KR20090107445A - 인덕터 - Google Patents

Abstract

복사(輻射) 노이즈가 대폭 저감되는 동시에, 실장 스페이스를 유효하게 이용할 수 있어, 구상(球狀) 코어보다도 제조가 용이하고 제조 비용이 들지 않는 인덕터를 실현하는 것을 과제로 한다.

고투자율 또는 고포화 특성의 자성체 코어와, 자성체 코어의 내부에 일체로 매설된 코일 소자를 가진 인덕터에 있어서, 자성체 코어는 저면이 각수 5이상의 정다각형의 다각기둥 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 인덕터에 의하여 과제를 해결한다. 이에 따라 저면의 각각의 각도는 90도보다 커진다.

Description

인덕터{Inductor}

본 발명은 누설자속이 저감되고 자속교란(磁速攪亂)이 개선된 인덕터에 관한 것이다.

AV 기기나 정보처리 장치 등의 각종 전자기기, 방전등(放電燈)의 점등 회로 등의 분야에서는, 저 손실(low loss) 특성 및 직류 중첩 특성이 우수한 인덕터의 개발이 요청되고 있다. 이러한 요청에 대응한 인덕터로서, 절연 코팅된 강자성 금속 분말과 코일 소자를 금형 내에 배치하고, 프레스 성형 가공에 의하여 자성체 코어의 내부에 코일 소자가 매설된 초크 코일이 알려져 있다.(특허 문헌 1).

또, 인덕턴스 소자에 의하여 누설자속이 발생하여 주변의 회로 소자로 복사(輻射) 노이즈가 전달되기 때문에, 복사 노이즈가 경감된 인덕턴스 소자로서, 외형이 거의 구상(球狀)인 자성체 코어를 가진 인덕턴스 소자가 알려져 있다(특허 문헌 2 참조).

더욱이, 본 출원과 동일한 출원인에 의한 특허 출원(일본 특허 출원 제2006-283118호)에는, 절연 코팅된 자성체 분말과 코일 소자를 금형 내에 배치하고, 프레스 성형 가공에 의하여 자성체 코어의 내부에 코일 소자가 일체로 매설된 인덕터에 있어서, 전면(全面)이 구상인 인덕터 소자가 기재되어 있다.

특허 문헌 1: 일본특허공개공보 제2006-13066호 공보

특허 문헌 2: 일본특허공개공보 제2005-109399호 공보

특허문헌 1에 기재된 인덕터는 직류 중첩 특성이 매우 우수하지만, 자성체 코어의 형상이 직사각형이기 때문에, 실장 스페이스에 데드 스페이스(dead space)가 형성되어, 실장 면적을 줄이는 데에는 한계가 있었다. 또, 코일 소자를 봉입(封入)하는 자성체 코어가 직사각형인 경우, 코어의 모서리 부분에서 자속이 누설되기 쉽다. 이 때문에, 2차 복사에 의하여 주변 회로 소자에 영향을 주어 오작동의 원인이 될 우려가 있다.

일본특허출원 제2006-283118에 기재된 인덕터는 구상 구조의 자성체 코어이기 때문에, 누설자속 및 자속교란이 거의 발생하지 않고, 또 회로 기판상에 실장할 때 불필요한 데드 스페이스가 형성되는 문제가 해소되는 우수한 효과를 가지지만, 코일 도선의 두 개의 인출단부(引出端部)를 코어의 외부로 연장하여 접속단자를 구성할 필요가 있기 때문에, 제조하는 데 비용이 들었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복사 노이즈가 대폭 저감되는 동시에 실장 스페이스를 유효하게 이용할 수 있고, 구상 코어보다도 제조가 용이하고, 제조 코스트가 들지 않는 인덕터를 실현하는 것에 있다.

고투자율(高透磁率) 또는 고포화(高飽和) 특성의 자성체 코어와, 자성체 코어의 내부에 일체로 매설된 코일 소자를 가진 인덕터에 있어서, 자성체 코어는 5각 이상의 다각기둥을 기본 형상으로 하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 인덕터에 의하여 과제를 해결한다. 저면이 5각 이상의 정다각형인 다각기둥을 기본 형상으로 하고 있으므로, 이하의 효과가 있다. 우선, 5각 이상의 정다각형은 각각의 각도가 90도보다 크기 때문에, 누설자속의 발생을 줄이는 효과가 커진다. 또, 예를 들면, 원주 형상의 경우에는, 다른 전자 부품과의 배치라는 점에서, 데드 스페이스가 생긴다고 하는, 실장에 있어서의 문제가 있지만, 다각기둥으로 함으로써, 그러한 문제를 줄일 수 있다. 즉, 데드 스페이스를 줄일 수 있어서, 실장 측면에서의 취급이 용이하고, 제조가 용이하게 된다.

그와 같은 인덕터로서, 다각기둥의 일 측 저면과 측면이 이루는 모서리에 일정 곡률의 만곡을 갖는 것을 특징으로 하는 인덕터에 의하여 과제를 해결한다. 다각기둥은 평행한 1쌍(1組)의 정다각형 저면을 가지기 때문에, 일 측 저면과 측면이 이루는 각과, 타 측 저면과 측면이 이루는 모서리가 존재한다. 적어도 일 측의 모서리에 만곡을 갖는 것이 요건이다.「일정한 곡률의 만곡을 가졌다」라는 것은, 그와 같은 모서리의 만곡이, 전체가 동일한 정도로 구부러진 만곡을 가지고 있는 것을 의미한다. 이 형상에 의하여, 누설자속 및 자속교란을 줄일 수 있다. 누설자속의 영향이 없는 쪽의 모서리는, 만곡을 형성하지 않고, 이에 의하여 제조 비용을 줄일 수 있다.

그러한 인덕터로서, 정다각기둥의 일 측 저면과 측면이 이루는 모서리에 일정 곡률의 만곡을 갖는 것에 부가하여, 타 측 저면과 측면이 이루는 모서리에도 일정 곡률의 만곡을 갖는 것을 특징으로 하는 인덕터에 의하여 과제를 해결한다. 이 인덕터에서는, 일 측 저면과 측면이 이루는 모서리와, 타 측 저면과 측면이 이루는 모서리에, 모두 만곡을 가지고 있다. 만곡을 가진 부분이 증가함에 따라, 누설자속 및 자속교란을 한층 더 줄일 수 있다. 일 측 저면과 측면이 이루는 모서리가 갖는 만곡과, 타 측 저면과 측면이 이루는 모서리가 갖는 만곡은 곡률이 달라도 좋다. 상이한 곡률로 함으로써, 누설자속의 방향을, 더 영향이 없는 방향으로 바꿀 수 있다.

그와 같은 인덕터로서, 정다각기둥의 일 측 저면과 측면이 이루는 모서리의 만곡이 가지는 곡률과, 타 측 저면과 측면이 이루는 모서리의 만곡이 가지는 곡률이 동일한 것을 특징으로 하는 인덕터에 의하여 과제를 해결한다. 이 인덕터에서는, 「일 측 저면과 측면이 이루는 모서리가 가지는 만곡」의 곡률과 「타 측 저면과 측면이 이루는 모서리가 가지는 만곡」의 곡률이 동일한 것이 요건이다. 이에 의하여 누설자속 및 자속교란을 한층 줄일 수 있다.

그와 같은 인덕터로서, 모든 모서리에 만곡을 가지는 것을 특징으로 하는 인덕터에 의하여 과제를 해결한다. 이 인덕터에서는, 일 측 저면과 측면이 이루는 모서리와, 타 측 저면과 측면이 이루는 모서리가 모두 만곡을 갖는 것에 부가하여, 측면에서 이루어지는 모서리에서도 만곡을 가지고 있어, 그 결과, 인덕터의 모든 모서리에서 만곡을 가지고 있다. 자성체 코어는 코일 소자의 요크(yoke)로서 작용하는 동시에, 코일 소자로부터 발생하는 자속의 자로(磁路)를 따라 연장되므로, 코일 소자의 외주를 차폐(shield)하는 자기 차폐 부재(magnetic shield member)로서 작용하여, 외부 소자에 대한 강한 자기 차폐 효과를 발휘한다. 인덕터의 모든 모서 리가 만곡을 가질 수 있으므로, 코일 소자로부터 자속이 외부로 방사(放射)되는 부위도 만곡을 가지고 있기 때문에, 누설자속을 줄일 수 있고 한편 자속교란도 발생하지 않는 각별한 효과를 가지고 있다. 본 발명은, 자성체 코어의 내부에 코일 소자가 매설된 인덕터 특유의 효과를 가지고 있다. 이와 같은 형식의 인덕터는 절연성 코팅된 자성체 분말과 코일 소자를 금형 내에 배치하고, 프레스 성형 가공에 의하여 제조된다. 따라서, 고투자율 또는 고포화 특성의 자성체 코어의 내부에 코일 소자가 일체로 매설된 구조를 가진다.

고투자율 또는 고포화 특성의 자성체 코어와, 자성체 코어의 내부에 일체로 매설된 코일 소자를 가진 인덕터에 있어서, 자성체 코어는 측면이 수평 방향으로 팽창된 만곡을 가진 대략 원주 형상을 나타내는 것을 특징으로 하는 인덕터에 의하여 과제를 해결한다. 이 인덕터에서는, 자성체 코어가 수평 방향으로 팽창된 만곡을 가진 것에 의하여, 누설자속 및 자속교란을 줄일 수 있다. 게다가, 자성체 코어는 구상체(球狀體)가 아니라 평면 부위가 있는 것이기 때문에, 접속 단자를 설치하는 것이 용이하다. 즉 내부에 매설된 코일 소자의 구리선(銅線) 단부를 그대로 코어의 평면 부위로 돌출시켜서 접속 단자로 할 수 있다. 이 때문에, 구상체의 경우에 비하여, 제조 공정이 줄어든다.

본 발명에서는 자성체 코어의 저면을 5각 이상의 정다각형의 구조를 가지도록 함으로써, 복사 노이즈를 대폭 줄이는 동시에, 실장 스페이스를 유효하게 이용할 수 있어서 구상 코어보다 제조가 용이하고, 제조 코스트가 들지 않는 인덕터를 가능하게 하였다.

뿐만 아니라, 본 발명의 자성체 코어는 코일 소자의 외주를 차폐하는 자기 차폐 효과를 발휘하는 것을 물론이고, 누설자속을 줄이면서 자속교란도 생기지 않도록 구성될 수 있다.

이하에 실시예를 나타낸다.

실시예 1

도 1 내지 도 3에 실시예 1에 관한 인덕터를 도시한다. 도 1은 본 발명에 따른 인덕터의 실시예 1의 외관을 나타내는 도면으로, 도 1a는 위에서 본 도면이고, 도 1b는 측면에서 본 도면이다. 실시예 1에서는 인덕터의 외관은 모든 모서리에 만곡을 갖는 8각 기둥이다. 한편, 적어도 하나의 모서리에서 만곡을 가질 수 있다. 8각 기둥은 상부저면과, 하부저면과, 측면을 가질 수 있다. 상부저면과 하부저면은 실질적으로 8각형이며, 예를 들면, 정8각형이다. 측면은, 8각기둥의 외주를 따라 배치된 제 1 내지 8 부측면을 가진다. 제 1 내지 8 부측면은 사각형이다.

도 2는 본 발명에 따른 인덕터의 실시예 1의 자성체 코어의 내부에 일체로 매설한 코일 소자의 배치를 나타내는 도면이다. 코일 소자는, 양 단부를 제외하고는 매설되어 있고, 양 단부는 코어(1)의 코어 저면부로부터 외측으로 돌출되어 있다. 이 양 단부는, 코어(1)의 이면(裏面)을 향하여 절곡되어 있고, 코어(1)의 이면을 따라 있는 코일(2)의 양 단부(4)는, 단자로서 사용된다. 이 단자의 절연층은 제 거되어 있고, 프린트 배선 기판(PCB)의 프린트 배선에 리플로우 납땜(reflow soldering)된다. 따라서 실시예 1의 인덕터는, 표면 실장 부품으로서 프린트 기판에 실장할 수 있다.

본 발명에 따른 인덕터는, 금형 내에 절연성 코팅된 자성체 분말과 코일 소자 (2)를 배치하고, 프레스 성형 가공(압축 성형 가공)에 의하여 제조된다. 자성체 코어(1)는, 외형이 모서리에 만곡을 가진 8각 기둥 구조를 이룬다. 본 발명에서, 8각 기둥의 모서리는, 예를 들면, 상부저면과 측면 사이에서 이루어지는 부분 또는 상부저면과 부측면 사이에서 이루어지는 부분, 하부저면과 측면 사이에서 이루어지는 부분 또는 하부저면과 부측면 사이에서 이루어지는 부분, 그리고 이웃하는 부측면 사이에서 이루어지는 부분에 해당된다. 자성체 코어(1) 내부에 매설된 코일 소자의 외주를 차폐(遮蔽)한다. 따라서, 자성체 코어(1)는, 코일 소자(2)로부터 발생하는 자속을 차폐하는 자기 차폐 효과를 가진 코어를 구성함과 동시에, 코일 소자(2)의 내측 공간(3)에 형성되는 요크(자심(磁心))를 구성한다. 코일 소자(2)는 외주가 우레탄 등에 의하여 피복된 일반적인 구리선이 감겨진 공심(空心) 코일이다.

본 실시예의 인덕터는 자성체 코어(1)의 모든 모서리에 만곡을 가지기 때문에, 자속교란이 발생하는 문제가 대폭 개선된다. 또, 누설자속에 의한 복사 노이즈가 경감된다.

본 발명에 의한 인덕터의 제조 방법은 이하와 같다. 인덕터는 절연성 코팅된 자성체 분말과 코일 소자를 일체로 프레스 성형 가공하고, 만곡을 가진 각을 연마 함으로써 제조된다. 대량 생산하는 경우에는, 연마 공정은 없고, 최종 형상으로 이루어진 틀(型)을 사용하여 프레스 성형 가공한다. 또는, 전기적 절연성의 바인더에 고투자율의 자성체 분말이 혼합된 혼합체 분말과 코일 소자를 프레스 성형 가공함으로써 제조된다. 자성체 분말은, 예를 들면, 철, 규화철, 카르보닐(carbonyl) 철, 슈퍼멀로이(supermalloy, Fe-Ni-Mo), 퍼멀로이(permalloy, Fe-Ni), 센더스트(sendust), 철알루미늄 합금, 질화철, 철코발트 합금 등으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상의 자성체 금속을 사용할 수 있다. 자성체 분말을 코팅하는 절연 재료 또는 절연성 바인더로서, 산화 실리콘 등의 각종 절연성 무기 재료나 유기 재료로부터 선택한 절연성 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면 산화 규소, 물유리(water glass), 실리콘 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지 등으로부터 선택된다.

실시예 2

도 4에 실시예 2에 관한 인덕터의 외관을 도시한다. 도 4a는 위에서 본 상태를 도시한 것이고, 도 4b는 옆에서 본 상태를 도시한 것이다. 인덕터의 외관은 8각 기둥이고 인덕터의 모서리는 만곡을 가지고 있지 않다.

실시예 3

도 5에 실시예 3에 관한 인덕터의 외관을 도시하고 있다. 도 5a는 위에서 본 도면이고, 도 5b는 옆에서 본 도면이다. 인덕터의 외관은 측면이 외측방향, 즉 수평 방향으로 팽창된 만곡을 가진 대략 원주(圓柱) 형상이다.

실시예 4

도 6에 실시예 4에 관한 인덕터의 외관을 도시하고 있다. 도 6a는 위에서 본 도면이고, 도 6b는 옆에서 본 도면이다. 인덕터의 외관은 8각 기둥의 일 측 저면과 측면이 이루는 모서리와, 타 측 저면과 측면이 이루는 모서리 모두에 만곡이 있지만, 일 측 저면에 접한 모서리의 만곡의 곡률과 타 측 저면에 접한 모서리의 만곡의 곡률은 다르다. 여기서, 일 측 저면은, 상부저면과 하부저면 중 어느 하나이고, 타 측 저면은, 상부저면과 하부저면 중 다른 하나이다.

전술한 본발명이 실시예 1, 2, 4에서는 인덕터가 8각 기둥 형상을 가진 것 을 위주로 설명하였다. 한편, 인덕터는 8각이 아닌 다른 각의 기둥 형상을 가질 수도 있는데, 예를 들면, 인덕터는 5각 이상의 기둥 형상을 가질 수 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 실시예 1의 인덕터를 도시한 도면이다.

도 1b는 본 발명에 따른 실시예 1의 인덕터를 도시한 도면이다.

도 2a는 본 발명에 따른 실시예 1의 인덕터를 도시한 도면이다.

도 2b는 본 발명에 따른 실시예 1의 인덕터를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예 1의 인덕터를 도시한 도면이다.

도 4a는 본 발명에 따른 실시예 2의 인덕터를 도시한 도면이다.

도 4b는 본 발명에 따른 실시예 2의 인덕터를 도시한 도면이다.

도 5a는 본 발명에 따른 실시예 3의 인덕터를 도시한 도면이다.

도 5b는 본 발명에 따른 실시예 3의 인덕터를 도시한 도면이다.

도 6a는 본 발명에 따른 실시예 4의 인덕터를 도시한 도면이다.

도 6b는 본 발명에 따른 실시예 4의 인덕터를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 자성체 코어 2: 코일 소자

3: 내측 공간 4: 접속 단자

Claims (6)

1. 고투자율(高透磁率) 또는 고포화(高飽和) 특성의 자성체 코어와, 상기 자성체 코어의 내부에 매설된 코일 소자를 가지는 인덕터에 있어서,

   상기 자성체 코어는 5각 이상의 다각기둥 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 인덕터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 다각기둥의 일 측 저면과 측면이 이루는 모서리는 일정곡률의 만곡(彎曲)을 가진 것을 특징으로 하는 인덕터.
3. 제2항에 있어서,

   상기 다각기둥의 타 측 저면과 측면이 이루는 모서리는 일정 곡률의 만곡을 가진 것을 특징으로 하는 인덕터.
4. 제3항에 있어서,

   상기 일 측 저면과 측면이 이루는 모서리의 만곡이 가지는 곡률과, 상기 타 측 저면과 측면이 이루는 모서리의 만곡이 가지는 곡률이 동일한 것을 특징으로 하는 인덕터.
5. 제1항에 있어서,

   상기 다각기둥의 모든 모서리가 만곡을 갖는 것을 특징으로 하는 인덕터.
6. 고투자율 또는 고포화 특성의 자성체 코어와, 상기 자성체 코어의 내부에 매설된 코일 소자를 가진 인덕터에 있어서,

   상기 자성체 코어는, 측면이 수평 방향으로 팽창된 만곡을 가진 원주(圓柱) 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 인덕터.

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