KR20010092370A - 다층 인덕터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다층 인덕터에 관한 것이다. 여기서, 사이에 절연층을 갖는 세 개의 박막 코일을 코어 부재의 코일 권선부에 적층한다. 단자 전극을 상기 제 3 박막 코일의 단부에 전기적으로 접속시킨다. 단자 전극은 인출 개구부 및 분할 영역을 통하여 상기 제 1 박막 코일의 단부에 전기적으로 접속된다. 이러한 방식으로, 상기 박막 코일은 상기 단자 전극들 사이에 전기적으로 직렬로 접속된다. 이어, 박막 코일에서, 그 사이에 절연층을 갖는 이웃하는 코일의 권선 방향은 서로 반대이다.
Description
본 발명은 다층 인덕터, 특히, 초크 코일(choke coil), LC 필터 등으로 사용되는 표면 실장형 다층 인덕터에 관한 것이다.
종래의 기술들 중에, 예를 들어, 일본 특개평 5-41324호에는 인덕터가 기재되어 있다. 여기서 상기 인덕터는 페라이트(ferrite)와 같은 절연성 자성 재료로 만들어진 기둥형의 자기 코어를 가지고 있다. 상기 자기 코어의 표면에 도체막이 형성되고, 이어, 상기 도체막에 레이저빔을 조사하고, 상기 코어를 회전시키는 동안 레이저빔을 축방향으로 이동시켜 나선형의 코일 형성 홈이 생기도록 하여, 상기 도체막 중 남은 부분에 의해 상기 자기 코어를 나선형으로 주회하는(둘러싸는) 코일이 형성되게 한다. 이러한 방법에 의하여, 종래의 인덕터는 단층(1층)의 코일로 형성된다.
종래의 인덕터에서는, 인덕턴스를 높이기 위하여 1) 큰 단면을 갖는 자기 코어를 사용하고, 2) 코일의 회전 주회수를 증가시키고, 3) 자기 코어 재료로서 높은 투자율을 갖는 자기 재료를 사용하는 방법이 일반적으로 적용되었다. 그러나, 자기 코어의 투자율 및 그 크기(단면적, 길이)는 당연히 제약되게 마련이어서, 원하는 인덕턴스를 얻는 것이 어렵게 된다. 또한, 원하는 인덕턴스를 얻기 위하여 코어 인덕터의 폭을 줄임으로써 코일의 회전수를 증가시킬 때는, 코일의 DC 저항이 증가한다는 문제 외에 코일의 Q값이 감소한다는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 높은 인덕턴스를 얻을 수 있는 콤팩트형의 다층 인덕터를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따른 다층 인덕터의 제조 과정의 한 단계를 보여주는 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 단계에 이어지는, 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 3은 상기 도 2의 단계에 이어지는, 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 4는 상기 도 3의 단계에 이어지는, 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4에 나타난 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 6은 상기 도 5의 단계에 이어지는, 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6에 나타난 다층 인덕터의 수평 단면을 보여준다.
도 8은 도 6에 나타난 다층 인덕터의 등가 회로도이다.
도 9a 내지 9d는 코어 부재의 단면(end face)에 제공된 식별부의 예를 보여주는 사시도이다.
도 10a 내지 10d는 코어 부재의 측면(side face)에 제공된 식별부의 예를 보여주는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 바람직한 구현예에 따른 다층 인덕터의 제조 과정의 한 단계를 보여주는 사시도이다.
도 12는 상기 도 11의 단계에 이어지는, 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 13은 상기 도 12의 단계에 이어지는, 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 14는 상기 도 13의 단계에 이어지는, 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 15는 상기 도 14의 단계에 이어지는, 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 16은 도 15에 나타난 다층 인덕터의 수평 단면을 보여준다.
도 17은 본 발명의 제 3 바람직한 구현예에 따른 다층 인덕터의 제조 과정의 한 단계를 보여주는 사시도이다.
도 18은 상기 도 17의 단계에 이어지는, 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 19는 상기 도 18의 단계에 이어지는, 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 20은 상기 도 19의 단계에 이어지는, 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 21은 상기 도 20의 단계에 이어지는, 다층 인덕터의 제조 과정을 보여주는 사시도이다.
도 22는 도 20에 나타난 다층 인덕터의 수평 단면을 보여준다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다층 인덕터는, 코어 부재; 상기 코어 부재의 표면을 나선형으로 주회하면서 적층되어 있는 복수개의 박막 코일; 및 상기 코어 부재의 각 단부에 제공되어 있는 단자 전극을 포함하며, 사이에 절연층을 갖는 이웃한 박막 코일의 감겨진 방향은 서로 대향되고, 또한, 상기 복수개의 박막 코일은 전기적으로 직렬로 접속되어 있는 구성을 하고 있다.
상기 박막 코일을 전기적으로 직렬로 접속하기 위한 구성으로서, 상기 박막 코일을 전기적으로 직렬로 접속시키는 분할부(separating portion)를 갖는 것이 바람직한데, 상기 박막 코일이 제공되어 있는 영역과 상기 단자 전극이 제공되는 영역 사이에 배치된 상기 분할부는 상기 코어 부재의 주위를 둘러싸도록 제공되며, 여기서, 그 사이에 절연층을 갖는 이웃한 박막 코일은, 상기 절연층에 제공된 박막 코일을 접속하기 위한 개구부를 통하여 전기적으로 직렬로 접속되어 있다.
상기 코어 부재는, 예를 들어, 덤벨형이다. 이어, 상기 코어 부재의 방향을 식별하기 위하여, 상기 코어 부재의 단면 및 측면 중 적어도 한 곳에 식별부를 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 전기적으로 직렬로 접속되어 있는 복수개의 박막 코일을 포함하는 코일의 시단부 및 종단부 중 적어도 한 곳은, 상기 절연층에 제공되어 있는 인출 개구부를 통하여 단자 전극에 전기적으로 접속되어 있다.
상기 설명한 것처럼 구성된 경우, 그 사이에 절연층을 갖는 이웃한 박막 코일의 권선 방향은 서로 대향하도록 되어 있으며, 상기 복수개의 박막 코일에서 각각의 박막 코일은 동일한 방향으로 자기장을 형성하여 하나의 코일을 이룬다. 이러한 경우에 있어서, 복수개의 박막 코일이 코어 부재의 축방향으로 횡으로 배열될 때와 비교하여, 코어 부재의 길이는 짧아지고, 박막 코일의 주회수는 증가한다. 또한, 그 사이에 절연층을 갖는 복수개의 박막 코일이 코어 부재에 배치되어 공통축을 갖기 때문에, 상기 박막 코일 사이에서 분포 정전 용량은 균일하게 생성되게 된다.
또한, 본 발명에 따른 다층 인덕터는, 상기 단자 전극의 아래에서 박막 코일로부터 전기적으로 분리된 분할 영역을 형성하기 위한 제 2 분할부를 포함하는데, 상기 제 2 분할부는 상기 박막 코일이 제공되어 있는 영역과 상기 단자 전극이 제공되어 있는 영역 사이에 배치되어 상기 코어 부재의 주위를 둘러싸도록 제공되어 진다.
상기 구조에 기초하여, 상기 분할 영역과 코일은 전기적으로 분리되어, 상기 단자 전극 아래에서 층들이 단락되더라도, 코일의 일부는 단락되지 않고, 따라서 코일의 구조는 영향을 받지 않는다.
<바람직한 구현예>
이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 다층 인덕터의 바람직한 구현예를 그 제조 방법과 함께 설명한다.
<제 1 구현예 (도 1 내지 도 10)>
도 1에서 보는 바와 같이, 덤벨형의 코어 부재(11)는 직사각형의 단면 및 정사각형의 단면을 갖는 코일 권선부(11c) 및 상기 코일 권선부(11c)의 양단에 제공된 플랜지부(flange portion; 11a 및 1b)로 구성되어 있다. 상기 코어 부재(11)는 Ni-Zn-Cu 페라이트 등과 같은 자기 재료, 비자성 알루미나 등과 같은 세라믹 재료, 수지 재료 등으로 되어 있다. 코어 부재(11)와 붕규산 아연(zinc-borosilicate)계 유리 분말을 교반하면서 800℃ 내지 900℃에서 열처리하여, 상기 유리 분말이 상기 코어 부재(11)의 표면에 증착되도록 하여 절연 코팅막(3)을 형성한다(도 7 참조). 후술하는 바와 같이, 이러한 코팅막(3)은, 레이저빔의 조사에 의하여 박막 코일이 형성될 때, 레이저빔이 코어 부재(11)에 도달하여 생기는 코어 부재(11)의 열화에 의하여 코어 부재(11)의 자기 저항이 저하되는 것을 막는다. 또한, 붕규산 아연은 상기 코어 부재(11)내로 흡수되는데, 유리 재료 이외에 에폭시 수지와 같은 수지는 상기 절연 코팅막(3)의 재료도 이용될 수 있다. 또한, 이러한 절연 코팅막(3)은 반드시 요구되는 것은 아니며, 코어 부재(11)의 표면에 절연 코팅막(3)을 제공함이 없이, 박막 도체(12)가 직접적으로 제공될 수도 있다(이하 후술한다).
이어, 도 2에서 보는 바와 같이, 무전해 도금, 스퍼터링 등에 의하여 상기코어 부재(11)의 전면에 박막 도체(12)가 형성된다. 박막 도체(12)는 Cu, Ni, Ag, Ag-Pd 등으로 만들어진다. 이어, 처킹(chucking)에 의하여 상기 코어 부재(11)를 레이저 가공기의 스핀들(spindle; 나타나지 않음)에 고정시킨다. 상기 스핀들을 구동함으로써, 상기 코어 부재(11)를 화살표 K1 방향(시계 방향)으로 회전시키고, 동시에 화살표 K3 방향으로 평행하게 이동시켜서, 코어 부재(11)의 코일 권선부(11c)에 레이저빔(L)이 조사되도록 한다. 이러한 방식으로, 박막 도체(12)에서 상기 레이저빔(L)에 조사된 영역은 제거되어, 나선형의 코일 형성홈(17)에 형성된다. 이로 인해, 상기 코일 권선부(11c)의 표면의 외부를 나선형으로 주회하고 있는 제 1 박막 코일(22)이 형성된다.
이어, 도 3에 나타난 바와 같이, 코일 형성홈(17)이 형성된 박막 도체(12)에 절연층(27)이 형성된다. 상기 절연층(27)은 에폭수 수지 등과 같은 절연 재료로 만들어진다. 상기 절연층(27)의 일부는 상기 코일 형성홈(17)로 들어가서, 박막 코일(22)의 절연성은 향상된다.
상기 절연층(27)은 코어 부재(11)의 코일 권선부(11c)의 일단의 측면(플랜지부(11a)의 측면)에 위치한 박막 코일 접속 개구부(31) 및 플랜지부(1b)에 위치한 인출 개구부(41)를 갖는다. 이러한 개구부(31 및 41)는 외주부에서 상기 코어부재(11)를 둘러싼다. 이어, 박막 코일을 접속하기 위하여 제 1 박막 코일(22)의 접속부(22a)는 개구부(31)에 노출되고, 상기 박막 코일(22)의 다른 접속부(22b)는 상기 인출 개구부(41)에 노출된다. 또한, 전기적 접속을 확실하게 하기 위하여 상기 개구부(31 및 41)는 하나의 직선으로 이루어지는 외에도 복수개의직선, 점, 굴곡선 등의 형태일 수도 있다.
이어, 도 4에서 보는 바와 같이, 박막 도체(13)는, 무전해 도금, 스퍼터링 등에 의하여 코어 부재(11)의 전면에 형성될 수 있다. 이 때, 상기 박막 도체(13)가 개구부(31 및 41) 내를 채우게 된다. 이러한 방식으로, 박막 도체(13)과 박막 도체(12)를 전기적으로 접속하는 효과 및 박막 도체(13)의 물리적 힘을 증가시키는 쐐기에서의 구동(drive-in-a-wedge)이 이루어진다. 이어, 코어 부재(11)를 화살표 K2 방향(반시계 방향)으로 회전시키고, 동시에 화살표 K3 방향으로 수평으로 이동하고, 이어, 코어 부재(11)에 레이저빔(L)을 조사한다. 이러한 방식으로, 상기 박막 도체(13)에서 레이저빔으로 조사되는 부분은 제거되어 나선형의 코일 형성홈(18)이 형성된다. 그로 인해, 상기 제 1 박막 코일(22)의 권선 방향과는 반대 방향으로, 코일 권선부(11c)의 외부 표면을 나선형으로 주회하는 제 2 박막 코일(23)이 형성된다. 이러한 제 2 박막 코일(23)은, 상기 절연층(27)에 형성된 박막 코일 접속 개구부(31)를 통하여 제 1 박막 코일(22)과 전기적으로 직렬로 접속되게 된다.
또한, 코어 부재(11)가 회전하는 동안, 플랜지부(11b)와 코일 권선부(11c) 상의 경계부는 레이저빔(L)으로 조사된다. 이러한 방식으로, 코어 부재(11)의 외주부를 주회(surrounding)하는 주회 분할홈(35)이 형성된다. 이러한 주회 분할홈(35)은 상기 제 2 박막 코일(23)이 상기 제 1 박막 코일(22)과 전기적으로 접속되도록 한다. 분할된 영역(13a)은 상기 주회 분할홈(35)에 의하여 박막 도체(13)로부터 분리된다. 상기 제 2 박막 코일(23) 및 분할 영역(13a)은 전기적으로 분리된다.
도 5에서 보는 바와 같이, 상기 절연층(27)과 동일한 방법으로, 코일 형성홈(18)을 갖는 박막 도체(13)에 절연층(28)이 형성된다. 절연층(28)이 형성될 때, 상기 층의 일부도 또한 상기 코일 형성홈(18) 및 주회 분할홈(35) 내로 들어가게 된다. 이러한 절연층(28)은, 상기 코일 부재(11)의 코일 권선부(11c)의 플랜지부(11b) 쪽에 위치한 박막 코일과 플랜지부(11b) 쪽에 위치한 인출 개구부(42)를 접속하기 위한 개구부(32)를 포함한다. 이어, 박막 코일을 접속하기 위하여 박막 코일(23)의 접속부(23b)는 개구부(32)에 노출되고, 상기 박막 도체(13)로부터 분할된 분할 영역(13a)은 상기 인출 개구부(42)에 접속된다.
이어, 도 6에서 보는 바와 같이, 박막 도체(14)는, 무전해 도금, 스퍼터링 등에 의하여 코어 부재(11)의 전면에 형성될 수 있다. 이 때, 상기 박막 도체(13)는 개구부(32 및 42) 내를 채우게 된다. 이어, 코어 부재(11)를 화살표 K1 방향(시계 방향)으로 회전시키고, 동시에 화살표 K3 방향으로 수평으로 이동하고, 이어, 코어 부재(11)에 레이저빔(L)을 조사한다. 이러한 방식으로, 나선형의 코일 형성홈(19)이 형성되고, 상기 제 2 박막 코일(23)의 회전 방향과는 반대 방향으로, 코일 권선부(11c)의 외부 표면을 나선형으로 둘러싸는 제 3 박막 코일(24)이 형성된다. 이러한 제 3 박막 코일(24)은, 상기 절연층(28)에 형성된 박막 코일 접속 개구부(32)를 통하여 제 2 박막 코일(23)과 전기적으로 직렬로 접속되게 된다.
또한, 코어 부재(11)가 회전하는 동안, 플랜지부(11b)와 코일 권선부(11c) 상의 경계부에 레이저빔(L)이 조사된다. 이러한 방식으로, 코어 부재(11)의 외주부를 주회하는 주회 분할홈(36)이 형성된다. 이러한 주회 분할홈(36)은 상기 제 3 박막 코일(24)이 상기 제 2 박막 코일(23)과 전기적으로 접속되도록 한다. 분할된 영역(14a)은 상기 주회 분할홈(36)에 의하여 박막 도체(14)로부터 분리된다. 상기 박막 코일(24)과 분할 영역(14a)은 전기적으로 분리된다. 상기 분할 영역(14a)은, 상기 절연층(28)에 형성된 인출 개구부(42)를 통하여 상기 박막 도체(13)로부터 분할된 분할 영역(13a)에 접속된다.
이어, 도 7에서 보는 바와 같이, 상기 세 개의 박막 코일(22, 23 및 24)을 보호하기 위하여 플랜지부(11a 및 11b)이외의 영역에 에폭시 수지 등의 절연성 수지 재료로 만들어진 절연성 외장부(45)가 제공된다. 또한, 훌륭한 솔더링 특성 등을 갖는 단자 전극(1 및 2)을 형성하기 위하여, 플랜지부(11a 및 11b)의 표면은 Sn 도금, Ni-Cu-Sn 도금 등으로 코팅된다.
상기 구조를 갖는 다층 인덕터(40)에서, 그 사이에 절연층(27 및 28)을 갖는 세 개의 박막 코일(22, 23 및 24)은 코어 부재(11)의 코일 권선부(11c)에 적층된다. 상기 단자 전극(1 및 2)은 각각 코어 부재(11)의 플랜지부(11a 및 11b)에 형성된다. 상기 단자 전극(1)은 상기 제 3 박막 코일(24)의 단부에 전기적으로 접속된다. 단자 전극(2)은 상기 인출 개구부(42 및 41)와 분할 영역(14a 및 13a)를 통하여 제 1 박막 코일(22)의 단부에 전기적으로 접속된다. 이러한 방식으로, 상기 제 1 박막 코일(22), 제 2 박막 코일(23) 및 제 3 박막 코일(24)은 단자 전극(1 및 2) 사이에 전기적으로 직렬로 접속된다. 도 8은 상기 다층 인덕터(40)의 전기 등가 회로도이다.
또한, 주회 분할홈(35 및 36)을 형성하는 단계, 개구부(31, 32, 41 및 42)를 형성하는 단계, 코일 형성홈(17 내지 19)을 형성하는 단계 등과 같은 일련의 공정을 용이하게 실시하기 위하여, 도 9a 내지 9d 또는 도 10a 내지 10d에서 보는 바와 같이, 코어 부재(11)의 일단면 또는 일측면에 오목형의 식별부(67)를 제공하는 것이 바람직하다.
식별부(67)가 코어 부재(11)의 단면에 제공될 때, 상기 식별부(67)는 단면의 중심으로부터 옮겨져서 네 측면 중의 어느 하나를 향하여 위치한다. 상기 식별부(67)가 코어 부재(11)의 측면에 제공될 경우, 상기 식별부(67)는 상기 한 측면의 단부에 위치한다. 이 때문에, 코어 부재(11)의 방향이 식별되고, 동시에, 코어 부재(11)의 네 측면은 식별부(67)를 이용하여 식별할 수 있다. 따라서, 상기 식별부(67)에 근거하여 코어 부재(11)의 방향과 측면을 정확하게 확인하면서, 주회 분할홈(35 및 36) 등을 형성하는 공정이 정확하게 이루어질 수 있다. 또한, 상기 식별부(67)의 형태는 선택적으로서, 돌출된 형태일 수도 있다.
상기 다층 인덕터(40)에서, 그 사이에 절연층(27 및 28)을 갖는 세 개의 박막 코일(22, 23 및 24)이 코어 부재(11)의 코일 권선부(11c)에 적층될 때는, 세 개의 박막 코일을 코어 부재의 축방향으로 횡으로 배열하여 형성되는 경우와 비교하여, 코어 부재(11)의 길이는 짧아질 수 있고, 박막 코일(22, 23 및 24)의 주회수는 증가할 수 있다.
또한, 그 사이에 절연층(27 및 28)을 갖는 세 개의 박막 코일(22, 23 및 24)에서, 이웃한 박막 코일의 권선 주회 방향이 서로 반대이기 때문에, 상기 박막 코일(22 내지 24) 각각은 동일한 분포 정전 용량을 발생시키게 된다. 이 때문에, 크기가 작고, 높은 인덕턴스를 갖는 다층 인덕터(40)을 얻을 수 있게된다.
또한, 그 사이에 절연층(27 및 28)을 갖는 세 개의 박막 코일(22, 23 및 24)은 상기 코어 부재(11)에서 동축으로 배치되어 있기 때문에, 박막 코일(22, 23 및 24) 사이의 분포 정전 용량은 동일하게 발생되고, 분포 상수형의 다층 인덕터(40)을 얻을 수 있게된다.
<제 2 구현예 (도 11 내지 도 16)>
제 1 실시에의 다층 인덕터(40)에서는, 분할 영역(13a) 및 단자 전극(2) 아래에 위치한 제 1 박막 코일(22)의 접속부(22b)가 개구부(41 및 42)를 통하여 전기적으로 접속되기 때문에, 비록 분할 영역(14a 및 13a)이 제품의 취급에 의한 긁힘, 충격에 의한 외상, 납땜 증에 의하여 전기적으로 단락이 되거나, 분할 영역(13a)과 접속부(22b)가 전기적으로 단락이 된다고 하더라도, 기능상의 손실은 없다. 하지만, 단자 전극(1)의 아래에 위치한 박막 도체(12 및 13)의 영역이 서로 전기적으로 독립이고, 따라서, 단자 전극(1) 아래에 위치한 박막 도체(12 내지 14)의 사이가 단락된다면, 코일의 일부는 단락이 되고, 코일 구성에 영향을 주게 된다.
다음으로, 제 2 실시예에서, 다층 인덕터는 만약 단자 전극(1 및 2) 아래에 있는 층들이 그 사이가 단락되더라도, 코일의 일부가 전기적으로 단락되지 않도록 구성된다. 또한, 제 2 실시에의 구성을 도시하는 도 11 내지 16에서는, 제 1 실시예의 구성을 도시하는 도 1 내지 10의 구성에 대응하는 부분은 대응하는 참조 번호가 제공되고 중복되는 설명을 생략한다.
도 11에서 도시되듯이, 박막 도체(12)는 무전해 도금 등의 방법에 의하여 코어 부재(11)의 전체 표면 상에 형성된다. 다음으로, 코어 부재(11)의 코일 권선부 (11c)가 레이저 빔(L)으로 조사된다. 이러한 방식으로, 코어 부재(11)의 외주면을 감싸는 외주 분할 홈(50)이 형성된다. 이 외주 분할 홈(50)은 분할 영역(12a)을 박막 도체(12)에서 분리하여, 이하에서 설명할 단자 전극(1)의 아래에 위치한 제 1 박막 코일(22)과 전기적으로 절연되도록 분할 영역(12a)을 형성한다.
다음으로, 도 12에서 보듯이, 절연 층(27)이 코일 형성 홈(17)이 형성된 박막 도체(12) 상에 형성된다. 이 절연 층(27)은 코어 부재(11)의 코일 권선부(11c)의 일단의 측면(플랜지부(11a)의 측면) 상에 위치한 박막 코일을 접속시키기 위한 개구부(31) 및 플랜지부(11a 및 11b)에 위치한 인출 개구부(46 및 41)를 각각 포함한다. 이 개구부는 그 외주 방향으로 코어 부재(11)를 둘러싼다. 다음으로, 제 1 박막 코일(22)의 제 1 접속부(22a)는 박막 코일을 접속시키기 위하여 개구부(31)와 접하고, 제 1 박막 코일(22)의 제 2 접속부는 인출 개구부(41)와 접하며, 분할 영역(12a)은 인출 개구부(46)와 접한다.
다음으로, 도 13에서 보듯이, 박막 도체(13)는 무전해 도금 등의 방법으로 코어 부재(11)의 전체 표면 위에 형성된다. 이 때, 박막 도체(13)는 개구부(31, 41, 46)에 또한 채워진다. 다음으로, 나선형 코일 형성 홈(18)은 레이저 빔을 이용하여 박막 코일(13)에 형성된다. 이러한 방법으로, 제 2 박막 코일(23)은 제 1 박막 코일(22)이 감긴 방향과 반대 방향으로 코어 부재(11)의 코일 권선부(11c)의 외부 표면을 나선형으로 감는다. 제 2 박막 코일(23)은 절연 층(27)에 형성된 박막 코일 접속 개구부(31)를 통하여 제 1 박막 코일(22)에 전기적으로 직렬로 접속된다.
또한, 플랜지부(11a)와 코일 권선부(11c) 사이의 경계부, 및 플랜지부(11b)와 코일 권선부(11c) 사이의 경계부 각각은 레이저 빔(L)으로 조사된다. 이러한 방식으로, 코어 부재(11)의 외주면을 외주하는 외주 분할 홈(35 및 51)이 형성된다. 다음으로, 분할 영역(13a 및 13b)은 외주 분할 홈(35 및 51) 및 제 2 박막 코일(23)에 의하여 박막 도체(13)와 분리되고, 분할 영역(13a 및 13b)은 전기적으로 분리된다. 외부 분할 홈(35)은 제 2 박막 코일(23)을 제 1 박막 코일(22)과 접속시킨다. 외주 분할 홈(51)은 분할 영역(13b)을 단자 전극(1) 아래에 위치한 제 2 박막 코일(23)과 전기적으로 분리되도록 형성된다. 분할 영역(13a)은 절연 층(27)에 형성된 인출 개구부(41)를 통하여 제 1 박막 코일(22)의 접속부(22b)에 전기적으로 접속된다. 분할 영역(13b)는 절연 층(27)에 형성된 인출 개구부(46)를 통하여 분할 영역(12a)에 전기적으로 접속된다.
다음으로, 도 14에서 보듯이, 절연층(28)이 그 안에 형성된 코일 형성부(18)를 갖는 박막 도체(13) 위에 형성된다. 이 절연층(28)은 코어 부재(11)의 코일 권선부(11c)의 플랜지부(11b)의 측면에 위치하는 박막 코일을 접속하기 위한 개구부 (32), 및 플랜지부(11a 및 11b)에 위치하는 인출 개구부(47 및 42)를 각각 포함한다. 이러한 개구부(32, 42 및 47)는 그 외주 방향으로 코어 부재(11)을 감싼다. 다음으로, 제 2 박막 코일(23)의 제 1 접속부(23b)가 박막 코일 접속 개구부(32)와접하고, 분할 영역(13a)이 인출 개구부(42)에 접하며, 분할 영역(13b)은 인출 개구부(47)와 접한다.
다음으로, 도 15에서 보듯이, 박막 도체(14)가 무전해 도금 등의 방법에 의하여 코어 부재(11)의 전체 표면 위에 형성된다. 다음으로, 박막 도체(14)는 개구부(32, 42 및 47)에 또한 채워진다. 다음으로, 나선형 코일 형성 홈(19)이 레이져 빔(L)을 이용하여 박막 도체(14)에 형성된다. 따라서, 제 3 박막 코일(24)이 제 2 박막 코일(23)이 감긴 방향에 반대되는 방향으로 형성된다. 제 3 박막 코일(24)은 절연층(28)에 형성된 박막 코일 접속 개구부(32)를 통하여 제 2 박막 코일(23)에 직렬로 접속된다.
또한, 플랜지부(11b)와 코일 권선부(11c) 사이의 경계부는 레이져 빔(L)에 의하여 조사되어, 코어 부재(11)의 외주부를 둘러싸는 외주 분할 홈(36)을 형성한다. 외주 분할 홈(36)은 제 3 박막 코일을 제 2 박막 코일(23)과 직렬로 접속시킨다. 분할 영역(14a)은 외주 분할 홈(36)에 의하여 박막 도체(14)와 분할되고, 제 3 박막 코일(24) 및 분할 영역(14a)이 전기적으로 분리된다. 분할 영역(14a)은 절연층(28)에 형성된 인출 개구부(42)를 통하여 박막 도체(13)와 분리된 분할 영역(13a)에 전기적으로 접속된다. 플랜지부(11a)의 측면에서, 제 3 박막 코일(24)의 접속부는 절연층(28)에 형성된 인츨 개구부(47)을 통하여 분할 영역(13b)에 전기적으로 접속된다.
다음으로, 도 16에서 보듯이, 플랜지부(11a 및 11b)를 제외하고, 절연 피복부(45)가 제공되어, 박막 코일(22, 23 및 24)을 보호한다. 또한, 플랜지부(11a 및11b)의 표면은 Sn 도금 등으로 피복되어 단자 전극(1 및 2)을 형성한다.
위와 같이 구성된 다층 인덕터(40A)에서는, 제 1 실시예의 다층 인덕터의 기능에 더하여, 단자 전극(1) 아래에 위치한 분할 영역(12a 및 13b)이 박막 코일(22 및 23)과 전기적으로 분리되고, 개구부(46 및 47)를 통하여 단자 전극(1)에 전기적으로 접속되므로, 제품 조작시의 긁힘, 층격에 의한 파손, 납땜 등으로 인하여 단자 전극(1) 및 분할 영역(12a 및 13b)이 전기적으로 단략이 되더라도, 코일의 일부가 전기적으로 단락이 되지 않고, 회로 상수도 변화하지 않는다.
<제 3 구현예(도 17 내지 22)>
제 3 실시예는 단자 전극(1 및 2) 아래에 위치한 각 층이 전기적으로 단락 되더라도, 코일의 일부가 전기적으로 단락되지 않는 다층 인덕터의 다른 실시예이다. 또한, 제 3 실시예의 구성을 도시하는 도 17 내지 22에서, 제 1 실시예의 구성을 도시하는 도 1 내지 10의 구성요소와 대응하는 부분은 대응하는 참조번호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 17에서 보듯이, 박막 도체(12)는 무전해 도금 등의 방법으로 코어 부재(11)의 전체 표면 위에 형성된다. 다음으로, 코어 부재(11)의 코일 권선부 (11c)는 레이저 빔(L)에 의하여 조사된다. 따라서, 나선형의 코일 형성 홈(17)이 박막 도체(12)에 형성되고, 코일 권선부(11c)의 외부 표면을 나선형으로 감싸는 제 1 박막 코일(22)이 형성된다.
또한, 플랜지부(11a)의 측면에 형성된 경사부(71a)의 일부와 플랜지부 (11b)의 측면의 경사부(71b)의 일부는 레이저 빔(L)에 의하여 조사된다. 이러한 방식으로, 코어 부재(11)의 외주면을 감싸는 외주 분할 홈(72 및 75)이 형성된다. 외주 분할 홈(72)은 분할 영역(12a)을 박막 도체(12)와 분리해서, 단자 전극(1) 아래에 위치한 분할 영역(12a)이 제 1 박막 코일(22)과 전기적으로 분리되도록 형성한다. 동일한 방식으로, 외주 분할 홈(75)은 분할 영역(12b)을 박막 도체(12)와 분리해서, 단자 전극(2) 아래에 위치한 분할 영역(12b)이 제 1 박막 코일(22)과 전기적으로 분리되도록 형성한다.
다음으로, 도 18에서 보듯이, 절연층(27)이 그 안에 형성된 코일 형성 홈을 갖는 박막 도체(12) 상에 형성된다. 절연층(27)은 경사부(71a)의 코일 권선부(11c)의 측면의 박막 코일 접속 개구부(31) 및 경사부(71b)의 코일 권선부(11c)의 측면의 인출 개구부(41)를 포함한다. 이 개구부(31 및 41)는 그 외주 방향으로 코어 부재(11)를 감싼다. 다음으로, 제 1 박막 코일(22)의 제 1 접속부(22a)는 박막 코일 접속 개구부(31)와 접하고, 제 1 박막 코일(22)의 제 2 접속부(22b)는 인출 개구부(41)와 접한다.
다음으로, 도 19에 도시되듯이, 박막 도체(13)는 무전해 도금 등의 방법에 의하여 코어 부재(11)의 전체 표면 상에 형성된다. 이 때, 박막 도체(13)는 개구부(31 및 41)에 채워진다. 다음으로, 나선형 코일 형성 홈(18)이 레이저 빔(L)을 이용하여 박막 도체(13)에 형성된다. 따라서, 코어 부재(11)의 코일 권선부 (11c)의 외부 표면을 감싸는 제 2 박막 코일(23)은 제 1 박막 코일(22)을 감는 방향과 반대 방향으로 형성된다. 이 제 2 박막 코일(23)은 절연층(27)에 형성된 박막코일 접속 개구부(31)를 통하여 박막 코일(22)에 직렬로 접속된다.
또한, 플랜지부(11b) 측에서 코일 권선부(11c)의 일부분, 플랜지부(11a) 측면에서 경사부(71a)의 일부, 및 플랜지부(11b)의 측면에서 경사부(71b)의 일부는 각각 레이져 빔(L)에 의하여 조사된다. 이러한 방식으로, 코어 부재(11)를 감싸는 외주 분할 홈(35, 73 및 76)이 형성된다. 외주 분할 홈(35)은 제 2 박막 코일(23)과 제 1 박막 코일(22)을 직렬로 접속시킨다. 외주 분할 홈(73)은 단자 전극(1) 아래에 위치한 제 2 박막 코일(23)과 전기적으로 분리된 분할 영역(13a)을 형성한다. 외주 분할 홈(76)은 단자 전극(2) 아래에 위치한 제 2 박막 코일(23)과 전기적으로 분리된 분할 영역(13b)을 형성한다.
또한, 외주 분할 홈(35 및 76) 사이에 형성된 분할 영역(13c)은 절연층(27)에 형성된 인출 개구부(41)를 통하여 제 1 박막 코일(22)의 접속부(22b)에 전기적으로 접속된다.
다음으로, 도 20에서 보듯이, 절연층(28)이 그 안에 코일 형성 홈(18)을 갖는 박막 도체(13) 위에 형성된다. 절연층(28)은 박막 코일을 접속시키기 위하여, 코일 권선부(11c)에서 플랜지부(11b)에 밀접하게 위치하는 개구부(32), 및 경사부 (71b)에서 코일 권선부(11c)에 밀접하게 배치된 인출 개구부(32)를 포함한다. 이 개구부(32 및 42)는 그 외주 방향에서 코어 부재(11)를 감싼다. 다음으로, 제 2 박막 코일(23)의 제 1 접속부(23b)는 박막 코일 접속 개구부(32)와 접하고, 분할 영역(13c)은 인출 개구부(42)와 접한다.
다음으로, 도 21에서 보듯이, 박막 도체(14)가 무전해 도금 등의 방법으로코어 부재(11)의 전체 표면 상에 형성된다. 이 때, 박막 도체(14)는 개구부(32 및 42) 안에 채워진다. 다음으로, 나선형 코일 형성 홈(19)이 레이져 빔(L)을 이용하여 박막 도체(14)에 형성된다. 따라서, 제 3 박막 코일(24)이 제 2 박막 코일(23)을 감싸는 방향과 반대 방향으로 나선형으로 감싸도록 형성된다. 제 2 박막 코일(24)은 절연층(28)에 형성된 박막 코일 접속 개구부(32)를 통하여 제 2 박막 코일(23)에 직렬로 연결된다.
또한, 플랜지부(11b)의 측면 상의 코일 권선부(11c)는 레이저 빔으로 조사되어 코어 부재(11)의 외주면을 감싸는 외주 분할 홈(36)을 형성한다. 이 외주 분할 홈(36)은 제 3 박막 코일(24)을 제 2 박막 코일(23)에 직렬로 연결시킨다. 분할 영역(14a)은 외주 분할 홈(36)에 의하여 박막 도체(14)로 부터 분리되고, 제 2 박막 코일(24)과 분할 영역(14a)은 서로 전기적으로 분리된다. 분할 영역(14a)은 절연층 (28)에 형성된 인출 개구부(42)를 통하여 분할 영역(13c)에 전기적으로 접속된다.
다음으로, 도 22에서 보듯이, 플랜지부(11a 및 11b)를 제외한 지역에 절연 피복부(45)가 제공되어, 박막 코일(22, 23 및 24)을 보호한다. 또한, 플랜지부(11a 및 11b)의 표면은 Sn 도금 등으로 피복되어, 단자 전극(1 및 2)을 형성한다.
상기 설명한 구조를 갖는 다층 인덕터(40B)에서, 단자 저항(1)은 제 2 박막 코일(24)의 단부에 전기적으로 접속된다. 단자 전극(2)은 인출 개구부(41 및 42)와 분할 영역(14a 및 13c)을 통하여 제 1 박막 코일(22)의 단부에 전기적으로 접속된다. 따라서, 박막 코일(22, 23 및 24)은 단자 전극(1 및 2) 사이에서 전기적으로 직렬로 접속된다.
다층 인덕터(40B)에서, 제 1 실시예의 다층 인덕터(40)의 기능에 더하여, 단자 전극(1) 아래에 위치한 분할 영역(12a 및 13a)과 단자 전극(2) 아래에 위치한 분할 영역(12b 및 13b)은 서로 전기적으로 접속되기 때문에, 단자 전극(1)과 분할 영역(12a 및 13a), 또는 단자 전극(2)과 분할 영역(12b 및 13b)은 전기적으로 단락이 되더라도, 코일 부분은 단락되지 않는다.
<다른 구현예>
또한, 본 발명을 상술한 실시예로 한정하지 않으며, 본 발명의 취지와 범위내에서 다양하게 바뀔 수 있다. 예를 들어, 원형, 삼각형, 오각형 또는 다각형 단면(5면, 5각 이상)을 갖는 원주 또는 원통형 코어 부재를 덤벨형 부재 대신에 사용할 수 있다. 또한, 코일을 전기적으로 직렬로 접속된 짝수개의 박막 코일로 구성할 때, 귀환용(for return)으로 하나 이상의 박막 도체층을 구비함으로서, 코일의 시작 부분과 끝부분을 동일한 단자 전극의 측면에 배치하고, 따라서 코일의 시작 부분과 끝부분을 다른 단자 전극에 접속되게 형성할 수 있다.
또한, 컴퓨터가 제어를 실시하여 분리 홈 및 코일-형성 홈을 가공할 수 있다. 또한, 콘덴서를 유전체층에 형성할 때, 유전체층이 박막 코일 및 전극을 덮도록 형성하며, 이런 방법으로 콘덴서를 인덕터에 삽입할 수 있다. 이런 점에서 레지스터 등의 전자 장치를 포함하는 인덕터를 형성할 수 있다.
또한, 분리 홈 및 코일 형성홈을 형성할 때, 상술한 실시예에서는 레이저 광선을 사용하였지만, 전자 광선, 이온 광선 등을 또한 사용할 수 있으며, 샌드 블래스팅(sand blasting) 방법으로 이들 홈을 형성할 수 있으며, 다이아몬드 톱등으로절삭한다. 또한, 상술한 실시예에서, 박막 도체를 코어 부재의 전체면에 형성한 후에, 분리 홈, 코일 형성홈 등에서 박막 도체의 불필요한 부분을 제거하여 박막 코일을 형성하는 방법을 사용하나, 이 방법은 한정되지 않으며, 추가 공정 등으로 알려진 스퍼터링(sputtering), 증착(evaporation), 도금 등을 통해 도체를 필용한 부분에만 제공하여 박막 코일을 형성하는 방법을 채택할 수 있다.
본 발명의 상술한 설명에서 명백하게 알 수 있듯이, 사이에 절연층을 갖는 복수의 박막 코일을 적층하고, 사이에 절연층을 갖는 인접 박막 코일의 감김 방향을 서로 반대로 하며, 따라서 각 박막 코일은 동일한 방향으로 자기장을 발생시킨다. 따라서, 소형이지만 큰 인덕턴스를 갖는 인덕터를 얻을 수 있다. 또한, 공통축을 갖도록 사이에 절연층을 갖는 두개의 박막 코일이 코어 부재에 배치되며, 분포 용량이 균일하게 발생되며, 분포 정수형 다층 인덕터를 얻을 수 있게 된다.
또한, 코어 부재 주위를 둘러싸는 제 2 분리 부분을 박막 코일이 구비된 면적과 단자 전극이 구비된 면적 사이에 구비하여, 박막 코일과 전기적으로 분리된 분리 면적을 단자 전극 아래에 형성하고, 따라서 단자 전극 아래에서 층이 단락되더라도, 코일의 일부는 전기적으로 단락되지 않으며 회로 정수가 변하지 않는다.
Claims (6)
- 코어 부재;상기 코어 부재의 표면을 나선형으로 주회하면서(winding) 적층되어 있는 복수개의 박막 코일; 및상기 코어 부재의 단부(end portion)에 제공되어 있는 단자 전극을 포함하며,그 사이에 절연층을 갖는 이웃한 박막 코일의 주회 방향은 서로 대향되고,상기 복수개의 박막 코일은 전기적으로 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 인덕터.
- 제 1항에 있어서, 상기 박막 코일을 전기적으로 직렬로 접속하기 위한 제 1분할부(separating portion)를 더 포함하며, 상기 제 1 분할부는 상기 박막 코일이 제공되어 있는 영역과 상기 단자 전극이 제공되는 영역 사이에 배치되어 상기 코어 부재의 외주부를 주회하고,그 사이에 절연층을 갖는 상기 이웃한 박막 코일들은, 상기 절연층에 제공된 박막 코일을 접속하기 위한 개구부를 통하여 전기적으로 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 인덕터.
- 제 2항에 있어서, 상기 단자 전극의 아래에서 상기 박막 코일로부터 전기적으로 분리된 분할 영역을 형성하기 위한 제 2 분할부를 더 포함하며,상기 제 2 분할부는 상기 박막 코일이 제공되어 있는 영역과 상기 단자 전극이 제공되어 있는 영역 사이에 배치되어 상기 코어 부재의 주위를 둘러싸도록 제공되는 것을 특징으로 하는 다층 인덕터.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 전기적으로 직렬로 접속되어 있는 복수개의 박막 코일을 포함하는 코일의 시단부 및 종단부 중 적어도 한 곳은, 상기 절연층에 제공되어 있는 인출 개구부를 통하여 상기 단자 전극에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 인덕터.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어 부재는 덤벨형인 것을 특징으로 하는 다층 인덕터.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어 부재의 방향을 식별하기 위하여 상기 코어 부재의 단면 및 측면 중 적어도 한 곳에 식별부를 제공하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 다층 인덕터.
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