KR20130043931A - Multi layered power inductor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적층형 파워 인덕터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페라이트 자성체와 금속 자성체가 조합된 적층형 파워 인덕터에 관한 것이다.
The present invention relates to a multilayer power inductor, and more particularly, to a multilayer power inductor in which a ferrite magnetic body and a metal magnetic body are combined.
전자 기기의 소형화에 따라 이들에 사용되는 전자 부품의 소형화 및 경량화가 진행되고 있으며, 이에 따라 전자 부품의 개발 방향은 고전류, 낮은 직류 저항 등에 맞추어져 있다.With the miniaturization of electronic devices, the miniaturization and lightening of the electronic components used therein are being progressed. Accordingly, the development direction of the electronic components is geared toward high current, low DC resistance, and the like.
한편, 휴대 기기 내의 전원 회로에 사용되는 전자 부품인 적층형 파워 인덕터는 현재 직류 직류 컨버터(DC-DC converter)의 고주파 및 소형화에 따라 기존의 권선형 초크 코일을 대신하여 사용이 증대되고 있다.
On the other hand, multilayer power inductors, which are electronic components used in power circuits in portable devices, are increasingly being used in place of conventional winding choke coils due to the high frequency and miniaturization of DC-DC converters.
도 1은 일반적인 적층형 파워 인덕터의 구조를 보여준다.Figure 1 shows the structure of a typical stacked power inductor.
도 1에 도시한 바와 같이, 적층형 파워 인덕터는 내부 전극(10)이 형성되어 있고, 페라이트 재료를 이용한 본체(20)를 포함한다. 그리고, 이를 약 900℃ 전후의 온도에서 소성시킨 후, 외부 전극(30)을 형성하고, Ni 및 Sn 등을 이용하여 도금층(40)을 형성하여 최종 적층형 파워 인덕터를 제조할 수 있다.As shown in FIG. 1, the stacked power inductor includes an
그러나, 페라이트 재료를 이용하여 적층형 파워 인덕터의 본체를 형성할 경우에는 페라이트 재료의 포화 자화 값이 금속 재료보다 낮기 때문에 고전류를 사용할 경우, 인덕턴스 값이 저하되어 열화가 심하게 발생하는 문제점이 있었으며, 이에 따라 자기 포화에 의하여 사용 가능한 전류의 범위가 제한되는 문제가 있었다.However, when the main body of the multilayer power inductor is formed using a ferrite material, since the saturation magnetization value of the ferrite material is lower than that of the metal material, when the high current is used, there is a problem in that the inductance value is lowered and the deterioration occurs severely. There is a problem that the range of the available current is limited by the magnetic saturation.
또한, 금속 재료를 이용하여 적층형 파워 인덕터의 본체를 형성할 경우에는 금속 재료의 포화 자화 값이 페라이트 재료보다 상대적으로 높아 고전류에서도 용이하게 사용 가능하나, 고주파에서 재료의 손실이 심하기 때문에 고주파에서 사용하기 어려운 문제점이 있었다. In addition, when the main body of the multilayer power inductor is formed using a metal material, the saturation magnetization value of the metal material is relatively higher than that of the ferrite material, so that it can be easily used even at a high current. There was a difficult problem.
아울러, 금속 재료를 시트 형상으로 구현하기 위해 수지 재료를 사용할 경우에는 고전류가 흐를 때 발열이 발생하여 전극 간의 쇼트 불량이 발생하는 문제점이 있었다.
In addition, in the case of using a resin material to implement a metal material in the form of a sheet, there is a problem in that heat generation occurs when a high current flows and a short defect between electrodes occurs.
본 발명의 사상은 페라이트 자성체로 적층형 파워 인덕터의 본체를 형성하고, 금속 자성체로 적층형 파워 인덕터의 커버층을 형성함으로써 고전류 및 고주파에서도 용이하게 사용할 수 있으며, 발열이 발생하여도 전극 간의 쇼트 불량을 방지할 수 있는 적층형 파워 인덕터를 제공함에 있다.
The idea of the present invention is to form a main body of a multilayer power inductor with a ferrite magnetic material, and to form a cover layer of the multilayer power inductor with a magnetic metal, which can be easily used even at high current and high frequency, and prevents short circuit between electrodes even if heat is generated. The present invention provides a stacked power inductor capable of doing so.
이를 위해 본 발명의 일실시예에 의한 적층형 파워 인덕터는 복수의 자성체층이 적층된 적층체; 상기 자성체층에 형성된 내부 전극 패턴으로 구성된 코일부; 상기 적층체의 양 측면에 형성되며, 상기 코일부의 양 끝단과 전기적으로 연결되는 외부 전극; 상기 적층체의 상하부를 형성되고, 금속으로 이루어진 커버층을 포함한다.To this end, the stacked power inductor according to an embodiment of the present invention includes a laminate in which a plurality of magnetic layers are stacked; A coil part formed of an internal electrode pattern formed on the magnetic layer; External electrodes formed on both side surfaces of the stack and electrically connected to both ends of the coil unit; Upper and lower portions of the laminate are formed, and include a cover layer made of metal.
여기서, 상기 자성체층은 NiZnCuFe 페라이트 또는 NiZnCu 페라이트 중 어느 하나의 재질일 수 있다.Here, the magnetic layer may be made of any one material of NiZnCuFe ferrite or NiZnCu ferrite.
이때, 상기 커버층은 금속 분말이 함유된 금속 자성체 시트로 이루어질 수 있다.In this case, the cover layer may be made of a magnetic metal sheet containing a metal powder.
그리고, 상기 커버층은 금속 분말이 함유된 복수의 금속 자성체 시트가 적층되어 형성될 수 있다.The cover layer may be formed by stacking a plurality of magnetic metal sheets containing metal powder.
또, 본 발명의 일실시예에 의한 적층형 파워 인덕터는 상기 적층체 및 상기 커버층의 표면을 감싸는 절연층을 더 포함할 수 있다.In addition, the multilayer power inductor according to the embodiment of the present invention may further include an insulating layer surrounding the surface of the laminate and the cover layer.
게다가, 상기 내부 전극은 Ag, Cu 또는 이들의 합금 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
In addition, the internal electrode may be made of any one material of Ag, Cu, or an alloy thereof.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 적층형 파워 인덕터에 따르면, 페라이트 자성체로 적층형 파워 인덕터의 본체를 형성하고, 금속 자성체로 적층형 파워 인덕터의 커버층을 형성함으로써 고전류에서 인덕턴스 값이 저하되어 열화가 발생하는 문제점을 방지할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the multilayer power inductor according to the exemplary embodiment of the present invention, the main body of the multilayer power inductor is formed of a ferrite magnetic material, and the cover layer of the multilayer power inductor is formed of a metal magnetic material to deteriorate the inductance at high current. There is an advantage that can prevent the problem that occurs.
또한, 고주파에서도 용이하게 사용할 수 있으며, 고전류가 흐를 때 발열이 발생하여 전극 간의 쇼트 불량이 발생하는 문제점을 해결할 수 있다.In addition, it can be easily used even at high frequencies, it is possible to solve the problem that a heat generation occurs when a high current flows to cause a short failure between the electrodes.
이에 따라, 사용 가능한 전류의 범위를 확대시킬 수 있는 효과를 창출한다.
This creates the effect of expanding the range of available currents.
도 1은 일반적인 적층형 파워 인덕터의 구조이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 적층형 파워 인덕터의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 I-I' 선에 의한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 적층형 파워 인덕터의 분해 사시도이다.1 is a structure of a general stacked power inductor.
2 is a perspective view of a stacked power inductor according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2.
4 is an exploded perspective view of the stacked power inductor illustrated in FIG. 2.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents that may be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 적층형 파워 인덕터의 사시도, 도 3은 도 2에 도시된 I-I' 선에 의한 단면도 및 도 4는 도 2에 도시된 적층형 파워 인덕터의 분해 사시도를 나타낸다.2 is a perspective view of a stacked power inductor according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a sectional view taken along line II ′ of FIG. 2, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the stacked power inductor shown in FIG. 2.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 적층형 파워 인덕터(100)는 적층체(110), 코일부(120), 외부 전극(130) 및 커버층(140)을 포함하여 구성된다.2 to 4, the
적층체(110)는 복수의 자성체층(115)이 적층되어 형성된다. The
여기서, 자성체란 자성을 지닌 물질 즉, 자기장 안에서 자화하는 물질로서, NiZnCuFe 페라이트 또는 NiZnCu 페라이트 중 어느 하나의 재질을 사용할 수 있다. 이 중에서 NiZnCu 페라이트는 일반적인 인덕터의 사용 주파수인 수 ㎒ 대역에 알맞으며, 880℃ ~ 920℃ 정도에서 소성이 가능하다.Herein, the magnetic material may be a material having magnetic properties, that is, a material magnetizing in a magnetic field, and may be formed of any one of NiZnCuFe ferrite and NiZnCu ferrite. Among these, NiZnCu ferrite is suitable for a few MHz band, which is a common inductor, and can be fired at about 880 ° C to 920 ° C.
코일부(120)는 자성체층(115)에 형성된 내부 전극(125) 패턴의 조합을 통하여 만들어진다. 이때, 내부 전극(125)은 Ag, Cu 또는 이들의 합금 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.The
그리고, 적층체(110)의 양 측면에는 외부 전극(130)이 위치하는데, 이와 같은 외부 전극(130)은 코일부(120)의 양 끝단과 전기적으로 연결된다. 외부 전극(130)을 통하여 코일부(120)에 전류가 인가되면, 이 코일부(120) 주위에 자속이 발생하고, 이로 인해 자성체의 자기 포화가 발생하게 된다.In addition,
커버층(140)은 적층체(110)의 상하부에 형성되는 수단으로서, 금속층으로 이루어질 수 있으며, 필요한 두께에 따라 복수의 층으로 구성될 수 있다.The
보다 구체적으로 설명하면, 금속층(140)은 금속 분말이 함유된 복수의 금속 자성체 시트가 적층되어 형성될 수 있다. 이때, 금속 자성체 시트는 금속 합금 분말에 열가소성 수지(고밀도 폴리에틸렌 수지 등)를 혼합한 후, 압출 가열 성형법, 롤러 성형법, 닥터 블레이드법 및 립코터법 등을 이용하여 제조할 수 있다. 이외에 다양한 성형법을 이용하여 금속 자성체 시트를 제조할 수 있다.In more detail, the
이와 같이, 커버층(140)을 포화 자화 값이 높은 금속 자성체로 구성함에 따라 커버층(140)에서 자기 포화가 발생하는 현상을 지연하거나 차단할 수 있다.
As such, as the
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 적측형 파워 인덕터(100)는 적층체(110) 및 커버층(140)의 표면을 둘러싸는 절연층(150)을 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 절연층(150)은 내부 전극(125)의 양 끝단과 외부 전극(130)만 전기적으로 연결되고, 나머지 부분이 전기적으로 연결되는 것을 차단하는 역할을 수행한다. On the other hand, the red-
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 적측형 파워 인덕터(100)는 갭층(미도시)을 더 포함하는 것이 바람직하며, 갭층은 바자성체 재질로서, 자성체층(115) 사이에 삽입되어 자속을 차단하는 역할을 수행한다. In addition, the red-
지금까지 설명한 내용을 정리하면, 페라이트 자성체로 적층형 파워 인덕터의 본체를 형성하고, 금속 자성체로 적층형 파워 인덕터의 커버층을 형성함으로써 고전류 및 고주파에서도 용이하게 사용할 수 있으며, 발열이 발생하여도 전극 간의 쇼트 불량이 발생하는 문제점을 해결할 수 있다.
To summarize the contents described so far, the main body of the multilayer power inductor is formed of a ferrite magnetic material, and the cover layer of the multilayer power inductor is formed of a magnetic metal, and thus it can be easily used even at high current and high frequency. The problem that a defect occurs can be solved.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 의한 적층형 파워 인덕터의 제조과정에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a manufacturing process of a multilayer power inductor according to an embodiment of the present invention will be described.
우선, 자성체층(115) 상에 내부 전극(125)을 형성한다. 여기서, 자성체란 자성을 지닌 물질 즉, 자기장 안에서 자화하는 물질로서, NiZnCuFe 페라이트 또는 NiZnCu 페라이트 중 어느 하나의 재질을 사용할 수 있다. 이 중에서 NiZnCu 페라이트는 일반적인 인덕터의 사용 주파수인 수 ㎒ 대역에 알맞으며, 880℃~920℃ 정도에서 소성이 가능하다.First, the
또한, 내부 전극(125)은 Ag, Cu 또는 이들의 합금 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.In addition, the
다음으로, 복수의 자성체층(115)을 적층하여 적층체(110)를 형성하고, 적층체(110)의 상하부에 커버층(140)을 도포한다. Next, the plurality of
여기서, 커버층(140)은 금속층으로 이루어질 수 있으며, 필요한 두께에 따라 복수의 층으로 구성될 수 있다.Here, the
보다 구체적으로 설명하면, 금속층(140)은 금속 분말이 함유된 복수의 금속 자성체 시트가 적층되어 형성될 수 있다. 이때, 금속 자성체 시트는 금속 합금 분말에 열가소성 수지(고밀도 폴리에틸렌 수지 등)를 혼합한 후, 압출 가열 성형법, 롤러 성형법, 닥터 블레이드법, 립코터법 등을 이용하여 제조할 수 있다. 이외에 다양한 성형법을 이용하여 금속 자성체 시트를 제조할 수 있다.In more detail, the
이와 같이, 커버층(140)을 포화 자화 값이 높은 금속 자성체로 구성함에 따라 커버층(140)에서 자기 포화가 발생하는 현상을 지연하거나 차단할 수 있다.As such, as the
그 다음으로, 적층체(110)의 양 측면에 외부 전극(130)을 형성하여 제품을 완성한다. Next, the
여기서, 적층된 자성체층(115)의 사이에 갭층(미도시)을 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 갭층은 내부 전극(125)으로부터 누설되는 자속을 차단시키는 역할을 한다.Here, the method may further include inserting a gap layer (not shown) between the stacked
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시 예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
The foregoing detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the foregoing description merely shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, it is possible to make changes or modifications within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the disclosure and the equivalents of the disclosure and / or the scope of the art or knowledge of the present invention. The foregoing embodiments are intended to illustrate the best mode contemplated for carrying out the invention and are not intended to limit the scope of the present invention to other modes of operation known in the art for utilizing other inventions such as the present invention, Various changes are possible. Accordingly, the foregoing description of the invention is not intended to limit the invention to the precise embodiments disclosed. It is also to be understood that the appended claims are intended to cover such other embodiments.
100. 적층형 파워 인덕터
110. 적층체 120. 코일부
130. 외부 전극 140. 커버층100. Stacked Power Inductors
110.
130.
Claims (6)
상기 자성체층에 형성된 내부 전극 패턴으로 구성된 코일부;
상기 적층체의 양 측면에 형성되며, 상기 코일부의 양 끝단과 전기적으로 연결되는 외부 전극;
상기 적층체의 상하부를 형성되고, 금속으로 이루어진 커버층을 포함하는 적층형 파워 인덕터.
A laminate in which a plurality of magnetic body layers are stacked;
A coil part formed of an internal electrode pattern formed on the magnetic layer;
External electrodes formed on both side surfaces of the stack and electrically connected to both ends of the coil unit;
A stacked power inductor having upper and lower portions of the laminate and including a cover layer made of metal.
상기 자성체층은,
NiZnCuFe 페라이트 또는 NiZnCu 페라이트 중 어느 하나의 재질인 적층형 파워 인덕터.
The method of claim 1,
The magnetic layer is,
Stacked power inductors made from either NiZnCuFe ferrite or NiZnCu ferrite.
상기 커버층은,
금속 분말이 함유된 금속 자성체 시트로 이루어진 적층형 파워 인덕터.
The method of claim 1,
The cover layer,
Multilayer power inductor consisting of a magnetic metal sheet containing metal powder.
상기 커버층은,
금속 분말이 함유된 복수의 금속 자성체 시트가 적층되어 형성되는 적층형 파워 인덕터.
The method of claim 1,
The cover layer,
A multilayer power inductor formed by stacking a plurality of magnetic metal sheets containing metal powder.
상기 적층체 및 상기 커버층의 표면을 감싸는 절연층을 더 포함하는 적층형 파워 인덕터.
The method of claim 1,
The stacked power inductor further comprises an insulating layer surrounding the surface of the laminate and the cover layer.
상기 내부 전극은,
Ag, Cu 또는 이들의 합금 중 어느 하나의 재질인 적층형 파워 인덕터.The method of claim 1,
The internal electrode,
Multilayer power inductors made of Ag, Cu or any of their alloys.
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