KR20140071756A - 인덕터 및 인덕터 제조 방법 - Google Patents

인덕터 및 인덕터 제조 방법 Download PDF

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Abstract

인덕터 및 인덕터 제조 방법이 개시된다. 인덕터 제조 방법은 소정의 패턴이 형성되고 일측에 삽입부가 형성된 PCB 기판을 위치시키는 단계; 코어의 하부에 형성된 돌출부를 상기 삽입부에 삽입되도록 고정시키는 단계; 상기 코어에 권선된 코일의 양 끝단을 상기 PCB 기판의 하부에 배치된 하부 PCB 단자에 각각 전기적으로 연결시키는 단계; 및 상기 코어, 상기 코일 및 상기 PCB 기판의 상부 노출면이 내부에 수납되도록 외형을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

인덕터 및 인덕터 제조 방법{Inductor and inductor manufacturing method}
본 발명은 인덕터 및 인덕터 제조 방법에 관한 것이다.
최근 전자기기가 저전압, 대전류화 추세로 개발됨에 따라 해당 기기 내에 구비되는 인덕터의 대전류화 대응이 중요해지고 있다.
대 전류화에 의해 전류의 첨두치가 증가되므로 그 첨두치를 억제 평활화하는 등의 목적 달성을 위해 고인덕턴스화가 요구되며, 동시에 코일 저항 성분에 의한 손실, 발열 및 전원 효율을 저하를 억제하기 위한 저 저항화도 요구되고 있다.
도 1은 종래기술에 따라 제조된 인덕터를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 인덕터는 내부 권선(코일(110))을 금형 타입을 이용하여 외부로 권선 노출시키고, 노출된 코일(110)에서 외부 전극(120)을 인출하는 방식으로 성형 금형을 이용하여 외형을 형성한다.
여기서, 외형을 형성하기 위해 이용되는 충진재(130)는 금속 자성 분말과 수지를 혼합한 재료가 이용된다.
그러나, 종래기술에 따른 인덕터 제조 방법은 제품의 개별 금형을 이용하여 성형하는 방식이 이용되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 외부 전극 인출을 위해 노출되는 코일 표면의 피복 제거를 위해 기구적 방법 또는 레이저(laser)를 이용한 방법이 추가적으로 고려되어야 하고, 외부 전극 인출을 위해 은(Ag) 도금, 니켈 도금, 주석(Sn) 도금 등 복잡한 레이어 구조를 가져야 하는 문제점도 있다.
본 발명은 소형화가 가능하고, 기판 실장성이 우수한 인덕터 및 인덕터 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 내부 코일의 효율적인 실장을 위해 코어(core)를 가지고, 코어 소재는 자성 특성을 가지는 소재를 사용함으로써 충진율을 극대화하고, 대용량이면서 동시에 박형의 요구를 충족시킬 수 있는 인덕터 및 인덕터 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 삽입부가 형성된 PCB 기판; 코어 및 상기 코어에 권선된 코일을 포함하고, 상기 코어의 하부에 형성된 돌출부가 상기 삽입부에 삽입 고정되도록 상기 PCB 기판의 상부에 배치되는 코일 조립체; 상기 PCB 기판의 하부에 배치되고, 상기 PCB 기판을 관통하여 상기 코일에 전기적으로 연결되는 하부 PCB 단자; 및 상기 코어, 상기 코일 및 상기 PCB 기판의 상부 노출면이 내부에 수납되도록 외형을 형성하는 충진재를 포함하는 인덕터가 제공된다.
상기 코어를 구성하는 수지의 함량은 1wt% 이하이고, 상기 충진재를 구성하는 수지의 함량은 4 내지 10wt% 중 임의의 값을 가질 수 있다.
상기 코어의 일측에는 상기 코일의 일단을 이용하여 상기 코어의 둘레면에 권선할 때 상기 코일의 타단을 고정하기 위한 하나 이상의 홈이 형성될 수 있다.
상기 코일과 상기 하부 PCB 단자는 레이저 웰딩(laser welding), 스폿 웰딩(spot welding), 초음파 용접, 전도성 접착제 본딩 중 하나 이상의 방법으로 전기적 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 소정의 패턴이 형성되고 일측에 삽입부가 형성된 PCB 기판을 위치시키는 단계; 코어의 하부에 형성된 돌출부를 상기 삽입부에 삽입되도록 고정시키는 단계; 상기 코어에 권선된 코일의 양 끝단을 상기 PCB 기판의 하부에 배치된 하부 PCB 단자에 각각 전기적으로 연결시키는 단계; 및 상기 코어, 상기 코일 및 상기 PCB 기판의 상부 노출면이 내부에 수납되도록 외형을 형성하는 단계를 포함하는 인덕터의 제조 방법이 제공된다.
상기 고정시키는 단계는, 상기 코어의 둘레면에 코일이 권선된 코일 조립체가 상기 삽입부에 삽입되도록 고정시키는 단계일 수 있다.
상기 고정시키는 단계는, 코어의 하부에 형성된 돌출부를 상기 삽입부에 삽입되도록 고정시키는 단계; 및 상기 고정된 코어의 둘레면에 코일을 권선하는 단계를 포함할 수도 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 소형화가 가능하고, 기판 실장성이 우수한 인덕터 제조가 가능한 효과가 있다.
또한 내부 코일의 효율적인 실장을 위해 코어(core)를 가지고, 코어 소재는 자성 특성을 가지는 소재를 사용함으로써 충진율을 극대화하고, 대용량이면서 동시에 박형의 요구를 충족시킬 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래기술에 따라 제조된 인덕터를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터의 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터의 평면도 및 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 형상을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터의 제조 방법을 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터의 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터의 평면도 및 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 형상을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 인덕터는 코일(210)을 별도의 코어(core)(220)에 권선하고, 코일(210)이 권선된 코어(220)를 PCB 기판(230)상에 실장하며, 코일(210)이 통전되도록 하기 위해 PCB 기판(230)의 하부에 배치되는 하부 PCB 단자(240)에 전기적으로 연결되도록 구성되어 하면(下面) 방향으로 외부 전극이 인출되는 구조를 가진다.
따라서, 외부 전극 인출을 위한 별도의 공정이 요구되지 않는 특징을 가지며, 하부 PCB 기판(240)에 대해 외부 전극에 필요한 도금 등의 후처리가 수행될 수 있어 공정이 간소화되는 장점이 있다.
코일(210)과 하부 PCB 단자(240)는 예를 들어 레이저 웰딩(laser welding), 스폿 웰딩(spot welding), 초음파 용접, 전도성 접착제 본딩 등 중 하나 이상의 방법으로 전기적 연결되며, 전기적으로 연결된 부위는 도 2에 연결부(250)로 도시되어 있다. 코일(210)은 PCB 기판(230)과의 전기적 연결을 위해 벤딩(bending) 구조를 가진다.
코어(220)에 권선되는 코일(210)의 형상은 도 3의 (b)와 (c)에 각각 예시된 바와 같이 각형, 환형 등으로 다양할 수 있으며, 코일(210)의 재질은 예를 들어 구리(cu)일 수 있다.
또한 코일(210), 코일(210)이 권선된 코어(220) 및 PCB 기판(230)의 상부면이 내부에 수납되고 충진재(260)를 이용하여 인덕터의 외형이 형성될 수 있다.
충진재(130)는 예를 들어 금속 자성 분말과 수지를 혼합한 재료일 수 있고, 이때 수지(resin)의 함량은 4 내지 10wt%일 수 있다. 이에 비해, 코어(220)를 형성하기 위해 이용되는 수지의 함량은 예를 들어 1wt%이하이거나 수지가 포함되지 않을 수도 있어 충진재(130)를 구성하는 수지의 함량과 상이하다.
즉, 코어(220)는 별도의 성형 및 소결 방법으로 수지 함량이 극소량이거나 없는 형태로 제작하되, 충진재(260)를 이용한 외형 형성 과정은 몰드 성형이 어려운 공정이므로 수지 함량을 높여 충진성을 향상시킨다.
코어(220)는 성형 및 소결 방법에 의해 제작되며, 이때 소결 온도는 예를 들어 600 내지 1200도일 수 있다.
코어(220)는 도 3의 (b)와 (c)에 각각 예시된 바와 같이, PCB 기판(230)에 형성된 홀 또는 홈인 삽입부에 삽입 고정되도록 하기 위해, 하부에 돌출부를 가지는
Figure pat00001
또는
Figure pat00002
의 형상으로 형성될 수 있으며, 코어(220)의 외부는 코팅 및 산화막 형성으로 인해 절연성을 가지도록 할 수 있다.
또한, 코어(220)의 둘레는 각형 또는 원형 구조로 형성될 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 코어(220)의 일 측에는 어느 한 측의 코일을 고정하고 타측의 코일을 코어(220)의 측벽을 따라 권선하도록 하여 코일(210)의 권선 편의성 증진을 위한 하나 이상의 홈(410)이 형성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, (a)에 도시된 바와 같이, 패턴이 형성되고, 코어(220)에 형성된 돌출부가 삽입되도록 하기 위한 삽입부(예를 들어, 홀 또는 홈)(510)가 형성된 PCB 기판(230)에, (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 코어(220)에 코일(210)이 권선된 코일 조립체(520)의 돌출부(즉, 코어(220)의 하부에 형성된 돌출부)가 PCB 기판(230)에 형성된 삽입부(510)에 삽입하여 고착시킨다.
고착된 코어(220)에 권선된 코일(210)의 각 단부는 하부 PCB 단자(240)에 전기적으로 연결되도록 처리된다. 코일(210)과 하부 PCB 단자(240)는 예를 들어 레이저 웰딩(laser welding), 스폿 웰딩(spot welding), 초음파 용접, 전도성 접착제 본딩 등 중 하나 이상의 방법으로 전기적 연결될 수 있다.
도 4에서는 코어(220)에 코일(210)을 권선한 상태(즉, 코일 조립체 형태(520))로 PCB 기판(230)의 삽입부(510)에 삽입 고착 시키는 경우가 도시되었으나, 코어(220)만을 PCB 기판(230)에 삽입하여 고착시킨 후 코어(220)에 코일(210)을 권선할 수도 있음은 당연하다.
이후, (d)에 도시된 바와 같이 충진재(260)를 이용하여 코일(210), 코일(210)이 권선된 코어(220) 및 PCB 기판(230)의 노출된 상부면이 내부에 수납되도록 인덕터의 외형을 형성한다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
210 : 코일
220 : 코어
230 : PCB 기판
240 : 하부 PCB 단자
250 : 연결부
260 : 충진재

Claims (7)

  1. 삽입부가 형성된 PCB 기판;
    코어 및 상기 코어에 권선된 코일을 포함하고, 상기 코어의 하부에 형성된 돌출부가 상기 삽입부에 삽입 고정되도록 상기 PCB 기판의 상부에 배치되는 코일 조립체;
    상기 PCB 기판의 하부에 배치되고, 상기 PCB 기판을 관통하여 상기 코일에 전기적으로 연결되는 하부 PCB 단자; 및
    상기 코어, 상기 코일 및 상기 PCB 기판의 상부 노출면이 내부에 수납되도록 외형을 형성하는 충진재를 포함하는 인덕터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어를 구성하는 수지의 함량은 1wt% 이하이고, 상기 충진재를 구성하는 수지의 함량은 4 내지 10wt% 중 임의의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 인덕터.
  3. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어의 일측에는 상기 코일의 일단을 이용하여 상기 코어의 둘레면에 권선할 때 상기 코일의 타단을 고정하기 위한 하나 이상의 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 인덕터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코일과 상기 하부 PCB 단자는 레이저 웰딩(laser welding), 스폿 웰딩(spot welding), 초음파 용접, 전도성 접착제 본딩 중 하나 이상의 방법으로 전기적 연결되는 것을 특징으로 하는 인덕터.
  5. 소정의 패턴이 형성되고 일측에 삽입부가 형성된 PCB 기판을 위치시키는 단계;
    코어의 하부에 형성된 돌출부를 상기 삽입부에 삽입되도록 고정시키는 단계;
    상기 코어에 권선된 코일의 양 끝단을 상기 PCB 기판의 하부에 배치된 하부 PCB 단자에 각각 전기적으로 연결시키는 단계; 및
    상기 코어, 상기 코일 및 상기 PCB 기판의 상부 노출면이 내부에 수납되도록 외형을 형성하는 단계를 포함하는 인덕터의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고정시키는 단계는, 상기 코어의 둘레면에 코일이 권선된 코일 조립체가 상기 삽입부에 삽입되도록 고정시키는 단계인 것을 특징으로 하는 인덕터의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 고정시키는 단계는,
    코어의 하부에 형성된 돌출부를 상기 삽입부에 삽입되도록 고정시키는 단계; 및
    상기 고정된 코어의 둘레면에 코일을 권선하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인덕터의 제조 방법.
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