KR20110111778A - 평면형 트랜스포머 및 이의 제조 방법 - Google Patents

평면형 트랜스포머 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판에 더미 패턴을 형성하여 트랜스포머 제조시 도포되는 수지가 도전체로부터 이탈되는 것을 방지하는 평면형 트랜스포머 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명은 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 서로 전자기 결합되는 한쌍의 코어를 갖는 코어부와, 상기 한쌍의 코어 사이에 배치되고 서로 적층되는 복수의 기판을 갖는 기판부와, 상기 기판부의 복수의 기판 중 적어도 하나의 기판 상에 형성되어 입력된 전원을 전달하는 전원 전달용 패턴과, 상기 전원 전달용 패턴과 동일한 기판 상에 형성되며 상기 전달용 패턴로부터 일정 거리로 이격되어 형성되는 더미 패턴을 갖는 패턴부와, 상기 기판부의 복수의 기판 중 상기 패턴부가 형성된 상기 적어도 하나의 기판 상에 도포되는 절연성 수지를 갖는 수지부를 포함하는 평면형 트랜스포머 및 이의 제조 방법을 제공한다.

Description

평면형 트랜스포머 및 이의 제조 방법{PLANAR TRANSFORMER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 평면형 트랜스포머 및 이의 제조 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 기판에 더미 패턴을 형성하여 트랜스포머 제조시 도포되는 수지가 도전체로부터 이탈되는 것을 방지하는 평면형 트랜스포머 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 각종 전자 기기의 슬림화 추세에 따라 전원 공급 장치 또한 슬림화가 요구되고 있다.
전원 공급 장치는 기본적으로 전력단을 높은 주파수로 구동함으로써 슬림화를 이룰 수 있으나, 자기 소자 및 커패시터에 의하여 슬림화가 제한되는 경우가 많다.
이에 따라, 최근에는 슬림화된 전원 공급 장치에 적합한 낮은 높이 또는 작은 지름을 갖는 커패시터의 개발로 인하여 슬림화에 점점 다가서고 있다.
또한, 자기소자의 대표적인 소자인 트랜스포머의 경우 일반적으로 회로가 인쇄된 다층 기판을 적층하여 자기 소자의 권선을 구현함으로써 자기 소자의 슬림화를 이룰 수 있다.
이러한 평면형 트랜스포머는 각 기판에 형성된 패턴이 일반적인 트랜스포머의 코일을 대체하여 전류의 경로를 형성할 수 있다. 상술한 각 기판은 적층되어 하나의 평면형 트랜스포머를 형성하는데, 각 기판의 사이에는 절연성 수지가 주입되어, 주입된 수지는 패턴 사이사이에 유입되어 절연성을 높일 수 있다.
그러나, 주입된 수지는 적층 과정에서 절연이 필요한 패턴 사이사이에서 이탈되어 트랜스포머의 절연성능을 훼손하는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 기판상에 더미 패턴을 형성하여 트랜스포머 제조시 도포되는 수지가 도전체로부터 이탈되는 것을 방지하는 평면형 트랜스포머 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 서로 전자기 결합되는 한쌍의 코어를 갖는 코어부와, 상기 한쌍의 코어 사이에 배치되고 서로 적층되는 복수의 기판을 갖는 기판부와, 상기 기판부의 복수의 기판 중 적어도 하나의 기판 상에 형성되어 입력된 전원을 전달하는 전원 전달용 패턴과, 상기 전원 전달용 패턴과 동일한 기판 상에 형성되며 상기 전달용 패턴로부터 일정 거리로 이격되어 형성되는 더미 패턴을 갖는 패턴부와, 상기 기판부의 복수의 기판 중 상기 패턴부가 형성된 상기 적어도 하나의 기판 상에 도포되는 절연성 수지를 갖는 수지부를 포함하는 평면형 트랜스포머를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 적어도 하나의 기판 상에는 상기 전원 전달용 패턴과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 비아홀이 형성될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 더미 패턴은 상기 전원 전달용 패턴과 이격되고, 상기 적어도 하나의 비아홀에 근접하여 형성될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 더미 패턴은 상기 적어도 하나의 기판 상에서 상기 전원 전달용 패턴과 상기 적어도 하나의 비아홀이 형성되지 않은 여분의 영역에 형성될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 복수의 기판 각각은 상기 코어부가 결합되는 관통공을 가질 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면,
상기 전원 전달용 패턴은 상기 적어도 하나의 기판의 상기 관통공을 중심으로 상기 기판의 둘레를 따라 형성되는 것을 특징으로 평면형 트랜스포머.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 전달용 패턴은 상기 관통공을 중심으로 상기 기판의 둘레를 따라 나선으로 형성될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 기판부는 적층된 제1 및 제2 기판을 구비하고, 상기 전원 전달용 패턴은 상기 제1 기판에 형성된 일차 전원 전달용 패턴과 상기 제2 기판에 형성된 이차 전원 전달용 패턴을 구비하며, 상기 일차 전원 전달용 패턴과 상기 이차 전원 전달용 패턴은 사전에 설정된 권선비를 형성할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 기판부는 상기 제1 기판상에 적층되는 제1 커버용 기판와, 상기 제2 기판 하부에 적층되는 제2 커버용 기판을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면은, 복수의 기판을 마련하는 단계와, 상기 복수의 기판 중 적어도 하나의 기판 상에 입력된 전원을 전달하는 전원 전달용 패턴과, 상기 전원 전달용 패턴로부터 일정 거리 이격되는 더미 패턴을 형성하는 단계와, 상기 적어도 하나의 기판 상에 절연성 수지를 도포하는 단계와, 상기 복수의 기판을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 기판상에 더미 패턴을 형성하여 트랜스포머 제조시 도포되는 수지가 도전체로부터 이탈되는 것을 방지함으로써 트랜스포머의 절연 성능을향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 트랜스포머의 개략적인 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 트랜스포머의 개략적인 측면도.
도 3의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 트랜스포머에 채용된 기판에 형성된 더미 패턴부의 다양한 실시형태를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 평면형 트랜스포머의 제조 공정을 나타내는 흐름도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 트랜스포머의 개략적인 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 트랜스포머의 개략적인 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 평면형 트랜스포머(100)는 코어부(110), 기판부(120), 패턴부(130)를 포함할 수 있다.
코어부(110)는 서로 전자기 결합하는 한쌍의 코어(111,112)로 구성될 수 있다.
한쌍의 코어(111,112)는 서로 전자기 결합되는 레그(leg)를 각각 포함할 수 있다.
한쌍의 코어(111,112)는 도시된 바와 같이 EE코어일 수 있으나, EI코어, UU코어, UI코어 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.
도시된 바와 같이 한쌍의 코어(111,112)는 각각 제1 내지 제3 레그(111a,112a,111b,112b,111c,112c)를 구비하여 제1 내지 제3 레그(111a,112a,111b,112b,111c,112c)의 결합을 통해 서로 전자기 결합될 수 있다.
한쌍의 코어(111,112) 사이에는 기판부(120)가 구비될 수 있다.
기판부(120)는 복수의 기판을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 기판부(120)의 적어도 하나의 기판을 포함할 수 있고, 더하여 복수의 기판을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 기판은 적층될 수 있고, 각 복수의 기판에는 한쌍의 코어(111,112)의 레그가 삽입될 수 있는 관통공(H)이 형성될 수 있다.
바람직하게는 상기 복수의 기판은 표면에 회로가 인쇄될 수 있는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board;PCB)으로 구성될 수 있다.
상기 복수의 기판에는 각각 패턴부(130)가 형성될 수 있다.
패턴부(130)는 복수의 기판 각각에 형성될 수 있다.
이러한, 패턴부(130)는 전류가 흐를 수 있는 도전체로 구성될 수 있다. 상술한 패턴부(130)는 입력된 전원을 전달하는 전원 전달용 패턴(131)과, 전기적으로 연결되지 않는 더미 패턴(132)를 포함할 수 있다.
상술한 전원 전달용 패턴(131)는 일반적인 트랜스포머에서 일이차 권선비를 형성하는 코일의 역할을 할 수 있다.
예를 들어, 기판부(120)가 제1 기판(121)과 제2 기판(122)을 구비하는 경우, 일차 전원 전달용 패턴(131a)은 제1 기판(121)에 형성되고, 이차 전원 전달용 패턴(131b)은 제2 기판(122)에 형성되어, 일차 전원 전달용 패턴(131a)과 이차 전원 전달용 패턴(131b)은 일반적인 트랜스포머의 일차 권선과 이차 권선의 역활을 하여 사전에 설정된 권선비를 형성할 수 있다.
이를 위해, 일차 전원 전달용 패턴(131a)과 이차 전원 전달용 패턴(131b)은 기판의 둘레를 따라 형성될 수 있으며, 원하는 권선 수를 갖기 위해 관통공(H)을 중심으로 나선으로 형성될 수 있다.
권선 수가 많이 필요한 경우 일차 전원 전달용 패턴(131a)과 이차 전원 전달용 패턴(131b)은 복수의 기판에 각각 형성되고 각 기판의 일차 전원 전달용 패턴(131a) 또는 이차 전원 전달용 패턴(131b)끼리 비아홀(h)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 복수의 기판은 제1 기판(121)상에 적층되는 제1 커버용 기판(123)을 구비할 수 있고, 제2 기판(122)의 하부에 적층되는 제2 커버용 기판(124)를 구비할 수 있다. 상술한 바와 같이 복수의 기판은 서로 적층되어 하나의 트랜스포머를 형성하는데, 이때 트랜스포머의 절연 기능을 향상시키기 위해 기판 상에 절연성 수지를 도포하여 수지부(140)를 형성할 수 있다.
수지부(140)는 전원 전달용 패턴(131)이 형성된 기판 상에 형성될 수 있다.
수지부(140)가 형성된 기판이 적층되는 경우 수지부(140)의 절연성 수지는 전원 전달용 패턴(131)으로부터 이탈되어 비아홀(h)을 통해 유출될 수 있다. 즉, 전원 전달용 패턴(131)은 기판상에 동판을 형성한 후 에칭하여 필요한 부분만 동판을 남겨 형성되는데, 절연성 수지는 동판이 형성되지 않은 잉여 영역을 통해 비아홀(h)을 통해 유출될 수 있다.
이에 따라, 기판 상의 잉여 영역에 전원 전달용 패턴(131)을 제외한 동판을 남겨두어 더미 패턴(132)를 형성하여 절연성 수지가 유출될 수 있는 잉여 영역의 면적을 줄여서 절연성 수지의 이탈을 억제할 수 있다.
도 3의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 트랜스포머에 채용된 기판에 형성된 더미 패턴부의 다양한 실시형태를 나타내는 구성도이다.
상술한 바와 같이, 더미 패턴(132)는 전원 전달용 패턴(131)이 형성된 기판(121)상에 형성되어 비아홀(h)로 유출되는 절연성 수지의 이탈을 억제할 수 있다.
도 3의 (a)와 같이, 기판(121) 상에 복수의 비아홀(h)이 형성되고, 전원 전달용 패턴(131)은 비아홀(h)에 전기적으로 연결되는 경우, 더미 패턴(132)는 전원 전달용 패턴(131)으로부터 일정 거리 이격되고 비아홀(h)에 근접하여 형성될 수 있다.
더하여, 도 3의 (b)와 같이, 기판(221) 상의 복수의 비아홀(h) 중 최외곽의 비아홀에 전원 전달용 패턴(231)이 전기적으로 연결되는 경우, 더미 패턴(232) 또한 전원 전달용 패턴(231)으로부터 일정 거리 이격되고 비아홀(h)에 근접하여 형성될 수 있다.
또한, 도 3의 (c)와 같이, 기판(321)의 양 측에 각각 복수의 비아홀(h)이 구비되어 있는 경우에도, 전원 전달용 패턴(331)이 일 측의 비아홀(h)에 전기적으로 연결되는 경우, 타측의 비아홀(h)에 근접하여 더미 패턴(332)이 형성될 수 있다.
마찬가지로, 도 3의 (d)와 같이, 기판(421)의 양측에 각각 복수의 비아홀(h)이 구비되어 있는 경우에도, 전원 전달용 패턴(431)이 일측의 비아홀(h)에 전기적으로 연결되는 경우, 전원 전달용 패턴(431)으로부터 일정 거리 이격되고 일측 및 타측의 비아홀(h)에 근접하여 더미 패턴(432)이 형성될 수 있고, 더하여, 비아홀(h)에 근접하지 않고도 전원 전달용 패턴(431)이 형성되지 않은 잉여 영역에도 더미 패턴(432)이 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 평면형 트랜스포머의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.
이러한 본 발명의 평면형 트랜스포머의 제조 공정은 먼저, 복수의 기판을 마련한다(S10). 상기 복수의 기판은 상술한 바와 같이, 상기 제1 및 제2 기판과 상기 제1 및 제2 커버용 기판을 포함할 수 있다.
상기 복수의 기판 중 적어도 하나의 기판 또는 상기 제1 및 제2 기판 상에 동판을 입히고, 에칭을 통해 동판을 제거하여 상기 전원 전달용 패턴과 상기 더미 패턴을 형성할 수 있다(S20). 상기 더미 패턴은 상기 기판의 동판 중 상기 전원 전달용 패턴에 해당하지 않은 영역의 동판을 에칭하지않음으로써 형성될 수 있다.
상기 전원 전달용 패턴과 상기 더미 패턴이 형성된 기판 상에는 상기 절연성 수지가 도포될 수 있다(S30).
상술한 복수의 기판은 적측되고, 상기 코어가 결합되어 하나의 평면형 트랜스포머로 형성될 수 있다(S40).
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 기판상에 더미 패턴을 형성하여, 절연성 수지가 도포된 후 적층하여도 절연성 수지의 이탈을 억제하여 트랜스포머의 절연 성능을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100...평면형 트랜스포머 110...코어부
120...기판부 130...패턴부
140...수지부

Claims (18)

  1. 서로 전자기 결합되는 한쌍의 코어를 갖는 코어부;
    상기 한쌍의 코어 사이에 배치되고 서로 적층되는 복수의 기판을 갖는 기판부;
    상기 기판부의 복수의 기판 중 적어도 하나의 기판 상에 형성되어 입력된 전원을 전달하는 전원 전달용 패턴과, 상기 전원 전달용 패턴과 동일한 기판 상에 형성되며 상기 전달용 패턴로부터 일정 거리로 이격되어 형성되는 더미 패턴을 갖는 패턴부; 및
    상기 기판부의 복수의 기판 중 상기 패턴부가 형성된 상기 적어도 하나의 기판 상에 도포되는 절연성 수지를 갖는 수지부
    를 포함하는 평면형 트랜스포머.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기판 상에는 상기 전원 전달용 패턴과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 비아홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 상기 전원 전달용 패턴과 이격되고, 상기 적어도 하나의 비아홀에 근접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 상기 적어도 하나의 기판 상에서 상기 전원 전달용 패턴과 상기 적어도 하나의 비아홀이 형성되지 않은 여분의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기판 각각은 상기 코어부가 결합되는 관통공을 갖는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 전원 전달용 패턴은 상기 적어도 하나의 기판의 상기 관통공을 중심으로 상기 기판의 둘레를 따라 형성되는 것을 특징으로 평면형 트랜스포머.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 전원 전달용 패턴은 상기 관통공을 중심으로 상기 기판의 둘레를 따라 나선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판부는 적층된 제1 및 제2 기판을 구비하고,
    상기 전원 전달용 패턴은 상기 제1 기판에 형성된 일차 전원 전달용 패턴과 상기 제2 기판에 형성된 이차 전원 전달용 패턴을 구비하며,
    상기 일차 전원 전달용 패턴과 상기 이차 전원 전달용 패턴은 사전에 설정된 권선비를 형성하는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기판부는
    상기 제1 기판상에 적층되는 제1 커버용 기판; 및
    상기 제2 기판 하부에 적층되는 제2 커버용 기판
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머.
  10. 복수의 기판을 마련하는 단계;
    상기 복수의 기판 중 적어도 하나의 기판 상에 입력된 전원을 전달하는 전원 전달용 패턴과, 상기 전원 전달용 패턴로부터 일정 거리 이격되는 더미 패턴을 형성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 기판 상에 절연성 수지를 도포하는 단계; 및
    상기 복수의 기판을 적층하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 패턴을 형성하는 단계는
    상기 적어도 하나의 기판 상에는 상기 전원 전달용 패턴과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 비아홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 패턴을 형성하는 단계는
    상기 더미 패턴은 상기 전원 전달용 패턴과 이격되고, 상기 적어도 하나의 비아홀에 근접하여 형성하는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 패턴을 형성하는 단계는
    상기 더미 패턴은 상기 적어도 하나의 기판 상에서 상기 전원 전달용 패턴과 상기 적어도 하나의 비아홀이 형성되지 않은 여분의 영역에 형성하는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 기판을 마련하는 단계는
    상기 복수의 기판 각각에는 상기 코어부가 결합되는 관통공을 형성하는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 패턴을 형성하는 단계는
    상기 전원 전달용 패턴을 상기 적어도 하나의 기판의 상기 관통공을 중심으로 상기 기판의 둘레를 따라 형성하는 것을 특징으로 평면형 트랜스포머 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 패턴을 형성하는 단계는
    상기 전원 전달용 패턴을 상기 관통공을 중심으로 상기 기판의 둘레를 따라 나선으로 형성하는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머 제조 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 기판을 마련하는 단계는 서로 적층되는 제1 및 제2 기판을 마련하고,
    상기 패턴을 형성하는 단계는 상기 제1 기판에 형성된 일차 전원 전달용 패턴과 상기 제2 기판에 형성된 이차 전원 전달용 패턴을 형성하며,
    상기 일차 전원 전달용 패턴과 상기 이차 전원 전달용 패턴은 사전에 설정된 권선비를 형성하는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 기판을 마련하는 단계는
    상기 제1 기판상에 적층되는 제1 커버용 기판; 및
    상기 제2 기판 하부에 적층되는 제2 커버용 기판
    을 더 마련하는 것을 특징으로 하는 평면형 트랜스포머 제조 방법.
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