KR20150002171A - 박막형 공통 모드 필터 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 페라이트 기판, 상기 페라이트 기판에 형성된 프라이머층, 및 상기 프라이머층에 형성된 감광성 절연층을 포함하며, 상기 프라이머층은 상기 페라이트 기판 및 상기 감광성 절연층과 화학적 결합으로 형성된 것인 박막형 공통 모드 필터와 이의 제조방법에 관한 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 박막형 공통 모드 필터는 기계적 표면 처리 방법과 페라이트 기판과 감광성 절연층에 화학적 결합이 가능한 프라이머층을 동시에 적용하여 층간 결합력을 높임으로써 공통 모드 필터의 신뢰성을 높일 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 박막형 공통 모드 필터는 기계적 표면 처리 방법과 페라이트 기판과 감광성 절연층에 화학적 결합이 가능한 프라이머층을 동시에 적용하여 층간 결합력을 높임으로써 공통 모드 필터의 신뢰성을 높일 수 있다.
Description
본 발명은 박막형 공통 모드 필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
기존의 박막형 공통 모드 필터 제작 공정은 먼저 연자성 소결 페라이트 웨이퍼 기판의 편면에 절연층을 도포한 후 SAP 공법(semi-additive process) 등을 사용하여 1층 코일을 형성하고, 상기 1층 코일 위에 감광성 절연층을 이용해 층간 접속을 위한 비아(via)를 만든 후, 다시 SAP 공법 등을 이용하여 2층 코일을 형성하고, 감광성 절연층을 도포한 후 외부 전극을 형성하는 순서로 진행된다. 이때 세라믹 물질인 상기 연자성 소결 페라이트 웨이퍼와 수지로 이루어진 감광성 절연층과의 물리적 결합력을 높이기 위하여, 상기 연자성 소결 페라이트 웨이퍼 기판에 물리적인 방법을 이용한 표면 조도를 제어하는 방식을 이용한다.
즉, 다음 도 1은 기존의 박막형 공통 모드 필터 제작시의 소결 페라이트 기판(10)과 감광성 절연층(30) 간의 계면을 나타낸 것으로, 표면 그라인딩(Grinding) 등의 방법으로 상기 페라이트 기판 표면의 조도(11)를 제어하여 절연층과의 물리적인 결합력을 높이는 방식을 이용하고 있다.
하지만 이러한 결합은 물리적인 결합으로 화학적인 결합에 비해 힘의 세기가 작으며, 이종 재료인 소결 페라이트와 감광성 절연층 사이의 계면은 동종 재료인 수지와 수지 사이의 계면에 비해서도 취약하다. 실제로 신뢰성 테스트 시 페라이트 웨이퍼와 수지층의 박리가 일어나기도 한다.
이에 본 발명에서는 이종 재료인 페라이트 기판과 감광성 절연층과의 결합력을 높여 상기 페라이트 기판과 감광성 절연층에서의 계면 박리 문제를 해결할 수 있는 박막형 공통 모드 필터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 박막형 공통 모드 필터의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 박막형 공통 모드 필터는 페라이트 기판, 상기 페라이트 기판에 형성된 프라이머층, 및 상기 프라이머층에 형성된 감광성 절연층을 포함하며, 상기 프라이머층은 상기 페라이트 기판 및 상기 감광성 절연층과 화학적 결합으로 형성되는 것을 그 특징으로 한다.
상기 프라이머층은 상기 프라이머층에 포함된 프라이머 물질이 상기 페라이트 기판으로 침투하여 상기 페라이트 기판 내의 페라이트와 화학 결합으로 형성된 부분을 포함하는 것일 수 있다.
상기 페라이트 기판은 그 표면 조도(Ra)가 0.4~0.8㎛인 것일 수 있다.
상기 페라이트 기판의 표면 조도는 기계적 표면 처리로 형성되는 것일 수 있다.
상기 페라이트 기판의 표면 조도 대비 프라이머층의 두께는 0.1~50%인 것이 바람직하다.
상기 프라이머층은 상기 페라이트 기판 및 상기 감광성 절연층과 화학적으로 결합가능한 2종 이상의 관능기를 포함하는 재료로 형성되는 것일 수 있다.
상기 2종 이상의 관능기를 포함하는 재료는 10-메타크릴로일옥시데실 디하이드로겐 포스페이트(10-methacryloyloxydecyl dihydrogen phosphate, MDP), 2-메타크릴로일옥시에실 디하이드로겐 포스페이트(2-methacryloyloxyethyl dihydrogen phosphate, MEP), 3-트리메톡시실릴프로필 메타크릴레이트(3-trimethoxysilylpropyl methacrylate)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 프라이머층은 1~200nm의 두께를 가지는 것일 수 있다.
상기 프라이머층은 상기 페라이트 기판의 일면 또는 양면에 형성되는 것일 수 있다.
상기 페라이트 기판은 Spinel 페라이트, Garnet 페라이트, Hexagonal 페라이트, 및 이들의 혼합 페라이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 재료로 형성되는 것일 수 있다.
상기 감광성 절연층은 히드록시스티렌 유도체(hydroxystyrene derivative), 나프토퀴논디아지드 에스터(naphthoquinonediazide ester), 트리스페놀(trisphenol), 멜라민 화합물(melamine compound)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 재료로 형성되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 페라이트 기판에 프라이머층을 도포시키는 단계, 상기 페라이트 기판의 페라이트와 프라이머층을 반응시켜 화학적 결합을 형성시키는 단계, 상기 프라이머층에 감광성 절연층을 도포시키는 단계, 및 상기 프라이머층과 감광성 절연층을 반응시켜 화학적 결합을 형성시키는 단계를 포함하는 박막형 공통 모드 필터의 제조방법을 제공할 수 있다.
추가적으로, 상기 페라이트 기판을 기계적으로 표면처리하여 상기 기판 표면에 조도 형성 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 프라이머층은 상기 페라이트 기판의 일면 또는 양면에 형성되는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 박막형 공통 모드 필터(common mode filter) 등의 제작에 사용되는 연자성 소결 페라이트 기판과 회로 성형을 위한 절연층 간의 밀착력을 높이기 위하여, 상기 페라이트 기판과 감광성 절연층과 화학적 결합이 가능한 별도의 프라이머(primer)층을 포함한다. 또한, 물리적 결합력을 높이기 위하여, 상기 연자성 소결 페라이트 웨이퍼 기판에 물리적인 방법을 이용한 표면 조도를 제어하는 방식을 이용한다.
따라서, 본 발명에 따른 박막형 공통 모드 필터는 기계적 표면 처리 방법과 페라이트 기판과 감광성 절연층에 화학적 결합이 가능한 프라이머층을 동시에 적용하여 층간 결합력을 높임으로써 공통 모드 필터의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 종래 박막형 공통 모드 필터 제작시의 소결 페라이트 기판과 감광성 절연층 간의 계면을 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 공통 모드 필터의 소결 페라이트 기판과 감광성 절연층 간의 계면을 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 박막형 공통 모드 필터의 소결 페라이트 기판과 감광성 절연층 간의 계면을 나타낸 것으로, 페라이트 기판의 양면에 프라이머층 및 감광성 절연층을 포함하는 구조이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 공통 모드 필터의 소결 페라이트 기판과 감광성 절연층 간의 계면을 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 박막형 공통 모드 필터의 소결 페라이트 기판과 감광성 절연층 간의 계면을 나타낸 것으로, 페라이트 기판의 양면에 프라이머층 및 감광성 절연층을 포함하는 구조이다.
이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 발명은 소결 페라이트 기판과 감광성 절연층 간의 계면에서의 결합력을 향상시킬 수 있는 박막형 공통 모드 필터와 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 공통 모드 필터는 소결 페라이트 기판 위에 첫번째 절연층을 도포하기에 앞서 상기 소결 페라이트 기판에 프라이머층을 먼저 도포하는 방법으로 계면에서의 밀착력을 높이는 방법을 제시한다.
즉, 본 발명에 따른 박막형 공통 모드 필터는 다음 도 2를 참조하면, 페라이트 기판(110), 상기 페라이트 기판(110)에 형성된 프라이머층(120), 및 상기 프라이머층(120)에 형성된 감광성 절연층(130)을 포함하며, 상기 프라이머층(120)은 상기 페라이트 기판(110) 및 상기 감광성 절연층(130)과 화학적 결합으로 형성되는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 프라이머층(120)은 세라믹 물질인 소결 페라이트 기판 재료와 회로 형성을 위한 상기 감광성 절연층(130)을 구성하는 레진과 양쪽으로 동시에 화학적 결합으로 형성됨으로써 소결 페라이트 기판(110)과 감광성 절연층(130) 간의 계면에서의 층간 결합력을 높임으로써 공통 모드 필터의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 프라이머층(120)은 상기 프라이머층(120)에 포함된 프라이머 물질이 상기 소결 페라이트 기판(110)으로 어느 정도 깊이로 침투하여 상기 소결 페라이트 기판(110) 내의 페라이트와 화학적 결합을 형성한 부분을 포함한다.
아울러, 본 발명에 따른 페라이트 기판(110)은 상기 프라이머층(120)이 형성되기 전에, 상기 페라이트 기판(110)을 예를 들어, 표면 그라인딩(grinding)과 같은 방법을 이용하여 기계적으로 표면 처리시켜 그 표면에 일정한 조도(111)가 형성되게 할 수도 있다.
상기 페라이트 기판(110)의 그 표면 조도는 1㎛ 이하, 바람직하기로는 0.4~0.8㎛인 것일 수 있으며, 상기 표면 조도를 가짐으로써 상기 소결 페라이트 기판(110)과 감광성 절연층(130) 간의 계면에서의 층간 결합력을 높일 수 있다.
또한, 일반적으로 프라이머층(120)의 두께는 소결 페라이트 기판(110) 표면의 조도(Ra)보다 작아서 프라이머층(120)과 감광성 절연층(130)의 계면은 평평하지 않고 0보다 큰 조도를 유지하여 층간의 물리적 결합력을 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 상기 프라이머층(120)은 1~200nm의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 표면 조도가 형성된 상기 페라이트 기판(110)에 프라이머층(120)을 형성하게 되는 경우, 상기 페라이트 기판(110)의 표면 조도 대비 프라이머층(120)의 두께는 0.1~50%인 것이 바람직하다. 상기 페라이트 기판(110)의 표면 조도 대비 프라이머층(120)의 두께가 너무 두꺼운 경우 기계적 표면 처리를 한 의미가 없어지기 때문에, 페라이트 기판(110)의 표면 조도를 유지하면서, 상기 표면 조도의 형상을 따라 프라이머층(120)이 형성되는 것이 바람직하다고 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 프라이머층(120)은 상기 페라이트 기판(110) 및 상기 감광성 절연층(120)과 화학적으로 결합가능한 2종 이상의 관능기를 포함하는 재료로 형성되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 상기 페라이트 기판(110)은 Spinel 페라이트, Garnet 페라이트, Hexagonal 페라이트, 및 이들의 혼합 페라이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 재료로 형성되는 것일 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 상기 프라이머층(120)은 상기 페라이트 기판 재료의 금속 산화층과 화학적으로 결합할 수 있는 관능기, 예를 들어, 인산기, 히드록실기 등을 포함함으로써, 페라이트 기판(110)과 프라이머층(120)이 화학적 결합을 통해 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 상기 프라이머층(120)은 상기 감광성 절연층(130)의 수지와 화학적으로 결합할 수 있는 관능기, 예를 들어, 아크릴로일기 등이 있으나 이에 한정되지 않음, 를 포함한다.
이러한 상기 프라이머층 형성 재료는 10-메타크릴로일옥시데실 디하이드로겐 포스페이트(10-methacryloyloxydecyl dihydrogen phosphate, MDP), 2-메타크릴로일옥시에실 디하이드로겐 포스페이트(2-methacryloyloxyethyl dihydrogen phosphate, MEP), 3-트리메톡시실릴프로필 메타크릴레이트(3-trimethoxysilylpropyl methacrylate)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 따른 상기 감광성 절연층은 히드록시스티렌 유도체(hydroxystyrene derivative), 나프토퀴논디아지드 에스터(naphthoquinonediazide ester), 트리스페놀(trisphenol), 멜라민 화합물(melamine compound)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자 재료를 포함할 수 있다.
상기와 같이 페라이트 기판(110)과 프라이머층(120)이 화학적으로 결합을 형성한 다음, 상기 프라이머층(120)에 감광성 절연층(130)을 도포시키고, 이를 반응시킨다. 이때, 상기 프라이머층(120)에 포함된 관능기와 상기 감광성 절연층(130)의 수지가 반응하여 화학적 결합을 형성하게 된다.
결과적으로, 본 발명에 따른 프라이머층(120)은 하부의 페라이트 기판(110)뿐만 아니라 상부의 감광성 절연층(130)과 모두 화학적 결합을 형성하는 구조를 가지기 때문에 이러한 구조를 가지는 박막형 공통 모드 필터는 페라이트 기판(110)과 감광성 절연층(130) 사이의 계면 접착력을 월등히 향상시키는 효과를 가진다.
본 발명에 따르면, 다음 도 3에서와 같이 페라이트 기판(110)의 양면에 감광성 절연층 및 회로를 형성하는 경우에도 적용할 수 있는 바, 페라이트 기판(110)의 양면에 각각 프라이머층(120, 220)을 도포시키고, 상기 페라이트 기판(110)의 페라이트 재료와 상기 프라이머층(120, 220)의 관능기를 반응시켜 화학적으로 결합시킨다.
그 다음, 상기 각 프라이머층(120, 220)에 각각 감광성 절연층(120, 230)을 도포시키고, 상기 페라이트 기판(110)의 페라이트 재료와 상기 프라이머층(120, 220)의 관능기를 반응시켜 화학적으로 결합시킨다.
다음 도 3의 구조를 가지는 박막형 공통 모드 필터에 있어서도 상기 페라이트 기판(110)은 양면에 프라이머층(120, 220)을 형성시키기 전에, 기계적인 표면처리를 통하여 일정한 표면 조도(111, 211, Ra)를 가지도록 하는 것이 상기 페라이트 기판(110)과 감광성 절연층(120, 230) 간의 결합력을 증진시키는 데 있어 바람직하다.
상기 구조에 포함되는 페라이트 기판(110), 프라이머층(120, 220), 및 감광성 절연층(130, 230)의 구체 물질이나 반응은 상기 도 2와 같이 페라이트 기판의 일면에 프라이머층이 형성되는 경우와 동일하므로, 구체 설명은 생략한다.
이하에서는 본 발명에 따른 박막형 공통 모드 필터의 제조방법을 설명한다. 본 발명에 따른 박막형 공통 모드 필터는 페라이트 기판에 프라이머층을 도포시키는 단계, 상기 페라이트 기판의 페라이트와 프라이머층을 반응시켜 화학적 결합을 형성시키는 단계, 상기 프라이머층에 감광성 절연층을 도포시키는 단계, 및 상기 프라이머층과 감광성 절연층을 반응시켜 화학적 결합을 형성시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 페라이트 기판은 세라믹 재료를 이용하며, 추가적으로, 상기 페라이트 기판을 기계적으로 표면처리하여 상기 기판 표면에 조도 형성 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 표면 조도가 형성된 페라이트 기판의 일면 또는 양면에 프라이머층을 도포시킨다. 상기 프라이머층은 소결 페라이트 기판에 형성된 표면 조도(Ra)보다 작아서 프라이머층과 감광성 절연층의 계면은 평평하지 않고 0보다 큰 조도를 유지하여 층간의 물리적 결합력을 유지할 수 있는 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 프라이머층의 도포 방법은 특별히 한정되지 않으며, 통상의 공지된 도포 방법을 이용할 수 있다.
그 다음, 상기 페라이트 기판의 페라이트와 프라이머층을 반응시켜 화학적 결합을 형성시키는 단계로서, 본 발명에 따른 프라이머층에는 상기 페라이트 기판 재료와 반응할 수 있는 관능기를 가지므로 화학적 결합이 가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 프라이머층은 상기 프라이머층에 포함된 프라이머 물질이 상기 페라이트 기판으로 침투하여 상기 페라이트 기판 내의 페라이트와 화학 결합으로 형성된 부분을 포함하는 의미이다.
상기 페라이트 기판 재료와 프라이머층의 반응은 상온(15~25℃)의 조건에서 수행될 수 있다.
페라이트 기판과 프라이머층이 화학적 결합을 형성하게 되면, 상기 프라이머층 위에 감광성 절연층을 도포시키고, 상기 프라이머층과 감광성 절연층을 반응시켜 화학적 결합을 형성시킨다.
상기 프라이머층과 감광성 절연층의 반응은, 상기 프라이머층에 포함된 관능기와 감광성 절연층에 포함된 고분자 수지 간의 고분자 반응 등에 의해 형성될 수 있다.
상기 프라이머층과 감광성 절연층의 반응은 온도 200℃ 전후(200℃±10℃)의 조건에서 수행될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 감광성 절연층을 도포한 후 SAP 공법(semi-additive process) 등을 사용하여 1층 내부 전극 코일을 형성하고, 상기 1층 내부 전극 코일 위에 감광성 절연층을 이용해 층간 접속을 위한 비아(via) 전극을 만든 후, 다시 SAP 공법 등을 이용하여 2층 내부 전극 코일을 형성하고, 여기에 감광성 절연층을 도포한 후 외부 전극을 형성하는 공정을 거쳐 최종 박막형 공통 모드 필터를 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기계적으로 표면처리되어 일정한 표면 조도를 가지는 페라이트 기판을 사용함으로써 물리적 결합력을 가짐과 동시에, 상기 페라이트 기판과 감광성 절연층 사이에 화학적 결합을 통한 프라이머층을 형성함으로써 화학적 결합력이 더해져, 상기 페라이트 기판과 감광성 절연층의 계면에서의 높은 층간 결합력이 가능하다.
한편, 본 발명에 따른 상기 프라이머층은 알루미나 웨이퍼를 이용한 회로 형성 공정에도 적용이 가능하다.
10, 110 : 페라이트 기판
11, 111, 211 : 표면 조도
120, 220 : 프라이머층
30, 130, 230 : 감광성 절연층
11, 111, 211 : 표면 조도
120, 220 : 프라이머층
30, 130, 230 : 감광성 절연층
Claims (14)
- 페라이트 기판,
상기 페라이트 기판에 형성된 프라이머층, 및
상기 프라이머층에 형성된 감광성 절연층을 포함하며,
상기 프라이머층은 상기 페라이트 기판 및 상기 감광성 절연층과 화학적 결합으로 형성된 것인 박막형 공통 모드 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 프라이머층은 상기 프라이머층에 포함된 프라이머 물질이 상기 페라이트 기판으로 침투하여 상기 페라이트 기판 내의 페라이트와 화학 결합으로 형성된 부분을 포함하는 것인 박막형 공통 모드 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 페라이트 기판은 그 표면 조도가 0.4~0.8㎛인 것인 박막형 공통 모드 필터.
- 제3항에 있어서,
상기 페라이트 기판의 표면 조도는 기계적 표면 처리로 형성되는 것인 박막형 공통 모드 필터.
- 제3항에 있어서,
상기 페라이트 기판의 표면 조도 대비 프라이머층의 두께는 0.1~50%인 것인 박막형 공통 모드 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 프라이머층은 상기 페라이트 기판 및 상기 감광성 절연층과 화학적으로 결합가능한 2종 이상의 관능기를 포함하는 재료로 형성되는 것인 박막형 공통 모드 필터.
- 제6항에 있어서,
상기 2종 이상의 관능기를 포함하는 재료는 10-메타크릴로일옥시데실 디하이드로겐 포스페이트(10-methacryloyloxydecyl dihydrogen phosphate, MDP), 2-메타크릴로일옥시에실 디하이드로겐 포스페이트(2-methacryloyloxyethyl dihydrogen phosphate, MEP), 3-트리메톡시실릴프로필 메타크릴레이트(3-trimethoxysilylpropyl methacrylate)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 재료로 형성되는 것인 박막형 공통 모드 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 프라이머층은 1~200nm의 두께를 가지는 것인 박막형 공통 모드 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 프라이머층은 상기 페라이트 기판의 일면 또는 양면에 형성되는 것인 박막형 공통 모드 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 페라이트 기판은 Spinel 페라이트, Garnet 페라이트, Hexagonal 페라이트, 및 이들의 혼합 페라이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 재료로 형성되는 것인 박막형 공통 모드 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 감광성 절연층은 히드록시스티렌 유도체(hydroxystyrene derivative), 나프토퀴논디아지드 에스터(naphthoquinonediazide ester), 트리스페놀(trisphenol), 멜라민 화합물(melamine compound)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 재료로 형성되는 것인 박막형 공통 모드 필터.
- 페라이트 기판에 프라이머층을 도포시키는 단계,
상기 페라이트 기판의 페라이트와 프라이머층을 반응시켜 화학적 결합을 형성시키는 단계,
상기 프라이머층에 감광성 절연층을 도포시키는 단계, 및
상기 프라이머층과 감광성 절연층을 반응시켜 화학적 결합을 형성시키는 단계를 포함하는 박막형 공통 모드 필터의 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 페라이트 기판을 기계적으로 표면처리하여 상기 기판 표면에 조도 형성 단계를 더 포함하는 박막형 공통 모드 필터의 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 프라이머층은 상기 페라이트 기판의 일면 또는 양면에 형성되는 것인 박막형 공통 모드 필터의 제조방법.
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