KR100432662B1 - 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서 및 그제조방법 - Google Patents

인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서 및 그제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위치정보를 제공하기 위해 지자기를 감지하여 그 위치를 검지할 수 있는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서와 그 제조방법에 관한 것으로서, x축 방향으로 자성체를 둘러싸도록 동일평면 상에 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴이 형성되고, 이와 수직인 y축 방향으로 자성체를 둘러싸도록 동일평면 상에 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴이 형성되어, x축 및 y축 방향을 동시에 검지할 수 있는 인쇄회로기판을 제공한다. 본 발명에 따라 더욱 정밀한 특성값을 얻을 수 있고, 위치정밀도를 유지하여 특성값 변화에 대한 영향을 줄일 수 있으며, 소형 저전력의 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서를 제공할 수 있다.

Description

인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서 및 그 제조방법{A WEAK-MAGNETIC FIELD SENSOR USING PRINTED CIRCUIT BOARD AND ITS MAKING METHOD}
본 발명은 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히, 이동 단말기 등에 실장하여 지자기를 감지함으로써 위치 정보를 알 수 있는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서와 그 제조방법에 관한 것이다.
최근에 휴대전화 및 휴대단말의 보급에 따른 다양한 부가정보 서비스가 확충되고 있는 추세에서, 위치 정보 서비스도 기본 기능으로 자리잡고 있는 상태이며, 앞으로는 보다 상세하고 편리한 서비스가 요구되고 있다.
위치 정보를 알기 위해서는 현재의 위치를 정확히 감지할 수 있는 센서가 필요한데, 이러한 위치 정보를 제공하는 수단으로서 지구 자계를 감지하여 현재의 위치를 검출하는 미약자계 센서가 사용되어 왔으며, 이 자기센서의 일반적인 부품으로는 플럭스 게이트 센서(flux gate sensor)가 사용되고 있는 상태이다.
플럭스 게이트 센서는 고투자율의 자성 재료를 코어로 사용하고, 자성체 주위를 감는 1차 코일과, 코어에서 발생하는 자계의 변화에 의해 2차 코일에 발생하는 전압차를 이용하여 그 위치를 인식하게 된다.
이러한 종래의 플럭스 게이트 센서는 원형 모양으로 이루어진 자성체 코어에 구리로 만들어진 구리선을 일정한 방향으로 감아서 제작된다. 플럭스 게이트 자기센서는 먼저 자성체 코어에 자장을 발생시키기 위하여 자성체 코어에 일정방향으로 일정한 간격 및 압력으로 드라이빙 코일(driving coil)(1차 코일)을 감는다. 그 다음, 드라이빙 코일에 의해서 자성체 코어에서 발생되는 자계를 감지하기 위하여 픽업 코일(pick-up coil)(2차 코일)을 감아주게 되는데, 이 때에도 마찬가지로 구리선을 사용하여 일정한 간격 및 압력으로 감게 된다.
이처럼 구리선을 감아서 제작되는 플럭스 게이트 센서는 드라이빙 코일과 이를 검출하기 위한 픽업 코일로 구성되어 있는데, 자성체 코어에 코일을 감는 것은 이미 널리 알려진 와이어 코일 기술(wire coil technology)을 사용하여 감는다. 이때, 2차 코일은 자장의 감도를 정확하게 분석해야 하기 때문에 X축 및 Y축 방향으로 수직이 되도록 감아야 한다. 그러나, 종래의 플럭스 게이트 센서는 코일을 코어에 감을 때 그 위치 정밀도가 유지되어야 하는데 이러한 위치 정밀도를 유지하는 것이 어렵다는 단점이 있으며, 또한 이러한 구조로 인하여 온도, 빛 또는 표면물질에 대하여 쉽게 영향을 받기 때문에 그 특성값에 대한 정밀도가 저하되는 문제점이 발생된다.
또한, 플럭스 게이트 자기센서는 코일을 직접 자성체에 감기 때문에 코일의 끊어짐 현상이 자주 발생하게 된다는 단점이 있으며, 센서 자체의 크기가 커지게 되어 전자제품의 소형화, 경량화 추세에 맞지 않고 전력소비가 커지며, 이러한 문제점으로 인하여 전자제품의 소형화 및 저전력 소비의 추세에 대응할 수 없게 되었다.
이러한 종래의 플럭스 게이트 자기센서의 단점을 해결하기 위한 것으로서, 미국특허 제5,936,403호 및 6,270,686호에는 소정의 패턴을 상하 도통 가능하게 에칭한 에폭시기판의 양면에 환상 에칭을 한 아몰퍼스 판을 맞추어 적층하여 아몰퍼스 코어를 제조하고, 아몰퍼스 코어의 상하면에 각각 X코일 및 Y코일을 에칭한 에폭시기판을 적층하여 이루어지는 미약 자기 센서가 개시되어 있다. 그러나, 미국특허 제5,936,403호 및 6,270,686호에 개시된 발명은 에폭시 기판에 환상 에칭을 하고 에칭부분을 맞추어 적층하여 아몰퍼스 코어를 제조하여야 하고 아몰퍼스 코어의 상하면에 X코일 및 Y코일을 에칭한 에폭시 기판을 적층하여야 하므로, 그 제조공정이 복잡해지고 회로기판의 층이 많아지게 되며 비용이 많이 든다는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 미약자계를 정밀하게 검출하고 정확한 위치정밀도를 유지하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 인쇄회로기판의 에칭기술을 이용하여 소형화, 우수한 자계효율 및 저소비전력을 동시에 달성함으로써 휴대전화 등과 같은 응용 분야에서 요구되는 고밀도 실장에 대응할 수 있는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 간단한 회로 구성으로, 구조가 간단하고 제조가 용이하며 비용이 절감되는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따라 제공되는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서는 양면에 제1 드라이빙 패턴 및 제1 픽업 패턴이 형성되어 있는 제1 기판; 상기 제1 기판의 상하 양면에 적층되며, 소정의 형태로 패턴화된 자성체가 형성된 제1 적층체; 및 상기 제1 적층체 상에 각각 적층되며, 상기 자성체를 감는 형태가 되도록 제1 드라이빙 패턴 및 제1 픽업 패턴과 각각 도통되는 제2 드라이빙 패턴 및 제2 픽업 패턴이 형성되어 있는 제2 적층체를 포함하여 이루어지되, 제1 기판의 상부에 형성되는 자성체, 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴과 하부에 형성되는 자성체, 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴은 서로 수직인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 면에 따른 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서의 제조방법은 제1 기판을 드릴링 및 도금하고 노광, 현상 및 에칭하여 일면에 x축 방향의 제1 드라이빙 패턴 및 제1 픽업 패턴을 형성하고, 타면에 y축 방향의 제1 드라이빙 패턴 및 제1 픽업 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 기판의 양면에 제1 기판층 및 자성체를 레이업하고 노광, 현상 및 에칭하여 대향하는 제1 적층체를 적층하는 단계; 상기 각각의 제1 적층체 상에 제2 기판층 및 도전층을 레이업하고 드릴링 및 도금, 노광, 현상 및 에칭하여 제2 드라이빙 패턴 및 제2 픽업 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서의 일실시예의 분해사시도.
도 2는 본 발명에 따른 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서의 단면도.
도 3a 내지 3h는 본 발명에 따른 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서의 일실시예에 따른 제조공정을 도시하는 공정도.
도 4는 본 발명에 따라 1차 적층체의 예비 레이업 공정을 개략적으로 도시하는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1 및 2는 본 발명에 따른 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서의 일실시예를 나타낸 분해 사시도 및 단면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서는 x축 방향의 자계 감지용 센서와 y축 방향의 자계 감지용 센서가 상하로 겹쳐져 결합되어 있는 형태를 이루고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 센서는 x축 및 y축 방향의 자계를 동시에 측정할 수 있다. 도 1에서 보는 바와 같이, x축 방향의 자계와 y축 방향의 자계를 감지하기 위한 구성은 서로 수직방향으로 형성되어 있다.
본 발명에 따른 인쇄회로기술을 이용한 미약자계 감지용 센서는 위로부터 순차적으로 제2 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴층(제1층), 자성체층(제2층), 제1 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴층(제3층), 제1 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴 층(제4층), 자성체층(제5층), 제2 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴층(제6층)으로 배치된다.
제1층, 제2층 및 제3층은 일축방향(x축 방향)의 자계를 감지하기 위한 구성이고, 제4층, 제5층 및 제6층은 상기 x축 방향에 수직방향(y축 방향)의 자계를 감지하기 위한 구성이다.
상기 x축 방향의 자계를 감지하기 위한 구성과 y축 방향의 자계를 감지하기 위한 구성은 그 방향이 서로 수직으로 배치된다는 점을 제외하고는 동일하다.
먼저, 도 1 및 2의 상측에 도시되어 있는 x축 방향의 자계를 감지하기 위한 구성을 살펴본다.
자성체층(1)을 사이에 두고 그 상하 양면에 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴이 형성된다. 자성체층(1)의 하부에 드라이빙 패턴(2)과 픽업 패턴(4)이 동일평면상에 다수의 직선 형태로 일정한 간격을 두고 서로 교대로 배치되고, 자성체층(1)의 상부에도 하부의 패턴과 동일한 형태의 드라이빙 패턴(3)과 픽업 패턴(5)이 동일평면상에 교대로 배치된다. 이 경우 픽업 패턴(4, 5)의 길이가 드라이빙 패턴(2, 3)의 길이보다 길다.
자성체층은 밴드 형태이며, 드라이빙 패턴(2, 3)과 픽업 패턴(4, 5)이 상기 밴드 형태의 자성체(1) 주위를 감는 형태가 되도록 자성체의 상하 양측에 동일한 형태로 배치된다. 자성체의 상부에 형성된 드라이빙 패턴(3)과 하부에 형성된 드라이빙 패턴(2)을 서로 도통시키기 위하여, 그 사이에 제1 비아홀(6)이 형성되며, 상부에 형성된 픽업 패턴과 하부에 형성된 픽업 패턴을 도통시키기 위하여 제2 비아홀(7)이 형성된다.
드라이빙 패턴(2, 3)은 한 가닥으로 형성되어 자성체를 감는 형태가 되도록 서로 지그재그로 연결되고, 픽업 패턴(4, 5) 또한 한 가닥으로 형성되어 자성체를 감는 형태가 되도록 서로 지그재그로 연결된다.
도 1의 하부에 도시된 y축 방향의 자계를 감지하기 위한 구성 또한 상술한 x축 방향의 자계를 감지하기 위한 구성과 동일하며, 단지 그 방향만이 x축 방향의 자계 감지용 구성과 서로 수직이 된다. 따라서, 자성체(1')의 방향, 드라이빙 패턴(2', 3') 및 픽업 패턴(4', 5')의 방향이 x축 방향의 감지용 패턴과 수직이 된다.
이렇게 이루어진 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서는 드라이빙 패턴(2, 3)에 교류전류를 흐르게 하면 자성체(1)의 자속밀도가 변화하게 되고 이에 따라 픽업 패턴(4, 5)에 유도 전류가 발생하여 전압차를 일으키게 되고, 이러한 전압차를 검출함으로써 x축 방향의 자계를 감지하며, 하부의 구성으로는 y축의 자계를 감지함으로써 양 방향을 동시에 감지할 수 있다.
도 3a 내지 3i는 본 발명에 따른 인쇄회로기판기술을 이용한 미약자계 감지용 센서의 제조방법을 도시하고 있다.
본 발명에 따른 센서를 제조하기 위하여, 먼저 기판(10)을 준비한다(도 3a). 상기 기판(10)으로는 CCL(Copper Clad Laminate)를 사용하며, 기판(10)에는 후 공정을 위하여 기준홀을 가공하는 것이 바람직하다.
준비된 기판(10)의 양면에 드라이필름을 도포하고 노광, 에칭하여 드라이빙패턴(2, 2') 및 픽업 패턴(4, 4')을 형성한다(도 3b). 드라이빙 패턴(2, 2') 및 픽업 패턴(4, 4')은 도 1에 도시된 바와 같이, 동일평면 상에 나란히 배열되는 다수의 직선형태로 형성되며, 드라이빙 패턴(2)과 픽업 패턴(4)을 교대로 배치하되 픽업 패턴(4)의 길이를 드라이빙 패턴(2)의 길이보다 길게 형성하여, 픽업 패턴(4)이 사이사이에 드라이빙 패턴(2)이 들어가도록 형성한다. 한편, 기판(10)의 상면에 형성하는 패턴과 하면에 형성되는 패턴은 서로 수직이 되도록 한다.
다음으로, 상술한 공정으로 양면에 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴이 형성된 제1 기판(10)의 상부 및 하부에 자성체층이 형성된 제1 적층체를 적층한다.
각각의 자성체층을 형성하는데, 위치를 정확하게 맞추기 위하여 동박의 자성체가 배치되는 부분을 펀칭(punching)하여 준다. 제1 기판(10) 상에 자성체층을 적층하기 위하여 제2 기판층(21)을 놓고 가공된 동박을 놓고 가공부위에 자성 물질을 올려놓는다. 상기 제2 기판층(21)의 경우, 바람직하게는 부분적으로 경화된 상태의 프리프레그이며, 예를 들면 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 FR-4, 높은 유리전이온도(Tg)를 갖는 FR-4, 비스말레이미드-트리아진(BT) 에폭시 수지 등으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또한, 자성 물질로는 아모포스 금속(amorphous metal), 퍼말로이(permalloy) 및 수퍼말로이(supermalloy)로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용하되, 바람직하게는 아모포스 금속을 사용한다. 여기에서, 동박의 두께는 약 12~18㎛를 사용하며, 프리프레그는 60~100㎛을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 제1 기판(10)의 양면에 제1 적층체(20)를 형성하는데, 1차 적층을 위하여 예비 레이업을 실시한다. 상기 자성체의 크기는 전형적으로 제2기판층(21)(또는 프리프레그)과 동일한 크기로 가공하여 사용하거나 하기와 같이 실제 제품의 제조공정을 고려한 크기(예를 들면, 자성체 리본 형태)로 가공하여 사용한다. 제1 적층체(20)를 형성하기 위하여, 이러한 자성체 리본 형태를 사용한 예비 레이업(lay-up)의 구체예가 도 4에 도시되어 있다.
상기 도 4는 워크 사이즈(work size)의 기판으로 제작되는 구체예의 레이업을 도시한 것으로, 실제 공정에서 완제품은 다수의 미약자계 감지용 인쇄회로기판 유닛(unit)을 포함하는 스트립(strip) 형태로 제작되는 것이 일반적이다. 상기 도면에서는 5개의 자성체 리본(24)의 예비 레이업 과정이 도시되어 있으며, 이때 하나의 자성체 리본(54)이 복수의 유닛을 포함하는 스트립 형태로 제조하기 위하여 사용된다. 따라서, 이러한 자성체 리본의 크기는 스트립의 크기를 고려하여 결정된다. 그러나, 스트립 형태로 제조할 경우에는 추후의 자성체의 패턴화 과정에서 프리프레그(52) 상에 자성체 리본(54)을 다수의 유닛 제작이 가능하도록 동시 가공할 수 있는 위치로 배열될 필요가 있다. 따라서, 상기 구체예에서는 예비 레이업을 위하여 최상부에 자성체 리본을 배열하기 위한 일종의 틀로서 가공된 동박(53)을 배열하여 예비 레이업을 진행시킨다. 상기와 같이, 동박을 가공하기 위하여 2가지 방법이 가능하다. 즉, 금형을 사용하여 위에서 눌러 원하는 크기만큼 부분 제거하는 방법 및 일반적인 기판의 가공방법 중 라우터 공정을 사용하여 회전하는 가공체로 원하는 크기만큼 부분 제거하는 방법이 있다. 이 때, 가공크기는 자성체 리본(54)보다 커야 하는데 가공 공차 및 상기 동박 상에 자성체 리본이 덮이는 문제가 생기는 것을 고려하여 편축으로 약 0.1∼0.2㎜ 정도 크게 가공하는 것이 바람직하다.또한, 하나의 스트립 내에서 실제 제품이 차지하는 영역을 고려하면, 자성체 리본(54)의 크기는 어느 정도 여유가 있기 때문에 스트립의 폭에 맞추어 사용할 수 있다. 그러나, 자성체 리본의 길이는 스트립이 자성체 리본 내에 1개 이상 들어갈 수도 있기 때문에 초기 설계시 결정하면 된다.
전술한 바와 같이, 제1 기판층(21), 자성체(22) 순으로 예비 레이업을 진행시킨 후에 고온 및 고압(예를 들면, 약 150∼200℃ 및 30∼40㎏/㎠) 하에서 가압, 적층시켜 제1 적층체(20)를 형성한다(도 3c). 하부의 제1 적층체(20') 또한 동일한 방법으로 형성되며 단지 자성체의 방향이 상부와 수직이 된다.
1차 적층이 완료된 후의 제1 적층체(20)의 구조는 양면에 각각 자성체(1, 1')가 적층되어 있는 형태가 된다. 이 때, 제2 기판층(21, 21')(프리프레그) 및 자성체(22)의 두께는 각각 약 0.06∼0.1㎜ 및 약 0.02∼0.03㎜의 범위가 적당하나, 이는 최종 제품에 요구되는 특성에 따라 변화가 가능하다. 그 다음, 제1 적층체(20, 20') 상에 드라이 필름(또는 포토레지스트)을 형성한 후에, 미리 설계된 자성체의 패턴에 따라 노광 및 현상하고, 일정한 패턴으로 형성된 드라이필름층을 마스크로 사용하여 상기 자성체(1, 1')를 에칭한다(도 3d). 상기 노광, 현상 및 에칭 과정의 일반적인 원리는 당업계에서 널리 알려져 있다. 그 결과, 제1 기판층(11) 상에 일정하게 패턴화된 자성체만이 남게 되며, 그 후에 상기 드라이필름층은 스트리핑된다(도 3e).
상기와 같이, 제1 적층체(20) 중 자성체의 패턴화 과정이 종료하면 전술한 바와 같이 제1 적층체 상하부에 각각 제2 기판층(또는 프리프레그)(31) 및 제2 도전층(또는 동박)(33)을 임시로 올려놓은 상태(예비 레이업)에서 고온 및 고압 조건 하(예를 들면, 약 150∼200℃, 30∼40㎏/㎠) 하에서 가압, 적층시켜 제2 적층체(30)를 형성한다(도 3f).
그 후, 자성체(1)를 제1 드라이빙 패턴(2) 및 제2 드라이빙 패턴(3)이 감는 형태가 되도록 하기 위하여, 제1 드라이빙 패턴(2)과 제2 드라이빙 패턴(3)이 상호 도통되도록 제1 적층체(20) 및 제2 적층체(30)를 통하여 제1 비아홀(6)을 형성함과 동시에, 제1 픽업 패턴(4) 제2 픽업 패턴(5)이 상호 도통되도록 제1 적층체(20) 및 제2 적층체(30)를 통하여 제2 비아홀(7)을 형성한다. 그 후, 제1 비아홀(6) 및 제2 비아홀(7)의 내면에 도전성 금속(즉, 구리)으로 도금을 수행한다(도 3g). 하부의 y축 감지용의 패턴에도 동일한 방법으로 제2 적층체(30')를 적층하고, 제1 비아홀(6') 및 제2 비아홀(7')을 형성한다.
그 다음, 각각의 2차 적층체(30, 30') 상에 일반적인 인쇄회로기판 제조공정인 노광, 현상 및 에칭을 통하여 상기 패턴화된 자성체에 대응하는 제2 드라이빙 패턴(3, 3') 및 제2 픽업 패턴(5, 5')을 형성한다(도 3h).
이처럼 형성된 제2 드라이빙 패턴층(3, 3')과 제1 드라이빙 패턴층(2, 2')은 제1 비아홀(6)에 의하여 상호 도통되어 자성체(1, 1')를 감는 형태가 됨으로써 플럭스 게이트 센서의 드라이빙 코일 역할을 하게 된다. 또한, 픽업 패턴은 제2 비아홀(7)에 의해 상호 도통되어 상기 자성체(1, 1')를 둘러싸는 형상이 되어 플럭스 게이트 센서의 픽업 코일의 역할을 한다.
그 다음, 외부로 노출되는 패턴화된 도전층(즉, 구리 회로)이 습기 등으로인하여 산화되는 것을 방지하기 위하여 도전층을 제외한 부분에 선택적으로 솔더 마스크를 도포하고 도전층 상에 니켈(또는 니켈-인) 도금층 및 금도금층을 순차적으로 형성시킨다. 이러한 과정의 구체적인 방법은 인쇄회로기판 분야에서 널리 알려져 있다.
한편, 제1 적층체(20), 제2 적층체(30)의 형성과정에서 사용되는 도전층으로 동박을 사용하는 것이 바람직하다. 이 때, 동박의 두께는 12㎛, 18㎛, 35㎛ 등의 규격화된 종류를 사용할 수 있다, 다만, 예를 들면 35㎛ 두께의 동박을 사용하는 경우에는 적층 후의 드릴공정 전에 회로 패턴의 형성을 위하여 하프에칭을 하여 본래 동박의 두께를 최소 약 5∼7㎛으로 감소시켜 줄 필요가 있다.
본 발명에 따른 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서는 휴대 전화, 휴대용 단말기 이외에도, 자동차, 항공기, 게임기, 완구로봇 등에서 지구 자계를 검출하여 위치를 확인하는데 사용될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따르면 미약자계 감지용 기판 상에 회로가 에칭 등을 통하여 정밀하게 형성되기 때문에 더욱 정밀한 특성값을 얻을 수 있고, 위치정밀도를 유지하여 특성값 변화에 대한 영향을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 얇고 소형인 저소비전력의 미약자계 감지용 센서를 제공할 수 있기 때문에 휴대단말 등의 소형 전자제품에 용이하게 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 x축 및 y축 방향의 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴을 동시에 형성함으로써 x축 및 y축의 2방향의 자계를 동시에 감지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 자성체가 부착된 기판 상에 에칭 등을 통하여 회로를 형성하고 드라이빙 패턴 및 픽업패턴을 형성하여 미약자계를 감지할 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 당업자는 본 발명을 고려하여 충분히 변경, 변환, 치환 및 대체할 수 있을 것이고, 상술한 것에만 한정되지 않는다.

Claims (14)

  1. 양면에 제1 드라이빙 패턴 및 제1 픽업 패턴이 형성되어 있는 제1 기판;
    상기 제1 기판의 상하 양면에 적층되며, 소정의 형태로 패턴화된 자성체가 형성된 제1 적층체; 및
    상기 제1 적층체 상에 각각 적층되며, 상기 자성체를 감는 형태가 되도록 제1 드라이빙 패턴 및 제1 픽업 패턴과 각각 도통되는 제2 드라이빙 패턴 및 제2 픽업 패턴이 형성되어 있는 제2 적층체를 포함하여 이루어지되,
    제1 기판의 상부에 형성되는 자성체, 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴과 하부에 형성되는 자성체, 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴은 서로 수직인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판은 CCL인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 자성체는 아모포스 금속, 퍼말로이 및 수퍼말로이로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 패턴화된 자성체는 밴드 형태이며, 드라이빙 패턴 및픽업패턴은 상기 자성체에 직각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 드라이빙 패턴 및 제1, 제2 픽업 패턴은 다수의 직선형태로서 나란히 배열되며, 픽업 패턴의 길이가 드라이빙 패턴보다 긴 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 드라이빙 패턴과 제2 드라이빙 패턴이 서로 도통되도록 제1 적층체 및 제2 적층체를 관통하는 제1 비아홀이 형성되고, 제1 픽업 패턴과 제2 픽업 패턴이 서로 도통되도록 제1 적층체 및 제2 적층체를 관통하는 제2 비아홀이 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 드라이빙 패턴 및 제2 드라이빙 패턴은 한가닥의 패턴으로 자성체의 주위를 감는 형태가 되도록 제1 비아홀을 통하여 서로 지그재그로 연결되고, 상기 제1 픽업 패턴 및 제2 픽업 패턴은 한가닥의 패턴으로 상기 자성체를 둘러싸는 형태가 되도록 형성되고 제2 비아홀을 통하여 서로 지그재그로 연결되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서.
  8. 위로부터 순차적으로 x축 방향의 제2 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴층(제1층),자성체층(제2층), 제1 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴층(제3층)이 형성되고, 그 아래로 y축 방향의 제1 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴 층(제4층), 자성체층(제5층), 제2 드라이빙 패턴 및 픽업 패턴층(제6층)으로 이루어지되,
    상기 각각의 자성체를 감는 형태가 되도록 제1 드라이빙 패턴과 제2 드라이빙 패턴이 서로 도통되고, 제1 픽업 패턴과 제2 픽업 패턴이 서로 도통되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서.
  9. 제1 기판을 드릴링 및 도금하고 노광, 현상 및 에칭하여 일면에 x축 방향의 제1 드라이빙 패턴 및 제1 픽업 패턴을 형성하고, 타면에 y축 방향의 제1 드라이빙 패턴 및 제1 픽업 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판의 양면에 제1 기판층 및 자성체를 레이업하고 노광, 현상 및 에칭하여 대향하는 제1 적층체를 적층하는 단계;
    상기 각각의 제1 적층체 상에 제2 기판층 및 도전층을 레이업하고 드릴링 및 도금, 노광, 현상 및 에칭하여 제2 드라이빙 패턴 및 제2 픽업 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 자성체로 리본 형태를 사용하며, 상기 제1 적층체를 형성하는 단계에 앞서 상기 리본 형태의 자성체를 기판층 상의 미리 정해진 위치에 적층할 수 있도록 예비 레이업시킨 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 기판층 및 제2 기판층은 프리프레그인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 프리프레그가 FR-4, 높은 유리전이온도(Tg)를 갖는 FR-4 및 비스말레이미드-트리아진(BT) 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 기술을 이용한 미약자계 감지용 센서의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 드릴링은 제1 드라이빙 패턴과 제2 드라이빙 패턴이 서로 도통되도록 제1 적층체 및 제2 적층체를 관통하는 제1 비아홀 및 제1 픽업 패턴과 제2 픽업 패턴이 서로 도통되도록 제1 적층체 및 제2 적층체를 관통하는 제2 비아홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 미약자계 감지용 센서의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 드라이빙 패턴 및 제2 드라이빙 패턴이 한가닥의 패턴으로 자성체의 주위를 감는 형태가 되도록 제1 비아홀을 통하여 서로 지그재그로 연결하고, 상기 제1 픽업 패턴 및 제2 픽업 패턴이 한가닥의 패턴으로 상기 픽업 패턴을 둘러싸는 형태가 되도록 형성되고 제2 비아홀을 통하여 서로 지그재그로연결하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 미약자계 감지용 센서의 제조방법.
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US10/139,356 US6753682B2 (en) 2002-03-09 2002-05-07 Weak-magnetic field sensor using printed circuit board manufacturing technique and method of manufacturing the same
TW091109695A TW535497B (en) 2002-03-09 2002-05-09 Weak-magnetic field sensor using printed circuit board manufacturing techniqu
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DE10220983A DE10220983B4 (de) 2002-03-09 2002-05-11 Sensor für schwach magnetische Felder unter Verwendung der Herstellungstechnik für gedruckte Leiterplatten und Verfahren zum Herstellen eines solchen Sensors
JP2002153556A JP3570630B2 (ja) 2002-03-09 2002-05-28 印刷回路基板製造技術により製造した弱磁界感知用センサー及びその製造方法
CN021221480A CN100406906C (zh) 2002-03-09 2002-05-31 使用印刷电路板制造技术的弱磁场传感器及其制造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004052909A1 (de) * 2004-07-24 2006-03-16 Samsung Electro - Mechanics Co., Ltd. Gedruckte Leiterplatte mit einem Sensor für ein schwaches Magnetfeld und Verfahren zur Herstellung

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100481552B1 (ko) * 2002-07-30 2005-04-07 삼성전기주식회사 2축 자계검출소자가 집적된 인쇄회로기판 및 그 제조방법
DE10338265B3 (de) * 2003-08-18 2005-04-07 Balluff Gmbh Positionsmeßsystem
WO2005031766A1 (ja) * 2003-09-29 2005-04-07 Tamura Corporation 積層型磁性部品を内蔵した多層積層基板
GB0405617D0 (en) * 2004-03-12 2004-04-21 Bartington Instr Ltd Fluxgate and fluxgate magnetometer
KR100619368B1 (ko) * 2004-07-05 2006-09-08 삼성전기주식회사 미약자계 감지용 센서를 구비한 인쇄회로기판 및 그 제작방법
US7271585B2 (en) * 2004-12-01 2007-09-18 Simmonds Precision Products, Inc. Method of fabricating a multilayer wiring board proximity sensor
KR100594975B1 (ko) * 2005-02-03 2006-06-30 삼성전자주식회사 지자기 센서의 코일 제조 방법
CZ301546B6 (cs) * 2005-07-07 2010-04-14 Ceské vysoké ucení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická Feromagnetická sonda
US7535221B2 (en) * 2006-03-17 2009-05-19 Citizen Holdings Co., Ltd. Magnetic sensor element and electronic directional measuring device
CN103674997B (zh) * 2013-12-06 2015-12-02 东南大学 基于印刷电路板螺线管线圈的低场核磁共振探头
EP3382409B1 (en) 2017-03-31 2022-04-27 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Component carrier with integrated flux gate sensor
KR102338574B1 (ko) * 2017-07-19 2021-12-14 현대자동차주식회사 전자 모듈 이를 포함하는 차량
CN107462846A (zh) * 2017-07-21 2017-12-12 北京蓝玛星际科技有限公司 弱磁场检测装置及其制备方法
DE102018220032A1 (de) * 2018-11-22 2020-05-28 Conti Temic Microelectronic Gmbh Magnetisches Positionssensorsystem

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3614554A (en) * 1968-10-24 1971-10-19 Texas Instruments Inc Miniaturized thin film inductors for use in integrated circuits
US3833872A (en) * 1972-06-13 1974-09-03 I Marcus Microminiature monolithic ferroceramic transformer
GB1597324A (en) * 1978-03-23 1981-09-03 Philips Nv Integrated magnetic field sensor
DE3738455A1 (de) * 1986-11-25 1988-06-01 Landis & Gyr Ag Anordnung zum messen eines flussarmen magnetfeldes
JPH04303707A (ja) * 1991-03-30 1992-10-27 Kimito Horie 電子式羅針盤
CN1065747A (zh) * 1991-04-11 1992-10-28 陈启星 硅钢颗粒与铁氧体粉末制成复合导磁材料的方法
KR100231356B1 (ko) * 1994-09-12 1999-11-15 모리시타요이찌 적층형 세라믹칩 인덕터 및 그 제조방법
JP3545074B2 (ja) * 1994-12-27 2004-07-21 独立行政法人 科学技術振興機構 半導体基板に集積される磁気検出素子及び磁気検出モジュール
JPH0943322A (ja) 1995-08-02 1997-02-14 Eipurasu:Kk 微弱磁気センサー及びその製造方法
US5877668A (en) * 1995-11-30 1999-03-02 Daewoo Electronics Co., Ltd. Flyback transformer having a flexible coil winding structure and manufacturing process thereof
US6270686B1 (en) 1995-12-27 2001-08-07 Ap One System Co., Ltd. Method of making a weak-field magnetic field sensor having etched circuit coils
JP2990652B2 (ja) * 1996-03-22 1999-12-13 株式会社村田製作所 積層型バルントランス
US5986533A (en) * 1996-06-18 1999-11-16 Dale Electronics, Inc. Monolithic thick film inductor
US6181130B1 (en) * 1997-07-25 2001-01-30 Tokin Corporation Magnetic sensor having excitation coil including thin-film linear conductor sections formed on bobbin with detection coil wound thereon
US6270889B1 (en) * 1998-01-19 2001-08-07 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Making and using an ultra-thin copper foil
KR100480749B1 (ko) * 1998-07-07 2005-09-30 삼성전자주식회사 차동 솔레노이드형 자계검출소자 및 그 제조방법
GB2348321A (en) * 1999-03-23 2000-09-27 Mitel Semiconductor Ltd A laminated transformer and a method of its manufacture
JP2000307218A (ja) * 1999-04-26 2000-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd プリント配線板の製造方法および製造装置とそれを用いたプリント配線板
US6429763B1 (en) * 2000-02-01 2002-08-06 Compaq Information Technologies Group, L.P. Apparatus and method for PCB winding planar magnetic devices

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004052909A1 (de) * 2004-07-24 2006-03-16 Samsung Electro - Mechanics Co., Ltd. Gedruckte Leiterplatte mit einem Sensor für ein schwaches Magnetfeld und Verfahren zur Herstellung
DE102004052909B4 (de) * 2004-07-24 2007-11-15 Samsung Electro - Mechanics Co., Ltd., Suwon Gedruckte Leiterplatte mit einem Sensor für ein schwaches Magnetfeld und Verfahren zur Herstellung

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