KR20160052130A - 연자성 금속 복합체 - Google Patents

연자성 금속 복합체 Download PDF

Info

Publication number
KR20160052130A
KR20160052130A KR1020140151970A KR20140151970A KR20160052130A KR 20160052130 A KR20160052130 A KR 20160052130A KR 1020140151970 A KR1020140151970 A KR 1020140151970A KR 20140151970 A KR20140151970 A KR 20140151970A KR 20160052130 A KR20160052130 A KR 20160052130A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
soft magnetic
magnetic metal
powder
nano powder
insulator
Prior art date
Application number
KR1020140151970A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102047565B1 (ko
Inventor
문병철
이세형
박일진
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020140151970A priority Critical patent/KR102047565B1/ko
Priority to JP2015187048A priority patent/JP2016092403A/ja
Priority to US14/921,631 priority patent/US20160125987A1/en
Publication of KR20160052130A publication Critical patent/KR20160052130A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102047565B1 publication Critical patent/KR102047565B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C45/00—Amorphous alloys
    • C22C45/02—Amorphous alloys with iron as the major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/16—Metallic particles coated with a non-metal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15358—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing
    • H01F1/15366—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder
    • H01F1/15375—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder using polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • H01F1/26—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/08—Metallic powder characterised by particles having an amorphous microstructure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C2202/00—Physical properties
    • C22C2202/02—Magnetic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

본 발명은 금속 인덕터에 사용되는 연자성 금속 복합체에 관한 것이다.
본 발명의 연자성 금속 복합체는 절연층으로 코팅된 연자성 금속 분말, 절연체 나노 파우더 및 고분자 수지를 포함하되, 상기 연자성 금속 분말과 절연체 나노 파우더는 상기 고분자 수지 내에 분산된 구조를 갖는다.

Description

연자성 금속 복합체{Soft Magnetism Metal Complex}
본 발명은 절연성이 향상된 연자성 금속 복합체에 관한 것이다.
최근 스마트폰, 테블릿 피씨 등 휴대기기의 발전에 따라 고성능의 듀얼코어 및 쿼드코어 AP(Application Processor) 및 큰 면적의 디스플레이(Display)의 수요가 늘어남에 따라 종래의 페라이트(Ferrite) 인덕터로는 충분한 정격 전류를 발휘하지 못하고 있다. 따라서, 종래의 페라이트 인덕터에 비하여 높은 정격 전류를 가지는 연자성 금속 분말(powder)과 유기물을 복합한 연자성 금속 인덕터들이 많이 등장하고 있다.
그런데, 이러한 연자성 금속 인덕터는 양호한 DC-bias특성 및 낮은 코어 로스(core loss)등 여러 가지 장점에도 불구 하고 금속 분말 표면의 얇은 절연막에 의존하여 도체 간을 절연시키기 때문에 내전압 측면에서 약점을 가질 수 있다. 또한 파괴전압(BDV, Breakdown voltage)에 있어서도 페라이트 인덕터와 대비하여 1/10 미만이기 때문에 일반적인 휴대폰의 전압을 강압하는 Buck-type DC-DC Converter에서는 거의 문제가 되지 않지만, OLED등 용도로 사용되는 Boost Converter 등에서는 순간적으로 인덕터 양단에 10V 이상의 높은 전압이 걸리게 됨에 따라 연자성 금속 분말 표면의 절연층이 파손될 가능성이 있다.
일반적으로, 금속 인덕터의 금속 분말은 표면이 절연 코팅된 상태이므로 이러한 재료를 사용하여 만드는 제품은 표면 절연층의 파손을 최소화하는 힘으로 재료를 분산하고 에폭시(Epoxy)등의 경화성 유기물과 혼합하여 원하는 형상을 만든 후 가공하는 방법이 주로 사용된다. 이러한 경우 재료의 코팅층뿐만 아니라 완전 접촉이 일어나지 않는 일부 계면에서는 코팅층 중간에 수지(resin)가 존재하여 추가적으로 절연성에 도움을 주고 있다.
그러나, 연자성 금속 인덕터의 제조 공정 중 이러한 절연층의 파손이 있을 수 있기 때문에 페라이트 인덕터 대비해서는 신뢰성이 낮을 수 있다.
특히, 현재 지속적인 전자 기기의 요구사항은 더 작은 크기 와 더 얇은 부품을 요구하므로, 투자율의 향상이 필수적이다. 그런데, 투자율은 자성체의 충진밀도에 비례하기 때문에 재료 내의 비자성체가 차지하는 비율이 점점 더 낮아지고, 입자 간의 거리도 더 줄어들 필요성이 있다. 이에 따라, 금속 입자 사이의 거리가 가까워지므로 전장의 크기는 더 크게 되어 절연저항 및 내전압에서는 더 불리한 상황이 된다.
결국, 인덕터의 소형화 및 박형화를 이루면서도 고투자율과 신뢰성을 확보하는 방안이 점차 중요한 과제로 대두 되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제2013-0104807호
따라서, 본 발명은 종래 금속 인덕터에 사용되는 연자성 금속 복합체에서 제기되는 상기 과제들을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 절연체 나노 파우더가 포함된 연자성 금속 복합체가 제공됨에 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 절연체 나노 파우더로서 세라믹 나노 파우더 또는 페라이트 나노 파우더가 포함된 연자성 금속 복합체가 제공됨에 있다.
본 발명의 상기 목적은, 절연층으로 코팅된 연자성 금속 분말, 절연체 나노 파우더 및 고분자 수지를 포함하되, 상기 연자성 금속 분말과 절연체 나노 파우더는 상기 고분자 수지 내에 분산된 연자성 금속 복합체가 제공됨에 의해서 달성된다.
상기 연자성 금속 분말은 Fe-Si-Cr계, Fe-Ni-Mo계 및 Fe-Si-Al계 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 비정질 또는 나노 결정계일 수도 있다.
상기 절연체 나노 파우더로는 Al2O3, SiO2 등의 세라믹 나노 파우더가 사용될 수도 있으나, NiZn계 페라이트 또는 NiCuZn계 페라이트 중 어느 하나 이상의 페라이트 나노 파우더를 사용하여 연자석 금속 분말의 표면에 존재하는 절연체 나노 파우더의 비율을 높여줄 수도 있다.
본 발명에 따른 연자성 금속 복합체는 연자성 금속 분말 사이에 게재되는 절연체 나노 파우더를 포함하여 연자성 금속 분말 사이의 절연성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 연자성 금속 분말로 제조된 금속 인덕터의 파괴전압(BDV, Breakdown Voltage)이 향상되어 내전압 특성과 신뢰성이 향상된 금속 인덕터를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연자성 금속 복합체의 모식도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연자성 금속 복합체에서 세라믹 나노 파우더가 응집된 형태의 모식도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연자성 금속 복합체의 모식도.
본 명세서에 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연자성 금속 복합체의 모식도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연자성 금속 복합체에서 세라믹 나노 파우더가 응집된 형태의 모식도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연자성 금속 복합체의 모식도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연자성 금속 복합체(100)는 절연층(120)으로 코팅된 연자성 금속 분말(110), 절연체 나노 파우더(130) 및 고분자 수지(140)를 포함하되, 상기 연자성 금속 분말(110)과 절연체 나노 파우더(130)는 상기 고분자 수지(140)에 분산된 것일 수 있으며, 연자성 금속 인덕터의 코어 또는 몸체(body)로 사용될 수 있다.
연자성 금속 분말(110)은 인덕터 등의 자성 부품에서 자로(磁路)의 역할을 할 수 있으며, Fe-Si-Cr계, Fe-Ni-Mo계 및 Fe-Si-Al계 연자성 금속 분말 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
Fe-Si-Cr계 연자성 금속 분말 중 Cr은 치밀한 산화막을 형성하여 연자성 금속 분말의 산화를 억제하는 효과가 있으나 자성을 열화시키는 금속으로, Cr의 함량은 연자성 금속 분말 전체를 100wt%로 할 때 2.0 ~ 15.0 wt%일 수 있으며, Fe-Ni-Mo계 및 Fe-Si-Al계 연자성 금속 분말중 Mo와 Al의 함량 역시 연자성 금속 분말 전체를 100wt%로 할 때 2.0 ~ 15.0 wt%일 수 있다.
상기 연자성 금속 분말중에 함유된 Cr, Mo, Al의 함량이 2.0 wt% 미만일 경우에는 연자성 금속 분말의 산화를 억제하는 효과가 저하될 수 있으며, 15.0wt% 를 초과하는 경우에는 연자성 금속의 자기 특성이 저하되어 바람직하지 못하게 된다.
상기 연자성 금속 분말(110)은 절연층(120)으로 코팅되어 형성되는데, 상기 절연층(120)으로 인하여 교류 전기장에서 발생하는 전기적 저항으로 인한 와전류 손실(Eddy loss)을 감소시킬 수 있다.
상기 절연층(120)은 Fe2O3등의 금속 산화물 코팅, 아연 인산염, 철 인산염, 망간 인산염 등의 인산염 코팅과 더불어 에폭시 등의 고분자 수지(140)를 사용하는 유기 코팅을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
절연층(120)의 두께를 증가시키면 내전압 특성의 향상이 가능하나, 투자율을 높이기 위해서는 연자성 금속의 함량을 높여야 하기 때문에 인덕터를 사용하는 제품군의 용도에 맞춰 절연층(120)의 두께 조절이 가능하다.
본 실시예에서는 Fe-Si-Cr계, Fe-Ni-Mo계 또는 Fe-Si-Al계 연자성 금속 분말의 산화물을 절연층(120)으로 사용하는 것이 생산 공정의 단순화 측면에서 바람직할 수 있으나, 그외에 이미 언급한 인산염 코팅이나 유기 코팅 등의 재질로 절연층(120)을 형성하는 것도 가능하다.
또한, 상기 연자성 금속 분말(110)로는 비정질, 나노 결정계, 금속계 유리질 연자성 금속 분말(110)이 사용될 수도 있다.
본 실시예의 절연체 나노 파우더는 세라믹 나노 파우더(130)일 수 있으며, 상기 세라믹 나노 파우더(130)는 Al2O3, SiO2 , TiO2가 사용될 수 있다.
상기 세라믹 나노 파우더(130)는 도 1에서와 같이 연자성 금속 분말(110) 사이에 게재되어 연자성 금속 복합체(100)의 절연 저항을 향상시킬 수 있으며, 이를 통하여 연자성 금속 인덕터의 내전압 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 세라믹 나노 파우더(130)의 평균 반지름은 5nm 이상 500nm 이하일 수 있는데, 5nm 미만일 경우에는 연자성 금속 복합체(100)의 절연 저항의 향상이 미미할 수 있고, 500nm 를 초과하는 경우에는 연자성 금속 복합체(100)의 자기특성이 악화될 수 있어 바람직하지 못하다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연자성 금속 복합체(100)는 절연체 나노 파우더로 페라이트 나노 파우더(131)를 사용할 수 있다.
상기 페라이트 나노 파우더(131)로는 투자율과 절연성이 높은 NiZn계 페라이트와 NiCuZn 페라이트를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
페라이트 나노 파우더(131)를 합성시에 최종 배치 용제로 용매치환하고 분산한 상태에서 에폭시 등의 유기물 용액에서 금속 입자와 분산시키면, 페라이트 나노 파우더(131)가 단일 자구(single magnetic domain)를 가지기 때문에 그 자체로 자성을 띄게 된다. 따라서, 상대적으로 큰 연자성 금속 분말(110)의 표면에 쉽게 흡착될 수 있어, 페라이트 나노 파우더(131) 중 연자성 금속 분말(110)의 표면에 접촉되어 분산된 페라이트 나노 파우더(131)의 비율이 높을 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연자성 금속 복합체(100)에서 일부 세라믹 나노 파우더(130)가 응집된 형태로 복합체 내에 분산될 수 있는데, 페라이트 나노 파우더(131)를 절연체 나노 파우더로 사용하는 경우 좀 더 효율적으로 절연체 나노 파우더를 연자성 금속 분말의 표면에 분포시킬 수 있게 된다.
이에 따라서, 같은 함량의 페라이트 나노 파우더(131)가 연자성 금속 복합체(100)에 포함 되더라도 연자성 금속 분말(110)간의 절연성을 효율적으로 향상시킬 수 있게 되어 연자성 금속 인덕터의 내전압 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 페라이트 나노 파우더(131)의 평균 반지름 역시 5nm 이상 500nm 이하일 수 있는데, 5nm 미만일 경우에는 연자성 금속 복합체(100)의 절연 저항의 향상이 미미할 수 있고, 500nm 를 초과하는 경우에는 연자성 금속 복합체(100)의 자기특성이 악화될 수 있어 바람직하지 못하다.
본 발명의 실시예에 따른 연자성 금속 복합체(100)는 에폭시, 우레탄, 실리콘 중 어느 하나 이상의 고분자 수지(140)를 포함할 수 있다.
비교예
평균 반지름 20㎛의 절연층이 코팅된 Fe-Si-Al계 연자성 금속 분말을 준비하고 에폭시 수지에 분산시켜 투자율과 절연성 테스트를 위한 연자성 금속 복합체를 준비한다. 이때, 에폭시의 함량은 연자성 금속 복합체의 1.5wt% 이다.
상기 연자성 금속 복합체를 사용하여 외경 20mm, 내경 13mm이며 두께 4mm, 권선수 10 회의 토로이달 형태의 인덕터를 제조하여 Agilent사의 4982 LCR-meter를 사용하여 투자율을 측정한다.
또한, 상기 연자성 금속 복합체를 사용하여 직경 1cm, 두께 3mm의 디스크 형태의 시료를 제작 후 IR Agilent사의 4339B IR-meter로 비저항을 측정하고, Kiethley사의 2410 Sourcemeter로 파괴전압을 측정한다.
실시예 1
평균 반지름 20㎛의 절연층이 코팅된 Fe-Si-Al계 연자성 금속 분말을 준비하고, 평균 반지름 20nm의 SiO2 나노 파우더와 함께 에폭시 수지에 분산시켜 투자율과 절연성 테스트를 위한 연자성 금속 복합체를 준비한다. 이때, SiO2 나노 파우더의 함량은 연자성 금속 복합체의 0.1wt%이고, 에폭시의 함량은 연자성 금속 복합체의 1.5wt% 이다.
상기 연자성 금속 복합체를 사용하여 외경 20mm, 내경 13mm이며 두께 4mm, 권선수 10 회의 토로이달 형태의 인덕터를 제조하여 Agilent사의 4982 LCR-meter를 사용하여 투자율을 측정한다.
또한, 상기 연자성 금속 복합체를 사용하여 직경 1cm, 두께 3mm의 디스크 형태의 시료를 제작 후 IR Agilent사의 4339B IR-meter로 비저항을 측정하고, Kiethley사의 2410 Sourcemeter로 파괴전압을 측정한다.
실시예 2
평균 반지름 20㎛의 절연층이 코팅된 Fe-Si-Al계 연자성 금속 분말을 준비하고, 평균 반지름 20nm의 NiZn 페라이트 나노 파우더와 함께 에폭시 수지에 분산시켜 투자율과 절연성 테스트를 위한 연자성 금속 복합체를 준비한다. 이때, NiZn 페라이트 나노 파우더의 함량은 연자성 금속 복합체의 0.1wt%이고, 에폭시의 함량은 연자성 금속 복합체의 1.5wt% 이다.
상기 연자성 금속 복합체를 사용하여 외경 20mm, 내경 13mm이며 두께 4mm, 권선수 10 회의 토로이달 형태의 인덕터를 제조하여 Agilent사의 4982 LCR-meter를 사용하여 투자율을 측정한다.
또한, 상기 연자성 금속 복합체를 사용하여 직경 1cm, 두께 3mm의 디스크 형태의 시료를 제작 후 IR Agilent사의 4339B IR-meter로 비저항을 측정하고, Kiethley사의 2410 Sourcemeter로 파괴전압을 측정한다.
Figure pat00001
비교예와 실시예 1, 실시예 2의 투자율은 20.1 내지 20.8로 유의차가 없는 반면, 내전압의 정도를 알 수 있는 비저항이나 파괴전압(BVD)은 절연체 나노 파우더가 없는 비교예가 가장 낮고 절연체 나노 파우더로 SiO2 나노 파우더를 사용한 실시예 1이 비교예 대비해서 높은 내전압 특성을 보여주고 있으며, NiZn 페라이트 나노 파우더를 사용한 실시예 2가 가장 높은 비저항과 파괴전압(BVD) 수치를 보여주어 내전압 특성이 가장 좋은 것을 알 수 있다.
이는 앞서 살펴본 바와 같이 절연체 나노 파우더가 연자성 금속 분말의 사이 공간에 게재되어 절연성을 높여주고 있기 때문으로 판단되며, 동일한 크기와 동일한 함량을 사용했음에도 불구하고 SiO2 나노 파우더를 사용한 실시예 1에 비해 NiZn 페라이트 나노 파우더를 사용한 실시예 2의 내전압 특성이 좋은 것으로 나타나는데, 이는 자성을 가지는 NiZn 페라이트 나노 파우더가 연자성 금속 입자의 표면에 분포하는 파우더의 비율이 증가하기 때문인 것으로 판단된다.
결국, 소량의 절연체 나노 파우더를 첨가하여 내전압 특성을 향상시킬 수 있으면서도 투자율을 유지할 수 있는 연자성 금속 인덕터를 제공할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명을 실시함에 있어서 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 연자성 금속 복합체
110 : 연자성 금속 분말
120 : 절연층
130 : 세라믹 나노 파우더
131 : 페라이트 나노 파우더
140 : 고분자 수지

Claims (12)

  1. 절연층으로 코팅된 연자성 금속 분말;
    절연체 나노 파우더; 및
    고분자 수지를 포함하되,
    상기 연자성 금속 분말과 절연체 나노 파우더는 상기 고분자 수지 내에 분산된 연자성 금속 복합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연자성 금속 분말은 Fe-Si-Cr계, Fe-Ni-Mo계 및 Fe-Si-Al계 연자성 합금 분말 중 어느 하나 이상인 연자성 금속 복합체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연자성 금속 분말은 비정질 또는 나노 결정계인 연자성 금속 복합체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연체 나노 파우더는 세라믹 나노 파우더인 연자성 금속 복합체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 세라믹 나노 파우더는 Al2O3, SiO2, TiO2중 어느 하나 이상인 연자성 금속 복합체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연체 나노 파우더는 페라이트 나노 파우더인 연자성 금속 복합체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 페라이트 나노 파우더는 NiZn계 페라이트 또는 NiCuZn계 페라이트 중 어느 하나 이상인 연자성 금속 복합체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 에폭시, 우레탄, 실리콘 중 어느 하나인 연자성 금속 복합체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연체 나노 파우더는 상기 연자성 금속 분말의 표면에 접촉되어 분산된 연자성 금속 파우더.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연체 나노 파우더의 평균 반지름은 5 ~ 500nm 인 연자성 금속 복합체.
  11. 연자성 금속 분말 및 고분자 수지를 포함하는 파워 인덕터용 연자성 금속 복합체에 있어서,
    상기 연자성 금속 분말 사이에 게재되어 내전압 특성을 향상시키기 위한 절연체 나노 파우더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연자성 금속 복합체.
  12. 제 12 항에 있어서,
    상기 절연체 나노 파우더는 세라믹 나노 파우더 또는 페라이트 나노 파우더 중 어느 하나이거나 세라믹 나노 파우더와 페라이트 나노 파우더가 혼합된 연자성 금속 복합체.
KR1020140151970A 2014-11-04 2014-11-04 인덕터 KR102047565B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140151970A KR102047565B1 (ko) 2014-11-04 2014-11-04 인덕터
JP2015187048A JP2016092403A (ja) 2014-11-04 2015-09-24 軟磁性金属複合体
US14/921,631 US20160125987A1 (en) 2014-11-04 2015-10-23 Soft magnetic metal complex

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140151970A KR102047565B1 (ko) 2014-11-04 2014-11-04 인덕터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160052130A true KR20160052130A (ko) 2016-05-12
KR102047565B1 KR102047565B1 (ko) 2019-11-21

Family

ID=55853412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140151970A KR102047565B1 (ko) 2014-11-04 2014-11-04 인덕터

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160125987A1 (ko)
JP (1) JP2016092403A (ko)
KR (1) KR102047565B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210133164A (ko) * 2020-04-28 2021-11-05 티디케이가부시기가이샤 복합 입자, 코어 및 전자 부품

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6580817B2 (ja) * 2014-09-18 2019-09-25 Ntn株式会社 磁性コアの製造方法
JP6443269B2 (ja) * 2015-09-01 2018-12-26 株式会社村田製作所 磁心及びその製造方法
JP6780342B2 (ja) * 2016-07-25 2020-11-04 Tdk株式会社 軟磁性金属圧粉磁心及び軟磁性金属圧粉磁心を用いたリアクトル
US11915847B2 (en) * 2017-03-09 2024-02-27 Tdk Corporation Dust core
WO2019066951A1 (en) * 2017-09-29 2019-04-04 Intel Corporation MAGNETIC CORE / ENVELOPE PARTICLES FOR INDUCER NETWORKS
WO2019065923A1 (ja) 2017-09-29 2019-04-04 パウダーテック株式会社 Ｍｎ－Ｚｎ系フェライト粒子、樹脂成形体、軟磁性混合粉及び磁芯
JP7246143B2 (ja) * 2018-06-21 2023-03-27 太陽誘電株式会社 金属磁性粒子を含む磁性基体及び当該磁性基体を含む電子部品
JP6780833B2 (ja) * 2018-08-22 2020-11-04 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． コイル電子部品
CN109887698B (zh) * 2019-03-18 2020-11-17 电子科技大学 一种复合磁粉芯及其制备方法
JP7298568B2 (ja) 2020-08-25 2023-06-27 株式会社村田製作所 磁性粉の製造方法および圧粉成形体の製造方法
CN113223845B (zh) * 2021-04-25 2022-11-18 宁波中科毕普拉斯新材料科技有限公司 一种软磁合金粉末的绝缘包覆方法
CN113223844B (zh) * 2021-04-25 2022-10-21 宁波中科毕普拉斯新材料科技有限公司 一种粉末包覆方法
JP2022177673A (ja) 2021-05-18 2022-12-01 セイコーエプソン株式会社 絶縁物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子、電子機器および移動体

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012212855A (ja) * 2011-03-24 2012-11-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 複合材料、リアクトル用コア、及びリアクトル
JP2012212853A (ja) * 2011-03-24 2012-11-01 Alps Green Devices Co Ltd 圧粉磁心及びその製造方法
KR20130104807A (ko) 2012-03-15 2013-09-25 삼성전기주식회사 금속 자성 분말과 이의 제조방법, 및 이를 자성층으로 포함하는 적층형 칩 소자
JP2014103266A (ja) * 2012-11-20 2014-06-05 Seiko Epson Corp 複合粒子、複合粒子の製造方法、圧粉磁心、磁性素子および携帯型電子機器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0682577B2 (ja) * 1989-01-18 1994-10-19 新日本製鐵株式会社 Ｆｅ―Ｓｉ系合金圧粉磁心およびその製造方法
JPH06204021A (ja) * 1993-01-06 1994-07-22 Kawasaki Steel Corp 複合磁性材料およびその製造方法
JP4065578B2 (ja) * 1996-09-12 2008-03-26 Ｎｅｃトーキン株式会社 電磁干渉抑制体
JP5110628B2 (ja) * 2007-03-05 2012-12-26 Ｎｅｃトーキン株式会社 線輪部品
JP2009088502A (ja) * 2007-09-12 2009-04-23 Seiko Epson Corp 酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法、酸化物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子
CA2835115C (en) * 2011-05-09 2016-12-13 Metamagnetics, Inc. Magnetic grain boundary engineered ferrite core materials
JP5384711B1 (ja) * 2012-10-05 2014-01-08 Ｎｅｃトーキン株式会社 磁性扁平粉及びその製造方法並びに磁性シート
JP2014192327A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Riken Corp 近傍界用電波吸収シートおよびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012212855A (ja) * 2011-03-24 2012-11-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 複合材料、リアクトル用コア、及びリアクトル
JP2012212853A (ja) * 2011-03-24 2012-11-01 Alps Green Devices Co Ltd 圧粉磁心及びその製造方法
KR20130104807A (ko) 2012-03-15 2013-09-25 삼성전기주식회사 금속 자성 분말과 이의 제조방법, 및 이를 자성층으로 포함하는 적층형 칩 소자
JP2014103266A (ja) * 2012-11-20 2014-06-05 Seiko Epson Corp 複合粒子、複合粒子の製造方法、圧粉磁心、磁性素子および携帯型電子機器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210133164A (ko) * 2020-04-28 2021-11-05 티디케이가부시기가이샤 복합 입자, 코어 및 전자 부품

Also Published As

Publication number Publication date
KR102047565B1 (ko) 2019-11-21
US20160125987A1 (en) 2016-05-05
JP2016092403A (ja) 2016-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160052130A (ko) 연자성 금속 복합체
EP2707883B1 (en) Procedure for magnetic grain boundary engineered ferrite core materials
CN105448451A (zh) 磁性部件、磁性部件的制造方法以及电感器元件
KR20220029673A (ko) 연자성 분말, 자심 및 전자 부품
JP2006294775A (ja) 磁性材料とそれを用いたインダクタ
KR101963265B1 (ko) 인덕터 부품
JP6415910B2 (ja) 磁性材料およびデバイス
CN103903831B (zh) 电感器和用于制造其间隙层的组合物
JP2023098970A (ja) 軟磁性粉末およびその製造方法、軟磁性粉末を用いたコイル部品ならびに軟磁性粉末を用いた磁性体材料の製造方法
JP4507176B2 (ja) 複合磁性材料および磁気部品
US11495398B2 (en) Coil electronic component
US11211194B2 (en) Coil electronic component
JP2005167097A (ja) 磁気部品の製造方法及びその磁気部品
JP2021027269A (ja) インダクタ
JP6407252B2 (ja) 磁性材料およびデバイス
US10622126B2 (en) Metal magnetic material and electronic component
JP2019201154A (ja) 圧粉磁芯およびインダクタ素子
JP6962643B2 (ja) コイル部品
CN107430919B (zh) 金属磁性材料和电子部件
KR102146801B1 (ko) 코일 전자 부품
JP2019149535A (ja) インダクタ
JP2016046446A (ja) 非接触給電用コイル装置
JP2005317678A (ja) 磁気部品およびその製造方法
Li et al. The effect of V2O5 on high-frequency properties for W-type barium ferrite composites ZW Li, YP Wu and GQ Lin Temasek laboratories, National University of Singapore, 10 Kent Ridge Crescent, Singapore, 119260 Tao Liu Singapore Synchrotron Light Source, National University of Singapore, 10 Kent Ridge Crescent, Singapore 117603

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right