KR20180047555A - 초소형 인덕터 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

초소형 인덕터 및 이의 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 멤스(MEMS) 기반의 인덕터의 제조 방법은 감광성 유리 기판을 마련하는 단계, 상기 유리 기판을 부분 식각하여 코일 영역 및 코어 영역을 형성하는 단계, 상기 코일 영역에 금속재를 채워 코일을 형성하는 단계, 상기 코어 영역이 형성된 감광성 유리 기판과 결합될 수 있는 형태의 자성체 기판을 마련하는 단계, 및 상기 코어 영역이 형성된 감광성 유리 기판의 전면에 상기 자성체 기판을 결합하는 단계를 포함하며, 상기 코일은 상기 자성체 코어를 중심으로 권선을 형성한다.

Description

초소형 인덕터 및 이의 제조 방법{Micro Inductor and Method of Manufacturing the Same}

본 발명은 초소형 인덕터 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 멤스(MEMS) 기반의 인덕터 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

인덕터는 전류의 변화량에 비례해 전압을 유도하는 부품으로서, 커패시터, 트랜지스터 등과 함께 전기회로를 이루는 가장 중요한 소자 가운데 하나이다.

인덕터는 구조에 따라서 적층형, 권선형, 박막형 등 여러 가지로 분류할 수 있고, 용도에 따라서 파워 인덕터, RF 인덕터(시그널 인덕터) 등으로 분류할 수 있으며, 사용되는 재료에 따라, 메탈(metal), 페라이트(ferrite), 세라믹(ceramics) 등으로 분류될 수 있다.

적층형 인덕터는 주로 자성체 시트(sheet)에 전극을 인쇄하고 자성체 시트를 적층하고 내부 도선을 연결하는 방식으로 제작된다.

권선형 인덕터는 일반적으로 코어에 코일을 감는 방식으로 제작된다.

박막 인덕터는 주로 기판(예컨대, 세라믹 기판) 위에 코일 도선을 박막 스퍼터링이나 도금으로 형성하는 방식으로 제작된다.

한편, 전자기기의 소형화 및 슬림화에 따라 여기에 사용되는 인덕터에 대해서도 슬림화, 소형화 요구가 증대하고 있으며, 이와 동시에 동일 수준 이상의 인덕턴스(즉, 고성능) 등이 요구되고 있다. 이에 따라, 재료적인 측면에서는 보다 더 높은 투자율(magnetic permeability)을 갖는 자성재료를 사용하거나, 공법적인 측면에서는 코일배선의 폭과 두께의 비, 즉 종횡비(Aspect Ratio)를 높일 수 있는 인쇄 공법 또는 높은 종횡비를 형성할 수 있는 구조적인 공법을 통해 코일배선의 면적을 증가시키려는 노력이 계속되고 있다.

그러나, 권선형 인덕터는 권선설비의 정밀도 및 극세선 와이어의 한계로 선경 17um 이하로 제작하기에는 어려움이 있으며, 적층형 인덕터는 자성체의 재료 문제 및 적층 프린팅의 한계로 고성능 구현에 어려움이 있다.

박막형 인터터는 권선형 인덕터 및 적측형 인덕터에 비하여 소형화가 가능하지만, 자성체 재질의 제한으로 인하여 고용량 인덕터를 구현하기에는 어려움이 있다.

이에 따라, 고성능 및 소형의 인덕터를 구현하기 위하여, 여러 가지 노력들이 있어 왔다.

대한민국 등록특허 제10-1503144호는 기판에 코일패턴의 관통홀을 형성하고, 관통홀 내부에 금속층을 충진하여 높은 종횡비의 코일 배선을 갖는 박막 인덕터를 구현하는 기술을 개시한다. 그러나, 자성체 기판 또는 유전체 기판에 관통홀을 뚫어 코일을 형성함으로써, 자성체 또는 유전체 기판 재질의 제한으로 인하여 고용량 인덕터를 구현하기에는 어려움이 있다.

따라서, 고성능, 초소형의 인덕터를 구현하기 위하여, 새로운 구조와 공법이 여전히 요구된다.

1.대한민국 등록특허 제10-1503144호(등록일자: 2015. 3. 10)

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 멤스(MEMS: Micro-Electro Mechanical Systems) 공법을 융합하여 고성능 및 초소형의 인덕터를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 멤스(MEMS) 공법을 융합하여 형성함으로써, 고성능 및 초소형을 실현할 수 있는 인덕터를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 멤스(MEMS) 기반의 인덕터의 제조 방법은 감광성 유리 기판을 마련하는 단계; 상기 유리 기판을 부분 식각하여 코일 영역 및 코어 영역을 형성하는 단계; 상기 코일 영역에 금속재를 채워 코일을 형성하는 단계; 상기 코어 영역이 형성된 감광성 유리 기판과 결합될 수 있는 형태의 자성체 기판을 마련하는 단계; 및 상기 코어 영역이 형성된 감광성 유리 기판의 전면에 상기 자성체 기판을 결합하는 단계를 포함한다.

상기 코일은 상기 자성체 코어를 중심으로 권선을 형성한다.

실시예에 따라, 상기 제조 방법은 상기 코일의 일단을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 제1 전극 및 상기 코일의 타단을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 멤스(MEMS) 기반의 인덕터는 감광성 유리 기판; 상기 감광성 유리 기판을 부분 식각하여 형성된 코일 영역과 코어 영역; 상기 코일 영역에 금속재로 형성된 코일; 및 상기 코어 영역과 결합되는 자성체 코어를 가지는 자성체 기판을 포함한다.

상기 코일은 상기 자성체 코어를 중심으로 권선을 형성한다.

실시예에 따라, 상기 자성체 코어 인덕터는 상기 코일의 일단을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 제1 전극; 및 상기 코일의 타단을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 제2 전극을 더 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 자성체 코어 인덕터는 상기 자성체 기판과 상기 코일 사이를 절연하는 절연막을 더 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 자성체 기판은 특정 온도에서 소성(sintering)하여 만들어진 소결체일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 자성체 코어와 자성체 코어를 감싸는 코일을 별도의 기판에 형성하여 결합함으로써, 고성능 및 초소형의 인덕터 구현이 가능하다. 특히, 자성체 기판에 직접 코일을 형성하는 것이 아니라 공정이 용이한 별도의 기판(예컨대, 감광성 유리 기판)에 코일을 형성함으로써, 자성체 기판에 관통홀들을 형성하여 코일을 형성하는 공정에 비하여, 저가의 공정설비를 이용할 수 있고, 공정 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한, 자성체 코어를 형성하는 자성체 기판이 별도로 마련됨으로써, 자성체 재질에 제한이 적으며, 이에 따라 보다 더 높은 투자율을 갖는 자성체 코어를 사용함으로써, 인덕터의 성능을 높일 수 있다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤스(MEMS) 기반의 인덕터를 제조하는 방법을 순서대로 도시한 도면들이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 멤스(MEMS) 기반의 복수의 인덕터들을 나타낸다.
도 9b 및 도 9c는 도 9a에 도시된 복수의 인덕터들을 인덕터 단위로 절단한 후의 하나의 인덕터를 나타내는 사시도이다.
도 10a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멤스(MEMS) 기반의 복수의 인덕터들을 나타낸다.
도 10b 및 도 10c는 도 10a에 도시된 복수의 인덕터들을 인덕터 단위로 절단한 후의 하나의 인덕터를 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤스(MEMS) 기반의 인덕터 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되거나, 층이 다른 층 또는 기판과 결합 또는 접착된다고 언급되는 경우에, 그것은 다른 층 또는 기판상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.

상단, 하단, 상면, 하면, 전면, 후면, 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다. 예를 들어, 편의상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우, 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다. 또한, 도면의 구성요소는 반드시 축척에 따라 그려진 것은 아니고, 예컨대, 본 발명의 이해를 돕기 위해 도면의 일부 구성요소의 크기는 다른 구성요소에 비해 과장될 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤스(MEMS) 기반의 인덕터를 제조하는 방법을 순서대로 도시한 도면들이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 먼저, 감광성 유리 기판(110)이 마련된다.

감광성 유리(photosensitive glass)는 일반적으로 투명한 유리 상태(glassy state)이나, 노광 및 열처리 공정에 따라 결정 상태가 내부에 만들어지게 되어 불투명해질 수 있다. 감광성 유리 기판(110)은 유리 상태 또는 결정 상태의 감광성 유리를 포함할 수 있다.

감광성 유리 기판(110)은 인덕터의 회로(즉, 코일)을 형성하기 위한 기판으로서, 소정 형태(예컨대, 육면체)를 가질 수 있다.

실시예에 따라, 유리 상태의 감광성 유리 기판(110)에서 인덕터 코일 및 코어를 형성할 영역을 노광 및 열처리하여 결정화시킨 후, 결정 영역을 제거(혹은 식각)할 수 있다. 결정 영역을 제거하기 위해 플루오르화수소(hydrogen fluoride; HF)를 포함하는 수용액을 이용할 수 있다.

감광성 유리 기판(110)에 인덕터 코일 및 코어 영역을 형성하기 위해, 도 2와 같이 감광성 유리 기판(110)의 일면(이하, 설명의 편의상 '상부면'이라 함)에 마스크 패턴(115)이 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 포토 레지스트(PR: Photoresist)를 이용하여 마스크 패턴(115)을 형성할 수 있다.

예를 들어, 마스크 패턴(115)은 인덕터 코어가 형성될 영역(이하, 코어 영역)(111), 코일이 형성될 영역(이하, 코일 영역)(113)과 나머지 영역을 구분하여 선택적으로 광원을 조사하여 형성될 수 있다.

실시예에 따라, 마스크 패턴(115)에 의해 마스킹되지 않은 영역(111, 113)은 광원에 노광된 후 열처리됨으로써 결정 상태가 되고, 마스킹된 영역, 즉 광원에 노광되지 않은 나머지 영역은 비결정 상태로 남게 된다.

결정화된 영역(111, 113)을 소정 깊이만큼 식각하여 코어 영역(121) 및 코일 영역(123)을 형성할 수 있다.

결정화된 영역을 소정 깊이만큼 식각하기 위해 플루오르화수소(hydrogen fluoride; HF)를 포함하는 불산 수용액을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

코어 영역(121) 및 코일 영역(123)이 형성된 후에는 마스크 패턴(115)은 제거될 수 있다. 코어 영역(121) 및 코일 영역(123)이 형성되고 마스크 패턴(115)이 제거된 모습이 도 4에 도시된다.

다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 코일 영역(123)에 금속재를 채움으로써 코일(130)을 형성할 수 있다.

이를 위하여, 코어 영역(121)만 가리고, 나머지 영역은 노출되도록 마스킹한 후, 금속재를 인쇄소성하거나 도금을 함으로써, 코일 영역(123)에 코일(130)을 형성할 수 있다.

실시예에 따라, 금속재는 전기 도금에 의해 코일 영역(123)에 충진될 수 있다. 전기 도금은 무전해 도금 또는 전해 도금 방법이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예에 따라, 금속재를 특정 온도에서 특정 시간 동안 소성함으로써 코일 영역(123)에 코일(130)을 형성할 수 있다.

코일(130)은 전도성이 우수한 Ni, Al, Fe, Cu, Ti, Cr, Au, Ag, Pd 중에서 적어도 하나의 금속으로 이루어질 수 있다.

코일 형성 후, 감광성 유리 기판(110)의 전면(예컨대, 상부면)을 연마하여 평탄화할 수 있다.

코일 영역(123)에 코일(130)이 형성된 후의 모습은 도 5에 도시된다.

코일(130)의 폭, 두께, 간격 등은 도면에 도시된 비율이나 특정 수치에 한정되지 않는다. 도면의 구성요소는 축척에 따라 그려진 것이 아니므로, 도면의 일부 구성요소의 크기는 다른 구성요소에 비해 과장되거나 축소될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 감광성 유리 기판(110)에, 코일 영역(123)을 형성하여, 코일을 형성한다.

만약, 실리콘과 같은 세라믹 기판이나 자성체 기판에 코일 영역을 형성하는 경우를 가정하면, 코일을 형성하기 전에 코일 영역에 절연처리가 필요할 수 있다. 또한, 세라믹 기판이나 자성체 기판에 코일 영역을 형성하기 위해 레이저 등을 이용한 고가의 공정설비가 필요할 수 있으며, 많은 시간이 소요될 수 있다.

본 발명은 감광성 유리 기판을 이용하므로, 코일 영역 및 코어 영역을 결정화한 후 플루오르화수소(hydrogen fluoride; HF)를 포함하는 수용액을 이용하여 간편하게 제거함으로써 공정이 비교적 간단하며, 또한, 별도의 절연처리가 필요 없으므로, 공정에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

도 6을 참조하면, 코어(141)를 형성할 자성체 기판(140)이 마련된다.

자성체 기판(140)은 코어 영역(121)이 형성된 감광성 유리 기판(110)과 결합될 수 있는 형태를 갖는다.

자성체 기판(140)의 일부는 인덕터의 코어(141)가 된다. 자성체 기판(140)의 구성재료로는 예컨대, Ni-Zn계, Ni-Cu-Zn계 및 Mg-Zn계 페라이트 중 하나 이상의 페라이트, 또는 페라이트 유리 복합재료 등의 자성체 세라믹이나, 티탄산바륨, 알루미나, 알루미나 유리 복합 재료 등의 유전체 세라믹을 이용할 수 있다.

일 실시예에서, 자성체 기판(140)은 특정 온도(예컨대, 섭씨 1000도 혹은 그 이상의 온도)에서 소성(sintering)하여 만들어진 소결체일 수 있다.

코어 영역(121)이 형성된 감광성 유리 기판(110)의 전면(예컨대, 상부면)에 자성체 기판(140)이 결합된다.

실시예에 따라, 자성체 기판(140)과 코일(130) 간의 절연을 위하여, 자성체 기판(140)의 표면에 절연막(미도시)을 형성할 수 있다.

자성체 기판(140)의 재질은 도체일 수도 있고, 부도체일 수도 있다.

자성체 기판(140)이 부도체 재질인 경우, 절연막을 형성하는 공정은 불필요할 수 있다.

자성체 기판(140)이 도체 재질인 경우, 코일(130)과 자성체 기판(140)간의 절연을 위하여 절연막(미도시)이 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 절연막은 애노다이징(anodizing) 공법을 이용하여 자성체 기판(140)의 표면을 의도적으로 산화시킴으로서 형성될 수 있고, 또는 플라즈마 공법 등을 이용하여 자성체 기판(140)의 표면을 산화 처리함으로써 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 7을 참조하면, 전극을 형성하기 위한 전극홀이 형성된다.

실시예에 따라, 두 개의 전극홀, 즉 제1 및 제2 전극홀(151, 152)이 형성될 수 있다.

제1 및 제2 전극홀(151, 152)은 코일(130)을 외부와 전기적으로 연결하기 위한 제1 및 제2 전극(153, 154)를 형성하기 위한 홀(hole)이다.

일 실시예에서, 제1 및 제2 전극홀(151, 152)은 코일(130) 하단의 일부 결정 영역을 식각함으로써, 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 전극홀(151)은 인덕터의 코어(141)의 일 편에 위치한 코일들 중 하나의 코일의 하단의 결정 영역을 식각함으로써 형성되고, 제2 전극홀(152)은 인덕터의 코어(141)의 다른 편에 위치한 코일들 중 하나의 코일의 하단의 결정 영역을 식각함으로써 형성될 수 있다.

제1 및 제2 전극홀(151, 152)에 금속으로 배선을 형성함으로써, 제1 및 제2 전극(153, 154)을 형성할 수 있다.

제1 전극(153)은 코일(130)의 일단을 외부 회로와 전기적으로 접속하고, 제2 전극(154)은 코일(130)의 타단을 외부 회로와 전기적으로 접속한다. 제1 및 제2 전극(153, 154)은 감광성 유리 기판(110)에 형성된다. 감광성 유리 기판(110)은 절연체이므로, 제1 및 제2 전극(153, 154)을 위한 별도의 절연처리가 필요 없다.

실시예에 따라, 전극홀(151, 152)을 형성하는 공정은 코어 영역(121) 및 코일 영역(123)을 형성하는 공정과 병렬적으로 또는 순차적으로 이루어질 수 있다.

실시예에 따라, 전극(153, 154)을 형성하는 공정은 코일(130)을 형성하는 공정과 병렬적으로 또는 순차적으로 이루어질 수 있다.

또한, 도시되지는 않지만, 도 8의 단계 이후에 후속 공정이 더 이루어질 수 있다. 예컨대, 코일(130)이 노출되도록 자성체 기판(140)의 상부를 연마하여 제거할 수 있다.

도 1 내지 도 8의 도면에서는, 편의를 위하여 하나의 인덕터만 도시되나, 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 인덕터들이 동시에 제조될 수 있다.

도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 멤스(MEMS) 기반의 복수의 인덕터들을 나타낸다. 도 9a를 참조하면, 웨이퍼 단위(또는 플레이트 단위)로 한꺼번에 제작 공정을 거친 후 인덕터 단위로 절단하면 양산성이 극대화될 수 있다.

도 9a의 실시예에서는, 편의를 위하여 두 개의 인덕터들이 도시되나, 하나의 웨이퍼(또는 플레이트)에 동시에 제작되는 인덕터의 수는 가변될 수 있다.

도 9a에 도시된 바와 같이, 하나의 웨이퍼(또는 플레이트)에 복수의 인덕터를 동시에 제조한 후, 인덕터 각각을 분리시키기 위한 절단이 수행되고, 또한, 필요시 절단 후 후속 공정(예컨대, 패키징 등)이 수행될 수 있다. 예컨대, 도 9a에서 I-I'는 인덕터 각각을 분리시키기 위한 절단선을 나타낸다.

도 9b 및 도 9c는 도 9a에 도시된 복수의 인덕터들을 인덕터 단위로 절단한 후의 하나의 인덕터(100A)를 나타내는 사시도이다.

도 9b는 인덕터의 하부면이 보이도록 나타낸 사시도이고, 도 9c는 감광성 유리 기판(110)이 노출되도록 인덕터 상부의 자성체 기판(140)을 절단했다고 가정한 경우의 인덕터의 사시도이다. 상술한 바와 같이, 인덕터의 상부는 자성체 기판(140)이 결합된 면을 의미하고, 인덕터의 하부는 상부의 반대편으로서, 자성체 기판(140)이 결합되지 않는 면을 의미할 수 있다. 인덕터(100A)의 하부면에는 하나 이상의 전극(153, 154) 및 전극 패드(171, 172)가 형성될 수 있다.도 9a 및 도 9b를 참조하면, 인덕터(100A)는 인덕터의 중심부에 위치하는 자성체 코어(141) 및, 감광성 유리 기판(110)에 형성되며, 자성체 코어(141)를 중심으로 권선을 형성하는 코일(130)을 포함한다.

또한, 상술한 바와 같이, 인덕터(100A)는 코일(130)을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 하나 이상의 전극(153, 154)을 포함한다. 실시예에 따라, 인덕터(100A)는 하나 이상의 전극(153, 154)을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 전극 패드(171, 172)를 더 포함할 수 있다.

도 10a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멤스(MEMS) 기반의 복수의 인덕터들을 나타낸다. 도 10a에 도시된 인덕터는, 도 9a에 도시된 인덕터와 유사하므로, 설명의 중복을 피하기 위하여 차이점만 기술한다.

도 9a에 도시된 인덕터는 인덕터의 외곽 영역이 감광성 유리 기판으로 형성되나, 도 10a에 도시된 인덕터는 인덕터의 외곽 영역의 일부분(142)이 자성체로 형성된다는 점에서 차이가 있다.

이를 위하여, 도 8에 도시된 자성체 기판(140)과 다른 형태로서, 코어 영역(141) 및 외곽 영역의 일부분(142)이 자성체로 형성되는 자성체 기판(140')이 마련될 수 있다. 또한, 감광성 유리 기판(110)은, 외곽 영역의 일부분(142)에 상응하는 영역이 더 식각될 수 있다.

도 10b 및 도 10c는 도 10a에 도시된 복수의 인덕터들을 인덕터 단위로 절단한 후의 하나의 인덕터(100B)를 나타내는 사시도이다.

도 10b는 인덕터(100B)의 하부면이 보이도록 나타낸 사시도이고, 도 10c는 감광성 유리 기판(110)이 노출되도록 인덕터 상부의 자성체 기판(140)을 절단했다고 가정한 경우의 인덕터의 사시도이다. 인덕터(100B)의 하부면에는 하나 이상의 전극(153, 154) 및 전극 패드(171, 172)가 형성될 수 있다.

도 9c 및 도 10c는 설명의 편의상, 인덕터(100A, 100B)의 내부에 형성되는 코일(130)을 도시하기 위한 것으로서, 바람직한 실시예에서는, 감광성 유리 기판(110)이 노출되도록 인덕터 상부의 자성체 기판(140)이 제거되지는 않는다.

도 10b 및 도 10c를 참조하면, 인덕터(100B)는 인덕터의 중심부에 위치하는 자성체 코어(141) 및, 감광성 유리 기판(110)에 형성되며, 자성체 코어(141)를 중심으로 권선을 형성하는 코일(130)을 포함한다. 인덕터(100B)의 외곽 영역의 일부분(142)은 자성체로 형성된다.

또한, 상술한 바와 같이, 인덕터(100B)는 코일(130)을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 하나 이상의 전극(153, 154)을 포함한다. 실시예에 따라, 인덕터(100B)는 하나 이상의 전극(153, 154)을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 전극 패드(171, 172)를 더 포함할 수 있다.

도 9a 및 도 10a에 도시된 바와 같이, 하나의 웨이퍼(또는 플레이트)에 복수의 인덕터들을 동시에 제조한 후, 인덕터 각각을 분리시키기 위한 절단이 수행되고, 또한, 필요시 절단 후 후공정(예컨대, 패키징 등)이 수행될 수 있다.

초소형 인덕터 제작이 가능하고 인덕터의 성능에 절대적인 영향을 미치는 배선저항을 낮출 수 있음. 일반적인 인덕터의 경우 원형 단면을 지닌 구리선을 가지는데, 본 발명의 실시예에 따르면, 코일의 단면적이 월등하게 증가한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 웨이퍼 단위(또는 플레이트 단위)로 한꺼번에 제작 공정을 거친 후 인덕터 단위로 잘라내면 양산성이 극대화될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤스(MEMS) 기반의 인덕터 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다. 도 1 내지 도 8 및 도 11을 참조하면, 먼저, 감광성 유리 기판(110)을 마련한다(S110). 감광성 유리 기판(110)을 부분 식각하여 코일 영역(123) 및 코어 영역(121)을 형성한다(S120). 코일 영역(123)에 금속재를 채워 코일(130)을 형성한다(S130). 이 때, 코일은 코어 영역(121)에 형성되는 자성체 코어(141)를 중심으로 권선을 형성하도록 만들어진다.

다음으로, 코어 영역이 형성된 감광성 유리 기판(110)과 결합될 수 있는 형태의 자성체 기판(140)을 마련하고(S140), 자성체 기판(140)을 코어 영역이 형성된 감광성 유리 기판(110)과 결합한다(S150).

다음으로, 코일(130)의 일단을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 제1 전극(153) 및 상기 코일(130)의 타단을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 제2 전극(154)을 형성한다(S160).

실시예에 따라, 상기 공정들 중 둘 이상의 공정들이 병렬적으로 수행될 수도 있고, 공정 순서가 변경될 수 있다.

또한, 실시예에 따라, 도시되지 않은 공정(예컨대, 연마 공정, 코팅 공정, 절단 공정, 패키징 등)가 추가 수행될 수 있다.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

110: 감광성 유리 기판
115: 마스크 패턴
121: 코어 영역
123: 코일 영역
130: 코일
140: 자성체 기판
141: 자성체 코어
151, 152: 전극홀
153, 154: 전극
171, 172: 전극 패드

Claims (10)

1. 감광성 유리 기판을 마련하는 단계;
   상기 유리 기판을 부분 식각하여 코일 영역 및 코어 영역을 형성하는 단계;
   상기 코일 영역에 금속재를 채워 코일을 형성하는 단계;
   상기 코어 영역이 형성된 감광성 유리 기판과 결합될 수 있는 형태의 자성체 기판을 마련하는 단계; 및
   상기 코어 영역이 형성된 감광성 유리 기판의 전면에 상기 자성체 기판을 결합하는 단계를 포함하며,
   상기 코일은 상기 자성체 코어를 중심으로 권선을 형성하는 멤스(MEMS) 기반의 인덕터 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제조 방법은
   상기 코일의 일단을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 제1 전극 및 상기 코일의 타단을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 멤스(MEMS) 기반의 인덕터 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제조 방법은
   상기 자성체 기판과 상기 코일 간의 절연을 위하여, 상기 자성체 기판의 표면에 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 멤스(MEMS) 기반의 인덕터 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 유리 기판을 부분 식각하여 코일 영역 및 코어 영역을 형성하는 단계는
   상기 유리 기판을 마스크 패턴에 따라 상기 코일 영역 및 코어 영역이 형성될 영역과 나머지 영역을 구분하여 선택적으로 광원을 조사하고 열처리하여 결정화하는 단계; 및
   결정화된 영역을 소정 깊이만큼 식각하는 단계를 포함하는 멤스(MEMS) 기반의 인덕터 제조 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 코일 영역에 코일을 형성하는 단계는
   상기 금속재를 인쇄소성하거나 전기 도금을 하는 단계를 포함하는 멤스(MEMS) 기반의 인덕터 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 자성체 기판은
   도체 또는 부도체 재질인 것을 특징으로 하는 멤스(MEMS) 기반의 인덕터 제조 방법.
7. 감광성 유리 기판;
   상기 감광성 유리 기판을 부분 식각하여 형성된 코일 영역과 코어 영역;
   상기 코일 영역에 금속재로 형성된 코일; 및
   상기 코어 영역과 결합되는 자성체 코어를 가지는 자성체 기판을 포함하고,
   상기 코일은 상기 자성체 코어를 중심으로 권선을 형성하는 자성체 코어 인덕터.
8. 제7항에 있어서, 상기 자성체 코어 인덕터는
   상기 코일의 일단을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 제1 전극; 및
   상기 코일의 타단을 외부 회로와 전기적으로 접속하기 위한 제2 전극을 더 포함하는 자성체 코어 인덕터.
9. 제7항에 있어서, 상기 자성체 코어 인덕터는
   상기 자성체 기판과 상기 코일 사이를 절연하는 절연막을 더 포함하는 자성체 코어 인덕터.
10. 제 7항에 있어서, 상기 자성체 기판은
    특정 온도에서 소성(sintering)하여 만들어진 소결체인 것을 특징으로 하는 자성체 코어 인덕터.
    

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