KR20170079094A - 공통모드필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 공통모드필터는 복수의 외부전극과 각각 연결된 복수의 신호패턴, 접지전극과 연결된 접지패턴, 및 상기 복수의 신호패턴 및 접지패턴의 일부 영역을 덮는 단일의 고전압통전부재를 포함하는 ESD 방지층; 상기 ESD 방지층 상에 배치되는 자성층; 및 상기 자성층 상에 배치되고, 상기 복수의 외부전극과 연결된 적어도 하나 이상의 코일 패턴을 포함하는 코일부를 포함할 수 있다.

Description

공통모드필터{Common mode filter}
본 발명은 공통모드필터에 관한 것이다.
기술이 발전함에 전자기기가 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 변화되고, 처리하는 데이터량의 증가로 인해 전자기기에 고속 인터페이스가 적용되는 추세에 있다. 상기 고속 인터페이스로서 USB 2.0, USB 3.0 및 고선명 멀티미디어 인터페이스(high-definition multimedia interface;HDMI)가 광범위하게 보급되고 있으며, 이들 인터페이스는 현재 스마트 폰, 개인용 컴퓨터, 및 디지털 고화질 텔레비전과 같은 다양한 디지털 전자기기에서 사용되고 있다.
이들 고속 인터페이스는 오랫동안 일반적으로 이용되었던 단일-종단 (single-end) 송신 시스템과 달리 한 쌍의 신호 라인들을 사용하여 차동 신호(차동 모드 신호)를 송신하는 차동 신호 시스템을 채용한다. 하지만, 디지털화 및 고속화되는 전자기기들은 외부로부터의 자극에 민감하여 고주파 노이즈에 의해 신호 왜곡이 발생할 수 있고, 정전기 방전(ESD: Electrostatic Discharge)과 같은 이상 전압에 의해 회로가 파손될 수도 있다.
이러한 고주파 노이즈 및 이상 전압이 회로로 유입되는 것을 방지하기 위해 공통모드필터(Common Mode Filter: CMF), 및 바리스터(Varistor)나 다이오드(Diode)와 같은 ESD 방지 소자가 사용될 수 있다.
최근에는 전자기기의 부품 집적도가 높아지면서 ESD 방지 기능을 포함하는 공통모드필터가 연구되고 있다.
한국 공개특허공보 제2015-0060522호
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 품질 안정성을 개선한 ESD 방지층을 포함하는 공통모드필터가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 공통모드필터는 복수의 외부전극과 각각 연결된 복수의 신호패턴, 접지전극과 연결된 접지패턴, 및 상기 복수의 신호패턴 및 접지패턴의 일부 영역을 덮는 단일의 고전압통전부재를 포함하는 ESD 방지층; 상기 ESD 방지층 상에 배치되는 자성층; 및 상기 자성층 상에 배치되고, 상기 복수의 외부전극과 연결된 적어도 하나 이상의 코일 패턴을 포함하는 코일부를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 공통모드필터는 공통모드필터의 기능과 정전기 방지 기능이 통합되어 실장시 높은 부품 집적도를 가질 수 있다. 또한, 공통 모드필터의 제조 공정 불량이 최소화되고 품질 안정성이 개선될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 공통모드필터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 ESD 방지층, 자성층, 및 코일부의 분해사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 ESD 방지층의 평면도이다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 ESD 방지층의 평면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 고전압통전부재의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 예는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 공통모드필터의 사시도이고, 도 2는 도 1의 ESD 방지층, 자성층, 및 코일부의 분해사시도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 공통모드필터(100)는 자성체 바디(101), 복수의 외부전극, 및 접지전극을 포함하고, 상기 자성체 바디(101)는 ESD(Electrostatic Discharge) 방지층(110), 및 자성층(120), 및 코일부(130)를 포함한다. 또한, 제1 보호층(150) 및 제2 보호층(160)을 더 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 공통모드필터(100)는 제1 내지 제4 외부전극(141, 142, 143, 144)과 제1 및 제2 접지전극(145, 146)을 포함하나 외부전극 또는 접지전극의 수는 변경될 수 있다.
제1 내지 제4 외부전극(141, 142, 143, 144)과 제1 및 제2 접지전극(145, 146)은 자성체 바디(101)의 두께 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제4 외부전극(141, 142, 143, 144)과 제1 및 제2 접지전극(145, 146)은 서로 분리되도록 배치될 수 있다.
제1 및 제4 외부전극(141, 142, 143, 144)과 제1 및 제2 접지전극(145, 146)은 전기 전도성을 부여할 수 있는 금속으로 이루어질 수 있다. 구체적으로 외부 전극은 금(Au), 은(Ag), 주석(Sn), 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 및 이들의 합금으로부터 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
ESD 방지층(110)은 복수의 신호패턴 및 접지패턴, 및 고전압통전부재를 포함한다.
도 2에 도시된 ESD 방지층(110)의 일 예는 제1 내지 제4 외부전극(141, 142, 143, 144)과 각각 연결된 제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114)을 포함하고, 제1 및 제2 접지전극(145, 146)과 연결된 접지패턴(115)을 포함한다.
또한, 상기 ESD 방지층(110)은 제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114) 및 접지패턴(115)의 일부 영역을 덮는 단일의 고전압통전부재(116)를 포함한다.
제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114) 및 접지패턴(115)은 서로 분리되도록 형성되고 제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114) 및 접지패턴(115) 사이의 공간에 고전압통전부재(116)가 도포될 수 있다.
상기 고전압통전부재(116)는 평소에는 절연성을 가지나, 정전기와 같은 고전압이 제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114)에 인가되면 전기가 흐를 수 있어서 접지패턴(115)을 통해 제1 및 제2 접지전극(145, 146)으로 고전압을 방출하여 공통모드필터(100)를 보호할 수 있다.
자성층(120)은 ESD 방지층(110) 상에 배치되고, 자성 세라믹 재료로 형성될 수 있다.
예를 들어, 자성층(120)은 자성 세라믹 재료인 페라이트 시트일 수 있고, 자성체 수지 복합재를 포함하는 시트가 될 수 도 있다. 자성체 수지 복합재를 이용하여 제1 및 제2 자성층(110, 130)를 형성하는 경우, 제1 및 제2 자성층(110, 130)에 유연성이 부여되어 크랙이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.
제1 보호층(150)은 ESD 방지층(110)의 하부에 형성되어 ESD 방지층(110)을 보호할 수 있고, 제2 보호층(160)은 코일부(130)의 상부에 형성되어 코일부(130)를 보호할 수 있다.
제1 및 제2 보호층(150, 160)은 자성 세라믹 재료인 페라이트 시트일 수 있다.
코일부(130)는 자성층(120) 상에 배치되고 적어도 하나 이상의 코일 및 상기 코일의 일단과 연결된 인출단자를 가지는 복수의 코일층을 포함한다.
도 2에서는 제1 내지 제4 코일층(120a, 120b, 120c, 120d)을 포함하는 것으로 도시하였으나 코일층의 수는 변경될 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 코일부(130)가 포함하는 제1 내지 제4 코일층(130a, 130b, 130c, 130d) 중 제1 코일층(130a)을 설명한다.
제1 코일층(130a)은 동일 평면 상에서 나란하게 같은 방향으로 감겨진 제1 및 제2 코일(131a, 132a)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 코일(131a, 132a)은 페라이트층에 도전성 재료로 구성되는 패턴을 적어도 1회 이상 감긴 형태로 형성하고, 도전성 페이스트, 포토레지스트 공법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
제1 및 제2 코일(131a, 132a)의 일단은 제1 및 제2 인출단자(133a, 134a)에 연결되고, 상기 제1 및 제2 인출단자(133a, 134a)는 자성체 바디(101)의 측면으로 노출된다.
제1 및 제2 코일(131a, 132a)이 외부전극(141, 143)에 직접 접속되는 경우에는 제1 및 제2 코일(131a, 132a)은 패턴의 폭이나 두께가 작기 때문에 외부전극(141, 143)의 접속 부분의 단면적이 작아 연결이 잘 이루어지지 않을 수 있다.
따라서, 상기 제1 및 제2 인출단자(133a, 134a)를 통해 제1 및 제2 코일(131a, 132a)과 외부전극(141, 143)이 연결되는 단면적이 증가될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 코일(131a, 132a)의 타단은 제1 및 제2 내부단자(135a, 136b)에 연결되고, 상기 제1 및 제2 내부단자(135a, 136a)는 내부 비아를 통해 다른 코일층(132b, 133c, 134d) 중 하나 이상의 코일층과 연결될 수 있다.
상기 제1 코일층(130a)의 구성은 제2 내지 제4 코일층(130b, 130c, 130d)에 적용될 수 있다.
코일부(130)는 제1 내지 제4 코일층(130a, 130b, 130c, 130d)을 적층 및 압착하여 형성될 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 ESD 방지층의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 예를 들어, ESD 방지층(110)은 제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114), 접지패턴(115), 및 고전압통전부재(116)를 포함한다.
제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114)의 일단 및 접지패턴(115)은 ESD 방지층(110)의 중앙영역(C)에서 서로 인접하도록 배치되고, 고전압통전부재(116)는 상기 중앙영역(C) 상을 덮도록 배치된다.
이때, 접지패턴(115)은 중앙영역(C)에서 제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114)의 일단과 인접하는 제1 내지 제4 돌출부(115-1, 115-2, 115-3, 115-4)를 가질 수 있다.
소정의 전압 레벨 이상에서 고전압을 통전하기 위해 중앙영역(C)에서 인접한 제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114)과 접지패턴(115) 간의 간격(W1)은 20㎛이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114)간에 고전압이 통전되는 것을 방지하기 위해, 제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114) 서로 간의 간격(W2)은 50㎛이상 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114)의 폭(W3)과 접지패턴(115)의 폭(W4 -)은 100㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 고전압통전부재(116)는 스크린 프린팅 및 디스펜싱 방식 중 하나를 이용하여 도포될 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114)의 일단 및 접지패턴(115)은 ESD 방지층(110)의 중앙영역(C)에서 서로 인접하도록 배치되므로, 상기 중앙영역(C)을 덮도록 배치되는 고전압통전부재(116)의 가로 길이(W5)는 250㎛로 형성될 수 있고, 세로 길이(W-6)는 220㎛로 형성될 수 있다.
이에 따라, 일 실시 예에 따른 공통모드필터의 고전압통전부재는 도포시 얼라인 마진(align margin)이 확보될 수 있고, 신호패턴 또는 접합패턴과의 접합성이 향상될 수 있다.
따라서, 일 실시 예에 따른 공통모드필터는 제조 공정 불량이 최소화되고 품질 안정성이 개선되는 효과를 가진다.
도 4를 참조하면, ESD 방지층(210)은 ESD 방지층(110)은 제1 내지 제4 신호패턴(211, 212, 213, 214), 접지패턴(215), 및 고전압통전부재(216)를 포함한다.
도 4에 도시된 ESD 방지층(210)은 도 3에 도시된 ESD 방지층(110)과 비교하여 접지패턴이 2개의 돌출부를 가지는 차이점을 가진다. 따라서 이외의 구성 및 기능은 도 3에 도시된 ESD 방지층(110)으로부터 이해될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
접지패턴(215)은 제2 및 제4 신호패턴(212, 214)과 인접하는 제1 돌출부(215-1) 및 제1 및 제3 신호패턴(211, 213)과 인접하는 제2 돌출부(215-2)를 가진다.
소정의 전압 레벨 이상에서 고전압을 통전하기 위해 중앙영역(C)에서 인접한 제1 내지 제4 신호패턴(211, 212, 213, 214)과 접지패턴(215) 간의 간격(W1')은 20㎛이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 제1 내지 제4 신호패턴(211, 212, 213, 214)간에 고전압이 통전되는 것을 방지하기 위해, 제1 내지 제4 신호패턴(211, 212, 213, 214) 서로 간의 간격(W2')은 50㎛이상 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5는 일 실시 예에 따른 고전압통전부재의 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 고전압통전부재(116)는 전도성 입자(116-1)가 절연성 재료(116-2)에 분산된 것을 사용할 수 있다.
예를 들어, 전도성 입자(116-1)는 Cu, Ag등의 도전성 금속이 될 수 있고, 절연성 재료(116-2)는 Al2O3, TiO2, ZnO, 폴리머 레진 등이 될 수 있다.
고전압통전부재(116)는 평소에는 부도체로 동작하다가 정전기와 같은 고전압(ESD)이 예를 들어, 제1 신호패턴(111)을 통해 인가되는 되면 전도성 입자(116-1)를 통해 통전될 수 있다.
이에 따라, 제1 신호패턴(111)에 인가된 고전압(ESD)은 접지와 연결된 접지패턴(115)을 통해 방출될 수 있다.
고전압통전부재(116)는 스크린프린팅 방식으로 인쇄될 수 있다. 이 경우, 고전압통전부재(116)가 형성될 위치와 대응하여 개구부가 형성된 마스크(mask)를 제 제1 내지 제4 신호패턴(111, 112, 113, 114, 도 3)과 접지패턴(115, 도 3) 상에 배치시킨 후, 개구부 내에 고전압통전부재(116)가 도포될 수 있다. 한편, 고전압통전부재(116)는 인쇄된 이후에 고온에서 경화될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능 하다는 것은 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100: 공통모드필터
101: 자성체 바디
110; ESD 방지층
120: 자성층
130: 코일부
141, 142, 143, 144: 외부전극
145, 146: 접지전극
150: 제1 보호층
160: 제2 보호층

Claims (8)

  1. 복수의 외부전극과 각각 연결된 복수의 신호패턴, 접지전극과 연결된 접지패턴, 및 상기 복수의 신호패턴 및 접지패턴의 일부 영역을 덮는 단일의 고전압통전부재를 포함하는 ESD 방지층;
    상기 ESD 방지층 상에 배치되는 자성층; 및
    상기 자성층 상에 배치되고, 상기 복수의 외부전극과 연결된 적어도 하나 이상의 코일 패턴을 포함하는 코일부
    를 포함하는 공통모드필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 신호패턴의 일단 및 상기 접지패턴은 상기 ESD 방지층의 중앙영역에서 서로 인접하도록 배치되며, 상기 고전압통전부재는 상기 중앙영역 상에 배치되는 공통모드필터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접지패턴은 상기 중앙영역에서 상기 복수의 신호패턴의 일단과 인접하는 복수의 돌출부를 가지는 공통모드필터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접지패턴은 상기 복수의 신호패턴 중 일부의 신호패턴과 인접하는 제1 돌출부 및 상기 복수의 신호패턴 중 나머지의 신호패턴과 인접하는 제2 돌출부를 가지는 공통모드필터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 중앙영역에서 서로 인접한 상기 복수의 신호패턴과 상기 접지전극 간의 간격은 20㎛이상인 공통모드필터
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 신호패턴 서로 간의 간격은 50㎛이상인 공통모드필터
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고전압통전부재는 전도성 입자와 절연성 재료가 혼합된 페이스트의 형태로 도포되는 공통모드필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고전압통전부재는 스크린 프린팅 및 디스펜싱 방식 중 하나를 이용하여 도포되는 공통모드필터.
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