KR20170085893A - 인덕터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바디, 상기 바디의 내부에 배치되며, 적어도 하나의 인출부를 포함하는 코일, 및 상기 바디의 길이방향으로 서로 마주하는 제1 면 및 제2 면에 각각 배치되며, 상기 코일의 인출부와 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 외부전극을 포함하며, 상기 코일의 중심으로부터 바디의 길이 방향과 평행하게 연장되는 가상선(A)과 상기 코일의 인출부 간에 형성되는 예각(θ)은 0°보다 크고 45°보다 작은 인덕터와 관련한다.

Description

인덕터{Inductor}

본 발명은 인덕터에 관한 것으로, 상세하게는 절연층을 포함하는 인덕터에 관한 것이다.

전자 제품의 소형화, 박막화, 및 다기능화에 따라 칩 부품 역시 대전류의 부품을 요구할 수 있다.

또한, 인덕터(Inductor)는 다양한 전자 장치 및 전기 장치에서 사용된다. 특히, 파워 인덕터는 대전류가 흐르는 전원 회로 또는 컨버터 회로 등에 사용될 수 있다.

하기의 특허문헌 1 은 다수의 코일을 조합하여 코일 장치 집합체를 형성한 후, 코어 집합체를 분할하여, 개개의 코일 장치로 분리하는 것을 개시하고 있으나, 상기 다수의 코일의 인출부를 노출시키는 방식을 구체적으로 개시하고 있지 않은 실정이다.

일본 특허공개공보 제2002-203732호

본 발명은 코일과 상기 코일과 전기적으로 연결되는 외부전극 간의 결합력을 상승시키는 것과 함께, 직류 저항(Rdc)값을 낮추어 전기적 특성을 개선한 인덕터를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 예에 따르면, 바디, 상기 바디의 내부에 배치되며 적어도 하나의 인출부를 포함하는 코일, 상기 바디의 길이방향으로 서로 마주하는 제1 면 및 제2 면에 각각 배치되며 상기 코일의 인출부와 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 외부전극을 포함하며, 상기 코일의 중심으로부터 바디의 길이 방향으로 평행하게 연장되는 가상선(A)과 상기 코일의 인출부 간에 형성되는 예각(θ)은 0°보다 크고 45°보다 작은 인덕터를 제공한다.

본 발명의 일 예에 따르면, 코일과 전기적으로 연결되는 외부전극 간의 결합력이 개선된 인턱터를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면, 직류 저항(Rdc) 특성이 개선된 인덕터를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면, 코일의 인출부가 바디의 외부면에 배치되는 외부전극과 전기적으로 연결되지 못하여 발생되는 오픈(open) 불량을 저감하는 인덕터를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면, 코일로부터 발생하는 저항열로 인한 불량을 방지하는 인덕터를 제공할 수 있다.

도1 은 본 발명의 일 예에 따른 인덕터의 개략적인 사시도이다.
도2 및 도3 은 도1 의 I-I' 선을 절단한 개략적인 단면도이다.
도4 는 본 발명의 일 변형예에 따른 인덕터의 개략적인 단면도이다.

이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명의 일 예에 따른 인덕터를 설명하되, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 상기 인덕터는 이외에도 칩 비드(chip bead), 칩 필터(chip filter) 등으로 적절하게 응용될 수 있는 것은 물론이다.

인덕터

도1 은 본 발명의 일 예에 따른 인덕터의 개략적인 사시도이고, 도2 는 도1 의 I-I'선을 절단한 개략적인 단면도이다.

도1 을 참조하면 인덕터(100)는 바디(1), 상기 바디 내에 매설되는 코일(2), 상기 바디의 외부면에 배치되는 제1 및 제2 외부전극(31,32)을 포함한다.

상기 바디(1)는 인덕터의 외관을 이루며, 자기 특성을 나타내는 재료라면 제한되지 않고 예를 들어, 페라이트 또는 금속계 연자성 재료가 충진되어 형성될 수 있다. 상기 금속계 연자성 재료는 에폭시(epoxy) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 등의 고분자 상에 분산된 형태로 포함될 수 있다.

바디(1)는 두께(T)방향으로 서로 마주하는 상면 및 하면, 길이(L)방향으로 서로 마주하는 제1 면 및 제2 면, 폭(W) 방향으로 서로 마주하는 제3 면 및 제4 면을 포함하여 실질적으로 육면체 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 바디(1)는 길이 방향으로 서로 마주하는 제1 면 및 제2 면 간의 거리가 폭 방향으로 서로 마주하는 제3 면 및 제4 면 간의 거리보다 더 큰 직육면체 형상일 수 있다.

상기 바디(1)의 내부에는 적어도 하나의 인출부를 가지는 코일이 배치된다. 상기 코일(2)은 제1 외부전극과 전기적으로 연결되는 제1 인출부(2a), 및 제2 외부전극과 전기적으로 연결되는 제2 인출부(2b)를 포함할 수 있다. 상기 코일(2) 은 스파이럴 형상을 가질 수 있으며, 권취 공법을 통해 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 코일의 제1 및 제2 인출부(2a,2b)는 각각 바디의 길이 방향으로 서로 마주하는 바디의 제1 면 및 제2 면으로 인출될 수 있다.

상기 코일의 제1 및 제2 인출부(2a,2b)가 바디의 제1 면 및 제2 면으로 노출되는 구조는 도2 를 통해 설명한다.

도2 는 도1 의 I-I'선을 절단한 단면도이다.

도2 를 참조하면, 코일(2)의 제1 및 제2 인출부는 코일의 중심부로부터 바디의 길이 방향으로 연장되는 가상선(A)과 소정의 각도(θ)를 이루도록 바디의 제1 및 제2 면으로 인출된다.

일반적인 권선형 인덕터의 경우에는 코일의 인출부가 바디의 길이 방향과 평행하도록 바디의 외부면으로 노출되며, 그 바디의 외부면에 코일의 인출부와 전기적으로 연결되는 외부전극이 배치되는 구조를 가진다. 이러한 권선형 인덕터의 경우, 소형화와 고성능화로 인하여 매우 가는 선재를 사용하여 코일을 제작한다.

이로 인하여 코일의 인출부가 노출되는 단면적이 감소하게 되며, 코일과 외부전극 간의 접촉 면적이 줄어들어 접촉 불량의 문제가 발생한다.

본 발명의 일 예에 따른 코일의 제1 및 제2 인출부는 상기 일반적인 권선형 인덕터와 상이하게도, 바디의 길이방향과 평행한 가상선(A)과 소정의 각도(θ)를 이루도록 인출됨으로써 상기 접촉 불량의 문제가 방지된다.

코일(2) 은 코일의 최내측 단부로부터 최외측 단부까지 연장되는 거리가 코일의 외측 단부의 어느 지점을 기준으로 하더라도 실질적으로 동일하고, 코일의 외측 단부가 실질적으로 원(round)의 형상을 이룰 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 코일의 최내측 단부로부터 코일의 최외측 단부까지의 연장되는 거리를 최대로 하는 가상선은 바디의 길이 방향으로 평행하여, 코일의 외측 단부가 바디의 길이 방향을 장축으로 하고, 바디의 폭 방향을 단축으로 하는 타원의 형상을 이룰 수 있다.

도2 를 참조하면, 코일의 제1 인출부(2a)는 코일의 중심으로부터 바디의 제1 면 및 제2 면까지 바디의 길이 방향과 평행하게 연장되는 가상선(A)과 소정의 각도를 이루도록 배치되므로, 바디의 제1 면으로 노출되는 제1 인출부(2a)의 단면적이 증가할 수 있다. 마찬가지로, 코일의 제2 인출부(2b)는 코일의 중심으로부터 바디의 제2 면까지 바디의 길이 방향과 평행하게 연장되는 가상선(A)과 소정의 각도를 이루도록 배치되므로, 바디의 제2 면으로 노출되는 제2 인출부(2b)의 단면적이 증가할 수 있다.

이 경우, 상기 가상선과 상기 코일의 제1 및 제2 인출부(2a,2b)간에 형성되는 예각(θ)은 0° 보다 크고 45°보다 작을 수 있다. 상기 예각(θ)이 0°보다 크므로 제1 및 제2 인출부가 바디의 길이 방향으로 수평되게 인출되는 경우와 대비하여 인출부와 외부전극 간의 보다 큰 접촉 면적을 확보할 수 있게 된다. 또한, 상기 예각(θ)이 45°보다 작으므로 제1 및 제2 인출부가 바디의 모서리부로 인출되지 않도록 할 수 있다.

또한, 도2 를 참조하면, 코일의 중심으로부터 바디의 제1 면까지의 최단 거리를 b 라고 할 때, 상기 최단 거리의 중간 지점으로서, 코일의 중심으로부터 b/2까지 연장되는 지점에는 코일의 최외측 단부가 배치되도록 할 수 있다. 이러한 구조를 통해 바디 내부에 코일이 안정적으로 실장되도록 할 수 있고, 바디 내 자성 영역이 충분히 확보될 수 있어서 인덕턴스를 개선할 수 있다.

또한, 도2 를 참조하면, 바디의 길이 방향과 수직하는 바디의 폭 방향으로 서로 마주하는 제3 면과 제4 면 간의 거리를 a 라고 하고 정의하며, 상기 바디의 길이 방향을 기준으로 바디의 제1 면으로부터 상기 코일의 최외측 단부까지의 거리를 c 라고 정의할 수 있다.

이 경우, 도2 에서는 코일의 최외측 단부가 코일의 중심으로부터 바디의 제1 면까지의 거리의 절반인 지점에 배치되므로, 상기 c 는 실질적으로 b/2 와 동일하겠지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도2 를 참조하면, 바디의 길이 방향과 나란한 가상선(A)과 코일의 제1 인출부(2a) 간의 이루는 예각(θ)은 0 < θ < tan-1 {(a/2)/c} 를 만족한다. 이러한 각도 범위를 만족하도록 함으로써, 코일의 인출부가 바디의 외부면으로 노출되는 면적을 충분히 확보할 수가 있는 것이다.

코일의 인출부가 바디의 외부면으로 노출되는 면적이 충분하지 않을 경우, 접촉에 의한 직류 저항이 상대적으로 높아지며, 집중적으로 전류가 흐르게 되어 저항열이 발생할 위험이 있으나, 본 발명의 코일의 인출부는 상기 위험을 간편하게 저감시킬 수가 있다.

또한, 종래에는 인덕터의 바디의 양 측면으로 권선형 코일을 노출하되, 그 접촉 면적을 넓혀서 직류 저항을 낮추도록 하기 위하여 Cu도금층을 외부전극의 내측면에 추가하여 코일의 인출부와 Cu 도금층이 전기적으로 연결되도록 하였으나, 이 경우에도 코일의 인출부 자체가 바디의 외부면쪽으로 노출되는 단면적이 충분하지 않을 경우, 상기 Cu 도금층과의 접촉 불량 문제는 여전히 존재한다.

그러므로, 근본적으로 코일의 인출부가 바디의 외부면으로 노출되는 면적을 충분히 확보하는 것이 절대적으로 유리하다.

상기 면적은 코일의 인출부의 단면적보다 크게 설정되는 것은 물론이다.

한편, 도3 을 참조하면, 코일의 최내측 단부로부터 코일의 최외측 단부까지의 거리를 T라고 하고, 코일의 인출부의 길이를 t라고 한다. 상기 T는 실질적으로 코일의 폭(width)을 의미하며, 상기 폭은 권취되는 다수의 도체 패턴의 직경과 상기 도체 패턴의 외부에 피복되는 다수의 절연층의 두께가 포함될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 예에 따르면, 상기 코일의 인출부의 길이 t는 코일의 최내측 단부로부터 코일의 최외측 단부까지의 거리 T 의 0.8 배 내지 2.5 배의 범위를 가지는 것이 바람직하다. 상기 코일의 인출부의 길이 t 가 상기 코일의 최내측 단부로부터 코일의 최외측 단부까지의 거리 T 의 0.8 배 보다 작은 경우에는, 바디의 외부면으로 노출되는 단면적이 불충분할 수 있고, 2.5 배 보다 큰 경우에는, 코일의 폭에 비하여 지나치게 길게 형성됨으로써, 코일이 바디 내부에 안정적으로 배치되기 위한 기계적 강도가 충분히 확보되지 않을 수 있다.

다음, 도4 를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 인덕터(100)는 추가적으로 바디의 외부면으로 노출되는 코일의 인출부의 단부 상에 배치되는 금속층(4)을 포함할 수 있다. 상기 금속층(4)은 Ni 및 Cu 중 하나 이상을 포함하는 도금층일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 인쇄법이나 스퍼터링 등의 방법에 의하여도 형성될 수 있다. 상기 금속층(4)이 배치되기 때문에 코일(2)의 제1 및 제2 인출부(2a,2b)와 제1 및 제2 외부전극(31,32) 간의 접촉 면적이 증가하여 직류 저항(Rdc)이 감소되는 등 인덕터의 전기적 특성이 개선될 수 있다. 상기 금속층(4)은 충분한 면적을 확보하고 있는 제1 및 제2 인출부와 결합되므로, 오픈(open) 불량의 문제가 근본적으로 방지될 수 있다.

본 발명의 일 예에 따른 인덕터는 코일과 전기적으로 연결되는 외부전극 간의 결합력을 개선하며, 직류 저항(Rdc) 특성을 개선하고, 코일의 인출부가 바디의 외부면에 배치되는 외부전극과 전기적으로 연결되지 못하고 발생되는 오픈(open) 불량을 저감하고, 코일로부터 발생하는 저항열로 인한 불량을 방지한다.

본 발명은 상술한 실시 형태 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.

한편, 본 개시에서 사용된 "일 예"라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일 예들은 다른 일례의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일예에서 설명된 사항이 다른 일예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일례에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.

한편, 본 개시에서 사용된 용어는 단지 일예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

100: 인덕터
1: 바디
2: 코일
2a, 2b: 코일의 제1 및 제2 인출부
31, 32: 제1 및 제2 외부전극
4: 금속층

Claims (7)

1. 바디;
   상기 바디의 내부에 배치되며, 적어도 하나의 인출부를 포함하는 코일; 및
   상기 바디의 길이방향으로 서로 마주하는 제1 면 및 제2 면에 각각 배치되며, 상기 코일의 인출부와 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 외부전극; 을 포함하며,
   상기 코일의 중심으로부터 바디의 길이 방향과 평행하게 연장되는 가상선(A)과 상기 코일의 인출부 간에 형성되는 예각(θ)은 0°보다 크고 45°보다 작은,
   인덕터.
   
2. 제1항에 있어서,
   코일의 중심으로부터 상기 바디의 제1 면까지의 최단 거리는 b 이고,
   상기 최단 거리의 중간 지점으로서, 코일의 중심으로부터 b/2 까지 연장되는 지점에는 상기 코일의 최외측 단부가 배치되는,
   인덕터.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 바디의 길이 방향과 수직하는 바디의 폭 방향으로 서로 마주하는 제3 면과 제4 면 간의 거리는 a 이며,
   상기 바디의 길이방향을 기준으로 상기 바디의 제1 면으로부터 상기 코일의 최외측 단부까지의 거리는 c 이고,
   상기 예각(θ)은 0 < θ < tan^-1 {(a/2)/c} 를 만족하는,
   인덕터.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 인출부와 상기 외부전극 간의 접촉 면적은 상기 인출부의 단면적보다 큰,
   인덕터.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 코일의 최내측 단부로부터 상기 코일의 최외측 단부까지 연장되는 거리의 최소값이 T 이고, 상기 코일의 인출부의 길이는 t 이며, 0.8 < t/T < 2.5 를 만족하는,
   인덕터.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 바디의 외부면으로 노출되는 코일의 인출부 상에는 Ni 및 Cu 중 하나 이상을 포함하는 금속층이 추가로 배치되는,
   인덕터.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 금속층은 바디의 외부면으로 노출되는 코일의 인출부의 단면적보다 더 큰 단면적을 가지도록 배치되는,
   인덕터.
   
   
   
   

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