Fe-Ni 연자성 복합체에 Fe, Ni, Zn 나노분말 및 Silane 첨가에 따른 인덕터 성능 변화 Inductor performance change due to addition of Fe, Ni, Zn nanopowder and Silane to Fe-Ni soft magnetic composite원문보기
전류 변화 제어에 중요한 부품인 인덕터는 소형화, 고용량화로 발전하는 전자기기들로 인해 소자, 부품이 고집적화 되면서 고성능화의 기술이 필수적이다. 고주파수에서도 높은 투자율을 유지하고, 손실 값을 낮추기 위한 자심 재료로 연자성 재료에 대한 개발이 요구되고 있다. 연자성 ...
전류 변화 제어에 중요한 부품인 인덕터는 소형화, 고용량화로 발전하는 전자기기들로 인해 소자, 부품이 고집적화 되면서 고성능화의 기술이 필수적이다. 고주파수에서도 높은 투자율을 유지하고, 손실 값을 낮추기 위한 자심 재료로 연자성 재료에 대한 개발이 요구되고 있다. 연자성 결정질 금속 분말인 FeNi과 binder를 혼합한 SMC 코어의 특성에 관한 연구를 진행하였다. 인덕터의 용도에 따라 요구되는 인덕턴스, 투자율 값을 구현 및 조절하는 방법으로, 첫째, FeNi 연자성 복합체에 나노분말 첨가를 통한 충진율과 투자율 값과 둘째, Silane 첨가의 표면 처리를 통한 투자율과 손실의 인덕터 코어 특성 변화, 두 부분으로 연구하였다. 높은 투자율의 FeNi 합금을 주원료로, 첨가되는 나노파우더는 Zn, Fe, Ni 분말로, 표면처리를 위한 silane은 APTES(3-Aminopropyl)triethoxysilane로 각각 선택하였다. XRD, VSM, SEM으로 각 파우더의 결정구조 및 자성 특성 등을 파악하고자 하였고, 분말을 코어로 성형 및 권선한 후, 인덕터의 특성인 투자율과 손실 값을 Impedance 분석기와 B-H 분석기로 측정하여 비교 분석하였다. FeNi 합금 기반 코어에서의 나노 파우더 함량(95:5, 90:10, 85:15, 80:20)에 대한 연구 수행 결과, 비자성의 Zn NPs는 충진율은 상승하였으나, 투자율 값은 늘어나는 절연층으로 감소하였고, 자성의 Fe, Ni NPs는 함량에 따른 충진율에 비레하여 투자율의 향상이 확인되었다. APTES 첨가량 변화에 따른 FeNi 합금 기반의 코어의 손실에 대한 연구 결과, APTES 첨가량이 증가함에 따라 코어의 투자율이 향상되는 것을 확인하여, S7값이 가장 높았다. Q factor 및 손실값은 APTES를 첨가하기 전보다 첨가한 후에 감소하여 손실값 또한 향상 되었지만, 가장 낮은 손실 값을 가지는 것이 가장 적은 함량의 S2 이고, 점차 상승하는 경향을 보였다.
전류 변화 제어에 중요한 부품인 인덕터는 소형화, 고용량화로 발전하는 전자기기들로 인해 소자, 부품이 고집적화 되면서 고성능화의 기술이 필수적이다. 고주파수에서도 높은 투자율을 유지하고, 손실 값을 낮추기 위한 자심 재료로 연자성 재료에 대한 개발이 요구되고 있다. 연자성 결정질 금속 분말인 FeNi과 binder를 혼합한 SMC 코어의 특성에 관한 연구를 진행하였다. 인덕터의 용도에 따라 요구되는 인덕턴스, 투자율 값을 구현 및 조절하는 방법으로, 첫째, FeNi 연자성 복합체에 나노분말 첨가를 통한 충진율과 투자율 값과 둘째, Silane 첨가의 표면 처리를 통한 투자율과 손실의 인덕터 코어 특성 변화, 두 부분으로 연구하였다. 높은 투자율의 FeNi 합금을 주원료로, 첨가되는 나노파우더는 Zn, Fe, Ni 분말로, 표면처리를 위한 silane은 APTES(3-Aminopropyl)triethoxysilane로 각각 선택하였다. XRD, VSM, SEM으로 각 파우더의 결정구조 및 자성 특성 등을 파악하고자 하였고, 분말을 코어로 성형 및 권선한 후, 인덕터의 특성인 투자율과 손실 값을 Impedance 분석기와 B-H 분석기로 측정하여 비교 분석하였다. FeNi 합금 기반 코어에서의 나노 파우더 함량(95:5, 90:10, 85:15, 80:20)에 대한 연구 수행 결과, 비자성의 Zn NPs는 충진율은 상승하였으나, 투자율 값은 늘어나는 절연층으로 감소하였고, 자성의 Fe, Ni NPs는 함량에 따른 충진율에 비레하여 투자율의 향상이 확인되었다. APTES 첨가량 변화에 따른 FeNi 합금 기반의 코어의 손실에 대한 연구 결과, APTES 첨가량이 증가함에 따라 코어의 투자율이 향상되는 것을 확인하여, S7값이 가장 높았다. Q factor 및 손실값은 APTES를 첨가하기 전보다 첨가한 후에 감소하여 손실값 또한 향상 되었지만, 가장 낮은 손실 값을 가지는 것이 가장 적은 함량의 S2 이고, 점차 상승하는 경향을 보였다.
The inductor, an important component for current change control, is essential for high-performance technology as devices and components are highly integrated due to electronic devices that are developed with miniaturization and high capacity. The development of soft magnetic materials as magnetic co...
The inductor, an important component for current change control, is essential for high-performance technology as devices and components are highly integrated due to electronic devices that are developed with miniaturization and high capacity. The development of soft magnetic materials as magnetic core materials to maintain high permeability even at high frequencies and to reduce core loss is required. A study was conducted on the characteristics of the SMC core in which FeNi, a soft magnetic crystalline metal powder, and a binder were mixed. As a method of implementing and controlling changes in inductor core characteristics such as the inductance and magnetic permeability values required according to the use of the inductor, first, the packing fraction and permeability values through the addition of nanopowder to the FeNi soft magnetic composite, and second, changes in the inductor core characteristics such as permeability and loss through the surface treatment of the addition of silane were studied in two parts. A high magnetic permeability FeNi alloy was selected as the main raw material, the added nanopowder was Zn, Fe, and Ni powder, and the silane for surface treatment was selected as APTES(3-Aminopropyl)triethoxysilane. XRD, VSM, and SEM were used to determine the crystal structure and magnetic properties of each powder. After forming and winding the powder into a core, the permeability and core loss, which are characteristics of the inductor, were measured and compared with an impedance analyzer and a B-H analyzer. As a result of conducting a study on the nanopowder content ratio (95:5, 90:10, 85:15, 80:20) in the FeNi alloy-based core, the packing fraction of non-magnetic Zn NPs increased, but the magnetic permeability decreased with the increasing insulating layer. And magnetic Fe, Ni NPs showed improvement in magnetic permeability according to the packing fraction according to the content ratio. As a result of the study on the loss of the FeNi alloy-based core according to the change in the amount of APTES added, it was confirmed that the magnetic permeability of the core improved as the amount of APTES increased, and the S7 value was the highest. The Q factor and core loss decreased after the addition of APTES than before, and the core loss was also improved, but the one with the lowest core loss was the smallest S2 content, and showed a tendency to gradually increase.
The inductor, an important component for current change control, is essential for high-performance technology as devices and components are highly integrated due to electronic devices that are developed with miniaturization and high capacity. The development of soft magnetic materials as magnetic core materials to maintain high permeability even at high frequencies and to reduce core loss is required. A study was conducted on the characteristics of the SMC core in which FeNi, a soft magnetic crystalline metal powder, and a binder were mixed. As a method of implementing and controlling changes in inductor core characteristics such as the inductance and magnetic permeability values required according to the use of the inductor, first, the packing fraction and permeability values through the addition of nanopowder to the FeNi soft magnetic composite, and second, changes in the inductor core characteristics such as permeability and loss through the surface treatment of the addition of silane were studied in two parts. A high magnetic permeability FeNi alloy was selected as the main raw material, the added nanopowder was Zn, Fe, and Ni powder, and the silane for surface treatment was selected as APTES(3-Aminopropyl)triethoxysilane. XRD, VSM, and SEM were used to determine the crystal structure and magnetic properties of each powder. After forming and winding the powder into a core, the permeability and core loss, which are characteristics of the inductor, were measured and compared with an impedance analyzer and a B-H analyzer. As a result of conducting a study on the nanopowder content ratio (95:5, 90:10, 85:15, 80:20) in the FeNi alloy-based core, the packing fraction of non-magnetic Zn NPs increased, but the magnetic permeability decreased with the increasing insulating layer. And magnetic Fe, Ni NPs showed improvement in magnetic permeability according to the packing fraction according to the content ratio. As a result of the study on the loss of the FeNi alloy-based core according to the change in the amount of APTES added, it was confirmed that the magnetic permeability of the core improved as the amount of APTES increased, and the S7 value was the highest. The Q factor and core loss decreased after the addition of APTES than before, and the core loss was also improved, but the one with the lowest core loss was the smallest S2 content, and showed a tendency to gradually increase.
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