수동소자의 집적화

목차

1. 배경

2. 커패시터와 유전체

3. 집적화 저항

4. 자성체와 인덕터

5. 수동소자의 집적화

본문내용

수동소자의 초소형화가 비가격 경쟁력을 갖는 분야이외에는 여전히 기존의 고정형 수동소자, SMD가 사용될 것이다.
수동소자 집적화와 관련하여, 기술적인 측면에서 두 가지 검토요인이 있다. 그중의 하나가 소재선택 및 공정기술 개발이며, 나머지가 소재의 특성을 최대한 활용할 수 있는 소자회로 설계기술이다. 후막공정을 이용한 수동소자 집적화는 주로 LTCC 기술을 통해서 구현하는데, 이 방법은 단일 세라믹 기판에 커패시터와 저항, 인덕터를 동시에 집적하는 공정이다.
박막 기술을 기반으로 하는 MCM 기술은, 물성 및 공정 단순화를 염두에 둔 소재선정, 박막형성, 미세가공기술이 핵심 요소 기술로서, 커패시터는 금속-유전체 혹은 금속-반도체의 결합재, 저항은 NiCr 혹은 TaN2, 인덕터는 Cu, Au를 주로 이용한다. 그림 7은 LTCC 공정으로 한국전기연구원에서 제작한 전압발진소자이며, 표2는 집적화 과정에서 후막공정을 채용했을 경우와 박막공정을 이용했을 경우의 특성 비교표이다.
소재 및 공정기술은 이동통신기기에서의 수요에 힘입어 비약적으로 발전하였다. 그러나 아직도 기판과 소자간의 수축률 차이, 세라믹 공정의 재현성 부족 등으로 신뢰성과 수율향상을 위한 연구가 계속되어야 한다. 최근에는 반도체 제조업체에서 반도체와 수동소자를 결합하여 하나의 시스템으로 구성하고자하는 노력을 하고 있다. 일례로 Philips 는 수동소자와 MMIC를 결합한 모듈을 발표하였다. 그림 8 은 반도체 공정기술을 이용하여, 수동, 능동소자를 집적한 GPS 수신기의 개념도이다. 개별저항은 199개가 3개로, 개별커패시터는 226개가 22개로, 개별인덕터는 24개가 11개로 각각 줄어들었으며, 기판면적도 87％ 로 줄일 수 잇다. 표 3은 역시 집적된 수동소자를 이용한 고주파 필터의 특성을 나타내고 있으며, 표 3에 무선 통신 부품중에서 수동소자의 집작화가 요구되는 것을 나타내었다.
개별 및 집적화된 수동소자는 일본의 무라타, 마쓰시타 전자부품, 알프스 전기 등 3사가 세계 시장의 60％ 이상을 점유하고 있으며, 국내 시장의 경우도 50％ 이상을 일본 업체가 차지하고 있는 가운데, 국내에서는 삼성전기, LG 전자, 한국단자공업 등이 그 뒤를 잇고 있다.
reference
무선통신 단말 기술/시장보고서 부품 개발 동향 -한국전자통신연구원-
수동소자 집적화 기술 -송재성, 김인성-
수동소자 집적화 및 응용 기술 -한국 전기 연구원-

키워드

수동소자,   포켓용 포털시스템,   전압조정발진기