KR20180069734A - 배선 부품 - Google Patents

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KR20180069734A
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Abstract

(과제) 에칭 레지스트를 사용한 금속층의 패터닝 공정이 불필요하고, 평면 코일을 전해 도금에 의해 형성하는 경우에도 그 양단의 막 두께차를 축소한다.
(해결수단) 평면 코일의 제조에 사용되는 배선 부품(5B)은, 기재(10)와, 기재(10) 상에 형성된 평면 코일 패턴(11)을 구비한다. 평면 코일 패턴(11)은, 일단(11a1) 및 타단(11a2)을 갖는 코일 배선부(11a)와, 외부전원과 코일 배선부(11a)의 제1접속위치(P1)를 접속하는 급전 배선부(11d)와, 제1접속위치(P1)보다도 타단(11a2) 측인 코일 배선부(11a)의 제2접속위치(P2)와, 제2접속위치(P2)보다도 일단(11a1) 측인 코일 배선부(11a)의 제3접속위치(P3)를 단락하는 접속 배선부(11e)를 포함한다. 평면 코일 패턴(11)의 단면구조는, 기재(10) 상에 형성된 기초 수지층(L0)과, 기초 수지층(L0) 상에 형성된 도체층(LL)을 갖는다.

Description

배선 부품{WIRING COMPONENT}
본 발명은 배선부품에 관한 것으로, 특히, 평면 코일의 제조에 사용되는 전구체로서의 배선 부품에 관한 것이다.
IC 태그나 NFC(Near Field radio Communication) 안테나로 대표되는 평면 코일은 기재 상에 금속층을 형성하고, 금속층의 원하는 영역을 에칭 레지스트로 덮고, 레지스트를 형성하지 않은 영역을 에칭에 의해 제거함으로써 형성된다. 그러나, 이 방법에서는 에칭 레지스트를 형성하기 위해 클린룸 등의 설비가 필요함은 물론, 코일 형상을 변경할 때마다 신규한 포토 마스크가 필요하게 됨으로써 초기비용이 커지게 된다. 이들 과제에 대응하기 위하여, 기재 상에 도금 촉매를 원하는 패턴으로 인쇄하고, 무전해 도금을 행함으로써 에칭 레지스트를 형성하지 않고 원하는 형상의 금속층을 형성하는 방법이 검토되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일반적으로 무전해 도금은 석출속도가 느려 생산성이 낮기 때문에, 무전해 도금 후에 전해 도금이 행해진다. 그러나, 전해 도금은 무전해 도금과는 달리 균일 석출성이 낮기 때문에, 평면 코일을 전해 도금에 의해 형성하는 경우에는 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 평면 코일의 일단으로부터 도금 전류를 공급하는 경우, 급전점에 가까운 일단측에서는 충분한 도금 두께가 되나, 평면 코일의 타단측은 급전점으로부터 멀기 때문에 도금 두께가 불충분하게 되고, 평면 코일 내에서의 막 두께 분포(막 두께차)가 발생한다. 특히, 평면 코일이 스파이럴 패턴인 경우, 그 내주단은 스파이럴 패턴의 루프에 둘러싸인 개방단이됨으로써 외주단과의 사이의 막 두께차 문제가 현저하다.
스파이럴 패턴의 입체구조를 허용한다면, 스파이럴 패턴의 내주단과 외주단을 다른 배선층을 통해 접속하여 그 전체를 1개의 루프로 함으로써 양단의 막 두께차 문제를 용이하게 해소할 수 있다. 그러나, 단층의 도체층으로 완결하려 하는 경우에는 상기한 문제가 여전히 남는다.
코일 패턴 전체에 걸쳐 도금 두께의 편차를 억제하기 위하여, 코일 패턴 전체의 전위가 동일하게 되도록 도금조 내의 음극의 전극봉을 사용하여 전해 도금시에 코일 패턴의 각 턴을 단락접속한 상태로 전해 도금을 실시하는 방법도 제안되고 있다(특허문헌 2 참조).
특허문헌 1: 일본공개특허 2010-168413호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 2009-246363호 공보
그러나, 특허문헌 2에 기재된 바와 같이, 단락선으로서 전해 도금용 전극봉을 사용하는 경우에는 전극봉의 접촉위치에서 도금 성장이 부분적으로 억제되고, 코일 패턴 전체가 불균일한 막 두께 분포가 되므로, 다른 해결방법이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 에칭 레지스트를 사용한 금속층의 패터닝 공정이 불필요하고, 평면 코일을 전해 도금에 의해 형성하는 경우에도, 그 양단의 막 두께차를 축소할 수 있는 평면 코일용 배선 부품을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 배선 부품은, 기재와, 상기 기재 상에 형성된 평면 코일 패턴을 구비하고, 상기 평면 코일 패턴은, 일단 및 타단을 갖는 코일 배선부와, 상기 코일 배선부의 제1접속위치에 설치된 급전 배선부와, 상기 제1접속위치보다 상기 타단측인 상기 코일 배선부의 제2접속위치와 상기 제2접속위치보다 상기 일단측인 상기 코일 배선부의 제3접속위치를 단락하는 접속 배선부를 포함하며, 상기 평면 코일 패턴의 단면구조는, 상기 기재 상에 형성된 기초 수지층과, 상기 기초 수지층 상에 형성된 도체층을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 에칭 레지스트를 사용하지 않고 평면 코일 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 급전 배선부의 제1접속위치로부터 코일 배선부의 타단까지의 배선길이를 짧게 할 수 있고, 평면 코일 패턴을 전해 도금에 의해 형성할 때에 코일 배선부의 양단의 막 두께차를 축소할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 코일 배선부는 스파이럴 패턴을 포함하고, 상기 코일 배선부의 일단 및 타단은 각각 상기 스파이럴 패턴의 외주단 및 내주단인 것이 바람직하다. 스파이럴 패턴의 내주단은 스파이럴의 루프에 둘러싸여 어디에도 접속되지 않는 개방단이기 때문에, 그대로라면 외주단과의 전기저항차가 크고, 막 두께차의 문제가 현저하다. 그러나, 본 발명에서는 접속 배선부를 설치하여 스파이럴 패턴의 코일 배선부의 내주단으로부터 급전점까지의 거리를 단축함으로써, 내주단의 도금 석출을 촉진시킬수 있고, 스파이럴 패턴의 양단부의 막 두께차를 해소할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2접속위치는 상기 스파이럴 패턴의 상기 내주단에 설정되는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 상기 제3접속위치는 상기 스파이럴 패턴의 최내주 턴의 범위 내로서, 상기 내주단을 통과하여 상기 외주단으로부터 내주단을 향하는 권회방향의 연장선 상에 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 스파이럴 패턴의 양단의 막 두께차를 축소할 수 있고, 또한, 접속 배선부의 제거도 용이하게 행할 수 있다. 또한, 스파이럴 패턴의 턴 수가 1턴인 경우, 최내주 턴은 최외주 턴과 공통된다.
본 발명에 있어서, 상기 제1접속위치는 상기 스파이럴 패턴의 최외주 턴의 범위 내로서, 상기 외주단보다도 상기 내주단측에 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 급전위치로부터 외주단까지의 거리와 급전점으로부터 내주단까지의 거리를 더욱 줄일 수 있고, 양단의 도체층의 막 두께차를 추가로 축소할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 기재는 수지 필름인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 매우 얇은 형태로서 취급이 용이한 평면 코일을 저비용으로 제조할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 기초 수지층은 Pd, Cu, Ni, Ag, Pt 및 Au로부터 선택된 적어도 1종의 금속을 포함하는 수지로 이루어진 것이 바람직하다. 이와 같은 기초 수지층을 기재의 표면에 형성함으로써, 기재 상에 도체 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 도체층은 상기 기초 수지층 상에 무전해 도금에 의해 형성된 기초 수지층과, 상기 기초수지층 상에 전해 도금에 의해 형성된, 상기 기초 도체층보다 두꺼운 배선 도체층을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 상기 기초 도체층 및 상기 배선 도체층은 각각 Cu, Ag 및 Au로부터 선택된 적어도 1종의 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 충분한 두께의 도체층을 용이하게 형성할 수 있고, 고품질의 평면 코일을 저비용으로 제조할 수 있다.
본 발명에 의하면, 에칭 레지스트를 사용한 금속층의 패터닝 공정이 불필요하고, 평면 코일을 전해 도금에 의해 형성하는 경우에도, 그 양단의 막 두께차를 축소할 수 있는 평면 코일용 배선 부품을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 평면 코일의 구성을 나타낸 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 Y-Y선에 따른 단면도이다.
도 2는, 평면 코일의 제조방법을 설명하는 플로우 차트이다.
도 3은, 펑면 코일의 제조공정의 하나(인쇄 공정)를 설명하기 위한 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 Y-Y선에 따른 단면도이다.
도 4는, 평면 코일의 제조공정의 하나(무전해 도금 공정)를 설명하기 위한 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 Y-Y선에 따른 단면도이다.
도 5는, 평면 코일의 제조공정의 하나(전해 도금 공정)를 설명하기 위한 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 Y-Y선에 따른 단면도이다.
도 6은, 전해 도금 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은, 평면 코일의 제조공정의 하나(제거 공정)를 설명하기 위한 평면도이다.
도 8의 (a)내지 (f)는, 평면 코일 패턴(접속 배선부 및 급전 배선부)의 변형예를 나타낸 평면도이다.
도 9의 (a)내지 (c)는, 평면 코일의 평가시험에 사용된 배선 부품의 배선 패턴의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 10은, 평면 코일의 평가시험의 결과를 나타낸 표이다.
이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 평면 코일의 구성을 나타낸 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 Y-Y선에 따른 단면도이다.
도 1(a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 평면 코일(1)은 기재(10)와, 기재(10)의 한쪽의 주면에 형성된 스파이럴 형상의 평면 코일 패턴(11)을 구비한다. 기재(10)는 예를 들면 PET 필름, 폴리이미드 필름 등의 수지 필름(플렉시블 기판)인 것이 바람직하다. 수지 필름을 사용하는 경우에는 매우 얇은 형태로서 취급이 용이한 평면 코일(1)을 저비용으로 제조할 수 있다. 다만, 기재(10)는 유리 에폭시 기판 등의 리지드 기판일 수도 있다. 또한, 기재(10)는 단층구조일 수도 있고, 다층 구조일 수도 있다.
평면 코일 패턴(11)은 스파이럴 형상의 코일 배선부(11a)와, 코일 배선부(11a)의 외주단(11a1) (일단) 및 내주단(11a2) (타단)에 각각 설치된 패드(11b, 11c)를 갖는다. 본 실시형태에 따른 코일 배선부(11a)는 장방형의 스파이럴 패턴이지만, 원형 스파이럴 패턴일 수 있고, 타원 또는 장원 스파이럴 패턴일 수도 있다. 코일 배선부(11a)의 턴 수는 1턴 이상인 것이 바람직하고, 2내지 10턴인 것이 특히 바람직하다. 턴 수가 1턴 미만으로는 본 발명이 해결하려는 과제가 거의 발생하지 않고, 또한, 턴 수가 너무 크면 코일 배선부(11a)의 양단부의 저항차를 줄이는 본 발명의 효과를 얻을 수 없기 때문이다.
코일 배선부(11a)의 폭은 0.05내지 1mm인 것이 바람직하고, 0.1내지 0.5mm인 것이 특히 바람직하다. 배선 폭이 0.05mm 미만이 되는 매우 가는 코일 배선부(11a)를 전해 도금에 의해 형성하는 것은 어렵고, 또한, 배선 폭이 1mm를 넘는 굵은 코일 배선부(11a)로는 그 양단, 즉 외주단(11a1) 과 내주단(11a2) 와의 저항차에 기인하는 코일 단말부의 막 두께차의 문제가 거의 발생하지 않기 때문이다.
평면 코일 패턴(11)의 단면구조는, 기초 수지층(L0)과, 기초 수지층(L0) 상에 무전해 도금에 의해 형성된 기초 도체층(L1)과, 기초 도체층(L1) 상에 전해 도금에 의해 형성된 배선 도체층(L2)으로 구성된다. 기초 수지층(L0) 및 기초 도체층(L1)은 배선 도체층(L2)에 대한 다층구조의 기초층(LB)을 구성한다. 또한, 기초 도체층(L1) 및 배선 도체층(L2)은 평면 코일 패턴(11)을 구성하는 도체 패턴으로서의 도체층(LL)을 구성한다.
기초 수지층(L0)은 Pd, Cu, Ni, Ag, Pt 및 Au로부터 선택된 적어도 1종의 금속을 포함하는 수지(도전성 고분자)로 이루어지는 것이 바람직하다. 기초 수지층(L0)을 설치함으로써 기재(10) 상에 도체층(LL)을 형성할 수 있게된다.
기초 도체층(L1)은 Cu, Ag 및 Au로부터 선택된 적어도 1종의 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 기초 도체층(L1)을 설치함으로써 기재(10) 상에 배선 도체층(L2)을 전해 도금에 의해 형성할 수 있게된다. 기초 도체층(L1)의 두께는 0.05내지 2㎛인 것이 바람직하다.
배선 도체층(L2)은 기초 도체층(L1)보다 두꺼운 층으로서, Cu, Ag 및 Au로부터 선택된 적어도 1종의 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 배선 도체층(L2)을 설치함으로써, 기재(10) 상에 충분한 두께의 도체층(LL)을 형성할 수 있다.
도체층(LL)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 50㎛ 이하인 것이 바람직하고, 38㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다. 이는 평면 코일 패턴(11)을 구성하는 도체층(LL)의 두께가 늘어날수록 전해 도금으로의 처리시간이 증가하고, 생산성이 저하되기 때문이다. 한편, 도체층(LL)의 두께는 1㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이는 도체층(LL) 의 두께가 얇으면, 균일 석출성이 우수한 무전해 도금만으로도 충분한 생산성을 가지고, 도체층(LL)을 전해 도금에 의해 형성하는 의의가 낮기 때문이다.
도 2는, 평면 코일의 제조방법을 설명하는 플로우 차트이다. 또한, 도 3내지 도 5는, 평면 코일의 제조공정을 설명하기 위한 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 Y-Y선에 따른 단면도이다.
도 2 및 도 3의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 평면 코일(1)의 제조에서는, 우선, 기재(10) 상에 기초 수지층(L0)을 형성한다(도 2: 스텝 S1). 기초 수지층(L0)은 무전해 도금에 의한 기초 도체층(L1)의 형성을 촉진시키는 촉매로서의 역할을 한다. 기초 수지층(L0)은 인쇄에 의해 형성되는 것이 바람직하고, 예를 들면, 스크린 인쇄나 잉크젯법에 의해 형성할 수 있다. 이와 같이, 기초 수지층(L0)이 형성된 기재(10)는 평면 코일(1)에 대한 제1중간체로서의 배선 부품(5A)을 구성한다. 본 실시형태에 따른 평면 코일(1)의 제조방법은, 이와 같이 평면 코일 제조용 배선 부품(5A)을 미리 준비하여, 그 제조를 개시할 수 있다.
도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 기초 수지층(L0)의 평면형상은 평면 코일 패턴(11)을 구성하는 스파이럴 형상의 코일 배선부(11a)와, 코일 배선부(11a)의 양단에 각각 설치된 패드(11b, 11c)와, 코일 배선부(11a)의 도중(제1접속위치)에 접속된 급전 배선부(11d)와, 코일 배선부(11a)의 내주단(11a2) (제2접속위치)과 내주단(11a2) 보다도 외주단(11a1) 측의 접속위치(제3접속위치)를 단락하는 접속 배선부(11e)를 갖는다.
급전 배선부(11d)는 코일 배선부(11a)의 외주단(11a1) 측에 접속되는 배선 패턴으로서, 전해 도금시에 외부전원으로부터 코일 배선부(11a)에 급전하기 위하여 설치된다. 급전 배선부(11d)의 접속위치(P1)(제1접속위치)는 코일 배선부(11a)의 최외주 턴의 도중에 접속되는 것이 바람직하고, 최외주 턴의 가능한 한 내주단(11a2) 측에 접속되는 것이 특히 바람직하다. 이로써, 코일 배선부(11a)의 급전 배선부(11d)와의 접속점(급전점)으로부터 내주단(11a2) 까지의 배선길이와 급전점으로부터 외주단(11a1) 까지의 배선길이와의 차가 단축되고, 양단의 저항차가 감소하므로, 양단의 막 두께차가 작은 코일 배선부(11a)를 얻을 수 있다. 다만, 급전 배선부(11d)의 접속위치(P1)를 너무 내주단(11a2) 측에 가까이 하면 급전 배선부(11d)와 코일 배선부(11a)의 외주단(11a1) 과의 거리가 너무 가까워져서 급전 배선부(11d)의 형성 및 후술하는 급전 배선부(11d)의 제거가 곤란하게 되기 때문에, 양쪽의 사이에는 적절한 정도의 간격이 필요하다.
급전 배선부(11d)의 배선저항의 영향을 작게 하기 위해, 그 폭은 코일 배선부(11a)의 폭 이상인 것이 바람직하고, 코일 배선부(11a)의 폭 보다 큰 것이 특히 바람직하다. 급전 배선부(11d)의 갯수는 특히 한정되지 않고, 임의의 갯수의 급전 배선부(11d)를 접속 가능하다. 다만, 평면 코일(1)을 얻기 위하여는 급전 배선부(11d)를 최종적으로 제거할 필요가 있어, 급전 배선부(11d)의 갯수를 과도하게 늘리는 것은 제조비용의 증가로 이어지기 때문에 바람직하지 않다.
접속 배선부(11e)는 코일 배선부(11a)의 내주단(11a2)(제2접속위치(P2))과 당해 내주단(11a2) 보다도 외주단(11a1) 측의 임의의 위치(제3접속위치(P3))를 단락하는 배선 패턴으로서, 급전점으로부터 내주단(11a2) 까지의 거리(배선길이)를 가능한 한 짧게 하기 위하여 설치된다. 본 실시형태에 있어서, 접속 배선부(11e)는 내주단(11a2) 을 통과하여 외주단(11a1) 로부터 내주단(11a2) 를 향하는 권회방향을 똑바로 연장하여 최내주 턴과 교차하는 위치에 접속된다. 이와 같이, 접속 배선부(11e)를 설치하여 코일 배선부(11a)의 급전점으로부터 내주단(11a2) 까지의 배선길이를 가능한 한 짧게 함으로써, 전기저항에 기인한 내주단(11a2) 의 도체층(LL)의 막 두께 부족을 해소할 수 있다.
다음, 도 4(a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 기초 수지층(L0) 상에 기초 도체층(L1)을 무전해 도금에 의해 형성한다(도 2: 스텝 S2). 무전해 도금의 구체적인 방법은 특히 한정되지 않고, 다양한 방법에 의해 행할 수 있다. 기초 도체층(L1)의 두께는 0.01내지 1㎛인 것이 바람직하고, 0.05내지 0.5㎛인 것이 특히 바람직하다. 기초 도체층(L1)은 Cu, Ag 및 Au로부터 선택된 적어도 1종의 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같이, 기초 수지층(L0) 및 기초 도체층(L1)이 순차로 형성된 기재(10)는 평면 코일(1)에 대한 제2중간체로서의 배선 부품(5B)을 구성한다. 본 실시형태에 따른 평면 코일(1)의 제조방법은, 이와 같이 평면 코일 제조용 배선 부품(5B)을 미리 준비하여, 그 제조를 개시할 수 있다.
도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 기초 도체층(L1)은 기초 수지층(L0)의 상면에만 형성되는 것이 아니다. 즉, 실제로는 기초 수지층(L0)의 상면뿐 아니라 측면에도 기초 도체층(L1)이 얇게 형성된다. 즉, 무전해 도금에 의해 기초 수지층(L0)의 노출면 전체가 기초 도체층(L1)으로 덮이게 된다.
다음, 도 5(a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 배선 부품(5B)에 대한 전해 도금 처리공정을 행하고, 기초 도체층(L1) 상에 배선 도체층(L2)을 형성한다(도 2: 스텝 S3). 도 6에 나타낸 바와 같이, 전해 도금 공정에서는 외부 전원(50)을 급전 배선부(11d)에 접속한 상태에서 배선 부품(5B)을 도금조(51) 내의 도금액(52) 중에 침지하고, 급전 배선부(11d)를 통하여 코일 배선부(11a)에 전압을 인가한다. 또한, 전해 도금의 구체적인 방법은 특별히 한정되지 않으며, 다양한 방법에 의해 행할 수 있다. 이와 같이, 기초 수지층(L0), 기초 도체층(L1) 및 배선 도체층(L2)이 순차로 형성된 기재(10)는 평면 코일(1)에 대한 제3중간체로서의 배선 부품(5C)을 구성한다.
도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 배선 도체층(L2)는 기초 도체층(L1)의 상면에만 형성되는 것이 아니다. 즉, 실제로는 기초 도체층(L1)의 상면뿐 아니라 측면에도 배선 도체층(L2)이 얇게 형성된다. 즉, 전해 도금에 의해 기초 도체층(L1)의 노출면 전체가 배선 도체층(L2)으로 덮이게 된다.
접속 배선부(11e)를 설치하지 않는 종래의 방법에서는, 배선 도체층(L2)을 형성하는 전해 도금에 있어서 코일 배선부(11a)의 양단의 저항차가 크고, 이 때문에 코일 배선부(11a)의 양단의 막 두께차가 커지는 문제가 있었다. 그러나, 본 실시형태에 있어서는, 접속 배선부(11e) 및 급전 배선부(11d)를 설치함으로써 코일 배선부(11a)의 양단의 저항차를 작게할 수 있기 때문에, 외주단(11a1) 과 내주단(11a2) 의 막 두께차를 축소할 수 있다.
마지막으로, 도 7에 나타낸 바와 같이, 배선 부품(5C)에 있어서 급전 배선부(11d) 및 접속 배선부(11e)를 제거한다(도 2: 스텝 S4). 제거방법은 특별히 한정되지 않고, 펀칭이나 컷트 등의 물리적 수단일 수 있고, 에칭 등의 화학적 수단일 수도 있다. 기재(10)가 수지 필름인 경우에는 펀칭이나 컷트에 의해 급전 배선부(11d) 및 접속 배선부(11e)를 기재(10)와 함께 물리적으로 제거하는 것이 용이하다. 기재(10)를 남긴 채로 급전 배선부(11d) 및 접속 배선부(11e)를 제거하는 경우, 에칭을 사용함으로써 급전 배선부(11d) 및 접속 배선부(11e)를 구성하는 도체층(LL)(기초 도체층(L1) 및 배선 도체층(L2))을 제거할 수 있다. 이 때에 기재(10) 상에 기초 수지층(L0)을 잔류시킬 수 있고, 용제 등을 사용하여 제거할 수도 있다. 이상과 같이, 도 1에 나타낸 평면 코일(1)이 완성된다.
도 8(a)내지 (f)는, 평면 코일 패턴(11)의 변형예를 나타낸 평면도이다.
도 8(a)에 나타낸 평면 코일 패턴(11)은 접속 배선부(11e)의 일단의 접속위치(P2)(제2접속위치)가 코일 배선부(11a)의 외주단(11a1) 에 설정되며, 접속 배선부(11e)의 타단의 접속위치(P3)(제3접속위치)가 코일 배선부(11a)의 내주단(11a2) 으로부터 루프의 중앙부를 통과하여, 그 반대측의 코일 배선부(11a)의 최내주 턴의 도중에 설정된다. 즉, 접속 배선부(11e)는 내주단(11a2) 을 통과하는 권회방향과 직교하는 방향으로 진행하여 최내주 턴과 교차하는 위치에 접속된다.
도 8(b)에 나타낸 평면 코일 패턴(11)은 접속 배선부(11e)의 일단의 접속위치(P2)(제2접속위치)가 코일 배선부(11a)의 내주단(11a2) 에 설정되고, 접속 배선부(11e)의 타단의 접속위치(P3)(제3접속위치)가 코일 배선부(11a)의 내주단(11a2) 으로부터 루프의 외측을 향해 연장되어 코일 배선부(11a)의 최내주 턴의 시작단 위치에 설정된다. 즉, 접속 배선부(11e)는 스파이럴 패턴의 인접 턴 사이를 단락하도록 설치된다. 이에 의하면, 도 8(a)의 경우보다 코일 배선부(11a)의 내주단(11a2)을 급전점보다 가까운 위치에 단락접속할 수 있고, 양단의 막 두께차를 더욱 축소할 수 있으나, 접속 배선부(11e)의 제거는 도 8(a)의 경우보다 어렵다.
도 8(c)에 나타낸 평면 코일 패턴(11)은 접속 배선부(11e)의 일단의 접속위치(P2)(제2접속위치)가 코일 배선부(11a)의 내주단(11a2) 보다도 외주단(11a1) 측에 설정되고, 접속 배선부(11e)의 타단의 접속위치(P3)(제3접속위치)가 코일 배선부의 내주단(11a2)을 통과하는 권회방향과 평행으로 연장되어, 최내주 턴의 도중에 설정된다. 이와 같이, 접속 배선부(11e)의 일단 및 타단은 코일 배선부(11a)의 최내주 턴의 임의의 위치에 설정할 수 있다.
도 8(d)에 나타낸 평면 코일 패턴(11)은, 도 3과 비교하여 급전 배선부(11d)의 접속위치(P1)(제1접속위치)가 코일 배선부(11a)의 더욱 외주단(11a1) 측에 설정된다. 또한, 도 8(e)에 나타낸 평면 코일 패턴(11)은, 도 3과 비교하여 급전 배선부(11d)의 배선폭이 좁고, 코일 배선부(11a)와 같은 굵기의 배선으로 구성된다. 또한, 도 8(f)에 나타낸 평면 코일 패턴(11)은, 도 3과 비교하여 접속 배선부(11e)의 배선폭이 넓고, 코일 배선부(11a)보다 굵은 배선으로 구성된다. 이와 같이, 급전 배선부(11d) 및 접속 배선부(11e)에는 다양한 패턴 레이아웃 및 배선폭을 채용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 배선 부품(5B)은, 기재(10)와, 기재(10) 상에 형성된 평면 코일 패턴(11)을 구비하고, 평면 코일 패턴(11)은, 코일 배선부(11a)와, 코일 배선부(11a)의 제1접속위치와 외부전원을 접속하는 급전 배선부(11d)와, 제1접속위치보다도 타단측인 코일 배선부의 제2접속위치와 제2접속위치보다도 일단측인 코일 배선부의 제3접속위치를 단락하는 접속 배선부(11e)를 포함하고, 평면 코일 패턴(11)의 단면구조가, 기재(10) 상에 형성된 기초 수지층(L0)과, 기초 수지층(L0) 상에 형성된 도체층(기초 도체층(L1))을 가지며, 접속 배선부(11e)가 코일 배선부(11a)의 양단의 저항차를 작게 하므로, 전해 도금시에 평면 코일 패턴(11)의 양단의 막 두께차를 축소할 수 있고, 평면 코일(1)의 품질의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 평면 코일 패턴(11)의 단면구조가, 기재(10) 상에 형성된 기초 수지층(L0)과, 기초 수지층(L0) 상에 형성된 기초 도체층(L1)을 가지므로, 배선 도체층(L2)를 전해 도금에 의해 형성할 수 있고, 에칭 레지스트를 사용하지 않고 평면 코일 패턴(11)을 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 배선 부품(5B)는 급전 배선부(11d)가 코일 배선부(11a)의 외주단(11a1) 보다도 내주단(11a2) 측에 접속되기 때문에, 전해 도금시에 급전 배선부(11d)가 코일 배선부(11a)의 양단의 저항차를 더욱 작게 할 수 있다. 따라서, 평면 코일의 양단의 막 두께차를 축소할 수 있고, 평면 코일의 품질의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 평면 코일의 제조방법에서는, 코일 배선부(11a)과 함께 급전 배선부(11d) 및 접속 배선부(11e)를 전해 도금에 의해 형성한 후, 급전 배선부(11d) 및 접속 배선부(11e)를 제거하기 때문에, 펑면 코일 패턴의 양단의 막 두께차를 축소할 수 있고, 평면 코일의 전기적 특성의 향상을 도모할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하며, 그들도 본 발명의 범위 내에 포함되는 것은 물론이다.
예를 들면, 상기 실시형태에 있어서는, 무전해 도금을 위한 촉매를 포함하는 기초 수지층(L0)을 인쇄에 의해 형성한 후, 기초 도체층(L1)을 무전해 도금에 의해 형성하고, 배선 도체층(L2)를 전해 도금에 의해 형성하는 경우을 예로 들었으나, 본 발명은 이와 같은 제조방법에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 에칭 레지스트를 사용한 금속층의 에칭에 의해 원하는 코일 패턴을 형성한 후, 금속층을 전해 도금하는 종래의 방법에도 적용할 수 있다.
(실시예)
도 9(a)내지 (c)에 나타낸 배선 패턴을 갖는 비교예 1내지 4 및 실시예 1내지 5에 따른 배선 부품(5A)을 사용하여 각각 제조한 평면 코일(1)의 배선저항 및 막 두께 분포의 평가시험을 행하였다.
비교예 1의 배선 부품(5A)는, 도 9(a)에 나타낸 바와 같이, 스파이럴 형상의 코일 배선부(11a)와, 코일 배선부(11a)의 외주단(11a1) (즉, 외주단(11a1) 으로부터 0mm의 위치)에 접속된 급전 배선부(11d)를 가지나, 접속 배선부(11e)는 설치되지 않은 것이다. 급전 배선부(11d)는 기재(10) 상에 형성된 주배선(30)을 통하여 외부전원에 접속된다. 이들 배선 패턴을 구성하는 기초 수지층(L0)은 촉매로서의 Pd를 포함하는 수지를 PET 필름 상에 스크린 인쇄함으로써 형성하였다. 코일 배선부(11a)의 형상은 모든 배선 부품(5A)에 공통이며, 코일 배선부(11a)의 턴 수는 3턴, 외주단(11a1) 으로부터 내주단(11a2) 까지의 배선 전장을 450mm, 배선폭은 0.5mm로 하였다. 또한, 최대 루프 사이즈(종폭(Wy)×횡폭(Wx)): 50mm×50mm로 하였다.
비교예 2내지 4의 배선 부품(5A)은, 도 9(b)에 나타낸 바와 같이, 스파이럴 형상의 코일 배선부(11a)와, 코일 배선부(11a)의 외주단(11a1) 이 아닌 최외주 턴의 종료단 위치 가까이(외주단(11a1) 으로부터 140mm의 위치(P1))에 접속된 급전 배선부(11d)를 가지나, 접속 배선부(11e)는 설치되지 않은 것이다. 비교예 2의 배선폭은 0.5mm로 하였으나, 비교예 3의 배선폭은 0.2mm, 비교예 4의 배선폭은 1mm로 하였다. 그 외의 구성은 도 9(a)와 동일하게 하였다.
실시예 1내지 5의 배선 부품(5A)은, 도 9(c)에 나타낸 바와 같이, 스파이럴 형상의 코일 배선부(11a)와, 코일 배선부(11a)의 최외주 턴의 종료단 위치 가까이(외주단(11a1) 으로부터 140mm의 위치(P1))에 접속된 급전 배선부(11d)와, 코일 배선부(11a)의 내주단(11a2) 과, 그보다 외주단(11a1) 측의 위치를 단락접속하는 접속 배선부(11e)를 갖는다. 접속 배선부(11e)의 일단의 접속위치(P2)는 실시예 1내지 5의 어느 것이든 내주단(11a2) 으로 하고, 접속 배선부(11e)의 타단의 접속위치(P3)는 실시예 1, 3, 4, 5에서는 외주단(11a1) 으로부터 310mm의 위치로 하고, 실시예 2에서는 외주단(11a1) 으로부터 250mm의 위치로 하였다. 또한, 실시예 1, 2의 배선폭은 0.5mm, 실시예 3의 배선폭은 1mm, 실시예 4의 배선폭은 0.2mm, 실시예 5의 배선폭은 0.1mm로 하였다. 그 외의 구성은 도 9(a)와 동일하게 하였다.
다음, 이들 비교예 1내지 4 및 실시예 1내지 5의 배선 부품(5A)에 대하여 무전해 도금을 행하여, 기초 수지층(L0) 상에 두께 약 1.5㎛의 Cu막으로 이루어진 기초 도체층(L1)을 형성함으로써, 평면 코일(1)의 전구체로서의 배선 부품(5B)을 얻었다. 또한, 기초 도체층(L1)의 막 두께 측정에는 형광 X선식 막 두께 측정계(히타치 하이테크 사이언스 제작, FT9300)를 사용하였다. 그 후, 이들 비교예 1내지 4 및 실시예 1내지 5의 평면 코일(1)의 급전점으로부터 외주단(11a1) 까지의 배선저항(R1) 및 급전점으로부터 내주단(11a2) 까지의 배선 저항(R2)를 각각 4단자법에 의해 측정하여 저항비 R2/R1을 구하였다.
다음, 4A/dm2 의 전류밀도로 30분간의 전해 도금을 행하여, 기초 도체층(L1) 상에 Cu막으로 이루어진 배선 도체층(L2)을 형성하고, 이로써, 평면 코일(1)의 전구체로서의 배선 부품(5C)를 얻었다. 또한, 급전 배선부(11d) 및 접속 배선부(11e)를 펀칭에 의해 제거하여 비교예 1내지 4 및 실시예 1내지 5의 평면 코일(1)을 완성시켰다. 그 후, 이들 평면 코일(1)의 내주단(11a2) 및 외주단(11a1)의 도체층(LL)의 막 두께를 각각 측정하여 막 두께비 T2/T1을 구하였다. 막 두께의 측정에는 저항식 막 두께 측정계(피셔 인스트루먼트 제작, RMP30-S)를 사용하였다. 또한, 병행하여 도체층(LL)의 단면을 노출시켜 SEM(시마즈 제작소 제작, SS-550)에 의한 막 두께의 관찰평가를 행하였다. 그 결과를 도 10의 표에 나타낸다.
도 10에서 알 수 있듯이, 비교예 1의 평면 코일(1)에서는 급전 배선부(11d)가 외주단(11a1) 에 직접 접속됨으로써, 급전점으로부터 외주단(11a1) 까지의 배선저항(R1)이 거의 0이 되는 반면, 급전점으로부터 내주단(11a2) 까지의 배선 저항(R2)=10.1Ω으로 크고, 이 때문에 외주단(11a1) 측의 배선저항(R1)과 내주단(11a2) 측의 배선 저항(R2)과의 비 R2/R1=1010으로 매우 커졌다. 또한, 코일 배선부(11a)의 외주단(11a1) 의 막 두께 T1=47㎛로 매우 두꺼운 반면, 내주단(11a2) 의 막 두께 T2=26.3㎛으로 매우 얇고, 이 때문에, 코일 배선부(11a)의 양단의 막 두께비 T2/T1=1.79로 커졌다.
비교예 2의 평면 코일(1)에서는 급전 배선부(11d)를 코일 배선부(11a)의 외주단(11a1) 이 아닌 도중에 설치함으로써, 외주단(11a1) 측의 배선저항(R1)과 내주단(11a2) 측의 배선 저항(R2)의 비 R2/R1=2.08로 줄고, 코일 배선부(11a)의 양단의 막 두께비 T2/T1=1.40으로 작아졌다.
비교예 3의 평면 코일(1)에서는, 비교예 2보다도 배선폭이 좁아짐으로써, 배선저항(R1)=7.85, 배선 저항(R2)=17.4로 각각 커지고, 저항비 R2/R1=2.22가 되었다. 또한, 양단의 막 두께비 T2/T1=1.45가 되어, 비교예 2보다 조금 커졌다. 비교예 4의 평면 코일(1)에서는 비교예 2보다 배선폭이 넓어짐으로써, 배선저항(R1)=1.57, 배선 저항(R2)=5.2로 각각 작아지고, 저항비 R2/R1=3.31가 되었다. 또한, 양단의 막 두께비 T2/T1=1.23가 되어, 비교예 2보다 조금 작아졌다.
실시예 1의 평면 코일(1)에서는, 접속 배선부(11e)를 설치함으로써, 급전점로부터 내주단(11a2) 까지의 배선 저항(R2)이 3.98Ω으로 작아지고, 저항비 R2/R1=1.26이 되었다. 또한, 코일 배선부(11a)의 외주단(11a1) 의 막 두께 T1=37.8㎛이 되고, 내주단(11a2) 의 막 두께 T2=32.2㎛가 되어, 양단의 막 두께 비 T2/T1=1.17이 되어, 비교예 1내지 4보다 작은 막 두께비가 되었다. 막 두께비 T2/T1이 0.8내지 1.2의 범위 내이면 막 두께비가 양호하다 할 수 있다.
실시예 2의 평면 코일(1)에서는, 접속 배선부(11e)의 타단의 접속위치를 실시예 1의 310mm에서 250mm의 위치로 변경함으로써, 내주단(11a2) 측의 배선 저항(R2)이 더욱 축소되고, 이로써, 저항비 R2/R1=0.84로 더욱 축소되었다. 또한, 양단의 막 두께비 T2/T1=0.90이 되어, 실시예 1보다 더욱 작은 막 두께비가 되었다.
실시예 3의 평면 코일(1)에서는, 배선폭을 실시예 1의 0.5mm에서 1mm로 변경함으로써, 배선저항(R1)=1.57Ω, 배선 저항(R2)=1.99Ω로 각각 작아지고, 저항비 R2/R1=1.27이 되었다. 또한, 양단의 막 두께비 T2/T1=1.15가 되어, 실시예 1과 마찬가지로 양호한 막 두께비가 되었다.
실시예 4의 평면 코일(1)에서는, 배선폭을 실시예 1의 0.5mm에서 0.2mm로 변경함으로써, 배선저항(R1)=7.84Ω, 배선 저항(R2)=9.97Ω로 각각 커졌으나, 저항비 R2/R1=1.27이 되었다. 또한, 양단의 막 두께비 T2/T1=1.18가 되어, 실시예 1과 마찬가지로 양호한 막 두께비가 되었다.
실시예 5의 평면 코일(1)에서는, 배선폭을 0.1mm로 더욱 작게함으로써, 배선저항(R1)=15.7Ω, 배선 저항(R2)=19.9Ω로 각각 커졌으나, 저항비 R2/R1=1.27이 되었다. 또한, 양단의 막 두께비 T2/T1=1.18가 되어, 실시예 1과 마찬가지로 양호한 막 두께비가 되었다.
1: 평면 코일
5A, 5B, 5C: 배선 부품
10: 기재
11: 평면 코일 패턴
11a: 코일 배선부
11a1: 코일 배선부의 외주단(일단)
11a2: 코일 배선부의 내주단(타단)
11b, 11c: 패드
11d: 급전 배선부
11e: 접속 배선부
30: 급전 배선부의 주배선
50: 외부전원
51: 도금조
52: 도금액
L0: 기초 수지층
L1: 기초 도체층
L2: 배선 도체층
LB: 기초층
LL: 도체층
P1: 제1접속위치
P2: 제2접속위치
P3: 제3접속위치
R1: 외주단 측의 배선저항
R2: 내주단 측의 배선저항
R2/R1: 저항비
T1: 외주단의 막 두께
T2: 내주단의 막 두께
T2/T1: 막 두께비

Claims (9)

  1. 기재;
    상기 기재 상에 형성된 평면 코일 패턴;을 구비하며,
    상기 평면 코일 패턴은,
    일단 및 타단을 갖는 코일 배선부;
    상기 코일 배선부의 제1접속위치에 설치된 급전 배선부;
    상기 제1접속위치보다도 상기 타단 측인 상기 코일 배선부의 제2접속위치와 상기 제2접속위치보다도 상기 일단 측인 상기 코일 배선부의 제3접속위치를 단락하는 접속 배선부를 포함하며,
    상기 평면 코일 패턴의 단면구조는, 상기 기재 상에 형성된 기초 수지층과, 상기 기초 수지층 상에 형성된 도체층을 갖는 것을 특징으로 하는,
    배선 부품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일 배선부는 스파이럴 패턴을 포함하며,
    상기 코일 배선부의 일단 및 타단이 각각 상기 스파이럴 패턴의 외주단 및 내주단인,
    배선 부품.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2접속위치는, 상기 스파이럴 패턴의 상기 내주단인,
    배선 부품.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제3접속위치는, 상기 스파이럴 패턴의 최내주 턴의 범위 내로서, 상기 내주단을 통과하여 상기 외주단으로부터 상기 내주단을 향하는 권회방향의 연장선 상에 있는,
    배선 부품.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1접속위치는, 상기 스파이럴 패턴의 최외주 턴의 범위 내로서, 상기 외주단보다도 상기 내주단 측에 있는,
    배선 부품.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재는 수지 필름인,
    배선 부품.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기초 수지층은, Pd, Cu, Ni, Ag, Pt 및 Au로부터 선택된 적어도 1종의 금속을 포함하는 수지로 이루어지는,
    배선 부품.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도체층은, 상기 기초 수지층 상에 무전해 도금에 의해 형성된 기초 도체층, 상기 기초 도체층 상에 전해 도금에 의해 형성된 상기 기초 도체층보다도 두꺼운 배선 도체층을 갖는,
    배선 부품.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기초 도체층 및 상기 배선 도체층은, 각각 Cu, Ag 및 Au로부터 선택된 적어도 1종의 금속으로 이루어지는,
    배선 부품.
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