KR102653217B1 - 인덕터 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터는 내부에 코일부가 배치된 바디, 및 코일부와 전기적으로 연결된 제1 및 제2 외부전극을 포함하며, 코일부는 지지부재, 지지부재의 상면 및 하면 상에 형성된 제1 및 제2 코일 패턴을 포함하고, 제1 및 제2 코일 패턴은 바디의 측면 중 서로 대향하는 두 면에 노출되는 제1 및 제2 인출 단자를 각각 포함하며, 제1 및 제2 외부전극은 제1 및 제2 인출 단자와 각각 전기적으로 연결됨으로써, 인덕터의 고성능화를 확보할 수 있다.
Description
본 발명은 인덕터에 관한 것이다.
인덕터는 인덕터의 성능에 관여하는 자성체 바디와 기판에 실장을 하기 위한 외부전극으로 이루어진다.
일반적으로, 외부전극은 직육면체의 자성체 바디를 둘러싸고 있으며, 외부전극의 돌출된 부분을 기준으로 길이(Length;L), 폭(Width;W), 두께(Thickness;T)로 구성되는 크기(size)를 형성하게 된다.
전자기기의 소형, 고성능화에 따라 인덕터의 경우, 소형화와 고성능화가 가능하도록 요구되고 있다. 이러한 추세에 따라, 동일한 크기 내에서 고성능을 구현할 수 있는 인덕터의 개발이 필요하다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 바디의 체적을 증가시켜 고성능화를 구현할 수 있는 인덕터를 제공하는 것이다.
본 발명을 통하여 제안하는 여러 해결 수단 중 하나는 상면 및 하면과 상기 상면 및 하면을 연결하는 측면을 포함하며, 내부에 코일부가 배치된 바디, 및 코일부와 전기적으로 연결된 제1 및 제2 외부전극을 포함하며, 코일부는 지지부재, 지지부재의 상면 및 하면 상에 형성된 제1 및 제2 코일 패턴을 포함하고, 제1 및 제2 코일 패턴은 바디의 측면 중 서로 대향하는 두 면에 노출되는 제1 및 제2 인출 단자를 각각 포함하며, 제1 및 제2 외부전극은 제1 및 제2 인출 단자와 각각 전기적으로 연결됨으로써, 인덕터의 고성능화를 확보할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터는 바디의 체적을 증가시켜 고성능화를 확보할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4 및 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인덕터의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4 및 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인덕터의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. 도면에서 요소등의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 인덕터에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터의 사시도를 개략적으로 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터(100)는 상면 및 하면과 상기 상면 및 하면을 연결하는 측면을 포함하며, 내부에 코일부가 배치된 바디(50), 및 코일부와 전기적으로 연결된 제1 및 제2 외부전극(82, 82)을 포함하며, 코일부는 지지부재(20), 지지부재의 상면 및 하면 상에 형성된 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42)을 포함하고, 제1 및 제2 코일 패턴은 바디의 측면 중 서로 대향하는 두 면에 노출되는 제1 및 제2 인출 단자(41a, 42a)를 각각 포함하며, 제1 및 제2 외부전극(81, 82)은 제1 및 제2 인출 단자와 각각 전기적으로 연결된다.
상기 바디(50)는 인덕터의 외관을 이룬다. 상기 바디는 일면 및 상기 일면과 마주보는 타면, 상기 일면과 타면을 연결하는 면들을 가질 수 있다. 도 1에 표시된 L, W 및 T는 각각 길이방향, 폭 방향, 두께 방향을 나타낸다. 상기 바디(50)는 코일층의 적층 방향(두께 방향)으로 마주보는 상면 및 하면과, 길이 방향으로 마주보는 측면과 폭 방향으로 마주보는 정면을 포함하는 육면체 형상일 수 있으며, 인쇄회로기판 실장시 상기 바디의 하면(타면)은 실장면일 수 있다. 각 면이 만나는 모서리는 그라인딩(Grinding) 등에 의하여 둥글 수 있다.
상기 바디(50)는 자기 특성을 나타내는 자성 물질을 포함한다.
상기 바디(50)는 코일부를 형성한 후 그 상부 및 하부에 자성 물질을 포함한 시트를 적층한 후 이를 압착 및 경화하여 형성될 수 있다. 상기 자성물질은 예를 들면 페라이트 또는 금속 자성 입자가 포함된 수지일 수 있다.
상기 바디(50)는 페라이트나 금속 자성 입자가 수지에 분산된 형태일 수 있다.
상기 페라이트는 Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Zn-Cu계 페라이트, Mn-Mg계 페라이트, Ba계 페라이트 또는 Li계 페라이트 등의 물질을 포함함할 수 있다.
상기 금속 자성 입자는 철(Fe), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 예를 들어, Fe-Si-B-Cr계 비정질 금속일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 금속 자성 입자의 직경은 약 0.1㎛ 내지 30㎛일 수 있다.
상기 수지는 에폭시(epoxy) 수지나 폴리이미드(polyimide) 수지 등의 열경화성 수지일 수 있다.
상기 코일부는 인덕터(100)의 코일로부터 발현되는 특성을 통하여 전자 기기 내에서 다양한 기능을 수행하는 역할을 한다. 예를 들면, 인덕터(100)은 파워 인덕터일 수 있으며, 이 경우 코일부는 전기를 자기장 형태로 저장하여 출력 전압을 유지하여 전원을 안정시키는 역할 등을 수행할 수 있다.
상기 코일부는 상기 지지부재(20)의 상면 및 하면에 각각 형성된 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42)은 상기 지지부재(20)를 기준으로 마주보며 배치된 코일층이다.
상기 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42)은 각각 제1 및 제2 인출 단자(41a, 42a)를 포함한다.
상기 제1 및 제2 인출 단자(41a, 42a)는 상기 바디의 측면 중 서로 대향하는 두 면에 노출된다. 즉, 상기 제1 및 제2 인출 단자(41a, 42a)는 상기 제1 및 제2 코일 패턴의 적층 방향의 수직인 방향에서 서로 대향하는 두 면에 노출될 수 있다.
상기 제1 및 제2 인출 단자(41a, 42a)는 각각 하나의 면으로 노출될 수 있으며, 각각 두 면에 모두 노출되도록 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42)는 포토 리소그래피 공법 또는 도금 공법을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부전극(81, 82)은 상기 바디(50)의 양 측면에 노출되는 상기 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42) 각각의 제1 및 제2 인출 단자(41a, 42a)와 전기적으로 연결된다.
상기 제1 및 제2 외부전극(81, 82)은 인덕터가 전자 기기에 실장 될 때, 인덕터 내의 코일부를 전자 기기와 전기적으로 연결시키는 역할을 수행한다.
상기 제1 및 제2 외부전극(81, 82)은 도전성 금속을 포함하는 도전성 페이스트를 사용하여 형성될 수 있으며, 상기 도전성 금속은 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석(Sn) 및 은(Ag) 중 적어도 하나 또는 이들의 합금일 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부전극은 상기 페이스트 층 상에 형성된 도금층(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 도금층은 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 주석(Sn)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 니켈(Ni)층과 주석(Sn)층이 순차로 형성될 수 있다.
일반적으로 인덕터 구조는 자성 물질로 이루어진 바디 및 바디의 양측을 감싸도록 형성된 외부전극을 포함하며, 상기 외부전극은 인출 단자가 노출된 측면에서부터 상하면과 정면까지 연장된 형태로 형성된다. 그러나, 이 경우 전체 인덕터의 크기에서 인덕터의 성능과 관련성이 적은 외부전극의 체적이 크므로, 동일한 크기 내에서 인덕터의 성능을 개선할 수 없다.
본 발명에 의한 인덕터(100)는 상기 바디(50)의 측면 중 대향하는 두 면에만 제1 및 제2 외부전극(81, 82)을 배치함으로써, 동일한 인덕터 크기 내에서 바디의 체적을 증가시킬 수 있도록 한다. 이로 인해, 인덕터의 고성능화를 구현할 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부전극(81, 82)은 상기 제1 및 제2 인출 단자(41a, 42a)가 노출된 두 면에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 외부전극(81, 82)은 제1 및 제2 인출 단자가 노출되는 영역의 수에 따라 배치될 수 있다.
상기 제1 인출 단자(41a)가 상기 바디의 측면에서 서로 대향하는 두 면 중 하나의 면에 노출될 수 있으며, 상기 제2 인출 단자(42a)가 상기 두 면 중 나머지 면에 노출될 수 있다. 즉, 상기 제1 인출 전극(41a)과 상기 제2 인출 전극(42a)은 서로 반대의 방향으로 인출될 수 있다..
이때, 상기 제1 외부전극(81)은 상기 두 면 중 하나의 면에 노출된 상기 제1 인출 단자(41a)와 연결되도록 배치될 수 있으며, 상기 제2 외부전극(82)은 상기 두 면 중 나머지 면에 노출된 상기 제2 인출 단자(42a)와 연결되도록 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 외부전극(81)과 상기 제2 외부전극(82)은 서로 대각선으로 대향하여 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부전극(81, 82)은 상기 바디의 두 면으로부터 상기 바디의 상면 및 하면까지 연장되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4 및 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인덕터의 사시도를 개략적으로 도시한 것이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인덕터의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 제1 및 제2 코일 패턴(141, 142)은 상기 바디의 측면 중 서로 대향하는 두 면에 모두 노출되도록 형성된 제1 및 제2 인출 단자(141a, 142a)를 각각 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 인출 단자(141a, 142a)는 상기 두 면에 노출되도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 인출 단자(141a)와 상기 제2 인출 단자(142a)는 서로 마주보며 평행하게 배치될 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2 외부전극(181, 182)은 상기 두 면에 각각 2개씩 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1 외부전극(181)은 상기 제1 인출 단자(141a)가 노출된 상기 두 면에 배치될 수 있으며, 상기 제2 외부전극(182)은 제2 인출 단자(142a)가 노출된 상기 두 면에 배치될 수 있다.
도 3과 도 6을 참조하면, 인덕터의 전체 길이를 L, 상기 인덕터의 전체 폭을 W라 할 때, 상기 바디(50, 150)의 길이는 상기 제1 외부전극(81, 181) 및 제2 외부전극(82, 182)으로 인한 길이 축소가 없이 온전히 L을 확보할 수 있으며, 상기 바디(50, 150)의 폭은 제1 및 제2 외부전극의 두께(b)만큼 감소된 폭(W-2b)을 가질 수 있다.
본 발명의 외부전극 구조로 인하여 바디의 길이가 증가할 수 있어, 인덕터의 성능을 개선할 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 외부전극의 형성 위치와 코일 패턴의 인출 단자의 개선을 통하여, 동일한 크기의 인덕터에서 바디의 체적을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 인덕터의 고성능화를 구현할 수 있다.
상기 지지부재(20)는 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42)을 지지할 수 있는 것이면 그 재질이나 종류가 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 동박적층판(CCL), 폴리프로필렌글리콜(PPG) 기판, 페라이트 기판 또는 금속계 연자성 기판 등일 수 있다. 또한, 절연 수지로 이루어진 절연 기판일 수도 있다. 절연 수지로는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지, 예를 들면, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 수지, PID(Photo Imagable Dielectric) 수지 등이 사용될 수 있다. 강성 유지의 관점에서는, 유리 섬유 및 에폭시 수지를 포함하는 절연 기판을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 지지부재(20)의 상면 및 하면에서 중앙부는 관통되어 홀을 형성하고, 상기 홀은 페라이트 또는 금속 자성 입자 등의 자성체로 충진되어 코어부(55)를 형성할 수 있다. 상기 자성체로 충진되는 코어부(55)를 형성함에 따라 인덕턴스(L)을 향상시킬 수 있다.
상기 지지부재의 양면 상에 적층된 상기 제1 코일 패턴(41)과 상기 제2 코일 패턴(42)은 상기 지지부재를 관통하는 비아(45)를 통해 전기적으로 연결된다.
상기 비아(45)는 기계적 드릴 또는 레이저 드릴 등을 이용하여 관통홀을 형성한 후, 상기 관통홀 내부에 도금으로 도전성 물질을 채워 형성될 수 있다.
상기 비아(45)는 지지부재(20) 양면 상에 각각 배치된 상측의 제1 코일 패턴(41) 및 하측 제2 코일 패턴(42)을 전기적으로 연결할 수만 있으면, 그 형상이나 재질은 특별히 한정되지 않는다. 여기서, 상측의 및 하측은 도면에서 코일패턴의 적층 방향을 기준으로 판단한다.
상기 비아(45)는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pd), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 포함할 수 있다.
비아 형성시 지지부재의 두께가 두꺼울수록 크기가 커지게 되는데, 비아의 사이즈가 커지면 코일의 부피가 커질 수 있으며, 인덕터 내의 비자성 영역이 증가하게 되어 인덕터가 구현해야 하는 전류 특성이 감소하는 문제점이 있다.
상기 비아(45)의 단면은 사다리꼴 또는 모래시계 형상일 수 있다.
상기 비아(45)의 단면은 모래 시계 형상일 수 있다. 상기 형상은 상기 지지부재의 상면 또는 하면을 가공함으로써 구현될 수 있으며, 이로 인해 상기 비아의 단면의 폭을 감소시킬 수 있다. 상기 비아의 단면의 폭은 60 내지 80μm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 및 제2 코일 패턴(41, 42)은 절연막(미도시) 피복되며, 상기 바디를 이루는 자성 재료와 직접 접촉되지 않는다.
상기 절연막은 제1 및 제2 코일 패턴을 보호하는 역할을 수행한다.
상기 절연막의 재질은 절연 물질을 포함하는 것이면 어느 것이든 적용될 수 있으며, 예를 들면, 통상의 절연 코팅에 사용되는 절연 물질, 예컨대 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 액정 결정성 폴리머 수지 등을 포함할 수 있으며, 공지의 감광성 절연(Photo Imageble Dielectric: PID) 수지 등이 사용될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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.
100, 200: 인덕터 20, 120: 지지부재
41, 141: 제1 코일 패턴 42, 142: 제2 코일 패턴
45, 145: 비아 55, 155: 코어부
81, 181: 제1 외부전극 82, 182: 제2 외부전극
41, 141: 제1 코일 패턴 42, 142: 제2 코일 패턴
45, 145: 비아 55, 155: 코어부
81, 181: 제1 외부전극 82, 182: 제2 외부전극
Claims (11)
- 상면 및 하면과 상기 상면 및 하면을 연결하는 측면을 포함하며, 내부에 코일부가 배치된 바디; 및
상기 코일부와 전기적으로 연결된 제1 및 제2 외부전극; 을 포함하며,
상기 코일부는 지지부재, 상기 지지부재의 상면 및 하면 상에 형성된 제1 및 제2 코일 패턴을 포함하고,
상기 제1 및 제2 코일 패턴은 상기 바디의 측면 중 일 방향으로 서로 대향하는 두 면에 노출되는 제1 및 제2 인출 단자를 각각 포함하며,
상기 제1 및 제2 외부전극 각각은, 상기 일 방향으로 서로 이격된 두 영역을 포함하고,
상기 제1 외부전극의 서로 이격된 두 영역은 각각 상기 제1 인출 단자와 접하고, 상기 제2 외부전극의 서로 이격된 두 영역은 각각 상기 제2 인출 단자와 접하는, 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 외부전극은 상기 제1 및 제2 인출 단자가 노출된 두 면에 배치된 인덕터.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 인출 단자는 상기 두 면에 노출된 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 외부전극은 상기 두 면에 배치되며, 각각 2개씩 형성된 인덕터.
- 내부에 코일부를 포함하는 바디; 및
상기 코일부와 전기적으로 연결된 제1 및 제2 외부전극; 을 포함하며,
상기 코일부는 지지부재, 상기 지지부재의 상면 및 하면 상에 형성된 제1 및 제2 코일 패턴을 포함하고,
상기 제1 및 제2 코일 패턴은 적층 방향과 수직인 일 방향으로 서로 대향하는 두 면에 노출되는 제1 및 제2 인출 단자를 각각 포함하며,
상기 제1 및 제2 외부전극은 상기 제1 및 제2 인출 단자와 각각 전기적으로 연결되고,
상기 제1 및 제2 인출 단자 중 적어도 하나는, 상기 일 방향을 따라 상기 두 면 모두로 연장되는, 인덕터.
- 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 제1 및 제2 외부전극 각각은, 상기 일 방향으로 서로 이격된 두 영역을 포함하는, 인덕터.
- 제10항에 있어서,
상기 제1 및 제2 외부전극은 상기 두 면에 배치되며, 각각 2개씩 형성된 인덕터.
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