KR100257383B1 - 소자(素子) 결합형 유전체 필터 - Google Patents

소자(素子) 결합형 유전체 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유전체 필터에 관한 것으로써, 리드패턴(LEAD PATTERN)이 형성된 PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD)와, 상기 PCB의 리드패턴상에 접하도록 실장되는 유전체 공진기와, 상기 유전체 공진기의 공진홀의 전극과 리드패턴 사이를 통전시키는 통전수단과, 상기 PCB의 리드패턴상에 실장되어 유전체 공진기 사이의 커플링 작용과 입출력단자 사이의 커플링 작용하는 유도기(INDUCTOR)와, 상기 PCB의 리드패턴 상에 실장되어 유전체 공진기사이의 커플링 작용하는 용량기(CAPACITOR)가 포함된다. 특히, 상기 통전수단은 상기 PCB 상의 리드패턴과 넓은 면적으로 접촉되고, 상기 공진기의 공진홀의 내부도체층에 안정적으로 접촉되도록 형성된다. 본 발명에 의하면, 정확한 커플링 캐패시턴스값을 발현시켜 공정상 트리밍(TRIMMING)단계를 생략할 수 있기 때문에 원재료 낭비가 방지되고, 넓은 면적의 솔더링면이 구비되어 PCB상에 안정되고 신뢰성 높은 솔더링 작업이 되고, 공진홀의 내부도체층과 리드패턴간에 안정된 전기접촉을 할 수 있어 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Description

소자(素子) 결합형 유전체 필터
본 발명은 유전체 필터에 관한 것으로써, 특히 이동통신분야에서 고주파 필터로 사용되는 유전체 필터를 구성함에 있어 유도기와 용량기등의 소자(素子)들을 포함하는 소자 결합형 유전체 필터에 관한 것이다.
유전체 필터는 크게 일체형 유전체 필터와, 결합형 유전체 필터로 구분된다.
상기한 일체형 유전체 필터와 결합형 유전체 필터의 구성과 그에 따른 문제점을 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 도체층이 도포된 유전체 블럭의 일부 외부면을 외부도체층으로부터 절연시켜 일정한 기능이 나타나도록 하는 종래 일체형 유전체 필터를 도시한 것이다. 이를 참조하면,
일체형 유전체 필터는 직육면체로 형성된 유전체 블록으로 이루어지되, 상기 유전체 블록의 내부에는 원통형의 공진홀(110 내지 114)이 형성되어 있고, 외부도체층과, 입출력전극(130,131)과, 공진기 사이의 커플링(COUPLING)을 위한 커플링 패턴(120 내지 124)이 형성되어 있다. 상기 커플링 패턴(120 내지 124)이 상기 입출력전극(130,131)이 형성된 면에 근접하여 형성되면 입출력전극(130,131)과 커플링 패턴(120 내지 124)사이에 인터디지털 캐패시턴스(INTERDIGITAL CAPACITANCE)가 존재하게 되는데 상기 인터디지털 캐패시턴스를 조절하면 공진기 사이의 커플링 값을 조절할 수 있다.
이때, 일체형 유전체 필터는 커플링을 위한 커플링패턴(120 내지 124)의 형상에 따라 필터의 특성은 민감하게 변하게 된다. 상기 커플링패턴(120 내지 124)이 설계단계에서 의도한 형상과 다르게 형성되면 상기 전극에서 나타나는 캐패시턴스의 값은 변하게 되고 결국,유전체 필터의 주파수 특성이 변하게 된다.
그러나, 일체형 유전체필터의 커플링 패턴(120 내지 124)과 입출력전극(130,131)을 정확하게 형성시켜 커플링 캐패시턴스 값을 조절하기는 쉽지 않기 때문에 일체형 유전체 필터의 제조공정에는 완성된 일체형 유전체 필터를 재가공하는 트리밍(TRIMMING)단계를 통해 왜곡된 주파수특성을 허용오차의 범위내로 조정하는 공정이 반드시 필요하게 된다.
따라서, 종래 일체형 유전체 필터는 트리밍단계에서 유전체 필터의 전극을 깎아 내므로 원재료의 낭비가 생기고, 상기 트리밍단계인 추가 공정이 요구되므로 생산성이 떨어지고, 제품의 가격이 상승되는 문제점이 있다.
도 2 는 커플링 보드를 이용하는 종래의 결합형 유전체 필터를 도시한 것인다, 이를 참조하면,
결합형 유전체 필터는 여러 개의 공진기를 커플링 보드(200)를 통해 결합시키는 구조로써, 캐패시턴스 값이 나타나도록 커플링패턴(210,221,222)이 형성된 커플링보드(200)와, 상기 커플링패턴(210,221,222)을 고정시키고, 전기적으로 연결되어 있는 통전수단(230,231,232)과, 상기 통전수단(230,231,232)과 전기적으로 연결되어 있는 공진기(230,231,232)로 구성되어 상기 커플링 보드(200)상에는 일체형 유전체 필터의 경우에서 처럼 인터디지털 캐패시턴스가 존재하게 되는데, 상기 인터디지털 캐패시턴스를 조절하여 공진기 사이의 커플링 값을 조절한다.
이때, 결합형 유전체 필터는 상기 커플링패턴(210,211,212)의 형상에 따라 필터의 특성은 민감하게 변하게 된다. 커플링 보드(200)상의 커플링패턴(210,211,212)의 형상이 설계단계에서 의도한 형상과 다르게 형성되면 그 커플링 패턴에서 나타나는 캐패시턴스의 값은 변하게 되어 결국 결합형 유전체 필터의 주파수 특성이 변하게 된다.
따라서 결합형 유전체 필터의 제조공정에는 완성된 결합형 유전체 필터의 커플링패턴의 형상을 재가공하는 트리밍(TRIMMING)을 통해 왜곡된 주파수특성을 허용오차의 범위내로 만드는 공정이 요구된다.
상기한 종래 결합형 유전체 필터는 커플링 보드 상에 정확한 커플링 캐패시턴스 값이 나타나도록 제조하기가 쉽지 않기 때문에 상기 트리밍 공정이 더 요구되어 공정이 복잡하게 되고 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
도 3은 종래 결합형 유전체 필터에서 사용되는 통전수단(TAB)의 일실시예를 나타낸 도면이다. 이를 참조하면,
다수의 통전수단을 커플링보드(510)에 고정시키기 위해 상기 통전수단들의 각 솔더링면(514,515,516)과 커플링보드(510)의 커플링패턴 (511,512,513)을 솔더링을 하는데, 상기 각 솔더링면(514,515,516)은 그 면이 협소하여 안정적인 솔더링을 할 수 없기 때문에 통전수단과 커플링보드(510)사이의 전기적 연결이 불안정해지는 문제가 있다.
또한, 상기 통전수단(500)과 공진기(520)의 내부에 형성된 공진홀(521)의 내부도체층(522) 사이를 전기적으로 연결시키는 통전수단(500)의 돌출부(502,503)는 탄력이 없기 때문에 상기 통전수단(500)을 공진홀(521)에 삽입할 때, 상기 공진홀(521)의 내부도체층(522)을 벗겨 통전수단(500)과 공진홀(521)의 내부도체층(522) 사이의 전기적 연결을 불안정하게 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 특히 커플링 캐패시턴스(COUPLING CAPACITANCE)를 미세하게 조정할 수 있고, 통전수단(TAB)의 형상을 PCB상에 안정적으로 실장할 수 있도록 형성시킨 소자 결합형 유전체 필터를 제공하는데 목적이 있다.
도 1 은 종래 일체형 유전체 필터를 나타낸 도면,
도 2 는 종래 결합형 유전체 필터를 나타낸 도면,
도 3 는 종래 결합형 유전체 필터에서 사용되는 통전수단(TAB)의 실시예를 나타낸 도면,
도 4 는 본 발명인 소자 유전체 필터의 평면도,
도 5 는 본 발명의 일부인 통전수단(TAB)과 상기 통전수단을 공진기에 삽입하여 실시하는 예를 보인 도면,
도 6 는 본 발명인 소자 유전체 필터의 등가회로도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
310 내지 313 : 리드패턴 320 : 공진기 실장면
330 ,331 : 리드패턴의 접지면 340 내지 346 : 공진기
350 내지 352 : 입출력 전극 370 내지 380 : 평판 캐패시터
390 내지 392 : 유도기 34a 내지 34g : 통전수단(TAB)
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명인 소자 결합형 유전체 필터는, 소자(素子)들이 실장(MOUNT)되고 상기 소자들 사이의 통전여부를 결정하는 리드패턴(LEAD PATTERN)이 형성된 PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD)와, 상기 PCB상의 리드패턴 상에 접하도록 실장되는 다수의 유전체 공진기와, 상기 유전체 공진기의 공진홀에 형성된 내부도체층과 리드패턴 사이를 통전시키는 통전수단과, 상기 PCB의 리드패턴상에 실장되어 각각의 유전체 공진기 사이의 커플링 작용을 하는 유도기(INDUCTOR)와, 상기 PCB의 리드패턴 상에 실장되어 유전체 공진기사이의 커플링 작용하는 용량기(CAPACITOR)로 구성된다.
상기 구성의 부가적인 특징은 다음과 같다. 상기 통전수단은 상기 PCB 상의 리드패턴과 넓은 면적으로 접촉하도록 형성된 솔더링면과, 상기 솔더링면의 종단측면으로부터 상기 리드패턴에서 홀의 중심부에 이르는 높이 만큼 수직상측으로 종단측면과 동일한 폭으로 돌출된 수직판과, 상기 수직판의 종단 측면으로부터 상기 수직판이 돌출된 방향과 90°방향으로 다시 돌출하되, 소정의 길이 이후부터는 두 개의 판으로 분기하고, 그 각각의 분기판의 외측에는 볼록면이 형성된 것이다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명인 소자 결합형 유전체 필터의 평면도이다. 이를 참조하면, 본 발명인 소자 결합형 유전체 필터는 실장(MOUNT)될 소자(ELEMENT)들 사이의 통전여부를 결정하는 리드패턴(LEAD PATTERN)(310 내지 313)과, 노이즈(NOISE)를 줄이기 위해 유전체 공진기가 실장될 위치에 상기 유전체 공진기가 실장될 면적만큼 넓게 형성된 유전체 공진기 실장면(320)과, 노이즈를 줄이기 위해 하면과, 쓰루홀(THROUGH HOLE)을 통하여 상기 하면과 통전된 상기 PCB의 상면에 다른 리드패턴보다 넓게 형성된 리드패턴의 접지면(330,331)으로 형성된 PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD)(300)와, 내부에 원통형 공진홀이 형성되어 있고, 상기 공진홀의 입구가 있는 일면을 제외하고 전극물질이 도포되어 있고, 전극물질이 도포된 외부면이 상기 유전체 공진기 실장면(320)에 접하도록 실장되는 유전체 공진기(340 내지 346)와, 상기 유전체 공진기(340 내지 346)의 공진홀의 전극과 리드패턴 사이를 통전시키는 통전수단(TAB)(34a 내지 34g)과, 상기 PCB의 리드패턴 상에 실장되어 유전체 공진기(340 내지 346) 사이에서 커플링(COUPLING) 작용하는 평판캐패시터(370 내지 380)와, 상기 PCB(300)의 리드패턴 상에 실장되어 상기 용량기와 함께 커플링 작용을 하는 유도기(INDUCTOR)(390 내지 392)로 구성된다.
도 5는 본 발명의 일부인 통전수단(TAB)과 상기 통전수단을 유전체 공진기에 삽입시킨 실시예를 보인 도면이다. 이를 참조하면,
통전수단(TAB)(도 6의 A)은 상기 PCB 상의 리드패턴과 넓은 면적으로 접촉하도록 형성된 솔더링면(610)과, 상기 솔더링면(610)의 종단측면으로부터 상기 리드패턴에서 홀의 중심부에 이르는 높이 만큼 수직상측으로 종단측면과 동일한 폭으로 돌출된 수직판(620)과, 상기 수직판(620)의 종단 측면으로부터 상기 수직판이 돌출된 방향과 90°방향으로 다시 돌출하되, 소정의 길이 이후부터는 두 개의 판(630,631)으로 분기하고, 그 각각의 분기된 판의 외측에는 볼록면(640,641)이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 소자 결합형 유전체 필터는 도 6에 도시된 등가회로와 같이 동작하는데, 유전체 공진기의 커플링에 요구되는 값을 갖는 평판 캐패시터와 유도기(INDUCTOR)를 선별하여 상기 PCB상에 실장하므로 정확한 커플링 캐패시턴스를 얻을 수 있다. 따라서 공정상 트리밍 과정이 필요가 없게 된다.
또한, 상기 PCB상에 평판 캐패시터를 세워서 실장하면 한정된 공간에서 융통성 있게 회로를 구성할 수 있다.
또한, 상기 통전수단(TAB)의 솔더링면이 리드패턴과 넒은 면적으로 접촉하도록 형성됨으로써 솔더링작업의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 상기 통전수단은 상기 공진홀에 삽입되게 되는데 상기 분기판의 외측에 형성된 볼록면에 의해 공진홀의 내부도체층과 전기적으로 안정된 접촉을 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 정확한 커플링 캐패시턴스값을 발현시켜 공정상 트리밍(TRIMMING)단계를 생략할 수 있기 때문에 원재료 낭비가 방지되고, 넓은 면적의 솔더링면이 형성된 통전수단(TAB)을 채용함으로써 PCB상에 안정되고 신뢰성 높은 솔더링 작업이 되고, 공진홀에 삽입되는 분기판의 외측에 형성된 볼록면으로 인해 공진홀의 내부도체층과 리드패턴이 안정적인 전기접촉이 되어 유전체 필터의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 소자(素子)들 사이의 통전여부를 결정하는 리드패턴(LEAD PATTERN)이 형성된 PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD)가 포함된 소자(素子) 결합형 유전체 필터에 있어서,
    상기 PCB상의 리드패턴 상에 접하도록 실장되는 유전체 공진기와 상기 유전체 공진기의 공진홀에 형성된 내부도체층과 리드패턴 사이를 통전시키는 통전수단과,
    상기 PCB의 리드패턴상에 실장되어 상기 유전체 공진기 사이의 커플링 작용과 입출력단자 사이의 커플링 작용하는 유도기(INDUCTOR)와,
    상기 PCB의 리드패턴 상에 실장되어 유전체 공진기 사이의 커플링 작용하는 용량기(CAPACITOR)로 구성된 것을 특징으로 하는 소자 결합형 유전체 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통전수단은 상기 PCB 상의 리드패턴과 넓은 면적으로 접촉하도록 형성된 솔더링면과,
    상기 솔더링면의 종단측면으로부터 상기 리드패턴에서 홀의 중심부에 이르는 높이 만큼 수직상측으로 종단측면과 동일한 폭으로 돌출된 수직판과,
    상기 수직판의 종단 측면으로부터 상기 수직판이 돌출된 방향과 90°방향으로 다시 돌출하되, 소정의 길이 이후부터는 두 개의 판으로 분기하고, 그 각각의 분기판의 외측에는 볼록면이 형성된 것을 특징으로하는 소자 결합형 유전체.
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