[논문]연자성 복합체에서 파우더 크기 분포와 Epoxy Resin에 따른 Packing Density 변화

이창현; 오세문; 신효순; 여동훈; 김진호

doi:10.4313/jkem.2017.30.12.782

연자성 복합체에서 파우더 크기 분포와 Epoxy Resin에 따른 Packing Density 변화
The Variation of Packing Density According to Powder Size Distribution and Epoxy Resin in Soft Magnetic Composite 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.30 no.12, 2017년, pp.782 - 787

이창현 (한국세라믹기술원 나노융합소재센터) , 오세문 (경북대학교 재료공학부) , 신효순 (한국세라믹기술원 나노융합소재센터) , 여동훈 (한국세라믹기술원 나노융합소재센터) , 김진호 (경북대학교 재료공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

There is growing interest in power inductors in which metal soft magnetic powder and epoxy resin are combined. In this field, the process technology for increasing the packing density of magnetic particles in an injection molding process is very important. However, little research has been reported in this regard. In order to improve the packing density, we investigated and compared the sedimentation heights of pastes for three types of soft magnetic alloy powders as a function of the mixing ratios and the type of resin used. Experimental results showed that the packing density was the highest (71.74%) when the mixing ratio was 80 : 16 : 4 (Sendust : Fe-S : CIP) according to the particle size using an SE-4125 resin. In addition, the packing density was found to be inversely related to the layer separation distance. As a result, it was confirmed that the dispersion of solid particles in the paste was important for curing; however, the duration of the curing process can greatly affect the packing density of the final composite.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 본 연구에서는 입도가 다른 3가지 종류의 연자성 금속 파우더를 혼합하여 packing density에 미치는 영향을 관찰하고자 하였으며, 이때 epoxy resin의 종류 및 혼합 비율이 침강 속도 및 packing density에 미치는 영향을 관찰하고자 하였다.

제안 방법

절연층이 코팅된 연자성 복합체의 경우 자성 특성을 극대화하기 위해 자성 분말의 packing density를 최대화 하여야 한다. 본 연구에서는 packing density를 향상시키기 위해 연자성 합금 분말을 3종으로 혼합하여 큰 파우더 사이에 작은 파우더들이 분포하는 bimodal의 형상을 형성하고자 하였다 [9,10].

대상 데이터

연구에 사용된 원료는 연자성 합금분말인 Sendust(Changsung Co. Ltd., Korea)와 Fe-Si계 파우더(Changsung Co. Ltd., Korea) 그리고 CIP (Carbonyl Iron Powder) (Changsung Co. Ltd., Korea) 3종이다. Epoxy resin은 점도가 다르고 경화 시간이 다른 두 종류의 epoxy로 선정하였다.

데이터처리

제조한 paste의 점도는 점도계(RVDV2P230, Brookfield, USA)를 이용하여 측정하였으며 원료 분말의 형상과 복합체의 미세구조는 각 복합체의 단면을 절취하고, 정밀하게 polishing한 후, 단면을 전자현미경(JSM 6700F, Jeol, Japan)으로 관찰하였고, 이들 이미지를 이용하여 Image Analyzer (Clemex Vision PE & Lite, Lab &Part Korea Co., Korea) 이미지 분석기법으로 packing density를 측정하였다.

성능/효과

이는 epoxy resin의 경화 시간이 긴 A-resin의 경우 층 분리 현상이 충분히 일어나 입자들이 packing될 수 있는 조건이 주어졌기 때문이다. 경화 공정을 포함하는 epoxy resin을 사용한 paste의 경우 paste 상태에서 고상입자의 분산성 이상으로 경과 공정에서의 경화 시간이 최종 복합체의 packing에 영향을 크게 미칠 수 있음을 확인하였다.
세 종류의 연자성 합금 분말을 두 종류의 epoxy resin에 각각 혼합하여 분말의 혼합 비율이 packing density에 미치는 영향을 관찰하고자 하였다. 그 결과 침강 높이의 경우 A-resin에 비하여 B-resin을 사용하였을 시 더 낮아 연자성 합금 분말이 A-resin보다 B-resin에 비교적 분산이 잘 된다는 것을 확인하였다. 하지만 경화 후 측정한 area percent는 B-resin보다 A-resin이 상대적으로 높게 측정되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	몰딩형 파워인덕터란 무엇인가?	자동차 산업에 적용되는 몰딩형 파워인덕터는 절연층이 코팅된 ferrite 금속 분말과 epoxy resin을 혼합하여 코일이 삽입된 case 내에 주입하고 가열 경화 과정을 통하여 경화된 hybrid 소재를 활용하는 인덕터이다. 최근 전자기기에서 프로세서의 동작 속도가 빨라지면서 배터리 소모도 증대되고 있어 파워인덕터의 필요성이 더욱 높아지고 있다 [1].
	파워인덕터는 어떤 공정이 필요한가?	파워인덕터는 고전류화 및 낮은 직류저항 등의 특성이 계속 증가되고 있는 실정이며 [2,3], 다양한 자성소재와 공정기술을 적용하여 개발되고 있다 [4-7]. 이러한 제품은 코일의 형성과 장입 공정, 원료 금속 연자성 분말의 자성특성 향상, 자성 분말 표면의 절연막 코팅 및 분말을 에폭시 resin에 잘 분산하는 공정 등의 기술을 필요로 한다. 이들 기술 요소 중 연자성 분말을 에폭시 resin에 잘 분산하는 공정이 최종 제품의 특성 균일성을 좌우하는 핵심기술이다 [8].
	최근 파워인덕터의 필요성이 높아지는 이유는?	자동차 산업에 적용되는 몰딩형 파워인덕터는 절연층이 코팅된 ferrite 금속 분말과 epoxy resin을 혼합하여 코일이 삽입된 case 내에 주입하고 가열 경화 과정을 통하여 경화된 hybrid 소재를 활용하는 인덕터이다. 최근 전자기기에서 프로세서의 동작 속도가 빨라지면서 배터리 소모도 증대되고 있어 파워인덕터의 필요성이 더욱 높아지고 있다 [1].

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