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KR101536376B1 - 고 전류 비결정성 파우더 코어 인덕터 - Google Patents

고 전류 비결정성 파우더 코어 인덕터 Download PDF

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KR101536376B1
KR101536376B1 KR1020107029174A KR20107029174A KR101536376B1 KR 101536376 B1 KR101536376 B1 KR 101536376B1 KR 1020107029174 A KR1020107029174 A KR 1020107029174A KR 20107029174 A KR20107029174 A KR 20107029174A KR 101536376 B1 KR101536376 B1 KR 101536376B1
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powder material
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이펭 얀
로버트 제임스 보거트
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쿠퍼 테크놀로지스 컴파니
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Abstract

자기 소자(100) 및 동일한 것을 제조하는 방법에 관한 것이다. 방법은 비결정성 파우더 재료로부터 제조된 적어도 하나의 형상 코어(110, 150)를 제공하는 단계, 적어도 하나의 권선(130)의 적어도 한 부분을 적어도 하나의 형상 코어(110)에 결합시키는 단계, 및 적어도 하나의 형상 코어(110, 150)를 적어도 하나의 권선(130)과 압착시키는 단계를 갖추어 이루어진다. 자기 소자(100)는 비결정성 파우더 재료로부터 제조되는 적어도 하나의 형상 코어(110, 150) 및 적어도 하나의 형상 코어(110)에 결합된 적어도 하나의 권선(130)의 적어도 한 부분을 갖추어 이루어지고, 여기서 적어도 하나의 형상 코어(110, 150)는 적어도 하나의 권선(130)의 적어도 한 부분에 압착된다. 권선(130)은 예비성형, 반-예비성형, 또는 비-예비성형될 수 있고, 클립 또는 코일을 포함할 수 있으나 이에 국한되지는 않는다. 비결정성 파우더 재료는 철-기질 또는 코발트-기질 비결정성 파우더 재료 또는 나노비결정성 파우더 재료일 수 있다.

Description

고 전류 비결정성 파우더 코어 인덕터{HIGH CURRENT AMORPHOUS POWDER CORE INDUCTOR}
본 발명은 일반적으로 전자 소자 및 이러한 소자들을 제조하는 방법들에 관한 것으로, 특히 인덕터, 트랜스포머(transformer), 및 이러한 아이템(item)을 제조하는 방법에 관한 것이다.
전형적인 인덕터는 차폐 코어 및 드럼 코어, U 코어 및 I 코어, E 코어 및 I 코어, 및 다른 매칭 형상을 포함하는, 형상 코어들(shaped-core) 및 토로이달(toroidal) 코어들을 포함할 수 있다. 이러한 인덕터들을 위한 전형적인 코어 재료들은 페라이트(ferrite) 또는 철(Fe), 센더스트(sendust: Al-Si-Fe), MPP(Mo-Ni-Fe), 및 하이플럭스(HighFlux : Ni-Fe)를 포함하는 통상의 파우더(powder) 코어 재료들이다. 인덕터는 전형적으로 납작하거나 원형일 수 있는 자석 와이어(wire) 코일, 스탬핑된(stamped) 구리 호일(foil), 또는 클립을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는, 코어 주위를 랩핑(wrapping)하는 도전성 권선(winding)을 갖는다. 코일은 드럼 코어 또는 다른 보빈(bobbin) 코어 상에 직접 감겨질 수 있다. 권선의 각 종단은 리드(lead)라 불려질 수 있고 인덕터를 전기 회로에 결합하기 위해 사용된다. 권선은 어플리케이션(application) 요구사항에 의존하여 예비성형될 수 있고(preformed), 반-예비성형될 수 있으며(semi-preformed), 또는 비-예비성형될 수 있다(non-preformed). 분리된 코어들은 접착제를 통해 서로 묶여질 수 있다.
고 전류를 향해 가는 파워 인덕터의 트렌드(trend)에 있어서, 요구는 더 플렉시블한(flexible) 형성 팩터들(form factors), 더 강한 구성들, 더 높은 전력 및 에너지 밀도, 더 높은 효율, 및 더 타이트한(tighter) 인덕턴스 및 DCR(Direct Current Resistance) 허용오차를 갖는 인덕터를 제공하기 위해 존재한다. DC 대 DC 컨버터(converters) 및 VRM(Voltage Regulator Modules) 어플리케이션들은 종종 완성된 상품 제조 프로세스로 인해 일반적으로 제공되기 어려운, 더 타이트한 DCR 허용오차를 갖는 인덕터를 요구한다. 전형적인 인덕터들 내에 좀 더 높은 포화 전류 및 좀 더 타이트한 허용오차 DCR을 제공하기 위해 존재하는 해결책들은 매우 어려워졌고 이는 이러한 전형적인 인덕터들로부터 최고의 수행을 제공하지 않는다. 따라서, 전류 인덕터들은 이러한 개선점이 요구된다.
소정 인덕터 특성들을 개선하기 위해, 토로이달 코어들은 최근에 코어 재료로 비결정성 파우더 재료를 사용하여 제조되어 왔다. 토로이달 코어들은 코일 또는 권선이 코어 상에 직접 감겨지는 것을 요구한다. 이러한 권선 프로세스 동안에, 코어들은 매우 쉽게 깨질 수 있고, 그로 인해 제조 프로세스는 표면 실장 기술에 있어서 그것의 사용을 위해 좀더 비싸지고 어려워질 것을 야기한다. 더욱이, 토로이달 코어 내에서의 균일하지 않은 코일 권선과 코일 장력 변화로 인해, DC 대 DC 컨버터 및 VRM에서 전형적으로 요구되는 DCR은 매우 일정하지 않다. 압축 프로세스 동안에 수반되는 고압력으로 인해, 비결정성 파우더 재료들을 이용한 형상 코어를 제공하는 것은 불가능했다.
전기 패키징(packaging)의 발전으로 인해, 트렌드는 소형 구조를 갖는 파워 인덕터를 제조하게 되었다. 따라서, 코어 구조는 그들이, 일부가 슬림(slim)하거나 매우 얇은 프로파일을 가질 수 있는 모뎀 전자 장치에 의해 조절될 수 있도록 점점 더 낮은 프로파일들을 구비해야만 한다. 저 프로파일을 갖는 인덕터를 제조하는 것은 제조자가 많은 어려움에 부딪치게 야기하고, 그로 인해 제조 프로세스의 비용이 증가하도록 만든다.
예컨대, 소자들이 점점 더 소형화됨에 따라, 어려움은 수동 와인드(hand wound) 소자의 본질에 기인하여 증가되었다. 이러한 수동 와인드 소자들은 생산품 자신들 내에 비일정성을 제공한다. 또 다른 직면한 어려움은 형상 코어가 제조 프로세스를 통해 코어 깨짐을 일으키기 쉽고 매우 망가지기 쉽다는 것을 포함한다. 추가적인 어려움은 인덕턴스가 조립 동안 드럼 코어 및 차폐 코어, ER 코어 및 I 코어, 및 U 코어 및 I 코어를 포함하나 이에 국한되지는 않는, 두 개의 분리된 코어들 사이의 갭(gap) 편차로 인해 일정하지 않다는 것이다. 또 다른 어려움은 DCR이 권선 프로세스 동안 균일하지 않은 권선 및 장력으로 인해 일정하지 않다는 것이다. 이러한 어려움들은 소형 구조를 갖는 인덕터를 제조하기 위해 시도하는 동안 직면하는 많은 어려운들 중 매우 적은 부분의 예를 나타낸다.
다른 소자와 마찬가지로, 인덕터를 위한 제조 프로세스는 매우 경쟁적인 전자 제조 비지니스(business)에서 비용을 줄이는 방법으로서 꼼꼼히 조사되었다. 제조 비용의 감소는 제조되어지는 소자들이 적은 비용, 고 볼륨(volume) 소자들일 때, 특히 바람직하다. 고 볼륨 소자에 있어서, 제조 비용에서의 어떠한 감소는 물론 중요하다. 제조에 사용되는 어떤 재료가 다른 재료보다 더 높은 비용을 갖을 수 있는 것은 가능하다. 그러나 제조 프로세스에서의 생산품의 신뢰도와 일정성이 더 적은 비용의 재료로 제조되는 동일한 생산품의 신뢰도와 일정성보다 더 뛰어나기 때문에, 전체 제조 비용이 좀더 비싼 재료를 사용하더라도 비용이 더 적을 수도 있는 것이 가능하다. 따라서, 엄청난 수의 현재 제조된 생산품들은 폐기되기보다 판매될 수 있다. 추가적으로, 소자를 제조하는데 사용되는 하나의 재료가 다른 재료보다 더 비싼 비용을 가질 수 있으나, 노동 절감(savings)이 재료 비용에서의 증가에 대한 보상보다 더 많을 수 있다는 것 또한 가능하다. 이러한 예들은 제조 비용을 줄이기 위한 많은 방법 중 단지 적은 부분이다.
특히 회로 보드(board) 어플리케이션(application)에 사용될 때, 과도한 양의 공간을 차지하지 않고, 소자의 크기의 증가 없이, 하나 이상의 다음의 개선점, 즉, 더 플렉시블한 형성 팩터, 더 강한 구성, 더 높은 전력 및 에너지 밀도, 더 높은 효율, 더 넓은 동작 주파수 범위, 더 넓은 동작 온도 범위, 더 높은 포화 플럭스(flux) 밀도, 더 높은 효율적인 투과성, 및 더 타이트한 인덕턴스 및 DCR 허용오차를 허락할 수 있는 코어 및 권선 구성을 갖는 자기 소자를 제공하는 것이 바람직해졌다. 낮은 비용의 제조를 허락할 수 있고 더 일정한 전기적 및 자기적 특성을 달성하는 코어 및 권선 구성을 갖는 자기 소자를 제공하는 것 또한 바람직해졌다. 더욱이, 큰 생산품 로트(lot) 사이즈에서 DCR을 타이트하게 제어하는 자기 소자를 제공하는 것이 바람직하다.
자기 소자 및 이러한 소자를 제공하는 방법이 설명된다. 자기 소자는 인덕터 또는 트랜스포머를 포함할 수 있으나 이에 국한되지는 않는다. 방법은 비결정성 파우더 재료로부터 제조되는 적어도 하나의 형상 코어를 제공하는 단계, 적어도 하나의 권선의 적어도 한 부분을 적어도 하나의 형상 코어에 결합시키는 단계, 및 적어도 하나의 형상 코어를 적어도 하나의 권선의 적어도 한 부분과 압착시키는 단계를 갖추어 이루어진다. 자기 소자는 비결정성 파우더 재료로부터 제조되는 적어도 하나의 형상 코어 및 적어도 하나의 형상 코어에 결합된 적어도 하나의 권선의 적어도 한 부분을 갖추어 이루어지고, 여기서 적어도 하나의 형상 코어는 적어도 하나의 권선의 적어도 한 부분에 압착된다. 권선은 예비성형될 수 있고, 반-예비성형될 수 있으며, 또는 비-예비성형될 수 있고 클립 또는 코일을 포함할 수 있으나 이에 국한되지는 않는다. 비결정성 파우더 재료는 철-기질(iron-based) 비결정성 파우더 재료 또는 나노비결정성 파우더 재료일 수 있다.
소정 양상에 따르면, 두 개의 형상 코어들은 사이에 위치된 권선과 함께 결합된다. 이러한 양상에 있어서, 형상 코어들 중 하나는 압착되고, 권선은 압착된 형상 코어에 결합된다. 다른 형상 코어는 권선 및 압착된 형상 코어에 결합되고 자기 소자를 형성하기 위해 다시 압착된다. 형상 코어는 비결정성 파우더 재료 또는 나노비결정성 파우더 재료로부터 제조될 수 있다.
다른 예시적 양상에 따르면, 비결정성 파우더 재료는 적어도 하나의 권선 주위에서 결합된다. 이러한 양상에 있어서, 비결정성 파우더 재료와 적어도 하나의 권선은 자기 소자를 형성하기 위해 서로 압착되고, 여기서 자기 소자는 형상 코어를 구비한다. 이러한 양상에 있어서, 자기 소자는 단일 형상 코어 및 단일 권선을 가질 수 있고, 또는 단일 구조를 갖는 복수의 형상 코어들을 갖추어 이루어질 수 있으며, 여기서 형상 코어들 각각은 대응하는 권선을 갖는다. 선택적으로, 형상 코어는 나노비결정성 파우더 재료로부터 제조될 수 있다.
본 발명의 이러한 및 다른 향상들, 목적들, 특징들, 및 이점들은 바로 지각됨으로써(perceived) 본 발명을 수행하는 최적의 모드를 포함하는 도시된 예시적 실시예들의 다음의 상세한 설명을 고려하여 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 명확해질 것이다.
도 1은 예시적 실시예에 따라 제조 프로세스 내의 복수의 단계들 동안 ER-I자형 코어를 구비한 파워 인덕터의 사시도,
도 2는 예시적 실시예에 따라 제조 프로세스 내의 복수의 단계들 동안 V-I자형 코어를 구비한 파워 인덕터의 사시도,
도 3a은 예시적 실시예에 따른 대칭적인 U 코어의 사시도,
도 3b는 예시적 실시예에 따른 비대칭적인 U 코어의 사시도,
도 4는 예시적 실시예에 따른 비드(bead) 코어를 갖는 파워 인덕터의 사시도,
도 5는 예시적 실시예에 따라 단일 구조로서 복수의 U자형 코어들을 갖는 파워 인덕터의 사시도를 도시한다.
도 1 ~ 5를 참조하면, 자기 소자 또는 장치의 여러 도시된, 예시적 실시예들의 몇몇 도면이 나타나 있다. 예시적 실시예에 있어서, 이하 설명되는 본 발명의 이익들이 다른 타입의 장치들에 이익을 미칠 수 있음을 인정함에도 불구하고, 본 발명의 장치는 인덕터이다. 이하 설명되는 재료들 및 기술들은 저 프로파일 인덕터의 제조에 특히 유리하다고 여겨진다고 하나, 인덕터는 본 발명의 이익들이 인식될 수 있는 전기 소자의 하나의 타입일 뿐이라고 인정된다. 따라서, 명세서는 단지 도시하는 목적을 위해 설명하는 것이고 본 발명의 이익들은 트랜스포머들에 국한되지는 않고 이를 포함하는 다른 전기 소자와 마찬가지로, 다른 크기 및 다른 타입의 인덕터에 이익을 미친다고 생각된다. 그로므로, 본 발명의 개념의 실행은 단지 도면들에 도시되고 여기에 설명된 예시적 실시예들에만 제한되는 것은 아니다. 추가적으로, 도면들은 스케일링(scale)된 것이 아니고 여러 소자들의 두께 및 다른 크기는 명확함을 목적으로 과장된 것으로 이해되야 한다.
도 1은 예시적 실시예에 따라 제조 프로세스 내의 복수의 단계들 동안 ER-I 코어를 갖는 파워 인덕터의 사시도를 도시한다. 이러한 실시예에 있어서, 파워 인덕터(100)는 ER 코어(110), 예비성형된 코일(130), 및 I 코어(150)를 갖추어 이루어진다.
ER 코어(110)는 일반적으로 형상에서 정사각형 또는 직사각형이고, 베이스(112: base), 두 개의 측벽들(114, 115), 두 개의 종단 벽들(120, 121), 소켓(124: receptacle) 및 집중 프로젝션 또는 포스트(126 : centering projection or post)를 갖는다. 두 개의 측벽들(114, 115)은 베이스(112)의 전체 길이 방향의 길이까지 뻗어 있고 외부 표면(116)과 내부 표면(117)을 갖으며, 여기서 내부 표면(117)은 집중 프로젝션(126)에 근접해 있다. 두 측벽들(114, 115)의 외부 표면(116)은 실질적으로 평면이나 두 측벽들의 내부 표면(117)은 오목하다. 두 종단 벽들(120, 121)이 베이스(112)의 각 측벽(114, 115)의 종단들로부터 베이스(112)의 폭의 한 부분까지 뻗어 있음에 따라 갭(122, 123)은 각각의 두 종단 벽들(120, 121) 각각 내에 형성된다. 이 갭(122, 123)이 각각의 두 종단 벽들(120, 121)의 중심 내에 실질적으로 형성될 수 있음에 따라 두 측벽들(114, 115)은 서로 미러 이미지(mirror image)가 된다. 소켓(124)은 두 측벽들(114, 115) 및 두 종단 벽들(120, 121)에 의해 정의된다. 집중 프로젝션(126)은 ER 코어(110)의 소켓(124) 내에서 중심에 위치될 수 있고 ER 코어(110)의 베이스(112)로부터 위쪽으로 뻗어 있을 수 있다. 집중 프로젝션(126)은 두 측벽들(114, 115) 및 두 종단 벽들(120, 121)과 실질적으로 동일한 높이까지 뻗을 수 있고, 또는 높이는 두 측벽들(114, 115) 및 두 종단 벽들(120, 121)의 높이보다 적게 뻗을 수 있다. 이런 식으로, 집중 프로젝션(126)은 예비성형된 코일(130)을 ER 코어(110)와 관련하여 고정된, 미리 결정된, 및 집중된 위치 내에 유지하기 위해 예비성형된 코일(130)의 내부 원주(132)까지 뻗어 있다. ER 코어가 이 실시예에서 대칭적인 코어 구조를 갖는 것처럼 설명되고 있음에도 불구하고, ER 코어는 예시적 실시예의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 비대칭적인 코어 구조를 가질 수 있다.
예비성형된 코일(130)은 서로로부터 1800에서 예비성형된 코일(130)로부터 뻗어 있는 하나 이상의 선(turns)을 갖는 코일, 및 두 개의 터미널들(134, 136), 또는 리드들(leads)을 갖는다. 두 터미널들(134, 136)은 예비성형된 코일(130)로부터 외곽 방향으로 뻗어 있고, 그리고는 윗 방향으로, 및 그리고 예비성형된 코일(130)을 향해 내측 방향으로 되돌아 뻗어 있으며, 이로 인해 각각 U 형태를 갖는 구성을 형성한다. 예비성형된 코일(130)은 예비성형된 코일(130)의 내부 원주(132)를 정의한다. 예비성형된 코일(130)의 구성이 집중 프로젝션(126)을 매개로 예비성형된 코어(130)를 ER 코어(110)에 결합시키도록 디자인됨에 따라, 집중 프로젝션(126)은 예비성형된 코일(130)의 내부 원주(132)까지 뻗어 있게 된다. 예비성형된 코일(130)은 구리로부터 제조되고 니켈 및 주석(tin)으로 도금된다. 예비성형된 코일(130)이 구리로부터 제조되고 니켈 및 주석 도금을 구비함에도 불구하고, 금 도금 및 납땜을 포함하나 이에 국한되지는 않는 다른 적합한 도전 재료들이 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 예비성형된 코일(130) 및/또는 두 터미널들(134, 136)을 제조하는데 사용될 수 있다. 추가적으로, 예비성형된 코일(130)이 이 실시예에서 사용될 수 있는 한 타입의 권선으로 도시되었음에도 불구하고, 다른 타입의 권선들이 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 사용될 수 있다. 추가적으로, 이 실시예가 예비성형된 코일(130)을 사용함에도 불구하고, 반-예비성형된 코일들, 및 비-예비성형된 권선들이 또한 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 사용될 수 있다. 더욱이, 터미널들(134, 136)이 특정 구성으로 설명되었음에도 불구하고, 다른 선택적인 구성들이 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 터미널들로 사용될 수 있다. 게다가, 예비성형된 코일(130)의 결합 구조(geometry)는 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 원형, 정사각형, 직사각형, 또는 어떤 다른 기하학적 형상일 수 있다. 따라서, 두 측벽들(114, 115) 및 두 종단 벽들(120, 121)의 내부 표면은 예비성형된 코일(130)의 결합 구조, 또는 권선과 대응하도록 재구성될 수 있다. 코일(130)이 복수의 선들을 가질 경우에 있어서, 선들 사이의 절연체(insulation)가 필요할 수 있다. 절연체는 코팅 또는 선들 사이에 위치될 수 있는 다른 타입의 절연체일 수 있다.
I 코어(150)는 형상에서는 일반적으로 정사각형 또는 직사각형이고, ER 코어(110)의 풋프린트(footprint)에 실질적으로 대응한다. I 코어(150)는 두 개의 대향하는 종단들(152, 154)를 갖고, 여기서 각 종단(152, 154)은 터미널(134, 136)의 종단 부분을 조절하기 위해 각각 리세스 부분(153, 155: recessed portion)을 갖는다. 리세스 부분들(153, 155)은 터미널(134, 136)의 종단 부분의 폭과 비교되는 때, 폭에서 동일한 폭, 또는 아주 약간 큰 폭을 갖는다.
예시적 실시예에 있어서, ER 코어(110) 및 I 코어(150)는 둘 다 비결정성 파우더 코어 재료로부터 제조된다. 소정 실시예에 따르면, 비결정성 파우더 코어 재료는 철-기질 비결정성 파우더 코어 재료일 수 있다. 철-기질 비결정성 파우더 코어 재료의 하나의 예는 약 80% 철과 20% 다른 원소를 갖추어 이루어진다. 다른 실시예에 따르면, 비결정성 파우더 코어 재료는 코발트-기질 비결정성 파우더 코어 재료일 수 있다. 코발트-기질 비결정성 파우더 코어 재료의 하나의 예는 약 75% 코발트와 25% 다른 원소를 갖추어 이루어진다. 그럼에도, 몇몇 다른 선택적인 실시예들에 따르면, 비결정성 파우더 코어 재료는 나노비결정성 파우더 코어 재료일 수 있다.
이러한 재료는 분산된 갭 구조를 제공하고, 여기서 바인더(binder) 재료는 제조된 철-기질 비결정성 파우더 재료 내에 갭들로서 작용한다. 예시적 재료는 대한민국 서울에 있는 Amosense에 의해 제조되고 xx가 재료의 효율적인 투과성을 나타내는 생산품 번호 APHxx (Advanced Powder Core)로 판매된다. 예컨대, 재료에 대한 효율적인 투과성이 60이라면, 부품 번호는 APH60이다. 이러한 재료는 고 전류 파우더 인덕터 어플리케이션에 이용되어질 수 있다. 추가적으로, 이러한 재료는 인덕터(100)의 불규칙한 가열을 생산하지 않고, 더 높은 동작 주파수, 전형적으로 약 1 NHz 내지 약 2 MHz의 범위에서 이용될 수 있다. 재료가 더 높은 주파수 범위에서 사용될 수 있음에도 불구하고, 재료는 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 더 낮은 및 더 높은 주파수 범위 내에서 사용될 수 있다. 비결정성 파우더 코어 재료는 더 높은 포화 플럭스 밀도, 더 낮은 히스테리시스(hysteresis) 코어 손실, 더 넓은 동작 주파수 범위, 더 넓은 동작 온도 범위, 더 좋은 방열(heat dissipation) 및 더 높은 효율적인 투과율을 제공할 수 있다. 추가적으로, 이러한 재료는 저손실 분산된 갭 재료를 제공할 수 있고, 이에 따라 전력 및 에너지 밀도를 최대화할 수 있다. 전형적으로, 형상 코어들의 효율적인 투과율은 압축 밀도 관계로 인해 매우 높지 않다. 그러나, 형상 코어들을 위한 이러한 재료의 사용은 이전에 이용가능했던 것보다 훨씬 더 높은 효율적인 투과율을 허용한다. 선택적으로, 나노비결정성 파우더 재료는 철-기질 비결정성 파우더 재료의 투과율과 비교될 때, 세 배 더 높은 투과율까지 허용할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, ER 코어(110) 및 I 코어(150)는 고체 형상 코어들을 형성하기 위해 비결정성 파우더 재료로부터 압착 성형된다(molded). ER 코어(110)를 압착하는 동안, 예비성형된 코일(130)은 상기한 바와 같은 방식으로 ER 코어(110)에 결합된다. 예비성형된 코일(130)의 터미널들(134, 136)은 두 종단 벽들(120, 121) 내의 갭들(122, 123)을 통해 뻗어 있다. 그리고는 I 코어(150)가 ER 코어(110) 및 예비성형된 코일(130)에 결합됨에 따라 터미널들(134, 136)의 종단들은 I 코어(150)의 리세스 부분들(153, 155) 내에 각각 결합된다. 그리고는 ER 코어(110), 예비성형된 코일(130), 및 I 코어(150)는 ER-I 인덕터(100)를 형성하기 위해 서로 압착 성형된다. I 코어(150)가 두 대향하는 종단들(152, 154) 내에 형성된 리세스 부분(153, 155)을 갖는 것처럼 도시되었음에도 불구하고, I 코어(150)는 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 생략된 리세스 부분을 가질 수 있다. 또한, I 코어(150)가 대칭인 것처럼 도시되었음에도 불구하고, 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이, 이하 설명되는 것처럼, 실수 방지를 갖는 I 코어를 포함한 비대칭적인 I 코어가 사용될 수 있다.
도 2는 예시적 실시예에 따라 제조 프로세스 내의 복수의 단계들 동안 V-I 코어를 갖는 파워 인덕터의 사시도를 도시한다. 이 실시예에 있어서, 파워 인덕터(200)는 U 코어(210), 예비성형된 클립(230), 및 I 코어(250)를 갖추어 이루어진다. 여기에 사용되고 명세서를 통해 사용되듯이, U 코어(210)는 두 개의 측면들(212, 214) 및 두 개의 종단들(216, 218)을 갖고, 여기서 두 측면들(212, 214)은 권선 또는 클립(230)의 배향과 관련하여 평행하고 두 종단들(216, 218)은 권선 또는 클립(230)의 배향과 관련하여 수직이다. 추가적으로, I 코어(250)는 두 측면(252, 254) 및 두 종단들(256, 260)을 갖고, 여기서 두 측면들(252, 254)은 권선 또는 클립(230)의 배향과 관련하여 평행하고 두 종단들(256, 260)은 권선 또는 클립(230)의 배향과 관련하여 수직이다. 이 실시예에 따르면, I 코어(250)는 실수 방지 I 코어(250)를 제공하기 위해 변형되었다. 실수 방지 I 코어(250)는 실수 방지 I 코어(250)의 하부(251)의 한 측면(252)에 두 평행한 종단들(256, 260)로부터 각각 제거된 부분들(257, 261)을 갖고 실수 방지 I 코어(250)의 대향하는 측면(254)에서 동일한 두 평행한 종단들(256, 260)로부터 각각 비-제거된 부분들(258, 262)을 갖는다.
예비성형된 클립(230)은 예비성형된 클립(230)이 더 이동되지 않을 수 있을 때까지 비-제거된 부분들(258, 262)을 향해 예비성형된 클립(230)을 미끄러지게 함으로써(sliding) 및 제거된 부분들(257, 261)에 예비성형된 클립(230)을 위치시킴으로써, 실수 방지 I 코어(250) 주위에서 결합될 수 있는 두 개의 터미널들(234, 236) 또는 리드들을 갖는다. 예비성형된 클립(230)은 비-예비성형된 클립과 비교될 때, 도금의 구부러짐 및 부서짐이 제조 프로세스 내에서 크게 감소되기 때문에 더 좋은 DCR 제어를 허용할 수 있다. 실수 방지 I 코어(250)는 U 코어(210)가 실수 방지 I 코어(250)에 빨리, 쉽게, 및 정확하게 결합될 수 있도록 예비성형된 클립(230)이 적절히 위치되어지도록 할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 실수 방지 I 코어(250)의 단지 하부(251)만이 실수 방지를 제공한다. 실수 방지 I 코어(250)의 단지 하부(251)만이 이 실시예에서 실수 방지를 제공하고 있음에도 불구하고, 다른 측면들이, 단독으로 또는 또 다른 측면과 조합하여 중 하나를 선택하여 예시적 실시예의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 실수 방지를 제공할 수 있다. 예컨대, 실수 방지가 도 2에 도시된 바와 같이 단지 I 코어(250)의 하부(251)에만 위치되는 대신에, I 코어의 하부(251)와 대향하는 종단들(256, 260)에서 또는 단지 대향하는 종단들(256, 260)에만 위치될 수도 있다. 추가적으로, I 코어(250)는 소정 대체 실시예들에 따라 어떠한 실수 방지 없이 형성될 수 있다.
예비성형된 클립(230)은 구리로부터 제조되고 니켈 및 주석으로 도금된다. 예비성형된 클립(230)이 구리로부터 만들어지고 니켈 및 주석 도금을 구비함에도 불구하고, 금 도금 및 납땜을 포함하나 이에 국한되지는 않는 다른 적절한 도전 재료들이 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 예비성형된 클립(230) 및/또는 두 터미널들(234, 236)을 제조하는데 사용될 수 있다. 추가적으로, 예비성형된 클립(230)이 이 실시예에서 사용되고 있음에도 불구하고, 클립(230)은 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 부분적으로 예비성형될 수 있고 또는 비-예비성형될 수도 있다. 더욱이, 예비성형된 클립(230)이 이 실시예에 도시되고 있음에도 불구하고 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 다른 형태의 권선이 사용될 수 있다.
실수 방지 I 코어(250)로부터 제거된 부분들(257, 261)이 필요한 크기로 됨에 따라 도 3a 및 도 3b와 관련하여 각각 설명되는 대칭적인 U 코어 또는 비대칭적인 U 코어가 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 사용될 수 있다. U 코어(210)는 실수 방지 I 코어(250)의 폭과 실질적으로 동일한 폭 및 실수 방지 I 코어(250)의 길이와 실질적으로 동일한 길이를 갖기 위해 필요한 크기로 설계된다. U 코어(210)의 차원들이 위에서 설명되어짐에도 불구하고, 차원들은 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 변경될 수 있다.
도 3a은 예시적 실시예에 따른 대칭적인 U 코어의 사시도를 도시한다. 대칭적인 U 코어(300)는 하나의 표면(310) 및 대향하는 표면(320)을 가지고, 여기서 하나의 표면(310)은 실질적으로 평면이며, 대향하는 표면(320)은 제 1 레그(322: leg), 제 2 레그(324), 및 제 1 레그(322) 및 제 2 레그(324) 사이에서 정의되는 클립 채널(326)을 갖는다. 대칭적인 U 코어(300)에 있어서, 제 1 레그(322)의 폭은 실질적으로 제 2 레그(324)의 폭과 동일하다. 이러한 대칭적인 U 코어(300)는 I 코어(250)에 결합되고, 예비성형된 클립(230)의 한 부분은 클립 채널(326) 내에 위치된다. 소정 예시적 실시예들에 따르면, 예비성형된 클립(230)의 터미널들(234, 236)은 I 코어(250)의 하부 표면(251)에 결합된다. 그러나, 다른 예시적 실시예들에 있어서, 예비성형된 클립(230)의 터미널들(234, 236)은 U 코어(300)의 하나의 표면(310)에 결합될 수 있다.
도 3b는 예시적 실시예에 따른 비대칭적인 U 코어의 사시도를 도시한다. 비대칭적인 U 코어(350)는 하나의 표면(360)과 대향하는 표면(370)을 갖고, 여기서 하나의 표면(360)은 실질적으로 평면이고, 대향하는 표면(370)은 제 1 레그(372), 제 2 레그(374), 및 제 1 레그(372) 및 제 2 레그(374) 사이에서 정의되는 클립 채널(376)을 갖는다. 비대칭적인 U 코어(350)에 있어서, 제 1 레그(372)의 폭은 실질적으로 제 2 레그(374)의 폭과 동일하다. 이러한 비대칭적인 U 코어(350)는 I 코어(250)에 결합되고, 예비성형된 클립(230)의 한 부분은 클립 채널(376) 내에 위치된다. 소정 예시적 실시예들에 따르면, 예비성형된 클립(230)의 터미널들(234, 236)은 I 코어(250)의 하부 표면(251)에 결합된다. 그러나, 다른 예시적 실시예들에 있어서, 예비성형된 클립(230)의 터미널들(234, 236)은 U 코어(350)의 하나의 표면(360)에 결합될 수 있다. 비대칭적인 U 코어(350)를 사용하는 하나의 이유는 전체 자기 경로를 통해 더 균형이 잡힌 플럭스 밀도 분포를 제공하기 위함이다.
예시적 실시예에 있어서, U 코어(210) 및 I 코어(250)는 둘 다 ER 코어(110) 및 I 코어(150)와 관련하여 위에서 설명한 바와 같이 동일한 재료인 비결정성 파우더 코어 재료로부터 제조된다. 소정 실시예들에 따르면, 비결정성 파우더 코어 재료는 철-기질 비결정성 파우더 코어 재료일 수 있다. 추가적으로, 나노비결정성 파우더 재료가 또한 이러한 코어 재료들에 사용될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 예비성형된 클립(230)이 I 코어(250)에 결합되고, U 코어(210)가 I 코어(250) 및 예비성형된 클립(230)에 결합됨에 따라 예비성형된 클립(230)은 U 코어(210)의 클립 채널 내에 위치된다. U 코어(210)는 U 코어(310)에 도시된 바와 같이 대칭일 수 있고 또는 U 코어(350)에 도시된 바와 같이 비대칭일 수도 있다. 그리고는 U 코어(210), 예비성형된 클립(230), 및 I 코어(250)는 UI 인덕터(200)를 형성하기 위해 서로 압착 성형된다. 압착 성형은 예비성형된 클립(230) 주위에 성형된 코어들(210, 250) 주형을 구비함으로써 예비성형된 클립(230) 및 코어(210, 250) 사이에 일반적으로 위치된 물리적 갭을 제거한다.
도 4는 예시적 실시예에 따른 비드(bead) 코어를 갖는 파워 인덕터의 사시도를 도시한다. 이 실시예에 있어서, 파워 인덕터(400)는 비드(bead) 코어(410) 및 반-예비성형된 클립(430)을 갖추어 이루어진다. 여기에 사용되고 명세서를 통해 사용되어지듯이, 비드 코어(410)는 두 측면들(412, 414) 및 두 종단들(416, 418)을 갖고, 여기서 두 측면들(412, 414)은 권선 또는 클립(430)과 관련하여 평행하고, 두 종단들(416, 418)은 권선 또는 클립(430)과 관련하여 수직이다.
예시적 실시예에 있어서, 비드 코어(410)는 ER 코어(110) 및 I 코어(150)와 관련하여 위에서 설명된 것과 동일한 재료인 비결정성 파우더 코어 재료로부터 제조된다. 소정 실시예들에 따르면, 비결정성 파우더 코어 재료는 철-기질 비결정성 파우더 코어 재료일 수 있다. 추가적으로, 나노비결정성 파우더 재료가 또한 이러한 코어 재료들에 사용될 수 있다.
반-예비성형된 클립(430)은 대향하는 두 종단들(416, 418)에 두 개의 터미널들(434, 436), 또는 리드들을 갖추어 이루어지고 비드 코어(410) 내에서 중심으로 반-예비성형된 클립(430) 통로의 한 부분을 구비함으로써 및 비드 코어(410)의 두 종단들(416, 418) 주위의 두 터미널들(434, 436) 랩(wrap)을 구비함으로써 비드 코어(410)에 결합될 수 있다. 반-예비성형된 클립(430)은 비-예비성형된 클립과 비교될 때, 도금의 구부러짐 및 부서짐이 제조 프로세스 내에서 크게 감소되기 때문에 더 좋은 DRC 제어를 혀용할 수 있다.
반-예비성형된 클립(430)은 구리로부터 제조되고 니켈 및 주석으로 도금된다. 반-예비성형된 클립(430)이 구리로부터 만들어지고 니켈 및 주석 도금을 구비함에도 불구하고, 금 도금 및 납땜을 포함하나 이에 국한되지는 않는 다른 적절한 도전 재료들이 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 반-예비성형된 클립(430)을 제조하는데 사용될 수 있다. 추가적으로, 반-예비성형된 클립(430)이 이 실시예에서 사용됨에도 불구하고, 클립(430)은 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 비-예비성형될 수 있다. 더욱이, 예비성형된 클립(430)이 이 실시예에 도시되었음에도 불구하고, 어떤 형태의 권선이 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 반-예비성형된 클립(430)은 비드 코어(410) 내에 반-예비성형된 클립(430) 통로의 한 부분을 구비함으로써 및 비드 코어(410)의 두 종단들(416, 418) 주위의 두 터미널들(434, 436) 랩을 구비함으로써 비드 코어(410)에 결합된다. 소정 실시예에 있어서, 비드 코어(410)는 비드 코어(410)의 하부(450)의 한 측면(412)으로부터 제거된 부분(440) 및 비드 코어(410)의 대향하는 측면(414)으로부터 비-제거된 부분(442)을 구비하기 위해 변형될 수 있다. 반-예비성형된 클립(430)의 두 터미널들(434, 436)이 비드 코어(410)의 하부(450)에 위치될 수 있음에 따라 터미널들(434, 436)은 제거된 부분(442) 내에 위치된다. 비드 코어가 제거된 부분 및 비-제거된 부분을 구비하는 것으로 도시되었음에도 불구하고, 비드 코어는 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 제거된 부분을 생략하여 형성될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 비결정성 파우더 코어 재료는 초기에는 시트(sheet)로 형성될 수 있고, 이에 따라 반-예비성형된 클립(430) 주위에 압연되거나(rolled) 또는 랩핑(wrapped)된다. 그리고는 비결정성 파우더 코어 재료를 반-예비성형된 클립(430) 주위에 압연하는 동안, 비결정성 파우더 코어 재료 및 반-예비성형된 클립(430)은 높은 압력에서 압착될 수 있고, 이에 따라 파워 인덕터(400)를 형성한다. 압착 성형은 반-예비성형된 클립(430) 주위에 성형된 비드 코어(410) 주형을 구비함으로써 반-예비성형된 클립(430) 및 비드 코어(410) 사이에 일반적으로 위치되는 물리적 갭을 제거한다.
다른 예시적 실시예에 따르면, 비결정성 파우더 코어 재료와 반-예비성형된 클립(430)은 금형(미도시) 내에 위치될 수 있고, 이에 따라 비결정성 파우더 코어 재료는 반-예비성형된 클립(430)의 적어도 한 부분을 에워싼다. 그리고는 비결정성 파우더 코어 재료와 반-예비성형된 클립(430)은 높은 압력에서 압착될 수 있고, 이에 따라 파워 인덕터(400)를 형성한다. 압착 성형은 반-예비성형된 클립(430) 주위에 성형된 비드 코어(410) 주형을 구비함으로써 반-예비성형된 클립(430) 및 비드 코어(410) 사이에 일반적으로 위치되는 물리적 갭을 제거한다.
추가적으로, 다른 방법들이 위에서 설명한 인덕터를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 제 1 대체 방법에 있어서, 비드 코어는 높은 압력에서 비결정성 파우더 코어 재료를 압착함으로써 형성될 수 있고, 비드 코어에 권선을 결합시키며, 그리고는 권선이 비드 코어와 추가적인 비결정성 파우더 코어 재료의 적어도 한 부분 사이에 배치되도록 비드 코어에 추가적인 비결정성 파우더 코어 재료를 추가한다. 그리고는 비드 코어, 권선 및 추가적인 비결정성 파우더 코어 재료는 이 실시예에서 설명된 파워 인덕터를 형성하기 위해 높은 압력에서 서로 압착된다. 제 2 대체 방법에 있어서, 두 개의 분리된 형상 코어들은 높은 압력에서 비결정성 파우더 코어 재료를 압착함으로써 형성될 수 있고, 그 후에 두 분리된 형상 코어들 사이에 권선을 위치시키고, 그리고는 추가적인 비결정성 파우더 코어 재료를 추가한다. 두 분리된 형상 코어들, 권선, 및 추가적인 비결정성 코어 재료는 이 실시예에서 설명된 파워 인덕터를 형성하기 위해 높은 압력에서 서로 압착된다. 제 3 대체 방법에 있어서, 사출 성형이 비결정성 파우더 코어 재료와 권선을 서로 성형하기 위해 사용될 수 있다. 비드 코어가 이 실시예에서 설명되고 있음에도 불구하고, 다른 형상 코어들이 예시적 실시예의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 사용될 수 있다.
도 5는 예시적 실시예에 따라 단일 구조로서 복수의 U자형 코어들을 갖는 파워 인덕터의 사시도를 도시한다. 이 실시예에 있어서, 파워 인덕터(500)는 단일 구조(505)로서 형성되는 4 개의 U자형 코어들(510, 515, 520, 525) 및 4 개의 클립들(530, 532, 534, 536)을 갖추어 이루어지고, 여기서 각 클립(530, 532, 534, 536)은 각각의 U자형 코어(510, 515, 520, 525) 중 하나에 결합되며, 여기서 각 클립(530, 532, 534, 536)은 예비성형되지 않는다. 여기에 사용되고 명세서를 통해 사용되어지듯이, 인덕터(500)는 두 개의 측면들(502, 504) 및 두 개의 종단들(506, 508)을 구비하고, 여기서 두 측면들(502, 504)은 권선들 또는 클립들(530, 532, 534, 536)과 관련하여 평행하고, 두 종단들(506, 508)은 권선들 또는 클립들(530, 532, 534, 536)과 관련하여 수직이다. 4 개의 U 코어들(510, 515, 520, 525)과 4 개의 클립들(530, 532, 534, 536)은 단일 구조(505)를 형성하기 위해 나타나고, 대응하는 수의 클립들을 갖는 더 많은 또는 더 적은 U 코어들이 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 단일 구조를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
예시적 실시예에 있어서, 코어 재료는 ER 코어(110) 및 I 코어(150)와 관련하여 위에서 설명된 것과 동일한 재료인 철-기질 비결정성 파우더 코어 재료로부터 제조된다. 추가적으로, 나노비결정성 파우더 재료가 또한 이러한 코어 재료들에 사용될 수 있다.
각 클립(530, 532, 534, 536)은 대향하는 종단들에 두 개의 터미널들(540(미도시), 542), 또는 리드들을 갖고 각각의 U자형 코어들(510, 515, 520, 525) 내에서 중심으로 클립(530, 532, 534, 536) 통로의 한 부분을 구비함으로써 및 인덕터(500)의 두 종단들(506, 508) 주위에 각 클립(530, 532, 534, 536) 랩의 두 터미널들(540(미도시), 542)을 구비함으로써 U자형 코어들(510, 515, 520, 525) 각각에 결합될 수 있다.
클립들(530, 532, 534, 536)은 구리로부터 제조되고 니켈 및 주석으로 도금된다. 클립들(530, 532, 534, 536)이 구리로부터 만들어지고 니켈 및 주석 도금을 갖는다고 하더라도, 금 도금 및 납땜을 포함하나 이에 국한되지는 않는 다른 도전 재료들이 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 클립들을 제조하는데 사용될 수 있다. 추가적으로, 클립들(530, 532, 534, 536)이 이 실시예에 도시됨에도 불구하고, 다름 형태의 권선들이 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 사용될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 클립들(530, 532, 534, 536)은 각각의 U자형 코어들(510,515, 520, 525) 내에 각 클립들(530, 532, 534, 536) 통로의 한 부분을 구비함으로써 및 인덕터(500)의 두 종단들(506, 508) 주위에 각각의 예비성형된 클립(530, 532, 534, 536) 랩의 두 터미널들(540(미도시), 542)을 구비함으로써 U자형 코어들(510, 515, 520, 525)에 결합된다.
예시적 실시예에 따르면, 비결정성 파우더 코어 재료는 초기에는 시트로 형성될 수 있고, 그 후에 클립들(530, 532, 534, 536) 주위에 랩핑될 수 있다. 비결정성 파우더 코어 재료를 클립들(530, 532, 534, 536) 주위에 랩핑하는 동안, 비결정성 파우더 코어 재료와 클립들(530, 532, 534, 536)은 높은 압력에서 압착될 수 있고, 이에 따라 단일 구조(505)로서 형성되는 복수의 U자형 코어들(510, 515, 520, 525)을 구비한 U자형 인덕터(500)를 형성한다. 압착 성형은 클립들(530, 532, 534, 536) 주위에 형성된 코어들(510, 515, 520, 525) 주형을 구비함으로써 클립들(530, 532, 534, 536)과 코어들(510, 515, 520, 525) 사이에 일반적으로 위치되는 물리적 갭을 제거한다.
다른 예시적 실시예에 있어서, 비결정성 파우더 코어 재료와 클립들(530, 532, 534, 536)은 주형(미도시) 내에 위치될 수 있고, 이에 따라 비결정성 파우더 코어 재료는 클립들(530, 532, 534, 536)의 적어도 한 부분을 에워싼다. 그리고는 비결정성 파우더 코어 재료와 클립들(530, 532, 534, 536)은 높은 압력에서 압착될 수 있고, 이에 따라 단일 구조(505)로서 형성되는 복수의 U자형 코어들(510, 515, 520, 525)을 구비한 U자형 인덕터(500)를 형성한다. 압착 성형은 클립들(530, 532, 534, 536) 주위에 형성된 코어들(510, 515, 520, 525) 주형을 구비함으로써 클립들(530, 532, 534, 536)과 코어들(510, 515, 520, 525) 사이에 일반적으로 위치되는 물리적 갭을 제거한다.
추가적으로, 다른 방법들이 위에 설명한 인덕터를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 제 1 대체 방법에 있어서, 복수의 U자형 코어들은 높은 압력에서 비결정성 파우더 코어 재료를 압착함으로써 형성될 수 있고, 복수의 권선들을 복수의 U자형 코어들 각각에 결합시키며, 그리고는 복수의 권선들이 복수의 U자형 코어들과 추가적인 비결정성 파우더 코어 재료의 적어도 한 부분 사이에 배치되도록 복수의 U자형 코어들에 추가적인 비결정성 파우더 코어 재료를 추가한다. 그리고는 복수의 U자형 코어들, 복수의 권선들 및 추가적인 비결정성 파우더 코어 재료는 이 실시예에서 설명된 파워 인덕터를 형성하기 위해 높은 압력에서 서로 압착된다. 제 2 대체 방법에 있어서, 두 개의 분리된 형상 코어들은 높은 압력에서 비결정성 파우더 코어 재료를 압착함으로써 형성될 수 있고, 그 후에 두 분리된 형상 코어들 사이에 복수의 권선들을 위치시키고, 그리고는 추가적인 비결정성 파우더 코어 재료를 추가한다. 두 분리된 형상 코어들, 복수의 권선들, 및 추가적인 비결정성 코어 재료는 이 실시예에서 설명된 파워 인덕터를 형성하기 위해 높은 압력에서 서로 압착된다. 제 3 대체 방법에 있어서, 사출 성형이 비결정성 파우더 코어 재료와 복수의 권선들을 서로 성형하기 위해 사용될 수 있다. 복수의 U자형 코어들이 이 실시예에서 설명되고 있음에도 불구하고, 다른 형상 코어들이 예시적 실시예의 정신 및 사상으로부터 벗어남 없이 사용될 수 있다.
추가적으로, 복수의 클립들(530, 532, 534, 536)이 기판(미도시) 상에 회로 연결들에 기초하여 및 어플리케이션 요구사항들에 의존하여 직렬로 또는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 더욱이, 이러한 클립들(530, 532, 534, 536)은 다중-위상(multi-phase) 전류를 조절하도록, 예컨대, 3상(three-phase) 및 4상(four-phase) 전류를 조정하도록 디자인될 수 있다.
몇몇 실시예들이 위에 개시되었음에도 불구하고, 본 발명은 나머지 실시예의 지침에 기초하여 하나의 실시예에 필요한 변형들을 포함한다고 인식되야 한다.
본 발명이 구체적인 실시예들과 관련하여 설명되었음에도 불구하고, 이러한 설명들은 제한된 의미 내에서 해석될 것을 의미하는 것은 아니다. 본 발명의 선택적인 실시예들과 마찬가지로, 개시된 실시예의 여러 변형들은 본 발명의 명세서와 관련된 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 명백해질 것이다. 개념 및 개시된 구체적인 실시예들은 본 발명의 동일한 목적들을 수행하기 위해 다른 구조들을 디자인 또는 변형하기 위한 기초로서 이의 없이 사용될 수 있다고 본 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 인식되야 한다. 또한 이러한 균등한 구성은 첨부된 청구범위들 내에서 설명한 바와 같이 본 발명의 정신 및 사상으로부터 벗어나지 않는다고 본 분야에서 통상의 기술을 가진 자들에게 인식되야 한다. 따라서, 청구범위들은 본 발명의 사상 내에 부합하는 어떤 그러한 변형들 또는 실시예들을 커버할 것으로 인정된다.

Claims (26)

  1. 연자성의 비결정성 파우더 재료로부터 제조되는 적어도 하나의 형상 코어(shaped-core)로서, 상부 표면 및 이 상부 표면과 대향하는 하부 표면을 갖는 적어도 하나의 형상 코어와,
    상기 적어도 하나의 형상 코어에 결합된 적어도 하나의 예비성형된(preformed) 도전성 권선을 구비하되,
    상기 적어도 하나의 예비성형된 도전성 권선은 권선 부분과 서로 대향하는 제 1 리드 및 제 2 리드로 형성되고, 상기 권선 부분은 서로 대향하는 복수의 표면과, 상기 서로 대향하는 복수의 표면을 서로 연결하는 복수의 측면을 구비하며, 상기 권선 부분은 상기 적어도 하나의 형상 코어의 상부 표면에 맞물리고, 상기 서로 대향하는 제 1 리드 및 제 2 리드는 상기 적어도 하나의 형상 코어 주위로 구부러지는 일없이 상기 적어도 하나의 형상 코어의 상기 하부 표면에 맞물리며,
    상기 연자성의 비결정성 파우더 재료는 나노비결정성 파우더 재료이고,
    상기 적어도 하나의 형상 코어가 제 1 형상 코어 및 제 2 형상 코어을 갖추고, 상기 권선 부분은 상기 제 1 형상 코어와 상기 제 2 형상 코어 사이에서 연장되며, 상기 제 1 형상 코어 및 상기 제 2 형상 코어는 서로 접촉하는 면에서 압착되는 것을 특징으로 하는 자기 소자.
    　
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연자성의 비결정성 파우더 재료가 철-기질(iron-based) 비결정성 파우더 재료인 것을 특징으로 하는 자기 소자.
    　
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 형상 코어가 U 코어이고, 상기 제 2 형상 코어가 I 코어인 것을 특징으로 하는 자기 소자.
    　
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 I 코어가 상부 표면과 하부 표면을 갖고, 상기 하부 표면은 제 1 단부를 더 가지며, 상기 하부 표면은 상기 제 1 리드 및 제 2 리드를 상기 제 1 단부에서 받아들이도록 구성되어 상기 제 1 리드 및 제 2 리드가 상기 하부 표면의 소정 위치에 도달할 때까지 상기 권선 부분이 횡방향으로 상기 상부 표면에 걸쳐 상기 제 1 단부로부터 떨어져 이동되도록 하고, 상기 하부 표면은 또한 상기 소정 위치를 넘는 상기 제 1 리드 및 제 2 리드의 이동을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자기 소자.
    　
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 U 코어가 대칭형이며, 제 1 레그 및 제 2 레그와, 상기 제 1 레그와 제 2 레그 사이를 연장하는 홈을 구비하고, 또한 상기 권선 부분은 상기 홈에 배치되며, 상기 U 코어는 상기 권선 부분에 접촉하는 면에서 압착되고, 상기 I 코어의 적어도 일부에 접촉하는 면에서 압착되는 것을 특징으로 하는 자기 소자.
    　
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 U 코어가 비대칭형이며, 제 1 레그 및 제 2 레그와, 상기 제 1 레그와 제 2 레그 사이를 연장하는 홈을 구비하고, 또한 상기 권선 부분은 상기 홈에 배치되며, 상기 U 코어는 상기 권선 부분에 접촉하는 면에서 압착되고, 상기 I 코어의 적어도 일부에 접촉하는 면에서 압착되는 것을 특징으로 하는 자기 소자 .
    　
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 예비성형된 도전성 권선이 예비성형된 권선 클립인 것을 특징으로 하는 자기 소자.
    　
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 권선 클립이 C형 클립인 것을 특징으로 하는 자기 소자.
    　
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 도전성 권선이 복수의 권선을 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 소자.
    　
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 예비성형된 도전성 권선이 복수의 권선을 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 소자.
    　
  11. 연자성의 비결정성 파우더 재료로 제조된 제 1 형상 코어와,
    연자성의 비결정성 파우더 재료로 제조된 제 2 형상 코어와,
    제 1 리드와, 제 2 리드와, 상기 제 1 리드와 상기 제 2 리드 사이에 있는 권선 부분을 포함하는 예비성형된 도전성 권선 클립을 구비하되,
    상기 권선 클립의 상기 권선 부분은 상기 제 1 형상 코어와 제 2 형상 코어 사이에서 연장되고, 상기 제 1 리드 및 제 2 리드는 상기 제 1 형상 코어 및 제 2 형상 코어의 어느 한쪽의 주위로 구부러지는 일없이 상기 제 1 형상 코어 및 상기 제 2 형상 코어의 외측까지 연장되며,
    상기 제 1 형상 코어와 상기 제 2 형상 코어 및 상기 권선 클립의 접촉면이 서로 맞물리는 면에서 압착되고, 그로 인하여 상기 권선 부분과 상기 제 1 형상 코어 및 상기 제 2 형상 코어의 상기 연자성의 비결정성 파우더 재료 사이의 임의의 분리를 제거하며,
    상기 연자성의 비결정성 파우더 재료가 나노비결정성 파우더 재료인 것을 특징으로 하는 자기 소자.
    　
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 연자성의 비결정성 파우더 재료가 철-기질 비결정성 파우더 재료인 것을 특징으로 하는 자기 소자.
    　
  13. 연자성의 비결정성 파우더 재료로 제조된 제 1 형상 코어로서, 상부 표면과 하부 표면을 갖는 제 1 형상 코어와,
    연자성의 비결정성 파우더 재료로 제조된 제 2 형상 코어로서, 상부 표면과 하부 표면을 갖는 제 2 형상 코어와,
    제 1 리드와, 제 2 리드와, 상기 제 1 리드와 상기 제 2 리드 사이에 있는 권선 부분을 포함하는 예비성형된 도전성 권선 클립을 구비하되,
    상기 권선 클립의 상기 권선 부분이 상기 제 1 형상 코어의 상기 상부 표면과 상기 제 2 형상 코어의 상기 하부 표면 사이에서 연장되고, 상기 제 1 리드 및 상기 제 2 리드가 상기 제 1 형상 코어의 주위로 구부러지는 일없이 상기 제 1 형상 코어의 하부 표면에서 연장되며,
    상기 제 1 형상 코어의 상기 상부 표면과 상기 제 2 형상 코어의 상기 하부 표면이 서로 맞물리는 면에서 압착되고, 상기 권선 클립과 맞물리는 면에서 압착되며, 그로 인하여 상기 연자성의 비결정성 파우더 재료와 상기 권선 부분의 임의의 부분 사이에 갭이 없도록 상기 제 1 형상 코어 및 상기 제 2 형상 코어의 연자성의 비결정성 파우더 재료로 상기 권선 부분을 완전히 둘러싸고,
    상기 제 1 형상 코어와 제 2 형상 코어 중 적어도 하나는 연자성 나노비결정성 파우더 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 소자.
    　
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 형상 코어와 상기 제 2 형상 코어와 중 적어도 하나는 철-기질 비결정성 파우더 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 소자.
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