KR101983151B1 - 공통 모드 필터 - Google Patents

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Abstract

공통 모드 필터가 개시된다. 자성기판; 상기 자성기판 상에 적층되는 절연층; 일면이 외부로 노출되도록 상기 절연층 상에 형성되는 외부전극; 단부가 상기 외부전극과 연결되며, 상기 외부전극과 동일평면 상에 위치하도록 상기 절연층의 표면에 형성되는 도체패턴; 상기 도체패턴의 표면에 형성되는 절연막; 및 상기 도체패턴의 상면과 측면을 커버하도록, 상기 절연막 상에 형성되는 자성층을 포함하는 공통 모드 필터가 제공된다.

Description

공통 모드 필터{common mode filter}
본 발명은 공통 모드 필터에 관한 것이다.
USB와 같은 고속 디지털 인터페이스에는 노이즈 대책품이 요구된다. 그 중에서 커먼 모드 노이즈를 선택적으로 제거하는 것이 커먼 모드 필터이다.
커먼 모드 노이즈는 배선계의 임피던스 불평행 등에 의하여 발생할 수 있다. 또한, 고주파일수록 현저하게 발생할 수 있다. 커먼 모드 노이즈는 지면(地面) 등에도 전달되어 큰 루프를 그리면서 되돌아 오기 때문에 멀리 떨어져 있는 전자기기에도 여러 가지 노이즈 장애를 발생시킨다.
커먼 모드 필터는, 차동 모드 신호는 통과시키고, 커몬 모드 노이즈를 선택적으로 제거할 수 있다. 커몬 모드 필터 내에서, 차동 모드 신호에 의한 자속이 서로 상쇄되어 인덕턴스가 발생하지 않아 차동 모드 신호가 통과된다. 반면, 커몬 모드 노이즈에 의한 자속은 보강되고 인덕턴스의 작용이 커지게 되고, 이에 따라 노이즈가 제거될 수 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0129844호(커먼 모드 노이즈 필터, 2011.12.06 공개)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 도체패턴이 단일층으로 형성되며 자성층이 코일패턴 상면과 측면을 커버하는 커몬 모드 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 자성기판; 상기 자성기판 상에 적층되는 절연층; 일면이 외부로 노출되도록 상기 절연층 상에 형성되는 외부전극; 단부가 상기 외부전극과 연결되며, 상기 외부전극과 동일평면 상에 위치하도록 상기 절연층의 표면에 형성되는 도체패턴; 상기 도체패턴의 표면에 형성되는 절연막; 및 상기 도체패턴의 상면과 측면을 커버하도록, 상기 절연막 상에 형성되는 자성층을 포함하는 공통 모드 필터가 제공된다.
상기 도체패턴은 복수의 직선부와 복수의 상기 직선부를 연결하는 복수의 연결부를 포함할 수 있다.
상기 연결부는 곡선을 이룰 수 있다.
상기 도체패턴은 지그재그 형상을 이룰 수 있다.
상기 절연막은 산화막을 포함할 수 있다.
상기 절연막은 상기 도체패턴의 표면 및 상기 절연층 상에 연속적으로 형성될 수 있다.
상기 자성층은 자기분말과 수지재를 포함할 수 있다.
상기 자기분말은 상기 도체패턴의 측면을 커버할 수 있다.
상기 자기분말은 상기 도체패턴의 상면을 커버할 수 있다.
본 발명이 실시예에 따르면, 신호의 누설이 감소되고, 도체패턴에 의한 인덕턴스가 증가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커먼 모드 필터를 나타낸 단면도.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 커먼 모드 필터의 도체패턴을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커먼 모드 필터의 자성층을 나타낸 도면.
본 발명에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 커먼 모드 필터의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커먼 모드 필터를 나타낸 단면도이고, 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 커먼 모드 필터의 도체패턴을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커먼 모드 필터의 자성층을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커먼 모드 필터는 자성기판(110), 절연층(120), 외부전극(160), 도체패턴(130), 절연막(140) 및 자성층(150)을 포함할 수 있다.
자성기판(110)은 커먼 모드 필터의 최하층에 위치하는 기판으로 자성을 띤다. 자성기판(110)은 페라이트(ferrite)를 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
절연층(120)은 자성기판(110) 상에 형성된다. 절연층(120)은 후술하게된 도체패턴(130)과 자성기판(110)을 절연시키는 역할을 한다. 절연층(120) 재료로서는 전기적 절연 특성이 우수하고, 가공성이 좋은 고분자 수지가 바람직하게 사용될 수 있으며, 예를 들어, 에폭시 수지 또는 폴리이미드 수지 등이 있다.
외부전극(160)은 절연층(120) 상에 형성되며, 신호가 입출력되는 전극이다. 외부전극(160)은 일면이 외부로 노출되게 형성된다. 외부전극(160)은 한 쌍의 입력전극과 한 쌍의 출력전극을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 외부전극(160)은 제1 전극(161), 제2 전극(162), 제3 전극(163) 및 제4 전극(164)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 전극(161)과 제3 전극(163)은 입력전극이되고, 제2 전극(162)과 제4 전극(164)은 출력전극이 될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도체패턴(130)은 인덕터(inductor) 역할을 하는 소자로서, 단부가 외부전극(160)과 연결된다. 외부전극(160) 중 입력전극을 통하여 입력된 신호는 도체패턴(130)을 통하여 이동된 후에 외부전극(160) 중 출력전극으로 빠져나간다. 도체패턴(130)은 서로 인접하되 겹치지 않게 배치된다.
도체패턴(130)의 도체는 도전성과 가공성이 우수한 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 도체패턴(130)은 포토리소그래피 공정과 도금의 방법으로 형성 될 수 있다.
도체패턴(130)은 한 쌍으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 도체패턴(130) 간에는 자기적인 결합력이 발생하게 된다. 커몬 모드 노이즈의 경우, 커몬 모드 노이즈에 의하여 발생하는 자속이 합쳐짐으로써 인덕턴스 작용이 커지게 된다. 이에 따라 노이즈가 제거될 수 있다.
한 쌍의 도체패턴(130)은 각각 하나의 입력전극과 하나의 출력전극과 연결될 수 있다. 즉, 한 쌍 중 하나의 도체패턴(130)은 제1 전극(161)과 제2 전극(162)과 연결되고, 다른 하나의 도체패턴(130)은 제3 전극(163)과 제4 전극(164)과 연결된다.
도체패턴(130)과 외부전극(160)은 동일평면 상에 위치하게 되며, 절연층(120) 표면에 형성된다. 이 경우, 도체패턴(130)은 단일층의 구조로 형성될 수 있다. 이층 구조로 형성되는 도체패턴(130)의 경우, 층 간에 기생 캐패시턴스(capacitance)가 발생하여 고주파수 신호 전송 시 신호의 손실이 발생할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도체패턴(130)은 복수의 직선부(131)와 연결부(132)를 포함할 수 있다. 직선부(131)는 절연체 상에서 직선의 형태로 구현되는 패턴이다. 연결부(132)는 복수의 직선부(131)를 서로 연결시키는 패턴이다. 이와 같이 직선부(131)와 연결부(132)의 조합에 의한 도체패턴(130)에 의하면 패턴의 길이를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 인덕턴스가 증가될 수 있다.
연결부(132)는 곡선을 이룰 수 있다. 연결부(132)가 수직으로 절곡되는 경우에는 절곡부에 저항이 집중될 수 있다. 따라서, 연결부(132)가 곡선인 경우, 균일한 신호 전달이 가능해질 수 있다.
도체패턴(130)은 지그재그(zigzag) 형상을 이룰 수 있다. 또한, 지그재그 형상의 도체패턴(130)은 절연층(120) 표면의 공간 활용에 유리하므로 패턴의 길이가 증가될 수 있다.
도 3을 참조하면, 절연막(140)은 도체패턴(130)을 커버하는 막이다. 절연막(140)은 후술하게된 자성층(150)과 도체패턴(130)을 절연시킨다. 절연막(140)은 도체패턴(130)의 표면을 따라 형성될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 도체패턴(130)의 표면 및 절연층(120)의 표면을 따라 연속적으로 형성될 수 있다.
절연막(140)은 산화막을 포함할 수 있다. 산화막은 증착(CVD 또는 PVD)의 방법을 통하여 형성될 수 있으며, 증착 방법으로 형성되는 산화막은 충분히 얇은 두께를 가질 수 있다.
자성층(150)은 절연막(140) 상에 형성되는 자성을 띠는 층이다. 자성층(150)은 자성기판(110)과 더불어 폐자로를 형성하게 된다. 자성층(150)과 자성기판(110)에 의하여 강하게 형성되는 자기선속(magnetic flux)에 의하면 도체패턴(130)의 자기적 결합이 강해질 수 있다.
자성층(150)은 외부단자(160)을 커버하지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 자성층(150)은 외부단자(160)를 회피하여 형성될 수 있다.
자성층(150)은 도체패턴(130)의 상면과 측면을 모두 커버하도록 절연막(140) 상에 형성된다. 즉, 자성층(150)은 도체패턴(130)의 상면뿐만 아니라, 인접하는 도체패턴(130) 사이에도 형성된다. 절연막(140)에 의하면, 인접하는 코일패턴 간에 이격공간이 생길 수 있다. 이러한 이격공간에 자성층(150)이 형성되게 된다.
자성층(150)은 자기분말(151)과 수지재(152)를 포함할 수 있다. 자기분말(151)은 자성층(150)이 자성을 띠도록 하며, 수지재(152)는 자성층(150)이 유동성을 가지도록 한다. 이 경우, 자기분말(151)은 페라이트를 포함할 수 있다.
자성층(150)은 자기분말(151)과 수지재(152)를 포함하는 경우, 자기분말(151)은 도체패턴(130)의 측면 및 상면을 커버할 수 있다.
도체패턴(130)의 상면과 측면을 모두 커버하는 자성층(150)에 의하면 투자율이 커지게 되며 이에 따라 인덕턴스가 커지게 된다. 특히, 자성층(150)의 자기분말(151)이 상술한 이격공간에 존재함으로써, 자기분말(151)이 도체패턴(130)의 상면 뿐만 아니라 측면까지 커버하면 인덕턴스가 더욱 증가될 수 있다. 이 경우, 자성층(150)의 자기분말(151)의 직경은 상기 이격공간의 폭보다 작을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 커몬 모드 필터에 의하면, 단일층의 코일패턴이 형성되어, 신호의 누설이 감소되며, 절연막과 자성층의 구조에 따라 인덕턴스가 향상될 수 있다. 결과적으로 커몬 모드 필터의 노이즈 제거 기능이 우수해질 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 공통 모드 필터
110: 자성기판
120: 절연층
130: 도체패턴
131: 직선부
132: 연결부
140: 절연막
150: 자성층
151: 자기분말
152: 수지재
160: 외부전극
161: 제1 전극
162: 제2 전극
163: 제3 전극
164: 제4 전극

Claims (9)

  1. 자성기판;
    상기 자성기판 상에 적층되는 절연층;
    일면이 외부로 노출되도록 상기 절연층 상에 형성되는 외부전극;
    단부가 상기 외부전극과 연결되며, 상기 외부전극과 동일평면 상에 위치하도록 상기 절연층의 표면에 형성되고, 복수의 직선부와 복수의 상기 직선부를 연결하는 복수의 연결부를 포함하는 도체패턴;
    상기 도체패턴의 표면에 형성되는 절연막; 및
    상기 도체패턴의 상면과 측면을 커버하도록, 상기 절연막 상에 형성되는 자성층을 포함하고,
    상기 도체패턴 간의 이격공간에 상기 자성층이 배치되는 공통 모드 필터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 곡선을 이루는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도체패턴은 지그재그 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연막은 산화막을 포함하는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절연막은 상기 도체패턴의 표면 및 상기 절연층 상에 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자성층은 자기분말과 수지재를 포함하는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자기분말은 상기 도체패턴의 측면을 커버하는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 자기분말은 상기 도체패턴의 상면을 커버하는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
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