WO2023277555A1 - 초슬림 자기 결합 장치 - Google Patents

초슬림 자기 결합 장치 Download PDF

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WO2023277555A1
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coil patterns
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손인성
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엘지이노텍(주)
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    • H01F2027/297—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances with pin-like terminal to be inserted in hole of printed path

Definitions

  • the present invention relates to magnetic coupling devices.
  • it includes, but is not limited to, magnetic components such as inductors and transformers.
  • An inductor, a transformer, etc. may be installed as magnetic components in the power board, and in accordance with the demand for slimming, the slimming of the magnetic component itself is also in progress.
  • FIG. 1 shows a conventional magnetic component, exemplarily a transformer.
  • the transformer of FIG. 1 includes a core 1 including an upper core 1a and a lower core 1b, and a coil unit 2 disposed within the core 1.
  • the coil unit 2 includes a first coil 2a and a second coil 2b, and both the first coil 2a and the second coil 2b are plated with a coil pattern on a printed circuit board for slimming. have a form Although the coil 2 was formed by winding a copper wire in the past, it is formed by plating on a printed circuit board as shown in FIG. 1 for slimming. (Description of the printed circuit board in FIG. 1 is omitted, and only the plating pattern of the coil is shown for convenience)
  • the present invention aims to solve at least one of the problems of the prior art described above.
  • Its object is to provide a magnetic component with a new structure that meets the ultra-slim requirement.
  • the first substrate a magnetic core part disposed on the first substrate; a second substrate disposed on the magnetic core part; A conductive wire electrically connecting the first substrate and the second substrate, the magnetic core portion including a first core and a second core spaced apart from each other in a horizontal direction, A magnetic coupling device extending toward the second substrate and disposed between the first core and the second core.
  • a width of at least one side of the core portion is greater than a corresponding width of the first substrate or the second substrate.
  • the first substrate and the second substrate include a plurality of through holes facing each other.
  • the conductive wire unit connects between the through hole of the first substrate and the through hole of the second substrate.
  • the conductive line connects the first substrate and the second substrate with a plurality of closed loops.
  • the first substrate and the second substrate each include a plurality of plated coil patterns.
  • the plurality of coil patterns may include a plurality of 1-1 coil patterns and a plurality of 1-2 coil patterns plated on the first substrate, a plurality of 2-1 coil patterns plated on the second substrate, and It includes a plurality of 2-2nd coil patterns
  • the conductive line part comprises a plurality of first conductors electrically connecting the 1-1st coil patterns and the 2-1st coil patterns
  • the first -2 includes a plurality of second conductors electrically connecting between coil patterns and the 2-2nd coil patterns, wherein the coil comprises the 1-1st coil patterns and the 2-1st coil pattern and a first coil including the first conductors, and a second coil including the 1-2nd coil patterns, the 2-2nd coil patterns, and the second conductors.
  • the second coil is disposed surrounding the first coil, and the 1-1 coil pattern and the 1-2 coil pattern are in layers with each other in the first substrate. , and the 2-1 coil pattern and the 2-2 coil pattern are disposed in different layers on the second substrate.
  • the conductive wire is soldered and connected to the first board and the second board.
  • the wire portion may be soldered on a surface opposite to the core in each of the boards.
  • the conductive wire portion includes pins.
  • both ends of the pins are at least partially inserted into the first substrate and the second substrate, respectively.
  • the core includes at least one E-shaped core including a pair of exoskeleton and midfoot.
  • the E-shaped core may have an E-shaped cross section in a direction perpendicular to the substrates.
  • the core is fixed such that movement between the substrates is limited.
  • the core may be wound with a tape in a state where the core is inserted between the substrates.
  • the periphery of the conductive wire is molded with resin.
  • a bobbin wrapping around the conducting wire is additionally installed.
  • a magnetic component slimmer than before can be obtained.
  • FIG. 2 shows a first embodiment (inductor) of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the magnetic component of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a view of the magnetic component of FIG. 2 viewed from above.
  • FIG. 5 shows a second embodiment (transformer) of the present invention.
  • FIG. 6 is a rear view of the magnetic component of FIG. 5 .
  • FIG. 7 is a side view of the magnetic component of FIG. 5 .
  • module and unit used in this specification are only used for nomenclatural distinction between components, and are interpreted as premising that they are physically and chemically separated or separated, or that they can be separated or separated in such a way. should not be
  • a and/or B means including all three cases such as “A”, “B”, and “A and B”.
  • each layer (film), region, pattern or structure is “on” or “under” the substrate, each layer (film), region, pad or pattern.
  • the substrate formed on includes all those formed directly or through another layer.
  • the criteria for "upper/upper” or “lower/lower” are, in principle, based on the appearance shown in the drawings for convenience, unless otherwise stated in the properties or specification of each component or between them. It is used only to indicate the relative positional relationship between elements for convenience, and should not be construed as limiting the position of actual components. For example, “above B” only indicates that B is shown above A on the drawing, unless otherwise stated or when A or B must be located above B due to the nature of A or B, and B in actual products, etc. may be located under A, or B and A may be placed sideways.
  • each layer (film), region, pattern, or structure in the drawing may be modified for clarity and convenience of description, it does not entirely reflect the actual size.
  • FIG. 2 conceptually shows a perspective view of the inductor
  • FIG. 3 shows an exploded perspective view of the inductor of FIG. 2
  • FIG. 4 shows the inductor of FIG. 2 viewed from above.
  • the inductor of FIG. 2 includes a first substrate 40 and a second substrate 30 , and a core portion is disposed between the first substrate 40 and the second substrate 30 . It has a structure in which a core portion is disposed on the first substrate 40 and a second substrate 30 is disposed on the core portion.
  • the width Wc of one side of the core portion is equal to or greater than the corresponding width Wb of the first substrate 40 or the second substrate 30 .
  • the core part includes a first core 10 and a second core 20 disposed to face each other horizontally between the first substrate 40 and the second substrate 30 .
  • the first core 10 includes a pair of first outer legs 11a and 11b and a first midfoot 12, and the second core 20 similarly includes a pair of second outer legs 11a and 11b. (21a, 21b) and the second midfoot (22). (In FIG. 4, the cores are indicated by dashed-dot lines and the second coil pattern is indicated by dotted lines)
  • both the first core 10 and the second core 20 correspond to E-shaped cores in a plan view (vertical view with respect to the substrate), but are not necessarily limited thereto.
  • the first substrate 40 is disposed while covering one side of the first core 10 and the second core 20 as described above, and the second substrate 30 includes the first core 10 and the second core ( 20) and placed on the opposite side.
  • the first coil pattern 41 is formed by plating on the first substrate 40
  • the second coil pattern 31 is formed by plating on the second substrate 30 .
  • the second coil pattern 31 is formed on the opposite surface 30a of the second substrate 30, not on the surface 30b facing the cores 10 and 20, and the first coil pattern 41 is formed on the surface opposite to the cores 10 and 20 in the same manner in the first substrate 40 . Since the coil patterns are formed on the surface opposite to the cores 10 and 20 rather than on the surface facing the cores 10 and 20, a soldering operation with the conductor 51 described later is easy.
  • the first coil pattern 41 and the second coil pattern 31 penetrate into the space between the outer feet 11a, 11b, 21a, 21b and the midfoot 12, 22 of the cores 10 and 20, and the plurality of legs are disposed. They are electrically connected through the conductor 51. That is, in the first substrate 40 and the second substrate 30, the outer feet (11a, 11b, 21a, 21b) and the midfoot (12, 22) approximately at a position corresponding to the space between the outer feet (11a, 11b, 21a, 21a) , 21b) is formed with a pair of through-holes spaced apart from each other, and the through-holes of the first substrate 40 and the second substrate 30 are disposed opposite to each other with the core part interposed therebetween. It is electrically connected by the conductors 51.
  • the conductors 51 are disposed left and right with the middle feet 12 and 22 interposed therebetween and are electrically connected through the first coil pattern 41 and the second coil pattern 31 .
  • the first coil pattern 41 is formed to connect the conductors 51 diagonally
  • the second coil pattern 31 is formed to connect the conductors 51 horizontally, but the coil pattern is not limited thereto.
  • the first coil pattern 41, the conductors 51, and the second coil patterns 31 are physically connected to form a plurality of closed-loop coil turns and spirally surround the midfoot 12, 22. and constitutes one coil in the magnetic part.
  • the conductor 51 is a conductive metal pin that penetrates the first board 40 and the second board 30 and ends are exposed to the respective coil patterns 31 and 41 and soldered to the coil patterns. (31, 41) and electrically connected.
  • the conductor 51 is not limited to a pin, and a copper wire such as a Litz wire may be used.
  • the first substrate 40 and the second substrate 30 are implemented as a printed circuit board, and the first coil pattern 41 and the second coil pattern 31 are implemented as a plating pattern plated thereon.
  • the substrate may be a simple plate-shaped insulator other than a printed circuit board, and the coil pattern may be a structure made of a copper plate or a flat copper wire attached to and supported by the substrate.
  • a bobbin 71 may be added as shown in FIG. 4 to surround the conductors 51 disposed between the outer feet 11a, 11b, 21a, and 21b and the midfoot 12 and 22.
  • the corresponding space may be treated with resin molding.
  • FIGS. 5 to 7 a transformer will be described as a second embodiment of the present invention with reference to FIGS. 5 to 7 .
  • FIG. 5 shows a perspective view of the transformer
  • FIG. 6 shows a back side thereof
  • FIG. 7 shows a side view.
  • FIGS. 5 and 6 for convenience, the substrate is removed and only the coil pattern is shown, and in FIG. 7, the substrates 130 and 140 are conceptually indicated by dotted lines.
  • first core 110 and the second core 120 are arranged horizontally as E-shaped cores and face each other.
  • the first and second cores 110 and 120 of this embodiment are structurally the same as the cores 10 and 20 of the first embodiment.
  • the first substrate 140 and the second substrate 130 of this embodiment are similarly printed circuit boards, and the first substrate 140 includes the 1-1 coil pattern 141 and the 1-2 coil pattern 142.
  • the second substrate 130 is plated, and the 2-1st coil pattern 131 and the 2-2nd coil pattern 132 are formed by plating.
  • each of the substrates 130 and 140 is a printed circuit board composed of 6 layers, and as shown in FIG. 7 , the upper 3 layers of the first substrate 140 are the 1-1 coil patterns 141 ), the lower two layers include the 1-2nd coil pattern 142, the lower 3 layers of the second substrate 130 include the 2-1st coil pattern 131, and the upper 2
  • the dog layer includes the 2-2nd coil pattern 132 .
  • the 1-1st coil pattern 141 and the 2-1st coil pattern 131 are formed on the inner layer, and the 1-2nd coil pattern 142 ) and the 2-2nd coil pattern 132 are formed on the outer layer.
  • the conductors include a plurality of first conductors 151 connecting the 1-1st coil patterns 141 and the 2-1st coil patterns 131, the 1-2nd coil patterns 142, and the second- It includes a plurality of second conductors 152 connecting the two coil patterns 132 .
  • a pair of left and right first conductors 151 are disposed inside, and a pair of second conductors 152 are disposed outside to surround the first conductors 151.
  • the 1-1st coil pattern 141 and the 2-1st coil pattern 131 and the first conductors 151 constitute the first coil (primary coil), and the 1-2nd coil
  • the pattern 142, the 2-2 coil pattern 132, and the second conductors 152 constitute a second coil (secondary coil).
  • the tape 60 and the bobbin 70 or resin molding may be applied in this embodiment as in the first embodiment.
  • the magnetic parts of the above-described embodiments can achieve an ultra-slim structure compared to conventional magnetic parts, and an illustrative comparison thereof is shown in FIG. 8 .
  • FIG. 8 (a) represents the thickness of the magnetic component structure of FIG. 1 , and (b) represents the thickness of the magnetic component structure of the embodiment shown in FIG. 2 .
  • the thickness of the upper part 1a and the lower part 1b of the core disposed on the outside of both sides is 2 mm, respectively, and the thickness of the printed circuit board (2; coil part in FIG. 1) disposed therebetween is 1.9 mm.
  • the conventional structure has a total thickness of 5.9 mm.
  • the thickness of the substrates 30 and 40 disposed on the outer sides of both sides is 1 mm, and the thickness of the cores 10 and 20 therebetween can be up to 3 mm, and the total thickness is 5 mm.
  • the thickness of the cores 1a and 1b is limited to 2mm or less due to the 1.9mm printed circuit board layer as 6 layers, but in the embodiment of the present invention, it can be manufactured up to 3mm.
  • the embodiment of the present invention has the advantage of being able to reduce the mounting area required per printed circuit board compared to the conventional structure.
  • the ultra-slim magnetic coupling device can be used for power supplies of various electronic products.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

본 발명은 자성부품에 관한 것이다. 예시적으로, 자성부품은 인덕터, 트랜스포머 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 하나의 실시예에 의한 자성부품은, 자성체 코어; 상기 코어 일측에 배치되는 제2 기판; 상기 코어를 사이에 두고 상기 제2 기판과 대향하며 배치되는 제1 기판; 상기 제2 기판 및 제1 기판에 부착된 복수의 코일 패턴과 상기 코어를 관통하며 상기 제2 기판 및 제1 기판의 코일 패턴들 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 도전체를 포함하는 코일을 포함한다.

Description

초슬림 자기 결합 장치
본 발명은 자기 결합 장치에 관한 것이다. 예시적으로, 인덕터, 트랜스포머 등등의 자성부품을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
TV에 대한 슬림화 요구로 인해 그에 이용되는 파워보드에 대한 슬림화도 크게 요구되고 있다.
파워보드에는 자성부품으로서 인덕터, 트랜스포머 등이 설치될 수 있는데, 슬림화 요구에 따라 그러한 자성부품 자체에 대한 슬림화도 진행되고 있는 상황이다.
도 1은 종래의 자성부품으로서, 예시적으로, 트랜스포머를 나타낸다.
도 1의 트랜스포머는 코어 상부(1a)와 코어 하부(1b)를 포함한 코어(1)와 상기 코어(1) 내에 배치되는 코일부(2)를 포함한다.
코일부(2)는 제1 코일(2a)과 제2 코일(2b)을 포함하며, 제1 코일(2a) 및 제2 코일(2b)은 모두 슬림화를 위해 인쇄회로기판에 코일 패턴이 도금된 형태를 갖는다. 코일(2)은 과거에 동선을 감아 형성하였었지만 슬림화를 위해 도 1과 같이 인쇄회로기판에 도금하여 형성하고 있다. (도 1에서 인쇄회로기판에 대한 묘사는 생략되었으며, 편의상 코일의 도금 패턴만을 나타내고 있음)
도 1과 같은 자성부품을 통해 상당한 슬림화를 달성하였지만, TV에 대한 슬림화 요구가 더욱 강해져 최근에는 한층 더 슬림화된, 소위 초슬림를 요구하고 있는 상황이며, 그러한 초슬림화에 부합하는 새로운 구조의 자성부품이 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점 중 적어도 하나를 해결하는 것을 목적으로 한다.
초슬림화 요구에 부응하는 새로운 구조의 자성부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 하나의 실시예는, 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 배치된 자성체 코어부; 상기 자성체 코어부 상에 배치된 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 전기적으로 연결하는 도선부를 포함하고, 상기 자성체 코어부는 수평 방향으로 서로 이격된 제1 코어, 및 제2 코어를 포함하고, 상기 도선부는 상기 제1 기판에서 상기 제2 기판을 향하여 연장되고, 상기 제1 코어와 상기 제2 코어 사이에 배치된 자기 결합 장치이다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 코어부의 적어도 일측 너비는 상기 제1 기판 또는 제2 기판의 대응 너비보다 더 크다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 제1 기판 및 제2 기판은 서로 대향하는 복수의 관통홀을 포함한다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 도선부는 상기 제1 기판의 관통홀과 상기 제2 기판의 관통홀 사이를 연결한다.
그리고, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 도선부는 복수의 폐루프로 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이를 연결한다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 제1 기판 및 제2 기판은 각각 도금된 복수의 코일 패턴을 포함한다.
여기서, 상기 복수의 코일 패턴은, 상기 제1 기판에 도금된 복수의 제1-1 코일 패턴 및 복수의 제1-2 코일 패턴, 상기 제2 기판에 도금된 복수의 제2-1 코일 패턴 및 복수의 제2-2 코일 패턴을 포함하고, 상기 도선부는, 상기 제1-1 코일 패턴들과 상기 제2-1 코일 패턴들 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 제1 도전체, 상기 상기 제1-2 코일 패턴들과 상기 제2-2 코일 패턴들 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 제2 도전체를 포함하며, 상기 코일은, 상기 제1-1 코일 패턴들과 상기 제2-1 코일 패턴들 및 상기 제1 도전체들을 포함하는 제1 코일, 상기 제1-2 코일 패턴들과 상기 제2-2 코일 패턴들 및 상기 제2 도전체들을 포함하는 제2 코일을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 제2 코일은 상기 제1 코일을 둘러싸며 배치되고, 상기 1-1 코일 패턴과 상기 제1-2 코일 패턴은 상기 제1 기판에 있어 서로 층을 달리하여 배치되고, 상기 2-1 코일 패턴과 상기 제2-2 코일 패턴은 상기 제2 기판에 있어 서로 층을 달리하여 배치된다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 도선부는 납땜되어 상기 제1 기판 및 제2 기판에 연결된다.
여기서, 상기 도선부는 상기 각 기판에 있어서 상기 코어 반대측 면에서 납땜되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 도선부는 핀들을 포함한다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 핀들은 양단이 각각 상기 제1 기판 및 제2 기판에 적어도 일부 삽입된다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 코어는 한 쌍의 외족과 중족을 포함하는 적어도 하나의 E형 코어를 포함한다.
그리고, 여기서, 상기 E형 코어는 상기 기판들에 대한 수직 방향 단면이 E자 형상일 수 있다.
한편, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 코어는 상기 기판들 사이에서 이동이 제한되도록 고정된다.
여기서, 상기 기판들 사이에 코어가 삽입되어 있는 상태에서 테이프로 감겨져 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 도선부 둘레는 수지로 몰딩된다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 도선부 둘레를 감싸는 보빈이 추가로 설치된다.
본 발명에 의하면, 종래보다 더 슬림화된 자성부품을 얻을 수 있다.
또한, 기존 구조를 그대로 유지하면서 슬림화할 경우, 코일 권선에 대한 허용 창면적이 감소하는 문제 및 허용 전류로 인한 선 단면적 감소에 대한 제약 문제가 있지만, 본 발명에 의하면 그러한 문제 발생 없이 초슬림화를 달성할 수 있다.
도 1은 종래의 자성부품을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예(인덕터)를 나타낸다.
도 3은 도 2의 자성부품에 대한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 자성부품을 위에서 바라본 모습이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예(트랜스포머)를 나타낸다.
도 6은 도 5의 자성부품에 대한 뒷면 모습이다.
도 7은 도 5의 자성부품을 측면에서 바라본 모습이다.
도 8은 종래 및 본 발명에 의한 자성부품의 두께를 비교한 모습이다.
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 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 접미사 "모듈" 및 "부"는 단지 구성요소 간에 명칭적인 구분만을 위해 사용되는 것일 뿐으로, 물리화학적으로 구분 또는 분리되어 있다거나 그렇게 구분 또는 분리될 수 있음을 전제하는 것으로 해석되어서는 안된다.
“제1”, “제2” 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.
“및/또는”이라는 용어는 그 대상이 되는 복수 항목들의 여하한 조합의 경우를 모두 포함하기 위해 사용된다. 예컨대, “A 및/또는 B”는 “A”, “B”, “A 및 B” 등 3 가지 경우를 모두 포함하는 의미이다.
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.
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. 또한, “상/위” 또는 “하/아래”에 대한 기준은, 구성요소들 각각 또는 그들간의 속성이나 명세서에서 달리 표현하지 않는한, 원칙적으로 편의상 도면에 도시된 모습을 기준으로 하며, 구성요소들 간의 상대적인 위치 관계를 편의상 나타내기 위해 사용될 뿐, 실제 구성요소들의 위치를 한정하는 것으로 이해되서는 안 된다. 예컨대, “위 B”는 달리 언급되지 않거나 또는 A나 B의 속성 상 A가 B 위에 위치되지 않으면 안되는 경우가 아니라면, 도면 상에서 A 위에 B가 도시되어 있음을 나타내는 것일 뿐이며, 실제 실시 제품 등에서는 B가 A 밑에 위치할 수도 있고, B와 A가 옆으로 좌우 배치될 수도 있는 것이다.
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.
본 발명의 제1 실시예에 의한 인덕터에 대하여 도 2 내지 도 4를 통하여 설명한다.
먼저, 도 2는 상기 인덕터에 대한 사시도를 개념적으로 나타내며, 도 3은 도 2의 인덕터에 대한 분해 사시도를 나타내고, 도 4는 도 2의 인덕터를 위에서 바라본 모습을 나타낸다.
도 2의 인덕터는 제1 기판(40) 및 제2 기판(30)을 포함하고, 제1 기판(40)과 제2 기판(30) 사이에는 코어부가 배치된다. 제1 기판(40) 상에 코어부가 배치되고, 코어부 상에 제2 기판(30)이 배치되는 구조이다.
본 실시예에서, 코어부의 일측 너비(Wc)는 제1 기판(40) 또는 제2 기판(30)의 대응 너비(Wb)와 동일하거나 크다.
코어부는 제1 기판(40)과 제2 기판(30) 사이에서 수평으로 서로 대향하여 배치되는 제1 코어(10) 및 제2 코어(20)를 포함한다.
제1 코어(10)는 도 4에 보이는 바와 같이, 한 쌍의 제1 외족(11a, 11b)과 제1 중족(12)을 포함하고, 제2 코어(20)도 마찬가지로 한 쌍의 제2 외족(21a, 21b)과 제2 중족(22)을 포함한다. (도 4에서 코어들은 1점 쇄선으로, 제2 코일 패턴은 점선으로 나타냄)
본 실시예에서 제1 코어(10) 및 제2 코어(20)는 모두 평면뷰(기판에 대한 수직 방향 뷰)에서 E자형 코어에 해당하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 기판(40)은 상기와 같은 제1 코어(10) 및 제2 코어(20)에 대해 일측을 덮으면서 배치되고, 제2 기판(30)은 제1 코어(10) 및 제2 코어(20)를 사이에 두고 반대측에 배치된다.
제1 기판(40)에는 제1 코일 패턴(41)이 도금되어 형성되어 있으며, 제2 기판(30)에는 제2 코일 패턴(31)이 도금되어 형성되어 있다.
제2 코일 패턴(31)은 제2 기판(30)에 있어서 코어들(10, 20)을 바라보는 면(30b)이 아닌 그 반대측 면(30a)에 형성되어 있으며, 제1 코일 패턴(41)은 제1 기판(40)에 있어서 마찬가지로 코어들(10, 20) 반대측 면에 형성되어 있다. 코어들(10, 20)을 바라보는 면이 아니라 그 반대면에 코일 패턴들이 형성되어 있기 때문에 후술하는 도전체(51)와의 납땜 작업이 용이하다.
제1 코일 패턴(41)과 제2 코일 패턴(31)은 코어들(10, 20)의 외족(11a, 11b, 21a, 21b)과 중족(12, 22) 사이 공간으로 관통하며 배치되는 복수의 도전체(51)를 통해 전기적으로 연결된다. 즉, 제1 기판(40) 및 제2 기판(30)에 있어서, 외족(11a, 11b, 21a, 21b)과 중족(12, 22) 사이 공간에 대응되는 위치에 대략 외족(11a, 11b, 21a, 21b)의 너비 이상으로 이격된 한 쌍의 관통홀들이 형성되어 있으며, 제1 기판(40) 및 제2 기판(30)의 그 관통홀들이 코어부를 사이에 두고 서로 대향 배치된 구조에서 복수의 도전체(51)들에 의해 전기적으로 연결된다.되
도전체(51)들은 도 4에 보이는 바와 같이 중족(12, 22)을 사이에 두고 좌우로 배치되며 제1 코일 패턴(41) 및 제2 코일 패턴(31)을 통하여 전기적으로 연결되어 있다.
본 실시예에서, 제1 코일 패턴(41)은 도전체(51)들을 사선으로 연결하도록 형성되고, 제2 코일 패턴(31)은 도전체(51)들을 수평으로 연결하도록 형성되어 있지만, 코일 패턴은 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 코일 패턴(41)과 도전체(51)들 그리고 제2 코일 패턴(31)들이 물리적으로 연결된 모습은 복수의 폐루프인 코일 턴을 형성하며 중족(12, 22)을 나선형으로 둘러싼 형태가 되며, 자성부품에서 하나의 코일을 구성한다.
본 실시예에서, 도전체(51)는 도전성 금속의 핀으로서 제1 기판(40) 및 제2 기판(30)을 관통하여 단부는 각 코일 패턴(31, 41)으로 노출되어 납땜을 통해 코일 패턴(31, 41)과 전기적으로 연결된다.
도전체(51)는 핀으로 한정되지 않으며, 리츠 와이어 등과 같은 동선이 이용될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서 제1 기판(40) 및 제2 기판(30)은 인쇄회로기판으로 구현되고, 제1 코일 패턴(41) 및 제2 코일 패턴(31)은 그에 도금된 도금 패턴으로 구현되지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 기판은 인쇄회로기판이 아닌 단순한 판상의 절연체일 수 있으며, 코일 패턴은 동판 또는 평각 동선에 의해 만들어져 기판에 부착되어 지지되는 구조일 수도 있다.
한편, 제1 기판(40) 및 제2 기판(30)과 그 사이로 배치되는 코어들(10, 20)이 조립된 상태에서 각 부품들에 대한 고정 및 외부로부터의 보호 등을 위하여 도 2에 보이는 바와 같이 테이프(60)에 의해 감싸져 있을 수 있다.
또한, 외족(11a, 11b, 21a, 21b)과 중족(12, 22) 사이로 배치되는 도전체(51)들을 둘러싸도록, 도 4와 같이 보빈(71)이 추가될 수 있다. 여기서, 보빈(70) 이외에 해당 공간을 수지 몰딩으로 처리할 수도 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예로서 트랜스포머에 대해 설명한다.
먼저, 도 5는 상기 트랜스포머에 대한 사시도를 나타내며, 도 6은 그 뒷면 모습을 나타내고, 도 7은 측면에서 바라본 모습을 나타낸다.
도 5와 도 6에는 편의상 기판을 제거하고 코일 패턴만을 나타내었으며, 도 7에는 기판(130, 140)을 개념적으로 점선으로 나타내었다.
본 실시예의 트랜스포머는 마찬가지로 제1 코어(110) 및 제2 코어(120)가 E자형 코어로서 수평으로 배치되어 서로 대향하고 있다. 본 실시예의 제1 및 제2 코어(110, 120)는 제1 실시예의 코어들(10, 20)과 구조적으로 동일하다.
본 실시예의 제1 기판(140) 및 제2 기판(130)은 마찬가지로 인쇄회로기판이며, 제1 기판(140)에는 제1-1 코일 패턴(141)과 제1-2 코일 패턴(142)이 도금되어 있고, 제2 기판(130)에는 제2-1 코일 패턴(131)과 제2-2 코일 패턴(132)이 도금되어 형성돼 있다.
여기서, 제1-1 코일 패턴(141)과 제1-2 코일 패턴(142)은 서로간의 간섭을 회피하기 위해 제1 기판(140)에서 서로 다른 층으로 격리되어 있으며, 제2-1 코일 패턴(131)과 제2-2 코일 패턴(132)도 제2 기판(130)에서 서로 다른 층으로 격리되어 있다. 즉, 본 실시예에서 기판(130, 140)은 각각 6개 층으로 이루어진 인쇄회로기판으로서, 도 7에 보이는 바와 같이 제1 기판(140)의 상부 3개 층은 제1-1 코일 패턴(141)을 포함하고, 하부 2개 층은 제1-2 코일 패턴(142)을 포함하며, 제2 기판(130)의 하부 3개 층은 제2-1 코일 패턴(131)을 포함하고, 상부 2개 층은 제2-2 코일 패턴(132)을 포함한다.
제1 코어(110) 및 제2 코어(120)를 기준으로 제1-1 코일 패턴(141)과 제2-1 코일 패턴(131)이 안쪽 층에 형성되고, 제1-2 코일 패턴(142)과 제2-2 코일 패턴(132)이 바깥 층에 형성되어 있다.
한편, 도전체는 제1-1 코일 패턴(141)과 제2-1 코일 패턴(131)을 연결하는 복수의 제1 도전체(151)와 제1-2 코일 패턴(142)과 제2-2 코일 패턴(132)을 연결하는 복수의 제2 도전체(152)를 포함한다.
평면뷰에서 좌우 한 쌍의 제1 도전체(151)들은 안쪽에 배치되고 그 외측으로 제1 도전체(151)들을 둘러싸듯이 제2 도전체(152)들이 좌우 한 쌍으로 배치된다.
본 실시예에서, 제1-1 코일 패턴(141) 및 제2-1 코일 패턴(131)과 제1 도전체(151)들은 제1 코일(1차 코일)을 구성하고, 제1-2 코일 패턴(142) 및 제2-2 코일 패턴(132)과 제2 도전체(152)들은 제2 코일(2차 코일)을 구성한다.
한편, 본 실시예에서도 제1 실시예와 마찬가지로, 테이프(60) 및 보빈(70) 또는 수지 몰딩이 적용될 수 있음은 당연하다.
전술한 실시예들의 자성부품은 종래의 자성부품 대비 초슬림화 구조를 달성할 수 있는데, 이를 예시적으로 비교하면 도 8과 같다.
도 8 중 (a)는 도 1의 자성부품 구조의 두께를 나타내며, (b)는 도 2와 같은 실시예의 자성부품 구조의 두께를 나타낸다.
(a)의 경우 양측 바깥측에 배치된 코어 상부(1a) 및 코어 하부(1b)의 두께가 각각 2mm이고 그 사이에 배치되는 인쇄회로기판(2; 도 1의 코일부)의 두께가 1.9mm(6층 구조)로서, 종래 구조는 5.9mm의 총 두께를 갖는다. 반면, (b)의 경우 양측 바깥측에 배치된 기판(30, 40)의 두께가 각각 1mm이고 그 사이의 코어(10, 20) 두께가 3mm까지 가능하며, 총 두께는 5mm가 된다.
제품의 높이가 6mm로 제한된 경우, 종래에는 인쇄회로기판 층이 6층으로서 1.9mm로 인해 코어(1a, 1b) 평판 두께가 2mm 이하로 제한되었지만, 본 발명의 실시예에서는 3mm까지 제작 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 종래 구조 대비 인쇄회로기판 1 개당 필요한 실장 면적에 대한 축소가 가능한 잇점이 있다.
전술한 실시 예에 의한 초슬림 자기 결합 장치는 다양한 전자 제품의 전원 공급 장치에 사용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치된 자성체 코어부;
    상기 자성체 코어부 상에 배치된 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 전기적으로 연결하는 도선부를 포함하고,
    상기 자성체 코어부는 수평 방향으로 서로 이격된 제1 코어, 및 제2 코어를 포함하고,
    상기 도선부는 상기 제1 기판에서 상기 제2 기판을 향하여 연장되고, 상기 제1 코어와 상기 제2 코어 사이에 배치된 자기 결합 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어부의 적어도 일측 너비는 상기 제1 기판 또는 제2 기판의 대응 너비보다 더 큰 자기 결합 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 및 제2 기판은 서로 대향하는 복수의 관통홀을 포함하는 자기 결합 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 도선부는 상기 제1 기판의 관통홀과 상기 제2 기판의 관통홀 사이를 연결하는 자기 결합 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도선부는 복수의 폐루프로 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이를 연결하는 자기 결합 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 및 제2 기판은 각각 도금된 복수의 코일 패턴을 포함하는 자기 결합 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 코일 패턴은, 상기 제1 기판에 도금된 복수의 제1-1 코일 패턴 및 복수의 제1-2 코일 패턴, 상기 제2 기판에 도금된 복수의 제2-1 코일 패턴 및 복수의 제2-2 코일 패턴을 포함하고,
    상기 도선부는, 상기 제1-1 코일 패턴들과 상기 제2-1 코일 패턴들 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 제1 도전체, 상기 상기 제1-2 코일 패턴들과 상기 제2-2 코일 패턴들 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 제2 도전체를 포함하며,
    상기 코일은, 상기 제1-1 코일 패턴들과 상기 제2-1 코일 패턴들 및 상기 제1 도전체들을 포함하는 제1 코일, 상기 제1-2 코일 패턴들과 상기 제2-2 코일 패턴들 및 상기 제2 도전체들을 포함하는 제2 코일을 포함하는 자기 결합 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 코일은 상기 제1 코일을 둘러싸며 배치되고,
    상기 1-1 코일 패턴과 상기 제1-2 코일 패턴은 상기 제1 기판에 있어 서로 층을 달리하여 배치되고,
    상기 2-1 코일 패턴과 상기 제2-2 코일 패턴은 상기 제2 기판에 있어 서로 층을 달리하여 배치된 자기 결합 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 도선부는 납땜되어 상기 제1 기판 및 제2 기판에 연결된 자기 결합 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 도선부는 상기 각 기판에 있어서 상기 코어 반대측 면에서 납땜되어 있는 자기 결합 장치.
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