KR101096108B1 - 미세 코일 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음파나 진동과 같은 미세한 진동에너지로부터 발전을 수행할 수 있는 발전장치에 적용될 수 있는 미세 코일에 관한 것으로, 본 발명에 따른 미세코일은, 중앙 영역에 중공이 형성되어 있고, 상기 중공 둘레를 따라 단위 코일 패턴이 형성되어 있으며, 상기 단위 코일 패턴과 접촉되도록 금속 배선이 형성되어 있는 비아홀을 구비한 복수 개의 기판과, 상기 기판의 중공에 대응하는 위치에 중공이 형성되어 있으며 복수 개의 기판들 사이에 개재되어, 상기 단위 코일 패턴들을 전기적으로 상호 연결시키면서 상기 복수 개의 기판들을 적층된 형태로 접착시키는 하나 이상의 이방성 전도 필름을 포함하여 구성된다.
미세 코일, 유도 전류, 단위 코일 패턴, 이방성 전도 필름

Description

미세 코일 및 그 제조방법{MICRO-COIL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 미세 코일과 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 박판 상에 고정된 미세한 자석의 움직임을 통해 유도 기전력을 발생시켜 고수확 발전을 수행하는 발전장치에 적용될 수 있는 미세한 코일로서 바닥, 벽 또는 천장과 같이 설치 위치를 달리하더라도 코일에 변형이 생기지 않아 자석과의 간섭을 막을 수 있는 것을 특징으로 하는 코일과, 이러한 코일을 용이하게 제조할 수 있도록 하는 제조방법에 관한 것이다.
최근 화석 연료 저감을 위한 다양한 대체 에너지 생성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로 음파 또는 진동 등에 의해 발생하는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 발전하는 방법을 통해 조명이나 모바일 기기의 전원으로 활용하고자 하는 방법이 제안되고 있다.
그런데 이와 같은 발전장치를 구현하기 위해서는 특히, 권선수가 많으면서 안정적인 구조를 갖는 미세한 코일 구조를 제조할 수 있는 기술의 확보가 선행되어야 한다.
이와 관련하여, 종래 도 17에 도시된 바와 같이, 상/하부 웨이퍼의 중앙에 사각형의 홀(hole)을 형성한 후, 상부 웨이퍼의 구멍 주위에 전기 도금을 통해 구리 플래너코일(planer coil)을 형성하고, 하부 웨이퍼에는 사각형 홀에 걸쳐지는 서스펜션 플레이트(suspension plate)을 형성한 후, 상기 서스펜션 플레이트 상에 영구자석을 부착시켜, 상기 서스펜션 플레이트가 인간의 음성이나 전자기기의 스피커를 통해 방출되는 음파에 의해 진동할 때, 발생하는 유도 기전력을 통해 발전하는 소형 발전장치가 개시되어 있다.
그런데 이 발전장치의 경우, 수평 방향으로만 코일을 형성할 수 있기 때문에 형성할 수 있는 권선수가 제한적이기 때문에 고수확 발전이 어려운 문제점이 있다.
한편, 미세한 코일을 입체적으로 형성할 경우에는 코일의 자중에 의해 설치 위치에 따라 코일에 처짐 또는 변형이 발생하여 코일의 정확한 치수를 유지하지 못하게 될 수 있는데, 이와 같은 변형이 생길 경우 코일의 내부를 진동하는 자석과 간섭이 일어날 수 있어, 발전효율을 크게 저하시킬 수 있다. 또한, 외부의 충격 등에 의해 코일이 쉽게 손상될 수도 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 연구개발된 것으로서 외부의 충격에 의해 쉽게 손상되지 않고 설치 위치에 따라 코일에 변형이 생기지 않아 구조 안정성이 우수한 미세 코일과 이의 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 고수확 발전이 가능한 코일 구조를 구비한 미세 코일과 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세 코일은, 중앙 영역에 중공이 형성되어 있고, 상기 중공 둘레를 따라 단위 코일 패턴이 형성되어 있으며, 상기 단위 코일 패턴과 접촉되도록 금속 배선이 형성되어 있는 비아홀을 구비한 복수 개의 기판과, 상기 기판의 중공에 대응하는 위치에 중공이 형성되어 있으며 복수 개의 기판들 사이에 개재되어, 상기 단위 코일 패턴들을 전기적으로 상호 연결시키면서 상기 복수 개의 기판들을 적층된 형태로 접착시키는 하나 이상의 이방성 전도 필름을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 미세 코일에 있어서, 상기 단위 코일 패턴의 재질은 구리이고, 상기 기판의 재질은 폴리이미드 또는 BT(Bismaleimide Triazine) 수지인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 미세 코일에 있어서, 상기 기판에 형성된 비아홀은 하나이고, 상기 단위 코일 패턴은 상기 비아홀에 형성된 금속 배선에 접촉된 상태로 상기 중공 둘레를 복수회 감는 직렬 권선방식으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 미세 코일에 있어서, 상기 기판에 형성된 비아홀은 복수개이고, 상기 단위 코일 패턴은 상기 복수개의 비아홀에 형성된 금속배선들에 각각 독립적으로 접촉된 상태로 상기 중공 둘레를 감는 병렬 권선방식으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 미세 코일 제조방법은 (a1) 구리층이 형성된 기판에 비아홀을 형성하는 단계, (b1) 상기 비아홀에 금속배선을 형성하는 단계, (c1) 상기 구리층을 식각하여 상기 비아홀에 형성된 금속배선에 접촉된 단위 코일 패턴을 형성하는 단계, (d1) 상기 단위 코일 패턴과 상기 비아홀이 형성된 기판들 사이에 이방성 전도 필름을 개재시켜 상기 기판들에 형성된 단위 코일 패턴들을 서로 연결시키는 단계 및 (e1) 상기 단위 코일 패턴 내부의 기판 영역과 이방성 전도 필름 영역을 제거하여 상기 단위코일 패턴의 중앙 영역에 중공을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 미세 코일 제조방법은 (a2) 구리층이 형성된 기판의 중앙 영역을 제거하여 중공을 형성하는 단계, (b2) 상기 중공이 형성된 기판에 비아홀을 형성하는 단계, (c2) 상기 비아홀에 금속배선을 형성하는 단계, (d2) 상기 구리층을 식각하여 상기 비아홀에 형성된 금속배선에 접촉된 단위 코일 패턴을 형성하는 단계 및 (e2) 상기 단위 코일 패턴과 상기 비아홀이 형성된 기판들 사 이에 상기 중공에 대응하는 위치에 중공이 형성된 이방성 전도 필름을 개재시켜 상기 기판들에 형성된 단위 코일 패턴들을 서로 연결시키는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 여러 측면에 따른 미세 코일 제조방법에 있어서, 상기 (b1) 단계와 상기 (c2) 단계에서, 상기 금속배선은 구리를 상기 비아홀에 전기 도금하는 방식 또는 도전성의 페이스트를 상기 비아홀에 매립하고 경화시키는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 여러 측면에 따른 미세 코일 제조방법에 있어서, 상기 단위 코일 패턴의 재질은 구리이고, 상기 기판의 재질은 폴리이미드 또는 BT(Bismaleimide Triazine) 수지인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 여러 측면에 따른 미세 코일 제조방법에 있어서, 상기 (a1) 단계와 상기 (b2) 단계에서, 상기 기판에 하나의 비아홀을 형성하고, 상기 (c1) 단계와 상기 (d2) 단계에서, 상기 단위 코일 패턴이 상기 하나의 비아홀에 형성된 금속 배선에 접촉된 상태로 상기 중공 둘레를 복수회 감는 직렬 권선방식으로 상기 단위 코일 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 여러 측면에 따른 미세 코일 제조방법에 있어서, 상기 (a1) 단계와 상기 (b2) 단계에서, 상기 기판에 복수개의 비아홀을 형성하고, 상기 (c1) 단계와 상기 (d2) 단계에서, 상기 단위 코일 패턴이 상기 복수개의 비아홀에 형성된 금속배선들에 각각 독립적으로 접촉된 상태로 상기 중공 둘레를 감는 병렬 권선방식으로 상기 단위 코일 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 미세 코일은, 코일 패턴이 형성된 기판을 이방성 전도 필름을 개재하여 적층하여 이루어지기 때문에, 외부의 충격 등에 의해 코일 구조가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 코일이 설치 위치에 따라 변형되는 것을 막을 수 있어 구조 안정성이 개선된다.
또한, 본 발명에 따른 미세 코일은, 수직 방향은 물론 수평 방향으로도 권선수를 늘릴 수 있기 때문에 고수확 발전에 유리하다.
또한, 본 발명에 따른 미세 코일의 제조방법은, 이미 확립되어 있는 PCB 기판의 제조공정 기술을 그대로 응용할 수 있어 용이하게 3차원의 미세 코일 구조를 형성할 수 있게 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 코일의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 코일의 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 코일은 기판(10), 단위 코일 패턴(20), 비아홀(30), 금속배선(40) 및 이방성 전도 필름(50) 을 포함하여 구성된다.
기판(10)의 중앙 영역에는 상하 방향으로 기판(10)을 관통하는 중공(8)이 형성되어 있다. 후술하겠지만, 이 중공(8)에 외부로부터의 진동에너지에 의해 움직이는 자석을 배치하여 유도기전력에 의한 전류를 획득할 수 있다. 이에 대하여는 본 실시 예의 구조를 설명한 후에 보다 상세히 설명한다.
예를 들어, 기판(10)은 내열성, 내마모성 및 내화학성 등이 우수한 폴리이미드(Polyimide) 또는 BT(Bismaleimide Triazine) 수지를 채택하여 구현할 수 있다.
단위 코일 패턴(20)은 중공(8) 둘레를 둘러싸면서 기판(10) 상에 형성되어 있다.
예를 들어, 중공(8)의 단면 형상이 사각형인 경우, 단위 패턴 코일도 중공(8)의 단면 형상을 따라 사각형으로 하는 것이 바람직하다. 물론, 중공(8)과 단위 패턴 코일의 단면 형상을 원형으로 구성할 수도 있다.
이 단위 코일 패턴(20)의 재질은 전도성이 우수한 금속으로서 구리, 금, 은 또는 알루미늄일 수 있다.
비아홀(30)은 단위 코일 패턴(20) 하부의 기판(10)에 형성되어 있다. 이 비아홀(30)은 기판(10)을 상하 방향으로 관통하도록 형성되어 있으며, 후술하는 금속배선(40)을 형성하기 위한 영역이다.
금속배선(40)은 기판(10) 상에 형성되어 있는 단위 코일 패턴(20)에 전기적으로 접촉된 상태로 비아홀(30)을 채우면서 형성되어 있다. 예를 들어, 이 금속배선(40)의 재질은 구리, 은일 수 있다.
이방성 전도 필름(50)에는 기판(10)에 형성된 중공(8)에 대응하는 중공이 형성되어 있다. 이러한 이방성 전도 필름(50)은 단위 코일 패턴(20)과 금속배선(40)이 형성되어 있는 기판들(10) 사이에 개재되어, 기판들(10)에 형성된 단위 코일 패턴들(20)을 서로 연결시키면서 기판들(10)을 서로 접착시키는 기능을 수행한다.
이를 보다 구체적으로 설명한다.
본 실시 예는 이방성 전도 필름(50)을 매개로 여러 개의 기판들(10)이 적층된 구조이다. 예를 들어, 2개의 기판을 적층시키는 경우, 2개의 기판 사이에 이방성 전도 필름(50)을 개재시키면, 2개의 기판에 형성되어 있는 단위 코일 패턴들(20)이 각각의 금속배선(40)과 이방성 전도 필름(50)을 매개로 서로 전기적으로 연결되는 것이다. 물론 필요에 따라 적층되는 기판의 수를 늘릴 수 있으며, 이에 따라 코일의 권선 수는 늘어난다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시 예의 용도중의 하나는 유도전류를 생성하는 장치의 부품인 인덕터로 사용하기 위한 것이다. 이와 관련하여 코일의 권선 수를 증가시키는 다양한 구조들을 개시한다.
하나의 예로, 도 3에 직렬 권선방식으로 형성된 단위 코일 패턴(20)의 예가 개시되어 있다.
도 3을 참조하면, 이 직렬 권선방식은 기판(10)에 하나의 비아홀(30)을 형성하고, 단위 코일 패턴(20)을 비아홀(30)에 형성된 금속 배선에 접촉된 상태로 중공(8) 둘레를 복수회 감는 방식이다. 이에 따르면, 단위 코일 패턴(20)이 중공(8) 둘레를 감는 회수에 비례하여 자속이 증가하며, 이에 따라 생성되는 유도전류도 증 가하게 된다.
다른 예로, 도 4에 병렬 권선방식으로 형성된 단위 코일 패턴(21, 22, 23)의 예가 개시되어 있다.
도 4를 참조하면, 이 병렬 권선방식은 기판(10)에 복수개의 비아홀(31, 32, 33)을 형성하고, 비아홀(31, 32, 33)과 같은 수의 단위 코일 패턴(21, 22, 23)을 비아홀들(31, 32, 33)에 형성된 금속배선(40)들에 각각 독립적으로 접촉된 상태로 중공(8) 둘레를 감는 방식이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 실시 예에 따른 미세 코일에 따르면, 코일을 구성하는 단위 코일 패턴들(20)이 기판(10) 상에 형성되어 적층된 구조를 갖기 때문에 외부에서 가해지는 하중 등의 요인에 코일의 형상이 변형되는 문제점이 발생하지 않는다는 장점이 있다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 미세 코일 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 미세 코일 제조방법은 (a1) 구리층(6)이 형성된 기판(10)에 비아홀(30)을 형성하는 단계, (b1) 비아홀(30)에 금속배선(40)을 형성하는 단계, (c1) 구리층(6)을 식각하여 비아홀(30)에 형성된 금속배선(40)에 접촉된 단위 코일 패턴(20)을 형성하는 단계, (d1) 단위 코일 패턴(20)과 비아홀(30)이 형성된 기판들(10) 사이에 이방성 전도 필름(50)을 개재시켜 기판들(10)에 형성된 단위 코일 패턴들(20)을 서로 연결시키는 단계 및 (e1) 단위 코일 패턴(20) 내부의 기판(10) 영역과 이방성 전도 필름(50) 영역을 제거하여 단위코일 패턴의 권선 방향과 직교하는 중공(8)을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.
먼저 도 5를 참조하여, (a1) 비아홀(30)을 형성하는 단계를 설명한다.
도 5의 (a)와 (b)를 참조하면, 기판(10)의 양면 중 구리층(6)이 적층된 면의 반대 면에 마스크(4)를 형성한다. 이 마스크(4)에는 비아홀(30)을 형성하기 위한 패턴이 형성되어 있다. 이 상태에서 레이저 또는 드릴링 방식으로 패턴 하부의 기판(10) 영역을 제거함으로써, 비아홀(30)을 형성한다.
하나의 예로, 구리층(6)이 적층된 기판(10)은 연성 동장 적층 회로기판(Flexible Copper Clad Laminate, FCCL)을 이용할 수 있다. 여기서, 기판(10)의 재질은 폴리이미드 또는 BT(Bismaleimide Triazine) 수지일 수 있다.
다음으로 도 6을 참조하여, (b1) 금속배선(40)을 형성하는 단계를 설명한다.
하나의 예로, 구리를 전기 도금하는 방식으로 비아홀(30)에 구리 재질의 금속배선(40)을 형성할 수 있다.
다른 예로, 도전성 페이스트를 이용하는 방식이 있다. 이 방식은 먼저, 도전성의 페이스트를 기판(10) 상에 위치시킨 후, 스퀴즈(squeeze) 방식으로 이 도전성 페이스트를 비아홀(30)에 밀어 넣어 매립하고, 이를 경화시키는 방식이다.
다음으로 도 7을 참조하여, (c1) 단위 코일 패턴(20)을 형성하는 단계를 설명한다.
도 7을 참조하면, 금속배선(40)이 형성되어 있는 기판(10)의 일면 상의 구리층(6)을 소정의 패턴에 따라 식각하여 단위 코일 패턴(20)을 형성한다. 이 때, 단위 코일 패턴(20)의 단부가 비아홀(30)에 형성된 금속배선(40)에 전기적으로 접촉되도록 조절한다.
다음으로 도 8을 참조하여, (d1) 단위 코일 패턴들(20)을 서로 연결시키는 단계를 설명한다.
도 8을 참조하면, 기판들(10) 사이에 이방성 전도 필름(50)을 개재시키는 방식으로 각 기판들(10)에 형성되어 있는 단위 코일 패턴들(20)을 서로 전기적으로 연결시킨다. 각 기판들(10)에는 단위 코일 패턴(20)과 금속배선(40)이 형성되어 있다. 이 기판들(10)을 이방성 전도 필름(50)을 개재시켜 접착시키면, 기판들(10)에 형성되어 있는 단위 코일 패턴들(20)이 각각의 금속배선(40)과 이방성 전도 필름(50)을 매개로 서로 전기적으로 연결되는 것이다. 물론 필요에 따라 적층되는 기판(10)의 수를 늘릴 수 있으며, 이에 따라 코일의 권선 수는 늘어난다.
다음으로 도 9를 참조하여, (e1) 중공(8)을 형성하는 단계를 설명한다. 이 중공(8)은 유도기전력을 발생시키기 위하여 자석이 상하 운동하기 위한 공간이다.
도 9를 참조하면, 이방성 전도 필름(50)을 매개로 접착되어 있는 기판들(10)을 일괄적으로 드릴링(Drilling)함으로써, 중공(8)을 형성한다. 보다 구체적으로, 단위 코일 패턴(20) 내부의 기판(10) 영역과 이 영역 하부의 이방성 전도 필름(50) 영역을 제거하여 단위코일 패턴의 권선 방향과 직교하는 중공(8)을 형성한다.
한편, 앞서 본 실시 예에 따른 미세 코일의 구조를 설명하는 과정에 설명한 바 있지만, 코일의 권선 수를 증가시키는 다양한 단위 코일 패턴(20) 형성방법이 있다.
하나의 예로, 직렬 권선방식으로 도 3에 개시된 바와 같은 단위 코일 패턴(20)을 형성하는 방법을 설명한다.
먼저 (a1) 비아홀(30)을 형성하는 단계에서, 기판(10) 가장자리에 하나의 비아홀(30)을 형성한다. 다음으로 (c1) 단위 코일 패턴(20)을 형성하는 단계에서, 단위 코일 패턴(20)을 비아홀(30)에 형성된 금속 배선에 접촉된 상태로 중공(8) 둘레를 복수회 감는 방식으로 형성한다. 이에 따르면, 단위 코일 패턴(20)이 중공(8) 둘레를 감는 회수에 비례하여 자속이 증가하며, 이에 따라 생성되는 유도전류도 증가하게 된다.
다른 예로, 병렬 권선방식으로 도 4에 개시된 바와 같은 단위 코일 패턴(21, 22, 23)을 형성하는 방법을 설명한다.
먼저 (a1) 비아홀(31, 32, 33)을 형성하는 단계에서, 기판(10) 가장자리에 서로 이격되게 복수개의 비아홀들(31, 32, 33)을 형성한다. 다음으로 (c1) 단위 코일 패턴(21, 22, 23)을 형성하는 단계에서, 비아홀들(31, 32, 33)과 같은 수의 단위 코일 패턴(21, 22, 23)을 비아홀들(31, 32, 33)에 형성된 금속배선들(40)에 각각 독립적으로 접촉된 상태로 중공(8) 둘레를 감는 방식으로 형성한다.
도 10 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 미세 코일 제조방법을 설 명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 미세 코일 제조방법은 (a2) 구리층(6)이 형성된 기판(10)의 중앙 영역을 제거하여 중공(8)을 형성하는 단계, (b2) 중공(8)이 형성된 기판(10)에 비아홀(30)을 형성하는 단계, (c2) 비아홀(30)에 금속배선(40)을 형성하는 단계, (d2) 구리층(6)을 식각하여 비아홀(30)에 형성된 금속배선(40)에 접촉된 단위 코일 패턴(20)을 형성하는 단계 및 (e2) 단위 코일 패턴(20)과 비아홀(30)이 형성된 기판들(10) 사이에 이방성 전도 필름(50)을 개재시켜 기판들(10)에 형성된 단위 코일 패턴들(20)을 서로 연결시키는 단계를 포함하여 구성된다.
후술하겠지만, 앞서 상세히 설명한 제1 실시 예는 복수개의 기판(10)을 적층한 후 최종적으로 중앙 영역에 중공(8)을 형성하는 방식이지만, 제2 실시 예는 먼저 중공(8)을 형성한 후 후속 공정을 수행하는 방식이다. 따라서 제2 실시 예를 설명하는 과정에서 제1 실시 예와 중복되는 설명은 생략한다.
먼저 도 10을 참조하여, (a2) 중공(8)을 형성하는 단계를 설명한다.
도 10을 참조하면, 구리층(6)이 형성되어 있는 기판(10)의 중앙 영역을 예를 들어, 드릴링 방식으로 제거하여 중공(8)을 형성한다.
다음으로 도 11을 참조하여, (b2) 비아홀(30)을 형성하는 단계를 설명한다.
도 11을 참조하면, 기판(10)의 두면 중 구리층(6)이 적층된 면의 반대 면에 마스크(4)를 형성한다. 이 마스크(4)에는 비아홀(30)을 형성하기 위한 패턴이 형성되어 있다. 이 상태에서 레이저 또는 드릴링 방식으로 패턴 하부의 기판(10) 영역 을 제거함으로써, 비아홀(30)을 형성한다.
다음으로 도 12를 참조하여, (c2) 금속배선(40)을 형성하는 단계를 설명한다.
하나의 예로, 구리를 전기 도금하는 방식으로 비아홀(30)에 구리 재질의 금속배선(40)을 형성할 수 있다.
다른 예로, 도전성 페이스트를 이용하는 방식이 있다. 이 방식은 먼저, 도전성의 페이스트를 기판(10) 상에 위치시킨 후, 스퀴즈(squeeze)로 이 도전성 페이스트를 비아홀(30)에 밀어 넣어 매립하고, 이를 경화시키는 방식이다.
다음으로 도 13을 참조하여, (d2) 단위 코일 패턴(20)을 형성하는 단계를 설명한다.
도 13을 참조하면, 금속배선(40)이 형성되어 있는 기판(10)의 일면 상의 구리층(6)을 소정의 패턴에 따라 식각하여 단위 코일 패턴(20)을 형성한다. 이 때, 단위 코일 패턴(20)의 단부가 비아홀(30)에 형성된 금속배선(40)에 전기적으로 접촉되도록 조절한다.
다음으로 도 14를 참조하여, (e2) 단위 코일 패턴들(20)을 서로 연결시키는 단계를 설명한다.
도 14를 참조하면, 기판들(10) 사이에 이방성 전도 필름(50)을 개재시키는 방식으로 각 기판들(10)에 형성되어 있는 단위 코일 패턴들(20)을 서로 전기적으로 연결시킨다. 각 기판들(10)에는 단위 코일 패턴(20)과 금속배선(40)이 형성되어 있다. 이 기판들(10)을 이방성 전도 필름(50)을 개재시켜 접착시키면, 기판들(10)에 형성되어 있는 단위 코일 패턴들(20)이 각각의 금속배선(40)과 이방성 전도 필름(50)을 매개로 서로 전기적으로 연결되는 것이다. 물론 필요에 따라 적층되는 기판(10)의 수를 늘릴 수 있으며, 이에 따라 코일의 권선 수는 늘어난다.
도 16은 본 발명의 실시 예들에 따른 미세 코일 제조방법에 따라 미세코일을 집적시키는 예를 나타낸 도면이다.
도 16을 참조하면, 4× 3 = 12개의 미세 코일이 집적되어 있다.
이 미세 코일들이 집적된 구조체를 패키징하는 과정에서 1) 미세 코일들이 상호 병렬 연결되도록 함으로써, 각 미세 코일에서 생성된 유도 전류들이 모두 더해져서 출력단으로 출력되도록 구성하거나, 2) 미세 코일들이 상호 직렬 연결되도록 함으로써, 각 미세 코일에 걸리는 전압들이 모두 더해져서 출력단으로 출력되도록 구성할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 실시 예들에 따른 미세 코일 제조방법에 따르면, 변형의 문제가 발생하지 않는 미세 코일이 제공되는 효과가 있다. 보다 구체적으로, 코일을 구성하는 단위 코일 패턴들(20)이 기판(10) 상에 형성되어 적층된 구조를 갖기 때문에 외부에서 가해지는 하중 등의 요인에 의한 탄성에 의해 코일의 형상이 변형되는 문제점이 발생하지 않는다는 장점이 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 코일의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 코일의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 코일에 있어서, 직렬 권선방식으로 형성된 단위 코일 패턴의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세 코일에 있어서, 병렬 권선방식으로 형성된 단위 코일 패턴의 예를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 미세 코일 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 미세 코일 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예들에 따른 미세 코일 제조방법에 따라 미세코일을 집적시키는 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 종래의 플래너 코일을 적용한 소형 발전장치를 나타낸 도면이다.
***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****
4: 마스크 6: 구리층
8: 중공 10: 기판
20, 21, 22, 23: 단위 코일 패턴
30, 31, 32, 33: 비아홀(via hole)
40: 금속배선
50: 이방성 전도 필름

Claims (12)

  1. 자석의 진동에 따른 유도전류를 생성하는 발전장치에 사용되는 미세 코일에 있어서,
    중앙 영역에 상기 자석이 배치되는 중공이 형성되어 있고, 상기 중공 둘레를 따라 단위 코일 패턴이 형성되어 있으며, 상기 단위 코일 패턴과 접촉되도록 금속 배선이 형성되어 있는 비아홀을 구비한 복수 개의 기판과,
    상기 기판의 중공에 대응하는 위치에 중공이 형성되어 있으며 복수 개의 기판들 사이에 개재되어, 상기 단위 코일 패턴들을 전기적으로 상호 연결시키면서 상기 복수 개의 기판들을 적층된 형태로 접착시키는 하나 이상의 이방성 전도 필름을 포함하여 구성되고,
    상기 금속배선은 구리를 상기 비아홀에 전기 도금하는 방식 또는 도전성의 페이스트를 상기 비아홀에 매립하고 경화시키는 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는 미세 코일.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 재질은 폴리이미드 또는 BT(Bismaleimide Triazine) 수지인 것을 특징으로 하는 미세 코일.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 형성된 비아홀은 하나이고,
    상기 단위 코일 패턴은 일단이 상기 비아홀에 형성된 금속 배선에 접촉된 상태로 상기 중공 둘레를 복수 회 감는 직렬 권선방식으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미세 코일.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 형성된 비아홀은 복수 개이고,
    상기 단위 코일 패턴은 상기 복수 개의 비아홀에 형성된 금속배선들에 각각 독립적으로 접촉된 상태로 상기 중공 둘레를 감는 병렬 권선방식으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미세 코일.
  5. 자석의 진동에 따른 유도전류를 생성하는 발전장치에 사용되는 미세 코일 제조방법으로서,
    (a1) 구리층이 형성된 기판에 비아홀을 형성하는 단계;
    (b1) 상기 비아홀에 금속배선을 형성하는 단계;
    (c1) 상기 구리층을 식각하여 상기 비아홀에 형성된 금속배선에 접촉된 단위 코일 패턴을 형성하는 단계;
    (d1) 상기 단위 코일 패턴과 상기 비아홀이 형성된 기판들 사이에 이방성 전도 필름을 개재시켜 상기 기판들에 형성된 단위 코일 패턴들을 서로 연결시키는 단계; 및
    (e1) 상기 단위 코일 패턴 내부의 기판 영역과 이방성 전도 필름 영역을 제거하여 상기 단위코일 패턴의 중앙 영역에 상기 자석이 배치되는 중공을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되고,
    상기 (b1) 단계에서,
    상기 금속배선은 구리를 상기 비아홀에 전기 도금하는 방식 또는 도전성의 페이스트를 상기 비아홀에 매립하고 경화시키는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 코일 제조방법.
  6. 자석의 진동에 따른 유도전류를 생성하는 발전장치에 사용되는 미세 코일 제조방법으로서,
    (a2) 구리층이 형성된 기판의 중앙 영역을 제거하여 상기 자석이 배치되는 중공을 형성하는 단계;
    (b2) 상기 중공이 형성된 기판에 비아홀을 형성하는 단계;
    (c2) 상기 비아홀에 금속배선을 형성하는 단계;
    (d2) 상기 구리층을 식각하여 상기 비아홀에 형성된 금속배선에 접촉된 단위 코일 패턴을 형성하는 단계; 및
    (e2) 상기 단위 코일 패턴과 상기 비아홀이 형성된 기판들 사이에 상기 중공에 대응하는 위치에 중공이 형성된 이방성 전도 필름을 개재시켜 상기 기판들에 형성된 단위 코일 패턴들을 서로 연결시키는 단계;를 포함하여 구성되고,
    상기 (c2) 단계에서,
    상기 금속배선은 구리를 상기 비아홀에 전기 도금하는 방식 또는 도전성의 페이스트를 상기 비아홀에 매립하고 경화시키는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 코일 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 단위 코일 패턴의 재질은 구리이고,
    상기 기판의 재질은 폴리이미드 또는 BT(Bismaleimide Triazine) 수지인 것을 특징으로 하는 미세 코일 제조방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 (a1) 단계에서, 상기 기판에 하나의 비아홀을 형성하고,
    상기 (c1) 단계에서, 상기 단위 코일 패턴이 상기 하나의 비아홀에 형성된 금속 배선에 접촉된 상태로 상기 중공 둘레를 복수회 감는 직렬 권선방식으로 상기 단위 코일 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 코일 제조방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 (a1) 단계에서, 상기 기판에 복수개의 비아홀을 형성하고,
    상기 (c1) 단계에서, 상기 단위 코일 패턴이 상기 복수개의 비아홀에 형성된 금속배선들에 각각 독립적으로 접촉된 상태로 상기 중공 둘레를 감는 병렬 권선방식으로 상기 단위 코일 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 코일 제조방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 (b2) 단계에서, 상기 기판에 하나의 비아홀을 형성하고,
    상기 (d2) 단계에서, 상기 단위 코일 패턴이 상기 하나의 비아홀에 형성된 금속 배선에 접촉된 상태로 상기 중공 둘레를 복수회 감는 직렬 권선방식으로 상기 단위 코일 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 코일 제조방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 (b2) 단계에서, 상기 기판에 복수개의 비아홀을 형성하고,
    상기 (d2) 단계에서, 상기 단위 코일 패턴이 상기 복수개의 비아홀에 형성된 금속배선들에 각각 독립적으로 접촉된 상태로 상기 중공 둘레를 감는 병렬 권선방식으로 상기 단위 코일 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 코일 제조방법.
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