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KR20170023620A - 코일 부품 어셈블리, 코일 부품 및 그 제조방법 - Google Patents

코일 부품 어셈블리, 코일 부품 및 그 제조방법 Download PDF

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Publication number
KR20170023620A
KR20170023620A KR1020150119024A KR20150119024A KR20170023620A KR 20170023620 A KR20170023620 A KR 20170023620A KR 1020150119024 A KR1020150119024 A KR 1020150119024A KR 20150119024 A KR20150119024 A KR 20150119024A KR 20170023620 A KR20170023620 A KR 20170023620A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic
coil
processed
spaces
mold
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020150119024A
Other languages
English (en)
Inventor
강병수
최어진
문병철
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020150119024A priority Critical patent/KR20170023620A/ko
Priority to US15/070,680 priority patent/US20170062115A1/en
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Abstract

상부로 개방된 복수의 가공된 공간을 갖는 자성 몰드, 상기 복수의 가공된 공간 각각에 배치된 코일, 및 상기 자성 몰드를 덮고, 상기 코일 주변의 상기 가공된 공간을 채우는 자성 물질를 포함하는 코일 부품 어셈블리, 코일 부품 및 그 제조방법이 개시된다.

Description

코일 부품 어셈블리, 코일 부품 및 그 제조방법{COIL COMPONENT ASSEMBLY, COIL COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 코일 부품 어셈블리, 코일 부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
코일 부품 중 하나인 인덕터는 저항, 커패시터와 더불어 전자회로를 이루어 노이즈를 제거하는 대표적인 수동소자이다. 예를 들면, 파워 인덕터는 대전류가 흐르는 전원 회로 또는 컨버터 회로 등에 사용될 수 있다.
한편, 코일 부품으로는 비교적 제조 방법이 간단한 권선 타입이 많이 적용되고 있다. 권선 타입의 코일 부품은 일반적으로 금형 몰드에 권선 코일을 배치한 후 밀봉재를 채운 후 경화하는 몰드 공법을 이용하여 제조되고 있다.
본 발명의 목적 중 하나는, 대량 생산이 용이하고, 가격 경쟁력이 우수한 코일 부품의 제조에 이용될 수 있는 코일 부품 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적 중 하나는, 코일의 위치 정밀도가 우수한 코일 부품을 제공하는 것이다.
본 발명을 통하여 제안하는 여러 해결 수단 중 하나는 코일을 안정적으로 배치할 수 있는 적어도 가공된 공간을 갖는 자성 몰드를 이용하는 새로운 공법으로 코일 부품을 제조하는 것이다.
본 발명의 여러 효과 중 하나로서, 코일을 안정적으로 실장할 수 있어 코일의 위치 정밀도가 매우 우수하며, 별도의 금형 몰드가 요구되지 않아 대량 생산이 용이하고, 가격 경쟁력이 우수한 장점이 있다.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 코일 부품 어셈블리의 가공된 공간이 나타나게 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 자성 몰드 및 가공된 공간을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 자성 몰드의 가공된 공간의 다양한 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 코일 부품의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4의 코일 부품의 A-A'면 절단 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품 제조 공정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시 예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 예를 들어, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 사용되는 "일 실시 예(one example)"라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 그러나, 아래 설명에서 제시된 실시 예들은 다른 실시예의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
코일 부품 어셈블리
이하에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품 어셈블리를 설명하되, 특히 그 일 예로서 권선형 코일 부품 어셈블리로 설명하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 일 실시 예에 따른 코일 부품 어셈블리(100)의 가공된 공간(111)이 나타나게 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품 어셈블리(100)는, 자성 몰드(110), 복수의 코일(120) 및 자성 물질(130)을 포함한다.
자성 몰드(110)는 코일 부품 어셈블리(100)의 외관의 일부를 이룬다. 자성 몰드(110)는 자성 분말을 포함하며, 자성 분말과 상기 자성 분말 사이에 개재하는 에폭시나 폴리이미드 등의 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.
구체적인 예로써, 상기 자성 분말은 자기 특성을 나타내는 페라이트 분말이나 금속 자성 분말일 수 있다. 또한, 상기 페라이트 분말은, Mn-Zn계 페라이트 분말, Ni-Zn계 페라이트 분말, Ni-Zn-Cu계 페라이트 분말, Mn-Mg계 페라이트 분말, Ba계 페라이트 분말 및 Li계 페라이트 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 상기 금속 자성 분말은, Fe, Si, Cr, Al, Nb, P, B, C, Co 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 자성 몰드(110) 및 가공된 공간(111)을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 자성 몰드(110)는 상부로 개방된 복수의 가공된 공간(111)을 가지며, 코일(120)은 상기 복수의 가공된 공간(111)에 각각 배치된다. 이와 같이 상부로 개방된 복수의 가공된 공간(111)을 갖는 자성 몰드(110) 상에 코일(120)을 배치함에 따라, 금형 몰드에 권선 코일을 배치한 후 밀봉재를 채운 후 경화하는 기존의 몰드 공법에 비해, 몰드 교체에 따른 비용을 크게 줄일 수 있어 가격 경쟁력이 우수할 뿐만 아니라 대량 생산이 용이한 장점이 있다.
복수의 가공된 공간(111)은, 자성 몰드(110)의 평면을 기준으로, 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향과 90° 기울어진 제2 방향(D2)으로 규칙적으로 형성되어 있을 수 있다. 이 경우, 복수의 가공된 공간(111) 사이의 경계선 상에는 다이싱 키(dicing key)가 각인되어 있을 수 있다. 이 경우, 코일의 위치 정밀도가 크게 향상되고, 대량 생산이 용이한 장점이 있다.
가공된 공간(111)은 코일(120)을 수용하기 위하여 코일(120)의 사이즈에 비해 충분히 큰 사이즈를 가질 수 있다. 가공된 공간(111) 중 코일(120) 주변의 영역은, 후술할 바와 같이, 자성 물질(130)로 채워질 수 있다.
도 3은 자성 몰드(110)의 가공된 공간(111)의 다양한 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3(a) 및 도 3(b)에서와 같이, 가공된 공간(111)의 중앙부는 양각으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이 경우, 코일(120)의 위치 고정이 용이하며, 이에 따라 코일의 위치 정밀도가 보다 향상되는 장점이 있다. 또한, 코어부 내 자성 재료의 충진율을 높임으로써, 코일 부품의 성능을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 도 3(a) 및 도 3(c)와 같이, 가공된 공간(111)은 음각으로 함몰되어 형성될 수 있다. 이 경우 또한 코일(120)의 위치 고정이 용이하며, 이에 따라 코일의 위치 정밀도가 보다 향상되는 장점이 있다.
가공된 공간(111)의 평면 형상에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면 사각 형상 등의 다각 형상일 수 있으며 또는 도 3(a)에서와 같이 코일(120)의 형태와 유사한 타원 형상일 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 형태로도 구현될 수 있음은 물론이다. 또한, 코일(120)의 배치와 함께 코일(120)의 인출부(122a, 122b)의 적어도 일부가 배치되는 공간이 형성될 수 있음은 물론이다.
코일(120)은 복수의 가공된 공간(111)에 각각 배치되며, 자성 몰드(110) 및 자성 물질(130) 사이에 개재되어 적어도 일부가 그 내부에 매설된다.
코일(120)은 권선 공법으로 형성된 권선 코일(winding coil)일 수 있으며, 예를 들어, 구리(Cu) 또는 은(Ag) 등의 금속선으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
코일(120)은 단선에 한정되지 않으며, 연선이나 2개 이상의 선으로 이루어질 수도 있다. 또한, 코일(120)은 원형의 단면 형상을 가지는 것에 한정되지 않으며, 사각형 등 공지의 다양한 단면 형상을 가질 수도 있다.
코일(120)은 나선부(121)와 상기 나선부(121)로부터 각각 인출되는 한 쌍의 인출부(122a ,122b)를 포함할 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 인출부는 서로 반대되는 방향으로 인출되도록 형성될 수 있다.
자성 물질(130)은, 자성 몰드(110)와 함께, 코일 부품 어셈블리(100)의 외관의 일부를 이룬다.
자성 물질(130)은, 자성 몰드(110)와 마찬가지로, 자성 분말을 포함하며, 자성 분말과 상기 자성 분말 사이에 개재하는 에폭시나 폴리이미드 등의 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.
자성 물질(130)은 자성 분말-수지 복합체를 시트 형태로 성형하여 얻어진 자성 시트를 자성 몰드(110) 상에 압착 및 경화하여 얻어질 수 있다. 자성 물질(130)은 자성 몰드(110)의 상부를 덮고, 코일(120) 주변의 가공된 공간(111)을 채운다. 이 경우, 자성 재료의 충진율을 높임으로써, 코일 부품의 성능을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
자성 몰드(110)와 자성 물질(130)은 서로 동일한 재질로 이루어질 수 있으며, 이와 달리, 서로 상이한 재질로 이루어질 수도 있다. 본 발명에서는 자로(magnetic path)가 형성되는 공간을 이루는 자성 몰드(110)와 자성 물질(130)이 각각 별도 형성함에 따라 2종의 자성 재료 사용이 용이하며, 원하는 제품 특성을 용이하게 구현할 수 있는 장점이 있다.
코일 부품
이하에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품을 설명한다. 도 4는 일 실시 예에 따른 코일 부품의 개략적인 사시도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 코일 부품(100-1)은 코일(미도시), 상부 바디(130-1), 하부 바디(110-1)를 포함한다. 상부 및 하부 바디(130-1, 110-1)는 코일 부품(100-1)의 내부를 충진하는 동시에 부품의 외형을 형성하는 것으로, 코일(미도시) 주변의 공간을 채운다.
상부 및 하부 바디(130-1, 110-1)의 외부에는 외부 전극(140)이 형성될 수 있으며, 이는 코일(120, 미도시)과 전기적으로 연결된다. 도 1에서는 외부 전극(140)이 코일 부품(100-1)의 마주보는 양 측에 배치되는 것을 도시하고 있으나, 이는 하나의 예시에 불과하며, 외부 전극(140)의 배치 형태는 코일 부품(100-1)의 종류, 설계, 공정의 필요에 의하여 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다. 외부 전극(140)은 Ag, Ag-Pd, Ni, Cu 등의 금속 또는 합금을 포함할 수 있으며, 외부 전극(140)의 표면에는 선택적으로 Ni 도금층 및 Sn 도금층이 형성될 수 있다.
도 5는 도 4의 코일 부품의 A-A'면 절단 단면도이다.
도 5를 참조하면, 하부 바디(110-1)는 가공된 공간(111)을 가지며, 상기 가공된 공간(111)에는 코일(120)이 배치되며, 가공된 공간(111) 중 코일(120) 주변의 영역은 상부 바디(130-1)로 채워진다.
일 예에 따르면, 상부 바디(130-1)는 자성 분말-수지 복합체를 시트 형태로 성형하여 얻어진 자성 시트를 하부 바디(110-1) 상에 압착 및 경화하여 얻어질 수 있다.
상기의 설명을 제외하고 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품 어셈블리의 특징과 중복되는 설명은 여기서는 생략하도록 한다.
코일 부품의 제조방법
이하에는 상술한 구조를 갖는 코일 부품을 제조하는 방법의 일 예를 설명한다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 제조 공정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 복수의 가공된 공간을 갖는 자성 몰드를 준비한다.
본 발명에서는 복수의 가공된 공간을 갖는 자성 몰드를 준비하는 구체적인 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 자성체 수지 복합체를 시트 형태로 성형하여 자성 시트를 마련하는 단계, 상기 자성 시트를 복수 개 적층한 후 압착하는 단계, 상기 압착된 복수 개의 자성 시트의 일 면에 도장 각인하여 복수의 가공된 공간을 형성하는 단계 및 상기 복수의 가공된 공간이 형성된 상기 압착된 복수 개의 자성 시트를 경화하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 경화의 정도는 자성 시트의 종류에 따라 0~100%까지 적절하게 조절할 수 있다.
다음으로, 도 6b를 참조하면, 복수의 가공된 공간(111)에 코일(120) 각각을 배치한다. 이와 같이, 코일(120)을 가공된 공간(111) 내에 안착시킴에 따라 코일(120)을 안정적으로 실장할 수 있을 뿐만 아니라, 코일 부품(100-1)을 소형화할 수 있다.
다음으로, 도 6c를 참조하면, 자성 몰드 상면에 자성 물질을 형성한다.
본 발명에서는 자성 몰드 상면에 자성 물질을 형성하는 구체적인 방법은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 자성 몰드(110) 상면에 자성 분말-수지 복합체를 시트 형태로 성형한 자성 시트를 적층한 후, 가온 및 가압을 통하여 수지의 경화 온도 이상의 온도에서 경화될 수 있다. 이때, 가해진 압력에 의해 가공된 공간(111) 중 코일(120) 주변의 영역은 자성 물질로 채워질 수 있다.
다음으로, 도 6d를 참조하면, 상기 복수의 가공된 공간의 경계를 따라 상기 자성 몰드 및 자성 시트를 절단하여 코일 부품을 제조할 수 있다. 여기서, 절단(Dicing) 설비를 이용하여 개별 칩으로 자를 수 있으며, 블레이드(blade)나 레이저(laser) 등 기타 절단 방법을 적용할 수도 있음은 물론이다.
상기의 설명을 제외하고 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 부품의 특징과 중복되는 설명은 여기서는 생략하도록 한다.
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.
100: 코일 부품 어셈블리 100-1: 코일 부품
110: 자성 몰드 110-1: 하부 바디
111: 가공된 공간 112: 다이싱 키
120: 코일 121: 나선부
122a, 122b: 한 쌍의 인출부 130: 자성 물질
130-1: 상부 바디 140: 외부 전극

Claims (16)

  1. 상부로 개방된 복수의 가공된 공간을 갖는 자성 몰드;
    상기 복수의 가공된 공간 각각에 배치된 코일; 및
    상기 자성 몰드를 덮고, 상기 코일 주변의 상기 가공된 공간을 채우는 자성 물질;
    를 포함하는 코일 부품 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자성 물질은, 자성 시트의 압착 및 경화에 의해 얻어진 코일 부품 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가공된 공간의 중앙부는 양각으로 돌출되어 형성된 코일 부품 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가공된 공간은 음각으로 함몰되어 형성된 코일 부품 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코일은 하나 이상의 인출부를 가지며,
    상기 인출부의 적어도 일부는 상기 가공된 공간 내에 배치된 코일 부품 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자성 몰드의 평면을 기준으로 상기 복수의 가공된 공간은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 90° 기울어진 제2 방향으로 규칙적으로 형성된 코일 부품 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 가공된 공간 사이의 경계선 상에는 다이싱 키(dicing key)가 각인된 코일 부품 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자성 몰드와 상기 자성 물질은 서로 재질이 상이한 코일 부품 어셈블리.
  9. 가공된 공간을 갖는 하부 바디;
    상기 가공된 공간에 배치된 코일; 및
    상기 하부 바디를 덮고, 상기 코일 주변의 상기 가공된 공간을 채우는 상부 바디;
    를 포함하는 코일 부품.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 코일은 하나 이상의 인출부를 가지며,
    상기 인출부의 적어도 일부는 상기 가공된 공간 내에 배치된 코일 부품.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상부 바디 및 하부 바디의 외부에 형성되고, 상기 인출부와 연결되는 외부 전극을 더 포함하는 코일 부품.
  12. 복수의 가공된 공간을 갖는 자성 몰드를 준비하는 단계;
    상기 복수의 가공된 공간 각각에 코일을 배치하는 단계;
    상기 자성 몰드 상에 자성 물질을 형성하는 단계;
    상기 복수의 가공된 공간의 경계를 따라 상기 자성 몰드 및 자성 물질을 절단하는 단계;
    를 포함하는 코일 부품의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 가공된 공간을 갖는 자성 몰드를 준비하는 단계는,
    자성 시트를 마련하는 단계;
    상기 자성 시트를 복수 개 적층한 후 압착하는 단계;
    상기 압착된 복수 개의 자성 시트의 일 면에 도장 각인하여 복수의 가공된 공간을 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 가공된 공간이 형성된 상기 압착된 복수 개의 자성 시트를 경화하는 단계;
    를 포함하는 코일 부품의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 자성 물질을 형성하는 단계는,
    상기 자성 몰드 상에 자성 시트를 적층하는 단계; 및
    상기 적층된 자성 시트를 압착 및 경화하는 단계;
    를 포함하는 코일 부품의 제조방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 자성 몰드의 평면을 기준으로 상기 복수의 가공된 공간은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 90° 기울어진 제2 방향으로 규칙적으로 형성된 코일 부품의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 가공된 공간 사이의 경계선 상에는 다이싱 키(dicing key)가 각인된 코일 부품의 제조방법.
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