KR102178709B1 - 메탈 파워 인덕터의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 복수개의 공심 코일 수납홈이 마련된 성형판을성형기 내에 안치하고, 여기에 금속 자성체 분말을 투입하여 1차 예비 가압 성형하여 1차 예비 성형체를 얻는 공정과, 상기 1차 예비 성형체를 동일한 성형기 내에 안치하고, 여기에 다시 동일한 금속 자성체 분말을 투입한 후 2차 예비 가압 성형하여 2차 예비 성형체를 얻는 공정을 포함하는 메탈 파워 인덕터의 제조 방법에 있어서, 상기 2차 예비 성형체를 금속제 트랜스퍼 지그 (transfer jig) 내부에 옮겨 고정한 다음, 공심 코일 리드선 부위가 매립된 저면에 금속제 기판 (백 플레이트)을 대접(對接)시켜 수중에서 등방 가압 성형을 수행하는 공정과, 상기 수중에서 등방 가압 성형 공정을 수행하는 공정에서 얻은 등방 가압 성형체의 공심 코일 리드선들이 존재하는 표면 전체를 평탄하게 연마하여 그 리드선들을 균일하게 노출시키는 공정과, 상기 노출된 공심 코일 리드선 부위 이외의 표면 전체를 경화성 수지로 피복하는 공정과, 이어서 상기 노출된 공심 코일 리드선에 각각 금속 전극 단자를 증착시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 파워 인덕터의 제조 방법을 제공한다. 이에 의하여, 사용 중의 높은 충격 강도하에서도 인덕터 본체의 분해/파단 및 본체로부터의 전극 단자편의 탈락률을 크게 저감시킬 수 있는 메탈 파워 인덕터가 제조될 수 있다.

Description

메탈 파워 인덕터의 제조 방법 {A Method For Preparing A Metal Power Inductor}

본발명은 메탈 인덕터의 새로운 제조 방법에 관한 것이다.

휴대용 전자 기기나 장치 또는 산업용이나 전장용 (電裝用) 등에 포괄적으로 적용되는 통상의 메탈 파워 인덕터 제품들의 경우, 공심 (空心) 코일을 금속 자성체 분말 중에 매립시켜 가압 성형하여 얻은 성형체 외부로 노출되는 양쪽 리드선에 적절한 금속 단자 피착법을 사용하여 외부 단자를 구현하거나, 도전성 접착제를 피착하여 외부 단자를 구현하고 있음은 주지의 사실이다. 예컨대, 다음의 특허 문헌들을 참고할 수 있다. 그런데, 그러한 인덕터를 인쇄 회로 기판 (PCB)과 결합하여 사용 중에 상기 외부 단자가 피착되는 인덕터 본체의 표면부의 파손 방지책에 관한 특별한 기법은 잘 알려져 있지 않다.

KR-10-1430427은, 여기에 사용된 도면 부호를 괄호 내에 인용하여 요약하자면, 복수개의 권선판 (30)의 권선 핀 (31) 주위에 일정하게 연속 권선된 공심 코일 (33)을 금속 자성체 분말 (35)와 함께 상부 및 하부 성형기 (34‘, 34“)에서 순차로 성형하여 얻은 복수개의 개별 인덕터 (CI)가 매립된 성형체 (37)을 얻고, 그 공심 코일의 좌우 리드선 (La, Lb)에 각각 저면 단자 (Ta',Ta’)와 측면 단자 (Ta",Ta")를 증착시키는 공정이 포함된 연속 공정들을 포함하여 콤포짓 파워 인덕터의 저면 및 측면에 전극 단자를 일시에 형성하는 방법을 기재하고 있다. 이 특허 문헌에 있어서, 2차 성형시에 상기 권선판 (30)은 제거된다. 그러나, 그 성형체의 대응하는 표면에 공심 코일 리드선들을 균일하게 노출시키기 위한 수단에 대한 별도의 설명이나 암시는 기재되어 있지 않다.

그런데, 상기 특허 문헌에 기재되어 있는 기술 이외에 이 기술 분야에서 현재 사용 중인 통상의 메탈 파워 인덕터의 제조 기법들에 있어서는, 단자 형성 전의 인덕터 성형체의 표면에 기판, 즉 백 플레이트 (back plate)를 대접(對接)시켜 인덕터를 가압 성형하고 있다. 그러한 목적을 위하여 일반적으로 사용되고 있는 백 플레이트 재질로서는 고무, 아크릴, 베이클라이트 등이 주류를 이루고 있다. 그러나, 이러한 유연한 재질의 백 플레이트를 사용하게 되면, 일축 가압 성형이든 등방 가압 성형이든 그 압력에 견디지 못하게 되고, 이로 인하여 인덕터 완제품에 치수 불안정, 외부 파손 및 왜곡 등의 결함이 생기기 쉽다. 뿐만 아니라, 공심 코일 리드선들이 성형체 표면에 일정하게 노출되지 못하게 되므로, 역시 인덕터 완제품에 다량의 불량품이 포함될 가능성이 많다.

KR-10-1275168은 표면 실장 파워 인덕터의 투자율을 증대시키기 위한 인덕터의 제조방법을 제시하고 있는데, 상기 인덕터의 공심 코일의 좌우 리드선에 외부 전극 단자 박막을 증착시키는 예가 소개되어 있다. 그러나, 이 특허 문헌에도 후술하는 본발명에 개시되어 있는 금속제 등방 가압 성형용 트랜스퍼 지그 및 기판 (백 플레이트)의 조합과 그 이용에 대한 설명이나 암시는 기재되어 있지 않다. 더욱이, 완제품의 경도(硬度)를 다양한 사용 목적에 부응하도록 보장하기 위한 수단들도 제시되어 있지 않다.

다시 말하자면, 그 인덕터 본체의 내충격성에 대한 일반적인 취약성 때문에 이를 인쇄 회로 기판 (PCB)에 실장(實裝)하여 사용 중에 상기 외부 전극 단자가 피착되는 인덕터 본체의 표면부의 파손 (분해/파단)을 방지하기 위한 대비 방책에 관한 특별한 기법은 현재까지 잘 알려져 있지 않다.

따라서, 본발명자들은 이러한 종전의 결점들을 해소하기 위한 방법을 찾아내어 본발명을 완성하기에 이르렀다.

본발명은 메탈 파워 인덕터 성형체의 공심 코일 리드선 매립 표면을 평탄하게 연마하여 상기 공심 코일 리드선을 상기 표면에 균일하게 노출시킨 후에, 여기에 전극 단자 박막을 피착시키기 전 또는 후에 상기 공심 코일 리드선 노출 부위 이외의 동일 표면을 경화성 수지로 피복하여 등방 가압 성형함으로써, 인덕터 본체의 경도 (본발명에서는 전단 강도로 나타낸다)가 높은 메탈 파워 인덕터를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 즉, 사용 중의 높은 충격 강도하에서도 본체가 쉽게 분해 또는 파단되지 않는 메탈 파워 인덕터를 제공하려는 것이다.

본발명의 목적은 다음의 방법에 의하여 달성될 수 있다.

(1) 복수개의 공심 코일 수납홈이 마련된 성형판을 성형기 내에 안치하고, 여기에 금속 자성체 분말을 투입하여 1차 예비 가압 성형하여 1차 예비 성형체를 얻는 공정과, 상기 1차 예비 성형체를 동일한 성형기 내에 안치하고, 여기에 다시 동일한 금속 자성체 분말을 투입한 후 2차 예비 가압 성형하여 2차 예비 성형체를 얻는 공정을 포함하는 메탈 파워 인덕터의 제조 방법에 있어서,

삭제

상기 2차 예비 성형체를 금속제 트랜스퍼 지그 (transfer jig) 내부에 옮겨 고정한 다음, 공심 코일 리드선 부위가 매립된 저면에 금속제 기판 (백 플레이트)을 대접(對接)시켜 수중에서 등방 가압 성형을 수행하는 공정과,

상기 수중에서 등방 가압 성형을 수행하는 공정에서 얻은 등방 가압 성형체의 공심 코일 리드선들이 존재하는 표면 전체를 평탄하게 연마하여 상기 공심 코일 리드선들을 균일하게 노출시키는 공정과,

상기 노출된 공심 코일 리드선 부위 이외의 표면 전체를 경화성 수지로 피복하는 공정과,

이어서, 상기 균일하게 노출된 공심 코일 리드선에 각각 금속 전극 단자를 증착시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 파워 인덕터의 제조 방법.

(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 트랜스퍼 지그 및 기판 (백 플레이트)의 재질은 각각 스테인레스강 재질인 것인 메탈 파워 인덕터의 제조 방법.

(3) 상기 (1) 내지 (2) 중 어느 하나에 있어서, 경화성 수지는 에폭시 수지, 페놀 수지 및 폴리우레탄 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 메탈 파워 인덕터의 제조 방법.

(4) 상기 (3)에 있어서, 상기 경화성 수지는 변성 에폭시 수지인 것인 메탈 파워 인덕터의 제조 방법.

　　본발명의 특징적인 관점은, 1) 상기 2차 예비 성형체를 트랜스퍼 지그 내에 옮겨 고정한 다음, 그 저면에 기판 (백 플레이트)을 대접시켜 등방 가압 성형을 수행하는 공정, 2) 이 등방 가압 성형체의 공심 코일 리드선 노출면을 평탄하게 연마하여 코일 리드선들을 균일하게 노출시키는 공정 및 3) 이에 따라 노출된 각 공심 코일 리드선 노출 부위 이외의 표면을 전극 단자 피복 전에 경화성 수지로 피복하는 공정이 수행된다는 점이다.

본 발명에서 이용되는 코일 권선판 및 예비 성형기에 관한 예는 본발명자에 의한 전술한 KR10-1430427의 도면 3 및 도면 4와, 이에 관련된 명세서의 설명으로부터 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 여기서는 그에 관한 더 구체적인 설명을 생략하여도 무방하다고 생각된다.

또한, 본 발명에서 사용하는 금속 자성체 분말은 적절히 선택된 경화성 점결제(粘結劑)와 혼합한 것이며, 그 재질 및 혼합비 등은 이 기술 분야에 잘 알려져 있다. 상기 “금속 자성체 분말”이라는 용어는 철계(鐵系) 금속 분말을 이르는 것으로서, 예컨대 카르보닐(carbonyl) 철, Fe-Si, Fe-Si-Cr, 센더스트 (sendust), 퍼말로이 (permalloy), 비정질(非晶質) 철계 분말 등의 투자율이 높은 금속 분말을 들 수 있으며, 시중에서 구득이 용이하다. 평균 입경이 1 ㎛ 내지 100 ㎛에 이르는 다양한 제품들이 시판되고 있으며, 제품의 요구되는 특성 및 규격 등에 따라 적절히 선택된다. 상기 자성체 분말의 경우, 기지의 방법으로 표면 코팅을 행하여 소정의 절연 특성을 갖도록 한 것이다. 상기 1차 및 2차 예비 성형 압력은 거의 동일하게 하는 것이 금속 자성체 분말의 분포 밀도를 균등하게 보장하는 데 양호하지만, 제조 환경 조건에 따라 조정할 수 있다. 따라서, 이들에 대한 설명은 생략하더라도 본발명을 이해하여 실시하는 데에는 지장이 없다.

상기 특수 금속제 트랜스퍼 지그 및 특수 금속제 기판 (백 프레이트)의 재질은 스테인레스강 계열인 STS [KS에서 정의된 Stainless Type Steel의 약어이며, JIS에서는 이것이 SUS (Stainless Use Steel)라고 정의됨]인 것이 바람직하다. 이 STS 재료는 철을 주재로 하는 일종의 스테인레스강으로서, 크롬과 니켈을 소량 함유하는 합금이다. 이러한 재질의 트랜스퍼 지그 및 기판 (백 플레이트)을 사용함으로써 가압 성형압에 대한 기판 (백 플레이트)의 내력(耐力)이 고무, 아크릴 또는 베이클라이트 등을 사용하는 기존의 재료보다 크게 되므로, 기지의 방법에서처럼 통상의 일축(一軸) 가압 성형시 상기 기존의 재료로 만든 기판을 사용하는 데 기인하는 공심 코일의 위치의 변동 또는 형상의 변형이 방지되어 공심 코일 리드선들이 인덕터 성형체의 외부 표면의 설계된 위치에서 일정하고도 균일하게 노출되도록 할 수 있다. 상기 트랜스퍼 지그 및 기판 (백 플레이트)의 두께는 적절한 수준으로 하는 것이 공정의 실행 및 경제적으로 유리하다. 다시 말하자면, 본발명의 완성되기 전에는 메탈 파워 인덕터 본체의 성형시에 본발명의 후술하는 등방 가압 성형법을 사용함으로써 전술한 기존의 결점들을 해소하기 위한 예가 없었다.

또한, 상기 경화성 에폭시 수지를 사용하여 인덕터 리드선 노출 표면을 피복할 때에는 일반적인 인쇄 공법, 즉 스크린 인쇄법, 템포 인쇄법 등이 이용될 수 있다. 이를 위하여, 본발명에서는 특수하게 고안된 경화성 수지 마스킹 피복 패턴을 사용하여 공심 코일 리드선의 노출 부위를 차폐한 후, 그 표면 전체에 경화성 수지를 피복한다. 경화성 수지 피복을 행함으로써 인덕터 본체 자체의 결합력이 크게 향상될 수 있으므로, 외부의 충격이나 진동 등 다른 가혹한 요인에 의하여 쉽게 파손되거나 분해되는 위험성을 예방할 수 있다.

물론, 제조 공정의 각종 조건에 따라서, 상기 경화성 수지는 시판 중인 각종 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지 등의 경화성 수지들이 사용 가능하다. 본발명을 실시함에 있어서는, 내열성과 구득의 용이성 등을 고려하여 경화성 에폭시 수지류, 변성 에폭시 수지류 등이 사용된다. 상기 에폭시 수지류로서는, 예를 들면 비스페놀-A계 수지, 비스페놀-F계 수지, 노볼락계 수지, 환상(環狀) 지방족계 수지, 이소시아네이트계 수지, 난연성 에폭시 수지, 비(非)할로겐계 수지, UV 경화성 수지, 저온 경화성 에폭시 수지, 유기-무기 하이브리드 타입 수지 등을 들 수 있는데, 변성 에폭시인 하이브리드 타입 에폭시를 사용하는 것이 좋다.

그밖에, 본발명에서는 상기 에폭시 수지 피복 공정에 이어 각 공심 코일 리드선에 금속 전극 단자를 증착시키는 공정이 이루어지는데, 이 증착 공정에 앞서, 필요에 따라, 상기 피복 처리된 표면을 예컨대 플라즈마 처리, 샌드블라스트 처리, 래핑 (lapping) 처리 등의 통상의 전처리 방법을 사용하여 에폭시 수지로 피복된 표면 (즉, 전극 단자를 부착시킬 표면)을 처리할 수 있다.

본발명의 방법에 의하면, 사용 중에 외부로부터의 상당한 물리적 충격이나 진동에 의하여 본체가 쉽게 파손되지 않는 메탈 파워 인덕터가 형성되는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 성형체 본체와 전극 단자 사이의 결합력이 향상될 수 있으므로, 그러한 물리적 충격이나 진동에도 안정적인 메탈 파워 인덕터 제품을 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1(A)는 공심 코일 권취판의 코일 권취 핀의 주위에 공심 코일이 연속 권취된 상태의 예를 도시한 사시도이고, 도 1(B)는 상기 공심 코일을 권취판으로부터 분리하여 소정의 금속 자성체 분말로 이루어진 성형판의 표면에 마련된 공심 코일 수납홈 내에 각각 안치ㆍ수납시킨 상태 (점선 내의 확대도 참도)의 평면도를 묘사한 것이다.
도 2(A)　내지 도 2(H)는 각각　본발명을 수행하기 위한 일관 공정을 횡단면도로서 나타낸 개념도이다. 도 2(A)는 도 1(B)의 성형판을 성형하는 공정을 나타낸 것이고, 도 2(B)는 도 2(A) 공정 후 성형기로부터 발출(拔出)시킨 성형판의 횡단면도이며, 도 2(C)는 본발명의 인덕터를 성형하기 위한 1차 예비 성형 상태도이고, 도 2(D)는 본발명에 의한 인덕터의 2차 예비 성형체를 성형하기 위한 성형 공정도이며, 도 2(E)는 2차 예비 성형체의 횡단면도이고, 도 2(F)는 상기 2차 예비 성형체 부분의 상부 표면의 형태를 나타낸 사시도이며, 도(G)는 2차 예비 성형체를 트랜스퍼 지그에 삽입하여 기판 (백플레이트)과 조립한 상태의 사시도이고, 도 2(H)는 2차 예비 성형체의 코일 리드선이 존재하는 표면을 연마하여 리드선을 노출시킨 상태를 묘사한 사시도이다.
도 3(A)와 도 3(B)는 2차 예비 성형체의 표면이 연마됨에 따라 그 성형체에 매립된 공심 코일 리드선들이 그 표면에 노출되는 원리를 순차로 나타낸 개념도이다.
도 4는 공심 코일 리드선들의 노출 부위를 마스킹 처리 후 그 나머지 표면에 경화성 에폭시 수지층을 형성하는 실시 예시도이다.
도 5는 본발명에 따라 제조한 메탈 파워 인덕터의 완제품 상태의 모식도이다.

본발명을 실시함에 있어서는, 편의상 그 규격이 가로×세로×높이=4 ㎜×4 ㎜×3 ㎜ (중량: 약 0.3~0.5 g의 범위)인 인덕터 제품을 얻는 것을 예로 들어 설명한다. 또한, 본발명을 실시함에 있어서는, 이 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 직경이 약 0.5 ㎜ (500 ㎛) 내외인 시판용 (市販用) 에나멜 절연 코일을 사용한다.

도 1은 본발명의 실시 상태를 모식적으로 표현한 것이다. 여기서, 도 1(A)는 연속 코일 권취판 1의 표면에 정렬되어 있는 다수의 각 권취 핀 2의 둘레에 공심 코일 3이 연속 권취된 상태의 사시도이다. 편의상, 상기 도면에서는 가로 및 세로에 각각 4개씩의 공심 코일 3이 연속 권취된 실시 상태만을 나타내었다.

도 1(B)는 상기 연속 권취된 공심 코일 3을 권취판 1로부터 분리하여 소정의 금속 자성체 분말로 이루어진 재료를 가압 성형하여 얻은 성형판 4의 표면에 마련된 공심 코일 수납홈 5 내에 수납ㆍ정렬시킨 상태의 평면도를 묘사한 것이다. 상기 수납홈 5의 규격은 상기 본발명 제품의 규격 (4 ㎜×4 ㎜×3 ㎜)에 적응하도록 설계된다. 그 형상은 제품의 규격에 따라 육면체 또는 원통형 등 다양하게 마련될 수 있는데, 도 1에 예시된 것은 평면 단면이 정사각형이다. 상기 공심 코일의 권취 높이, 권취 횟수 (권취량), 권취 직경과 리드선의 길이도 역시 제품의 요구되는 특성 및 규격 등에 따라 다양하게 계획된다.

도 2(A)에 도시한 것은 도 1(B)의 공심 코일 3이 수납되어 있는 성형판 4를 제작하기 위한 공정을 보여주는 것이다. 즉, 볼록부 6 및 오목부 7을 구비한 모형틀 8 내에 소정량의 금속 자성체 분말 9를 투입하여 프레스 PR로 가압 성형하면, 도 2(B)와 같은 가압 성형된 금속 자성체로 이루어진 성형체가 생성되는데, 이를 뒤집어 놓은 것이 상기 도 1(B)에서 사용한 것과 동일한 성형판 4이다. 상기 오목부 7의 입체 규격은 제조하고자 하는 최종 인덕터 제품의 규격에 상응하도록 설계된다.

전술한 도 1 (B)에 관련하여 이미 대략적으로 나타낸 바와 같이, 상기 성형판 4는 상응하는 수납홈 5에 공심 코일 3을 각각 수납한 채 별도의 성형기 10에 안치된다. 이어서, 이 성형기 10 내에 소정량의 동일한 금속 자성체 분말 9를 다시 투입하여 프레스 PR로 가압 성형을 진행한다. 그 결과, 도 2 (C)에 나타낸 1차 예비 성형체 M1이 형성된다. 이 가압 성형 과정에서는 금속 자성체 분말 9가 공심 코일 3의 공심 [코어] 내부 및 그 주변까지 충분히 충전(充塡) 및 가압되어 있지 않으므로, 도 2(D)에 도시한 바와 같이, 각 수납홈 5에 대응하는 가압 핀 11이 구비된 프레스 PR2를 사용하여 각 수납홈 5 부위에 소정량의 동일한 자성체 분말 9를 추가 투입하여 가압 성형을 수행함으로써, 2차 예비 성형체 M2를 얻는다. 미설명 부호 10′는 측면 모울드를 나타낸다. 도 2 (C) 및 도 2(E)에서는 가압기 PR 및 PR2가 각각 원위치로 복귀한 상태이므로 도시하지 않았다. 그 결과, 도 2(F)에 도시한 바와 같이, 상기 2차 예비 성형체 M2에는 각 공심 코일 3이 수납된 대응하는 수납홈 5의 부위가 문양(紋樣) 12로 각각 나타난다. 전술한 1차 및 2차 예비 성형시의 성형 압력은 각각 대략 0.1~2 ton/㎠의 범위인데, 최종 제품의 요구되는 규격에 따라 이 분야에 숙련된 기술자들이 용이하게 적절하게 증감시킬 수 있다.

이어서, 상기 2차 예비 성형체 M2를 성형기 10으로부터 꺼내어, 도 2(G)에 간략히 도시한 바와 같이, 성형체 M2를 뒤집어서 (즉, 문양 12가 아래 쪽이 되도록) 금속제 트랜스퍼 지그 13 내부에 옮겨 끼워 넣은 다음, 상기 문양 12가 나타나 있는 상기 트랜스퍼 지그 13 쪽의 표면 (도면에서는 지그 13의 아래 쪽)에 상기 지그 13과 동일한 재질 (앞에서 이미 예시하였음)로 제작되고 규격이 동일한 기판 (백 플레이트) 14를 대접(對接)시킨다. 상기 트랜스퍼 지그 13의 두께는 2차 예비 성형체 M2의 설계 높이에 따라 그 두께의 합이 대략 3~6 ㎜ 범위 내에서 선택될 수 있다. 그 범위 이하이면, 성형체를 비롯한 전체에 휨 [벤딩] 현상이 발생할 우려가 있고, 그 이상에서는 후속되는 수중 등방 가압 공정 중에 진공 랩 (진공 포장 재료)이 파열될 우려가 있다. 이 경우, 기판 (백 플레이트)의 두께도 상기 범위로 하는 것이 좋다. 본 발명에서는 [2차 예비] 성형체 M2의 최종 설계 높이에 맞추어 그 두께를 각각 3 ㎜로 하였다.

또한, 상기 트랜스퍼 지그 13의 내변의 가로×세로 규격은 상기 2차 예비 성형체 M2가 빈틈없이 끼워질 수 있는 규격이며 (본발명에서는 가로와 세로의 내변이 길이를 각각 45 ㎜로 하였음), 상기 기판 (백 플레이트) 14의 외변의 가로와 세로의 규격은 등방 가압 성형시에 상기 2차 예비 성형체 M2에 균등한 압력이 분포되도록 하기 위하여 상기 트랜스퍼 지그 13의 외변의 가로와 세로의 규격과 일치하여야 한다 (본발명에서는 외변의 가로ㆍ세로의 외변의 길이를 각각 65 ㎜로 하였음). 상기 기판 (백 플레이트) 14를 전술한 바와 같이 대접시키는 것은, 후속되는 본발명의 수중(水中) 등방 가압 성형 공정으로 인하여 2차 예비 성형체 M2의 공심 코일의 양쪽 리드선 (전극 단자를 부착시킬 공심 코일의 양단(兩端)에 해당)의 노출 표면의 평활도에 불균일성이 발생하는 것을 미연에 방지함으로써, 전극 단자편을 증착시킬 때 증착층과의 접촉을 용이하게 하기 위한 것이다.

상기 공정에 이어서, 상기 "2차 예비 성형체 M2-트랜스퍼 지그 13-기판 (백 플레이트) 14"의 3개 부분으로 구성된 조립체 A [도 2(G)]를 시판 중인 진공 랩 (도시하지 않음)에 집어넣어 등방 가압 성형기 (도시하지 않음)를 사용하여 수중 등방 가압 공정에 부친다. 이 공정을 위해서는 2~5 ton/㎠의 성형 압력 및 수온(水溫)을 상온 내지 80°C 범위로 충분히 유지할 수 있는 시판 중인 등방 가압 성형기를 사용하는 것이 좋다. 상기 압력 및 수온 조건은 사용되는 금속 자성체의 조성과 경화성 점결제의 타입, 요구되는 제품의 성상, 규격 등의 여러 가지 요인에 좌우되므로 가변적이며, 일정한 한계치가 정해지는 것은 아니다. 물론, 성형 압력과 온도가 상기 범위 이하일 경우에는 생성되는 인덕터 제품의 경도가 설계치에 이르지 못하게 될 우려가 있고, 그 이상일 때에는 제품의 품질에 큰 차이는 없지만, 특히 수온이 상기 범위 이상의 경우에는 금속 자성체에 혼합된 점결제의 종류에 따라서는 점결성에 문제를 야기할 염려가 있다. 따라서, 시판 중인 관련 재료들의 성질을 고려할 때 상기 등방 가압 성형 압력 및 수온 범위가 적절하다. 본발명에서의 등방 가압 성형은 압력 4.5 ton/㎠ 및 수온 80°C에서 수행하였다.

상기 수중 등방 가압 성형 공정이 완결되면, 등방 가압 성형기로부터 2차 예비 성형체 M2를 꺼내어 상온으로 방치 후, 기존의 적절한 연마 처리법을 사용하여 상기 성형 문양 12 부위들이 존재하는 표면을 연마한다. 그 결과, 상기 도 2(H)에 도시한 바와 같이, 상기 문양 12가 나타나 있던 부위에 각 공심 코일 3의 좌우 한쌍의 공심 코일 리드선 La,Lb들이 선명하게 노출되게 된다. 그 노출 원리는 도 3(A)~도 3(B)에 묘사되어 있다. 여기서, 각 부호들의 명칭은 이미 앞에서 사용하였던 것들과 동일하다. 상기 연마 처리의 결과에 의하여 표면에 가압 부착되어 있었던 자성체 분말이 제거되면서, 이에 따라 상기 리드선 La,Lb들로부터 에나멜 피막도 각각 제거된다. 이 연마 공정이 완료되면, 상기 연마 표면을 세정하여 후속 공정에 들어간다.

다음으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 노출된 공심 코일 리드선 La,Lb 부위를 적절한 방식으로 마스킹 [차폐] 처리한다. 이어서, 마스킹 [차폐]되지 않은 나머지 표면에 경화성 에?i시 수지층 15를 수 ㎛ 내지 수 십 ㎛의 두께로 피복한 다음, 경화될 때까지 방치한다. 이 목적으로서는 경화성 변성 에폭시 수지를 이용하는 것도 좋다. 이에 따라, 코일 리드선 La,Lb만이 상기 표면에 그대로 노출되는 것이다. 상기 에폭시 수지층 15의 피복 두께 범위는 최종 인덕터 성형 제품 FP의 설계 규격, 성형 재료의 성질, 성형 온도와 압력 등의 성형 조건, 성형체의 경도(硬度) 및 표면 상태에 따라 15~20 ㎛의 범위에서 임의로 선택될 수 있다. 그러므로, 그 피복 두께 범위에 특정한 한계치가 있는 것은 아니다. 본 발명에서는 실시의 편의상 상기 경화성 에폭시 수지층 15의 피복 두께를 15 ㎛로 하여 피복을 수행하였다.

원래 인덕터 본체는 금속 자성체 분말과 일정량의 경화성 점결제로 이루어진 금속 분말 자성체 조성물이 성형 가압시의 열에 의하여 열경화하도록 설계ㆍ제조된 것 (앞에서 설명하였음)이지만, 그 점결력에 한계가 있어서 주변 사용 환경, 예컨대 외부 충격력이나 사용 온도의 변동에 따른 자체의 노화로 인하여 본체 자체가 분해 (분말처럼 부스러지는 것) 또는 파단 (2개 이상의 조각으로 해체되는 것)이 일어나게 되고, 이로 인하여 인덕터로서의 기능을 상실하게 되는 수가 많다. 상기 에폭시 수지로 피복된 표면은 인덕터 본체 표면에 에폭시 수지가 견고하게 경화되어 금속 자성체 분말의 가압 성형체에 치밀하게 결합되므로, 그러한 분해 또는 파단이 쉽게 일어날 위험성이 매우 크게 감소될 수 있다. 이어서, 상기 표면을 기지의 방법에 따라 처리하여 그 표면의 평활도를 증대시킨다.

그 다음, 기상(氣相) 박막 증착법, 화학적 박막 증착법 등의 기지의 적절한 증착법, 예컨대 스퍼터링 증착법 (그 원리와 개요는 본발명자에 의한 KR10-1275168의 도면 6에 간략하게 묘사되어 있다.)에 의하여 상기 각 공심 코일 리드선 La,Lb의 대응하는 부위에 금속 박막을 증착시켜 전극 단자 16a,16b를 형성한다. 본발명에서는 편의상 공지된 방법으로 스퍼터링 증착법을 수행하였다.

본발명의 방법은 상기 스퍼터링 증착 공정에 의하여 상기 각 공심 코일 리드선 La,Lb에 전극 단자 박막을 형성함으로써 완결된다. 이어서, 기지의 방법 (예컨대, KR10-1430427의 도면 4를 참조할 것)으로 각 개별 인덕터 제품 FP를 설계 규격대로 절취 (절단)해 내어서, 이를 도 5에 도시한 바와 같은 단위 제품을 얻고, 0이를 개별 포장하여 출하할 수 있다.

[시험 결과]

앞에서 설명한 본 발명의 방법으로 제조된 메탈 파워 인덕터의 제품 (FP) (규격: 4 ㎜×4 ㎜×3 ㎜)을, 주석으로 피복시킨 동박제(銅薄製) 단면 인쇄 회로 기판 (PCB)에 실장하여, 낙하 시험 및 전단 강도 시험을 수행하여 인덕터 본체의 품질 (분해/파단 정도 및 전단 강도)을 평가하였다. 동시에, 비교의 목적으로, 동일한 재료를 사용하여 동일한 규격으로 제조하되 에폭시 수지로 표면 처리하지 않은 대조품을 사용하여 동일한 조건에서 동일한 시험을 수행하였다. 상기 시험에서 사용된 본발명 제품과 대조품의 수효는 각각 30개씩이었다. 상기 시험에서는 5회/분의 회전 속도로 작동하는 소형 가전(家電) 제품용 자유 낙하 시험 장비로서 시판 중인 텀블 시험기 (tumble tester) (KSC, IEC 60068-2-3)를 사용하였다.

본발명 제품과 대조품의 각각에 대하여, 낙하 시험 높이 1 m, 회전 속도 5회/분 및 낙하 횟수 100회라는 최대의 가혹한 조건 아래 낙하 시험을 수행하였다. 그 시험 결과를 다음 표 1에 나타낸다.

시험 항목	시험 결과
	본발명 제품	대조품
낙하 시험	100회 낙하시 본체가 분해/파단된 제품들은 발견되지 않음 (불량률: 거의 0 %)	10~30회 이내의 낙하시 본체가 분해/파단된 제품들이 발견됨 (불량률: 약 20~30 %)
전단 강도	20~25 kgf/㎠	10 kgf/㎠

위 시험 결과에 따르면, 본 발명 제품은 상기 낙하 조건에서의 낙하 충격으로 인한 분해/파단 현상이 거의 전무하다는 사실과, 또한 전단 강도가 대조품에 비하여 최대 약 2.5 배에 이른다는 사실이 나타나 있다.

[산업상 이용 가능성]

본발명의 콤포짓 파워 인덕터는 격렬한 진동 상태가 장시간 지속되는 어떠한 가혹한 환경 조건하에 놓인 전장품에 실장ㆍ탑재되더라도 진동에 의하여 그 인덕터의 본체가 분해 또는 파단되거나 그로부터 전극 단자편의 탈락이 쉽게 일어나지 않게 되므로, 이러한 제품을 요하는 산업, 예컨대 자동차, 건설 장비, 의료 기기 등의 산업 분야에서의 활용 가능성이 높다.

이상, 본발명을 한 가지 최선의 실시 상태에 관하여 설명하였으나, 이 기술 분야에 숙련된 사람들이라면, 이 명세서에 설명 및 예시되어 있는 본발명의 실시 상태들에 대하여, 각 청구항에 정해진 본발명의 정신과 범위를 벗어나는 일이 없이, 적절한 수정 및 변경을 행할 수 있다는 사실을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

1: 공심 코일 권취판
3: 공심 코일
4: 성형판
5: 공심 코일 수납홈
10: 성형기
13: 트랜스퍼 지그
14: 기판 (백 플레이트)
15: 경화성 에폭시 수지층
16a,16b: 전극 단자편
M1: 1차 예비 성형체
M2: 2차 예비 성형체
La,Lb: 공심 코일 리드선
FP: 최종 인덕터 제품

Claims (4)

1. 복수개의 공심 코일 수납홈이 마련된 성형판을 성형기 내에 안치하고, 여기에 금속 자성체 분말을 투입하여 1차 예비 가압 성형하여 1차 예비 성형체를 얻는공정과, 상기 1차 예비 성형체를 동일한 성형기 내에 안치하고, 여기에 다시 동일한 금속 자성체 분말을 투입하여 2차 예비 가압 성형하여 2차 예비 성형체를 얻는공정을 포함하는 메탈 파워 인덕터의 제조 방법에 있어서,
   상기 2차 예비 성형체를 금속제 트랜스퍼 지그 (transfer jig) 내부에 옮겨 고정한 다음, 공심 코일 리드선 부위가 매립된 저면에 금속제 기판 (백 플레이트)을 대접(對接)시켜 수중(水中)에서 등방(等方) 가압 성형을 수행하는 공정과,
   상기 수중에서 등방 가압 성형을 수행하는 공정에서 얻은 등방 가압 성형체의 공심 코일 리드선들이 존재하는 표면 전체를 평탄하게 연마하여 상기 공심 코일 리드선들을 균일하게 노출시키는 공정과,
   상기 노출된 공심 코일 리드선 부위 이외의 표면 전체를 경화성 수지로 피복하는 공정과,
   이어서, 상기 노출된 공심 코일 리드선에 금속 전극 단자를 증착시키는 공정
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 파워 인덕터의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 트랜스퍼 지그 및 기판 (백 플레이트)의 재질은 각각 스테인레스강 재질인 것인 메탈 파워 인덕터의 제조 방법.
3. 제1항 내지 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 경화성 수지는 에폭시 수지, 페놀 수지 및 폴리우레탄 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 메탈 파워 인덕터의 제조 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 경화성 수지는 변성 에폭시 수지인 것인 메탈 파워 인덕터의 제조 방법.

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