KR20180082211A - 자성 코어 및 이를 포함하는 코일 부품 - Google Patents

자성 코어 및 이를 포함하는 코일 부품 Download PDF

Info

Publication number
KR20180082211A
KR20180082211A KR1020170003614A KR20170003614A KR20180082211A KR 20180082211 A KR20180082211 A KR 20180082211A KR 1020170003614 A KR1020170003614 A KR 1020170003614A KR 20170003614 A KR20170003614 A KR 20170003614A KR 20180082211 A KR20180082211 A KR 20180082211A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
powder
magnetic core
coil
magnetic
core
Prior art date
Application number
KR1020170003614A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102684408B1 (ko
Inventor
염재훈
나현민
배석
이상원
이현지
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020170003614A priority Critical patent/KR102684408B1/ko
Priority claimed from KR1020170003614A external-priority patent/KR102684408B1/ko
Priority to PCT/KR2018/000325 priority patent/WO2018131848A1/ko
Priority to EP18738487.0A priority patent/EP3570304B1/en
Priority to CN201880006458.4A priority patent/CN110192257A/zh
Priority to US16/477,117 priority patent/US11610719B2/en
Priority to JP2019537228A priority patent/JP2020505758A/ja
Publication of KR20180082211A publication Critical patent/KR20180082211A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102684408B1 publication Critical patent/KR102684408B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets 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
    • H01F1/14Magnets 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
    • H01F1/20Magnets 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
    • H01F1/22Magnets 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/255Magnetic cores made from particles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/012Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials adapted for magnetic entropy change by magnetocaloric effect, e.g. used as magnetic refrigerating material
    • H01F1/015Metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets 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
    • H01F1/14Magnets 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
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14708Fe-Ni based alloys
    • H01F1/14733Fe-Ni based alloys in the form of particles
    • H01F1/14741Fe-Ni based alloys in the form of particles pressed, sintered or bonded together
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets 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
    • H01F1/14Magnets 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
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766Fe-Si based alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02Casings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823Wires
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/08Cores, Yokes, or armatures made from powder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

실시예는, 제1 분말 및 제2 분말을 포함하고, 상기 제1 분말은 상기 제2 분말보다 경도가 작고, 상기 제1 분말의 부피는 상기 제1 분말 및 상기 제2 분말의 전체 부피 대비 40% 내지 60%인 자성 코어를 개시한다.

Description

자성 코어 및 이를 포함하는 코일 부품{MAGNETIC CORE AND COIL COMPONENT}
실시예는 자성 코어 및 이를 포함하는 코일 부품에 관한 것이다.
태양광 시스템, 풍력 발전 시스템, 전기 자동차 등에 사용되는 PFC(Power Factor Correction)용 대전류 강압용 인덕터, 대전류 승압용 인덕터, 3상 라인 리액터 등은 자성코어 상에 권선된 코일을 포함한다. 대전류 인덕터 또는 대전류 리액터에 포함되는 자성코어는 대전류에서의 직류 중첩 특성을 높이고, 고주파에서의 코어 손실을 줄이며, 안정된 투자율을 얻어야 하므로, 인덕턴스를 높일 필요가 있다. 인덕턴스는 수학식 1에 따라 결정될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, AL은 1Ts의 인덕턴스이고, N은 권선 수(Winding Turns)이며, μ는 투자율(permeability)이고, A는 코어의 단면적이며, le는 자로 길이(Magnetic path length)이고, L은 인덕턴스(Inductance)이다.
수학식 1에 따르면, 투자율, 권선 수, 코어의 단면적 등을 이용하여 인덕턴스를 조절할 수 있다.
한편, 자성 코어는경도가 높은 재질은 성형이 어려운 한계가 존재한다. 이에, 성형성을 향상시키기 위해 바인더 및 윤활제 함량을 증가시켰으나, 바인더 및 윤활제 함량이 많아질수록 자성 코어의 밀도가 하락하여 인덕턴스 성능의 한계가 존재한다.
실시예는 이종의 분말을 포함하는 자성 코어를 제공한다.
또한, 조립 공정이 없어 공정이 단순한 자성 코어를 제공한다.
또한, 성형성이 향상된 자성 코어를 제공한다.
또한, 크랙 발생이 저감된 자성 코어를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 자성 코어는 제1 분말 및 제2 분말을 포함하고, 상기 제1 분말은 상기 제2 분말보다 경도가 작고, 상기 제1 분말의 부피는 상기 제1 분말 및 상기 제2 분말의 전체 부피 대비 40% 내지 60%이다.
상기 제1 분말은 Fe-Si계 자성 분말, Fe-Ni계 자성 분말, 및 Fe계 자성 분말 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 분말은 비정질 자성 분말 및 샌더스트 합금 분말 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 분말의 비커스 경도는 100HV 내지 250HV일 수 있다.
상기 제2 분말의 비커스 경도는 400HV 내지 1000HV일 수 있다.
본 발명의 실시예에 다른 코일 부품은 자성 코어; 및 상기 자성 코어에 권회된 코일을 포함하고, 상기 자성 코어는, 제1 분말 및 제2 분말을 포함하고, 상기 제1 분말은 상기 제2 분말보다 경도가 작고, 상기 제1 분말의 부피는 상기 제1 분말 및 상기 제2 분말의 전체 부피 대비 40% 내지 60%이다.
상기 자성 코어는 상기 코일 부품의 전체 부피의 36% 내지 44%일 수 있다.
상기 자성 코어 및 상기 코일을 수용하는 케이스;를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 이종의 분말을 포함한 자성 코어를 구현할 수 있다.
또한, 공정의 단순화를 제공하는 자성 코어를 제작할 수 있다.
또한, 성형성이 향상되고 크랙 발생이 저감된 자성 코어를 제작할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시예에 따른 코일 부품의 사시도이고,
도 2는 실시예에 따른 코일 부품의 평면도이고,
도 3은 도 2에서 코일이 제거된 코일 부품의 평면도이고,
도 4는 실시예에 따른 자성 코어의 확대 단면도이고,
도 5 내지 도 6은 실시예에 따른 코일 부품의 효과를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 실시예에 따른 코일 부품의 제조 방법에 대한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 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 출원에서, "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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 실시예에 따른 코일 부품의 사시도이고, 도 2는 실시예에 따른 코일 부품의 평면도이고, 도 3은 도 2에서 코일이 제거된 코일 부품의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 코일 부품(10)은 자성 코어(100), 코일(200), 케이스를 포함할 수 있다.
자성 코어(100)는 자성 분말을 포함할 수 있다. 자성 코어(100)는 복수 개의 자성 코어(100)를 포함할 수 있다. 자성 코어(100)는 자성 분말을 가압 성형하여 이루어지는 자성 코어(100)가 조립되어 형성될 수 있다.
자성 코어(100)는 중공을 포함한 도넛 형상일 수 있다. 다만, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다. 자성 코어(100)는 코일(200)이 권회된 부분과 코일(200)이 권회되지 않은 부분을 포함할 수 있다.
코일(200)은 자성 코어(100) 상에 권회될 수 있다. 코일(200)은 자성 코어(100)의 일 영역에 배치될 수 있으며, 코일(200)은 마주보는 자성 코어(100) 상에 권회될 수 있다.
코일(200)은 도체를 포함할 수 있다. 도체는 구리, 구리 합금 등의 금속을 포함할 수 있다. 코일(200)은 도체를 둘러싸도록 피복된 절연층을 포함할 수 있다. 절연층은 에나멜 등의 수지계를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 코일(200)은 마주보는 자성 코어(100)의 주위를 나선상으로 권회할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 코일(200)은 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 형상으로 자성 코어(100)를 권회할 수 있다.
케이스는 내부에 자성 코어(100) 및 코일(200) 포함하는 인덕터 또는 리액터를 수용할 수 있다. 케이스는 내부가 수지로 충전될 수 있다. 또한, 케이스는 코일 부품(10)에서 발생한 열을 효과적으로 방출하기 위하여, 알루미늄 재질을 포함할 수 있다. 다만, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니며 방열이 효과적으로 발생하는 재질이 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 코일(200)은 제1 코일(200) 및 제2 코일(200)을 포함할 수 있다. 제1 코일(200)과 제2 코일(200)은 자성 코어(100)의 중공(H)을 기준으로 대칭으로 배치될 수 있다.
제1 코일(200)과 제2 코일(200)은 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 제1 코일(200)과 제2 코일(200)은 동일한 횟수로 권회되어, 동일한 권선수를 가질 수 있다. 다만, 이러한 횟수에 한정되는 것은 아니다.
제1 코일(200) 및 제2 코일(200)의 일단은 전극(미도시됨)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제1 코일(200) 및 제2 코일(200)은 각각 자성 코어(100)의 일부분에 권회될 수 있다. 그리고 자성 코어(100) 상에 제1 코일(200) 및 제2 코일(200)이 권회되는 부분에 보빈(미도시됨)이 배치될 수 있다. 보빈(미도시됨)은 제1 코일(200)과 제1 자성 코어(100-1) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 보빈(미도시됨)은 제2 코일(200)과 제3 자성 코어(100-3) 사이에 배치될 수 있다.
보빈(미도시됨)은 자성 코어(100)와 마찰하여 고주파의 소음을 발생하므로, 소음 발생에 따라 보빈(미도시됨)과 자성 코어(100)가 접촉하는 면적은 다양하게 조절될 수 있다.
도 3을 참조하면, 자성 코어(100)는 복수 개의 자성 코어(100-1, 100-2, 100-3, 100-4), 중공(H) 포함할 수 있다. 자성 코어(100)는 제1 자성 코어(100-1), 제2 자성 코어(100-2), 제3 자성 코어(100-3), 제4 자성 코어(100-4)를 포함할 수 있다.
제1 자성 코어(100-1)와 제3 자성 코어(100-3)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 자성 코어(100-1)와 제3 자성 코어(100-3)는 자성 코어(100)의 중공(H)을 기준으로 대칭일 수 있다.
제2 자성 코어(100-2)와 제4 자성 코어(100-4)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 제2 자성 코어(100-2)와 제4 자성 코어(100-4)는 자성 코어(100)의 중공(H)을 기준으로 대칭일 수 있다. 그리고 제2 자성 코어(100-2)와 제4 자성 코어(100-4)는 각각 제1 자성 코어(100-1)와 제3 자성 코어(100-3) 사이에 배치될 수 있다.
제1 자성 코어(100-1)와 제3 자성 코어(100-3) 상에 코일(200)이 권회될 수 있다. 제1 자성 코어(100-1)와 제3 자성 코어(100-3)는 각각 제1 분말(110)과 제2 분말(120)을 포함할 수 있다.
제1 분말(110)은 Fe-Si계 자성 분말, Fe-Ni계 자성 분말 및 Fe계 자성 분말 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 분말(110)은 비커스 경도가 100HV 내지 250HV일 수 있다.
제1 분말(110)은 제2 분말(120)보다 경도가 작을 수 있다. 제1 분말(110)의 부피는 제1 분말(110) 및 제2 분말(120) 전체 부피 대비 40% 내지 60%일 수 있다.
바람직하게는, 제1 분말(110)의 부피는 제1 분말(110) 및 제2 분말(120) 전체 부피 대비 45% 내지 55%일 수 있다.
제2 분말(120)은 비정질 자성 분말 및 샌더스트(sendust) 합금 분말 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 분말(120)은 비커스 경도가 400HV 내지 1000HV일 수 있다. 제2 분말(120)은 제1 분말(110)에 비해 경도가 클 수 있다.
제1 자성 코어(100-1)와 제3 자성 코어(100-3)는 제1 분말(110) 및 제2 분말(120)을 일정한 부피로 포함할 수 있다.
표 1은 자성 코어(100)에서 제1 분말(110)과 제2 분말(120) 각각의 제1 분말(110) 및 제2 분말(120) 전체 부피 대비 부피 비율에 따른 성형압력 및 코어 손실을 나타낸다.
비고 저경도(제1 분말, Vol%) 고경도(제2 분말, Vol%) 성형 압력(ton/cm2) 코어 손실(core loss, mW/cc)
비교예1 0 100 24 400
비교예2 20 80 22 420
비교예3 30 70 20 440
실시예1 40 60 18 460
실시예2 45 55 17 480
실시예3 50 50 16 500
실시예4 55 45 16 520
실시예5 60 40 15 540
비교예4 70 30 15 580
표 1을 참조하면, 제1 분말(110)의 부피가 제1 분말(110) 및 제2 분말(120) 전체 부피 대비 40% 내지 60%인 경우, 성형 압력은 15ton/cm2 내지 18 ton/cm2 일 수 있다.
성형 압력이 18 ton/cm2보다 큰 경우 금형에 분말을 충진하여 압력을 가하는 경우 충진된 재료가 터지는 문제가 존재한다.
이에, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 경우 성형 압력이 높아 자성 코어 성형 시 고경도인 제2 분말 간의 반발 작용으로 자성 코어에 터짐 현상이 발생할 수 있다.
따라서 실시예 1 내지 5에서 제1 분말(110)은 제2 분말(120) 사이에서 성형 공정 중 완충 작용을 하여 낮은 성형압력을 제공하며 제2 분말(120) 사이의 반발력을 감소시켜 자성 코어(100)에 크랙 생성을 방지할 수 있다. 이에, 자성 코어(100) 제조가 가능할 수 있다.
또한, 제1 분말(110)로 이루어진 자성 코어(100)와 제2 분말(120)로 이루어진 자성 코어(100)를 각각 제조하여 조립할 필요 없이, 한번의 성형으로 원하는 자성 코어(100)를 제조할 수 있다.
이로써, 자성 코어(100)의 성형이 용이해져, 예컨대 인덕터를 포함하는 코일(200) 제품의 자로의 길이를 용이하게 증가시킬 수 있다. 또한, 자성 코어(100)에 흐르는 자기장의 세기가 감소할 수 있고, 동일한 코일(200) 권선 수와 직류 전류 인가 시 상대적으로 높은 인덕턴스 값을 유지하여 코일(200) 제품의 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 분말(110)이 40%보다 작은 경우(제2 분말(120)이 60%보다 큰 경우)에 자성 코어(100)는 비정질에 가까워져 성형 및 열처리에 적합한 온도가 감소하고 제2 분말(120) 사이의 반발력으로 인해 자성 코어에 터짐 현상이 발생하여 크랙이 발생할 수 있다.
그리고 제1 분말(110)이 60%보다 큰 경우(제2 분말(120)이 40%보다 작은 경우)에 성형 및 열처리에 적합한 온도가 상승하여 성형이 어려운 한계가 존재한다.
예컨대, 비교예 4는 코어 손실(core loss)가 580 mW/cc 일 수 있다. 저경도인 제1 분말(110)의 비율이 커지면, 고주파수 대역에서 코어 손실이 커지고 자성 코어의 에어갭(gap)이 불균일하게 분포할 수 있다. 이로 인해, 누설 자속이 커지고 동작시 과열이 되는 문제가 존재한다.
또한, 제1 분말은 제2 분말에 비해 가격이 비싸므로, 제1 분말 및 제2 분말 대비 제1 분말의 비율이 커지면 제조 비용이 커지는 무?도 존재한다.
또한, 제1 자성 코어(100-1) 및 제3 자성코어는 부피가 자성 코어(100) 전체 부피의 36% 내지 44%일 수 있다. 이에 따라, 자성 코어(100) 전체 부피 대비 제1 분말(110)의 비율은 14.4%내지 26.4%일 수 있다.
제2 자성 코어(100-2)와 제4 자성 코어(100-4) 상에는 코일(200)이 권회되지 않을 수 있다. 제2 자성 코어(100-2)와 제4 자성 코어(100-4)는 Fe-si계 자성 분말, Fe-Ni계 자성 분말 및 Fe계 자성 분말 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Fe계 자성분말은, 예를 들어 Fe-Si-B계 자성 분말, Fe-Ni계 자성 분말, Fe-Si계 자성 분말, Fe-Si-Al계 자성 분말, Fe-Ni-Mo계 자성 분말, Fe-Si-B계 자성 분말, Fe-Si-C계 자성 분말 및 Fe-B-Si-Nb-Cu계 자성 분말로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
또한, 자성 코어(100) 내 자로(MP)가 형성될 수 있으며, 실시예에 따른 자성 코어(100)를 통해 용이하게 자로를 조절할 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 자성 코어(100)의 확대 단면도이고, 도 5 내지 도 6은 실시예에 따른 코일 부품(10)의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 자성 코어(100)는 제1 분말(110)과 제2 분말(120)을 포함할 수 있다. 제1 분말(110)은 제2 분말(120) 사이에 배치되어 제2 분말(120) 사이에서 완충작용을 수행할 수 있다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 자성 코어(100)는 크랙 발생을 방지할 수 있다. 이에, 자성 코어(100)는 균열 등이 존재하지 않는 표면을 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2 분말(120)을 이용하여 자성 코어(100)를 제작하는 경우 자성 코어(100)에 깨짐 현상이 발생할 수 있다. 이에, 자성 코어(100)의 표면에 크랙(A)이 발생할 수 있다. 이로 인해, 자성 코어(100)의 신뢰성은 저하될 수 있다.
또한, 크랙은 자성 코어(100)의 특성을 저하시켜, 인덕턴스 등 원하는 성능을 제공하기 어려울 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 코일 부품의 제조 방법에 대한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 실시예에 따른 코일 부품은 분말 혼합하는 단계(S300), 성형하는 단계(S310), 열처리 단계(S320), 코일을 권회하는 단계(S330)를 포함할 수 있다.
먼저, 자성 코어를 형성할 분말을 혼합할 수 있다(S300). 분말은 제1 분말과 제2 분말을 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 분말은 Fe-Si계 자성 분말, Fe-Ni계 자성 분말 및 Fe계 자성 분말 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 분말은 비커스 경도가 100HV 내지 250HV일 수 있다. 제1 분말은 제2 분말보다 경도가 작을 수 있다.
그리고 제1 분말은 제1 분말 및 제2 분말 전체 부피 대비 40% 내지 60%일 수 있다. 바람직하게는, 제1 분말의 부피는 제1 분말 및 제2 분말 전체 부피 대비 45% 내지 55%일 수 있다. 이에 대해서는 앞서 설명한 내용이 동이하게 적용될 수 있다.
다음으로, 혼합된 분말을 서로 접합 및 지지하도록 하여 원하는 형상을 형성하도록 성형할 수 있다(S310). 예컨대, 금형에 분말을 충전하여 압력을 통해 자성 코어를 성형할 수 있다.
이 때, 금형의 형상은 다양할 수 있다. 이로서, 다양한 형상의 자성 코어를 제조할 수 있다.
그리고 성형된 자성 코어에 열처리를 가할 수 있다(S320). 열처리를 통해 성형된 자성 코어를 압착 고정하여 혼합된 분말을 경화시켜 제품의 강도를 향상시킬 수 있다.
그리고 자성 코어는 복수 개로 분리 조립된 형태일 수 있으나, 본 실시예에 따른 제조 방법을 이용하면 조립 공정 없이 혼합된 분말을 이용하여 자성 코어를 제작할 수 있다.
예를 들어, 제1 분말과 제2 분말을 각각 이용하여 형성된 자성 코어를 조립할 필요 없이, 제1 분말과 제2 분말을 적정한 비율로 혼합하여 열처리하여 한번에 원하는 형상의 자성 코어를 제조할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 자성 코어의 사이즈를 용이하게 조절할 수 있어, 코일 부품의 성능 제어도 조절될 수 있다. 또한, 제조 공정도 단순화되어 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
다음으로, 자성 코어의 일부분에 보빈을 배치하고 코일을 권회할 수 있다(S330). 실시예에 따라 제1 분말과 제2 분말이 혼합되어 제조된 자성 코어 상에 코일이 권회되어 배치될 수 있다.
코일은 코팅될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 코일의 양단에 전극이 연결될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 코일 부품
100: 자성 코어
110: 제1 분말
120: 제2 분말
200: 코일

Claims (8)

  1. 제1 분말 및 제2 분말을 포함하고,
    상기 제1 분말은 상기 제2 분말보다 경도가 작고,
    상기 제1 분말의 부피는 상기 제1 분말 및 상기 제2 분말의 전체 부피 대비 40% 내지 60%인 자성 코어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분말은 Fe-Si계 자성 분말, Fe-Ni계 자성 분말, 및 Fe계 자성 분말 중 적어도 하나를 포함하는 자성 코어.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 분말은 비정질 자성 분말 및 샌더스트 합금 분말 중 적어도 하나를 포함하는 자성 코어.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분말의 비커스 경도는 100HV 내지 250HV인 자성 코어.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 분말의 비커스 경도는 400HV 내지 1000HV인 자성 코어.
  6. 자성 코어; 및
    상기 자성 코어에 권회된 코일을 포함하고,
    상기 자성 코어는,
    제1 분말 및 제2 분말을 포함하고,
    상기 제1 분말은 상기 제2 분말보다 경도가 작고,
    상기 제1 분말의 부피는 상기 제1 분말 및 상기 제2 분말의 전체 부피 대비 40% 내지 60%인 코일 부품.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자성 코어는 상기 코일 부품의 전체 부피의 36% 내지 44%인 코일 부품.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 자성 코어 및 상기 코일을 수용하는 케이스;를 더 포함하는 코일 부품.
KR1020170003614A 2017-01-10 2017-01-10 자성 코어 및 이를 포함하는 코일 부품 KR102684408B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170003614A KR102684408B1 (ko) 2017-01-10 자성 코어 및 이를 포함하는 코일 부품
PCT/KR2018/000325 WO2018131848A1 (ko) 2017-01-10 2018-01-08 자성 코어 및 이를 포함하는 코일 부품
EP18738487.0A EP3570304B1 (en) 2017-01-10 2018-01-08 Coil component comprising magnetic core
CN201880006458.4A CN110192257A (zh) 2017-01-10 2018-01-08 磁芯及包括该磁芯的线圈组件
US16/477,117 US11610719B2 (en) 2017-01-10 2018-01-08 Magnetic core and coil component comprising same
JP2019537228A JP2020505758A (ja) 2017-01-10 2018-01-08 磁性コアおよびこれを含むコイル部品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170003614A KR102684408B1 (ko) 2017-01-10 자성 코어 및 이를 포함하는 코일 부품

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180082211A true KR20180082211A (ko) 2018-07-18
KR102684408B1 KR102684408B1 (ko) 2024-07-12

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
EP3570304A4 (en) 2020-08-19
US11610719B2 (en) 2023-03-21
CN110192257A (zh) 2019-08-30
JP2020505758A (ja) 2020-02-20
WO2018131848A1 (ko) 2018-07-19
US20190362881A1 (en) 2019-11-28
EP3570304A1 (en) 2019-11-20
EP3570304B1 (en) 2023-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2584574B1 (en) Reactor
WO2016009899A1 (ja) 表面実装インダクタ及びその製造方法
JP2011097087A (ja) 高電流薄型インダクタの製造方法
JP2007165779A (ja) コイル封入型磁性部品
KR20050007450A (ko) 낮은 프로파일의 높은 전류 다중 갭 유도체 조립체
JP4768372B2 (ja) コイル封入型磁性部品及びその製造方法
KR102202103B1 (ko) 로우 프로파일 고전류 합성 변압기
US20040046626A1 (en) Coil component and method of manufacturing the same
EP2695174B1 (en) Cable and electromagnetic device comprising the same
US11688547B2 (en) Inductor device and method of fabricating the same
JP5217528B2 (ja) 多連インダクタ
CN110114846B (zh) 磁芯、线圈组件以及包括线圈组件的电子组件
JP2021007134A (ja) インダクタ
JPH11144971A (ja) コイル部品およびそれを用いた電源装置
JP2008147324A (ja) インダクタンス素子
KR102671964B1 (ko) 코일 부품
JP6557527B2 (ja) リアクトル
JP2013251451A (ja) インダクタの複合フェライトコアとそれを用いたインダクタ
WO2022104897A1 (zh) 一种新型低损耗变压器
KR102684408B1 (ko) 자성 코어 및 이를 포함하는 코일 부품
KR20180082211A (ko) 자성 코어 및 이를 포함하는 코일 부품
US20170345545A1 (en) Low profile power inductor
JP6948170B2 (ja) 限流リアクトル用コアおよび限流リアクトル
KR102669398B1 (ko) 자성코어 및 이를 포함하는 코일부품
WO2016190319A1 (ja) 限流回路用インダクタ

Legal Events

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