KR20220140865A - 사전 형성된 종단을 갖는 인덕터 및 이를 제조하기 위한 방법 및 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
인덕터 및 이를 제조하기 위한 방법 및 어셈블리가 제공된다. 인덕터는, 제1 단자 리드와 제2 단자 리드 사이의 중간 부분을 포함하는 사전 형성된 전도성 코일, 및 사전 형성된 전도성 코일의 적어도 중간 부분을 둘러싸는 자성 재료를 포함한 인덕터 본체를 포함한다. 사전 형성된 전도성 코일의 제1 및 제2 단자 리드 각각의 적어도 일부가 인덕터 본체 외부에 노출된다. 인덕터를 제조하는 방법은, 실질적으로 곡선형인 중간 부분과 제1 및 제2 단자 리드를 갖는 형성된 일체형 전도성 코일을 제공하는 단계, 및 인덕터 본체를 형성하도록 형성된 전도성 코일의 적어도 중간 부분 주위에 자성 재료를 몰딩하는 단계를 포함하며, 형성된 일체형 전도성 코일의 제1 및 제2 단자 리드의 적어도 일부가 인덕터 본체 외부에 노출된다.
Description
본 출원은, 2020년 3월 3일 출원된 미국 가출원 번호 제62/984,584호 및 2021년 2월 26일 출원된 미국 가출원 번호 제17/187,161호의 이익을 주장하며, 이들은 여기에 완전히 서술된 것처럼 참조에 의해 포함된다.
본 출원은 전자 컴포넌트 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 인덕터 및 인덕터를 제조하기 위한 방법 및 어셈블리에 관한 것이다.
인덕터는 일반적으로 그를 통과하는 전류의 변화에 저항하는 수동 2단자 전기 컴포넌트이다. 인덕터는 코일로 감긴 와이어와 같은 전도체를 포함한다. 코일을 통해 전류가 흐를 때, 코일의 자기장에 일시적으로 에너지가 저장된다. 인덕터를 통해 흐르는 전류가 변할 때, 패러데이(Faraday)의 전자기 유도 법칙에 따라 시변 자기장이 전도체에서 전압을 유도한다.
일부 공지된 인덕터는 일반적으로 C형, E형, 토로이달(toroidal) 형상 또는 접착제에 의해 부착될 수 있는 다른 형상을 갖는 다중-피스 몰딩된 자기 코어 재료 사이에 끼워지거나 그 주위에 감긴 얇은 전도성 와이어를 갖도록 형성된다. 코어가 자기 코어 재료의 두 개의 개별 절반으로 만들어지는 인덕터 코어 설계에서는 공기 공간이 널리 퍼져 있다. 이러한 공기 공간은 인덕터의 동작 및 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
다른 공지된 인덕터는 분말 자성 재료를 전도성 본체 주위에 가압함으로써 형성된다. 이러한 공지된 인덕터로써 전도성 코일은 특히 가압 중에 다이 내에서 움직일 수 있는 일부 능력을 갖는다. 그 결과, 전도성 코일이 코어 내에서 움직일 수 있으며, 이는 인덕터의 동작 및 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
일부 공지된 인덕터는 일반적으로 형성 동안 부품들을 함께 유지하기 위해 전도성 코일이 리드 프레임에 용접될 것을 요구한다. 전도성 코일 주위에 자성 재료를 가압한 후에, 리드를 형성하도록 예컨대 리드 프레임을 절단하고 리드를 구부림으로써, 리드가 형성되어야 한다. 절단 및 구부림과 같은 후처리 단계는 전도성 와이어 또는 몰딩된 자성 재료의 무결성(integraty)에 균열 또는 기타 불완전성을 유발할 수 있으며, 상당한 양의 폐기물 및 추가 노동을 초래할 수 있다.
인덕터에 관한 관련 산업 내의 문제는 솔더 연결에 적합한 리드 영역 검사와 관련이 있다. 예를 들어, 이 검사는 x선에 의해 또는 자동 광학 검사(AOI; automated optical inspection)에 의해 수행될 수 있다. 자동 광학 검사(AOI) 시스템은 예를 들어 반도체 디바이스 및 인쇄 회로 기판(PCB; printed circuit board)의 결함을 검사하는 데 사용된다. 개선된 AOI를 허용할 수 있는 리드를 갖는 인덕터를 제조하는 것이 바람직하며, 이는 X선 검사보다 비용이 적게 든다.
최소한의 폐기물로 사용 가능한 코어 영역을 최대화하면서 가능한 가장 작은 풋프린트를 이용하여 인덕터를 생산하기 위한 간단하고 비용 효율적인 방식에 대한 필요성이 존재한다.
인덕터 및 이의 제조 방법이 여기에 개시된다.
일 양상에 따르면, 본원에 개시된 주제는 제1 단자 리드(terminal lead)와 제2 단자 리드 사이의 중간(medial) 부분을 포함하는 사전 형성된(preformed) 전도성 코일, 및 사전 형성된 전도성 코일의 적어도 중간 부분을 둘러싸는 자성 재료를 포함한 인덕터 본체를 포함하는 인덕터에 관한 것이다. 사전 형성된 전도성 코일의 제1 및 제2 단자 리드 각각의 적어도 일부가 인덕터 본체 외부에 노출된다.
다른 양상에 따르면, 자성 재료는 전도성 코일의 중간 부분 및 전도성 코일의 제1 및 제2 단자 리드의 부분 주위에 몰딩되는 자성 입자일 수 있다. 자성 입자는 분말형 또는 입상(granular) 자성 재료, 또는 보다 구체적으로 분말형 철 입자일 수 있다.
또다른 양상에 따르면, 전도성 코일은 전도성 재료를 선택된 형상으로 구부림으로써 형성될 수 있다. 전도성 코일은 원형, 반원형, 장방형(oblong) 또는 오메가(omega) 형상일 수 있다.
또다른 양상에 따르면, 인덕터 본체는 하부 면(즉, 리드 면), 상부 면, 우측 면, 좌측 면, 전방 면 및 후방 면을 갖는 패키지 형상일 수 있으며, 인덕터 본체 외부에 노출된 제1 및 제2 단자 리드 각각의 부분은 인덕터 본체의 하부 면 또는 리드 면을 따라 위치될 수 있다. 제1 및 제2 단자 리드의 각각은, 인덕터 본체의 하부 면을 따라 위치되는 노출된 부분을 갖는 하부 부분, 및 인덕터 본체의 우측 면과 좌측 면 중의 각자의 면을 따라 종결되는 측부 부분을 더 포함할 수 있다. 인덕터 본체의 우측 면 및 좌측 면 각각은 제1 및 제2 단자 리드 중의 각자의 단자 리드의 측부 부분이 위치되어 있는 컷아웃(cutout) 부분을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 단자 리드 각각의 측부 부분은 하부 부분에 실질적으로 수직이도록 사전 형성될 수 있다.
또다른 양상에 따르면, 본원에 개시된 주제는 인덕터를 제조하는 방법에 관한 것이며, 방법은 실질적으로 곡선형인 중간 부분과 제1 및 제2 단자 리드를 갖는 전도체를 제공하는 단계, 및 인덕터 본체를 형성하도록 형성된 전도성 코일의 적어도 중간 부분 주위에 자성 재료를 몰딩하는 단계를 포함하며, 형성된 전도성 코일의 제1 및 제2 단자 리드의 적어도 일부가 인덕터 본체 외부에 노출될 수 있다. 형성된 인덕터 본체는 하부 면, 상부 면, 우측 면, 좌측 면, 전방 면 및 후방 면을 갖는 패키지 형상일 수 있으며, 제1 및 제2 단자 리드는 인덕터 본체의 하부 면 및 우측 면과 좌측 면 중의 각자의 면을 따라 노출될 수 있다. 자성 재료를 몰딩하는 단계는, 몰드 어셈블리에 형성된 전도성 코일을 위치시키는 단계, 몰드 어셈블리 안으로 자성 재료를 도입하는 단계, 및 전도성 코일 주위에 자성 재료를 가압하는 단계를 더 포함할 수 있다. 형성된 전도성 코일을 위치시키는 단계는, 몰드 어셈블리의 벽 내에 형성된 제1 및 제2 선반 상에 형성된 전도성 코일의 제1 및 제2 단자 리드를 안착시키는(seating) 단계를 더 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 단자 리드가 몰딩 동안 몰드 어셈블리의 벽의 일부로서 기능하도록 제1 및 제2 선반은 제1 및 제2 단자에 대해 상보적인(complementary) 형상을 갖는다. 제1 및 제2 선반 각각은, 인덕터 본체의 우측 면 및 좌측 면 각각에 상보적인 컷아웃을 형성하는 좁아지는(narrowing) 벽을 더 포함할 수 있고, 제1 및 제2 단자 리드 각각의 일부가 각자의 컷아웃에 위치될 수 있다.
또다른 양상에 따르면, 본원에 개시된 주제는 인덕터를 형성하기 위한 어셈블리에 관한 것이다. 어셈블리는, 제1 단자 리드와 제2 단자 리드 사이의 중간 부분을 포함하는 사전 형성된 전도성 코일, 관통하여 정의되는 안착 채널 및 안착 채널을 둘러싸는 벽을 갖는 몰드 섹션 - 벽은 사전 형성된 전도성 코일의 제1 및 제2 단자 리드를 수용하도록 구성된 제1 및 제2 선반을 포함함 - , 및 전도성 코일이 몰드 내에 위치될 때 전도성 코일 주위에 자성 입자를 가압하도록 구성된 적어도 하나의 펀치를 포함한다. 제1 및 제2 선반은, 자성 입자가 전도성 코일 주위에 가압될 때 제1 및 제2 단자 리드가 몰드의 벽에 접촉할 수 있도록, 제1 및 제2 단자 리드에 대해 상보적인 형상을 갖는다.
도 1a는 본 발명에 따른 인덕터의 예시적인 실시예의 리드 면의 등각도이다.
도 1b는 전도성 코일을 보여주는 도 1a의 인덕터 본체의 부분 투명도이다.
도 1c는 도 1a의 인덕터의 전방-우측 면의 등각도이다.
도 1d는 전도성 코일을 보여주는 도 1c의 인덕터 본체의 부분 투명도이다.
도 1e는 도 1a의 인덕터의 전방 면의 평면도이다.
도 1f는 전도성 코일을 보여주는 도 1e의 인덕터 본체의 부분 투명도이다.
도 1g는 도 1a의 인덕터의 우측 면의 평면도이다. 도 1a의 인덕터의 좌측 면은 바람직하게는 도 1g에 도시된 우측 면의 미러 이미지이다.
도 1h는 전도성 코일을 보여주는 도 1g의 인덕터 본체의 부분 투명도이다.
도 2a는 본 발명의 도 1a 및 도 1b의 전도성 코일의 예시적인 실시예의 전방 면의 등각도이다.
도 2b는 도 2a의 전도성 코일의 상부 면의 등각도이다.
도 2c는 도 2a의 전도성 코일의 하부 면의 등각도이다.
도 2d는 도 2a의 전도성 코일의 우측 면의 평면도이다. 도 2a의 전도성 코일의 좌측 면은 바람직하게는 도 2d에 도시된 우측 면의 미러 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따라 사전 형성된 종단(preformed termination)을 갖는 인덕터를 형성하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 4a는 본 발명에 따라 사전 형성된 종단을 갖는 인덕터를 형성하기 위한 예시적인 몰드 섹션의 평면도이다.
도 4b 및 도 4c는 도 4a의 몰드 섹션의 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 안착 채널에 안착된 전도성 코일이 있는 도 4a의 몰드 섹션의 사시도이다.
도 6a는 본 발명에 따라 사전 형성된 종단을 갖는 인덕터를 형성하기 위한 몰드 어셈블리의 사시도이다.
도 6b는 몰드 어셈블리 내에 안착된 전도성 코일을 보여주는 도 6a의 몰드 어셈블리의 단면도이다.
도 6c는 몰드 어셈블리 내에 본 발명에 따른 사전 형성된 종단을 갖는 형성된 인덕터를 보여주는 도 6a의 몰드 어셈블리의 단면도이다.
도 7은 안착 채널 내에 안착된 본 발명에 따른 형성된 인덕터를 보여주는 도 4a의 몰드 섹션의 사시도이다.
도 8a는 전도성 코일을 보여주는 본 발명에 따른 인덕터의 또다른 예시적인 실시예의 부분 투명도이다.
도 8b는 도 8a의 전도성 코일의 등각도이다.
도 8c는 도 8b의 전도성 코일의 우측 면의 평면도이다. 도 8b의 전도성 코일의 좌측 면은 바람직하게는 도 8c에 도시된 우측 면의 미러 이미지이다.
도 9a는 전도성 코일을 보여주는 본 발명에 따른 인덕터의 또다른 예시적인 실시예의 부분 투명도이다.
도 9b는 도 9a의 전도성 코일의 평면도이다.
도 1b는 전도성 코일을 보여주는 도 1a의 인덕터 본체의 부분 투명도이다.
도 1c는 도 1a의 인덕터의 전방-우측 면의 등각도이다.
도 1d는 전도성 코일을 보여주는 도 1c의 인덕터 본체의 부분 투명도이다.
도 1e는 도 1a의 인덕터의 전방 면의 평면도이다.
도 1f는 전도성 코일을 보여주는 도 1e의 인덕터 본체의 부분 투명도이다.
도 1g는 도 1a의 인덕터의 우측 면의 평면도이다. 도 1a의 인덕터의 좌측 면은 바람직하게는 도 1g에 도시된 우측 면의 미러 이미지이다.
도 1h는 전도성 코일을 보여주는 도 1g의 인덕터 본체의 부분 투명도이다.
도 2a는 본 발명의 도 1a 및 도 1b의 전도성 코일의 예시적인 실시예의 전방 면의 등각도이다.
도 2b는 도 2a의 전도성 코일의 상부 면의 등각도이다.
도 2c는 도 2a의 전도성 코일의 하부 면의 등각도이다.
도 2d는 도 2a의 전도성 코일의 우측 면의 평면도이다. 도 2a의 전도성 코일의 좌측 면은 바람직하게는 도 2d에 도시된 우측 면의 미러 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따라 사전 형성된 종단(preformed termination)을 갖는 인덕터를 형성하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 4a는 본 발명에 따라 사전 형성된 종단을 갖는 인덕터를 형성하기 위한 예시적인 몰드 섹션의 평면도이다.
도 4b 및 도 4c는 도 4a의 몰드 섹션의 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 안착 채널에 안착된 전도성 코일이 있는 도 4a의 몰드 섹션의 사시도이다.
도 6a는 본 발명에 따라 사전 형성된 종단을 갖는 인덕터를 형성하기 위한 몰드 어셈블리의 사시도이다.
도 6b는 몰드 어셈블리 내에 안착된 전도성 코일을 보여주는 도 6a의 몰드 어셈블리의 단면도이다.
도 6c는 몰드 어셈블리 내에 본 발명에 따른 사전 형성된 종단을 갖는 형성된 인덕터를 보여주는 도 6a의 몰드 어셈블리의 단면도이다.
도 7은 안착 채널 내에 안착된 본 발명에 따른 형성된 인덕터를 보여주는 도 4a의 몰드 섹션의 사시도이다.
도 8a는 전도성 코일을 보여주는 본 발명에 따른 인덕터의 또다른 예시적인 실시예의 부분 투명도이다.
도 8b는 도 8a의 전도성 코일의 등각도이다.
도 8c는 도 8b의 전도성 코일의 우측 면의 평면도이다. 도 8b의 전도성 코일의 좌측 면은 바람직하게는 도 8c에 도시된 우측 면의 미러 이미지이다.
도 9a는 전도성 코일을 보여주는 본 발명에 따른 인덕터의 또다른 예시적인 실시예의 부분 투명도이다.
도 9b는 도 9a의 전도성 코일의 평면도이다.
사전 형성된 종단을 갖는 인덕터 및 몰드 어셈블리를 사용하여 이를 제조하기 위한 방법이 여기에 기재된다.
특정 용어가 단지 편의상 다음 기재에 사용되며 한정하는 것이 아니다. 단어 "우측", "좌측", "상부" 및 "하부"는 참조되는 도면에서의 방향을 지정한다. 청구항에서 그리고 명세서의 대응하는 부분에서 사용되는 "일(a)" 및 "하나의(one)"라는 단어는, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 참조된 항목의 하나 이상을 포함하는 것으로서 정의된다. 이 용어는 위에서 구체적으로 언급된 단어, 이의 파생어, 및 유사한 의미의 단어를 포함한다. "A, B 또는 C"와 같이 둘 이상의 항목들의 리스트가 뒤따르는 문구 "적어도 하나"는, A, B 또는 C 중의 임의의 개별 항목 뿐만 아니라 이들의 임의의 조합을 의미한다. 일부 도면은 단지 설명, 예시 및 묘사 목적을 위해 부분적으로 투명하게 도시되어 있으며 요소 자체가 그의 최종 제조된 형태에서 투명할 것임을 나타내고자 하는 것이 아님을 유의하여야 할 수 있다.
여기에 제공되는 기재는 당해 기술분야에서의 숙련자가 서술되는 기재된 실시예를 만들고 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다. 그러나, 다양한 수정, 등가물, 변형, 조합 및 대안이 당업자에게 용이하게 명백할 것이다. 이러한 임의의 모든 수정, 변형, 등가물, 조합 및 대안은 청구항에 의해 정의된 본 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 것으로 의도된다.
도 1a 내지 도 1h는 본원에 기재된 예시적인 실시예에 따른 인덕터(100)를 도시한다. 인덕터(100)는 바람직하게는 사전 형성된 전도성 코일(200)을 부분적으로 둘러싸는 인덕터 본체(110)를 포함한다. 인덕터 본체(110)는 바람직하게는 전도성 코일(200) 주위에 몰딩되는 자성 재료로 형성된다. 실시예에서, 인덕터 본체(110)는 철 재료로 형성될 수 있다. 실시예에서, 인덕터 본체(110)는 예를 들어, 철, 금속 합금, 페라이트, 전술한 바의 조합, 또는 인덕터 기술분야에 공지되며 이러한 본체를 형성하는 데 사용되는 다른 재료를 포함할 수 있다. 실시예에서, 인덕터 본체(110)는 분말형 또는 입상 자성 입자와 같은 자성 입자로부터 형성될 수 있다. 실시예에서, 자성 입자는 분말형 철 입자일 수 있다. 비한정적인 예에서, 미국 특허 번호 제6198375호(“Inductor Coil Structure”) 및 제6204744호(“High Current, Low Profile Inductor”)에 기재된 바와 같은 분말형 철 입자, 필러, 수지 및 윤활제로 구성된 인덕터 본체에 자성 재료가 사용될 수 있으며, 이 둘 다의 특허는 여기에 완전히 서술된 것처럼 참조에 의해 포함된다.
도 1a 내지 도 1h에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예에서, 인덕터 본체(110)는 바람직하게는, 하부 면 또는 리드 면(120), 상부 면(130), 우측 면(140), 좌측 면(150), 전방 면(160) 및 후방 면(170)을 갖는 패키지(package) 형상이다. 패키지 형상의 비한정적인 예는 박스형, 육면체 형상, 직사각형 프리즘, 임의의 전술한 것의 둥근 코너(도 8a 참조), 하나 이상의 불규칙한 표면 등을 포함하는 것을 포함한다. 당해 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 사상에서 벗어나지 않고서 다른 인덕터 형상이 채용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 본 개시에 따라 형성되는 사전 형성된 종단을 갖는 인덕터(100)는 몰드 어셈블리에서 함께 형성되는 비매칭(non-matching) 몰드 섹션을 가질 수 있다. 인덕터 본체(110)는 바람직하게는, 전도체 코일(200)의 우측 및 좌측 리드(210, 220)가 인덕터 본체(110)의 리드 면(120)을 따라 인덕터 본체(110)의 외부로 노출되도록 전도체 코일(200)의 주위에 형성된다.
도 2a 내지 도 2c는 본원에 기재된 예시적인 실시예에 따른 전도성 코일(200)을 도시한다. 전도성 코일(200)은 바람직하게는 금속 플레이트, 시트 또는 스트립과 같은 전도성 재료로부터 형성된 사전 형성된 부재이다. 전도성 코일(200)을 형성하는데 사용되는 수락가능한 금속은 구리, 알루미늄, 플래티늄, 또는 당업계에 공지된 인덕터 코일로서 사용하기 위한 다른 금속일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전도성 코일은 전도성 재료를 선택된 형상으로 구부림으로써 사전 형성된 부재로 만들어질 수 있다. 전도성 코일(200)을 형성하기 위해 사용될 수 있는 와이어의 비한정적인 예는 플랫 와이어, 스퀘어 와이어, 또는 직사각형 형상의 와이어, 원형 와이어를 포함한다. 당해 기술분야에서의 숙련자는 본 발명의 범위 내에서 다른 와이어 형상이 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 전도성 코일(200)은 예를 들어 도 2a 내지 2c에 도시된 바와 같이 균일한 두께를 가질 수 있거나, 예를 들어 도 8a 내지 도 8c, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 다양한 두께를 가질 수 있다. 실시예에서, 전도성 코일(200)은 단일체의 일체형(one-piece) 부재일 수 있다. 다른 실시예에서, 전도성 코일(200)은, 몰딩 프로세스에서 전도성 코일 주위에 인덕터 본체를 형성하기 전에 전도성 코일(200)이 완전히 형성된다면, 예컨대 용접에 의해 함께 결합되는 다수의 조각들로 구성될 수 있다.
전도성 코일(200)은 바람직하게는, 적은 부피로 증가된 효율 및 성능을 제공하고 제조가 간단하며 결과적으로 폐기물을 최소화하거나 전혀 생성하지 않는 구성으로 형상화된다. 전도성 코일(200)의 형상은 저항을 최소화하고 인덕턴스를 최대화하면서 인덕터 본체(110) 내에서 이용 가능한 공간에 맞도록 경로 길이를 최적화하도록 설계된다.
예시적인 실시예 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 전도성 코일(200)은 바람직하게는, 우측 및 좌측 리드(210, 220)를 형성하는 우측 및 좌측 단부 및 중간 부분(230)을 갖는다. 우측 및 좌측 리드(210, 220)는 바람직하게는 L형 또는 U형으로 형성된다. 당해 기술분야에서의 숙련자는, 우측 및 좌측 리드(210, 220)가 L형 또는 U형으로 형성될 때, 이러한 L형 또는 U형이 예를 들어 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 실질적으로 직각인 섹션, 또는 예를 들어 도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이 실질적으로 둥글어진 섹션으로 구성될 수 있다는 것을 인식할 것이다(본원에서 논의됨). 중간 부분(230)은 바람직하게는 원형 또는 반원형 형상으로 형성되지만, 필요한 인덕터 특성에 기초하여 다른 형상이 사용될 수 있다. 실시예에서, 중간 부분(230)은 바람직하게는, 예를 들어 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 단일 반원형 형상, 또는 예를 들어 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 장방형 형상이며, 본원에서 논의된다. 또한, 중간 부분(230)은 하나 이상의 권취된 원형 세그먼트 또는 적층된 코일을 포함할 수 있다. 도 2a 내지 도 2c의 바람직한 실시예에 도시된 바와 같이, 전도성 코일(200)은 L형 우측 및 좌측 리드(210, 220)와 반원형 중간 부분(230)을 갖는 오메가 형상인 플랫 와이어일 수 있다. 당업자는, 우측 및 좌측 리드(210, 220) 및 중간 부분(230)이 본 발명의 범위 내에서 원하는 유도 특성을 수행하기에 적합한 다른 형상으로 형성될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 2a 내지 도 2c의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 전도성 코일(200)은 우측 및 좌측 리드(210, 220)가 형성되는 하부 면(240), 상부 면(250), 우측 면(260), 좌측 면(270), 전방 면(280) 및 후방 면(290)을 갖는다. 실시예에서, 후방 면(290)은 바람직하게는 전방 면(280)의 미러 이미지이고, 좌측 면(270)은 바람직하게는 우측 면(260)의 미러 이미지이다. 예시적인 실시예에서, 중간 부분(230)은 각각 우측 및 좌측 리드(210, 220)에 인접한 우측 및 좌측 연장 레그(232, 234)를 갖는다. 우측 및 좌측 리드(210, 220)의 각각은 바람직하게는 하부 부분(212, 222) 및 측부 부분(214, 224)을 포함한다. 각각의 리드(210, 220)의 하부 부분(212, 222)은 바람직하게는 우측 및 좌측 연장 레그(232, 234) 중 각자의 레그와 측부 부분(212, 222) 사이에 위치된다. 측부 부분(214, 224)은 바람직하게는 각각의 리드(210, 220)의 단자 단부를 형성한다. 측부 부분(214, 224)은 각각의 리드(210, 220)의 하부 부분(212, 222)에 실질적으로 수직이 되도록 사전 형성된다. 리드(210, 220)가 측부 부분(214, 224)과 함께 예시되어 있지만, 당업자는 측부 부분(214, 224)이 생략될 수 있고 리드(210, 220)가 하부 부분(212, 222)에서 종결될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
다시 도 1a 내지 도 1h를 참조하면, 각각의 리드(210, 220)는, 바람직하게는 인덕터 본체(110)의 외부에 노출되고, 각각의 리드(210, 220)의 하부 부분(212, 222)의 적어도 일부가 인덕터 본체(110)의 리드 면(120)을 따라 노출되며 각각의 리드(210, 220)의 측부 부분(214, 224)이 인덕터 본체(110)의 각자의 우측 및 좌측 면(140, 150)을 따라 노출되도록 사전 형성되는 종단을 갖는다. 실시예에서, 리드(210, 220)는 L형이고 인덕터 본체(110)의 리드 면(120)과 좌측 및 우측 면(140, 150)을 따라 위치된다. 본원에서 사용될 때에, "L형" 또는 "L형상"은 비스듬히 또는 만곡된 부재에 의해 결합된 2개의 레그 세그먼트를 포함한다. 예를 들어, 하부 부분(212, 222)은 만곡된 세그먼트 또는 예각을 통해 각각의 리드(210, 220)의 측부 부분(214, 224)으로 연장될 수 있다.
도 1e 및 1f에 가장 잘 도시된 바와 같이, 인덕터 본체(110)의 우측 및 좌측 면(140, 150) 각각에 만입부(indentation) 또는 컷아웃(cutout)(142, 152)이 형성될 수 있다. 인덕터 본체(110)는 인덕터 본체(110)의 최대 폭 W2과 비교하여 컷아웃(142, 152)에서 더 작은 폭 W3을 갖는다. 각각의 리드(210, 220)의 노출된 측부 부분(214, 224)은 폭 방향에서 리드(210, 220)의 영향을 최소화하기 위해 각자의 컷아웃(142, 152)을 따라 위치된다. 특히, 각자의 컷아웃(142, 152)을 따라 각각의 리드(210, 220)의 노출된 측부 부분(214, 224)을 위치시킴으로써, 리드(210, 220) 사이의 전도성 코일(200)의 최대 폭 W1은 인덕터 본체(110)의 최대 폭 W2와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 각각의 리드(210, 220)의 노출된 측부 부분(214, 224)은 인덕터 본체(110)의 각자의 우측 및 좌측 면(140, 150)과 실질적으로 일직선이 되고, 이는 인덕터(100)의 전체 크기가 최소화될 수 있게 한다. 컷아웃(142, 152)이 모든 상황에서 요구되는 것은 아니며, 리드(210, 220)의 측부 부분(214, 224)이 컷아웃(142, 152) 없이 인덕터 본체(110)의 우측 및 좌측 면(140, 150)을 따라 형성될 수 있다는 것을 알아야 한다.
도 1b, 1d, 1f 및 1h는 인덕터 본체(110)의 내부 내의 전도성 코일(200)을 볼 수 있도록 부분적으로 투명한 인덕터 본체(110)의 예시적인 실시예를 도시한다. 본 발명에 따른 완성된 인덕터(100)는 바람직하게는, 전도성 코일(200)에 대해 몰딩, 형성, 압착 등등의 인덕터 본체(110)를 포함한다. 인덕터 본체(110)의 리드 면(120)과 우측 및 좌측 면(140, 150)의 하부 부분에서 리드(110, 120)의 적어도 일부가 인덕터 본체(110)의 외부로 노출된다. 리드(110, 120)는 인덕터(100)의 하부 면 또는 리드 면(120)의 상당 부분을 형성한다.
전도성 코일(200)과 인덕터 본체(110)의 길이, 폭 및 높이는 인덕터 응용에 따라 달라질 수 있다. 전도성 코일(200)의 치수는 인덕터 본체(110)에서 이용 가능한 공간과 비교하여 사용되는 공간의 비율을 증가시키도록 설계될 수 있다.
도 1f에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 전도성 코일(200)은, 인덕터 본체(110)의 수직 높이 H2(리드 면(120)에서 상부 면(130)까지)와 실질적으로 동일하거나 그보다 더 작은, 수직 높이 H1(하부 면(240)에서 상부 면(250)까지)를 가질 수 있다. 전도성 코일(200)의 리드(210, 220)의 적어도 일부는 형성된 인덕터(100)에서 인덕터 본체(110)의 외부에 있기 때문에, 전도성 코일(200) 및 인덕터 본체가 실질적으로 동일한 수직 높이를 가질 때 전도성 코일(200)의 적어도 중간 부분(230)은 인덕터 본체(110) 내에 완전히 매립될 수 있다. 대안으로서, 전도성 코일(200)은, 인덕터 본체(110)의 수직 높이 H2의 >99%, >98%, >95%, >90%, >85%, >75%, >60%, 또는 >50% 인 수직 높이 H1를 가질 수 있다.
또한 도 1e에 도시된 바와 같이, 전도성 코일(200)의 최대 폭 W1은 인덕터 본체(110)의 최대 폭 W2과 실질적으로 동일하다. 당해 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자는, 본 발명의 사상에서 벗어나지 않고서 전도성 코일(200)의 최대 폭 W1 또는 인덕터 본체의 최대 폭 W2이 약간 다를 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 1h에 도시된 바와 같이, 전도성 코일(200)의 깊이 D1는 바람직하게는 인덕터 본체(110)의 깊이 D2보다 더 작다. 예를 들어, 전도성 코일(200)은 깊이 방향을 따라 인덕터 본체(110) 내에 중심 위치될 수 있고, 인덕터 본체(110)의 깊이 D2의 대략 50%인 깊이 D1를 가질 수 있다. 당해 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자는, 본 발명의 사상에서 벗어나지 않고서 전도성 코일(200)의 최대 폭 W1 또는 인덕터 본체의 깊이 D1가 인덕터 본체 110의 깊이 D2의 50%보다 크거나 작을 수 있다는 것을 인식할 것이다.
비한정적인 예에서, 완성된 인덕터의 최대 치수는 대략 10mm(수직 높이 H3) x 10mm(폭 W2) x 6mm(깊이 D2)일 수 있다. 이러한 실시예에서, 전도성 코일(200)의 수직 높이 H1는 대략 9mm이고 인덕터(100)의 최대 수직 높이 H3는 대략 10mm이다. 전도성 코일(200)의 최대 폭 W1 및 인덕터 본체(110)의 최대 폭 W2은 둘 다 대략 10mm이다. 전도성 코일(200)의 깊이 D1는 대략 3mm이고, 인덕터 본체(110)의 깊이 D2는 대략 6mm이다. 바람직한 실시예에서, 인덕터는 100A 이상에서 40℃ 이하의 온도 상승을 야기하는 정격 전류를 달성하면서 0.15mΩ 미만의 저항 및 100nH 이상의 인덕턴스를 달성할 수 있다. 실시예에서, 전류 처리 능력은 40℃ 이하의 온도 상승을 생성하는 100-125A의 범위에 있을 수 있다.
당업자는 본 개시의 범위 내에서 전도성 코일(200) 및 인덕터 본체(110)의 길이, 폭 및 높이에 많은 변형이 있을 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본 개시에 따른 인덕터 치수의 다른 비한정적인 예는 다음을 포함한다: 10mm (H3) x 10mm (W2) x 5mm (D2); 12mm (H3) x 10mm (W2) x 5mm (D2); 7mm (H3) x 10mm (W2) x 5mm (D2); 및 5mm (H3) x 8mm (W2) x 4mm (D2).
실시예에서, 저항은 0.01mΩ 내지 5.0mΩ 범위일 수 있고, 인덕턴스는 10nH 내지 1000nH 범위일 수 있다. 당업자는 인덕턴스가 증가함에 따라 통상적으로 저항이 증가한다는 것을 인식할 것이다. 그러나, 인덕터 본체(110)의 크기가 증가할수록 저항 증가 없이 인덕턴스가 증가할 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본원에 기재된 대안의 실시예에 따른 인덕터(800)를 예시한다. 인덕터(800)는 일반적으로 도 1a 내지 도 1h에 도시된 인덕터(100)와 동일한 재료로 형성된다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 인덕터(800)는 바람직하게는, 사전 형성된 전도성 코일(820)을 부분적으로 둘러싸는 인덕터 본체(810)를 포함한다. 인덕터(800)는 우측 및 좌측 리드(840, 850)를 형성하는 우측 및 좌측 단부와 비교하여 상이한 치수를 갖는 중간 섹션(830)을 갖는 전도성 코일(820)을 갖는다는 점에서, 인덕터(800)는 도 1a 내지 도 1h에 도시된 인덕터(100) 및 도 2a 내지 2c에 도시된 전도성 코일(200)과는 상이하다. 도 8a 및 도 8b의 바람직한 실시예에 도시된 바와 같이, 전도성 코일(820)은 바람직하게는, L형 우측 및 좌측 리드(840, 850) 및 반원형 중간 부분(830)을 갖는 오메가-형상의 플랫 와이어이다. 전도성 코일(820)의 중간 부분(830)은 바람직하게는 우측 및 좌측 리드(840, 850)보다 더 두꺼운 두께를 갖는다. 와이어의 두께는 중간 부분(830)으로부터 우측 및 좌측 연장 레그(860, 870)를 따라 점차 가늘어진다(taper). 그 결과, 우측 및 좌측 리드(840, 850)는 바람직하게는, 도 8c에 도시된 바와 같이 중간 부분(830)의 단면적보다 더 평평하고 더 넓은 단면적을 갖는다.
도 8a 내지 도 8c에 도시된 인덕터(800)는, 더 평평하고 더 넓은 리드(840, 850)가 특히 더 큰 크기의 인덕터를 제조할 때 더 큰 안정성을 허용한다는 점에서 유리하다. 또한 인덕터가 깊이 방향(도 1h에서 참조된 방향 D)에서 더 넓은 인덕터 본체로 제조될 수 있게 하며, 그 결과 추가 코어 재료 및 증가된 인덕턴스가 된다.
또한, 인덕터(800)와 같이 인덕터의 리드 종단의 폭을 증가시킴으로써 동일 단면적을 가지면서 더 얇은 리드 종단을 가능하게 한다. 그 결과, 리드 종단의 전기 저항은 실질적으로 동일하게 유지되는 동시에 동일한 유효 영역에서 코어 재료를 위한 추가 공간을 확보할 수 있다. 인덕터의 크기는 통상적으로 회로 기판 상에 차지할 공간의 양에 의해 결정되기 때문에, 본 실시예에 따른 인덕터(800)와 같은 인덕터는 이용 가능한 회로 기판 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있다. 또한, 인덕터(800)와 같이 더 넓은 리드 종단을 갖는 인덕터는 더 큰 리드 표면적을 회로 기판에 장착할 수 있게 하며, 이는 회로 기판에 보다 견고한 부착을 제공할 수 있다.
인덕터(800)에서와 같이 더 넓은 리드 종단은 또한 인덕터의 충격 및 진동 처리 능력을 개선하고 인덕터와 회로 기판 사이의 열 전달을 개선한다. 또한, 인덕터(800)에서와 같이 더 얇고 더 넓은 리드 종단은 형성하거나 구부리기가 더 쉽다.
또한, 당업자는, 더 평평하고 더 넓은 중간 부분 및 더 두껍고 더 좁은 리드로 제조된 반대 구성을 갖는 인덕터가 본 출원의 주제의 사상 및 범위 내에 있다는 것을 인식할 것이다. 더 평평하고 더 넓은 중간 부분 및 더 좁은 리드로 제조된 인덕터는 기존의 회로 기판 풋프린트와 일치시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이는 특정 크기의 인덕터에 맞도록 고정된 설계 또는 레이아웃을 갖는 회로 기판에서 유리하다.
도 9a 및 도 9b는 본원에 기재된 다른 대안의 실시예에 따른 인덕터(900)를 도시한다. 인덕터(900)는 일반적으로 도 1a 내지 도 1h에 도시된 인덕터(100) 및 도 8a 내지 도 8c에 도시된 인덕터(800)와 동일한 재료로 형성된다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 인덕터(900)는 바람직하게는, 사전 형성된 전도성 코일(920)을 부분적으로 둘러싸는 인덕터 본체(910)를 포함한다. 인덕터(900)는 바람직하게는, 중간 섹션(930)과 L형 우측 및 좌측 리드(940, 950)를 갖는 오메가 형상의 플랫 와이어로 바람직하게 형성된 전도성 코일(920)을 갖는다. 도 8a 내지 도 8c에 도시된 인덕터(800)와 유사하게, 전도성 코일(920)의 중간 부분(930)은 바람직하게는 우측 및 좌측 리드(940, 950)보다 더 큰 두께를 갖고, 와이어의 두께는 중간 부분(930)으로부터 우측 및 좌측 리드(940, 95)를 향해 점차 가늘어지며, 그리하여 우측 및 좌측 리드(940, 950)는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 바람직하게는 중간 부분(930)보다 더 평평하도록 한다. 인덕터(900)는, 전도성 코일(920)의 중간 부분(930)이 반원형 형상인 것과는 대조적으로 장방형이고 인덕터 본체(910)가 그의 폭보다 더 큰 높이를 갖는다는 점에서 도 8a 내지 도 8c에 도시된 인덕터(800)와는 상이하다. 예를 들어, 한정 없이, 높이 대 폭 비율은 대략 1.5:1 또는 2:1일 수 있다. 대안으로서, 다른 실시예(도시되지 않음)에 따르면, 전도성 코일의 중간 부분은 그의 폭에 비해 더 작은 높이를 갖도록 장방형 형상일 수 있다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 인덕터(900)는, 인덕터 본체(910)가 더 넓은 응용 범위를 허용하도록 다양한 높이 및 폭을 가질 수 있다는 점에서 유리하다. 인덕터(900)와 같은 인덕터는 회로 기판 상의 이용 가능한 공간을 보다 효율적으로 이용하기 위해 인덕터의 크기를 맞춤화하는 데 유리하다. 예를 들어, 이는 회로 기판의 풋프린트가 한정되어 있지만 높이가 더 유연한 애플리케이션에서 유용하다. 마찬가지로, 이는 또한, 인덕터의 높이가 한정 요소이지만 인덕터의 폭 또는 길이에 더 큰 유연성이 있는 애플리케이션에서도 유용하다.
도 3은 본 발명에 따라 인덕터를 제조하기 위한 예시적인 방법(300)을 도시한다. 실시예에서, 인덕터 본체(110)는 사전 형성된 전도성 코일(200) 주위에 자성 재료를 가압하여 형성될 수 있다. 당업자는, 도 3에 기재된 인덕터의 제조 방법 및 도 4 내지 도 7에 기재된 몰드 어셈블리가 단지 예시를 위한 목적으로 인덕터(100)를 참조한다는 것을 이해할 것이다. 당업자는, 상이한 크기 및 형상을 갖는 사전 형성된 전도성 코일 및 상이한 크기 및 형상의 인덕터 본체를 사용하는 인덕터가 도 3 내지 도 7에 기재된 방법 및 몰드 어셈블리의 범위 및 사상 내에 있다는 것을 이해할 것이다.
단계 310에서, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같은 사전 형성된 전도성 코일(200)이 바람직하게는 몰드 어셈블리(400)에 안착된다. 상부 몰드 섹션(410) 및 하부 몰드 섹션(411)을 갖는 예시적인 몰드 어셈블리(400)가 도 6a 내지 도 6c에 도시되어 있다. 당업자는, "하부" 및 "상부"라는 용어가 도면에서 참조점으로서 사용되며, 하부 몰드 섹션(410)이 몰드 어셈블리(400)의 상부 측에 있을 수 있고 상부 몰드 섹션(411)이 몰드 어셈블리(400)의 하부 측에 있을 수 있다는 것을 인식 할 것이다. 당업자는 또한, 단일 몰드 섹션 또는 다수의 몰드 섹션들이 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 하부 몰드 섹션(410)은 바람직하게는 상부 면(412), 하부 면(414), 우측 면(416), 좌측 면(418), 전방 면(420) 및 후방 면(422)을 갖는 블록 형상이다. 당업자는, 하부 몰드 섹션(410)이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고서 다른 형상을 가질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 하부 몰드 섹션(410)은 바람직하게는 하나 이상의 안착 채널(424)을 갖는다. 도 4a 내지 도 4c에 도시된 예시적인 실시예에서, 하부 몰드 섹션(410)은 하나의 안착 채널(424)을 갖지만, 당업자는 하부 몰드 섹션(410)이 본 발명의 범위 내에서 생산 효율을 위해 다수의 안착 채널들을 가질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 안착 채널(424)은 바람직하게는 상부 면(412)으로부터 하부 면(414)으로 하부 몰드 섹션(410)을 통해 연장되고, 바람직하게는 상부 면(412) 및 하부 면(414) 둘 다에서 개방된다. 그러나, 실시예에서, 안착 채널(424)은 한 면에서 폐쇄될 수 있다. 하부 몰드 섹션(410)은 몰딩 프로세스 동안 하부 몰드 섹션(410)을 상부 몰드 섹션(411)과 정렬하기 위한 정렬 홀(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 안착 채널(424)은 채널 벽(426)에 의해 정의된다. 우측 선반(430) 및 좌측 선반(432)은 바람직하게는 채널 벽(426)에 형성되고 전도성 코일(200)의 우측 및 좌측 리드(210, 220)를 수용하도록 위치된다. 우측 선반(430) 및 좌측 선반(432)은 바람직하게는 리드(210, 220)의 형상에 대해 상보적인 형상을 갖는다. 실시예에서, 우측 선반(430) 및 좌측 선반(432)은 전도성 코일(200)의 L형 리드(210, 220)를 수용하도록 L형상이다. 중간 돌출부(intermediate protrusion)(434)가 채널 벽(426)에 형성되고 바람직하게는 우측 및 좌측 선반(430, 432) 사이에 위치된다. 중간 돌출부(434)는 형성된 인덕터에서 리드(210, 220) 사이에 위치된 인덕터 본체(110)의 리드 면(110)의 섹션을 형성하도록 작용한다(도 1a 참조). 안착 채널(424)은 바람직하게는 채널 벽(426)에 형성된 우측 및 좌측 좁아지는 벽(436, 438)을 가지며, 이는 인덕터 본체(110)에서 우측 및 좌측 컷아웃(142, 152)을 형성한다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 전도성 코일(200)은 바람직하게는, 우측 및 좌측 리드(210, 220)가 안착 채널(424)의 우측 및 좌측 선반(430, 432) 내에 안착되고 채널 벽(426)과 접촉하도록, 안착 채널(424)에 위치된다. 우측 및 좌측 선반(430, 432), 우측 및 좌측 좁아지는 벽(436, 438), 중간 돌출부(434) 및 채널 벽(426)은 바람직하게는 몰딩 동안 전도성 코일(200)의 움직임을 한정하도록 함께 작용한다. 또한, 중간 돌출부(434)와 우측 및 좌측 리드(210, 220)는 바람직하게는 인덕터 본체(110)의 리드 면(120)을 형성하도록 기능한다.
도 6a 내지 도 6c는 하부 몰드 섹션(410), 상부 몰드 섹션(411), 하부 펀치(500) 및 상부 펀치(502)를 포함하는 몰드 어셈블리(400)의 예시적인 실시예를 예시한다. 실시예에서, 상부 몰드 섹션(411)은 바람직하게는 블록 형상이다. 당업자는, 상부 몰드 섹션(411)이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 다른 형상을 가질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 상부 몰드 섹션(411)은 바람직하게는 수용 채널(464)을 갖는다. 당업자는, 상부 몰드 섹션(411)이 하부 몰드 섹션(410)에서의 안착 채널(424)의 수와 대응하도록 다수의 수용 채널(464)을 가질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 수용 채널(464)은 바람직하게는 상부 몰드 섹션(411)의 상부 면으로부터 하부 면으로 연장되고, 바람직하게는 상부 면과 하부 면 둘 다에서 개방된다. 상부 몰드 섹션(411)은 몰딩 프로세스 동안 하부 몰드 섹션(410)과 정렬하기 위한 정렬 홀(미도시)을 포함할 수 있다.
도 3을 다시 참조하면, 단계 320에서, 자성 재료(504)가 몰딩 어셈블리(400) 내로 도입될 수 있다. 자성 재료(504)는 바람직하게는 자성 입자, 보다 바람직하게는 분말형 또는 입상 자성 재료, 훨씬 더 바람직하게는 분말형 철 재료이다. 자성 재료(504)는 바람직하게는 전도성 코일(200) 주위에 몰드 어셈블리(400) 내로 부어진다. 실시예에서, 자성 재료(504)의 일부는 사전 압축되거나 사전 가압되어 전도성 코일(200)과 함께 몰드 어셈블리(400)에 추가될 수 있다. 사전 압축 또는 사전 가압된 자성 재료는 초기 가압 단계를 거칠 수 있으며, 그 다음 추가의 느슨한 자성 재료(504)가 최종 가압 단계 동안 몰드 어셈블리(400)에 추가될 수 있다.
단계 330에서, 자성 재료(504)는 몰드 어셈블리(400) 내의 전도성 코일(200) 주위에 몰딩된다. 자성 재료(504)는 바람직하게는, 우측 및 좌측 리드(210, 220)의 노출된 부분을 제외하고, 전도성 코일(200)을 둘러싸는 인덕터 본체(110) 내로 하부 및 상부 펀치(500, 502)에 의해 가압된다. 도 6a 내지 도 6c에 도시된 예시적인 실시예에서, 하부 펀치(500)는 하부 몰드 섹션(410)의 하부 면(414)으로부터 안착 채널(424)을 통해 삽입되고 상부 펀치(502)는 상부 몰드 섹션(411)의 상부 면으로부터 수용 채널(464)을 통해 삽입되어 전도성 코일(200) 주위에 분말형 자성 재료를 가압한다. 도 6b는 전도성 코일(200) 주위에 삽입된 자성 재료가 없는 몰드 어셈블리(400)를 예시한다. 도 6c는 자성 재료(504)가 전도성 코일(200) 주위에 삽입되고 가압된 몰드 어셈블리(400)를 예시한다. 당업자는, 가압 성형, 사출 성형 등을 한정 없이 포함하여, 기재된 방법(300)의 범위에서 벗어나지 않고서 분말형 자성 재료를 몰딩하는 다른 형태가 채용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 7은 몰딩 단계 후에 하부 몰드 섹션(411) 내에 안착된 형성된 인덕터(100)를 예시한다. 몰딩 단계 후에, 자성 재료(504)는 전도성 코일(200) 주위에 복합 재료로 형성된다.
다시 도 3을 참조하면, 인덕터(100)가 단계 330의 몰딩 프로세스에 의해 형성된 후에, 형성된 인덕터(100)는 단계 340에서 예컨대 오븐에서의 가열에 의해 경화된다. 이 경화 프로세스는 인덕터 본체를 형성하는 분말형 자성 재료를 함께 바인딩한다. 당업자는, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고서 다른 형태의 경화가 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
단계 350에서, 형성된 인덕터(100)는, 예컨대 육안 검사 및/또는 전기적 특성 검사에 의해, 선택적으로 검사된다. 리드(210, 220)의 독특한 배열은 인덕터와 회로 기판 사이의 더 강한 솔더 조인트 연결을 가능하게 하고, 또한 AOI 또는 x선 검사와 같은 오버헤드 검사 중의 개선된 가시성을 가능하게 한다.
본원에서 설명된 임의의 실시예에 따라 사전 형성된 전도성 코일(200)로 제조된 인덕터(100)는 리드 프레임에의 리드의 용접, 결과적인 용접 조인트, 및 리드 프레임의 후처리 절단에 대한 필요성을 없애며, 이는 인덕터 성능을 개선한다. 본원에서 설명된 임의의 실시예에 따라 사전 형성된 전도성 코일(200)로 제조된 인덕터(100)는 또한, 인덕터 본체 주위에 리드를 형성 및/또는 구부리는 것과 같은 가압후 리드 프로세싱에 대한 필요성을 없앤다.
상기에 설명된 바와 같이, 전도성 코일(200)의 리드(210, 220)는 몰딩 동안 안착 채널(424, 426) 벽의 상당 부분으로서 기능한다. 이는 인덕터 본체(110) 내에서의 사용 가능한 코어 영역을 최대화하면서 이용 가능한 가장 작은 풋프린트를 갖는 인덕터(100)를 가능하게 한다. 또한, 본 발명의 몰드 어셈블리(200)의 안착 채널(466) 내의 전도성 코일(200)의 배열은 몰딩 동안 전도성 코일(200)의 움직임을 한정하며, 이는 인덕터 본체(110) 내에, 바람직하게는 인덕터 본체(110)의 중심 내에, 전도성 코일(200)의 일관된 위치를 가능하게 한다.
도 1a, 도 1b, 도 1g 및 도 1h에 도시된 바와 같이, 우측 및 좌측 리드(210, 220)의 노출된 부분은 인덕터 본체(110)의 리드 면(120)의 상당 부분을 구성하며, 이는 솔더 접합 강도를 최대화하고 인덕터를 표면 실장 애플리케이션에 이상적으로 만든다. 또한, 측부 부분(214, 224)은 완성된 인덕터(100)에 추가적인 충격 및 진동 안정성을 제공한다.
본원에서 설명된 임의의 실시예에 따른 인덕터는, 서버, 울트라북, 노트북, 자동차 BLDC 모터 및 태양광 인버터에 대한 DC/DC 컨버터를 포함하는 서버 애플리케이션 또는 다른 애플리케이션과 같이 비교적 작은 풋프린트, 표면 실장 및/또는 높은 프로파일 요건을 갖는 전자 애플리케이션에서 이용될 수 있다. 또한, 본원에서 설명된 임의의 실시예에 따른 인덕터는 바람직하게는 다음 중 하나 이상을 달성할 수 있다: 0.15mΩ 미만의 낮은 직류 저항(DCR; direct current resistance); 100nH 이상의 인덕턴스; 40℃ 온도 상승 또는 이하, 낮은 프로파일 및 높은 전류를 생성하면서 100-125A 범위의 직류 처리 능력; 유사 제품이 전류 요건을 충족할 수 없는 상황 및/또는 회로에서의 효율.
본원에 기재된 형성된 인덕터(100)는 최소한의 폐기물로 일관된 인덕터를 생성하기 위한 간단하고 비용 효율적인 방법을 제공한다. 인덕터(100)를 제조하는 데 사용된 거의 모든 재료가 완제품에서 이용된다. 리드 프레임 및 와이어와 같은 낭비 부품 그리고 후처리 트리밍 및 성형으로 인한 추가 노동 요건을 갖는 경쟁 제품과 비교하여, 본원에 기재된 인덕터(100)에 의해 상당한 부품 및 노동 비용이 달성된다.
전술한 내용은 단지 예시로써 제시된 것이며 어떠한 한정도 받지 않는다는 것을 알 것이다. 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고서 기재된 실시예에 대해 다양한 대안 및 수정이 이루어질 수 있는 것으로 고려된다. 이와 같이 본 발명을 상세하게 기재하였지만, 본 발명의 상세한 설명에서 단지 일부만 예시되어 있는 많은 물리적 변경이 그 안에 구현된 발명의 개념 및 원리를 변경하지 않고서 이루어질 수 있다는 것이 당업자라면 알 것이고 명백할 것이다. 또한, 바람직한 실시예의 일부만을 포함하는 다수의 실시예가 가능하며, 이러한 부분과 관련하여 그 안에 구현된 발명의 개념 및 원리를 변경하지 않는다는 것을 알아야 한다. 따라서, 본 실시예 및 선택적 구성은 모든 면에서 예시적 및/또는 예시적이고 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술한 기재가 아닌 첨부된 청구항에 의해 나타나고, 상기 청구항의 등가인 의미 및 범위 내에 있는 이 실시예에 대한 모든 대안의 실시예 및 변경은 따라서 여기에 포함되어야 할 것이다.
Claims (20)
- 인덕터에 있어서,
제1 단자 리드와 제2 단자 리드 사이의 중간(medial) 부분을 포함하는 사전 형성된(preformed) 전도성 코일; 및
상기 사전 형성된 전도성 코일의 적어도 상기 중간 부분을 둘러싸는 자성 재료를 포함하는 인덕터 본체
를 포함하고,
상기 사전 형성된 전도성 코일의 상기 제1 및 제2 단자 리드 각각의 적어도 일부가 상기 인덕터 본체 외부에 노출되는 것인, 인덕터. - 청구항 1에 있어서,
상기 자성 재료는 상기 전도성 코일의 상기 제1 및 제2 단자 리드의 부분 및 상기 중간 부분 주위에 더 몰딩되는 것인, 인덕터. - 청구항 1에 있어서,
상기 중간 부분은 원형 형상, 반원형 또는 장방형(oblong) 형상을 포함하는 것인, 인덕터. - 청구항 1에 있어서,
상기 전도성 코일은 오메가(omega) 형상인 것인, 인덕터. - 청구항 1에 있어서,
상기 인덕터 본체는 하부 면, 상부 면, 우측 면, 좌측 면, 전방 면 및 후방 면을 갖는 패키지 형상인 것인, 인덕터. - 청구항 5에 있어서,
상기 인덕터 본체 외부에 노출된 상기 제1 및 제2 단자 리드 각각의 부분은 상기 인덕터 본체의 하부 면을 따라 위치되는 것인, 인덕터. - 청구항 5에 있어서,
상기 제1 및 제2 단자 리드 각각은:
상기 인덕터 본체의 하부 면을 따라 위치된 노출된 부분을 갖는 하부 부분; 및
상기 인덕터 본체의 우측 면과 좌측 면 중의 각자의 면을 따라 종결되는 측부 부분
을 더 포함하는 것인, 인덕터. - 청구항 7에 있어서,
상기 인덕터 본체의 우측 면 및 좌측 면 각각은 상기 제1 및 제2 단자 리드 중의 각자의 단자 리드의 측부 부분이 위치되어 있는 컷아웃(cutout) 부분을 포함하고,
상기 제1 및 제2 단자 리드의 각자의 측부 부분 사이의 상기 전도성 코일의 최대 폭은 상기 인덕터 본체의 최대 폭과 실질적으로 동일한 것인, 인덕터. - 청구항 7에 있어서,
상기 제1 및 제2 단자 리드 각각의 측부 부분은 상기 하부 부분에 실질적으로 수직이도록 사전 형성되는 것인, 인덕터. - 청구항 5에 있어서,
상기 제1 및 제2 리드의 각각은 실질적으로 L형 또는 U형이며, 상기 L 또는 U의 제1 부분이 상기 인덕터 본체의 하부 면을 따라 위치되고, 상기 L 또는 U의 제2 부분이 상기 인덕터 본체의 우측 면과 좌측 면 중의 각자의 면을 따라 위치되는 것인, 인덕터. - 청구항 1에 있어서,
상기 전도성 코일의 제1 및 제2 단자 리드의 각각은 상기 전도성 코일의 중간 부분의 단면적보다 더 평평하고 더 넓은 단면적을 갖는 것인, 인덕터. - 청구항 1에 있어서,
상기 자성 재료는 분말형 자성 재료인 것인, 인덕터. - 청구항 1에 있어서,
상기 자성 재료는 분말형 철 입자인 것인, 인덕터. - 인덕터를 제조하는 방법에 있어서,
곡선형 중간 부분과 제1 및 제2 단자 리드를 갖는 형성된 전도성 코일을 제공하는 단계; 및
인덕터 본체를 형성하도록 상기 형성된 전도성 코일의 적어도 상기 중간 부분 주위에 자성 재료를 몰딩하는 단계 - 상기 형성된 전도성 코일의 제1 및 제2 단자 리드의 적어도 일부가 상기 인덕터 본체 외부에 노출됨 -
를 포함하는, 인덕터 제조 방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 형성된 인덕터 본체는 하부 면, 상부 면, 우측 면, 좌측 면, 전방 면 및 후방 면을 갖는 실질적으로 패키지 형상이고, 상기 제1 및 제2 단자 리드는 상기 인덕터 본체의 상기 하부 면 및 상기 우측 면과 좌측 면 중의 각자의 면을 따라 노출되는 것인, 인덕터 제조 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 자성 재료를 몰딩하는 단계는:
몰드 어셈블리에 상기 형성된 전도성 코일을 위치시키는 단계;
상기 몰드 어셈블리 안으로 상기 자성 재료를 도입하는 단계; 및
상기 전도성 코일 주위에 상기 자성 재료를 가압하는 단계
를 더 포함하는 것인, 인덕터 제조 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 몰드 어셈블리에 상기 형성된 전도성 코일을 위치시키는 단계는:
상기 몰드 어셈블리의 안착 채널의 벽 내에 형성된 제1 및 제2 선반 상에 상기 형성된 전도성 코일의 제1 및 제2 단자 리드를 안착시키는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 및 제2 단자 리드가 몰딩 동안 상기 몰드 어셈블리의 상기 벽의 일부로서 기능하도록 상기 제1 및 제2 선반은 상기 제1 및 제2 단자에 대해 상보적인(complementary) 형상을 갖는 것인, 인덕터 제조 방법. - 청구항 17에 있어서,
상기 제1 및 제2 단자 리드는 L형 또는 U형인 것인, 인덕터 제조 방법. - 청구항 18에 있어서,
상기 제1 및 제2 선반 각각은, 상기 인덕터 본체의 우측 면 및 좌측 면 각각에 상보적인 컷아웃을 형성하는 좁아지는 벽을 더 포함하고,
상기 제1 및 제2 단자 리드 각각의 일부가 각자의 컷아웃에 위치되는 것인, 인덕터 제조 방법. - 제1 단자 리드와 제2 단자 리드 사이의 중간 부분을 포함하는 사전 형성된 전도성 코일을 갖는 인덕터를 형성하기 위한 어셈블리에 있어서,
관통하여 정의되는 안착 채널 및 상기 안착 채널을 둘러싸는 벽을 갖는 몰드 섹션 - 상기 벽은 상기 사전 형성된 전도성 코일의 제1 및 제2 단자 리드를 수용하도록 구성된 제1 및 제2 선반을 포함함 - ; 및
상기 전도성 코일이 상기 몰드 섹션 내에 위치될 때 상기 전도성 코일 주위에 자성 입자를 가압하도록 구성된 적어도 하나의 펀치
를 포함하고,
상기 제1 및 제2 선반은, 상기 자성 입자가 상기 전도성 코일 주위에 가압될 때 상기 제1 및 제2 단자 리드가 상기 몰드 섹션의 벽에 접촉할 수 있도록, 상기 전도성 코일의 제1 및 제2 단자 리드에 대해 상보적인 형상을 갖는 것인, 어셈블리.
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