KR20040070950A - Pcb filling type inductor and method for manufacturing said pcb filling type inductor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인덕터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 인쇄회로기판 매립형 인덕터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inductor and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a buried inductor for a printed circuit board and a method for manufacturing the same.
주지하다시피, 절연 도체를 자성체 코어에 권선하여 인덕터를 구성시키는데, 적어도 2차 이상으로 구분되는 변압기 권선용 외부 절연 도체가 하나의 자성체 코어에 공유되는 경우에는 변압기의 구성이 된다.As is well known, an insulator is wound around a magnetic core to form an inductor. When an external insulated conductor for transformer winding, which is divided into at least a secondary, is shared by one magnetic core, a transformer is constituted.
종래의 변압기(인덕터)의 구성은 크게 3가지로 나뉘어 진다.The configuration of a conventional transformer (inductor) is largely divided into three.
먼저, 보빈형 변압기는 애나멜 각형 동선이나 원형 동선과 같은 외부 절연 도체를 높이를 낮춘 보빈 주위에 권선하고, 자성체 코어(Magnetic core)를 그 보빈에 끼워서 완성시키기 때문에 기존에 널리 사용되고 있는 인덕터, 변압기 제조 방법과 크게 다르지 않다. 도체에 흐르는 전류밀도에 맞는 도체를 자유롭게 선정할 수 있는 장점이 있다. 보빈 주위에 에나멜 동선의 양끝을 결합시켜서 단자를 구성하고 완성된 변압기나 인덕터를 인쇄회로기판(예:스위칭 전원장치의 인쇄회로기판) 위에 올려놓고 인쇄회로기판 패턴과 보빈의 단자를 접합시켜서 구성하기 때문에 인쇄회로기판과 자성체 코어의 높이가 (권선형 소자가 구비되는)회로의 최종 높이가 된다.First, the bobbin-type transformer is wound around the bobbin with a lower height of the outer insulated conductor, such as an enameled square copper wire or a circular copper wire, and the magnetic core is inserted into the bobbin to complete the inductor and transformer that have been widely used. Not very different from the method. There is an advantage that the conductor can be freely selected according to the current density flowing in the conductor. Combining the two ends of the enameled copper wire around the bobbin to form a terminal and placing the completed transformer or inductor on the printed circuit board (for example, the printed circuit board of the switching power supply) and joining the printed circuit board pattern and the terminals of the bobbin Therefore, the height of the printed circuit board and the magnetic core becomes the final height of the circuit (with the wound element).
또한 필요하다면 보빈을 사용하지 않고 에나멜 각형(角形) 동선이나, 원형(圓形) 동선과 같은 외부 절연 도체를 자성체 코어 주위에 직접 권선하는 방법도 가능하다. 이상의 방법은 자성체 코어와 보빈의 높이를 줄이게 되면 전체적인 회로(예:스위칭 전원장치)의 높이를 낮출 수 있지만, 자성체 코어와 보빈의 높이를 줄이는 것은 구조적으로 많은 제약이 따르기 때문에 회로의 높이를 낮추기 위한 방법으로 적당하지 않다.If necessary, it is also possible to wind external insulated conductors such as enameled copper wire or circular copper wire directly around the magnetic core without using a bobbin. The above method can reduce the height of the entire circuit (e.g. switching power supply) if the height of the magnetic core and bobbin is reduced, but reducing the height of the magnetic core and bobbin is structurally constrained. It is not suitable in a way.
다음으로, 인쇄회로기판 분리형 변압기가 있다. 인쇄회로기판과 별도의 보빈용 인쇄회로기판을 준비하고, 그 인쇄회로기판의 패턴을 이용하여 필요한 만큼 권선(인쇄회로기판에 내부 절연 도체가 형성됨.)을 하고, 인쇄회로기판에 홀을 만든 후, 그 홀에 자성체 코어를 끼우는 방법이다. 이때 사용되는 인쇄회로기판은 권선 수와 전류 밀도에 따라서 양면 또는 다층 인쇄회로기판을 이용할 수 있다.Next, there is a separate printed circuit board transformer. Prepare a printed circuit board separate from the printed circuit board and bobbins, make windings as necessary using the pattern of the printed circuit board (inner insulation conductors are formed on the printed circuit board), and make holes in the printed circuit board. In this way, the magnetic core is inserted into the hole. In this case, the printed circuit board used may use a double-sided or multilayer printed circuit board depending on the number of turns and the current density.
보빈형 변압기에서 사용했었던 보빈을 이용하지 않고 인쇄회로기판과 그 패턴으로 직접 권선 할 수 있으며, 필요한 만큼 다층 기판을 이용하기 때문에 재료비가 절약되고, 변압기의 높이가 보빈에 의해 제약받지 않는다는 장점이 존재한다. 그러나, 이 방법도 인쇄회로기판 위에 변압기를 올려놓고 사용하기 때문에 전체 높이가 인쇄회로기판과 변압기의 높이에 제한 받는 단점이 있다.It is possible to directly wind the printed circuit board and its pattern without using the bobbin used in the bobbin-type transformer, and the material cost is saved because the multilayer board is used as necessary, and the height of the transformer is not limited by the bobbin. do. However, this method also has a disadvantage that the overall height is limited to the height of the printed circuit board and the transformer because the transformer is used on the printed circuit board.
다음으로, 인쇄회로기판 일체형 변압기가 있다. 평판형 변압기를 구성하는 또 한가지 방법은 권선형 소자가 구비되는 인쇄회로기판(예:전원장치용 인쇄회로기판)을 준비하고, 그 인쇄회로기판에 패턴을 이용하여 필요한 만큼의 권선을 하고, 인쇄회로기판에 홀을 만든 후, 그 홀에 자성체 코어를 끼우는 방법이다. 이때 사용되는 인쇄회로기판은 권선 수와 전류 밀도에 따라서 양면 또는 다층 인쇄회로기판을 이용할 수 있다.Next, there is a printed circuit board integrated transformer. Another method of constructing a flat transformer is to prepare a printed circuit board (for example, a printed circuit board for a power supply) having a winding element, and to make as many windings as necessary using a pattern on the printed circuit board, and to print After a hole is made in a circuit board, a magnetic core is inserted into the hole. In this case, the printed circuit board used may use a double-sided or multilayer printed circuit board depending on the number of turns and the current density.
이 방법은 별도의 보빈을 이용하지 않고 인쇄회로기판의 패턴으로 직접 권선 할 수 있으며, 변압기의 코어를 낮추게 되면 전체회로의 높이가 낮아지기 때문에 제품을 박형화 시키기에 가장 적합한 방식으로 알려져 있다. 그러나 변압기용 인쇄회로기판에 불필요하게 다층 내부 절연 도체를 형성시킨다면 전자 제품의 재료비를 상승시키는 결정적 요인이 될 수 있고, 따라서 인쇄회로기판을 구성하는 PCB 내부 권선 층수보다 변압기 권선에 필요한 PCB 내부 권선 층수가 많다면 가격 경쟁력을 잃게 될 수 있는 문제점이 존재한다.This method can be wound directly in the pattern of the printed circuit board without using a separate bobbin, the lower the core of the transformer is lowered the height of the entire circuit is known as the most suitable method for thinning the product. However, unnecessarily forming multilayer internal insulated conductors on transformer printed circuit boards can be a decisive factor to increase the material cost of electronic products. Therefore, the number of internal PCB layers required for winding the transformer is higher than the number of internal PCB layers that make up the printed circuit board. If there are many, there is a problem that the price competitiveness can be lost.
한편, 스위칭 전원장치는 안정된 직류전원을 공급해주는 장치이며, 사용되는 용도에 따라 여러 기본 회로 방식이 존재한다. 최근의 전력변환 장치의 응용분야는 시스템이 다양해지고 복잡해짐에 따라서 요구되는 전력의 형태도 더욱 다양해지고 있는 추세이다. 특히 시스템이 고기능을 필요로 하고 있으며 사용자 위주로 형태나 기능이 변화하고 있다.On the other hand, the switching power supply is a device for supplying a stable DC power, there are a number of basic circuit schemes depending on the intended use. In recent years, as the system is diversified and complicated, the application form of the power conversion device is becoming more diversified. In particular, the system needs high functionality, and its shape and function are changing mainly for users.
이러한 전력변환 장치 중, 스위칭 전원장치는 기본적으로 입력전압의 변동이나 출력전압의 변동, 부하변동 등에 대해 항상 안정된 직류출력을 제공하는 기능을갖고 있기 때문에 소형, 경량, 경박, 단소화된 시스템에 대부분 적용되고 있으며 앞으로 더욱 적용분야가 확대 될 것으로 기대된다.Among these power converters, switching power supplies basically provide a stable DC output for fluctuations in input voltage, output voltage, load, etc., so most of them are small, light, thin, and compact. It is being applied and it is expected that the field of application will be further expanded in the future.
전원장치 관련 전문 기술 자료에 따르면 반도체에 공급되는 전압이 2005년경에는 1.1V, 2010년에는 0.5V로 점차 낮아지는 반면 소비전력은 170W에서 180W로 증가할 것으로 전망하고 있다. 실제로 1999년과 2004년에 세계 시장에서 판매되고 있는 컨버터의 출력전압 동향을 분석하면, 우선 3.3V 출력전압의 시장 점유율은 크게 변화가 없지만, 5V 전압은 1/3로 감소하는 반면, 2.5V 출력은 2배 이상 증가할 것으로 전망된다. 또한 시장의 규모도 매년 10% 이상 성장할 것으로 예측되고, 따라서 스위칭 전원장치는 앞으로 저전압 대전류 출력이면서, 소형, 경량, 경박, 단소화된 새로운 방식의 제조기술이 요구되고 있다.According to the technical data related to power supply, the voltage supplied to the semiconductor is expected to decrease gradually to 1.1V by 2005 and 0.5V by 2010, while the power consumption will increase from 170W to 180W. In fact, when analyzing the output voltage trend of converters sold in the world market in 1999 and 2004, first of all, the market share of 3.3V output voltage does not change much, but 5V voltage is reduced to 1/3, while 2.5V output Is expected to more than double. In addition, the size of the market is expected to grow by more than 10% every year, so switching power supplies are expected to require low-voltage, high-current outputs, and new manufacturing techniques of small size, light weight, light weight, and compactness.
최근에는 전원장치가 더욱 소형화되면서, 단위 체적 당 변환시킬 수 있는 전력의 크기를 나타내는 전력변환 밀도(power density)를 높이기 위한 방법들이 다양하게 연구되고 있다. 또한, 전원장치의 형태에서도 많은 변화가 있을 것으로 예측되고 있으며, 일반 인쇄회로 기판(printed circuit board, PCB)에 직접 장착시킬 수 있는 소위 온보드(On-board) 형태가 주목받게 되었다. 이러한 방식은 기판 위에 다른 소자와 같이 배열하고 장착시킬 수 있기 때문에 설치 공간을 절약할 수 있으며, 수리가 간편하기 때문에 사용자가 선호하게 되었다. 온보드 전원장치는 또다시 밀폐형(Closed-flame type)과 개방형(Open-flame type)으로 나눌 수 있으며, 최근에는 방열 처리가 용이한 개방형 전원장치가 주목받고 있다. 따라서 이러한 온보드형 전원장치의 높이를 낮추는 것은, 전원장치의 성능 평가에 중요한 지표가 되고있는 실정이다. 그러나 온보드형 전원장치는 제조 시, 인덕터와 변압기 같은 권선형 수동 소자를 사용하고 있기 때문에 물리적 높이를 낮추는 것은 한계가 있었다.Recently, as the power supply device becomes more compact, various methods for increasing the power conversion density (power density) representing the amount of power that can be converted per unit volume have been studied. In addition, it is expected that there will be many changes in the shape of the power supply, and so-called on-board type, which can be directly mounted on a general printed circuit board (PCB), has attracted attention. This approach saves installation space because it can be arranged and mounted on the board like any other device, and has been favored by the user because of its ease of repair. On-board power supplies can be further classified into closed-flame and open-flame types, and recently, open-type power supplies that are easy to heat dissipate have attracted attention. Therefore, lowering the height of such an on-board power supply is an important indicator for evaluating the performance of the power supply. However, because on-board power supplies use winding passive components such as inductors and transformers in manufacturing, lowering the physical height has been limited.
또한, 권선형 수동 소자를 인쇄회로기판에 구현하는 기술로서, 지금까지 가장 많이 사용되고 있는 것은, 상술한 바와 같이, 인쇄회로기판에 내부 절연 도체를 형성하고 홀을 가공한 뒤 그 홀에 자성체 코어를 결합하는 것(인쇄회로기판 일체형 인덕터 구성)이나, 이러한 구성으로서는 현재 전자제품에서는 필수적인 저가격, 고효율의 요구 사항을 충족시킬 수가 없었다.In addition, as a technology for implementing a winding type passive element on a printed circuit board, the most widely used technique is to form an internal insulation conductor on a printed circuit board, process a hole, and then apply a magnetic core to the hole as described above. Combination (a printed circuit board integrated inductor configuration) or such a configuration could not meet the requirements of low cost and high efficiency essential for current electronic products.
즉, 대용량의 전류를 흘리고자 하여 내부 절연 도체의 권선 층수를 높이면 제조 원가가 기하 급수적으로 증가하게 된다. 이를 방지하기 위해, 권선 층수를 높이지 않고 권선수를 늘리는 경우에는 정해진 폭(자성체 코어가 통과하기 위해 인쇄회로기판에 홀을 가공해야 하므로)에서 내부 절연 도체의 단면적이 줄어들게 되므로 전류 밀도가 높아지게 되어 열이 발생하여 제품의 수명이 단축되게 된다.In other words, increasing the number of winding layers of the internal insulation conductor to flow a large amount of current increases the manufacturing cost exponentially. To prevent this, if the number of windings is increased without increasing the number of winding layers, the cross-sectional area of the internal insulation conductor is reduced in the predetermined width (since the magnetic core must be machined to pass through), thereby increasing the current density. Heat is generated to shorten the life of the product.
본 발명은 이러한 상황에서 도출된 것으로, 제조원가가 절감되면서도 전력 변환 효율이 높으며 전자제품의 소형화가 가능한 인쇄회로기판 매립형 인덕터 및 상기 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in such a situation, and an object thereof is to provide a printed circuit board embedded inductor and a method of manufacturing the printed circuit board embedded inductor, which can reduce the manufacturing cost and have high power conversion efficiency and miniaturization of electronic products.
나아가 본 발명은, 제조원가가 절감되면서도 전력 변환 효율이 높으며 전자제품의 소형화가 가능한 인쇄회로기판 매립형 변압기 및 상기 인쇄회로기판 매립형변압기를 제조하는 방법을 제공하는 것에 다른 목적이 있다.Furthermore, another object of the present invention is to provide a printed circuit board embedded transformer and a method for manufacturing the printed circuit board embedded transformer, which can reduce the manufacturing cost and have high power conversion efficiency and can be miniaturized in electronic products.
더 나아가 본 발명은, 제조원가가 절감되면서도 낮은 전류와 대전류 용량의 전류에 모두 전력 변환 효율이 높으며 전자제품의 수명 연장이 가능한 인쇄회로기판 매립형 인덕터 및 상기 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 방법을 제공하는 것에 또 다른 목적이 있다.Furthermore, the present invention provides a printed circuit board embedded inductor and a method of manufacturing the printed circuit board embedded inductor, which can reduce the manufacturing cost and have high power conversion efficiency for both currents having low current and large current capacity and can extend the life of electronic products. There is another purpose to this.
더 나아가 본 발명은, 제조원가가 절감되면서도 낮은 전류와 대전류 용량의 전류에 모두 전력 변환 효율이 높으며 전자제품의 수명 연장이 가능한 인쇄회로기판 매립형 변압기 및 상기 인쇄회로기판 매립형 변압기를 제조하는 방법을 제공하는 것에 또 다른 목적이 있다.Furthermore, the present invention provides a printed circuit board embedded transformer and a method of manufacturing the printed circuit board embedded transformer which can reduce the manufacturing cost and have high power conversion efficiency for both low current and high current capacity current and can extend the life of electronic products. There is another purpose to this.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 과정을 도시한 일 예.1 is an example illustrating a process of manufacturing a printed circuit board embedded inductor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 상기 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 과정을 도시한 다른 예.2 is another example illustrating a process of manufacturing the printed circuit board embedded inductor.
도 3은 상기 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 과정을 도시한 또 다른 예.3 is another example illustrating a process of manufacturing the printed circuit board embedded inductor.
도 4는 완성된 인쇄회로기판 매립형 인덕터의 측면도.4 is a side view of a completed printed circuit board embedded inductor.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 완성된 인쇄회로기판 매립형 인덕터의 다른 예.Figure 5 is another example of a printed circuit board buried inductor completed in accordance with one embodiment of the present invention.
도 6은 상기 인쇄회로기판 매립형 변압기의 다른 구현 예.6 is another embodiment of the printed circuit board embedded transformer.
도 7은 상기 인쇄회로기판 매립형 변압기의 또 다른 구현 예.Figure 7 is another embodiment of the printed circuit board embedded transformer.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 과정을 도시한 일 예.8 is an example illustrating a process of manufacturing a printed circuit board embedded inductor according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 상기 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 과정을 도시한 다른예.9 is another example illustrating a process of manufacturing the printed circuit board embedded inductor.
도 10은 상기 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 과정을 도시한 또 다른 예.10 is another example illustrating a process of manufacturing the printed circuit board embedded inductor.
도 11은 본 발명에 따른 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 인쇄회로기판에 적용한 예.11 is an example in which a printed circuit board embedded inductor according to the present invention is applied to a printed circuit board.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 의하면, 본 발명은, 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 방법에 있어서, 한 쌍으로 이루어지는 자성체 코어 중 적어도 어느 한 자성체 코어에 외부 절연 도체를 권선하는 제 1 단계; 및 상기 두 자성체 코어 중 적어도 어느 하나의 관통용 다리를 인쇄회로기판에 형성된 관통 구멍에 관통시키고, 상기 인쇄회로기판의 상부 및 하부에서 상기 두 자성체 코어를 서로 결합시키는 제 2 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention is a method for manufacturing a printed circuit board buried inductor, comprising: winding an external insulating conductor to at least one magnetic core of the pair of magnetic cores Stage 1; And a second step of penetrating the at least one through leg of the two magnetic cores through a through hole formed in the printed circuit board, and coupling the two magnetic cores to each other at an upper portion and a lower portion of the printed circuit board. It is characterized by.
이에 따라, 권선 층수와 권선 개수를 늘리는데 있어 많은 비용과 구현의 어려움이 있는 인쇄회로기판의 내부 권선을 사용하지 않고 저가격의 외부 권선을 인쇄회로기판의 상/하부에 선택적으로 배치하므로, 제조원가를 낮출 수가 있고 외부권선 사용에 따라 확보되는 단면적에 의해 인덕터에 흐르는 전류밀도를 낮출 수가 있으므로 전력 변환 효율이 좋아지게 되며, 여러 가지 다양한 형태로 구현이 가능하며, 자성체 코어에 외부 절연 도체를 권선할 때에 보빈등을 사용하지 않으므로 권선 가능 면적을 극대화 할 수 있으며, 권선매립형태로 구현되므로 전자제품의 소형화에 기여하게 된다.Accordingly, a low cost external winding is selectively placed on the upper and lower portions of the printed circuit board without using the inner winding of the printed circuit board, which is expensive and difficult to implement, thereby reducing the manufacturing cost. The current density flowing through the inductor can be reduced by the cross-sectional area secured by the use of external windings, which improves the power conversion efficiency, and can be implemented in various forms. Bobbins when winding external insulated conductors on a magnetic core It is possible to maximize the area that can be wound since it is not used and it is implemented in the form of winding buried, which contributes to the miniaturization of electronic products.
나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 제 1 단계가, 상기 두 자성체 코어 각각에 외부 절연 도체를 권선하되, 상기 인쇄회로기판을 사이에 두고 상/하로 나누어 권선하며, 상기 인쇄회로기판에 마련되는 쓰루홀을 통하여 상기 상/하부의 외부 절연 도체를 서로 전기적으로 연결시키는 것;을 특징으로 한다.Further, according to the auxiliary aspect of the present invention, the first step, the outer insulated conductor is wound around each of the two magnetic cores, divided by the upper / lower with the printed circuit board interposed therebetween, provided on the printed circuit board Electrically connecting the upper and lower outer insulated conductors to each other through the through holes.
이에 따라, 권선되는 외부 절연 도체가 인쇄회로기판을 사이에 두고 상/하부에 나누어 배치할 수가 있으므로, 외부 절연 도체의 단면적이 그 만큼 더 넓어지므로 인덕터에 흐르는 전류밀도를 더 낮출 수가 있게 된다.As a result, the wound external insulated conductor can be divided into upper and lower parts with a printed circuit board interposed therebetween, and thus the cross-sectional area of the outer insulated conductor becomes wider so that the current density flowing in the inductor can be lowered.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 제 1 단계가, 적어도 2차 이상으로 구분되는 변압기 권선용 외부 절연 도체를 각각 상기 자성체 코어의 해당 부분에 권선하는 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to an auxiliary aspect of the present invention, the first step is characterized in that the winding of the outer insulation conductor for the transformer winding, which is divided into at least a secondary or higher, respectively to a corresponding portion of the magnetic core.
이에 따라, (상술한 바와 같이)제조원가를 낮출 수가 있고 전력 변환 효율이 좋으며 권선 가능 면적을 극대화 할 수 있고 소형화가 가능한 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 변압기로도 활용할 수가 있게 된다.Accordingly, as described above, the manufacturing cost can be reduced, the power conversion efficiency is good, the winding area can be maximized, and the printed circuit board embedded inductor that can be miniaturized can be used as a transformer.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 제 1 단계가, 적어도 2차 이상으로 구분되는 변압기 권선용 외부 절연 도체를 각각 상기 자성체 코어의외주면에 일정 간격 이격되게 권선하되, 나머지 변압기 권선용 외부 도체가 권선되지 않은 자성체 코어의 외주면에 일정 간격 이격되게 권선하는 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to the auxiliary aspect of the present invention, the first step, the winding of the outer insulation conductor for transformer winding which is divided into at least a secondary or more, respectively, spaced apart at regular intervals on the outer circumferential surface of the magnetic core, the remaining outer conductor winding for transformer It is characterized in that for winding a predetermined distance apart from the outer circumferential surface of the magnetic core that is not wound;
이에 따라, (상술한 바와 같이)제조원가를 낮출 수가 있고 전력 변환 효율이 좋으며 권선 가능 면적을 극대화 할 수 있고 소형화가 가능한 인쇄회로기판 매립형 변압기를 여러 가지 다양한 형태로 구현할 수가 있게 된다.Accordingly, as described above, manufacturing cost can be reduced, power conversion efficiency is good, winding area can be maximized, and miniaturized printed circuit board embedded transformer can be realized in various forms.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 인쇄회로기판에, 내부 절연 도체가 형성되어 있는 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to an auxiliary aspect of the present invention, an inner insulating conductor is formed on the printed circuit board.
이에 따라, 권선 층수와 권선 개수를 늘리는데 있어 많은 비용과 구현의 어려움이 있는 인쇄회로기판의 내부 권선을 필요한 만큼만 사용하고, 인쇄회로기판에 구현할 수 있는 내부 절연 도체의 권선 용량에서 인덕터에 필요한 권선 용량보다 많은 부분은 저가격이며, 확보되는 단면적에 의해 흐르는 전류밀도를 낮출 수 외부 절연 도체를 사용하므로, 제조원가가 절감되며 PCB 패턴 등과 같은 내부 절연 도체로는 해결할 수 없는 낮은 전류밀도를 유지할 수 있으며 낮은 전류는 내부 절연 도체를 사용하여 권선하고 대용량의 전류는 외부 절연 도체를 사용하여 권선할 수가 있으며, 인덕터나 변압기의 전도손실을 저감시킬 수 있으며, 낮은 전류와 대전류 용량의 전류에 모두 전력 변환 효율이 높은 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제공할 수가 있게 된다.Accordingly, the winding capacity required for the inductor in the winding capacity of the internal insulation conductor that can be implemented in the printed circuit board using only the internal winding of the printed circuit board as needed, which is expensive and difficult to implement in increasing the number of winding layers and the number of windings. Many parts are low cost and can reduce the current density by the secured cross-sectional area. Using external insulated conductors reduces manufacturing costs and maintains a low current density that cannot be solved by internal insulated conductors such as PCB patterns. Can be wound using internal insulated conductors and large currents can be wound using external insulated conductors, reducing conduction losses of inductors or transformers, and high power conversion efficiency for both low current and high current capacity currents. Printed circuit board embedded inductors can be provided.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 제 1 단계가, 상기 두 자성체 코어 각각에 외부 절연 도체를 권선하되, 상기 인쇄회로기판을 사이에 두고상/하로 나누어 권선하며, 상기 인쇄회로기판에 마련되는 쓰루홀을 통하여 상기 상/하부의 외부 절연 도체를 서로 전기적으로 연결시키는 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to an auxiliary aspect of the present invention, the first step, the external insulating conductor is wound around each of the two magnetic cores, the printed circuit board is sandwiched between the upper and lower windings, and the printed circuit board Electrically connecting the upper and lower external insulated conductors to each other through the provided through holes;
이에 따라, 권선되는 외부 절연 도체가 (내부 절연 도체가 형성되어 있는)인쇄회로기판을 사이에 두고 상/하부에 나누어 배치할 수가 있으므로, 외부 절연 도체의 단면적이 그 만큼 더 넓어지므로 인덕터에 흐르는 전류밀도를 더 낮출 수가 있게 된다.As a result, the wound external insulated conductor can be arranged in the upper and lower portions with the printed circuit board (with the inner insulated conductor formed therebetween) interposed therebetween, so that the cross-sectional area of the outer insulated conductor becomes wider so that the current flowing through the inductor The density can be lowered further.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 외부 절연 도체 및 내부 절연 도체가, 적어도 2차 이상으로 구분되는 변압기 권선용인 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to the auxiliary aspect of the present invention, the outer insulation conductor and the inner insulation conductor, characterized in that for winding the transformer divided into at least a secondary or more;
이에 따라, (상술한 바와 같이)제조원가가 절감되면서도 낮은 전류와 대전류 용량의 전류에 모두 전력 변환 효율이 높은 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 변압기로도 활용할 수가 있게 된다.Accordingly, as described above, a printed circuit board embedded inductor having high power conversion efficiency can be utilized as a transformer while reducing manufacturing costs.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 내부 절연 도체의 적어도 일부는, 변압기 2차 권선용이고; 상기 외부 절연 도체는, 변압기 1차 권선용 인 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to an auxiliary aspect of the present invention, at least a portion of the inner insulation conductor is for a transformer secondary winding; The outer insulated conductor is for the primary winding of the transformer;
이에 따라, 변압기 1차 권선용의 외부 절연 도체가 내부 절연 도체를 가지는 인쇄회로기판의 상/하부에 나뉘어져 구성되므로, 자연스럽게 1차측 권선이 2차측 권선을 감싸고 있는 소위 "샌드위치"권선이 되어 변압기의 결합율이 높아지게 되며, 1, 2차측에서 필요한 전류밀도를 권선 도체의 단면적으로 조절이 가능하게 된다.Accordingly, since the outer insulated conductor for the primary winding of the transformer is divided into upper and lower parts of the printed circuit board having the inner insulated conductor, the primary winding naturally forms a so-called "sandwich" winding that surrounds the secondary winding, thereby coupling the transformer. The rate is increased, and the current density required at the primary and secondary sides can be adjusted by the cross-sectional area of the winding conductor.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 제 1 단계가, 상기 외부 절연 도체를 상기 인쇄회로기판의 두께 이하로 권선하는 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to an auxiliary aspect of the present invention, the first step is, winding the outer insulated conductor below the thickness of the printed circuit board;
이에 따라, 전체 회로의 높이가 자성체 코어의 두께가 되므로, 제품의 높이를 쉽게 낮출 수가 있게 된다.Accordingly, since the height of the entire circuit becomes the thickness of the magnetic core, the height of the product can be easily lowered.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 본 발명은, 인쇄회로기판 매립형 인덕터에 있어서, 인쇄회로기판에 형성된 관통 구멍에 적어도 어느 한 자성체 코어의 다리가 관통되어, 상기 인쇄회로기판의 상부 및 하부에서 서로 결합되는 한 쌍의 상기 자성체 코어; 상기 두 자성체 코어 중 적어도 어느 한 자성체 코어에 권선되는 외부 절연 도체; 및 상기 인쇄회로기판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, in the printed circuit board buried inductor, at least one of the magnetic core is penetrated through the through hole formed in the printed circuit board, it is coupled to each other at the top and bottom of the printed circuit board A pair of said magnetic body cores; An outer insulated conductor wound around at least one of the two magnetic cores; And the printed circuit board.
이에 따라, 권선 층수와 권선 개수를 늘리는데 있어 많은 비용과 구현의 어려움이 있는 인쇄회로기판의 내부 권선을 사용하지 않고 저가격의 외부 권선을 인쇄회로기판의 상/하부에 선택적으로 배치하므로, 제조원가를 낮출 수가 있고 외부 권선 사용에 따라 확보되는 단면적에 의해 인덕터에 흐르는 전류밀도를 낮출 수가 있으므로 전력 변환 효율이 좋아지게 되며, 여러 가지 다양한 형태로 구현이 가능하며, 자성체 코어에 외부 절연 도체를 권선할 때에 보빈등을 사용하지 않으므로 권선 가능 면적을 극대화 할 수 있으며, 권선매립형태로 구현되므로 전자제품의 소형화에 기여하게 된다.Accordingly, a low cost external winding is selectively placed on the upper and lower portions of the printed circuit board without using the inner winding of the printed circuit board, which is expensive and difficult to implement, thereby reducing the manufacturing cost. It is possible to reduce the current density flowing through the inductor by the cross-sectional area secured by the use of the external winding, which improves the power conversion efficiency, and can be implemented in various forms. When winding the external insulated conductor to the magnetic core, It is possible to maximize the area that can be wound since it is not used and it is implemented in the form of winding buried, which contributes to the miniaturization of electronic products.
나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 외부 절연 도체가, 상기 두 자성체 코어 각각에 권선되되, 상기 인쇄회로기판을 사이에 두고 상/하로 나뉘어 권선되며, 상기 인쇄회로기판에 마련되는 쓰루홀을 통하여 서로 전기적으로 연결되는 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to the auxiliary aspect of the present invention, the outer insulating conductor is wound around each of the two magnetic cores, divided by the upper and lower windings with the printed circuit board interposed therebetween, the through-hole provided in the printed circuit board Electrically connected to each other through;
이에 따라, 권선되는 외부 절연 도체가 인쇄회로기판을 사이에 두고 상/하부에 나누어 배치할 수가 있으므로, 외부 절연 도체의 단면적이 그 만큼 더 넓어지므로 인덕터에 흐르는 전류밀도를 더 낮출 수가 있게 된다.As a result, the wound external insulated conductor can be divided into upper and lower parts with a printed circuit board interposed therebetween, and thus the cross-sectional area of the outer insulated conductor becomes wider so that the current density flowing in the inductor can be lowered.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 권선된 외부 절연 도체는, 적어도 2차 이상으로 구분되는 변압기 권선용 외부 절연 도체들로 이루어지되, 각 변압기 권선용 외부 절연 도체는, 상기 자성체 코어의 해당 부분에 권선되는 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to an auxiliary aspect of the invention, the wound outer insulated conductor consists of outer insulated conductors for transformer windings which are at least divided into two or more, wherein the outer insulated conductors for each transformer winding are corresponding parts of the magnetic core. To be wound on; characterized in that.
이에 따라, (상술한 바와 같이)제조원가를 낮출 수가 있고 전력 변환 효율이 좋으며 권선 가능 면적을 극대화 할 수 있고 소형화가 가능한 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 변압기로도 활용할 수가 있게 된다.Accordingly, as described above, the manufacturing cost can be reduced, the power conversion efficiency is good, the winding area can be maximized, and the printed circuit board embedded inductor that can be miniaturized can be used as a transformer.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 권선된 외부 절연 도체는, 적어도 2차 이상으로 구분되는 변압기 권선용 외부 절연 도체들로 이루어지고, 각 변압기 권선용 외부 도체는 상기 자성체 코어의 외주면에서 일정 간격 이격되어 권선되되, 나머지 변압기 권선용 외부 도체가 권선되지 않은 자성체 코어의 외주면에 일정 간격 이격되어 권선되는 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to the auxiliary aspect of the present invention, the wound outer insulation conductor is composed of outer insulation conductors for transformer windings which are divided into at least secondary and each transformer winding outer conductor is spaced apart from the outer circumferential surface of the magnetic core. The winding is spaced apart, the remaining outer winding of the transformer is wound around a predetermined interval on the outer peripheral surface of the magnetic core that is not wound;
이에 따라, (상술한 바와 같이)제조원가를 낮출 수가 있고 전력 변환 효율이 좋으며 권선 가능 면적을 극대화 할 수 있고 소형화가 가능한 인쇄회로기판 매립형 변압기를 여러 가지 다양한 형태로 구현할 수가 있게 된다.Accordingly, as described above, manufacturing cost can be reduced, power conversion efficiency is good, winding area can be maximized, and miniaturized printed circuit board embedded transformer can be realized in various forms.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 인쇄회로기판에, 내부절연 도체가 형성되어 있는 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to an auxiliary aspect of the present invention, an internal insulating conductor is formed on the printed circuit board.
이에 따라, 권선 층수와 권선 개수를 늘리는데 있어 많은 비용과 구현의 어려움이 있는 인쇄회로기판의 내부 권선을 필요한 만큼만 사용하고, 인쇄회로기판에 구현할 수 있는 내부 절연 도체의 권선 용량에서 인덕터에 필요한 권선 용량보다 많은 부분은 저가격이며, 확보되는 단면적에 의해 흐르는 전류밀도를 낮출 수 외부 절연 도체를 사용하므로, 제조원가가 절감되며 PCB 패턴 등과 같은 내부 절연 도체로는 해결할 수 없는 낮은 전류밀도를 유지할 수 있으며 낮은 전류는 내부 절연 도체를 사용하여 권선하고 대용량의 전류는 외부 절연 도체를 사용하여 권선할 수가 있으며, 인덕터나 변압기의 전도손실을 저감시킬 수 있으며, 낮은 전류와 대전류 용량의 전류에 모두 전력 변환 효율이 높은 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제공할 수가 있게 된다.Accordingly, the winding capacity required for the inductor in the winding capacity of the internal insulation conductor that can be implemented in the printed circuit board using only the internal winding of the printed circuit board as needed, which is expensive and difficult to implement in increasing the number of winding layers and the number of windings. Many parts are low cost and can reduce the current density by the secured cross-sectional area. Using external insulated conductors reduces manufacturing costs and maintains a low current density that cannot be solved by internal insulated conductors such as PCB patterns. Can be wound using internal insulated conductors and large currents can be wound using external insulated conductors, reducing conduction losses of inductors or transformers, and high power conversion efficiency for both low current and high current capacity currents. Printed circuit board embedded inductors can be provided.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 외부 절연 도체가, 상기 두 자성체 코어 각각에 권선되되, 상기 인쇄회로기판을 사이에 두고 상/하로 나뉘어 권선되며, 상기 인쇄회로기판에 마련되는 쓰루홀을 통하여 서로 전기적으로 연결되는 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to an auxiliary aspect of the present invention, the outer insulation conductor is wound around each of the two magnetic cores, and is wound upside down while the printed circuit board is interposed therebetween, and is provided in the printed circuit board. Electrically connected to each other through;
이에 따라, 권선되는 외부 절연 도체가 (내부 절연 도체가 형성되어 있는)인쇄회로기판을 사이에 두고 상/하부에 나누어 배치할 수가 있으므로, 외부 절연 도체의 단면적이 그 만큼 더 넓어지므로 인덕터에 흐르는 전류밀도를 더 낮출 수가 있게 된다.As a result, the wound external insulated conductor can be arranged in the upper and lower portions with the printed circuit board (with the inner insulated conductor formed therebetween) interposed therebetween, so that the cross-sectional area of the outer insulated conductor becomes wider so that the current flowing through the inductor The density can be lowered further.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 외부 절연 도체 및 내부절연 도체가, 적어도 2차 이상으로 구분되는 변압기 권선용인 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to the auxiliary aspect of the present invention, the outer insulation conductor and the inner insulation conductor, characterized in that for the winding of the transformer divided into at least a secondary or more;
이에 따라, (상술한 바와 같이)제조원가가 절감되면서도 낮은 전류와 대전류 용량의 전류에 모두 전력 변환 효율이 높은 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 변압기로도 활용할 수가 있게 된다.Accordingly, as described above, a printed circuit board embedded inductor having high power conversion efficiency can be utilized as a transformer while reducing manufacturing costs.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 내부 절연 도체의 적어도 일부는, 변압기 2차 권선용이고; 상기 외부 절연 도체는, 변압기 1차 권선용 인 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to an auxiliary aspect of the present invention, at least a portion of the inner insulation conductor is for a transformer secondary winding; The outer insulated conductor is for the primary winding of the transformer;
이에 따라, 변압기 1차 권선용의 외부 절연 도체가 내부 절연 도체를 가지는 인쇄회로기판의 상/하부에 나뉘어져 구성되므로, 자연스럽게 1차측 권선이 2차측 권선을 감싸고 있는 소위 "샌드위치"권선이 되어 변압기의 결합율이 높아지게 되며, 1, 2차측에서 필요한 전류밀도를 권선 도체의 단면적으로 조절이 가능하게 된다.Accordingly, since the outer insulated conductor for the primary winding of the transformer is divided into upper and lower parts of the printed circuit board having the inner insulated conductor, the primary winding naturally forms a so-called "sandwich" winding that surrounds the secondary winding, thereby coupling the transformer. The rate is increased, and the current density required at the primary and secondary sides can be adjusted by the cross-sectional area of the winding conductor.
더 나아가 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 외부 절연 도체가, 상기 인쇄회로기판의 두께 이하로 권선하는 것;을 특징으로 한다.Furthermore, according to the auxiliary aspect of the present invention, the outer insulation conductor, characterized in that winding to less than the thickness of the printed circuit board.
이에 따라, 전체 회로의 높이가 자성체 코어의 두께가 되므로, 제품의 높이를 쉽게 낮출수가 있게 된다.Accordingly, since the height of the entire circuit becomes the thickness of the magnetic core, the height of the product can be easily lowered.
본 발명의 이와 같은, 또 다른 추가적인 양상은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.This, a further additional aspect of the present invention will become more apparent through the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the present invention will be described in detail to enable those skilled in the art to easily understand and reproduce the present invention.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 과정을 도시한 일 예이고, 도 4는 완성된 인쇄회로기판 매립형 인덕터의 측면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 완성된 인쇄회로기판 매립형 인덕터의 다른 예이다. 이하, 상기 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.1 to 3 illustrate an example of a process of manufacturing a printed circuit board buried inductor according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a side view of a completed printed circuit board buried inductor, and FIG. Another example of a printed circuit board embedded inductor is completed according to an embodiment. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. 1 to 5.
상기 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 방법에 있어서, 한 쌍으로 이루어지는 자성체 코어(2) 중 적어도 어느 한 자성체 코어(2)에 외부 절연 도체(3)를 권선하는 제 1 단계;와, 상기 두 자성체 코어(2) 중 적어도 어느 하나의 관통용 다리를 인쇄회로기판(1)에 형성된 관통 구멍에 관통시키고, 인쇄회로기판(1)의 상부 및 하부에서 상기 두 자성체 코어(2)를 서로 결합시키는 제 2 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the present invention provides a method for manufacturing a printed circuit board embedded inductor, wherein at least one of the pair of magnetic cores 2 is provided with an external insulating conductor. (3) winding the first step; and through the through-holes formed in the printed circuit board 1 of at least one of the two magnetic cores (2) through the upper portion of the printed circuit board (1) And a second step of coupling the two magnetic cores 2 to each other at a lower portion thereof.
또한, 상기 제 1 단계는, 두 자성체 코어(2) 각각에 외부 절연 도체(3)를 권선하되, 인쇄회로기판(1)을 사이에 두고 상/하로 나누어 권선하며, 인쇄회로기판(1)에 마련되는 쓰루홀(도시하지 않음.)을 통하여 상기 상/하부의 외부 절연 도체(3)를 서로 전기적으로 연결시키는 것;을 특징으로 한다.In addition, in the first step, the outer insulation conductor 3 is wound around each of the two magnetic cores 2, and the winding is divided into upper and lower portions with the printed circuit board 1 interposed therebetween, and the printed circuit board 1 is wound on the printed circuit board 1. Electrically connecting the upper and lower external insulating conductors 3 to each other through a through hole (not shown) provided.
인쇄회로기판(1)에는 자성체 코어(2)가 매립될 수 있도록 홀 가공되어 관통 구멍이 형성된다. 인쇄회로기판(1)은 스위칭 전원 장치용의 인쇄회로기판이 될 수가 있다.The printed circuit board 1 is holed so that the magnetic core 2 may be embedded to form a through hole. The printed circuit board 1 can be a printed circuit board for a switching power supply.
자성체 코어(2)에는 외부 절연 도체(3)가 권선되는데, 한 쌍으로 이루어지는 자성체 코어(2) 중 적어도 어느 한 자성체 코어(2)에 외부 절연 도체(3)를 권선할수가 있다. 참고로, 상기 도 1 내지 도 3의 실시예에서는, 한 쌍으로 이루어지는 자성체 코어(2) 중 하부의 자성체 코어(2)에 외부 절연 도체(3)를 권선 시키고 있다. 그러나, 경우에 따라서는, 상부의 자성체 코어(2)에 외부 절연 도체(3)를 권선 시킬 수도 있으며, 또한 경우에 따라서는, 두 자성체 코어(2) 모두에 각각의 외부 절연 도체(3)를 권선 시킬 수도 있다(도면에 도시하지 않음.). 상기 두 자성체 코어(2) 모두에 각각의 외부 절연 도체(3)를 권선 시키는데 있어서, 인쇄회로기판(1)을 사이에 두고 상/하로 나뉘어져 권선되는 경우에는 인쇄회로기판(1)에 마련되는 쓰루홀을 통하여 서로 전기적으로 연결 시킬 수도 있다. 상기 쓰루홀을 통하여 상/하의 외부 절연 도체(3)를 전기적으로 서로 연결시키는 구성에 관한 설명은 후술하기로 한다(도면에 도시하지 않음.).An outer insulated conductor 3 is wound around the magnetic core 2, and the outer insulated conductor 3 can be wound around at least one of the pair of magnetic cores 2. For reference, in the embodiment of FIGS. 1 to 3, the outer insulating conductor 3 is wound around the lower magnetic core 2 of the pair of magnetic cores 2. However, in some cases, the outer insulated conductor 3 may be wound around the upper magnetic core 2, and in some cases, each outer insulated conductor 3 is attached to both the magnetic cores 2. It can also be wound (not shown). In winding the respective external insulated conductors 3 to both of the magnetic cores 2, the troughs provided on the printed circuit board 1 when the printed circuit board 1 is divided into upper and lower windings with the printed circuit board 1 interposed therebetween. It can also be electrically connected to each other through holes. Description of the configuration for electrically connecting the upper and lower outer insulating conductors 3 to each other through the through holes will be described later (not shown in the drawings).
자성체 코어(2)는 통상적으로 한 쌍으로 이루어지는데, 도면에 도시된 것(전원 장치 등에서 널리 사용되고 있는 RM 형태의 자성체 코어)과는 달리 비대칭으로 구현되는 경우도 있다. 대칭 형태이든 또는 비대칭 형태이든 간에, 상기 자성체 코어(2) 중 적어도 어느 한 자성체 코어(2)의 관통용 다리를 인쇄회로기판(1)에 형성된 관통 구멍에 관통시키고, 인쇄회로기판(1)의 상부 및 하부에서 상기 두 자성체 코어(2)를 서로 결합시키게 된다.The magnetic core 2 is usually formed in a pair, and unlike the one shown in the drawings (a magnetic core in the form of RM widely used in a power supply device or the like), it may be implemented asymmetrically. Whether the symmetrical or asymmetrical form, at least one of the magnetic core (2) for the penetrating legs of the magnetic core (2) through the through hole formed in the printed circuit board (1), The two magnetic cores 2 are coupled to each other at the top and the bottom.
자성체 코어(2)에 권선된 외부 절연 도체(3)의 양단부의 절연(예:애나멜) 성분을 제거하고, 외부 절연 도체(3)와 인쇄회로기판(1)이 연결되는 부위(5)(단자, 쓰루홀 등)를 전기적으로 접합되도록 한다. 경우에 따라서는, 외부 절연 도체(3)는 인쇄회로기판(1)이 아닌 필요한 단자(도시하지 않음.)에 중간 매개체(예:리드선)등을 통해 전기적으로 연결될 수도 있다. 외부 절연 도체(3)를 인쇄회로기판(1)에 장착하는 상술한 방식들은 이미 공지되어 있는 기술이므로, 그 자세한 설명을 생략하기로 한다.A part 5 (terminal) in which the insulating (eg, enamel) component of both ends of the outer insulated conductor 3 wound around the magnetic core 2 is removed, and the outer insulated conductor 3 and the printed circuit board 1 are connected. , Through hole, etc.) to be electrically connected. In some cases, the external insulated conductor 3 may be electrically connected to a required terminal (not shown), not to the printed circuit board 1, through an intermediate medium (for example, lead wire) or the like. Since the aforementioned methods of mounting the external insulated conductor 3 to the printed circuit board 1 are already known techniques, detailed description thereof will be omitted.
상기 도 1 내지 도 3에서 사용된 외부 절연 도체(3)는 애나멜 각형 동선이고, 도 5에서 사용된 외부 절연 도체(3)는 애나멜 원형 동선이다. 상기 도 4는 완성된 인쇄회로기판 매립형 인덕터의 측면도이다.The outer insulated conductor 3 used in FIGS. 1 to 3 is an enameled copper wire, and the outer insulated conductor 3 used in FIG. 5 is an enameled circular copper wire. 4 is a side view of the completed printed circuit board embedded inductor.
한편, 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 제 1 단계가, 적어도 2차 이상으로 구분되는 변압기 권선용 외부 절연 도체를 각각 상기 자성체 코어의 해당 부분에 권선하는 것;을 특징으로 한다.On the other hand, according to an auxiliary aspect of the present invention, the first step, characterized in that the winding of the outer insulation conductor for transformer winding to the corresponding portion of the magnetic core, respectively divided into at least secondary.
상술한 본 발명의 특징적 양상을 첨부된 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.The characteristic aspects of the present invention described above will be described with reference to FIG. 6.
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 자성체 코어(2, 2')에 권선된 외부 절연 도체(3-1, 3'-1)는, 적어도 2차 이상의 변압기 권선용 외부 절연 도체(3-1, 3'-1)들로 이루어지되, 각 변압기 권선용 외부 절연 도체(3-1, 3'-1)는, 자성체 코어(2, 2')의 해당 부분에 권선되는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 6, the outer insulated conductors 3-1 and 3'-1 wound around the magnetic cores 2 and 2 'are at least secondary winding outer insulated conductors 3-1 and 3 for transformer windings. It consists of '-1', characterized in that the outer insulated conductors 3-1, 3'-1 for each transformer winding are wound around the corresponding parts of the magnetic cores 2, 2 '.
외부 절연 도체(3-1, 3'-1)는 자성체 코어(2, 2')에 권선되는데, 외부 절연 도체(3-1)는 변압기 1차 권선용으로써 자성체 코어(2, 2')의 하부에 권선되고, 외부 절연 도체(3'-1)는 변압기 2차 권선용으로써 자성체 코어(2, 2')의 상부에 권선된다. 외부 절연 도체(3-1, 3'-1)의 각 양단부(4-1, 4'-1)와 ( 4"-1, 4"'-1)는 서로 대향되는 방향의 인쇄회로기판(1)에 전기적으로 연결된다.The outer insulated conductors 3-1 and 3'-1 are wound around the magnetic cores 2 and 2 ', and the outer insulated conductors 3-1 are used for the transformer primary winding and the lower part of the magnetic cores 2 and 2'. The outer insulated conductor 3'-1 is wound on top of the magnetic cores 2, 2 'for the transformer secondary winding. Both ends 4-1, 4'-1 and (4 "-1, 4" '-1) of each of the external insulated conductors 3-1, 3'-1 have a printed circuit board 1 in opposite directions. Is electrically connected).
참고적으로, 자성체 코어(2, 2') 중 적어도 어느 한 자성체 코어의 관통용다리를 인쇄회로기판(1)에 형성된 관통 구멍에 관통시키고, 인쇄회로기판(1)의 상부 및 하부에서 상기 두 자성체 코어(2, 2')를 서로 결합시키게 된다. 또한, 외부 절연 도체(3-1, 3'-1)는 상부 자성체 코어(2)와 하부 자성체 코어( 2')에 각각 권선될 수도 있고, 두 자성체 코어(2, 2') 중 어느 하나에 권선될 수도 있다. 또한 경우에 따라서는, 두 자성체 코어(2, 2') 모두에 각각의 외부 절연 도체(3-1, 3'-1)가 권선 될 수도 있다(상기 도 6 참조). 상기 두 자성체 코어(2, 2') 모두에 각각의 외부 절연 도체(3-1, 3'-1)를 권선 시키는데 있어서, 인쇄회로기판(1)을 사이에 두고 상/하로 나뉘어져 권선되는 경우에는 인쇄회로기판(1)에 마련되는 쓰루홀을 사용하여 서로 전기적으로 연결 시킬 수도 있다(도면에 도시하지 않음.).For reference, a through leg of at least one of the magnetic cores 2 and 2 'is passed through a through hole formed in the printed circuit board 1, and the two upper and lower portions of the printed circuit board 1 are separated. The magnetic cores 2 and 2 'are bonded to each other. In addition, the outer insulated conductors 3-1 and 3'-1 may be wound around the upper magnetic core 2 and the lower magnetic core 2 ', respectively, and on either of the two magnetic cores 2 and 2'. It may also be wound. In some cases, the respective external insulating conductors 3-1 and 3'-1 may be wound around both of the magnetic cores 2 and 2 '(see FIG. 6). In the case of winding the respective external insulating conductors 3-1 and 3'-1 on both the magnetic cores 2 and 2 ', the coil is divided up and down with the printed circuit board 1 interposed therebetween. Through-holes provided on the printed circuit board 1 may be used to electrically connect with each other (not shown).
한편, 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 제 1 단계가, 적어도 2차 이상으로 구분되는 변압기 권선용 외부 절연 도체를 각각 상기 자성체 코어의 외주면에 일정 간격 이격되게 권선하되, 나머지 변압기 권선용 외부 도체가 권선되지 않은 자성체 코어의 외주면에 일정 간격 이격되게 권선하는 것;을 특징으로 한다.On the other hand, according to the auxiliary aspect of the present invention, the first step, the winding of the outer insulation conductor for transformer winding which is divided into at least a second or more, respectively, spaced apart at regular intervals to the outer peripheral surface of the magnetic core, the remaining outer winding for transformer winding It is characterized in that for winding a predetermined interval spaced on the outer peripheral surface of the magnetic core that is not wound;
상술한 본 발명의 특징적 양상을 첨부된 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.The characteristic aspects of the present invention described above will be described with reference to FIG. 7.
상기 도 7에 도시된 바와 같이, 자성체 코어(2, 2')에 권선된 외부 절연 도체(3-2, 3'-2)는, 적어도 2차 이상으로 구분되는 변압기 권선용 외부 절연 도체들(3-2, 3'-2)로 이루어지고, 각 변압기 권선용 외부 도체(3-2, 3'-2)는 상기 자성체 코어(2, 2')의 외주면에 일정 간격 이격되어 권선되되, 나머지 변압기 권선용 외부 도체가 권선되지 않은 자성체 코어(2, 2')의 외주면에 일정 간격 이격되어 권선되는 것;을 특징으로 한다.As shown in FIG. 7, the outer insulated conductors 3-2 and 3 '-2 wound on the magnetic cores 2 and 2 ′ are the outer insulated conductors 3 for the winding of the transformer, which are divided into at least two orders of magnitude. -2 and 3'-2, and the outer conductors 3-2 and 3'-2 for winding each transformer are wound at regular intervals on the outer circumferential surface of the magnetic cores 2 and 2 ', but for the remaining transformer windings. The outer conductor is wound around the outer circumferential surface of the magnetic core (2, 2 ') that is not wound at regular intervals;
외부 절연 도체(3-2, 3'-2)는 자성체 코어(2, 2')에 권선되는데, 외부 절연 도체(3-2)는 변압기 1차 권선용이고, 외부 절연 도체(3'-2)는 변압기 2차 권선용이다. 외부 절연 도체(3-2, 3'-2)의 각 양단부(4-2, 4'-2)와 ( 4"-2, 4"'-2)는 서로 대향되는 방향의 인쇄회로기판(1)에 전기적으로 연결된다.The outer insulated conductors 3-2 and 3'-2 are wound around the magnetic cores 2 and 2 '. The outer insulated conductors 3-2 are for the transformer primary winding and the outer insulated conductors 3'-2. Is for the transformer secondary winding. Both ends 4-2, 4'-2 and (4 "-2, 4" '-2) of each of the external insulated conductors 3-2, 3'-2 have a printed circuit board 1 in opposite directions. Is electrically connected).
또한, 각 변압기 권선용 외부 도체(3-2, 3'-2)는 상기 자성체 코어(2, 2')의 외주면에 일정 간격 이격되어 권선되되, 나머지 변압기 권선용 외부 도체가 권선되지 않은 자성체 코어(2, 2')의 외주면에 일정 간격 이격되어 권선된다.In addition, each of the transformer winding outer conductors 3-2 and 3'-2 is wound around the outer circumferential surfaces of the magnetic cores 2 and 2 'at a predetermined interval, but the magnetic core 2 in which the outer conductor for the transformer windings is not wound. , 2 ') is wound on the outer circumferential surface at regular intervals.
또한, 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 외부 절연 도체가, 상기 인쇄회로기판의 두께 이하로 권선되는 것;을 특징으로 한다. 이에 따라, 전체 회로의 높이가 자성체 코어의 두께가 되므로, 제품의 높이를 쉽게 낮출 수가 있게 되고, 제품의 소형화에 기여하게 된다.In addition, according to an auxiliary aspect of the present invention, the outer insulating conductor, characterized in that the winding of less than the thickness of the printed circuit board. Accordingly, since the height of the entire circuit becomes the thickness of the magnetic core, the height of the product can be easily lowered, contributing to the miniaturization of the product.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 과정을 도시한 일 예이다. 이하 상기 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.8 to 10 are examples illustrating a process of manufacturing a printed circuit board embedded inductor according to another exemplary embodiment of the present invention. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. 1 to 10.
상기 도 8 내지 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명은, 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 방법에 있어서, 한 쌍으로 이루어지는 자성체 코어 중 적어도 어느 한 자성체 코어에 외부 절연 도체를 권선하는 제 1 단계;와, 상기 두 자성체 코어 중 적어도 어느 하나의 관통용 다리를 (내부 절연 도체를 가지는)인쇄회로기판에 형성된 관통 구멍에 관통시키고, 상기 인쇄회로기판의 상부 및 하부에서 상기 두 자성체 코어를 서로 결합시키는 제 2 단계;를 포함하여 구성되는 것을특징으로 한다.As shown in FIG. 8 to FIG. 10, the present invention provides a method of manufacturing a printed circuit board embedded inductor, comprising: a first winding of an external insulated conductor to at least one magnetic core of a pair of magnetic cores; And through the through-holes formed in the printed circuit board (having an internal insulation conductor) of at least one of the two magnetic cores, and passing the two magnetic cores from each other on the upper and lower portions of the printed circuit board. The second step of combining; characterized in that comprises a.
또한, 상기 제 1 단계는, 상기 두 자성체 코어 각각에 상기 외부 절연 도체를 권선하되, 상기 인쇄회로기판을 사이에 두고 상/하로 나누어 권선하며, 상기 인쇄회로기판에 마련되는 쓰루홀(도시하지 않음.)을 통하여 상기 상/하부의 외부 절연 도체를 서로 전기적으로 연결시키는 것;을 특징으로 한다.The first step may include winding the external insulated conductor around each of the two magnetic cores, and winding the upper and lower parts by winding the printed circuit board between the two magnetic cores (not shown). Electrically connecting the upper and lower external insulated conductors to each other through.
상기 인쇄회로기판에는 상기 자성체 코어가 매립될 수 있도록 홀 가공되어 관통 구멍이 형성된다. 상기 인쇄회로기판은 스위칭 전원 장치용의 인쇄회로기판이 될 수가 있다.The printed circuit board is holed to form a through hole so that the magnetic core may be embedded. The printed circuit board may be a printed circuit board for a switching power supply.
E형태의 자성체 코어를 준비하고, 애나멜 각형 동선이나 애나멜 원형 동선등과 같은 외부 절연 도체를 상기 자성체 코어에 권선한다.An E-shaped magnetic core is prepared, and an external insulated conductor such as an enameled square copper wire or an enameled circular copper wire is wound around the magnetic core.
상기 자성체 코어에는 외부 절연 도체가 권선되는데, 한 쌍으로 이루어지는 자성체 코어 중 적어도 어느 한 자성체 코어에 외부 절연 도체를 권선할 수가 있다. 참고로, 상기 도 8 내지 도 10의 실시예에서는, 한 쌍으로 이루어지는 자성체 코어 각각에 상/하부 외부 절연 도체를 권선 시키고 있다. 그러나, 경우에 따라서는, 상부의 자성체 코어에만 외부 절연 도체를 권선 시킬 수도 있으며, 또한 경우에 따라서는, 하부의 자성체 코어에만 외부 절연 도체를 권선 시킬 수도 있다(도면에 도시하지 않음.). 또한, 상기 상/하부의 두 자성체 코어(2) 모두에 각각의 외부 절연 도체를 권선 시키는데 있어서, 인쇄회로기판을 사이에 두고 상/하로 나뉘어져 권선되는 경우에는 인쇄회로기판에 마련되는 쓰루홀을 사용하여 서로 전기적으로 연결 시킬 수도 있다(상기 도 10 참조.).An outer insulated conductor is wound around the magnetic core, and the outer insulated conductor can be wound around at least one of the pair of magnetic cores. For reference, in the embodiments of FIGS. 8 to 10, upper and lower external insulating conductors are wound around each pair of magnetic cores. However, in some cases, the outer insulated conductor may be wound only on the upper magnetic core, and in some cases, the outer insulated conductor may be wound only on the lower magnetic core (not shown). In addition, in winding the respective external insulated conductors to both the upper and lower magnetic cores 2, when the winding is divided into upper and lower parts with a printed circuit board interposed therebetween, a through hole provided in the printed circuit board is used. It may also be electrically connected to each other (see FIG. 10 above).
이하에서는, 인쇄회로기판을 사이에 두고 상/하부의 외부 절연 도체가 전기적으로 연결되는 형상에 관해 설명하기로 한다. 상부의 외부 절연 도체(상기 도 10 참조.)는 그 좌측 하단에서 시작하여 시계방향으로 2차 권선되어 상부 자성체 코어의 바로 밑에 구비되는 (인쇄회로기판의)쓰루홀을 통해 하부의 외부 절연 도체와 전기적으로 연결된다(상기 도 8 참조.) 하부 자성체 코어의 바로 밑에서부터 시작하여, 하부의 외부 절연 도체는 시계방향으로 2차 권선되고 우측하단부에서 종료되게 되며, 이 우측 하단부는 다시 (인쇄회로기판의)쓰루홀을 통해 상부의 외부 절연 도체와 연결되게 된다(상기 도 10의 인쇄회로기판의 우측 하단 참조.).Hereinafter, a shape in which the upper and lower external insulating conductors are electrically connected with the printed circuit board interposed therebetween will be described. The upper outer insulated conductor (see FIG. 10 above) starts with the lower left side of the lower outer insulated conductor through a through hole (of a printed circuit board) provided under the upper magnetic core and wound secondly clockwise. Electrically connected (see FIG. 8 above), starting directly underneath the lower magnetic core, the lower outer insulated conductor is secondary winding clockwise and terminates at the lower right end, which in turn is again (printed circuit board). Through hole is connected to the upper outer insulated conductor (see the bottom right of the printed circuit board of FIG. 10).
자성체 코어는 상/하부의 한 쌍으로 이루어지는데, 상기 자성체 코어 중 적어도 어느 한 자성체 코어의 관통용 다리를 인쇄회로기판에 형성된 관통 구멍에 관통시키고, 인쇄회로기판의 상부 및 하부에서 상기 두 자성체 코어를 서로 결합시키게 된다.The magnetic core is composed of a pair of upper and lower parts, and the penetrating legs of at least one of the magnetic cores pass through the through-holes formed in the printed circuit board, and the two magnetic cores at the upper and lower portions of the printed circuit board. Are combined with each other.
자성체 코어(2)에 권선된 외부 절연 도체(3)의 양단부의 절연(예:애나멜) 성분을 제거하고, 외부 절연 도체(3)와 인쇄회로기판(1)이 연결되는 부위(5)를 전기적으로 접합되도록 한다. 경우에 따라서는, 외부 절연 도체(3)는 인쇄회로기판(1)이 아닌 필요한 단자(도시하지 않음.)에 중간 매개체(예:리드선)등을 통해 전기적으로 연결될 수도 있다. 외부 절연 도체(3)를 인쇄회로기판(1)에 장착하는 상술한 방식들은 이미 공지되어 있는 기술이므로, 그 자세한 설명을 생략하기로 한다.Removes the insulating (eg, enamel) component of both ends of the outer insulated conductor 3 wound around the magnetic core 2, and electrically connects the portion 5 where the outer insulated conductor 3 and the printed circuit board 1 are connected. To be bonded. In some cases, the external insulated conductor 3 may be electrically connected to a required terminal (not shown), not to the printed circuit board 1, through an intermediate medium (for example, lead wire) or the like. Since the aforementioned methods of mounting the external insulated conductor 3 to the printed circuit board 1 are already known techniques, detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 특징적 구성에 따르면, 인쇄회로기판에는 내부 절연 도체가 형성되는데(상기 도 9, 10 참조), 적어도 1층 이상의 내부 절연 도체가 형성될 수가 있다. 본 발명에서 내부 절연 도체라 함은 인쇄회로기판의 패턴과 층(layer)를 포함하는 개념이다.According to a characteristic configuration of the present invention, an internal insulating conductor is formed on a printed circuit board (see FIGS. 9 and 10 above), and at least one internal insulating conductor may be formed. In the present invention, the internal insulation conductor is a concept including a pattern and a layer of a printed circuit board.
도면에서는 인쇄회로기판 내부의 단면에 "-"형태가 두 개가 있는데, 이는 내부 절연 도체가 2층으로 형성되어 있는 것을 의미한다. 복수층의 내부 절연 도체인 경우에, 각 층의 내부 절연 도체는 인쇄회로기판에 형성되어 있는 별도의 쓰루홀(도면에 도시하지 않음.)을 통하여 연결된다. 물론, 내부 절연 도체가 적어도 1차 이상의 권선수를 가질 수도 있다.In the drawing, there are two "-" shapes in the cross section inside the printed circuit board, which means that the inner insulation conductor is formed of two layers. In the case of multiple layers of internal insulated conductors, the internal insulated conductors of each layer are connected through separate through holes (not shown) formed in the printed circuit board. Of course, the internal insulated conductor may have at least a primary number of turns.
한편, 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 외부 절연 도체 및 내부 절연 도체가, 적어도 2차 이상으로 구분되는 변압기 권선용인 것;을 특징으로 한다.On the other hand, according to the auxiliary aspect of the present invention, the outer insulation conductor and the inner insulation conductor, characterized in that for winding the transformer is divided into at least a secondary or more;
또한, 본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 상기 내부 절연 도체는, 변압기 2차 권선용이고; 상기 외부 절연 도체는, 변압기 1차 권선용 인 것;을 특징으로 한다.In addition, according to an auxiliary aspect of the present invention, the internal insulating conductor is for a transformer secondary winding; The outer insulated conductor is for the primary winding of the transformer;
이하 상술한 본 발명의 특징적 양상에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the characteristic aspects of the present invention described above will be described.
필요에 따라서는 상기 외부 절연 도체 및 내부 절연 도체를 적어도 2차 이상의 변압기 권선용으로 구분하여 다양한 형태로 구현할 수가 있다. 예를 들어, 내부 절연 도체를 2차 변압기 권선용으로 사용하고 상/하부의 외부 절연 도체를 1차 변압기 권선용으로 사용할 수가 있다. 또한, 내부 절연 도체의 일부를 2차 변압기 권선용으로 사용하고, 상기 내부 절연 도체의 나머지 부분과 상/하부의 외부 절연 도체를 1차 변압기 권선용으로 사용할 수가 있다. 이런 경우, 변압기 1차 권선용의 상/하부 외부 절연 도체가 내부 절연 도체를 가지는 인쇄회로기판의 상/하부에 나뉘어져 구성되므로, 자연스럽게 1차측 권선이 2차측 권선을 감싸고 있는 소위 "샌드위치"권선이 되어 변압기의 결합율이 높아지게 되며, 1, 2차측에서 필요한 전류밀도를 권선 도체의 단면적으로 조절이 가능하게 된다.If necessary, the outer insulation conductor and the inner insulation conductor may be divided into at least a secondary winding and may be implemented in various forms. For example, internal insulated conductors can be used for secondary transformer windings, and upper and lower outer insulated conductors can be used for primary transformer windings. In addition, a portion of the inner insulation conductor may be used for the secondary transformer winding, and the remaining portion of the inner insulation conductor and the upper and lower outer insulation conductors may be used for the primary transformer winding. In this case, since the upper and lower outer insulated conductors for the transformer primary winding are divided into upper and lower parts of the printed circuit board having the inner insulated conductor, the primary winding naturally becomes a so-called "sandwich" winding that surrounds the secondary winding. The coupling ratio of the transformer is increased, and the current density required at the primary and secondary sides can be adjusted by the cross-sectional area of the winding conductor.
물론, 내부 절연 도체를 1차 변압기 권선용으로 사용하고 외부 절연 도체를 2차 변압기 권선용으로 사용할 수가 있고, 내부 절연 도체를 1차 변압기 권선용으로 사용하고 외부 절연 도체를 2, 3차 변압기 권선용으로 사용할 수가 있음은 물론이다.Of course, you can use the inner insulation conductor for the winding of the primary transformer and the outer insulation conductor for the winding of the secondary transformer, the inner insulation conductor for the winding of the primary transformer and the outer insulation conductor for the winding of the secondary transformer. Of course.
한편 본 발명의 다른 양상에 따르면, 본 발명은, 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제조하는 방법에 있어서, 한 쌍으로 이루어지는 자성체 코어(2) 중 적어도 어느 한 자성체 코어(2)에 권선되는 형태로 외부 절연 도체(3)를 형성시키는 제 1 단계; 상기 형성시킨 외부 절연 도체(3)를 인쇄회로기판(1)에 장착시키는 제 2 단계; 및 상기 두 자성체 코어(2) 중 적어도 어느 하나의 관통용 다리를 상기 인쇄회로기판(1)에 형성된 관통 구멍에 관통시키고, 상기 인쇄회로기판(1)의 상부 및 하부에서 상기 두 자성체 코어(2)를 서로 결합시키는 제 3 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, according to another aspect of the invention, the present invention, in the method for manufacturing a printed circuit board buried inductor, the external insulation in the form of being wound on at least one of the magnetic core (2) of the pair of magnetic core (2) A first step of forming the conductor (3); A second step of mounting the formed external insulating conductor (3) on the printed circuit board (1); And at least one through leg of at least one of the two magnetic cores 2 passes through the through hole formed in the printed circuit board 1, and the two magnetic cores 2 are disposed at the upper and lower portions of the printed circuit board 1. ) Is coupled to each other; characterized in that it comprises a.
상술한 본 발명의 특징적 양상을 설명하는데 있어, 상기 도 1 내지 도 10의 설명 부분과 중복되는 것에 대한 설명은 생략하기로 한다. 상술한 본 발명의 특징적 양상은, 자성체 코어(2)에 권선되는 형태로 형성시킨 외부 절연 도체(3)를 인쇄회로기판(1)에 장착한 후에 한 쌍의 자성체 코어(2)를 결합시킨다는 점에서, 상기 도 1 내지 도 3의 제작 방법과 차별된다.In describing the above-described features of the present invention, a description of overlapping with the description of FIGS. 1 to 10 will be omitted. A characteristic aspect of the present invention described above is that the pair of magnetic cores 2 are joined after mounting the external insulated conductor 3 formed in the form of being wound on the magnetic core 2 to the printed circuit board 1. In, it is different from the manufacturing method of FIGS.
도 11은 본 발명에 따른 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 인쇄회로기판에 적용한 예를 도시한다.11 illustrates an example in which a printed circuit board embedded inductor according to the present invention is applied to a printed circuit board.
상기 도 11에서는, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 온보드형 전원장치에 적용한 실시예를 보여준다. 상기 도 11에서, 두 개의 인쇄회로기판 매립형 인덕터와 한 개의 인쇄회로기판 매립형 변압기를 사용하였다. 우선, 인쇄회로기판 매립형 인덕터는 전원장치에서 사용되고 있는 인쇄회로기판에 자성체 코어를 매립할 수 있도록 홀을 준비하였으며, 준비된 인쇄회로기판의 홀에 에나멜 각형 동선을 사용하여 인쇄회로기판의 두께만큼 권선을 한 코어를 매립하였다. 매립된 인덕터의 양 단자는 인쇄회로기판의 두께에 맞추어서 감겨져 있기 때문에 자연스럽게 인쇄회로기판 패턴의 단자와 높이가 같게 되며, 솔더링(soldering) 등을 통해서 접합시키기가 용이해진다. 또한, 인쇄회로기판 매립형 변압기를 구성하는 경우, 외부 절연 도체를 이용하여 적절하게 배분된 권선을 인쇄회로기판의 상/하부에서 결합하고, 인쇄회로기판의 쓰루홀을 이용하여 서로 전기적으로 연결 시켜주면 변압기의 1차측이 구성된다. 변압기의 1차측 권선의 양단은 에나멜 등을 제거하고, 전원장치의 인쇄회로기판의 해당 단자에 전기적으로 연결시킨다. 변압기의 2차측은 내부 절연 도체(인쇄회로기판 내부의 패턴 등)를 이용하여 1차측이 2차측을 감싸게 되는 형태로 미리 준비하게 된다. 이상의 기능으로부터 본 발명의 적용실시 예에서 알 수 있듯이, 매립형 인쇄회로기판 변압기와 인덕터를 전원장치에서 사용하는 경우, 전원장치의 높이를 자성 코어의 높이만큼 낮출 수 있으며, 변압기와 인덕터에서 필요한 권선의 전류밀도는 에나멜 동선 등의 도체 단면적을 증가시켜서 충분히 조절할 수 있기 때문에 전도 손실을 줄일 수 있다. 따라서 기존의 인쇄회로기판 내부에만 권선하는 것에 비해서 변압기와 인덕터의 손실을 줄일 수 있고, 전원장치의 높이를 낮출 수 있으며, 시스템의 구조를 간단하게 할 수 있으며, 전력변환 효율을 상승시켜서, 전원장치에서 발생되는 열의 양을 저감시키고, 따라서 시스템의 수명을 연장시킬 수 있다는 장점이 있다.11 illustrates an embodiment in which a printed circuit board embedded inductor according to the present invention is applied to an onboard power supply. In FIG. 11, two printed circuit board embedded inductors and one printed circuit board embedded transformer are used. First, the printed circuit board embedded inductor prepared a hole for embedding the magnetic core in the printed circuit board used in the power supply device.The enameled copper wire was used to make the winding of the printed circuit board to the thickness of the printed circuit board. One core was embedded. Since both terminals of the embedded inductor are wound in accordance with the thickness of the printed circuit board, the terminals are naturally the same height as the terminals of the printed circuit board pattern, and are easily joined by soldering or the like. In addition, in the case of constructing a printed circuit board embedded transformer, when the appropriately distributed windings are coupled to the upper and lower portions of the printed circuit board by using an external insulated conductor and electrically connected to each other using the through-holes of the printed circuit board. The primary side of the transformer is constructed. Both ends of the primary winding of the transformer are removed from enamel and electrically connected to the corresponding terminals of the printed circuit board of the power supply. The secondary side of the transformer is prepared in advance in such a manner that the primary side surrounds the secondary side by using an internal insulated conductor (pattern inside the printed circuit board). As can be seen from the above embodiment of the present invention, when the embedded printed circuit board transformer and the inductor are used in the power supply, the height of the power supply can be lowered by the height of the magnetic core, The current density can be sufficiently controlled by increasing the conductor cross-sectional area such as enameled copper wire, so that the conduction loss can be reduced. Therefore, it can reduce the loss of transformer and inductor, reduce the height of power supply, simplify the structure of the system, and increase the power conversion efficiency, compared to winding only in the existing printed circuit board. There is an advantage in that the amount of heat generated in the reactor can be reduced, thus extending the life of the system.
상술한 본 발명의 실시예에서는, 본 발명의 PCB 매립형 인덕터가 장착되는 인쇄회로기판이 스위칭 전원 장치용으로 가정하여 설명하였으나, 본 발명은 수동형 권선 소자가 요구되는 인쇄회로기판이라면 모두 다 적용 가능하다.성In the above-described embodiment of the present invention, the printed circuit board on which the PCB embedded inductor of the present invention is mounted has been described assuming for the switching power supply device, but the present invention may be applied to any printed circuit board requiring a passive winding element. .castle
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 권선 층수와 권선 개수를 늘리는데 있어 많은 비용과 구현의 어려움이 있는 인쇄회로기판의 내부 권선을 사용하지 않고 저가격의 외부 권선을 인쇄회로기판의 상/하부에 선택적으로 배치하므로, 제조원가를 낮출 수가 있고 외부 권선 사용에 따라 확보되는 단면적에 의해 인덕터에 흐르는 전류밀도를 낮출 수가 있으므로 전력 변환 효율이 좋아지게 되며, 여러 가지 다양한 형태로 구현이 가능하며, 자성체 코어에 외부 절연 도체를 권선할 때에 보빈등을 사용하지 않으므로 권선 가능 면적을 극대화 할 수 있으며, 권선매립형태로 구현되므로 전자제품의 소형화에 기여하게 된다.As described above, according to the present invention, a low-cost external winding is selected on the upper and lower portions of the printed circuit board without using the internal winding of the printed circuit board, which is expensive and difficult to implement in increasing the number of winding layers and the number of windings. Since it is possible to reduce the manufacturing cost and to reduce the current density flowing through the inductor by the cross-sectional area secured by the use of the external winding, the power conversion efficiency is improved, and various forms can be realized. When winding the insulated conductor, it is possible to maximize the area available for winding because no bobbin is used and contributes to the miniaturization of electronic products because it is implemented in the form of winding embedding.
또한, 권선되는 외부 절연 도체가 인쇄회로기판을 사이에 두고 상/하부에 나누어 배치할 수가 있으므로, 외부 절연 도체의 단면적이 그 만큼 더 넓어지므로 인덕터에 흐르는 전류밀도를 더 낮출 수가 있게 된다.In addition, since the wound external insulated conductors can be divided into upper and lower parts with a printed circuit board interposed therebetween, the cross-sectional area of the outer insulated conductors is wider, so that the current density flowing in the inductor can be lowered.
또한, (상술한 바와 같이)제조원가를 낮출 수가 있고 전력 변환 효율이 좋으며 권선 가능 면적을 극대화 할 수 있고 소형화가 가능한 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 변압기로도 활용할 수가 있게 된다.In addition, as described above, manufacturing cost can be lowered, power conversion efficiency is good, winding area can be maximized, and miniaturized printed circuit board embedded inductor can be used as a transformer.
또한, (상술한 바와 같이)제조원가를 낮출 수가 있고 전력 변환 효율이 좋으며 권선 가능 면적을 극대화 할 수 있고 소형화가 가능한 인쇄회로기판 매립형 변압기를 여러 가지 다양한 형태로 구현할 수가 있게 된다.In addition, as described above, manufacturing cost can be reduced, power conversion efficiency is good, winding area can be maximized, and miniaturized printed circuit board embedded transformer can be realized in various forms.
또한, 권선 층수와 권선 개수를 늘리는데 있어 많은 비용과 구현의 어려움이 있는 인쇄회로기판의 내부 권선을 필요한 만큼만 사용하고, 인쇄회로기판에 구현할 수 있는 내부 절연 도체의 권선 용량에서 인덕터에 필요한 권선 용량보다 많은 부분은 저가격이며, 확보되는 단면적에 의해 흐르는 전류밀도를 낮출 수 외부 절연 도체를 사용하므로, 제조원가가 절감되며 PCB 패턴 등과 같은 내부 절연 도체로는 해결할 수 없는 낮은 전류밀도를 유지할 수 있으며 낮은 전류는 내부 절연 도체를 사용하여 권선하고 대용량의 전류는 외부 절연 도체를 사용하여 권선할 수가 있으며, 인덕터나 변압기의 전도손실을 저감시킬 수 있으며, 낮은 전류와 대전류 용량의 전류에 모두 전력 변환 효율이 높은 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 제공할 수가 있게 된다.In addition, use only the internal windings of the printed circuit board as necessary and increase the number of winding layers and the number of windings, and the winding capacity of the internal insulated conductor that can be realized in the printed circuit board is higher than the winding capacity required for the inductor. Many parts are inexpensive and reduce the current density by the cross-sectional area to be secured. Using external insulated conductors reduces manufacturing costs and maintains a low current density that cannot be solved by internal insulated conductors such as PCB patterns. It can be wound using internal insulated conductors and large currents can be wound using external insulated conductors, reducing conduction losses of inductors or transformers, and printing with high power conversion efficiency for both low current and high current capacity currents. It is possible to provide a circuit board embedded inductor.
또한, 권선되는 외부 절연 도체가 (내부 절연 도체가 형성되어 있는)인쇄회로기판을 사이에 두고 상/하부에 나누어 배치할 수가 있으므로, 외부 절연 도체의 단면적이 그 만큼 더 넓어지므로 인덕터에 흐르는 전류밀도를 더 낮출 수가 있게된다.In addition, since the wound external insulated conductor can be arranged in the upper and lower parts with the printed circuit board (with the inner insulated conductor formed) interposed therebetween, the cross-sectional area of the outer insulated conductor becomes wider so that the current density flowing in the inductor Can be lowered further.
또한, (상술한 바와 같이)제조원가가 절감되면서도 낮은 전류와 대전류 용량의 전류에 모두 전력 변환 효율이 높은 인쇄회로기판 매립형 인덕터를 변압기로도 활용할 수가 있게 된다.In addition, while manufacturing costs are reduced (as described above), a printed circuit board embedded inductor having high power conversion efficiency for both a low current and a large current capacity can be utilized as a transformer.
또한, 변압기 1차 권선용의 외부 절연 도체가 내부 절연 도체를 가지는 인쇄회로기판의 상/하부에 나뉘어져 구성되므로, 자연스럽게 1차측 권선이 2차측 권선을 감싸고 있는 소위 "샌드위치"권선이 되어 변압기의 결합율이 높아지게 되며, 1, 2차측에서 필요한 전류밀도를 권선 도체의 단면적으로 조절이 가능하게 된다.In addition, since the outer insulated conductor for the primary winding of the transformer is divided into upper and lower parts of the printed circuit board having the inner insulated conductor, the coupling ratio of the transformer is naturally formed as a so-called "sandwich" winding in which the primary winding surrounds the secondary winding. This becomes high, and the current density required at the primary and secondary sides can be adjusted by the cross-sectional area of the winding conductor.
또한, 전체 회로의 높이가 자성체 코어의 두께가 되므로, 제품의 높이를 쉽게 낮출 수가 있게 된다.In addition, since the height of the entire circuit becomes the thickness of the magnetic core, the height of the product can be easily lowered.
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|---|---|---|---|---|
| KR101154248B1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-06-13 | 주식회사 코일마스터 | Inductor terminal of multiple |
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- 2003-02-05 KR KR10-2003-0007193A patent/KR100497308B1/en not_active IP Right Cessation
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