KR20130078110A - 공통 모드 필터 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공통 모드 필터 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 저수축율과 기판소성밀도 및 강도가 우수한 공통 모드 필터를 구현하기 위하여, 하부 기판; 내부에 도체 패턴이 형성되고 상기 하부 기판 상에 구비되는 절연층; 상기 절연층 상에 구비되는 상부 기판; 및 페라이트로 형성되고, 상기 절연층과, 상기 하부 기판 및/또는 상부 기판을 관통하여, 상기 절연층과, 상기 하부 기판 및/또는 상부 기판 중앙에 구비되는 페라이트 코어;를 포함하는, 공통 모드 필터 및 이의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 공통 모드 필터 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절연층과, 하부 기판 및/또는 상부 기판을 관통하여, 절연층과, 하부 기판 및/또는 상부 기판 중앙에 구비되는 페라이트 코어를 포함하는 공통 모드 필터 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 시스템 구성과 데이터 용량의 증대로 인해 높은 전송속도가 요구되어진다. 빠른 전송 방법으로는 차동신호방식이 많이 이용된다.
통상적으로, 전송속도를 증대시키기 위해 신호를 고주파화시키게 되면 신호의 고주파화에 따라 원하지 않는 전자파(즉, 노이즈)가 생성되어 신호와 노이즈가 겹치는 현상이 발생한다.
이에 따라, 고속의 차동신호 라인(즉, 2개의 신호라인) 사이에서의 불균형으로 인해 공통 모드 노이즈가 발생한다.
이러한 공통 모드 노이즈를 제거하기 위해 공통 모드 필터를 주로 사용한다.공통 모드 필터는 고속 차동신호 라인에 주로 적용되는 EMI필터이다.
공통 모드 노이즈는 차동신호 라인에서 발생하는 노이즈이며, 공통 모드 필터는 기존 EMI필터로 제거할 수 없는 그러한 노이즈들을 제거한다. 공통 모드 필터는 가전기기 등의 EMC 특성 향상 또는 핸드폰 등의 안테나 특성 향상에 기여한다.
그러나, 많은 양의 데이터를 주고 받기 위해 메인기기와 주변기기의 간의 GHz 대역의 고주파수 대역에서의 송수신시, 전술한 바와 같이, 신호의 지연 및 기타 방해로 인하여 원활한 데이터를 처리하는데 문제점이 발생하고 있다.
특히, 디지털 TV와 같이 통신, 영상 음향 신호라인등의 다양한 포트-투-포트(port to port)간의 연결 사용시 앞서 설명한 내부신호라인 지연과 송수신 왜곡과 같은 문제점이 보다 빈번하게 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 기존에 사용하고 있는 EMI 대책부품(예를 들어, 공통 모드 필터)을 권선형 또는 적층형 타입으로 제작하고 있으나, 이러한 권선형 또는 적층형 타입의 EMI 대책부품은 칩부품의 치수가 크고 전기적 특성이 나빠 특정한 부위와 대면적 회로기판에 한정 적용된다는 문제가 있다.
더욱이 요즘의 전자제품은 슬림화, 소형화, 복합화, 다기능화의 기능들로 전환되고 있어 이러한 기능에 부합되는 EMI 대책부품들이 대두되고 있다. 이러한 전자품의 슬림화, 소형화 등에 대응하는 권선형 또는 적층형 EMI 대책부품이 제조되고 있으나, 작은 면적에 복잡한 내부 회로를 형성하는데 한계가 있어 최근 박막형 공통 모드 필터 제작이 요구되고 있다.
도 1은 일본 특허 공개 제2002-203718호 공보에 개시되어 있는 종래의 공통 모드 필터의 분해 사시도이다. 종래의 공통 모드 필터는 절연성의 자성체 기판(110A, 110B)과 비자성체인 절연체층(120A~120D)을 구비한다.
절연체층(120A~120D)에는 나선 형상의 코일 패턴(130, 140, 150, 160)이 형성되어 있다. 절연체층(120A~120D)은 적층되어 비자성체에 의한 절연체 블록(120)을 형성한다. 코일 패턴(130, 140, 150, 160)은 절연체 블록(120) 내에 매몰되고, 절연체 블록(120)은 자성체 기판(110A, 110B) 사이에 끼워져 공통 모드 필터를 형성하고 있다. 코일 패턴(130, 140, 150, 160)은 2개의 코일을 형성하고, 이들 코일의 각각의 단자는 외부 단면 전극에 전기적으로 접속되어 있다.
이러한 종래의 박막형 공통 모드 필터에서는, 소형화에 따르는 외부 단면 전극의 면적 감소에 의해, 외부 단면 전극의 유전체 블록(120)에 대한 접착 강도가 작다. 따라서, 휴대형 전자기기로 탑재된 경우에, 신뢰성을 저하시키는 경우가 있다.
한편, 종래의 공통 모드 필터의 제조방법을 살펴보면, 동일한 조성물로 이루어진 페라이트 파우더와 용매 바인더 등 기타 분산제등을 혼합하여 슬러리 형태, 혹은 페이스트 형태로 제작한후 이를 다이캐스팅, 혹은 인쇄공정을 통한 그린 시트를 제작한다. 그 다음, 제작된 그린시트를 원하는 두께로 적층한후 이를 소성한다. 경우에 따라서는 일정한 무게를 가압하여 소성을 진행한다.
이때 소성 완료된 기판을 보면, 기판의 외곽부분과 중앙부분의 기판 두께가 다르고 휨이 발생하여 약간의 충격시 깨짐이나 크랙이 발생하여 공통 모드 필터 제품등과 같은 EMI, EMC용 페라이트 기판으로 사용하기에 부적합하게 된다.
그리고, 소결된 기판의 소성밀도 역시 구부적으로 차이가 나고, 미소결된 부분에 대해서는 공극이 발생하여 포토리소그라피 공정에 사용되는 화학용액이 내부에 침투하여 내부 공극을 유발하거나 침식을 일으키게 된다.
박막형 공통 모드 필터는 소결된 페라이트 기판상에 포토리소그래피 공정을 통해 내부 도체 패턴을 형성한 다음, 상부에 페라이트와 수지로 이루어진 혼합물로 형성된 페라이트 수지층을 형성하는데, 이때, 상기 페라이트 수지층은 하부의 소결된 페라이트 기판에 비해 투자율, Q값 저하가 발생하여 실제 칩 특성에서 임피던스 저하와 같은 문제점을 유발하게 된다.
그리고, 상기 페라이트 수지층을 적층하는 과정에서 페라이트 기판의 외형이 변형되거나 강도저하가 발생하여 치수 불량 및 외부전극과의 밀착력 등이 문제되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 절연층과, 하부 기판 및/또는 상부 기판을 관통하여, 절연층과, 하부 기판 및/또는 상부 기판 중앙에 구비되는 페라이트 코어를 포함하는 공통 모드 필터 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명은, 하부 기판; 내부에 도체 패턴이 형성되고 상기 하부 기판 상에 구비되는 절연층; 상기 절연층 상에 구비되는 상부 기판; 및 페라이트로 형성되고, 상기 절연층과, 상기 하부 기판 또는 상부 기판을 관통하여, 상기 절연층과, 상기 하부 기판 또는 상부 기판 중앙에 구비되는 페라이트 코어;를 포함하는, 공통 모드 필터를 제공한다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 다른 실시예에 따른 본 발명은, 하부 기판; 내부에 도체 패턴이 형성되고 상기 하부 기판 상에 구비되는 절연층; 상기 절연층 상에 구비되는 상부 기판; 및 페라이트로 형성되고, 상기 절연층과, 상기 하부 기판 및 상부 기판을 관통하여, 상기 절연층과, 상기 하부 기판 및 상부 기판 중앙에 구비되는 페라이트 코어;를 포함하는, 공통 모드 필터를 제공한다.
여기서, 상기 하부 기판 및 상부 기판은, 페라이트로 형성되는, 공통 모드 필터를 제공한다.
이때, 상기 절연층은, 에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는, 공통 모드 필터를 제공한다.
또는, 상기 절연층은, B2O3-SiO2 계 글라스, Al2O3-SiO2 계 글라스 중 어느 하나 이상의 물질과, SiO2, B2O3, Al2O3, Li2O, MgO, CaO, SrO, ZnO 중 어느 하나 이상의 저온소성 세라믹 파우더를 혼합하여 형성되는, 공통 모드 필터를 제공한다.
한편, 상기 하부 기판과 절연층 사이 및/또는, 상기 상부 기판과 절연층 사이에 접합층;을 더 포함하는, 공통 모드 필터를 제공한다.
그리고, 상기 절연층 내부에 형성된 도체 패턴은, 복수의 층으로 형성되는, 공통 모드 필터를 제공한다.
이때, 상기 복수의 층으로 형성되는 도체 패턴은, 비아홀을 통하여 상,하층이 연결되는, 공통 모드 필터를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명은, 하부 기판, 상부 기판 및 내부에 도체 패턴이 형성된 절연층을 준비하는 단계; 상기 하부 기판, 상부 기판 및 절연층을 하면에서부터 차례로 적층하는 단계; 상기 절연층과, 상기 하부 기판 또는 상부 기판을 관통하는 홀을 형성하는 단계; 및 상기 홀에 페라이트로 형성된 페라이트 코어을 형성하는 단계;를 포함하는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
이때, 홀을 형성하는 단계는, 라우터 공정으로 이루어지는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
그리고, 상기 페라이트 코어을 형성하는 단계는, 페라이트로 이루어진 슬러리를 상기 홀에 충진하는 단계; 및 상기 슬러리를 경화하는 단계;로 이루어지는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 슬러리는, 페라이트 파우더; 및 에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성된 수지;를 혼합하여 형성되는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 슬러리는, 산화구리, 산화니켈, 산화아연 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성된 첨가제 파우더;를 더 혼합하여 형성되는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 페라이트 파우더 또는 첨가제 파우더를 볼링(Balling) 처리한 다음, 3-roll-miller를 통해 파우더 입자를 균일하게 분산하여 혼합하는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 페라이트 파우더의 중량과 상기 수지의 중량은 8:2 내지 9:1인, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 슬러리를 충진하는 단계는, 스크린 프린터방식 또는 다이코팅방식으로 이루어지는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 슬러리는, 입자 크기가 서로 상이한, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 슬러리는, 2 내지 3㎛의 입자 크기를 갖는 조립 입자와, 0.3 내지 0.5㎛의 입자 크기를 갖는 미립 입자로 이루어지는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 슬러리를 충진하는 단계는, 입자 크기가 서로 상이한 슬러리를 각각 나누어 충진하는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 2에서 3㎛ 사이의 입자 크기를 갖는 슬러리를 1차 충진하고, 0.3에서 0.5㎛ 사이의 입자 크기를 갖는 슬러리를 2차 충진하는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 경화하는 단계 전에 슬러리에 포함된 기포를 제거하기 위한 진공 탈포 공정을 진행하는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 경화하는 단계는, 저온 영역에서는 1℃/min로 온도를 상승하고, 고온 영역에서는 5℃/min로 온도를 상승하는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 적층하는 단계에서, 상기 하부 기판, 상부 기판 및 절연층의 접합이 이루어질 수 있도록, 상기 하부 기판과 절연층 사이 및/또는, 상기 상부 기판과 절연층 사이에 접합층;을 더 적층하는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 접합층은, 페라이트 파우더; 및 에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 이루어진 수지;를 혼합하여 형성되는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 하부 기판 및 상부 기판은, 페라이트로 형성되는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 절연층은, 에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 절연층은, B2O3-SiO2 계 글라스, Al2O3-SiO2 계 글라스 중 어느 하나 이상의 물질과, SiO2, B2O3, Al2O3, Li2O, MgO, CaO, SrO, ZnO 중 어느 하나 이상의 저온소성 세라믹 파우더를 혼합하여 형성되는, 공통 모드 필터 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 공통 모드 필터 및 이의 제조 방법에 따르면, 공통 모드 필터의 상,하부에 페라이트로 형성된 상부 기판 및 하부 기판을 배치함으로써, 공통 모드 필터 제조과정에서 발생하는 기판과 페라이트 수지층 접합시 발생하는 수축율을 현저하게 줄일 수 있는 동시에 강도가 우수한 공통 모드 필터를 구현할 수 있고, 이에 따라 노이즈 제거용 필터 칩부품에서 중요한 특성인 투자율, Q값의 개선 효과를 가져올 수 있다.
또한, 종래의 공통 모드 필터 구조상 발생하는 평탄도 불균일 현상을 방지할 수 있어 외부 전극과의 밀착력이 향상되는 효과를 제공한다.
본 발명에 따른 공통 모드 필터의 제조 방법에 따르면, 페라이트 충진율이 높은 페라이트 코어를 형성할 수 있어, 노이즈 제거용 필터 칩부품에서 중요한 특성인 투자율, Q값의 개선 효과를 가져올 수 있다.
도 1은 종래의 공통 모드 필터의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공통 모드 필터의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공통 모드 필터의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 공통 모드 필터의 제조 공정을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공통 모드 필터의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공통 모드 필터의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 공통 모드 필터의 제조 공정을 도시한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 공통 모드 필터(1000)의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공통 모드 필터(1000)는, 하부 기판(1100), 상기 하부 기판(1100) 상에 구비되는 절연층(1200), 상기 절연층(1200) 상에 구비되는 상부 기판(1300) 및 상기 절연층(1200)과, 상기 하부 기판(1100) 또는 상부 기판(1300)을 관통하여, 상기 절연층(1200)과, 상기 하부 기판(1100) 또는 상부 기판(1300) 중앙에 구비되는 페라이트 코어(1400)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공통 모드 필터(2000)의 구조를 설명하기 위한 단면도로써, 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공통 모드 필터(2000)는, 하부 기판(2100), 상기 하부 기판(2100) 상에 구비되는 절연층(2200), 상기 절연층(2200) 상에 구비되는 상부 기판(2300) 및 상기 절연층(2200)과, 상기 하부 기판(2100) 및 상부 기판(2300)을 관통하여, 상기 절연층(2200)과, 상기 하부 기판(2100) 및 상부 기판(2300) 중앙에 구비되는 페라이트 코어(2400)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 하부 기판(1100, 2100) 및 상부 기판(1300, 2300)은 페라이트로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 페라이트 코어(1400, 2400)는, 페라이트 파우더; 및 에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성된 수지;를 혼합하여 형성되는 슬러리를 경화하여 형성될 수 있다.
상기 절연층(1200, 2200) 내부에는 도체 패턴(1210, 2210)이 1차 코일과 2차 코일 형태로 형성될 수 있고, 이때, 상기 도체 패턴(1210, 2210)은 복수의 층(1210a, 1210b, 2210a, 2210b)으로 형성될 수 있으며, 이 경우에는 비아홀을 통하여 상,하층이 연결될 수 있다.
이와 같은 구조로 이루어진 도체 패턴(1210, 2210)에 전기를 흘려주면 도체 패턴(1210, 2210)을 중심으로 자기장이 형성되는데, 복수의 층으로 형성되어 있는 도체 패턴(1210, 2210)에서 발생하는 자기장이 중첩되어 자기장이 형성된다. 이와 같이 형성된 자기장의 자속은 상기 상부 기판(1300, 2300) 및 하부 기판(1100, 2100), 그리고 페라이트 코어(1400, 2400)를 따라 흐르게 된다.
상기 절연층(1200, 2200)은, 에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성될 수 있다.
또는, 상기 절연층(1200, 2200)은, B2O3-SiO2 계 글라스, Al2O3-SiO2 계 글라스 중 어느 하나 이상의 물질과, SiO2, B2O3, Al2O3, Li2O, MgO, CaO, SrO, ZnO 중 어느 하나 이상의 저온소성 세라믹 파우더를 혼합하여 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 공통 모드 필터(1000) 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 공통 모드 필터(2000)는, 상기 하부 기판(1100, 2100), 상부 기판(1300, 2300) 및 절연층(1200, 2200) 사이의 접합이 이루어질 수 있도록, 상기 하부 기판(1100, 2100)과 절연층(1200, 2200) 사이 및/또는, 상기 상부 기판(1300, 2300)과 절연층(1200, 2200) 사이에 접합층(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 공통 모드 필터(1000) 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 공통 모드 필터(2000)는, 공통 모드 필터의 상,하부에 페라이트로 형성된 상부 기판(1300, 2300) 및 하부 기판(1100, 2100)을 배치함으로써, 공통 모드 필터 제조과정에서 발생하는 기판과 페라이트 수지층 접합시 발생하는 수축율을 현저하게 줄일 수 있는 동시에, 강도가 우수한 공통 모드 필터를 구현할 수 있고, 이에 따라 노이즈 제거용 필터 칩부품에서 중요한 특성인 투자율, Q값의 개선 효과를 가져올 수 있다.
또한, 종래의 공통 모드 필터 구조상 발생하는 평탄도 불균일 현상을 방지할 수 있어 외부 전극과의 밀착력이 향상되는 효과를 제공한다.
이제, 본 발명에 따른 공통 모드 필터(1000)의 제조 방법에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 공통 모드 필터(1000)의 제조 공정을 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 공통 모드 필터(1000)의 제조 방법은 먼저, 하부 기판(1100), 상부 기판(1300) 및 내부에 도체 패턴(1210)이 형성된 절연층(1200)을 준비하는 단계를 수행한다.(도 4a)
전술한 바와 마찬가지로, 상기 하부 기판(1100) 및 상부 기판(1300)은 페라이트로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 절연층(1200)은, 에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되거나, 또는, B2O3-SiO2 계 글라스, Al2O3-SiO2 계 글라스 중 어느 하나 이상의 물질과, SiO2, B2O3, Al2O3, Li2O, MgO, CaO, SrO, ZnO 중 어느 하나 이상의 저온소성 세라믹 파우더를 혼합하여 형성될 수 있다.
상기 도체 패턴(1210)은 1차 코일과 2차 코일 형태로 형성될 수 있고, 이때 상기 도체 패턴(1210)은 복수의 층(1210a, 1210b)으로 형성될 수 있으며, 이 경우에는 비아홀(1410)을 통하여 상,하층이 연결될 수 있다.
상기 접합층(미도시) 내부에 형성되는 도체 패턴(1210)은, 포토리소그래피 공정으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 도체 패턴(1210)이 복수의 층으로 형성된다고 가정하면, 먼저 상기 하부 기판(1100) 상에 제1 절연층(1200)을 적층하고, 포토리소그래피 공정으로 제1 도체 패턴(1210a)을 인쇄하는 방식으로 복수의 층(1210a, 1210b)을 차례로 적층할 수 있다.
그 다음, 상기 하부 기판(1100), 상부 기판(1300) 및 절연층(1200)을 하면에서부터 차례로 적층하는 단계를 수행한다.(도 4b)
이와 같이 적층된 상기 하부 기판(1100), 절연층(1200) 및 상부기판을 400 내지 600℃의 저온소성에서 일괄 소성 하면, 상기 절연층(1200)을 구성하는 글라스 또는 저온소성 세라믹 파우더 파우더는, 입성장이 이루어지는 과정에서 상기 상부 기판(1300) 및 하부 기판(1100)에 포함된 페라이트 조성물과 반응이 일어나 계면 간의 결합력이 확보됨과 동시에, 상기 도체 패턴(1210)이 복수의 층으로 형성되는 경우 층간의 우수한 정렬이 가능하여 소형 및 슬림 칩 제작에 유리한 효과를 제공한다.
이에 더하여 본 발명에 따른 공통 모드 필터(1000)의 제조 방법은, 상기 적층 단계에서, 상기 하부 기판(1100), 상부 기판(1300) 및 절연층(1200) 사이의 접합이 이루어질 수 있도록, 상기 하부 기판(1100)과 절연층(1200) 사이 및/또는, 상기 상부 기판(1300)과 절연층(1200) 사이에 접합층(미도시)을 추가로 적층할 수 있다.
상기 접합층(미도시)은, 페라이트 파우더 및 에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 이루어진 수지를 혼합하여 형성될 수 있다.
이와 같이 형성된 접합층(미도시)은, 상기 상부 기판 및 하부 기판, 그리고 페라이트 수지층에 비해 수지의 함량 비율이 상대적으로 높아 상기 하부 기판(1100)과 절연층(1200) 사이 및/또는, 상기 상부 기판(1300)과 절연층(1200) 사이의 접합력을 향상시킬 수 있다.
상기 적층하는 단계를 보다 상세히 살펴보면, 상기 하부 기판(1100), 상부 기판(1300) 및 절연층(1200)을 하면에서부터 차례로 적층하고, 상기 하부 기판(1100)과 절연층(1200) 사이 및/또는, 상기 상부 기판(1300)과 절연층(1200) 사이에 접합층(미도시)을 추가로 적층한 다음 초음파 혹은 마이크로 웨이브파를 이용하여 180도의 온도에서 압력을 가한 상태에서 적층 공정을 진행한다.
그 다음, 상기 절연층(1200)과, 상기 하부 기판(1100) 및/또는 상부 기판(1300)을 관통하는 홀(1410)을 형성하는 단계를 수행한다.(도 4c)
상기 홀(1410)을 형성하는 단계는 라우터 공정으로 이루어질 수 있다.
상기 홀(1410)의 직경은, 요구되는 공통 모드 필터의 스펙값에 대응하여 적절한 범위내의 크기로 형성할 수 있다. 즉, 홀(1410)의 직경을 크게 하면 상기 페라이트 코어(1400)의 양을 증가시킬 수 있어 투자율을 높일 수 있으나, 반면 Q값에 영향을 미치는 도체 패턴(1210)의 두께나 도체 패턴(1210) 간의 간격 등에 제약을 줄 수 있으므로 이러한 파라미터들을 고려하여 적절한 범위내의 크기로 형성하는 것이 바람직하다.
그 다음, 상기 홀(1410)에 페라이트로 형성된 페라이트 코어(1400)을 형성하는 단계를 수행한다.(도 4d)
이는, 페라이트로 이루어진 슬러리를 상기 홀(1410)에 충진하는 단계 및 상기 슬러리를 경화하는 단계를 통해 수행될 수 있다.
여기서, 상기 슬러리는, 페라이트 파우더; 및 에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성된 수지;를 혼합하여 형성될 수 있다.
도체 패턴(1210)을 중심으로 형성되는 자기장의 충분한 자속 경로 설정 및 상기 상부 기판(1300), 하부 기판(1100), 절연층(1200) 사이의 접합력 확보를 위하여, 상기 슬러리를 구성하는 페라이트 파우더의 중량과 수지의 중량은 8:2 내지 9:1 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
이에 더하여, 전체적인 투자율 분포의 향상 및 Q값 향상, 그리고 외부 수분 및 기타 열화 방지를 위해 과를 위해, 상기 슬러리에 산화구리, 산화니켈, 산화아연 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성된 첨가제 파우더를 더 혼합하여 형성할 수 있다.
상기 페라이트 파우더 또는 첨가제 파우더를 볼링(Balling) 처리한 다음, 3-roll-miller를 통해 파우더 입자를 균일하게 분산하여 혼합할 수 있다.
이와 같이 제조된 상기 슬러리를 상기 홀(1410)에 충진시, 스크린 프린터방식 또는 다이코팅방식으로 충진할 수 있고, 이때, 상기 슬러리의 입자 크기를 서로 달리하여 충진할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 슬러리는, 2 내지 3㎛의 입자 크기를 갖는 조립 입자와, 0.3 내지 0.5㎛의 입자 크기를 갖는 미립 입자로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 2 내지 3㎛의 입자 크기를 갖는 조립 입자와 0.3 내지 0.5㎛의 입자 크기를 갖는 미립 입자로 이루어진 슬러리를 상기 홀(1410)에 충진하는 경우, 조립 입자들 사이에 형성되는 빈 공간에 미립 입자가 채워질 수 있어, 상기 슬러리의 충진율(Packing factor)을 높일 수 있고, 이에 따라, 투자율, 인덕턴스값 등과 같은 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
또는, 상기 슬러리를 충진시, 입자 크기가 서로 상이한 슬러리를 각각 나누어 충진할 수 있다. 보다 구체적으로, 2에서 3㎛ 사이의 입자 크기를 갖는 슬러리를 1차 충진하고, 0.3에서 0.5㎛ 사이의 입자 크기를 갖는 슬러리를 2차 충진할 수 있다.
이와 같이, 입자 크기가 다른 슬러리를 각각 나누어 충진하는 경우, 전술한 바와 마찬가지로 조립 입자들 사이에 형성되는 빈 공간에 미립 입자가 채워질 수 있어, 상기 슬러리의 충진율(Packing factor)을 높일 수 있고, 이에 따라, 투자율, 인덕턴스값 등과 같은 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 공통 모드 필터(1000) 제조 방법은, 상기 경화하는 단계 전에 슬러리에 포함된 기포를 제거하기 위한 진공 탈포 공정을 추가로 수행할 수 있다.
상기 홀(1410)에 충진된 슬러리를 바로 경화시키면, 파우더와 수지의 분리로 인하여 수지 용매에 다수의 기포가 형성될 수 있어 최종 경화후 상기 페라이트 코어(1400)에 다수의 기공(pore)이 형성될 수 있다. 이는 결국 투자율 및 Q값의 감소로 이어짐으로써 최종 제품의 임피던스나 절연저항, 고온내습 부하 등과 같은 신뢰성 저하를 일으키게 되므로, 상기 슬러리를 경화하기 전에 기포 제거를 위해 진공 탈포 공정을 추가로 진행하는 것이 유리하다.
슬러리에 포함된 기포를 제거한 다음 경화하는 단계를 수행하는데, 이때, 저온
영역에서는 1℃/min 로 천천히 온도를 상승시키고, 고온 영역에서는 5℃/min 로 빠르게 온도를 상승시켜, 경화한다. 처음부터 빠르게 승온시키는 경우 크랙 및 급격한 수축율 인하여 다수의 기포가 발생하기 때문이다.
여기서, 저온 영역은 30 내지 130℃ 범위의 영역을 의미하고, 고온 영역은 131 내지 180℃범위의 영역을 의미한다.
본 발명에 따른 공통 모드 필터(1000)의 제조 방법에 따르면, 페라이트 충진율이 높은 페라이트 코어(1400)를 형성할 수 있어, 노이즈 제거용 필터 칩부품에서 중요한 특성인 투자율, Q값의 개선 효과를 가져올 수 있다.
표 1은 종래 방식으로 제조된 공통 모드 필터와 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 공통 모드 필터의 임피던스값 비교표이고, 표 2는 투자율 비교표, 표 3은 기판과 절연층(1200) 간의 고착강도 비교표이다.
여기서, 시료번호는 동일조건에서 채취한 샘플의 번호를 의미하고, 임피던스값은 100 ㎒의 주파수 대역에서 임피던스 분석기(HP 4294A)를 이용하여 측정였으며, 고착 강도는 칩을 상기 상부 기판에 실장한 다음 만능재료 시험기(Universal Testing Machine: UTM)를 이용하여 상기 칩에 일정한 힘을 가하여 밀어냄으로써 끊어지는 강도를 측정하였다.
표 1을 보면, 100MHz의 주파수에서 종래 방식으로 제조된 공통 모드 필터는 평균 71옴인 반면, 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 공통 모드 필터는 90옴으로 11%의 개선 효과를 보인다.
투자율에서도 표 2에 나타난 바와 같이, 종래 방식으로 제조된 공통 모드 필터는 평균 10인 반면, 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 공통 모드 필터는 22로 대략 2배 정도의 개선 효과를 보인다.
또한, 고착강도 역시, 종래 방식으로 제조된 공통 모드 필터는 평균 0.5Kgf인 반면, 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 공통 모드 필터는 0.9Kgf로 60%의 개선 효과를 보인다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (27)
- 하부 기판;
내부에 도체 패턴이 형성되고 상기 하부 기판 상에 구비되는 절연층;
상기 절연층 상에 구비되는 상부 기판; 및
페라이트로 형성되고,
상기 절연층과, 상기 하부 기판 또는 상부 기판을 관통하여,
상기 절연층과, 상기 하부 기판 또는 상부 기판 중앙에 구비되는 페라이트 코어;
를 포함하는,
공통 모드 필터.
- 하부 기판;
내부에 도체 패턴이 형성되고 상기 하부 기판 상에 구비되는 절연층;
상기 절연층 상에 구비되는 상부 기판; 및
페라이트로 형성되고,
상기 절연층과, 상기 하부 기판 및 상부 기판을 관통하여,
상기 절연층과, 상기 하부 기판 및 상부 기판 중앙에 구비되는 페라이트 코어;
를 포함하는,
공통 모드 필터.
- 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
상기 하부 기판 및 상부 기판은,
페라이트로 형성되는,
공통 모드 필터.
- 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
상기 절연층은,
에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는,
공통 모드 필터.
- 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
상기 절연층은,
B2O3-SiO2 계 글라스, Al2O3-SiO2 계 글라스 중 어느 하나 이상의 물질과,
SiO2, B2O3, Al2O3, Li2O, MgO, CaO, SrO, ZnO 중 어느 하나 이상의 저온소성 세라믹 파우더를 혼합하여 형성되는,
공통 모드 필터.
- 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
상기 하부 기판과 절연층 사이 및/또는,
상기 상부 기판과 절연층 사이에 접합층;
을 더 포함하는,
공통 모드 필터.
- 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
상기 절연층 내부에 형성된 도체 패턴은,
복수의 층으로 형성되는,
공통 모드 필터.
- 제 7 항에 있어서,
상기 복수의 층으로 형성되는 도체 패턴은,
비아홀을 통하여 상,하층이 연결되는,
공통 모드 필터.
- 하부 기판, 상부 기판 및 내부에 도체 패턴이 형성된 절연층을 준비하는 단계;
상기 하부 기판, 상부 기판 및 절연층을 하면에서부터 차례로 적층하는 단계;
상기 절연층과, 상기 하부 기판 또는 상부 기판을 관통하는 홀을 형성하는 단계; 및
상기 홀에 페라이트로 형성된 페라이트 코어을 형성하는 단계;
를 포함하는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
홀을 형성하는 단계는,
라우터 공정으로 이루어지는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 페라이트 코어을 형성하는 단계는,
페라이트로 이루어진 슬러리를 상기 홀에 충진하는 단계; 및
상기 슬러리를 경화하는 단계;
로 이루어지는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 슬러리는,
페라이트 파우더; 및
에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성된 수지;
를 혼합하여 형성되는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,
상기 슬러리는,
산화구리, 산화니켈, 산화아연 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성된 첨가제 파우더;
를 더 혼합하여 형성되는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 12 항 또는 13 항에 있어서,
상기 페라이트 파우더 또는 첨가제 파우더를 볼링(Balling) 처리한 다음, 3-roll-miller를 통해 파우더 입자를 균일하게 분산하여 혼합하는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,
상기 페라이트 파우더의 중량과 상기 수지의 중량은 8:2 내지 9:1인,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 슬러리를 충진하는 단계는,
스크린 프린터방식 또는 다이코팅방식으로 이루어지는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 슬러리는,
입자 크기가 서로 상이한,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 17 항에 있어서,
상기 슬러리는,
2 내지 3㎛의 입자 크기를 갖는 조립 입자와,
0.3 내지 0.5㎛의 입자 크기를 갖는 미립 입자로 이루어지는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 슬러리를 충진하는 단계는,
입자 크기가 서로 상이한 슬러리를 각각 나누어 충진하는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,
2에서 3㎛ 사이의 입자 크기를 갖는 슬러리를 1차 충진하고,
0.3에서 0.5㎛ 사이의 입자 크기를 갖는 슬러리를 2차 충진하는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 경화하는 단계 전에 슬러리에 포함된 기포를 제거하기 위한 진공 탈포 공정을 진행하는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 경화하는 단계는,
저온 영역에서는 1℃/min로 온도를 상승하고,
고온 영역에서는 5℃/min로 온도를 상승하는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 적층하는 단계에서,
상기 하부 기판, 상부 기판 및 절연층의 접합이 이루어질 수 있도록,
상기 하부 기판과 절연층 사이 및/또는,
상기 상부 기판과 절연층 사이에 접합층;
을 더 적층하는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 23 항에 있어서,
상기 접합층은,
페라이트 파우더; 및
에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 이루어진 수지;
를 혼합하여 형성되는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 하부 기판 및 상부 기판은,
페라이트로 형성되는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 절연층은,
에폭시(Epoxy), 폴리 이미드(Poly Imide), 폴리 아미드(Poly Amide) 중 선택되는 적어도 한 물질 또는 적어도 두 물질의 혼합물로 형성되는,
공통 모드 필터 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 절연층은,
B2O3-SiO2 계 글라스, Al2O3-SiO2 계 글라스 중 어느 하나 이상의 물질과,
SiO2, B2O3, Al2O3, Li2O, MgO, CaO, SrO, ZnO 중 어느 하나 이상의 저온소성 세라믹 파우더를 혼합하여 형성되는,
공통 모드 필터 제조 방법.
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