KR200322720Y1 - 초박형 인덕터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 초박형 인덕터에 관한 것으로, 본 고안에서는 하부 페라이트코어에 단자 및 코일을 설치한 상태에서 상기 하부 페라이트코어의 상부에 상부 금속코아를 부착하여 구성되는 초박형 인덕터를 구비하여, 덮개에 해당되는 부분에 금속코어를 적용함에 따라 강도를 향상할 수 있고, 두께또한 초박형화할 수 있는 효과가 있다.

Description

초박형 인덕터{SUPER-THIN INDUCTOR}

본 고안은 초박형 인덕터에 관한 것이다.

근래에 들어 휴대용 정보통신기기의 지속적인 소형화, 초박형화에 따라 기기를 구성하는 각종 부품또한 초박형화를 요구하고 있다. 이와같은 초박형 부품은 슬림화와 함께 부품의 기계적인 강도를 고려해야하므로 설계 및 제조에 있어 고 난이도의 기술이 필요하다.

한편, 휴대용 정보통신기기, 예컨데 전원회로에 실장되는 인덕터는 배터리의 수명연장을 위해 소비전력이 낮고, 두께가 1.2mm이하로 초박형화된 제품을 요구하고 있다.

도 1a, 도1b는 종래 초박형 인턱터(100)의 구성을 보인 측단면도이다.

도 1a의 인덕터(100)는 상면플렌지(150)와 하면플렌지(160)를 갖는 드럼형 페라이트 코어(110)에 동선을 권선하고, 상기 하면플렌지(160)에 설치한 금속단자(140)에 동선을 납땜하는 방식으로 구성되고, 도 1b의 인덕터(100')는 상기한 도 1a와 같이 드럼형 페라이트 코어(110)를 통해 동선을 권선하되, 수지 또는세라믹으로 된 베이스(120)에 금속편 또는 금속피막을 입혀 단자(140')를 형성한 후, 동선을 납땜 또는 용접하는 방식으로 단자에 접속고정하여 구성된다.

이와같은 종래 초박형 인덕터(100,100')는 두께를 1.2mm이하로 초박형화하기 위해 상기한 드럼형 페라이트 코어(110)의 높이를 1.0mm이하로 설계해야 코아에 설치되는 단자(140) 및 베이스(120)로 감싸기 위한 치수를 확보할 수 있다. 이에 따라 종래 드럼형 페라이트 코어(110)의 상,하면 플렌지(150,160)는 0.35mm이하의 두께를 갖는 설계가 요구된다.

하지만, 상기와 같이 드럼형 페라이트 코어(110)의 상,하면플렌지(150,160)를 0.35mm이하의 두께로 박형화하면, 그 강도가 매우 약해지므로 인턱터(100,100')의 제조공정시 상기 상,하면플렌지(150,160)의 훼손 및 파손이 다발함에 따라 생산효율이 저하되는 문제점이 있다.

특히, 상,하면플렌지(150,160)는 강도가 약함에 따라 육안으로 식별할 수 없는 미세한 크랙(MICRO CRACK)이 발생되고, 이러한 크랙은 인덕터(100,100')를 제조한 이후에도 진행성 불량으로 전개되어 제품신뢰성에 치명적인 악영향을 줄 뿐만 아니라, 인덕터(100,100')를 기판 등에 자동실장하는 작업시 파손되는 문제점이 있다.

이에, 본 고안은 전술한 초박형 인덕터가 갖는 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로,

본 고안의 목적은 기존의 드럼형 페라이트 코어의 구조를 개선하여 강도의향상과 함께 1.2mm이하로 초박형할 수 있는 표면실장용 초박형 인덕터를 제공함에 있다.

도 1a, 도1b는 종래 초박형 인턱터의 구성을 보인 측단면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 초박형 인덕터의 1실시예를 보인 부분 절개사시도이다.

도 3은 본 고안에 따른 초박형 인덕터의 1실시예의 측단면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 초박형 인덕터의 1실시예에 있어, 하부 페라이트코어 및 상부 금속코어의 또 다른 실시예를 보인 부분 절개사시도이다.

도 5는 도 4의 측단면도이다.

도 6은 본 고안에 따른 초박형 인덕터의 2실시예를 보인 부분 절개사시도이다.

도 7은 본 고안에 따른 초박형 인덕터의 2실시예의 측단면도이다.

도 8은 본 고안의 2실시예에 의한 초박형 인덕터에 있어, 상부 금속코어의 또 다른 실시예를 보인 사시도이다.

도 9는 도 8에 도시된 상부 금속코어를 설치한 인덕터의 측단면도이다.

<도면주요부위에 대한 부호의 설명>

1,1' : 인덕터 2,2',2" : 하부 페라이트코아

3a,3b,3c,3d : 상부 금속코아 4,4' : 단자

5,5' : 코일 21 : 코일설치홈

22 : 단자설치홈 23a,23b : 보강턱

31,31' : 단자수용홈 32 : 코일인출홈

33 : 고정공 211,211' : 권심돌기

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적인 수단으로는;

상부면에 권심돌기를 갖는 코일설치홈이 형성되고, 상기 코일설치홈의 일측과 타측에는 단자설치홈이 구비되며, 상기 코일설치홈의 사방 외둘레에는 보강턱이 돌출형성되는 하부 페라이트코어;

상기 단자설치홈에 일단이 고정되고, 그 타단은 상기 하부 페라이트 코어의 하부면까지 연장된 상태로 고정되는 단자;

상기 권심돌기를 축으로 권선되어 상기 코일설치홈에 수용되며, 그 일단과 타단이 상기 단자에 접속고정되는 코일; 및

상기 하부 페라이트코어의 상부면에 부착고정되는 상부 금속코아를 포함하는 초박형 인덕터를 구비하므로서 달성된다.

또 다르게, 상부면 중앙에 권심돌기가 돌출형성되며 일측과 타측에 절개부가 구비되는 하부 페라이트코어;

상기 하부 페라이트코어의 하부면에 일단이 고정되고, 상기 절개부까지 연장되는 타단에는 연장편이 구비되는 단자;

상기 권심돌기를 축으로 권선되며, 그 일단과 타단이 상기 단자의 연장편에 권취된 상태로 접속고정되는 코일; 및

상기 코일을 내부에 수용한 상태에서 상기 하부 페라이트코아의 상부면에 고정되는 상부 금속코아를 포함하는 초박형 인덕터를 구비하므로서 달성된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 초박형 인덕터의 1실시예를 보인 부분 절개사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 초박형 인덕터의 1실시예를 보인 측단면도이다.

도 2를 참조하면, 1실시예의 초박형 인덕터(1)는 하부 페라이트코어(2)에 단자(4) 및 코일(5)을 설치한 상태에서 상기 하부 페라이트코어(2)의 상부면에 상부 금속코아(3a)를 부착하여 구성된다.

이때, 상기 하부 페라이트코어(2)는 상부면에 권심돌기(211)를 갖는 코일설치홈(21)을 형성하여 도 3에서와 같이 ""와 같은 단면을 갖도록 구성된다. 이와같은 코일설치홈(21)은 후술하는 코일(5)의 형태와 대응하도록 원형으로 구성되며, 상기 권심돌기(211)는 원기둥체로 구성된다. 상기 코일설치홈(21)의 일측과 타측에는 단자설치홈(22)이 구비되며, 상기 코일설치홈(21)의 사방 외둘레에는 보강턱(23a,23b)이 돌출형성된다. 이에 따라, 하부 페라이트코어(2)는 상기 보강턱(23a,23b)이 강도를 보강하는 구조로 구성됨에 따라 코일설치홈(21)의 형성부위 두께를 0.25mm까지 얇게 형성할 수 있다.

또한, 상기 단자(4)는 도 2에서와 같이 상기 단자설치홈(22)에 일단이 고정되고, 그 타단은 상기 하부 페라이트코어(2)의 하부면까지 연장된 상태로 고정된다. 이와같은 단자(4)는 상기 하부 페라이트코어(2)에 접착제를 매개체로 접착고정된다.

또한, 상기 코일(5)은 상기 권심돌기(211)를 축으로 권선되거나 권선된 코일이 삽입되어 상기 코일설치홈(21)에 수용되며, 그 일단과 타단이 상기 단자(4)에 접속고정된다. 이와같은 코일(5)은 본 출원인에 의해 실용신안등록 제301612호의 코일권선구조를 적용하므로서 기존의 권선방법에 비해 동일 권선면적에서 높은 인덕턴스를 실현할 수 있다.

이러한, 코일(5)은 상기한 바와같이 권심돌기(211)에 직접 권선하거나 권선후 동선이 풀어지거나 변형되는 것을 방지하기 위해 열풍이나 알코올로 접착경화한 자기접착동선을 사용하여 권선된 상태로 상기 코일설치홈에 설치할 수도 있다.

이때, 상기 코일(5)은 상기 단자(4)에 아크 용접 또는 열압착 용접 및 납땜방식으로 접속고정된다.

한편, 상기 상부 금속코어(3a)는 도 2에서와 같이 상기 보강턱(23)을 제외한 하부 페라이트코어(2)의 상부면형태와 대응하는 금속판상체로 구성하여 상기 하부 페라이트코어(2)의 상부면에 접착제를 매개체로 부착고정된다. 이와같은 상부 금속코어(3a)의 양측에는 상기 단자(4)와의 관섭을 방지하기 위해 단자수용홈(31)이 구비되고, 상부 금속코어(3a)자체가 전기저항이 낮은 도체이므로 그 상,하면에는 절연재로 코팅처리한 절연막(도면에 미도시됨.)이 구성된다.

여기서, 상기 상부 금속코어(3a)는 그 두께를 0.2mm이하로 할 수 있고 강도또한 기존의 페라이트 코어에 비해 상당히 강한 장점이 있다. 이와같은 상부 금속코어(3a)는 Ni함량이 78.5%의 Ni-Fe합금(PERMALLOY)을 사용할 수 있으나, 초투자율을 높이고 절연저항을 높여 고주파 특성을 향상시킨 슈퍼멀로이(SUPERMALLOY) 혹은Mo 퍼멀로이(Ni함량79%, Mo함량 5%, Mn함량 0.5%, Fe함량 15.5%)를 사용하는 것이 바람직하다.

또 다르게, 고주파 특성을 향상시키기 위해 뮤메탈(MUMETAL : Ni함량79%, Cr함량 1.5%, Cu함량 5%, Fe함량 14.5%)을 그 구성재질로 사용할 수도 있고, 인덕터(1)가 강한 자장에서 사용되는 경우 주파수특성을 향상시키기 위해 Ni함량이 45~50% 인 Ni-Fe합금을 사용할 수도 있다.

또한, 인덕터(1)의 전기적인 특성을 사용용도에 적합하게 설계하기 위해서는 Co-Fe합금, Al-Fe합금을 사용할 수도 있다.

이에 따라, 본 고안의 1실시예에 의한 초박형 인덕터(1)는 단자(4) 및 코일(5)이 설치되는 부위에 페라이트코어(2)를 사용하고, 덮개에 해당되는 부분에 금속코어(3a)를 적용함에 따라 강도를 향상할 수 있고, 두께또한 1.2mm이하로 초박형화할 수 있다.

또한, 금속코아(3a)를 적용함에 따라 기존의 페라이트재질에 비해 히스테리시스 손실(HYSTERESIS LOSS)이 작기 때문에 발열의 감소 및 인덕터(1)가 사용되는 회로(MODULE)의 효율을 증대할 수 있다.

도 4는 본 고안에 따른 초박형 인덕터의 1실시예에 있어, 하부 페라이트코어 및 상부 금속코어의 또 다른 실시예를 보인 부분 절개사시도이고, 도 5는 도 4의 측단면도이다.

도 4를 참조하면, 하부 페라이트코어(2')는 코일설치홈(21)의 사방 외둘레에 구비되는 보강턱(23a)의 높이를 낮추고, 상부 금속코어(3b)로 하여금 상기 하부 페라이트코어(2')의 상부면 전역을 덮을 수 있도록 구성한 것이다. 이에 따라 구성에서 배제되는 보강턱(23a)의 두께만큼 인덕터(1)의 두께를 박형화할 수 있다.

도 6은 본 고안에 따른 초박형 인덕터의 2실시예를 보인 사시도이고, 도 7은 도 6의 측단면도이다.

도 6을 참조하면, 2실시예의 초박형 인덕터(1')는 하부 페라이트코어(2")를 평판형태로 구성하되, 그 상부면 중앙에 권심돌기(211')를 형성하여 코일(5')을 설치하고, 상기 하부 페라이트코어(2")의 양 측에는 절개부(24)를 구비하여 이러한 절개부(24)에 단자(4')를 설치하며, 상부 금속코어(3c)는 코일(5')을 내부로 수용할 수 있도록 용기형태로 구성된다.

이때, 상기 하부 페라이트코어(2")는 도 6에서와 같이 상부면 중앙에 원기둥체 권심돌기(211')가 돌출형성되고, 일측과 타측에는 절개부(24)가 구비되는 마름모형태의 판상체로 구성된다. 이와같이 절개부(24)를 형성하므로서 인덕터(1')를 기판 등에 실장할 경우 실장면적을 축소할 수 있다.

또한, 상기 단자(4')는 그 일단이 상기 하부 페라이트코어(2")의 하부면을 감싸는 형태로서 고정되고, 상기 절개부(24)까지 연장되는 타단에는 연장편(41)이 구비된다.

또한, 상기 코일(5')은 상기 권심돌기(211')에 권선된 상태로 삽입설치되며, 그 일단과 타단이 상기 단자(4')의 연장편(41)에 권취된 상태로 접속고정된다. 이와같은 코일(5')의 일단과 타단은 상기 연장편(41)에 권취한 상태로 납땜 또는 열압착방식으로 접속고정하므로서 코일(5')과 단자(4')의 접속상태를 견고히 할 수있다.

한편, 상기 상부 금속코어(3c)는 상기 코일(5')을 내부에 수용할 수 있도록 용기형태로 구성된다. 이와같은 상부 금속코어(3c)의 양 측벽에는 상기와 같이 권심돌기(211')에 권취된 코일(5')의 일단과 타단을 인출할 수 있도록 코일인출홈(32)이 구비된다. 이러한 상부 금속코어(3c)의 구성재질은 전술한 1실시예와 동일한 재질이 적용되며, 그 상,하면에는 절연재로 코팅처리한 절연막(도면에 미도시됨.)이 구성된다.

이에 따라, 본 고안의 2실시예에 의한 초박형 인덕터(1')는 단자(4') 및 코일(5')이 설치되는 하부 페라이트코어(2")를 제조가 용이한 평판형으로 형성하는 대신 덮개에 해당되는 상부 금속코어(3c)를 용기형태로 구성하므로서 강도향상과 초박형를 구현함과 아울러 작업성이 우수하며 생산효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 금속코아(3c)를 적용함에 따라 기존의 페라이트재질에 비해 히스테리시스 손실(HYSTERESIS LOSS)이 작기 때문에 발열의 감소 및 인덕터가 사용되는 회로(MODULE)의 효율을 증대할 수 있다.

도 8은 본 고안의 2실시예에 의한 초박형 인덕터에 있어, 상부 금속코어의 또 다른 실시예를 보인 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 상부 금속코어를 설치한 인덕터의 측단면도이다.

도 8을 참조하면, 또 다른 실시예의 상부 금속코어(3d)는 그 상부면 중앙에 원형 고정공(33)이 구비된다. 이와같은 고정공(33)의 직경은 적어도 하부 페라이트코어(2")에 형성된 권심돌기(211')의 직경보다 크게 형성된다. 이에 따라, 상기 상부 금속코어(3d)를 하부 페라이트코어(2")에 부착고정시 도 9에서와 같이 상기 고정공(33)이 권심돌기(211')를 수용하는 형태로 조립된다.

이와같은 또 다른 실시예의 상부 금속코어(3d)는 인덕터(1')를 파워용으로 사용하기 위해 허용전류값의 조정이 필요할 경우 상기 고정공(33)의 직경을 가변하여 하부 페라이트코어(2")와 상부 금속코어(3d)의 간격을 조정하므로서 허용전류값을 용이하게 조절할 수 있다.

이상과 같이 본 고안에 따른 초박형 인덕터는 단자 및 코일이 설치되는 부위에 페라이트코어를 사용하고, 덮개에 해당되는 부분에 금속코어를 적용함에 따라 강도를 향상할 수 있고, 두께또한 초박형화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 금속코아를 적용함에 따라 기존의 페라이트재질에 비해 히스테리시스 손실(HYSTERESIS LOSS)이 작기 때문에 발열의 감소 및 인덕터가 사용되는 회로(MODULE)의 효율을 증대할 수 있고, 자계차폐형태로 구성됨에 따라 전자파 방사 억제및 전자파내성에 매우 효과적인 제품을 구현할 수 있다.

Claims (6)

1. 상부면에 권심돌기를 갖는 코일설치홈이 형성되고, 상기 코일설치홈의 일측과 타측에는 단자설치홈이 구비되며, 상기 코일설치홈의 사방 외둘레에는 보강턱이 돌출형성되는 하부 페라이트코어;

   상기 단자설치홈에 일단이 고정되고, 그 타단은 상기 하부 페라이트 코어의 하부면까지 연장된 상태로 고정되는 단자;

   상기 권심돌기를 축으로 권선되어 상기 코일설치홈에 수용되며, 그 일단과 타단이 상기 단자에 접속고정되는 코일; 및

   상기 하부 페라이트코어의 상부면에 부착고정되는 상부 금속코어를 포함하는 초박형 인덕터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상부 금속코어의 일측과 타측에는 단자수용홈이 구비됨을 특징으로 하는 초박형 인덕터.
3. 제 1항에 있어서, 상기 상부 금속코어의 상,하면에는 절연막이 형성됨을 특징으로 하는 초박형 인덕터.
4. 상부면 중앙에 권심돌기가 돌출형성되며 일측과 타측에 절개부가 구비되는 하부 페라이트코어;

   상기 하부 페라이트코어의 하부면에 일단이 고정되고, 상기 절개부까지 연장되는 타단에는 연장편이 구비되는 단자;

   상기 권심돌기를 축으로 권선되며, 그 일단과 타단이 상기 단자의 연장편에 권취된 상태로 접속고정되는 코일; 및

   상기 코일을 내부에 수용한 상태에서 상기 하부 페라이트코아의 상부면에 고정되는 상부 금속코아를 포함하는 초박형 인덕터.
5. 제 4항에 있어서, 상기 상부 금속코아는 용기형태로 구성되며, 양측벽에는 코일 인출홈이 구비됨을 특징으로 하는 초박형 인덕터.
6. 제 4항에 있어서, 상기 상부 금속코아의 상부면 중앙에는 상기 권심돌기를 수용하는 고정공이 구비됨을 특징으로 하는 초박형 인덕터.