KR20020011922A - 고주파 코일 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코일 인덕턴스의 불균일함이 적고 GHz 대역용으로 적합한 고주파 코일 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
유전체 기판으로서의 폴리이미드층(20) 표면에 파인 피치의 스파이럴 형상을 이루는 코일(18)이 매설되고, 그 저면 및 측면이 폴리이미드층(20)에 의해서 피복되어 있다. 상기 스파이럴 형상의 코일(18)은, Ni 도금층(14) 및 Cu 도금층(16)이 적층된 Ni-Cu 적층 구조로 되어 있는 동시에 그 측면은 거의 수직이고, 그 폭은 고정밀도로 균일하게 되어 있다. 또한, 상기 스파이럴 형상의 코일(18) 표면, 즉 상층의 Ni 도금층(14) 표면은, Au 도금층(22)에 의해서 피복되어 있다.

Description

고주파 코일 장치 및 그 제조 방법{High-frequency coil device and method of manufacturing the same}
본 발명은 고주파 코일 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 GHz 용의 파인 피치(fine pitch)의 고주파 코일 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 고주파 코일 장치를 도 10a, 도 10b, 도 10c를 사용하여 설명한다. 여기서, 도 10a는 종래의 고주파 코일 장치를 도시하는 개략 단면도이고, 도 10b는 도 10a의 C-C선 단면도이며, 도 10c는 도 10b의 일부를 확대한 부분 확대도이다.
도 10a, 도 10b, 도 10c에 도시되는 바와 같이, 예를 들어 두께 20 내지 30μm의 폴리이미드 수지로 이루어지는 유전체 기판(30) 상에, 예를 들어 두께 15 내지 25μm의 볼록 형상의 Cu(구리)층으로 이루어지는 스파이럴 형상의 코일(32a)이 형성되어 있다. 상기 스파이럴 형상의 코일(32a) 표면은, 두께 0.3 내지 5μm의 Au 도금층(36)에 의해서 피복되어 있다.
여기서, 유전체 기판(30)의 재료로서는, 폴리이미드 수지에 제한되지 않고, 예를 들면 에폭시 수지나 페놀 수지 등을 사용하여도 좋다.
상기 스파이럴 형상의 코일(32a)과 동일한 구조를 갖는 신호선(38)이, 스파이럴 형상의 코일(32a)에 인접하여 배치되어 있다. 상기 신호선(38)도, 스파이럴 형상의 코일(32a)의 경우와 마찬가지로, 그 표면이 Au 도금층(36)에 의해서 피복되어 있다.
그리고, 스파이럴 형상의 코일(32a)의 중심부(보다 정확하게 말하면, 상기 중심부의 코일(32a) 표면을 피복하고 있는 Au 도금층(36))와 신호선(38; 보다 정확하게 말하면, 상기 신호선(38) 표면을 피복하고 있는 Au 도금층(36))은, Au 와이어(40)에 의해서 접속되어 있다. 이렇게 하여, 볼록 형상의 Cu 층으로 이루어지는 스파이럴 형상의 코일(32a)이 유전체 기판(30) 상에 형성되어 있는 구조의 고주파 코일 장치가 구성되어 있다.
다음에, 종래의 고주파 코일 장치의 제조 방법을, 도 11 내지 도 15에 도시하는 개략 공정 단면도를 사용하여 설명한다.
우선, 도 11에 도시되는 바와 같이, 두께 20 내지 30μm의 폴리이미드 수지로 이루어지는 유전체 기판(30) 상에, 두께 15 내지 25μm의 Cu 층(32)을 형성한다. 계속하여, 도 12에 도시되는 바와 같이, 상기 Cu 층(32) 상에 레지스트막을 도포한 후, 포토리소그래피 기술을 사용하여 레지스트막을 파인 피치의 스파이럴 형상으로 패터닝하여, 레지스트 패턴(34)을 형성한다.
계속하여, 도 13에 도시되는 바와 같이, 상기 레지스트 패턴(34)을 마스크로 하여, Cu 층(32)을 선택적으로 에칭 제거한 후, 도 14에 도시되는 바와 같이, 레지스트 패턴(34)을 박리한다. 이렇게 하여, 유전체 기판(30) 상에, 스파이럴 형상으로 패터닝된 볼록 형상의 Cu 층(32)으로 이루어지는 코일(32a)을 형성한다.
계속하여, 도 15에 도시되는 바와 같이, 스파이럴 형상의 코일(32a) 상에, Au(금) 도금 처리를 행하고, 스파이럴 형상의 코일(32a)의 표면 및 측면을 Au 도금층(36)에 의해서 피복한다.
마지막으로, 도 10a에 도시되는 바와 같이, 스파이럴 형상의 코일(32a)의 중심부(보다 정확하게 말하면, 상기 중심부의 코일(32a) 표면을 피복하고 있는 Au 도금층(36))와, 상기 코일(18)과 동일한 프로세스에 있어서 동시적으로 형성한 신호선(38; 보다 정확하게 말하면, 상기 신호선 표면을 피복하고 있는 Au 도금층(36))을 Au 와이어(40)에 의해서 접속하는 와이어 본딩을 행한다.
이렇게 하여, Au 도금층(36)에 의해서 표면 및 측면이 피복된 볼록 형상의 Cu 층(32)으로 이루어지는 스파이럴 형상의 코일(32a)을 갖는 고주파 코일 장치를 제작한다.
그러나, 상기 종래의 고주파 코일 장치에 있어서는, 볼록 형상의 Cu 층(32)으로 이루어지는 스파이럴 형상의 코일(32a)이, 레지스트 패턴(34)을 마스크로 하는 Cu 층(32)의 선택적인 에칭에 의해서 형성되기 때문에, 도 14 또는 도 10c에 도시되는 바와 같이, 코일(32a)의 단면은 측면이 경사진 사다리꼴 형상이 되고, 그 단면적에 불균일함이 생기기 때문에, 코일 인덕턴스(inductance)의 불균일함이 커진다는 결점이 있었다.
즉, 상기 종래의 고주파 코일 장치 제조 방법에 의하면, 코일 인덕턴스의 불균일함이 적은 파인 피치의 코일을 필요로 하는 GHz 용의 고주파 코일 장치를 제작하는 것은 곤란하였다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고주파 코일 장치를 도시하는 개략 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A선 단면도이며, 도 1c는 도 1b의 일부를 확대한 부분 확대도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도(부분 1).
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도(부분 2).
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도(부분 3).
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도(부분 4).
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도(부분 5).
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도(부분 6).
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도(부분 7).
도 9a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고주파 코일 장치를 도시하는 개략 단면도이고, 도 9b는 도 9a의 B-B선 단면도.
도 10a는 종래의 고주파 코일 장치를 도시하는 개략 단면도이고, 도 10b는 도 10a의 C-C선 단면도이며, 도 10c는 도 10b의 일부를 확대한 부분 확대도.
도 11은 종래의 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도(부분 1).
도 12는 종래의 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도(부분 2).
도 13은 종래의 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도(부분 3).
도 14는 종래의 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도(부분 4).
도 15는 종래의 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도(부분 5).
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 베이스 메탈판 12: 레지스트 패턴
14: Ni 도금층 16: Cu 도금층
18: 스파이럴 형상의 코일 20: 폴리이미드층
22: Au 도금층 24: 신호선
26: Au 와이어 28a, 28b: 오목부
그래서 본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 코일 인덕턴스의 불균일함이 적고 GHz 대역(band)용으로 적합한 고주파 코일 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 특징에 따른 고주파 코일 장치는, 유전체 기판과, 상기 유전체 기판 표면에 소정의 코일 패턴으로 매설되고, 저면 및 측면이 유전체 기판에 의해서 피복되어 있는 도전체층으로 이루어지는 코일을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명의 제 1 특징에 따른 고주파 코일 장치에 있어서는, 소정의 코일 패턴의 도전체층으로 이루어지는 코일이 유전체 기판 표면에 매설되고, 저면 및 측면이 유전체 기판에 의해서 피복되어 있는 구조로 되어 있는 것에 의해, 안정된 Q치(Q value)가 얻어지기 때문에, 안정된 Q치를 갖는 GHz 대역용의 고주파 코일 장치가 실현된다. 또한, 코일 및 유전체 기판이 이루는 고주파 코일 장치의 표면이 거의 편평하게 세팅되기 때문에, 다른 반도체 집적 회로 칩의 접합이 용이하게 된다.
본 발명의 제 2 특징에 따르면, 상기 본 발명의 제 1 특징의 고주파 코일 장치에 있어서, 유전체 기판 표면에 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부 내에서 코일이 유전체 기판으로부터 분리된 공중 배선(aerial wire structure)으로 되어 있는 구성인 것에 의해, Q치가 더욱 향상되기 때문에, 안정한 높은 Q치를 갖는 GHz 대역용의 고주파 코일 장치가 실현된다.
또한, 본 발명의 제 3 특징에 따르면, 고주파 코일 장치의 제조 방법은, 베이스 메탈판의 표면 상에, 소정의 코일 패턴을 이루는 레지스트 패턴을 형성하는 제 1 공정과, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 베이스 메탈판 표면의 노출부에 도금 처리를 행하여, 소정의 코일 패턴의 도금층으로 이루어지는 코일을 형성하는 제 2 공정과, 레지스트 패턴을 제거한 후, 코일을 포함하는 베이스 메탈판 표면 상에 수지층을 형성하고, 상기 수지층에 의해서 코일의 표면 및 측면을 피복하는 제 3 공정과, 베이스 메탈판을 뒷면측으로부터 에칭 제거하여, 코일 및 수지층의 뒷면을 노출하는 제 4 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법에 있어서는, 베이스 메탈판 표면 상에 소정의 코일 패턴을 이루는 레지스트 패턴을 형성할 때, 미세 가공 기술에 의해 레지스트 패턴이 거의 수직인 측벽과 고정밀도로 균일한 패턴 간격을 갖도록 하고, 그와 같은 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출되어 있는 베이스 메탈판 표면 상에 도금층을 형성하며, 상기 도금층으로 이루어지는 코일을 형성하는 것이 가능해지므로, 코일의 측면이 거의 수직으로 되며, 그 폭이 고정밀도로 균일하게 되고, 단면적의 불균일함이 최대한 억제된다. 따라서, 코일 임피던스의 불균일함이 적어진다. 더욱이, 코일 임피던스의 불균일함이 적어짐으로써, 높은 Q치를 갖는 GHz 대역용의 고주파 코일 장치가 실현된다.
또, 고주파 코일 장치의 유전체 기판의 재료로서는, 수지, 예를 들면 폴리이미드 수지나 액정 폴리머 수지인 것이 적합하다. 또한, 코일을 이루는 도금층으로서는, 니켈 도금층과 구리 도금층이 적층된 다층 구조인 것이 적합하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.
(제 1 실시예)
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고주파 코일 장치를 도시하는 개략 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A선 단면도이며, 도 1c는 도 1b의 일부를 확대한 부분 확대도이다. 또한, 도 2 내지 도 8은 각각 본 실시예에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 공정 단면도이다.
도 1a, 도 1b, 도 1c에 도시되는 바와 같이, 본 실시예에 따른 고주파 코일 장치에 있어서는, 유전체 기판으로서의 폴리이미드층(20) 표면에, 소정의 코일 패턴으로서 예를 들면 파인 피치의 스파이럴 형상을 이루는 코일(18)이 매설되어 있다. 즉, 상기 스파이럴 형상의 코일(18)의 저면 및 측면이 폴리이미드층(20)에 의해서 피복되어 있다.
또한, 폴리이미드층(20)에 의해서 피복되어 있지 않은 스파이럴 형상의 코일(18) 표면은, 두께 0.3 내지 5μm의 Au 도금층(22)에 의해서 피복되어 있다. 그리고, 상기 스파이럴 형상의 코일(18) 표면을 피복하는 Au 도금층(22) 표면과 폴리이미드층(20) 표면은 거의 동일 평면을 형성한다.
또한, 상기 스파이럴 형상의 코일(18)은, 예를 들면 두께 15μm의 Ni(니켈) 도금층(14) 및 두께 25μm의 Cu 도금층(16)이 차례로 적층된 Ni-Cu 적층 구조로 되어있는 동시에, 그 측면은 거의 수직이고, 그 폭은 고정밀도로 균일하게 되어 있다. 이 때문에, 코일(18) 표면 상의 Au 도금층(22)은, 직접적으로는 그 상층의 Ni 도금층(14)면을 피복하고 있다.
또한, 상기 스파이럴 형상의 코일(18)과 동일한 Ni-Cu 적층 구조를 갖는 신호선(24)이, 스파이럴 형상의 코일(18)에 인접하여 배치되어 있다. 상기 신호선(24)도, 스파이럴 형상의 코일(18)의 경우와 마찬가지로 그 표면이 Au 도금층(22)에 의해서 피복되어 있다.
그리고, 스파이럴 형상의 코일(18)의 중심부(보다 정확하게 말하면, 이 중심부의 코일(18) 표면을 피복하고 있는 Au 도금층(22))와 신호선(24; 보다 정확하게 말하면, 상기 신호선(24) 표면을 피복하고 있는 Au 도금층(22))은, Au 와이어(26)에 의해서 접속되어 있다.
전술했듯이, 파인 피치의 스파이럴 형상의 코일(18)이 폴리이미드층(20) 표면에 매설되고, 그 저면 및 측면이 폴리이미드층(20)에 의해서 피복되어 있는 동시에, 상기 스파이럴 형상의 코일(18) 표면을 피복하는 Au 도금층(22) 표면이 폴리이미드층(20) 표면과 거의 동일한 평면을 형성하는 구조의 고주파 코일 장치가 구성되어 있다.
다음에, 본 실시예에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법을, 도 2 내지 도 8을 이용하여 설명한다.
또, 이들 도 2 내지 도 8의 공정 단면도는, 상기 도 1b 에 대응하는 것이지만, 도 1b 와는 상하를 반대로 하여 도시하고 있기 때문에, 구성 요소의 "표면"과 "뒷면"이 상술한 설명과 반대로 표현되는 경우가 있다. 또한, 상기 도 1에 있어서의 신호선(24)은 스파이럴 형상의 코일(18)과 동일한 프로세스에 있어서 동시적으로 형성되는 것이지만, 여기서는 그 도시를 생략한다.
우선, 도 2에 도시되는 바와 같이, 두께 80 내지 150μm의 Cu 제의 베이스메탈판(10)을 준비한다. 그리고, 도 3에 도시되는 바와 같이, 상기 베이스 메탈판(10) 표면 상에 레지스트막을 도포한 후, 포토리소그래피 기술을 사용하여 소정의 코일 패턴, 예를 들면 파인 피치의 스파이럴 형상의 레지스트 패턴(12)을 형성한다. 이 때, 레지스트 패턴(12)의 측벽은, 포토리소그래피 기술을 사용한 미세 가공에 의해서 거의 수직으로 되고, 레지스트 패턴(12)간의 간격도 고정밀도로 균일하게 된다.
계속하여, 도 4에 도시되는 바와 같이, 상기 레지스트 패턴(12)을 마스크로 하여, 노출되어 있는 베이스 메탈판(10) 표면 상에 Ni 도금 처리 및 Cu 도금 처리를 차례로 행하여, 두께 15μm의 Ni 도금층(14) 및 두께 25μm의 Cu 도금층(16)을 차례로 적층한다. 이 때, Ni 도금층(14) 및 Cu 도금층(16)의 형상은, 레지스트 패턴(12)에 규정되기 때문에, 그 측면은 거의 수직으로 되고, 그 폭은 고정밀도로 균일하게 된다.
계속하여, 도 5에 도시되는 바와 같이, 레지스트 패턴(12)을 박리(peel off)한다. 이렇게 하여, 베이스 메탈판(10) 표면 상에, 두께 15μm의 Ni 도금층(14) 및 두께 25μm의 Cu 도금층(16)이 차례로 적층된 Ni-Cu 적층 구조로 이루어지는 파인 피치의 스파이럴 형상의 코일(18)을 형성한다. 그리고, 상기 스파이럴 형상의 코일(18)에 있어서도, 당연히 그 측면은 거의 수직으로 되고, 그 폭은 고정밀도로 균일하게 된다.
계속하여, 도 6에 도시되는 바와 같이, 기판의 전체면에 폴리이미드층(20)을 도포한 후, 상기 폴리이미드층(20) 상에 레지스트를 도포하고, 또한 포토리소그래피 기술을 사용하여 소정 형상의 레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성하고, 상기 레지스트 패턴을 사용하여, 스파이럴 형상의 코일(18)이 형성되어 있는 영역을 피복하는 형상으로 폴리이미드층(20)을 패터닝한다. 그리고, 이렇게 하여 형성한 폴리이미드층(20)에 의해서 스파이럴 형상의 코일(18)의 표면 및 측면을 피복하여, 보호한다.
계속하여, 도 7에 도시되는 바와 같이, 베이스 메탈판(10)을 뒷면측으로부터 에칭 제거한다. 이렇게 하여, 폴리이미드층(20) 뒷면 및 상기 폴리이미드층(20)에 의해서 표면 및 측면이 피복되어 있는 스파이럴 형상의 코일(18) 뒷면, 즉 코일(18)의 Ni 도금층(14)면을 노출한다.
계속하여, 도 8에 도시되는 바와 같이, 상기 노출된 스파이럴 형상의 코일(18) 뒷면을 이루는 Ni 도금층(14)면 상에 Au 도금 처리를 행하고, 두께 0.3 내지 5μm의 Au 도금층(22)을 형성한다. 이렇게 하여, 폴리이미드층(20)에 의해서 표면 및 측면이 피복되어 있는 스파이럴 형상의 코일(18) 뒷면, 즉 코일(18)의 Ni 도금층(14)면을 Au 도금층(22)에 의해서 피복하는 동시에, 상기 Au 도금층(22) 뒷면을 폴리이미드층(20) 뒷면과 거의 동일 평면으로 한다.
또, 상기 Au 도금층(22)에 의해서 Ni 도금층(14)면이 피복된 스파이럴 형상의 코일(18)에 있어서는, 코일(18)의 주요부를 이루는 Cu 도금층(16))과 Au 도금층(22) 사이에 Ni 도금층(14)이 개재되는 구조가 되고, 상기 Ni 도금층(14)이 Au와 Cu의 확산 배리어로서 기능한다.
마지막으로, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 스파이럴 형상의 코일(18)의중심부(보다 정확하게 말하면, 상기 중심부의 코일(18) 표면을 피복하고 있는 Au 도금층(22))와, 상기 코일(18)과 동일한 프로세스에 있어서 동시적으로 형성한 신호선(24; 보다 정확하게 말하면, 상기 신호선 표면을 피복하고 있는 Au 도금층(22))을 Au 와이어(26)에 의해서 접속하는 와이어 본딩을 행한다.
또, 상기 와이어 본딩에 있어서도, Au 도금층(22)의 베이스(下地)에 비교적 경도가 높은 Ni 도금층(14)이 존재하고 있기 때문에, 양호한 접속이 실현된다.
이렇게 하여, 파인 피치의 스파이럴 형상의 코일(18)이 폴리이미드층(20) 표면에 매설되고, 그 저면 및 측면이 폴리이미드층(20)에 의해서 피복되어 있는 구조의 고주파 코일 장치를 제작한다.
이상과 같이 본 실시예에 따른 고주파 코일 장치에 의하면, 파인 피치의 스파이럴 형상의 코일(18)이 폴리이미드층(20) 표면에 매설되고, 그 저면 및 측면이 폴리이미드층(20)에 의해서 피복되어 있는 구조인 것에 의해, 안정된 Q치를 얻을 수 있다. 또한, 스파이럴 형상의 코일(18)(표면을 피복하고 있는 Au 도금층(22))및 폴리이미드층(20)이 이루는 고주파 코일 장치의 표면이 거의 편평하게 되기 때문에, LSI 칩의 접합, 특히 ACF(이방성 도전 필름)를 사용하는 플립칩 접합이 용이하게 된다는 이점이 있다.
또한, 본 실시예에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법에 의하면, 베이스 메탈판(10) 표면 상에 포토리소그래피 기술을 사용한 미세 가공에 의해서 거의 수직인 측벽과 고정밀도로 균일한 패턴 간격을 갖는 레지스트 패턴(12)을 형성하고, 상기 레지스트 패턴(12)을 마스크로 하여, 노출되어 있는 베이스 메탈판(10) 표면 상에 Ni 도금층(14) 및 Cu 도금층(16)을 차례로 적층하는 것에 의해, 상기 Ni-Cu 적층 구조로 이루어지는 파인 피치의 스파이럴 형상의 코일(18)의 측면을 거의 수직으로 하고, 그 폭을 고정밀도로 균일하게 하여, 단면적의 불균일함을 극력 억제하는 것이 가능하게 되므로, 코일 임피던스의 불균일함을 적게 할 수 있다. 또한, 코일 임피던스의 불균일함을 적게 함으로써, 높은 Q치를 갖는 GHz 대역용의 고주파 코일 장치를 실현할 수 있다.
또, 상기 제 1 실시예에 있어서는, Ni 도금층(14) 및 Cu 도금층(16)이 차례로 적층된 Ni-Cu 적층 구조의 스파이럴 형상의 코일(18) 표면이 Au 도금층(22)에 의해서 피복되어 있는 구조를 형성하는 방법으로서, 베이스 메탈판(10) 표면 상에 형성한 파인 피치의 스파이럴 형상의 레지스트 패턴(12)을 마스크로 하여, 노출되어 있는 베이스 메탈판(10) 표면 상에 Ni 도금 처리 및 Cu 도금 처리를 차례로 행하며, Ni 도금층(14) 및 Cu 도금층(16)이 차례로 적층된 Ni-Cu 적층 구조로 이루어지는 파인 피치의 스파이럴 형상의 코일(18)을 형성한 후, 상기 스파이럴 형상의 코일(18)의 표면 및 측면을 피복하는 폴리이미드층(20)을 형성하고, 또한 베이스 메탈판(10)을 뒷면측으로부터 에칭 제거하여, 폴리이미드층(20) 뒷면 및 스파이럴 형상의 코일(18) 뒷면, 즉 Ni 도금층(14)면을 노출하고, 이후 상기 Ni 도금층(14)면 상에 Au 도금 처리를 행하여 Au 도금층(22)을 형성하는 방법을 설명하고 있다.
그러나, 제조 방법은 이러한 형성 방법에 제한되지 않으며, 예를 들어 다음과 같은 형성 방법을 채용하는 것도 가능하다. 단, 이해를 쉽게 하기 위해서, 상기의 구성 요소와 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이기로 한다.
즉, 베이스 메탈판(10) 표면 상에 형성한 파인 피치의 스파이럴 형상의 레지스트 패턴(12)을 마스크로 하여, 노출되어 있는 베이스 메탈판(10) 표면 상에 Ni 도금처리, Au 도금 처리, Ni 도금 처리, Cu 도금 처리를 차례로 행하여, Ni 도금층, Au 도금층(22), Ni 도금층(14), Cu 도금층(16)이 차례로 적층된 Ni-Au-Ni-Cu 적층 구조로 이루어지는 파인 피치의 스파이럴 형상의 코일(18; 단, 상기 코일(18)의 하층에는 Au 도금층(22) 및 Ni 도금층이 이미 적층되어 있다)을 형성한 후, 상기 스파이럴 형상의 코일의 표면 및 측면을 피복하는 폴리이미드층(20)을 형성하고, 또한 베이스 메탈판(10)을 뒷면측으로부터 에칭 제거하여, 폴리이미드층(20) 뒷면 및 스파이럴 형상의 코일(18) 하층에 적층되어 있는 Ni 도금층면을 노출한다. 계속하여, 상기 Ni 도금층을 에칭 제거하여, 스파이럴 형상의 코일(18) 하층에 형성되어 있는 Au 도금층(22)을 노출한다.
이렇게 하여, Ni 도금층(14) 및 Cu 도금층(16)이 차례로 적층된 Ni-Cu 적층구조의 스파이럴 형상의 코일(18) 표면이 Au 도금층(22)에 의해서 피복되어 있는 구조를 형성한다.
(제 2 실시예)
도 9a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고주파 코일 장치를 도시하는 개략 단면도이고, 도 9b는 도 9a의 B-B선 단면도이다. 또, 상기 제 1 실시예의 도 1에 도시하는 고주파 코일 장치의 구성 요소와 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 9a, 도 9b에 도시되는 바와 같이, 본 실시예에 따른 고주파 코일 장치에있어서는, 상기 도 1에 도시하는 고주파 코일 장치와 거의 동일한 구성을 이루고 있지만, 폴리이미드층(20) 표면에 2개의 반구형의 오목부(28a, 28b)가 설치되어 있는 점에 특징이 있다.
이 때문에, 파인 피치의 스파이럴 형상의 코일(18)은, 전체로서는 폴리이미드층(20) 표면에 매설되고, 고주파 코일 장치의 표면은 거의 편평하게 되어 있지만, 그 스파이럴 형상의 코일(18) 중의 오목부(28a, 28b) 내에 위치하는 부분은, 폴리이미드층(20)으로부터 분리하여 공중 배선으로 되어 있다.
그리고, 이러한 스파이럴 형상의 코일(18)은, 2개의 반구형의 오목부(28a, 28b) 사이에 샌드위치된 영역의 폴리이미드층(20)에 의해서 지지되어 있다. 즉, 상기 2개의 반구형의 오목부(28a, 28b) 사이에 샌드위치된 영역에서만, 스파이럴 형상의 코일(18)의 저면 및 측면이 폴리이미드층(20)에 의해서 피복되고, 보유되어 있다.
이렇게 하여, 스파이럴 형상의 코일(18)은, 전체로서는 폴리이미드층(20) 표면에 매설되어 있는 것지만, 그 대부분이 폴리이미드층(20)으로부터 분리된 공중 배선으로 되어 있는 구조의 고주파 코일 장치가 구성되어 있다.
또, 본 실시예에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법은, 상기 제 1 실시예의 도 2 내지 도 8을 사용하여 설명한 것과 거의 동일하고, 도 6에 도시하는 폴리이미드층(20)을 형성하는 공정이 다를 뿐이므로, 그 도시 및 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같이 본 실시예에 따른 고주파 코일 장치에 의하면, 상기 제 1 실시예의 경우의 효과에 더하여, 스파이럴 형상의 코일(18)의 대부분이 폴리이미드층(20)으로부터 분리된 공중 배선으로 되어 있는 구조인 것에 의해, Q치가 더욱 향상하여, 예를 들면 5 GHz 이상의 주파수대에 적합한 고주파 코일 장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법에 의하면, 상기 제 1 실시예의 경우와 동일한 효과를 가질 수 있다.
또, 상기 제 1 및 제 2 실시예에 있어서, 모두 스파이럴 형상의 코일(18)의 경우에 대하여 설명하였지만, 코일 패턴으로서는 스파이럴 형상에 한정될 필요는 없고, 예를 들면 구불구불한 형상의 코일에 대해서도, 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 유전체 기판으로서 폴리이미드층(20)을 사용하고 있지만, 상기 폴리이미드층(20) 대신에, 예를 들면 액정 폴리머층을 사용하여도 좋다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고주파 코일 장치 및 그 제조 방법에 의하면, 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
즉, 본 발명의 제 1 특징에 따른 고주파 코일 장치에 의하면, 소정의 코일 패턴의 도전체층으로 이루어지는 코일이 유전체 기판 표면에 매설되고, 저면 및 측면이 유전체 기판에 의해서 피복되어 있는 구조로 되어 있는 것에 의해, 안정된 Q치를 얻는 것이 가능해지므로, 안정된 Q치를 갖는 GHz 대역용의 고주파 코일 장치를 실현할 수 있다. 또한, 코일 및 유전체 기판이 이루는 고주파 코일 장치의 표면이 거의 편평하게 되기 때문에, 다른 반도체 집적 회로 칩의 접합을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 특징에 따른 고주파 코일 장치에 의하면, 유전체 기판 표면에 형성된 오목부 내에 있어서, 코일이 유전체 기판으로부터 분리된 공중 배선으로 되어 있는 구조인 것에 의해, Q치를 더욱 향상시키는 것이 가능해지므로, 안정된 높은 Q치를 갖는 GHz 대역용의 고주파 코일 장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 특징에 따른 고주파 코일 장치의 제조 방법에 의하면, 베이스 메탈판 표면 상에 소정의 코일 패턴을 이루는 레지스트 패턴을 형성할 때, 미세 가공 기술에 의해서 레지스트 패턴이 거의 수직인 측벽과 고정밀도로 균일한 패턴 간격을 갖도록 하고, 그와 같은 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출되어 있는 베이스 메탈판 표면 상에 도금층을 형성하고, 상기 도금층으로 이루어지는 코일을 형성하는 것이 가능해지므로, 코일의 측면을 거의 수직으로 하고, 그 폭을 고정밀도로 균일하게 하여, 단면적의 불균일함을 최대한 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 코일 임피던스의 불균일함을 적게 할 수 있다. 더욱이, 코일 임피던스의 불균일함이 적어짐으로써, 높은 Q치를 갖는 GHz 대역용의 고주파 코일 장치를 실현할 수 있다.

Claims (9)

  1. 유전체 기판과,
    상기 유전체 기판 표면에 소정의 코일 패턴으로 매설되고, 저면 및 측면이 상기 유전체 기판에 의해서 피복되어 있는 도전체층으로 이루어지는 코일을 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체 기판의 표면에 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부 내에서, 상기 코일은 상기 유전체 기판으로부터 분리된 공중 배선으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체 기판은 수지층인 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 수지층은 폴리이미드층 또는 액정 폴리머층인 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 도전체층은 도금층인 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 도금층은 니켈 도금층과 구리 도금층이 적층된 다층 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  7. 고주파 코일 장치의 제조 방법으로서,
    베이스 메탈판의 표면 상에, 소정의 코일 패턴을 이루는 레지스트 패턴을 형성하는 제 1 공정과,
    상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 베이스 메탈판 표면의 노출부에 도금 처리를 행하고, 소정의 코일 패턴의 도금층으로 이루어지는 코일을 형성하는 제 2 공정과,
    상기 레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 코일을 포함하는 상기 베이스 메탈판 표면 상에 수지층을 형성하고, 상기 수지층에 의해서 상기 코일의 표면 및 측면을 피복하는 제 3 공정과,
    상기 베이스 메탈판을 뒷면측으로부터 에칭 제거하여, 상기 코일 및 상기 수지층의 뒷면을 노출하는 제 4 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 공정에서, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 베이스 메탈판 표면의 노출부에 도금 처리를 행할 때, 니켈 도금 처리 및 구리 도금 처리를 차례로 행하고, 니켈 도금층과 구리 도금층이 적층된 다층 구조의 도금층으로 이루어지는 코일을 형성하는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치의 제조 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 3 공정에서, 상기 도전체부를 포함하는 상기 베이스 메탈판 표면 상에 수지층을 형성할 때, 상기 수지층으로서 폴리이미드층 또는 액정 폴리머층을 사용하고, 상기 폴리 이미드층 또는 상기 액정 폴리머층에 의해서 상기 코일의 표면 및 측면을 피복하는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치의 제조 방법.
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