WO2019027204A1 - 액추에이터 코일 구조체 및 그 제조방법 - Google Patents

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WO2019027204A1
WO2019027204A1 PCT/KR2018/008615 KR2018008615W WO2019027204A1 WO 2019027204 A1 WO2019027204 A1 WO 2019027204A1 KR 2018008615 W KR2018008615 W KR 2018008615W WO 2019027204 A1 WO2019027204 A1 WO 2019027204A1
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sub
coils
layer
micropattern
pattern
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PCT/KR2018/008615
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박종익
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주식회사 케이비켐
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils

Definitions

  • the present invention relates to an actuator coil structure and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an actuator coil structure for a camera auto-focus and anti-shake function and a manufacturing method thereof.
  • a camera module used in a mobile device has been developed and widely used as an auto focus camera module having an auto focus function such as a dedicated camera.
  • a camera module used in a mobile device often has a camera shake prevention function such as a dedicated camera in order to enhance the quality of a photographed image.
  • An object of the present invention is to provide an actuator coil structure for a camera auto-focus and anti-shake function that can reduce the manufacturing cost while improving the quality of a photographed image and a manufacturing method thereof.
  • these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.
  • the present invention provides a method of manufacturing an actuator coil structure for camera auto focus and anti-shake function according to an aspect of the present invention.
  • the method of fabricating an actuator coil structure includes: disposing a base layer comprising polyimide on a substrate; Forming a conductive micropattern coil on the base layer by a plating process; Filling a space between the micro pattern coils with an insulating layer; And removing the substrate from the base layer to form an actuator coil structure for camera auto focus or anti-shake operation.
  • the step of forming the micro-pattern coil may include forming a plurality of sub-micro-pattern coils each extending in a first direction selected from among clockwise and counterclockwise directions step; And forming a via pattern for vertically connecting the plurality of sub-micropattern coils of the plurality of layers.
  • each of the sub-micropattern coils stretches in the first direction while realizing two or more turns, and the submicropattern coils of the plurality of layers are all aligned in the first direction And may be integrally connected to the via pattern.
  • the process of separating the substrate from the base layer by disposing a layer of ultraviolet curing type photoreactive polymer material on at least one surface of the base layer is a step of separating the substrate from the base layer, And irradiating the substrate with ultraviolet light to lower the adhesive force between the ultraviolet curing type photoreactive polymer material layer and the substrate.
  • the step of disposing the base layer may include disposing a base layer having the polymer material layer formed on at least one surface of the base layer by a coating process.
  • a step of forming a conductive micropattern coil by a plating process on the base layer may include a step of forming a seed layer by a sputtering process, a vacuum deposition process, or an electroless plating process on the base layer Stage 1; A second step of forming a photoresist pattern on the seed layer; A third step of forming a conductive micropattern coil for filling a space between the photoresist patterns by an electroplating process; A fourth step of removing the photoresist pattern; And a fifth step of removing a portion of the seed layer exposed between the micro pattern coils in the seed layer.
  • the method of manufacturing the actuator coil structure may further include, after the fifth step, forming an additional plating layer on the conductive micropattern coil by an electroplating process.
  • the actuator coil structure comprising: a base layer comprising polyimide; A conductive micropattern coil formed on the base layer by a plating process; And an insulating layer filled with a space between the micro-pattern coils, wherein the micro-pattern coil is a plurality of sub-micro-pattern coils, and each of the sub-micro-pattern coils is either a clockwise or a counterclockwise The plurality of sub-micropattern coils extending in a first direction which is one direction; And a via pattern vertically connecting the plurality of sub-micropattern coils.
  • each of the sub-micro-pattern coils extends in the first direction while realizing two or more turns, and all of the sub-micro-pattern coils of the plurality of layers are elongated in the first direction And may be integrally connected to the via pattern.
  • each of the sub-micropattern coils may have a rectangular shape repeatedly bent at an edge vertically.
  • each of the sub-micropattern coils may have a polygonal shape repeatedly bent while being chamfered at an edge.
  • an actuator coil structure for a camera auto-focus and anti-shake function that can reduce the manufacturing cost while improving the quality of a photographed image and a manufacturing method thereof can be implemented.
  • the scope of the present invention is not limited by these effects.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a camera module including an actuator coil for camera auto focus and anti-shake function.
  • FIG. 2 is a view illustrating an actuator coil structure for a camera auto focus and anti-shake function according to an embodiment of the present invention.
  • 3A to 3O are views sequentially illustrating a method of manufacturing an actuator coil structure according to an embodiment of the present invention.
  • 4A is a view illustrating a connection structure of a micro pattern coil of each layer and a via pattern connecting the micro pattern coil of each layer in the actuator coil structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a plan view illustrating a state in which a plurality of vertically spaced micro pattern coils shown in FIG. 4A are overlapped with each other.
  • 5A is a view illustrating a connection structure of a micro pattern coil of each layer and a via pattern connecting the micro pattern coil of each layer in the actuator coil structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a plan view illustrating a state in which a plurality of vertically spaced micro pattern coils shown in FIG. 5A are overlapped with each other.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating a structure in which individual coils are formed when using a rectangular substrate
  • FIG. 6B is a diagram illustrating a coil sheet obtained after delamination in the structure disclosed in FIG. 6A.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating a structure in which individual coils are formed when using a wafer substrate
  • FIG. 7B is a diagram illustrating a coil sheet obtained after delamination in the structure disclosed in FIG. 7A.
  • first, second, etc. are used herein to describe various elements, components, regions, layers and / or portions, these members, components, regions, layers and / It is obvious that no. These terms are only used to distinguish one member, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention.
  • top or “above” and “under” or “below” can be used herein to describe the relationship of certain elements to other elements as illustrated in the Figures. Relative terms are intended to include different orientations of the device in addition to those depicted in the Figures. For example, in the figures the elements are turned over, so that the elements depicted as being on the upper surface of the other elements are oriented on the lower surface of the other elements. Thus, the example “top” may include both “under” and “top” directions depending on the particular orientation of the figure. If the elements are oriented in different directions (rotated 90 degrees with respect to the other direction), the relative descriptions used herein can be interpreted accordingly.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a camera module including an actuator coil for camera auto focus and anti-shake function.
  • a camera module 1000 includes a main board 300 on which an image element chip or the like is mounted; A lens barrel 200 disposed on the main board 300; And a housing 400 surrounding the lens barrel 200.
  • An actuator coil structure 100 for camera auto focus and anti-shake function is disposed around the lens barrel 200.
  • an actuator coil structure according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described.
  • FIG. 2 is a view illustrating an actuator coil structure for a camera auto focus and anti-shake function according to an embodiment of the present invention.
  • 2 (a) is a plan view showing a state in which a plurality of micropattern coils 22 are vertically spaced from each other constituting the actuator coil structure 100, and
  • FIG. 2 (b) Sectional view of an actuator coil structure 100 taken along line A-B-B '-A' of FIG. 2 (a).
  • FIG. 2 (c) is a view illustrating an actuator coil structure for a camera auto focus and anti-shake function according to an embodiment of the present invention.
  • 2 (a) is a plan view showing a state in which a plurality of micropattern coils 22 are vertically spaced from each other constituting the actuator coil structure 100
  • FIG. 2 (b) Sectional view of an actuator coil structure 100 taken along line A-B-B '-A' of FIG. 2 (a).
  • FIG. 2 (c) is a view illustrating an actuator coil structure for a
  • each of the sub-micropattern coils constituting the micropattern coil 22 is connected in a first direction which is a selected one of a clockwise direction and a counterclockwise direction to extend and implement one or more turns. In Fig. 2, for example, 6 turns are implemented.
  • the sub-micropatterned coils of each layer are arranged in a left-right direction without contact between adjacent patterns in the process of implementing a plurality of turns while extending in the first direction.
  • a via pattern for vertically connecting sub-micropattern coils of adjacent layers is introduced.
  • the spacing space of the micro pattern coil 22 may be filled with an insulating layer 42.
  • the present inventors realized the height (L1) and the width (L2) of the sub-micropattern coil of each layer by using an electroplating process to be about 50 ⁇ m and 25 ⁇ m, respectively,
  • the distance L3 between the left and right sides is about 5 mu m, and the distance L4 between the upper and lower coils in the sub-micro pattern coils of the plurality of layers is about 10 mu m.
  • the sub-micro patterned coil is measured including a seed layer to be described later.
  • a current flows in a sub-micro-pattern coil disposed in the uppermost layer (or the lowermost layer) of the plurality of micro-pattern coils 22, and current flows through the sub-micropattern coil disposed in the lowermost layer
  • An induced magnetic field can be generated during the process.
  • the generated induced magnetic field can control the position of the camera lens structure disposed around the actuator coil structure 100 and can control the position of the camera lens structure to perform camera auto focus and anti-shake function.
  • 3A to 3P are views sequentially illustrating a method of manufacturing an actuator coil structure according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate 10 may include a substrate transparent to ultraviolet rays such as glass, sapphire, and the like.
  • a base layer 41 including polyimide is disposed on the substrate 10.
  • the ultraviolet-curing type photoreactive polymer material layer 15 may be disposed on at least one side of the base layer 41.
  • the thickness of the base layer 41 may be, for example, 5 ⁇ to 200 ⁇ .
  • the ultraviolet curable photoreactive polymer material layer 15 may be formed on at least one surface of the base layer 41 by a coating process.
  • ultraviolet light is irradiated to the ultraviolet curing type photoreactive polymer material layer 15, the adhesion between the substrate 10 and the ultraviolet curing type photoreactive polymer material layer 15 is lowered so that the substrate 10 and the base layer 41 can be separated from each other have.
  • a polyimide UV tape coated with a layer of a UV-curable photoreactive polymer material on a surface to be bonded to a substrate can be laminated.
  • a UV tape having a layer of a UV-curable photoreactive polymer material on both surfaces thereof may be laminated, and then the polyimide film may be continuously laminated.
  • a seed layer (21) for electroplating copper (Cu) can be formed on the polyimide layer base layer (41).
  • the seed layer 21 can be formed by a sputtering process, a vacuum deposition process, or an electroless plating process.
  • the seed layer 21 for copper (Cu) electroplating may include a continuous film of Ti / Cu or a continuous film of NiCr / Cu.
  • a photoresist pattern 32a is formed on the seed layer 21.
  • the photoresist pattern 32a may have a thickness of 1 ⁇ ⁇ to 100 ⁇ ⁇ .
  • the thickness of the photoresist pattern 32a may be 50 ⁇ ⁇ .
  • the spacing distance of the photoresist pattern 32a may be 1 ⁇ ⁇ to 50 ⁇ ⁇ .
  • the width of the photoresist pattern 32a may be 1 ⁇ ⁇ to 20 ⁇ ⁇ .
  • a copper electroplating process is performed on the seed layer 21 to form a first sub micropattern coil 22a having conductivity.
  • the first sub micro pattern coil 22a is formed in the empty space of the photoresist pattern 32a so that the width, the thickness and the spacing distance of the first sub micro pattern coil 22a are determined by the spacing distance of the photoresist pattern 32a, , And width.
  • the thickness of the first sub-micropatterned coil 22a which is a plating layer may be 1 m to 100 m.
  • the thickness of the first sub micro pattern coil 22a may be 50 ⁇ .
  • first sub-micropattern coils 22a are shown separated from each other on the cross section, they are integrally connected to each other while realizing a number of turns a plurality of times (for example, 15 times in Fig. 3d) Have been described above. Meanwhile, the first electrode connection part 23a may be formed at one end of the first sub micro pattern coil 22a by a copper electroplating process.
  • the photoresist pattern 32a is removed.
  • a first seed layer pattern 21a is formed by removing a portion of the seed layer exposed between the first sub-micropatterned coils 22a in the seed layer 21.
  • a portion of the copper seed layer 21 can be removed with a copper etchant.
  • an additional electroplating process may be performed by an insufficient width to form an additional plating layer on the first conductive sub micropattern 22a.
  • a first insulating layer 42a filling the left and right spaced apart spaces of the first seed layer pattern 21a and the first sub micropatterned coil 22a is formed.
  • the insulating layer material may comprise a photoresist or polyimide.
  • the first electrode connection portion 23a can be opened using an exposure process.
  • low temperature ( ⁇ 180 ° C) curing using ultraviolet (UV) or electron beam (electron beam) can be performed.
  • a second seed layer 21 for copper plating is formed on the first insulating layer 42a and the first electrode connecting portion 23a.
  • a second photoresist pattern 32b is formed on the second seed layer 21.
  • the second photoresist pattern 32b may have a thickness of 1 ⁇ ⁇ to 100 ⁇ ⁇ .
  • the thickness of the second photoresist pattern 32b may be 50 ⁇ ⁇ .
  • the spacing distance of the second photoresist pattern 32b may be 1 ⁇ to 50 ⁇ .
  • the width of the second photoresist pattern 32b may be between 1 ⁇ and 20 ⁇ .
  • a copper electroplating process is performed on the second seed layer 21 to form a second sub micropattern coil 22b having conductivity.
  • the second sub micropattern coil 22b is formed in the empty space of the second photoresist pattern 32b so that the width, thickness, and spacing distance of the second sub micropattern coil 22b are different from each other, Distance, thickness, and width.
  • the thickness of the second sub micropattern coil 22b which is a plating layer may be 1 to 100 mu m.
  • the thickness of the second sub micro pattern coil 22b may be 50 mu m.
  • the second sub-micropatterned coil 22b is shown as being separated from each other on the cross section in the sectional view, actually, the second sub-micropatterned coil 22b is integrally connected to each other while realizing the number of turns a plurality of times (for example, 15 times in FIG. Have been described above. Meanwhile, the second electrode connection portion 23b may be formed at one end of the second sub micropattern coil 22b by a copper electroplating process.
  • the second photoresist pattern 32b is removed.
  • a second seed layer pattern 21b is formed by removing a part of the seed layer exposed between the second sub micro pattern coils 22b in the second seed layer 21.
  • a portion of the copper seed layer 21 can be removed with a copper etchant.
  • an additional electroplating process may be performed by an insufficient width to form an additional plating layer on the conductive second sub micropattern coil 22b.
  • a second insulating layer 42b filling the left and right spaced apart spaces of the second seed layer pattern 21b and the second sub micropattern coil 22b is formed.
  • the insulating layer material may comprise a photoresist or polyimide.
  • the second electrode connection portion 23b can be opened using an exposure process.
  • low temperature ( ⁇ 180 ° C) curing using ultraviolet (UV) or electron beam (electron beam) can be performed.
  • the conductive coil 20 may be formed by repeating the above-described processes to form a seed layer and a micropattern coil.
  • the seed layer includes a first seed layer 21a, a second seed layer 21b, a third seed layer 21c, and a fourth seed layer 21d sequentially arranged
  • the first sub micro pattern coil 22a, the second sub micro pattern coil 22b, the third sub micro pattern coil 22c and the fourth sub micro pattern coil 22d are sequentially arranged.
  • the electrode connection part 23 includes a first electrode connection part 23a, a second electrode connection part 23b, a third electrode connection part 23c and a fourth electrode connection part 23d in this order.
  • Each layer constituting the conductive coil 20 is electrically insulated by an insulating layer.
  • the first sub-micropatterned coil 22a of the first layer and the second seed layer 21b of the second layer are electrically insulated by an insulating layer
  • the third seed layer 21c of the third layer are electrically insulated by the insulating layer.
  • the insulating layer 40 includes a base layer 41, a first insulating layer 42a, a second insulating layer 42b, a third insulating layer 42c, and a fourth insulating layer 42d sequentially arranged .
  • the layers constituting the electrode connection portion 23 are in contact with each other and are electrically connected.
  • the first electrode connection portion 23a of the first layer and the second seed layer 21b of the second layer are in contact with each other to be electrically connected, and the second electrode connection portion 23b of the second layer and the third layer
  • the third seed layer 21c of the second seed layer 21 is contacted and electrically connected.
  • the substrate 10 is separated from the base layer 41 and removed.
  • the ultraviolet curing type photoreactive polymer material layer 15 is disposed on at least one surface of the base layer 41 and the substrate 10 is capable of transmitting ultraviolet rays
  • the substrate 10 is irradiated with ultraviolet rays
  • the substrate 10 and the base layer 41 can be separated from each other by utilizing a phenomenon in which the adhesion between the curable photoreactive polymer material layer 15 and the substrate 10 is lowered.
  • the separation process between the substrate 10 and the base layer 41 is not limited to this, and other embodiments are possible.
  • the substrate 10 and the base layer 41 may be separated from each other by irradiating a laser beam to the interface between the substrate 10 and the base layer 41 without introducing the ultraviolet curing type photoreactive polymer material layer 15, for example.
  • the actuator coil structure 100 for camera auto focus or anti-shake operation implemented by performing the steps described above.
  • the actuator coil structure 100 includes a conductive coil 20 that implements a plurality of turn turns to the left and right with respect to the center portion 43 and has electrode connection portions 23 at both ends thereof.
  • the structure shown in Figs. 3A to 3O corresponds to the structure shown on the left side in Fig. 3P.
  • FIGS. 4A and 5A are diagrams illustrating a connection structure of a micro pattern coil of each layer and a via pattern vertically connecting the micro pattern coil in the actuator coil structure according to various embodiments of the present invention
  • FIG. 5A is a plan view illustrating a state in which a plurality of vertically spaced apart micro pattern coils are overlapped with each other.
  • the first sub micro pattern coil 22a, the second sub micro pattern coil 22b, the third sub micro pattern coil 22c, and the fourth sub micro pattern coil 22d are arranged at the top and bottom And are vertically connected by the first via pattern 22a_v, the second via pattern 22b_v, and the third via pattern 22c_v, respectively.
  • an input terminal IN is disposed at one outer side of the first sub-micropattern coil 22a, and a first sub-micro pattern 22a is connected to the first sub-
  • the inner one end of the coil 22a and one inner end of the second sub micropattern coil 22b are connected by the first via pattern 22a_v.
  • the other outer end of the second sub-micro-pattern coil 22b and the outer end of the third sub-micro-pattern coil 22c which extend clockwise from the inner end of the second sub-micropattern coil 22b, 2 via pattern 22b_v.
  • the other inner end of the third sub-micropattern coil 22c and the inner end of the fourth sub-micropattern coil 22d which extend clockwise at the outer end of the third sub-micropattern coil 22c, 3 via pattern 22c_v.
  • the output terminal OUT is disposed at the other outer end of the fourth sub-micropattern coil 22d connected at the inner end of the fourth sub-micropattern coil 22d in the clockwise direction.
  • connection arrangement of the via patterns connecting the upper and lower sub-micropattern coils has an arrangement that is connected from the inside of the lower sub-micropattern coil to the inside of the upper sub-micropattern coil
  • the submicrochip coil has an arrangement which is connected to the outside of the upper submicrochip coil and then to the inside of the submicrochip coil at the upper side from the inside of the lower submicrochip coil.
  • a current flows into the input terminal IN of the first sub-micro-pattern coil 22a disposed in the lowermost layer among the plurality of micro-pattern coils 22,
  • An induced magnetic field can be generated in the course of the current flowing through the output terminal OUT of the coil 22d. Since the directions in which the current flows in each of the sub-micro pattern coils are all the same in the clockwise direction, the magnitude of the generated induced magnetic field is amplified.
  • the induced magnetic field generated by amplifying the size can efficiently control the position of the camera lens structure disposed around the actuator coil structure and can control the position of the camera lens structure to perform the camera auto focus and anti-shake function.
  • each of the sub-micropattern coils has a polygonal shape repeatedly bent while chamfering the edge region R2.
  • each of the sub-micropattern coils has a rectangular shape in which the corner region R3 is bent vertically and repeated.
  • the length of the sub-micropattern coil in the longitudinal direction is relatively longer, which is advantageous in that the size of the induced magnetic field generated is larger.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating a structure in which individual coils are formed when using a rectangular substrate
  • FIG. 6B is a diagram illustrating a coil sheet obtained after delamination in the structure disclosed in FIG. 6A.
  • the present embodiment corresponds to the case where the substrate 10 is a rectangular substrate in the method of manufacturing the actuator coil structure described with reference to FIGS. 3A to 3O.
  • the coil sheet is formed by arraying a plurality of the actuator coil structures 100 described above, and each of the actuator coil structures 100 obtained by individualizing them can be applied to a product.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating a structure in which individual coils are formed when using a wafer substrate
  • FIG. 7B is a diagram illustrating a coil sheet obtained after delamination in the structure disclosed in FIG. 7A.
  • This embodiment corresponds to the case where the substrate 10 is a wafer substrate in the method of manufacturing the actuator coil structure described with reference to Figs. 3A to 3O.
  • the coil sheet is formed by arraying a plurality of the actuator coil structures 100 described above, and each of the actuator coil structures 100 obtained by individualizing them can be applied to a product.
  • the continuous laminating coil peeling technique and the like can improve the quality of the photographed image while reducing the manufacturing cost.
  • Table 1 is a table comparing the technology and quality competitiveness according to the embodiment (micro pattern coil) of the present invention and the comparative example (FP-Coil).
  • FP-Coil (Fine Pattern-Coil) method is a kind of PCB method.
  • the actuator coil structure for the camera auto focus and anti-shake function according to the embodiment of the present invention and the manufacturing method thereof it is possible to improve the yield through the semiconductor and PCB fusion process as compared with the comparative example, The assembly yield can be improved.
  • the technical idea of the present invention can be applied to a high-efficiency charging coil for a wireless charger, a wire-wound inductor, an antenna, and the like.

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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
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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