KR20070076722A - 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 및 그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자성물질과 비 자성물질을 동일한 층에 형성하되 자성체에 의해 비 자성체가 구획될 수 있도록 형성시키고 3차원구조를 갖도록 메이저 마그네틱 루프와 내부전극 영역이 형성되게 함으로서 임피던스 특성을 향상시킨 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명에 따른 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터는 다층으로 적층되어 구성된 필터에 있어서, 커버층 사이에 하나 이상의 내부 전극층을 적층하여 구성되데, 상기 내부 전극층은 중앙의 자성체층을 형성하고 상기 자성체층의 양측에 비자성체층를 형성하여 구성되고, 상기 비자성체층에는 상, 하부면 중 최소 어느 한면에 전극패턴이 형성되어 있으며, 상기 비자성체층에 형성된 전극패턴의 단부는 외부에 형성된 외부 전극단자에 연결되어 구성되고,

제조 방법은 캐리어 필름 상에 각각 자성체막와 비자성체막를 형성한 그린시트를 준비하고 ; 상기 자성체막 그린시트와 비자성체막 그린시트에 커팅 라인을 형성하며 ; 커팅라인이 형성된 비자성체막 그린시트에는 비아홀을 형성하고 ; 비아홀이 형성된 비자성체막 그린시트 상면에 전극패턴을 형성하고 ; 자성체막 그린시트와 비자성체막 그린시트에서 불필요한 부분을 제거하고 ; 자성체막 그린시트, 커팅 라인이 형성된 자성체막, 커팅 라인이 형성된 비자성체막 그린시트, 비아홀과 전극패턴이 형성된 비자성체막 그린시트들을 적층하고 ; 적층된 적층체를 소성하고 소성한 후 소성된 적층체의 외부면에 전극단자를 형성하는 단계를 포함하여 이루어 지되, 상기 그린시트들을 적층하는 과정에서 적층되는 그린시트들은 커버층 사이에 하나 이상의 내부 전극층을 적층하되, 상기 커버층은 자성체로 구성하고, 상기 내부 전극층은 중앙의 자성체층을 형성하고 상기 자성체층의 양측에 비자성체층를 형성하여 구성하며, 상기 비자성체층에는 상, 하면 중 최소 어느 한 면에 전극패턴이 형성함에 의해 이루어질 수 있다.

커먼 모드 필터, 노이즈 필터, 복합소자, 페라이트, 이종 복합 소재

Description

이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 및 그 제조방법{A chip common mode filter with difference materials}

도 1a 는 종래의 칩 커먼 모드 필터의 일예를 도시한 사시도이고,

도 1b는 1a의 칩 커먼 모드 필터의 분해도 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 일 예를 도시한 사시도이고,

도 3은 2에 도시한 칩 커먼 모드 필터의 자성체층만을 도시한 사시도이고,

도 4는 2에 도시한 칩 커먼 모드 필터의 비 자성체층만을 도시한 사시도이고,

도 5는 도 2에 도시한 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 적층 구조를 도시한 분해사시도이고,

도 6은 도 2에 도시한 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터 적층체의 적층 후 구조를 도시한 사시도이고,

도 7a는 도 2에 도시한 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 기판 위면에 형성된 전극들의 배선상태를 도시한 사시도이고,

도 7b는 도 2에 도시한 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 기판 저면에 형성된 전극들의 배선상태를 도시한 사시도이고,

도 8은 각 층을 이루는 그린시트 제조 과정을 설명하기 위한 사시도이고,

도 9는 자성체 만으로 이루어진 커먼 모드 필터의 각 모드에서의 자속을 도시한 도표이고,

도 10은 자성체와 비자성체로 이루어진 커먼 모드 필터의 각 모드에서의 자속을 도시한 도표이고,

도 11은 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 임피던스 특성을 나타낸 그래프이고,

도 12는 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 다른 실시 예를 도시한 사시도이고,

도 13은 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 또 다른 실시 예를 도시한 사시도이고,

도 14는 도 12 및 도 13에 도시한 필터의 회로를 도시한 회로도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*

100 : 필터 101~104 : 외부 전극

10 : 자성체층 11 : 상부커버 12a, 12b : 상부자성판

13 : 중앙자성판 14a, 14b : 하부자성판 15 : 하부커버

20 : 비자성체층 21 : 상부 비자성판 21a, 23a : 상부 전극패턴

21b, 23b : 하부 전극패턴 21c, 22c, 23c : 비아홀

22a, 22b : 중앙 비자성판 23 : 하부 비자성판

본 발명은 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자성물질과 비 자성물질을 동일한 층에 형성하되 자성체에 의해 비 자성체가 구획될 수 있도록 형성시키고 3차원구조를 갖도록 메이저 마그네틱 루프와 내부전극 영역이 형성되게 함으로서 임피던스 특성을 향상시킨 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 스퍼터링이나 증착 등의 박막 형성 기술에 의하지 않고 후막 적층 방법을 사용하여 적층함으로서 제조 공정이 단순화되어 낮은 비용으로 적층체를 제조할 수 있으며, 결합계수가 높고 절연성이 향상되었으며, 전자기적인 결합도와 임피던스 특성이 향상되어 자기 공진주파수를 고주파 영역으로 올릴 수 있어 고속 신호에서의 커먼 모드 노이즈(Common Mode Noise)제거 할 수 있는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 공통모드 초크코일 또는 트랜스포머 등의 코일 부품에서 코일 부품의 전기적인 특성을 향상시키기 위해서는 1차코일과 2차코일 간의 전자기적인 결합도를 증가시키는 것이 중요한 과제이다.

이렇게 1, 2차 코일간의 전자기적 결합도를 증가시키기 위해서는 두 코일간의 간격을 작게 하거나, 누설 자속이 발생하지 않도록 자로(磁路)를 형성하여야 한 다.

도 1a는 코일 부품소자를 포함하는 종래의 공통모드 초크코일의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 공통모드 초크코일의 분해도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이 공통모드 초크코일(1)은 제1자성체 기판(2)의 상부에 형성된 적층체(3)와, 상기 적층체(3)의 상부에 형성된 제2자성체 기판(5) 및 이들의 사이에 형성된 접착층(4)과 외부 면에 형성된 외부 전극(1a~1d)들을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 적층체(3)는 도 1b에 도시된 바와 같이 스퍼터링(sputtering) 등의 박막 형성 기술에 의해 증착된 복수개의 층(3a, 3b, 3c)을 포함하고, 폴리이미드 수지(polyimide resin) 또는 에폭시 수지(epoxy resin) 등의 비자성(non-magnetic) 절연 재료로 이루어진 절연층(3a)은 제1자성체 기판(2)의 상부에 증착되며, 리딩(leading) 전극(3aa, 3ab)는 절연층(3a)의 상부에 형성된다.

또 다른 절연층(3b)이 리딩 전극 (3aa, 3ab)의 상부에 적층되고, 코일 패턴(3bc)와 코일 패턴으로부터 인출된 리딩 전극(3dd)은 상기 절연층(3b)의 상부에 형성된다.

또 다른 절연층(3c)이 상기 절연층(3b)의 위에 형성된 코일 패턴(3bc)과 리딩 전극(3dd)의 상부에 적층되고, 코일 패턴(3cc)과 코일 패턴으로부터 인출된 리딩 전극(3cd)은 절연층(3c)의 상부에 형성된다.

상기 코일 패턴(3bc)의 한쪽 말단은 절연층(3b)에 형성되어 있는 비아홀(via hole)(3ba)을 통해서 리딩 전극(3aa)에 전기적으로 접속되고, 리딩 전극(3aa)는 외 부 전극(1a)에 전기적으로 접속된다.

코일 패턴(3bc)의 다른 쪽 말단은 리딩 전극(3bd)를 통해서 외부 전극(1c)에 전기적으로 접속된다.

한편, 또 다른 코일 패턴(3cc)의 한쪽 말단은 절연층(3c)에 형성되어 있는 비아홀(3cd)와 절연층(3b)에 형성되어 있는 비아홀(3bb)를 통해서 리딩 전극(3ab)에 전기적으로 접속되고, 리딩 전극(3ab)는 외부 전극(1b)에 접속된다.

코일패턴(3cc)의 다른 쪽 말단은 리딩 전극(3cd)을 통해서 외부 전극(1d)에 전기적으로 접속된다.

상술한 코일부품을 회로에 삽입하는 경우, 각각의 외부 전극(1a~1d)을 회로의 각 접속부에 전기적으로 접속함으로써 코일 패턴(3bc, 3cc)이 회로에 연결되게 된다.

상기와 같이 구성된 코일형 전기 소자는 스퍼터링 또는 증착(evaporation) 등의 박막 형성 기술에 의해 제작되기 때문에 1, 2차 코일간의 간격을 수 ㎛까지 작게 할 수 있으므로 종래의 제품에 비하여 전자기적 결합도가 높아지고, 부품의 소형화도 가능하지만 값비싼 장비가 필요하고 생산성이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 도 1a와 도 1b에 도시된 코일 부품은 코일패턴(3bc, 3cc)들의 사이에 비자성 절연층(3c)이 위치하고 있으므로, 이로 인해 누설 자속이 발생하여 전자기적인 결합도와 임피던스 특성을 향상시키는 데는 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 전자기적인 결합도와 임피던스 특성이 향상되어 자기 공진주파수를 고주파 영역으로 높일 수 있어 향후 고속 신호에서의 커먼 모드 노이즈(Common Mode Noise)를 제거할 수 있는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 스퍼터링이나 증착 등의 박막 형성 기술에 의하지 않고 후막 적층 방법으로 제작함으로서 저 비용 공정을 통해 결합계수가 높고 절연성이 향상된 코일 부품을 제조하여 생산성을 크게 향상시킨 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다층으로 적층되어 구성된 필터에 있어서, 커버층 사이에 하나 이상의 내부 전극층을 적층하여 구성되데, 상기 내부 전극층은 중앙의 자성체층을 형성하고 상기 자성체층의 양측에 비자성체층를 형성하여 구성되고, 상기 비자성체층에는 상, 하부면 중 최소 어느 한면에 전극패턴이 형성되어 있으며, 상기 비자성체층에 형성된 전극패턴의 단부는 외부에 형성된 외부 전극단자에 연결되어 구성됨을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터에 의해 이루어진다.

더욱이 본 발명의 목적은 상기 비자성체층에 형성된 전극패턴의 단부에는 비아홀이 각각 형성되고, 상기 비아홀에는 전도성 물질을 채워 서로 층의 전극패턴이 전기적으로 연결시킴에 의해 그 효과를 높일 수 있다.

또한 본 발명의 목적은 캐리어 필름 상에 각각 자성체막와 비자성체막를 형성한 그린시트를 준비하고 ; 상기 자성체막 그린시트와 비자성체막 그린시트에 커팅 라인을 형성하며 ; 커팅라인이 형성된 비자성체막 그린시트에는 비아홀을 형성하고 ; 비아홀이 형성된 비자성체막 그린시트 상면에 전극패턴을 형성하고 ; 자성체막 그린시트와 비자성체막 그린시트에서 불필요한 부분을 제거하고 ; 자성체막 그린시트, 커팅 라인이 형성된 자성체막, 커팅 라인이 형성된 비자성체막 그린시트, 비아홀과 전극패턴이 형성된 비자성체막 그린시트들을 적층하고 ; 적층된 적층체를 소성하고 소성한 후 소성된 적층체의 외부면에 전극단자를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 제조방법에 의해 이루어지며, 더욱이 상기 그린시트들을 적층하는 과정에서 적층되는 그린시트들은 커버층 사이에 하나 이상의 내부 전극층을 적층하되, 상기 커버층은 자성체로 구성하고, 상기 내부 전극층은 중앙의 자성체층을 형성하고 상기 자성체층의 양측에 비자성체층를 형성하여 구성하며, 상기 비자성체층에는 상, 하면 중 최소 어느 한 면에 전극패턴이 형성함에 의해 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터의 일 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 일 예를 도시한 사시도이고, 도 3은 2에 도시한 칩 커먼 모드 필터의 자성체층만을 도시한 사시도이고, 도 4는 2에 도시한 칩 커먼 모드 필터의 비 자성체층만을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 2에 도시한 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 적층 구조를 도시한 분해사시도이고, 도 6은 도 2에 도시한 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터 적층체의 적층 후 구조를 도시한 사시도이고, 도 7a는 도 2에 도시한 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 기판 위면에 형성된 전극들의 배선상태를 도시한 사시도이고, 도 7b는 도 2에 도시한 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 기판 저면에 형성된 전극들의 배선상태를 도시한 사시도이고, 도 8은 각 층을 이루는 그린시트 제조 과정을 설명하기 위한 사시도이고, 도 9는 자성체 만으로 이루어진 커먼 모드 필터의 각 모드에서의 자속을 도시한 도표이고, 도 10은 자성체와 비자성체로 이루어진 커먼 모드 필터의 각 모드에서의 자속을 도시한 도표이고, 도 11은 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 임피던스 특성을 나타낸 그래프이고, 도 12는 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 다른 실시 예를 도시한 사시도이고, 도 13은 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 또 다른 실시 예를 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터(100)는 다층으로 적층된 적층체로서 하·하면을 구성하는 커버(11, 15)와 중간의 적층된 하나 이상의 내부 전극층을 포함하여 구성된다.

상기 커버(11, 15)는 그 내부에 적층된 내부 전극층을 보호하는 층으로 자성체로 구성된다.

상기 내부 전극층은 상기한 바와 같이 커버(11, 15)들 사이에 적층되어 구성되며, 전극패턴이 형성되지 않은 비자성체층(20)과 자성체층(10)으로 구성된다.

상기 내부 전극층을 이루는 자성체층(10)과 비 자성체층(20)의 구조의 일예를 구체적으로 살펴보면 아래와 같다.

상기 자성체층(10)은 상부 자성판(12a, 12b), 중앙 자성판(13) 하부 자성판(14a, 14b)으로 구성되고, 비 자성체층(20)은 상부 비자성판(21), 중앙 비자성판(22a, 22b), 하부 비자성판(23)으로 구성된다.

상기 상부 자성판(12a, 12b)과 하부 자성판(14a, 14b)은 도시한 바와 같이 긴 판체 형상으로서 두 개가 한 쌍을 이루고, 도 5에 도시한 바와 같이 이들 상부 자성판(12a, 12b)들의 수평방향의 사이에는 상부 비자성판(21)이 적층되고, 하부 자성판(14a, 14b)들 사이에는 하부 비자성판(23)이 각각 적층되어 구성된다.

또한, 상기 상부 자성판(12a, 12b)과 하부 자성판(14a, 14b)의 수직방향 사이에는 역시 긴 판체 형상을 이루되 상기 상, 하부 자성판(12a, 12b, 14a, 14b)들과 직교되도록 중앙 자성판(13)이 설치되데, 상기 중앙 자성판(13)은 상, 하부 자성판의 길이 방향의 중간 부분에 위치되게 적층되고, 상기 중앙 자성판(13)의 양측으로 중앙 비자성판(22a, 22b)이 각각 적층된다.

즉, 상기 두 개의 상부 자성판들(12a, 12b)과 하나의 상부 비자성판(21)이 하나의 층을 이루고, 상기 하나의 중앙 자성판(13)과 두 개의 중앙 비자성판(22a, 22b)이 하나의 층을 이루며, 상기 두 개의 하부 자성판(14a, 14b)과 하나의 하부 비자성판(23)이 나나의 층을 이룬다.

상기와 같이 구성된 내부 전극층 중 비자성판들(21, 22a, 22b, 23)중 상, 하부 비자성판(21, 23)은 최소한 어느 한면에 전극패턴(21a, 21b, 23a, 23b)이 형성 되어 있고, 각각의 전극패턴의 단부에는 비아홀들(21c, 23c)들이 형성되어 서로 전기적으로 연결될 수 있게 구성되어 형성된 전극패턴들(21a, 21b, 23a, 23b)이 3차원적인 코일을 구성하도록 구성되어 있다.

특히, 코일의 형성 방향이 자장이 길게 형성되는 방향으로 구성되어 있어 부유 용량(Stray Capacitance) 등의 영향을 줄 일 수 있기 때문에 자기 공진주파수(Self Resonance Frequency : SRF)를 고주파 영역에 형성시킬 수 있도록 하였다.

상기 자성판들(12a, 12b, 13, 14a, 14b)들과 커버(11, 15)들은 상기한 바와 같이 자성체로 구성되며, 이러한 자성체로는 페라이트나, Ni계, Ni-Zn계, Ni-Zn-Cu계 등의 자성 물질이 사용될 수 있으며, 상기 비 자성판들(21, 22, 23)을 구성하는 비자성체로는 B₂O₃-SiO₂계 유리, Al₂O₃-SiO₂계 유리 가운데 상기한 페라이트와 열팽창율이 유사한 재료를 사용한다.

상기와 같이 구성된 필터는 각 층이 하나 이상의 그린시트가 적층되어 구성된다. 즉, 도시한 바와 같이 자성판들(12a, 12b, 13, 14a, 14b)들과 커버(11, 15)들 및 비자성판들(21, 22a, 22b, 23)은 세 장의 그린시트를 적층하여 구성된다.

일예로 자성판(12a)는 세장의 자성판을 적층하여 세 개의 비자성판을 적층하여 구성한 비자성판(21)과 같은 높이가 되게 구성하고, 상기 세 개의 비자성 시트를 적층한 비자성판(21)은 최 상층의 전극패턴이 없는 비 자성시트와 상부면에 전극패턴(21a)이 형성된 비 자성시트 및 저면에 전극패턴(21b)이 형성된 비 자성시트가 서로 적층되어 형성되며, 상기 다른 비자성판들(22a, 22b, 23) 도한 상기 비 자 성판(21)과 동일하게 다수의 비 자성시트를 적층하여 구성된다.

본 발명에서 코일부품을 구성하는 전극패턴 각 층의 두께는 가급적 두꺼운 것이 바람직하다.

또한 상기 전극패턴에 의해 형성되는 코일은 측면에는 비아홀을 이용하고 상부와 하부에서는 전극패턴을 인쇄를 통해 구현되고, 각각의 코일은 도정성 물질에 의해 3차원적으로 연결되게 되어 있어 코일이 자로장이 긴 쪽으로 형성되어 각각의 코일간 간격이 일반 적층 인덕터에 비해 멀게 형성이 되기 때문에 기생 정전용량(Stray Capacitance)의 영향을 줄일 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 커먼 모드 필터의 임피던스 공진점을 보다 높은 주파수 영역으로 형성시킬 수 있을 뿐만 아니라 자로장이 긴 방향으로 코일이 형성됨으로서 1, 2차 코일간 코일 회전수를 동일하게 구성할 수 있기 때문에 코일간의 임피던스의 차이를 없앨 수 있어 결합계수를 보다 높게 형성시킬 수 있다.

상기 자성체는 투자율이 높고, 품질계수가 높으며, 고주파임피던스가 높은 것을 사용함이 바람직하며, 비자성체는 유전율이 낮고, 품질계수가 높으며, 고주파 임피던스가 낮은 것을 사용함이 바람직하다.

그러나 이 두 물질은 소성시에 상호간에 화학적인 반응이 일어나서 본래의 물질특성을 훼손할 수 있을 뿐만 아니라, 상호간의 소결 특성이 달라 동시 소성이 어려운 문제가 있으므로 자성체와 비자성체가 접촉되는 부분만은 소결시의 수축 거동을 원활하게 하기 위해서 모재가 되는 자성체와 비자성체가 아닌 다른 종류의 자 성체 내지 비자성체인 중간재를 사용할 수도 있다.

이러한 중간재를 사용함으로서 모재 자성체의 소결 수축거동, 모재 비자성체의 소결 수축거동을 맞추거나 모재 자성체와 모재 비자성체의 화학적 반응을 억제하여 고유의 물질적 특성을 유지할 수 있다.

상기와 같이 적층된 칩 커먼 모드 필터 적층체의 상기 비자성판들(21, 23)에 형성된 전극패턴들(21a, 23a, 21b, 23b) 중 상부면에 형성된 전극패턴들(21a, 23a)와 하부면에 형성된 전극패턴(21b, 23b)들은 도 7a, 7b에 도시한 바와 같이 서로 다른 층에 형성된 전극패턴들과 연결되어 하나의 코일을 구성하게 되며, 이들은 각 층을 적층한 후 비자성판들(21, 22a, 22b, 23)을 관통하여 형성된 비아홀(21c, 22c, 23c)에 도전성 물질을 주입하여 연결된다.

또한, 상기 각 전극패턴(21b, 23b)들 중 가장자리에 형성된 리딩 전극(21d, 21e, 23d, 23e)은 외부에 설치된 외부전극(101~104)에 각각 접속된다.

본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터는 도 12에 도시한 바와 같이 상기와 같이 구성된 칩 커먼 모드 필터의 중단층인 내부 전극층에 중앙 자성판(13a)를 더 설치하여 3구역으로 분할하고 전극패턴(미도시)이 인쇄된 중앙 비자성판(22d)을 더 적층하여 구성함으로서 상기에서 설명한 칩 커먼 모드 필터를 하나의 소자에 두 개를 구성한 것이고, 도 13은 상기에서 설명한 칩 커먼 모드 필터의 하부 커버(15)의 아래에 이 하부커버(15)를 상부커버로 하는 또 하나의 적층 구조를 형성하여 하나의 소자에 두 개를 구성한 것이다.

즉, 하나의 소자에 상기에서 설명한 바와 같은 적층구조를 하나 이상 더 적 층함으로서 도 14에 도시한 바와 같이 하나의 소자에 두 개의 커먼 모드 필터를 구성할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 칩 커먼 모드 필터는 중앙자성판(13), 상하부 자성판(12a, 12b, 14a, 14b)은 여러겹의 시트상의 필름을 적층하여 형성할 수도 있고, 벌크상으로 형성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 필터는 도 11에 나타나 있는 것과 같이 커먼 모드(common mode)와 노멀(normal mode)에서의 임피던스(impedance)는 그래프의 점선과 같이 기존 제품보다 고주파 영역에서 자기 공진주파수가 나타나게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 칩 커먼 모드 필터의 그린시트를 제조하는 과정은 다음과 같이 이루어진다.

먼저, 캐리어 필름 상에 각각 자성체막과 비자성체막을 형성한 그린시트를 준비한다.

이 과정은 도 8에 도시한 바와 같이 캐리어 필름(carrier film)(cf)상에 자성체막이나 비자성체막을 형성하는 과정으로서 후막 적층 공정에서 사용되는 닥터브레이드 테이프 캐스팅(Doctor Blade Tape Casting) 방식을 이용하여 캐리어 필름 위에 슬러리(Slurry)화 된 자성체 또는 비자성체의 그린시트를 각각 캐스팅한다.

상기 캐리어 필름으로는 PET필름을 사용하거거나 이 밖의 다른 재료들이 사용될 수 있으며, 캐리어 필름은 각 층의 제조가 완성된 후 각각의 층을 순서대로 적층할 때는 제거한다.

캐리어 필름에 자성체막이나 비자성체막을 형성한 그린시트는 그 자체만으로 혹은 여러층을 적층하여 커버(11, 15)로 사용할 수 있다.

상기의 과정에 의해 자성체막과 비자성체막이 적층된 그린시트에 커팅 라인을 형성한다.

상기 커팅 라인은 양 측면 커팅 라인이 형성되며, 이 형태는 상층과 중앙부에 따라 형태가 다르게 되어야 하고, 커팅 라인은 레이저 가공이나 기계적 가공 등을 이용할 수 있으며, 캐리어필름이 손상되지 않도록 주의한다.

커팅 라인이 형성된 비자성체막 그린시트에는 비아홀을 형성하고 비아홀이 형성된 비자성체막 그린시트 상면에 전극패턴을 형성한다.

상기 전극패턴 형성과정에서 형성된 비아홀은 레이저 펀칭(Laser Punching)이나 기계적 펀칭(Mechanical Punching) 방법 등을 이용할 수 있다.

상기 전극패턴은 비 자성체층의 순서에 따라 서로 다른 패턴으로 상,하면에 형성할 수 있다. 즉, 도 8에 도시한 바와 같이 캐리어 필름(carrier film)(cf)상에 적층된 그린시트의 상부면에 서로 다른 패턴으로 형성된 것을 적층하여 상부면과 하부면에 형성된 각각의 전극패턴을 3차원적으로 연결하여 구성되며, 코일부품의 사용 목적에 따라 다양한 모양으로 변형시킬 수 있고, 전극패턴의 한쪽 끝은 외부에 연장되어 전기적인 접속을 할 수 있도록 그린시트 끝단까지 형성한다.

또한, 전극패턴의 일부 끝단은 비아홀에 연결되어 있고, 일부의 비아홀은 다른 면에 형성된 전극패턴에 연결되어 있어 전극패턴을 층 별로 서로 전기적인 연결하거나 연결되지 않도록 할 수 있다.

상기 전극패턴은 스크린 프린팅(Screen Printing) 방식을 이용하여 비자성체 그린시트 양면 중 최소한 어느 한 면에 전도성 페이스트를 인쇄하고, 비아홀에도 전도성물질을 채워넣는다.

전극패턴 형성과정에 의해 전극패턴이 형성된 비자성체막 그린시트와 자성체막에서 불필요한 부분을 제거한다.

상기와 같이 만들어진 자성체막 그린시트, 커팅 라인이 형성된 자성체막, 커팅 라인이 형성된 비자성체막 그린시트, 비아홀과 전극패턴이 형성된 비 자성체막 그린시트들을 적층하고, 적층된 적층체를 소성하고 소성한 적층체의 외부면에 전극단자를 형성한다.

커팅 라인이 형성된 자성체 그린시트와 전극패턴이 형성된 비자성체 그린시트는 불필요한 부분을 제거(Pick-up)할 때 자성체 그린 시트와 비자성체 그린 시트는 각각 반대가 되는 영역을 제거하여, 도 5에도시한 바와 같이 적층(Stacking) 공정 시 각각의 자성체 그린시트와 비자성체 그린시트가 단일한 하나의 층을 이룰 수 있게 한다.

상기와 같은 과정에 의해 적층이 완료된 것을 도 6에 도시하였다.

도시한 바와 같이 적층된 적층체는 측면에는 외부 전극단자와 연결이 될 수 있도록 내부 전극패턴들로부터 연장된 리딩 전극의 단부가 노출되어 있으며, 상부와 하부 그리고 중앙의 자성체와 상, 하부와 중앙 자성체를 연결시키는 상, 하층 자성체로 자속 경로를 형성한다.

상기와 같이 구성된 필터의 자속 경로는 도 7a 및 7b에 도시한 바와 같이 구성된다.

소성이 끝난 적층체는 딥핑(Dipping)이나 롤러(Roller) 등을 이용하여 측면에 외부 전극단자를 형성한다.

도 9 및 도 10에는 종래의 자성체만으로 구성된 소자와 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 필터의 자기장을 모식적으로 보여주는 도면으로서, 도 9에 도시한 바와 같이 종래의 자성체만으로 이루어진 소자의 경우에는 1차코일과 2차코일이 모두 투자율이 높은 자성체 내부에 형성되므로 1차코일에서 생성된 자기장의 일부는 2차코일로 전달되지 못하고 1차코일 주위로 누설되며, 이와 같은 누설 자기장으로 인해 소자의 결합계수가 낮아 져, 공통모드필터 또는 트랜스포머로 사용하게 되면 그 성능이 열화된다.

반면, 도 10에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 필터의 경우 1차코일과 2차코일이 모두 저투자율의 비자성체 내부에 존재하여 코일간의 누설 자기장이 발생되지 않으므로 1차코일에서 발생된 자기장이 손실없이 2차코일로 전달될 수 있으며, 이에 따라서 임피던스의 커먼모드 성분과 노멀모드 성분의 비율인 결합계수가 커지게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터는 전자기적인 결합도와 임피던스 특성이 향상되고, 코일 패턴간의 절연성이 우수한 적층형 코일 부품을 제조할 수 있다.

특히 스퍼터링이나 증착 등의 박막 형성 기술에 의하지 않고 후막 적층 공정 에서 사용되는 닥터브레이드 테이프 캐스팅 방식을 이용함으로서 제조 공정에 소요되는 비용을 절감하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 자기 공진주파수를 고주파 영역에 형성시킬 수 있기 때문에 고속화되는 송/수신 방식에서 보다 넓은 영역의 커먼 모드 노이즈의 감쇄 효과를 얻을 수 있다.

Claims (10)

1. 다층으로 적층되어 구성된 필터에 있어서,

   커버층 사이에 하나 이상의 내부 전극층을 적층하여 구성되며,

   상기 내부 전극층은 중앙의 자성체층을 형성하고 상기 자성체층의 양측에 비자성체층를 형성하여 구성되고, 상기 비자성체층에는 상, 하부면 중 최소 어느 한 면에 전극패턴이 형성되어 있으며, 상기 비자성체층에 형성된 전극패턴의 단부는 외부에 형성된 외부 전극단자에 연결되어 구성됨을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 커버층과 자성체층은 페라이트, Ni계, Ni-Zn계, Ni-Zn-Cu계 자성물질 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 비자성체층은 B₂O₃-SiO₂ 계 유리, Al₂O₃-SiO₂ 계 유리 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 비자성체층에 형성된 전극패턴에는 비아홀이 각각 형성되고, 상기 비아홀에는 전도성 물질을 채워 서로 다른 측의 전극패턴이 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 자성체층과 비자성체층들 사이에는 소결시 수축거동을 원활하게 하기 위해서 모재의 자성체와 모재의 비자성체가 아닌 다른 종류의 자성체 또는 비자성체를 중간재로 사용함을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터.
6. 캐리어 필름 상에 각각 자성체막와 비자성체막를 형성한 그린시트를 준비하고 ;

   상기 자성체막 그린시트와 비자성체막 그린시트에 커팅 라인을 형성하며 ;

   커팅라인이 형성된 비자성체막 그린시트에는 비아홀을 형성하고 ;

   비아홀이 형성된 비자성체막 그린시트 상면에 전극패턴을 형성하고 ;

   자성체막 그린시트와 비자성체막 그린시트에서 불필요한 부분을 제거하고 ;

   자성체막 그린시트, 커팅 라인이 형성된 자성체막, 커팅 라인이 형성된 비자성체막 그린시트, 비아홀과 전극패턴이 형성된 비자성체막 그린시트들을 적층하고 ;

   적층된 적층체를 소성하고 소성한 후 소성된 적층체의 외부면에 전극단자를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 캐리어 필름에 자성체막과 비자성체막을 형성하는 그린시트 준비 과정은 닥터 브레이드 테이프 캐스팅(Doctor Blade Tape Casting) 방법에 의해 이루어지고, 각각의 캐리어 필름 위에 슬러리(Slurry)화된 자성체와 비자성체의 그린시트를 각각 캐스팅함을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 그린시트들을 적층하는 과정에서 적층되는 그린시트들은 커버층 사이에 하나 이상의 내부 전극층을 적층하되, 상기 커버층은 자성체로 구성하고, 상기 내부 전극층은 중앙의 자성체층을 형성하고 상기 자성체층의 양측에 비자성체층를 형성하여 구성하며, 상기 비자성체층에는 상, 하면 중 최소 어느 한면에 전극패턴이 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 제조방법.
9. 제 6 항에 있어서, 비자성체막 그린시트 상면의 전극패턴은 스크린 프린팅에 의하여 형성되는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 제조방법.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 자성체막과 비자성체막 그린시트들을 적층하는 과정에서는 서로 다른 소결 특성을 갖는 자성체막과 비자성체막 그린시트들의 소결시 수축거동을 원활하게 하기 위해서 자성체와 비자성체의 모재와 다른 종류의 자성체 또는 비자성체를 중간재로 사용함을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 적층형 칩 커먼 모드 필터 제조방법.

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