KR20090002034U - 초소형 표면실장형 인덕터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 초소형 표면실장형 인덕터에 관한 것으로, 구체적으로는 세라믹 재질의 베이스를 구비하는 2m 이하의 크기의 표면실장형 인덕터에 있어서 제조성 등을 향상시키는 구조에 관한 것이다.

본 고안에 의한 초소형 표면실장형 인덕터는 세라믹베이스, 드럼코어, 및 코일을 포함한다.

세라믹베이스는 세라믹 재질의 중공 다각형으로 형성되고, 일정 모서리부위에 은, 구리, 금, 알루미뉴, 탄탈륨, 마그네슘, 니켈로 이루어진 금속군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 물질로 이루어진 전도성 피막이 형성된다.

드럼코어는 원통형으로 형성되고, 원통곡면부의 중앙 둘레에 외경이 더 작은 권선홈이 형성되며, 상기 세라믹베이스의 내부공간에 삽입된다.

코일은 상기 권선홈에 감기고, 양단이 상기 세라믹베이스에 형성된 전도성 피막에 고정된다.

나아가 본 고안에 의한 초소형 표면실장형 인덕터의 코일의 양단은 상기 전도성 피막이 형성된 단자에 용접될 수 있다.

나아가 본 고안에 의한 초소형 표면실장형 인덕터는 에폭시수지를 더 포함할 수 있다. 에폭시수지는 용융상태로 상기 세라믹베이스에 형성된 전도성 피막 상부 로부터 드럼베이스 내부로 투입되고, 응고되면 상기 세라믹베이스와 상기 드럼코어를 고정하고 코일을 세라믹베이스의 전도성 피막으로부터 이탈하는 것을 방지한다.

상술한 본 고안의 구성상의 특징으로부터,

본 고안의 드럼코어와 세라믹베이스가 이루는 단차구조는 코일 작업 시 코일의 양단의 용접(WELDING) 작업을 용이하게 하며 용접(WELDING) 작업 후 에폭시수지 피막의 두께를 수용할 수 있으므로 코일의 산화를 방지하고 인덕터의 제조, 운반 및 사용시에 피막이 마찰 등으로 인하여 벗겨지거나 코일이 손상되는 것을 방지하게 된다.

또한 본 고안은 에폭시 피막으로 인하여 드럼코어, 세라믹베이스 및 코일이 각각 고정될 수 있도록 하였으며 상술한 단차구조로 인하여 그 부착성을 향상시켰다.

또한 본 고안은 전극 단자 별도로 형성하지 않고 베이스 자체의 일부에 전도성피막을 입혀 단자로 사용함으로써 더욱 간단한 구조로 인하여 더욱 작은 인덕터를 제조할 수 있다.

또한 본 고안에 의한 세라믹 베이스는 내주면부 하단에 단차를 주어 드럼코어가 세라믹 베이스와 일정한 간격을 유지하도록 함으로써 인덕터의 제조시에 특성오차의 범위를 더욱 줄일 수 있도록 하였다.

표면실장 인덕터, 드럼코어, 세라믹 베이스, 권선, 코일, 파워 인덕터

Description

초소형 표면실장형 인덕터{surface mounting type micromini inductor}

본 고안은 초소형 표면실장형 인덕터에 관한 것으로, 구체적으로는 세라믹 재질의 베이스를 구비하는 2m 이하의 크기의 표면실장형 인덕터에 있어서 제조성 등을 향상시키는 구조에 관한 것이다.

최근 휴대용 정보통신기기 등의 지속적인 소형화, 초박형화에 따라 기기에 포함되는 각종 소자 및 구성요소들 또한 초박형화 되어가고 있다. 이러한 표면실장형 소자들은 수 센티미터부터 수 밀리미터 단위로 형성되므로 제조 공정상의 주의가 필요하며 구조가 간단한 반면 작은 크기로 인하여 제조가 어려워 고난이도의 기술이 필요하다.

이러한 표면실장형 소자들은 같은 기능을 하더라도 더욱 간단한 구조를 갖는 소자로서 더욱 개발이 진행중에 있으며 그 크기 또한 간단한 구조의 형성을 통하여 더욱 소형화되고 있는 추세이다.

한편 코어형 인덕터는 [도 1]에 도시된 바와 같이 중심에 코일(1)이 감기는 절구모양의 드럼코어(2)와 드럼코어(2) 주위를 둘러싸고 있는 베이스(3)로 형성된다. 베이스(3)에는 전기전도성이 좋은 금속으로 도금된 단자(4)가 두 부분 형성되어 있고 코일의 양단(1a)이 단자(4)에 에폭시 등으로 피막을 씌워져 각각 고정되어 인덕터의 전극으로서 작용하게 된다.

그러나 이때 베이스(3)의 높이가 베이스(3) 내부에 구비된 드럼코어(2)의 높이와 동일하여 베이스(3)에 연결되는 코일의 양단(1a)이 베이스(3) 높이 이상으로 노출이 된다. 따라서 인덕터의 제조시, 운반시 혹은 사용시에 외부 충격 등으로 코일(1a)을 고정하는 에폭시 등의 물질이 벗겨지거나 심하면 코일에 손상을 입어 전기적으로 단선이 일어나는 경우도 있었다.

한편 종래에는 베이스의 재료로서 합수수지 등 플라스틱류를 사용하는 경우가 많았으나 근래에는 절연성 및 내열성이 좋은 세라믹 재질의 베이스를 사용하는 추세이다. 그러나 세라믹은 깨지기 쉬운 특성으로 인하여 성형ㅇ가공 등 제조공정에 있어서 까다로운 주위를 요한다. 따라서 세라믹으로 베이스를 제조하는 경우 베이스가 동일한 특성을 갖는 경우라면 그 구조가 간단해 질수록 제조성이 향상된다.

일예로서 [도 2]에 도시된 바와 같이 대한민국 특허출원 제10-2003-0034022호 "초박형 인덕터"(이하 선행기술이라 함)를 살펴보면, 상기 선행기술에 의한 하부페라이트코어(13)와 같은 복잡한 구조를 세라믹으로 제조하기는 현실적으로 어렵다. 따라서 세라믹으로 제조되는 베이스의 경우 그 크기를 최소화하기 위하여 더욱 간단한 구조로 형성되어야 할 필요성이 대두된다.

한편, 베이스와 드럼코어의 사이에는 특정 간격의 공극(도면 상 G 상부의 공간을 의미 함;[도 5]참조)이 형성된다. 이 경우 공극의 간격에 의하여 인덕터의 특성, 즉 인덕턴스 값이 달라지게 된다. 인덕터를 제조할 때 드럼코어를 베이스에 고정하기 위하여 에폭시수지 등의 접착제에만 의하는 경우에는 베이스와 드럼코어 사이의 공극의 크기를 일정하게 유지하기가 힘들어 제조되는 인덕터 개개의 제품마다 일정한 특성(인덕턴스)을 갖도록 유지하기가 힘들게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서,

본 고안의 과제는 단자의 구조를 기존에 비하여 단순화 시켜 인덕터를 더욱 소형화 시킬 수 있도록 함과 동시에 기존의 방법 또는 인덕터에 비하여 같은 크기의 세라믹베이스를 제조하더라도 세라믹베이스의 제조성을 향상시키는 수단을 제공하는데 있다.

동시에 본 고안의 과제는 간단한 구조를 채용하더라도 코일을 외부 충격 등으로부터 보호하는 수단을 제공하는 데 있다.

또한 본 고안의 과제는 드럼코어가 세라믹베이스로부터 일정한 간격을 유지하도록 하여 제조시 인덕터의 특성 오차를 줄이는 수단을 제공하는 데 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여,

본 고안에 의한 초소형 표면실장형 인덕터는 세라믹베이스, 드럼코어, 및 코일을 포함한다.

세라믹베이스는 세라믹 재질의 중공 다각형으로 형성되고, 일정 모서리부위에 은, 구리, 금, 알루미뉴, 탄탈륨, 마그네슘, 니켈로 이루어진 금속군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 물질로 이루어진 전도성 피막이 형성된다.

드럼코어는 원통형으로 형성되고, 원통곡면부의 중앙 둘레에 외경이 더 작은 권선홈이 형성되며, 상기 세라믹베이스의 내부공간에 삽입된다.

코일은 상기 권선홈에 감기고, 양단이 상기 세라믹베이스에 형성된 전도성 피막에 고정된다.

나아가 본 고안에 의한 초소형 표면실장형 인덕터의 코일의 양단은 상기 전도성 피막이 형성된 단자에 용접될 수 있다.

나아가 본 고안에 의한 초소형 표면실장형 인덕터는 에폭시수지를 더 포함할 수 있다. 에폭시수지는 용융상태로 상기 세라믹베이스에 형성된 전도성 피막 상부로부터 드럼베이스 내부로 투입되고, 응고되면 상기 세라믹베이스와 상기 드럼코어를 고정하고 코일을 세라믹베이스의 전도성 피막으로부터 이탈하는 것을 방지한다.

상술한 본 고안의 구성상의 특징으로부터,

본 고안의 드럼코어와 세라믹베이스가 이루는 단차구조는 코일 작업 시 코일의 양단의 용접(WELDING) 작업을 용이하게 하며 용접(WELDING) 작업 후 에폭시수지 피막의 두께를 수용할 수 있으므로 코일의 산화를 방지하고 인덕터의 제조, 운반 및 사용시에 피막이 마찰 등으로 인하여 벗겨지거나 코일이 손상되는 것을 방지하게 된다.

또한 본 고안은 에폭시 피막으로 인하여 드럼코어, 세라믹베이스 및 코일이 각각 고정될 수 있도록 하였으며 상술한 단차구조로 인하여 그 부착성을 향상시켰다.

또한 본 고안은 전극 단자 별도로 형성하지 않고 베이스 자체의 일부에 전도성피막을 입혀 단자로 사용함으로써 더욱 간단한 구조로 인하여 더욱 작은 인덕터를 제조할 수 있다.

또한 본 고안에 의한 세라믹 베이스는 내주면부 하단에 단차를 주어 드럼코어가 세라믹 베이스와 일정한 간격을 유지하도록 함으로써 인덕터의 제조시에 특성오차의 범위를 더욱 줄일 수 있도록 하였다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명한다.

<실시예 1>

본 실시예에 의한 인덕터는 세라믹베이스(23), 드럼코어(22), 및 코일(1)이 그 주요 구성요소이다.

[도 3]을 참조하여 세라믹베이스(23)를 설명한다.

세라믹베이스(23)는 세라믹 재질의 중공 다각형으로 형성되는데, [도 3]에 도시된 바와 같이 개략적으로 사각형의 모양 혹은 두 개의 호로 이루어져 두 개의 꼭지점을 갖는 럭비공 모양으로 형성되어 서로 마주보는 꼭지점을 단자로서 이용하는 것이 단순한 구조로 인하여 제조성이 향상되므로 바람직하다.

단자는 상술한 바와 같이 두 모서리 부위에 인덕터의 전극으로서 작동하도록 하기 위하여 금속재질의 전도성 피막(24)이 형성된다. 이 때 사용되는 금속으로는 은, 구리, 금, 알루미늄, 탄탈륨, 마그네슘, 니켈 중에서 선택적으로 하나이상의 금속을 선택할 수 있으나, 바람직하게는 은, 금, 니켈을 이용한다. 니켈은 용융도금(hot dipping, 熔融鍍金), 즉 니켈 용융액 속에 단자의 끝단을 담그어 표면에 니켈 용융액을 부착하게 한 후 꺼낸다. 금과 은의 경우에는 도금을 통하여 단자의 표면에 입히게 된다. 작업공정을 간단하게 설명하자면 1차로 은으로 터미네이션 작업 을 하고 건조 및 소성으로 마무리하며, 이어 2차로 용융도금하고 금을 도금하여 표면산화방지처리를 하게 된다.

한편 [도 5]를 참조하여 보면, 세라믹 베이스의 내주면의 하단부는 전체적인 세라믹베이스의 내경에 비하여 그 내경을 축소한 단차구조(G)가 형성된다. 단차구조의 폭인 G는 또한 이후 드럼코어(22)가 실리콘베이스(23)의 내부에 삽입되는 경우 드럼코어(22)와 실리콘베이스(23)가 유지하는 간격, 즉 공극의 폭을 의미하게 된다.

[도 4]를 참조하여 드럼코어(22)를 설명한다.

드럼코어(22)는 종래의 인덕터에 사용되는 드럼코어와 큰 차이가 없다. 이를 간략하게 설명하면 다음과 같다. 드럼코어(22)는 페라이트(ferrite) 재질로 형성된다. 또한 드럼코어(22)는 드럼상판(22a), 드럼하판(22b), 연결부(22c)의 3부분으로 이루어져 있으며 위 3부분은 그 내부에 원주방향을 따라 권선홈(22d)을 형성하고 있다.

드럼코어(22)는 조립 시에 상술한 세라믹 베이스(23)의 내주면이 형성하는 내부 공간에 삽입이 된다.

[도 6]을 참조하여 코일(1)을 설명한다.

코일(1)은 상기 권선홈(22d)에 감기고, 그 양단(1a)이 세라믹베이스(23)에 형성된 전도성 피막(24)에 고정하는 데 부착성의 향상을 위하여 용접하는 것이 바 람직하다.

[도 5]를 참조하여 실리콘베이스(23)와 드럼코어(22)가 형성하는 단차구조에 대하여 설명한다.

실리콘베이스(23)와 드럼코어(22)가 결합한 경우 드럼코어(22)의 드럼상판(22a)는 실리콘베이스(23)의 상단보다 높게 형성되어야 한다. 실리콘베이스(23)의 상단과 드럼상판(22a)의 하단에 의하여 형성되는 공간부로는 코일(1)이 빠져나오게 되며 이후 후술할 에폭시수지가 스며들게 되는데 이 공간부는 실리콘베이스(23)와 드럼코어의 제조수치에 따라 결정되는데, 첫 번째로는 공극의 폭(G), 둘째로는 실리콘베이스(23)의 상단의 높이와 드럼상판(22a)의 하단의 높이 차이, 두 요소에 의하여 결정된다.

[도 6]을 참조하여 에폭시수지(26)에 대하여 설명한다.

에폭시수지(26)는 용융상태로 상술한 전도성 피막(24)과 코일(1)을 덮는 형상으로 적용되며, 또한 세라믹베이스(23)와 드럼코어(22)의 드럼상판(22a)에 의하여 형성되는 공간부내로 스며들도록 투입된다. 에폭시수지(26)가 응고되면 코일의 양단(1a)과 전도성 피막(24)을 고정시킴과 동시에 세라믹베이스(23)와 드럼코어(22)를 고정시키게 된다. 이 때 세라믹베이스(23)의 상단의 높이와 드럼상판(22a)의 상단의 높이 차보다 전도성 피막(24) 상부에 덮히는 에폭시수지(26)의 높이를 작게 형성한다.

이하 [도 X]를 참조하여 본 실시예에 의한 연결관계 및 작용을 설명한다.

먼저 [도 5]를 참조하여 보면, 드럼코어(22)의 권선홈(22d)에 코일을 감고, 드럼코어(22)를 실리콘베이스(23)의 내주면이 이루는 원통형 공간에 삽입하게 된다. 이 때 실리콘 베이스의 내주면 하단에 형성된 작은 내경을 갖는 단차 구조 G 부분에 의하여 실리콘 베이스의 내주면과 일정한 거리를 유지하게 된다. 따라서 실리콘베이스와 드럼코어의 조립시에 인덕턴스 오차값이 ㅁ5% 이내가 되도록 할 수 있다.

한편 [도 6]을 참조하여 보면, 상술한 바와 같이 코일(1)의 양단(1a)를 전도성 피막(24)에 용접 등으로 고정하고, 에폭시 수지(26)를 통하여 인덕터의 전체형상을 고정시키게 된다.

이때 상술한 세라믹베이스(23)의 상단의 높이와 드럼상판(22a)의 상단의 높이 차에 의한 단차구조는 에폭시수지(26)가 외부 충격에 의하여 벗겨지는 등의 손상을 최소화 하는 작용을 한다.

이상 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 고안의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 실용신안등록청구범위에 구체화된 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 초소형 표면실장형 인덕터로 구현될 수 있다.

도 1은 종래의 표면실장 인덕터의 개략적인 단면을 나타내는 단면도이다.

도 2는 종래의 표면실장 인덕터의 일예를 나타내는 부분절개도이다.

도 3은 본 고안에 의한 인덕터의 베이스를 나타내는 평면도이다.

도 4는 본 고안에 포함되는 일반적인 드럼코어를 나타내는 정면도이다.

도 5는 본 고안에 의한 세라믹베이스와 드럼코어의 결합된 상태에서 H-H`선을 잘라 본 단면도이다.

도 6은 본 고안에 의한 인덕터의 베이스와 드럼코어가 결합하고 에폭시 수지로 고정시킨 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

22: 드럼코어 23: 실리콘베이스

24: 전도성 피막 26: 에폭시 피막

Claims (3)

1. 세라믹 재질의 중공 다각형으로 형성되고, 일정 모서리부위에 은, 구리, 금, 알루미뉴, 탄탈륨, 마그네슘, 니켈로 이루어진 금속군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 물질로 이루어진 전도성 피막이 형성되는 세라믹베이스;

   원통형으로 형성되고, 원통곡면부의 중앙 둘레에 외경이 더 작은 권선홈이 형성되며, 상기 세라믹베이스의 내부공간에 삽입되는 드럼코어; 및

   상기 권선홈에 감기고, 양단이 상기 세라믹베이스에 형성된 전도성 피막에 고정되는 코일:을 포함하는 초소형 표면실장형 인덕터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 코일의 양단은 상기 전도성 피막이 형성된 단자에 용접되는 초소형 표면실장형 인덕터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   용융상태로 상기 세라믹베이스에 형성된 전도성 피막 상부로부터 드럼베이스 내부로 투입되고, 응고되면 상기 세라믹베이스와 상기 드럼코어를 고정하고 코일을 세라믹베이스의 전도성 피막으로부터 이탈하는 것을 방지하는 에폭시수지를 더 포 함하는 초소형 표면실장형 인덕터.

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