KR20230100601A - Magnetic particle and magentic component - Google Patents
Magnetic particle and magentic component Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230100601A KR20230100601A KR1020220147687A KR20220147687A KR20230100601A KR 20230100601 A KR20230100601 A KR 20230100601A KR 1020220147687 A KR1020220147687 A KR 1020220147687A KR 20220147687 A KR20220147687 A KR 20220147687A KR 20230100601 A KR20230100601 A KR 20230100601A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- magnetic
- phase
- magnetic particles
- metal
- particle
- Prior art date
Links
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 title claims abstract description 203
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 29
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 110
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 39
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 39
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 11
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910019819 Cr—Si Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017061 Fe Co Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017060 Fe Cr Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002544 Fe-Cr Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017082 Fe-Si Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017133 Fe—Si Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017315 Mo—Cu Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017709 Ni Co Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003267 Ni-Co Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003296 Ni-Mo Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003262 Ni‐Co Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- 229910002796 Si–Al Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 229910002060 Fe-Cr-Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- 229910003962 NiZn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- UCNNJGDEJXIUCC-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)iron;iron Chemical compound [Fe].O[Fe]=O.O[Fe]=O UCNNJGDEJXIUCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000003921 particle size analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
- H01F1/14766—Fe-Si based alloys
-
- 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
- H01F1/15308—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Fe/Ni
-
- 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
- H01F1/15383—Applying coatings thereon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시 형태는 복수의 상을 갖는 금속자성입자를 포함하며, 상기 복수의 상은 Fe계 상 및 Fe3O4상을 포함하며, 상기 복수의 상 중에서 상기 Fe3O4상이 차지하는 함량 비율은 50% 미만인 자성 입자를 제공한다.An embodiment of the present invention includes a metal magnetic particle having a plurality of phases, the plurality of phases include a Fe-based phase and a Fe 3 O 4 phase, the content ratio of the Fe 3 O 4 phase among the plurality of phases provides magnetic particles that are less than 50% silver.
Description
본 발명은 자성 입자 및 자성 부품에 관한 것이다.The present invention relates to magnetic particles and magnetic components.
인덕터, 공통모드필터(Common Mode Filter), LC 필터, 발룬(Balun), 자기 기록 매체 등과 같은 자성 부품의 경우, 일반적으로 바디 내부에 자성 입자가 포함됨으로써 의도한 자기적 특성을 구현한다. 여기서, 자성 입자는 페라이트 계열, 금속 계열 자성 물질 등으로 형성될 수 있다.In the case of magnetic parts such as inductors, common mode filters, LC filters, baluns, and magnetic recording media, magnetic particles are generally included in the body to implement intended magnetic characteristics. Here, the magnetic particles may be formed of a ferrite-based or metal-based magnetic material.
자성 부품에서, 낮은 저항, 높은 DC 바이어스 특성, 높은 효율 특성 등을 구현하기 위해서는 자성 입자를 미세화하고 충진율(packing density)을 높이는 한편 손실은 낮출 필요가 있다. 다만, 자성 부품의 소형화 추세 속에서 바디의 크기도 소형화되고 있으며 이에 따라 바디 내에 포함될 수 있는 자성 입자의 양을 늘리는 데에 한계가 있다. 또한, 자성 입자의 충진율을 높이기 위하여 높은 압력으로 바디를 성형할 경우 자성 부품의 변형을 초래하는 등의 문제가 있을 수 있다. 이에 자성 입자의 특성을 향상을 통하여 자성 부품의 손실을 최소화할 수 있는 방안이 요구된다.In magnetic components, in order to realize low resistance, high DC bias characteristics, high efficiency characteristics, etc., it is necessary to refine magnetic particles and increase packing density while reducing loss. However, the size of the body is also miniaturized in the trend of miniaturization of magnetic parts, and accordingly, there is a limit to increasing the amount of magnetic particles that can be included in the body. In addition, when the body is molded with high pressure to increase the filling rate of the magnetic particles, there may be problems such as deformation of the magnetic part. Accordingly, a method for minimizing loss of magnetic parts by improving the characteristics of magnetic particles is required.
본 발명의 목적 중 하나는 자성 부품의 손실 특성이 개선될 수 있는 자성 입자를 구현하는 것이다.One of the objects of the present invention is to implement magnetic particles capable of improving loss characteristics of magnetic parts.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 예를 통하여 신규한 자성 입자를 제안하고자 하며, 구체적으로, 복수의 상을 갖는 금속자성입자를 포함하며, 상기 복수의 상은 Fe계 상(Fe-based phase) 및 Fe3O4상을 포함하며, 상기 복수의 상 중에서 상기 Fe3O4상이 차지하는 함량 비율은 50% 미만인 형태이다.As a method for solving the above problems, the present invention intends to propose a novel magnetic particle through an example, and specifically, includes a metal magnetic particle having a plurality of phases, wherein the plurality of phases is an Fe-based phase (Fe -based phase) and Fe 3 O 4 phase, and the content ratio of the Fe 3 O 4 phase among the plurality of phases is less than 50%.
본 발명의 다른 측면은,Another aspect of the present invention is
복수의 상을 갖는 금속자성입자를 포함하며, 상기 복수의 상은 Fe계 상 및 Fe3O4상을 포함하며, 상기 금속자성입자의 표면에 존재하는 상기 Fe3O4상의 비율은 70% 미만인 자성 입자를 제공한다.A metal magnetic particle having a plurality of phases, wherein the plurality of phases include a Fe-based phase and a Fe 3 O 4 phase, and a ratio of the Fe 3 O 4 phase present on the surface of the metal magnetic particle is less than 70%. provide particles.
본 발명의 또 다른 측면은,Another aspect of the present invention is
복수의 상을 갖는 금속자성입자를 포함하며, 상기 복수의 상은 비정질 상 및 Fe3O4상을 포함하는 자성 입자를 제공한다.It includes metal magnetic particles having a plurality of phases, and the plurality of phases provides magnetic particles including an amorphous phase and an Fe 3 O 4 phase.
본 발명의 또 다른 측면은,Another aspect of the present invention is
복수의 자성 입자를 포함하는 바디를 포함하는 자성 부품에 있어서, 상기 복수의 자성 입자 중 적어도 하나는 복수의 상을 갖는 금속자성입자를 포함하며, 상기 복수의 상은 Fe계 상 및 Fe3O4상을 포함하며, 상기 복수의 상 중에서 상기 Fe3O4상이 차지하는 함량 비율은 50% 미만인 자성 부품을 제공한다.A magnetic component including a body including a plurality of magnetic particles, wherein at least one of the plurality of magnetic particles includes a metal magnetic particle having a plurality of phases, and the plurality of phases include a Fe-based phase and an Fe 3 O 4 phase. and, among the plurality of phases, the Fe 3 O 4 phase occupies a content ratio of less than 50%.
본 발명의 또 다른 측면은,Another aspect of the present invention is
복수의 자성 입자를 포함하는 바디를 포함하는 자성 부품에 있어서, 상기 복수의 자성 입자는 각각 제1 내지 제3 금속자성입자를 포함하는 제1 내지 제3 자성 입자를 포함하며, 상기 제1 자성 입자는 제1 직경 범위의 직경을 갖고, 상기 제2 자성 입자는 상기 제1 직경 범위보다 작은 제2 직경 범위의 직경을 갖고, 상기 제3 자성 입자는 상기 제2 직경 범위보다 작은 제3 직경 범위의 직경을 갖고, 상기 제3 금속자성입자는 Fe계 상 및 Fe3O4상을 포함하는 자성 부품을 제공한다.A magnetic component comprising a body including a plurality of magnetic particles, wherein the plurality of magnetic particles each include first to third magnetic particles including first to third magnetic metal particles, the first magnetic particles has a diameter in a first diameter range, the second magnetic particles have a diameter in a second diameter range smaller than the first diameter range, and the third magnetic particles have a diameter in a third diameter range smaller than the second diameter range has a diameter, and the third magnetic metal particle provides a magnetic component including an Fe-based phase and an Fe 3 O 4 phase.
본 발명의 일 예에 따른 자성 입자의 경우, 보자력이 효과적으로 저감될 수 있으며 이에 따라 이를 채용한 자성 부품의 손실을 저감하여 효율이 증가될 수 있다.In the case of magnetic particles according to an example of the present invention, the coercive force can be effectively reduced, and thus the efficiency can be increased by reducing the loss of magnetic parts employing the same.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자성 입자를 나타내며, 도 1(a) 및 도 1(b)는 각각 투과 사시도 및 단면도에 해당한다.
도 2 내지 5는 변형된 실시 형태에 따른 자성 입자를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자성 부품을 나타내는 개략적인 투과 사시도이다.
도 7은 도 6의 자성 부품의 개략적인 I-I' 면 절단 단면도이다.
도 8 및 도 9는 도 6의 자성 부품에서 바디의 일 영역을 확대하여 나타낸 것이다.
도 10은 도 9의 자성 입자들을 나타낸 것이다.
도 11 내지 15는 권선형 코일 구조를 갖는 자성부품을 나타낸다.1 shows a magnetic particle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b) correspond to a perspective view and a cross-sectional view, respectively.
2 to 5 show magnetic particles according to modified embodiments.
6 is a schematic perspective view showing a magnetic component according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along line II′ of the magnetic component of FIG. 6 .
8 and 9 are enlarged views of one region of the body of the magnetic component of FIG. 6 .
FIG. 10 shows the magnetic particles of FIG. 9 .
11 to 15 show a magnetic component having a wound coil structure.
이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to specific embodiments and accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자성 입자를 나타내며, 도 1(a) 및 도 1(b)는 각각 투과 사시도 및 단면도에 해당한다. 그리고 도 2 내지 4는 변형된 예에 따른 자성 입자들의 단면도를 나타낸다.1 shows a magnetic particle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b) correspond to a perspective view and a cross-sectional view, respectively. 2 to 4 show cross-sectional views of magnetic particles according to modified examples.
도 1을 참조하면, 본 실시 형태의 경우, 자성 입자(100)는 복수의 상(121-125)을 갖는 금속자성입자(101)를 포함한다. 그리고 자성 입자(100)는 금속자성입자(101)의 표면에 형성된 산화막(110)을 포함할 수 있다. 금속자성입자(101)에 포함된 복수의 상(121-125)은 Fe계 상(122) 및 Fe3O4상(123-125)을 포함하며, 이 경우, 복수의 상(121-125) 중에서 상기 Fe3O4상(123-125)이 차지하는 함량 비율은 50% 미만이다. 즉, Fe3O4상(123-125)은 나머지 상들(121, 122)의 함량들의 합보다 적다. 자성 입자(100)를 구성하는 금속자성입자(101)에서 Fe계 상(122)과 Fe3O4상(123-125)을 모두 포함하는 한편, 이들의 상대적인 함량을 이하의 실시 형태와 같이 조절함으로써 자성 입자(100)의 보자력을 효과적으로 낮출 수 있으며, 이렇게 보자력이 낮아진 자성 입자(100)를 자성 부품에 사용할 경우 손실을 낮춤으로써 효율 특성이 개선될 수 있다. 또한, 복수의 상(121-125)은 일부의 상으로서 비정질 상(121)을 포함할 수 있다. 이하, 자성 입자(100)의 주요 구성 요소들을 구체적으로 설명한다.Referring to FIG. 1 , in the present embodiment, the
금속자성입자(101)의 Fe계 상(122)은 자기적 특성을 확보하기 위한 물질, 예컨대, 철(Fe), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 나이오븀(Nb), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로, Fe계 상(122)은 Fe, Si, Cr을 포함하는 금속을 포함할 수 있다. 더욱 구체적인 예로서, Fe계 상(122)은 순철, Fe-Si계 합금, Fe-Si-Al계 합금, Fe-Ni계 합금, Fe-Ni-Mo계 합금, Fe-Ni-Mo-Cu계 합금, Fe-Co계 합금, Fe-Ni-Co계 합금, Fe-Cr계 합금, Fe-Cr-Si계 합금, Fe-Si-Cu-Nb계 합금, Fe-Ni-Cr계 합금, Fe-Cr-Al계 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, Fe계 상(122)이 Fe-Cr-Sr계 합금을 포함하는 경우 Si와 Cr의 중량%는 15% 이하일 수 있으며, 더욱 구체적인 예로서, 0.80중량% < Si < 12.5중량%, 2.5중량% < Cr < 14.2중량%일 수 있다.The Fe-based
Fe계 상(122)은 단결정 영역을 도 1은 하나의 단결정 영역(122)을 갖는 경우를 나타낸다. 그리고 도 2의 변형 예와 같이 Fe계 상(122은 2개 혹은 그 이상의 단결정 영역(122a, 122b)을 포함할 수 있으며, 이렇게 Fe계 상(122)은 단결정 영역(122a, 122b)을 복수 개 포함하는 다결정 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 단결정 영역(122a, 122b)은 서로 인접할 필요는 없으며 금속자성입자(101) 내에서 서로 이격되어 존재할 수도 있다. The Fe-based
도 1을 참조하면, 복수의 상(121-125)은 비정질 상(121)을 포함할 수 있으며 도 1 및 도 2는 비정질 상(121)이 1개인 예를 나타낸다. 다만, 비정질 상(121)의 개수는 2개 이상일 수도 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 금속자성입자(101)이 비정질 상(121)과 단결정 영역(122)을 모두 포함하고 있지만 이들 중 하나만 존재할 수도 있을 것이다. 구체적으로, 도 3의 변형 예와 같이, 금속자성입자(101)는 Fe계 단결정 영역(122a, 122b, 122c)을 포함하고 비정질 상은 포함하지 않을 수 있다. 이와 반대로 도 4의 변형 예와 같이, 금속자성입자(101)는 비정질 상(121a, 121b, 121c)을 포함하고 단결정 영역은 포함하지 않을 수 있다. Referring to FIG. 1 , the plurality of
도 1을 참조하면, 단결정 영역(122)은 Fe(001) 상, Fe(011) 상, Fe(002) 상, Fe(101) 상, Fe(111) 상, Fe(224) 상으로 구성된 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 단결정 영역(122)은 그 내부에 존재하는 결정이 일정한 배향(orientation)을 갖도록 형성된 영역으로 정의될 수 있다. 도 2 및 도 3의 변형 예와 같이 단결정 영역(122a, 122b, 122c)이 복수 개 존재하는 경우 이들은 서로 다른 배향을 가질 수 있다. 또한, 비정질 상(121)은 Fe계 금속 및 Fe계 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 여기서 Fe계 금속은 철(Fe), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 나이오븀(Nb), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 Fe계 금속은 Fe-Si계 합금, Fe-Si-Al계 합금, Fe-Ni계 합금, Fe-Ni-Mo계 합금, Fe-Ni-Mo-Cu계 합금, Fe-Co계 합금, Fe-Ni-Co계 합금, Fe-Cr계 합금, Fe-Cr-Si계 합금, Fe-Si-Cu-Nb계 합금, Fe-Ni-Cr계 합금, Fe-Cr-Al계 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 Fe계 합금은 Fe-Cr-Sr계 합금을 포함하는 경우 Si와 Cr의 중량%는 15% 이하일 수 있으며, 더욱 구체적인 예로서, 0.80중량% < Si < 12.5중량%, 2.5중량% < Cr < 14.2중량%일 수 있다. 이 경우, 상기 Fe계 금속 산화물은 상술한 Fe계 금속의 산화물일 수 있다.Referring to FIG. 1, the
상술한 바와 같이 금속자성입자(101)는 Fe3O4상(123-125)을 포함하며, 도 1 및 도 2에서는 3개의 Fe3O4상(123-125)이 존재하는 예를 나타낸다. 다만, 도 3 및 도 4에 도시된 형태와 같이 Fe3O4상(123-124)의 개수는 2개 일수도 있으며 이보다 적은 1개 또는 4개 이상일 수도 있을 것이다. Fe3O4상(123-125)은 단결정 영역을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 3개의 단결정 영역(123-125)이 존재하는 예를 나타낸다. 이 경우, 단결정 영역(123-125)은 Fe3O4(022) 상, Fe3O4(113) 상, Fe3O4(311) 상, Fe3O4(111) 상으로 구성된 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시 형태와 같이 Fe3O4상의 단결정 영역(123-125)이 복수 개 존재하는 경우 이들은 서로 다른 배향을 가질 수 있다.As described above, the
금속자성입자(101)에 존재하는 복수의 상(121-125)은 금속자성입자(101)의 단면 분석(예컨대, HR-TEM 분석), XRD 분석, 화학 분석 등을 통하여 그 존재나 함량 비율을 확인할 수 있다. 일 예로서, 복수의 상(121-125)은 HR-TEM (예: JEOL사의 2100F) 결정 패턴 분석을 통해 확인될 수 있으며 이로부터 면적 비율도 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 면적 비율을 통하여 복수의 상(121-125) 각각의 함량 비율을 구할 수 있으며, 여기서 복수의 상(121-125)의 면적은 예컨대, 금속자성입자(101)의 중심을 지나는 Z-Y 단면에서 차지하는 면적일 수 있다. 복수의 상(121-125)을 이루는 물질의 경우, STEM-EDS 분석을 통하여 알 수 있다. Fe와 Fe3O4의 존재 여부는 XRD 분석을 통해서도 알 수 있으며, XRD 분석으로 각각의 영역에서 결정화도와 산화물의 유형을 확인할 수 있다. 구체적으로, Fe3O4상(123-125)을 포함하는 경우, Fe 단일 피크뿐 아니라, 마그네타이트(magnetite) Fe3O4 피크가 검출될 수 있다. 또한, Fe3O4상(123-125)의 결정 구조는 HR-TEM 분석을 통해 알 수 있으며, 본 발명자들이 실행한 TEM 이미지 시뮬레이션 결과 얻어진 자성 입자(100)에서 Fe3O4의 결정 구조가 확인된 반면, γ-Fe2O3와 매칭되는 결과 없는 것을 확인하였다. The plurality of phases 121-125 present in the metallic
본 실시 형태의 경우, 금속자성입자(101)의 내부에 복수 상(121-125)이 존재하며 특히 비정질 상(121), Fe계 상(122) 및 Fe3O4상(123-125)을 포함할 수 있다. 금속자성입자(101)를 포함하는 자성 입자(100)의 경우, 보자력을 낮추기 위하여 비정질성이 높은 것, 즉, 비정질 상(121)의 함량이 높은 것이 바람직하지만 자성 입자(100)의 제조 과정에서 비정질성을 높이는데 한계가 있다. 그리고 자성 입자(100)의 크기가 줄어들수록 비정질성을 확보하기는 더욱 어렵다. 자성 입자(100)의 크기가 줄어들 경우 비표면적이 증가되어 자연 산화가 발생하기 쉬운데 이 경우, 비자성체인 Fe2O3상의 생성으로 자성 입자(100)의 자기적 특성이 저하될 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이 금속자성입자(101)의 Fe계 상(122)이 반드시 단결정 영역을 포함해야 하는 것은 아니며 비정질성이 매우 높아짐에 따라 Fe계 상(122)은 단결정 혹은 다결정 구조를 실질적으로 포함하지 않을 수도 있을 것이다. 이렇게, 금속자성입자(101)는 실질적으로 비정질 상(121)과 Fe3O4상(123-125) 외에 다른 단결정 영역을 포함하지 않을 경우, 비정질 상(121)의 함량이 Fe3O4상(123-125)의 함량보다 반드시 많을 필요는 없으며, 필요에 따라 이들의 함량이 조절될 수 있다.In the case of the present embodiment, multiple phases 121-125 exist inside the
한편, 본 실시 형태에서는 금속자성입자(101)가 비정질 상(121), Fe계 상(122) 외에 자성체 산화물인 Fe3O4상(123-125)을 포함함으로써 자성 입자(100)의 특성 저하를 최소화하도록 하였다. 그리고 비정질 상(121), Fe계 상(122)와 Fe3O4상(123-125)의 상대적인 함량을 최적화하여 자성 입자(100)의 보자력 등을 효과적으로 제어할 수 있다. 구체적으로, 금속자성입자(101) 내에서 Fe3O4상(123-125)이 차지하는 함량 비율은 50% 미만이며, 이는 Fe3O4상(123-125)의 함량이 지나치게 많아져서 나머지 상들(121, 122)의 함량과 동일하거나 이보다 많아지는 경우 자성 입자(100)의 Ms 특성 등이 저하될 수 있는 것을 고려한 조건이다. 구체적인 조건으로서 비정질 상(121), Fe계 상(122)과 Fe3O4상(123-125)의 상대적인 함량의 경우, 금속자성입자(101)에서 Fe3O4상(123-124)의 면적 비율은 15% 이상 50% 미만, 더욱 구체적으로는 19% 이상 42.3% 이하일 수 있다. 여기서, 비정질 상(121), Fe계 상(122)과 Fe3O4상(123-125)의 상대적인 함량은 금속자성입자(101)의 단면에서 면적 비율을 통하여 얻어질 수 있다. Fe3O4상(123-124)의 함량 비율이 19% 또는 15% 이하 수준으로 낮은 경우 금속자성입자(101)는 주로 비정질 상(121), Fe계 상(122)이 혼재된 구조를 갖는데 이 경우 투자율을 충분히 확보하는데 한계가 있을 수 있으며 형상 면에서도 자성 부품 내에서 충진율을 높이는데 한계가 있을 수 있다. 다음은 Fe3O4상(123-124)의 함량에 따라 자기적 특성과 충진율을 분석한 결과인데 이에 따르면, 금속자성입자(101) 에서 Fe3O4상(123-124)의 함량 비율이 50% 미만 수준에서 충분한 특성을 확보할 수 있었다. 그리고 금속자성입자(101) 에서 Fe3O4상(123-124)의 함량 비율이 19% 이상 42.3% 이하인 경우 투자율, 충진율 등의 특성 면에서 더욱 바람직한 겨를 보임을 확인하였다. On the other hand, in the present embodiment, the metal
(emu/g)Ms.
(emu/g)
(Oe)Hc
(Oe)
(mΩ)Rs
(mΩ)
(%)Filling rate
(%)
자성 입자(100)에서 Fe3O4상(123-125)이 존재하는 위치도 자성 입자(100)의 특성에 영향을 미칠 수 있다. 본 실시 형태와 달리 Fe3O4상(123-125)이 금속자성입자(100)의 표면에 주로 존재하여 금속자성입자(100)를 코팅하는 것과 유사한 형태인 경우에는 Fe3O4상(123-125)의 함량이 낮은 경우와 유사한 한계가 있을 수 있다. 따라서, 금속자성입자(101)의 표면에 존재하는 Fe3O4상(123-125)의 비율은 70% 미만인 것이 바람직할 수 있다. 여기서, Fe3O4상(123-125)의 비율은 예컨대 금속자성입자(101)의 중심을 지나는 Z-Y 단면에서 측정될 수 있으며, 구체적으로, 상기 Z-Y 단면에서 금속자성입자(101)의 외곽 라인을 추출한 후 Fe3O4상(123-125)에 해당하는 라인의 비율을 산출하는 방법으로 얻을 수 있다. 이러한 70% 미만 조건의 경우, 상술한 함량 조건, 즉, Fe3O4상(123-125)의 함량 비율이 50% 미만인 것과 반드시 함께 적용할 필요는 없으며 자성 입자(100)는 상기 70% 미만 조건만 충족할 수도 있다. 또한, 도 4에 도시된 형태와 같이 Fe3O4상(123-125)의 적어도 일부는 금속자성입자(101)의 중심을 지나는 단면, 예컨대, Z-Y 단면의 중앙부에 존재할 수 있다.The location of the Fe 3 O 4 phases 123 to 125 in the
산화막(110)은 금속자성입자(101) 표면에 형성되며 금속자성입자(101)를 보호하고 자성 입자(101)이 외부에 대하여 전기적으로 절연된 형태를 갖게 할 수 있다. 산화막(110)에 의하여 자성 입자(100)의 와전류 손실 등이 저감될 수 있다. 산화막(110)은 결정 영역을 포함할 수 있으며, 상기 결정 영역은 Fe3O4 성분을 포함함으로써 자성 입자(100)의 특성 저하가 최소화될 수 있다. 이 경우, 상기 결정 영역의 Fe3O4 성분은 금속자성입자(101)의 Fe3O4상(123-125)과 다른 배향 구조를 가질 수 있다. 산화막(110)의 두께(T)는 5-20nm일 수 있다. The
자성 입자(100)의 크기는 직경(D)이 10-900nm의 범위로서 초미분에 해당할 수 있다. 자성 입자(100)의 직경(D)은 중앙부 단면에서 측정될 수 있다. 예를 들면, 자성 입자(100)의 중심을 지나는 Z-Y 단면을 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 촬영을 하여 이미지를 얻으며, 이 경우, SEM 이미지에서 이미지 픽셀 크기(image pixel size)는 10nm로 고정하고 작업 거리(working distance)는 8mm로 고정할 수 있다. 그리고 모드는 백 스캐터드 모드(back scattered mode)를 사용할 수 있다. 이후, 이미지 분석 프로그램(예: ORS社 Deep learning tool)을 이용하여 직경(D)을 계산할 수 있다. 자성 입자(100)는 구형 또는 대체로 구형에 가까운 형상일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 즉, 도 5의 변형 예와 같이 자성 입자(100)는 비구형의 형상을 가질 수도 있다. 이러한 형상은 금속자성입자(101)의 산화 과정에서 구형도가 낮아짐에 따라 얻어질 수 있다. 자성 입자(100)가 구형을 유지하지 않는 임의의 형상인 경우, 상술한 직경은 페렛 직경(Feret Diameter)으로 대체되어 해석될 수 있으며, 직경의 평균값 또한 페렛 직경의 평균값으로 대체되어 해석될 수 있다. 직경 평균값 계산 방법으로서 이미지 프로세스 소프트웨어의 툴(tool)을 활용할 수 있다. 다만, 이는 자성 입자(100)의 크기를 개별적으로 분석하는 방법의 일 예이며, 후술할 바와 같이 자성 부품(200, 400, 500)에 포함된 자성 입자(100)의 크기를 분석하는 경우에는 자성 부품(200, 400, 500)의 단면 이미지를 통하여 측정될 수 있다.The size of the
금속자성입자(101)가 상술한 복합 구조, 즉, 비정질 상(121), Fe계 상(122) 및 Fe3O4상(123-125)을 포함하기 위한 제조 방법의 일 예에서, RF 플라즈마 공법을 이용하여 원료를 증발시킨 후 불활성 가스를 이용하여 냉각하여 미립 분말을 형성할 수 있다. 이 과정에서 산화 분위기와 가스, 그리고 금속자성입자(101)의 조성 등에 따라 다결정이나 다결정구조가 얻어지는데 이러한 공정 변수를 조절함으로써 상술한 구조의 자성 입자(100)를 얻을 수 있다. 이 경우, 얻어진 입자를 기류를 통해 이동시키는 방법 등으로 입경이 큰 것을 분리하는 과정을 거칠 수도 있다. In one example of a manufacturing method for the metal
이하, 상술한 자성 입자를 포함하는 자성 부품의 일 예를 설명한다. 도 6 내지 8을 참조하면, 본 실시 형태의 경우, 복수의 자성 입자(211)을 포함하는 자성 부품(200)은 코일 부품에 해당한다. 구체적으로, 자성 부품(200)은 바디(201), 지지부재(202), 코일 패턴(203), 외부 전극(205, 206)을 포함하며, 바디(201)는 복수의 자성 입자(211)을 포함한다. 여기서, 복수의 자성 입자(211) 중 적어도 하나는 상술한 복합 구조, 즉, 복수의 상(121-125)을 갖는 금속자성입자(101)를 포함한다. 여기서, Fe계 상(122) 및 Fe3O4상(123-125)을 포함하며, 이 경우, 복수의 상(121-125) 중에서 Fe3O4상(123-125)이 차지하는 함량 비율은 50% 미만이다. 그리고 복수의 상(121-125)은 비정질 상(121)을 포함할 수 있다.Hereinafter, an example of a magnetic component including the above-described magnetic particles will be described. 6 to 8 , in the case of the present embodiment, a
바디(201)는 지지부재(202)와 코일(203)의 적어도 일부를 봉합하며 자성 부품(200)의 외관을 이룰 수 있다. 또한, 바디(201)는 인출 패턴(L)의 일부 영역이 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 도 8에 도시된 형태와 같이, 바디(201)는 복수의 자성 입자(211)를 포함하며, 이러한 자성 입자(211)은 절연재(210) 내부에 분산될 수 있다. 절연재(210)는 에폭시 수지, 폴리이미드 등의 고분자 성분을 포함할 수 있다. 바디(201)는 복수의 자성 입자(211)을 포함하며 이들 중 적어도 하나는 도 1 내지 5에서 설명한 복합 구조를 가질 수 있다. 상술한 바와 같이 복합 구조의 금속자성입자(101)를 가짐에 따라 자성 입자(211)의 보자력이 저감될 수 있으며 이를 사용한 자성 부품(200)의 경우, Q 특성 및 손실 특성이 향상될 수 있다. 자성 입자(211) 중 상술한 금속자성입자(101), 즉, Fe계 상(122) 및 Fe3O4상(123-125)을 포함하는 금속자성입자(101)를 갖는 것을 자성 입자(211)을 복합 입자(211)이라 할 때 바디(201) 내에는 복합 입자(211)이 복수 개 포함되며, 복수 개의 복합 입자(211)은 직경의 D50이 100-300nm일 수 있다. 이 경우, D50은 직경 크기의 순서대로 정렬했을 때 가장 중앙에 위치하는 값을 의미한다. The
한편 바디(201) 내에 존재하는 자성 입자(211)의 직경은 바디(201)의 단면에서 측정될 수 있다. 구체적으로, 바디(201)의 중심을 지나는 X-Z 방향 단면에 대하여, Y 방향의 등 간격의 복수의 영역(예: 5개 또는 10개의 영역)을 주사전자현미경으로 촬영한 후, 이미지 분석 프로그램을 이용하여 자성 입자(211)의 직경을 얻을 수 있다. 이 경우, 바디(201)의 외곽 영역은 압착 공정 등에 의하여 자성 입자(211)이 변형되거나 산화막(110)이 파괴될 수 있으므로 이를 제외하고 자성 입자(211)의 직경을 측정할 수 있다. 예컨대, 바디(201)의 표면으로부터 5% 혹은 10% 내의 길이에 해당하는 영역은 제외할 수 있다.Meanwhile, the diameter of the
한편, 제조방법의 일 예와 관련하여, 바디(201)는 적층 공법으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 지지부재(202) 상에 도금 등의 방법을 이용하여 코일(203)를 형성한 후 바디(201)를 제조하기 위한 단위 적층체를 다수 개 마련하여 이를 적층한다. 여기서, 상기 단위 적층체는 금속 등의 자성 입자(211)와 열경화성 수지, 바인더 및 용제 등의 유기물을 혼합하여 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 닥터 블레이드 법으로 캐리어 필름(carrier film) 상에 수십 ㎛의 두께로 도포한 후 건조하여 시트(sheet)형으로 제조할 수 있다. 이에 따라, 단위 적층체는 자성 입자가 에폭시 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 등의 열경화성 수지에 분산된 형태로 제조될 수 있다. 상술한 단위 적층체를 복수 개 형성하여 이를 코일(203)의 상부와 하부에서 가압 적층하여 바디(201)를 구현할 수 있다.Meanwhile, in relation to an example of the manufacturing method, the
지지부재(202)는 코일(203)을 지지하며, 폴리프로필렌글리콜(PPG) 기판, 페라이트 기판 또는 금속계 연자성 기판 등으로 형성될 수 있다. 도시된 형태와 같이, 지지부재(202)의 중앙부는 관통되어 관통홀이 형성되며, 이러한 관통홀에는 바디(201)의 일부가 채워져서 마그네틱 코어부(C)를 형성할 수 있다. The
코일(203)은 바디(201) 내부에 내설 되며 자성 부품(200)의 코일로부터 발현되는 특성을 통하여 전자 기기 내에서 다양한 기능을 수행하는 역할을 한다. 예를 들면, 자성 부품(200)은 파워 인덕터일 수 있으며, 이 경우 코일(203)은 전기를 자기장 형태로 저장하여 출력 전압을 유지하여 전원을 안정시키는 역할 등을 수행할 수 있다. 이 경우, 코일(203)을 이루는 코일 패턴은 지지부재(202)의 양면 상에 각각 적층된 형태로서 제1 코일(203a)와 제2 코일(203b)을 포함할 수 있으며, 여기서 제1 코일(203a)와 제2 코일(203b)는 지지부재(202)를 관통하는 도전성 비아(V)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 코일(203)은 패드 영역(P)을 포함할 수 있다. 코일(203)은 나선(spiral) 형상으로 형성될 수 있는데, 이러한 나선 형상의 최외곽에는 외부전극(205, 206)과의 전기적인 연결을 위하여 바디(201)의 외부로 노출되는 인출부(T)를 포함할 수 있다. 다만, 도시된 형태와 달리, 코일(203)은 지지부재(202)의 하나의 면에만 배치될 수도 있을 것이다. 한편, 코일(203)을 이루는 코일 패턴의 경우, 당 기술 분야에서 사용되는 도금 공정, 예컨대, 패턴 도금, 이방 도금, 등방 도금 등의 방법을 사용하여 형성될 수 있으며, 이들 공정 중 복수의 공정을 이용하여 다층 구조로 형성될 수도 있다. 다만 코일(203)은 권선형 코일 구조로 구현될 수도 있으며 이 경우, 지지부재(202)는 바디(201) 내에 포함되지 않을 수 있다. 권선형 코일 구조에 대해서는 도 11 이하의 실시 형태에서 상세히 설명한다.The
외부전극(205, 206)은 바디(201)의 외부에 형성되어 인출부(T)와 접속하도록 형성될 수 있다. 외부전극(205, 206)은 전기 전도성이 뛰어난 금속을 포함하는 페이스트를 사용하여 형성할 수 있으며, 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn) 또는 은(Ag) 등의 단독 또는 이들의 합금 등을 포함하는 전도성 페이스트일 수 있다. 또한, 외부전극(205, 206) 상에 도금층을 더 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 도금층은 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 주석(Sn)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 니켈(Ni)층과 주석(Sn)층이 순차로 형성될 수 있다.The
도 9 및 도 10을 참조하여 다른 실시 형태에 따른 자성 부품을 설명한다. 도 9 및 도 10의 실시 예는 도 6 내지 8의 실시 형태와 바디 내부의 존재하는 자성 입자에서 차이가 있으며 다른 구성 요소들은 동일하게 채용될 수 있으므로 중복된 설명은 생략한다. 본 실시 형태의 경우, 바디(201)는 복수의 자성 입자(321, 322, 323)를 포함하며, 복수의 자성 입자(321, 322, 323)은 각각 제1 내지 제3 금속자성입자(301, 302, 303)를 포함하는 제1 내지 제3 자성 입자(321, 322, 323)을 포함한다. 여기서, 복수의 자성 입자(321, 322, 323)은 직경 크기가 서로 다르다. 구체적으로, 제1 자성 입자(321)은 제1 직경 범위의 직경(D1)을 갖고, 제2 자성 입자(322)은 상기 제1 직경 범위보다 작은 제2 직경 범위의 직경(D2)을 갖고, 제3 자성 입자(323)은 상기 제2 직경 범위보다 작은 제3 직경 범위의 직경(D3)을 갖는다. 구체적인 예로서, 상기 제1 직경 범위는 5-61μm일 수 있고, 상기 제2 직경 범위는 0.6-4.5μm일 수 있다. 또한, 상기 제3 직경 범위는 10-900nm일 수 있다. 제1 내지 제3 자성 입자(321, 322, 323)의 직경은 바디(201)의 단면에서 측정된 직경일 수 있다. 본 실시 형태의 경우, 가장 크기가 작은 제3 자성 입자(323)은 보자력이 저감되도록 상술한 복합 입자 구조를 갖고, 이에 따라 Q 특성 및 손실 특성이 향상될 수 있다. 한편, 제2 자성 입자(322)과 제3 자성 입자(323)은 직경 범위가 일부 중첩될 수 있는데 이 경우, 제2 및 제3 금속자성입자(302, 303)는 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라 SEM-EDS, XRF 등의 방법을 이용하여 제2 자성 입자(322)과 제3 자성 입자(323)을 구별할 수 있다. 또한, 제1 및 제3 자성 입자(321, 322, 323)을 보다 명확히 구분할 수 있도록 상기 제1 내지 제3 직경 범위는 서로 중첩되는 범위가 없을 수도 있으며, 예컨대, 상기 제1 직경 범위는 5-61μm, 상기 제2 직경 범위는 0.9-4.5μm, 상기 제3 직경 범위는 10-800nm일 수 있다.A magnetic component according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10 . The embodiments of FIGS. 9 and 10 are different from the embodiments of FIGS. 6 to 8 in terms of magnetic particles existing inside the body, and other components may be identically employed, so duplicate descriptions are omitted. In the case of the present embodiment, the
본 실시 형태와 같이, 서로 크기가 다른 복수 종류의 자성 입자(321, 322, 323)을 사용함으로써 바디(201) 내에 자성 입자(321, 322, 323)의 충진율이 향상될 수 있으며 이로부터 자성 부품(200)의 자기적 특성이 향상될 수 있다. 또한, 크기가 상대적으로 작은 초미분의 경우, 비정질로 형성하기 어려워서 보자력을 충분히 낮추기 어려울 수 있는데 본 실시 형태와 같이 크기가 작은 제3 금속자성입자(303)를 상술한 복합 입자로 구현함으로써 보자력을 현저하게 저감할 수 있다.As in the present embodiment, by using a plurality of types of
제1 내지 제3 금속자성입자(301, 302, 303)는 순철, Fe-Si계 합금, Fe-Si-Al계 합금, Fe-Ni계 합금, Fe-Ni-Mo계 합금, Fe-Ni-Mo-Cu계 합금, Fe-Co계 합금, Fe-Ni-Co계 합금, Fe-Cr계 합금, Fe-Cr-Si계 합금, Fe-Si-Cu-Nb계 합금, Fe-Ni-Cr계 합금, Fe-Cr-Al계 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 자성 입자(321)은 제1 금속자성입자(301)의 표면에 형성된 제1 산화막(311)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 자성 입자(322)은 제2 금속자성입자(302)의 표면에 형성된 제2 산화막(312)을 포함할 수 있으며, 제3 자성 입자(323)은 제3 금속자성입자(303)의 표면에 형성된 제3 산화막(313)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 산화막(311, 312, 313)은 Fe 산화물, 예컨대, Fe2O3, Fe3O4 등을 포함할 수 있다. 이 외에도 제1 내지 제3 산화막(311, 312, 313)은 인산염(phosphate)이나 페라이트(예컨대, NiZnCu 페라이트, NiZn 페라이트) 등을 포함할 수 있으며, 이 외에도 MgO, Al2O3 등의 산화물을 포함할 수도 있다. The first to third magnetic
본 발명의 발명자들은 바디(201) 내에 존재하는 제1 내지 제3 자성 입자(321, 322, 323)의 상대적인 함량에 따라 특성(투자율, 코어 손실)의 변화를 실험하였으며 표 2 내지 4에 그 결과를 나타내었다. 상술한 바와 같이, 바디(201) 내에 존재하는 자성 입자(321, 322, 323)의 직경은 바디(201)의 단면에서 측정될 수 있다. 구체적으로, 바디(201)의 중심을 지나는 X-Z 방향 단면에 대하여, Y 방향의 등 간격의 복수의 영역(예: 5개 또는 10개의 영역)을 주사전자현미경으로 촬영한 후, 이미지 분석 프로그램을 이용하여 자성 입자(321, 322, 323)의 직경을 얻을 수 있다. 이 경우, 구체적인 예로서, SEM 이미지에서 이미지 픽셀 크기(image pixel size)는 10nm*10nm로 고정하고 작업 거리(working distance)는 8mm로 고정할 수 있다. 그리고 모드는 백 스캐터드 모드(back scattered mode)를 사용할 수 있다. 이후, 이미지 분석 프로그램(예: ORS社 Deep learning tool)을 이용하여 직경의 평균값을 계산할 수 있다. 자성 입자(321, 322, 323)은 구형 또는 대체로 구형에 가까운 형상일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 즉, 자성 입자(321, 322, 323)은 비구형의 형상을 가질 수도 있다. 이러한 형상은 금속자성입자(301, 302, 303)의 산화 과정에서 구형도가 낮아짐에 따라 얻어질 수 있다. 자성 입자(321, 322, 323)이 구형을 유지하지 않는 임의의 형상인 경우, 상술한 직경은 페렛 직경(Feret Diameter)으로 대체되어 해석될 수 있으며, 직경의 평균값 또한 페렛 직경의 평균값으로 대체되어 해석될 수 있다. 직경 평균값 계산 방법으로서 이미지 프로세스 소프트웨어의 툴(tool)을 활용할 수 있으며 각 영역 별로 입자 크기 분석을 통해 크기 분포를 얻을 수 있다. 한편, 바디(201)의 외곽 영역은 압착 공정 등에 의하여 자성 입자(321, 322, 323)이 변형되거나 산화막(110)이 파괴될 수 있으므로 이러한 자성 입자들(321, 322, 323)은 측정 시에 제외될 수 있으며, 예컨대, 바디(201)의 표면으로부터 5% 혹은 10% 내의 길이에 해당하는 영역은 제외할 수 있다. 또한, 다른 예로서 파괴가 발생하는 하지 않은 지점 3곳에서 측정한 크기를 통하여 파괴된 입자의 크기를 유추하는 것도 가능하다. 또한, 위 설명에서는 자성 부품에서 복수의 단면을 취하여 자성 입자(321, 322, 323)의 직경을 측정한다고 하였지만 복수의 단면을 취하기 어려운 경우에는 하나의 단면, 예컨대, 자성 부품의 중심을 지나는 X-Y 단면에서 측정될 수도 있다.The inventors of the present invention experimented with changes in characteristics (permeability, core loss) according to the relative content of the first to third
상술한 방법 등을 이용하여 측정된 직경에 따라 직경 범위가 5-61μm인 경우, 제1 자성 입자로, 직경 범위가 0.6-4.5μm인 경우, 제2 자성 입자로, 직경 범위가 10-900nm인 경우, 제3 자성 입자로 분류하였다. 그리고 각각의 샘플 별로 제1 내지 제3 자성 입자에서 대한 각각의 자성 입자의 함량 비율을 %로 나타내었고 투자율과 코어 손실을 측정하였다. Depending on the diameter measured using the above-described method or the like, when the diameter range is 5-61 μm, as the first magnetic particle, when the diameter range is 0.6-4.5 μm, as the second magnetic particle, when the diameter range is 10-900 nm case, it was classified as a third magnetic particle. In addition, the content ratio of each magnetic particle to the first to third magnetic particles for each sample was expressed in %, and magnetic permeability and core loss were measured.
우선, 다음의 표 2는 제1 자성 입자의 D50이 21-36μm 범위를 갖는 샘플들에 대한 결과이며 *로 표시한 샘플 1, 2, 9는 비교 예에 해당한다. 투자율의 경우, 기준 샘플 대비 5% 이상 증가하는 경우를 "O"로, 그렇지 않은 경우를 "X"로 표시하였다. 여기서, 상기 기준 샘플은 제1 및 제2 자성 입자의 함량 비를 76:24로 하였고 제3 자성입자는 포함하지 않는다. 그리고 코어 손실/Q의 경우, 상기 기준 샘플 대비 증가한 투자율에서 30% 이상 Q가 하락 시 불량(X)으로 표시하였다(예: 투자율 5 증가 시 Q 6.5 이상 하락하면 불량). 여기서, 함량 비는 상술한 측정 방법을 이용하여 얻어진 단면 이미지에서 얻어진 면적 비율에 해당한다.First, Table 2 below shows the results of samples in which the D50 of the first magnetic particles ranges from 21 to 36 μm, and Samples 1, 2, and 9 marked with * correspond to comparative examples. In the case of magnetic permeability, the case where it increased by 5% or more compared to the reference sample was marked as "O", and the case where it was not was marked as "X". Here, in the reference sample, the content ratio of the first and second magnetic particles is 76:24, and the third magnetic particles are not included. In addition, in the case of core loss / Q, when Q decreased by 30% or more from the increased permeability compared to the reference sample, it was marked as defective (X) (eg, when permeability increased by 5, Q decreased by more than 6.5 was marked as defective). Here, the content ratio corresponds to the area ratio obtained from the cross-sectional image obtained using the above-described measurement method.
다음의 표 3은 제1 자성 입자의 D50이 12-21μm 범위를 갖는 샘플들에 대한 결과이며 *로 표시한 샘플 10, 15, 16, 20은 비교 예에 해당한다.Table 3 below shows the results of samples in which the D50 of the first magnetic particles ranges from 12 to 21 μm, and samples 10, 15, 16, and 20 marked with * correspond to comparative examples.
다음의 표 4는 제1 자성 입자의 D50이 5-12μm 범위를 갖는 샘플들에 대한 결과이며 *로 표시한 샘플 21, 31은 비교 예에 해당한다.Table 4 below shows the results of samples in which the D50 of the first magnetic particles is in the range of 5-12 μm, and samples 21 and 31 marked with * correspond to comparative examples.
위 실험 결과에 따라 제1 내지 제3 자성 입자의 최적화된 비율을 도출할 수 있으며, 구체적으로, 제1 자성 입자의 함량 비율은 90% 이하, 제3 자성 입자의 함량 비율은 7.6-16%인 경우 투자율과 코어 손실 특성 면에서 양호한 성능을 나타냄을 확인할 수 있다. 이 경우, 상대적으로 크기가 큰 제1 자성 입자의 비율이 절반 이하로 낮아질 경우 자성 입자의 전체적인 충진율이 저하되어 투자율 손실이 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 제1 자성 입자의 함량 비율은 50% 이상인 것이 바람직하다.According to the above experimental results, an optimized ratio of the first to third magnetic particles can be derived. Specifically, the content ratio of the first magnetic particles is 90% or less and the content ratio of the third magnetic particles is 7.6-16%. In this case, it can be confirmed that good performance is exhibited in terms of magnetic permeability and core loss characteristics. In this case, when the ratio of the relatively large first magnetic particles is lowered to half or less, the overall filling rate of the magnetic particles is lowered, resulting in an increase in magnetic permeability loss. Therefore, the content ratio of the first magnetic particles is preferably 50% or more.
이하, 상술한 자성 입자를 포함하는 다른 형태의 자성 부품으로서 권선형 코일 구조를 갖는 자성 부품을 설명한다. 우선, 도 11 내지 13을 참조하면, 자성 부품(400)은 몰드부(450), 코일부(430), 커버부(460) 및 수용홈(h1, h2)을 포함하고, 외부전극(470, 480)을 더 포함한다. 바디(B)는 자성 부품(400)의 외관을 이루고, 내부에 코일부(430)를 매설한다. 바디(B)는 몰드부(450)와 커버부(460)를 포함한다. 몰드부(450)는 코어(420)를 포함할 수 있다. 바디(B)는, 전체적으로 육면체의 형상으로 형성될 수 있다. 바디(B)는, 제1 방향(X)으로 서로 마주보는 제1면(401)과 제2면(402), 제2 방향(Y)으로 서로 마주보는 제3면(403)과 제4면(404), 제3 방향(Z)으로 마주보는 제5면(505) 및 제6면(506)을 포함한다. 바디(B)의 제1 내지 제4면(401, 402, 403, 404) 각각은, 바디(B)의 제5면(405)과 제6면(406)을 연결하는 바디(B)의 벽면에 해당한다. 이하에서, 바디(B)의 양 단면은 바디(B)의 제1면(401) 및 제2면(402)을 의미하고, 바디(B)의 양 측면은 바디(B)의 제3면(403) 및 제4면(404)을 의미할 수 있다.Hereinafter, as another type of magnetic component including the above-described magnetic particles, a magnetic component having a wound coil structure will be described. First, referring to FIGS. 11 to 13 , the
바디(B)는, 예시적으로, 후술할 외부전극(470, 480)이 형성된 본 실시예에 따른 자성 부품(400)이 2.0mm의 길이, 1.2mm의 폭 및 0.6mm의 두께를 가지도록 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 바디(B)는 몰드부(450)와 커버부(460)를 포함하는데, 커버부(460)는, 몰드부(450)의 상부에 배치되어 몰드부(450)의 하면을 제외한 모든 표면을 둘러싼다. 따라서, 바디(B)의 제1 내지 제5면(101, 102, 103, 104, 105)은 커버부(460)에 의해 형성되고, 바디(B)의 제6면(106)은 몰드부(450)와 커버부(460)에 의해 형성된다. 몰드부(450)는 서로 마주한 일면과 타면을 가진다. 몰드부(450)의 일면은 몰드부(450)의 하면에 해당하는 면으로, 후술하는 수용홈(h1, h2)이 배치되는 일 영역을 의미한다. 후술하는 바와 같이, 수용홈(h1, h2)은 몰드부(450) 내부에 가공되므로, 수용홈(h1, h2)의 저면은 몰드부(450)의 일면과 타면 사이의 영역에 배치될 수 있다. 몰드부(450)는 지지부(410)와 코어(420)를 포함한다. 코어(420)는 코일부(430)를 관통하는 형태로 지지부(410)의 타면 중앙부에 배치된다. 상기의 이유로, 본 명세서 상에서 몰드부(450)의 일면 및 타면은 각각 지지부(410)의 일면 및 타면과 동일한 의미로 사용된다. 몰드부(450)는 금형에 도 10의 금속 자성 입자(321, 322, 323)와 절연 수지를 포함하는 복합 물질을 충전함으로써 형성될 수 있다. 여기서 상기 절연수지는 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide), 액정 결정성 폴리머(Liquid Crystal Polymer) 등을 단독 또는 혼합하여 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The body B is illustratively formed so that the
코일부(430)는 바디(B)에 매설되어, 자성 부품(400)의 특성을 발현한다. 예를 들면, 본 실시예의 자성 부품(400)이 파워 인덕터로 활용되는 경우, 코일부(430)는 전기장을 자기장으로 저장하여 출력 전압을 유지함으로써 전자 기기의 전원을 안정시키는 역할을 할 수 있다. 코일부(430)는 몰드부(450)의 타면에 배치된다. 구체적으로, 코일부(430)는 코어(420)를 중심으로 권선된 형태로, 지지부(410)의 타면에 배치된다. 코일부(430)는 공심 코일이며, 평각 코일로 구성될 수 있다. 코일부(430)는, 표면이 절연물질로 피복된 구리 와이어 등의 금속 와이어를 스파이럴(spiral) 형상으로 감아서 형성될 수 있다. 코일부(430)는 복수의 층으로 구성될 수 있다. 코일부(430) 각각의 층은 평면 나선형으로 형성되어, 복수의 턴(turn) 수를 가질 수 있다. 즉, 코일부(430)는, 몰드부(450) 일면의 중앙부로부터 외측으로 최내측 턴(T1), 적어도 하나의 중간 턴(T2) 및 최외측 턴(T3)을 형성할 수 있다. The
커버부(460)는 몰드부(450) 및 코일부(430) 상에 배치될 수 있다. 커버부(460)는 몰드부(450) 및 코일부(430)를 커버한다. 커버부(460)는 몰드부(450)의 지지부(410)와 코어(420) 및 코일부(430) 상에 배치된 후 가압되어 몰드부(450)에 결합될 수 있다. 몰드부(450)와 커버부(460) 중 적어도 하나는 도 10의 금속 자성 입자(321, 322, 323)를 포함하며, 본 실시예의 경우, 몰드부(450)와 커버부(460)는 각각 도 10의 금속 자성 입자(321, 322, 323)를 포함한다. The
제1 및 제2 수용홈(h1, h2)은 몰드부(450)의 일면에 서로 이격되게 형성되고, 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)에는 후술하는 코일부(430)의 양 단부가 배치된다. 예로서, 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)은 몰드부(450)의 일면에 각각 형성되고, 길이 방향(X)을 따라 서로 이격된다. 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)은 몰드부(450)의 일면 중 코어(420)에 대응되는 영역의 외측에 배치될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 제1 및 제2 수용홈(h1, h2) 각각은 몰드부(450)의 일면에서 일 방향을 따라 연장되게 형성될 수 있으나, 코일부(430)의 양 단부를 효과적으로 노출시킬 수 있는 구조라면 제한되지 않는 형태로 형성될 수 있다.The first and second accommodating grooves h1 and h2 are formed to be spaced apart from each other on one surface of the
바디(B)는 몰드부(450) 및 커버부(460)를 포함하는 영역이므로, 바디(B)의 일면은, 몰드부(450) 및 커버부(460)를 포함하는 영역의 일면을 의미한다. 코일부(430)는 외부로 인출되며 각각 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)에 배치된 제1 및 제2 인출부를 포함한다. 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)은 코일부(430)의 양 단부를 외부전극(470, 480)으로 인출하는 영역이므로, 제1 및 제2 외부전극(470, 480)에 각각 대응되도록 서로 이격되어 바디(B) 일면에 형성된다.Since the body B is an area including the
일 예로서. 관통홈(H1, H2)은 몰드부(450) 형성 시 금형에 의해 형성될 수 있고, 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)은, 금속 자성 입자를 포함하는 자성 시트를 적층 및 압착하여 커버부(460)를 형성하는 공정에서 몰드부(450)에 형성될 수 있다. 몰드부(450)를 형성하기 위한 금형에는 관통홈(H1, H2)에 대응되는 돌출부가 형성되어, 금형의 형상에 대응되는 형태로 제조되는 몰드부(450)에 관통홈(H1, H2)이 형성될 수 있다. 또한 제1 및 제2 수용홈 (h1, h2) 은 몰드부(450)를 형성하기 위한 공정에서 형성되지 않고, 몰드부(450) 상에 커버부(460)를 형성하기 위한 공정에서 형성될 수 있다. 즉, 몰드부(450)의 관통홈(H1, H2)을 통해 몰드부(450)의 일면에 돌출 배치되어 있는 코일부의(300)의 양 단부는, 상기 자성 시트 압착 공정에서 몰드부(450)의 내측으로 매립될 수 있다. 이로 인해, 몰드부(450)의 일면에 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)이 형성될 수 있다. 또는 제1 및 제2 수용홈(h1, h2) 및 관통홈(H1, H2)은, 금형을 이용해 몰드부(450)를 형성하는 공정에서 형성될 수도 있다. 이 경우, 몰드부(450) 형성에 이용되는 금형에는, 제1 및 제2 수용홈(h1, h2) 및 관통홈(H1, H2)에 대응되는 돌출부가 형성될 수 있다.As an example. The through grooves H1 and H2 may be formed by a mold when the
코일부(430)의 양 단부는 각각 몰드부(450)의 일면을 관통하여 제1 및 제2 수용홈(h1, h2) 각각에 배치될 수 있다. 코일부(430)의 단부가 수용홈(h1, h2)에 배치된 형태는 제한되지 않으므로, 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)의 폭은 관통홈(H1, H2)의 폭과 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 코일부(430)의 양 단부는 몰드부(450)의 일면, 즉, 바디(B)의 제6면(406)으로 노출된다. 몰드부(450)의 일면으로 노출된 코일부(430)의 양 단부는 바디(B)의 제6면(406)에 서로 이격되게 형성된 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)에 배치된다. 코일부(430)의 양 단부는 몰드부(450)의 지지부(410)를 관통하여 지지부(410)의 일면으로 노출될 수 있다. 구체적으로 도시하지는 않았으나, 코일부(430)의 양 단부는 코일부(430)의 두께와 동일하므로 코일부(430)의 두께에 해당하는 만큼 지지부(410) 일면에 돌출된 형태일 수 있다. 그러나 후술하는 외부전극(470, 480)을 형성하기 위한 도금 레지스트의 개구부를 연마하는 과정에서 상기 돌출된 단부도 함께 연마될 수 있으므로, 지지부(410) 일면에 노출된 코일부(430)의 단부는 실질적으로 코일부(430)의 두께보다 작을 수 있다.Both ends of the
외부전극(470, 480)은 바디(B)의 일면 즉, 제6면(106)에 서로 이격 배치될 수 있다. 구체적으로, 외부전극(470, 480)은 몰드부(450)의 일면 상에 서로 이격 배치되며, 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)에 배치된 코일부(430)의 양 단부와 각각 연결될 수 있다. 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)의 저면을 따라 코일부(430)의 양단부가 배치되고, 코일부(430)의 양 단부를 따라 외부전극(470, 480)이 도포되므로, 외부전극은 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)의 형태에 대응되도록 형성될 수 있다. 일 예로서, 은(Ag) 등의 도전성 입자를 포함하는 도전성 수지를 제1 및 제2 수용홈(h1, h2) 상에 도포하여 외부전극(470, 480)을 형성할 수 있다. 외부전극(470, 480)은, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 부전극(470, 480)은 단층 또는 복수 층의 구조로 형성될 수 있다. 본 실시예에 따르면 외부전극(470, 480)은, 코일부(430)의 양단부에 접촉 연결되는 제1 층과, 제1 층을 커버하는 제2 층을 포함할 수 있다. 일 예로서, 제1 층은 은(Ag) 입자를 포함하는 도전성 수지로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 구리(Cu)를 포함하는 선도금층에 의해 형성될 수도 있다. 구체적으로 도시하지는 않았으나, 제2 층은 제1 층 상에 배치되어 제1 층을 커버할 수 있다. 제2 층은 니켈(Ni) 및/또는 주석(Sn)을 포함할 수 있다. 제2 층은 전해도금으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
한편, 본 실시예에 따른 자성 부품(400)은 코일부(430)의 표면을 둘러싸는 절연층(490)을 더 포함할 수 있다. 절연층(490)을 형성하는 방식에는 제한이 없으나, 예를 들어, 파릴렌 수지 등을 코일부(430)의 표면에 화학 기상 증착함으로써 형성할 수 있고, 스크린 인쇄법, 포토레지스트(photo resist, PR)의 노광, 현상을 통한 공정, 스프레이(spray) 도포, 딥핑(dipping) 공정 등 공지의 방법으로 형성할 수 있다. 절연층(490)은 박막으로 형성할 수 있는 것이라면 특별히 제한은 없으나 예를 들어, 포토레지스트(PR), 에폭시(epoxy)계 수지 등을 포함하여 형성될 수 있다.Meanwhile, the
한편, 도시하지는 않았으나, 본 실시예에 따른 자성 부품(400)은 바디(B)의 제6면(406) 중 외부전극(470, 480)이 배치된 영역을 제외한 영역에 추가절연층을 더 포함할 수 있다. 추가절연층은 전해도금으로 외부전극(470, 480)을 형성함에 있어 도금 레지스트로 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 추가절연층은 바디(B)의 제1 내지 제5면(401, 402, 403, 404, 405) 중 적어도 일부에 배치되어 다른 전자부품과 외부전극(470, 480) 간의 전기적 쇼트를 방지할 수 있다. 한편, 관통홈(H1, H2)이 몰드부(450)의 내측에서 몰드부(450)를 관통하는 것을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다. 즉, 본 실시예의 변형예로서, 관통홈(H1, H2)은 몰드부(450)의 측면에 형성되어 몰드부(450)의 일면에 배치된 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)과 연통될 수 있다. 이러한 경우, 코일부(430)의 양 단부는 몰드부(450)의 측면과 몰드부(450)의 일면을 따라 배치될 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 자성 부품(400)이 도 10의 자성 입자를 포함하고 있지만 도 8의 자성 입자를 포함할 수도 있을 것이며 이는 이하의 실시 형태에서도 마찬가지이다.Meanwhile, although not shown, the
도 14 및 도 15를 참조하여 변형 예에 따른 자성 부품들을 설명한다. 우선, 도 14의 실시 형태에서 자성 부품(500)은 코일부(430)가 바디(B) 외부로 인출되는 방식이 앞선 실시 형태와 다르며, 그 외 나머지 중복되는 구성에 관하여는 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서 자성 부품(500)의 지지부(410)에는, 권선코일(430)의 제1 및 제2 인출부(431, 432)를 수용할 수 있도록 제1 및 제2 인출부(431, 432)와 대응되는 형상으로 형성된 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)은 각각 지지부(410)의 일 측면에서 두께 방향(T 방향)을 따라 형성되며, 지지부(410)의 타면(406)에서 제2 방향(Y 방향)으로 연장되어 형성될 수 있다. 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)은 제1 방향(X 방향)으로 서로 나란하게 배치될 수 있다. 따라서, 커버부(460)에 자성물질이 포함된 경우 커버부(460)의 자성물질과 동일한 성분이 제1 및 제2 수용홈(h1, h2) 내에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 인출부(431, 432)는 각각 지지부(410)의 제1 및 제2 수용홈(h1, h2)를 따라 수용되며, 일 단은 권회부에 연결되고, 타 단은 바디(B)의 제6면(406)으로 노출되어 제1 및 제2 외부전극(470, 480)과 각각 연결된다. 이 경우, 제1 외부 전극(470)은 바디(B)의 제6면(406)을 커버하는 영역(510)과 제2면(402)을 커버하는 영역(520)을 포함할 수 있으며, 제2 외부 전극(480)은 바디(B)의 제6면(406)을 커버하는 영역(530)과 제1면(401)을 커버하는 영역(540)을 포함할 수 있다.Magnetic parts according to modified examples will be described with reference to FIGS. 14 and 15 . First, in the embodiment of FIG. 14 , the method in which the
다음으로 도 15의 실시 형태의 경우, 자성 부품(600)의 지지부(410)에는 별도의 수용홈이 형성되어 있지 않은 구조이다. 이에, 권선코일(430)의 제1 및 제2 인출부(431, 432)는, 각각 바디(B)의 서로 마주보는 측면으로 노출될 수 있다. 예를 들면, 제1 인출부(431)는 바디(B)의 제1면(401)으로, 제2 인출부(432)는 바디(B)의 제2면(402)으로 노출되어, 각각 제1 및 제2 외부전극(470, 480)과 연결될 수 있다.Next, in the case of the embodiment of FIG. 15 , the
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.The present invention is not limited by the above-described embodiments and accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Therefore, various forms of substitution, modification, and change will be possible by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention described in the claims, which also falls within the scope of the present invention. something to do.
100, 211, 321, 322, 323: 자성 입자
101, 301, 302, 303: 금속자성입자
110: 산화막
121: 비정질 상
122: Fe계 상
123, 124, 125: Fe3O4상
201: 바디
202: 지지부재
203: 코일
205, 206: 외부 전극
210: 절연재
C: 코어부
P: 패드 영역
V: 도전성 비아100, 211, 321, 322, 323: magnetic particles
101, 301, 302, 303: metal magnetic particles
110: oxide film
121 amorphous phase
122: Fe-based phase
123, 124, 125: Fe 3 O 4 phase
201: body
202: support member
203 Coil
205, 206: external electrode
210: insulating material
C: core part
P: pad area
V: conductive via
Claims (32)
상기 복수의 상은 Fe계 상 및 Fe3O4상을 포함하며,
상기 복수의 상 중에서 상기 Fe3O4상이 차지하는 함량 비율은 50% 미만인 자성 입자.
Including metal magnetic particles having a plurality of phases,
The plurality of phases include a Fe-based phase and an Fe 3 O 4 phase,
A content ratio of the Fe 3 O 4 phase among the plurality of phases is less than 50% of the magnetic particles.
상기 Fe계 상은 단결정 영역을 포함하는 자성 입자.
According to claim 1,
The magnetic particle of claim 1, wherein the Fe-based phase includes a single crystal region.
상기 Fe계 상은 상기 단결정 영역을 복수 개 포함하는 다결정 구조를 갖는 자성 입자.
According to claim 2,
The magnetic particle of claim 1 , wherein the Fe-based phase has a polycrystalline structure including a plurality of single crystal regions.
상기 단결정 영역은 Fe(001) 상, Fe(011) 상, Fe(002) 상, Fe(101) 상, Fe(111) 상, Fe(224) 상으로 구성된 그룹 중 적어도 하나를 포함하는 자성 입자.
According to claim 2,
The single crystal region is a magnetic particle including at least one of the group consisting of Fe(001) phase, Fe(011) phase, Fe(002) phase, Fe(101) phase, Fe(111) phase, and Fe(224) phase. .
상기 Fe계 상은 Fe, Si, Cr을 포함하는 금속을 포함하는 자성 입자.
According to claim 1,
The Fe-based phase is a magnetic particle containing a metal including Fe, Si, and Cr.
상기 복수의 상은 비정질 상을 더 포함하는 자성 입자.
According to claim 1,
The plurality of phases of the magnetic particle further comprises an amorphous phase.
상기 비정질 상은 Fe계 금속 및 Fe계 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함하는 자성 입자.
According to claim 6,
Wherein the amorphous phase includes at least one of Fe-based metal and Fe-based metal oxide.
상기 Fe3O4상은 단결정 영역을 포함하는 자성 입자.
According to claim 1,
The Fe 3 O 4 phase includes a single crystal region.
상기 단결정 영역은 Fe3O4(022) 상, Fe3O4(113) 상, Fe3O4(311) 상, Fe3O4(111) 상으로 구성된 그룹 중 적어도 하나를 포함하는 자성 입자.
According to claim 8,
The single crystal region is a magnetic particle including at least one of the group consisting of Fe 3 O 4 (022) phase, Fe 3 O 4 (113) phase, Fe 3 O 4 (311) phase, and Fe 3 O 4 (111) phase. .
상기 금속자성입자에서 상기 Fe3O4상의 함량 비율은 19%-42.3%인 자성 입자.
According to claim 1,
The content ratio of the Fe 3 O 4 phase in the metal magnetic particles is 19%-42.3% of the magnetic particles.
상기 금속자성입자의 표면에 존재하는 상기 Fe3O4상의 비율은 70% 미만인 자성 입자.
According to claim 1,
A ratio of the Fe 3 O 4 phase present on the surface of the metal magnetic particle is less than 70% of the magnetic particle.
상기 Fe3O4상의 적어도 일부는 상기 금속자성입자의 중심을 지나는 단면의 중앙부에 존재하는 자성 입자.
According to claim 1,
At least a part of the Fe 3 O 4 phase is present in a central portion of a cross section passing through a center of the magnetic metal particle.
상기 금속자성입자 표면에 형성된 산화막을 더 포함하는 자성 입자.
According to claim 1,
Magnetic particles further comprising an oxide film formed on the surface of the metal magnetic particles.
상기 산화막은 결정 영역을 포함하는 자성 입자.
According to claim 13,
The magnetic particle wherein the oxide film includes a crystal region.
상기 결정 영역은 Fe3O4 성분을 포함하는 자성 입자.
According to claim 14,
The crystal region is a magnetic particle containing Fe 3 O 4 components.
상기 결정 영역의 상기 Fe3O4 성분은 상기 Fe3O4상과 다른 배향 구조를 갖는 자성 입자.
According to claim 15,
The Fe 3 O 4 component of the crystalline region has an orientation structure different from that of the Fe 3 O 4 phase.
중심을 포함하는 단면에서 측정한 직경이 10-900nm인 자성 입자.
According to claim 1,
A magnetic particle with a diameter of 10-900 nm measured in a cross-section including the center.
상기 복수의 상은 Fe계 상 및 Fe3O4상을 포함하며,
상기 금속자성입자의 표면에 존재하는 상기 Fe3O4상의 비율은 70% 미만인 자성 입자.
Including metal magnetic particles having a plurality of phases,
The plurality of phases include a Fe-based phase and an Fe 3 O 4 phase,
A ratio of the Fe 3 O 4 phase present on the surface of the metal magnetic particle is less than 70% of the magnetic particle.
상기 금속자성입자에서 상기 Fe3O4상의 함량 비율은 19%-42.3%인 자성 입자.
According to claim 18,
The content ratio of the Fe 3 O 4 phase in the metal magnetic particles is 19%-42.3% of the magnetic particles.
상기 Fe3O4상의 적어도 일부는 상기 금속자성입자의 중심을 지나는 단면의 중앙부에 존재하는 자성 입자.
According to claim 18,
At least a part of the Fe 3 O 4 phase is present in a central portion of a cross section passing through a center of the magnetic metal particle.
상기 복수의 상은 비정질 상 및 Fe3O4상을 포함하는 자성 입자.
Including metal magnetic particles having a plurality of phases,
Wherein the plurality of phases include an amorphous phase and an Fe 3 O 4 phase.
상기 복수의 상은 Fe계 단결정 영역을 더 포함하는 자성 입자.
According to claim 21,
The plurality of phases further include Fe-based single crystal regions.
상기 복수의 상은 상기 Fe계 단결정 영역을 복수 개 포함하는 자성 입자.
The method of claim 22,
The plurality of phases include a plurality of Fe-based single crystal regions.
상기 복수의 자성 입자 중 적어도 하나는 복수의 상을 갖는 금속자성입자를 포함하며,
상기 복수의 상은 Fe계 상 및 Fe3O4상을 포함하며,
상기 복수의 상 중에서 상기 Fe3O4상이 차지하는 함량 비율은 50% 미만인 자성 부품.
A magnetic component comprising a body containing a plurality of magnetic particles,
At least one of the plurality of magnetic particles includes a metal magnetic particle having a plurality of phases,
The plurality of phases include a Fe-based phase and an Fe 3 O 4 phase,
A content ratio of the Fe 3 O 4 phase among the plurality of phases is less than 50%.
상기 바디 내에 배치된 코일을 포함하는 자성 부품.
According to claim 24,
A magnetic component comprising a coil disposed within said body.
상기 복수의 자성 입자 중 상기 복수의 상을 갖는 금속자성입자를 포함하는 것을 복합 입자이라 할 때,
상기 바디 내에는 상기 복합 입자가 복수 개 포함되며,
상기 복수 개의 복합 입자는 직경의 D50이 100-300nm인 자성 부품.
According to claim 24,
When the plurality of magnetic particles including metal magnetic particles having a plurality of phases are referred to as composite particles,
A plurality of the composite particles are included in the body,
The plurality of composite particles have a diameter D50 of 100-300 nm.
상기 복수의 자성 입자는 각각 제1 내지 제3 금속자성입자를 포함하는 제1 내지 제3 자성 입자를 포함하며,
상기 제1 자성 입자는 제1 직경 범위의 직경을 갖고, 상기 제2 자성 입자는 상기 제1 직경 범위보다 작은 제2 직경 범위의 직경을 갖고, 상기 제3 자성 입자는 상기 제2 직경 범위보다 작은 제3 직경 범위의 직경을 갖고,
상기 제3 금속자성입자는 Fe계 상 및 Fe3O4상을 포함하는 자성 부품.
A magnetic component comprising a body containing a plurality of magnetic particles,
The plurality of magnetic particles each include first to third magnetic particles including first to third metal magnetic particles,
The first magnetic particle has a diameter within a first diameter range, the second magnetic particle has a diameter within a second diameter range smaller than the first diameter range, and the third magnetic particle has a diameter smaller than the second diameter range. Has a diameter in the third diameter range,
The third magnetic metal particle includes a Fe-based phase and a Fe 3 O 4 phase.
상기 제1 내지 제3 자성 입자의 직경은 상기 바디의 단면에서 측정된 직경인 자성 부품.
The method of claim 27,
The magnetic component of claim 1 , wherein the diameters of the first to third magnetic particles are diameters measured from a cross section of the body.
상기 제1 직경 범위는 5-61μm이며,
상기 제2 직경 범위는 0.6-4.5μm이며,
상기 제3 직경 범위는 10-900nm인 자성 부품.
According to claim 28,
The first diameter range is 5-61 μm,
The second diameter range is 0.6-4.5 μm,
The magnetic component of claim 1, wherein the third diameter range is 10-900 nm.
상기 제2 및 제3 금속자성입자는 서로 다른 물질을 포함하는 자성 부품.
According to claim 29,
The second and third magnetic metal particles include different materials.
상기 제1 내지 제3 자성 입자에서 상기 제1 자성 입자의 함량 비율은 50-90%이며, 상기 제3 자성 입자의 함량 비율은 7.6-16%인 자성 부품.
According to claim 29,
In the first to third magnetic particles, the content ratio of the first magnetic particles is 50-90%, and the content ratio of the third magnetic particles is 7.6-16%.
상기 제1 직경 범위는 5-61μm이며,
상기 제2 직경 범위는 0.9-4.5μm이며,
상기 제3 직경 범위는 10-800nm인 자성 부품.According to claim 28,
The first diameter range is 5-61 μm,
The second diameter range is 0.9-4.5 μm,
The magnetic component of claim 1, wherein the third diameter range is 10-800 nm.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US18/085,229 US20230207170A1 (en) | 2021-12-28 | 2022-12-20 | Magnetic particle and magnetic component |
JP2022205373A JP2023098673A (en) | 2021-12-28 | 2022-12-22 | Magnetic particle and magnetic component |
CN202211697306.8A CN116364367A (en) | 2021-12-28 | 2022-12-28 | Magnetic particles and magnetic assemblies |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20210189221 | 2021-12-28 | ||
KR1020210189221 | 2021-12-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230100601A true KR20230100601A (en) | 2023-07-05 |
Family
ID=87159221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220147687A KR20230100601A (en) | 2021-12-28 | 2022-11-08 | Magnetic particle and magentic component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230100601A (en) |
-
2022
- 2022-11-08 KR KR1020220147687A patent/KR20230100601A/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10096418B2 (en) | Laminated inductor | |
JP6408688B2 (en) | Power inductor | |
US10614943B2 (en) | Multilayer seed pattern inductor and manufacturing method thereof | |
CN109545493B (en) | Composite magnetic material and coil component using same | |
KR101659248B1 (en) | Inductor and manufacturing method thereof | |
US10741321B2 (en) | Thin film type inductor | |
CN104332265A (en) | Magnetic material, method for manufacturing the same, and electronic component including the same | |
US20240170199A1 (en) | Coil component and method of manufacturing the same | |
KR20210017661A (en) | Coil component | |
US20210272740A1 (en) | Coil component and method of manufacturing the same | |
JP6844812B2 (en) | Coil electronic components | |
US20220375675A1 (en) | Coil-embedded magnetic core and coil device | |
KR20230100601A (en) | Magnetic particle and magentic component | |
US20230207170A1 (en) | Magnetic particle and magnetic component | |
KR20230100619A (en) | Magnetic particle and magentic component | |
KR20230100582A (en) | Magnetic powder and magentic component | |
US20220189676A1 (en) | Coil electronic component | |
JP2023098660A (en) | Magnetic particle and magnetic component | |
KR20230078200A (en) | Coil component | |
KR102523279B1 (en) | Coil component | |
KR102473403B1 (en) | Coil component | |
US11769624B2 (en) | Coil electronic component | |
US20240234013A9 (en) | Coil component | |
JP2024014686A (en) | Coil component | |
JP2023091747A (en) | Coil component |