KR102569329B1 - Flexible sensor device using liquid metal - Google Patents
Flexible sensor device using liquid metal Download PDFInfo
- Publication number
- KR102569329B1 KR102569329B1 KR1020190044041A KR20190044041A KR102569329B1 KR 102569329 B1 KR102569329 B1 KR 102569329B1 KR 1020190044041 A KR1020190044041 A KR 1020190044041A KR 20190044041 A KR20190044041 A KR 20190044041A KR 102569329 B1 KR102569329 B1 KR 102569329B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- liquid metal
- base
- pattern
- filter element
- contact
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P11/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing waveguides or resonators, lines, or other devices of the waveguide type
- H01P11/007—Manufacturing frequency-selective devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/06—Movable joints, e.g. rotating joints
Abstract
액체 금속을 이용한 유연성 센서 디바이스가 제공된다. 상기 유연성 센서 디바이스는 유연성을 갖는 패턴 기판의 채널 내에 충진된 액체 금속을 포함한다.A flexible sensor device using liquid metal is provided. The flexible sensor device includes a liquid metal filled in a channel of a flexible patterned substrate.
Description
본 발명은 액체 금속을 이용한 유연성 필터 소자 및 유연성 필터 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인덕터 소자와 커패시터 소자 간의 전기적 접속이 향상된 유연성 필터 소자 및 유연성 필터 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible filter element using liquid metal and a method for manufacturing the flexible filter element, and more particularly, to a flexible filter element with improved electrical connection between an inductor element and a capacitor element and a method for manufacturing the flexible filter element.
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.Thanks to the recent development of IoT technology, various sensor devices are being developed. For example, biological monitoring devices attached to animals such as humans are attached to the body surface to measure body fluid components, collect body temperature information, heart rate information, location information, and other various information, and monitor physical activity based on the collected information. can manage For another example, a food safety monitoring device attached to food may collect information about distribution history and quality of food to secure food safety and contribute to public health promotion.
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 aforementioned biological monitoring or food monitoring device, when the target surface to which the sensor device is attached is curved and the target surface is flexible, a problem in which sensing sensitivity is significantly lowered may occur when the adhesion between the target surface and the sensor device is poor. there is. Therefore, there is an urgent need to develop a technology for implementing a sensor device with complete flexibility.
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.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 and a sensor sheet used in a sensor having elasticity, such as in the field of medical materials such as artificial muscle or artificial skin. Patent Document 2 teaches that an electrode body is formed using fibers using multi-layer carbon nanotubes. However, the carbon nanotube of Patent Literature 2 has a limitation in that it is extremely difficult to form a wiring or the like even if local electrode formation is possible.
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).
한편, 센서 등의 전자 디바이스는 다양한 능동 소자 및 수동 소자를 이용하여 구성된 전자 회로로 구성되어 있다. 예를 들어, 전자 디바이스는 고역 필터(high-pass filter, HPF) 및/또는 저역 필터(low-pass filter, LPF) 등과 같은 필터 소자를 포함할 수 있다. 특히 특정 주파수 대역만을 투과시키거나, 투과를 저지하기 위한 필터 소자의 경우 필터를 구성하는 배선의 안정성이 매우 중요한 요소가 될 수 있다. 예를 들어, 필터 소자의 배선이 부분적으로 파손되거나, 변형될 경우 필터 소자가 안정적인 특성을 나타내지 못하고, 나아가 센서 디바이스 등의 전자 디바이스 전체의 현저한 성능 저하가 발생할 수 있다.On the other hand, electronic devices such as sensors are composed of electronic circuits constructed using various active elements and passive elements. For example, the electronic device may include a filter element such as a high-pass filter (HPF) and/or a low-pass filter (LPF). In particular, in the case of a filter element for transmitting only a specific frequency band or blocking transmission, the stability of wiring constituting the filter may be a very important factor. For example, when the wiring of the filter element is partially damaged or deformed, the filter element may not exhibit stable characteristics, and furthermore, the performance of the entire electronic device, such as a sensor device, may be significantly deteriorated.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유연성을 나타낼 수 있는 필터 소자를 제공하는 것이다. 동시에, 수동 소자 간의 전기적 접속이 향상되어 안정적인 구조를 형성할 수 있는 필터 소자를 제공하는 것이다.Accordingly, an object to be solved by the present invention is to provide a filter element capable of exhibiting flexibility. At the same time, an electrical connection between passive elements is improved to provide a filter element capable of forming a stable structure.
나아가, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 유연성을 나타냄과 동시에 전기적 접속이 향상된 필터 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다. 또, 제조 비용을 절감하고 단순화된 공정을 갖는 필터 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.Furthermore, another problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing a filter element having improved electrical connection while exhibiting flexibility. Another object is to provide a manufacturing method of a filter element having a reduced manufacturing cost and a simplified 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 tasks of the present invention are not limited to the technical tasks mentioned above, and other technical tasks 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 필터 소자는 일면에 형성된 제1 채널 및 타면에 형성된 제2 채널을 갖는 패턴 기판으로서, 서로 상이한 액체 투과도를 갖는 제1 베이스 및 제2 베이스를 포함하는 패턴 기판; 상기 제1 채널 내에 배치된 제1 액체 금속 패턴; 상기 제2 채널 내에 배치되고, 적어도 부분적으로 상기 제1 액체 금속 패턴과 중첩하는 제2 액체 금속 패턴; 및 상기 제1 베이스 및 상기 제2 베이스에 침습하여, 상기 제1 액체 금속 패턴과 상기 제2 액체 금속 패턴을 도통시키는 컨택부를 포함한다.A filter element according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a patterned substrate having a first channel formed on one surface and a second channel formed on the other surface, and a first base and a second base having different liquid permeability are provided. A patterned substrate comprising; a first liquid metal pattern disposed in the first channel; a second liquid metal pattern disposed within the second channel and at least partially overlapping the first liquid metal pattern; and a contact portion that penetrates into the first base and the second base to conduct the first liquid metal pattern and the second liquid metal pattern.
상기 컨택부가 필터 소자의 출력 단자와 전기적으로 등가이고, 상기 컨택부는 상기 제1 액체 금속 패턴에서 상기 제2 액체 금속 패턴 방향으로 갈수록 폭이 감소할 수 있다.The contact portion may be electrically equivalent to an output terminal of the filter element, and a width of the contact portion may decrease in a direction from the first liquid metal pattern to the second liquid metal pattern.
여기서, 상기 필터 소자는 저역 필터 소자이고, 상기 제1 액체 금속 패턴은 인덕터 소자를 형성하고, 상기 제2 액체 금속 패턴은 커패시터 소자를 형성할 수 있다.Here, the filter element may be a low-pass filter element, the first liquid metal pattern may form an inductor element, and the second liquid metal pattern may form a capacitor element.
또는, 상기 필터 소자는 고역 필터 소자이고, 상기 제1 액체 금속 패턴은 커패시터 소자를 형성하고, 상기 제2 액체 금속 패턴은 인덕터 소자를 형성할 수 있다.Alternatively, the filter element may be a high pass filter element, the first liquid metal pattern may form a capacitor element, and the second liquid metal pattern may form an inductor element.
또, 상기 제1 베이스는 상기 제1 액체 금속 패턴과 맞닿고, 상기 제2 베이스는 상기 제2 액체 금속 패턴과 맞닿을 수 있다.Also, the first base may contact the first liquid metal pattern, and the second base may contact the second liquid metal pattern.
상기 컨택부는, 상기 제1 베이스 내에 침습된 제1 컨택부, 및 상기 제2 베이스 내에 침습되고, 상기 제1 컨택부와 물리적 경계를 갖는 제2 컨택부를 포함할 수 있다.The contact unit may include a first contact unit penetrated into the first base and a second contact unit penetrated into the second base and having a physical boundary with the first contact unit.
여기서, 상기 제1 컨택부의 폭 변화율은, 상기 제2 컨택부의 폭 변화율 보다 클 수 있다.Here, a rate of change in width of the first contact portion may be greater than a rate of change in width of the second contact portion.
또, 상기 제1 액체 금속 패턴 및 상기 제2 액체 금속 패턴은 각각 내부에 분산된 도전성 입자를 포함할 수 있다.In addition, each of the first liquid metal pattern and the second liquid metal pattern may include conductive particles dispersed therein.
나아가, 상기 제1 컨택부 및 상기 제2 컨택부는, 상기 제1 액체 금속 패턴 및 상기 제2 액체 금속 패턴과 상이한 조성을 가질 수 있다.Furthermore, the first contact portion and the second contact portion may have a composition different from that of the first liquid metal pattern and the second liquid metal pattern.
상기 제1 액체 금속 패턴은, 제1 접점 패드부, 및 상기 제1 접점 패드부와 연결되는 제1 회로 패턴부를 포함하고, 상기 제2 액체 금속 패턴은, 상기 제1 접점 패드부 및 컨택부와 중첩하는 제2 접점 패드부, 및 상기 제2 접점 패드부와 연결되며 적어도 부분적으로 상기 제1 회로 패턴부와 중첩하는 제2 회로 패턴부를 포함할 수 있다.The first liquid metal pattern includes a first contact pad portion and a first circuit pattern portion connected to the first contact pad portion, and the second liquid metal pattern includes the first contact pad portion and the contact portion. It may include an overlapping second contact pad portion and a second circuit pattern portion connected to the second contact pad portion and at least partially overlapping the first circuit pattern portion.
평면 시점에서, 상기 제1 회로 패턴부 및 상기 제2 회로 패턴부는 각각 라운드진 형상을 가질 수 있다.When viewed from a plan view, the first circuit pattern part and the second circuit pattern part may each have a rounded shape.
또, 상기 패턴 기판은, 상기 제1 베이스의 상기 일면 상에 배치된 제1 패턴층, 상기 제2 베이스의 상기 타면 상에 배치된 제2 패턴층, 및 상기 제1 패턴층의 측면 상에 배치된 보강층을 더 포함할 수 있다.In addition, the pattern substrate includes a first pattern layer disposed on the one surface of the first base, a second pattern layer disposed on the other surface of the second base, and a side surface of the first pattern layer. A reinforcing layer may be further included.
상기 패턴 기판은, 상기 제1 베이스의 상기 일면 상에 배치되고, 상기 제1 액체 금속 패턴과 맞닿는 투과 차단층을 더 포함할 수 있다.The pattern substrate may further include a transmission blocking layer disposed on the one surface of the first base and in contact with the first liquid metal pattern.
여기서, 상기 투과 차단층은 상기 제1 회로 패턴부와 중첩하고, 상기 제1 접점 패드부와 비중첩할 수 있다.Here, the transmission blocking layer may overlap the first circuit pattern part and may not overlap the first contact pad part.
상기 필터 소자는 상기 패턴 기판의 상기 일면 상에 배치되고, 상기 제1 접점 패드부와 중첩하는 홀을 갖는 밀봉층; 및 상기 밀봉층의 상기 홀 상에 배치되어 상기 홀을 커버하고, 상기 제1 액체 금속 패턴과 맞닿는 커버 부재를 더 포함할 수 있다.The filter element may include a sealing layer disposed on the one surface of the pattern substrate and having a hole overlapping the first contact pad portion; and a cover member disposed on the hole of the sealing layer to cover the hole and to come into contact with the first liquid metal pattern.
또, 상기 복수의 홀 중 적어도 일부는 상기 투과 차단층과 비중첩하도록 배치될 수 있다.In addition, at least some of the plurality of holes may be arranged to non-overlap with the transmission blocking layer.
또한, 상기 복수의 커버 부재 중 적어도 일부는 상기 투과 차단층과 비중첩하도록 배치될 수 있다.In addition, at least some of the plurality of cover members may be disposed so as not to overlap with the permeation blocking layer.
상기 제1 접점 패드부 및 상기 제1 회로 패턴부의 측면은 90도 미만의 경사각을 가질 수 있다.Side surfaces of the first contact pad part and the first circuit pattern part may have an inclination angle of less than 90 degrees.
또, 상기 제1 접점 패드부의 최대폭은 상기 제1 회로 패턴부의 최대폭 보다 클 수 있다.Also, a maximum width of the first contact pad part may be greater than a maximum width of the first circuit pattern part.
또한, 상기 제1 회로 패턴부의 경사각은 상기 제1 접점 패드부의 경사각 보다 클 수 있다.Also, an inclination angle of the first circuit pattern part may be greater than an inclination angle of the first contact pad part.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터 소자는 제1 베이스; 상기 제1 베이스의 일면 상에 배치된 제1 수동 소자; 상기 제1 베이스의 타면 상에 배치되고, 상기 제1 베이스 보다 큰 액체 투과도를 갖는 제2 베이스; 상기 제2 베이스 상에 배치된 제2 수동 소자; 액체 금속이 상기 제1 베이스에 침습하여 형성되고, 상기 제1 수동 소자와 도통되는 제1 컨택부; 및 액체 금속이 상기 제2 베이스에 침습하여 형성되고, 상기 제1 컨택부 및 상기 제2 수동 소자와 도통되는 제2 컨택부를 포함한다.A filter element according to another embodiment of the present invention for solving the above problems is a first base; a first passive element disposed on one surface of the first base; a second base disposed on the other surface of the first base and having greater liquid permeability than the first base; a second passive element disposed on the second base; a first contact portion formed by invading the first base with liquid metal and being conductive with the first passive element; and a second contact portion formed by invading the second base with liquid metal and being conductive to the first contact portion and the second passive element.
여기서, 상기 제1 컨택부의 평균 폭은 상기 제2 컨택부의 평균 폭 보다 클 수 있다.Here, the average width of the first contact part may be greater than the average width of the second contact part.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 소자의 제조 방법은 일면에 형성된 제1 채널을 갖는 제1 패턴 기판을 준비하는 단계로서, 제1 베이스를 포함하는 제1 패턴 기판을 준비하는 단계; 상기 제1 채널 내에 제1 액체 금속 패턴을 형성하는 단계; 타면에 형성된 제2 채널을 갖는 제2 패턴 기판을 준비하는 단계로서, 제2 베이스를 포함하는 제2 패턴 기판을 준비하는 단계; 상기 제2 채널 내에 제2 액체 금속 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 패턴 기판의 타면과 상기 제2 패턴 기판의 일면을 대면하도록 배치하는 단계; 및 상기 제1 액체 금속 패턴 중 일부 영역을 가압하여, 상기 제1 베이스 및 상기 제2 베이스에 침습된 컨택부를 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a filter element according to an embodiment of the present invention for solving the above other problem is preparing a first pattern substrate having a first channel formed on one surface, including a first pattern substrate including a first base. preparing; forming a first liquid metal pattern in the first channel; preparing a second pattern substrate having a second channel formed on the other surface, wherein the second pattern substrate includes a second base; forming a second liquid metal pattern in the second channel; arranging the other surface of the first pattern substrate to face one surface of the second pattern substrate; and pressing a partial area of the first liquid metal pattern to form a contact part penetrated into the first base and the second base.
상기 가압은 상기 제1 패턴 기판에서 상기 제2 패턴 기판 방향으로 수행될 수 있다.The pressing may be performed in a direction from the first pattern substrate to the second pattern substrate.
또, 상기 제2 베이스의 액체 투과도는 상기 제1 베이스의 액체 투과도 보다 클 수 있다.Also, liquid permeability of the second base may be greater than liquid permeability of the first base.
또한, 상기 필터 소자의 제조 방법은, 상기 제1 패턴 기판을 준비하는 단계와 상기 제1 액체 금속 패턴을 형성하는 단계 사이에, 상기 제1 패턴 기판의 상기 일면 상에 밀봉층을 배치하는 단계, 및 상기 밀봉층에 홀을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method of manufacturing the filter element may include disposing a sealing layer on the one surface of the first pattern substrate between the step of preparing the first pattern substrate and the step of forming the first liquid metal pattern; and forming a hole in the sealing layer.
나아가, 상기 제1 패턴 기판을 준비하는 단계는, 상기 제1 베이스를 준비하는 단계, 상기 제1 베이스의 상기 일면 상에 상기 제1 채널을 형성하는 제1 패턴층을 형성하는 단계, 상기 제1 패턴층의 측면 상에 보강층을 형성하는 단계, 및 상기 제1 패턴층에 의해 커버되지 않고 노출된 상기 제1 베이스의 일면 상에 투과 차단층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Furthermore, preparing the first pattern substrate may include preparing the first base, forming a first pattern layer for forming the first channel on the one surface of the first base, The method may include forming a reinforcing layer on a side surface of the pattern layer, and forming a transmission blocking layer on one surface of the first base that is exposed and not covered by the first pattern layer.
또, 상기 제1 액체 금속 패턴을 형성하는 단계는, 상기 밀봉층의 홀을 통해 액체 금속을 주입하는 단계를 포함할 수 있다.Also, forming the first liquid metal pattern may include injecting liquid metal through a hole in the sealing layer.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.Other embodiment specifics are included in the detailed description.
본 발명의 실시예들에 따르면, 우수한 유연성을 가짐과 동시에 안정적인 구조를 통해 수동 소자 간의 전기적 접속이 향상된 필터 소자 및 필터 소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to provide a filter element having excellent flexibility and improved electrical connection between passive elements through a stable structure and a manufacturing method of the filter element.
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 diverse effects are included in the present specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 소자의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 필터 소자의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 인덕터 소자의 평면도이다.
도 4는 도 1의 커패시터 소자의 평면도이다.
도 5는 도 1의 Aa-Aa' 선 및 Ab-Ab' 선을 따라 절개한 비교단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터 소자의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터 소자의 단면도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 필터 소자의 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터 소자의 분해사시도이다.
도 13은 도 12의 필터 소자의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 14는 도 12의 Ba-Ba' 선 및 Bb-Bb' 선을 따라 절개한 비교단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터 소자의 단면도이다.
도 16 내지 도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 소자의 제조 방법을 순서대로 나타낸 단면도들이다.
도 30은 제조예 1-1에 따른 인덕터 소자의 특성 측정을 나타낸 도면이다.
도 31은 제조예 1-2에 따른 커패시터 소자의 특성 측정을 나타낸 도면이다.
도 32는 제조예 2-1에 따른 저역 필터 소자의 특성 측정을 나타낸 도면이다.
도 33은 제조예 2-2에 따른 고역 필터 소자의 특성 측정을 나타낸 도면이다.1 is an exploded perspective view of a filter element according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing an equivalent circuit of the filter element of FIG. 1;
FIG. 3 is a plan view of the inductor device of FIG. 1 .
4 is a plan view of the capacitor element of FIG. 1;
5 is a comparative cross-sectional view taken along lines Aa-Aa' and Ab-Ab' of FIG. 1;
6 is a cross-sectional view of a filter element according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a filter element according to another embodiment of the present invention.
8 to 11 are cross-sectional views of filter elements according to still other embodiments of the present invention.
12 is an exploded perspective view of a filter element according to still another embodiment of the present invention.
13 is a diagram showing an equivalent circuit of the filter element of FIG. 12;
FIG. 14 is a comparative cross-sectional view taken along lines Ba-Ba' and lines Bb-Bb' of FIG. 12 .
15 is a cross-sectional view of a filter element according to another embodiment of the present invention.
16 to 29 are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a filter element according to an embodiment of the present invention.
30 is a view showing measurement of characteristics of an inductor device according to Manufacturing Example 1-1.
31 is a view showing measurement of characteristics of a capacitor element according to Manufacturing Example 1-2.
32 is a diagram showing measurement of characteristics of a low-pass filter element according to Manufacturing Example 2-1.
33 is a diagram showing measurement of characteristics of a high-pass filter element according to Manufacturing Example 2-2.
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 of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the invention is only defined 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. are not included in the drawings. As shown, it can be used to easily describe the correlation between one element or component and another element or component. Spatially relative terms should be understood as encompassing different orientations of elements in use in addition to the orientations shown in the figures. For example, when elements shown in the figures are turned over, elements described as 'below' or 'below' other elements may be placed 'above' the other elements. Accordingly, the exemplary term 'below' may include directions of both down and up.
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.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, 'and/or' includes each and every combination of one or more of the recited items. In addition, singular forms also include plural forms unless otherwise specified in the text. The terms 'comprises' and/or 'comprising' used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the mentioned elements. A numerical range expressed using 'to' indicates a numerical range including the values listed before and after it as the lower limit and the upper limit, respectively. 'About' or 'approximately' means a value or range of values within 20% of the value or range of values set forth 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 (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.
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 an arbitrary direction in a 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 direction (X) and the second direction (Y) belong. In addition, unless otherwise defined, 'overlapping' means overlapping in the third direction (Z) from the planar viewpoint.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 소자(11)의 분해사시도이다. 도 2는 도 1의 필터 소자(11)의 등가회로를 나타낸 도면이다. 도 3은 도 1의 인덕터 소자(11a)의 평면도이다. 도 4는 도 1의 커패시터 소자(11b)의 평면도이다.1 is an exploded perspective view of a
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 필터 소자(11)는 상호 전기적으로 연결된 인덕터 소자(11a) 및 커패시터 소자(11b)를 포함한다. 필터 소자(11)는 인덕터 소자(11a)에 제1 입력 단자(IN1)가 연결되고, 커패시터 소자(11b)에 제2 입력 단자(IN2), 제1 출력 단자(OUT1) 및 제2 출력 단자(OUT2)가 연결되는 저역 필터일 수 있다.1 to 4, the
인덕터 소자(11a)(inductor element)는 전류가 흐를 경우 유도기전력(induced electromotive force)이 발생하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 인덕터 소자(11a)는 제1 액체 금속 패턴(201)을 통해 구현될 수 있다. 제1 액체 금속 패턴(201)은 인덕터 회로 패턴부(211) 및 인덕터 회로 패턴부(211)와 연결된 제1 인덕터 접점 패드부(221a) 및 제2 인덕터 접점 패드부(221b)를 포함할 수 있다. The
평면 시점에서, 인덕터 회로 패턴부(211)는 나선(spiral) 형상일 수 있다. 구체적으로, 인덕터 회로 패턴부(211)는 나선 중심으로부터의 거리가 점점 커지는 나사 모양을 가질 수 있다. 인덕터 회로 패턴부(211)는 후술할 바와 같이 액체 금속을 이용하여 형성될 수 있다. 인덕터 회로 패턴부(211)에 전류가 흐를 경우, 나선 형상 내지는 고리 형상의 선로에서 유도기전력이 생성될 수 있고, 이를 통해 인덕터(inductor) 기능을 수행할 수 있다.When viewed from a planar perspective, the inductor
또, 인덕터 회로 패턴부(211)가 평면 시점에서, 각진 형상을 가지지 않고 라운드진 선로를 형성함으로써 액체 금속을 이용한 인덕터 회로 패턴부(211)의 형성이 용이할 수 있다. 후술할 바와 같이 액체 금속을 채널 내에 주입하여 인덕터 회로 패턴부(211)를 형성할 수 있으며, 예를 들어, 인덕터 회로 패턴부가 각진 형상을 갖는 경우에 비해 본 실시예와 같이 라운드진 형상을 가질 경우, 액체 금속의 주입이 용이하며 채널 내부 압력의 증가를 억제할 수 있어 보다 많은 양의 액체 금속의 주입이 가능해진다. 뿐만 아니라, 인덕터 회로 패턴부가 평면상 각진 형상을 가질 경우, 채널 내부의 압력이 증가하여 모서리 부근에 미충진 영역이 발생하거나, 또는 선로 중간에 미충진 영역이 발생하여 선로 저항의 상승을 야기하거나, 선로가 개방(open) 되는 불량이 발생할 수도 있다.In addition, since the inductor
선로를 형성하는 인덕터 회로 패턴부(211)의 일측 단부에는 제1 인덕터 접점 패드부(221a)가 위치하고, 타측 단부에는 제2 인덕터 접점 패드부(221b)가 위치할 수 있다. 제1 인덕터 접점 패드부(221a) 및 제2 인덕터 접점 패드부(221b)는 각각 인덕터 회로 패턴부(211)의 선폭에 비해 확장되어 전기적 접속이 유리한 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1 인덕터 접점 패드부(221a) 및 제2 인덕터 접점 패드부(221b)의 최대폭은 인덕터 회로 패턴부(211)의 최대폭 보다 클 수 있다. 제1 인덕터 접점 패드부(221a) 및/또는 제2 인덕터 접점 패드부(221b)는 필터 소자(11)의 다른 구성요소, 필터 소자(11) 외부의 다른 소자 또는 전기적 라인과 연결될 수 있다.A first inductor
제1 인덕터 접점 패드부(221a)는 나선 모양의 인덕터 회로 패턴부(211)의 대략 중심에 위치할 수 있다. 제1 인덕터 접점 패드부(221a)는 후술할 커패시터 소자(11b)와 전기적으로 연결되어 단락(short) 되는 노드를 형성할 수 있다. 또, 제1 인덕터 접점 패드부(221a)는 필터 소자(11)의 제1 출력 단자(OUT1)와 전기적으로 등가일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The first inductor
또, 제2 인덕터 접점 패드부(221b)는 나선 모양의 인덕터 회로 패턴부(211)의 외측에 위치할 수 있다. 제2 인덕터 접점 패드부(221b)는 필터 소자(11)의 제1 입력 단자(IN1)와 전기적으로 등가일 수 있다. 제2 인덕터 접점 패드부(221b)는 하나 이상일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the second inductor
또, 커패시터 소자(11b)(capacitor element)는 정전기 유도 현상을 이용하여 대전된 전하를 축적하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 커패시터 소자(11b)는 제2 액체 금속 패턴(301)을 통해 구현될 수 있다. 제2 액체 금속 패턴(301)은 커패시터 회로 패턴부(311) 및 커패시터 회로 패턴부(311)와 연결된 제1 커패시터 접점 패드부(321a) 및 제2 커패시터 접점 패드부(321b)를 포함할 수 있다.In addition, the
평면 시점에서, 커패시터 회로 패턴부(311)는 서로 이격된 두 개의 선로 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 커패시터 회로 패턴부(311)는 서로 이격된 제1 커패시터 회로 패턴부(311a) 및 제2 커패시터 회로 패턴부(311b)를 포함할 수 있다. 제1 커패시터 회로 패턴부(311a) 및 제2 커패시터 회로 패턴부(311b)는 각각 커패시터 소자(11b)의 일측과 타측 단자를 형성할 수 있다.When viewed from a plan view, the capacitor
제1 커패시터 회로 패턴부(311a) 및 제2 커패시터 회로 패턴부(311b)는 각각 대략 'S'자 형상을 가지며, 일정한 간격을 가지고 이격된 상태일 수 있다. 이를 통해 제1 커패시터 회로 패턴부(311a)와 제2 커패시터 회로 패턴부(311b) 사이의 대면 면적을 증가시킬 수 있고, 커패시터 특성을 향상시킬 수 있다.The first capacitor
또, 커패시터 회로 패턴부(311)가 평면 시점에서, 각진 형상을 가지지 않고 대략 'S'자의 라운드진 선로를 형성함으로써 액체 금속을 이용한 커패시터 회로 패턴부(311)의 형성이 용이할 수 있다. 후술할 바와 같이 액체 금속을 채널 내로 주입하여 커패시터 회로 패턴부(311)를 형성할 수 있으며, 예를 들어 커패시터 회로 패턴부가 각진 형상을 갖는 경우에 비해 본 실시예와 같이 라운드진 형상을 가질 경우, 액체 금속의 주입이 용이하며 채널 내부 압력의 증가를 억제할 수 있어 보다 많은 양의 액체 금속의 주입이 가능해진다. 뿐만 아니라, 커패시터 회로 패턴부가 평면상 각진 형상을 가질 경우, 채널 내부의 압력이 증가하여 모서리 부근에 미충진 영역이 발생하거나, 또는 선로 중간에 미충진 영역이 발생하여 선로 저항의 상승을 야기하거나, 선로가 개방(open) 되는 불량이 발생할 수도 있다.In addition, since the capacitor
각각 선로를 형성하는 제1 커패시터 회로 패턴부(311a)의 일측 단부에는 제1 커패시터 접점 패드부(321a)가 위치하고, 제2 커패시터 회로 패턴부(311b)의 일측 단부에는 제2 커패시터 접점 패드부(321b)가 위치할 수 있다. 제1 커패시터 접점 패드부(321a) 및 제2 커패시터 접점 패드부(321b)는 각각 커패시터 회로 패턴부(311)의 선폭에 비해 확장되어 전기적 접속이 유리한 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1 커패시터 접점 패드부(321a) 및 제2 커패시터 접점 패드부(321b)의 최대폭은 커패시터 회로 패턴부(311)의 최대폭 보다 클 수 있다. 제1 커패시터 접점 패드부(321a) 및/또는 제2 커패시터 접점 패드부(321b)는 필터 소자(11)의 다른 구성요소, 필터 소자(11) 외부의 다른 소자 또는 전기적 라인과 연결될 수 있다.A first capacitor
몇몇 실시예에서, 제2 액체 금속 패턴(301)은 제3 커패시터 접점 패드부(321c) 및 제4 커패시터 접점 패드부(321d)를 더 포함할 수 있다. 제3 커패시터 접점 패드부(321c)는 제1 커패시터 접점 패드부(321a)와 전기적으로 등가이고, 제4 커패시터 접점 패드부(321d)는 제2 커패시터 접점 패드부(321b)와 전기적으로 등가일 수 있다.In some embodiments, the second
제1 커패시터 접점 패드부(321a)는 상술한 인덕터 소자(11a)와 전기적으로 연결되어 단락 노드를 형성할 수 있다. 또, 제1 커패시터 접점 패드부(321a)는 제3 커패시터 접점 패드부(321c)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 커패시터 접점 패드부(321a) 및 제3 커패시터 접점 패드부(321c)는 필터 소자(11)의 제1 출력 단자(OUT1)와 전기적으로 등가일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The first capacitor
또, 제2 커패시터 접점 패드부(321b)는 필터 소자(11)의 제2 입력 단자(IN2)와 전기적으로 등가일 수 있다. 또, 제2 커패시터 접점 패드부(321b)는 제4 커패시터 접점 패드부(321d)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제4 커패시터 접점 패드부(321d)는 제2 출력 단자(OUT2)와 전기적으로 등가일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.Also, the second capacitor
또한 도 4는 제1 커패시터 접점 패드부(321a)와 제3 커패시터 접점 패드부(321c)가 제1 방향(X)으로 이격되고, 제2 커패시터 접점 패드부(321b)와 제4 커패시터 접점 패드부(321d)가 제2 방향(Y)으로 이격된 경우를 도시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.4 shows that the first capacitor
이하, 도 5를 더 참조하여 본 실시예에 따른 필터 소자(11)에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 도 5는 도 1의 Aa-Aa' 선 및 Ab-Ab' 선을 따라 절개한 비교단면도이다. 구체적으로, 도 5의 좌측은 제2 인덕터 접점 패드부(221b)와 제2 커패시터 접점 패드부(321b) 부근을 나타낸 단면도이다. 또, 도 5의 우측은 제1 인덕터 접점 패드부(221a)와 제1 커패시터 접점 패드부(321a) 부근을 나타낸 단면도이다.Hereinafter, with further reference to FIG. 5 , the
도 5를 더 참조하면, 본 실시예에 따른 필터 소자(11)는 패턴 기판(101), 패턴 기판(101)의 일면(도 5 기준 상면) 상에 배치된 제1 액체 금속 패턴(201), 패턴 기판(101)의 타면(도 5 기준 하면) 상에 배치된 제2 액체 금속 패턴(301) 및 제1 액체 금속 패턴(201)과 제2 액체 금속 패턴(301)을 도통시키는 컨택부(401)를 포함하고, 제1 밀봉층(751) 및 제2 밀봉층(761)을 더 포함할 수 있다.Referring further to FIG. 5 , the
패턴 기판(101)은 일면과 타면이 패턴화된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 패턴 기판(101)의 일면은 제1 채널 내지는 제1 트렌치를 가지고, 패턴 기판(101)의 타면은 제2 채널 내지는 제2 트렌치를 가질 수 있다.The patterned
예시적인 실시예에서, 패턴 기판(101)은 제1 패턴 기판(501) 및 제2 패턴 기판(601)을 포함할 수 있다. 제1 패턴 기판(501)의 타면(하면)과 제2 패턴 기판(601)의 일면(상면)은 서로 대면하여 배치되거나, 또는 접합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 패턴 기판(501)과 제2 패턴 기판(601) 사이에는 접합층(미도시)이 배치될 수도 있다.In an exemplary embodiment, the
제1 패턴 기판(501)은 제1 베이스(511) 및 제1 베이스(511) 상에 배치된 제1 패턴층(531)을 포함할 수 있다. 제1 베이스(511)는 유연성(flexibility) 및/또는 신축성(stretchability)을 갖는 가요성 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스(511)는 종이를 포함하여 이루어지거나, 폴리디메틸실록산 또는 폴리이미드 등의 고분자 수지를 포함하여 이루어질 수 있다. 또, 제1 베이스(511)는 내부에 미세 공극을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 베이스(511)는 글라스 소재 등일 수도 있다.The
제1 패턴층(531)은 제1 액체 금속 패턴(201)이 충진되기 위한 제1 채널을 형성할 수 있다. 즉, 평면 시점에서, 제1 패턴층(531)은 제1 액체 금속 패턴(201)의 역상의 패턴을 가질 수 있다. 제1 패턴층(531)에 커버되지 않는 제1 베이스(511)의 상면은 노출될 수 있다. 제1 패턴층(531)은 절연성을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 패턴층(531)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate) 등의 고분자 재료를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또, 제1 패턴층(531)은 제1 베이스(511)에 비해 더 큰 소수성을 가질 수 있다.The
앞서 설명한 것과 같이 인덕터 소자(11a)는 제1 액체 금속 패턴(201)에 의해 구현될 수 있다. 또, 제1 액체 금속 패턴(201)은 제1 패턴 기판(501)의 제1 채널 내에 충진된 인덕터 회로 패턴부(211), 제1 인덕터 접점 패드부(221a) 및 제2 인덕터 접점 패드부(221b)를 포함할 수 있다. 제1 액체 금속 패턴(201)은 상온에서 액상을 유지하는 액체 금속을 포함할 수 있다. 상기 액체 금속은 갈륨 및 인듐을 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 액체 금속 패턴(201)은 제1 베이스(511)와 맞닿을 수 있다.As described above, the
제1 액체 금속 패턴(201) 상에는 제1 밀봉층(751)이 배치될 수 있다. 제1 밀봉층(751)은 절연성을 가지고, 제1 액체 금속 패턴(201)을 밀봉할 수 있다. 제1 밀봉층(751)은 제1 패턴층(531)과 동일하거나 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 제1 밀봉층(751)은 제1 베이스(511)에 비해 더 큰 소수성을 가질 수 있다.A
마찬가지로, 제2 패턴 기판(601)은 제2 베이스(611) 및 제2 베이스(611) 상에 배치된 제2 패턴층(631)을 포함할 수 있다. 제2 베이스(611)는 유연성 및/또는 신축성을 갖는 가요성 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 베이스(611)는 종이를 포함하여 이루어지거나, 폴리디메틸실록산 또는 폴리이미드 등의 고분자 수지를 포함하여 이루어질 수 있다. 또, 제2 베이스(611)는 내부에 미세 공극을 가질 수 있다.Similarly, the
예시적인 실시예에서, 제2 베이스(611)는 제1 베이스(511)와 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 상세한 예를 들어, 제2 베이스(611)는 제1 베이스(511) 보다 더 큰 액체 투과도를 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 제1 베이스(511)와 제2 베이스(611)를 기준으로, 상측에 위치하는 제1 액체 금속 패턴(201)이 인덕터 소자(11a)를 형성하고, 하측에 위치하는 제2 액체 금속 패턴(301)이 커패시터 소자(11b)를 형성할 경우, 제2 베이스(611)의 액체 투과도를 더 크게 구성함으로써 컨택부(401)와 제2 액체 금속 패턴(301) 간의 접촉 면적을 증가시켜 전기적 안정성을 향상시킬 수 있다. 이에 대해서는 필터 소자의 제조 방법과 함께 상세하게 후술한다.In an exemplary embodiment, the
제2 패턴층(631)은 제2 액체 금속 패턴(301)이 충진되기 위한 제2 채널을 형성할 수 있다. 즉, 평면 시점에서, 제2 패턴층(631)은 제2 액체 금속 패턴(301)의 역상의 패턴을 가질 수 있다. 제2 패턴층(631)에 의해 커버되지 않는 제2 베이스(611)의 하면은 노출될 수 있다. 제2 패턴층(631)은 제1 패턴층(531)과 동일하거나 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 또, 제2 패턴층(631)은 제2 베이스(611)에 비해 더 큰 소수성을 가질 수 있다.The
앞서 설명한 것과 같이 커패시터 소자(11b)는 제2 액체 금속 패턴(301)에 의해 구현될 수 있다. 또, 제2 액체 금속 패턴(301)은 제2 패턴 기판(601)의 제2 채널 내에 충진된 커패시터 회로 패턴부(단면도 상 미도시), 제1 커패시터 접점 패드부(321a) 및 제2 커패시터 접점 패드부(321b)를 포함하고, 제3 커패시터 접점 패드부(단면도 상 미도시) 및 제4 커패시터 접점 패드부(단면도 상 미도시)를 더 포함할 수 있다. 제1 커패시터 접점 패드부(321a)는 제1 인덕터 접점 패드부(221a)와 제3 방향(Z)으로 중첩하고, 제2 커패시터 접점 패드부(321b)는 제2 인덕터 접점 패드부(221b)와 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있다. 또, 커패시터 회로 패턴부(311)는 적어도 부분적으로 인덕터 회로 패턴부(211)와 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있다.As described above, the
제2 액체 금속 패턴(301)은 제1 액체 금속 패턴(201)과 동일하거나 상이한 액상의 액체 금속을 포함할 수 있다. 상기 액체 금속은 갈륨 및 인듐을 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 액체 금속 패턴(301)은 제2 베이스(611)와 맞닿을 수 있다.The second
제2 액체 금속 패턴(301) 상에는 제2 밀봉층(761)이 배치될 수 있다. 제2 밀봉층(761)은 절연성을 가지고, 제2 액체 금속 패턴(301)을 밀봉할 수 있다. 제2 밀봉층(761)은 제2 패턴층(631)과 동일하거나 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 제2 밀봉층(761)은 제2 베이스(611)에 비해 더 큰 소수성을 가질 수 있다.A
컨택부(401)는 제1 액체 금속 패턴(201)과 제2 액체 금속 패턴(301), 구체적으로 제1 인덕터 접점 패드부(221a)와 제1 커패시터 접점 패드부(321a)를 전기적으로 도통시킬 수 있다. 컨택부(401), 제1 인덕터 접점 패드부(221a) 및 제2 커패시터 접점 패드부(321b)는 필터 소자(11)의 제1 출력 단자(OUT1)와 전기적으로 등가를 형성할 수 있다.The
컨택부(401)는 제1 액체 금속 패턴(201) 및 제2 액체 금속 패턴(301)과 동일한 액체 금속이 적어도 부분적으로 패턴 기판(101)에 침습된 부분일 수 있다. 즉, 컨택부(401)는 제1 베이스(511) 및 제2 베이스(611)에 액상의 액체 금속(liquid metal)이 침습된 부분을 의미하며, 액체 금속이 침습되지 않은 제1 베이스(511) 및 제2 베이스(611)의 다른 부분과 구별된다. 컨택부(401)의 평면상 형상은 대략 원형 내지는 다각형일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The
예시적인 실시예에서, 컨택부(401)는 제1 베이스(511)에 침습된 제1 컨택부(411) 및 제2 베이스(611)에 침습된 제2 컨택부(431)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 컨택부(411)는 액체 금속이 제1 베이스(511)에 침습되어 형성되고, 제2 컨택부(431)는 액체 금속이 제2 베이스(611)에 침습되어 형성될 수 있다. 제1 컨택부(411)는 제1 액체 금속 패턴(201)과 도통되고, 제2 컨택부(431)는 제1 컨택부(411) 및 제2 액체 금속 패턴(301)과 도통될 수 있다.In an exemplary embodiment, the
이에 따라 컨택부(401)가 형성된 상태에도 불구하고, 제1 베이스(511)와 제2 베이스(611) 사이에는 물리적 경계가 존재할 수 있다. 따라서, 제1 컨택부(411)와 제2 컨택부(431) 사이에도 물리적 경계가 존재할 수 있다. 나아가, 제1 컨택부(411)와 제1 액체 금속 패턴(201)의 사이, 및 제2 컨택부(431)와 제2 액체 금속 패턴(301)의 사이에도 물리적 경계가 존재할 수 있다.Accordingly, despite the state in which the
본 실시예에 따른 필터 소자(11)는 필터를 구성하는 수동 소자, 예컨대 인덕터 소자(11a) 및 커패시터 소자(11b)의 선로를 상온에서 액체를 유지하는 액체 금속을 이용하여 형성함으로써 우수한 유연성과 신축성을 가질 수 있다. 나아가 필터 소자(11)가 완전히 폴딩되는 경우에도 선로가 파손되거나, 크랙이 발생하는 등의 문제를 미연에 방지할 수 있다.The
또, 필터 소자(11)가 컨택부(401)를 포함하되, 전기적 연결을 위한 비아홀(via hole)을 형성하지 않고 액체 투과성을 갖는 제1 베이스(511)와 제2 베이스(611)에 침습된 컨택부(401)를 포함함으로써 제조 비용을 절감하고 공정을 단순화할 수 있다.In addition, the
특히, 예를 들어 컨택부(401)를 형성하는 과정에서 제1 베이스(511)에서 제2 베이스(611) 측으로 압력을 가하는 경우, 상대적으로 액체의 침투 거리가 먼 제2 베이스(611)의 액체 투과도를 제1 베이스(511)의 액체 투과도 보다 크게 구성함으로써 제1 컨택부(411)와 제2 컨택부(431)에서의 액체 금속의 침습도를 대략 균일하게 유지할 수 있고, 상부의 인덕터 소자(11a)와 하부의 커패시터 소자(11b) 간의 전기적 접속을 향상시킬 수 있다. In particular, for example, when pressure is applied from the
이하, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 필터 소자에 대하여 설명한다. 다만, 앞서 설명한 일 실시예에 따른 필터 소자(11)와 실질적으로 동일하거나, 유사한 구성에 대한 중복되는 설명은 생략하며, 이는 첨부된 도면으로부터 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다. 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하였다.Hereinafter, filter elements according to other embodiments of the present invention will be described. However, redundant descriptions of substantially the same or similar components to the
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터 소자(12)의 단면도로서, 도 5와 대응되는 위치를 나타낸 비교단면도이다.6 is a cross-sectional view of a
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 필터 소자(12)는 패턴 기판(102), 패턴 기판(102)의 일면과 타면 상에 각각 배치된 제1 액체 금속 패턴(201) 및 제2 액체 금속 패턴(301)을 포함하되, 제1 패턴 기판(502)의 일면(도 6 기준 상면)이 패턴화된 구조를 가지고 제1 채널을 형성하고, 제2 패턴 기판(602)의 타면(도 6 기준 하면)이 패턴화된 구조를 가지고 제2 채널을 형성하는 점이 도 5 등의 실시예에 따른 필터 소자(11)와 상이한 점이다.Referring to FIG. 6, the
제1 패턴 기판(502)은 그 자체로 베이스를 형성할 수 있다. 마찬가지로, 제2 패턴 기판(602)은 그 자체로 베이스를 형성할 수 있다. 제1 패턴 기판(502) 및 제2 패턴 기판(602)은 각각 종이를 포함하여 이루어지거나, 또는 폴리디메틸실록산 또는 폴리이미드 등의 고분자 수지를 포함하여 이루어질 수 있다. 또, 제1 채널을 형성하는 제1 패턴 기판(502)의 돌출 패턴 및 제2 채널을 형성하는 제2 패턴 기판(602)의 돌출 패턴은 각각 제1 밀봉층(751) 및 제2 밀봉층(761) 보다 소수성이 작을 수 있다.The
이에 따라 제1 액체 금속 패턴(201) 및 제2 액체 금속 패턴(301)을 형성하는 액체 금속은 상기 돌출 패턴의 측면에 부분적으로 침투할 수도 있다. 본 실시예에 따른 필터 소자(12)는 베이스 상에 별도의 패턴층을 형성하는 공정을 생략할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, the liquid metal forming the first
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터 소자(13)의 단면도로서, 도 5와 대응되는 위치를 나타낸 비교단면도이다.7 is a cross-sectional view of a
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 필터 소자(13)의 컨택부(403)는 폭이 변화하는 점이 도 5 등의 실시예에 따른 필터 소자(11)와 상이한 점이다.Referring to FIG. 7 , the
컨택부(403)는 제1 액체 금속 패턴(201) 측에서 제2 액체 금속 패턴(301) 방향으로 갈수록 폭이 감소할 수 있다. 컨택부(403)가 제1 액체 금속 패턴(201)과 맞닿는 부분과 컨택부(403)가 제2 액체 금속 패턴(301)과 맞닿는 부분의 형상이 대략 유사할 경우, 컨택부(403)와 제1 액체 금속 패턴(201) 간의 접촉 면적은 컨택부(403)와 제2 액체 금속 패턴(301) 간의 접촉 면적 보다 클 수 있다. 또, 제1 컨택부(413)의 평균 폭은 제2 컨택부(433)의 평균 폭 보다 클 수 있다.A width of the
예시적인 실시예에서, 필터 소자(13)가 저역 필터 소자이고, 컨택부(403)가 제1 액체 금속 패턴(201)과 맞닿는 부분이 저역 필터 소자의 출력 단자(예컨대, 제1 출력 단자)와 전기적으로 등가이며, 제1 액체 금속 패턴(201)이 인덕터 소자를 구성하고 제2 액체 금속 패턴(301)이 커패시터 소자를 구성하는 경우, 컨택부(403)는 제1 액체 금속 패턴(201) 측에서 제2 액체 금속 패턴(301) 방향으로 갈수록 폭이 감소할 수 있다.In an exemplary embodiment, the
또, 제1 컨택부(413)와 제2 컨택부(433) 간의 접촉 면적은, 제2 컨택부(433)와 제2 액체 금속 패턴(301) 간의 접촉 면적 보다 크고, 제1 컨택부(413)와 제1 액체 금속 패턴(201) 간의 접촉 면적 보다 클 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 컨택부(413)에서 폭이 감소하는 변화율은 제2 컨택부(433)에서 폭이 감소하는 변화율과 실질적으로 동일할 수 있다.In addition, the contact area between the
본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 필터 소자(13)의 어느 출력 단자에 고부하가 걸리는 경우, 특히 인덕터 소자와 커패시터 소자가 공유하는 노드에 고부하가 걸리는 경우, 본 실시예와 같이 제1 액체 금속 패턴(201)과 컨택부(403) 간의 접촉 면적을 극대화함으로써 부하 저항을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.Although the present invention is not limited thereto, when a high load is applied to any output terminal of the
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터 소자(14)의 단면도로서, 도 5와 대응되는 위치를 나타낸 비교단면도이다.8 is a cross-sectional view of a
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 필터 소자(14)는 제1 컨택부(414)의 폭 변화율과 제2 컨택부(434)의 폭 변화율이 상이한 점이 도 7의 실시예에 따른 필터 소자(13)와 상이한 점이다.Referring to FIG. 8 , the
예시적인 실시예에서, 필터 소자(14)가 저역 필터 소자이고, 컨택부(404)가 제1 액체 금속 패턴(201)과 맞닿는 부분이 저역 필터 소자의 출력 단자(예컨대, 제1 출력 단자)와 전기적으로 등가이며, 제1 액체 금속 패턴(201)이 인덕터 소자를 구성하고 제2 액체 금속 패턴(301)이 커패시터 소자를 구성하는 경우, 제1 컨택부(414)는 제1 액체 금속 패턴(201) 측에서 제2 액체 금속 패턴(301) 방향으로 갈수록 폭이 감소할 수 있다. 또, 제2 컨택부(434)는 제1 액체 금속 패턴(201) 측에서 제2 액체 금속 패턴(301) 방향으로 갈수록 폭이 감소하거나, 폭이 변화하지 않을 수 있다.In an exemplary embodiment, the
즉, 제1 컨택부(414)의 폭이 감소하는 변화율은 제2 컨택부(434)의 폭이 감소하는 변화율 보다 클 수 있다. 본 명세서에서, '폭 변화율'은 높이 방향(즉, 제3 방향(Z)) 길이에 따른 폭 방향(즉, 제1 방향(X) 및/또는 제2 방향(Y))의 비율을 의미한다.That is, the rate of change by which the width of the
이에 따라, 제1 컨택부(414)를 둘러싸는 제1 베이스(511)가 형성하는 제1 경사각(θ1)은 제2 컨택부(434)를 둘러싸는 제2 베이스(611)가 형성하는 제2 경사각(θ2) 보다 작을 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 컨택부(434)의 폭 변화율은 실질적으로 0일 수도 있다. 제1 컨택부(414)와 제2 컨택부(434)의 폭 감소율의 차이는 제1 베이스(511)와 제2 베이스(611)의 액체 투과도 차이에 기인한 것일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.Accordingly, the first inclination angle θ 1 formed by the first base 511 surrounding the first contact portion 414 is the second angle formed by the
본 실시예에 따른 필터 소자(14)의 컨택부(404)는 상측에서 하측으로 갈수록 전체적으로 폭이 감소하되, 제2 액체 금속 패턴(301)과 맞닿는 제2 컨택부(434)의 폭 감소를 최소화함으로써 제2 액체 금속 패턴(301)과 제2 컨택부(434)의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이를 통해 접촉 저항의 상승을 방지할 수 있고, 상부의 인덕터 소자와 하부의 커패시터 소자 간의 전기적 접속을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The overall width of the
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터 소자(15)의 단면도로서, 도 5와 대응되는 위치를 나타낸 비교단면도이다.9 is a cross-sectional view of a
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 필터 소자(15)의 액체 금속 패턴은 부분적으로 테이퍼 형상을 갖는 점이 도 5 등의 실시예에 따른 필터 소자(11)와 상이한 점이다.Referring to FIG. 9 , the liquid metal pattern of the
예시적인 실시예에서, 제1 액체 금속 패턴(205)의 제1 인덕터 접점 패드부(225a) 및 제2 인덕터 접점 패드부(225b)의 측면은 경사를 가질 수 있다. 반면, 제1 액체 금속 패턴(205)의 인덕터 회로 패턴부(215)의 측면은 실질적으로 경사를 가지지 않을 수 있다. 즉, 제3 경사각(θ3)은 실질적으로 90도이고, 제3 경사각(θ3)은 제4 경사각(θ4) 보다 클 수 있다.In an exemplary embodiment, side surfaces of the first inductor
마찬가지로, 제2 액체 금속 패턴(305)의 제1 커패시터 접점 패드부(325a) 및 제2 커패시터 접점 패드부(325b)의 측면은 경사를 가질 수 있다. 반면, 단면도로 표현되지 않았으나, 제2 액체 금속 패턴(305)의 커패시터 회로 패턴부(315)(제1 커패시터 회로 패턴부 및 제2 커패시터 회로 패턴부 포함)의 측면은 실질적으로 경사를 가지지 않을 수 있다.Similarly, side surfaces of the first capacitor
한편, 제1 베이스(511) 상에 배치된 제1 패턴층(535) 및 제2 베이스(611) 상에 배치된 제2 패턴층(635)의 채널의 내측벽은 부분적으로 역경사를 가질 수 있다. 본 실시예에 따른 필터 소자(15)의 인덕터 소자 및 커패시터 소자를 형성하는 액체 금속 선로는 부분적으로 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상온에서 액체 상태를 유지하는 액체 금속을 안정적으로 트랩(trap) 시킬 수 있다. 특히, 선로 부분에 비해 상대적으로 넓은 면적을 차지하는 접점 패드부들(225a, 225b, 325a, 325b)의 경우, 인덕터 소자와 커패시터 소자 간, 또는 외부의 다른 소자와 전기적 연결이 이루어지는 부분일 수 있으며 접점 패드부들에서의 전기적 접속 특성을 향상시킬 수 있다.Meanwhile, inner walls of the channels of the
한편, 제1 컨택부(414)와 제2 컨택부(434)가 상이한 폭 감소율을 가짐은 도 8과 함께 설명한 바와 같다.Meanwhile, the fact that the
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터 소자(16)의 단면도로서, 도 5와 대응되는 위치를 나타낸 비교단면도이다.10 is a cross-sectional view of a
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 필터 소자(16)는 제1 액체 금속 패턴(206)의 인덕터 회로 패턴부(216)의 측면이 90도 미만의 경사를 형성하고, 제2 액체 금속 패턴(306)의 커패시터 회로 패턴부(316)의 측면이 90도 미만의 경사를 형성하는 점이 도 9의 실시예에 따른 필터 소자(15)와 상이한 점이다.Referring to FIG. 10 , in the
예시적인 실시예에서, 제1 액체 금속 패턴(206)의 인덕터 회로 패턴부(216), 제1 인덕터 접점 패드부(226a) 및 제2 인덕터 접점 패드부(226b)의 측면은 모두 경사를 가질 수 있다. 마찬가지로, 제2 액체 금속 패턴(306)의 커패시터 회로 패턴부(316), 제1 커패시터 접점 패드부(326a) 및 제2 커패시터 접점 패드부(326b)의 측면은 모두 경사를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 인덕터 회로 패턴부(216)의 측면의 제5 경사각(θ5)은 제1 인덕터 접점 패드부(226a)의 측면의 제6 경사각(θ6) 보다 클 수 있다.In an exemplary embodiment, side surfaces of the inductor
한편, 제1 베이스(511) 상에 배치된 제1 패턴층(536) 및 제2 베이스(611) 상에 배치된 제2 패턴층(636)의 채널의 내측벽은 역경사를 가질 수 있다. 본 실시예에 따른 필터 소자(16)의 액체 금속 선로는 테이퍼 형상을 가지고, 액체 금속을 안정적으로 트랩 시킬 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 액체 금속 선로의 경사가 지나치게 커질 경우, 선로의 상부와 하부에서의 면저항이 국부적으로 상이해질 수 있다. Meanwhile, inner walls of the channels of the
따라서 전류의 흐름에 기여하는 정도가 큰 인덕터 회로 패턴부(216) 및 커패시터 회로 패턴부(316)의 경우, 면저항의 불균일을 야기하지 않는 범위에서 경사를 가져 액체 금속을 안정적으로 트랩시킬 수 있다. 또, 전류의 흐름 보다 전기적 접속에 기여하는 인덕터 접점 패드부(226a, 226b) 및 커패시터 접점 패드부(326a, 326b)의 경우, 충분한 경사를 형성하여 전기적 접속을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 예를 들어, 제5 경사각(θ5)은 약 80도 내지 85도이고, 제6 경사각(θ6)은 약 60도 내지 84도의 범위를 가질 수 있다.Therefore, in the case of the inductor
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터 소자(17)의 단면도로서, 도 5와 대응되는 위치를 나타낸 비교단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view of a
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 필터 소자(17)의 제1 패턴 기판(507)은 제1 보강층(557) 및/또는 제1 투과 차단층(577)을 더 포함하고, 제2 패턴 기판(607)은 제2 보강층(657) 및/또는 제2 투과 차단층(677)을 더 포함하는 점이 도 5 등의 실시예에 따른 필터 소자(11)와 상이한 점이다.Referring to FIG. 11 , the
제1 보강층(557)은 제1 패턴층(537)이 형성하는 채널의 내측벽의 측면 상에 배치될 수 있다. 제1 보강층(557)은 제1 액체 금속 패턴(207)을 형성하는 액체 금속의 흐름을 보강하기 위한 부재일 수 있다. 예를 들어, 제1 보강층(557)은 제1 패턴층(537)에 비해 소수성이 더 큰 재료를 포함할 수 있다. 제1 보강층(557)은 제1 패턴층(537) 상에 증착 공정 등을 통해 부재를 배치하거나, 또는 플라즈마 공정 등을 통해 제1 패턴층(537)의 표면을 개질하여 형성할 수 있다. 제1 보강층(557)은 제1 패턴층(537)의 측면 뿐만 아니라 상면 상에 배치될 수도 있다.The first reinforcing
마찬가지로, 제2 보강층(657)은 제2 패턴층(637)이 형성하는 채널의 내측벽의 측면 상에 배치될 수 있다. 제2 보강층(657)은 제2 액체 금속 패턴(307)을 형성하는 액체 금속의 흐름을 보강하기 위한 부재일 수 있다. 예를 들어, 제2 보강층(657)은 제2 패턴층(637)에 비해 소수성이 더 큰 재료를 포함할 수 있다. 제2 보강층(657)은 제1 보강층(557)과 동일하거나 상이한 공정을 통해 형성될 수 있다.Similarly, the second reinforcing
또, 제1 베이스(517) 상에는 제1 투과 차단층(577)이 배치될 수 있다. 제1 투과 차단층(577)은 액상의 액체 금속이 원치 않게 제1 베이스(517) 측으로 침습 내지는 침투하는 것을 방지하기 위한 부재일 수 있다. 예를 들어, 제1 투과 차단층(577)은 제1 베이스(517)에 비해 소수성이 더 크고, 액체 투과성이 더 작은 재료를 포함할 수 있다. 제1 투과 차단층(577)은 제1 액체 금속 패턴(207)과 맞닿을 수 있다.In addition, a first
마찬가지로, 제2 베이스(617) 상에는 제2 투과 차단층(677)이 배치될 수 있다. 제2 투과 차단층(677)은 제2 베이스(617)에 비해 소수성이 더 크고, 액체 투과성이 더 작은 재료를 포함할 수 있다. 제2 투과 차단층(677)은 제2 액체 금속 패턴(307)과 맞닿을 수 있다.Similarly, a second
제1 투과 차단층(577)은 인덕터 회로 패턴부(217) 및 제2 인덕터 접점 패드부(227b)와 중첩하되, 제1 인덕터 접점 패드부(227a)와 중첩하지 않도록 배치될 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 제1 인덕터 접점 패드부(227a)는 제1 커패시터 접점 패드부(327a)와 컨택부(404)를 통해 도통될 수 있다. 따라서, 컨택부(404)가 형성되는 부위에는 제1 투과 차단층(577)을 배치하지 않을 수 있다. 또, 제2 투과 차단층(677)은 커패시터 회로 패턴부(317) 및 제2 커패시터 접점 패드부(327b)와 중첩하되, 제1 커패시터 접점 패드부(327a)와 중첩하지 않도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 투과 차단층(577) 및 제2 투과 차단층(677)은 컨택부(404)와 제3 방향(Z)으로 중첩하지 않도록 배치될 수 있다. 한편, 제1 컨택부(414)와 제2 컨택부(434)가 상이한 폭 감소율을 가짐은 도 8과 함께 설명한 바와 같다.The first
몇몇 실시예에서, 제1 액체 금속 패턴(207) 및/또는 제2 액체 금속 패턴(307)은 내부에 분산된 도전성 입자(P)들을 더 포함할 수 있다. 도전성 입자(P)는 상온에서 액체 상태인 액체 금속 내에 대략 균일하게 분산된 상태일 수 있다. 도전성 입자(P)는 액체 금속의 도전성을 더욱 개선시킬 수 있다.In some embodiments, the first
앞서 설명한 바와 같이, 컨택부(404)는 제1 베이스(517) 및 제2 베이스(617)에 침습된 액체 금속을 포함하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 제1 컨택부(414) 및 제2 컨택부(434)의 액체 금속의 조성은, 제1 액체 금속 패턴(207) 및 제2 액체 금속 패턴(307)의 액체 금속의 조성과 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 액체 금속 패턴(207) 및 제2 액체 금속 패턴(307)은 도전성 입자(P)를 포함하는 반면, 제1 컨택부(414) 및 제2 컨택부(434)는 도전성 입자(P)를 불포함할 수 있다.As described above, the
또, 제1 밀봉층(758)은 복수의 제1 홀(758h)을 가지고, 제2 밀봉층(768)은 복수의 제2 홀(768h)을 가질 수 있다. 제1 홀(758h)은 제1 인덕터 접점 패드부(227a) 및/또는 제2 인덕터 접점 패드부(227b)와 중첩하고, 제2 홀(768h)은 제1 커패시터 접점 패드부(327a) 및/또는 제2 커패시터 접점 패드부(327b)와 중첩할 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 제1 홀(758h) 및/또는 제2 홀(768h)을 통해 액체 금속이 주입될 수 있다.Also, the
제1 홀(758h) 상에는 제1 커버 부재(770)가 배치되고, 제2 홀(768h) 상에는 제2 커버 부재(780)가 배치될 수 있다. 제1 커버 부재(770) 및 제2 커버 부재(780)는 각각 제1 홀(758h) 및 제2 홀(768h)을 커버하여, 내부의 제1 액체 금속 패턴(207) 및 제2 액체 금속 패턴(307)이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.A
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터 소자(21)의 분해사시도이다. 도 13은 도 12의 필터 소자(21)의 등가회로를 나타낸 도면이다. 도 14는 도 12의 Ba-Ba' 선 및 Bb-Bb' 선을 따라 절개한 비교단면도이다.12 is an exploded perspective view of a
도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 필터 소자(21)는 상호 전기적으로 연결된 커패시터 소자(21a) 및 인덕터 소자(21b)를 포함하되, 커패시터 소자(21a)에 제1 입력 단자(IN1) 및 제1 출력 단자(OUT1)가 연결되고, 인덕터 소자(21b)에 제2 입력 단자(IN2) 및 제2 출력 단자(OUT2)가 연결되는 고역 필터인 점이 도 5 등의 실시예에 따른 필터 소자(11)와 상이한 점이다.12 to 14, the
커패시터 소자(21a) 및 인덕터 소자(21b)의 평면상 형상 및 기능에 대해서는 전술한 바 있으므로 구체적인 설명은 생략한다. Since the planar shapes and functions of the
예시적인 실시예에서, 커패시터 소자(21a)는 제1 액체 금속 패턴(801)을 통해 구현될 수 있다. 제1 액체 금속 패턴(801)은 제1 커패시터 접점 패드부(821a), 제2 커패시터 접점 패드부(821b) 및 커패시터 회로 패턴부를 포함할 수 있다. 또, 인덕터 소자(21b)는 제2 액체 금속 패턴(901)을 통해 구현될 수 있다. 제2 액체 금속 패턴(901)은 제1 인덕터 접점 패드부(921a), 제2 인덕터 접점 패드부(921b) 및 인덕터 회로 패턴부(911)를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the
제1 커패시터 접점 패드부(821a)는 제1 인덕터 접점 패드부(921a)와 전기적으로 연결되어 단락되는 노드를 형성할 수 있다. 또, 제1 커패시터 접점 패드부(821a)는 필터 소자(21)의 제1 출력 단자(OUT1)와 전기적으로 등가이고, 제2 커패시터 접점 패드부(821b)는 필터 소자(21)의 제1 입력 단자(IN1)와 전기적으로 등가일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The first capacitor
또한 제1 인덕터 접점 패드부(921a)는 제1 커패시터 접점 패드부(821a)와 전기적으로 연결되어 단락되는 노드를 형성할 수 있다. 제2 인덕터 접점 패드부(921b)는 필터 소자(21)의 제2 입력 단자(IN2) 및 제2 출력 단자(OUT2)와 전기적으로 등가일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.Also, the first inductor
예시적인 실시예에서, 필터 소자(21)가 고역 필터 소자이고, 컨택부(404)가 제1 액체 금속 패턴(801)과 맞닿는 부분이 고역 필터 소자의 출력 단자(예컨대, 제1 출력 단자)와 전기적으로 등가이며, 제1 액체 금속 패턴(801)이 커패시터 소자를 구성하고 제2 액체 금속 패턴(901)이 인덕터 소자를 구성하는 경우, 컨택부(404)는 제1 액체 금속 패턴(801) 측에서 제2 액체 금속 패턴(901) 방향으로 갈수록 폭이 감소할 수 있다. 한편, 제1 컨택부(414)와 제2 컨택부(434)가 상이한 폭 감소율을 가짐은 도 8과 함께 설명한 바와 같다.In an exemplary embodiment, the
앞서 설명한 도 8의 실시예에 따른 필터 소자(14)는 상부에 인덕터 소자가 배치되고 하부에 커패시터 소자가 배치되는 반면, 본 실시예에 따른 필터 소자(21)는 상부에 커패시터 소자(21a)가 배치되고 하부에 인덕터 소자(21b)가 배치되는 점이 상이하다.In the
그러나 본 실시예에 따른 필터 소자(21)는 도 8의 실시예에 따른 필터 소자(14)와 마찬가지로 컨택부(404)의 폭이 상부에서 하부로 갈수록 감소하고, 하부의 제2 베이스(621)의 액체 투과도가 상부의 제1 베이스(521)의 액체 투과도 보다 큰 점이 동일하다.However, in the
다시 말해서, 상/하부에 배치되는 수동 소자의 종류가 아닌 필터 소자(21)의 입력 단자와 출력 단자의 위치를 기준으로 제1 베이스(521) 및 제2 베이스(621)의 재료를 결정하고 컨택부(404)의 형상을 설계함으로써, 앞서 설명한 것과 같은 전기적 접속의 안정성을 향상시킬 수 있다.In other words, the materials of the
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터 소자(22)의 단면도로서, 도 5와 대응되는 위치를 나타낸 비교단면도이다.15 is a cross-sectional view of a
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 필터 소자(22)는 제1 액체 금속 패턴(802) 및 제2 액체 금속 패턴(902)의 측면이 경사를 형성하는 점이 도 14 등의 실시예에 따른 필터 소자(21)와 상이한 점이다.Referring to FIG. 15, the
예시적인 실시예에서, 제1 액체 금속 패턴(802)의 커패시터 회로 패턴부(미도시), 제1 커패시터 접점 패드부(822a) 및 제2 커패시터 접점 패드부(822b)의 측면은 모두 경사를 가질 수 있다. 마찬가지로, 제2 액체 금속 패턴(902)의 인덕터 회로 패턴부(912), 제1 인덕터 접점 패드부(922a) 및 제2 인덕터 접점 패드부(922b)의 측면은 모두 경사를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 인덕터 회로 패턴부(912)의 측면의 제7 경사각(θ7)은 제1 인덕터 접점 패드부(922a)의 측면의 제8 경사각(θ8) 보다 클 수 있다.In an exemplary embodiment, side surfaces of the capacitor circuit pattern portion (not shown) of the first
본 실시예에 따른 필터 소자(22)는 전류의 흐름에 기여하는 정도가 큰 커패시터 회로 패턴부(미도시) 및 인덕터 회로 패턴부(912)의 경우, 면저항의 불균일을 야기하지 않는 범위에서 경사를 가져 액체 금속을 안정적으로 트랩시킬 수 있다. 또, 전류의 흐름 보다 전기적 접속에 기여하는 커패시터 접점 패드부(822a, 822b) 및 인덕터 접점 패드부(922a, 922b)의 경우, 충분한 경사를 형성하여 전기적 접속을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In the case of the capacitor circuit pattern portion (not shown) and the inductor
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 소자의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다. 도 16 내지 도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 소자의 제조 방법을 순서대로 나타낸 단면도들이다. 이하에서, 도 16 내지 도 31을 참조하여 도 11의 실시예에 따른 필터 소자의 제조 방법을 예로 하여 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자는 다른 실시예들에 따른 필터 소자의 제조 방법에 대해서도 명확히 이해할 수 있을 것이다.Hereinafter, a method for manufacturing a filter element according to an embodiment of the present invention will be described in detail. 16 to 31 are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a filter element according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of manufacturing a filter element according to the embodiment of FIG. 11 will be described as an example with reference to FIGS. 16 to 31, but the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art will It will also be clearly understood how to manufacture the filter element according to.
우선 도 16을 참조하면, 제1 베이스(517) 상에 제1 패턴층(537)을 형성한다. 제1 베이스(517)는 제1 채널 내지는 제1 트렌치를 형성할 수 있다. 제1 패턴층(537)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 포토레지스트 공정, 식각 공정, 증착 공정을 이용하거나, 또는 제1 패턴층(537)을 직접 배치할 수도 있다. 제1 패턴층(537)의 형상 및 기능 등에 대해서는 앞서 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.First, referring to FIG. 16 , a
이어서 도 17을 더 참조하면, 제1 패턴층(537) 상에 제1 보강층(557)을 형성한다. 제1 보강층(557)은 제1 패턴층(537)의 측면 및 상면 상에 배치될 수 있다. 제1 보강층(557)의 형상 및 기능 등에 대해서는 앞서 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.Referring further to FIG. 17 , a first reinforcing
이어서 도 18을 더 참조하면, 제1 베이스(517)의 노출된 표면 상에 제1 투과 차단층(577)을 형성하여 제1 패턴 기판(507)을 준비한다. 제1 투과 차단층(577)은 제1 패턴층(537)이 형성하는 채널 중 일부에만 형성되고, 나머지 일부에는 형성되지 않을 수 있다. 제1 투과 차단층(577)의 형상 및 기능 등에 대해서는 앞서 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다. 상술한 과정을 통해 일면(도 18 기준 상면)에 형성된 제1 채널을 갖는 제1 패턴 기판(507)을 준비할 수 있다.Referring further to FIG. 18 , the
이어서 도 19를 더 참조하면, 제1 패턴 기판(507) 상에 제1 밀봉층(751)을 배치한다. 제1 밀봉층(751)은 제1 패턴 기판(507)과 접합될 수 있다. 제1 밀봉층(751)과 제1 베이스(517) 사이에는 공기 채널(AC)이 형성될 수 있다. 본 단계에서 제1 밀봉층(751)은 별도의 홀이 형성되지 않은 상태일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.Referring further to FIG. 19 , a
이어서 도 20을 더 참조하면, 제1 밀봉층(758)에 제1 홀(758h)을 형성한다. 예시적인 실시예에서, 복수의 제1 홀(758h) 중 일부는 제1 투과 차단층(577)과 중첩하고, 제1 홀(758h) 중 적어도 일부는 제1 투과 차단층(577)과 중첩하지 않도록 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 투과 차단층(577)이 형성되지 않은 영역은 추후 컨택부가 형성될 수 있다.Referring further to FIG. 20 , a
이어서 도 21을 더 참조하면, 제1 홀(758h)에 액체 금속 주입 노즐(NZ)을 삽입하고, 공기 채널(AC) 내에 제1 액체 금속 패턴(207)을 형성한다. 제1 액체 금속 패턴(207)은 도전성 입자(P)들을 포함할 수 있다. 도면으로 표현하지 않았으나, 평면 시점에서, 제1 액체 금속 패턴(207)은 인덕터 회로 패턴부(217), 제1 인덕터 접점 패드부(227a) 및 제2 인덕터 접점 패드부(227b)를 포함할 수 있다.Referring further to FIG. 21 , the liquid metal injection nozzle NZ is inserted into the
이어서 도 22를 더 참조하면, 제1 홀(758h) 상에 제1 커버 부재(770)를 배치하여 제1 액체 금속 패턴(207)을 밀봉한다. 제1 홀(758h)과 중첩하도록 제1 커버 부재(770)를 배치하여 상온에서 액체 상태인 제1 액체 금속 패턴(207)이 유출되는 것을 방지할 수 있다.Referring further to FIG. 22 , a
한편, 도 23을 더 참조하면, 제2 베이스(617) 상에 제2 패턴층(637), 제2 보강층(657) 및 제2 투과 차단층(677)을 형성하여 제2 패턴 기판(607)을 준비한다. 제2 패턴층(637)은 제2 채널 내지는 제2 트렌치를 형성할 수 있다. 제2 투과 차단층(677)은 제2 패턴층(637)이 형성하는 채널 중 일부에만 형성되고, 나머지 일부에는 형성되지 않을 수 있다. 제2 베이스(617), 제2 패턴층(637), 제2 보강층(657) 및 제2 투과 차단층(677)의 형상과 기능 등에 대해서는 앞서 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다. 본 단계를 통해 타면(도 23 기준 상면)에 형성된 제2 채널을 갖는 제2 패턴 기판(607)을 준비할 수 있다.Meanwhile, further referring to FIG. 23 , the
이어서 도 24를 더 참조하면, 제2 패턴 기판(607) 상에 제2 밀봉층(761)을 배치한다. 제2 밀봉층(761)은 제2 패턴 기판(607)과 접합될 수 있다. 제2 밀봉층(761)과 제2 베이스(617) 사이에는 공기 채널(AC)이 형성될 수 있다. 본 단계에서, 제2 밀봉층(761)은 별도의 홀이 형성되지 않은 상태일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.Referring further to FIG. 24 , a
이어서 도 25를 더 참조하면, 제2 밀봉층(768)에 제2 홀(768h)을 형성한다. 예시적인 실시예에서, 복수의 제2 홀(768h) 중 일부는 제2 투과 차단층(677)과 중첩하고, 제2 홀(768h) 중 적어도 일부는 제2 투과 차단층(677)과 중첩하지 않도록 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제2 투과 차단층(677)이 형성되지 않은 영역은 추후 컨택부가 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 홀(768h)은 제1 홀(758h)과 중첩하는 위치에 형성될 수 있다.Referring further to FIG. 25 , a
이어서 도 26을 더 참조하면, 제2 홀(768h)에 액체 금속 주입 노즐(NZ)을 삽입하고, 공기 채널(AC) 내에 제2 액체 금속 패턴(307)을 형성한다. 제2 액체 금속 패턴(307)은 도전성 입자(P)들을 포함할 수 있다. 도면으로 표현하지 않았으나, 평면 시점에서, 제2 액체 금속 패턴(307)은 커패시터 회로 패턴부(미도시), 제1 커패시터 접점 패드부(327a) 및 제2 커패시터 접점 패드부(327b)를 포함할 수 있다.Referring further to FIG. 26 , the liquid metal injection nozzle NZ is inserted into the
이어서 도 27을 더 참조하면, 제2 홀(768h) 상에 제2 커버 부재(780)를 배치하여 제2 액체 금속 패턴(307)을 밀봉한다. 제2 홀(768h)과 중첩하도록 제2 커버 부재(780)를 배치하여 상온에서 액체 상태인 제2 액체 금속 패턴(307)이 유출되는 것을 방지할 수 있다.Referring further to FIG. 27 , a
이어서 도 28을 더 참조하면, 제1 패턴 기판(507)의 타면(도 28 기준 하면)과 제2 패턴 기판(607)의 일면(도 28 기준 상면)을 대면하도록 배치한다. 제1 패턴 기판(507)의 제1 베이스(517)와 제2 패턴 기판(607)의 제2 베이스(617)는 서로 맞닿을 수 있다. Referring further to FIG. 28 , the other surface of the first pattern substrate 507 (the lower surface in FIG. 28 ) and the one surface of the second pattern substrate 607 (the upper surface in FIG. 28 ) are disposed to face each other. The
예시적인 실시예에서, 제1 패턴 기판(507) 상의 제1 액체 금속 패턴(207)과 제2 패턴 기판(607) 상의 제2 액체 금속 패턴(307)은 특정 위치 관계에 있도록 배치 및 고정될 수 있다. 예를 들어, 제1 인덕터 접점 패드부(227a)는 제1 커패시터 접점 패드부(327a)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 상세한 예를 들어, 제2 인덕터 접점 패드부(227b)는 제2 커패시터 접점 패드부(327b)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 더욱 상세한 예를 들어, 제1 인덕터 회로 패턴부(217)는 적어도 부분적으로 커패시터 회로 패턴부(미도시)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 더더욱 상세한 예를 들어, 제1 투과 차단층(577)이 미배치된 영역은 적어도 부분적으로 제2 투과 차단층(677)이 미배치된 영역과 중첩하도록 배치될 수 있다.In an exemplary embodiment, the first
이어서 도 29를 더 참조하면, 가압 부재(PR)를 이용하여 패턴 기판(107)에 국부적인 압력을 가하여, 컨택부(404)를 형성한다. 컨택부(404)는 제1 베이스(517) 및 제2 베이스(617)에 적어도 부분적으로 침습되어 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 가압은 제1 패턴 기판(507)에서 제2 패턴 기판(607) 방향으로 수행될 수 있다. Referring further to FIG. 29 , a
비제한적인 일례로, 필터 소자가 저역 필터 소자이고, 인덕터 소자가 상부에 배치되고 커패시터 소자가 하부에 배치되는 경우, 상기 가압은 인덕터 소자를 형성하는 제1 액체 금속 패턴(207) 측으로부터 이루어질 수 있다. 다시 말해서 상측에서 하측 방향으로 가압이 이루어질 수 있다.As a non-limiting example, when the filter element is a low-pass filter element, the inductor element is disposed on the upper part and the capacitor element is disposed on the lower part, the pressing may be performed from the side of the first
다른 비제한적인 일례로, 필터 소자가 고역 필터 소자이고, 커패시터 소자가 상부에 배치되고 인덕터 소자가 하부에 배치되는 경우, 상기 가압은 커패시터 소자를 형성하는 액체 금속 패턴 측으로부터 이루어질 수 있다. 다시 말해서 상측에서 하측 방향으로 가압이 이루어질 수 있다.As another non-limiting example, when the filter element is a high-pass filter element, the capacitor element is disposed on the upper part and the inductor element is disposed on the lower part, the pressurization may be performed from the side of the liquid metal pattern forming the capacitor element. In other words, pressure may be applied from the upper side to the lower side.
도 29와 같이, 제1 액체 금속 패턴(207)이 인덕터 소자를 형성하고 제2 액체 금속 패턴(307)이 커패시터 소자를 형성하는 저역 필터 소자를 제조하는 경우, 제1 컨택부(414)가 제1 액체 금속 패턴(207)과 맞닿는 부분은 출력 단자(예컨대, 제1 출력 단자)와 전기적으로 등가일 수 있다. 29 , when manufacturing a low-pass filter element in which the first
이 때, 상기 가압을 제1 액체 금속 패턴(207) 측으로부터 제2 액체 금속 패턴(307) 방향으로 수행하여 컨택부(404)가 제1 액체 금속 패턴(207)에서 제2 액체 금속 패턴(307) 방향으로 갈수록 폭이 감소하도록 형성할 수 있다. 이를 통해 필터 소자의 전기적 접속을 향상시키고, 출력 단자에 가해지는 부하를 감소시킬 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.At this time, the pressure is performed from the side of the first
또한, 제1 베이스(517)와 제2 베이스(617)가 서로 상이한 액체 투과도를 갖는 경우, 구체적으로 제2 베이스(617)가 제1 베이스(517) 보다 더 큰 액체 투과도를 갖는 경우, 제1 컨택부(414)의 폭이 감소하는 변화율이 제2 컨택부(434)의 폭이 감소하는 변화율 보다 크도록 구성할 수 있다. 이를 통해 제2 컨택부(434)와 제2 액체 금속 패턴(307) 사이의 접촉 저항을 낮출 수 있고, 제1 액체 금속 패턴(207)과 제2 액체 금속 패턴(307) 간의 원활한 도통을 유도할 수 있다.In addition, when the
본 실시예에 따른 필터 소자의 제조 방법은 기판, 즉 제1 베이스(517) 및 제2 베이스(617)에 상/하부 간의 전기적 도통을 위한 별도의 비아홀 등을 형성하지 않고도, 제1 액체 금속 패턴(207)과 제2 액체 금속 패턴(307) 간의 전기적 연결 경로를 형성할 수 있다. 따라서 제조 비용을 절감하고 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 제1 베이스(517)와 제2 베이스(617)의 액체 투과도를 이용하여 컨택부(404)의 형상을 제어할 수 있다. 또한 이를 통해 컨택부(404)와 제1 액체 금속 패턴(207)이 맞닿는 부분의 형상과 폭, 및 컨택부(404)와 제2 액체 금속 패턴(307)이 맞닿는 부분의 형상과 폭을 제어할 수 있으며, 인덕터 소자와 커패시터 소자 간의 전기적 접속이 향상된 필터 소자를 제조할 수 있다.The manufacturing method of the filter element according to the present embodiment is a first liquid metal pattern without forming a separate via hole for electrical conduction between the upper and lower parts of the substrate, that is, the
이하, 제조예 및 비교예를 더 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with further reference to Production Examples and Comparative Examples.
<제조예 1-1: 인덕터 소자의 제조><Manufacture Example 1-1: Manufacture of inductor element>
하기 표 1에 도시된 것과 같은 형상의 인덕터 소자를 제조하였다. 액체 금속으로는 갈륨과 인듐의 혼합 조성을 이용하였다. 인덕터 소자의 단면 형상은 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 명확히 예측될 수 있을 것이다. 제1 베이스는 소정의 투과도를 갖는 종이 재질을 이용하였다.An inductor element having a shape as shown in Table 1 below was manufactured. A mixed composition of gallium and indium was used as the liquid metal. The cross-sectional shape of the inductor element will be clearly predictable to those skilled in the art. The first base used a paper material having a predetermined transmittance.
그리고 인덕터 소자의 특성을 측정하여 도 30에 나타내었다. 도 30을 참조하면, 제조예 1-1에 따른 인덕터 소자는 1.63μH의 인덕턴스를 나타내는 것을 확인할 수 있다.Then, the characteristics of the inductor element were measured and shown in FIG. 30 . Referring to FIG. 30 , it can be seen that the inductor device according to Manufacturing Example 1-1 exhibits an inductance of 1.63 μH.
<제조예 1-2: 커패시터 소자의 제조><Production Example 1-2: Manufacturing of Capacitor Device>
하기 표 1에 도시된 것과 같은 형상의 커패시터 소자를 제조하였다. 액체 금속으로는 갈륨과 인듐의 혼합 조성을 이용하였다. 커패시터 소자의 단면 형상은 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 명확히 예측될 수 있을 것이다. 제2 베이스는 소정의 투과도를 갖는 종이 재질을 이용하였다.A capacitor device having a shape as shown in Table 1 below was manufactured. A mixed composition of gallium and indium was used as the liquid metal. The cross-sectional shape of the capacitor element will be clearly predictable to those skilled in the art. The second base used a paper material having a predetermined transmittance.
그리고 커패시터 소자의 특성을 측정하여 도 31에 나타내었다. 도 31을 참조하면, 제조예 1-2에 따른 커패시터 소자는 13.6pF의 커패시턴스를 나타내는 것을 확인할 수 있다.Then, the characteristics of the capacitor element were measured and shown in FIG. 31 . Referring to FIG. 31 , it can be seen that the capacitor device according to Manufacturing Example 1-2 exhibits a capacitance of 13.6 pF.
<비교예 1: 비교 인덕터 소자의 제조><Comparative Example 1: Manufacturing of Comparative Inductor Device>
인덕터 소자의 형상을 하기 표 2와 같이 변형한 것을 제외하고는, 제조예 1-1과 동일한 방법으로 인덕터 소자를 제조하였다.An inductor element was manufactured in the same manner as in Manufacturing Example 1-1, except that the shape of the inductor element was modified as shown in Table 2 below.
비교예 1의 경우, 액체 금속의 주입 공정에 있어서 각진 패턴 부분에 액체 금속이 완전히 충진되지 못하였음에도 불구하고 채널 내 압력의 과다한 상승으로 인해 패턴이 파괴되고, 액체 금속의 누수가 발생하는 문제가 발생함을 확인하였다.In the case of Comparative Example 1, even though the liquid metal was not completely filled in the angled pattern portion in the liquid metal injection process, the pattern was destroyed due to an excessive increase in pressure in the channel, and the liquid metal leaked. It was confirmed that
<비교예 2: 비교 커패시터 소자의 제조><Comparative Example 2: Preparation of Comparative Capacitor Device>
커패시터 소자의 형상을 하기 표 2와 같이 변형한 것을 제외하고는, 제조예 1-2와 동일한 방법으로 인덕터 소자를 제조하였다.An inductor element was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1-2, except that the shape of the capacitor element was modified as shown in Table 2 below.
비교예 2의 경우, 비교예 1과 마찬가지로 액체 금속 주입 공정에 있어 문제가 발생함을 확인하였다.In the case of Comparative Example 2, as in Comparative Example 1, it was confirmed that a problem occurred in the liquid metal injection process.
<제조예 2-1: 저역 필터 소자(low pass filter element)의 제조><Production Example 2-1: Manufacturing of low pass filter element>
제조예 1-1 및 제조예 1-2에 따른 인덕터 소자 및 커패시터 소자를 이용하여 도 1 및 도 2와 같은 저역 필터 소자를 구현하였다. 구체적으로, 인덕터 소자의 어느 접점 패드부와 커패시터 소자의 어느 접점 패드부를 중첩하도록 배치하고, 10kgf의 압력으로 약 10초 간 가압하여 인덕터 소자와 커패시터 소자를 상호 도통시켰다.A low-pass filter element as shown in FIGS. 1 and 2 was implemented using the inductor element and the capacitor element according to Manufacturing Example 1-1 and Manufacturing Example 1-2. Specifically, a certain contact pad part of the inductor element and a certain contact pad part of the capacitor element were disposed so as to overlap, and a pressure of 10 kgf was applied for about 10 seconds to conduct mutual conduction between the inductor element and the capacitor element.
그리고 저역 필터 소자의 특성을 측정하여 도 32에 나타내었다. 필터 소자 특성 측정 조건은 다음과 같았다.Then, the characteristics of the low-pass filter element were measured and shown in FIG. 32 . Filter element characteristic measurement conditions were as follows.
- sweep 모드: Log- sweep mode: Log
- sweep 시간: 1s- sweep time: 1s
- 시작주파수: 100Hz- Start frequency: 100Hz
- 종료주파수: 50MHz- End frequency: 50MHz
도 32를 참조하면, 제조예 2-1에 따른 저역 필터 소자는 저역 통과 필터 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 32 , it can be confirmed that the low-pass filter element according to Manufacturing Example 2-1 has low-pass filter characteristics.
<제조예 2-2: 고역 필터 소자(high pass filter element)의 제조><Production Example 2-2: Manufacturing of high pass filter element>
제조예 1-1 및 제조예 1-2에 따른 인덕터 소자 및 커패시터 소자를 이용하여 도 12 및 도 13과 같은 고역 필터 소자를 구현하였다. 구체적으로, 인덕터 소자의 어느 접점 패드부와 커패시터 소자의 어느 접점 패드부를 중첩하도록 배치하고, 10kgf의 압력으로 약 10초 간 가압하여 인덕터 소자와 커패시터 소자를 상호 도통시켰다.A high-pass filter element as shown in FIGS. 12 and 13 was implemented using the inductor element and the capacitor element according to Preparation Example 1-1 and Preparation Example 1-2. Specifically, a certain contact pad part of the inductor element and a certain contact pad part of the capacitor element were disposed so as to overlap, and a pressure of 10 kgf was applied for about 10 seconds to conduct mutual conduction between the inductor element and the capacitor element.
그리고 고역 필터 소자의 특성을 측정하여 도 33에 나타내었다. 필터 소자 특성 측정 조건은 제조예 2-1과 동일하였다. 도 33을 참조하면, 제조예 2-2에 따른 고역 필터 소자는 고역 통과 필터 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.Then, the characteristics of the high pass filter element were measured and shown in FIG. 33 . Conditions for measuring filter element characteristics were the same as in Preparation Example 2-1. Referring to FIG. 33 , it can be confirmed that the high-pass filter element according to Preparation Example 2-2 has high-pass filter characteristics.
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. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments of the present invention, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention belongs will be able to It will be appreciated that various modifications and applications not exemplified above are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.
11: 필터 소자
11a: 인덕터 소자
11b: 커패시터 소자
101: 패턴 기판
201: 제1 액체 금속 패턴
301: 제2 액체 금속 패턴
401: 컨택부
501: 제1 패턴 기판
511: 제1 베이스
531: 제1 패턴층
601: 제2 패턴 기판
611: 제2 베이스
631: 제2 패턴층
751: 제1 밀봉층
761: 제2 밀봉층11: filter element
11a: inductor element
11b: capacitor element
101: pattern substrate
201: first liquid metal pattern
301: second liquid metal pattern
401: contact unit
501: first pattern substrate
511: first base
531: first pattern layer
601: second pattern substrate
611: second base
631: second pattern layer
751: first sealing layer
761: second sealing layer
Claims (13)
상기 제1 베이스 및 제2 베이스는 액체 투과성을 가지고,
상기 컨택부는,
상기 제1 베이스 내에 침습된 제1 컨택부, 및 상기 제2 베이스 내에 침습되고, 상기 제1 컨택부와 물리적 경계를 갖는 제2 컨택부를 포함하는 필터 소자.a pattern substrate having a first channel and a second channel, the pattern substrate including a first base and a second base; a first liquid metal and a second liquid metal respectively disposed in the first and second channels; and a contact portion invading the first base and the second base to conduct the first liquid metal and the second liquid metal,
The first base and the second base have liquid permeability,
The contact part,
A filter element comprising: a first contact part penetrated into the first base; and a second contact part penetrated into the second base and having a physical boundary with the first contact part.
상기 제2 베이스는 제1 베이스 보다 더 큰 액체 투과도를 가지고,
상기 제1 액체 금속과 맞닿는 제1 컨택부의 폭은, 상기 제2 액체 금속과 맞닿는 제2 컨택부의 폭 보다 큰 필터 소자.According to claim 1,
The second base has a greater liquid permeability than the first base,
A width of the first contact portion in contact with the first liquid metal is greater than a width of the second contact portion in contact with the second liquid metal.
상기 필터 소자는 저역 필터 소자이고,
상기 제1 액체 금속은 인덕터 소자를 형성하고,
상기 제2 액체 금속은 커패시터 소자를 형성하며,
상기 컨택부는 필터 소자의 출력 단자와 전기적으로 등가인 필터 소자.According to claim 1,
The filter element is a low pass filter element,
the first liquid metal forms an inductor element;
the second liquid metal forms a capacitor element;
The filter element electrically equivalent to the output terminal of the filter element.
상기 필터 소자는 고역 필터 소자이고,
상기 제1 액체 금속은 커패시터 소자를 형성하고,
상기 제2 액체 금속은 인덕터 소자를 형성하는 필터 소자.According to claim 1,
The filter element is a high pass filter element,
the first liquid metal forms a capacitor element;
wherein the second liquid metal forms an inductor element.
상호 이격된 상기 제1 액체 금속과 제2 액체 금속 사이에는, 적어도 부분적으로 제1 베이스 및 제2 베이스가 개재된, 필터 소자.According to claim 1,
Between the first liquid metal and the second liquid metal spaced apart from each other, at least partially a first base and a second base are interposed, the filter element.
상기 제2 베이스는 제1 베이스 보다 더 큰 액체 투과도를 가지고,
상기 제1 컨택부의 폭 변화율은, 상기 제2 컨택부의 폭 변화율 보다 큰 필터 소자.According to claim 1,
The second base has a greater liquid permeability than the first base,
The filter element of claim 1 , wherein a rate of change in width of the first contact portion is greater than a rate of change in width of the second contact portion.
상기 제1 액체 금속 및 상기 제2 액체 금속은 각각 내부에 분산된 도전성 입자를 포함하되,
상기 컨택부는, 상기 제1 액체 금속 및 상기 제2 액체 금속과 상이한 조성을 갖는 필터 소자.According to claim 1,
The first liquid metal and the second liquid metal each include conductive particles dispersed therein,
The contact portion has a composition different from that of the first liquid metal and the second liquid metal.
상기 패턴 기판은,
상기 제1 베이스 상에 배치된 패턴층, 및
상기 패턴층의 측면 상에 배치된 보강층으로서, 상기 패턴층 보다 소수성이 큰 재료를 포함하는 보강층을 더 포함하는, 필터 소자.According to claim 1,
The pattern substrate,
A pattern layer disposed on the first base, and
A filter element further comprising a reinforcing layer disposed on a side surface of the patterned layer and comprising a material having greater hydrophobicity than the patterned layer.
상기 패턴 기판은,
상기 제1 채널 내에서 상기 제1 베이스 상에 배치되며, 상기 제1 베이스 보다 소수성이 큰 재료를 포함하는 투과 차단층을 더 포함하는 필터 소자.According to claim 1,
The pattern substrate,
and a permeation blocking layer disposed on the first base in the first channel and including a material having greater hydrophobicity than that of the first base.
상기 제1 채널에 충진된 제1 액체 금속은, 선로부 및 상기 선로부에 비해 확장된 접점 패드부를 포함하고,
상기 패턴 기판은, 상기 제1 채널 내에서 상기 제1 베이스와 제1 액체 금속 사이에 배치되는 투과 차단층을 더 포함하되,
상기 투과 차단층은 상기 선로부와 적어도 부분적으로 중첩하고, 상기 접점 패드부와 완전히 비중첩하는 필터 소자.According to claim 1,
The first liquid metal filled in the first channel includes a line part and a contact pad part extended compared to the line part,
The pattern substrate further includes a transmission blocking layer disposed between the first base and the first liquid metal in the first channel,
The transmission blocking layer at least partially overlaps the line portion and completely non-overlaps the contact pad portion.
상기 제1 채널에 충진된 제1 액체 금속은, 선로부 및 상기 선로부에 비해 확장된 접점 패드부를 포함하고,
상기 접점 패드부를 형성하는 제1 채널의 측벽 경사각은, 상기 선로부를 형성하는 제1 채널의 측벽 경사각 보다 작은 필터 소자.According to claim 1,
The first liquid metal filled in the first channel includes a line part and a contact pad part extended compared to the line part,
An inclination angle of the sidewall of the first channel forming the contact pad portion is smaller than an inclination angle of the sidewall of the first channel forming the line portion.
제2 베이스를 포함하는 제2 패턴 기판을 준비하는 단계로서, 제2 채널 내에 충진된 제2 액체 금속을 더 포함하는 제2 패턴 기판을 준비하는 단계;
상기 제1 채널과 제2 채널이 적어도 부분적으로 중첩하도록 상기 제1 패턴 기판과 제2 패턴 기판을 적층하는 단계; 및
상기 제1 채널을 가압하여 상기 제1 액체 금속을 상기 제1 베이스 및 제2 베이스에 침습시켜 컨택부를 형성하고, 상기 컨택부를 상기 제2 액체 금속과 도통시키는 단계를 포함하되,
상기 제1 베이스 및 제2 베이스는 액체 투과성을 가지고,
상기 컨택부는,
상기 제1 베이스 내에 침습된 제1 컨택부, 및 상기 제2 베이스 내에 침습되고, 상기 제1 컨택부와 물리적 경계를 갖는 제2 컨택부를 포함하는 필터 소자의 제조 방법.preparing a first pattern substrate including a first base, further comprising a first liquid metal filled in a first channel;
preparing a second pattern substrate including a second base, further comprising a second liquid metal filled in the second channel;
stacking the first pattern substrate and the second pattern substrate so that the first channel and the second channel at least partially overlap each other; and
Forming a contact portion by pressurizing the first channel to infiltrate the first liquid metal into the first base and the second base, and making the contact portion conductive with the second liquid metal;
The first base and the second base have liquid permeability,
The contact part,
A method of manufacturing a filter element comprising: a first contact portion penetrated into the first base; and a second contact portion penetrated into the second base and having a physical boundary with the first contact portion.
상기 제2 베이스의 액체 투과도는 상기 제1 베이스의 액체 투과도 보다 큰 필터 소자의 제조 방법.According to claim 12,
The liquid permeability of the second base is a method of manufacturing a filter element greater than the liquid permeability of the first base.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190044041A KR102569329B1 (en) | 2019-04-16 | 2019-04-16 | Flexible sensor device using liquid metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190044041A KR102569329B1 (en) | 2019-04-16 | 2019-04-16 | Flexible sensor device using liquid metal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200121465A KR20200121465A (en) | 2020-10-26 |
| KR102569329B1 true KR102569329B1 (en) | 2023-08-22 |
Family
ID=73006300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190044041A KR102569329B1 (en) | 2019-04-16 | 2019-04-16 | Flexible sensor device using liquid metal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102569329B1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102322963B1 (en) | 2019-04-17 | 2021-11-09 | 한국생산기술연구원 | Conductive pattern substrate including base with invaded liquid metal |
| KR102478313B1 (en) | 2019-05-28 | 2022-12-16 | 한국생산기술연구원 | Method of preparing conductive pattern using pin and pattern substrate prepared therefrom |
| KR102317316B1 (en) | 2019-06-03 | 2021-10-26 | 한국생산기술연구원 | Method of patterning liquid metal using stamp |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100771781B1 (en) * | 2006-11-27 | 2007-10-30 | 삼성전기주식회사 | Resistor embeded-type emi filter |
| CN105938021B (en) * | 2016-06-30 | 2018-02-23 | 东南大学 | A kind of multilayer inductor passive and wireless LC temperature sensors |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101909490B1 (en) | 2012-01-19 | 2018-10-19 | 삼성전자주식회사 | Flexible tactile sensor apparatus |
| CN109990926A (en) | 2013-11-28 | 2019-07-09 | 阪东化学株式会社 | Sense piece and static capacity type sensor |
| KR101811214B1 (en) | 2015-05-29 | 2017-12-22 | 고려대학교 세종산학협력단 | Flexible pressure sensor using an amorphous metal, and flexible bimodal sensor for simultaneously sensing pressure and temperature |
| JP6829358B2 (en) | 2015-12-25 | 2021-02-10 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Deformation sensor |
| KR101961535B1 (en) | 2017-01-10 | 2019-07-17 | 전자부품연구원 | Sensors for measuring skin conductivity and methods for manufacturing the same |
| KR20190012485A (en) * | 2017-07-27 | 2019-02-11 | 삼성전기주식회사 | Printed circuit board and method of fabricating the same |
-
2019
- 2019-04-16 KR KR1020190044041A patent/KR102569329B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100771781B1 (en) * | 2006-11-27 | 2007-10-30 | 삼성전기주식회사 | Resistor embeded-type emi filter |
| CN105938021B (en) * | 2016-06-30 | 2018-02-23 | 东南大学 | A kind of multilayer inductor passive and wireless LC temperature sensors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200121465A (en) | 2020-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101993313B1 (en) | Flexible filter element using liquid metal and method of preparing the same | |
| KR102569329B1 (en) | Flexible sensor device using liquid metal | |
| KR101993314B1 (en) | Layered-substrate including liquid metal, flexible filter element using the layered-substrate, and method of preparing the filter element | |
| CN106971846B (en) | Electronic component | |
| US9960746B2 (en) | LC composite component | |
| KR102063802B1 (en) | Liquid metal capacitor element substrate having improved parasitic capacitance characteristic and method of preparing the same | |
| US8803000B2 (en) | Device for surface mounting and capacitor element | |
| JP2014528079A5 (en) | ||
| US9196410B2 (en) | Chip inductor and method of manufacturing the same | |
| KR102078215B1 (en) | Inductor complex element including liquid metal, method of preparing passive element substrate including the same, and method of tuning passive element substrate | |
| CN106205955B (en) | Electronic building brick | |
| TW201002194A (en) | Electromagnetic bandgap structure and printed circuit board | |
| KR102322963B1 (en) | Conductive pattern substrate including base with invaded liquid metal | |
| WO2010103721A1 (en) | Circuit board | |
| TWI553829B (en) | A high-frequency device having a through-hole via inductor | |
| JP6004078B2 (en) | Multilayer circuit board and method for manufacturing multilayer circuit board | |
| US10094716B2 (en) | Stator slot temperature sensor and method of manufacturing the same | |
| US11856693B2 (en) | Resin multilayer substrate and method for manufacturing resin multilayer substrate | |
| KR20210004059A (en) | Inductor complex element substrate | |
| US9090457B2 (en) | Electronic device | |
| CN116076158A (en) | Stretchable wiring board | |
| KR20210004063A (en) | Capacitor complex element substrate | |
| CN102509725B (en) | Monitoring tests structure and method of testing for the Semiconductor substrate of integrated passive devices | |
| JP2009111261A (en) | Multilayer printed wiring board | |
| CN209249234U (en) | Electronic equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |