(57)【要約】  本発明の一実施例によるインダクターは、トロイダル形状を有し、フェライトを含む第１磁性体と、第１磁性体の外周面又は内周面に配置される第２磁性体と、を含み、第２磁性体は第１磁性体の円周方向に沿って巻かれている複数層の金属リボン及び樹脂物質を含み、樹脂物質は、複数層の金属リボンの外表面を覆うように配置された第１樹脂物質と、複数層の層間空間のうち少なくとも一部に配置された第２樹脂物質とを含む。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダル形状を有し、フェライトを含む第１磁性体と、
前記第１磁性体の外周面又は内周面に配置される第２磁性体と、
を含み、
前記第２磁性体は、前記第１磁性体の円周方向に沿って巻かれている複数層の金属リボン及び樹脂物質を含み、
前記樹脂物質は、
前記複数層の金属リボンの外表面を覆うように配置された第１樹脂物質と、
前記複数層の層間空間のうち少なくとも一部に配置された第２樹脂物質とを含む、インダクター。
【請求項２】
前記第１磁性体はＭｎ−Ｚｎ系フェライトを含み、前記第２磁性体はＦｅ−Ｓｉ系金属リボンを含み、
前記第２樹脂物質は、前記第２磁性体の全体高さに対して下面から上面への方向に０％〜５％の領域及び９５％〜１００％の領域に配置されている、請求項１に記載のインダクター。
【請求項３】
前記第１磁性体の直径方向の厚さは、前記第２磁性体の直径方向の厚さよりも厚く、
前記第２磁性体の直径方向の厚さは、前記第１樹脂物質の直径方向の厚さよりも厚い、請求項１に記載のインダクター。
【請求項４】
前記第１樹脂物質の厚さは、２０μｍ〜３０μｍである、請求項３に記載のインダクター。
【請求項５】
前記第１樹脂物質層高さは、前記第２磁性体の高さよりも高い、請求項３に記載のインダクター。
【請求項６】
前記第２樹脂物質は、前記複数層の層間空間に対して１５％〜３０％配置されている、請求項１に記載のインダクター。
【請求項７】
前記第２樹脂物質は、前記複数層の層間空間に対して２０％〜２５％配置されている、請求項６に記載のインダクター。
【請求項８】
インダクターと、
キャパシタと、
を含み、
前記インダクターは、
トロイダル形状を有し、フェライトを含む第１磁性体と、
前記第１磁性体の外周面又は内周面に配置される第２磁性体と、を含み、
前記第２磁性体は、前記第１磁性体の円周方向に沿って巻かれている複数層の金属リボン及び樹脂物質を含み、
前記樹脂物質は、
前記複数層の金属リボンの外表面を覆うように配置された第１樹脂物質と、
前記複数層の層間空間のうち少なくとも一部に配置された第２樹脂物質と、を含む、ＥＭＩフィルター。
【請求項９】
前記第１磁性体はＭｎ−Ｚｎ系フェライトを含み、前記第２磁性体はＦｅ−Ｓｉ系金属リボンを含み
前記第２樹脂物質は、前記第２磁性体の全体高さに対して下面から上面への方向に０％〜５％の領域及び９５％〜１００％の領域に配置されている、請求項８に記載のＥＭＩフィルター。
【請求項１０】
前記第２樹脂物質の一部は、前記複数層の層間空間に対して１５％〜３０％配置されている、請求項９に記載のインダクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性コア、インダクター及びこれを含むＥＭＩフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
インダクターは印刷回路基板上に適用される電子部品の一つであり、電磁気的特性によって共振回路、フィルター回路、パワー回路などに適用され得る。
【０００３】
一方、パワーボード内に適用されるＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）フィルターは、回路動作に必要な信号は通過させ、雑音は除去する役割を担う。
【０００４】
図１は、ＥＭＩフィルターが適用された一般のパワーボードが電源と負荷に連結されているブロック図である。
【０００５】
図１に示すＥＭＩフィルターのパワーボードから伝達される雑音の種類は、大きく、パワーボードから放射される３０ＭＨｚ〜１ＧＨｚの放射性雑音と、電源ラインを通じて伝導される１５０ｋＨｚ〜３０ＭＨｚの伝導性雑音とに区分できる。
【０００６】
伝導性雑音の伝達方式は、差動モード（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｍｏｄｅ）と共通モード（ｃｏｍｍｏｎ  ｍｏｄｅ）とに区分できる。このうち、共通モード雑音は、少ない量であっても、大きいループを描きながら戻ってくるため、遠く離れている電子機器にも影響を及ぼすことがある。このような共通モード雑音は配線系のインピーダンス不平衡によって発生することもあり、高周波環境であるほど著しくなる。
【０００７】
共通モード雑音を除去するために、図１に示すＥＭＩフィルターに適用されるインダクターは、一般に、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト（Ｆｅｒｒｉｔｅ）素材を含むトロイダル（ｔｏｒｏｉｄａｌ）状の磁性コアを使用する。Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトは１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚで透磁率が高いので、共通モード雑音を効果的に除去することができる。
【０００８】
図２は、一般のインダクター１００を示す斜視図である。
【０００９】
図２を参照すると、インダクター１００は、磁性コア１１０、及び磁性コア１１０上に巻線されたコイル１２０を含むことができる。
【００１０】
磁性コア１１０はトロイダル（ｔｏｒｏｉｄａｌ）形状であり得、コイル１２０は、磁性コア１１０上に巻線された第１コイル１２２、及び第１コイル１２２に対向して巻線された第２コイル１２４を含むことができる。第１コイル１２２及び第２コイル１２４はそれぞれ、トロイダル状の磁性コア１１０の上面Ｓ１、側面Ｓ２及び下面Ｓ３に巻線され得る。
【００１１】
磁性コア１１０は、コイル１２０と絶縁するためのボビン（図示せず）をさらに含むことができ、コイル１２０は、表面が絶縁素材で被覆された導線からなり得る。
【００１２】
図３は、図２に示す磁性コアがボビンをさらに含む場合の分解斜視図であり、図４は、図３に示す磁性コアの工程斜視図である。
【００１３】
図３を参照すると、磁性コア１１０はボビン１３０に収容され得る。ボビン１３０は、上部ボビン１３２及び下部ボビン１３４を含むことができる。
【００１４】
次に、図４の（ａ）を参照すると、図３のように上部ボビン１３２、磁性コア１１０及び下部ボビン１３２が備えられた状態で下部ボビン１３２の底面に磁性コア１１０が配置され得る。その後、図４の（ｂ）に示すように、図４の（ａ）に示した結果物に上部ボビン１３１が結合され得る。このとき、各構成要素は接着物質で互いに接着され得る。
【００１５】
上述したインダクターの性能改善のために、磁性コア１１０を異種物質で構成するなどの様々な努力が行われてきた。一例として、前述したようなＭｎ−Ｚｎ系フェライト（Ｆｅｒｒｉｔｅ）素材を含むトロイダル（ｔｏｒｏｉｄａｌ）状の磁性コアの表面の少なくとも一部にＦｅ−Ｓｉ系の金属リボンが配置され得る。ところが、金属リボンは高い磁性特性（すなわち、高い透磁率）を得るために高温（例えば、５００℃〜６００℃）の熱処理を伴うのが一般的である。しかしながら、高温の熱処理を経た金属リボンは、磁性特性は向上するが、強度が弱くなりすぎるため、小さい衝撃にも砕けやすい（Ｂｒｉｔｔｌｅ）状態となり、製作工程において運送及び取扱が非常に難しく、結果として作業性の低下及び完成品の収率低下につながる問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明が遂げようとする技術的課題は、磁性特性及び強度に優れた磁性コア部品とそれを含むインダクター及びＥＭＩフィルターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
一実施例によるインダクターは、トロイダル形状を有し、フェライトを含む第１磁性体と、第１磁性体の外周面又は内周面に配置される第２磁性体と、を含み、第２磁性体は、第１磁性体の円周方向に沿って巻かれている複数層の金属リボン及び樹脂物質を含み、樹脂物質は、複数層の金属リボンの外表面を覆うように配置された第１樹脂物質と、複数層の層間空間のうち少なくとも一部に配置された第２樹脂物質とを含む。
【００１８】
例えば、第１磁性体はＭｎ−Ｚｎ系フェライトを含み、第２磁性体はＦｅ−Ｓｉ系金属リボンを含み、第２樹脂物質は、第２磁性体の全体高さに対して下面から上面への方向に０％〜５％の領域及び９５％〜１００％の領域に配置され得る。
【００１９】
例えば、第１磁性体の直径方向の厚さは第２磁性体の直径方向の厚さよりも厚く、第２磁性体の直径方向の厚さは第１樹脂物質の直径方向の厚さよりも厚くてよい。
【００２０】
例えば、第１樹脂物質の厚さは２０μｍ〜３０μｍであり得る。
【００２１】
例えば、第１樹脂物質層の高さは第２磁性体の高さよりも高くてよい。
【００２２】
例えば、第２樹脂物質は、複数層の層間空間に対して１５％〜３０％配置され得る。
【００２３】
例えば、第２樹脂物質は、複数層の層間空間に対して２０％〜２５％配置され得る。
【００２４】
実施例によるＥＭＩフィルターは、インダクター及びキャパシターを含み、インダクターはトロイダル形状を有し、フェライトを含む第１磁性体と、第１磁性体の外周面又は内周面に配置される第２磁性体と、を含み、第２磁性体は、第１磁性体の円周方向に沿って巻かれている複数層の金属リボン及び樹脂物質を含むことができる。ここで、樹脂物質は、複数層の金属リボンの外表面を覆うように配置された第１樹脂物質と、複数層の層間空間のうち少なくとも一部に配置された第２樹脂物質とを含むことができる。
【００２５】
例えば、第１磁性体はＭｎ−Ｚｎ系フェライトを含み、第２磁性体はＦｅ−Ｓｉ系金属リボンを含み、第２樹脂物質は、第２磁性体の全体高さに対して下面から上面への方向に０％〜５％の範囲及び９５％〜１００％の範囲に配置され得る。
【００２６】
例えば、第２樹脂物質の一部は、複数層の層間空間に対して１５％〜３０％配置され得る。
【発明の効果】
【００２７】
実施例によるインダクター及びそれを含むＥＭＩフィルターは、巻き取られた複数層の金属リボン状の磁性コアが樹脂物質でコーティングされるので、強度が向上しながらも優れた磁性特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ＥＭＩフィルターが適用された一般のパワーボードが電源と負荷に連結されたブロック図である。
【図２】一般のインダクターを示す斜視図である。
【図３】図２に示した磁性コアがボビンをさらに含む場合を示す分解斜視図である。
【図４】図３に示した磁性コアの工程斜視図である。
【図５】本発明の一実施例による磁性コアの斜視図及び断面図である。
【図６】図５の磁性コアの工程図である。
【図７】本発明のさらに他の実施例による磁性コアの斜視図及び断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例による磁性コアの斜視図及び断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例による磁性コアの斜視図及び断面図である。
【図１０】フェライト素材及び金属リボン素材の透磁率及びインダクタンスを示すグラフである。
【図１１】実施例によるエポキシコーティング液の希釈比率による層間空間のエポキシ比率を示す断面イメージである。
【図１２】図１２は、実施例によるサンプル測定領域を説明するための図である。
【図１３】図１３は、図１２の各領域における測定結果である。
【図１４】実施例によるインダクターを含むＥＭＩフィルターの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は様々な変更を加えることができ、様々な実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示して説明するものとする。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物或いは代替物を含むものとして理解されるべきである。
【００３０】
第２、第１などのように序数を含む用語は、様々な構成要素を説明するために用いることができるが、これらの用語によって前記構成要素が限定されるわけではない。これらの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ用いられる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく第２構成要素は第１構成要素と命名されてもよく、同様に第１構成要素も第２構成要素と命名されてもよい。及び／又はという用語は、複数の関連した記載項目の組合せ又は複数の関連した記載項目のいずれかを含む。
【００３１】
一つの構成要素が他の構成要素に“連結され”ているか“接続され”ていると言及されたときには、他の構成要素に直接連結されていたり又は直接接続されていてもよいが、中間にさらに他の構成要素が存在してもよいと理解されるべきであろう。一方、一つの構成要素が他の構成要素に“直接連結され”ているか“直接接続され”ていると言及されたときには、中間にさらに他の構成要素が存在しないと理解されるべきであろう。
【００３２】
実施例の説明において、各層（膜）、領域、パターン又は構造が基板、各層（膜）、領域、パッド又はパターンの“上／上部（ｏｎ）”に又は“下／下部（ｕｎｄｅｒ）”に形成されるという記載は、直接に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）又は他の層を介在して形成される、いずれの場合をも含む。各層の上／上部又は下／下部に対する基準は、図面を基準に説明する。また、図面において各層（膜）、領域、パターン又は構造物の厚さや大きさは、説明の明確性及び便宜のために変形され得るので、実際の大きさを全的に反映するものではない。
【００３３】
本出願で使用した用語は単に特定の実施例を説明するために用いられたもので、本発明を限定しようとする意図のものではない。単数の表現は、文脈上で明白に言及しない限り、複数の表現も含む。本出願において、“含む”又は“有する”などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするもので、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加の可能性を前もって排除しないものではないと理解されるべきである。
【００３４】
特に定義されない限り、技術的又は科学的な用語を含めてここに使われる全ての用語は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使われる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上における意味と一致する意味を有するものと解釈されなければならず、本出願で明白に定義しない限り、理想的な又は過度に形式的な意味で解釈されない。
【００３５】
以下、添付の図面を参照して実施例を詳細に説明するが、図面中、同一であるか或いは対応する構成要素には同一の参照番号を付与し、それに対する重複説明は省略するものとする。
【００３６】
本発明の一実施例によれば、磁性コアは、互いに異なる物質で構成された第１磁性体と第２磁性体を含むことができる。ここで、第２磁性体は第１磁性体の少なくとも一部の表面に配置されてよく、巻き取られた複数層の金属リボンを含むことができる。本実施例による第２磁性体は、巻き取られた複数層の金属リボンの熱処理後の強度弱化の問題を解消するために樹脂物質を含むことができる。樹脂物質は、巻き取られた複数層の金属リボンの外表面を覆う樹脂物質と、複数層の層間空間の少なくとも一部に配置された樹脂物質を含むことができる。ここで、層間空間とは、金属リボンが巻き取られることによって遠心方向に互いに隣接する２つのリボン層において、相対的に遠心から近い層の外周面と相対的に遠心から遠い層の内周面との間に形成された空間を意味できる。樹脂物質の形成方法と特性の詳細は後述するものとし、まず、図５〜図８を参照して本発明の実施例による異種の磁性体が磁性コアを構成する様々な形態を説明する。説明の便宜のために、図５〜図７で樹脂物質の図示は省略されている。
【００３７】
図５は、本発明の一実施例による磁性コアの斜視図及び断面図であり、図６は、図５の磁性コアの工程図であり、図７〜図９は、本発明の他の実施例による磁性コアの斜視図及び断面図である。
【００３８】
図５を参照すると、磁性コア８００は、第１磁性体８１０及び第２磁性体８２０を含み、第１磁性体８１０及び第２磁性体８２０は異種であり、第２磁性体８２０は第１磁性体８１０の少なくとも一部の表面に配置され得る。このとき、第２磁性体８２０は第１磁性体８１０に比べて高い飽和磁束密度を有し得る。
【００３９】
ここで、第１磁性体８１０はフェライトを含み、第２磁性体８２０は金属リボンを含むことができる。ここで、フェライトの透磁率（μ）は２，０００〜１５，０００であり得、金属リボンの透磁率（μ）は１００，０００〜１５０，０００であり得る。例えば、フェライトはＭｎ−Ｚｎ系フェライトであり得、金属リボンはＦｅ系ナノ結晶質金属リボンであり得る。Ｆｅ系ナノ結晶質金属リボンは、Ｆｅ及びＳｉを含むナノ結晶質金属リボンであり得る。金属リボンの厚さは１５μｍ〜２０μｍであり得るが、必ずしもこれに限定されない。
【００４０】
このとき、第１磁性体８１０及び第２磁性体８２０はそれぞれトロイダル状であり、第２磁性体８２０は、第１磁性体８１０の外周面Ｓ２に配置される第２外側磁性体８２２、及び第１磁性体８１０の内周面Ｓ４に配置される第２内側磁性体８２４を含むことができる。
【００４１】
このとき、第２外側磁性体８２２及び第２内側磁性体８２４の厚さはそれぞれ第１磁性体８１０の厚さよりも薄い。第２外側磁性体８２２の厚さと第１磁性体８１０の厚さ間の比率及び第２内側磁性体８２４の厚さと第１磁性体８１０の厚さ間の比率の少なくとも一つを調節すれば、磁性コア８００の透磁率を調節することができる。
【００４２】
このような磁性コアを製作するために、図６に示すように、２つの第２磁性体８２２，８２４をそれぞれ用意する。各第２磁性体８２２，８２４は複数層に巻き取られた金属リボンに樹脂物質が形成されたものであり得る。用意した第２磁性体８２２，８２４のうち、トロイダル状の第１磁性体８１０の内周面Ｓ４に対応する第２内側磁性体８２４は、第１磁性体８１０の中空に挿入され、第１磁性体８１０も外周面Ｓ２に対応する第２外側磁性体８２２の中空に挿入され得る。勿論、各第２磁性体の第１磁性体８１０への相対的な結合順序は変更されても構わない。
【００４３】
このとき、第１磁性体８１０の外周面Ｓ２と第２外側磁性体８２２、及び第１磁性体８１０の内周面Ｓ４と第２内側磁性体８２４は、接着剤によって接着され得る。このとき、接着剤は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂及びニスのうち少なくとも一つを含む接着剤であり得る。このように、接着剤を用いて異種の磁性体を接合させると、物理的な振動時にも性能低下が発生しなくなる。
【００４４】
ここで、第２磁性体８２２，８２４のそれぞれは、図５に示すように、複数回ワインディングされて複数層に積層された金属リボンを含むことができる。積層された金属リボンの層数によって第２磁性体８２２，８２４の厚さ及び透磁率が変わり、これによって磁性コア８００の透磁率が変わり、磁性コア８００が適用されたＥＭＩフィルターのノイズ除去性能が変わり得る。
【００４５】
すなわち、第２磁性体８２２，８２４の厚さが大きいほどノイズ除去性能が高くなり得る。このような原理を用いて、コイルが巻線される領域に配置される第２磁性体８２２，８２４の厚さが、コイルが巻線されない領域に配置される第２磁性体８２２，８２４の厚さよりも厚くなるように、積層された金属リボンの層数を調節することができる。
【００４６】
金属リボンの層数はワインディング回数、ワインディング開始地点及びワインディング終了地点によって調節され得る。図５の（ａ）に示すように、第１磁性体８１０の外周面Ｓ２に配置された第２外側磁性体８２２を基準にワインディングの開始点と終了地点の関係を説明すると、次の通りである。勿論、第２外側磁性体８２２は、第１磁性体８１０と結合される前にワインディングの他に樹脂物質（図示せず）の形成も完了した状態であることは前述した通りであるが、説明の便宜のために、第１磁性体８１０の外周面の一地点を基準にワインディングが始まると仮定する。
【００４７】
金属リボンである第２外側磁性体８２２をワインディングする場合、ワインディング開始地点から１回ワインディングする場合、第２外側磁性体８２２は１層の金属リボンを含むことができ、ワインディング開始地点から２回ワインディングする場合、第２外側磁性体８２２は２層の金属リボンを含むことができる。一方、ワインディング開始地点とワインディング終了地点が互いに異なる場合、例えばワインディング開始地点から１．５回ワインディングする場合、第２外側磁性体８２２は、１層に金属リボンが積層された領域と２層に金属リボンが積層された領域を含むことになる。あるいは、ワインディング開始地点から２．５回ワインディングする場合、第２外側磁性体８２２は、２層に金属リボンが積層された領域と３層に金属リボンが積層された領域を含むことになる。この場合、積層された層数がより多い領域にコイルを配置すれば、本発明の実施例による磁性コア８００が適用されたＥＭＩフィルターのノイズ除去性能をより高めることができる。
【００４８】
例えば、磁性コア８００がトロイダル状であり、磁性コア８００上に第１コイル１２２及び第２コイル１２４が互いに対称に巻線される場合、第１磁性体８１０の外周面に配置される第２外側磁性体８２２の積層された層数が多い領域に第１コイル１２２を配置し、第１磁性体８１０の内周面に配置される第２内側磁性体８２４の積層された層数が多い領域に第２コイル１２４を配置することができる。これによって、第１コイル１２２及び第２コイル１２４はいずれも、第２磁性体８２２，８２４において積層された層数が多い領域に配置され、積層された層数が少ない領域には第１コイル１２２及び第２コイル１２４が配置されないので、高いノイズ除去性能を得ることができる。
【００４９】
第２外側磁性体８２２及び第２内側磁性体８２４が同一の素材及び厚さを有するとしているが、これに制限されるものではない。第２外側磁性体８２２及び第２内側磁性体８２４は互いに異なる素材又は互いに異なる透磁率を有してもよく、互いに異なる厚さを有してもよい。これによって、磁性コア８００の透磁率は様々な範囲を有することができる。
【００５０】
一方、図７に示すように、第１磁性体８１０の高さｈ１が第２磁性体８２０の高さｈ２より高くてもよい。このために、第２磁性体８２０の製造工程で、第１磁性体８１０の高さｈ１よりも幅の短い金属リボンを巻き取ればいい。これによれば、第２外側磁性体８２２は第１磁性体８１０の上面Ｓ１と外周面Ｓ２間の境界及び第１磁性体８１０の下面Ｓ３と外周面Ｓ２間の境界に配置されなく、第２内側磁性体８２４は第１磁性体８１０の上面Ｓ１と内周面Ｓ４間の境界及び第１磁性体８１０の下面Ｓ３と内周面Ｓ４間の境界に配置されなくてすむ。これによって、第１磁性体８１０の上面Ｓ１と外周面Ｓ２間の境界、第１磁性体８１０の下面Ｓ３と外周面Ｓ２間の境界、第１磁性体８１０の上面Ｓ１と内周面Ｓ４間の境界、及び第１磁性体８１０の下面Ｓ３と内周面Ｓ４間の境界などで第２外側磁性体８２２のクラックを防止することができる。
【００５１】
或いは、図８に示すように、第２磁性体８２０が第１磁性体８１０の外周面Ｓ２にのみ配置されてもよく、図９に示すように、第２磁性体８２０が第１磁性体８１０の内周面Ｓ４にのみ配置されてもよい。
【００５２】
このように、磁性コア８００が透磁率の異なる異種の磁性体を含めば、広範囲な周波数帯域のノイズ除去が可能である。特に、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトのみからなるトロイダル状の磁性コアに比べて、表面に磁束が集まる現象が防止されるので、高周波ノイズ除去効果が大きく、内部飽和度が低くなるので、高電力製品への適用が可能である。また、第１磁性体８１０及び第２磁性体８２０の透磁率、体積比などを調節すれば、磁性コア８００の性能調節が可能である。
【００５３】
一方、図１０を参照すると、周波数別透磁率が異なるフェライト素材と金属リボン素材を全て含む磁性コアは、所定の周波数領域でインダクタンスが高く現れ、これによって高いノイズ除去性能が得られることが分かる。
【００５４】
以上、実施例による第１磁性体と第２磁性体の相互配置関係について説明した。以下では、本発明の一実施例による第２磁性体の樹脂物質についてより詳細に説明する。
【００５５】
一実施例によれば、樹脂物質は、複数の層に巻き取られた金属リボンを熱処理し、熱処理結果物をコーティング液に含浸（ｄｉｐｐｉｎｇ）後に乾燥させる方法で形成され得る。実施例によって、乾燥過程は、６０°〜１５０°の環境で熱乾燥過程を含むことができる。
【００５６】
図８の（ｃ）に示すように、第２磁性体８２０において樹脂物質Ｒは、巻き取られた金属リボンＭＲの外表面（上面、下面、内周面、外周面）に配置され、巻き取られた金属リボン同士間（図示せず）にも配置され得る。
【００５７】
一実施例によれば、コーティング液は、エポキシ樹脂と希釈剤が所定の比率に混合された混合液であり得る。希釈剤はエポキシ樹脂を溶解させ得るものであれば、特定成分に限定されない。次の表１〜表４に、エポキシ樹脂と希釈剤との比率を異ならせてインダクタンス減少率を測定した結果の一例を示す。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
【表２】
2021509224.tif 000004
【００６０】
【表３】
2021509224.tif 000005
【００６１】
【表４】
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【００６２】
表１〜表４を参照すると、エポシ樹脂の比率が高いほどインダクタンス減少率が高く、希釈剤の比率が高いほどインダクタンス減少率が少ないことが分かる。具体的に、エポキシ樹脂と希釈剤の比率が５：５の場合、３０％に近いインダクタンス減少率を示し、エポキシ樹脂と希釈剤の比率が３：７の場合、約１５％に近いインダクタンス減少率を示した。ただし、エポキシ樹脂と希釈剤の比率が２：８の場合と１：９の場合のインダクタンス減少率はそれぞれ５．７２％と４．７％であり、その差は大きくないが、比較的良好なインダクタンス減少率を示した。
【００６３】
次に、表５を参照して各希釈剤別強度を比較する。
【００６４】
【表５】
2021509224.tif 000007
【００６５】
表５は、１５層（ｔｕｒｎ）に巻き取られた金属リボンを熱処理後に、外周面の一地点を直径方向に加圧する時に破損が発生する外力をｇ単位で示したものである。表５を参照すると、コーティング液に含浸する前の金属リボンは、約７０ｇの外力が加えられる時に破損するが、エポキシ樹脂と希釈液の比率によって約３倍から１０倍以上の強度向上があることが分かる。
【００６６】
このような希釈比率別の強度向上の相異は、コーティング液（すなわち、含浸液）の希釈比率によるエポキシ樹脂の粘性差によって、含浸後に金属リボンを取り上げる際に金属リボンの外周に相対的に多量のエポキシが残る理由もあるが、含浸液中で巻き取られた金属リボンの複数層の層間空間に侵入したエポキシ樹脂の量も増加することに起因する。また、巻き取られた金属リボンの複数層の層間空間において乾燥過程でエポキシ樹脂の体積が膨脹して金属リボンに微細クラックが増加し、インダクタンス減少効果が発生することがある。これを、図１１〜図１３を参照して説明する。図示してはいないが、図１１〜図１３において、巻き取られたリボンの層間空間において樹脂物質が配置される位置は、第２磁性体８２０の全体高さを下面から上面までと定義するとき、下面から上面への方向に全体高さの０％〜５％の領域及び９５％〜１００％の領域に配置され得る。好ましくは、下面から上面への方向に全体高さの０％〜１５％及び８５％〜１００％の領域に配置され得る。より好ましくは、下面から上面への方向に全体高さの０％〜３０％及び７０％〜１００％の領域に配置され得る。下面から上面への方向に全体高さの３１％〜６９％の領域に配置される場合、強度向上及びインダクタンス減少率はわずかであり得る。
【００６７】
図１１は、実施例によるエポキシコーティング液の希釈比率による層間空間のエポキシ比率を示す断面イメージである。図１１では、１５層（ｔｕｒｎ）に巻き取られた金属リボンを、希釈比率を個別にしたエポキシコーティング液に含浸した第２磁性体を円周方向に切断した後、断面を拡大したイメージである。また、図１１で各イメージはいずれも下端が遠心方向であり、各希釈比率別に上段イメージは１５層の金属リボンが全て示されたイメージであり、下段イメージは、５層の金属リボンだけが見られるようにさらに拡大したイメージであり、各下段イメージ中の円は、エポキシ樹脂が位置している領域を意味する。
【００６８】
図１１を参照すると、エポキシと希釈剤の比率が１：９の場合、遠心方向に隣接したリボン層間の空間、すなわち、層間空間全体に対して約１０％の割合でエポキシ樹脂が位置し、エポキシと希釈剤の比率が２：８の場合、約２５％の割合でエポキシ樹脂が位置する。また、エポキシと希釈剤の比率が３：７の場合、層間空間全体に対して約３０％の割合でエポキシ樹脂が位置し、エポキシと希釈剤の比率が５：５の場合、約５０％の割合でエポキシ樹脂が位置する。
【００６９】
図１１に見られるように、層間空間にエポキシ樹脂が占める比率によって強度が変わることが分かる。
【００７０】
以下では、表１〜表４のインダクタンス減少量と、表５の強度向上を総合的に比較する。
【００７１】
エポキシと希釈液の比率が５：５の場合、強度は最も高くなるが、インダクタンス減少率が高すぎ、また、エポキシと希釈液の比率が１：９の場合、インダクタンス減少率が最も低いが、強度の向上幅が低かった。
【００７２】
また、エポキシと希釈液の比率がそれぞれ２：８の場合と１：９の場合、インダクタンス減少率の面では類似の優秀性を示し、強度向上の面では、エポキシと希釈液の比率がそれぞれ２：８及び３：７の場合に、類似の優秀性を示した。
【００７３】
要するに、エポキシと希釈液の比率が２：８である場合、インダクタンス減少率は１：９である場合と類似な程度の優秀性を示し、強度は３：７の場合と類似な程度の優秀性を示したところ、最も好ましい比率であるといえる。
【００７４】
したがって、以下では、エポキシと希釈液の比率が２：８の場合、層間空間のエポキシ比率を、図１２及び図１３を参照してより具体的に説明する。
【００７５】
図１２は、実施例によるサンプル測定領域を説明するための図であり、図１３は、図１２の各領域における測定結果である。
【００７６】
図１２には、実施例による２：８の希釈比を有するコーティング液に含浸された後に乾燥した第２磁性体８２０の平面図を示す。層間空間のエポキシ比率を測定するために、１つの第２磁性体８２０がＡｒｅａ＿１〜Ａｒｅａ＿４の４つの領域に分割され、それぞれの円周方向に切断された断面映像が撮影される。したがって、１つの第２磁性体サンプルに対して層間空間のエポキシ比率が４回測定され、５個のサンプルを用いて総２０回の測定が行われた。
【００７７】
図１３には、このような測定過程で撮影された一部サンプルのイメージを示す。図１３は、１５層（ｔｕｒｎ）に巻き取られた金属リボンを、２：８の希釈比率を有するエポキシコーティング液に含浸した第２磁性体を円周方向に切断した後、断面を拡大したイメージを示している。また、図１３で、各イメージはいずれも下端が遠心方向であり、各上段イメージは下段のイメージが断面のどの部分に該当するかを示し、下段イメージは５層の金属リボンだけが見られるようにさらに拡大したイメージであり、各下段イメージ中の円は、エポキシ樹脂が位置している領域を意味する。
【００７８】
図１３の（ａ）では、層間空間にエポキシ樹脂が１５％の比率を占め、図１３の（ｂ）では２０％、図１３の（ｃ）では２５％、図１３の（ｄ）では３０％の比率をそれぞれエポキシが占めることを示している。
【００７９】
要するに、希釈比が２：８の場合、層間空間のエポキシ比率は１５％〜３０％であるが、これは最大値と最小値を含む範囲であり、２０回の測定結果は下表６の通りである。
【００８０】
【表６】
2021509224.tif 000008
【００８１】
表６を参照すると、総２０回の実験において、１５％の場合が２回、２０％の場合が４回、２５％の場合が７回、３０％の場合が３回とそれぞれ現れた。したがって、希釈比が２：８である場合、層間空間のエポキシ比率は１５％〜３０％、好ましくは２０％〜２５％、より好ましくは２３％〜２５％であり得る。また、図示してはいないが、第２磁性体の外側コーティング層の厚さは１０μｍ〜４０μｍであり得、好ましくは２０μｍ〜３０μｍであり得る。厚さが１０μｍよりも小さい場合、強度が低くなって金属リボンが破損することがあり、４０μｍよりも大きい場合、インダクタンス減少率が大きくなって性能が減少することがある。
【００８２】
一方、前述した実施例によるインダクターは、ラインフィルターに含まれ得る。例えば、ラインフィルターは交流／直流変換機（ＡＣ−ｔｏ−ＤＣ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）に適用される雑音低減用ラインフィルターであり得る。図１４は、実施例によるインダクターを含むＥＭＩフィルターの一例である。
【００８３】
図１４を参照すると、ＥＭＩフィルター２０００は、複数のＸ−キャパシタＣｘ、複数のＹ−キャパシタＣｙ及びインダクターＬを含むことができる。
【００８４】
Ｘ−キャパシタＣｘは、ライブラインＬＩＶＥの第１端子Ｐ１とニュートラルラインＮＥＵＴＲＡＬの第３端子Ｐ３との間、及びライブラインＬＩＶＥの第２端子Ｐ２とニュートラルラインＮＥＵＴＲＡＬの第４端子Ｐ４との間にそれぞれ配置される。
【００８５】
複数のＹ−キャパシタＣｙは、ライブラインＬＩＶＥの第２端子Ｐ２とニュートラルラインＮＥＵＴＲＡＬの第４端子Ｐ４との間に直列に配置され得る。
【００８６】
インダクターＬは、ライブラインＬＩＶＥの第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２との間、及びニュートラルラインＮＥＵＴＲＡＬの第３端子Ｐ３と第４端子Ｐ４との間に配置され得る。ここで、インダクターＬは、前述した実施例によるインダクター１００であり得る。
【００８７】
ＥＭＩフィルター２０００は共通モード雑音が流入する時、一次側インダクタンス（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）とＹ−キャパシタＣｙの合成インピーダンス特性によって共通モード雑音を除去する。ここで、ライブラインＬＩＶＥの一次側インダクタンスは、第３及び第４端子Ｐ３，Ｐ４をオープン（Ｏｐｅｎ）させた状態で第１及び第２端子Ｐ１，Ｐ２間のインダクタンスを測定して得ることができ、ニュートラルラインＮＥＵＴＲＡＬの一次側インダクタンスは、第１及び第２端子Ｐ１，Ｐ２をオープン（Ｏｐｅｎ）させた状態で第３及び第４端子Ｐ３，Ｐ４間のインダクタンスを測定して得ることができる。
【００８８】
ＥＭＩフィルター２０００は、差動モード雑音が流入する時、漏れインダクタンス（ｌｅａｋａｇｅ  Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）とＸ−キャパシタＣｘの合成インピーダンス特性によって差動モード雑音を除去する。ここで、ライブラインＬＩＶＥの漏れインダクタンスは、第３及び第４端子Ｐ３，Ｐ４を短絡（ｓｈｏｒｔ）させた状態で第１及び第２端子Ｐ１，Ｐ２間のインダクタンスを測定して得ることができ、ニュートラルラインＮＥＵＴＲＡＬの漏れインダクタンスは、第１及び第２端子Ｐ１，Ｐ２を短絡させた状態で第３及び第４端子Ｐ３，Ｐ４間のインダクタンスを測定して得ることができる。
【００８９】
実施例によるＥＭＩフィルター２０００のインダクターが前述した実施例によるインダクターに該当する。
【００９０】
前述した実施例のそれぞれに対する説明は、互いに内容が相反しない限り、他の実施例に対しても適用可能である。
【００９１】
以上、実施例を中心に説明したが、これは単なる例示で、本発明を限定するものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で以上に例示されていない様々な変形と応用が可能であることが理解できよう。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形して実施できるものである。そして、このような変形及び応用に関係する差異点は、添付する特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されるべきであろう。
【図１】
2021509224.tif 000009
【図２】
2021509224.tif 000010
【図３】
2021509224.tif 000011
【図４】
2021509224.tif 000012
【図５】
2021509224.tif 000013
【図６】
2021509224.tif 000014
【図７】
2021509224.tif 000015
【図８】
2021509224.tif 000016
【図９】
2021509224.tif 000017
【図１０】
2021509224.tif 000018
【図１１】
2021509224.tif 000019
【図１２】
2021509224.tif 000020
【図１３】
2021509224.tif 000021
【図１４】
2021509224.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月30日(2020.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダル形状を有し、フェライトを含む第１磁性体と、
前記第１磁性体の外周面又は内周面に配置される第２磁性体と、
を含み、
前記第２磁性体は、前記第１磁性体の円周方向に沿って巻かれている複数層の金属リボン及び樹脂物質を含み、
前記樹脂物質は、
前記複数層の金属リボンの外表面を覆うように配置された第１樹脂物質と、
前記複数層の層間空間のうち少なくとも一部に配置された第２樹脂物質とを含む、インダクター。
【請求項２】
前記第１磁性体はＭｎ−Ｚｎ系フェライトを含み、前記第２磁性体はＦｅ−Ｓｉ系金属リボンを含み、
前記第２樹脂物質は、前記第２磁性体の全体高さに対して下面から上面への方向に０％〜５％の領域及び９５％〜１００％の領域に配置されている、請求項１に記載のインダクター。
【請求項３】
前記第１磁性体の直径方向の厚さは、前記第２磁性体の直径方向の厚さよりも厚く、
前記第２磁性体の直径方向の厚さは、前記第１樹脂物質の直径方向の厚さよりも厚い、請求項１に記載のインダクター。
【請求項４】
前記第１樹脂物質の厚さは、２０μｍ〜３０μｍである、請求項３に記載のインダクター。
【請求項５】
前記第１樹脂物質の高さは、前記第２磁性体の高さよりも高い、請求項３に記載のインダクター。
【請求項６】
前記第２樹脂物質は、前記複数層の層間空間に対して１５％〜３０％配置されている、請求項１に記載のインダクター。
【請求項７】
前記第２樹脂物質は、前記複数層の層間空間に対して２０％〜２５％配置されている、請求項６に記載のインダクター。
【請求項８】
前記第１磁性体と前記第２磁性体との間に配置される接着剤をさらに含む、請求項１に記載のインダクター。
【請求項９】
前記第１磁性体及び前記第２磁性体上に巻線されたコイルをさらに含む、請求項１に記載のインダクター。
【請求項１０】
前記第２磁性体は、
前記コイルが巻線される第１領域と前記コイルが巻線されない第２領域を含む、請求項９に記載のインダクター。
【請求項１１】
前記第１領域における前記金属リボンの層数は、前記第２領域における前記金属リボンの層数と異なる、請求項１０に記載のインダクター。
【請求項１２】
前記第１領域における前記金属リボンの層数は、前記第２領域における前記金属リボンの層数よりも多い、請求項１１に記載のインダクター。
【請求項１３】
インダクターと、
キャパシタと、
を含み、
前記インダクターは、
トロイダル形状を有し、フェライトを含む第１磁性体と、
前記第１磁性体の外周面又は内周面に配置される第２磁性体と、を含み、
前記第２磁性体は、前記第１磁性体の円周方向に沿って巻かれている複数層の金属リボン及び樹脂物質を含み、
前記樹脂物質は、
前記複数層の金属リボンの外表面を覆うように配置された第１樹脂物質と、
前記複数層の層間空間のうち少なくとも一部に配置された第２樹脂物質と、を含む、ＥＭＩフィルター。
【請求項１４】
前記第１磁性体はＭｎ−Ｚｎ系フェライトを含み、前記第２磁性体はＦｅ−Ｓｉ系金属リボンを含み
前記第２樹脂物質は、前記第２磁性体の全体高さに対して下面から上面への方向に０％〜５％の領域及び９５％〜１００％の領域に配置されている、請求項１３に記載のＥＭＩフィルター。
【請求項１５】
前記第２樹脂物質の一部は、前記複数層の層間空間に対して１５％〜３０％配置されている、請求項１４に記載のＥＭＩフィルター。
【請求項１６】
前記第２樹脂物質は、前記複数層の層間空間に対して２０％〜２５％配置されている、請求項１５に記載のＥＭＩフィルター。
【請求項１７】
前記第１磁性体と前記第２磁性体との間に配置される接着剤をさらに含む、請求項１３に記載のＥＭＩフィルター。
【請求項１８】
前記第２磁性体は、
コイルが巻線される第１領域と、前記コイルが巻線されない第２領域とを含む、請求項１３に記載のＥＭＩフィルター。
【請求項１９】
前記第１領域における前記金属リボンの層数は、前記第２領域における前記金属リボンの層数と異なる、請求項１８に記載のＥＭＩフィルター。
【請求項２０】
前記第１領域における前記金属リボンの層数は、前記第２領域における前記金属リボンの層数よりも多い、請求項１９に記載のＥＭＩフィルター。
【手続補正書】
【提出日】令和3年1月29日(2021.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１上面及び第１下面を含み、前記第１上面から前記第１下面に向く垂直方向に前記第１上面及び前記第１下面を貫通する貫通孔を含むトロイダル状の第１磁性体と、
前記第１磁性体の外周面及び内周面のうち少なくとも一部に配置され、第１磁性体の遠心方向に沿って複数の層で配置された金属リボンと、
前記金属リボンの複数の層の間に前記遠心方向に沿って互いに離隔して配置された第１樹脂部及び第２樹脂部と、を含み、
前記第１樹脂部と前記第２樹脂部の前記垂直方向の長さが互いに異なっている、磁気結合装置。
【請求項２】
前記金属リボンは、前記遠心方向の最外側に配置された最外側面を含み、
前記最外側面に配置された第３樹脂部をさらに含む、請求項１に記載の磁気結合装置。
【請求項３】
前記金属リボンは、前記垂直方向に沿って向かい合う第２上面及び第２下面を含み、
前記第２上面に配置された第４樹脂部及び前記第２下面に配置された第５樹脂部をさらに含む、請求項２に記載の磁気結合装置。
【請求項４】
前記第３樹脂部、前記第４樹脂部、及び前記第５樹脂部は、互いに連結されている、請求項３に記載の磁気結合装置。
【請求項５】
前記第１樹脂部、前記第２樹脂部、前記第３樹脂部、前記第４樹脂部、及び前記第５樹脂部は、エポキシを含む、請求項４に記載の磁気結合装置。
【請求項６】
前記第３樹脂部の前記遠心方向の幅は、１０μｍ〜４０μｍである、請求項２に記載の磁気結合装置。
【請求項７】
前記第４樹脂部は、前記第２上面から前記垂直方向に沿って前記金属リボンの複数の層の間に延長され、
前記金属リボンの複数の層の間に延長された前記第４樹脂部の前記垂直方向の高さは、前記金属リボンの前記垂直方向の高さの０％〜５％である、請求項３に記載の磁気結合装置。
【請求項８】
前記第５樹脂部は、前記第２下面から前記第２上面に向かって前記金属リボンの複数の層の間に延長され、
前記金属リボンの複数の層の間に延長された前記第５樹脂部の前記垂直方向の高さは、前記金属リボンの垂直方向の高さの０％〜５％である、請求項７に記載の磁気結合装置。
【請求項９】
前記第４樹脂部及び第５樹脂部の少なくとも一方は、前記複数の層の間の空間内において１５％〜３０％の空間を占める、請求項８に記載の磁気結合装置。
【請求項１０】
前記第１磁性体は、Ｍｎ−Ｚｎ系物質を含み、
前記第１磁性体の内周面は、前記貫通孔を形成する、請求項１に記載の磁気結合装置。
【請求項１１】
前記金属リボンは、円周方向に沿って延長され、Ｆｅ−Ｓｉ系物質を含む、請求項１０に記載の磁気結合装置。
【請求項１２】
前記金属リボンは、前記第１磁性体の前記円周方向に沿って１５回延長され、
前記金属リボンの複数の層は、前記遠心方向に沿って１５層で設けられている、請求項１１に記載の磁気結合装置。
【請求項１３】
前記磁気結合装置は、ＥＭＩフィルターの部品又はインダクターである、請求項１〜１２のいずれかに記載の磁気結合装置。
【請求項１４】
上面及び下面を貫通する貫通孔を含むトロイダル状の第１磁性体；
前記第１磁性体の外周面及び前記第１磁性体の貫通孔を形成する内周面のうち少なくとも一部に配置された第２磁性体を含み、
前記第２磁性体は、前記第１磁性体の遠心方向に沿って複数の層で配置された金属リボン及び前記金属リボンの複数の層の間に配置された樹脂部を含み、
前記樹脂部は、前記遠心方向に沿って互いに離隔した複数の層間樹脂部を含み、
前記複数の層間樹脂部の垂直方向の高さは、互いに異なっている、磁気結合装置。
【請求項１５】
前記金属リボンは、前記遠心方向に沿って前記第１磁性体から最も遠く離れた最外側面を含み、
前記最外側面に配置された外側樹脂部をさらに含む、請求項１４に記載の磁気結合装置。
【請求項１６】
前記層間樹脂部は、前記上面から前記下面に向かって延長された第１部及び前記下面から前記上面に向かって延長された第２部を含み、
前記第１部の高さは、前記第１磁性体の高さの０％〜５％であり、
前記第２部の高さは、前記第１磁性体の高さの０％〜５％である、請求項１４に記載の磁気結合装置。
【請求項１７】
前記第１磁性体は、Ｍｎ及びＺｎを含み、
前記金属リボンは、Ｆｅ及びＳｉを含む、請求項１４に記載の磁気結合装置。
【請求項１８】
前記金属リボンは、前記第１磁性体の円周方向に沿って延長され、
前記層間樹脂部は、エポキシを含む、請求項１７に記載の磁気結合装置。
【請求項１９】
前記外側樹脂部の前記遠心方向の幅は、１０μｍ〜４０μｍである、請求項１５に記載の磁気結合装置。
【請求項２０】
前記金属リボンは、前記第１磁性体の円周方向に沿って延長され、前記遠心方向に沿って１５層で設けられ、
前記磁気結合装置は、ＥＭＩフィルターの部品又はインダクターである、請求項１９に記載の磁気結合装置。
【国際調査報告】
2021509224.tif 000023
2021509224.tif 000024
2021509224.tif 000025
2021509224.tif 000026