KR102538065B1

KR102538065B1 - 복합 소재를 이용한 자성 코어

Info

Publication number: KR102538065B1
Application number: KR1020180141552A
Authority: KR
Inventors: 이상원; 배석; 전인호
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2023-05-30
Also published as: KR20200057315A

Abstract

본 발명은 이종의 자성 소재를 이용한 자성 코어에 관한 것이다. 일 실시예에 따른 자성 코어는, 망간(Mn), 아연, 철 및 산소(O)를 포함하는 페라이트 파우더; 및 니켈(Ni), 철(Fe), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 규소(Si) 중 둘 이상의 물질로 이루어진 금속 합금 파우더를 포함할 수 있다. 여기서, 페라이트 파우더는 67wt% 내지 72wt% 비율로, 금속 합금 파우더는 28wt% 내지 33wt% 비율로 자성 코어에 포함될 수 있다.

Description

복합 소재를 이용한 자성 코어{MAGNETIC CORE USING COMPOSITE MATERIAL}

본 발명은 이종의 자성 소재를 이용한 자성 코어에 관한 것이다.

최근 환경에 대한 지속적인 관심과 규제에 따라 전기 모터를 구비한 차량의 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 시장도 확대되어가는 추세이다. 따라서, 차량용 전력전자(PE: Power Electronic) 분야의 중요성도 함께 커지고 있다.

대표적인 차량용 전력전자 부품으로는 직류 컨버터(DC-DC CONVERTER)를 들 수 있다. 전기 모터를 동력원으로 사용하는 차량에서는 전기 모터를 구동하기 위한 고전압 배터리와 전장 부하에 전원을 공급하기 위한 보조 배터리가 함께 구비되는 것이 보통이며, 보조 배터리는 고전압 배터리의 전력을 통해 충전될 수 있다. 보조 배터리의 충전을 위해서는 고전압 배터리의 직류 전원을 보조 배터리의 전압에 해당하는 직류 전원으로 변환할 필요가 있으며, 이를 위해 직류 컨버터가 사용될 수 있다.

직류 컨버터는 직류 전원을 교류 전원으로 변환한 후 트랜스포머를 거쳐 변압시키고, 다시 정류하여 희망 출력 전압의 직류 전원을 출력하게 되므로 내부에는 고주파에서 작동하는 인덕터 등의 수동 소자가 내장된다.

그런데, 일반적으로 인덕터나 트랜스포머를 구성하는 자성 코어는 Mn-Zn 계열의 페라이트 소재로 제조되는데, 이러한 페라이트 소재는 300℃ 이하에서도 쉽게 자성 특성을 잃어버리며 공진점도 비교적 낮아 1Mhz 이상의 고주파에서는 주파수 특성이 급격히 하락한다. 따라서, 고출력으로 인한 발열이 빈번하고 동작 주파수가 1Mhz를 넘어서는 차량 환경에 적용되는 부품으로는 부적합하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고온에서도 자성 특성을 유지하고 고주파 영역에서 주파수 특성이 우수한 자성 코어를 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예에 따른 자성 코어는, 망간(Mn): 67%, 아연(Zn): 23%, 철(Fe): 9% 및 잔부 산소(O)로 이루어진 페라이트 파우더; 및 니켈(Ni), 철(Fe), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 규소(Si) 중 둘 이상의 물질로 이루어진 금속 합금 파우더를 포함 할 수 있다. 여기서, 페라이트 파우더는 67wt% 내지 72wt% 비율로, 금속 합금 파우더는 28wt% 내지 33wt% 비율로 자성 코어에 포함될 수 있다.

예를 들어, 상기 페라이트 파우더와 상기 금속 합금 파우더의 몰비의 차이는 5% 이내일 수 있다.

예를 들어, 상기 페라이트 파우더는, Mn₀ _. ₆₇Zn₀ _. ₂₃Fe₂ _. ₀₉O₄를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 금속 합금 파우더는 몰리브덴 퍼멀로이 파우더(Ni_0.79Fe_0.16Mo_0.05)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 금속 합금 파우더는 FeNi, FeSi, FeAlSi 및 NiFeMo 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 자성 코어는 비자성 첨가제를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 비자성 첨가제는 산화규소(SiO₂), 산화칼슘(CaO), 오산화탄탈륨(Ta₂O₅), 오산화나이오븀(Nb₂O₅) 및 오산화바나듐(V₂O₅) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 자성 코어의 큐리 온도는 300℃ 이상일 수 있다.

예를 들어, 상기 자성 코어의 공진 주파수는 1Mhz 이상일 수 있다.

실시 예에 의한 자성 코어는 페라이트 계열 소재의 높은 포화자속밀도로 직류 바이어스 성능이 우수한 특성과 금속 계열 소재의 내열 특성 및 고주파 특성을 함께 가질 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 자성 코어를 구성하는 물질의 결합 형태의 일례를 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른 자성 코어의 X선 회절 분석 결과의 일례를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 자성 코어의 고온 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 일 실시예에 따른 자성 코어의 고주파수 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따른 자성 코어의 포화자속 밀도 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따른 자성 코어의 직류 바이어스 특성을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조들이 기판, 각층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

일 실시예에 의하면, 페라이트 계열의 소재와 금속 계열의 소재를 함께 포함하는 자성 코어가 제공된다.

본 실시예의 일 양상에 의하면, 페라이트 계열 소재는 Mn-Zn계 페라이트 일 수 있다. 예를 들어, 페라이트 계열 소재는 MnZnFe₂O₄일 수 있다.

금속 계열의 소재는 니켈(Ni), 철(Fe), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 규소(Si) 중 둘 이상을 조합한 합금 소재일 수 있다. 예를 들어, 금속 계열의 소재는 퍼멀로이(FeNi), 페로실리콘(FeSi), FeAlSi, NiFeMo 등을 들 수 있다.

또한, 본 실시예의 일 양상에 의하면, 페라이트 계열 소재와 금속 계열 소재는 동일한 몰비로 자성 코어를 구성할 수 있다.

또한, 본 실시예의 일 양상에 의하면, 페라이트 계열 소재와 금속 계열 소재는 마이크로 단위의 파우더 형태로 비자성 첨가제와 함께 혼합된 후 열처리를 통해 자성 코어로 제조될 수 있다.

이하, 일 실시예에 따른 자성 코어의 조성과 특성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 아래 표 1 및 표 2를 참조하여 일 실시예에 따른 자성 코어의 주요 조성을 각각 설명한다.

Category	조성물	함유비 (molar ratio %)	함유비 (wt %)
주요조성 (자성 Powder)	Mn₀ _. ₆₇Zn₀ _. ₂₃Fe₂ _. ₀₉O₄	50%	67~72%
	Ni₀ _. ₇₉Fe₀ _. ₁₆Mo₀ _.05	50%	28~33%
	Total	100%	-

표 1을 참조하면, 실시예에 따른 자성 코어는 주요 조성 중 페라이트 계열 소재로 Mn₀ _. ₆₇Zn₀ _. ₂₃Fe₂ _. ₀₉O₄ 를, 금속 합금 계열 소재로 MPP(몰리브덴 퍼멀로이 파우더: Molybdenum Permalloy Powder): Ni₀ _. ₇₉Fe₀ _. ₁₆Mo₀ _. ₀₅을 각각 포함할 수 있다. 여기서, Mn₀ _. ₆₇Zn₀ _. ₂₃Fe₂ _. ₀₉O₄ 는 망간(Mn): 67%, 아연(Zn): 23%, 철(Fe): 9% 및 잔부 산소(O)로 이루어진 물질을 의미할 수 있다.

이때, 두 물질은 동일한 몰비율을 가질 수 있다. 즉, 두 물질의 몰 비율은 각각 50%일 수 있다. 또한, 중량 비율(wt%)로는 자성 코어 내에서 Mn₀ _. ₆₇Zn₀ _. ₂₃Fe₂ _. ₀₉O₄가 67% 내지 72%에 해당할 수 있으며, Ni₀ _. ₇₉Fe₀ _. ₁₆Mo₀ _.05는 28% 내지 33%에 해당할 수 있다.

실시예에 따라, 금속 합금 계열 소재인 Ni₀ _. ₇₉Fe₀ _. ₁₆Mo₀ _.05는 동일 몰 비율로 Ni_0.81Fe_0.19, Fe₃Al₀ _. ₃₃Si₀ _.67, FeSi 또는 이들의 혼합물로 대체될 수 있다. 예를 들어, Ni_0.79Fe_0.16Mo_0.05 이 Ni₀ _. ₈₁Fe₀ _.19, Fe₃Al₀ _. ₃₃Si₀ _.67및 FeSi의 혼합물로 대체될 경우, Mn_0.67Zn_0.23Fe_2.09O₄와 함께, 아래 표 2에 나타난 바와 같은 조성을 가질 수 있다.

	Category	조성물	함유비 (molar ratio %)
Mn-Zn ferrite Powder+ Metal alloy Powder	주요조성	Mn₀ _. ₆₇Zn₀ _. ₂₃Fe₂ _. ₀₉O₄	50%
		Ni₈₁Fe₁₉	15.60%
		Ni₇₉Fe₁₆Mo₅	14.40%
		Fe₃Al₀ _. ₃₃Si₀ _.67	10%
		FeSi	10%
		Total	100%

물론, 표 2에 도시된 금속 합금간의 비율은 예시적인 것으로 다른 실시예에 의하면 상대적인 비율은 총합 몰 비율을 유지하는 범위 내에서 변경될 수도 있으며, 적어도 일부 금속 합금이 제외될 수도 있다.

다음으로, 아래 표 3을 참조하여 비자성 첨가제를 설명한다.

Category	조성물	함유 농도 (1kg 기준 ppm)	함유비 (wt %)
비자성 첨가제	SiO₂	80~120ppm	< 0.1%
	CaO	80~100ppm	< 0.1%
	Ta₂O₅	300~400ppm	< 0.1%
	Nb₂O₅	200~300ppm	< 0.1%
	V₂O₅	200~300ppm	< 0.1%

표 3을 참조하면, 상술한 주요 조성 외에, 실시예에 따른 자성 코어는 산화규소(SiO₂), 산화칼슘(CaO), 오산화탄탈륨(Ta₂O₅), 오산화나이오븀(Nb₂O₅) 및 오산화바나듐(V₂O₅)과 같은 비자성 첨가제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 비자성 첨가제는 페라이트 계열 파우더와 금속 합금 계열 파우더의 혼합 조성에서 열처리 후 결합력을 유지하는 역할을 할 수 있다.

지금까지 설명한 조성을 갖는 자성 코어의 제조 방법은 다음과 같다.

먼저, 수 μm 내지 수십 μm 단위의 입자 크기를 갖는 페라이트 계열 파우더와 금속 합금 계열 파우더가 동일 몰비로 준비된다. 각 파우더는 수분사법이나 가스분사법에 의해 제조될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

여기에 표 3에 나타난 바와 같은 비자성 첨가제를 균일하게 혼합하여, 일정 압력(예컨대, 10 내지 20톤/cm²)으로 희망하는 형태의 자성 코어를 고압 성형한다. 이때, 자성 코어의 형태는 토로이달(toroidal) 타입 코어, E타입 코어, pq타입 코어, EPC 타입 코어, I형 코어 등이 될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

고압 성형된 자성 코어는 다시 잔류 응력과 변형을 제거하기 위해 고온(예컨대, 600 ℃ 이상)에서 일정 시간동안 열처리될 수 있다.

열처리 결과 형성되는 자성 코어의 조성물간 배치 상태가 도 1에 도시된다.

도 1은 일 실시예에 따른 자성 코어를 구성하는 물질의 결합 형태의 일례를 나타낸다. 도 1에서는 토로이달 형상의 자성 코어(10)의 일 단면(11)을 확대한 형상이 도시된다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 자성 코어(10)는 페라이트 계열 파우더(100)와 금속 합금 계열 파우더(200)의 입자가 혼합된 상태로 존재하되, 두 종류의 입자 사이의 공간은 비자성 첨가제(300)로 채워진다. 이러한 μm 단위의 입자간 결합으로 인해, 실시예에 따른 자성 코어는 일반적인 페라이트 계열 소재의 코어와 금속 합금 계열 소재의 코어를 교번순으로 적층하는 구조와 대비하여 균질의 자성 특성이 확보될 수 있으며, 기계적 강도(Mechanical Strength)가 우수하다.

실시예에 따른 자성 코어는 고압 성형 및 열처리를 거치더라도 반응을 통해 제3 의 물질로 화합되지 아니하고, 개별 입자 고유의 특성을 유지하는 혼합 상태로 존재하게 된다. 이러한 상태는 X선 회절 분석(XRD: X-Ray Diffraction)을 통해 검증될 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 자성 코어의 X선 회절 분석 결과의 일례를 나타낸다.

도 2에는 실시예에 따른 자성 코어의 X선 회절 분석 그래프가 도시된다. 본 결과는 Mn₀ _. ₆₇Zn₀ _. ₂₃Fe₂ _. ₀₉O₄ 와 MPP(Ni₀ _. ₇₉Fe₀ _. ₁₆Mo₀ _. ₀₅)를 동일 몰비로 혼합하여 성형한 자성 코어를 분석한 결과이다.

도 2를 참조하면, XRD 패턴 내에 Mn-Zn 페라이트의 페이즈와, MPP의 페이즈가 동시에 검출됨을 알 수 있으며, 이는 곧 두 물질이 반응하여 제3 의 페이즈를 만들지 않고, 혼합된 상태로 변성되지 않음을 의미한다.

이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여, 실시예에 따른 자성 코어의 다양한 특성을 비교례들과 대비하여 설명한다. 이하, 제1 비교례는 금속 함금이 첨가되지 않은 일반적인 Mn-Zn 페라이트를 이용한 자성 코어를, 제2 비교례는 Mn-Zn 페라이트가 첨가되지 않은 일반적인 금속 합금을 이용한 자성 코어이며, 실시예는 Mn_0.67Zn_0.23Fe_2.09O₄ 와 MPP(Ni₀ _. ₇₉Fe₀ _. ₁₆Mo₀ _. ₀₅)를 동일 몰비로 혼합하여 성형한 자성 코어이다.

먼저, 도 3을 참조하여 고온 특성을 설명한다.

도 3은 일 실시예에 따른 자성 코어의 고온 특성을 설명하기 위한 그래프이다. 도 3에서 가로축은 온도를, 세로축은 초기 투자율 (initial permeability: μi)을 각각 나타낸다.

도 3을 참조하면, 제1 비교례에 따른 자성 코어는 250℃ 이상에서 자성 특성이 실질적으로 소멸한다. 이는 Mn-Zn 페라이트의 큐리 온도(Curie-T)가 낮음에서 기인한 것이다. 또한, 제2 비교례에 따른 자성 코어는 400℃ 이상에서도 비교적 균일한 자성 특성을 가지나 저온에서까지 초기 투자율이 지나치게 낮은 단점이 있다. 이에 반해, 실시예에 따른 자성 코어는 250℃ 이하에서는 500 이상의 초기 투자율을 유지하며, 큐리온도가 300℃를 넘으므로, 300℃가 넘는 고온에서도 유의미한 자성 특성을 가지므로 제2 비교례 대비 저온에서 높은 초기 투자율을 가지는 동시에 제1 비교례 대비 고온에서의 가용 영역이 증가하는 특성을 갖는다.

다음으로, 도 4를 참조하여 고주파 특성을 설명한다.

도 4는 일 실시예에 따른 자성 코어의 고주파수 특성을 설명하기 위한 그래프이다. 도 4에서 가로축은 주파수를, 세로축은 초기 투자율(μi)을 각각 나타낸다.

도 4를 참조하면, 제2 비교례에 따른 자성 코어는 1Mhz 이상의 고주파에서도 비교적 균일한 초기 투자율을 가지나 그 크기가 실시예나 제1 비교례 대비 절반 수준이다. 또한, 제1 비교례에 따른 자성 코어는 1Mhz이하의 주파수에서는 비교적 우수한 초기 투자율을 가지나, 공진점이 1Mhz 부근(410)에 존재하므로 Mhz 대역에서는 성능이 급격히 저하되는 단점이 있다. 이에 반해, 실시예에 따른 자성 코어는 공진점(420)이 제1 비교례 대비 더욱 고주파 영역대로 이동하므로, 일반적인 Mn-Zn 계열 페라이트 소재의 자성 코어대비 주파수 한계점(즉, 1Mhz) 이후에서도 사용이 가능하며, 주파수 증가에 따른 성능 감소폭도 완만함을 알 수 있다.

따라서, 도 3 및 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 실시예에 따른 자성 코어는 300℃ 이상의 고온 및 1Mhz 이상의 고주파 환경에서 동작하는 수동 소자에도 적용이 가능하다.

다음으로, 도 5 및 도 6을 함께 참조하여 직류 바이어스(DC Bias) 성능을 설명한다.

도 5는 일 실시예에 따른 자성 코어의 포화자속 밀도 특성을 설명하기 위한 그래프이고, 도 6은 일 실시예에 따른 자성 코어의 직류 바이어스 특성을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에서 가로축은 자기장(Magnetic Field)을, 세로축은 자속 밀도(Flux Density)를 각각 나타낸다. 도 5를 참조하면, 제1 비교례 대비 자속 밀도가 크게 상승하므로, 쉽게 포화되지 않음을 알 수 있다. 따라서, 높은 직류 바이어스 성능이 기대될 수 있다. 이는 도 6에서 보다 명확히 드러난다.

도 6에서 가로축 하단은 자화력(magnetizing force)을, 가로축 상단은 직류 바이어스 전류를, 세로축은 인덕턴스를 각각 나타낸다.

도 6을 참조하면, 실시예에 따른 자성 코어는 화살표 부근에서 제2 비교례에 따른 자성 코어 대비 높은 인덕턴스를 가지되, 제1 비교례에 따른 자성 코어 대비 향상된 직류 바이어스 성능을 보임을 알 수 있다. 다시 말해, 제1 비교례 대비 최대 전류(maximum current)가 증가하며, 이는 직류 바이어스 성능으로는 최대 약 3A가 약 14A로 향상될 수 있음을 의미한다.

지금까지 설명한 실시예에 따른 자성 코어의 장점을 정리하면 다음과 같다.

일반적인 Mn-Zn 페라이트 계열의 자성 코어는 낮은 가용 온도 영역대와 낮은 가용 주파수를 가지나, 실시예에 따른 자성 코어는 금속 합금 파우더와의 혼합을 통해 300℃ 이상의 고온 및 1Mhz 이상의 고주파 환경에서 동작하는 수동 소자에도 적용이 가능하다.

또한, 일반적인 Mn-Zn 페라이트 계열의 자성 코어는 낮은 Bs값으로 자속 밀도의 포화가 빠르게 발생하며, 이로 인하여 낮은 직류 바이어스 성능을 가지나, 실시예에 따른 자성 코어는 금속 합금 파우더와의 혼합을 통해 보다 높은 직류 바이어스 성능을 갖는다.

아울러, 이종의 물질 각각으로 형성된 개별 자성 코어를 중첩시킨 일반적인 하이브리드 코어는 이종 코어간의 접합면으로 인해 기계적 강도가 떨어지고, 위치별로 자성 특성이 달라지나, 실시예에 따른 자성 코어는 마이크로 단위의 혼합 조성을 통해 균질한 자성 특성과 기계적 강도가 우수하다.

한편, 전술한 실시예에서는 페라이트 계열 소재와 금속 계열 소재는 동일한 몰비로 자성 코어에 포함되는 것으로 설명되었으나, 실시예는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 실시예에 따라 페라이트 계열 소재와 금속 계열 소재의 몰비는 5% 이내의 차이를 가질 수 있다.

일례로, 자성 코어 내에서 페라이트 파우더의 몰비는 52%이고, 금속 합금 파우더의 몰비는 48%일 수 있다. 즉, 페라이트 파우더의 몰비와 금속 합금 파우더의 몰비의 합을 100%로 기준하였을 때, 상호간의 몰비 차이가 5%p(포인트) 이내임을 의미한다.

이러한 몰비의 차이는 자성 코어에서 페라이트 계열의 특성과 금속 합금 계열의 특성 중 설계 목적에 따라 더욱 강화될 필요가 있는 특성에 기반하여 조절될 수 있다. 예컨대, 페라이트 파우더의 몰비가 금속 합금 파우더의 몰비보다 커질 경우, 1:1(즉, 동일) 몰비 대비 동일 온도와 주파수에서 보다 우수한 초기 투자율을 보일 것이다. 반대로, 합금 파우더의 몰비가 페라이트 파우더의 몰비보다 커질 경우, 동일 몰비 대비 가용 영역이 보다 고온으로 이동하며, 보다 높은 공진 주파수를 가지게 될 것이다.

전술한 실시 예 각각에 대한 설명은 서로 내용이 상충되지 않는 한, 다른 실시 예에 대해서도 적용될 수 있다.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 자성코어
100: 페라이트 계열 파우더 입자
200: 금속 합금 계열 파우더 입자
300: 비자성 첨가제

Claims

망간(Mn), 아연(Zn), 철(Fe) 및 산소(O)를 포함하는 페라이트 파우더 67wt% 내지 72wt%; 및
몰리브덴 퍼멀로이 파우더(Ni_0.79Fe_0.16Mo_0.05)를 포함하는 금속 합금 파우더 28wt% 내지 33wt%;를 포함하되,
상기 페라이트 파우더와 상기 금속 합금 파우더의 몰비의 차이는 5% 이내인 자성 코어.
제1항에 있어서,
상기 페라이트 파우더는, Mn_0.67Zn_0.23Fe_2.09O₄을 포함하는 자성 코어.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
비자성 첨가제를 더 포함하는, 자성 코어.
제5항에 있어서,
상기 비자성 첨가제는,
산화규소(SiO₂), 산화칼슘(CaO), 오산화탄탈륨(Ta₂O₅), 오산화나이오븀(Nb₂O₅) 및 오산화바나듐(V₂O₅) 중 적어도 하나를 포함하는, 자성 코어.
제1항에 있어서,
상기 자성 코어의 큐리 온도는 300℃ 이상인, 자성 코어.
제1항에 있어서,
상기 자성 코어의 공진 주파수는 1Mhz 이상인, 자성 코어.