된다.
상술한 본 발명의 코일 모듈은 초소형 슬림 타입으로 제조되어 기판에 실장되는 높이를 최소화할 수 있으며, 권선 공간의 확대로 코일의 권선수를 확보할 수 있으며, 몰딩부를 통한 코일의 밀폐로 내습이 강화되어 구조적 안정성이 보장되고 제품 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 코일 모듈은 단자가 본체에 밀착되는 클립 형태이므로 코일 모듈을 기판에 실장할 때 플립칩 형태로 실장이 가능하여 기판 실장 높이를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판에 실장될 때 기판에 절개부를 두어 기판에 삽입식으로 배치하고 코일 모듈의 단차면에 단자를 배치하여 기판 회로와 접촉하므로 기판 실장 높이를 최소로 할 수 있다.
상술한 코일 모듈은 TV, 모니터, LED 드라이브 전원장치, PC 파워서플라이 등에 설치하여 안정적인 전원공급이 가능하도록 할 수 있다. 코일 모듈은 인덕터로 사용될 수도 있고, 인덕터 이외에도 1차 코일만 권선하여 사용하는 다양한 장치들에 적용 가능하다.
본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 코일 모듈 100: 본체
110: 베이스 보빈 111: 권선부
112: 코어 결합공 113: 상부 플랜지
114: 하부 플랜지 115: 인출홈
116 고정부 116a: 고정홈
120: 코일 120a,120b: 코일의 단부
130: 몰딩부 131: 단자 결합홈
132: 코어 결합부 133: 몰딩 플랜지
135: 단차면 140: 단자
141: 탄성 끼움부 142: 탄성 압입부
150: 가단자 200: 코어
200a: 상부 코어 200b: 하부 코어
a: 평판부 b: 양측 다리부
c: 중앙 다리부 300: 기판
301: 절개부 310: 기판 회로
s: 권선 공간

Claims (15)

  1. 베이스 보빈과 코일을 포함하는 본체; 및
    상기 본체에 결합되는 코어;
    를 포함하고,
    상기 베이스 보빈은
    권선부; 및
    상기 권선부의 양측에 형성되고 그 사이에 권선 공간을 제공하는 상부 플랜지 및 하부 플랜지;
    를 포함하며,
    상기 권선부와 상기 권선 공간에 코일이 한층으로 복수 회 권선되어 있으며, 상기 권선부는 평행한 두 개의 직선바를 포함하고, 상기 직선바와 상기 권선 공간의 높이는 상기 코일의 선경에 대응되는 코일 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 베이스 보빈과 코일을 포함하는 본체; 및
    상기 본체에 결합되는 코어;
    를 포함하고,
    상기 베이스 보빈은
    권선부; 및
    상기 권선부의 양측에 형성되고 그 사이에 권선 공간을 제공하는 상부 플랜지 및 하부 플랜지;
    를 포함하며,
    상기 권선부와 상기 권선 공간에 코일이 한층으로 복수 회 권선되어 있으며, 상기 권선 공간의 높이는 안쪽에 비해 바깥쪽이 낮은 코일 모듈.
  5. 삭제
  6. 베이스 보빈과 코일을 포함하는 본체; 및
    상기 본체에 결합되는 코어;
    를 포함하고,
    상기 베이스 보빈은
    권선부; 및
    상기 권선부의 양측에 형성되고 그 사이에 권선 공간을 제공하는 상부 플랜지 및 하부 플랜지;
    를 포함하며,
    상기 권선부와 상기 권선 공간에 코일이 한층으로 복수 회 권선되어 있으며,
    상기 베이스 보빈은
    상기 상부 플랜지에 다수 개의 인출홈이 형성되고 상기 인출홈을 통해 상기 코일의 단부가 상기 베이스 보빈의 상부로 인출되며,
    상기 상부 플랜지는
    상기 인출홈을 형성하는 다수 개의 측벽을 포함하고, 상기 측벽 중 적어도 하나 이상의 선단에 고정부를 포함하며, 상기 고정부에 상기 코일의 단부가 걸려 위치 고정되는 코일 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 베이스 보빈은 몰딩부에 의해 몰딩되어 있는 코일 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 몰딩부의 외부로 상기 코일의 단부가 인출된 코일 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 몰딩부에 결합되고 상기 코일의 단부에 연결되는 단자를 포함하는 코일 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단자는 상기 몰딩부에 끼움 결합되는 클립 형태인 코일 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 단자는 단면이 ㄷ자 형상으로 형성되는 코일 모듈.
  12. 베이스 보빈과 코일을 포함하는 본체; 및
    상기 본체에 결합되는 코어;
    를 포함하고,
    상기 베이스 보빈은
    권선부; 및
    상기 권선부의 양측에 형성되고 그 사이에 권선 공간을 제공하는 상부 플랜지 및 하부 플랜지;
    를 포함하며,
    상기 권선부와 상기 권선 공간에 코일이 한층으로 복수 회 권선되어 있으며,
    상기 본체의 하면 양측에는 단차면이 형성되고,
    상기 본체의 하면 중앙 부분은 상기 단차면에 비해 하부로 더 돌출되며,
    상기 본체가 기판에 실장될 때 상기 본체의 하면의 중앙 부분이 상기 기판에 형성한 절개부에 삽입되고, 상기 단차면이 상기 기판의 상면에 안착되는 코일 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 단차면에 코일과 연결되는 단자가 위치되고,
    상기 단자가 상기 기판의 상면에 형성한 기판 회로와 연결되는 코일 모듈.
  14. 1차 사출하여 코어 결합공과 권선부가 형성되는 베이스 보빈을 형성하는 단계;
    상기 베이스 보빈에 코일을 한층으로 복수 회 권선하는 단계;
    상기 베이스 보빈에 권선된 코일을 감싸고 상기 코일의 단부가 외부로 인출되도록, 상기 베이스 보빈 및 상기 코일에 몰딩부를 2차 사출하여 본체를 형성하는 단계;
    상기 코일의 단부를 상기 본체에 형성된 단자 결합홈에 접어 위치시키는 단계; 및
    상기 코일의 단부가 위치한 상기 단자 결합홈에 단자를 끼움 결합하는 단계;
    상기 본체에 코어를 결합하는 단계;
    를 포함하는 코일 모듈 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 단자 결합홈에 단자를 끼움 결합하는 단계는,
    상기 단자의 내면에 접착제를 도포하여, 상기 단자를 상기 코일의 단부와 함께 상기 단자 결합홈에 접합시키는 코일 모듈 제조방법.
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