KR100311717B1 - 유전체필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통신 기기의 RE단 회로 구성시 이용되는 유전체 필터를 금속 몰드를 이용하여 세라믹재질의 유전체 공진기 성형시 인터디지털 캐패시터와 갭 캐패시터의 형상을 효홈형태로 함과 동시에 유전체 공진기에는 칩 캐패시터를 장착설치하여 수용부 및 도체 선로를 금속 몰드를 이용하여 성형 소결하여 제조함으로써 제조단가가 절감되고 필터 특성이 우수하게 한 것으로, 입력 단자(12) 및 출력 단자 (14)가 유전체 공진기(10) 외부에 형성되는 유전체 필터에 있어서,
상기 유전체 공진기(10)의 결합 캐패시터(18)를 이루는 인터디지털 캐패시터 (30)나 갭 캐패시터(32)의 형상을 유전체 공진기(10) 성형 단계에서

Description

유전체 필터
본 발명은 유전체 필터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 통신 기기의 RE단 회로 구성시 이용되는 유전체 필터를 금속 몰드를 이용하여 세라믹재질의 유전체 공진기 성형시 인터디지털 캐패시터와 갭 캐패시터의 형상을 요홈형태로 함과 동시에 유전체 공진기에는 칩 캐패시터를 장착설치하여 수용부 및 도체 선로를 금속 몰드를 이용하여 성형 소결하여 제조함으로써 제조단가가 절감되고 필터 특성이 우수하게 한 것이다.
일반적으로 유전체 필터는 통신 기기의 RF단 회로 구성시 이용되는 필터로서, 특히 무선 전화기(Cordless Telephone), 셀룰러 이동 전화(Cellular Telephone), GPS(Global Position System), 개인 휴대 통신(Personal Communication Service) 등의 이동 통신에 이용된다.
유전체 필터는 도 1에서처럼 일반적으로 입력 단자(12)에 연결되는 입력 캐패시터(17), 결합 캐패시터(18), 출력 단자(14)에 연결되는 출력 캐패시터(19)를 직렬 연결한 사이에 접지된 세라믹 재질의 유전체 공진기(10)를 연결하여 구성된다.
이러한 유전체 필터에 있어서, 결합 캐패시터(18)를 어떻게 형성하느냐에 따라 유전체 필터의 특성 및 경제성이 좌우되므로 매우 중요하다.
종래에는 유전체 기판을 이용하거나 입·출력 핀 위에 폴리머를 부착하여 결합 캐패시터(18)를 형성하였다.
그러나 최근에는 전화기의 소형화 및 부품의 표면 실장화에 부응하여 소형이면서도 처가격화가 가능한 케이스 없는 타입의 필터가 주류를 이루고 있으며 공진기 자체에 입·출력 캐패시터를 형성하기도 하였다.
이러한 종래 유전체 필터를 첨부된 도면 도 2a 내지 도 2f를 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 도 2f는 종래 유전체 필터의 내부 구조도이다.
도 2a는 에폭시나 알루미늄과 같은 유전체 기판(20)에 결합 캐패시터(18)를 형성한 후 유전체 공진기(10)를 조합하여 유전체 공진기(10)와 결합 캐패시터(18)를 금속 케이스(16)로 고정한 것이다.
도 2b는 유전체로 피복한 유전체 피복 단자(22)와 유전체 공진기(10)의 형상을 이용하여 결합 캐패시터(18) 역할을 하는 결합용 홀(24)을 이용하여 상호 인덕턴스 M으로 결합한 다음 유전체 공진기(10) 및 결합용 홀(24)을 금속 케이스(16)로서 고정한 것이다.
도 2a 및 도 2b의 유전체 필터는 금속 케이스(16) 때문에 유전체 필터의 크기를 크게 해야 하는 단점이 있었다.
따라서, 최근에는 유전체 필터의 소형화 및 가격의 절감을 위하여 금속 케이스(16)를 사용하지 않는 형태의 유전체 필터가 제작되고 있다.
도 2c는 최근에 개발된 유전체 필터로서 입·출력 단자(12,14)를 유전체 공진기(10) 자체에 형성하고 입·출력 단자간(12,14)의 결합 캐패시터(18)를 유전체 공진기(10) 형상을 이용하여 형성함으로써 유전체 필터의 소형화 및 저가격화가 가능한것이다.
유전체 필터를 제작시 입·출력 단자(12,14)간에 결합 캐패시터(18)의 역할을 수행하게 하는 방법은 즉, 입·출력 단자(12,14)간에 결합을 형성하는 방법은 도 26와 같이 유전체 공진기(10) 내부의 일부 전극(40)을 제거한 결합용 전극(26)으로 상호 인덕턴스 M 및 기생 캐패시터를 형성하는 방법이나, 도 2e와 같이 유전체 공진기(10)의 상부 형상을 변형하여 공기를 이용한 결합 캐패시터(18)로 상호 인덕턴스 M만을 이용하는 방법, 또는 도 21와 같이 각각의 유전체 공진기(10,10a))에 결합용 전극(26)을 각각 형성한 후 접합하는 방법이다.
도 2c와 같은 형태의 유전체 필터 제작시 결합 캐패시터(18)를 형성하는 방법에 따라 유전체 필터의 특성 및 경제성을 좌우하는 중요한 요소가 된다.
도 2d와 같이 유전체 공진기(10) 내부를 가공하여 결합용 전극(26)을 형성하는 경우 상호 인덕턴스 M과 기생 캐패시터를 이용함으로써 필터 특성을 향상시킬 수는 있으나 제조 공정시 세라믹 재질의 유전체 공진기(10) 내부를 다이아몬드 팁 등을 이용하여 미세 가공하여야 하므로 제조 단가가 상승되며 또 유전체 공진기(10)의 미세 파손을 유발할 수 있다.
도 2e의 경우, 상호 인덕턴스 M만을 이용함으로써 소형화된 형태에서는 필터
특성의 비대칭이나 대역폭, 삽입 손실 등의 특성을 저하시킨다.
도 2F의 경우, 필터 특성은 우수하나 제조 공정시 각각의 유전체 공진기 (10,10a)를 부착하는 공정으로 인하여 제조 단가의 상승을 초래하며 단일 유전체 공진기(10)를 이용한 경우보다 유전체 공진기(10,10a)간의 결합으로 인한 열적 내구성 및 기계적 강도가 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 인출된 것으로서, 제공하고자하는 목적은, 상호 인덕턴스 M과 기생 캐패시터를 결합 캐패시터의 결합 소자로 이용함으로써 필터 특성이 우수하고, 제조 공정을 줄일 수 있어 제조 경비를 절감할 수 있으며, 유전체 공진기 자체에 칩 캐패시터를 장착하는 것에 의해 설계시 특성 조절이 자유로워 구조적 안정성을 기할 수 있을 뿐만 아니라, 결합캐패시터로서 이용되는 인터디지털 캐패시터나 갭 캐패시터의 형상을 요홈형태로 하는것에 의해 캐패시터의 미세 조정이 가능하여 유전체 공진기의 유전 특성 및 필터 규격이 변화하는 경우에도 동일 금속 몰드를 이용할 수 있어 필터의 제작이 용이하게 한 유전체 필터를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 입력 단자 및 출력 단자가 유전체 공진기 외부에 형성되는 유전체 필터에 있어서, 입력 단자(12) 및 출력 단자(14)가 유전체 공진기(10) 외부에 형성되는 유전체 필터에 있어서, 상기 유전체 공진기(10)의 결합 캐패시터(18)를 이루는 인터디지털 캐패시터(30)나 갭 캐패시터 (32)의 형상을 유전체 공진기(10) 성형 단계에서
Figure kpo00002
형상의 요홈으로 성형한 후, 칩 캐패시터와 도체 선로를 조합하여 제조한 것을 특징으로 한다.
제 1도는 유전체 필터의 회로도,
제 2a도 내지 제 2f도는 종래 유전체 필터의 내부 구조도,
제 3a도, 제 3b도는 본 발명에 따른 유전체 필터의 사시도 및 선 A-A 단면도,
제 3c도는 본 발명의 실시예의 따른 사시도,
제 4a도, 제 4b도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 필터의 사시도 및 일부 정면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10,10a ; 유전체 공진기, 12 ; 입력 단자,
14 ; 출력 단자, 16 ; 금속 케이스,
17 ; 입력 캐패시터, 18 ; 결합 캐패시터,
19 ; 출력 캐패시터, 20 ; 기판,
22 ; 유전체 피복 단자, 24 ; 결합용 홀,
26 ; 결합용 전극, 28 ; 접합부,
30 ; 인터디지털 캐패시터 , 32 ; 갭 캐패시터,
34 ; 칩 캐패시터, 36 ; 도체 선로,
38 ; 수용부, 40 ; 전극.
이하 본 발명을 첨부된 도면 도 3a 내지 도 4b를 참고로 하여 설명하되 도 1을 참고로 하면 다음과 같다.
도 3a, 도 3b는 본 발명에 따른 유전체 필터의 사시도 및 선 A-A 단면도이고, 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 사시도이며, 도 4a, 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 필터의 사시도 및 일부 정면도이다.
먼저 본 발명의 기본적인 구성을 살펴보면, 유전체 필터에 있어서, 인터디지털 캐패시터(30)나 갭 캐패시터(32)의 형상을 유전체 공진기(10) 성형시 요흠 형태로 성형한 후 소결한 유전체 공진기(10)를 은이나 동을 이용하여 전극(40)을 형성한 다음 입·출력 캐패시터(17,19)는 화학적 에칭으로 형성하고 그 일측면을 연마하여 제조됨을 특징으로 한다.
이를 자세하게 설명하면 결합 캐패시터(18)를 인터디지털 캐패시터(30)나 갭캐패시터(32)로 이용한 것으로서, 인터디지털(Interdigital) 캐패시터(30)나 갭 (gap) 캐패시터(32)의 형상을 금속 몰드의 한 면에 요홈 형태로 제작한 후 상기 금속 몰드를 이용하여 유전체 공진기(10)를 성형하고 소결하는 것에 의해 유전체 공진기(10)의 한 면에 인터디지털 캐패시터(30)나 갭 캐패시터(32)의 형상이 요홈 형태로 형성된다.
소결된 유전체 공진기(10)를 은(Silver)이나 동(Copper)을 이용하여 전극 (40)을 형성한 후 입·출력 캐패시터(17)(19)는 통상의 화학적 에칭으로 형성하고, 필요한 면을 연마한다.
예를 들어 λ/4의 유전체 필터를 형성하기 위해서는 한 면을 연마하면 된다.
연마시 연마 량에 따라 공진 주파수 및 결합 캐패시터(18)를 조정하여 유전체 필터를 완성한다.
또한 제조 공정에 따라 유전체 공진기(10)의 유전 특성 및 수축율의 차이가 발생시 공진 주파수 및 결합 캐패시터(18)가 변화함으로 유전체 필터의 규격을 만족하지 못할 경우를 대비하여 결합 캐패시터(18)의 미세 조정이 가능하도록 요홈의 형태를 도 3b처럼
Figure kpo00003
형상으로 제조함으로써 연마 길이에 따라 전극(40)간의 거리를 조정하여 원하는 필터 특성을 얻을 수 있다.
상기한 유전체 필터는 결합 용량을 유전체 공진기(10) 형상에 따른 상호 인덕턴스 M과 기생 캐패시터를 결합 소자로 이용함으로써 상호 인덕턴스 M만을 이용한 필터의 경우보다 우수한 필터 특성을 나타낸다.
우수한 필터 특성을 얻을 수 있는 결합 캐패시터(18)를 성형 공정에서 제조함으로써 소결 후에 유전체 공진기(10)를 가공하는 것보다 경제적 이득을 얻을 수 있으며 유전체 공진기(10)를 요홈 형태로 함으로써 주파수 조정을 위한 연마만으로도 원하는 캐패시터를 얻을 수 있으므로 종래 유전체 공진기의 필요한 면을 연마한 후 전극을 인쇄한 다음 소결하여 원하는 캐패시터를 얻는 형태보다 제조 공정을 줄일 수 있는 것이다.
또한, 전극(40) 형성시 요홈의 형태가
Figure kpo00004
형상을 함으로써 연마 량에 따라 인터디지털 캐패시터(30)나 갭 캐패시터(32)의 조절이 가능하여 유전체 공진기 (10)의 유전 특성 및 필터의 규격이 변화하는 경우에도 동일한 금속 몰드 즉 동일 금형을 이용할 수 있게 된다.
상술한 공정으로 제조된 유전체 필터는 입력 단자(12) 및 출력 단자(14)가 유전체 공진기(10) 외부에 형성되는 유전체 필터에 있어서, 상기 유전체 공진기(10)에 인터디지털 캐패시터(30)나 갭 캐패시터(32)의 형상이 요홈 형태로 형성됨을 특징으로 한다.
이때 상기 요홈은
Figure kpo00005
형상으로 이루어져야 연마 길이에 따라 전극 (40)간의 거리를 조정하여 원하는 필터 특성을 얻을 수 있어 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예로서, 상기 유전체 공진기(10)에 수용부(38) 및 도체 선로(36)를 요철의 형태로 성형하고 소결한 유전체 공진기(10)를 동도금하되 수용부 (34)는 폴리머를 이용하여 전극(40)을 형성하지 않은 상태에서 입·출력 캐패시터 (17,19)는 화학적 에칭으로 형성하고 필요한 면을 연마한 후 수용부(38)에는 칩캐패시터(34)를 창작설치하여 도체 선로(36)와 접합하는 형태로 유전체 필터를 제조할 수도 있다.
이를 자세히 설명하면 결합 캐패시터(18)는 칩(Chip) 캐패시터(34)를 이용한 것으로서, 칩 캐패시터(34)가 안착될 수용부(38)와 도체 선로(36)를 금속 몰드의 한 면에 요홈 형태로 제작한 후 세라믹 재질의 유전체 공진기(10) 성형시 성형하고 소결한다.
소결한 유전체 공진기(10)를 동도금하되 칩 캐패시터(34)가 안착될 수용부 (38)는 폴리머를 이용하여 전극(40)을 형성하지 않는다.
입·출력 캐패시터(17,19)는 통상의 화학적 에칭으로 형성하고, 필요한 면을 연마한다.
예를 들어 λ/4의 유전체 필터를 형성하기 위해서는 한 면을 연마하면 된다. 연마시 연마 량에 따라 공진 주파수를 조정하고 솔더(Solder)를 이용하여 수용부 (38)에 안착된 칩 캐패시터(34)와 도체 선로(36)를 결합하여 유전체 필터가 완성된다.
상술한 방법으로 제조된 유전체 필터는, 유전체 공진기(10) 자체에 칩 캐패시터(34)가 안착되는 수용부(38)와 도체 선로(36)가 형성되어 상기 칩 캐패시터(34)와 도체 선로(36)가 접합됨을 특징으로 한다.
이는 유전체 공진기(10) 자체에 칩 캐패시터(34)를 안착할 수 있는 수용부 (38)가 형성됨으로써 유전체공진기(10)의 구조적 안정성을 기할 수 있으며, 칩 캐패시터(34)와 유전체 공진기(10)간의 결합을 요홈 형태의 도체 선로(36)로 함으로써 칩 캐패시터(34)와 유전체 공진기(10)간의 결합을 위한 금속 단자핀이 불필요함으로써 제조 공정이 단순하여 제조 경비를 줄일 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 유전체공진기의 수용부에 칩 캐패시터를 설치하여 도체선와 접합되게 함으로써 필터의 설계시 필터 특성의 조정이 자유로워 제품의 정밀도가 우수하고 제조 공정을 줄일 수 있어 제조 경비를 절감할 수 있으며 유전체 공진기 자체에 칩 캐패시터를 장착하는데 따른 구조적 안정성을 기할 수 있을 뿐만 아니라, 결합캐패시터로서 이용되는 인터디지털 캐패시터나 갭 캐패시터의 형상을 요홈 형태로 형성함으로써 캐패시터의 특성에 대한 미세조정이 쉽게하여 필터의 제작이 용이하게 될 뿐만아니라 유전체 공진기의 유전 특성 및 필터 규격이 변화하는 경우에도 동일 금속 몰드를 이용할 수 있는 유용한 효과를 제공한다.

Claims (1)

  1. 입력 단자(12) 및 출력 단자(14)가 유전체 공진기(10) 외부에 형성되는 유전체 필터에 있어서,
    상기 유전체 공진기(10)의 결합 캐패시터(18)를 이루는 인터디지털 캐패시터 (30)나 갭 캐패시터(32)의 형상을 유전체 공진기(10) 성형 단계에서
    Figure kpo00006
    형상의 요홈으로 성형한 후, 칩 캐패시터와 도체 선로를 조합하여 제조한 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
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