KR20190013388A - 액추에이터 코일 구조체 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 상에 폴리이미드를 포함하는 기저층을 배치하는 단계; 상기 기저층 상에 도금 공정으로 도전성의 마이크로패턴 코일을 형성하는 단계; 상기 마이크로패턴 코일 사이의 공간을 절연층으로 충전하는 단계; 및 상기 기판을 상기 기저층과 분리하여 제거함으로써, 카메라 자동초점 또는 손떨림방지를 위한 액추에이터 코일 구조체를 형성하는 단계;를 포함하는, 액추에이터 코일의 제조방법을 제공한다.

Description

액추에이터 코일 구조체 및 그 제조방법{Actuator coil structure and methods of fabricating the same}
본 발명은 액추에이터 코일 구조체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 위한 액추에이터 코일 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전자기술의 발달에 따라 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등과 같은 모바일 기기가 대중화하고 있다. 그런데, 이와 같은 모바일 기기는 카메라 기능을 수행하는 카메라 모듈이 기본으로 장착되어 있다. 모바일 기기에 사용되는 카메라 모듈은 촬영의 편의성을 높이기 위해 전용 카메라와 같이 자동초점기능을 갖는 자동초점 카메라 모듈이 개발되어 널리 사용되고 있다. 또한, 모바일 기기에 사용되는 카메라 모듈은 촬영된 이미지의 품질을 높이기 위해 전용 카메라와 같이 손떨림방지 기능을 구비하는 경우가 많다.
본 발명은 촬영된 이미지의 품질을 개선하면서 동시에 제조원가를 절감할 수있는 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 위한 액추에이터 코일 구조체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 의한 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 위한 액추에이터 코일 구조체의 제조방법을 제공한다.
상기 액추에이터 코일 구조체의 제조방법은 기판 상에 폴리이미드를 포함하는 기저층을 배치하는 단계; 상기 기저층 상에 도금 공정으로 도전성의 마이크로패턴 코일을 형성하는 단계; 상기 마이크로패턴 코일 사이의 공간을 절연층으로 충전하는 단계; 및 상기 기판을 상기 기저층과 분리하여 제거함으로써, 카메라 자동초점 또는 손떨림방지를 위한 액추에이터 코일 구조체를 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 액추에이터 코일 구조체의 제조방법에서, 상기 마이크로패턴 코일을 형성하는 단계는, 시계방향 및 반시계방향 중 선택된 어느 하나의 방향인 제 1 방향으로 신장하는 각각의 서브 마이크로패턴 코일을 복수층으로 형성하는 단계; 및 상기 복수층의 상기 서브 마이크로패턴 코일을 상하로 연결하는 비아 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 액추에이터 코일 구조체의 제조방법에서, 각각의 상기 서브 마이크로패턴 코일은 2 이상의 턴(turn) 수를 구현하면서 상기 제 1 방향으로 신장하며, 상기 복수층의 상기 서브 마이크로패턴 코일은 모두 상기 제 1 방향으로 신장되면서 상기 비아패턴으로 일체로 연결될 수 있다.
상기 액추에이터 코일 구조체의 제조방법에서, 상기 기판은 자외선을 투과시킬 수 있는 기판이며, 상기 기저층의 적어도 일면 상에 자외선경화형 광반응성 고분자 물질층을 배치함으로써, 상기 기판을 상기 기저층과 분리하는 과정은 상기 기판에 자외선을 조사하여 상기 자외선경화형 광반응성 고분자 물질층과 상기 기판 간의 접착력을 낮추는 단계를 포함할 수 있다.
상기 액추에이터 코일 구조체의 제조방법에서, 상기 기저층을 배치하는 단계는, 상기 기저층의 적어도 일면 상에 도포 공정으로 형성된 상기 고분자 물질층을 구비하는 기저층을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 액추에이터 코일 구조체의 제조방법에서, 상기 기저층 상에 도금 공정으로 도전성의 마이크로패턴 코일을 형성하는 단계;는, 상기 기저층 상에 스퍼터링 공정, 진공증착 공정 또는 무전해도금 공정으로 시드층을 형성하는 제 1 단계; 상기 시드층 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 제 2 단계; 전기 도금 공정으로 상기 포토레지스트 패턴 사이의 공간을 충전(filling)하는 도전성의 마이크로패턴 코일을 형성하는 제 3 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 제 4 단계; 및 상기 시드층 중에서 상기 마이크로패턴 코일 사이에 노출된 시드층의 일부를 제거하는 제 5 단계;를 포함할 수 있다.
상기 액추에이터 코일 구조체의 제조방법은, 상기 제 5 단계 후에, 전기 도금 공정으로 상기 도전성의 마이크로패턴 코일 상에 추가 도금층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 관점에 의한 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 위한 액추에이터 코일 구조체를 제공한다. 상기 액추에이터 코일 구조체는 폴리이미드를 포함하는 기저층; 상기 기저층 상에 도금 공정으로 형성된 도전성의 마이크로패턴 코일; 및 상기 마이크로패턴 코일 사이의 공간을 충전한 절연층;을 구비하되, 상기 마이크로패턴 코일은, 복수층의 서브 마이크로패턴 코일로서, 각각의 상기 서브 마이크로패턴 코일은 시계방향 및 반시계방향 중 선택된 어느 하나의 방향인 제 1 방향으로 신장하는, 상기 복수층의 서브 마이크로패턴 코일; 및 상기 복수층의 상기 서브 마이크로패턴 코일을 상하로 연결하는 비아 패턴;을 포함할 수 있다.
상기 액추에이터 코일 구조체에서, 각각의 상기 서브 마이크로패턴 코일은 2 이상의 턴(turn) 수를 구현하면서 상기 제 1 방향으로 신장하며, 상기 복수층의 상기 서브 마이크로패턴 코일은 모두 상기 제 1 방향으로 신장되면서 상기 비아패턴으로 일체로 연결될 수 있다.
상기 액추에이터 코일 구조체에서, 각각의 상기 서브 마이크로패턴 코일은 모서리가 수직으로 절곡되어 반복된 사각형 형상을 가질 수 있다.
상기 액추에이터 코일 구조체에서, 각각의 상기 서브 마이크로패턴 코일은 모서리가 모따기되면서 절곡되어 반복된 다각형 형상을 가질 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촬영된 이미지의 품질을 개선하면서 동시에 제조원가를 절감할 수있는 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 위한 액추에이터 코일 구조체 및 그 제조방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 위한 액추에이터 코일을 포함하는 카메라 모듈을 도해하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 위한 액추에이터 코일 구조체를 도해한 도면이다.
도 3a 내지 도 3o는 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 코일 구조체의 제조방법을 순차적으로 도해하는 도면들이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 코일 구조체에서 각 층의 마이크로패턴 코일과 이를 상하로 연결하는 비아 패턴의 연결 구조를 도해하는 도면이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 서로 상하로 이격된 복수층의 마이크로패턴 코일이 오버랩된 형태를 도해하는 평면도이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액추에이터 코일 구조체에서 각 층의 마이크로패턴 코일과 이를 상하로 연결하는 비아 패턴의 연결 구조를 도해하는 도면이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 서로 상하로 이격된 복수층의 마이크로패턴 코일이 오버랩된 형태를 도해하는 평면도이다.
도 6a는 사각 기판 사용시 개개의 코일이 형성된 구조체를 도해하는 도면이고, 도 6b는 도 6a에 개시된 구조체에서 박리(delamination) 후 수득한 코일 시트(coil sheet)를 도해하는 도면이다.
도 7a는 웨이퍼 기판 사용시 개개의 코일이 형성된 구조체를 도해하는 도면이고, 도 7b는 도 7a에 개시된 구조체에서 박리(delamination) 후 수득한 코일 시트(coil sheet)를 도해하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접합하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 위한 액추에이터 코일을 포함하는 카메라 모듈을 도해하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 카메라 모듈(1000)은 이미지 소자칩 등이 실장된 메인보드(300); 메인보드(300) 상에 배치된 렌즈 경통(200); 및 렌즈 경통(200)을 둘러싼 하우징(400);을 포함한다. 렌즈 경통(200)의 주변에는 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 위한 액추에이터 코일 구조체(100)가 배치되어 있다. 이하에서는, 본 발명의 실시예에 의한 액추에이터 코일 구조체 및 그 제조방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 위한 액추에이터 코일 구조체를 도해한 도면이다. 도 2의 (a)는 액추에이터 코일 구조체(100)를 구성하는 서로 상하로 이격된 복수층의 마이크로패턴 코일(22)이 오버랩된 형태를 도해하는 평면도이고, 도 2의 (b)는 (a)의 A - B - B' - A' 라인을 따라 절취한 액추에이터 코일 구조체(100)의 단면을 도해한 단면도이고, 도 2의 (c)는 (b)에 도시된 R1 영역을 확대하여 도해한 확대도이다.
도 2를 참조하면, 서로 상하로 이격된, 예를 들어, 4개 층의 서브 마이크로패턴 코일이 배치된다. 물론, 4개 층은 예시적인 경우이며, 임의의 복수층으로 배치될 수 있다. 마이크로패턴 코일(22)을 구성하는 각각의 서브 마이크로패턴 코일은 시계방향 및 반시계방향 중 선택된 어느 하나의 방향인 제 1 방향으로 연결되어 신장하되 1 회 이상의 턴(turn) 수를 구현한다. 도 2에서는, 예를 들어, 6 회의 턴 수를 구현한다. 한편, 각 층의 서브 마이크로패턴 코일은 제 1 방향으로 신장하면서 복수회의 턴 수를 구현하는 과정에서 인접한 패턴 간에 접촉하지 않고 좌우로 이격되어 배치된다. 한편, 도시하지는 않았으나, 인접한 각 층의 서브 마이크로패턴 코일을 상하로 연결하는 비아 패턴이 도입된다. 마이크로패턴 코일(22)의 이격 공간은 절연층(42)으로 충전(filling)될 수 있다.
구체적으로, 본 발명자는 전기 도금 공정을 이용하여 각 층의 서브 마이크로패턴 코일의 높이(L1)와 폭(L2)를 각각 약 50㎛ 및 25㎛로 구현하였으며, 각 층의 서브 마이크로패턴 코일에서 코일 간 좌우로 이격된 거리(L3)는 약 5㎛로 구현하였으며, 복수층의 서브 마이크로패턴 코일에서 코일 간 상하로 이격된 거리(L4)는 약 10㎛로 구현하였다. 이러한 수치값을 측정함에 있어서, 서브 마이크로패턴 코일은 후술할 시드층을 포함하여 측정한 것이다.
이러한 구성에 따르면, 복수층의 마이크로패턴 코일(22) 중에서 최상층(또는 최하층)에 배치된 서브 마이크로패턴 코일에 전류가 흘러들어가 최하층(또는 최상층)에 배치된 서브 마이크로패턴 코일을 통하여 전류가 흘러나가는 과정에서 유도자기장이 생성될 수 있다. 생성된 유도자기장은 액추에이터 코일 구조체(100) 주변에 배치된 카메라 렌즈 구조체의 위치를 제어할 수 있으며, 카메라 렌즈 구조체의 위치를 제어함으로써 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 수행할 수 있다.
도 3a 내지 도 3p는 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 코일 구조체의 제조방법을 순차적으로 도해하는 도면들이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 기판(10)은 글래스, 사파이어 등 자외선에 대해 투명한 기판을 포함할 수 있다. 기판(10) 상에 폴리이미드(Polyimide)를 포함하는 기저층(41)을 배치한다. 나아가, 기저층(41)의 적어도 일면 상에 자외선경화형 광반응성 고분자 물질층(15)을 배치할 수 있다. 기저층(41)의 두께는, 예를 들어, 5㎛ 내지 200㎛일 수 있다.
자외선경화형 광반응성 고분자 물질층(15)은 기저층(41)의 적어도 일면 상에 도포 공정으로 형성될 수 있다. 자외선경화형 광반응성 고분자 물질층(15)에 자외선을 조사하는 경우, 기판(10)과 자외선경화형 광반응성 고분자 물질층(15) 간의 접착력이 낮아져, 기판(10)과 기저층(41)이 분리될 수 있다.
예를 들어, 기판과 접착되는 면에 자외선경화형 광반응성 고분자 물질층이 도포되어 있는 폴리이미드 UV 테이프를 라미네이팅할 수 있다. 또는, 양면에 자외선경화형 광반응성 고분자 물질층이 도포되어 있는 UV 테이프를 라미네이팅한 후, 폴리이미드 필름을 연속으로 라미네이팅할 수 있다.
계속하여, 폴리이미드층 기저층(41) 상에 구리(Cu) 전기 도금을 위한 시드층(21, Seed layer)을 형성할 수 있다. 시드층(21)은 스퍼터링(Sputtering) 공정, 진공증착 공정 또는 무전해도금 공정으로 형성할 수 있다. 스퍼터링(Sputtering) 공정이나 진공증착 공정을 적용하는 경우 구리(Cu) 전기 도금을 위한 시드층(21)은 Ti/Cu의 연속막 또는 NiCr/Cu의 연속막을 포함할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 시드층(21) 상에 포토레지스트 패턴(32a)을 형성한다. 예를 들어, 포토레지스트 패턴(32a)은 두께가 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 구체적으로, 포토레지스트 패턴(32a)은 두께가 50㎛일 수 있다. 포토레지스트 패턴(32a)의 이격 거리(space)는 1㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 포토레지스트 패턴(32a)의 폭은 1㎛ 내지 20㎛일 수 있다.
도 3d를 참조하면, 시드층(21) 상에 구리 전기 도금 공정을 수행하여, 도전성의 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)을 형성한다. 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)은 포토레지스트 패턴(32a)의 빈 공간에 형성되므로, 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)의 폭, 두께, 이격거리는 포토레지스트 패턴(32a)의 이격거리, 두께, 폭에 연동된다. 예를 들어, 도금층인 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)의 두께는 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 구체적으로, 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)의 두께는 50㎛일 수 있다. 한편, 단면 상에서는 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)은 좌우로 서로 이격되어 도시되어 있으나, 실제로는 복수회(예를 들어, 도 3d에서 15회)의 턴 수를 구현하면서 일체로 서로 연결되어 있음은 앞에서 설명하였다. 한편, 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)의 일단부에는 제 1 전극 연결부(23a)가 구리 전기 도금 공정으로 형성될 수 있다.
도 3e를 참조하면, 도금층인 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a) 및 제 1 전극 연결부(23a)를 형성한 후에 포토레지스트 패턴(32a)을 제거한다.
도 3f를 참조하면, 시드층(21) 중에서 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a) 사이에 노출된 시드층의 일부를 제거함으로써 제 1 시드층 패턴(21a)을 형성한다. 예를 들어, 구리 식각액으로 구리 시드층(21)의 일부를 제거할 수 있다. 시드층(21)의 일부를 제거한 후에 구리 도금층의 폭이 기준값보다 작은 경우 부족한 폭 만큼 추가 전기 도금 공정을 수행하여 도전성의 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a) 상에 추가 도금층을 형성할 수도 있다.
도 3g를 참조하면, 제 1 시드층 패턴(21a) 및 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)의 좌우 이격된 이격공간을 충전하는 제 1 절연층(42a)을 형성한다. 절연층 소재는 포토레지스트 또는 폴리이미드를 포함할 수 있다. 절연층을 도포한 후 노광공정을 이용하여 제 1 전극 연결부(23a)를 오픈할 수 있다. 절연층을 형성한 후에, 자외선(UV), 전자빔(Electron Beam)을 이용한 저온(< 180℃) 경화를 수행할 수 있다.
도 3h를 참조하면, 제 1 절연층(42a) 및 제 1 전극 연결부(23a) 상에 구리 도금을 위한 제 2 시드층(21)을 형성한다.
도 3i를 참조하면, 제 2 시드층(21) 상에 제 2 포토레지스트 패턴(32b)을 형성한다. 예를 들어, 제 2 포토레지스트 패턴(32b)은 두께가 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 구체적으로, 제 2 포토레지스트 패턴(32b)은 두께가 50㎛일 수 있다. 제 2 포토레지스트 패턴(32b)의 이격 거리(space)는 1㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 제 2 포토레지스트 패턴(32b)의 폭은 1㎛ 내지 20㎛일 수 있다.
도 3j를 참조하면, 제 2 시드층(21) 상에 구리 전기 도금 공정을 수행하여, 도전성의 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b)을 형성한다. 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b)은 제 2 포토레지스트 패턴(32b)의 빈 공간에 형성되므로, 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b)의 폭, 두께, 이격거리는 제 2 포토레지스트 패턴(32b)의 이격거리, 두께, 폭에 연동된다. 예를 들어, 도금층인 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b)의 두께는 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 구체적으로, 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b)의 두께는 50㎛일 수 있다. 한편, 단면 상에서는 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b)은 좌우로 서로 이격되어 도시되어 있으나, 실제로는 복수회(예를 들어, 도 3j에서 15회)의 턴 수를 구현하면서 일체로 서로 연결되어 있음은 앞에서 설명하였다. 한편, 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b)의 일단부에는 제 2 전극 연결부(23b)가 구리 전기 도금 공정으로 형성될 수 있다.
도 3k를 참조하면, 도금층인 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b) 및 제 2 전극 연결부(23b)를 형성한 후에 제 2 포토레지스트 패턴(32b)을 제거한다.
도 3l를 참조하면, 제 2 시드층(21) 중에서 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b) 사이에 노출된 시드층의 일부를 제거함으로써 제 2 시드층 패턴(21b)을 형성한다. 예를 들어, 구리 식각액으로 구리 시드층(21)의 일부를 제거할 수 있다. 시드층(21)의 일부를 제거한 후에 구리 도금층의 폭이 기준값보다 작은 경우 부족한 폭 만큼 추가 전기 도금 공정을 수행하여 도전성의 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b) 상에 추가 도금층을 형성할 수도 있다.
도 3m을 참조하면, 제 2 시드층 패턴(21b) 및 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b)의 좌우 이격된 이격공간을 충전하는 제 2 절연층(42b)을 형성한다. 절연층 소재는 포토레지스트 또는 폴리이미드를 포함할 수 있다. 절연층을 도포한 후 노광공정을 이용하여 제 2 전극 연결부(23b)를 오픈할 수 있다. 절연층을 형성한 후에, 자외선(UV), 전자빔(Electron Beam)을 이용한 저온(< 180℃) 경화를 수행할 수 있다.
도 3n을 참조하면, 상술한 과정을 반복하여, 시드층과 마이크로패턴 코일을 형성하여 도전 코일(20)을 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 시드층은 제 1 시드층(21a), 제 2 시드층(21b), 제 3 시드층(21c) 및 제 4 시드층(21d)이 순차적으로 배열되어 구성되며, 상기 마이크로패턴 코일은 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a), 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b), 제 3 서브 마이크로패턴 코일(22c) 및 제 4 서브 마이크로패턴 코일(22d)이 순차적으로 배열되어 구성된다. 한편, 전극 연결부(23)는 제 1 전극 연결부(23a), 제 2 전극 연결부(23b), 제 3 전극 연결부(23c), 제 4 전극 연결부(23d)가 순차적으로 배열되어 구성된다.
도전 코일(20)을 구성하는 각 층은 절연층에 의하여 전기적으로 절연된다. 예를 들어, 제 1 층의 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)과 제 2 층의 제 2 시드층(21b)은 절연층으로 전기적으로 절연되며, 제 2 층의 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b)과 제 3 층의 제 3 시드층(21c)은 절연층으로 전기적으로 절연된다. 구체적으로, 상기 절연층(40)은 기저층(41), 제 1 절연층(42a), 제 2 절연층(42b), 제 3 절연층(42c) 및 제 4 절연층(42d)이 순차적으로 배열되어 구성된다.
한편, 전극 연결부(23)를 구성하는 각 층은 접촉되어 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제 1 층의 제 1 전극 연결부(23a)와 제 2 층의 제 2 시드층(21b)은 접촉되어 전기적으로 연결되며, 제 2 층의 제 2 전극 연결부(23b)와 제 3 층의 제 3 시드층(21c)은 접촉되어 전기적으로 연결된다.
도 3o를 참조하면, 기판(10)을 기저층(41)과 분리하여 제거한다. 만약, 기판(10)이 자외선을 투과시킬 수 있는 기판이며, 기저층(41)의 적어도 일면 상에 자외선경화형 광반응성 고분자 물질층(15)을 배치하는 경우, 기판(10)에 자외선을 조사하여 자외선경화형 광반응성 고분자 물질층(15)과 기판(10)과의 접착력이 낮아지는 현상을 이용하여 기판(10)과 기저층(41)을 분리할 수 있다.
그러나, 본 발명의 기술적 사상에 의한 기판(10)과 기저층(41) 사이의 분리 공정은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다른 실시예도 가능하다. 예를 들어, 자외선경화형 광반응성 고분자 물질층(15)을 도입하지 않고 기판(10)과 기저층(41) 사이의 계면에 레이저를 조사하여 기판(10)과 기저층(41)을 분리할 수도 있다.
도 3p를 참조하면, 상술한 단계들을 수행하여 구현된 카메라 자동초점 또는 손떨림방지를 위한 액추에이터 코일 구조체(100)가 도시된다. 액추에이터 코일 구조체(100)는 중앙부(43)를 기준으로 좌우로 복수회의 턴 수를 구현하는 도전 코일(20)이 배치되고, 양단에는 전극 연결부(23)가 배치된다. 도 3a 내지 도 3o에 도시된 구조는 도 3p에서 좌측에 도시된 구조에 해당한다.
도 4a 및 도 5a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 액추에이터 코일 구조체에서 각 층의 마이크로패턴 코일과 이를 상하로 연결하는 비아 패턴의 연결 구조를 도해하는 도면이고, 도 4b 및 도 5b는 도 4a 및 도 5a에 도시된 서로 상하로 이격된 복수층의 마이크로패턴 코일이 오버랩된 형태를 도해하는 평면도이다.
도 4a 및 도 5a를 참조하면, 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a), 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b), 제 3 서브 마이크로패턴 코일(22c) 및 제 4 서브 마이크로패턴 코일(22d)이 상하로 서로 이격되어 배치되되, 각각, 제 1 비아 패턴(22a_v), 제 2 비아 패턴(22b_v), 제 3 비아 패턴(22c_v)에 의하여 상하로 연결된다.
구체적으로, 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)의 외측 일단에 입력단자(IN)가 배치되고, 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)의 상기 외측 일단에서 시계방향으로 신장하여 연결된 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)의 내측 타단과 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b)의 내측 일단이 제 1 비아 패턴(22a_v)에 의하여 연결된다. 계속하여, 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b)의 상기 내측 일단에서 시계방향으로 신장하여 연결된 제 2 서브 마이크로패턴 코일(22b)의 외측 타단과 제 3 서브 마이크로패턴 코일(22c)의 외측 일단이 제 2 비아 패턴(22b_v)에 의하여 연결된다. 계속하여, 제 3 서브 마이크로패턴 코일(22c)의 상기 외측 일단에서 시계방향으로 신장하여 연결된 제 3 서브 마이크로패턴 코일(22c)의 내측 타단과 제 4 서브 마이크로패턴 코일(22d)의 내측 일단이 제 3 비아 패턴(22c_v)에 의하여 연결된다. 계속하여, 제 4 서브 마이크로패턴 코일(22d)의 상기 내측 일단에서 시계방향으로 신장하여 연결된 제 4 서브 마이크로패턴 코일(22d)의 외측 타단에 출력단자(OUT)가 배치된다.
이러한 구성에 따르면, 상하 인접한 서브 마이크로패턴 코일 간을 연결하는 비아 패턴의 연결 배치는 처음에는 하부의 서브 마이크로패턴 코일의 내측에서 상부의 서브 마이크로패턴 코일의 내측으로 연결되는 배치를 가지고, 다음에는 하부의 서브 마이크로패턴 코일의 외측에서 상부의 서브 마이크로패턴 코일의 외측으로 연결되는 배치를 가지고, 그 다음에는 하부의 서브 마이크로패턴 코일의 내측에서 상부의 서브 마이크로패턴 코일의 내측으로 연결되는 배치를 가진다. 이러한 교번적인 비아 패턴의 연결 배치를 도입함으로써, 서로 상하로 이격된 복수층의 마이크로패턴 코일이 오버랩된 단면적이 최소화될 수 있다는 유리한 장점을 가질 수 있다.
또한, 이러한 구성에 따르면, 복수층의 마이크로패턴 코일(22) 중에서 최하층에 배치된 제 1 서브 마이크로패턴 코일(22a)의 입력단자(IN)에 전류가 흘러들어가 최상층에 배치된 제 4 서브 마이크로패턴 코일(22d)의 출력단자(OUT)을 통하여 전류가 흘러나가는 과정에서 유도자기장이 생성될 수 있다. 각각의 서브 마이크로패턴 코일에 전류가 흐르는 방향은 모두 시계방향으로 동일하므로 생성되는 유도자기장의 크기는 증폭된다. 크기가 증폭되어 생성된 유도자기장은 액추에이터 코일 구조체 주변에 배치된 카메라 렌즈 구조체의 위치를 효율적으로 제어할 수 있으며, 카메라 렌즈 구조체의 위치를 제어함으로써 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 수행할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 각각의 서브 마이크로패턴 코일은 모서리 영역(R2)이 모따기되면서 절곡되어 반복된 다각형 형상을 가진다. 이에 반하여, 도 5b를 참조하면, 각각의 서브 마이크로패턴 코일은 모서리 영역(R3)이 수직으로 절곡되어 반복된 사각형 형상을 가진다.
먼저, 도 4b에 도시된 구성에 의하면, 서브 마이크로패턴 코일의 단면적이 상대적으로 작아서 입력단자나 출력단자 등의 배치가 용이하다는 장점을 가지며, 서브 마이크로패턴 코일의 길이가 상대적으로 짧아서 전기 저항이 작다는 장점을 가진다. 한편, 도 5b에 도시된 구성에 의하면, 서브 마이크로패턴 코일에서 길이 방향(y축과 나란한 방향)의 길이가 상대적으로 더 길어서 생성되는 유도자기장의 크기가 더 세다는 장점을 가진다.
도 6a는 사각 기판 사용시 개개의 코일이 형성된 구조체를 도해하는 도면이고, 도 6b는 도 6a에 개시된 구조체에서 박리(delamination) 후 수득한 코일 시트(coil sheet)를 도해하는 도면이다. 본 실시예는, 도 3a 내지 도 3o를 참조하여 설명한 액추에이터 코일 구조체의 제조방법에서 기판(10)이 사각 기판인 경우에 해당한다. 상기 코일 시트는 상술한 액추에이터 코일 구조체(100)가 복수개로 어레이 배열되어 이루어지며, 이들을 개별화하여 획득한 각각의 액추에이터 코일 구조체(100)를 제품에 적용할 수 있다.
도 7a는 웨이퍼 기판 사용시 개개의 코일이 형성된 구조체를 도해하는 도면이고, 도 7b는 도 7a에 개시된 구조체에서 박리(delamination) 후 수득한 코일 시트(coil sheet)를 도해하는 도면이다. 본 실시예는, 도 3a 내지 도 3o를 참조하여 설명한 액추에이터 코일 구조체의 제조방법에서 기판(10)이 웨이퍼 기판인 경우에 해당한다. 상기 코일 시트는 상술한 액추에이터 코일 구조체(100)가 복수개로 어레이 배열되어 이루어지며, 이들을 개별화하여 획득한 각각의 액추에이터 코일 구조체(100)를 제품에 적용할 수 있다.
상술한 본 발명의 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 위한 액추에이터 코일 및 그 제조방법에서는 도금 시드층의 최적화, 감광제 충전 및 경화, 충전층 평탄화, 높은 종횡비 구조체의 노광 및 도금, UV 필름과 폴리이미드층 연속 라미네이팅 코일 박리 기술 등을 통하여 촬영된 이미지의 품질을 개선하면서 동시에 제조원가를 절감할 수 있다.
표 1은 본 발명의 실시예(마이크로패턴 코일)과 비교예(FP-Coil)에 따른 기술 및 품질경쟁력을 비교한 표이다. FP-Coil(Fine Pattern-Coil) 공법은 PCB 공법의 일종이다. 본 발명의 실시예에 따른 카메라 자동초점 및 손떨림방지 기능을 위한 액추에이터 코일 구조체 및 그 제조방법에서는 비교예 대비 반도체 및 PCB 융합공정을 통한 수율을 향상시킬 수 있으며, 권선형 코일 대비 SMT 공정 이용을 통한 조립수율을 향상시킬 수 있다. 나아가, 본 발명의 기술적 사상은 무선 충전기용 고효율 충전용 코일, 권선형 인덕터, 안테나 등에도 활용할 수 있다.
비교항목 실시예
(마이크로패턴 코일)		 비교예
(FP-Coil)		 평가
Line Width 25㎛ 27~70㎛ -
Line Space <10㎛ 15~60㎛ 좁을수록 유리
Line Height 50㎛ 41㎛ -
Layer수 2~8 2, 6 -
Layer간격 <7㎛ >60㎛ 좁을수록 유리
Outline Margin <50㎛ >120㎛ 좁을수록 유리
Magnet-coil gap <200㎛ <150㎛ 클수록 유리
이물 우수 우수 -
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 기판 상에 폴리이미드를 포함하는 기저층을 배치하는 단계;
    기저층 상에 도금 공정으로 도전성의 마이크로패턴 코일을 형성하는 단계;
    마이크로패턴 코일 사이의 공간을 절연층으로 충전하는 단계; 및
    기판을 기저층과 분리하여 제거함으로써, 카메라 자동초점 또는 손떨림방지를 위한 액추에이터 코일 구조체를 형성하는 단계;
    를 포함하는, 액추에이터 코일 구조체의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    마이크로패턴 코일을 형성하는 단계는,
    시계방향 및 반시계방향 중 선택된 어느 하나의 방향인 제 1 방향으로 신장하는 각각의 서브 마이크로패턴 코일을 복수층으로 형성하는 단계; 및
    복수층의 서브 마이크로패턴 코일을 상하로 연결하는 비아 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는, 액추에이터 코일 구조체의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각각의 상기 서브 마이크로패턴 코일은 2 이상의 턴(turn) 수를 구현하면서 상기 제 1 방향으로 신장하며, 복수층의 서브 마이크로패턴 코일은 모두 상기 제 1 방향으로 신장되면서 비아패턴으로 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는, 액추에이터 코일 구조체의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    기판은 자외선을 투과시킬 수 있는 기판이며, 기저층의 적어도 일면 상에 자외선경화형 광반응성 고분자 물질층을 배치함으로써, 기판을 기저층과 분리하는 과정은 기판에 자외선을 조사하여 자외선경화형 광반응성 고분자 물질층과 기판 간의 접착력을 낮추는 단계를 포함하는,
    액추에이터 코일 구조체의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    기저층을 배치하는 단계는, 기저층의 적어도 일면 상에 도포 공정으로 형성된 고분자 물질층을 구비하는 기저층을 배치하는 단계를 포함하는,
    액추에이터 코일 구조체의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    기저층 상에 도금 공정으로 도전성의 마이크로패턴 코일을 형성하는 단계;는,
    기저층 상에 스퍼터링 공정, 진공증착 공정 또는 무전해도금 공정으로 시드층을 형성하는 제 1 단계;
    시드층 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 제 2 단계;
    전기 도금 공정으로 포토레지스트 패턴 사이의 공간을 충전(filling)하는 도전성의 마이크로패턴 코일을 형성하는 제 3 단계;
    포토레지스트 패턴을 제거하는 제 4 단계; 및
    시드층 중에서 마이크로패턴 코일 사이에 노출된 시드층의 일부를 제거하는 제 5 단계;
    를 포함하는, 액추에이터 코일 구조체의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 5 단계 후에,
    전기 도금 공정으로 도전성의 마이크로패턴 코일 상에 추가 도금층을 형성하는 단계;를 더 포함하는, 액추에이터 코일 구조체의 제조방법.
  8. 폴리이미드를 포함하는 기저층; 기저층 상에 도전성의 마이크로패턴 코일; 및 마이크로패턴 코일 사이의 공간을 충전한 절연층;을 구비하되,
    마이크로패턴 코일은, 복수층의 서브 마이크로패턴 코일로서, 각각의 상기 서브 마이크로패턴 코일은 시계방향 및 반시계방향 중 선택된 어느 하나의 방향인 제 1 방향으로 신장하는, 복수층의 서브 마이크로패턴 코일; 및 복수층의 상기 서브 마이크로패턴 코일을 상하로 연결하는 비아 패턴;을 포함하는,
    액추에이터 코일 구조체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각각의 서브 마이크로패턴 코일은 2 이상의 턴(turn) 수를 구현하면서 상기 제 1 방향으로 신장하며, 복수층의 서브 마이크로패턴 코일은 모두 상기 제 1 방향으로 신장되면서 비아패턴을 통하여 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는, 액추에이터 코일 구조체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    각각의 서브 마이크로패턴 코일은 모서리가 수직으로 절곡되어 반복된 사각형 형상을 가지는 것을 특징으로 하는, 액추에이터 코일 구조체.
  11. 제 9 항에 있어서,
    각각의 서브 마이크로패턴 코일은 모서리가 모따기되면서 절곡되어 반복된 다각형 형상을 가지는 것을 특징으로 하는, 액추에이터 코일 구조체.
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