KR20090026065A - 공통 모드 초크 코일 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
공통 모드 초크 코일은 수지 절연층에 형성되는 두 추출, 및 도체말단 전극을 포함하고, 추출 도체 중 하나로 덮이는 제 1 부분과 다른 추출 도체로 덮이는 제 2 부분 사이에는 오목부가 형성된다. 오목부 내에는 상부 수지 절연층이 넣어진다. 따라서, 추출 도체가 형성되는 부분에서 수지 절연층이 평탄하지 않기 때문에, 수지 절연층의 표면을 따르는 추출 도체 사이의 거리가 늘어난다. 따라서, 절연층의 표면을 따르는 이온 이동에 의한 전류 경로가 거의 형성되지 않기 때문에, 추출 도체 사이의 거리가 짧더라도 높은 내전압을 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 공통 모드 초크 코일 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 더 구체적으로는 증가하는 차동 모드 신호에 대한 차단 주파수를 가지는 공통 모드 초크 코일 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 고속 신호 전송 인터페이스로서, USB 2.0 표준 및 IEEE 1394 표준이 일반적으로 사용된다. 이 인터페이스들은 개인 컴퓨터, 디지털 카메라 등의 다양한 디지털 장비에 사용된다. USB 2.0 표준 및 IEEE 1394 표준은 종래 일반적으로 사용되었던 단일 단부 전송 시스템과 다른 차동 신호 시스템을 채택하며, 차동 신호 시스템에서는 차동 신호(차동 모드 신호)를 전송하기 위해 한 쌍의 데이터 라인이 사용된다.
차동 전송 시스템은 데이터 라인으로부터 발생하는 방사 전자기장이 단일 단부 전송 시스템에서보다 적어 외생 잡음에 의해 거의 영향받지 않는다는 우수한 특성을 가진다. 따라서, 신호의 진폭을 최소화하기가 쉽고, 작은 진폭에 의해 상승 시간 및 하강 시간을 줄임으로써 단일 단부 전송 시스템보다 고속으로 신호 전 송을 수행할 수 있다.
도 12 는 종래의 차동 전송 회로의 회로도이다.
도 12 에 도시된 차동 전송 회로는 한 쌍의 데이터 라인 (2, 4), 한 쌍의 데이터 라인 (2, 4) 에 차동 모드 신호를 공급하는 출력 버퍼 (6), 및 한 쌍의 데이터 라인 (2, 4) 으로부터의 차동 모드 신호를 받는 입력 버퍼 (8) 를 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 출력 버퍼 (60) 로 제공되는 입력 신호 (IN) 가 데이터 라인 (2, 4) 을 통해 입력 버퍼 (8) 로 전송되고, 출력 신호 (OUT) 로서 재생된다. 차동 전송 회로는 데이터 라인 (2, 4) 으로부터 발생하는 방사 전자기장이 더 적다는 특성을 가진다. 그러나, 공통 잡음(공통 모드 잡음) 이 데이터 라인 (2, 4) 에 중첩되는 경우에, 상대적으로 큰 방사 전자기장이 발생한다. 공통 모드 잡음에 의해 발생되는 방사 전자기장을 감소시키기 위해, 도 12 에 도시된 것과 같이 데이터 라인 (2, 4) 에 공통 모드 초크 코일 (10) 을 삽입하는 것이 효과적이다.
공통 모드 초크 코일 (10) 은 데이터 라인 (2, 4) 에서 전송되는 차동 성분(차동 모드 신호)에 대한 임피던스가 낮고, 동상(in-phase) 성분(공통 모드 잡음)에 대한 임피던스가 높다는 특성을 가진다. 따라서, 데이터 라인 (2, 4) 에 공통 모드 초크 코일 (10) 을 삽입함으로써, 차동 모드 신호의 실질적인 감쇠 없이 한 쌍의 데이터 라인 (2, 4) 에 전송되는 공통 모드 잡음을 차단할 수 있다. 예를 들어, 일본 특허출원 공개공보 평8-203737 호에 개시된 적층 공통 모드 초크 코일이 알려져 있다.
최근에는, 공통 모드 초크 코일에 대해 더 빠른 속도 및 더 적은 손실 신호 전송 특성이 요구된다. 상기 특성을 구현하기 위해, 공통 모트 초크 코일을 구성하는 나선형 도체의 도체 폭을 넓히는 것이 효과적이다. 그러나, 나선형 도체의 도체 폭이 더 넓어지면, 한 쌍의 나선형 도체 사이의 기생 정전 용량이 크게 증가한다. 전송될 신호의 주파수가 커짐에 따라, 나선형 도체 사이의 기생 정전 용량이 신호 품질에 크게 영향을 끼친다. 따라서, 전송될 신호의 주파수가 높은 경우에는, 나선형 도체 사이의 기생 정전 용량을 감소시키는 것이 중요하다.
나선형 도체 사이의 기생 정전 용량을 감소시키는 가장 간단한 방법은 나선형 도체 사이의 거리를 늘리고, 나선형 도체 사이에 제공되는 절연층의 재료로서 유전율이 낮은 수지를 사용하는 것이다. 그러나, 나선형 도체 사이의 거리를 단순히 늘리면, 칩의 높이가 커져서 높이가 낮아야 한다는 필요 조건에 반하게 된다. 또한, 수지 재료가 절연층의 재료로서 사용된다면, 수지 절연층은 스핀 코팅법에 따라 형성된다. 따라서, 충분한 평면도를 확보하면서 나선형 도체 사이의 거리를 늘리기 위해, 나선형 도체 사이에서 스핀 코팅법을 여러 번 수행할 필요가 있는데, 그래서 단계의 수가 늘어난다.
따라서, 나선형 도체 사이의 거리가 늘어나야 하는 경우에, 일본 특허출원 공개공보 평8-203737 호의 도 14 에 개시된 것처럼, 나선형 도체 사이에 추출 도체가 배치되는 구조를 채택하는 것이 바람직하다. 즉, 종래에 나선형 도체의 위와 아래에 배치되었던 추출 도체를 나선형 도체 사이에 배치함으로써, 절연층의 수를 늘리지 않고 나선형 도체 사이의 거리를 늘릴 수 있다.
그러나, 추출 도체가 나선형 도체 사이에 배치된다면, 한 쌍의 추출 도체 사이의 거리가 짧아지고 추출 도체가 서로 인접하여, 내전압을 감소시키고, 합선이 일어날 수도 있다. 이러한 문제는 나선형 도체가 원형일 때 특히 현저해진다. 도 13 은 설명을 위한 개략적인 평면도로서, 도 13A 는 나선형 도체가 사각형인 경우에 추출 전극이 형성되는 위치를 나타내고, 도 13B 및 도 13C 는 나선형 도체가 원형인 경우에 추출 전극이 형성되는 위치를 나타낸다.
도 13 에 도시된 것처럼, 나선형 도체 (102) 는 그 내주 단부 (102a) 에서 관통 구멍(미도시)을 통해 추출 도체 (112) 에 연결된다. 유사하게, 나선형 도체 (104) 는 그 내주 단부 (104a) 에서 관통 구멍(미도시)을 통해 추출 도체 (114) 에 연결된다. 추출 도체 (112, 114) 사이의 거리를 충분히 늘리기 위해, 나선형 도체 (102, 104) 의 내주 단부 (102a, 104a) 의 위치가 서로 충분히 떨어질 필요가 있다. 이 때, 도 13A 에 도시된 것처럼 나선형 도체 (102, 104) 가 사각형인 경우에는, 내주 단부 (102a, 104a) 사이의 거리를 나선형 도체 (102, 104) 의 내주 직경에 상응하는 거리 (D1) 로 설정함으로써, 나선형 도체 (102, 104) 의 내주에서의 회전수의 차이가 1/4 바퀴가 된다.
반면에, 도 13B 에 도시된 것처럼 나선형 도체 (102, 104) 가 원형인 경우, 내주 단부 (102a, 104a) 사이의 거리가 나선형 도체 (102, 104) 의 내주 직경에 상응하는 거리 (D2) 로 설정된다면, 나선형 도체 (102, 104) 의 내주에서의 회전수의 차이가 1/2 바퀴가 된다. 즉, 나선형 도체 (102, 104) 가 사각형인 경우와 비교하면 회전수의 차이가 증가한다.
따라서, 나선형 도체 (102, 104) 가 원형인 경우, 내주 단부 (102a, 104a) 사이의 평면 위치의 차이에 따라 대칭적인 특성이 깨지기 쉽다. 따라서, 나선형 도체 (102, 104) 가 원형이 경우, 내주 단부 (102a, 104a) 의 평면 위치를 서로 가깝게 할 필요성이 커진다. 예를 들어, 도 13A 에서와 동일하게 나선형 도체 (102, 104) 의 내주에서의 회전수의 차이를 1/4 로 설정하기 위해, 도 13C 에 도시된 것처럼 내주 단부 (102a, 104a) 사이의 거리를 크게 줄일 필요가 있다. 결국, 추출 도체 (112, 114) 사이의 거리 (D3) 가 어쩔 수 없이 줄어들어서, 내전압이 감소하고 합선이 일어나기 쉬워진다.
이러한 문제는 추출 도체가 나선형 도체 사이에 배치되는 경우에 한정되지 않으며, 한 쌍의 추출 도체가 동일한 절연층에 형성되는 경우에 일반적으로 발생한다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 한 쌍의 추출 도체가 그 사이의 내전압을 증가시키면서 동일한 절연층에 형성되는 공통 모드 초크 코일 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 다른 목적은 제 1 및 제 2 말단 전극, 적어도 제 1 내지 제 3 절연층을 포함하는 복수의 적층 절연층, 제 1 절연층에 형성되는 제 1 나선형 도체, 제 2 절연층에 형성되는 제 2 나선형 도체, 상기 제 3 절연층에 형성되며, 상기 제 1 나선형 도체의 내주 단부를 상기 제 1 말단 전극에 연결하는 제 1 추출 도체, 및 상기 제 3 절연층에 형성되며, 상기 제 2 나선형 도체의 내주 단부를 상기 제 2 말단 전극에 연결하는 제 2 추출 도체를 포함하는 공통 모드 초크 코일에 의해 달성될 수 있다. 제 1 추출 도체로 덮이는 제 3 절연층의 제 1 부분과 제 2 추출 도체로 덮이는 제 3 절연층의 제 2 부분 사이에는 오목부가 제공되며, 오목부에는 제 3 절연층과 다른 절연층이 넣어진다. "다른 절연층" 은 제 1 절연층, 또는 제 2 절연층, 또는 제 1 내지 제 3 절연층과 별개인 제 4 절연층일 수 있다.
본 발명에 따르면, 제 1 및 제 2 추출 도체가 형성되는 부분에서의 제 3 절연층이 평탄하지 않기 때문에, 제 3 절연층의 평면을 따르는 제 1 및 제 2 추출 도체 사이의 거리가 늘어난다. 따라서, 제 3 절연층의 표면을 따르는 이온 이동 에 의해 발생하는 전류의 경로가 거의 형성되지 않기 때문에, 추출 도체 사이의 평면상의 거리가 짧더라도 높은 내전압을 얻을 수 있다.
본 발명에서, 제 3 절연층은 제 1 절연층과 제 2 절연층 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 절연층의 수를 증가시키지 않고도 나선형 도체 사이의 거리를 늘릴 수 있다.
본 발명에서, 오목부는 적어도, 제 1 추출 도체와 제 2 추출 도체 사이의 평면상의 거리가 가장 짧아지는 부분에 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 내전압이 가장 불충분한 부분에서 내전압을 높일 수 있다.
본 발명에서, 제 1 및 제 2 나선형 도체는 원형인 것이 바람직하다. 나선형 도체가 원형인 경우, 추출 도체가 서로 인접하기 쉬워서, 본 발명을 적용하는 의의가 커진다. 본 발명에서, "원형" 은 거의 완벽한 원형, 타원형, 및 직선부를 가지는 전체적인 원형을 포함하는 개념이다.
본 발명에서, 적어도 제 3 절연층은 감광성 절연 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 오목부가 제 1 및 제 2 부분 사이에 쉽게 형성될 수 있다. 특히, 제 1 내지 제 3 절연층에 개구부가 제공되고 개구부 내에 자성 재료가 제공되는 구성이 채택되는 경우에는, 개구부를 형성하기 위한 노출 및 발현 단계가 필요하다. 따라서, 단계를 늘리지 않고도 오목부를 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 공통 모드 초크 코일은 제 1 말단 전극과 제 1 추출 도체 사이에서 연결되는 제 3 나선형 도체, 및 제 2 말단 전극과 제 2 추출 도체 사이에서 연결되는 제 4 나선형 도체를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 전송 라인에의 전기 용량성 구성요소의 삽입에 의한 임피던스의 불일치를 해소할 수 있다. 따라서, 제 3 나선형 도체와 다른 나선형 도체 사이의 자기적 결합 및 제 4 나선형 도체와 다른 나선형 도체 사이의 자기적 결합을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 제조 방법은 적층된 제 1 및 제 2 나선형 도체, 제 1 및 제 2 말단 전극, 상기 제 1 나선형 도체의 내주 단부를 상기 제 1 말단 전극에 연결하는 제 1 추출 도체, 및 상기 제 2 나선형 도체의 내주 단부를 상기 제 2 말단 전극에 연결하는 제 2 추출 도체를 포함하는 공통 모드 초크 코일의 제조 방법이다. 상기 제조 방법은 감광성 절연 수지를 형성하는 단계, 감광성 절연 수지를 노출시키고 발현시킴으로써 개구부와 오목부를 가지는 절연층을 형성하는 단계, 제 1 추출 도체와 제 2 추출 도체가 오목부를 통해 서로 마주보도록 상기 절연층에 제 1 추출 도체와 제 2 추출 도체를 형성하는 단계, 오목부에 다른 절연층을 넣는 단계, 및 개구부에 자성 재료를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 개구부를 형성하기 위한 노출과 발현에 의해 오목부가 동시에 형성되기 때문에, 단계를 늘리지 않으면서, 내전압이 상승된 공통 모드 초크 코일을 제조할 수 있다.
전술한 것처럼, 본 발명에 따르면, 한 쌍의 추출 도체 사이의 내전압을 높일 수 있기 때문에, 신뢰도가 높은 공통 모드 초크 코일을 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 관한 본 발명의 상세한 설명을 참고함으로써, 본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 및 이점은 더 명확해진다.
본 발명의 바람직한 실시형태를 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 공통 모드 초크 코일 (100) 의 구성을 도시하는 개략적인 사시도이다.
도 1 에 도시된 것처럼, 제 1 실시형태에 따른 공통 모드 초크 코일 (100) 은 박막형이고, 제 1 및 제 2 자성 기판(자성층) (11A, 11B), 및 제 1 및 제 2 자성 기판 (11A, 11B) 사이에 개재되는 층 구조 (12) 를 포함한다. 제 1 자성 기판 (11A), 층 구조 (12), 및 제 2 자성 기판 (11B) 으로 형성되는 적층체의 외주부에는 말단 전극 (14a 내지 14d) 이 형성된다.
제 1 및 제 2 자성 기판 (11A, 11B) 은 층 구조 (12) 를 물리적으로 보호하고, 또한 공통 모드 초크 코일의 폐쇄 자기 회로로서의 역할을 한다. 제 1 및 제 2 자성 기판 (11A, 11B) 의 재료로서는, 소결 페라이트, 복합 페라이트(분말 페라이트를 함유하는 수지) 등이 사용될 수 있다.
도 2 는 층 구조 (12) 의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2 에 도시된 것처럼, 층 구조 (12) 는 박막 형성 기술에 따라 복수의 층을 적층시킴으로써 형성되며, 제 1 내지 제 4 수지 절연층 (15A 내지 15D), 실질적인 공통 모드 초크 코일로서 기능하는 제 1 및 제 2 나선형 도체 (21, 22), 및 제 1 내지 제 4 추출 도체 (31 내지 34) 를 포함한다. 제 1 실시형태의 층 구조 (12) 는 제 1 수지 절연층 (15A) 내지 제 4 수지 절연층 (15D) 사이에 제공되는 3층 구조의 전도층을 가진다.
제 1 내지 제 4 수지 절연층 (15A 내지 15D) 은 각각의 도체 패턴 사이, 또는 도체 패턴과 자성 기판 사이를 절연하며, 또한 도체 패턴이 형성된 평면의 평탄도를 확보하는 역할을 한다. 특히, 제 1 및 제 4 수지 절연층 (15A, 15D) 은 제 1 및 제 2 자성 기판 (11A, 11B) 의 표면 거칠기를 완화시켜, 도체 패턴의 접착성을 높인다. 수지 절연층 (15A 내지 15D) 에 있어서, 특별히 한정되지는 않지만, 폴리이미드 수지 및 에폭시 수지 등처럼 우수한 전기 및 자기 절연성과 우수한 가공성을 가지는 수지 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
제 1 및 제 2 나선형 도체 (21, 22) 의 내측 중심 영역에는 제 1 내지 제 4 수지 절연층 (15A 내지 15D) 을 관통하는 개구부 (25) 가 제공된다. 개구부 (25) 의 내측에는 제 1 자성 기판 (11A) 및 제 2 자성 기판 (11B) 사이의 폐쇄 자기 회로를 형성하는 자성 재료로 이루어지는 자성체 (26) 가 제공된다. 복합 페라이트 등의 자성 재료가 자성체 (26) 에 사용될 수 있다.
제 2 수지 절연층 (15B) 에는 제 1 나선형 도체 (21) 가 제공된다. 제 1 나선형 도체 (21) 는 Cu 등의 금속 재료로 이루어진다. 제 1 나선형 도체 (21) 의 외주측 단부는 제 1 추출 도체 (31) 를 통해 말단 전극 (14a) 에 연결된다. 한편, 제 1 나선형 도체 (21) 의 내주측 단부는 제 2 수지 절연층 (15B) 을 관통하는 접촉 구멍 (24a) 과 제 3 추출 도체 (33) 를 통해 말단 전극 (14c) 에 연결된다.
제 3 수지 절연층 (15C) 에는 제 2 나선형 도체 (22) 가 제공된다. 또한, 제 2 나선형 도체 (22) 는 Cu 등의 금속 재료로 이루어지며, 제 1 나선형 도체 (21) 와 동일한 평면 형상을 가진다. 평면도에서 봤을 때 제 2 나선형 도체 (22) 는 제 1 나선형 도체 (21) 와 동일한 위치에 제공되며, 제 1 나선형 도체 (21) 에 완전히 겹치기 때문에, 제 1 및 제 2 나선형 도체 (21, 22) 사이에 강한 자기적 결합이 발생한다. 제 2 나선형 도체 (22) 의 외주측 단부는 제 2 추출 도체 (32) 를 통해 말단 전극 (14b) 에 연결된다. 한편, 제 2 나선형 도체 (22) 의 내주측 단부는 제 3 수지 절연층 (15C) 을 관통하는 접촉 구멍 (24b) 및 제 4 추출 도체 (34) 를 통해 말단 전극 (14d) 에 연결된다.
도 2 에 도시된 것처럼, 제 1 및 제 2 추출 도체 (31, 32) 는 동일한 수지 절연층 (15B) 상에 형성된다. 따라서, 제 1 및 제 2 추출 도체 (31, 32) 는 서로 가까워지고, 그 사이의 평면상의 거리가 불가피하게 매우 짧아져서, 불충분한 내전압을 야기한다. 특히, 접촉 구멍 (24a, 24b) 에 가까운 영역 (X) 에서, 제 1 및 제 2 추출 도체 (31, 32) 가 서로 떨어질 수가 없어서, 이 영역에서 내전압이 가장 불충분해진다.
도 3 은 도 2 도시된 영역 (X) 의 개략적인 단면도이다. 도 3 에서, 나선형 도체 (21, 22) 는 생략된다(도 4 내지 도 8 에서도 생략).
도 3 에 도시된 것처럼, 제 1 추출 도체 (31) 로 덮이는 수지 절연층 (15B) 의 제 1 부분 (51) 과 제 2 추출 도체 (32) 로 덮이는 수지 절연층 (15B) 의 제 2 부분 (52) 사이에 오목부(또는 슬릿) (53) 가 형성된다. 상부의 수지 절연층 (15C) 이 오목부 (53) 내에 넣어져서, 제 1 부분 (51) 과 제 2 부분 (52) 사이에 또 다른 절연층이 존재한다.
따라서, 추출 도체 (31, 32) 가 형성되는 부분에서의 수지 절연층 (15B) 이 평탄하지 않고, 요철 형상을 가진다. 결국, 수지 절연층 (15B) 의 표면을 따르는 추출 도체 (31, 32) 사이의 거리가 길어지기 때문에, 수지 절연층 (15B) 의 표면을 따르는 이온 이동에 의해 발생하는 전류의 경로가 거의 형성되지 않는다. 따라서, 평면상의 거리가 매우 짧더라도 높은 내전압을 얻을 수 있다.
오목부 (53) 는 추출 도체 (31, 32) 사이의 전체 영역에 걸쳐 형성될 수 있지만, 적어도 추출 도체 (31, 32) 사이의 평면상의 거리가 가장 짧아지는 부분에 오목부를 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 구조에 따르면, 내전압이 가장 불충분한 부분에서 내전압이 상승될 수 있다.
도 3 에 도시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 부분 (51, 52) 사이에 오직 하나의 오목부 (53) 가 형성된다. 그러나, 도 4 에 도시된 것처럼, 그 사이에 두 개의 오목부 (53) 가 존재할 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 수지 절연층 (15B) 의 표면을 따르는 추출 도체 (31, 32) 사이의 거리가 더 길어지기 때문에, 더 높은 내전압을 얻을 수 있다.
또한, 도 3 의 도시된 실시예에서, 오목부 (53) 의 폭은 추출 도체 (31, 32) 사이의 거리보다 좁지만, 도 5 에 도시된 것처럼, 오목부 (53) 의 폭은 추출 도체 (31, 32) 사이의 거리와 거의 동일할 수 있다. 이러한 구조는 추출 도체 (31, 32) 를 마스크로 사용하여 수지 절연층 (15B) 을 에칭함으로써 얻을 수 있다.
또한, 도 3 에 도시된 실시예에서, 수지 절연층 (15C) 이 오목부 (53) 내에 넣어지지만, 도 6 에 도시된 것처럼, 수지 절연층 (15B, 15C) 사이에 다른 수지 절연층 (15E) 이 놓이고, 수지 절연층 (15E) 이 오목부 (53) 내에 넣어지는 구조일 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 오목부 (53) 에 의한 요철 형상이 수지 절연층 (15C) 에 거의 반영되지 않기 때문에, 나선형 도체 (22) 가 형성되는 수지 절연층 (15C) 의 평탄도를 높일 수 있다.
또한, 도 3 에 도시된 실시예에서, 오목부 (53) 는 수지 절연층 (15B) 을 관통하지 않지만, 도 7 에 도시된 것처럼, 수지 절연층 (15B) 아래에 또 다른 수지 절연층 (15F) 이 제공되고, 오목부 (53) 가 수지 절연층 (15B) 을 관통할 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 수지 절연층 (15A) 에 형성된 나선형 도체 (21) 에 영향을 끼치지 않고, 수지 절연층 (15B) (그리고 수지 절연층 (15F)) 의 표면을 따르는 추출 도체 (31, 32) 사이의 거리를 더 늘릴 수 있다.
이 경우에, 도 8 에 도시된 것처럼, 오목부 (54) 가 수지 절연층 (15F) 에 제공됨으로써, 오목부 (53, 54) 의 깊이를 전체적으로 증가시킬 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 수지 절연층 (15B) (그리고 수지 절연층 (15F)) 의 표면을 따르는 추출 도체 (31, 32) 사이의 거리를 더 늘릴 수 있어서, 더 높은 내전압을 얻을 수 있다.
따라서, 추출 도체 (31, 32) 사이의 평면상의 거리가 매우 짧더라도, 본 실시형태에 따른 공통 모드 초크 코일 (100) 은 높은 내전압을 얻을 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 나선형 도체 (21, 22) 사이에는 복수의 수지 절연층 (15B, 15C) (그리고 수지 절연층 (15E, 15F) (도 6 내지 도 8 참고)) 이 제공된다. 따라서, 제 1 및 제 2 나선형 도체 (21, 22) 사이의 거리가 확보된다. 따라서, 제 1 및 제 2 나선형 도체 (21, 22) 사이에서 발생되는 기생 정전 용량이 감소되어, 차동 모드 신호에 대한 차단 주파수를 높일 수 있다.
특별히 제한되지는 않지만, 제 1 및 제 2 나선형 도체 (21, 22) 사이에 놓이는 수지 절연층 (15B, 15C) (그리고 수지 절연층 (15E, 15F)) 의 전체 두께는 10㎛ 이상인 것이 바람직하며, 약 20㎛ 인 것이 더 바람직하다. 따라서, 기생 정전 용량이 충분히 감소하기 때문에, 예를 들어 차단 주차수는 5 GHz 이상일 수 있다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 공통 모드 초크 코일 (100) 의 제조 방법을 설명한다.
도 9 는 본 실시형태에 따른 공통 모드 초크 코일 (100) 의 제조 단계를 나타내는 순서도이다.
먼저, 제 1 자성 기판 (11A) 을 준비한다(단계 S1). 제 1 자성 기판 (11A) 으로는, 복수의 칩을 동시에 형성할 수 있는 웨이퍼형 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 자성 기판 (11A) 에 감광성 수지(예를 들어, 감광성 폴리이미드 수지)를 스핀 코팅하고(단계 S2), 그 다음에 노출시켜 발현시킴으로써(단계 S3), 개구부 (25) 를 가지는 제 1 수지 절연층 (15A) 을 형성한다. 증발법 또는 스퍼터링법에 의해 기초 전도층을 형성하고, 기초 전도층을 공급 전극으로 사용하여 도금함으로써, 제 1 수지 절연층 (15A) 에 제 1 나선형 도체 (21) 를 형성한다(단계 S4). 이 경우에, 기초 전도층 전체 표면에 방염제를 형성할 수 있고, 소정 영역의 기초 전도층을 사진 석판법에 의해 노출시킨 후에, 도금을 할 수 있다. 이러한 단계 S2 내지 단계 S4 를 반복적으로 수행함으로써, 도 2 에 도시된 층 구조 (12) 를 형성한다.
제 2 수지 절연층 (15B) 의 형성시에, 감광성 수지의 노출 및 발현에 의해 개구부 (25) 와 오목부 (53) 를 동시에 형성할 수 있다. 오목부 (53) 의 깊이가 수지 절연층 (15B) 을 관통하지 않는 깊이로 설정되는 경우에(도 3 참고), 노출시에 사용되는 마스크의 개구부 폭을 충분히 좁게 설정할 수 있다. 마스크의 개구부 폭이 좁게 설정되면, 그 영역의 감광성 수지의 상부는 경화되지 않은 상태가 되고, 그 하부는 경화된 상태가 된다. 따라서, 수지 절연층 (15B) 을 관통하지 않는 깊이를 가지는 오목부 (53) 가 형성될 수 있다.
또한, 제 3 수지 절연층 (15C) 의 형성시에, 경화되지 않은 감광성 수지가 오목부 (53) 안에 넣어지기 때문에, 오목부 (53) 내에 공동이 거의 형성되지 않는다.
제 1 자성 기판 (11A) 에 층 구조 (12) 를 형성한 후에, 자성체 (26) 를 개구부 (25) 에 넣고(단계 S5), 거기에 제 2 자성 기판 (11B) 을 부착시킨다(단계 S6). 기판을 다이싱(dicing)에 의해 개개의 칩으로 나눈 후에, 말단 전극 (14a 내지 14d) 을 형성함으로써(단계 S7), 본 실시형태에 따른 공통 모드 초크 코일 (100) 을 완성한다.
감광성 수지의 스핀 코팅시에 높은 평탄도를 얻기 위해서는, 코팅액의 점도를 충분히 낮게 조절할 필요가 있다. 결과적으로, 한 번의 스핀 코팅에 의해 형성될 수 있는 수지 절연층의 두께는 약 수 마이크로미터로 제한된다. 따라서, 제 1 및 제 2 나선형 도체 (21, 22) 사이의 거리를 10㎛ 이상, 예를 들어 20㎛ 로 설정하기 위해서는, 제 1 및 제 2 나선형 도체 (21, 22) 사이에 복수의 수지 절연층이 형성될 필요가 있다. 즉, 스핀 코팅이 여러 번 수행될 필요가 있다. 이러한 경우에, 도 6 내지 도 8 에 도시된 것처럼, 다른 수지 절연층 (15E, 15F) 이 더해질 수 있다.
본 실시형태에서, 제 1 및 제 2 나선형 도체 (21, 22) 는 원형이지만, 본 발명은 그에 제한되지 않는다. 도 10 에 도시된 것처럼, 나선형 도체는 사각형일 수 있다. 또한, 도 11 에 도시된 것처럼, 제 3 나선형 도체 (41) 가 수지 절연층 (15A) 에 더해질 수 있고, 제 4 나선형 도체 (42) 가 수지 절연층 (15C) 에 더해질 수 있다.
제 3 나선형 도체 (41) 는 다른 나선형 도체와 자기적으로 결합되지 않고, 그 내주 단부가, 제 2 수지 절연층 (15B) 을 관통하는 접촉 구멍 (24c) 를 통해 제 1 추출 도체 (31) 에 연결된다. 즉, 제 3 나선형 도체 (41) 는 제 1 추출 도체 (31) 를 통해 제 1 나선형 도체 (21) 에 연속해서 연결된다. 제 3 나선형 도체 (41) 의 외주 단부는 말단 전극 (14c) 에 연결된다.
제 4 나선형 도체 (42) 도 다른 나선형 도체와 자기적으로 결합되지 않고, 그 내주 단부가, 제 2 수지 절연층 (15C) 을 관통하는 접촉 구멍 (24d) 를 통해 제 2 추출 도체 (32) 에 연결된다. 즉, 제 4 나선형 도체 (42) 는 제 2 추출 도체 (32) 를 통해 제 2 나선형 도체 (22) 에 직렬로 연결된다. 제 4 나선형 도체 (42) 의 외주 단부는 말단 전극 (14d) 에 연결된다.
이렇게 나선형 도체 (41, 42) 를 추가함으로써, 특성 임피던스를 조절할 수 있다. 즉, HDMI(High Definition Multimedia Interface, 고선명 멀티미디어 인터페이스) 등의 고속 인터페이스에서, IC 자체의 구조가 ESD(Electrostatic Discharge, 정전 방전)에 취약하게 때문에, 이에 대비하여 전송 라인 내에 배리스터 또는 제너(Zener) 다이오드 등의 전기 용량성 구성요소가 흔히 삽입된다. 그러나, 전송 라인 내에 전기 용량성 구성요소가 삽입되는 경우, 전송 라인에서 전송되는 신호, 특히 고주파(200 MHz 이상) 또는 고속 펄스 신호가 반향되고 희석된다는 문제점이 있다. 이것은, 전송 라인 내에 전기 용량성 구성요소가 삽입되기 때문에, 전기 용량성 구성요소에 포함되는 전기 용량성 성분에 의해, 전기 용량성 구성요소가 전송 라인에 삽입되는 위치에서의 특성 임피던스가 작아짐으로써, 상기 위치에서 임피던스의 불일치를 야기하기 때문이다.
이러한 임피던스의 불일치는 도 11 에 도시된 공통 모드 초크 코일을 사용함으로써 해소할 수 있다. 또한, 제 3 및 제 4 나선형 도체 (41, 42) 가 거의 선 대칭적인 관계를 가지고, 그에 의해 특성 임피던스가 작아지는 것을 확실하게 억제할 수 있기 때문에, 도 11 에 도시된 공통 모드 초크 코일은 제 3 및 제 4 나선형 도체 (41, 42) 사이의 인덕턴스의 차이를 줄일 수 있다.
또한, 제 1 및 제 3 나선형 도체 (21, 41) 가 그 내주 단부에서 서로 연결되고, 마찬가지로 제 2 및 제 4 나선형 도체 (22, 42) 가 그 내주 단부에서 서로 연결된다. 따라서, 상기 나선형 도체는 서로 연결되기 위해, 또 다른 층에 형성 된 추출 도체 (31) 또는 추출 도체 (32) 를 통과해서, 그 연결을 위한 배선 거리가 불가피하게 길어진다. 따라서, 제 1 및 제 2 나선형 도체 (21, 22) 사이의 자기적 결합은 이 부분에서 크게 저하된다. 도 11 에 도시된 실시예에서, 자기적 결합이 크게 저하되는 부분에서 제 3 및 제 4 나선형 도체 (41, 42) 가 제공되기 때문에, 제 1 및 제 2 나선형 도체 (21, 22) 의 사이 및 제 3 및 제 4 나선형 도체 (41, 42) 사이의 자기적 결합이 확실하게 억제된다.
본 발명은 전술한 실시형태에 결코 한정되지 않으며, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 범위 내에서 다양한 개량이 가능하고, 이러한 개량은 당연히 본 발명의 범위에 포함된다.
예를 들어, 본 실시형태에서, 감광성 수지가 스핀 코팅되고, 그 다음에 노출되고 발현됨으로써, 개구부 및 오목부를 가지는 수지 절연층을 형성한다. 그러나, 수지 절연층의 개구부 및 오목부를 형성하는 방법은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스핀 코팅에 의해 수지 절연층을 형성한 후에, 감광성 방염제를 형성할 수 있고, 이것을 마스크로 사용하여 에칭을 실시하여 수지 절연층에 개구부 및 오목부를 형성한다. 대안적으로, 스핀 코팅에 의해 수지 절연층을 형성한 후에, 레이저 광선을 조사하여 수지 절연층에 개구부 및 오목부를 형성할 수 있다. 또한, 절연층의 재료는 수지 재료에 한정되지 않으며, 다른 절연 재료를 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서, 추출 도체 (31, 32) 는 한 쌍의 나선형 도체 (21, 22) 사이에 위치하지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 따라서, 추출 도체 (31, 32) 는 나선형 도체 (21) 의 아래에 위치하거나 나선형 도체 (22) 의 위에 위치할 수 있다. 그러나, 추출 도체 (31, 32) 가 나선형 도체 (21, 22) 사이에 위치한다면, 나선형 도체 (21, 22) 사이의 거리가 늘어날 수 있고, 전체 두께를 줄일 수 있다.
또한, 본 실시형태에서, 개구부 (25) 는 수지 절연층 (15A 내지 15D) 에 제공되고, 자성체 (26) 가 그 안에 삽입된다. 그러나, 본 발명에서, 이러한 개구부와 자성체를 제공하는 것은 필수적인 것이 아니다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 공통 모드 초크 코일의 구성을 도시하는 개략적인 사시도이다.
도 2 는 층 구조의 개략적인 전개 사시도이다.
도 3 은 도 2 에 도시된 영역 X 의 예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4 는 도 2 에 도시된 영역 X 의 다른 예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5 는 도 2 에 도시된 영역 X 의 다른 예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 6 은 도 2 에 도시된 영역 X 의 다른 예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 7 은 도 2 에 도시된 영역 X 의 다른 예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 8 은 도 2 에 도시된 영역 X 의 다른 예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 9 는 도 1 에 도시된 공통 모드 초크 코일의 제조 단계를 나타내는 순서도이다.
도 10 은 층 구조의 변경된 예를 나타내는 개략적인 전개 사시도이다.
도 11 은 층 구조의 다른 변경된 예를 나타내는 개략적인 전개 사시도이다.
도 12 는 종래의 차동 전송 회로의 회로도이다.
도 13 은 설명을 위한 개략적인 평면도로서, 도 13A 는 나선형 도체가 사각형인 경우에 추출 전극이 형성되는 위치를 나타내고, 도 13B 및 도 13C 는 나선형 도체가 원형인 경우에 추출 전극이 형성되는 위치를 나타낸다.
Claims (8)
- 제 1 및 제 2 말단 전극;적어도 제 1 내지 제 3 절연층을 포함하는 복수의 적층 절연층;제 1 절연층에 형성되는 제 1 나선형 도체;제 2 절연층에 형성되는 제 2 나선형 도체;상기 제 3 절연층에 형성되며, 상기 제 1 나선형 도체의 내주 단부를 상기 제 1 말단 전극에 연결하는 제 1 추출 도체; 및상기 제 3 절연층에 형성되며, 상기 제 2 나선형 도체의 내주 단부를 상기 제 2 말단 전극에 연결하는 제 2 추출 도체를 포함하는 공통 모드 초크 코일로서,상기 제 3 절연층은, 상기 제 1 추출 도체로 덮이는 제 1 부분과 상기 제 2 추출 도체로 덮이는 제 2 부분 사이에 제공되는 오목부를 가지며,상기 오목부에 상기 제 3 절연층과 다른 절연층이 넣어지는 것을 특징으로 하는 공통 모드 초크 코일.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 3 절연층은 상기 제 1 절연층과 제 2 절연층 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 공통 모드 초크 코일.
- 제 1 항에 있어서,상기 오목부는 적어도, 제 1 추출 도체와 제 2 추출 도체 사이의 평면상의 거리가 가장 짧아지는 부분에 제공되는 것을 특징으로 하는 공통 모드 초크 코일.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 나선형 도체는 원형인 것을 특징으로 하는 공통 모드 초크 코일.
- 제 1 항에 있어서,적어도 상기 제 3 절연층은 감광성 절연 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공통 모드 초크 코일.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 적층 절연층은 자성 재료가 들어가는 개구부를 가지는 것을 특징으로 하는 공통 모드 초크 코일.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 말단 전극과 상기 제 1 추출 도체 사이에서 연결되는 제 3 나선형 도체; 및상기 제 2 말단 전극과 상기 제 2 추출 도체 사이에서 연결되는 제 4 나선형 도체를 더 포함하는 공통 모드 초크 코일.
- 적층된 제 1 및 제 2 나선형 도체, 제 1 및 제 2 말단 전극, 상기 제 1 나선형 도체의 내주 단부를 상기 제 1 말단 전극에 연결하는 제 1 추출 도체, 및 상기 제 2 나선형 도체의 내주 단부를 상기 제 2 말단 전극에 연결하는 제 2 추출 도체를 포함하는 공통 모드 초크 코일의 제조 방법으로서,감광성 절연 수지를 형성하는 단계;상기 감광성 절연 수지를 노출시키고 발현시킴으로써, 개구부와 오목부를 가지는 절연층을 형성하는 단계;상기 제 1 추출 도체와 제 2 추출 도체가 상기 오목부를 통해 서로 마주보도록, 상기 절연층에 상기 제 1 추출 도체와 제 2 추출 도체를 형성하는 단계;상기 오목부에 다른 절연층을 넣는 단계; 및상기 개구부에 자성 재료를 제공하는 단계를 포함하는 공통 모드 초크 코일의 제조 방법.
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