KR20070054509A - 인덕터 및 인덕터의 가압 성형 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인덕터 코일에 인덕터 단자를 결합시킴에 있어서 용접법에 의하지 않고 가압 성형법으로 인덕터 코일의 리드선에 인덕터의 단자를 연결하고, 또한 인덕터 본체와 인덕터 단자를 일관 공정으로 형성할 수 있는 인덕터 및 그의 성형 방법에 관한 것이다.

코어부와 상기 코어부를 감싸는 코일로 미리 제조된 준비체에, 상기 준비체를 감싸는 외부 자성부와 상기 코일의 리드선에 연결되는 인덕터의 단자를 가압 성형법을 이용하여 일관 공정으로 형성할 수 있는 인덕터 및 그의 성형 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 가압 성형법으로 형성된 인덕터는, 제1 물질로 이루어진 코어부와; 상기 코어부를 감싸는 도전부와; 상기 코어부 및 상기 도전부를 감싸고, 제2 물질로 이루어진 외부 자성부로 이루어진다.

본 발명에 따른 가압 성형법으로 형성된 인덕터의 제조 방법은, 제1 물질로 구성된 코어부와 상기 코어부를 감싸는 도전부로 구성된 준비체를 형성하는 공정과; 상기 도전부의 양 선 단의 일부를 제외하고, 상기 준비체를 제2 물질로 둘러싸서, 초벌 성형하는 공정과; 상기 도전부의 양 선 단이 있는 제 2 물질 상부에 도전물질을 적층하고, 재벌 성형하는 공정으로 이루어진다.

Description

인덕터 및 인덕터의 가압 성형 방법{INDUCTOR AND PRESSING METHOD FOR INDUCTOR}

도 1은 종래 기술에 따른 표면 실장형 인덕터의 구조를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 인덕터의 단자를 형성하기 위한 주형의 단면도이다.

도 3a~3h는 본 발명에 따른 인덕터 단자의 가압 성형 방법을 나타낸 예시도이다.

본 발명은 표면 실장형 인덕터에 관한 것으로서, 특히 가압 성형법으로 성형된 표면 실장형 인덕터 및 그의 단자를 형성하는 방법에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 표면 실장형 인덕터 (이하, 간단히 "인덕터"라고 부름)는,도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 인덕터 코일(11)과, 이 인덕터 코일(11)을 둘러싸고 있는 인덕터 본체(12)와, 상기 인덕터 코일(11)에 접속되어 여기에 전원을 인가하기 위한 인덕터 단자(13)로 구성된다.

상기 인덕터 본체(12)가 일체 성형법으로 형성된다. 즉, 상기 인덕터 코일(11)과 상기 인덕터 코일(11)의 내부를 채우고 상기 인덕터 코일(11)의 외부를 감 싸는 자성 물질을 특정한 주형에 넣어, 상기 자성 물질에 압력을 가함으로써, 상기 인덕터 본체(12)는 형성된다. 즉, 상기 인덕터 본체(12)는 코일, 상기 코일의 내부에 형성된 자성 물질(이하, '코어부'라고 부름), 그리고 상기 코일의 외부에 형성된 자성 물질(이하, '외부 자성부'라고 부름)로 구성된다.

이와 같이 하여 형성한 인덕터 본체(12)의 인덕터 코일(11)의 말단은 연장되어 전원을 인가받기 위한 다수의 리드선 (11-1)이 형성된다. 인덕터 단자(13)는 외부로부터 인가되는 전원을 도통시키는 전원 도통부(13-1)와 이 전원 도통부의 하부면에 형성된 솔더 크림(solder cream)(13-2)으로 구성된다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 전원 도통부(13-1)는 인덕터에 입력되는 외부의 전원을 인덕터 코일(11)에 공급하기 위하여 인덕터 코일(11)의 리드선(11-1)에 연결된다. 인덕터 코일(11)의 재질은 전원을 전달하기에 용이한 도금 처리된 금속판이다. 이 때, 상기 전원 도통부(13-1), 즉 도금 처리된 금속판과 상기 인덕터 코일 (11)의 리드선(11-1)은 전기 용접 또는 초음파 용접에 의하여 서로 연결된다. 이와 같이 하여 연결된 도금 처리된 금속판은 기판 표면에 용이하게 실장되도록 만곡 가공 과정을 거친다.

상기 만곡 가공 과정을 거친 도금 처리된 금속판에 솔더 크림(13-2)을 형성함으로써 인덕터 단자(13)가 완성된다.

전술한 종래 기술에 따른 표면 실장형 인덕터 단자의 형성법은 미국 특허 제 6,449,829호에 기재되어 있다.

여기서, 상기 인덕터를 구성하는 코어부와 외부의 자성부는 여러 가지 물질 로 이루어질 수 있다. 상기 코어부와 외부의 자성부를 구성하는 물질에 따라 인덕터의 특성 및 품질이 결정된다. 그런데, 성능이 좋은 코어부와 외부의 자성부를 이루는 물질은 열과 압력에 약한 단점이 있다. 즉, 상기 성능이 좋은 코어부와 외부의 자성부를 이루는 물질은 고압 및 고온에 약하여 깨지는 특성이 있다. 반면에, 성능이 상대적으로 좀 떨어지는 코어부와 외부의 자성부를 이루는 물질은 고온,고압에 상대적으로 강한 특성이 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 인덕터 단자 및 이를 형성하는 방법은, 코일의 내부에 형성되는 코어부와 상기 코일의 외부를 감싸는 외부의 자성부를 고온, 고압에서 가압 성형법으로 일관 공정으로 형성함에 따라, 상기 코어부와 상기 외부의 자성부를 이루는 물질을 한정시킴으로써, 인덕터의 성능을 제한하는 문제점이 있었다. 왜냐하면, 종래 기술에 따른 가압 성형법(일체 성형법)은 상기 코어부와 상기 외부의 자성부를 일관 공정으로 형성하기 위하여, 상기 코어부와 상기 외부의 자성부에 가해지는 매우 높은 압력과 열을 견딜 수 있는 물질로 이루어져야 하기 때문이다. 즉, 상기 코어부와 상기 외부의 자성부는 상기와 같은 고온, 고압에 깨지지 않는 물질로 이루어져야 한다.

또한, 종래 기술에 따른 인덕터 단자 및 이를 형성하는 방법은 매우 미세한 인덕터 코일과 도금 처리된 금속판을 정확한 치수로 용접하여야 하고, 그 용접된 금속판을 현실적으로 사용하기에 유용한 모양으로 가공하여야 하는 제조상의 곤란성 및 복잡성이 문제점으로 되어 있었다.

또한, 종래 기술에 따른 인덕터 단자 및 이를 형성하는 방법은 용접된 코일 과 도금 처리된 금속판간의 용접 부위가 고압하에서 또는 인덕터의 사용 중에 훼손될 가능성이 높다.

그밖에, 종래 기술에 따른 인덕터 단자를 형성하는 방법은 인덕터 단자와 인덕터 코일이 물리적으로 연결되는 부위가 매우 좁기 때문에, 인덕터의 동작시, 그 인덕터에서 발생하는 열을 그의 단자를 통하여 외부로 양호하게 방출시킬 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 주목적은 코어부와 상기 코어부를 감싸는 코일로 미리 제조된 준비체에, 이 준비체를 감싸는 외부 자성부와 상기 코일의 리드선에 연결되는 인덕터의 단자를 일련의 가압 성형법에 의하여 형성함으로써, 성능이 향상된 인덕터 및 그의 제조 방법을 제공하려는 데 있다.

더 상세히 말하자면, 본 발명의 목적은 성능이 좋은 코어부와 이 코어부를 감싸는 코일로 미리 제조된 준비체에 상기 준비체를 감싸는 외부 자성부와 상기 코일의 리드선에 연결되는 인덕터의 단자를 가압 성형법을 이용하여 일관 공정으로 가압 성형함으로써, 성능이 향상된 인덕터를 제공하기 위한 방법을 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 인덕터 본체와 인덕터 단자를 가압 성형법에 의하여 일체로 형성하고, 인덕터 코일과 인덕터 단자용 금속판을 용접함으로써 고압하에 또는 인덕터의 사용 중에 야기될 수 있는 인덕터 단자의 훼손을 회피할 수 있는, 인덕터 및 그의 가압 성형법을 제공하려는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 인덕터 본체와 인덕터 단자를 가압 성형법에 의하여 일체로 형성함으로써, 상기 인덕터에 전류가 흐를 때, 인덕터에서 발생되는 열을 외부로 충분히 방출시킬 수 있는, 인덕터 및 그의 가압 성형법을 제공하려는 데 있다.

따라서, 이들 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가압 성형법으로 형성된 인덕터는, 제1 물질로 이루어진 코어부와; 이 코어부를 감싸는 도전부와; 상기 코어부 및 상기 도전부를 감싸는 제2 물질로 이루어진 외부 자성부로 이루어진다.

이들 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 인덕터의 가압 성형법은, 제1 물질로 구성된 코어부와 상기 코어부를 감싸는 도전부로 구성된 준비체를 형성하는 공정과; 상기 도전부의 양 선단의 일부를 제외하고, 상기 준비체를 제2 물질로 둘러싸고, 초벌 성형하는 공정과; 상기 도전부의 양 선단이 있는 제2 물질 상부에 도전물질을 적층하여 재벌 성형하는 공정으로 이루어진다.

이하에서는, 전술한 종래 기술의 문제점들을 해결할 수 있는 본 발명에 따른 인덕터 및 그의 제조 방법의 양호한 실시예를 도 2 내지 도 3 (a)~(h)에 따라 상세히 설명하겠다.

도 2는 본 발명에 따른 가압 성형법으로 형성된 인덕터의 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 가압 성형법으로 형성된 인덕터의 실시예는, 제1 물질로 이루어진 코어부(21)와; 이 코어부(21)를 감싸는 도전부(22)와; 상기 코어부(21)와 상기 도전부(22)를 감싸는 제2 물질로 이루어진 외부 자성부(23)와; 표면에 실장되는 단자부(24)로 이루어진다.

상기 코어부(21)를 이루는 제1 물질은 열이나 압력에 약한 물질이지만, 반면에 인덕터의 성능을 향상시키는 물질이다. 예를 들어, 상기 제1 물질은, Fe-Si-Al, Fe-Si, Fe-Ai, Mo-Ni-Fe, 아몰퍼스, 카르보닐 또는 페라이트이다. 상기 코어부(21)는 여러 가지 모양일 수 있으나, 단면이 직사각형 또는 T인 것이 바람직하다. 예를 들어, 사각 기둥형, 2단 사각 기둥형, 환봉형 또는 2단 환봉형인 것이 바람직하다. 여기서, 2단 사각 기둥형은 제1 사각기둥과 상기 제1 사각기둥의 일측면에서 연장 형성된 제2 사각 기둥으로 이루어지고, 2단 환봉형은 외경과 길이가 일정한 제1 환봉과 상기 제1 환봉의 일측면에서 연장 형성되고 상기 제1 환봉보다 외경과 길이가 작은 제2 환봉으로 이루어진다.

상기 외부 자성부(23)를 이루는 제2 물질은 인덕터의 성능을 상대적으로 향상시키는 물질은 아니지만, 반면에 열이나 압력에 강한 물질이다. 예를 들어, 상기 제2 물질은 압분 자심(壓粉滋心)이다. 그리고, 상기 외부 자성부(23)의 단면적은 상기 코어부(21)로부터 나오는 자속을 고려하여, 상기 코어부(21)의 단면적을 1로 하는 경우 , 0.6보다 커야한다.

상기 도전부(22)는 도전 물질(예를 들어, 구리)과 상기 도전 물질을 감싸면서 절연시키는 절연 피막으로 구성된다. 상기 도전부(22)가 상기 코어부(21)를 감는 횟수는 홀수 또는 짝수 모두 가능하다.

상기 단자부(24)는, 인덕터가 기판 등에 실장될 때, 직접 접촉되는 부분으로써, 외부의 전원을 인가받는 곳이다. 상기 단자부(24)는 절연 피막을 벗긴 상기 도전부(22)의 양 끝선과 이 양 선단에 연장되어 도포되는 도전 물질(예를 들어, 구리)로 이루어진다. 여기서, 상기 절연 피막을 벗긴 상기 도전부(22)의 양 선단은 상기 외부 자성부(23)의 표면으로 90° 구부러진 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 인덕터의 가압 성형법을 도 3과 도 4에 따라 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 인덕터의 가압 성형법은, 제1 물질로 구성된 코어부와 상기 코어부를 감싸는 도전부(22)로 구성된 준비체를 형성하는 공정과; 상기 도전부의 양 선단의 일부를 제외하고, 상기 준비체를 제2 물질로 둘러싸서 초벌 성형하는 공정과; 상기 도전부의 양 선단이 있는 제2 물질 상부에 도전 물질을 적층하여 재벌 성형하는 공정으로 이루어진다.

도 3은 본 발명에 따른 인덕터의 가압 성형법의 제1 실시예를 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 인덕터의 가압 성형법의 제1 실시예는 코어부(21)가 환봉형 또는 사각 기둥형이다.

도 3a에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 물질로 구성된 코어부(21)와 상기 코어부(21)를 감싸는 도전부(22)로 구성된 준비체를 형성한다. 즉, 상기 코어부(21)의 외형의 크기와 동일한 크기의 심봉을 권선기에 세팅하고, 규정에 따라 상기 코어부(21)의 표면에 도전부(22)(예를 들어, 코일)를 감는다. 이 때, 상기 도전부 (22)의 양 선단의 일부의 절연 피막을 제거한다. 상기 도전부(22)에 상기 코어부(21)를 삽입하고, 와니스로 가고정한다. 여기서, 상기 코어부(21)를 이루는 제1 물질은 열이나 압력에 약한 물질이지만, 반면에 인덕터의 성능을 향상시키는 물질이다. 예를 들어, 상기 제 1 물질은, 금속(예를 들어, Fe-Si-Al, Fe-Si, Fe-Ai, Mo-Ni-Fe, 아몰퍼스, 카르보닐) 또는 페라이트이다. 여기서, 상기 제1 물질이 금속 또는 망간계 훼라이트 물질인 경우에는 표면 처리 재료로 예비 절연 처리를 행하는 것이 좋다. 여기서, 상기 도전부(22)를 감는 횟수는 짝수 또는 홀수 모두 가능하다.

이어서, 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 도전부(22)의 양 선단의 일부를 제외하고, 상기 준비체를 제2 물질로 둘러싸서 초벌 성형한다. 즉, 중심에 상기 코어부(21)를 넣은 상기 도전체(22)를 금형 중심에 세팅하고, 규정 중량의 제2 물질을 넣는다. 상기 제2 물질의 규정 중량은 상기 코어부(21)의 투자율, 자속 밀도에 따라 달라진다. 그리고, 상기 제2 물질의 단면적은 상기 코어부(21)로부터 나오는 자속을 고려하여, 상기 코어부(21)의 단면적을 1로 하였을 때, 최소한 0.6보다 커야한다. 이와 같이 준비된 금형(31)에 하부 펀치(33)와 상부 펀치(34)를 이용하여 상, 하의 양쪽 방향에서 일정한 압력을 가하여 초벌 성형한다. 여기서, 초벌 성형할 때 인가되는 압력은 후술하는 재벌 성형할 때의 압력의 0.01 ~ 10 % 정도이다. 그리고, 상기 상부펀치(34)에 상기 도전부(22)의 양 선단의 일부가 삽입되도록 관통 구멍이 형성되어 있다.

다음으로, 도 3c에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 도전부(22)의 양 선단이 있는 제2 물질 상부에 도전 물질을 적층하여 재벌 성형한다. 즉, 상기 상부펀치(34)를 제거하고, 절연 피막이 제거된 상기 도전부(22)의 양 선단의 일부를 90° 구부리고, 상기 도전부(22)의 양 선단이 있는 제2 물질의 상부에 도전 물질(예를 들어, 구리 분말)을 규정에 따라 적층한 뒤 재벌 성형한다.

마지막으로, 도 3d에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 성형된 인덕터를 금형(31)에서 섭씨 150도 정도에서 경화시킨 후, 상기 도전부의 양 선단이 전기적으로 분리되도록 상기 도전 물질의 일부를 제거하여 인덕터의 단자를 형성한다.

또한, 상기 형성된 인덕터의 단자의 하부면에 솔더 크림(soler cream)(35)을 더 형성함으로써, 목적하는 인덕터가 형성된다.

이와 같이 하여 형성된 본 발명의 가압 성형법으로 형성된 인덕터는 도 3e에 도시되어 있다.

도 4는 본 발명의 가압 성형법으로 이루어진 인덕터의 제2 실시예에 따른 인덕터의 제조 방법을 나타낸 것이다.

본 발명의 가압 성형법으로 이루어진 인덕터의 제2 실시예는 코어부(21)가 2단 환봉형 또는 2단 사각 기둥형이다. 즉, 상기 코어부(21)의 단면의 형태는 T이다.

이하의 설명에서는, 상기 제1 실시예와 동일한 부분에 관한 설명은 생략되어 있다.

도 4a에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 물질로 구성된 코어부(21)와 상기 코어부(21)를 감싸는 도전부(22)로 구성된 준비체를 형성한다. 여기서, 상기 코어부 (21)의 단면의 형태는 T이다.

이어서, 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 도전부(22)의 양 선단의 일부를 제외하고, 상기 준비체를 제2 물질로 둘러싸서 초벌 성형한다. 즉, 위와 같은 방법으로 형성된 준비체의 코어부(21)의 상부와 하부면을 제외한 영역에 제2 물질로 충전한 후, 초벌 성형한다. 이 때, 상기 코어부(21)에 강한 압력이 직접 인가되지 않도록, 상기 제2 물질로 충진된 준비체를 금형에 넣고, 상기 준비체를 충전한 제2 물질에 제1 하부 펀치(41)과 제1 상부 펀치(43)를 이용하여 압력을 상,하의 양쪽 방향에서 중심을 향하여 인가하고, 상기 준비체의 코어부(21)의 상부면과 하부면에 각각 제2 하부 펀치(42)와 제2 상부 펀치(44)를 세팅한 다음, 상기 제2 하부 펀치(42)를 통하여 상기 준비체의 코어부(21)의 상부면에 압력을 인가한다. 이 때, 상기 제2 상부 펀치(44)와 상기 제2 하부 펀치(42)를 통하여 인가되는 압력에 의해서 뒤로 밀린다. 그리고, 상기 제2 물질에 상기 제1 하부 펀치(41)와 제1 상부 펀치(43)를 통하여 인가되는 압력은 후술하는 재벌 성형할 때의 압력의 0.01 ~ 10 % 정도이다. 그리고, 압력이 가해지는 순서는 상기 제1 하부 펀치(41), 상기 제1 상부 펀치(43), 상기 제2 하부 펀치(42) 순이다. 그러나, 압력이 가해지는 순서는 여기에 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이 압력이 가해진 결과는 도 4c와 같다.

이어서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 도전부의 양 선단이 있는 제2 물질 상부에 도전 물질을 적층하여 재벌 성형한다.

이하의 공정은 상기 제1 실시예와 동일하다.

위와 같이 하여 형성된 인덕터는 그 모양이 여러 가지 형태일 수 있으나, 사각 기둥 형태인 것이 좋다.

본 발명에 따른 가압 성형법으로 형성된 인덕터 및 그 제조 방법은, 코어부와 상기 코어부를 감싸는 코일로 미리 제조된 준비체에, 상기 준비체를 감싸는 외부 자성부와 상기 코일의 리드선에 연결되는 인덕터의 단자를 일련의 가압 성형법에 의하여 형성함에 따라 성능이 향상된 코어부를 사용할 수 있으므로 인덕터의 성능이 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 인덕터는, 인덕터 본체와 인덕터 단자를 가압 성형법에 의하여 일체로 형성하고, 인덕터 코일과 인덕터 단자용 금속판을 용접함으로써 고압하에서 또는 인덕터의 사용 중에 야기될 수 있는 인덕터 단자의 훼손을 회피할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 가압 성형법으로 형성된 인덕터는, 인덕터 본체와 인덕터 단자를 가압 성형 법에 의하여 일체로 형성함으로써, 상기 인덕터에 전류가 흐를 때, 인덕터에서 발생되는 열을 외부로 충분히 방출시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 제1 물질로 구성된 코어부와 상기 코어부를 감싸는 도전부로 구성된 준비체를 형성하는 공정과;

   상기 도전부의 양 선단의 일부를 제외하고, 상기 준비체를 제2 물질로 둘러싸서 초벌 성형하는 공정과;

   상기 도전부의 양 선단이 있는 제2 물질 상부에 도전 물질을 적층하여, 재벌 성형하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인덕터의 가압 성형 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제 1 물질은,

   Fe-Si-Al, Fe-Si, Fe-Ai, Mo-Ni-Fe, 아몰퍼스, 카보닐 또는 페라이트인 것을 특징으로 하는 인덕터의 가압 성형 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2 물질은,

   압분 자심인 것을 특징으로 하는 인덕터의 가압 성형 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 초벌 성형중에 인가되는 압력은,

   상기 재벌 성형중에, 인가되는 압력의 0.01 ~ 10 %인 인덕터의 가압 성형 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 코어부는,

   단면이 직사각형 또는 T인 인덕터의 가압 성형 방법.
6. 제1 물질로 이루어진 코어부와;

   이 코어부를 감싸는 도전부와;

   상기 코어부 및 상기 도전부를 감싸는 제2 물질로 이루어진 외부 자성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 성형법으로 형성된 인덕터.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 물질은,

   Fe-Si-Al, Fe-Si, Fe-Ai, Mo-Ni-Fe, 아몰퍼스, 카르보닐 또는 훼라이트인 것을 특징으로 하는 가압 성형법으로 형성된 인덕터.
8. 제6항에 있어서, 상기 제2 물질은,

   압분 자심인 것을 특징으로 하는 가압 성형법으로 형성된 인덕터.
9. 제6항에 있어서, 상기 코어부는,

   단면이 직사각형 또는 T인 것을 특징으로 하는 가압 성형법으로 형성된 인덕터.

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