KR20220109754A - 자성 소자 및 이를 포함하는 회로 기판 - Google Patents

Abstract

본 일 실시예에 따른 트랜스포머는, 코어부 및 상기 코어부의 수용공 내에 적어도 일부가 수용되는 코일부를 포함하고, 상기 코일부는 적어도 하나의 코일과 상기 적어도 하나의 코일을 감싸는 캡부를 포함할 수 있다. 캡부가 보빈을 대체함으로써 코일의 절연을 유지하면서도 자성 소자는 더욱 슬림한 외형을 가질 수 있다.

Description

자성 소자 및 이를 포함하는 회로 기판{MAGNETIC COMPONENT AND CIRCUIT BOARD HAVING THE SAME}

본 발명은 보다 슬림화가 가능한 자성 소자 및 그를 포함하는 회로 기판에 관한 것이다.

전자기기의 전원공급장치에는 다양한 자성 소자가 탑재된다.

이러한 자성 소자의 예로, 인덕터, 트랜스포머(Transformer, 변압기) 등을 들 수 있다.

예컨대, 트랜스포머는 하나의 회로에서 다른 회로로 에너지를 전달하는 에너지 전달기능을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 트랜스포머는 전압의 크기를 바꾸는 승압 혹은 강압의 기능을 수행하기 위해서 사용될 수도 있다. 아울러, 1차, 2차측 권선 간에 유도성 결합(커플링)만 되므로 어떠한 DC 경로도 직접 형성되지 않는 특징을 가지는 트랜스포머는 직류 차단 및 교류 통과를 위한 목적이나 두 회로간 절연 분리를 위해 사용될 수도 있다.

도 1a는 슬림형 자성 소자 구성의 일례를 나타내는 분해사시도이고 도 1b는 도 1a에 도시된 보빈의 측면도이다.

도 1a를 참조하면, 슬림형 자성 소자(10)는 상부 코어(11)와 하부 코어(12)를 포함하는 코어부와, 그(11, 12) 사이에 코일(미도시)을 수용하는 보빈(13)을 포함한다.

도 1b를 참조하면, 보빈(13)의 내부 공간에 코일(14)이 권선될 수 있다. 코일(14)을 보빈(13)에 권선함으로써, 제조성 및 조립성을 용이하게 하고 전기적 특성 변형방지 및 노이즈 제거 효과가 기대될 수 있다. 그러나, 보빈(13)의 적용에 따라 자성 소자(10) 전체의 높이가 커져 슬림화에 한계가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 보다 슬림한 자성 소자 및 이를 이용한 회로 기판을 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예에 따른 자성 소자는, 제1 방향으로 돌출되며 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격된 복수의 레그부를 각각 갖는 상부 코어 및 하부 코어를 포함하는 코어부; 및 상기 상부 코어와 상기 하부 코어 사이에 적어도 일부가 배치되는 코일부를 포함하고, 상기 코일부는, 적어도 하나의 코일; 상기 적어도 하나의 코일을 감싸는 캡부; 및 상기 적어도 하나의 코일 각각의 양단이 상기 캡부로부터 연장된 터미널 단자를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 코일은, 적어도 하나의 턴을 형성하는 제1 코일; 및 평면 상에서 상기 제1 코일의 외측에 배치되며, 적어도 하나의 턴을 형성하는 제2 코일을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 캡부는, 일체로 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일을 감쌀 수 있다.

예를 들어, 상기 코일부는 상기 제1 방향을 따라 적층되는 제1 코일부 및 제2 코일부를 포함하고, 상기 제1 코일부는, 제1 중공; 상기 제1 중공 주변으로 적어도 하나의 턴을 형성하는 제1 코일; 및 상기 제1 코일을 감싸는 제1 캡부를 포함하고, 상기 제2 코일부는, 제2 중공; 상기 제2 중공 주변으로 적어도 하나의 턴을 형성하는 제2 코일; 및 상기 제2 코일을 감싸는 제2 캡부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 중공 및 상기 제2 중공은 상기 제1 방향으로 정렬되어 상기 복수의 레그부 중 중앙에 배치되는 중족이 상기 제1 방향으로 관통할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 중공과 상기 제1 코일, 상기 제2 중공과 상기 제2 코일 각각은 상기 평면 상에서 중심이 서로 정렬될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 코일부가 상기 제2 코일부 위에 배치될 경우, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 각각과 수직인 제3 방향의 일측에 위치한 상기 제1 코일부의 가장 자리와 상기 제1 중공 사이의 거리는, 상기 제3 방향의 상기 일측에 위치한 상기 제2 코일부의 가장 자리와 상기 상기 제2 중공 사이의 거리보다 클 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 코일부가 상기 제2 코일부 위에 배치될 경우, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 각각과 수직인 제3 방향의 일측으로 상기 코어부로부터 상기 제2 코일부보다 더 돌출된 부분을 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 코일부는, 상기 제1 코일의 양단이 상기 제1 캡부로부터 연장된 두 개의 제1 터미널 단자를 더 포함하고, 상기 두 개의 제1 터미널 단자는, 상기 더 돌출된 부분에서 상기 제1 캡부로부터 상기 제1 방향으로 돌출되어 연장될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 중공과 상기 제1 코일, 상기 제2 중공과 상기 제2 코일 중 적어도 하나는, 상기 평면 상에서 중심이 서로 어긋날 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 회로 기판은, 기판; 및 상기 기판에 배치되는 자성 소자를 포함하되, 상기 자성 소자는, 제1 방향으로 돌출되며 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격된 복수의 레그부를 각각 갖는 상부 코어 및 하부 코어를 포함하는 코어부; 및 상기 상부 코어와 상기 하부 코어 사이에 적어도 일부가 배치되는 코일부를 포함하고, 상기 코일부는, 적어도 하나의 코일; 상기 적어도 하나의 코일을 감싸는 캡부; 및 상기 적어도 하나의 코일 각각의 양단이 상기 캡부로부터 연장된 터미널 단자를 포함할 수 있다.

실시예에 의한 자성 소자는 보빈을 요구하지 않으므로 보다 슬림한 형태를 가질 수 있다.

또한, 실시예에 의한 자성 소자는 코일과 캡부의 상대적 위치 조절을 통해 자화 특성의 변형이 자유롭다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1a는 슬림형 자성 소자 구성의 일례를 나타내는 분해사시도이고 도 1b는 도 1a에 도시된 보빈의 측면도이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 인덕터의 사시도이다.
도 2b는 일 실시예에 따른 인덕터의 분해사시도이다.
도 2c는 일 실시예에 따른 코일부의 측면도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 트랜스포머의 사시도이다.
도 3b는 일 실시예에 따른 트랜스포머의 측면도이다.
도 3c는 도 3a의 'A'부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 3d는 일 실시예에 따른 코일부의 평면도이다.
도 4a는 다른 실시예에 따른 트랜스포머의 사시도이다.
도 4b는 다른 실시예에 따른 코일부의 평면도이다.
도 5a는 또 다른 실시예에 따른 트랜스포머의 사시도이다.
도 5b는 또 다른 실시예에 따른 트랜스포머의 측면도이다.

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.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조들이 기판, 각층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

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 본 발명의 실시예들에 따른 자성 소자를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들에서는 자성 소자를 구성하는 각종 코일을 내열성 및 절연성이 있는 물질로 코팅 또는 캡핑(capping)하여 코일의 노출로 인한 전기적 특성의 변형을 방지하면서도 보빈을 대체함으로써 슬림화가 가능도록 할 것을 제안한다.

도 2a는 일 실시예에 따른 인덕터의 사시도이고, 도 2b는 일 실시예에 따른 인덕터의 분해사시도이며, 도 2c는 일 실시예에 따른 코일부의 측면도이다.

도 2a 내지 도 2c를 포함한 이하의 도면들에서 캡부(123A, 123B, 133B, 123C)는 투명한 형태 또는 투시가 가능한 형태로 도시되나, 이는 설명의 편의를 위해 내부 코일의 배치 상태를 알기 용이하도록 도시한 것으로 캡부(123A, 123B, 133B, 123C)는 재질에 따라서 투명하지 않을 수도 있음을 유념해야 한다.

도 2a 내지 도 2c를 함께 참조하면, 실시예에 따른 인덕터(100A)는 상부 코어(111)와 하부 코어(112)를 포함하는 코어부(110)와, 코어부(110) 사이에 배치되는 코일부(120A)를 포함할 수 있다.

코어부(110)는 자기회로의 성격을 가져 자속의 통로 역할을 할 수 있다. 코어부(110)는 상측에서 결합되는 상부 코어(111)와 하측에서 결합되는 하부 코어(112)를 포함할 수 있다. 두 코어(111, 112)는 서로 상하로 대칭되는 형상일 수도 있고, 비대칭 형상일 수도 있다. 다만, 이하의 기재에서는 설명의 편의를 위하여 상하로 대칭되는 형상인 것으로 가정한다.

상부 코어(111)와 하부 코어(112) 각각은 평판 형태의 바디부 및 바디부로부터 제1 방향(즉, 1축 방향)으로 돌출된 복수의 레그부(OL1-1, OL1-2, OL2-1, OL2-2, CL1, CL2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 코어(111)의 복수의 레그부(OL1-1, OL1-2, CL1)는 평면 상에서 제1 방향과 교차하는 제2 방향(즉, 2축 방향)을 따라 서로 이격되어 배치된 두 개의 외족(OL1-1, OL1-2)과, 두 개의 외족(OL1-1, OL1-2) 사이에 배치된 한 개의 중족(CL1)을 포함할 수 있다. 또한, 복수의 레그부(OL1-1, OL1-2, OL2-1, OL2-2, CL1, CL2) 각각은 평면 상에서 제1 및 제2 방향과 교차하는 제3 방향(즉, 3축 방향) 방향을 따라 연장될 수 있다.

상부 코어(111)와 하부 코어(112)가 상하로 결합될 때, 상부 코어(111)의 외족(OL1-1, OL1-2)과 중족(CL1) 각각은, 하부 코어(112)의 서로 대응되는 외족(OL2-1, OL2-2)이나 중족(CL2)과 대향하게 된다. 서로 대향하는 일측 외족 쌍(OL1-1, OL2-1)은 제1 외족부, 타측 외족 쌍(OL1-2, OL2-2)은 제2 외족부, 중족쌍(CL1, CL2)은 중족부라 각각 칭할 수 있다.

서로 대향하는 외족쌍이나 중족쌍 중 적어도 일부의 사이에는 소정 거리(예컨대, 10 내지 200um이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다)의 갭(gap)이 형성될 수 있다. 한 중족쌍과 두 외족쌍 각각의 갭 크기를 조절함에 따라 코어부(110)의 인덕턴스가 제어될 수 있으며, 갭의 개수에 따라 발열이 제어될 수 있다.

또한, 코어부(110)는 자성물질, 예를 들어, 철 또는 페라이트를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

코어부(110)는 코일부(120A)의 일부를 감싸게 되므로, 코일부(120A)에 수용되는 코일(122A)의 일부도 코어부(110) 내에 배치되는 것으로 볼 수 있다.

코일부(120A)는 중앙에 중공(121A)을 가지며, 코어부(110)의 중족부(CL1, CL2)는 중공(121A)을 관통할 수 있다.

또한, 코일부(120A)는 코일(122A)과 코일(122A)을 감싸는 캡부(123A)를 포함할 수 있다.

코일(122A)은 중공(121A) 주변으로 하나 이상의 턴을 이루도록 권선되며, 강성 도체 금속, 예를 들어 구리 도전선이 나선형 또는 평면 나선형으로 수회 감겨진 다중 권선(winding)일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 코일(122A)은 섬유원사로 감싼 에나멜 와이어(USTC wire), 리츠(Litz) 와이어, 3중 절연 와이어(TIW: Triple Insulated Wire) 등이 적용될 수도 있다.

캡부(123A)는 코일(122A)의 노출로 인한 전기적 특성 변형을 방지하며, 나머지 구성요소와 코일(122A)을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 또한, 중공(121A)을 형성하여 코어부(110)에 대하여 코일부(120A)를 고정시키는 역할도 할 수 있다. 캡부(123A)는 고분자 수지, 예컨대, 에폭시 수지, 페놀 수지 등 내열성 및 절연성을 갖는 재질로 구성될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 캡부(123A)의 형성에 있어서는 코일(122A)을 먼저 나선형 등으로 권선한 후 권선된 코일(122A)이 캡부(123A) 내에 매립되도록 권선된 코일(122A)과 함께 고분자 수지를 사출 성형하는 방식이 적용될 수도 있고, 스핀 코팅(Sping coating)이나 함침(dipping) 기법을 통해 권선된 코일(122A)을 코팅하는 방식이 적용될 수도 있다. 다만, 이러한 형성 방식은 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3a는 일 실시예에 따른 트랜스포머의 사시도이고, 도 3b는 일 실시예에 따른 트랜스포머의 측면도이다. 또한, 도 3c는 도 3a의 'A'부분을 설명하기 위한 도면이고, 도 3d는 일 실시예에 따른 코일부의 평면도이다.

도 3a에서는 간명한 내부 구조의 이해를 위해 상부 코어(111)의 도시를 생략하였으나, 본 실시예에 따른 트랜스포머(100B)는 상부 코어(111)도 포함함을 유념하여야 한다.

도 3a 내지 도 3d를 함께 참조하면, 일 실시예에 따른 트랜스포머(100B)는 상부 코어(111)와 하부 코어(112)를 포함하는 코어부(110)와, 코어부(110) 사이에 배치되는 코일부(120B, 130B)를 포함할 수 있다.

코어부(110)의 구성은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 전술된 바와 같으므로, 중복되는 기재는 생략하기로 한다.

코일부(120B, 130B)는 제1 코일부(120B)와 제2 코일부(130B)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 코일부(120B)는 트랜스포머의 1차 코일에 해당할 수 있고, 제2 코일부(130B)는 트랜스포머의 2차 코일에 해당할 수 있으나, 그 반대도 가능함은 물론이다.

제1 코일부(120B)와 제2 코일부(130B) 각각은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 전술한 코일부(120A)와 유사하게, 중앙에 중공(121B, 131B)을 가지며, 코일(122B, 132B)이 중공(121B, 131B)을 중심으로 하나 이상의 턴을 형성하며, 캡부(123B, 133B)가 코일(122B, 132B)을 감싸게 된다.

제1 코일부(120B)와 제2 코일부(130B)는 1축 방향을 따라 서로 상하로 적층될 수 있으며, 코어부(110)의 중족부가 각각의 중공(121B, 131B)을 관통함에 따라 서로 정렬될 수 있다.

이러한 상하 적층 구조는 제1 코일부(120B)와 제2 코일부(130B)가 수평으로 나란히 배치되는 구조 대비 리키지(Lk) 인덕턴스 성능이 향상될 수 있다.

예컨대, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 코일부(130B)는 2축 방향 폭이 코어부(110)의 외족들 사이 거리에 대응되어 외족과 제2 코일부(130B) 사이에 간격이 크지 않으나, 제1 코일부(120B)는 제2 코일부(130B) 대비 2축 방향 폭이 좁다. 이러한 경우, 제1 코일부(120B)와 코어부(110)의 외족들 사이에 에어갭(AG1, AG2)이 형성된다. 여기서 에어갭(AG1, AG2)의 체적이 커질수록 트랜스포머의 인덕턴스는 작아지고, 누설 인덕턴스는 커질 수 있다. 반대로, 에어갭(AG1, AG2)의 체적이 작아질수록 트랜스포머의 인덕턴스는 커지고, 누설 인덕턴스는 작아질 수 있다.

한편, 보다 안정적인 고정을 위해 제1 코일부(120B)와 제2 코일부(130B) 사이에는 접착부(140B)가 배치될 수 있다. 접착부(140B)는 수지계열 접착제의 도포를 통해 형성될 수도 있고, 필름형 접착 시트를 이용할 수도 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 제1 코일부(120B)의 코일(122B)의 두 양단은 3축 방향을 따라 일측으로 연장된 후 절곡되어 아래로 연장되면서 캡부(123B) 외측으로 노출되어 제1 터미널 단자(T1-1B, T1-2B)를 각각 형성한다.

유사하게, 제2 코일부(130B)의 코일(132B)의 두 양단은 3축 방향을 따라 제1 코일부(120B)의 코일(122B)이 연장되는 방향의 반대인 타측으로 연장된 후 절곡되어 아래로 연장되면서 캡부(133B) 외측으로 노출되어 제2 터미널 단자(T2-1B, T2-2B)를 각각 형성한다.

전술한 각 터미널 단자(T1-1B, T1-2B, T2-1B, T2-2B)는 홀이 있는 핀과의 연결을 통해 기판(미도시)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 3c에 도시된 바와 같이, 일측 제2 터미널 단자(T2-1B)는 코일(132B)의 일 단을 터미널 핀(TP)에 구비된 홀에 삽입하는 방법으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 버스바와 스크류 등의 별도 체결 수단 없이도 코일(122B, 132B)의 양단이 터미널 단자로 기능할 수 있게 된다. 특히, 코일(132B)이 스킨 이펙트에 유리한 리츠(Litz) 와이어와 같이 복수의 얇은 도전선 가닥을 포함하는 다중 권선으로 구성된 경우 말단의 도전선 가닥 정리도 용이하다. 코일의 두 단부를 홀을 구비한 핀(TP)과 연결하는 과정은 캡부(123B, 133B)의 형성 전에 수행될 경우 캡부(123B, 133B) 내부에 터미널 핀(TP)의 적어도 일부가 코일(122B, 132B)과 함께 매립될 수도 있다. 이와 달리, 캡부(123B, 133B)를 먼저 형성하여 캡부(123B, 133B) 외부로 노출된 코일(122B, 132B)의 단부에 터미널 핀(TP)이 결합되어도 무방하다.

한편, 본 실시예에 따른 트랜스포머(100B)에서는 제1 코일부(120B)와 제2 코일부(130B)가 3축 방향을 따라 상하로 적층되기 때문에 터미널 단자의 인출을 위한 고려가 필요하다. 즉, 제2 코일부(130B)가 제1 코일부(120B) 아래에 배치되는 경우, 제2 터미널 단자(T2-1B, T2-2B)는 제1 코일부(120B)의 위치와 무관하게 자유롭게 인출될 수 있으나, 제1 터미널 단자((T1-1B, T1-2B)의 인출 위치는 1축 방향을 따라 캡부(123B) 아래로 돌출되어 연장되기 위해 제2 코일부(130B)와 1축 방향으로 중첩되지 않아야 한다. 따라서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 제1 코일부(120B)에서 제1 터미널 단자((T1-1B, T1-2B)가 배치되는 일측은 3축 방향을 따라 제2 코일부(130B)보다 더 연장(또는 코어부로부터 돌출)될 수 있다.

예를 들어, 제1 코일부(120B)의 중공(121B)과 제2 코일부(130B)의 중공(131B)이 서로 동일한 크기를 가지며 1축 방향을 따라 서로 정렬된 경우를 기준으로, 제1 코일부(120B)가 중공(121B)으로부터 제3 방향을 따라 제1 터미널 단자((T1-1B, T1-2B)가 위치하는 일측으로 연장되는 길이(D1)는 제2 코일부(130B)가 중공(131B)으로부터 상기 일측으로 연장되는 길이(D2)보다 긴 것이 바람직하다. 다시 말해, 제1 코일부(120B)의 3축 방향으로 일측단에서 중공(121B)까지의 길이(D1)는 제2 코일부(130B)의 3축 방향으로 일측단에서 중공(131B)까지의 길이(D2)보다 길 수 있다.

또한, 제1 코일부(120B)의 3축 방향으로 일측단에서 중공(121B)까지의 길이(D1)는 제1 코일부(120B)의 3축 방향으로 일측단과 대향하는 타측단에서 중공(121B)까지의 길이(D4)보다 길 수 있다.

아울러, 제2 코일부(130B)에서 제2 터미널 단자(T2-1B, T2-2B)의 인출을 위해, 제2 코일부(130B)의 3축 방향으로 일측단에서 중공(131B)까지의 길이(D2)보다 제2 코일부(130B)의 3축 방향으로 일측단과 대향하는 타측단에서 중공(131B)까지의 길이(D3)가 길 수 있다.

도 4a는 또 다른 실시예에 따른 트랜스포머의 사시도이고, 도 4b는 또 다른 실시예에 따른 코일부의 평면도이다.

도 3a의 경우와 같이, 도 4a에서 상부 코어(111)의 도시는 생략되었으며, 코어부(110)의 구성은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 전술된 바와 같으므로, 중복되는 기재는 생략하기로 한다.

도 4a 및 도 4b를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 트랜스포머(100C)는 코어부(110)와, 코어부(110) 사이에 배치되는 코일부(120C)를 포함할 수 있다.

코일부(120C)는 중앙에 중공(121C)을 가지며, 중공(121C)을 중심으로 하나 이상의 턴을 각각 형성하도록 권선된 제1 코일(122C)과 제2 코일(124C) 및 제1 코일(122C)과 제2 코일(124C)의 적어도 일부를 일체로 감싸는 캡부(123C)를 포함할 수 있다.

평면 상에서, 제1 코일(122C)은 중공(121C)과 제2 코일(124C) 사이에서 턴을 형성하며, 제2 코일(124C)은 제1 코일(122C)의 외측에서 턴을 형성할 수 있다.

예를 들어, 제1 코일(122C)은 트랜스포머의 1차 코일에 해당할 수 있고, 제2 코일(124C)은 트랜스포머의 2차 코일에 해당할 수 있으나, 그 반대도 가능함은 물론이다.

또한, 제1 코일(122C)의 두 양단은 3축 방향을 따라 일측으로 연장된 후 절곡되어 아래로 연장되면서 캡부(123C) 외측으로 노출되어 제1 터미널 단자(T1-1C, T1-2C)를 각각 형성한다.

유사하게, 제2 코일(124C)의 두 양단은 3축 방향을 따라 상기 일측의 반대인 타측으로 연장된 후 절곡되어 아래로 연장되면서 캡부(123C) 외측으로 노출되어 제2 터미널 단자(T2-1C, T2-2C)를 각각 형성한다.

제1 코일(122C)과 제2 코일(124C)은 2축 및 3축 방향으로 적어도 일부가 중첩될 수 있으나, 다른 구현에 의하면 제1 코일(122C)과 제2 코일(124C)은 2축 또는 3축 방향으로 중첩되지 않을 수도 있다. 제1 코일(122C)과 제2 코일(124C)이 2축 및 3축 방향으로 적어도 일부가 중첩되는 경우, 적어도 터미널 단자로 연장되는 부분은 2축 및 3축 방향으로 중첩되지 않는 것이 바람직하다.

한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 코일부(120C)에서 3축 방향을 따라 제2 터미널 단자(T2-1C, T2-2C)가 배치되는 일측으로 중공(121C)으로부터 연장되는 길이(D5)는, 3축 방향을 따라 제1 터미널 단자(T1-1C, T1-2C)가 배치되는 타측으로 중공(121C)으로부터 연장되는 길이(D6)보다 짧을 수 있다. 이는 제2 터미널 단자(T2-1C, T2-2C)의 인출에는 제1 코일(122C)의 간섭을 받지 아니하나, 제1 터미널 단자(T1-1C, T1-2C)가 인출되기 위해서는 제2 코일(124C)보다 3축 방향을 따라 타측으로 제1 코일(122C)의 양 말단이 더 연장되어야 하기 때문이다.

다시 말해, 3축 방향을 따라 코일부(120C)의 일측단과 중공(121C) 사이의 길이(D5)는 3축 방향을 따라 코일부(120C)의 타측단과 중공(121C) 사이의 길이(D6)보다 짧을 수 있다.

본 실시예에 따른 트랜스포머(100C)는 일 실시예에 따른 트랜스포머(100B) 대비 더욱 슬림화가 가능한 장점이 있다.

도 5a는 또 다른 실시예에 따른 트랜스포머의 사시도이고, 도 5b는 또 다른 실시예에 따른 트랜스포머의 측면도이다.

도 3a의 경우와 같이, 도 5a에서 상부 코어(111)의 도시는 생략되었으며, 코어부(110)의 구성은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 전술된 바와 같으므로, 중복되는 기재는 생략하기로 한다.

도 5a 및 도 5b를 함께 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 트랜스포머(100D)는 상부 코어(111)와 하부 코어(112)를 포함하는 코어부(110)와, 코어부(110) 사이에 배치되는 코일부(120D, 130D)를 포함할 수 있다.

코일부(120D, 130D)는 제1 코일부(120D)와 제2 코일부(130D)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 코일부(120D)는 트랜스포머의 1차 코일에 해당할 수 있고, 제2 코일부(130D)는 트랜스포머의 2차 코일에 해당할 수 있으나, 그 반대도 가능함은 물론이다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 보다 안정적인 고정을 위해 제1 코일부(120D)와 제2 코일부(130D) 사이에는 접착부(140D)가 배치될 수 있다. 접착부(140D)는 수지계열 접착제의 도포를 통해 형성될 수도 있고, 필름형 접착 시트를 이용할 수도 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 코일부(120D)와 제2 코일부(130D) 각각은 중공(121D, 131D)을 가지며, 코일(122D, 132D)이 중공(121D, 131D)을 하나 이상의 턴을 형성하며, 캡부(123D, 133D)가 코일(122D, 132D)을 감싸게 된다.

제1 코일부(120D)와 제2 코일부(130D)는 1축 방향을 따라 서로 상하로 적층될 수 있으며, 코어부(110)의 중족부가 각각의 중공(121D, 131D)을 관통함에 따라 정렬될 수 있다.

또 다른 실시예에 따른 트랜스포머(100D)에서 중공(121D, 131D)은 도 3a 내지 도 3d에 도시된 일 실시예에 따른 트랜스포머(100B)와 유사하게 2축 방향을 따라 제1 코일부(120D)와 제2 코일부(130D) 각각의 중앙에 위치하나, 코일((122D, 132D) 중 적어도 하나는 중공(121D, 131D)과 평면 상에서 중앙이 어긋하게 배치될 수 있다.

즉, 도 3d에 도시된 바와 같이, 제1 코일부(120B)를 예로 들어, 코일(122B)의 평면 상 중심과 중공(121B)의 평면 상 중심이 서로 대응되는 위치에 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 코일(122B)의 최내측 가장자리와 중공(121B) 간의 최단 거리는 위치에 무관하게 일정 거리 이내로 유지될 수 있다. 유사하게, 제2 코일부(130B) 또한 코일(132B)의 평면 상 중심과 중공(131B)의 평면 상 중심이 서로 대응되는 위치에 있다.

이와 달리, 또 다른 실시예에 따른 트랜스포머(100D)에서는, 예를 들어, 도 5a에서 제1 코일부(120D)에서 중공(121D)과 코일(122D)이 2축 방향을 따라 이루는 최단 거리는 일측(D7)이 타측(D8)보다 클 수 있으며, 3축 방향을 따라서도 최단 거리는 일측(D9)이 타측(D10)보다 클 수 있다. 즉, 도 5a에 도시된 제1 코일부(120D)는 평면 상에서 2축 방향과 3축 방향 모두에서 코일(122D)와 중공(121D)의 정렬이 어긋나 있다. 물론, 이러한 배치 상태는 예시적인 것으로, 코일(122D)와 중공(121D) 간의 어긋난 배치 상태는 2축 및 3축 중 어느 하나에 대해서만 이루어질 수도 있다.

제1 코일부(120D)와 유사하게, 제2 코일부(130D)도 중공(131D)과 코일(132D) 간에 2축 방향 및 3축 방향 중 적어도 하나의 방향을 따라 정렬 불일치 상태로 배치될 수 있음은 물론이다.

이러한 중공과 코일 간의 정렬 불일치로 인해, 다양한 자화 특성의 변조가 자유로운 장점이 있다.

아울러, 전술된 바와 같이, 실시예에 따른 자성 소자(100A, 100B, 100C, 100D)는 다른 자성 소자와 함께 파워 공급 장치(PSU) 등을 구성하는 회로 기판(미도시)을 구성할 수 있다.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 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.

100A: 인덕터 100B, 100C, 100D: 트랜스포머
110: 코어부 120A, 120C: 코일부
120B, 120D: 제1 코일부 130B, 130D: 제2 코일부
140B, 140D: 접착부

Claims (11)

1. 제1 방향으로 돌출되며 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격된 복수의 레그부를 각각 갖는 상부 코어 및 하부 코어를 포함하는 코어부; 및
   상기 상부 코어와 상기 하부 코어 사이에 적어도 일부가 배치되는 코일부를 포함하고,
   상기 코일부는,
   적어도 하나의 코일;
   상기 적어도 하나의 코일을 감싸는 캡부; 및
   상기 적어도 하나의 코일 각각의 양단이 상기 캡부로부터 연장된 터미널 단자를 포함하는, 자성 소자.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 코일은,
   적어도 하나의 턴을 형성하는 제1 코일; 및
   평면 상에서 상기 제1 코일의 외측에 배치되며, 적어도 하나의 턴을 형성하는 제2 코일을 포함하는, 자성 소자.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 캡부는,
   일체로 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일을 감싸는, 자성 소자.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 코일부는,
   상기 제1 방향을 따라 적층되는 제1 코일부 및 제2 코일부를 포함하고,
   상기 제1 코일부는,
   제1 중공;
   상기 제1 중공 주변으로 적어도 하나의 턴을 형성하는 제1 코일; 및
   상기 제1 코일을 감싸는 제1 캡부를 포함하고,
   상기 제2 코일부는,
   제2 중공;
   상기 제2 중공 주변으로 적어도 하나의 턴을 형성하는 제2 코일; 및
   상기 제2 코일을 감싸는 제2 캡부를 포함하는, 자성 소자.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제1 중공 및 상기 제2 중공은 상기 제1 방향으로 정렬되어 상기 복수의 레그부 중 중앙에 배치되는 중족이 상기 제1 방향으로 관통하는, 자성 소자.
6. 제4 항에 있어서,
   상기 제1 중공과 상기 제1 코일, 상기 제2 중공과 상기 제2 코일 각각은 상기 평면 상에서 중심이 서로 정렬된, 자성 소자.
7. 제4 항에 있어서,
   상기 제1 코일부가 상기 제2 코일부 위에 배치될 경우, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 각각과 수직인 제3 방향의 일측에 위치한 상기 제1 코일부의 가장 자리와 상기 제1 중공 사이의 거리는,
   상기 제3 방향의 상기 일측에 위치한 상기 제2 코일부의 가장 자리와 상기 상기 제2 중공 사이의 거리보다 큰, 자성 소자.
8. 제4 항에 있어서,
   상기 제1 코일부가 상기 제2 코일부 위에 배치될 경우, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 각각과 수직인 제3 방향의 일측으로 상기 코어부로부터 상기 제2 코일부보다 더 돌출된 부분을 갖는, 자성 소자.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 제1 코일부는,
   상기 제1 코일의 양단이 상기 제1 캡부로부터 연장된 두 개의 제1 터미널 단자를 더 포함하고,
   상기 두 개의 제1 터미널 단자는,
   상기 더 돌출된 부분에서 상기 제1 캡부로부터 상기 제1 방향으로 돌출되어 연장되는, 자성 소자.
10. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 중공과 상기 제1 코일, 상기 제2 중공과 상기 제2 코일 중 적어도 하나는, 상기 평면 상에서 중심이 서로 어긋난, 자성 소자.
11. 기판; 및
    상기 기판에 배치되는 자성 소자를 포함하되,
    상기 자성 소자는,
    제1 방향으로 돌출되며 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격된 복수의 레그부를 각각 갖는 상부 코어 및 하부 코어를 포함하는 코어부; 및
    상기 상부 코어와 상기 하부 코어 사이에 적어도 일부가 배치되는 코일부를 포함하고,
    상기 코일부는,
    적어도 하나의 코일;
    상기 적어도 하나의 코일을 감싸는 캡부; 및
    상기 적어도 하나의 코일 각각의 양단이 상기 캡부로부터 연장된 터미널 단자를 포함하는, 회로 기판.

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