KR20150079934A - 코일 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
추출한 후의 코일 소자 패턴의 사용에 장애가 없는 코일 소자의 제조 방법을 제공한다. 전사 금형을 이용해 코일 소자를 제조하는 방법으로, 표면에 반전 코일 소자 패턴이 각인되어 적어도 표면부가 금속으로 이루어진 전사 금형을 준비하는 단계와 전사 금형의 전면에, 제 1의 전기 도금에 의해 반전 코일 소자 패턴이 각인되어 있는 영역의 두께를 초과하는 두께의 중심 도체막을 형성하는 단계와 중심 도체막을 표면으로부터 소정의 두께만 연마 또는 연삭에 의해 제거해, 중심 도체막의 표면을 평탄화하는 단계와 평탄화 된 중심 도체막을 전사 금형으로부터 박리하는 단계와 박리된 중심 도체막의 코일 소자 패턴이 형성되어 있는 측의 표면 전면에 보호막을 피착시키는 단계와 중심 도체막의 평탄화된 측으로부터 중심 도체막을 보호막에 도달할 때까지 에칭해 제거하는 단계와 보호막을 제거해 중심 도체막을 추출하는 단계를 가진다.
Description
본 발명은 코일 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 전사용 금형을 이용해 박리ㆍ전사되는 코일 소자의 도금 높이를 같게 할 수 있는 코일 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 스마트폰이나 태블릿 단말 등의 모바일 기기의 다기능화와 더불어 소형이며 높은 정격전류를 취급할 수 있는 코일 부품(인덕터)의 필요성이 높아지고 있다.
이러한 코일 부품의 제조 방법으로서, 전사용 금형을 이용하는 것이 알려져 있어 특허 문헌 1에는, 전기 주조(전기 도금이라고도 한다)에 의한 전자 부품의 제조 방법이 기재되어 있다. 이 방법에서는 우선, 마스터 금형으로부터 모 금형을 제작하고, 다음으로 모 금형의 표면에 니켈 전기 주조법에 의해 전사용 자 금형을 제작한다. 그리고, 모 금형으로부터 이 전사용 자 금형을 박리해 이 자 금형을 워크 금형으로 사용해, 부품의 제조가 실시된다.
선행 기술 문헌
특허 문헌
특허 문헌 1 : 특개 2008－049614호 공보
전사용 금형을 이용해 코일 소자를 제작할 때, 코일 소자의 전극 추출부에서는 코일 패턴의 높이(H)를 다른 부분보다도 높게 하여, 상층의 코일 소자에 접속해 다층 접속된 코일 부품을 제작하는 것이 필요한 경우가 있다. 그 경우, 전사용 금형내에 각인되는 코일 소자의 패턴의 깊이를 전극 추출부에서 부분적으로 깊게 해 둘 필요가 있다.
그러나, 이와 같이 다른 깊이를 가진 코일 소자 패턴에 전기 주조에 의해 구리(Cu) 등의 금속을 전착(電着)시키면, 그 깊이에 따라 전착된 금속의 표면에도 요철이 남아, 코일 소자 패턴의 전사에 지장이 생긴다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 만들어진 것으로, 전기 주조 후의 도체막을 표면으로부터 소정의 두께만 연마 또는 연삭에 의해 제거함으로써, 도체막 표면의 요철을 없애고, 추출한 후의 코일 소자 패턴의 사용에 장애가 없는 코일 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 수단은, 전사 금형을 이용해 코일 소자를 제조하는 방법으로, 표면에 반전 코일 소자 패턴이 각인되어 적어도 표면부가 금속으로 이루어진 전사 금형을 준비하는 단계와 상기 전사 금형의 전면에 제 1의 전기 도금에 의해 상기 반전 코일 소자 패턴이 각인되어 있는 영역의 두께를 초과하는 두께의 중심 도체막을 형성하는 단계와 상기 중심 도체막을 표면에서 소정의 두께만 연마 또는 연삭에 의해 제거해, 상기 중심 도체막의 표면을 평탄화하는 단계와 평탄화된 상기 중심 도체막을 상기 전사 금형으로부터 박리하는 단계와 박리된 상기 중심 도체막의 코일 소자 패턴이 형성되어 있는 측의 표면 전면에 보호막을 피착시키는 단계와 상기 중심 도체막의 평탄화된 측으로부터 상기 중심 도체막을 상기 보호막에 도달할 때까지 에칭해 제거하는 단계와 상기 보호막을 제거해 상기 중심 도체막을 추출하는 단계를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 수단에 있어서, 추출한 상기 중심 도체막을 기초로서 제 2의 전기 도금에 의해 상기 중심 도체막을 피복하는 표면 도체막을 형성해, 상기 중심 도체막과 상기 표면 도체막으로 이루어진 코일 소자를 형성하는 단계를 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 방법. 또한, 상기 전사 금형의 상기 표면부는 Ni로, Ni의 표면에 NiO가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 수단에 있어서, 상기 보호막이 SiO2, SOG 또는 레지스트인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 보호막을 CVD 또는 스퍼터에 의해 형성하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 중심 도체막의 상기 에칭은, 염화 제 2철용액을 이용해 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 평탄화된 면으로부터 다른 두께를 가진 코일 소자 패턴을 형성할 수 있기 때문에, 다층 접속된 코일 부품의 제작이 용이하게 된다는 이점이 있다.
[도 1] 본 발명에 의한 코일 소자의 제작 공정을 나타내는 도.
[도 2] 전사 금형 기판을 이용해 제작된 코일 소자 집합체의 평면도.
[도 3] 복수매의 코일 소자 집합체를 적층한 상태를 나타내는 도.
[도 4] 복수매의 코일 소자 집합체를 적층해, 각 층의 코일 소자끼리를 접속해 코일을 형성하는 설명도.
[도 5] 상부 코어와 하부 코어를 이용해 코일을 밀폐한 상태를 나타내는 도.
[도 6] 코일내에 절연물질을 충전한 상태를 나타내는 도.
[도 7] 적층된 코일 소자 집합체를, 코일 단위로 절단하는 다이싱을 나타내는 도.
[도 8] 전극 인출부에 외부 전극을 설치해 코일 부품을 형성하는 공정을 나타내는 도.
[도 2] 전사 금형 기판을 이용해 제작된 코일 소자 집합체의 평면도.
[도 3] 복수매의 코일 소자 집합체를 적층한 상태를 나타내는 도.
[도 4] 복수매의 코일 소자 집합체를 적층해, 각 층의 코일 소자끼리를 접속해 코일을 형성하는 설명도.
[도 5] 상부 코어와 하부 코어를 이용해 코일을 밀폐한 상태를 나타내는 도.
[도 6] 코일내에 절연물질을 충전한 상태를 나타내는 도.
[도 7] 적층된 코일 소자 집합체를, 코일 단위로 절단하는 다이싱을 나타내는 도.
[도 8] 전극 인출부에 외부 전극을 설치해 코일 부품을 형성하는 공정을 나타내는 도.
이하, 첨부 도면에 따라, 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명에 의한 코일 소자의 제작 공정을 나타내는 도이다.
우선, 도 1a에 나타난 바와 같이, 표면에 반전 코일 소자 패턴 (102a), (102b)이 각인된 니켈(Ni) 등으로 제작된 금속성 전사금형(100)을 준비한다. 그리고, 금속성 전사금형(100)은, 적어도 표면부가 금속성이면 충분하고, 전체가 금속성일 필요는 없다. 그리고, 전사금형(100)의 표면부가 Ni인 경우에는 표면을 산화해 NiO를 형성해 두면, 후속 공정에서의 중심 도체막 박리가 용이해진다. 또, 반전 코일 소자 패턴 (102a), (102b)은 깊이가 다른 부분이 있어도 좋다.
그 다음으로, 전사금형(100)의 전면에, 구리(Cu) 등의 전기 도금에 의해, 반전 코일 소자 패턴 (102a), (102b)가 각인되어 있는 영역의 두께를 초과하는 두께에 중심 도체막(104)를 형성한다. 이 때, 중심 도체막(104)의 표면에는 반전 코일 소자 패턴 (102a), (102b)의 깊이에 따른 요철이 그대로 반영된다.
그 후, 도 1b에 나타난 바와 같이, 중심 도체막(104)를 표면으로부터 소정의 두께만 연마 또는 연삭에 의해 제거해, 표면에 존재하는 요철을 없애 평탄화한다. 이것에 의해 표면이 평탄화된 중심 도체막(106)이 형성된다. 그 다음으로, 도 1c에 나타난 바와 같이 표면이 평탄화된 중심 도체막(106)을 전사금형(100)으로부터 박리한다.
그리고, 박리된 중심 도체막(106)의 코일 소자 패턴 (102a), (102b)이 형성되어 있는 측의 표면 전면에 도 1d에 나타난 바와 같이, 보호막(108)을 피착시킨다.
보호막(108)으로서는, SiO2, SOG 또는 레지스트를 사용할 수 있고, CVD 또는 스퍼터 등의 방법에 의해 성막해도 좋다.
이어서, 도 1e에 나타난 바와 같이, 중심 도체막(106)을 평탄화된 측으로부터 보호막(108)에 도달할 때까지 에칭해 제거한다. 이 중심 도체막(106)의 에칭은 염화 제 2철용액을 이용해 수행하면 좋다. 그 다음으로, 도 1f에 나타난 바와 같이, 보호막(108)을 제거해, 중심 도체막(106a), (106b)를 추출한다.
이와 같이 하여, 추출한 중심 도체막(106a), (106b)는 다른 두께를 가지는 코일 소자로 사용된다. 그리고 중심 도체막(106a), (106b)간의 간격을 좁혀 고밀도화하여 사용하는 경우에는 도 1g에 나타난 바와 같이, 중심 도체막(106a), (106b)를 기초로 전기 도금에 의해, 중심 도체막(106a), (106b)를 확대시키는 표면 도체막 (110a), (110b)를 형성해도 좋다.
이상의 설명에서는, 한 개의 전사 금형에 착안하여, 한 개의 코일 소자를 제작하는 경우를 설명했는데, 복수의 코일 소자를 가지는 코일 소자 집합체를 일괄하여 제작하는 경우에는, 각각에 반전 코일 소자 패턴이 식각된 복수의 전사 금형을 갖춘 전사 금형 기판을 이용해 똑같이 제작할 수 있다.
다음으로, 이와 같이 제작된 코일 소자 집합체를 이용해 코일 부품을 제작하는 방법에 대해 설명한다. 후술 하듯이, 코일 부품은 코일 소자 집합체를 복수매 적층하여 제작된다.
여기에서, 각 층의 코일 소자끼리를 접합하여 접속하기 위해서, 미리 코일 소자의 주위에 접합막을 형성해 둘 필요가 있다.
도 2는, 전사 금형 기판을 이용해 제작된 코일 소자 집합체(1000)의 평면도이다. 이 코일 소자 집합체(1000)을 제작하기 위한 전사 금형 기판도, 이 형상과 동일한 형상으로 되어 있다. 복수의 코일 소자 500 m, n(m, n=1, 2…)의 도체 패턴을 보강하기 위해, 리브(502), 게이트(504), 러너(506)가 설치되어 있다. 또, 리브(502)의 네 모퉁이에는 홀(508)이 설치되어 이 홀(508)을 관통하는 핀(510)을 이용해, 복수매의 코일 소자 집합체(1000) 각 층에 형성된 코일 소자 500 m, n의 도체 패턴의 위치 맞춤을 수행한다.
도 3에 나타난 바와 같이 복수매의 코일 소자 집합체 1000－1, 1000－2,…1000－N를, 핀(510)을 통해, 각 코일 소자 집합체 중의 대응하는 코일 소자끼리가 정합하도록 적층해, 가열 및/또는 가열해 서로 접합시켜, 각 층의 코일 소자끼리를 접속해 코일을 형성한다. 가열 및/또는 가열하는 것으로, 결합막을 구성하는 주석 도금이 용해하여, 땜납으로서 작용해 각 층의 코일 소자끼리가 접합된다.
도 4는, 복수매의 코일 소자 집합체를 적층해, 각 층의 코일 소자끼리를 접속해 코일을 형성하는 것을 설명하는 도이다. 도 4에 나타내는 실시예에서는, 6층의 코일 소자 집합체를 적층해, 각 층의 코일 소자끼리를 접속해, 1개의 코일을 제작하는 경우를 나타내고 있다. 복수매의 코일 소자 집합체 안의 대응하는 코일 소자끼리는 서로 다른 코일 패턴을 포함하도록 구성할 수 있다.
도 4에 나타나는 예에서는, 제 1층(Layer 1), 제 3층(Layer 3) 및 제 6층(Layer 6)은 각각 상이한 코일 패턴으로 되어 있어, 제 2층(Layer 2)과 제 4층(Layer 4)는 동일 코일 패턴이고, 제 3층(Layer 3)과 제 5층(Layer5)는 각각 동일 코일 패턴으로 되어 있다. (B), (C)는, 6층의 코일 소자 집합체를 적층해, 각 층 의 대응하는 코일 소자끼리가 정합하도록 접합해, 코일 소자끼리를 접속해 1개의 코일을 형성한 상태를 나타낸 것이다.
그리고, 본 발명에 있어서의 코일 소자의 제작에 있어서, 코일 소자를 구성하는 중심 도체층의 높이(H)는 도 4(A)에 나타난 바와 같이 각 층의 접속부에서 높이가 다른 것을 사용하고 있다. (A)에 나타나는 예에는, 통상의 코일 소자의 패턴에 있어 높이(H)가 100㎛이지만, 층간의 접속 부분에 있어서는 높이(H)가 150㎛로 되어 있다.
이상과 같이, 각 층의 코일 소자끼리를 접속해 코일을 형성한 후에는, 도 5에 나타난 바와 같이 어느 한쪽에 코일의 중심부를 관통하는 돌기부(604)를 가지는 자성체의 상부 코어(600)과 하부 코어(602)를 이용해 전극 인출부(606)를 외부에 노출시켜 코일을 밀폐한다. 이 때, 상부 코어(600)과 하부 코어(602)와는 도 2에 나타내는 패턴 보강을 위한 게이트(504)를 교차하도록 설치한다. 그리고 상부 코어(600)과 하부 코어(602)는 후속의 다이싱 공정으로 다이싱라인(608)에 따라 절단된다. 그 다음으로, 도 6에 나타난 바와 같이 상부 코어(600)과 하부 코어(602)와의 틈새(도시하지 않음)로부터 절연물질(612)를 충전해, 코일을 고정한다.
그 다음으로, 도 7에 나타난 바와 같이 적층된 코일 소자 집합체를 코일 단위로 커터(700)을 이용해 절단한다. (A)는 코일 소자 집합체를, (B)는 1개의 코일 부품을 나타내는 것으로, 전극 인출부(606)은, 제 1층(Layer 1)의 일부로서 형성되어 있다.
마지막으로, 도 8에 나타난 바와 같이, 전극 인출부(606)에는 땜납 딥법 등의 방법에 의해, 외부 전극(610)을 설치하고, 차후에 납땜을 위한 전처리로서 땜납질을 실시해, 코일 부품(3000)을 완성한다.
100：전사 금형
102a, 102b：반전 코일 소자 패턴
104：중심 도체막
106：박리된 중심 도체막
108：보호막
110 a, 110 b：표면 도체막
102a, 102b：반전 코일 소자 패턴
104：중심 도체막
106：박리된 중심 도체막
108：보호막
110 a, 110 b：표면 도체막
Claims (6)
- 전사 금형을 이용해 코일 소자를 제조하는 방법으로,
표면에 반전 코일 소자 패턴이 각인되어 적어도 표면부가 금속으로 이루어진 전사 금형을 준비하는 단계와,
상기 전사 금형의 전면에, 제 1 의 전기 도금에 의해 상기 반전 코일 소자 패턴이 각인되어 있는 영역의 두께를 초과하는 두께의 중심 도체막을 형성하는 단계와,
상기 중심 도체막을 표면으로부터 소정의 두께만 연마 또는 연삭에 의해 제거해, 상기 중심 도체막의 표면을 평탄화하는 단계와,
평탄화된 상기 중심 도체막을 전기 전사 금형으로부터 박리하는 단계와,
박리된 상기 중심 도체막의 코일 소자 패턴이 형성되어 있는 측의 표면 전면에 보호막을 피착시키는 단계와,
상기 중심 도체막의 평탄화된 측으로부터 상기 중심 도체막을 상기 보호막에 도달할 때까지 에칭해 제거하는 단계와,
상기 보호막을 제거해 상기 중심 도체막을 추출하는 단계를 가지는 것을 특징으로 하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
추출한 상기 중심 도체막을 기초로 제 2의 전기 도금에 의해 상기 중심 도체막을 피복하는 표면 도체막을 형성해, 상기 중심 도체막과 상기 표면 도체막으로 이루어진 코일 소자를 형성하는 단계를 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 전사 금형의 상기 표면부는 Ni로, Ni의 표면에 NiO가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 보호막이 SiO2, SOG 또는 레지스트인 것을 특징으로 하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 보호막을 CVD 또는 스퍼터에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 중심 도체막의 상기 에칭은 염화 제 2철용액을 이용해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
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