KR20150128149A - 공통 모드 필터 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

공통 모드 필터 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 공통 모드 필터는 기판, 기판 상에 배치되어 신호 노이즈를 제거하는 필터층, 필터층의 외곽부를 따라 절곡되어 형성되며 필터층과 전기적으로 연결되는 전극기둥, 종단면적이 전극기둥보다 크게 형성되어 전극기둥 상에 일체로 결합되는 전극패드 및 필터층 상에서 전극기둥 사이 및 전극패드 사이를 충진하여 형성된 자성층을 포함한다.

Description

공통 모드 필터 및 그 제조 방법{COMMON MODE FILTER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 공통 모드 필터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 기술의 발전에 따라 휴대전화, 가전제품, PC, PDA, LCD 등과 같은 전자기기가 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 변화되고, 처리하는 데이터량의 증가로 인해 전자기기가 고속화되고 있는 추세에 있다.
이와 같이 디지털화 및 고속화되는 전자기기들은 외부로부터의 자극에 민감할 수 있다. 즉, 외부로부터의 작은 이상 전압과 고주파 노이즈가 전자기기의 내부 회로로 유입될 경우 회로가 파손되거나 신호가 왜곡되는 경우가 발생할 수 있다.
이 경우, 전자기기의 회로 파손, 신호 왜곡을 발생시키는 이상 전압과 노이즈의 원인으로는 낙뢰, 인체에 대전된 정전기 방전, 회로 내에서 발생하는 스위칭 전압, 전원전압에 포함된 전원 노이즈, 불필요한 전자기신호 또는 전자기잡음 등이 있다.
이러한, 전자기기의 회로 파손이나 신호 왜곡의 발생을 방지하기 위해서는 필터를 설치하여 이상 전압과 고주파 노이즈가 회로로 유입되는 것을 방지할 필요가 있다. 특히, 고속 차동신호 라인 등에는 공통 모드 노이즈를 제거하기 위해 공통 모드 필터를 사용하는 것이 일반적이다.
한국공개특허 제10-2012-0033644호 (2012. 04. 09. 공개)
본 발명의 실시예는, 전극기둥의 강성 및 자성층과의 접합력을 높여 제작을 용이하게 할 수 있는 공통 모드 필터 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판, 기판 상에 배치되어 신호 노이즈를 제거하는 필터층, 필터층의 외곽부를 따라 절곡되어 형성되며 필터층과 전기적으로 연결되는 전극기둥, 종단면적이 전극기둥보다 크게 형성되어 전극기둥 상에 일체로 결합되는 전극패드 및 필터층 상에서 전극기둥 사이 및 전극패드 사이를 충진하여 형성된 자성층을 포함하는 공통 모드 필터가 제공된다.
여기서, 기판 및 필터층은 사각형 평면 형상으로 형성되고, 전극기둥은 필터층의 각 꼭지점으로부터 모서리를 따라 연장되어 형성될 수 있다.
필터층은 적층된 복수의 절연층과 복수의 스파이럴 도체를 포함할 수 있다.
전극기둥은 스파이럴 도체의 종방향 투영면과 간섭되지 않도록 형성될 수 있다.
기판은 자성 물질을 포함할 수 있다.
그리고, 자성층은 자성 물질을 함유한 복합재로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 상에 필터층을 형성하는 단계, 필터층 상에 미리 설정된 형태의 드라이 필름 패턴을 형성하는 단계, 드라이 필름 패턴을 이용하여 필터층 상에 전극기둥을 형성하는 단계, 드라이 필름 패턴을 제거하는 단계, 전극기둥 사이에 자성 물질을 충진하여 제1 자성층을 형성하는 단계, 전극기둥 상에 일체로 결합되는 전극패드를 형성하는 단계 및 전극패드 사이에 자성 물질을 충진하여 제1 자성층과 일체로 형성되는 제2 자성층을 형성하는 단계를 포함하는 공통 모드 필터의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전극기둥이 필터층의 외곽부를 따라 절곡되어 형성되므로, 전극기둥의 강성 및 자성층과의 접합력을 높여 공통 모드 필터의 제작을 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터의 종단면을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터의 횡단면을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터의 제조 방법을 나타내는 순서도.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터의 제조 방법에서 주요 단계를 나타내는 도면.
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 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터의 종단면을 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터의 횡단면을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터(1000)는 기판(100), 필터층(200), 전극기둥(300), 전극패드(400) 및 자성층(500)을 포함한다.
기판(100)은 필터층(200)을 지지하는 부분으로, 자성층(500)과 자기장을 형성할 수 있다. 이 경우, 기판(100)은 필터층(200)을 지지하는 기능을 수행하며 본 실시예에 따른 공통 모드 필터(1000)에서 하부에 배치될 수 있다.
여기서, 기판(100)은 자성 물질을 포함하여, 폐자로(closed magnetic circuit)로서의 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 소결된 페라이트(ferrite)를 포함하거나, 포스테라이트(forsterite) 등의 세라믹 물질을 포함할 수 있다. 이러한 기판(110)은 공통 모드 필터의 형상에 따라 미리 설정된 면적 또는 두께로 형성될 수 있다.
필터층(200)은 기판(100) 상에 배치되어 신호 노이즈를 제거하는 부분으로, 절연층(210) 내에 형성된 스파이럴 도체(220)를 통해 신호 노이즈를 제거할 수 있다.
여기서, 필터층(200)은 적층된 복수의 절연층(210)과 복수의 스파이럴 도체(220)를 포함할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 필터층(200)은 기판(100)의 상면에 순차적으로 적층된 복수의 절연층(210)과, 각 절연층(210) 사이에 개재된 복수의 스파이럴 도체(220)를 포함할 수 있다.
이 경우, 스파이럴 도체(220)는 기판(100) 상에 증착된 시드층을 이용하여 도금 방식으로 전도층을 형성하고 전도층을 패터닝하여 형성될 수 있다. 또한, 스파이럴 도체(220)는 절연층(210)을 관통하는 비아 등을 통해 전극기둥(300)과 전기적으로 연결될 수 있다.
전극기둥(300)은 필터층(200)의 외곽부를 따라 절곡되어 형성되며 필터층(200)과 전기적으로 연결되는 부분으로, 전극패드(400)에 결합된 상태로 외부전극 또는 외부장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 전극기둥(300)은 필터층(200)의 일부분에 형성된 비아 등을 통해 필터층(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같은 전극기둥(300)은 도 3에 도시된 바와 같이, 절곡되어 형성됨으로써 상대적으로 작은 단면적을 가지면서도 자성층(500)과 복수의 면이 접할 수 있다. 또한, 절곡되어 형성된 전극기둥(300)은 상대적으로 작은 단면적을 가지면서도 횡방향의 외력에 대한 강성을 높일 수 있다.
전극패드(400)는 종단면적이 전극기둥(300)보다 크게 형성되어 전극기둥(300) 상에 일체로 결합되는 부분으로, 외부전극 또는 외부장치와 전기적으로 연결되는 부분일 수 있다. 이 경우, 전극패드(400)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전극기둥(300)보다 종단면적이 크게 형성되어 외부전극 또는 외부장치와의 연결을 용이하게 할 수 있다.
자성층(500)은 필터층(200) 상에서 전극기둥(300) 사이 및 전극패드(400) 사이를 충진하여 형성되는 부분으로, 기판(100)과 자기장을 형성할 수 있다. 또한, 자성층(500)은 기판(100)과 함께 필터층(200)을 보호할 수 있다. 이러한 자성층(500)은 본 실시예에 따른 공통 모드 필터(1000)의 실장면 또는 저면을 구성할 수 있다.
여기서, 자성층(500)은 자성 물질을 함유한 복합재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 자성층(500)은 페라이트 파우터를 함유한 에폭시 수지 등으로 형성될 수 있다. 이러한 자성층(500)은 전극기둥(300) 및 전극패드(400)의 전체 두께와 동일하거나 그 이하의 두께로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 공통 모드 필터(1000)는 전극기둥(300)이 필터층(200)의 외곽부를 따라 절곡되어 형성되므로, 전극기둥(300)의 강성 및 자성층(500)과의 접합력을 높여 공통 모드 필터(1000)의 제작을 용이하게 할 수 있다.
본 실시예에 따른 공통 모드 필터(1000)에서, 기판(100) 및 필터층(200)은 사각형 평면 형상으로 형성되고, 전극기둥(300)은 필터층(200)의 각 꼭지점으로부터 모서리를 따라 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 전극기둥(300)은 도 3에 도시된 바와 같이, 필터층(200)의 각 꼭지점에 L자 형상으로 형성될 수 있다.
이로 인해, 전극기둥(300)은 본 실시예에 따른 공통 모드 필터(1000)의 각 측면에 고르게 형성되면서도, 전극기둥(300)의 강성 및 자성층(500)과의 접합력을 높일 수 있다.
여기서, 전극기둥(300)은 스파이럴 도체(220)의 종방향 투영면과 간섭되지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 전극기둥(300)은 도 2에 도시된 바와 같이, 스파이럴 도체(220)의 상면을 피하도록 필터층(200)의 외곽부에 배치될 수 있다.
일반적인 공통 모드 필터(1000)에서 자체 공진 주파수(Self Resonance Frequency, SRF)를 손상시키는 주 원인은 기생 커패시턴스(capacitance)로 인하여 발생할 수 있다. 이와 같은 기생 커패시턴스는 주로 전기가 통하는 회로 사이에 측정되는 커패시턴스로서, 임피던스(impedence)를 감소시키는 역할을 하게 된다.
특히, 기생 커패시턴스는 주로 스파이럴 도체(220)의 상면에 배치된 전극에 의해 발생하므로, 이러한 기생 커패시턴스를 줄이기 위해서는 전극과 스파이럴 도체(220)간의 종방향 간섭을 최소화할 필요가 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 공통 모드 필터(1000)는 전극기둥(300)이 스파이럴 도체(220)의 종방향 투영면과 간섭되지 않도록 형성하여, 기생 커패시턴스를 최소화하여 자체 공진 주파수(Self Resonance Frequency, SRF)를 향상시킬 수 있다.
그 결과, 공통 모드 필터(1000)의 성능 구현이 가능한 주파수 범위가 넓어지고, 특히 고주파수 영역에서의 필터링 효과가 증대될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터의 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터의 제조 방법에서 주요 단계를 나타내는 도면이다.
이 경우, 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터의 제조 방법에 표현되는 주요 구성은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터의 제조 방법은 기판(100) 상에 필터층(200)을 형성하는 단계(S100)로부터 시작된다.
여기서, 필터층(200)은 적층된 복수의 절연층(210)과 복수의 스파이럴 도체(220)를 포함할 수 있다. 그리고, 스파이럴 도체(220)는 기판(100) 상에 증착된 시드층을 이용하여 도금 방식으로 전도층을 형성하고 전도층을 패터닝하여 형성될 수 있다.
다음으로, 필터층(200) 상에 필터층(200)의 외곽부를 따라 절곡된 형상으로 제거된 형태의 드라이 필름 패턴(600)을 형성할 수 있다(S200, 도 5). 즉, 필터층(200) 상에 드라이 필름을 부착한 후 포토 리소그래피 등의 공정을 진행하여, 필터층(200)의 외곽부를 따라 절곡된 형상으로 드라이 필름을 제거한 드라이 필름 패턴(600)을 형성할 수 있다.
다음으로, 드라이 필름 패턴(600)을 이용하여 필터층(200) 상에 전극기둥(300)을 형성할 수 있다(S300, 도 6). 즉, 드라이 필름 패턴(600)을 마스크로 이용하여 필터층(200)의 외곽부를 따라 절곡된 형상으로 전극기둥(300)을 도금할 수 있다.
여기서, 전극기둥(300)은 스파이럴 도체(220)의 종방향 투영면과 간섭되지 않도록 형성됨으로써, 기생 커패시턴스를 최소화하여 자체 공진 주파수(Self Resonance Frequency, SRF)를 향상시킬 수 있다.
다음으로, 드라이 필름 패턴(600)을 제거할 수 있다(S400, 도 7). 즉, 스트립 공정 등을 통해 전극기둥(300) 사이에 배치된 드라이 필름을 제거할 수 있다.
다음으로, 전극기둥(300) 사이에 자성 물질을 충진하여 자성층(500)의 일부분을 형성할 수 있다(S500, 도 8). 이 경우, 페라이트 파우더를 함유하는 에폭시 수지 등을 포함하는 복합재를 전극기둥(300) 사이에 도포하여 자성층(500)의 일부분을 형성할 수 있다.
다음으로, 종단면적이 전극기둥(300)보다 크게 형성되어 전극기둥(300) 상에 일체로 결합되는 전극패드(400)를 형성할 수 있다(S600). 즉, 전극기둥(300)의 상부에 종단면적이 확장되도록 전극패드(400)를 도금하여 형성할 수 있다.
다음으로, 전극패드(400) 사이에 자성 물질을 충진하여 자성층(500)의 나머지 부분을 형성할 수 있다(S700, 도 9). 이 경우에도, 페라이트 파우더를 함유하는 에폭시 수지 등을 포함하는 복합재를 전극패드(400) 사이에 도포하여 자성층(500)의 나머지 부분을 형성할 수 있다.
즉, S500 단계에서 형성되는 자성층(500)의 일부분과 S700 단계에서 형성되는 자성층(500)의 나머지 부분은 일체로 형성되어 자기장을 형성하고 공통 모드 필터(1000)의 실장면 또는 저면을 구성할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 공통 모드 필터의 제조 방법은, 전극기둥(300)이 필터층(200)의 외곽부를 따라 절곡되어 형성되므로, 전극기둥(300)의 강성 및 자성층(500)과의 접합력을 높여 공통 모드 필터(1000)의 제작을 용이하게 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터의 제조 방법에서, 주요 구성에 대한 상세한 설명은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 모드 필터(1000)에서 상술하였으므로, 중복되는 내용에 관하여는 생략하도록 한다.
이상, 본 발명의 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: 기판
200: 필터층
210: 절연층
220: 스파이럴 도체
300: 전극기둥
400: 전극패드
500: 자성층
600: 드라이 필름 패턴
1000: 공통 모드 필터

Claims (7)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되어 신호 노이즈를 제거하는 필터층;
    상기 필터층의 외곽부를 따라 절곡되어 형성되며 상기 필터층과 전기적으로 연결되는 전극기둥;
    종단면적이 상기 전극기둥보다 크게 형성되어 상기 전극기둥 상에 일체로 결합되는 전극패드; 및
    상기 필터층 상에서 상기 전극기둥 사이 및 상기 전극패드 사이를 충진하여 형성된 자성층;
    을 포함하는 공통 모드 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 필터층은 사각형 평면 형상으로 형성되고,
    상기 전극기둥은 상기 필터층의 각 꼭지점으로부터 모서리를 따라 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 필터층은 적층된 복수의 절연층과 복수의 스파이럴 도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전극기둥은 상기 스파이럴 도체의 종방향 투영면과 간섭되지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판은 자성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 자성층은 자성 물질을 함유한 복합재로 형성되는 것을 특징으로 하는 공통 모드 필터.
  7. 기판 상에 필터층을 형성하는 단계;
    상기 필터층 상에 상기 필터층의 외곽부를 따라 절곡된 형상으로 제거된 형태의 드라이 필름 패턴을 형성하는 단계;
    상기 드라이 필름 패턴을 이용하여 상기 필터층 상에 전극기둥을 형성하는 단계;
    상기 드라이 필름 패턴을 제거하는 단계;
    상기 전극기둥 사이에 자성 물질을 충진하여 자성층의 일부분을 형성하는 단계;
    종단면적이 상기 전극기둥보다 크게 형성되어 상기 전극기둥 상에 일체로 결합되는 전극패드를 형성하는 단계; 및
    상기 전극패드 사이에 자성 물질을 충진하여 상기 자성층의 나머지 부분을 형성하는 단계;
    를 포함하는 공통 모드 필터의 제조 방법.
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