KR101803308B1 - 주파수5㎒대역 적용이 가능한 적층형 대전류 인덕터 - Google Patents

주파수5㎒대역 적용이 가능한 적층형 대전류 인덕터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종래 에나멜 코일을 이용한 bobbin 또는 core에 권선하여 제품화하던 일반적인 공법을 탈피하고자, 전착에 의해 금속제품의 제조 또는 복사가 가능한 전주도금 공법을 적용하여 이루어지는 전주도금에 의한 적층형 인덕터 제조방법 및 이로부터 제조된 적층형 인덕터에 관한 것이다.

Description

주파수5㎒대역 적용이 가능한 적층형 대전류 인덕터{A HIGH CURRENT MULTILAYER INDUCTOR APPLICABLE FREQUENCY 5MHz BAND}
본 발명은 종래 에나멜 코일을 이용한 보빈(bobbin) 또는 코어(core)에 권선하여 제품화하던 일반적인 공법을 탈피하여 전착에 의해 금속제품의 제조 또는 복사가 가능한 전주도금 공법을 적용하여 제조된 적층형 대전류 인덕터에 관한 것이다.
인덕터(Inductor)는 구리선과 같은 선재를 나선모양으로 감은 것으로 코일(Coil)이라고도 하며, 원리는 자심(Core)에 감긴 도선에 전류를 흐르게 함으로써 발생하는 전자기의 작용을 이용하는 수동부품이다.
이와 같은 인덕터는 인덕터가 적용되는 ™V(set)의 주파수 등 필요한 전기적 특성에 따라 권선형, 적층형, 박막형 등으로 구분된다.
상기 권선형은 도선의 저항값이 작기 때문에 Q 값이 높고 도선간에 발생하는 기생 캐패시턴스 값이 작기 때문에 자기공진주파수(Self Resonant Frequency)가 높고 고용량, 높은 내전압 특성을 갖는 등의 특성이 우수한 반면 비교적 소형화가 어렵고 양산성이 떨어져 가격이 비싼 단점이 있다.
상기 적층형은 우수한 특성을 구현하는데 한계가 있지만 소형화 및 양산성이 우수하여 가격이 저렴한 장점을 갖고 있다.
상기 박막형은 tight tolerance 특성의 미세 용량제어가 요구되는 분야에 사용되지만 넓은 범위의 용량 구현에 한계가 있고, 양산성이 떨어지고 가격이 비싼 단점이 있다.
종래 대부분의 인덕터 코일은 에나멜 코일을 이용한 bobbin 또는 core에 권선하여 제품화하는 것이 일반적이 평균화된 공법이다.
종래에는 전극에칭(etching)으로 전극 형성시 '
Figure 112016115030292-pat00001
'의 역사다리꼴 형 전극이 형성되어 인덕터 특성 변화가 크고, 에나멜 코일은 보빈에 권선시 정렬권선이 어려워 인덕터의 특성이 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제를 해결함과 동시에 다음의 효과를 제시하고자 하는 발명이다.
첫째. 전면과 이면으로 전극을 분할하여 전극을 형성함으로써 전극 사용공간을 최대한 활용할 수 있도록 한다.
둘째. 전주도금방법을 통해 전극을 형성함으로써 전극의 면이 '
Figure 112016115030292-pat00002
'의 사각형상을 가질 수 있으며, 전극면이 평각으로 되어 있어 원하는 적층을 이룰 수 있도록 한다.
셋째. 인덕터 최종 외형 치수를 기준으로 하여 전극 형성이 가능한 면을 구하고, 인덕턴스 특성을 기준으로 권선수를 정할 수 있으며, 패턴(pattern)을 설계하고 저항특성 및 전류특성을 극대화하기 위한 적층수 설계가 가능하다.
넷째. 전면전극 권선수와 이면전극 권선수를 합한 권선수가 인덕턴스 특성을 설계하는 구조로 되어 있으며, 적층은 저항특성, 전류특성, 주파수특성을 최대화하고 원하는 주파수대역, 파워용, 라인 필터(line filter)용 등 원하는 특성에 맞게 구현이 가능하다.
다섯째. 인덕터 완제품의 형상에 따라 전극형성의 패턴(pattern)은 자유자재로 전극의 폭 또는 전극의 넓이 등의 변형이 가능하다. 예를 들어 원형의 전극, 정사각형 전극, 직사각형 전극의 그 예이다.
여섯째. 인덕터는 전원용과 인피던스 매치용 등에 사용되는 것으로서, 상기 전원용 인덕터는 발명에 의한 제품특성 변화를 최소하는 것이 중요하다. 본 발명에서는 이를 위해 열 확산 기능이 효과적으로 이루어질 수 있도록 전극을 설계하고 있으며, 불필요한 면적을 줄여 설계함으로써 제품의 소형화 및 슬림화를 이룰 수 있도록 한다.
본 발명은 이와 같은 종래 공법과 차별화된 효과를 제시하면서, 전주도금 공법을 적용하여 대량생산이 가능하고, 제조원가를 줄일 수 있으며, 특히 대전류(high current) 인덕터(inductor) 생산이 가능하고 소형화 경량화가 가능한 얇은 두께의 인덕터를 제공하고자 한다.
대한민국 등록특허 10-0231356호(등록일자 1999.08.28) 대한민국 등록특허 10-0417302(등록일자 2004.01.20) 대한민국 등록특허 10-0466884(등록일자 2005.01.10) 대한민국 등록특허 10-1210374(등록일자 2012.12.03) 대한민국 등록특허 10-1247231(등록일자 2013.03.19)
본 발명은 종래 에나멜 코일을 이용한 보빈(bobbin) 또는 코어(core)에 권선하여 제품화하던 일반적인 공법을 탈피하여 전착에 의해 금속제품의 제조 또는 복사가 가능한 전주도금 공법을 적용하여 제조된 적층형 대전류 인덕터 및 인피던스 매칭용으로도 적용이 가능한 부품을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 제1실시예로서, 내부에 공간을 갖고 측단면 형상이 '┗┛'인 상부 개방형 페라이트 코어(Ferrite core)로 이루어진 외부전극과,
상기 외부전극 내부에 수용되어 적층되는 내열성보호필름과,
상기 내열성보호필름의 상부로 적층되되,
m차(m은 1 이상의 정수)의 전면전극, n차(n은 1 이상의 정수)의 내열성점착필름이 순차적으로 적층되어 적층 기본단위를 이루고, 이와 같은 적층 기본단위가 1 또는 2이상 반복되어 형성되는 전면전극층과,
상기 전면전극층 상부로 m차(m은 1 이상의 정수)의 이면전극, n+1차(n은 1 이상의 정수)의 내열성점착필름이 순차적으로 적층되어 적층 기본단위를 이루고, 이와 같은 적층 기본단위가 1 또는 2이상 반복되어 형성되는 이면전극층으로 이루어진 병렬구조의 내부전극이 일체를 이루어 직육면체 구조를 갖는 것으로서,
상기 전면전극, 이면전극 및 내열성점착필름은 양 끝단에 전극단자가 형성되어 이면전극 및 전면전극과 전기적으로 접속하도록 구성되고,
상기 내열성점착필름의 중앙에는 전극단자가 형성되어 상·하의 내부전극 패턴이 연결되도록 구성된 적층형 대전류 인덕터를 제공한다.
그리고 제2실시예로서,
내부에 공간을 갖고 측단면 형상이 '┗┛'인 상부 개방형 페라이트 코어(Ferrite core)로 이루어진 외부전극과,
상기 외부전극 내부에 수용되어 적층되는 내열성보호필름과,
상기 내열성보호필름의 상부로 적층되되,
m차(m은 1 이상의 정수)의 이면전극, n차의 내열성점착필름, m차의 전면전극, n+1차의 내열성점착필름이 순차적으로 적층되어 적층 기본단위를 이루고,
이와 같은 적층 기본단위가 1 또는 2이상 반복되어 이루어진 병렬구조의 내부전극이 일체를 이루어 직육면체 구조를 갖는 것으로서,
상기 이면전극, 내열성점착필름 및 전면전극은 양 끝단에 전극단자가 형성되어 이면전극과 전면전극이 전기적으로 접속하도록 구성되고,
상기 내열성점착필름의 중앙에는 전극단자가 형성되어 상·하의 내부전극 패턴이 서로 연결되도록 구성된 적층형 대전류 인덕터를 제공한다.
본 발명에 따른 주파수5㎒대역 적용이 가능한 적층형 대전류 인덕터는 다음의 효과를 갖는다.
첫째. 전면과 이면으로 전극을 분할하여 전극을 형성함으로써 전극 사용공간을 최대한 활용할 수 있도록 한다.
둘째. 전주도금방법을 통해 전극을 형성함으로써 전극의 면이 '
Figure 112016115030292-pat00003
'의 사각형상을 가질 수 있으며, 전극면이 평각으로 되어 있어 원하는 적층을 이룰 수 있도록 한다.
셋째. 인덕터 최종 외형 치수를 기준으로 하여 전극 형성이 가능한 면을 구하고, 인덕턴스 특성을 기준으로 권선수를 정할 수 있으며, 패턴(pattern)을 설계하고 저항특성 및 전류특성을 극대화하기 위한 적층수 설계가 가능하다.
넷째. 전면전극 권선수와 이면전극 권선수를 합한 권선수가 인덕턴스 특성을 설계하는 구조로 되어 있으며, 적층은 저항특성, 전류특성, 주파수특성을 최대화하고 원하는 주파수대역, 파워용, 라인 필터(line filter)용 등 원하는 특성에 맞게 구현이 가능하다.
다섯째. 인덕터 완제품의 형상에 따라 전극형성의 패턴(pattern)은 자유자재로 전극의 폭 또는 전극의 넓이 등의 변형이 가능하다. 예를 들어 원형의 전극, 정사각형 전극, 직사각형 전극의 그 예이다.
여섯째. 인덕터는 전원용과 인피던스 매치용 등에 사용되는 것으로서, 상기 전원용 인덕터는 발명에 의한 제품특성 변화를 최소하는 것이 중요하다. 이에 본 발명에서는 열 확산 기능이 효과적으로 이루어질 수 있도록 전극을 설계하고 있으며, 불필요한 면적을 줄여 설계함으로써 제품의 소형화 및 슬림화를 이룰 수 있도록 한다. 그리고 전주도금 공법을 적용하여 대량생산이 가능하고, 제조원가 절감이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 적층형 인덕터의 적층 구조를 보인 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 적층형 인덕터의 사시도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 적층형 인덕터의 적층 구조를 보인 분해사시도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 적층형 인덕터의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 다양한 형태의 전면회로와 이면회로를 도시한 정면도.
도 6은 본 발명에 따른 전면전극(a)과 이면전극(b)의 예를 도시한 정면도.
도 7은 본 발명에서 사용되는 전주도금 공정을 도시한 공정도.
이하, 상기의 기술 구성을 도면과 함께 살펴보도록 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 적층형 인덕터(1A)는 내부에 공간을 갖고 측단면 형상이 '┗┛'인 상부 개방형 페라이트 코어(Ferrite core)로 이루어진 외부전극(10)과,
상기 외부전극(10) 내부에 수용되어 적층되는 내열성보호필름(20)과,
상기 내열성보호필름(20)의 상부로 적층되되,
m차(m은 1 이상의 정수)의 전면전극, n차(n은 1 이상의 정수)의 내열성점착필름이 순차적으로 적층되어 적층 기본단위를 이루고, 이와 같은 적층 기본단위가 1 또는 2이상 반복되어 형성되는 전면전극층(31)과,
상기 전면전극층(31) 상부로 m차(m은 1 이상의 정수)의 이면전극, n+1차(n은 1 이상의 정수)의 내열성점착필름이 순차적으로 적층되어 적층 기본단위를 이루고, 이와 같은 적층 기본단위가 1 또는 2이상 반복되어 형성되는 이면전극층(32)으로 이루어진 직렬구조의 내부전극(30A)이 일체를 이루어 직육면체 구조를 갖는 것으로서,
상기 전면전극, 이면전극 및 내열성점착필름은 양 끝단에 전극단자(301a, 302a, 303a)가 형성되어 이면전극 및 전면전극과 전기적으로 접속하도록 구성되고,
상기 내열성점착필름의 중앙에는 전극단자(302b)가 형성되어 상·하의 내부전극 패턴이 연결되도록 구성된다.
도 1 및 도 2는 상기 제1실시예에 따른 적층형 인덕터(1A)에 대한 구체적인 예를 제시한 것으로서,
상기 적층형 인덕터(1A)는
내부에 공간을 갖고 측단면 형상이 '┗┛'인 상부 개방형 페라이트 코어(Ferrite core)로 이루어진 외부전극(10)과,
상기 외부전극(10) 내부에 수용되어 적층되는 내열성보호필름(20)과,
상기 내열성보호필름(20)의 상부로 적층되되,
1차 전면전극(301-1), 1차 내열성점착필름(302-1), 2차 전면전극(301-2), 2차 내열성점착필름(302-2), 3차 전면전극(301-3), 3차 내열성점착필름(302-3)이 순차적으로 적층되어 구성된 전면전극층(31)과,
상기 전면전극층(31) 상부로 1차 이면전극(303-1), 4차 내열성점착필름(302-4), 2차 이면전극(303-2), 5차 내열성점착필름(302-5), 3차 이면전극(303-3), 6차 내열성점착필름(302-6)이 순차적으로 적층되어 구성된 이면전극층(32)으로 이루어진 직렬구조의 내부전극(30A)이 일체를 이루어 직육면체 구조를 갖는 것으로서,
상기 전면전극, 이면전극 및 내열성점착필름은 양 끝단에 전극단자(301a, 302a, 303a)가 형성되어 이면전극 및 전면전극과 전기적으로 접속하도록 구성되고,
상기 내열성점착필름의 중앙에는 전극단자(302b)가 형성되어 상·하의 내부전극 패턴이 연결되도록 구성된다.
본 발명의 제2실시예에 따른 적층형 인덕터(1B)는 내부에 공간을 갖고 측단면 형상이 '┗┛'인 상부 개방형 페라이트 코어(Ferrite core)로 이루어진 외부전극(10)과,
상기 외부전극(10) 내부에 수용되어 적층되는 내열성보호필름(20)과,
상기 내열성보호필름(20)의 상부로 적층되되,
m차(m은 1 이상의 정수)의 이면전극, n차의 내열성점착필름, m차의 전면전극, n+1차의 내열성점착필름이 순차적으로 적층되어 적층 기본단위를 이루고,
이와 같은 적층 기본단위가 1 또는 2이상 반복되어 이루어진 병렬구조의 내부전극(30B)이 일체를 이루어 직육면체 구조를 갖는 것으로서,
상기 이면전극, 내열성점착필름 및 전면전극은 양 끝단에 전극단자(301a, 302a, 303a)가 형성되어 이면전극과 전면전극이 전기적으로 접속하도록 구성되고,
상기 내열성점착필름의 중앙에는 전극단자(302b)가 형성되어 상·하의 내부전극 패턴이 서로 연결되도록 구성된다.
도 3 및 도 4는 상기 제2실시예에 따른 적층형 인덕터(1B)에 대한 구체적인 예를 제시한 것으로서,
상기 적층형 인덕터(1B)는 내부에 공간을 갖고 측단면 형상이 '┗┛'인 상부 개방형 페라이트 코어(Ferrite core)로 이루어진 외부전극(10)과,
상기 외부전극(10) 내부에 수용되어 적층되는 내열성보호필름(20)과,
상기 내열성보호필름(20)의 상부로 적층되되,
1차 이면전극(303-1), 1차 내열성점착필름(302-1), 1차 전면전극(301-1), 2차 내열성점착필름(302-2), 2차 이면전극(303-2), 3차 내열성점착필름(302-3)이 순차적으로 병렬구조의 내부전극(30B)가 일체를 이루어 직육면체 구조를 갖는 것으로서,
상기 이면전극, 내열성점착필름 및 전면전극은 양 끝단에 전극단자(301a, 302a, 303a)가 각각 형성되어 이면전극과 전면전극이 전기적으로 접속하도록 구성되고,
상기 내열성점착필름의 중앙에는 전극단자(302b)이 형성되어 상·하의 내부전극 패턴이 서로 연결되도록 구성된다.
본 발명에서 제시하는 인덕터는 전주도금의 특징을 활용한 전원용 인덕터로서, 적층된 패턴(pattern)회로 즉 권선전극은 공심상태의 공심인덕터가 되고, 이 형상의 외부에 페라이트 코어(Ferrite core)를 조립하면 일반적으로 사용하는 전원용 파워인덕터가 된다.
그리고 외부에 기능성 자성 고분자(functional magnetic materials polymer)를 조립하면 주파수대역이 5㎒ 까지 사용이 가능한 고주파용 전원용파워 인덕터 와 라인 필터(line filter)의 인덕터로 구분된다.
현재 기능성 자성 고분자(functional magnetic materials polymer) 재료는 투자율(permeability)이 페라이트(ferrite) 보다 낮아 높은 용량의 인덕턴스를 생산이 어렵고, 만든다고 하더라도 외형의 제품이 커지는 문제로 인하여 고용량의 인덕터는 페라이트 코어(ferrite core)를 사용하여야만 한다.
그러나 본 발명에 따른 기술을 적용하게 되면, 기능성 자성 고분자(functional magnetic materials polymer) 재료를 사용하더라도 고용량의 인덕턴스의 생산이 가능하면서도 슬림화를 이룬 제품을 제공할 수 있다.
상기 페라이트(Ferrite)는 Fe2O3 5~50wt%, MnO 5~50wt%, ZnO 5~50wt%, V2O5 0.01~0.5wt%, CaCO3 0.01~0.5wt%를 볼밀을 이용하여 1~3시간 동안 혼합하고,
공기중에서 900~980℃에서 1~3시간 동안 하소하고,
다시 볼밀을 이용하여 1~3시간 동안 분쇄하고,
1,300~1,800kg/㎤로 성형한 후 소결하여 제조된 Mn-Zn 페라이트로서,
상기 소결은 공기 중에서 상온~1,250℃까지 2~10℃/min 승온속도로 1차 가열하고,
질소 중에서 1,250℃에서 2~4시간 동안 2차 가열하고,
질소 중에서 1,250℃에서 5℃/min의 속도로 상온까지 냉각하여 제조된 것을 사용한다.
이와 같이 제조된 페라이트는 투자율 및 한계주파수 모두 높고, 또 코아로스도 적어 자심(Core) 재료로서 뛰어난 특성을 갖는다.
도 5는 권선수에 따른 다양한 전면회로와 이면회로를 제시하고 있는 도면이며, 도 6는 이와 같은 전면회로와 이면회로를 이용하여 제조된 전면전극(a)과 이면전극(b)을 도시하고 있다.
상기 전면전극(a)와 이면전극(b)은 전주도금 공법에 의해 제조된다.
즉, 나선형 패턴이 새겨진 몰드를 세척하고 부동태 처리 후 전주도금조에 투입하고,
상기 전주도금조에서 상기 몰드를 구리로 도금하고,
구리로 도금된 몰드를 도금조에서 꺼낸 후 점착제가 도포된 PET 필름을 대고 압력을 가하여 도금된 패턴을 전사한 후, 양측에 전극단자를 코팅함으로써 제조된다. 도 7 이와 같은 전주도금과정에 대한 공정을 보인 공정도이다.
도 5에 도시된 전면회 및 이면회로는 열분산기능을 갖는 PET 필름(31a, 32a) 내부에 도금된 패턴(31b, 32b)이 형성되어 이루어지는 것으로서, 일측에는 단자전극(31c, 32c)이 형성되어 있어 상기 도금된 패턴과 연결되고, 상기 도금된 패턴의 내부 끝단에는 전면전극 및 이면전극 상호간의 전기적 연결을 위한 연결점(31d, 32d)이 형성되어 이루어진다. 이때 전극의 권선수는 인덕턴스 특성에 따라 결정한다.
본 발명에 따른 인덕터는 전면전극의 권선수와 이면전극의 권선수를 합한 권선수가 인덕턴스 특성을 설계하는 구조로 되어 있다.
그리고 적층은 저항특성, 전류특성, 주파수 특성을 최대화하고 원하는 주파수대역, 파워용, 라인필터(line filter)용 등 Ši하는 특성에 맞게 구현되도록 한다.
이와 같이 형성된 전면전극 또는 이면전극은 바로 페라이트 코어(Ferrite core)에 바로 적층하기 전에 내열성보호필름(20)을 먼저 적층한다.
상기 내열성보호필름(20)은 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile;PAN) 섬유를 N,N'-dimethylformamide(DMF)에 6~10%(w/w)농도로 용해시킨 후 용매캐스팅법으로 필름을 제조한 다음,
제조된 필름을 55~65℃에서 70~75시간 동안 진공건조 시킨 후, 아세톤을 용매로 하여 20~25시간 동안 잔류 DMF를 추출기를 통해 추출하여 수득한 130~180㎛ 두께의 내열성, 도전성 PAN 필름을 사용한다.
상기 PAN 필름은 고온에서 전도성이 유지되면서 내열성을 갖는 필름으로서, 열안정성이 뛰어나다는 특징을 갖는다.
그리고 적층 구조의 전극과 전극 사이에는 내열성점착필름이 설치됨으로써 전극과 전극 간의 결합이 용이하도록 한다.
상기 내열성점착필름은 2,2-비스(3,4-카르복시페닐)헥사플루오로프로판 이무수물(2,2-bis(3,4-carboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride;6FDA)와, 2,2-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl;TFDB)와, 디아미노벤조산(3,5-diaminobenzoic acid;DABA)가 중량비율로 5:4:1로 조성된 폴리이미드 5~15wt%를 테트라하이드로퓨란(THF) 85~95wt%에 첨가하여 용해시켜 제1용액을 조성하고,
아미노실록산 2~18wt%를 테트라하이드로퓨란(THF) 82~98wt%에 첨가하여 용해시켜 제2용액을 조성하고,
상기 제1용액과 제2용액을 상온에서 유리판 위에 차례로 도포하여 이중층(double layer)을 제조한 후, 질소환경에서 95~110℃에서 50~70분, 190~210℃에서 50~70분, 290~310℃에서 50~70분간 순차적으로 열처리하여 필름을 제조하고,
상기 제조된 필름 표면을 플라즈마 개질처리한 것으로서,
상기 플라즈마 개질처리는 챔버에 상기 필름을 넣고 1.0~1.0×10-3Torr로 진공상태를 유지하고, 상기 진공상태의 챔버 내부로 캐리어 가스(carrier gas)역할을 수행하는 아르곤 가스(Ar gas)를 70~90sccm, 반응성 가스인 산소 가스(O2 gas)를 8~12sccm으로 15~30분간 흘려주어 챔버 내부의 남은 대기 성분을 제거하여 플라즈마 처리에 사용할 가스 분위기를 형성한 후, RF(Radio Frequency) 전력을 100~120W로 2~4분간 인가해 주어 작동압력(working pressure) 3.8~4.2×10-1Torr로 필름 표면을 플라즈마 상태에 있는 산소(Oxygen) 이온으로 식각하여 이루어진다.
상기 내열성점착필름은 플라즈마를 통한 표면개질에 의해 점차기능을 높인 것으로서, 상기 내열성점착필름에 의한 견고한 전극과 전극간의 견고한 결합을 이룰 수 있도록 한다.
이때 적층 구조의 전극과 전극간에는 전기적으로 연결되어야 하기 때문에, 상기 내열성점착필름의 중앙부에는 전극단자(302b)가 형성되어 상·하의 내부전극 패턴이 서로 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.
그리고 상기 이면전극, 내열성점착필름 및 전면전극은 양 끝단에 전극단자(301a, 302a, 303a)가 형성되어 이면전극 및 전면전극과 전기적으로 접속하도록 구성되어 있다.
이때 전극단자(301a, 302a, 303a)는 Ni-C로 코팅처리함으로써 이루어진다.
상기 Ni-C의 중요한 Solution 중 장점은 텅스텐 나트륨(Sodium Tungsten)을 무정형(Amorphous)화 하여 비 정질화 된 텅스텐 이온의 벤젠 고리 중에서 " C " 와 Ni를 결합하여 이질금속(異質金屬)이 되는 것이다.
상기 텅스텐(Tungsten)은 도금이 되지 않는 물질이기 때문에 텅스텐 나트륨을 여러 공정을 거치는 진공(眞空), 축합(縮合) 과정에서 쪼개어져 나온 무정형(Amorphous)화 된 " C " 이온만을 선택사용 하는 것이다.
코팅(Coating) 후에 표면에 나타나는 일부 텅스텐(W:1~3%)은 불순물이며, 불순물을 최대한 줄이고 Ni-C의 구조로 이온결합하여 초 내산성(初 耐酸性)의 신 물질로 코팅(Coating)하는 것을 특징으로 한다.
상기 전극단자의 코팅과정은 완성된 코일(Cu)의 검수 및 코팅 준비단계;
금속표면의 산화물이나, 금속염 이외의 오염물을 제거하는 탈지(Degrease)단계;
표면이 산화된 구리층을 식각 제거하는 엣칭(Soft Etching)단계와,
황산 팔라듐(PdSO4) 활성화단계와,
Ni-C 무전해도금단계를 거쳐 이루어진다.
상기 황산 팔라듐(PdSO4) 활성화단계는 Cu 표면이 도금이 되지 않으므로 다음 공정인 Ni-C 코팅 단계에서 반응이 잘 일어날 수 있도록 표면을 개질함으로써 도금의 밀착력이 우수해지도록 하기 위한 공정이다.
상기 Ni-C 무전해도금단계는 습식 침전 방식에 의해 도금층을 형성하는 과정으로서, 도금액을 교반 또는 교란해주어 피도금 물체인 인덕터 양 측면의 전극단자에 금속 석출이 전면적으로 균일하게 이루어질 수 있도록 한다.
더욱 구체적으로는 75℃, pH 6±0.5의 조건에서 시간당 5㎛의 두께로 무전해도금을 진행한다.
납땜성이 좋은 Ni-C 솔루션 메카니즘(Solution Mechanism)을 살펴보면, 상기 Ni-C은 니켈(Nikel)을 주성분(Main base)으로 하여 니켈과 텅스텐의 이원화 합금으로 이루어져 있다.
상기 텅스텐(W)은 특히 내산성이 우수하여 여러 용도에 적용되고 있으나, 도금이 되는 물질은 아니기 때문에 텅스텐을 진공 축합기에서 3~4종의 약품을 혼합시키고 85℃의 분위기에서 pH의 UP-DOWN을 반복시켜 탄소고리를 분해하여 그 조직의 결정을 비정질화(amorphous)하여 선별되어진 탄소고리의 일부와 니켈이 결합하여 이질(異質) 금속으로 바뀌고, 공기 중에서 금과 동일한 내산성을 가지게 됨으로써 1년 또는 2년 후에라도 납땜을 하였을 때 초기와 동일한 조건의 납땜 재현성을 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 적층형 대전류(High current) 인덕터는 전주도금 공법을 적용하여 제조되는 것으로서 대량생산이 가능하여 제조원가를 줄일 수 있고, 두께를 얇게함으로써 적층형으로 생산이 가능하여 소형화와 경량화가 가능하여 산업상 이용가능성이 크다.
1A, 1B: 적층형 대전류 인덕터
10: 외부전극
20: 내열성보호필름
30A: 직렬구조의 내부전극
30B: 병렬구조의 내부전극
31: 전면전극층
32: 이면전극층
301a, 302a, 303a: 전극단자
302b: 전극단자

Claims (8)

  1. 내부에 공간을 갖고 측단면 형상이 '┗┛'인 상부 개방형 페라이트 코어(Ferrite core)로 이루어진 외부전극(10)과,
    상기 외부전극(10) 내부에 수용되어 적층되는 내열성보호필름(20)과,
    상기 내열성보호필름(20)의 상부로 적층되되,
    m차(m은 1 이상의 정수)의 전면전극, n차(n은 1 이상의 정수)의 내열성점착필름이 순차적으로 적층되어 적층 기본단위를 이루고, 이와 같은 적층 기본단위가 1 또는 2이상 반복되어 형성되는 전면전극층(31)과,
    상기 전면전극층(31) 상부로 m차(m은 1 이상의 정수)의 이면전극, n+1차(n은 1 이상의 정수)의 내열성점착필름이 순차적으로 적층되어 적층 기본단위를 이루고, 이와 같은 적층 기본단위가 1 또는 2이상 반복되어 형성되는 이면전극층(32)으로 이루어진 직렬구조의 내부전극(30A)이 일체를 이루어 직육면체 구조를 갖는 것으로서,
    상기 전면전극, 이면전극 및 내열성점착필름은 양 끝단에 전극단자(301a, 302a, 303a)가 형성되어 이면전극 및 전면전극과 전기적으로 접속하도록 구성되고,
    상기 내열성점착필름의 중앙에는 전극단자(302b)가 형성되어 상·하의 내부전극 패턴이 연결되도록 구성된 것임을 특징으로 하는 주파수5㎒대역 적용이 가능한 적층형 대전류 인덕터.
  2. 내부에 공간을 갖고 측단면 형상이 '┗┛'인 상부 개방형 페라이트 코어(Ferrite core)로 이루어진 외부전극(10)과,
    상기 외부전극(10) 내부에 수용되어 적층되는 내열성보호필름(20)과,
    상기 내열성보호필름(20)의 상부로 적층되되,
    m차(m은 1 이상의 정수)의 이면전극, n차의 내열성점착필름, m차의 전면전극, n+1차의 내열성점착필름이 순차적으로 적층되어 적층 기본단위를 이루고,
    이와 같은 적층 기본단위가 1 또는 2이상 반복되어 이루어진 병렬구조의 내부전극(30B)이 일체를 이루어 직육면체 구조를 갖는 것으로서,
    상기 이면전극, 내열성점착필름 및 전면전극은 양 끝단에 전극단자(301a, 302a, 303a)가 형성되어 이면전극과 전면전극이 전기적으로 접속하도록 구성되고,
    상기 내열성점착필름의 중앙에는 전극단자(302b)가 형성되어 상·하의 내부전극 패턴이 서로 연결되도록 구성된 것임을 특징으로 하는 주파수5㎒대역 적용이 가능한 적층형 대전류 인덕터.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    페라이트(Ferrite)는 Fe2O3 5~50wt%, MnO 5~50wt%, ZnO 5~50wt%, V2O5 0.01~0.5wt%, CaCO3 0.01~0.5wt%를 볼밀을 이용하여 1~3시간 동안 혼합하고,
    공기중에서 900~980℃에서 1~3시간 동안 하소하고,
    다시 볼밀을 이용하여 1~3시간 동안 분쇄하고,
    1,300~1,800kg/㎤로 성형한 후 소결하여 제조된 Mn-Zn 페라이트로서,
    상기 소결은 공기 중에서 상온~1,250℃까지 2~10℃/min 승온속도로 1차 가열하고,
    질소 중에서 1,250℃에서 2~4시간 동안 2차 가열하고,
    질소 중에서 1,250℃에서 5℃/min의 속도로 상온까지 냉각하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 주파수5㎒대역 적용이 가능한 적층형 대전류 인덕터.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    내열성보호필름(20)은 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile;PAN) 섬유를 N,N'-dimethylformamide(DMF)에 6~10%(w/w)농도로 용해시킨 후 용매캐스팅법으로 필름을 제조한 다음,
    제조된 필름을 55~65℃에서 70~75시간 동안 진공건조 시킨 후, 아세톤을 용매로 하여 20~25시간 동안 잔류 DMF를 추출기를 통해 추출하여 수득한 130~180㎛ 두께의 내열성, 도전성 PAN 필름임을 특징으로 하는 주파수5㎒대역 적용이 가능한 적층형 대전류 인덕터.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    전면전극 및 이면전극은 전주도금 공법에 의해 제조된 것으로서,
    나선형 패턴이 새겨진 몰드를 세척하고 부동태 처리 후 전주도금조에 투입하고,
    상기 전주도금조에서 상기 몰드를 구리로 도금하고,
    구리로 도금된 몰드를 도금조에서 꺼낸 후 점착제가 도포된 PET 필름을 대고 압력을 가하여 도금된 패턴을 전사한 후, 양측에 전극단자를 코팅함으로써 이루어진 것임을 특징으로 하는 주파수5㎒대역 적용이 가능한 적층형 대전류 인덕터.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    전극단자(301a, 302a, 303a)는 Ni-C로 코팅처리하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 주파수5㎒대역 적용이 가능한 적층형 대전류 인덕터.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    내열성점착필름은 2,2-비스(3,4-카르복시페닐)헥사플루오로프로판 이무수물(2,2-bis(3,4-carboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride;6FDA)와, 2,2-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl;TFDB)와, 디아미노벤조산(3,5-diaminobenzoic acid;DABA)가 중량비율로 5:4:1로 조성된 폴리이미드 5~15wt%를 테트라하이드로퓨란(THF) 85~95wt%에 첨가하여 용해시켜 제1용액을 조성하고,
    아미노실록산 2~18wt%를 테트라하이드로퓨란(THF) 82~98wt%에 첨가하여 용해시켜 제2용액을 조성하고,
    상기 제1용액과 제2용액을 상온에서 유리판 위에 차례로 도포하여 이중층(double layer)을 제조한 후, 질소환경에서 95~110℃에서 50~70분, 190~210℃에서 50~70분, 290~310℃에서 50~70분간 순차적으로 열처리하여 필름을 제조하고,
    상기 제조된 필름 표면을 플라즈마 개질처리한 것으로서,
    상기 플라즈마 개질처리는 챔버에 상기 필름을 넣고 1.0~1.0×10-3Torr로 진공상태를 유지하고, 상기 진공상태의 챔버 내부로 캐리어 가스(carrier gas)역할을 수행하는 아르곤 가스(Ar gas)를 70~90sccm, 반응성 가스인 산소 가스(O2 gas)를 8~12sccm으로 15~30분간 흘려주어 챔버 내부의 남은 대기 성분을 제거하여 플라즈마 처리에 사용할 가스 분위기를 형성한 후, RF(Radio Frequency) 전력을 100~120W로 2~4분간 인가해 주어 작동압력(working pressure) 3.8~4.2×10-1Torr로 필름 표면을 플라즈마 상태에 있는 산소(Oxygen) 이온으로 식각하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 주파수5㎒대역 적용이 가능한 적층형 대전류 인덕터.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    페라이트 코어(Ferrite core)로 이루어진 외부전극(10)은 그 외부로 기능성 자성 고분자(functional magnetic materials polymer)로 이루어진 외부전극을 부가 조립하여 주파수대역이 5㎒ 까지 사용이 가능한 고주파용 전원용파워 인덕터 또는 라인필터(line filter)의 인덕터로 사용가능한 것임을 특징으로 하는 주파수5㎒대역 적용이 가능한 적층형 대전류 인덕터.






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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112885561A (zh) * 2019-11-29 2021-06-01 株式会社村田制作所 线圈部件
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101210374B1 (ko) 2009-09-29 2012-12-07 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 적층형 코일 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101210374B1 (ko) 2009-09-29 2012-12-07 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 적층형 코일 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112885561A (zh) * 2019-11-29 2021-06-01 株式会社村田制作所 线圈部件
CN112885561B (zh) * 2019-11-29 2023-01-17 株式会社村田制作所 线圈部件
KR102310015B1 (ko) 2021-03-10 2021-10-08 주식회사 코젼트솔루션 금속 몰드를 이용한 모바일 안테나용 전극회로 및 그 제조방법

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