KR20140063032A - High current power inductor for set-top box and manufacturing method of it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극단자에 코일을 용접하고 분말성형을 이용하여 단자와 코일을 일체형으로 제조하여 전류의 안정적 제어 및 전류 노이즈 억제 및 생산비용을 절감할 수 있도록 하는 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high current power inductor for a top box and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a high current power inductor for a top box, The present invention relates to a high current power inductor for a top box and a method of manufacturing the same.
셋톱박스는 '텔레비전 셋 위에 설치된 상자'라는 의미로, 디지털망을 통해 비디오 서버로부터 전송된 압축신호를 원래의 영상 및 음성신호로 복원해 주는 장치를 지칭하는 것으로 전화국에서 디지털화시킨 정보를 서버로 전송할 경우 가정에서 이를 다시 화면으로 바꿔주는 역할을 하며 주문형 비디오(VOD)를 실현하는 데 필수적인 장비다.The term "set-top box" refers to a device that restores a compressed signal transmitted from a video server through a digital network to an original video and audio signal, and transmits the digitized information to the server It turns the screen back to the screen at home and is an essential device for realizing video on demand (VOD).
이러한 셋톱박스는 텔레비전을 인터넷 사용자 인터페이스로 만들어주는 장치로 실제로 인터넷을 통해 데이터를 주고받을 수 있는 특별한 컴퓨터로서 웹브라우저와 TCP/IP 등의 프로토콜도 가지고 있다. 최근 셋톱박스는 웹TV 서비스를 위해 전화회선이나 케이블 TV용 회선 등을 통해 서비스를 할 수 있다.Such a set-top box is a device that makes television an Internet user interface. It is a special computer that can actually send and receive data through the Internet. It also has a protocol such as a web browser and TCP / IP. Recently, set-top boxes can be used for services such as telephone line or cable TV line for Web TV service.
이러한 셋톱박스도 전자기기의 소형화, 고용량, 고효율화가 가속화되면서 부품은 좁은 공간에 집적되고, 집적된 전자부품들 간의 전자파 영향도 커지게 되므로 인덕터의 중요성이 커지고 있다.This set-top box also accelerates the miniaturization, high capacity, and high efficiency of electronic devices, so that the components are integrated in a narrow space, and the influence of electromagnetic waves between the integrated electronic components also increases, so that the importance of the inductors is increasing.
파워 인덕터는 직류 전류를 가했을때 일반 인덕터보다 용량(인덕턴스)변화가 적은 효율성 높은 인덕터로서, 주로 셋톱박스의 파워 단에 주로 사용되어 전류의 급격한 변화를 억제하는 기능을 한다.A power inductor is a high efficiency inductor that has less capacitance (inductance) change than a normal inductor when a direct current is applied. It is mainly used at the power stage of a set-top box to suppress sudden change of current.
파워 인덕터의 종류에는 내부에 금속 코일이 감겨 있는 권선형(Winding Coil)과 자성재료를 여러 층 쌓아 만든 적층형(칩인덕터)로 구분된다.The types of power inductors are divided into a winding coil in which a metal coil is wound inside and a stacked type (chip inductor) in which a plurality of magnetic materials are stacked.
권선형 파워 인덕터 제조방법 일예로는 코일을 만들기 위한 절연수지로 된 원통형 보빈(bobbin) 또는 페라이트 코어(ferrite core)에 코일을 코어에 감은 다음, 코일의 단부를 단자핀에 접합시켜 제조한다. 이렇게 제조된 코일은 하나의 부품으로 사용되게 된다.An example of a method for manufacturing a wound type power inductor is to manufacture a coil by winding a coil on a core of a cylindrical bobbin or ferrite core made of insulating resin to make a coil and then joining the end of the coil to the terminal pin. The coil thus manufactured is used as a single component.
또한, 권선형 파워 인덕터를 밀폐형으로 제조하기 위해서는 분리가능한 케이스를 외부에 결합시키거나, 수지로 외부를 몰딩하여 경화시킨다. 최근에는 전류 제어와 전자파 차단 효율성을 높이기 위하여 금속 분말을 이용하여 압축 성형하는 방식을 사용하여 밀폐형 몰드를 사용하는 추세이다.In addition, in order to manufacture a wound type power inductor in a hermetically sealed type, a detachable case is coupled to the outside, or the outside is molded with resin to be cured. Recently, it is a trend to use a closed mold using a method of compression molding using a metal powder in order to improve current control and electromagnetic wave shielding efficiency.
상기 방법에 의해 제조되는 권선형 파워 인덕터는 보빈이나 코어를 별도로 제조하여야 하며, 보빈이나 코어에 단자핀을 결합시키는 공정을 거치게 되므로 제조공정이 복잡한 문제점이 있다.The winding type power inductor manufactured by the above method requires a bobbin or a core separately and requires a process of joining the terminal pin to the bobbin or core.
권선형 파워 인덕터 제조방법 다른 예로는 보빈이나 코어를 사용하지 않고 전극에 코일 권선부를 구비하여 코일의 단부를 전극에 접합시킨 다음 외부를 몰딩하여 경화시키는 방법이 있으며, 이 방법은 본 출원인이 출원하여 등록받은 한국등록특허 제10-1111999호(발명의 명칭: 파워 인덕터 및 이의 제조방법)가 개시된 바 있다.Another example of a method for manufacturing a wound type power inductor is to provide a coil winding portion on an electrode without using a bobbin or a core to join the end portion of the coil to the electrode and then to harden the outer portion by molding. This method is applied by the present applicant Korean Registered Patent No. 10-1111999 (entitled POWER INDUCTOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME).
이때, 외부를 몰딩하는 인덕터 몸체는 자성체 물질을 사용하여 제작할 수 있고, 자성 분말, 바인더 및 에폭시를 포함할 수 있으며, 절연 충진재 및 윤활제를 더 포함할 수 있고, 압축 성형에 의해 제작되는 것이 효과적이라고 개시되어 있다.At this time, the inductor body for molding the outside may be manufactured using a magnetic material, and may include a magnetic powder, a binder and an epoxy, and may further include an insulating filler and a lubricant, Lt; / RTI >
상기 제조방법은 보빈이나 코어를 별도로 제조하지 않고 보빈이나 코어에 단자핀을 결합시키는 공정이 필요없어 제조공정이 간단한 장점이 있다.The manufacturing method does not require a process of joining the terminal pin to the bobbin or core without separately manufacturing the bobbin or the core, and thus the manufacturing process is simple.
하지만, 인덕터 몸체의 구성성분에 대한 언급이 전혀 기재되어 있지 않다.However, no mention is made of the constituent components of the inductor body.
상기 방법들을 이용하여 제조된 기존 파워 인덕터 제품은 모두 전극단자 위치를 맨 하단부위에 배치함으로서 70% 정도만 밀폐되고, 30% 정도는 밀폐가 되지 않는 구조여서 인덕터의 순 기능인 전류 제어와 전자파(EMI) 차폐의 효율성이 떨어지는 단점을 갖고 있다.All of the existing power inductor products manufactured using the above methods have a structure in which only the electrode terminal is positioned at the bottom of the bottom to seal only about 70%, and about 30% can not be sealed. Therefore, current control of the inductor, The efficiency of the apparatus is deteriorated.
따라서, 인덕터 몸체의 강도를 개선하고, 밀폐성을 향상시켜 인덕터의 순 기능인 전류 제어와 전자파(EMI) 차폐 효율성이 떨어지는 단점을 보완하며, 전기적 특성이 우수하고, 제조비용을 절감할 수 있도록 하는 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터에 대한 개발이 요구되고 있다.Accordingly, the present invention improves the strength of the inductor body and improves the hermeticity, thereby compensating for the disadvantage that current control, which is the net function of the inductor, is inferior in electromagnetic wave (EMI) shielding efficiency, A high current power inductor is required to be developed.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 인덕터 몸체의 강도를 개선하고, 밀폐성을 향상시켜 인덕터의 순 기능인 전류 제어와 전자파(EMI) 차폐 효율성이 떨어지는 단점을 보완하며, 전기적 특성이 우수하고, 제조비용을 절감할 수 있도록 하는 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to improve the strength of the inductor body and improve the hermeticity thereof, A high current power inductor for a top box, and a method of manufacturing the same, which are excellent in electrical characteristics and can reduce manufacturing costs.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터는 띠모양의 금속판에 H자 형태의 홈(11)을 금속판의 길이방향으로 일정간격으로 이격되도록 일렬로 형성하여, 상부와 하부에 각각 외부 단자에 접속되어 전기적 신호를 제공받을 전극(12)들과, 상기 전극들의 대향하는 단부 영역에 권선 가이드부(13)가 형성되는 리드프레임(10); 상기 전극(12)의 권선 가이드부(13)에 권선되고, 단부가 전극(12)에 각각 접속되는 코일(20); 상기 내부에 권선된 코일이 위치하도록 상기 전극(12)의 일부와 코일(20)을 감싸도록 자성체 분말을 이용하여 일체로 소결 성형되는 블록형태의 인덕터 몸체(30); 를 포함하여 이루어지며, 상기 인덕터 몸체(30)의 소결 성형시 상기 전극(12)으로부터 상기 인덕터 몸체(30)의 상단까지의 거리와 상기 전극(12)으로부터 상기 인덕터 몸체(30)의 하단까지의 거리비가 6~8 : 4~2 인 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the high current power inductor for a top box of the present invention includes H-
또한, 상기 인덕터 몸체(30)의 분말조성은 Cabonyl Fe 분말 98.0 내지 99.5wt%, C 분말 0.01 내지 0.15 wt%, O 분말 0.2 내지 0.8 wt%, N 분말 0.01 내지 0.05wt%, Si 분말 0.25 내지 1.20 wt% 인 것을 특징으로 한다.The powder composition of the
또, 상기 인덕터 몸체(30)의 소결 성형을 위한 분말과 바인더의 혼합비율은 90~95:5~10이고, 바인더의 조성은 에폭시계 수지 90~96wt%, DDS 수지 1~4wt%, 페놀수지 1~4wt%, 아세톤 수지 1~3wt% 인 것을 특징으로 한다.The mixing ratio of the powder and the binder for sintering the
아울러, 상기 인덕터 몸체(30)의 소결온도는 180~200℃이고 소결시간은 60 내지 100분인 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 인덕터 몸체(30)의 소결압력은 40 내지 70 MPa 이며, 분당 타발수는 10 내지 20이고, 분말 충전율은 180 내지 230%인 것을 특징으로 한다.
Also, the sintering pressure of the
상기와 같은 구성에 의한 본 발명은 전극단자에 코일을 용접하고 분말성형을 이용하여 단자와 코일을 일체형으로 제조하여 밀폐성을 향상시켜 인덕터의 순 기능인 전류 제어와 전류 노이즈 억제 및 전자파(EMI) 차폐 효율성을 향상시킬 수 있고, 전기적 특성이 우수하며, 인덕터 몸체의 강도를 개선하고, 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, as described above, the coil and the coil are welded to the electrode terminal, and the terminal and the coil are integrally formed by using the powder molding to improve the airtightness so that current control, current noise suppression, electromagnetic interference Can be improved, the electrical characteristics are excellent, the strength of the inductor body is improved, and the manufacturing cost can be reduced.
아울러, 고투자율 Cabonyl Fe 분말을 이용하여 인덕터 몸체를 분말 소결 소성함으로써 기존의 인덕터에 비하여 히스테리시스 손실(Hysteresis loss)이 작기 때문에 발열의 감소 및 인덕터가 사용되는 회로(Module)의 효율을 증대시킬 수 있다.
In addition, powder sintering of the inductor body using the high permeability Cabonyl Fe powder can reduce the heat generation and increase the efficiency of the module in which the inductor is used because the hysteresis loss is smaller than that of the conventional inductor .
도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 의한 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터의 제조공정을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터의 제조공정을 나타낸 순서도.
도 3은 샘플 별 투자율을 측정한 그래프.1A to 1F are diagrams illustrating a manufacturing process of a high-current power inductor for a top-box according to the present invention.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a high-
3 is a graph showing the permeability of each sample.
이하, 본 발명의 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터 및 이의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a high current power inductor for a top box and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the drawings.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 의한 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터의 제조공정을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터의 제조공정을 나타낸 순서도이다.FIGS. 1A to 1F are views showing a manufacturing process of a high-current power inductor for a top-box according to the present invention, and FIG. 2 is a flowchart showing a manufacturing process of a high-current power inductor for a top-
본 발명에 의한 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터는 상부와 하부에 각각 외부 단자에 접속되어 전기적 신호를 제공받을 전극(12)들과, 상기 전극들의 대향하는 단부 영역에 권선 가이드부(13)가 형성되는 리드프레임(10); 상기 전극(12)의 권선 가이드부(13)에 권선되고, 단부가 전극(12)에 각각 접속되는 코일(20); 상기 내부에 권선된 코일이 위치하도록 상기 전극(12)의 일부와 코일(20)을 감싸도록 자성체 분말을 이용하여 일체로 소결 성형되는 블록형태의 인덕터 몸체(30); 를 포함하여 이루어진다.The high current power inductor for a top box according to the present invention includes
본 발명에 의한 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터는 다음과 같은 방법으로 제조된다.The high current power inductor for a top box according to the present invention is manufactured by the following method.
먼저, 도 1 a에서와 같이 띠모양의 금속판에 H자 형태의 홈(11)을 금속판의 길이방향으로 일정간격으로 이격되도록 일렬로 형성하도록 천공한다. 이렇게 되면 상부와 하부에 전극(12)이 각각 형성되게 된다. 이때, 전극(12)은 상부와 하부에 각각 외부 단자에 접속되어 전기적 신호를 제공받게 된다.First, as shown in FIG. 1 (a), H-
아울러, 상부와 하부에 각각 형성된 전극(12)들의 단부 영역에 코일(20)이 권선될 권선 가이드부(13)를 형성한다. 이때, 상기 권선 가이드부(13)는 버링(burring)에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 형성된 상기 권선 가이드부(13)에는 코일(20)이 권선되게 된다.In addition, a
금속판에 H자 형태의 홈(11)을 형성하여 전극(12)과 권선 가이드부(13)를 형성한 후에는 도 1b에서와 같이 권선 가이드부(13)에 코일(20)을 권선한다. 이때, 권선 가이드부(13)에 와이어를 권선하여 코일(20)을 형성하여도 되며, 미리 권선된 코일(20)을 권선 가이드부(13)의 외부가 삽입되도록 결합할 수 있다.After the H-
코일(20)을 권선한 후에는 도 1c에서와 같이 코일의 단부를 각각 전극(12)에 접합시킨다. 이때, 접합은 납땜으로 수행할 수 있으나, 접합력 향상을 위해서는 고주파 용접 또는 레이저 용접으로 접합한다.After the
전극(12)과 코일(20)의 단부 접합 후에는 내부에 권선된 코일(20)이 위치하도록 상기 전극(12)의 일부와 코일(20)을 감싸도록 하여 도 1d에서와 같이 블록형태의 인덕터 몸체(30)를 형성하기 위하여 코일(20)이 권선된 리드프레임(10) 전체를 분말 소결기에 삽입하고 분말 소결성형한다.After the end of the
이때, 상기 인덕터 몸체(30)를 형성할 분말조성은 Cabonyl Fe 분말 98.0 내지 99.5wt%, C 분말 0.01 내지 0.15 wt%, O 분말 0.2 내지 0.8 wt%, N 분말 0.01 내지 0.05wt%, Si 분말 0.25 내지 1.20 wt% 인 것이 바람직하다.The powder composition for forming the
이와 같이 본 발명은 분말조성이 주로 Cabonyl Fe 분말로 이루어져 고투자율을 가지는 분말로 성형함으로써 전류 특성과 전자파 차폐 효율을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, the present invention can improve the current characteristics and the electromagnetic wave shielding efficiency by forming the powder into powder having high permeability mainly composed of Cabonyl Fe powder.
이때, 분말의 크기는 직경 3.5~5.0 micron인 것이 바람직하다.At this time, the size of the powder is preferably 3.5 to 5.0 microns in diameter.
분말의 크기가 너무 크면 성형성은 좋으나 강도가 저하되며, 분말의 크기가 너무 작으면 강도는 커지게 되나 성형성이 좋지 않는 문제점이 있다.If the size of the powder is too large, the moldability is good but the strength is lowered. If the size of the powder is too small, the strength is increased, but the moldability is poor.
이때, 상기 인덕터 몸체(30)를 형성할 혼합분말에 분말과의 결합력을 유지시키는 바인더를 혼합한다.At this time, a binder for maintaining the binding force with the powder is mixed in the mixed powder to form the
상기 인덕터 몸체(30)의 소결 성형을 위한 분말과 바인더의 혼합비율은 부피비로 90~95:5~10이다.The mixing ratio of the powder and the binder for sintering the
아울러, 바인더의 조성은 에폭시계 수지 90~96wt%, DDS 수지 1~4wt%, 페놀수지 1~4wt%, 아세톤 수지 1~3wt% 인 것이 바람직하다.The composition of the binder is preferably 90 to 96 wt% of an epoxy resin, 1 to 4 wt% of a DDS resin, 1 to 4 wt% of a phenol resin, and 1 to 3 wt% of an acetone resin.
에폭시계 수지는 내산성, 내알칼리성, 내수성 우수. 내약품성이 크고, 접착력과 내열성이 커서 구조용 금속 접착에 적당하다.Epoxy resin has excellent acid resistance, alkali resistance, and water resistance. It has high chemical resistance, high adhesive strength and heat resistance, and is suitable for structural metal adhesion.
DDS(Dlamino diphenyl sulfone) 수지는 방향족 아민의 일종으로 에폭시계 수지 경화제로서 고온에서 강도를 유지하는 특성이 있다.DDS (Dlamino diphenyl sulfone) resin is a kind of aromatic amine, which is an epoxy resin hardening agent and has a property of maintaining strength at high temperature.
페놀 수지는 에폭시계 수지의 경화를 촉진하는 특성이 있으며, 아세톤 수지는 용제로 사용된다.The phenolic resin has the property of promoting the curing of the epoxy resin, and the acetone resin is used as the solvent.
아울러, 상기 인덕터 몸체(30)의 소결온도는 바인더의 경화점인 180~200℃이고 소결시간은 60 내지 100분인 것이 바람직하다.In addition, the sintering temperature of the
소결온도가 200℃를 초과하여 너무 높거나 소결시간이 100분을 초과하여 너무 길게 되면 바인더의 증발이 이루어져 바인더로서의 역할이 저하되게 되므로 분말간의 결합도가 저하되어 강도가 저하되는 문제점이 있다.If the sintering temperature is excessively higher than 200 ° C. or the sintering time is excessively longer than 100 minutes, evaporation of the binder occurs and the role as a binder is lowered, so that the degree of bonding between the powders is reduced and the strength is lowered.
소결온도가 180℃ 미만으로 너무 낮거나 소결시간이 60분 미만으로 너무 짧게 되면 바인더가 분말 들 사이로 고루 분포되지 않아 분말의 결합도가 저하되어 성형성 및 강도가 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 적당한 소결온도와 소결시간을 유지하여 소결하는 것이 바람직하다.If the sintering temperature is less than 180 ° C or the sintering time is too short to less than 60 minutes, the binder is not uniformly distributed among the powders, resulting in a decrease in the degree of bonding of the powders, resulting in deterioration of moldability and strength. Therefore, it is preferable to sinter the sintered body while maintaining an appropriate sintering temperature and sintering time.
아울러, 180~200℃의 소결온도는 혼합분말이 고상인 상태에서 소결이 이루어지는 온도이며 액상소결에 비해 조밀화 되지 않고 요구되는 강도특성을 얻을 수 있게 된다.In addition, the sintering temperature of 180 to 200 ° C is the temperature at which the sintering is performed in the state where the mixed powder is solid, and the required strength characteristics can be obtained without densification as compared with the liquid phase sintering.
또한, 상기 인덕터 몸체(30)의 소결압력은 40 내지 70 MPa 이며, 분당 타발수는 10 내지 20이고, 분말 충전율은 180 내지 230%인 것이 바람직하다.Also, it is preferable that the sintering pressure of the
또한, 상기 인덕터 몸체(30)의 소결압력은 40 내지 70 MPa 이며, 분당 타발수는 10 내지 20이고, 분말 충전율은 180 내지 230%인 것을 특징으로 한다.Also, the sintering pressure of the
이때, 분말을 압축하는 소결압력이 40MPa 미만으로 너무 작거나, 분당 타발수가 10 미만으로 너무 적거나, 분말 충전율이 180% 미만으로 너무 작으면, 분말밀도가 낮아져 성형성이 나빠지게 되고 혼합 분말에 기포가 존재할 수 있어 강도가 저하되게 된다. 이와는 반대로 소결압력이 70MPa 초과하여 너무 크거나, 분당 타발수가 20을 초과하여 너무 크거나, 분말 충전율이 230%를 초과하여 너무 크면, 분말밀도가 높아져 성형성이 좋아지고 강도가 향상되나 스프링백 현상이 크게 되어 정밀도 및 치수안정성이 나빠지게 된다. 따라서, 적당한 소결압력, 분당 타발수, 분말 충전율로 소결하는 것이 바람직하다.At this time, if the sintering pressure for compressing the powder is too low to less than 40 MPa, the water repellency per minute is less than 10, or the powder filling rate is too small to less than 180%, the powder density becomes low and the formability is deteriorated, The bubbles may be present in the bubbles and the strength is lowered. On the other hand, if the sintering pressure is too high, the sintering pressure is excessively high, the water repellency per minute is excessively high, or the powder filling rate is excessively high, exceeding 230%, the powder density is increased to improve moldability and strength, The phenomenon becomes large and the accuracy and dimensional stability become poor. Therefore, it is preferable to sinter at an appropriate sintering pressure, water repellency per minute, and powder filling rate.
아울러, 상기 인덕터 몸체(30)의 소결 성형시 상기 전극(12)으로부터 상기 인덕터 몸체(30)의 상단까지의 거리(X)와 상기 전극(12)으로부터 상기 인덕터 몸체(30)의 하단까지의 거리(Y)의 비가 6~8 : 4~2 인 것이 바람직하다.The distance X from the
기존 제품은 전극단자 위치를 맨 하단부위에 배치함으로서 70%만 밀폐되고 30% 정도는 밀폐가 되지 않는 구조여서 인덕터의 순 기능인 전류 제어와 전자파(EMI) 차폐의 효율성이 떨어지는 단점이 있다.Conventional products have a disadvantage in that the efficiency of current control and electromagnetic shielding is inferior due to the structure that the electrode terminal is located at the bottom of the bottom to seal only 70% and 30% is not sealed.
이를 보완하기 위하여 전극(12)을 인덕터 몸체(30)의 하단과 상기 인덕터 몸체(30) 높이의 중앙 사이에 위치되도록 함으로써 인덕스값 및 전류값이 향상되게 된다.
In order to compensate for this, the inductance value and the current value are improved by positioning the
인덕터 몸체(30)를 분말성형한 후에는 인덕터 몸체(30)로부터 전극(12)이 돌출되도록 하며, 전극(12)을 인덕터 몸체(30)의 상부로 절곡되어 인덕터 몸체(30)의 상단에 형성된 전극 삽입홈(31)에 전극이 삽입될 수 있는 위치와 상응하는 길이를 갖도록 전극(12)을 절단하여 도 1e에서와 같이 리드프레임(10)으로부터 인덕터 몸체(30)를 분리한다.The
분리된 인덕터 몸체(30)로부터 돌출된 전극(12)을 전극 삽입홈(31)에 삽입되도록 절곡하여 도 1f에서와 같이 완제품을 제조한다.
The
도 2는 본 발명에 의한 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터의 제조공정을 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart showing a manufacturing process of a high current power inductor for a set top box according to the present invention.
띠모양의 금속판에 H자형 홈(11)이 형성되도록 천공하여 전극(12) 및 권선 가이드부(13)가 형성된 리드프레임(10)을 제작한다. 이어서, 제작된 리드프레임(10)의 권선 가이드부(13)에 코일(20)을 권선한다. 코일(20) 권선 후에 코일(20)의 각 단부를 각 전극(12)에 접합한다. 코일(20) 접합 후에 리드프레임(10)을 소결로에 삽입하고 코일(20)과 전극(12)의 일부를 수용하여 인덕터 몸체(30)가 형성되도록 분말 소결 소성한다. 분말 소결이 완료되면 인덕터 몸체(30)로부터 전극(12)이 돌출되도록 전극(12)을 절단하여 리드프레임(10)으로부터 인덕터 몸체(30)를 분리한다. 이어서, 인덕터 몸체(30)로부터 돌출된 전극(12)을 전극 삽입홈(31)에 삽입되도록 절곡하여 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터 제조를 완료한다.
The
(실시예)(Example)
1. 분말 제조1. Powder production
인덕터 몸체를 소결 성형할 분말을 제조하였으며, 성분은 아래 표1에 나타내었다.The powder for sintering the inductor body was prepared, and the components are shown in Table 1 below.
[표 1]은 본 발명의 자성체 분말과 타사의 분말 성분을 비교 분석한 결과를 나타낸다.[Table 1] shows the results of comparative analysis of the magnetic powder of the present invention and the powders of other companies.
타사의 분말은 Fe의 성분이 낮게 나타났으며, 본 발명의 자성체 분말은 Cabonyl Fe 성분이 높아 투자율이 높게 나오는 것으로 나타났다.The Fe content of the other powders was low, and the magnetic powder of the present invention had a high cabonyl Fe content, showing a high permeability.
[표 1] 본 발명의 자성체 분말과 타사의 분말 성분 비교[Table 1] Comparison between the magnetic powder of the present invention and the powders of other companies
Impedance Analyzer(HP4192A)를 이용하여 Carbonyl Fe계열, Fe NiCu혼합계열, Fe NiZn 계열의 인덕턴스 값을 측정한 결과를 아래 [표 2]에 나타내었다. 본 발명의 인덕터 몸체 제조시에 사용되는 분말인 Carbonyl Fe계열이 4.7uH로 가장 높게 측정 되었으며 이는 자성체의 영향으로 사료된다.
The inductance values of Carbonyl Fe series, Fe NiCu mixed series and Fe NiZn series were measured using Impedance Analyzer (HP4192A), and the results are shown in Table 2 below. The Carbonyl Fe series powder, which is used for manufacturing the inductor body of the present invention, has the highest value of 4.7uH, which is considered to be influenced by the magnetic material.
[표 2] 재료별 인덕턴스 값 측정 결과[Table 2] Measurement results of inductance value of each material
2. 본 발명의 인덕터 몸체와 기존품의 비교2. Comparison between the inductor body of the present invention and existing products
제조된 분말을 이용하여 저온소성(약 200℃이하에서 90분 정도)으로 본 발명의 인덕터 몸체를 제조하였다. 이때, 본 발명의 인덕터 몸체를 기존품보다 작게 제조하였으며, 인덕터 몸체(30)의 소결 성형시 전극(12)으로부터 인덕터 몸체(30)의 상단까지의 거리(X)와 전극(12)으로부터 인덕터 몸체(30)의 하단까지의 거리(Y)의 비를 8 : 2로 하여 제조하였다. 기존품은 전극의 위치가 인덕터 몸체의 하단에 위치한다.The inductor body of the present invention was fabricated by low-temperature firing (at about 200 ° C or less for about 90 minutes) using the powder thus prepared. The distance X from the
이렇게 제조된 본 발명의 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터와 기존품의 특성을 비교 측정하였으며, 측정결과를 [표 3]에 나타내었다.The high current power inductor of the present invention thus manufactured and the characteristics of the conventional product were compared and measured, and the measurement results are shown in Table 3.
측정결과 본 발명의 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터는 기존품에 비해 인덕스값과 전류값이 높은 것으로 나타났다.
Measurement result The high current power inductor for the top box of the present invention showed higher inductance value and current value than the conventional one.
[표 3] 본 발명의 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터와 기존품의 특성 비교[Table 3] Comparison of the characteristics of the high current power inductor of the present invention and the existing product
3. 바인더3. Binder
바인더는 자성체 powder를 결합이 주기능이나 특성값(전류, 투자율 등)과 기계적특성(경도, 몰딩, 소결)에 미치는 영향, 소결과 성형공정에서의 생산성을 감안 실험 검토한 결과 아래 [표 4]의 Epoxy resin계열에 일부 첨가제를 가한 네 번째가 제일 우수하고 적합한 것으로 나타났다.
Table 4 shows the results of the experiment with consideration of the bondability of the magnetic powder to the main function or the properties (current, permeability etc.) and mechanical properties (hardness, molding, sintering) Of the epoxy resin series was the best and most suitable.
[표 4] 바인더의 특성비교[Table 4] Comparison of properties of binder
[표 4]의 바인더 세 번째와 네 번째를 이용하여 제조된 분말에 첨가하여 혼합하고 인덕터 몸체를 분말 소결 성형한 후에 샘플 별 투자율을 비교하였으며, 이를 [표 5]와 도 3에 나타내었다. 여기에서, Hc는 자계, Ms는 포화상태 투자율, Mr은 투자율을 나타낸다. [표 5]에서와 같이 [표 4]의 네 번째 바인더를 이용하여 제조된 샘플이 다른 샘플에 비해 가장 투자율이 높은 것으로 나타났다. 이는 같은 턴 수에서 다른 샘플보다 인덕턴스 값이 높아지면서, 동일 인덕 턴스에서는 낮은 저항 값을 가지고 있음을 알 수 있다.The powders prepared by using the third and fourth binders of Table 4 were mixed and powdered and sintered to form the inductor body, and the permeabilities of the samples were compared. The results are shown in Table 5 and FIG. Here, Hc denotes a magnetic field, Ms denotes a saturated magnetic permeability, and Mr denotes a magnetic permeability. As shown in Table 5, the samples manufactured using the fourth binder of Table 4 showed the highest permeability compared to the other samples. It can be seen that the inductance value is higher than other samples at the same turn number, and has a lower resistance value at the same inductance.
[표 5] 샘플별 투자율 비교[Table 5] Comparison of permeability per sample
[표 6]은 기계적 충족을 위하여 자성체분말과 [표 4]의 세 번째와 네 번째 Binder를 혼합 성형후 경도 테스트 결과를 나타낸다.[Table 6] shows the hardness test results after mixing the magnetic powder and the third and fourth binder in Table 4 for mechanical satisfaction.
[표 4]의 세 번째 바인더(3차)를 적용한 경우가 제일 높은 경도를 보였으나 작업성이 떨어지는 문제점이 있으며, [표 4]의 세 번째 바인더(4차)를 적용한 경우가 경도가 90Hv 이상과 작업성이 좋은 것으로 나타났다.
In the case of applying the third binder (tertiary) of Table 4, the highest hardness was shown but the workability was poor. When the third binder (fourth) of Table 4 was applied, the hardness was 90 Hv or more And workability.
[표 6] 샘플별 경도측정 결과[Table 6] Hardness measurement results per sample
본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
The technical idea should not be construed as being limited to the above-described embodiment of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, such modifications and changes are within the scope of protection of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.
10: 리드프레임
11: 홈
12: 전극
13: 권선 가이드부
20: 코일
30: 인덕터 몸체
31: 전극 삽입홈10: Lead frame
11: Home
12: Electrode
13: Winding guide section
20: Coil
30: Inductor body
31: electrode insertion groove
Claims (6)
상기 전극(12)의 권선 가이드부(13)에 권선되고, 단부가 전극(12)에 각각 접속되는 코일(20);
상기 내부에 권선된 코일(20)이 위치하도록 상기 전극(12)의 일부와 코일(20)을 감싸도록 자성체 분말을 이용하여 일체로 소결 성형되는 블록형태의 인덕터 몸체(30);
를 포함하여 이루어지며,
상기 인덕터 몸체(30)의 소결 성형시 상기 전극(12)으로부터 상기 인덕터 몸체(30)의 상단까지의 거리와 상기 전극(12)으로부터 상기 인덕터 몸체(30)의 하단까지의 거리비가 6~8 : 4~2 인 것을 특징으로 하는 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터.
H-shaped grooves 11 are formed in a strip-shaped metal plate so as to be spaced apart from each other at regular intervals in the longitudinal direction of the metal plate. Electrodes 12 to be connected to external terminals at upper and lower parts, , A lead frame (10) having a winding guide part (13) formed at an opposite end region of the electrodes;
A coil (20) wound on a winding guide portion (13) of the electrode (12) and having an end connected to the electrode (12), respectively;
An inductor body 30 in the form of a block, which is integrally sintered and formed by using a magnetic powder to surround a part of the electrode 12 and the coil 20 so that the coil 20 wound inside is positioned;
And,
The distance from the electrode 12 to the upper end of the inductor body 30 and the distance from the electrode 12 to the lower end of the inductor body 30 during sintering molding of the inductor body 30 is in the range of 6 to 8: 4. The high-current power inductor for a set-top box according to claim 1,
상기 인덕터 몸체(30)의 분말조성은 Cabonyl Fe 분말 98.0 내지 99.5wt%, C 분말 0.01 내지 0.15 wt%, O 분말 0.2 내지 0.8 wt%, N 분말 0.01 내지 0.05wt%, Si 분말 0.25 내지 1.20 wt% 인 것을 특징으로 하는 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터.
The method according to claim 1,
The powder composition of the inductor body 30 is composed of 98.0 to 99.5 wt% of Cabonyl Fe powder, 0.01 to 0.15 wt% of C powder, 0.2 to 0.8 wt% of O powder, 0.01 to 0.05 wt% of N powder, 0.25 to 1.20 wt% of Si powder, Wherein the high-current power inductor is a high-current power inductor.
상기 인덕터 몸체(30)의 소결 성형을 위한 분말과 바인더의 혼합비율은 90~95:5~10이고, 바인더의 조성은 에폭시계 수지 90~96wt%, DDS 수지 1~4wt%, 페놀수지 1~4wt%, 아세톤 수지 1~3wt% 인 것을 특징으로 하는 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터.
3. The method of claim 2,
The mixing ratio of the powder and the binder for sintering the inductor body 30 is 90 to 95: 5 to 10, and the composition of the binder is 90 to 96 wt% of an epoxy resin, 1 to 4 wt% of a DDS resin, 4 wt%, and acetone resin is 1 wt% to 3 wt%.
상기 인덕터 몸체(30)의 소결온도는 180~200℃이고 소결시간은 60 내지 100분인 것을 특징으로 하는 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터.
4. The compound according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the inductor body (30) has a sintering temperature of 180 to 200 DEG C and a sintering time of 60 to 100 minutes.
상기 인덕터 몸체(30)의 소결압력은 40 내지 70 MPa 이며, 분당 타발수는 10 내지 20이고, 분말 충전율은 180 내지 230%인 것을 특징으로 하는 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터.
5. The method of claim 4,
Wherein the inductor body (30) has a sintering pressure of 40 to 70 MPa, a water repellency per minute of 10 to 20, and a powder filling rate of 180 to 230%.
상기 전극(12)의 권선 가이드부(13)에 코일(20)을 권선하는 단계;
권선된 코일(20)의 각 단부를 각 전극(12)에 접합하는 단계;
리드프레임(10)을 소결로에 삽입하고 코일(20)과 전극(12)의 일부를 수용하여 인덕터 몸체(30)가 형성되도록 하되, 인덕터 몸체(30)의 상단에 전극 삽입홈(31)이 형성되도록 분말 소결 소성하는 단계;
분말 소결 소성된 인덕터 몸체(30)로부터 전극(12)이 돌출되도록 전극(12)을 절단하여 리드프레임(10)으로부터 인덕터 몸체(30)를 분리하는 단계;
분리된 인덕터 몸체(30)로부터 돌출된 전극(12)을 전극 삽입홈(31)에 삽입되도록 절곡하는 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세톱 박스용 고전류 파워 인덕터.H-shaped grooves 11 are formed in a strip-shaped metal plate so as to be spaced apart from each other at regular intervals in the longitudinal direction of the metal plate. Electrodes 12 to be connected to external terminals at upper and lower parts, , Fabricating a lead frame (10) in which winding guide portions (13) are formed in opposite end regions of the electrodes;
Winding the coil (20) on the winding guide portion (13) of the electrode (12);
Bonding each end of the wound coil (20) to each electrode (12);
The lead frame 10 is inserted into the sintering furnace and the coil 20 and a part of the electrode 12 are received to form the inductor body 30. The electrode insertion groove 31 is formed in the upper end of the inductor body 30 Sintering to form powder sintering;
Separating the inductor body (30) from the lead frame (10) by cutting the electrode (12) so that the electrode (12) protrudes from the powder sintered inductor body (30);
Bending the electrode (12) protruded from the separated inductor body (30) to be inserted into the electrode insertion groove (31);
Wherein the high-current power inductor is a high-current power inductor.
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