KR20120018168A

KR20120018168A - 자성 부품 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20120018168A
Application number: KR1020117027670A
Authority: KR
Inventors: 로버트 제임스 보거트; 이펭 얀; 프랭크 안쏘니 돌잭; 헌디 팬드랭가 카마드
Original assignee: 쿠퍼 테크놀로지스 컴파니
Priority date: 2009-05-04
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2012-02-29
Also published as: TWI588849B; TW201101352A; US20100277267A1; EP2427890B1; KR20120018157A; TW201108269A; WO2010129228A1; JP5557902B2; JP2015015492A; EP2427888B1; TW201110162A; EP2427888A1; TW201110164A; EP2584569A1; KR20120011875A; JP6517764B2; CN102428526B; JP6002035B2; CN102428526A; JP2012526389A

Abstract

층이 진 몰드가능 자성 재료 및 코일을 포함하는 자성 부품 어셈블리는, 인덕터 및 변압기와 같은 표면 실장 자성 부품을 제공하는데 유용하게 이용된다.

Description

자성 부품 및 그 제조 방법{MAGNETIC COMPONENTS AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 자성 부품 및 그 제조에 관한 것으로, 특히 인덕터 및 변압기(transformer)와 같은 자성을 띤, 표면 실장 전자 부품에 관한 것이다.

전자 패키징의 진보에 따라, 더 작고, 아직은 더 강력한, 전자 장치의 제조가 가능하다. 이러한 장치의 전체 크기를 감소시키기 위해, 그를 제조하는데 이용된 전자 부품은 점점 소형화되고 있다. 이러한 요구에 부합되도록 전자 부품을 제조하는데에는 많은 어려움이 있고, 따라서 제조 공정을 더욱 고가로 만들고, 전자 부품의 비용을 원하지 않게 증가시킨다.

다른 부품과 같이, 인덕터 및 변압기와 같은 자성 부품(magnetic components)을 위한 제조 공정은 매우 경쟁력이 있는 전자 제품 제조 사업에서 비용을 줄일 수 있는 방법으로 세밀히 조사되고 있다. 제조 비용의 감소는 제조되는 부품이 저가이고, 큰 체적의 부품일 때 특히 바람직하다. 큰 체적, 이러한 부품을 위한 대량 생산 공정, 또한 부품을 이용하는 전자 장치에서, 제조 비용의 어떠한 감소는 물론 중요하다.

본 발명은 인덕터 및 변압기와 같은 자성을 띤, 표면 실장 전자 부품을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 인덕터 및 변압기와 같은 자성을 띤, 표면 실장 전자 부품을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 제1예시적 자성 부품 어셈블리의 분해도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자성 부품 어셈블리를 위한 제1예시적 코일의 투시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 코일의 와이어의 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 자성 부품 어셈블리를 위한 제2예시적 코일의 투시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 코일의 와이어의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 형성된 제2예시적 자성 부품 어셈블리의 투시도이다.
도 7은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 형성된 제3예시적 자성 부품 어셈블리의 투시도이다
도 8은 도 7에 도시된 부품의 어셈블리 도이다.

기술의 다양한 어려움을 극복하는 신규한 자성 부품 설계의 실시예가 여기서 개시되어진다. 가장 최대한의 범위에 대해 발명을 이해하기 위해, 다음의 개시는 다른 구분이나 부분에서 제공되는 바, 여기서 파트 I은 특정 문제 및 어려움을 논의하고, 파트 II는 이러한 문제를 극복하기 위한 예시적 부품 구성 및 어셈블리를 설명한다.

I. 발명의 소개

회로 기판 적용을 위한 인덕터와 같은 통상적인 자성 부품은 전형적으로 자성 코어(magnetic core)와, 코어 내에, 코일로서 때때로 언급되는, 도전성 권선(conductive winding)을 포함한다. 코어는 코어 조각 사이에 위치한 권선을 갖는 자성 재료로부터 제조된 이산 코어 조각으로부터 제조될 수 있다. 코어 조각 및 어셈블리의 다양한 형상 및 형태는 해당 기술에서 익숙하고, U 코어 및 I 코어 어셈블리, ER 코어 및 I 코어 어셈블리, ER 코어 및 ER 코어 어셈블리, 폿(pot) 코어 및 T 코어 어셈블리, 및 다른 매칭 형상을 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다. 이산 코어 조각은 접착제(adhesive)와 함께 본딩될 수 있고, 전형적으로 서로 물리적으로 공간지워지거나 간격지워진다.

몇몇 알려진 부품에 있어서, 예컨대 코일은 코어 또는 터미널 클립(terminal clip) 주위로 권선되는 도전성 와이어로부터 제조된다. 즉, 와이어는, 코어 조각이 완전히 형성된 후, 때때로 드럼 코어(drum core) 또는 다른 보빈 코어(bobbin core)로서 언급되는, 코어 조각 주위를 감쌀 수 있다. 코일의 각 자유 종단(free end)은 리드(lead)로서 언급되고, 회로 기판에 대해 직접 부착을 매개로 또는 터미널 크립을 통해 간접 연결을 매개로, 전기 회로에 대해 인덕터를 결합하기 위해 이용될 수 있다. 특히 작은 코어 조각에 대해, 비용 효율적이고 신뢰성 있는 방법으로 코일을 감는 것은 도전이다. 손으로 감겨진 부품은 그들의 성능에서 불일치되는 경향이 있다. 코어 조각의 형상은 그들을 상당히 부서지기 쉽게 함과 더불어 코일이 감겨짐에 따라 코일 깨짐의 경향이 있고, 코어 조각 사이의 간격에서의 변동은 부품 성능에서 원하지 않는 변동을 발생시킬 수 있다. 다른 어려움은 DC 저항(DC resistance)("DCR")이 권선 공정 동안 평탄하지 않은 권선 및 장력(tension)에 기인하여 원하지 않게 변한다는 것이다.

다른 알려진 부품에 있어서, 알려진 표면 실장 자성 부품의 코일은 전형적으로 분리적으로 제조되고 후에 코어 조각과 함께 조립된다. 즉, 코일은 때때로 코일의 손에 의한 권선에 기인하는 문제를 회피하고 자성 부품의 어셈블리를 간단화하기 위해 미리-형성된(pre-formed) 또는 미리-감겨진(pre-wound)으로 언급된다. 이러한 미리-형성된 코일은 특히 작은 부품 크기를 위해 유용하다.

자성 부품이 회로 기판 상에 표면 실장될 때 코일레 대한 전기적 연결을 만들기 위해, 도전성 터미널(conductive terminals) 또는 클립(clips)이 전형적으로 제공된다. 클립은 형상화된 코어 조각(shaped core pieces) 상에 조립되고 각 코일의 종단에 전기적으로 연결된다. 터미널 클립은 전형적으로, 예컨대 알려진 납땜 기술을 이용해서 회로 기판 상에 도전성 트레이스(traces) 및 패드(pads)에 전기적으로 연결될 수 있는, 일반적으로 평탄하고 평면 영역을 포함한다. 그렇게 연결될 때 그리고 회로 기판이 여기(energized)될 때, 터미널 클립의 다른쪽 코일을 통해, 터미널 클립의 한쪽 회로 기판으로부터 전류가 흐르게 되고, 회로 기판으로 돌아간다. 인덕터의 경우, 코일을 통한 전류 흐름은 자성 코어에서 자계 및 에너지를 유도한다. 하나 이상의 코일이 제공될 수 있다.

변압기의 경우, 1차 코일 및 2차 코일이 제공되고, 1차 코일을 통한 전류 흐름은 2차 코일에서 전류 흐름을 유도한다. 변압기 부품의 제조는 인덕터 부품과 유사한 도전을 제공한다.

점점 소형화된 부품에 대해, 물리적으로 간격진 코어의 제공은 도전이다. 일정한 간격 크기를 확립하고 유지하는 것은 비용 효율적 방법에서 신뢰성 있게 달성하는 것이 어렵다.

소형화된, 표면 실장 자성 부품에서 코일과 터미널 클립 사이의 전기적 연결을 이루는 것과 관련하여 다수의 실제적 문제가 또한 드러난다. 코일과 터미널 클립 사이에서 오히려 부서지기 쉬운 연결이 전형적으로 코어에 대한 외부를 만들어 계속해서 분리에 대해 취약해지게 된다. 몇몇 경우에 있어서, 신뢰성 있는 기계적 및 전기적 연결을 확보하도록 클립의 부분 주위의 코일 종단을 감싸는 것이 알려져 있다. 그러나, 이는 제조의 시각으로부터 지루함을 증명하였고, 더 쉽고 더 빠른 종료 해법이 요구되어진다. 부가적으로, 코일 종단의 감쌈(wrapping)은, 얇고, 라운드 와이어 구성(round wire constructions)과 같이 유연하지 않은 평탄한 표면을 갖는 직사각형 단면(rectangular cross section)을 갖춘 코일과 같은, 소정 형태의 코일에 대해 실제적이지 않다.

전자 장치가 점점 강력하게 되는 최근 동향이 지속됨에 따라, 인덕터와 같은 자성 부품은 또한 전류의 양을 증가시키는 것이 요구된다. 결과적으로, 코일을 제조하는데 이용된 와이어 게이지(wire gauge)는 전형적으로 커지게 된다. 코일을 제조하는데 이용된 와이어의 증가된 크기 때문에, 라운드 와이어가 코일을 제조하는데 이용될 때, 예컨대 납땜, 용접, 또는 도전성 접착제 등을 이용해서 터미널 클립에 대한 기계적 및 전기적 연결을 만족스럽게 만들도록 적절한 두께 및 폭에 대해 평탄해지게 된다. 그러나, 와이어 게이지가 커지면 커질수록 터미널 클립에 그들을 적절히 연결하는데 코일의 종단을 평탄하게 하는 것이 더 어렵다. 이러한 어려움은 원하지 않는 성능 문제를 야기시켜 사용에 있어서 자성 부품에 대한 변동을 야기시킬 수 있는 코일과 터미널 클립 사이의 불일치 연결을 초래한다. 이러한 변동을 감소시키는 것은 매우 어렵고 비용이 소요된다는 것이 증명되었다.

라운드 보다는 평탄한 콘덕터로 코일을 제조하는 것은 소정 적용에 대해 이러한 문제를 완화시킬 수 있지만, 평탄한 콘덕터는 첫째로 코일에 형성하는 것이 더욱 엄격하고 더욱 어려운 경향이 있고 따라서 다른 제조 문제를 창출한다. 라운드에 대립되는, 평탄한 콘덕터의 이용은 또한 때때로 원하지 않게 사용에 있어서 부품의 성능을 변경시킬 수 있다. 부가적으로, 몇몇 알려진 구성에 있어서, 특히 평탄한 콘덕터로부터 제조된 코일을 포함하는 것들은 훅(hooks) 또는 다른 구조적 특징과 같은 단자 특징(termination features)이 터미널 클립에 대한 연결을 용이하게 하도록 코일의 종단에 형성되어질 수 있다. 그러나, 코일의 종단에 대한 이러한 특징의 형성은 제조 공정에서 더욱 비용 소요를 창출한다.

크기를 줄이기 위한 최근의 경향에도 불구하고 전자 장치의 파워 및 성능을 증가시키는 것은 여전히 더욱 도전을 제공한다. 전자 장치의 크기가 감소됨에 따라, 그를 이용한 전자 부품의 크기가 따라서 감소되어져야만 하고, 따라서 장치에 전력을 공급하기 위해 전류의 증가된 양을 운반함에도 불구하고 노력은 비교적 작은, 때때로 소형화된, 구조를 갖춘 변압기 및 파워 인덕터를 경제적으로 제조하는데 향하고 있다. 자성 코어 구조에는 슬림하고 때때로 매우 얇은 프로파일의 전기 장치를 허용하도록 회로 기판에 관하여 더욱 더 낮은 프로파일이 바람직하게 제공된다. 이러한 요구를 충족하는 것은 여전히 더욱 어려움을 제공한다. 여전히 다른 어려움이 다중-위상 전력 시스템(multi-phase electrical power systems)에 연결된 부품에 대해 존재하고, 여기서 소형화된 장치에서 전력의 다른 위상을 수용하는 것은 어렵다.

자성 부품의 풋프린트(footprint) 및 프로파일을 최적화하는 노력은 현대 전자 장치의 치수 요구를 충족하고자하는 부품 제조 업체에게는 큰 관심이다. 회로 기판 상의 각 부품은 회로 기판에 대해 평면 병렬로 측정된 수직 폭 및 깊이에 의해 일반적으로 정의될 수 있고, 회로 기판 상의 부품에 의해 점유된 표면 영역을 결정하는 폭 및 깊이의 제품은, 때때로 부품의 "풋프린트(footprint)"로서 언급된다. 한편, 회로 기판에 대해 노멀(normal) 또는 수직인 방향에서 측정된 부품의 전체 높이는, 때때로 부품의 "프로파일(profile)"로서 언급된다. 일부 부품의 풋프린트는 얼마나 많은 부품이 회로 기판 상에 설치되었는가를 결정하고, 일부 프로파일은 전자 장치에서 병렬 회로 기판 사이에서 허용된 공간을 허용한다. 더 작은 전자 장치는 제공되는 각 회로 기판 상에 설치되어지는 더 많은 부품, 인접하는 회로 기판 사이의 감소된 틈(clearance), 또는 양쪽 모두를 일반적으로 요구한다.

II . 예시적인 신규한 자성 부품 어셈블리 및 제조 방법

회로 기판 적용을 위한 존재하는 자성 부품 이상의 제조 및 어셈블리 이점을 제공하는 자성 바디 구성 및 코일 구성을 포함하는 자성 부품의 다양한 실시예가 이하 설명된다. 이하 인식되어지는 바와 같이, 이용된 자성 재료는 코일 위쪽에 몰드될 수 있기 때문에, 이점이 적어도 부분적으로 제공되고, 따라서 이산, 가격지워진 코어 및 코일(discrete, gapped cores and coils)의 어셈블리 단계를 생략한다. 또한, 자성 재료는 자성 재료의 다른 조각을 분리하거나 물리적 간격에 대한 소정의 필요성을 회피하는 분배된 간격 특성(distributed gap properties)을 갖는다. 이와 같이, 일정한 물리적 간격의 확립 및 유지와 관련된 어려움 및 비용이 유용하게 회피된다. 이후, 여전히 다른 이점이 부분적으로 명백하고 부분적으로 지적된다.

개시된 장치와 관련된 제조 단계가 이하 부분적으로 명백하고 부분적으로 특별하게 설명된다. 마찬가지로, 설명된 방법 단계와 관련된 장치가 이하 부분적으로 명백하고 부분적으로 분명하게 설명된다. 즉, 발명의 장치 및 방법은 이하 분리적으로 설명될 필요성은 없지만, 다른 설명 없이 해당 기술의 범위 내에서 잘 될 것으로 믿는다.

도 1을 참조하면, 자성 부품 어셈블리(100)는 층이진 구조(layered construction)로 제조되고, 여기서 다중 층이 배치 공정(batch process)에서 적층 및 조립된다.

도시된 바와 같이 어셈블리(100)는 외부 자성 층(102, 104; outer magnetic layers), 내부 자성 층(106; inner magnetic layers), 및 코일 층(110; coil layer)을 포함하는 다수의 층을 포함한다. 내부 자성 층(106, 108)은 코일 층(110)의 대향하는 측 상에 위치하고 그 사이에서 코일 층(110)을 사이에 끼우게 된다. 외부 자성 층(102, 104)은 코일 층(110)과 대향하는 내부 자성 층(106, 108)의 표면 상에 위치한다.

실시예에 있어서, 각각의 자성 층(102, 104, 106)은 예컨대 기술에서 의심의 여지가 없는 분포된 간격 특성을 갖춘 폴리머릭 바인더(polymeric binder) 및 자성 파우더 입자의 혼합물일 수 있는 몰드가능 자성 재료로부터 제조된다. 따라서, 자성 층(102, 104, 106, 108)은, 코일 층(110) 위, 아래, 주위에서 통합 또는 모노리식 자성 바디(112)를 형성하도록, 코일 층(110) 주위에서 가압되고(pressed), 서로에 대해 가압된다. 4개의 자성 층 및 하나의 코일 층이 도시될지라도, 더 많거나 더 적은 수의 자성 층과 하나 이상의 코일 층(110)이 다른 및/또는 대안적 실시예에서 이용될 수 있음이 고려된다.

예시적 실시예에 있어서, 자성 층을 제조하는데 이용된 재료는 소형 전력 인덕터 부품(miniature power inductor component)을 위해 충분한 인덕턴스를 발생시키도록 1(one) 보다 상당히 더 큰 비투자율(relative magnetic permeability) μ_τ을 나타낸다. 특히, 예시적 실시예에 있어서, 투자율 μ_τ은 적어도 10.0 이상일 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 코일 층(110)은 다수의 코일을 포함하고, 때때로 또한 권선(windings)으로서 언급된다. 소정 수의 코일이 코일 층(110)에서 이용될 수 있다. 코일 층(110)의 코일은, 한정되는 것은 아니지만 상기 참조한 관련된 공통으로 소유한 특허 출원에서 설명한 것을 포함하는, 소정 방법에서 도전성 재료로부터 제조될 수 있다. 예컨대, 다른 실시예에서의 코일 층(110)은 회전의 수를 위한 축에 관해 감겨진 평탄한 와이어 콘덕터, 회전의 수를 위한 축에 관해 감겨진 라운드 와이어 콘덕터로부터, 또는 단단한 또는 유연한 기판 재료 상에 대한 프린팅 기술 등에 의해 각각 형성될 수 있다.

코일 층(110)의 각 코일은, 자성 부품을 위한 인덕턴스 값과 같은, 원하는 자성 효과를 달성하도록, 하나의 완전한 회전 이하의 아주 작은(fractional) 또는 일부분(partial)의 회전을 포함하는, 소정 수의 회전(turns) 또는 루프(loops)를 포함할 수 있다. 회전 또는 루프는 다수의 그 종단에서 결합된 직선 도전 경로(straight conductive paths), 곡선 도전 경로(curved conductive paths), 나선형 도전 경로(spiral conductive paths), 꾸불꾸불한 도전 경로(serpentine conductive paths) 또는 여전히 다른 알려진 형상 및 구성을 포함할 수 있다. 코일 층(110)의 코일은 일반적으로 평면 엘리먼트(planar elements), 또는 한편으로는 3차원의, 버팀없이 서 있는 코일 엘리먼트(three dimensional, free standing coil element)로서 형성될 수 있다. 버팀없이 서 있는 코일 엘리먼트가 이용된 후자의 경우, 버팀없이 서 있는 엘리먼트는 제조 공정 동안 리드 프레임(lead frame)에 결합될 수 있다.

다양한 실시예에서, 자성 층(102, 104, 106, 108)을 형성하는데 이용된 자성 파우더 입자는, 페라이트 입자(Ferrite particles), 철 입자(Iron (Fe) particles), 센더스트 입자(Sendust (Fe-Si-Al) particles), MPP (Ni-Mo-Fe) 입자, 하이플럭스 입자(HighFlux (Ni-Fe) particles), 메가플럭스 입자(Megaflux (Fe-Si Alloy) particles), 철-기반 아몰퍼스 파우더 입자(iron-based amorphous powder particles), 코발트-기반 아몰퍼스 파우더 입자(cobalt-based amorphous powder particles), 또는 기술에서 알려진 다른 등가 재료(equivalent materials)일 수 있다. 이러한 자성 파우더 입자가 폴리머릭 바인더 재료와 혼합될 때, 최종 자성 재료는 자성 재료의 다른 조각을 분리하거나 물리적 간격에 대한 소정의 필요성을 회피하는 분포된 간격 특성을 나타낸다. 이와 같이, 일정한 물리적 간격 크기의 확립 및 유지와 관련된 어러움 및 비용은 유용하게 회피된다. 높은 전류 적용을 위해, 폴리머 바인더(polymer binde)와 결합된 미리 어닐된 자성 아몰퍼스 금속 파우더(pre-annealed magnetic amorphous metal powder)는 유리하게 되는 것으로 믿어진다.

다른 실시예에 있어서, 자성 층(102, 104, 106, 108)은 자성 입자의 동일한 형태 또는 자성 입자의 다른 형태로부터 제조될 수 있다. 즉, 1실시예에 있어서, 모든 자성 층(102, 104, 106, 108)은 하나 및 동일한 형태의 자성 입자로부터 제조될 수 있어, 층(102, 104, 106, 108)은 실질적으로 유사한, 비록 동일하지 않지만, 자성 특성을 갖는다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 하나 이상의 층(102, 104, 106, 108)이 다른 층 보다 다른 형태의 자성 파우더 입자로부터 제조된다. 예컨대, 내부 자성 층(106, 108)은 외부 자성 층(102, 104)과 다른 형태의 자성 입자를 포함할 수 있고, 그에 따라 내부 층(106, 108)은 외부 자성 층(102, 104)과는 다른 특성을 갖는다. 따라서, 완성된 부품의 성능 특성은 각 자성 층을 형성하는데 이용된 자성 층의 수 및 이용된 자성 재료의 형태에 따라 변할 수 있다.

시트(102, 104, 106, 108)를 형성하는데 이용된 자성 합성 재료(magnetic composite materials)의 다양한 방식이 사용에 있어서 부품 어셈블리의 자성 성능의 변화 레벨을 달성하기 위해 가능하다. 그러나, 일반적으로, 파워 인덕터 적용에 있어서, 재료의 자성 성능은 층에서 이용된 자성 입자의 플럭스 밀도 포화 점(flux density saturation point)(Bsat), 자성 입자의 투자율(permeability)(μ), 층에서의 자성 입자의 부하(loading) (중량%; % by weight), 및 이하 설명된 바와 같이 코일 주위에서 가압된 후 층의 체적 밀도(bulk density)에 일반적으로 비례한다. 즉, 자성 포화 점(magnetic saturation point), 투자율, 부하, 및 체적 밀도를 증가시킴으로써, 더 높은 인덕턴스가 실현되고 성능이 개선된다.

한편, 부품 어셈블리의 자성 성능이 층(102, 104, 106, 108)에 이용된 바인더 재료(binder material)의 양에 역으로 비례한다. 따라서, 바인더 재료의 부하가 증가함에 따라, 종단 부품의 인덕턴스 값 뿐만 아니라 부품의 전체 자성 성능이 감소하는 경향이 있다. Bsat 및 μ의 각각은 자성 입자와 관련된 자성 특성이고 다른 종류의 입자 사이에서 변할 수 있으며, 한편 자성 입자의 부하 및 바인더의 부하는 층의 다른 방식 사이에서 변할 수 있다.

인덕터 부품에 대해, 상기 고려는 특정 목적을 달성하도록 정책적으로 재료 및 층 방식을 선택하는데 이용될 수 있다. 1실시예와 같이, Fe-Si 입자와 같은 금속 파우더는 더 높은 Bsat 값을 갖기 때문에, 금속 파우더 재료는 더 높은 파워 인디케이터 적용(higher power indicator applications)에서 자성 파우더 입자로서 이용하기 위해 페라이트 재료 이상 선호될 수 있다. Bsat 값은 외부 자계 밀도(external magnetic field intensity)(H)의 적용에 의해 얻을 수 있는 자성 재료에서 최대 플럭스 밀도(maximum flux density)(B)를 언급한다. 플럭스 밀도(B)가 자계 밀도(H)의 범위에 대해 플롯되는, 때때로 B-H 곡선으로서 언급되는, 자화 곡선(magnetization curve)은 소정의 주어진 재료에 대한 Bsat 값을 나타낼 수 있다. B-H 곡선의 처음 부분은 자성화되어 가는 재료의 투자율 또는 경향을 정의한다. Bsat는 재료의 플럭스 또는 자성화의 최대 상태가 확립되는 B-H 곡선에서의 지점을 언급하고, 따라서 비록 자계 밀도가 연속적으로 증가할지라도 자속(magnetic flux)은 일정 이상 또는 이하에 머무른다. 즉, B-H 곡선이 최소 슬로프에 도달하여 유지되는 지점은 플럭스 밀도 포화 점(flux density saturation point)(Bsat)을 나타낸다.

부가적으로, Fe-Si 입자와 같은 금속 파우더 입자는 비교적 높은 레벨의 투자율(permeability)을 갖고, 그에 따라 FeNi(퍼멀로이; permalloy)와 같은 페라이트 재료는 비교적 낮은 투자율을 갖는다. 일반적으로 말하면, 이용된 금속 입자의 B-H 곡선에서 투자율 슬로프가 더 높으면 높을수록 플럭스를 발생시키는 자계를 유도하는 특정화된 전류 레벨에서 자속 및 에너지를 저장하기 위한 혼합물 재료의 능력은 더 커진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자성 층(102, 104, 106, 108)은, 코일 층(110)과 함께 적층될 수 있고 접합 공정(lamination process)에서 또는 다른 알려진 기술을 매개로 서로 결합되는, 비교적 얇은 시트로 제공될 수 있다. 여기서 이용되는 바와 같이, "적층(lamination)"은 자성 층이 층으로서 결합(joined) 또는 합체(united)되고, 결합 및 합체된 후 확인가능 층으로서 남게 되는 공정에 대해 언급된다. 또한, 자성 층을 제조하는데 이용된 폴리머릭 바인더 재료는 적층 공정(lamination process) 동안 열을 가하는 것 없이 파우더 시트의 압력 적층에 대해 허용하는 열가소성 수지(thermoplastic resin)를 포함할 수 있다. 따라서, 다른 알려진 적층 재료에 의해 요구되는, 열 적층(heat lamination)의 상승된 온도와 관련된 지출 및 비용은 압력 적층(pressure lamination)에 따라 미연에 방지된다. 자성 시트는 몰드 또는 다른 압력 용기에 위치할 수 있고, 서로에 대해 자성 파우더 시트를 적층하도록 압축된다. 자성 층(102, 104, 106, 108)은 나중의 어셈블리 스테이지에서 자성 부품의 형성을 간단화하기 위해 제조의 분리 스테이지에서 미리 제조될 수 있다.

부가적으로, 자성 재료는, 예컨대 코일에 층을 결합하고 원하는 형상으로 자성 바디를 정의하도록 압축 몰딩 기술 또는 다른 기술을 통해 원하는 형상으로 유익하게 몰드가능하다. 재료를 몰드하기 위한 능력은, 자성 바디가 코일을 포함하는 통합 또는 모노리식 구조에서 코일 층(들)(110) 주위에 형성될 수 있고, 자성 구조에 대해 코일을 어셈블링하는 분리 제조 단계가 회피된다는 점에서 유리하다. 다양한 형상의 자성 바디가 다양한 실시예에서 제공될 수 있다.

일단 부품 어셈블리(100)가 함께 고정되면, 어셈블리(100)는 절단되고, 주사위꼴로 잘리며, 싱귤에이션 되어(singulated), 또는 다른 방법으로 이산, 개별 부품(discrete, individual components)으로 분리될 수 있다. 다른 다양한 변형이 가능함에도 불구하고, 각 부품은 실질적으로 직사각형의, 칩 형태의 부품이다. 각 부품은 원하는 최종 이용 또는 적용에 따라 단일 코일 또는 다중 코일을 포함할 수 있다. 여기서 참고로서 통합된 관련된 적용에서 설명되거나 이하 논의된 어느 단자 구조와 같은 표면 실장 단자 구조(surface mount termination structure)는 부품이 싱귤레이트되기 전에 또는 후에 어셈블리(100)에 제공될 수 있다. 부품은 기판 상의 회로와 자성 부품의 코일 사이에서 전기적 연결을 확립하도록 알려진 용접 기술 등을 이용해서 회로 기판의 표면에 실장될 수 있다.

부품은 직류 전원(direct current (DC) power), 단일 위상 전압 컨버터 전원 적용(single phase voltage converter power applications), 2 위상 전압 컨버터 전원 적용(two phase voltage converter power applications), 3 위상 전압 컨버터 전원 적용(three phase voltage converter power applications), 및 다중-위상 전원 적용(multi-phase power applications)에서 변압기 또는 인덕터로서 이용하기 위해 특별히 채택될 수 있다. 다양한 실시예에서, 코일은, 다른 목적을 달성하기 위해, 부품 그 자체에 또는 그들이 실장된 회로 기판의 회로를 매개로, 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.

2 이상의 독립적 코일이 하나의 자성 부품에 제공될 때, 코일 사이에서 플럭스 공유(flux sharing)가 존재하도록 코일이 배열될 수 있다. 즉, 코일은 단일 자성 바디의 부분을 통해 공통 플럭스 경로(common flux paths)를 이용한다.

배치 제조 프로세스(batch fabrication process)가 도 1에 도시될지라도, 개별적, 이산 자성 부품이 원한다면 다른 프로세스를 이용해서 제조될 수 있다. 즉, 몰드가능 자성 재료가, 예컨대 개별 장치를 위해 원하는 수의 코일 주위에서만 가압될 수 있다. 1실시예와 같이, 다중-위상 전력 적용을 위해 몰드가능 자성 재료가, 소정의 필요한 단자 구조를 부가하는 것에 의해 완료될 수 있는 통합 바디 및 코일 구조를 제공하는, 2 이상의 독립 코일 주위에서 가압될 수 있다.

도 2는 상기한 것과 같은 자성 부품을 구성하는데 이용될 수 있는 제1예시적 와이어 코일(120)의 투시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 와이어 코일(120)은, 종단(122, 124) 사이에서 연장되는 권선부(126)를 갖는, 때때로 리드(leads)로 불리우는, 대향하는 종단(122, 124)을 포함한다. 코일(120)을 제조하는데 이용된 와이어 콘덕터는 구리 또는 다른 도전 재료 또는 알려진 합금으로부터 제조될 수 있다.

예컨대 부품의 적용 또는 선택된 최종 이용을 위한 원하는 인덕턴스 값과 같은 원하는 효과를 달성하기 위해, 와이어는 다수의 회전을 갖춘 권선부(126)를 제공하도록 알려진 방법으로 축(128) 주위에 유연하게 감겨질 수 있다. 해당 기술에서 그들이 잘 인지되는 바와 같이, 권선부(126)의 인덕턴스 값은 와이어의 회전 수, 코일을 제조하는데 이용된 와이어의 특정 재료, 및 코일을 제조하는데 이용된 와이어의 단면 영역에 주로 의존하게 된다. 이와 같이, 자성 부품의 인덕턴스 비율은 코일 회전의 수, 회전의 배열, 및 코일 회전의 단면 영역을 변경시키는 것에 의해 다른 적용을 위해 상당하게 변할 수 있다. 많은 코일(120)이 제조 목적을 위해 코일 층(110)(도 1)을 형성하도록 리드 프레임에 대해 미리 제조되어 연결될 수 있다.

도 3은 코일(120)(도 2)을 제조하는데 이용된 와이어의 다른 특징을 설명하는 코일 종단(124)의 단면도이다 코일 종단(124)만이 도시될지라도, 전체 코일이 동일한 형상으로 제공됨이 이해된다. 다른 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 특징은 코일의 모든 부분은 아니지만 몇몇 부분에 제공될 수 있다. 1실시예와 같이, 도 3에 도시된 특징은 종단(122, 124)이 아니라 권선부(126)(도 2)에 제공될 수 있다. 다른 변화가 마찬가지로 가능하다

와이어 콘덕터(130)가 단면의 중앙에서 보여진다. 도 3에 도시된 실시예에서, 와이어 콘덕터(130)는 일반적으로 단면에서 순환되고, 따라서 와이어 콘덕터는 때때로 라운드 와이어(round wire)로서 언급된다. 절연(132; insulation)이 완성된 어셈블리에서 인접하는 자성 파우더 입자와의 와아이의 전기적 단락을 회피할 뿐만 아니라 제조 공정 동안 코일에 대한 몇몇 보호를 제공하기 위해 와이어 콘덕터(130)에 제공될 수 있다. 이러한 목적을 위해 충분한 소정의 절연 재료가, 코팅 기술(coating techniques)이나 디핑 기술(dipping techniques)에 한정되는 것은 아니지만 이를 포함하는, 소정의 알려진 방법으로 제공될 수 있다.

또한 도 3에 도시된 바와 같이, 본딩제(134)가 또한 제공된다. 본딩제는 부품 어셈블리의 제조 동안 조건적으로 열 활성화 또는 화학적으로 활성화될 수 있다. 본딩제는 부가적인 구조적 강도 및 집적성과, 코일과 자성 바디 사이의 개선된 본딩을 유익하게 제공한다. 이러한 목적을 위해 적절한 본딩제는 코팅 기술이나 디핑 기술에 한정되는 것은 아니지만 이를 포함하는, 소정의 알려진 방법으로 제공될 수 있다.

절연(132) 및 본딩제(134)가 유용할지라도, 다른 실시예에서 조건적인, 개별적으로 그리고 집합적으로 고려될 수 있음이 숙고된다. 즉, 절연(132) 및/또는 본딩제(134)는 모든 실시예에서 제공될 필요는 없다.

도 4는 코일(120)(도 2) 대신 자성 부품 어셈블리(100)(도 1)에 이용될 수 있는 제2예시적 와이어 코일(140)의 투시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 종단(142, 144) 사이에서 연장되는 권선부(146)를 갖는, 때때로 리드로서 불리워지는, 대향하는 종단(142, 144)을 포함한다. 코일(140)을 제조하는데 이용된 와이어 콘덕터는 구리 또는 다른 도전 금속 또는 기술에서 알려진 합금으로부터 제조될 수 있다.

예컨대 부품의 선택된 최종 이용 적용을 위한 원하는 인덕턴스 값과 같은 원하는 효과를 달성하기 위해, 와이어는 다수의 회전을 갖춘 권선부(146)를 제공하도록 알려진 방법으로 축(148) 주위에 유연하게 형성 또는 감겨질 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 와이어 콘덕터(150)가 단면의 중앙에 도시된다. 도 5에 도시된 예에 있어서, 와이어 콘덕터(150)는 일반적으로 길어지게 되고, 대향함과 더불어 일반적으로 평탄하고 평면측을 갖춘 단면에서 직사각형이다. 따라서, 와이어 콘덕터(150)는 때때로 평탄 와이어(flat wire)로서 언급된다. 고온 절연(132) 및/또는 본딩제(134)가 유사한 이점을 갖고서 상기 설명한 바와 같이 조건적으로 제공될 수 있다.

여전히 다른 형상의 와이어 콘덕터가 코일(120 또는 140)을 제조하는데 가능하다. 즉, 와이어는 라운드 또는 평탄할 필요는 없고 원한다면 다른 형상을 갖을 수도 있다.

도 6은 일반적으로 자성 바디(162)를 정의하는 몰드가능 자성 재료와 자성 바디에 결합된 다수의 다중-회전 와이어 코일(164)을 포함하는 다른 자성 부품 어셈블리(160)를 나타낸다. 앞의 실시예와 마찬가지로, 자성 바디(162)는 비교적 간단한 제조 프로세스에서 코일(164) 주위에서 가압될 수 있다. 코일(164)은 자성 바디에서 서로로부터 공간지워지고 독립적으로 자성 바디(162)에서 동작가능하다. 도 6에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에서는 더 많거나 더 적은 수의 코일(164)이 제공될 수 있음에도 불구하고, 3개의 와이어 코일(164)이 제공된다. 부가적으로, 도 6에 도시된 코일(164)이 라운드 와이어 콘덕터로부터 제조될지라도, 여기서 설명된 어떠한 것 또는 위에서 확인된 관련된 적용에서 한정되는 것은 아니지만 이를 포함하는, 다른 형태의 코일이 대안적으로 이용될 수 있다. 코일(164)에는 상기한 바와 같이 고온 절연 및/또는 본딩제가 조건적으로 제공될 수 있다.

자성 바디(162)를 정의하는 몰드가능 자성 재료는 상기한 재료 또는 알려진 다른 적절한 재료의 어느 것일 수 있다. 바인더와 혼합된 자성 파우더 재료가 유리하게 되는 것으로 믿게 될지라도, 파우더 입자나 비-자성 바인더 재료 어느 쪽도 자성 바디(162)를 형성하는 자성 재료를 위해 반드시 요구되는 것은 아니다. 부가적으로, 몰드가능 자성 재료는 상기한 바와 같이 시트나 층에 제공될 필요는 없고, 오히려 압축 몰딩 기술(compression molding techniques) 또는 알려진 다른 기술을 이용해서 코일(164)에 대해 직접 결합될 수 있다. 도 6에 도시된 바디(162)가 일반적으로 길어지게 되고 직사각형일지라도, 다른 형상의 자성 바디(162)가 가능하다.

코일(164)은 그들 사이에서 플럭스 공유(flux sharing)가 존재하도록 자성 바디(162)에 배열될 수 있다. 즉, 인접하는 코일(164)은 자성 바디의 부분을 통해 공통 플럭스 경로를 공유할 수 있다.

도 7 및 도 8은 일반적으로 자성 바디(172)를 정의하는 파우더화된 자성 재료와 자성 바디에 결합된 코일(120)을 포함하는 다른 소형화된 자성 부품 어셈블리(170)를 나타낸다. 자성 바디(172)는 코일(120)의 일측 상에서 몰드가능 자성 층(174, 176, 178)과, 코일(120)의 대향하는 측 상에서 몰드가능 자성 층(180, 182, 184)으로 제조된다. 자성 재료의 6개 층이 도시될지라도, 더 많거나 더 적은 수의 자성 층이 다른 및/또는 대안적 실시예에서 제공될 수 있다. 또한, 상부 시트(178)와 같은 단일 시트가 소정의 다른 시트를 이용하는 것 없이 소정 실시예에서 자성 바디(172)를 정의할 수 있다.

예시적 실시예에 있어서, 자성 층(174, 176, 178, 180, 182, 184)은 상기한 파우더화된 재료 또는 기술에서 알려진 다른 파우더화된 자성 재료(powdered magnetic material)의 어느 것과 같은 파우더화된 자성 재료를 포함할 수 있다. 자성 재료의 층이 도 7에 도시될지라도 파우더화된 자성 재료는 조건적으로 가압될 수 있거나 그렇지 않으면 상기한 바와 같이 층을 형성하도록 미리 제조하는 단계 없이 파우더 형태로 직접 코일에 결합된다.

모든 층(174, 176, 178, 180, 182, 184)은 하나의 실시예에서 동일한 자성 재료로부터 제조될 수 있고, 따라서 층(174, 176, 178, 180, 182, 184)은, 자성 특성이 동일하지 않을지라도, 유사성을 갖는다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 층(174, 176, 178, 180, 182, 184)이 자성 바디(172)의 다른 층과 다른 자성 재료로부터 제조될 수 있다. 예컨대, 층(176, 180, 184)은 제1자성 특성을 갖춘 제1몰드가능 재료로부터 제조될 수 있고, 층(174, 178, 182)은 제1특성과 다른 제2특성을 갖춘 제2몰드가능 자성 재료로부터 제조될 수 있다.

이전의 실시예와는 달리, 자성 부품 어셈블리(170)는 코일(120)을 통해 삽입된 형상화된 코어 엘리먼트(186; shaped core element)를 포함한다. 예시적 실시예에 있어서, 형상화된 코어 엘리먼트(186)는 자성 바디(172)와 다른 자성 재료로부터 제조될 수 있다. 형상화된 코어 엘리먼트(186)는 상기한 것으로 제한되는 것은 아니지만 이를 포함하는, 기술에서 알려진 소정의 재료로부터 제조될 수 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 비-원통형 형상이 비-원통형 개구를 갖춘 코일과 함께 마찬가지로 이용될 수 있음이 고려됨에도 불구하고, 형상화된 코어 엘리먼트(186)는 코일(120)의 중앙 개구(188)의 형상에 대해 상보적인 일반적으로 원통형 형상으로 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 형상화된 코어 엘리먼트(186) 및 코일 개구는 상보적인 형상을 갖을 필요는 없다.

형상화된 코어 엘리먼트(186)는 코일(120)에서 개구(188)를 통해 연장될 수 있고, 이어 몰드가능 자성 재료가 자성 바디(172)를 완성하도록 코일(120) 및 형상화된 코어 엘리먼트(186) 주위에 몰드된다. 형상화된 코어 엘리먼트(186)를 위해 선택된 재료가 자성 바디(172)를 정의하는데 이용된 몰드가능 자성 재료 보다 더 좋은 특성을 갖을 때, 형상화된 코어 엘리먼트(186) 및 자성 바디(172)의 다른 자성 특성이 특별히 유리하게 될 수 있다. 따라서, 코어 엘리먼트(186)를 통해 지나가는 플럭스 경로는 다른 자성 바디 보다 더 좋은 성능을 제공할 수 있다. 몰드가능 자성 재료의 제조 이점은 비록 전체 자성 바디가 형상화된 코어 엘리먼트(186)의 재료로부터 제조될지라도 더 낮은 부품 비용을 초래할 수 있다.

하나의 코일(120)과 코어 엘리먼트(186)가 도 7 및 도 8에 도시될지라도, 하나 이상의 코일 및 코어 엘리먼트가 마찬가지로 자성 바디(172)에 제공될 수 있음이 고려된다. 부가적으로, 상기 설명된 것 또는 위에서 확인된 관련 출원으로 한정되는 것은 아니지만 이를 포함하는, 다른 형태의 코일이 요구에 따라 코일(120) 대신 이용될 수 있다.

표면 실장 단자 구조(surface mount termination structure)가 또한 기술에서 잘 알려진 칩-형태 부품(chip-type component)을 제공하도록 자성 부품 어셈블리(170) 상에 제공될 수 있다. 이러한 표면 실장 단자 구조가 여기서 참조로 통합된 관련 개시들 또는 알려진 다른 터미널 구조에서 확인된 소정의 터미널 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 부품 어셈블리(170)는 표면 실장 단자 구조 또는 알려진 기술을 이용해서 회로 기판에 실장될 수 있다. 따라서, 소형화된, 저 프로파일 부품 어셈블리(170)는 더 큰 회로 기판 어셈블리에서 (풋프린트 및 프로파일의 양쪽 항목에서) 비교적 더 작은 공간을 점유하는 비교적 높은 전력, 고성능 자성 부품을 용이하게 하고, 회로 기판 어셈블리의 크기에서 더욱 더 감소를 가능하게 한다. 따라서, 더욱 강력하고, 그럼에도 불구하고 회로 기판 어셈블리를 포함하는 더 작은 전자 장치가 만들어질 수 있다.

III . 개시된 예시적 실시예

본 발명의 이점은 앞의 예 및 실시예로부터 명백하게 되는 것으로 믿어진다.

자성 부품 어셈블리의 예시적 실시예는: 자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층과; 적어도 하나의 미리 제조된 코일을 구비하여 구성된 적층된 구조를 포함하고; 적어도 하나의 미리 제조된 층이 미리 제조된 코일 주위에서 압축되고, 따라서 코일을 포함하는 단일 조각 자성 바디를 형성한다. 자성 바디에 형성된 물리적 간격이 없고, 어셈블리는 파워 인덕터를 정의한다.

조건적으로, 자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층은 자성 파우더 입자 및 폴리머릭 바인더의 혼합물을 포함한다. 자성 입자는 페라이트 입자(Ferrite particles), 철 입자(Iron (Fe) particles), 센더스트 입자(Sendust (Fe-Si-Al) particles), MPP (Ni-Mo-Fe) 입자, 하이플럭스 입자(HighFlux (Ni-Fe) particles), 메가플럭스 입자(Megaflux (Fe-Si Alloy) particles), 철-기반 아몰퍼스 파우더 입자(iron-based amorphous powder particles), 코발트-기반 아몰퍼스 파우더 입자(cobalt-based amorphous powder particles), 및 등가물 및 그 조합의 그룹으로부터 선택될 수 있다. 자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층(pre-fabricated layer)은, 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층 사이에서 끼워진 적어도 하나의 미리 제조된 코일을 갖는, 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층을 포함할 수 있다. 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층은 다른 형태의 자성 파우더 입자로부터 각각 제조될 수 있고, 따라서 자성 시트 재료의 다수의 층 중 적어도 2개가 서로 다른 자성 특성을 나타낸다.

자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층은 약 10 보다 더 큰 비투자율(relative magnetic permeability)을 갖을 수 있다. 폴리머릭 바인더는 열가소성 수지(thermoplastic resin)일 수 있다.

코일은 중앙 개구(central opening)를 정의할 수 있고, 부품 어셈블리는 형상화된 자성 코어 엘리먼트를 더 구비할 수 있다. 형상화된 자성 코어 엘리먼트는 형상화된 코어 엘리먼트로부터 분리적으로 제공되어 중앙 개구에 맞추어질 수 있다. 자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층은, 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층 사이에서 끼워진 적어도 하나의 미리 제조된 코일과, 또한 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층 사이에서 끼워진 형상화된 자성 코어 엘리먼트를 갖는, 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층을 포함할 수 있다. 형상화된 자성 코어 엘리먼트는 실질적으로 원통형일 수 있다.

코일은 권선 부분을 정의하도록 다수의 회전(turns)을 위한 축 주위에서 유연하게 감겨지는 와이어 콘덕터를 포함할 수 있다. 와이어 콘덕터는 라운드 또는 평탄할 수 있다. 다수의 회전은 그 종단에서 결합된 직선 도전 경로(straight conductive paths), 곡선 도전 경로(curved conductive paths), 나선형 도전 경로(spiral conductive paths), 및 꾸불꾸불한 도전 경로(serpentine conductive paths) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 코일은 3차원의, 버팀없이 서 있는 코일 엘리먼트(three dimensional, free standing coil element)로서 형성될 수 있다. 코일에는 본딩제(bonding agent)가 제공될 수 있다. 코일은 리드 프레임(lead frame)에 연결될 수 있다.

자성 부품을 제조하는 방법이 또한 개시된다. 부품은 코일 권선과 자성 바디를 포함하고, 방법은 적어도 하나의 미리 제조된 코일 권선에 관해 자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층을 압축 몰딩을 포함함으로써 코일 권선을 포함하는 적층된 자성 바디를 형성한다.

압축 몰딩(compression molding)은 열 적층(heat lamination)을 포함하지 않을 수 있다. 코일 권선은 중앙 개구를 포함하고, 방법은 중앙 개구에 대해 분리적으로 제조된 형상화된 자성 코어 엘리먼트를 적용하는 것을 더 포함할 수 있다.

제품이 방법에 의해 얻어질 수 있다. 자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층은 적어도 약 10인 비투자율(relative magnetic permeability)을 갖을 수 있다. 자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층은 자성 파우더 입자(magnetic powder particles) 및 폴리머릭 바인더(polymeric binder)의 혼합물을 포함할 수 있다. 폴리머 바인더(polymer binder)는 열가소성 수지(thermoplastic resin)일 수 있다. 자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층은 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층을 포함하고, 자성 시트 재료의 2개의 층은 다른 형태의 자성 입자를 포함하며, 따라서 다른 자성 특성을 갖춘다. 제품은 소형 파워 인덕터일 수 있다.

본 설명은 최상의 모드를 포함하는, 발명을 개시하기 위해 예를 이용하고 있고, 또한 소정의 장치 및 시스템의 제작 및 이용 그리고 소정의 통합된 방법의 수행을 포함하는, 발명을 해당 기술의 당업자들이 실행할 수 있게 된다. 발명의 특허가능 범위는 청구항들에 의해 정의되고, 당업자에 대해 야기되는 다른 예를 포함할 수 있다. 이러한 다른 예는 청구항들의 문자 언어와 다르지 않은 구조적 엘리먼트를 갖는다면, 또는 청구항들의 문자 언어와 적은 차이점을 갖는 동등한 구조적 엘리먼트를 갖는다면, 청구항들의 범위 내임이 고려된다.

Claims

자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층과;
적어도 하나의 미리 제조된 코일;을 포함하는 적층된 구조:를 구비하여 구성되고,
적어도 하나의 미리 제조된 층이 미리 제조된 코일 주위에서 압축되어, 코일을 포함하는 단일 조각 자성 바디를 형성하는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제1항에 있어서,
자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층이 자성 파우더 입자 및 폴리머릭 바인더의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제2항에 있어서,
자성 입자가, 페라이트 입자(Ferrite particles), 철 입자(Iron (Fe) particles), 센더스트 입자(Sendust (Fe-Si-Al) particles), MPP (Ni-Mo-Fe) 입자, 하이플럭스 입자(HighFlux (Ni-Fe) particles), 메가플럭스 입자(Megaflux (Fe-Si Alloy) particles), 철-기반 아몰퍼스 파우더 입자(iron-based amorphous powder particles), 코발트-기반 아몰퍼스 파우더 입자(cobalt-based amorphous powder particles), 및 등가물 및 그 조합의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제2항에 있어서,
자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층이 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층, 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층 사이에 끼워진 적어도 하나의 미리 제조된 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제1항에 있어서,
자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층이 다른 형태의 자성 파우더 입자로부터 각각 제조된 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층을 포함함으로써, 자성 시트 재료의 다수의 층 중 적어도 2개가 서로 다른 자성 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제1항에 있어서,
자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층이 약 10 보다 더 큰 비투자율을 갖는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제2항에 있어서,
폴리머릭 바인더가 열가소성 수지를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제1항에 있어서,
코일이 중앙 개구를 정의하고, 부품 어셈블리가 형상화된 자성 코어 엘리먼트를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제8항에 있어서,
형상화된 자성 코어 엘리먼트가 형상화된 코어 엘리먼트로부터 분리적으로 제공되고 중앙 개구 내에 맞추어지는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제9항에 있어서,
자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층이 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층, 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층 사이에 끼워진 적어도 하나의 미리 제조된 코일을 포함하고, 형상화된 자성 코어 엘리먼트가 또한 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층 사이에 끼워지는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제8항에 있어서,
형상화된 자성 코어 엘리먼트가 실질적으로 원통형인 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제1항에 있어서,
코일이 권선 부분을 정의하도록 다수의 회전을 위한 축 주위에서 유연하게 감겨지는 와이어 콘덕터를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제12항에 있어서,
와이어 콘덕터가 라운드인 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제12항에 있어서,
와이어 콘덕터가 평탄한 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제12항에 있어서,
다수의 회전이, 그 종단에서 결합된 직선 도전 경로, 곡선 도전 경로, 나선형 도전 경로, 및 꾸불꾸불한 도전 경로 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제12항에 있어서,
코일이 3차원의, 버팀없이 서 있는 코일 엘리먼트로서 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제12항에 있어서,
코일에 본딩제가 제공되는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제12항에 있어서,
코일이 리드 프레임에 연결되는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제1항에 있어서,
물리적 간격이 자성 바디에 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
제1항에 있어서,
어셈블리가 파워 인덕터를 정의하는 것을 특징으로 하는 자성 부품 어셈블리.
자성 부품을 제조하는 방법으로,
부품이 코일 권선 및 자성 바디를 포함하고;
방법이,
적어도 하나의 미리 제조된 코일 권선에 관해 자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층을 압축 몰딩하는 것을 갖추어 이루어져, 코일 권선을 포함하는 적층된 자성 바디를 형성하는 것을 특징으로 하는 자성 부품 제조 방법.
제21항에 있어서,
압축 몰딩이 열 적층을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 자성 부품 제조 방법.
제21항에 있어서,
코일 권선이 중앙 개구를 포함하고,
방법이,
중앙 개구에 대해 분리적으로 제조된 형상화된 코어 엘리먼트를 적용하는 것을 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 자성 부품 제조 방법.
청구항 제21항의 방법에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는 제품.
제24항에 있어서,
자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층이 적어도 약 10의 비투자율을 갖는 것을 특징으로 하는 제품.
제25항에 있어서,
자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층이 자성 파우더 입자 및 폴리머릭 바인더의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 제품.
제26항에 있어서,
폴리머 바인더가 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 제품.
제27항에 있어서,
자성 시트 재료의 적어도 하나의 미리 제조된 층이 자성 시트 재료의 적어도 2개의 층을 구비하여 구성되고, 자성 시트 재료의 2개의 층이 다른 형태의 자성 입자를 포함함으로써, 다른 자성 특성을 갖춘 것을 특징으로 하는 제품.
제24항에 있어서,
제품이 소형 파워 인덕터인 것을 특징으로 하는 제품.