KR20090002035U - 단차구조의 표면실장형 파워 인덕터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 초박형 인덕터 또는 표면실장에 관한 것으로서 구체적으로는 실리콘베이스를 포함하는 인덕터에 있어서 단차구조의 단자를 구비하여 코일의 부착성및 내구성을 향상시킨 표면실장 인덕터에 관한 것이다.

본 고안에 의한 단차구조의 표면실장형 파워 인덕터는 세라믹베이스, 드럼코어, 단자 및 코일을 포함한다.

세라믹베이스는 세라믹 재질의 중공원통형으로 형성되고, 상단 일정부위에 코일을 수용하기위한 홈 두 개가 형성된다.

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

세라믹 재질의 중공원통형으로 형성되고, 상단 일정부위에 코일을 수용하기위한 홈 두 개가 형성되는 세라믹베이스;

원통형으로 형성되고, 원통곡면부의 중앙 둘레에 외경이 더 작은 권선홈이 형성되어 코일을 수용하며, 상기 세라믹베이스의 내부공간에 삽입되는 드럼코어;

단자는 상기 세라믹베이스의 홈 바깥쪽 하단 각각에 형성되고, 은, 구리, 금, 알루미늄, 탄탈륨, 마그네슘, 니켈로 이루어진 금속군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 물질로 이루어진 전도성 피막이 형성된다.

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

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

나아가 본 고안에 의한 단차구조의 표면실장형 파워 인덕터는 에폭시수지를 더 포함할 수 있다. 에폭시 수지는 용융상태로 상기 세라믹베이스에 형성된 전도성 피막 상부로부터 드럼베이스 내부로 투입되고, 응고되면 상기 세라믹베이스와 상기 드럼코어를 고정하고 코일을 단자로부터 이탈하는 것을 방지한다.

상술한 본 고안의 구성상의 특징으로부터,

본 고안은 단차를 두는 것은 코일 작업 시 코일의 양단의 WELDING 작업을 용이하게 하며 WELDING 작업 후 EPOXY 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 서로 부착될 수 있도록 하였으며 단차구조로 인하여 그 부착성을 향상시켰다.

또한 본 고안은 전극 단자를 낮게 형성시켜 단자의 표면적을 줄임으로써 단자에 형성되는 피막의 원재료인 Ag, Au 등의 재료비를 최소화하여 원가절감을 이룰 수 있다.

또한 본 고안은 세라믹베이스에 형성된 전극을 단차구조로 형성하여 인덕터 의 제조시 코일을 보호하기 위한 작업공정 등을 줄일 수 있어 자동화 생산이 가능하여 대량생산이 가능하다.

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

Description

단차구조의 표면실장형 파워 인덕터{surface mounting type inductor with stepped structure}

본 고안은 초박형 인덕터 또는 표면실장에 관한 것으로서 구체적으로는 실리콘베이스를 포함하는 인덕터에 있어서 단차구조의 단자를 구비하여 코일의 부착성및 내구성을 향상시킨 표면실장 인덕터에 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.

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.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여,

본 고안에 의한 단차구조의 표면실장형 파워 인덕터는 세라믹베이스, 드럼코어, 단자 및 코일을 포함한다.

세라믹베이스는 세라믹 재질의 중공원통형으로 형성되고, 상단 일정부위에 코일을 수용하기위한 홈 두 개가 형성된다.

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

세라믹 재질의 중공원통형으로 형성되고, 상단 일정부위에 코일을 수용하기위한 홈 두 개가 형성되는 세라믹베이스;

원통형으로 형성되고, 원통곡면부의 중앙 둘레에 외경이 더 작은 권선홈이 형성되어 코일을 수용하며, 상기 세라믹베이스의 내부공간에 삽입되는 드럼코어;

단자는 상기 세라믹베이스의 홈 바깥쪽 하단 각각에 형성되고, 은, 구리, 금, 알루미늄, 탄탈륨, 마그네슘, 니켈로 이루어진 금속군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 물질로 이루어진 전도성 피막이 형성된다.

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

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

나아가 본 고안에 의한 단차구조의 표면실장형 파워 인덕터는 에폭시수지를 더 포함할 수 있다. 에폭시 수지는 용융상태로 상기 세라믹베이스에 형성된 전도성 피막 상부로부터 드럼베이스 내부로 투입되고, 응고되면 상기 세라믹베이스와 상기 드럼코어를 고정하고 코일을 단자로부터 이탈하는 것을 방지한다.

상술한 본 고안의 구성상의 특징으로부터,

본 고안의 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 단차구조로 인하여 그 부착성을 향상시켰다.

또한 본 고안은 전극 단자를 낮게 형성시켜 단자의 표면적을 줄임으로써 단자에 형성되는 피막의 원재료인 Ag, Au 등의 재료비를 최소화하여 원가절감을 이룰 수 있다.

또한 본 고안은 세라믹베이스에 형성된 전극을 단차구조로 형성하여 인덕터의 제조시 코일을 보호하기 위한 작업공정 등을 줄일 수 있어 자동화 생산이 가능하여 대량생산이 가능하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명한다.

<실시예 1>

본 실시예에 의한 단차구조의 표면실장형 파워 인덕터는 전체적으로 세라믹베이스(23), 드럼코어(22) 및 단자(24)가 그 주요구성요소이다.

[도 3] 및 [도 4]를 참조하여 세라믹베이스(23) 및 단자(24)에 대하여 설명한다.

세라믹베이스(23)는 세라믹 분말을 금형에 넣고 열과 압력을 가하여 제조하며 납작한 중공원통형으로 형성된다. 세라믹 베이스(23)의 두 곳의 일정부위, 바람직하게는 중심축을 중심으로 서로 마주보는 위치에 코일을 수용하기위한 홈(25)이 각각 형성된다. 홈(25)이 형성되는 바람직한 높이는 이후 상세히 설명한다.

단자(24)는 세라믹베이스(23)에 형성된 각각의 홈(25)의 바깥쪽 세라믹베이스(23)의 외주면 하단에 막대형으로 형성된다. 단자(24)의 끝부분에는 인덕터의 전극으로서 작동하도록 하기 위하여 금속재질의 전도성 피막(24a)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 도금 을 통하여 단자의 표면에 입히게 된다. 작업공정을 간단하게 설명하자면 1차로 은으로 터미네이션 작업을 하고 건조 및 소성으로 마무리하며, 이어 2차로 용융도금하고 금을 도금하여 표면산화방지처리를 하게 된다.

드럼코어(22)는 종래의 드럼코어와 차이점이 없다. 이를 간략하게 설명하면 다음과 같다. 드럼코어(22)는 페라이트(ferrite)재질로서 전체적으로 원통형으로 형성되고, 원통곡면부의 중앙 둘레에 외경이 더 작은 권선홈이 형성되어 코일을 수용한다. 즉 드럼코어(22)는 직경이 큰 상하부의 판형부분과 두 판형부분 사이에 직경이 상하부 판형부분보다 작게 형성된 연결부가 권선홈을 형성하여 절구모양을 하게 된다.

코일(1)도 종래의 코일과 동일하다. 이를 간략하게 설명하면 코일(1)은 드럼코어(22)의 권선홈(22a)에 감긴다. 한편 코일의 양단(1a)은 전도성 피막(24a)이 형성된 단자에 용접하는 것이 바람직하다.

[도 5]를 참조하여 홈(25)이 형성되는 깊이 및 단자(24)의 높이 그리고 이들의 드럼코어의 상하부 판형부분의 두께와의 관계에 대하여 설명한다.

단자(24)의 높이와 홈(25)이 형성된 부분의 세라믹베이스(23)의 두께는 동일하게 형성된다. 또한 단자(24)의 높이는 드럼코어(22)의 하부 판형부분의 하단으로부터 상부 판형부분의 하단까지의 거리보다 작아야 한다. 이 두 길이의 차이에 의 하여 생기는 공간으로 이후 후술할 에폭시가 침투하게 된다.

이하 [도 5]를 참조하여 상기 구성요소들의 연결관계를 설명한다.

드럼코어(22)의 권선홈(22a)에 코일(1)을 감은 후 드럼코어(22)를 세라믹베이스(23)의 내부 공간에 삽입한다. 이 때 상술한 바와 같이 홈이 형성된 부분의 세라믹베이스(23)의 두께는 드럼코어(22)의 상부 판형부분과 사이에 공간이 형성되므로 이를 통하여 코일의 양단(1a)이 돌출된다. 돌출된 코일의 양단(1a)은 단자(24)에 형성된 전도성피막(24a)에 용접된다. 이 후 에폭시(26)를 이용하여 코일의 양단(1a) 및 단자(24)의 용접부위에 피막을 입히게 된다. 이때 에폭시(26)는 상술한 바와 같이 드럼코어 내부에까지 흘러들어가게 되는데, 에폭시(26)가 굳게 되면 코일의 양단(1a)과 단자(22)를 고정시킴과 동시에 세라믹베이스(23)와 드럼코어(22)를 고정시키게 된다.

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 표면실장형 파워 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 의한 인덕터의 베이스를 나타내는 사시도이다.

도 5는 본 고안에 의한 인덕터의 베이스와 드럼코어가 결합하고 에폭시 수지로 고정시킨 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

22: 드럼코어 23: 실리콘베이스

24: 단자 24a: 전도성 피막

25: 홈 26: 에폭시 피막

Claims (3)

1. 세라믹 재질의 중공원통형으로 형성되고, 상단 일정부위에 코일을 수용하기위한 홈 두 개가 형성되는 세라믹베이스;

   원통형으로 형성되고, 원통곡면부의 중앙 둘레에 외경이 더 작은 권선홈이 형성되어 코일을 수용하며, 상기 세라믹베이스의 내부공간에 삽입되는 드럼코어;

   상기 세라믹베이스의 홈 바깥쪽 하단 각각에 형성되고, 은, 구리, 금, 알루미늄, 탄탈륨, 마그네슘, 니켈로 이루어진 금속군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 물질로 이루어진 전도성 피막이 형성되는 단자; 및

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

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

   용융상태로 상기 세라믹베이스에 형성된 전도성 피막 상부로부터 드럼베이스 내부로 투입되고, 응고되면 상기 세라믹베이스와 상기 드럼코어를 고정하고 코일을 단자로부터 이탈하는 것을 방지하는 에폭시수지를 더 포함하는 단차구조의 표면실장형 파워 인덕터.

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