KR20170014598A - 코일 전자부품 및 그 제조방법 - Google Patents

코일 전자부품 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20170014598A
KR20170014598A KR1020150108245A KR20150108245A KR20170014598A KR 20170014598 A KR20170014598 A KR 20170014598A KR 1020150108245 A KR1020150108245 A KR 1020150108245A KR 20150108245 A KR20150108245 A KR 20150108245A KR 20170014598 A KR20170014598 A KR 20170014598A
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김재훈
김범석
문병철
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Abstract

서로 대향하는 제1 및 제2 면을 구비하고, 자성 물질을 포함하는 바디 영역, 적어도 일부가 상기 바디 영역 내부에 매설되며, 상기 제1 면에 대해 수직으로 배치되는 권선형 코일, 및 상기 권선형 코일과 연결되고, 상기 제2 면으로 인출되어 제1 면까지 연장된 형상을 갖는 제1 및 제2 리드를 포함하는 코일 전자부품과 이를 제조하는 방법이 개시된다.

Description

코일 전자부품 및 그 제조방법{COIL ELECTRONIC COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 코일 전자부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 제작되는 전자기기들의 경우 전류의 손실을 줄이고 효율성을 높이기 위해 파워 인덕터의 사용이 증가하고 있다. 또한 제품의 슬림화 트렌드에 따라 제품 내부 부품들의 박막화 및 소형화 요구가 커지고 있다.
파워 인덕터는 크게 구조 및 공법에 따라 적층형, 박막형, 권선형으로 나눌 수 있다. 적층형은 우수한 특성을 구현하는데 한계가 있지만 소형화 및 양산성이 우수한 특성이 있으며, 박막형은 미세용량 제어가 요구되는 분야에서 사용되지만 넓은 범위의 용량 구현에는 한계가 있다. 권선형은 도선의 저항값이 작아 Q값이 높고 도선간에 발생하는 기생 캐패시턴스 값이 작기 때문에 자기공진주파수가 높고 고용량 높은 내전압 특성을 갖는 등의 우수한 특성을 갖는 반면 소형화가 어렵고 양산성이 떨어져 가격이 비싼 단점이 있다.
한국 공개특허공보 제10-2014-0038781호
본 발명의 목적 중 하나는, 소형화가 용이하고 안정적인 실장이 가능한 코일 전자부품을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적 중 하나는, 공정이 용이하고, 코일의 위치 정밀도가 우수한 코일 전자부품의 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명에서는 소형화에 유리하고 신뢰성이 우수한 코일 전자부품의 신규한 구조를 제안하고자 하며, 구체적으로, 바디 영역의 내부에 매설되는 권선형 코일을 실장 면에 대해 수직으로 배치하고, 상기 권선형 코일과 연결되는 제1 및 제2 리드를 상기 실장 면에 대향하는 면으로 인출되도록 함으로써 소형화에 유리하고 신뢰성이 우수한 코일 전자부품의 신규한 구조를 제안하고자 한다.
본 발명의 여러 효과 중 하나로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품은 실장면적이 작아 소형화에 유리한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 여러 효과 중 하나로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품은 안정적인 실장이 가능하며, 신뢰성이 우수한 장점이 있다.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품을 권선형 코일이 나타나게 개략적으로 도시한 사시도다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에서 변형된 예에 따른 코일 전자부품을 권선형 코일이 나타나게 개략적으로 도시한 사시도다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코일 전자부품을 권선형 코일이 나타나게 개략적으로 도시한 사시도다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 코일 전자부품을 권선형 코일이 나타나게 개략적으로 도시한 사시도다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시 예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 예를 들어, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 사용되는 "일 실시 예(one example)"라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 그러나, 아래 설명에서 제시된 실시 예들은 다른 실시예의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
코일 전자부품
이하에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품을 설명하되, 특히 그 일 예로서 권선형 인덕터로 설명하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품을 권선형 코일이 나타나게 개략적으로 도시한 사시도며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에서 변형된 예에 따른 코일 전자부품을 권선형 코일이 나타나게 개략적으로 도시한 사시도다.
도 1에 나타낸 바를 기준으로 하면, 하기의 설명에서 '길이' 방향은 도 1의 'L' 방향, '폭' 방향은 'W' 방향, '두께' 방향은 'T' 방향으로 정의될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품은, 바디 영역(30), 권선형 코일(20), 제1 리드(11) 및 제2 리드(12)를 포함한다.
바디 영역(30)은 코일 전자부품의 외관을 이루며, 제1 및 제2 리드(11, 12)를 통해 권선형 코일(20)로의 전류 인가시, 상기 권선형 코일(20)에서 유도되는 자속이 지나가는 경로인 자로(magnetic path)가 형성되는 공간이다.
바디 영역(30)은 자성 물질을 포함하며, 자성 분말과 상기 자성 분말 사이에 개재하는 에폭시나 폴리이미드 등의 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.
구체적인 예로써, 상기 자성 분말은 자기 특성을 나타내는 페라이트 분말이나 금속 자성 분말일 수 있다. 또한, 상기 페라이트 분말은, Mn-Zn계 페라이트 분말, Ni-Zn계 페라이트 분말, Ni-Zn-Cu계 페라이트 분말, Mn-Mg계 페라이트 분말, Ba계 페라이트 분말 및 Li계 페라이트 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 상기 금속 자성 분말은, 철(Fe), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
바디 영역(30)의 형상에 특별히 제한은 없지만, 도시된 바와 같이, 상기 바디 영역(30)은 육면체 형상을 가질 수 있다. 소성시 자성 분말 등의 소성 수축으로 인하여, 상기 바디 영역(30)은 완전한 육면체 형상은 아니지만 실질적으로 육면체 형상을 가질 수 있다.
바디 영역(30)은 서로 대향하는 제1 면(S1)과 제2 면(S2), 그리고 상기 제1 및 제2 면을 연결하는 폭 방향의 제3 및 제4 면(S3,S4), 길이 방향의 제5 및 제6 면(S5,S6)을 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 면(S1)은 실장 면으로 제공될 수 있다.
권선형 코일(20)은 바디 영역(30)의 내부에 적어도 일부가 매설되며, 제1 면(S1)에 대해 수직으로 배치된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품은, 권선형 코일(20)이 바디 영역(30)의 제1 면(S1)에 수직으로 배치됨에 따라, 바디 영역(30)의 제1 및 제2 면 면적을 용이하게 저감할 수 있으며, 이로 인해 실장 면적을 현저히 저감할 수 있는 장점이 있다.
권선형 코일(20)은 구리(Cu) 또는 은(Ag) 등의 금속선으로 형성될 수 있으며, 나선부(21)와 상기 나선부(21)로부터 각각 인출되는 한 쌍의 인출부(22a,22b)를 포함할 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 인출부는 동일한 방향으로 인출되도록 형성될 수 있다.
권선형 코일(20)은 단선에 한정되지 않으며, 연선이나 2개 이상의 선으로 이루어질 수 있다. 또한, 권선형 코일(120)은 원형의 단면 형상을 가지는 것에 한정되지 않으며, 사각형 등 공지의 다양한 단면 형상을 가질 수도 있다.
제1 및 제2 리드(11, 12)는 권선형 코일(20)의 한 쌍의 인출부(22a,22b)와 각각 연결되며, 바디 영역(30)의 제2 면(S2)으로 인출되어 제1 면(S1)까지 연장된 형상을 가진다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품은, 제1 및 제2 리드(11, 12)가 제2 면으로 인출되어 제1 면까지 연장된 형상을 가짐에 따라, 솔더를 이용하여 기판을 실장하는 경우, 바디 영역(30)의 측면까지 솔더가 접촉될 수 있으므로 안정적인 실장이 가능하며, 나아가, 기판 변형에 따른 손상 발생을 현저히 저감할 수 있어 신뢰성이 우수한 장점이 있다.
제1 및 제2 리드(11, 12) 중 바디 영역(30)의 외부로 노출된 부분은 상기 바디 영역(30)과 일정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 리드(11, 12) 중 바디 영역(30)의 외부로 노출된 부분은 상기 바디 영역(30)과 접촉하지 아니할 수 있다. 이 경우, 신뢰성을 보다 더 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
권선형 코일(20)과 제1 및 제2 리드(11, 12)는 서로 용접에 의해 연결될 수 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품의 제1 및 제2 리드(11, 12)는 서로 다른 방향으로 절곡되어 각각 폭 방향의 제3 및 제4 면을 지나 제1 면까지 연장되어 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예의 변형된 예에 따른 코일 전자부품의 제1 및 제2 리드(11, 12)는 서로 같은 방향을 절곡되어 폭 방향의 제3 또는 제4면을 지나 제1 면까지 연장되어 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코일 전자부품을 권선형 코일이 나타나게 개략적으로 도시한 사시도다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코일 전자부품의 제1 및 제2 리드(11, 12)는 상기 제1 및 제2 리드는 각각 폭 방향의 대향하는 면까지 연장되어 형성될 수 있다. 이 경우, 보다 더 안정적인 실장이 가능하며, 신뢰성이 보다 더 향상되는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 코일 전자부품을 권선형 코일이 나타나게 개략적으로 도시한 사시도다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 코일 전자부품의 제1 및 제2 리드(11, 12)는 각각 폭 방향의 제5 및 제6 면까지 연장되어 형성될 수 있다. 이 경우 역시 보다 더 안정적인 실장이 가능하며, 신뢰성이 보다 더 향상되는 장점이 있다.
코일 전자부품의 제조방법
이하에는 상술한 구조를 갖는 코일 전자부품을 제조하는 방법의 일 예를 설명한다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 동일 방향으로 연장되어 형성된 제1 및 제2 리드(11, 12)를 포함하는 리드프레임(10)을 준비한다.
상술한 구조를 갖는 코일 전자부품은 반드시 리드프레임(10)을 이용하여 제조하여야 하는 것은 아니나, 이와 같이 리드프레임을 이용하여 제조할 경우, 권선형 코일의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 리드프레임에 연장되어 형성된 제1 및 제2 리드의 형상 및 길이를 조절함으로써 전극의 형상 및 크기를 쉽게 조절 가능한 장점이 있다.
다음으로, 도 6b를 참조하면, 리드프레임(10)으로부터 연장되어 형성된 제1 및 제2 리드(11, 12)의 끝단에 권선형 코일(20)을 안착 한 후, 용접한다. 상기 안착시, 권선형 코일(20)의 축과 제1 및 제2 리드(11, 12)는 서로 수직인 방향으로 위치시키는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기와 같이 권선형 코일과 제1 및 제2 리드를 용접하는 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면, 저항용접(Resistance Welding) 방법에 의할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 6c를 참조하면, 권선형 코일(20)과 제1 및 제2 리드(11, 12)의 일부가 매설되도록 바디 영역(30)을 형성한다.
바디 영역(30)을 형성하는 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 권선형 코일(20)의 상하부에 자성체 시트를 위치시킨 후 압착 및 경화하여 바디 영역을 형성하거나, 권선형 코일(20)과 제1 및 제2 리드(11, 12)의 일부를 감싸도록 자성체 분말을 충진한 후 몰드에 의한 가압 및 경화하여 바디 영역을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 6d 및 도 6e를 참조하면, 리드프레임(10)으로부터 제1 및 제2 리드(11, 12)를 절단한 후, 상기 제1 및 제2 리드(11, 12) 중 상기 바디 영역(30)의 외부로 노출된 부분을 각각 절곡함으로써, 코일 전자부품의 제조를 완성할 수 있다.
상기의 설명을 제외하고 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 전자부품의 특징과 중복되는 설명은 여기서는 생략하도록 한다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10: 리드프레임
11: 제1 리드
12: 제2 리드
20: 권선형 코일
30: 바디 영역

Claims (15)

  1. 서로 대향하는 제1 및 제2 면을 구비하고, 자성 물질을 포함하는 바디 영역;
    적어도 일부가 상기 바디 영역 내부에 매설되며, 상기 제1 면에 대해 수직으로 배치되는 권선형 코일; 및
    상기 권선형 코일과 연결되고, 상기 제2 면으로 인출되어 제1 면까지 연장된 형상을 갖는 제1 및 제2 리드;
    를 포함하는 코일 전자부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부로 인출된 제1 및 제2 리드는 상기 바디 영역과 일정 간격 이격되어 형성되는 코일 전자부품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바디 영역은 상기 제1 및 제2 면을 연결하는 폭 방향의 제3 및 제4 면, 길이 방향의 제5 및 제6 면을 가지며,
    상기 제3 내지 제6면 각각의 면적은 제1 및 제2면 각각의 면적보다 큰 코일 전자부품.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리드는 서로 다른 방향으로 절곡되어 각각 폭 방향의 제3 및 제4 면을 지나 제1 면까지 연장되는 코일 전자부품.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리드는 서로 같은 방향으로 절곡되어 폭 방향의 제3 또는 제4 면을 지나 제1 면까지 연장되는 코일 전자부품.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리드는 각각 폭 방향의 대향하는 면까지 연장되는 코일 전자 부품.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리드는 각각 폭 방향의 제5 및 제6 면까지 연장되는 코일 전자부품.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 권선형 코일과 제1 및 제2 리드는 용접에 의해 연결된 코일 전자부품.
  9. 동일 방향으로 연장되어 형성된 제1 및 제2 리드를 갖는 리드프레임을 준비하는 단계;
    상기 제1 및 제2 리드의 끝단에 권선형 코일을 안착한 후, 용접하는 단계;
    상기 권선형 코일과 제1 및 제2 리드의 적어도 일부가 매설되도록 바디 영역을 형성하는 단계;
    상기 리드프레임으로부터 제1 및 제2 리드를 절단하는 단계;
    상기 제1 및 제2 리드 중 상기 바디 영역의 외부로 노출된 부분을 각각 절곡하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 바디 영역은 서로 대향하는 제1 및 제2 면을 구비하고, 자성물질을 포함하며,
    상기 절곡된 제1 및 제2 리드는 상기 제2 면으로 인출되어 상기 제1 면으로 연장된 형상을 갖는 코일 전자부품의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 바디 영역은 상기 제1 및 제2 면을 연결하는 폭 방향의 제3 및 제4 면, 길이 방향의 제5 및 제6 면을 가지며,
    상기 제3 내지 제6 면 각각의 면적은 제1 및 제2 면 각각의 면적보다 큰 코일 전자부품의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 외부로 인출된 제1 및 제2 리드는 상기 바디 영역과 일정 간격 이격되어 형성되는 코일 전자부품의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리드는 서로 다른 방향으로 절곡되어 각각 길이 방향의 제3 및 제4 면을 지나 제1 면까지 연장되는 코일 전자부품의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리드는 서로 같은 방향으로 절곡되어 길이 방향의 제3 또는 제4 면을 지나 제1 면까지 연장되는 코일 전자부품의 제조방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리드는 각각 폭 방향의 대향하는 면까지 연장되는 코일 전자 부품의 제조방법.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리드는 각각 폭 방향의 제5 및 제6 면까지 연장되는 코일 전자부품의 제조방법.
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