KR100314630B1 - 전자기적 특성이 안정된 비가역회로소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선기기 등에 사용되는 비가역회로소자(isolator 또는 circulator)의 제조방법에 관한 것이며; 그 목적은 새로운 단자부 절연방식에 의해 전자기적 특성을 안정화시킬 수 있는 비가역회로소자의 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 정자계를 발생하는 강자성체; 상기 강자성체의 하부에 위치하여 유도자계가 발생되는 가넷자성체(garnet magnet)와 함께 내부단자가 마련되는 내부단자부; 상기 내부단자부가 삽입되도록 관통구가 형성되며 일측에 접지저항이 마련된 세라믹소자; 및 상기 세라믹소자를 수납하고 입출력단자와 접지단자가 마련된 하부케이스를 포함하여 구성되는 비가역회로소자의 제조방법에 있어서, 상기 내부단자부는, 먼저 상기 내부프레임의 내부단자와 대응하는 부위를 포함하도록 동판상에 절연물을 인쇄하고, 절연물이 인쇄된 동판으로부터 내부프레임을 펀칭가공한 다음, 펀칭가공된 내부프레임의 중심상에 가넷소자를 적치한 후, 상기 가넷소자가 적치된 내부프레임의 내부단자들을 차례로 굴곡시켜 형성됨을 포함하여 구성되는 비가역회로소자의 제조방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

전자기적 특성이 안정된 비가역회로소자의 제조방법

본 발명은 무선기기 등에 사용되는 비가역회로소자(isolator 또는 circulator)의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 새로운 단자부 절연방식에 의해 전자기적 특성을 안정화시킬 수 있는 비가역회로소자의 제조방법에 관한 것이다.

비가역회로소자는 무선기기의 파워앰프모듈(power amp module; 이하, 단지 `PAM')과 안테나-스위치(antena-switch) 소자간에 삽입되어 안테나-스위치소자에서 반사되는 신호원을 흡수시켜 PAM을 보호하는 역할을 한다. 이러한 비가역회로소자는 도1(a)에 도시된 바와 같이, 정자계를 발생하는 강자성체(2)와 상기 강자성체의 하부에 위치하여 유도자계가 발생되는 가넷자성체(garnet magnet)와 함께 내부단자가 마련되는 내부단자부(20)와 상기 내부단자부(20)가 삽입되도록 관통구가 형성되며 일측에 접지저항(6)이 마련된 세라믹소자(3) 및 상기 세라믹소자(3)를 수납하고 입출력단자(4) 및 접지단자(5)가 마련된 하부케이스(7)를 포함하여 구성된다.

이같이 구성된 비가역회로소자(10)의 등가회로를 도2에 나타내었다. 도2의 등가회로에서도 알 수 있듯이, 비가역회로소자(10)는 입력단에서 입력되는 신호를 출력단으로 보내고, 반대로 출력단에서 입력되는 신호는 접지저항측으로 바이패스(by-pass)시키는 기능을 한다. 즉, 상기 강자성체는 주로 스트론튬(Sr)과 같은 자성체로 구성되며 입력단에서 발생되는 전류에 의해 강자성을 띠고 하부에 위치된 가넷에 유도자계를 형성하고, 이로 인해 내부단자부(20)에는 출력단에서 인입되는 신호는 상쇄시키는 비가역회로를 형성한다. 상기 세라믹소자(3)는 세라믹의 양측에 Ag와 같은 도전층이 인쇄되어 있어 콘덴서(C1, C2, C3; C3는 ground capacitor)의 기능을 하고 있으며, 일측에는 접지저항(R)이 마련되어 있다. 그리고, 비가역회로소자는 상부케이스(1)에 의해 보호된다.

상기 비가역회로소자는 전자기적 관계로 조합되어 고주파영역에서 삽입손실(insertion loss)이 적으면서도 역방향손실(isolation loss)은 높은 특성이 요구된다. 이러한 특성은 상기 소자간에 존재하는 내부단자부(20)의 전자기적 회로 설계에 의하여 구현되며, 또 이를 위해 각 소자간의 유기적인 결합이 필수적이다.

비가역회로소자의 내부단자부(20)는 도1(b)와 같이, 내부프레임(21)과 가넷소자(22)으로 구성되는데, 기하학적으로 120°로 교차되어 있다. 이러한 구조를 갖는 내부단자부에 대한 제조방법이 일본 특개평 5-82109호에 제시되어 있다. 즉, 상기 제안에 의하면 내부단자프레임(20)은 도3(a) 내지 (g)에 나타난 바와 같이, 먼저 Cu판(Cu ribon frame 또는 Cu plate)(24)에서 내부단자프레임(21) 형태로 펀칭가공하여 프레임을 추출하고, 상기 프레임상에 가넷소자(22)을 위치시킨 다음, 각 단자 사이에 절연막(23)을 삽입하여 차례로 구부려서 형성된다. 그러나, 상기와 같은 종래방법은 우선 교차되는 단자 사이에 절연막을 삽입하는 공정이 복잡하고, 절연막의 유전율에 의하여 단자간의 부유용량이 발생으로 전자기적 특성이 열화되며, 무엇보다도 상기 절연막의 위치가 유동이 발생되어 일정하게 고정되지 못하여 내부단자간 단락(short)이 발생되기 쉬운 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 내부단자부의 내부단자 부위에 절연물을 인쇄하므로써 상하 교차되는 단자가 완벽하게 절연이 가능하도록 하여 제픔의 신뢰성을 크게 향상시키고 특히 절연막의 비틀림 및 작업공수를 단축할 수 있는 비가역회로소자의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 비가역회로소자의 분해사시도

도2는 도1의 비가역회로소자의 등가회로도

도3은 종래방법에 의해 비가역회로소자의 내부단자부를 제조하는 과정을 보이는 공정도

도4는 본 발명에 의해 비가역회로소자의 내부단자부를 제조하는 과정을 보이는 공정도

도5는 본 발명의 다른 제조방법에 따라 제조된 비가역회로소자의 내부단자의 일부 단면도

도6은 본 발명의 또 다른 제조방법에 따라 제조된 비가역회로소자의 내부단자의 일부 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 상부케이스 2: 강자성체 3: 세라믹소자 4: 입출력단자

5: 접지단자 6: 접지저항 7: 하부케이스 20: 내부단자부

21: 내부단자프레임 22: 가넷소자 24: 동판 23, 25: 절연물

상기한 목적달성을 위한 본 발명은 정자계를 발생하는 강자성체; 상기 강자성체의 하부에 위치하여 유도자계가 발생되는 가넷자성체(garnet magnet)와 함께 내부단자가 마련되는 내부단자부; 상기 내부단자부가 삽입되도록 관통구가 형성되며 일측에 접지저항이 마련된 세라믹소자; 및 상기 세라믹소자를 수납하고 입출력단자와 접지단자가 마련된 하부케이스를 포함하여 구성되는 비가역회로소자의 제조방법에 있어서,

상기 내부단자부는, 먼저 상기 내부프레임의 내부단자와 대응하는 부위를 포함하도록 동판상에 절연물을 인쇄하고, 절연물이 인쇄된 동판으로부터 내부프레임을 펀칭가공한 다음, 펀칭가공된 내부프레임의 중심상에 가넷소자를 적치한 후, 상기 가넷소자가 적치된 내부프레임의 내부단자들을 차례로 굴곡시켜 형성됨을 포함하여 구성되는 비가역회로소자의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명은 도1에 도시된 바와 같이, 정자계를 발생하는 강자성체(2)와 상기 강자성체의 하부에 위치하여 유도자계가 발생되는 가넷자성체(garnet magnet)와 함께 내부단자가 마련되는 내부단자부(20)와 상기 내부단자부(20)가 삽입되도록 관통구가 형성되며 일측에 접지저항(6)이 마련된 세라믹소자(3) 및 상기 세라믹소자(3)를 수납하고 입출력단자(4) 및 접지단자(5)가 마련된 하부케이스(7)를 포함하여 구성되는 비가역회로소자이면 어느 것이든지 적용가능하다.

본 발명의 비가역회로소자의 경우 도4에 도시된 바와 같이, 상기 내부단자부(20)는, 상기 내부프레임(21)의 내부단자와 대응하는 부위에 절연물이 인쇄됨을 특징으로 하고 있다.

구체적으로 본 발명의 내부단자부는 도4(a)와 같이, 우선 상기 내부프레임(21)의 내부단자와 대응하는 부위를 포함하도록 동판상에 절연물을 인쇄하고, 절연물이 인쇄된 동판으로부터 펀칭가공하여 도4(b)와 같은 내부프레임(21)을 추출한다. 이때, 상기 동판상의 절연물의 인쇄는 상기 가넷소자(22)의 상면에서 교차되는 내부프레임(21)의 내부단자와 대응하는 부위를 포함하도록 실시하여 각 단자간의 절연이 충분히 될 수 있도록 함이 바람직하다. 상기 절연물의 인쇄는 동판(24)상에 고리형태로 인쇄함이 보다 바람직하다.

또한, 상기 절연물의 인쇄방식은 도5와 같이, 내부프레임(21)의 내부단자 단면을 기준으로 절연물층이 불연속적으로 형성되도록 하는 것도 가능하다. 상기 불연속적인 인쇄방식은 절연물에 의한 정자계 감소 및 전자기 특성의 안정화를 유도할 수 있는 잇점이 있다.

상기 절연물은 액상 페이스트가 바람직하며, 이 경우 액상페이스트를 스크린인쇄(screen printing) 등으로 적절히 인쇄후 건조를 행한다. 상기 절연물은 에폭시 또는 레진계 고분자수지를 함유한 것을 사용할 수 있는데, 바람직하게는 상기 고분자수지에 Ni-Zn페라이트 또는 Ni-Zn-Cu페라이트와 같은 자성산화물을 포함된 것을 사용하는 것이다.

상기와 같이 펀칭가공된 내부프레임(21)은 도4(c)와 같이, 그 프레임의 중심상에 가넷소자(22)를 적치한 후, 도4(d)와 같이 상기 가넷소자(22)가 적치된 내부프레임(21)의 내부단자들을 차례로 굴곡시켜 도4(e)와 같은 내부단자부(20)을 얻는다.

이렇게 형성된 내부단자부(20)은 각 단자의 절연물층에 의해 상하 내부단자간 절연이 완벽하게 이루어질 수 있다. 본 발명은 무엇보다도 종래의 절연방식보다도 공수가 크게 절감되고 작업이 용이하게 이루어질 수 있는 잇점이 있음을 알 수 있다.

한편, 상기 절연물의 인쇄는 각 내부프레임(21)의 내부단자 각각에 절연물층이 형성되도록 하는 절연물 인쇄방식과는 달리, 도6과 같이 내부프레임(21)의 중간단자(21a)의 상하면에만 실시하는 것도 가능하다. 즉, 본 발명에 부합되는 절연물의 인쇄형태는 상기에서 제시된 실시예로 국한되지 않음은 물론이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 비가역회로소자의 내부단자부의 단자부위에 절연물을 인쇄하므로써 비가역회로소자의 상하 교차되는 내부단자들이 서로 완벽하게 절연이 가능하도록 하여 제품의 신뢰성이 크게 향상되고, 특히 이러한 비가역회로소자의 제조방식으로 내부단자들의 절연막 비틀림 현상뿐만아니라 절연막 삽입 등의 작업공수를 크게 단축할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 정자계를 발생하는 강자성체(2); 상기 강자성체의 하부에 위치하여 유도자계가 발생되는 가넷자성체(garnet magnet)와 함께 내부단자가 마련되는 내부단자부(20); 상기 내부단자부(20)가 삽입되도록 관통구가 형성되며 일측에 접지저항(6)이 마련된 세라믹소자(3); 및 상기 세라믹소자(3)를 수납하고 입출력단자(4)와 접지단자(5)가 마련된 하부케이스(7)를 포함하여 구성되는 비가역회로소자의 제조방법에 있어서,

   상기 내부단자부(20)는, 먼저 상기 내부프레임(21)의 내부단자와 대응하는 부위를 포함하도록 동판상에 절연물을 인쇄하고, 절연물이 인쇄된 동판으로부터 내부프레임(21)을 펀칭가공한 다음, 펀칭가공된 내부프레임(21)의 중심상에 가넷소자(22)를 적치한 후, 상기 가넷소자(22)가 적치된 내부프레임(21)의 내부단자들을 차례로 굴곡시켜 형성됨을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 비가역회로소자의 제조방법
2. 제1항에 있어서, 상기 동판상의 절연물의 인쇄는 상기 가넷소자(22)의 상면에서 교차되는 내부프레임(21)의 내부단자와 대응하는 부위를 포함하도록 실시됨을 특징으로 하는 제조방법
3. 제1항에 있어서, 상기 절연물의 인쇄는 내부프레임(21)의 중간단자(21a)의 상하면에만 실시함을 특징으로 하는 제조방법
4. 제1항에 있어서, 상기 절연물은 동판(24)상에 고리형태로 인쇄함을 특징으로 하는 제조방법
5. 제1항에 있어서, 상기 절연물은 내부프레임(21)의 내부단자 단면을 기준으로 절연물층이 불연속적으로 형성되도록 함을 특징으로 하는 제조방법
6. 제1항에 있어서, 상기 절연물은 액상 페이스트이고, 인쇄후 건조를 행함을 특징으로 하는 제조방법
7. 제1항에 있어서, 상기 절연물은 에폭시 또는 레진계 고분자수지를 함유한 것을 사용함을 특징으로 하는 제조방법
8. 제7항에 있어서, 상기 절연물은 Ni-Zn페라이트 또는 Ni-Zn-Cu페라이트 자성산화물을 포함된 것을 사용함을 특징으로 하는 제조방법

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