KR20120031679A - 적층 파워 인덕터와 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적층 파워 인덕터와 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 복수로 적층된 페라이트 시트; 복수의 페라이트 시트에 형성된 복수의 내부 전극 패턴으로 구성된 코일부; 적층체인 상기 페라이트 시트 사이에 삽입되는 형태로 배치된 비자성체 페라이트로 형성된 갭층; 및 상기 갭층에 형성되어 페라이트 재질의 페이스트로 채워진 비아홀;을 포함하여, 갭층에 비아홀을 형성하는 구조를 적용하기 때문에, 코일 내부에 자속 전파 경로를 분산시켜 고전류에서 자화를 억제하여 전류인가에 따른 L값의 변화를 개선할 수 있다.
Description
본 발명은 적층 파워 인덕터와 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전류 인가에 따른 L값의 변화를 적게 하기 위해 코일 내부의 자속을 분산 및 차단시키고, 적층 파워 인덕터 내부의 갭(Gap)층으로 인한 디라이미네션(Delamination)을 방지할 수 있도록 하기 위한 적층 파워 인덕터와 이의 제조 방법에 관한 것이다.
적층형 파워 인덕터는 주로 휴대기기 내 DC-DC 컨버터와 같은 전원회로에 사용되며, 개발방향은 소형화, 고전류화, 낮은 직류저항 등에 맞추어져 있다. DC-DC 컨버터의 고주파화 및 소형화에 따라 기존의 권선형 초크 코일(Choke Coil)을 대신하여 적층형 파워인덕터의 사용이 증대되고 있다.
적층형 파워인덕터 개발에 있어, 특히 권선형 인덕터에서는 전류인가에 따른 L값의 변화가 작은데, 이를 구현하기 위한 노력이 진행중이다. 이를 위해서는 재료의 조성과 미세구조 및 구조설계 등의 인자가 중요한 것으로 나타나고 있다. 적층형의 경우 권선형에 비해 전류인가에 따른 L값의 변화가 큰것이 단점이다. 이는, 구조적으로 권선형이 개자로 효과가 크기 때문이다. 따라서, 적층형 파워인덕터에서는 이러한 전류인가에 따른 L값의 변화 특성의 개선이 중요하다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 전류 인가에 따른 L값의 변화를 적게 하기 위해 코일 내부의 자속을 분산 및 차단시키고, 적층 파워 인덕터 내부의 갭(Gap)층으로 인한 디라이미네션(Delamination)을 방지할 수 있도록 하기 위한 적층 파워 인덕터와 이의 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 적층 파워 인덕터는, 복수로 적층된 페라이트 시트; 복수의 페라이트 시트에 형성된 복수의 내부 전극 패턴으로 구성된 코일부; 적층체인 상기 페라이트 시트 사이에 삽입되는 형태로 배치된 비자성체 페라이트로 형성된 갭층; 및 상기 갭층에 형성되어 페라이트 재질의 페이스트로 채워진 비아홀;을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 비아홀은 적어도 1개 이상이며, 상기 내부 전극 패턴의 내부에 위치하도록 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 내부 전극 패턴은, Ag 재질인 것이 바람직하다.
또한, 상기 적층 파워 인덕터는, 적층된 형태의 상기 페라이트 시트의 양측면을 둘러싸도록 형성된 Ag 재질로 이루어진 외부 전극;을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 갭층의 비자성체 페라이트는, ZnFe204의 페라이트에 Zn 대신 Cu를 0.1몰% 이하로 치환된 재질인 것이 바람직하다.
또한, 상기 비아홀은, 레이저 펀칭 또는 메카니컬 펀칭을 이용하여 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 갭층은, 적어도 하나 이상 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 페라이트 시트는, NiZnCu 페라이트를 기본 조성으로 포화자화값이 50 emu/g 내지 80 emu/g인 것이 바람직하다.
또한, 상기 페라이트 시트는, 상기 NiZnCu 페라이트 기본 조성 외에 소결조제로 글래스(Glass), Bi203, V205가 5wt% 이하를 첨가한 재질인 것이 바람직하다.
다른 본 발명은, 복수의 페라이트 시트를 적층하는 단계; 상기 복수의 페라이트 시트 중 일부 시트에 복수의 내부 전극 패턴을 형성하는 단계; 상기 복수의 페라이트 시트 사이에 삽입되는 형태로 비자성체 페라이트로 이루어진 갭층을 형성하는 단계; 상기 갭층에 페라이트 재질의 페이스트로 채울 비아홀을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 비아홀은 적어도 1개 이상이며, 상기 내부 전극 패턴의 내부에 위치하도록 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 비아홀은, 최소 지름이 1㎛ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 내부 전극 패턴은, Ag 재질인 것이 바람직하다.
또한, 상기 적층 파워 인덕터 제조 방법은, 적층된 형태의 페라이트 시트의 양측면을 둘러싸도록 Ag 재질로 이루어진 외부 전극을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 갭층의 비자성체 페라이트는, ZnFe204의 페라이트에 Zn 대신 Cu를 0.1몰% 이하로 치환된 재질인 것이 바람직하다.
또한, 상기 갭층은, 적어도 하나 이상 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 페라이트 시트는, NiZnCu 페라이트를 기본 조성으로 포화자화값이 50 emu/g 내지 80 emu/g인 것이 바람직하다.
또한, 상기 페라이트 시트는, 상기 NiZnCu 페라이트 기본 조성 외에 소결조제로 글래스(Glass), Bi203, V205가 5wt% 이하를 첨가한 재질인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층 파워 인덕터와 이의 제조 방법은, 갭층에 비아홀을 형성하는 구조를 적용하기 때문에, 코일 내부에 자속 전파 경로를 분산시켜 고전류에서 자화를 억제하여 전류인가에 따른 L값의 변화를 개선할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 갭층에 비아홀을 형성하여, 디라미네이션의 위험성을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
이에 더하여, 본 발명은 세라믹 페이스트의 수축률을 조정하여 파워 인덕터 내부 응력을 조절할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 에어갭(Air Gap) 형성으로 파워 인덕터의 디씨바이어스(DC-bais) 특성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 내부 전극과 비아홀을 나타내는 적층 파워 인덕터의 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 비아홀이 형성된 갭층의 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 적층 파워 인덕터의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 비아홀이 형성된 갭층의 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 적층 파워 인덕터의 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명에 의한 내부 전극과 비아홀을 나타내는 적층 파워 인덕터의 단면도이며, 비아홀이 형성된 갭층의 단면도인 도 2 및 적층 파워 인덕터의 단면도인 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도시하는 바와 같이, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 적층 파워 인덕터(100)는 페라이트 시트(170), 코일부, 갭층(110), 비아홀(130) 및 외부 전극(190)을 포함한다.
보다 상세히 설명하면, 페라이트 시트(170)는 복수로 적층된 형태일 수 있다. 이때, 페라이트 시트(170)는 자성체 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 페라이트 시트는 NiZnCu 페라이트를 기본 조성으로 포화자화값이 50 emu/g 내지 80 emu/g일 수 있다.
또한, 페라이트 시트는 NiZnCu 페라이트 기본 조성 외에 소결조제로 글래스(Glass), Bi203, V205가 5wt% 이하를 첨가할 수 있다.
코일부는 복수의 페라이트 시트에 형성된 복수의 내부 전극 패턴(150)으로 구성될 수 있다.
여기에서, 내부 전극 패턴(150)은 Ag 재질일 수 있다.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 갭층(110)은 적층체인 페라이트 시트(170) 사이에 삽입되는 형태로 배치된 비자성체 페라이트로 형성될 수 있다.
여기에서, 갭층(110)의 비자성체 페라이트는 ZnFe204의 페라이트에 Zn 대신 Cu를 0.1몰% 이하로 치환된 재질일 수 있다.
또한, 갭층(110)은 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 이때, 적층 파워 인덕터(100)에서 발생하는 코일 내부의 자속 전파 경로의 분산 효과를 향상시키기 위해 갭층을 다층으로 적용하는 것도 가능한 것이다.
또한, 갭층(110)의 두께는 10㎛ 이상일 수 있다.
또한, 갭층(110)의 두께는 30㎛ 이상일 수 있다. 이때, 갭층(110)의 두께를 30㎛ 이상으로 하여 에어갭을 생성하도록 할 수 있다. 에어갭이 발생하면, 적층 파워 인덕터의 디씨 바이어스(DC-bias) 특성을 향상시킬 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
비아홀(130)은 도 2에서 도시하는 바와 같이, 갭층(110)에 형성되어 페라이트 재질의 페이스트로 채워질 수 있다.
여기에서, 비아홀(130)은 적어도 1개 이상이며, 내부 전극 패턴(150)의 내부에 위치하도록 형성될 수 있다. 이때, 비아홀(130)은 도 1에서 도시하는 바와 같이 내부 전극 패턴(150)의 내부에 위치하는 형태로 갭층(110) 중앙부에 복수 개가 형성되는 데, 이는 적층 구조에서 발생할 수 있는 디라미네이션(Delamination) 위험성을 낮출 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 비아홀(130)은 최소 지름이 1㎛ 이상일 수 있다.
한편, 비아홀(130)로 인해 적층 파워 인덕터의 바디 재료인 페라이트(복수의 페라이트 시트(170))와 비아홀(130)에 채워질 페라이트가 연결되어 용량이 증대되는 효과를 기대할 수 있다. 이는, 페라이트간 연결성을 향상시키고, 단차가 거의 발생하지 않아 디라미네이션 발생을 감소시킬 수 있는 것이다.
또한, 비아홀 형성으로 인해 갭층의 크기를 조절하면 에어갭(Air Gap)을 형성할 수 있는데, 에어갭이 발생하면, 적층 파워 인덕터의 디씨 바이어스(DC-bias) 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 비아홀(130)은 레이저 펀칭 또는 메카니컬 펀칭을 이용하여 형성될 수 있다.
외부 전극(190)은 적층된 형태의 페라이트 시트의 양측면을 둘러싸도록 형성된 Ag 재질로 이루어질 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 의한 적층 파워 인덕터의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 복수의 페라이트 시트(170)를 적층할 수 있다.
여기에서, 페라이트 시트는 NiZnCu 페라이트를 기본 조성으로 포화자화값이 50 emu/g 내지 80 emu/g일 수 있다.
또한, 페라이트 시트는, 상기 NiZnCu 페라이트 기본 조성 외에 소결조제로 글래스(Glass), Bi203, V205가 5wt% 이하를 첨가한 재질일 수 있다.
또한, 복수의 페라이트 시트(170) 중 일부 시트에 복수의 내부 전극 패턴(150)을 형성할 수 있다.
여기에서, 내부 전극 패턴은 Ag 재질일 수 있다.
또한, 복수의 페라이트 시트(170) 사이에 삽입되는 형태로 비자성체 페라이트로 이루어진 갭층(110)을 형성할 수 있다.
여기에서, 갭층의 비자성체 페라이트는 ZnFe204의 페라이트에 Zn 대신 Cu를 0.1몰% 이하로 치환된 재질일 수 있다.
또한, 갭층(110)은 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 갭층의 두께는 10㎛ 이상일 수 있다. 또한, 갭층의 두께는 30㎛ 이상일 수 있다.
또한, 갭층(110)에 페라이트 재질의 페이스트로 채울 비아홀(130)을 형성할 수 있다.
여기에서, 비아홀(130)은 적어도 1개 이상이며, 내부 전극 패턴(150)의 내부에 위치하도록 형성될 수 있다. 또한, 비아홀은 최소 지름이 1㎛ 이상일 수 있다.
이때, 비아홀(130)은 도 1에서 도시하는 바와 같이 내부 전극 패턴(150)의 내부에 위치하는 형태로 갭층(110) 중앙부에 복수 개가 형성되는 데, 이는 적층 구조에서 발생할 수 있는 디라미네이션(Delamination) 위험성을 낮출 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
이후, 적층된 형태의 페라이트 시트의 양측면을 둘러싸도록 Ag 재질로 이루어진 외부 전극을 형성할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 적층 파워 인덕터
110 : 갭층
130 : 비아홀
150 : 내부 전극 패턴
110 : 갭층
130 : 비아홀
150 : 내부 전극 패턴
Claims (17)
- 복수로 적층된 페라이트 시트;
복수의 페라이트 시트에 형성된 복수의 내부 전극 패턴으로 구성된 코일부;
적층체인 상기 페라이트 시트 사이에 삽입되는 형태로 배치된 비자성체 페라이트로 형성된 갭층; 및
상기 갭층에 형성되어 페라이트 재질의 페이스트로 채워진 비아홀;
을 포함하는 적층 파워 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 비아홀은 적어도 1개 이상이며, 상기 내부 전극 패턴의 내부에 위치하도록 형성된 적층 파워 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 내부 전극 패턴은, Ag 재질인 적층 파워 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 적층 파워 인덕터는,
적층된 형태의 상기 페라이트 시트의 양측면을 둘러싸도록 형성된 Ag 재질로 이루어진 외부 전극;
을 더 포함하는 적층 파워 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 갭층의 비자성체 페라이트는, ZnFe204의 페라이트에 Zn 대신 Cu를 0.1몰% 이하로 치환된 재질인 적층 파워 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 비아홀은, 레이저 펀칭 또는 메카니컬 펀칭을 이용하여 형성된 적층 파워 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 갭층은, 적어도 하나 이상 형성된 적층 파워 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 페라이트 시트는, NiZnCu 페라이트를 기본 조성으로 포화자화값이 50 emu/g 내지 80 emu/g인 적층 파워 인덕터.
- 제8항에 있어서,
상기 페라이트 시트는, 상기 NiZnCu 페라이트 기본 조성 외에 소결조제로 글래스(Glass), Bi203, V205가 5wt% 이하를 첨가한 재질인 적층 파워 인덕터.
- 복수의 페라이트 시트를 적층하는 단계;
상기 복수의 페라이트 시트 중 일부 시트에 복수의 내부 전극 패턴을 형성하는 단계;
상기 복수의 페라이트 시트 사이에 삽입되는 형태로 비자성체 페라이트로 이루어진 갭층을 형성하는 단계;
상기 갭층에 페라이트 재질의 페이스트로 채울 비아홀을 형성하는 단계;
를 포함하는 적층 파워 인덕터 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 비아홀은 적어도 1개 이상이며, 상기 내부 전극 패턴의 내부에 위치하도록 형성된 적층 파워 인덕터 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 내부 전극 패턴은, Ag 재질인 적층 파워 인덕터 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 적층 파워 인덕터 제조 방법은,
적층된 형태의 페라이트 시트의 양측면을 둘러싸도록 Ag 재질로 이루어진 외부 전극을 형성하는 단계;
를 더 포함하는 적층 파워 인덕터 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 갭층의 비자성체 페라이트는, ZnFe204의 페라이트에 Zn 대신 Cu를 0.1몰% 이하로 치환된 재질인 적층 파워 인덕터 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 갭층은, 적어도 하나 이상 형성된 적층 파워 인덕터 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 페라이트 시트는, NiZnCu 페라이트를 기본 조성으로 포화자화값이 50 emu/g 내지 80 emu/g인 적층 파워 인덕터 제조 방법.
- 제16항에 있어서,
상기 페라이트 시트는, 상기 NiZnCu 페라이트 기본 조성 외에 소결조제로 글래스(Glass), Bi203, V205가 5wt% 이하를 첨가한 재질인 적층 파워 인덕터 제조 방법.
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2010
- 2010-09-27 KR KR1020100093208A patent/KR101451460B1/ko active IP Right Grant
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101431954B1 (ko) * | 2013-01-04 | 2014-08-19 | 삼성전기주식회사 | 코일 부품 및 이의 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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KR101451460B1 (ko) | 2014-10-15 |
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