KR101365368B1

KR101365368B1 - 공통모드필터 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101365368B1
Application number: KR1020120153494A
Authority: KR
Inventors: 이종윤; 위성권
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-02-24
Also published as: JP5980763B2; JP2014127717A; US9899141B2; US20140176284A1

Abstract

본 발명은 빌드업 공정이 아닌 코어절연층 양면에 적층된 금속층에 직접 패터닝하여 코일전극을 형성하는 공통모드필터 제조방법 및 이에 따라 제조된 공통모드필터를 제공한다.

Description

공통모드필터 및 이의 제조방법{COMMON MODE FILTER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 공통모드필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 코어층의 양면에 코일전극이 형성된 공통모드필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

기술이 발전함에 따라 휴대전화, 가전제품, PC, PDA, LCD 등과 같은 전자기기가 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 변화되고, 처리하는 데이터량의 증가로 인해 고속화되고 있는 추세에 있다. 이에 따라, 고속 신호 송신 인터페이스로서 USB 2.0, USB 3.0 및 고선명 멀티미디어 인터페이스(high-definition multimedia interface;HDMI)가 광범위하게 보급되었고, 개인용 컴퓨터 및 디지털 고화질 텔레비전과 같은 많은 디지털 디바이스들에서 사용되고 있다.

이들 인터페이스는 오랫동안 일반적으로 이용되었던 단일-종단 (single-end) 송신 시스템과 다르게 한 쌍의 신호 라인들을 사용하여 차동 신호(차동 모드 신호)를 송신하는 차동 신호 시스템을 채용한다.

이에 따라 고속 차동신호 라인 등에는 발생하는 공통 모드 노이즈(Common mode noise)를 제거하기 위해 일반적으로 공통모드필터(Common Mode Filter)가 사용되고 있다. 여기서, 공통모드 노이즈는 차동신호 라인에서 발생하는 노이즈이며, 공통모드필터는 기존 EMI필터로 제거할 수 없는 이러한 노이즈를 제거한다.

일본 특허출원 공개공보 제 2012-015494호를 참조하면, 종래 일반적인 공통모드필터는 절연층 내부에 한 쌍의 1,2차 도체코일이 구비되어 있고, 상기 1,2차 도체코일은 상기 절연층을 구성하는 절연수지를 사이에 두고 이격된 구조를 갖는다. 이러한 구조의 공통모드필터를 제조하기 위해서는, 일반적으로 빌드업 공정을 진행하여 절연수지 도포와 코일전극 도금공정을 반복 진행해야 한다.

그러나 이는 도체코일의 적층수에 따라 공정수 증가를 야기시켜 생산성 저하 및 제조비용 상승 요인이 된다. 이에 따라 보다 간소한 방법으로 공통모드필터를 제조할 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있다.

일본 특허출원 공개공보 제 2012-015494호

본 발명은 빌드업 공정을 진행하지 않고 코일전극 및 외부전극단자를 형성할 수 있는 공통모드필터 제조방법을 제시하여, 공정수 증가에 의한 생산성 저하 및 제조비용 상승 문제를 해결하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명은, 코어절연층; 상기 코어절연층 양면에 형성된 코일전극; 상기 코일전극의 단부와 연결된 외부전극단자; 및 상기 코어절연층 표면을 복개하는 외부절연층;을 포함하되, 상기 외부전극단자는 상기 코어절연층의 양면에 서로 대향되게 형성되고 접속전극에 의해 연결되는, 공통모드필터를 제공한다.

또한, 상기 코어절연층 양면에 형성된 코일전극은 상기 코어절연층을 관통하는 비아를 통해 연결되는, 공통모드필터를 제공한다.

또한, 상기 코일전극은 동일층에 교번(交番)하여 배치되는 제1 코일전극과 제2 코일전극으로 구성되는, 공통모드필터를 제공한다.

또한, 상기 외부절연층의 두께는 상기 외부전극단자의 두께와 동일한, 공통모드필터를 제공한다.

또한, 상기 외부절연층 일면에 형성되고 상기 외부전극단자와 접합하는 표면전극을 더 포함하는, 공통모드필터를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명은, 양면에 금속층이 적층된 코어절연층을 준비하는 단계; 상기 금속층에서 외부전극단자 형성 영역을 제외한 나머지 영역에 대해 하프 에칭(half etching)을 수행하는 단계; 하프 에칭된 영역의 금속층을 선택적으로 식각하여 코일전극을 형성하는 단계; 상기 코어절연층의 양면에 서로 대향되게 형성된 상기 외부전극단자를 연결하는 접속전극를 형성하는 단계; 및 상기 코어절연층의 표면을 복개하는 외부절연층을 형성하는 단계;를 포함하는, 공통모드필터 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 준비된 코어절연층의 양면에 적층된 금속층의 두께는 상기 외부전극단자의 두께와 동일한, 공통모드필터 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 코일전극 형성 후 상기 코일전극과 상기 코어절연층을 관통하는 홀(hole)을 가공하고, 상기 홀 내부를 필 도금하여 비아를 형성하는, 공통모드필터 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 외부절연층 형성 시 상기 외부전극단자의 높이까지 형성하는, 공통모드필터 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 외부전극단자와 접합하는 표면전극을 상기 외부절연층 일면에 형성하는, 공통모드필터 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 종래와 같이 빌드업 공정에 사용하지 않고 코어절연층에 적층된 금속층을 이용하여 코일전극 및 외부전극단자를 형성하므로 제품의 생산성을 높일 수 있고 제조비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공통모드필터의 사시도
도 2는 도 1의 I-I’선의 단면도
도 3 내지 도 10은 본 발명의 공통모드필터 제조방법을 순차적으로 도시한 공정도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 다수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 공통모드필터의 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I’선의 단면도이다. 부가적으로, 도면의 구성요소는 반드시 축척에 따라 그려진 것은 아니고, 예컨대, 본 발명의 이해를 돕기 위해 도면의 일부 구성요소의 크기는 다른 구성요소에 비해 과장될 수 있다. 한편, 도시의 간략화 및 명료화를 위해 도면은 일반적 구성 방식을 도시하였고, 본 발명의 설명된 실시예의 논의를 불필요하게 불명료하도록 하는 것을 피하기 위해 공지된 특징 및 기술의 상세한 설명은 생략될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 공통모드필터(100)는, 코어절연층(110)과, 상기 코어절연층(110) 양면에 형성된 상,하층의 코일전극(111,112), 그리고 상기 코일전극(111,112)의 단부와 연결된 외부전극단자(120)와, 상기 코어절연층(110)의 표면을 복개하는 외부절연층(130)을 포함할 수 있다. 여기에 상기 외부절연층(130) 일면에 형성된 표면전극(140)이 더 포함될 수 있다.

상기 코어절연층(110)은 상기 상,하층의 코일전극(111,112) 사이를 전기적으로 절연하고, 상기 외부절연층(130)은 상기 코일전극(111,112)을 외부로부터 보호하는 층으로, 절연성, 내열성, 내습성 등을 고려하여 그 구성 재질을 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 코어절연층(110)과 외부절연층(130)을 구성하는 최적의 고분자 재질로는 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지 등의 열경화성 수지와, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리프로필렌 수지 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.

한편, 후설하는 바와 같이 본 발명의 공통모드필터(100)는 양면에 금속층이 적층된 상기 코어절연층(110)을 이용하여 제조되므로, 상기 코어절연층(110)은 경도를 강화하기 위해 전술한 재료에 유리 섬유 또는 무기 필러와 같은 보강재가 함침된 수지(예를 들어, 프리프레그)를 사용할 수도 있다.

상기 코일전극(111,112)은 동일평면 상에 나선으로 도금된 도체로서, 상기 코어절연층(110)에 적층된 금속층이 패터닝되어 형성될 수 있다.

이러한 상기 코일전극(111,112)은 전자기적 결합을 하는 제1 코일전극과 제2 코일전극으로 구성될 수 있고, 상기 제1 코일전극과 제2 코일전극은 동일층에 교번(交番)하여 배치될 수 있다. 즉, 상기 상층의 코일전극(111)은 교번하여 배치된 제1 코일전극과 제2 코일전극으로 구성될 수 있고, 상기 하층의 코일전극(112) 역시 교번하여 배치된 제1 코일전극과 제2 코일전극으로 구성될 수 있다.

이때, 상층의 제1 코일전극과 하층의 제1 코일전극은 상기 코어절연층(110)을 관통하는 비아(151)를 통해 연결되고, 마찬가지로 상층의 제2 코일전극과 하층의 제2 코일전극 역시 상기 코어절연층(110)을 관통하는 비아(151)를 통해 연결될 수 있다.

상기 코일전극(111,112)의 단부와 연결되는 상기 외부전극단자(120)는 상기 코어절연층(110)의 가장자리에 형성되되, 상기 코어절연층(110)의 양면에 서로 대향되게 형성된다. 그리고, 이와 같이 상기 코어절연층(110)의 양면에 서로 대향되게 형성된 상기 외부전극단자(120)는 소자 측벽에 형성된 접속전극(152)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

예를 들어, 상기 코일전극(111,112)이 전술한대로 제1 코일전극과 제2 코일전극으로 구성된 것이라 가정하면, 상기 코어절연층(110)의 양면에 서로 대향되게 형성된 상,하층의 제1 외부전극단자(121a,121b)는 상기 접속전극(152)에 의해 전기적으로 연결되고, 상층의 제1 외부전극단자(121a) 또는 하층의 제1 외부전극단자(121b)가 동일층의 제1 코일전극의 일단과 연결된다. 그리고 제1 코일전극의 타단은 이와 동일한 구조로 상기 제1 외부전극단자(121)의 반대편에 위치한 외부전극단자와 연결된다.

마찬가지로, 상기 코어절연층(110)의 양면에 서로 대향되게 형성된 상,하층의 제2 외부전극단자(122a,122b)는 상기 접속전극(152)에 의해 전기적으로 연결되고, 상층의 제2 외부전극단자(122a) 또는 하층의 제2 외부전극단자(122b)가 동일층의 제2 코일전극의 일단과 연결된다. 그리고 상기 제2 코일전극의 타단은 이와 동일한 구조로 상기 제2 외부전극단자(122)의 반대편에 위치한 외부전극단자와 연결된다.

상기 외부절연층(130)은 상기 코어절연층(110)에서 상기 외부전극단자(120)가 형성된 영역을 제외한 나머지 부위에 상기 외부전극단자(120)와 동일한 두께로 형성될 수 있다.

상기 표면전극(140)은 기판 상의 회로배선과 상기 외부전극단자(120)의 연결성을 확보하기 위한 전극으로, 상기 외부절연층(130) 일면에 형성되어 상기 외부전극단자(120)와 접합한다.

한편, 이해를 돕기 위해 도면상에서는 상기 외부전극단자(120)와 접속전극(152) 사이, 상기 표면전극(140)과 접속전극(152) 사이, 그리고 상기 외부전극단자(120)와 표면전극(140)를 구분하여 표시하였으나, 상기 외부전극단자(120)와 접속전극(152), 그리고 표면전극(140)이 동일 재질로 구성되는 경우에는 외관상 구분되지 않고 일체로 형성될 수 있다.

이제, 본 발명의 공통모드필터(100)를 제조하는 방법에 살펴보기로 한다.

도 3 내지 도 10은 본 발명의 공통모드필터(100) 제조방법을 순차적으로 도시한 공정도로서, 본 발명의 공통모드필터(100) 제조방법은 먼저, 도 3과 같이 양면에 금속층(110a,110b)이 적층된 코어절연층(110)을 준비한다.

상기 금속층(110a,110b)은 상기 코일전극(111,112)과 외부전극단자(120)가 되는 층으로, 전도성이 우수한 재료, 이를 테면 Ni, Pd, Ag-Pd, Cu와 같은 금속 재료로 구성될 수 있다.

이와 같이 양면에 금속층(110a,110b)이 적층된 코어절연층(110)이 준비되면, 도 4와 같이 상기 금속층(110a,110b)의 표면에 하프 에칭(half etching)을 수행한다. 이때, 상기 금속층(110a,110b)의 소정 영역(B)에는 마스크(도면 미도시)를 밀착시켜 에칭되지 않게 한다.

이에 따라 하프 에칭이 이루어진 영역(A)의 금속층(111',112')은 상기 코일전극(111,112)을 형성하기 위한 기초층이 되며, 마스크에 의해 에칭이 이루어지지 않은 영역(B)의 금속층은 외부전극단자(120)가 된다. 따라서, 도 3에서 상기 코어절연층(110)에 적층되는 금속층(110a,110b)의 두께는 상기 외부전극단자(120)의 두께에 따라 정해질 수 있다.

그 다음, 도 5와 같이 영역(A)의 금속층(111',112')을 선택적으로 식각하여 상기 코일전극(111,112)을 형성한다. 이는 공지의 패턴형성 기술을 이용할 수 있다.

상기 코일전극(111,112)이 형성되면 층간 전기적 접속을 위한 비아를 형성하는데, 이를 위해 먼저 도 6과 같이, 소정위치에 상기 상층의 코일전극(111)(또는 하층의 코일전극(112))과 상기 코어절연층(110)을 관통하는 홀(hole)을 가공한다. 그 다음, 도 7과 같이 상기 홀 내부를 필 도금하여 비아(151)를 형성함으로써 상기 상,하층의 코일전극(111,112)을 연결한다.

그 다음, 도 8과 같이 상기 코어절연층(110)의 양면에 대향되게 형성된 상기 외부전극단자(120)를 연결하는 접속전극(152)을 형성한다. 이 단계는 반드시 상기 코일전극(111,112)이 형성된 후에 진행될 필요는 없고, 도 3과 같이 양면에 금속층(110a,110b)이 적층된 코어절연층(110)이 준비되면 순서에 관계없이 진행되어도 무방하다. 다만, 상기 접속전극(152)이 미리 형성되면 상기 코일전극(111,112) 형성을 위한 하프 에칭 시, 상기 접속전극(152)이 에칭되지 않도록 해야 하는 번거로움이 있는바, 상기 접속전극(152) 형성 단계는 상기 코일전극(111,112) 형성 이후 진행되는 것이 바람직할 것이다.

그 다음, 도 9와 같이 딥 코팅(dip coating) 방식이나 스핀 코팅(spin coating) 방식 등을 사용하여 상기 코어절연층(110)의 표면에 상기 외부전극단자(120)와 동일한 두께로 외부절연층(130)을 형성하고, 마지막으로 도 10과 같이 상기 외부전극단자(120)와 접합하는 표면전극(140)을 도금함으로써 본 발명의 공통모드필터(100)를 최종 완성한다.

이와 같이 본 발명은 빌드업 공정이 아닌 코어절연층(110) 양면에 적층된 금속층(110a,110b)에 직접 패터닝하여 상기 코일전극(111,112)을 형성하므로 공정수를 크게 줄일 수 있다.

또한, 상기 외부전극단자(120)의 경우 상기 금속층(110a,110b)의 특정 영역을 에칭하지 않음으로써 자연스럽게 형성되는바, 종래처럼 이를 형성하기 위한 공정을 별도로 수행할 필요가 없다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 공통모드필터 110 : 코어절연층
111,112 : 코일전극 120 : 외부전극단자
130 : 외부절연층 140 : 표면전극
151 : 비아 152 : 접속전극

Claims

코어절연층;
상기 코어절연층 양면에 형성된 코일전극;
상기 코일전극의 단부와 연결된 외부전극단자; 및
상기 코어절연층 표면을 복개하는 외부절연층;을 포함하되,
상기 외부전극단자는 상기 코어절연층의 양면에 서로 대향되게 형성되고 접속전극에 의해 연결되는,
공통모드필터.
제 1 항에 있어서,
상기 코어절연층 양면에 형성된 코일전극은 상기 코어절연층을 관통하는 비아를 통해 연결되는,
공통모드필터.
제 1 항에 있어서,
상기 코일전극은 동일층에 교번(交番)하여 배치되는 제1 코일전극과 제2 코일전극으로 구성되는,
공통모드필터.
제 1 항에 있어서,
상기 외부절연층의 두께는 상기 외부전극단자의 두께와 동일한,
공통모드필터.
제 1 항에 있어서,
상기 외부절연층 일면에 형성되고 상기 외부전극단자와 접합하는 표면전극을 더 포함하는,
공통모드필터.
양면에 금속층이 적층된 코어절연층을 준비하는 단계;
상기 금속층에서 외부전극단자 형성 영역을 제외한 나머지 영역에 대해 하프 에칭(half etching)을 수행하는 단계;
하프 에칭된 영역의 금속층을 선택적으로 식각하여 코일전극을 형성하는 단계;
상기 코어절연층의 양면에 서로 대향되게 형성된 상기 외부전극단자를 연결하는 접속전극를 형성하는 단계; 및
상기 코어절연층의 표면을 복개하는 외부절연층을 형성하는 단계;를 포함하는,
공통모드필터 제조방법.
제 6 항에 있어서,
상기 준비된 코어절연층의 양면에 적층된 금속층의 두께는 상기 외부전극단자의 두께와 동일한,
공통모드필터 제조방법.
제 6 항에 있어서,
상기 코일전극 형성 후 상기 코일전극과 상기 코어절연층을 관통하는 홀(hole)을 가공하고, 상기 홀 내부를 필 도금하여 비아를 형성하는,
공통모드필터 제조방법.
제 6 항에 있어서,
상기 외부절연층 형성 시 상기 외부전극단자의 높이까지 형성하는,
공통모드필터 제조방법.
제 6 항에 있어서,
상기 외부전극단자와 접합하는 표면전극을 상기 외부절연층 일면에 형성하는,
공통모드필터 제조방법.