KR101709810B1

KR101709810B1 - 고주파 인덕터의 제조방법

Info

Publication number: KR101709810B1
Application number: KR1020120063825A
Authority: KR
Inventors: 이상문; 유영석; 이종윤; 권영도; 위성권
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2017-03-08
Also published as: US9009950B2; JP6324666B2; KR20130140431A; US20130333202A1; JP2014003289A

Abstract

본 발명은 고주파 인덕터의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 고주파 인덕터의 제조방법은, 웨이퍼 상에 상기 고주파 인덕터의 제조를 위한 1차 코일을 형성하는 단계; 1차 코일이 형성된 웨이퍼 상에 1차 PSV를 코팅하는 단계; 1차 PSV 코팅 후, 2차 코일을 형성하는 단계; 2차 코일 형성 후, 2차 PSV를 코팅하는 단계; 2차 PSV 코팅 후, 고주파 인덕터의 노출될 전극 부위에 배리어층(barrier layer)을 형성하는 단계; 배리어층 형성 후, 웨이퍼 상에 절연성 수지를 충전하고 경화시키는 단계; 및 경화된 수지를 배리어층까지 폴리싱 (polishing)하여 전극을 노출시키는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 전극 위에 배리어층을 형성한 후 절연성 수지로 충전함으로써, 전극 노출 공정을 수행할 시 배리어층의 유/무로 전극의 노출 유무를 쉽게 확인하여 폴리싱에 의한 전극 훼손을 방지할수 있고, 절연성 수지에 발색을 위한 발색제(염료)를 분산하는 공정이 제거되어, 종래와 같은 염료에 의한 소자의 특성 저하를 방지할 수 있다.

Description

고주파 인덕터의 제조방법{Method for manufacturing high frequency inductor}

본 발명은 고주파 인덕터 제조방법에 관한 것으로서, 특히 전극 위에 배리어층(barrier layer)을 형성한 후 에폭시를 충전하여 폴리싱(polishing) 작업을 수행함으로써, 전극의 손상 및 제품의 특성 저하를 방지할 수 있는 고주파 인덕터의 제조방법에 관한 것이다.

오늘날, 모바일 기기의 소형화와 복합기능화가 진행됨에 따라 전자부품에 대해서도 초소형화 요구가 높아지고 있으며, 특히 고주파 부품 및 RF(radio frequency) 블럭에 사용되는 각종 부품의 소형화와 고정밀도가 요구되고 있다.

이와 같은 모바일 기기 및 RF 모듈 등의 소형화, 고주파화에 대응하기 위해서는 인덕턴스의 높은 정밀도와 높은 Q 특성이 요구된다.

그러나, 종래의 적층형 인덕터의 제조에 있어서, 세라믹 절연층 위에 코일 패턴 및 코일 간의 층간 비어(via) 연결을 위해 인쇄, 적층을 통해 적층체를 구성하고 이를 압착, 소성 등을 통해 인덕터를 형성하게 되므로, 인쇄 공정에서의 전극 번짐과 적층, 압착시 얼라인먼트(alignment) 틀어짐이나 전극 눌림 등에 의해 코일의 변형이 발생하기 쉽고, 소성 시에는 수축 변형에 의해 코일 형상의 변형이 심해진다. 이로 인해 인덕터의 원하는 인덕턴스 값의 제어가 어려워지고, 낮은 직류 저항의 구현도 어려워져서 결국 고주파 인덕터에서 요구되는 HIGH-Q 특성의 확보가 어렵게 된다.

한국 공개특허공보 공개번호 10-2002-0005749 일본 공개특허공보 특개2009-295759

본 발명은 상기와 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 전극 위에 배리어층(barrier layer)을 형성한 후 에폭시를 충전하여 폴리싱(polishing) 작업을 수행함으로써, 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 발색제(염료)를 사용하지 않음에 따라 발색제(염료)에 의한 소자의 특성에 끼치는 영향을 방지할 수 있는 고주파 인덕터의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고주파 인덕터의 제조방법은,

고주파 인덕터의 제조방법에 있어서,

(a) 웨이퍼 상에 상기 고주파 인덕터의 제조를 위한 1차 코일을 형성하는 단계;

(b) 상기 1차 코일이 형성된 웨이퍼 상에 1차 PSV를 코팅하는 단계;

(c) 상기 1차 PSV 코팅 후, 상기 고주파 인덕터의 제조를 위한 2차 코일을 형성하는 단계;

(d) 상기 2차 코일 형성 후, 2차 PSV를 코팅하는 단계;

(e) 상기 2차 PSV 코팅 후, 상기 고주파 인덕터의 노출될 전극 부위에 배리어층(barrier layer)을 형성하는 단계;

(f) 상기 배리어층 형성 후, 웨이퍼 상에 절연성 수지를 충전하고 경화시키는 단계; 및

(g) 상기 경화된 수지를 배리어층까지 폴리싱(polishing)하여 전극을 노출시키는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 단계 (a)의 1차 코일 형성 단계는,

(a-1) 웨이퍼 상에 포토 레지스트를 코팅하는 단계;

(a-2) 상기 포토 레지스트가 코팅된 웨이퍼를 노광하는 단계;

(a-3) 상기 노광 후, 상기 웨이퍼를 현상하는 단계;

(a-4) 상기 현상 후, 상기 웨이퍼 상에 구리(Cu)를 도금하는 단계;

(a-5) 상기 구리 도금 후, 상기 포토 레지스트를 스트립핑(stripping)하는 단계; 및

(a-6) 상기 웨이퍼 상에 미리 형성된 구리 씨드층(seed layer)을 에칭하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 단계 (a-2)에서의 노광은 850mJ의 광량으로 광을 웨이퍼 상에 조사(照射)함으로써 이루어질 수 있다.

또한, 상기 단계 (a-4)에서 구리(Cu)를 12㎛의 두께로 도금한다.

또한, 상기 단계 (c)의 2차 코일 형성 단계는,

(c-1) 상기 1차 PSV 코팅이 완료된 웨이퍼 상에 구리 씨드층을 형성하는 단계;

(c-2) 상기 씨드층 형성 후, 웨이퍼를 세척(cleaning)하는 단계;

(c-3) 상기 세척 후, 웨이퍼 상에 포토 레지스트를 코팅하는 단계;

(c-4) 상기 포토 레지스트가 코팅된 웨이퍼를 노광하는 단계;

(c-5) 상기 노광 후, 상기 웨이퍼를 현상하는 단계;

(c-6) 상기 현상 후, 상기 웨이퍼 상에 구리(Cu)를 도금하는 단계;

(c-7) 상기 구리 도금 후, 상기 포토 레지스트를 스트립핑(stripping)하는 단계; 및

(c-8) 상기 구리 씨드층(seed layer)을 에칭하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 단계 (c-4)에서의 노광은 850mJ의 광량으로 광을 웨이퍼 상에 조사(照射)함으로써 이루어질 수 있다.

또한, 상기 단계 (c-6)에서 구리(Cu)를 5㎛의 두께로 도금한다.

또한, 상기 단계 (e)에서의 배리어층으로는 열경화성 폴리머 또는 UV(ultraviolet) 경화 폴리머가 사용될 수 있다.

또한, 상기 단계 (f)에서의 절연성 수지로는 에폭시(epoxy) 수지가 사용될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 전극 위에 배리어(barrier) 층을 형성한 후 절연성 수지로 충전함으로써, 전극 노출 공정을 수행할 시 배리어층의 유/무로 전극의 노출 유무를 쉽게 확인할 수 있고, 이에 따라 폴리싱(polishing)에 의한 전극 훼손을 방지할수 있다.

또한, 충전제로 사용되는 에폭시와 같은 폴리머(polymer)에 발색을 위한 염료를 분산하는 공정이 제거되어, 종래와 같은 염료에 의해 소자의 특성에 좋지 않은 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 고주파 인덕터 제조방식에 따라 최종 전극 형성 후에 에폭시에 발색제를 첨가하여 충전시킨 상태를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 인덕터의 제조방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 고주파 인덕터의 제조방법에 있어서, 주요 공정을 도식적으로 설명하는 도면.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

여기서, 본 발명의 실시예에 대하여 본격적으로 설명하기에 앞서 종래 고주파 인덕터의 제조 방식에 대하여 먼저 간략히 살펴보기로 한다.

전자 부품인 인덕터는 이방적인 자성체 조합 및 조립이 필요한 것으로서, 이방적인 자성체의 조립 시 에어갭은 전기적인 특성에 많은 영향을 준다. 이와 같은 에어갭은 전기적으로 중성이지만 유도성 자기장을 이용하는 코어류의 부품인 인덕터는 에어갭의 존재유무 및 생성정도에 따라 전기적 특성에 영향을 준다. 종래 고주파 인덕터의 제조에 있어서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 최종 전극(130) 형성 후에 에폭시를 충전제(150)로 사용하는데, 에폭시의 투명한 특성 때문에 전극노출 공정시 전극의 노출 및 폴리싱 정도를 알기 어렵다. 따라서, 이를 해결하기 위해 에폭시에 발색제(염료)를 첨가하여 공정의 신뢰성을 확보하고 있다. 그러나, 이러한 발색제(염료)의 사용으로 에폭시 내부에 기포가 발생되거나, 순수한 에폭시에 비해 충전제(150)의 물성이 변하여 궁극적으로 제품(인덕터)의 특성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 발색제가 첨가된 에폭시를 폴리싱함에 있어서, 전극이 노출될 때까지 여전히 폴리싱 정도를 정확히 알기 어려워, 전극을 훼손할 수 있다. 도 1에서 참조번호 110은 웨이퍼, 120은 코일을 각각 나타낸다.

본 발명은 이상과 같은 종래 고주파 인덕터의 제조방식에서의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 전극 위에 배리어층(barrier layer)을 형성한 후 에폭시를 충전하여 폴리싱(polishing) 작업을 수행함으로써, 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 발색제(염료)를 사용하지 않음에 따라 발색제(염료)에 의한 소자의 특성에 끼치는 영향을 방지할 수 있는 고주파 인덕터의 제조방법을 제시한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 인덕터의 제조방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 고주파 인덕터의 제조방법에 따라, 먼저 웨이퍼 상에 고주파 인덕터의 제조를 위한 1차 코일을 형성한다(단계 S201).

1차 코일의 형성이 완료되면, 그 1차 코일이 형성된 웨이퍼 상에 1차 PSV를 코팅한다(단계 S202).

그리고, 1차 PSV의 코팅 후, 고주파 인덕터의 제조를 위한 2차 코일을 형성한다(단계 S203).

이와 같이 2차 코일이 형성된 후, 상기 1차 코일 형성때와 마찬가지로 2차 PSV를 코팅한다(단계 S204).

상기 2차 PSV의 코팅 후, 상기 고주파 인덕터의 노출될 전극 부위에 배리어층(barrier layer)을 형성한다(단계 S205). 여기서, 이와 같은 배리어층으로는 열경화성 폴리머 또는 UV(ultraviolet) 경화 폴리머가 사용될 수 있다.

이렇게 하여 배리어층이 형성된 후, 웨이퍼 상에 절연성 수지를 충전하고 경화시킨다(단계 S206). 여기서, 상기 절연성 수지로는 에폭시(epoxy) 수지가 사용될 수 있다.

경화 공정이 완료되면, 그 경화된 수지를 배리어층까지 폴리싱(polishing)하여 전극을 노출시킨다(단계 S207). 여기서, 작업자는 절연성 수지, 즉 투명한 에폭시 수지를 통해 배리어층을 처음부터 확인하면서 폴리싱 작업을 수행할 수 있고, 이에 따라 배리어층의 유/무로 전극의 노출 유무를 쉽게 확인할 수 있게 된다. 그리고, 그 결과 폴리싱(polishing)에 의한 전극 훼손을 방지할 수 있다.

한편, 상기 단계 S201의 1차 코일 형성 단계는, 웨이퍼 상에 포토 레지스트를 코팅하는 단계; 상기 포토 레지스트가 코팅된 웨이퍼를 노광하는 단계; 상기 노광 후, 상기 웨이퍼를 현상하는 단계; 상기 현상 후, 상기 웨이퍼 상에 구리(Cu)를 도금하는 단계; 상기 구리 도금 후, 상기 포토 레지스트를 스트립핑(stripping)하는 단계; 및 상기 웨이퍼 상에 미리 형성된 구리 씨드층(seed layer)을 에칭하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 웨이퍼를 노광하는 단계에서의 노광은 850mJ의 광량으로 광을 웨이퍼 상에 조사(照射)함으로써 이루어질 수 있다. 여기서, 이와 같은 850mJ의 광량은 어떤 특정 스펙(spec)의 고주파 인덕터를 제조하기 위한 하나의 설계치에 해당하며, 반드시 이와 같은 광량 값으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 웨이퍼 상에 구리를 도금하는 단계에서 구리(Cu)를 12㎛의 두께로 도금한다. 여기서, 이와 같은 12㎛의 구리 도금 두께도 마찬가지로 어떤 특정 스펙(spec)의 고주파 인덕터를 제조하기 위한 하나의 설계치에 해당하며, 반드시 이와 같은 두께 값으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 단계 S203의 2차 코일 형성 단계는, 상기 1차 PSV 코팅이 완료된 웨이퍼 상에 구리 씨드층을 형성하는 단계; 상기 씨드층 형성 후, 웨이퍼를 세척(cleaning)하는 단계; 상기 세척 후, 웨이퍼 상에 포토 레지스트를 코팅하는 단계; 상기 포토 레지스트가 코팅된 웨이퍼를 노광하는 단계; 상기 노광 후, 상기 웨이퍼를 현상하는 단계; 상기 현상 후, 상기 웨이퍼 상에 구리(Cu)를 도금하는 단계; 상기 구리 도금 후, 상기 포토 레지스트를 스트립핑(stripping)하는 단계; 및상기 구리 씨드층(seed layer)을 에칭하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 마찬가지로 상기 웨이퍼 노광 단계에서의 노광은 850mJ의 광량으로 광을 웨이퍼 상에 조사(照射)함으로써 이루어질 수 있다. 여기서도 마찬가지로, 이와 같은 850mJ의 광량은 어떤 특정 스펙(spec)의 고주파 인덕터를 제조하기 위한 하나의 설계치에 해당하며, 반드시 이와 같은 광량 값으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 구리 도금 단계에서 구리(Cu)를 5㎛의 두께로 도금한다. 여기서도, 이와 같은 5㎛의 구리 도금 두께도 마찬가지로 어떤 특정 스펙(spec)의 고주파 인덕터를 제조하기 위한 하나의 설계치에 해당하며, 반드시 이와 같은 두께 값으로 한정되는 것은 아니다.

도 3a 내지 도 3f는 이상과 같은 본 발명에 따른 고주파 인덕터의 제조방법에 있어서, 주요 공정을 도식적으로 설명하는 도면이다.

도 3a를 참조하면, 이는 본 발명의 고주파 인덕터의 제조방법에 있어서 1차 코일을 형성하는 단계 S201에서의 웨이퍼(310) 상에 구리(320)를 도금한 후, 포토 레지스트(325)를 스트립핑(stripping)하는 공정을 나타낸 것이다. 그리고, 도 3b는 그와 같은 스트립핑 공정 이후에, 웨이퍼 상에 미리 형성된 구리 씨드층(seed layer)(320)을 에칭하는 공정을 나타낸 것이다.

또한, 도 3c 및 도 3d는 2차 PSV 코팅 후, 고주파 인덕터의 노출될 전극(330) 부위에 오프셋 프린팅(off-set printing)을 이용하여 배리어층(barrier layer)(340)을 형성하는 공정(단계 S205)을 나타낸 것이다.

그리고, 도 3e는 웨이퍼(310) 상에 절연성 수지(에폭시 수지)(350)를 충전하고 경화시키는 공정(단계 S206)을 나타낸 것이고, 도 3f는 경화된 수지(에폭시 수지) (350)를 배리어층(340)까지 폴리싱(polishing)하여 전극(340)을 노출시키는 공정(단계 S207)을 나타낸 것이다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 고주파 인덕터의 제조방법은 전극 위에 배리어(barrier) 층을 형성한 후 절연성 수지로 충전함으로써, 전극 노출 공정을 수행할 시 배리어층의 유/무로 전극의 노출 유무를 쉽게 확인할 수 있고, 이에 따라 폴리싱(polishing)에 의한 전극 훼손을 방지할수 있다.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110,310...웨이퍼 120...코일
130,330...전극 150,350...절연성 수지(에폭시 수지)
320...구리 씨드층 325...포토 레지스트
340...배리어층(barrier layer)

Claims

고주파 인덕터의 제조방법에 있어서,
(a) 웨이퍼 상에 상기 고주파 인덕터의 제조를 위한 1차 코일을 형성하는 단계;
(b) 상기 1차 코일이 형성된 웨이퍼 상에 1차 PSV를 코팅하는 단계;
(c) 상기 1차 PSV 코팅 후, 상기 고주파 인덕터의 제조를 위한 2차 코일을 형성하는 단계;
(d) 상기 2차 코일 형성 후, 2차 PSV를 코팅하는 단계;
(e) 상기 2차 PSV 코팅 후, 상기 고주파 인덕터의 노출될 전극 부위에 배리어층(barrier layer)을 형성하는 단계;
(f) 상기 배리어층 형성 후, 웨이퍼 상에 절연성 수지를 충전하고 경화시키는 단계; 및
(g) 상기 경화된 수지를 배리어층까지 폴리싱(polishing)하여 전극을 노출시키는 단계를 포함하는 고주파 인덕터의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (a)의 1차 코일 형성 단계는,
(a-1) 웨이퍼 상에 포토 레지스트를 코팅하는 단계;
(a-2) 상기 포토 레지스트가 코팅된 웨이퍼를 노광하는 단계;
(a-3) 상기 노광 후, 상기 웨이퍼를 현상하는 단계;
(a-4) 상기 현상 후, 상기 웨이퍼 상에 구리(Cu)를 도금하는 단계;
(a-5) 상기 구리 도금 후, 상기 포토 레지스트를 스트립핑(stripping)하는 단계; 및
(a-6) 상기 웨이퍼 상에 미리 형성된 구리 씨드층(seed layer)을 에칭하는 단계;를 포함하는 고주파 인덕터의 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 단계 (a-2)에서의 노광은 850mJ의 광량으로 광을 웨이퍼 상에 조사(照射)함으로써 이루어지는 고주파 인덕터의 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 단계 (a-4)에서 구리(Cu)를 12㎛의 두께로 도금하는 고주파 인덕터의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (c)의 2차 코일 형성 단계는,
(c-1) 상기 1차 PSV 코팅이 완료된 웨이퍼 상에 구리 씨드층을 형성하는 단계;
(c-2) 상기 구리 씨드층 형성 후, 웨이퍼를 세척(cleaning)하는 단계;
(c-3) 상기 세척 후, 웨이퍼 상에 포토 레지스트를 코팅하는 단계;
(c-4) 상기 포토 레지스트가 코팅된 웨이퍼를 노광하는 단계;
(c-5) 상기 노광 후, 상기 웨이퍼를 현상하는 단계;
(c-6) 상기 현상 후, 상기 웨이퍼 상에 구리(Cu)를 도금하는 단계;
(c-7) 상기 구리 도금 후, 상기 포토 레지스트를 스트립핑(stripping)하는 단계; 및
(c-8) 상기 구리 씨드층(seed layer)을 에칭하는 단계;를 포함하는 고주파 인덕터의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 단계 (c-4)에서의 노광은 850mJ의 광량으로 광을 웨이퍼 상에 조사(照射)함으로써 이루어지는 고주파 인덕터의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 단계 (c-6)에서 구리(Cu)를 5㎛의 두께로 도금하는 고주파 인덕터의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (e)에서의 배리어층은 열경화성 폴리머 또는 UV(ultraviolet) 경화 폴리머로 형성된 고주파 인덕터의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (f)에서의 절연성 수지는 에폭시(epoxy) 수지인 고주파 인덕터의 제조방법.