KR20150089318A - 공통 모드 필터 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20150089318A KR1020140009798A KR20140009798A KR20150089318A KR 20150089318 A KR20150089318 A KR 20150089318A KR 1020140009798 A KR1020140009798 A KR 1020140009798A KR 20140009798 A KR20140009798 A KR 20140009798A KR 20150089318 A KR20150089318 A KR 20150089318A
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Abstract

공통 모드 필터 및 그 제조 방법이 개시된다. 자성기판; 내부에 코일패턴을 포함하고, 상기 자성기판 상에 형성되는 절연층; 상기 자성기판과 상기 절연층 사이에 개재되는 정전방전층; 상기 코일패턴과 전기적으로 연결되며, 상기 정전방전층 상에 형성되는 외부전극; 및 상기 정전방전층과 연결되어 상기 외부전극으로 유입된 정전기를 방출시키도록, 상기 정전방전층 상에 형성되는 그라운드전극을 포함하는 공통 모드 필터 및 그 제조 방법이 제공된다.

Description

공통 모드 필터 및 그 제조 방법{COMMON MODE FILTER AND METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 공통 모드 필터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
USB와 같은 고속 디지털 인터페이스에는 노이즈 대책품이 요구된다. 그 중에서 커먼 모드 노이즈를 선택적으로 제거하는 것이 커먼 모드 필터이다.
커먼 모드 노이즈는 배선계의 임피던스 불평행 등에 의하여 발생할 수 있다. 또한, 고주파일수록 현저하게 발생할 수 있다. 커먼 모드 노이즈는 지면(地面) 등에도 전달되어 큰 루프를 그리면서 되돌아 오기 때문에 멀리 떨어져 있는 전자기기에도 여러 가지 노이즈 장애를 발생시킨다.
커먼 모드 필터는, 차동 모드 신호는 통과시키고, 커몬 모드 노이즈를 선택적으로 제거할 수 있다. 커몬 모드 필터 내에서, 차동 모드 신호에 의한 자속이 서로 상쇄되어 인덕턴스가 발생하지 않아 차동 모드 신호가 통과된다. 반면, 커몬 모드 노이즈에 의한 자속은 보강되고 인덕턴스의 작용이 커지게 되고, 이에 따라 노이즈가 제거될 수 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0129844호(커먼 모드 노이즈 필터, 2011.12.06 공개)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은, 정전방전층이 자성기판과 절연층 사이에 개재되는 공통 모드 필터와 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 자성기판; 내부에 코일패턴을 포함하고, 상기 자성기판 상에 형성되는 절연층; 상기 자성기판과 상기 절연층 사이에 개재되는 정전방전층; 상기 코일패턴과 전기적으로 연결되며, 상기 정전방전층 상에 형성되는 외부전극; 및 상기 정전방전층과 연결되어 상기 외부전극으로 유입된 정전기를 방출시키도록, 상기 정전방전층 상에 형성되는 그라운드전극을 포함하는 공통 모드 필터가 제공된다.
상기 정전방전층은 상기 자성기판의 상면 전체를 커버하도록 형성될 수 있다.
상기 그라운드전극은 상기 정전방전층의 표면 상에 형성될 수 있다.
상기 그라운드전극은, 상기 정전방전층의 표면 상에 형성되는 리드전극; 및 상기 리드전극 상에 형성되는 표면전극을 포함할 수 있다.
상기 외부전극의 일면 및 상기 그라운드전극의 일면이 외부로 노출되도록 상기 절연층 상에 형성되는 자성층을 더 포함할 수 있다.
상기 정전방전층은 침상금속입자가 내포된 수지재를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 자성기판 상에 정전방전층을 형성하는 단계; 상기 정전방전층 상에, 내부에 코일패턴을 포함하는 절연층을 형성하는 단계; 상기 정전방전층 상에, 상기 코일패턴과 전기적으로 연결되는 외부전극을 형성하는 단계; 및 상기 정전방전층 상에, 상기 정전방전층과 연결되어 상기 외부전극으로 유입된 정전기를 방출시키는 그라운드전극을 형성하는 단계를 포함하는 공통 모드 필터 제조 방법이 제공된다.
자성기판 상에 정전방전층을 형성하는 단계는, 침상금속입자가 내포된 수지재를 상기 자성기판의 상면에 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 그라운드전극을 형성하는 단계는, 상기 정전방전층 표면 상에 리드전극을 형성하는 단계; 및 상기 리드전극 상에 표면전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 그라운드전극을 형성하는 단계 이후에, 상기 외부전극의 일면 및 상기 그라운드전극의 일면이 외부로 노출되도록 상기 절연층 상에 자성층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 공통 모드 필터의 두께가 작아져 소형화가 도모될 수 있으며, 공통 모드 필터 제조 공정이 단순해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터 제조 방법을 나타낸 순서도.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터 제조 방법을 나타낸 공정도.
본 발명에 따른 공통 모드 필터 및 그 제조 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터는, 자성기판(110), 절연층(120), 정전방전층(130), 외부전극(140) 및 그라운드전극(150)을 포함하고, 자성층(160)을 더 포함할 수 있다.
자성기판(110)은 커먼 모드 필터의 최하층에 위치하며 자성을 띠는 기판이다. 자성기판(110)은 자성을 띠는 물질로서, 금속, 고분자 또는 세라믹 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 자성기판(110)은 페라이트 기판을 포함할 수 있다.
절연층(120)은 자성기판(110) 상에 형성되며, 내부에 코일패턴(121)을 포함할 수 있다. 절연층(120)은 코일패턴(121)과 자성기판(110) 간을 절연할 수 있다.
절연층(120)의 재료로서는 전기적 절연 특성이 우수하고, 가공성이 좋은 고분자 수지가 바람직하게 사용될 수 있으며, 예를 들어, 에폭시 수지 또는 폴리이미드 수지 등이 사용될 수 있다.
코일패턴(121)은 인덕터(inductor) 역할을 하는 소자이다. 코일패턴(121)은 나선형으로 형성될 수 있다. 나선형으로 형성되는 코일패턴(121)은 패턴의 길이가 길어짐으로써 인덕턴스가 증가될 수 있다.
한편, 나선형의 코일패턴(121)은 이층 구조로 형성될 수 있다. 첫 번째 층의 코일패턴(121)은 외부에서 내부로 감아져 들어가는 형상이며, 두 번째 층의 코일패턴(121)은 내부에서 외부로 감아져 나오는 형상이다. 첫 번째 층의 코일패턴(121)과 두 번째 층의 코일패턴(121)은 비아(via)로 연결될 수 있다.
코일패턴(121)은 한 쌍으로 구성될 수 있다. 한 쌍의 코일패턴(121) 간에는 자기적인 결합력이 발생하게 된다. 커몬 모드 노이즈(common mode noise)의 경우, 상기의 자기적인 결합력에 의하여 인덕턴스 작용이 커지게 된다.
코일패턴(121)은 도전성과 가공성이 우수한 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 코일패턴(121)은 포토리소그래피 공정과 도금의 방법으로 형성 될 수 있다.
정전방전층(130)은 자성기판(110)과 절연층(120) 사이에 개재되는 층으로, 정전기의 이동통로를 제공한다. 정전방전층(130)은 자성기판(110)의 상면 전체를 커버하도록 형성될 수 있다. 정전방전층(130)이 자성기판(110) 상면 전체에 형성됨으로써, 정전기의 이동경로가 다양해지도록 할 수 있다. 이에 따라, 정전기 방전 효과가 향상될 수 있다.
정전방전층(130)은 침상금속입자를 내포한 수지재를 포함할 수 있다. 침상금속입자는 일반적인 경우에는 방향성을 가지지 않도록 수지재에 내포되어 있으나, 정전기가 유입되는 경우, 외부전극(140)에서 그라운드전극(150) 측으로의 방향성을 가지도록 배열된다. 이에 따라, 외부전극(140)에서 그라운드전극(150)으로 정전기가 흐르게 된다. 외부전극(140)과 그라운드전극(150)에 대해서는 후술한다.
외부전극(140)은 코일패턴(121)과 전기적으로 연결되어 일면이 외부로 노출되도록 정전방전층(130) 상에 형성된다. 외부전극(140)은 코일패턴(121)으로 신호를 입력 및 출력시키는 전극이다. 이를 위하여, 외부전극(140)이 일면은 외부로 노출된다.
코일패턴(121)이 한 쌍으로 이루어지는 경우, 외부전극(140)은 두 쌍으로 이루어질 수 있다.
그라운드전극(150)은 외부전극(140)으로 유입된 정전기가 방전되도록 정전방전층(130) 상에 형성된다. 외부전극(140)이 복수로 이루어지는 경우, 그라운드전극(150)은 외부전극(140) 사이에 배치될 수 있다. 그라운드전극(150)은 정전방전층(130)의 표면 상에 형성될 수 있다.
그라운드전극(150)은 리드전극(151)과 표면전극(152)을 포함할 수 있다. 리드전극(151)은 정전방전층(130)과 접촉되도록 자성기판(110)의 표면 상에 형성되는 전극이다. 리드전극(151)은 자성기판(110)의 가장자리에 형성될 수 있다. 표면전극(152)은 리드전극(151)과 연결되도록 절연층(120) 상에 형성되는 전극이다.
이 경우, 리드전극(151)은 코일패턴(121) 형성과 동시에 형성될 수 있으며, 표면전극(152)은 외부전극(140)의 형성과 동시에 형성될 수 있다. 즉, 그라운드전극(150)의 형성 공정이 용이해진다.
자성층(160)은 절연층(120) 상에 형성되는 자성을 띠는 층이다. 자성층(160)은 자성기판(110)과 더불어 폐자로를 형성하게 된다. 자성층(160)과 자성기판(110)에 의하여 강하게 형성되는 자기선속(magnetic flux)에 의하면 한 쌍의 코일패턴(121) 간의 자기적 결합이 강해질 수 있다.
자성층(160)은 자기분말과 수지재를 포함할 수 있다. 자기분말은 자성층(160)이 자성을 띠도록 하며, 수지재는 자성층(160)이 유동성을 가지도록 한다. 이 경우, 자기분말은 페라이트를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터에 의하면, 정전방전층이 자성기판과 절연층 사이에 개재되므로, 공통 모드 필터의 두께가 작아질 수 있고, 정전방전층의 형성이 더욱 용이해질 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터에 대하여 설명하였다. 다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터 제조 방법을 나타낸 순서도이고, 도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터 제조 방법을 나타낸 공정도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터 제조 방법은, 자성기판 상에 정전방전층을 형성하는 단계(S110), 정전방전층 상에 절연층을 형성하는 단계(S120), 정전방전층 상에 외부전극을 형성하는 단계(S130), 정전방전층 상에 그라운드전극을 형성하는 단계(S140) 및 절연층 상에 자성층을 형성하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 자성기판(110) 상에 정전방전층(130)을 형성하는 단계(S110)는, 자성기판(110) 상에 정전기의 전기적 통로를 제공하는 정전방전층(130)을 형성하는 단계이다. 정전방전층(130)은 침상금속입자가 내포된 수지재를 포함할 수 있다. 이 경우, 정전방전층(130)은 자성기판(110) 상에 도포되므로, 정전방전층(130) 형성 공정은 매우 단순해질 수 있다.
정전방전층(130)은 자성기판(110) 상면 전체를 커버할 수 있다. 정전방전층(130)의 면적이 커지면서, 정전기의 이동 경로가 다양해질 수 있고, 정전기 방전 효율이 우수해질 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 정전방전층(130) 상에 절연층(120)을 형성하는 단계(S120)는, 코일패턴(121)을 내포하는 절연층(120)을 정전방전층(130) 상에 형성하는 단계이다. 절연층(120)은 포토리소그래피 공정을 통하여 내부에 코일패턴(121)이 형성될 수 있다. 코일패턴(121)에 관한 설명은 상술한 바와 같다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 절연층(120)은 세 층으로 구성될 수 있다. 도 4에는 0차 층을 형성하는 단계가 도시되어 있으며, 0차 층은 코일패턴(121)과 자성기판(110)을 절연시키는 층이다. 도 5에는 1차 층을 형성하는 단계가 도시되어 있으며, 1차 층은 1차 패턴을 포함한다. 도 6에는 2차 층을 형성하는 단계가 도시되어 있으며, 2차 층은 2차 패턴을 포함한다.
도 7을 참조하면, 정전방전층(130) 상에 외부전극(140)을 형성하는 단계(S130)는 코일패턴(121)과 전기적으로 연결되는 외부전극(140)을 정전방전층(130) 상에 형성하는 단계이다.
외부전극(140) 형성 단계(S130)는 절연층(120) 형성 단계(S120)와 동시에 이루어질 수 있다. 즉, 외부전극(140)은 절연층(120) 내의 코일패턴(121) 형성과 동시에 형성될 수 있다. 이 경우, 코일패턴(121)과 외부전극(140)은 동일한 전도성 물질로 형성될 수 있다.
정전방전층(130) 상에 그라운드전극(150)을 형성하는 단계(S140)는, 외부전극(140)을 통하여 유입된 정전기를 방출하기 위한 그라운드전극(150)을 정전방전층(130) 상에 형성하는 단계이다. 여기서, 그라운드전극(150)은 정전방전층(130) 표면 상에 형성될 수 있다.
정전방전층(130) 상에 그라운드전극(150)을 형성하는 단계(S140)는, 정전방전층(130) 표면 상에 리드전극(151)을 형성하는 단계와 리드전극(151) 상에 표면전극(152)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
그라운드전극(150)을 형성하는 단계(S140)는 절연층(120)을 형성하는 단계(S120) 및 외부전극(140)을 형성하는 단계(S130)와 동시에 이루어질 수 있다. 즉, 그라운드전극(150)은 코일패턴(121)과 외부전극(140)과 함께 형성될 수 있으며, 모두 동일한 전도성 물질로 형성될 수 있다.
구체적으로, 그라운드전극(150)의 리드전극(151)은 절연층(120)의 코일패턴(121)과 동시에 형성되면서 높이가 점점 높아질 수 있다. 절연층(120)의 형성이 종료된 이후에, 그라운드전극(150)의 표면전극(152)이 리드전극(151) 상에 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 절연층(120) 상에 자성층(160)을 형성하는 단계(S150)는, 자성기판(110)과 함께 폐자로를 만드는 자성층(160)을 절연층(120) 상에 형성하는 단계이다. 자성층(160)은 유동성을 가지는 수지재를 포함하며, 절연층(120) 상에 도포되는 방식으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터 제조 방법에 의하면, 정전방전층이 자성기판과 절연층 사이에 개재됨으로써, 공통 모드 필터 제조 공정이 단순해질 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 공통 모드 필터
110: 자성기판
120: 절연층
121: 코일패턴
130: 정전방전층
140: 외부전극
150: 그라운드전극
151: 리드전극
152: 표면전극
160: 자성층

Claims (10)

  1. 자성기판;
    내부에 코일패턴을 포함하고, 상기 자성기판 상에 형성되는 절연층;
    상기 자성기판과 상기 절연층 사이에 개재되는 정전방전층;
    상기 코일패턴과 전기적으로 연결되며, 상기 정전방전층 상에 형성되는 외부전극; 및
    상기 정전방전층과 연결되어 상기 외부전극으로 유입된 정전기를 방출시키도록, 상기 정전방전층 상에 형성되는 그라운드전극을 포함하는 공통 모드 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정전방전층은 상기 자성기판의 상면 전체를 커버하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 그라운드전극은 상기 정전방전층의 표면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 그라운드전극은,
    상기 정전방전층의 표면 상에 형성되는 리드전극; 및
    상기 리드전극 상에 형성되는 표면전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외부전극의 일면 및 상기 그라운드전극의 일면이 외부로 노출되도록 상기 절연층 상에 형성되는 자성층을 더 포함하는 공통 모드 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정전방전층은 침상금속입자가 내포된 수지재를 포함하는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  7. 자성기판 상에 정전방전층을 형성하는 단계;
    상기 정전방전층 상에, 내부에 코일패턴을 포함하는 절연층을 형성하는 단계;
    상기 정전방전층 상에, 상기 코일패턴과 전기적으로 연결되는 외부전극을 형성하는 단계; 및
    상기 정전방전층 상에, 상기 정전방전층과 연결되어 상기 외부전극으로 유입된 정전기를 방출시키는 그라운드전극을 형성하는 단계를 포함하는 공통 모드 필터 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    자성기판 상에 정전방전층을 형성하는 단계는,
    침상금속입자가 내포된 수지재를 상기 자성기판의 상면에 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 그라운드전극을 형성하는 단계는,
    상기 정전방전층 표면 상에 리드전극을 형성하는 단계; 및
    상기 리드전극 상에 표면전극을 형성하는 단계를 포함하는 공통 모드 필터 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 그라운드전극을 형성하는 단계 이후에,
    상기 외부전극의 일면 및 상기 그라운드전극의 일면이 외부로 노출되도록 상기 절연층 상에 자성층을 형성하는 단계를 더 포함하는 공통 모드 필터 제조 방법.
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KR1020140009798A KR20150089318A (ko) 2014-01-27 2014-01-27 공통 모드 필터 및 그 제조 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10332680B2 (en) 2016-02-11 2019-06-25 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Composite electronic component

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