KR20160023077A - 권선형 인덕터 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
권선형 인덕터 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 권선형 인덕터는 자성체 코어, 권선되어 형성되며 자성체 코어에 내장되는 코일 소자, 및 자성체 코어의 양단부에 각각 형성되어 코일 소자와 전기적으로 연결되는 도전성 수지층을 포함하고, 도전성 수지층은 자성체 코어의 단부면을 커버하는 헤드부 및 헤드부로부터 자성체 코어의 단부측면으로 연장되는 밴드부를 포함하며, 헤드부의 두께는 밴드부의 두께보다 상대적으로 얇게 형성된다.
Description
본 발명은 권선형 인덕터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
인덕터는 제품내의 집적회로 등에 다양한 전압을 공급하는 역할을 하는 수동소자로, 주로 집적회로가 구동되는 전원단의 출력측에 붙어서 전류를 안정되게 집적회로로 공급하는 역할을 하고 있다.
또한, 최근에는 전자 및 통신기기의 비약적인 발달과 더불어 전자 및 통신기기의 빈번한 사용빈도에 따른 상호간의 간섭에 의해 통신장애등의 문제가 자주 발생하고 있다. 이에 따라, 무선통신 기기 및 멀티미디어의 사용에 따라 발생되는 악화된 전자기적 환경을 개선하고자 각국의 전자기 장애규제가 강화되고 있는 추세이다.
이러한 추세에 따라 근래에는 전자파 장애 제거소자에 대한 개발이 요구되고, 그 부품수요의 급증과 함께 기능의 복잡화, 고집적화 및 고효율화 측면으로 기술이 발전되고 있으며, 이 가운데 인덕터가 고주파의 노이즈를 제거하는 필터로 개인용컴퓨터, 전화기 및 통신장치에 주로 사용될 수 있다.
한편, 전자 및 통신기기의 소형화 및 고성능화가 가속됨에 따라 사용되는 부품이나 디바이스에 소형화 및 저저항화에 의한 발열의 억제가 동시에 요구되고 있다. 이에 따라, 전자 및 통신기기에 사용되는 인덕터를 소형화 및 저저항화하기 위한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예는 도전성 수지층에서 헤드부의 두께를 밴드부의 두께보다 상대적으로 얇게 형성하는 권선형 인덕터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
여기서, 도전성 수지층은 침지 공정을 통해 자성체 코어의 양단부에 도포된 후, 헤드부에 해당하는 부분이 일부 제거되어 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터의 제조 방법을 나타내는 순서도.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터의 제조 방법에서 주요 단계를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터의 제조 방법을 나타내는 순서도.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터의 제조 방법에서 주요 단계를 나타내는 도면.
본 발명에 따른 권선형 인덕터 및 그 제조 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터(1000)는 자성체 코어(100), 코일 소자(200) 및 도전성 수지층(300)을 포함하고, 도금층(400)을 더 포함할 수 있다.
자성체 코어(100)는 후술할 코일 소자(200)에 전류가 인가되면 코일 소자(200)에서 유도되는 자속이 지나가는 경로인 자로(magnetic path)가 형성되는 공간으로, 자성체 코어(100)는 자성합금입자와 이러한 자성합금입자 사이에 개재하는 절연 재료로 이루어질 수 있다.
이 경우, 자성체 코어(100)는 압분 성형법 등을 이용하여 자성합금입자와 열변화성 절연 재료를 소정 질량비로 포함하는 자성체 페이스트를 일정한 모양으로 정형한 후에, 정형물에 열처리를 실시하여 절연 재료를 경화시킴으로써 제작될 수 있다.
여기서, 자성합금입자는 전기저항이 높고, 자력 손실이 작으며, 조성 변화를 통해 임피던스 설계가 용이한 Fe-Cr-Si합금이나 Fe-Si-Al합금 등의 입자일 수 있으며, 열변화성 절연 재료에는 바람직하게는 에폭시 수지나 페놀수지 또는 폴리에스테르 등을 이용할 수 있다.
이와 같이, 에폭시 수지 등으로 이루어지는 절연 재료를 사용함에 따라 자성체 코어(100)는 내부에 실장되는 코일 소자(200)와의 밀착력을 충분히 확보할 수 있다.
코일 소자(200)는 권선되어 형성되며 자성체 코어(100)에 내장되는 부분으로, 전류가 인가되면 자속이 유도되는 전자기 유도를 통해 전류의 변화량에 비례해 전압을 유도할 수 있다.
이러한 코일 소자(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 플랫 와이어 코일(flat wire coil) 형태로서 α감음 방법으로 권선될 수 있고, 이에 따라 본 실시예에 따른 권선형 인덕터(1000)는 칩타입일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 코일 소자(200)의 형태를 다양하게 구성할 수 있다.
이 경우, 코일 소자(200)는 전도성이 우수한 은(Ag), 납(Pb), 백금(Pt) 등의 귀금속 재료 및 니켈(Ni), 구리(Cu) 중 어느 하나의 물질로 형성되거나 적어도 2개의 물질을 혼합한 재료로 형성될 수 있다.
한편, 코일 소자(200)의 표면에는 절연막이 코팅될 수 있다. 여기서, 절연막은 권선된 코일 소자(200) 사이의 절연을 확보하기 위한 것으로, 폴리우레탄막 또는 폴리에스테르막 등으로 이루어질 수 있다.
도전성 수지층(300)은 자성체 코어(100)의 양단부에 각각 형성되어 코일 소자(200)와 전기적으로 연결되는 부분으로, 권선형 인덕터(1000)를 별도의 기판 등에 실장할 때 전기적 연결을 위한 외부 단자를 구성할 수 있다.
즉, 코일 소자(200)는 단부가 자성체 코어(100)의 외부로 연장되고, 이러한 코일 소자(200)의 단부는 자성체 코어(100)의 양단부에 형성된 도전성 수지층(300)과 접합될 수 있다. 그리고, 상기와 같은 도전성 수지층(300)으로 구성되는 외부 단자는 권선형 인덕터(1000)가 실장되는 별도의 기판 등과 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 도전성 수지층(300)은 자성체 코어(200)의 단부면을 커버하는 헤드부(310) 및 헤드부(310)로부터 자성체 코어(200)의 단부측면으로 연장되는 밴드부(320)를 포함하고, 헤드부(310)의 두께(t1)는 밴드부(320)의 두께(t2)보다 상대적으로 얇게 형성된다.
구체적으로, 도 2에 도시된 방향을 기준으로 설명하면, 자성체 코어(100)의 양 측면에 형성된 도전성 수지층(300)은 헤드부(310)에 해당하고, 자성체 코어(100)의 상하면에 형성된 도전성 수지층(300)은 밴드부(320)에 해당한다.
도전성 수지층(300)은 경화 전 유동성이 있으며 자체적인 점도를 가진다는 점에서, 자성체 코어(100)의 양단부에 도전성 수지층(300)을 형성하는 과정에서 헤드부(310)가 밴드부(320)보다 두껍게 형성될 수 있고, 헤드부(310) 중에서도 중앙 부분이 가장 두껍게 형성될 수 있다(도 5 참조).
이로 인해, 권선형 인덕터(1000)의 전체적인 규격이 커질 뿐만 아니라, 도전성 수지층(300)의 두께가 커질수록 그 내부에 상대적으로 다량 존재할 수 있는 산화층으로 인해 전도도가 저하되며 직류저항(Rdc)이 상승하는 등의 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 권선형 인덕터(1000)는 도전성 수지층(300)의 형성 시 상대적으로 크게 문제될 수 있는 헤드부(310)의 두께(t1)을 밴드부(320)의 두께(t2)보다 얇게 형성함으로써, 상기와 같은 문제점을 방지할 수 있다.
한편, 헤드부(310)의 두께(t1)는 1 내지 20? 범위로 제어하는 것이 권선형 인덕터(1000)의 규격 및 직류저항(Rdc)의 감소를 위해 바람직하다.
도금층(400)은 도전성 수지층(300)을 커버하도록 도전성 수지층(300) 상에 형성되는 부분으로, 도전성 수지층(300)이 외부로 직접적으로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
도전성 수지층(300)이 외부로 직접 노출되는 경우, 부식 또는 손상 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 도금층(400)으로 도전성 수지층(300)을 커버하여 도전성 수지층(300)과 함께 상술한 외부 단자를 구성할 수 있다.
이 경우, 도금층(400)은 도 2에 도시된 바와 같이, 2단의 금속층으로 형성할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 1단 또는 3단 이상으로 형성될 수 있는 등, 다양하게 변형될 수 있다.
그리고, 도 2에 도시된 2단의 금속층으로는, 도전성 수지층(300)을 커버하는 니켈 도금층 및 이러한 니켈 도금층을 커버하는 은 도금층으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 은 도금층은 상대적으로 양호한 전도도를 갖는다는 점에서 별도의 기판 등과의 전기적 접속을 용이하게 하기 위한 층일 수 있고, 니켈 도금층은 도전성 수지층(300)과 은 도금층간의 접합을 용이하게 하기 위한 층일 수 있다.
본 실시예에 따른 권선형 인덕터(1000)에서, 도전성 수지층(300)은 열경화성 수지에 금속 필러를 혼합하여 조성될 수 있다. 즉, 전도도가 우수한 은, 구리, 니켈 및 이의 합금 등의 금속 필러를 열경화성 수지 내부에 분산 혼입시켜 도전성 수지층(300)을 조성할 수 있다.
이 경우, 열경화성 수지 자체는 경화 전 일정 부분 유동성을 갖는다는 점에서, 자성체 코어(100)의 양단부에 도전성 수지층(300)을 도포하는 것이 용이할 수 있으며, 도포 후 도전성 수지층(300)을 가열하여 경화시킴으로써 도전성 수지층(300)을 자성체 코어(100)의 양단부에 형성할 수 있다.
본 실시예에 따른 권선형 인덕터(1000)에서, 도전성 수지층(300)은 침지(dipping) 공정을 통해 자성체 코어(100)의 양단부에 도포된 후, 헤드부(310)에 해당하는 부분이 일부 제거되어 형성될 수 있다.
이 경우, 침지 공정이란 도전성 수지 페이스트에 자성체 코어(100)의 양단부를 담궈 도포시키는 공정으로서, 상술한 바와 같이 도전성 수지 페이스트 자체의 유동성 및 점성에 의해 헤드부(310)가 밴드부(320)보다 두껍게 형성될 수 있고, 헤드부(310) 중에서도 중앙 부분이 가장 두껍게 형성될 수 있다(도 5 참조).
따라서, 자성체 코어(100)의 양단부에 도포된 도전성 수지 페이스트 중 헤드부(310)에 해당하는 부분을 제거하여, 헤드부(310)의 두께(t1)가 밴드부(320)의 두께(t2)보다 상대적으로 얇게 형성되도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터의 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터의 제조 방법에서 주요 단계를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터의 제조 방법은, 코일 소자(200)가 내장된 자성체 코어(100)를 준비하는 단계(S100, 도 4)로부터 시작된다.
이 경우, 자성체 코어(100)는 후술할 코일 소자(200)에 전류가 인가되면 코일 소자(200)에서 유도되는 자속이 지나가는 경로인 자로(magnetic path)가 형성되는 공간으로, 자성체 코어(100)는 자성합금입자와 이러한 자성합금입자 사이에 개재하는 절연 재료로 이루어질 수 있다.
그리고, 코일 소자(200)는 권선되어 형성되며 자성체 코어(100)에 내장되는 부분으로, 전류가 인가되면 자속이 유도되는 전자기 유도를 통해 전류의 변화량에 비례해 전압을 유도할 수 있다.
다음으로, 자성체 코어(100)의 양단부에 도전성 수지층(300)을 도포한다(S200, 도 5). 이 경우, 도전성 수지층(300)은 자성체 코어(100)의 양단부에 각각 형성되어 코일 소자(200)와 전기적으로 연결되는 부분으로, 권선형 인덕터(1000)를 별도의 기판 등에 실장할 때 전기적 연결을 위한 외부 단자를 구성할 수 있다.
이러한 도전성 수지층(300)은 침지 공정 등과 같이 도전성 수지 페이스트에 자성체 코어(100)의 양단부를 담궈 도포시키는 방법으로 자성체 코어(100)에 도포될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 도전성 수지층(300)은 경화 전 유동성이 있으며 자체적인 점도를 가진다는 점에서, 자성체 코어(100)의 양단부에 도전성 수지층(300)을 형성하는 과정에서 헤드부(310)가 밴드부(320)보다 두껍게 형성될 수 있고, 헤드부(310) 중에서도 중앙 부분이 가장 두껍게 형성될 수 있다.
이로 인해, 권선형 인덕터(1000)의 전체적인 규격이 커질 뿐만 아니라, 도전성 수지층(300)의 두께가 커질수록 그 내부에 상대적으로 다량 존재할 수 있는 산화층으로 인해 전도도가 저하되며 직류저항(Rdc)이 상승하는 등의 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 도전성 수지층(300) 중 헤드부(310)에 해당하는 부분을 일부 제거한다(S300, 도 6). 즉, 자성체 코어(100)의 양단부에 도포된 도전성 수지 페이스트 중 헤드부(310)에 해당하는 부분을 제거하여, 헤드부(310)의 두께(t1)가 밴드부(320)의 두께(t2)보다 상대적으로 얇게 형성되도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 권선형 인덕터의 제조 방법은, 헤드부(310)의 두께(t1)를 밴드부(320)의 두께(t2)보다 얇게 형성함으로써, 권선형 인덕터(100)를 소형화 및 저저항화할 수 있다.
본 실시예에 따른 권선형 인덕터의 제조 방법은, S300 단계 이후에, 도전성 수지층(300)을 경화시키는 단계(S400)를 더 포함할 수 있다. 즉, 경화 전 일정 부분 유동성을 갖는 도전성 수지층(300)을 경화시켜 도전성 수지층(300)의 변형을 방지할 수 있다.
여기서, 도전성 수지층(300)은 열경화성 수지에 금속 필러를 혼합하여 형성되고, S400 단계는 도전성 수지층(300)을 가열하는 단계(S410)를 포함할 수 있다. 즉, 전도도가 우수한 은 등의 금속 필러를 열경화성 수지 내부에 분산 혼입시켜 도전성 수지층(300)을 조성할 수 있다.
이 경우, 열경화성 수지 자체는 경화 전 일정 부분 유동성을 갖는다는 점에서, 자성체 코어(100)의 양단부에 도전성 수지층(300)을 도포하는 것이 용이할 수 있으며, 도포 후 도전성 수지층(300)을 가열하여 경화시킴으로써 도전성 수지층(300)을 자성체 코어(100)의 양단부에 형성할 수 있다.
본 실시예에 따른 권선형 인덕터의 제조 방법은, S400 단계 이후에, 도전성 수지층(300)을 커버하도록 도전성 수지층(300) 상에 도금층(400)을 형성하는 단계(S500, 도 7)을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 도금층(400)은 도전성 수지층(300)을 커버하도록 도전성 수지층(300) 상에 형성되는 부분으로, 도전성 수지층(300)이 외부로 직접적으로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
도전성 수지층(300)이 외부로 직접 노출되는 경우, 부식 또는 손상 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 도금층(400)으로 도전성 수지층(300)을 커버하여 도전성 수지층(300)과 함께 상술한 외부 단자를 구성할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터의 제조 방법에서의 주요 구성에 대하여는 본 발명의 일 실시예에 따른 권선형 인덕터(1000)에서 이미 상술하였으므로, 중복되는 내용에 한하여 상세한 설명을 생략하도록 한다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 자성체 코어
200: 코일 소자
300: 도전성 수지층
310: 헤드부
320: 밴드부
400: 도금층
1000: 권선형 인덕터
200: 코일 소자
300: 도전성 수지층
310: 헤드부
320: 밴드부
400: 도금층
1000: 권선형 인덕터
Claims (8)
- 자성체 코어;
권선되어 형성되며 상기 자성체 코어에 내장되는 코일 소자; 및
상기 자성체 코어의 양단부에 각각 형성되어 상기 코일 소자와 전기적으로 연결되는 도전성 수지층;을 포함하고,
상기 도전성 수지층은
상기 자성체 코어의 단부면을 커버하는 헤드부 및
상기 헤드부로부터 상기 자성체 코어의 단부측면으로 연장되는 밴드부를 포함하며,
상기 헤드부의 두께는 상기 밴드부의 두께보다 상대적으로 얇게 형성되는, 권선형 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 도전성 수지층을 커버하도록 상기 도전성 수지층 상에 형성되는 도금층;
을 더 포함하는 권선형 인덕터.
- 제1항에 있어서,
상기 도전성 수지층은 열경화성 수지에 금속 필러를 혼합하여 형성되는, 권선형 인덕터.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도전성 수지층은 침지(dipping) 공정을 통해 상기 자성체 코어의 양단부에 도포된 후, 상기 헤드부에 해당하는 부분이 일부 제거되어 형성되는, 권선형 인덕터.
- 제1항에 따른 권선형 인덕터의 제조 방법에 있어서,
상기 코일 소자가 내장된 상기 자성체 코어를 준비하는 단계;
상기 자성체 코어의 양단부에 각각 상기 도전성 수지층을 도포하는 단계; 및
상기 도전성 수지층 중 상기 헤드부에 해당하는 부분을 일부 제거하는 단계;
를 포함하는 권선형 인덕터의 제조 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 도전성 수지층 중 상기 헤드부에 해당하는 부분을 일부 제거하는 단계 이후에,
상기 도전성 수지층을 경화시키는 단계;
를 더 포함하는 권선형 인덕터의 제조 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 도전성 수지층은 열경화성 수지에 금속 필러를 혼합하여 형성되고,
상기 도전성 수지층을 경화시키는 단계는,
상기 도전성 수지층을 가열하는 단계를 포함하는, 권선형 인덕터의 제조 방법.
- 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 도전성 수지층을 경화시키는 단계 이후에,
상기 도전성 수지층을 커버하도록 상기 도전성 수지층 상에 도금층을 형성하는 단계;
를 더 포함하는 권선형 인덕터의 제조 방법.
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