KR101514500B1 - 공통 모드 필터용 기판 제조 방법 및 이에 따라 제조된 공통 모드 필터용 기판 - Google Patents
공통 모드 필터용 기판 제조 방법 및 이에 따라 제조된 공통 모드 필터용 기판 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 공통 모드 필터용 기판 제조 방법 및 이에 따라 제조된 공통 모드 필터용 기판에 관한 것으로, 조도가 형성된 일면에 절연시트 및 금속층이 구비된 자성기판을 제공하는 단계; 및 상기 금속층을 패터닝하여 코일패턴전극을 형성하는 단계;를 포함하는 공통 모드 필터용 기판 제조 방법 및 이에 따라 제조된 공통 모드 필터용 기판을 제공한다.
Description
본 발명은 공통 모드 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공통 모드 필터에 사용되는 기판을 제조하는 방법 및 이에 따라 제조된 공통 모드 필터용 기판에 관한 것이다.
최근 시스템 구성과 데이터 용량의 증대로 인해 높은 전송속도가 요구되어진다. 빠른 전송 방법으로는 차동신호방식이 많이 이용된다. 통상적으로, 전송속도를 증대시키기 위해 신호를 고주파화시키게 되면 신호의 고주파화에 따라 원하지 않는 전자파(즉, 노이즈)가 생성되어 신호와 노이즈가 겹치는 현상이 발생한다. 이에 따라, 고속의 차동신호 라인(즉, 2개의 신호라인) 사이에서의 불균형으로 인해 공통 모드 노이즈가 발생한다.
이러한 공통 모드 노이즈를 제거하기 위해 공통 모드 필터를 주로 사용한다.공통 모드 필터는 고속 차동신호 라인에 주로 적용되는 EMI필터이다.
공통 모드 노이즈는 차동신호 라인에서 발생하는 노이즈이며, 공통 모드 필터는 기존 EMI필터로 제거할 수 없는 그러한 노이즈들을 제거한다. 공통 모드 필터는 가전기기 등의 EMC 특성 향상 또는 핸드폰 등의 안테나 특성 향상에 기여한다. 그러나, 많은 양의 데이터를 주고 받기 위해 메인기기와 주변기기의 간의 GHz 대역의 고주파수 대역에서의 송수신시, 전술한 바와 같이, 신호의 지연 및 기타 방해로 인하여 원활한 데이터를 처리하는데 문제점이 발생하고 있다.
특히, 디지털 TV와 같이 통신, 영상 음향 신호 라인등의 다양한 포트-투-포트(port to port)간의 연결 사용시 앞서 설명한 내부신호라인 지연과 송수신 왜곡과 같은 문제점이 보다 빈번하게 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 기존에 사용하고 있는 EMI 대책부품(예를 들어, 공통 모드 필터)을 권선형 또는 적층형 타입으로 제작하고 있으나, 이러한 권선형 또는 적층형 타입의 EMI 대책부품은 칩부품의 치수가 크고 전기적 특성이 나빠 특정한 부위와 대면적 회로기판에 한정 적용된다는 문제가 있다.
더욱이 요즘의 전자제품은 슬림화, 소형화, 복합화, 다기능화의 기능들로 전환되고 있어 이러한 기능에 부합되는 EMI 대책부품들이 대두되고 있다. 이러한 전자품의 슬림화, 소형화 등에 대응하는 권선형 또는 적층형 EMI 대책부품이 제조되고 있으나, 작은 면적에 복잡한 내부 회로를 형성하는데 한계가 있어 최근 박막형 공통 모드 필터 제작이 요구되고 있다.
대한민국특허청 공개특허공보에 게재된 공개번호 제10-2010-0129561호(이하, 선행기술문헌)는, 절연 재료로 구성된 기판 위에 순서대로 박막 코일과 여러 개의 전기 절연층을 스핀 코팅, 리소그래피, 박막 금속 퇴적, 식각 등의 수법으로 형성하고, 마지막으로 구성체의 정면(頂面)을 교합(膠合), 스핀 코팅, 또는 스크린 프린팅 등의 과정에서 자기 재료층을 피복한 공통 모드 필터용 기판 제조 방법에 관한 발명을 제안하고 있다.
그러나, 선행기술문헌을 보면, 종래 일반적인 공통 모드 필터용 기판 제조 방법과 마찬가지로, 자성기판 기판에 절연층을 적층한 상태에서 코일패턴전극이 형성되는 금속층을 형성하는 빌드업(Build-up) 공정으로 진행된다. 이 때 코일패턴전극은, 일반적으로 시드층을 자성기판 상에 증착하고, 금속층을 도금한 다음, 다시 시드층을 제거하는 방식으로 형성된다.
그러나, 이와 같은 방식에 따라 코일패턴전극을 형성하는 경우, 시드층을 제거하는 과정에서 시드층 에칭과 함께 코일패턴전극이 형성되는 금속층도 함께 에칭이 되어 패턴 형상이 무너지고, 이에 따라 제픔의 신뢰성이 하락되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 조도가 형성된 일면에 절연시트 및 금속층이 구비된 자성기판을 제공하는 단계를 포함하는 공통 모드 필터용 기판 제조 방법 및 이에 따라 제조된 공통 모드 필터용 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명은, 자성기판 상에 형성된 금속층을 패터닝하여 코일패턴전극을 형성하는 공통 모드 필터용 기판 제조 방법에 있어서, 조도가 형성된 일면에 절연시트 및 금속층이 구비된 자성기판을 제공하는 단계; 및 상기 금속층을 패터닝하여 코일패턴전극을 형성하는 단계;를 포함하는, 공통 모드 필터용 기판 제조 방법을 제공한다.
이때, 조도가 형성된 일면에 절연시트 및 금속층이 구비된 자성기판을 제공하는 단계는, 자성기판을 제공하는 단계; 상기 자성기판의 일면에 조도를 형성하는 단계; 상기 조도가 형성된 일면에 절연시트를 코팅하는 단계; 및 상기 절연시트 상에 금속층을 접합하는 단계;를 통해 이루어지는, 공통 모드 필터용 기판 제조 방법을 제공한다.
그리고, 상기 자성기판의 일면에 조도를 형성하는 단계는, 습식방식 또는 건식방식을 통해 이루어지는, 공통 모드 필터용 기판 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 건식방식으로 플라즈마 에칭 방식을 이용하되, O2/CF3 혼합가스를 사용하여 100 와트(W) 이상의 파워를 인가하는, 공통 모드 필터용 기판 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 자성기판은, 산화 알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 유리(Glass), 석영(Quartz), 페라이트(Ferrite) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는, 공통 모드 필터용 기판 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 절연시트는, 폴리이미드(polyimide), 에폭시방수재(epoxy resin), 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB), 고분자중합체(polymer) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는, 공통 모드 필터용 기판 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 금속층은, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu) 또는 백금(Pt) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는, 공통 모드 필터용 기판 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 금속층을 패터닝하여 코일패턴전극을 형성하는 단계는, 포토리소그라피(Photolithography), 전자-빔(E-beam) 또는 이온-빔(Focused Ion Bean) 리소그라피(lithography), 건식 식각(Dry etching), 습식 식각(Wet Etching), 나노-임프린트(Nano-imprint) 중 어느 하나를 통해 이루어지는, 공통 모드 필터용 기판 제조 방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명은, 자성기판; 상기 자성기판의 일면에 형성된 조도; 상기 조도가 형성된 일면에 코팅된 절연시트; 및 상기 절연시트 상에 구비되어 코일패턴전극이 형성된 금속층;을 포함하는, 공통 모드 필터용 기판을 제공한다.
이때, 상기 자성기판은, 산화 알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 유리(Glass), 석영(Quartz), 페라이트(Ferrite) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는, 공통 모드 필터용 기판을 제공한다.
그리고, 상기 절연시트는, 폴리이미드(polyimide), 에폭시방수재(epoxy resin), 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB), 고분자중합체(polymer) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는, 공통 모드 필터용 기판을 제공한다.
또한, 상기 금속층은, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu) 또는 백금(Pt) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는, 공통 모드 필터용 기판을 제공한다.
본 발명에 따른 공통 모드 필터용 기판 제조 방법에 따르면, 습식방식 또는 건식방식을 이용하여 조도를 형성하므로, 자성 물질로 이루어진 자성기판 일면에 용이하게 조도를 형성할 수 있다.
또한, 조도가 형성된 자성기판 일면에 절연시트를 사이에 두고 금속층을 접합함으로써, 자성기판과 금속층 사이의 접합력을 높일 수 있다.
또한, 높은 접합력을 가지고 자성기판 상에 구비된 금속층에 직접 코일패턴전극을 형성함으로써, 패턴 형상을 무너뜨리지 않고 코일패턴전극을 구현할 수 있어 미세 피치 패턴 구현이 용이하고, 이에 따라, 제품의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 7은 본 발명에 따른 공통 모드 필터용 기판 제조 방법을 나타낸 공정도이다.
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. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 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.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 7은 본 발명에 따른 공통 모드 필터용 기판 제조 방법을 나타낸 공정도이다.
본 발명에 따른 공통 모드 필터용 기판 제조 방법은, 먼저, 조도가 형성된 일면에 절연시트과 금속층이 구비된 자성기판(10)을 제공하는 단계를 수행한다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 자성기판(10)을 제공하는 단계를 수행한다.
상기 자성기판(10)은 긴 판체 형상으로 형성되어, 완성된 공통 모드 필터에서 베이스 기재가 된다. 즉, 완성된 공통 모드 필터에서는 상기 자성기판(10) 두 개가 한쌍이 되어 최상부와 최하부에 위치할 수 있다.
이와 같은 상기 자성기판(10)은 자성 물질로 형성되어 자기경로(Major Magnetic roop)를 형성한다. 따라서, 상기 자성기판(10)은 투자율이 높고, 품질계수가 높으며, 고주파임피던스가 높은 것을 사용함이 바람직하다.
구체적으로, 상기 자성기판(10)은 산화 알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 유리(Glass), 석영(Quartz), 페라이트(Ferrite) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성될 수 있다.
그 다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 자성기판(10)의 일면에 조도(10a)를 형성하는 단계를 수행한다. 상기 조도(10a)는 습식방식 또는 건식방식에 의해 형성될 수 있다.
습식방법의 경우, 매우 강한 산성을 가진 HF용액이나 H2SO4+H2O2용액으로 조도형성이 가능하며, 이러한 조도는 표면에 미세한 홈을 형성하게 된다.
건식방법으로는 플라즈마를 이용한 물리적 에칭방법이 가능하다. 플라즈마 에칭이란 조도를 내기 위한 시료표면에 전기적 혹은 자기적 에너지를 가하여 플라즈마를 형성하는 방식으로, 주로 아르곤(Ar) 가스를 여기시켜 높은 에너지 상태로 만들게 된다. 이때, 사용되는 Power 종류로는 RF 플라즈마와 ICP 플라즈마가 있을 수 있으며, 자성 물질, 예컨대 페라이트(Ferrite) 기판에 적용하기 위해서 O2+CF3 가스를 혼합하여 주입한 후 100W 이상의 RF 파워를 인가하면 자성 물질로 이루어진 기판에 효과적으로 에칭을 할 수 있게 된다.
페라이트의 경우 Fe2O3 의 메인(Main) 원소에 CuO, NiO 등의 원소들이 첨부되어 있으며, 900도 이상의 높은 온도에서 소결이 되면서 혼합상으로 안정된 구조를 가진다. 따라서, 물성적으로 안정되어 있는 자성 물질로 이루어진 기판에는 조도를 형성하기 쉽지 않다. 그러나, 전술한 방식(또는 조건)을 이용하면 자성 물질로 이루어진 상기 자성기판(10)의 일면에 용이하게 조도(10a)를 형성할 수 있게 된다. 특히, 플라즈마를 이용한 건식방법을 이용하면 표면조도 형성 및 제어가 용이한 장점이 있다.
그 다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 조도(10a)가 형성된 일면에 절연시트(11)을 코팅하는 단계를 수행한다.
상기 절연시트(11)는 상기 자성기판(10)과 금속층(12) 사이에 구비되어 상기 금속층(12)이 자성기판(10) 상에 접합되도록 하는 동시에, 상기 절연시트(11)가 다수의 층으로 적층되는 경우 각 층의 코일패턴전극이 단락되는 것을 방지하는 절연층으로서의 기능을 한다.
이러한 상기 절연시트(11)는 상기폴리이미드(polyimide), 에폭시방수재(epoxy resin), 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB), 고분자중합체(polymer) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성될 수 있다.
상기 절연시트(11)가 코팅되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 절연시트(11) 상에 금속층(12)을 접합하는 단계를 수행한다.
상기 금속층(12)은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu) 또는 백금(Pt) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성된다. 그 외에도, 전기적 특성이 우수한 다른 재료를 사용하여 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 절연시트(11) 상에 금속층(12)이 접합되면, 본 발명이 속한 기술 분야에서 일반적으로 잘 알려진 다양한 방식에 의해 코일패턴전극을 형성한다. 구체적으로, 본 발명에서는 포토리소그라피(Photolithography), 전자-빔(E-beam) 또는 이온-빔(Focused Ion Bean) 리소그라피(lithography), 건식 식각(Dry etching), 습식 식각(Wet Etching), 나노-임프린트(Nano-imprint) 중 어느 하나의 방식으로 상기 금속층(12)을 패터닝하여 코일패턴전극(12a)을 형성하는 단계를 수행할 수 있다.
예를 들어, 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 통해 코일패턴전극(12a)을 형성하는 경우, 먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 드라이 필름(Dry Film,13)을 라미네이팅한 다음, 상기 드라이 필름(13)의 상부에 패턴 마스크(pattern mask, 미도시)를 배치한 다음, 노광, 현상공정을 진행하여 드라이 필름(13)의 일부분이 제거된 오픈 영역(13a)을 형성한다.
상기 오픈 영역(13a)이 형성되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 오픈 영역(13a)을 통해 노출된 상기 금속층(12)을 에칭액을 이용하여 부식시켜 코일패턴전극(12a)을 형성하고, 그 다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 드라이 필름(13)을 박리하여 완성된 공통 모드 필터용 기판을 제조한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 공통 모드 필터용 기판 제조 방법에 따르면, 조도(10a)가 형성된 자성기판(10)의 일면에 절연시트(11)을 사이에 두고 금속층(12)을 접합함으로써, 자성기판(10)과 금속층(12) 사이의 접합력을 높일 수 있다.
또한, 높은 접합력을 가지고 자성기판(10) 상에 구비된 금속층(12)에 직접 코일패턴전극(12a)을 형성함으로써, 패턴 형상을 무너뜨리지 않고 패턴을 구현할 수 있어 미세 피치 패턴 구현이 용이하고, 이에 따라, 제품의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이제, 본 발명에 따른 공통 모드 필터용 기판 제조 방법에 따라 제조된 공통 모드 필터용 기판에 대해 살펴본다.
도 7은 본 발명에 따른 공통 모드 필터용 기판 제조 방법에 의해 완성된 공통 모드 필터용 기판의 단면도를 도시하고 있으므로, 도 7를 참조하여 설명하도록 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 공통 모드 필터용 기판 제조 방법에 따라 제조된 공통 모드 필터용 기판은 자성기판(10), 절연시트(11), 코일패턴전극(12a)을 포함할 수 있다.
상기 자성기판(10)은 긴 판체 형상으로 구성되어 자로(磁路)가 형성되는 층으로, 산화 알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 유리(Glass), 석영(Quartz), 페라이트(Ferrite) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성될 수 있다.
이와 같은 공통 모드 필터용 기판은, 특히, 상기 자성기판(10)과 코일패턴전극(12a) 사이의 접합력을 향상시키기 위하여, 상기 자성기판(10)의 일면에 조도(10a)가 형성될 수 있다. 조도(10a) 형성 공정에 대해서는 앞서 상세히 설명하였는바 이하에서는 생략하기로 한다.
상기 절연시트(11)는 상기 자성기판(10)과 코일패턴전극(12a) 사이에 구비되어 상기 코일패턴전극(12a)이 자성기판(10) 상에 높은 접착력을 가지고 접합되도록 하는 동시에 절연재로서의 기능을 하는 층으로, 상기 조도(10a)가 형성된 일면에 코팅된다.
이러한 상기 절연시트(11)는 폴리이미드(polyimide), 에폭시방수재(epoxy resin), 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB), 고분자중합체(polymer) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성될 수 있다.
상기 코일패턴전극(12a)은, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu) 또는 백금(Pt) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 이루어진 금속층을 일정한 패턴에 따라 식각하여 구현한다.
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.
Claims (12)
- 자성기판 상에 형성된 금속층을 패터닝하여 코일패턴전극을 형성하는 공통 모드 필터용 기판 제조 방법에 있어서,
O2/CF3 혼합가스를 사용하고 100 와트(W) 이상의 파워를 인가하는 플라즈마 에칭을 통해 자성기판의 일면에 조도를 형성하는 단계;
조도가 형성된 상기 자성기판의 일면에 절연시트를 코팅하고, 상기 절연시트 상에 금속층을 접합하는 단계; 및
상기 금속층을 직접 식각하여 코일패턴전극을 형성하는 단계;
를 포함하는,
공통 모드 필터용 기판 제조 방법.
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- 제 1 항에 있어서,
상기 자성기판은,
산화 알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 유리(Glass), 석영(Quartz), 페라이트(Ferrite) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는,
공통 모드 필터용 기판 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 절연시트는,
폴리이미드(polyimide), 에폭시방수재(epoxy resin), 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB), 고분자중합체(polymer) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는,
공통 모드 필터용 기판 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 금속층은,
은(Ag), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 구리(Cu) 또는 백금(Pt) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는,
공통 모드 필터용 기판 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 금속층을 식각하여 코일패턴전극을 형성하는 단계는,
포토리소그라피(Photolithography), 전자-빔(E-beam) 또는 이온-빔(Focused Ion Bean) 리소그라피(lithography), 건식 식각(Dry etching), 습식 식각(Wet Etching), 나노-임프린트(Nano-imprint) 중 어느 하나를 통해 이루어지는,
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