KR102078215B1 - Inductor complex element including liquid metal, method of preparing passive element substrate including the same, and method of tuning passive element substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액체 금속을 포함하는 인덕터 복합 소자, 인덕터 복합 소자를 포함하는 수동 소자 기판의 제조 방법 및 액체 금속을 이용한 수동 소자 기판의 튜닝 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 인덕터 소자 및 저항 소자로서 기능하는 복합 수동 소자, 복합 수동 소자의 제조 방법 및 튜닝 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inductor composite device including a liquid metal, a method for manufacturing a passive device substrate including an inductor composite device, and a method for tuning a passive device substrate using a liquid metal, and more particularly, functions as an inductor device and a resistance device. It relates to a composite passive device, a manufacturing method and a tuning method of the composite passive device.
최근 IoT 기술 발전에 힘입어 다양한 센서 디바이스가 개발되고 있다. 예를 들어, 인간 등의 동물에 부착되는 생체 모니터링 디바이스는 체표면에 부착되어 체액 성분을 측정하거나, 체온 정보, 심박 정보, 위치 정보 및 기타 다양한 정보들을 수집하고 수집된 정보를 바탕으로 신체 활동을 관리할 수 있다. 다른 예를 들어, 식품에 부착되는 식품 안전 모니터링 디바이스는 식품의 유통 이력과 품질 등에 대한 정보를 수집하여 식품 안정성을 확보하고, 국민 건강 증진에 기여할 수 있다.Recently, with the development of IoT technology, various sensor devices are being developed. For example, a biometric monitoring device attached to an animal such as a human may be attached to the body surface to measure body fluid components, or collect body temperature information, heart rate information, location information, and various other information, and use the collected information to perform physical activity. Can manage For another example, the food safety monitoring device attached to the food may collect information on the distribution history and quality of the food to secure food stability, and contribute to the improvement of public health.
이러한 센서 디바이스는 구비되는 표면에 따라 다양한 특성을 만족하여야 한다. 전술한 생체 모니터링 또는 식품 모니터링 디바이스의 경우, 센서 디바이스가 부착되는 대상 표면이 곡면이고, 나아가 대상 표면이 유동적이어서 대상 표면과 센서 디바이스 간의 밀착성이 불량할 경우 센싱 감도가 현저하게 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 완전한 유연성(flexibility)을 갖는 센서 디바이스의 구현을 위한 기술의 개발이 절실하게 요구되고 있다. Such a sensor device must satisfy various characteristics depending on the surface on which it is provided. In the case of the above-described biometric monitoring or food monitoring device, if the target surface to which the sensor device is attached is a curved surface, and the target surface is fluid, and the adhesion between the target surface and the sensor device is poor, the sensing sensitivity may be significantly reduced. have. Therefore, there is an urgent need for the development of a technology for the implementation of a sensor device with complete flexibility.
한편, 센서 디바이스 등의 전자 디바이스는 회로 기판을 포함하여 이루어질 수 있다. 회로 기판은 저항 소자, 인덕터 소자 및 커패시터 소자 등의 수동 소자를 포함하고, 수동 소자가 연결하는 전기적 선로는 전달하고자 하는 전기적 신호에 가장 적합하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 인덕터 소자는 유도기전력(induced electromotive force)이 발생할 수 있는 소자이다. 인덕터 소자는 주파수 필터 등으로 이용될 수 있다. 인덕터 소자는 그 구조에 따라 코일형, 적층형 및 박박형 등으로 구분될 수 있다. 인덕터 소자는 그 구조에 따라 유도기전력이 발생하기 때문에 회로 기판이 변형되는 경우에도 인덕터 소자 자체는 안정적인 구조를 유지하여야 한다.On the other hand, an electronic device such as a sensor device may comprise a circuit board. The circuit board includes a passive element such as a resistor element, an inductor element, and a capacitor element, and the electrical line to which the passive element is connected may be configured to be most suitable for the electrical signal to be transmitted. For example, an inductor device is a device in which induced electromotive force can be generated. The inductor element can be used as a frequency filter or the like. The inductor element may be classified into a coil type, a stacked type, and a thin type according to the structure thereof. Since the inductor element generates the induced electromotive force according to its structure, the inductor element itself must maintain a stable structure even when the circuit board is deformed.
유연성을 갖는 전자 디바이스, 나아가 유연성을 갖는 회로 기판을 구현하기 위한 한가지 방법으로 유연성을 갖는 도전성 패턴을 이용하여 회로 기판을 형성하는 방법을 들 수 있다.One method for implementing a flexible electronic device, and also a flexible circuit board, is a method of forming a circuit board using a flexible conductive pattern.
예를 들어, 특허문헌 1(US 9,945,739 B2)은 비정질 금속을 이용한 압력 및 온도 센서를 개시한다. 구체적으로, 특허문헌 1은 전자 피부용도로 사용할 수 있도록 스트레처블(stretchable)한 특성을 갖는 센서 디바이스를 개시한다. 특허문헌 1은 유연한 센서를 구현하기 위해 비정질 금속 및 이의 합금을 이용하여 디바이스의 배선을 형성하고 있으나, 특허문헌 1의 센서 디바이스 또한 유연성이 개선된 금속층을 이용하는 정도에 그치고 있으며, 디바이스가 구부러지는 정도가 크거나, 완전히 폴딩될 경우 배선이 파손되는 문제를 여전히 가지고 있다.For example, Patent Document 1 (US 9,945,739 B2) discloses a pressure and temperature sensor using an amorphous metal. Specifically,
또, 특허문헌 2(US 10,184,779 B2)는 인공 근육이나 인공 피부 등 메디컬 재료 분야 등 신축성을 갖는 센서에 사용되는 신축성 전극 및 센서 시트 등을 개시한다. 특허문헌 2는 다층 카본나노튜브를 이용한 섬유를 이용하여 전극 본체를 형성함을 교시한다. 그러나 특허문헌 2의 카본나노튜브는 국부적인 전극 형성이 가능하다 하더라도 배선 등을 형성하기 극히 어려운 한계가 있다.In addition, Patent Document 2 (US 10,184,779 B2) discloses a stretchable electrode, a sensor sheet, and the like used for a stretchable sensor such as a field of medical materials such as artificial muscle and artificial skin. Patent document 2 teaches that an electrode main body is formed using the fiber using a multilayer carbon nanotube. However, although the carbon nanotubes of Patent Document 2 can form a local electrode, there is a limit that is extremely difficult to form a wiring or the like.
그 외에도 특허문헌 3(US 8,826,747 B2), 특허문헌 4(US 2019-0003818 A1) 및 특허문헌 5(US 2018-0192911 A1) 등과 같이 유연성 센서 디바이스를 구현하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다.In addition, various attempts have been made to implement a flexible sensor device such as Patent Document 3 (US 8,826,747 B2), Patent Document 4 (US 2019-0003818 A1), and Patent Document 5 (US 2018-0192911 A1).
또한 특허문헌 6(US 2018-0305563 A1)에서 액체 금속 혼합물을 이용하여 도전성 패턴을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 6에서는 액체 금속 혼합물을 누르거나 가열하는 방법 등을 통해 도전성 패턴을 형성함을 개시한다. In addition, Patent Document 6 (US 2018-0305563 A1) discloses a method of forming a conductive pattern using a liquid metal mixture. Patent Document 6 discloses forming a conductive pattern through a method of pressing or heating a liquid metal mixture.
그 외에 액체 금속을 이용하여 도전성 패턴을 형성하기 위해 액체 금속을 잉크젯과 같이 토출하는 방법이 개발된 바 있다. 예를 들어 특허문헌 7(US 2017-0312849 A1)은 액체 금속을 사출 내지는 토출하기 위한 압출기가 개시되어 있다.In addition, a method of discharging the liquid metal like an inkjet has been developed to form a conductive pattern using the liquid metal. For example, Patent Document 7 (US 2017-0312849 A1) discloses an extruder for injecting or ejecting a liquid metal.
또, 특허문헌 8(CN 105938021 B)에는 적층된 형태의 인덕터 소자가 개시되어 있다. 특허문헌 8은 인덕터 소자와 커패시터 소자를 이용하여 온도 센서로 사용할 수 있음을 교시한다.In addition, Patent Document 8 (CN 105938021 B) discloses an inductor element having a stacked form. Patent document 8 teaches that it can be used as a temperature sensor using an inductor element and a capacitor element.
한편, 액체 금속은 상온에서 액체 상태를 유지하기 때문에 도전성 패턴에 변형을 가하기 곤란하여 종래의 액체 금속을 이용한 수동 소자는 한번 제조하고 나면 그 튜닝이 곤란한 문제가 있었다. On the other hand, since the liquid metal maintains the liquid state at room temperature, it is difficult to deform the conductive pattern, so that once the passive element using the conventional liquid metal is manufactured, its tuning is difficult.
특히 서로 다른 기능을 수행하는 이종의 수동 소자, 예컨대 저항 소자와 인덕터 소자를 하나의 기판으로 일체화하여 형성할 경우 저항 소자의 튜닝 과정에서 인덕터 소자의 특성이 제어되지 않거나, 인덕터 소자의 튜닝 과정에서 저항 소자의 특성이 제어되지 않아 의도한 임피던스를 형성하기 매우 어렵다. 이러한 문제는 수동 소자 기판이 박형화, 소형화되고 회로 기판의 배치가 집적화될수록 심화된다.In particular, when heterogeneous passive devices that perform different functions, such as a resistor and an inductor, are integrally formed with one substrate, the characteristics of the inductor are not controlled during the tuning of the resistor, or the resistor is tuned during the tuning of the inductor. The characteristics of the device are not controlled, making it very difficult to form the intended impedance. This problem is exacerbated as the passive element substrate becomes thinner and smaller and the arrangement of the circuit board is integrated.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 우수한 인덕턴스 내지는 임피던스를 나타낼 수 있는 인덕터 복합 소자를 제공하는 것이다. 또, 저항 소자 등과 일체화되어 형성되는 경우에, 안정적인 구조와 전기적 특성을 가짐과 동시에 그 튜닝이 용이한 구조를 갖는 인덕터 복합 소자를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an inductor composite device capable of exhibiting excellent inductance or impedance. Moreover, when formed integrally with a resistance element etc., it is providing the inductor composite element which has the structure which has stable structure and electrical characteristics, and is easy to tune.
또, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 안정적인 구조와 전기적 특성을 가짐과 동시에 그 튜닝이 용이한 구조를 갖는 수동 소자 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a passive element substrate having a stable structure and electrical characteristics and an easy tuning thereof.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 간단한 방법으로 튜닝이 가능하고, 튜닝 과정에서 안정적인 구조와 전기적 특성을 유지할 수 있는 수동 소자 기판의 튜닝 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a tuning method of a passive device substrate that can be tuned by a simple method, and that can maintain a stable structure and electrical characteristics in the tuning process.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터 복합 소자는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 배치되어 채널을 형성하는 격벽 패턴층; 상기 채널 내에 배치되고 액체 금속을 포함하는 액체 금속 패턴층으로서, 적어도 부분적으로 인덕터 패턴을 형성하는 액체 금속 패턴층; 및 상기 액체 금속 패턴층 상에 배치되는 씰링층을 포함한다.An inductor composite device according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, the base substrate; A partition pattern layer disposed on the base substrate to form a channel; A liquid metal pattern layer disposed in said channel and comprising liquid metal, said liquid metal pattern layer forming at least partially an inductor pattern; And a sealing layer disposed on the liquid metal pattern layer.
상기 액체 금속 패턴층의 상기 인덕터 패턴은, 인덕터 선로 패턴부 및 상기 인덕터 선로 패턴부에 비해 확장된 패드 패턴부를 포함하고, 상기 인덕터 선로 패턴부의 측면 및 상기 패드 패턴부의 측면은 테이퍼진 경사를 가질 수 있다.The inductor pattern of the liquid metal pattern layer may include an inductor line pattern portion and a pad pattern portion extended relative to the inductor line pattern portion, and the side surface of the inductor line pattern portion and the side surface of the pad pattern portion may have tapered inclinations. have.
이 때, 상기 인덕터 선로 패턴부의 측면 경사각은 상기 패드 패턴부의 측면 경사각 보다 클 수 있다.At this time, the side inclination angle of the inductor line pattern portion may be greater than the side inclination angle of the pad pattern portion.
또, 상기 인덕터 복합 소자는 상기 베이스 기판과 상기 격벽 패턴층 사이에 배치된 두께 조절층을 더 포함할 수 있다.The inductor composite device may further include a thickness control layer disposed between the base substrate and the partition pattern layer.
상기 인덕터 선로 패턴부는 적어도 부분적으로 상기 두께 조절층과 중첩하고, 상기 패드 패턴부는 적어도 부분적으로 상기 두께 조절층과 비중첩할 수 있다.The inductor line pattern portion may at least partially overlap the thickness control layer, and the pad pattern portion may at least partially overlap the thickness control layer.
상기 두께 조절층의 두께는 상기 격벽 패턴층의 두께 보다 작고, 상기 인덕터 선로 패턴부의 평균 두께는, 상기 패드 패턴부의 최대 두께 보다 작을 수 있다.The thickness of the thickness control layer may be smaller than the thickness of the barrier rib pattern layer, and the average thickness of the inductor line pattern portion may be smaller than the maximum thickness of the pad pattern portion.
또, 상기 액체 금속 패턴층은 적어도 부분적으로 저항 패턴을 형성하는 저항 선로 패턴부를 더 포함할 수 있다.The liquid metal pattern layer may further include a resistance line pattern portion at least partially forming a resistance pattern.
이 경우 상기 저항 선로 패턴부의 평균 두께는 상기 인덕터 선로 패턴부의 평균 두께 보다 클 수 있다.In this case, the average thickness of the resistance line pattern portion may be greater than the average thickness of the inductor line pattern portion.
또한, 상기 저항 선로 패턴부는, 평면상 지그재그 형상을 가지고, 상기 저항 선로 패턴부의 피치는 상기 저항 선로 패턴부의 폭의 3배 이상일 수 있다.The resistance line pattern portion may have a zigzag shape on a plane, and the pitch of the resistance line pattern portion may be three times or more the width of the resistance line pattern portion.
상기 액체 금속 패턴층의 측면은 테이퍼진 경사를 가지되, 상기 저항 선로 패턴부의 측면 경사각은 상기 인덕터 선로 패턴부의 측면 경사각 보다 크거나 같을 수 있다.The side surface of the liquid metal pattern layer has a tapered slope, and the side slope angle of the resistance line pattern portion may be greater than or equal to the side slope angle of the inductor line pattern portion.
상기 두께 조절층은 적어도 부분적으로 상기 저항 선로 패턴부와 비중첩하고, 상기 패드 패턴부의 최대 두께는 상기 저항 선로 패턴부의 최대 두께와 동일할 수 있다.The thickness adjusting layer may be at least partially non-overlapping with the resistance line pattern portion, and the maximum thickness of the pad pattern portion may be equal to the maximum thickness of the resistance line pattern portion.
또, 상기 패드 패턴부는 상기 두께 조절층의 상면과 접하고, 상기 저항 선로 패턴부는 상기 두께 조절층의 상면과 접하지 않을 수 있다.In addition, the pad pattern portion may contact the upper surface of the thickness adjusting layer, and the resistance line pattern portion may not contact the upper surface of the thickness adjusting layer.
몇몇 실시예에서, 상기 인덕터 선로 패턴부는, 평면 시점에서 라운드진 나선 형상이고, 상기 나선 형상의 선로 패턴부의 폭은 인접한 선로 패턴부 간의 이격 거리 보다 클 수 있다.In some embodiments, the inductor line pattern portion may have a round spiral shape at a plan view, and the width of the spiral line pattern portion may be greater than a distance between adjacent line pattern portions.
또, 상기 인덕터 선로 패턴부의 평균 두께는 상기 인덕터 선로 패턴부의 폭 보다 클 수 있다.The average thickness of the inductor line pattern portion may be greater than the width of the inductor line pattern portion.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 소자 기판의 제조 방법은, 베이스 기판 상에 제1 채널을 형성하는 두께 조절층을 배치하는 단계; 상기 두께 조절층 상에 제2 채널을 형성하는 격벽 패턴층을 배치하는 단계; 상기 격벽 패턴층 상에 씰링층을 배치하는 단계로서, 비어있는 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널을 형성하도록 씰링층을 배치하는 단계; 및 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널 내에 액체 금속을 충진하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a passive device substrate, comprising: disposing a thickness adjusting layer forming a first channel on a base substrate; Disposing a partition pattern layer forming a second channel on the thickness control layer; Disposing a sealing layer on the barrier rib pattern layer, wherein the sealing layer is disposed to form the empty first and second channels; And filling a liquid metal in the first channel and the second channel.
평면 시점에서 상기 제2 채널은, 라운드진 나선 형상의 인덕터 채널 영역, 및 지그재그 형상의 저항 채널 영역을 포함할 수 있다.The second channel may include a round spiral inductor channel region and a zigzag resistive channel region at a plan view.
상기 액체 금속을 충진하는 단계에서, 한번의 주입 공정을 통해 상기 인덕터 채널 영역과 저항 채널 영역이 모두 충진될 수 있다.In the filling of the liquid metal, both the inductor channel region and the resistance channel region may be filled through a single injection process.
이 경우, 상기 인덕터 채널 영역에 충진된 액체 금속은 인덕터 패턴을 형성하고, 상기 저항 채널 영역에 충진된 액체 금속은 저항 패턴을 형성할 수 있다.In this case, the liquid metal filled in the inductor channel region may form an inductor pattern, and the liquid metal filled in the resistance channel region may form a resistance pattern.
또, 상기 제1 채널은, 상기 인덕터 채널 영역과 연결되지 않고, 상기 제1 채널은, 상기 저항 채널 영역과 연결될 수 있다.The first channel may not be connected to the inductor channel region, and the first channel may be connected to the resistance channel region.
평면 시점에서 상기 제2 채널은, 상기 인덕터 채널 영역 및 상기 저항 채널 영역에 비해 더 큰 폭을 갖는 패드 채널 영역을 더 포함할 수 있다.The second channel may further include a pad channel region having a larger width than the inductor channel region and the resistance channel region at a plan view.
상기 액체 금속을 충진하는 단계에서, 한번의 주입 공정을 통해 패드 채널 영역이 충진되고, 상기 패드 채널 영역에 충진된 액체 금속은 패드 패턴을 형성할 수 있다.In the filling of the liquid metal, the pad channel region may be filled through a single injection process, and the liquid metal filled in the pad channel region may form a pad pattern.
이 때, 상기 제1 채널은, 상기 인덕터 채널 영역과 연결되지 않고, 상기 제1 채널은, 상기 패드 채널 영역과 연결될 수 있다.In this case, the first channel may not be connected to the inductor channel region, and the first channel may be connected to the pad channel region.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 다른 수동 소자 기판의 튜닝 방법은, 플렉서블한 베이스 기판, 및 상기 베이스 기판 상에 배치되고 액체 금속을 포함하는 액체 금속 패턴층으로서, 적어도 부분적으로 인덕터 패턴 및 저항 패턴을 형성하는 액체 금속 패턴층을 포함하는 수동 소자 기판의 튜닝 방법으로서, 상기 수동 소자 기판의 저항 패턴 영역을 신축시키거나, 벤딩하거나, 가압하여 임피던스를 조절한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of tuning a passive device substrate, the flexible base substrate and a liquid metal pattern layer disposed on the base substrate and including liquid metal, at least partially. As a tuning method of a passive device substrate including a liquid metal pattern layer forming an inductor pattern and a resistance pattern, the impedance pattern area of the passive device substrate is stretched, bent or pressed to adjust impedance.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the detailed description.
본 발명의 실시예들에 따르면, 액체 금속을 이용하여 우수한 전기적 특성을 갖는 인덕터 복합 소자를 제공할 수 있다. 또, 인덕터 소자 뿐만 아니라 저항 소자와 함께 일체화된 형태의 복합 수동 소자 기판을 제공할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to provide an inductor composite device having excellent electrical characteristics using a liquid metal. In addition, it is possible to provide a composite passive element substrate integrated with not only the inductor element but also the resistance element.
나아가 인덕터 소자를 형성하는 부분의 두께를 저항 소자를 형성하는 부분의 두께 보다 작게 형성하여 일체화된 수동 소자 기판을 튜닝하더라도 전기적 특성을 안정적으로 유지할 수 있다.Furthermore, the thickness of the portion forming the inductor element is smaller than the thickness of the portion forming the resistance element, so that the electrical characteristics can be stably maintained even when the integrated passive element substrate is tuned.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to the embodiments of the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 소자 기판의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항 소자 기판의 평면도이다.
도 3은 도 2의 A 영역을 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 4는 도 2의 B-B' 선 및 C-C' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 소자 기판의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 소자 기판의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 소자 기판의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 소자 기판을 튜닝하는 방법을 나타낸 모식도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수동 소자 기판을 튜닝하는 방법을 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수동 소자 기판을 튜닝하는 방법을 나타낸 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터 소자 기판의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인덕터 소자 기판의 평면도이다.
도 13은 도 12의 A 영역을 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 14는 도 12의 B-B' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕터 소자 기판의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕터 소자 기판의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕터 소자 기판의 단면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터 복합 소자 기판의 평면도이다.
도 19는 도 18의 A-A' 선, B-B' 선 및 C-C' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인덕터 복합 소자 기판의 단면도이다.
도 21 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터 복합 소자 기판의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 25는 제조예 1-1에 따른 저항 소자의 이미지이다.
도 26은 제조예 1-2에 따른 저항 소자의 이미지이다.
도 27은 제조예 2-1에 따른 인덕터 소자의 이미지이다.
도 28은 제조예 2-2에 따른 인덕터 소자의 이미지이다.
도 29는 실험예에 따라 인덕턴스를 측정한 이미지이다.1 is a plan view of a resistive element substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a plan view of a resistive element substrate according to another exemplary embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view illustrating an enlarged area A of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view taken along lines BB ′ and CC ′ of FIG. 2.
5 is a cross-sectional view of a resistance device substrate according to still another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a resistive element substrate according to still another exemplary embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a resistance device substrate according to still another embodiment of the present invention.
8 is a schematic diagram illustrating a method for tuning a passive device substrate according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram illustrating a method for tuning a passive device substrate according to another embodiment of the present invention.
10 is a schematic diagram illustrating a method for tuning a passive device substrate according to another embodiment of the present invention.
11 is a plan view of an inductor device substrate according to an embodiment of the present invention.
12 is a plan view of an inductor device substrate according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an enlarged view of a region A of FIG. 12 enlarged.
FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 12.
15 is a cross-sectional view of an inductor device substrate according to still another embodiment of the present invention.
16 is a cross-sectional view of an inductor device substrate according to another embodiment of the present invention.
17 is a cross-sectional view of an inductor device substrate according to still another embodiment of the present invention.
18 is a plan view of an inductor composite device substrate according to an embodiment of the present invention.
19 is a cross-sectional view taken along line AA ′, line BB ′, and line CC ′ of FIG. 18.
20 is a cross-sectional view of an inductor composite device substrate according to another exemplary embodiment of the present invention.
21 to 24 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an inductor composite device substrate according to an embodiment of the present invention.
25 is an image of a resistance device according to Preparation Example 1-1.
26 is an image of a resistor device according to Preparation Example 1-2.
27 is an image of an inductor device according to Preparation Example 2-1.
28 is an image of an inductor device according to Preparation Example 2-2.
29 is an image of measuring inductance according to the experimental example.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, only the embodiments are to make the disclosure of the present invention complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the scope of the invention, and the invention is defined only by the scope of the claims.
공간적으로 상대적인 용어인 '위(above)', '상부(upper)', '상(on)', '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.The spatially relative terms 'above', 'upper', 'on', 'below', 'beneath', 'lower', etc. As shown, it may be used to easily describe the correlation of one device or components with another device or components. Spatially relative terms are to be understood as terms that include different directions of the device in use in addition to the directions shown in the figures. For example, when the device shown in the figure is reversed, a device described as 'below or beneath' of another device may be placed 'above' of another device. Thus, the exemplary term 'below' may include both directions below and above.
도면에 도시된 구성요소의 크기, 두께, 폭, 길이 등은 설명의 편의 및 명확성을 위해 과장 또는 축소될 수 있으므로 본 발명이 도시된 형태로 제한되는 것은 아니다.The size, thickness, width, length, etc. of the components shown in the drawings may be exaggerated or reduced for convenience and clarity of description, so the present invention is not limited to the illustrated form.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, 'and / or' includes each and all combinations of one or more of the items mentioned. In addition, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the text. As used herein, 'comprises' and / or 'comprising' does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the mentioned components. Numerical ranges shown using 'to' indicate numerical ranges including the values described before and after the lower limit and the upper limit, respectively. "About" or "approximately" means a value or numerical range within 20% of the value or numerical range described thereafter.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used in the present specification (including technical and scientific terms) may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, terms that are defined in a commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.
본 명세서에서, 제1 방향(X)은 평면 내 임의의 방향을 의미하고, 제2 방향(Y)은 상기 평면 내에서 제1 방향(X)과 교차하는 다른 방향을 의미한다. 또, 제3 방향(Z)은 상기 평면과 수직한 방향을 의미한다. 다르게 정의되지 않는 한, '평면'은 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)이 속하는 평면을 의미한다. 또, 다르게 정의되지 않는 한, '중첩'은 상기 평면 시점에서 제3 방향(Z)으로 중첩하는 것을 의미한다.In the present specification, the first direction X means any direction in the plane, and the second direction Y means another direction crossing the first direction X in the plane. In addition, the third direction Z means a direction perpendicular to the plane. Unless otherwise defined, 'plane' means a plane to which the first and second directions X and Y belong. In addition, unless otherwise defined, 'overlapping' means overlapping in the third direction Z from the plane viewpoint.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 소자 기판(10)의 평면도이다.1 is a plan view of a
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 수동 소자 기판은 저항 소자 기판(10)일 수 있다. 저항 소자 기판(10)은 베이스 기판(100) 및 베이스 기판(100) 상에 배치된 저항 패턴(200)을 포함할 수 있다. 도 1은 저항 패턴(200)이 평면 시점에서 대략 제1 방향(X)으로 연장되고, 제2 방향(Y)으로의 지그재그 형상을 가진 저항 소자를 형성하는 경우를 예시하고 있다.Referring to FIG. 1, the passive device substrate according to the present embodiment may be a
베이스 기판(100)은 저항 패턴(200)이 배치되기 위한 공간을 제공할 수 있다. 즉, 베이스 기판(100)은 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)이 속하는 평면 공간을 제공할 수 있다. 베이스 기판(100)은 저항 패턴(200)을 안정적으로 지지할 수 있으면 그 재료는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 유연성(flexibility), 신축성(stretchability), 폴더블(foldable) 및/또는 롤러블(rollable) 특성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 구체적인 예를 들어, 베이스 기판(100)은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리아크릴레이트, 폴리이미드 등의 고분자 수지로 이루어질 수 있다. 다른 예를 들어, 베이스 기판(100)은 종이 등의 재료로 이루어질 수도 있다. 이 경우 베이스 기판(100)은 소정의 액체 투과성을 가질 수도 있다.The
베이스 기판(100) 상에는 액체 금속을 포함하는 액체 금속 도전성 패턴인 저항 패턴(200)이 배치될 수 있다. 상기 액체 금속은 갈륨 및 인듐을 포함하는 복합 조성의 액체 금속일 수 있다. 평면 시점에서 저항 패턴(200)은 소정의 형상을 가지고, 그 패턴의 형상으로 인해 고유한 전기적 특성을 나타낼 수 있다.The
비제한적인 예시로서, 상기 액체 금속은 상온에서 액체 상태를 유지하는 갈륨 및 인듐 외 상온에서 고체 상태를 유지하는 나노 입자를 더 포함할 수도 있다. 상기 나노 입자는 전기 전도성을 가질 수 있다. 전기 전도성을 갖는 나노 입자로는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 철, 구리, 은, 알루미늄, 티타늄, 니켈 등의 금속 나노 입자, 또는 탄소나노튜브(CNT) 등의 탄소계 나노 입자 등일 수 있다. 상기 나노 입자에 의해 저항 패턴(200)이 갖는 면저항의 제어를 용이하게 할 수 있다.By way of non-limiting example, the liquid metal may further include nanoparticles that maintain a solid state at room temperature other than gallium and indium that maintain a liquid state at room temperature. The nanoparticles may have electrical conductivity. The nanoparticles having electrical conductivity are not particularly limited, but may be, for example, metal nanoparticles such as iron, copper, silver, aluminum, titanium, nickel, or carbon-based nanoparticles such as carbon nanotubes (CNT). . The nanoparticles can facilitate the control of the sheet resistance of the
몇몇 실시예에서, 저항 패턴(200)은 저항 선로 패턴부(201) 및 패드 패턴부(202)를 포함할 수 있다. 저항 선로 패턴부(201)는 대략 일 방향으로 연장되어 전기적 선로로 기능함과 동시에, 지그재그 형상을 가짐으로써 저항 소자로 기능할 수 있다. 패드 패턴부(202)는 저항 선로 패턴부(201)에 비해 그 폭이 확장되어 접점 패드부를 형성할 수 있다. 패드 패턴부(202)는 저항 선로 패턴부(201)의 제1 방향(X) 양측 단부에 위치할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 저항 선로 패턴부(201)와 패드 패턴부(202)는 물리적 경계 없이 일체로 형성되고, 동일한 액체 금속이 연속적으로 충진된 상태일 수 있다.In some embodiments, the
도면으로 표현하지 않았으나, 저항 소자 기판(10)은 외부의 다른 구성요소, 예컨대 전자 회로 기기 또는 다른 전기적 선로 등과 전기적으로 연결될 수 있다. 패드 패턴부(202)는 저항 선로 패턴부(201)에 비해 큰 폭을 가지고 외부의 다른 구성요소와의 전기적 연결을 안정적으로 수행할 수 있다.Although not shown in the drawings, the
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수동 소자 기판에 대하여 설명한다. 다만 앞서 설명한 실시예에 따른 수동 소자 기판과 동일한 구성요소 또는 자명한 변경이 가해진 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략하며, 이는 첨부된 도면으로부터 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Hereinafter, a passive device substrate according to another embodiment of the present invention will be described. However, overlapping descriptions of the same components as those of the passive element substrate according to the above-described embodiments or the components to which the obvious changes have been made are omitted, which may be clearly understood by those skilled in the art from the accompanying drawings. will be.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항 소자 기판(11)의 평면도이다. 도 3은 도 2의 A 영역을 확대하여 나타낸 확대도이다. 도 4는 도 2의 B-B' 선 및 C-C' 선을 따라 절개한 단면도로서, 좌측은 패드 패턴부(212)를 절개한 단면이고 우측은 복수의 저항 선로 패턴부(211)를 절개한 단면이다.2 is a plan view of a
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 수동 소자 기판은 저항 소자 기판(11)으로서, 평면상 제2 방향(Y)으로의 지그재그 형상을 갖지 않고 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 교차하는 대각선 방향으로 지그재그 형상을 갖는 점이 도 1의 실시예에 따른 저항 소자 기판(10)과 상이한 점이다.2 to 4, the passive element substrate according to the present embodiment is a
본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 본 실시예에 따른 저항 소자 기판(11)은 대략 제1 방향(X)으로 연장된 저항 패턴(210)의 어느 일측에서 액체 금속이 주입되어 형성될 수 있다. 즉, 제1 방향(X) 어느 일측에서 타측 방향으로 액체 금속 주입 공정을 통해 형성될 수 있다.Although the present invention is not limited thereto, the
이 경우 저항 패턴(210), 구체적으로 저항 선로 패턴부(211)가 제1 방향(X)으로 연장된 부분 및 제1 방향(X)에 수직한 제2 방향(Y)으로 연장된 부분을 갖는 지그재그 형상이 아니라, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 교차하는 대각선 방향으로 연장된 부분을 갖는 지그재그 형상을 갖도록 구성하여 액체 금속의 주입이 보다 용이해질 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(X) 좌측의 패드 패턴부(212)에서 액체 금속을 주입하는 경우에 액체 금속은 좌측에서 우측 방향으로 점진적으로 충진될 수 있다. 이 때 채널 내부를 충진하는 액체 금속에 의해 채널 내부의 압력이 증가할 수 있다. 따라서 제1 방향(X)에 수직한 방향이 아니라 제1 방향(X)에 대각선 방향으로 액체 금속이 이동하도록 하여 채널 내부의 압력 증가를 억제할 수 있고 보다 많은 양의 액체 금속의 주입이 가능해진다. In this case, the
뿐만 아니라, 채널 내부의 압력 증가를 최소화할 수 있어 액체 금속 주입 공정에 있어 저항 선로 패턴부(211)의 평면상 각진 모서리 부분 등에 발생할 수 있는 미충진 불량을 완화할 수 있고 미충진 영역으로 인한 의도치 않은 선로 저항의 상승을 방지하고, 또는 저항 선로 패턴부(211)의 선로 도중이 개방(open)되는 등의 불량을 미연에 방지할 수 있다.In addition, it is possible to minimize the increase in the pressure inside the channel to mitigate unfilled defects that may occur in the flat angled corner portion of the resistance
한편, 저항 선로 패턴부(211)의 폭(W211)과 피치(P)는 소정의 관계에 있을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 저항 선로 패턴부(211)의 피치(P)는 폭(W211)의 3배 이상을 가질 수 있다. 피치(P)와 폭(W211)의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 약 10배 이하, 또는 약 9배 이하, 또는 약 8 배 이하, 또는 약 7배 이하, 또는 약 6배 이하, 또는 약 5배 이하일 수 있다. 저항 선로 패턴부(211)의 피치(P)는, 저항 선로 패턴부(211)가 반복적인 형상을 갖는 경우에 반복 주기를 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 2 등과 같이 제2 방향(Y) 일측과 타측으로 반복적으로 연장된 형상을 갖는 경우, 제2 방향(Y) 일측(예컨대, 도 2 기준 상측)으로 최대로 돌출된 부분에서, 다음 최대로 돌출된 부분까지의 제1 방향(X)으로의 거리를 의미할 수 있다.Meanwhile, the width W 211 and the pitch P of the resistance
앞서 설명한 것과 같이 저항 선로 패턴부(211)가 갖는 특유의 형상으로 인해 저항 패턴(210)은 저항 소자로서 기능할 수 있다. 특히 저항 선로 패턴부(211)를 상온에서 액체 상태를 유지하는 액체 금속을 이용하여 형성할 경우, 저항 선로 패턴부(211)의 형상은 저항 소자 기판(11)의 전기적 특성에 매우 민감하게 영향을 줄 수 있다. 이는 액체 금속이 상온에서 액체 상태를 유지하기 때문에 외부 환경에 따라 전기적 특성이 영향을 받기 때문일 수 있다.As described above, the
본 발명의 발명자들은 저항 선로 패턴부(211)의 피치(P)와 폭(W211) 간의 관계에 따라 저항 소자 기판(11)의 전기적 특성의 안정성이 영향을 받음을 실험적으로 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 구체적으로, 저항 선로 패턴부(211)의 피치(P)가 폭(W211)의 3배 미만, 또는 2.5배 미만, 특히 2배 미만일 경우, 저항 소자 기판(11)의 전기적 특성 측정에 있어서 커패시턴스 성분이 반영되어 온전히 저항 소자로서 구현할 수 없음을 확인하였다. 따라서 액체 금속을 이용하여 저항 소자 기판(11)을 형성하는 경우, 저항 선로 패턴부(211)의 피치(P)가 폭(W211)의 3배 이상인 것이 바람직하다.The inventors of the present invention have experimentally confirmed that the stability of the electrical characteristics of the
저항 소자 기판(11)의 적층 구조에 있어서, 앞서 설명한 것과 같이 저항 소자 기판(11)은 베이스 기판(100) 및 베이스 기판(100) 상에 배치된 저항 패턴(210)을 포함하되, 도 4에 도시된 것과 같이 저항 소자 기판(11)은 베이스 기판(100) 상에 배치된 격벽 패턴층(620) 및 씰링층(700)을 더 포함할 수 있다.In the stacked structure of the
예시적인 실시예에서, 격벽 패턴층(620)은 베이스 기판(100) 상에 직접 배치될 수 있다. 격벽 패턴층(620)은 액체 금속이 충진되어 저항 패턴(210)을 형성하기 위한 채널 내지는 트렌치를 제공할 수 있다. 즉, 평면 시점에서, 격벽 패턴층(620)은 저항 패턴(210)의 대략 역상을 갖는 형상일 수 있다. 격벽 패턴층(620)은 절연성을 가질 수 있다. 예를 들어, 격벽 패턴층(620)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate) 등의 고분자 재료를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 격벽 패턴층(620)은 베이스 기판(100)에 비해 더 큰 소수성을 가질 수 있다. 즉, 중력 방향으로 저항 패턴(210) 내 액체 금속과 접촉하는 베이스 기판(100)의 친수성을 더 크게 구성하여 액체 금속의 충진 상태를 보다 안정적으로 형성할 수 있다.In an exemplary embodiment, the
또, 저항 패턴(210) 및 격벽 패턴층(620) 상에는 씰링층(700)이 배치될 수 있다. 씰링층(700)은 절연성을 가지고, 저항 패턴(210)의 액체 금속을 밀봉할 수 있다. 씰링층(700)은 격벽 패턴층(620)과 동일하거나 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 씰링층(700)은 베이스 기판(100)에 비해 더 큰 소수성을 가질 수 있다. 도면으로 표현하지 않았으나, 씰링층(700)과 격벽 패턴층(620) 사이에는 접착층(미도시) 등이 개재될 수도 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, a
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 소자 기판(12)의 단면도로서, 도 4와 상응하는 위치를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 저항 소자 기판(12)은 베이스 기판(100) 및 베이스 기판(100) 상에 배치된 저항 패턴(211, 212)을 포함하되, 격벽 패턴층을 포함하지 않고 베이스 기판(100)의 상면이 바로 패턴화된 구조를 갖는 점이 도 4 등의 실시예에 따른 저항 소자 기판(11)과 상이한 점이다.Referring to FIG. 5, the
베이스 기판(100)은 그 자체로 액체 금속이 충진되기 위한 채널을 제공할 수 있다. 베이스 기판(100)의 채널 내에는 저항 패턴의 저항 선로 패턴부(211) 및 패드 패턴부(212)가 삽입 배치될 수 있다. 이 경우, 베이스 기판(100)의 상측으로 돌출된 부분은 씰링층(700)과 직접 맞닿거나, 또는 그 사이에 접착층(미도시)을 개재할 수도 있다.The
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 소자 기판(13)의 단면도로서, 도 4와 상응하는 위치를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 저항 소자 기판(13)은 격벽 패턴층(630)과 베이스 기판(100) 사이에 개재된 두께 조절층(635)을 더 포함하는 점이 도 4 등의 실시예에 따른 저항 소자 기판(11)과 상이한 점이다.Referring to FIG. 6, the
예시적인 실시예에서, 두께 조절층(635)은 격벽 패턴층(630)과 실질적으로 동일한 형상을 갖는 패턴층일 수 있다. 두께 조절층(635)은 절연성을 가질 수 있다. 두께 조절층(635)의 재료는 격벽 패턴층(630)의 재료와 동일하거나 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 두께 조절층(635)의 재료는 특별히 제한되지 않으나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate) 등의 고분자 재료를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the
두께 조절층(635)은 후술할 바와 같이 저항 소자 및 인덕터 소자를 포함하는 복합 수동 소자를 일체화된 기판으로 구현하는 경우에, 인덕터 소자와 저항 소자 간의 구조적 안정성을 제공하기 위한 층일 수 있다.As described below, the
격벽 패턴층(630)은 두께 조절층(635) 상에 직접 배치될 수 있다. 예를 들어, 두께 조절층(635)의 측면과 격벽 패턴층(630)의 측면은 정렬된 상태일 수 있다.The
한편, 두께 조절층(635) 및 격벽 패턴층(630)은 함께 액체 금속이 충진되기 위한 채널을 제공하되, 두께 조절층(635) 및 격벽 패턴층(630)이 제공하는 채널 내에는 저항 선로 패턴부(231) 및 패드 패턴부(232)가 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 두께 조절층(635)은 저항 선로 패턴부(231) 및 패드 패턴부(232)와 비중첩할 수 있다.Meanwhile, the
또, 두께 조절층(635)과 격벽 패턴층(630)의 형상이 실질적으로 동일한 경우, 저항 선로 패턴부(231)의 평균 두께(T231)는 패드 패턴부(232)의 최대 두께(T232)와 실질적으로 동일할 수 있다.In addition, when the
몇몇 실시예에서, 두께 조절층(635)의 최대 두께는 격벽 패턴층(630)의 최대 두께 보다 작을 수 있다.In some embodiments, the maximum thickness of the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저항 소자 기판(14)의 단면도로서, 도 4와 상응하는 위치를 나타낸 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view of the
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 저항 소자 기판(14)의 저항 패턴(241, 242)의 저항 선로 패턴부(241) 및 패드 패턴부(242)는 각각 경사진 측면을 갖는 점이 도 6의 실시예에 따른 저항 소자 기판(13)과 상이한 점이다.Referring to FIG. 7, the resistive
예시적인 실시예에서, 격벽 패턴층(640)의 측면은 부분적으로 역테이퍼진 형상의 역경사를 가지고, 저항 선로 패턴부(241) 및/또는 패드 패턴부(242)의 측면은 테이퍼진 형상의 경사를 가질 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 저항 선로 패턴부(241) 및 패드 패턴부(242)는 상온에서 액체 상태를 유지하는 액체 금속으로 형성될 수 있다. 이 경우 채널의 상단부를 형성하는 격벽 패턴층(640)의 측면이 역경사를 갖도록 하여 액체 금속을 안정적으로 트랩할 수 있다.In an exemplary embodiment, the sidewall of the barrier
또, 저항 선로 패턴부(241)의 측면 경사각(θ1)은 패드 패턴부(242)의 측면 경사각(θ2)과 상이할 수 있다. 예를 들어, 저항 선로 패턴부(241)의 측면 경사각(θ1)은 패드 패턴부(242)의 측면 경사각(θ2) 보다 클 수 있다. 도 7은 저항 선로 패턴부(241)와 패드 패턴부(242)가 모두 90도 미만의 경사각을 갖는 경우를 예시하고 있으나, 저항 선로 패턴부(241)가 약 90도의 경사각, 즉 실질적으로 경사를 갖지 않고 패드 패턴부(242)가 90도 미만의 경사각을 갖는 경우 또한 본 실시예의 균등한 변경의 범위에 속함을 통상의 기술자는 이해할 수 있을 것이다.In addition, the lateral inclination angle θ 1 of the resistance
앞서 설명한 것과 같이 격벽 패턴층(640)의 측면 경사를 이용하여 액체 금속을 안정적으로 트랩할 수 있으며 저항 패턴(241, 242)의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다. 특히, 패드 패턴부(242)는 저항 선로 패턴부(241)에 비해 상대적으로 넓은 면적을 차지하며, 저항 소자 기판(14) 외부의 다른 구성요소와 전기적 연결이 이루어지는 부분일 수 있다. 따라서 액체 금속의 안정적인 트랩이 매우 중요하며 패드 패턴부(242)의 측면 경사각을 상대적으로 작게 형성하여 구조적 안정성 및 외부 구성요소와의 전기적 접속의 안정성을 도모할 수 있다. 또한 패드 패턴부(242)는 상대적으로 큰 폭을 갖기 때문에 측면 경사를 가짐에도 불구하고 면저항의 불균일 문제가 발생하지 않을 수 있다.As described above, the liquid metal may be stably trapped by using the side slope of the
저항 선로 패턴부(241) 또한 소정의 측면 경사각을 가지고 액체 금속이 안정적으로 트랩되어야 하는 필요성은 패드 패턴부(242)와 동일하나, 저항 선로 패턴부(241)는 패드 패턴부(242)와 다소 상이한 특성이 요구된다. 즉, 저항 선로 패턴부(241)는 전류의 흐름에 기여하는 정도가 패드 패턴부(242)에 비해 더 크고, 따라서 국부적인 면저항의 차이가 수동 소자의 전기적 특성에 영향을 줄 수 있다. The resistance
예를 들어, 저항 선로 패턴부(241)의 측면 경사각이 지나치게 작을 경우 저항 선로 패턴부(241)의 상단에서의 폭과 하단에서의 폭 간에 차이가 커질 수 있고, 선로의 상부와 하부에서의 저항이 국부적으로 상이해질 수 있다. 따라서 저항 선로 패턴부(241)의 측면 경사각(θ1)은 패드 패턴부(242)의 측면 경사각(θ2) 보다 상대적으로 큰 것이 유리하다. 이 같은 관점에서, 저항 선로 패턴부(241)의 측면 경사각(θ1)은 약 80도 내지 85도이고, 패드 패턴부(242)의 측면 경사각(θ2)은 약 60도 내지 84도, 또는 약 70도 내지 80도일 수 있다.For example, if the side inclination angle of the resistance
또한 예시적인 실시예에서, 두께 조절층(645)은 격벽 패턴층(640)과 부분적으로 상이한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 격벽 패턴층(640)의 측면은 역테이퍼진 형상의 역경사를 가지되, 두께 조절층(645)은 격벽 패턴층(640)과 상이한 측면 경사를 갖거나, 또는 측면 경사각을 갖지 않을 수 있다.Also, in an exemplary embodiment, the
또, 저항 선로 패턴부(241)가 배치된 저항 선로 영역(도 7에서 우측 단면)에서, 격벽 패턴층(640)의 하면의 폭은 두께 조절층(645)의 상면의 폭과 실질적으로 동일한 반면, 패드 패턴부(242)가 배치된 패드 영역(도 7에서 좌측 단면)에서, 격벽 패턴층(640)의 하면의 폭은 두께 조절층(645)의 상면의 폭과 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 패드 영역에서 격벽 패턴층(640)의 측면과 두께 조절층(645)의 측면은 정렬되지 않은 상태이고, 격벽 패턴층(640)의 상면이 부분적으로 노출된 상태일 수 있다.In addition, in the resistance line region (right section in FIG. 7) in which the resistance
앞서 설명한 것과 같이 액체 금속이 충진되어 형성된 저항 선로 패턴부(241)와 패드 패턴부(242)에서 요구되는 전기적 특성 내지는 안정성은 상이할 수 있다. 즉, 저항 선로 패턴부(241)와 인접한 두께 조절층(645)과 격벽 패턴층(640)은 그 측면이 연속적으로 형성되도록 하여 저항 선로 패턴부(241)의 상부와 하부에서의 국부적인 저항 차이가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 반면, 패드 패턴부(242)는 저항 선로 패턴부(241)에 비해 폭이 크고 전류의 흐름에 기여하는 정도가 작기 때문에 안정적인 구조적 특성을 구현하는 것이 국부적인 면저항 차이의 발생 보다 더 우선시될 수 있다.As described above, the electrical characteristics or stability required by the resistance
따라서 패드 패턴부(242)의 상부는 격벽 패턴층(640)을 이용하여 측면 경사각을 갖도록 형성하고, 패드 패턴부(242)의 하부 부근에서는 격벽 패턴층(640)과 두께 조절층(645)을 이용하여 단차를 형성함으로써 불필요한 액체 금속 충진 영역을 최소화하고 미충진 영역이 발생하는 불량을 방지할 수 있다.Therefore, the upper portion of the
이하, 수동 소자 기판의 튜닝 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the tuning method of a passive element board | substrate is demonstrated.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 소자 기판을 튜닝하는 방법을 나타낸 모식도이다. 도 8은 도 2 등에 따른 저항 소자 기판을 이용하여 튜닝하는 방법을 예로 하여 설명하나 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. 다른 실시예에서, 본 실시예에 따른 튜닝 방법을 이용하여 인덕터 소자 기판을 튜닝하거나, 또는 저항 소자와 인덕터 소자가 복합된 복합 수동 소자 기판을 튜닝할 수도 있다.8 is a schematic diagram illustrating a method for tuning a passive device substrate according to an embodiment of the present invention. 8 illustrates an example of a tuning method using the resistance element substrate of FIG. 2, but the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the tuning method according to the present embodiment may be used to tune the inductor device substrate, or the composite passive device substrate in which the resistance element and the inductor device are combined.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 수동 소자의 튜닝 방법은 대략 제1 방향(X)으로 연장된 형상의 저항 패턴을 갖는 수동 소자 기판을 제1 방향(X)으로 신축(stretch)시켜 튜닝하는 단계를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이, 저항 소자 기판은 유연성을 갖는 베이스 기판 및 상기 베이스 기판 상에 배치되고 액체 금속을 포함하는 저항 패턴을 포함할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 저항 소자 기판은 신축, 특히 저항 패턴의 연장 방향(즉, 제1 방향(X))으로의 신축 특성이 우수하며, 저항 소자 기판의 신축에도 불구하고 전기적 선로로 기능하는 액체 금속 패턴이 안정적인 구조를 유지할 수 있다.Referring to FIG. 8, in the tuning method of a passive device according to the present exemplary embodiment, a passive device substrate having a resistance pattern having a shape extending in a first direction X may be stretched and stretched in a first direction X. FIG. It may include the step. As described above, the resistance element substrate may include a base substrate having flexibility and a resistance pattern disposed on the base substrate and including a liquid metal. Therefore, the resistive element substrate according to the present invention has excellent stretch characteristics, particularly in the extending direction of the resistive pattern (ie, the first direction X), and a liquid metal which functions as an electric line despite the stretch of the resistive element substrate. The pattern can maintain a stable structure.
만일 수동 소자 기판을 제1 방향(X)으로 늘릴 경우 수동 소자 기판의 액체 금속 패턴의 단면적이 전체적으로 감소할 수 있고 수동 소자 기판의 전체적인 저항 증가를 야기할 수 있다. 이를 통해 수동 소자 기판의 저항 변화, 나아가 임피던스 변화를 수행할 수 있고 수동 소자 기판을 튜닝할 수 있다.If the passive element substrate is stretched in the first direction X, the cross-sectional area of the liquid metal pattern of the passive element substrate may be reduced as a whole and may cause an increase in the overall resistance of the passive element substrate. Through this, the resistance change of the passive element substrate, and also the impedance change can be performed, and the passive element substrate can be tuned.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수동 소자 기판을 튜닝하는 방법을 나타낸 모식도이다. 도 9는 도 2 등에 따른 저항 소자 기판을 이용하여 튜닝하는 방법을 예로 하여 설명하나 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. 다른 실시예에서, 본 실시예에 따른 튜닝 방법을 이용하여 인덕터 소자 기판을 튜닝하거나, 또는 저항 소자와 인덕터 소자가 복합된 복합 수동 소자 기판을 튜닝할 수도 있다.9 is a schematic diagram illustrating a method for tuning a passive device substrate according to another embodiment of the present invention. 9 will be described by way of example of tuning using the resistive element substrate according to FIG. 2, but the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the tuning method according to the present embodiment may be used to tune the inductor device substrate, or the composite passive device substrate in which the resistance element and the inductor device are combined.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 수동 소자의 튜닝 방법은 대략 제1 방향(X)으로 연장된 형상의 저항 패턴을 갖는 수동 소자 기판을 부분적으로 제3 방향(Z)으로 벤딩(bending)시켜 튜닝하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 저항 소자 기판은 벤딩에도 불구하고 전기적 선로로 기능하는 액체 금속 패턴이 안정적인 구조를 유지할 수 있다.Referring to FIG. 9, in the tuning method of the passive device according to the present exemplary embodiment, the passive device substrate having the resistance pattern having a shape extending in the first direction X may be partially bent in the third direction Z. And tuning. In the resistive element substrate according to the present invention, a liquid metal pattern functioning as an electric line may maintain a stable structure despite bending.
만일 수동 소자 기판을 제3 방향(Z)으로 벤딩시킬 경우 수동 소자 기판의 액체 금속 패턴의 단면적이 국부적으로 감소할 수 있고 수동 소자 기판의 전체적인 저항 증가를 야기할 수 있다. 이를 통해 수동 소자 기판의 저항 변화, 나아가 임피던스 변화를 수행할 수 있고 수동 소자 기판을 튜닝할 수 있다.If the passive element substrate is bent in the third direction Z, the cross-sectional area of the liquid metal pattern of the passive element substrate may be locally reduced and cause an increase in the overall resistance of the passive element substrate. Through this, the resistance change of the passive element substrate, and also the impedance change can be performed, and the passive element substrate can be tuned.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수동 소자 기판을 튜닝하는 방법을 나타낸 모식도이다. 도 10은 도 7 등에 따른 저항 소자 기판을 이용하여 튜닝하는 방법을 예로 하여 설명하나 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. 다른 실시예에서, 본 실시예에 따른 튜닝 방법을 이용하여 인덕터 소자 기판을 튜닝하거나, 또는 저항 소자와 인덕터 소자가 복합된 복합 수동 소자 기판을 튜닝할 수도 있다.10 is a schematic diagram illustrating a method for tuning a passive device substrate according to another embodiment of the present invention. 10 illustrates an example of a tuning method using the resistive element substrate of FIG. 7, but the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the tuning method according to the present embodiment may be used to tune the inductor device substrate, or the composite passive device substrate in which the resistance element and the inductor device are combined.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 수동 소자의 튜닝 방법은 저항 선로 패턴부(241) 및 패드 패턴부(242)를 포함하는 저항 패턴을 부분적으로 가압하여 튜닝하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 저항 소자 기판은 국부적인 가압에도 불구하고 전기적 선로로 기능하는 저항 선로 패턴부(241)가 안정적인 구조를 유지할 수 있다.Referring to FIG. 10, the tuning method of the passive device according to the present exemplary embodiment may include partially pressing and tuning a resistance pattern including the resistance
만일 저항 선로 패턴부(241)의 일부를 상하 방향으로 가압할 경우 수동 소자 기판의 저항 선로 패턴부(241)의 단면적이 국부적으로 감소할 수 있고 수동 소자 기판의 전체적인 저항 증가를 야기할 수 있다. 이를 통해 수동 소자 기판의 저항 변화, 나아가 임피던스 변화를 수행할 수 있고 수동 소자 기판을 튜닝할 수 있다.If a part of the resistance
몇몇 실시예에서, 상기 가압은 씰링층(700) 방향으로부터 수행될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 수동 소자 기판은 베이스 기판(100), 두께 조절층(645), 격벽 패턴층(640) 및 씰링층(700)을 포함할 수 있다. 두께 조절층(645) 및 격벽 패턴층(640)은 저항 선로 패턴부(241) 등의 측면 형상에 영향을 줄 수 있다. 이 경우 두께 조절층(645)은 격벽 패턴층(640)에 비해 작은 두께를 가질 수 있고, 베이스 기판(100) 측으로부터 가해지는 압력에 의해 저항 선로 패턴부(241) 하부의 형상 변화가 야기될 수 있다. 따라서 수동 소자 기판을 튜닝하는 방법에 있어서, 상기 가압은 베이스 기판(100) 측 보다 씰링층(700) 측으로부터 가해지는 것이 바람직하다.In some embodiments, the pressing may be performed from the
이하, 인덕터 소자를 포함하는 인덕터 소자 기판 및 인덕터 복합 소자 기판에 대하여 설명한다.Hereinafter, an inductor element substrate and an inductor composite element substrate including an inductor element will be described.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(20)의 평면도이다.11 is a plan view of an
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 수동 소자 기판은 인덕터 소자 기판(20) 또는 인덕터 복합 소자 기판일 수 있다. 인덕터 소자 기판(20)은 베이스 기판(100) 및 베이스 기판(100) 상에 배치된 인덕터 패턴(300)을 포함할 수 있다. 도 11은 인덕터 패턴(300)이 평면 시점에서 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 연장되어 각진 나선 형상을 갖는 경우를 예시하고 있다.Referring to FIG. 11, the passive device substrate according to the present embodiment may be an
베이스 기판(100)은 인덕터 패턴(300)이 배치되기 위한 공간을 제공할 수 있다. 베이스 기판(100)은 유연성, 신축성, 폴더블 및/또는 롤러블 특성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 베이스 기판(100)에 대해서는 도 1과 함께 전술한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.The
베이스 기판(100) 상에는 액체 금속을 포함하는 액체 금속 도전성 패턴인 인덕터 패턴(300)이 배치될 수 있다. 상기 액체 금속은 갈륨 및 인듐을 포함하는 복합 조성의 액체 금속일 수 있다.An
평면 시점에서 인덕터 패턴(300)은 소정의 형상을 가지고, 그 패턴의 형상으로 인해 고유한 전기적 특성을 나타낼 수 있다. 예시적인 실시예에서, 인덕터 패턴(300)은 평면 시점에서 각진 나선 형상일 수 있다. 인덕터 패턴(300)에 전류가 흐를 경우 나선 형상의 선로에서 유도기전력이 생성될 수 있고 이를 통해 인덕터 소자로서 기능할 수 있다.In the plan view, the
몇몇 실시예에서, 인덕터 패턴(300)은 인덕터 선로 패턴부(301) 및 패드 패턴부(302)를 포함할 수 있다. 인덕터 선로 패턴부(301)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 연장되어 전기적 선로로 기능함과 동시에 유도기전력을 생성할 수 있다. 패드 패턴부(302)는 인덕터 선로 패턴부(301)에 비해 그 폭이 확장되어 접점 패드부를 형성할 수 있다. 패드 패턴부(302)는 인덕터 선로 패턴부(301)의 양 단부에 위치할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 인덕터 선로 패턴부(301)와 패드 패턴부(302)는 물리적 경계 없이 일체로 형성되고, 동일한 액체 금속이 연속적으로 충진된 상태일 수 있다. In some embodiments, the
도면으로 표현하지 않았으나, 인덕터 소자 기판(20)은 외부의 다른 구성요소 등과 전기적으로 연결될 수 있다. 패드 패턴부(302)는 인덕터 선로 패턴부(301)에 비해 큰 폭을 가지고 외부의 다른 구성요소와의 전기적 연결을 안정적으로 수행할 수 있다.Although not shown in the drawings, the
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(21)의 평면도이다. 도 13은 도 12의 A 영역을 확대하여 나타낸 확대도이다. 도 14는 도 12의 B-B' 선을 따라 절개한 단면도이다.12 is a plan view of an
도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 수동 소자 기판은 인덕터 소자 기판(21)으로서, 평면상 라운드진 나선 형상을 갖는 점이 도 11의 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(20)과 상이한 점이다.12 to 14, the passive element substrate according to the present embodiment is an
본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 본 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(21)은 액체 금속 주입 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 가장자리 측의 패드 패턴부(312)로부터 중앙 측의 패드 패턴부(312) 측으로 액체 금속이 점진적으로 주입될 수 있다.Although the present invention is not limited thereto, the
이 경우 인덕터 패턴(310), 구체적으로 인덕터 선로 패턴부(311)가 각진 형상을 가지지 않고 라운드진 선로 형상을 갖도록 구성하여 액체 금속의 주입이 보다 용이해질 수 있다. 이 때 채널 내부를 충진하는 액체 금속에 의해 채널 내부의 압력이 증가할 수 있다. 따라서 인덕터 선로 패턴부(311)를 라운드 형상으로 형성하고 액체 금속이 이를 따라 이동하도록 하여 채널 내부의 압력 증가를 억제할 수 있고 보다 많은 양의 액체 금속의 주입이 가능해진다.In this case, the
뿐만 아니라, 채널 내부의 압력 증가를 최소화할 수 있어 액체 금속 주입 공정에 있어 인덕터 선로 패턴부(311)의 평면상 각진 모서리 부분 등에 발생할 수 있는 미충진 불량을 완화할 수 있고 미충진 영역으로 인한 의도치 않은 선로 저항의 상승을 방지하고, 또는 인덕터 선로 패턴부(311)의 선로 도중이 개방(open)되는 등의 불량을 미연에 방지할 수 있다.In addition, it is possible to minimize the increase in the pressure inside the channel to mitigate unfilled defects that may occur in the inclined flat corners of the inductor
한편, 인덕터 선로 패턴부(311)의 폭(W311)과 인접한 인덕터 선로 패턴부(311) 간의 이격 거리(D311)는 소정의 관계에 있을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 인덕터 선로 패턴부(311)의 폭(W311)은 이격 거리(D311) 보다 클 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 인덕터 선로 패턴부(311)가 갖는 특유의 형상으로 인해 인덕터 패턴(310)은 인덕터 소자로서 기능할 수 있다. 이 경우 인덕터 선로 패턴부(311)의 폭(W311)이 이격 거리(D311) 보다 클 경우 효율적으로 유도기전력이 생성되고 누설이 방지될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 인덕터 선로 패턴부(311)의 평균 두께는 인덕터 선로 패턴부(311)의 폭(W311) 보다 클 수 있다.Meanwhile, the separation distance D 311 between the width W 311 of the inductor
인덕터 소자 기판(21)의 적층 구조에 있어서, 앞서 설명한 것과 같이 인덕터 소자 기판(21)은 베이스 기판(100) 및 베이스 기판(100) 상에 배치된 인덕터 패턴(310)을 포함하되, 도 14에 도시된 것과 같이 인덕터 소자 기판(21)은 베이스 기판(100) 상에 배치된 격벽 패턴층(620) 및 씰링층(700)을 더 포함할 수 있다. In the stacked structure of the
격벽 패턴층(620)은 액체 금속이 충진되어 인덕터 패턴(310)을 형성하기 위한 채널 내지는 트렌치를 제공할 수 있다. 즉, 평면 시점에서, 격벽 패턴층(620)은 인덕터 패턴(310)의 대략 역상을 갖는 형상일 수 있다. 격벽 패턴층(620)은 절연성을 가질 수 있다. 또, 인덕터 패턴(310) 및 격벽 패턴층(620) 상에는 씰링층(700)이 배치될 수 있다. 씰링층(700)은 절연성을 가지고, 인덕터 패턴(310)의 액체 금속을 밀봉할 수 있다.The
그 외의 격벽 패턴층(620) 및 씰링층(700)의 설명에 대해서는 도 4 등과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.Since the other descriptions of the
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(22)의 단면도로서, 도 14와 상응하는 위치를 나타낸 단면도이다.FIG. 15 is a cross-sectional view of the
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(22)은 베이스 기판(110) 및 베이스 기판(110) 상에 배치된 인덕터 패턴(311, 312)을 포함하되, 격벽 패턴층을 포함하지 않고 베이스 기판(110)의 상면이 바로 패턴화된 구조를 갖는 점이 도 14 등의 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(21)과 상이한 점이다.Referring to FIG. 15, the
베이스 기판(110)은 그 자체로 액체 금속이 충진되기 위한 채널을 제공할 수 있다. 베이스 기판(110)의 채널 내에는 인덕터 패턴의 인덕터 선로 패턴부(311) 및 패드 패턴부(312)가 삽입 배치될 수 있다. 이 경우, 베이스 기판(110)의 상측으로 돌출된 부분은 씰링층(700)과 직접 맞닿거나, 또는 그 사이에 접착층(미도시)을 개재할 수도 있다.The
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(23)의 단면도로서, 도 14와 상응하는 위치를 나타낸 단면도이다.FIG. 16 is a cross-sectional view of an
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(23)은 격벽 패턴층(650)과 베이스 기판(100) 사이에 개재된 두께 조절층(655)을 더 포함하는 점이 도 14 등의 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(21)과 상이한 점이다.Referring to FIG. 16, the
두께 조절층(655)은 절연성을 가질 수 있다. 두께 조절층(655)의 재료는 격벽 패턴층(650)의 재료와 동일하거나 상이할 수 있다. 두께 조절층(655)은 인덕터 선로 패턴부(331)와 패드 패턴부(332)의 두께 차이를 조절하기 위한 층일 수 있다. 또는, 두께 조절층(655)은 후술할 바와 같이 저항 소자 및 인덕터 소자를 포함하는 복합 수동 소자에서 구조적 안정성을 제공하기 위한 층일 수도 있다.The
예시적인 실시예에서, 두께 조절층(655)은 인덕터 패턴과 부분적으로만 중첩할 수 있다. 구체적으로, 인덕터 선로 패턴부(331)는 두께 조절층(655)과 제3 방향(Z)으로 중첩하되, 패드 패턴부(332)는 적어도 부분적으로 두께 조절층(655)과 제3 방향(Z)으로 중첩하지 않을 수 있다.In an exemplary embodiment, the
두께 조절층(655) 및 격벽 패턴층(650)은 함께 액체 금속이 충진되기 위한 채널을 제공할 수 있다. 이 경우 인덕터 선로 패턴부(331)는 격벽 패턴층(650)이 제공하는 채널 내에만 배치되고, 패드 패턴부(332)는 두께 조절층(655) 및 격벽 패턴층(650)이 제공하는 채널 내에 배치될 수 있다. The
즉, 두께 조절층(655)에 의해 인덕터 선로 패턴부(331)의 두께(T331)와 패드 패턴부(332)의 두께(T332)는 상이할 수 있다. 예를 들어, 패드 패턴부(332)의 최대 두께(T332)는 인덕터 선로 패턴부(331)의 평균 두께(T331) 보다 클 수 있다. 본 발명의 발명자들은 유도기전력을 생성하는 인덕터 선로 패턴부(331)의 두께(T331)가 지나치게 클 경우 유도기전력의 손실이 발생하는 것을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 반면 패드 패턴부(332)는 외부의 구성요소와 전기적 접속을 수행하기 때문에 충분한 두께를 가질 필요가 있다. That is, the thickness (T 332) of the inductor
뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(23) 및 이를 포함하는 복합 수동 소자 기판은 튜닝이 수행될 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 신축시키거나, 벤딩하거나, 또는 가압하여 튜닝이 수행될 수 있다. 이 때 액체 금속 도전성 패턴의 두께는 튜닝에 따른 임피던스 변화에 영향을 줄 수 있다. 즉, 액체 금속 도전성 패턴의 두께가 클수록 외력에 의한 구조의 왜곡이 심하게 발생하고 임피던스 변화가 많이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 인덕터 소자와 저항 소자가 하나의 기판으로 일체로 형성되어 복합 수동 소자를 구성하는 경우, 저항 소자에 비해 인덕터 소자를 더 얇게 형성하여 원하는 전기적 특성에 매칭되도록 튜닝을 용이하게 할 수 있다.In addition, the
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(24)의 단면도로서, 도 14와 상응하는 위치를 나타낸 단면도이다.FIG. 17 is a cross-sectional view of an
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(24)의 인덕터 패턴(341, 342)의 인덕터 선로 패턴부(341) 및 패드 패턴부(342)는 각각 경사진 측면을 갖는 점이 도 16의 실시예에 따른 인덕터 소자 기판(23)과 상이한 점이다.Referring to FIG. 17, the inductor
예시적인 실시예에서, 격벽 패턴층(660)의 측면은 부분적으로 역테이퍼진 형상의 역경사를 가지고, 인덕터 선로 패턴부(341) 및/또는 패드 패턴부(342)의 측면은 테이퍼진 형상의 경사를 가질 수 있다. 이 경우 채널의 상단부를 형성하는 격벽 패턴층(660)의 측면이 역경사를 갖도록 하여 액체 금속을 안정적으로 트랩할 수 있다.In an exemplary embodiment, the side surface of the
본 실시예에서, 인덕터 선로 패턴부(341)의 폭(W341)은 하단부에서의 폭, 즉 최대폭을 의미하고, 인덕터 선로 패턴부(341) 간의 이격 거리(D341)는 하단부에서의 이격 거리, 즉 최소 이격 거리를 의미할 수 있다. 인덕터 선로 패턴부(341)의 폭(W341)이 이격 거리(D341) 보다 큼은 앞서 설명한 바와 동일하다.In the present embodiment, the width W 341 of the inductor
또, 인덕터 선로 패턴부(341)의 측면 경사각(θ1)은 패드 패턴부(342)의 측면 경사각(θ2)과 상이할 수 있다. 예를 들어, 인덕터 선로 패턴부(341)의 측면 경사각(θ1)은 패드 패턴부(342)의 측면 경사각(θ2) 보다 클 수 있다. 도 17은 인덕터 선로 패턴부(341)와 패드 패턴부(342)가 모두 90도 미만의 경사각을 갖는 경우를 예시하고 있으나, 인덕터 선로 패턴부(341)가 약 90도의 경사각을 가지고, 패드 패턴부(342)가 90도 미만의 경사각을 갖는 경우 또한 본 실시예의 균등한 변경의 범위에 속함을 통상의 기술자는 이해할 수 있을 것이다.In addition, the lateral inclination angle θ 1 of the inductor
패드 패턴부(342)는 인덕터 선로 패턴부(341)에 비해 상대적으로 넓은 면적을 차지하며, 인덕터 소자 기판(24) 외부의 다른 구성요소와 전기적 연결이 이루어지는 부분일 수 있다. 따라서 액체 금속의 안정적인 트랩이 매우 중요하며 패드 패턴부(342)의 측면 경사각을 상대적으로 작게 형성하여 구조의 안정성 및 외부 구성요소와의 전기적 접속의 안정성을 도모할 수 있다.The
인덕터 선로 패턴부(341) 또한 소정의 측면 경사각을 가지고 액체 금속이 안정적으로 트랩되어야 하는 필요성은 패드 패턴부(342)와 동일하나, 인덕터 선로 패턴부(341)는 패드 패턴부(342)와 다소 상이한 특성이 요구된다. 즉, 인덕터 선로 패턴부(341)는 전류의 흐름에 기여하는 정도가 패드 패턴부(342)에 비해 더 크고, 따라서 국부적인 면저항의 차이가 수동 소자의 전기적 특성에 영향을 줄 수 있다.The inductor
예를 들어, 인덕터 선로 패턴부(341)의 측면 경사각이 지나치게 작을 경우 인덕터 선로 패턴부(341)의 상단에서의 폭과 하단에서의 폭 간에 차이가 커질 수 있고, 선로의 상부와 하부에서의 저항이 국부적으로 상이해질 수 있다. 따라서 인덕터 선로 패턴부(341)의 측면 경사각(θ1)은 패드 패턴부(342)의 측면 경사각(θ2) 보다 상대적으로 큰 것이 유리하다. 이 같은 관점에서, 인덕터 선로 패턴부(341)의 측면 경사각(θ1)은 약 80도 내지 85도이고, 패드 패턴부(342)의 측면 경사각(θ2)은 약 60도 내지 84도, 또는 약 70도 내지 80도일 수 있다.For example, if the side inclination angle of the inductor
또한 예시적인 실시예에서, 패드 패턴부(342)가 배치되는 채널을 형성하는 두께 조절층(665)의 측면은 경사를 갖지 않을 수 있다. 또, 패드 패턴부(342)가 배치된 패드 영역에서, 격벽 패턴층(660)과 두께 조절층(665)의 측면은 정렬되지 않은 상태일 수 있다. 이에 따라 두께 조절층(665)의 상면은 부분적으로 노출되며 패드 패턴부(342)와 맞닿을 수 있다.In addition, in an exemplary embodiment, the side surface of the
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터 복합 소자 기판(40)의 평면도이다. 도 19는 도 18의 A-A' 선, B-B' 선 및 C-C' 선을 따라 절개한 단면도이다. 18 is a plan view of an inductor
도 18 및 도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 복합 수동 소자 기판은 인덕터 소자와 저항 소자를 포함하는 인덕터 복합 소자 기판(40)일 수 있다. 구체적으로, 인덕터 영역(I)과 저항 영역(R) 및 그 사이에 개재되어 위치한 패드 패턴을 포함하는 인덕터 복합 소자 기판(40) 또는 인덕터 복합 소자일 수 있다.18 and 19, the composite passive device substrate according to the present embodiment may be an inductor
인덕터 복합 소자 기판(40)의 적층 구조에 있어서, 인덕터 복합 소자 기판(40)은 베이스 기판(100) 및 베이스 기판(100) 상에 배치된 액체 금속 패턴층(510)을 포함하고, 두께 조절층(635), 격벽 패턴층(630) 및 씰링층(700)을 더 포함할 수 있다.In the stacked structure of the inductor
베이스 기판(100)은 액체 금속 패턴층(510)이 배치되기 위한 공간으로서, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)이 속하는 평면 공간을 제공할 수 있다. 베이스 기판(100)은 액체 금속 패턴층(510)을 안정적으로 지지할 수 있으면 그 재료는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 유연성, 신축성, 폴더블 및/또는 롤러블 특성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 구체적인 예를 들어, 베이스 기판(100)은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리아크릴레이트, 폴리이미드 등의 고분자 수지로 이루어질 수 있다. 다른 예를 들어, 베이스 기판(100)은 종이 등의 재료로 이루어질 수도 있다. 이 경우 베이스 기판(100)은 소정의 액체 투과성을 가질 수도 있다.The
베이스 기판(100) 상에는 액체 금속을 포함하는 액체 금속 패턴층(510)이 배치될 수 있다. 상기 액체 금속은 갈륨 및 인듐을 포함하는 복합 조성의 액체 금속일 수 있다.The liquid
액체 금속 패턴층(510)은 인덕터 영역(Inductor)에 위치하는 인덕터 선로 패턴부(511), 저항 영역(Resistance)에 위치하는 저항 선로 패턴부(513) 및 패드 영역(Pad)에 위치하는 패드 패턴부(512)를 포함할 수 있다. 인덕터 선로 패턴부(511), 저항 선로 패턴부(513) 및 패드 패턴부(512)는 동일한 층에 위치할 수 있다. 또, 인덕터 선로 패턴부(511), 저항 선로 패턴부(513) 및 패드 패턴부(512)는 물리적 경계 없이 일체로 형성되고, 동일한 액체 금속이 연속적으로 충진된 상태일 수 있다.The liquid
비제한적인 예시로서, 인덕터 선로 패턴부(511)와 저항 선로 패턴부(513)는 물리적 경계 없이 형성되되, 서로 상이한 조성을 갖는 액체 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인덕터 선로 패턴부(511)는 갈륨과 인듐을 포함하는 복합 조성의 액체 금속이 충진된 상태이고, 저항 선로 패턴부(513)는 갈륨과 인듐 외 상온에서 고체 상태를 유지하는 나노 입자를 더 포함할 수도 있다. 액체 금속이 상당한 점도를 갖기 때문에 인덕터 선로 패턴부(511)와 저항 선로 패턴부(513)에 상이한 조성의 액체 금속이 충진되더라도 그 상태를 유지할 수 있다. 이 경우 인덕터 선로 패턴부(511)와 저항 선로 패턴부(513)가 물리적 경계를 갖지 않음은 물론이다.As a non-limiting example, the inductor
도 18은 도 2 등에 따른 저항 패턴과 도 12 등에 따른 인덕터 패턴이 복합된 경우를 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. 저항 선로 패턴부(513)와 인덕터 선로 패턴부(511)의 평면상 형상, 폭, 피치, 이격 거리 및 그 특성에 대해서는 앞서서 저항 소자 기판 및 인덕터 소자 기판 각각에 대해 상세하게 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.FIG. 18 illustrates a case in which the resistance pattern according to FIG. 2 and the inductor pattern according to FIG. 12 are combined, but the present invention is not limited thereto. The planar shape, width, pitch, separation distance, and characteristics of the resistance
한편, 두께 조절층(635)은 베이스 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 두께 조절층(635)은 절연성을 갖는 재료로 이루어지고, 두께 조절층(635)의 최대 두께는 격벽 패턴층(630)의 최대 두께 보다 작음은 앞서 설명한 바와 같다.Meanwhile, the
두께 조절층(635)은 인덕터 영역(I), 저항 영역(R) 및 패드 영역에 걸쳐 부분적으로 배치될 수 있다. 구체적으로, 두께 조절층(635)은 인덕터 영역(I)의 전면(全面)에 배치될 수 있다. 반면, 두께 조절층(635)은 부분적으로 채널을 형성하도록 패터닝되어 있고, 상기 채널은 적어도 부분적으로 패드 영역 및 저항 영역(R)에 위치할 수 있다. 즉, 두께 조절층(635)은 인덕터 선로 패턴부(511)와 완전히 중첩하고, 패드 패턴부(512) 및 저항 선로 패턴부(513)와 적어도 부분적으로 비중첩할 수 있다.The
두께 조절층(635) 및 격벽 패턴층(630)은 함께 액체 금속이 충진되기 위한 채널을 제공할 수 있다. 이 경우 인덕터 선로 패턴부(511)는 격벽 패턴층(630)이 제공하는 채널 내에만 배치되고, 패드 패턴부(512) 및 저항 선로 패턴부(513)는 두께 조절층(635) 및 격벽 패턴층(630)이 제공하는 채널 내에 배치될 수 있다.The
즉, 두께 조절층(635)에 의해 인덕터 선로 패턴부(511)의 두께(T511)는 패드 패턴부(512)의 두께(T512) 및 저항 선로 패턴부(513)의 두께(T513)와 상이할 수 있다. 예를 들어, 패드 패턴부(512)의 최대 두께(T512)는 인덕터 선로 패턴부(511)의 평균 두께(T511) 보다 클 수 있다. 또, 저항 선로 패턴부(513)의 평균 두께(T513)는 인덕터 선로 패턴부(511)의 평균 두께(T511) 보다 클 수 있다. 몇몇 실시예에서, 저항 선로 패턴부(513)의 평균 두께(T513)는 패드 패턴부(512)의 최대 두께(T512)와 실질적으로 동일할 수 있다.That is, the thickness (T 513) of the inductor
앞서 설명한 것과 같이, 패드 패턴부(512)는 외부의 구성요소와 전기적 접속을 수행하기 때문에 충분한 두께를 가질 필요가 있다. 또, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 본 실시예에 따른 인덕터 복합 소자 기판(40)을 튜닝하는 경우에 저항 선로 패턴부(513)가 충분한 두께를 갖도록 하여 튜닝을 용이하게 할 수 있다. 반면, 인덕터 선로 패턴부(511)의 경우 상대적으로 작은 두께를 갖도록 하여 유도기전력을 극대화하고, 나아가 저항 영역(R)에서 신축, 벤딩 내지는 가압의 변형이 발생하더라도 인덕터 영역(I)의 인덕터 선로 패턴부(511)에서의 구조 왜곡을 최소화할 수 있다.As described above, the
다시 말해서, 예를 들어 인덕터 복합 소자 기판(40)을 튜닝하여 임피던스를 조절하는 경우에, 인덕터 복합 소자 기판(40)을 신축하거나, 벤딩하거나, 또는 가압하는 경우에, 인덕터 영역(I)의 구조 변형의 정도에 비해 저항 영역(R)의 구조 변형을 크게 할 수 있고, 리액턴스 성분은 유지하면서 저항 성분의 크기만을 가변적으로 변화시킬 수 있다. 따라서 원하는 임피던스로의 조절이 용이해지는 장점이 있다.In other words, when the inductor
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인덕터 복합 소자 기판(41)의 단면도로서, 도 19와 상응하는 위치를 나타낸 단면도이다.FIG. 20 is a cross-sectional view of an inductor
도 20을 참조하면, 본 실시예에 따른 인덕터 복합 소자 기판(41)의 액체 금속 패턴층(520)의 측면은 부분적으로 경사를 갖는 점이 도 19 등의 실시예에 따른 인덕터 복합 소자 기판(40)과 상이한 점이다.Referring to FIG. 20, the side surface of the liquid
예시적인 실시예에서, 패드 패턴부(522)의 측면은 테이퍼진 형상의 경사를 가질 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 액체 금속 패턴층(520)은 상온에서 액체 상태를 유지하는 액체 금속으로 형성될 수 있다. 이 경우 채널의 상단부를 형성하는 격벽 패턴층(640)의 측면이 역경사를 갖도록 하여 액체 금속을 안정적으로 트랩할 수 있다.In an exemplary embodiment, the side surface of the
패드 패턴부(522)는 인덕터 선로 패턴부(521) 및 저항 선로 패턴부(523)에 비해 상대적으로 넓은 면적을 차지하며, 인덕터 복합 소자 기판(40) 외부의 다른 구성요소와 전기적 연결이 이루어지는 부분일 수 있다. 따라서 액체 금속의 안정적인 트랩이 매우 중요하며 패드 패턴부(522)의 측면 경사각을 상대적으로 작게 형성하여 구조의 안정성 및 외부 구성요소와의 전기적 접속의 안정성을 도모할 수 있다.The
또, 인덕터 선로 패턴부(521)의 측면 및 저항 선로 패턴부(523)의 측면은 패드 패턴부(522)의 측면 보다 큰 경사각을 가질 수 있다. 도 20은 인덕터 선로 패턴부(521)와 저항 선로 패턴부(523)가 모두 90도 미만의 경사각을 갖는 경우를 예시하고 있으나, 패드 패턴부(522)의 측면이 90도 미만의 경사각을 가지되, 인덕터 선로 패턴부(521)와 저항 선로 패턴부(523)가 각각 약 90도의 경사각을 갖는 경우 또한 본 실시예의 균등한 변경의 범위에 속함을 통상의 기술자는 이해할 수 있을 것이다.In addition, the side surface of the inductor
인덕터 선로 패턴부(521) 및 저항 선로 패턴부(523) 또한 소정의 측면 경사각을 가지고 액체 금속이 안정적으로 트랩되어야 하는 필요성은 패드 패턴부(522)와 동일하나, 인덕터 선로 패턴부(521) 및 저항 선로 패턴부(523)는 패드 패턴부(522)와 다소 상이한 특성이 요구된다. 즉, 인덕터 선로 패턴부(521) 및 저항 선로 패턴부(523)는 전류의 흐름에 기여하는 정도가 상대적으로 더 크고, 국부적인 면저항의 차이가 수동 소자의 전기적 특성에 영향을 줄 수 있다.The inductor
예를 들어, 인덕터 선로 패턴부(521) 및 저항 선로 패턴부(523)의 측면 경사각이 지나치게 작을 경우 선로의 상단에서의 폭과 하단에서의 폭 간에 차이가 커질 수 있고, 선로의 상부와 하부에서의 저항이 국부적으로 상이해질 수 있다. 이 같은 관점에서, 인덕터 선로 패턴부(521)의 측면 경사각(θ1) 및 저항 선로 패턴부(523)의 측면 경사각(θ3)은 각각 약 80도 내지 85도이고, 패드 패턴부(522)의 측면 경사각(θ2)은 약 60도 내지 84도, 또는 약 70도 내지 80도일 수 있다.For example, if the side inclination angles of the inductor
한편, 저항 영역(R)의 격벽 패턴층(640)의 측면과 두께 조절층(645)의 측면은 정렬되되, 패드 영역에서 격벽 패턴층(640)의 측면과 두께 조절층(645)의 측면은 정렬되지 않음은 앞서 설명한 바와 동일하다.On the other hand, the side of the barrier
몇몇 실시예에서, 저항 선로 패턴부(523)의 측면 경사각(θ3)은 인덕터 선로 패턴부(521)의 측면 경사각(θ1) 보다 크거나 같을 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 측면 경사각이 작을 경우, 인덕터 복합 소자 기판(41)이 부분적으로 신축, 벤딩 또는 가압되는 경우에 구조의 변형이 상대적으로 작을 수 있다. 따라서 인덕터 선로 패턴부(521)의 경사각(θ1)을 저항 선로 패턴부(523)의 경사각(θ3) 보다 작게 하여 튜닝 안정성을 보다 개선할 수 있는 효과가 있다.In some embodiments, the side inclination angle θ 3 of the resistance
이하, 도 20의 실시예에 따른 인덕터 복합 소자 기판(41)을 예로 하여 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a manufacturing method will be described using the inductor
도 21 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕터 복합 소자 기판의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다. 21 to 24 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an inductor composite device substrate according to an embodiment of the present invention.
우선 도 21을 참조하면, 베이스 기판(100) 상에 두께 조절층(645)을 배치한다. 두께 조절층(645)은 부분적으로 제1 채널을 형성하도록 패터닝될 수 있다. 평면도로 표현하지 않았으나, 상기 제1 채널은 평면 시점에서 지그재그 형상의 채널 영역(즉, 저항 채널 영역) 및 패드 채널을 포함할 수 있다. 즉, 제1 채널은 저항 영역 내에 위치할 수 있다.First, referring to FIG. 21, a
베이스 기판(100) 및 두께 조절층(645)에 대해서는 앞서 상세하게 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.Since the
이어서 도 22를 더 참조하면, 두께 조절층(645) 상에 격벽 패턴층(640)을 배치한다. 격벽 패턴층(640)은 두께 조절층(645) 상에 직접 배치될 수 있다. 또, 격벽 패턴층(640)은 베이스 기판(100)과 맞닿지 않도록 배치될 수 있다. 격벽 패턴층(640)은 제2 채널을 형성할 수 있다. 격벽 패턴층(640)의 측면은 역테이퍼 형상의 역경사를 가질 수 있다. 평면도로 표현하지 않았으나, 상기 제2 채널은 평면 시점에서 지그재그 형상의 채널 영역(즉, 저항 채널 영역), 나선 형상의 채널 영역(즉, 인덕터 채널 영역) 및 패드 채널을 포함할 수 있다. 즉, 제2 채널은 저항 영역 및 인덕터 영역 내에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 인덕터 채널 영역은 평면상 라운드진 형상일 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 22, the
격벽 패턴층(640)에 대해서는 앞서 상세하게 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.Since the
이어서 도 23을 더 참조하면, 격벽 패턴층(640) 상에 씰링층(700)을 배치한다. 도면으로 표현하지 않았으나, 격벽 패턴층(640)과 씰링층(700) 사이에는 접착층(미도시)이 개재될 수도 있다.23, the
베이스 기판(100), 두께 조절층(645), 격벽 패턴층(640) 및 씰링층(700)으로 둘러싸이는 공간은 비어있을 수 있다. 즉, 두께 조절층(645)이 형성하는 제1 채널 및 격벽 패턴층(640)이 형성하는 제2 채널은 함께 비어있는 내부 공간을 형성할 수 있다.The space surrounded by the
보다 상세하게 설명하면, 제1 채널은 패드 채널 영역 및 저항 채널 영역과 연결되되, 인덕터 채널 영역과 연결되지 않을 수 있다. 제2 채널은 패드 채널 영역, 저항 채널 영역 및 인덕터 채널 영역과 모두 연결될 수 있다.In more detail, the first channel may be connected to the pad channel region and the resistive channel region, but not to the inductor channel region. The second channel may be connected to both the pad channel region, the resistive channel region, and the inductor channel region.
이어서 도 24를 더 참조하면, 비어있는 제1 채널 및 제2 채널 내에 액체 금속을 주입 또는 충진하여 액체 금속 패턴층(520)을 형성한다. 예시적인 실시예에서, 한번의 액체 금속 주입 공정을 통해 인덕터 채널 영역, 패드 채널 영역 및 저항 채널 영역이 모두 충진될 수 있다. 상기 인덕터 채널 영역 내에 충진된 액체 금속은 인덕터 선로 패턴부(521)를 형성하고, 패드 채널 영역 내에 충진된 액체 금속은 패드 패턴부(522)를 형성하며, 저항 채널 영역 내에 충진된 액체 금속은 저항 선로 패턴부(523)를 형성할 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 24, the liquid
비제한적인 예시로서, 인덕터 선로 패턴부(521)와 저항 선로 패턴부(523)는 물리적 경계 없이 형성되되, 서로 상이한 조성을 갖는 액체 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인덕터 선로 패턴부(521)와 달리 저항 선로 패턴부(523)는 상온에서 고체 상태를 유지하는 나노 입자가 부유된 액체 금속으로 형성될 수 있다. 이 경우, 인덕터 선로 패턴부(521) 측으로부터 충진 공정이 수행되고, 저항 선로 패턴부(523) 측으로부터 충진 공정이 수행될 수 있다. 상기 양측의 충진 공정은 동시에, 또는 순차적으로 이루어질 수 있다. 액체 금속이 상당한 점도를 갖기 때문에 인덕터 선로 패턴부(521)와 저항 선로 패턴부(523)에 서로 상이한 조성의 액체 금속이 충진되더라도 그 상태를 유지할 수 있다.As a non-limiting example, the inductor
본 실시예에 따른 인덕터 복합 소자 기판의 제조 방법을 통해 제조된 인덕터 복합 소자 기판은 상온에서 액체 상태를 유지하는 액체 금속 패턴층(520)을 안정적으로 유지하여 전기적 특성이 우수하다. 뿐만 아니라 인덕터 복합 소자 기판을 튜닝하는 경우에, 인덕터 선로 패턴부(521)에 가해지는 구조적 변형은 최소화하면서도 저항 선로 패턴부(523)에 가해지는 구조적 변형을 야기할 수 있어 효율적인 임피던스 제어가 가능한 효과가 있다.The inductor composite device substrate manufactured by the method of manufacturing the inductor composite device substrate according to the present embodiment has excellent electrical characteristics by stably maintaining the liquid
이하, 제조예 및 실험예를 더 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Preparation Examples and Experimental Examples.
[제조예 1-1][Production Example 1-1]
도 1에 도시된 것과 같은 형상의 저항 소자 기판을 제조하였다. 그리고 그 이미지를 도 25에 나타내었다.A resistive element substrate having a shape as shown in FIG. 1 was prepared. And the image is shown in FIG.
액체 금속으로는 갈륨과 인듐의 혼합 조성을 이용하였다. 적층 구조는 도 7과 같이 구성하였다. 베이스 기판으로는 종이를 이용하였다.As a liquid metal, the mixed composition of gallium and indium was used. The laminated structure was constructed as shown in FIG. Paper was used as the base substrate.
[제조예 1-2][Manufacture Example 1-2]
도 2에 도시된 것과 같은 형상의 저항 소자 기판을 제조하였다. 그리고 그 이미지를 도 26에 나타내었다. 평면상 형상을 다르게 한 것을 제외하고는 제조예 1-1과 동일한 방법으로 제조하였다.A resistive element substrate having a shape as shown in FIG. 2 was manufactured. And the image is shown in FIG. It was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1-1 except for changing the planar shape.
[제조예 2-1][Production Example 2-1]
도 11에 도시된 것과 같은 형상의 인덕터 소자 기판을 제조하였다. 그리고 그 이미지를 도 27에 나타내었다.An inductor device substrate having a shape as shown in FIG. 11 was manufactured. And the image is shown in FIG.
액체 금속으로는 갈륨과 인듐의 혼합 조성을 이용하였다. 적층 구조는 도 17과 같이 구성하였다. 베이스 기판으로는 종이를 이용하였다.As a liquid metal, the mixed composition of gallium and indium was used. The laminated structure was constructed as shown in FIG. Paper was used as the base substrate.
[제조예 2-2]Production Example 2-2
도 12에 도시된 것과 같은 형상의 인덕터 소자 기판을 제조하였다. 그리고 그 이미지를 도 28에 나타내었다. 평면상 형상을 다르게 한 것을 제외하고는 제조예 2-1과 동일한 방법으로 제조하였다.An inductor device substrate having a shape as shown in FIG. 12 was manufactured. And the image is shown in FIG. It was manufactured in the same manner as in Preparation Example 2-1 except for changing the planar shape.
[실험예]Experimental Example
제조예 2-2에서 준비된 인덕터 소자 기판의 특성을 측정하여 도 29에 나타내었다. 도 29를 참조하면, 본 발명에 따른 액체 금속을 이용한 인덕터 소자 기판은 1.63μH의 인덕턴스를 나타내며 인덕터 소자로 기능하기에 충분한 것을 확인할 수 있다.The characteristics of the inductor element substrate prepared in Preparation Example 2-2 were measured and shown in FIG. 29. Referring to FIG. 29, it can be seen that the inductor device substrate using the liquid metal according to the present invention exhibits an inductance of 1.63 μH and is sufficient to function as an inductor device.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 이상에서 예시된 기술 사상의 변경물, 균등물 내지는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although described above with reference to the embodiments of the present invention, which is merely an example and not limiting the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the essential characteristics of the embodiments of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications not illustrated above are possible. Therefore, it is to be understood that the scope of the present invention includes modifications, equivalents, or substitutes of the technical spirit exemplified above. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention may be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
40: 인덕터 복합 소자 기판
100: 베이스 기판
510: 액체 금속 패턴층
511: 인덕터 선로 패턴부
512: 패드 패턴부
513: 저항 선로 패턴부
630: 격벽 패턴층
635: 두께 조절층
700: 씰링층40: inductor composite device substrate
100: base substrate
510: liquid metal pattern layer
511: inductor line pattern portion
512: pad pattern portion
513: resistance line pattern portion
630: partition pattern layer
635 thickness control layer
700: sealing layer
Claims (15)
상기 베이스 기판 상에 배치되어 채널을 형성하는 격벽 패턴층;
상기 채널 내에 배치되고 액체 금속을 포함하는 액체 금속 패턴층으로서, 적어도 부분적으로 인덕터 패턴을 형성하는 액체 금속 패턴층; 및
상기 액체 금속 패턴층 상에 배치되는 씰링층을 포함하되,
상기 액체 금속 패턴층의 상기 인덕터 패턴은,
인덕터 선로 패턴부 및 상기 인덕터 선로 패턴부에 비해 확장된 패드 패턴부를 포함하고,
상기 인덕터 선로 패턴부의 측면 및 상기 패드 패턴부의 측면은 테이퍼진 경사를 가지되,
상기 인덕터 선로 패턴부의 측면 경사각은 상기 패드 패턴부의 측면 경사각 보다 큰, 인덕터 복합 소자.A base substrate;
A partition pattern layer disposed on the base substrate to form a channel;
A liquid metal pattern layer disposed in said channel and comprising liquid metal, said liquid metal pattern layer forming at least partially an inductor pattern; And
Including a sealing layer disposed on the liquid metal pattern layer,
The inductor pattern of the liquid metal pattern layer is
Including an inductor line pattern portion and an extended pad pattern portion compared to the inductor line pattern portion,
The side surface of the inductor line pattern portion and the side surface of the pad pattern portion have a tapered slope,
And the side inclination angle of the inductor line pattern portion is greater than the side inclination angle of the pad pattern portion.
상기 베이스 기판 상에 배치되어 채널을 형성하는 격벽 패턴층;
상기 베이스 기판과 상기 격벽 패턴층 사이에 배치된 두께 조절층;
상기 채널 내에 배치되고 액체 금속을 포함하는 액체 금속 패턴층으로서, 적어도 부분적으로 인덕터 패턴을 형성하는 액체 금속 패턴층; 및
상기 액체 금속 패턴층 상에 배치되는 씰링층을 포함하되,
상기 인덕터 패턴은 인덕터 선로 패턴부 및 상기 인덕터 선로 패턴부에 비해 확장된 패드 패턴부를 포함하고,
상기 인덕터 선로 패턴부는 적어도 부분적으로 상기 두께 조절층과 중첩하고,
상기 패드 패턴부는 적어도 부분적으로 상기 두께 조절층과 비중첩하는, 인덕터 복합 소자.A base substrate;
A partition pattern layer disposed on the base substrate to form a channel;
A thickness control layer disposed between the base substrate and the partition pattern layer;
A liquid metal pattern layer disposed in said channel and comprising liquid metal, said liquid metal pattern layer forming at least partially an inductor pattern; And
Including a sealing layer disposed on the liquid metal pattern layer,
The inductor pattern may include an inductor line pattern portion and an pad pattern portion extended relative to the inductor line pattern portion.
The inductor line pattern portion at least partially overlaps the thickness control layer,
And the pad pattern portion at least partially non-overlapping with the thickness control layer.
상기 두께 조절층의 두께는 상기 격벽 패턴층의 두께 보다 작고,
상기 인덕터 선로 패턴부의 평균 두께는, 상기 패드 패턴부의 최대 두께 보다 작은, 인덕터 복합 소자.The method of claim 3,
The thickness of the thickness control layer is less than the thickness of the barrier rib pattern layer,
And the average thickness of the inductor line pattern portion is smaller than the maximum thickness of the pad pattern portion.
상기 액체 금속 패턴층은 적어도 부분적으로 저항 패턴을 형성하는 저항 선로 패턴부를 더 포함하고,
상기 저항 선로 패턴부의 평균 두께는 상기 인덕터 선로 패턴부의 평균 두께 보다 큰, 인덕터 복합 소자.The method of claim 4, wherein
The liquid metal pattern layer further includes a resistance line pattern portion at least partially forming a resistance pattern,
And the average thickness of the resistance line pattern portion is greater than the average thickness of the inductor line pattern portion.
상기 저항 선로 패턴부는, 평면상 지그재그 형상을 가지고,
상기 저항 선로 패턴부의 피치는 상기 저항 선로 패턴부의 폭의 3배 이상인 인덕터 복합 소자.The method of claim 5,
The resistance line pattern portion has a flat zigzag shape,
The pitch of the resistance line pattern portion is an inductor composite device of at least three times the width of the resistance line pattern portion.
상기 액체 금속 패턴층의 측면은 테이퍼진 경사를 가지되,
상기 저항 선로 패턴부의 측면 경사각은 상기 인덕터 선로 패턴부의 측면 경사각 보다 크거나 같은 인덕터 복합 소자.The method of claim 5,
The side surface of the liquid metal pattern layer has a tapered slope,
And the side inclination angle of the resistance line pattern portion is greater than or equal to the side inclination angle of the inductor line pattern portion.
상기 두께 조절층은 적어도 부분적으로 상기 저항 선로 패턴부와 비중첩하고,
상기 패드 패턴부의 최대 두께는 상기 저항 선로 패턴부의 최대 두께와 동일하고,
상기 패드 패턴부는 상기 두께 조절층의 상면과 접하고,
상기 저항 선로 패턴부는 상기 두께 조절층의 상면과 접하지 않는, 인덕터 복합 소자.The method of claim 5,
The thickness control layer is at least partially non-overlapping with the resistance line pattern portion,
The maximum thickness of the pad pattern portion is the same as the maximum thickness of the resistance line pattern portion,
The pad pattern portion is in contact with the top surface of the thickness control layer,
The resistance line pattern portion is not in contact with the upper surface of the thickness control layer, inductor composite device.
상기 베이스 기판 상에 배치되어 채널을 형성하는 격벽 패턴층; 및
상기 채널 내에 배치되고 액체 금속을 포함하는 액체 금속 패턴층으로서, 인덕터 선로 패턴부 및 저항 선로 패턴부를 형성하는 액체 금속 패턴층을 포함하되,
상기 저항 선로 패턴부의 평균 두께는 상기 인덕터 선로 패턴부의 평균 두께 보다 큰, 인덕터 복합 소자.A base substrate;
A partition pattern layer disposed on the base substrate to form a channel; And
A liquid metal pattern layer disposed in the channel and comprising a liquid metal, the liquid metal pattern layer including an inductor line pattern portion and a resistance line pattern portion,
And the average thickness of the resistance line pattern portion is greater than the average thickness of the inductor line pattern portion.
상기 저항 선로 패턴부의 측면 경사각은 상기 인덕터 선로 패턴부의 측면 경사각 보다 큰 인덕터 복합 소자.The method of claim 9,
And the side inclination angle of the resistance line pattern portion is greater than the side inclination angle of the inductor line pattern portion.
상기 두께 조절층 상에 제2 채널을 형성하는 격벽 패턴층을 배치하는 단계; 및
상기 제1 채널 및 상기 제2 채널 내에 액체 금속을 충진하여 인덕터 선로 패턴부 및 상기 인덕터 선로 패턴부에 폭이 확장된 패드 패턴부를 형성하는 단계를 포함하되,
상기 인덕터 선로 패턴부는 적어도 부분적으로 상기 두께 조절층과 중첩하고,
상기 패드 패턴부는 적어도 부분적으로 상기 두께 조절층과 비중첩하는 수동 소자 기판의 제조 방법.Disposing a thickness adjusting layer forming a first channel on the base substrate;
Disposing a partition pattern layer forming a second channel on the thickness control layer; And
Filling a liquid metal in the first channel and the second channel to form a pad pattern portion having an expanded width in an inductor line pattern portion and the inductor line pattern portion;
The inductor line pattern portion at least partially overlaps the thickness control layer,
And the pad pattern portion at least partially non-overlapping with the thickness control layer.
평면 시점에서 상기 제2 채널은,
나선 형상의 인덕터 채널 영역, 및
지그재그 형상의 저항 채널 영역을 포함하고,
상기 액체 금속을 충진하는 단계에서, 한번의 주입 공정을 통해 상기 인덕터 채널 영역과 저항 채널 영역이 모두 충진되고,
상기 인덕터 채널 영역에 충진된 액체 금속은 적어도 부분적으로 상기 인덕터 선로 패턴부를 형성하고,
상기 저항 채널 영역에 충진된 액체 금속은 적어도 부분적으로 저항 패턴을 형성하는, 수동 소자 기판의 제조 방법.The method of claim 12,
In the plan view, the second channel is
Spiral inductor channel region, and
Including a zigzag shaped resistance channel region,
In the filling of the liquid metal, both the inductor channel region and the resistance channel region are filled in one injection process,
The liquid metal filled in the inductor channel region at least partially forms the inductor line pattern portion,
The liquid metal filled in the resistive channel region at least partially forms a resistive pattern.
상기 두께 조절층 상에 제2 채널을 형성하는 격벽 패턴층을 배치하는 단계; 및
상기 제1 채널 및 상기 제2 채널 내에 액체 금속을 충진하는 단계를 포함하되,
평면 시점에서 상기 제2 채널은,
나선 형상의 인덕터 채널 영역으로서, 내부에 액체 금속이 충진되어 인덕터 패턴을 형성하는 인덕터 채널 영역, 및
지그재그 형상의 저항 채널 영역으로서, 내부에 액체 금속이 충진되어 저항 패턴을 형성하는 저항 채널 영역을 포함하고,
상기 제1 채널은, 상기 인덕터 채널 영역과 연결되지 않고,
상기 제1 채널은, 상기 저항 채널 영역과 연결되는, 수동 소자 기판의 제조 방법.Disposing a thickness adjusting layer forming a first channel on the base substrate;
Disposing a partition pattern layer forming a second channel on the thickness control layer; And
Filling liquid metal in the first channel and the second channel;
In the plan view, the second channel is
A spiral inductor channel region, the inductor channel region in which a liquid metal is filled to form an inductor pattern, and
A zigzag-shaped resistive channel region, comprising a resistive channel region filled with a liquid metal to form a resistive pattern,
The first channel is not connected to the inductor channel region,
And the first channel is connected to the resistive channel region.
상기 두께 조절층 상에 제2 채널을 형성하는 격벽 패턴층을 배치하는 단계; 및
상기 제1 채널 및 상기 제2 채널 내에 액체 금속을 충진하는 단계를 포함하되,
평면 시점에서 상기 제2 채널은,
나선 형상의 인덕터 채널 영역으로서, 내부에 액체 금속이 충진되어 인덕터 패턴을 형성하는 인덕터 채널 영역,
지그재그 형상의 저항 채널 영역으로서, 내부에 액체 금속이 충진되어 저항 패턴을 형성하는 저항 채널 영역, 및
상기 인덕터 채널 영역 및 상기 저항 채널 영역에 비해 더 큰 폭을 갖는 패드 채널 영역으로서, 내부에 액체 금속이 충진되어 패드 패턴을 형성하는 패드 채널 영역을 포함하고,
상기 제1 채널은, 상기 인덕터 채널 영역과 연결되지 않고,
상기 제1 채널은, 상기 패드 채널 영역과 연결되는, 수동 소자 기판의 제조 방법.Disposing a thickness adjusting layer forming a first channel on the base substrate;
Disposing a partition pattern layer forming a second channel on the thickness control layer; And
Filling liquid metal in the first channel and the second channel;
In the plan view, the second channel is
A spiral inductor channel region, the inductor channel region in which a liquid metal is filled to form an inductor pattern,
A resistance channel region in a zigzag shape, the resistance channel region in which a liquid metal is filled to form a resistance pattern, and
A pad channel region having a larger width than the inductor channel region and the resistance channel region, the pad channel region filling a liquid metal to form a pad pattern;
The first channel is not connected to the inductor channel region,
And the first channel is connected to the pad channel region.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190072916A KR102078215B1 (en) | 2019-06-19 | 2019-06-19 | Inductor complex element including liquid metal, method of preparing passive element substrate including the same, and method of tuning passive element substrate |
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